WO1987004535A1 - Method for forming curved surfaces - Google Patents

Description

明 細 書

曲面生成方法

技術分野

本発明は曲面生成方法に係 り 、 特に上面形状及び下面 形状が異な る部品曲面を生成す る 曲面生成方法に関す る 。

背景技術

第 4 図に示す ょ ぅ に上面形状及び下面形状を特定す る 第 1 、 第 2 ¾錄 C V 1 ， C V 2 入カ し 、 該第 ·

2 曲線上の対応点 P ， Q , を求め 、 こ れ ら各対応点を結 んで上面及び下面形状が異な る 部品 W K の曲面を生成す る 曲面生成方法がぁ る 。 具体的には 、 対応点 P ; ， Q i を 求め 、 順次各対応点 P； , Q を同時に た ど る ょ ぅ に N C デ一タ を作成し 、 該 N C デ一タ に基づぃてェ具 B T を移 動 さ せ る こ と に ょ り 部品 W K の曲面が生成 （加ェ） さ れ る 。 尚、 こ の ょ ぅ に 2 っの曲線を与ぇ て部品の曲面を生 成す る方法は 、 米国特許 4, 559， 60 1号明細書 「数値制 御切削方法」 、 西暦 1 9 8 4 年 6 月 1 9 日米国にぉぃて 出願さ れた米国特許出願番号 624, 676号明細書 「 ヮ ィ ャ カ ッ ト テ 一 パ加ェ方法」 、 西暦 1 9 8 5 年 4 月 2 9 日米 国に ぉぃて 出願さ れた米国特許出願番号 7 3 2 , 0 1 0 号明細書 「 ヮ ィ ャ放電加ェ方法」 に開示 さ れて ぃ る 。

第 5 図は従来の曲面生成方法の説明図で ぁ り 、 C V 1 , C V 2 は上面形状及び下面形状を特定す る 第 1 、 第 2 の 曲線、 G l ， G 3 , G 5 , G 7 , · . . は第 1 曲線上の 要素、 G 2 ， G 4 , G 6 , G 8 , · · ♦ は第 2 曲線上の

¾A0GRI61NAL 要素で ぁ り 、 要素 G l と G 2 , G 3 と G 4 , G 5 と G 6 ， G 7 と G 8 , ♦ · ' は互ぃ に対応 し て ぃ る 。 かか る 場合、 各曲線 C V 1 , C V 2 及び分割 ピッ チ （ 醒 ） は以下の ょ ぅ に定義さ れる 。

CV1 = S 1; S 2; C (χ,, y _lt r _x) , CW, S 3; S4;

C (x₂, y₂r₂) CW, S 5; · …

CV 2 = S 6; S 7; C (x₃, y₃, r₃) ， CW, S 8; S 9; S 10; * · · CUT P, 5;

尚、 S i ( i = 1 , 2 ， · · ） は線分ま たは円弧で ぁ る 図形要素の端点を 、 C は円弧を 、 括弧内の （ X； ， ·、 ， % . ) は円弧中心 と 半径を 、 C Wは時計方向の円弧で ぁ る こ と を 、 ； は プ ロ ッ ク の区切 り で ぁ る こ と を示す。 又、 分割 ピッ チ を示すヮ 一 ド ァ ド レ ス語 P にっづ く 数値に ょ り 第 1 、 第 2 曲線に沿 っ た基準線方向の ピッ チが特定さ れ る 。

第 1 、 第 2 曲線 C V 1 , C V 2 の定義文及び分割情報 が入カ さ れれば、 曲面生成装置は第 1 、 第 2 曲線上の対 応点を順次演算し 、 該演算結果に基づ ぃ て対応点を同時 に た ど る ょ ぅ な N C デ一 タ を作成す る 。

と こ ろ で、 曲面に ょ っ て はー方の曲線上の 1 っ の要素 の始点ぁ る ぃ は終点で ぁ る ポ ィ ン ト が他方の曲線上の少 な く と も 1 っ の要素上の全ポ ィ ン ト に対応す る ょ ぅ な ェ ッ ジ部分を含むも のがぁ る 。

し か し 、 従来の曲面生成方法は第 1 曲線上の要素が第 2 曲線上の要素に必ず対応し て ぃ る場合で ぁ り 、 従っ て 上記ェッ ジ部分を有す る 曲面を特定す る こ と がで き なか っ た。

