(57)【要約】製品形状のみのＣＡＤデータを利用して、加工部位を自動認識し、加工部位の形状体と加工内容とを生成するＣＡＤシステムを提供する。加工により材料が除去される部分を各加工毎に形状体として記憶する加工形状体部（１５ａ）と、各加工内容の情報である工具及びパラメータを形状体に関連づけて記憶する加工内容部（１５ｂ）と、を有する加工情報群（１５）と、複数の加工種類を予め定義する加工定義群（１８）とを有する。
2004038522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一又は複数の一連の工程よりなる加工により材料が除去される部分を予め行われる加工指示により各加工毎に形状体として記憶する加工形状体部（１５ａ）と各加工内容の情報を前記形状体に関連づけて記憶する加工内容部（１５ｂ）とを有する加工情報群（１５）と、複数の加工種類を予め定義してある加工定義群（１８）とを有し、加工種類を選択すると共に、表示された原製品形状体（５０’）における各加工部位（５１’〜５９’）を選択することにより、選択した加工部位（５１’〜５９’）の形状情報を抽出すると共に、抽出した形状を加工するための工具及びパラメータを決定して加工形状体（５１〜５９）を生成し、生成した加工形状体（５１〜５９）を前記加工形状体部（１５ａ）に記憶すると共に、決定した工具及びパラメータを前記加工内容部（１５ｂ）に記憶することを特徴とするＣＡＤシステム。
【請求項２】
表示された各加工形状体（５１〜５５）を選択することにより当該加工形状体に関連する加工内容を表示する形状体表示制御部（１２）を備えたことを特徴とする請求の範囲１に記載のＣＡＤシステム。
【請求項３】
前記原製品形状体と前記加工部位（５１’〜５９’）に対応して生成された前記加工形状体（５１〜５９）との間の差分領域（Ａ１、Ａ２）又は前記加工形状体（５１〜５９）同士の干渉領域（Ａ３）が存在した場合に、これらの差分領域（Ａ１、Ａ２）又は干渉領域（Ａ３）を表示することを特徴とする請求項１又は２に記載のＣＡＤシステム。
【請求項４】
前記差分領域（Ａ１、Ａ２）及び前記干渉領域（Ａ３）がその種類毎に異なる色又は模様により表示されることを特徴とする請求の範囲３に記載のＣＡＤシステム。
【請求項５】
加工内容部（１５ｂ）に記憶されている前記各形状体（５１〜５９）毎の加工内容のデータが、対応する前記加工形状体部（１５ａ）に記憶されている形状体データの属性データとして記憶されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項６】
複数種の工具の組み合わせが前記予め行われる加工指示として形状体の種類毎に選択工具セット（１９）に記憶されていることを特徴とする請求の範囲１〜５のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項７】
前記加工内容部（１５ｂ）にそれぞれ記憶された各加工内容の情報がＣＡＭの各加工指示に相当し、前記各形状体の除去によりこれに関連づけられた各加工内容が削除されることを特徴とする請求の範囲１〜６のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項８】
前記形状体を指示し、他の位置にコピーすることにより、当該他の位置に該当する加工内容を新たに前記形状体のコピーに関連づけて保存する形状体データ制御部（１１）をさらに有することを特徴とする請求の範囲１〜７のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項９】
加工定義群（１８）が複数の前記加工を含み、当該加工定義群（１８）から選択した加工に相当する形状体を図面上の位置指示により特定箇所に形成し且つ表示する形状体データ制御部（１１）をさらに有することを特徴とする請求の範囲１〜８のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項１０】
３次元表示であることを特徴とする請求の範囲１〜９のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項１１】
請求の範囲１〜１０のいずれかに記載のＣＡＤシステムを実行するためのコンピュータプログラム。
【請求項１２】
請求の範囲１〜１０のいずれかに記載のＣＡＤシステムを実行するためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、ＣＡＤシステム並びにこれを実行するためのプログラム及びこのプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】  従来のＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）システムとしては、例えば、日本特開平１０−２０７５２３号公報に記載の「自動プログラミング装置及び方法」のように、図形を作成すると同時に加工情報を指定するものが知られている。同技術では、予めいくつかの基本形状を登録しておき、その基本形状に対してパラメータの値を入力することで、削除する部分のソリッドモデルの形状体データを作成している。そして、原素材形状からその形状体データを削除する演算を行うことで、製品形状を生成している。
