(57)【要約】【課題】複曲面を有する構造モデルの切削加工に適した曲面複合型の工具を容易に選定することを目的とする。【解決手段】工具選定部２１は、解析部２１１と、選定部２１２とを有する。解析部２１１は、複曲面を含む加工領域の形状または加工領域の加工面に関する情報に基づいて工具の送り方向及びピックフィード方向を決定し、少なくとも加工面内における最小曲率半径に関する値及びピックフィード方向の最大曲率半径に関する値が記録されたパラメータ情報を作成する。選定部２１２は、曲面形状とされた底刃部と、底刃部の曲面の曲率半径とは異なる曲率半径を有する曲面形状とされた側刃部とを有する複数の工具の中からパラメータ情報に基づいて加工領域の加工に用いる工具を選定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複曲面を含む加工領域の形状または前記加工領域の加工面に関する情報に基づいて工具の送り方向及びピックフィード方向を決定し、少なくとも前記加工面内における最小曲率半径に関する値及び前記ピックフィード方向の最大曲率半径に関する値が記録されたパラメータ情報を作成する解析部と、
曲面形状とされた底刃部と、前記底刃部の曲面の曲率半径とは異なる曲率半径を有する曲面形状とされた側刃部とを有する複数の工具の中から前記パラメータ情報に基づいて前記加工領域の加工に用いる工具を選定する選定部と
を具備する工具選定装置。
【請求項２】
前記パラメータ情報には、前記加工領域のコーナー部の曲率に関する値、フィレット部の曲率に関する値、及び前記フィレット部の高さに関する値が更に記録されている請求項１に記載の工具選定装置。
【請求項３】
前記選定部は、第１条件及び第２条件を満たす工具を前記加工領域の工具として選定し、
前記第１条件は、前記側刃部の曲率半径と前記パラメータ情報から得られる前記フィレット部の曲率半径との差が所定値以内であることであり、
前記第２条件は、前記底刃部の径と前記パラメータ情報から得られる前記コーナー部の曲率半径との差が所定値以内であり、工具の許容最小曲率半径と前記加工面における最小曲率半径との差が所定値以内であり、かつ、前記側刃部の高さと前記加工領域において前記フィレット部が設けられる位置の高さとの差が所定値以内であることである請求項２に記載の工具選定装置。
【請求項４】
前記解析部は、複数の前記加工領域に関する前記パラメータ情報が記載されたパラメータテーブルを作成し、
前記選定部は、前記フィレット部の曲率半径に基づいて前記パラメータテーブルを複数のグループに区分し、前記グループ毎に前記第１条件及び前記第２条件を満たす一つの工具を選定する請求項３に記載の工具選定装置。
【請求項５】
前記パラメータテーブルには、各前記加工面の面積が含まれ、
前記選定部は、前記グループ毎に設定した前記工具と、前記パラメータテーブルとを用いて、前記グループ毎に合計加工評価値を演算し、
前記グループ毎の合計加工評価値に基づいて追加工具を設定する対象となる対象グループを特定し、
特定した前記グループに属する複数の前記パラメータ情報を用いて追加工具を設定し、
前記合計加工評価値は、各前記グループに属する各前記加工領域を前記グループ毎に設定した前記工具によって加工する場合のピックフィード量に関する加工評価値の累積値である請求項４に記載の工具選定装置。
【請求項６】
前記選定部は、前記対象グループに属する各前記加工領域について、前記加工面の最小曲率半径及び前記コーナー部の曲率半径を取得し、取得した各前記加工領域における前記加工面の最小曲率半径のバラツキ量及び前記コーナー部の曲率半径のバラツキ量に基づいて前記追加工具を選定するための新たな閾値を設定し、前記閾値を用いて前記追加工具を選定する請求項５に記載の工具選定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の工具選定装置を備え、
前記工具選定装置によって選定された工具を使用して各前記加工領域を加工するときの加工条件を設定するＮＣプログラム作成システム。
【請求項８】
複曲面を含む加工領域の形状または前記加工領域の加工面に関する情報に基づいて工具の送り方向及びピックフィード方向を決定し、少なくとも前記加工面内における最小曲率半径に関する値及び前記ピックフィード方向の最大曲率半径に関する値が記録されたパラメータ情報を作成する解析工程と、
曲面形状とされた底刃部と、前記底刃部の曲面の曲率半径とは異なる曲率半径を有する曲面形状とされた側刃部とを有する複数の工具の中から前記パラメータ情報に基づいて前記加工領域の加工に用いる工具を選定する選定工程と
を具備する工具選定方法。
【請求項９】
複曲面を含む加工領域の形状または前記加工領域の加工面に関する情報に基づいて工具の送り方向及びピックフィード方向を決定し、少なくとも前記加工面内における最小曲率半径に関する値及び前記ピックフィード方向の最大曲率半径に関する値が記録されたパラメータ情報を作成する解析処理と、
曲面形状とされた底刃部と、前記底刃部の曲面の曲率半径とは異なる曲率半径を有する曲面形状とされた側刃部とを有する複数の工具の中から前記パラメータ情報に基づいて前記加工領域の加工に用いる工具を選定する選定処理と
をコンピュータに実行させるための工具選定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具選定装置、方法、及びプログラム、並びにＮＣプログラム作成システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、航空機の胴体などには、薄肉であって、かつ、コンター形状を有するスキン（例えば、単数方向に曲率を有するシングルコンタースキンや複数方向に曲率を有するダブルコンタースキン）が用いられている。このような航空機に用いられるスキンは、重量軽減等の目的で、スキンの内面に対して、板厚を薄くする加工等の板厚方向に対する加工（以下、「板厚加工」という。）を行うことがある。以前は、ケミカルミリング加工での板厚加工を行っていたが、近年は工作機械能力向上により機械加工での板厚加工が取り組まれている。機械加工は従来、ボールエンドミルまたはラジアスエンドミルを使用した等高線加工、筋彫り加工が一般的に採用されているが、曲率を有する曲面に対しての機械加工であるため、加工効率が低く、所望の面粗度を得ることが難しい。
【０００３】
従来、３次元形状の切削加工方法やＮＣプログラムの作成方法として様々な手法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１には、３次元形状の加工において、各工程の面精度に基づいて複数工程の工程順序を決定する方法が開示されている。
特許文献２には、摩擦を考慮して選定した切削工具を用いて、３次元曲面の切削加工を行う切削加工方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５８９０９０７号公報
【特許文献２】特許第５４０２１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、加工の高効率化を図るために、底部と側部とに曲率半径の異なる曲面を有する曲面複合型の工具（例えば、バレル工具、レンズ工具等）が提案されている。
