特許 5969882 加工データ一貫生成装置、加工データ一貫生成プログラム及び加工データ一貫生成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5969882

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】加工データ一貫生成装置、加工データ一貫生成プログラム及び加工データ一貫生成方法

(51)【国際特許分類】

   B23Q 15/00 20060101AFI20160804BHJP

   G05B 19/4093 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   B23Q15/00 301F

   G05B19/4093 Z

【請求項の数】8

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2012-221558(P2012-221558)

(22)【出願日】2012年10月3日

(65)【公開番号】特開2014-73546(P2014-73546A)

(43)【公開日】2014年4月24日

【審査請求日】2015年6月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】寺本 一成

(72)【発明者】

【氏名】藤田 充洋

(72)【発明者】

【氏名】伊川 誠

【審査官】 中田 善邦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１８９５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４６２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３６３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１２９１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２１４４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２９５１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／０２８０５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−１１６８０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ１５／００−１５／２８，

Ｇ０５Ｂ１９／１８−１９／４１６，１９／４２−１９／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工品の加工前形状データ、前記加工品の目的とする加工後形状データ、及び使用する加工機のデータを入力する入力手段と、
前記加工後形状データから加工すべき部位の形状特徴を抽出する形状特徴抽出手段と、
前記形状特徴ごとの加工工程である部分加工工程を決定する加工工程決定手段と、
前記部分加工工程及び前記加工前形状データに基づいて、前記形状特徴ごとに工具形状によって工具の移動経路を算出し、前記形状特徴ごとの加工データである部分加工データを生成する部分加工データ生成手段と、
前記部分加工データに基づいて、干渉が発生しないことを条件として、前記形状特徴ごとに前記工具及び前記工具を支持するホルダの組合せであるツーリングを決定するツーリング決定手段と、
前記ツーリングに基づいて、前記形状特徴ごとの切削条件を決定する切削条件決定手段と、
前記部分加工データに前記切削条件を付与し、先行して加工する前記形状特徴から退避し、直後に加工する前記形状特徴に到達するまでの前記工具の移動経路を順次決定することによって、全ての前記形状特徴を連続して加工するための加工データである統合加工データを生成する統合加工データ生成手段と、
前記形状特徴の加工諸元に基づいて加工工程を決定するためのルールを定めた、前加工又は後加工を含む区分を考慮した工程区分パラメータである工程モードを記憶する工程モードテーブル、荒削り、中仕上げ、又は、仕上げを含む切削モードを記憶する切削モードテーブル、使用可能な工具のグループである適用工具グループを記憶する適用工具グループテーブル、及び、加工の動作及び工具の移動の種別を示す工具動作モードを記憶する工具動作モードテーブルを予め記憶する記憶手段と、
を備え、
前記形状特徴抽出手段は、抽出された前記形状特徴ごとに前記加工諸元を生成し、
前記加工工程決定手段は、前記加工機のデータ及び生成された前記加工諸元に基づき、前記工程モードテーブル、前記切削モードテーブル、前記適用工具グループテーブル、前記工具動作モードテーブルを順次参照して、前記部分加工工程を決定する
ことを特徴とする加工データ一貫生成装置。

【請求項2】

前記工程モードテーブル、及び、前記切削モードテーブルには、前記形状特徴の仕上り状態を示す種別である要求品位クラスに基づいて加工工程を決定するためのルールが含まれ、
前記形状特徴抽出手段は、抽出された前記形状特徴に前記仕上り情報を付与して、当該仕上り情報を加えた前記加工諸元を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の加工データ一貫生成装置。

【請求項3】

前記形状特徴抽出手段は、穴形状を除く前記形状特徴を抽出する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加工データ一貫生成装置。

【請求項4】

前記形状特徴抽出手段は、前記加工前形状データから前記加工後形状データを引算することで双方の差分としての加工除去部の形状データを生成し、当該加工除去部の形状データから加工すべき部位の前記形状特徴を立体型の形状特徴として抽出する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の加工データ一貫生成装置。

【請求項5】

前記ツーリング決定手段は、干渉が発生しない１又は複数の前記ツーリングの剛性を推定し、最も剛性の高いと推定される前記ツーリングを予め登録されたツーリングテーブルから選定することによって、前記ツーリングを決定し、
前記切削条件決定手段は、前記ツーリング決定手段によって決定された前記ツーリングについて、前記ツーリング決定手段によって推定された前記ツーリングの剛性に基づいて、剛性に見合った高能率な前記切削条件を決定する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の加工データ一貫生成装置。

【請求項6】

前記加工前形状データは、前記加工品を固定するために設置された固定治具の情報を含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の加工データ一貫生成装置。

【請求項7】

コンピュータを、
加工品の加工前形状データ、前記加工品の目的とする加工後形状データ、及び使用する加工機のデータを入力する入力手段、
前記加工後形状データから加工すべき部位の形状特徴を抽出する形状特徴抽出手段、
前記形状特徴ごとの加工工程である部分加工工程を決定する加工工程決定手段、
前記部分加工工程及び前記加工前形状データに基づいて、前記形状特徴ごとに工具形状によって工具の移動経路を算出し、前記形状特徴ごとの加工データである部分加工データを生成する部分加工データ生成手段、
前記部分加工データに基づいて、干渉が発生しないことを条件として、前記形状特徴ごとに前記工具及び前記工具を支持するホルダの組合せであるツーリングを決定するツーリング決定手段、
前記ツーリングに基づいて、前記形状特徴ごとの切削条件を決定する切削条件決定手段、
前記部分加工データに前記切削条件を付与し、先行して加工する前記形状特徴から退避し、直後に加工する前記形状特徴に到達するまでの前記工具の移動経路を順次決定することによって、全ての前記形状特徴を連続して加工するための加工データである統合加工データを生成する統合加工データ生成手段、
前記形状特徴の加工諸元に基づいて加工工程を決定するためのルールを定めた、前加工又は後加工を含む区分を考慮した工程区分パラメータである工程モードを記憶する工程モードテーブル、荒削り、中仕上げ、又は、仕上げを含む切削モードを記憶する切削モードテーブル、使用可能な工具のグループである適用工具グループを記憶する適用工具グループテーブル、及び、加工の動作及び工具の移動の種別を示す工具動作モードを記憶する工具動作モードテーブルを予め記憶する記憶手段、
として機能させ、
前記形状特徴抽出手段は、抽出された前記形状特徴ごとに前記加工諸元を生成し、
前記加工工程決定手段は、前記加工機のデータ及び生成された前記加工諸元に基づき、前記工程モードテーブル、前記切削モードテーブル、前記適用工具グループテーブル、前記工具動作モードテーブルを順次参照して、前記部分加工工程を決定する
ことを特徴とする加工データ一貫生成プログラム。

