KR900007162B1

KR900007162B1 - 영역 가공 방법

Info

Publication number: KR900007162B1
Application number: KR1019870700231A
Authority: KR
Inventors: 구니오 다나까; 야스시 오오니시
Original assignee: 후아낙크 가부시끼가이샤; 이나바 세이우에몽
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1986-07-17
Publication date: 1990-09-29
Also published as: EP0229852A1; EP0229852B1; KR880700340A; JPS6219909A; WO1987000650A1; US4823275A; EP0229852A4; DE3687967D1; DE3687967T2

Abstract

내용 없음.

Description

영역 가공 방법

수치 제어 가공으로서는 폐곡선에 의하여 둘러싸인 영역 내부를 소정의 깊이로 천삭하는 가공이나 영역내부를 형삭하는 가공이 있다.

이와 같은 가공에 있어서는 종래 제10도(a)에 나타낸 바와 같이, 일방향(실선 화살표 방향)으로 제(i-1)번째의 절삭 통로 PT_1-1에 따라서 가공을 행하고, 절삭 완료 후 공구를 소정량 상승시키고, 이어서. 이공구를 다음의 제i번째의 절삭 통로 PT₁의 가공 개시점 P_s의 바로 위에 위치 결정하고, 그런 후에, 공구를가공 개시점P_s까지 강하하고, 제i절삭 통로 PT₁에 따라서 실선 화살표 방향으로 공구를 이동시켜서 가공을 행하고, 이후, 이 일방향 절삭을 반복하는 영역 가공 방법이 실시되고 있다.

또, 다른 영역 가공 방법으로서는 제10도(b)에 나타낸 바와 같이, 제(i-1)번째의 절삭 통로 PT_1-1에 따른 절삭 완료 후, 가공 종점 P_e로부터 다음 제i번째의 절삭 통로 PT₁의 가공 개시점 P_s까지 공구를 이동시키고, 그런 후에, 이 제i번째의 절삭 통로 PT_I에 따라서 화살표 방향으로 왕복 절삭하는 영역 가공 방법도 실시되고 있다.

또한, 다른 영역 가공으로서는 제10도(c)에 나타낸 바와 같이 외형 곡선 OLC에 대하여 소정량씩 오프세트한 오프 세트 통로 OFC1,OFC2……OFCn를 구하고, 이 오프 세트 통로에 따라서 공구를 이동시키는영역 가공 방법도 실시되고 있다.

그러나, 제1의 일방향 절삭에 의한 영역 가공 방법에서는 제(i-1)번째의 절삭 통로 PT_I-1에 따른 가공완료 후, 공구를 제i번째의 절삭 통로 PT₁의 가공 개시점 P_s까지 위치 결정하지 않으면 안되므로, 공구의이동 거리가 길어지는 결점이 있다.

또, 제2의 왕복 절삭에 의한 영역 가공 방법에서는 절삭 잔여 부분이 생기며, 이 절삭 잔여 부분을 가공하기 위하여 왕복 절삭 완로 후, 의형 곡선 OLC에 따라서 공구를 이동시키기 않으면 안되며, 왕복 절삭제어와 외형 곡선에 따른 절삭 제어의 양자를 필요로 하므로 제어가 반감하게 되는 결점이 있다. 또, 제2의 방법에서는 제10도(d)에 나타낸 바와 같이 영역 ARo1 凸凹해 있으면, 점선으로 나타낸 위치 결정을 위한 이동이 필요하게 되어 공구의 이동 거리가 길어져서 가공 시간이 길어지는 결점이 있다. 또한 제2의 방법에서는 왕로의 절삭 방법과 복로의 절삭 방법이 다르므로 전체적으로 효율적인 절삭이 블가능한 결점이 있다. 그리고, 여기서 절삭 방법이란 상향 절삭법과 하향 절삭법을 뜻하며, 제11도(a),(b)는 하향절삭법의 예이며, 제11도(c),(d)는 상향 절삭법의 예이다. 워어크의 재료가 결정되면, 상향 절삭법 하향절삭법 중 이 워어크를 효율적으로 절삭할 수 있는 절삭 방법이 결정된다. 그러나, 제2의 방법에서는 꼭상향 절삭법(예를 들면 제1도(a))과 하 절삭법(예를 들면 제11도(c))이 함께 존재하므로 효율적인 절삭이 블가능하다.

또한, 제3의 오프 세트 통로에 따른 영역 가공 방법에서는 외형 곡선의 형상에 따라서는 영역의 중앙부등에 절삭 잔여 부분이 생겨서 이 절삭 잔여 부분 처리가 변잠하게 되는 결점이 있다.

그러므로, 본원 출원인은 상기 종래 방법의 결점을 해결하기 위하여 영역 내부에 거미집 모양으로 공구통로를 정하고, 이 공구 통로에 따라서 공구를 이동시켜서 영역 가공하는 방법을 제안하고 있다(예를 들면 미국 특허 출원 제776,205호 명세서 참조). 제12도(a),(b)는 이와 같은 영역 가공 방법 설명도이다.