しかしながら、このような曲面複合型の工具を用いて複曲面を有する場合には、作業者が手動で加工条件設定を行う必要があり、労力や時間を要する。更に、複曲面の加工ではそもそもその加工に適した曲率半径や径などをもつ曲面複合型の工具を選定することが難しいといった問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複曲面を有する構造体の切削加工に適した曲面複合型の工具を容易に選定することのできる工具選定装置、方法、及びプログラム、並びにＮＣプログラム作成システ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】
【０００７】
本発明の第一態様は、複曲面を含む加工領域の形状または前記加工領域の加工面に関する情報に基づいて工具の送り方向及びピックフィード方向を決定し、少なくとも前記加工面内における最小曲率半径に関する値及び前記ピックフィード方向の最大曲率半径に関する値が記録されたパラメータ情報を作成する解析部と、曲面形状とされた底刃部と、前記底刃部の曲面の曲率半径とは異なる曲率半径を有する曲面形状とされた側刃部とを有する複数の工具の中から前記パラメータ情報に基づいて前記加工領域の加工に用いる工具を選定する選定部とを具備する工具選定装置である。
【０００８】
上記構成によれば、複曲面を含む加工領域の形状または加工領域の加工面に関する情報（例えば、曲率情報や曲率半径情報等）に基づいて工具の送り方向及びピックフィード方向が決定され、加工面内における最小曲率半径に関する情報及び決定されたピックフィード方向の最大曲率半径に関する情報が少なくとも記録されたパラメータ情報が解析部によって作成される。そして、このパラメータ情報に基づいて加工領域の加工に用いる工具が選定部によって選定される。このように、加工面内における曲率情報（曲率半径情報）に基づいて工具を選定するので、加工面内の曲率半径に応じた適切な刃形状を持つ工具を選択することができる。なお、曲率半径と曲率とは逆数の関係にあるため、曲率半径、曲率のどちらの情報を用いてもよい。例えば、最小曲率半径に関する情報は、最小曲率半径であってもよいし、最大曲率でもよい。
【０００９】
上記工具選定装置において、前記パラメータ情報には、前記加工領域のコーナー部の曲率に関する値、フィレット部の曲率に関する値、及び前記フィレット部の高さに関する値が更に記録されていてもよい。
【００１０】
上記構成によれば、加工領域のコーナー部の曲率に関する値、フィレット部の曲率に関する値、及びフィレット部の高さに関する値も考慮して工具を選定することが可能となる。これにより、加工領域の形状に対してより適切な工具を選定することが可能となる。
【００１１】
上記工具選定装置において、前記選定部は、例えば、第１条件及び第２条件を満たす工具を前記加工領域の工具として選定する。ここで、前記第１条件は、前記側刃部の曲率半径と前記パラメータ情報から得られる前記フィレット部の曲率半径との差が所定値以内であることである。また、前記第２条件は、前記底刃部の径と前記パラメータ情報から得られる前記コーナー部の曲率半径との差が所定値以内であり、工具の許容最小曲率半径と前記加工面における最小曲率半径との差が所定値以内であり、かつ、前記側刃部の高さと前記加工領域において前記フィレット部が設けられる位置の高さとの差が所定値以内であることである。
【００１２】
上記構成によれば、第１条件を満たす工具とすることで、フィレット部を効率的に加工することができ、更に、第２条件を満たす工具とすることで、加工面やコーナー部の加工効率も向上させることが可能となる。
【００１３】
上記工具選定装置において、前記解析部は、複数の前記加工領域に関する前記パラメータ情報が記載されたパラメータテーブルを作成し、前記選定部は、前記フィレット部の曲率半径に基づいて前記パラメータテーブルを複数のグループに区分し、前記グループ毎に前記第１条件及び前記第２条件を満たす一つの工具を選定することとしてもよい。
【００１４】
上記構成によれば、複数の加工領域を有する場合に、複数の加工領域がフィレット部の曲率半径に基づいて複数のグループに区分され、各グループに対して一つの工具が選定される。これにより、使用される工具の数を最低限に抑えることが可能となる。
【００１５】
上記工具選定装置において、前記パラメータテーブルには、各前記加工面の面積が含まれ、前記選定部は、前記グループ毎に設定した前記工具と、前記パラメータテーブルとを用いて、前記グループ毎に合計加工評価値を演算し、前記グループ毎の合計加工評価値に基づいて追加工具を設定する対象となる対象グループを特定し、特定した前記グループに属する複数の前記パラメータ情報を用いて追加工具を設定してもよい。ここで、前記合計加工評価値は、各前記グループに属する各前記加工領域を前記グループ毎に設定した前記工具によって加工する場合のピックフィード量に関する加工評価値の累積値である。
【００１６】
上記構成によれば、グループ毎に合計加工評価値が演算され、合計加工評価値に基づいて追加工具を設定する対象となる対象グループが特定される。ここで、合計加工評価値は、各前記グループに属する各加工領域をグループ毎に設定した工具によって加工する場合のピックフィード量に関する加工評価値の累積値であるため、合計加工評価値をグループ間で比較することにより、加工時間の長いグループを特定することができる。そして、特定した対象グループに対して追加工具を設定するので、対象グループに属する加工領域の加工効率を向上させることが可能となる。
【００１７】
上記工具選定装置において、記選定部は、前記対象グループに属する各前記加工領域について、前記加工面の最小曲率半径及び前記コーナー部の曲率半径を取得し、取得した各前記加工領域における前記加工面の最小曲率半径のバラツキ量及び前記コーナー部の曲率半径のバラツキ量に基づいて前記追加工具を選定するための新たな閾値を設定し、前記閾値を用いて前記追加工具を選定することとしてもよい。
【００１８】
上記構成によれば、対象グループに属する各加工領域についての加工面の最小曲率半径のバラツキ量とコーナー部の最小曲率半径のバラツキ量を評価し、このバラツキ量に基づいて新たな閾値を設定し、この新たな閾値を用いて追加工具を選定するので、対象グループに属する各加工領域についての加工面の最小曲率半径のバラツキ量とコーナー部の最小曲率半径のバラツキ量とを考慮した追加工具を選定することが可能となる。
【００１９】
本発明の第二態様は、上記いずれかに記載の工具選定装置を備え、前記工具選定装置によって選定された工具を使用して各前記加工領域を加工するときの加工条件を設定するＮＣプログラム作成システムである。
【００２０】
上記構成に係るＮＣプログラム作成システムによれば、各加工領域の形状や曲率半径等を考慮して選定された工具を用いた各加工領域の加工条件が設定される。これにより、加工効率を向上させるＮＣプログラムを作成することが可能となる。また、従来は手動で行われていた一連の作業を自動化することができ、作業者の労力を低減できるとともに、作業時間を短縮することが可能となる。
【００２１】
本発明の第三態様は、複曲面を含む加工領域の形状または前記加工領域の加工面における曲率情報に基づいて工具の送り方向及びピックフィード方向を決定し、少なくとも前記加工面内における最小曲率半径に関する値及び前記ピックフィード方向の最大曲率半径に関する値が記録されたパラメータ情報を作成する解析工程と、曲面形状とされた底刃部と、前記底刃部の曲面の曲率半径とは異なる曲率半径を有する曲面形状とされた側刃部とを有する複数の工具の中から前記パラメータ情報に基づいて前記加工領域の加工に用いる工具を選定する選定工程とを具備する工具選定方法である。
