(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＤで設計されたワークの加工面が点群で表される第１の加工面データが入力される加工面データ入力部と、
前記第１の加工面データを、前記加工面が関数で表される第２の加工面データに変換する加工面データ変換部と、
前記加工面の第１の位置座標が入力される第１の位置座標入力部と、
前記加工面の第２の位置座標が入力される第２の位置座標入力部と、
前記第１の位置座標と前記第２の加工面データに基づき前記加工面の第１の形状情報を作成し、前記第２の位置座標と前記第２の加工面データに基づき前記加工面の第２の形状情報を作成する演算部と、
前記第１の形状情報を出力する第１の形状情報出力部と、
前記第２の形状情報を出力する第２の形状情報出力部と、
第１のプログラムを含み、前記第１の位置座標入力部に前記第１の位置座標を入力し、前記第１の形状情報に基づき前記加工面を加工する工具の経路情報を作成する経路情報作成部と、
第２のプログラムを含み、前記第２の位置座標入力部に前記第２の位置座標を入力し、前記第２の形状情報に基づき、前記加工面の形状を表示するための形状表示情報を作成する形状表示情報作成部と、を備え、
前記演算部は、前記第１のプログラム及び前記第２のプログラムの間で機能を共有し、所定のプログラムがコンパイルされた実行ファイルを用いて演算することを特徴とする計算装置。
【請求項２】
前記演算部が、前記第１の形状情報と前記第２の形状情報を並列に計算することを特徴とする請求項１記載の計算装置。
【請求項３】
前記加工面の第３の位置座標が入力される第３の位置座標入力部と、
前記加工面の第３の形状情報を出力する第３の形状情報出力部と、
第３のプログラムを含み、前記第３の位置座標入力部に前記第３の位置座標を入力し、前記第３の形状情報に基づき、前記加工面の形状を表示するための形状評価情報を作成する形状評価情報作成部を、更に備え、
前記演算部は、前記第３の位置座標と前記第２の加工面データに基づき前記加工面の前記第３の形状情報を作成し、
前記実行ファイルは、前記第１のプログラム、前記第２のプログラム、及び、前記第３のプログラムの間で機能を共有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の計算装置。
【請求項４】
前記第１の加工面データから、拡大又は縮小した前記加工面を表す加工面データを作成する形状倍率変換部を、更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項記載の計算装置。
【請求項５】
前記実行ファイルを前記所定のプログラムのコンパイルにより作成する実行ファイル作成部を、更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか一項記載の計算装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５いずれか一項記載の計算装置と、
前記ワークを保持するワーク保持部と、
前記第１の形状情報に基づき前記ワークを加工する工具と、
を備えることを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計算装置及び加工装置に関し、特にＣＡＤで設計された形状の加工に用いられる計算装置及び加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業製品の部品や部品の金型の形状の設計に、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）が用いられる。ＣＡＤは、部品や金型の形状を、コンピュータを用いて設計する。部品や金型の形状の設計にＣＡＤを用いることにより、設計効率が向上する。
【０００３】
ＣＡＤで設計された形状は、例えば、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）工作機械を用いて加工される。ＣＡＤで設計された形状から、ＮＣ工作機械の工具の経路情報を作成するためにＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）が用いられる。ＣＡＭは、ＣＡＤで設計された形状のデータから、加工の際の工具の経路情報（ＣＬデータ：カッターロケーションデータ）や、工具の経路情報に基づくＮＣデータを作成するソフトウェアである。ＮＣデータに基づいてＮＣ工作機械が制御されることにより部品や金型が加工される。
