(57)【要約】    【課題】  工具干渉を避けながらエーミング面を使用して工具軌跡を生成するという情報処理の技術を提供する。    【解決手段】  キャドデータからモデル形状を選択する形状選択手順と、そのモデル形状に対して三次元モデル形状をスライスした断面形状を作成する断面形状作成手順と、そのスライス断面形状を工具径でオフセットすることによって工具仮想中心線を作成する仮想中心線作成手順と、工具仮想中心線に対してリニアライゼーションを考慮したリニア仮想中心線を作成するリニア仮想中心線作成手順と、工具干渉を考慮した工具姿勢を決定する工具姿勢決定手順と、工具姿勢からエーミング点を求めるエーミング点算出手順と、エーミング点をつなぎ合わせることでエーミング線を作成するエーミング線作成手順と、エーミング線をつなぎ合わせることでエーミング面を作成するエーミング面作成手順とをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを提供する。【選択図】    図１
2005266983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャドデータからエーミング面を生成するシステムであって、
キャドデータの蓄積手段の中から所定のモデル形状を選択する形状選択手段と、
選択されたモデル形状に対して三次元モデル形状をスライスした仮想断面形状を作成する断面形状作成手段と、
その仮想断面形状を工具径でオフセットすることによって工具仮想中心線を作成する仮想中心線作成手段と、
その工具仮想中心線に対してリニアライゼーションを考慮したリニア仮想中心線を作成するリニア仮想中心線作成手段と、
そのリニア仮想中心線に対して工具干渉を考慮した工具姿勢を決定する工具姿勢決定手段と、
その工具姿勢決定手段によって決定された工具姿勢からエーミング点を求めるエーミング点算出手段と、
そのエーミング点算出手段によって求められたエーミング点をつなぎ合わせることでエーミング線を作成するエーミング線作成手段と、
そのエーミング線作成手段によって求められたエーミング線をつなぎ合わせることでエーミング面を作成するエーミング面作成手段とを備えたエーミング面生成システム。
【請求項２】
キャドデータからエーミング面を生成する方法であって、
所定キャドデータからモデル形状を選択する形状選択手順と、
選択されたモデル形状に対して三次元モデル形状をスライスした仮想断面形状を作成する断面形状作成手順と、
その仮想断面形状を工具径でオフセットすることによって工具仮想中心線を作成する仮想中心線作成手順と、
その工具仮想中心線に対してリニアライゼーションを考慮したリニア仮想中心線を作成するリニア仮想中心線作成手順と、
そのリニア仮想中心線に対して工具干渉を考慮した工具姿勢を決定する工具姿勢決定手順と、
その工具姿勢決定手順によって決定された工具姿勢からエーミング点を求めるエーミング点算出手順と、
そのエーミング点算出手順によって求められたエーミング点をつなぎ合わせることでエーミング線を作成するエーミング線作成手順と、
そのエーミング線作成手順によって求められたエーミング線をつなぎ合わせることでエーミング面を作成するエーミング面作成手順とを備えたエーミング面生成方法。
【請求項３】
コンピュータに対して、所定のキャドデータからエーミング面を生成する方法を実行させるためのコンピュータプログラムであって、
そのプログラムは、キャドデータからモデル形状を選択する形状選択手順と、
選択されたモデル形状に対して三次元モデル形状をスライスした断面形状を作成する断面形状作成手順と、
そのスライス断面形状を工具径でオフセットすることによって工具仮想中心線を作成する仮想中心線作成手順と、
その工具仮想中心線に対してリニアライゼーションを考慮したリニア仮想中心線を作成するリニア仮想中心線作成手順と、
そのリニア仮想中心線に対して工具干渉を考慮した工具姿勢を決定する工具姿勢決定手順と、
