(57)【要約】【課題】仕上加工に適した送り速度の最適化を行うことができる送り速度最適化装置を提供する。【解決手段】送り速度最適化装置１の制御部３は、加工前のワーク形状情報、工具形状情報及び工具経路情報を用いて、工具経路の微小区間ごとに切削量を算出し、切削量に応じて第１の送り速度を決定する。そして、工具経路２０１を包含する３次元空間に格子２０５を生成し、特定の微小区間２０３を含む格子２０５と隣接する格子２０５に含まれる微小区間群の中から、方向余弦による微小区間抽出条件に従って抽出された微小区間群の第１の送り速度の平均値を最適な送り速度として出力する。【選択図】図２
2008114333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工前のワーク形状情報、工具形状情報及び工具経路情報を用いて、工具経路の微小区間ごとに切削量を算出し、前記切削量に応じて第１の送り速度を決定する第１の送り速度決定手段と、
前記工具経路を包含する３次元空間を単位微小空間に分割する手段と、
特定の前記微小区間を含む前記単位微小空間および隣接する前記単位微小空間から、微小区間抽出条件に従って抽出された微小区間群の前記第１の送り速度の平均値を特定の前記微小区間に対する最適な送り速度として決定する最適送り速度決定手段と、
を具備することを特徴とする送り速度最適化装置。
【請求項２】
前記最適送り速度決定手段は、
特定の前記単位微小空間に含まれる第１の微小区間群の中から、前記微小区間抽出条件に従って第２の微小区間群に分類する手段と、
前記第２の微小区間群の前記第１の送り速度の平均値を前記第２の微小区間群に対する第２の送り速度に決定する第２の送り速度決定手段と、
特定の前記微小区間を含む前記単位微小空間および隣接する前記単位微小空間に含まれる第３の微小区間群の中から、前記微小区間抽出条件に従って第４の微小区間群を抽出する手段と、
前記第４の微小区間群の前記第２の送り速度の平均値を特定の前記微小区間に対する最適な送り速度として決定する第３の送り速度決定手段と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の送り速度最適化装置。
【請求項３】
前記微小区間抽出条件は、前記微小区間の方向余弦によって定めるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送り速度最適化装置。
【請求項４】
加工前のワーク形状情報、工具形状情報及び工具経路情報を用いて、工具経路の微小区間ごとに切削量を算出し、前記切削量に応じて第１の送り速度を決定するステップと、
前記工具経路を包含する３次元空間を単位微小空間に分割するステップと、
特定の前記微小区間を含む前記単位微小空間および隣接する前記単位微小空間から、微小区間抽出条件に従って抽出された微小区間群の前記第１の送り速度の平均値を特定の前記微小区間に対する最適な送り速度として決定するステップと、
を具備することを特徴とする送り速度最適化方法。
【請求項５】
前記最適な送り速度を決定するステップは、
特定の前記単位微小空間に含まれる第１の微小区間群の中から、前記微小区間抽出条件に従って第２の微小区間群に分類するステップと、
前記第２の微小区間群の前記第１の送り速度の平均値を前記第２の微小区間群に対する第２の送り速度と決定するステップと、
特定の前記微小区間を含む前記単位微小空間および隣接する前記単位微小空間に含まれる第３の微小区間群の中から、前記微小区間抽出条件に従って第４の微小区間群を抽出するステップと、
前記第４の微小区間群の前記第２の送り速度の平均値を特定の前記微小区間に対する最適な送り速度として決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の送り速度最適化方法。
【請求項６】
前記微小区間抽出条件は、前記微小区間の方向余弦によって定めるものであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の送り速度最適化方法。
【請求項７】
コンピュータを請求項１から請求項３のいずれかに記載の送り速度最適化装置として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削加工の加工解析に関し、特に、送り速度の最適化を行う送り速度最適化装置、送り速度最適化方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
金型等の加工作業では、一般に、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）工作機械が用いられている。そして、ＮＣ工作機械の加工動作は、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）システムによる形状設計や、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）システムによる工程設計等を行うことにより決定される。
