(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミル加工と旋削加工とが混在する複合加工機械の加工プログラムを作成する装置において、
与えられた３次元の部品形状および与えられた３次元の素材形状に基づいて加工領域を抽出する加工領域抽出手段と、
与えられた３次元の部品形状に基づいて該部品形状を包含する、旋削加工が可能な回転体型である３次元の包含形状を生成する包含形状生成手段と、
前記素材形状と前記包含形状生成手段が生成した前記包含形状との差分領域を、３次元の旋削加工領域として抽出する旋削加工領域抽出手段と、
前記加工領域抽出手段が抽出した加工領域と前記旋削加工領域抽出手段が抽出した旋削加工領域との差分領域を、３次元のミル加工領域として抽出するミル加工領域抽出手段と、
を備えたことを特徴とする加工プログラム作成装置。
【請求項２】
前記包含形状生成手段は、旋削の際に回転軸となる旋削軸心を設定するとともに、前記部品形状の各端点において前記旋削軸心から最も遠い点を通過するような断面形状を作成し、該断面形状を前記旋削軸心回りに回転させることによって包含形状を生成するものであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の加工プログラム作成装置。
【請求項３】
素材の２次元形状情報を設定する素材形状設定手段と、
前記素材形状設定手段で設定した２次元形状情報に基づいて３次元の素材形状を生成し、これを前記加工領域抽出手段および前記旋削加工領域抽出手段に与える素材形状生成手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の加工プログラム作成装置。
【請求項４】
与えられた３次元の部品形状に対して部品形状の修正情報を設定する部品形状設定手段と、
前記部品形状設定手段で設定した修正情報に基づいて３次元の部品形状に修正を加え、これを前記加工領域抽出手段および前記包含形状生成手段に与える部品形状修正手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の加工プログラム作成装置。
【請求項５】
与えられた素材形状に対して素材情報を設定する素材材質設定手段と、
前記素材材質設定手段で設定した素材情報に基づいて前記旋削加工領域に修正を加え、これを前記ミル加工領域抽出手段に与える旋削加工領域修正手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の加工プログラム作成装置。
【請求項６】
複合加工機械の工具に関する情報を設定する工具情報設定手段と、
前記工具情報設定手段で設定した工具に関する情報に基づいて前記旋削加工領域に修正を加え、これを前記ミル加工領域抽出手段に与える旋削加工領域修正手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の加工プログラム作成装置。
【請求項７】
複合加工機械に関する情報を設定する機械情報設定手段と、
前記機械情報設定手段で設定した複合加工機械に関する情報に基づいて前記旋削加工領域に修正を加え、これを前記ミル加工領域抽出手段に与える旋削加工領域修正手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の加工プログラム作成装置。
【請求項８】
与えられた３次元の部品形状が旋削加工可能な内径中空部を有する場合に当該内径中空部に対応した中空部形状を生成する内径中空部形状生成手段と、
前記内径中空部形状生成手段で生成した中空部形状に基づいて前記包含形状に修正を加え、これを前記旋削加工領域抽出手段に与える包含形状修正手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の加工プログラム作成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ミル加工と旋削加工とが混在する複合加工機械の加工プログラムを作成する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３次元の部品形状から加工プログラムを作成する装置としては、例えば特開平１０−１４３２２２号公報に示されるものがある。この従来技術は、ポケット加工部や穴加工部を含むミル加工を、マシニングセンタに実施させるための加工プログラムを作成するものである。すなわち、この従来技術では、まずポケット加工部や穴加工部を含む３次元の部品形状を入力し、入力した部品形状と素材形状とから３次元の形状処理により加工領域を抽出する。抽出した加工領域をＺ軸に垂直な平面で分割することにより、ポケット加工領域、点加工領域を抽出し、工具移動指令データを作成するようにしている。この従来技術によれば、３次元の加工形状から直接工具の移動指令データを作成することができるため、加工プログラムの作成作業がきわめて容易となる。
【０００３】
ところで、所望形状の部品を得る場合には、ミル加工のみならず、旋削加工が必要になることが多い。しかしながら、上述した従来の加工プログラム作成装置は、ポケット加工部や穴加工部を含むミル加工のみを対象とするものであり、ミル加工と旋削加工とが混在した複合加工を対象とするものではない。このため、上述したミル加工と旋削加工とが混在した複合加工を行う加工プログラムを作成する場合には、部品形状を見ながらオペレータが旋削加工工程とミル加工工程とに分けなければならず、作業が煩雑になるばかりか、旋削加工工程とミル加工工程とを正確に分けられるだけの熟練が必要になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ミル加工と旋削加工とが混在した複合加工を実施させるための加工プログラムを容易に作成することのできる装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる加工プログラム作成装置は、ミル加工と旋削加工とが混在する複合加工機械の加工プログラムを作成する装置において、与えられた３次元の部品形状および与えられた３次元の素材形状に基づいて加工領域を抽出する加工領域抽出手段と、与えられた３次元の部品形状に基づいて該部品形状を包含する、旋削加工が可能な回転体型である３次元の包含形状を生成する包含形状生成手段と、前記素材形状と前記包含形状生成手段が生成した前記包含形状との差分領域を、３次元の旋削加工領域として抽出する旋削加工領域抽出手段と、前記加工領域抽出手段が抽出した加工領域と前記旋削加工領域抽出手段が抽出した旋削加工領域との差分領域を、３次元のミル加工領域として抽出するミル加工領域抽出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、３次元の部品形状と素材形状とから、旋削加工領域の３次元形状と、ミル加工領域の３次元形状とを得ることができる。
