(57)【要約】【課題】ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において３次元モデルよりモデルを加工するＮＣプログラムを生成するための加工経路情報の作成を自動化する。【解決手段】指示された３次元ＣＡＤのソリッド・サーフェースの製品モデルより、面のワイヤ加工が可能か否かの判断と工具経路干渉の有無の判断を行い、３次元モデルのワイヤ加工機で加工可能な部分を自動認識する工程と、ワイヤ加工機で加工可能な部分から、任意のＺ高さのワイヤ加工パスの経路を作成し、ワイヤの加工単位にグループ分けし、３次元モデルよりワイヤ加工方法を自動認識して加工パスを作成する工程と、３次元モデルより参照された情報を元に加工設定を行い、妥当なワイヤの加工設定を行う工程と、からなるＣＡＤ／ＣＡＭ装置における加工経路情報の作成方法とした。【選択図】　　　　図４
2004145744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において３次元モデルよりモデルを加工するＮＣプログラムを生成するための加工経路情報の作成方法であって、
指示された３次元ＣＡＤのソリッド・サーフェースの製品モデルより、面のワイヤ加工が可能か否かの判断と工具経路干渉の有無の判断を行い、３次元モデルのワイヤ加工機で加工可能な部分を自動認識する工程と、
ワイヤ加工機で加工可能な部分から、任意のＺ高さのワイヤ加工パスの経路を作成し、ワイヤの加工単位にグループ分けし、３次元モデルよりワイヤ加工方法を自動認識して加工パスを作成する工程と、
３次元モデルより参照された情報を元に加工設定を行い、妥当なワイヤの加工設定を行う工程と、
を備えたことを特徴とするＣＡＤ／ＣＡＭ装置における加工経路情報の作成方法。
【請求項２】
加工可能な部分を加工するパスを抽出する際に、パス途中の障害物を回避してパスを作成して加工機経路の干渉を判断する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置における加工経路情報の作成方法。
【請求項３】
ワイヤ加工パスの経路を作成する際に、３次元ＣＡＤにより作成された曲線に対して曲線を通りワイヤ加工し、外部からの形状の対応位置の指定により意図するパスを作成することを特徴とする請求項１に記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置における加工経路情報の作成方法。
【請求項４】
３次元モデルよりモデルを加工するＮＣプログラムを生成するための加工経路情報を作成する際に、
指示された３次元ＣＡＤのソリッド・サーフェースの製品モデルより、面のワイヤ加工が可能か否かの判断と工具経路干渉の有無の判断を行い、３次元モデルのワイヤ加工機で加工可能な部分を自動認識する手段と、
ワイヤ加工機で加工可能な部分から、任意のＺ高さのワイヤ加工パスの経路を作成し、ワイヤの加工単位にグループ分けし、３次元モデルよりワイヤ加工方法を自動認識して加工パスを作成する手段と、
３次元モデルより参照された情報を元に加工設定を行い、妥当なワイヤの加工設定を行う手段と、
を備えたことを特徴とするＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項５】
加工可能な部分を加工するパスを抽出する際に、パス途中の障害物を回避してパスを作成して加工機経路の干渉を判断する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【請求項６】
ワイヤ加工パスの経路を作成する際に、３次元ＣＡＤにより作成された曲線に対して曲線を通りワイヤ加工し、外部からの形状の対応位置の指定により意図するパスを作成することを特徴とする請求項４に記載のＣＡＤ／ＣＡＭ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置におけるＮＣプログラムを生成方法、特にワイヤＣＡＭ装置に関し、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において３次元モデルよりモデルを加工するＮＣプログラムを生成するための加工経路情報を作成するまでの作業を自動化する方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤＣＡＭ装置等に付属しているワイヤと金属等の被加工物との間の放電によって、ワイヤの進行方向に従って被加工物を切断し、被加工物を所定形状に加工する従来のＮＣワイヤ加工機においては、被加工物の輪郭への入出力データはユーザが作るか、またはシステムとの対話によりその都度作成していた。また、一部自動化したものもあった（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３１９５２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の被加工物の輪郭への入出力データをユーザが作るかまたはシステムとの対話により作成するものにおいては次のような課題があった。まず、ワイヤ加工可能か判断する作業においてはオペレータが加工する各面ごとに判断する必要があり煩雑である。得にワイヤ加工機のワイヤの傾きの制限になるテーパストロークの制限内かどうかは一見しただけでは判断を誤りやすい。次に上下プログラム諸元上に乗るように面を延長する作業では３次元ＣＡＤの機能を用いて面延長するが、３次元ＣＡＤの機能はワイヤ加工のみを目的とした機能でないため、意図した通りに作成されない場合がある。次に断面線も同様でワイヤＣＡＭが必要とする連続で分岐の無いパスを作成する事を目的としていないため、少しのモデルの誤差で連続しないパスや分岐するパスを作成してしまい、作成したものを修正する必要が出る事がある。次に上下プログラム諸元のパスの対応付けでは、曲面の対応付けが問題となる。曲面の場合パスは曲線になるが、対応付けのため曲線は多数の微小線分として表される。そのため面を表すための上下の対応付けを行う作業は熟練したオペレータでも膨大な作業を要するという問題となっている。
