JPH0320803A

JPH0320803A - 加工シミユレーシヨン装置

Info

Publication number: JPH0320803A
Application number: JP15457989A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Kawashima; 泰正川島; Junichi Hirai; 純一平井; Kumiko Ito; 久美子伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-06-19
Filing date: 1989-06-19
Publication date: 1991-01-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、数値制御（以後ＮＣと略す）工作機械による
機械加工に係わり，特に最終加工形状の寸法の良否を計
算機による加工シミュレーションによって評価する方法
に関する。

〔従来の技術〕

従来加工シミュレーションによる最終加工形状の寸法評
価は、最終加工形状，要求形状をともに２乃至３次元の
領域データとして計算機内に表現し、両者を比較するこ
とで行い、その結果は最終加工形状のみ表示するか、あ
るいは最終加工形状と要求形状の差領域を表示するかに
よってユーザに知らされていた．例えば特開昭５９−１
２７１０８号では最終加工形状，要求形状を２次元画像
に展開し，画像上での差領域の有無により「削り過ぎ」
　「削り残し」を見いだし、同時にその画像がユーザに
示される。また、精密工学会誌第５４巻１２号２２７１
頁から２２７６頁では、３次元データについて「削りす
ぎ」　「削り残し」を検出する方法が示されているが、
その有効な表示方法は示されていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、評価精度と処理性能について
次の問題があった。

（１）最終加工形状と要求形状の両者が領域として表現
されていなければならない。しかし、多くの場合要求形
状データは図面、ＣＡＤによる図面データ又は比較的単
純な数値データ（例えば曲面データや点群データ）とし
てしか存在しない。

（２）最終加工形状（あるいは最終加工形状と要求形状
の差領域）は一般に微妙な凹凸を持った複雑な形状とな
り、表示処理等の−ｉ１荷が非常に大きい。また、差領
域の算出には膨大な計算量が必要である。しかも、それ
らをせっかく表示しても絵を見ただけでは寸法の良否の
判断がつかない。

（３）最終加工形状と要求形状の比較において寸法公差
を考慮していないため、両者に少しでも差があると、異
常として検出されてしまう。

（４）最終加工形状と要求形状の比較方法は、製造現場
における検査工程に見られるごとく、１通りではない。

にもかかわらず，従来の加工シミュレーションでは単純
な領域比較しか行っていない。

本発明の目的は，上記問題を解決し、（１）加工シミュレーションにおける最終加工形状の寸
法評価を定量的に行い、またその結果の安価で効果的な
提示手段を提供すること（２）要求形状と最終加工形状の比較方法をユーザが容
易に選択可能な手段を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、加工シミュレーション装置におい（１）寸
法評価手段と図形表示手段と図形要素指示手段とを備え
、最終加工形状の寸法を要求形状の図形要素に基づいて
算出・評価し評価結果により要求形状データを着色・強
調するなどの装飾・加工を施して加工して表示する，（２）最終加工形状の寸法算出手段を現実の寸法測定機
器に対応付け、ユーザが適当な寸法計測機器を選択する
ことによってその寸法計測機器と同等な寸法算出手段を
動作させることにより達成される。

〔作用〕

寸法評価手段は次のように最終加工形状の寸法を評価す
る。

（Ｌ）要求形状データが曲面データのときは、要求形状
表面上に設定された点と最終加工形状表面との距離が公
差内にあるか否かにより正常加工，異常を判定する．そ
の際、最終加工形状データが領域を表現したデータであ
れば、要求形状表面上の点が最終加工形状領域内にある
か否かにより削り過ぎ・削り残しの判定まで行う。

（２）要求形状が曲面データではなく、その寸法が特定
の図形要素、あるいは図形要素簡にのみ設定されている
とき、画面に表示された要求形状について必要な図形要
素をユーザが対話的に指示する。寸法評価手段は，指示
された要求形状の図形要素に対応する図形要素を最終加
工形状データより捜し、それについて寸法を算出し評価
する．この寸法評価手段の作用により、寸法評価は定量的にな
される。

また寸法評価結果は、最終加工形状ではなく要求形状を
表示する際に，その図形要素に関する付加情報として出
力する．それにより複雑で処理負荷が大きい最終加工形
状を表示せずども加工状態の善し悪しをユーザに知らせ
ることができる．一方、上述の最終加工形状の寸法算出手段を現実の寸法
計測機器と対応づけることにより、ユーザは対象となる
形状の特徴に応じて適切な寸法算出手段をきわめて容易
に選択することができる。

