(57)【要約】【課題】物体の設計変更に伴う肉盛りを適切に行うことを可能とする。【解決手段】設計変更前の物体の形状を表す３次元データと設計変更後の物体の形状を表す３次元データとの差分を計算するステップと、計算された差分のデータを用いて、設計変更後の物体の形状に切削する場合に設計変更前の物体の形状において不足する部分の肉盛りデータを生成するステップとを含む。これにより、物体を設計変更後の形状に加工するために必要な肉盛りに関する情報を正確に把握でき、肉盛り材料や肉盛り後の切削作業の無駄を省くことが可能となる。また、溶接材料の属性に基づき１又は複数の溶接の層の領域を計算するような場合もある。溶接材料の属性により１回あたりの溶接可能量等が異なるため、溶接の層を重ねていくことにより肉盛りを実現する場合には各層の領域の情報を取得できれば、溶接工程において有用である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計変更前の物体の形状を表す３次元データと設計変更後の物体の形状を表す３次元データとの差分を計算する第１ステップと、
計算された差分のデータを用いて、前記設計変更後の物体の形状に切削する場合に前記設計変更前の物体の形状において不足する部分の肉盛りデータを生成する第２ステップと、
を含むコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【請求項２】
前記第２ステップが、前記差分のデータに基づき算出された削り代を含む肉盛り範囲を計算するステップを含む、
請求項１記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【請求項３】
前記第２ステップが、溶接材料の属性に基づき１又は複数の溶接の層の領域を計算する層領域計算ステップを含む、
請求項１記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【請求項４】
前記層領域計算ステップにおいて、前記設計変更前の物体の表面から法線方向に溶接の層を重ねていく肉盛り方法に従い１又は複数の溶接の層の領域を計算することを特徴とする請求項３記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【請求項５】
前記層領域計算ステップにおいて、特定の基準平面に対して平行に溶接の層を重ねていく肉盛り方法に従い１又は複数の溶接の層の領域を計算することを特徴とする請求項３記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【請求項６】
前記肉盛りデータに基づき肉盛り指示図のデータを生成するステップをさらに含む、
請求項１記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【請求項７】
前記肉盛りデータに基づき自動溶接機械用のデータを生成するステップをさらに含む、
請求項１記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【請求項８】
前記第２ステップが、所定の溶接幅で平行に溶接する溶接方法に従い前記溶接の層の領域に対する溶接軌跡データを計算するステップをさらに含む、
請求項３記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【請求項９】
前記第２ステップが、所定の幅のリングを構成するように溶接する溶接方法に従い前記溶接の層の領域に対する溶接軌跡データを計算するステップをさらに含む、
請求項３記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【請求項１０】
設計変更前の物体の形状を表す３次元データと設計変更後の物体の形状を表す３次元データとの差分を計算するステップと、
計算された差分のデータを用いて、前記設計変更後の物体の形状に切削する場合に前記設計変更前の物体の形状において不足する部分の肉盛りデータを生成するステップと、
をコンピュータに実行させる物体加工のためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、物体加工における肉盛りのための情報処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物体、例えば金型の加工において、一旦金型を製作した後に設計変更が生じると、材料の不足部分について肉盛り又は鋼材の貼り付けを行った後、設計変更後のＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）データを使用して、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）工作機械等により変更部位の切削加工を行うのが一般的である。なお、通常、金型加工において肉盛りに使用する材料は硬度が高いため、肉盛りを行った部分について加工するためには、鋳物等の母材に対する加工に比べて数倍の時間が必要となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方で、肉盛りを行う際には、どの箇所にどのくらいの量の溶接を行えばよいのか正確に分からないため、削り代を含めてかなりの余裕を持った、すなわち余分の多い肉盛りがなされていた。そのため、肉盛り材料及び肉盛り後の加工時間の無駄が発生してしまっていた。
