(57)【要約】【課題】加工情報生成装置、加工情報生成方法、及び、加工情報生成プログラムにおいて、製品の完成形状３次元データを作成するＣＡＤ装置の種類の制限をなくすと共に、加工経験がない者でも加工情報を容易に生成することができるようにする。【解決手段】工作機械により複数工程の加工を行うための加工情報を生成する加工情報生成装置において、加工を施すべき加工形状情報（２３）に加工方向情報（Ｚ＋，Ｚ−）を付加する加工方向情報付加部３と、上記工作機械の機械構成情報３４を記憶した工作機械構成情報記憶部４と、上記機械構成情報３４に基づき、上記加工方向情報（Ｚ＋，Ｚ−）を付加した加工形状情報（３３）の加工順序の決定を行う加工形状順序決定部５とを備える構成とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械により複数工程の加工を行うための加工情報を生成する加工情報生成装置において、
加工を施すべき加工形状情報に加工方向情報を付加する加工方向情報付加手段と、
前記工作機械の工作機械構成情報を記憶した工作機械構成情報記憶手段と、
前記工作機械構成情報に基づき、前記加工方向情報を付加した加工形状情報の加工順序の決定を行う加工形状順序決定手段と
を備えることを特徴とする加工情報生成装置。
【請求項２】
製品の完成３次元形状データから前記加工形状情報を抽出する加工形状情報抽出手段を更に備え、
前記加工方向情報付加手段は、前記抽出された加工形状情報に前記加工方向情報を付加することを特徴とする請求項１記載の加工情報生成装置。
【請求項３】
前記加工形状情報抽出手段により抽出された加工形状情報を結合する形状結合手段と、
前記加工形状情報と予め記憶してある形状特徴定義情報とを照合し、前記加工形状情報の形状特徴を特定する形状特定手段と
を更に備えることを特徴とする請求項２記載の加工情報生成装置。
【請求項４】
前記工作機械構成情報記憶手段は、前記工作機械が加工工程単位で加工可能な軸方向と、前記工作機械が加工を施す際の、前記加工可能な軸方向の加工軸優先順位とを記憶していることを特徴とする請求項１記載の加工情報生成装置。
【請求項５】
前記加工形状順序決定手段は、前記加工方向情報及び前記工作機械構成情報に基づき、前記加工方向情報を付加した加工形状情報の加工順序の決定を行うことを特徴とする請求項１記載の加工情報生成装置。
【請求項６】
前記加工形状順序決定手段により決定された加工形状情報の加工順序に基づいて、製品の加工段階の加工用形状を生成する形状生成手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の加工情報生成装置。
【請求項７】
前記形状生成手段は、前記製品の素材形状から形状を除去する方法により前記加工用形状の３次元データを生成することを特徴とする請求項６記載の加工情報生成装置。
【請求項８】
前記形状生成手段は、前記加工形状順序決定手段により決定された加工順序に基づき、加工工程単位毎に前記加工用形状を出力することを特徴とする請求項６記載の加工情報生成装置。
【請求項９】
前記形状生成手段は、前記加工形状情報に対応する情報を有する、加工用形状作成用の加工用形状テンプレートを用いて前記加工用形状を生成することを特徴とする請求項６記載の加工情報生成装置。
【請求項１０】
前記加工形状情報と予め記憶してある形状特徴定義情報とを照合し、前記加工形状情報の形状特徴を特定する形状特定手段を更に備え、
前記形状生成手段は、前記形状特定手段により特定された加工形状情報の形状特徴に基づいて、前記加工用形状テンプレートを呼び出すことを特徴とする請求項９記載の加工情報生成装置。
【請求項１１】
前記加工用形状テンプレートは、前記加工形状情報に対応し前記加工用形状を生成するための加工用形状製造履歴を有し、
前記形状生成手段は、前記加工形状順序決定手段により決定された加工順序、及び、前記加工用形状製造履歴に基づいて、前記加工用形状を生成することを特徴とする請求項９記載の加工情報生成装置。
【請求項１２】
前記加工用形状テンプレートは、前記加工形状情報に対応し各情報が１又は２以上の前記加工用形状製造履歴を含む加工用形状生成履歴を有し、
前記形状生成手段は、前記加工形状順序決定手段により決定された加工順序、及び、前記加工用形状生成履歴に含まれる前記加工用形状製造履歴に基づいて、前記加工用形状を生成することを特徴とする請求項１１記載の加工情報生成装置。
【請求項１３】
前記加工用形状テンプレートは、加工優先順位を含む前記加工用形状製造履歴を有し、
前記形状生成手段は、前記加工形状順序決定手段により決定された加工形状情報の加工順序、及び、前記加工用形状製造履歴に含まれる加工優先順位に基づいて、加工工程単位且つ前記加工優先順に前記加工用形状を出力することを特徴とする請求項１１記載の加工情報生成装置。
【請求項１４】
工作機械により複数工程の加工を行うための加工情報をコンピュータにより生成する加工情報生成方法において、
加工を施すべき加工形状情報に加工方向情報を付加し、
前記加工方向情報を付加した加工形状情報の加工順序の決定を行うことを特徴とする加工情報生成方法。
【請求項１５】
前記決定した加工順序に基づいて、製品の加工段階の加工用形状を生成することを特徴とする請求項１４記載の加工情報生成方法。
【請求項１６】
