JPH1020920A - 加工データ作成方法 - Google Patents

加工データ作成方法

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JPH1020920A
JPH1020920A JP16920296A JP16920296A JPH1020920A JP H1020920 A JPH1020920 A JP H1020920A JP 16920296 A JP16920296 A JP 16920296A JP 16920296 A JP16920296 A JP 16920296A JP H1020920 A JPH1020920 A JP H1020920A
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JP
Japan
Prior art keywords
curved surface
contact point
processing target
trajectory
generated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP16920296A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Nakanishi
実 中西
Yasushi Miura
靖 三浦
Kiyoshi Aoki
潔 青木
Hisashi Hirano
悠 平野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPH1020920A publication Critical patent/JPH1020920A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非対称な複合曲面に対して、滑らかな工具移
動中心軌跡を生成でき、接触点軌跡の挙動を連続的にで
き、ピッチコントロールができ、ガウジ回避及び干渉回
避を保証することのできる加工データ作成方法を提供す
る。 【解決手段】 加工対象の外周境界曲線を複数の曲線に
分割し、その分割された複数の曲線から、擬似的な矩形
空間曲面を生成する。そして、仮接触点軌跡を矩形空間
曲面の特性を示すパラメータ(U,V)で規定される方
向に沿うように生成し、仮接触点軌跡のピッチを調節
し、そのピッチが調節された仮接触点軌跡を加工対象に
投影する。そして、工具径と削り残し量分オフセット
し、加工対象に投影して、ガウジ及び干渉を回避した工
具移動中心軌跡を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械で工作物
に加工を行なうための加工データを作成する加工データ
作成方法、特に複合曲面の加工において高品質な加工面
性状を得ることのできる加工データ作成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、工作機械で工作物に加工を行なう
ための加工データを作成する加工データ作成方法とし
て、特開平1−177614公報や特開平6−3203
87公報に記載されているものがあった。
【0003】特開平1−177614公報に記載のもの
は、対称性のある複合曲面や同じ形状が繰り返される複
合曲面の加工データを、その対称性や同じ形状の繰り返
しの特性を利用し、1つの複合曲面切削パスデータに対
して、面対称移動、回転移動、平行移動等のマトリック
ス変換を施すことにより、加工データを作成するもので
あり、また、特開平6−320387公報に記載のもの
は、特性の異なる曲面を、その各曲面を偏微分して加算
することにより、近似的に一体的な曲面として、その特
性を示す2方向(U,V)により定義して、その定義し
た多項式に基づいて工具移動中心軌跡を算出し加工デー
タを作成するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような、従来の加工データ作成方法では、特開平1−1
77614公報に記載されているものは、非対象な複合
曲面に対して滑らかな工具移動中心軌跡を生成できない
という問題点があった。
【0005】また、特開平6−320387公報に記載
されているものでは、曲面の特性を示すパラメータの
U,Vの2方向が隣接する曲面の境界でその方向が変化
する場合には、図8に示すように、曲面乗り移り部での
工具と加工対象との接触点の軌跡の挙動が加工に不向き
となったり軌跡が途中で切れてしまうという問題点があ
った。
【0006】また、工具軌跡のピッチコントロールがで
きず、また、工具中心走行点の算出において、その算出
点しか考慮されていないため、他の切削対象部を切削し
過ぎないようにするガウジ回避を完全には保証すること
ができず、また、取り付け具などの非切削部を切削しな
いようにする干渉回避についても、全く考慮されていな
いという問題点があった。
【0007】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、非対称な複合曲面に対して、
滑らかな工具移動中心軌跡を生成することができ、工具
