(57)【要約】【課題】  工具折損を防止すると共に要求される加工精度を得ることが出来る加工パスを生成するための工具の加工パスデータ生成方法等を提供する。【解決手段】  本発明は、ワークを製品に加工する工具の加工パスデータ生成方法であって、ワーク形状、製品形状、工具形状、及び、要求加工精度に基づく基準切り込み量により基本加工パスを生成し（Ｓ２８）、基本加工パスから工具移動方向を算出し（Ｓ７）、複数の加工領域を規定した工具モデルを生成し（Ｓ８）、加工領域毎の切削量を算出すると共に加工領域毎の切削量及び工具移動方向による所定の加工パターンを生成し（Ｓ９）、データベースに格納した加工負荷が許容される複数の基準加工パターンに所定の加工パターンが含まれているとき（Ｓ１１）、要求加工精度を得ることが出来る加工条件及び所定距離の基本加工パスを所定距離の加工パスデータとして生成する（Ｓ４９）。【選択図】      図２
2007061935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する工具によりワークを製品に加工するための上記工具の加工パスデータを生成する工具の加工パスデータ生成方法であって、
上記ワークのワーク形状データ、上記製品の製品形状データ、上記工具の工具形状データ、及び、要求される加工精度に基づいた基準切り込み量により基本加工パスを生成する基本加工パス生成工程と、
その基本加工パスから所定距離毎に工具の移動方向を算出する移動方向算出工程と、
複数の加工領域が規定された工具モデルを上記工具形状データに基づいて生成する工具モデル生成工程と、
その工具モデル、上記ワーク形状データ及び上記基本加工パスにより、上記基本加工パスの所定距離毎に、上記工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出する切削量算出工程と、
この切削量算出工程により算出された加工領域毎の切削量、及び、上記移動方向算出工程により算出された工具の移動方向により構成された上記所定距離における加工パターンを生成する加工パターン生成工程と、
工具の複数の加工領域毎の切削量、工具の移動方向、加工精度、及び、その加工精度を得ることが出来る加工条件により構成されると共に加工負荷が許容されるパターンとして規定された複数の基準加工パターンをデータベースに格納する基準加工パターン格納工程と、
このデータベースに格納された複数の基準加工パターンに、上記加工パターン生成工程により生成された加工パターンが含まれているか否かを判定し、含まれているとき上記基本加工パスの上記所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定する加工負荷許容判定工程と、
この加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されると判定されたとき、上記加工パターンを含む基準加工パターンから、上記要求加工精度を得ることが出来る加工条件を選定し、この選定された加工条件及び上記所定距離分の基本加工パスを上記所定距離における加工パスデータとして生成する加工パスデータ生成工程と、
を有することを特徴とする工具の加工パスデータ生成方法。
【請求項２】
上記加工条件は、１刃当たりの切削体積及び切削速度の各条件により構成されている請求項１記載の工具の加工パスデータ生成方法。
【請求項３】
上記工具の複数の加工領域は、工具の回転軸の延びる方向に所定の間隔で分割すると共に工具の回転軸に対して放射状に所定の角度で分割した複数の領域で規定される請求項１又は請求項２に記載の工具の加工パスデータ生成方法。
【請求項４】
回転する工具によりワークを製品に加工するための上記工具の加工パスデータを生成する工具の加工パスデータ生成方法であって、
上記ワークのワーク形状データ、上記製品の製品形状データ、上記工具の工具形状データ、及び、要求される加工精度に基づいた基準切り込み量により基本加工パスを生成する基本加工パス生成工程と、
その基本加工パスから所定距離毎に工具の移動方向を算出する移動方向算出工程と、
複数の加工領域が規定された工具モデルを上記工具形状データに基づいて生成する工具モデル生成工程と、
その工具モデル、上記ワーク形状データ及び上記基本加工パスにより、上記基本加工パスの所定距離毎に、上記工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出する切削量算出工程と、
この切削量算出工程により算出された加工領域毎の切削量、及び、上記移動方向算出工程により算出された工具の移動方向により構成された上記所定距離における加工パターンを生成する加工パターン生成工程と、
工具の複数の加工領域毎の切削量、工具の移動方向、加工精度、及び、その加工精度を得ることが出来る加工条件により構成されると共に加工負荷が許容されるパターンとして規定された複数の基準加工パターンをデータベースに格納する基準加工パターン格納工程と、
このデータベースに格納された複数の基準加工パターンに、上記加工パターン生成工程により生成された加工パターンが含まれているか否かを判定し、含まれているとき上記基本加工パスの上記所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定する加工負荷許容判定工程と、
この加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されないと判定されたとき、上記基本加工パスの一つ前に加工負荷が低減するように追加するパスの追加加工パスデータを生成する追加加工パスデータ生成工程と、
その追加加工パスから所定距離毎に工具の移動方向を算出する第２の移動方向算出工程と、
上記工具モデル、上記ワーク形状データ及び上記追加加工パスにより、上記追加加工パスの所定距離毎に、上記工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出する第２の切削量算出工程と、
この第２の切削量算出工程により算出された加工領域毎の切削量、及び、上記第２の移動方向算出工程により算出された工具の移動方向により構成された上記追加加工パスの所定距離における追加の加工パターンを生成する第２の加工パターン生成工程と、
