JPS61236457A - 工作機械の数値制御装置 - Google Patents
工作機械の数値制御装置Info
- Publication number
- JPS61236457A JPS61236457A JP7771385A JP7771385A JPS61236457A JP S61236457 A JPS61236457 A JP S61236457A JP 7771385 A JP7771385 A JP 7771385A JP 7771385 A JP7771385 A JP 7771385A JP S61236457 A JPS61236457 A JP S61236457A
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- JP
- Japan
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- cutting
- edge line
- numerical control
- control device
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- Pending
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
コノ発明は三次元物体を切削するために用いられる工作
機械の数値制御装置忙関する。
機械の数値制御装置忙関する。
従来の工作機械の数値制御装置は、例えば、デザイン
オブ ソリッド クイズ フリー７オーム サーフェイ
ス誌ニーシーエム（「ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｓｏｌｉｄｓ
ｗｉｔｈ ｆｒｅｅ−ｆｏｒｍ ５ｏｒｆａｃｅｓ
誌ｊＡｃＭ）ｖｏｌ １７．１％３． Ｊｕｌｙ １９
８３などに示されているように、三次元物体が与えられ
ると、オペレータがその三次元物体の各面を切削領域と
してマニュアルで指定し、その切削領域を切削工具で切
削する切削パスを自動発生させるように構成されている
。
オブ ソリッド クイズ フリー７オーム サーフェイ
ス誌ニーシーエム（「ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｓｏｌｉｄｓ
ｗｉｔｈ ｆｒｅｅ−ｆｏｒｍ ５ｏｒｆａｃｅｓ
誌ｊＡｃＭ）ｖｏｌ １７．１％３． Ｊｕｌｙ １９
８３などに示されているように、三次元物体が与えられ
ると、オペレータがその三次元物体の各面を切削領域と
してマニュアルで指定し、その切削領域を切削工具で切
削する切削パスを自動発生させるように構成されている
。
従来の工作機械の数値制御装置は以上のようであるので
、切削領域をいちいち人手によって指定する作業が面倒
であり、特に図形データが複雑になると、さらにその指
定作業が煩られしくなって切削工作効率が低下するほか
、オペレータの指定操作ミスなどによって金型なと工作
物の無駄を生じ、多大な経済的損失を招くという問題点
があつた。
、切削領域をいちいち人手によって指定する作業が面倒
であり、特に図形データが複雑になると、さらにその指
定作業が煩られしくなって切削工作効率が低下するほか
、オペレータの指定操作ミスなどによって金型なと工作
物の無駄を生じ、多大な経済的損失を招くという問題点
があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、図形データを入力すれば、三次元物体の切削
領域が自動的に指定でき、工作機械の無人運転による三
次元物体の切削を可能にした工作機械の数値制御装置を
得ることを目的とする。
たもので、図形データを入力すれば、三次元物体の切削
領域が自動的に指定でき、工作機械の無人運転による三
次元物体の切削を可能にした工作機械の数値制御装置を
得ることを目的とする。
この発明にかかる工作機械の数値制御装置は、三次元物
体の稜線が凸または凹の鋭い稜線かあるいは滑かに連続
するものであるかを稜線判定部によって調べ、上記鋭い
稜線に囲まれた面の集合として全ての面を、面グループ
化部によりグループ化し、このグル、−プ化したグルー
プ内の領域を切削する切削バスを切削バス発生部におい
て発生させるように構成したものである。
体の稜線が凸または凹の鋭い稜線かあるいは滑かに連続
するものであるかを稜線判定部によって調べ、上記鋭い
稜線に囲まれた面の集合として全ての面を、面グループ
化部によりグループ化し、このグル、−プ化したグルー