이 영역 가공 방법에 있어서는 (a) 폐곡선 OLC로 둘러 싸인 영역 AR을 분할할 필요가 있는지의 여부를 판별하고, (b) 분할할 필요가 없으면(제12도(a) 참조) 영역 AR의 중심 W와 정점 P₁(i=1,2,……7)를 연결하여서 된 선분 L₁∼L₇을 소정의 분할수로 분할하고, (c) 각 선분의 대응하는 분할점 P₁₁→P₁₂→P₁₃→P₁₄→P₁₅→P₁₆(i=1,2,……4)을 순차로 연결하여서 된 폐통로 CPTi를 생성하고, 이 생성한 폐통로에 따라서 공구를 이동시켜서 영역 가공한다.

(d) 한편, 분할할 필요가 있는 경우에는 (제12도(b) 참조) 영역 AR을 복수의 영역 PG₁,PG₂로 분할하고, (e) 각 분할 영역의 중심 W₁,W₂를 연산함과 동시에, 각 분할 영역마다 절입 피치가 허용치 이하이고, 그리고 최대로 되는 분할수를 구하고, (f) 각각의 분할수로 각 분할 영역 PG₁,PG₂의 각 선분 L₁₁∼L₁₅;L₂₁∼L₂₄.를 분할하고, (g) 각 선분의 대응하는 분할점 Q_i1→Q_i2→……Q_i5(i=1,2,……) : R_j1→R_j2→…R_j4(i=1,2,…)를 연결하여서 된 복수의 폐통로 CPAi,CPBj를 각 분할 영역 PG₁,PG₂에 대하여 구하여, 각 폐통로에 따라서 공구를 이동시켜서 영역 가공한다.

그리고, 영역 분할법은 다음과 같다. 즉,(1) 영역의 중심 W를 구하고, (2) 이 중심과 제i번째(i의 초기치는 1)의 정점 P₁를 연결하는 선분이 폐곡선 OLC와 교차하는 지의 여부를 체크하고, (3) 교차하지 않으면 i+1→i로 하여 스텝(2)의 판별처리를 행하며, (4) 교차하면, 다각형 P₁P₂·P_1-1을 제1의 분할 영역PG₁,로 하며, (5) 그런 후에, 다각형 P_IP_I+1…P₁에 대하여 스텝1(1)∼(4)의 처리를 반복하면 영역 AR은 복수로 분할된다. 제12도(b)의 예에서는 다각형 P₁P₂P₃P₄.P₅와 다각형 P₅P₆P₇P₁의 2개의 영역으로 분할된다.

그러나, 이와 같은 거미집 모양의 영역 가공 방법의 영역 분할 방법에 의하면, 단지, 분할 영역의 중심W와 정점 P₁를 연결하는 선분이 폐곡선 OLC와 교차하지 않도록 분할할 뿐이므로 분할 영역이 가느다랗게길게 되는 경우가 발생한다(제12도(b)의 본할 영역 PG₂참조). 여기서, 공구 통로는 (a) 분할 영역의 중심과 이 분할 영역의 정점을 연결하는 선분 중 최대 선분의 선 길이 1를 구하고, (b) 1과 미리 정해져 있는 절입 피치 P를 사용하여 다음 식 P≥1/n을 단축하는 최대의 정수 n을 구하고, (c) 이 정수 n을 분할수로 하여, 각 선분을 n등분하고, (d) 각 선분의 내응하는 분할점을 순차로 연결하여 복수의 통로를 각 분할 영역마다 구하고, 이들 통로를 합성하여 생성된다.

그러므로, 영역이 가느다랗게 길어지면, 제12도(b)에 의하여 명백한 바와 같이, 공구 통로 밀도가 영역이 좁은 부분에서 커지며, 환언하면, 불필요한 공구의 이동이 증가하여 가공 효율이 저하한다.

이상으로써, 본 발명의 목적은 영역 분할에 있어서 가능한 한 가늘고 긴 영역이 발생하지 않게 할 수 있는 영역 가공 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 불필요한 공구의 가동을 적게하여 가공 효율을 향상할 수 있는 영역 가공 방법을 제공함에 있다.

(발명의 개시)

본 발명은 영역을 특정하는 폐곡선으로부터 소정량씩 영역의 내측으로 순차로 오프 세트한 복수의 오프세트 통로에 따라서 공구를 이동시켜서 영역 내부를 가공하는 영역 가공 방법이다.

이 영역 가공 방법에 있어서는 폐곡선으로 둘러싸인 영역을 분할할 것인가의 여부를 판별하고, 분할할 필요가 있는 경우에는 미리 설정해 놓은 분할의 적합도를 나타낸 평가 함수를 사용하여 임의의 2개의 정점을1조로 하고, 모든 조의 분할의 적합도를 구하여 적합도가 가장 높은 조의 2개의 정점 사이를 연결하는 직선으로 영역을 분할하고, 분할된 각 영역에 대하여 같은 처리를 행하여, 최종적인 분할 영역에 의하여, 공구통로를 결정하고, 이 공구 통로에 따라서 공구를 이동시켜서 영역 가공한다.