工作機械により複数工程の加工を行うための加工情報の生成をコンピュータに行わせるための加工情報生成プログラムにおいて、
加工を施すべき加工形状情報に加工方向情報を付加する機能と、
前記加工方向情報を付加した加工形状情報の加工順序の決定を行う機能と
を実現することを特徴とする加工情報生成プログラム。
【請求項１７】
前記決定した加工順序に基づいて、製品の加工段階の加工用形状を生成する機能を更に実現することを特徴とする請求項１５記載の加工情報生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＣ工作機械等により複数工程の加工を行うための加工情報を生成する加工情報生成装置、加工情報生成方法及び加工情報生成プログラムに関し、更に詳しくは、加工準備を支援するＣＡＤ／ＣＡＭシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加工工程設計経験者が作成した完成形状３次元データの作成履歴から、加工工程毎の加工用形状を生成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、加工工程設計経験者は、加工属性情報を付加できる形状作成履歴記憶型のＣＡＤ装置によって、加工属性情報が付加された形状を用いて実際の加工と同じ順序で、完成形状３次元データを作成する必要がある。
【特許文献１】特開２００３−１８６５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来の方法では、加工工程設計経験者が作成した完成形状３次元データの作成履歴から加工用形状を生成するため、製品の完成形状３次元データの生成に用いるＣＡＤ装置が、加工属性情報を付加できる形状作成履歴記憶型に限定されてしまうという問題があった。
【０００４】
また、加工経験のない設計者では、加工順序を決定することができず、加工順序、この加工順序に基づいて作成される加工段階の加工用形状等の加工情報は、加工工程設計経験者によらずして生成することができないという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、製品の完成形状３次元データを作成するＣＡＤ装置の種類の制限をなくすと共に、加工経験がない者でも加工情報を容易に生成することができる加工情報生成装置、加工情報生成方法、及び、加工情報生成プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の加工情報生成装置は、工作機械により複数工程の加工を行うための加工情報を生成する加工情報生成装置において、加工を施すべき加工形状情報に加工方向情報を付加する加工方向情報付加手段と、上記工作機械の工作機械構成情報を記憶した工作機械構成情報記憶手段と、上記工作機械構成情報に基づき、上記加工方向情報を付加した加工形状情報の加工順序の決定を行う加工形状順序決定手段とを備える構成とする。
【０００７】
また、製品の完成３次元形状データから上記加工形状情報を抽出する加工形状情報抽出手段を更に備え、上記加工方向情報付加手段は、上記抽出された加工形状情報に上記加工方向情報を付加する構成とするとよい。
【０００８】
また、上記加工形状情報抽出手段により抽出された加工形状情報を結合する形状結合手段と、上記加工形状情報と予め記憶してある形状特徴定義情報とを照合し、上記加工形状情報の形状特徴を特定する形状特定手段とを更に備える構成とするとよい。
【０００９】
また、上記工作機械構成情報記憶手段は、上記工作機械が加工工程単位で加工可能な軸方向と、上記工作機械が加工を施す際の、上記加工可能な軸方向の加工軸優先順位とを記憶している構成とするとよい。
【００１０】
また、上記加工形状順序決定手段は、上記加工方向情報及び上記工作機械構成情報に基づき、上記加工方向情報を付加した加工形状情報の加工順序の決定を行う構成とするとよい。
【００１１】
また、上記加工形状順序決定手段により決定された加工形状情報の加工順序に基づいて、製品の加工段階の加工用形状を生成する形状生成手段を更に備える構成とするとよい。
また、上記形状生成手段は、上記製品の素材形状から形状を除去する方法により上記加工用形状の３次元データを生成する構成とするとよい。
【００１２】
また、上記形状生成手段は、上記加工形状順序決定手段により決定された加工順序に基づき、加工工程単位毎に上記加工用形状を出力する構成とするとよい。
また、上記形状生成手段は、上記加工形状情報に対応する情報を有する、加工用形状作成用の加工用形状テンプレートを用いて上記加工用形状を生成する構成とするとよい。
【００１３】
また、上記加工形状情報と予め記憶してある形状特徴定義情報とを照合し、上記加工形状情報の形状特徴を特定する形状特定手段を更に備え、上記形状生成手段は、上記形状特定手段により特定された加工形状情報の形状特徴に基づいて、上記加工用形状テンプレートを呼び出す構成とするとよい。
【００１４】
また、上記加工用形状テンプレートは、上記加工形状情報に対応し上記加工用形状を生成するための加工用形状製造履歴を有し、上記形状生成手段は、上記加工形状順序決定手段により決定された加工順序、及び、上記加工用形状製造履歴に基づいて、上記加工用形状を生成する構成とするとよい。
【００１５】
