JPH04230504A - 数値制御機械で加工品を加工する方法 - Google Patents
数値制御機械で加工品を加工する方法Info
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、加工品の輪郭を数学
的に指定できる基本体の組み合わせによって形成し、数
値制御部の助けで加工品の素材データを工具の軌道デー
タに結び付けて、加工品を加工する方法に関する。
的に指定できる基本体の組み合わせによって形成し、数
値制御部の助けで加工品の素材データを工具の軌道デー
タに結び付けて、加工品を加工する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の方法は多くの出版物により公知
である。例えば、対応米国特許第 ４ ８６８ ７６１
−Ａ号明細書に相当する西独特許第 ３６ ０８ ４３
８−Ａ号明細書によれば、高度な方法が知られている。 この方法では、電算機支援設計（ＣＡＤ）および電算機
支援製造（ＣＡＭ）によって、数値制御機械で製造する
ための湾曲した自由表面を計算することができる。
である。例えば、対応米国特許第 ４ ８６８ ７６１
−Ａ号明細書に相当する西独特許第 ３６ ０８ ４３
８−Ａ号明細書によれば、高度な方法が知られている。 この方法では、電算機支援設計（ＣＡＤ）および電算機
支援製造（ＣＡＭ）によって、数値制御機械で製造する
ための湾曲した自由表面を計算することができる。
【０００３】この方法では、もちろん形態を決める機能
が、工具の幾何学位置を決める機能とは、完全に分離し
ていることを詳しく説明してある。後者の機能は数値制
御部の役目である。
が、工具の幾何学位置を決める機能とは、完全に分離し
ていることを詳しく説明してある。後者の機能は数値制
御部の役目である。
【０００４】上記の完全分離は、この文献の内容および
当業者の知識から理解できる。何故なら、数学的に極度
に指定困難な自由表面を計算することによって、数値制
御部に実際上過大な要求がなされるからである。
当業者の知識から理解できる。何故なら、数学的に極度
に指定困難な自由表面を計算することによって、数値制
御部に実際上過大な要求がなされるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、数
学的に指定できる物体の加工が簡単にできる方法を提供
することにある。
学的に指定できる物体の加工が簡単にできる方法を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた数値制御機械で加工品を加工する
方法の場合、以下の過程、 ａ）二次元の輪郭（２ｄ輪郭）（５ａ）に対するデータ
に、工具の半径の補正を施し、これ等の補正を補正した
２ｄ輪郭（５ｃ）のデータとして記憶し、ｂ）補正され
た二次元の輪郭（２ｄ輪郭）（５ｃ）のデータから、こ
れ等の輪郭を並進移動および／または回転によって補正
された三次元の基本体（３ｄ対象物）（５ｄ，９，１０
，１１）を発生させ、そのデータを記憶し、 ｃ）補正された三次元の基本体（３ｄ対象物）（５ｄ，
９，１０，１１）に対するデータを、空間で任意の方向
に向けて、合成された本体（８′）のデータに結び付け
て記憶し、その場合、上記補正された本体（８′）の表
面が等間隔にした加工品（８）の表面を描く、によって
解決されている。
により、冒頭に述べた数値制御機械で加工品を加工する
方法の場合、以下の過程、 ａ）二次元の輪郭（２ｄ輪郭）（５ａ）に対するデータ
に、工具の半径の補正を施し、これ等の補正を補正した
２ｄ輪郭（５ｃ）のデータとして記憶し、ｂ）補正され
た二次元の輪郭（２ｄ輪郭）（５ｃ）のデータから、こ
れ等の輪郭を並進移動および／または回転によって補正
された三次元の基本体（３ｄ対象物）（５ｄ，９，１０
，１１）を発生させ、そのデータを記憶し、 ｃ）補正された三次元の基本体（３ｄ対象物）（５ｄ，
９，１０，１１）に対するデータを、空間で任意の方向
に向けて、合成された本体（８′）のデータに結び付け
て記憶し、その場合、上記補正された本体（８′）の表
面が等間隔にした加工品（８）の表面を描く、によって
解決されている。
【０００７】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００８】
【実施例】以下に、この発明を実施例を示す図面に基づ
きより詳しく説明する。
きより詳しく説明する。
【０００９】図１に示す数値制御されたフライス機械１
