(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、
該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備え、
これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工方法を設計する加工設計手段が、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と
を有することを特徴とする統合ＣＡＭシステム。
【請求項２】
前記加工設計手段が、
加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを含む加工情報データベース
を有することを特徴とする請求項１に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項３】
前記ＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段が、
ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮した工具経路計算手段
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項４】
前記加工設計手段で生成された加工領域データを前記ＮＣデータ生成手段へ供給する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項５】
前記ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段が、
切削負荷を検証し前記切削負荷に応じて送り速度を補正する送り速度補正手段及び、又は無意味な空切削部を検証し、これに該当するＮＣデータを削除すると共に、加工への影響に配慮しながら周辺のＮＣデータを編集する空切削部ＮＣデータ削除・編集手段と
を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項６】
前記加工設計手段と前記ＮＣデータ生成手段との間及び、又は前記ＮＣデータ生成手段と前記ＮＣデータ検証・編集手段との間に専用インタフェースが介在されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項７】
前記加工設計手段と前記ＮＣデータ生成手段との間に介在されている専用インタフェースが、
アプローチ・リトラクトの情報
を有することを特徴とする請求項６に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項８】
前記ＮＣデータ生成手段と前記ＮＣデータ検証・編集手段との間に介在されている専用インタフェースが、
シミュレーション精度を含むシミュレーション実行条件に関する情報
を有することを特徴とする請求項６に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項９】
前記ＮＣデータ生成手段又は前記ＮＣデータ検証・編集手段又は前記ＮＣデータ出力手段のいずれかが、
前記ＮＣデータ生成手段固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するＮＣデータ変換手段
を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項１０】
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備え、
これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工設計手段が、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と
を有することを特徴とする統合ＣＡＭシステム。
【請求項１１】
前記加工設計手段が、
加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを含む加工情報データベース
を有することを特徴とする請求項１０に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項１２】
前記ＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段が、
ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮した工具経路計算手段と
を有することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項１３】
前記加工設計手段で生成された加工領域データを前記ＮＣデータ生成手段へ供給する
ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項１４】
前記加工設計手段と前記ＮＣデータ生成手段との間に専用インタフェースが介在されている
ことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項１５】
前記専用インタフェースが、
アプローチ・リトラクトの情報
を有していることを特徴とする請求項１４に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項１６】
前記ＮＣデータ生成手段又は前記ＮＣデータ出力手段のいずれかが、
前記ＮＣデータ生成手段固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するＮＣデータ変換手段
を有することを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の統合ＣＡＭシステム。
【請求項１７】
被加工物の形状を入力するステップと、
該被加工物の加工方法を設計するステップと、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するステップと、
該ＮＣデータを検証・編集するステップと、
該検証・編集されたＮＣデータを出力するステップを備え、
これらのステップを連続的に経由することにより、被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工方法を設計するステップが、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定するステップと、
決定した各工程について干渉と剛性を考慮した工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定するステップと
を含むことを特徴とするＮＣデータ一貫生成方法。
【請求項１８】
前記加工方法を設計するステップが、
加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを用いて加工方法を設計する
ことを特徴とする請求項１７に記載のＮＣデータの一貫生成方法。
【請求項１９】
前記ＮＣデータを生成するステップが、
ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮した工具経路を計算するステップ
を含むことを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載のＮＣデータの一貫生成方法。
【請求項２０】
前記加工方法を設計するステップで生成された加工領域データを前記ＮＣデータを生成するステップへ供給する
ことを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のＮＣデータの一貫生成方法。
【請求項２１】
前記ＮＣデータを検証・編集するステップが、
切削負荷を検証し、前記切削負荷に応じて送り速度を補正するステップ及び、又は
無意味な空切削部を検証し、これに該当するＮＣデータを削除すると共に加工への影響に配慮しながら周辺のＮＣデータを編集するステップ
を含むことを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか１項に記載のＮＣデータ一貫生成方法。
【請求項２２】
前記ＮＣデータを生成するステップ又は前記ＮＣデータを検証・編集するステップ又は前記ＮＣデータを出力するステップのいずれかが、
前記ＮＣデータを生成するステップで生成される固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するステップ
を含むことを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載のＮＣデータ一貫生成方法。
【請求項２３】
被加工物の形状を入力するステップと、
該被加工物の加工方法を設計するステップと、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するステップと、
該ＮＣデータを出力するステップを備え、
これらのステップを連続的に経由することにより、被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工方法を設計するステップが、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定するステップと、
決定した各工程について干渉と剛性を考慮した工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定するステップと
を含むことを特徴とするＮＣデータ一貫生成方法。
【請求項２４】
前記加工方法を設計するステップが、
加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを用いて加工方法を設計する
ことを特徴とする請求項２３に記載のＮＣデータの一貫生成方法。
【請求項２５】
前記ＮＣデータを生成するステップが、
ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮した工具経路を計算するステップ
を含むことを特徴とする請求項２３又は請求項２４に記載のＮＣデータの一貫生成方法。
【請求項２６】
前記加工方法を設計するステップで生成された加工領域データを前記ＮＣデータを生成するステップへ供給する
ことを特徴とする請求項２３〜２５のいずれか１項に記載のＮＣデータの一貫生成方法。
【請求項２７】
前記ＮＣデータを生成するステップ又は前記ＮＣデータを出力するステップのいずれかが、
前記ＮＣデータを生成するステップで生成される固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するステップ
を含むことを特徴とする請求項２３〜２６のいずれか１項に記載のＮＣデータ一貫生成方法。
【請求項２８】
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、
該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と
を備え、これらの手段を連続的に経由する過程で、
前記形状入力手段から加工設計手段へ被加工物の形状データを供給し、
前記加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段とを有し、
前記加工設計手段からＮＣデータ生成手段へ被加工物の加工領域データを供給し、
前記ＮＣデータ生成手段からＮＣデータ検証・編集手段へ被加工物の編集前ＮＣデータを供給し、
前記ＮＣデータ検証・編集手段からＮＣデータ出力手段へ被加工物の実際の加工に用いる編集後のＮＣデータを供給することにより、
被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記ＮＣデータ生成手段は、前記加工設計手段から供給された被加工物の加工領域データを用いて、前記ＮＣデータを生成する
ことを特徴とする統合ＣＡＭシステム。
【請求項２９】
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と
を備え、これらの手段を連続的に経由する過程で、
前記形状入力手段から加工設計手段へ被加工物の形状データを供給し、
前記加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段とを有し、
前記加工設計手段からＮＣデータ生成手段へ被加工物の加工領域データを供袷し、
前記ＮＣデータ生成手段からＮＣデータ出力手段へＮＣデータを供給することにより、
被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記ＮＣデータ生成手段は、前記加工設計手段から供給された被加工物の加工領域データを用いて、前記ＮＣデータを生成する
ことを特徴とする統合ＣＡＭシステム。
【請求項３０】
被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成するために、被加工物の加工方法を設計する加工設計システムであって、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と
を有することを特徴とする加工設計システム。
【請求項３１】
加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを含む加工情報データベース
を有することを特徴とする請求項３０に記載の加工設計システム。
【請求項３２】
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、
該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備え、
これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工方法を設計する加工設計手段が、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を有し、
前記加工条件決定手段は、
前記加工工程決定手段で決定された複数の加工工程と、前記ツーリング条件を構成する工具の形状である工具形状と、の最適な組み合わせを決定する工程決定手段と、
前記工程決定手段で決定された組合せに基づいて加工機支援装置の工具移動モードを生成する工具移動モード生成手段と、
を備えた加工データ生成装置。
【請求項３３】
前記工具移動モード生成手段は、
加工工程と工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定するための工程タイプデータを記憶する工程タイプデータ記憶手段と、
前記工程タイプデータ記憶手段に記憶された工程タイプデータを用いて、前記工程決定手段で決定された組み合わせに対応した加工モードを決定する加工モード決定手段と、
加工モード決定手段で決定された加工モードを、前記加工機支援装置の機種に応じた工具移動モードに変換するモード変換手段と、
を備えた請求項３２に記載の加工データ生成装置。
【請求項３４】
前記工程タイプデータ記憶手段は、加工工程と先端刃形がボール状の工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定するための工程タイプデータを記憶すること
を特徴とする請求項３３に記載の加工データ生成装置。
【請求項３５】
前記モード変換手段は、各加工モードと前記工具移動モードとの対応関係を示す変換テーブルを用いて、前記加工モード決定手段で決定された加工モードを前記工具移動モードに変換すること
を特徴とする請求項３３または３４に記載の加工データ生成装置。
【請求項３６】
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、
該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備え、
これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工方法を設計する加工設計手段が、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を有し、
前記加工条件決定手段は、
各加工工程の加工能力を決定する決定手段と、
製品タイプ毎に、切削時の加工能力を所定方向に分配して調整するための切削条件調整データを記憶する切削条件調整データ記憶手段と、
対象となる製品タイプに対応する切削条件調整データを前記切削条件調整データ記憶手段から読み出し、前記決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、読み出した切削条件調整データに基づいて前記所定方向に分配して前記切削条件を生成する切削条件生成手段と、
を備えた加工データ生成装置。
【請求項３７】
前記切削条件調整データ記憶手段は、製品タイプ毎に、切削時の加工能力を、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度について、１以上の段階毎に所定の割合で分配して調整するための切削条件調整データを記憶し、
前記切削条件生成手段は、前記決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、読み出した切削条件調整データに基づいて、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度に所定の割合で分配して切削条件を生成すること
を特徴とする請求項３６に記載の加工データ生成装置。
【請求項３８】
前記切削条件調整データ記憶手段は、製品タイプ毎に、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の各切削条件が限界に達したことを示す下限値を前記段階毎に記述された切削条件調整データを記憶し、
前記切削条件生成手段は、所定の段階において軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の切削条件の少なくとも１つが限界に達したときは、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度について次の段階の所定の割合で前記加工能力を分配して切削条件を生成すること
を特徴とする請求項３７に記載の加工データ生成装置。
【請求項３９】
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、
該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備え、
これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工方法を設計する加工設計手段が、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を有し、
前記加工条件決定手段は、
加工機の工具位置の原点を示す加工原点、前記工具が移動を開始する位置を示す工具移動開始位置、前記工具を自由に移動できる領域を示す自由移動領域の少なくとも１つを有する加工座標系データを、製品タイプ毎に記憶する加工座標系データ記憶手段と、
対象となる製品タイプに対応した加工座標系データを前記加工座標系データ記憶手段から読み出し、読み出した加工座標系データを用いて、対象となる型形状を加工するための加工機の工具位置の加工原点、工具移動開始位置、自由移動領域の少なくとも１つを特定する工具位置データを生成する工具位置データ生成手段と、