【００２２】
本発明の第四態様は、複曲面を含む加工領域の形状または前記加工領域の加工面における曲率情報に基づいて工具の送り方向及びピックフィード方向を決定し、少なくとも前記加工面内における最小曲率半径に関する値及び前記ピックフィード方向の最大曲率半径に関する値が記録されたパラメータ情報を作成する解析処理と、曲面形状とされた底刃部と、前記底刃部の曲面の曲率半径とは異なる曲率半径を有する曲面形状とされた側刃部とを有する複数の工具の中から前記パラメータ情報に基づいて前記加工領域の加工に用いる工具を選定する選定処理とをコンピュータに実行させるための工具選定プログラムである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複曲面を有する構造体の切削加工に適した曲面複合型の工具を容易に選定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】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るＮＣプログラム作成システムのハードウェア構成の一例を示した概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＮＣプログラム作成システムが備える機能の一例を示した機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＮＣプログラム作成システムによってＮＣプログラムが作成される形状モデルの一例を示した図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るワークを２次元平面に投影した場合のポケットの形状を拡大して示した図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る加工領域の設定について説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る加工領域における要素分類及び要素分類に応じた着色について説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るパラメータテーブルの一例を示した図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る曲面複合型の工具の一例を示した図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る工具リストの一例を示した図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るパラメータ情報のグルーピングについて説明するための図である。
【図１１】図７に示したパラメータテーブルについて、各加工領域に対して工具情報が反映された状態を示した図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る追加工具を設定するために使用される閾値の決定方法について説明するための図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る追加工具を設定するために使用される閾値の決定方法について説明するための図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る追加工具を設定するために使用される閾値の決定方法について説明するための図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係るＮＣプログラム作成部によって実行されるツールパス作成処理の一例を示したフローチャートである。
【図１６】ＮＣプログラム作成システムによって実行されるＮＣプログラム作成処理に含まれる解析処理の手順の一例を示したフローチャートである。
【図１７】ＮＣプログラム作成システムによって実行されるＮＣプログラム作成処理に含まれる選定処理の手順の一例を示したフローチャートである。
【図１８】ＮＣプログラム作成システムによって実行されるＮＣプログラム作成処理に含まれる作成処理の手順の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係る工具選定装置、方法、及びプログラム、並びにＮＣプログラム作成システムについて図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＮＣ（Numerical Control：数値制御）プログラム作成システム１のハードウェア構成の一例を示した概略構成図である。ＮＣプログラム作成システム１は、図１に示すように、コンピュータシステム（計算機システム）であり、例えば、ＣＰＵ１１、ＣＰＵ１１が実行するプログラム及びこのプログラムにより参照されるデータ等を記憶するための補助記憶装置１２、各プログラム実行時のワーク領域として機能する主記憶装置１３、ネットワークに接続するための通信インターフェース１４、キーボードやマウス等からなる入力部１５、及びデータを表示する液晶表示装置等からなる表示部１６等を備えている。これら各部は、例えば、バス１８を介して接続されている。補助記憶装置１２は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が一例として挙げられる。
【００２６】
後述する説明する各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で補助記憶装置１２に記憶されており、このプログラムをＣＰＵ１１が主記憶装置１３に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、補助記憶装置１２に予めインストールされている形態や、他のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００２７】
図２は、ＮＣプログラム作成システム１が備える機能の一例を示した機能ブロック図である。図２に示すように、ＮＣプログラム作成システム１は、工具選定部（工具選定装置）２１と、ＮＣプログラム作成部２２とを主な構成として備えている。
工具選定部２１は、複曲面を含む構造体を切削加工して形成する場合に、その加工に適した工具を自動で選定する機能を有する。工具選定部２１は、例えば、解析部２１１と、選定部２１２とを主な構成として備えている。
【００２８】
解析部２１１は、例えば、ＣＡＤ装置を用いて作図された構造体の３次元形状データ（以下「形状データ」という。）を取得する。この形状データは、加工対象である構造体の３次元形状モデルが数値的なデータに変換されたデータであり、例えば、３次元形状モデル（以下「形状モデル」という）の外郭形状や、外郭形状によって囲まれる面形状を数値的に表したものである。なお、形状データは、パラメトリックデータであっても、非パラメトリックデータであっても良い。パラメトリックデータとは、距離や長さ、角度などが数値ではなく変数で定義された図形データであって、変数を入れ替えることで図形を容易に変更することができる図形データ様式である。
【００２９】
