KR100227204B1

KR100227204B1 - 절삭가공장치와 절삭가공 및 메뉴선택방법

Info

Publication number: KR100227204B1
Application number: KR1019960068810A
Authority: KR
Inventors: 신고 야마구찌; 타투오 끼무라; 마사유끼 이마까도; 나오끼 아사노
Original assignee: 아끼구사 나오유끼; 후지쓰 가부시끼가이샤
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1999-10-15
Also published as: TW340924B; KR970033458A; US6065858A

Abstract

엔드밀과 설계면의 축방향에 수직한 평면 Z=Z1의 교선을 구하고, 재료내측과 상기 교선 외측에서 궤적으로서 등피치옵셋곡선을 구하여, 상기 궤적을 따라 진행시에 절삭개시점및 종료점들로서 외측에서 내측으로 또한 그반대로 재료경계를 횡단하는 교점들을 구하고, 상기 절삭개시점에서 궤적의 접선을 구하고 또한 엔드밀접근개시점으로서 재료 외측에서 재료경계옵셋선과 접선의 교점을 구한다. 설계면상의 최소 높이에서의 점을 구하고 또한 상기 점과 밀모델의 정점을 정렬할시에 밀모델이 설계면과 간섭하지 않는 볼엔드밀을 구한다. 두께δ만큼 옵셋절삭을 행할시 회전하는 엔드밀의 외곽을 두께δ만큼 감소시켜 밀모델을 만들어, 상기 밀모델을 설계면상에 올려놓고 궤적을 구한다음 그 궤적을 따라 엔드밀로 절삭한다. 나무형 계층메뉴를 표시한 다음 메뉴내의 최저층의 한 항목을 선택하므로 그위의 계층들내의 모든 관련된 항목들을 자동으로 선택할 수 있다.

Description

절삭가공장치와 절삭가공및메뉴선택방법

본발명은 NC 제어되는 절삭가공장치와 절삭가공 및 메뉴(menu)선택방법에 관한 것이다.

도20은 X-Y 스테이지(10)상에 장착된 물체(11A)를 X-Y-Z 직각 좌표계로 나타낸 도면이다.

Z의 평면(12)의 교선(13)의 일부가 일정한 물체(11A)는 외부에서 내부순으로 도21에 보인 바와 같은 궤적을 따라 엔드밀을 이동시켜 사각블록재료(14)를 절삭하여 형성된다.

참조번호 11은 물체(11A)를 형성하기 위한 설계평면이다. 도22(a)는 재료(24)의 경계와 동일한 궤적 L1을 따라 엔드밀(16)에 의해 재료(24)를 절삭하는 상태를 나타낸다. 궤적 L1을 한바퀴 돌면 엔드밀(16)은 내측 궤적으로 이동한다. 또한 내측 궤적 L2를 따라 교선(13)부근을 절삭하기 위해 엔드밀(16)은 동일한 공정을 반복하여 주위를 돈다. 그러므로 스위치백(switchback)후 엔드밀(16)은 도22(b)에 보인 상태가 된다. 이상태에서는 엔드밀(16)의 부하가 제22(a)도의 경우 보다 더 증가한다.

종래의 엔드밀에서는 낭비가 없기 때문에 효율이 좋다. 그러나 엔드밀(16)의 부하가 스위치백 궤적에 의해 신속히 증가하기 때문에 엔드밀(16)이 쉽게 손상되어 수명이 단축된다. 그러므로 밤에 작업자 없이 제작시 엔드밀(16)이 손상되면 작업이 정지되어 작업효율이 저하된다.

그런데 볼엔드밀(ball end mill)에 의해 가공면을 절삭할시에 볼엔드밀의 직경이 클수록 절삭효율이 좋아진다. 그러나 직경은 가공할 면의 곡률에 의해 제한 된다. 종래에는 작업자가 가공할 면에 근사한 형상과 허용한계를 고려하여 어느정도 더작은 직경의 볼엔드밀을 선택하므로 절삭효율이 불량하다.

그밖에도 설계에 따라 절삭을 수행한후 전표면에 걸쳐 약간 옵셋절삭(offset cutting)을 수행할시에 신(新)설계면을 컴퓨터에 입력하여 신설계면에 대한 볼엔드밀의 궤적을 산출하여야 하므로 공정이 복잡해진다.

또한 절삭가공장치를 제어하는 컴퓨터로 절삭명령을 발송할시에 메뉴를 표시하여 톱다운법(top down method)을 통해 각계층에서 항목들을 선택한다. 그러므로 선택해야 할 것이 많아 조작성이 불량하고 전체 메뉴구조를 파악하기 어려워진다.

따라서 본발명의 목적은 엔드밀의 부하를 거의 일정하게 만들어 작업효율을 개선하여 줌으로서 엔드밀의 수명을 연장시킬 수 있는 절삭가공장치의 절삭가공방법을 제공하는데 있다.

본발명의 다른 목적은 양호한 효율을 제공하는 직경을 갖는 볼 엔드밀을 선택할 수 있는 절삭가공방법을 제공하는데 있다.

본발명의 또다른 목적은 옵셋절삭을 더 고속으로 수행 할 수 있는 절삭가공방법을 제공하는데 있다.

본발명의 또다른 목적은 소수의 개별 메뉴선택조작을 계층구조로 요구하며 또한 전체구조의 이해를 도모하는 메뉴선택방법을 제공하는데 있다.

본발명의 제1태양에 의하면 처리장치를 사용하여 절삭하는 방법이 제공되는데 이 방법은 물체의 설계면, 블록 재료의 형상 및 엔드밀의 형상으로 부터 엔드밀 궤적을 구하는 단계와, 상기 블록재료를 설계면을 갖는 물체로 형상화 하도록 엔드밀을 회전시키면서 엔드밀 궤적을 따라 블록재료에 상대하여 엔드밀을 이동시켜줌으로서 블록재료를 절삭하는 단계를 포함하며 또한 엔드밀의 축방향인 Z축에 수직한 면 Z=Z1과 설계면의 교선을 구하는 단계와, 상기 교선으로 부터 외측에 있는 거의 동일 피치를 갖는 엔드밀 궤적으로서 옵셋곡선을 구하는 단계와, 상기 엔드밀 궤적을 외측에서 내측순으로 선택하여 상기 블록재료 내측의 엔드밀 궤적을 따라 엔드밀을 이동시키는 단계를 더 포함한다.

본발명의 제1태양에 의하면 상기 궤적은 스위치백을 갖지 않기 때문에 블록 내측의 엔드밀의 부하가 거의 일정해지므로 종래와 같이 부하가 급격히 증가하지 않는다.그러므로 엔드밀의 수명이 길어지고 절삭효율을 개선하는 것이 가능해진다.

본발명의 제1태양의 제1모드에 의한 방법은 재료경계면으로서 블록재료의 측면과 Z방향에 수직한 면의 교선을 구하는 단계와, 궤적들중 하나와 재료경계선의 교점들을 구하는 단계와, 엔드밀이 궤적들중 하나를 따라 이동방향으로 이동할 시에 외측에서 내측으로 또한 내측에서 외측으로 제각기 재료경계선을 교차하는 교점인 절삭개시점과 절삭종료점을 구하는 단계와, 상기 절삭개시점에서 상기 궤적들중 하나의 접선을 구하는 단계와, 재료경계선의 외부인 엔드밀근접개시점으로 부터 진입궤적인 절삭개시점까지의 접선 선분을 구하는 단계와, 진입궤적을 따라 절삭개시점을 향해 엔드밀을 이동시키는 단계를 더 포함한다.