【０００５】
曲線より作成する場合は基本的にソリッド・サーフェースと同様の作業の流れになるため面張りの作業を行う分、作業量が増える。
【０００６】
その他、従来のワイヤＣＡＭ装置でＮＣプログラムを作成するために、オペレータは、加工品を作成するためにどのような順番で加工形状を切り落としていくかの判断する作業と、認識した加工部位の加工方法における最も基本的な判断である切り落とす内側・外側どちらが製品形状とするかの判断をしてＣＡＭ側に加工情報を与える作業を行う必要があった。
【０００７】
本発明では前記した３次元モデルの製品形状の目的の形状を加工するために、ワイヤＣＡＭに渡す情報として、従来オペレータが判断・作成する必要があった３次元モデルのワイヤ加工可能な部分を認識・判断する作業と、３次元モデルのワイヤ加工可能な部分をその形状の通りにワイヤ加工するための上下プログラム諸元の２次元パスと、形状の内・外どちらが製品形状なのかの判断と加工順序の判断と加工開始位置の判断を、３次元モデルを認識して判断する事で自動化する事を目的とする。そしてワイヤＣＡＭ装置を合わせる事で、３次元モデルから加工するまでを全自動化することを目的とする。
【０００８】
また、３次元曲線に対してワイヤ加工するためのパスを作成するときに従来手作業で行われていた部分を加工経路を規定する上で最低限必要な曲線同士の対応を指定する操作のみにする事を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑みこの発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において３次元モデルよりモデルを加工するＮＣプログラムを生成するための加工経路情報の作成方法であって、指示された３次元ＣＡＤのソリッド・サーフェースの製品モデルより、面のワイヤ加工が可能か否かの判断と工具経路干渉の有無の判断を行い、３次元モデルのワイヤ加工機で加工可能な部分を自動認識する工程と、ワイヤ加工機で加工可能な部分から、任意のＺ高さのワイヤ加工パスの経路を作成し、ワイヤの加工単位にグループ分けし、３次元モデルよりワイヤ加工方法を自動認識して加工パスを作成する工程と、３次元モデルより参照された情報を元に加工設定を行い、妥当なワイヤの加工設定を行う工程と、を備えたことを特徴とするＣＡＤ／ＣＡＭ装置における加工経路情報の作成方法およびそのＣＡＤ／ＣＡＭ装置にある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の技術背景となるワイヤ加工について説明する。図１はワイヤ加工の概念図である。ワイヤ加工はワイヤ１０１を電極として電解作用により材料を線切削する加工である。ワイヤ加工機（ワイヤＣＡＭ装置）にＮＣプログラムが実行されると、ＮＣプログラムで指定されたＸＹ平面（プログラム指令高さ）とＵＶ平面（任意形状指令高さ）のワイヤの位置になるように上部ガイド１０２、下部ガイド１０３がワイヤ１０１がワイヤ加工経路１００に沿って動くように移動する。ワイヤが移動した区間では線切削が行われ、この線切削の連続で材料より形状を切断する。ワイヤを垂直に切削する加工をストレート加工、ある角度にワイヤを傾けながら切削する加工をテーパ加工、指定されたＸＹ面ＵＶ面のワイヤの位置になるようにワイヤを傾けながら切削する加工を上下任意（４軸）加工と呼んでいる。上記のワイヤ加工機の上下ガイドを制御して材料より切断形状を得るための制御命令をワイヤ加工機用のＮＣプログラムという。
【００１１】
従来、３次元のソリッド・サーフェースモデルに対してオペレータが目的の加工する場合、ワイヤＣＡＭ装置のＮＣプログラム生成部が必ず必要とする諸元上の加工パスをオペレータが作成する必要があった。理由としては、まず、３次元ＣＡＤのモデルは製品形状そのものを立体で表すものであるため当然２次元形状よりも情報量が多く、そのため連続で分岐の無い２次元パスの入力を前提とする従来のワイヤＣＡＭにワイヤ加工のパス形状を渡す場合、従来のワイヤＣＡＭで処理可能な２次元の加工パスの形式に作り直す必要があるためである。
【００１２】
だが、その形状を加工するためのプログラム諸元上に乗るような目的の形状を加工するパスを作成する場合、オペレータが製品形状を元に３次元ＣＡＤを用いて加工パスを作図する必要があり、その作図作業の大変さに問題があった。従来必要であった３次元ＣＡＤにより３次元モデルよりワイヤパスを作成する作業は図２のようになる。まずオペレータは３次元モデルのワイヤ加工可能な部分を探し、加工する全ての面を同じワイヤ加工諸元の高さの面に乗る所まで面を延長する。次に上下プログラム諸元高さで修正したモデルの断面線を作成して、２次元輪郭形状を作成する。さらに形状によっては目的の形状を加工するために上下プログラム諸元のパスの対応づけを行う必要が出てくる場合もある。
【００１３】
また、上下プログラム諸元に乗らない曲線をワイヤ加工しようとする場合は対応の無い２本の曲線ではワイヤで加工される形状は一意には求まらないため、２本の曲線に面を張り、ソリッド・サーフェースと同様の方法を用いる事になる。このような作業に対し本発明では以下のようにＮＣプログラムが作成される。
【００１４】
実施の形態１．
