JPH09292909A - 平坦部／立ち壁部分割方法及び記録媒体 - Google Patents
平坦部／立ち壁部分割方法及び記録媒体Info
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- JPH09292909A JPH09292909A JP8108242A JP10824296A JPH09292909A JP H09292909 A JPH09292909 A JP H09292909A JP 8108242 A JP8108242 A JP 8108242A JP 10824296 A JP10824296 A JP 10824296A JP H09292909 A JPH09292909 A JP H09292909A
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- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モデルと同形状の物体を工具を用いて加工作
製する際に、工具の移動パターンを示す包絡面（オフセ
ット面）を平坦部と立ち壁部とに分割する方法を提供す
る。 【解決手段】 モデルの各面に工具が接する際の工具の
定点の包絡面を作成し（Ｓ２）、加工領域内に一定間隔
の２次元の格子点を設定し（Ｓ３）、設定した各格子点
を包絡面に投影し（Ｓ４）、その投影点の座標を求め
（Ｓ５）、包絡面上の４点の投影点で構成される網の目
の傾きに基づき包絡面における平坦部の高さを指定し
（Ｓ６）、包絡面における高さが等しい点を結んだ等高
線パスを算出し（Ｓ７）、算出したパスの中から、指定
した平坦部の高さが間にある２本一組の等高線パスを抽
出し（Ｓ８）、抽出した等高線パスに挟まれる部分を平
坦部（Ｓ９）、その他の部分を立ち壁部と分割する（Ｓ
10）。平坦部については等間隔の投影パス加工処理を施
し、立ち壁部については等高線加工処理を施す。
製する際に、工具の移動パターンを示す包絡面（オフセ
ット面）を平坦部と立ち壁部とに分割する方法を提供す
る。 【解決手段】 モデルの各面に工具が接する際の工具の
定点の包絡面を作成し（Ｓ２）、加工領域内に一定間隔
の２次元の格子点を設定し（Ｓ３）、設定した各格子点
を包絡面に投影し（Ｓ４）、その投影点の座標を求め
（Ｓ５）、包絡面上の４点の投影点で構成される網の目
の傾きに基づき包絡面における平坦部の高さを指定し
（Ｓ６）、包絡面における高さが等しい点を結んだ等高
線パスを算出し（Ｓ７）、算出したパスの中から、指定
した平坦部の高さが間にある２本一組の等高線パスを抽
出し（Ｓ８）、抽出した等高線パスに挟まれる部分を平
坦部（Ｓ９）、その他の部分を立ち壁部と分割する（Ｓ
10）。平坦部については等間隔の投影パス加工処理を施
し、立ち壁部については等高線加工処理を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モデルと同じ形状
のものを工具を用いて加工作製する際に、その工具の移
動を制御する包絡面のデータを平坦部と立ち壁部とに領
域分けする方法に関する。
のものを工具を用いて加工作製する際に、その工具の移
動を制御する包絡面のデータを平坦部と立ち壁部とに領
域分けする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数の面から構成されるモデルと同形状
の製品を、同時３軸加工用のＮＣ機の工具を用いて自動
的に加工作製するためには、ＣＡＤにて得られたモデル
の形状データに工具の寸法情報を含む形状データを加味
して、３次元の加工データを予め求めておく。そして、
この３次元の加工データに従って工具の動きを制御し
て、モデルと同じ形のものを作製する。
の製品を、同時３軸加工用のＮＣ機の工具を用いて自動
的に加工作製するためには、ＣＡＤにて得られたモデル
の形状データに工具の寸法情報を含む形状データを加味
して、３次元の加工データを予め求めておく。そして、
この３次元の加工データに従って工具の動きを制御し
て、モデルと同じ形のものを作製する。
【０００３】このような３次元の加工データを作成する
際の手法としては、以下に説明するようなものが従来か
ら一般的である。まず、モデルを構成する各面に対して
工具の寸法・形状を考慮したオフセット面を作成する。
この場合、工具がモデルの各面に仮想的に接するときの
工具の定点が描く包絡面がオフセット面となる。例え
ば、工具の加工を行う末端部の形状が半球である場合に
は、モデル面の各点からその半球の半径だけ離れた定点
（その半球の中心）が描く包絡面をオフセット面とす
る。そして、このオフセット面の情報が、工具の動きを
制御する３次元の加工データとなる。
際の手法としては、以下に説明するようなものが従来か
ら一般的である。まず、モデルを構成する各面に対して
工具の寸法・形状を考慮したオフセット面を作成する。
この場合、工具がモデルの各面に仮想的に接するときの
工具の定点が描く包絡面がオフセット面となる。例え
ば、工具の加工を行う末端部の形状が半球である場合に
は、モデル面の各点からその半球の半径だけ離れた定点
（その半球の中心）が描く包絡面をオフセット面とす
る。そして、このオフセット面の情報が、工具の動きを