제1모드에 의하면 엔드밀이 절삭개시점에서 접선을 통해 블록으로 진입하기 때문에 엔드밀의 부하의 큰증가를 피할 수 있으며 더우기 절삭개시점 부근의 엔드밀의 제어가 쉬워진다.

본발명의 제1태양의 제2모드에 의한 방법은 재료경계선으로 부터 일정거리 만큼 외부로 떨어진 재료경계옵셋선을 구하는 단계와, 상기 재료경계옵셋선과 엔드밀근접개시점인 접선의 교점을 구하는 단계를 더 포함한다.

제2모드에 의하면 재료경계옵셋선과 접선의 교점이 엔드밀근접개시점이 되므로 진입궤적을 쉽게 구할 수 있다.

본발명의 제1태양의 제3모드에 의한 방법은 절삭종료점으로 부터 엔드밀근접개시점까지의 선분인 엔드밀진출궤적을 구하는 단계와 절삭종료점으로 부터 엔드밀근접개시점까지 진출궤적을 따라 엔드밀을 이동시키는 단계를 더 포함한다.

제3모드에 의하면 진출궤적은 쉽게 구할 수 있으며 또한 재료의 외부궤적이 진출궤적과 진입궤적의 2직선들로서 간단해지기 때문에 이동제어가 용이하고 또한 재료외부의 이동거리가 일반적으로 짧아진다.

본발명의 제1태양의 제4모드에 의한 방법은 진출궤적주위에 엔드밀의 폭을 갖는 영역을 구하는 단계와, 상기 영역이 블록재료와 간섭을 일으키는지 여부를 판정하는 단계와, 간섭으로 판정되면 상기 진출궤적을 절삭종료점과 엔드밀근접개시점으로 부터 제각기 상기 블록재료의 근사 상면위치까지 Z 방향으로 연장되는 제1및제2선분과 상기 제1및제2선분의 2상단지점들을 연결하는 선분을 갖는 선으로 변경하는 단계를 더 포함한다.

제4모드에 의하면 재료의 외부에서 재료와 간섭되지않는 궤적을 구하는 것이 가능하고 또한 재료 외부의 이동거리는 일반적으로 재료의 측면을 따라 이동하는 경우보다 더 짧아진다.

본발명의 제1태양의 제5모드에 의한 방법은 블록재료의 진출궤적, 진입궤적 및 그의 내부 궤적들에 관한 데이타에 대한 속성 데이타로서 엔드밀의 주사순서, 회전 속도 및 이동속도에 관한 데이타를 추가하는 단계들을 더 포함한다.

본발명의 제2태양에 의하면 물체의 설계면, 블록재료의 형상 및 엔드밀의 형상으로 부터 엔드밀 궤적을 구하여 상기 블록재료를 상기 설계면을 갖는 물체로 형상화하도록 엔드밀을 회전시키면서 엔드밀 궤적을 따라 블록재료에 상대적으로 엔드밀을 이동시켜 블록재료를 절삭하는 절삭가공장치에 있어서, 상기 절삭가공장치는 상기 엔드밀의 축방향인 Z축에 수직한 면 Z=Z1과 상기 설계면의 교선을 구하고 상기 교선으로 부터 외측에 있는 거의 동일 피치를 갖는 엔드밀 궤적으로서 옵셋곡선을 구하며 상기 엔드밀 궤적을 외측에서 내측순으로 선택하여 상기 블록재료 내측의 엔드밀 궤적을 따라 엔드밀을 이동시키는 처리장치를 더 포함한다.

본발명의 제3태양에 의하면 볼엔드밀을 선택하는 단계와, 상기 볼엔드밀의 궤적을 볼밀의 형상과 설계면에 준하여 설계면에 대해 구하는 단계와, 가공면을 상기 설계면에 근사하도록 상기 볼엔드밀을 회전시키면서 상기 궤적을 따라 볼엔드밀을 이동시키는 단계를 포함하며, 상기 볼엔드밀을 선택하기위해 (1) 볼엔드밀의 정점으로부터 타단까지 연장되는 높이방향 Z 를 설정할시에 판정점으로서 설계면상의 근사최소높이의 한 지점을 구하는 단계와, (2) 볼엔드밀의 정점이 판단점과 정렬될때에 설계면들과 간섭되지 않는 그러한 볼엔드밀을 볼엔드밀이 최대직경을 갖는 복수의 볼엔드밀로 부터 선택하는 단계를 더 포함하며, 이 단계들(1)과(2)는 컴퓨터에 의해 실행된다.

본발명의 제3태양에 의하면 작업자가 설계면의 형상을 고려하지 않고 최대효율을 제공하는 직경을 갖는 볼엔드밀을 선택할 수 있는 장점이 있다. 그외에도 설계면상에서 근사최소높이가 볼엔드밀에 대한 판정점으로서 설정되기 때문에 고속공정이 가능해지는 장점이 있다.

본발명의 제3태양의 제1모드에 의한 방법에서는 단계(1)이 (1-1) X-Y-Z 직각좌표계내의 X-Z 평면에 평행한 복수의 면과 X-Z 단면선인 설계면의 각 교선들을 구하고 또한 Y-Z 평면에 평행한 복수의 평면과 Y-Z 단면선인 설계면의 각 교선들을 구하는 단계와 (1-2) 판정점으로서 X-Z 단면선들과 Y-Z 단면선들상의 점들로 부터 최소 Z점을 구하는 단계를 포함한다.

제1모드에 의하면 3차원 형상을 갖는 설계면상의 판정점이 2차원 단면선상의 최소치를 구함에 의해 결정되기 때문에 판정점이 쉽고도 신속하게 구할 수 있는 장점이 있다.

본발명의 제3태양의 제2모드에서 단계(1-2)는 X 또는 Y가 U로서 지정되고, U-Z 단면선의 범위 U가 U1≤U≤U2 이고, ε이 허용오차일 경우, (a) UA=U1 및 UB=U2를 설정하는 단계, (b) 높이 Z=Zp와 UM=(UA+UB)를 만족시키는 중간점 UM에서 U-Z 단면선의 경사도 m을 구하는 단계, 및 (c) 만일|m|ε 일 경우 Z=Zp를 만족시키는 U-Z 단면선상의 다른 점에서 U를 결정하여, UA에 U를 대입하고, UM을 UB에 대입한 다음 단계(b)로 복귀한후 Zp를 최소치로서 구하는 단계를 포함한다.

제2모드에 의하면 최소높이점을 예상하면서 최소높이를 탐색하기 때문에 판정점을 더 신속히 구할 수 있는 장점이 있다.

본발명의 제3태양의 제3모드에서 단계(2)는 밀모델로서 볼엔드밀의 형상을 구하는 단계와, 상기 판정점과 밀모델의 정점을 정렬하는 단계와, 밀모델이 X-Z 단면선 또는 Y-Z 단면선과 간섭할 경우 볼엔드밀이 설계면과 간섭하는지를 판정하는 단계를 포함한다.

제3모드에 의하면 상기 판정은 단면선상에서 밀모델의 정점이 판정점과 정렬됨으로서 볼엔드밀이 설계면과 간섭하는 지를 판정하기 때문에 좀더 정확한 판정을 행할 수 있는 장점이 있다.