は、この発明による方法を実施するために使用される。
は、この発明による方法を実施するために使用される。
【００１０】加工すべき加工品は、加工品の素材２によ
って示してあり、加工品の素材２を加工するために使用
される工具は球フライス３にして表してある。
って示してあり、加工品の素材２を加工するために使用
される工具は球フライス３にして表してある。
【００１１】図２のＡに示す軸受のブロック４は図２の
Ｂにより、この種の本体が簡単な基本体４ａ〜４ｉで合
成できる、つまり集合操作（所謂ブール式操作）によっ
て合成できることを示している。このことは、冒頭に述
べた西独特許第３６ ０８ ４３８−Ａ号明細書でも従
来の技術としてＣＡＤ系に関して説明されている。
Ｂにより、この種の本体が簡単な基本体４ａ〜４ｉで合
成できる、つまり集合操作（所謂ブール式操作）によっ
て合成できることを示している。このことは、冒頭に述
べた西独特許第３６ ０８ ４３８−Ａ号明細書でも従
来の技術としてＣＡＤ系に関して説明されている。
【００１２】軸受ブロック４に関するなら、このことは
穴４ａ（丸い支柱）が基体４ｂ（これも丸い支柱）から
除去されることを意味する。基体４ｂはフレーム４ｄ（
台形支柱）から引き抜かれている。台形支柱４ｄは初め
矩形支柱を表していたフレーム４ｄから更に二つの三角
支柱４ｃ，４ｅを除去すると生じる。上に述べた簡単な
基本体（原始体とも称する）には、基本板４ｆ（矩形支
柱）が加わる。他の矩形支柱（桟４ｇ）も同様に加わる
。丸い支柱によって形成される二つのネジ穴４ｈと４ｉ
が除去される。この例から、かなり複雑に見える軸受ブ
ロック４のような本体でも、数学的に指定できる簡単な
基本体４ａ〜４ｉによって合成できることが判る。
穴４ａ（丸い支柱）が基体４ｂ（これも丸い支柱）から
除去されることを意味する。基体４ｂはフレーム４ｄ（
台形支柱）から引き抜かれている。台形支柱４ｄは初め
矩形支柱を表していたフレーム４ｄから更に二つの三角
支柱４ｃ，４ｅを除去すると生じる。上に述べた簡単な
基本体（原始体とも称する）には、基本板４ｆ（矩形支
柱）が加わる。他の矩形支柱（桟４ｇ）も同様に加わる
。丸い支柱によって形成される二つのネジ穴４ｈと４ｉ
が除去される。この例から、かなり複雑に見える軸受ブ
ロック４のような本体でも、数学的に指定できる簡単な
基本体４ａ〜４ｉによって合成できることが判る。
【００１３】基本体を作製することは、図３のＡ〜Ｄに
示してある。
示してある。
【００１４】図３のＡには、２ｄ輪郭が長方形５ａの形
にして示してある。この長方形５ａはベクトルＶの方向
に一定値ほど移動する。こうして、図３のＢに符号５ｂ
の矩形支柱で示す並進本体が生じる。この方法では、図
２のＢに既により詳しく説明した基本体が生じる。
にして示してある。この長方形５ａはベクトルＶの方向
に一定値ほど移動する。こうして、図３のＢに符号５ｂ
の矩形支柱で示す並進本体が生じる。この方法では、図
２のＢに既により詳しく説明した基本体が生じる。
【００１５】回転体は、同様に二次元輪郭をある軸周り
に回転させて作製できる。多くの図面を省略する。何故
なら、長方形５ａがその輪郭の外にある軸の周りに回転
すると、矩形断面を有する円形リングが生じることが容
易に想像できるからである。図２のＡには、こうして回
転する長方形によって作製される回転体により基体４ｂ
を定めることができる。そうすると、図３のＢと付属す
る説明により、丸い支柱の差集合形成が４ｂ（＼）４ｂ
となる。
に回転させて作製できる。多くの図面を省略する。何故
なら、長方形５ａがその輪郭の外にある軸の周りに回転
すると、矩形断面を有する円形リングが生じることが容
易に想像できるからである。図２のＡには、こうして回
転する長方形によって作製される回転体により基体４ｂ
を定めることができる。そうすると、図３のＢと付属す
る説明により、丸い支柱の差集合形成が４ｂ（＼）４ｂ
となる。
【００１６】加工品の素材２から基本体（矩形支柱５ｂ
あるいは任意の他の基本体ないしそれ等の組み合わせ）
を形成するには、工具（球フライス３）を所望の輪郭に
対して等間隔の軌道上で移動させる必要がある。
あるいは任意の他の基本体ないしそれ等の組み合わせ）
を形成するには、工具（球フライス３）を所望の輪郭に
対して等間隔の軌道上で移動させる必要がある。
【００１７】工具を制御するのに基本となることは、加
工品の所望寸法に直接関連するのでなく、球フライス３
の半径ほど補正した工具の軌跡データにある。
工品の所望寸法に直接関連するのでなく、球フライス３
