(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材の一部を切削により削除する加工パスを生成する方法であって、設計情報を用いて
前記素材の削除する領域を前記素材に対して第１の面を第１の方向から切削加工する第１の加工パスを作成する第１の加工パス生成工程と、前記設計情報を用いて前記素材の削除する領域を前記素材に対して第２の方向から前記第１の面を含んで切削加工する第２の加工パスを作成する第２の加工パス生成工程とを有し、前記第１の加工パス生成工程が、前記素材の削除する領域の外周部を削除する加工パスを形成するための外周部削除パス形成ステップと、該外周部削除パス形成ステップで形成された加工パスの内部の未加工領域を複数に分割する分割パスを形成するための分割パス形成ステップとを備え、前記分割パス形成ステップにおいて、前記外周部削除パス形成ステップで形成された加工パスの内部の未加工領域を複数に分割する分割パスを、該複数に分割する未加工領域を接続する接続部を残すようにして形成することを特徴とする加工パス生成方法。
【請求項２】
素材の一部を切削により削除する加工パスを生成する方法であって、設計情報を用いて
前記素材の削除する領域を前記素材に対して第１の方向から所定の深さで切削加工する第
１の加工パスを作成する第１の加工パス生成工程と、前記設計情報を用いて前記素材の削
除する領域を前記素材に対して第２の方向から前記第１の加工パス生成工程で生成した加
工パスで切削加工する前記所定の深さの面に合わせて切削加工する第２の加工パスを作成
する第２の加工パス生成工程とを有し、前記第１の加工パス生成工程が、前記素材の削除する領域の外周部を削除する加工パスを形成するための外周部削除パス形成ステップと、該外周部削除パス形成ステップで形成された加工パスの内部の未加工領域を複数に分割する分割パスを形成するための分割パス形成ステップとを備え前記分割パス形成ステップにおいて、前記外周部削除パス形成ステップで形成された加工パスの内部の未加工領域を複数に分割する分割パスを、該複数に分割する未加工領域を接続する接続部を残すようにして形成することを特徴とする加工パス生成方法。
【請求項３】
素材の一部を切削により削除する加工する方法であって、前記素材の削除する領域を前
記素材に対して第１の面を第１の方向から切削加工する第１の切削加工工程と、前記素材の削除する領域を前記素材に対して第２の方向から前記第１の面を含んで削加工する第２の切削加工工程とを有し、前記第１の切削加工工程が、前記素材の削除する領域の外周部を削除する外周部切削加工ステップと、該外周部切削加工ステップで切削加工された領域の内部の未加工領域を切削加工して複数の領域に分割する分割加工ステップとを備え前記分割加工ステップにおいて、前記外周部切削加工ステップで切削加工された領域の内部の未加工領域を複数に分割するときに、該複数に分割する未加工領域を接続する接続部を残すようにして前記未加工領域を切削加工することを特徴とする加工方法。
【請求項４】
素材の一部を切削により削除する加工する方法であって、前記素材の削除する領域を前
記素材に対して第１の方向から所定の深さで切削加工する第１の切削加工工程と、前記素
材の削除する領域を前記素材に対して第２の方向から前記第１の切削加工工程で切削加工
した前記所定の深さの面に合わせて切削加工する第２の切削加工工程とを有し、前記第１の切削加工工程が、前記素材の削除する領域の外周部を削除する外周部切削加工ステップと、該外周部切削加工ステップで切削加工された領域の内部の未加工領域を切削加工して複数の領域に分割する分割加工ステップとを備え前記分割加工ステップにおいて、前記外周部切削加工ステップで切削加工された領域の内部の未加工領域を複数に分割するときに、該複数に分割する未加工領域を接続する接続部を残すようにして前記未加工領域を切削加工することを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御工作機械による素材加工において、割り落とす加工方法を実行可能な加工パスを生成する加工パスの生成方法及び割り落とし加工を行う加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
数値制御工作機械により素材を加工するには、予め加工動作をコントロールする数値制御命令をプログラムしておく必要がある。数値制御工作機械発展の初期からコンピュータによる数値制御のプログラミングの研究がはじめられ、それがＡＰＴ（Automatic Programming Tool，以下APTと称する）システム、EXAPT（Extended subset of APT，以下EXAPTと称する）システムへ発展した。
【０００３】
APTとEXAPTシステムでは、加工部分の形状を記述した幾何ステートと加工面の状態、加工位置精度、材料、加工方法などを記述した技術ステートメントを定義したパートプログラムから、自動的に加工パスが生成できる。しかし、パートプログラムの入力作業は人が図面を見ながらAPT言語、EXAPT言語を使って行うため、大変な手間と時間がかかっていた。コンピュータの中で実体モデルの取扱が可能になってからは、この形状モデルに基づく加工パス生成装置では、APTやEXAPTのようにパートプログラムで形状を定義した加工パスを指示することなく、コンピュータの内部モデルとして蓄えられた形状モデルをもとに、オペレーターからの指定した加工形状と加工方法、工具情報などの情報に基づいて加工パスを生成している。