プ内の領域を切削する切削バスを切削バス発生部におい
て発生させるように構成したものである。
〔作用〕
この発明忙おける数値制御装置では、図形データを計算
器入力し、これを三次元物体を内部データとして有した
とき、この内部データから上記物体の稜線の全てに対し
てその稜線が凹か凸かあるいはなめらかに曲面上に配設
されているかを判別し、凸か凹の稜線で囲まれた閉ルー
プになる領域を調べ、この領域内の面を全て求め、この
領域を切削する切削パスを発生させることにより、切削
領域の指定を自動化し、これにもとづきサーボ回路をし
て工作機械を自動数値制御するように動作する。
器入力し、これを三次元物体を内部データとして有した
とき、この内部データから上記物体の稜線の全てに対し
てその稜線が凹か凸かあるいはなめらかに曲面上に配設
されているかを判別し、凸か凹の稜線で囲まれた閉ルー
プになる領域を調べ、この領域内の面を全て求め、この
領域を切削する切削パスを発生させることにより、切削
領域の指定を自動化し、これにもとづきサーボ回路をし
て工作機械を自動数値制御するように動作する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１は三次元物体の図形データを格納してい
る図形データ格納部、２はこの図形データにおける三次
元物体の全ての稜線に対して、その形状を調べ２分類判
別する稜線判別部、３は上記稜線で囲まれた領域に入る
面を領域毎にグループ化する面グループ化部、４はグル
ープ化した各グループ内の領域の切削パスを発生させる
切削パス発生部、５は切削バスに応じて工作機械を駆動
するサーボ回路である。
図において、１は三次元物体の図形データを格納してい
る図形データ格納部、２はこの図形データにおける三次
元物体の全ての稜線に対して、その形状を調べ２分類判
別する稜線判別部、３は上記稜線で囲まれた領域に入る
面を領域毎にグループ化する面グループ化部、４はグル
ープ化した各グループ内の領域の切削パスを発生させる
切削パス発生部、５は切削バスに応じて工作機械を駆動
するサーボ回路である。
次忙動作について説明する。
二次元物体の図形データは、第２図に示すように、物体
２１を稜線Ｅ１〜Ｅ２１、面Ｆ１〜Ｆ９および点ｖ１〜
Ｖ１４で示す境界表現で計算機のメモリ内に格納されて
いる。第３図はその格納する図形データの内部表現説明
図であり、稜線、面、点がどのような関係で図形データ
を構成しているかを示す。
２１を稜線Ｅ１〜Ｅ２１、面Ｆ１〜Ｆ９および点ｖ１〜
Ｖ１４で示す境界表現で計算機のメモリ内に格納されて
いる。第３図はその格納する図形データの内部表現説明
図であり、稜線、面、点がどのような関係で図形データ
を構成しているかを示す。
この表現はｗｉｎｇｅｄ−ｅｄｇｅ表現と呼ばれ図形を
表現するために良く用いられる。例えば物体の外からこ
の物体を見て、稜線Ｅ１は点Ｖｄを始点、点ｖｕを終点
とし、左側に面Ｆｅ右側に面Ｆｒを有し、さらに左上・
左下・右上・右下に各々Ｂｅ１ｌ・Ｅｅｄ ” Ｅｒｕ
” Ｅｒｄ の稜線を有する。こうして三次元図形
データ１を入力すると、・稜線判別部２は全ての稜線に
対してその形状を調べて分類する役割をする。第３図に
おいて、 は各々面Ｆｒの稜線Ｅｉにお
ける稜線Ｅｉと直角方向の接線ベクトル、面Ｆｅの稜線
Ｂｉにおける稜線Ｅｉと直角方向の接線ベクトルおよび
稜線Ｅｉにおける接線ベクトルを示すが、稜線判別部２
は、稜線Ｅｉの点Ｖｄから点Ｖｕに至る全ての点におい
て、ベクトルｖ１ 、ｖｌ、’ｖ３が同一平面上にある
か否かを調べる。そしてこのベクトルｖｉ 。
表現するために良く用いられる。例えば物体の外からこ
の物体を見て、稜線Ｅ１は点Ｖｄを始点、点ｖｕを終点
とし、左側に面Ｆｅ右側に面Ｆｒを有し、さらに左上・
左下・右上・右下に各々Ｂｅ１ｌ・Ｅｅｄ ” Ｅｒｕ
” Ｅｒｄ の稜線を有する。こうして三次元図形
データ１を入力すると、・稜線判別部２は全ての稜線に
対してその形状を調べて分類する役割をする。第３図に
おいて、 は各々面Ｆｒの稜線Ｅｉにお
ける稜線Ｅｉと直角方向の接線ベクトル、面Ｆｅの稜線
Ｂｉにおける稜線Ｅｉと直角方向の接線ベクトルおよび
稜線Ｅｉにおける接線ベクトルを示すが、稜線判別部２
は、稜線Ｅｉの点Ｖｄから点Ｖｕに至る全ての点におい
て、ベクトルｖ１ 、ｖｌ、’ｖ３が同一平面上にある
か否かを調べる。そしてこのベクトルｖｉ 。
Ｖ！ 、Ｖ、が同一平面上にあるときには、面Ｆｅと面
Ｆｒは稜線Ｈ１でなめらかに結続されていると判定し、
そうでない場合は、稜線Ｅｉは凸または凹で面Ｆｅと面