〔実施例〕

以下図を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は，要求形状データが曲面として与えられるとき
の寸法評価結果の表示方法の実施例を示している。同図
（ａ）は要求形状データ３０を「削りすぎＪ　「削り残
し」の度合いを表す着色を施して表示する例，（ｂ）は
「削りすぎ』　「削り残し」の量を表す法ｌ！４２方向
の線分５１を付加して要求形状データ３０を表示した例
である。また（ｃ）は「削りすぎ」　「削り残し」の量
を等高線５２で表示した例である。また．（ｄ）は多面
体で与えられた要求形状データ３０の構成面３２の間に
設定された寸法についての評価結果を表示した例である
。

次に本発明を実施する加工シミュレーション装置の構成
と取り扱われるデータの形式を示す。第２図は加工シミ
ュレーションｉｌ置の構成例である。

加工情報１０，被加工物データ１３及び要求形状データ
３０はそれぞれファイルで与えられる。幾何｝寅算手段
ｌ２は被加工物データ１３，加工情報１０より最終加工
形状データ２０を生成する。寸法評価手段５０は寸法算
出手段４０を含み、最終加工形状データ２０，要求形状
データ３０を用いた最終加工形状の寸法計測・評価を行
う。加工情報編集手段７１は加工情報検索手段７０を含
み、要求形状データ３０または最終加工形状データ２０
から加工動作を検索し加工情報１０を編集する。ここで
、寸法評価手段５０，加工情報編集手段７１は対話装置
６２を介したユーザの指示を受けて動作する。対話装置
６２は図形表示手段６０と図形要素指示手段６１を含ん
でいる。

本装置で扱われるデータは例えば以下の形式で表現され
る。加工情報１０は例えばＪＩＳ　　Ｂ６３ｌ４で定義
されるＮＣプログラムとする。被加工物データ１３及び
最終加工形状データ２０は領域を表現するデータ（例え
ばソリッドモデル）として与える。第３図はその実施例
であり、本例では形状を曲面によって区切られる空間の
集合演算結果として表現する。また第４図は要求形状デ
ータ３０の実施例を示すもので、同図（ａ）は要求形状
が曲面のときのデータ形式の実施例、（ｂ）は図面の寸
法線として与えられるときの実施例である．次に寸法評価手段５０における寸法算出及び寸法評価処
理の実施例を示す。尚，寸法算出は寸法算出手段４０で
行われる。まず第５図は要求形状データ３０が曲面デー
タで与えられるときの寸法算出・評価方法を示している
。この場合、寸法算出手段４０により要求形状データ３
０上の計測点４１を基準に最終加工形状表面２１の位置
を求め、最終加工形状表面２１と要求曲面３１どの位置
のずれ４３を寸法公差４４と比較することで寸法評価を
行う．最終加工形状表面２ｌの位置は計測点４１での法
ｉ！４２方向に調べるものとする。この方法によれは計
測点４１と最終加工形状表面２１の完全に正確な距離は
得られないが、実用範囲での値が高速に求められるとい
う効果がある。

寸法算出手段４０には、図形要素固有、または図形要素
間の寸法を算出する機能を持たせる．第６図は，寸法算
出手段４０の入力（図形要素６３）と出力（距離４５，
ピッチ径４６）の例である。

寸法の算出方法は、それぞれ現実に存在する寸法計測機
器と対応付ける，すなわち、第５図で示した寸法測定は
３次元位置測定器に、第６図は物差し等の測長器に対応
付けられる。第５図の場合、各計測点４工の法線４２は
３次元測定器の触針の軌道にあたり、法線４２上で求っ
たと最終加工形状表面２１の交点が触針が最終加工形状
表面２ｌに触れた位置である。第６図の場合は、ユーザ
が図形要素を指示する操作が物差しを形状にあてるとい
う計測時の動作と対応する。

本装置における加工情報検索手段７０及び加工情報編集
手段７１は本発明を効果的に用いて加工情報の修正を行
うために設けたものである。第７図は加工情報編集手段
７１の図形表示手段６０上での画面構戊例に示す図であ
り、本例では対話装置６２の画面上に図形表示手段６０
，加工情報編集手段７１がそれぞれウインドウとして存
在し、図形表示手段６０に最終加工形状データ２０，要
求形状データ３０を、一方加工情報編集手段７１に加工
情報１０を表示している．ユーザが最終加工形状データ
２０または要求形状データ３０の図形要素６３を図形要
素指示手段６１によって指示するとその図形要素に関す
る寸法計測・評価が行われその結果が表示される。また
それと同時に加工情報検索手段７０によってその図形要
素を加工する加工動作が加工情報から検索され，加工情
報編集手段７１の表示内容が加工情報検索手段７０が出
力した加工動作１１の近傍に変更される。