を備えた加工データ生成装置。
【請求項４０】
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、
該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備え、
これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工方法を設計する加工設計手段が、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を有し、
前記加工条件決定手段は、
切削開始点に工具が接近するときの条件を示すアプローチ工具動作情報、切削終了点から工具が離れるときの条件を示すリトラクト工具動作情報の少なくとも１つを有する工具動作情報を、製品タイプ毎に及び加工機支援装置に対応した工具移動モード毎に記憶する工具動作情報記憶手段と、
対象となる製品タイプと、前記製品タイプを加工するときの工具移動モードと、に対応した工具動作情報を前記工具動作情報記憶手段から読み出し、読み出した工具動作情報を用いて、アプローチ工具動作情報、リトラクト工具動作情報の少なくとも１つを生成する工具動作情報生成手段と、
を備えた加工データ生成装置。
【請求項４１】
コンピュータを、
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、
該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と、して機能させ、
これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工方法を設計する加工設計手段が、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を備え、
前記加工条件決定手段は、
前記加工工程決定手段で決定された複数の加工工程と、前記ツーリング条件を構成する工具の形状である工具形状と、の最適な組み合わせを決定する工程決定手段と、
前記工程決定手段で決定された組合せに基づいて加工機支援装置の工具移動モードを生成する工具移動モード生成手段と、を備えた
ことを特徴とする加工データ生成プログラム。
【請求項４２】
前記工具移動モード生成手段は、
加工工程と工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定するための工程タイプデータを記憶する工程タイプデータ記憶手段と、
前記工程タイプデータ記憶手段に記憶された工程タイプデータを用いて、前記工程決定手段で決定された加工工程と各加工工程の工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定する加工モード決定手段と、
加工モード決定手段で決定された加工モードを、前記加工機支援装置の機種に応じた工具移動モードに変換するモード変換手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項４１に記載の加工データ生成プログラム。
【請求項４３】
前記工程タイプデータ記憶手段は、加工工程と先端刃形がボール状の工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定するための工程タイプデータを記憶すること
を特徴とする請求項４２に記載の加工データ生成プログラム。
【請求項４４】
前記モード変換手段は、各加工モードと前記工具移動モードとの対応関係を示す変換テーブルを用いて、前記加工モード決定手段で決定された加工モードを前記工具移動モードに変換すること
を特徴とする請求項４２または４３に記載の加工データ生成プログラム。
【請求項４５】
コンピュータを、
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、
該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と、して機能させ、
これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工方法を設計する加工設計手段が、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を備え、
前記加工条件決定手段は、
各加工工程の加工能力を決定する決定手段と、
製品タイプ毎に、切削時の加工能力を所定方向に分配して調整するための切削条件調整データを記憶する切削条件調整データ記憶手段と、
対象となる製品タイプに対応する切削条件調整データを前記切削条件調整データ記憶手段から読み出し、前記決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、読み出した切削条件調整データに基づいて前記所定方向に分配して前記切削条件を生成する切削条件生成手段と、を備えた
ことを特徴とする加工データ生成プログラム。
【請求項４６】
前記切削条件調整データ記憶手段は、製品タイプ毎に、切削時の加工能力を、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度について、１以上の段階毎に所定の割合で分配して調整するための切削条件調整データを記憶し、
前記切削条件生成手段は、前記工程決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、読み出した切削条件調整データに基づいて、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度に所定の割合で分配して切削条件を生成すること
を特徴とする請求項４５に記載の加工データ生成プログラム。
【請求項４７】
前記切削条件調整データ記憶手段は、製品タイプ毎に、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の各切削条件が限界に達したことを示す下限値を前記段階毎に記述された切削条件調整データを記憶し、
前記切削条件生成手段は、所定の段階において軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の切削条件の少なくとも１つが限界に達したときは、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度について次の段階の所定の割合で前記加工能力を分配して切削条件を生成すること
を特徴とする請求項４６に記載の加工データ生成プログラム。
【請求項４８】
コンピュータを、
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、
該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と、して機能させ、
これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工方法を設計する加工設計手段が、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を備え、
前記加工条件決定手段は、
加工機の工具位置の原点を示す加工原点、前記工具が移動を開始する位置を示す工具移動開始位置、前記工具を自由に移動できる領域を示す自由移動領域の少なくとも１つを有する加工座標系データを、製品タイプ毎に記憶する加工座標系データ記憶手段と、
対象となる製品タイプに対応した加工座標系データを前記加工座標系データ記憶手段から読み出し、読み出した加工座標系データを用いて、対象となる型形状を加工するための加工機の工具位置の加工原点、工具移動開始位置、自由移動領域の少なくとも１つを特定する工具位置データを生成する工具位置データ生成手段と、を備えた
ことを特徴とする加工データ生成プログラム。
【請求項４９】
コンピュータを、
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、
該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と、して機能させ、
これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工方法を設計する加工設計手段が、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を備え、
前記加工条件決定手段は、
切削開始点に工具が接近するときの条件を示すアプローチ工具動作情報、切削終了点から工具が離れるときの条件を示すリトラクト工具動作情報の少なくとも１つを有する工具動作情報を、製品タイプ毎に及び加工機支援装置に対応した工具移動モード毎に記憶する工具動作情報記憶手段と、
対象となる製品タイプと、前記製品タイプを加工するときの工具移動モードと、に対応した工具動作情報を前記工具動作情報記憶手段から読み出し、読み出した工具動作情報を用いて、アプローチ工具動作情報、リトラクト工具動作情報の少なくとも１つを生成する工具動作情報生成手段と、を備えた
ことを特徴とする加工データ生成プログラム。
【請求項５０】
被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成するために、被加工物の加工方法を設計するようにコンピュータを機能させる加工設計プログラムであって、
前記コンピュータを、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件と、決定した各工程に適した工具移動条件と、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件と、を決定する加工条件決定手段と、して機能させる
ことを特徴とする加工設計プログラム。
【請求項５１】
コンピュータを、
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と、して機能させ、
これらの手段を連続的に経由する過程で、
前記形状入力手段から加工設計手段へ被加工物の形状データを供給し、
前記加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段とを有し、
前記加工設計手段からＮＣデータ生成手段へ被加工物の加工領域データを供袷し、
前記ＮＣデータ生成手段からＮＣデータ出力手段へＮＣデータを供給することにより、
被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記ＮＣデータ生成手段は、前記加工設計手段から供給された被加工物の加工領域データを用いて、前記ＮＣデータを生成する
ことを特徴とする加工設計プログラム。
【請求項５２】
コンピュータを、
被加工物の形状を入力する形状入力手段と、
該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、
該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、
該ＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と、して機能させ、
これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、
前記加工設計手段が、
加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、
決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を備えた
ことを特徴とする加工設計プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ＮＣデータを用いて機械加工や電気的な加工を実施するときの統合ＣＡＭシステム、ＮＣデータ一貫生成方法、加工設計システム及びプログラム、加工データ生成装置及びプログラムに関し、特に、金型のキャビティのような三次元の自由曲面を加工する際に用いて好適な統合ＣＡＭシステム、ＮＣデータ一貫生成方法、加工設計システム及びプログラム、加工データ生成装置及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＮＣデータを用いて機械加工や電気的な加工を実施する製品加工が各種分野において行われている。機械加工においては、様々な加工にコンピュータ支援によるシミュレーションが採用されたりして作業の容易化が図られている。
【０００３】
これまでの市販のＣＡＭにおいては、例えば、工具経路生成、工具経路編集、ＮＣデータ変換などの作業がコンピュータ支援によってできるが、加工手順の決定、工具形状決定、ツーリング（ホルダなども含めた工具系全体の形態）決定、加工モード決定、切削条件の決定は、作業者に任されているばかりか、ＣＡＭの工具経路編集にも人手を必要とする、所謂対話式作業であった。
【０００４】
このような状況下において、本発明者らは、特開平９−１７９６２０号公報に開示されているようなツーリング決定方法を提案し、ツーリング剛性等も考慮した切削条件補正も可能なツーリング決定をコンピュータ支援で自動化した。
【０００５】
また、機械加工においては加工工程情報を適宜決定することが行われるが、本発明者らは、例えば特開平１１−２３５６４６号公報に開示されている方法を提案した。この公報に開示された決定方法では、加工能率の高い加工工程を迅速に決定するべく、複数の工程候補の中から加工能力の高い順に工程候補を選定し、その工程候補によって加工することのできる最大加工領域を加工前の形状と加工後の形状から求め、最大加工領域と加工後の形状の差分を求め、その差分が許容値以下になるまで工程候補の選定を繰り返し、選定した工程候補を配列して、最後に選定した工程候補を最終の工程とする複数の工程順序候補を生成する。
【０００６】
こうして、各工程順序候補について、各工程の加工能力、加工量と負荷時間から実効加工時間を求め、各工程の実効加工時間を総和して総実効加工時間を求め、総実効加工時間が最短になる工程順序候補を加工工程に決定していた。このような方法によって、加工時間の短縮ができ、大きな効果を奏することができた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＮＣ加工においては、さらなる加工精度アップのみならず作業性の向上が望まれてきており、従来の方法においては、ＮＣ加工シミュレータ並ぴに市販ＣＡＭを用いたものであって、コンピュータによって支援されたシステムであっても、人が介在して段階的な処理をしていく方法に留まっていた。すなわち、加工手順、工具形状、ツーリング（ホルダなども含めた工具系全休の形態）、加工モード、切削条件等の決定においては熟練作業者の思考作業を必要とするばかりか、市販ＣＡＭを用いた後で条件設定の最終段階において切削条件補正などを行う必要があるために、条件設定時間の短縮化が難しかった。特に複雑な形状の加工など難易度の高い加工においては、切削条件の補正要素も多くなり、加工精度および加工速度の点でまだ解決すべき問題が残されているのが実情であった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、その目的とするところは、加工手順、工具形状、ツーリング（ホルダなども含めた工具系全体の形態）、加工モード、切削条件等の決定を自動化してその加工精度並びに作業速度向上を図るだけでなく、条件決定の飛躍的な速度アップができ、従来多くの手間がかかった複雑な形状の加工でも、高精度で且つ迅速な加工が可能な統合ＣＡＭシステム、ＮＣデータ一貫生成方法、加工設計システム及びプログラム、加工データ生成装置及びプログラムを提供することにある。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では、被加工物の形状を入力する形状入力手段１と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段２と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段３と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段４と、該ＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段５を備え、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成することを特徴とし、これにより上記目的を達成することができる。
・前記加工方法を設計する加工設計手段２が、加工コストの最小化を考慮して加工工程を決定する加工工程決定手段（２−１）と、決定した各工程についてツーリング条件・その工程に適した工具移動条件・その工程に適した切削条件を決定する加工条件決定手段（２−２）とを有することによって、人の思考作業をなくして加工設計作業を自動化でき、ＣＡＭ作業の工数削減とリードタイム短縮が図れる。また、ツーリングに合った切削条件の設定が可能になり、加工精度の向上ができる。
・前記加工設計手段が、加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを含む加工情報データベースを有することによって、加工データベースを有効に利用した加工設計ができる。
・前記ＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段３が、ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮した工具経路計算手段（３−１）を有することによって、工具の効率的な経路に基づくＮＣデータを得ることができる。
・前記加工設計手段で生成された加工領域データを前記ＮＣデータ生成手段へ供給することによって、ＮＣデータ生成手段中の工具経路計算手段にツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能を持たずにすむ。
・前記ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段４が、切削負荷を検証しこれに応じて送り速度を補正する送り速度補正手段と、無意味な空切削部を検証し、これに該当するＮＣデータを削除すると共に、加工への影響に配慮しながら周辺のＮＣデータを編集する空切削部ＮＣデータ削除・編集手段とを有することによって、適正な負荷による安定した加工が実現できると共に、空切削部を無くして加工時間の最小化を図ることができる。
・前記加工設計手段と前記ＮＣデータ生成手段との間及び、又は前記ＮＣデータ生成手段と前記ＮＣデータ検証・編集手段との間に専用インタフェースを介在させることによって、従来では別々の構成であった加工設計手段とＮＣデータ生成手段及び、又はＮＣデータ検証・編集手段とを統合することができる。
・前記加工設計手段と前記ＮＣデータ生成手段との間に介在されている専用インタフェースが、アプローチ・リトラクトの情報を有することによって、加工開始点又は一時回避点から実際の加工部に至るまでのアプローチ移動と、実際の加工部から一時回避点又は加工終了点に至るまでのリトラクト移動の経路および速度に関する条件などの情報を有効に利用したＮＣデータの生成ができる。
・前記ＮＣデータ生成手段と前記ＮＣデータ検証・編集手段との間に介在されている専用インタフェースが、シミュレーション精度を含むシミュレーション実行条件に関する情報を有することによって、シミュレーションの条件を容易にＮＣデータ検証・編集手段に与えることができる。
