(57)【要約】【課題】従来、加工形状に適した加工工具をシステムが自動的に選択するものはほとんどない。わずかに自動工具選択機能を持つＣＡＭシステムにおいても、予め使用する工具と加工面の対比をとっておき、該当する加工面がある場合に決められた工具を割り当てるものが多い。【解決手段】加工対象となる平面部を、同じ面積の複数の単位正方形に置き換える置き換え、単位正方形で置き換えられた平面部を切削する際の削り残し比率が最小となる加工工具を選択する手段（ハードディスク装置５内の加工用プログラム）を備え、前記手段は削り残し比率の判定を行う際に、単位正方形面積と、候補工具の工具軸方向投影面積を比較し、切削可能面積比率の値が、外部から指定された指定値以上になるような半径の加工工具を選択する機能を備えている。【選択図】  図１
2005334987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象の３次元形状モデルのデータを取得し、前記３次元形状モデルに対する加工工程を自動設計する場合に、加工の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ形状の平面部に対する加工工程で使用する加工工具の選択を自動的に行う平面加工工具選択装置であって、
加工対象となる前記平面部を、同じ面積の複数の単位正方形に置き換える置き換え手段と、
前記単位正方形で置き換えられた平面部を切削する際の削り残し比率が最小となる加工工具を選択する工具選択手段とを備え、
前記工具選択手段は、削り残し比率の判定を行う際に、単位正方形面積と、候補工具の工具軸方向投影面積を比較し、切削可能面積比率の値が、外部から指定された指定値以上になるような半径の加工工具を選択する機能を備えていることを特徴とする平面加工工具選択装置。
【請求項２】
前記工具選択手段は、
前記単位正方形に接し、かつ複数の候補工具円を想定し、単位正方形面積と複数の候補工具投影面積とを比較する面積比較機能と、
前記面積の比較で、切削可能面積比率が外部から与えられた所定値以上になるような半径の加工工具を選択する加工工具選択機能とを有し、
加工工具の切削負荷と加工工具の削り残しを低減する機能を備えていることを特徴とする請求項１記載の平面加工工具選択装置。
【請求項３】
前記工具選択手段は、
工具ライブラリ内の工具を加工形状との干渉チェックにより予め絞り込むことで、加工工具を選択する機能と、
工具ライブラリ内に条件を満たす候補工具がない場合に、その平面部を加工可能な工具径で、かつ干渉しないホルダ又は突き出し長さを画面に表示する表示機能と、
を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の平面加工工具選択装置。
【請求項４】
加工対象の３次元形状モデルのデータを取得し、前記３次元形状モデルに対する加工工程を自動設計する場合に、加工の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ形状の平面部に対する加工工程で使用する加工工具の選択を自動的に行う平面加工工具選択方法であって、
加工対象となる前記平面部を、同じ面積の複数の単位正方形に置き換える置き換え手順と、
前記単位正方形で置き換えられた平面部を切削する際の削り残し比率が最小となる加工工具を選択する工具選択手順とを備え、
前記工具選択手順は、削り残し比率の判定を行う際に、単位正方形面積と、候補工具の工具軸方向投影面積を比較し、切削可能面積比率の値が、外部から指定された指定値以上になるような半径の加工工具を選択することを特徴とする平面加工工具選択方法。
【請求項５】
前記単位正方形に接し、かつ複数の候補工具円を想定し、単位正方形面積と複数の候補工具投影面積とを比較する面積比較手順と、
前記面積の比較で、切削可能面積比率が外部から与えられた所定値以上になるような半径の加工工具を選択する加工工具選択手順とにより、
加工工具の切削負荷と加工工具の削り残しを低減することを特徴とする請求項４記載の平面加工工具選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象の３次元形状モデルのデータを取得し、前記３次元形状モデルに対する加工工程を自動設計する場合に、加工の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ形状の平面部に対する加工工程で使用する加工工具の選択を自動的に行う平面加工工具選択装置及び加工工具選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
§１：従来例１
近年、３次元ＣＡＤ／ＣＡＭの普及には著しいものがあり、そのシステムも、より高度化し機能も多様化している。しかし、加工形状に適した加工工具をシステムが自動的に選択するものはほとんどない。わずかに自動工具選択機能を持つＣＡＭシステムにおいても、予め使用する工具と加工面の対比をとっておき、該当する加工面がある場合に決められた工具を割り当てるものが多い。    