【０００４】
従って本発明の目的は、適切な肉盛りを行うための情報処理技術を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る、物体加工についての情報処理方法は、設計変更前の物体の形状を表す３次元データと設計変更後の物体の形状を表す３次元データとの差分を計算する第１ステップと、計算された差分のデータを用いて、設計変更後の物体の形状に切削する場合に設計変更前の物体の形状において不足する部分の肉盛りデータを生成する第２ステップとを含む。
【０００６】
これにより、物体を設計変更後の形状に加工するために必要な肉盛りに関する情報を正確に把握でき、肉盛り材料や肉盛り後の切削作業の無駄を省くことが可能となる。
【０００７】
また、上で述べた第２ステップが、差分のデータに基づき算出された削り代を含む肉盛り範囲を計算するステップを含むような構成であってもよい。これにより、適切な量の削り代の設定が可能となり、肉盛り材料や肉盛り後の切削作業の無駄を省くことが可能となる。
【０００８】
また、上で述べた第２ステップが、溶接材料の属性に基づき１又は複数の溶接の層の領域を計算する層領域計算ステップを含むような構成であってもよい。溶接材料の属性により１回あたりの溶接可能量等が異なるため、溶接の層を重ねていくことにより肉盛りを実現する場合には上で述べたように各層の領域の情報を取得できれば、溶接工程において有用である。
【０００９】
また、上で述べた層領域計算ステップにおいて、設計変更前の物体の表面から法線方向に溶接の層を重ねていく肉盛り方法に従い１又は複数の溶接の層の領域を計算する場合もある。
【００１０】
また、上で述べた層領域計算ステップにおいて、特定の基準平面に対して平行に溶接の層を重ねていく肉盛り方法に従い１又は複数の溶接の層の領域を計算する場合もある。
【００１１】
また、本発明において、肉盛りデータに基づき肉盛り指示図のデータを生成するような構成であってもよい。これにより、肉盛り作業担当者は、肉盛り指示図に従って適切に肉盛り作業を行うことができる。
【００１２】
また、本発明において、肉盛りデータに基づき自動溶接機械用のデータを生成するステップをさらに含むようにしてもよい。これにより、自動溶接機械は、当該自動溶接機械用のデータに基づき適切に肉盛り処理を行うことができる。
【００１３】
また、上で述べた第２ステップが、所定の溶接幅で平行に溶接する溶接方法に従い溶接の層の領域に対する溶接軌跡データを計算するステップをさらに含むような構成であってもよい。これにより、溶接の層の領域に対してストライプ状に溶接していくことができる。
【００１４】
また、上で述べた第２ステップが、所定の幅のリングを構成するように溶接する溶接方法に従い溶接の層の領域に対する溶接軌跡データを計算するステップをさらに含むような構成であってもよい。これにより、溶接の層の領域に対してリングを描くように溶接していくことができる。
【００１５】
なお、本発明に係る方法を実施するためのプログラム及び本発明に係るプログラムは、例えばフレキシブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶媒体又は記憶装置に格納される。また、ネットワークを介してデジタル信号として頒布される場合もある。なお、処理途中のデータについては、コンピュータのメモリに一時保管される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態に係る肉盛りデータ生成装置１００の機能ブロック図を図１に示す。肉盛りデータ生成装置１００は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータであって、図示しない演算処理装置、メモリ、ファイル格納部などを含んでいる。また、肉盛りデータ生成装置１００は、ＣＡＤデータ差分計算部１０２と削り代付加処理部１０４と肉盛りデータ計算部１０６と肉盛り指示図生成部１０８と自動溶接データ計算部１１０とを含んでいる。
【００１７】
そして肉盛りデータ生成装置１００には、表示装置１１２と例えばプリンタやプロッタである出力装置１１４とＣＡＤデータ格納部１２０と肉盛り可能量データ格納部１２２と肉盛りタイプ格納部１２４と溶接タイプ格納部１２６と自動溶接データ格納部１２８とが接続されている。なお、ＣＡＤデータ格納部１２０は、図示しないＣＡＤシステム等により管理されており、肉盛りデータ生成装置１００とはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークによって接続されている。また、自動溶接データ格納部１２８は、自動溶接機械１３０とも接続している。
