JPS61226247A - 数値制御装置 - Google Patents
数値制御装置Info
- Publication number
- JPS61226247A JPS61226247A JP6547285A JP6547285A JPS61226247A JP S61226247 A JPS61226247 A JP S61226247A JP 6547285 A JP6547285 A JP 6547285A JP 6547285 A JP6547285 A JP 6547285A JP S61226247 A JPS61226247 A JP S61226247A
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- Japan
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- tool
- curved surface
- minute
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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〕
この発明は、与えられた曲面上を多数の微小線分で直線
補間しながら移動する工作機械やロボットなどを制御す
る数値制御装置に関するものである０ ｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｒａｃｈｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ５
ｃｕｌｐｔｕｒｅｄ ５ｕｒｆａｃｅ″Ａｎｎｕａｌｓ
ｏｆｔｈｅ ＣＩＲＰ）、ｖｏｌ 、 ３０／１／
１９８０ 、 ｐ３６９〜ｐ３７２などに示されている
従来の曲面切削方式の説明図であり、図において、Ｔは
曲面Ｓ上を相対移動する工具としてのボールエンドミル
である。この方式によれば、曲面Ｓの所望の点Ｐに法線
Ｎを立て、ボールエンドミルＴの半径分だけ法線方向に
シフトした点を工具径中心座標値とし、上記曲面Ｓ上の
点Ｐを移動させながらボールエンドミルＴによシ曲面Ｓ
を切削することができる。
補間しながら移動する工作機械やロボットなどを制御す
る数値制御装置に関するものである０ ｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｒａｃｈｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ５
ｃｕｌｐｔｕｒｅｄ ５ｕｒｆａｃｅ″Ａｎｎｕａｌｓ
ｏｆｔｈｅ ＣＩＲＰ）、ｖｏｌ 、 ３０／１／
１９８０ 、 ｐ３６９〜ｐ３７２などに示されている
従来の曲面切削方式の説明図であり、図において、Ｔは
曲面Ｓ上を相対移動する工具としてのボールエンドミル
である。この方式によれば、曲面Ｓの所望の点Ｐに法線
Ｎを立て、ボールエンドミルＴの半径分だけ法線方向に
シフトした点を工具径中心座標値とし、上記曲面Ｓ上の
点Ｐを移動させながらボールエンドミルＴによシ曲面Ｓ
を切削することができる。
従来の数値制御による曲面切削方法は以上のようである
ので、第１０図（ａ）のように曲面Ｓの中央部に曲率の
大きな溝Ｐがある場合や第１０図（ｂ）のように曲面Ｓ
の中央部に特異点Ｑがある場合のいずれにあっても、単
純に法線Ｎを曲面Ｓ上に立て、工具Ｔをその半径分上記
のようにシフトしただけの場合には、工具Ｔの中心の軌
跡は点線で示したように曲面Ｓを切シ込んだものとなる
。そこで、このような不具合を防止するため、従来から
先端径の小さい工具を使用する方法や切シ込みを生じる
部分をあらかじめ計算しておき、切削時にその切り込み
の生じる領域を逃げる方法などが提案されている。しか
しながら、この場合には、使う工具Ｔの種類を増やさな
ければならず、これによって経費の上昇を招くほか、工
作面の加工度が不十分になったシ、工作時間が長びくと
いう問題点があった。
ので、第１０図（ａ）のように曲面Ｓの中央部に曲率の
大きな溝Ｐがある場合や第１０図（ｂ）のように曲面Ｓ
の中央部に特異点Ｑがある場合のいずれにあっても、単
純に法線Ｎを曲面Ｓ上に立て、工具Ｔをその半径分上記
のようにシフトしただけの場合には、工具Ｔの中心の軌
跡は点線で示したように曲面Ｓを切シ込んだものとなる
。そこで、このような不具合を防止するため、従来から
先端径の小さい工具を使用する方法や切シ込みを生じる