制御する３次元の加工データとなる。
【０００４】ところで、モデルと同形状の物体を加工作
製する場合、平坦部（工具が被加工物体に接離する方向
に実質的に垂直である部分）と立ち壁部（平坦部以外の
部分）とでは、工具による加工方法が異なっている。
製する場合、平坦部（工具が被加工物体に接離する方向
に実質的に垂直である部分）と立ち壁部（平坦部以外の
部分）とでは、工具による加工方法が異なっている。
【０００５】図６は、複数の面を有するモデルＭの一例
を示す斜視図である。図６において、Ｚ軸方向が工具が
被加工物体に接離する方向であり、Ｚ軸に実質的に垂直
である、即ち、ＸＹ平面に実質的に平行である面の部分
が平坦部となり、残りの部分が立ち壁部となる。図６に
示すモデルＭに対するこれらの平坦部及び立ち壁部の分
割パターンを図７（Ｘ軸方向から見た図），図８（Ｚ軸
方向から見た図）に示す。図７ではＡが付された領域が
平坦部、Ｂが付された領域が立ち壁部をそれぞれ示し、
図８では白く抜けた領域が平坦部Ａ、ハッチングを付し
た領域が立ち壁部Ｂをそれぞれ示す。
を示す斜視図である。図６において、Ｚ軸方向が工具が
被加工物体に接離する方向であり、Ｚ軸に実質的に垂直
である、即ち、ＸＹ平面に実質的に平行である面の部分
が平坦部となり、残りの部分が立ち壁部となる。図６に
示すモデルＭに対するこれらの平坦部及び立ち壁部の分
割パターンを図７（Ｘ軸方向から見た図），図８（Ｚ軸
方向から見た図）に示す。図７ではＡが付された領域が
平坦部、Ｂが付された領域が立ち壁部をそれぞれ示し、
図８では白く抜けた領域が平坦部Ａ、ハッチングを付し
た領域が立ち壁部Ｂをそれぞれ示す。
【０００６】平坦部に対する加工方法では、工具の高さ
（Ｚ方向位置）を固定し、得られたオフセット面（ＸＹ
平面に平行な平面）上に等間隔の移動パスを設定し、そ
の移動パスに従って工具の動きを制御する。その平坦部
加工時の被加工物体Ｑに対する工具Ｔの移動例を図９に
示す。一方、立ち壁部に対する加工方法では、オフセッ
ト面における同じ高さ（Ｚ方向位置）の点をつないだ情
報（等高線パス）を得、得た複数の等高線パスに従っ
て、工具の動きを制御する。その立ち壁部加工時の被加
工物体Ｑに対する工具Ｔの移動例を図10に示す。このよ
うに、平坦部と立ち壁部とのそれぞれに対して加工方法
を変えることにより、モデルと同形状の物体を精度良く
しかも能率良く作製することができる。
（Ｚ方向位置）を固定し、得られたオフセット面（ＸＹ
平面に平行な平面）上に等間隔の移動パスを設定し、そ
の移動パスに従って工具の動きを制御する。その平坦部
加工時の被加工物体Ｑに対する工具Ｔの移動例を図９に
示す。一方、立ち壁部に対する加工方法では、オフセッ
ト面における同じ高さ（Ｚ方向位置）の点をつないだ情
報（等高線パス）を得、得た複数の等高線パスに従っ
て、工具の動きを制御する。その立ち壁部加工時の被加
工物体Ｑに対する工具Ｔの移動例を図10に示す。このよ
うに、平坦部と立ち壁部とのそれぞれに対して加工方法
を変えることにより、モデルと同形状の物体を精度良く
しかも能率良く作製することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モデル
においてどの領域が平坦部，立ち壁部であるかを分別で
きない場合には、このように加工方法を切り換えること
が不可能である。そこで、従来では、加工作製処理に携
わる作業者がモデルに対する目視判断にて、平坦部と立
ち壁部とを分けていた。ところが、簡単な形状のモデル
では平坦部／立ち壁部の判定が可能であっても、複雑な
形状のモデルではそれらの境界の数が多くなって、その
判定が難しい。
においてどの領域が平坦部，立ち壁部であるかを分別で
きない場合には、このように加工方法を切り換えること
が不可能である。そこで、従来では、加工作製処理に携
わる作業者がモデルに対する目視判断にて、平坦部と立
ち壁部とを分けていた。ところが、簡単な形状のモデル
では平坦部／立ち壁部の判定が可能であっても、複雑な
形状のモデルではそれらの境界の数が多くなって、その
判定が難しい。
【０００８】実際に工具の動きを制御するのは３次元の
加工データとなるオフセット面（工具定点の包絡面）の
情報であるので、そのオフセット面における平坦部／立
ち壁部の分割が大切である。モデルにおける平坦部／立
ち壁部の境界と、工具の形状を加味したオフセット面に
おける平坦部／立ち壁部の境界とにはずれがある。図11
はこのずれを示す模式図である。実線ＣがモデルＭの表
面を示し、破線Ｄが工具Ｔの定点軌跡を表すオフセット
面を示す。図11に示すように、モデルＭにおける平坦部
／立ち壁部の境界位置Ｃ1 と、オフセット面Ｄにおける
平坦部／立ち壁部の境界位置Ｄ1 とが、工具Ｔの半球状
の先端部の半径に相当する分だけずれている。このよう
なずれを作業者が考慮することは難しく、作業者はモデ
ルにおける境界しか指示できず、工具で加工する際のオ
フセット面における平坦部／立ち壁部の境界を指示する
ことは事実上不可能であった。
加工データとなるオフセット面（工具定点の包絡面）の
情報であるので、そのオフセット面における平坦部／立
ち壁部の分割が大切である。モデルにおける平坦部／立
ち壁部の境界と、工具の形状を加味したオフセット面に
おける平坦部／立ち壁部の境界とにはずれがある。図11