【０００４】
しかし、加工面が自由曲面の組み合わせ等の複雑な形状になり、且つ、高い加工精度が要求されるようになると、ＣＡＭによる工具の経路情報の作成に膨大な時間が必要となる恐れがある。工具の経路情報の作成に膨大な時間がかかると、生産効率が低下するため問題となる。
【０００５】
また、部品や金型の形状の設計にＣＡＤを用いた場合、生産管理、例えば、生産工程における形状の表示、形状測定データと設計データの対比による形状の評価等も、ＣＡＤで設計された形状のデータに基づいて行うことが、加工を高精度且つ高効率に行う観点から望ましい。このため、ＣＡＤで設計された形状のデータを、生産管理にも効率良く利用する方法が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−７３２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ＣＡＤで設計された形状の加工を高精度且つ高効率に行うことを可能にする計算装置及び加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の計算装置は、ＣＡＤで設計されたワークの加工面が点群で表される第１の加工面データが入力される加工面データ入力部と、前記第１の加工面データを、前記加工面が関数で表される第２の加工面データに変換する加工面データ変換部と、前記加工面の第１の位置座標が入力される第１の位置座標入力部と、前記加工面の第２の位置座標が入力される第２の位置座標入力部と、前記第１の位置座標と前記第２の加工面データに基づき前記加工面の第１の形状情報を作成し、前記第２の位置座標と前記第２の加工面データに基づき前記加工面の第２の形状情報を作成する演算部と、前記第１の形状情報を出力する第１の形状情報出力部と、前記第２の形状情報を出力する第２の形状情報出力部と、第１のプログラムを含み、前記第１の位置座標入力部に前記第１の位置座標を入力し、前記第１の形状情報に基づき前記加工面を加工する工具の経路情報を作成する経路情報作成部と、第２のプログラムを含み、前記第２の位置座標入力部に前記第２の位置座標を入力し、前記第２の形状情報に基づき、前記加工面の形状を表示するための形状表示情報を作成する形状表示情報作成部と、を備え、前記演算部は、前記第１のプログラム及び前記第２のプログラムの間で機能を共有し、所定のプログラムがコンパイルされた実行ファイルを用いて演算する。
【００１０】
上記態様の計算装置において、前記演算部が、前記第１の形状情報と前記第２の形状情報を並列に計算することが望ましい。
【００１３】
上記態様の計算装置において、前記加工面の第３の位置座標が入力される第３の位置座標入力部と、前記加工面の第３の形状情報を出力する第３の形状情報出力部と、前記第３の位置座標入力部に前記第３の位置座標を入力し、前記第３の形状情報に基づき、前記加工面の形状を表示するための形状評価情報を作成する形状評価情報作成部を、更に備えることが望ましい。
【００１４】
上記態様の計算装置において、前記第１の加工面データから、拡大又は縮小した前記加工面を表す加工面データを作成する形状倍率変換部を、更に備えることが望ましい。
【００１６】
上記態様の計算装置において、前記実行ファイルを所定のプログラムのコンパイルにより作成する実行ファイル作成部を、更に備えることが望ましい。
【００１７】
本発明の一態様の加工装置は、上記態様の計算装置と、前記ワークを保持するワーク保持部と、前記第１の形状情報に基づき前記ワークを加工する工具と、を備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ＣＡＤで設計された形状の加工を高精度且つ高効率に行うことを可能にする計算装置及び加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態の計算装置の一例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の計算装置を用いた計算方法の一例を示すフロー図である。
【図３】第２の実施形態の計算装置の一例を示すブロック図である。
【図４】第３の実施形態の加工装置の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
