(57)【要約】【課題】素材に対して切落し加工を行うことによって目的の加工品を製造する際の加工時間を短くする加工経路を生成する加工経路生成装置を得ること。【解決手段】加工経路生成装置１は、素材の大きさ及び形状を示す素材データと目的の加工品の大きさ及び形状を示す加工品データとをもとに、素材に対して切落し加工を行うことによって目的の加工品を製造する際の複数の加工経路候補を生成する加工経路候補生成部５と、加工経路候補生成部５によって生成された複数の加工経路候補のなかから、切落し加工を行うことによって素材の一部が切落される際の切落される当該一部の体積を切落し加工に要する加工時間で割った値である加工体積速度が最高となる候補を選択し、選択された候補を、切落し加工を行うことによって目的の加工品を製造する際の加工経路として決定する加工経路候補選択部７とを有する。【選択図】図１
2019207499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材の大きさ及び形状を示す素材データと目的の加工品の大きさ及び形状を示す加工品データとをもとに、前記素材に対して切落し加工を行うことによって前記目的の加工品を製造する際の複数の加工経路候補を生成する加工経路候補生成部と、
前記加工経路候補生成部によって生成された前記複数の加工経路候補のなかから、前記切落し加工を行うことによって前記素材の一部が切落される際の切落される前記一部の体積を前記切落し加工に要する加工時間で割った値である加工体積速度が最高となる候補を選択し、選択された候補を、前記切落し加工を行うことによって前記目的の加工品を製造する際の加工経路として決定する加工経路候補選択部と
を備えることを特徴とする加工経路生成装置。
【請求項２】
ｎが２以上の整数であると定義され、
前記加工経路生成装置は、前記素材に対して前記切落し加工を１回からｎ回までのいずれかの回数行った後に除去加工を行って前記目的の加工品を製造する際の加工経路である実行加工経路を決定する装置であって、
前記切落し加工の加工経路が決定される毎に、前記素材から得られる加工途中素材の大きさ及び形状を示す加工素材データを生成する加工素材データ生成部を更に備え、
前記加工経路候補生成部は、１回目の前記切落し加工について、前記素材データと前記加工品データとをもとに、前記切落し加工を行うことによって前記目的の加工品を製造する際の複数の加工経路候補を生成し、２回目からｎ回目までの各々の前記切落し加工について、前記加工素材データ生成部によって生成されたデータであって前回の前記切落し加工が行われることによって得られる加工途中素材についての前記加工素材データと前記加工品データとをもとに、前記切落し加工を行うことによって前記目的の加工品を製造する際の複数の加工経路候補を生成し、
前記加工経路候補選択部は、１回目からｎ回目までの各々の前記切落し加工について、前記加工経路候補生成部によって生成された前記複数の加工経路候補のなかから前記加工体積速度が最高となる候補を選択し、選択された候補を前記加工経路として決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の加工経路生成装置。
【請求項３】
前記切落し加工の加工経路が決定される毎に、前記加工素材データ生成部によって生成された前記加工素材データが示す前記加工途中素材の大きさをもとに、前記加工途中素材に対して前記除去加工を行って前記目的の加工品を製造する際の前記除去加工に要する加工時間である第２加工時間を算出する第２加工時間算出部と、
前記第２加工時間算出部によって算出された前記第２加工時間を利用して、前記切落し加工と前記除去加工とを行って前記素材から前記目的の加工品を製造する際の総加工時間を算出する総加工時間算出部と、
前記総加工時間算出部によって算出されたｎ通りの総加工時間のなかから最短の総加工時間となる経路を特定し、特定された経路を、前記素材から前記目的の加工品を製造する際の前記実行加工経路として決定する実行加工経路決定部とを更に備え、
前記加工経路候補選択部は、１回目からｎ回目までの各々の前記切落し加工について、前記切落し加工に要する時間である第１加工時間を算出し、
前記総加工時間算出部は、１回目からｎ回目までの各々の前記切落し加工の加工経路が決定される毎に、前記加工経路候補選択部によって算出された前記第１加工時間の合計に、前記第２加工時間算出部によって算出された前記第２加工時間を加算して前記総加工時間を算出することにより、１回目からｎ回目までの各々の前記切落し加工に対応する前記ｎ通りの総加工時間を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の加工経路生成装置。
【請求項４】
前記総加工時間算出部によって算出された前記ｎ通りの総加工時間を示す情報を表示する表示部を更に備える
ことを特徴とする請求項３に記載の加工経路生成装置。
【請求項５】
前記加工経路候補選択部は、
前記加工経路候補生成部によって生成された前記複数の加工経路候補の各々について、前記切落し加工によって切落される部分の体積を算出する体積算出手段と、
前記複数の加工経路候補の各々について、前記切落し加工が行われる際の加工幅と前記切落し加工が行われる際に形成される切断面の単位時間あたりの面積である加工面積速度との関係と、前記切落し加工が行われた場合に形成される面である加工面の形状及び大きさとをもとに加工時間を算出する時間算出手段と、
前記複数の加工経路候補の各々について、前記体積算出手段によって算出された体積を前記時間算出手段によって算出された加工時間で割って前記加工体積速度を算出する速度算出手段と、
前記複数の加工経路候補のなかから、前記速度算出手段によって算出された前記加工体積速度が最高となる候補を選択し、選択された候補を前記加工経路として決定する経路決定手段と
