特許 7345821 加工シミュレーションシステム、および加工シミュレーションプログラム

(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】

(24)【登録日】2023-09-08

(45)【発行日】2023-09-19

(54)【発明の名称】加工シミュレーションシステム、および加工シミュレーションプログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4069 20060101AFI20230911BHJP

   B23Q 15/00 20060101ALI20230911BHJP

【ＦＩ】

G05B19/4069

B23Q15/00 B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019094659

(22)【出願日】2019-05-20

(65)【公開番号】P2020190837

(43)【公開日】2020-11-26

【審査請求日】2022-05-16

(73)【特許権者】

【識別番号】504150450

【氏名又は名称】国立大学法人神戸大学

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(72)【発明者】

【氏名】西田 勇

【審査官】増山 慎也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－００８２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－００４１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０４９２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２０７７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１９８７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１８９０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２７４０２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／４０６９

Ｂ２３Ｑ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

加工対象を所定の間隔で仮想的に切断する複数の第一切断面のそれぞれにおける加工対象の外形線である第一対象外形線を複数の点の座標で示した第一対象外形情報を生成する対象外形情報処理部と、
前記加工対象を加工する加工工具の外形形状を示す情報、前記加工対象に対する前記加工工具の相対的な移動に関する情報である移動情報を取得し、所定時刻における前記第一切断面上の加工工具の外形線である第一工具外形線を複数の点の座標で示した第一工具外形情報を生成する工具外形情報処理部と、
前記第一対象外形情報と前記第一工具外形情報とに基づき第一重複領域を生成し、前記第一対象外形情報から前記第一重複領域を除外して第一対象外形情報を更新する加工情報処理部と、を備え、
前記対象外形情報処理部は、
前記第一切断面と交差する複数の第二切断面のそれぞれにおける前記加工対象の外形線
である第二対象外形線を複数の点の座標で示した第二対象外形情報を取得し、
前記工具外形情報処理部は、
所定時刻における前記第二切断面における前記加工工具の外形線である第二工具外形線を複数の点の座標で示した第二工具外形情報を生成し、
前記加工情報処理部は、
前記第二対象外形情報と前記第二工具外形情報との第二重複領域を生成し、前記第二対象外形情報から前記第二重複領域を除外して第二対象外形情報を更新する
加工シミュレーションシステム。

【請求項2】

前記第一工具外形情報は、少なくとも１つの矩形の頂点の座標で示した矩形情報により構成される
請求項１に記載の加工シミュレーションシステム。

【請求項3】

前記工具外形情報処理部は、
矩形情報で構成される複数の前記第一工具外形情報を生成し、
前記加工情報処理部は、
前記矩形情報の一つに基づき前記第一対象外形情報との第一重複領域を生成し、前記第一対象外形情報から前記第一重複領域を除外して前記第一対象外形情報を更新した後、前記矩形情報の他の一つに基づき更新後の前記第一対象外形情報との第一重複領域を生成し、更新後の前記第一対象外形情報から前記第一重複領域を除外して前記第一対象外形情報を更新する
請求項２に記載の加工シミュレーションシステム。

【請求項4】

前記第一重複領域に基づき加工負荷を算出する加工負荷処理部
を備える請求項１から３のいずれか一項に記載の加工シミュレーションシステム。

【請求項5】

前記加工情報処理部は、
前記第一対象外形情報から前記第一重複領域を除外して第一対象外形情報を更新し、更新された前記第一対象外形情報に一直線上に並んだ複数の点の座標が含まれている場合、中間に位置する点を削除して第一対象外形情報をさらに更新する
請求項１から４のいずれか一項に記載の加工シミュレーションシステム。

【請求項6】

前記対象外形情報処理部は、
加工対象の表面を三角形のメッシュを用いて表す表面形状情報を取得し、取得した前記表面形状情報と複数の第一切断面の情報とに基づきそれぞれの第一切断面に対する第一対象外形情報を生成する
請求項１から５のいずれか一項に記載の加工シミュレーションシステム。