【０００４】
従来の数値制御工作機械の加工方法として、等高線切削、突き切削などがある。等高線切削は加工面の高さを少しずつ変えながら掘り進む方法であり、突き切削は仕上げ面の手前までエンドミルやドリルで蜂の巣状に穴をあけていく方法である。生成する加工パスのパターンとしては、ジグ、トロコイドなどがある。これらの加工方法は、いずれも被削体の全てを切削除去していく方法であり、これら加工方法を実行する加工パスは、指定した被削体の全部を切削する目的で生成する。
【０００５】
これら、等高線切削法や突き切削法は、加工作業に長時間を要し、また工具の先端部分でのみで加工が行われるため、切削効率が悪いとともに、工具の寿命も短いといった欠点があった。このような欠点を克服した加工法として、特許文献１、特許文献２に記載されているような方法がある。
【０００６】
特許文献１に記載されている加工方法は、製品形状を基準に素材を切削加工して段部を順次形成する荒取加工法である。この荒取加工法は、深切り込み大荒加工工程とカケ上がり加工工程の２種類の加工工程からなる。深切り込み大荒加工工程とは、1回の切削量（切削深さ）を工具の全長分とし、上段から下段へ順次切削する加工工程である。カケ上がり加工工程は、前記深切り込み大荒加工工程で形成された各段部を、更に小ピッチで下段から上段へ順次切削し製品形状へ仕上げて行く加工工程である。この加工方法の場合、加工時に工具の切れ歯全長あるいは切れ歯の広範囲の部分を有効に使用するため、等高線加工法より切削効率が向上し、且つ工具の摩耗が少なく、工具寿命が向上する。
【０００７】
特許文献２に記載されている加工方法は、入力された加工形状を所定量オフセットして作成される加工経路により加工する加工経路生成方法についての内容で、加工経路に沿って工具を移動させたときのトロコイド加工により削り残しが発生しない範囲、もしくは、凹屈曲部の少なくともいずれか一方の加工範囲をトロコイド加工経路とし、前記範囲以外の加工経路を側面加工経路とすることを特徴とした加工経路生成方法である。すなわち、特許文献２に記載されている加工方法は、所望の加工形状を加工するために、前記加工形状内部にトロコイド加工経路と側面加工経路とを合成した加工経路を形成することを特徴とする。これにより、切削効率を維持しつつ工具負荷の低い加工経路を生成できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３，５４５，０７０号公報
【特許文献２】特許第３，８７０，０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１及び特許文献２に記載されているいずれの加工法も被削体の全体を切削して除去する方法であり、これら加工方法を実行する加工パスは指定した被削体の全部を切削する目的で生成されることになる。従って、特許文献１及び特許文献２に記載されているような従来の数値制御工作機械の加工方法では、被削体の一部を割り落とす加工を行う加工パスを自動生成できないため、割り落とす加工を行う場合、オペレーターが形状を定義したパートプログラムを入力する必要があり、工数と手間を要している問題がある。
【００１０】
従来の数値制御工作機械にて被削体の一部を割り落とす加工を行う場合、その加工パスをユーザが作るか、またはシステムとの対話により作成する必要があるため、下記の課題があった。
（1）割り落とし加工が可能な領域を、ユーザが加工する各面ごとに判断する必要があり、人依存性が高い。
（2）従来の加工パス生成システムでは、割り落とし加工方法に対応したパスの演算技術がないため、割り落とされる非加工領域を予め３Ｄ−ＣＡＤにて定義する必要があり、工数と手間を要している。
【００１１】
本発明は、従来技術の課題を解決するために、製品設計の３次元ＣＡＤモデル（以下３Ｄ−ＣＡＤと称する）から、割り落とすことが可能な形状を自動判断し、その割り落とす加工方法の加工パスを自動生成し、製品の加工時間を短縮し、工具摩耗を低減するものである。
【００１２】
即ち、本発明は、製品設計の３Ｄ−ＣＡＤモデルからの割り落とし可能な領域を自動判断し、その割り落とし加工法の加工パスを自動生成できるようにするものである。また、割り落とす加工パスを生成する際に、割り落とされる部分と残りの切削部分の間に連携橋を残すことにより、加工時のびびり振動を抑制し、割り落とされる被削体の割り落とす方向と時間をコントロールするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では、製品設計の３Ｄ−ＣＡＤモデルから被削体を切削加工するのでは無く、割り落とすことが可能な領域を自動判断し、その割り落とし加工の加工パスを自動生成する。具体的には、（１）部品のＣＡＤ設計図面と素材情報から被削体の形状情報を取得し、工具の切削深さ、工具径を考慮したブロックに分割する。（２）被削体の少なくとても２面から加工経路を作成し、一部のブロックを割り落とす方法で、切削量を削減する。（３）また、加工経路を生成する時に、連携橋を残して、ビビリ振動の低減とブロックの割り落とす方向を制御する。
【００１４】
即ち本発明は、上記課題を解決するために、素材の一部を切削により削除する加工パス