・前記ＮＣデータ生成手段又は前記ＮＣデータ検証・編集手段又は前記ＮＣデータ出力手段のいずれかが、前記ＮＣデータ生成手段固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するＮＣデータ変換手段を有することによって、ＮＣデータの変換を実行する機能を持たせる場所の自由度を広げることができ、柔軟なシステム形態が実現できる。
・被加工物の形状を入力する形状入力手段１と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段２と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段３と、該ＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段５を備え、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成することによって、既存の検証・編集機能を有するＮＣ加工機にＮＣデータを与えたり、オペレータがパソコンなどを使って検証・編集することも可能である。
・前記加工方法を設計する加工設計手段２が、加工コストの最小化を考慮して加工工程を決定する加工工程決定手段（２−１）と、決定した各工程についてツーリング条件・その工程に適した工具移動条件・その工程に適した切削条件を決定する加工条件決定手段（２−２）とを有することによって、人の思考作業を無くして加工設計作業を自動化でき、ＣＡＭ作業の工数削減とリードタイム短縮が図れる。また、ツーリングに合った切削条件の設定が可能になり、加工精度の向上ができる。
・前記加工設計手段が、加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを含む加工情報データベースを有することによって、加工データベースを有効に利用した加工設計ができる。
・前記ＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段３が、ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮した工具経路計算手段（３−１）を有することによって、工具の効率的な経路に基づくＮＣデータを得ることができる。
・前記加工設計手段で生成された加工領域データを前記ＮＣデータ生成手段へ供給することによって、ＮＣデータ生成手段中の工具経路計算手段にツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能を持たずにすむ。
・前記加工設計手段と前記ＮＣデータ生成手段との間に専用インタフェースを介在させることによって、従来では別々の構成であった加工設計手段とＮＣデータ生成手段とを統合することができる。
・前記加工設計手段と前記ＮＣデータ生成手段との間に介在されている専用インタフェースが、アプローチ・リトラクトの情報を有することによって、加工開始点又は一時回避点から実際の加工部に至るまでのアプローチ移動と、実際の加工部から一時回避点又は加工終了点に至るまでのリトラクト移動の経路および速度に関する条件などの情報を有効に利用したＮＣデータの生成ができる。
・前記ＮＣデータ生成手段又は前記ＮＣデータ出力手段のいずれかが、前記ＮＣデータ生成手段固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するＮＣデータ変換手段を有することによって、ＮＣデータの変換を実行する機能を持たせる場所の自由度を広げることができ、柔軟なシステム形態が実現できる。
・本発明に係るＮＣデータ一貫生成方法では、被加工物の形状を入力するステップ（ａ１）と、該被加工物の加工方法を設計するステップ（ａ２）と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するステップ（ａ３）と、該ＮＣデータを検証・編集するステップ（ａ４）と、該ＮＣデータを出力するステップ（ａ５）を備え、これらのステップを連続的に経由することにより製品の形状データから高品賀のＮＣデータを一貫生成することを特徴とすることによって、上記目的を達成することができる。
・前記加工方法を設計するステップ（ａ２）が、加工コストの最小化を考慮して加工工程を決定するステップ（ａ２−１）と、決定した各工程について干渉と剛性を考慮したツーリング条件・その工程に適した工具移動条件・その工程に適した切削条件を決定するステップ（ａ２−２）とを含むことによって、人の思考作業を無くして加工設計作業を自動化でき、ＣＡＭ作業の工数削減とリードタイム短縮が図れる。また、ツーリングに合った切削条件の設定が可能になり、加工精度の向上ができる。
・前記加工方法を設計するステップが、加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを用いて加工方法を設計することによって、加工情報データベースを有効に利用した加工設計ができる。
・前記ＮＣデータを生成するステップ（ａ３）が、ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重復を考慮した工具経路を計算するステップ（ａ３−１）を含むことによって、工具の効率的な経路に基づくＮＣデータを得ることができる。
・前記加工方法を設計するステップ（ａ２）で生成された加工領域データを前記ＮＣデータを生成するステップへ供給することによって、ＮＣデータを生成するステップ中の工具経路を計算するステップにツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能を持たずにすむ。
・前記ＮＣデータを検証・編集するステップ（ａ４）が、切削負荷を検証しこれに応じて送り速度を補正するステップ（ａ４−１）及び、又は無意味な空切削部を検証し、これに該当するＮＣデータを削除すると共に加工への影響に配慮しながら周辺のＮＣデータを編集するステップ（ａ４−２）とを含むことによって、適正な負荷による安定した加工が実現できると共に、無駄な空切削部を無くして加工時間の最小化を図ることができる。
・前記ＮＣデータを生成するステップ又は前記ＮＣデータを検証・編集するステップ又はＮＣデータを出力するステップのいずれかで、前記ＮＣデータを生成するステップ固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するステップを含むことによって、ＮＣデータの変換を実行する順序の自由度を広げることができ、柔軟な処理体系が実現できる。
・被加工物の形状を入力するステップ（ａ１）と、該被加工物の加工方法を設計するステップ（ａ２）と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するステップ（ａ３）と、該ＮＣデータを出力するステップ（ａ５）を備え、これらのステップを連続的に経由することにより、被加工物の形状データから高品質のＮＣデータを一貫生成することによって、既存の検証・編集機能を有するＮＣ加工機にＮＣデータを与えたり、オペレータがパソコンなどによって検証・編集することも可能である。
・前記加工方法を設計するステップ（ａ２）が、加工コストの最小化を考慮して加工工程を決定するステップ（ａ２−１）と、決定した各工程について干渉と剛性を考慮したツーリング条件・その工程に適した工具移動条件・その工程に適した切削条件を決定するステップ（ａ２−２）とを含むことによって、人の思考作業をなくして加工設計作業を自動化でき、ＣＡＭ作業の工数削減とリードタイム短縮が図れる。また、ツーリングに合った切削条件の設定が可能になり、加工精度の向上ができる。
・前記加工方法を設計するステップが、加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを用いて加工方法を設計することによって、加工データベースを有効に利用した加工設計ができる。
・前記ＮＣデータを生成するステップが、ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮した工具経路を計算するステップを含むことによって、工具の効率的な経路に基づくＮＣデータを得ることができる。
・前記加工方法を設計するステップ（ａ２）で生成された加工領域データを前記ＮＣデータを生成するステップへ供給することによって、ＮＣデータを生成するステップ中の工具経路を計算するステップにツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能を持たずにすむ。
・前記ＮＣデータを生成するステップ又は前記ＮＣデータを出力するステップのいずれかで、前記ＮＣデータを生成するステップ固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するステップを含むことによって、ＮＣデータの変換を実行する順序の自由度を広げることができ、柔軟な処理体系が実現できる。
・被加工物の形状を入力する形状入力手段１と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段２と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段３と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段４と、該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段５を備え、これらの手段を連続的に経由する過程で、形状入力手段から加工設計手段へ被加工物の形状データを供給し、加工設計手段からＮＣデータ生成手段へ被加工物の加工工程と各工程の加工条件を供給し、ＮＣデータ生成手段からＮＣデータ検証・編集手段へ被加工物の編集前のＮＣデータを供給し、ＮＣデータ検証・編集手段からＮＣデータ出力手段へ被加工物の実際の加工に用いる編集後のＮＣデータを供給することにより、被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成する構成によって、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成することを特徴とし、これにより上記目的を達成することができる。
・被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段とを備え、これらの手段を連続的に経由する過程で、前記形状入力手段から加工設計手段へ被加工物の形状データを供給し、前記加工設計手段からＮＣデータ生成手段へ被加工物の加工工程と各工程の加工条件を供給し、前記ＮＣデータ生成手段からＮＣデータ出力手段へＮＣデータを供給することにより、被加工物の形状データから高品質のＮＣデータを一貫生成することによって、既存の検証・編集機能を有するＮＣ加工機にＮＣデータを与えたり、オペレータがパソコンなどによって検証・編集することもできる。
・被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成するために、被加工物の加工方法を設計する加工設計システムであって、加工コストの最小化を考慮して加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程についてツーリング条件・その工程に適した工具移動条件・その工程に適した切削条件を決定する加工条件決定手段とを有することによって加工設計が容易にできる。
・被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成するために、被加工物の加工方法を設計する加工設計システムであって、加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを含む加工情報データベースを用いることによって一貫したＮＣデータの生成に適した加工設計が実現できる。
請求項３２に記載の発明は、被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備え、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、前記加工方法を設計する加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を有し、前記加工条件決定手段は、前記加工工程決定手段で決定された複数の加工工程と、前記ツーリング条件を構成する工具の形状である工具形状と、の最適な組み合わせを決定する工程決定手段と、前記工程決定手段で決定された組合せに基づいて加工機支援装置の工具移動モードを生成する工具移動モード生成手段と、を備えている。
【００１０】
請求項４１に記載の発明は、コンピュータを、被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と、して機能させ、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成する。前記加工方法を設計する加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を備える。前記加工条件決定手段は、前記加工工程決定手段で決定された複数の加工工程と、前記ツーリング条件を構成する工具の形状である工具形状と、の最適な組み合わせを決定する工程決定手段と、前記工程決定手段で決定された組合せに基づいて加工機支援装置の工具移動モードを生成する工具移動モード生成手段と、を備える。
【００１１】
請求項３２および４１に記載の発明によれば、素材を加工するときの各加工工程と工具形状とを用いることで、簡単なルールを構成することができる。ここにいう製品形状は型形状も含んでいる。工具形状としては、例えば、工具先端刃形、工具径を用いるのが好ましい。加工機支援装置としては、ＮＣデータを生成する手段、例えばＣＡＭなどが好ましい。そして、上述した簡単なルールを用いて、加工機支援装置の工具移動モードを容易に生成することができる。
【００１２】
請求項３３に記載の発明は、請求項３２に記載の発明において、前記工具移動モード生成手段は、加工工程と工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定するための工程タイプデータを記憶する工程タイプデータ記憶手段と、前記工程タイプデータ記憶手段に記憶された工程タイプデータを用いて、前記工程決定手段で決定された加工工程と各加工工程の工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定する加工モード決定手段と、加工モード決定手段で決定された加工モードを工具移動モードに変換するモード変換手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４２に記載の発明は、請求項４１に記載の発明において、前記工具移動モード生成手段は、加工工程と工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定するための工程タイプデータを記憶する工程タイプデータ記憶手段と、前記工程タイプデータ記憶手段に記憶された工程タイプデータを用いて、前記工程決定手段で決定された加工工程と各加工工程の工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定する加工モード決定手段と、加工モード決定手段で決定された加工モードを工具移動モードに変換するモード変換手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項３３および４２に記載の発明によれば、工程タイプデータ記憶手段に記憶されている工程タイプデータには、加工工程と工具形状との組み合わせに対して出力すべき加工モードが記述されている。加工工程としては、製品形状を加工するときの各加工工程の順番（番号）が好ましい。工具形状としては、工具先端刃形、工具径等が好ましい。したがって、工程タイプデータは、加工工程と工具形状との組み合わせに対応する加工モードという簡潔なルールで構成されている。そして、上記工程タイプデータを用いて、工程決定手段で決定された加工工程と各加工工程の工具形状との組み合わせに対応した加工モード、さらに、前記加工モードを変換した工具移動モードを、自動的に決定することができる。
【００１５】
請求項３４に記載の発明は、請求項３３に記載の発明において、前記工程タイプデータ記憶手段は、加工工程と先端刃形がボール状の工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定するための工程タイプデータを記憶することを特徴とする。
【００１６】
請求項４３に記載の発明は、請求項４２に記載の発明において、前記工程タイプデータ記憶手段は、加工工程と先端刃形がボール状の工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定するための工程タイプデータを記憶することを特徴とする。
【００１７】
請求項３４および４３に記載の発明によれば、工程タイプデータには加工工程と先端刃形がボール状の工具形状との組み合わせに対応した加工モードが記述されているので、工程刃先形状がボールである工具と加工工程とを条件としたルールを構成することができ、この結果、３次元曲面形状を加工するときに実用的な加工モード、さらに、前記加工モードを変換した工具移動モードを生成することができる。
【００１８】
請求項３５に記載の発明は、請求項３３または３４に記載の発明において、前記モード変換手段は、各加工モードと前記工具移動モードとの対応関係を示す変換テーブルを用いて、前記加工モード決定手段で決定された加工モードを前記工具移動モードに変換することを特徴とする。
【００１９】
請求項４４に記載の発明は、請求項４２または４３に記載の発明において、前記モード変換手段は、各加工モードと前記工具移動モードとの対応関係を示す変換テーブルを用いて、前記加工モード決定手段で決定された加工モードを前記工具移動モードに変換することを特徴とする。
【００２０】
請求項３５および４４に記載の発明によれば、各加工モードと工具移動モードとの対応関係を示す変換テーブルを用いて、加工モード決定手段で決定された加工モードを工具移動モードに変換する。ここで、工具移動モードとは、従来のＣＡＭに対応した加工モードをいい、例えば加工機の工具を移動させるときの動作状態をいう。そして、変換テーブルを用いることで、加工モードから汎用的な工具移動モードのデータを自動的に生成することができる。
【００２１】
請求項３６に記載の発明は、被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備え、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、前記加工方法を設計する加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を有し、前記加工条件決定手段は、各加工工程の加工能力を決定する決定手段と、製品タイプ毎に、切削時の加工能力を所定方向に分配して調整するための切削条件調整データを記憶する切削条件調整データ記憶手段と、対象となる製品タイプに対応する切削条件調整データを前記切削条件調整データ記憶手段から読み出し、前記決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、読み出した切削条件調整データに基づいて前記所定方向に分配して前記切削条件を生成する切削条件生成手段と、を備えている。