部分をあらかじめ計算しておき、切削時にその切り込み
の生じる領域を逃げる方法などが提案されている。しか
しながら、この場合には、使う工具Ｔの種類を増やさな
ければならず、これによって経費の上昇を招くほか、工
作面の加工度が不十分になったシ、工作時間が長びくと
いう問題点があった。
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、ボールエンドミルなど工具の種類によらず、
任意の工具で、工具干渉チェックをしながら、実時間で
、与えられた曲面を確実かつ迅速に切削できる数値制御
装置を得ることを目的とする。
たもので、ボールエンドミルなど工具の種類によらず、
任意の工具で、工具干渉チェックをしながら、実時間で
、与えられた曲面を確実かつ迅速に切削できる数値制御
装置を得ることを目的とする。
この発明に係る数値制御装置は、与えられた曲面上を与
えられた曲線に沿って工具を移動させる際に、工具の曲
面への投影領域を求め、その投影領域を微小平面パッチ
に分割し、２方向に工具を動かしたと仮定したときの微
小平面パッチと工具との干渉をチェックし、曲面に最も
近い工具の２座標値を求め、各平面パッチに対する２座
標値のうち最大値を工具の２座標と設定したものである
。
えられた曲線に沿って工具を移動させる際に、工具の曲
面への投影領域を求め、その投影領域を微小平面パッチ
に分割し、２方向に工具を動かしたと仮定したときの微
小平面パッチと工具との干渉をチェックし、曲面に最も
近い工具の２座標値を求め、各平面パッチに対する２座
標値のうち最大値を工具の２座標と設定したものである
。
この発明においてはチェック中の２座標値のうち最大値
を選択して工具を曲面上に移動させるようにするので、
工具が溝や特異点がある曲面内に入シ込むことなく、こ
の曲面上を移動することができる。また、工具の曲面へ
の投影部分のみ干渉チェックするため、実時間での移動
が可能となる。
を選択して工具を曲面上に移動させるようにするので、
工具が溝や特異点がある曲面内に入シ込むことなく、こ
の曲面上を移動することができる。また、工具の曲面へ
の投影部分のみ干渉チェックするため、実時間での移動
が可能となる。
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、ｌａは工具領域演算部で、ＸおよびＹ座標
値と工具Ｔ径の最大値Ｒとを入力として、（ｘ −Ｘ
）”＋（ｙ−Ｙ ）”≦Ｒ２なる領域を演算する。なお
、Ｘ ｈ ７は工具Ｔの中心座標値である。
図において、ｌａは工具領域演算部で、ＸおよびＹ座標
値と工具Ｔ径の最大値Ｒとを入力として、（ｘ −Ｘ
）”＋（ｙ−Ｙ ）”≦Ｒ２なる領域を演算する。なお
、Ｘ ｈ ７は工具Ｔの中心座標値である。
１ｂは上記工具領域を所定の細かさで分割する工具領域
分割演算部である。１ｃは分割した複数の微小パッチ発
生部で、微小分割域に入る曲面Ｓを微小平面パッチとし
て出力する。１ｄは工具干渉チェック部で、得られた微
小平面パッチと工具との干渉をチェックし、すべての微
小曲面片と工具Ｔが干渉せず、曲面Ｓに最も近い２座標
値を出力する。１ｅは２座標値選択部で、各工具干渉チ
ェック部１ｄのＺ座標値のうち最大の値を選択して出力
する。なお、１８〜１ｅはマシニングセンタの数値制御
装置を構成する。第２図は工具Ｔと曲面Ｓとの関係を２
軸正の方向から見た座標説明図である。
分割演算部である。１ｃは分割した複数の微小パッチ発
生部で、微小分割域に入る曲面Ｓを微小平面パッチとし
て出力する。１ｄは工具干渉チェック部で、得られた微
小平面パッチと工具との干渉をチェックし、すべての微
小曲面片と工具Ｔが干渉せず、曲面Ｓに最も近い２座標
値を出力する。１ｅは２座標値選択部で、各工具干渉チ
ェック部１ｄのＺ座標値のうち最大の値を選択して出力
する。なお、１８〜１ｅはマシニングセンタの数値制御
装置を構成する。第２図は工具Ｔと曲面Ｓとの関係を２
軸正の方向から見た座標説明図である。
次に動作について説明する。
まず、ｘ ｔ ７座標値および工具データとしての最大
径Ｒを工具領域演算部１ａに入力する。工具演算部１ａ
ではＸＹ平面上で工具Ｔの投影領域を演算する。この投
影領域は上記のように（ｘ−Ｘ）＋（ｙ−Ｙ）”≦Ｒ２
である。次に、この領域を工具領域分割演算部１ｂにお
いて第３図に示すようにメツシュ状に分割する。ここで
は演算を容易にするため工具Ｔ径を含む正方形を分割す
る。すなわち、この正方形の領域は、第４図（ａ） 、