しかし、通常は現場の加工者には設計者から製品形状のみのＣＡＤデータが手渡されることが多い。このような場合、上述のＣＡＤシステムでは、素材形状を作成し、加工用の種々のパラメータ等を入力する必要があり、ＣＡＤ／ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）システムを運営する上で作業効率低下の一因となっていた。
加えて、上記従来のＣＡＤシステムでは、作成する形状体は、既に登録してある基本形状のものに限られ、登録されていない加工部位の形状データを作成する場合には改めて基本形状を作成する必要があるため、形状が適宜異なる複雑な加工には適さなかった。
また、従来のＣＡＤシステムでは、製品形状が事実として表現されているだけで、そのプロセスは明らかでなく、加工内容は例えば注釈等で示されるに過ぎなかった。その結果、複雑な加工内容になれば、どのような加工が含まれているのか判別が困難となり、また加工漏れや無駄な加工を施すこともあった。
ここで、参考までに従来技術とその限界を列挙する。
まず、日本特開平７−１８２０１９号公報に記載の「加工情報作成装置」は、除去形状と加工後の製品形状との集合演算を行い原素材形状を復元するシミュレーターに関するものである。同文献の段落番号００２４における「削除された形状は非表示」との記載からも明らかなように、削除部分をＣＡＤデータとして保存したり、表示させて利用するものではない。
また、日本特開２００１−１２１３８３号公報及び日本特開２００１−１１７６１６号公報に記載の技術では、加工形状と原形状の対比が行われ、削除部を認識することで、ＮＣデータが作成される。これらはいずれも削除する部分をソリッドデータとして作成し、このソリッドデータを利用して加工内容の修正・指示を行おうとするものではない。
そして、日本特開平６−２６６４２７号公報に記載の技術は、加工パスを設定するにすぎず、加工内容自体を把握しやすくするものではない。
かかる従来の実情に鑑みて、本発明の第一の目的は、製品形状のみのＣＡＤデータを利用して、加工部位を自動認識すると共に、加工部位の形状体と加工内容とを生成することの可能なＣＡＤシステム並びにこれを実行するためのプログラム及びこのプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
また、本発明の第二の目的は、加工内容を直感的且つ明確に識別させることの可能なＣＡＤシステム並びにこれを実行するためのプログラム及びこのプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
【発明の開示】
上記目的を達成するため、本発明に係るＣＡＤシステムの主たる特徴は、単一又は複数の一連の工程よりなる加工により材料が除去される部分を予め行われる加工指示により各加工毎に形状体として記憶する加工形状体部と各加工内容の情報を前記形状体に関連づけて記憶する加工内容部とを有する加工情報群と、複数の加工種類を予め定義してある加工定義群とを有し、加工種類を選択すると共に、表示された原製品形状体における各加工部位を選択することにより、選択した加工部位の形状情報を抽出すると共に、抽出した形状を加工するための工具及びパラメータを決定して加工形状体を生成し、生成した加工形状体を前記加工形状体部に記憶すると共に、決定した工具及びパラメータを前記加工内容部に記憶することにある。
上記特徴に加え、表示された各加工形状体を選択することにより当該加工形状体に関連する加工内容を表示する形状体表示制御部を備えているとよい。
そして、前記原製品形状体と前記加工部位に対応して生成された前記加工形状体との間で、差分領域又は干渉領域が存在した場合にこれらの差分領域又は干渉領域を表示するとよい。さらに望ましくは、前記差分領域及び前記干渉領域の種類毎に異なる色又は模様により表示されるようにすることで、設計・加工ミス等を直感的に把握することができる。
また、加工内容部に記憶されている前記各形状体毎の加工内容のデータが、対応する前記加工形状体部に記憶されている形状体データの属性データとして記憶されるように構成するとよい。同特徴によれば、従来のように加工単位毎に形状体データと加工属性をそれぞれ記憶させているのではなく、形状体データに属する形で加工内容のデータを保存しているため、直ちに加工内容を参照することができ、迅速かつ効率よく作業を行うことができる。
そして、複数種の工具の組み合わせが前記予め行われる加工指示として形状体の種類毎に選択工具セットに記憶されているようにしてもよい。また、予め行われる加工指示は、形状体毎にその度、複数の工程を指示するものであってもよい。
ここで、前記各形状体が加工の種類毎に異なる色又は模様により表示されるようにすれば、加工内容を目視で識別しやすくなる。また、前記加工内容部にそれぞれ記憶された各加工内容の情報がＣＡＭの各加工指示に相当し、前記各形状体の除去によりこれに関連づけられた各加工内容が削除される。
前記形状体を指示し、他の位置にコピーすることにより、当該他の位置に該当する加工内容を新たに前記形状体のコピーに関連づけて保存する形状体データ制御部をさらに有してもよい。
形状体データ制御部は、加工定義群が複数の前記加工を含み、当該加工定義群から選択した加工に相当する形状体を図面上の位置指示により特定箇所に形成し且つ表示するものであってもよい。
本発明は２次元ＣＡＤの他、３次元ＣＡＤシステムとして実施でき、特に３次元表示とすれば形状体の認識が容易である。また、本発明は、上記いずれかに記載のＣＡＤシステムを実行するためのコンピュータプログラム、及び、上記ＣＡＤシステムを実行するためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体としても実施可能である。