を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の加工経路生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素材に対して切落し加工を行って目的の加工品を製造する際の加工経路を生成する加工経路生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワイヤ放電加工機やレーザ加工機などにより、素材に形成される直線状の溝を貫通させて素材を切断し、不要な部分を除去する切落し加工が可能である。この切落し加工では、単位時間あたりの除去体積である加工体積速度を切削加工などの他の除去加工と比べて上げることができるので、目的の加工品の形状に近いところまで加工体積速度が速い切落し加工で加工し、残った部分について他の除去加工で加工することで、総加工時間を短くできる期待がある。切落し加工のための加工経路を得る技術として、特許文献１は、作業者が加工対象面を指定しながら加工経路を得るものを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１４２９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１が開示している技術では、作業者は、得られた加工経路が効率の良いものであるかを知ることができず加工時間を短縮した加工経路の生成が困難であった。また、切落し加工に続けて別の除去加工を行う場合に、総加工時間を短くできる切落し加工の範囲を決定し、加工経路を生成することも困難であった。素材に対して切落し加工あるいは切落し加工と別の除去加工とを行うことによって目的の加工品を製造する際の加工時間を短くする加工経路を生成する技術が要求されている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、素材に対して切落し加工を行うことによって目的の加工品を製造する際の加工時間を短くする加工経路を生成する加工経路生成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、素材の大きさ及び形状を示す素材データと目的の加工品の大きさ及び形状を示す加工品データとをもとに、前記素材に対して切落し加工を行うことによって前記目的の加工品を製造する際の複数の加工経路候補を生成する加工経路候補生成部を有する。本発明は、前記加工経路候補生成部によって生成された前記複数の加工経路候補のなかから、前記切落し加工を行うことによって前記素材の一部が切落される際の切落される前記一部の体積を前記切落し加工に要する加工時間で割った値である加工体積速度が最高となる候補を選択し、選択された候補を、前記切落し加工を行うことによって前記目的の加工品を製造する際の加工経路として決定する加工経路候補選択部を更に有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、素材に対して切落し加工を行うことによって目的の加工品を製造する際の加工時間を短くする加工経路を生成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態にかかる加工経路生成装置の構成を示す図
【図２】実施の形態にかかる素材の形状を示す図
【図３】実施の形態にかかる目的の加工品の形状を示す図
【図４】実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する関係データ記憶部に記憶されるデータの一例を示す図
【図５】実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する関係データ記憶部に記憶されているデータにおける加工幅を説明するための図
【図６】実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する加工経路候補選択部の構成を示す図
【図７】実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する時間算出手段の機能を説明するための図
【図８】実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する加工経路候補生成部が加工経路候補を生成する際の手順を説明するための図
【図９】実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する加工経路候補生成部が生成する３個の加工経路候補のうちの第１の加工経路候補を示す図
【図１０】実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する加工経路候補生成部が生成する３個の加工経路候補のうちの第２の加工経路候補を示す図
【図１１】実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する加工経路候補生成部が生成する３個の加工経路候補のうちの第３の加工経路候補を示す図
【図１２】実施の形態において素材に対し、切落し加工が、実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する加工経路候補選択部によって決定された第１の加工経路に沿って行われた後に得られる第１の加工途中素材を示す図
【図１３】実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する加工経路候補生成部が生成する第４の加工経路候補を示す図