本実施形態において、形状モデルは複曲面を含んでいる。解析部２１１は、取得した形状データを解析することでパラメータテーブルを作成する。
解析部２１１は、例えば、形状データに基づく形状モデルを複数の加工領域に分類し、各加工領域の形状または各加工領域の加工面における曲率情報に基づいて、加工領域毎に工具の送り方向及びピックフィード方向を決定する。そして、加工領域毎に、加工面内における最小曲率半径に関する値及びピックフィード方向の最大曲率半径に関する値を含むパラメータが記録されたパラメータ情報を作成する。
【００３０】
以下、解析部２１１によって実行される解析処理についてより具体的に説明する。また、以下の説明では、例えば、航空機の胴体等を構成する航空機外板（スキン）に、更なる軽量化のためにポケット部加工（減肉加工）を施す場合を例示して説明する。
【００３１】
図３、図４は、最終加工物としての形状モデルの一例を示す図である。図３はワークＷの形状を概略的に示した図、図４はワークＷを２次元平面に投影した場合のポケットＭ１、Ｍ２の形状を拡大して示した図である。
図３、図４に示すように、形状モデルは、例えば、所定の曲率半径を有するワーク（航空機外板）Ｗに対して所定間隔で配列された複数のポケットＭ１、Ｍ２が形成された加工形状を有している。図４に示すように、ポケットＭ１、Ｍ２は、４つコーナー部Ｃｎが曲面とされた略長方形の加工面Ｍｓとされ、加工面Ｍｓの外周面にフィレット部ＦＬが形成されている。ポケットＭ１のフィレット部ＦＬと、ポケットＭ２のフィレット部ＦＬとは異なる曲率半径とされている。
【００３２】
解析部２１１は、形状モデルの形状データを取得すると、この形状データで表される形状モデル上に各加工領域Ｕを設定する。この結果、例えば、図５に示すように、各ポケットＭ１、Ｍ２が加工領域Ｕとしてそれぞれ設定される。続いて、解析部２１１は、各加工領域Ｕを更に各種加工要素に分類し、分類した各要素に識別情報を付与するとともに、同じ要素（例えば、加工面、フィレット部、テーパ部等）を同じ色で着色する。これにより、例えば、図６に示すように、要素毎に異なる色が施される。なお、図６では便宜上色に代えてハッチングの種類を変えた図を一例として示している。
【００３３】
続いて、解析部２１１は、加工領域Ｕ毎に、工具の送り方向とピックフィード方向とを決定する。例えば、工具の送り方向とピックフィード方向とは以下の１）〜３）のいずれかの方法で決定することができる。
【００３４】
１）各加工領域Ｕを２次元平面に投影することにより加工領域Ｕの外接四角形を作成し、長辺を送り方向、短辺をピックフィード方向として設定する。
２）各加工領域Ｕを２次元平面に投影することにより加工領域Ｕの外接四角形を作成し、外接四角形の長辺、短辺を設定し、最大曲率半径が大きい辺を送り方向、小さい方をピックフィード方向として設定する。
３）ＣＡＤモデルのＸＹ軸方向のうち、最大曲率半径が大きい軸を送り方向、小さい方をピックフィード方向として設定する。
【００３５】
このようにして、各加工領域Ｕについて、工具の送り方向及びピックフィード方向を決定すると、続いて、解析部２１１は、加工面Ｍｓ毎に、ピックフィード方向における最大曲率半径及び加工面Ｍｓ全体における最小曲率半径を取得する。
【００３６】
更に、解析部２１１は、各加工領域Ｕについて、コーナー部Ｃｎの曲率に関する値、フィレット部ＦＬの曲率に関する値、及びフィレット部ＦＬの高さに関する値を形状モデルから取得する。ここで、「曲率に関する値」の一例として、曲率、曲率半径、曲率半径を２倍した直径等が挙げられる。本実施形態では、一例として、「曲率に関する値」として「曲率半径」を例示して説明する。また、フィレット部の高さに関する値は、加工面Ｍｔからフィレット部の上面までの距離であり、図４に示したポケットＭ１、Ｍ２の深さに相当する。
【００３７】
解析部２１１は、各加工領域Ｕについて各要素のパラメータが登録されたパラメータ情報を作成すると、更に複数のパラメータ情報を統合することによりパラメータテーブルを作成する。図７は、パラメータテーブルＰＴの一例を示した図である。図７に示すパラメータテーブルＰＴでは、形状モデルを構成する部品毎に各加工領域Ｕを構成する各要素のパラメータ値が記載されたパラメータ情報Ｐｉが記述されている。図７に示したパラメータテーブルＰＴでは、各要素として、使用する刃部Ｅｇ、フィレット部の曲率半径Ｆｌ＿ｒ、コーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒ（なお、加工領域内でコーナー部の曲率が異なる場合には、最小曲率半径ＭｉｎＣｎ＿ｒを記録する）、加工面Ｍｓにおける最小曲率ＭｉｎＣｔ＿ｒ、ピックフィード方向の最大曲率半径ＭａｘＣｔ＿ｒ、フィレット部の高さＦｌ＿ｈ、及び加工面Ｍｔの面積Ｓを例示しているが、これらは一例であり、他の要素を加えてもよく、また、後述する選定処理で使用しないパラメータを適宜省略することができる。なお、使用する刃部については、各加工領域Ｕを加工する際に工具のどこの部分の刃を使用するのか、具体的には、底刃部なのか側刃部なのかが登録される。なお、工具の詳細については後述する。
【００３８】
解析部２１１によって、構造体についてのパラメータテーブルＰＴが作成されると、選定部２１２は、パラメータテーブルＰＴを用いて形状モデルの加工に必要となる工具を選定する。
【００３９】
以下、工具について図８を参照して説明する。本実施形態において、形状モデルの切削加工に用いられる工具は、ボールエンドミルと異なり、曲面形状とされた底刃部と、底刃部の曲面の曲率半径とは異なる曲率半径を有する曲面形状とされた側刃部とを有する曲面複合型の工具である。ここでは、一例として、バレル工具、レンズ工具、ハイブリッド工具を挙げ、本実施形態における各工具の形状に関する特徴について定義する。なお、本実施形態に係る工具は、チップ式のものでもよいし、エンドミルタイプのものでもよい。
【００４０】
バレル工具は、図８（ａ）に示すように、底刃部が平坦とされ、側刃部が互いに異なる曲率半径、換言すると、曲率を有する２つの曲面で構成された工具である。底刃部に近い位置に設けられた側刃部をノーズ部Ｎｓ、底刃部から遠い位置に設けられた側刃部をバレル部Ｂｌという。また、ノーズ部の曲面の曲率半径を「ノーズ半径Ｎｓ＿Ｒ」といい、ノーズ部の高さを「ノーズ高さＮｓ＿Ｈ」という。また、バレル部の曲面の曲率半径を「バレル半径Ｂｒ＿Ｒ」という。また、工具の直径を「工具径Ｃｕ＿Ｄ」という。
【００４１】
レンズ工具は、図８（ｂ）に示すように、底刃部及び側刃部に互いに曲率半径の異なる曲面を有する工具である。底刃部をレンズ部Ｌｓ、側刃部をノーズ部Ｎｓという。レンズ部Ｌｓの曲率半径を「レンズ半径Ｌｓ＿Ｒ」といい、レンズ部Ｌｓとノーズ部Ｎｓとの境界面におけるレンズ部Ｌｓの径を「底刃径Ｌｓ＿Ｄ」という。また、ノーズ部Ｎｓの高さをノーズ高さ「Ｎｓ＿Ｈ」という。他の定義については、上記バレル工具と同様である。
【００４２】
ハイブリッド工具は、上記バレル工具とレンズ工具とを組み合わせた形状をしており、図８（ｃ）に示すように、底刃部がレンズ部とされ、側刃部にノーズ部Ｎｓとバレル部Ｂｌとが設けられている。各定義については、上述した通りであるので、説明を省略する。
【００４３】
次に、工具選定部２１の選定部２１２について図を参照して詳しく説明する。
選定部２１２は、上記バレル工具、レンズ工具、ハイブリッド工具等の曲面複合型の工具の中から各加工領域Ｕを加工するのに適した工具を選定する。