を生成する加工パス生成方法を、設計情報を用いて素材の削除する領域を素材に対して第１の面を第１の方向から切削加工する第１の加工パスを作成する第１の加工パス生成工程と、設計情報を用いて素材の削除する領域を素材に対して第２の方向から第１の面を含んで切削加工する第２の加工パスを作成する第２の加工パス生成工程とを有し、前記第１の加工パス生成工程が、前記素材の削除する領域の外周部を削除する加工パスを形成するための外周部削除パス形成ステップと、該外周部削除パス形成ステップで形成された加工パスの内部の未加工領域を複数に分割する分割パスを形成するための分割パス形成ステップとを備え、前記分割パス形成ステップにおいて、前記外周部削除パス形成ステップで形成された加工パスの内部の未加工領域を複数に分割する分割パスを、該複数に分割する未加工領域を接続する接続部を残すようにして形成するように構成した。
【００１５】
また本発明は、上記課題を解決するために、素材の一部を切削により削除する加工パス
を生成する加工パス生成方法を、設計情報を用いて素材の削除する領域を素材に対して第
１の方向から所定の深さで切削加工する第１の加工パスを作成する第１の加工パス生成工
程と、設計情報を用いて素材の削除する領域を素材に対して第２の方向から第１の加工パ
ス生成工程で生成した加工パスで切削加工する所定の深さの面に合わせて切削加工する第
２の加工パスを作成する第２の加工パス生成工程とを有し、第１の加工パス生成工程が、素材の削除する領域の外周部を削除する加工パスを形成するための外周部削除パス形成ステップと、この外周部削除パス形成ステップで形成された加工パスの内部の未加工領域を複数に分割する分割パスを形成するための分割パス形成ステップとを備え、分割パス形成ステップにおいて、外周部削除パス形成ステップで形成された加工パスの内部の未加工領域を複数に分割する分割パスを、複数に分割する未加工領域を接続する接続部を残すようにして形成するように構成した。
【００１６】
更に本発明は、上記課題を解決するために、素材の一部を切削により削除する加工方法
を、素材の削除する領域を素材に対して第１の面を第１の方向から切削加工する第１の切削加工工程と、素材の削除する領域を素材に対して第２の方向から第１の面を含んで切削加工する第２の切削加工工程とを有し、前記第１の切削加工工程が、前記素材の削除する領域の外周部を削除する外周部切削加工ステップと、該外周部切削加工ステップで切削加工された領域の内部の未加工領域を切削加工して複数の領域に分割する分割加工ステップとを備え前記分割加工ステップにおいて、前記外周部切削加工ステップで切削加工された領域の内部の未加工領域を複数に分割するときに、該複数に分割する未加工領域を接続する接続部を残すようにして前記未加工領域を切削加工するようにした。
【００１７】
更にまた本発明は、上記課題を解決するために、素材の一部を切削により削除する加工
方法を、素材の削除する領域を素材に対して第１の方向から所定の深さで切削加工する第
１の切削加工工程と、素材の削除する領域を素材に対して第２の方向から第１の切削加工
工程で切削加工した所定の深さの面に合わせて切削加工する第２の切削加工工程とを有し、前記第１の切削加工工程が、前記素材の削除する領域の外周部を削除する外周部切削加工ステップと、該外周部切削加工ステップで切削加工された領域の内部の未加工領域を切削加工して複数の領域に分割する分割加工ステップとを備え前記分割加工ステップにおいて、前記外周部切削加工ステップで切削加工された領域の内部の未加工領域を複数に分割するときに、該複数に分割する未加工領域を接続する接続部を残すようにして前記未加工領域を切削加工するようにした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、素材の一部の被削体を切削することなく割り落とすことで、切削量を削減できるため、切削時間を短縮すると共に、工具の摩耗を低減し、工具寿命を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例による加工パスの自動生成システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】割り落とす加工パスの自動生成システム100の生成処理の流れを示すフロー図である。
【図３】ＣＡＤ設計図面の一例を示す加工品の斜視図である。
【図４】図３に示す部品Sampleを加工する素材の斜視図である
【図５Ａ】図４に示す素材mBoxから、図３に示す部品Sampleのかけ口Box1を加工するために切削する被削体CutBox1の外形を示す斜視図である。
【図５Ｂ】図４に示す素材mBoxから、図３に示す製品Sampleの円筒穴Hole1を加工するために切削する被削体CutHole1の外形を示す斜視図である。
【図６Ａ】工具情報を設定する製造条件設定画面の正面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す製造条件設定画面にて設定した工具情報の読み込み結果を説明する表である。
【図７】工具と部品干渉の一例を示す部品の断面図である。
【図８】割り落とす加工パスを生成する処理フローを示すフロー図である。
【図９】Z軸方向のパス生成の詳細処理フローを示すフロー図である。
【図１０Ａ】図９に示す加工パス生成処理フローに基づいて算出した被削体CutBox1の加工パスを示す被削体CutBox1の斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示す加工パスに沿って加工した結果を示す素材の斜視図である。