【図１４】実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する加工経路候補生成部が生成する第５の加工経路候補を示す図
【図１５】実施の形態において第１の加工途中素材に対し、切落し加工が、実施の形態にかかる加工経路生成装置が有する加工経路候補選択部によって決定された第２の加工経路に沿って行われた後に得られる第２の加工途中素材を示す図
【図１６】実施の形態において切落し加工が１回から５回までの各々の回数行われた場合の５通りの総加工時間を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかる加工経路生成装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
まず、実施の形態にかかる加工経路生成装置１の構成を説明する。図１は、実施の形態にかかる加工経路生成装置１の構成を示す図である。加工経路生成装置１は、素材に対して切落し加工を行うことによって目的の加工品を製造する際の加工経路を生成する装置である。図２は、実施の形態にかかる素材Ｍの形状を示す図である。実施の形態では、素材Ｍの形状は直方体である。図３は、実施の形態にかかる目的の加工品Ｇの形状を示す図である。実施の形態では、目的の加工品Ｇは、直方体とその上に位置する断面が台形の四角柱とで構成されている。
【００１１】
具体的には、加工経路生成装置１は、素材Ｍに対して切落し加工を１回からｎ回までのいずれかの回数行った後に除去加工を行って目的の加工品Ｇを製造する際の加工経路である実行加工経路を生成する装置である。例えば、切落し加工は、ワイヤ放電加工である。例えば、除去加工は、切削加工である。上記の「ｎ」は、２以上の整数である。
【００１２】
図１に戻る。加工経路生成装置１は、素材Ｍの大きさ及び形状を示す素材データを記憶するための素材データ記憶部２と、目的の加工品Ｇの大きさ及び形状を示す加工品データを記憶するための加工品データ記憶部３とを有する。加工経路生成装置１は、素材データ及び加工品データを受け付けて、素材データを素材データ記憶部２に格納すると共に、加工品データを加工品データ記憶部３に格納する入力部４を更に有する。
【００１３】
例えば、入力部４は、素材データ及び加工品データをユーザから受け付ける。以下の説明の便宜上、入力部４が素材データ及び加工品データを既に受け付けて、素材データを素材データ記憶部２に既に格納し、かつ加工品データを加工品データ記憶部３に既に格納したことを想定する。つまり、素材データ記憶部２が素材データを既に記憶していて、加工品データ記憶部３が加工品データを既に記憶していることを想定する。
【００１４】
加工経路生成装置１は、素材データと加工品データとをもとに、素材Ｍに対して切落し加工を行うことによって目的の加工品Ｇを製造する際の複数の加工経路候補を生成する加工経路候補生成部５を更に有する。加工経路候補生成部５は、複数の加工経路候補を生成する際、素材データ記憶部２に記憶されている素材データと、加工品データ記憶部３に記憶されている加工品データとを用いる。後にも、加工経路候補生成部５の機能を説明する。
【００１５】
加工経路生成装置１は、加工経路候補生成部５によって生成される複数の加工経路候補の各々を示すデータを記憶するための候補記憶部６を更に有する。加工経路候補生成部５は、複数の加工経路候補を生成すると、生成された複数の加工経路候補の各々を示すデータを候補記憶部６に格納する。候補記憶部６は、複数の加工経路候補の各々を示すデータを記憶する。
【００１６】
加工経路生成装置１は、加工経路候補生成部５によって生成された複数の加工経路候補のなかから、加工体積速度が最高となる候補を選択する加工経路候補選択部７を更に有する。ここで加工体積速度は、各加工経路候補において、切り落される素材の部分の体積を加工時間で割った値で、単位時間あたりの除去体積である。更に言うと、加工体積速度は、切落し加工を行うことによって素材Ｍの一部が切落される際の切落される当該一部の体積を切落し加工に要する加工時間で割った値である。加工体積速度の詳細については、後に図６、図７、式（１）及び式（２）を用いて更に説明する。加工経路候補選択部７は、加工体積速度が最高となる候補を選択する際、素材データ記憶部２に記憶されている素材データと、候補記憶部６に記憶されている複数の加工経路候補の各々を示すデータとを用いる。
【００１７】
加工経路生成装置１は、切落し加工が行われる際の素材Ｍに形成される直線状の溝の長さである加工幅と、直線状の溝の形成を連続的に行うことによって得られる切断面の単位時間あたりの面積である加工面積速度との関係を示すデータを記憶する関係データ記憶部８を更に有する。図４は、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する関係データ記憶部８に記憶されるデータの一例を示す図である。切落し加工が行われる際の加工幅と加工面積速度との関係は、関係データ記憶部８に記憶されているデータによって特定される。図４はワイヤ放電加工の際の例であり、加工面積速度は、加工幅がＷｓまでは増加し、Ｗｓ以降は減少する。ワイヤ放電加工の場合、ある程度の加工幅まではその増加に伴い加工に供給する電力を増加させることにより加工面積速度を増加させることが可能である。しかし、放電加工では加工と同時に電極の加工に関与する部分が消耗するという特性があり、ワイヤ放電加工では加工幅が増加するにつれてワイヤ電極の一部に対する加工に関与する時間の増加に伴い消耗が進行し、ワイヤ電極の切断や切断を回避するためのワイヤ電極の張力抑制による加工精度低下の問題を生じる。この問題の回避のために、加工幅がある程度以降では加工に供給する電力を減少させる対策が施され、これにより加工面積速度が減少することになる。
【００１８】
