WO2011043626A2 - 선삭 가공 시스템에서의 공구 경로 생성 방법 - Google Patents

선삭 가공 시스템에서의 공구 경로 생성 방법 Download PDF

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현용탁
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Definitions

  • the present invention relates to a turning system, and more particularly to a method for generating a tool path in a turning system.
  • CNC computerized numerical control
  • the tool path for avoiding the interference area is mostly generated in the shape of only a straight line.
  • the starting point of the interference region is simply considered as a contact point on the circular arc, as shown in FIG. 12, when the starting point P of the interference region is not an arc-shaped contact point but an intersection point, the interference area. There was a problem that it could not create a toolpath that avoids.
  • the present invention is derived to solve the problems of the prior art as described above, the technical problem of the present invention is to produce a tool path that effectively avoids the interference region between the workpiece and the tool even in the shape including a straight line and an arc It is a task.
  • the present invention is to increase the tool path generation efficiency by devising a common tool path generation algorithm when generating various tool paths, such as inner diameter, outer diameter machining and cross-section machining.
  • the tool path generation method in the turning system (A) recognizes the shape input from the user or shown in the drawing to be separated into one or more shape elements and the input shape by the machining margin Shape offset step (S 10) for offsetting, (B) virtual wall generation step (S 20) for generating a virtual wall in consideration of the workpiece dimensions, and (C) the interference received by the tool angle of the tool receiving the tool information
  • a shape correction step of generating a region and correcting a shape element so that an interference area does not occur by determining whether an interference area is generated for each of the shape elements based on the shape work axis of the shape elements and the tool angle of the tool (S 30).
  • the interference region in the step (C) it can be determined differently whether or not the interference region in the step (C) according to whether the shape element is a straight line or an arc.
  • the shape element when it is a straight line, it may be configured to determine that the angle between the shape element and the shape working axis is included in the interference area when the angle formed by the shape element is greater than the absolute value of the tool angle of the tool.
  • the virtual line having a shape working axis and a 180 degree tool angle may be configured to determine that the arc is included in the interference area if it intersects the arc and intersects with another adjacent shape element. have.
  • the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 where the position of the starting point or the end point of the circular arc are located on the circle including the arc with respect to the shape work axis are 90 degrees + tool. If present between an angle and 270 degrees + tool angle or between -90 degrees + tool angle and 90 degrees + tool angle, it may be configured to determine that it is included in the interference region.
  • tool paths for various machining methods are proposed by providing a consistent method for defining and avoiding interference areas for various types of machining methods (inner diameter, outer diameter, end face machining, etc.). It is possible to effectively generate the, thus increasing the efficiency of the tool path generation.
  • 1a is an overall configuration diagram of a turning system according to the present invention.
  • 1b to 1d is a detailed configuration of the turning system according to the present invention.
  • FIG. 2 is an overall flow chart of a tool path generation method in a turning system in accordance with the present invention.
  • Fig. 5 is a diagram showing an interference area boundary line X and an interference area A which occur when the tool angle is the cutting edge angle ⁇ .
  • FIG. 8 is a view showing a condition in which an interference region occurs when the interference region starting point is a contact point of an arc
  • FIG. 9 is a view showing a condition in which an interference region occurs when the interference region start point is not the contact point of the arc but the start point or end point of the arc.
  • FIG. 10 is a view showing the interference region definition by the shape working axis and the tool angle when the inner diameter machining.
  • FIG. 11 is a view showing the interference region definition by the shape working axis and the tool angle in the case of cross-section machining.
  • an interference area start point is not a contact point of an arc but a start point or an end point of an arc
  • FIG. 1 is a view illustrating a configuration diagram of a turning system according to the present invention
  • Figure 1a is an overall configuration diagram of a turning system according to the present invention
  • Figures 1b to 1d is a detailed configuration diagram.
  • the turning system includes a shape input unit 100, a tool information input unit 200, a modified shape generation unit 300, a tool path generation unit 400, and a system.
  • the drive part 500, the process part 600, the shape element DB 700, the raw area DB 800, and the tool information DB 900 are comprised.
  • the shape input unit 100 recognizes a shape input from a user or shown in the drawing and separates the shape into one or more shape elements C0, C1, ... Cn (see FIGS. 4 and 5).
  • the tool information input unit 200 receives tool information.
  • the modified shape generating unit 300 circulates the tool input to the tool information input unit 200 according to the shape element recognized by the shape input unit 100, and determines whether an interference area is generated for each shape element. Modify the contour element so that it does not occur.
  • the modified shape generating unit 300 moves and stores the shape element determined as the raw area from the shape element DB 700 to the raw area DB 800, and corrects the raw element so that the modified shape is not included in the interference area.
  • the element is stored in the shape element DB 700.
  • the tool path generation unit 400 generates a tool path from an intersection of a shape generated by the modified shape generation unit 300 and a cutting plane of the tool input to the tool information input unit 200.
  • the system driver 500 converts the tool path generated by the tool path generator 400 into a numerical control (NC) code and generates a machine drive signal therefrom.
  • NC numerical control
  • the machining unit 600 performs machining with the tool according to the machine driving signal of the system driver 500.
  • the shape input to the shape input unit 100 is stored in the shape element DB 700 after being divided into a plurality of shape elements.
  • the raw area DB 800 stores the shape elements (shape elements included in the interference area) that are determined as the raw area by the raw area determination unit 320 of the modified shape generating unit 300.
  • modified shape generator 300 the tool path generator 400, and the system driver 500 will be described with reference to FIGS. 1B to 1D.
  • the modified shape generating unit 300 is composed of the interference region generating unit 310, the raw region determination unit 320 and the shape correction unit 330.
  • the interference region generating unit 310 generates an interference region by determining whether the interference region is generated for each shape element based on the shape work axis of the shape element recognized by the shape input unit 100 and the tool angle of the tool.
  • the shape of the working axis is determined differently according to the tool angle type of the tool.
  • the tool angle of the tool is the sub-cutting edge ⁇
  • the tool angle of the tool is the cutting edge ⁇ . Is set in the direction opposite to the cutting direction (see FIGS. 4 and 5).
  • the raw area determination unit 320 determines the shape element included in the interference area as the raw area.
  • the shape correction unit 330 generates a modified shape element by modifying it so that the shape element determined as the raw area is not included in the interference area.
  • the tool path generation unit 400 is a cutting plane generation unit 410, the primary tool path generation unit 420, the raw area search unit 430 and the uncut area tool path generation unit 440 Consists of.
  • the cut surface generating unit 410 generates a cut surface in the machining depth direction.