軌跡の曲面乗り移り部での接触点軌跡の挙動を連続的に
することができ、ピッチコントロールを行うことがで
き、ガウジ回避及び干渉回避を保証することのできる加
工データ作成方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る加工デ
ータ作成方法は、一つの閉じた形状をなす加工対象の図
形情報から加工対象に対する加工データを作成する加工
データ作成方法において、加工対象の外周境界曲線を複
数の曲線に分割し、その分割された複数の曲線から、擬
似的な矩形空間曲面を生成し、その生成した矩形空間曲
面に基づいて、工具移動中心軌跡を算出するものであ
る。
【0009】第2の発明に係る加工データ作成方法は、
一つの閉じた形状をなす加工対象の図形情報から加工対
象に対する加工データを作成する加工データ作成方法に
おいて、加工対象の外周境界曲線を複数の曲線に分割
し、その分割された複数の曲線から、擬似的な矩形空間
曲面を生成し、その生成した矩形空間曲面に基づいた工
具接触点軌跡から工具移動中心軌跡を算出するものであ
る。
【0010】第3の発明に係る加工データ作成方法は、
一つの閉じた形状をなす加工対象の図形情報から加工対
象に対する加工データを作成する加工データ作成方法に
おいて、加工対象の外周境界曲線を複数の曲線に分割
し、その分割された複数の曲線から、擬似的な矩形空間
曲面を生成し、その矩形空間曲面と工具との接触点の軌
跡である仮接触点軌跡を矩形空間曲面の特性を示すパラ
メータ(U,V)で規定される方向に沿うように生成し
て、矩形空間曲面上に生成したUVネットを利用し仮接
触点軌跡のピッチを調節し、そのピッチが調節された仮
接触点軌跡を加工対象に投影し、投影の結果得られた実
接触点軌跡を工具径と削り残し量分オフセットして工具
移動中心軌跡を算出するものである。
【0011】第4の発明に係る加工データ作成方法は、
一つの閉じた形状をなす加工対象の図形情報から加工対
象に対する加工データを作成する加工データ作成方法に
おいて、加工対象の外周境界曲線を複数の曲線に分割
し、その分割された複数の曲線から、擬似的な矩形空間
曲面を生成し、その矩形空間曲面と工具との接触点の軌
跡である仮接触点軌跡を矩形空間曲面の特性を示すパラ
メータ(U,V)で規定される方向に沿うように生成し
て、矩形空間曲面上に生成したUVネットを利用し仮接
触点軌跡のピッチを調節し、そのピッチが調節された仮
接触点軌跡を加工対象に投影し、投影の結果得られた実
接触点軌跡を工具径と削り残し量分オフセットし、この
オフセット後の実接触点軌跡を再度、加工対象に投影し
て、ガウジ及び干渉を回避した工具移動中心軌跡を算出
するものである。
【0012】第5の発明に係る加工データ作成方法は、
加工対象は、複数の曲面群から構成されるものである。
第6の発明に係る加工データ作成方法は、加工対象は、
トリミングされた単一の曲面から構成されるものであ
る。第7の発明に係る加工データ作成方法は、加工対象
の外周境界曲線を複数の曲線に分割する際、外周境界曲
線上に複数の区分点を設定して、その複数の区分点に基
づいて、加工対象の外周境界曲線を分割するものであ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】この実施の形態は、図2に示すよ
うな1枚以上の複数の曲面群で構成された一つの閉じた
形状をなす加工対象の外周境界曲線が、その曲面群の形
状特性の情報を含んでいるため、多くの意味有る図形情
報の形状モデルに対してその外周曲線から生成された矩
形空間曲面が元の複数曲面群の形状をよく再現する特性
を利用し、この外周境界曲線上に4点(区分点)を挿入
して、外周境界線を区分点を頂点とするように4曲線に
分割し、その4曲線に基づいて疑似的な矩形形状を作成
し、この矩形形状を使用して、工具移動中心軌跡を生成
し加工データを作成するものである。
【0014】なお、周辺曲線から擬似的な矩形形状を作
成する方法としては、例えば、[穂坂衛著、東正毅・斎
藤剛・久志本琢也訳、「CAD/CAMにおける曲線曲
面のモデリング」(1996−1−30)東京電機大学
出版局 p.233−P271]に詳細に記載されてい
る。
【0015】次に、この実施の形態の動作について説明
する。図1は、この実施の形態の動作を示すフローチャ
ートである。まず、加工が開始されると、CADなどの
形状作成システムで作成された図形情報を入力データと
し、この図形情報データに対して、工具径、加工対象と
なる複数曲面、区分点及び加工条件を設定しこれらを加
工情報として入力する(S1)。
【0016】そして、加工対象となる複数曲面の最小曲
率半径を求めこれと工具径とを比較することで指定の工
具で加工可能/不可能を判別し(S2)、加工対象とな
る複数曲面の外周境界曲線を探索して求め(S3)、こ
の求められた外周境界曲線をS1で入力された4つの区
分点を用いて、図2に示すように4分割する(S4)。
【0017】そして、4分割された曲線を4辺とする擬
似的な矩形形状を作成し、この矩形内部にトリムされて
いないパッチ曲面(NURBSなど)を生成し矩形空間
曲面とし、この矩形空間曲面は、必要に応じて図3に示