【請求項7】

前記加工負荷処理部は、
算出された加工負荷が所定範囲外の場合、所定範囲内に加工負荷が収まるように、前記加工対象に対する前記移動情報を更新する
請求項４に記載の加工シミュレーションシステム。

【請求項8】

コンピュータを、
加工対象を所定の間隔で仮想的に切断する複数の第一切断面のそれぞれにおける加工対象の外形線である第一対象外形線を複数の点の座標で示した第一対象外形情報を生成する対象外形情報処理部と、
前記加工対象を加工する加工工具の外形形状を示す情報、前記加工対象に対する前記加工工具の相対的な移動に関する情報である移動情報を取得し、所定時刻における前記第一切断面上の加工工具の外形線である第一工具外形線を複数の点の座標で示した第一工具外形情報を生成する工具外形情報処理部と、
前記第一対象外形情報と前記第一工具外形情報とに基づき第一重複領域を生成し、前記第一対象外形情報から前記第一重複領域を除外して第一対象外形情報を更新する加工情報処理部として機能させる加工シミュレーションプログラムであって、
前記対象外形情報処理部は、
前記第一切断面と交差する複数の第二切断面のそれぞれにおける前記加工対象の外形線である第二対象外形線を複数の点の座標で示した第二対象外形情報を取得し、
前記工具外形情報処理部は、
所定時刻における前記第二切断面における前記加工工具の外形線である第二工具外形線を複数の点の座標で示した第二工具外形情報を生成し、
前記加工情報処理部は、
前記第二対象外形情報と前記第二工具外形情報との第二重複領域を生成し、前記第二対象外形情報から前記第二重複領域を除外して第二対象外形情報を更新する
加工シミュレーションプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加工対象に対し切削加工などを実施し、所定の形状の結果物を得るための加工工程をシミュレーションする加工シミュレーションシステム、および加工シミュレーションプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ＮＣ（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ）加工を実施する場合、一定の加工条件で全てを加工するＮＣプログラムでは生産効率は上がらない。また、作成したＮＣプログラムを用いて実際に加工する場合、加工トラブルが発生する場合もある。そのため事前に加工状況を予測して評価することは重要である。

【0003】

そこで、加工対象の形状をボクセルモデルやＺマップモデルを用い、加工工程をシミュレーションする方法が存在している（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１６２１４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ボクセルモデルでは加工対象が内部までボクセルと呼ばれる微小な立方体で埋め尽くされている。このため、ボクセルモデル、またはＺマップモデルを用いて加工工程をシミュレーションする場合、コンピュータのメモリが大量に必要となる。またこれに伴い加工対象と加工工具との重複関係を算出するための計算時間が長くなっていた。さらに、Ｚマップモデルでは、オーバーハングのある加工対象についてはシミュレーションが困難になるなどといった課題があった。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、加工対象を表現するための情報量を低く押さえ、高速で加工工程をシミュレートできる加工シミュレーションシステム、および加工シミュレーションプログラムの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の１つである加工シミュレーションシステムは、加工対象を所定の間隔で仮想的に切断する複数の第一切断面のそれぞれにおける加工対象の外形線である第一対象外形線を複数の点の座標で示した第一対象外形情報を生成する対象外形情報処理部と、前記加工対象を加工する加工工具の外形形状を示す情報、前記加工対象に対する前記加工工具の相対的な移動に関する情報である移動情報を取得し、所定時刻における前記第一切断面上の加工工具の外形線である第一工具外形線を複数の点の座標で示した第一工具外形情報を生成する工具外形情報処理部と、前記第一対象外形情報と前記第一工具外形情報とに基づき第一重複領域を生成し、前記第一対象外形情報から前記第一重複領域を除外して第一対象外形情報を更新する加工情報処理部と、を備える。