본발명의 제3태양의 제4모드에서 단계(2)는 상기 판정점에서 X-Z 단면선과 Y-Z 단면선의 곡률반경을 구하는 단계와, rpD/2 ( D는 볼엔드밀의 직경, rp는 곡률반경내에서 더작은 곡률반경임)일 경우 볼엔드밀이 설계면과 간섭하는지를 판정하는 단계를 포함한다.

본발명의 제3태양의 제5모드에서 단계(2)는 상기 판정점에서 X-Z 단면선과 Y-Z 단면선의 곡률반경을 구하는 단계와, rpD/2 ( D는 볼엔드밀의 직경, rp는 곡률반경내에서 가장작은 곡률반경임)일 경우 볼엔드밀이 설계면과 간섭하는지를 판정하는 단계를 포함한다.

제4 또는 제5모드에 의하면 밀모델을 사용하지 않고 볼엔드밀을 선택할 수 있기 때문에 공정이 간략화 된다.

본발명의 제4태양의 방법에 의하면 볼엔드밀을 선택하는 단계와, 신설계면과 볼엔드밀의 형상에 준하여 신설계면에 대한 볼엔드밀의 궤적을 구하는 단계, 볼엔드밀을 회전시키면서 궤적을 따라 볼엔드밀을 이동시켜 가공면을 신설계면과 근사하게 만드는 단계를 포함하며, 상기 가공면이 구(舊,)설계면과 근사하고 또한 신설계면이 상기 구설계면으로 부터 두께 δ만큼 안쪽인 경우에 두께 δ만큼 볼엔드밀의 형상을 감소시킴으로서 밀모델을 구하는 단계와, 구설계면을 얻기위해 밀모델의 궤적을 구하는 단계와, 상기 엔드밀을 상기 궤적을 따라 이동시켜 가공면을 신설계면으로 만드는 단계를 더 포함한다.

본발명의 제4태양에 의하면 신설계면과 그에대한 밀궤적을 유도할 필요가 없기 때문에 공정이 간략화되고 또한 옵셋절삭을 더 고속으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

본발명의 제5태양에 의하면 컴퓨터와 표시장치를 사용하여 메뉴를 선택하는 방법이 제공되며, 이 방법은 표시장치의 스크린상에 메뉴를 표시하는 단계와 메뉴선택에 상응하는 명령을 컴퓨터에 입력하는 단계를 포함하며, 상기 메뉴는 나무꼴형 계층구조로 표시되며 또한 메뉴내에서 1 항목을 선택시 1 항목위의 계층들내에 있는 모든 관련된 항목들이 선택된다.

본발명의 제5태양에 의하면 항목선택에 필요한 조작수가 줄어들기 때문에 조작성이 개선된다. 또한 작업자가 전체구조를 파악하기가 더 쉬워진다.

본발명의 제5태양의 제1모드에 의하면 컴퓨터와 표시장치를 사용하는 절삭가공방법이 제공되며, 이 방법은 컴퓨터에 메뉴선택에 상응하는 명령들을 입력하는 단계와, 볼엔드밀을 선택하는 단계와, 신설계면과 볼엔드밀의 형상에 준하여 신설계면에 대한 볼엔드밀의 궤적을 구하는 단계와, 볼엔드밀을 회전시키면서 볼엔드밀을 궤적을 따라 이동시켜 신설계면에 근접하게 가공면을 만드는 단계를 포함하며, 메뉴는 나무꼴형 계층구조로 표시되며, 메뉴내에서 한 항목을 선택할시 한 항목위의 계층들내에서 모든 관련된 항목들이 선택된다.

도1은 재료내부의 엔드밀 궤적을 구하는 방법을 나타내는 흐름도;

도2는 재료의 외부에서 내부로 접근하도록 궤적을 구하는 방법을 나타내는 흐름도;

도3은 재료의 내부에서 외부로 진출하도록 궤적을 구하는 방법을 나타내는 흐름도;

도4는 궤적 데이타에 부가되는 동적 속성(dynamic attribute)을 나타내는 흐름도;

도5는 본발명의 일실시예의 절삭 CAM을 나타내는 개통도;

도6은 도1의 단계들32및33과 도2의 단계들41,43및44에서 수행되는 공정도;

도7은 도2의 단계들45-47에서 수행되는 공정도;

도8a는 도3의 단계54에서 수행되는 공정도;

도8b는 도3의 단계56에서 수행되는 공정도;

도9는 본발명의 다른 실시예의 절삭CAD/CAM시스템의 개통도;

도10은 볼엔드밀을 선택하는 절차를 나타내는 흐름도;

도11은 도10의 단계30에서 취한 절차의 상세 흐름도;

도12a 및 도12b는 도11의 단계들302및303에서 수행되는 공정도;

도13a 및 도13b는 도10의 단계들34및36에서 수행되는 공정도;

도14는 도11의 단계303에서 수행된 공정의 변화를 나타내는 흐름도;

도15a는 도11의 단계303에서 수행되는 공정의 변화도;

도15b는 도11의 단계309에서 수행되는 공정의 변화도;

도16은 옵셋절삭절차의 흐름도;

도17a - 17c는 도16의 공정도;

도18은 나무꼴형 메뉴선택표시도;

도19는 항목을 선택하는 나무꼴형 메뉴선택스크린도;

도20은 X-Y 스테이지상에 장착된 물체의 사시도;

도21은 재료를 물체로 형상화하도록 절삭하기위한 종래의 엔드밀궤적의 평면도;

도22a는 도21의 궤적 L1을 따라 절삭시 엔드밀의 위치에서의 부분단면도;

도22b는 도21의 궤적 L2를 따라 절삭시 엔드밀의 위치에서의 부분단면도;

이하 첨부도면을 참조하여 본발명의 양호한 실시예들을 상세히 설명한다.

[절삭가공방법및절삭가공장치]

도5는 절삭CAM(1)의 개략구조를 나타낸다.

X-Y 스테이지(10), 재료(14) 및 엔드밀(16)은 전술한 도20및21에 보인 것과 동일하며 도20의 물체(11A)를 형상화하도록 재료(14)를 엔드밀(16)로 절삭한다.

엔드밀(16)은 스핀들헤드(17)를 통해 스핀들(18)에 부착되어, 회전및 Z구동장치(19)에 의해 엔드밀(16)의 축방향(Z방향)으로 회전및 이동한다. X-Y 스테이지(10)와 회전및 Z구동장치(19)는 절삭가공장치의 물체를 제어하며 컴퓨터(20)에 의해 제어된다. 도20의 물체(11A)를 형성하기 위한 설계데이타, 엔드밀의 종류와 사이즈에 대한 데이타 및 재료(14)의 종류와 사이즈에 대한 데이타는 기억장치(21)내에 저장된다. 컴퓨터(20)는 이들 데이타에 의거하여 아래와 같이 엔드밀 궤적 데이타를 만든다. 엔드밀(16)의 선택, 가공정도(1차가공, 중간가공, 정밀가공)및 절삭명령등은 입력장치(22)와 표시장치(23)를 사용하여 대화식으로 입력된다.

입력장치(22)로 부터의 절삭개시신호에 응답하여 기억장치(21)내에 저장된 궤적 데이타를 근거로 컴퓨터(20)는 엔드밀(16)을 회전시키고 X-Y 스테이지(10)를 X-Y 평면으로 이동시킨 다음 엔드밀(16)을 Z방향으로 이동시켜 절삭하여 물체(11A)를 형성화 한다.