また、上記加工用形状テンプレートは、上記加工形状情報に対応し各情報が１又は２以上の上記加工用形状製造履歴を含む加工用形状生成履歴を有し、上記形状生成手段は、上記加工形状順序決定手段により決定された加工順序、及び、上記加工用形状生成履歴に含まれる上記加工用形状製造履歴に基づいて、上記加工用形状を生成する構成とするとよい。
【００１６】
また、上記加工用形状テンプレートは、加工優先順位を含む上記製造履歴を有し、上記形状生成手段は、上記加工形状順序決定手段により決定された加工形状情報の加工順序、及び、上記加工用形状製造履歴に含まれる加工優先順位に基づいて、加工工程単位且つ上記加工優先順に上記加工用形状を出力する構成とするとよい。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の加工情報生成方法は、工作機械により複数工程の加工を行うための加工情報をコンピュータにより生成する加工情報生成方法において、加工を施すべき加工形状情報に加工方向情報を付加し、上記加工方向情報を付加した加工形状情報の加工順序の決定を行うようにする。
【００１８】
また、上記決定した加工順序に基づいて、製品の加工段階の加工用形状を生成するようにするとよい。
上記課題を解決するために、本発明の加工情報生成プログラムは、工作機械により複数工程の加工を行うための加工情報の生成をコンピュータに行わせるための加工情報生成プログラムにおいて、加工を施すべき加工形状情報に加工方向情報を付加する機能と、上記加工方向情報を付加した加工形状情報の加工順序の決定を行う機能とを実現するようにする。
【００１９】
また、上記決定した加工順序に基づいて、製品の加工段階の加工用形状を生成する機能を更に実現するようにするとよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、加工を施すべき加工形状情報に加工方向情報を付加し、加工方向情報を付加した加工形状情報の加工順序の決定を行うため、加工工程設計経験者が作成した完成形状３次元データの作成履歴から加工用形状を生成する必要がない。したがって、製品の完成形状３次元データの生成に用いるＣＡＤ装置が形状作成履歴記憶型に限定されない。また、自動的に加工順序等の加工情報が生成されるため、加工工程設計経験者の操作を要しない。よって、本発明によれば、製品の完成形状３次元データを作成するＣＡＤ装置の種類の制限をなくすと共に、加工経験がない者でも加工情報を容易に生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態に係る加工情報生成装置、加工情報生成方法及び加工情報生成プログラムについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る加工情報生成装置を示す全体構成図である。
【００２２】
同図において、加工情報生成装置１は、加工形状情報抽出部（加工形状情報抽出手段）２、形状結合部（形状結合手段）２ａ、形状特定部（形状特定手段）２ｂ、加工方向情報付加部（加工方向情報付加手段）３、工作機械構成情報記憶部（工作機械構成情報記憶手段）４、新規工作機械登録部４ａ、加工形状順序決定部（加工形状順序決定手段）５、及び、加工用形状生成部（形状生成手段）６を備えている。
【００２３】
加工情報生成装置１を用いて、加工順序、加工用形状等の加工情報を生成する際には、まず、製品の完成３次元形状データであるインプットデータ１００を、キーボードやマウス等の図示しない操作デバイスにより、或いは、当該データ１００を記録した記録媒体により、情報処理端末１０に入力する。
【００２４】
そして、後述する処理を経て生成される加工情報としてのアウトプットデータ１０１は、例えば、情報処理端末１０の内部に内蔵されている図示しない主記憶装置に出力される。このアウトプットデータ１０１は、同図に示す２つのデータ１０１ａ，１０１ｂのように、加工工程単位毎の加工用形状とすることができる。
【００２５】
次に、実際に製品の完成形状３次元データを加工情報生成装置１に入力し、加工順序、加工用形状等の加工情報を生成するまでの処理の例を詳細に説明する。
図２は、本発明の一実施の形態に係る加工情報生成の処理の流れの概略を示すフローチャートである。
【００２６】
同図に示す処理には、ごく標準的な構成を有するコンピュータ、すなわち、図３に示すように、制御プログラムを実行することで各構成要素を制御するＣＰＵ１１と、ＲＯＭやＲＡＭ及び磁気記憶装置などからなり、ＣＰＵ１１に各構成要素を制御させる制御プログラムの記憶やＣＰＵ１１が制御プログラムを実行する際のワークエリアあるいは各種データの記憶領域として使用される記憶部１２と、ユーザによる操作に対応する各種のデータが取得される入力部１３と、ディスプレイなどに各種のデータを提示してユーザに通知する出力部１４と、他の機器とのデータ授受のためのインタフェース機能を提供するＩ／Ｆ部１５とを備えている情報処理端末１０を用いることができる。
【００２７】
なお、加工情報生成の処理を情報処理端末１０に行わせるには、例えば、図２に示した手順の処理を情報処理端末１０に行わせる制御プログラムを作成してコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録させておき、その制御プログラムを記録媒体から情報処理端末１０に読み出させて実行させればよく、この結果、情報処理端末１０は加工情報生成装置１として機能する。