【０００３】
§２：従来例２
図９は従来例２の説明図であり、以下、特許文献１を従来例２として説明する。従来例２はＣＡＤ装置におけるＮＣ加工データ生成装置に関するものであり、ＮＣプログラミングの負担を軽減すると共に、加工効率及び加工精度に優れたＮＣ加工用のデータを生成するものである。
【０００４】
この装置では、使用工具の情報を予め工具ライブラリ４に登録しておき、ＮＣ加工データを作成する際に、工具軌跡生成部３は、所有する大きめの加工工具でまず大まかな加工を行うように使用工具及び工具軌跡を決定し、次に所有する小さめの加工工具で精度良く細かな加工を行うように使用工具及び工具軌跡を決定する。
【０００５】
工具の選択及び工具軌跡は、工具ライブラリ４に登録されている使用工具情報に基づいて装置が決定する。これにより、最適工具を用いた効率の良い加工条件を与えることができる、というものである。
【０００６】
§３：従来例３
図１０は従来例３の説明図であり、以下、特許文献２を従来例３として説明する。従来例３は、加工条件設定システムに関するものであり、予め設定された精度でもっての加工を可能とするものである。
【０００７】
この従来例３では、工具情報を記憶した工具データベース１８と、工具の各々についての加工条件を記憶した加工条件データベース１９とを備えると共に、指定された加工領域の加工種別と加工精度とを属性設定手段１２において指定する。
【０００８】
そして、工具選択手段１６において、工具データベース１８の参照により、加工領域と加工種別と加工精度とから、加工工程の設定と設定された加工工程に対応する工具の選択を行う。そして、加工条件設定手段１７を用い、加工条件データベース１９を参照することにより、選択された工具の加工条件を設定する。というものである。
【０００９】
§４：従来例４
図１１は従来例４の説明図であり、以下、特許文献３を従来例４として説明する。従来例４は加工情報自動作成評価装置に関するものであり、各種加工情報を自動で作成・評価し、評価が所定条件を満たさない場合に、作成した加工情報を自動で変更設定するものである。
【００１０】
そして、この加工情報自動作成評価装置は、製品形状と粗材形状とから加工部位を抽出し、加工形状を決定する加工部位決定部１と、決定された加工形状に加工するための、工具を選択する工具選択部２１と工具を設計する工具設計部２２との少なくとも一つを有する工具決定部２と、選択されまたは設計された工具の加工条件を決定する加工条件決定部３と、工具軌跡を作成し、決定された加工条件と作成された工具軌跡とから加工時間を算出する加工時間算出部４と、算出された加工時間が目標値となるように、各決定部１、２、３、加工時間算出部４により決定された各加工情報の少なくとも一つを自動修正して該当決定部１、２、３、加工時間算出部４にフィードバックするフィードバック処理部５とを備えてなる。
【特許文献１】特開平６−２７４２１９号公報
【特許文献２】特開平６−３３５８４０号公報
【特許文献３】特開平１１−１２９１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
(1) ：従来例１に記載したように、従来、加工形状に適した加工工具をシステムが自動的に選択するものはほとんどない。わずかに自動工具選択機能を持つＣＡＭシステムにおすいも、予め使用する工具と加工面の対比をとっておき、該当する加工面がある場合に決められた工具を割り当てるものが多い。    
【００１２】
(2) ：従来例２は、与えられた形状の輪郭形状に予め用意された工具データベースのうち大きなものを仮指定し、工具軌跡を生成して次の工具を決定していくものである。これに対して本発明は、前記従来例２のような作業は不必要であり、この点で本発明と従来例２とは異なる。
【００１３】
(3) ：従来例３は、加工平面に対してどのような加工を行うか、その種別を属性として付与し、それに従って、予め準備された加工条件データベースから工程や工具を決定していく。このように、従来例３では、加工面に属性を設定しなければならず、手間がかかる。しかし、本発明では、前記のような手間の係る作業は不必要であり、この点で本発明と従来例３とは異なる。
【００１４】
(4) ：従来例４は、加工形状と工具データベース内の工具寸法パラメータを比較して適したものを検索する方法である。これに対して本発明は、前記従来例４のような比較は行なっておらず、両者はこの点で異なっている。
【００１５】
本発明は前記のような従来の課題を解決し、加工経験を必要とする平面加工工具の選択において、削り残し部を最小にし、且つ適切な直径の加工工具を自動的に選択できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