本実施形態の計算装置は、ワークの加工面が点群で表される第１の加工面データが入力される加工面データ入力部と、加工面の第１の位置座標が入力される第１の位置座標入力部と、第１の加工面データを、加工面が関数で表される第２の加工面データに変換する加工面データ変換部と、第１の位置座標と第２の加工面データに基づき、複数のプログラム間で機能を共有可能な実行ファイルを用いて、加工面の第１の形状情報を作成する演算部と、第１の形状情報を出力する第１の形状情報出力部と、を備える。
【００２３】
図１は、本実施形態の計算装置の一例を示すブロック図である。本実施形態の計算装置は、ＣＡＤで設計された工業製品の部品や部品の金型の加工に用いる形状情報を作成する。例えば、ＣＡＤデータからＮＣ工作機械の工具の経路情報を作成する。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態の計算装置１００は、加工面データ入力部１０、加工面データ変換部１２、演算部１４、加工面データ記憶部１６、実行ファイル作成部１８、第１の位置座標入力部２０ａ、第２の位置座標入力部２０ｂ、第３の位置座標入力部２０ｃ、第１の形状情報出力部２２ａ、第２の形状情報出力部２２ｂ、第３の形状情報出力部２２ｃ、経路情報作成部２４ａ、形状表示情報作成部２４ｂ、形状評価情報作成部２４ｃ、経路情報出力部２６ａ、形状表示情報出力部２６ｂ、形状評価情報出力部２６ｃを備える。本実施形態の計算装置１００は、例えば、一つのコンピュータで構成される。
【００２５】
加工面データ入力部１０には、ＮＣ工作機械で加工するワークの第１の加工面データが入力される。第１の加工面データは、ワークの加工面を点群で表す点群データである。第１の加工面データは、例えば、３次元のＣＡＤで設計されたワークの加工面を、直交座標（ｘ、ｙ、ｚ）で表される点の集合で表したデータである。
【００２６】
ワークの加工面の形状は、例えば、自由曲面が組み合わさった曲面である。ワークの加工面の形状は、例えば、ワイヤーフレームモデル、サーフェイスモデル、ソリッドモデル等のモデルを用いた３次元のＣＡＤで設計されている。
【００２７】
加工面データ入力部１０は、電子データが入力可能であれば、キーボード、記憶媒体とのインターフェース、或いは、電気配線等、その形態は限定されるものではない。
【００２８】
加工面データ変換部１２は、第１の加工面データを第２の加工面データに変換する機能を備える。第１の加工面データは、ワークの加工面が点群で表される。第２の加工面データは、ワークの加工面が関数で表される。第２の加工面データは、例えば、ｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）と記述される。
【００２９】
第２の加工面データは、例えば、ワークの加工面が複数の領域i（i＝１〜ｎ、ｎは自然数）に分割されたデータであり、それぞれの領域ｉがｚ＝ｆi（ｘ，ｙ）と記述される。第２の加工面データは、点群で表される第１の加工面データから、スプライン補間、ＮＵＲＢＳ（Ｎｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍ  Ｒａｔｉｏｎａｌ  Ｂ−Ｓｐｌｉｎｅ）補間、多項式補間等の処理を行うことで生成される。
【００３０】
加工面データ変換部１２は、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、半導体メモリ及び半導体メモリに記憶された変換プログラムで構成される。
【００３１】
加工面データ記憶部１６は、加工面データ変換部１２で生成された第２の加工面データを記憶する機能を備える。加工面データ記憶部１６は、第２の加工面データを記憶するデータベースである。
【００３２】
加工面データ記憶部１６は、例えば、半導体メモリ、又は、ハードディスクである。
【００３３】
第１の位置座標入力部２０ａ、第２の位置座標入力部２０ｂ、第３の位置座標入力部２０ｃには、それぞれ、ワークの加工面の第１の位置座標、第２の位置座標、第３の位置座標が入力される。第１の位置座標、第２の位置座標、第３の位置座標は、例えば、ｘｙ座標である。
【００３４】
第１の位置座標入力部２０ａ、第２の位置座標入力部２０ｂ、第３の位置座標入力部２０ｃは、電子データが入力可能であれば、キーボード、記憶媒体とのインターフェース、或いは、電気配線等、その形態は限定されるものではない。
【００３５】