さらに、近年では、加工作業の事前検証として、ＣＡＭシステムで作成されたＮＣデータ等を基に、切削負荷の解析や干渉の検知等が行われている。これにより、加工トラブルを未然に防ぐとともに、加工時間の短縮を図っている。
こうした目的を達成するために、切削条件を調整する仕組みとして、特許文献１、２、３がある。
【特許文献１】特開２００２−２００５４０号公報
【特許文献２】特開２００２−２３３９３０号公報
【特許文献３】特開２００１−９６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、いずれも工具経路上の局所的な最適化に留まり、工具経路全体での最適化については考慮していない。そのため、工具経路上に送り速度の変化点が多くなり、加工機の振動が発生し、表面を滑らかにする仕上加工には適用することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は仕上加工に適した送り速度の最適化を行うことができる送り速度最適化装置を提供することである。
前述した目的を達成するために第１の発明は、加工前のワーク形状情報、工具形状情報及び工具経路情報を用いて、工具経路の微小区間ごとに切削量を算出し、前記切削量に応じて第１の送り速度を決定する第１の送り速度決定手段と、前記工具経路を包含する３次元空間を単位微小空間に分割する手段と、特定の前記微小区間を含む前記単位微小空間および隣接する前記単位微小空間から、微小区間抽出条件に従って抽出された微小区間群の前記第１の送り速度の平均値を特定の前記微小区間に対する最適な送り速度として決定する最適送り速度決定手段と、を具備することを特徴とする送り速度最適化装置である。
微小区間とは、工具経路を任意の微小な大きさに分割した区間である。単位微小空間とは、工具経路を包含する３次元空間を同一の大きさに分割する空間である。
【０００５】
更に、前記最適送り速度決定手段は、特定の前記単位微小空間に含まれる第１の微小区間群の中から、前記微小区間抽出条件に従って第２の微小区間群に分類する手段と、前記第２の微小区間群の前記第１の送り速度の平均値を前記第２の微小区間群に対する第２の送り速度に決定する第２の送り速度決定手段と、特定の前記微小区間を含む前記単位微小空間および隣接する前記単位微小空間に含まれる第３の微小区間群の中から、前記微小区間抽出条件に従って第４の微小区間群を抽出する手段と、前記第４の微小区間群の前記第２の送り速度の平均値を特定の前記微小区間に対する最適な送り速度として決定する第３の送り速度決定手段と、を具備することが望ましい。
【０００６】
更に、前記微小区間抽出条件は、前記微小区間の方向余弦によって定めるものであることが望ましい。
方向余弦とは、工具経路における微小区間の始点から終点を結んだ単位方向ベクトルである。
【０００７】
前記最適送り速度決定手段によって、工具経路全体に渡って送り速度を最適にすることができる。
また、前記最適送り速度決定手段は、前記第２の送り速度決定手段と、前記第３の送り速度決定手段とを具備することにより、高速に送り速度の最適化を行うことができる。
更に、前記微小区間抽出条件は、前記微小区間の方向余弦によって定めることにより、工具の損傷等を防止しながら送り速度の最適化を行うことができる。
【０００８】
第２の発明は、加工前のワーク形状情報、工具形状情報及び工具経路情報を用いて、工具経路の微小区間ごとに切削量を算出し、前記切削量に応じて第１の送り速度を決定するステップと、前記工具経路を包含する３次元空間を単位微小空間に分割するステップと、特定の前記微小区間を含む前記単位微小空間および隣接する前記単位微小空間から、微小区間抽出条件に従って抽出された微小区間群の前記第１の送り速度の平均値を特定の前記微小区間に対する最適な送り速度として決定するステップと、を具備することを特徴とする送り速度最適化方法である。
【０００９】
更に、前記最適な送り速度を決定するステップは、特定の前記単位微小空間に含まれる第１の微小区間群の中から、前記微小区間抽出条件に従って第２の微小区間群に分類するステップと、前記第２の微小区間群の前記第１の送り速度の平均値を前記第２の微小区間群に対する第２の送り速度と決定するステップと、特定の前記微小区間を含む前記単位微小空間および隣接する前記単位微小空間に含まれる第３の微小区間群の中から、前記微小区間抽出条件に従って第４の微小区間群を抽出するステップと、前記第４の微小区間群の前記第２の送り速度の平均値を特定の前記微小区間に対する最適な送り速度として決定するステップと、を含むことが望ましい。
【００１０】
更に、前記微小区間抽出条件は、前記微小区間の方向余弦によって定めるものであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の送り速度最適化方法を含むことが望ましい。
【００１１】
更に、前記微小区間抽出条件は、前記微小区間の方向余弦によって定めるものであることが望ましい。
【００１２】
第３の発明は、コンピュータを請求項１から請求項３のいずれかに記載の送り速度最適化装置として機能させるプログラムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、仕上加工に適した送り速度の最適化を行うことができる送り速度最適化装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る送り速度最適化装置１を実現するコンピュータのハードウェア構成図である。