【００２８】
なお、記録させた制御プログラムを情報処理端末１０で読み取ることの可能な記録媒体としては、例えば、情報処理端末１０に内蔵若しくは外付けの付属装置として備えられるＲＡＭ若しくはＲＯＭ又はハードディスク装置などのメモリ、あるいはＭＯ（光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＦＤ（フレキシブルディスク）などといった可搬型記録媒体等が利用できる。
【００２９】
また、記録媒体は回線を介して情報処理端末１０と接続される、プログラムサーバとして機能する記憶装置であってもよい。この場合には、制御プログラムを表現するデータ信号で搬送波を変調して得られる伝送信号を、プログラムサーバから伝送媒体である回線を通じて伝送するようにし、情報処理端末１０では受信した伝送信号を復調して制御プログラムを再生することで制御プログラムを実行できるようになる。
【００３０】
本実施の形態に係る加工情報生成の図２に示す処理は、大きく分けて、３つのステップにより実現される。
詳しくは後述するが、第１のステップＳ１は、加工形状情報抽出部２により製品の完成形状３次元データ（インプットデータ１００）から加工を施すべき加工形状情報を抽出し（Ｓ１−１）、その抽出した加工形状情報を、条件に応じて（Ｓ１−２）、形状結合部２ａにより結合し（Ｓ１−３）、形状特定部２ｂにより、加工形状情報と予め形状特徴記憶データベース２ｂ´に記憶してある形状特徴定義情報とを照合し、加工形状情報の形状特徴を特定する（Ｓ１−４）。この第１のステップＳ１は、完成形状３次元データであるインプットデータ１００から、加工を行うための加工形状情報を得るステップとなる。
【００３１】
図４は、上記実施の形態に係る加工情報生成装置の第１のステップＳ１の処理の流れを示す説明図である。
同図には、第１のステップＳ１において処理される情報を示している。加工形状情報抽出部２は、製品の完成３次元形状データである図１に示すインプットデータ１００から、加工を施すべき加工形状情報２１を抽出する（Ｓ１−１）。具体的には、加工形状情報抽出部２は、インプットデータ１００が情報処理端末１０にインプットされると、このインプットデータ１００の幾何形状をロジカルに認識し、図４に示すように加工形状情報２１を数値として出力する。この処理は、非特許文献（財団法人製造科学技術センター、平成１７年３月発行、平成１６年度  製造業における情報技術活用促進補助事業調査報告書（２／２）、「シームレス設計・生産システムの調査研究」Ｐ１２８〜Ｐ１４３）により開示されている。
【００３２】
この例で出力される情報１〜４の４つの加工形状情報２１は、それぞれインプットデータ１００に含まれる穴形状の底部側（以下、単に「底部」という）の中心座標（中心座標１）、口元部側（以下、単に「口元部」という）の中心座標（中心座標２）、及び、穴の径（口元部径・底部径）を有している。例えば、情報１のＸＹＺ座標は、底部の中心座標（中心座標１）が「８，８，１５」であり、口元部の中心座標（中心座標２）が「８，８，２０」である。したがって、Ｚ座標の原点は底部となる。そして、底部径は「１２」であり、口元部径も同様に「１２」である。そのため、情報１に係る加工形状は、円柱形状であることがわかる。なお、本実施の形態では、便宜上、情報１〜４のすべてを軸方向がＺ軸方向の円柱形状としている。
【００３３】
形状結合部２ａは、加工形状情報抽出部２により抽出された情報１〜４の加工形状情報を受取り、条件に応じて（Ｓ１−２）、加工形状情報２１の結合を行う（Ｓ１−３）。この結合を行う目的は、抽出された加工形状情報２１の情報１〜４のうち結合可能な情報を一つの形状単位として捉えることである。このようにすることで、次に行う形状特定部２ｂにより、抽出された形状がどのような形状であるか特定することを容易としている。
【００３４】
結合を行う条件（Ｓ１−２）は、本実施の形態では加工形状情報に係る形状がすべて円柱形状であるため、形状の「中心座標の一致」及び「境界一致」の両方を満たすことである。なお、ここでいう「中心座標の一致」は、形状の中心座標が一致しているかの照合であり、「境界一致」は、抽出された形状同士が隣接しているかの照合である。
【００３５】
ここでは、結合前の加工形状情報２１の情報１のＸＹＺ座標は、底部の中心座標（中心座標１）が「８，８，１５」であり、口元部の中心座標（中心座標２）が「８，８，２０」である。そして、情報３のＸＹＺ座標は、底部の中心座標（中心座標１）が「８，８，５」であり、口元部の中心座標（中心座標２）が「８，８，１５」である。
【００３６】
このことから、情報１及び情報３に係る形状は、共に、中心軸のＸ座標が「８」でＹ座標が「８」の円柱形状であることがわかる。そのため、条件「中心座標の一致」を満たす。
【００３７】
また、情報１の底部の中心座標（中心座標１）、及び情報３の口元部の中心座標（中心座標２）は、共にＸＹＺ座標「８，８，１５」である。そして、上述のように情報１及び情報３は共にＸ座標が「８」でＹ座標が「８」の中心軸を有する円柱形状である。そのため、条件「境界一致」も満たす。
【００３８】
よって、情報１に係る加工形状情報と情報３に係る加工形状情報とは、形状結合部２ａにより結合される（Ｓ１−３）。なお、図４に示す結合条件式２２−１は、上述の結合条件を判定する式の一例である。
