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    • 专利摘要:

    公开号:WO1987000651A1
    申请号:PCT/JP1986/000374
    申请日:1986-07-18
    公开日:1987-01-29
    发明作者:Masaki Seki；Norihisa Amano
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G05B19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 複合曲面生成方法
    [0003] 技術分野
    [0004] 本発明は少な く と も 2 つの三次元曲面よ り 成る複合曲 5 面生成方法に係 り 、 待に第 1 、 第 2 の三次元曲面の交差 部に所定の丸味を付けて複合曲面を生成す る複合曲面方 法に関す る 。
    [0005] 背景技術
    [0006] 三次元金型等の設計図面上の曲面は一般に複数の断面Q 曲線に よ っ て表現さ れて お り 、 あ る 断面曲線 と 次の断面 曲線間の形状データ は存在し な い 。 と こ ろ で 、 数値制御 加工に際し て は 乙 tの よ う に 中間の形状が-与え られて い な いに も かかわ ら ず上記 2 つ の断面曲線間 を な め らかに つ . なが る よ う に加工す る こ と が要求 さ れ る 。 こ の こ と は 、5 換言す る な ら ば、 上記 2 つ の断面曲線間の曲面を 、 該断 面曲線のデー タ 等か ら生成し 、 該生成さ れた曲面に関す る デー タ を N C テ ー プに記録し 、 該 N C テ ー プか ら の指 令に よ り 加工し な ければな ら な い こ と を意味す る 。 こ の ため 、 三次元曲面体のい く つかの断面、 断面曲線を特定0 す る デー タ を用 いて所定の規則に従 っ て複数の中閭断面 を生成す る と 共に 、 該中間断面に よ る 曲面体の断面曲線 ( 中間断面曲線） を求め 、 該生成し た複数の中間断面曲 線に よ り 三次元曲面体の曲面を生成す る方法が開発 さ れ て 、 既に実用化さ れて い る （た と え ば、 特開昭 5 7 -5 5 1 0 9 号明細書 （ U . S . P 4， 4 9 1 , 9 0 6号に対応） ま た は昭和 5 6 年 1 0 月 3 0 日 、 日刊工業新聞社発行 「 N C プロ ダ ラ ミ ン グ入門」 第 1 5 6 頁乃至 1 6 2 頁参照） 。 こ の方法に よ れば斬面データ か ら な め らかな曲面を生成 で き 有効で あ る 。
    [0007] と こ ろ で、 加工に よ っ て は 2 以上の三次元曲面を複合 し て成る複合曲面の加工、 換言すれば複合曲面の生成が 要求 さ れ る場合があ る 。 し か し 、 従来は各三次元曲面デ ータ を用 いて簡単に これ ら三次元曲面を複合し て な る 複 合曲面を生成す る こ と がで き なか っ た。 こ のため 、 本願 出願人は待願昭 6 0 - 3 9 4 4 5 号 と し て新規な複合曲 面生成方法を提案し て い る 。
    [0008] こ の提案さ れた複合曲面生成方法は要約すれば予め 、 複合曲面を構成す る 各三次元'曲面を特定す ^ め のデー タ を入力す る と 共に 、 所 平面 （ た と え ば X — Y平面） 上の 1 つの交線を特定す る データ と 該交線を基に該 X — Y平面上の多数の交線を特定す る た め の規則を入力 し 、 前記多数の交線の う ち第 i 番目 の交線を X — Y平面 と の交線 と す る断面に よ る複,合曲面の断面曲線を求め 、 以後同様に 、 各交線に対応す る 断面に よ る 断面曲線を 求め 、 該断面曲線の集合に よ り 複合曲面を生成す る も の で あ る 。
    [0009] かか る複合曲面を構成す る 各三次元曲面の境界部に半 径 R の フ ィ レ ツ ト 面 （丸味付け面） を つけ た い場合があ る 。
    [0010] し か し 、 従来は正確に 、 かつ簡単な方法で境界部に半 径 R の丸味付け を行 う こ と がで き なか っ た 。 尚、 本願出 願人は丸味付け を行 う 1 つの方法を国際出願 PCTZJ P86 ノ 00310号 と し て提案し て い る 。
    [0011] 以上か ら 、 本発明の目的は複合曲面を構成す る 三次元 曲面の境界部に所望のフ ィ レ ツ ト 面を簡単に 、 かつ正確 に挿入で き る 複合曲面生成方法を提供す る こ と で あ る 。
    [0012] 発明の開示
    [0013] 本発明は少な く と も 2 つ の三次元曲面よ り 成る複合曲 面の生成方法に係 り 、 特に第 1 、 第 2 の曲面の交差部に 丸味を付け て複合曲面を生成す る方法に関す る 。