【００１８】
ＣＡＤデータ格納部１２０には、設計変更前後のＣＡＤデータが格納されており、肉盛りデータ生成装置１００のＣＡＤデータ差分計算部１０２によって参照される。ＣＡＤデータ差分計算部１０２の処理結果は、削り代付加処理部１０４に出力され、削り代付加処理部１０４の処理結果は、肉盛りデータ計算部１０６に出力される。
【００１９】
肉盛りタイプ格納部１２４には、溶接の層を重ねていくパターンについてのデータが格納されており、溶接タイプ格納部１２６には、各溶接の層に対する溶接方法に関するデータが格納されている。詳細については後述する。そして、肉盛りタイプ格納部１２４に格納されているデータは、ＣＡＤデータ差分計算部１０２と肉盛りデータ計算部１０６とによって参照される。また、肉盛り可能量データ格納部１２２に格納されているデータと溶接タイプ格納部１２６に格納されているデータとは、肉盛りデータ計算部１０６によって参照される。
【００２０】
肉盛りデータ計算部１０６の処理結果は、肉盛り指示図生成部１０８及び自動溶接データ計算部１１０出力される。肉盛り指示図生成部１０８の処理結果は、出力装置１１４に送信され、自動溶接データ計算部１１０の処理結果は、自動溶接データ格納部１２８に格納される。そして、自動溶接データ格納部１２８に格納されているデータは、自動溶接装置１３０によって参照される。また、肉盛りデータ生成装置１００の処理の各段階において使用されるデータ又は生成されるデータを適宜表示装置１１２に表示してもよい。
【００２１】
次に、図２を用いて図１に示した肉盛りデータ生成装置１００の処理フローについて説明する。例えば金型の加工において、一旦金型を製作した後に設計変更が生じた場合、肉盛りデータ生成装置１００は、例えば図示しない入力装置等を介して、当該設計変更における肉盛りの溶接材料、溶接タイプ及び肉盛りタイプに関するデータ（コード等）を受け付け、一旦記憶装置に格納する（ステップＳ１）。
【００２２】
そして、肉盛りデータ生成装置１００は、ＣＡＤデータ格納部１２０から、該当する金型の設計変更前のＣＡＤデータを取得し、一旦記憶装置に格納する（ステップＳ３）。また、肉盛りデータ生成装置１００は、ＣＡＤデータ格納部１２０から、該当する金型の設計変更後のＣＡＤデータを取得し、一旦記憶装置に格納する（ステップＳ５）。設計変更前及び設計変更後のＣＡＤデータについても入力装置等により指定するようにしてもよい。
【００２３】
図３（ａ）及び（ｂ）に、ＣＡＤデータにより表される形状の一例であってその断面を表す。以下、説明に使用する図においては、説明を簡略化するために２次元で表現された例（断面図等）を示すが、実際には３次元のデータを用いて同様の処理を行う。
【００２４】
図３（ａ）には、設計変更前のＣＡＤデータについての例が示されている。この例では、図の中心より少し左側に最も高い丘のような部分があり、右に向かって階段状に低くなるような形状が示されている。
【００２５】
また、図３（ｂ）には、設計変更後のＣＡＤデータについての例が示されている。この例では、図の中心より少し右側に最も高い丘のような部分がある形状が示されている。詳しくは後述するが、図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると、設計変更後のデータである図３（ｂ）の方が高い部分、すなわち、図の中心より右側の部分に肉盛りを行う必要があることがわかる。
【００２６】
図２のフローに戻り、肉盛りデータ生成装置１００のＣＡＤデータ差分計算部１０２は、ステップＳ１において受け付けた肉盛りタイプのコードを用いて肉盛りタイプ格納部１２４を検索し、肉盛りタイプのデータを特定する（ステップＳ７）。本実施の形態では、肉盛りタイプは例えば２種類あり、いずれの肉盛りタイプであるかを特定する。
【００２７】
図４（ａ）及び（ｂ）に、本実施の形態において指定可能な肉盛りタイプの概念図を示す。図４（ａ）及び（ｂ）に示す例は、肉盛り範囲の断面図を表している。いずれの図においても、設計変更前の金型の表面を表す点線と設計変更後の金型の表面を表す実線とで囲まれた部分が、肉盛りを行う範囲である。また、各溶接層の境界が一点鎖線によって示されている。
【００２８】
図４（ａ）には、第１の溶接層４１と第２の溶接層４２と第３の溶接層４３と第４の溶接層４４とが示されている。実際の溶接作業においては、第１の溶接層４１から順に層を重ねるように溶接が行われる。すなわち、図４（ａ）には、設計変更前の金型の表面から法線方向に溶接の層を重ねていく第１の肉盛りタイプの例が示されている。
【００２９】