以下この発明による作業手順を図３の（ａ）〜（ｄ）に従って説明する。なお、この発明を実行するＣＡＤ／ＣＡＭ装置はコンピュータシステムから構成されるものであるがその構成の図示は省略する。３次元モデル（指示された３次元ＣＡＤのソリッド・サーフェースの製品モデル）からステップＳ１〜Ｓ４でワイヤ加工用のＮＣプログラムが作成される。ステップＳ１（加工対象指定工程１０４）ではオペレータがマウスで加工対象の３次元モデルを指定している。次にステップＳ２（加工形状抽出工程１０５）で加工形状抽出が行われ、３次元モデルのワイヤ加工可能な部分の上下プログラム諸元のワイヤ加工パスが作成される。ステップＳ３（自動加工指定工程１０６）で自動加工指定を実行すると形状抽出で抽出されたワイヤ加工パスに自動的に加工指定される。ステップＳ４（ＮＣプログラム生成工程１０７）では従来ワイヤＣＡＭ装置のＮＣプログラム生成を使いワイヤ加工パスよりワイヤ加工用のＮＣプログラムを作成して３次元モデルに重ねてＮＣプログラムを確認している。
【００１５】
ワイヤ形状抽出は３次元モデルのワイヤ加工可能な部分を自動認識して認識した部分の上下プログラム諸元のワイヤＣＡＭに渡すためのワイヤ加工パスを自動的に抽出する装置である。図４はワイヤ形状抽出のフローチャートである。ステップＳ５の形状指定はオペレータが３次元モデルより加工対象とする形状を指定するステップである。ステップＳ６のワイヤ面判断では指定した３次元形状より１つの面としてワイヤ加工可能な面を判断するステップである。ステップＳ７の経路干渉判断ではワイヤ加工可能な面による加工により製品形状に切り込まないかを調べるために経路干渉しない面を判断するステップである。ステップＳ８の加工形状抽出ではワイヤ加工可能はステップＳ６、Ｓ７でワイヤ加工可能と判断された面を加工するプログラム諸元の加工パスを作成するステップである。ステップＳ９の加工形状の連続化では抽出されたパスを連続化してワイヤの一加工単位にまとめるステップである。ステップＳ１０の形状タイプ設定ではステップＳ６〜Ｓ９で認識した情報より加工形状のタイプや加工順序を判断するステップである。各ステップの作成情報はＤＢ（データベース）１からＤＢ５にそれぞれ記録される。ワイヤ加工可能な面の判断はステップＳ６の内部処理で、３次元曲面がワイヤ加工可能な条件を満たしているかどうかを処理する事で、ワイヤ加工可能であるかどうかを判断している。
【００１６】
図５はワイヤ加工可能な面の判断のフローチャートである。ステップＳ１１のＤＢ１から面を取り出すではオペレータが指示した３次元曲面を記録しているＤＢ１から１つ面を取り出すステップである。ステップＳ１２のワイヤ加工可能な面を判断では取り出された１つの面がワイヤ加工可能かを判断するステップである。ステップＳ１３のワイヤ加工可能な面？では加工可能ならばステップＳ１４に分岐、ワイヤ加工不可ならばステップＳ１５分岐するステップである。ステップＳ１４のＤＢ２に面を記録では１つの面としてワイヤ加工可能な面を記録するＤＢ２に判断した面を記録するステップである。ステップＳ１５の全ての面を判断終了？ではＤＢ１にまだ判断する面が残っていたらステップ１に分岐、全ての面を判断したら終了に分岐するステップである。
【００１７】
１つの面のワイヤ加工可能判断はステップＳ１２の内部処理で１つの面がワイヤ加工可能かを判断するためまず形状のタイプで判断している。図６は１つの面のワイヤ加工可能判断のフローチャートである。ステップＳ１６の分岐では３次元曲面のタイプが平面または円筒面またはスプライン面の場合、ステップＳ１７に分岐する。それ以外ならワイヤ加工可能判断が不可のまま終了に分岐する。ステップＳ１７の分岐では面タイプが平面ならばステップＳ１８、円筒面ならばステップＳ１９、スプライン面ならばステップＳ２０に分岐する。ステップＳ１８の平面判断では平面がワイヤ加工可能かどうかを判断する。ステップＳ１９の円筒面判断では円筒面がワイヤ加工可能かどうかを判断する。ステップＳ２０のスプライン面判断ではスプライン面がワイヤ加工可能かどうかを判断する。各３次元形状タイプのワイヤ加工可能判断はステップＳ１８〜Ｓ２０の内部処理で１つの面がワイヤ加工可能かを判断するためにエッジの判断と片一次判断と角度の判断をエッジを考慮したアイソラインで行う。
【００１８】
図７〜９はそれぞれ平面判断、円筒面判断、スプライン面判断のフローチャートである。平面の判断と円筒面の判断は処理手順としては同様であるが３次元形状の幾何情報の違いより内部処理が異なるため別処理となる。スプライン面の判断にはワイヤの加工経路としてその形状をあらわすことができる面であるかどうかを判断する片一次判断を加えて行う処理となる。全て内部処理が異なるのみで判断処理している内容は類似しているためスプライン面の判断のフローチャートを説明する。ステップＳ２１のエッジ判断ではワイヤ加工可を判断する面の境界より加工始終稜線を検索してその稜線がワイヤ加工可能か判断する。ステップＳ２２のパラメータ範囲計算では面の始終稜線の上側のパラメータ範囲と下側のパラメータ範囲を計算する。ステップＳ２３のアイソライン作成ではステップＳ２２で始終稜線より計算されたパラメータ範囲において上下均等にワイヤ送り方向の構成曲線を作成する。ステップＳ２４の片一次判断ではステップＳ２３で作成されたワイヤ送り方向の構成曲線が直線（一次）である事を判断する。ステップＳ２５の傾き角度判断ではステップＳ２３で作成されたワイヤ送り方向の構成曲線が全て加工機の制限内に納まるテーパ角度である事を判断する。ステップＳ２６の分岐では全ての判断がＯＫならばステップＳ２７に分岐、判断のうち１つでもＮＧならば終了に分岐するステップである。ステップＳ２７の加工可能面フラグ設定では１つの面としてワイヤ加工可能と判断された面に加工可能のフラグを付けるステップである。
【００１９】
エッジ判断