例えば、すでに、加工領域を加工する工具リストが設定されている場合には、各加工領域に対して工具リストから最も適した工具を割り当てることとなる。
【００４４】
例えば、工具リストがすでに決まっている場合には、選定部２１２は工具リストの情報を取得する。工具リストには、各工具について少なくとも工具の種類、ノーズ半径Ｎｓ＿Ｒ、ノーズ高さＮｓ＿Ｈ、底刃径Ｌｓ＿Ｄ、及びその工具の最小許容曲率半径ＭｉｎＣｒが登録されている。また、それ以外の情報として、レンズ半径Ｌｓ＿Ｒ、工具径Ｃｕ＿Ｄ等が登録されていてもよい。
図９に工具リストの一例を示す。図９に示した工具リストでは、各工具について、工具の種類、ノーズ半径Ｎｓ＿Ｒ、レンズ半径Ｌｓ＿Ｒ，ノーズ高さＮｓ＿Ｈ、底刃径Ｌｓ＿Ｄ、工具径Ｃｕ＿Ｄ、工具の最小許容曲率半径ＭｉｎＣｒが登録されている。ここで、最小許容曲率半径ＭｉｎＣｒは、レンズ半径Ｌｓ＿Ｒ、食い込み許容量Ｉ、及び底刃径Ｌｓ＿Ｄに応じて決まるパラメータであり、レンズ半径Ｌｓ＿Ｒ、食い込み許容量Ｉ、及び底刃径Ｌｓ＿Ｄを公知の関数に代入することで算出される値である。ここで、食い込み許容量Ｉとは、目標加工面に対して削りすぎてしまった場合の深さの許容量をいう。
【００４５】
次に、選定部２１２は、解析部２１１によって作成された形状モデルのパラメータテーブルＰＴを取得し、取得したパラメータテーブルＰＴと上記工具リストとを用いて、加工領域Ｕ毎にその加工領域Ｕを加工するための工具を工具リストの中から選定する。
【００４６】
例えば、選定部２１２は、図７に示したパラメータテーブルＰＴにおいて、「加工領域ＩＤ＝１」に対応するパラメータ情報Ｐｉを取得し、更に、フィレット部の曲率半径Ｆｌ＿ｒ、コーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒ、加工面Ｍｓにおける最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒ、フィレット部の高さＦｌ＿ｈの情報を抽出する。
続いて、選定部２１２は、抽出した上記各要素の値に基づいて、以下の第１条件及び第２条件を満たす工具を工具リストの中から抽出する。
【００４７】
第１条件：工具の側刃部の曲率半径（具体的には、ノーズ半径Ｎｓ＿Ｒ）とフィレット部の曲率半径Ｆｌ＿ｒとの差が所定値以内であること。
第２条件は、以下の（Ａ）〜（Ｃ）の条件を全て満たすことである。
（Ａ）底刃部の径（具体的には、レンズ半径Ｌｓ＿Ｒ）がコーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒの２倍以下であること。
（Ｂ）工具の最小許容曲率半径ＭｉｎＣｒが加工面における最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒ以下であること。
（Ｃ）側刃部の高さがフィレット部の高さＦｌ＿ｈ以上であること。
【００４８】
工具リストの内、上記第１条件及び第２条件を満たす工具が１つであった場合には、その工具を「加工領域ＩＤ＝１」の工具として選定し、パラメータテーブルの加工領域ＩＤ＝１に対応付けて選定した工具の情報を登録し、パラメータテーブルＰＴを更新する。
【００４９】
また、第１条件及び第２条件を満たす工具が複数あった場合には、ノーズ半径Ｎｓ＿Ｒがフィレット部の曲率半径Ｆｌ＿ｒに最も近い工具を「加工領域ＩＤ＝１」の工具として選定する。また、第１条件を満たす工具が複数存在した場合には、そのうち、第２条件に最も合致している工具を「加工領域ＩＤ＝１」の工具として選定すればよい。そして、選定部２１２は、上記処理をパラメータテーブルＰＴに登録されている各加工領域Ｕに対して順次行うことで、全ての加工領域Ｕに対して加工に用いる工具を選定する。そして、パラメータテーブルＰＴには、各加工領域Ｕに対して工具ＩＤが登録される（例えば、図１１参照）。
【００５０】
次に、予め工具リストが決まっていない場合、換言すると、上述した工具リストを作成するところから始める場合について説明する。
この場合、まず、形状モデルのパラメータテーブルＰＴを取得し、フィレット部の曲率半径Ｆｌ＿ｒに基づいてパラメータテーブルＰＴを複数のグループに区分する。例えば、図７に示したパラメータテーブルでは、フィレット部の曲率半径Ｆｌ＿ｒとして、Ａ、Ｂ、Ｃの３つの値が登録されている。したがって、図１０に示すように、図曲率半径Ｆｌ＿ｒがＡのグループＧ１と、ＢのグループＧ２と、ＣのグループＧ３とに区分する。
【００５１】
続いて、選定部２１２は、各グループＧ１〜Ｇ３に属する加工領域Ｕのパラメータ情報の中から、コーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒの最小値Ｍｉｎ（Ｃｎ＿ｒ）、加工面Ｍｓにおける最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒの最小値Ｍｉｎ（ＭｉｎＣｔ＿ｒ）、フィレット部の高さＦｌ＿ｈの最大値Ｍａｘ（Ｆｌ＿ｈ）を抽出する。
すなわち、選定部２１２は、グループ毎にＭｉｎＣｎ＿ｒの最小値Ｍｉｎ（ＭｉｎＣｎ＿ｒ）、ＭｉｎＣｔ＿ｒの最小値Ｍｉｎ（ＭｉｎＣｔ＿ｒ）、Ｆｌ＿ｈの最大値Ｍａｘ（Ｆｌ＿ｈ）を抽出する。
【００５２】
続いて、選定部２１２はグループ毎に抽出したＭｉｎ（ＭｉｎＣｎ＿ｒ）、Ｍｉｎ（ＭｉｎＣｔ＿ｒ）、Ｍａｘ（Ｆｌ＿ｈ）を用いて、上記第１条件及び第２条件を満たす工具を各グループＧ１〜Ｇ３についてそれぞれ選定する。
例えば、選定部２１２は、ノーズ半径とフィレット部の曲率半径との差が所定値以内であり（Ｎｓ＿Ｒ≒Ｆｌ＿ｒ）、レンズ半径とグループにおけるコーナー部の曲率半径の最小値の２倍との差が所定値以内であり（Ｌｓ＿Ｒ≒Ｍｉｎ（ＭｉｎＣｎ＿ｒ）×２）、工具の許容最小曲率半径と加工面における最小曲率半径の最小値との差が所定値以内であり（ＭｉｎＣｒ≒Ｍｉｎ（ＭｉｎＣｔ＿ｒ））、ノーズ高さとフィレット部の高さの最大値との差が所定値以内（Ｎｓ＿Ｈ≒Ｍａｘ（Ｆｌ＿ｈ））である工具を選定する。なお、用意可能な工具の中に上記条件を全て満たす工具がない場合には、最も近い特徴を有する工具を選定する。これにより、１つのグループに対して１つの工具が選定される。また、決定された工具の情報は、パラメータテーブルに登録される。図１１に工具情報が登録されたパラメータテーブルＰＴの一例を示す。
【００５３】
続いて、選定部２１２は、グループ毎に加工時間に関する加工評価値を演算し、加工評価値が大きいグループ、換言すると、加工に時間がかかるグループについては、追加工具の設定を行う。
例えば、上述までの工具の設定では、フィレット部の曲率半径が同じ加工領域について同じ工具が割り当てられることとなる。しかしながら、フィレット部の曲率半径が同じであっても他の要素、例えば、加工面Ｍｓ内の最小曲率半径やコーナー部の曲率半径が違う場合には、その特徴に合わせて更に適切な工具を選択した方が、加工効率が向上する場合がある。例えば、上記第１条件、第２条件では、グループ内において加工面内の最小曲率半径が最も小さい加工領域に合わせて、また、グループ内においてコーナー部の曲率半径が最も小さい加工領域に合わせて工具を選定している。したがって、例えば、これらのパラメータよりも大きな値を有する加工領域については、ノーズ半径やレンズ半径の大きな工具を用いることが可能であり、それにより加工効率が向上する。したがって、選定部２１２は、加工効率の更なる向上、換言すると、加工時間の短縮を図るために、グループ毎に各要素の加工時間に関する加工評価値を演算し、各グループの各要素のばらつき量に応じて追加工具を設定する処理を行う。
