WO1988008560A1 - Nc data preparation for working curved surface - Google Patents

Description

明 細 害

曲面加工用 の · C デ ー 々 作成方 ：

技術分野

本発明は曲面加工用 N C デ ー タ 作成方法に 係 'り 、 特 深 さ 方向に 切削境界面を有す る 曲面 を加工す る た め の X c デー 々 作成方法に 関す る - 背景技術

三次元金型等の数値制御加工に 際 し て は 、 複欸の断面 曲線 !- よ り 曲面を定義 し 、 該断面曲線の ' 一 々 等か' ら 曲 面上 の点列を生成 し 、 該生成 さ れ た 曲面上 の点列に 関す る デ 一 ク を N C テ 一 ■ に 記億 し 、 該 N C チ 一 か ら の指 令に よ り 曲面の加工を実行す る

と こ ろ で 、 金型設計図面上 の チ 一 々 （断面曲粽デ 一 々 ） 十,、 ら 曲面を 定義 し .. 生成 さ れ た 曲面の全領域 を加ェす と 隣 り 合 う 面 も 削 り 込人 で し ま う 塲合があ る , あ る い は .,· 逆に 余分な 空切肖¹]経路が創成 さ れ加工上無駄な 合 あ る ：

こ の た め 、 第 6 図に 示す よ う に 曲面 】 0 ：1 を加工す る と き X — Y平面 よ り の高 さ の平面 1 G 4 で深 さ 方向に お け る 切削境界 ] 0 5 を指定 し て 該切削境界 ま で加工点 列 P ί i = 1 , 2 , · · 、！ を 出 力 し . こ に よ り N C - 一 作成 し 後 ビ ゥ 一' . 一 - し て 同様に ヽ' C デ 一 々 を 作成す る 方法が開発 さ れ て る . 尚 . 点列 Ρ が切削 境界 1 0 ；- !i到達 し た か Λ ' 、 点列 Ρ の Z 橒値が .

下 に - で ! W!^: さ i と こ ろ て ， 箅 7 図 示す よ に 曲 1? 1 0 1 ' を加工す る と き 任意の曲面 1 · 0 4 ' を深 さ 方向 に お け る 切削境畀 面 と し て削 り 込みを防止し た い場合があ る ： 例え ば、 ブ ラ ゥ ン管曲面上で T V つ レ 一 ム を切削す る 堤合等で あ り -、 かか る場合にお いて は従来技術では加工が困難で あ つ た： 以上か ら本発明の巨.的は 、 住意の曲面を深 さ 方向に お- け る 切削境界面 と す る 曲面加工用 の N C デー タ 作成方法 を提供す る こ と で あ る ：

発明の開示

本発明は :深 さ 方向に切肖 ί境界靣を有す る 曲面を加工す る ため の N C デー タ 作成方法に 関す る ：

三次元曲面 と 深さ 方向 お け る 切 境界曲面を特定す る データ を入力 し 、 三次元曲面を複数の点列経路の集ま り で定義す る と き 、 点列 A ( i , j ！ に対応す る 工具先 端の点列 Q に i ， j ) を求め る つ い で .. 工具先端の点 列 Q ：' i ， j ) を基準平面に投 ; し た投影点列 B ' ( i , 〗 ） を求め 、 更に該投影点列を切削境界曲面に投影し た 投影点、列 C ( i ， i ) を求め る , し か る 後、 工具先端の 点列 Q ( i ， j ) を結ぶ線分 と 切削境界曲面上の投影点 列 C ( i , j ：! を結ぶ線分 と が交差す る かチ 二 - ク し 、 交差すれば交差ボ イ ン ト P .' i , j 〗 迄の N C デ 一 々 を 作成し 、 以後 t 、つ 々 つ ， 一 ' し て同檨：二 X C デ ー 々 を作 成す る .

