(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械における工具による被加工物の加工をシミュレーションする加工シミュレーション装置であって、
前記被加工物の形状を記憶する形状記憶手段と、
前記被加工物に対する前記工具の相対的な移動経路を点列として記憶する工具移動経路記憶手段と、
前記移動経路における前記点列のそれぞれの点に前記工具を配置する工具配置手段と、
前記工具配置手段において順次配置されるそれぞれの当該工具により前記被加工物が加工される場合に、当該工具の位置に基づいて、前記形状記憶手段に記憶されている前記被加工物の形状を加工後における前記被加工物の形状に更新する形状更新手段と、
を備え、
前記工具配置手段は、前記移動経路における前記点列のうち第一位置に前記工具を配置する第一工程、前記点列のうち前記第一位置から前記工具の相対移動方向に少なくとも前記点列の一点を超えるよう設定された距離を隔てた第二位置に前記工具を配置する第二工程、前記点列のうち前記第一位置と前記第二位置との間における前記点列の全ての点である第三位置に前記工具を配置する第三工程の順に実行し、
前記形状更新手段は、各前記工程において前記被加工物が前記工具により加工されると判定される場合には、各前記工程のそれぞれの処理の後に、前記被加工物の形状を更新する処理を実行し、各前記工程において前記被加工物が前記工具により加工されないと判定される場合には、前記被加工物の形状を更新する処理を実行しない、とを特徴とする加工シミュレーション装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第一位置と前記第二位置との離間距離は、前記工具の直径未満に設定されることを特徴とする加工シミュレーション装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第三位置は、前記第一位置と前記第二位置との中間位置であることを特徴とする加工シミュレーション装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項において、
前記形状記憶手段は、前記被加工物の形状を第一画素数により表した粗精度形状、および、前記被加工物の形状を前記第一画素数よりも大きな第二画素数により表した詳細精度形状として記憶し、
前記加工シミュレーション装置は、前記粗精度形状の各第一画素において、前記工具を前記移動経路に沿って移動させた場合に前記被加工物が加工されるか否かを判定する粗加工判定手段をさらに備え、
前記工具配置手段は、前記粗加工判定手段にて前記被加工物が加工されると判定された前記第一画素において実行し、前記粗加工判定手段にて前記被加工物が加工されていないと判定された前記第一画素において実行せず、
前記形状更新手段は、前記工具配置手段において順次配置されるそれぞれの当該工具により前記被加工物が加工される場合に、当該工具の位置に基づいて前記詳細精度形状を加工後における前記被加工物の形状に更新すると共に、当該工具の位置に基づいて前記粗精度形状を加工後における前記被加工物の形状に更新することを特徴とする加工シミュレーション装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項において、
前記工具配置手段は、前記第三工程の後に、前記移動経路における前記点列のうち前記第一位置と前記第三位置との間、または、前記第二位置と前記第三位置との間に前記工具を配置する第四工程を実行することを特徴とする加工シミュレーション装置。
【請求項６】
工作機械における工具による被加工物の加工をシミュレーションする加工シミュレーション方法であって、
前記被加工物に対する前記工具の相対的な移動経路における点列のそれぞれの点に前記工具を配置する工具配置工程と、
前記工具配置工程において順次配置されるそれぞれの当該工具により前記被加工物が加工される場合に、当該工具の位置に基づいて、形状記憶手段に記憶されている前記被加工物の形状を加工後における前記被加工物の形状に更新する形状更新工程と、
を備え、
前記工具配置工程は、前記移動経路における前記点列のうち第一位置に前記工具を配置する第一工程、前記点列のうち前記第一位置から前記工具の相対移動方向に少なくとも前記点列の一点を超えるよう設定された距離を隔てた第二位置に前記工具を配置する第二工程、前記点列のうち前記第一位置と前記第二位置との間における前記点列の全ての点である第三位置に前記工具を配置する第三工程の順に実行し、