(1) ：加工対象の３次元形状モデルのデータを取得し、前記３次元形状モデルに対する加工工程を自動設計する場合に、加工の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ形状の平面部に対する加工工程で使用する加工工具の選択を自動的に行う平面加工工具選択装置であって、加工対象となる前記平面部を、同じ面積の複数の単位正方形に置き換える置き換え手段（加工用プログラムの一部）と、前記単位正方形で置き換えられた平面部を切削する際の削り残し比率が最小となる加工工具を選択する工具選択手段（加工用プログラムの一部）とを備え、前記工具選択手段は、削り残し比率の判定を行う際に、単位正方形面積と、候補工具の工具軸方向投影面積を比較し、切削可能面積比率の値が、外部から指定された指定値以上になるような半径の加工工具を選択する機能を備えていることを特徴とする。
【００１７】
(2) ：前記(1) の平面加工工具選択装置において、前記工具選択手段は、前記単位正方形に接し、かつ複数の候補工具円を想定し、単位正方形面積と複数の候補工具投影面積とを比較する面積比較機能と、前記面積の比較で、切削可能面積比率が外部から与えられた所定値以上になるような半径の加工工具を選択する加工工具選択機能とを有し、加工工具の切削負荷と加工工具の削り残しを低減する機能を備えていることを特徴とする。
【００１８】
(3) ：前記(1) 又は(2) の平面加工工具選択装置において、前記工具選択手段は、加工工具ライブラリ内の工具を加工形状との干渉チェックにより予め絞り込むことで、工具を選択する機能と、工具ライブラリ内に条件を満たす候補工具がない場合に、その平面部を加工可能な工具径で、かつ干渉しないホルダ又は突き出し長さを画面に表示する表示機能とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
(4) ：加工対象の３次元形状モデルのデータを取得し、前記３次元形状モデルに対する加工工程を自動設計する場合に、加工の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ平面部に対する加工工程で使用する加工工具の選択を自動的に行う平面加工工具選択方法であって、加工対象となる前記平面部を、同じ面積の複数の単位正方形に置き換える置き換え手順（加工用プログラムの一部の手順）と、前記単位正方形で置き換えられた平面部を切削する際の削り残し比率が最小となる加工工具を選択する工具選択手順（加工用プログラムの一部の手順）とを備え、前記工具選択手順は、削り残し比率の判定を行う際に、単位正方形面積と、候補工具の工具軸方向投影面積を比較し、切削可能面積比率の値が、外部から指定された指定値以上になるような半径の加工工具を選択することを特徴とする。
【００２０】
(5) ：前記(4) の平面加工工具選択方法において、前記単位正方形に接し、かつ複数の候補工具円を想定し、単位正方形面積と複数の候補工具投影面積とを比較する面積比較手順（加工用プログラムの一部の手順）と、前記面積の比較で、切削可能面積比率が外部から与えられた所定値以上になるような半径の加工工具を選択する加工工具選択手順（加工用プログラムの一部の手順）により、加工工具の切削負荷と加工工具の削り残しを低減することを特徴とする。
【００２１】
（作用）
図１は本発明の原理説明図である。以下、図１に基づき本発明の作用を説明する。
【００２２】
(a) ：前記(1) では、平面加工工具選択装置（平面加工工具選択装置本体１Ａとその周辺機器）は、加工対象の３次元形状モデルのデータを取得（ＣＡＤ等から取得）し、前記３次元形状モデルに対する加工工程を自動設計する場合に、加工した際の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ平面部に対する加工工程で使用する加工工具の選択を自動的に行う。
【００２３】
そして、置き換え手段（ハードディスク装置５内の加工用プログラムの一部）は、加工対象となる平面部を、同じ面積の単位正方形に置き換え、工具選択手段（ハードディスク装置５内の加工用プログラムの一部）は、単位正方形で置き換えられた平面部を切削する際の削り残し比率が最小となる工具を選択する。そして、前記工具選択手段では、削り残し比率の判定を行う際に、単位正方形面積と、候補工具の工具軸方向投影面積を比較し、切削可能面積比率の値が、外部から指定された指定値以上になるような半径の加工工具を選択する。（前記(4) の作用も同じ）
(b) ：前記(2) では、工具選択手段は、前記単位正方形に接し、かつ複数の候補工具円を想定し、単位正方形面積と複数の候補工具投影面積とを比較する。また、前記面積の比較で、切削可能面積比率が外部から与えられた所定値以上になるような半径の加工工具を選択する。（前記(5) の作用も同じ）