送り速度最適化装置１は、制御部３、記憶部５、メディア入出力部７、通信制御部９、入力部１１、表示部１３、周辺機器Ｉ／Ｆ部１５等が、バス１７と介して接続される。
【００１６】
制御部３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
【００１７】
ＣＰＵは、記憶部５、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス１７を介して接続された各装置を駆動制御し、送り速度最適化装置１が行う後述する処理（図３、図７、図８参照）を実現する。
ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部５、ＲＯＭ、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部３が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
【００１８】
記憶部５は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）であり、制御部３が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。プログラムに関しては、ＯＳ（オペレーティングシステム）に相当する制御プログラムや、後述の処理に相当するアプリケーションプログラムが格納されている。
これらの各プログラムコードは、制御部３により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて各種の手段として実行される。
【００１９】
メディア入出力部７（ドライブ装置）は、データの入出力を行い、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＰＤドライブ、ＣＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、ＲＷ等）、ＤＶＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＭＯドライブ等のメディア入出力装置を有する。
【００２０】
通信制御部９は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク１９間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワーク１９を介して、他のコンピュータ間との通信制御を行う。
【００２１】
入力部１１は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。
入力部１１を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
【００２２】
表示部１３は、ＣＲＴモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等（ビデオアダプタ等）を有する。
【００２３】
周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１５は、コンピュータに周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器Ｉ／Ｆ部１５を介してコンピュータは周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器Ｉ／Ｆ部１５は、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４やＲＳ−２３２Ｃ等で構成されており、通常複数の周辺機器Ｉ／Ｆを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。
【００２４】
バス１７は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
【００２５】
次に、図２を参照しながら、送り速度最適化装置１の構成について説明する。
図２は、送り速度最適化装置１の概略構成図である。
【００２６】
送り速度最適化装置１は、加工前のワーク形状情報、工具形状情報、工具経路情報の入力手段２１、第１の送り速度決定手段２３、単位微小空間への分割手段２５、微小区間の分類手段２７、第２の送り速度決定手段２９、微小区間の抽出手段３１、第３の送り速度決定手段３３、最適な送り速度の出力手段３５、データベース３７等を備える。
【００２７】
加工前のワーク形状情報、工具形状情報、工具経路情報の入力手段２１は、加工対象であるワークの加工前形状の情報、工具の切れ刃形状等の情報、加工中の工具経路の情報を入力する。
ワーク形状情報、工具形状情報は、例えば、角柱モデル（ＶＯＸＥＬモデル、Ｚｍａｐモデルとも言う）や、マーチング・キューブといった形状解析モデルが知られている。本発明では、いずれのモデルを適用しても良い。