その工具姿勢決定手順によって決定された工具姿勢からエーミング点を求めるエーミング点算出手順と、
そのエーミング点算出手順によって求められたエーミング点をつなぎ合わせることでエーミング線を作成するエーミング線作成手順と、
そのエーミング線作成手順によって求められたエーミング線をつなぎ合わせることでエーミング面を作成するエーミング面作成手順とをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工における多軸の制御加工技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製品コストの低減化、高品質、生産性が求められる中、工作機械メーカーから精度の良い多軸工作機械を製造するようになってきた。
その一方、多軸工作機械の進歩によって、工作機械と比べて加工工程数、段取りの大幅削減、高能率、高品質に加工が実現できるようになった。
【０００３】
本願に関連する先行技術として、特開２００３−３９２８２号を抽出した。この文献には、以下のような技術が記載されている。すなわち、三次元の自由曲面を加工できると同時に、この加工された三次元の自由曲面についての形状を、加工装置から被加工物を取り外すことなく短時間で正確に測定でき、加工された三次元自由曲面を短時間で正確に補正できる技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３９２８２号公報
【０００５】
さて、「エーミング加工」という加工法が、Cimatron社（イスラエル）のφステーション[4]にて提唱されている。これは、荒加工、中加工に適し、複雑な曲面に対しても切込み量、送り量、チルト角、リード角など加工技術者の意図どおり細かい加工指示が実現できる、という特徴を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これまでのＣＡＭプログラムの機能不足、ＮＣプログラムへの変換の困難性、シミュレーションソフトの対応不足などの理由により、多軸工作機械に対して簡便に加工プログラムを作成するのが困難であった。そのため、例えば複雑なアンダーカット（オーバーハング）のある形状を加工するには、固定されていた被工作物の向きを変更するなどの手順が必要となり、加工時間が延び、加工費用の増大にもつながっていた。
機械加工の職人が高齢化などによって不足している現在、機械加工についての知識や技能が無い人間でも、３ＤソリッドＣＡＤモデルから直接的に多軸制御加工のための工具軌跡を自動生成することが求められていた。
【０００７】
前述したエーミング加工を意図どおりに行うには、加工技術者がエーミング面の作成を行わなければならない。すなわち、技術者が事前にいくつもの加工工程を把握し、エーミング面を作成し、その作成のためには熟練したノウハウや経験が必要となっていた。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、知識や経験に乏しい者でも、工具干渉を避けながらエーミング面を作成および使用して工具軌跡を生成し、多軸制御加工（特に五軸制御加工）に供する情報処理の技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するため、情報システム技術およびコンピュータによる情報処理技術を用いる。
（請求項１）
請求項１記載の発明は、キャドデータからエーミング面を生成するシステムに係る。
すなわち、キャドデータの蓄積手段の中から所定のモデル形状を選択する形状選択手段と、  選択されたモデル形状に対して三次元モデル形状をスライスした仮想断面形状を作成する断面形状作成手段と、  その仮想断面形状を工具径でオフセットすることによって工具仮想中心線を作成する仮想中心線作成手段と、  その工具仮想中心線に対してリニアライゼーションを考慮したリニア仮想中心線を作成するリニア仮想中心線作成手段と、  そのリニア仮想中心線に対して工具干渉を考慮した工具姿勢を決定する工具姿勢決定手段と、  その工具姿勢決定手段によって決定された工具姿勢からエーミング点を求めるエーミング点算出手段と、  そのエーミング点算出手段によって求められたエーミング点をつなぎ合わせることでエーミング線を作成するエーミング線作成手段と、  そのエーミング線作成手段によって求められたエーミング線をつなぎ合わせることでエーミング面を作成するエーミング面作成手段とを備えたシステムとする。
【００１０】
（作用）
キャドデータの蓄積手段、たとえば所定のサーバの中から形状選択手段が所定のモデル形状を選択する。選択されたモデル形状に対して、三次元モデル形状をスライスした仮想断面形状を断面形状作成手段が作成する。次に、仮想中心線作成手段がその仮想断面形状を工具径でオフセットすることによって工具仮想中心線を作成する。その工具仮想中心線に対して、リニア仮想中心線作成手段がリニアライゼーションを考慮したリニア仮想中心線を作成する。そのリニア仮想中心線に対して、工具姿勢決定手段が工具干渉を考慮した工具姿勢を決定する。
【００１１】
その工具姿勢決定手段によって決定された工具姿勢から、エーミング点算出手段がエーミング点を求める。そのエーミング点算出手段によって求められたエーミング点を、エーミング線作成手段がつなぎ合わせることでエーミング線を作成する。そのエーミング線作成手段によって求められたエーミング線をつなぎ合わせることで、エーミング面作成手段がエーミング面を作成する。ここにおいて、工具干渉を避けながらエーミング面を使用して工具軌跡を生成することができる。
【００１２】
（請求項２）
請求項２記載の発明は、キャドデータからエーミング面を生成するプロセスに係る。
すなわち、所定キャドデータからモデル形状を選択する形状選択手順と、  選択されたモデル形状に対して三次元モデル形状をスライスした仮想断面形状を作成する断面形状作成手順と、  その仮想断面形状を工具径でオフセットすることによって工具仮想中心線を作成する仮想中心線作成手順と、  その工具仮想中心線に対してリニアライゼーションを考慮したリニア仮想中心線を作成するリニア仮想中心線作成手順と、  そのリニア仮想中心線に対して工具干渉を考慮した工具姿勢を決定する工具姿勢決定手順と、  その工具姿勢決定手順によって決定された工具姿勢からエーミング点を求めるエーミング点算出手順と、  そのエーミング点算出手によって求められたエーミング点をつなぎ合わせることでエーミング線を作成するエーミング線作成手順と、
そのエーミング線作成手順によって求められたエーミング線をつなぎ合わせることでエーミング面を作成するエーミング面作成手順とを備えたエーミング面生成方法である。
【００１３】
（請求項３）
請求項３記載の発明は、コンピュータに対してエーミング面生成プロセスを実行させるためのコンピュータプログラムに係る。
そのプログラムは、キャドデータからモデル形状を選択する形状選択手順と、  選択されたモデル形状に対して三次元モデル形状をスライスした断面形状を作成する断面形状作成手順と、  そのスライス断面形状を工具径でオフセットすることによって工具仮想中心線を作成する仮想中心線作成手順と、  その工具仮想中心線に対してリニアライゼーションを考慮したリニア仮想中心線を作成するリニア仮想中心線作成手順と、  そのリニア仮想中心線に対して工具干渉を考慮した工具姿勢を決定する工具姿勢決定手順と、  その工具姿勢決定手順によって決定された工具姿勢からエーミング点を求めるエーミング点算出手順と、  そのエーミング点算出手順によって求められたエーミング点をつなぎ合わせることでエーミング線を作成するエーミング線作成手順と、  そのエーミング線作成手順によって求められたエーミング線をつなぎ合わせることでエーミング面を作成するエーミング面作成手順とをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムである。
【００１４】
上記のコンピュータプログラムを、記録媒体へ記憶させて提供することもできる。ここで、「記録媒体」とは、それ自身では空間を占有し得ないプログラムを担持することができる媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＰＤなどである。
また、これらの発明に係るプログラムを格納したコンピュータから、通信回線を通じて他のコンピュータへ伝送することも可能である。
また、汎用的な端末装置に対して、請求項４に記載の発明に係るプログラムをプリインストール、あるいはダウンロードすることで、請求項１に係るシステム（サーバ）を形成することも可能である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１から請求項３に記載の発明によれば知識や経験に乏しい者でも、工具干渉を避けながらエーミング面を作成および使用して工具軌跡を生成し、多軸制御加工（特に五軸制御加工）に供する情報処理の技術を提供することができた。
同時五軸制御加工において、エーミング面に鉛直に工具姿勢を保つことにより工具軌跡を生成することができた。これまでエーミング面を生成する方法が自動化されていなかった滑らかな切削面を得るために工具の急激な姿勢変化をさけ、工具軌跡を生成することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施の形態及び図面に基づいて、更に詳しく説明する。ここで使用する図面は、図１から図１２である。
【００１７】
工具の干渉チェックを行ないつつアンダーカットのあるような複雑な形状にはエーミング加工が最適である。エーミング加工の特徴として荒加工、中加工に適し、複雑な曲面に対しても切込み量、送り量、チルト角、リード角など加工技術者の意図どおり細かい加工指示が実現できる。エーミング加工を行なうにはエーミング面の作成を行なわなければならない。エーミング面は図１に示すように工具が加工形状に対して法線方向にうまくフィッティングする面でなければならない。
またエーミング面の特徴として工具干渉を解きながら急激な工具姿勢の変化を行なわずにスムーズなパスを生成することができる。
【００１８】
ＣＡＤデータからエーミング面の生成アルゴリズムを図２に示す。今回モデル形状はＳＴＬの微小直線形状として考えた。まず三次元モデル形状をスライスし断面形状を作成する。
形状を構成する三角形単位に切断平面との交線を求め、それを結ぶことによって形状の断面図座標を得る。三角形の平面と切断平面の交線を求める。三角平面を構成する三本の線と切断平面の交点を求めて交点を結ぶことによって交線を求める。線を構成する二つの三次元座標をＡ(Xａ，Yａ，Zａ)，Ｂ(Xｂ，Yｂ，Zｂ)とする。また、切断平面座標をnとする。
【００１９】
次に、二つの三次元座標より切断する軸の座標を取り出す。切断軸がX軸の時、Ｘａ，Ｘｂを取り出して切断座標を跨ぐか否かを判別する。
【００２０】
Ｘａ  ≦  ｎ  ＜  Ｘｂ
Ｘａ  ＜  ｎ  ≦  Ｘｂ
Ｘｂ  ≦  ｎ  ＜  Ｘａ
Ｘｂ  ＜  ｎ  ＜  Ｘａ    ・ ・ ・  （１）
【００２１】
上記（１）のいずれかがを満たされるのであれば交点が存在することとなる。Ｘａ＝Ｘｂ＝ｎの場合、切断平面と平行な直線なので交点がないものとする。
【００２２】
交点がある場合、線を構成する二つの三次元座標より切断する軸と残りニ軸の片方の平面における直線を求め、直線と平面の交点を算出する。
切断軸をＸ軸、残りの軸がＹ軸、Ｚ軸なので、まずＸＹ平面における直線の方程式を出す。ＸＹ平面の座標は、
Ａ(Xａ，Yａ)，Ｂ(Xｂ，Yｂ)なので、傾きをａとすると、
ａ  ＝  （Ｙｂ−Ｙａ）／（Ｘｂ−Ｘａ）    ・ ・ ・ （２）
【００２３】
切片をｂとすると、ｂ  ＝  ａＹａ・Ｘａ  であるから、
ｙ  ＝  ｘ・（Ｙｂ−Ｙａ）／（Ｘｂ−Ｘａ）＋｛Ｙａ−ｘ・（Ｙｂ−Ｙａ）／（Ｘｂ−Ｘａ）｝  ・ ・ ・ （３）
となる。
【００２４】
この直線と切断平面とは交点が存在するので、交点のＹ座標をＹｃとすると、
Ｙｃ  ＝  ｎ・（Ｙｂ−Ｙａ）／（Ｘｂ−Ｘａ）  ＋  ｛Ｙａ−Ｘ・（ＹｂーＹａ）／（Ｘｂ−Ｘａ）｝・ ・ ・ （４）
として求めることができる。
同様にＸＺ平面について解くことにより、交点のＺ座標Ｚｃを求めることができる。
【００２５】
以上の結果より、ＹＺ軸の交点座標をＣ１とすると、Ｃ１（Ｙｃ，Ｚｃ）を求めることができる。
【００２６】
この結果を踏まえ、形状を構成する三角形の３つの線分について算出する。交点は最低でも2つ、多くて3つが求まる。よって、Ｃ１〜Ｃ３が求まる。算出された交点数をｎとすると
ｎ＝２である時、
Ｃ１＝Ｃ２ならば交線として成り立たないので交わりなし。
Ｃ１とＣ２が違う座標ならばＣ１とＣ２を結ぶ交線である。
ｎ＝３である時、
Ｃ１＝Ｃ２ならば、Ｃ１とＣ３を結ぶ交線である。
Ｃ１＝Ｃ３ならば、Ｃ１とＣ２を結ぶ交線である。
Ｃ２＝Ｃ３ならば、Ｃ１とＣ２を結ぶ交線である。
ということができる。
【００２７】
以上の処理を形状を構成する三角形すべて対して行い、算出された交線をつなぎ合わせることによって図３（ａ）に示すような断面図を得る。作成した断面形状を工具径でオフセットすることにより、図３（ｂ）のような工具仮想中心線を作成する。
生成された工具仮想中心線はリニアライゼーションが考慮されていないため工具干渉、エアーカット等が発生する。そのためリニアライゼーションを考慮した仮想中心線を生成する。
【００２８】
仮想中心線を求めたい断面形状を構成する線を微小に区切り、細かい線の集合と考える。面を構成する点をＡ１，Ａ２，・・・，Ａｎとする。ある点をＡｉと置き、Ａｉ（Ｘｉ，Ｙｉ），Ａ(i+1)（Ｘ(i+1)，Ｙ(i+1)）と仮定し、線分Ａ１Ａ(i+1)の方程式をｆ(x)とする。形状を構成する線の微小な傾きをθとおくと、
θ  ＝  ｛Ｙ（ｉ＋１）−Ｙ（ｉ）｝／｛Ｘ（ｉ＋１）−Ｘ（ｉ）｝    ・ ・ ・ （５）
【００２９】
工具半径をＲと仮定する。工具径でオフセットした線の方程式は、
Ｘ１  ＝  Ｘ（ｉ＋１）のとき、  ※１
Ｘ１  ＜  Ｘ（ｉ＋１）のとき、  ｙ＝ｆ（ｘ）＋Ｒ（※２）
Ｘ１  ＞  Ｘ（ｉ＋１）のとき、  ｙ＝ｆ（ｘ）−Ｒ（※２）        ・ ・ ・ （６）
【００３０】
※１  ：    Ｙ１  ＜  Ｙ（ｉ＋１）のとき、  ｙ＝ｆ（ｘ）−Ｒ（※２）
Ｙ１  ＞  Ｙ（ｉ＋１）のとき、  ｙ＝ｆ（ｘ）＋Ｒ（※２）
【００３１】
線分Ａ１Ａ(i+1)の前に存在する線分を線分Ａ(i-1)Ａi、後に存在する線分を線分Ａ(i-1)Ａ(i+2)とする。線分Ａ(i-1)Ａiと線分Ａ１Ａ(i+1)の交点を（Ｘ’，Ｙ’）、 線分ＡiＡ(i+1)と線分Ａ(i-1)Ａ(i+2)の交点を（Ｘ’’，Ｙ’’）とすると、
Ａiが始点の場合                        Ｘｉ  ＋  Ｒ  ＜  ｘ  ＜  Ｘ’’
Ａi，Ａ(i+1)が始点、終点ではない場合    Ｘ’  ＜  ｘ  ＜  Ｘ’’
Ａ(i+1)が終点の場合                     Ｘ’’  ＜  ｘ  ＜  Ｘ(i+1)＋Ｒ         ・ ・ ・ （７）
【００３２】
以上の数式で、図４（ｂ）のような工具仮想中心線を求めることができる。最終的に、この工具仮想中心線がカッティングパスとなる。
【００３３】
仮想中心線を（５）式に当てはめて図４（ａ）のような仮想中心線の傾きθを求める。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、工具は工具仮想中心線に従って断面形状左から右へ移動するとし、次の条件でアンダーカットとなる。
１８０°  ＜  θ  ＜  ２７０°  ・ ・ ・ （８）
９０°  ＜  θ  ＜  １８０°  ・ ・ ・ （９）
θ  ：  仮想中心線の傾き
【００３５】
上記（８）の条件では、図５（ｂ）のＡ１からＡ２のように刃先方向へ進むので、工具の腹での切削が可能となり、工具姿勢は
φ  ＝  θ  −  １８０°    ・ ・ ・ （１０）
φ  ：  工具の傾き
となる。
【００３６】
上記（9）条件では、図５（ｂ）のＡ３からＡ４のように（８）の条件とは逆に工具が進むので、刃が無い部分で工具干渉が発生してしまう可能性がある。さらに、リード角を重視した場合には、図７のＡ４で工具干渉が起きてしまう事を考慮したうえで工具姿勢は次の式のように
φ  ＝  θ  ＋  α      ・ ・ ・ （１１）
α：任意の逃げ量
となる。
【００３７】
上記以外の条件では、工具仮想中心線とモデル形状、およびリード角、チルト角を考慮して工具の姿勢を決定する。
図６（ａ）で示すように、工具径が進入口より小さい場合は問題ないが、図６（ｂ）のように工具径が進入口より小さい場合には、工具干渉などによって工具姿勢が取れない。この場合は仮想中心線を図６（ｃ）のように移動させて工具のパスを変更する。
【００３８】
工具姿勢を決定した後、仮想中心線に沿って工具を移動した結果、工具干渉やホルダ干渉が起きた場合には工具姿勢を次のように見直す。
まず、工具の右側で干渉が起きた場合には、
φ＝  θ´＋  α   ・ ・ ・ （１２）
θ´＝  干渉した微小直線の傾き
一方、工具の左側で干渉が起きた場合には、
φ  ＝  φ  −  α ・ ・ ・ （１３）
工具姿勢を変更し、工具干渉が起きなくなるまで繰り返し行う。これによって工具姿勢φを求める。
【００３９】
（エーミング面）
まずエーミングを始める初期位置を決定する。図８（ａ）のように三点の初期位置を決め、その三点の中からスムーズで急激な姿勢変更のないものを最終的にエーミング開始点とする。
図８（ａ）中のＡは最高切削点と工具径を足したもの、Ｂは最高切削点と開始切削点の中心に工具径を足したもの、Ｃは開始切削点に工具径を足したものである。エーミング面の高さによってその後のエーミング面は大きく変わってしまう。変化が大きいものについては、高さによって工具干渉が起きてしまうもの、ＣＬが出ないものも出てしまうので、初期位置の決定は重要である。
【００４０】
初期位置の決定が終わったら、初期エーミング点を元に工具を動かし、そのときの工具姿勢から次のエーミング点を求める。工具の直線移動、右回転、左回転によってエーミング点の求め方は異なる。
【００４１】
図８（ｂ）は、工具の直線移動を表す。式で表すと次のようになる。
Ｌ’  ＝  Ｌ  ＋  dx・sin(φ)
ｘ  ＝  Ｘ＋Ｌ’・cos(φ)
ｙ  ＝  Ｙ＋Ｌ’・sin(φ)   ・ ・ ・ （１４）
【００４２】
Ｌ：  移動前の仮想中心線とエーミングの距離
Ｌ’：  移動前の仮想中心線とエーミングの距離
X：  仮想中心点  X座標
Y：  仮想中心点  Y座標
ｄx：  工具の直線移動距離
ｘ：  エーミング点  X座標
ｙ：  エーミング点  Y座標
【００４３】
図９（ａ）は、工具が右回転した時を示す。このときの仮想中心線とエーミングの距離は、一定に保つ。式で表すと次のようになる。
ｘ  ＝  Ｘ＋Ｌ・cos(φ)
ｙ  ＝  Ｙ＋Ｌ・sin(φ)    ・ ・ ・（１５）
【００４４】
図９（ｂ）は、工具が左回転したときを表す。左回転時はエーミング点を中心に回転するため、エーミング点は移動しない。
【００４５】
式（１４）、（１５）で求めたエーミング点をつなぎ合わせることによりエーミング線を生成する。スライスした断面形状で作成されたエーミング線をつなげることによって、エーミング面を作成する。このとき三次元で工具干渉がないか確認する。干渉が起こった場合には、スライスした断面に対して直角になるように工具を傾け、干渉が起きないようにする。
生成された工具軌跡は、形状からのオフセットによる仮想中心線をなぞるため、仮想中心線が移動していないか工具径が入れない場所がない限り、削り残しはない。これによって生成される工具軌跡は、単一方向切削（One way）である。断面における工具の動きを図１０に示す。
【００４６】
（シミュレーション）
アルゴリズムに基づいて、ＣＡＤデータからエーミング面の作成を行えるオブジェクト指向プログラミング技術を用いた同時五軸制御加工用の工具軌跡自動生成シミュレーションソフトを作成した。図１１はそのＧＵＩ画面である。複雑なアンダーカットのあるモデル形状に対して工具データおよびホルダ形状を入力し、エーミング面を作成した結果の一例を示している。
【００４７】
図１１のＧＵＩは、画面左側のヒューマンインターフェイス(HI)部と、グラフィカルインターフェース(GI)部とで構成されている。HI部では工具長、刃長、工具径、チルト角、リード角が設定できる。また、ＣＬ計算実行状況モニタが用意されている。
GI部では、工具軌跡をビジュアルに確認することができる。視点の移動や画面の回転、拡大、縮小などもできるようにしているため、各部分の干渉を容易にチェックすることができる。
【００４８】
ＣＡＤデータ入力は、３ＤソリッドＣＡＤのカーネルに依存しないように、ＳＴＬ入力とした。また、マニュアル入力も可能である。
図１２に示すように、エーミング線の条件を追加することも可能にした。これにより複雑な溝形状や羽形状にも対応するエーミング線の作成が可能となった。
工具干渉が起こった場合でもフィードバック量を指定することでエーミング条件を自動で追加し、干渉が起こらないようにしている。このシミュレーションでは、２．５次元の簡単なモデル形状の作成にも対応している。
【００４９】
（まとめ）
本発明によれば、エーミング面を作成し、同時五軸制御加工のための工具軌跡を自動生成することができた。加工の知識がない人に対しても、座標空間の指定をすることなくエーミング面の作成、工具のパス生成が行える。また、エーミング面を生成することにより、モデル形状の面に対して工具の腹を使用する切削加工が可能となる。更に、実際のシミュレーションでは溝形状や羽形状にも対応できることを確認した。
【００５０】
なお今後の課題として、入力対象モデルとして完全な３Ｄソリッド形状モデルへの対応、より完全なアルゴリズムの生成による工具軌跡の最適化、切削加工面のシミュレーション、ＧＵＩ機能の拡張などである。
【００５１】
今回作成したソフトウェアはオブジェクト指向プログラムなので、別途開発しているオブジェクト指向オープンＣＮＣ制御システムと連携して、ＮＣコードレスのダイレクト加工を行うことも可能である。その場合、アンダーカット部のあるCADモデルから本ソフトで自動生成したCLで多軸工作機械を同時5軸制御加工する、ＣＡＤモデル形状から加工までの一気通貫のソリューションが可能となる、と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】エーミング面と工具との関係を示す。
【図２】エーミング面の生成アルゴリズムを示す。
【図３】三角パッチを行って算出された交点をつなぎ合わせた断面図と、工具仮想中心線とを示す。
【図４】工具仮想中心線およびその傾きを示す。
【図５】工具仮想中心線に従って工具が移動する様子、工具干渉が起きる様子を示す。
【図６】工具と進入口との関係を示す。
【図７】リード角を重視して工具干渉が起きてしまう状態を示す。
【図８】初期位置の決定と、工具の直線移動を示す。
【図９】工具径とその進入との関係を示す。
【図１０】断面における工具の動きを示す。
【図１１】ヒューマンインターフェイス(HI)部と、グラフィカルインターフェース(GI)部とで構成される画面出力を示す。
【図１２】エーミング線の条件を追加する操作画面を示す。
【図１】
2005266983.tif 000003
【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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