Ｆ、が結続された鋭い稜線（ｓｈａｒｐｅｄｇｅ ）で
あると判別する。
Ｆｒは稜線Ｈ１でなめらかに結続されていると判定し、
そうでない場合は、稜線Ｅｉは凸または凹で面Ｆｅと面
Ｆ、が結続された鋭い稜線（ｓｈａｒｐｅｄｇｅ ）で
あると判別する。
次に、上記の鋭い稜線で囲まれた領域に入る面を面グル
ープ化部３によって領域ごとにグループ化する。この動
作を第４図のフロー図に従って説明する。先ず、図形デ
ータの入力を行い（ステップａ）、次処この図形データ
の入力によりデータの初期化つまりリセットを行う。そ
の初期値ｇをｇ＝１とする（ステップｂ）。次に三次元
物体の全ての面（ｆａｃｅ ）がいずれかのグループに
入ったか否かを調べ・（ステップＣ）、入った場合には
面グループ化の作業を終了し、まだ入っていない場合に
は、グループにまだ属していない面を探しだし、その見
つかった最初の面ｉを得る（ステップｄ）。なおこの記
号ｉは各面を識別するための番号である。次に、このｉ
番目の面をグループｇの先頭に格納しくステップｅ）、
ｉ番目の面と隣り合う面のうちなめらかに隣り合うもの
をグループｇに全て格納する（ステップｆ）。次に、新
しくグループに入った面があるか否かを判定しくステ７
７’ｇ）、ある場合には、新しくグループ入りした面の
全て九対してなめらかに隣り合いかつグループ忙入って
いない面を新しくグループｇに全て格納する（ステップ
ｈ）。また、ない場合には、ｇ ＝ ｇ ＋ １となし
てステップ（ｃｌ以下の動作を再び実行する（ステップ
ｉ）。つまり、グループ番号を１つ増やす。
ープ化部３によって領域ごとにグループ化する。この動
作を第４図のフロー図に従って説明する。先ず、図形デ
ータの入力を行い（ステップａ）、次処この図形データ
の入力によりデータの初期化つまりリセットを行う。そ
の初期値ｇをｇ＝１とする（ステップｂ）。次に三次元
物体の全ての面（ｆａｃｅ ）がいずれかのグループに
入ったか否かを調べ・（ステップＣ）、入った場合には
面グループ化の作業を終了し、まだ入っていない場合に
は、グループにまだ属していない面を探しだし、その見
つかった最初の面ｉを得る（ステップｄ）。なおこの記
号ｉは各面を識別するための番号である。次に、このｉ
番目の面をグループｇの先頭に格納しくステップｅ）、
ｉ番目の面と隣り合う面のうちなめらかに隣り合うもの
をグループｇに全て格納する（ステップｆ）。次に、新
しくグループに入った面があるか否かを判定しくステ７
７’ｇ）、ある場合には、新しくグループ入りした面の
全て九対してなめらかに隣り合いかつグループ忙入って
いない面を新しくグループｇに全て格納する（ステップ
ｈ）。また、ない場合には、ｇ ＝ ｇ ＋ １となし
てステップ（ｃｌ以下の動作を再び実行する（ステップ
ｉ）。つまり、グループ番号を１つ増やす。
第５図乃至第９図はこの動作をさらに詳しく、説明する
ものである。第５図は多数の面を結続したものを示し、
これが各面の隣り合うものどうしが稜線を境界としてな
めらかになっている部分Ｓと、凸あるいは凹に隣り合う
部分とからなる。また、第６図では面Ｆ１がまずグルー
プに入っていない面として検出されたとして、この面Ｆ
１に隣接する面金てについて結続状態を調べ、例えば図
示のようにＯ印部分はなめらかに、ｘ印部分はなめらか
でない部分であるとする。ここでＱ印の面は面Ｆ１と同
じグループに入れる。こうして、第７図において、斜線
を施した部分がグループに入った面となる。また、新し
くグループ入りした面Ｆ２゜Ｆ３．Ｆ４に対して前回と
同様に隣り合う面との結続関係を調べ、第８図のように
面Ｆ５．Ｆ６を新しいグループとして得る。そして同様
の処理を繰り返していけば、第９図に示すように鋭い稜
線で囲まれた領域が得られ、またその領域に属する面が
得られる。
ものである。第５図は多数の面を結続したものを示し、
これが各面の隣り合うものどうしが稜線を境界としてな
めらかになっている部分Ｓと、凸あるいは凹に隣り合う
部分とからなる。また、第６図では面Ｆ１がまずグルー
プに入っていない面として検出されたとして、この面Ｆ
１に隣接する面金てについて結続状態を調べ、例えば図
示のようにＯ印部分はなめらかに、ｘ印部分はなめらか
でない部分であるとする。ここでＱ印の面は面Ｆ１と同
じグループに入れる。こうして、第７図において、斜線
を施した部分がグループに入った面となる。また、新し
くグループ入りした面Ｆ２゜Ｆ３．Ｆ４に対して前回と
同様に隣り合う面との結続関係を調べ、第８図のように
面Ｆ５．Ｆ６を新しいグループとして得る。そして同様