の半径ほど補正した工具の軌跡データにある。
【００１８】図２のＡに示すような任意の本体を、図２
のＢに示すような簡単な基本体から合成する場合、補正
形成はかなり複雑になる。何故なら、補正された軌道デ
ータによって定まる工具の軌跡と輪郭が合成された基本
体の切断線に必ずしも一致しないからである。
のＢに示すような簡単な基本体から合成する場合、補正
形成はかなり複雑になる。何故なら、補正された軌道デ
ータによって定まる工具の軌跡と輪郭が合成された基本
体の切断線に必ずしも一致しないからである。
【００１９】工具の軌跡と輪郭あるいはその軌跡データ
を求めることを簡単化するため、図３のＣにより既に簡
単な２ｄ輪郭５ａでフライス軌跡補正を行う。この工具
の軌跡と輪郭は点線で示され、記号５ｃを付けた補正２
ｄ輪郭を形成する。図３のＡと図３のＢにより３ｄ対象
物を作製するのに似て、補正２ｄ輪郭がベクトルに沿っ
て並進的に移動し、この方法で補正された３ｄ対象物５
ｄ（図３のＤ）が形成される。図３のＤから判るように
、補正された本体５ｄの表面は基本体５ｂの表面に対し
て等間隔な平面を描く。
を求めることを簡単化するため、図３のＣにより既に簡
単な２ｄ輪郭５ａでフライス軌跡補正を行う。この工具
の軌跡と輪郭は点線で示され、記号５ｃを付けた補正２
ｄ輪郭を形成する。図３のＡと図３のＢにより３ｄ対象
物を作製するのに似て、補正２ｄ輪郭がベクトルに沿っ
て並進的に移動し、この方法で補正された３ｄ対象物５
ｄ（図３のＤ）が形成される。図３のＤから判るように
、補正された本体５ｄの表面は基本体５ｂの表面に対し
て等間隔な平面を描く。
【００２０】加工品を造るため所望の本体を合成するこ
とが、既に補正された本体の基づき行われるので、工具
の軌跡と輪郭が合成すべき（既に補正された）全体の本
体８の交線に一致する。この全体の本体８に関しては、
図５に基づき更に後で説明する。
とが、既に補正された本体の基づき行われるので、工具
の軌跡と輪郭が合成すべき（既に補正された）全体の本
体８の交線に一致する。この全体の本体８に関しては、
図５に基づき更に後で説明する。
【００２１】今度は、補正された表面と各加工平面の間
の交線が計算される。これ等の交線は、並進本体の場合
、直線区間であり、回転本体の場合、一般的な球または
円筒部分の曲線である。
の交線が計算される。これ等の交線は、並進本体の場合
、直線区間であり、回転本体の場合、一般的な球または
円筒部分の曲線である。
【００２２】作製する曲線の列を、機械によって予め与
えられた分解能を計算に入れて直線化すると効果的であ
る。
えられた分解能を計算に入れて直線化すると効果的であ
る。
【００２３】それには、曲線の実際の曲率に応じて３ｄ
直線部分で内挿を行う方法が適している。この方法によ
って、必ず最大誤差を守るのに必要な多数の直線区間を
発生させることが保証される。このことはデータ量を大
幅に低減させ、記憶器容量を節約することになる。
直線部分で内挿を行う方法が適している。この方法によ
って、必ず最大誤差を守るのに必要な多数の直線区間を
発生させることが保証される。このことはデータ量を大
幅に低減させ、記憶器容量を節約することになる。
【００２４】このように計算された直線区間の列は、補
正された切断輪郭を与える。
正された切断輪郭を与える。
【００２５】この方法は図６のＡと図６のＢに基づき更
に後で説明される。
に後で説明される。
【００２６】図４のＡ〜Ｃでは、三つのブール式基本操
作を互いに嵌まった二つの円筒体６と７に基づき説明す
る。この様な合成本体を作製するには、任意の点が縁で
許されるか否かが重要である。この検査は、後で複雑な
合成本体に関してより詳しく説明される。ここでは基本
的な条件のみ説明する。即ち、 ａ．図４のＡには、円筒体６と７の合体、つまり加算（
∪）が示してある。
作を互いに嵌まった二つの円筒体６と７に基づき説明す
る。この様な合成本体を作製するには、任意の点が縁で
許されるか否かが重要である。この検査は、後で複雑な
合成本体に関してより詳しく説明される。ここでは基本
的な条件のみ説明する。即ち、 ａ．図４のＡには、円筒体６と７の合体、つまり加算（
∪）が示してある。
【００２７】合体集合を二つの部分本体６と７で形成す
る場合には、点６ａが円筒体６の縁点であり、円筒体７
の外にあるか、あるいは点７ａが円筒体７の縁点であり
、円筒体６の外にある時、有効な縁点６ａが生じる。 これに反して、点６ｕは無効である。何故なら、この点