이제 도1∼4의 흐름도를 참조하여 컴퓨터(20)를 사용하여 엔드밀 궤적을 만드는 방법을 설명한다.

이후 괄호내의 숫자는 도면에 사용되는 흐름도의 단계 식별번호를 나타낸다.

(30) 작업자는 입력장치(22)에 의해 직사각 고형재료(14)의 폭A, 깊이B 및 높이H와 Z축의 스템△Z를 입력하고 또한 표시장치(23)의 스크린상에 표시된 메뉴로 부터 엔드밀(16)의 종류와 사이즈를 선택한다. 스텝△Z는 엔드밀(16)에 의한 절삭깊이로서, 이들 입력데이타는 기억장치(21)내에 저장된다.

(31) 초기값 C-△Z는 엔드밀(16)의 중앙하단의 Z방향으로의 위치 Z1에 대입한다.

(32) 설계면(11)과 평면 Z=Z1의 교선(13)(도6)을 구한다.

(33) 도6에 보인 바와 같이 교선(13)외측의 등피치옵셋곡선(251-259)을 엔드밀(16)의 궤적으로서 구한다. 재료(14)의 외측에 존재하는 궤적은 무효이므로 후처리에서 삭제한다.

(34) 구한 궤적을 기억장치(21)내에 저장한다.

(35) Z1의 값을 스텝△Z만큼 적게한다.

(36) Z10일 경우 단계32로 복귀하여 Z1≥0이 될 때까지 상기 공정을 반복한다.

도6에서 재료(14)의 외측은 비절삭영역이므로 이 영역에서 엔드밀(16)은 신속히 이동해야 한다. 재료(14)의 내측에서 외측으로 진출궤적과 재료(14) 외측에서 내측으로의 진입궤적의 구성으로 된다. 이제 도2를 참조하여 진입궤적을 만드는 방법을 설명한다.

(40) 도1의 공정시에 기억장치(21)내에 저장된 재료의 사이즈와 궤적에 대한 데이타를 판독 출력한다.

(41) 고형재료(14)를 X-Y 스테이지(10)상의 고정위치에 장착하고 이 위치와 재료의 사이즈로 부터 재료(14)의 횡단경계선을 구한다. 그다음 이 경계선으로 부터 외측으로 일정거리 예를들어 약(엔드밀(16)의 직경)+(3∼5)mm 떨어져 있는 재료경계옵셋선(24)을 구한다.

(42) 초기값 C-△Z를 Z1에 대입한다.

(43) 궤적(251∼259및 25A)과 재료(14)의 상술한 경계선의 교점들을 구하고, 재료(14)의 외측의 궤적들(258,259및25A)은 필요없으므로 삭제한다.

(44) 이들 교점들을 진입궤적들중 종료되는 것들인 절삭개시점 CS과 진출궤적들중 시작되는 것들인 절삭종료점 CE으로 분류한다. 즉, 도6에서 각 궤적들(255-257) 주위에서 절삭개시점 CS과 절삭종료점 CE 각각은 궤적을 따라 도시된 화살표방향으로 이동할때 외측에서 내측으로 또한 외측에서 내측으로 재료(14)의 경계를 교차하는 점들이다. 도6에서 참조문자는 절삭개시점 CS1∼CS9과 절삭종료점 CE1∼CE9의 9개 세트에만 부호를 부친다.

(45) 절삭개시점 CS에서 궤적의 접선을 구한다. 도7에서 직선들(261∼264)을 연장하면 절삭개시점 CS1∼CS4에서 제각기 접선이 된다. 이후 이들 접선에서 재료(14)의 절삭개시점 CS으로 부터 내측까지의 부분은 무시한다.

(46) 이 접선과 재료경계옵셋선(24)의 교점 IN을 엔드밀개시점으로서 구한다. 도7에서 엔드밀근접개시점 IN1-IN4는 직선(261-264)과 재료경계옵셋선(24)의 교점들이다. 도7에서 엔드밀근접개시점 IN1은 평면 Z=Z1 내의 전체 궤적의 개시점이다.

(47) 선분 IN-CS를 진입궤적으로서 지정한다. 도7의 참조번호 261∼264는 진입궤적이다.

결과적으로 엔드밀(16)은 절삭개시점 CS에서 접선을 통해 재료(14)속으로 들어가기 때문에 엔드밀(16)의 부하의 증대를 피할 수 있으므로 절삭개시점 CS 부근의 엔드밀(16)의 제어가 쉬워진다. 또한 재료경계옵셋선(24)와 접선의 교점 IN은 엔드밀근접개시점이기 때문에 진입궤적 IN-CS을 쉽게 구할 수 있다.

(48) 상기와 같이 분류된 교점들과 진입궤적에 대한 데이타를 기억장치(21)에 저장시킨다.

(49) Z1의 값을 스텝△Z만큼 적게한다.

(4A) 만일 Z0일 경우 위단계 43으로 복귀하여 Z1≥0 때까지 상기 공정을 반복한다.

재료(14)는 직사각형으로만 제한되지 않는다. 재료(14)가 직사각형일 경우 교점과 진입궤적이 각 평면 Z=Z1주위와 동일하므로 평면 Z=C-△Z에서 구한 결과를 다른 평면 Z=Z1에서 사용할 수도 있다.

도3을 참조하면 재료(14)의 외측에 진출궤적을 만드는 방법을 설명한다.

(50) 궤적과 교점에 대한 데이타를 기억장치(21)로부터 판독 출력한다.

(51) 초기값 C-△Z는을 Z1에 대입한다.

(52) 선분 CE-IN을 진출궤적으로서 지정한다. 도7의 참조번호 271∼273은 진출궤적이나 진출궤적은 재료의 내측궤적이 외측에서 내측순으로 연속하는 식으로 진입궤적과 연속한다.

(53) 만일 아래 단계 54및55에서 점검될 간섭이 모든 선분 CE-IN에서 종료되지 않으면, 단계54로 진행하고, 그렇지 않으면 단계57로 진행한다.

(54) 엔드밀(16)이 선분 CE-IN을 따라 진행하는 영역을 설정한다. 이 영역으로서 예를들어 볼엔드밀의 경우에 엔드밀(16)과 직경이 동일한 도8a의 273A와 같은 기둥이다. 이 영역은 기둥의 하부선이 선분 CE-IN과 일치시킴으로서 쉽게 설정된다. 플랫(flat)엔드밀의 경우에 이 기둥은 프리즘으로 교체되야한다.

(55) 만일 상기 영역이 재료(14)와 간섭하지 않을 경우 단계52에서 구한 선분 CE-IN이 유효하므로 단계53으로 복귀하고, 간섭하고 있으면 단계56으로 진행한다.

(56) 절삭종료점 CE과 엔드밀근접개시점 IN을 재료(14)의 상면에서 1∼2mm까지 연장하고 그 양단 사이를 직선으로 연결한 선분으로 진출궤적을 변경한다.

예를들어 도7의 진출궤적(271)은 도8b에 보인 바와 같이 연결된 선분들(271a, 271c, 271b)을 갖는 것으로 변경된다. 선분들(271a, 271b)는 도7의 절삭종료점 CE1과 엔드밀근접개시점 IN2로 부터 재료(14)의 상면 약간 위의 점까지 제각기 연장된다. 선분(271c)은 선분들(271a, 271b)의 상단부간의 선이다. 그 다음 단계53위로 복귀한다.