図面の な説明

第 1 図： ί本発明 ¾明 E . 2 図は本発明 X C 千 — 々 作成装置 コ -, ゥ 図 ， 3 図は本発明 の処理の流れ図、

第 4 図は曲面上の点列経路説明図、

第 5 図は 点列経路、 工具中心点、 工具先端の関係図 -、 第 6 図は従来例の説明図、

第 7 図は従来方法で は不可能な加工説明図で あ る _c ' 発明を実旌す る た め の最良の形態 第 ] 図は本発 ^に か か る 曲面加工用 の X C デ ー 々 作成 方法の概 B§説明図で あ る ：

0 1 は加工すべ き 三次元曲面 、 1 0 2 は 曲面 ] 0 ] の切削範囲を指定す る 境界曲面 、 ] 0 3 は X 一 Υ基準 面、 1 1 i は加工曲面 1 0 1 上 の第 i ¾ 目 の点列経路、 A ( 1 , j ) は 点列経路 1 1 i 上の ； j 莕目 の ボ ノ ：， ト 、 B i 1 , j ) は ^ ノ ン A ( i , i ) を 加工点 と す る ェ 具 丁 L の っ セ ：'、 ボ ィ ン ：、 ， Q ( 1 ， ] I は ェ具先端 の C ( i , j ) は ノ '、 ： E ί i i ) ¾· X 一 Y平面に投影 し た と き の投影点 Β ' I i . j 対応 す る 境界曲面 1 0 2 上の ボ イ ン ''、 で あ る - P ( 】 i ！ は工具先端の点列を結ぶ線分 Q ( 1. ] -1) Q ( 1 , j ) と 該ェ 具先端点列！こ対応す る 境界曲面 ] 0 上 の投影点列を結 ぶ線分 C ( i j一 11 C ( i， ！ と の交点で あ る

発明 お て は . ま ず . 第 ] の； πェ し た い三次元曲 面 1 ： 特定す デ 一 と 共 . % 笔 1 ( , 三次元曲面 の ^ さ 方向 お 切 J境界 を 与 え る 第 2 の三次元曲面 - 2 桉定寸 る - 一 々 入力 ： . 該 ^ 1 O力 Πェ曲 ^ : o i と 第 2 の境界曲面 l 0 2 を そ ϊ 曲面上の複 J 点列経路の集 ま り で定羡す る 尚 、 曲面デ ー よ り 曲 ϋ 上の複数の点列を求め る手法は周知で あ り 、 た と え ばし' .

S . Ρ 4 , 5 6 9， 0 1 4号明細書、 U » S . Ρ 4， 5 8 S , 0 6 2号明 細書等に開示 さ れて い る c.

つ いで 、 加工曲面 1 0 1 上の点列 A ( i ， j ！ に対応 す る 工具オ フ セ ッ ト 点列 B ( i, ， j 1 を求め る と共に -、 工具先端の点列 Q ( i ， i ：' を求め 、 該工具先端点列を X — Y基準平面 1 0 3 投影 し た投影点列 B ' ！ Ϊ , i ) を求め 、 更に該投影点列を境界曲面 1 0 2 上：こ投影し 境界曲面上の投影点列 C ( i j ) を求め る ：

し か る 後、 工具先端点列を結ぶ線分 Q ( i， 〗一 1 ) Q ( i， j ) と 前記境界曲面 0 2 上の投影点列を結ぶ線分 C ( i， j一] ) C ( i , j！ と が交差す る かチ ニ 、 ゥ し -、 交差すれば交差

ノ ン ：、 P [ i . j 迄の工具ナ っ セ 、、- ' ： '、線分を 出力 て N C デ 一 タ を作成し > 以後 ヒ 、、ノ ゥ っ ド し て同様に N C デー タ を 作成す る _c

第 2 図は本発明を実旌で き る N C デ ー タ 作成装置の つ- c ッ ク 図、 第 3 図は本発明の処理の流れ図で あ る _c 第 2 図に おいて 、 2 0 1 は デ 一 々 入力用 のキ 一 ボ ー ド 、 2 0 2 は プ : セ ッ サ 、 2 0 3 は N C デ 一 々 作成 ^ の制御ゴ コ ゲ ム を言己懷す る 0 M , 2 0 4 は R. A ... 2 0 5 は ヮ 一 - ン ゲ ノ - モ 2 0 6 は生成さ れ た加工曲面 一 々 を 言己億す る 曲面言己億 モ '· 2 0 7 は生成さ れた加工曲面 デデ 一一 クク 紙紙 —ー —つ； - ― な ど レー J外 § 記傍 ^体 2 ΰ S に 出 力 す る 出 力装置 ， 2 ϋ j 0 は 子-' ス で あ る .