【０００７】
つぎの発明にかかる加工プログラム作成装置は、上記の発明において、前記包含形状生成手段が、旋削の際に回転軸となる旋削軸心を設定するとともに、前記部品形状の各端点において前記旋削軸心から最も遠い点を通過するような断面形状を作成し、該断面形状を前記旋削軸心回りに回転させることによって包含形状を生成するものであることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、与えられた部品形状に基づいて旋削軸心を回転軸とした包含形状を作成することができる。
【０００９】
つぎの発明にかかる加工プログラム作成装置は、上記の発明において、素材の２次元形状情報を設定する素材形状設定手段と、前記素材形状設定手段で設定した２次元形状情報に基づいて３次元の素材形状を生成し、これを前記加工領域抽出手段および前記旋削加工領域抽出手段に与える素材形状生成手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、素材形状設定手段から２次元形状情報を設定すれば、素材形状生成手段によって３次元の素材形状を生成することができる。
【００１１】
つぎの発明にかかる加工プログラム作成装置は、上記の発明において、与えられた３次元の部品形状に対して部品形状の修正情報を設定する部品形状設定手段と、前記部品形状設定手段で設定した修正情報に基づいて３次元の部品形状に修正を加え、これを前記加工領域抽出手段および前記包含形状生成手段に与える部品形状修正手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、部品形状設定手段から部品形状の修正情報を設定すれば、部品形状修正手段によって部品形状に修正を加えることができる。
【００１３】
つぎの発明にかかる加工プログラム作成装置は、上記の発明において、与えられた素材形状に対して素材情報を設定する素材材質設定手段と、前記素材材質設定手段で設定した素材情報に基づいて前記旋削加工領域に修正を加え、これを前記ミル加工領域抽出手段に与える旋削加工領域修正手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、素材材質設定手段から素材情報を設定すれば、旋削加工領域修正手段によって旋削加工領域に修正を加えることができる。
【００１５】
つぎの発明にかかる加工プログラム作成装置は、上記の発明において、複合加工機械の工具に関する情報を設定する工具情報設定手段と、前記工具情報設定手段で設定した工具に関する情報に基づいて前記旋削加工領域に修正を加え、これを前記ミル加工領域抽出手段に与える旋削加工領域修正手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、工具情報設定手段から工具に関する情報を設定すれば、旋削加工領域修正手段によって旋削加工領域に修正を加えることができる。
【００１７】
つぎの発明にかかる加工プログラム作成装置は、上記の発明において、複合加工機械に関する情報を設定する機械情報設定手段と、前記機械情報設定手段で設定した複合加工機械に関する情報に基づいて前記旋削加工領域に修正を加え、これを前記ミル加工領域抽出手段に与える旋削加工領域修正手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、機械情報設定手段から複合加工機械に関する情報を設定すれば、旋削加工領域修正手段によって旋削加工領域に修正を加えることができる。
【００１９】
つぎの発明にかかる加工プログラム作成装置は、上記の発明において、与えられた３次元の部品形状が旋削加工可能な内径中空部を有する場合に当該内径中空部に対応した中空部形状を生成する内径中空部形状生成手段と、前記内径中空部形状生成手段で生成した中空部形状に基づいて前記包含形状に修正を加え、これを前記旋削加工領域抽出手段に与える包含形状修正手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、３次元の部品形状が旋削加工可能な内径中空部を有する場合に内径中空部形状生成手段によって中空部形状が生成され、さらに包含形状修正手段によって当該中空部形状を含むように包含形状に修正が加えられる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる加工プログラム作成装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
実施の形態１．
第１図は、この発明の実施の形態１である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図である。第１図に示すように、この加工プログラム作成装置は、部品形状入力手段１、素材形状入力手段２、加工領域抽出手段３、包含形状生成手段４、旋削加工領域抽出手段５、ミル加工領域抽出手段６、加工形状出力手段７、部品形状生成手段８を備えている。部品形状入力手段１は、得ようとする３次元の部品形状を入力するための手段である。素材形状入力手段２は、加工対象となる３次元の素材形状を入力するための手段である。加工領域抽出手段３は、素材形状入力手段２で入力された素材形状と部品形状入力手段１で入力された部品形状とに基づいて加工する領域全体を抽出するための手段である。包含形状生成手段４は、部品形状入力手段１で入力された部品形状に対してこれを包含する包含形状を生成するための手段である。旋削加工領域抽出手段５は、素材形状入力手段２で入力された素材形状と包含形状生成手段４で生成した包含形状とに基づいて旋削加工領域を抽出するための手段である。ミル加工領域抽出手段６は、加工領域抽出手段３で抽出した加工領域の全体形状と旋削加工領域抽出手段５で抽出した旋削加工領域の形状とに基づいてミル加工領域を抽出するための手段である。加工形状出力手段７は、旋削加工領域抽出手段５で抽出した旋削加工領域とミル加工領域抽出手段６で抽出したミル加工領域とを出力するための手段である。部品形状生成手段８は、部品形状入力手段１に入力する３次元の部品形状を生成するための手段である。