(c) ：前記(3) では、前記工具選択手段は、工具ライブラリ（ハードディスク装置５内の工具データベース）内の工具を加工形状との干渉チェックにより予め絞り込むことで、工具を選択すると共に、工具ライブラリ内に条件を満たす候補工具がない場合に、その平面部を加工可能な工具径で、かつ干渉しないホルダ又は突き出し長さを画面（ディスプレイ装置２の画面）に表示する。
【発明の効果】
【００２４】
(1) ：平面加工用の加工工具を、客観的な判断基準に基づき装置が自動的に選択するので、不特定多数のオペレータが加工を行っても品質にバラツキのない加工品に仕上げることができる。
【００２５】
(2) ：加工に使用する工具径に則した辺長さを設定できるので、少数で辺長さを設定した場合よりも短い処理時間で加工工具の選択ができる。
【００２６】
(3) ：最も削り残しが少なくなる工具径を面積比率から判断できるので、あいまいな経験や判断で工具径を選択することがなく、装置が自動的に且つ加工面に適した加工工具を選択することが可能になる。
【００２７】
(4) ：加工して危険なエンドミルによる突き動作を防止できる。
【００２８】
(5) ：干渉チェック及び突き出し長さにて使用可能な工具の上限及び下限が決まるので、形状に対して極端に小さい加工工具や大きい加工工具は除外され、効率的に且つ適切な加工工具を選択することができる。
【００２９】
(6) ：平面加工工具の選択において、削り残し部を最小にし、且つ適切な直径の加工工具を自動的に選択することができるので、従来のように、オペレータが選択していた時よりも工具選択の違いによる加工品質のバラツキを少なくすることができる。
【００３０】
また、オペレータの経験不足による工具選択ミスを防ぐことができる。更に、工具軌跡を生成する必要や加工対象に加工種別をユーザが属性として与える必要もなくなる。        
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
§１：平面加工工具選択装置の説明
図２は装置構成図である。以下、図２に基づいて、平面加工工具選択装置の構成を説明する。
【００３２】
この平面加工工具選択装置は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等の任意のコンピュータにより実現する装置であり、コンピュータ本体１と、該コンピュータ本体１に接続されたディスプレイ装置（表示装置）２、キーボードやマウス等の入力装置３、リムーバブルディスクドライブ（ＲＤＤ）４、ハードディスク装置（ＨＤＤ）５等で構成されている。
【００３３】
また、前記コンピュータ本体１には、各種制御等を行うＣＰＵ６と、ＲＯＭ７と、ワーク用のメモリ８と、周辺装置に対するインタフェース制御を行うインタフェース制御部（Ｉ／Ｆ制御部）９と、ＬＡＮやその他の外部装置に対して通信制御を行う通信制御部１０等が設けてある。
【００３４】
また、前記ハードディスク装置（ＨＤＤ）５のハードディスク（記録媒体又は記憶媒体）には、加工用プログラム（ＮＣプログラム作成用プログラム）、工具ライブラリデータベース、ＣＡＤ用プログラム、その他のアプリケーションプログラム等が格納されている。
【００３５】
前記加工用プログラム（ＮＣプログラム作成用プログラム）は、本発明の加工工具選択装置の加工工具選択処理を実行するプログラムである。また、前記工具ライブラリデータベースには、予め加工工具選択処理で必要となる工具のデータが格納されている。ＣＡＤ用プログラムは、ＣＡＤの処理を行うためのプログラムである。従って、前記加工用プログラム（ＮＣプログラム作成用プログラム）は、前記工具ライブラリデータベースのデータを参照しながら処理を行うことで加工工具の選択処理を行う。その際、前記ＣＡＤ用プログラムによる処理結果も取得する（詳細は後述する）。
【００３６】
加工工具選択処理を行う場合は、前記入力装置３から指示を出し、ＣＰＵ６がハードディスク装置５に格納されている加工用プログラム（ＮＣプログラム作成用プログラム）の中から実行するプログラムを順次取り出して実行すると共に、その実行中には前記工具ライブラリデータベースのデータを参照しながら処理を行うことで、加工工具選択処理を行う。
【００３７】
前記平面加工工具選択装置（コンピュータ）の処理概要は次の通りである。
【００３８】
(a) ：平面加工工具選択装置の加工用プログラムは、例えば、ＣＡＤ（ＣＡＤ用プログラム）から加工対象の３次元形状モデルのデータを取得し、３次元形状モデルに対する加工工程を自動設計する場合に、加工した際の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ平面部に対する加工工程で使用する加工工具の選択を自動的に行う。
【００３９】
この場合、加工用プログラムは、加工対象の平面部を、同じ面積の単位正方形に置き換え、単位正方形で置き換えられた平面部を切削する際の削り残し比率が最小となる工具を選択する。その際の削り残し比率の判定を行う際に、単位正方形面積と、候補工具の工具軸方向投影面積を比較し、切削可能面積比率＝（ｘ2 −４×０．２１５ｒ2 ）÷（ｘ2 ）の値が、外部から指定された指定値以上になるような半径の加工工具を選択する。