【請求項8】

形状特徴の加工諸元に基づいて加工工程を決定するためのルールを定めた、前加工又は後加工を含む区分を考慮した工程区分パラメータである工程モードを記憶する工程モードテーブル、荒削り、中仕上げ、又は、仕上げを含む切削モードを記憶する切削モードテーブル、使用可能な工具のグループである適用工具グループを記憶する適用工具グループテーブル、及び、加工の動作及び工具の移動の種別を示す工具動作モードを記憶する工具動作モードテーブルを予め記憶する記憶手段を備えるコンピュータが、
加工品の加工前形状データ、前記加工品の目的とする加工後形状データ、及び使用する加工機のデータを入力する入力ステップと、
前記加工後形状データから加工すべき部位の形状特徴を抽出する形状特徴抽出ステップと、
前記形状特徴ごとの加工工程である部分加工工程を決定する加工工程決定ステップと、
前記部分加工工程及び前記加工前形状データに基づいて、前記形状特徴ごとに工具形状によって工具の移動経路を算出し、前記形状特徴ごとの加工データである部分加工データを生成する部分加工データ生成ステップと、
前記部分加工データに基づいて、干渉が発生しないことを条件として、前記形状特徴ごとに前記工具及び前記工具を支持するホルダの組合せであるツーリングを決定するツーリング決定ステップと、
前記ツーリングに基づいて、前記形状特徴ごとの切削条件を決定する切削条件決定ステップと、
前記部分加工データに前記切削条件を付与し、先行して加工する前記形状特徴から退避し、直後に加工する前記形状特徴に到達するまでの前記工具の移動経路を順次決定することによって、全ての前記形状特徴を連続して加工するための加工データである統合加工データを生成する統合加工データ生成ステップと、
を実行し、
前記形状特徴抽出手段は、抽出された前記形状特徴ごとに前記加工諸元を生成し、
前記加工工程決定手段は、前記加工機のデータ及び生成された前記加工諸元に基づき、前記工程モードテーブル、前記切削モードテーブル、前記適用工具グループテーブル、前記工具動作モードテーブルを順次参照して、前記部分加工工程を決定する
ことを特徴とする加工データ一貫生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マシニングセンタなどによる機械加工における形状加工の加工データを生成する加工データ一貫生成装置等に関するものである。特に、本発明は、金型や工作機械などの大物構造部品加工における加工データ生成作業の自動化に係るものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、加工データ（「ＮＣ（Numerical Control）データ」とも言う。以下では「加工データ」に統一する。）生成作業においては、加工工程および各工程の使用工具、ツーリング、切削条件などを人が決定していた。更に、市販のＣＡＭシステムを用いて対話処理を行いながら、加工に必要な工具の移動経路（加工パス）を計算して、加工データを生成していた。

【0003】

この作業においては、まずＣＡＤで作成された製品（加工品）の幾何形状データをＣＡＭシステムへ送る。ＣＡＭシステムにおいては、オペレータが製品の幾何形状データを見ながら、対話処理によって加工データを生成していく。この過程では、人が画面上の幾何形状データを見ながら個々の加工部位を指定し、その加工部位の加工工程を思考錯誤しながら決定する。ここで決定される加工工程には、工程数と各工程で使用する工具の形態や、工具とホルダ（工具を保持するチャックなど）の組合せであるツーリング形態が含まれる。そして、決定した加工工程に基づいて加工部位ごとの加工データを対話的に順次生成していく。

【0004】

また、近年においては、人の思考作業である加工工程の決定を支援するため、ＣＡＭシステムへ事前に加工部位の形状特徴に応じた加工工程と各工程の使用工具を登録しておき、加工データ生成時には加工部位の形状特徴に応じた加工工程と使用工具を割り当てる方式（以下、仮に「割り当て方式」と表記する。）が研究的に提案されている。この場合には、製品の幾何形状データの中から加工部位の形状特徴を抽出する必要があり、オペレータがＣＡＭシステム上で対話的に指定していく場合のほか、一部のＣＡＭシステムにおいては形状特徴の自動抽出機能も付加されつつある。特許文献１〜４、非特許文献１、２は、概ねこの割り当て方式に該当する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１０−２３０４３６号公報

【特許文献2】特開２００９−２７４１６０号公報

【特許文献3】特開２０１０−２７０１８号公報

【特許文献4】特開２００８−１４９３８２号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】http://www.machinesol.jp/solution/proglesys1.html（２０１２年９月２８日検索）

【非特許文献2】精密工学会誌 Vol.73 No.4〜5,2007 「加工形状特徴の依存性に着目した工程設計に関する研究（第１報〜第３報）」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、人が図面をもとに手作業で行う場合においては、加工工程設計は、人の思考錯誤を伴う作業が必要であり、熟練を要する時間の掛かる作業である。また、特許文献１〜４、非特許文献１、２などの従来技術の割り当て方式における加工部位の形状特徴を抽出する手法においては、ＣＡＭシステムへの形状特徴に応じた加工工程の登録が事前に必要であった。しかし、従来技術の割り当て方式における加工工程の登録作業では、加工部位の形状特徴に対して加工工程が一律に決まらないという実用上の課題が存在した。

【0008】

従来技術の割り当て方式における実用上の課題について例を挙げて説明する。『平面』の加工を想定したとき、『平面』を加工できる工具の必要条件は先端部がフラットであればよく、このような工具は無数に存在するため、最も適切な工具を特定することができない。『穴』の加工などの場合には、工具形状がそのまま転写される総形加工であるため、目的とする『穴』の形状から使用工具を特定することは比較的容易ではある。これに対して、工具の形状がそのまま転写されない『平面』などの一般的な形状加工に対しては、登録すべき加工工程が特定できなかった。

【0009】

その他の課題についても説明する。ツーリングについては、人が干渉を予測して決定していたので、加工パス計算時に干渉や加工残りが頻繁に生じることになり、試行錯誤と後戻りが発生するという課題があった。また、切削条件については、予め工具に対して登録されたものを引用していたため、工具の突出し長やホルダの形態を含めたツーリング全般を考慮して決定されたものではないという課題があった。また、ＣＡＭシステムを用いた一連の加工データ生成は対話処理で行われるため、ＣＡＭシステムに人が常駐しなければならず、定常的に人手を要すると共に多くの人的工数も費やすという課題があった。そこで、加工工程決定機能、各工程の使用工具決定機能、ツーリング決定機能及び切削条件決定機能は、それぞれオペレータの対話処理を介在しての断続的な作業であって、データの流れから見ても非連続的なものであるため、各機能を有機的に結合し、ＣＡＤデータを入力データとして加工データを一気通貫で自動的に生成する加工データ一貫生成装置が望まれていた。