前記形状更新工程は、各前記工程において前記被加工物が前記工具により加工されると判定される場合には、前記工具配置工程における各前記工程のそれぞれの処理の後に、前記被加工物の形状を更新する処理を実行し、各前記工程において前記被加工物が前記工具により加工されないと判定される場合には、前記被加工物の形状を更新する処理を実行しない、ことを特徴とする加工シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械でＮＣデータに基づいて被加工物を加工する際のシミュレーションを行う装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加工シミュレーションにおいて、例えば、特開平８−１０８３４５号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１に記載の加工シミュレーションにおいては、工具の移動経路に沿った点列に工具を配置した状態で、加工後における被加工物の形状を得ることが記載されている。また、特開平１１−２３５６４６号公報（特許文献２）には、加工工程を決定する際に、加工シミュレーションを行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１０８３４５号公報
【特許文献２】特開平１１−２３５６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、加工シミュレーションにおける演算処理時間が非常に長い。特に、複雑な形状を有する金型などについて加工シミュレーションを行う場合には、多大な時間を要するのが実状である。そこで、加工シミュレーションにおける演算処理時間の短縮が求められている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、演算処理時間を短縮できる加工シミュレーション装置および加工シミュレーション方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（加工シミュレーション装置）
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、
工作機械における工具による被加工物の加工をシミュレーションする加工シミュレーション装置であって、
前記被加工物の形状を記憶する形状記憶手段と、
前記被加工物に対する前記工具の相対的な移動経路を点列として記憶する工具移動経路記憶手段と、
前記移動経路における前記点列のそれぞれの点に前記工具を配置する工具配置手段と、
前記工具配置手段において順次配置されるそれぞれの当該工具により前記被加工物が加工される場合に、当該工具の位置に基づいて、前記形状記憶手段に記憶されている前記被加工物の形状を加工後における前記被加工物の形状に更新する形状更新手段と、
を備え、
前記工具配置手段は、前記移動経路における前記点列のうち第一位置に前記工具を配置する第一工程、前記点列のうち前記第一位置から前記工具の相対移動方向に少なくとも前記点列の一点を超えるよう設定された距離を隔てた第二位置に前記工具を配置する第二工程、前記点列のうち前記第一位置と前記第二位置との間における前記点列の全ての点である第三位置に前記工具を配置する第三工程の順に実行し、
前記形状更新手段は、各前記工程において前記被加工物が前記工具により加工されると判定される場合には、各前記工程のそれぞれの処理の後に、前記被加工物の形状を更新する処理を実行し、各前記工程において前記被加工物が前記工具により加工されないと判定される場合には、前記被加工物の形状を更新する処理を実行しないことである。
【０００７】
請求項２に係る発明の特徴は、前記第一位置と前記第二位置との離間距離は、前記工具の直径未満に設定されることである。
請求項３に係る発明の特徴は、前記第三位置は、前記第一位置と前記第二位置との中間位置であることである。
【０００８】
請求項４に係る発明の特徴は、前記形状記憶手段は、前記被加工物の形状を第一画素数により表した粗精度形状、および、前記被加工物の形状を前記第一画素数よりも大きな第二画素数により表した詳細精度形状として記憶し、前記加工シミュレーション装置は、前記粗精度形状の各第一画素において、前記工具を前記移動経路に沿って移動させた場合に前記被加工物が加工されるか否かを判定する粗加工判定手段をさらに備え、前記工具配置手段は、前記粗加工判定手段にて前記被加工物が加工されると判定された前記第一画素において実行し、前記粗加工判定手段にて前記被加工物が加工されていないと判定された前記第一画素において実行せず、前記形状更新手段は、前記工具配置手段において順次配置されるそれぞれの当該工具により前記被加工物が加工される場合に、当該工具の位置に基づいて前記詳細精度形状を加工後における前記被加工物の形状に更新すると共に、当該工具の位置に基づいて前記粗精度形状を加工後における前記被加工物の形状に更新することである。
【０００９】
請求項５に係る発明の特徴は、前記工具配置手段は、前記第三工程の後に、前記移動経路における前記点列のうち前記第一位置と前記第三位置との間、または、前記第二位置と前記第三位置との間に前記工具を配置する第四工程を実行することである。
【００１０】
（加工シミュレーション方法）
請求項６に係る発明の特徴は、
工作機械における工具による被加工物の加工をシミュレーションする加工シミュレーション方法であって、