このように、上記本発明に係るＣＡＤシステムの主たる特徴によれば、原製品形状体のＣＡＤデータから加工部位を選択することでその形状体を抽出するので、形状体の入力作業が容易となった。また、加工種類と加工部位との選択により、例え複雑な形状であっても、削除部分の加工データが生成されるので、データ入力が大幅軽減される。これらの結果、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの運営が大幅に効率化されるようになった。
また、各加工形状体を選択することで、当該形状体の加工内容である加工指示を即座に知ることができ、使用道具や切削量等の加工内容も適宜変更が可能であり、より適切な加工を指示できるようになった。
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】  図１は、３次元ＣＡＤシステムのハードウエア構成図である。
図２は、３次元ＣＡＤシステムのソフトウエア構成図である。
図３は、加工定義群の構成図である。
図４は、モニタ画面の表示例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は正面図である。
図５は、材料の外形線を含む加工等により材料が除去される部分を形状体として表示した状態を示す図である。
図６は、図５から材料の外形線を除き、入力ウィンドを表示した状態を示す図である。
図７は、工具一覧ウィンドを示す図である。
図８は、使用工具一覧ウィンドを示す図である。
図９は、図８に示す工具を用いて貫通孔加工を施す状況を示す図であり、（ａ）はドリル径が３ｍｍのセンタードリル、（ｂ）は９ｍｍのドリル、（ｃ）は９．５ｍｍのミルドリル、（ｄ）は径が１０ｍｍのリーマーをそれぞれ使用した場合に相当する。
図１０は、プロフィール加工における加工手順一覧ウィンドを示す図である。
図１１は、図１０に示す加工手順毎の加工状況を示す図であって、（ａ）はスタート穴加工、（ｂ）はポケット加工、（ｃ）は削り残し除去加工、（ｄ）は輪郭加工の場合にそれぞれ相当する。
図１２は、加工形状体及び加工内容の生成手順を示すフローチャートである。
図１３は、穴仕上工具選択ウィンドを示す図である。
図１４は、図１３に示す穴仕上工具選択ウィンドの後に表示される使用工具一覧ウィンドを示す図である。
図１５は、差分領域及び干渉領域を色調表示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】  次に、添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
図１に示す３次元ＣＡＤシステム１は、アドレスバス・データバスを含むバス２にモニタ３，ＣＰＵ４，メモリ５が接続され、更に操作用のキーボード６ａ，マウス６ｂ，デジタイザ６ｃを含む入力装置６が接続されている。ハードディスク、ＲＡＭ等より構成されるメモリ５には、図２，３に示すソフトウェアが記憶され、入力装置６の指示により操作されてＣＰＵ４により処理がなされ、モニタ３に処理結果が表示される。ＣＡＤにより作成されたデータはＣＡＭデータとしてネットワークアダプタ７ａ，７ｂや記録素子等を介してＮＣ装置８に転送され、加工が行われる。
図２、３に本発明に係る３次元ＣＡＤシステムにより実施されるソフトウエア構成１０を示す。このソフトウエア構成１０は、主たるデータを記憶する対象データ記憶手段１４，１５，１８を備え、この対象データ記憶手段１４，１５，１８を表示制御部１２，パラメーター入力制御部１３により入力制御し、先のモニタ３に表示する。対象データは、個別図面データ１７，加工定義群１８を含み、個別図面データ１７は原製品形状体群１４，加工情報群１５を含んでいる。この加工情報群１５は、除去する形状体毎に、その加工形状体のＣＡＤデータを保存する加工形状体部１５ａと、加工内容のデータを保存する加工内容部１５ｂを有する。
原製品形状体群１４及び加工情報群１５はいずれもＣＡＤデータの集合体であり、複数の形状体を含んでいる。ここに「形状体」とは、ソリッドベースの場合、ソリッドシェル、サーフェスシェル及び面を持たずワイヤのみよりなるワイヤシェルの３種類を含み、これらで構成された平面・立体図形をいう。また、サーフェスベースの場合は、サーフェス又はワイヤで構成された平面・立体図形をいう。
原製品形状体群１４は、加工を施した後の製品の最終形状を示す図４の原製品形状体５０’である。図４の符号５１’〜５９’で示される原製品形状体５０’の原加工部位のそれぞれは、図５，６で’なしで示される符号５１〜５９で示される加工部位にそれぞれ対応する。
加工形状体部１５ａは、加工により材料が除去される部分を形状体として記憶したものである。各形状体は、例えば図５では、大穴５１，横穴５２，縦穴５３，方形切欠５４及びプロフィール加工部５５のように示される。加工形状体部１５ａの形状体は、材料を除去する部分が表示されるのであるから、ソリッドモデルの場合主としてソリッドシェル又はサーフェスシェルよりなる。
加工内容部１５ｂは例えば形状体部の属性データとして記憶されるデータで、同様に複数の加工内容を含んでおり、各加工内容は加工形状体部１５ａの各形状体に関連づけられて記憶されている。通常は加工形状体部１５ａと加工内容部１５ｂとは単一のＣＡＤファイルである加工情報群１５の一部として記憶されており、各形状体から直ちに加工内容が確認可能に構成されている。