【0008】

また上記目的を達成するために、本発明の１つである加工シミュレーションプログラムは、加工対象を所定の間隔で仮想的に切断する複数の第一切断面のそれぞれにおける加工対象の外形線である第一対象外形線を複数の点の座標で示した第一対象外形情報を生成する対象外形情報処理部と、前記加工対象を加工する加工工具の外形形状を示す情報、前記加工対象に対する前記加工工具の相対的な移動に関する情報である移動情報に基づき、前記第一切断面における所定時刻の加工工具の外形線である第一工具外形線を複数の点の座標で示した第一工具外形情報を取得する工具外形情報処理部と、前記第一対象外形情報と前記第一工具外形情報とに基づき第一重複領域を生成し、前記第一対象外形情報から前記第一重複領域を除外して第一対象外形情報を更新する加工情報処理部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、加工対象、および加工工具を表現するための情報量を低く押さえ、加工対象と加工工具との重複領域、つまり加工工具による加工状態を容易にシミュレートできる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】加工シミュレーションシステムの機能構成を示すブロック図である。

【図2】加工対象から結果物に至る工程の概略を示す斜視図である。

【図3】加工対象と第一切断面との関係を示す斜視図である。

【図4】一の第一切断面における第一対象外形線、第一対象外形点を示す断面斜視図である。

【図5】一の第一切断面における第一対象外形線、第一工具外形線順序、および第一重複領域の関係を示す図である。

【図6】重複領域の第一発生パターンを示す図である。

【図7】重複領域の第二発生パターンを示す図である。

【図8】重複領域の第三発生パターンを示す図である。

【図9】更新後の第一対象外形線を示す図である。

【図10】重複領域の第四発生パターンを示す図である。

【図11】一直線上に並んだ３以上の第一対象外形点を示す図である。

【図12】加工シミュレーションシステムの動作の流れを説明するフローチャートである。

【図13】一の第一切断面において複数の第一対象外形線が生成される場合を示す図である。

【図14】加工シミュレーションシステムの他の動作の流れを説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本発明に係る加工シミュレーションシステム、および加工シミュレーションプログラムの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の位置関係、および接続状態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、各請求項に係る発明を限定する主旨ではない。以下では複数の発明を一つの実施の形態として説明する場合があるが、請求項に記載されていない構成要素については、その請求項に係る発明に関しては任意の構成要素であるとして説明している。また、図面は、本発明を説明するために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

【0012】

図１は、加工シミュレーションプログラムにより実現される加工シミュレーションシステムの機能構成を示すブロック図である。図２は、加工対象、中間状態、および結果物を順を追ってそれぞれ示す斜視図である。加工シミュレーションシステム１００は、加工シミュレーションプログラムをコンピュータ上で実行することにより実現される装置であり、外部機器３００からの情報に基づき、仮想的な加工工具２１０を用いて仮想的な加工対象２００を加工する加工工程をシミュレーションする。図１に示すように、加工シミュレーションシステム１００は、対象外形情報処理部１０１と、工具外形情報処理部１０２と、加工情報処理部１０３と、を備えている。本実施の形態の場合、加工シミュレーションシステム１００は、加工負荷処理部１０４をさらに備えている。

【0013】

加工対象２００は、加工工具２１０によって加工が施されて所定の形状の結果物になる素材である。加工対象２００の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、図２の上段に示すように、立方体として説明する。加工対象２００の材質は、特に限定されるものではないが、後述の加工負荷を算出する場合のパラメータの一つとして材質に関連するパラメータが用いられる場合がある。

【0014】

加工工具２１０は、加工対象２００を加工するための工具である。本実施の形態の場合、加工工具２１０は、切削工具であり、具体的にはスクエアエンドミル（普通刃）が想定されている。なお、加工工具２１０は、切削工具ばかりでなく、加工対象２００を塑性変形させる工具、放電加工に用いられる工具などを例示できる。

【0015】

対象外形情報処理部１０１は、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）システム、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）システムなどの外部機器３００から取得した情報に基づき第一対象外形情報を生成する。本実施の形態の場合、対象外形情報処理部１０１は、外部機器３００が作成した加工プログラムに基づき第一対象外形情報を生成する。なお、本明細書、および特許請求の範囲において「取得する」の文言には「生成」が含まれるものとして「取得」および「生成」の文言を用いている。