前記被加工物に対する前記工具の相対的な移動経路における点列のそれぞれの点に前記工具を配置する工具配置工程と、
前記工具配置工程において順次配置されるそれぞれの当該工具により前記被加工物が加工される場合に、当該工具の位置に基づいて、形状記憶手段に記憶されている前記被加工物の形状を加工後における前記被加工物の形状に更新する形状更新工程と、
を備え、
前記工具配置工程は、前記移動経路における前記点列のうち第一位置に前記工具を配置する第一工程、前記点列のうち前記第一位置から前記工具の相対移動方向に少なくとも前記点列の一点を超えるよう設定された距離を隔てた第二位置に前記工具を配置する第二工程、前記点列のうち前記第一位置と前記第二位置との間における前記点列の全ての点である第三位置に前記工具を配置する第三工程の順に実行し、
前記形状更新工程は、各前記工程において前記被加工物が前記工具により加工されると判定される場合には、前記工具配置工程における各前記工程のそれぞれの処理の後に、前記被加工物の形状を更新する処理を実行し、各前記工程において前記被加工物が前記工具により加工されないと判定される場合には、前記被加工物の形状を更新する処理を実行しないことである。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、第一位置→第二位置→第三位置の順に工具を配置して被加工物の形状の更新処理を行っている。ここで、実際の加工において工具が被加工物に対して相対移動する順序は、第一位置→第三位置→第二位置の順となる。つまり、本発明は、加工シミュレーションにおいて工具を配置する順序を、実際の工具の移動順序とは異なる順序として、被加工物の形状更新処理を行っている。
【００１２】
つまり、実際の工具の移動経路としては第二位置よりも第三位置の方が先に位置するが、加工シミュレーションにおいては、工具の配置を第三位置よりも第二位置の方を先に配置している。そして、工具を第一位置の次に第二位置に配置した場合に加工される領域と、工具を第一位置の次に第三位置に配置した場合に加工される領域とは、重なり合う部分を有している。従って、第一位置→第二位置→第三位置の順に工具を配置して、当該重なり合う部分を大部分とすることで、第三位置に工具を配置した場合に新たに被加工物の加工する領域が存在しないようになる。つまり、第三位置に工具を配置した場合には、被加工物の形状の更新処理が不要となる。これにより、加工シミュレーションの演算処理を低減することができ、結果として演算処理時間を短縮できる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、確実に、第一位置に位置する工具と第二位置に位置する工具とが重なり合う状態となる。従って、第三位置に工具を配置した場合に、確実に、新たに被加工物の加工する領域が存在しないようにできる。その結果、加工シミュレーションの演算処理を低減することができ、演算処理時間を短縮できる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、工具を第一位置の次に第二位置に配置した場合に加工される領域と、工具を第一位置の次に第三位置に配置した場合に加工される領域とが重なり合う部分が、確実に存在するようにできる。従って、第三位置に工具を配置した場合に、より確実に、新たに被加工物の加工する領域が存在しないようにできる。その結果、加工シミュレーションの演算処理を低減することができ、演算処理時間を短縮できる。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、粗精度形状と詳細精度形状とを用いて、粗精度形状で加工される場合にのみ詳細精度形状で加工して形状更新処理を行うようにしている。これにより、詳細精度形状における形状更新処理の回数を低減することができる。従って、加工シミュレーションの演算処理をさらに低減することができ、演算処理時間をより短縮できる。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、第一工程から第四工程までを行う場合に、第四工程における位置に工具を配置した場合には、被加工物の形状の更新処理が不要となる場合がある。これにより、加工シミュレーションの演算処理を低減することができ、結果として演算処理時間を短縮できる。
【００１７】
請求項６に係る発明によれば、上述した請求項１に係る加工シミュレーション装置の発明による効果を同一の効果を奏する。また、加工シミュレーション装置の他の特徴について、加工シミュレーション方法に同様に適用できる。この場合、同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一実施形態：加工シミュレーション装置２０のブロック構成を示す図である。
【図２】演算部２４における被加工物Ｗの座標系を示す。
【図３】Ｘ−Ｙ平面において、演算部２４が被加工物Ｗの形状として認識する画素を表示している。