は円筒体６の縁にあり（つまり円筒体６の縁点である）
、このことは前記規則により許されないからである。 ｂ．図４のＢには、円筒体６と７の差、つまり操作（＼
）が示してある。
る場合には、点６ａが円筒体６の縁点であり、円筒体７
の外にあるか、あるいは点７ａが円筒体７の縁点であり
、円筒体６の外にある時、有効な縁点６ａが生じる。 これに反して、点６ｕは無効である。何故なら、この点
は円筒体６の縁にあり（つまり円筒体６の縁点である）
、このことは前記規則により許されないからである。 ｂ．図４のＢには、円筒体６と７の差、つまり操作（＼
）が示してある。
【００２８】差集合を二つの部分本体６と７で形成する
場合には、点６ｂが円筒体６の縁点であり、円筒体７の
外にあるか、あるいは点７ｂが円筒体７の縁点であり、
円筒体６の内にある時、有効な縁点６ｂが生じる。これ
に反して、点７ｕは無効である。何故なら、この点は円
筒体７の縁にあるが、円筒体６の外にあり、これは許さ
れないからである。
場合には、点６ｂが円筒体６の縁点であり、円筒体７の
外にあるか、あるいは点７ｂが円筒体７の縁点であり、
円筒体６の内にある時、有効な縁点６ｂが生じる。これ
に反して、点７ｕは無効である。何故なら、この点は円
筒体７の縁にあるが、円筒体６の外にあり、これは許さ
れないからである。
【００２９】差６（＼）７の代わりに、差７（＼）６を
形成すると、対応する変換によって同じことが当てはま
る。 ｃ．図４のＣには、円筒体６と７の切断部、つまり操作
（∩）が示してある。
形成すると、対応する変換によって同じことが当てはま
る。 ｃ．図４のＣには、円筒体６と７の切断部、つまり操作
（∩）が示してある。
【００３０】切断集合を二つの部分本体６と７で形成す
る場合には、点６ｃが円筒体６の縁点であり、円筒体７
の内にあるか、あるいは点７ｃが円筒体７の縁点であり
、円筒体６の内にある時、有効な縁点６ｃが生じる。 点６ｕは、円筒体６の縁あるが、円筒体６の外にあって
も無効である。
る場合には、点６ｃが円筒体６の縁点であり、円筒体７
の内にあるか、あるいは点７ｃが円筒体７の縁点であり
、円筒体６の内にある時、有効な縁点６ｃが生じる。 点６ｕは、円筒体６の縁あるが、円筒体６の外にあって
も無効である。
【００３１】縁の交点にある点はどれも有効な点である
。
。
【００３２】図５には、加工品８とその補正本体８′の
平面図が示してある。この補正本体は円筒体である三つ
の基本体によって形成されている。この平面図は加工品
８と各加工平面の間の交線を表している。これ等の円筒
体には、符号９，１０と１１が付けてある。この場合、
９と１０は正の円筒体を示し、１１は加工品８を合成す
る場合、負の円筒体として除去される必要がある。
平面図が示してある。この補正本体は円筒体である三つ
の基本体によって形成されている。この平面図は加工品
８と各加工平面の間の交線を表している。これ等の円筒
体には、符号９，１０と１１が付けてある。この場合、
９と１０は正の円筒体を示し、１１は加工品８を合成す
る場合、負の円筒体として除去される必要がある。
【００３３】このような加工品８を作製するには、上の
事項により、補正されたフライス軌跡データを求めるた
め、要素である円筒体９，１０と１１に対して補正され
た円筒体を作製し、集合代数的に結び付ける。補正され
た基本体を作製する場合、各基本体が正の本体であるか
、負の本体であるかを確認する。集合代数的な操作を用
いて、以下に一つの表に基づきフライスの軌跡に対して
有効な縁点を求める。
事項により、補正されたフライス軌跡データを求めるた
め、要素である円筒体９，１０と１１に対して補正され
た円筒体を作製し、集合代数的に結び付ける。補正され
た基本体を作製する場合、各基本体が正の本体であるか
、負の本体であるかを確認する。集合代数的な操作を用
いて、以下に一つの表に基づきフライスの軌跡に対して
有効な縁点を求める。
【００３４】有効な縁点を求めるには、図示する補正さ
れた本体８′の上に一定間隔で補助線を引く。これ等の
有効な縁点の列は、加工品８の輪郭を発生させるフライ
スの軌跡に対応する。
れた本体８′の上に一定間隔で補助線を引く。これ等の
有効な縁点の列は、加工品８の輪郭を発生させるフライ
スの軌跡に対応する。
【００３５】説明のため、ただ４本の補助線しか示して
いないが、原理は理解できる。
いないが、原理は理解できる。
【００３６】ここにある集合操作の基本条件は、三つの
円筒体に対して以下のことを規定している。即ち、９と
１０が合体集合を形成し、この合体集合から集合１１を
