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JP3242162B2 - Nc加工法 - Google Patents

Nc加工法

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JP3242162B2
JP3242162B2 JP24563192A JP24563192A JP3242162B2 JP 3242162 B2 JP3242162 B2 JP 3242162B2 JP 24563192 A JP24563192 A JP 24563192A JP 24563192 A JP24563192 A JP 24563192A JP 3242162 B2 JP3242162 B2 JP 3242162B2
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JP
Japan
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curve
point
points
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distance
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JP24563192A
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English (en)
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JPH0675621A (ja
Inventor
克巳 石川
哲 神吉
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0675621A publication Critical patent/JPH0675621A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、少ない数のサンプリ
ングポイント(データ)を用いて直線と滑らかな円弧で
近似し、元の図形を再現できるようにしたNC加工法に
関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の加工法に用いられているサ
ンプリングポイントの選定方法の説明図である。元の図
形の曲線上の任意の1点P1から曲線上を移動する点P
kを想定し、P1とPkを結ぶ線分P1Pkと曲線と
の距離(D)が予め設定したトレランス(L)と等しく
なるか最も近くなるような点Pkにサンプリングポイン
トP2が作成される。次に、点PkをP2から曲線上を
移動させP2とPkを結ぶ線分P2Pkと曲線との距
離(D)が予め設定したトレランス(L)と等しくなる
ような点PkにサンプリングポイントP3が作成され
る。同様にして、線分と曲線間の距離(D)=トレラン
ス(L)となるサンプリングポイントP3〜Pnが次々
に作成され、元の曲線上にP1〜Pnのn個のサンプリ
ングポイントが選定される。
【0003】図4および図5は従来の加工法に用いられ
ている代表的な近似方法の説明図である。図4は3点円
弧近似法であり、連続する2個のサンプリングポイント
P1P2間は連続する3ポイントP1〜P3を通る円
弧(中心c1、半径r1の円弧)で近似され、P2
3間は次の連続する3ポイントP2〜P4を通る円弧
(中心c2、半径r2の円弧)で近似される。同様にし
て以降も、2点間を連続する3個のサンプリングポイン
トを通る円弧で近似され、P1〜Pn間の曲線が作成さ
れ、元の図形が再現される。
【0004】図5は4点円弧近似法であり、P2P3
間は中心C2、半径R2の円弧と、中心C3、半径R3
の円弧の2つの円弧で近似される。C2、C3ならびに
R2、R3は次式から求めることができる。
【0005】
【数1】
【数2】
【数3】
【0006】同様にして以降も、近似の対称となる2個
のサンプリングポイントと1つ手前のポイントを含む3
点を通る円弧および近似の対称となる2個のサンプリン
グポイントと1つ後のポイントを含む3点を通る円弧の
2個の円弧で近似され、P1〜Pn間の曲線が作成さ
れ、元の図形が再現される。
【0007】図4の3点円弧近似法および図5の4点円
弧近似法のいずれの場合においても、2点間の近似を3
点間を通る円弧で行われるのが基本であるが、一般的に
3点円弧近似法は比較的少ないポイント(データ)数で
元の図形を再現することができる特徴があり、4点円弧
近似法は比較的多くのポイント(データ)数で図形を再
現し、しかも同一近似区間を2個の円弧で構成してその
中から適正なものを選択することができるので、元の図
形により近い図形を再現できる特徴がある。なお、近似
する円弧の半径rがある一定の値(R)を超える場合に
は、2点間の近似は直線で行われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のNC加工法は、
3点円弧近似法のように少ないサンプリングポイント
(データ)数で元の図形を再現できるが、近似した円弧
間で急激に変化がある場合などは、再現した図形が滑ら
かさに欠ける等の課題がある。また、4点円弧近似法の
ように近似する区間は2個の円弧の内から最適なものを