図５は、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する関係データ記憶部８に記憶されているデータにおける加工幅を説明するための図である。加工経路の情報は素材に直線状の溝を形成するための作用要素の通過位置を定義する経路情報と各通過位置における作用要素の方向を定義する情報とから成る。ここで、作用要素とはワイヤ放電加工でのワイヤやレーザ加工でのレーザービームのことなどを指す。図５は、素材Ｍが直方体であって、作用要素Ｅの通過位置の経路をＰ、作用要素の方向をＤとして切落し加工が行われた場合の加工途中物Ｘを示している。図５における破線は、素材Ｍが直方体であったことを示すための線である。切落し加工がワイヤ放電加工である場合、作用要素であるワイヤが経路Ｐに沿って移動することにより、加工途中物Ｘが形成される。
【００１９】
図５において斜線が付加されている面は、素材Ｍに対して切落し加工が行われて加工途中物Ｘが形成された場合に形成される切断面であって、実施の形態では「加工面Ｑ」と記載される。加工幅Ｗは、作用要素の加工面Ｑにかかる長さである。加工幅Ｗは、作用要素の位置、方向や加工面Ｑの形状に依存し、一定でない場合が多い。
【００２０】
図１に戻る。加工経路候補選択部７は、加工体積速度が最高となる候補を選択する際、関係データ記憶部８に記憶されている上記の加工幅と加工面積速度との関係を示すデータを更に用いる。加工経路候補選択部７は、選択された候補を、切落し加工を行うことによって目的の加工品Ｇを製造する際の加工経路として決定する。加工経路候補選択部７の機能については、後に図６、図７、式（１）及び式（２）を用いて更に説明する。
【００２１】
加工経路生成装置１は、加工経路候補選択部７によって決定された加工経路を示すデータを記憶するための加工経路記憶部９を更に有する。加工経路候補選択部７は、加工経路を決定すると、決定された加工経路を示すデータを加工経路記憶部９に格納する。加工経路記憶部９は、加工経路候補選択部７によって決定された加工経路を示すデータを記憶する。詳細については後述するが、加工経路記憶部９は、ｎ個の加工経路の各々を示すデータを記憶する。加工経路生成装置１は、第１加工時間記憶部１０を更に有する。第１加工時間記憶部１０の詳細については、後に図６を用いて更に説明する。
【００２２】
加工経路生成装置１は、切落し加工の加工経路が決定される毎に、決定された加工経路による加工で素材Ｍから得られる加工途中素材の大きさ及び形状を示す加工素材データを生成する加工素材データ生成部１１を更に有する。加工素材データ生成部１１は、加工素材データを生成する際、素材データ記憶部２に記憶されているデータと、加工経路記憶部９に記憶されている加工経路を示すデータとを用いる。加工素材データ生成部１１は、生成した加工素材データを素材データ記憶部２に格納する。素材データ記憶部２は、加工素材データも記憶する。
【００２３】
加工経路生成装置１は、切落し加工の加工経路が決定される毎に、加工素材データ生成部１１によって生成された加工素材データが示す加工途中素材の大きさをもとに、加工途中素材に対して除去加工を行って目的の加工品Ｇを製造する際の除去加工に要する加工時間である第２加工時間を算出する第２加工時間算出部１２を更に有する。第２加工時間算出部１２は、第２加工時間を算出する際、素材データ記憶部２に記憶されている加工素材データと、加工品データ記憶部３に記憶されている加工品データとを用いる。実施の形態では、第２加工時間は、加工途中素材の体積から目的の加工品Ｇの体積を差し引いた体積に比例するものとして算出される。
【００２４】
加工経路生成装置１は、第２加工時間算出部１２によって算出された第２加工時間を示すデータを記憶するための第２加工時間記憶部１３を更に有する。第２加工時間算出部１２は、第２加工時間を算出すると、第２加工時間を示すデータを第２加工時間記憶部１３に格納する。第２加工時間記憶部１３は、第２加工時間を示すデータを記憶する。
【００２５】
加工経路生成装置１は、第２加工時間算出部１２によって算出された第２加工時間を利用して、切落し加工と除去加工とを行って素材Ｍから目的の加工品Ｇを製造する際の総加工時間を算出する総加工時間算出部１４を更に有する。詳細については後述するが、総加工時間算出部１４は、ｎ通りの総加工時間を算出する。総加工時間算出部１４は、ｎ通りの総加工時間の各々を算出する際、第１加工時間記憶部１０に記憶されているデータと、第２加工時間記憶部１３に記憶されている第２加工時間を示すデータとを用いる。
【００２６】
加工経路生成装置１は、総加工時間を示すデータを記憶するための総加工時間記憶部１５を更に有する。総加工時間算出部１４は、総加工時間を算出すると、総加工時間を示すデータを総加工時間記憶部１５に格納する。総加工時間記憶部１５は、総加工時間を示すデータを記憶する。加工経路生成装置１は、総加工時間算出部１４によって算出されたｎ通りの総加工時間を示す情報を表示する表示部１６を更に有する。総加工時間算出部１４は、総加工時間を算出すると、総加工時間を示す情報を表示部１６に出力する。表示部１６は、ｎ通りの総加工時間を示す情報を表示する。
【００２７】
加工経路生成装置１は、総加工時間算出部１４によって算出されたｎ通りの総加工時間のなかから最短の総加工時間となる経路を特定し、特定された経路を、素材Ｍから目的の加工品Ｇを製造する際の加工の経路である実行加工経路として決定する実行加工経路決定部１７を更に有する。実行加工経路は、加工経路記憶部９に記憶されているデータが示すｎ個の加工経路のなかで、素材Ｍから目的の加工品Ｇを製造する際の総加工時間が最も短くなる加工経路である。実行加工経路決定部１７は、実行加工経路を決定する際、加工経路記憶部９に記憶されている加工経路を示すデータと、総加工時間記憶部１５に記憶されている総加工時間を示すデータとを用いる。