はこのずれを示す模式図である。実線ＣがモデルＭの表
面を示し、破線Ｄが工具Ｔの定点軌跡を表すオフセット
面を示す。図11に示すように、モデルＭにおける平坦部
／立ち壁部の境界位置Ｃ1 と、オフセット面Ｄにおける
平坦部／立ち壁部の境界位置Ｄ1 とが、工具Ｔの半球状
の先端部の半径に相当する分だけずれている。このよう
なずれを作業者が考慮することは難しく、作業者はモデ
ルにおける境界しか指示できず、工具で加工する際のオ
フセット面における平坦部／立ち壁部の境界を指示する
ことは事実上不可能であった。
【０００９】以上のように、従来の方法では複雑な形状
のモデルでは、そのオフセット面における平坦部／立ち
壁部の領域分割が行えず、行えたとしてもその分割結果
が正確でない。
のモデルでは、そのオフセット面における平坦部／立ち
壁部の領域分割が行えず、行えたとしてもその分割結果
が正確でない。
【００１０】平坦部と立ち壁部との領域分けを行えない
場合には、平坦部に適した加工法または立ち壁部に適し
た加工法の何れか一方の加工法を全体にわたって施行す
るか、または、平坦部に適した加工法及び立ち壁部に適
した加工法の両加工法を全体にわたって施行している。
前者の方法では全体がきれいに仕上がらないという問題
があり、後者の方法では工具の無駄な動きが多くなり加
工効率が非常に悪いという問題がある。このような状況
により、オフセット面における平坦部と立ち壁部との分
割を行う方法の開発が望まれている。
場合には、平坦部に適した加工法または立ち壁部に適し
た加工法の何れか一方の加工法を全体にわたって施行す
るか、または、平坦部に適した加工法及び立ち壁部に適
した加工法の両加工法を全体にわたって施行している。
前者の方法では全体がきれいに仕上がらないという問題
があり、後者の方法では工具の無駄な動きが多くなり加
工効率が非常に悪いという問題がある。このような状況
により、オフセット面における平坦部と立ち壁部との分
割を行う方法の開発が望まれている。
【００１１】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、オフセット面において平坦部と立ち壁部とを容
易かつ正確に自動分割することができる平坦部／立ち壁
部分割方法を提供することを目的とする。
であり、オフセット面において平坦部と立ち壁部とを容
易かつ正確に自動分割することができる平坦部／立ち壁
部分割方法を提供することを目的とする。
【００１２】本発明の他の目的は、オフセット面を平坦
部と立ち壁部とに正確に分割することにより、モデルと
同形状の物体を精度良くかつ効率良く加工作製すること
が可能となる平坦部／立ち壁部分割方法を提供すること
にある。
部と立ち壁部とに正確に分割することにより、モデルと
同形状の物体を精度良くかつ効率良く加工作製すること
が可能となる平坦部／立ち壁部分割方法を提供すること
にある。
【００１３】本発明の更に他の目的は、上述した平坦部
／立ち壁部分割方法を実現できるコンピュータプログラ
ムを記録した記録媒体を提供することにある。
／立ち壁部分割方法を実現できるコンピュータプログラ
ムを記録した記録媒体を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る平坦部／立
ち壁部分割方法は、複数の面を有するモデルと同形状の
物体を、工具が前記モデルの各面に仮想的に接触する場
合の前記工具に関連して定めた定点が描く包絡面のデー
タに従って前記工具を前記包絡面に対する接離を繰り返
しながら移動させて加工する際に、前記包絡面を、それ
と前記工具の前記包絡面への接離方向とのなす角が直角
から所定角度までの範囲となる部分である平坦部と、平
坦部以外の部分である立ち壁部とに分割する方法であっ
て、一定間隔の２次元の格子点を設定するステップと、
設定した各格子点を前記包絡面へ前記接離方向に投影す
るステップと、前記包絡面における投影点の位置に基づ
いて前記包絡面の平坦部の前記接離方向での位置を指定
するステップと、前記包絡面のデータにおける前記接離
方向の位置が等しい点を結んだ複数のパスを算出するス
テップと、算出したパスの中から、指定した平坦部の位
置を間にして隣合う２本のパスを抽出するステップと、
抽出したパスに挟まれる部分を平坦部、その他の部分を
立ち壁部と決定して分割するステップとを有することを
特徴とする。
ち壁部分割方法は、複数の面を有するモデルと同形状の
物体を、工具が前記モデルの各面に仮想的に接触する場
合の前記工具に関連して定めた定点が描く包絡面のデー
タに従って前記工具を前記包絡面に対する接離を繰り返
しながら移動させて加工する際に、前記包絡面を、それ
と前記工具の前記包絡面への接離方向とのなす角が直角
から所定角度までの範囲となる部分である平坦部と、平
坦部以外の部分である立ち壁部とに分割する方法であっ
て、一定間隔の２次元の格子点を設定するステップと、
設定した各格子点を前記包絡面へ前記接離方向に投影す
るステップと、前記包絡面における投影点の位置に基づ
いて前記包絡面の平坦部の前記接離方向での位置を指定
するステップと、前記包絡面のデータにおける前記接離
方向の位置が等しい点を結んだ複数のパスを算出するス
テップと、算出したパスの中から、指定した平坦部の位
置を間にして隣合う２本のパスを抽出するステップと、