【００５４】
まず、選定部２１２は、グループ毎に選定された工具を用いて各加工領域Ｕを加工した場合を想定し、そのときの加工評価値Ｎｐを算出する。この加工評価値Ｎｐは、ピックフィード量に関する評価値であり、例えば、以下の（１）式に示すように、各加工面の面積Ｓと、ピックフィード量Ｐｆとをパラメータとする関数（演算式）によって算出される。
【００５５】
Ｎｐ＝roundup（Ｓ／Ｐｆ，０）      （１）
【００５６】
ここで、ピックフィード量Ｐｆは、以下の（２）式のように、ピックフィード方向における最大曲率半径ＭａｘＣｔ＿ｒ、スキャロップハイトＨ、及びレンズ半径Ｌｓ＿Ｒをパラメータとする関数によって算出される。
【００５７】
Ｐｆ＝ｆ（ＭａｘＣｔ＿ｒ、Ｈ、Ｌｓ＿Ｒ）      （２）
【００５８】
ただし、ピックフィード量Ｐｆが予め設定した最大ピックフィード量ＭａｘＰｆを超える場合には、ピックフィード量Ｐｆ＝ＭａｘＰｆとする。
【００５９】
続いて、選定部２１２は、グループ毎に各加工領域Ｕに対する加工評価値Ｎｐを累積し、グループ毎に合計加工評価値ΣＮｐを算出する。続いて、合計加工評価値ΣＮｐが最も大きなグループを追加工具の設定を行う対象グループとして選択する。
なお、上記例では、ピックフィード量に関する加工評価値Ｎｐを累積した合計加工評価値ΣＮｐに基づいて、追加工具を設定する対象グループを選択することとした。この方法では、加工時間の長い対象グループ（例えば、グループにおける加工領域Ｕの面積が大きいグループ）が選択される可能性が高い。したがって、このような累積値に加えて、または、代えて、各グループの合計加工評価値ΣＮｐをそのグループに属する加工領域Ｕの面積で割ることにより得られる加工評価値の面積平均値を用いて、工具を追加するグループを決定することとしても良い。
【００６０】
また、上記例に代えて、例えば、ＣＡＭ（computer aided manufacturing)によってパスの合計距離を演算し、この合計距離が最も大きいグループを対象グループとして決定してもよい。また、各グループにおけるコーナー部の合計数が最も大きいグループ、加工面数の合計数が最も大きいグループを対象グループとして選択してもよい。
【００６１】
次に、選択した対象グループに属する各加工領域Ｕのパラメータ情報を取得し、グループ内におけるコーナー部の曲率半径のバラツキ量及び加工面の最小曲率半径のバラツキ量に応じて追加工具を選定するための新たな閾値を設定する。例えば、選定部２１２は、対象グループにおける各加工領域Ｕのパラメータ情報を用いてｐ−タイル法の二値化処理により、追加工具を選定するための閾値を決定する。
【００６２】
新たな閾値を設定する具体的な手法として、例えば、以下の２つの手法がある。
例えば、選定部２１２は、対象グループにおける加工面の最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒの変動係数（＝標準偏差／平均値）と、対象グループにおけるコーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒの変動係数との差分が予め設定されている閾値よりも小さい場合には、手法１を採用し、該差分が予め設定されている閾値以上の場合には、手法２を採用する。
【００６３】
〔手法１〕
手法１は、加工面の最小曲率ＭｉｎＣｔ＿ｒと、コーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒの両方を用いて追加工具選定のための新たな閾値を決定する手法である。以下、新たな閾値を決定する方法をわかりやすく説明するために、便宜上、図１２に示すようなパラメータテーブルの具体例を用いて概念的に説明する。例えば、対象グループに属する加工領域Ｕがｐ個存在している場合を例に挙げて説明する。
【００６４】
まず、選定部２１２は、対象グループに属する各加工領域Ｕのパラメータ情報をコーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒが小さい順に並び替える。これにより、図１２に示された各パラメータ情報は、図１３に示すように並び替えられる。続いて、選定部２１２は、コーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒが小さい方から順に、その加工領域Ｕにおける加工評価値Ｎｐを累積する。そして、加工評価値Ｎｐの累積値ΣＮｐが以下の（３）式を満たすときのコーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒ（ｔ）を第１閾値として決定する。
【００６５】
【数１】
2019171533.tif 000003
【００６６】
同様に、選定部２１２は、対象グループにおける各加工領域のパラメータ情報を加工面における最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒが小さい順に並び替える。これにより、図１２に示された各パラメータ情報は、図１４に示すように並び替えられる。続いて、選定部２１２は、最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒが小さい方から順に、その加工領域Ｕにおける加工評価値Ｎｐを累積し、累積値ΣＮｐが以下の（４）式を満たすときの最小曲率ＭｉｎＣｔ＿ｒ（ｕ）を第２閾値として決定する。
【００６７】
【数２】
2019171533.tif 000004
【００６８】
次に、選定部２１２は第１閾値と第２閾値との調整処理を行う。すなわち、第１閾値と第２閾値とは、コーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒと、加工面の最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒとに基づいて個別に決定された値であるので、相互関係を考慮していない。そこで、第１閾値と第２閾値とを用いて新たな閾値の調整を行う。
【００６９】
具体的には、対象グループにおいて、コーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒが第１閾値Ｃｎ＿ｒ（ｔ）以上であり、かつ、最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒが第２閾値ＭｉｎＣｔ＿ｒ（ｕ）よりも大きな所定の最小曲率半径以上である加工領域Ｕのパラメータ情報（ここでは、一例として、最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒが第２閾値ＭｉｎＣｔ＿ｒ（ｕ）の次に大きな最小曲率半径Ｃｔ＿ｒ（ｕ＋１）以上である加工領域Ｕのパラメータ情報）を抽出し、抽出したパラメータ情報の加工評価値Ｎｐを累積する。この累積値をΣＮｐ（ｔ，ｕ＋１）と便宜上表した場合、累積値ΣＮｐ（ｔ，ｕ＋１）と対象グループの合計加工評価値ΣＮｐを２で割った値との差の絶対値を算出した値を第１評価値Ｘ１とする。これを式に表すと以下の（５）式となる。
【００７０】
Ｘ１＝｜ΣＮｐ／２−ΣＮｐ（ｔ，ｕ＋１）｜      （５）