演算部１４は、第１の位置座標と第２の加工面データに基づき、複数のプログラム間で機能を共有可能な実行ファイルを用いて、加工面の第１の形状情報を作成する。
【００３６】
演算部１４は、第２の位置座標と第２の加工面データに基づき、加工面の第２の形状情報を作成する。また、演算部１４は、第３の位置座標と第２の加工面データに基づき、加工面の第３の形状情報を作成する。
【００３７】
第１の形状情報、第２の形状情報、第３の形状情報は、例えば、ｘｙ座標に対応する加工面のｚ座標、ｘｙ座標に対応する加工面の法線ベクトル、ｘｙ座標に対応する工具の中心位置座標等である。
【００３８】
第１の形状情報出力部２２ａ、第２の形状情報出力部２２ｂ、第３の形状情報出力部２２ｃからは、それぞれ、第１の形状情報、第２の形状情報、第３の形状情報が出力される。
【００３９】
演算部１４は、所定のプログラムがコンパイルされた実行ファイルを用いて第１の形状情報、第２の形状情報、第３の形状情報を作成する。実行ファイルは、コンピュータが論理的に直接実行できるファイルである。実行ファイルは、動的にリンクするコンパイル済みのファイルである。
【００４０】
実行ファイルは、計算の際に加工面データ記憶部１６にアクセスして、第１の位置座標、第２の位置座標、第３の位置座標の入力に対して、必要な第２の加工面データを読み出し、第１の形状情報、第２の形状情報、第３の形状情報を作成する。
【００４１】
演算部１４は、例えば、第１の形状情報、第２の形状情報、及び、第３の形状情報を並列に計算することが可能である。
【００４２】
演算部１４は、例えば、ＣＰＵ、半導体メモリ及び半導体メモリに記憶された実行ファイルで構成される。
【００４３】
実行ファイル作成部１８は、例えば、図示しない記憶部に記憶される所定のプログラムをコンパイルして実行ファイルを作成する。
【００４４】
第１の形状情報出力部２２ａ、第２の形状情報出力部２２ｂ、第３の形状情報出力部２２ｃは、それぞれ、演算部１４で作成された第１の形状情報、第２の形状情報、第３の形状情報を出力する。第１の形状情報出力部２２ａ、第２の形状情報出力部２２ｂ、第３の形状情報出力部２２ｃは、電子データが出力可能であれば、ディスプレイ、記憶媒体とのインターフェース、或いは、電気配線等、その形態は限定されるものではない。
【００４５】
経路情報作成部２４ａは、加工面を加工する工具の経路情報（ＣＬデータ：カッターロケーションデータ）を作成する。工具の経路情報は、例えば、工具の中心位置座標、工具の傾斜角等で表される。
【００４６】
経路情報作成部２４ａは、例えば、第１の位置座標入力部２０ａに第１の位置座標を入力し、第１の形状情報出力部２２ａから出力される第１の形状情報から、工具の経路情報を作成する。
【００４７】
経路情報作成部２４ａは、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。例えば、ＣＰＵ、半導体メモリ及び半導体メモリに記憶されるプログラムで構成される。
【００４８】
経路情報出力部２６ａは、経路情報作成部２４ａで作成された工具の経路情報を出力する。経路情報出力部２６ａは、電子データが出力可能であれば、ディスプレイ、記憶媒体とのインターフェース、或いは、電気配線等、その形態は限定されるものではない。
【００４９】
形状表示情報作成部２４ｂは、加工面の形状をディスプレイ等に表示するための形状表示情報を作成する。形状表示情報は、例えば、加工面の表面形状や断面形状を表示するための座標データである。
【００５０】
形状表示情報作成部２４ｂは、例えば、第２の位置座標入力部２０ｂに第２の位置座標を入力し、第２の形状情報出力部２２ｂから出力される第２の形状情報から、形状表示情報を作成する。
【００５１】
形状表示情報作成部２４ｂは、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。例えば、ＣＰＵ、半導体メモリ及び半導体メモリに記憶されるプログラムで構成される。
【００５２】
形状表示情報出力部２６ｂは、形状表示情報作成部２４ｂで作成された形状表示情報を出力する。形状表示情報出力部２６ｂは、電子データが出力可能であれば、ディスプレイ、記憶媒体とのインターフェース、或いは、電気配線等、その形態は限定されるものではない。
【００５３】