【図４】図４（ａ）には、素材形状Ｗ１における、あるＸ−Ｚ平面の断面形状を示している。つまり、素材形状Ｗ１は、長方形である。図４（ｂ）には、製品形状Ｗ２における、あるＸ−Ｚ平面の断面形状を示している。図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示す製品形状Ｗ２を、辺長Ｌ１の画素によって表示した場合の製品形状Ｗ３を示している。
【図５】演算部２４の処理を示すフローチャートである。
【図６】加工形状演算処理を示すフローチャートである。
【図７】工具移動経路における点列Ｐ（ｉ，ｊ）を示しており、工具移動経路の進行方向を図の左側から右側へ直線的となる場合を示す。
【図８】工具Ｔの直径２Ｒと離間距離Ｌ２との関係を説明するための図である。
【図９】加工前の被加工物Ｗの形状を示す。
【図１０】図１０（ａ）は、点Ｐ（１，１）に工具Ｔを配置する工具配置工程を示し、図１０（ｂ）は、形状更新処理により更新される被加工物Ｗの形状を示す。
【図１１】図１１（ａ）は、点Ｐ（１，５）に工具Ｔを配置する工具配置工程を示し、図１１（ｂ）は、形状更新処理により更新される被加工物Ｗの形状を示す。
【図１２】図１２（ａ）は、点Ｐ（１，３）に工具Ｔを配置する工具配置工程を示し、図１２（ｂ）は、形状更新処理により更新される被加工物Ｗの形状を示す。
【図１３】図１３は、点Ｐ（１，２）に工具Ｔを配置する工具配置工程を示す。
【図１４】図１４は、点Ｐ（１，４）に工具Ｔを配置する工具配置工程を示す。
【図１５】第二実施形態：加工シミュレーション装置２０のブロック構成を示す図である。
【図１６】演算部３４の処理を示すフローチャートである。
【図１７】加工形状演算処理を示すフローチャートである。
【図１８】粗精度形状について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の加工シミュレーション装置およびその方法を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
＜第一実施形態＞
第一実施形態の加工シミュレーション装置２０について、図１を参照して説明する。図１に示すように、加工シミュレーション装置２０は、工作機械における工具による被加工物の加工をシミュレーションする装置である。工作機械としては、直交する直進軸３軸を有する工作機械や直進軸３軸および回転軸を有する工作機械が適用対象である。回転軸は、１軸有するものと、２軸以上有するものを含む。
【００２１】
この加工シミュレーション装置２０は、入力部２１と、工具移動経路記憶部２２と、形状記憶部２３と、演算部２４とから構成される。
入力部２１は、製品形状情報１１、素材形状情報１２、工具形状情報１３、および、被加工物に対する工具の相対的な移動経路を点列として表した工具移動経路の情報１４を入力する。工具移動経路の情報１４は、工具移動経路記憶部２２に記憶される。また、製品形状情報１１、素材形状情報１２および工具形状情報１３は、形状記憶部２３に記憶される。この形状記憶部２３に記憶されている素材形状は、被加工物の形状であって、加工により更新される。そして、形状記憶部２３には、更新された被加工物の形状が記憶される。
【００２２】
演算部２４は、工具移動経路の情報１４に基づいて工具を被加工物に対して相対移動させた場合に、素材形状が工具により加工される加工シミュレーションを行う。具体的には、演算部２４は、工具配置部２４１と、形状更新部２４２とから構成される。工具配置部２４１は、加工シミュレーションにおいて、工具移動経路における点列のそれぞれに工具を配置する。形状更新部２４２は、加工シミュレーションにおいて、工具配置部２４１において順次配置されるそれぞれの工具により被加工物が加工される場合に、工具の位置に基づいて、形状記憶部２３に記憶されている被加工物の形状を加工後における被加工物の形状に更新する。つまり、工具配置部２４１と形状更新部２４２の処理を順次繰り返すことにより、素材形状が工具移動経路に基づいて加工された場合の加工後の被加工物の形状を取得できる。
【００２３】
この演算部２４において被加工物Ｗの形状の認識について、図２〜図４を参照して詳細に説明する。まず、図２には、演算部２４において、被加工物Ｗの座標系を示している。本実施形態においては、直方体の素材形状Ｗに対して、凹部（ポケット穴）を形成する場合を例にあげて説明する。ここで、図２において、直方体の素材形状Ｗの外面の各面が、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面、または、Ｚ−Ｘ平面のいずれかに平行となるような位置に、位置決めしている。そして、素材形状Ｗに対してＺ軸方向から工具により穴を深くするように加工するものとする。図３には、Ｘ−Ｙ平面において、演算部２４が被加工物Ｗの形状として認識する画素を表示している。つまり、各画素の各辺は、Ｌ１の正方形としている。
【００２４】