【図１１】Y軸方向のパス生成の詳細処理フローを示すフロー図である。
【図１２Ａ】図１１にて生成した被削体CutBox1を割り落とす加工パスを示す被削体CutBox1の斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示す加工パスに沿って加工した結果を示す素材の斜視図である。
【図１３】割り落とす加工パスの計算結果の一例を表形式に示した図である。
【図１４Ａ】割り落とされる部分と素材の間に連携橋を残した被削体CutBox1の加工パスを示す被削体CutBox1の斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示す加工パスに沿って加工した結果を示す素材の斜視図である。
【図１５Ａ】図５Ｂに示すCutHole1の干渉領域の算出方法を説明するSampleの側面図である。
【図１５Ｂ】図５Ｂに示すCutHole1の割り落とす加工パスを示すCutHole1の斜視図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａに示すCutHole1の割り落とす加工パスを示すCutHole1の正面図である。
【図１６Ａ】被削体の表面が曲面となるＣＡＤ設計図面の一例を示す部品の斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａに示す部品の加工パスの生成一例を示す部品の断面図である。
【図１６Ｃ】図１６Ａに示す部品の加工パスの生成一例を示す部品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
図１に、本発明による割り落とす加工パスの自動生成システム100の機能構成図を示す。自動生成システム100は、部品と素材の形状情報を含むＣＡＤ設計図面101と素材の形状情報を含む素材情報102を入力する入力部110と、ＣＡＤ設計図面101と素材情報102から部品形状情報と素材形状情報を取得する形状情報取得部120と、部品形状情報取得部120にて取得した部品形状情報と素材形状情報から被削体の形状情報を算出する被削体算出部130と、工具情報設定画面103と、工具情報設定画面103にて設定した工具情報を読み込む工具情報取得部141と、工具情報取得部141にて取得した工具情報と部品形状情報取得部120にて取得した部品形状情報と被削体算出部130にて算出した被削体の形状情報を用いて工具の干渉領域を算出する工具の干渉領域算出部140と、加工パスの計算式記憶部151に記憶されている割り落とす加工パスの計算式を読み込む加工パスの計算式読込部150と、被削体算出部130にて算出した被削体の形状情報と工具の干渉領域算出部140にて算出した工具の干渉領域情報とを用いて加工パスの計算式読込部150にて読み込んだ割り落とす加工パスの計算式により割り落とす加工パスとその加工領域を自動生成する加工パス自動生成部160と、生成した割り落とす加工パスの結果105をプリント・出力させる出力部170を備えて構成されている。
【００２１】
図２に、割り落とす加工パスの自動生成システム100の加工パス生成処理の流れを示す。加工パスは、ＣＡＤ設計図面101から部品モデルの形状情報を取得し、製造条件設定画面にて設定した素材と工具情報などの製造条件を読み込み、被削体の形状と工具の干渉領域を算出した後、割り落とすための加工が可能な加工領域とその加工パスの計算を行う流れとなる。このフローはユーザから入力装置を介して、割り落とす加工パスの計算処理を行うように要求された時に開始される。
【００２２】
以下に加工パス自動算出処理の詳細について、図２を用いて説明する。
まず、ＣＡＤ設計図面から部品形状情報を、素材情報102から素材形状情報を取得する（S100）。一般的に、ＣＡＤ設計図面101は、ユーザにより部品各部の幾何情報とそれに付随する非幾何情報が与えられることにより、３次元空間内にモデリングされる。また素材情報102は、素材のブロック形状の数値入力により定義される。
【００２３】
次に、S100にて取得した部品形状情報と素材形状情報から、被削体の形状情報を算出する（S200）。
【００２４】
次に、工具情報設定画面103にて設定した工具情報の読み込みを行い、この読み込んだ工具情報と、S100にて取得した部品Sampleの形状情報と、S200にて算出した被削体の形状情報から工具の干渉領域を算出する（S300）。
【００２５】
切削体の形状と工具の干渉領域を算出（S300）した後、割り落とす加工パスの計算式を加工パスの計算式記憶部151から読み込み（S400）、加工パスの自動生成部160にて割り落とす加工パスを自動生成する（S500）。
【００２６】
最後に、出力部170は、加工パスの自動生成部160で計算し生成し加工パスを出力する（S600）。加工パスは、ファイル、ディスプレイ、紙などに出力する。
【００２７】
以下に、直方体のかけ口Box1と、円筒穴Hole1により構成された直方体Sampleの加工パス生成方法を図３〜図１２を用いて説明する。
【００２８】
（１）ＣＡＤ設計図面からモデルの形状情報を取得：S100