形状評価情報作成部２４ｃは、加工面の形状検査結果を表す形状評価情報を作成する。形状評価情報は、例えば、加工面の仕上がりの測定データと、加工面の設計データとの差分である。加工面の仕上がりの測定データは、例えば、加工後の加工面の形状を、差動変圧器（ＬＶＤＴ）を用いた変位センサで測定して得られるデータである。
【００５４】
形状評価情報作成部２４ｃは、例えば、第３の位置座標入力部２０ｃに第３の位置座標を入力し、第３の形状情報出力部２２ｃから出力される第３の形状情報から、形状評価情報を作成する。
【００５５】
形状評価情報作成部２４ｃは、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。例えば、ＣＰＵ、半導体メモリ及び半導体メモリに記憶されるプログラムで構成される。
【００５６】
形状評価情報出力部２６ｃは、形状評価情報作成部２４ｃで作成された形状評価情報を出力する。形状評価情報出力部２６ｃは、電子データが出力可能であれば、ディスプレイ、記憶媒体とのインターフェース、或いは、電気配線等、その形態は限定されるものではない。
【００５７】
次に、本実施形態の計算装置１００を用いた計算方法について説明する。図２は、本実施形態の計算装置を用いた計算方法の一例を示すフロー図である。
【００５８】
最初に、加工面形状の設計が、例えば、３次元のＣＡＤを用いて行われる（Ｓ１０）。
【００５９】
次に、第１の加工面データが、計算装置１００に、加工面データ入力部１０から入力される（Ｓ１２）。第１の加工面データは、ワークの加工面を点群で表す。
【００６０】
次に、第１の加工面データが、加工面データ変換部１２において、第２の加工面データに変換される（Ｓ１４）。第２の加工面データは、ワークの加工面を関数で表す。
【００６１】
次に、実行ファイル作成部１８において、実行ファイルを作成する（Ｓ１６）。実行ファイル作成部１８は、所定のプログラムをコンパイルして実行ファイルを作成する。実行ファイルは、複数のプログラム間で機能を共有可能なファイルである。実行ファイルは、動的にリンクするコンパイル済みのファイルである。実行ファイル作成部１８は、計算装置１００外に設けられても構わない。
【００６２】
次に、経路情報作成部２４ａから第１の位置座標入力部２０ａに第１の位置座標が入力される（Ｓ１８ａ）。次に、演算部１４で、第１の位置座標と第２の加工面データに基づき、実行ファイルを用いて加工面の第１の形状情報を作成する（Ｓ２０ａ）。演算部１４は、加工面データ記憶部１６に記憶された第２の加工面データを参照する。演算部１４は第２の加工面データを参照して、第１の形状情報を作成する。第１の形状情報は、例えば、加工面データ記憶部１６から読み出される位置座標である。次に、第１の形状情報出力部２２ａから、作成された第１の形状情報を出力する（Ｓ２２ａ）。例えば、複数の第１の位置座標が順次、第１の位置座標入力部２０ａに入力され、実行ファイルを用いて複数の第１の形状情報が順次作成される。作成された複数の第１の形状情報は、順次第１の形状情報出力部２２ａから出力される。
【００６３】
次に、経路情報作成部２４ａにおいて、第１の形状情報を用いて工具の経路情報を作成する（Ｓ２４ａ）。次に、作成された工具の経路情報が、経路情報出力部２６ａから出力される（Ｓ２６ａ）。
【００６４】
なお、工具の経路情報に工具の移動速度等の情報を付加して、ＮＣ工作機械に入力するＮＣデータを作成することが可能である。
【００６５】
形状表示情報作成部２４ｂから第２の位置座標入力部２０ｂに第２の位置座標が入力される（Ｓ１８ｂ）。次に、演算部１４で、第２の位置座標と第２の加工面データに基づき、実行ファイルを用いて加工面の第２の形状情報を作成する（Ｓ２０ｂ）。演算部１４は、加工面データ記憶部１６に記憶された第２の加工面データを参照する。演算部１４は第２の加工面データを参照して第２の形状情報を作成する。第２の形状情報は、例えば、加工面データ記憶部１６から読み出される位置座標である。次に、第２の形状情報出力部２２ｂから、作成された第２の形状情報を出力する（Ｓ２２ｂ）。例えば、複数の第２の位置座標が順次、第２の位置座標入力部２０ｂに入力され、実行ファイルを用いて複数の第２の形状情報が順次作成される。作成された複数の第２の形状情報は、順次第２の形状情報出力部２２ｂから出力される。
【００６６】
次に、形状表示情報作成部２４ｂにおいて、第２の形状情報を用いて形状表示情報を作成する（Ｓ２４ｂ）。次に、作成された形状表示情報が、形状表示情報出力部２６ｂから出力される（Ｓ２６ｂ）。
【００６７】