(발명의 최선 실시 형태)

제1도는 본 발명의 개략 설명도로서, 동도(A)는 영역을 분할할 필요가 없는 경우의 설명도, 동도(B)는영역을 분할할 필요가 있는 경우의 설명도이다.

도면 중,OLC는 폐곡선, AR은 폐곡선으로 들러싸인 영역, W는 영역의 중심, P₁∼P₇은 영역의 정짐,P_ij,Q_ij,Q_ij는 분할점, L₁∼L₇은 선분, PG₁∼PG₂는 분할 영역,W₁∼W₂는 각 분할 영역의 중심이다.

먼저, 폐곡선 OLC로 둘러 싸인 영역 AR을 분할할 것인지의 여부를 판별한다. 그리고, 영역 AR의 중심W가 이 영역의 외부에 존재할 때, 또는 중심 W가 영역 내부에 존재하는 경우로서, 중심 W와 정점 P₁∼P₇을 연결하는 선분이 폐곡선 OLC와 교차할 때, 영역의 분할이 필요하다고 판정한다.

영역 AR을 분할할 필요가 있는 경우에는(제1도(b) 참조) 미리 설정해 놓은 분할의 적합도를 나타낸 평가 함수를 사용하여 2개의 정점을 1조로 하여 모든 조의 분할의 적합도를 구하고, 적합도가 가장 높은 조의2개의 정점 P₅,P₇사이를 연결하는 직선으로 영역 AR을 분할한다.

그런 후에, 분할된 각 영역 PG₁,PG_2에대하여 상기 분할의 필요성의 판단, 분할이 필요한 경우에 있어서의 상기 평가 함수를 사용한 분할 처리를 분할의 필요가 없어질 때까지 반복한다.

그리하여, 분할 처리가 종료하면, 각 분할 영역 PG₁,PG₂마다 절입 피치가 최대로 되도록 본할수를 구함과 동시에, 각 분할 영역의 중심 W₁,W₂와 정점을 연결하는 선분 L₁₁∼L₁₆;L₂₁∼L₂₃을 이 분할수로 분할하고, 각 분할 영역에 있어서의 분할점을 고려하여 공구 통로를 구하고, 이 통로에 따라서 공구를 이동시켜서 영역 가공한다.

제2도는 본 발명에 관한 영역 가공 방법을 실시하는 NC 장치의 블록도, 제3도는 처리의 흐름도이다. 다음에, 제1도 내지 제3도에 따라서, 본 발명의 영역 가공 방법을 설명한다.

NC 테이프 또는 메모리(이하 NC 테이프라 한다)(101)의 적소에는 영역 가공에 필요한 영역 가공 데이터가 기록되어 있다. 즉 NC테이프(101)에는 통상의 수치 제어 데이터에 가하여 영역 가공 명령과 영역의 정점 P₁∼P₇의 위치 좌표치(x_J,y_j)와 원호의 반경 y_J(제1도의 예에서는 원호는 존재하지 않음)와, 마무리값 t와, 절임 피치 P와 절삭 속도 P와, 영역 가공 데이터의 끝을 식별시키기 위한 데이터가 기록되어 있다. 그리고, 정점의 위치와 원호의 반경은 예를 들면 조로서(x_j,y_j,r_j) 형식으로 지령되며, 직선의 경우에는r_J=0으로서 지령된다. 따라서, 제1도에 나타낸 영역 AR의 영역 가공에 있어서는

에 의하여 영역이 특정된다.

(1) 조작반(102)상의 사이클 스타아트 버튼을 압압하여 기동을 걸면, 프로세서(103)는 NC데이터 판독장치(104)로 하여금 1블록분의 NC데이터를 NC테이프(101)로부터 판독케한다.

(2) 이어서, 프로세서(103)는 ROM(105)에 기억되어 있는 제어 프로그램의 제어하에서 그 판독한 NC데이터를 디코우드하고,이 NC데이터가 프로그램 엔드 "M02" 또는 테이프 엔드 "M30"을 나타낸 데이터인지의 여부를 판별한다.

그리하여, 프로그램 엔드 또는 테이프 앤드이면, 처리를 정지한다.

(3) 엔드 데이터가 아니면, 프로세서는 NC데이터가 영역 가공 지령인지의 여부를 체크한다.

(4) NC데이터가 영역 가공 지령이 아니고 통로 데이터이면 통로 처리를 행하고, 또 NC데이터가 기계측으로 출력할 M-,S-,T- 기능 명령이면 이를 강전 회로(107)를 통하여 공작 기계(108)에 입력한다.

그런데, 프로세서(103)는 NC데이터가 통로 데이터이면 각 축 인크리멘탈치 Xi,Yi,Zi와 이송 속도 F에의하여 단위 시간 △T 당의 각 축 이동량 △X,△Y,△Z를 구하고, 펄스 분배기(106)에 입력한다.