図３に、ＣＡＤ設計図面の一例を示す。図３に示す部品Sample；300は、直方体Box；301から、直方体Box1；302と、円筒穴Hole1；303との部分が削除された形状をしており、部品Sample；300は、直方体Box；301と、直方体Box1；302と、円筒穴Hole1；303の集合演算から構成されている。ＣＡＤ設計図には部品Sample；300を構成する基本立体のBox；301とBox1；302、及びHole1；303の情報と形状表現の直線、平面及び曲線などの情報が含まれており、これら各形状の表現式を部品形状情報取得部120にて取得する。図３に示す部品Sample；300のＣＡＤ設計図101から取得したＣＡＤ情報は以下の情報から構成される。
（ａ）上を向く水平面は３個ある。f6はBox；301の表面であり、f15は垂直方向の直方形穴Box1；302の底であり、f21は垂直方向の円形の穴Hole1；303の底である。
（ｂ）基本立体Box；301は、q1、q7を頂点とした、3対の互いに直交する並行な平面f1〜f6からで限られた空間である。
（ｃ）基本立体Box1；302は、q11、q17を頂点とした、3対の互いに直交する並行な平面f11〜f16からで限られた空間である。
（ｄ）基本立体Hole1；303は、q21（x0 ，y0 ，ｚ01）、q22（x0 ，y0 ，ｚ02）を軸とする半径r0の円柱である。
f(x、y)＝  r02 - （x−x0）2  -  （y−y0）2  ＞＝  0
ｚ02 <=  ｚ  <=  ｚ01
（２）素材と工具情報の読み込み；S200
図４に、図３に示す部品Sample；300を加工する素材ｍBox；400の一例を示す。
図４に定義されている素材ｍBox；400は、基本立体Box；301から構成されている。素材情報には、加工用素材を構成する基本立体Box；301の情報と形状表現の直線、平面及び曲線など情報が含まれており、これら各形状の表現式を部品形状情報取得部120にて取得する。図４に示す部品Sample；300を加工する素材情報102から取得した素材情報は以下の情報から構成される。
・上を向く水平面は１個あり、基本立体Box；301の表面である。
・基本立体Box；301は、q1，q7を頂点とした、3対の互いに直交する並行な平面f1〜f6からで限られた空間である。図6Ａに工具情報を設定する工具情報設定画面103の一例を示す。
【００２９】
図6Ａに示す工具情報設定画面103は、工具の形状寸法を定義する工具寸法定義領域611と、この工具寸法定義領域611で定義された工具の各部の寸法を設定する工具寸法設定部612及び製造条件を入力する製造条件入力領域613を備えて構成されている。工具情報設定領域612にて、工具ツールの切削直径Ｄ1と切削有効刃長ＦＬと、工具長さＬ1などを設定し、工具ツールを支持する工具ホルダの直径Ｄ2と、ホルダ長さＬ２と、ホルダのテーパ角度など情報を設定し、製造条件設定領域620で工具のY軸方向の切削深さdyと、Z軸方向の切削深さdzを設定できる。これら工具情報設定画面103にて設定した工具情報を図1に示した工具情報取得部141にて取得する。図6Ｂに図6Ａの工具情報設定画面103にて設定した工具情報の読み込み結果の一例を示す。  
（３）切削体の形状と工具の干渉領域の算出；S300
切削体と工具の干渉領域算出処理の具体例を図7を用い説明する。
図７に、工具710と部品701と干渉の一例を示す。一般的には、工具710のホルダ部分711はツール部分712より大きいため、工具710が傾いた時、ホルダ部分711が部品701の表面に当たって工具710と部品701とが干渉を起こす。工具710のツール部分の表面7121と部品701の表面7011の傾き角度をaとし、CutHole1;702の部分に示したように工具710のホルダ部分711が部品701の表面702と一致した時（干渉をし始めたとき）の角度をAとすると、三角法則により、工具710のツール部分の表面7121と部品701の表面7011の最少角度Aを下記の(数1)で算出できる。 
tan A = (D2/2 - D1/2) / (L1-FL)  ・・・(数１)
また、工具710のツール部分の表面7121と部品701の表面7011の傾き角度aが９０°を過ぎるとCutBox1;703の部分に示すように、工具710のツール部分712の先端が部品701と干渉する。工具710と部品701との距離d1で、工具710の切削深さがd2の場合、図７に示すように三角法則により、工具710と部品701とが干渉しない最大角度をA1を下記の(数2)より算出できる。
Cos（180-A1）＝  d1/d2  ・・・(数２)
【００３０】
各加工点にての上記計算により各加工点にて干渉領域を自動計算できる。例えば、点Point1；720において、(数１)を用いて角度Aを下記に算出する。
tan A = (D2/2 -D1/2) / (L1-FL)  
A = tan-1[(D2/2 -D1/2) / (L1-FL)]  ・・・(数３)
すなわち、(数３)から、工具が部品と干渉しない干渉領域は工具が条件Ａ< a <  ９０°を満たす角度で加工出来る領域となる。
【００３１】
同じ原理で、図３に示す部品Sample；300における工具710の干渉領域を自動算出できる。
【００３２】
（４）割り落とす加工領域と加工パス自動算出；S400、S500