    [0014] こ の複合曲面生成方法に お いて は 、 X Y平面に垂直.な 断面で第 1 、 第 2 の曲面を切断し た と き の第 1 、 第 2 の 断面曲線の交点.を P。 と し 、 該交点 P。 に け る 第 1 、 第 2 曲面の法線べ ク ト ル V2 を求め 、 V i X Vs と 断面 の法線べ ク ト ル V と がなす角度 を演算 し 、 半径 R の丸 味付けが指令 さ れて い る と き 次式
    [0015] R' = (1+ 1/ L c 0 s ^ | ) - R/2
    [0016] に よ り R ' を演算 し 、 交差部に半径 の円弧を挿入す る こ と に よ り 丸味付け を行 う 。 尚、 R ' は楕円の長径
    [0017] ( = RZ | c o s | ) と 短径 （ = R ) の平均値で あ る 。
    [0018] 図面の簡単な説明
    [0019] 第 1 図は本発明の概略説明図、
    [0020] 第 2 図は本発明 を実現す る 曲面生成装置の ブ π ッ ク 図、 第 3 図乃至第 6 図は複合曲面生成処理の説明図、 第 7 図は本発明にかか る 丸味付け処理の流れ図、 第 8 図及び第 9 図は本発明にかかる挿入円弧の半径を 決定する た め の説明図、
    [0021] 第 1 0 図及び第 1 1 図は円弧挿.入処理の説明図であ る 。
    [0022] 発明を実施する ため の最良の形態- 第 1 図は本発明の概略説明図であ る。 図中、 C P S は 複合曲面、 1 0 a 、 1 0 b は複合曲面 C P S を構成する 第 1 、 第 2 の曲面、 1 1 、 1 2 は X Y平面に垂直な断面
    [0023] 1 3 に よ り 第 1 、 第 2 曲面を切断し た と き の第 1 、 第 2 の断面曲線、 P。 は第 1 、 第 2 の切斷齒線 1 1 , 1 2 の交 点であ る 。 C R L は第 1 、 第 2 曲面 1 1 、 1 2 の交差線、 う
    [0024] V は交点 P。 に お け る第 1 曲面 1 0 a の法線べク ト ル 、 ぺ ク ト ル V 2 'は交点 P。 に お け る第 2 曲面 1 0 b の法線べ ク ト ル 、 Vは複合曲面 C P S を切断する 平.面に垂.直 な断面 1 3 の法線べク ト ル で あ る 。
    [0025] 複合曲面 C P S を構成す る第 1 、 第 2 の曲面 1 0 a , 1 0 b の交差線 C R Lが X Y平面に平行な面上に存在す る場合、 該交差線に沿って半径 R の円柱を配置し 、 X Y 平面に垂直でかつ交差線 C R Lに垂直の断面で該複合曲 面と 円柱を切断す る と 円柱の切断面 1 4 は真円 と な る
    [0026] (第 1 図 （ B ) 参照） 。 従って、 かかる場合に交差部に 半径 R の丸味を入れたい場合には、
    [0027] (a)工具を第 1 の曲線 1 1 に沿って円柱と の第 1 接点 T i 迄移動させ、
    [0028] (b)ついで第 1 接点 T iか ら半径 R の円弧 A R C に沿って 円柱上を第 2 接点 T2迄移動させ、 (c) し か る後第 2 接点 T2か ら第 2 の曲線 1 2 に沿 っ て移 動さ せればよ い 。
    [0029] 又、 交差線 C R L が X Y平面に平行で な い場合に は 、 X Y平面に垂直な前記断面で切断す る と 円柱を斜めに切 断す る ため該円柱の切断面 1 5 は真円に な ら ず楕円に な る （第 1 図 （ C ) 参照） 。 従 っ て 、 かか る 場合に交線部 に半径 R の丸味を入れた い場合に は 、
    [0030] (a)工具を第 1 の曲線 1 1 に沿 っ て 円柱 と の第 1 接点 T3 迄移動 さ せ 、
    [0031] (b)ついで第 1 接点 Τ 3か ら楕円外形線 E L Ρ に沿 っ て第 2 接点 T4迄移動 さ せ、
    [0032] (c) し か る後第 2 接点 Τ4か ら第 2 の曲線 1 2 (こ沿 っ て移 動 き れば よ い 。 し か し 、 楕円外形線 E L に沿っ てェ 具を移動 さ せ る 制御は難か し いか ら本発明で は近似 し て い る 。 すな わ ち 、
    [0033] 本発明に お いて は 、
    [0034] (1) X Υ平面に垂直な断面 1 3 (第 1 図 （ A ) 参照） で 第 1 、 第 2 の曲面 1 0 a , 1 0 b を切断し た と き の第 1 、 第 2 の断面曲線 1 1 、 1 2 の交点を P。 と し 、 該交点 P。
    [0035] ―、■
    [0036] に おけ る 第 1 、 第 2 曲面の法線べ ク ト ル V t , V2 を求め る
    [0037] →