【００２２】
請求項４５に記載の発明は、コンピュータを、被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と、して機能させ、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成する。前記加工方法を設計する加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を備える。前記加工条件決定手段は、各加工工程の加工能力を決定する決定手段と、製品タイプ毎に、切削時の加工能力を所定方向に分配して調整するための切削条件調整データを記憶する切削条件調整データ記憶手段と、対象となる製品タイプに対応する切削条件調整データを前記切削条件調整データ記憶手段から読み出し、前記決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、読み出した切削条件調整データに基づいて前記所定方向に分配して前記切削条件を生成する切削条件生成手段と、を備える。
【００２３】
請求項３６および４５に記載の発明によれば、切削条件調整データ記憶手段に記憶されている切削条件調整データには、切削時の加工能力を所定方向にどのように分配するかを示す切削条件調整データが記憶されている。切削条件調整データは、加工現場のノウハウに基づいて予め決めておくデータである。そして、工程決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、切削条件調整データに基づいて所定方向に分配することにより、加工現場のノウハウが盛り込まれた切削条件調整データによって、加工現場の実情に応じて切削条件を自動的に決定することができる。
【００２４】
請求項３７に記載の発明は、請求項３６に記載の発明において、前記切削条件調整データ記憶手段は、製品タイプ毎に、切削時の加工能力を、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度について、１以上の段階毎に所定の割合で分配して調整するための切削条件調整データを記憶し、前記切削条件生成手段は、前記工程決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、読み出した切削条件調整データに基づいて、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度に所定の割合で分配して切削条件を生成することを特徴とする。
【００２５】
請求項４６に記載の発明は、請求項４５に記載の発明において、前記切削条件調整データ記憶手段は、製品タイプ毎に、切削時の加工能力を、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度について、１以上の段階毎に所定の割合で分配して調整するための切削条件調整データを記憶し、前記切削条件生成手段は、前記工程決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、読み出した切削条件調整データに基づいて、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度に所定の割合で分配して切削条件を生成することを特徴とする。
【００２６】
請求項３７および４６に記載の発明によれば、切削条件調整データには、さらに、切削時の加工能力を、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度について、１以上の段階毎に所定の割合で分配して調整する内容が記述されている。なお、工具の種別によっては、径方向切り込み量に代えて、ピックフィールド量を用いてもよい。そして、工程決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、読み出した切削条件調整データに基づいて、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度に所定の割合で分配することにより、加工現場のノウハウがある切削条件調整データを用いて、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の各切削条件を自動的に決定することができる。
【００２７】
請求項３８に記載の発明は、請求項３７に記載の発明において、前記切削条件調整データ記憶手段は、製品タイプ毎に、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の各切削条件が限界に達したことを示す下限値を前記段階毎に記述された切削条件調整データを記憶し、前記切削条件生成手段は、所定の段階において軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の切削条件の少なくとも１つが限界に達したときは、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度について次の段階の所定の割合で前記加工能力を分配して切削条件を生成することを特徴とする。
【００２８】
請求項４７に記載の発明は、請求項４６に記載の発明において、前記切削条件調整データ記憶手段は、製品タイプ毎に、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の各切削条件が限界に達したことを示す下限値を前記段階毎に記述された切削条件調整データを記憶し、前記切削条件生成手段は、所定の段階において軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の切削条件の少なくとも１つが限界に達したときは、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度について次の段階の所定の割合で前記加工能力を分配して切削条件を生成することを特徴とする。
【００２９】
請求項３８および４７に記載の発明によれば、切削条件調整データには、さらに、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の各切削条件が限界に達したことを示す下限値を前記段階毎に記述されている。所定の段階において軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の少なくとも１つの切削条件が限界に達したときは、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度について次の段階の所定の割合で加工能力を分配する。このとき、限界に達した切削条件は、下限値に設定するのが好ましい。この結果、加工工程の移行に応じて加工能力が変化した場合には、加工現場のノウハウがある切削条件調整データを用いて加工能力を新たに分配するので、効率的に加工することができる。
【００３０】
請求項３９に記載の発明は、被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備え、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、前記加工方法を設計する加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を有し、前記加工条件決定手段は、加工機の工具位置の原点を示す加工原点、前記工具が移動を開始する位置を示す工具移動開始位置、前記工具を自由に移動できる領域を示す自由移動領域の少なくとも１つを有する加工座標系データを、製品タイプ毎に記憶する加工座標系データ記憶手段と、対象となる製品タイプに対応した加工座標系データを前記加工座標系データ記憶手段から読み出し、読み出した加工座標系データを用いて、対象となる型形状を加工するための加工機の工具位置の加工原点、工具移動開始位置、自由移動領域の少なくとも１つを特定する工具位置データを生成する工具位置データ生成手段と、を備えている。
【００３１】
請求項４８に記載の発明は、コンピュータを、被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と、して機能させ、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成する。前記加工方法を設計する加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を備える。前記加工条件決定手段は、加工機の工具位置の原点を示す加工原点、前記工具が移動を開始する位置を示す工具移動開始位置、前記工具を自由に移動できる領域を示す自由移動領域の少なくとも１つを有する加工座標系データを、製品タイプ毎に記憶する加工座標系データ記憶手段と、対象となる製品タイプに対応した加工座標系データを前記加工座標系データ記憶手段から読み出し、読み出した加工座標系データを用いて、対象となる型形状を加工するための加工機の工具位置の加工原点、工具移動開始位置、自由移動領域の少なくとも１つを特定する工具位置データを生成する工具位置データ生成手段と、を備える。
【００３２】
請求項３９および４８に記載の発明によれば、加工座標系データには、加工機の工具位置の原点を示す加工原点、工具の移動開始位置を示す工具移動開始位置、工具を自由に移動できる領域を示す自由移動領域の少なくとも１つが記述されている。加工原点は、例えば製品基準面のＸＹＺ軸上のそれぞれの最小値又は最大値が好ましい。自由移動領域は、工具を自由に早送りすることができる領域であり、例えば、Ｘ面、Ｙ面、Ｚ面の一方側の領域にするのが好ましい。そして、対象となる製品タイプに対応した加工座標系データを用いて、対象となる製品形状を加工するための加工機の工具位置の加工原点、工具移動開始位置、自由移動領域の少なくとも１つを特定する工具位置データを生成することにより、加工機を制御するための事前作業を自動的に行うことができる。
【００３３】
請求項４０に記載の発明は、被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備え、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、前記加工方法を設計する加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を有し、前記加工条件決定手段は、切削開始点に工具が接近するときの条件を示すアプローチ工具動作情報、切削終了点から工具が離れるときの条件を示すリトラクト工具動作情報の少なくとも１つを有する工具動作情報を、製品タイプ毎に及び加工機支援装置に対応した工具移動モード毎に記憶する工具動作情報記憶手段と、対象となる製品タイプと、前記製品タイプを加工するときの工具移動モードと、に対応した工具動作情報を前記工具動作情報記憶手段から読み出し、読み出した工具動作情報を用いて、アプローチ工具動作情報、リトラクト工具動作情報の少なくとも１つを生成する工具動作情報生成手段と、を備えている。
【００３４】
請求項４９に記載の発明は、コンピュータを、被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段と、して機能させ、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成する。前記加工方法を設計する加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段と、を備える。前記加工条件決定手段は、切削開始点に工具が接近するときの条件を示すアプローチ工具動作情報、切削終了点から工具が離れるときの条件を示すリトラクト工具動作情報の少なくとも１つを有する工具動作情報を、製品タイプ毎に及び加工機支援装置に対応した工具移動モード毎に記憶する工具動作情報記憶手段と、対象となる製品タイプと、前記製品タイプを加工するときの工具移動モードと、に対応した工具動作情報を前記工具動作情報記憶手段から読み出し、読み出した工具動作情報を用いて、アプローチ工具動作情報、リトラクト工具動作情報の少なくとも１つを生成する工具動作情報生成手段と、を備える。
【００３５】
請求項４０および４９に記載の発明によれば、工具動作情報は、製品タイプ毎、及び加工機支援装置に対応した工具移動モード毎に存在する。さらに、工具動作情報は、切削開始点に工具が接近するときの条件を示すアプローチ工具動作情報、切削終了点から工具が離れるときの条件を示すリトラクト工具動作情報の少なくとも１つを有している。アプローチ工具動作情報としては、例えば、最初の切削指令点に移動するときの動作、すなわち最初の切削指令点のどの程度上方まで早送り移動するかを示す値、最初の切削指令点の上方のどの程度の距離からアプローチ動作を開始するかを示す値が好ましい。リトラクト工具動作情報としては、例えば、最後の切削指令点の上方のどの程度の距離から早送り移動するかを示す値が好ましい。そして、対象となる製品タイプと、製品タイプを加工するときの工具移動モードと、に対応した工具動作情報を用いて、製品形状を加工するときの工具移動モードのアプローチ工具動作情報、リトラクト工具動作情報の少なくとも１つを生成する。このようにして、アプローチ時、リトラクト時の工具動作情報を生成するので、工具の折損などの加工中に生じるトラブルを防止することができ、加工機を制御するための事前作業を自動的に行うことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る統合ＣＡＭシステム、ＮＣデータ一貫生成方法及び加工設計システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３７】
図１は、本発明に係る統合ＣＡＭシステムの概念図である。
【００３８】
図１において、１は被加工物の形状データを入力する入力手段である。
【００３９】
２は前記入力手段１から入力された被加工物の形状データと、データベースに保存されている工程モデル、工程タイプ、標準使用工具リスト、標準使用ホルダ組合せリスト、及び標準使用加工機械リスト等のデータとによって、前記被加工物の加工方法を設計する加工設計手段である。そして、該加工設計手段２には、加工コストの最小化を考慮して加工工程を決定する加工工程決定手段２−１及び決定した各加工工程についてツーリング条件及び・その工程に適した工具移動条件・その工程に適した切削条件を決定する加工条件決定手段２−２が含まれている。
【００４０】
３は、前記加工設計手段で設計された設計データを受けて、被加工物を加工する時のＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段であって、該ＮＣデータ生成手段には、ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮して工具経路を計算する工具経路計算手段３−１が含まれている。
【００４１】
４は、前記ＮＣデータ生成手段で生成されたＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段であって、該ＮＣデータ検証・編集手段には、切削負荷を検証しこれに応じて送り速度を補正する送り速度補正手段４−１と、無意味な空切削部を検証しこれに該当するＮＣデータを削除すると共に、加工への影響に配応しながら周辺のＮＣデータを編集する空切削部ＮＣデータ削除・編集手段４−２とが含まれている。
【００４２】
５は、前記ＮＣデータ検証・編集手段からのＮＣデータを、ＮＣ加工機械またはＮＣ加工機械などの間を中継する専用パソコンへ出力する出力手段である。
【００４３】
なお、図１では、ＮＣデータ生成手段３中にＮＣデータ変換手段３−２が含まれるように記載されているが、ＮＣデータ変換手段の果たす機能からみて、前記ＮＣデータ生成手段３又は前記ＮＣデータ検証・編集手段４又はＮＣデータ出力手段５のいずれかに、ＮＣデータ生成手段固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するＮＣデータ変換手段が含まれれば良いことは明らかである。
【００４４】
図２は、本発明に係るＮＣデータ一貫生成方法のフロー図である。
【００４５】
図２において、ａ１は被加工物の形状データを入力するステップである。
【００４６】
ａ２は、前記入カステップａ１で入力された被加工物の形状データと、データベースに保存されている工程モデル、工程タイプ、標準使用工具リスト、標準使用ホルダ組合せリスト及び標準使用加工機械リスト等のデータとによって、前記被加工物の加工方法を設計するステップである。 そして、該加工方法を設計するステップａ２には、加工コストの最小化を考慮して加工工程を決定するステップａ２−１及び決定した各加工工程について干渉と剛性を考慮したツーリング条件及び・その工程に適した工具移動条件・その工程に適した切削条件を決定するステップａ２−２が含まれている。
【００４７】
ａ３は、前記加工方法を設計するステップで設計された設計データを受けて、被加工物を加工する時のＮＣデータを生成するステップであって、該ＮＣデータを生成するステップには、ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮して工具経路を計算するステップａ３−１が含まれている。
【００４８】
ａ４は、前記ＮＣデータを生成するステップで生成されたＮＣデータを検証・編集するステップであって、該ＮＣデータを検証・編集するステップには、切削負荷を検証し、これに応じて送り速度を補正するステップａ４−１と、無意味な空切削部を検証し、これに該当するＮＣデータを削除すると共に加工への影響に配慮しながら周辺のＮＣデータを編集するステップａ４−２とが含まれている。
【００４９】
ａ５は、前記ＮＣデータを検証・編集するステップからのＮＣデータを、ＮＣ加工機械またはＮＣ加工機械との間を中継する専用パソコンへ出力するステップである。
【００５０】
なお、図２では、ＮＣデータを生成するステップａ３の中にＮＣデータを変換ステップａ３−２が含まれるように記載されているが、ＮＣデータを変換するステップが果たす機能からみて、前記ＮＣデータを生成するステップａ３又は前記ＮＣデータを検証・編集するステップａ４又はＮＣデータを出力するステップａ５のいずれかに、ＮＣデータを生成するステップ固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するステップが含まれれば良いことは明らかである。
【００５１】
（第１の実施形態）
次に、上記概念図である図１を更に具体化した図である図３を用いて第１の実施形態について説明する。
【００５２】
図３の第１の実施形態において、２は図１における加工設計手段２に相当する加工設計モジュール、３は図１におけるＮＣデータ生成手段３に相当するＮＣデータ生成モジュール、４は図１におけるＮＣデータ検証・編集手段４に相当するＮＣデータ検証・編集モジュールである。
【００５３】
該３つのモジュールは専用インタフェース６によって加工設計モジュール２とＮＣデータ生成モジュール３とが結合され、専用インタフェース７によって、ＮＣデータ生成モジュール３とＮＣデータ検証・編集モジュール４とが結合されている。
【００５４】
専用インタフェース６は、加工設計モジュールの出力情報をＮＣデータ生成モジュールに入力できる情報に変換する機能及び、加工座標系・アプローチ・リトラクト情報等を付加する機能を有している。
【００５５】