펄스 분배기(106)는 입력 데이터에 의하여 동시 3축의 펄스 분배 연산을 행하여 분때 펄스 XP,YP,ZP를발생하고 이를 각 축의 서어보 회로(110X,110Y,110Z)에 출력하여 공구를 절삭 통로에 따라서 이동시킨다.

또 프로세서(103)는 △T마다 RAM(111)에 기억되어 있는 현재 위치 Xa,Ya,Za를 다음식에 의하여

갱신하며(부호는 이동 방향에 의존한다), 동일하게, △T초마다 RAM(111)에 기억되어 있는 잔여 이동량Xr,Yr,Zr(Xr,Yr,Zr의 초기 값은 인크리멘탈치 Xi,Yi,Zi이다)를 다음식에 의하여

갱신한다. 그리고 프로세서(103)는

으로 되면, 가동부가 목표 위치에 도달한 것으로 하여 NC데이터 판독 장치(104)로 하여금 다음 NC데이터를 판독케 한다.

(5) 한편, NC테이프(101)로부터 판독된 NC데이터가 영역 가공 지령이면, 프로세서(103)는 영역 가공데이터의 끝을 나타낸 코우드가 판독될 때까지 영역 가공 데이터를 NC데이더 판독 장치(104)로 하여금 판독케 하여 RAM(111)에 격납한다.

(6) 프로세서(103)는 NC데이터가 판독될 때마다 그 NC데이터가 영역 가공 데이터의 끝을 나타낸 코우드인지의 여부를 체크한다.

(7) NC데이터가 영역 가공 데이터의 끝이면, 다음에 프로세서(103)는 폐곡선(외형 곡선) OLC로부터 공구 반경 ra와 마무리 값 t를 가산한 거리 D(=ra+t)만큼 오프 세트한 곡선을 연산한다. 그리고 공구 반경ra는 공구 변호와 공구 반경과의 대응을 기억하는 오프 세트 메모리(112)로부터 지령 공구 번호에 대응하는반경치를 판독함으로써 얻어진다.

또 오프 세트 곡선은 다음의 처리에 의하여 구해진다. 즉, 제4도에 나타낸 바와 같이, 폐곡선 OLC를특정하는 2개의 직선을 S1,S2로 하면, 직선 S1,S2로부터 각각 거리 D단큼 떨어진 직선 S1',S2'를 구하고,직선 S1',S2'의 교점 P2를 구하면, 이 교점 P2가 오프 세트 곡선을 특정하는 하나의 포인트로 된다. 따라서, 이하 동일하게 하여, 교점을 구하여, RAM(111)에 기억하면, 오프 세트 곡선이 구해지게 된다. 그리고, 설명의 편의상, 제1도에는 오프 세트 곡선은 나타나 있지 않으나, 이 후, 폐곡선 OLC를 오프 세트곡선으로 간주하여 설명한다.

(8) 이어서, 프로세서(103)는 폐곡선(오프 세트 곡선) OLC에 원호 부분이 있으면, 이 원호 부분을 직선근사한다.

그리고, 직선 근사 처리에 있어서는 원호 부분과 직선 사이의 최내 거리가 영역 가공 데이터로서 주어진 절입 피치 P 이하로 되도록 한다. 제5도는 이와 같은 직선 근사 처리 설명도이다.

제5도(a)에 나타낸 바와 같이, 원호 A1의 내측을 영역 가공할 경우, 이 원호 A1과 직선(현) LN 사이의 최내 거리 d는 원호 반경을 r, 현 LN의 중심각을 θ로 하면,

로 된다. 따라서, d≤P로 되는 중심각 θ, 환언하면,

를 반속하는 θ을 구하고, 이 θ로 원호 A1의 의 중심각 ∮를 분할하여 각 분할점의 좌표치를 RAM(11)에기억하면, 원호 부분의 직선 근사 처리가 종료한다.

또, 제5도(b)에 나타낸 바와 같이, 원호 A1의 외측을 영역 가공할 경우에는 원호 A1과 직신 LN 사이의 최대 거리 d는

로 된다. 따라서, d

P로 되는 각도 θ, 환언하면

을 충족하는 θ을 구하고, 이 θ에 의하여 원호 부분을 직선 근사하는 포인트 Ri를 구하여 RAM(111)에 기억하면, 직선 근사 처리가 종료한다.

(9) 직선 근사 처리가 종료하면, 프로세서(103)는 직선 근사된 오프 세트 곡선에 의하여 둘러 싸인 영역의 중심 W를 구한다.