また、図４（ｂ）には、第１の溶接層４５と第２の溶接層４６と第３の溶接層４７と第４の溶接層４８と第５の溶接層４９とが示されている。実際の溶接作業においては、第１の溶接層４５から順に層を重ねるように溶接が行われる。すなわち、図４（ｂ）には、水平に溶接の層を重ねていく第２の肉盛りタイプの例が示されている。
【００３０】
このように、同様の範囲の肉盛りを行う場合においても、肉盛りタイプによって、各溶接層の属性（形状や面積等）は異なる。
【００３１】
図２のフローに戻り、ＣＡＤデータ差分計算部１０２は、肉盛りタイプのデータに基づいて、ステップＳ３及びステップＳ５において取得した設計変更前後のＣＡＤデータの差分を計算する（ステップＳ９）。差分の計算に肉盛りタイプのデータを用いるのは、肉盛りタイプによって、差分の計算方法が異なるためである。差分の計算方法の詳細については後述するが、計算結果としてＣＡＤデータの差分モデルが特定される。
【００３２】
次に、削り代付加処理部１０４は、ＣＡＤデータ差分計算部１０２の処理結果である差分モデルに削り代のデータを付加し、肉盛り範囲のデータを生成する（ステップＳ１１）。
【００３３】
図５に、肉盛り範囲の概念図を示す。図５は、設計変更前後のＣＡＤデータ（図３（ａ）及び（ｂ）参照）により表される形状を重ねて示した図（断面図）である。図５では、設計変更前の金型の表面が点線５２で示され、設計変更後の金型の表面が実線５０で示されており、実線５０と点線５２とで囲まれた部分（一点鎖線で示された範囲）によって差分モデルが示されている。
【００３４】
また、実線５０の差分モデルの表面部分と、差分モデルの表面から法線方向に一定の間隔を空けて示されている二点鎖線５４とで囲まれた部分が、削り代を表している。すなわち、差分モデルを所定の量だけ法線方向にオフセットすることにより、削り代を設定する。そして、二点鎖線５４と点線５２とで囲まれた部分が、削り代を含んだ肉盛り範囲を表している。このように、差分モデルに削り代を付加することにより、肉盛り範囲を特定する。
【００３５】
図２のフローに戻り、肉盛りデータ計算部１０６は、肉盛り範囲のデータを用いて溶接層の特定処理を行う（ステップＳ１３）。溶接層の特定処理の詳細については後述するが、処理結果として溶接の各層についてのデータが特定される。
【００３６】
次に、肉盛りデータ計算部１０６は、溶接が自動で行われるかどうかを判定する（ステップＳ１５）。判定に用いるデータについては、予め設定されているようにしてもよいし、ステップＳ１において入力を受け付けるようにしてもよい。
【００３７】
自動溶接であると判定された場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓルート）、肉盛りデータ計算部１０６は、溶接の各層についてのデータを自動溶接データ計算部１１０に出力する。そして自動溶接データ計算部１１０は、ステップＳ１において受け付けた溶接タイプのコードを用いて溶接タイプ格納部１２６を検索し、溶接タイプのデータを特定する（ステップＳ１７）。本実施の形態では、溶接タイプは例えば２種類あり、いずれの溶接タイプであるかを特定する。
【００３８】
図６（ａ）及び（ｂ）に、本実施の形態において指定可能な溶接タイプの概念図を示す。図６（ａ）及び（ｂ）は、溶接の１つの層の領域の上面を表す図である。図６（ａ）には、溶接の層の領域６０と、点線で表された溶接ライン６２とが示されている。また、各溶接の境界線が実線で示され、隣接する２本の実線間の距離が溶接幅である。溶接ライン６２は所定の溶接幅（溶接ピッチ）で平行に１又は複数設定され、実際の溶接作業においては、溶接の幅の中心を溶接ライン６２に重ねるように溶接が行われる。すなわち、図６（ａ）には、溶接の層の領域６０に対してストライプ状に溶接していく第１の溶接タイプの例が示されている。
【００３９】
図６（ｂ）には、溶接の層の領域６４と、点線で表された溶接ライン６６とが示されている。また、各溶接の境界線が実線で示されている。そして、一点鎖線で示されている溶接の層の領域６４の外周から内側に向かって等間隔なリング状に各溶接の境界線が設定されており、隣接する２本の境界線の距離が溶接幅である。また、溶接ライン６６は各溶接の境界線の間にリング状に設定されており、実際の溶接作業においては、溶接の幅の中心を溶接ライン６６に重ねるように溶接が行われる。すなわち、図６（ｂ）には、溶接の層の領域６４に対して所定の溶接幅（溶接ピッチ）を有するリングを描くように溶接していく第２の溶接タイプの例が示されている。
【００４０】
このように、同様の領域についての溶接を行う場合においても、異なる溶接タイプのいずれかを選択して溶接を行うことができる。なお、使用する自動溶接機械１３０によって溶接タイプが決定される場合もある。
【００４１】
図２のフローに戻り、自動溶接データ計算部１１０は、溶接の各層についてのデータ及び溶接タイプのデータを用いて、例えば位置データ等を含む溶接ラインのデータ等、自動溶接機械を制御するためのデータを生成し、自動溶接データ格納部１２８に格納する（ステップＳ１９）。自動溶接機械１３０は、自動溶接データ格納部１２８に格納されているデータを用いて溶接処理を行う。