また、専用インタフェース７は、ＮＣデータ生成モジュールの出力情報をＮＣデータ検証・編集モジュールに入力できる情報に変換する機能、及びワーククランプ情報等を付加する機能を有している。
【００５６】
（第２の実施形態）
次に、上記概念図である図１を更に具体化した図である図３の変形例である図４を用いて第２の実施形態について説明する。
【００５７】
図４の第２の実施形態において、２は図１における加工設計手段２に相当する加工設計モジュール、３は図１におけるＮＣデータ生成手段３に相当するＮＣデータ生成モジュール、４は図１におけるＮＣデータ検証・編集手段４に相当するＮＣデータ検証・編集モジュールである。
【００５８】
該３つのモジュールは専用インタフェース６によって加工設計モジュール２とＮＣデータ生成モジュール３とが結合され、専用インタフェース７によって、ＮＣデータ生成モジュール３とＮＣデータ検証・編集モジュール４とが結合されている。
【００５９】
専用インタフェース６は、加工設計モジュールの出力情報をＮＣデータ生成モジュールに入力できる情報に変換する機能及び、加工座標系・アプローチ・リトラクト情報等を付加する機能を有している。
【００６０】
また、専用インタフェース７は、ＮＣデータ生成モジュールの出力情報をＮＣデータ検証・編集モジュールに入力できる情報に変換する機能、及びワーククランプ情報等を付加する機能を有している。
【００６１】
図４において、特徴とする点は、図３の第１の実施の形態ではＮＣデータ生成モジュール３で実行されていた「ツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能」を有せず、該機能を補完するため加工設計モジュール２で生成された「加工領域データ」をＮＣデータ生成モジュールへ供給することにより、ＮＣデータ生成モジュール３における「ツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能」を不要にしたことである。そして、この場合にはＮＣデータ検証・編集モジュールに、アプローチ・リトラクト経路に関するツーリング干渉の検証手段を設けて安全性を保障している。
【００６２】
なお、アプローチ・リトラクト以外の経路（加工設計モジュールから供給された加工領域内の経路）については、加工設計モジュールで干渉のないツーリングを決定しているので検証は不要である。
【００６３】
（第３の実施形態）
次に、上記概念図である図１を更に具体化した図である図３の別の変形例を図５用いて第３の実施形態について説明する。
【００６４】
図５の第３の実施形態において、２は図１における加工設計手段２に相当する加工設計モジュール、３は図１におけるＮＣデータ生成手段３に相当するＮＣデータ生成モジュールである。
【００６５】
該２つのモジュールは専用インタフェース６によって加工設計モジュール２とＮＣデータ生成モジュール３とが結合されている。
【００６６】
専用インタフェース６は、加工設計モジュールの出力情報をＮＣデータ生成モジュールに入力できる情報に変換する機能及び、加工座標系・アプローチ・リトラクト情報等を付加する機能を有している。
【００６７】
該実施形態の特徴は、ＮＣデータ生成モジュールから出力されたＮＣデータがシステムの最終出力となるものであって、該ＮＣデータを直接ＮＣ加工機械に入力するか、または、別のＮＣデータ検証・編集機能を有する装置に入力することが可能である。
【００６８】
（第４の実施形態）
次に、上記概念図である図１を更に具体化した図である図５の別の変形例を図６用いて第４の実施形態について説明する。
【００６９】
図６の第４の実施形態において、２は図１における加工設計手段２に相当する加工設計モジュール、３は図１におけるＮＣデータ生成手段３に相当するＮＣデータ生成モジュールである。
【００７０】
該２つのモジュールは専用インタフェース６によって加工設計モジュール２とＮＣデータ生成モジュール３とが結合されている。
【００７１】
専用インタフェース６は、加工設計モジュールの出力情報をＮＣデータ生成モジュールに入力できる情報に変換する機能及び、加工座標系・アプローチ・リトラクト情報等を付加する機能を有している。
【００７２】
図６の第４の実施形態において、特徴とする点は、図５の第３の実施の形態ではＮＣデータ生成モジュール３で実行されていた「ツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能」を有せず、該機能を補完するため加工設計モジュール２で生成された「加工領域データ」をＮＣデータ生成モジュールへ供給することにより、ＮＣデータ生成モジュール３における「ツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能」を不要にしたことである。そして、この場合にはＮＣデータ検証・編集モジュールに、アプローチ・リトラクト経路に関するツーリング干渉の検証手段を設けて安全性を保証している。
【００７３】
なお、アプローチ・リトラクト以外の経路（加工設計モジュールから供給された加工領域内の経路）については、加工設計モジュールで干渉のないツーリングを決定しているので検証は不要である。
【００７４】
また、ＮＣデータ生成モジュールから出力されたＮＣデータがシステムの最終出力となるものであって、該ＮＣデータを直接ＮＣ加工機械に入力するか、または、別のＮＣデータ検証・編集機能を有する装置に入力することが可能である。
【００７５】
（実施例）
本発明の構成要件である加工設計モジュールについて更に図７を用いて詳細に説明する。
【００７６】
図７は加工設計モジュールの詳細な構成の一例を示す図であり、図において、２−ａは工程計算管理部であって、工程を荒加工と仕上げ加工に大別した時の各計算条件を記述した工程モデルを入力して、工程計算を荒加工工程計算部と仕上げ加工工程計算部へ分配する機能を有している。２−ｂは荒加工工程計算部であって、工具の加工能力として加工体積を評価基準に加工工程を決定すると共に、各工程のツーリングとツーリングに応じた加工能力も加工能力算出データなどを用いて算出する。２−ｃは仕上げ加工工程計算部であって、工具の加工能力として加工面積を評価基準に加工工程を決定すると共に、各工程のツーリングとツーリングに応じた加工能力も決定する。２−ｄは加工モード・切削条件計算部であって、前記２−ｂ又は２−ｃで計算された工程に対し、別途加工情報ＤＢ（データベース）に登録された加工モード決定ルールを参照して、加工モードを決定する。また、別途加工情報ＤＢに登録された切削条件決定ルールを参照して、前記２−ｂ又は２−ｃで計算された各工程の加工能力から切削条件を決定する。 ２−ｅは工程編集部であって、荒加工と仕上げ加工の工程計算結果を統合して、被加工物に対する一連の加工工程を決定する。
【００７７】
なお、上記の説明において用いた用語の技術的な意味は以下の通りである。
・加工モード
加工中の工具移動条件の一つであり、ＮＣデータ生成手段への入力情報として必要なものである。
【００７８】
ＮＣデータ生成手段では、このモードに従って工具を移動させたときの工具経路を計算する。
【００７９】
一般的なものとして、等高線加工モード、走査線加工モード、面沿い加工モードなどがあり、ＮＣデータ生成手段に固有の加工モードもある。
・加工モード決定ルール
加工工程計算部で決定された加工工程と各工程の工具形状と別途登録されたＮＣデータ生成手段が保有する加工モードを識別子として、各工程の加工モードを決定するためのルール。
・切削条件決定ルール
加工工程計算部で決定された各工程のツーリングに応じた加工能力値を工具の軸方向切り込み量と径方向切込み量と送り速度に分配するためのルール。
【００８０】
なお、加工能力値としては、荒加工工程計算部では単位時間当たりの切削体積が、仕上げ加工工程計算部では単位時間当たりの切削面積が用いられる。
・加工能力算出データ
工具の材質、刃形などから決まる工具係数や被削材質から決まる被削材係数などのデータであり、所定の演算式にこのデータを代入することにより、工具（工程）の基準加工能力値が算出される。さらに、あらかじめ定めた基準ツーリングと実際に使用するツーリングとの剛性比較値を使って前記基準加工能力値を補正することにより、ツーリング剛性を考慮した加工能力値が算出される。これらの処理は加工工程計算部で行われる。
【００８１】
なお、工具に対応した切削条件が加工情報データベースに登録されている場合には、加工能力算出データを用いることなく、与えられた切り込み量と送り速度の積として基準加工能力が計算される。
【００８２】
次に本発明の構成要件であるＮＣデータ生成モジュールに必要な要件について述べる。
・ツーリング干渉を考慮したＮＣデータの生成。
【００８３】
従来では工具形状のみを認識してはいたが、工具の長さやホルダは認識せずに工具経路を計算していた。本発明では、工具形状のみでなく、工具の長さやホルダなどツーリングをも認識して工具経路の計算を行なっているので、ツーリング干渉の認識機能によって、指定したツーリングで最大限に進入できる領域についてのＮＣデータを生成することができる。
・削り残し部を考慮したＮＣデータの生成。
【００８４】
従来は削り残し部を認識できず、表面を仕上げるようなＮＣデータのみ生成していたが、本発明では、以前の削り残し部の認識機能を有しているので、削り残しが多い場合には、削り残し部を予め除去したのち表面を仕上げるようなＮＣデータを生成することができる。
・加工部が重複しないＮＣデータの生成。
【００８５】
従来は、以前に加工した部分の認識ができなかったので、オぺレータがＮＣデータの生成領域を指定することによってＮＣデータの重複を避けていたが、本発明では、以前の工程で加工した部分の認識機能を有しているので、加工した部分は再度加工しないようなＮＣデータの生成ができる。
【００８６】
次に本発明の構成要件であるＮＣデータ検証・編集モジュールに必要な要件について述べる。
・切削負荷に応じた送り速度の補正
切削中の負荷をシミュレーションで予測してＮＣデータ中に記述されている切削送り速度指令を補正する。
・空切削工具経路の削除・編集
従来は、空切削工具経路の削除や編集はオべレータが画面操作によって行うか、無駄な工具動作を含んだままのＮＣデータで加工していたが、本発明では、ＮＣデータ中の空切削経路や無駄な早送り経路を検出してこれらを削除すると共に、画一的な削除によって生じる干渉や不合理を回避するために、削除した前後の経路の編集を実行して合理化する。
【００８７】
（第５の実施形態）
つぎに、本発明の第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、図３乃至図６に示した加工モード及び切削条件の具体的な決定方法について詳細に説明する。
【００８８】
本実施の形態に係る加工システムは、図８に示すように、金型などの型形状を設計するために用いられるＣＡＤ（Computer-Aided Design）１０と、ＣＡＤ１０で設計された型形状の形状データを後述する加工機４０の固有データ（以下「ＮＣデータ」という。）に変換する統合ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）装置２０と、統合ＣＡＭ装置２０からのＮＣデータに基づいて素材を加工する加工機４０と、を備えている。
【００８９】
さらに、統合ＣＡＭ装置２０は、ＣＡＤ１０で設計された型形状の形状データを用いて具体的な加工工程を自動的に設計する加工設計部２０Ａと、加工設計部２０Ａで設計された加工工程に基づいてＮＣデータを生成するＮＣデータ生成部２０Ｂと、で構成されている。なお、ＮＣデータ生成部２０Ｂは、従来から使用されているＣＡＭ、すなわち型形状の形状データから加工機４０の種別に対応したＮＣデータを生成するための加工機支援装置としての機能を有する。したがって、ＮＣデータ生成部２０Ｂの代用として、汎用的なＣＡＭを設けてもよい。
【００９０】
加工設計部２０Ａは、ＣＡＤ１０で設計された型形状に対して、どのような工具を用いて、どのような手順で、どのような作業を行うかを示すデータを出力する。具体的には、加工設計部２０Ａは、素材の最終加工までの工程を示す「加工工程」、各加工工程において使用する工具の形状を示す「工具形状」、各加工工程において使用する工具と当該工具を保持するホルダの組み合わせ等を示す「ツーリング」、各加工工程の単位時間当たりの加工体積又は加工面積を示す「加工能力」、ＮＣデータ生成部２０Ｂに対応する加工モード（工具移動モード）を示す「ＣＡＭ加工モード」、切削時の条件に応じて加工能力の３次元方向の分配値を示す「切削条件」を求める。なお、ツーリングとは所定の突き出し量で装着されている工具とホルダの組み合わせをいい、ツーリングが異なると加工能力も変わるようになっている。
【００９１】
加工設計部２０Ａは、具体的には図９に示すように、工程モデルを記憶する工程モデルデータベース２１と、工具形状及びホルダの情報を記憶する設備情報データベース２２と、シミュレーションを実行することで「加工工程」、「工具形状」、「ツーリング」及び「加工能力」を決定する工程決定部２３と、工程タイプを記憶する工程タイプデータベース２４と、加工モード変換データを記憶する加工モード変換データベース２５と、ＮＣデータ生成部２０Ｂに対応するＣＡＭ加工モードを決定するＣＡＭ加工モード決定部２６と、複数の切削条件調整データを記憶する切削条件調整データベース２７と、切削条件調整データに基づいて「切削条件」を決定する切削条件決定部２８とを備えている。
【００９２】
工程モデルデータベース２１は、複数の工程モデルを記憶している。工程モデルは、製品タイプ（型タイプ）毎に存在し、金型の材質、加工手法、切削時の調整等を記述したものである。なお、製品タイプとしては、例えば図１０に示すように、鋳造型、ダイカスト型、鍛造型、樹脂型、プレス型があり、それぞれに製品タイプコードが付されている。
【００９３】
工程モデルは、工程モード及び工程タイプの組を１つ以上有している。例えば図１１に示す工程モデルは、荒加工を示す工程モード（Ｒ）及び工程タイプ（２１）の組と、仕上げ加工を示す工程モード（Ｆ）及び工程タイプ（４１）の組と、を有している。以下では、図１１に示す工程モデルを例に挙げて、詳細に説明する。
【００９４】
工程モデルは、「工程モード」、「工程タイプコード」、「使用工具径の最大・最小」、「被削材コード」、「切削条件調整コード」、「加工モード変換コード」、「工具交換負荷係数」、「段取り替え負荷係数」を有している。
【００９５】
「工程モード」は、当該工程モデルの加工内容の概要を示すものである。例えば、工程モード（Ｒ）は荒加工を意味し、工程モード（Ｆ）は仕上げ加工を意味する。
【００９６】
「工程タイプコード」は、具体的な加工内容を示すコードである。例えば図１２に示すように、（１１）は「荒・仕上げ一貫」、（２１）は「ブロック材荒加工」で「均一残し荒」、（３２）は「鋳物素形材荒加工」で「通常荒」を示している。そして、「工程タイプコード」は、工程タイプデータベース２４から所定の工程タイプデータを選択して読み出すときに用いられる。
【００９７】
「使用工具径の最大・最小  （Ａ）（Ｂ）」は、使用する工具径の最大値がＡ［ｍｍ］、最小値がＢ［ｍｍ］であることを示している。
【００９８】
「被削材コード」は、加工される金型の材質を示すコードである。「被削材コード」は、図１３に示すように、鉄系金属と非鉄系金属とに大きく分類されている。そして、「被削材コード」は、鉄系金属の圧延鋼、炭素鋼、合金鋼、工具鋼等にそれぞれ割り振られ、非鉄金属のアルミ合金、アルミダイカスト合金、銅、黄銅にも割り振られている。
【００９９】
「加工モード変換コード」は、加工モード変換データベース２５から所定の加工モード変換データを選択するときに用いられる。加工モード変換データは、加工設計部２０Ａの加工モードを、ＮＣデータ生成部２０Ｂの機種（種類）に対応したＣＡＭ加工モードに変換するためのテーブルである。ここで、「加工モード変換コード」は、ＮＣデータ生成部２０Ｂの機種及び加工内容に応じてそれぞれ振り分けられている。例えば図１４に示すように、「加工モード変換コード」は、ＮＣデータ生成部２０Ｂの機種が「ａａａａ」で「等高線加工」を行う場合は（１１）、ＮＣデータ生成部２０Ｂが同機種で「走査線加工」を行う場合は（１２）、ＮＣデータ生成部２０Ｂの機種が「ｂｂｂｂ」で「等高線加工」を行う場合は（２１）、ＮＣデータ生成部２０Ｂが同機種で「走査線加工」を行う場合は（２２）である。
【０１００】
「切削条件調整コード」は、切削条件調整データベース２７から所定の切削条件調整データを選択するときに用いられる。なお、切削条件調整データは、ツーリングの加工能力を所定の方向（軸方向切り込み、径方向切り込み、送り速度）にどのように分配するかを示すテーブルである。
【０１０１】
ここで、「切削条件調整コード」は、図１５に示すように、切り込み量を優先して調整する場合と送り速度を優先して調整する場合とに大きく振り分けられ、例えば、「切り込み量優先」で「軸方向最優先」の場合は（１１）、「切り込み量優先」で「均等配分」の場合は（１５）、「送り速度優先」でかつ切り込みに対して「径方向最優先」の場合は（２２）、「送り速度優先」でかつ切り込みに対して「規定配分／軸方向優先」の場合は（２３）である。
【０１０２】
設備情報データベース２２は、工具に関する情報として例えば図１６に示すような複数の工具情報と、工具を保持するホルダに関する情報として例えば図１７に示すような複数のホルダ情報と、を記憶している。
【０１０３】
工程決定部２３は、製品形状（型形状を含む。）、素材形状、製品タイプ、設備情報データベース２２に記憶されている工具情報及びホルダ情報を用いてシミュレーションを行って、「加工工程」（工程番号など）、各加工工程の「工具形状」（工具先端刃形や工具径など）、「ツーリング」及び「加工能力」を決定する。
【０１０４】
工程タイプデータベース２４は、複数の工程タイプを記憶している。工程タイプとは、工程決定部２３で決定された各加工工程において、「荒削り」や「中仕上げ」などの加工モードを決定するためのルールを示すものである。
【０１０５】
「工程タイプ」は、例えば図１８に示すように構成されている。図１８では、工程タイプコードは（１１）であり、これは「荒・仕上げ一貫」を示している。その他の工程タイプコードは、図１２に示した構成と同様に構成されている。
【０１０６】
さらに、「工程タイプ」は、加工モードを決定するための条件の数を示す条件数と、加工モードを決定するための条件の内容を示す条件内容と、を有している。図１８に示す工程タイプは、条件数は１３であり、条件１から条件１３までの条件内容を有している。
【０１０７】
各条件内容は、「工程番号」、「ボール工程順位」、「工具先端刃形」、「直前加工モード」、「工具径」が入力されると、「工程分割数」、「加工モード」、「残し代係数」を出力することを意味している。
【０１０８】
「工程番号」は、対象となっている加工工程の順番を示している。例えば、「（＝）（１）」は工程番号１を示している。「（＞）（１）」は１より大きい工程番号、すなわち工程番号２以上を示している。
【０１０９】
「ボール工程順位」は、対象となっている加工工程の工具先端刃形がボールである工具（ボール工具）のみについてみた場合の加工工程の順番を示している。つまり、工具先端刃形がボールである工具のみをピックアップし、これについてのみ工程番号を１から順に割り付けたときの順位を示している。例えば、「（＝）（１）」は、ボール工具のみついてみた場合の工程番号１を示している。「（＞）（１）」は、ボール工具のみついてみた場合の工程番号２以降を示している。
【０１１０】