【0010】

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、平面などの一般的な形状加工に対して、ＣＡＤデータを入力データとして加工データを一気通貫で自動的に生成する加工データ一貫生成装置等を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前述した目的を達成するための第１の発明は、加工品の加工前形状データ、前記加工品の目的とする加工後形状データ、及び使用する加工機のデータを入力する入力手段と、前記加工後形状データから加工すべき部位の形状特徴を抽出する形状特徴抽出手段と、前記形状特徴ごとの加工工程である部分加工工程を決定する加工工程決定手段と、前記部分加工工程及び前記加工前形状データに基づいて、前記形状特徴ごとに工具形状によって工具の移動経路を算出し、前記形状特徴ごとの加工データである部分加工データを生成する部分加工データ生成手段と、前記部分加工データに基づいて、干渉が発生しないことを条件として、前記形状特徴ごとに前記工具及び前記工具を支持するホルダの組合せであるツーリングを決定するツーリング決定手段と、前記ツーリングに基づいて、前記形状特徴ごとの切削条件を決定する切削条件決定手段と、前記部分加工データに前記切削条件を付与し、先行して加工する前記形状特徴から退避し、直後に加工する前記形状特徴に到達するまでの前記工具の移動経路を順次決定することによって、全ての前記形状特徴を連続して加工するための加工データである統合加工データを生成する統合加工データ生成手段と、前記形状特徴の加工諸元に基づいて加工工程を決定するためのルールを定めた、前加工又は後加工を含む区分を考慮した工程区分パラメータである工程モードを記憶する工程モードテーブル、荒削り、中仕上げ、又は、仕上げを含む切削モードを記憶する切削モードテーブル、使用可能な工具のグループである適用工具グループを記憶する適用工具グループテーブル、及び、加工の動作及び工具の移動の種別を示す工具動作モードを記憶する工具動作モードテーブルを予め記憶する記憶手段と、を備え、前記形状特徴抽出手段は、抽出された前記形状特徴ごとに前記加工諸元を生成し、前記加工工程決定手段は、前記加工機のデータ及び生成された前記加工諸元に基づき、前記工程モードテーブル、前記切削モードテーブル、前記適用工具グループテーブル、前記工具動作モードテーブルを順次参照して、前記部分加工工程を決定することを特徴とする加工データ一貫生成装置である。

【0012】

第１の発明における前記形状特徴抽出手段は、例えば、穴形状を除く前記形状特徴を抽出するようにしても良い。また、第１の発明における前記形状特徴抽出手段は、例えば、前記加工前形状データから前記加工後形状データを引算することで双方の差分としての加工除去部の形状データを生成し、当該加工除去部の形状データから加工すべき部位の前記形状特徴を立体型の形状特徴として抽出するようにしても良い。

【0013】

また、前記工程モードテーブル、及び、前記切削モードテーブルには、前記形状特徴の仕上り状態を示す種別である要求品位クラスに基づいて加工工程を決定するためのルールが含まれ、前記形状特徴抽出手段は、抽出された前記形状特徴に前記仕上り情報を付与して、当該仕上り情報を加えた前記加工諸元を生成するようにしても良い。

【0014】

また、前記ツーリング決定手段は、干渉が発生しない１又は複数の前記ツーリングの剛性を推定し、最も剛性の高いと推定される前記ツーリングを予め登録されたツーリングテーブルから選定することによって、前記ツーリングを決定し、前記切削条件決定手段は、前記ツーリング決定手段によって決定された前記ツーリングについて、前記ツーリング決定手段によって推定された前記ツーリングの剛性に基づいて、剛性に見合った高能率な前記切削条件を決定するようにしても良い。また、前記加工前形状データは、前記加工品を固定するために設置された固定治具の情報を含むようにしても良い。

【0015】

第２の発明は、コンピュータを、加工品の加工前形状データ、前記加工品の目的とする加工後形状データ、及び使用する加工機のデータを入力する入力手段、前記加工後形状データから加工すべき部位の形状特徴を抽出する形状特徴抽出手段、前記形状特徴ごとの加工工程である部分加工工程を決定する加工工程決定手段、前記部分加工工程及び前記加工前形状データに基づいて、前記形状特徴ごとに工具形状によって工具の移動経路を算出し、前記形状特徴ごとの加工データである部分加工データを生成する部分加工データ生成手段、前記部分加工データに基づいて、干渉が発生しないことを条件として、前記形状特徴ごとに前記工具及び前記工具を支持するホルダの組合せであるツーリングを決定するツーリング決定手段、前記ツーリングに基づいて、前記形状特徴ごとの切削条件を決定する切削条件決定手段、前記部分加工データに前記切削条件を付与し、先行して加工する前記形状特徴から退避し、直後に加工する前記形状特徴に到達するまでの前記工具の移動経路を順次決定することによって、全ての前記形状特徴を連続して加工するための加工データである統合加工データを生成する統合加工データ生成手段、前記形状特徴の加工諸元に基づいて加工工程を決定するためのルールを定めた、前加工又は後加工を含む区分を考慮した工程区分パラメータである工程モードを記憶する工程モードテーブル、荒削り、中仕上げ、又は、仕上げを含む切削モードを記憶する切削モードテーブル、使用可能な工具のグループである適用工具グループを記憶する適用工具グループテーブル、及び、加工の動作及び工具の移動の種別を示す工具動作モードを記憶する工具動作モードテーブルを予め記憶する記憶手段、として機能させ、前記形状特徴抽出手段は、抽出された前記形状特徴ごとに前記加工諸元を生成し、前記加工工程決定手段は、前記加工機のデータ及び生成された前記加工諸元に基づき、前記工程モードテーブル、前記切削モードテーブル、前記適用工具グループテーブル、前記工具動作モードテーブルを順次参照して、前記部分加工工程を決定することを特徴とする加工データ一貫生成プログラムである。

【0016】

第３の発明は、形状特徴の加工諸元に基づいて加工工程を決定するためのルールを定めた、前加工又は後加工を含む区分を考慮した工程区分パラメータである工程モードを記憶する工程モードテーブル、荒削り、中仕上げ、又は、仕上げを含む切削モードを記憶する切削モードテーブル、使用可能な工具のグループである適用工具グループを記憶する適用工具グループテーブル、及び、加工の動作及び工具の移動の種別を示す工具動作モードを記憶する工具動作モードテーブルを予め記憶する記憶手段を備えるコンピュータが、加工品の加工前形状データ、前記加工品の目的とする加工後形状データ、及び使用する加工機のデータを入力する入力ステップと、前記加工後形状データから加工すべき部位の形状特徴を抽出する形状特徴抽出ステップと、前記形状特徴ごとの加工工程である部分加工工程を決定する加工工程決定ステップと、前記部分加工工程及び前記加工前形状データに基づいて、前記形状特徴ごとに工具形状によって工具の移動経路を算出し、前記形状特徴ごとの加工データである部分加工データを生成する部分加工データ生成ステップと、前記部分加工データに基づいて、干渉が発生しないことを条件として、前記形状特徴ごとに前記工具及び前記工具を支持するホルダの組合せであるツーリングを決定するツーリング決定ステップと、前記ツーリングに基づいて、前記形状特徴ごとの切削条件を決定する切削条件決定ステップと、前記部分加工データに前記切削条件を付与し、先行して加工する前記形状特徴から退避し、直後に加工する前記形状特徴に到達するまでの前記工具の移動経路を順次決定することによって、全ての前記形状特徴を連続して加工するための加工データである統合加工データを生成する統合加工データ生成ステップと、を実行し、前記形状特徴抽出手段は、抽出された前記形状特徴ごとに前記加工諸元を生成し、前記加工工程決定手段は、前記加工機のデータ及び生成された前記加工諸元に基づき、前記工程モードテーブル、前記切削モードテーブル、前記適用工具グループテーブル、前記工具動作モードテーブルを順次参照して、前記部分加工工程を決定することを特徴とする加工データ一貫生成方法である。