形状評価情報作成部２４ｃから第３の位置座標入力部２０ｃに第３の位置座標が入力される（Ｓ１８ｃ）。次に、演算部１４で、第３の位置座標と第２の加工面データに基づき、実行ファイルを用いて加工面の第３の形状情報を作成する（Ｓ２０ｃ）。演算部１４は、加工面データ記憶部１６に記憶された第２の加工面データを参照する。演算部１４は第２の加工面データを参照して、第３の形状情報を作成する。第３の形状情報は、例えば、加工面データ記憶部１６から読み出される位置座標である。次に、第３の形状情報出力部２２ｃから、作成された第２の形状情報を出力する（Ｓ２２ｃ）。例えば、複数の第３の位置座標が順次、第３の位置座標入力部２０ｃに入力され、実行ファイルを用いて複数の第３の形状情報が順次作成される。作成された複数の第３の形状情報は、順次第３の形状情報出力部２２ｃから出力される。
【００６８】
次に、形状評価情報作成部２４ｃにおいて、第３の形状情報を用いて形状評価情報を作成する（Ｓ２４ｃ）。次に、作成された形状評価情報が、形状評価情報出力部２６ｃから出力される（Ｓ２６ｃ）。
【００６９】
なお、演算部１４では、複数のプログラム間で機能を共有可能な実行ファイルを用いて、第１の形状情報、第２の形状情報、及び、第３の形状情報を並列に計算することが可能である。
【００７０】
次に、本実施形態の作用・効果について説明する。
【００７１】
本実施形態の計算装置１００は、ＣＡＤで設計された工業製品の部品や部品の金型の形状データから、ＮＣ工作機械の加工又は生産管理に必要な情報を作成する機能を備える。ＣＡＤで設計された加工面データは、点群データとして計算装置１００に入力される。点群で表される加工面データを、関数で表される加工面データに変換することで、加工面データの演算処理が容易となり、演算処理の高速化が図られる。また、加工面データを関数で表すことでワーク加工及び生産管理の高精度化が図られる。
【００７２】
また、計算装置１００の演算部１４は、複数のプログラム間で機能を共有可能なコンパイル済の実行ファイルを用いて演算を行う。実行ファイルは、例えば、加工面データ記憶部１６との間のデータの入出力や各種の演算処理について最適化が行われている。最適化されたコンパイル済の実行ファイルを用いることで、演算部１４における演算の高速処理が実現される。
【００７３】
また、複数のプログラム間で機能が共有可能であるため、加工面を加工する工具の経路情報の演算のみならず、ワークの加工面データを用いるその他の情報、例えば、形状表示情報や形状評価情報等、生産管理に用いる情報の演算にも計算装置１００が利用できる。したがって、生産管理に用いる情報の演算の高速処理が実現される。
【００７４】
また、複数のプログラムから実行ファイルにアクセス可能となることで、複数のプログラムから要求される処理の並列処理が可能となる。更に、複数のプログラムで機能を共有しているため、実行ファイルにおける処理内容が一元化されており、処理内容のアップデートが容易となる。
【００７５】
本実施形態の計算装置１００によれば、ＣＡＤで設計された形状の加工を、高精度且つ高効率で行うことが可能となる。
【００７６】
（第２の実施形態）
本実施形態の計算装置は、第１の加工面データから、拡大又は縮小した加工面を表す加工面データを作成する形状倍率変換部を、更に備えること以外は、第１の実施形態と同様である。したがって、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。
【００７７】
図３は、本実施形態の計算装置の一例を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態の計算装置２００は、第１の実施形態の計算装置１００の構成に加え、形状倍率変換部３０を備えている。
【００７８】
形状倍率変換部３０は、第１の加工面データから、拡大又は縮小した加工面を表す加工面データを作成する。形状倍率変換部３０は、加工面が点群で表される第１の加工面データを数値演算処理して、拡大又は縮小した加工面を表す新たな第１の加工面データを作成する。新たな第１の加工面データも加工面が点群で表される。
【００７９】
形状倍率変換部３０は、例えば、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで構成される。形状倍率変換部３０は、例えば、ＣＰＵ、半導体メモリ及び半導体メモリに記憶された変換プログラムで構成される。
【００８０】