抽出したパスに挟まれる部分を平坦部、その他の部分を
立ち壁部と決定して分割するステップとを有することを
特徴とする。
【００１５】本発明に係る記録媒体は、複数の面を有す
るモデルと同形状の物体を、工具が前記モデルの各面に
仮想的に接触する場合の前記工具に関連して定めた定点
が描く包絡面のデータに従って前記工具を前記包絡面に
対する接離を繰り返しながら移動させて加工する際に、
前記包絡面を、それと前記工具の前記包絡面への接離方
向とのなす角が直角から所定角度までの範囲となる部分
である平坦部と、平坦部以外の部分である立ち壁部とに
分割するコンピュータプログラムを記録した記録媒体で
あって、一定間隔の２次元の格子点を設定するステップ
と、設定した各格子点を前記包絡面へ前記接離方向に投
影するステップと、前記包絡面における投影点の位置に
基づいて前記包絡面の平坦部の前記接離方向での位置を
指定するステップと、前記包絡面のデータにおける前記
接離方向の位置が等しい点を結んだ複数のパスを算出す
るステップと、算出したパスの中から、指定した平坦部
の位置を間にして隣合う２本のパスを抽出するステップ
と、抽出したパスに挟まれる部分を平坦部、その他の部
分を立ち壁部と決定して分割するステップとを含むコン
ピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。
るモデルと同形状の物体を、工具が前記モデルの各面に
仮想的に接触する場合の前記工具に関連して定めた定点
が描く包絡面のデータに従って前記工具を前記包絡面に
対する接離を繰り返しながら移動させて加工する際に、
前記包絡面を、それと前記工具の前記包絡面への接離方
向とのなす角が直角から所定角度までの範囲となる部分
である平坦部と、平坦部以外の部分である立ち壁部とに
分割するコンピュータプログラムを記録した記録媒体で
あって、一定間隔の２次元の格子点を設定するステップ
と、設定した各格子点を前記包絡面へ前記接離方向に投
影するステップと、前記包絡面における投影点の位置に
基づいて前記包絡面の平坦部の前記接離方向での位置を
指定するステップと、前記包絡面のデータにおける前記
接離方向の位置が等しい点を結んだ複数のパスを算出す
るステップと、算出したパスの中から、指定した平坦部
の位置を間にして隣合う２本のパスを抽出するステップ
と、抽出したパスに挟まれる部分を平坦部、その他の部
分を立ち壁部と決定して分割するステップとを含むコン
ピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。
【００１６】図１〜図３は、本発明の方法の概念を示す
模式図である。なお、以下の処理は、ソフトウェアのプ
ログラムに従って行われる処理であり、モデルの形状デ
ータと使用する工具の寸法・形状データが入力された場
合に、コンピュータは、ソフトウェアのプログラムに従
い、以下のようにして、包絡面を平坦部と立ち壁部とに
分割する。
模式図である。なお、以下の処理は、ソフトウェアのプ
ログラムに従って行われる処理であり、モデルの形状デ
ータと使用する工具の寸法・形状データが入力された場
合に、コンピュータは、ソフトウェアのプログラムに従
い、以下のようにして、包絡面を平坦部と立ち壁部とに
分割する。
【００１７】図１において、Ｍは複数の面を有するモデ
ルである。まず、モデルＭにおける加工領域を覆うよう
に、一定間隔のｎ個の２次元の格子点Ｐ1 〜Ｐn を有す
る網Ｎを設定する。また、モデルＭを構成する全ての面
から１つの面を指定し、指定した面に工具が接するとき
の工具の定点を考え、この定点の軌跡を考慮して包絡面
（オフセット面）を作成する。図１では、モデルＭにお
ける１つの面Ｓに対する包絡面Ｓ′を一点鎖線にて示し
ている。モデルＭの全ての面について、このような処理
を同様に行って包絡面を作成する。
ルである。まず、モデルＭにおける加工領域を覆うよう
に、一定間隔のｎ個の２次元の格子点Ｐ1 〜Ｐn を有す
る網Ｎを設定する。また、モデルＭを構成する全ての面
から１つの面を指定し、指定した面に工具が接するとき
の工具の定点を考え、この定点の軌跡を考慮して包絡面
（オフセット面）を作成する。図１では、モデルＭにお
ける１つの面Ｓに対する包絡面Ｓ′を一点鎖線にて示し
ている。モデルＭの全ての面について、このような処理
を同様に行って包絡面を作成する。
【００１８】次に、網Ｎの１つの格子点から全ての包絡
面に対してＺ方向に投影を行い、その格子点に対する投
影点の３次元の座標データを得る。このような処理を全
ての格子点について行う。なお、複数の面が重なってい
る領域では１つの格子点（例えば図１の格子点Ｐj ）に
対して幾つかの投影点が定まるが、この場合には網Ｎに
最も近い投影点（Ｚ方向で一番高い所にある投影点）
（例えば図１の格子点Ｐ j の場合には包絡面Ｓ′におけ
る投影点）を選択してその３次元の座標データを得る。
得られた座標データに基づいて加工面データを作成す
る。
面に対してＺ方向に投影を行い、その格子点に対する投
影点の３次元の座標データを得る。このような処理を全
ての格子点について行う。なお、複数の面が重なってい
る領域では１つの格子点（例えば図１の格子点Ｐj ）に
対して幾つかの投影点が定まるが、この場合には網Ｎに