加工定義群１８は加工内容部１５ｂの元データであり、複数の加工種類に相当する定義群を有している。加工定義群１８で例えば、「穴」、「孔」、又は「プロフィール加工」を選択し、パラメーターを定義することで加工方法を特定することができる。加工定義群１８は、図３に示すように、選択工具セット１９，加工順、相対位置パラメーター、表示色パラメーター及び形状体データ作成部２０を複数の各加工毎にパラメーターとして有している。
選択工具セット１９は、複数の工具定義群２１から選択された単一又は複数の工具データの組である。工具定義群２１は、工具寸法を含む工具種別と、その工具種別における加工量とをパラメーターとして有する。これらのパラメーターは、例えば、ドリルの場合、直径や穴深さという寸法パラメーターを有する。「貫通孔加工」の場合、例えば図８の使用工具一覧メニュー７３に示すように、３種類のドリルと１種類のリーマー加工を含んでおり、４種の工具が選択工具セット１９のデータ、すなわち、「予め行われる加工指示」として記録される。
加工定義群１８のパラメーターにおいて、加工順は選択工具セット１９の工具における加工の順番を示す。また、相対位置パラメーターは、複数の工具間の相対位置関係を決定する。
形状体データ作成部２０は、絶対位置パラメーターを有し、上記入力装置６で特定の形状体部分を指定すれば、３次元空間における絶対加工位置が特定され、上記他のパラメーターに基づいて形状体データを作成する。ドリル穴加工の場合は、最終に使用するドリルの径、穴深さ及び位置により、空間における絶対形状が定まり、これに基づいて形状体データを作成すれば足りる。例えば、まず穴加工を選択し、図４で縦穴５３’を指定すれば、各種パラメーターが原製品形状体５０’の一部である縦穴５３’から取得されると共に、図５，６の縦穴５３の形状体である円筒形の形状体を作成する。すなわち、加工定義群１８における各加工定義は、加工の最終形状に応じて定義された一種のライブラリであり、工具定義群２１の組み合わせにより種々の形状を定義することが可能となる。なお、対象である縦穴５３’を先に指定し、次いで加工内容である「穴加工」を選択するようにしてもよい。
加工形状体部１５ａの各データは、パラメーター入力制御部１３で対象及びコピー位置を選択すれば、形状体データ制御部１１により他の位置にコピーが可能である。このとき、新たな位置に対応して加工内容部１５ｂの特定加工内容もコピーされ、コピー位置に応じて内容が改変される。また、形状体データ制御部１１は、パラメーター入力制御部１３の選択による形状体データの削除時において加工内容部１５ｂの該当加工内容も削除する。
図４は加工された最終製品の形状を示すものであり、通常の表示方法である。大穴５１，横穴５２，縦穴５３及び方形切欠５４は比較的簡易な穴加工又は切削加工である。プロフィール加工部５５は、平面視略方形の切込部５６のうち、長円の第一島５７及び円形の第三島５９の部分を残し、さらに第二島５８の部分を少し高さを削り込んだ部分として残してなる。符号５１〜５９の部分は形状体として図５，６の如く表示が可能である。また、表示制御部１２，パラメーター入力制御部１３により制御される加工内容部１５ｂ，加工定義群１８、工具定義群２１は、例えば図７に示す工具一覧ウィンド７０や図８、１０に示すような表示ウィンドとしてモニタに表れる。表示制御部１２は先の加工定義群１８における表示色パラメーターに従って、各加工形状体５１，５２，５３，５４，５５毎に表示色を変更する。すなわち、加工内容と寸法精度によって各形状体は表示色を異ならせて表示される。
図７に示す工具一覧ウィンド７０は、例えば、図６中の符号Ｖで示す破線部分に表示される。この工具一覧ウィンド７０には、加工定義群２１に保存されている工具の一覧が「工具名」及び「工具径」として表示され、スクロールバーを用いることで各々選択可能となっている。そして、１の工具を選択すると、その工具を用いて行う加工内容が同ウィンド７０の下方に表示される。同図の例では、Ｎｏ．１２のアラミルを選択した場合に、このアラミルがポケット加工に用いられるものであり、加工される島の段差や、加工深さ等のデータ等が表示される。また、「登録」ボタン、「削除」ボタンをクリックすることで、工具データの登録及び削除を行うことができる。なお、以下に示す図８、図１０に示すウィンド等も同様に図６の符号Ｖで示す部分に表示させることで、加工内容のチェックや加工指示を容易に行うことができる。
図８は先の大穴５１，縦穴５３にみられるような孔加工に用いられる加工定義群１８の中の１定義である。図示しない孔仕上げ工具選択入力ウィンドで孔仕上げの工具を選択することにより、この使用工具一覧メニュー７３には、加工順に使用する工具の「工具名」及びその「加工径」、「加工深さ」が表示される。同図の符号１〜４は、孔加工の加工手順を示し、図９（ａ）〜（ｄ）に示す加工に対応している。同穴加工では、ドリル径が３ｍｍのセンタードリルで小穴を形成し、９ｍｍのハイスドリル、９．５ｍｍのミルドリルを順に用いて貫通孔を形成した後、径が１０ｍｍのハイスリーマを用いて最後仕上げを行うよう加工指示を与えている。本発明の如く、各ドリル毎の加工深さを指示することで、適切な加工が可能となる。なお、係る加工内容を変更したい場合には、「追加」、「削除」ボタンをクリックすることで、適宜工具等の変更が可能である。