例えば、角柱モデルでは、ワーク形状や工具形状を角柱の集合体で近似し、工具経路上でワークと工具が重なり合う部分、すなわち工具によって切削されるワークの集合演算を行うことによって、切削量を算出する。
データの入力は、入力部１１を介して行っても良い。また、メディア入出力部７を用いても良い。また、ネットワーク１９を介して、他のコンピュータからデータを送信しても良い。
【００２８】
第１の送り速度決定手段２３は、入力された加工前のワーク形状情報、工具形状情報、工具経路情報から切削量を算出し、切削量に応じた第１の送り速度を決定する。
切削量とは、例えば、切削体積や切削断面積、切屑厚さ、工具の接触面積などである。
第１の送り速度は、例えば、１刃１回転当たりの切削体積、最大切屑厚さ、切屑円弧長、切削角度などから、工具損傷の防止や加工能率の向上等を考慮して算出されるものである。
第１の送り速度は、工具経路を微小区間に分割し、微小区間ごとに決定される。
本発明では、第１の送り速度の決定手段２３は、従来から行われている切削条件の決定手段である。切削条件の決定手段は、例えば、特許第３６９２９８１号で提案されている手段などがあるが、微小区間ごとに第１の送り速度が最適化されれば、手段は問わない。
【００２９】
単位微小空間への分割手段２５は、単位微小空間としての格子を生成することで、工具経路を包含する３次元空間を分割する。格子の大きさや数は、任意に設定可能である。
格子は、内包する工具経路の微小区間とともに、データベース３７に登録される。
【００３０】
微小区間の分類手段２７は、特定の格子に含まれる微小区間群を微小区間抽出条件に従って分類する。すなわち、データベース３７を参照し、格子ごとに複数の微小区間群のグループに分類する。
【００３１】
第２の送り速度決定手段２９は、微小区間の分類手段２７によって分類された微小区間群の第１の送り速度の平均値を算出し、第２の送り速度として決定する。
第２の送り速度は、分類された微小区間群ごとにデータベース３７に登録される。
【００３２】
微小区間の抽出手段３１は、特定の微小区間を含む格子と隣接する格子に含まれる微小区間群の中から、微小区間抽出条件に従って微小区間群を抽出する。すなわち、データベース３７を参照し、特定の微小区間と同じ微小区間抽出条件を満たす微小区間群を抽出する。
【００３３】
第３の送り速度決定手段３３は、微小区間の抽出手段３１によって抽出された微小区間群の第２の送り速度の平均値を算出し、特定の微小区間に対する最適な送り速度として決定する。
【００３４】
最適な送り速度の出力手段３５は、最適な送り速度情報３９を出力する。
データの出力は、表示部１３を介してディスプレイ装置に表示しても良い。また、適当なファイル形式によるファイルに出力しても良い。また、ネットワーク１９を介して、他のコンピュータにデータの送信を行っても良い。
【００３５】
データベース３７は、格子の情報、微小区間の情報、格子と微小区間を紐付ける情報などを保持する。
格子の情報は、格子の位置、範囲などを特定する情報である。微小区間の情報は、微小区間の始点・終点の位置、第１の送り速度、第２の送り速度などである。格子と微小区間を紐付ける情報は、格子に含まれる微小区間を特定する情報である。
【００３６】
次に、図３から図１０を参照しながら、送り速度最適化装置１の動作の詳細について説明する。
【００３７】
図３、図７、図８は、送り速度最適化装置１の処理手順を示すフローチャートである。
図４は、工具経路２０１と微小区間２０３の１例を示す図である。
図５は、工具経路２０１と格子２０５の１例を示す図である。
図６は、特定の格子２０５に含まれる微小区間２０３の１例を示す図である。
図９は、特定の微小区間２０３を含む格子２０５と隣接する格子２０５の１例を示す図である。
図１０は、特定の微小区間２０３を含む格子２０５と隣接する格子２０５のデータの１例を示す表である。
【００３８】
図３に示すように、制御部３は、加工前のワーク形状情報、工具形状情報、工具経路情報を入力する（ステップ１０１）。
【００３９】
次に、制御部３は、工具経路２０１の微小区間２０３を決定する（ステップ１０２）。
【００４０】
図４に示すように、工具経路２０１を微小区間２０３に分割し、以下の処理を行う。微小区間２０３は、始点と終点の位置で特定される。
尚、図４に示す例は、走査線加工による工具経路２０１である。走査線加工では、まず送り方向のプラス方向に切削しながら進んだ場合、被削材５３との接触が終了すると、送り方向と直角の方向に少しずれた後、送り方向のマイナス方向へ切削せずに戻る。そして、送り方向のプラス方向に切削しながら進む。これを繰り返すことにより、被削材の全体を切削する向きは変えずに切削していくことになる。
【００４１】
次に、制御部３は、微小区間２０３に対する切削量を算出する（ステップ１０３）。すなわち、加工前のワーク形状情報、工具形状情報から、ステップ１０２で決定した微小区間２０３において切削されるワークの切削量をシミュレーションする。
【００４２】
次に、制御部３は、切削量に応じた第１の送り速度を決定する（ステップ１０４）。ここで、制御部３は、ステップ１０３で算出された切削量に対して、工具の損傷が発生せず、加工能率を最大化するような最適な送り速度を第１の送り速度として決定する。