以下本発明に かか る 曲面加工用 の X c デ 一 々 作成方法 を 第 3 図の流れ図に従 っ て 詳細 説明す る ：

ま ず、 キ ー ボ ー ド 2 0 1 カゝ ら第 ] の加工 し た い三次元 曲面 1 0 1 ( ¾ 】 図） を特定す る デ 一 々 と 共 に 、 該第 1- の三次元曲面の深 さ 方向に お け る 切削境界を 与 え る 第 2 の三次元曲面 （境界曲面） 1 0 2 を特定す る デ ー タ を 入 力す る ， こ れ ら入力 さ れ た デ 一 々 は R A 2 0 4 に 格納 さ れ る ： 尚 、 三次元曲面は第 4 図に 示す よ う に 動作曲線 1 a . ] b 並びに 基準曲線 1 c , 1 d 等に よ り 特定 さ れ る か ら 、 こ れ ら 曲線デー タ な ど を 入力す る （ ス テ ッ つ" 3 0 1 ) ·:.

曲面 を特定す る た め の デ 一 ク が入力 さ れ ゝ ば つ： コ セ

2 0 2 は 前述の I； . S . P 明細書に 開示 さ れ て い る 公 知の手法に よ り 第 1 の加工曲面 1 0 I と 第 2 の境界曲面 1 0 2 を 生成す る 尚 、 曲面生成処理に お いて は 点列経 路で あ る 中間断面曲線 1 1 i ( 第 4 図参照 、 i = 0 , 1 . 2 ， . . M ) が生成さ れ 、 こ れ ら 由間断面曲線の集合で 曲面が生成 さ る （ ス チ 、ソ ゴ 3 0 2 ) ：

つ い で 、 つ： コ 七 ッ 2 0 2

0— 1 ， 0→ ]

と し. （ ス 子 - 3 0 3 Ί 、 力 Πェ曲面 '！ (- ] 上の箧 1 ¾目 の経路 1 i の 曰 の . Λ . ； ' を求め " ！ フ、 - マ. 3 0 ボ A « I . i が求ま ： . '|¾ ' -' ι. A ( i , j J の地点で経路 1 1 ί に法線を立て . 工具 径 R 分た' け ォ っ セ ：' し た 工具 の中心 しオ フ セ ：、 ボ ィ ン ト ） Β

( i ， j ) を求め 、 更に 工具の先端 - . Q ( i ， j ) を求め る （第 5 図参照、 ス 子 ブ 3 0 5 ) ： 尚、 法線方 向 を求め る手法は周知で あ り U . S . P 4 , 5 5 9， 6 0 1号 明細書に開示 さ れ て い る ：

つ い で 、 工具 の オ フ セ ッ ：'、 イ ン ト B ( i ， j ] あ る いは工具先端ボ ノ- ン ：、 Q ( i ， J ) を X — Y平面に垂直 !_降ろ し た.投影点 B ' ( ί ， i ) を求め る （第 1 図参照、 ス テ ~7' 3 0 6 / .-,

' X 一 γ平面上の投影点 Β ' ( i ， ； i ) が求ま れば、 該 投影点を再び垂直に上げ境界曲面 1 0 2 上の投影ボ ィ ン ト C ( ί , j ：! を求め る （ ス チ 、 ザ S 0 7 、！ ： 尚 、 曲面 上の投影 ィ ：' ：、 を求める手法は周知で あ り 、 た と え ば 国際公開葚号 WO 8 6 0 5 2 8 9 《 ■' ト ： 複合曲面生成方 法、 公開日 ： 1 9 8 S 年 9 月 1 2 日 ） に開示 さ れて い る ： し か る後、 工具先端点列を結 ぶ線分 Q ( i ， j - 1 ) Q ( i , j ) 境界曲面 1 0 2 上の投影点列を結ぶ掭分 C ( i , 〗一 1 ) C ( i ， j ) と が交差す る かチ ク す る （ ス 千 、-' ゴ 3 0 8 交差し な け れば ロ セ ッ サ 2 0 2 は ボ B f j ！ を曲面記億 モ 、： 2 0 6 記億す る と 共に 、

j—-ュ— j

に よ り j を ^] 歩進 し て フ、 子 s 0 4 以 の処理を り -す '' マ. 子 · 3 . 9 Ί 一方 . 交差す れ ば交差 ノ - = · i i , i I 、求め . ί フ、 千 - -7' S ] 0 ) ,