  • the primary tool path generation unit 420 generates a tool path by obtaining an intersection point of the shape generated by the shape correction unit 330 and the cutting plane and connecting each intersection point to the shortest path.
  • the raw area search unit 430 searches whether the raw area determined by the raw area determination unit 320 exists.
  • the raw area tool path generation unit 440 changes the tool to a tool capable of processing the raw area when the raw area search unit 430 detects the raw area, and generates the raw area tool path.
  • 1D shows a system driver 500.
  • the system driver 500 generates a machine axis drive signal from the numerical control code and the numerical control code conversion unit 510 for converting the tool path generated in the tool path generation unit 400 to the numerical control code.
  • Numerical control device 520 for generating a control signal for driving the machine.
  • FIG. 2 is an overall flowchart of a tool path generation method in a turning system according to the present invention
  • FIG. 3 is a detailed flowchart thereof.
  • the turning system according to the present invention is a shape offset step (S 10), a virtual wall generation step (S 20), a shape correction step (S 30, S 40), and a closed shape forming step ( S 50), the cutting plane forming step (S 60), the intersection calculation step (S 70) for calculating the intersection of the cutting plane, the tool path generation step (S 80), the raw area search step (S 90) and the uncut Area tool path generation step S 110.
  • FIG. 2 includes a virtual wall generation step S 20 between the shape offset step S 10 and the shape modification steps S 30 and S 40, the virtual wall forming step S 20 is essentially required. It can be omitted. That is, the shape correction step (S 30, S 40) may be performed immediately after the shape offset step (S 10).
  • the shape offset step S 10 is shown to be performed before the shape modification steps S 30 and S 40, but the shape offset step S 10 is performed after the shape correction steps S 30 and S 40. It can also be configured to be performed.
  • the shape inputted from the user or recognized in the drawing is recognized and separated into one or more shape elements C0, C1,... Cn, and the input shape is offset by the processing margin.
  • the virtual wall generation step S 20 is a step of generating a virtual wall in consideration of the workpiece size, and is not necessarily required as described above. That is, after the shape offset step S 10, the present step may be omitted, and the process may immediately proceed to the shape modifying steps S 30 and S 40.
  • the virtual wall generation step S 20 may be performed between the shape offset step S 10 and the shape modification steps S 30 and S 40.
  • the virtual wall generation step (S 20) is a first step of obtaining the minimum and maximum height values of the workpiece, a second step of inputting a given tool path starting height, and in the first step if there is an automatic height selection function.
  • the third step may be configured to select and store one of the obtained height value and the height input in the second step, and to select and store the tool path starting height if there is no automatic height selection function.
  • the height automatically selected in the third step is the maximum value in the case of outer diameter machining, and the minimum value in the case of inner diameter machining.
  • the shape correction step receives the tool information and generates an interference region generated by the tool angle of the tool.
  • the shape element is modified so that the interference area does not occur by determining whether the interference area is generated based on the shape work axis of the shape element and the tool angle of the tool for each shape element.
  • the interference zone is determined differently depending on whether the tool angle of the tool is a major cutting edge angle or a minor cutting edge angle.
  • the modified shape is made a closed shape.
  • a cut surface is formed in the machining depth direction.
  • intersection calculation step S 70 and the tool path generation step S 80 an intersection point between the cut plane and the modified shape elements is obtained to generate a tool path from the intersection point.
  • the raw area search step S 90 it is searched whether or not a raw area (shape element included in the interference area) exists in the shape correction steps S 30 and S 40.
  • the non-cutting area tool path generation step (S 110) when the raw area is found, the tool is changed to a tool capable of processing the raw area and a raw cutting area tool path is generated.
  • the shape correction steps S 30 and S 40 of FIG. 2 will be described in more detail with reference to FIG. 3. As shown in FIG. 3, the shape modification steps S 30 and S 40 are made up of steps S 120 to S 340.
  • the shape work axis is defined according to the cutting direction and the type of the tool angle.
  • the shape work axis is determined differently in accordance with the tool angle type of the tool. That is, when the tool angle of the tool is the sub-cutting edge ⁇ as shown in FIGS. 4, 10 and 11, the shape work axis is set in a direction opposite to the feed direction of the tool, and as shown in FIG. If the tool angle is the cutting edge ⁇ , the shape work axis is set in the same direction as the tool feed direction.
  • the shape element is circulated along the direction of the shape work axis. That is, as shown in Figs. 4, 10 and 11, when the tool angle of the tool is the sub-cutting edge ⁇ , since the direction of the shape work axis is from left to right in the drawing, the shape elements C0, C1, ... Cn The circulation of also circulates from left to right. In a similar manner, as shown in FIG. 5, when the tool angle of the tool is the cutting edge ⁇ , the circulation of the shape elements C0, C1, ... Cn is right since the direction of the shape working axis is from the right side to the left side of the drawing. To the left.
  • a third step S140 it is checked whether an interference region occurs in the circulating shape elements C0, C1, ... Cn.
  • the shape element currently being circulated is stored in the shape element DB 700 (step S150), and if the interference region occurs in the third step, the interference area is generated [second step]. Step 5 (S160)].
  • the shape elements stored in the shape element DB 700 are circulated in the reverse order of the stored order (S170, S210, and S220). The relationship with the interference region generated in S 160 is determined.
  • the shape element included in the interference area among the shape elements subjected to the reverse circulation inspection in the sixth step (S180) is taken out of the shape element DB 700 and stored in the raw area DB 800.
  • the eighth step (S240, S250) if the shape element and the interference area for the reverse circulation inspection in the sixth step (S180) has an intersection point, the portion that does not overlap with the interference area is left in the shape element DB 700 and the overlapped part is not processed. Store in the area DB (800).
  • a new shape element is generated from the interference area and stored in the shape element DB 700.
  • the relationship between the shape being circulated in the second step (S130, S320) and the interference area generated in the fifth step (S160) is determined, and the shape element that does not overlap with the interference area is determined.
  • the shape element DB 700 otherwise stored in the raw area DB (800).
  • the shape elements stored in the raw area DB 800 are grouped and defined as the raw area.
  • FIG. 4 shows the interference area boundary line X and the interference area A which occur when the tool angle of the tool is the sub-cutting edge angle ⁇
  • FIG. 5 occurs when the tool angle is the cutting edge angle ⁇ .
  • the interference area boundary line X and the interference area A are shown.
  • the circulation of the shape for generating the interference area depends on the direction of the shape work axis. Therefore, C0 shown in the figure becomes a starting shape element and Cn becomes an end shape element.
  • the sign of the tool angle is that if the position of the tool edge corresponding to the tool angle is to the left of the direction of the contour work axis, the sign of the tool angle has a positive value (Fig. 4), and the position of the tool edge is the contour work axis. If it is to the right of the travel direction, it has a negative value (FIGS. 5, 10, and 11).