【００４３】
次に、制御部３は、全ての微小区間２０３について第１の送り速度の決定が終了したか確認する（ステップ１０５）。
終了していない場合、ステップ１０２から繰り返す。
終了している場合、ステップ１０６に進む。
【００４４】
次に、制御部３は、工具経路２０１を包含する３次元空間に格子を生成する（ステップ１０６）。
【００４５】
図５に示すように、格子２０５の生成によって、工具経路２０１を内包する３次元空間が分割される。
尚、送り速度の平滑化を行う際、格子が小さすぎる場合、平滑化の効果が局所的になりすぎてしまい、送り速度が十分に滑らかにはならない。一方、格子が大きすぎる場合、加工表面の仕上がり具合において相関のない微小区間同士が平滑化されることになり、最適な送り速度を算出することができなくなる。そのため、適当な格子の大きさを設定する必要がある。
【００４６】
次に、制御部３は、格子２０５を決定する（ステップ１０７）。
【００４７】
次に、制御部３は、決定した格子２０５に含まれる微小区間２０３の方向余弦と第１の送り速度をデータベース３７に登録する（ステップ１０８）。
ここで、微小区間Ａの方向余弦ＤＡは、微小区間Ａの始点の座標Ｐ、終点の座標ＱがＰ（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、Ｑ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）とすると、以下のとおり算出される。
【数１】
2008114333.tif 000003
【数２】
2008114333.tif 000004
【００４８】
図６に示すように、特定の格子２０５に含まれる微小区間２０３を抽出し、方向余弦と第１の送り速度とともに、格子２０５と微小区間２０３を紐付ける情報をデータベース３７に登録する。
特定の格子２０５に含まれる微小区間２０３の抽出は、例えば、微小区間２０３の終点の座標が特定の格子２０５に内包されるかどうかによって行う。
尚、終点の座標や、始点と終点の中点の座標等で微小区間２０３の抽出を行っても良いことは言うまでもない。
【００４９】
次に、制御部３は、全ての格子２０５について微小区間２０３の方向余弦と第１の送り速度の登録が終了したか確認する（ステップ１０９）。
終了していない場合、ステップ１０７から繰り返す。
終了している場合、図７に示すステップ１１０に進む。
【００５０】
次に、図７に示すように、制御部３は、格子２０５を決定する（ステップ１１０）。
【００５１】
次に、制御部３は、データベース３７を参照し、決定した格子２０５に含まれる微小区間群の中から方向余弦によって微小区間２０３を分類する（ステップ１１１）。
【００５２】
方向余弦による微小区間２０３の分類は、例えば、最初に基準とする微小区間Ａｓを決める。次に、微小区間Ａｓの方向余弦ＤＡｓと他の微小区間Ａｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）の方向余弦ＤＡｉのなす角を、例えば、内積の公式により求める。内積の公式は、ベクトルａ、ｂを（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、（ｘ２、ｙ２、ｚ２）とすると、
【数３】
2008114333.tif 000005
である。
尚、方向余弦同士であれば、ベクトルの大きさは互いに１であるから、計算は簡略化される。
そして、ｃｏｓθの値、またはθの値を所定の範囲ごとにグループ化することで、微小区間２０３を分類する。
【００５３】
次に、制御部３は、分類された微小区間群を決定する（ステップ１１２）。
【００５４】
次に、制御部３は、微小区間群の第１の送り速度の平均値を算出する（ステップ１１３）。
【００５５】
次に、制御部３は、算出した第１の送り速度の平均値を第２の送り速度としてデータベース３７に登録する（ステップ１１４）。
尚、データベース３７には、一つのデータ格納領域に、微小区間に紐付けて分類したグループの情報を登録し、もう一つのデータ格納領域に、分類したグループの情報に紐付けて算出した第２の送り速度を登録することが望ましい。これは、後述する図１０に示すステップ１１８において、分類したグループの情報を再度利用することができるからである。
【００５６】
次に、制御部３は、全ての分類された微小区間群について第２の送り速度の登録が終了したか確認する（ステップ１１５）。
終了していない場合、ステップ１１２から繰り返す。
終了している場合、ステップ１１６に進む。
【００５７】
次に、制御部３は、全ての格子２０５について微小区間２０３の分類が終了したか確認する（ステップ１１６）。
終了していない場合、ステップ１１０から繰り返す。
終了している場合、図８に示すステップ１１７に進む。
【００５８】
次に、制御部３は、微小区間２０３を決定する（ステップ１１７）。
【００５９】
次に、制御部３は、データベース３７を参照し、決定した微小区間２０３を含む格子２０５と隣接する格子２０５に含まれる微小区間群の中から方向余弦によって微小区間２０３を抽出する（ステップ１１８）。