【0016】

具体的に対象外形情報処理部１０１は、外部機器３００から取得した加工プログラムの中から加工対象２００の表面形状を示す表面形状情報を取得する。対象外形情報処理部１０１は、図３に示すように、所定の間隔で並んで配置されている複数の仮想的な第一切断面２０１を用いて加工対象２００の表面形状を切断し、図４に示すように、それぞれの第一切断面２０１における加工対象２００の外形線、つまり加工対象２００の表面形状と第一切断面２０１との交線である第一対象外形線２２１を生成する。さらに対象外形情報処理部１０１は、第一対象外形線２２１を複数の点である第一対象外形点２２３の座標で示した第一対象外形情報を生成する。

【0017】

第一切断面２０１は、加工対象２００を切断する仮想的な面である。本実施の形態の場合、平面である複数の第一切断面２０１が平行に配置されており、全ての第一切断面２０１が加工対象２００を切断するように配置されている。隣り合う第一切断面２０１の間隔は、特に限定されるものではなく、要求される解析精度により決定される。例えば、隣り合う第一切断面２０１の間隔は、１０μｍ程度に設定される場合がある。また、隣り合う第一切断面２０１の間隔は、加工対象２００全体にわたって均一でなくてもよい。例えば、加工対象２００の中で要求される加工精度が高い部分は間隔を狭くし、荒削り部分など比較的加工精度が低い部分は、間隔を広くするなどしても構わない。

【0018】

具体的に例えば、外部機器３００から取得する表面形状情報が加工対象２００の表面を三角形のメッシュを用いて表す形式、いわゆるＳＴＬ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ）形式である場合、対象外形情報処理部１０１は、取得した表面形状情報と第一切断面２０１との交線を第一対象外形線２２１として生成する。この場合、第一対象外形線２２１は、複数の線分により形成されており、対象外形情報処理部１０１は、隣り合う線分の交点（外向きの頂点、および内向きの頂点）を第一対象外形点２２３として第一対象外形情報を生成する。

【0019】

なお上記対象外形情報処理部１０１は、第一対象外形線２２１を生成したが、外部機器３００から第一対象外形線２２１を所得し、これに基づき第一対象外形情報を生成しても構わない。

【0020】

工具外形情報処理部１０２は、加工対象２００を加工する加工工具２１０の外形形状を示す情報、加工対象２００に対する加工工具２１０の相対的な移動に関する情報である移動情報を取得し、所定時刻における第一切断面２０１上の加工工具２１０の外形線である第一工具外形線２１１を複数の点である第一工具外形点２１３の座標で示した第一工具外形情報を生成する。本実施の形態の場合、工具外形情報処理部１０２は、外部機器３００が作成した加工プログラムに基づき第一工具外形情報を生成する。移動情報には加工対象２００に対して加工工具２１０が移動する相対的な経路を示す経路情報、および前記経路の各区間における加工工具２１０の移動速度を示す速度情報等が含まれている。具体的に工具外形情報処理部１０２は、加工工具２１０の加工可能な部分（例えばエンドミルの刃の部分）の表面形状と、取得した移動情報とに基づき、所定の時刻において加工工具２１０を切断する第一切断面２０１を用いて加工工具２１０の外形線、つまり加工工具２１０の表面形状と第一切断面２０１との交線である第一工具外形線２１１を生成する。さらに工具外形情報処理部１０２は、第一工具外形線２１１を複数の点である第一工具外形点２１３の座標で示した第一工具外形情報を生成する。

【0021】

例えば、外部機器３００から取得する加工工具２１０の加工可能な部分の表面形状を円柱として抽象化した場合、工具外形情報処理部１０２は、抽象化された円柱と第一切断面２０１との交線を第一工具外形線２１１として生成する。この場合、図５に示すように、第一工具外形線２１１は、矩形（正方形を含む）であり、工具外形情報処理部１０２は、矩形の頂点である第一工具外形点２１３の座標で示した矩形情報により構成される第一工具外形情報を生成する。

【0022】

なお本実施の形態の場合、工具外形情報処理部１０２は、加工工具２１０の加工可能な部分を円柱として抽象化して矩形の第一工具外形線２１１を生成したが、例えば加工工具２１０がドリルである場合、円柱の先端が円錐状に尖った形状として抽象化するなどしても構わない。また、外部機器３００から抽象化された加工工具２１０の外形形状の情報を工具外形情報処理部１０２が取得して利用しても構わない。