  • whether the shape element is included in the interference region is determined according to the sign of the currently defined tool angle. For example, when the sign of the currently defined tool angle is positive (+) as shown in FIG. 4, it is determined that the shape on the left of the interference region boundary line X vector travel direction exists in the interference region. Similarly, as shown in FIGS. 5, 10, and 11, when the sign of the currently defined tool angle is negative, the shape to the right of the interference region boundary line (X) vector travel direction is the interference region. It is believed to exist within.
  • the interference zone boundary X is defined in the direction parallel to the sub cutting edge angle ⁇ or the cutting edge angle ⁇ of the tool, respectively, and the interference zone A is the area between the interference zone boundary X and the shape working axis. Is defined.
  • the shape element included in the interference area A is determined as the raw area and is moved from the shape element DB 700 to the raw area DB 800.
  • the determination of whether an interference region occurs is divided into a case where the shape element is a straight line and a case where the arc is an arc.
  • contour element is a straight line
  • the shape element is a straight line, as shown in FIG. 6, when the absolute value of the angle ⁇ formed between the shape element and the shape working axis is larger than the absolute value of the tool angle ⁇ of a given tool, it is determined that an interference region occurs. do.
  • the shape element is an arc, as shown in FIG. 7, it is determined by dividing it into a case where the start point of the interference area is the contact point of the arc (L1) and the case where the start point of the interference area is the start point or the end point of the arc (L2).
  • the angle formed by the shape working axis in the direction of the shape element from the intersection of the shape element with another shape element adjacent to the shape element is the tool angle of the tool +180 degrees ( ⁇ + ⁇ ) (or the tool angle
  • an imaginary line shown as a dotted line
  • the imaginary line meets the arc and the contact point P.
  • an angle ⁇ at which a contact point P of an imaginary line (shown as a dotted line) and an arc is positioned on a circle including an arc with respect to the shape work axis is a starting point of the arc. It is a case where P1 or the end point P2 exists between the angle (theta) 1 and (theta) 2 which are located.
  • contour element is an arc 2-the start point of the interference zone is the start or end point of the arc
  • an imaginary line connecting an intersection point with another shape element and a starting point P1 or an end point P2 of an arc intersects at an intersection point P with the arc itself. Occurs in the case.
  • the condition in which the interference region will occur is determined differently in the case of outer diameter machining and the case of inner diameter machining as shown in FIG. 9.
  • the angle ⁇ 1 is located on the circle including the arc with respect to the shape work axis.
  • An interference region occurs when ⁇ 2) is located between 90 degrees + tool angle to 270 degrees + tool angle.
  • the upper left end of Fig. 9 shows the case where the tool angle is the sub cutting edge angle ⁇ , and the upper right end shows the case where the tool angle is the cutting edge angle ⁇ , respectively.
  • Conditions for generating an interference region in the case of outer diameter machining are as follows.
  • An interference region occurs when ( ⁇ 1, ⁇ 2) comes between -90 degrees + tool angle-90 degrees + tool angle.
  • the lower left end of Fig. 9 shows the case where the tool angle is the sub cutting edge angle ⁇ , and the lower right end shows the case where the tool angle is the cutting edge angle ⁇ .
  • Conditions for generating an interference region in the case of inner diameter machining are as follows.
  • the sign of the tool angle is positive if the position of the tool edge corresponding to the tool angle is to the left of the direction of the work axis. It has a positive value (FIG. 4), and has a negative value when the position of the tool edge is on the right side of the shape work axis travel direction (FIGS. 5, 10, 11).
  • whether the shape element is included in the interference region is determined according to the sign of the currently defined tool angle. For example, when the sign of the currently defined tool angle is positive (+) as shown in FIG. 4, the shape on the left of the interference region vector advancing direction exists in the interference region. Similarly, as shown in FIGS. 5, 10, and 11, when the sign of the currently defined tool angle is negative, the shape on the right side of the interference region vector advancing direction exists in the interference region.
  • the inspection method including the interference zone using the shape work axis and the tool angle as described above is consistently applied to the outer diameter, the inner diameter, and the end face machining.
  • the cut surface forming step (S 60) of Figure 2 may be composed of the following four steps.
  • Step 1 Determine the offset value and the offset direction of the cutting plane by inputting the axial cutting depth and the machining direction.
  • the first offset cut plane is obtained according to the offset value and the offset direction obtained in the first step in the cut plane passing through the highest point of the closed shape obtained in the closed shape forming step (S50) of FIG. 2.
  • Step 3 The offset cutting plane is obtained continuously in the offset direction from the first offset cutting plane obtained in the second step.
  • the tool path generation step (S 80) of Figure 2 may be composed of the following eight steps.
  • Step 2 Tool path is obtained by circulating the points obtained in the first step sequentially and connecting the points that do not cross the shape.
  • Step 4 Save Tool Paths Created from Step 3
  • Step 5 If a shape exists between the tool paths stored in the fourth step, a path following the shape is added between the tool paths.
  • Step 6 Receives information about the tool path entry and retraction from the user
  • Step 8 Inserting the entry and retraction tool paths generated in Step 7 are additionally inserted into the start and end points of the tool paths created and stored in Steps 4 and 5.
  • tool paths for various machining methods are proposed by providing a consistent method for defining and avoiding interference areas for various types of machining methods (inner diameter, outer diameter, cross-section machining, etc.). It is possible to effectively generate the, thus increasing the efficiency of the tool path generation.

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Abstract

본 발명은 선삭 가공시스템에서의 공구 경로 생성 방법에 관한 것으로서, (A) 형상 옵셋 단계(S 10)와, (B) 가상벽 생성 단계(S 20)와, (C) 간섭영역의 생성 및 형상 수정 단계(S 30, S 40)와, (D) 닫힌 형상 형성 단계(S 50)와, (E) 절단면 형성 단계(S 60)와, (F) 공구 경로 생성 단계(S 70, S 80)와, (G) 미가공 영역 탐색 단계(S 90)와, (H) 미절삭 영역 공구 경로 생성 단계( S 110)를 포함한다.

Description

선삭 가공 시스템에서의 공구 경로 생성 방법
본 발명은 선삭 가공 시스템에 관한 것이고, 보다 상세하게는 선삭 가공시스템에서의 공구 경로 생성 방법에 관한 것이다.