そして、図４（ａ）には、素材形状Ｗ１における、あるＸ−Ｚ平面の断面形状を示している。つまり、素材形状Ｗ１は、長方形である。図４（ｂ）には、製品形状Ｗ２における、あるＸ−Ｚ平面の断面形状を示している。図４（ｂ）に示すように、製品形状Ｗ２は、Ｘ軸方向の中央部が球面凹状の凹部が形成されている。図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示す製品形状Ｗ２を、辺長Ｌ１の画素によって表示した場合の製品形状Ｗ３を示している。つまり、製品形状Ｗ３の中央凹部は、画素の辺長Ｌ１によって、階段状に表示されていることが分かる。ここで、この画素の辺長Ｌ１は、工具移動経路における隣り合う点列の離間距離に対応している。そして、演算部２４においては、辺長Ｌ１の画素として認識しているため、図４（ｂ）の形状は、図４（ｃ）に示すような形状として認識することになる。
【００２５】
次に、演算部２４の処理について、図５および図６のフローチャートを参照して説明する。この説明において、図７〜図１４を参照しながら詳細に説明する。図５に示すように、演算部２４は、形状記憶部２３に記憶されている製品形状情報１１を読み込み（Ｓ１）、続いて素材形状情報１２を読み込み（Ｓ２）、続いて工具形状情報１３を読み込む（Ｓ３）。
【００２６】
続いて、工具移動経路記憶部２２に記憶されている工具移動経路の情報１４を読み込む（Ｓ４）。ここで読み込まれる工具移動経路の情報１４は、点列Ｐ（ｉ，ｊ）である。この点列Ｐ（ｉ，ｊ）について、図７を参照して説明する。図７には、工具移動経路の進行方向を図の左側から右側へ直線的となる場合を示しており、そして、点列Ｐ（ｉ，ｊ）の離間距離は等距離であって、パラメータｉが１つの範囲に、パラメータｊが１〜５が含まれている。そして、ここでは、点Ｐ（ｉ，５）と点Ｐ（ｉ＋１，１）の位置が同位置としている。
【００２７】
つまり、点列Ｐ（ｉ，ｊ）は、Ｐ（１，１）→Ｐ（１，２）→Ｐ（１，３）→Ｐ（１，４）→Ｐ（１，５）（Ｐ（２，１）と同位置）→Ｐ（２，２）→Ｐ（２，３）→Ｐ（２，４）→Ｐ（２，５）（Ｐ（３，１）と同位置）→・・・の順に連続している。そして、各点列Ｐ（ｉ，ｊ）の離間距離は、画素の辺長Ｌ１に一致している。また、点Ｐ（ｉ，ｊ）と点Ｐ（ｉ＋１，ｊ）との離間距離は、Ｌ１の５倍となるＬ２としている。
【００２８】
点Ｐ（ｉ，ｊ）と点Ｐ（ｉ＋１，ｊ）との離間距離Ｌ２は、工具Ｔの半径Ｒに基づいて設定している。図８に示すように、離間距離Ｌ２は、工具Ｔの直径２Ｒ未満に設定されている。なお、当該離間距離Ｌ２の最適値の算出方法については後述する。
【００２９】
図５に戻り説明する。工具移動経路の情報１４を読み込んだ後には、加工形状演算を行う（Ｓ５）。そして、加工形状演算によって最終的に得られた加工後の被加工物の形状を取得する（Ｓ６）。
【００３０】
加工形状演算の処理は、図６に示すように、まず、パラメータｉを１にセットし（Ｓ１１）、続いてパラメータｊを１にセットする（Ｓ１２）。続いて、工具配置部２４１にて、点Ｐ（ｉ，ｊ）の位置に工具Ｔを配置する（Ｓ１３）。そして、工具Ｔを点Ｐ（ｉ，ｊ）に配置した状態において、形状更新部２４２にて、被加工物Ｗが工具Ｔにより加工されるか否かを判定する（Ｓ１４）。ここで、例えば、加工前の形状を図９に示すような、階段状の形状、具体的には、工具移動経路の進行方向において点Ｐ（１，１）以前に対して、点Ｐ（１，１）以後のＺ軸方向の高さが高い状態とする。そして、Ｓ１３において、最初は、図１０（ａ）に示すように、点Ｐ（１，１）に工具Ｔが配置されることになる。この状態において、図１０（ａ）のハッチングで示す範囲は、工具Ｔにより被加工物Ｗが加工される領域となる。つまり、工具Ｔが点Ｐ（１，１）に配置された状態においては、Ｓ１４において、被加工物Ｗが加工されると判定される。
【００３１】
そして、Ｓ１４において、被加工物Ｗが加工されると判定される場合に（Ｓ１４：Ｙ）、形状更新部２４２にて、工具形状に合わせて素材形状Ｗを変形させ、記憶する（Ｓ１５）。ただし、演算部２４においては、画素の辺長Ｌ１として認識するため、点Ｐ（１，１）から点Ｐ（１，４）までの間が、図１０（ｂ）に示すように、階段状として変更される。このように、素材形状、すなわち被加工物Ｗの形状が更新される。この更新された被加工物Ｗの形状は、形状記憶部２３に記憶する。
【００３２】
続いて、パラメータｊが１〜５の全てを終了したか否かを判定する（Ｓ１６）。まず最初の段階では、パラメータｊは１であるため、当然に、１〜５の全てが終了していない。つまり、パラメータｊが１〜５の全てを終了していない場合（Ｓ１６：Ｎ）、パラメータｊを１→５→３→２→４の順に変更していく（Ｓ１７）。そして、Ｓ１３に戻る。
【００３３】
ここで、最初は、パラメータｊは、Ｓ１２において１にセットされていたため、次は５にセットされる。続いて、今回のＳ１３において、図１１（ａ）に示すように、工具配置部２４１にて、点Ｐ（１，５）の位置に工具Ｔを配置する。この状態において、図１１（ａ）のハッチングで示す範囲は、工具Ｔにより被加工物Ｗが加工される領域となる。つまり、工具Ｔが点Ｐ（１，５）に配置された状態においては、Ｓ１４において、被加工物Ｗが加工されると判定される。
