刀具路徑曲線化裝置以及刀具路徑曲線化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種刀具路徑曲線化裝置以及刀具路徑曲線化方法，其使用控制機(jī)床 的數(shù)值控制裝置或個(gè)人計(jì)算機(jī)等信息處理裝置，求出用于在基于數(shù)值控制機(jī)床的加工中實(shí) 現(xiàn)平滑的加工面的刀具路徑。
【背景技術(shù)】
[0002] 普遍知道求出對(duì)所給出的點(diǎn)列進(jìn)行插補(bǔ)的曲線、通過(guò)各點(diǎn)的近旁的曲線的方法 (LesPiegl,WayneTiller,TheNURBSBook,Springer-Verlag、I.J.Schoenberg,Spline functionsandtheproblemofgraduation，ProceedingsoftheNationalAcademyof SciencesoftheU.S.A. ,52(1964))。在基于數(shù)值控制機(jī)床的加工中，以實(shí)現(xiàn)平滑的加工面 和縮短加工時(shí)間為目的，為了將用點(diǎn)列給出的刀具路徑變換為曲線，而利用了該方法（日 本特開2013-171376號(hào)公報(bào)、日本特開2007-293478號(hào)公報(bào)、日本特開2006-309645號(hào)公 報(bào)、日本特開2005-182437號(hào)公報(bào)、日本特開2004-078516號(hào)公報(bào)）。
[0003] -般，加工程序的長(zhǎng)度根據(jù)加工物而變化，在花費(fèi)時(shí)間的加工中，構(gòu)成刀具路徑的 點(diǎn)的個(gè)數(shù)也非常多。因此，難以通過(guò)一次的處理完成曲線化，而采用分割點(diǎn)列而逐漸地生成 曲線的方式。另外，如果要并行地進(jìn)行曲線生成和加工，則必然采取該方法。
[0004] 通常通過(guò)從開頭開始取出預(yù)定個(gè)數(shù)的點(diǎn)的方法來(lái)進(jìn)行點(diǎn)列的分割。在點(diǎn)列中有彎 曲的地方的情況下，即使不滿足預(yù)定個(gè)數(shù)，也將該地方作為點(diǎn)列的分割點(diǎn)。用參數(shù)曲線的形 式表示根據(jù)分割后的點(diǎn)群生成的曲線，采用B樣條曲線、NURBS曲線等適合于用途的表現(xiàn)形 式。
[0005] 現(xiàn)有的加工路徑的曲線化著眼于根據(jù)分割后的點(diǎn)列生成曲線的方法，沒(méi)有特別考 慮將生成的曲線連接起來(lái)時(shí)的刀具路徑整體的形狀。其結(jié)果是存在以下的問(wèn)題，即求出如 往返加工路徑的去路和歸路那樣相鄰的曲線之間的形狀的類似性時(shí)，無(wú)法生成能夠滿足的 曲線。
[0006] -般在CAM輸出的加工程序中，根據(jù)計(jì)算方法等，通常存在表示刀具路徑的點(diǎn)的 位置從成為目標(biāo)的路徑稍微偏離，點(diǎn)的間隔也有偏差的問(wèn)題。在往返路徑中，賦予去路的點(diǎn) 和賦予歸路的點(diǎn)并不一定對(duì)應(yīng)，在取出預(yù)定個(gè)數(shù)的點(diǎn)的點(diǎn)列分割方法中，在去路和歸路中 分割的點(diǎn)列的空間分布不同。如果點(diǎn)列的空間分布不同，則所生成的曲線的形狀也變化，在 對(duì)去路和歸路的曲線進(jìn)行比較時(shí)表現(xiàn)為曲線間的階差。在圍繞加工物旋轉(zhuǎn)的螺旋狀的刀具 路徑的情況下，也有可能產(chǎn)生同樣的問(wèn)題。其原因是在取出預(yù)定個(gè)數(shù)的點(diǎn)的方法中無(wú)法控 制點(diǎn)列的空間分布，表不需要一種空間分布一致的分割方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種刀具路徑曲線 化裝置，其存儲(chǔ)根據(jù)表示刀具路徑的點(diǎn)列而生成的曲線的信息，在要求曲線的類似性的地 方，利用該信息生成希望的曲線。
[0008] 本發(fā)明的刀具路徑曲線化裝置重復(fù)進(jìn)行從表示對(duì)加工物進(jìn)行加工的刀具的刀具 路徑的點(diǎn)列中取出其一部分作為部分點(diǎn)列而生成部分曲線的步驟，對(duì)刀具路徑進(jìn)行曲線 化，該刀具路徑曲線化裝置具備：曲線信息存儲(chǔ)單元，其針對(duì)構(gòu)成刀具路徑的各個(gè)曲線區(qū)間 即分段曲線，存儲(chǔ)由包含該分段曲線所包含的部分曲線的個(gè)數(shù)、分段曲線的終點(diǎn)處的切線 方向、各部分曲線的部分曲線長(zhǎng)度和部分點(diǎn)列的點(diǎn)數(shù)的至少一個(gè)、以數(shù)學(xué)方式定義上述部 分曲線的信息的部分曲線信息構(gòu)成的分段曲線信息；曲線信息利用判定單元，其判定在生 成上述部分曲線時(shí)是否使用所存儲(chǔ)的分段曲線信息；存儲(chǔ)信息利用曲線生成單元，其利用 上述分段曲線信息生成部分曲線，其中，在上述曲線信息利用判定單元判斷為利用所存儲(chǔ) 的信息時(shí)，通過(guò)上述存儲(chǔ)信息利用曲線生成單元生成部分曲線。由此，在對(duì)用點(diǎn)列給出的加 工路徑進(jìn)行曲線化時(shí)，在應(yīng)該生成相互類似的形狀的曲線的地方，能夠得到滿足要求的曲 線。