s 七 .、ノ サ 2 0 2 は交差 ボ ィ 二. ト P I: i ， _i ) . よ り ェ 具半径 R だ ！す Z 方向 に高い テ っ 七 、、) ノ ン ：'、 B ( i , j ) を求め 、 亥オ フ セ ッ ト ボ ン ：、 B ₅ ( i ， j I を 曲 ί 記億 メ ' ' 2 0 6 に記億す る （ 子 ッ っ^{ 3 1 1 ) '-- - つ い て 、 i = M か ど う か を チ，二 、つ 々 す る （ ス チ 、、) -i 3 ] 2 ；. . 尚 、 第 M ¾ 目 の点列経路が最後の点列経路で あ る - i M で あ れ ば , -i 口 セ ッ 2 0 2 は ' i - 1— i

に よ り i を 1 歩進 し て ス チ ッ - 3 0 ⁴ 以降の処理を繰 り 返 す （ ス チ リ 3 1 3 ) ：

一方 プ、 子 つ' S 1 2 の 芋 η V ゥ に お い て 、 i = Μ で あ れば処理を終了す る ： 尚 ， 以後曲面記憶 乇 '： ² 0 ⁶

：ニ 記億 さ て い る 点列チ 一 よ り 曲面加工用 の X C - 一 夕 が作成 さ れて 出力装置 2 0 7 を 介 し て 外部記億媒体

2 0 8 に 出力 さ れ る ：

以上本発明に よ れ ば、 任意の曲面に よ り 深 さ 方向の切 削境界を指定 し て 該切削境界 ま で の加工点を 出 力 し て ..

X C 千 一 々 を 作成す る よ う に'構成 し た か' ら ， T V つ ：- ― 二 な ど深 さ 方向の境界が三次元的に i化す る よ う な部品 の加工 が で き る

Claims

請求の範囲

1 ♦ 第 ] の三次元曲面を特定す る デ 一 々 と 共に 、 該第 1 の三次元曲面の深 さ 方向に おけ る 切削境界を与え る第 2 の三次元曲面を特定す る デー タ を入力す る 第 1 ス テ ツ— 5 ブ、

第 1 の三次元曲面の前記デー タ を用 いて生成さ れる複 数の点列経路の集ま り で'定義す る と き 、 該第 1 曲面上の 点列に対応す る 工具先端の点列を求め る 第 2 ス テ つ「 、 該工具先端の点列を基準平面に投影し た投影点列を求 0 め 、 更に該投影点列を第 2 曲面上に投影し た第 2 曲面上 の投影点列を求める 第 S ス テ ッ プ、

工具先端の点列を結ぶ線分 と 前記第 2 曲面上の投影点 列を結ぶ線分 と が交差す る かチ ェ ゥ す る 第 4 ス チ ッ 交差すれば交差ボ イ ン ト P ( i ， 〗 ） 迄の N C デ一 5 を作成す る 第 ⁵ ス テ ッ づ、

— 以後 ビッ 々 つ ノ ー ド し て 同様に N C デ一 ダ を作成す 第 6 ス 子 ッ プを有す る こ と を特徵 と す る 曲面加工用の ^Λ; C データ 作成方法 _c:

2 . 前記第 2 ス テ ツ プは工具中心軸が垂直方向を向い

20 て い る場合に は 、 曲線上の ボ イ ：'、 に おけ る 法線方向 求め 、 該方向に工具半径 R ォ つ セ 、つ ：'、 し た工具中心点を 求め、 工具中心点よ り 工具半径 R だけ下のボ イ ン ：'、 を求 め -. 該ボ ィ ト を工具先端 と す る こ と を特徵 と す る請求 の範囲第 1 項記載の曲面加工用 の \ C デ ー 々 作成方法： . S ♦ 前記第 5 ス チ タ は . 交差 : ノ ：. ：'、 P ·' i . } ■ よ り 工具半径 だ Z 方向 に 高 い ·' ：· ：、 B . ' ' . j ； - 求め 、 交差 ノ ：'、 直前 ま で は工具中心点 B '： i ， j ' を 出力 し 、 最後に ボ ノ ン ト B _ς ( 1 ， 3 ' を 出力す る こ と を 特徵 と す る 譆求の範囲第 2 項記弒の曲面加工用 の ヽ' デ ー タ 作成方法：.