最も近い投影点（Ｚ方向で一番高い所にある投影点）
（例えば図１の格子点Ｐ j の場合には包絡面Ｓ′におけ
る投影点）を選択してその３次元の座標データを得る。
得られた座標データに基づいて加工面データを作成す
る。
【００１９】次いで、包絡面上の４点の投影点で構成さ
れる網の目の傾きを調べて、包絡面の平坦部の高さを指
定する。この場合、具体的には、四角形をなす網の目の
２本の対角線に平行な平面とＺ軸とのなす角度をその網
の目の傾きとして検出し、その角度が所定の値より大き
い場合に、その網の目の高さ（Ｚ方向位置）を包絡面の
平坦部の高さとする。全ての網の目についてこの処理を
行い全ての平坦部の高さを指定する。図２は、Ｘ軸方向
から見た包絡面Ｄの模式図である。具体的に図２に示す
例では、ａ，ｂ，ｃの３ヵ所の平坦部の高さを指定す
る。
れる網の目の傾きを調べて、包絡面の平坦部の高さを指
定する。この場合、具体的には、四角形をなす網の目の
２本の対角線に平行な平面とＺ軸とのなす角度をその網
の目の傾きとして検出し、その角度が所定の値より大き
い場合に、その網の目の高さ（Ｚ方向位置）を包絡面の
平坦部の高さとする。全ての網の目についてこの処理を
行い全ての平坦部の高さを指定する。図２は、Ｘ軸方向
から見た包絡面Ｄの模式図である。具体的に図２に示す
例では、ａ，ｂ，ｃの３ヵ所の平坦部の高さを指定す
る。
【００２０】また、包絡面Ｄにおける高さが等しい点を
結んだ複数の等高線パスを算出する。図３に算出した等
高線パスを示す。具体的に図３に示す例では、９本の等
高線パスp1〜p9を算出する。これらの等高線パスの中か
ら、包絡面Ｄにおける平坦部の高さを間にする２本一組
の等高線パスを抽出する。具体的には、平坦部の高さａ
についてはそれを間にする等高線パスp1，p2を抽出し、
平坦部の高さｂについてはそれを間にする等高線パスp
4，p5を抽出し、平坦部の高さｃについてはそれを間に
する等高線パスp8，p9を抽出する。
結んだ複数の等高線パスを算出する。図３に算出した等
高線パスを示す。具体的に図３に示す例では、９本の等
高線パスp1〜p9を算出する。これらの等高線パスの中か
ら、包絡面Ｄにおける平坦部の高さを間にする２本一組
の等高線パスを抽出する。具体的には、平坦部の高さａ
についてはそれを間にする等高線パスp1，p2を抽出し、
平坦部の高さｂについてはそれを間にする等高線パスp
4，p5を抽出し、平坦部の高さｃについてはそれを間に
する等高線パスp8，p9を抽出する。
【００２１】そして抽出した各２本の等高線パスに挟ま
れる領域を平坦部とする。また、平坦部以外の領域を立
ち壁部とする。よって、具体的には、p1，p2の間、p4，
p5の間及びp8，p9の間を平坦部と決定し、p2〜p4の間及
びp5〜p8の間を立ち壁部と決定する。
れる領域を平坦部とする。また、平坦部以外の領域を立
ち壁部とする。よって、具体的には、p1，p2の間、p4，
p5の間及びp8，p9の間を平坦部と決定し、p2〜p4の間及
びp5〜p8の間を立ち壁部と決定する。
【００２２】以上のように平坦部と立ち壁部とを分割す
ると、工具の移動を制御するための包絡面の全ての部分
を、平坦部または立ち壁部の何れかの領域に必ず分ける
ことができ、平坦部及び立ち壁部が重なることもなく、
正確な分割を実現できる。
ると、工具の移動を制御するための包絡面の全ての部分
を、平坦部または立ち壁部の何れかの領域に必ず分ける
ことができ、平坦部及び立ち壁部が重なることもなく、
正確な分割を実現できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。
示す図面を参照して具体的に説明する。
【００２４】図４は、本発明の平坦部／立ち壁部分割方
法の手順を示すフローチャートである。図４において、
ステップＳ１のみが作業員が行う処理であり、残りのス
テップＳ２〜Ｓ10の各処理はコンピュータ内のソフトウ
ェアによって実現する処理である。まず、モデルの情報
及び工具の情報を入力する（ステップＳ１）。モデルの
情報には、加工領域，加工を行う面，加工条件等の情報
が含まれる。また、工具の情報には、加工面に接して実
際に加工処理を行う工具の末端部の寸法，形状等の情報
が含まれる。
法の手順を示すフローチャートである。図４において、
ステップＳ１のみが作業員が行う処理であり、残りのス
テップＳ２〜Ｓ10の各処理はコンピュータ内のソフトウ
ェアによって実現する処理である。まず、モデルの情報
及び工具の情報を入力する（ステップＳ１）。モデルの
情報には、加工領域，加工を行う面，加工条件等の情報
が含まれる。また、工具の情報には、加工面に接して実
際に加工処理を行う工具の末端部の寸法，形状等の情報
が含まれる。
【００２５】次に、入力された工具の末端部の形状情報
に基づいて、モデルの全ての加工面に対するオフセット
面を作成する（ステップＳ２）。この場合、加工を行う
各面に工具が接するときの工具定点の包絡面を、オフセ
ット面とする。具体的に、加工面に接する工具の末端部
が半球形である場合には、この半球の中心が工具の定点
であり、その定点の軌跡（加工面からこの半球部の半径
だけ離隔）が包絡面（オフセット面）となる。なお、こ
の工程では、面の重なり，隙間等は考慮せず、全ての加
工面についてそのオフセット面を作成する。