すように、(X,Y)座標位置情報だけの2Dパターン
用の矩形空間曲面や、3次元の情報を持つ3Dパターン
用の矩形空間曲面として生成する(S5)。
【0018】そして、矩形空間曲面に対する工具の接触
点の軌跡である仮接触点軌跡を求め(S6)、図3に示
すような、指定された加工精度を満足するように離散化
された線分データで構成されたUVネットを作成し(S
7)、このUVネットを加工対象の複数曲面に投影し
て、投影された曲線上での隣り合う実接触点軌跡間の距
離を利用し、実接触点軌跡のピッチが許容値以下となる
ように仮接触点軌跡を調節する(S8)。
【0019】そして、仮接触点軌跡を加工対象面である
複数の曲面群に投影し実接触点軌跡を生成する(S
9)。なお、この実接触点軌跡の順番を一方向やZIG
ZAGなどの任意の順番にすることで各種の加工パター
ンが設定できる。
【0020】そして、実接触点軌跡を工具径と削り残し
量分、接触点の法線方向にオフセットして、図4に示す
ような工具移動中心軌跡を算出する(S10)。なお、
ここでの例は、一方向のパターンの場合である。そし
て、これを、加工対象に投影しガウジ回避及び干渉回避
を行ないガウジ・干渉の無い工具中心移動軌跡を生成す
る(S11)。
【0021】この実施の形態では、加工対象となる複数
曲面の外周境界曲線から生成された疑似的な矩形空間曲
面の特性を示すパラメータのU,Vで規定される方向に
沿って、接触点軌跡を算出するようにしたので、加工対
象の複数曲面上の実接触点軌跡が、加工対象の形状に沿
うようになり、また、図5に示すように、複数の曲面群
で構成された一つの閉じた形状をなす加工対象であって
も、工具軌跡の曲面乗り移り部での接触点軌跡の挙動が
途中で切れたり不連続になったりすることがなくなり、
非対象な複合曲面に対して滑らかな工具移動中心軌跡を
生成することが可能となる。
【0022】さらに、矩形空間曲面上のUVネットを利
用しピッチコントロールを実施し工具移動中心軌跡のマ
スターパターンを算出し、これを加工対象に投影しガウ
ジ回避及び干渉回避を実施し工具移動中心軌跡を算出す
るようにしたので、ピッチコントロールを行うことがで
き、また、完全な干渉回避やガウジ回避を保証した工具
移動中心軌跡を生成することが可能となる。
【0023】なお、この実施の形態では、図2に示すよ
うに、外周境界曲線上の区分点が、が特定しやすい曲面
の例で説明したが、図6に示すような外周境界曲線上の
区分点が特定しにくい曲面においても、図6に示すよう
に、外周境界曲線上に区分点を任意に設定して、区分点
によって4分割された曲線を4辺とする擬似的な矩形形
状を作成することにより、上述したように加工データを
作成することができる。
【0024】また、この実施の形態では、図2に示すよ
うに、複数の曲面群で構成された一つの閉じた形状をな
す加工対象曲面の例で説明したが、図6に示すように、
加工領域の加工対象曲面が単一曲面であっても、その加
工対象曲面がデフォルトサーフェスではなく、デフォル
トサーフェスに対してトリミングされたりしている場合
には、曲面の特性を示すパラメータのU,Vによって、
接触点軌跡を算出する際、U,Vを0から1まで変化さ
せることができず、途中で切れてしまうことがあり、こ
のような場合でも、図6に示すように、外周境界曲線上
に区分点を設定して、その区分点によって4分割された
曲線を4辺とする擬似的な矩形形状を作成し、図7に示
すようなUVネットを作成することにより、上述したよ
うに加工データを作成することができる。
【0025】また、この実施の形態では、外周境界曲線
上に区分点を4個の例で説明しているが、区分点は3又
は5個にしてもよく、また、それ以上の区分点を設定す
るようにしてもよい。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、加工対
象の外周境界曲線を複数の曲線に分割し、その分割され
た複数の曲線から、擬似的な矩形空間曲面を生成し、そ
の生成した矩形空間曲面に基づいて、工具移動中心軌跡
を算出するようにしたので、工具と加工対象曲面の接触
点の軌跡が単一矩形空間曲面のU,Vパラメータに沿う
ので、加工対象の実接触点軌跡が加工対象の形状に沿う
ようになり、非対象な複合曲面に対して滑らかな工具移
動中心軌跡を生成でき、工具軌跡の曲面乗り移り部での
接触点軌跡の挙動が途中で切れたり不連続になったりす
ることななくなるという効果を有する。
【0027】また、加工対象の外周境界曲線を複数の曲
線に分割し、その分割された複数の曲線から、擬似的な
矩形空間曲面を生成し、その矩形空間曲面と工具との接
触点の軌跡である仮接触点軌跡を矩形空間曲面の特性を
示すパラメータ(U,V)で規定される方向に沿うよう
に生成して、矩形空間曲面上に生成したUVネットを利
用し仮接触点軌跡のピッチを調節し、そのピッチが調節
された仮接触点軌跡を加工対象に投影し、投影の結果得
られた実接触点軌跡を工具径と削り残し量分オフセット
し、このオフセット後の実接触点軌跡を再度、加工対象
に投影して、ガウジ及び干渉を回避した工具移動中心軌
跡を算出するようにしたので、ピッチコントロールを行