「工具先端刃形」は、工具の先端形状を示している。例えば、（ＦＬＡＴ）はフラット工具、（ＲＡＤＩＵＳ）はラジアス工具、（ＢＡＬＬ）はボール工具を示している。
【０１１１】
「直前加工モード」は、対象となっている加工工程の直前の加工工程について決定された加工モードを示している。加工モードとしては、例えば、（ＲＣ）は荒削りモード、（ＭＣ）は中仕上げモード、（ＦＣ）は仕上げモード、（ＬＦＣ）は局部仕上げモードを示している。加工モードは、その他、例えば図１９に示すように、（ＭＣ＋）は中仕上げ平滑化付きモード、（ＦＣ＋）は仕上げ平滑化付きモード、（ＬＭＣ）は局部中仕上げモードを示している。ここで、（＋）は「平滑化付き」を示している。
【０１１２】
「工具径」は、工具の直径を示している。例えば、（＞２０）は工具径が２０ｍｍより大きいこと、（＜２０）は工具径が２０ｍｍ以下（２０ｍｍを含む。）であることを示している。
【０１１３】
「工程分割数」は、対象となっている加工工程をいくつに分割するかを示している。例えば、（１）は対象となっている加工工程を分割しないことを示し、（２）は対象となっている加工工程を２つに分割することを示している。
【０１１４】
「加工モード」は、対象となっている加工工程の加工モードを示しており、図１９に示す記号を用いている。すなわち、「加工モード」と「直前加工モード」は、同様の記号を用いている。
【０１１５】
なお、「工程分割数」が（２）の場合は、２つに直列に分割された加工工程のそれぞれに対して「加工モード」が存在する。例えば、条件７の「加工モード」は、最初に、中仕上げ平滑化付き（ＭＣ＋）モードになり、次に、仕上げ平滑化付き（ＦＣ＋）モードになることを示している。また、条件１２の「加工モード」は、最初に、局部中仕上げ（ＬＭＣ）モードになり、次に、局部仕上げ（ＬＦＣ）モードになることを示している。
【０１１６】
したがって、工程タイプコード（１１）の「荒・仕上げ一貫」において、図１８に示す工程タイプデータは、条件１から条件１３について、図２０に示すような意味を有している。
【０１１７】
加工モード変換データベース２５は、ＮＣデータ生成部２０Ｂ（ＣＡＭ）の機種毎に、加工モードをＣＡＭ加工モードに変換するための加工モード変換データを記憶している。加工モード変換データは、例えば図２１に示すように、加工モード変換コードを有している。加工モード変換コードは、ＣＡＭの機種と、当該ＣＡＭによる加工機４０の加工内容を特定するコードである。
【０１１８】
例えば、加工モード変換コード（１１）は、ＣＡＭの機種が「ａａａａ」であって等高線加工を行うことを示している。その他、加工モード変換コードは、図１４に示したように、ＣＡＭの機種毎、加工内容毎に設けられている。すなわち、図１１に示した工程モデルの「加工モード変換コード」は、図２１に示した「加工モード変換コード」に対応している。
【０１１９】
加工モード変換データは、加工モードコードが入力された場合に、出力すべき「工程分割数」及び「ＣＡＭ加工モード」を示している。例えば図２１において、加工モードコードとして「荒削り」を示す（ＲＣ）が入力されると、「工程分割数」として（１）、「ＣＡＭ加工モード」として（等高線荒）を出力する。また、加工モードコードとして「中仕上げ平滑化付き」を示す（ＭＣ＋）が入力されると、「工程分割数」として（２）、「ＣＡＭ加工モード」として（等高線段階中仕上げ）及び（等高線最適化）を出力する。なお、図２１に示した加工モード変換データにおいて、入力される加工モードと出力されるＣＡＭ加工モードとの対応関係は、図２２に示すようになっている。また、ＣＡＭ加工モードコードは、図２３に示すようになっている。
【０１２０】
ＣＡＭ加工モード決定部２６は、工程モデルに記述されている工程タイプコード及び加工モード変換コードに基づいて、工程タイプデータベース２４内の工程タイプデータを特定し、さらに、加工モード変換データベース２５内の加工モード変換データを特定する。そして、ＣＡＭ加工モード決定部２６は、特定したデータを用いて、各加工工程の工程番号や工具形状等に基づいて、ＣＡＭ加工モードを決定する。
【０１２１】
切削条件調整データベース２７は、調整コード毎に、切削条件調整データを記憶している。切削条件調整データとは、工具の加工能力を、軸方向切り込み、径方向切り込み、切削送り速度のそれぞれについて所定の割合で分配することを示すデータである。
【０１２２】
切削条件調整データは、図２４に示すように、切削条件調整コードと、加工能力を何段階に分けて調整するかを示す調整段数と、を有している。切削条件調整コードは、複数の切削条件調整データから所定のものを選択するときに用いられるコードである。なお、上記切削条件調整コードは、図１１に示す工程モデルに記述された「切削条件調整コード」及び図１５に示したものに対応している。例えば、図２４に示す切削条件調整データは、当該データに記述されている切削条件調整コード（１３）及び図１５によると、「規定配分／軸方向優先」を示している。
【０１２３】
切削条件調整データは、各調整段において、軸方向切り込み、径方向切り込み、送り速度のそれぞれの方向について「調整率」と「下限値」を規定している。「調整率」は、ツーリングの加工能力をどのような割合で分配するかを百分率示した値である。なお、所定の方向の「調整率」が「０」％であることは、当該方向の加工能力を予め設定された基準値又は下限値にすることを意味する。「下限値」は、「調整率」に応じて加工能力が分配されたときの分配値（切削条件）の下限値を意味する。したがって、ツーリングの加工能力が「調整率」に応じて分配された場合でも、分配された各切削条件は「下限値」以下にならないようになっている。
【０１２４】
そして、切削条件決定部２８は、切削条件調整データベース２７に記憶されている切削条件調整データを用いて、各加工工程の加工能力を軸方向切り込み、径方向切り込み、送り速度に分配して切削条件を決定する。
【０１２５】
以上のように構成された加工設計部２０Ａは、製品形状、素材形状、製品タイプに基づいて、当該製品を加工するための具体的な手順（加工工程、工具形状、ツーリング、加工能力、加工モード、切削条件）を設計する。
【０１２６】
工程決定部２３は、製品形状、素材形状、製品タイプ、工程モデルデータベース２１に記憶されている工程モデル、設備情報データベース２２に記憶されている設備情報（工具情報及びホルダ情報）を用いて、例えば加工時間が最も短くなるような最適な組み合わせとして、加工工程、工具形状、ツーリング、加工能力を決定する。
【０１２７】
本実施の形態では、工程決定部２３は、例えば図２５に示すように、工程番号１から工程番号６までの「加工工程」と、各加工工程における「工具形状」、「ツーリング」及びその「加工能力」を決定する。
【０１２８】
図２６は、一般的なオペレータが加工工程を決定したときの各加工工程におけるツーリングを示す図である。図２５の工程番号４の加工工程は、図２６の工程番号４及び工程番号５を集約したものである。また、図２５の全体加工工程は、図２６の全体加工工程に比べて、工程数が少なくなっており、さらに、加工時間を短くしている。
【０１２９】
つぎに、ＣＡＭ加工モード決定部２６は、図２７に示すステップＳＴ１からステップＳＴ４までの処理を実行する。
【０１３０】
ステップＳＴ１では、ＣＡＭ加工モード決定部２６は、製品タイプに対応する工程モデルを工程モデルデータベース２１から読み出して、ステップＳＴ２に移行する。なお、ＣＡＭ加工モード決定部２６は、工程決定部２３で用いた工程モデルを用いてもよい。
【０１３１】
ステップＳＴ２では、ＣＡＭ加工モード決定部２６は、工程モデルに記述されている工程タイプコード（例えば（１１））及び加工モード変換コード（例えば（１１））を抽出する。そして、抽出した工程タイプコードを有する工程タイプデータを工程タイプデータベース２４から読み出し、さらに、抽出した加工モード変換コードを有する加工モード変換データを加工モード変換データベース２５から読み出して、ステップＳＴ３に移行する。
【０１３２】
ここでは、図１８に示した工程タイプデータ及び図２１に示した加工モード変換データが読み出されたものとする。
【０１３３】
ステップＳＴ３では、ＣＡＭ加工モード決定部２６は、工程タイプデータを用いて加工モードを決定する。具体的には、ＣＡＭ加工モード決定部２６は、工程決定部２３で決定された「加工工程」及び当該加工工程で使用する「工具形状」（工程番号２以上の場合は「直前加工モード」も含む。）が、図２０に示した１３個の入力条件のいずれに該当するかを判定し、該当する入力条件に対応する加工モードを出力する。そして、全部の加工工程について加工モードを出力して、ステップＳＴ４に移行する。
【０１３４】
ステップＳＴ４では、ＣＡＭ加工モード決定部２６は、図２２に示した入力加工モードと出力ＣＡＭ加工モードとの対応関係に基づいて、各加工工程の加工モードをＣＡＭ加工モードに変換して出力する。
【０１３５】
以上のように、ＣＡＭ加工モード決定部２６は、製品タイプに対応した工程モデルに基づいて工程タイプデータ及び加工モード変換データを選択し、選択したデータを用いて、製品加工時の各加工工程のＣＡＭ加工モードを決定することによって、ＮＣデータ生成部２０Ｂに対応したＣＡＭ加工モードを自動的に決定することができる。
【０１３６】
ＣＡＭ加工モード決定部２６は、特に、工程番号、直前加工モード、工具先端刃形及び工具径の組合わせによって加工モードを出力する工程タイプデータを用いることで、簡単な条件内容で的確な加工モードを決定することができる。
【０１３７】
さらに、ＣＡＭ加工モード決定部２６は、工具先端刃形がボールである工具の工程番号を入力条件とした工程タイプデータを用いることで、３次元曲面形状を加工するのに好適な実用的な加工モードを決定することができる。
【０１３８】
また、ＣＡＭ加工モード決定部２６は、加工モードとＣＡＭ加工モードの対応関係を示した加工モード変換データを用いることで、汎用的なＮＣデータ生成部２０Ｂ（ＣＡＭ）に合致したＣＡＭ加工モードを自動的に求めることができ、ＣＡＭと有機的な結合を図ることができる。
【０１３９】
切削条件決定部２８は、各加工工程の加工能力を分配するために、図２８に示すステップＳＴ１１からステップＳＴ１８までの処理を実行する。
【０１４０】
ステップＳＴ１１では、切削条件決定部２８は、工程モデルに記述されている切削条件調整コード（例えば（１３））を抽出し、抽出した切削条件調整コードを有する切削条件調整データを切削条件調整データベース２７から読み出し、ステップＳＴ１２に移行する。この結果、切削条件決定部２８は、図２４に示した切削条件調整データを読み出す。
【０１４１】
ステップＳＴ１２では、切削条件決定部２８は、調整段を特定する第ｎ段の初期値を１、加工工程を特定する工程番号ｍの初期値を１に設定して、ステップＳＴ１３に移行する。
【０１４２】
ステップＳＴ１３では、切削条件決定部２８は、工程番号ｍにおけるツーリングの加工能力を第ｎ段の調整率に基づいて配分する。以下では、工程番号１以降の各加工工程の加工能力は次のようにあるものとして、図２４を用いて説明する。
【０１４３】
加工工程の工程番号１：ツーリングの加工能力２５００［ｍｍ3／ｍｉｎ］
加工工程の工程番号２：ツーリングの加工能力２０［ｍｍ3／ｍｉｎ］
加工工程の工程番号３：ツーリングの加工能力８［ｍｍ3／ｍｉｎ］
（工程番号４以降は省略）
切削条件決定部２８は、第１段において、送り速度を当該ツーリングの予め定められた基準値（例えば、「１００」）に設定すると共に、残りのツーリングの加工能力を軸方向切り込みに５０［％］、径方向切り込みに５０［％］に分配する。つまり、軸方向切り込み及び径方向切り込みの切削条件は、共に次のようになる。
【０１４４】
【数１】
0003692981.tif 000002
【０１４５】
このように、切削条件決定部２８は、工程番号１の加工能力２５００を切削条件調整データに基づいて分配し、軸方向切り込み及び径方向切り込みの切削条件「５」と送り速度の切削条件「１００」とを求めて、ステップＳＴ１４に移行する。なお、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の各切削条件を乗すると、当該加工工程の加工能力になる。
【０１４６】
ステップＳＴ１４では、切削条件決定部２８は、調整すべきパラメータが限界に達したか、つまり、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の各切削条件が限界に達したかを判定する。そして、いずれの切削条件も限界に達していないときはステップＳＴ１５に移行し、一部の切削条件（調整率ゼロを除く）が限界に達しているときはステップＳＴ１８に移行し、すべての切削条件（調整率ゼロを除く）が限界に達しているときはステップＳＴ１９に移行する。
【０１４７】
ステップＳＴ１５では、切削条件決定部２８は、ステップＳＴ１３で求めた各切削条件（上述した例では、軸方向切り込み及び径方向切り込みの切削条件「５」、送り速度の切削条件「１００」）を決定して、ステップＳＴ１６に移行する。
【０１４８】
ステップＳＴ１６では、切削条件決定部２８は、全部の加工工程の加工能力の分配を終了したかを判定し、終了したときは一連の処理を終了し、終了していないときはステップＳＴ１７に移行する。
【０１４９】
ステップＳＴ１７では、切削条件決定部２８は、次の加工工程の加工能力を分配対象とすべく、工程番号ｍをインクリメント（ｍ＝ｍ＋１）して、ステップＳＴ１３に戻る。そして、切削条件決定部２８は、再びステップＳＴ１３以降の処理を繰り返す。
【０１５０】
切削条件決定部２８は、工程番号２以降については、以下のように加工能力を分配する。ステップＳＴ１３では、切削条件決定部２８は、工程番号２の加工能力２０の場合、第１段において、送り速度をステップＳＴ１３で用いた基準値（１００）に設定すると共に、残りのツーリングの加工能力を軸方向切り込みに５０［％］、径方向切り込みに５０［％］に分配する。つまり、軸方向切り込み及び径方向切り込みの切削条件は、共に次のようになる。
【０１５１】
【数２】
0003692981.tif 000003
【０１５２】
このとき、軸方向切り込みの切削条件「０．４４７」は、下限値０．１より大きい。しかし、径方向切り込みの切削条件「０．４４７」は、下限値０．５を下回っていて、限界に達している。そこで、ステップＳＴ１４では、切削条件決定部２８は、径方向切り込みのみが限界に達していると判定して、ステップＳＴ１８に移行する。
【０１５３】
ステップＳＴ１８では、切削条件決定部２８は、下限値未満になってしまった径方向切り込みの切削条件を下限値０．５に設定する。切削条件決定部２８は、再び第１段において、送り速度をステップＳＴ１３で用いた基準値（１００）に、さらに、径方向切り込みの切削条件を下限値（０．５）に設定し、残りの加工能力を軸方向切り込みに分配する。この結果、軸方向切り込みの切削条件は、次のようになる。
【０１５４】
【数３】
0003692981.tif 000004
【０１５５】
軸方向切り込みの切削条件は、０．４であり、下限値０．１を上回っているので、限界に達していない。そこで、切削条件決定部２８は、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の切削条件を出力して、ステップＳＴ１６に移行する。そして、ステップＳＴ１６、ステップＳＴ１７を経て、次の工程番号３の加工能力４を分配すべく、ステップＳＴ１３に戻る。
【０１５６】
切削条件決定部２８は、工程番号３の加工能力４を次のように分配する。すなわち、再び第１段において、送り速度をステップＳＴ１３で用いた基準値（１００）に、さらに、径方向切り込みの切削条件を下限値（０．５）に設定し、残りの加工能力を軸方向切り込みに分配する。この結果、軸方向切り込みの加工能力は、次のようになる。
【０１５７】
【数４】
0003692981.tif 000005
【０１５８】
このとき、軸方向切り込みの切削条件は、下限値０．１を下回るので、限界に達している。そこで、切削条件決定部２８は、軸方向切り込み及び径方向切り込みの２つが限界に達したと判定して、ステップＳＴ１４からステップＳＴ１９に移行する。
【０１５９】
ステップＳＴ１９では、切削条件決定部２８は、切削条件調整データの次の調整段に移行すべく、ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）して、ステップＳＴ１３に戻る。つまり、切削条件決定部２８は、上述した説明においては、切削条件調整データの第１段の処理を行っていたので、次の第２段の処理に移行する。
【０１６０】
切削条件調整データの第２段では、軸方向切り込みの調整率は０％、径方向切り込みの調整率は１００％、送り速度の調整率は０％である。これは、軸方向切り込みは前段で限界に達した状態の加工能力（下限値０．１）を設定し、送り速度は前段で設定された加工能力（基準値１００）をそのまま設定し、径方向切り込みは残りの加工能力を全部設定することを意味する。したがって、径方向切り込みの加工能力は、次のようになる。
【０１６１】
【数５】
0003692981.tif 000006
【０１６２】
径方向切り込みの切削条件は、０．４であり、下限値０．１を上回っているので限界に達していない。そこで、切削条件決定部２８は、第２段において、送り速度の切削条件「１００」、軸方向切り込みの切削条件「０．１」、径方向切り込みの切削条件「０．４」を決定して出力する（ステップＳＴ１５）。
【０１６３】
そして、切削条件決定部２８は、ステップＳＴ１６以降の処理を繰り返すことによって、各加工工程のツーリングの加工能力を、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度に分配して、各切削条件を決定することができる。
【０１６４】
以上のように、切削条件決定部２８は、加工工程の加工能力の違いを考慮して、加工能力を軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度に分配することができるので、どのような加工工程においても常に最適な切削条件で製品を加工するための加工データを生成することができる。
【０１６５】
すなわち、切削条件については、同じ切削負荷であっても、切り込み量を多くして工具送り速度を小さくしたり、切り込み量を少なくして工具送り速度を大きくすることができる。つまり、切削条件には様々な選択肢があり、この選択肢は加工機や治工具の特性を考慮して決められるので、ノウハウ的な要素が高い。
【０１６６】
そこで、切削条件決定部２８は、上述したノウハウが詰め込まれた切削条件調整データを用いることで、加工現場のノウハウに基づいて限界に達しないように適切に加工能力を分配することができるので、加工現場の実情に応じた切削条件を自動的に決定することができる。
【０１６７】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で様々な設計上の変更を行ってもよい。例えば、工程モデル、工程タイプデータ、加工モード変換データ、切削条件調整データは、本発明の実施の形態を説明するために用いたものであり、上述した説明と異なるコード等が記述されたものであってもよい。
【０１６８】
（第６の実施形態）
つぎに、本発明の第６の実施形態について説明する。なお、第５の実施形態と同一の部位については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施の形態では、統合ＣＡＭ装置２０は、図２９に示すように構成されている。なお、ＣＡＤ及び加工機は、図８と同様であるので、図示を省略する。
【０１６９】