図１０に示す加工手順一覧ウィンド７４は、先のプロフィール加工部５５の加工指示内容に関する。同図の「スタート加工」、「ポケット加工」、「削り残し除去加工」、「輪郭加工」はそれぞれ図１１（ａ）〜（ｄ）の加工に対応している。プロフィール加工において、同図（ｂ）に示すように径の大きな工具を用いてポケット加工を行うと、切込部と島部の境界のうち角張った部分や湾曲した部分は十分切除されず、削り残しが生じる。そのため、同図（ｃ）に示すように、径の細い工具を用いて削り残し除去加工を行い、さらには、同図（ｄ）に示すように、島部との境界部分を滑らかにするための輪郭加工を行っている。各加工毎に工具及び種々のパラメータを指定することで、精密なプロフィール加工が可能となる。なお、図示しない、プロフィール定義ウィンドでは、加工指示した切込部５６，第一島５７，第二島５８の島段差と島加工深さがそれぞれ表示され、各島には外形形状がさらに定義されている。
ここで、本発明にかかるＣＡＤシステムの使用方法について、図１２〜１４を参照しながら説明する。まず、図示しないメニューに表示される「穴加工」（貫通孔と有底穴とを含む）、「プロフィール加工」、「面加工」等の加工定義を加工定義群１８から選択する（Ｓ１）。そして、図４に示すような加工対象となる原加工形状部位５１’〜５５’を選択する（Ｓ２）。この選択が形状体データ作成部２０における絶対位置パラメーターの入力となる。図４の状態と図５，６の状態とは順次切り替えが可能である。
ここで、縦穴５３’の場合には、加工定義群１８に既に設定されているパラメータ以外の他のパラメータを必要としないので（Ｓ３）、図１３の穴仕上げ工具選択ウィンド７５で加工開始ボタン７５ａを選択する（Ｓ６）。これにより、図１４に示す使用工具一覧ウィンド７６が表示され、ＯＫボタン７６ａを選択することで、図５，６に示すような形状体５１〜５９が生成される（Ｓ７）。また、加工内容部１５ｂに図８、１０、１４等の内容が記録される（Ｓ８）。
一方、プロフィール加工部５５’のように他のパラメータの入力を要する場合には（Ｓ３）、図４でプロフィール加工部５５’の外輪郭をクリックすることでプロフィール加工の範囲を指定し、図１３に示すプロフィール加工選択ウィンド７４で図示しない加工シーケンス編集ボタン７４ｂが選択され（Ｓ４）、例えば、切込部５６’、第一島５７’、第二島５８’のような島の位置がマウスや数値入力により入力される（Ｓ５）。その後の加工指示（Ｓ６）以降の手順は前述の穴加工の場合と同様であり、自動生成された加工形状体５５が加工形状体部１５ａに記憶されると共に（Ｓ７）、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すようなシーケンスにより加工内容が加工内容部１５ｂに記憶される（Ｓ８）。
図５，６において各加工形状体を選択すれば、その加工形状体に関連づけられた加工内容が加工内容部１５ｂから選択され、表示制御部１２によりモニター３に表示される。例えば図５，６の状態において横穴５２，縦穴５３等を入力装置６により選択すれば、図８の如き画面を表示することができる。
また、プロフィール加工部５５に属する符号５６〜５９の一部を選択することで、図１０の如き画面を表示することができ、加工の内容を確認することが可能となる。また、逆に図７の工具一覧ウィンド７０において工具を特定すれば、表示制御部１２はその工具に対応した加工形状体を工具定義群２１，選択工具セット１９，加工定義群１８，加工内容部１５ｂ及び加工形状体部１５ａの関連づけを通じて表示する。
図５，６における横穴５２，縦穴５３は、それぞれ同一形状のものが複数並んでいる。したがって、まず一個を配置し、その後他のものをコピーすればよい。形状体データ制御部１１，表示制御部１２を利用することで、上述の如く加工形状体と加工内容とが生成される。
加工のチェックを行うには、原製品形状体５０’に対し各加工形状体５１〜５９を嵌め込めばよく、加工に矛盾なく嵌め込みが完成すれば原材料形状体４０が矛盾なく完成する。例えば、図１５（ａ）に模式的に示すように、原製品形状体の加工部位である縦穴５３’の径が、加工形状体部１５ａの形状体である縦穴５３の径より小径の場合、過切除を意味する両穴５３，５３’の差分領域Ａ１を色調表示させれば、加工ミスを知覚させることが可能となり、加工ミスを未然に防止することができる。また、同図（ｂ）に示すように、加工形状体である縦穴５３の径が原製品形状体５０’の縦穴５３’よりも小径である場合も、切除不足を意味する領域Ａ２を色調表示させるとよい。さらには、同図（ｃ）に示すように、２つの縦穴５３，５３が互いに干渉する場合には、これらの干渉領域Ａ３を色調表示させるとよい。そして、これら３種類の差分領域Ａ１、Ａ２及び干渉領域Ａ３の如く、その種類毎に表示色を異ならせて表示させれば、設計ミス又は加工ミスの原因を一目で認識することができる。
最後に、本発明のその他の実施形態の可能性について言及する。
上述の実施形態では、本発明に係るシステムを単一のコンピューターで実現したが、複数のコンピュータを介するネットワークで本システムを構成することもできる。また、各加工形状体の区別は色表示の変更に限らず、ハッチングの変更等、表面模様の変更で対処することも可能である。
上記実施形態では、加工形状体部１５ａと加工内容部１５ｂを同一ファイルのＣＡＤデータとして記録したが、これらを互いに別ファイルに記憶させてもよい。その場合には、これら加工形状体部１５ａと加工内容部１５ｂの間にリレーションを付与することにより、各形状体を選択すれば直ちに加工内容を表示させることができる。
上記実施形態では本発明を３次元ＣＡＤシステムとして実施したが、２次元ＣＡＤシステムとして実施しても構わない。しかし、直感的な操作性や完全な製造データの自動入力という点において、３次元ＣＡＤの方が優れている。