(57) 구해낸 궤적에 대한 데이타를 기억장치(21)에 저장한다.

(58) Z1의 값을 스텝△Z 만큼 적게한다.

(59) 만일 Z0일 경우 단계52위로 복귀한다음 Z1≥0이 될때까지 상기 공정을 반복한다.

재료(14)는 지사각형으로만 제한되지 않는다. 재료(14)가 직사각형일 경우 진출궤적이 각 평면 Z=Z1 주위에서 단계56에서 높이의 방향으로 직선의 길이를 제외하고 동일하므로 평면 Z=C-△Z에서 구한 진출경로를 다른 평면 Z=Z1에서 사용할 수도 있다.

이제 도4을 참조하여 궤적데이타의 동적 속성부하에 대해 설명한다.

(60) 궤적 데이타를 기억장치(21)로 부터 판독 출력한다.

(61) 도7에서 절삭종료점 CE9에 상응하는 엔드밀근접개시점 IN이 존재하지 않기 때문에 절삭종료점 CE9에서 궤적(255)에 수직한 횡단궤적(28)을 만든다. 궤적은 절삭종료점 CE9으로 부터 횡단궤적(28)을 통해 하나의 내측 궤적으로 이동하고, 일주후에 같은 모양으로 다음 내측의 궤적으로 이동한다. 이하 궤적이 없어질 때까지 같은 모양으로 하여 궤적을 연속화 한다.

(62) 엔드밀(16)의 이동 및 회전속도에 대한 데이타를 각 궤적 데이타에 부가한다. 엔드밀(16)은 재료(14)와 간섭되지 않는 영역에서는 고속으로 이동한다. 예를들어 그 속도가 1000으로 설정되면 재료(14) 내에서의 엔드밀(16) 속도는 100으로 된다.

결과적으로 재료(14)의 외측에서 엔드밀(16)은 고속으로 이동할 수 있고 또한 이동거리가 짧아지도록 궤적이 작성되기 때문에 재료의 외측을 통과하는 시간이 전체 절삭시간에 비해 충분히 작아진다.

엔드밀(16)이 진입궤적상의 재료(14)와 간섭하는 범위에 관해 엔드밀(16)의 이동속도는 엔드밀(16)의 부하의 급속한 증가를 피하기 위해 예를들어 30으로 설정된다. 이 범위는 엔드밀(16)의 직경과 같기 때문에 이 속도가 재료(14)내의 약1/3정도일지라도 전체 절삭시간에 대한 영향은 작다.

(63) 상기와 같이 동적 속성이 부가된 궤적 데이타를 기억장치(21)에 저장한다.

상기와 같이 구한 궤적을 따라 엔드밀(16)을 이동시킴으로서 재료(14)가 절삭되어 물체가 형성되며 이 궤적은 스위치백을 갖지 않기 때문에 재료(14) 내측에서 엔드밀(16)의 부하가 거의 일정해진다. 그러므로 부하가 종래와 같이 급속히 증가하는 일 없이 엔드밀(16)의 수명이 길어지고 결과적으로 절삭효율을 향상시킬 수 가 있다.

[CAD/CAM 시스템]

제9도는 절삭 CAD/CAM시스템의 개략구조를 나타낸다.

공장에서 LAN에 의해 접속된 복수의 CAM(1A)과 복수의 CAD(2)가 제공된다. 각 CAM(1A)은 제5도의 CAM(1)과 같다.

기억장치(21)내에는 CAD(2)로 부터 전송되는 입수가능한 엔드밀에 관한 데이타와 피가공물WK의 설계면에 관한 형상 데이타가 저장된다. 컴퓨터(20)는 설계면에 상응하는 엔드밀(16A)의 궤적과 선택된 엔드밀(16A)의 형상을 구하여, 기억장치(21)내에 저장시키고 구해낸 궤적, 엔드밀의 형상 및 사이즈, 가공정도를 사용하여 NC데이타를 작성하여 기억장치(21)내에 저장시킨다. 그다음 절삭개시신호에 응답하여 이들 NC데이타를 근거로 X-Y 스테이지(10)와 회전및 Z구동장치(19)를 구동시켜 피가공물의 절삭면이 설계면과 일치하도록 절삭을 행한다.

설계데이타를 작성하는 CAD(2)는 컴퓨터(26)에 기억장치(27), 입력장치(28) 및 표시장치(29)를 접속하여 구성되는 컴퓨터 시스템이다.

[볼엔드밀선택]

컴퓨터(20)내의 기억장치내에는 볼엔드밀(16A)로 가공면을 절삭할시에 절삭효율의 높은정도를 제공하는 직경을 갖는 볼엔드밀(16A)을 선택하기 위한 프로그램이 저장되며 이 프로그램은 도10∼13을 참조하여 설명한다.

공정효율이 방대하기 때문에 볼엔드밀의 직경이 도12A에 도시된 설계면상의 모든점들에 볼엔드밀을 올려놓기에 적합한지를 판정하는 것은 비효율적이다. 그 해결로서 곡률이 최소가 되는점을 판정점으로서 구한 다음 직경이 적합한지를 판정하도록 볼엔드밀(16A)을 판정점 P과 접촉시킨다. 공지된 곡률산출공식을 사용하여 곡률을 계산할 수도 있다.

Z축이 볼엔드밀(16A)의 하단으로 부터 상단을 향해 연장되는 벡터와 평행한 X-Y-Z 직각좌표계에서 설계면은 Z = f(X,Y)로서 표현된다. X-Z 평면과 평행한 평면과 설계면의 교선을 X-Z 단면선으로서 칭하고, Y-Z 평면과 평행한 평면과 설계면의 교선을 Y-Z 단면선으로서 칭한다.

일반적으로 말해 판정점 P는 Z 가 최소인 점으로 생각된다. 그러한 판정점 P는 도10의 단계130에서 구한다. 이러한 공정의 상세한 것은 도11에 나타낸다.

(301) X-Y 평면상의 X1≤X≤X2 및 Y1≤Y≤Y2 범위의 경계치 X1,X2,Y1 및 Y2 는 입력장치(22)에 의해 입력된다. 초기치 Z0 는 X-Z 단면선상의 판정좌표 PX의 Z좌표 Zpx 에 대입한다. Z0 는 큰절대값이다. 초기값 Y1은 Ys 에 대입한다.

(302) Y=Ys 에서 X-Z 단면선 Z = f(X,Ys)을 구한다.

(303) 단면선의 경사도 m 을 계산하여 단면선상에서 |m| ε을 만족하는 점의 좌표(Xs, Zs)를 구한다. 이 계산에서, ε은 작은 양의 값이다. 예를들어 도12B에 나타낸 바와 같이 Z = f(X,Ys)의 경사도 m은 요건 |m|ε을 만족할 때까지 스텝△X 만큼씩 순차로 X=X1 으로 부터 시작하여 X=X2 를 향해 계산된다.

(304,305) 만일 Zszpx 일 경우 판정점좌표 PX의 좌표는 Xs, Ys, Zs로 설정되고, Zs 는 Zpx 에 대입된다.

(306) 스텝△Y를 Ys 에 부가한다. 스텝△Y는 예를들어 기억장치(21)내에 저장된 볼엔드밀들의 평균직경의 1/2일 수 있다.

(307) 만일 Y≤Y2 일 경우 단계302로 복귀하고, 그렇지 않으면 단계308로 진행한다.