【００４０】
(b) ：加工用プログラムは、単位正方形に接し、かつ複数の候補工具円を想定し、単位正方形面積と複数の候補工具投影面積とを比較し、前記面積の比較で、切削可能面積比率が外部から与えられた所定値以上になるような半径の加工工具を選択することにより、加工工具の切削負荷と加工工具の削り残しを低減する。
【００４１】
(c) ：加工用プログラムは、工具ライブラリ内の工具を加工形状との干渉チェックにより予め絞り込むことで、加工工具を選択すると共に、工具ライブラリ内に条件を満たす候補工具がない場合に、その平面部を加工可能な工具径で、かつ干渉しないホルダ又は突き出し長さをディスプレイ装置２の画面に表示し、オペレータ等に通知する。
【００４２】
前記平面加工工具選択処理は、予めＨＤＤ５のハードディスク（記録媒体、或いは記憶媒体）に格納（記録、或いは記憶）しておいたプログラムを、ＣＰＵ６の制御により読み出し、該ＣＰＵ６が読み出したプログラムを実行することにより行うが、本願発明は、このような例に限らず、例えば、ＨＤＤ５のハードディスクに、次のようにしてプログラムを格納し、このプログラムをＣＰＵ６が実行することで前記処理を行うことも可能である。
【００４３】
ａ：他の装置で作成されたフレキシブルディスク（フロッピィディスク）に格納されているプログラム（他の装置で作成したプログラムデータ）を、ＲＤＤ４により読み取り、ＨＤＤ５のハードディスクに格納する。
【００４４】
ｂ：光磁気ディスク、或いはＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納されているデータを、ＲＤＤ４により読み取り、ＨＤＤ５のハードディスクに格納する。
【００４５】
ｃ：ＬＡＮ等の通信回線を介して他の装置から伝送されたプログラム等のデータを、通信制御部１０を介して受信し、そのデータをＨＤＤ５のハードディスクに格納する。
【００４６】
§２：切削対象物の３次元モデルと切削加工の説明
図３は処理の説明図（その１）、図４は処理の説明図（その２）、図５は処理の説明図（その３）である。以下、図３乃至図５に基づき、切削対象面Ａ、Ｂ、Ｃを有する切削対象物の３次元形状モデル（以下、単に「３次元モデル」とも記す）の場合について説明する。
【００４７】
なお、図２に示したハードディスク装置５内のＣＡＤ用プログラムは、別の装置に格納されていてＣＡＤ装置が別の装置として構成されている場合でも、前記別のＣＡＤ装置から必要なデータが任意に取得可能な状態であれば、本発明は実現可能である。
【００４８】
(1) ：例１の説明（図３参照）
図３において、加工対象の平面部（全体が平面形状）が図示されており、その周囲には、干渉及び突き出し長さチェック対象の壁部が形成されている。すなわち、加工した際の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ加工対象の平面部がある。
【００４９】
今、前記加工対象の平面部を複数の単位正方形に分割する。この場合、各単位正方形の面積をＡとし、その一辺の長さを２ｒとすれば、Ａ＝４ｒ2 となる（ｒはＡ／４の平方根）。また、単位正方形の面積単位正方形の内接円の半径＝ｒ、内接円の面積＝πｒ2 となる。なお、前記単位正方形に内接する内接円の面積が理論上の加工可能な範囲となる。
【００５０】
例１では、加工対象物の３次元形状モデルのデータを取得し、前記３次元形状モデルに対する加工工程を自動設計する場合に、加工した際の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ平面部に対する加工工程で使用する加工工具の選択を自動的に行う。
【００５１】
この場合、加工対象となる平面部を同じ面積の単位正方形に置き換え、単位正方形で置き換えられた平面部を切削する際の削り残し比率が最小となる工具を選択する。この時、削り残し比率の判定を行う際に、単位正方形（一辺の長さ＝ｘ）の面積と、候補工具の工具軸方向投影面積を比較し、切削可能面積比率＝（ｘ2 −４×０．２１５ｒ2 ）÷ｘ2 の値（この値に１００を掛けると答えの単位は％となる）が、外部から指定された指定値以上になるような半径の加工工具を選択する処理を行う。
【００５２】
前記処理において、加工は理論上できるだけ少ない移動で行った方が加工時間が短くできるので、加工工具が１回の工具軸方向動作で加工できる場合を想定し、単位正方形に内接する円を設定する。これを最も移動が少ないときの工具が取り得る移動範囲と仮定し、加工時間が最小で、かつ削り残しが最も少ない場合とする。この時（ｘ＝２ｒの関係があり、前記円が単位正方形の４辺と内接するとき）の加工可能範囲比率は、（内接円の面積）÷（単位正方形面積）＝πｒ2 ÷４ｒ2 ＝０．７８５３・・・（削れる範囲）となる。加工工具の選択の際には、加工可能範囲比率がこの比率より大きくなる加工工具を選択する（正方形と接し、かつ内接円半径ｒより小さな径の加工工具を使用する）。