統合ＣＡＭ装置２０は、図２９に示すように、ＣＡＤで設計された型形状の形状データを用いて具体的な加工工程を自動的に設計する加工設計部２０Ａと、加工座標系データを記憶する加工座標系データベース３１と、加工原点や移動開始点を決定する加工座標系決定部３２と、工具動作情報を記憶するアプローチ・リトラクト動作情報データベース３３と、工具動作を決定するアプローチ・リトラクト動作決定部３４と、加工設計部２０Ａ、加工座標系決定部３２及びアプローチ・リトラクト動作決定部３４からのデータに基づいてＮＣデータを生成するＮＣデータ生成部２０Ｂと、を備えている。
【０１７０】
加工座標系データベース３１は、「製品タイプコード」毎に、加工座標系データを記憶している。加工座標系データは、具体的には図３０に示すように、「加工原点」、「工具移動開始点」、「早送り移動Ｚ平面」、「アプローチ・リトラクトコード」で構成されている。
【０１７１】
「製品タイプコード」は、図１０に示したコードと同様のものであり、型形状を特定するコードである。「加工原点」は、製品基準面の加工原点である。ここで、「（ＸＬ）（ＹＬ）（ＺＬ）」は、製品基準面のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標のそれぞれの最小値を加工原点とすることを意味する。「（ＸＵ）（ＹＵ）（ＺＵ）」は、製品基準面のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標のそれぞれの最大値を加工原点とすることを意味する。
【０１７２】
「工具移動開始点」は、工具の移動の開始点のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標を示す。なお、括弧の左から順に、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標である。「早送り移動Ｚ平面」は、当該平面Ｚより上の領域は工具を自由に早送りできることを意味する。括弧の値はＺ軸の座標であり、上記Ｚ平面を示している。「アプローチ・リトラクトコード」は、アプローチ・リトラクト動作情報データベース３３に記憶されている工具動作情報を特定するためのコードである。
【０１７３】
アプローチ・リトラクト動作情報データベース３３は、アプローチ・リトラクトコード毎に、工具動作情報を記憶している。工具動作情報は、図３１に示すように、ＣＡＭ加工モード毎に、「アプローチ方式」、「早送り接近限界」、「アプローチ動作始点」、「早送りリトラクト始点」で構成されている。なお、ＣＡＭ加工モードは、図２３に示したコードと同一のものである。
【０１７４】
「アプローチ方式」は、スパイラル軌跡、円弧軌跡、垂直降下等の動作を特定して工具を最初の切削指令点に移動（接近）することを示している。なお、（ＺＳＰＩ）はスパイラル動作、（ＺＣＩＲ）は円弧動作、（ＺＤＯＷ）は垂直降下でＺ方向から接近することを示している。「早送り接近限界」は、最初の切削指令点の上方何ｍｍまで早送り移動をするかを示す値である。
【０１７５】
「アプローチ動作始点」は、最初の切削指令点の上方何ｍｍからアプローチ動作を開始するかを示す値である。「早送りリトラクト動作始点」は、最後の切削指令点の上方何ｍｍから早送り移動を開始するかを示す値である。
【０１７６】
以上のように構成された統合ＣＡＭ装置２０では、加工座標系決定部３２は、次のように動作する。
【０１７７】
最初に、加工座標系決定部３２は、加工設計部２０Ａから供給される製品タイプコードに基づいて、加工座標系データベース３１から加工座標系データを読み出し、当該加工座標系データに記述されている「加工原点」、「工具移動開始点」、「早送り移動Ｚ平面」及び「アプローチ・リトラクトコード」を抽出する。そして、加工座標系決定部３２は、「加工原点」、「工具移動開始点」及び「早送り移動Ｚ平面」をＮＣデータ生成部２０Ｂに供給し、「アプローチ・リトラクトコード」をアプローチ・リトラクト動作決定部３４に供給する。
【０１７８】
製品タイプコードが例えば（１０１）の場合、加工座標系決定部３２は、「加工原点」として「（ＸＬ）（ＹＬ）（ＺＬ）」、「工具移動開始点」として「（０．０）（０．０）（２００．０）」、「早送り移動Ｚ平面」として「１５０．０」を抽出してＮＣデータ生成部２０Ｂに供給する。一方で、加工座標系決定部３２は、「アプローチ・リトラクトコード」として（１１）をアプローチ・リトラクト動作決定部３４に供給する。
【０１７９】
アプローチ・リトラクト動作決定部３４は、加工座標系決定部３２から供給された「アプローチ・リトラクトコード」と、加工設計部２０Ａから供給されたＣＡＭ加工モードと、に基づいて、工具動作情報の中から「アプローチ方式」、「早送り接近限界」、「アプローチ動作始点」、「早送りリトラクト始点」を抽出して、ＮＣデータ生成部２０Ｂに供給する。
【０１８０】
この結果、ＮＣデータ生成部２０Ｂは、加工座標系決定部３２から供給された「加工原点」等や、アプローチ・リトラクト動作決定部３４から供給された「アプローチ方式」等のデータを用いて、ＮＣデータを生成することができる。
【０１８１】
アプローチ時とリトラクト時の工具経路は、工具が折損するか否かに関わる重要な因子であり、従来においてはオペレータの技量によって決められていた。
【０１８２】
これに対して、本実施の形態に係る統合ＣＡＭ装置２０は、アプローチ時とリトラクト時の工具経路に関するデータを記述した加工座標系データや工具動作情報を用いることで、製品タイプに応じて熟練したオペレータのノウハウを盛り込んだ、安全で且つ適切な工具経路を決定することができる。このため、統合ＣＡＭ装置２０は、アプローチ時及びリトラクト時の適正な工具経路を含むＮＣデータを生成することができるので、加工機において工具折損等による加工中のトラブルを防止することができる。
【０１８３】
なお、専用インタフェース内に、加工座標系データベース３１、加工座標系決定部３２、アプローチ・リトラクト動作情報データベース３３、アプローチ・リトラクト動作決定部３４を設け、当該専用インタフェースを加工設計部２０ＡとＮＣデータ生成部２０Ｂの間に設けてもよい。これにより、上記専用インタフェースを介在させるだけで、多種多様な加工設計部２０ＡとＮＣデータ生成部２０Ｂとを統合させることができ、システム全体の汎用性と拡張性を飛躍的に向上させることができる。
【０１８４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で様々な設計上の変更を行ってもよい。例えば、加工座標系データ、工具動作情報は、本発明の実施の形態を説明するために用いたものであり、上述した説明と異なるデータ等が記述されたものであってもよいのは勿論である。
【０１８５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明では、被加工物の形状を入力する形状入力手段１と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段２と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段３と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段４と、該ＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段５を備え、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成することにより、切削条件等決定に人手を介さずＣＡＭ作業を完結することができ、高品質のＮＣデータを安定して得ることができるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、従来多くの手間がかかった複雑な形状の加工でも、高精度で且つ迅速な加工が可能となり、人的工数の削減とリードタイムの短縮が可能で、熟練者不足へも対応が可能な統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０１８６】
また、請求項１に記載の発明では、前記加工方法を設計する加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段を有することによって加工コストの低減化を踏まえた加工工程の設定ができ、更に決定した各工程についてツーリング条件、その工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する条件決定手段によって、人の思考作業を無くして加工設計作業を自動化でき、ＣＡＭ作業の工数削減とリードタイム短縮が図れる。また、ツーリングに合った切削条件の設定によって、加工精度の向上ができるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、従来多くの手間がかかった複雑な形状の加工でも、高精度で且つ迅速な加工が可能な加工設計情報が得られる統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０１８７】
また、請求項２に記載の発明では、前記加工設計手段が、加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを含む加工情報データベースを有することによって、過去の実績を生かした実用的な加工設計情報が安定して得られ、更に実用的な加工設計ができる。
【０１８８】
また、請求項３に記載の発明では、ＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段３が、ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮した工具経路計算手段（３−１）を有することによって、工具の効率的な経路に基づくＮＣデータを得ることができるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能な統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０１８９】
また、請求項４に記載の発明では、前記加工設計手段で生成された加工領域データを前記ＮＣデータ生成手段へ供給することによって、ＮＣデータ生成手段中の工具経路計算手段にツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能を持たずにすむので、ＮＣデータ生成手段の機能を抑えた形でも条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能なＮＣデータが得られる統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０１９０】
また、請求項５に記載の発明では、前記ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段４が、切削負荷を検証しこれに応じて送り速度を補正する送り速度補正手段を有することによって、適正な負荷による安定した加工が実現でき、無意味な空切削部を検証し、これに該当するＮＣデータを削除すると共に、加工への影響に配慮しながら周辺のＮＣデータを編集する空切削部ＮＣデータ削除・編集手段を有することにより、無駄な空切削部を無くして加工時間の最小化を図ることができるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能なＮＣデータが得られる統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０１９１】
また、請求項６に記載の発明では、前記加工設計手段と前記ＮＣデータ生成手段との間及び、又は前記ＮＣデータ生成手段と前記ＮＣデータ検証・編集手段との間に専用インタフェースを介在させることによって、従来では別々の構成であった加工設計手段とＮＣデータ生成手段及び、又はＮＣデータ検証・編集手段とを統合することができる。したがって、この発明によれば、人手を介さずにＣＡＭ作業を完結し、条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能なＮＣデータが得られる統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０１９２】
また、請求項７に記載の発明では、前記加工設計手段と前記ＮＣデータ生成手段との間に介在されている専用インタフェースが、アプローチ・リトラクトの情報を有することによって、加工開始点又は一時回避点から実際の加工部に至るまでのアプローチ移動と、実際の加工部から一時回避点又は加工終了点に至るまでのリトラクト移動の経路および速度に関する条件などの情報を有効に利用したＮＣデータの生成ができ、更に実用的な統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０１９３】
また、請求項８に記載の発明では、前記ＮＣデータ生成手段と前記ＮＣデータ検証・編集手段との間に介在されている専用インタフェースが、シミュレーション精度を含むシミュレーション実行条件に関する情報を有することによって、シミュレーションの条件を有効にＮＣデータ検証・編集手段に与えることができ、更に実用的な統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０１９４】
また、請求項９に記載の発明では、前記ＮＣデータ生成手段又は前記ＮＣデータ検証・編集手段又は前記ＮＣデータ出力手段のいずれかが、前記ＮＣデータ生成手段固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するＮＣデータ変換手段を有することによって、ＮＣデータの変換を実行する機能を持たせる場所の自由度を広げることができ、柔軟なシステム形態が実現できる。
【０１９５】
また、本発明では、被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備え、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成することによって、既存の検証・編集機能を有するＮＣ加工機にＮＣデータを与えたり、オペレータがパソコンなどにより検証・編集することも可能であるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能となり、人的工数の削減とリードタイムの短縮が可能で、熟練者不足へも対応が可能な統合ＣＡＭシステムを提供することができる．
また、請求項１０に記載の発明では、前記加工方法を設計する加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程についてツーリング条件、その工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段とを有することによって、人の思考作業を無くして加工設計作業を自動化でき、ＣＡＭ作業の工数削減とリードタイム短縮が図れる。また、ツーリングに合った切削条件の設定によって、加工精度の向上ができるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能な加工設計情報が得られる統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０１９６】
また、請求項１１に記載の発明では、前記加工設計手段が、加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを含む加工情報データベースを有することによって、過去の実績を生かした実用的な加工設計情報が得られ、更に実用的な加工設計ができる。
【０１９７】
また、請求項１２に記載の発明では、前記ＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段３が、ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮した工具経路計算手段（３−１）を有することによって、工具の効率的な経路に基づくＮＣデータを得ることができるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能な統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０１９８】
また、請求項１３に記載の発明では、前記加工設計手段で生成された加工領域データを前記ＮＣデータ生成手段へ供給することによって、ＮＣデータ生成手段中の工具経路計算手段にツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能を持たずにすむので、ＮＣデータ生成手段の機能を抑えた形でも条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能なＮＣデータが得られる統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０１９９】
また、請求項１４に記載の発明では、前記加工設計手段と前記ＮＣデータ生成手段との間に専用インタフェースを介在させることによって、従来では別々の構成であった加工設計手段とＮＣデータ生成手段とを統合することができる。したがって、この発明によれば、人手を介さずにＣＡＭ作業を完結し、条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能なＮＣデータが得られる統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０２００】
また、請求項１５に記載の発明では、前記加工設計手段と前記ＮＣデータ生成手段との間に介在されている専用インタフェースが、アプローチ・リトラクトの情報を有することによって、加工開始点又は一時回避点から実際の加工部に至るまでのアプローチ移動と、実際の加工部から一時回避点又は加工終了点に至るまでのリトラクト移動の経路および速度に関する条件などの情報を有効に利用したＮＣデータの生成ができ、更に実用的な統合ＣＡＭシステムを提供することができる。
【０２０１】
また、請求項１６に記載の発明では、前記ＮＣデータ生成手段又は前記ＮＣデータ出力手段のいずれかが、前記ＮＣデータ生成手段固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するＮＣデータ変換手段を有することによって、ＮＣデータの変換を実行する機能を持たせる場所として、ＮＣデータ生成手段又はＮＣデータ出力手段のいずれかを選択できるのでシステムの形態の自由度を広げることができる。
【０２０２】
また、ＮＣデータ一貫生成方法では、被加工物の形状を入力するステップと、該被加工物の加工方法を設計するステップと、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するステップと、該ＮＣデータを検証・編集するステップと、該ＮＣデータを出力するステップを備え、これらのステップを連続的に経由することにより製品の形状データから高品質のＮＣデータを一貫生成することにより、切削条件等決定に人手を介さずＣＡＭ作業を完結することができ、極めて高品質のＮＣデータを安定して得ることができるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、従来多くの手間がかかった複雑な形状の加工でも、高精度で且つ迅速な加工が可能となり、人的工数の削減とリードタイムの短縮が可能で、熟練者不足へも対応が可能なＮＣデータ一貫生成方法を提供することができる。