【００６０】
図９に示す例では、決定した微小区間２０３が含まれる格子２０５は、ＢＯＸ−２である。また、隣接する格子２０５は、ＢＯＸ−１、ＢＯＸ−３、ＢＯＸ−４である。
なお、隣接する格子は、幾何学的には前後、左右、上下、斜めの最大２６個である。しかし、面で接している前後、左右、上下の６個と異なり、点で接している斜めの２０個は、計算精度や計算時間を考慮して抽出対象としなくても良い。
また、微小区間が含まれていない格子は考慮しない。図９に示す例では、前後、左右、上下の６個のうち、微小区間を含む３個の格子を抽出対象としている。
【００６１】
次に、制御部３は、抽出された微小区間２０３の第２の送り速度の平均値を算出する（ステップ１１９）。
【００６２】
図１０に示す例は、前述した図７に示すステップ１１４が終了し、データベース３７に登録されている内容である。
ＢＯＸ−１の格子２０５には、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４の微小区間２０３が含まれている。方向余弦による分類では、４つとも同じグループ１に分類されている。ＢＯＸ−１の格子２０５に含まれるグループ１の第２の送り速度Ｆ｛ＢＯＸ−１_１｝は、Ｆ｛ＢＯＸ−１_１｝＝（Ｆ１１＋Ｆ１２＋Ｆ１３＋Ｆ１４）／４である。
一方、ＢＯＸ−４の格子２０５には、Ａ４１、Ａ４２、Ａ４３、Ａ４４、Ａ４５、Ａ４６、Ａ４７、Ａ４８、Ａ４９の微小区間２０３が含まれている。方向余弦による分類では、グループ１に６つ、グループ２に３つが分類されている。ＢＯＸ−４の格子２０５に含まれるグループ１の第２の送り速度Ｆ｛ＢＯＸ−４_１｝は、Ｆ｛ＢＯＸ−４_１｝＝（Ｆ４１＋Ｆ４２＋Ｆ４３＋Ｆ４４＋Ｆ４５＋Ｆ４６）／６である。また、ＢＯＸ−４の格子２０５に含まれるグループ２の第２の送り速度Ｆ｛ＢＯＸ−４_２｝は、Ｆ｛ＢＯＸ−４_２｝＝（Ｆ４７＋Ｆ４８＋Ｆ４９）／３である。
【００６３】
例えば、ステップ１１７で決定された微小区間２０３が、ＢＯＸ−２の格子２０５に含まれるＡ２１の微小区間２０３である場合、最適な送り速度は、（４・Ｆ｛ＢＯＸ−１_１｝＋６・Ｆ｛ＢＯＸ−２_１｝＋４・Ｆ｛ＢＯＸ−３_１｝＋６・Ｆ｛ＢＯＸ−４_１｝）／２０である。
また、ＢＯＸ−２の格子２０５に含まれる他の微小区間２０３は、グループが同じであるため、最適な送り速度は同じ値となる。従って、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４、Ａ２５、Ａ２６の微小区間２０３に対する最適な送り速度の算出処理は、省略することが可能である。
【００６４】
次に、制御部３は、全ての微小区間２０３について第２の送り速度の平均値の算出が終了したか確認する（ステップ１２０）。
終了していない場合、ステップ１１７から繰り返す。
終了している場合、ステップ１２１に進む。
【００６５】
次に、制御部３は、算出した第２の送り速度の平均値を最適な送り速度として出力する（ステップ１２１）。
【００６６】
以上の手順を行うことにより、送り速度最適化の処理が終了する。
【００６７】
本発明の実施の形態では、図７に示すステップ１１０からステップ１１６の処理を行っているが、これらの処理を行わなくとも、同様の結果を得ることが可能である。すなわち、図８に示すステップ１１９において、第１の送り速度の平均値を求めれば良い。
但し、図７に示すステップ１１０からステップ１１６の処理を行い、第２の送り速度を求めておくことによって、ステップ１１９で使用するメモリ容量を大幅に削減することができ、処理の高速化を図ることができる。
【００６８】
次に、図１１から図１６を参照しながら、従来技術と比較した本発明の効果を説明する。
図１１は、図３に示すステップ１０１で入力される工具経路情報と、ステップ１０４で決定される第１の送り速度の１例を示す図である。
図１２は、図１１に対応するＧコードの１例を示す図である。
尚、Ｇコードとは、工具の動作を決定するプログラム形式を指す。
図１３は、従来技術による送り速度最適化の結果の１例を示す図である。
図１４は、図１３に対応するＧコードの１例を示す図である。
図１５は、本発明による送り速度最適化の結果の１例を示す図である。
図１６は、図１５に対応するＧコードの１例を示す図である。
【００６９】
図１１に示すように、工具経路は、始点がＰ０（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）、終点がＰ１（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）の区間、始点がＰ１（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）、終点がＰ２（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）の区間、始点がＰ２（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）、終点がＰ３（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）の区間の３つで構成されている。