일반적인 컴퓨터 수치제어(computerized numerical control, CNC) 공작기계에서 사용자가 가공 프로그램을 작성할 경우, 단순한 형상만이 아니라 복잡하고 다양한 형상을 가공할 수 있는 프로그램을 작성할 수 있어야 한다. 복잡한 형상을 가공하기 위하여 사용자가 직접 기계 명령어를 프로그램 하는 것은 매우 힘들기 때문에 기계 명령어를 자동으로 프로그램하는 장치가 필요하며 이 장치가 공구경로 자동 생성장치이다. 이러한 장치에는 기계사용자의 가공 노하우가 담겨 있으며, 최근에는 단지 공구경로 만을 생성하지 않고 공구충돌, 미절삭 등을 탐지하는 기능이 포함되고 있다.
한편, 이러한 선삭용 공구경로에 있어서는 공구의 공구각에 따라 실질적으로 가공을 할 수 없는 간섭 영역이 필연적으로 발생하는 바, 간섭 영역을 회피하는 공구경로의 생성 방법이 요구되고 있다.
그러나, 종래의 선삭용 공구경로 생성법은 직선으로만 이루어진 형상에서 간섭영역을 회피하는 공구경로를 생성하는 경우가 대부분이었다.
또한, 형상에서 원호를 고려하는 경우라고 할지라도 간섭영역의 시작점을 단순히 원호상의 접점으로만 고려하였기 때문에, 도 12와 같이 간섭영역의 시작점(P)이 원호상의 접점이 아니라 교차점인 경우에는 간섭영역을 회피하는 공구경로를 생성하지 못한다는 문제가 있었다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 기술적 과제는 직선 및 원호를 포함하는 형상에서도 피삭재와 공구 간의 간섭영역을 효과적으로 회피하는 공구경로를 생성하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 내경, 외경 가공 및 단면 가공 등 다양한 공구경로 생성시 공통된 공구 경로 생성 알고리즘을 고안함으로써 공구경로 생성 효율을 높이는 것을 기술적 과제로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 선삭 가공 시스템에서의 공구 경로 생성 방법은 (A) 사용자로부터 입력되거나 도면에 나타난 형상을 인식하여 하나 이상의 형상 요소로 분리하고 입력된 형상을 가공여유만큼 옵셋하는 형상 옵셋 단계(S 10)와, (B) 공작물 치수를 고려한 가상벽을 생성하는 가상벽 생성 단계(S 20)와, (C) 공구 정보를 입력받고 공구의 공구각에 의해 발생하는 간섭영역을 생성하고, 상기 형상 요소들의 형상 작업축과 상기 공구의 공구각을 기초로 상기 각 형상 요소별로 간섭 영역 발생 여부를 판별하여 간섭 영역이 발생하지 않도록 형상 요소를 수정하는 형상 수정 단계(S 30, S 40)와, (D) 수정된 형상을 닫힌 형상으로 만드는 닫힌 형상 형성 단계(S 50)와, (E) 가공 깊이 방향으로 절단면을 형성하는 절단면 형성 단계(S 60)와, (F) 상기 절단면과 상기 형상 요소들과의 교점을 구하여 이 교점으로부터 공구 경로를 생성하는 공구 경로 생성 단계(S 70, S 80)와, (G) 상기 (C) 단계에서 미가공 영역 - 상기 간섭 영역에 포함된 형상 요소 - 가 존재하는지 탐색하는 미가공 영역 탐색 단계(S 90)와, (H) 미가공 영역이 탐색된 경우 상기 미가공 영역을 가공할 수 있는 공구로 공구를 변경하고 미절삭 영역 공구 경로를 생성하는 미절삭 영역 공구 경로 생성 단계( S 110)를 포함한다.
한편, 바람직한 실시예에 따르면 상기 (C) 단계에서 형상 요소가 직선인지 원호인지 여부에 따라 간섭 영역 여부를 달리 판단할 수 있다.
즉, 상기 형상 요소가 직선인 경우에는 상기 형상 요소와 상기 형상 작업축이 이루는 각도가 상기 공구의 공구각의 절대값보다 큰 경우에 간섭 영역에 포함된 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 형상 요소가 원호인 경우에는, 형상 작업축과 180도+공구각을 갖는 가상선이 상기 원호에 접하고 인접한 타 형상 요소와 교점이 있다면 상기 원호를 간섭 영역에 포함된 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 가상선이 상기 형상 요소인 원호와 교차하는 경우에는 상기 원호의 시작점 또는 끝점의 위치가 형상 작업축을 기준으로 원호를 포함하는 원 상에 위치하는 각도(θ1, θ2)가 90도+공구각과 270도+공구각 사이 또는 -90도+공구각과 90도+공구각 사이에 존재하는 경우 간섭 영역에 포함된 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 직선 뿐만 아니라 원호로 이루어진 형상에서도 공구의 공구각에 의해 발생하는 간섭영역을 회피할 수 있는 공구경로를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 여러 종류의 가공법(내경, 외경, 단면 가공 등)에 대해서 간섭영역을 정의하고 회피할 수 있는 일관된 방법을 제시함으로써 다양한 가공법(내경, 외경, 단면 가공 등)에 대해서도 공구경로를 효과적으로 생성할 수 있게 되므로 공구경로 생성의 효율을 높인다.
도 1a는 본 발명에 따른 선삭 가공 시스템의 전체 구성도.
도 1b 내지 도 1d는 본 발명에 따른 선삭 가공 시스템의 상세 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 선삭 가공 시스템에서의 공구 경로 생성 방법의 전체 흐름도.
도 3은 도 2의 S 30 및 S 40 단계에 대한 상세 흐름도.
도 4는 공구의 공구각이 부절삭날각(β)인 경우에 발생하는 간섭 영역 경계선(X)과 간섭 영역(A)을 도시한 도면.
도 5는 공구각이 절삭날각(α)인 경우에 발생하는 간섭 영역 경계선(X)와 간섭 영역(A)을 도시한 도면.
도 6은 주어진 형상 요소가 직선인 경우 간섭영역이 발생하는 조건을 보여주는 도면.
도 7은 주어진 형상 요소가 원호인 경우 간섭영역이 발생하는 경우를 보여주는 도면.
도 8은 간섭영역 시작점이 원호의 접점일 경우 간섭영역이 발생하는 조건을 보여주는 도면.
도 9는 간섭영역 시작점이 원호의 접점이 아니라 원호의 시작점 또는 끝점일 경우 간섭 영역이 발생하는 조건을 보여주는 도면.
도 10은 내경 가공일 경우 형상 작업축과 공구각에 의한 간섭영역 정의를 보여주는 도면.
도 11은 단면 가공일 경우 형상 작업축과 공구각에 의한 간섭영역 정의를 보여주는 도면.