[0009] 上述曲線信息利用判定單元可以是判定是否是往返加工路徑中的歸路的單元。由 此，在往返加工路徑的去路和歸路中，能夠得到階差比現(xiàn)有的曲線化方法少的曲線。
[0010] 可以選擇基于點(diǎn)的個(gè)數(shù)的方法和基于部分點(diǎn)列的長(zhǎng)度的方法的任意一個(gè)，進(jìn)行上 述部分點(diǎn)列的取出。由此，在點(diǎn)列的曲線化中，能夠只在必要的地方應(yīng)用基于點(diǎn)列的長(zhǎng)度的 分割，縮短曲線生成所需要的時(shí)間，并且生成類似的曲線。
[0011] 可以根據(jù)刀具路徑是否是往返路徑的歸路，進(jìn)行上述部分點(diǎn)列的取出方法的選 擇。由此,能夠高效地生成曲線，同時(shí)抑制往返加工路徑的去路和歸路之間的階差。
[0012] 本發(fā)明的刀具路徑曲線化方法重復(fù)進(jìn)行從表示對(duì)加工物進(jìn)行加工的刀具的刀具 路徑的點(diǎn)列中取出其一部分作為部分點(diǎn)列而生成部分曲線的步驟，對(duì)刀具路徑進(jìn)行曲線 化，該刀具路徑曲線化方法包括：針對(duì)構(gòu)成刀具路徑的各個(gè)曲線區(qū)間即分段曲線，存儲(chǔ)由包 含該分段曲線所包含的部分曲線的個(gè)數(shù)、分段曲線的終點(diǎn)處的切線方向、各部分曲線的部 分曲線長(zhǎng)度和部分點(diǎn)列的點(diǎn)數(shù)的至少一個(gè)、以數(shù)學(xué)方式定義上述部分曲線的信息的部分曲 線信息構(gòu)成的分段曲線信息；判定在生成上述部分曲線時(shí)是否使用所存儲(chǔ)的分段曲線信 息，在判斷為使用時(shí)，利用上述分段曲線信息生成部分曲線。
[0013] 也可以根據(jù)刀具路徑是否是上述往返加工路徑中的歸路，來(lái)判定在生成上述部分 曲線時(shí)是否使用存儲(chǔ)的分段曲線信息。
[0014] 也可以選擇基于點(diǎn)的個(gè)數(shù)的方法和基于部分點(diǎn)列的長(zhǎng)度的方法的任意一個(gè)，進(jìn)行 上述部分點(diǎn)列的取出。進(jìn)而，也可以根據(jù)刀具路徑是否是往返路徑的歸路，進(jìn)行上述部分點(diǎn) 列的取出方法的選擇。
[0015] 本發(fā)明通過(guò)具備以上的結(jié)構(gòu)，能夠提供一種刀具路徑曲線化裝置，其存儲(chǔ)根據(jù)表 示刀具路徑的點(diǎn)列而生成的曲線的信息，在要求曲線的類似性的地方，利用該信息生成希 望的曲線。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 本發(fā)明的上述以及其他目的和特征能夠通過(guò)參照附圖的以下的實(shí)施例的說(shuō)明而 明了。其中，
[0017] 圖1是說(shuō)明刀具路徑曲線化裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0018] 圖2是說(shuō)明點(diǎn)列數(shù)據(jù)的圖。
[0019] 圖3是說(shuō)明刀具路徑的彎曲點(diǎn)的判定方法的圖。
[0020] 圖4是說(shuō)明分段曲線數(shù)據(jù)和部分曲線數(shù)據(jù)之間的關(guān)系的圖。
[0021] 圖5是說(shuō)明曲線生成的步驟的流程圖。
[0022] 圖6是說(shuō)明是否是歸路的判定步驟的流程圖。
[0023] 圖7是說(shuō)明生成通常的分段曲線的步驟的流程圖。
[0024] 圖8是說(shuō)明生成歸路的分段曲線的步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 在本發(fā)明的若干實(shí)施方式中，提供從用點(diǎn)列給出的刀具路徑中逐漸地取出點(diǎn)列而 生成參數(shù)曲線的曲線化方法，其預(yù)先存儲(chǔ)對(duì)生成的曲線賦予特征的信息，在要求與已經(jīng)生 成的曲線類似的曲線時(shí)，使用存儲(chǔ)的信息來(lái)生成曲線。
[0026] 首先，定義若干術(shù)語(yǔ)。將為了生成曲線而分割出的各個(gè)點(diǎn)列作為部分點(diǎn)列，將根據(jù) 部分點(diǎn)列生成的曲線作為部分曲線。刀具路徑彎曲