除去する。つまり、 （９∪１０）＼１１ である。
円筒体に対して以下のことを規定している。即ち、９と
１０が合体集合を形成し、この合体集合から集合１１を
除去する。つまり、 （９∪１０）＼１１ である。
【００３７】次の縁点を算出するには、何時も補正され
た本体９，１０と１１の輪郭のところで行われ、図４の
Ａ，ＢとＣに対する説明に似ている。
た本体９，１０と１１の輪郭のところで行われ、図４の
Ａ，ＢとＣに対する説明に似ている。
【００３８】補助線ａは円筒体９（あるいはその補正輪
郭）に点ａ１で交差する。
郭）に点ａ１で交差する。
【００３９】点ａ１は円筒体９の縁点（Ｒ）であり、円
筒体１０の外（Ａ）にある。即ち、点ａ１は、合体集合
（９∪１０）の場合、有効縁点である。合体集合（９∪
１０）に対して円筒体１１は差集合を形成する。これに
対して、ａ１が合体集合（９∪１０）の縁点（Ｒ）で円
筒体１１の外（Ａ）にある。ａ１は差集合（９∪１０）
＼１１に対しても有効な縁点である。
筒体１０の外（Ａ）にある。即ち、点ａ１は、合体集合
（９∪１０）の場合、有効縁点である。合体集合（９∪
１０）に対して円筒体１１は差集合を形成する。これに
対して、ａ１が合体集合（９∪１０）の縁点（Ｒ）で円
筒体１１の外（Ａ）にある。ａ１は差集合（９∪１０）
＼１１に対しても有効な縁点である。
【００４０】表によって表現すると、
ａ１＝Ｒ９ ；Ａ１０ → Ｒ（９∪１０）
【００
４１】
４１】
【外１】
【００４２】ａ２＝Ｒ９ ；Ａ１０ → Ｒ（９∪
１０）
１０）
【００４３】
【外２】
【００４４】従って、両方の交点ａ１とａ２は、フライ
スが通る有効な縁点である。有効な縁点は上記の表と図
５に各点の周りに同心塩を付けてマークしてある。この
点は球フライス３を象徴している。
スが通る有効な縁点である。有効な縁点は上記の表と図
５に各点の周りに同心塩を付けてマークしてある。この
点は球フライス３を象徴している。
【００４５】補助線ｂに対して同様に、ｂ１＝Ｒ９ ；
Ａ１０ → Ｒ（９∪１０）ｂ１＝Ｒ（９ Ｕ １
０）；Ａ１１ → Ｒ（（９∪１０）＼１１）ｂ２
＝Ｉ９ ；Ｉ１０ → Ｉ（９∪１０）
Ａ１０ → Ｒ（９∪１０）ｂ１＝Ｒ（９ Ｕ １
０）；Ａ１１ → Ｒ（（９∪１０）＼１１）ｂ２
＝Ｉ９ ；Ｉ１０ → Ｉ（９∪１０）
【００４６
】
】
【外３】
【００４７】
ｂ３＝Ｒ９ ；Ａ１０ → Ｒ（９∪１０）ｂ３＝
Ｒ（９ Ｕ １０）；Ｉ１１ → Ｉ（１１＼（９
∪１０））点ｂ３は全ての条件に対して無効であるから
、この点は加工に対する有効縁点ではない。 ｂ４＝Ａ９ ；Ａ１０ → Ａ（９∪１０）ｂ４＝
Ｒ１１；Ａ（９ Ｕ １０） → Ａ（（９∪１０
）＼１１）この補助線ｂの場合には、縁点ｂ１とｂ２の
みが有効なフライス軌跡の点である。
Ｒ（９ Ｕ １０）；Ｉ１１ → Ｉ（１１＼（９
∪１０））点ｂ３は全ての条件に対して無効であるから
、この点は加工に対する有効縁点ではない。 ｂ４＝Ａ９ ；Ａ１０ → Ａ（９∪１０）ｂ４＝
Ｒ１１；Ａ（９ Ｕ １０） → Ａ（（９∪１０
）＼１１）この補助線ｂの場合には、縁点ｂ１とｂ２の
みが有効なフライス軌跡の点である。
【００４８】補助線ｃに対しては、以下のことが当ては
まる。即ち、 ｃ１＝Ｒ９ ；Ａ１０ → Ｒ（９∪１０）
まる。即ち、 ｃ１＝Ｒ９ ；Ａ１０ → Ｒ（９∪１０）
【００
４９】
４９】
【外４】
【００５０】
ｃ２＝Ｒ１０；Ｉ１０ → Ｉ（９∪１０）ｃ２＝
Ｉ（９ Ｕ １０）；Ａ１１ → Ｉ（（９∪１０
）＼１１）ｃ３＝Ｉ９ ；Ｉ１０ → Ｉ（９∪１
０）
Ｉ（９ Ｕ １０）；Ａ１１ → Ｉ（（９∪１０
）＼１１）ｃ３＝Ｉ９ ；Ｉ１０ → Ｉ（９∪１
０）
【００５１】
【外５】
【００５２】
ｃ４＝Ｒ１０；Ｉ９ → Ｉ（９∪１０）ｃ４＝
Ｉ（９ Ｕ １０）；Ｉ１１ → Ｉ（（９∪１０
）＼１１）ｃ５＝Ｒ９ ；Ａ１０ → Ｒ（９∪１
０）ｃ５＝Ｒ（９ Ｕ １０）：Ｉ１１ → Ｉ（
（９∪１０）＼１１）ｃ６＝Ａ９ ；Ａ１０ →
Ａ（９∪１０）ｃ６＝Ｒ１１；Ａ（９ Ｕ １０）
→ Ａ（（９∪１０）＼１１）従って、補助線ｃの場
合には、縁点ｃ１とｃ３が有効なフライス軌跡の点であ
る。
Ｉ（９ Ｕ １０）；Ｉ１１ → Ｉ（（９∪１０
）＼１１）ｃ５＝Ｒ９ ；Ａ１０ → Ｒ（９∪１
０）ｃ５＝Ｒ（９ Ｕ １０）：Ｉ１１ → Ｉ（
（９∪１０）＼１１）ｃ６＝Ａ９ ；Ａ１０ →
Ａ（９∪１０）ｃ６＝Ｒ１１；Ａ（９ Ｕ １０）
→ Ａ（（９∪１０）＼１１）従って、補助線ｃの場