【００３９】
このように形状結合部２ａにより結合された情報は、図４の結合情報を含む加工形状情報２２に示すように、単一の情報へと変換される。ここでは、上述のように結合前の加工形状情報２１の情報１，３が上記条件を満たすため、結合情報を含む加工形状情報２２では単一の情報１として認識されている。この結合された情報１に係る形状は、図４に示すように、座繰りを有する穴の形状２２−２となっている。なお、抽出された加工形状情報２１の情報３が結合後の加工形状情報２２では情報１に含まれるため、抽出された加工形状情報２１の情報４は、結合後の加工形状情報２２では情報３に繰り上げている。
【００４０】
次に、形状特定部２ｂにおいて、上記結合された加工形状情報２２と、形状特定部２ｂ内の形状特徴記憶データベース２ｂ´に予め記憶してある形状特徴定義情報とを照合し、加工形状情報２２の形状特徴を特定する（Ｓ１−４）。
【００４１】
データベース２ｂ´に登録されている形状特徴定義情報２３−１には、座繰りを有する穴であっても、座繰り穴の深さ方向における穴の形状が互いに異なっている穴を結合した形状（形状１〜３）が含まれている。なお、形状４は、形状１〜３に属さない加工形状情報、即ち座繰りを有する穴以外の形状に係る加工形状情報が該当することになる。
【００４２】
本実施の形態では、形状結合部２ａにより結合された加工形状情報の情報１，２，３に係る形状は、それぞれ、座繰りを有する穴，円柱，円柱のように、形状特徴定義情報２３−１に基づいて形状特徴が認識されて、情報１は形状１、情報２，３は形状４と特定される。
【００４３】
また、形状特徴定義情報２３−１に登録された形状１〜４は、各々が加工要件を有しており、例えば、形状１の場合には、穴を開けた後に座繰り部分を加工するといった要件を有している。
【００４４】
このように形状特定部２ｂを用いることにより、加工形状情報がどのような加工要件を有するかの情報を付加することが可能となっている。なお、形状特徴記憶データベース２ｂ´には、新たな形状特徴を記憶させることが可能となっている。そのため、新規の形状特徴が発生した場合においても、形状特徴を追加登録するだけで、加工情報生成装置１を使用することが可能となっている。
【００４５】
第２のステップＳ２は、第１のステップＳ１によって変換された加工形状情報２３に対し、加工方向情報付加部３により加工方向情報を付加し（Ｓ２−１）、この付加した加工方向情報と工作機械構成情報記憶部４に記憶されている後述する工作機械構成情報３４とから、加工形状順序決定部５により加工形状情報の加工順序を決定する（Ｓ２−２）ステップである。
【００４６】
図５は、上記実施の形態に係る加工情報生成装置１の第２のステップＳ２の処理の流れを示す説明図である。
同図を参照しながら第２のステップＳ２の処理の流れを詳細に説明する。まず、加工方向情報付加部３では、第１のステップＳ１により変換された加工形状情報２３に、加工方向ベクトルを付加する。加工方向ベクトルは、加工形状情報２３の底部の中心座標（中心座標１）と口元部の中心座標（中心座標２）との差を算出することにより決定する。
【００４７】
例えば、第１のステップにより得られた加工形状情報２３を加工方向決定部３に入力すると、底部の中心座標（中心座標１）のＸＹＺ座標と口元部の中心座標（中心座標２）のＸＹＺ座標との差を算出し、図５の加工方向ベクトル判定結果３１に示すような判定結果を出力する。
【００４８】
ここで、本実施の形態では、加工形状情報２３の情報１〜３のすべてにおいて、底部の中心座標（中心座標１）のＸＹ座標と口元部の中心座標（中心座標２）のＸＹ座標とが同一である。そのため、情報１〜３に係る加工方向ベクトルは、Ｚ座標の差のみが０以外の数値で表される。
【００４９】
次に、加工方向ベクトル判定結果３１にベクトル特定理論３２を用いることにより加工方向を決定する。なお、このベクトル特定理論３２は、底部の中心座標（中心座標１）と口元部の中心座標（中心座標２）との差の正負から、加工方向を特定するものである。
【００５０】
加工方向ベクトル判定結果３１は、Ｚ座標の差のみで表されており、回転方向のベクトルも含まれないため、ベクトル特定理論３２におけるＺ座標「＋」又は「−」に該当する。したがって、加工形状情報ごとの加工方向情報３３において、加工方向情報は「Ｚ＋」又は「Ｚ−」で表されている。以上のようにして加工方向情報が加工形状情報２３に付加される（Ｓ２−１）。
【００５１】
次に、このように付加される加工方向情報３３と、工作機械構成情報記憶部４に記憶された工作機械構成情報３４との照合を行う。ここで、工作機械構成情報３４とは、各種工作機械が加工工程単位で加工可能な軸方向と、加工を施す際にどの方向を優先的に加工するかの優先順位（加工軸優先順位）とを含む情報である。
【００５２】
本実施の形態では、工作機械構成情報３４には、加工機Ａ〜Ｃごとの工作機械構成情報が含まれている。なお、工作機械構成情報記憶部４は、新規の工作機械構成情報を工作機械構成情報記憶部４に登録するための新規工作機械構成登録部４ａを有している。
【００５３】
加工方向情報３３と工作機械構成情報３４との照合は、ベクトル（「Ｚ＋」，「Ｚ−」）を特定した加工方向情報３３の情報１〜３を、加工工程単位毎にグルーピングする処理である。これにより、加工方向情報３３の情報１〜３の加工順序が決定される（Ｓ２−２）。なお、本実施の形態では、加工機Ａを優先的に用いる設定がされているものとする。