選択できるため、ポイント(データ)間の接続は滑らか
で元の図形と形状差の少ない図形を再現できるが、ポイ
ント(データ)数が多くなり、作成する円弧、直線の数
が多くなる等の課題がある。
【0009】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、その目的は少ないポイント(デー
タ)数で、元の図形に限りなく近い図形を再現するNC
加工法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るNC加工法は、被加工物の加工目標とな
る形状を表す元の図形を直線または円弧を用いて近似的
に再現してNCデータを作成し、NCデータから成るN
C指令で被加工物を加工するNC加工法において、元の
図形の曲線上の複数のサンプリングポイントを、隣り合
うサンプリングポイント間を結んだときの線分と曲線の
距離と予め設定したトレランスが等しくなるように構成
し、曲線上のサンプリングポイントのうち隣り合う2つ
のサンプリングポイント間の距離に対する2つのサンプ
リングポイントの一方と、これに隣り合う別のサンプリ
ングポイント間の距離の比が設定値以上の場合に、一方
のサンプリングポイントと別のサンプリングポイントと
の間に新たな近似のためのサンプリングポイントを設け
ることを特徴とする。
【0011】また、この発明に係るNC加工法は、前記
連続する2個のポイントの接線角度の差が予め設定され
た値を超える場合には、該当する2ポイント間を4点円
弧近似法を用いて、2つの円弧で近似することを特徴と
する。
【0012】
【作用】この発明の請求項1に係るNC加工法は、曲率
の大きな曲線部分に対して、曲率の大きな曲線の長さと
その前または後に続く曲線長さとの比に対応した距離を
有する新たなサンプリングポイントを曲率の大きな曲線
を構成する2個のポイントの前または後の位置に設ける
ことができる。従って、曲率の大きな部分のみに新たな
サンプリングポイントを追加するので、ポイント(デー
タ)数の最小限の追加で元の図形に限りなく近い図形を
再現することができる。
【0013】また、この発明の請求項2に係るNC加工
法は、円弧近似の対称となる2ポイント間の接線角度の
差が予め設定した値を超える場合には、該当する2ポイ
ント間に4点円弧近似法を適用する。従って、接線の角
度差が大きく、曲線が急に変化する部分のみに4点円弧
近似法を適用するため、近似する円弧の数の最小限の追
加で元の図形に限りなく近い滑らかな図形を再現するこ
とができる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図1は請求項1に係るNC加工法の説明図
である。P1〜P4のサンプリングポイントは、従来の
方法を用いてP1P2間、P2P3間およびP3
P4間の線分と曲線の距離(D)と予め設定したトレラ
ンス(L)が等しくなるように構成されている。また、
曲線P2P3は曲線の曲率が急に変化する部分であ
り、曲線P1P2および曲線P3P4は曲線が比較
的なだらかに変化する部分である。
【0015】曲線上でP1P2間、P2P3間、P
P4間の距離をそれぞれΔL1、ΔL2、ΔL3と
し、距離ΔL1と距離ΔL2の比がk1(ΔL1/ΔL
2=k1)、または距離ΔL3と距離ΔL2の比がk2
(ΔL3/ΔL2=k2)が設定値K以上の場合に、比
k1、k2に基づいた一定の距離d1、d2を確保す
る。
【0016】点P2から曲線P1P2上の距離d1の
位置、または点P2から曲線P2P3上の距離d1の
位置に新たなサンプリングポイントP′を設定する。ま
ず、サンプリングポイントP′を曲線P1P2間に設
定した場合、3点P1、P′、P2を通る円弧でP1
P′間の曲線を近似し、3点P′、P2、P3を通る円
弧でP′P2間の曲線を近似し、P2、P3、P4を
通る円弧でP2P3間の曲線を近似する。次に、サン
プリングポイントP′を曲線P2P3間に設定した場
合、3点P1、P2、P′を通る円弧でP1P2間の
曲線を近似し、3点P2、P′、P3を通る円弧でP2
P′間の曲線を近似し、P′、P3、P4を通る円弧
でP′P3間の曲線を近似する。
【0017】さらに、サンプリングポイントP′を曲線
P1P2間および曲線P2P3間の両方に設定した
場合、3点P1、P′、P2を通る円弧でP1P′間
の曲線を近似し、同様にP′、P2、P′で曲線P′
P2を、P2、P′、P3で曲線P2P′を、P′、
P3、P4で曲線P′P3をおのおの近似する。
【0018】新たなサンプリングポイントP′を曲線P
P2間に設けるか、曲線P2P3間に設けるか、
または曲線P1P2間と曲線P2P3間の両方に設
定するかの選択は、データ数の増加と近似した曲線がい
かに元の曲線に近いかの兼ね合いによって決定する。ま
た、点P2からサンプリングポイントP′までの距離d
1は、曲線P1P2間と曲線P2P3間でおのおの
k1に対応した異なる値d1′、d1″に設定すること
もできる。
【0019】P′の場合と同様にして、点P3から曲線
P2P3上の距離d2の位置、または点P3から曲線
P3P4上の距離d2の位置に新たなサンプリングポ
イントP″を設定する。
【0020】新たなサンプリングポイントP″を曲線P
P3間に設ける場合、P3−P4間に設ける場合ま
たは曲線P2P3間とP3P4間の双方に設定する
場合の円弧近似の方法と、P″の設定位置の選択は、前
記のP′の場合と同様に行う。また、点P3からサンプ