    [0038] (2)つ いで 、 V X V 2 と 前記断面の法線べ ク ト ル V と が なす角度 S を演算し て交差線の傾 き を求め る 。
    [0039] (3)し か る後、 半径 R の丸味付けが要求 さ れて い る 場合 に は該 <9 を用 いて次式 R' = (1 + 1/1 c o s ^ I) - R/2
    [0040] に よ り を演算し 、 交差部に半径 の円弧を挿入す o
    [0041] 以上か ら 、 本発明に よ れば交差線 C R L が X Y平面に 平行 （ = 0 ) の時に は指令通 り 半径 R の円弧が交差部 に挿入さ れる が、 平行で な い場合に は楕円の長径
    [0042] ( = R Ί c o s | ) と 短径 （ - R ) の平均値を半径 と す る 円弧が挿入 さ れ る 。 '
    [0043] 第 2 図は本発明方法を実現'す る 自動プ π ダ ラ ミ ン グ装 置の ブ ロ ッ ク 図で あ る 。 図中、 1 0 1 はデータ 入力用 の キ ー ボ ー ド 、 1 0 2 は プ ロ セ ッ サ 、 1 0 3 は制御プ ロ グ ラ ム を記億す る R O M、 1 0 4 は R A M、 1 0 5 は ヮ 一 キ'ン グ .メ モ リ 、 1 0' 6 は生成さ れた複合曲面の曲面デ 一 タ ゃ曲面加工用 の N C プ ロ ダ ラ ム データ を記億す る 曲面 記億メ モ リ 、 1 0 7 は生成 さ れた複合曲面の曲面データ あ る いは曲面加工用 の N C プ ロ ダ ラ ム データ を紙テ ー プ 磁気テ ー プな ど の外部記憶媒体 1 0 8 に 出力す る 出力装 置、 1 0 9 は ア ド レ ス バ ス 、 1 1 0 は デ ー タ バ ス で あ る c 以下、 本発明の複合曲面生成方法を説明す る 。 尚、 ま ず境界部に フ ィ レ ツ ト 面を有 さ な い場合の複合曲面を生 成し 、 つ いで境界部に フ ィ レ ツ ト 面を挿入す る も の と し て本発明の複合曲面生成方法を説明す る 。
    [0044] ( A ) 複合曲面生成処理
    [0045] (a)ま ず、 キ 一 ボ ー ド 1 0 1 力 > ら複合曲面 2 0 1 (第 3 図 （ A ) 参照） を構成す る 第 1 の三次元曲面 2 0 1 a 、 第 2 の三次元曲面 2 0 1 b 、 第 3 の三次元曲面 2 0 1 c • · · · を特定す る データ を それ ぞれ入力す る と 共に 、 複合曲面生成に際し て必要 と な る ス タ ー ト 曲面 （第 1 の 三次元曲面 と す る ） と 曲面の複合順序 （第 1 、 第 2 、 第 3 曲面、 ♦ · · の順序 と す る ） を指定す る 。 こ れ ら入力 さ れた デー タ は R A M I 0 4 (第 2 図） に格納さ れ る 。 尚、 各三次元曲面 2 0 1 a〜 2 ひ 1 c は それぞれ 2 本の 動作曲線 D R C 1 , D R C 2 並びに 2 本の基準曲線 B S C 1 , B S C 2 な ど に よ り 特定 さ れ る か ら （ U* S, P, 4, 491， 906号参照） 、 こ れ ら 曲線デー タ 等を入力す る こ と に よ り 各三次元曲面は特定 さ れ る 。
    [0046] 0>)つ いで 、 キ ー ボ ー ド 1 0 1 か ら複合曲面 2 0 1 を切 断す る. X — Y平面に垂直な多数の断面を特定す る た め の デー タ を入力 し 、 R A M I 0 4 に格納す る 。 すな わ ち 、 X — Y平面上の 1 つ の交線 と 該交線を基に X — Y平面上 の多数の交線を特定す る た め の規則を入力す る 。
    [0047] た と え ば、 各断面が互い に平行でかつ X — Y平面に垂 直で あ り 、 し かも 隣接す る 断面間の .間隔が一定の場合に は 、 各断面 と X — Y平面 と の交線 C L i ( i = 1 , 2 , 3 , · · · ) は第 4 図 （ A ) に示す よ う に な る 。 従 っ て 、 かか る 場合に は第 1 審目 の交線 C L 1 を特定す る デー タ と 、 互いに隣接す る 2 本の交線閩の距離 （ X方向距離あ る い は Y方向距離で あ っ て も よ い） を入力す る 。
    [0048] 又、 各断面が X — Y平面に垂直で互いに交叉し 、 し か も 隣接す る断面間の角度が一定の場合に は 、 各断面 と X — Y平面 と の交線 C L i ( i = 1 , 2 , 3 , · . · ) は第 4 図 （ Β ) に示す よ う に 1 点 Ρ に おいて順次等角度 で交叉す る 。 従っ て 、 かか る 塲合には第 1 番目 の交線 C L 1 及びボ イ ン ト Ρ を特定す る データ と 、 互いに隣接す る 2 本の交線がなす角度 な を入力す る 。