【００５４】
加工方向情報３３の情報１，２の加工方向情報は、共に「＋Ｚ」であるため１工程にグルーピングされ、情報３の加工方向情報は、「Ｚ−」であるため情報１，２に係る加工とは別工程となる。また、加工機Ａの加工軸優先順位は、「＋Ｚ」が１番目で「−Ｚ」が３番目なので、２番目が省かれ、「＋Ｚ」が１番目の工程で「−Ｚ」が２番目の工程となる。これにより、図５の工程設計結果３５に示すように、加工方向情報３３の情報１，２が工程１となり、情報３が工程２となる。
【００５５】
ここまでの処理で完成形状を工作機械により加工するために、どの方向から優先的に加工を施すかといった、広義の工程設計が終了する。
次に、加工形状順序決定部５により、同一加工工程内の形状の加工順序を決定する狭義の工程設計を行う。この狭義の工程設計は、広義の工程設計結果３５と図４に示す形状特徴定義情報２３−１に登録された加工要件情報とを用いて行うことができる。例えば、形状特徴定義情報２３−１の形状４に係る加工要件情報が、センター穴加工、下穴加工、仕上げ穴加工の順に加工する旨設定されている場合には、形状４に係る部分（情報３）には狭義の工程設計結果３６に示すように上記の順で加工を行う。
【００５６】
第３のステップＳ３は、第２のステップＳ２までで得られた情報を基に加工用形状３次元データを生成するステップである。
第３のステップでは、図１に示す加工用形状生成部６を用いて、加工工程単位毎の加工用形状を生成する。加工用形状生成部６の機能の基本は、操作履歴記憶型のＣＡＤ装置である。加工用形状の生成は、完成形状を製作する際に用いる素材形状の３次元データから加工を施すべき箇所を差分演算することによって行う。
【００５７】
なお、素材形状の３次元データは図示していないキーボードやマウス等の操作デバイスを用いて読込みや作図を行うこととする。差分演算の為の入力情報及び入力順序は第２のステップまでで得られた情報であり、差分演算方法は、一般的なＣＡＤの機能として用いられている、平行押出しカットや回転押出しカット等の機能を適用することとする。
【００５８】
また広義の工程（設計結果３５）中の狭義の工程（設計結果３６）を施した加工用形状が必要な場合には、操作デバイスを用いて加工用形状３次元データの生成履歴を遡ることにより、所望の形状を得ることが可能である。
【００５９】
以上述べた第１ステップＳ１から第３ステップまでの処理は、完成形状３次元データ等のインプットデータ１００を入力した後に、特に人間の操作を要することがなく、加工用形状３次元データ等のアウトプットデータ１０１を出力するまで自動実行される。
【００６０】
なお、本実施の形態では、第１ステップＳ１において、インプットデータ１００を完成形状３次元データとして、このデータ１００から加工形状情報抽出部２，形状結合部２ａ，形状特定部２ｂにより加工形状情報２１，２２，２３を抽出する例を説明したが、この処理を行わずに加工形状情報を加工情報生成装置１に直接入力することもできる。そのようにした場合には、第１ステップＳ１を省略することができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、第３ステップＳ３において、第２ステップ２で決定された加工順序を基に、加工工程単位毎の加工用形状、即ち加工工程ごとの全ての加工用形状を算出したが、この加工用形状は任意に選択された工程の終了時における加工用形状を算出するようにしてもよい。
【００６２】
更には、第３ステップＳ３の処理を行わず、第２ステップＳ２において決定された加工順序を出力することでも、後述する本実施の形態の効果を得ることは可能である。また、第２ステップＳ２においては、広義の工程設計結果３５を出力するだけで、本発明の効果を奏することが可能であるため、必ずしも狭義の工程設計結果３６を出力する必要はない。
【００６３】
以上説明した本実施の形態では、加工を施すべき加工形状情報２３に加工方向情報を付加し、加工方向情報を付加した加工形状情報の加工順序の決定を行うため、加工工程設計経験者が作成した完成形状３次元データの作成履歴から加工用形状を生成する必要がない。したがって、製品の完成形状３次元データの生成に用いるＣＡＤ装置が形状作成履歴記憶型に限定されない。また、自動的に加工順序等の加工情報が生成されるため、加工工程設計経験者の操作を要しない。よって、本実施の形態によれば、製品の完成形状３次元データを作成するＣＡＤ装置の種類の制限をなくすと共に、加工経験がない者でも加工情報を容易に生成することができる。
【００６４】
また、本実施の形態によれば、製品の完成３次元形状データ（インプットデータ１００）から加工形状情報２１，２２，２３を抽出しているため、加工形状情報２１，２２，２３を個別に入力等する必要がなく、したがって、より容易に加工情報を生成することができる。
【００６５】
また、本実施の形態によれば、加工情報生成装置１が、加工形状情報抽出部２により抽出された加工形状情報２１を結合する形状結合部２ａと、加工形状情報２２の形状特徴を特定する形状特定部２ｂとを備えているため、１つの形状として把握されるべき複数の加工形状情報を１つの情報として認識することで、加工情報の生成の処理を簡素化させることができる。
【００６６】