エッジ判断はステップＳ２１（図９）の内部処理で３次元曲面をワイヤ加工する時に一つの面のワイヤ経路の開始終了位置となる面の始終のエッジを探し、そのエッジにおいてワイヤ送りが可能であることを判断する。図１０は面に対するエッジ判断の概念図である。平面と円筒面とスプライン面ではそれぞれのエッジ１０８の計算が少し異なるが処理としてはほぼ同様であるためここでは平面のエッジ判断の処理の内容について述べる。図１１は平面のエッジ判断のフローチャートである。ステップＳ２８の面の中心を得るでは面の境界の中心を求めることで大まかな面の中心位置を求めるステップである。ステップＳ２９の最大距離の点を得るでは距離が最大となる位置の点Ａを面の境界より検索するステップである。ステップＳ３０の指定角度以下のエッジを得るでは点Ａにつながる２本のエッジより角度の急な方のエッジを得るステップである。ステップＳ３１の最大距離のエッジから最大の点を求めるでは最大距離のエッジから最大の点を求めるステップである。ステップＳ３２の指定角度以下のエッジを得るでは点Ａにつながる２本のエッジより角度の急な方のエッジを得るステップである。ステップＳ３３の分岐ではエッジが直線（一次）の場合はステップＳ３４に分岐、直線でない場合は終了に分岐するステップである。ステップＳ３４の分岐では始終エッジよりも外に点が無い場合はステップＳ３５に分岐、存在する場合は終了に分岐するステップである。ステップＳ３５の始終エッジと上下パラメータを設定ではエッジの上下のパラメータを始終エッジについて記録するステップである。ステップＳ３６の幾何方向の設定では幾何方向としてどちらがワイヤ加工パス移動する方向になるかを始終パラメータより判断して記録するステップである。
【００２０】
エッジを考慮したアイソライン作成
エッジを考慮したアイソライン作成はステップＳ２３（図９）の内部処理でエッジ判断より得られた上下のパラメータのパラメータ範囲よりワイヤ加工パス移動する方向に均等にワイヤ送り方向の曲面上の点を求めて記録する処理である。図１２はエッジを考慮したアイソラインの概念図である。図１３はエッジを考慮したアイソライン作成のフローチャートである。ステップＳ３７は始終エッジの上下のパラメータ範囲を得るステップである。ステップＳ３８はワイヤ加工経路方向のパラメータＡに０．０を代入するステップである。ステップＳ３９はパラメータ増分値ΔＡに０．１を代入するステップである。ステップＳ４０は開始位置０．０、終了位置１．０としたときの比より面の幾何の変数値を求めるステップである。ステップＳ４１は面の幾何の変数値より面の上下の座標を求めるステップである。ステップＳ４２は上下の座標のパラメータよりその間の面上の点の座標を求めるステップである。ステップＳ４３の分岐はパラメータＡ＋ΔＡが１．０以下の場合はステップＳ４０に分岐、それ以上は終了に分岐するステップである。
【００２１】
片一次判断
片一次判断はステップＳ２４（図９）の内部処理でアイソライン作成で作成した３次元曲面のワイヤ送り方向の点列がほぼ直線（一次）とみなす事ができる事を判断することで面が上下の加工パス双生で加工できる面であることを判断する処理である。図１４は片一次判断の概念図である。図１５は片一次判断のフローチャートである。ステップＳ４４は判断する面のワイヤ送り方向を得るステップである。ステップＳ４５はワイヤ送り方向の点列を取り出すステップである。ステップＳ４６は点列の最初と最後の点を結ぶ直線を作成するステップである。ステップＳ４７は直線とワイヤ送り方向の点列の距離の最大量Ｔｏｌを得るステップである。ステップＳ４８の分岐はＴｏｌが０．００１以下ならばステップＳ４９に分岐、それよりも大きければ終了に分岐するステップである。ステップＳ４９の分岐は全てのアイソライン１１０についてチェックしたらステップＳ５０に分岐、していなければステップＳ４５に分岐するステップである。ステップＳ５０は片一次判断がＯＫであるフラグを設定するステップである。
【００２２】
角度判断
角度判断はステップＳ２５（図９）の内部処理でアイソライン作成で作成した直線角度が指定角度以下であることを判断する処理である。図１６は角度判断の概念図である。図１７は角度判断のフローチャートである。ステップＳ５１は判断する面のワイヤ送り方向１１１を得るステップである。ステップＳ５２はワイヤ送り方向の点列を取り出すステップである。ステップＳ５３は点列の最初と最後の点を結ぶ直線を作成するステップである。ステップＳ５４は直線とプログラム諸元高さ方向の角度θを得るステップである。ステップＳ５５の分岐はθが指定角度以下ならばステップＳ５６に分岐、それよりも大きければ終了に分岐するステップである。ステップＳ５６の分岐は全てのアイソラインについてチェックしたらステップＳ５７に分岐、していなければステップＳ５２に分岐するステップである。ステップＳ５７は角度判断がＯＫであるフラグを設定するステップである。
【００２３】
経路干渉判断
経路干渉判断はステップＳ７（図４）の内部処理で面のワイヤ加工経路上で製品形状に切り込まない事を判断するための処理である。干渉のケースには図１８のようなケースがある。１のケース（図１９の丸１〜３参照）は経路干渉するケースで完全に形状に切り込むケース、２のケースは経路干渉が無いケース、３のケースが部分的に経路干渉するケースとなる。図１９の（ａ）、（ｂ）は面上の経路干渉を判断する処理の概念図である。面の表裏のどちらかが全て干渉していなければ経路干渉しないといえる。また、経路干渉しない場合、干渉する側が製品形状であることが判断できる。逆に両方が干渉しない場合は中身の無い不完全な製品形状となるためどちらが製品形状になるか分からない事を判断する。図２０は経路干渉判断のフローチャートである。ステップＳ５８は１つの面としてワイヤ加工可能と判断された面を記録するＤＢ２（図４参照）より面を取り出すステップである。ステップＳ５９は１つの面を加工する経路上の干渉を判断するステップである。ステップＳ６０の分岐は完全に干渉する場合はステップＳ６４に分岐、干渉しない場合はステップＳ６１に分岐、部分的に干渉する場合はステップＳ６２に分岐するステップである。ステップＳ６１は経路干渉無しフラグを設定するステップである。ステップＳ６２は部分に干渉フラグを設定するステップである。ステップＳ６３は完全に経路干渉しない形状を記録するＤＢ３に干渉情報とともに面を記録するステップである。ステップＳ６４の分岐はＤＢ２にまだ判断する面が残っていたらステップ５８に分岐、全ての面を判断したら終了に分岐するステップである。