〔発明の効果〕

本発明の効果は、第一に寸法評価手段によって最終加工
形状の寸法の良否を定量的且つ少ない処理量で評価でき
ることにある。第２に評価結果を最終加工形状ではなく
表示が容易な要求形状に基づいて表示できることである
，最後に、最終加工形状と要求形状の比較方法を現実の
寸法計測機器に投影することでユーザは場面に応じて適
切々方法を容易に選択できることである。

【図面の簡単な説明】

第ｔ図は寸法評価結果表示の実施例である。第２図は本
発明を実施する加工シミュレーション装置の構或図であ
る。第３図は被加工物，！終加工形状のデータ形式例で
ある。第４図は要求形状のデータ形式である。第５図は
曲面データで与えられた要求曲面に対する寸法算出・評
価の実施例である。第６図は図形要素間の寸法計測であ
る。第７図は画面構成例である。１０・・・加工情報、１１・・・加工動作，１２・・・
幾何演算手段、１３・・・被加工物データ、２０・・・
最終加工形状データ、２ｌ・・・最終加工形状表面，３
０・・・要求形状データ、３１・・要求曲面、３２・・
・多面体構成面．４０・・・寸法算出手段，４１・・・
計測点、４２・・・法線、４３・・・位置のずれ、４４
・・・寸法公差、４５・・・距離、４６・・・ピッチ径
、５０・・・寸法評価手段、５１・・・線分、５２・・
・等高線、６０・・・図形表示手段、６１・・・図形要
素指示手段、６２・・・対話装置、６３・・・図形要奏
、７０・・・加工情報検索手段、７１′１１尾１図（１１）６ｚ尾ｌ図（ＤノＬ空間：Ｂよ（Ｘ）≧Ｏ菩合濱罵関数帛４−図沫癲Ｎよ（ｂ）コ０高５図嶌６図（ＯＬ）繻獅電索６３４０

Claims

【特許請求の範囲】１、所定の幾何計算によつて機械加工を模擬し加工情報
は被加工物データから最終加工形状データを求める加工
シミュレーション装置であつて、形状が持つ頂点、稜線
、輪郭線、面、および形状表面上の任意の一点を図形要
素とし、又該図形要素固有または複数の図形要素間に別
途定められる幾何データを形状の寸法とするとき、加工
の目標となる形状を示す要求形状の各部の寸法及びその
公差を表すデータである要求形状データの一部または全
部と前記最終加工形状データを比較して最終加工形状の
寸法の良否を判定する寸法評価手段と、前記寸法評価手
段による判定結果に応じて装飾・加工された前記要求形
状データを表示する図形表示手段とを有することを特徴
とする加工シミュレーション装置。２、前記要求形状データが少なくとも前記要求形状の寸
法に関して形状表面上の任意または予め定められた点の
位置と位置公差の情報を直接または間接に有するとき、
前記寸法評価手段において、該要求形状表面上の点につ
いて該点から前記最終加工形状表面までの距離を算出し
、該距離が前記位置公差内にあるときその点を正常加工
、そうでないときを異常加工として判定することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の加工シミュレーショ
ン装置。３、前記最終加工形状データが領域を表現するデータで
あつて、且つ前記要求形状データが少なくとも前記要求
形状の寸法に関して形状表面上の任意または予め定めら
れた点の位置と位置公差の情報を直接または間接に有す
るとき、前記寸法評価手段において、該要求形状表面上
の点について該点から前記最終加工形状表面までの距離
の算出と、該点が前記最終加工形状領域の内外いずれに
あるかの判定とを実施し、該距離が前記位置公差内にあ
るときその点を正常加工、そうでないときを異常加工と
して判定し、さらに前記点が最終加工形状領域内部にあ
るときを削り残し、外部にあるときを削りすぎると判定
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加工
シミュレーション装置。４、前記図形表示手段に表示された図形についてその図
形要素を指示する図形要素指示手段を備え、該図形要素
指示装置によつて指示された１つ乃至複数の前記要求形
状の図形要素について、前記寸法評価手段において該要
求形状の図形要素に対応する前記最終加工形状の図形要
素を検索した後、該最終加工形状の図形要素について所
定の寸法を算出し該寸法を要求形状データと比較するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加工シミュ
レーション装置。５、所定の幾何計算によつて機械加工を模擬し加工情報
は被加工物データから最終加工形状データを求める加工
シミュレーション装置であつて、該最終加工形状データ
を参照して最終加工形状の寸法を算出する手段を少なく
とも１つ備え、該寸法算出手段のそれぞれをその寸法算
出方法により寸法計測機器と対応付け、該加工シミュレ
ーション装置のユーザが前記寸法計測機器を選択するこ
とを前記寸法算出手段を選択することを等価に扱うこと
を特徴とした加工シミュレーション装置。