【発明の効果】

【0017】

本発明により、平面などの一般的な形状加工に対して、ＣＡＤデータを入力データとして加工データを一気通貫で自動的に生成する加工データ一貫生成装置等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】加工データ一貫生成装置１のハードウエア構成例を示す図

【図2A】加工データ一貫生成装置１のソフトウエア構成の第１例を示す図

【図2B】加工データ一貫生成装置１のソフトウエア構成の第２例を示す図

【図3】統合データベース２５の構成例を示す図

【図4】基本フィーチャ群３１の一例を示す図

【図5】加工諸元３２の一例を示す図

【図6】工程モードテーブル３３の一例を示す図

【図7】切削モードテーブル３４の一例を示す図

【図8】適用工具グループテーブル３５の一例を示す図

【図9】工具動作モードテーブル３６の一例を示す図

【図10】加工工程決定手段２２の処理の詳細を示すフローチャート

【図11】部分加工工程データ３７の一例を示す図

【図12】ツーリング決定手段２３の処理の詳細を示すフローチャート

【図13】最適ツーリングの決定手法を説明する図

【図14】切削条件決定手段２４の処理の詳細を示すフローチャート

【図15】加工データ生成手段２１の処理の詳細を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明の加工データ一貫生成装置１が具備する各手段は、コンピュータに専用のソフトウエアをインストールすることによって実現される。

【0020】

図１は、加工データ一貫生成装置１のハードウエア構成例を示す図である。図１のハードウエア構成は一例であり、用途、目的に応じて様々な構成を採ることが可能である。

【0021】

加工データ一貫生成装置１は、制御部１１、記憶部１２、メディア入出力部１３、通信制御部１４、入力部１５、表示部１６、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７等が、バス１８を介して接続される。

【0022】

制御部１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。

【0023】

ＣＰＵは、記憶部１２、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス１８を介して接続された各装置を駆動制御し、加工データ一貫生成装置１が行う後述する処理を実現する。ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、加工データ一貫生成装置１のブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部１２、ＲＯＭ、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部１１が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。

【0024】

記憶部１２は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等であり、制御部１１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。プログラムに関しては、ＯＳ（オペレーティングシステム）に相当する制御プログラムや、後述する処理を加工データ一貫生成装置１に実行させるためのアプリケーションプログラムが格納されている。これらの各プログラムコードは、制御部１１により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて各種の手段として実行される。

【0025】

メディア入出力部１３（ドライブ装置）は、データの入出力を行い、例えば、ＣＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＤＶＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）等のメディア入出力装置を有する。通信制御部１４は、通信制御装置、通信ポート等を有し、加工データ一貫生成装置１とネットワーク間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワークを介して、他の加工データ一貫生成装置１との通信制御を行う。ネットワークは、有線、無線を問わない。

【0026】

入力部１５は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。入力部１５を介して、加工データ一貫生成装置１に対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。表示部１６は、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携して加工データ一貫生成装置１のビデオ機能を実現するための論理回路等（ビデオアダプタ等）を有する。尚、入力部１５及び表示部１６は、タッチパネルディスプレイのように、一体となっていても良い。

【0027】

周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１７は、加工データ一貫生成装置１に周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７を介して加工データ一貫生成装置１は周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器Ｉ／Ｆ部１７は、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４やＲＳ−２３２Ｃ等で構成されており、通常複数の周辺機器Ｉ／Ｆを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。バス１８は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。

【0028】

図２Ａ、図２Ｂは、加工データ一貫生成装置１のソフトウエア構成の第１例、第２例を示す図である。図２Ａに示すように、例えば、加工データ一貫生成装置１は、加工データ生成手段２１、加工工程決定手段２２、ツーリング決定手段２３、切削条件決定手段２４、統合データベース２５等を具備する。図２Ａに示す例では、市販の汎用ＣＡＭシステムを活用する場合である。市販の汎用ＣＡＭシステムを活用しない場合、図２Ｂに示すように、加工データ一貫生成装置１は、入力手段２１１、形状特徴抽出手段２１３、加工諸元生成手段２１４、加工工程決定手段２２、部分加工データ生成手段２１５、ツーリング決定手段２３、切削条件決定手段２４、統合加工データ生成手段２１６等を具備する。以下では、図２Ａに基づいて、加工データ一貫生成装置１の機能を説明する。

【0029】

統合データベース２５は、工法データベース２６、設備データベース２７等を含む。統合データベース２５は、形状特徴の加工諸元に基づいて加工工程を決定するためのルールを定めた一つまたは複数のテーブルを含む。統合データベース２５の構成例は、図３に示す（詳細は後述）。また、加工データ一貫生成装置１は、必要に応じて、市販の汎用ＣＡＤシステムに相当する製品形状設計手段２８や固定治具設定手段２９等を具備しても良い。

【0030】

加工データ一貫生成装置１を実現するコンピュータに専用のソフトウエアがインストールされることによって、制御部１１が、加工データ生成手段２１、加工工程決定手段２２、ツーリング決定手段２３、切削条件決定手段２４、製品形状設計手段２８、固定治具設定手段２９として機能し、記憶部１２や外部記憶装置が、統合データベース２５として機能する。

【0031】

例えば、加工データ一貫生成装置１が複数台のコンピュータによって実現される場合を考える。第１のコンピュータの製品形状設計手段２８によって設計される製品形状は、製品形状データとして、平面などの一般的な形状加工用の加工データを生成するために、第２のコンピュータの加工データ生成手段２１に、第２のコンピュータの入力手段２１１（例えば、メディア入出力部１３、通信制御部１４、入力部１５、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７等）を介して入力される。

【0032】

また、必要に応じて、製品形状は、ＩＧＥＳ（Ｉｎｉｔｉａｌ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）やＳＴＥＰ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｔｈｅ Ｅｘｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｔ ｍｏｄｅｌ ｄａｔａ）などの定められた入出力形式に変換された後、製品形状データとして入力されることもある。

【0033】

また、例えば、加工データ一貫生成装置１が１台のコンピュータによって実現される場合を考える。製品形状設計手段２８によって設計される製品形状は、製品形状データとして、ＲＡＭや記憶部１２に保持されるなどして、加工データ生成手段２１に受け渡される。