그리고, 영역의 중심 W는 다음의 처리에 의하여 연산된다. 여기서, 제6도에 나타낸 영역 PG의 중심을 구한다고 하면, 이 영역 PG를 복수의 3각형 TR1∼TR3로 분해하여, 각 3각형의 중심 W₁₁∼W₁₃과 면적SQ₁∼SQ₃를 연산한다. 이어서, 중심 W₁₁과 중심W₁₂를 연결하는 선분 W₁₂W₁₁을 SQ₁: SQ₂면적비)로 분할하는 포인트 W₂₁을 구한다. 단 포인트 W₂₁은 4변형 P₁P₂P₃P₄의 중심이다. 그리하여, 포인트W₂₁을 산출후 선분·W₁₃W₂₁을 면적비(SQ₁+SQ₂) : SQ₃로 분할하는 포인트 W를 구하면, 이 포인트 W가 영역 PG의중심으로 된다.

(10) 이상으로부터, 영역의 중심 W가 구해지면, 이 중심 W가 영역 AR의 외부에 존재하는 지의 여부를체크한다. 그리고, 중심 W가 영역의 외부에 존재하는 지의 여부는 시계 바늘 방향 각도를 정 또는 부로하여

를 구하고,(i) a=0인 때, 중심은 영역 외부에 존재하는 것으로 하고,(ii) a=2π인 때, 중심은 영역 내부에 존재하는 것으로 하고,(iii) 0

a

2π인 때, 중심은 영역 경계선 상에 존재하는 것으로 판정한다.

제7도(a)는 중심 W가 명역 외부에 존재하는 예로서,(9)식에 의하여 얻어지는 각도의 총합 a는 영으로됨을 이해할 수 있다.

(11) 중심W가 영역 내부에 존재할 경우에는 중심 W와 영역의 각 정점 Pi(i=1,2,…7)를 각각 연결하는각 선분 Li(i=1,2,…7)가 페곡선 OLC와 교차하는 지의 여부를 체크한다. 그리고, 교차하는 지의 여부는시계 바늘 방향의 각도를 정 또는 부로 했을 때, 각도 P₁WP₁₊₁(i=1,2,…n)의 부호를 체크하고, 모두 동일 부호인 때에는 전 선분(L₁∼L₇)은 폐곡선 OLC와 교차하지 않는 것으로 판정하고, 부호가 다른것이 있으면, 적어도 1본의 선분이 폐곡선과 교차하는 것으로 판정한다.

제7도(b)는 하나의 선분이 폐곡선 OLC와 교차하는 영역 형상예로서, 각도 P₅WP₆만이 시계 바늘 방향 각도로 되어 있다. 그리하여, 중심 W와 정점 P₆를 연결하는 선분 L₆가 폐곡선 OLC와 교차해 있다.

(12) 전 선분 L₁∼L₇이 폐곡선 OLC와 교차하지 않으면(제1도(A) 참조), 각 선분 L₁∼L₇중 가장 긴선분의 선 길이 1를 구하고, 그런 후에 다음 식 P≥1/n을 만족하는 최내의 정수 n를 구하여, 이 정수 n을 분할수로 한다.

(13) 각 선분 L₁∼L₇을 n분할하는 분할점

의 좌표치를 구하고, RAM(111)에 기억한다.

(14) 각 선분의 분할점의 좌표치가 구해지면, 이 각 선분의 대응하는 분할점

을 연결하여서 된 복수의 폐통로 CPT₁,CPT₂,……CPT₄를 생성한다.

(15) 폐통로가 생성되면, 프로세서(103)는 이 생성된 폐통로에 따라서 공구를 이동시키고, 맨 나중에 폐곡선(오프 세트 곡선) OLC에 따라서 공구를 이동시켜서 영역 AR의 가공을 행한다.

즉, 프로세서(103)는 RAM(111)에 기억되어 있는 제1폐통로 CPT₁의 시점 P₁₁의 좌표치를 사용하여 공구를 초기 위치로부터 이 시점 P₁₁에 어프로우치 시키기 위한 수치 데이더(초기 위치와 시점 P₁₁사이의 인크리멘탈치)를 구하고, 이 인크리멘탈치를 사용하여 상기의 통로 처리를 실행한다. 그리하여, 어프로우치 완료 후, 프로세서는 공구를 제1폐통로 CPT₁에 따라서 포인트 P₁까지 절삭 보내기로 이동시키고, 이후순차로 공구를 제1폐통로 CPT₁에 따라서 P₁₂→P₁₃……→P₁₇→P₁₁,로 이동시켜 절삭을 행한다. 제1폐통로에 따른 절삭이 종료하면, 포인트 P₂₁에 공구를 절삭보내기로 시프트시키고(P₁₁→P₂₁), 이후 동일하게, 제2폐통로 CPT₂, 제3폐통로,…에 따른 절삭을 행하고, 맨나중에, RAM(111)에 기억되어 있는 오프 세트 곡선을 특정하는 데이터에 따라서 공구를 이 오프 세트 곡선에 따라서 이동시키면, 영역 가공 처리가 종료한다. 이후 다음의 NC데이터를 NC데이터로부터 판독하여 상기 처리를 반복한다.