上記実施形態では形状体データ作成部２０は、上記入力装置６で原製品形状体５０’における特定の形状体部分を指定することでパラメーターを取得して形状体データを作成した。しかし、形状体部分を指定せずにパラメーターを直接入力しても構わない。
上記実施形態における個々の加工形状体５１〜５９は、個々の原形状体である符号５１’〜５９’とは必ずしも一致しない。例えば、原形状体が先端にテーパーを有するドリル孔であり、これを円筒状の加工形状体で表現する場合、先端にテーパーを有する原形状体の輪郭よりも加工形状体の輪郭が大きく表現されることとなる。この場合、現実には加工形状体の全ての容積の材料が除去されるわけではない。一方、原形状体が同様に先端にテーパーを有するドリル孔として表現されており、これを円筒状のミル加工の孔として指定する場合は、同じく原形状体の輪郭よりも加工形状体の輪郭がより大きく表現される。しかし、この後者の場合、加工形状体の全ての容積の材料が除去されることとなる。
請求の範囲に記入した符号は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものにすぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】  本発明は、加工内容を記憶及び表示することの可能なＣＡＤシステム及びＣＡＤ／ＣＡＭシステムとして利用することができる。
【図１】
2004038522.tif 000003
【図２】
2004038522.tif 000004
【図３】
2004038522.tif 000005
【図４】
2004038522.tif 000006
【図５】
2004038522.tif 000007
【図６】
2004038522.tif 000008
【図７】
2004038522.tif 000009
【図８】
2004038522.tif 000010
【図９】
2004038522.tif 000011
【図１０】
2004038522.tif 000012
【図１１】
2004038522.tif 000013
【図１２】
2004038522.tif 000014
【図１３】
2004038522.tif 000015
【図１４】
2004038522.tif 000016
【図１５】
2004038522.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月21日(2004.10.21)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の一連の工程よりなる加工により材料が除去される部分を予め入力装置（６）を介して行われる加工指示により各加工毎に形状体として記憶する加工形状体部（１５ａ）及び各加工内容の情報を前記形状体に関連づけて記憶する加工内容部（１５ｂ）を備える加工情報群（１５）と、複数の加工種類を予め定義してある加工定義群（１８）とを有し、入力装置（６）を介して加工種類を選択すると共に、表示された原製品形状体（５０’）におけるＣＡＤデータとしての各加工部位（５１’〜５９’）を入力装置（６）を介して選択することにより、選択した加工部位（５１’〜５９’）の形状情報を前記加工指示に基づいて原製品形状体（５０’）から抽出すると共に、抽出した形状を加工するための工具及びパラメータが上記選択された加工種類及び上記抽出された形状情報に基づき決定されると共にＣＡＤデータとしての加工形状体（５１〜５９）が各加工部位（５１’〜５９’）とは別に生成され、生成された加工形状体（５１〜５９）を前記加工形状体部（１５ａ）に記憶すると共に、決定された工具及びパラメータを前記加工内容部（１５ｂ）に記憶することを特徴とするＣＡＤシステム。
【請求項２】
複数の一連の工程よりなる加工により材料が除去される部分を予め入力装置（６）を介して行われる加工指示により各加工毎に形状体として記憶する加工形状体部（１５ａ）及び各加工内容の情報を前記形状体に関連づけて記憶する加工内容部（１５ｂ）を備える加工情報群（１５）と、複数の加工種類を予め定義してある加工定義群（１８）とを有し、入力装置（６）を介して加工種類を選択すると共に、表示された原製品形状体（５０’）におけるＣＡＤデータとしての各加工部位（５１’〜５９’）を入力装置（６）を介して選択することにより、選択した加工部位（５１’〜５９’）の形状情報を前記加工指示に基づいて原製品形状体（５０’）から抽出すると共に、抽出した形状を加工するための工具及びパラメータが上記選択された加工種類及び上記抽出された形状情報に基づき決定されると共にＣＡＤデータとしての加工形状体（５１〜５９）が各加工部位（５１’〜５９’）とは別にプロフィール加工を含む形状又は加工部位とは一致しない形状として生成され、生成された加工形状体（５１〜５９）を前記加工形状体部（１５ａ）に記憶すると共に、決定された工具及びパラメータを前記加工内容部（１５ｂ）に記憶することを特徴とするＣＡＤシステム
【請求項３】
工具定義群（２１）の組み合わせにより種々の形状を定義することを特徴とする請求の範囲１又は２に記載のＣＡＤシステム。
【請求項４】
加工定義群（１８）が複数の前記加工を含むことを特徴とする請求の範囲１〜３のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項５】
複数種の工具の組み合わせが前記予め行われる加工指示として形状体の種類毎に選択工具セット（１９）に記憶されていることを特徴とする請求の範囲１〜４のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項６】