【0034】

製品形状データが入力された後、又は受け渡された後、加工データ生成手段２１には、入力手段２１１（例えば、メディア入出力部１３、通信制御部１４、入力部１５、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７等）を介して、素材の形状諸元及び材質、並びに加工に使用する加工機名が入力される。

【0035】

ここで、素材の形状諸元としては、例えば、ブロック材の場合にはその寸法諸元を、鋳物素材などの場合には製品形状から上積みした厚み量を入力する。また、素材の材質としては、例えば、鋳鉄などの材質名や所定の材質記号を入力する。また、加工機名は、例えば、事前に統合データベース２５の加工機テーブルに設定した加工機名のいずれかを入力する。これら素材の形状諸元及び材質、並びに加工機名を入力する入力手段２１１は、例えば、マウスやキーボードなどの入力部１５を用いてユーザが入力する場合や、ファイルに一括して記述し、メディア入出力部１３、通信制御部１４、入力部１５、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７等を介して入力する場合がある。また、事前に記憶部１２に記憶されている場合もある。

【0036】

まず、加工データ生成手段２１は、入力された素材の形状諸元をもとに、素材形状データを生成する。このとき、素材の形状諸元が製品の形状からの厚みとして指定された場合などでは、製品形状データも参照する。また、加工データ生成手段２１が素材形状生成手段２１２を含み、素材形状生成手段２１２が素材形状データを生成しても良い。また、素材形状データを生成した後、固定治具設定手段２９が、素材を加工機のテーブルに固定する固定治具を設定しても良い。固定治具設定手段２９は、予め登録されている固定治具の形状と、ユーザが入力部１５を用いて入力する設置位置に基づいて固定治具を設定する。

【0037】

次に、加工データ生成手段２１は、製品形状の中から、加工すべき部位の個々の形状特徴（以下「フィーチャ」とも言う。）を抽出し（形状特徴抽出手段２１３による処理）、抽出されたフィーチャごとの加工諸元を生成する。加工データ生成手段２１に含まれる形状特徴抽出手段２１３は、製品形状の中から予め定義しておいた基本フィーチャ（図４参照）を探索し、フィーチャの種別、形状諸元、基準位置、基準軸方向などを認識し、更にフィーチャを構成する各面の要求面粗度と要求精度（形状精度と寸法精度）を認識することによって、フィーチャを抽出する。

【0038】

ここで、形状特徴抽出手段２１３は、素材形状生成手段２１２によって生成された素材の形状データから製品の形状データを引算することで双方の差分としての加工除去部の形状データを生成し、加工除去部の形状データから立体型のフィーチャを抽出しても良い。この場合、抽出された立体型のフィーチャは、加工除去部の形状特徴に位置づけられる。尚、このように抽出された立体型のフィーチャも、以後の処理では、製品形状から抽出されたフィーチャと同様に扱うことができる。

【0039】

次に、加工データ生成手段２１は、抽出されたフィーチャ情報から基本フィーチャ（図４参照）ごとの加工諸元３２（図５参照）を生成し（加工諸元生成手段２１４による処理）、生成された加工諸元３２を加工工程決定手段２２に受け渡す。ここで、形状特徴抽出手段２１３及び加工諸元生成手段２１４による処理は、個々のフィーチャごとに行われる。

【0040】

次に、加工工程決定手段２２は、加工データ生成手段２１から取得した個々のフィーチャの加工諸元と素材の材質をもとに、工法データベース２６（図３参照）の工程モードテーブル３３（図６参照）、切削モードテーブル３４（図７参照）、適用工具グループテーブル３５（図８参照）、工具動作モードテーブル３６（図９参照）を順次参照して、フィーチャごとの加工諸元として指示されたフィーチャの要求面粗度や要求精度を満足するフィーチャごとの部分加工工程を図１０に示す処理手順（詳細は後述）によって決定する。加工工程決定手段２２によって決定される部分加工工程データ３７の一例は図１１に示す（詳細は後述）。決定されたフィーチャごとの部分加工工程データ３７は、加工データ生成手段２１に受け渡される。ここで、加工工程決定手段２２による処理は、個々のフィーチャごとに行われる。

【0041】

次に、加工データ生成手段２１は、加工工程決定手段２２から取得したフィーチャごとの部分加工工程データ３７をもとに、フィーチャを加工するための工具の移動経路を計算し、これにもとづいて個々のフィーチャ加工の部分加工データを生成する（部分加工データ生成手段２１５による処理）。ここで、部分加工データとは、個々のフィーチャに対応した、そのフィーチャを加工するための部分的な加工データを意味する。生成された個々のフィーチャごとの部分加工データは、素材形状データおよび加工工程決定手段２２によって決定されたフィーチャごとの部分加工工程データ３７とともに、個々のフィーチャを加工するときの工具とホルダの組合せ形態であるツーリングを決定するツーリング決定手段２３に受け渡される。ここで、必要に応じて、加工に使用する加工機名と素材の材質も受け渡される。

【0042】

次に、ツーリング決定手段２３は、フィーチャごとの部分加工工程データ３７と部分加工データをもとに、素材形状データを用い、設備データベース２７（図３参照）の工具テーブル及びツーリングテーブル、並びに必要に応じて加工機テーブル及び固定治具テーブルを参照して加工シミュレーションを行うことにより、個々のフィーチャの加工において干渉が無く、最も剛性の高いと予測される個々のフィーチャ加工の最適ツーリングを図１２に示す処理手順（詳細は後述）によって決定する。図１３には、最適ツーリングの決定手法の概念図を示す（詳細は後述）。

【0043】

最適ツーリングの決定においては、事前に工具とホルダが組み合わされた状態で固定ツーリングとして登録されたツーリングテーブルから候補を引用して決定する手法の他、設備データベース２７（図３参照）の工具テーブル及びホルダテーブルの双方を用いて、工具とホルダを個別に引用して、工具とホルダの組合せ形態も含めて決定する手法も有効である。後者においては、工具の刃長や突き出し長及び複数のホルダを組み合わせる場合のホルダ突き出し長も決定できる利点がある。

【0044】

ツーリング決定手段２３によって決定されたフィーチャごとの最適ツーリングは、加工データ生成手段２１に受け渡される。ここで、ツーリング決定手段２３による処理は、個々のフィーチャごとに行われる。

【0045】

次に、加工データ生成手段２１は、ツーリング決定手段２３から取得したフィーチャごとの最適ツーリングを切削条件決定手段２４に受け渡し、切削条件決定手段２４からツーリング剛性を考慮した個々のフィーチャ加工の最適切削条件を取得する。切削条件決定手段２４における最適切削条件決定の処理手順は図１４に示す（詳細は後述）。