【００７０】
図１２には、図１１に対応するＧコードの１例が示されている。
図１２に示すように、位置決めの命令「Ｇ００」によって、工具は、（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）に設定される。
次に、直線補間の命令「Ｇ０１」によって、工具は、（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）から（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）に直線移動する。このとき、送り速度はＦ１である。
次に、直線補間の命令「Ｇ０１」を引き継ぎ、工具は、（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）から（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）に直線移動する。このとき、送り速度はＦ２である。
次に、直線補間の命令「Ｇ０１」を引き継ぎ、工具は、（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）から（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）に直線移動する。このとき、送り速度はＦ３である。
【００７１】
次に、従来技術によって送り速度の最適化を行ったときの１例を説明する。
【００７２】
図１３に示すように、始点がＰ１（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）、終点がＰ２（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）の区間が、３つの区間に分割されている。そして、各区間で送り速度が最適化され、異なる送り速度に決定されている。
【００７３】
図１４には、図１３に対応するＧコードの１例が示されている。
図１４に示すように、位置決めの命令「Ｇ００」によって、工具は、（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）に設定される。
次に、直線補間の命令「Ｇ０１」によって、工具は、（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）から（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）に直線移動する。このとき、送り速度は、Ｆ１１である。
次に、直線補間の命令「Ｇ０１」を引き継ぎ、工具は、（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）から（Ｘ２１、Ｙ２１、Ｚ２１）に直線移動する。このとき、送り速度はＦ２１である。
次に、直線補間の命令「Ｇ０１」を引き継ぎ、工具は、（Ｘ２１、Ｙ２１、Ｚ２１）から（Ｘ２２、Ｙ２２、Ｚ２２）に直線移動する。このとき、送り速度はＦ２２である。
次に、直線補間の命令「Ｇ０１」を引き継ぎ、工具は、（Ｘ２２、Ｙ２２、Ｚ２２）から（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）に直線移動する。このとき、送り速度はＦ２３である。
次に、直線補間の命令「Ｇ０１」を引き継ぎ、工具は、（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）から（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）に直線移動する。このとき、送り速度はＦ３１である。
【００７４】
図１３、図１４に示すように、従来技術による送り速度の最適化では、送り速度が４箇所で変化する結果となっている。これは、従来技術の場合、分割した微小区間ごとに送り速度を最適化しているためである。
【００７５】
次に、本発明によって送り速度の最適化を行ったときの１例を説明する。
【００７６】
図１５に示すように、始点がＰ０（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）、終点がＰ１（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）の区間と始点がＰ１（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）、終点がＰ２（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）の区間の送り速度が同じ値となっている。
【００７７】
図１６には、図１５に対応するＧコードの１例が示されている。
図１６に示すように、位置決めの命令「Ｇ００」によって、工具は、（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）に設定される。