【００５３】
(2) ：例２の説明（図４参照）
前記図３で示した理論上の加工可能範囲では、加工工具は上下（工具軸方向）に動作するのみなので、エンドミル工具では負荷が増大する。また、一般的に、平面工具は底部に若干の角度がついており、上下動作のみでは角度分だけ削り残しが発生する。そこで、前記負荷の軽減と、底部での削り残しを無くすため、図４のＡ図、Ｂ図に示したように、最短でも工具直径分移動して（図示矢印方向に移動して）加工する場合を考える。
【００５４】
例２では、前記例１で工具選択を行う場合、前記単位正方形に接し、かつ複数の候補工具円を想定し、単位正方形面積と複数の候補工具投影面積とを比較する。また、前記面積の比較で、切削可能面積比率が外部から与えられた所定値以上になるような半径の加工工具を選択する。このようにして、加工工具の切削負荷と加工工具の削り残しを低減する。      
【００５５】
図４のＡ図、Ｂ図には、面積＝ｘ2 の単位正方形が図示してある。この単位正方形に対して加工を行う際、工具直径分の移動を考えた場合、単位正方形内には正方形及び隣り合う円に接する４つの円（半径＝ｒ）を想定できる。なお、図４のＡ図は、単位正方形内で内接円が重なる例、図４のＢ図は、単位正方形内で４つの内接円が重ならずに互いに接する例である。
【００５６】
この時（図４に示したｘ＝４ｒの関係がある時）の切削可能範囲比率は、（ｘ2 −４×０．２１５ｒ2 ）÷ｘ2 ＝０．９４６３・・・となる。よって、加工可能範囲がこの比率以下になる半径工具を選択すると、最小の移動距離で、かつ底部削り残しを無くすことができる。なお、加工工具の移動は、図４の矢印方向である。
【００５７】
(3) ：例３の説明（図５参照）
前記例１、２において、加工時間を最小にして、なお、且つ削り残しを最小にする加工工具は選択できるが、この処理のみでは、工具径が小さければ小さい程良いことになる。しかし、実際には、工具径に限界があり、また、形状の深い部分や周囲との干渉なども起こり得る。そこで、通常は深い場所を加工できる突き出し長さ及びホルダ径との干渉チェックを行い、安全に加工できる加工工具を選択する。
【００５８】
すなわち、工具選択処理では、ハードディスク装置（ＨＤＤ）５に予め格納されている工具ライブラリ内の工具を加工形状との干渉チェックにより予め絞り込むことで、工具を選択する。また、工具ライブラリ内に条件を満たす候補工具がない場合に、その平面部を加工可能な工具径で、かつ干渉しないホルダ又は突き出し長さを、ディスプレイ装置２の画面に表示してオペレータ等へ通知する。以下、図５を参照しながら、更に工具選択処理を詳細に説明する。
【００５９】
(a) ：干渉の説明
小径工具は削り残しを少なくできる反面、突き出し長さを大きくできないので、図５に示したように、ホルダ部分が周囲の形状に干渉する場合がある。ホルダが干渉した場合は同一工具で突き出しを長くして回避するか、より大きな突き出しにできる加工工具に変更して回避する方法があり、前者は加工条件として不利になるため、後者の対策をとる場合が多い。
【００６０】
突き出しを長くする変更の場合、同一種類の加工工具であれば、一般的に工具径を大きくする。加工工具の変更は工具ライブラリ内から、前記例２までに求めた最も削り残しを少なくする加工工具より一つ大きな呼び径（工具径）のものを選択し、同様の干渉チェックを行い、干渉がなければその加工工具を採用する。このようにして干渉が発生する場合は、更に一つ大きな呼び径（工具径）の工具で同様の処理を突き出し干渉が無くなるまで繰り返す。
【００６１】
(b) ：ライブラリ内工具の説明
前記ハードディスク装置５には予め工具データベースが格納されており、この工具データベースから選択候補の加工工具（工具データ）を取り出し、前記の突き出し及び干渉チェックを行う。この場合、次のようにする。
【００６２】
φ１←削り残しが最も少なくなる工具、突き出し干渉チェックはＮＧ
φ３←削り残しが２番目に少なくなる工具、突き出し干渉チェックはＯＫ・・・平面加工工具として採用
φ４
φ６
この突き出し干渉チェックを行うことにより、極端に大きな工具や極端に小さい工具を選択しないような制約をつけることができるので、制約内でできるだけ大きな工具で、且つ削り残しを最小にするものを選択することができる。
【００６３】
§３：平面加工工具選択装置の処理の説明
図６は装置の処理フローチャート（その１）、図７は装置の処理フローチャート（その２）、図８は装置の処理フローチャート（その３）である。以下、図６乃至図８に基づいて、平面加工工具選択装置の処理を説明する。なお、図６乃至図８において、Ｓ１〜Ｓ２５は各処理ステップを示す。
【００６４】
また、以下の処理は全て、図２に示したハードディスク装置５内の加工用プログラム（ＮＣプログラム作成用プログラム）をＣＰＵ６が実行することで実現する。また、以下の説明において使用する「ＣＡＤ機能」という用語は、ハードディスク装置５内のＣＡＤ用プログラムをＣＰＵ６が実行することで実現する機能である。