【００２３】
第２図は、この実施の形態１の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら、加工プログラム作成装置の動作について説明する。
【００２４】
まず、上記加工プログラム作成装置では、得ようとする３次元の部品形状、例えば第３図に示すような３次元の部品形状１００を部品形状入力手段１から入力する（ステップＳ１）。この場合、部品形状入力手段１に部品形状１００を入力する方法としては、部品形状生成手段８によって作成したものを入力すればよい。なお、部品形状生成手段８に換えて、一般に広く用いられている３次元ＣＡＤ装置等の外部３次元形状作成装置９によって作成したものを入力したり、部品形状生成手段８および外部３次元形状作成装置９の双方で作成したものを入力するようにしても構わない。
【００２５】
次に、素材形状入力手段２から３次元の素材形状２００を入力する（ステップＳ２）。素材形状２００とは、上述した得ようとする部品の素材となる形状である。具体的には、３次元の部品形状１００が第３図に示すものの場合には、第４図に示すような円柱状の素材形状２００を入力すればよい。素材形状２００を入力する方法は、先に説明した３次元部品形状１００の入力方法と同様である。
【００２６】
上記のようにして部品形状入力手段１から入力された部品形状１００は、加工領域抽出手段３および包含形状生成手段４に与えられ、一方、素材形状入力手段２から入力された素材形状２００は、加工領域抽出手段３および旋削加工領域抽出手段５に与えられる。
【００２７】
部品形状１００および素材形状２００が与えられた加工領域抽出手段３では、両者に基づいて加工する領域全体の形状を抽出する（ステップＳ３）。具体的には、第５図に示すように、素材形状入力手段２で入力した素材形状２００と、部品形状入力手段１で入力した部品形状１００との差分形状を、加工領域３００の全体形状として抽出する。つまり、加工する素材形状２００から３次元の形状処理によって最終的な部品形状部分を除去することで、加工しなければならない形状を残す処理を行う。この処理では、素材形状２００および部品形状１００をそれぞれ３次元の形状モデルとしてソリッドモデルを用い、ソリッドモデル同士の集合演算により差分形状を生成することができる。このソリッドモデルによる処理方法は、例えば文献「山口富士夫著  情報数理シリーズＢ−３  ＣＡＤ工学  培風館」において「第６章  ソリッドモデリング（１）」および「第１２章  ソリッドモデリング（２）」等に示されているように、公知の技術であり、加工領域抽出手段３のみならず、後述の旋削加工領域抽出手段５やミル加工領域抽出手段６においても同様に適用する。
【００２８】
次に、部品形状入力手段１から部品形状１００が与えられた包含形状生成手段４では、当該部品形状１００を包含するような包含形状４００を生成する（ステップＳ４）。例えば、第６図に示す例では、旋削の際に回転軸となる旋削軸心αを設定するとともに、部品形状１００の各端点において該旋削軸心αから最も遠い点を通過するような断面形状を作成し、これを旋削軸心α回りに回転させた場合に構成される３次元形状を、包含形状４００として生成するようにしている。つまり、この包含形状生成手段４においては、部品形状入力手段１で入力された部品形状１００に基づいて、旋削加工可能と判定できる回転体型の包含形状４００が生成されることになる。
【００２９】
次に、上記加工プログラム作成装置では、旋削加工領域抽出手段５において、素材形状入力手段２から与えられた素材形状２００と、包含形状生成手段４から与えられた包含形状４００とに基づいて、旋削加工領域５００を抽出する処理が実施される（ステップＳ５）。上述したように、包含形状生成手段４から与えられた包含形状４００は、旋削加工が可能な回転体型である。従って、上述した処理においては、第７図に示すように、素材形状入力手段２で入力された素材形状２００と、包含形状生成手段４で生成された包含形状４００との差分形状を、旋削加工で除去可能な旋削加工領域５００として抽出することができる。つまり、素材形状２００から３次元の形状処理によって包含形状４００を除去することで、旋削加工によって加工できる加工領域の３次元形状を残す処理を行う。
【００３０】
次に、上記加工プログラム作成装置では、ミル加工領域抽出手段６において、加工領域抽出手段３から与えられた加工領域３００と、旋削加工領域抽出手段５から与えられた旋削加工領域５００とに基づいて、ミル加工領域６００を抽出する（ステップＳ６）。具体的には、第８図で示すように、加工領域抽出手段３で抽出した加工領域３００の３次元形状と、旋削加工領域抽出手段５で抽出した旋削加工領域５００の３次元形状との差分形状を、ミル加工において除去しなければならないミル加工領域６００の３次元形状として抽出する。
【００３１】
最後に、旋削加工領域抽出手段５で抽出した旋削加工領域５００の３次元形状と、ミル加工領域抽出手段６で抽出したミル加工領域６００の３次元形状とを、加工形状出力手段７により出力する（ステップＳ７）。
【００３２】
以降、例えば上述した特開平１０−１４３２２２号公報に示されたものと同様に、加工形状出力手段７から出力された旋削加工領域５００およびミル加工領域６００に関して、それぞれの加工領域５００，６００を適宜分割するとともに、分割した各加工領域の加工順位を設定し、さらに各加工領域の加工情報を入力することで、これら加工順位と加工情報とに基づいて、工具移動指令データを記述した加工プログラムを作成することが可能になる。
【００３３】
このように、上記加工プログラム作成装置によれば、３次元の部品形状１００と素材形状２００とから、旋削加工工程で加工する旋削加工領域５００の３次元形状と、ミル加工工程で加工するミル加工領域６００の３次元形状とが分離して出力されることになる。これにより、ミル加工と旋削加工とが混在した複合加工を行う場合にも、オペレータが部品形状１００を見ながら旋削加工工程とミル加工工程とに分ける作業を行う必要がない。この結果、熟練を要せずとも旋削加工工程とミル加工工程とを正確に分けた工程設計に基づく加工プログラムを容易に作成することが可能になる。