【００４２】
一方、ステップＳ１５において、自動溶接ではないと判定された場合（ステップＳ１５：Ｎｏルート）、肉盛りデータ計算部１０６は、溶接の各層についてのデータを肉盛り指示図生成部１０８に出力する。肉盛り指示図生成部１０８は、溶接の各層についてのデータを用いて肉盛り指示図のデータを生成し、出力装置１１４に送信する。そして出力装置１１４は、肉盛り指示図生成部１０８から受信した肉盛り指示図のデータを用いて、肉盛り指示図を例えば紙面上に出力する（ステップＳ２１）。なお、肉盛り指示図を表示装置１１２に表示するようにしてもよい。
【００４３】
図７（ａ）及び（ｂ）に、肉盛り指示図の一例を示す。図７（ａ）には、第１の溶接層７１と第２の溶接層７２と第３の溶接層７３と第４の溶接層７４とが示されている。実際の溶接作業においては、第１の溶接層７１から順に層を重ねるように溶接が行われる。すなわち、図７（ａ）には、設計変更前の金型の表面から法線方向に溶接の層を重ねていく第１の肉盛りタイプ（図４（ａ）参照）に対応する肉盛り指示図の例が示されている。
【００４４】
また、図７（ｂ）には、第１の溶接層７５と第２の溶接層７６と第３の溶接層７７と第４の溶接層７８と第５の溶接層７９とが示されている。実際の溶接作業においては、第１の溶接層７５から順に層を重ねるように溶接が行われる。すなわち、図７（ｂ）には、水平に溶接の層を重ねていく第２の肉盛りタイプ（図４（ｂ）参照）に対応する肉盛り指示図の例が示されている。
【００４５】
このように、同様の範囲の肉盛りを行う場合においても、肉盛りタイプに従った溶接の範囲を容易に且つ適切に把握できるようにする肉盛り指示図が出力される。そして、肉盛り作業担当者は、肉盛り指示図に従って溶接作業を行う。
【００４６】
このようにして、例えば金型である物体の設計変更に伴う肉盛り作業を適切に行うことが可能となる。
【００４７】
次に、図８を用いてステップＳ９（図２）におけるＣＡＤデータの差分計算処理について説明する。まずＣＡＤデータ差分計算部１０２は、ステップＳ１（図２）において取得した肉盛りタイプのデータ（コード等）が示す肉盛りタイプが、第１の肉盛りタイプであったかどうか判定する（図８：ステップＳ３１）。第１の肉盛りタイプであったと判定された場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓルート）、ＣＡＤデータ差分計算部１０２は、設計変更前後のＣＡＤデータにより表される形状を重ねた場面において、設計変更前又は設計変更後のＣＡＤデータにより表される形状を基準側のＣＡＤデータとして当該形状の表面の法線方向に所定の幅だけオフセットする（ステップＳ３３）。
【００４８】
図９に、法線方向へのオフセットの概念図を示す。図９は、設計変更前後のＣＡＤデータにより表される形状を重ねて示した図（断面図）である。図９の例では、設計変更前の金型の表面が実線９０で示され、設計変更後の金型の表面が点線９２で示されており、実線９０と点線９２とで囲まれた部分は設計変更による差分を表している。なお、実線９０が点線９２より高くなっている部分については切削の対象であり、本実施の形態における肉盛りのための差分モデルを求める処理の対象とはしない。
【００４９】
また、図９の例では、設計変更前のＣＡＤデータを基準側、設計変更後のＣＡＤデータを相手側としている。そのため、実線９０で示された設計変更前のＣＡＤデータにより表される形状を、所定の幅で当該形状の表面の法線方向にオフセットした場合の形状が一点鎖線９４で示されている。この一点鎖線９４で示されるオフセット後の形状は、オフセット処理の実行に伴い、本実施の形態では図の下方から上方に向かって順に１又は複数形成されていく。なお、オフセットの幅は、許容可能な形状誤差と同じ大きさ又は小さくしておく。
【００５０】
図８のフローに戻り、ＣＡＤデータ差分計算部１０２は、例えば設計変更前のＣＡＤデータを基準側とした場合、基準側のオフセット後の形状より相手側である設計変更後の形状の方が高い部分があるかどうか、すなわち、図９に示した例におけるオフセット後の形状を表す一点鎖線９４と設計変更後の形状を表す点線９２とに交点があるかどうかを判定する（ステップＳ３５）。交点があると判定された場合（ステップＳ３５：Ｎｏルート）、ＣＡＤデータ差分計算部１０２は、交点及びオフセット後のデータを一旦記憶装置に格納する（ステップＳ３７）。そして処理はステップＳ３３に戻り、ＣＡＤデータ差分計算部１０２は、基準側のＣＡＤデータにより表される形状を法線方向にさらにオフセットする。
【００５１】
このように、ステップＳ３３及びステップＳ３７の処理を、ステップＳ３５において交点がないと判定されるまで繰り返す。そしてステップＳ３５において交点がないと判定された場合（ステップＳ３５：Ｙｅｓルート）、ＣＡＤデータ差分計算部１０２は、ステップＳ３７において格納された交点及びオフセット後のデータを用いて差分モデルのデータを生成し、記憶装置に格納する（ステップＳ４５）。