加工内容部（１５ｂ）に記憶されている前記各形状体（５１〜５９）毎の加工内容のデータが、対応する前記加工形状体部（１５ａ）に記憶されている形状体データの属性データとして記憶されていることを特徴とする請求の範囲１〜５のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項７】
表示された各加工形状体（５１〜５５）を選択することにより当該加工形状体に関連する加工内容を表示する形状体表示制御部（１２）を備えたことを特徴とする請求の範囲１〜６のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項８】
前記原製品形状体と前記加工部位（５１’〜５９’）に対応して生成された前記加工形状体（５１〜５９）との間の差分領域（Ａ１、Ａ２）又は前記加工形状体（５１〜５９）同士の干渉領域（Ａ３）が存在した場合に、これらの差分領域（Ａ１、Ａ２）又は干渉領域（Ａ３）を表示することを特徴とする請求の範囲１〜７のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項９】
前記差分領域（Ａ１、Ａ２）及び前記干渉領域（Ａ３）がその種類毎に異なる色又は模様により表示されることを特徴とする請求の範囲８に記載のＣＡＤシステム。
【請求項１０】
前記加工内容部（１５ｂ）にそれぞれ記憶された各加工内容の情報がＣＡＭの各加工指示に相当し、前記各形状体の除去によりこれに関連づけられた各加工内容が削除されることを特徴とする請求の範囲１〜９のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項１１】
前記形状体を指示し、他の位置にコピーすることにより、当該他の位置に該当する加工内容を新たに前記形状体のコピーに関連づけて保存する形状体データ制御部（１１）をさらに有することを特徴とする請求の範囲１〜１０のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項１２】
加工定義群（１８）から選択した加工に相当する形状体を図面上の位置指示により特定箇所に形成し且つ表示する形状体データ制御部（１１）をさらに有することを特徴とする請求の範囲１〜１１のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項１３】
３次元表示であることを特徴とする請求の範囲１〜１２のいずれかに記載のＣＡＤシステム。
【請求項１４】
請求の範囲１〜１３のいずれかに記載のＣＡＤシステムを実行するためのコンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求の範囲１〜１３のいずれかに記載のＣＡＤシステムを実行するためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体。
【手続補正００２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
また、従来のＣＡＤシステムでは、製品形状が事実として表現されているだけで、そのプロセスは明らかでなく、加工内容は例えば注釈等で示されるに過ぎなかった。その結果、複雑な加工内容になれば、どのような加工が含まれているのか判別が困難となり、また加工漏れや無駄な加工を施すこともあった。
ここで、参考までに従来技術とその限界を列挙する。
まず、日本特開平７−１８２０１９号公報に記載の「加工情報作成装置」は、除去形状と加工後の製品形状との集合演算を行い原素材形状を復元するシミュレーターに関するものである。同文献の段落番号００２４における「削除された形状は非表示」との記載からも明らかなように、削除部分をＣＡＤデータとして保存したり、表示させて利用するものではない。
また、日本特開２００１−１２１３８３号公報及び日本特開２００１−１１７６１６号公報に記載の技術では、加工形状と原形状の対比が行われ、削除部を認識することで、ＮＣデータが作成される。これらはいずれも削除する部分をソリッドデータとして作成し、このソリッドデータを利用して加工内容の修正・指示を行おうとするものではない。
そして、日本特開平６−２６６４２７号公報に記載の技術は、加工パスを設定するにすぎず、加工内容自体を把握しやすくするものではない。
かかる従来の実情に鑑みて、本発明の第一の目的は、製品形状のみのＣＡＤデータを利用して、加工部位を自動認識すると共に、加工部位の形状体と加工内容とを生成することの可能なＣＡＤシステム並びにこれを実行するためのプログラム及びこのプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
また、本発明の第二の目的は、加工内容を直感的且つ明確に識別させることの可能なＣＡＤシステム並びにこれを実行するためのプログラム及びこのプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
発明の開示
上記目的を達成するため、本発明に係るＣＡＤシステムの主たる特徴は、複数の


【手続補正００３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