【００２４】
一面の経路干渉判断はステップＳ５９（図２０）の内部処理で１つの面に対して経路干渉判断する処理である。図２１は一面の経路干渉判断のフローチャートである。ステップＳ６５は面を通るｎ点のワイヤ加工パスを作成するステップである。ステップＳ６６は前の処理で作成した点より１つの位置のワイヤ送り方向の光線を面の内側と外側に作成するステップである。ステップＳ６７は３次元モデル全体と内側の光線の干渉チェックを行うステップである。ステップＳ６８は３次元モデル全体と外側の光線の干渉チェックを行うステップである。ステップＳ６９の分岐は両側が干渉する場合はステップＳ７０に分岐、どちらかが干渉しない場合はステップＳ７１に分岐するステップである。ステップＳ７０は面上の干渉数のカウントを１つ増やすステップである。ステップＳ７１の分岐は全ての点についてチェックしたらステップＳ７２に分岐、していなければステップＳ６６に分岐するステップである。ステップＳ７２は干渉数／ｎより干渉率を計算するステップである。
【００２５】
光線干渉判断
図２２は光線干渉判断のフローチャート、図２３はＢＯＸ収束の概念図、図２４は３角パッチ検索の概念図を示す。光線干渉チェックは線が形状と干渉することを判断するもので、図２２のように３次元モデルの中の交差面を範囲収束により絞りこみ、図２３，２４のように面の三角パッチと線との交点を計算して交点が三角パッチの内部にあれば干渉すると判断するものである。これは３次元ＣＡＤの面のマウス指示に使われているものと基本的には同じ処理である。
【００２６】
加工形状抽出
加工形状抽出はステップＳ８（図４）の内部処理で前記の判断でワイヤ加工可能と判断された面をその通りに加工するＺ諸元上のワイヤ加工パスを作成する処理である。この処理により従来のワイヤＣＡＭでＮＣ生成可能な加工パス情報が作成される。図２５は加工形状抽出のフローチャートである。ステップＳ７３は面判断と干渉判断でワイヤ加工可能な面と判断された面を記録するＤＢ３より取り出すステップである。ステップＳ７４の分岐は干渉タイプが干渉なしならステップＳ７５に分岐、部分干渉ならばステップＳ７６に分岐するステップである。ステップＳ７５は面全体の上下ワイヤ加工パスを作成するステップである。ステップＳ７６は面の干渉していない部分のみ上下ワイヤ加工パスを作成するステップである。ステップＳ７７は面とそのワイヤ加工パスをＤＢ４に記録するステップである。ステップＳ７８の分岐はＤＢ３の全ての面の処理が終了した場合は終了に分岐、まだの場合はステップＳ７３に分岐するステップである。
【００２７】
加工パス抽出
加工パス抽出はステップＳ７５（図２５）の内部処理で１つの面について全体の上下ワイヤ加工パスを作成する処理である。図２６は１つの面の加工形状抽出のフローチャートである。ステップＳ７９はパラメータＡに０．０を設定するステップである。ステップＳ８０は指定された加工トレランスになるようにパラメータ増分値ΔＡを収束演算により求めるステップである。ステップＳ８１は指定パラメータのワイヤ送り方向のアイソラインを作成するステップである。ステップＳ８２はアイソラインの始点終点の直線を指定上下Ｚ諸元まで延長した点を求めるステップである。ステップＳ８３はステップＳ８１で求めた上下の点を面の情報に追加記録するステップである。ステップＳ８４の分岐はパラメータＡが１よりも小さい場合はステップＳ８０に分岐、それ以上の場合ではステップＳ８５に分岐するステップである。ステップＳ８５はパラメータＡが１．０の時の上下の点を面の情報に追加記録するステップである。
【００２８】
部分干渉パスの抽出
部分干渉パス抽出はステップＳ７６（図２５）の内部処理で１つの面について面上の一部が干渉している場合の上下ワイヤ加工パスを作成する処理である。部分干渉判断では図２７のようにノコギリ上に詳細干渉チェックを行い面の加工する範囲を求める事で干渉形状１１３のある面からパスを作成できるようにしている。図２８は１つの面の部分干渉パスの抽出のフローチャートである。ステップＳ８６は面全体の加工パスを作成するステップである。ステップＳ８７は詳細干渉チェックを行い干渉していない部分の上下パラメータ範囲を求めるステップである。ステップＳ８８は詳細干渉チェックにより求められた複数の抽出部分の上下パラメータ範囲のリストを作成するステップである。ステップＳ８９は抽出部分の上下パラメータ範囲をリストより一つ取り出すステップである。ステップＳ９０は取り出した上下パラメータ範囲の面を加工するパスを作成するステップである。ステップＳ９１の分岐ではリストよりパラメータ範囲が残っていたらステップＳ８９に分岐、残っていなかったら終了に分岐するステップである。
【００２９】
詳細干渉チェック
詳細干渉チェックはステップＳ８７（図２８）の内部処理でノコギリ上に詳細干渉チェックを行い干渉している形状を認識することで面の加工する範囲を求める処理である。図２９は詳細干渉チェックのフローチャートである。ステップＳ９２はパラメータＡでノコギリ刃状に干渉チェックするステップである。ステップＳ９３の分岐は現在の状態が干渉状態ならばステップＳ９４に分岐、非干渉状態ならばステップＳ９５に分岐するステップである。ステップＳ９４の分岐は干渉しなければステップＳ９６へ分岐、干渉すればステップＳ９８に分岐するステップである。ステップＳ９５の分岐は干渉すればステップＳ９７へ分岐、干渉すればステップＳ９８に分岐するステップである。ステップＳ９６は干渉終了直前で干渉していた複数の形状を取り出すステップである。ステップＳ９７は干渉していた複数の形状を取り出すステップである。ステップＳ９８の分岐は干渉形状にワイヤ加工可能なものがあればステップＳ９９に分岐、なければステップＳ１０２に分岐するステップである。ステップＳ９９は干渉形状とワイヤパスを作成する面との交線を求めるステップである。ステップＳ１００はステップＳ９９で求められた交線の上下のパラメータを得るステップである。テップＳ１０１は干渉形状と共にステップＳ１００で求められたパラメータの範囲を記録するステップである。ステップＳ１０２の分岐はワイヤパスを抽出する面でまだチェックしていない部分があればステップＳ９２に分岐、全てチェックが終了したら終了に分岐するステップである。