(308) 판정점 후보 PY의 좌표 Xt, Yt, Zt를 구하도록 Y-Z 단면선에 대해 단계들 302∼307에서 수행된 절차를 수행한다.

(309) 판정점 P의 좌표 Xp, Yp, Zp를 판정점좌표 PX와 PY 로 부터 구한다. 예를들어 만일 Zs≤Zt 일 경우 판정점좌표 PX 를 판정점 P 로서 설정하고 만일 아닐경우 판정점좌표 PY 를 판정점 P 로서 설정한다.

(131) 종료플래그(end flag) F 는 0 으로 설정된다.

(132) 기억장치(21)에 저장되는 볼엔드밀(16A)의 형상 데이타는 한세트씩 판독 출력한다. 이는 최대직경에서 시작하여 순차로 행한다.

(133) 모든 볼엔드밀(16A)의 직경에 관한 형상 데이터의 판독 출력이 종료될 경우 또는 종료플래그 F가 1일 경우 단계138로 진행하고, 그렇지 않으면 단계134로 진행한다.

(134) 볼엔드밀(16A)의 형상을 모델로 만든다. 예를들어 도13B에 나타낸 밀모델 15A를 도13A에 보인 볼엔드밀(15)용으로 구한다. 밀모델 15A은 회전되는 볼엔드밀(16A)의 형상의 대칭평면(세로단면)내의 구성으로서 직사각부와 반원부를 구성한다.

(135,136) 밀모델 15A를 도13C에 보인 바와 같은 설계면의 단면선상의 판정점 P에 가상으로 올려놓고 볼엔드밀(15)이 적합한지를 판정한다. 예를들어 그의 하단점 Q를 X-Z 단면선상의 판정점 P와 정렬하도록 밀모델 15A을 올려놓고 X-Z 단면선과 밀모델 15A의 교점 C가 존재하는지를 판정한다. 만일 교점 C가 존재하면 볼엔드밀(16A)이 설계면과 간섭하여 적합하지 않으므로 전술한 단계132로 복귀하는 것을 결정한다. 만일 교점 C가 존재하지 않을 경우 밀모델 15A을 그의 하단점 Q가 Y-Z 단면선상의 판정점 P와 정렬되도록 올려놓고 Y-Z 단면선과 밀모델 15A의 교점이 존재하는지를 판정한다. 만일 교점이 존재할 경우 볼엔드밀(16A)은 적합하지 않으므로 단계132로 복귀할 것을 결정한다.

(137) 만일 교점이 존재하지 않으면 볼엔드밀(16A)이 적합한지를 판정하여, 그의 식별코드를 저장하고 종료플래그 F를 1로 설정한다.

(138-140) 만일 단계137에서 저장된 식별코드가 존재하면 식별코드에 상응하는 볼엔드밀(16A)상의 데이타는 표시장치(23)상에 표시된다. 그렇지 않을 경우 판정점 P에서의 곡률반경 r 을 계산을 통해 구한다음 2r의 직경을 갖는 새로운 볼엔드밀(16A)을 만들기 위한 요구를 화면상에서 발행한다.

(141) 상술한 공정을 통해 결정된 볼엔드밀(16A)이 적합한지에 대해 판정한다음 최적으로 생각되는 볼엔드밀(16A)을 선택하여 그 데이타를 컴퓨터(20)에 입력한다. 그러한 볼엔드밀을 만들기 위한 요구와 그러한 볼엔드밀을 만들거나 선택해야 하는 요구가 있을 경우 만들 볼엔드밀을 만들기전에 선택해야 한다.

볼엔드밀(16A)은 상술한 공정을 통해 선택되기 때문에 초보자라도 종래에 비해 더 큰직경을 갖는 적합한 볼엔드밀(16A)을 선택하는 것이 가능하므로 높은 효율로 절삭을 행하는 것이 가능하다.

[변형 1]

도14및15A는 도11의 단계303에서 수행되는 공정의 변형을 나타낸다.

(150) X 범위의 하한값 X1과 상한값 X2는 초기값으 로서 XA와XB에 대입한다

(151) XA와XB간의 중간점 XM=(XA+XB)/2을 구한다.

(152) X=XM에서 X-Z 횡단선의 경사도 m을 구한다.

(153) 만일 | m | ≤ ε 일 경우 단계156으로 진행하고, 그렇지 않으면 단계154로 진행한다. Zs = f(X, Ys)로 한다.

(154,155) X≠XM을 만족하고 또한 Zs = f(X, Ys)를 근사하게 만족하는 X를 예를들어 2분법을 사용하여 구한다. 이 값을 XA에 대입하고 XM을 XB에 대입한다. 그다음 위단계151로 복귀한다.

(156) 좌표(Xs, Zs)를 저장한다.

Y-Z 단면선에 대해 동일한 공정을 행한다. 일반적으로 그러한 방법을 사용함으로서 도12B에 보인 방법에서 필요한 정도의 시간을 소비하지 않고 판정점 P를 구하는것이 가능하다.

[변형 2]

도15B는 도11의 단계309에서 수행된 공정의 변형을 나타낸다.

판정점좌표 PX에서와 접선으로 표시된 그부근의 위치들에서의 X-z 단면선의 곡률반격 r을 계산하여 최소값 rs를 구한다. 도15B에서 판정점좌표 PX에서의 곡률반경은 최소값 rs를 나타낸다. 참조번호 142는 반경 rs의 원을 나타낸다. 판정점좌표 PX에서의 곡률반경은 통상적으로 최소값이기 때문에 곡률반경은 판정점좌표 PX에서만 계산될수도 있다. Y-Z 단면선에 대해서도 동일한 공정을 행하여 최소곡률반경 rt를 구한다. 곡률반경 rs와rt중 작은것을 판정점 P의 곡률반경 rp로서 설정한다.

도10내의 단계35와36의 공장을 수행하는 대신 만일 d/2≤rp일 경우(여기서 d는 볼엔드밀(16A)의 직경), 볼엔드밀(16A)이 적합한지를 판정한 다음 도10의 단계137로 진행하여 단계132로 진행한다.

이방법을 사용함으로서 밀모델 15A을 사용하지 않고 더 바람직한 직경을 갖는 볼엔드밀(16A)을 선택하는 것이 가능하다.

[옵셋절삭]

도16은 옵셋절삭의 절차를 나타내는 흐름도이고 도17A∼17C는 도16에서 수행되는 공정을 나타낸다.

도17B에 나타낸 바와 같이 설계에 따라 볼엔드밀로 절삭을 수행하여 표면(143)을 형성후 다른 물체와 가공물을 조합함으로서 두께 δ만큼 더 절삭할 필요가 있을 수도있다. 종래기술에서는 구설계면(143)을 두께δ만큼 절삭하여 신설계면(144)을 얻은다음 볼엔드밀의 점 S의 궤적을 신설계면(144)과 볼엔드밀에 상응하여 구한다. 궤적을 따라 볼엔드밀로 절삭을 수행한다. 이러한 종래의 기술방법은 공정이 복잡해진다. 이러한 공정에서는 도17A에 보인바와 같이 궤적계산점 S는 예를들어 밀모델 15A의 전단에서 반원의 중앙점이다.