（ｂ）に示すようにパッチｍ１〜ｍ１６のように分割
する。微小パッチ発生部１ｃはこの分割データによって
微小パッチｍｌ〜ｍ１６の２座標値を発生し、この徽不
パッチｍｌ＝ｍ１６の４角形のＸｐｙの座標値のうち、
工具Ｔ径の領域にあるものを調べた後、得られた微小パ
ッチｍ１〜ｍ１６と工具Ｔとの干渉チェックを工具干渉
チェック部１ｄで次々に実施し、このチェックを微小パ
ッチｍ１〜ｍ１６のすべてについて行った後、曲面Ｓ上
の２座標値のうち最大のものを２座標値選択部１ｅにお
いて選んで、これを出力する。
径Ｒを工具領域演算部１ａに入力する。工具演算部１ａ
ではＸＹ平面上で工具Ｔの投影領域を演算する。この投
影領域は上記のように（ｘ−Ｘ）＋（ｙ−Ｙ）”≦Ｒ２
である。次に、この領域を工具領域分割演算部１ｂにお
いて第３図に示すようにメツシュ状に分割する。ここで
は演算を容易にするため工具Ｔ径を含む正方形を分割す
る。すなわち、この正方形の領域は、第４図（ａ） 、
（ｂ）に示すようにパッチｍ１〜ｍ１６のように分割
する。微小パッチ発生部１ｃはこの分割データによって
微小パッチｍｌ〜ｍ１６の２座標値を発生し、この徽不
パッチｍｌ＝ｍ１６の４角形のＸｐｙの座標値のうち、
工具Ｔ径の領域にあるものを調べた後、得られた微小パ
ッチｍ１〜ｍ１６と工具Ｔとの干渉チェックを工具干渉
チェック部１ｄで次々に実施し、このチェックを微小パ
ッチｍ１〜ｍ１６のすべてについて行った後、曲面Ｓ上
の２座標値のうち最大のものを２座標値選択部１ｅにお
いて選んで、これを出力する。
例えば、微小パッチｍ１についていえば２が２座標値で
ある。
ある。
なお、上記工具チェック部１ｄでは、各微小パッチｍ１
〜ｍ １６に対して工具Ｔとの干渉をチェックし、工具
Ｔを２軸上方からおろしたときに始めて微小バッチｍ１
〜ｍ１６と接触する２座標値を求める。
〜ｍ １６に対して工具Ｔとの干渉をチェックし、工具
Ｔを２軸上方からおろしたときに始めて微小バッチｍ１
〜ｍ１６と接触する２座標値を求める。
ボールエンドミルの場合、工具形状は球と円柱の和とし
て表現されるが、明らかに干渉の対象となるのは、下側
の半球部分のみである。そこで、前記２座標値は次のよ
うに求める。微小パッチｍｉの４角の座標値を （ｘ−ｙ−Ｉｚ・）ｔ（ｘ０＋δｒ ）’ ｉ ＊ Ｚ
ｉ ）（ｘｉｔｙｉ＋δｔｚｉ）ｐ（ｘｌ＋δ、ｙｉ
＋δ＋ ｚ Ｈ）とし、球の方程式から導出される Ｚ ＝ （Ｒ” （ｘ−Ｘ）２− （ｙ−Ｙ）” ）
Ｉｚ （１）のＸ＋ ｙ＊Ｚに前記４角の各座標値を
代入し、最大の２値を得て、これを微小パッチｍｌの干
渉チェック後の工具の２座標値（工具中心）とする。
て表現されるが、明らかに干渉の対象となるのは、下側
の半球部分のみである。そこで、前記２座標値は次のよ
うに求める。微小パッチｍｉの４角の座標値を （ｘ−ｙ−Ｉｚ・）ｔ（ｘ０＋δｒ ）’ ｉ ＊ Ｚ
ｉ ）（ｘｉｔｙｉ＋δｔｚｉ）ｐ（ｘｌ＋δ、ｙｉ
＋δ＋ ｚ Ｈ）とし、球の方程式から導出される Ｚ ＝ （Ｒ” （ｘ−Ｘ）２− （ｙ−Ｙ）” ）
Ｉｚ （１）のＸ＋ ｙ＊Ｚに前記４角の各座標値を
代入し、最大の２値を得て、これを微小パッチｍｌの干
渉チェック後の工具の２座標値（工具中心）とする。
この工具干渉チェック部１ｄは、第５図（ａ）のボール
エンドミル以外にも、同図（ｂ）〜（ｄ）のような先端
形状の工具にも対応できる０ これは干渉チェックが微小パッチと解析的回転曲面との
間で、高速処理できることによる。
エンドミル以外にも、同図（ｂ）〜（ｄ）のような先端
形状の工具にも対応できる０ これは干渉チェックが微小パッチと解析的回転曲面との
間で、高速処理できることによる。
第６図は数値制御装置の上記動作を具体的に示すフロー
チャート図である。
チャート図である。
なお、上記においてはｘ、ｙ座標値を与えて工具Ｔの２
座標値を得る数値制御装置について説明したが、入力す
るＸ ｅ ７座標値を微小に刻々と変化させることによ
って、ｘ、ｙ座標値に沿った工具軌跡が、完壁に工具干
渉チェックされたものとして得られる。以上述べた実施
例は、特に曲面Ｓの荒加工に使用すると効果的である。
座標値を得る数値制御装置について説明したが、入力す
るＸ ｅ ７座標値を微小に刻々と変化させることによ
って、ｘ、ｙ座標値に沿った工具軌跡が、完壁に工具干
渉チェックされたものとして得られる。以上述べた実施
例は、特に曲面Ｓの荒加工に使用すると効果的である。
また、上記実施例では工具領域内を正方形のメツシュで