【００３４】
なお、素材形状入力手段２で入力する３次元の素材形状２００として、第４図に示すような円柱形状のものを例示しているが、例えば、第９図で示すように、円柱形状以外の成形材形状を適用しても構わない。但し、第９図の素材形状２００′にあっては、ステップＳ５において、素材形状２００′と部品形状１００を包含する包含形状４００との差分形状を旋削加工領域５００として抽出する際に、素材形状２００′よりも包含形状４００の方が大きくなる。しかしながら、このような場合にも、差分形状を抽出する３次元の形状処理により、素材形状２００′より大きい包含形状４００を除去するため、結果的には、素材形状２００′において包含形状４００の外側となる部分を、旋削加工領域５００′として抽出することができる。
【００３５】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。
【００３６】
第１０図は、この発明の実施の形態２である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図である。第１０図からも明らかなように、実施の形態２の加工プログラム作成装置は、図１に示した実施の形態１の加工プログラム作成装置に対して、素材形状設定手段１０および素材形状生成手段１１をさらに備えるようにしたものである。なお、第１０図において、第１図と同等または相当の構成については、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００３７】
第１１図は、第１０図に示した実施の形態２の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら、加工プログラム作成装置の動作について説明する。なお、第１１図においても第２図と同一または相当の部分については、同一の符号を付して詳細説明を省略している。
【００３８】
まず、上記加工プログラム作成装置では、ステップＳ１において、得ようとする３次元の部品形状１００を部品形状入力手段１から入力した後、３次元の素材形状２００を入力する（ステップＳ２）。ここで、第４図に例示した３次元の素材形状２００は単純な円柱形状であり、必ずしも３次元ＣＡＤ装置等の外部３次元形状作成装置９で作成して素材形状入力手段２から入力する必要はない。例えば、第１２図（ａ）で示すように、全長と半径の数値を入力すれば、これらの数値から円柱形状を特定する基準の断面形状２００ａを作成することができる。さらに、この作成した断面形状２００ａを回転軸心回りの回転体とすることで、第１２図（ｂ）に示すように、３次元の円柱形状となった素材形状２００を生成することができる。このように、素材形状２００を２次元の形状から作成することができる場合には、ステップＳ２を経ることなく素材形状設定手段１０より２次元の形状情報を入力し、素材形状生成手段１１により３次元の素材形状２００を生成するようにしてもよい（ステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１３、ステップＳ１４）。
【００３９】
また、上述した素材形状設定手段１０を使用せずとも、部品形状入力手段１で入力した部品形状１００から素材形状２００を作成することも可能である。つまり、部品形状１００の全長値と外径値とに取り代分を考慮して、包含する素材形状２００を生成することも可能である。例えば、第３図で示した部品形状１００に対しては、全長および外径にそれぞれ取り代分を加えた円柱形状を生成すれば、部品形状１００を包含した円柱形状となり、これを素材形状２００とすることができる（ステップＳ１５）。
【００４０】
以下、第２図に示したフローチャートと同一の処理を施すことにより、３次元の部品形状１００と素材形状２００とから、旋削加工工程で加工する旋削加工領域５００の３次元形状と、ミル加工工程で加工するミル加工領域６００の３次元形状とが分離して出力されることになる。これにより、ミル加工と旋削加工とが混在した複合加工を行う場合にも、オペレータが部品形状１００を見ながら旋削加工工程とミル加工工程とに分ける作業が不要となり、熟練を要せずとも旋削加工工程とミル加工工程とを正確に分けた工程設計に基づく加工プログラムを容易に作成することが可能になる。
【００４１】
実施の形態３．
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。
【００４２】
第１３図は、この発明の実施の形態３である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図である。第１３図からも明らかなように、実施の形態３の加工プログラム作成装置は、図１に示した実施の形態１の加工プログラム作成装置に対して、部品形状設定手段２０および部品形状修正手段２１をさらに備えるようにしたものである。部品形状設定手段２０は、部品形状入力手段１で入力した３次元の部品形状１００に対してその修正方法や修正量を設定するための手段である。部品形状修正手段２１は、部品形状設定手段２０で設定された修正方法や修正量に基づいて３次元の部品形状１００に修正を加えるための手段である。なお、第１３図において、第１図と同等または相当の構成については、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００４３】
第１４図は、この実施の形態３の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら、加工プログラム作成装置の動作について説明する。なお、第１４図においても、第２図と同一または相当の部分については、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略している。
【００４４】
まず、上記加工プログラム作成装置では、得ようとする３次元の部品形状１００を部品形状入力手段１から入力すると（ステップＳ１）、部品形状１００に修正を加えるか否かを指示することができる（ステップＳ２１）。部品形状１００に修正を加えない場合には、手順がステップＳ２以降に進み、実施の形態１と同様の処理が実施される。
【００４５】