図８を用い、割り落とす加工パスを生成する処理フローの一例を示す。図８に示す処理フローは、図５Ａに示すような対角頂点がt1(x1，y1，z1)とt2(x2，y2，z2)となる長方形の切削体であるCutBox1;500を対象とした、工具710の先端点Sn（x，y，z）の経路を作成する処理フローである。ここで、工具710のY軸方向の切削深さをdy，Z軸方向の切削深さをdzとし、この両者の関係をz2 > z1とする。加工パス自動算出処理の具体例を、図５Ａに示す被削体Cutbox1;500を用いて説明する。
【００３３】
まず、ステップS410で、前記S200にて算出した図５Ａに示すCutBox1の形状情報を取得する。
頂点t1 = q11
頂点t2 = q17
次に、ステップS415で、S300にて算出した工具の干渉情報と製造条件を取得する。図６Ｂに工具情報の一例を示す。
D1 = ツール直径
dy = Ｙ軸方向の切削深さ
dz = Ｚ軸方向の切削深さ
次にステップS420で、工具軸を被削体のXY面と垂直とするように設置する。
次にステップS425で、切削可能な溝数：JとZ方向の溝数：Kを算出する。切削可能な溝数：JとZ方向の溝数：Kは、S300にて取得した製造条件のY軸方向の切削深さdyと、 Z軸方向の切削深さdzを用いて算出する。ステップS435で、Z方向の溝数をカウント変数kの初期値を１と設定する。
J = Y / (|dy|+D1) = |y2 -y1|/(|dy|+D1)
K = Z / |dz| = |z2 -z1| / |dz|          ・・・(数４)
ステップS435で、Z方向の溝数をカウント変数kの初期値を１と設定する。
k = 1 ;
【００３４】
ステップS440で、切削スタート点なる工具先端点のｚ軸の値ｚ= z1 + k ＊  dzを算出する。
ｚ= z1 + k ＊  dz = z1 + dz    ・・・(数５)
【００３５】
ステップS460で、ステップＳ440にて算出したｚ平面での加工パスを生成する。加工パス生成の詳細手順は、(4-1）で述べる。
【００３６】
ステップS460にて、Z方向の加工パスを生成した後、ステップS465にて、工作台を時計回りに９０°回転し、XZ面を工具と垂直状態に設置する。
【００３７】
次に、ステップS470にて、ｚ平面にて生成したＺ方向加工パスに垂直するY方向の加工パスを生成する。具体的なY方向の加工パス生成処理手順は（4-2）で述べる。
【００３８】
次にステップS475にて、ｚ軸方向の溝数の確認を行い、加工パスが生成されていない溝がある場合、k=k+1とし、ｚ=z1 + k ＊  dzとなる面にて、ステップS440からステップS477を繰り返し行い、面ｚ=z1 + k ＊  dzにての加工パスを生成する。
【００３９】
（4-1）Z方向の加工パス生成
次に、S460におけるｚ平面の加工パス生成フロー（図9）を図10Ａを用いて説明する。
ステップS4610からステップS4645にて、被削体1002と部品1001の境界となる外延の加工点列S1（x1+D1/2， y1-D1/2， z１）と、S2（x1+D1/2， y2-D1/2， z１）と、S3（x2-D1/2， y2-D1/2， z1）と、S4（x2-D1/2， y1-D1/2， z1）を生成する。
【００４０】
先ず、ステップＳ4610にて、S1（x， y， z）のｘ，ｙ値を計算し、ステップＳ4615にてS1を出力する。次に、ステップＳ4620にて、S2（x， y， z）のｙ値を計算し、ステップＳ4625にてS2を出力する。次に、ステップＳ4630にて、S3（x， y， z）のｘ値を計算し、ステップＳ4635にてS3を出力する。次に、ステップＳ4640にて、S4（x， y， z）のｙ値を計算し、ステップＳ4645にてS4を出力する。更に、ステップＳ4650にて、生成したS1，S2，S3，S4を順番に繋げて加工パスCL1を生成する。
【００４１】
次に、ステップS4655、ステップS4660、ステップS4665、ステップS4670と、ステップS4675にて、被削体1002のｆ11面1011から、工具710のy軸方向切削深さdy離れた位置にｘ軸と並行した溝を加工する加工パスを生成する。
【００４２】
具体的には、まずステップS4655にてＹ方向の溝数をカウント変数ｊの初期値を１と設定する。次に、ステップS4660にて、S５（x， y， z）のｘ，ｙを値を計算し、ステップＳ4665にてS５を出力する。
j = 1;
n = 生成した加工点Snの個数 + 1; 
x = x1 + D1 / 2
y = (y1 - D1 / 2) + j ＊  (dy + D1 )
z = z1                                  ・・・(数６)
次に、ステップS4670にて、S6（x， y， z）のｘ、ｙ値を計算し、ステップＳ4675にてS６を出力し、S５とS６を繋げて加工パスCL2を生成する。
n =生成した加工点Snの個数 + 1;
x = x2 - D1 / 2
上記ステップS4660と、ステップS4665と、ステップS4670と、ステップS4675を被削体1002のｆ11面1011の対面となるｆ13面1013を超えるまで繰り返す。具体的に、ステップS4680にてｊ+ 1とJを比較し、ｊ+1 がJより小さい場合、ステップS4681にてｊ= j + 1とし、ステップS4660と、ステップS4665と、ステップS4670と、ステップS4675を行い、ｊ+１がJより小さいではなくなるまで繰り返し、S7とS8から構成するCL3と、S9とS10から構成するCL4を生成する。