分割したが、第７図（ａ） 、 （ｂ）の様に工具領域
を三角バッチに分割してもよい。この場合、曲面Ｓを所
定の誤差範囲に入るように分割すれば、所望の精度の曲
面が得られるため仕上げ加工に効果的である。
分割したが、第７図（ａ） 、 （ｂ）の様に工具領域
を三角バッチに分割してもよい。この場合、曲面Ｓを所
定の誤差範囲に入るように分割すれば、所望の精度の曲
面が得られるため仕上げ加工に効果的である。
さらに、第８図の様にＸ ｖ ７ ｅ Ｚの各軸を曲面
Ｓに沿って変化させたものとすれば、三軸以上の数値制
御装置にも適用できる。
Ｓに沿って変化させたものとすれば、三軸以上の数値制
御装置にも適用できる。
なお、上記においてはマシニングセンターの数値制御を
例として述べたが、その他の移動体の数値制御にも利用
できる。
例として述べたが、その他の移動体の数値制御にも利用
できる。
以上のように、この発明によれば、曲面への工具の投影
領域を分割し、この投影領域と工具との干渉をチェック
し、これにもとづき曲面上の２座標値のうち最大のもの
を選択して出力することによって、工具が与えられた曲
面の溝や特異点に入シ込むのを防止し、曲面を実時間で
円滑かつ確実に切削加工できる効果がある。
領域を分割し、この投影領域と工具との干渉をチェック
し、これにもとづき曲面上の２座標値のうち最大のもの
を選択して出力することによって、工具が与えられた曲
面の溝や特異点に入シ込むのを防止し、曲面を実時間で
円滑かつ確実に切削加工できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による数値制御装置のブロ
ック接続図、第２図は工具と曲面との関係を示すＸ−Ｙ
座標説明図、第３図は工具領域のメツシュ状分割状態を
示すＸ−Ｙ座標説明図、第４図は微小パッチとその２座
標値との関係を示す説明図、第５図は工具端の各種形状
を示す正面図、第６図は数値制御動作のフローチャート
図、第７図は工具領域を三角状微小バッチに分割した場
合の説明図、第８図は！ ＋ ７ ｅ Ｚの各軸を曲面
に沿って変化させた場合の工具位置の制御方法を説明す
る説明図、第９図は従来の曲面切削方法を示す説明図、
第１０図は工具の中心軌路が曲面Ｓを切シ込む状態を示
す説明図である。 １ａは工具領域演算部、１ｂは工具領域分割演算部、１
ｃは微小バッチ発生部、１ｄは工具干渉チェック部、ｌ
ｅは２座標値選択部。 特許出願人 三菱電機株式会社 峨１３ 戦４祇古植准 （ａ） （ｂ）（ｃ）
（ｄ）第７図 （ａ） （ｂ） 第１Ｑ因 （ａ） ■ （ｂ） 手続補正書（自発） 昭和 ６％１０°リ 日
ック接続図、第２図は工具と曲面との関係を示すＸ−Ｙ
座標説明図、第３図は工具領域のメツシュ状分割状態を
示すＸ−Ｙ座標説明図、第４図は微小パッチとその２座
標値との関係を示す説明図、第５図は工具端の各種形状
を示す正面図、第６図は数値制御動作のフローチャート
図、第７図は工具領域を三角状微小バッチに分割した場
合の説明図、第８図は！ ＋ ７ ｅ Ｚの各軸を曲面
に沿って変化させた場合の工具位置の制御方法を説明す
る説明図、第９図は従来の曲面切削方法を示す説明図、
第１０図は工具の中心軌路が曲面Ｓを切シ込む状態を示
す説明図である。 １ａは工具領域演算部、１ｂは工具領域分割演算部、１
ｃは微小バッチ発生部、１ｄは工具干渉チェック部、ｌ
ｅは２座標値選択部。 特許出願人 三菱電機株式会社 峨１３ 戦４祇古植准 （ａ） （ｂ）（ｃ）
（ｄ）第７図 （ａ） （ｂ） 第１Ｑ因 （ａ） ■ （ｂ） 手続補正書（自発） 昭和 ６％１０°リ 日
Claims (2)
- （１）曲面上を相対的に移動する工具の形状データとこ
の工具中心座標値ｘ、ｙとから上記曲面へのｚ軸方向へ
の投影領域を得る工具領域演算部と、上記投影領域内の
曲面を複数の微小平面パッチに分割する演算を行う工具
領域分割演算部と、この演算結果にもとづいて微小パッ
チを発生させる微小パッチ発生部と、得られた上記微小
パッチと上記工具とが干渉するｚ座標値をチェックする
工具干渉チェック部と、この工具干渉チェック部による
チェック結果にもとづいてチェック中のｚ座標値のうち
最大値を選択して出力するｚ座標値選択部とを備えた数
値制御装置。 - （２）工具中心座標値を刻々と変化させて、工具を曲面