これに対して、入力した部品形状１００に修正が必要である場合、例えば、仕上げ加工を別工程とするために仕上げ代分の加工領域を残したい場合には、ステップＳ２１において要修正を指示すれば、ステップＳ１で入力した３次元の部品形状１００に対して修正を施すことが可能になる。すなわち、ステップＳ２１で要修正を指示した場合には、部品形状設定手段２０から修正方法と修正量とを設定することができる（ステップＳ２２）。例えば、上述した仕上げ加工を別工程とするために仕上げ代分の加工領域を残したい場合には、部品形状設定手段２０において、部品形状１００を膨らませるという修正方法と、仕上げ代量を修正量として設定することで対応することができる。
【００４６】
修正方法と修正量とを設定すると、次に、部品形状修正手段２１において、これら部品形状１００の修正方法と修正量とに基づいて３次元の形状処理が行われ、部品形状１００が修正されることになる（ステップＳ２３）。
【００４７】
以下、第２図に示したフローチャートと同一の処理を施すことにより、３次元の部品形状１００と素材形状２００とから、旋削加工工程で加工する旋削加工領域５００の３次元形状と、ミル加工工程で加工するミル加工領域６００の３次元形状とが分離して出力されることになる。しかも、入力した部品形状１００に対して仕上げ代を考慮するようにしているため、ステップＳ４において部品形状１００に接するように包含形状４００を生成した場合であっても、ステップＳ５において抽出する施削加工領域３００がミル加工領域６００と接する事態を招来することがなく、出力される旋削加工領域５００およびミル加工領域６００が、いずれも仕上げ代を考慮したものとなる。これにより、ミル加工と旋削加工とが混在した複合加工を行う場合にも、オペレータが部品形状１００を見ながら旋削加工工程とミル加工工程とに分ける作業が不要となり、熟練を要せずとも旋削加工工程とミル加工工程とを正確に分けた工程設計に基づく加工プログラムを容易に作成することが可能になる。
【００４８】
実施の形態４．
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。
【００４９】
第１５図は、この発明の実施の形態４である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図である。第１５図からも明らかなように、実施の形態４の加工プログラム作成装置は、図１に示した実施の形態１の加工プログラム作成装置に対して、素材材質設定手段３０および旋削加工領域修正手段３１をさらに備えるようにしたものである。素材材質設定手段３０は、素材の材質情報を設定するための手段である。旋削加工領域修正手段３１は、素材材質設定手段３０で設定された素材の材質情報と、予め格納した素材材質に関する加工条件とに基づいて、旋削加工領域抽出手段５からの旋削加工領域５００に修正を加えるための手段である。なお、第１５図において、第１図と同等または相当の構成については、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００５０】
第１６図は、第１５図に示した実施の形態４の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら、加工プログラム作成装置の動作について説明する。なお、第１６図においても第２図と同一または相当の部分については、同一の符号を付して詳細説明を省略している。
【００５１】
この実施の形態４の加工プログラム作成装置では、ステップＳ５において、旋削加工領域抽出手段５が旋削加工領域５００を抽出すると、素材材質を設定するか否かを指示することができる（ステップＳ３１）。素材材質を設定しない場合には、手順がステップＳ６以降に進み、実施の形態１と同様の処理が実施される。
【００５２】
これに対して、例えば、旋削加工領域抽出手段５が抽出した旋削加工領域５００の形状が薄く、取り代量が非常に小さくなる場合、素材材質によっては軟らかすぎて旋削加工に適さないことがある。このような場合には、ステップＳ３１において要設定を指示すれば、旋削加工領域抽出手段５が抽出した旋削加工領域５００に修正を加えることができる（ステップＳ３２）。すなわち、ステップＳ３１で要設定を指示した場合には、まず、素材材質設定手段３０から素材の材質名称を設定することができる。素材材質設定手段３０で素材の材質名称が設定されると、この設定された素材の材質名称に基づいて、予め格納してある各素材材質毎の加工条件、例えば加工可能な加工領域形状の最小厚さを求める。さらに、旋削加工領域抽出手段５が抽出した旋削加工領域５００と、加工領域形状の最小厚さとを比較し、旋削加工領域５００が加工領域形状の最小厚さよりも小さい部分を含んでいる場合、旋削加工に適さないと判定し、当該最小厚さよりも小さい部分を旋削加工領域５００から除外する修正を実施する（ステップＳ３３）。
【００５３】
これにより、ステップＳ６において、修正された旋削加工領域５００の形状と、加工領域抽出手段３で抽出した加工領域３００の形状との差分形状を抽出する際に、ステップＳ３３で除外した薄い形状部がミル加工領域６００として抽出されるようになる。
【００５４】
以下、第２図に示したフローチャートと同一の処理を施すことにより、３次元の部品形状１００と素材形状２００とから、旋削加工工程で加工する旋削加工領域５００の３次元形状と、ミル加工工程で加工するミル加工領域６００の３次元形状とが分離し、かつ素材材質に対応した形で出力されることになる。これにより、ミル加工と旋削加工とが混在した複合加工を行う場合にも、オペレータが部品形状１００を見ながら旋削加工工程とミル加工工程とに分ける作業が不要となり、熟練を要せずとも旋削加工工程とミル加工工程とを正確に分けた工程設計に基づく加工プログラムを容易に作成することが可能になる。
【００５５】
実施の形態５．
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。
【００５６】