두께(옵셋)δ는 통상적으로 약0.5mm의 작은 값이기 때문에 밀모델 15A이 신설계면(144)과 접촉상태에 놓일때 높이 H 와 직경 D를 갖는 밀모델 15A의 형상을 옵셋 δ만큼 감소시킴으로서 성취되는 높이 H-δ와 직경 D-2δ를 갖는 옵셋밀모델 15B은 구설계면(143)과 거의 접촉하지 않는다. 이경우에 도17A에 보인 바와 같이 옵셋밀모델(15B)의 궤적계산점 S는 밀모델 15A의 궤적계산점 S과 정합한다.

따라서 옵셋밀모델(15B)이 구설계면(143)에 대하여 사용되는 가정하에서 컴퓨터(20)는 옵셋밀모델(15B)의 점 S의 궤적(145)를 구하여, 밀모델(15A)에 상응하는 볼엔드밀을 실제로 사용하여 궤적(145)을 따라 절삭을 행한다.

도17C에 보인 바와 같은 돌출면을 위해 상술한 방법을 사용할 수도 있다. 도17B의 구설계면(143), 신설계면(144) 및 궤적(145)은 구설계면(143A), 신설계면(144A) 및 궤적(145A)에 각각 상응한다.

이 방법에 의하면 신설계면(144 또는 144A)을 구하기 위해 궤적(145 또는 145A)을 구할 필요가 없으므로 공정이 간단해진다.

[메뉴선택 ]

도18은 도9의 표시장치(23)상에 표시되는 나무꼴형 메뉴선택스크린을 나타낸다. 도면에서 참조번호161-168은 소프트스위치, 169∼174는 원고입력상자, 160및N1∼N3는 라벨을 나타낸다.

도18에 보인 스크린이 표시되기전에 공정(160)과 상술한 설계면표시 와 볼엔드밀선택과 같은 다른 선택항목들이 메뉴로서 표시되고, 공정(160)을 선택함으로서 표시는 도18에 보인 스크린으로 전환된다.

공정(160)에서 제1계층에서의 선택은 설계면의 형상N1의 선택이며, 선택항목들은 포켓형상(오목 형상)(161)과 섬형상(요철 형상)(162)과 같은 설계면을 위한 개략형상을 포함한다. 형상이 포켓형상이냐 또는 섬형상이냐에 따라 사용할 엔드밀의 형상은 다르다. 제2계층에서 수행되는 선택은 가공정도 N2로서 포켓형상(161)이 선택될때 선택항목으로서 1차가공(163), 중간가공(164) 및 정밀가공(165)이 있으며, 마찬가지로 섬형상이 선택되면 선택항목으로서 1차가공(163), 중간가공(164) 및 정밀가공(165)이 있다. 선택된 가공정도에 따라 절삭구동속도등을 달리한다. 제3계층은 NC의 파일명 입력 N3로서 아직 타이프되지 않은 NC파일의 이름이 입력상자들 169∼174중 선택된것으로 입력된다.

예를들어 입력상자(173)에 NC 파일명'test.nc'를 입력하면 섬형상(162)과 중간가공(167)이 훌륭히 선택될 수 있다. 선택항목을 식별하기위해 도19에서 빗금으로 나타낸 소프트웨어 스위치들이 강조될수도 있고 또는 서로 다른색으로 표시될 수도 있다. 그렇게 선택된 항목들은 공정시 사용을 위해 파일명 'test.nc'와 상관하여 저장된다. 예를들어 섬형상(162)이 선택되면 섬형상으로 형상화하기 위해 필요한 엔드밀의 종류가 엔드밀선택메뉴에 표시되고 중간가공(167)이 선택되면 NC 데이타를 만들때 절삭방식을 결정할 시에 고려된다.

종래의 기술에서는 상이한 메뉴가 상부 계층으로 부터 하부 계충을 향해 상하방법으로 순차로 상이한 스크린에 표시되므로 각 계충에서 메뉴내의 항목들을 선택하는 한편 본 실시예에서는 전체 계층이 한 스크린에 표시되기 때문에 전체계층구조를 무시할 수 있다. 또한 하부계층내에서 항목의 선택은 그위의 계층내에서 관련된 항목들을 자동으로 선택하기 때문에 조작이 간단해진다.

지금까지 본 발명의 양호한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 그들에 한정되지 않고 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 수정 또는 변경이 가능하다.

예를들어 도10에서 만일 최대 직경을 갖는 볼엔드밀에 대하여 단계136에서 부정적인 판정을 하면 단계138에서 140까지 진행할 수도 있다.

도15B에보인 방법을 사용할시에 만일 도10의 단계138에서 rp-D/2≥d (d는 상수)일 경우 적합한 볼엔드밀을 입수할 수 없는 것으로 판정할 수도 있으며 단계140으로 진행할 수도 있다.

도12A를 참조하면 최초에 1차가공판정점 P0을 큰피치의 단면선을 이용하여 구한 다음 1차가공판정점 P0 부근에서 더 작은 피치의 단면선을 이용하여 정밀가공 판정점 P1을 구하여도 좋다.

그외에도 만일 계층의 수가 도18에서 크면 전체 계층을 복수의 블록으로 분리하여 각 블록내의 하부계층 항목을 선택함으로서 상부계층내의 관련된 항목들을 동시에 자동으로 선택할 수도 있다. 도18에 도시한 방법은 계층메뉴선택방식에도 적용할 수 있다.