に基づいて、モデルの全ての加工面に対するオフセット
面を作成する（ステップＳ２）。この場合、加工を行う
各面に工具が接するときの工具定点の包絡面を、オフセ
ット面とする。具体的に、加工面に接する工具の末端部
が半球形である場合には、この半球の中心が工具の定点
であり、その定点の軌跡（加工面からこの半球部の半径
だけ離隔）が包絡面（オフセット面）となる。なお、こ
の工程では、面の重なり，隙間等は考慮せず、全ての加
工面についてそのオフセット面を作成する。
【００２６】次いで、加工領域と同じ大きさの範囲内に
おいて、一定間隔の２次元の格子点を設定する（ステッ
プＳ３）。即ち、加工領域を一定の細かさを有する網と
して表現する。この場合の一定間隔の長さは、任意の値
であって良い。
おいて、一定間隔の２次元の格子点を設定する（ステッ
プＳ３）。即ち、加工領域を一定の細かさを有する網と
して表現する。この場合の一定間隔の長さは、任意の値
であって良い。
【００２７】次いで、各格子点をＺ方向（高さ方向）に
投影して全てのオフセット面に対する投影点を求める
（ステップＳ４）。各格子点における投影点の座標デー
タを求める（ステップＳ５）。即ち、網の全ての格子点
をオフセット面に投影し、一番高い点の座標データを求
める。面の重なりがなくて１個の投影点しか得られない
格子点については、その投影点の座標データをそのまま
求める。一方、面の重なりがあるような格子点について
は、複数の投影点が存在する。このような場合には、Ｚ
方向に一番高い位置にある投影点を選択し、選択したそ
の投影点の座標データを求める。そして、求めた各投影
点の座標データから、１枚のオフセット面を得る。この
場合、格子点に対応する投影点以外の点の座標データ
は、求めた複数の投影点の座標データを直線補間して求
める。
投影して全てのオフセット面に対する投影点を求める
（ステップＳ４）。各格子点における投影点の座標デー
タを求める（ステップＳ５）。即ち、網の全ての格子点
をオフセット面に投影し、一番高い点の座標データを求
める。面の重なりがなくて１個の投影点しか得られない
格子点については、その投影点の座標データをそのまま
求める。一方、面の重なりがあるような格子点について
は、複数の投影点が存在する。このような場合には、Ｚ
方向に一番高い位置にある投影点を選択し、選択したそ
の投影点の座標データを求める。そして、求めた各投影
点の座標データから、１枚のオフセット面を得る。この
場合、格子点に対応する投影点以外の点の座標データ
は、求めた複数の投影点の座標データを直線補間して求
める。
【００２８】次に、オフセット面上の４点の投影点で構
成される網の目の傾きを調べ、その傾きに基づいてオフ
セット面の平坦部の高さを指定する（ステップＳ６）。
具体的には、オフセット面上の４点の投影点で囲まれる
四角形状の網の目の傾きとして、この網の目の２本の対
角線に平行な平面とＺ軸とのなす角度を検出し、その検
出角度が所定の値より大きい場合に、その網の目の高さ
（Ｚ方向位置）をオフセット面の平坦部の高さとする。
成される網の目の傾きを調べ、その傾きに基づいてオフ
セット面の平坦部の高さを指定する（ステップＳ６）。
具体的には、オフセット面上の４点の投影点で囲まれる
四角形状の網の目の傾きとして、この網の目の２本の対
角線に平行な平面とＺ軸とのなす角度を検出し、その検
出角度が所定の値より大きい場合に、その網の目の高さ
（Ｚ方向位置）をオフセット面の平坦部の高さとする。
【００２９】次いで、オフセット面において同じ高さに
ある点を繋いだ複数の等高線パスを計算し（ステップＳ
７）。指定した平坦部の高さを間にする２本１組の等高
線パスを、指定した平坦部の高さの数と同数の組だけ、
計算した等高線パスの中から抽出する（ステップＳ
８）。
ある点を繋いだ複数の等高線パスを計算し（ステップＳ
７）。指定した平坦部の高さを間にする２本１組の等高
線パスを、指定した平坦部の高さの数と同数の組だけ、
計算した等高線パスの中から抽出する（ステップＳ
８）。
【００３０】抽出した等高線パスを平坦部と立ち壁部と
の境界とし、抽出した２本一組の等高線パスに挟まれる
領域を平坦部と決定する（ステップＳ９）。そして、平
坦部以外の領域、即ち平坦部と決定されなかったすべて
の領域を立ち壁部と決定する（ステップＳ10）。
の境界とし、抽出した２本一組の等高線パスに挟まれる
領域を平坦部と決定する（ステップＳ９）。そして、平
坦部以外の領域、即ち平坦部と決定されなかったすべて
の領域を立ち壁部と決定する（ステップＳ10）。
【００３１】以上のようにして平坦部と立ち壁部とを分
割した後、これらの境界情報の高さ成分（Ｚ軸成分）を
取り去り、平面的な（ＸＹ平面の）領域情報を得る。そ
して、この領域情報を用いて加工データを作成する。つ
まり、平坦部に相当する領域については、オフセット面
上に等間隔の移動パスを設定してなる加工データを作成
し、立ち壁部に相当する領域については、複数の等高線
パスを設定してなる加工データを作成する。
割した後、これらの境界情報の高さ成分（Ｚ軸成分）を
取り去り、平面的な（ＸＹ平面の）領域情報を得る。そ
して、この領域情報を用いて加工データを作成する。つ
まり、平坦部に相当する領域については、オフセット面
上に等間隔の移動パスを設定してなる加工データを作成