【0046】

その後、加工データ生成手段２１は、全てのフィーチャを加工するためのアプローチ経路とリトラクト経路、すなわち、先行して加工する加工対象フィーチャから退避し、直後に加工する加工対象フィーチャに到達するまでの工具の移動経路を順次決定し、個々のフィーチャ加工の部分加工データに個々のフィーチャ加工の最適切削条件を付与し、さらに全てのフィーチャを加工するためのアプローチ経路とリトラクト経路に基づいてこれらを統合して、全てのフィーチャを加工するための統合加工データを生成し（統合加工データ生成手段２１６による処理）、加工工程、最適ツーリング、及び統合加工データを出力手段（例えば、メディア入出力部１３、通信制御部１４、表示部１６、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７）を介して出力する。ここで、加工データ生成手段２１は、個々のフィーチャについては、段取り状態（加工機にセッティングした状態）において上部のフィーチャから先に加工する等のルールによって、フィーチャ間を接続する加工パスを生成し、統合加工データを生成する。また、加工データ生成手段２１は、加工工程、最適ツーリング、及び統合加工データを記憶部１２に記憶させるようにしても良い。

【0047】

以上のように、本発明の実施の形態における加工データ一貫生成装置１は、加工データ生成手段２１を中核として、加工工程決定手段２２、ツーリング決定手段２３、切削条件決定手段２４及び統合データベース２５を有機的に結合することにより、加工工程、ツーリング形態及び切削条件が総合的に吟味された加工データが、人手を介さずに一貫して自動生成できる。加工データ一貫生成装置１の中核となる加工データ生成手段２１は、図１５に示すような処理を順次行っていく（詳細は後述）。

【0048】

図３は、統合データベース２５の構成例を示す図である。図３に示すように、統合データベース２５は、工法に関する情報を記憶する工法データベース２６、設備に関する情報を記憶する設備データベース２７を含む。

【0049】

工法データベース２６は、工程モードテーブル、適用工具グループテーブル、切削モードテーブル、工具動作モードテーブルなどを含む。工程モードテーブルは、各種条件ごとの工程モードに関する情報を記憶する。適用工具グループテーブルは、使用可能な工具グループに関する情報を記憶する。例えば、「フェースミル」という工具グループには、正面フライスなど何種類かの工具が含まれる。切削モードテーブルは、各種条件ごとの切削モードに関する情報を記憶する。工具動作モードテーブルは、加工動作モードや工具移動モードなどの工具動作モードに関する情報を記憶する。

【0050】

設備データベース２７は、加工機テーブル、工具テーブル、固定治具テーブル、ホルダテーブル、切削条件テーブル、ツーリングテーブルなどを含む。加工機テーブルは、使用可能な加工機に関する情報を記憶する。工具テーブルは、使用可能な工具に関する情報を記憶する。固定治具テーブルは、使用可能な固定治具に関する情報を記憶する。切削条件テーブルは、工具回転数や工具送り速度などの切削条件に関する情報を記憶する。ホルダテーブルは、使用可能なホルダに関する情報を記憶する。ツーリングテーブルは、工具テーブルに記憶されている工具と、ホルダテーブルに記憶されているホルダを組み合わせた固定ツーリングに関する情報を記憶する。

【0051】

図４は、基本フィーチャ群３１の一例を示す図である。基本フィーチャ群３１に含まれるフィーチャ（形状特徴）の大まかな種別には、例えば、平面、円柱面、肩面、サイドノッチ、コーナノッチ、溝、座、ポケット、貫通ポケット等がある。

【0052】

平面には、例えば、矩形平面、円形平面、一般平面、複合平面、面取り等がある。円柱面には、例えば、円柱側面等がある。肩面には、例えば、肩、連続肩等がある。

【0053】

サイドノッチには、例えば、矩形サイドノッチ、円形サイドノッチ、Ｕ字サイドノッチ等がある。コーナノッチには、例えば、矩形コーナノッチ、円形コーナノッチ、Ｕ字サイドノッチ等がある。

【0054】

溝には、例えば、矩形溝、Ｒ付き矩形溝、長円形溝、円形溝、Ｕ溝、Ｖ溝、直角Ｖ溝、Ｔ溝、アリ溝等がある。座には、例えば、矩形座、長円形座、円形座、Ｕ字座等がある。ポケットには、例えば、矩形ポケット、長円形ポケット、フリーポケット等がある。貫通ポケットには、例えば、矩形貫通ポケット、長円形貫通ポケット、フリー貫通ポケット等がある。

【0055】

図５は、加工諸元３２の一例を示す図である。加工諸元３２には、段取り状態情報や加工領域情報が含まれる。段取り状態情報は、加工前のセッティングに関する情報である。加工領域情報は、加工すべき領域に関する情報である。

【0056】

段取り状態情報には、例えば、段取りモデルＩＤ、ＳＴＬ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ Ｌａｎｇａｇｅ：三次元形状を表現するデータを保存するファイルフォーマット）ファイル名、素材コード、基準点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、サイズ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、基準軸ベクトル（Ｉ，Ｊ，Ｋ）、加工領域数等が含まれる。

【0057】

加工領域情報には、例えば、加工領域番号、識別コード、ＳＴＬファイル名、フィーチャ種別記号、基準点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、領域サイズ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、Ｌベクトル（Ｉ，Ｊ，Ｋ）、面状態、素材厚み（削り代）、切削モードシンボル、フィーチャ情報等が含まれる。

【0058】

図５に示す例では、フィーチャ種別記号は、「corner_notch_straight」である。フィーチャ情報とは、このフィーチャ種別記号に対するフィーチャの形状を示す情報である。

【0059】

図６は、工程モードテーブル３３の一例を示す図である。工程モードテーブル３３は、加工機種別、フィーチャ区分、要求品位クラス、加工代区分、加工進捗区分ごとに、工程モードを記憶する。

【0060】

要求品位クラスは、形状特徴の仕上り状態を示す仕上り情報の一つである。工程モードは、単一の工具のみで加工するのか、又は複数の工具(マルチ工具)で加工するのかといった区分や、全加工、前加工、後加工、前後加工、加工なしといった区分によって特定されるモードである。

【0061】

図７は、切削モードテーブル３４の一例を示す図である。切削モードテーブル３４は、工程モード、要求品位クラスごとに、工程番号、切削モード、加工品位クラス、残し代等を記憶する。

【0062】

図８は、適用工具グループテーブル３５の一例を示す図である。適用工具グループテーブル３５は、フィーチャ種別、加工品位クラスごとに、適用工具グループ（第１優先、第２優先、第３優先、・・・）を記憶する。尚、２点鎖線は、右方向や下方向に連続するデータを省略したことを意味する。

【0063】

フィーチャ種別は、図４にも例示されているように、フィーチャ（形状特徴）の種別を示す情報である。ここで、図４のフィーチャ種別は、所定の基準座標系におけるフィーチャの種別を示しており、図８と図９のフィーチャ種別は、加工座標系におけるフィーチャの種別を示している。加工品位クラスは、例えば粗級加工、中級加工、上級加工、極上級加工、研削加工などであり、加工によって達成すべき（あるいは達成できる）精度と面粗度を総合的に表した指標である。適用工具グループテーブル３５には、フィーチャ種別ごとに優先して使用すべき工具グループが記憶されている。適用工具グループテーブル３５に記憶されるデータは、加工対象のフィーチャに対して、使用すべき工具グループ（加工工程に関する情報の一つ）を自動的に決定するための参照情報として用いられる。