【００３４】
続いて、Ｓ１４において、被加工物Ｗが加工されると判定されるため、図１１（ｂ）に示すように、工具形状に合わせて素材形状Ｗを変形させ、記憶する（Ｓ１５）。このように、素材形状、すなわち被加工物Ｗの形状が更新され、更新された被加工物Ｗの形状は、形状記憶部２３に記憶する。
【００３５】
続いて、パラメータｊが１〜５の全てを終了したか否かを判定するが（Ｓ１６）、この時点においても、パラメータｊは１，５であるため、当然に、１〜５の全てが終了していない。つまり、パラメータｊが１〜５の全てを終了していないため（Ｓ１６：Ｎ）、パラメータｊを次は３にセットする（Ｓ１７）。そして、Ｓ１３に戻る。ここで、パラメータｊ＝３の点Ｐ（１，３）は、既に加工により形状更新した２カ所の点Ｐ（１，１）と点Ｐ（１，５）の中間位置である。
【００３６】
続いて、今回のＳ１３において、図１２（ａ）に示すように、工具配置部２４１にて、点Ｐ（１，３）の位置に工具Ｔを配置する。この状態において、図１２（ａ）のハッチングで示す範囲は、工具Ｔにより被加工物Ｗが加工される領域となる。つまり、工具Ｔが点Ｐ（１，３）に配置された状態においては、Ｓ１４において、被加工物Ｗが加工されると判定される。
【００３７】
続いて、Ｓ１４において、被加工物Ｗが加工されると判定されるため、図１２（ｂ）に示すように、工具形状に合わせて素材形状Ｗを変形させ、記憶する（Ｓ１５）。このように、素材形状、すなわち被加工物Ｗの形状が更新され、更新された被加工物Ｗの形状は、形状記憶部２３に記憶する。
【００３８】
続いて、パラメータｊが１〜５の全てを終了したか否かを判定するが（Ｓ１６）、この時点においても、パラメータｊは１，５，３であるため、当然に、１〜５の全てが終了していない。つまり、パラメータｊが１〜５の全てを終了していないため（Ｓ１６：Ｎ）、パラメータｊを次は２にセットする（Ｓ１７）。そして、Ｓ１３に戻る。ここで、パラメータｊ＝２の点Ｐ（１，２）は、既に加工により形状更新した２カ所の点Ｐ（１，１）と点Ｐ（１，３）の中間位置である。
【００３９】
続いて、今回のＳ１３において、図１３に示すように、工具配置部２４１にて、点Ｐ（１，２）の位置に工具Ｔを配置する。この状態においては、被加工物Ｗは工具Ｔにより加工される領域が存在しない。つまり、工具Ｔが点Ｐ（１，２）に配置された状態においては、Ｓ１４において、被加工物Ｗが加工されないと判定される。
【００４０】
続いて、Ｓ１４において、被加工物Ｗが加工されると判定されないため（Ｓ１４：Ｎ）、Ｓ１５をスキップして、Ｓ１６が処理される。つまり、点Ｐ（１，２）においては、形状更新処理が行われないことになる。続いて、パラメータｊが１〜５の全てを終了したか否かを判定するが（Ｓ１６）、この時点においても、パラメータｊは１，５，３，２であるため、当然に、１〜５の全てが終了していない。つまり、パラメータｊが１〜５の全てを終了していないため（Ｓ１６：Ｎ）、パラメータｊを次は４にセットする（Ｓ１７）。そして、Ｓ１３に戻る。ここで、パラメータｊ＝４の点Ｐ（１，４）は、既に加工により形状更新した２カ所の点Ｐ（１，３）と点Ｐ（１，５）の中間位置である。
【００４１】
続いて、今回のＳ１３において、図１４に示すように、工具配置部２４１にて、点Ｐ（１，４）の位置に工具Ｔを配置する。この状態においては、被加工物Ｗは工具Ｔにより加工される領域が存在しない。つまり、工具Ｔが点Ｐ（１，４）に配置された状態においては、Ｓ１４において、被加工物Ｗが加工されないと判定される。
【００４２】
続いて、Ｓ１４において、被加工物Ｗが加工されると判定されないため（Ｓ１４：Ｎ）、Ｓ１５をスキップして、Ｓ１６が処理される。つまり、点Ｐ（１，４）においては、形状更新処理が行われないことになる。続いて、パラメータｊが１〜５の全てを終了したか否かを判定する（Ｓ１６）。この時点においては、パラメータｊは１，５，３，２，４であるため、１〜５の全てが終了している。そうすると、次は、パラメータｉが最大値に達しているか否かを判定する（Ｓ１８）。パラメータｉが最大値に達していない場合には（Ｓ１８：Ｎ）、パラメータｉに１を加算して（Ｓ１９）、Ｓ１２に戻り、処理を繰り返す。
【００４３】
一方、パラメータｉが最大値に達していれば（Ｓ１８：Ｙ）、加工形状演算処理を終了する。なお、最初は、Ｓ１１において、パラメータｉは１にセットされている。従って、パラメータｉに１を加算して、２にセットして、処理を繰り返すことになる。ここで、点Ｐ（２，１）は、点Ｐ（１，５）に一致するとしているため、点Ｐ（２，１）に工具Ｔを配置した場合には、Ｓ１５における形状更新処理は行われず、点Ｐ（２，５）、点Ｐ（２，３）にて形状更新処理が行われる。そして、点Ｐ（２，２）および点Ｐ（２，４）に工具Ｔを配置した場合にも、Ｓ１５における形状更新処理は行われない。
【００４４】