도 12는 간섭영역 시작점이 원호의 접점이 아니라 원호의 시작점 또는 끝점이 되는 경우를 설명하기 위한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 선삭 가공 시스템의 구성도를 설명한 도면으로서 도 1a는 본 발명에 따른 선삭 가공 시스템의 전체 구성도이고, 도 1b 내지 도 1d는 상세 구성도이다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 선삭 가공 시스템은 형상 입력부(100)와, 공구 정보 입력부(200)와, 수정 형상 생성부(300)와, 공구 경로 생성부(400)와, 시스템 구동부(500)와, 가공부(600)와, 형상 요소 DB(700)와, 미가공영역 DB(800)와, 공구 정보 DB(900)로 구성된다.
형상 입력부(100)는 사용자로부터 입력되거나 도면에 나타난 형상을 인식하여 하나 이상의 형상 요소(C0, C1, ... Cn)로 분리한다(도 4, 도 5 참조).
공구 정보 입력부(200)는 공구 정보를 입력받는다.
수정 형상 생성부(300)는 형상 입력부(100)에서 인식된 형상 요소를 따라 상기 공구 정보 입력부(200)에 입력된 공구를 순환시킬 경우 각 형상 요소별로 간섭 영역의 발생 여부를 판별하고 간섭 영역이 발생하지 않도록 형상 요소를 수정한다. 수정 형상 생성부(300)는 미가공 영역으로 판단된 형상 요소를 형상 요소 DB(700)에서 미가공 영역 DB(800)로 이동시켜 저장시키고, 미가공 요소를 수정하여 간섭 영역에 포함되지 않도록 수정된 수정 형상 요소를 형상 요소 DB(700)에 저장한다.
공구 경로 생성부(400)는 수정 형상 생성부(300)에서 생성된 형상과 공구 정보 입력부(200)에 입력된 공구의 절단면과의 교점으로부터 공구 경로를 생성한다.
시스템 구동부(500)는 공구 경로 생성부(400)에서 생성된 공구 경로를 수치제어(NC) 코드로 변환하고 이로부터 기계 구동 신호를 발생시킨다.
가공부(600)는 시스템 구동부(500)의 기계 구동 신호에 따라 상기 공구로 가공을 수행한다.
형상 요소 DB(700)에는 형상 입력부(100)로 입력된 형상이 복수개의 형상 요소로 구분된 후 저장된다.
미가공 영역 DB(800)에는 수정 형상 생성부(300)의 미가공 영역 판단부(320)에서 미가공 영역으로 판단된 형상 요소(간섭 영역에 포함되는 형상 요소)가 저장된다.
수정 형상 생성부(300), 공구 경로 생성부(400) 및 시스템 구동부(500)의 상세 구성에 대해서는 도 1b 내지 도 1d를 참조로 설명한다.
도 1b에는 수정 형상 생성부(300)의 상세 구성이 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 수정 형상 생성부(300)는 간섭 영역 생성부(310), 미가공 영역 판단부(320) 및 형상 수정부(330)로 구성되어 있다.
간섭 영역 생성부(310)는 형상 입력부(100)에서 인식된 형상 요소의 형상 작업축과 상기 공구의 공구각을 기초로 각 형상 요소별로 간섭 영역의 발생여부를 판단하여 간섭 영역을 생성한다. 형상 작업축은 공구의 공구각 종류에 따라 그 방향이 상이하게 결정되는 바, 공구의 공구각이 부절삭날(β)인 경우에는 절삭방향과 동일한 방향으로, 공구의 공구각이 절삭날(α)인 경우에는 절삭방향과 반대방향으로 설정된다(도 4 및 도 5 참조).
미가공 영역 판단부(320)는 간섭 영역에 포함된 형상 요소를 미가공 영역으로 판단한다.
형상 수정부(330)는 미가공 영역으로 판단된 형상 요소가 간섭 영역에 포함되지 않도록 수정하여 수정된 형상 요소를 생성한다.
도 1c에는 공구 경로 생성부(400)의 상세 구성이 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 상기 공구 경로 생성부(400)는 절단면 생성부(410), 1차 공구 경로 생성부(420), 미가공 영역 탐색부(430) 및 미절삭 영역 공구 경로 생성부(440)로 구성되어 있다.
절단면 생성부(410)는 가공 깊이 방향으로 절단면을 생성한다.
1차 공구 경로 생성부(420)는 형상 수정부(330)에서 생성된 형상과 절단면과의 교점을 구하고 각 교점을 최단 경로로 연결함으로써 공구 경로를 생성한다.
미가공 영역 탐색부(430)는 미가공 영역 판단부(320)에 의해 판단된 미가공 영역이 존재하는지 여부를 탐색한다.
미절삭 영역 공구 경로 생성부(440)는 미가공 영역 탐색부(430)에서 미가공 영역이 탐색된 경우 미가공 영역을 가공할 수 있는 공구로 공구를 변경하고 미절삭 영역 공구 경로를 생성한다.
도 1d에는 시스템 구동부(500)가 도시된다. 도시된 것과 같이, 시스템 구동부(500)는 공구 경로 생성부(400)에서 생성된 공구 경로를 수치 제어 코드로 변환하는 수치 제어 코드 변환부(510)와 수치 제어 코드로부터 기계축 구동 신호를 발생시켜 기계를 구동시키기 위한 제어 신호를 생성하는 수치 제어 장치(520)로 구성된다.
이상 설명한 구성에 따라 본 발명에 따른 선삭 가공 시스템에서의 공구 경로 생성 방법을 도 2 및 도 3을 참조로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 선삭 가공 시스템에서의 공구 경로 생성 방법의 전체 흐름도이고, 도 3은 이에 대한 상세 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 선삭 가공 시스템은 형상 옵셋 단계(S 10)와, 가상벽 생성 단계(S 20)와, 형상 수정 단계(S 30, S 40)와, 닫힌 형상 형성 단계(S 50)와, 절단면 형성 단계(S 60)와, 절단면의 교점을 계산하는 교점 계산 단계(S 70)와, 공구 경로 생성 단계(S 80)와, 미가공 영역 탐색 단계(S 90) 및 미절삭 영역 공구 경로 생성 단계( S 110)로 구성된다.
도 2에는 형상 옵셋 단계(S 10)와 형상 수정 단계(S 30, S 40) 사이에 가상벽 생성 단계(S 20)가 포함되어 있으나, 가상벽 형성 단계(S 20)는 필수적으로 요구되는 것은 아니며 생략 가능하다. 즉, 형상 옵셋 단계(S 10) 다음에 곧바로 형상 수정 단계(S 30, S 40)가 수행되도록 구성할 수도 있다.