し、立ち壁部に相当する領域については、複数の等高線
パスを設定してなる加工データを作成する。
【００３２】平坦部と立ち壁部とで異なる加工法を用い
て、このようにして作成した加工データに従って工具を
移動させて被加工物体に加工処理を施し、モデルと同形
状の物体を作製する。図５は、オフセット面を平坦部Ａ
と立ち壁部Ｂとに分割した後、被加工物体Ｑに対して工
具Ｔを移動させている状態を示している。平坦部Ａで
は、例えばＸＹ平面上で等間隔のパスを投影して加工処
理を施し、平面に近い部分を仕上げる。一方、立ち壁部
Ｂでは、等高線加工処理を施し、立ち壁に近い部分を仕
上げる。
て、このようにして作成した加工データに従って工具を
移動させて被加工物体に加工処理を施し、モデルと同形
状の物体を作製する。図５は、オフセット面を平坦部Ａ
と立ち壁部Ｂとに分割した後、被加工物体Ｑに対して工
具Ｔを移動させている状態を示している。平坦部Ａで
は、例えばＸＹ平面上で等間隔のパスを投影して加工処
理を施し、平面に近い部分を仕上げる。一方、立ち壁部
Ｂでは、等高線加工処理を施し、立ち壁に近い部分を仕
上げる。
【００３３】平坦部Ａと立ち壁部Ｂとにおいて、それぞ
れに合った加工処理のみを施すだけで良いので、加工処
理における無駄がない。また、正確に平坦部Ａと立ち壁
部Ｂとに分割できるので、それぞれの部分をきれいに仕
上げることができる。
れに合った加工処理のみを施すだけで良いので、加工処
理における無駄がない。また、正確に平坦部Ａと立ち壁
部Ｂとに分割できるので、それぞれの部分をきれいに仕
上げることができる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明では、３次元加工デ
ータに従って工具を移動させて、モデルと同形状の物体
を加工作製する際に、平坦部と立ち壁部とを容易かつ正
確に自動分割することが可能である。
ータに従って工具を移動させて、モデルと同形状の物体
を加工作製する際に、平坦部と立ち壁部とを容易かつ正
確に自動分割することが可能である。
【００３５】また、本発明では隙間，重なりが全くない
状態で平坦部と立ち壁部とを正確に分けることができる
ので、この分割結果に応じて各部に適した加工データを
作成した場合、モデルと同形状の物体を精度良くかつ効
率良く作製できる。
状態で平坦部と立ち壁部とを正確に分けることができる
ので、この分割結果に応じて各部に適した加工データを
作成した場合、モデルと同形状の物体を精度良くかつ効
率良く作製できる。
【図１】本発明の平坦部／立ち壁部分割方法の実施の概
念（網かぶせ）を示す模式図である。
念（網かぶせ）を示す模式図である。
【図２】本発明の平坦部／立ち壁部分割方法の実施の概
念（平坦部の高さ指定）を示す模式図である。
念（平坦部の高さ指定）を示す模式図である。
【図３】本発明の平坦部／立ち壁部分割方法の実施の概
念（等高線パス及び平坦部／立ち壁部分割）を示す模式
図である。
念（等高線パス及び平坦部／立ち壁部分割）を示す模式
図である。
【図４】本発明の平坦部／立ち壁部分割方法の手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図５】工具を用いたモデルと同形状の物体を加工作製
する状態を示す模式図である。
する状態を示す模式図である。
【図６】複数の面を有するモデルの一例を示す斜視図で
ある。
ある。
【図７】図６に示すモデルを平坦部，立ち壁部に分類し
て示す正面図である。
て示す正面図である。
【図８】図６に示すモデルを平坦部，立ち壁部に分類し
て示す平面図である。
て示す平面図である。
【図９】平坦部加工における工具の移動例を示す模式図
である。
である。
【図１０】立ち壁部加工における工具の移動例を示す模
式図である。
式図である。
【図１１】モデルとオフセット面とで平坦部／立ち壁部
の境界位置が異なる状態を示す模式図である。
の境界位置が異なる状態を示す模式図である。
Ａ 平坦部 Ｂ 立ち壁部 Ｃ モデル表面 Ｄ オフセット面（包絡面） Ｍ モデル Ｑ 被加工物体 Ｔ 工具 ａ，ｂ，ｃ 平坦部の高さ p1〜p9 等高線パス
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の面を有するモデルと同形状の物体
を、工具が前記モデルの各面に仮想的に接触する場合の
前記工具に関連して定めた定点が描く包絡面のデータに
従って前記工具を前記包絡面に対する接離を繰り返しな
がら移動させて加工する際に、前記包絡面を、それと前
記工具の前記包絡面への接離方向とのなす角が直角から
所定角度までの範囲となる部分である平坦部と、平坦部
以外の部分である立ち壁部とに分割する方法であって、
一定間隔の２次元の格子点を設定するステップと、設定
した各格子点を前記包絡面へ前記接離方向に投影するス
テップと、前記包絡面における投影点の位置に基づいて
前記包絡面の平坦部の前記接離方向での位置を指定する
ステップと、前記包絡面のデータにおける前記接離方向
の位置が等しい点を結んだ複数のパスを算出するステッ
プと、算出したパスの中から、指定した平坦部の位置を
間にして隣合う２本のパスを抽出するステップと、抽出
したパスに挟まれる部分を平坦部、その他の部分を立ち
壁部と決定して分割するステップとを有することを特徴