【００７１】
次に、選定部２１２は、対象グループにおいて、コーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒが第１閾値Ｃｎ＿ｒ（ｔ）の次に大きな曲率半径Ｃｎ＿ｒ（ｔ＋１）以上であり、かつ、最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒが第２閾値ＭｉｎＣｔ＿ｒ（ｕ）以上である加工領域Ｕのパラメータ情報を抽出し、抽出したパラメータ情報の加工評価値Ｎｐを累積する。この累積値をΣＮｐ（ｔ＋１，ｕ）と便宜上表した場合、累積値ΣＮｐ（ｔ＋１，ｕ）と対象グループの合計加工評価値ΣＮｐを２で割った値との差の絶対値を算出した値を第２評価値Ｘ２とする。これを式に表すと以下の（６）式となる。
【００７２】
Ｘ２＝｜ΣＮｐ／２−ΣＮｐ（ｔ＋１，ｕ）｜      （６）
【００７３】
そして、上記第１評価値Ｘ１と第２評価値Ｘ２のうち、小さい評価値を選定し、その評価値に使用した第１閾値及び第２閾値を追加工具選定のための新たな閾値として決定する。例えば、第２評価値Ｘ２が第１評価値Ｘ１よりも小さかった場合、第１閾値をＣｎ＿ｒ（ｔ＋１）に変更する。なお、第２閾値はＣｔ＿ｒ（ｕ）のままである。
【００７４】
〔手法２〕
手法２は、コーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒと、加工面の最小曲率ＭｉｎＣｔ＿ｒとのうち、変動係数の大きな方の要素のみを用いて追加工具選定のための新たな閾値を決定する手法である。
まず、選定部２１２は、対象グループにおけるコーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒの変動係数と、対象グループにおける加工面の最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒの変動係数（＝標準偏差／平均値）とを演算し、変動係数が大きい方の要素を特定する。そして、対象グループに属する各加工領域Ｕのパラメータ情報を特定した要素について小さい順に並び替え、小さい順にその加工領域Ｕにおける加工評価値Ｎｐを累積し、累積値ΣＮｐが以下の（７）式を満たすときの要素のパラメータ値を閾値として選定する。
【００７５】
【数３】
2019171533.tif 000005
【００７６】
このようにして、追加工具を選定するための新たな閾値として、コーナー部の曲率半径の閾値Ｃｎ＿ｒ、加工面の最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒの閾値が決定されると、これらの値を上記第１条件、第２条件の最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿ｒ、曲率半径Ｃｎ＿ｒとして用いて、追加工具の選定を行う。なお、追加工具の選定については、上述した工具選定と同様であるので詳細な説明は省略する。
なお、上記工具の追加選定は、例えば、予め設定された所定数まで行われてもよいし、工具が追加される度に、工具が追加される前後における加工効率を評価し、加工効率が低下するまで工具追加を繰り返し行うこととしてもよい。
【００７７】
このようにして、形状モデルを加工するために用いる工具が決定されると、各加工領域Ｕと工具情報とが関連付けられたパラメータテーブルＰＴがＮＣプログラム作成部２２に出力される。
【００７８】
ＮＣプログラム作成部２２は、加工領域Ｕ毎のパラメータ情報と、工具選定部２１によって選定された工具情報とを用いて、加工領域Ｕ毎に加工条件を設定する。加工条件の一例として、工具回転数、送り速度、軸方向の切込み量等が挙げられる。続いて、ＮＣプログラム作成部は、加工条件及び加工領域Ｕのパラメータ情報に基づいて工具の加工経路であるツールパスを作成する。
【００７９】
例えば、ＮＣプログラム作成部２２は、各加工領域Ｕのピックフィード量を生成する際、以下の方法を用いて、１パス毎にピックフィード量を生成することとしてもよい。図１５は、ＮＣプログラム作成部２２によって実行されるツールパス作成処理の一例を示したフローチャートである。
【００８０】
まず、加工条件を決定する対象となる加工領域Ｕを特定すると、特定した加工領域Ｕのパラメータ情報を取得する。続いて、加工領域内に１パス目の加工領域を仮設定し（ＳＡ１）、１パス目のパスピックフィード量を算出する（ＳＡ２）。続いて、算出したパスのピックフィード量を記憶し（ＳＡ３）、残りの加工エリアの面積を算出する（ＳＡ４）。次に、１パス分の加工エリアを仮設定し（ＳＡ５）、仮設定した１パス分のピックフィード量を算出する（ＳＡ６）。続いて、算出したパスのピックフィード量を記憶し（ＳＡ７）、残りの加工エリアの面積を算出する（ＳＡ８）。次に、削り残しがないか判定し（ＳＡ９）、削り残しがあれば（ＳＡ９：ＮＯ）、ステップＳＡ５に戻り、以降の処理を行う。一方、削り残しがなければ（ＳＡ９：ＹＥＳ）、記憶したピックフィード量から面加工パスを作成する（ＳＡ１０）。続いて、フィレット部の加工パスを作成し（ＳＡ１１）、作成したパスを結合して（ＳＡ１２）、当該処理を終了する。
【００８１】
ＮＣプログラム作成部２２は、各加工領域Ｕに対して上記処理を実行することにより、形状モデル全体におけるツールパスを作成する。このようにして、形状モデル全体のツールパスが作成されると、ＮＣプログラム作成部２２は、ツールパスを加工に使用されるＮＣ工作機械に対応する適切なＮＣプログラムに変換し、変換後のＮＣプログラムを出力または所定の記憶領域に格納する。
【００８２】
次に、上述したＮＣプログラム作成システムによって実行される工具選定方法を含むＮＣプログラム作成方法の全体の流れについて図１６〜図１８を参照して簡単に説明する。図１６〜図１８は、ＮＣプログラム作成システム１によって実行されるＮＣプログラム作成処理の手順の一例を示したフローチャートである。
【００８３】
まず、ＮＣプログラム作成システム１の解析部２１１による解析処理が行われる。この解析処理は、例えば、図１に示したＣＰＵ１１が補助記憶装置１２に格納されている解析プログラムを実行することで実現される。
まず、解析部２１１は、形状モデルの形状データを取得し（ＳＢ１）、この形状データで表される形状モデル上に各加工領域Ｕを設定する（ＳＢ２）。続いて、各加工領域Ｕを更に各種加工要素に分類し、分類した各要素に識別情報を付与するとともに、同じ要素（例えば、加工面、フィレット部、テーパ部等）を同じ色で着色する（ＳＢ３）。
【００８４】
続いて、解析部２１１は、加工領域Ｕ毎に、工具の送り方向とピックフィード方向とを決定する（ＳＢ４）。次に、解析部２１１は、各加工領域Ｕについて、ピックフィード方向における最大曲率半径ＭａｘＣｔ＿ｒ、加工面Ｍｓにおける最小曲率半径ＭｉｎＣｔ＿Ｒ、使用する刃部Ｅｇ、フィレット部の曲率半径Ｆｌ＿ｒ、コーナー部の曲率半径Ｃｎ＿ｒ、フィレット部の高さＦｌ＿ｈ、及び加工面Ｍｔの面積Ｓを取得し、取得した各種要素のパラメータ値と加工領域Ｕとが関連付けられたパラメータ情報を作成し（ＳＢ５）、更に、このパラメータ情報を統合することにより、形状モデルを構成する複数の加工領域Ｕについてのパラメータ情報が記載されたパラメータテーブルＰＴ（図７参照）を作成する（ＳＢ６）。
【００８５】