以上か ら 、 本発明の目的は ヮ ー ク 上面ぁ る ぃは下面を 特定す るー方の曲線上の 1 っのボ ィ ン ト が他方の曲線上 の複数のポ ィ ン ト に対応す る ょ ぅ な ヱ ツ ジ部分を含む塲 合で ぁ っ て も 確実に 、 し かも 簡単に曲面を生成す る こ と がで き る 曲面生成方法を提供す る こ と で ぁ る 。

発明の開示

本発明は 、 ヮ 一 ク 上面 ^状及び下面形状を特定す る 第 1 、 第 2 の曲線を入カ し 、 該第 1 、 第 2 曲線上の対応点 を求め、 こ れ ら各対応点を結んで上面及び下面形状が異 な る部品形状を生成す る 曲面生成方法で ぁ り 、 特に待殊 な ヱ ッ ジ形状を有す る 曲面生成方法に関す る 。

こ の発明に ぉ ぃて は、 線分ま たは円弧で ぁ る 図形要素 で構成さ れた第 1 、 第 2 の曲線の ぅ ち 、 ー方の曲線上の 1 っ のポ ィ ン ト が他方の曲線上の少な く と も 1 っ の図形 要素上の全ポ ィ ン ト に対応す る塲合、 該ー方の曲線上の ポ ィ ン ト と 他方の曲線上の図形要素 と の対応を曲線定義 文の中で特定し て入カす る 。 し か る後、 前記ー方の曲線 上のポ ィ ン ト に対応す る他方の曲線上の図形要素を所定 の分割数に分割 し 、 該ポ ィ ン ト と 全分割点を それぞれ結 んで前記ヱッ ジ部を形成す る 。

こ の方法に ょ れば、 ヮ 一 ク 上面ぁ る ぃは下面を特定す る ー方の曲線上の 1 っ のポ ィ ン ト が他方の曲線上の複数 の ポ ィ ン ト に対応す る ょ ぅ な ヱッ ジ部分を含む曲面で ぁ っ て も 確実に 、 し かも 簡単に生成す る こ と がで き る 。

図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の概略説明図で ぁ り 、 第 1 A図は斜視 図、 第 1 B 図は上面形状、 第 1 C 図は下面形状、

第 2 図は本発明 を実現す る 曲面生成装置の プ ロ ツ ク 図、 第 3 図は本発明の処理の流れ図、

第 4 図及び第 5 図は本発明の背景説明図で ぁ 'る 。

発明を実施す る た め の最良の形態 第 1 図に ぉ ぃて 、 C V I は部品 W K の上面彩状を特定 す る 第 1 曲線、 C V 2 は下面形状を待定す る 第 2 曲線、 G i ( i = l 〜 5 ) は第 1 曲線の図形要素、 E j ( j = 1 〜 9 ) 第 2 曲線の図形要素で ぁ る 。 尚、 図形要素は直 線要素 （線分） 、 円弧を含む。

ス タ 一 ト 点 P s ， Q s か ら図形要素 G 1 〜 G 5 ,

E 1 〜 E 9 を経路順に配列し て第 1 、 第 2 の曲線 C V 1 , C V 2 を定義す る と 共に 、 一方の曲線 C V 1 のポ ィ ン ト P 1 が他方の曲線上の少な く と も 1 っ の図形要素 E 2 (円弧 Q1Q2) 上の全ポ ィ ン ト に対応す る場合、 該ー方の 曲線上の ポ ィ ン ト P 1 と 他方の曲線上の図形要素 E 2 と の対応を曲線定義文の中で待定す る 。

そ し て 、 曲面生成に際し て 、 前記ー方の曲線 C V 1 上 のポ ィ ン ト P 1 に対応す る他方の曲線上の要素 E 2 を别 に与ぇ ら れ る分割情報に基づ ぃて定ま る所定の分割数で 分割し 、 該ポ ィ ン ト P 1 と 全分割点 Q 1 , q , , , ₁₂ , Q 2 を それ ぞれ結んでェッ ジ部 E G 1 を形成す る 。 尚、 加ェに際し て は 、 第 1 、 第 2 曲線 C V 1 ， C V 2 上の対応点を 同時に た ど る ょ ぅ に N C デ一 タ を作成し 、 該 N C デ一タ に基づ ぃてェ具を移動 さ せて曲面を生成す る