【００２８】
加工経路生成装置１は、実行加工経路を示すデータを記憶するための実行加工経路記憶部１８を更に有する。実行加工経路決定部１７は、実行加工経路を決定すると、実行加工経路を示すデータを実行加工経路記憶部１８に格納する。実行加工経路記憶部１８は、実行加工経路を示すデータを記憶する。実行加工経路は、目的の加工品Ｇを実際に製造する際の加工経路である。
【００２９】
図６は、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する加工経路候補選択部７の構成を示す図である。加工経路候補選択部７は、加工経路候補生成部５によって生成された複数の加工経路候補の各々について、切落し加工によって切落される部分の体積を算出する体積算出手段７１を有する。例えば、切落し加工によって切落される部分は、図５の加工面Ｑと破線が示す面とによって構成される物である。体積算出手段７１は、体積を算出する際、素材データ記憶部２に記憶されている素材データ又は加工素材データと、候補記憶部６に記憶されている複数の加工経路候補の各々を示すデータとを用いる。図６には、素材データ記憶部２及び候補記憶部６も示されている。
【００３０】
加工経路候補選択部７は、上記の複数の加工経路候補の各々について、切落し加工が行われる際の加工幅と、切落し加工が行われる際に形成される切断面の単位時間あたりの面積である加工面積速度との関係と、素材又は加工途中素材に対して切落し加工が行われた場合に形成される面である加工面の形状及び大きさとをもとに加工時間を算出する時間算出手段７２を更に有する。
【００３１】
時間算出手段７２は、加工時間を算出する際、素材データ記憶部２に記憶されている素材データ又は加工素材データと、候補記憶部６に記憶されている複数の加工経路候補の各々を示すデータと、関係データ記憶部８に記憶されている切落し加工が行われる際の加工幅と加工面積速度との関係を示すデータとを用いる。図６には、関係データ記憶部８も示されている。
【００３２】
図７は、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する時間算出手段７２の機能を説明するための図である。図７は、素材Ｍが直方体であって、切落し加工が経路Ｐに沿って行われた場合の加工途中物Ｘを示している。図７における破線は、素材Ｍが直方体であったことを示している。切落し加工がワイヤ放電加工である場合、ワイヤが経路Ｐに沿って移動することにより、加工途中物Ｘが形成される。
【００３３】
切落し加工がワイヤ放電加工である場合、ある微小時間において、ワイヤは、位置Ｐｉから位置Ｐｉ＋１に移動する。ワイヤが位置Ｐｉに位置する場合の加工幅ＷがＷｉであって加工面積速度ｖがｖｉであると仮定する。ｖｉは、図４が示すデータによって特定される。加工面Ｑにおいて、ワイヤが位置Ｐｉから位置Ｐｉ＋１に移動した場合のワイヤが通過した領域の面積はＡｉであると仮定する。図７では、面積Ａｉは、相対的に太い線で囲まれている領域の面積である。この場合、時間算出手段７２は、下記の式（１）をもとに加工時間Ｔを算出する。つまり、時間算出手段７２は、加工面Ｑの全部の「Ａｉ／ｖｉ」を合計することにより加工時間Ｔを算出する。「Ａｉ／ｖｉ」は、面積Ａｉを加工面積速度ｖｉで割ったものである。
【００３４】
【数１】
2019207499.tif 000003
【００３５】
図６に戻る。加工経路候補選択部７は、加工経路候補生成部５によって生成された複数の加工経路候補の各々について、体積算出手段７１によって算出された体積を時間算出手段７２によって算出された加工時間で割って加工体積速度を算出する速度算出手段７３を更に有する。例えば、切落し加工によって切落される部分は、図７の加工面Ｑと破線が示す面とによって構成される物である。体積算出手段７１は、当該物の体積を算出する。当該物の体積がＣであって、時間算出手段７２が上記の式（１）を用いて加工時間Ｔを算出したと仮定する。速度算出手段７３は、下記の式（２）をもとに加工体積速度Ｖを算出する。
【００３６】
【数２】
2019207499.tif 000004
【００３７】
加工経路候補選択部７は、加工経路候補生成部５によって生成された複数の加工経路候補のなかから、速度算出手段７３によって算出された加工体積速度が最高となる候補を選択し、選択された候補を切落し加工における加工経路として決定する経路決定手段７４を更に有する。経路決定手段７４は、選択された候補での加工時間を示すデータを第１加工時間記憶部１０に格納する。経路決定手段７４は、選択された候補での加工時間を示すデータを第１加工時間記憶部１０に格納する際、時間算出手段７２によって算出された加工時間を示すデータを用いる。経路決定手段７４によって選択された候補での加工時間は、第１加工時間と定義される。
【００３８】
図１に示される加工経路候補生成部５は、１回目からｎ回目までの各々の切落し加工について、素材データと加工品データとをもとに、又は、加工素材データと加工品データとをもとに、切落し加工を行うことによって目的の加工品Ｇを製造する際の複数の加工経路候補を生成する。具体的には、加工経路候補生成部５は、１回目の切落し加工について、素材データと加工品データとをもとに、切落し加工を行うことによって目的の加工品Ｇを製造する際の複数の加工経路候補を生成する。加工経路候補生成部５は、２回目からｎ回目までの各々の切落し加工について、加工素材データ生成部１１によって生成されたデータであって前回の切落し加工が行われることによって得られる加工途中素材についての加工素材データと加工品データとをもとに、切落し加工を行うことによって目的の加工品Ｇを製造する際の複数の加工経路候補を生成する。
【００３９】
