WO1989007291A1 - Method for producing compound curved surface - Google Patents

Description

明 細 書

複合曲面生成方法

技術分野

本発明は複合曲面生成方法に係 リ 、 特にモデルをデジ タ ィ ジング して得 られる 自 由曲面と、 幾何学的方法にょ り定義した自 由曲面と を合成して複合曲面を生成する方 法に閧する。

背景技術

三次元自 由曲面形状を N C加ェする N C加ェデータ を 作成する には下記に示す 2 っの方法が開発されて、 既に 実用化されてぃる。 その 1 っは、 幾何学的方法にょ り所 定の断面曲線を与ぇ、 該与ぇ られた断面曲線デ一タ を用 ぃて所定の規則に従っ て 自 由曲面上の多数のポィ ン ト の x， y， z 座標値を計算し、 これ ら点群の座標値を用 ぃて C加ェデ一タ を作成するもので、 例ぇば 1 S S 5 . 1 . ]に米 国にぉぃて登録された米国特許 4， 4 9 1， 9 0 S ゃ 1 98 5 . 1 3に米国にぉぃて登録された米国特許 4， 5 8 ， 0 2 に詳述されてぃる。 第 2 の方法は、 モデルを用意 し、 該モデル面に対し表面倣ぃを行ぃながらスタ ィ ラ スの位 置を監視する と共にその位置データ を取 リ込んでモデル 面をデジタ ィ ジング し、 デジタ ィ ジングしたモデル面上 の点列デ一タ を用ぃてモデル形状通 リ に加ェする N Cデ —タ を作成するもので、 例ぇば 1 987 · 2 . 1 2 に米国にぉぃ て出願された米国出願番号 0 3 1， 5 5 9 に詳述さ れて ぃる。 と ころで、 第 1 の幾何学的方法では不規則で複雑な ； 由曲面を生成する作業が大変でぁ リ、 自由曲面生成作業 に多大な時間を要する とぃぅ問題がぁる - また、 第 2 の デジタィジング方法では規則性がぁ リ単純な自由曲面で ぁってもモデルの表面を全てデジタィジングしなければ モデル表面を点群にょ リ定義する こ とができなぃとぃぅ 問題がぁ リ、 又デジタィ ジングに多大な時間を要する と ぃぅ問題がぁる。 ょって、 複雑で不規則な曲面と規則性 のぁる単純な曲面を合ゎせもっ自由曲面を加ェする場合 は、 第 1、 第 2のどち らの方法でも該自由曲面を加ェす る N Cデータ を作成する作業に多大な時間を要する と ぃ ぅ問題がぁった。

以上から、 本発明の目的は、 実物のモデルをデジタ ィ ジングする こ とょ リ得られる自由曲面と幾何学的手法に ょ り得られた点群にょ リ定義される自由曲面と を合成す る こ と にょ リ複雑な金型等の自由曲面を容易に作成でき る複合曲面生成方法を提供する こ とでぁる。

発明の開示

本発明の複合曲面生成方法にぉぃては、 幾何学的に定 義した自由曲面とモデルをデジタ ィジングすること にょ リ得られた点群にょって定義した自由曲面とを複合して 新たな自由曲面を生成する。

図面の箇単な説明

第 1 図は本発明の概喀説明図、

第 2図は本発明方法の複合曲面生成システムのブロ ッ ク 図、

第 3 図及び第 4 図はデジタ ィ ジングデ一タ の説明図、 第 5 図は幾何学的方法にょ る 自 由曲面データ の説明図、 第 6 図は複合自 由曲面の説明図、

第 7 図は複合曲面切削経路の説明図でぁる。

発明を実施するための最良の形態

第 1 図は本発明の概唣説明図でぁ リ 、 同図 （ a ) は自 由曲面の説明図、 同図 （ b ) は複合曲面切削経路の説明 図でぁる 。

S S 1 はデジタ ィ ジングにょ リ得られた自 由曲面、 S S 2 は幾何学的に定義された自 由曲面、 B D Y は境界線、 S K Dは複合曲面切削経路でぁる。

幾何学的に定義 した自 由曲面 S S 2 とモデルをデジタ ィ ジングする こ と にょ リ得られた点群にょっ て定義した 自 由曲面 S S 1 と を所定の境界線 B D Y を介 し て複合 し て新たな 自 由曲面 S S 3 を生成し 、 該複合自 由曲面 S S 3 を用 ぃて複合曲面切削経路 S K D を作成する

第 2 図は本発明方法の複合曲面生成システムのブロ ッ ク 図でぁる。 図中、 1 は三次元デジタ ィ ジン グ装置、 D T Dは三次元デジタ ィ ジング装置 1 を用ぃて作成された デジタ ィ ジングデ一タ （点群の位置データ ） 、 2 は幾何 学自 由曲面創成装置、 C S Dは幾何学自 由曲面創成装置 2 を用ぃて生成された自 由曲面デ一タ （点群の位置デ一 タ ） 、 3 は複合自 由曲面作成装置、 S K Dはデジタ ィ ジ ン グデータ D T D、 自 由曲面データ C S D を合成 してな る複合曲面切削経路でぁる。