【００３０】
加工形状の連続化
加工形状の連続化はステップＳ９（図４）の内部処理でステップＳ８で作成したワイヤ加工パスを連続化することでパスをワイヤ加工単位にまとめる処理である。同時に連続化の結果と３次元モデルを認識した結果よりワイヤの加工のタイプを判断する。図３３は加工形状の連続化のフローチャートである。ステップＳ１０３は１ワイヤ加工単位の連続化を行い１面単位の加工パスより加工パス形状を作成するステップである。ステップＳ１０４は加工形状タイプの情報を連続化した加工パス形状に記録するステップである。ステップＳ１０５は加工パス形状をワイヤＣＡＭの形状ＤＢに記録するステップである。ステップＳ１０６の分岐はまだ連続化していない形状がある場合はステップＳ１０３に分岐、無い場合は終了に分岐するステップである。
【００３１】
加工形状の連続化サブはステップＳ１０３（図３０）の内部処理で１ワイヤ加工単位の連続化を行い１面単位の加工パスより加工パス形状を作成する処理である。図３１は１つのワイヤ加工単位の連続化のフローチャートである。ステップＳ１０７はワイヤ加工パスを記録するＤＢ４（図４参照）よりまだ連続化されていない加工する面のパスを得るステップである。ステップＳ１０８はその面と指定誤差範囲内で接続している面を検索するステップである。ステップＳ１０９は接続誤差がある場合、双方のパスの誤差補正を行うステップである。ステップＳ１１０は今回発見した面を次に接続を検索を行う面に設定するステップである。ステップＳ１１１は今回発見した面に連続化済みフラグを設定するステップである。ステップＳ１１２の分岐は繋がる面が無いか、または検索を開始した面に繋がる場合はステップＳ１１３に分岐、それ以外はステップＳ１０８に分岐するステップである。ステップＳ１１３は１加工単位に連続化されたパスをまとめて登録するステップである。
【００３２】
加工タイプ情報の判断
加工タイプ情報の記録はステップＳ１０４（図３０）の内部処理で連続化の結果と３次元モデルを認識した結果よりワイヤの加工のタイプを判断する。図３２は加工タイプ情報の記録のフローチャートである。ステップＳ１１４は連続化の結果と３次元モデルを認識した結果より判断したパンチ・ダイなどの形状タイプを判断して設定するステップである。ステップＳ１１５は連続化の結果より判断したストレート・上下任意の加工タイプを判断して設定するステップである。ステップＳ１１６は形状タイプを判別して複数の加工形状を妥当な加工順序を設定するステップである。
【００３３】
形状タイプ設定はステップＳ１１４（図３２）の内部処理で加工形状をダイ、パンチ、オープン、穴の形状タイプを判断して情報を設定する処理である。図３３は形状タイプ設定のフローチャートである。ステップＳ１１７の分岐は連続化の結果より開形状以外ならばステップＳ１１８に分岐、開形状ならばステップＳ１２３に分岐するステップである。ステップＳ１１８の分岐は干渉チェックの結果より製品形状が輪郭の外側ならばステップＳ１１９に分岐、内側ならばステップＳ１２２に分岐するステップである。ステップＳ１１９の分岐は形状認識の結果から穴以外ならばステップＳ１２０に分岐、穴ならばステップＳ１２１に分岐するステップである。ステップＳ１２０はダイの形状タイプのフラグを設定するステップである。ステップＳ１２１は穴の形状タイプのフラグを設定するステップである。ステップＳ１２２はパンチの形状タイプのフラグを設定するステップである。ステップＳ１２３はオープンの形状タイプのフラグを設定するステップである。ステップＳ１２４は形状タイプのフラグを加工形状に設定するステップである。
【００３４】
加工タイプ設定はステップＳ１１５（図３２）の内部処理で加工形状をストレートと上下任意の加工タイプを判断して情報を設定する処理である。図３４は加工タイプ設定のフローチャートである。ステップＳ１２５は１加工単位の加工形状のパスで上下が異なる部分があるかどうか調べるステップである。ステップＳ１２６の分岐はステップＳ１２５の結果から上下のパスが異なる部分がある場合はステップＳ１２７、無い場合はステップＳ１２８に分岐するステップである。ステップＳ１２７は上下任意の形状タイプのフラグを設定するステップである。ステップＳ１２８はストレートの形状タイプのフラグを設定するステップである。ステップＳ１２９は加工タイプのフラグを加工形状に設定するステップである。
【００３５】
加工順序設定はステップ１１６（図３２）の内部処理で妥当な加工順序をパスに設定する処理である。図３５は加工順序設定のフローチャートである。ステップＳ１３０は穴形状の加工形状を検索して近い順に番号を付ける。ステップＳ１３１はダイ形状の加工形状を検索して近い順に番号を付ける。ステップＳ１３２はパンチ形状の加工形状を検索して近い順に番号を付ける。ステップＳ１３３はオープン形状の加工形状を検索して近い順に番号を付ける。
【００３６】
自動加工指定