【0023】

また、加工工具２１０の外形を示すＳＴＬ形式などを取得して、第一工具外形線２１１、および第一工具外形情報を生成してもかまわない。

【0024】

加工情報処理部１０３は、第一対象外形情報により第一切断面２０１に形成される第一対象外形線２２１と第一工具外形情報により第一切断面２０１に形成される第一工具外形線２１１との重複領域である第一重複領域２３０を生成する。本実施の形態の場合、加工情報処理部１０３の処理としては、図６に示すように、第一対象外形線２２１と第一工具外形線２１１との交点２３１を生成する。また、第一対象外形線２２１の内側に存在する第一工具外形点２１３を特定する。また、第一工具外形線２１１の内側に存在する第一対象外形点２２３を特定する。交点２３１、特定された第一工具外形点２１３、および第一対象外形点２２３をそれぞれ結ぶ第一工具外形線２１１、および第一対象外形線２２１で囲まれた領域を加工情報処理部１０３は第一重複領域２３０として生成する。

【0025】

なお、図７に示すように、第一工具外形線２１１の内側に第一対象外形点２２３が存在しない場合は、交点２３１、および特定された第一工具外形点２１３をそれぞれ結ぶ第一工具外形線２１１、および第一対象外形線２２１で囲まれた領域が第一重複領域２３０となる。また、図８に示すように、第一対象外形線２２１の内側に第一工具外形点２１３が存在しない場合は、交点２３１、および特定された第一対象外形点２２３をそれぞれ結ぶ第一対象外形線２２１で囲まれた領域も第一重複領域２３０となる。また、複数の第一重複領域２３０が生成される場合もある。

【0026】

次に加工情報処理部１０３は、第一対象外形情報で形成される第一対象外形線２２１から生成された第一重複領域２３０を除外して第一対象外形情報を更新する。図６に示すような第一重複領域２３０が生成された場合、加工情報処理部１０３は、図９に示す形状に第一対象外形情報を更新する。

【0027】

また本実施の形態の場合、加工情報処理部１０３は、図１０に示すような第一重複領域２３０が生成され、図１１に示す形状に第一対象外形情報を更新した場合において、更新された第一対象外形情報に一直線上に並んだ３以上の第一対象外形点２２３の座標が含まれている場合、中間に位置する第一対象外形点２２３を削除して第一対象外形情報をさらに更新する。これにより第一対象外形情報の情報量を抑制することが可能となる。

【0028】

以上、一つの第一切断面２０１に着目して説明したが、加工シミュレーションシステム１００は、取得した移動情報に基づき、所定の第一時刻の加工工具２１０を切断する全ての第一切断面２０１に対して上記処理を行い、第一対象外形情報を更新する処理を行う。次に、第一時刻より後の第二時刻の加工工具２１０を切断する全ての第一切断面２０１に対して上記処理を行い、第一対象外形情報をさらに更新する処理を行う。この処理を順次行う事で、加工シミュレーションシステム１００は、加工工具２１０による加工対象２００の加工工程をシミュレーションする。

【0029】

なお、第一時刻と第二時刻との間隔（時間）は、特に限定されるものではなく、要求される解析精度により決定すればよい。例えば、隣り合う第一切断面２０１の一方から他方に加工工具２１０が移動する時間を移動情報から生成して第一時刻と第二時刻との間隔に設定しても構わない。

【0030】

加工負荷処理部１０４は、加工情報処理部１０３が生成した第一重複領域２３０に基づき加工工具２１０が加工対象２００を加工する際の加工負荷を算出する。例えば加工負荷処理部１０４は、所定時刻において加工工具２１０を切断する全ての第一切断面２０１について生成される第一重複領域２３０のそれぞれの面積に対し、隣り合う第一切断面２０１の間隔を乗算することにより加工工具２１０の加工量を加工負荷として算出しても構わない。