図１に示される加工経路候補選択部７は、１回目からｎ回目までの各々の切落し加工について、加工経路候補生成部５によって生成された複数の加工経路候補のなかから加工体積速度が最高となる候補を選択する。加工経路候補選択部７は、選択された候補を加工経路として決定すると共に、１回目からｎ回目までの各々の切落し加工について、切落し加工に要する時間である第１加工時間を算出し、第１加工時間を示すデータを第１加工時間記憶部１０に格納する。
【００４０】
具体的には、図６に示される経路決定手段７４は、１回目からｎ回目までの各々の切落し加工について、加工経路候補生成部５によって生成された複数の加工経路候補のなかから加工体積速度が最高となる候補を選択する。経路決定手段７４は、選択された候補を加工経路として決定すると共に、時間算出手段７２によって算出された切落し加工に要する時間である第１加工時間を示すデータを第１加工時間記憶部１０に格納する。
【００４１】
総加工時間算出部１４は、１回目からｎ回目までの各々の切落し加工の加工経路が決定される毎に、加工経路候補選択部７によって算出された第１加工時間の合計に、第２加工時間算出部１２によって算出された第２加工時間を加算して総加工時間を算出する。これにより、総加工時間算出部１４は、１回目からｎ回目までの各々の切落し加工に対応するｎ通りの総加工時間を算出する。切落し加工の回数が増加すると、第２加工時間は短くなる。
【００４２】
次に、実施の形態にかかる加工経路生成装置１の動作を、具体例を挙げて説明する。具体例では、「ｎ」は「５」である。加工経路候補生成部５は、素材Ｍに対して切落し加工を行うことによって目的の加工品Ｇを製造する際の複数の加工経路候補を生成する。具体例では、加工経路候補生成部５は３個の加工経路候補を生成する。
【００４３】
加工経路候補の生成手順は以下の通りである。
１）加工経路候補生成部５は、目的の加工品Ｇの形状データから加工経路候補を生成するための基準とする基準方向を生成する。基準方向は形状データによって表現される形状の特定の面に垂直な方向、特定のエッジに沿う方向、任意に発生させた方向、例えば、特定の方向を特定の軸周りに一定角度間隔で回転させた方向、から生成することができる。
２）加工経路候補生成部５は、生成した各基準方向について、以下の動作を実施する。
２−１）加工経路候補生成部５は、基準方向から見た目的の加工品Ｇの形状の輪郭線を生成する。
２−２）加工経路候補生成部５は、輪郭線中から輪郭線を通り基準方向に平行な直線が素材形状内部に交差する部分を抽出する。
２−３）加工経路候補生成部５は、輪郭線の抽出した部分と基準方向とで１つの加工経路候補を生成する。
【００４４】
図８に手順２−１）での輪郭線生成の例を示す。つまり、図８は、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する加工経路候補生成部５が加工経路候補を生成する際の手順を説明するための図である。図８は、基準方向として目的の加工品Ｇの形状データの面Ｆ０に垂直な方向Ｎ０を選択した場合で、Ｏ０が基準方向から見た輪郭線を示している。さらに手順２−２）と手順２−３）により生成された加工経路候補を図９に示す。Ｌは輪郭線を通り基準方向Ｎ０に平行な直線であり、Ｌが素材形状内部に交差する輪郭線の部分がＰとなる。この輪郭線の部分Ｐと基準方向Ｎ０とで加工経路候補が生成される。図１０および図１１は、それぞれ、基準方向として目的の加工品の形状のエッジＥ０およびＥ１に沿う方向であるＴ０およびＴ１を選択がすることによって、加工経路候補が生成されることを示したものである。つまり、図９は、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する加工経路候補生成部５が生成する３個の加工経路候補のうちの第１の加工経路候補を示す図である。図１０は、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する加工経路候補生成部５が生成する３個の加工経路候補のうちの第２の加工経路候補を示す図である。図１１は、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する加工経路候補生成部５が生成する３個の加工経路候補のうちの第３の加工経路候補を示す図である。
【００４５】
加工経路候補選択部７は、加工経路候補生成部５によって生成された３個の加工経路候補のなかから、加工体積速度が最高となる候補を選択する。上記の３個の加工経路候補のなかでは、図９に示される第１の加工経路候補における加工体積速度が、図１０に示される第２の加工経路候補における加工体積速度よりも、図１１に示される第３の加工経路候補における加工体積速度よりも速いと仮定する。この場合、加工経路候補選択部７は、３個の加工経路候補のなかから、図９に示される第１の加工経路候補を選択し、第１の加工経路候補を第１の加工経路として決定する。
【００４６】
加工経路候補選択部７は、第１の加工経路での加工時間である第１加工時間を算出し、第１加工時間を示すデータを第１加工時間記憶部１０に格納する。具体的には、経路決定手段７４が、第１の加工経路候補を選択し、第１の加工経路候補を第１の加工経路として決定し、第１の加工経路での加工時間である第１加工時間を示すデータを第１加工時間記憶部１０に格納する。
【００４７】
加工素材データ生成部１１は、素材Ｍに対して切落し加工が加工経路候補選択部７によって決定された第１の加工経路に沿って行われた後に得られる加工途中素材の大きさ及び形状を示す加工素材データを生成する。図１２は、実施の形態において素材Ｍに対し、切落し加工が、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する加工経路候補選択部７によって決定された第１の加工経路に沿って行われた後に得られる第１の加工途中素材Ｈ１を示す図である。つまり、加工素材データ生成部１１は、図１２に示される第１の加工途中素材Ｈ１の大きさ及び形状を示す加工素材データを生成する。