例えば、ワークが樹脂材料である場合等、加工後にワークの膨張や収縮が生じる場合がある。このような場合、加工後のワークの膨張や収縮を織り込んだ加工面データを作成する必要がある。
【００８１】
計算装置２００によれば、形状倍率変換部３０により、加工後のワークの膨張や収縮を織り込んだ加工面データを作成することが可能となる。
【００８２】
本実施形態の計算装置２００によれば、第１の実施形態同様、ＣＡＤで設計された形状の加工を高精度且つ高効率で行うことが可能となる。更に、ワークの膨張や収縮を織り込んだ加工面データを作成できるため、ワークの材料に応じた高精度の加工を実現することが可能となる。
【００８３】
（第３の実施形態）
本実施形態の加工装置は、第１の実施形態の計算装置と、ワークを保持するワーク保持部と、第１の形状情報に基づきワークを加工する工具とを備える。計算装置については第１の実施形態と同様であるので、記述を省略する。
【００８４】
図４は、本実施形態の加工装置の一例を示すブロック図である。本実施形態の加工装置３００は研削加工装置であり、直交３軸加工機である。本実施形態の直交３軸加工機は、ＮＣ工作機械である。
【００８５】
図４に示すように、加工装置３００は、その主要な構成として計算装置１００、実行ファイル作成部１８、機台１１０、Ｘ軸テーブル１１２、Ｙ軸テーブル１１４、Ｚ軸テーブル１１６、ワークスピンドルユニット１１８、ワークスピンドル１１８ａ、ワークスピンドルモータ１１８ｂ、ジグ（ワーク保持部）１１８ｃ、工具スピンドルユニット１２０、工具スピンドル１２０ａ、工具スピンドルモータ１２０ｂ、砥石（工具）１２２、数値制御部１２４、Ｙ軸カラム１２６を備える。
【００８６】
加工装置３００においては、第１の実施形態で、計算装置１００に含まれていた実行ファイル作成部１８が、計算装置１００と独立して設けられる。
【００８７】
Ｘ軸テーブル１１２は、機台１１０上に設けられる。Ｘ軸テーブル１１２は、Ｘ軸方向に直線移動が可能である。Ｘ軸テーブル１１２は、例えば、図示しないサーボモータにより駆動される。
【００８８】
Ｚ軸テーブル１１６は、機台１１０上に設けられる。Ｚ軸テーブル１１６は、Ｚ軸方向に直線移動が可能である。Ｚ軸テーブル１１６は、例えば、図示しないサーボモータにより駆動される。
【００８９】
Ｚ軸テーブル１１６上には、ワークスピンドルユニット１１８が搭載されている。ワークスピンドルユニット１１８は、ワークスピンドル１１８ａ、ワークスピンドルモータ１１８ｂ、及び、ジグ１１８ｃを備える。
【００９０】
ワークスピンドル１１８ａは、空気軸受けにより回転軸Ａの周りに回転可能である。ワークスピンドル１１８ａは、ワークスピンドルモータ１１８ｂにより回転駆動される。
【００９１】
ジグ１１８ｃは、ワークスピンドル１１８ａの先端部に固定される。ジグ１１８ｃは、ワークＷを保持する。ワークスピンドル１１８ａは、ワークＷを回転軸Ａの周りに所望の回転数で回転させる。
【００９２】
Ｙ軸カラム１２６は、Ｘ軸テーブル１１２上に固定される。Ｙ軸カラム１２６は、Ｙ軸テーブル１１４を支持している。Ｙ軸テーブル１１４は、Ｙ軸方向に直線移動が可能である。Ｙ軸テーブル１１４は、例えば、図示しないサーボモータにより駆動される。
【００９３】
Ｙ軸テーブル１１４には、工具スピンドルユニット１２０が固定されている。工具スピンドルユニット１２０は、工具スピンドル１２０ａ、及び、工具スピンドルモータ１２０ｂを備える。
【００９４】
工具スピンドル１２０ａは、空気軸受けにより回転軸Ｂの周りに回転可能である。工具スピンドル１２０ａは、工具スピンドルモータ１２０ｂにより回転駆動される。
【００９５】
工具スピンドル１２０ａの先端に、工具としての砥石１２２が取り付けられる。工具スピンドル１２０ａにより砥石１２２が回転される。回転する砥石１２２により、ワークＷが研削される。
【００９６】
工具スピンドル１２０ａは、Ｘ軸テーブル１１２に間接的に固定される。Ｘ軸テーブル１１２は、砥石１２２を回転軸Ａに対し直交する方向に所望の送り速度で移動させる。
【００９７】
砥石１２２は、例えば、円盤状のＶ型砥石である。砥石１２２は、例えば、ダイヤモンド砥粒が樹脂で固められたレジンボンド系砥石である。
【００９８】
ワークＷは、例えば、自由曲面が組み合わされた加工面を備える。
【００９９】
数値制御部１２４は、例えば、マイクロコントローラである。数値制御部１２４を構成するマイクロコンピュータは、例えば、ＣＰＵ、メモリを備える。メモリには、ＮＣデータが記憶される。