合には、縁点ｃ１とｃ３が有効なフライス軌跡の点であ
る。
【００５３】補助線ｄに対して以下の考察が当てはまる
。即ち、 ｄ１＝Ｒ１０；Ａ９ → Ｒ（１０∪９）
。即ち、 ｄ１＝Ｒ１０；Ａ９ → Ｒ（１０∪９）
【００
５４】
５４】
【外６】
【００５５】ｄ２＝Ａ９ ；Ｉ１０ → Ｉ（９∪
１０）
１０）
【００５６】
【外７】
【００５７】
ｄ３＝Ｒ１０；Ａ９ → Ｒ（１０∪９）ｄ３＝
Ｒ（１０Ｕ ９） ；Ｉ１１ → Ｉ（１１＼（１
０∪９））ｄ４＝Ａ９ ；Ａ１０ → Ａ（９∪１
０）ｄ４＝Ｒ１１；Ｉ１１ → Ａ（（９∪１０）
＼１１）加工品８の太く引いた境界線を考慮すると、有
効な点と見なされる全ての縁点ａ１，ａ２；ｂ１，ｂ２
；ｃ１，ｃ３；ｄ１，ｄ２が補正された輪郭、つまり加
工品の輪郭に対して等間隔（この間隔が図１の球フライ
ス３の半径ｒに対応する）に置かれた輪郭上にあること
が判る。
Ｒ（１０Ｕ ９） ；Ｉ１１ → Ｉ（１１＼（１
０∪９））ｄ４＝Ａ９ ；Ａ１０ → Ａ（９∪１
０）ｄ４＝Ｒ１１；Ｉ１１ → Ａ（（９∪１０）
＼１１）加工品８の太く引いた境界線を考慮すると、有
効な点と見なされる全ての縁点ａ１，ａ２；ｂ１，ｂ２
；ｃ１，ｃ３；ｄ１，ｄ２が補正された輪郭、つまり加
工品の輪郭に対して等間隔（この間隔が図１の球フライ
ス３の半径ｒに対応する）に置かれた輪郭上にあること
が判る。
【００５８】ここに考慮した補助線の位置は任意である
。この発明を実現する場合、フライス加工時に、連続的
に移動するフライスの軌跡が生じるように、これ等の補
助線を互いに狭くする。
。この発明を実現する場合、フライス加工時に、連続的
に移動するフライスの軌跡が生じるように、これ等の補
助線を互いに狭くする。
【００５９】上記の直線化は図６のＡとＢに基づき説明
した。図６のＡには、湾曲した輪郭Ｋの形状が示してあ
る。この形状は、従来の技術によれば、一定の間隔の直
線区間 （ｋｉ （ｉ＝ １， ・・・ｎ）） で近似
してフライス機械によって作製される。直線の幅が固定
されているので、所望あるいは理想的な輪郭Ｋからの実
際に作製した輪郭のずれがこの輪郭Ｋの湾曲と共に増加
する。
した。図６のＡには、湾曲した輪郭Ｋの形状が示してあ
る。この形状は、従来の技術によれば、一定の間隔の直
線区間 （ｋｉ （ｉ＝ １， ・・・ｎ）） で近似
してフライス機械によって作製される。直線の幅が固定
されているので、所望あるいは理想的な輪郭Ｋからの実
際に作製した輪郭のずれがこの輪郭Ｋの湾曲と共に増加
する。
【００６０】このことは、図６のＢで誇張された図面に
よて特に明確になる。ここでは、図６のＡの輪郭の一部
が示してある。
よて特に明確になる。ここでは、図６のＡの輪郭の一部
が示してある。
【００６１】輪郭Ｋは直線部分で作製されている。この
直線部分のうち、ここでは部分Ｋｉ しか示してない。 図示していないフライスはこの部分Ｋｉ 上でフライス
軌跡により輪郭Ｋの点Ｐ１とＰ２を結ぶ。
直線部分のうち、ここでは部分Ｋｉ しか示してない。 図示していないフライスはこの部分Ｋｉ 上でフライス
軌跡により輪郭Ｋの点Ｐ１とＰ２を結ぶ。
【００６２】所望の輪郭Ｋへの近似を改善するため、直
線区間Ｋｉ から輪郭Ｋの上に垂線を下ろし、最大のず
れ位置が定まる。輪郭Ｋと垂線との交点は点Ｐ３を決め
る。点Ｐ３を求める数値制御部は、新しい直線区間とし
て直線ＫｊとＫｋ を決める。これ等の直線には、点Ｐ
１とＰ２が点Ｐ３とＰ２のように結び付く。所謂直線化
は新たな直線Ｋｊ とＫｋ によって充分輪郭Ｋに近づ
くことが判る。同じ方法を新しい直線区間に関しても行
うと、こうして作成した直線区間Ｋｌ とＫｍ は実際
の輪郭の形状Ｋにより近づく。湾曲に応じたこの直線化
方法を用いて、直線区間の長さも湾曲に依存することが
判る。この方法を使用して、フライスの軌跡が理想輪郭
に最高に合う。
線区間Ｋｉ から輪郭Ｋの上に垂線を下ろし、最大のず
れ位置が定まる。輪郭Ｋと垂線との交点は点Ｐ３を決め
る。点Ｐ３を求める数値制御部は、新しい直線区間とし
て直線ＫｊとＫｋ を決める。これ等の直線には、点Ｐ
１とＰ２が点Ｐ３とＰ２のように結び付く。所謂直線化
は新たな直線Ｋｊ とＫｋ によって充分輪郭Ｋに近づ
くことが判る。同じ方法を新しい直線区間に関しても行
うと、こうして作成した直線区間Ｋｌ とＫｍ は実際
の輪郭の形状Ｋにより近づく。湾曲に応じたこの直線化
方法を用いて、直線区間の長さも湾曲に依存することが
判る。この方法を使用して、フライスの軌跡が理想輪郭
に最高に合う。