【００６５】
(1) ：処理１（図６参照）
加工用プログラムは、先ず、加工面の面積算出を行う（Ｓ１）。この処理では、加工対象の平面部（図３参照）の面積をＣＡＤ機能に予め用意されている機能により算出する。そして、この算出されたＣＡＤのデータを平面加工工具選択装置が取得する。次に、単位正方形（図３参照）の設定を行う（Ｓ２）。この処理では、前記Ｓ１の処理で取得した面積の平方根をとり、これを一辺の長さとする正方形を設定する。
【００６６】
次に、内接円の設定を行う（Ｓ３）。この処理では、前記Ｓ２の処理で求めた正方形の４辺に接する内接円を設定する。以上のようにしてこの処理を終了する。
【００６７】
(2) ：処理２（図７参照）
加工用プログラムは、先ず、加工面の面積を算出する（Ｓ１１）。この処理では、加工対象の平面部の面積をＣＡＤ機能に予め用意されている機能により算出し、そのデータを取得する。次に、単位正方形の設定を行う（Ｓ１２）。この処理では、前記Ｓ１の処理で取得した面積の平方根をとり、これを一辺の長さとする正方形を設定する。
【００６８】
次に、最小の移動量で正方形に内接する円を設定する（Ｓ１３）。この処理では、工具移動部に削り残しが発生しないような最小の移動量で、かつ前記Ｓ１２の処理で求めた正方形と必ず１箇所以上接する内接円を設定する。次に、予め定めた閾値（ユーザ指定の閾値）と工具移動面積の比較を行う（Ｓ１４）。この処理では、閾値と移動部分面積を比較し、（閾値）≦（移動部分面積）の条件を満たしたらＳ１５の処理へ移行し、（閾値）≦（移動部分面積）の条件を満たさなければＳ１６の処理へ移行する。
【００６９】
次に、Ｓ１６の処理では、一つ小さな円を再設定し、Ｓ１３の処理へ移行する。この場合、閾値以上加工できないものは、工具ライブラリ（ハードディスク装置５内に格納されている）より次に小さい径の工具を選択する。また、Ｓ１５の処理では、工具候補として選択し、この処理を終了する。この処理では、閾値以上加工できる加工工具を候補として選択する。
【００７０】
(3) ：処理３（図８参照）
加工用プログラムは、先ず、候補工具を加工面境界へ接するように配置する（Ｓ２１）。この処理では、前記図７の処理で求めた候補工具を加工面境界（輪郭線）に接するように配置する。次に、接したまま、加工面境界上を移動する（Ｓ２２）。この処理では、接したまま加工境界上を１周以上移動させる。
【００７１】
次に、加工面以外の面と干渉チェックを行う（Ｓ２３）。この処理では、移動の際に加工面以外の形状（面）に干渉しないか確認する。なお、干渉検出方法は、ＣＡＤ機能を利用しても良い。そして、干渉無しであれば、Ｓ２４の処理へ移行し、干渉有りであれば、Ｓ２５の処理へ移行する。
【００７２】
Ｓ２４の処理では、使用工具に決定し、この処理を終了する。また、Ｓ２５の処理では、一つ小さな径の工具を設定し、Ｓ２１の処理平行する。この処理では、工具ライブラリデータベースの中から図７の処理で取得した候補工具より一つだけ径の小さい工具を再度選択する。選択する工具が工具ライブラリデータベース内になければ、その旨伝え、推奨突き出し長さを画面に表示する。
【００７３】
（付記）
前記の説明に対し、次の構成を付記する。
【００７４】
（付記１）          
３次元形状モデルのデータを取得し、前記３次元形状モデルに対する加工工程を自動設計する場合に、加工の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ形状の平面部に対する加工工程で使用する加工工具の選択を自動的に行う平面加工工具選択装置であって、
加工対象となる平面部を、同じ面積の単位正方形に置き換える置き換え手段と、
前記単位正方形で置き換えられた平面部を切削する際の削り残し比率が最小となる加工工具を選択する工具選択手段とを備え、
前記工具選択手段は、削り残し比率の判定を行う際に、単位正方形面積と、候補工具の工具軸方向投影面積を比較し、切削可能面積比率の値が、外部から指定された指定値以上になるような半径の加工工具を選択する機能を備えていることを特徴とする平面加工工具選択装置。
【００７５】
（付記２）          
前記工具選択手段は、
前記単位正方形に接し、かつ複数の候補工具円を想定し、単位正方形面積と複数の候補工具投影面積とを比較する面積比較機能と、
前記面積の比較で、切削可能面積比率が外部から与えられた所定値以上になるような半径の加工工具を選択する加工工具選択機能とを有し、
加工工具の切削負荷と加工工具の削り残しを低減する機能を備えていることを特徴とする付記１記載の平面加工工具選択装置。
【００７６】
（付記３）          
前記工具選択手段は、
工具ライブラリ内の工具を加工形状との干渉チェックにより予め絞り込むことで、加工工具を選択する機能と、