    [0049] 更に 、 各断面が X — Υ平面に垂直で互いに同心の円筒 状で あ り 、 し か も 隣接す る 断面間の間隔が一定の場合に は 、 各断面 と X — Υ平面 と の交線 C L i ( i = 1 , 2 , 3 , · · . ) は第 4 図 （ C ) に示す よ う に 同心状の円弧 に な る 。 従っ て 、 かか る場合に は第 1 番目 の交線 C L 1 を特定す る デー タ と 、 互いに隣接す る 2 本の交線間の距 離 d.を入力す る 。 尚、 第 .4 図 （ A ) に示す交線 と 規則が 入力 さ れた も の と すれば、' '該交線 と 規則に よ り 特定 さ れ る所定の断面 2 0 2 (第 3 図 （ B ) 参照） に よ り 各三次 元曲面 2 0 1 a 〜 2 0 1 c は切断 さ れ、 そ の断面曲線は S C ， S C 2. , S C 3 i ， · ' ' の よ う に な る 。
    [0050] (c)各データ が入力 さ れればプ ロ セ ッ サ 1 0 2 は公知の 手法に よ り 各三次元曲面 2 0 1 a 〜 2 0 1 c · · を生成 す る 。 尚、 第 5 図に示す よ う に生成さ れた三次元曲面の 基準曲線 B S C 1 上の j 番目 の分割点を含む中間断面曲 線を L e ( j ) と 表現 し 、 各中閩断面曲線 L。 ( j ) ( j = 1 、 2 、 3 、 · · . ♦ n ) の i 番目 の分割点を連結 し て な る 曲線を L r ( i ) と 表現す る と き 、 曲線 し。 ( j ) 、 L ( j + 1 ) 、 L r ( i ) 、 L r ( i + 1 ) に よ り 囲 ま れ る 四辺形を パッ チ P T ( i , j ) と い う 。 そ し て 、 ノ、。ッ チ P T ( i ， j ) の 4 つ の項点 Q2 、 Q3 、 Q4 は そ れぞれ上記公知の曲面生成処理に よ り 作成 さ れて曲面記 億メ モ リ 1 0 6 に記億 さ れ る 。
    [0051] 以上のス テ ツ プ（c)に よ り 各曲面の生成処理が終了すれ ば以下の複合曲面生成処理を開始す る 。
    [0052] (d)ま ず、 1 -→ i と す る 。
    [0053] (e)つ い で 、 1 → j と す る 。
    [0054] (f)し 力 > る後、 プ ロ セ ッ サ 1 0 2 は 、 ス テ ツ プ（b)で与え られて い る 第 1 番目 の交線データ と 交線間の間隔 と を用 いて第 i 番目 の X — Y平面上の交線 C L i を求め る 。
    [0055] (g)第 i 番目 の交線 C L i が求ま れば、 プ ロ セ ッ サ 1 .0 2 は第 j 審目 の三次元曲面の各パッ チ （第 5 図参照） を X — Y平面上に投影 し た投影パッ チ の辺,と 第. i 番目 の交 線 C L i と が交叉す 'る 交叉点の座標値を求め る 。
    [0056] Wい く つかの投影パツ チ の辺 と 第 i 番目 の交線 C L i と の全交叉点の座標値が求ま れば、 各交叉点に対応す る 第 j 番目 の三次元曲面上の ボ イ ン ト の座標値を演算す る （ すな わ ち 、 各交叉点を X — Y平面上の投影点 と す る 第 j 番目 の曲面上の各ボ イ ン ト の座標値を求め る 。 第 6 図は 曲面上のポ ィ ン ト の座標値を演算す る方法説明図で あ る ， 三次元曲面上の所定のパッ チ P ( m , n ) を X — Y平面 上に投影し て な る 四辺 i a , i b ， j a , j bの う ち所定の 2 辺 と 第 i 番目 の交線 C L i と の交叉点を P ^ , P 2 i と し 、 又そ の座標値を （ χ 1 : , y ) , ( x 2 i , y 2 ! ) と し 、 更に交線 C L i が交叉す る 辺 i a の端点を Q , Q2 ' 、 辺 i b の端点を Q3 ' , Q と し 、 点 Q ( i = 1 〜 4 ) に対応す る三次元曲面上のポ イ ン ト を ( i = 1 〜 4 ) 、 各ポ イ ン ト Q i の座標値を （ χ , ， y , , ζ . ) と すれば、 前記交叉点 Ρ t； , P 2； に対応す る 曲面上のポ イ ン ト Ρ 1 ; ' , P2 i ' の z 軸座標値 Z l i , z 2 i は次式
    [0057] z i. = z t + {zz—z (xi;— / ( 2— t)
    [0058] Z 2i = Z 3+ ( Z 4— Z 3) (X2「X3)ノ （X4— X3)
    [0059] に よ り 算出 さ れ る 。 そ し て 、 （ χ 1 ; ， y , ; , z 1 ; ) 並び に （ χ 2； ， y 2 ; , z 2 i ) が曲面上のポ イ ン ト の座標値 と な る 。