【００４３】
図10Ｂに、図４に示した素材mBox；400を、図10Ａに示す加工パスＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４に従って加工した結果を示す。図10Ｂで、溝1021，1022，1023は、工具７１０を加工パスＣＬ１に沿って移動させて加工した溝である。溝1024乃至1026はそれぞれ工具710を加工パスＣＬ２、ＣＬ３及びＣＬ４に沿って移動させて加工した溝である。このように加工した結果、溝1021，1022，1023で囲まれる領域の内側にはブロック1031乃至1034が残される。
【００４４】
（4-2）Y方向の加工パス生成
Y方向の加工パス生成フロー（図11）を図１２Ａを用いて説明する。
ステップS4710と、ステップS4715と、ステップS4720と、ステップS4735にて、被削体のf16面1016から工具のｚ軸方向切削深さdz離れた位置にｘ軸と並行した溝を加工する加工パスを生成する。
【００４５】
まずステップS4710にＹ方向の溝数をカウント変数ｊを 0 とし、S11（x， y， z）のz値を計算し、ステップS4715にて、(数７)を用いてS11（x， y， z）のｘ、ｙ値を計算し、ステップＳ4720にてS11を出力する。
j = 0;
z = (z1 - D1 /2) - k ＊  (|dz| +D1)
n = 生成した加工点Snの個数 + 1; 
x = x1 + D1 / 2
y = (y1 + dy) + j ＊  (dy + D1)      ・・・(数７)
次に、ステップＳ4730にて、(数８)を用いてS12（x、 y、 z）のxを値を計算し、ステップＳ4735にて、S12を出力する。
n = 生成した加工点Snの個数 + 1; 
x = x2 - D1 / 2                  ・・・(数８)
次に、ステップＳ4740にて、出力したS11とS12を順番に繋げて加工パスCL5を生成する。
【００４６】
次に、ステップS4745にて、y軸方向の溝数を確認を行い、加工パスが生成されていない溝がある場合、ステップS4746に進んでｊ＝ｊ+１として、ステップS4715からステップS4740を実行することで、平面にての加工パスの点列を生成し、j+1>Jとなるまで繰り返し、S13とS14から構成するCL6と、S15とS16から構成するCL7と、S17とS18から構成するCL8を生成する。
【００４７】
図１２Ｂに、図４に示した素材mBox；400を、ｆ１の面を上にした状態でｆ１の面の側から、図１１のフローに基づいて生成した図１２Ａに示す加工パスＣＬ５を加工している例を示す。
【００４８】
実際の加工においては、先ず、工具710をｚ方向の位置が（数7）で規定される位置に固定された状態でｘ方向にＳ１１からＳ１２まで加工パスＣＬ５に沿って移動させる。このとき、工具710のｚ方向の位置が（数7）で規定される一定の位置であるため、工具710はブロック1031の根本の側を加工する。これにより、ブロック1031のｆ6面の側は加工されずに残っている。工具710を加工パスＣＬ５に沿ってＳ１２まで移動させると、ブロック1031のｆ6面の側の加工されずに残っていた部分が切り落とされる。
【００４９】
次に（数7）に基づいて工具710をｙ方向に(dy + D1)移動させてS14へ移動させ、S14からＳ１３へ加工パスＣＬ６に沿って移動させてブロック1032を加工する。工具710を加工パスＣＬ６に沿ってＳ１３まで移動を完了させることにより、ブロック1032のｆ6面の側の加工されずに残っていた部分が切り落とされる。
【００５０】
次に、Ｓ１３に到達した工具710を（数7）に基づいてｙ方向に(dy + D1)移動させてＳ１５へ移動させ、Ｓ１５からＳ１６へ加工パスＣＬ７に沿って移動させてブロック1033を加工する。工具710を加工パスＣＬ７に沿ってＳ１６まで移動を完了させることにより、ブロック1033のｆ6面の側の加工されずに残っていた部分が切り落とされる。
【００５１】
更に、Ｓ１６に到達した工具710を（数7）に基づいてｙ方向に(dy + D1)移動させてＳ１８へ移動させ、Ｓ１８からＳ１７へ加工パスＣＬ８に沿って移動させてブロック1034を加工する。工具710を加工パスＣＬ８に沿ってＳ１７まで移動を完了させることにより、ブロック1034のｆ6面の側の加工されずに残っていた部分が切り落とされる。
【００５２】
この一連の動作を実行することにより、図３に示したSample;300のBox1;302の部分の切削加工が完了する。
【００５３】
図１３に、図８と、図９と図１１に示す計算処理の結果の一例を示す。
【００５４】
最後に、出力部１７０は、加工パスの自動生成部１６０で計算し生成した加工パスを出力する（S600）具体的には、S600で生成した加工パスを、ファイル、ディスプレイ、紙などに出力する。
【００５５】
割り落とす加工パスを生成する際に、割り落とされる部分と素材の間に連携橋を残し、割り落とす部分の割り落とす方向をコントロールすることも可能である。連携橋を残す加工パスを連携橋の段点で分解し、連携橋の段点の座標値を用いて加工パスを修正する。図１４Ａに、図１０Ａと図１０Ｂにて生成した加工パスＣＬ２と、ＣＬ３と、ＣＬ４における、割り落とされる部分と素材の間に連携橋を被削体1003に残す方法の一例を示す。図１０Ａにて生成したＳ５とＳ６とを繋げる加工パスＣＬ２の途中において、XPの位置に幅がＬの連携橋を設定する例を説明する。