の処理を繰り返していけば、第９図に示すように鋭い稜
線で囲まれた領域が得られ、またその領域に属する面が
得られる。
次に、このようにして全ての面がいずれかのグループに
入った後は、切削パス発生部４において各グループ内の
領域の切削パスを発生させる。これを第１０図について
説明する。同図において、ＦＧを得られた切削領域とす
ると、ｙｚ平面と平行な平面Ｐを考え、これらの交線Ｃ
１−＋Ｃ，→Ｃ３→Ｃ４を得る。この交線Ｃ１→Ｃ４上
に工具Ｔの半径分の法線Ｎを立て、これの終点座標を刻
々と出力して切削パスとする。平面Ｐを所定のピッチで
シフトさせ、同様の方法で次々と切削パスを出力させれ
ば、領域ＦＧを切削する切削パスが得られる。こうして
得られた切削パスは工作機械のサーボ回路に入力され、
工作機械を駆動する。
入った後は、切削パス発生部４において各グループ内の
領域の切削パスを発生させる。これを第１０図について
説明する。同図において、ＦＧを得られた切削領域とす
ると、ｙｚ平面と平行な平面Ｐを考え、これらの交線Ｃ
１−＋Ｃ，→Ｃ３→Ｃ４を得る。この交線Ｃ１→Ｃ４上
に工具Ｔの半径分の法線Ｎを立て、これの終点座標を刻
々と出力して切削パスとする。平面Ｐを所定のピッチで
シフトさせ、同様の方法で次々と切削パスを出力させれ
ば、領域ＦＧを切削する切削パスが得られる。こうして
得られた切削パスは工作機械のサーボ回路に入力され、
工作機械を駆動する。
第１１図は他の実施例を示す切削動作の説明図である。
いま、上記方法で三次元物体２１の切削領域ＦＧ、が鋭
い稜線Ｅ１〜Ｅ５に囲まれたものとする。このとき、稜
線Ｅ６が領域ＦＧｌ内に得られ、この稜線が鋭い稜線で
あったとする。この場合には、単に曲面上に法線な立て
て切削すると、稜線Ｅ６付近できれいな形状が得られな
い。この欠点を避けるためには、上記稜線Ｅ６の近傍で
工具を曲面から逃がすようにすればよく、このときの切
削パスは点線で示した軌跡となる。
い稜線Ｅ１〜Ｅ５に囲まれたものとする。このとき、稜
線Ｅ６が領域ＦＧｌ内に得られ、この稜線が鋭い稜線で
あったとする。この場合には、単に曲面上に法線な立て
て切削すると、稜線Ｅ６付近できれいな形状が得られな
い。この欠点を避けるためには、上記稜線Ｅ６の近傍で
工具を曲面から逃がすようにすればよく、このときの切
削パスは点線で示した軌跡となる。
以上のように、この発明によれば、三次元物体の稜線が
凸または凹の鋭い稜線かあるいは滑かに連続するもので
あるかを稜線判定部によって調べ、その鋭い稜線に囲ま
れた面の集合として全ての面を面グループ化し、このグ
ループ化したグループ内の領域を切削する切削パスを切
削パス発生部において発生させるように構成したので、
切削領域の指定が自動化でき、図形データが複雑にも拘
わらず正確な切削領域の設定が可能になるほか、工作機
械釦よる切削ミスを完全になくすることができ、製品の
赤土りが改善できる効果がある。
凸または凹の鋭い稜線かあるいは滑かに連続するもので
あるかを稜線判定部によって調べ、その鋭い稜線に囲ま
れた面の集合として全ての面を面グループ化し、このグ
ループ化したグループ内の領域を切削する切削パスを切
削パス発生部において発生させるように構成したので、
切削領域の指定が自動化でき、図形データが複雑にも拘
わらず正確な切削領域の設定が可能になるほか、工作機
械釦よる切削ミスを完全になくすることができ、製品の
赤土りが改善できる効果がある。
第１図はこの発明による工作機械の数値制御装置を示す
ブロック接続図、第２図は三次元物体の図形データの説
明図、第３図は図形データの内部表現説明図、第４図は
面グループ化部の動作を示すフロー図、第５図、第６図
、第７図、第８図および第９図は第４図のフロー図の説
明を補足する説明図、第１０図は切削パスの発生を説明
する説明図、第１１図は他の実施例の切削動作を示す説
明図である。 ２・・・稜線判別部、３・・・面グループ化部、４・・
・切削パス発生部、２１・・・三次元物体。 第７図 第８図 第１０図 手続補正書（自−発） １．事件の表示 特願昭６０−７７７１３号２、発
明の名称 工作機械の数値制御装置 ３、補正をする者 代表者 志岐守哉 ＆補正の対象 ６、補正の内容 （１）明細書をつぎのとおり訂正する。 （２） 別紙の通シ第３図を補正する。 ７、添付書類の目録 補正後の第３図を記載した書面 １通以上
ブロック接続図、第２図は三次元物体の図形データの説
明図、第３図は図形データの内部表現説明図、第４図は
面グループ化部の動作を示すフロー図、第５図、第６図
、第７図、第８図および第９図は第４図のフロー図の説