【0031】

また、加工負荷処理部１０４は、工具外形情報処理部１０２が取得した移動情報と第一重複領域２３０とに基づき加工負荷を算出しても構わない。具体的には、移動情報に基づき加工工具２１０の単位時間あたりの移動量を算出し、算出された移動量に基づき繰り返し生成される第一重複領域２３０の面積を積算した値を加工負荷としても構わない。

【0032】

また、加工負荷処理部１０４は、算出された加工負荷が所定範囲外の場合、所定範囲内に加工負荷が収まるように、加工対象２００に対する移動情報を更新して外部機器３００にフィードバックしても構わない。例えば、算出された加工負荷が第一閾値を超えている場合、加工負荷処理部１０４は、加工工具２１０の単位時間あたりの移動量を抑制するように移動情報を更新する。また、算出された加工負荷が第二閾値に満たない場合、加工負荷処理部１０４は、加工工具２１０の単位時間あたりの移動量が増加するように移動情報を更新する。以上の更新された情報を外部機器３００にフィードバックすることにより、外部機器３００が作成した加工プログラムを更新することができ、加工対象２００を加工する加工時間の短縮を図ることが可能となる。

【0033】

次に、加工シミュレーションシステム１００の動作を説明する。図１２は、加工シミュレーションシステム１００の動作の流れを説明するフローチャートである。同図に示すように、対象外形情報処理部１０１は、外部機器３００から加工対象２００の表面形状情報を取得する（Ｓ１０１）。次に対象外形情報処理部１０１は、加工対象２００の表面形状を複数の第一切断面２０１で切断し、第一切断面２０１と表面形状との交線である第一対象外形線２２１を複数の第一対象外形点２２３の座標で示した第一対象外形情報を生成する（Ｓ１０２）。第一対象外形情報は、一つの第一切断面２０１については二次元の座標で表される第一対象外形点２２３の集合であるため、加工対象２００をボックスモデルで表現した場合に比べ、データ量を抑制することができる（例えば２０分の１程度）。従って、メモリ容量の少ないコンピュータを用いても加工工程をシミュレーションすることができる。

【0034】

次に、工具外形情報処理部１０２は、外部機器３００から加工工具２１０の外形形状を示す情報、および移動情報を取得する（Ｓ１０３）。なお、加工工具２１０の外形形状を示す情報としては、工具の径や長さなどを示す情報ばかりでなく工具の型番などでもよい。

【0035】

次に、第ｎ時刻における、第一切断面２０１上の加工工具２１０の外形線を示す第一工具外形情報を工具外形情報処理部１０２が生成する（Ｓ１０４）。第ｎ時刻は、外部機器３００から取得した加工工具２１０の移動情報に対応付けられている。例えば、加工工具２１０の移動開始時刻をｎ＝０とし、所定の時間が経過する毎にｎがカウントアップされる。また、ある時刻では、加工工具２１０が第一切断面２０１に切断されていない場合もあり得る。

【0036】

次に、加工情報処理部１０３は、対象外形情報処理部１０１が生成した第一対象外形情報と工具外形情報処理部１０２が生成した第一工具外形情報とに基づき第一重複領域２３０を生成する（Ｓ１０５）。定常的な加工が行われている加工工程などにおいては同一時刻に複数の第一重複領域２３０が生成される。なお、第一対象外形情報が生成されても第一重複領域２３０が生成されない場合もある。

【0037】

本実施の形態の場合、加工負荷処理部１０４は、生成された第一重複領域２３０に基づき第ｎ時刻における加工負荷を算出する（Ｓ１０６）。なお、加工負荷処理部１０４は、時刻毎に加工負荷を算出するのではなく、各時刻の第一重複領域２３０の記録に基づき加工負荷を算出しても構わない。

【0038】

次に、加工情報処理部１０３は、第一対象外形情報から第一重複領域２３０を除外して第一対象外形情報を更新する（Ｓ１０７）。

【0039】

加工シミュレーションシステム１００において実行される加工シミュレーションプログラムは、上記Ｓ１０４からＳ１０７までの工程を加工工具２１０の移動情報の最初から最後まで繰り返し実行し加工工程をシミュレーションする（Ｓ１０８）。