リングポイントP″までの距離d2は、曲線P2P3
間と曲線P3P4間でおのおのk2に対応した異なる
値d2′、d2″に設定することもできる。
【0021】以上図1に示すように、点P2からd1の
距離に新たなサンプリングポイントP′を設けたり、点
P3からd2の距離に新たなサンプリングポイントP″
を設けることで、サンプリングポイント(データ)数の
増加を最小限に抑えて元の図形に近い滑らかな曲線を再
現することができる。
【0022】図2は請求項2に係るNC加工法の説明図
である。P5〜P8のサンプリングポイントは、従来の
方法を用いてP5P6間、P6P7間およびP7
P8間の線分と曲線との距離(D)は、予め設定したト
レランス(L)と等しくなるように構成されている。
【0023】次に、サンプリングポイントP5〜P8に
おける曲線の接線の角度(α、β、γ、δ)を求め、連
続する各2点間の曲線の接線角の差(α−β、β−γ、
γ−δ)の絶対値が予め設定された値θを超える場合
は、該当する区間に対して4点円弧近似法を適用して曲
線を近似する。例えば、|β−γ|≧θの場合は、4点
P5〜P8を用いて4点円弧近似法を用いて2個の円弧
で、近似の対象区間P6P7間の曲線を近似する。
【0024】同様にして、接線角度の差の絶対値が設定
値θを超える場合は、該当する近似対称区間に新たなサ
ンプリングポイントを追加することなしに、4個のサン
プリングポイントを用いて2個の円弧を作成する。
【0025】以上、図2に示すように、2点間の接線角
度の差の大きな近似対象区間に関しては、新たなサンプ
リングポイントを追加せず、同一区間を2個の円弧で近
似することにより、元の図形と形状差の少ない滑らかな
図形を再現することができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように請求項1に係るNC
加工方法は、曲率の大きな曲線部分に対して、曲率の大
きな曲線の長さとその前または後に続く曲線の長さとの
比に対応した距離を有する新たなサンプリングポイント
を、曲率の大きな曲線を構成する2個のポイントの前ま
たは後の位置に設けることができる。よって、曲率の大
きな部分のみに新たなサンプリングポイントを追加する
ので、ポイント(データ)数の最小限の追加で元の図形
に限りなく近い図形を再現することができる。
【0027】また、請求項2に係るNC加工方法は、円
弧近似の対称となる2ポイントの接線角度の差を監視し
て、接線角度差の値が予め設定した値を超える場合に
は、該当する2ポイント間に4点円弧近似法を適用する
ことができる。よって、2個のポイントの接線の角度差
が大きく、曲線が急に変化する部分のみに4点円弧近似
法を適用するため、近似する円弧の数の最小限の追加で
元の図形に限りなく近い滑らかな図形を再現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に係るNC加工法の説明図
【図2】請求項2に係るNC加工法の説明図
【図3】従来の加工法に用いられているサンプリングポ
イントの選定方法の説明図
【図4】従来の加工法に用いられている代表的な近似方
法(3点近似法)の説明図
【図5】従来の加工法に用いられている代表的な近似方
法(4点近似法)の説明図
【符号の説明】
P1〜Pn サンプリングポイント P′、P″ 新たに追加したサンプリングポイント ΔL1〜ΔL3 曲線の距離 D 2点間の曲線と直線の最大距離 |β−γ| 点P6と点P7の接線角の差 C1、C2、C3 円弧の中心 R1、R2、R3 円弧の半径 c1、c2 円弧の中心 r1、r2 円弧の半径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/18 - 19/46 B25J 3/00 - 3/04 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/08 B25J 19/02 - 19/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工物の加工目標となる形状を表す元
    の図形を直線または円弧を用いて近似的に再現してNC
    データを作成し、前記NCデータから成るNC指令で前
    記被加工物を加工するNC加工法において、前記元の図
    形の曲線上の複数のサンプリングポイントを、隣り合う
    サンプリングポイント間を結んだときの線分と曲線の距
    離と予め設定したトレランスが等しくなるように構成
    し、 前記曲線上の前記サンプリングポイントのうち隣り合う
    2つのサンプリングポイント間の距離に対する前記2つ
    のサンプリングポイントの一方と、これに隣り合う別の
    サンプリングポイント間の距離の比が設定値以上の場合
    に、前記一方のサンプリングポイントと前記別のサンプ
    リングポイントとの間に 新たな近似のためのサンプリン
    グポイントを設けることを特徴としたNC加工法。
  2. 【請求項2】 前記連続する2個のサンプリングポイン
    トの接線角度の差が予め設定された値を超える場合に
    は、該当する2サンプリングポイント間を2つの円弧で
    近似することを特徴とした請求項1記載のNC加工法。
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