自動加工指定は３次元モデルよりワイヤ形状抽出したワイヤ加工パスに対して、妥当な加工開始（ＩＨ）位置やアプローチ位置を自動決定する処理である。加工順序や、ＩＨ位置、アプローチ位置の決定に３次元モデルの認識を用いている。図３６は自動加工指定のフローチャートである。ステップＳ１３４はワイヤ形状抽出のステップ１１６の加工順序設定で設定された加工順にワイヤ加工形状を取り出すステップである。ステップＳ１３５の分岐はステップ１１５の加工タイプがストレートの場合ステップＳ１３６に分岐、上下任意の場合はステップＳ１３７に分岐するステップである。ステップＳ１３６はワイヤ加工パスのストレートのアプローチ位置を決定するステップである。ステップＳ１３７はワイヤ加工パスの上下任意の上下のアプローチ位置を決定するステップである。ステップＳ１３８の分岐はステップ１１４の形状タイプがダイの場合ステップＳ１３９に分岐、パンチ・オープンの場合はステップＳ１４０に分岐、穴の場合はステップＳ１４１に分岐するステップである。ステップＳ１３９はダイのＩＨ位置を決定するステップである。干渉判断によりアプローチ形状に垂直なパスの内側の中心位置を求め指定されたアプローチ長さになる位置にする。ステップＳ１４０はパンチ・オープンのＩＨ位置を決定するステップである。干渉判断によりアプローチ形状に垂直なパスの外側の位置を求め指定されたアプローチ長さになる位置にする。ステップＳ１４１は穴のＩＨ位置を決定するステップである。穴の中心をスタート位置にする。ステップＳ１４２の分岐はＩＨからアプローチする間に干渉する形状が無いか判断して、干渉しなければステップ１４３に分岐、干渉すればステップ１３５に分岐するステップである。ステップＳ１４３は決定されたＩＨ位置アプローチ位置よりワイヤ加工の加工定義するステップである。ステップＳ１４４の分岐はまだ加工指定していない形状があったらステップ１３４に分岐、全ての加工形状に加工指定が終了したら終了に分岐するステップである。
【００３７】
曲線の加工パス抽出
曲線の加工パス抽出は必ずしも平行ではない３次元曲線より、上下プログラム諸元のワイヤ加工パスを作成する装置である。図３７は曲線の加工パス１１７の抽出の概念図である。３次元曲線１１５同士の対応は３次元曲面のように一意には求まらないため、意図した形状を作成するために上下曲線の相関を上下パスの対応位置１１６としてオペレータが指示する必要がある。対応位置間の相関は上下曲線の長さ割合で均等になるように決定される。図３８は曲線の加工パス抽出のフローチャートである。ステップＳ１４５は上と下の曲線形状の種類が閉形状か開形状かを判別するステップである。ステップＳ１４６の分岐はステップＳ１４５が判別した上下の形状タイプが共に開または閉形状の場合はステップＳ１４７に分岐、それ以外ならば終了に分岐するステップである。ステップＳ１４７は初期の対応位置を開形状の端点または対応位置指定より決定するステップである。
【００３８】
ステップＳ１４８は曲線に沿って次の対応位置を求め、その間の３次元曲線の要素での長さパラメータを最終位置が１．０になるように上下それぞれの長さに均等に設定するステップである。ステップＳ１４９は指定されたトレランス以下になるようにパラメータ増分値ΔＡを収束演算するステップである。ステップＳ１５０はパラメータＡより各曲線要素の計算式より上下の曲線上の対応する点を計算するステップである。ステップＳ１５１はステップＳ１５０の上下の点を通る線と上下の諸元高さの平面との交点を計算してパスに追加記憶するステップである。ステップＳ１５２の分岐はパラメータＡが１よりも小さい場合はステップＳ１４９に分岐、それ以上の場合ではステップＳ１５３に分岐するステップである。ステップＳ１５３はパラメータＡ＝１．０の時の点をパスに追加記憶するステップである。ステップＳ１５４の分岐は形状が始点に戻るか最終位置の場合は終了に分岐、それ以外はステップ１４８に分岐するステップである。
【００３９】
図３９は本発明の第１の発明について従来の操作の流れと発明の効果を取り入れた操作の流れの対比図である。３次元モデルの形状からその形状をＮＣ生成するための加工定義形状までを作成をする場合、図３９の（ａ）に示すように従来は全て３次元ＣＡＤおよび２次元ＣＡＤによるオペレータの作業であったが、本発明を取り入れることで、図３９の（ｂ）に示すようにオペレータは加工対象を指示するのみでＮＣ生成するための加工定義形状を作成するまでの作業を全て自動で行うことが可能になる効果がある。
【００４０】
また本発明の第２の発明は第１の発明の内部処理で第１の発明に第２の発明を入れないとたとえば図４０のような一見単純だが段差がある３次元形状など多くの３次元形状について加工形状の抽出ができないが、第２の発明を取り入れる事でワイヤ加工可能な形状については殆どの形状について加工形状の抽出が可能になる。
【００４１】
図４１は本発明の第３の発明について従来の操作の流れと発明の効果を取り入れた操作の流れの対比図である。従来パスに対して行っていた対応付けを３次元曲線に行う事になるが面を作成したり作図する作業が不要となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置において３次元モデルよりモデルを加工するＮＣプログラムを生成するための加工経路情報の作成方法であって、指示された３次元ＣＡＤのソリッド・サーフェースの製品モデルより、面のワイヤ加工が可能か否かの判断と工具経路干渉の有無の判断を行い、３次元モデルのワイヤ加工機で加工可能な部分を自動認識する工程と、ワイヤ加工機で加工可能な部分から、任意のＺ高さのワイヤ加工パスの経路を作成し、ワイヤの加工単位にグループ分けし、３次元モデルよりワイヤ加工方法を自動認識して加工パスを作成する工程と、３次元モデルより参照された情報を元に加工設定を行い、妥当なワイヤの加工設定を行う工程と、を備えたことを特徴とするＣＡＤ／ＣＡＭ装置における加工経路情報の作成方法およびそのＣＡＤ／ＣＡＭ装置としたので、従来オペレータが作業していた加工部分の認識およびパスの作成および加工定義を自動化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ワイヤ加工の概念図である。
【図２】３次元モデルをワイヤ加工するための作業を説明するための図である。
【図３】この発明による作業手順を示した図である。
【図４】この発明におけるワイヤ形状抽出の際の動作のフローチャートである。
【図５】この発明におけるワイヤ加工可能な面の判断の際の動作のフローチャートである。
【図６】この発明における面のタイプにより判断を分類する際の動作のフローチャートである。