그리고, 절삭에 있어서는 공구의 이동 순서가 CPT₁→CPT₂→……→CPTn로 되는 경우에 대하여 설명하였는데, CPTn→……→CPT₂→CPT₁의 순서로 가공할 수도 있다.

(16) 한편, 중심이 영역의 외부에 존재할 경우 또는 중심과 정점을 연결하는 선분이 폐곡선 OLC와 교차할 경우(제1도(b) 참조)에는 영역 AR을 복수의 영역으로 분할한다.

즉, 영역의 임의의 2개의 정점을 1조로 하여, 모든 조에 대하여 분할 적합도를 평가 함수를 사용하여 연산한다. 그리고, 이 평가 함수에 의한 분할 적합도는 2개의 정점 P_iP_j사이의 거리가 작을수록 커지며, 또정점 P_i,P_j에 있어서의 영역 사이의 각도(영역측 내각이라 한다)가 클수록 커지며, 또한, 상기 각 영역측내각의 2등분선과 직선 P_i,P_j가 이루는 각도가 작을수록 커지도록 미리 특정되어 있다. 예를 들면,. 정점P_i,P_J를 조로 하는 평가 함수 F(i,j)는 다음 식

으로 표현된다. 단, F'(i,j)는 제8도(a)를 참조하여 정점 P_i,P_j사이의 거리를 1, 정점 P₁에 있어서의 2등분선 S_a와 선분 P_I-1P₁가 이룬 각도를

₁(영역측 내각의 1/2),2등분선 S_a와 선분 P₁P_j가 이룬 각도를 θ_ij로 하면 (i) θ_ij

θ_i로, 그리고 선분 P₁P_J가 폐곡선 OLC와 교차하지 않을 때,

로 되며,(ii) θ_ij

θ_i또는 선분 P_i,P_j가 폐곡선 OLC와 교차할 때 F'(i,j)=0로된다.

그리고,θ_u

θ_i로 되는 경우를 제8도(b)에 나타내고 있다.

(17) 스템(16)에 있어서, 전체 조의 분할 적합도가 구해지면, 최대의 분할 적합도를 갖는 조를 구한다.그리고, 분할 적합도가 구해질 때마다 이제까지의 최대 분할 적합도와의 대소를 판별하여, 큰 쪽을 현재까지의 것 중에서 최대의 분할 적합로로 간주하고, 이후 순차로 동일한 처리를 행하여 최대의 분할 적합도를 갖는 조를 구할 수도 있다.

(18) 최대의 분할 적합도를 갖는 조가 얻어지면, 이 조의 2개의 정점 P_iP_j를 연결하는 직선에 의하여 영역 AR을 2개의 영역으로 분할한다. 그리고, 상기 평가 함수에 의한 분할 적합도는 제8도(c)에 나타낸 바와 같이 좁아진 부분 P_i,P_j를 조로 할 경우에 최대로 되며, 이 좁아진 부분에서 분할된다.

따라서, 제1도(b)에 나타내는 경우에는 정점 P₅,P₇의 조로 분할 적합도가 최대로 되며, 종래와 같이(제12도(b) 참조) 분할 영역 PG₂,PG₂의 형상은 가늘고 길게 되지 않는다.

(19) 이후 분할 영역 PG₁,PG₂의 각각에 대하여 스텝(10)(11)의 처리를 행하고, 또한분할할 필요가 있는지의 여부를 체크한다. 그리하여, 분할할 필요가 있으면, 스텝(16) 이후의 처리를 반복한다.

(20) 영역의 분할 처리가 종료하면, 프로세서(103)는 각 영역 PG₁,PG₂에 의하여 공구 통로를 생성한다.다음에, 제9도를 참조하여 공구 통로 생성 처리를 설명한다.

영역 PG₁,PG₂의 중심 W₁,W₂와 인접하는 2개의 영역의 경계선 B₁(=B₁)의 중점 M₁(=M₁)를 연산한다.그리고, 중심 W₁,W₂와 중점 M₁을 순차로 연결하여서 된 곡선은 기선 BSL이라 한다.

(21) 그런 후에, 프로세서(103)는 각 영역 PG₁,PG₂마다 중심과 정점을 연결하는 선분(S₁₁∼S₁₆: S₂₁∼S₂₄)중 최대의 길이를 갖는 선분을 구한다. 제9도의 예에서는 영역 PG₁에 대하여는 선분 S₁₆이 최대 길이로 되며, 영역 PG₂에 대하여는 선분 S₂₃이 최대 길이로 된다.

(22) 이어서, 프로세서는 최내 선분 S₁₆을 등분할 하여서 된 분할 선분의 길이가 절입 피치 P 이하로 이절임 피치에 가장 가까운 값으로 되는 분할수 N1을 구하고, 이어서 동일하게 최대 선분 S₂₃에 대하여는 분할 수 N2를 구한다. 즉, 프로세서(103)는 각 최대 선분마다 분할수 Ni(i=1,2,…)을 구한다.