うことができ、また、完全な干渉回避やガウジ回避を保
証した工具移動中心軌跡を生成することができることが
できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態の動作を示すフローチャートであ
る。
【図2】一つの閉じた形状をなす複数の曲面群及び外周
境界曲線と区分点との位置関係を説明するための説明図
である。
【図3】矩形空間曲面とUVネットを説明するための説
明図である。
【図4】工具移動中心軌跡を説明するための説明図であ
る。
【図5】実施形態の曲面乗り移り部での工具と加工対象
との接触点の軌跡の挙動を説明するための説明図であ
る。
【図6】単一曲面における外周境界曲線と区分点との位
置関係を説明するための説明図である。
【図7】単一曲面でのUVネットを説明するための説明
図である。
【図8】従来の曲面乗り移り部での工具と加工対象との
接触点の軌跡の挙動を説明するための説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 悠 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つの閉じた形状をなす加工対象の図形
    情報から前記加工対象に対する加工データを作成する加
    工データ作成方法において、 前記加工対象の外周境界曲線を複数の曲線に分割し、そ
    の分割された複数の曲線から、擬似的な矩形空間曲面を
    生成し、その生成した矩形空間曲面に基づいて、工具移
    動中心軌跡を算出することを特徴とする加工データ作成
    方法。
  2. 【請求項2】 一つの閉じた形状をなす加工対象の図形
    情報から前記加工対象に対する加工データを作成する加
    工データ作成方法において、 前記加工対象の外周境界曲線を複数の曲線に分割し、そ
    の分割された複数の曲線から、擬似的な矩形空間曲面を
    生成し、その生成した矩形空間曲面に基づいた工具接触
    点軌跡から工具移動中心軌跡を算出することを特徴とす
    る加工データ作成方法。
  3. 【請求項3】 一つの閉じた形状をなす加工対象の図形
    情報から前記加工対象に対する加工データを作成する加
    工データ作成方法において、 前記加工対象の外周境界曲線を複数の曲線に分割し、そ
    の分割された複数の曲線から、擬似的な矩形空間曲面を
    生成し、その矩形空間曲面と工具との接触点の軌跡であ
    る仮接触点軌跡を前記矩形空間曲面の特性を示すパラメ
    ータ(U,V)で規定される方向に沿うように生成し
    て、前記矩形空間曲面上に生成したUVネットを利用し
    仮接触点軌跡のピッチを調節し、そのピッチが調節され
    た仮接触点軌跡を加工対象に投影し、投影の結果得られ
    た実接触点軌跡を工具径と削り残し量分オフセットして
    工具移動中心軌跡を算出することを特徴とする加工デー
    タ作成方法。
  4. 【請求項4】 一つの閉じた形状をなす加工対象の図形
    情報から前記加工対象に対する加工データを作成する加
    工データ作成方法において、 前記加工対象の外周境界曲線を複数の曲線に分割し、そ
    の分割された複数の曲線から、擬似的な矩形空間曲面を
    生成し、その矩形空間曲面と工具との接触点の軌跡であ
    る仮接触点軌跡を前記矩形空間曲面の特性を示すパラメ
    ータ(U,V)で規定される方向に沿うように生成し
    て、前記矩形空間曲面上に生成したUVネットを利用し
    仮接触点軌跡のピッチを調節し、そのピッチが調節され
    た仮接触点軌跡を加工対象に投影し、投影の結果得られ
    た実接触点軌跡を工具径と削り残し量分オフセットし、
    このオフセット後の実接触点軌跡を再度、前記加工対象
    に投影して、ガウジ及び干渉を回避した工具移動中心軌
    跡を算出することを特徴とする加工データ作成方法。
  5. 【請求項5】 前記加工対象は、複数の曲面群から構成
    されることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の
    加工データ作成方法。
  6. 【請求項6】 前記加工対象は、トリミングされた単一
    の曲面から構成されることを特徴とする請求項1、2、
    3又は4記載の加工データ作成方法。
  7. 【請求項7】 前記加工対象の外周境界曲線を複数の曲
    線に分割する際、前記外周境界曲線上に複数の区分点を
    設定して、その複数の区分点に基づいて、前記加工対象
    の外周境界曲線を分割することを特徴とする請求項1、
    2、3又は4記載の加工データ作成方法。
JP16920296A 1996-06-28 1996-06-28 加工データ作成方法 Withdrawn JPH1020920A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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