【図７】この発明における平面の判断の際の動作のフローチャートである。
【図８】この発明における円筒面の判断の際の動作のフローチャートである。
【図９】この発明におけるスプライン面の判断の際の動作のフローチャートである。
【図１０】この発明におけるエッジ判定の概念図である。
【図１１】この発明におけるエッジ判定の際の動作のフローチャートである。
【図１２】この発明におけるエッジを考慮したアイソランイ作成の概念図である。
【図１３】この発明におけるエッジを考慮したアイソランイ作成の際の動作のフローチャートである。
【図１４】この発明における片一次判断の概念図である。
【図１５】この発明における片一次判断の際の動作のフローチャートである。
【図１６】この発明における角度判断の概念図である。
【図１７】この発明における角度判断の際の動作のフローチャートである。
【図１８】この発明における経路干渉判断の処理の概念図である。
【図１９】この発明における経路干渉判断の判断例を示す図である。
【図２０】この発明における経路干渉判断の際の動作のフローチャートである。
【図２１】この発明における１面の経路干渉判断の際の動作のフローチャートである。
【図２２】この発明における光線干渉判断の際の動作のフローチャートである。
【図２３】この発明におけるＢＯＸ収束の概念図である。
【図２４】この発明における３角パッチ検索の概念図である。
【図２５】この発明における加工形状抽出の際の動作のフローチャートである。
【図２６】この発明における１面の加工パス抽出の際の動作のフローチャートである。
【図２７】この発明における部分干渉する面の加工パス抽出の概念図である。
【図２８】この発明における部分干渉する面の加工パス抽出の際の動作のフローチャートである。
【図２９】この発明における部分干渉の詳細干渉チェックの際の動作のフローチャートである。
【図３０】この発明における加工形状の連続化の際の動作のフローチャートである。
【図３１】この発明における１ワイヤ加工形状の連続化の際の動作のフローチャートである。
【図３２】この発明における加工タイプ情報の判断の際の動作のフローチャートである。
【図３３】この発明における形状タイプ判断の際の動作のフローチャートである。
【図３４】この発明における加工タイプ判断の際の動作のフローチャートである。
【図３５】この発明における加工順序判断の際の動作のフローチャートである。
【図３６】この発明における自動加工指定の際の動作のフローチャートである。
【図３７】この発明における曲線の加工パスの抽出の概念図である。
【図３８】この発明における曲線の加工パスの抽出の際の動作のフローチャートである。
【図３９】この発明における１つの効果を説明するための図である。
【図４０】段差のある３次元形状を示す図である。
【図４１】この発明における別の効果を説明するための図である。
【符号の説明】
１００　ワイヤ加工経路、１０１　ワイヤ、１０２　上部ガイド、１０３　下部ガイド、１０４　加工対象指定、１０５　加工形状抽出、１０６　自動加工指定、１０７　ＮＣプログラム生成、１０８　エッジ、１０９　上下の点、１１０アイソライン、１１１　ワイヤ送り方向、１１２　光線、１１３　干渉形状、１１５　３次元曲線、１１６　対応位置指定、１１７　ワイヤ加工パス。
【図１】
2004145744.tif 000003
【図２】
2004145744.tif 000004
【図３】
2004145744.tif 000005
【図４】
2004145744.tif 000006
【図５】
2004145744.tif 000007
【図６】
2004145744.tif 000008
【図７】
2004145744.tif 000009
【図８】
2004145744.tif 000010
【図９】
2004145744.tif 000011
【図１０】
2004145744.tif 000012
【図１１】
2004145744.tif 000013
【図１２】
2004145744.tif 000014
【図１３】
2004145744.tif 000015
【図１４】
2004145744.tif 000016
【図１５】
2004145744.tif 000017
【図１６】
2004145744.tif 000018
【図１７】
2004145744.tif 000019
【図１８】
2004145744.tif 000020
【図１９】
2004145744.tif 000021
【図２０】
2004145744.tif 000022
【図２１】
2004145744.tif 000023
【図２２】
2004145744.tif 000024
【図２３】
2004145744.tif 000025
【図２４】
2004145744.tif 000026
【図２５】
2004145744.tif 000027
【図２６】
2004145744.tif 000028
【図２７】
2004145744.tif 000029
【図２８】
2004145744.tif 000030
【図２９】
2004145744.tif 000031
【図３０】
2004145744.tif 000032
【図３１】
2004145744.tif 000033
【図３２】
2004145744.tif 000034
【図３３】
2004145744.tif 000035
【図３４】
2004145744.tif 000036
【図３５】
2004145744.tif 000037
【図３６】
2004145744.tif 000038
【図３７】
2004145744.tif 000039
【図３８】
2004145744.tif 000040
【図３９】
2004145744.tif 000041
【図４０】
2004145744.tif 000042
【図４１】
2004145744.tif 000043