그런 후에, 프로세서(103)는 최대의 분할수 M과 최대의 영역을 구한다. 제9도의 예에서는 M=10에서최내의 영역은 PG₁이다.

(23) 이어서, 프로세서(103)는 최대의 영역에 인접하는 영역의 분할수 Ni중 최대의 분할수 m을 구한다.제9도의 예에서는 인접하는 영역은 PG₂밖에 없으므로, 이 영역의 분할수가 m으로 되어 m=4이다.

(24) m이 구해지면, 최대의 영역 PG₁의 중심W₁과 정점 P₁₁∼P₁₆을 연결하는 선분 S₁₁∼S₁₆을 M등분하고, 또, 이 최대의 영역 PG₁에 인접하는 영역 PG₂의 중심 W₂와 정점 P₂₁∼P₂₄를 연결하는 선분 S₂₁∼S₂₄를각각 m 등분하며, 그리고 경계선 B₁(=B₁)의 중점 Mi(=M₁)와 이 경게선의 2재의 단점 P₁₄,P₁₅를 연결하는 중선 B₁₁, B₁₂을 각각 m등분한다.

(25)각 분할점이 구해지면, 프로세서(103)는 최대의 영역 PG₁의 중심 W₁과 정점 P₁₁∼P₁₆을·연결하는 선분 S₁₁∼S₁₆중 중심축의 대응하는 분할점 Q₁₁→Q₁₆→Q₁₅→Q₁₄→Q₁₃→Q₁₂(i=1,2,…5)을 순차로 연결하여서 된(M-m)캐의 폐통로 LP₁∼LP₅(제9도(b) 참조)를 생성한다.

(26) 그런 후에, 프로세서는 최대의 영역 PG₁의 중심 W₁과 중점 M₁을 연결하는 선분W₁M₁을 등분하여, 중점측으로부터 세어서 m번때의 분할점 K₁(=K₁)을구한다(제9도(a) 참조).

(27) 분할점 K₁이 구해지면, 프로세서는 K₁점과 상기 중점 M₁에 의하여 2분되는 경계선 B₁의 2개의 단점 P₁₄,P₁₅를 연결하는 2개의 선분 BL₁, BL₂를 각각 m 등분하는분본할점 q₁₁∼q₁₃,q₂₁∼q₂₃을 구한다.

(28) 그런 후에, 프로세서(103)는 각 영역의 중심과 정점을 연결하는 선분 S_ij(S₁₁∼S₁₆,S₂₁∼S₂₄)와 K₁(=K₁)점과 단점 P₁₄,P₁₅를 연결하는 2본의 선분 BL₁,BL₂와 각 중선 B₁₁,B₁₂의 각각 대응하는 분할점을 순차로 연결하여 m재의 폐통로 CP₀∼CP₃(제9도(b) 참조)를 생성한다. 단 폐통로 CP₀는 Q₆₁→Q₆₆→Q₆₅→K₁→M₁→W₂→M₁→K_I→Q₆₄→Q₆₃→Q₆₂→Q₆₁로 된다. 또, CP₁은 Q₇₁→Q₇₆→Q₇₅→q₁₁→m₁₁→R₁₄→R₁₃→R₁₂→R₁₁→m₂₁→q₂₁→Q₇₄→Q₇₂→Q₇₁로 되며, 또, 폐통로 CP₂은 Q₈₁→Q₈₆→Q₈₅→q₁₂→m₁₂→R₂₄→R₂₃→R₂₂→R₂₁→m₂₂→q₂₂→Q₈₄→Q₈₃→Q₈₂→Q₈₁로 되며, 이하 동일하게 폐통로 CP₃이 생성한다. .

(29) 이상에 의하여 각 폐통로 LP₁∼LP₅및 폐통로 CP₀∼CP₃가 구해지면 프로세서(103)는 (a) 먼저 W₁으로 공구를 이동시키고,(b) 이어서, 폐통로 LP₁→LP₂→LP₃→LP₄→LP₅→CP₀→CP₁→CP₂→CP₃에 따라서공구를 이동시키고, (c) 맨 나중에, 오프 세트 곡선 OFC에 따라서 공구를 이동시키면, 영영AR의 가공이 종료한다.

따라서, 프로세서(103)는 상기 처리에 의하여 RAM(111)에 기억되어 있는 기선 BSL의 시점 W₁의 좌표치를 사용하여 공구를 초기 위치로부터 이 시점 W₁에 어프로우치시키기 위한 수치 데이터(초기 위치와 시짐 W₁사이의 인크리엔탈치)를 구하고, 이 인크리멘탈치를 사용하여 통상의 통로 제어를 실행한다.

그리하여, 어프로우치 완료 후, 프로세서(103)는 공구를 포인트 Q₁₁에 이동시킨 후, 제1의 폐통로 LP₁에 따라서 절삭 보내기로 이동시키고, 이후 동일하게 순차로 공구를 LP₂,LP₃,……LP₅,CP₀,CP₁,……CP₃에 따라서 이동시켜서 절삭을 행한다.