【００４８】
第２加工時間算出部１２は、図１２に示される第１の加工途中素材Ｈ１に対して除去加工を行って目的の加工品Ｇを製造する際の除去加工の加工時間である第２加工時間を算出する。具体的には、第２加工時間算出部１２は、第１の加工途中素材Ｈ１の体積から目的の加工品Ｇの体積の体積を差し引くことによって得られる体積の物体に対して除去加工を行った場合の加工時間である第２加工時間を算出する。
【００４９】
総加工時間算出部１４は、図９に示される第１の加工経路候補で切落し加工を行い、その後に除去加工を行うことによって素材Ｍから目的の加工品Ｇを製造する際の総加工時間を算出する。具体的には、総加工時間算出部１４は、第１の加工経路での第１加工時間に、第１の加工経路での切落し加工が行われた後の除去加工の第２加工時間を加えることによって、総加工時間を算出する。当該総加工時間は、切落し加工が１回行われた場合の総加工時間であるので、「第１の総加工時間」と定義される。以下では、切落し加工がｎ回行われた場合の総加工時間は、「第ｎの総加工時間」と定義される。
【００５０】
加工経路候補生成部５は、図９に示される第１の加工経路候補で切落し加工が行われた後に得られる第１の加工途中素材Ｈ１に対して切落し加工を行うことによって目的の加工品Ｇを製造する際の複数の加工経路候補を生成する。具体例では、加工経路候補生成部５は２個の加工経路候補を生成する。
【００５１】
図１３は、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する加工経路候補生成部５が生成する第４の加工経路候補を示す図である。図１４は、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する加工経路候補生成部５が生成する第５の加工経路候補を示す図である。第４の加工経路候補及び第５の加工経路候補はいずれも、第１の加工途中素材Ｈ１に対して切落し加工を行うことによって目的の加工品Ｇを製造する際の２個の加工経路候補のうちのひとつである。
【００５２】
図１３及び図１４の各々において、図３に示される目的の加工品Ｇと、図１２に示される第１の加工途中素材Ｈ１とが示されている。経路Ｐは、相対的に太い線の矢印で示されている。当該矢印は、経路Ｐの進行方向を示している。相対的に太い破線は、経路Ｐの途中の複数の位置の各々でのワイヤＬを示している。
【００５３】
加工経路候補選択部７は、加工経路候補生成部５によって生成された２個の加工経路候補のなかから、加工体積速度が最高となる候補を選択する。第４の加工経路候補における加工体積速度が、第５の加工経路候補における加工体積速度より速いと仮定する。この場合、加工経路候補選択部７は、第４の加工経路候補と第５の加工経路候補とのなかから、図１３に示される第４の加工経路候補を選択し、第４の加工経路候補を第２の加工経路として決定する。
【００５４】
加工経路候補選択部７は、第２の加工経路での第１加工時間を算出し、第１加工時間を示すデータを第１加工時間記憶部１０に格納する。具体的には、経路決定手段７４が、第４の加工経路候補を選択し、第４の加工経路候補を第２の加工経路として決定し、第２の加工経路での第１加工時間を示すデータを第１加工時間記憶部１０に格納する。
【００５５】
加工素材データ生成部１１は、第１の加工途中素材Ｈ１に対して切落し加工が加工経路候補選択部７によって決定された第２の加工経路に沿って行われた後に得られる加工途中素材の大きさ及び形状を示す加工素材データを生成する。図１５は、実施の形態において第１の加工途中素材Ｈ１に対し、切落し加工が、実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する加工経路候補選択部７によって決定された第２の加工経路に沿って行われた後に得られる第２の加工途中素材Ｈ２を示す図である。つまり、加工素材データ生成部１１は、図１５に示される第２の加工途中素材Ｈ２の大きさ及び形状を示す加工素材データを生成する。
【００５６】
第２加工時間算出部１２は、図１５に示される第２の加工途中素材Ｈ２に対して除去加工を行って目的の加工品Ｇを製造する際の除去加工の加工時間である第２加工時間を算出する。具体的には、第２加工時間算出部１２は、第２の加工途中素材Ｈ２の体積から目的の加工品Ｇの体積を差し引くことによって得られる体積の物体に対して除去加工を行った場合の加工時間である第２加工時間を算出する。
【００５７】
総加工時間算出部１４は、図９に示される第１の加工経路候補で切落し加工を行い、次に図１３に示される第４の加工経路候補で切落し加工を行い、その後に除去加工を行うことによって素材Ｍから目的の加工品Ｇを製造する際の総加工時間を算出する。具体的には、総加工時間算出部１４は、第１の加工経路での第１加工時間に、第２の加工経路での第１加工時間と、第２の加工経路での切落し加工が行われた後の除去加工の第２加工時間とを加えることによって、総加工時間を算出する。当該総加工時間は、切落し加工が２回行われた場合の総加工時間であるので、「第２の総加工時間」と定義される。
【００５８】
具体例では、「ｎ」は「５」である。そのため、総加工時間算出部１４は、切落し加工を３回行い、その後に除去加工を行うことによって素材Ｍから目的の加工品Ｇを製造する際の総加工時間を算出する。当該総加工時間は、切落し加工が３回行われた場合の総加工時間であるので、「第３の総加工時間」と定義される。なお、第３の総加工時間の算出のために、加工経路候補生成部５は、図１５に示される第２の加工途中素材Ｈ２に対して切落し加工を行うことによって目的の加工品Ｇを製造する際の複数の加工経路候補を生成する。