【００５２】
また一方で、ステップＳ３１において第１の肉盛りタイプではなかったと判定された場合（ステップＳ３１：Ｎｏルート）、ＣＡＤデータ差分計算部１０２は、設計変更前後のＣＡＤデータにより表される形状を重ねた場面において、設計変更前又は設計変更後のＣＡＤデータにより表される形状を基準側のＣＡＤデータとしてＺ方向（例えば水平面である基準平面に対して垂直上方向）に所定の幅だけオフセットする（ステップＳ３９）。
【００５３】
図１０に、Ｚ方向へのオフセットの概念図を示す。図１０は、設計変更前後のＣＡＤデータにより表される形状を重ねて示した図（断面図）である。図１０の例では、設計変更前の金型の表面が実線１０で示され、設計変更後の金型の表面が点線１２で示されており、実線１０と点線１２とで囲まれた部分は設計変更による差分を表している。なお、実線１０が点線１２より高くなっている部分については切削の対象であり、本実施の形態における肉盛りのための差分モデルを求める処理の対象とはしない。
【００５４】
また、図１０の例では、設計変更前のＣＡＤデータを基準側、設計変更後のＣＡＤデータを相手側としている。そのため、実線１０で示された設計変更前のＣＡＤデータで表される形状を、所定の幅でＺ方向にオフセットした場合の形状が一点鎖線１４で示されている。この一点鎖線１４で示されるオフセット後の形状は、オフセット処理の実行に伴い、本実施の形態では図の下方から上方に向かって順に１又は複数形成されていく。なお、オフセットの幅は、許容可能な形状誤差と同じ大きさ又は小さくしておく。
【００５５】
図８のフローに戻り、ＣＡＤデータ差分計算部１０２は、例えば設計変更前のＣＡＤデータを基準側とした場合、基準側のオフセット後の形状より相手側である設計変更後の形状の方が高い部分があるかどうか、すなわち、図１０に示した例におけるオフセット後の形状を表す一点鎖線１４と設計変更後の形状を表す点線１２とに交点があるかどうかを判定する（ステップＳ４１）。交点があると判定された場合（ステップＳ４１：Ｎｏルート）、ＣＡＤデータ差分計算部１０２は、交点及びオフセット後のデータを一旦記憶装置に格納する（ステップＳ４３）。そして処理はステップＳ３９に戻り、ＣＡＤデータ差分計算部１０２は、基準側のＣＡＤデータにより表される形状をＺ方向にさらにオフセットする。
【００５６】
このように、ステップＳ３９及びステップＳ４３の処理を、ステップＳ４１において交点がないと判定されるまで繰り返す。そしてステップＳ４１において交点がないと判定された場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓルート）、ＣＡＤデータ差分計算部１０２は、ステップＳ４３において格納された交点及びオフセット後のデータを用いて差分モデルのデータを生成し、記憶装置に格納する（ステップＳ４５）。
【００５７】
以上のようにして、例えば２通りの方法のうちいずれかの方法によってＣＡＤデータの差分計算処理が行われる。なお、生成された差分モデルのデータは、ＣＡＤデータ差分計算部１０２の処理結果として削り代付加処理部１０４に出力される。
【００５８】
次に、図１１を用いてステップＳ１３（図２）における溶接層の特定処理について説明する。まず肉盛りデータ計算部１０６は、ステップＳ１（図２）において取得した材料データを用いて肉盛り可能量データ格納部１２２を検索し、当該肉盛り材料を使用した場合における溶接１回あたりの肉盛り可能量を特定する（図１１：ステップＳ５１）。
【００５９】
そして肉盛りデータ計算部１０６は、ステップＳ１（図２）において取得した肉盛りタイプのデータ（コード等）が示す肉盛りタイプが、第１の肉盛りタイプであったかどうか判定する（ステップＳ５３）。第１の肉盛りタイプであったと判定された場合には（ステップＳ５３：Ｙｅｓルート）、肉盛りデータ計算部１０６は、削り代付きの差分モデルをステップＳ５１において特定された肉盛り可能量でスライスした形状の、溶接層の領域のデータを生成する（ステップＳ５５）。ここで、スライスの対象には、第１の肉盛りタイプに基づき、ステップＳ３３（図８）に示した法線方向へのオフセットにより生成された差分モデル（図９参照）に削り代を付加したものが使用される。そして、ステップＳ３３（図８）に示した法線方向へのオフセットの形状に従い且つ１回あたりの溶接量に基づく厚さでスライスする方法により、削り代付きの差分モデルを１又は複数の溶接層に分ける。
【００６０】
そして肉盛りデータ計算部１０６は、各溶接層の領域のデータを設計変更前のＣＡＤデータに写像し、実際に溶接を行う領域の位置データ等を特定する（ステップＳ５７）。
【００６１】