그리하여, 맨 나중에, RAM(111)에 기억되어 있는 오프 세트 곡선·OFC를 특정하는 데이터에 따라서 공구를 오프 세트 곡선 OFC에 따라서 이동시키면 영역 가공 처리가 종료한다. 이후, 다음의 NC데이터를NC데이프로부터 판독하여 상기 처리를 반복한다.

그리고, 절삭에 있어서, 공구의 이동 순서 가 LP₁→LP₂→……→LP₅→CP₀→CP₁→CP₂→CP₃의 경우에 대하여 설명하였는데, 그 반대이어도 무방하다.

또, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니며, 상기 방법에 의하여 영역 가공을 위한 공구 통로 데이터를 포함한 NC테이프(NC데이터)를 생성하고, 이 NC데이터를 NC장치에 입력하여 영역 가공하도록 구성할수도 있다.

이상, 본 발명에 의하면, 영역 분할에 있어서, 가능한한 가들고 긴 영역이 생기지 않게 되며, 따라서, 불필요한 공구의 가동이 적어져서 가공 효율을 향상할 수가 있다.

본 발명은 영역 가공 방법에 관한 것으로. 특히 폐곡선에 둘러 싸인 영역을 복수의 영역으로 분할하여 영역 내부를 가공하는 영역 가공 방법에 관한 것이다.

제1도는 본 발명의 영역 가공 방법의 개략 설명도.

제2도는 본 발명을 실시하는 NC 장치의 블록도.

제3도는 본 발명의 영역 가공 방법의 처리의 흐름도.

제4도는 오프 세트 곡선의 산출 설명도.

제5도는 원호 부분을 직선 근사하는 방법의 설명도.

제6도는 중심 산출법 설명도.

제7도(a)는 중심이 영역 외부에 존재할 경우의 영역 형상에, 제7도(b)는 중심과 정점을 연결하는 선분이 폐곡선과 교차할 경우의 형상에,

제8도는 영역 분할의 설명도.

제9도는 영역을 복수의 영역으로 분할할 경우의 영역 가공 방법 설명도.

제10도는 종래의 영역 가공 방법 설명도.

제11도는 상향 절삭법 및 하향 절삭법의 설명도.

제12도는 이미 제안되어 있는 거미집 모양 영역 가공 방법 설명도이다.

Claims

폐곡선으로 둘러싸인 영역내부를 가공하는 영역 가공방법에 있어서, 이 폐곡선으로 둘러싸인 영역을분할할 것인지의 여부를 판별하는 제1스템, 영역을 분할할 필요가 있는 경우에는 미리 설정해 놓은 분할의적합도를 나타낸 평가 함수를 사용하여 2개의 정점을 1조로 하여 모든 조의 분할의 적합도를 구하는 제2스텝, 적합도가 가장 높은 조의 2개의 정점 사이를 연결하는 직선으로 영역을 분할하는 제3스텝, 분할된 각영역에 대하여 상기 분할의 필요성의 판단, 분할이 필요한 경우에 있어서의 상기 평가 함수를 사용반 분할처리를 분할의 필요성이 없어질 때까지 반복하는 제4스텝. 분할 영역에 의하여 공구 통로를 결정하고, 이공구 통로에 따라서 공구를 이동시켜서 영역 가공하는 제5스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 영역 가공 방법.
· 제1항에 있어서, 상기 공구 통로 결정의 제5스텝은, 각 분할 영역마다 절입 피치가 허용치 이하이고, 그리고 최대로 되도록 분할수를 구함과 동시에, 각 분할 영역의 중심과 정점을 연결하는 선분을 이 분할 영역에 따른 분할수로 분할하는 스텝, 각 분할 영역에 있어서의 대응하는 분할점을 순차로 연결하여서된 공구 통로를 생성하는 스팁텝을 갖는 것을 특징으로 하는 영역 가공 방법.
제1항에 있어서, 상기 평가 함수에 의한 적합도는 2개의 정점 P_I,P_j사이의 거리 1이 작을수록 커지며, 또 정점 P_i,P_j에 있어서의 영역측의 각도가 클수록 커지며, 또한 상기 각 각도의 2등분선과 직선 P_iP_j가 이룬 각도가 작을 수록 커지도록 그 평가 함수를 결정함을 특징으로 하는 영역 가공방법.
제1항에 있어서, 상기 제1스텝은 영역의 중심을 구하는 스텝, 이 중심이 영역의 내부에 존재하는지의 여부를 체크하는 스텝, 중심이 영역 내부에 존재할 경우에는 중심과 영역의 정점을 각각 연결하는 선분이 폐곡선과 교차하는 지의 여부를 체크하는 스텝, 중심이 영역의 외부에 존재할 때, 또는 중심이 영역내부에 존재할 경우로서 중심과 정점을 연결하는 선분이 폐곡선과 교차할 때 영역의 분할이 필요하다고 판정하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 영역 가공방법.