第１７図は、この発明の実施の形態５である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図である。第１７図からも明らかなように、実施の形態５の加工プログラム作成装置は、図１に示した実施の形態１の加工プログラム作成装置に対して、工具情報設定手段４０および旋削加工領域修正手段３１をさらに備えるようにしたものである。工具情報設定手段４０は、使用する工具の種類や刃数等、工具の情報に関わる情報を設定するための手段である。旋削加工領域修正手段３１は、工具情報設定手段４０で設定された工具情報に基づいて、旋削加工領域抽出手段５からの旋削加工領域５００に修正を加えるための手段である。なお、第１７図において、第１図と同等または相当の構成については、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００５７】
第１８図は、第１７図に示した実施の形態５の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら、加工プログラム作成装置の動作について説明する。なお、第１８図においても第２図と同一または相当の部分については、同一の符号を付して詳細説明を省略している。
【００５８】
この実施の形態５の加工プログラム作成装置では、ステップＳ５において、旋削加工領域抽出手段５が旋削加工領域５００を抽出すると、工具情報を設定するか否かを指示することができる（ステップＳ４１）。工具情報を設定しない場合には、手順がステップＳ６以降に進み、実施の形態１と同様の処理が実施される。
【００５９】
これに対して、例えば、加工に使用する工具の中に端面部を旋削加工するための工具がない場合等、当該端面部を旋削加工領域５００から除外したい場合がある。このような場合には、ステップＳ４１において要設定を指示すれば、旋削加工領域抽出手段５が抽出した旋削加工領域５００に修正を加えることができる（ステップＳ４２）。すなわち、ステップＳ４１で要設定を指示した場合には、まず、工具情報設定手段４０から予め使用する工具の種類や刃数、刃長等の工具情報を設定することができる。工具情報設定手段４０から工具情報が設定されると、この設定された工具情報に基づいて、旋削加工領域抽出手段５が抽出した旋削加工領域５００のチェックを行う。このチェックの結果、旋削加工領域５００が、設定された工具で加工できない部位を含んでいる場合、例えば端面旋削用の加工工具が設定されていないにも関わらず、旋削加工領域５００が端面部を含んでいる場合には、旋削加工に適さないと判定して当該端面部を旋削加工領域５００から除外する修正を実施する（ステップＳ３３）。
【００６０】
これにより、ステップＳ６において、修正された旋削加工領域５００の形状と、加工領域抽出手段３で抽出した加工領域３００の形状との差分形状を抽出する際に、ステップＳ３３で除外した端面部がミル加工領域６００として抽出されるようになる。
【００６１】
以下、第２図に示したフローチャートと同一の処理を施すことにより、３次元の部品形状１００と素材形状２００とから、旋削加工工程で加工する旋削加工領域５００の３次元形状と、ミル加工工程で加工するミル加工領域６００の３次元形状とが分離し、かつ工具情報に対応した形で出力されることになる。これにより、ミル加工と旋削加工とが混在した複合加工を行う場合にも、オペレータが部品形状１００を見ながら旋削加工工程とミル加工工程とに分ける作業が不要となり、熟練を要せずとも旋削加工工程とミル加工工程とを正確に分けた工程設計に基づく加工プログラムを容易に作成することが可能になる。
【００６２】
実施の形態６．
つぎに、この発明の実施の形態６について説明する。
【００６３】
第１９図は、この発明の実施の形態６である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図である。第１９図からも明らかなように、実施の形態６の加工プログラム作成装置は、図１に示した実施の形態１の加工プログラム作成装置に対して、機械情報設定手段５０および旋削加工領域修正手段３１をさらに備えるようにしたものである。機械情報設定手段５０は、機械のタイプや軸構成、各軸の移動量、最大加工長さ、主軸回転速度等、複合加工機械に関わる各種情報を設定するための手段である。なお、第１９図において、第１図と同等または相当の構成については、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００６４】
第２０図は、第１９図に示した実施の形態６の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら、加工プログラム作成装置の動作について説明する。なお、第２０図においても第２図と同一または相当の部分については、同一の符号を付して詳細説明を省略している。
【００６５】
この実施の形態６の加工プログラム作成装置では、ステップＳ５において、旋削加工領域抽出手段５が旋削加工領域５００を抽出すると、機械情報を設定するか否かを指示することができる（ステップＳ５１）。機械情報を設定しない場合には、手順がステップＳ６以降に進み、実施の形態１と同様の処理が実施される。
【００６６】
これに対して、例えば、複合加工機械が第２主軸を備えていない旋盤である場合等、背面側の端面部を旋削加工領域５００から除外したい場合がある。このような場合には、ステップＳ５１において要設定を指示すれば、旋削加工領域抽出手段５が抽出した旋削加工領域５００に修正を加えることができる（ステップＳ５２）。すなわち、ステップＳ５１で要設定を指示した場合には、まず、機械情報設定手段５０から機械のタイプや軸構成、各軸の移動量、最大加工長さ、主軸回転速度等の機械情報を設定することができる。機械情報設定手段５０から機械情報が設定されると、この設定された機械情報に基づいて、旋削加工領域抽出手段５が抽出した旋削加工領域５００のチェックを行う。このチェックの結果、旋削加工領域５００が、設定されたタイプの複合加工機械で加工できない部位を含んでいる場合、例えば、複合加工機械が第２主軸を備えていない旋盤であるにも関わらず、旋削加工領域５００が背面側の端面部を含んでいる場合には、旋削加工に適さないと判定して当該端面部を旋削加工領域５００から除外する修正を実施する（ステップＳ３３）。
【００６７】
これにより、ステップＳ６において、修正された旋削加工領域５００の形状と、加工領域抽出手段３で抽出した加工領域３００の形状との差分形状を抽出する際に、ステップＳ３３で除外した端面部がミル加工領域６００として抽出されるようになる。
【００６８】