このようにして、パラメータテーブルＰＴが作成されると、続いて、選定部２１２による選定処理が行われる。この選定処理は、例えば、図１に示したＣＰＵ１１が補助記憶装置１２に格納されている選定プログラムを実行することで実現される。
まず、選定部２１２は、工具リストが作成されているか否かを判定する（図１７のＳＢ７）。この結果、工具リストが作成されている場合には（ＳＢ７：ＹＥＳ）、パラメータテーブルＰＴに基づいて、各加工領域Ｕの加工に使用する工具を工具リストの中から選定する（ＳＢ８）。具体的には、各加工領域Ｕについて、上述した第１条件及び第２条件を満たす工具を使用工具として選定する。続いて、各加工領域Ｕ毎に選定した工具をパラメータテーブルに反映させ（ＳＢ９）、その後、ステップＳＢ２０に移行する。
【００８６】
一方、工具リストが決まっていない場合には（ＳＢ７：ＮＯ）、形状モデルのパラメータテーブルＰＴをフィレット部の曲率半径Ｆｌ＿ｒに基づいて複数のグループに区分する（ＳＢ１０）。続いて、選定部２１２は、各グループに属する各加工領域Ｕのパラメータ情報を参照して、グループ毎に工具を選定する（ＳＢ１１）。続いて、選定部２１２は、追加工具の数ΔＮを仮設定し（ＳＢ１２）、各グループの合計加工評価値ΣＮｐを演算し、最も合計加工評価値ΣＮｐの高いグループを追加工具を行う対象グループとして選択する（ＳＢ１３）。
【００８７】
次に、選定部２１２は、選択した対象グループに属する各加工領域Ｕのパラメータ情報を取得し、グループ内におけるコーナー部の曲率半径のバラツキ量及びグループ内における加工面の最小曲率半径のバラツキ量に応じて追加工具を選定するための新たな閾値を設定する（ＳＢ１４）。
次に、新たな閾値に基づいて追加工具を選定し（ＳＢ１５）、追加工具を加える前と後における加工効率を評価する（ＳＢ１６）。この結果、工具追加前よりも工具追加後の方が加工効率が向上している場合には（ＳＢ１６：ＹＥＳ）、追加工具の情報をパラメータテーブルに反映させる（ＳＢ１７）。続いて、追加工具数がステップＳＢ１２で仮決定した追加工具の数ΔＮに到達したか否かを判定する（ＳＢ１８）。この結果、追加工具の数がΔＮに到達していない場合には（ＳＢ１８：ＮＯ）、ステップＳＢ１３に戻り、上記処理を繰り返し行う。一方、ステップＳＢ１８において、追加工具の数がΔＮに達していた場合には（ＳＢ１８：ＹＥＳ）、ステップＳＢ２０に移行する。
【００８８】
また、ステップＳＢ１６において、工具追加前よりも工具追加後の方が加工効率が低下している場合には（ＳＢ１６：ＮＯ）、当該追加工具の追加を取り消し（ＳＢ１９）、ステップＳＢ２０に移行する。
ステップＳＢ２０では、工具情報が反映されたパラメータテーブルを出力する（ＳＢ２０）。
【００８９】
続いて、ＮＣプログラム作成部２２によるＮＣプログラム作成処理が行われる。このＮＣプログラム作成処理は、上述したＣＰＵ１１が補助記憶装置１２に格納されているＮＣプログラム作成プログラムを実行することで実現される。
ＮＣプログラム作成部２２は、各加工領域Ｕと各加工領域Ｕを加工する工具の情報が関連付けられたパラメータテーブルＰＴを用いて、各加工領域Ｕにおける加工条件を設定し（図１８のＳＢ２１）、設定した加工条件及び加工領域Ｕのパラメータ情報に基づいて工具のツールパスを作成する（ＳＢ２２）。そして、ポスト処理を行うことにより、ツールパスを加工に使用されるＮＣ工作機械に対応する適切なＮＣプログラムに変換し（ＳＢ２３）、変換後のＮＣプログラムを所定の記憶領域に格納またはＮＣ工作機械に出力し、本処理を終了する。
【００９０】
以上、説明してきたように、本実施形態に係る工具選定装置、方法、及びプログラム、並びにＮＣプログラム作成システム１によれば、加工領域の形状または加工面内における曲率情報に基づいて工具の送り方向及びピックフィード方向が決定され、加工面内における最小曲率半径及び決定されたピックフィード方向の最大曲率半径が少なくとも記録されたパラメータ情報が解析部２１１によって作成される。そして、このパラメータ情報に基づいて加工領域の加工に用いる工具が選定部２１２によって選定される。このように、加工面内における曲率情報に基づいて工具を選定するので、加工面内の曲りに応じた適切な刃形状を持つ工具を選択することができる。
【００９１】
なお、本実施形態においては、１つのコンピュータシステムが解析プログラム、選定プログラム、ＮＣプログラム作成プログラムをそれぞれ実行する場合を例示して説明したが、本発明の態様はこの例に限定されない。例えば、複数のコンピュータシステムが備える補助記憶装置に上記３つのプログラムが分割して格納されており、複数のコンピュータによってＮＣプログラム作成システムが構築されていてもよい。例えば、ＣＡＤ（Computer Aided Design）システムが有する補助記憶装置に、解析プログラムを更に記憶させることで、ＣＡＤシステムに上述した解析部２１１の機能を実現させ、また、ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）システムが有する補助記憶装置に工具選定プログラム及びＮＣプログラム作成プログラムを更に記憶させることで、ＣＡＭシステムによって選定部２１２及びＮＣプログラム作成部２２の機能を実現させることとしてもよい。
【００９２】
また、本実施形態に係るＮＣプログラム作成部２２によって実現される各種機能を搭載するＣＡＭは現存しておらず、このようなＣＡＭを提供することにより、複曲面の加工効率を向上させることのできるツールパスを自動的に生成することが可能となる。
【００９３】
以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、上記実施形態で説明したＮＣプログラム作成処理（解析処理、選定処理、作成処理）の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１  ＮＣプログラム作成システム
２１  工具選定部
２２  ＮＣプログラム作成部
２１１  解析部
２１２  選定部
【図１】
2019171533.tif 000006
【図２】
2019171533.tif 000007
【図３】
2019171533.tif 000008
【図４】
2019171533.tif 000009
【図５】
2019171533.tif 000010
【図６】
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【図７】
2019171533.tif 000012
【図８】
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【図９】
2019171533.tif 000014
【図１０】
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【図１１】
2019171533.tif 000016
【図１２】
2019171533.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
2019171533.tif 000019
【図１５】
2019171533.tif 000020
【図１６】
2019171533.tif 000021
【図１７】
2019171533.tif 000022
【図１８】
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