    [0060] 以上の手法に よ り 、 全交叉点に対応す る第 〗 番目 の三 次元曲面上のポ イ ン ト の座標値を求め 、 'こ れを曲面記億 メ モ リ 1 0 6 に記億すれば、 第 i 番目 め交線 C.し i に対 ' 応す る断面に よ り 第 j 番目 の三次元曲面を切断 し た と き の断面曲線 s c ^ が求 ま っ た こ と に な る 。
    [0061] (i)つ いで 、 プ ロ セ ッ サ 1 0 2 は全三次元曲面の断面曲 線力 S求 ま っ たか ど う か を チ ： ツ ク す る 。
    [0062] (j)全三次元曲面の断面曲線 （ S C , S C 2 i , S C 3 i • . . 第 3 図 （ B ) , ( C ) ) が求ま っ て い な ければ · j
    [0063] + 1 → j' と し て ス。テ ツ プ（g)以降の処理を繰 り 返す。
    [0064] (k)一方、 全三次元曲面の断面曲線 （ S S C 2 i ,
    [0065] S C 3 , , · · · ) が求ま っ て いれば、 以下の処理に よ り 複合曲面 2 0 1 の断面曲線 S C ; (第 3 図 （ C ) 点線参照） を求め る 。 すな わ ち 、 断面曲線 S C と 断面曲線
    [0066] S C (J + 1 ) i と の交点 R ( j = 1 , 2 , 3 · · · · ) を 演箅す る 。 以上に よ り 、 交点 R ( j = 1 , 2 , · · ) が求 ま れば、 交点 R c i R ^ 間の断面曲線 S C ^ 交点 11 1 2 ! 間の断面曲線 S C 2 i 、 交点 R 2 i R 3 i 間の断面曲 線 S C 3 i , · · ♦ に よ り 第 i 番目 の交線 C L i に対応す る断面曲線 S C ; が特定 さ れ る こ と に な る 。
    [0067] (m)断面曲線 S C i が求ま れば、 全交線 C L i に対応す る 断面曲線を求めたか ど う か を チ ヱ ッ ク す る 。
    [0068] (n)全交線に対応す る 断面曲線が求ま つ て い な け れば i + l → i と し て 、 ス テ ッ プ（e)以降の処理を繰 り 返す。
    [0069] ( し か し 、 全交線に対応す る断面曲線が求ま っ て い れ ば複合曲面生成処理は終了 し た こ と に な る 。 ( B ) 丸味付け処理
    [0070] 半径 R の フ ィ レ ツ ト.面の挿入が'要求 さ れて い る 場合に は 、 以上の処理に よ り 断面曲線 が求ま っ た後、 あ る い は全断面曲線 S C i ( i = l , 2 , · ' · ) が求ま っ て 複合曲面生成処理が終了 し た後に 、 第 7 図に示す流れ図 に従っ た丸味付け処理を行 う 。 尚 、 本発明の丸味付け処 理は大別す る と 、
    [0071] (i)交差部に挿入す る 円弧の半径 を決定す る ス テ ツ プ と 、
    [0072] (ii)交差部に半径 R ' の円弧を挿入す る ス テ ツ プか ら な つ て い る 。
    [0073] (1)交点 P。 （第 1 図参照） に お け る 第 1 曲線 1 1 と 第 2
    [0074] → →
    [0075] 曲線 1 2 の法線べ ク ト ル V i、 V2 を演算す る 。
    [0076] →
    [0077] (2)つ いで 、 V i X V。 と 、 複合曲面を切断す る X Y平面 に垂直な断面 1 3 の法線ぺ ク ト ル . と がな す角度 を演 算す る 。
    [0078] (3) が求ま ればプ.ロ セ ツ サ 1 0 2 は 、 半径 R の丸味付 けが指令 さ れて い る と き には次式
    [0079] R' = (1+1/ I c o s ^ I ) - R/2 (1)
    [0080] に よ り 交差部に挿入す る 円弧の半径 R ' を演算す る 。 尚、 (1}式に よ り 円弧半径を決定す る 理由は以下の通 り で あ る 。
    [0081] さ て 、 第 8 図 （ A ) の平面図に示す よ う に複合曲面 C P S を構成す る第 1 、 第 2 の曲面 1 0 a. , .1 O b の交差 線 C R L が X Y平面に平行な場合、 該交差線 C R L に沿 つ て半径 R の円柱を配置し 、 X Y平面に垂直でかつ交差 線 C R L に垂直の断面で該複合曲面 C P S と 円柱を切断 す る と 切断面は第 8 図 · （ B ) の斜線に示す よ う に な る 。
    [0082] すな わち 、 円柱 C L の中心線は交差線 C R L と 平行で あ る た め円柱 C L の切断面は真円 と な り 、 ポ イ ン ト