도 2에는 형상 옵셋 단계(S 10)가 형상 수정 단계(S 30, S 40) 보다 먼저 수행되는 것으로 도시되어 있으나, 형상 옵셋 단계(S 10)는 형상 수정 단계(S 30, S 40) 이후에 수행되도록 구성할 수도 있다.
이하 각 단계별로 상세히 설명한다.
형상 옵셋 단계(S 10)에서는 최초에 사용자로부터 입력되거나 도면에 나타난 형상을 인식하여 하나 이상의 형상 요소(C0, C1,... Cn)로 분리하고 입력된 형상을 가공여유만큼 옵셋한다.
가상벽 생성 단계(S 20)는 공작물 치수를 고려한 가상벽을 생성하는 단계로서, 전술한 것과 같이 필수적으로 요구되지는 않는다. 즉, 형상 옵셋 단계(S 10) 이후에 본 단계를 생략하고 곧바로 형상 수정 단계(S 30, S 40)로 이행될 수 있다.
다만, 가공목적에 따라, 또는 바람직한 실시예에 따르면 형상 옵셋 단계(S 10)와 형상 수정 단계(S 30, S 40) 사이에 가상벽 생성 단계(S 20)를 수행할 수도 있다.
이 경우, 가상벽 생성 단계(S 20)는 공작물의 최저, 최고 높이값을 구하는 제 1단계와, 주어진 공구경로 시작 높이를 입력 받는 제 2단계와, 자동 높이 선택 기능이 있을 경우 제 1단계에서 구한 높이값과 제 2단계에서 입력 받은 높이 중 하나를 선택하여 저장하고, 자동 높이 선택 기능이 없을 경우 공구경로 시작 높이를 선택하여 저장하는 제 3단계로 구성될 수 있다. 여기서, 제 3단계에서 자동으로 선택되는 높이는 외경 가공일 경우 최대값이 되고, 내경 가공일 경우 최소값이 된다.
형상 수정 단계(S 30, S 40)에서는 공구 정보를 입력받고 공구의 공구각에 의해 발생하는 간섭영역을 생성한다. 그리고, 상기 각 형상 요소별로 상기 형상 요소의 형상 작업축과 상기 공구의 공구각을 기초로 간섭 영역의 발생 여부를 판별하여 간섭 영역이 발생하지 않도록 형상 요소를 수정한다. S 30 및 S 40 단계에 구별하여 도시되었듯이 간섭 영역은 공구의 공구각이 절삭날각(major cutting edge angle)인지, 부절삭날각(minor cutting edge angle)인지 여부에 따라 상이하게 결정된다.
닫힌 형상 형성 단계(S 50)에서는 수정된 형상을 닫힌 형상으로 만든다.
절단면 형성 단계(S 60)에서는 가공 깊이 방향으로 절단면을 형성한다.
교점 계산 단계(S 70) 및 공구 경로 생성 단계(S 80)에서는 절단면과 수정 형상 요소들과의 교점을 구하여 이 교점으로부터 공구 경로를 생성한다.
미가공 영역 탐색 단계(S 90)에서는 형상 수정 단계(S 30, S 40)에서 미가공 영역(간섭 영역에 포함된 형상 요소)이 존재하는지 탐색한다.
미절삭 영역 공구 경로 생성 단계(S 110)에서는 미가공 영역이 탐색된 경우 상기 미가공 영역을 가공할 수 있는 공구로 공구를 변경하고 미절삭 영역 공구 경로를 생성한다.
도 2의 형상 수정 단계(S 30, S 40)에 대해서는 도 3을 참조로 보다 상세하게 설명한다. 도 3에 도시된 것과 같이 형상 수정 단계(S 30, S 40)는 S 120 내지 S 340 단계로 구성된다.
제 1 단계(S120)에서는 절삭 방향과 공구각의 종류에 따라 형상 작업축을 정의한다. 형상 작업축은 공구의 공구각 종류에 따라 그 방향이 상이하게 결정된다. 즉, 도 4, 10, 11에 도시된 것과 같이 공구의 공구각이 부절삭날(α)인 경우에는 형상 작업축은 공구의 이송방향과 반대 방향으로 설정되고, 도 5에 도시된 것과 같이 공구의 공구각이 절삭날(β)인 경우에는 형상 작업축은 공구 이송방향과 동일한 방향 으로 설정된다.
제 2 단계(S130, S320)에서는 형상 작업축의 방향에 따라 형상 요소를 순환한다. 즉, 도 4, 10, 11에서와 같이, 공구의 공구각이 부절삭날(α)인 경우에는 형상 작업축의 방향이 도면의 좌측에서 우측방향이므로 형상 요소(C0, C1,... Cn)의 순환도 좌측으로부터 우측방향으로 순환한다. 비슷한 방식으로, 도 5와 같이, 공구의 공구각이 절삭날(β)인 경우에는 형상 작업축의 방향이 도면의 우측에서 좌측방향이므로 형상 요소(C0, C1,... Cn)의 순환도 우측으로부터 좌측방향으로 순환한다.
제 3 단계(S140)에서는 순환 중인 형상 요소(C0, C1,... Cn)에서 간섭영역 발생 여부를 조사한다.
조사 결과, 간섭영역이 발생하지 않을 경우 현재 순환 중인 형상 요소를 형상 요소 DB(700)에 저장하고[제 4단계(S150)], 제 3단계에서 간섭영역이 발생할 경우 간섭영역을 생성한다[제 5단계(S160)].
그 다음, 제 6단계(S180)에서는 제4 단계(S 150)에서 순환, 검사된 후 형상 요소 DB(700)에 저장된 형상 요소들을 저장된 역순으로 순환(S170, S210, S220)하며 제 5단계(S 160)에서 생성한 간섭영역과의 관계를 파악한다.
제 7단계(S190, S200)에서는 제 6단계(S180)에서 역순환 검사하는 형상 요소 중 간섭영역에 포함되는 형상 요소를 형상 요소 DB(700)에서 꺼내 미가공 영역 DB(800)에 저장한다.
제 8단계(S240, S250)에서는 제 6단계(S180)에서 역순환 검사하는 형상 요소와 간섭영역이 교점을 갖는 경우 간섭영역과 겹치지 않는 부분은 그대로 형상 요소 DB(700)에 남기고 겹친 부분은 미가공 영역 DB(800)에 저장한다.
제 9단계(S260)에서는 간섭영역으로부터 새로운 형상 요소를 생성하고 이를 형상 요소 DB(700)에 저장한다.
제10 단계(S270, S280, S290)에서는 제 2단계(S130, S320)에서 순환중인 형상과 제 5단계(S160)에서 생성한 간섭영역과의 관계를 파악하여, 간섭영역과 겹치지 않는 형상 요소는 형상 요소 DB(700)에 저장하고, 그렇지 않은 부분은 미가공 영역 DB(800)에 저장한다.