Claims

물체의 설계면, 블록재료의 형상 및 엔드밀의 형상으로 부터 엔드밀 궤적을 구하는 단계와, 상기 블록재료를 상기 설계면을 갖는 물체로 형상화 하도록 엔드밀을 회전시키면서 엔드밀 궤적을 따라 블록재료에 상대적으로 엔드밀을 이동시켜줌으로서 블록재료를 절삭하는 단계를 포함하며, 처리장치를 사용하는 절삭가공방법에 있어서, 상기 엔드밀의 축방향인 Z축에 수직한 면 Z=Z1과 상기 설계면의 교선을 구하는 단계와, 상기 교선으로 부터 외측에 있는 거의 동일 피치를 갖는 엔드밀 궤적으로서 옵셋곡선을 구하는 단계와, 상기 엔드밀 궤적을 외측에서 내측순으로 선택하여 상기 블록재료 내측의 엔드밀 궤적을 따라 엔드밀을 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
제1항에 있어서, 재료경계선으로서 블록재료의 측면과 Z방향에 수직한면의 교선을 구하는 단계와, 상기 궤적들중 하나와 재료경계선의 교점들을 구하는 단계와, 상기 엔드밀이 궤적들중 하나를 따라 이동방향으로 이동할 시에 외측에서 내측으로 또한 내측에서 외측으로 각각 재료경계선을 교차하는 상기 교점인 절삭개시점과 절삭종료점을 구하는 단계와, 상기 절삭개시점에서 상기 궤적들중 하나의 접선을 구하는 단계와, 상기 재료경계선의 외부에 있는 엔드밀근접개시점으로 부터 절삭개시점까지의 상기 접선의 선분을 진입궤적으로서 구하는 단계와, 상기 진입궤적을 따라 상기 절삭개시점을 향해 엔드밀을 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
제2항에 있어서, 상기 재료경계선으로 부터 일정거리 만큼 외부로 떨어진 재료경계옵셋선을 구하는 단계와, 상기 재료경계옵셋선과 상기 접선의 교점을 엔드밀근접개시점으로서 구하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
제3항에 있어서, 절삭종료점으로 부터 엔드밀근접개시점까지의 선분인 엔드밀진출궤적을 구하는 단계와, 절삭종료점으로 부터 엔드밀근접개시점까지 진출궤적을 따라 엔드밀을 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
제4항에 있어서, 상기 진출궤적주위에서 엔드밀의 폭을 갖는 영역을 구하는 단계와, 상기 영역이 블록재료와 간섭을 일으키는지 여부를 판정하는 단계와, 간섭으로 판정되면, 상기 진출궤적을 절삭종료점과 엔드밀근접개시점으로 부터 각각 상기 블록재료의 근사상면위치까지 Z 방향으로 연장되는 제1 및 제2선분과 상기 제1 및 제2선분의 2상단지점들을 연결하는 선분을 갖는 선으로 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
제5항에 있어서, 상기 블록재료의 진출궤적, 진입궤적 및 그 내부의 궤적들에 관한 데이타의 속성 데이타로서 엔드밀의 주사순서, 회전 속도 및 이동속도에 관한 데이타를 추가하는 단계들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
물체의 설계면, 블록재료의 형상 및 엔드밀의 형상으로 부터 엔드밀 궤적을 구하여, 상기블록재료를 상기 설계면을 갖는 물체로 형상화 하도록 엔드밀을 회전시키면서 엔드밀 궤적을 따라 블록재료에 상대적으로 엔드밀을 이동시켜 블록재료를 절삭하는 절삭가공장치에 있어서, 상기 엔드밀의 축방향인 Z축에 수직한 면 Z=Z1과 상기 설계면의 교선을 구하고, 상기 교선으로 부터 외측에서는 거의 동일 피치를 갖는 엔드밀 궤적으로서 옵셋곡선을 구하며, 상기 엔드밀 궤적을 외측에서 내측순으로 선택하여 상기 블록재료 내측의 엔드밀 궤적을 따라 엔드밀을 이동시키는 처리장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 절삭가공장치.
볼엔드밀을 선택하는 단계와, 상기볼엔드밀의 형상과 설계면에 의거하여 상기 설계면에 대한 볼엔드밀의 궤적을 구하는 단계와, 가공면이 상기 설계면에 근사하게 되도록 상기 볼엔드밀을 회전시키면서 상기 궤적을 따라 볼엔드밀을 이동시키는 단계를 포함하는 절삭가공방법에 있어서, 상기 볼엔드밀을 선택하기 위해, (1) 볼엔드밀의 정점으로부터 타단까지 연장되는 높이방향 Z 를 설정할시에 판정점으로서 상기 설계면상의 근사최소높이의 한 점을 구하는 단계와, (2) 볼엔드밀의 정점이 상기 판정점과 정렬될 때에 설계면과 간섭되지 않는 최대직경을 갖는 볼엔드밀을 복수의 볼엔드밀로 부터 선택하는 단계를 더 포함하며, 상기 단계들(1)과(2)는 컴퓨터에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
제8항에 있어서, 상기 단계(1)은(1-1) X-Y-Z 직각좌표계내의 X-Z 평면에 평행한 복수의 평면과 상기 설계면의 각 교선들을 X-Z 단면선으로서 구하고, 또한 Y-Z 평면에 평행한 복수의 평면과 상기 설계면의 각 교선들을 Y-Z 단면선으로서 구하는 단계와, (1-2) 상기 판정점으로서 상기 X-Z 단면선들과 Y-Z 단면선들상의 점들로 부터 최소Z점을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
제9항에 있어서, 상기 단계(1-2)는 X 또는 Y가 U로서 지정되고, U-Z 단면선의 범위 U가 U1≤U≤U2 이고, ε이 허용오차일 경우, (a) UA=U1 및 UB=U2를 설정하는 단계와, (b) 높이 Z=Zp와 UM=(UA+UB)/2를 만족시키는 중간점 UM에서 U-Z 단면선의 경사도 m을 구하는 단계와, (c) |m| ε이면 Z=Zp를 만족하는 U-Z 단면선상의 다른 점에서 U를 결정하여, UA에 U를 대입하고, UM을 UB에 대입한 다음 단계(b)로 복귀하고, 그렇지 않으면 Zp를 최소치로서 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
제9항에 있어서, 상기 단계(2)는 밀모델로서 상기 볼엔드밀의 형상을 구하는 단계와, 상기 판정점과 상기 밀모델의 정점을 정렬하는 단계와, 상기 밀모델이 X-Z 단면선 또는 Y-Z 단면선과 교차할 경우 볼엔드밀이 설계면과 간섭하는 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
제9항에 있어서, 상기 단계(2)는 상기 판정점에서 X-Z 단면선과 Y-Z 단면선의 곡률반경을 구하는 단계와, rpD/2 (D는 볼엔드밀의 직경, rp는 곡률반경내에서 더 작은 곡률반경임)일 경우, 상기 볼엔드밀이 설계면과 간섭하는 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
제9항에 있어서, 상기 단계(2)는 상기 판정점과 그 근방에서 X-Z 단면선과 Y-Z 단면선의 곡률반경을 구하는 단계와, rpD/2 (D는 볼엔드밀의 직경, rp는 곡률반경내에서 가장작은 곡률반경임)일 경우, 상기 볼엔드밀이 설계면과 간섭하는 것으로 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
볼엔드밀을 선택하는 단계와, 신설계면과 볼엔드밀의 형상에 의거하여 상기 신설계면에 대한 볼엔드밀의 궤적을 구하는 단계, 가공면이 신설계면과 근사하게 되도록 볼엔드밀을 회전시키면서 상기 궤적을 따라 볼엔드밀을 이동시키는 단계를 포함하는 절삭가공방법에 있어서, 상기 가공면이 구설계면과 근사하고 또한 신설계면이 상기 구설계면으로 부터 두께 δ만큼 안쪽에 있는 경우에, 상기 두께 δ만큼 볼엔드밀의 형상을 감소시킴으로서 밀모델을 구하는 단계와, 상기 구설계면을 얻기위해 밀모델의 궤적을 구하는 단계와, 상기 엔드밀을 상기 궤적을 따라 이동시켜 가공면을 신설계면으로 만드는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.
표시장치의 스크린상에 메뉴를 표시하는 단계와, 상기 메뉴선택에 상응하는 명령들을 컴퓨터에 입력하는 단계를 포함하는 컴퓨터와 표시장치를 사용하여 메뉴를 선택하는 방법에 있어서, 상기 메뉴는 나무꼴형 계층구조로 표시되며, 상기 메뉴내에서 1 항목을 선택할 때 상기 1 항목위의 계층들내의 모든 관련된 항목들이 선택되는 것을 특징으로 하는 메뉴선택방법.
컴퓨터와 표시장치를 사용하는 절삭가공방법에 있어서, 상기 표시장치의 스크린상에 메뉴를 표시하는 단계와, 상기 컴퓨터에 메뉴선택에 상응하는 명령들을 입력하는 단계와, 볼엔드밀을 선택하는 단계와, 신설계면과 볼엔드밀의 형상에 의거하여 신설계면에 대한 볼엔드밀의 궤적을 구하는 단계와, 가공면이 상기 신설계면에 근접하게 되도록 볼엔드밀을 회전시키면서 볼엔드밀을 궤적을 따라 이동시키는 단계를 포함하며, 상기 메뉴는 나무꼴형 계층구조로 표시되며, 상기 메뉴내에서 1 항목을 선택할시 상기 1 항목위의 계층들내의 모든 관련된 항목들이 선택되는 것을 특징으로 하는 절삭가공방법.