【0040】

最後に、加工負荷処理部１０４は、記録された各時刻における加工負荷に基づき加工負荷が所定の範囲内に収まるように移動情報を更新し、外部機器３００にフィードバックする（Ｓ１０９）。

【0041】

以上の加工シミュレーションプログラムを加工シミュレーションシステム１００で実行することにより、オーバーハングのある複雑な形状の加工対象２００などであっても従来に比べコンピュータが処理するメモリ容量を大幅に削減しつつ、加工工程を正確にシミュレーションすることが可能となる。

【0042】

また、加工工程の各段階において加工負荷が容易に算出されるため、加工負荷が所定の範囲に収まるように移動情報を更新することができる。従って、加工工具２１０の負担を軽減して加工工具２１０の寿命を延ばすことができ、また加工工具２１０の負担の最適化を図って加工時間の短縮化を行うことが可能となる。

【0043】

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。

【0044】

例えば、上記実施の形態では、加工工具２１０として第一工具外形線２１１が矩形になるスクエアエンドミルを例示して説明したが、図１３の左側に示すように第一工具外形線２１１が矩形にならない例えばボールエンドミルなどが加工工具２１０の場合でも、図１３の右側に示すように一枚の第一切断面２０１において矩形情報（２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ）からなる複数の第一工具外形情報で近似することにより上記実施の形態で説明した各処理を繰り返すだけで加工工程をシミュレーションすることができる。

【0045】

具体的には、図１４に示すように、工程Ｓ２０１からＳ２０３までは上記Ｓ１０１からＳ１０３と同様の処理を行い、次に、工具外形情報処理部１０２が、第ｎ時刻における第一工具外形情報の１つである第一工具外形情報ｍを生成する（Ｓ２０４）。第一工具外形情報ｍは図１３における２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄのいずれかに対応する。

【0046】

次に、加工情報処理部１０３は、第一工具外形情報ｍに基づき重複領域ｍを生成し（Ｓ２０５）、第一対象外形情報を更新する（Ｓ２０６）。以上、Ｓ２０４からＳ２０６の工程を全ての矩形情報について実行する（Ｓ２０７）。

【0047】

次に、全ての第一工具外形情報によって精製される重複領域ｍを積算して第一重複領域２３０を加工情報処理部１０３が生成する（Ｓ２０８）。以上の各処理を加工工具の移動が終了するまで実行する（Ｓ２０９）ことにより、複雑な形状の加工工具であっても加工工程を従来よりも少ないメモリでシミュレーションすることが可能となる。

【0048】

また、加工シミュレーションシステム１００、および加工シミュレーションプログラムは、第一切断面２０１と交差する複数の第二切断面により異なる視点から加工シミュレーションを実行しても構わない。これにより、シミュレーションの精度を向上させることが可能となる。また、加工シミュレーションシステム１００、および加工シミュレーションプログラムは、第一切断面２０１に関するシミュレーションの終了後に第二切断面に関するシミュレーションを実行してもよく、第ｎ時刻において、第一切断面２０１に関する処理と第二切断面に関する処理を実行しても構わない。

【0049】

また、外部機器３００が実際に存在する加工対象２００から第一外形情報を生成し、対象外形情報処理部１０１は、当該情報を外部機器３００から取得しても構わない。

【0050】

また、対象外形情報処理部１０１は、曲線を直線で近似し、第一対象外形情報を生成しても構わない。

【0051】

また、各処理部、および各処理部で実行される処理は、一つの装置で実現される場合ばかりでなく、複数の装置が分担して処理しても構わない。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明は、ＮＣ加工機などに提供される加工プログラムの確認、更新などに利用可能である。

【符号の説明】

【0053】

１００ 加工シミュレーションシステム
１０１ 対象外形情報処理部
１０２ 工具外形情報処理部
１０３ 加工情報処理部
１０４ 加工負荷処理部
２００ 加工対象
２０１ 第一切断面
２１０ 加工工具
２１１ 第一工具外形線
２１３ 第一工具外形点
２２１ 第一対象外形線
２２３ 第一対象外形点
２３０ 第一重複領域
２３１ 交点
３００ 外部機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】