とする平坦部／立ち壁部分割方法。 - 【請求項２】 複数の面を有するモデルと同形状の物体
を、工具が前記モデルの各面に仮想的に接触する場合の
前記工具に関連して定めた定点が描く包絡面のデータに
従って前記工具を前記包絡面に対する接離を繰り返しな
がら移動させて加工する際に、前記包絡面を、それと前
記工具の前記包絡面への接離方向とのなす角が直角から
所定角度までの範囲となる部分である平坦部と、平坦部
以外の部分である立ち壁部とに分割するコンピュータプ
ログラムを記録した記録媒体であって、一定間隔の２次
元の格子点を設定するステップと、設定した各格子点を
前記包絡面へ前記接離方向に投影するステップと、前記
包絡面における投影点の位置に基づいて前記包絡面の平
坦部の前記接離方向での位置を指定するステップと、前
記包絡面のデータにおける前記接離方向の位置が等しい
点を結んだ複数のパスを算出するステップと、算出した
パスの中から、指定した平坦部の位置を間にして隣合う
２本のパスを抽出するステップと、抽出したパスに挟ま
れる部分を平坦部、その他の部分を立ち壁部と決定して
分割するステップとを含むコンピュータプログラムを記
録してあることを特徴とする記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10824296A JP3220743B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 平坦部／立ち壁部分割方法及び記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10824296A JP3220743B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 平坦部／立ち壁部分割方法及び記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09292909A true JPH09292909A (ja) | 1997-11-11 |
| JP3220743B2 JP3220743B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=14479691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10824296A Expired - Fee Related JP3220743B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 平坦部／立ち壁部分割方法及び記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3220743B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007331037A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Nissan Motor Co Ltd | 金型の加工領域設定方法、およびその装置 |
| CN103558807A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-02-05 | 济南大学 | 基于加工工件曲面形貌及曲面动力学的刀具路径形成方法 |
| CN112729128A (zh) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | 阿丹电子企业股份有限公司 | 光学式体积测定装置 |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP10824296A patent/JP3220743B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007331037A (ja) * | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Nissan Motor Co Ltd | 金型の加工領域設定方法、およびその装置 |
| JP4544208B2 (ja) * | 2006-06-12 | 2010-09-15 | 日産自動車株式会社 | 金型の加工領域設定方法、およびその装置 |
| CN103558807A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-02-05 | 济南大学 | 基于加工工件曲面形貌及曲面动力学的刀具路径形成方法 |
| CN112729128A (zh) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | 阿丹电子企业股份有限公司 | 光学式体积测定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3220743B2 (ja) | 2001-10-22 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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