    [0083] T 2で第 ； 、 第 2 の切断曲線 1 1 、 1 2 と 接す る 。
    [0084] 従っ て第 1 、 第 2 の曲面 1 0 a , .1 0 b の交差部に半 径 R の丸味付け を入れたい場合に は 、
    [0085] )工具を第 1 の曲線 1 1 に沿 っ て接点 1迄移動 さ せ、
    [0086] (b)つ いで半径 R の円弧 A R C に沿 っ て接点 T ^か ら接点 T 2迄移動 さ せ、
    [0087] (c)し か る後接点 Τ 2か ら第 2 の曲線 1 2 に沿 っ て移動 さ せれば よ い 。
    [0088] 以上は 、 交差線 C R Lが Χ Υ平面に平行の場合で あ る が第 9 図の正面図に示す よ う に交差線 C R L が Χ Υ平面 に平行で な い場合に は 、 X Y平面に垂直な前記断面で切 断す る と 円柱 C L を斜めに切断す る た め該円柱の切断面 は真円に な ら ず楕円に な る （第 1 図 （ C ) 参照） 。
    [0089] 従っ て第 1 、 第 2 の曲面 1 0 a ， 1 0 b の交差部に半 径 R の丸味付け を入れた い場合に は 、
    [0090] (a)工具を第 1 の曲線 1 1 に沿 っ て接点 T3迄移動 さ せ、
    [0091] (b)つ いで楕円外形線 E L P に沿 っ て接点 T 3か ら接点 T 4迄移動 さ せ、
    [0092] (c) し か る後接点 Τ4か ら第 2 の曲線 1 2 に沿 っ て移動 さ せれば よ い 。
    [0093] し か し 、 楕円外形線 E L P に沿 っ て工具を移動 さ せ る 制御は難か し い 。 そ こ で 、 本発明に お て は 、 （1)式で交 ' 差部に揷入す る 円'弧の半径 R ' を求め (a)交差線 C R L 力 S X Y平面に平行の時に は （ <9 = 0 の時に は ） 指令通 り 半径 R の円弧を 交差部に挿入し 、 （b)平行で な い場合に は 楕円の長径 （ - RZ I c o s S I ) と 短径 （ = R ) の平均値を 半径 と す る 円弧を挿入す る よ う に し て い る 。
    [0094] • · · ♦ 以上交差部に挿入す る 円弧半径の決定処理 以上に よ り 、 交差部に挿入 さ れ る 円弧の半径が求ま れ ばプ ロ セ ッ サ は以下の処理に に よ り 円弧を挿入す る 。 尚、 第 1 、 第 2 曲線 （断面曲線） 1 1 、 1 2 は第 1 0 図に示 す よ う に直線近似 さ れ、 交点 P。か ら は じ めて第 1 の曲線 1 1 の始点側に向けて順次存在す る 直線近似点を Ρ ; ( i = 0 , — 1 , — 2 、 ' ♦ ) 、 交点 P。か ら は じ めて第 2 の 曲線 1 2 の終点側に向け て順次存在す る直線近似点を Ρ」 （ ί = 0 、 1 、 2 · · · ) と す る 。
    [0095] (4) ま ず、 0 ■* i , 0 → j と す る 。
    [0096] (5)ついで、 Ρ , — P_s , P i ^ — P^ と す る と 共に P j → P s , P j + i→ Ρ ε と す る 。
    [0097] (6) し 力 > る後、 ポ イ ン ト Ρ _ s と ポ イ ン ト P s閭の距離 D を 求め 、 D と 2 · R ' の大小を判別す る 。
    [0098] (7) D 〉 2 ♦ R で あれば、 半径 R ' の丸味付け は不可能 と し て丸味付け の処理を終了す る 。
    [0099] (8)—方、 D ≤ 2 ♦ R ' で あれば、 半径 R ' の円が直線 P_S P_E と 直線 P s P eの 2 直線に接す る 接点 Ρ_τ , Ρτ を 求め る （第 1 1 図参照） 。 尚、 直線 P— s P _e と は ポ ィ ン ト P_s と ボ イ.ン ト P— ε を通る無限長の直線を意味 し 、 以 後同様で あ る 。 —— 、
    [0100] (9)つ いで 、 接点 Ρ _ τが Ρ _ e〜 Ρ。間に存在す る か を判別 す る 。 すな わ ち 、 Ρ _ε点の H軸方向座標値を （ Ρ_ε ) Η、 接点 Ρ _τ の Η軸方向座標値を （ Ρ_τ ) Η と す る と き 、
    [0101] ( Ρ _ Ε ) Η ≤ ( Ρ _τ ) Ηが成立す る か ど う か を判別す る 。
    [0102] (10)接点 Ρ _τが Ρ _ Ε〜 Ρ。間に存在すれば （第 1 1 図 （ A ) ま たは （ B ) 参照） 、 接点 P τ力 >' P。〜 P ε間に存在す る か ど う か、 換言すれば （ Ρ τ ) Η ≤ ( Ρ Ε ) Η力 > ど う か を判別 す る 。