第 2 図は本発明方法を実現す る 曲面生成装置の ブ π ツ ク 図で ぁ る 。 1 1 は制御本体、 1 2 は キ 一 ボ一 ド、 1 3 は C R T、 1 ⁴ は デ ィ ス ク 装置等の入出カ装置、 1 5 は フ ロ ッ ピ 一 デ ィ ス ク で ぁ る 。 制御本体 1 1 は プ ロ セ ッ サ 1 1 a 、 R O M l l b 、 R A M l l c 、 ヮ 一 キ ン グ メ ^ リ l i d を有 し て ぃ る 。

第 3 図は本発明の処理の流れ図で ぁ る 。 以下、 第 1 図 乃至第 3 図に従っ て本発明の曲面生成方法を説明す る 。

(1)ま ず、 第 1 曲線 C V 1.， 第 2 曲線 C V 2 を構成す る 各要素 G i ， E i ( i = 1 , 2 ， · · ） の端点を待定す る 。 尚、 端点は図形要素の始点ぁ る ぃ は終点で ぁ る 。

し か る後、 第 1 、 第 2 曲線 C V 1 , C V 2 を特定す る 曲線定義文及び分割情報で ぁ る ピッ チ を入カす る 。 尚、 第 1 図に示す例では曲線定義文、 ピッ チ定義文は それぞ れ以下の ょ ぅ に な る 。 ただ し 、 第 1 曲線 C V 1 上のポ ィ ン ト P I , Ρ 2 , Ρ 3 , Ρ 4 は それぞれ第 2 曲線 C V 2 上の図形要素 Ε 2 , Ε 4 , Ε 6 , Ε 8 に対応す る も の と す る 。 すなゎち 、 第 1 曲線 C V 1 の定義文は

CVl=Ps; · '始点

P 1， MRK 1, MRK 2; ♦ · G 1

P 2, MRK 3, MRK4; · · G 2 . P 3, MRK 5, MRK 6; · · G 3

P4, MRK7, MRK 8; ♦ · G4

P s; · · G 5

と な り 、 第 2 曲線 C V 2 の定義文は

CV2=Qs; 始点

Q 1, MRK 1; E 1

C (_Xl―, _{7 L}, Γ ,) CW, Q 2, MRK 2 • E 2

Q3, MRK 3; E 3

C (x₂, y₂, r₂) ， CW, Q4, MR 4 • E4

Q5, MRK 5; E 5

C (x₃， y₃, r ₃) CW, Q6, MRK 6 • E 6

Q7, MRK7; * E7

C (x y_d， rュ） CW, Q8, MRK 8 • · E 8 Qs; • E 9 と な り ビッ 定義文は

P, 5 , 5

.. *'. - "- リ . ¾ ί 定^文に ぉ ぃ て 、'： .' Λ S - 3 = 1

〜 8 ) は マ 一 ク 点を示す マ 一 ク 点指令で 、 2 っ の マ ー ク 点指令を含むー方の曲線上のポ ィ ン 卜 が、 それ ぞれの マ — ク 点指令を含む他方の曲線上の 2 っ の ポ ィ ン ト 閩の図 形要素に対応す る こ と が定義さ れ る 。 た と ぇ ば、 第 1 曲 線 C V 1 上の ポ ィ ン ト Ρ 1 は 2 っ の マ 一 ク 点指令 M R K 1 ， M R K 2 を含むか ら該ポ ィ ン ト P 1 は、 マ 一 ク 点指 令 M R K 1 を含む第 2 曲線 C V 2 上のポ ィ ン ト （ マ 一 ク 始点） Q 1 と マ 一 ク 点指令 M R Κ 2 を含むポ ィ ン ト （ マ 歸咖 ー ク 終点） Q 2 間の図形要素 E 2 に対応し て ぃ る 。

又、 曲線定義文に ぉ ぃて 、 C は円弧を示し 、 C Wは時 計方向を示 し （ C C Wは反時計方向） 、 括弧內の （ _{X l} ， y ! , r , ) は円弧の中心 と 半径を示す。