【0064】

図９は、工具動作モードテーブル３６の一例を示す図である。工具動作モードテーブル３６は、フィーチャ種別、切削モード、素形材区分ごとに、工具動作モード（加工動作モード及び工具移動モード）を記憶する。尚、２点鎖線は、下方向に連続するデータを省略したことを意味する。

【0065】

工具動作モードテーブル３６には、フィーチャ種別ごとに工具動作モードが記憶されている。工具動作モードテーブル３６に記憶されるデータは、加工対象のフィーチャに対して、適用すべき工具動作モード（加工工程に関する情報の一つ）を自動的に決定するための参照情報として用いられる。

【0066】

図１０は、加工工程決定手段２２の処理の詳細を示すフローチャートである。図１０に示すように、まず、制御部１１（加工工程決定手段２２）は、形状特徴の加工諸元と素材の材質を入力する（Ｓ１０１）。次に、制御部１１（加工工程決定手段２２）は、形状特徴の加工諸元から要求加工品位を認識する（Ｓ１０２）。次に、制御部１１（加工工程決定手段２２）は、素材の材質にもとづいた工法データベース２６の工程モードテーブル３３及び切削モードテーブル３４を参照して、要求加工品位が満たされる加工工程を決定する（Ｓ１０３）。そして、制御部１１（加工工程決定手段２２）は、決定された加工工程を、部分加工工程データ３７として出力する（Ｓ１０４）。

【0067】

図１１は、部分加工工程データ３７の一例を示す図である。部分加工工程データ３７は、ヘッダ情報や工程情報が含まれる。ヘッダ情報は、対象の部分加工工程に関する基本情報である。工程情報は、対象の部分加工工程に関する詳細情報である。

【0068】

ヘッダ情報には、例えば、段取りモデルＩＤ、基準点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、基準軸ベクトル（Ｉ，Ｊ，Ｋ）、加工部位の数等が含まれる。工程情報には、例えば、加工部位識別コード、加工部位タイプコード、工程数に加えて、工程ごとの工具情報、加工情報、加工残し、パス情報、切削条件等が含まれる。

【0069】

図１２は、ツーリング決定手段２３の処理の詳細を示すフローチャートである。尚、図１２に示す処理では、加工シミュレーションの実行部（専用のソフトウエアによって実現される。）を前提としている。加工シミュレーションの実行部については、図１３を参照しながら説明する。

【0070】

図１２に示すように、まず、制御部１１（ツーリング決定手段２３）は、素材の形状、固定治具の形状、部分加工工程データ３７、部分加工データ、加工機名を入力する（Ｓ２０１）。

【0071】

次に、制御部１１（ツーリング決定手段２３）は、素材の形状を加工シミュレーションの実行部にセットし（Ｓ２０２）、固定治具の形状を加工シミュレーションの実行部にセットし（Ｓ２０３）、加工機名にもとづいて設備データベース２７の加工機テーブルから加工機データを取得して、加工シミュレーションの実行部にセットし（Ｓ２０４）、加工機名にもとづいて設備データベース２７のツーリングテーブルからツーリング候補データを取得して、加工シミュレーションの実行部にセットする（Ｓ２０５）。

【0072】

次に、最初の部分加工工程に対して、制御部１１（ツーリング決定手段２３）は、部分加工工程データ３７から各工程の工具名と部分加工データ名を読み取り、加工シミュレーションの実行部にセットする（Ｓ２０６）。そして、制御部１１（ツーリング決定手段２３）は、最初の部分加工工程の加工シミュレーションを実行し、適正ツーリング領域（非干渉領域）を生成し（Ｓ２０７）、適正ツーリング領域をもとにツーリング候補データを参照して、各工程の最適ツーリングを決定する（Ｓ２０８）。

【0073】

次に、制御部１１（ツーリング決定手段２３）は、工程数分、最適ツーリング決定処理を繰り返したか否か確認する（Ｓ２０９）。工程数分繰り返していない場合（Ｓ２０９のＮｏ）、制御部１１（ツーリング決定手段２３）は、次の部分加工工程に対して、Ｓ２０６から処理を繰り返す。工程数分繰り返した場合（Ｓ２０９のＹｅｓ）、制御部１１（ツーリング決定手段２３）は、最適ツーリングのデータを出力する（Ｓ２１０）。

【0074】

図１３は、最適ツーリングの決定手法を説明する図である。図１３に示すように、制御部１１（加工シミュレーションの実行部）は、初期状態の仮想ツーリング部を刃具の周囲に設定し、部分加工データに基づいて刃具を移動させていき、刃具によってワークを削るとともに、ワークと固定治具によって仮想ツーリング部を削っていく（逆切削）。図１３では、削られた後のワークと仮想ツーリング部の領域に対して模様を付している。そして、制御部１１（加工シミュレーションの実行部）は、部分加工データに基づいて最後まで刃具を移動させた後の仮想ツーリング部を、適正ツーリング領域(非干渉領域)として生成する。そして、制御部１１（加工シミュレーションの実行部）は、候補のツーリング形状を、仮想ツーリング部の適正ツーリング領域と照合し、適正ツーリング領域に候補のツーリング形状が納まる場合には、干渉がなく、使用可能と判断して、使用可能なツーリングについて剛性を比較し、最も剛性が高いツーリングを最適ツーリングとして提示する。

【0075】

図１４は、切削条件決定手段２４の処理の詳細を示すフローチャートである。図１４に示すように、まず、制御部１１（切削条件決定手段２４）は、素材の材質、使用工具、最適ツーリングを入力する（Ｓ３０１）。次に、制御部１１（切削条件決定手段２４）は、素材の材質と使用工具にもとづいて、設備データベース２７の切削条件テーブルから基本切削条件を取得する（Ｓ３０２）。次に、制御部１１（切削条件決定手段２４）は、最適ツーリングの剛性を推定する（Ｓ３０３）。剛性の推定とは、素材の材質、使用工具、最適ツーリング、及び、基本切削条件に基づいて、使用工具のたわみ量などを計算することである。剛性推定処理は、公知の技術を適用することができる。尚、切削条件決定手段２４は、ツーリング決定手段２３からツーリング剛性の推定値を取得するようにしても良い。そして、制御部１１（切削条件決定手段２４）は、最適ツーリングの剛性に応じて、基本切削条件から最適切削条件を決定し（Ｓ３０４）、最適切削条件を出力する（Ｓ３０５）。ここで、前述したように、固定ツーリングとして登録されたツーリングテーブルから最適ツーリングを決定する手法の場合、切削条件決定手段２４は、ツーリングの剛性に見合った切削条件が登録されている設備データベース２７のツーリング切削条件を、最適ツーリングの切削条件として取得しても良い。