    [0103] (11)接点 Ρ τが Ρ。〜 Ρ ε閭に存在す る 場合に は （第 1 1 図
    [0104] ( C ) ま たは （ D ) ) 、 接点 Ρ _Τが Ρ_ε〜 P _s間に存在 す る か （第 1 1 図 （ A ) ) 、 及び接点 Ρτが P S〜 PE間に 存在する か （第 1 1 図 （ C ) ) を そ れぞれチ ヱ ツ ク す る 。 (13接点 Ρτ , P _Tがそれ ぞれ第 1 1 図 （ A ) , ( C ) に 示す状態に あれば
    [0105] • · · · P.一 1 — Τ Τ-→Ρ— Τ TΡΤ-*ΡΤΡ j-h 1
    [0106] を丸味付け さ れた通路 と す る 。 一方、 第 図 （ A ) ， ( D ) の状態に あれば
    [0107] • ♦ · · Ρ. ^_7→ _^7→ 7¥ →Ρ .Ρ .. → - · · ·
    [0108] を丸味付け さ れた通路 と し 、 又第 1 1 図 （ B ) 、 ( C ) の状態に あれば
    [0109] Ρ. ,Ρ.→Ρ.Ρ →Ρ ΤΡΤ→ΡΤΡ. —
    [0110] を丸味付（ナ さ れた通路 と し 、 更に第 図 （ B ( D ) の状態に お いて は
    [0111] • · P. ι― 1P.→P. i P— T→Ρ— Τ ΤΡ Τ→ΡΤ ΤΡ j→Ρ j ,Ρ J .+ +11 · · ·、 * ' を丸味付け さ れた通路 と す る 。 以上に よ り 、 丸味付け処 理が終了 し 、 以後次の交差部に お け る 丸味付け処理を 行 う こ と に な る 。
    [0112] (13)ス テ ツ プ（10)に お いて 、 接点 P Tカ>' P。〜 P ε間に存在 し な ければ、 j + 1 — j と し て ス テ ッ プ（5)以降の処理を繰 り 返す。
    [0113] (14)ス テ ツ プ（9)に お いて 、 接点 P _ τ力 P— ε 〜 P。間に存在 し な ければ、 ス テ ツ プ（10) と 同様に接点 Ρ τ力 Ρ。〜 Ρ Ε間に 存在する 力 > ど う 力 > を チ エ ツ ク す る 。
    [0114] (15) Ρ τ力 Ρ。〜 Ρ ε間に存在す る 場合に は i ― 1 — i と し て 、 ス テ ツ プ（5)以降の処理を繰 り 返す。
    [0115] (16) ス テ ツ プ（14)に お いて 、 P，力 S P。〜 P ε間に存在し な け れば、 j + l → i ， i 一 l → i と し て ス テ ッ プ（5)以降の 処理を繰 り 返す。
    [0116] 以上に よ り 全断面曲線 S C i 2 , · · · ) に 対し て丸味付け処理を行え ば、 隣接す る 三次元曲面の境 界部に フ ィ レ ツ ト 面を有す る複合曲面の生成処理が終了 す る 。
    [0117] • · · · 以上交差部への円弧挿入処理
    [0118] ( C ) 複合曲面データ 処理
    [0119] 丸味付け処理 さ れた複合曲面の生成が終了すれば、 プ ロ セ ジ サ 1 0 2 は必要に応じ て該複合曲面データ を 出力 装置 1 0 7 を し て外部記憶媒体 1 0 8 に 出力 し 、 あ る い は複合曲面データ を用 いて複合曲面加工用 の N C プロ グ ラ ム デー タ を作成し て メ モ リ 1- 0 6 に記億 し 、 あ る い は 外部記憶媒体 1 0 8 に 出力す る 。
    [0120] 以上本発明に よ れば、 2 つ の曲面の交差線 C R L が X γ平面に平行の時に は指令通 り 半径 R の円弧が交差部に 挿入で き 、 平行で な い場合に は楕円の長径
    [0121] ( = RZl eo S e | ) と 短径 （ = R ) の平均値を半径 と す る 円弧が挿入で き 、 丸味付け を簡単に 、 し か も 精度 よ く 行 う こ と 力 5で き る 。
    权利要求:
    Claims
    請求の範囲
    1 * 第 1 、 第 2 の 2 つ の曲面の交差部に丸味を付け て複 合曲面を生成す る複合曲面生成方法に お いて 、
    X Y平面に垂直な断面で前記第 1 、 第 2 の曲面を切断 し た と き の第 1 、 第 2 の断面曲線の交点を P。 と し 、 該交 点 P。 に お け る第 1 、 第 2 曲面の法線べ ク ト ル V2 を 求め る第 1 ス テ ツ プ、
    V t X V2 と 前記断面の法線ぺ ク ト ル V と がなす角度 を演算す る 第 2 ス テ ッ プ、 ，
    半径 R の丸味付けが指令 さ れ 'て い る と き 次式
    R' = (1+1/ I c o s ^ I ) · R/2
    に よ り を演算す る 第 3 ス テ ッ プ 、
    交差部に半 g R ' の円弧を.挿入する第 4 ス テ ツ.プ.を有 す る こ と を特徵 と す る 複合曲面生成方法。