【００５６】
まず、連携橋段点と工具先端の関係を下記定義し、工具直径と対象となる加工パスＣＬ２を用いて新しい加工パスの分解点Ｐ1とＰ2を算出する。
ｘ1  =  連携橋の設定位置XP  -  工具直径D1/2
ｘ2  =  連携橋の設定位置XP  +  連携橋の幅L  -  工具直径D1/2
次に、加工パスＣＬ２の始点S５とＰ1繋げて新しい加工パスＣＬ21と、Ｐ2と加工パスＣＬ２の終点S６を繋げて新しい加工パスＣＬ２２を生成する。
【００５７】
同じように加工パスＣＬ３，ＣＬ４においても、加工パスＣＬ３１，ＣＬ３２およびＣＬ４１，ＣＬ４２，ＣＬ４３を生成する。
【００５８】
図１４Ａに示す加工パスに従って加工した結果のイメージ図を図１４Ｂに示す。図１０Ｂで説明したのと同様に、ブロック1031乃至1034が形成されている。そして、ブロック1031と1032とは連携橋1401で接続されており、ブロック1032と1033とは連携橋1402で接続されており、ブロック1033と1034とは連携橋1403及び1404で接続されている。  
図１５Ａに、図３に示す部品Sample；300の被削体となる図５Ｂに示すCutHole1；550に対する割り落とし加工パスの生成の一例を示す。
【００５９】
図７に示す工具710と部品701との干渉の一例から、図１５Ａに示した点Point1(xp1，yp1，zp1)とPoint2(xp2，yp2，zp2)において、工具710が部品（Sample）300と干渉しない領域は工具710が図７で説明した角度Ａに対して条件Ａ< a <  ９０°を満たす角度ａが加工出来る領域となる。前記干渉条件を参照して、割り落とす被削体の部分1501の体積が最大となるように、工具710と素材300の向きを調整し、加工パス1510を生成する。ここで、干渉角度Ａ＜45°の場合、素材300もしくは工具710の向きを調整し、工具710と加工面1511の角度Ｂを45°に調整し、干渉角度Ａ＞45°の場合、素材もしくは工具の向きを調整し、工具と加工面の角度Ｂを（180°-Ａ)に調整する。  
次に、図８に示す処理フローと同じ方法で、Point2(xp2，yp2，zp2)の座標値から、工具先端点Ｓ１（ｘ，ｙ，ｚ）値を算出し、CutHole1；550の被削体の輪郭に沿った加工パスを生成する。ここで、
Z軸方向の切削深さ dz１ =工具dz ＊  sinB 
Y軸方向の切削深さdy1 = 工具dy ＊  conB 
となり、下記の(数９)にて、工具先端点S1（x，ｙ，ｚ）のｘ、ｙ、ｚ値を算出し、
x =  xp2;
y =  yp2 + dz ＊  cosB ;
z = zp2 - dz ＊  sinB;         ・・・(数９)
y軸方向へ(dz+dy)*cosBの間隔で加工パスを生成する。
【００６０】
また、被削体CutHole1；550の形状式は下記の(数１０)であり、
f(x、y)：r02 -（x−x0）2  -（y−y0）2  ＞＝ 0
ｚ02 <=ｚ<=ｚ01                              ・・・(数１０)
Point2を通過する輪郭曲面の表現式が下記の(数１１)で表せ
f(x、y)：r02 -（xp2−x0）2  -（yp2−y0）2  ＝ 0
ｚ02 <=ｚ<=  ｚ01                            ・・・(数１１)
Ｓ１を始点とした加工パスＣＬ１０１は下記の(数１２)で表される。
f(x、y)：r02 -（xp2−x0）2  -（yp2 + dz ＊  cosB −y0）2  ＝ 0
z = zp2 - dz ＊  sinB;                         ・・・(数１２)
同様に、平面にz = zp2 - dz ＊  sinBにおける Ｓ２，Ｓ３の加工パスＣＬ１０２・・・を生成し、次の平面z = zp2 - 2*（dz ＊  sinB）における加工パスを生成する。
【００６１】
図１６Ａに、 被削体の表面が曲面となる部品の一例を示す。
図１６Ａに示すように被削体1600の表面が曲面の場合、まず、図１６Ｂに示すBox1; 1610の部分を割り落とす加工パスを、図８乃至１２Ｂを用いて説明したCutBox１;500の割り落とす加工パスを生成した方法で生成し、次に図１６Ｃに示す面Face1;1601と面Face2;1602対して、前記CutHole1;550の割り落とす加工パスを生成した方法で割り落とす加工パスを生成する。
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６２】
101…部品のCAD設計図面    102…素材情報    103…工具情報設定画面
110…データ入力部    120…形状情報取得部    130…被削体算出部  140…工具の
干渉領域算出部    141…工具情報取得部    150…加工パスの計算式読込部
151…加工パスの計算式記憶部    160…加工パスの自動生成部    170…出力部
105…割り落とす加工パスの結果    100…割り落とす加工パスの自動生成システム。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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