【００６３】図７に示すブロック図には、方法の流れが
如何に行われるかが簡単に示してある。 入力ユニッ
ト１２によって、装置１３中で加工パラメータが設定さ
れ、検査される。これ等のパラメータは素材寸法、加工
平面および切削条件である。装置１３は完全な指定形状
を含む成形記憶器１４に接続している。装置１３に設定
されたパラメータから、他の過程にあると、回路１５中
で本体が基本体に換算され、これ等の補正を計算される
。補正輪郭のデータは２ｄ輪郭記憶器１６に収納される
。
如何に行われるかが簡単に示してある。 入力ユニッ
ト１２によって、装置１３中で加工パラメータが設定さ
れ、検査される。これ等のパラメータは素材寸法、加工
平面および切削条件である。装置１３は完全な指定形状
を含む成形記憶器１４に接続している。装置１３に設定
されたパラメータから、他の過程にあると、回路１５中
で本体が基本体に換算され、これ等の補正を計算される
。補正輪郭のデータは２ｄ輪郭記憶器１６に収納される
。
【００６４】電算機１７中では、成形記憶器１４と２ｄ
輪郭記憶器１６からのデータを用いて、加工平面の基本
体の切断線が計算される。その後、他の輪郭記憶器１８
中に本体の切断輪郭が収納される。最後に、電算機１９
によって、作成された切断線と共に集合操作（ブール式
操作）が行われ、算出されたデータが工具の軌跡のデー
タとして数値制御機械に供給される。
輪郭記憶器１６からのデータを用いて、加工平面の基本
体の切断線が計算される。その後、他の輪郭記憶器１８
中に本体の切断輪郭が収納される。最後に、電算機１９
によって、作成された切断線と共に集合操作（ブール式
操作）が行われ、算出されたデータが工具の軌跡のデー
タとして数値制御機械に供給される。
【００６５】
【発明の効果】この発明の利点は、任意の物体を作製す
る一般的な問題をグループ分けした物体に還元し、これ
等の物体が基本体（所謂素体）によって構成できるので
、必要なフライス軌道が数値制御部の可能性によって算
出でき、加工品が数値制御された機械で作製できる点に
ある。
る一般的な問題をグループ分けした物体に還元し、これ
等の物体が基本体（所謂素体）によって構成できるので
、必要なフライス軌道が数値制御部の可能性によって算
出でき、加工品が数値制御された機械で作製できる点に
ある。
【図１】数値制御されるフライス機械の模式側面図であ
る。
る。
【図２】完成した一個のホルダーの斜視図（Ａ）と基本
体に分解して示すホルダーの斜視図（ｂ）である。
体に分解して示すホルダーの斜視図（ｂ）である。
【図３】２ｄ輪郭（Ａ）とそれから作成された３ｄ対象
物（Ｂ）の斜視図、および補正した２ｄ輪郭（Ｃ）とそ
れから作成された補正３ｄ対象物（Ｄ）の斜視図である
。
物（Ｂ）の斜視図、および補正した２ｄ輪郭（Ｃ）とそ
れから作成された補正３ｄ対象物（Ｄ）の斜視図である
。
【図４】二つの基本体の合体（Ａ）と、二つの基本体の
差（Ｂ）と二つの基本体の中心部（Ｃ）の斜視図である
。
差（Ｂ）と二つの基本体の中心部（Ｃ）の斜視図である
。
【図５】フライスの部分の平面図である。
【図６】フライスの輪郭（Ａ）とフライスの輪郭の拡大
区間の線図である。
区間の線図である。
【図７】この発明により演算処理する回路装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
１ フライス機械
２ 加工品の素材
３ 球フライス
４ 軸受ブロック
４ａ〜４ｉ 基本体
５ａ 長方形
６，７，９，１０，１１ 円筒体８
加工品 ８′ 補正した本体 ａ，ｂ，ｃ，ｄ 補助線 Ｋ 輪郭 ｋｉ 直線区間 ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ３，ｄ１，ｄ２
縁点 １２ 入力ユニット １３ 装置 １４ 成形記憶器 １５ 回路部分 １６ 輪郭記憶器 １７ 電算機
加工品 ８′ 補正した本体 ａ，ｂ，ｃ，ｄ 補助線 Ｋ 輪郭 ｋｉ 直線区間 ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ３，ｄ１，ｄ２
縁点 １２ 入力ユニット １３ 装置 １４ 成形記憶器 １５ 回路部分 １６ 輪郭記憶器 １７ 電算機
Claims (7)
- 【請求項１】 加工品の輪郭を数学的に指定できる基
本体の組み合わせによって形成し、数値制御部の助けで
加工品の素材データを工具の軌道データに結び付けて、
加工品を加工する方法において、以下の過程、ａ）二次
元の輪郭（２ｄ輪郭）（５ａ）に対するデータに、工具