以下、第２図に示したフローチャートと同一の処理を施すことにより、３次元の部品形状１００と素材形状２００とから、旋削加工工程で加工する旋削加工領域５００の３次元形状と、ミル加工工程で加工するミル加工領域６００の３次元形状とが分離し、かつ機械情報に対応した形で出力されることになる。これにより、ミル加工と旋削加工とが混在した複合加工を行う場合にも、オペレータが部品形状１００を見ながら旋削加工工程とミル加工工程とに分ける作業が不要となり、熟練を要せずとも旋削加工工程とミル加工工程とを正確に分けた工程設計に基づく加工プログラムを容易に作成することが可能になる。
【００６９】
実施の形態７．
つぎに、この発明の実施の形態７について説明する。
【００７０】
第２１図は、この発明の実施の形態７である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図である。第２１図からも明らかなように、実施の形態７の加工プログラム作成装置は、図１に示した実施の形態１の加工プログラム作成装置に対して、内径中空部形状生成手段６０および包含形状修正手段６１をさらに備えるようにしたものである。内径中空部形状生成手段６０は、部品形状入力手段１から入力した部品形状１００″が旋削加工可能な内径中空部１００ａ″を有している場合に、この内径中空部１００ａ″の３次元形状を生成するための手段である。包含形状修正手段６１は、内径中空部形状生成手段６０で生成された内径中空部１００ａ″の形状に基づいて、包含形状生成手段４からの包含形状４００に修正を加えるための手段である。なお、第２１図において、第１図と同等または相当の構成については、同一の符号を付してそれぞれの詳細説明を省略する。
【００７１】
第２２図は、第２１図に示した実施の形態７の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら、加工プログラム作成装置の動作について説明する。なお、第２２図においても第２図と同一または相当の部分については、同一の符号を付して詳細説明を省略している。但し、この実施の形態７においては、ステップＳ１において部品形状入力手段１から、第２３図（ａ）に示すように、旋削加工が可能な内径中空部１００ａ″を有した部品形状１００″を入力するものとする。
【００７２】
この実施の形態７の加工プログラム作成装置においても、ステップＳ４においては、ステップＳ１で入力した３次元の部品形状１００″に対して、包含形状生成手段４で部品形状１００″を包含する包含形状４００が生成されることになる（ステップＳ４）。この場合、第２３図（ａ）に示した部品形状１００″に対して実施の形態１と同様に包含形状４００を生成したのでは、第２３図（ｂ）に示すように、旋削加工可能な内径中空部１００ａ″が包含形状４００の内部に含まれ、この包含形状４００を元にして旋削加工領域５００を抽出すると、当該内径中空部１００ａ″を旋削加工領域５００として抽出することができなくなる。
【００７３】
そこで、実施の形態７の加工プログラム作成装置では、内径中空部形状生成手段６０において、第２３図（ｃ）に示すように、３次元の部品形状１００″から内径中空部１００ａ″に対応した円柱形状の中空部形状１００ｂ″を生成するようにしている（ステップＳ６１）。具体的には、ステップＳ４で包含形状４００を生成した際に設定した旋削軸心α回りの最小の径で円柱形状を生成し、これを内径の中空部形状１００ｂ″とする。
次に、包含形状修正手段６１において、ステップＳ６１で生成した中空部形状１００ｂ″に基づいて、ステップＳ４で生成した包含形状４００に修正を加える（ステップＳ６２）。具体的には、第２３図（ｄ）に示すように、部品形状１００″を包含する包含形状４００から内径の中空部形状１００ｂ″を除去して修正包含形状４００″を生成する。
【００７４】
これにより、ステップＳ５において、素材形状２００からこの修正包含形状４００″の差分形状を抽出することにより、内径中空部１００ａ″を含んだ旋削加工領域５００を得ることができる。
【００７５】
以下、第２図に示したフローチャートと同一の処理を施すことにより、３次元の部品形状１００と素材形状２００とから、旋削加工工程で加工する内径中空部１００ａ″を含んだ旋削加工領域５００の３次元形状と、ミル加工工程で加工するミル加工領域６００の３次元形状とが分離して出力されることになる。これにより、ミル加工と旋削加工とが混在した複合加工を行う場合にも、オペレータが部品形状１００を見ながら旋削加工工程とミル加工工程とに分ける作業が不要となり、熟練を要せずとも旋削加工工程とミル加工工程とを正確に分けた工程設計に基づく加工プログラムを容易に作成することが可能になる。
【００７６】
以上説明したように、この発明によれば、３次元の部品形状と素材形状とから、旋削加工領域の３次元形状と、ミル加工領域の３次元形状とを得ることができるため、ミル加工と旋削加工とが混在した複合加工を行う場合にも、オペレータが部品形状を見ながら旋削加工工程とミル加工工程とに分ける作業を行う必要がない。この結果、熟練を要せずとも旋削加工工程とミル加工工程とを正確に分けた工程設計に基づく加工プログラムを容易に作成することが可能になる。
【００７７】
つぎの発明によれば、与えられた部品形状に基づいて旋削軸心を回転軸とした包含形状を作成することができるため、当該包含形状をそのまま旋削加工可能と判定することが可能になり、旋削加工工程とミル加工工程とを正確に分けることができる。
【００７８】
つぎの発明によれば、素材形状設定手段から２次元形状情報を設定すれば、素材形状生成手段によって３次元の素材形状を生成することができるため、素材形状を容易に入力することが可能になる。
【００７９】
つぎの発明によれば、部品形状設定手段から部品形状の修正情報を設定すれば、部品形状修正手段によって部品形状に修正を加えることができるため、例えば仕上げ代を考慮して分けた旋削加工工程とミル加工工程とに基づく加工プログラムの作成が可能となる。
【００８０】
つぎの発明によれば、素材材質設定手段から素材情報を設定すれば、旋削加工領域修正手段によって旋削加工領域に修正を加えることができるため、例えば、旋削加工領域抽出手段が抽出した旋削加工領域の形状が薄く、取り代量が非常に小さくなる場合、素材材質によってはこれをミル加工領域に修正することができるようになり、より適切に旋削加工工程とミル加工工程とを分けることが可能になる。
【００８１】