工具ライブラリ内に条件を満たす候補工具がない場合に、その平面部を加工可能な工具径で、かつ干渉しないホルダ又は突き出し長さを画面に表示する表示機能と、
を備えていることを特徴とする付記１又は付記２記載の平面加工工具選択装置。
【００７７】
（付記４）
加工対象の３次元形状モデルのデータを取得し、前記３次元形状モデルに対する加工工程を自動設計する場合に、加工の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ形状の平面部に対する加工工程で使用する加工工具の選択を自動的に行う平面加工工具選択方法であって、
加工対象となる平面部を、同じ面積の正方形で構成された単位正方形に置き換える置き換え手順と、
前記単位正方形で置き換えられた平面部を切削する際の削り残し比率が最小となる加工工具を選択する工具選択手順とを備え、
前記工具選択手順は、削り残し比率の判定を行う際に、単位正方形面積と、候補工具の工具軸方向投影面積と比較し、切削可能面積比率の値が、外部から指定された指定値以上になるような半径の加工工具を選択することを特徴とする平面加工工具選択方法。
【００７８】
（付記５）          
前記単位正方形に接し、かつ複数の候補工具円を想定し、単位正方形面積と複数の候補工具投影面積とを比較する面積比較手順と、
前記面積の比較で、切削可能面積比率が外部から与えられた所定値以上になるような半径の加工工具を選択する加工工具選択手順とにより、加工工具の切削負荷と加工工具の削り残しを低減することを特徴とする付記４記載の平面加工工具選択方法。
【００７９】
（付記６）          
加工対象の３次元形状モデルのデータを取得し、前記３次元形状モデルに対する加工工程を自動設計する場合に、加工の仕上がり形状が周囲に少なくとも一つの壁部を持つ形状の平面部に対する加工工程で使用する加工工具の選択を自動的に行うコンピュータに、
加工対象となる平面部を、同じ面積の正方形で構成された単位正方形に置き換える置き換え手段と、
前記単位正方形で置き換えられた平面部を切削する際の削り残し比率が最小となる工具を選択する工具選択手段の機能、及び、
前記工具選択手段により、削り残し比率の判定を行う際に、単位正方形面積と、候補工具の工具軸方向投影面積を比較し、切削可能面積比率の値が、外部から指定された指定値以上になるような半径の加工工具を選択する機能を実現させるためのプログラム、又は該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００８０】
（付記７）
前記付記６において、
前記工具選択手段による、前記単位正方形に接し、かつ複数の候補工具円を想定し、単位正方形面積と複数の候補工具投影面積とを比較する面積比較機能と、
前記面積の比較で、切削可能面積比率が外部から与えられた所定値以上になるような半径の加工工具を選択することで、加工工具の切削負荷と加工工具の削り残しを低減する機能を実現させるためのプログラム、又は該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００８１】
（付記８）
前記付記６又は７において、
前記工具選択手段による、工具ライブラリ内の工具を加工形状との干渉チェックにより予め絞り込むことで、工具を選択する機能と、
工具ライブラリ内に条件を満たす候補工具がない場合に、その平面部を加工可能な工具径で、かつ干渉しないホルダ又は突き出し長さを画面に表示する表示機能を実現させるためのプログラム、又は該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】実施の形態における装置構成図である。
【図３】実施の形態における処理説明図（その１）である。
【図４】実施の形態における処理説明図（その２）である。
【図５】実施の形態における処理説明図（その３）である。
【図６】実施の形態における装置の処理フローチャート（その１）である。
【図７】実施の形態における装置の処理フローチャート（その２）である。
【図８】実施の形態における装置の処理フローチャート（その３）である。
【図９】従来例２の説明図である。
【図１０】従来例３の説明図である。
【図１１】従来例４の説明図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  コンピュータ本体
１Ａ  平面加工工具選択装置本体
２  ディスプレイ装置（表示装置）
３  入力装置（キーボード／マウス等）
４  リムーバブルディスクドライブ（ＲＤＤ）
５  ハードディスク装置（ＨＤＤ）
６  ＣＰＵ（中央演算処理装置）
７  ＲＯＭ（リードオンリメモリ）
８  メモリ（ワーク用のメモリ）
９  インタフェース制御部（Ｉ／Ｆ制御部）
１０  通信制御部
【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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