の半径の補正を施し、これ等の補正を補正した２ｄ輪郭
（５ｃ）のデータとして記憶し、ｂ）補正された二次元
の輪郭（２ｄ輪郭）（５ｃ）のデータから、これ等の輪
郭を並進移動および／または回転によって補正された三
次元の基本体（３ｄ対象物）（５ｄ，９，１０，１１）
を発生させ、そのデータを記憶し、 ｃ）補正された三次元の基本体（３ｄ対象物）（５ｄ，
９，１０，１１）に対するデータを、空間で任意の方向
に向けて、合成された本体（８′）のデータに結び付け
て記憶し、その場合、上記補正された本体（８′）の表
面が等間隔にした加工品（８）の表面を描く、を特徴と
する方法。 - 【請求項２】 補正された基本体（５ｄ，９，１０，
１１）として、中実体、中空体あるいは負の本体を作成
することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 補正された合成本体（８′）のデータ
を変換することによって、空間で任意の方向を向く本体
（８′）を作成することを特徴とする請求項１に記載の
方法。 - 【請求項４】 湾曲している輪郭は交線によって部分
部分にして直線化されることを特徴とする請求項１に記
載の方法。 - 【請求項５】 直線化する区間は、湾曲の強さに依存
することを特徴とする請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 内挿区間の数は直線化した輪郭が湾曲
している輪郭（Ｋ）からの許容できるずれによって決ま
ることを特徴とする請求項４に記載の方法。 - 【請求項７】 加工軌跡に対して許容される縁点（ａ
１，ａ２；ｂ１，ｂ２；ｃ１，ｃ３；ｄ１，ｄ２）を得
るため、補正された合成本体（８′）のデータに基づき
、集合理論の操作によって線状あるいは間隔を開けた交
点の計算を行うことを特徴とする請求項１に記載の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE901183855 | 1990-09-25 | ||
| EP90118385A EP0477398B1 (de) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | Verfahren für die Bearbeitung von Werkstücken mit numerisch gesteuerten Maschinen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04230504A true JPH04230504A (ja) | 1992-08-19 |
| JP2865911B2 JP2865911B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=8204511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3243710A Expired - Lifetime JP2865911B2 (ja) | 1990-09-25 | 1991-09-24 | 数値制御機械で加工品を加工する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5295075A (ja) |
| EP (1) | EP0477398B1 (ja) |
| JP (1) | JP2865911B2 (ja) |
| DE (2) | DE59008038D1 (ja) |
| ES (1) | ES2068302T3 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPH1049212A (ja) * | 1996-04-10 | 1998-02-20 | Ind Elektronik Agie Losone Locarno:Ag | 工作機械を制御するための方法及び装置 |
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|---|---|---|---|---|
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1990
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1991
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