次に、直線補間の命令「Ｇ０１」によって、工具は、（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ０）から（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）に直線移動する。このとき、送り速度は、Ｆ１２である。
次に、直線補間の命令「Ｇ０１」を引き継ぎ、工具は、（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）から（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）に直線移動する。このとき、送り速度はＦ１２である。
次に、直線補間の命令「Ｇ０１」を引き継ぎ、工具は、（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）から（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）に直線移動する。このとき、送り速度はＦ３２である。
【００７８】
図１５、図１６に示すように、本発明による送り速度の最適化では、送り速度が１箇所のみで変化する結果となっている。これは、本発明の場合、方向余弦が類似する微小区間同士で送り速度の平滑化が行われるためである。
【００７９】
従来技術の場合、送り速度の変化点が多いことから、加工機の振動が発生し、仕上加工後の加工表面に鮫肌状の模様が形成されることになり、加工後のワークは不良品となってしまう。
一方、本発明の場合、送り速度の変化点が少ないことから、工具の移動が滑らかとなり、美しい加工表面を得ることができる。
【００８０】
以上、詳細に説明したように、本発明の実施の形態によれば、工具経路２０１を包含する３次元空間に格子２０５を生成し、特定の微小区間２０３を含む格子２０５と隣接する格子２０５に含まれる微小区間群の中から、方向余弦による微小区間抽出条件に従って抽出された微小区間群の第１の送り速度の平均値を最適な送り速度として出力する。
【００８１】
本発明の実施の形態によって、送り速度の平滑化が行われて工具の移動が滑らかとなり、美しい加工表面を得ることができる。
また、微小区間抽出条件を方向余弦によって定めることで、隣接する微小区間２０５同士であっても、方向余弦が類似しないような切削量の変化が大きい場合には別々に平滑化されることになり、工具の損傷が発生することはない。
さらに、事前に同一格子２０５内で微小区間２０３の分類を行い、第２の送り速度を算出しておくことで、高速に送り速度の最適化を行うことができる。
【００８２】
尚、図３、図７、図８に示す処理を行うプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に保持させて流通させても良いし、通信回線を介して送受信することもできる。
【００８３】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る送り速度最適化装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】送り速度最適化装置１を実現するコンピュータのハードウェア構成図
【図２】送り速度最適化装置１の概略構成図
【図３】送り速度最適化装置１の処理手順を示すフローチャート
【図４】工具経路２０１と微小区間２０３の１例を示す図
【図５】工具経路２０１と格子２０５の１例を示す図
【図６】特定の格子２０５に含まれる微小区間２０３の１例を示す図
【図７】送り速度最適化装置１の処理手順を示すフローチャート
【図８】送り速度最適化装置１の処理手順を示すフローチャート
【図９】特定の微小区間２０３を含む格子２０５と隣接する格子２０５の１例を示す図
【図１０】特定の微小区間２０３を含む格子２０５と隣接する格子２０５のデータの１例を示す表
【図１１】図３に示すステップ１０１で入力される工具経路情報と、ステップ１０４で決定される第１の送り速度の１例を示す図
【図１２】図１１に対応するＧコードの１例を示す図
【図１３】従来技術による送り速度最適化の結果の１例を示す図
【図１４】図１３に対応するＧコードの１例を示す図
【図１５】本発明による送り速度最適化の結果の１例を示す図
【図１６】図１５に対応するＧコードの１例を示す図
【符号の説明】
【００８５】
１………送り速度最適化装置
３………制御部
５………記憶部
７………メディア入出力部
９………通信制御部
１１………入力部
１３………表示部
１５………周辺機器Ｉ／Ｆ部
１７………バス
１９………ネットワーク
２１………加工前のワーク形状情報、工具形状情報、工具経路情報の入力手段
２３………第１の送り速度決定手段
２５………単位微小空間への分割手段
２７………微小区間の分類手段
２９………第２の送り速度決定手段
３１………微小区間の抽出手段
３３………第３の送り速度決定手段
３５………最適な送り速度の出力手段
３７………データベース
３９………最適な送り速度情報
２０１………工具経路
２０３………微小区間
２０５………格子
【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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