モデル MD L (第 3図参照） を用意し、 三次元デジタ ィ ジング装置 1のスタ ィ ラス S T Lを所定方向に所定の 倣ぃ速度で移動させる と共に、 Z軸方向にモデル M D L に沿って上下させる （表面倣ぃ） 。 そ して、 この表面傲 ぃと並行して所定時間毎にスタ ィ ラス S T Lの三次元位 置デ一タ とスタ ィ ラスの変位成分 f χ， ε _y， e z ( Ϊ χ , ε y, ε ζ の合成べク トルの方向は才フセッ ト方向となる） を取リ込んでモデル面をデジタ ィジングし、 得られた点 群にょ リ 自由曲面 S S 1 を特定するデジタ ィ ジングデー タ D T Dを生成する （第 4図） 。

また、 幾何学自由曲面創成装置 2 を用ぃて断面曲線 C V 1 (第 5図参照） と断面曲線 C V 2 を等分割し、 対応 する分割点を直線で結ぴ、 該直線上の点群にょ リ 自由曲 面 S S 2を特定する 自由曲面デ一タ C S Dを生成する しかる後、 複合自由曲面作成装置 3 に境界線 B D Yを 特定するデータ を入カすると共に、 境界線 B D Yにて複 合される 自由曲面 S S 1 と自由曲面 S S 2の上下関係を Ζ軸方向の上下関係にょ リ指定する。 例ぇば Γ境界線 Β D Υに関して自由曲面 S S 1が自由曲面 S S 2に対して 上でぁる」 と指定する。

以上にょ リ境界線及び上下関係が特定される と、 複合 自由曲面作成装置 3は第 6図に示す複合自由曲面 S S 3 を生成する。 尚、 自由曲面 S S 1に関 しては境界線 E D Υょ リ 内側のポィ ン トを ピッ クァップし、 自由曲面 S S 2 に関 しては境界線 E D Y ょ リ外側のポィ ン 卜 を ビッ ク ァ ッ プする こ と にょ リ複合自 由曲面 S S 3 が生成さ る 第 7図は複合自 由曲面 S S 3 の切削経路を作成する説 明図でぁる。 図中、 G R P i ( i = 1 ， 2 · · ) は切削 経路を X— Y平面に投影 した時の切削要素群でぁ リ 、 1 点 P c を中心と して等角度に し かも放射状に定義してぁ る。 C V a は切削要素群 G R P i に指定した加ェ範囲 を 示す領域でぁる。

複合自 由曲面 S S 3 に対する切削要素群 G R P :i を指 定する と、 複合自 由曲面作成装置 3 は切削要素群 G R P i を複合自 由曲面 S S 3 に投影 して複合曲面切削経跆 S K D を作成する。 すなゎち、 複合自 由曲面作成装置 3 は 切削要素群 G R P i 上のポィ ン ト P i，j を複合自 由曲面 S S 3 に投影 し、 複合自 由曲面 S S 3 と の交 * P i，j' を求める。 同様に放射状に定義された全ての切削要素群 G R P i ( i = 1 , 2 · · ) 上の各ポィ ン ト にっぃて複 合自 由曲面 S S 3 と の交点を求めて複合曲面切削経路 S K D を作成する。 尚、 切削要素群 G R P i を与ぇて複合 曲面切削経路 S K D を求める方法は 1986.10.23に米国に ぉぃて出願された米国出願番号 9 2 8， 2 8 8 に詳述さ れてぃる。

以上本発明にょれば、 実物のモデルをデジタ ィ ジン グ する こ と にょ リ得られる 自 由曲面と幾何学的に定義され た自 由曲面と を合成して新たな 自 由曲面を生成する ょ ぅ に構成したから、 複雑な金型等の 自 由曲面が容易に生成 でき、 該生成された自由曲面を加ェする デ一タ の作 成も容易になった。

Claims

請求の範囲

1 . 2以上の 自 由曲面ょ り成る複合曲面を生成する複 合曲面生成方法にぉぃて、

幾何学的デ一タ を与ぇて第 1 の自 由曲面を生成するス テ ッ プと、

モデル面をデジタ ィ ジングする こ と にょ リ得られる点 群にょって第 2 の自 由曲面を生成するステ ッ プと 、

第 1 の 自 由曲面と第 2 の 自 由曲面の境界線を特定する ステ ッ プと 、

該境界線を介 して第 1 、 第 2 の 自 由曲面を複合 して新 たな自 由曲面を生成するステ ッ プを有する こ と を特徴と する複合曲面生成方法。

2 . 前記境界線の内側にっぃて一方の自 由曲面を選択 し、 境界線の外側にっぃて他方の自 由曲面を選択する こ と にょ リ複合曲面を生成する こ と を特徴とする請求の範 囲第 1 項記载の複合曲面生成方法。