図１２に、第１の肉盛りタイプにおける溶接層の概念図を示す。図１２は、設計変更前のＣＡＤデータにより表される形状と溶接層の領域のデータとにより表される形状とを重ねて示した図（断面図）である。設計変更前の金型の表面が二点鎖線１２１０で示され、実線１２００で囲まれた部分が削り代付きの差分モデル（図９参照）を表している。そして差分モデルをスライスして生成した各層の境界線、すなわち切断面が一点鎖線１２２０で示されている。このように、第１の肉盛りタイプの場合には、差分モデルが有する法線方向へのオフセットのデータを用いてスライス処理が行われる。
【００６２】
図１１のフローに戻り、肉盛りデータ計算部１０６は、溶接の各層についてのデータを一旦記憶装置に格納する（ステップＳ６３）。
【００６３】
また一方で、ステップＳ５３において第１の肉盛りタイプではなかったと判定された場合（ステップＳ５３：Ｎｏルート）、肉盛りデータ計算部１０６は、削り代付きの差分モデルを設計変更後のＣＡＤデータに写像し、溶接を行う領域の位置データ等を特定する（ステップＳ５９）。ここで、写像処理の対象には、第２の肉盛りタイプに基づき、Ｚ方向へのオフセットにより生成された差分モデル（図１０参照）に削り代を付加したものが使用される。
【００６４】
そして肉盛りデータ計算部１０６は、ステップＳ５１において特定された肉盛り可能量でスライスした形状の、溶接層の領域のデータを生成する（ステップＳ６１）。すなわち、１回あたりの溶接量に基づく厚さで例えば水平面である基準平面に平行してスライスする方法により、削り代付きの差分モデルを１又は複数の溶接層に分ける。
【００６５】
図１３に、第２の肉盛りタイプにおける溶接層の概念図を示す。図１３は、設計変更後のＣＡＤデータにより表される形状とＺ方向へのオフセットにより生成した差分モデル（図１０参照）とにより表される形状とを重ねて示した図（断面図）である。設計変更後の金型の表面が二点鎖線１３１０で示され、実線１３００で囲まれた部分が削り代付きの差分モデルを表している。そして差分モデルをスライスして生成した各層の境界線、すなわち切断面が一点鎖線１３２０で示されている。このように、第２の肉盛りタイプの場合には、差分モデルが有するＺ方向へのオフセットのデータを用いずに、例えば水平面である基準平面に平行してスライス処理が行われる。
【００６６】
なお、Ｚ方向へのオフセットにより生成された差分モデルを使用するのは、法線方向へのオフセットにより差分モデルを生成する場合に比べ、差分モデルの生成に要する計算量が少ないためである。したがって、法線方向へのオフセットにより生成された差分モデルを例えば水平面である基準平面に平行してスライスするような場合があってもよい。
【００６７】
図１１のフローに戻り、肉盛りデータ計算部１０６は、溶接の各層についてのデータを一旦記憶装置に格納する（ステップＳ６３）。
【００６８】
このようにして、溶接の各層についてのデータが特定される。なお、特定された溶接の各層についてのデータは、肉盛りデータ計算部１０６の処理結果として、肉盛り指示図生成部１０８又は自動溶接データ計算部１１０に出力される。
【００６９】
以上本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１に示した肉盛りデータ生成装置１００の機能ブロック図は一例であって、対応するプログラムモジュールが作成されない場合もある。また、肉盛りデータ生成装置１００は１台による構成に限らず、複数台による構成であってもよい。同様に、表示装置１１２、出力装置１１４及び自動溶接機械１３０がそれぞれ複数台あってもよい。
【００７０】
なお、上で説明した実施の形態では金型加工における例を示したが、金型に限らず、設計変更によって肉盛り処理が生じるようなその他の物体の加工についても本発明の技術は利用できる。
【００７１】
（付記１）
設計変更前の物体の形状を表す３次元データと設計変更後の物体の形状を表す３次元データとの差分を計算する第１ステップと、
計算された差分のデータを用いて、前記設計変更後の物体の形状に切削する場合に前記設計変更前の物体の形状において不足する部分の肉盛りデータを生成する第２ステップと、
を含むコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【００７２】
（付記２）
前記第２ステップが、前記差分のデータに基づき算出された削り代を含む肉盛り範囲を計算するステップを含む、
付記１記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【００７３】
（付記３）
前記第２ステップが、溶接材料の属性に基づき１又は複数の溶接の層の領域を計算する層領域計算ステップを含む、
付記１記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【００７４】
（付記４）
前記層領域計算ステップにおいて、前記設計変更前の物体の表面から法線方向に溶接の層を重ねていく肉盛り方法に従い１又は複数の溶接の層の領域を計算することを特徴とする付記３記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【００７５】