更に 、 分割 ピッ チ を示す ヮ 一 ド ァ ド レ ス 語 Ρ に繞 く 第 1 数値に ょ り 駆動線方向の ピッ チ が、 第 2 数値に ょ り 基 準線方向の ピッ チ が そ れ ぞれ特定さ れ る 。 尚、 第 1 A図 の太辚で示す第 1 、 第 2 曲線に沿 っ た移動方向が基準線 方向で ぁ り 、 細線で示す方向 （ ェ ツ ジ方向） が駆動線方 向で ぁ る 。

(2)曲線定義文及び ピッ チ定義文が入カ さ れればプ ロ セ ッ サ 1 1 a は各曲線 C V 1 , C V 2 の各図形要素の線長 L , , , L _{2 i} を求め る と 共 'に 、 各曲線 C V 1 , C V 2 の ト — タ ル の線長 L I , L 2 を演算す る 。

(³) し カ > る後、 L 1 と L 2 の ぅ ち長ぃ方の曲線長を し と し て L Z P ( P は ピッ チ ） を求め、 L Z P 以上で L Z P に最も 近ぃ整数を長ぃ線長を有す る 曲線 （長曲線 と ぃ ぅ ） の分割数 M と す る 。 尚、 第 1 図では長曲線は第 2 曲線 C V 2 で ぁ る 。 '

(4)っ ぃで 、 （ L ₂」 Z L ) ' M の小数点以下を た と ぇ ば 四捨 5 入し て長曲線 （第 2 曲線） C V 2 の各図形要素 の分割数 Μ」 を求め る 。

(5)分割数 M」 が求ま れば、 プ ロ セ ッ サ は第 1 、 第 2 曲線 C V 1 ， C V 2 の曲線定義文か ら最初の プ ロ ッ ク のデ一 タ （第 1 、 第 2 曲線の ス タ ー ト 点 P s , Q s ) を読み取 っ て 、 対応ス タ ー ト 点 と して R A M I 1 c に格納す る 。

(6)ス タ 一 ト 点記億後、 l → i , 1 → 〗 ， 0 — F と す る < た だ し 、 F は マ 一 ク 点指令がぁ っ た こ と を示す フ ラ グで ぁ り 、 又曲線定義文の最初のブ ロ ッ ク を第 0 ブ ロ ッ ク と し 、 以後第 1 ブ ロ ッ ク 、 第 2 ブ ロ ッ ク 、 ' ' と す る 。

(7)し か る後、 第 1 、 第 2 曲線定義文の第 i 、 第 j ブ ロ 、ジ ク （第 i 、 第 j 図形要素） を読み取る 。

(8)プロ セ ッ サ は読み取っ たデ一タ 内に マ 一 ク 始点を示 す マ 一 ク 点指令が存在す る カ ど ぅ かを チ ェ ッ ク す る 。

(9)マ ー ク 始点を待定す る マ ー ク 点指令が存在すれば

1 → F と す る 。

(10)マ 一 ク 始点を示すマ 一 ク 点指令が存在し な ければ、 ぁ る ぃは ス テ ッ プ（9) の処理を行 っ た後に 、 第 1 、 第 2 曲 線上の第 i 、 第 j 図形要素を それぞれ Μ 分割し て 、 第 1 第 2 曲線上の分割点を それぞれ対応 さ せて R A M I 1 c に記億す る 。 た だ し 、 は長曲線で ぁ る 第 2 曲線の第 j 図形要素の分割数で ぁ る 。

(11)第 i 、 第 j 図形要素の分割点の対応付けが終了すれ ば、 フ ラ グ F = 1 カ> ど ぅ かを判定す る 。

(12) F = 1 で な ければ、 i + 1 — ί , j + 1 → j と す る < (13)し か る 後、 曲線を定義す る ブ π ッ ク が残存し て ぃ る か ど ぅ カ>を チ ヱッ ク し 、 残っ て ぃればス テ ッ プ ）以降の 処理を繰 り 返す。

(U)残っ て ぃ な ければ第 1 曲線上のポ ィ ン ト と 第 2 曲線 上のポ ィ ン ト と の対応付けが終了 し た も の と し て 、 求め た対応点を順次た ど る ょ ぅ にェ具 （ ヮ ィ ャ放電加ェ機に ぉ け る ヮ ィ ャ を含む） を移動 さ せ る N C データ を作成し て処理を終了す る 。

(）ー方、 ス テ ッ プ（11)にぉぃ て フ ラ グ F = 1 で ぁれば、 j + j に ょ り 長曲線 （設例では第 2 曲線） の ブ π ッ ク 番号 j を 1 歩進す る 。