    2 . 前記第 4 ス テ ッ プは 、
    第 1 の曲線 と 第 2 の曲線の交点を P。 、 交点 P。か ら は じ め て第 1 の曲線の始点側に向け て順次存在す る 直線近似 点を P； ( i = 0 , — 1 , 一 2 ,、 · · ） 、 交点 Ρ。か ら は じ め て第 2 の曲線の終点側に 向けて順次存在す る直線 近似点を P」 （ i = 0 、 1 、 2 - · ' ) と す る と き 、
    P . — P— s , P . i→ P ε と す る と 共に P . — Ρ Λ , P . . i → Ρε と し （ た だ し 、 i ， j の初期値は零） 、 半径 ^の円 が直線 P— s P_E と 直線 P s P E の 2 直線に接す る 接点 Ρ_τ , Ρ丁 を求め る 第（1)ス テ ツ プ、
    各接点 Ρ— τ , Ρτ力 Sそ れ ぞれ Ρ_ε〜 Ρ。閭、 。〜 ？£閭 に存在す るかを判別す る第（2)ス チ ク プ、
    共に存在す る場合には円弧 P—T PT を交差部に挿入 さ れ る 丸味と す る 第お）ス テツ プ、
    . P _Tが Ρ _ 〜 Ρ。閭に存在し な い場合に は と し 、 P τ力 S P。〜 P ε閭に存在 し な い場合に は
    j + 1 → 3
    と し て第（1)ス テ ツ プ以降の処理を行 う 第（4)ス テ ツ プを有 す る こ と を特徵 と す る 請求の範囲第 1 項記載の複合曲面 生成方法。
    3 ♦ 前記第 4 ス テ ッ プは更に 、
    P_S P S間の距離 D を演算す る第. ）ス テ ツ プ、
    - 該距離 D が 2 · R ' 以上に な っ たか ど う か を チ ェ.ッ ク し 、 2 · R ' 以上に なれば半径 R ' の丸味付け は不可能 と 判定す る （6)ス テ ツ プを有す る こ と を特徵 と する 請求の 範囲第 2 項記載の複合曲面生成方法。
    4 , 前記第（3)ス テ ッ プ ま 、
    接点 P -τが P— ε〜 P _ s閭に存在す る か、 及び接点 P Tが PS〜 P E閭に存在す る か を それぞれチ エ ツ ク す る ス テ ツ プ、
    接点 P— T， Ρτ力 Sそ れ ぞれ Ρ ε〜 P-s間、 Pe〜 P s間に 存在すれば
    を丸味 と す る ス テ ッ プ 、
    接点 Ρ— τが Ρ_Ε〜 P s間に存在し 、 接点 Ρτが Ρε〜 P S 1フ
    間に存在し な ければ
    • · · , P. iP_T→P一 τΡτ→ΡτΡ.→Ρ,Ρ.+1― · ' ·
    を丸味 と す る ス テ ツ 'プ、
    接点 ρ_τが p_e 〜 P_s間に存在せず、 接点 PTが P P s間に存在すれば
    ♦ · · · P.一 , l P.-*P. P— Τ Τ—Ρ― Τ ΓΡΤ—ΡΤ ΓΡ - · · ·
    を丸味 と す る ス テ ク プ、
    接点 Ρ_τ , Ρτ力 sそれ ぞれ p_E 〜 p_s間、 P E 〜 P s閭に 存在し な ければ
    P. ,Ρ ■P. P_T→P_TPT→PTP →Ρ ,Ρ j+1
    を丸味 と す る ス テ 、ジ プを有す る 請求の範囲第 3 項記載の 複合曲面生成方法。
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    公开号 | 公开日
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    JPS6219910A|1987-01-28|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-01-29| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1987-01-29| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1987-03-16| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986904390 Country of ref document: EP |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP60/158583||1985-07-18||
    JP60158583A|JPS6219910A|1985-07-18|1985-07-18|Rounding method|KR8770209A| KR910002445B1|1985-07-18|1986-07-18|복합곡면 생성방법|
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