（付記５）
前記層領域計算ステップにおいて、特定の基準平面に対して平行に溶接の層を重ねていく肉盛り方法に従い１又は複数の溶接の層の領域を計算することを特徴とする付記３記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【００７６】
（付記６）
前記肉盛りデータに基づき肉盛り指示図のデータを生成するステップをさらに含む、
付記１記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【００７７】
（付記７）
前記肉盛りデータに基づき自動溶接機械用のデータを生成するステップをさらに含む、
付記１記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【００７８】
（付記８）
前記第２ステップが、所定の溶接幅で平行に溶接する溶接方法に従い前記溶接の層の領域に対する溶接軌跡データを計算するステップをさらに含む、
付記３記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【００７９】
（付記９）
前記第２ステップが、所定の幅のリングを構成するように溶接する溶接方法に従い前記溶接の層の領域に対する溶接軌跡データを計算するステップをさらに含む、
付記３記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【００８０】
（付記１０）
設計変更前の物体の形状を表す３次元データと設計変更後の物体の形状を表す３次元データとの差分を計算するステップと、
計算された差分のデータを用いて、前記設計変更後の物体の形状に切削する場合に前記設計変更前の物体の形状において不足する部分の肉盛りデータを生成するステップと、
をコンピュータに実行させる物体加工のためのプログラム。
【００８１】
（付記１１）
設計変更前の物体の形状を表す３次元データと設計変更後の物体の形状を表す３次元データとの差分を計算する手段と、
計算された差分のデータを用いて、前記設計変更後の物体の形状に切削する場合に前記設計変更前の物体の形状において不足する部分の肉盛りデータを生成する手段と、
を有する情報処理装置。
【００８２】
（付記１２）
前記第１ステップが、前記設計変更前の物体の表面の法線方向に第１の所定の距離離れた面を生成するステップと、
生成された面と前記設計変更後の物体の表面との交点を求めるステップと、
を含む付記１記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【００８３】
（付記１３）
前記第１ステップが、前記設計変更前の物体の表面を特定の基準平面の垂直方向に第２の所定の距離移動させた面を生成するステップと、
生成された面と前記設計変更後の物体の表面との交点を求めるステップと、
を含む付記１記載のコンピュータにより実行される物体加工のための情報処理方法。
【００８４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、物体の設計変更に伴う肉盛りを適切に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態における処理フロー（その１）を示す図である。
【図３】ＣＡＤデータにより表される形状の一例であってその断面を表す図である。
【図４】肉盛りタイプの概念図である。
【図５】肉盛り範囲の概念図である。
【図６】溶接タイプの概念図である。
【図７】肉盛り指示図の一例を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態における処理フロー（その２）を示す図である。
【図９】法線方向へのオフセットの概念図である。
【図１０】Ｚ方向へのオフセットの概念図である。
【図１１】本発明の一実施の形態における処理フロー（その３）を示す図である。
【図１２】第１の肉盛りタイプにおける溶接層の概念図である。
【図１３】第２の肉盛りタイプにおける溶接層の概念図である。
【符号の説明】
１００  肉盛りデータ生成装置
１０２  ＣＡＤデータ差分計算部
１０４  削り代付加処理部
１０６  肉盛りデータ計算部
１０８  肉盛り指示図生成部
１１０  自動溶接データ計算部
１１２  表示装置    １１４  出力装置
１２０  ＣＡＤデータ格納部
１２２  肉盛り可能量データ格納部
１２４  肉盛りタイプ格納部
１２６  溶接タイプ格納部
１２８  自動溶接データ格納部
１３０  自動溶接機械
【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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