明を補足する説明図、第１０図は切削パスの発生を説明
する説明図、第１１図は他の実施例の切削動作を示す説
明図である。 ２・・・稜線判別部、３・・・面グループ化部、４・・
・切削パス発生部、２１・・・三次元物体。 第７図 第８図 第１０図 手続補正書（自−発） １．事件の表示 特願昭６０−７７７１３号２、発
明の名称 工作機械の数値制御装置 ３、補正をする者 代表者 志岐守哉 ＆補正の対象 ６、補正の内容 （１）明細書をつぎのとおり訂正する。 （２） 別紙の通シ第３図を補正する。 ７、添付書類の目録 補正後の第３図を記載した書面 １通以上
Claims (2)
- （１）三次元物体を切削するために用いられる工作機械
の数値制御装置において、上記三次元物体の稜線が凸ま
たは凹の鋭い稜線かあるいはなめらかに連続するもので
あるかを判別する稜線判定部と、上記鋭い稜線に囲まれ
た面の集合として全ての面をグループ化する面グループ
化部と、このグループ化した各グループ内領域を切削す
る切削パスを発生する切削パス発生部とを備えた工作機
械の数値制御装置。 - （２）切削領域内に閉ループでない鋭い稜線が存在する
ときは、その稜線の近傍を切削せず回避するようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の工作機械
の数値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7771385A JPS61236457A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 工作機械の数値制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7771385A JPS61236457A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 工作機械の数値制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61236457A true JPS61236457A (ja) | 1986-10-21 |
Family
ID=13641528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7771385A Pending JPS61236457A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 工作機械の数値制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61236457A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63165906A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Toyoda Mach Works Ltd | 三次元曲面オフセツト処理方法 |
| WO1988008158A1 (fr) * | 1987-04-15 | 1988-10-20 | Fanuc Ltd | Unite de commande de robot |
| JPH01173107A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-07 | Kobe Steel Ltd | ロボットの教示プログラム作成方法 |
-
1985
- 1985-04-12 JP JP7771385A patent/JPS61236457A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63165906A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Toyoda Mach Works Ltd | 三次元曲面オフセツト処理方法 |
| WO1988008158A1 (fr) * | 1987-04-15 | 1988-10-20 | Fanuc Ltd | Unite de commande de robot |
| JPH01173107A (ja) * | 1987-12-28 | 1989-07-07 | Kobe Steel Ltd | ロボットの教示プログラム作成方法 |
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