【０２０３】
また、請求項１７に記載の発明では、前記加工方法を設計するステップが、加工コストが小さくなるように加工工程を決定するステップと、決定した各工程について干渉と剛性を考慮したツーリング条件、その工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定するステップとを含むことによって、人の思考作業を無くして加工設計作業を自動化でき、ＣＡＭ作業の工数削減とリードタイム短縮が図れる。また、ツーリングに合った切削条件の設定ができ、加工精度の向上を図ることができるので、高精度で且つ迅速な加工が可能な加工設計情報が得られるＮＣデータ一貫生成方法を提供することができる。
【０２０４】
また、請求項１８に記載の発明では、前記加工方法を設計するステップが、加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを用いて加工方法を設計することによって、過去の実績を生かした実用的な加工設計情報が得られ、更に実用的な加工設計ができる。
【０２０５】
また、請求項１９に記載の発明では、前記ＮＣデータを生成するステップが、ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮した工具経路を計算するステップを含むことによって、工具の効率的な経路に基づくＮＣデータを得ることができるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能なＮＣデータの一貫生成が可能になる。
【０２０６】
また、請求項２０に記載の発明では、前記加工方法を設計するステップで生成された加工領域データを前記ＮＣデータを生成するステップへ供給することによって、ＮＣデータを生成するステップ中の工具経路を計算するステップにツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能を持たずにすむので、ＮＣデータ生成ステップの機能を抑えた形でも条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能なＮＣデータの一貫生成が可能になる。
【０２０７】
また、請求項２１に記載の発明では、ＮＣデータを検証・編集するステップが、切削負荷を検証し、これに応じて送り速度を補正するステップを含むことにより、適正な負荷による安定した加工が実現できる。また、無意味な空切削部を検証し、これに該当するＮＣデータを削除すると共に、加工への影響に配慮しながら周辺のＮＣデータを編集するステップを含むことにより、無駄な空切削部を無くして加工時間の最小化を図ることができる。よって、高精度で且つ迅速な加工が可能なＮＣデータが得られるＮＣデータ一貫生成方法を提供することができる。
【０２０８】
また、請求項２２に記載の発明では、前記ＮＣデータを生成するステップ又は前記ＮＣデータを検証・編集するステップ又はＮＣデータを出力するステップのいずれかで、前記ＮＣデータを生成するステップ固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するステップを有することによって、ＮＣデータの変換を実行する順序として、ＮＣデータを生成するステップ又はＮＣデータを検証・編集するステップ又はＮＣデータを出力するステップのいずれかを選択できるので、処理体系の自由度を広げることができる。
【０２０９】
また、本発明では、被加工物の形状を入力するステップと、該被加工物の加工方法を設計するステップと、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するステップと、該ＮＣデータを出力するステップを備え、これらのステップを連続的に経由することにより、被加工物の形状データから高品質のＮＣデータを一貫生成することによって、既存の検証・編集機能を有するＮＣ加工機にＮＣデータを与えたり、オぺレータがパソコンなどにより検証・編集することも可能であるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能となり、人的工数の削減とリードタイムの短縮が可能で、熟練者不足へも対応が可能なＮＣデータ一貫生成方法を提供することができる。
【０２１０】
また、請求項２３に記載の発明では、前記加工方法を設計するステップが、加工コストが小さくなるように加工工程を決定するステップと、決定した各工程について干渉と剛性を考慮したツーリング条件、その工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定するステップとを含むことによって、人の思考作業をなくして加工設計作業を自動化でき、ＣＡＭ作業の工数削減とリードタイム短縮が図れる。また、ツーリングに合った切削条件の設定によって、加工精度の向上ができるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能な加工設計情報が得られるＮＣデータ一貫生成方法を提供することができる。
【０２１１】
また、請求項２４に記載の発明では、前記加工方法を設計する手段が、加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを用いて加工方法を設計することによって、過去の実績を生かした実用的な加工設計情報が安定して得られ、更に実用的な加工設計ができる。
【０２１２】
また、請求項２５に記載の発明では、前記ＮＣデータを生成するステップが、ツーリングの干渉・前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複、又は前工程の削り残し部・前工程の工具経路との重複を考慮した工具経路を計算するステップを含むことによって、工具の効率的な経路に基づくＮＣデータを得ることができるので、条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能なＮＣデータ一貫生成方法を提供することができる。
【０２１３】
また、請求項２６に記載の発明では、前記加工方法を設計するステップで生成された加工領域データを前記ＮＣデータを生成するステップへ供給することによって、ＮＣデータを生成するステップ中の工具経路を計算するステップにツーリング干渉を考慮した工具経路計算機能を持たずにすむので、ＮＣデータを生成するステップの機能を抑えた形でも条件決定の飛躍的な速度アップができ、高精度で且つ迅速な加工が可能なＮＣデータの一貫生成が可能になる。
【０２１４】
また、請求項２７に記載の発明では、前記ＮＣデータを生成するステップ又はＮＣデータを出力するステップのいずれかで、前記ＮＣデータを生成するステップ固有の形式のＮＣデータをＮＣ加工機械が稼動できる所定の形式のＮＣデータに変換するステップを有することによって、ＮＣデータの変換を実行する順序として、ＮＣデータを生成するステップ又はＮＣデータを出力するステップのいずれかを選択できるので、処理体系の自由度を広げることができる。
【０２１５】
また、請求項２８に記載の発明では、被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを検証・編集するＮＣデータ検証・編集手段と、該検証・編集されたＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段を備える。これらの手段を連続的に経由する過程で、形状入力手段から加工設計手段へ被加工物の加工領域データを供給する。前記加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段とを有する。そして、加工設計手段からＮＣデータ生成手段へ被加工物の加工工程と各工程の加工条件を供給し、ＮＣデータ生成手段からＮＣデータ検証・編集手段へ被加工物の編集前ＮＣデータを供給し、ＮＣデータ検証・編集手段からＮＣデータ出力手段へ被加工物の実際の加工に用いる編集後のＮＣデータを供給する。これにより、被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成する構成によって、これらの手段を連続的に経由することにより被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成し、ＮＣデータ生成手段は、加工設計手段から供給された被加工物の加工領域データを用いて、前記ＮＣデータを生成することにより上記目的を達成することができる。
【０２１６】
また、請求項２９に記載の発明では、被加工物の形状を入力する形状入力手段と、該被加工物の加工方法を設計する加工設計手段と、該被加工物を加工するときのＮＣデータを生成するＮＣデータ生成手段と、該ＮＣデータを出力するＮＣデータ出力手段とを備え、これらの手段を連続的に経由する過程で、前記形状入力手段から加工設計手段へ被加工物の加工領域データを供給する。前記加工設計手段が、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程について工具とホルダの組合せであるツーリング条件、決定した各工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段とを有する。そして、前記加工設計手段からＮＣデータ生成手段へ被加工物の加工工程と各工程の加工条件を供給し、前記ＮＣデータ生成手段からＮＣデータ出力手段へＮＣデータを供給する。これにより、被加工物の形状データから高品質のＮＣデータを一貫生成し、ＮＣデータ生成手段は、加工設計手段から供給された被加工物の加工領域データを用いて、前記ＮＣデータを生成することによって、既存の検証・編集機能を有するＮＣ加工機にＮＣデータを与えたり、オペレータがパソコンなどによって検証・編集することもでき、これにより上記目的を達成することができる。
【０２１７】
また、請求項３０に記載の発明では、被加工物の形状データからＮＣデータを一貫生成するために、被加工物の加工方法を設計する加工設計システムであって、加工コストが小さくなるように加工工程を決定する加工工程決定手段と、決定した各工程についてツーリング条件、その工程に適した工具移動条件、決定したツーリング条件に応じた加工能力値の切削条件を決定する加工条件決定手段とを有することによって人手を介さず加工設計作業を自動化でき、人的工数削減とリードタイム短縮が図れる。また、高品質の加工設計情報が安定して得られるので、熟練者不足への対応も可能となる加工設計システムを提供することができる。
【０２１８】
また、請求項３１に記載の発明では、加工モード決定ルール、切削条件決定ルール及び、又は加工能力算出データを含む加工情報データベースを用いることによって過去の実績を生かした実用的な加工設計情報が安定して得られ、一貫したＮＣデータの生成に適した加工設計が実現できる。
【０２１９】
請求項３２および４１に記載の発明では、工程決定手段で決定された加工工程と、各加工工程の工具形状と、に基づいて加工機支援装置の工具移動モードを生成することにより、簡潔なルールによって、加工機支援装置に対応した工具移動モードを生成することができる。
【０２２０】
請求項３３および４２に記載の発明では、加工工程と工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定するための工程タイプデータを用いて、工程決定手段で決定された加工工程と各加工工程の工具形状との組み合わせに対応した加工モードを決定して、工具移動モードに変換することにより、各加工工程とその工具形状とで構成された簡潔ルールによって、加工機支援装置に対応した工具移動モードを生成することができる。
【０２２１】
請求項３４および４３に記載の発明では、工程タイプデータ記憶手段が、加工工程と先端刃形がボール状の工具のみについてみた場合の加工工程との組み合わせに対応した加工モードを決定するための工程タイプデータを記憶することにより、工程刃先形状がボールである工具のみでみた場合の加工工程との全体の加工工程とを条件としたルールを構成し、３次元曲面形状を加工するときに実用的な加工モード、さらに、前記加工モードを変換した工具移動モードを生成することができる。
【０２２２】
請求項３５および４４に記載の発明では、各加工モードと工具移動モードとの対応関係を示す変換テーブルを用いて、加工モード決定手段で決定された加工モードを工具移動モードに変換することにより、汎用的な工具移動モードのデータを自動的に生成することができる。
【０２２３】
請求項３６および４５に記載の発明では、対象となる型形状に対応する切削条件調整データを切削条件調整データ記憶手段から読み出し、工程決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、読み出した切削条件調整データに基づいて所定方向に分配して得られる切削条件を生成することにより、加工現場のノウハウを切削条件調整データに盛り込むことで、加工現場の実情に応じて切削条件を自動的に決定することができる。
【０２２４】
請求項３７および４６に記載の発明では、工程決定手段で決定された各加工工程の加工能力を、読み出した切削条件調整データに基づいて、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度に所定の割合で分配して得られる切削条件を生成することにより、加工現場のノウハウがある切削条件調整データを用いて、加工能力を軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度に所定の割合で分配することができる。
【０２２５】
請求項３８および４７に記載の発明では、所定の段階において軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度の切削条件の少なくとも１つが限界に達したときは、軸方向切り込み、径方向切り込み及び送り速度について次の段階の所定の割合で加工能力を分配することにより、加工工程の移行に応じて加工能力が変化したときに、加工現場のノウハウがある切削条件調整データを用いて新たな切削条件を自動的に決定するので、効率的に加工することができる。
【０２２６】
請求項３９および４８に記載の発明では、対象となる型形状に対応した加工座標系データを加工座標系データ記憶手段から読み出し、読み出した加工座標系データを用いて、対象となる型形状を加工するための加工機の工具位置の加工原点、工具移動開始位置、自由移動領域の少なくとも１つを特定する工具位置データを生成することにより、加工機を制御するための事前作業を自動的に行うことができる。
【０２２７】
請求項４０及び４９に記載の発明では、対象となる型形状と、型形状を加工するときの加工モードと、に対応した工具動作情報を工具動作情報記憶手段から読み出し、読み出した工具動作情報を用いて、型形状を加工するときの加工モードに対応したアプローチ工具動作情報、リトラクト工具動作情報の少なくとも１つを生成することにより、アプローチ時、リトラクト時の工具動作を生成するので、工具の折損などの加工中に生じるトラブルを防止することができ、加工機を制御するための事前作業を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の統合ＣＡＭシステムの概念図である。
【図２】本発明のＮＣデータの一貫生成方法を示すフロー図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【図７】加工設計モジュールの詳細な構成を示す図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る加工システムの全体的な構成を示すブロック図である。
【図９】ＣＡＭの機能的な構成を示すブロック図である。
【図１０】製品タイプ毎の製品タイプコードを示す図である。
【図１１】工程モデルの一例を示す図である。
【図１２】工程タイプコードを示す図である。
【図１３】被削材コードを示す図である。
【図１４】加工モード変換コードを示す図である。
【図１５】切削条件調整コードを示す図である。
【図１６】工具情報の模式的な内容を示す図である。
【図１７】ホルダ情報の模式的な内容を示す図である。
【図１８】工程タイプの構成を示す図である。
【図１９】加工モードを示す図である。
【図２０】工程タイプの条件１から条件１３までの入力に対する出力の内容を説明する図である。
【図２１】加工モード変換データの構成を示す図である。
【図２２】加工モード変換データの意味内容を説明する図である。
【図２３】ＣＡＭ加工モードコードを示す図である。
【図２４】切削条件調整データの構成を示す図である。
【図２５】工程決定部で決定された加工工程と各加工工程におけるツーリングを示す図である。
【図２６】一般的なオペレータが加工工程を決定したときの各加工工程におけるツーリングを示す図である。
【図２７】ＣＡＭ加工モード決定部の動作手順を説明するフローチャートである。
【図２８】切削条件決定部の動作手順を説明するフローチャートである。
【図２９】本発明の第５の実施形態における統合ＣＡＭ装置の構成を示すブロック図である。
【図３０】加工座標系データの構成を示す図である。
【図３１】工具動作情報の構成を示す図である。
【符号の説明】
１      形状入力手段
２      加工設計手段（モジュール）
２−１  加工工程決定手段
２−２  加工条件決定手段
２−ａ  工程計算管理部
２−ｂ  荒加工工程計算部
２−ｃ  仕上げ加工工程計算部
２−ｄ  加工モード切削条件計算部
２−ｅ  工程編集部
３      ＮＣデータ生成手段（モジュール）
３−１  工具経路計算手段
３−２  ＮＣデータ変換手段
４      ＮＣデータ検証・編集手段（モジュール）
４−１  送り速度補正手段
４−２  ＮＣデータ切削・編集手段
５      出力手段
６，７  専用インタフェース
２０  統合ＣＡＭ装置
２１  工程モデルデータベース
２２  設備情報データベース
２３  工程決定部
２４  工程タイプデータベース
２５  加工モード変換データベース
２６  ＣＡＭ加工モード決定部
２７  切削条件データベース
２８  切削条件決定部
３１  加工座標系データベース
３２  加工座標系決定部
３３  アプローチ・リトラクト動作情報データベース
３４  アプローチ・リトラクト動作決定部
【図１】
0003692981.tif 000007
【図２】
0003692981.tif 000008
【図３】
0003692981.tif 000009
【図４】
0003692981.tif 000010
【図５】
0003692981.tif 000011
【図６】
0003692981.tif 000012
【図７】
0003692981.tif 000013
【図８】
0003692981.tif 000014
【図９】
0003692981.tif 000015
【図１０】
0003692981.tif 000016
【図１１】
0003692981.tif 000017
【図１２】
0003692981.tif 000018
【図１３】
0003692981.tif 000019
【図１４】
0003692981.tif 000020
【図１５】
0003692981.tif 000021
【図１６】
0003692981.tif 000022
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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