【０１００】
数値制御部１２４は、Ｘ軸テーブル１１２、Ｙ軸テーブル１１４、及び、Ｚ軸テーブル１１６をＮＣデータに従って制御する。数値制御部１２４は、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸の同時３軸制御を行う。
【０１０１】
Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸の各制御軸に関しては、図示しないリニアスケール等が設けられ、フルクローズド方式による位置フィードバック制御が行われる。
【０１０２】
また、数値制御部１２４は、ＮＣデータに従って、ワークスピンドルユニット１１８、及び、工具スピンドルユニット１２０を制御する。数値制御部１２４は、ワークスピンドルモータ１１８ｂの回転を制御することで、ワークＷの回転数を制御する。また、数値制御部１２４は、工具スピンドルモータ１２０ｂの回転を制御することで、砥石１２２の回転数を制御する。
【０１０３】
ワークＷの回転数は、例えば、１０ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下である。ワークＷの回転数は、回転軸Ａから砥石１２２とワークＷの接触点（加工点）までの距離を関数として制御することが可能である。
【０１０４】
砥石１２２の回転数は、例えば、２００ｒｐｍ以上７０００ｒｐｍ以下である。
【０１０５】
計算装置１００は、砥石（工具）１２２の経路情報（第１の形状情報）を作成する機能を備える。作成された経路情報に基づき、ＮＣデータが作成される。ＮＣデータは数値制御部１２４によって参照される。また、計算装置１００は、形状表示情報や形状評価情報等、生産管理に用いる情報を作成する機能を備える。
【０１０６】
本実施形態の加工装置３００によれば、ＣＡＤで設計された形状の加工を高精度且つ高効率で行うことが可能となる。
【０１０７】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態及び実施例について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。実施形態においては、計算装置、加工装置等で、本発明の説明に直接必要としない部分については記載を省略したが、必要とされる計算装置、加工装置等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。
【０１０８】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての計算装置、加工装置は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１０        加工面データ入力部
１２        加工面データ変換部
１４        演算部
１６        加工面データ記憶部
１８        実行ファイル作成部
２０ａ      第１の位置座標入力部
２０ｂ      第２の位置座標入力部
２０ｃ      第３の位置座標入力部
２２ａ      第１の形状情報出力部
２２ｂ      第２の形状情報出力部
２２ｃ      第３の形状情報出力部
２４ａ      経路情報作成部
２４ｂ      形状表示情報作成部
２４ｃ      形状評価情報作成部
２６ａ      経路情報出力部
２６ｂ      形状表示情報出力部
２６ｃ      形状評価情報出力部
３０        形状倍率変換部
１００      計算装置
１１０      機台
１１２      Ｘ軸テーブル
１１４      Ｙ軸テーブル
１１６      Ｚ軸テーブル
１１８      ワークスピンドルユニット
１１８ａ    ワークスピンドル
１１８ｂ    ワークスピンドルモータ
１１８ｃ    ジグ（ワーク保持部）
１２０      工具スピンドルユニット
１２０ａ    工具スピンドル
１２０ｂ    工具スピンドルモータ
１２２      砥石（工具）
１２４      数値制御部
１２６      Ｙ軸カラム
２００      計算装置
３００      加工装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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