一連の工程よりなる加工により材料が除去される部分を予め入力装置を介して行われる加工指示により各加工毎に形状体として記憶する加工形状体部及び各加工内容の情報を前記形状体に関連づけて記憶する加工内容部を備える加工情報群と、複数の加工種類を予め定義してある加工定義群とを有し、入力装置を介して加工種類を選択すると共に、表示された原製品形状体におけるＣＡＤデータとしての各加工部位を入力装置を介して選択することにより、選択した加工部位の形状情報を前記加工指示に基づいて原製品形状体から抽出すると共に、抽出した形状を加工するための工具及びパラメータが上記選択された加工種類及び上記抽出された形状情報に基づき決定されると共にＣＡＤデータとしての加工形状体が各加工部位とは別に生成され、生成された加工形状体を前記加工形状体部に記憶すると共に、決定された工具及びパラメータを前記加工内容部に記憶することにある。
本発明の他の特徴は、複数の一連の工程よりなる加工により材料が除去される部分を予め入力装置を介して行われる加工指示により各加工毎に形状体として記憶する加工形状体部及び各加工内容の情報を前記形状体に関連づけて記憶する加工内容部を備える加工情報群と、複数の加工種類を予め定義してある加工定義群とを有し、入力装置を介して加工種類を選択すると共に、表示された原製品形状体におけるＣＡＤデータとしての各加工部位を入力装置を介して選択することにより、選択した加工部位の形状情報を前記加工指示に基づいて原製品形状体から抽出すると共に、抽出した形状を加工するための工具及びパラメータが上記選択された加工種類及び上記抽出された形状情報に基づき決定されると共にＣＡＤデータとしての加工形状体が各加工部位とは別にプロフィール加工を含む形状又は加工部位とは一致しない形状として生成され、生成された加工形状体を前記加工形状体部に記憶すると共に、決定された工具及びパラメータを前記加工内容部に記憶することにある。
上記特徴に加え、工具定義群の組み合わせにより種々の形状を定義してもよく、加工定義群が複数の前記加工を含んでいてもよい。
そして、複数種の工具の組み合わせが前記予め行われる加工指示として形状体の


【手続補正００４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
種類毎に選択工具セットに記憶されているようにしてもよい。また、予め行われる加工指示は、形状体毎にその度、複数の工程を指示するものであってもよい。
ここで、前記各形状体が加工の種類毎に異なる色又は模様により表示されるようにすれば、加工内容を目視で識別しやすくなる。
また、加工内容部に記憶されている前記各形状体毎の加工内容のデータが、対応する前記加工形状体部に記憶されている形状体データの属性データとして記憶されるように構成するとよい。同特徴によれば、従来のように加工単位毎に形状体データと加工属性をそれぞれ記憶させているのではなく、形状体データに属する形で加工内容のデータを保存しているため、直ちに加工内容を参照することができ、迅速かつ効率よく作業を行うことができる。
表示された各加工形状体を選択することにより当該加工形状体に関連する加工内容を表示する形状体表示制御部を備えているとよい。
そして、前記原製品形状体と前記加工部位に対応して生成された前記加工形状体との間で、差分領域又は干渉領域が存在した場合にこれらの差分領域又は干渉領域を表示するとよい。さらに望ましくは、前記差分領域及び前記干渉領域の種類毎に異なる色又は模様により表示されるようにすることで、設計・加工ミス等を直感的に把握することができる。
また、前記加工内容部にそれぞれ記憶された各加工内容の情報がＣＡＭの各加工指示に相当し、前記各形状体の除去によりこれに関連づけられた各加工内容が削除される。
前記形状体を指示し、他の位置にコピーすることにより、当該他の位置に該当する加工内容を新たに前記形状体のコピーに関連づけて保存する形状体データ制御部をさらに有してもよい。
形状体データ制御部は、加工定義群から選択した加工に相当する形状体を図面上の位置指示により特定箇所に形成し且つ表示するものであってもよい。
本発明は２次元ＣＡＤの他、３次元ＣＡＤシステムとして実施でき、特に３次元表示とすれば形状体の認識が容易である。また、本発明は、上記いずれかに記載のＣＡＤシステムを実行するためのコンピュータプログラム、及び、上記ＣＡＤシステムを実行するためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体としても実施可能である。
このように、上記本発明に係るＣＡＤシステムの主たる特徴によれば、原製品形状体のＣＡＤデータから加工部位を選択することでその形状体を抽出するので、形状体の入力作業が容易となった。また、加工種類と加工部位との選択により、例え複雑な形状であっても、削除部分の加工データが生成されるので、データ入力が大幅軽減される。これらの結果、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの運営が大幅に効率化されるようになった。
また、各加工形状体を選択することで、当該形状体の加工内容である加工指示を即座に知ることができ、使用道具や切削量等の加工内容も適宜変更が可能であり、より適切な加工を指示できるようになった。
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の記載から明らかになるであろう。
図面の簡単な説明




【国際調査報告】
2004038522.tif 000018
2004038522.tif 000019
2004038522.tif 000020
2004038522.tif 000021