【００５９】
総加工時間算出部１４は、切落し加工を４回行い、その後に除去加工を行うことによって素材Ｍから目的の加工品Ｇを製造する際の第４の総加工時間を算出する。４回目の切落し加工は、３回目の切落し加工によって得られる加工途中素材に対して行われる。加えて、総加工時間算出部１４は、切落し加工を５回行い、その後に除去加工を行うことによって素材Ｍから目的の加工品Ｇを製造する際の第５の総加工時間を算出する。５回目の切落し加工は、４回目の切落し加工によって得られる加工途中素材に対して行われる。
【００６０】
具体例では、「ｎ」は「５」である。そのため、加工経路候補選択部７は、第１の加工経路、第２の加工経路、第３の加工経路、第４の加工経路及び第５の加工経路の５個の加工経路を決定する。加工経路記憶部９は、５個の加工経路の各々を示すデータを記憶する。第１加工時間記憶部１０は、５個の加工経路の各々に対応する第１加工時間を示すデータを記憶する。つまり、第１加工時間記憶部１０は、５個の第１加工時間の各々を示すデータを記憶する。総加工時間算出部１４は、５通りの総加工時間を算出する。
【００６１】
図１６は、実施の形態において切落し加工が１回から５回までの各々の回数行われた場合の５通りの総加工時間を示す図である。表示部１６は、図１６に示される５通りの総加工時間を示す情報を表示する。図１６において、斜線を有するブロックは、除去加工の加工時間である第２加工時間を示している。図１６において、（１）から（５）までのいずれかを含むブロックは、数字が示す回の切落し加工の加工時間である第１加工時間を示している。例えば、（１）を含むブロックは、１回目の切落し加工の第１加工時間を示している。例えば、（３）を含むブロックは、３回目の切落し加工の第１加工時間を示している。図１６には、素材Ｍに対して除去加工だけが行われた場合の総加工時間も示されている。
【００６２】
図１６に示す通り、実施の形態では、切落し加工が行われた場合の５通りの総加工時間のなかで、切落し加工が３回行われたときの総加工時間が最も短い。そのため、実行加工経路決定部１７は、総加工時間算出部１４によって算出された５通りの総加工時間のなかから切落し加工が３回行われる場合の経路を、素材Ｍから目的の加工品Ｇを製造する際の加工の経路である実行加工経路として決定する。
【００６３】
上述の通り、加工経路候補選択部７は、加工経路候補生成部５によって生成された複数の加工経路候補のなかから、加工体積速度が最高となる候補を選択する。そのため、加工経路生成装置１は、素材Ｍに対して切落し加工を行うことによって目的の加工品Ｇを製造する際の加工時間を短くする加工経路を生成することができる。
【００６４】
更に言うと、実行加工経路決定部１７は、総加工時間算出部１４によって算出されたｎ通りの総加工時間のなかから最短の総加工時間となる経路を特定し、特定された経路を、素材Ｍから目的の加工品Ｇを製造する際の加工の経路である実行加工経路として決定する。したがって、加工経路生成装置１は、素材Ｍに対して切落し加工を行った後に除去加工を行って目的の加工品Ｇを製造する際の総加工時間を短くする加工経路を生成することができる。
【００６５】
なお、上述した実施の形態では、「ｎ」の具体例は「５」である。しかしながら、「ｎ」は「５」に限定されない。「ｎ」は、２以上の整数であればよい。
【００６６】
また、上述した実施の形態では、「ｎ」の具体例が「５」であるので、総加工時間算出部１４は、５通りの総加工時間を算出する。しかしながら、総加工時間算出部１４によって算出される総加工時間が、切落し加工が特定の回数行われるまで減少し、切落し加工が特定の回数を超えると増加する場合、実行加工経路決定部１７は、総加工時間を算出するための動作を切落し加工が特定の回数を超えた後に停止することを決定してもよい。実行加工経路決定部１７による決定にしたがって、加工経路生成装置１は総加工時間を算出するための動作を停止する。
【００６７】
その場合、実行加工経路決定部１７は、切落し加工が上記の特定の回数行われる経路を実行加工経路と決定する。この手法によっても、加工経路生成装置１は、素材Ｍに対して切落し加工を行った後に除去加工を行って目的の加工品Ｇを製造する際の総加工時間を短くする加工経路を生成することができる。
【００６８】
切落し加工は、ウォータージェット加工であってもよい。除去加工は、レーザ加工であってもよい。
【００６９】
実施の形態にかかる加工経路生成装置１が有する素材データ記憶部２、加工品データ記憶部３、候補記憶部６、関係データ記憶部８、加工経路記憶部９、第１加工時間記憶部１０、第２加工時間記憶部１３、総加工時間記憶部１５及び実行加工経路記憶部１８の各々の一例は、半導体メモリである。
【００７０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  加工経路生成装置、２  素材データ記憶部、３  加工品データ記憶部、４  入力部、５  加工経路候補生成部、６  候補記憶部、７  加工経路候補選択部、８  関係データ記憶部、９  加工経路記憶部、１０  第１加工時間記憶部、１１  加工素材データ生成部、１２  第２加工時間算出部、１３  第２加工時間記憶部、１４  総加工時間算出部、１５  総加工時間記憶部、１６  表示部、１７  実行加工経路決定部、１８  実行加工経路記憶部、７１  体積算出手段、７２  時間算出手段、７３  速度算出手段、７４  経路決定手段。
【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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