上に沿って移動させることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の数値制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60065472A JP2561908B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 数値制御装置および数値制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60065472A JP2561908B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 数値制御装置および数値制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61226247A true JPS61226247A (ja) | 1986-10-08 |
| JP2561908B2 JP2561908B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=13288084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60065472A Expired - Lifetime JP2561908B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 数値制御装置および数値制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2561908B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63273910A (ja) * | 1987-05-01 | 1988-11-11 | Fanuc Ltd | 荒加工用ｎｃデ−タ作成方法 |
| JPH01246046A (ja) * | 1988-02-16 | 1989-10-02 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 倣い装置 |
| JPH01257546A (ja) * | 1988-04-01 | 1989-10-13 | Toyoda Mach Works Ltd | 荒加工用ｎｃデータ作成方法 |
| JPH0343133A (ja) * | 1989-07-11 | 1991-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 切削加工方法 |
| CN103934726A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-07-23 | 航天科工哈尔滨风华有限公司 | 一种封闭式非直纹曲面数控加工刀路轨迹规划方法 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60065472A patent/JP2561908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63273910A (ja) * | 1987-05-01 | 1988-11-11 | Fanuc Ltd | 荒加工用ｎｃデ−タ作成方法 |
| JPH01246046A (ja) * | 1988-02-16 | 1989-10-02 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 倣い装置 |
| JPH01257546A (ja) * | 1988-04-01 | 1989-10-13 | Toyoda Mach Works Ltd | 荒加工用ｎｃデータ作成方法 |
| JPH0343133A (ja) * | 1989-07-11 | 1991-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 切削加工方法 |
| CN103934726A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-07-23 | 航天科工哈尔滨风华有限公司 | 一种封闭式非直纹曲面数控加工刀路轨迹规划方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2561908B2 (ja) | 1996-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |