(57)【要約】【課題】ＣＬデータに含まれる特徴形状の情報を読み取り、特徴形状の生成に適した加工プログラムを生成する。【解決手段】ＣＮＣ加工機械を制御する加工プログラムを出力するポストプロセッサ装置であって、特徴形状の情報を含んだＣＬデータ（カッターロケーションデータ）から、加工する特徴形状の情報を読み取る特徴形状認識部と、特徴形状の情報に応じて、一つ以上の設定区間を工具経路上に設定する区間設定部と、設定区間の外と内とで、ＣＮＣ加工機械の少なくとも一つの軸の制御するために用いる少なくとも一つのパラメータを変更する命令を含む加工プログラムを生成する動作生成部と、を備える。【選択図】図３
2019082852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＮＣ加工機械を制御する加工プログラムを出力するポストプロセッサ装置であって、
特徴形状の情報を含んだＣＬデータ（カッターロケーションデータ）から、加工する特徴形状の情報を読み取る特徴形状認識部と、
前記特徴形状の情報に応じて、一つ以上の設定区間を工具経路上に設定する区間設定部と、
前記設定区間の外と内とで、前記ＣＮＣ加工機械の少なくとも一つの軸の制御するために用いる少なくとも一つのパラメータを変更する命令を含む加工プログラムを生成する動作生成部と、
を備えたポストプロセッサ装置。
【請求項２】
前記特徴形状の情報を含んだ前記ＣＬデータを読み込むデータ読み込み部と、
前記加工プログラムを出力する加工プログラム出力部と、をさらに備えた請求項１に記載のポストプロセッサ装置。
【請求項３】
前記パラメータは、次のパラメータセット（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のうち少なくとも一つを含む請求項１又は２に記載のポストプロセッサ装置。
（Ａ）送り軸の指令速度、許容加速度、許容加加速度、加減速の制御に関わる時定数、
（Ｂ）主軸の指令速度、許容加速度、許容加加速度、加減速の制御に関わる時定数、
（Ｃ）指令経路と実際の経路間に許される誤差の量。
【請求項４】
前記特徴形状の情報は、次の情報セット（ａ）及び（ｂ）のうち少なくとも一つを含む請求項１から３のいずれか１項に記載のポストプロセッサ装置。
（ａ）工具経路上で、工具が加工物のエッジに接している区間に関する情報、
（ｂ）工具経路上で、工具経路を平滑な曲線にする区間に関する情報。
【請求項５】
前記パラメータは送り軸の送り速度と主軸の回転数とを含み、前記動作生成部は、前記送り軸の送り速度の変化に同期して、前記主軸の回転数を変化させる命令を含んだ加工プログラムを生成する請求項１から４のいずれか１項に記載のポストプロセッサ装置。
【請求項６】
前記ＣＬデータが、加工物の加工形状又は工具経路に係る情報と加工内容情報とを階層構造のデータモデルに準拠した形式で記述している請求項１から５のいずれか１項に記載のポストプロセッサ装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のポストプロセッサ装置と、該ポストプロセッサ装置で生成された加工プログラムに基づいて加工物のＣＮＣ加工を行うＣＮＣ加工機械とを備えたＣＮＣ加工システム。
【請求項８】
ＣＮＣ加工機械を制御する加工プログラムを出力するポストプロセッサ装置の加工プログラム生成方法であって、
特徴形状の情報を含んだＣＬデータ（カッターロケーションデータ）から、加工する特徴形状の情報を読み取るステップと、
前記特徴形状の情報に応じて、一つ以上の設定区間を工具経路上に設定するステップと、
前記設定区間の外と内とで、前記ＣＮＣ加工機械の少なくとも一つの軸の制御するために用いる少なくとも一つのパラメータを変更する命令を含む加工プログラムを生成するステップと、を備えた加工プログラム生成方法。
【請求項９】
ＣＮＣ加工機械を制御する加工プログラムを出力するポストプロセッサ装置としてのコンピュータに、
特徴形状の情報を含んだＣＬデータ（カッターロケーションデータ）から、加工する特徴形状の情報を読み取る処理と、
前記特徴形状の情報に応じて、一つ以上の設定区間を工具経路上に設定する処理と、
前記設定区間の外と内とで、前記ＣＮＣ加工機械の少なくとも一つの軸の制御するために用いる少なくとも一つのパラメータを変更する命令を含む加工プログラムを生成する処理と、を実行させる加工プログラム生成用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポストプロセッサ装置、加工プログラム作成方法、ＣＮＣ加工システム及び加工プログラム生成用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
機械加工、特に金型加工では、エッジや平滑面等の特徴形状を正確に加工することが重要となる。このため、例えばＣＬデータ（カッターロケーションデータ）やＮＣデータにエッジや平滑面等の特徴形状に係る情報を含ませることで、当該特徴形状に応じた加工処理を実行する加工システムが望まれる。しかしながら、従来の加工プログラムのＧコードでは、滑らかな曲面を加工しているのか、エッジを加工しているのかを工具経路から判断することは困難であった。
【０００３】
例えば、加工物の形状を考慮して加工プログラムを作成する加工プログラム生成装置が、特許文献１及び２に開示されている。
特許文献１には、ＮＣプログラム作成の際に、図面情報の読み取り，座標計算，数値入力等の煩雑な作業を不要とし、誤りの発生を抑制するための、曲線抽出装置及びＮＣプログラミングシステムが記載されている。具体的には、ＣＡＤシステム等で作成された図面データから曲線データ（閉ループに関するデータ，開ループに関するデータ，穴群に関するデータ，溝中心形状に関するデータ等）を抽出する曲線抽出装置、及びＣＡＤシステム等で作成された図面データを曲線抽出装置に入力し、曲線抽出装置で作成した曲線データを入力してＮＣプログラムを作成するＣＡＭ装置を備えたＮＣプログラミングシステムが記載されている。
【０００４】
特許文献２には経験の少ないオペレータであっても加工を行うことができるようにし、類似の失敗を繰り返すことを無くすための、加工制御装置が記載されている。具体的には、加工を行う形状の特徴に応じて加工事例を検索し、この加工事例に基づいて加工条件を設定することにより、適切な加工条件での加工を可能とする加工制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−７６６０６号公報
【特許文献２】特開２００４−２８４００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、ＣＡＤシステム等で作成された図面データをグラフィック表示し、操作者が図面中のエッジを指定し、そのエッジを用いて閉ループ、開ループ、穴群、又は溝中心形状を抽出して加工領域形状データを得るものであって、エッジや平滑面等の特徴形状を、例えばＣＬデータやＮＣデータに含ませることで当該特徴形状に応じた加工処理を実行するものではない。
また、特許文献２に記載の発明は、加工を行う形状の特徴に応じて過去の加工事例を検索し、この加工事例に基づいて加工条件を設定するというものであって、エッジや平滑面等の特徴形状を、例えばＣＬデータやＮＣデータに含ませることで当該特徴形状に応じた加工処理を実行するものではない。
【０００７】
本発明は、ＣＬデータに、例えばエッジや平滑面等の特徴形状に係る情報を含ませることにより、当該ＣＬデータに含まれる特徴形状の情報を読み取り、当該特徴形状の加工処理に適した加工プログラムを生成するポストプロセッサ装置、加工プログラム生成方法、ＣＮＣ加工システム及び加工プログラム生成用プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）  本発明に係るポストプロセッサ装置（例えば、後述のポストプロセッサ部２２）は、ＣＮＣ加工機械（例えば、後述のＣＮＣ加工機械３０）を制御する加工プログラムを出力するポストプロセッサ装置であって、
特徴形状の情報を含んだＣＬデータ（カッターロケーションデータ）から、加工する特徴形状の情報を読み取る特徴形状認識部（例えば、後述の特徴形状認識部２２２）と、
前記特徴形状の情報に応じて、一つ以上の設定区間を工具経路上に設定する区間設定部（例えば、後述の区間設定部２２３）と、
前記設定区間の外と内とで、前記ＣＮＣ加工機械の少なくとも一つの軸の制御するために用いる少なくとも一つのパラメータを変更する命令を含む加工プログラムを生成する動作生成部（例えば、後述の区間内動作生成部２２４及び区間外動作生成部２２５）と、
を備えたポストプロセッサ装置である。
【０００９】
（２）  （１）に記載のポストプロセッサ装置において、前記特徴形状の情報を含んだ前記ＣＬデータを読み込むデータ読み込み部（例えば、後述のデータ読み込み部２２１）と、
前記加工プログラムを出力する加工プログラム出力部（例えば、後述の加工プログラム出力部２２６）と、をさらに備えてもよい。
【００１０】
（３）  （１）又は（２）に記載のポストプロセッサ装置において、前記パラメータは、次のパラメータセット（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のうち少なくとも一つを含んでもよい。
（Ａ）送り軸の指令速度、許容加速度、許容加加速度、加減速の制御に関わる時定数、
（Ｂ）主軸の指令速度、許容加速度、許容加加速度、加減速の制御に関わる時定数、
（Ｃ）指令経路と実際の経路間に許される誤差の量。
【００１１】
（４）  （１）から（３）のいずれかに記載のポストプロセッサ装置において、前記特徴形状の情報は、次の情報セット（ａ）及び（ｂ）のうち少なくとも一つを含んでもよい。
（ａ）工具経路上で、工具が加工物のエッジに接している区間に関する情報
（ｂ）工具経路上で、工具経路を平滑な曲線にする区間に関する情報
（５）  （１）から（４）のいずれかに記載のポストプロセッサ装置において、前記パラメータは送り軸の送り速度と主軸の回転数とを含み、前記動作生成部は、前記送り軸の送り速度の変化に同期して、前記主軸の回転数を変化させる命令を含んだ加工プログラムを生成してもよい。
【００１２】
（６）  （１）から（５）のいずれかに記載のポストプロセッサ装置において、前記ＣＬデータが、加工物の加工形状又は工具経路に係る情報と加工内容情報とを階層構造のデータモデルに準拠した形式で記述した、機械に依存しない汎用指令であってもよい。
【００１３】
（７）  本発明に係るＣＮＣ加工システムは、（１）から（６）のいずれかに記載のポストプロセッサ装置（例えば、後述のポストプロセッサ部２２）と、該ポストプロセッサ装置で生成された加工プログラムに基づいて加工物のＣＮＣ加工を行うＣＮＣ加工機械（例えば、後述のＣＮＣ加工機械３０）とを備えたＣＮＣ加工システムである。
【００１４】
（８）  本発明に係る加工プログラム生成方法は、ＣＮＣ加工機械（例えば、後述のＣＮＣ加工機械３０）を制御する加工プログラムを出力するポストプロセッサ装置（例えば、後述のポストプロセッサ部２２）の加工プログラム生成方法であって、
特徴形状の情報を含んだＣＬデータ（カッターロケーションデータ）から、加工する特徴形状の情報を読み取るステップと、
前記特徴形状の情報に応じて、一つ以上の設定区間を工具経路上に設定するステップと、
前記設定区間の外と内とで、前記ＣＮＣ加工機械の少なくとも一つの軸の制御するために用いる少なくとも一つのパラメータを変更する命令を含む加工プログラムを生成するステップと、を備えた加工プログラム生成方法である。
【００１５】
（８）  本発明に係る加工プログラム生成用プログラムは、ＣＮＣ加工機械（例えば、後述のＣＮＣ加工機械３０）を制御する加工プログラムを出力するポストプロセッサ装置（例えば、後述のポストプロセッサ部２２）としてのコンピュータに、
特徴形状の情報を含んだＣＬデータ（カッターロケーションデータ）から、加工する特徴形状の情報を読み取る処理と、
前記特徴形状の情報に応じて、一つ以上の設定区間を工具経路上に設定する処理と、
前記設定区間の外と内とで、前記ＣＮＣ加工機械の少なくとも一つの軸の制御するために用いる少なくとも一つのパラメータを変更する命令を含む加工プログラムを生成する処理と、を実行させる加工プログラム生成用プログラムである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＣＬデータに、例えばエッジや平滑面等の特徴形状に係る情報を含ませることにより、当該ＣＬデータに含まれる特徴形状の情報を読み取り、当該特徴形状の加工処理に適した加工プログラムを生成するポストプロセッサ装置、加工プログラム生成方法、ＣＮＣ加工システム及び加工プログラム生成用プログラムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態のＣＮＣ加工システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】ポストプロセッサ部に係るコンピュータの構成を示すブロック図である。
【図３】ポストプロセッサ部の機能を示すブロック図である。
【図４】ＩＳＯ  １４６４９に基づくデータモデルの例を示す構成図である。
【図５】特徴区間情報としてエッジ区間の情報を利用する例を示す説明図である。
【図６】送り速度を変更した場合の、指令速度と実際の速度との関係を示す特性図である。
【図７】経路半径ｒと経路誤差Δｒを示す図である。
【図８】特徴区間情報として平滑化区間の情報を利用する例を示す説明図である。
【図９】送り速度と主軸速度とが一定値である場合のカッタマークの密度を示す図である。
【図１０】送り速度が遅くなり、主軸速度が一定値である場合のカッタマークの密度を示す図である。
【図１１】送り速度と主軸速度とを共に変えた場合のカッタマークの密度を示す図である。
【図１２】ポストプロセッサ部の動作を示すプローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細について説明する。
図１は、本発明の一実施形態のＣＮＣ加工システムの一構成例を示すブロック図である。
図１に示すように、ＣＮＣ加工システムは、ＣＡＤ (computer aided design)装置１０、ＣＡＭ (computer aided manufacturing)装置２０、及びＣＮＣ加工機械３０を備えている。
【００１９】
ＣＡＤ装置１０はコンピュータの画面上に製図を行うＣＡＤソフトウェアを、ＣＰＵを用いて動作させる。加工物（ワーク）は２次元ＣＡＤ又は３次元ＣＡＤで製図が行われる。２次元ＣＡＤを用いる場合には、Ｘ、Ｙの平面上に、加工物の正面図、上面図、側面図等を作製する。３次元ＣＡＤを用いる場合には、Ｘ、Ｙ及びＺの立体空間上に、加工物の立体像を作成する。
【００２０】
ＣＡＭ装置２０はメインプロセッサ部２１とポストプロセッサ部２２とを備える。ＣＡＭ装置２０は、ＣＡＤ装置１０で作成した加工物の形状に基づいて加工プログラム（ＮＣデータ）を作成するＣＡＭソフトウェアを、コンピュータのＣＰＵを用いて動作させる。ＣＡＭソフトウェアは、メインプロセッサ部２１として動作させるメインプロセッサソフトウェアとポストプロセッサ部２２として動作させるポストプロセッサソフトウェアとで構成される。２つのソフトウェアは同一のコンピュータで動作させても、別なコンピュータで動作させてもよい。
メインプロセッサ部２１は、ＣＡＤデータに基づき、加工形状が得られるように工具や工作機械の動きを設定し、その動きをＣＬ（カッターロケーション）データに変換する。ポストプロセッサ部２２は、メインプロセッサ部２１によって作成されたＣＬデータに基づいて加工プログラム（ＮＣデータ）を生成する。ポストプロセッサ部２２の詳細な構成は後述する。
【００２１】
ＣＮＣ加工機械３０は、数値制御装置３１０、サーボ制御装置３２０、主軸モータ３３０、及び送り軸モータ３４０を備えている。
ＣＮＣ加工機械３０は、例えば３軸加工機で、３軸加工機の加工部分は、図１では主軸モータ３３０及び送り軸モータ３４０のみを示している。主軸モータ３３０は、ボールエンドミル等の工具を回転させる。送り軸モータ３４０はＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の３つのモータからなる。Ｘ軸方向及びＹ軸方向のモータは、ボールねじ等を介して、加工物を作製するための基板が載せられたテーブルをＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ直線移動させる。Ｚ軸方向のモータは工具又はテーブルをＺ軸方向に直線移動させる。なお、３軸加工機の構成は係る構成に限定されず、例えば、工具を固定し、テーブルをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に直線移動させたり、テーブルを固定し、工具をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に直線移動させたりしてもよい。ＣＮＣ加工機械３０は３軸加工機に限定されず、例えば５軸加工機でもよい。
【００２２】
数値制御装置３１０は、プログラム解析部３１２、及び指令出力部３１１を備えている。プログラム解析部３１２はＣＡＭ装置２０のポストプロセッサ部２２によって作成された加工プログラム（ＮＣデータ）から主軸、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の移動の指令及び主軸の回転の指令を含むブロックを逐次読みだして解析し、解析結果に基づいて主軸、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の移動と主軸の回転を指令する指令データを作成し、指令出力部３１１に出力する。
【００２３】
指令出力部３１１は、プログラム解析部３１２から出力された指令データに基づいて、各軸の速度を計算し、算出結果に基づくデータをサーボ制御装置３２０の主軸モータサーボ制御部３２１と、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３つの送り軸モータサーボ制御部３２２とへ出力する。
【００２４】
主軸モータサーボ制御部３２１は、指令出力部３１１からの出力に基づいて主軸モータ３３０を制御する。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３つの送り軸モータサーボ制御部３２２は指令出力部３１１からの出力に基づいてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３つの送り軸モータ３４０を制御する。
主軸モータサーボ制御部３２１と、３つの送り軸モータサーボ制御部３２２とは、それぞれ、位置、速度フィードバックループを構成するための位置制御部、速度制御部、トルク指令値に基づいて主軸モータ又は送り軸モータを駆動するモータ駆動アンプ、及びユーザの操作を受け付けるための操作盤等を含んでいる。
【００２５】
主軸モータサーボ制御部３２１は主軸モータ３３０に結びついたエンコーダ等の位置検出器からの位置フィードバック信号と数値制御装置３１０から出力される位置指令とを用いてバックラッシ補正値を算出し、位置指令の補正を行う。３つの送り軸モータサーボ制御部３２２は、３つの送り軸モータ３４０にそれぞれ結びついたエンコーダ等の位置検出器からの位置フィードバック信号と数値制御装置３１０から出力される位置指令とを用いてバックラッシ補正値を算出し、位置指令の補正を行う。なお、主軸モータサーボ制御部３２１と、３つの送り軸モータサーボ制御部３２２の内部構成は当業者によく知られているので詳細な説明及び図示を省略する。
【００２６】
以上説明したＣＮＣ加工システムにおいて、ＣＡＤ装置１０、ＣＡＭ装置２０は一体化して１つのコンピュータで構成されてもよい。また、ＣＡＤ装置１０、ＣＡＭ装置２０は数値制御装置３１０に含まれてもよい。さらに、サーボ制御装置３２０は数値制御装置３１０に含まれてよい。
【００２７】
＜ポストプロセッサ部２２＞
次にポストプロセッサ部２２について説明する。図２に、ポストプロセッサ部２２の構成を示す。図２に示すように、ポストプロセッサ部２２を構成するコンピュータ２３は、少なくとも、ＣＰＵ２３１、入出力部２３２、第１記憶部２３３、第２記憶部２３４、及び表示部２３５を備えている。ＣＰＵ２３１、入出力部２３２、第１記憶部２３３、第２記憶部２３４、及び表示部２３５はバスで接続されている。
【００２８】
ＣＰＵ２３１は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ等を有するマイクロプロセッサにより構成される。ＣＰＵ２３１は、例えば、ハードディスク装置又はＲＯＭ等の第１記憶部２３３から読み出した各プログラムを実行し、その実行の際には、例えば、入出力部２３２を介してＣＬデータを入力し、例えば、第１記憶部２３３、ＲＡＭ等の第２記憶部２３４から情報を読み出し、第１記憶部２３３、ＲＡＭ等の第２記憶部２３４に対して情報の書き込みを行い、表示部２３５、及び入出力部２３２と信号の授受を行い、例えば処理内容を表示部２３５に表示させる。
【００２９】
より具体的には、ＣＰＵ２３１は、ポストプロセッサソフトウェアを構成する各プログラム（以下、「ポストプロセッサアプリケーション」とも総称する）を実行することによって、コンピュータ２３をポストプロセッサ部２２として機能させる。
また、ＣＰＵ２３１は各プログラムを実行することによって、コンピュータ２３に、所定の手順（以下、「加工プログラム生成手順」と総称する）を実行させる。
【００３０】
以下、ＣＰＵ２３１の有する機能をポストプロセッサ部２２の観点から説明する。なお、ポストプロセッサ部２２による加工プログラム生成手順（方法）の観点に基づく説明は、「部」を「手順」に置き換えることで説明できるため、省略する。
【００３１】
図３は本発明に係るポストプロセッサ部２２の機能を示すブロック図である。図３に示すように、ポストプロセッサ部２２は、データ読み込み部２２１と、特徴形状認識部２２２と、区間設定部２２３と、区間内動作生成部２２４と、区間外動作生成部２２５と、加工プログラム出力部２２６と、を備えている。ポストプロセッサ部２２の各機能部について説明する前に、ポストプロセッサ部２２に入力されるＣＬデータについて説明する。
【００３２】
＜ＣＬデータについて＞
ポストプロセッサ部２２に入力されるＣＬデータは、例えばエッジや平滑面等の特徴形状に係る情報等を含むように構成される。より具体的には、ＣＬデータは次の情報Ｉｎｆ１から情報Ｉｎｆ５を含むようにすることができる。
（Ｉｎｆ１）工具経路に関する情報、
（Ｉｎｆ２）工具経路上にある特徴形状に関する情報、
（Ｉｎｆ３）加工に用いる工具に関する情報
（Ｉｎｆ４）加工条件に関する情報、
（Ｉｎｆ５）加工を行う順序に関する情報。
【００３３】
ここで、情報Ｉｎｆ１（＝工具経路に関する情報）は、例えば、加工物の輪郭形状に対して工具形状をオフセットした工具経路等に係る情報（ＣＬデータそのもの）を含む。
情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）は、工具経路上のある区間の特徴について記述した特徴区間情報を含んでいる。特徴区間情報は、例えば、工具経路上で、工具が加工物のエッジに接しているエッジ区間に関する情報、又は工具経路上で、工具経路を平滑な曲線にする平滑化区間に関する情報等を含む。
情報Ｉｎｆ３（＝加工に用いる工具に関する情報）は、例えば、工具のタイプ、工具の寸法等に関する情報等を含む。
情報Ｉｎｆ４（＝加工条件に関する情報）は、例えば、工具経路上での送り速度、工具経路上での主軸回転数、切削液の使用等に関する情報を含む。
情報Ｉｎｆ５（＝加工を行う順序に関する情報）は、加工工程の順序等に関する情報を含む。なお、ポストプロセッサ部２２の処理においては、特に、情報Ｉｎｆ２、情報Ｉｎｆ４が重要となる。
【００３４】
上記情報を有するＣＬデータのデータモデルの階層構造の参考例として例えば、ＩＳＯ  １４６４９等が挙げられる。ただし、必要な情報を適切に記載できる形式であれば、ＣＬデータのデータモデルの階層構造はＩＳＯ  １４６４９等の例に限定されない。
図４はＩＳＯ  １４６４９に基づくデータモデルの階層構造を示す構成図である。なお、情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）は、ＩＳＯ  １４６４９に基づくデータモデルの階層構造に含まれないため、上記データモデルの階層構造における「工具経路」の下位構造データ「特徴形状」として仮に設定している。
なお、図４に示すデータモデルの階層構造を参照する場合、例えば情報Ｉｎｆ１（＝工具経路に関する情報）は「加工形状」及び「工具経路」に、情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）は「特徴形状」に、情報Ｉｎｆ３（＝加工に用いる工具に関する情報）は「使用工具」に、情報Ｉｎｆ４（＝加工条件に関する情報）は「加工条件」に、情報Ｉｎｆ５（＝加工を行う順序に関する情報）は「工程リスト」にそれぞれ記載することができる。
このようにすることで、情報Ｉｎｆ１〜情報Ｉｎｆ５を含むＣＬデータは、データモデルに基づいて構造化された情報として記載することができる。
なお情報Ｉｎｆ１〜情報Ｉｎｆ５について、例えば、（ＸＭＬ等により）タグ付けしたテキスト情報をコメントとしてＣＬデータに挿入してもよい。
以上、ポストプロセッサ部２２に入力されるＣＬデータに含まれる情報について説明した。次に、ポストプロセッサ部２２の各機能部について説明する。
【００３５】
データ読み込み部２２１は、例えば、メインプロセッサ部２１で作成された、情報Ｉｎｆ１（＝工具経路に関する情報）、情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）、情報Ｉｎｆ３（＝加工に用いる工具に関する情報）、情報Ｉｎｆ４（＝加工条件に関する情報）、及び／又は情報Ｉｎｆ５（＝加工を行う順序に関する情報）を含むＣＬデータを読み込む。
【００３６】
特徴形状認識部２２２は、加工工程毎に、ＣＬデータに含まれる全ての情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）を検出する。
特徴形状認識部２２２は、情報Ｉｎｆ２が例えば、エッジ区間に関する情報であることを認識すると、エッジ区間の開始点、及びエッジ区間の終了点を取得するとともに、Ｉｎｆ４から、当該エッジ区間を含む工具経路上での送り速度、工具経路上での主軸回転数等の加工条件に関する情報を取得する。
また、特徴形状認識部２２２は、情報Ｉｎｆ２が例えば、工具経路上で工具経路を平滑な曲線にする平滑化区間に関する情報であることを認識すると、当該平滑化区間において、連続する直線分で与えられる工具経路、及びこの工具経路上で、形状を平滑にする平滑化区間の情報を取得する。ここで、平滑化区間情報は平滑化区間の開始点、終了点、及び平滑化区間内で許容される工具方向の変化率（一定距離進む間に、進行方向がどれだけ変化するか）の情報等を含むことができる。
【００３７】
区間設定部２２３は、特徴形状認識部２２２により検出した各情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）毎に、情報Ｉｎｆ２の特徴形状情報に基づき、工具経路上に一定の区間を設定する。
【００３８】
より具体的には、区間設定部２２３は、特徴形状認識部２２２により検出した情報Ｉｎｆ２が工具経路上の工具が加工物のエッジに接しているエッジ区間に関する情報であった場合、エッジ区間を含む工具経路上に低速区間を自動的に設定する。低速区間は例えば、図５に示すように、エッジ区間よりも広くなるように、低速区間の開始点と終了点が決められる。低速区間の範囲は、予め決められていても、加工条件に応じて計算しても良い。低速区間の設定に係る処理の詳細については、後述する。
【００３９】
また、区間設定部２２３は、特徴形状認識部２２２により検出した情報Ｉｎｆ２が平滑化区間に関する情報であることを認識すると、平滑化区間情報に基づき工具経路上に平滑化区間を設定する。
より具体的には、区間設定部２２３は、与えられた平滑化区間情報に基づき工具経路上に平滑化区間を設定する。ここで、区間設定部２２３により設定される平滑化区間は、前述した平滑化情報に基づき工具経路上に設定される区間である。例えば、図１１に示す開始点と終了点は、平滑化区間情報に記載された点と一致する。また、区間設定部２２３は、平滑化区間内で、工具方向の変化率を許容値以下としながら、折れ線で与えられた工具経路に最も近くなるような工具経路を新たに生成する。なお、区間設定部２２３は、進行方向変化の変化率にも許容値を設定することで、（一般に、Ｇ２連続、Ｇ３連続と呼ばれる）高次の連続性を有する工具経路を生成しても良い。
【００４０】
また、平滑区間内で速度や最大加速度を調整することで、曲線の滑らかさを向上させることも可能である。
ＣＮＣ加工機械の多くは、工具の動かし方のモードとして、指令に忠実な第１の加工モードと、滑らかさを優先する第２の加工モードのどちらかを選択する機能を通常有している。ここで、第１の加工モードとは、ＮＣ指令の工具経路が折れ線ならば、きちんと折れ線になるように加工する加工モードを意味する。第２の加工モードとは、ＮＣ指令の工具経路が折れ線であっても、それを平滑化して滑らかに加工する加工モードである。
なお、工具経路の平滑化の度合いによって何段階かで、第１の加工モードと第２の加工モードとを選択可能とできるＣＮＣ加工機械がある。
第１の加工モードと第２の加工モードとは、許容されるモータの最大加減速度の大きさが異なっており、許容される加減速度が大きいほど機械は指令に忠実な動作をする。第１の加工モードか第２の加工モードかは、一般的に加工前に選択されている。
このように、情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）に平滑化区間に関する情報を記載する場合、平滑化区間の情報として例えば、平滑化区間の外側は指令に忠実な第１の加工モードで加工し、平滑化区間内は滑らかさ優先の第２の加工モードで加工する等、平滑化区間の内外でモードを自動的に切り換えるように指定することができる。この場合、ポストプロセッサ部２２により生成される加工プログラム（ＮＣデータ）のパラメータとしては、モータに許容される最大加減速度が平滑化区間の内外で切り替わることとなる。また、平滑化区間の情報において、平滑化区間における平滑化の度合いによって第１の加工モードと第２の加工モードとを選択するように指定することもできる。
平滑化区間の設定に係る処理の詳細については、後述する。
【００４１】
区間内動作生成部２２４は、ポストプロセッサ部２２により生成される加工プログラム（ＮＣデータ）のうち、区間設定部２２３により、ＣＬデータに含まれる各情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）に含まれる特徴形状情報に基づいて設定された、工具経路上の一定の区間内の動作を制御する加工プログラム（ＮＣデータ）の部分を生成する。区間内の動作を制御する加工プログラム（ＮＣデータ）の部分の生成に係る処理の詳細については、後述する。
【００４２】
区間外動作生成部２２５は、加工プログラムのうち、設定区間外の動作を制御する部分を生成する。
例えば、設定区間がエッジ区間の場合、区間外動作生成部２２５は、低速区間の通過後、送り速度を区間外における送り速度Ｆ１に戻す速度指令を加工プログラム（ＮＣデータ）内に生成する。
なお、区間外動作生成部２２５を設けず、区間内動作生成部２２４が低速区間の通過後、送り速度を送り速度Ｆ１に戻す速度指令を加工プログラム（ＮＣデータ）内に生成するようにしてもよい。
また、設定区間が平滑化区間の場合、区間外動作生成部２２５を設けず、区間内動作生成部２２４が平滑化区間の通過後、例えば前述した第１の加工モードに切換える速度指令を加工プログラム（ＮＣデータ）内に生成するようにしてもよい。
【００４３】
区間内動作生成部２２４及び区間外動作生成部２２５は、それぞれ工具経路上の一定の区間内の動作を制御する加工プログラム（ＮＣデータ）の部分のパラメータ、及び区間外の動作を制御する加工プログラム（ＮＣデータ）の部分のパラメータを生成する。
ここで、生成されるパラメータは例えば、次のパラメータセット（１）、（２）、（３）のうちの一又は複数のパラメータである。
（１）送り軸の指令速度、許容加速度、許容加加速度、及び加減速の制御に関わる時定数
（２）主軸の指令速度、許容加速度、許容加加速度、及び加減速の制御に関わる時定数
（３）指令経路と実際の経路間に許される誤差の量
【００４４】
加工プログラム出力部２２６は、区間内動作生成部２２４により生成された区間内の動作を制御する加工プログラム（ＮＣデータ）の部分と、区間外動作生成部２２５により生成された区間外の動作を制御する加工プログラム（ＮＣデータ）の部分と、の二つを統合することで、加工プログラム（ＮＣデータ）を生成して出力する。
このように生成された加工プログラム（ＮＣデータ）をＣＮＣ加工機械３０（数値制御装置３１０）に入力することにより、ＣＮＣ加工機械３０（数値制御装置３１０）は、当該ＣＬデータに含まれる情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）に基づいて、例えばエッジ区間及び／又は平滑化区間における加工処理を実行することができる。
【００４５】
［特徴区間情報の利用例１：エッジ区間の情報］
次に、特徴区間情報の一例として、区間設定部２２３、及び区間内動作生成部２２４のエッジ区間に係る処理について、図５を参照しながら詳細に説明する。
この利用例において、ＣＬデータが、エッジ区間に関する情報を記載した情報Ｉｎｆ２、並びに当該エッジ区間を含む工具経路上での送り速度及び工具経路上での主軸回転数等の加工条件に関する情報を記載した情報Ｉｎｆ４を含むものとする。
【００４６】
区間設定部２２３は、エッジ区間を含む工具経路上に低速区間を自動的に設定する。図５に示すように、低速区間がエッジ区間よりも広くなるように、低速区間の開始点と終了点が決められる。低速区間の範囲は、予め決められていても、加工条件に応じて計算しても良い。
【００４７】
ここで、エッジ区間より広く低速区間を設ける理由は、次のとおりである。工作機械においては通常、速度指令が急激にかわると、モータに負荷がかかり、ガタつくことがある。このため、工作機械においては、実際の送り速度の変化が加工プログラム（ＮＣデータ）における速度指令の変化よりも滑らかに（緩やかに）なるように、速度指令の変化が制御される。このため、エッジ区間に入るまでに減速が完了するように、少し手前で低速し、エッジ区間を過ぎてから加速が開始されるようにしてエッジ区間内ではエッジ加工に適した送り速度Ｆ２にするためである。
【００４８】
図６は、指令速度を変更した場合の、加工プログラム（ＮＣデータ）に記載された指令速度の変化と、工作機械において指令速度の変化よりも滑らかに（緩やかに）なるように制御される実際の速度変化との関係を示す特性図の一例である。ここで、実線は加工プログラム（ＮＣデータ）に記載された指令速度の変化を示し、破線は工作機械において指令速度の変化よりも滑らかに（緩やかに）なるように制御された実際の速度の変化を示す。
この例において時定数をＴとすると、ある時間ｔにおける工具の実際の速度は、例えば、図６に示すように、時間（ｔ−時定数Ｔ）における指令速度と時間（ｔ＋時定数Ｔ）における指令速度とを平均した値となる。そのため、エッジ区間の開始点の直前でエッジ区間内における送り速度がＦ２になるように指令すると、実際には速度が落ち切らないままエッジ区間に侵入する。エッジ区間の終了点についても、エッジ区間終了点から加速を開始するように指令すると、実際にはエッジ区間が終わる前に加速が始まる。
このような状況を防ぐため、区間設定部２２３は、エッジ区間開始点から、時定数Ｔの間に進む距離（ほぼＦ２×Ｔである）手前を低速区間の開始点とし、エッジ区間の終了点からＦ２×Ｔ先を低速区間の終了点に設定する。
なお、エッジ区間内における送り速度Ｆ２をそのつど計算する場合には、区間設定部２２３は、Ｆ２×Ｔの値も毎回計算することになる。また、エッジ区間内における送り速度Ｆ２を予め決められた値とする場合にはＦ２×Ｔを例えば情報Ｉｎｆ４（＝加工条件に関する情報）に予め与えておくことができる。
【００４９】
区間内動作生成部２２４は、工具経路で指令されている送り速度をＦ１と、エッジ加工に適した送り速度Ｆ２とを比較し、送り速度Ｆ１＞送り速度Ｆ２の場合、低速区間内の送り速度Ｆ３がＦ２を超えないように速度指令を加工プログラム（ＮＣデータ）内に記載する。送り速度Ｆ２は予め値が決められていても、工具径やエッジの角度から計算しても良い。
【００５０】
図７は経路半径ｒと経路誤差Δｒを示す図である。経路半径ｒは工具径と一致し、経路誤差（指令経路と実際の経路との差）Δｒはエッジに許容される角ダレの大きさであり、機械の加減速時定数Ｔは機械の設定に依存する値である。
基本的には、工具経路のカーブが急になり、許容される誤差が小さくなるほど送り速度を落とすことが求められる。角ダレが許容値以下となる送り速度Ｆ２は、例えば、数１の関係式が成り立つ値を算出する。
数１からわかるように、工具径が小さく、許容される角ダレが小さいほど、送り速度Ｆ２を小さくすることが求められる。
なお、送り速度Ｆ２を予め登録しておく場合には、使用が想定される最小径の工具と、その機械で行う加工のうち角ダレの許容値が最も小さいものに基づき、送り速度Ｆ２を決めておくことができる。
【数１】
2019082852.tif 000003
【００５１】
なお、区間外動作生成部２２５は、前述したとおり、低速区間の通過後、送り速度を送り速度Ｆ１に戻す速度指令を加工プログラム内に記載する。なお、区間外動作生成部２２５を設けず、区間内動作生成部２２４が低速区間の通過後、送り速度を送り速度Ｆ１に戻す速度指令を加工プログラム内に記載してもよい。
【００５２】
以上のように、ポストプロセッサ部２２に入力するＣＬデータに、例えば、情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）に、エッジ区間等の特徴形状の情報を含ませるとともに、情報Ｉｎｆ４（＝加工条件に関する情報）に、当該エッジ区間を含む工具経路上での送り速度、工具経路上での主軸回転数等の加工条件に関する情報を含ませることにより、情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）及び情報Ｉｎｆ４（＝加工条件に関する情報）に従った、エッジ区間における加工処理を実行する加工プログラム（ＮＣデータ）を生成することができる。こうすることで、従来のＧコードでは困難だった形状の加工が容易となる。
【００５３】
［特徴区間情報の利用例２：平滑化区間］
次に、特徴区間情報の一例として、区間設定部２２３、及び区間内動作生成部２２４の平滑化区間に係る処理について、図８を参照しながら詳細に説明する。
この利用例は、ＣＬデータが、平滑化区間に関する情報を記載した情報Ｉｎｆ２を含むものとする。
【００５４】
区間設定部２２３は、与えられた平滑化区間情報に基づき工具経路上に平滑化区間を設定する。
平滑化区間情報は前述したとおり、ＣＬデータに記載された情報で、平滑化区間の開始点、終了点、平滑化区間内で許容される工具方向の変化率（一定距離進む間に、進行方向がどれだけ変化するか）の情報を含んでいる。
区間設定部２２３は、平滑化情報に基づき工具経路上に設定される区間である平滑化区間を設定する。図８に示す開始点と終了点は、平滑化区間情報に記載された点と一致する。区間設定部２２３は、平滑化区間内では、工具方向の変化率を許容値以下としながら、折れ線で与えられた工具経路に最も近くなるような工具経路を新たに生成する。なお、区間設定部２２３は、進行方向変化の変化率にも許容値を設定することで、（一般に、Ｇ２連続、Ｇ３連続と呼ばれる）高次の連続性を有する工具経路を生成しても良い。
【００５５】
区間内動作生成部２２４は、平滑化区間内では、入力された工具経路を、区間設定部２２３により設定された工具の移動距離当たりの進行方向の変化の大きさが、許容値以下となるように線分間を滑らかにつなぐ工具経路に置き換える。なお、許容値は予め設定してあっても、例えば、平滑化情報に記載してあっても良い。
本利用例では、前述したように、区間外動作生成部２２５は用いない。このように、区間内動作生成部２２４は、平滑化区間内の経路を置き換えた工具経路を用いて、加工プログラムを生成する。
以上のように、ポストプロセッサ部２２に入力するＣＬデータに、例えば、情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）に、平滑化区間情報を含ませることにより、情報Ｉｎｆ２（＝工具経路上にある特徴形状に関する情報）に従った、平滑化区間における加工処理を実行する加工プログラム（ＮＣデータ）を生成することができる。こうすることで、従来のＧコードでは困難だった形状の加工が容易となる。
【００５６】
［送り速度と同期した主軸速度の制御の利用例３］
次に送り速度と同期した主軸速度の制御の利用例について説明する。この利用例は上述した利用例１及び利用例２にも適用できる。
区間内動作生成部２２４が送り速度を変化させる場合に、送り速度とともに主軸の回転速度を変えることが好ましい。
例えば、図９に示すように、送り速度と主軸速度とがともに一定値であると、カッタマークの密度は一定である。ここで、カッタマークとは、加工表面に残る、工具の刃の軌跡をいう。これに対して、送り速度が遅くなり、主軸速度が一定値であると、図１０に示すように、カッタマークの密度が変わり、加工面の性状及び見た目が変化する。このため、送り速度Ｆ１と主軸速度Ｓ１が指定された工具経路において、例えばエッジ区間の処理等により送り速度をＦ２（＜Ｆ１）に変化させる際に、区間内動作生成部２２４は、必要に応じて主軸の回転速度を速度Ｓ１とは異なる速度Ｓ２（＜Ｓ１）に変化させることが好ましい。
この場合、図１１に示すように、区間内動作生成部２２４はＳ２＝Ｓ１×（Ｆ２／Ｆ１）となるように、主軸速度Ｓ２を定めることにより、カッタマークの密度を一定に保ち、均一な加工面を得ることができる。
【００５７】
以上、ポストプロセッサ部２２の構成について説明した。続いて、ポストプロセッサ部２２の動作について説明する。図１２はポストプロセッサ部２２の動作を示すプローチャートである。
【００５８】
ステップＳ１０１において、データ読み込み部２２１は、例えばメインプロセッサ部２１で作成された、特徴形状情報を含むＣＬデータを読み込む。
ステップＳ１０２において、特徴形状認識部２２２は、ＣＬデータに特徴形状情報が含まれているか否かを検出する。例えば図４に示す工程経路を参照して特徴形状情報が含まれているかどうかを検出する。ＣＬデータに特徴形状情報が含まれている場合、ステップＳ１０３に移る。ＣＬデータに新たな特徴形状情報が含まれていなければ、ステップＳ１０６に移る。
ステップＳ１０３において、ＣＬデータに特徴形状情報を認識する。
ステップＳ１０４において、区間設定部２２３は、ステップＳ１０３において認識した特徴形状情報に基づき、工具経路上に一定の区間を設定する。
ステップＳ１０５において、区間内動作生成部２２４は、加工プログラム（ＮＣデータ）のうち、設定区間内の動作を制御する部分を生成し、区間外動作生成部２２５は、加工プログラムのうち、設定区間外の動作を制御する部分を生成する。区間内動作生成部２２４及び区間外動作生成部２２５は、それぞれ、加工プログラムのパラメータを生成する。生成されるパラメータは例えば、次のパラメータセット（１）、（２）、（３）のうちの一又は複数のパラメータである。
（１）送り軸の指令速度、許容加速度、許容加加速度、及び加減速の制御に関わる時定数
（２）主軸の指令速度、許容加速度、許容加加速度、及び加減速の制御に関わる時定数
（３）指令経路と実際の経路間に許される誤差の量
さらにステップＳ１０５において、加工プログラム出力部２２６は、区間内動作生成部２２４の生成した設定区間内の動作を制御する部分と区間外動作生成部２２５の生成した設定区間外の動作を制御する部分との二つを統合する。その後、ステップＳ１０２に移る。
ステップＳ１０６において、加工プログラム出力部２２６は、加工プログラム（ＮＣデータ）を生成して出力する。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、ポストプロセッサ部２２はその機能の全部又は一部はソフトウェアで実現することができる。しかしポストプロセッサ部２２の機能をハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。ハードウェアで構成する場合、ポストプロセッサ部２２のデータ読み込み部２２１、特徴形状認識部２２２、区間設定部２２３、区間内動作生成部２２４、区間外動作生成部２２５、及び加工プログラム出力部２２６の一部又は全部を、例えば、ＬＳＩ(Large Scale Integrated circuit)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ゲートアレイ、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)等の集積回路（ＩＣ）で構成することができる。
【００６０】
ソフトウェアによって実現する場合、ポストプロセッサ部２２を動作させる、図１２に示したような動作を記述した、ハードディスク装置、ＲＯＭ等の第１記憶部に記憶されたポストプロセッサアプリケーションに従い、演算に必要な情報をＲＡＭ等の第２記憶部に記憶し、処理を実行することでポストプロセッサ部２２の動作をプログラムで実行ことができる。ポストプロセッサアプリケーションは、プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な媒体からハードディスク等の第１記憶部に読み込むことができる。コンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible  storage  medium）を含む。コンピュータ可読媒体は非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer  readable  medium）を含む。コンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable  ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable  PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random  access  memory））を含む。
【符号の説明】
【００６１】
１０  ＣＡＤ装置
２０  ＣＡＭ装置
２１  メインプロセッサ部
２２  ポストプロセッサ部
３０  ＣＮＣ加工機械
３１０  数値制御装置
３２０  サーボ制御装置
３３０  主軸モータ
３４０  送り軸モータ
【図１】
2019082852.tif 000004
【図２】
2019082852.tif 000005
【図３】
2019082852.tif 000006
【図４】
2019082852.tif 000007
【図５】
2019082852.tif 000008
【図６】
2019082852.tif 000009
【図７】
2019082852.tif 000010
【図８】
2019082852.tif 000011
【図９】
2019082852.tif 000012
【図１０】
2019082852.tif 000013
【図１１】
2019082852.tif 000014
【図１２】
2019082852.tif 000015