以上説明したように、点Ｐ（ｉ，１）→点Ｐ（ｉ，５）→点Ｐ（ｉ，３）→点Ｐ（ｉ，２）→点Ｐ（ｉ，４）の順に工具Ｔを配置して被加工物Ｗの形状の更新処理を行っている。ここで、実際の加工において工具Ｔが被加工物Ｗに対して相対移動する順序は、点Ｐ（ｉ，１）→点Ｐ（ｉ，２）→点Ｐ（ｉ，３）→点Ｐ（ｉ，４）→点Ｐ（ｉ，５）の順となる。つまり、加工シミュレーションにおいて工具Ｔを配置する順序を、実際の工具Ｔの移動順序とは異なる順序として、被加工物Ｗの形状更新処理を行っている。
【００４５】
そして、工具Ｔを点Ｐ（１，１）の次に点Ｐ（１，３）に配置した場合に加工される領域と、工具Ｔを点Ｐ（１，１）の次に点Ｐ（１，２）に配置した場合に加工される領域とは、重なり合う部分を有している。そして、演算部２４が認識する画素の辺長Ｌ１との関係もあって、点Ｐ（１，２）に工具Ｔを配置した場合に新たに被加工物Ｗの加工する領域が存在しないようになる。つまり、点Ｐ（１，２）に工具Ｔを配置した場合には、被加工物Ｗの形状の更新処理が不要となる。これにより、加工シミュレーションの演算処理を低減することができ、結果として演算処理時間を短縮できる。このことは、上記の例において、点Ｐ（１，４）も同様である。そして、特に、点Ｐ（１，２）が点Ｐ（１，１）と点Ｐ（１，３）との中間位置にあるようにしているため、被加工物Ｗの形状の更新処理をより効果的に不要とできる。
【００４６】
また、本実施形態においては、点Ｐ（１，３）に工具Ｔを配置した場合には、被加工物Ｗの形状更新処理を行ったが、点列の離間距離や工具Ｔの半径Ｒの関係によっては、当該点Ｐ（１，３）の位置に工具Ｔを配置した場合にも、形状更新処理が不要となる場合がある。
【００４７】
ここで、点Ｐ（ｉ，ｊ）と点Ｐ（ｉ＋１，ｊ）との離間距離Ｌ２の最適値の算出方法の一例について、図８を参照して以下に説明する。ここで、被加工物Ｗの加工残りの高さ（カスプ）をＨとした場合に、工具Ｔの半径Ｒと離間距離Ｌ２とを用いて、式（１）の関係を導き出すことができる。また、カスプ減少量をＶとすると、式（２）の関係を導き出すことができる。
【００４８】
［数１］
Ｈ＝Ｒ−√（Ｒ＾２−（０．５＊Ｌ２）＾２）      ・・・  （１）
Ｖ＝Ｒ−Ｈ＝√（Ｒ＾２−（０．５＊Ｌ２）＾２）  ・・・  （２）
【００４９】
ここで、離間距離Ｌ２とカスプ減少量Ｖの両者が長いほど、形状更新処理を不要とする回数が増加すると考えられる。従って、評価関数をＳ＝Ｌ２＊Ｖとして、当該評価関数Ｓが最大となる場合の離間距離Ｌ２が最適値とすることができる。このようにして得られた離間距離Ｌ２の最適値は、（√２／２）＊Ｒとなる。
【００５０】
＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態の加工シミュレーション装置３０について、図１５を参照して説明する。図１５に示すように、加工シミュレーション装置３０は、工作機械において工具により被加工物を加工するとした場合の加工シミュレーションを行う装置である。この加工シミュレーション装置３０は、入力部３１と、工具移動経路記憶部３２と、形状記憶部３３と、演算部３４とから構成される。
【００５１】
入力部３１および工具移動経路記憶部３２は、第一実施形態の入力部２１および工具移動経路記憶部２２のそれぞれと同一の構成である。形状記憶部３３は、製品形状情報１１、素材形状情報１２および工具形状情報１３が記憶される。さらに、形状記憶部３３は、逐次形状更新処理が施される被加工物の形状を、第一画素数により表した粗精度形状、および、第一画素数よりも大きな第二画素数により表した詳細精度形状として記憶する。詳細精度形状とは、図４に示すように、画素の辺長がＬ１となる形状である。一方、粗精度形状とは、図１８（ｂ）に示すように、画素の辺長がＬ２となる形状である。ここで、図１８（ａ）は、製品形状Ｗ２を示し、この製品形状を粗精度形状として表したものが図１８（ｂ）に示すものである。そして、形状記憶部３３に記憶されている粗精度形状および詳細精度形状は、加工により更新される。そして、形状記憶部３３には、更新された粗精度形状および詳細精度形状が記憶される。
【００５２】
演算部３４は、工具移動経路の情報１４に基づいて工具を被加工物に対して相対移動させた場合に、素材形状が工具により加工される加工シミュレーションを行う。具体的には、演算部３４は、粗加工判定部３４１と、工具配置部３４２と、形状更新部３４３とから構成される。
【００５３】
粗加工判定部３４１は、現在記憶されている粗精度形状の各第一画素において、工具を工具移動経路に沿って移動させた場合に被加工物Ｗが加工されるか否かを判定する。工具配置部３４２は、加工シミュレーションにおいて、工具移動経路における点列のそれぞれに工具を配置する。この工具配置部３４２は、粗加工判定部３４１にて被加工物Ｗが加工されると判定された第一画素において、点列のそれぞれに工具を配置する処理を実行する。一方、工具配置部３４２は、粗加工判定部３４１にて被加工物Ｗが加工されていないと判定された第一画素においては、点列に工具を配置する処理を実行しない。
【００５４】