【0076】

図１５は、加工データ生成手段２１の処理の詳細を示すフローチャートである。図１５では、加工データ生成手段２１を主体とし、加工データ一貫生成装置１の全体の処理の流れを示している。以下では、説明の都合上、各手段を処理の主体として記載するが、実際には、制御部１１が、各手段として機能し、各ステップの処理を実行する。尚、図１５は、処理手順の一例であり、本発明は、この例に限定されるものではない。

【0077】

図１５に示すように、加工データ生成手段２１は、加工すべき製品の形状を入力し、別途、素材の形状諸元と材質、ならびに加工に使用する加工機名を、入力手段（例えば、メディア入出力部１３、通信制御部１４、入力部１５、周辺機器Ｉ／Ｆ部１７等）を介して入力する（Ｓ４０１：入力手段２１１による処理）。

【0078】

次に、加工データ生成手段２１は、入力された素材の形状諸元と必要に応じて製品の形状も含めて、これらをもとに加工前の素材の形状を生成し（Ｓ４０２：素材形状生成手段２１２による処理）、必要に応じて、固定治具設定手段２９が、入力された素材の形状に対して素材を加工機に固定するための固定治具の形状を付与し（Ｓ４０３）、製品の形状の中から形状特徴を抽出し（Ｓ４０４：形状特徴抽出手段２１３による処理）、形状特徴ごとの加工諸元を生成し（Ｓ４０５：加工諸元生成手段２１４による処理）、生成された形状特徴ごとの加工諸元と素材の材質を加工工程決定手段２２に送信する（Ｓ４０６）。

【0079】

ここで、Ｓ４０３において付与された固定治具の形状については、以後の処理においては素材の形状とともに加工前の形状に含まれるものとして扱っても良い。

【0080】

また、製品形状設計手段２８が加工前の素材の形状を生成し、加工データ生成手段２１への入力情報に加工前の素材の形状が含まれるようにしても良い。この場合、加工データ生成手段２１による素材の形状の生成は不要である。

【0081】

加工工程決定手段２２は、図１０を参照して説明した通り、形状特徴ごとの部分加工工程を決定し、部分加工工程データ３７を加工データ生成手段２１に返信する。

【0082】

次に、加工データ生成手段２１は、形状特徴ごとの部分加工工程データ３７を加工工程決定手段２２から取得し（Ｓ４０７）、部分加工工程データ３７をもとに対象の形状特徴を加工するための工具経路（工具の移動経路）を計算し（Ｓ４０８）、これにもとづいて個々の形状特徴加工の部分加工データを生成し（Ｓ４０９：部分加工データ生成手段２１５による処理）、素材の形状、固定治具の形状、加工機名、部分加工工程データ３７、生成された個々の形状特徴加工の部分加工データをツーリング決定手段２３へ送信する（Ｓ４１０）。

【0083】

ツーリング決定手段２３は、図１２及び図１３を参照して説明した通り、形状特徴ごとの最適ツーリングを決定し、加工データ生成手段２１に返信する。

【0084】

次に、加工データ生成手段２１は、形状特徴ごとの最適ツーリングをツーリング決定手段２３から取得し（Ｓ４１１）、ツーリング決定手段２３から取得した形状特徴ごとの最適ツーリングを切削条件決定手段２４へ送信する（Ｓ４１２）。

【0085】

切削条件決定手段２４は、図１４を参照して説明した通り、形状特徴ごとの最適切削条件を決定し、加工データ生成手段２１に返信する。

【0086】

次に、加工データ生成手段２１は、形状特徴ごとの最適切削条件を切削条件決定手段２４から取得し（Ｓ４１３）、全ての形状特徴を加工するためのアプローチ経路とリトラクト経路を決定し（Ｓ４１４）、個々の形状特徴の部分加工データに形状特徴ごとの最適切削条件を付与し、さらに全ての形状特徴を加工するためのアプローチ経路とリトラクト経路にもとづいてこれらを統合して、全ての形状特徴を加工するための統合加工データを生成する（Ｓ４１５：統合加工データ生成手段２１６による処理）。

【0087】

そして、加工データ生成手段２１は、加工工程決定手段２２によって決定された形状特徴ごとの部分加工工程データ３７、ツーリング決定手段２３によって決定された形状特徴ごとの最適ツーリング、及び統合加工データを出力する（Ｓ４１６）。

【0088】

以上の通り、加工データ一貫生成装置１は、加工工程決定、ツーリング決定、切削条件決定の各機能を有機的に結合し、平面などの一般的な形状加工に対して、ＣＡＤデータを入力データとして加工データを一気通貫で自動的に生成することができる。

【0089】

＜本発明の実施の形態における作用＞
・ＣＡＤデータを入力するのみで人手を介さずに加工に必要な加工データが自動生成されることにより、ＣＡＭオペレータの作業工数が著しく低減し、対話処理による入力や操作などの人的ミスも防止される。また、人の熟練度に依存しない安定した品質の加工データが生成される。
・加工パスは工具刃形のみで計算し、生成した加工データを使ってツーリングを決定することで、干渉の発生による作業の後戻りが無くなる。
・加工工程決定やツーリング決定が工法テーブル、工具テーブル、ホルダテーブルなどのデータベース情報をもとに実行されるので、一元化された情報にもとづく加工が行われ、標準化が促進する。
・加工ノウハウをデータベースに集約することで、一定品質の現場ノウハウが保存され、かつ継続的に維持されて技術の継承に繋がる。

【0090】

＜本発明の実施の形態における効果＞
・人的な作業工数が著しく低減され、また安定した品質の加工データが生成される。
・作業の後戻りが無くなり、最適なツーリング決定が一発で完結する。
・加工の標準化や工具の標準化が推進され、治工具などの在庫が減り設備費の削減に繋がる。
・現場ノウハウの保存と継承が推進される。

【0091】

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る加工データ一貫生成装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0092】

１………加工データ一貫生成装置
１１………制御部
１２………記憶部
１３………メディア入出力部
１４………通信制御部
１５………入力部
１６………表示部
１７………周辺機器Ｉ／Ｆ部
１８………バス
２１………加工データ生成手段
２１１………入力手段
２１２………素材形状生成手段
２１３………形状特徴抽出手段
２１４………加工諸元生成手段
２１５………部分加工データ生成手段
２１６………統合加工データ生成手段
２２………加工工程決定手段
２３………ツーリング決定手段
２４………切削条件決定手段
２５………統合データベース
２６………工法データベース
２７………設備データベース
２８………製品形状設計手段
２９………固定治具設定手段
３１………基本フィーチャ群
３２………加工諸元
３３………工程モードテーブル
３４………切削モードテーブル
３５………適用工具グループテーブル
３６………工具動作モードテーブル
３７………部分加工工程データ

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】