제 11단계(S300, S310)에서는 미가공 영역 DB(800)에 저장된 형상 요소들을 그룹화하고 미가공 영역으로 정의한다.
간섭영역 발생 여부의 판단에 대해서는 도 4 내지 도 12를 참조로 상세히 설명한다.
도 4는 공구의 공구각이 부절삭날각(β)인 경우에 발생하는 간섭 영역 경계선(X)과 간섭 영역(A)을 도시하고, 도 5는 공구각이 절삭날각(α)인 경우에 발생하는 간섭 영역 경계선(X)와 간섭 영역(A)을 도시한다.
간섭영역 생성을 위한 형상의 순환은 형상 작업축의 방향에 따른다. 따라서 도면에 나타난 C0가 시작 형상 요소가 되며 Cn은 끝 형상 요소가 된다.
공구각의 부호는 공구각에 해당하는 공구날의 위치가 형상 작업축 진행 방향의 왼쪽에 있으면 공구각의 부호는 양(+)의 값을 갖고(도 4), 공구날의 위치가 형상 작업축 진행 방향의 오른쪽에 있으면 음(-)의 값을 갖는다(도 5, 도 10, 도 11).
그리고, 형상 요소가 간섭영역에 포함되는지 여부는 현재 정의된 공구각의 부호에 따라 결정된다. 예로써, 도 4와 같이 현재 정의된 공구각의 부호가 양(+)일 경우 간섭영역 경계선(X) 벡터 진행 방향의 왼쪽에 있는 형상은 간섭영역 내에 존재하는 것으로 판단된다. 이와 유사하게 도 5, 도 10 및 도 11에 도시된 것과 같이, 현재 정의된 공구각의 부호가 음(-)일 경우에는, 간섭영역 경계선(X) 벡터 진행 방향의 오른쪽에 있는 형상이 간섭영역 내에 존재하는 것으로 판단된다.
즉, 간섭 영역 경계선(X) 은 각각 공구의 부절삭날각(β) 또는 절삭날각(α)과 나란한 방향으로 정의되고, 간섭 영역(A)은 간섭 영역 경계선(X)과 형상 작업축 사이의 영역으로 정의된다. 그리고, 도 1에 도시된 것과 같이 간섭 영역(A)에 포함된 형상 요소는 미가공 영역으로 판별되어 형상 요소 DB(700)에서 미가공 영역 DB(800)로 이동된다.
간섭 영역 발생 여부 판단은 형상 요소가 직선인 경우와 원호인 경우로 나누어 판단된다.
형상 요소가 직선인 경우
형상 요소가 직선인 경우는 도 6에 도시된 것과 같이 형상 요소와 형상 작업축이 이루는 각도(θ)의 절대값이 주어진 공구의 공구각(α) 절대값보다 큰 경우 간섭영역이 발생하는 것으로 판단한다.
형상 요소가 원호인 경우는 도 7에 도시된 것과 같이 간섭 영역의 시작점이 원호의 접점인 경우(L1)와 간섭 영역의 시작점이 원호의 시작점 또는 끝점인 경우(L2)로 나누어 판단한다.
형상 요소가 원호인 경우 1 - 간섭 영역의 시작점이 원호의 접점인 경우
본 케이스는 도 7의 L1과 같이, 형상 요소와 인접한 타 형상 요소와의 교점으로부터 형상 요소 방향으로 형상 작업축과 이루는 각도가 공구의 공구각+180도(α+π) [또는 공구각(α )]인 가상선(점선으로 도시)을 연장하였을 때, 이 가상선이 원호와 접점(P)에서 만나는 경우이다.
더 상세하게는, 도 8에 도시된 것과 같이 가상선(점선으로 도시)과 원호와의 접점(P)이 형상 작업축을 기준으로 원호를 포함하는 원 상에 위치하는 각도(θ)가 원호의 시작점(P1) 또는 끝점(P2)이 위치하는 각도(θ1, θ2) 사이에 존재하는 경우이다.
형상 요소가 원호인 경우 2 - 간섭 영역의 시작점이 원호의 시작점 또는 끝점인 경우
본 케이스는 도 7의 L2와 같이 타 형상 요소와의 교점과 원호의 시작점 (P1) 또는 끝점(P2)을 잇는 가상선이 원호 자신과의 교점(P)에서 교차하는 경우로서, 도 12와 같은 경우에 발생한다.
이 경우에서 간섭 영역이 발생할 조건은 도 9에 도시된 것과 같이 외경 가공인 경우와 내경 가공인 경우 상이하게 결정된다.
즉, 외경 가공인 경우에는 도 9의 좌상단과 우상단에 도시된 것과 같이, 원호의 시작점(P1) 또는 끝점(P2)이 형상 작업축을 기준으로 상기 원호를 포함하는 원 상에 위치하는 각도(θ1, θ2)가 90도+공구각~270도+공구각 사이에 위치하는 경우에 간섭 영역이 발생한다. 도 9의 좌상단은 공구각이 부절삭날각(α)인 경우를, 우상단은 공구각이 절삭날각(β)인 경우를 각각 도시하고 있다.
외경 가공인 경우에 간섭 영역이 발생할 조건은 하기 수학식 1 및 2와 같다.
수학식 1
Figure PCTKR2010006906-appb-M000001
수학식 2
Figure PCTKR2010006906-appb-M000002
다음으로, 내경 가공인 경우에는 도 9의 좌하단과 우하단에 도시된 것과 같이, 원호의 시작점(P1) 또는 끝점(P2)이 형상 작업축을 기준으로 상기 원호를 포함하는 원 상에 위치하는 각도(θ1, θ2)가 -90도+공구각~90도+공구각 사이에 오는 경우에 간섭 영역이 발생한다. 도 9의 좌하단은 공구각이 부절삭날각(α)인 경우를, 우하단은 공구각이 절삭날각(β)인 경우를 각각 도시하고 있다.
내경 가공인 경우에 간섭 영역이 발생할 조건은 하기 수학식 3 및 4와 같다.
수학식 3
Figure PCTKR2010006906-appb-M000003
수학식 4
Figure PCTKR2010006906-appb-M000004
이상에서 설명한 형상 요소가 원호인 경우의 간섭영역(L1, L2) 발생 조건에서 공구각의 부호는 공구각에 해당하는 공구날의 위치가 형상 작업축 진행 방향의 왼쪽에 있으면 공구각의 부호는 양(+)의 값을 갖고(도 4), 공구날의 위치가 형상 작업축 진행 방향의 오른쪽에 있으면 음(-)의 값을 갖는다(도 5, 도 10, 도 11).