形状更新部３４３は、加工シミュレーションにおいて、工具配置部３４２において順次配置されるそれぞれの工具により被加工物Ｗが加工される場合に、工具の位置に基づいて、形状記憶部３３に記憶されている粗精度形状を加工後における被加工物Ｗの形状に更新すると共に、詳細精度形状を加工後における被加工物Ｗの形状に更新する。つまり、粗加工判定部３４１、工具配置部３４２および形状更新部３４３の処理を順次繰り返すことにより、素材形状が工具移動経路に基づいて加工された場合の加工後の被加工物の形状を取得できる。
【００５５】
次に、演算部３４の処理について、図１６および図１７のフローチャートを参照して説明する。図１６に示すように、演算部３４は、形状記憶部３３に記憶されている製品形状情報１１を読み込み（Ｓ２１）、続いて素材形状情報１２を読み込み（Ｓ２２）、続いて工具形状情報１３を読み込む（Ｓ２３）。
【００５６】
続いて、工具移動経路記憶部３２に記憶されている工具移動経路の情報１４を読み込む（Ｓ２４）。ここで読み込まれる工具移動経路の情報１４は、点列Ｐ（ｉ，ｊ）である。この点列Ｐ（ｉ，ｊ）については、第一実施形態において図７を参照して説明したとおりである。
【００５７】
そして、工具移動経路の情報１４を読み込んだ後には、粗精度形状の生成を行う（Ｓ２５）。この粗精度形状は、図１８（ｂ）に示すような形状に相当する。続いて、加工形状演算を行う（Ｓ２６）。そして、加工形状演算によって最終的に得られた加工後の被加工物の形状を取得する（Ｓ２７）。
【００５８】
加工形状演算の処理は、図１７に示すように、まず、パラメータｉを１にセットし（Ｓ３１）、粗精度形状における点Ｐ（ｉ，１）から点Ｐ（ｉ＋１，１）の間に工具Ｔを配置する（Ｓ３２）。このとき、粗精度形状において、被加工物Ｗが加工されるか否かを判定する（Ｓ３３）。
【００５９】
そして、Ｓ３３にて、粗精度形状において被加工物Ｗが加工されると判定される場合には（Ｓ３３：Ｙ）、パラメータｊを１にセットする（Ｓ３４）。続いて、工具配置部３４２にて、詳細精度形状において、点Ｐ（ｉ，ｊ）の位置に工具Ｔを配置する（Ｓ３５）。そして、工具Ｔを点Ｐ（ｉ，ｊ）に配置した状態において、形状更新部３４３にて、被加工物Ｗが工具Ｔにより加工されるか否かを判定する（Ｓ３６）。
【００６０】
そして、Ｓ３６において、詳細精度形状において被加工物Ｗが加工されると判定される場合に（Ｓ３６：Ｙ）、形状更新部３４３にて、工具形状に合わせて素材形状Ｗを変形させ、記憶する（Ｓ３７）。このように、詳細精度形状において、素材形状、すなわち被加工物Ｗの形状が更新される。この更新された詳細精度形状としての被加工物Ｗの形状は、形状記憶部２３に記憶する。続いて、詳細精度形状の更新に伴って、粗精度形状についても更新して記憶する（Ｓ３８）。
【００６１】
続いて、パラメータｊが１〜５の全てを終了したか否かを判定する（Ｓ３９）。ところで、Ｓ３６にて、詳細精度形状において被加工物Ｗが加工されないと判定される場合には（Ｓ３６：Ｎ）、Ｓ３７およびＳ３８をスキップして、Ｓ３９の処理を実行する。
【００６２】
そして、パラメータｊが１〜５の全て終了していないと判定される場合には（Ｓ３９：Ｎ）、パラメータｊを１→５→３→２→４の順に変更していく（Ｓ４０）。そして、Ｓ３５に戻る。一方、パラメータｊが１〜５の全てを終了したと判定される場合には（Ｓ３９：Ｙ）、パラメータｉが最大値に達しているか否かを判定する（Ｓ４１）。そして、パラメータｉが最大値に達していない場合には（Ｓ４１：Ｎ）、パラメータｉに１を加算して（Ｓ４２）、Ｓ３２に戻り、処理を繰り返す。一方、パラメータｉが最大値に達していれば（Ｓ４１：Ｙ）、加工形状演算処理を終了する。また、Ｓ３３にて、粗精度形状において被加工物Ｗが加工されないと判定される場合には（Ｓ３３：Ｎ）、Ｓ４１にスキップして、処理を行う。
【００６３】
以上説明したように、粗精度形状と詳細精度形状とを用いて、粗精度形状で加工される場合にのみ詳細精度形状で加工して形状更新処理を行うようにしている。これにより、詳細精度形状における形状更新処理の回数を低減することができる。従って、加工シミュレーションの演算処理をさらに低減することができ、演算処理時間をより短縮できる。また、第一実施形態における効果と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００６４】
２０，３０：加工シミュレーション装置
２１，３１：入力部、  ２２，３２：工具移動経路記憶部
２３，３３：形状記憶部、  ２４，３４：演算部
２４１：工具配置部、  ２４２：形状更新部
３４１：粗加工判定部、  ３４２：工具配置部、  ３４３：形状更新部
Ｌ１：辺長、  Ｌ２：離間距離、  Ｐ：点列、  Ｔ：工具
Ｖ：カスプ減少量、  Ｗ：被加工物，素材形状，製品形状
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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