また、本実施の形態によれば、工作機械構成情報記憶部４が、工作機械の加工工程単位で加工可能な軸方向と、工作機械が加工を施す際の軸方向の加工軸優先順位とを記憶しているため、加工順序の生成の処理を簡素化させることができる。
【００６７】
また、本実施の形態によれば、加工形状順序決定部５は、加工方向情報を付加した加工形状情報の加工順序を、加工方向情報（Ｚ＋，Ｚ−）及び機械構成情報３４に基づき決定しているため、加工順序の生成の処理を簡素化させることができる。
【００６８】
また、本実施の形態によれば、加工形状順序決定部５により決定された加工形状情報（加工工程単位毎）の加工順序に基づき加工用形状を生成しているため、加工経験がない者でも加工用形状を容易に生成することができる。
【００６９】
また、形状生成部６は、製品の素材形状から形状を除去する方法により加工用形状の３次元データを生成するため、加工用形状の生成の処理を簡素化させることができる。
また、形状生成部６は、加工形状順序決定部５により決定された加工順序に基づき、加工工程単位毎に加工用形状を出力するため、所望の加工用形状を容易に取得することができる。
【００７０】
図６は、本発明の他の実施の形態に係る加工情報生成装置１´を示す全体構成図である。
図７は、上記加工情報生成装置１´の第３のステップＳ３´の処理の流れを示す説明図である。
【００７１】
図８は、上記加工情報生成装置１´の加工用形状生成部６´による加工順序並べ替え前の工程設定結果を示す図表であり、図９は上記加工用形状生成部６´による加工順序並べ替え後の工程設定結果を示す図表である。
【００７２】
本実施の形態では、加工用形状生成部（形状生成手段）６´を除く加工情報生成装置１´の構成並びに第１及び第２のステップＳ１，Ｓ２については上記一実施の形態と同様であるため、加工用形状生成部（形状生成手段）６´及び第３のステップＳ３´を中心に説明する。
【００７３】
加工用形状生成部６´は、加工用形状テンプレート記憶部６ａを有している。図７に示すように、加工用形状テンプレート記憶部６ａには、加工用形状テンプレート４１が記憶されている。この加工用形状テンプレート４１には、加工形状情報に対応する情報としての製造履歴（加工用形状製造履歴）及び生成履歴（加工用形状生成履歴）が含まれている。
【００７４】
製造履歴は、例えば、図６に示すアウトプットデータ１０１などの加工用形状を生成するための詳細工程の履歴である。詳しくは後述するが、製造履歴は生成履歴ごとに記憶され、生成履歴を介して間接的に加工形状情報（又はその形状特徴）に対応している。
【００７５】
製造履歴には、例えば、センター穴加工、下穴加工、仕上げ穴加工、座繰り加工などのような詳細工程が含まれている。また、製造履歴には、加工用形状を作成するための優先順位も含まれている。
【００７６】
生成履歴は、加工用形状を生成するための工程を製造履歴よりも大きな枠で示すものであり、各情報が１又は２以上の製造履歴を含んでおり、加工形状情報の形状特徴に対応させて（紐付けて）記憶されている。
【００７７】
生成履歴には、図７に示すように、例えば、押し出しカットや穴カットという情報が含まれている。なお、生成履歴にも加工優先順位を含ませることで、加工用形状の生成、ひいては製品の加工を有効に行わせるようにすることができる。
【００７８】
製造履歴及び生成履歴は、過去に加工用形状を生成した履歴から記憶させてもよいが、図４に示す形状特徴定義情報２３−１を定義する際に設計者が設定するか或いは初期設定で設定しておくとよい。
【００７９】
以下、本実施の形態の第３のステップＳ３´について説明する。
第３のステップＳ３´は、上記一実施の形態の第２のステップＳ２までで得られた情報を基に加工用形状３次元データを生成するステップである。第３のステップＳ３´では、図６及び図７に示す加工用形状生成部６´を用いて、加工工程単位且つ加工優先順に加工用形状を生成する例について説明する。
【００８０】
加工用形状生成部６の機能は、図４に示す第１のステップＳ１により特定された加工形状情報２３の形状特徴に基づいて、加工用形状テンプレート記憶部６ａから加工用形状テンプレート４１を呼び出し、加工用形状を生成するものである。
【００８１】
図７に示すように、例えば、形状特徴定義情報２３−１の形状１に係る製造履歴が、センター穴加工（Ａ００１）、下穴加工（Ｂ００１）、仕上げ穴加工（Ｃ００１）、座繰り加工（Ｄ００１）の順に加工する旨設定されている場合には、形状１に係る加工形状情報には、加工用形状テンプレート４１に記憶されている優先順位に沿って加工順序が決定される。
【００８２】
また、加工用形状テンプレート４１内の加工順序の優先順位は、加工順序を並び替えて出力することが可能である。例えば、形状特徴定義情報２３−１の形状４と形状１とが同一加工方向に配置されている場合、加工形状順序決定部５により決定された加工順序によると図８に示す工程設定結果４２のようになるが、この結果を更に製造履歴の優先順位に沿って並び替えると、図９に示す工程設定結果４３のようになり、実際の加工の際に不要な工具交換をなくすことが可能になる。
【００８３】
加工用形状の生成は、上記一実施の形態で述べたように、完成形状を製作する際に用いる素材形状の３次元データから加工を施すべき箇所を差分演算することによって行う。
なお、本実施の形態では、加工用形状テンプレート４１が製造履歴に加え、生成履歴を有する例について説明したが、生成履歴を有さず、直接的に製造履歴を加工形状情報（形状特徴）に紐付けて記憶していてもよい。