(16) し か る後、 長曲線 （第 2 曲線） の曲線定義文ょ り 第 j ブ ロ ッ ク （第 j 図形要素） の デ 一タ を読み取る 。

(17) し か る 後、 第 2 曲線上の第 j 図形要素を 1^1」分割し て 第 2 曲線上の分割点を求め 、 各分割点を第 1 曲線上の マ

— ク 始点に対応 さ せて R A M I 1 c に記億す る 。

第 1 図の例では 、 第 2 形要素 E 2 が *3 分割 さ れ、 分 割点 q t i , q _{1 2} , Q 2 が第 1 曲線上のポ ィ ン ト Ρ 2 に対 応付け さ れて R A M I 1 c に記億さ れ る 。

(18)っ ぃで 、 第 j ブ ロ ッ ク に マ ー ク 終点を示すマ 一 ク 点 指令カ；含ま れて ぃ る カ ど ぅ カ を チ ヱ ク ク し 、 含ま れて ぃ な け ればス テ ッ プ（15)以降の処理を繰 り 返す。

(19) マ 一 ク 終点を示すマ 一 ク 点指令が含ま れて ぃれば、 0 → F と し て ス テ ッ プ（12)以降の処理を繰 り 返す。

以上本発明に ょ れば、 上面ぁ る ぃは下面を特定す るー 方の曲線上の 1 っ のポ ィ ン ト が他方の曲線上の複数のポ ィ ン ト に対応す る ょ ぅ な ヱ ッ ジ部分を含む場合で ぁ っ て も 確実に 、 し かも 簡単に曲面を生成す る こ と がで き る 。

Claims

- io - 請求の範囲

1 . 上面形状及び下面形状を待定す る 第 1 、 第 2 の曲 線を入カ し 、 該第 1 、 第 2 曲線上の対応点を求め 、 こ れ ら各対応点を結んで上面及び下面形状が異な る部品形状 を生成す る 曲面生成方法に ぉ ぃて 、

線分及び、 ま たは円弧で ぁ る 図形要素で構成 さ れた第 1 、 第 2 の曲線の ぅ ち 、 ー方の曲線上の 1 っ のポ ィ ン ト が他方の曲線上の少な く と も 1 っの図形要素上の全ポ ィ ン ト に対応す る場合、 該ー方の曲線上のポ ィ ン ト と他方 の曲線上の図形要素 と の対応を曲線定義文の中で待定し て入カす る 第 1 ス テ ッ プ、

前記ー方の曲線上のポ ィ ン ト に対応す る他方の曲線上 の図形要素を所定の分割数に分割す る第 2 ス テ ッ プ、 該ポ ィ ン ト と 全分割点を それ ぞれ結んで ヱッ ジ部を形 成す る第 3 ス テ ツ プを を有す る こ と を特徵 と す る 曲面生 成方法。

2 * 第 1 、 第 2 の曲線を定義す る定義文 と 共に分割 ピ ク チ を入カ し 、 こ の分割 ピッ チ を P 、 第 1 、 第 2 曲線の ぅ ち長ぃ方の曲線の長 さ を L と す る と き L Z P に ょ り 長 ぃ曲線の分割数 M を求め 、 該長ぃ方の曲線の第 j 番目 の 図形要素の長さ L」 と す る 時、 ( L . - M / L ) に基づ ぃ て該第 j 番目 の図形要素に ぉけ る 分割数 Μ」 を求め る第 4 ス テ ッ プを ¾ し 、

該第 4 ス テ ッ プで求め た分割数を前記第 2 ス テ ッ プに ぉけ る所定の分割数 と す る こ と を特徵 と す る 請求の範囲 第 1 項記載の曲面生成方法。

3 ♦ 前記分割数 M」 に ょ り 第 1 、 第 2 曲線に ぉ け る 対応 す る 図形要素を分割し て第 1 曲線 と 第 2 曲線上のポ ィ ン ト を対応付け る 第 5 ス テ ッ プを有す る こ と を特徵 と す る 請求の範囲第 2 項記載の曲面生成方法。

4 * 前記第 1 、 第 2 曲線上の対応点を同時に た ど る ょ ぅ にェ具を移動さ せて 曲面を加ェす る こ と を特徵 と す る 請求の範囲第 3 項記載の曲面生成方法。