그리고, 형상 요소가 간섭영역에 포함되는지 여부는 현재 정의된 공구각의 부호에 따라 결정된다. 예로써, 도 4와 같이 현재 정의된 공구각의 부호가 양(+)일 경우 간섭영역 벡터 진행 방향의 왼쪽에 있는 형상은 간섭영역 내에 존재한다. 이와 유사하게 도 5, 도 10 및 도 11에 도시된 것과 같이, 현재 정의된 공구각의 부호가 음(-)일 경우 간섭영역 벡터 진행 방향의 오른쪽에 있는 형상이 간섭영역 내에 존재한다.
이상과 같은 형상 작업축과 공구각을 이용한 간섭영역 포함여부 검사 방법은 외경, 내경, 단면 가공에 일관적으로 적용된다.
한편, 바람직한 실시예에 따르면, 도 2의 절단면 형성 단계(S 60)는 이하의 4 단계로 구성될 수 있다.
(제1 단계) 축 방향 절삭 깊이와 가공 방향을 입력 받아 절단면의 옵셋 값과 옵셋 방향을 정함.
(제2 단계) 도 2의 닫힌 형상 형성 단계(S 50)에서 구한 닫힌 형상의 최고점을 지나는 절단면에서 제1 단계에서 구한 옵셋 값과 옵셋 방향에 따라 첫 옵셋 절단면을 구함.
(제3 단계) 제 2단계에서 구한 첫 옵셋 절단면에서 옵셋 방향으로 연속하여 옵셋 절단면을 구함.
(제4 단계) 도 2의 닫힌 형상 형성 단계(S 50)에서 구한 닫힌 형상의 최저점 이하로 옵셋 절단면이 지나갈 경우 옵셋 과정을 종료함.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도 2의 공구 경로 생성 단계(S 80)는 하기의 8 단계로 구성될 수 있다.
(제 1단계) 도 2의 교점 계산 단계(S 70)에서 구한 교점을 가공 방향에 따라 정렬함.
(제 2 단계) 제 1단계에서 구한 교점들을 순차적으로 순환하며 형상을 가로 지르지 않는 교점들을 연결하여 공구경로를 구함
(제 3 단계) 도 2의 절단면 생성(S 60)단계에서 구한 연속된 옵셋 절단면을 순환하며 제 1단계와 제 2단계를 반복하여 수행함
(제 4 단계) 제 3단계로부터 생성한 공구경로들을 저장함
(제 5 단계) 제 4단계에서 저장한 공구경로들 사이에 형상이 존재할 경우 형상을 추종하는 경로를 공구경로들 사이에 추가함
(제 6 단계) 공구경로의 진입, 후퇴 정보를 사용자로부터 입력 받음
(제 7 단계) 제 6단계에서 입력 받은 진입, 후퇴 정보로부터 진입, 후퇴 공구경로를 생성함.
(제 8 단계) 제 4, 5 단계에서 생성, 저장한 공구경로들의 시작과 마지막 지점에 제 7단계에서 생성한 진입, 후퇴 공구경로를 추가적으로 삽입함.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 직선 뿐만 아니라 원호로 이루어진 형상에서도 공구의 공구각에 의해 발생하는 간섭영역을 회피할 수 있는 공구경로를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 여러 종류의 가공법(내경, 외경, 단면 가공 등)에 대해서 간섭영역을 정의하고 회피할 수 있는 일관된 방법을 제시함으로써 다양한 가공법(내경, 외경, 단면 가공 등)에 대해서도 공구경로를 효과적으로 생성할 수 있게 되므로 공구경로 생성의 효율을 높인다.

Claims (4)

  1. (A) 사용자로부터 입력되거나 도면에 나타난 형상을 인식하여 하나 이상의 형상 요소로 분리하고 입력된 형상을 가공여유만큼 옵셋하는 형상 옵셋 단계(S 10)와,
    (B) 공구 정보를 입력받고 공구의 공구각에 의해 발생하는 간섭영역을 생성하고, 상기 각 형상 요소별로 상기 형상 요소의 형상 작업축과 상기 공구의 공구각을 기초로 간섭 영역의 발생 여부를 판별하여 간섭 영역이 발생하지 않도록 형상 요소를 수정하는 형상 수정 단계(S 30, S 40)와,
    (C) 수정된 형상을 닫힌 형상으로 만드는 닫힌 형상 형성 단계(S 50)와,
    (D) 가공 깊이 방향으로 절단면을 형성하는 절단면 형성 단계(S 60)와,
    (E) 상기 절단면과 상기 형상 요소들과의 교점을 구하여 이 교점으로부터 공구 경로를 생성하는 공구 경로 생성 단계(S 70, S 80)
    를 포함하는 선삭 가공 시스템에서의 공구 경로 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (F) 상기 (B) 단계에서 미가공 영역 - 상기 간섭 영역에 포함된 형상 요소 가 존재하는지 탐색하는 미가공 영역 탐색 단계(S 90)와,
    (G) 미가공 영역이 탐색된 경우 상기 미가공 영역을 가공할 수 있는 공구로 공구를 변경하고 미절삭 영역 공구 경로를 생성하는 미절삭 영역 공구 경로 생성 단계(S 110)
    를 더 포함하는 선삭 가공 시스템에서의 공구 경로 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (B) 단계에서
    (B-1) 상기 형상 요소가 직선인 경우에는 상기 형상 요소와 상기 형상 작업축이 이루는 각도가 상기 공구의 공구각의 절대값보다 큰 경우에 간섭 영역에 포함된 것으로 판단하는 단계
    를 더 포함하는 선삭 가공 시스템에서의 공구 경로 생성 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (B) 단계에서
    (B-2) 상기 형상 요소가 원호인 경우에는,
    상기 형상 작업축과 180+공구각의 각도를 갖는 가상선을 생성하였을 때,
    상기 가상선이 상기 형상 요소인 원호와 접점으로 만나는 경우에는 상기 원호를 간섭 영역에 포함된 것으로 판단하고,
    상기 가상선이 상기 형상 요소인 원호와 교차하는 경우에는 상기 원호의 시작점 또는 끝점이 상기 형상 작업축을 기준으로 상기 원호를 포함하는 원 상에 위치하는 각도(θ1, θ2)가 90도+공구각과 270도+공구각 사이 또는 -90도+공구각과 90도+공구각 사이에 존재하는 경우 상기 원호를 간섭 영역에 포함된 것으로 판단하는 단계
    를 더 포함하는 선삭 가공 시스템에서의 공구 경로 생성 방법.
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