【００８４】
以上説明した本実施の形態では、上記一実施の形態の効果に加えて以下の効果を奏する。
即ち、本実施の形態では、加工用形状生成部６´は、加工形状情報に対応する情報を有する加工用形状テンプレート４１を用いて加工用形状を生成している。そのため、加工形状情報（又はその形状特徴）に応じて、加工用形状の生成についての有効な情報を得ることができ、したがって、加工用形状の生成の処理を簡素化させることができる。
【００８５】
また、本実施の形態では、加工用形状生成部６´は、形状特定部２ｂ（第１のステップＳ１）により特定された加工形状情報の形状特徴に基づいて、加工用形状生成テンプレート４１を呼び出している。そのため、形状特徴に応じて、加工用形状の生成についての有効な情報を得ることができ、したがって、加工用形状の生成の処理を一層簡素化させることができる。
【００８６】
また、本実施の形態では、加工用形状テンプレート４１は、加工形状情報に対応し加工用形状を生成するための製造履歴を有し、加工用形状生成部６´は、加工形状順序決定部５により決定された加工順序、及び、製造履歴に基づいて、加工用形状を生成するようにしている。そのため、加工形状情報又は（その形状特徴）に応じて、加工用形状の生成についての有効な情報を得ることができ、したがって、加工用形状の生成の処理を簡素化させることができる。
【００８７】
また、本実施の形態では、加工用形状テンプレート４１は、加工形状情報に対応し各情報が１又は２以上の製造履歴を含む生成履歴を有し、加工用形状生成部６´は、加工形状順序決定部５により決定された加工順序、及び、生成履歴に含まれる加工用形状製造履歴に基づいて、加工用形状を生成するようにしている。そのため、加工用形状の生成についての、より有効な情報を得ることができ、したがって、加工用形状の生成の処理を一層簡素化させることができる。
【００８８】
また、本実施の形態では、加工用形状テンプレート４１は、加工優先順位を含む製造履歴を有し、加工用形状生成部６´は、加工形状順序決定部５により決定された加工順序、及び、製造履歴に含まれる加工優先順位に基づいて、加工工程単位且つ加工優先順に加工用形状を出力している。そのため、例えば同一工具を用いる工程を連続させて行うことで、実際の加工の際に不要な工具交換をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る加工情報生成装置を示す全体構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る加工情報生成の処理の流れの概略を示すフローチャートである。
【図３】上記実施の形態に係る加工情報生成に用いることのできるコンピュータの例を示す概略構成図である。
【図４】上記実施の形態に係る加工情報生成装置の第１のステップＳ１の処理の流れを示す説明図である。
【図５】上記実施の形態に係る加工情報生成装置の第２のステップＳ２の処理の流れを示す説明図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る加工情報生成装置を示す全体構成図である。
【図７】上記他の実施の形態に係る加工情報生成装置の第３のステップＳ３の処理の流れを示す説明図である。
【図８】上記他の実施の形態に係る加工情報生成装置の加工用形状生成部による加工順序並べ替え前の工程設定結果を示す図表である。
【図９】上記他の実施の形態に係る加工情報生成装置の加工用形状生成部による加工順序並べ替え後の工程設定結果を示す図表である。
【符号の説明】
【００９０】
１      加工情報生成装置
２      加工形状情報抽出部
２ａ      形状結合部
２ｂ      形状特定部
３      加工方向情報付加部
４      工作機械構成情報記憶部
４ａ      新規工作機械登録部
５      加工形状順序決定部
６      加工用形状生成部
６´      加工用形状生成部
６ａ      加工用形状テンプレート
１０      情報処理端末
１１      ＣＰＵ
１２      記憶部
１３      入力部
１４      出力部
１５      Ｉ／Ｆ部
２１      抽出された加工形状情報
２２      結合情報を含む加工形状情報
２２−１      結合条件式
２２−２      結合された形状
２３      形状特徴を含む加工形状情報
２３−１      形状特徴定義情報
３１      加工方向ベクトル判定結果
３２      ベクトル特定理論
３３      加工方向情報
３４      工作機械構成情報
３５      広義の工程設計結果
３６      狭義の工程設計結果
４１      加工用形状テンプレート
４２      工程設計結果（並び替え前）
４３      工程設計結果（並び替え後）
１００      インプットデータ
１０１      アウトプットデータ
【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】
2008250984.tif 000009
【図８】
2008250984.tif 000010
【図９】
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