つぎの発明によれば、工具情報設定手段から工具に関する情報を設定すれば、旋削加工領域修正手段によって旋削加工領域に修正を加えることができるため、例えば、加工に使用する工具の中に端面部を旋削加工するための工具がない場合に、当該端面部を旋削加工領域から除外してミル加工領域に修正できるようになり、より適切に旋削加工工程とミル加工工程とを分けることが可能になる。
【００８２】
つぎの発明によれば、機械情報設定手段から複合加工機械に関する情報を設定すれば、旋削加工領域修正手段によって旋削加工領域に修正を加えることができるため、例えば、複合加工機械が第２主軸を備えていない旋盤である場合に、背面側の端面部を旋削加工領域から除外してミル加工領域に修正できるようになり、より適切に旋削加工工程とミル加工工程とを分けることが可能になる。
【００８３】
つぎの発明によれば、３次元の部品形状が旋削加工可能な内径中空部を有する場合に内径中空部形状生成手段によって中空部形状が生成され、さらに包含形状修正手段によって当該中空部形状を含むように包含形状に修正が加えられるため、より適切に旋削加工工程とミル加工工程とを分けることが可能になる。
【００８４】
【産業上の利用の可能性】
以上のように、本発明にかかる加工プログラム作成装置によれば、ミル加工と旋削加工とが混在する複合加工機械の加工プログラムを作成する加工プログラム作成装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１図は、この発明の実施の形態１である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図。
【図２】  第２図は、この実施の形態１の加工プログラム作成装置の動作を例示するフローチャート。
【図３】  第３図は、実施の形態１の加工プログラム作成装置において部品形状入力手段から入力する部品形状の例を示す斜視図。
【図４】  第４図は、実施の形態１の加工プログラム作成装置において素材形状入力手段から入力する素材形状の例を示す斜視図。
【図５】  第５図は、実施の形態１の加工プログラム作成装置において部品形状および素材形状に基づいて加工領域を抽出する動作を例示する斜視図。
【図６】  第６図は、実施の形態１の加工プログラム作成装置において部品形状入力手段から入力された部品形状に基づいて包含形状を生成する動作を例示する斜視図。
【図７】  第７図は、実施の形態１の加工プログラム作成装置において素材形状入力手段で入力された素材形状と、包含形状生成手段で生成された包含形状とから旋削加工領域を抽出する動作を例示する斜視図。
【図８】  第８図は、実施の形態１の加工プログラム作成装置において加工領域抽出手段から与えられた加工領域と、旋削加工領域抽出手段から与えられた旋削加工領域とからミル加工領域を抽出する動作を例示する斜視図。
【図９】  第９図は、実施の形態１の加工プログラム作成装置において部品形状入力手段から第３図とは異なる部品形状を入力した場合に該部品形状と包含形状とから旋削加工領域を抽出する動作を例示する斜視図。
【図１０】  第１０図は、この発明の実施の形態２である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図。
【図１１】  第１１図は、第１０図に示した実施の形態２の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャート。
【図１２】  第１２図（ａ）は、実施の形態２の加工プログラム作成装置において素材形状設定手段から入力した２次元の形状情報を示す概念図、第１２図（ｂ）は、素材形状設定手段から入力した２次元の形状情報から素材形状生成手段において３次元の素材形状を生成する動作を例示する概念図。
【図１３】  第１３図は、この発明の実施の形態３である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図。
【図１４】  第１４図は、この実施の形態３の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャート。
【図１５】  第１５図は、この発明の実施の形態４である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図。
【図１６】  第１６図は、第１５図に示した実施の形態４の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャート。
【図１７】  第１７図は、この発明の実施の形態５である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図。
【図１８】  第１８図は、第１７図に示した実施の形態５の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャート。
【図１９】  第１９図は、この発明の実施の形態６である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図。
【図２０】  第２０図は、第１９図に示した実施の形態６の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャート。
【図２１】  第２１図は、この発明の実施の形態７である加工プログラム作成装置の構成を示すブロック図。
【図２２】  第２２図は、第２１図に示した実施の形態７の加工プログラム作成装置の動作を示すフローチャート。
【図２３】  第２３図（ａ）は、実施の形態７の加工プログラム作成装置において部品形状入力手段１から入力した内径中空部を有する部品形状の斜視図、第２３図（ｂ）は、第２３図（ａ）の部品形状から生成した包含形状を示す斜視図、第２３図（ｃ）は、第２３図（ａ）の部品形状から生成した中空部形状の斜視図、第２３図（ｄ）は、第２３図（ｂ）の包含形状と第２３図（ｃ）の中空部形状とに基づいて生成した修正包含形状の斜視図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004828086.tif 000004
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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