上記データベースに格納された複数の基準加工パターンに、上記第２の加工パターン生成工程により生成された追加の加工パターンが含まれているか否かを判定し、含まれているとき上記追加加工パスの上記所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定する第２の加工負荷許容判定工程と、
この第２の加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されると判定されたとき、上記第２の加工パターン生成工程により生成された追加の加工パターンを含む基準加工パターンから、上記要求加工精度を得ることができる加工条件を選定し、この選定された加工条件及び上記所定距離分の追加加工パスを上記所定距離における加工パスデータとして生成する第２の加工パスデータ生成工程と、
を有することを特徴とする工具の加工パスデータ生成方法。
【請求項５】
回転する工具によりワークを製品に加工するための上記工具の加工パスデータを生成する工具の加工パスデータ生成方法であって、
上記ワークのワーク形状データ、上記製品の製品形状データ、上記工具の工具形状データ、及び、要求される加工精度に基づいた基準切り込み量により基本加工パスを生成する基本加工パス生成工程と、
その基本加工パスから所定距離毎に工具の移動方向を算出する移動方向算出工程と、
複数の加工領域が規定された工具モデルを上記工具形状データに基づいて生成する工具モデル生成工程と、
その工具モデル、上記ワーク形状データ及び上記基本加工パスにより、上記基本加工パスの所定距離毎に、上記工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出する切削量算出工程と、
この切削量算出工程により算出された加工領域毎の切削量、及び、上記移動方向算出工程により算出された工具の移動方向により構成された上記所定距離における加工パターンを生成する加工パターン生成工程と、
工具の複数の加工領域毎の切削量、工具の移動方向、加工精度、及び、その加工精度を得ることが出来る加工条件により構成されると共に加工負荷が許容されるパターンとして規定された複数の基準加工パターンをデータベースに格納する基準加工パターン格納工程と、
このデータベースに格納された複数の基準加工パターンに、上記加工パターン生成工程により生成された加工パターンが含まれているか否かを判定し、含まれているとき上記基本加工パスの上記所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定する加工負荷許容判定工程と、
この加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されないと判定されたとき、上記基本加工パスの一つ前に上記基本加工パスの加工負荷を低減させるために追加するパスの追加加工パスデータを生成する追加加工パスデータ生成工程と、
上記工具モデル、上記ワーク形状データ及び上記追加加工パスデータにより、上記追加加工パスによる加工後のワークの形状データを生成する加工後ワーク形状データ生成工程と、
上記工具モデル、上記加工後ワーク形状データ及び上記基本加工パスにより、上記基本加工パスの所定距離毎に、上記工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出する第２の切削量算出工程と、
この第２の切削量算出工程で算出された加工領域毎の切削量、及び、上記移動方向算出工程で算出された工具の移動方向により構成された上記所定距離における加工パターンを生成する第２の加工パターン生成工程と、
上記データベースに格納された複数の基準加工パターンに、上記第２の加工パターン生成工程により生成された加工パターンが含まれているか否かを判定し、含まれているとき上記基本加工パスの上記所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定する第２の加工負荷許容判定工程と、
この第２の加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されると判定されたとき、上記第２の加工パターン生成工程により生成された加工パターンを含む基準加工パターンから、上記要求加工精度を得ることができる加工条件を選定し、この選定された加工条件及び上記所定距離分の基本加工パスを上記所定距離における加工パスデータとして生成する第２の加工パスデータ生成工程と、
を有することを特徴とする工具の加工パスデータ生成方法。
【請求項６】
回転する工具によりワークを製品に加工するための上記工具の加工パスデータをデータベースに格納された所定のデータを用いて生成する工具の加工パスデータ生成用コンピュータのための加工パス生成プログラムであって、
上記ワークのワーク形状データ、上記製品の製品形状データ、上記工具の工具形状データ、及び、要求される加工精度に基づいた基準切り込み量により予め生成された基本加工パスから所定距離毎に工具の移動方向を算出させ、
複数の加工領域が規定された工具モデルを上記工具形状データに基づいて生成させ、
その工具モデル、上記ワーク形状データ及び上記基本加工パスにより、上記基本加工パスの所定距離毎に、上記工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出させ、
この算出された加工領域毎の切削量及び上記算出された工具の移動方向により構成された上記所定距離における加工パターンを生成させ、
予めデータベースに格納され工具の複数の加工領域毎の切削量、工具の移動方向、加工精度、及び、その加工精度を得ることが出来る加工条件により構成されると共に加工負荷が許容されるパターンとして規定された複数の基準加工パターンに、上記生成された加工パターンが含まれているか否かを判定させ、含まれているとき上記基本加工パスの上記所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定させ、
加工負荷が許容されると判定されたとき、上記加工パターンを含む基準加工パターンから、上記要求加工精度を得ることが出来る加工条件を選定させ、この選定された加工条件及び上記所定距離分の基本加工パスを上記所定距離における加工パスデータとして生成させるように、
上記工具の加工パスデータ生成用コンピュータを制御する加工パス生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工パスデータ生成方法等に係り、特に、回転する工具によりワークを製品に加工するための工具の加工パスデータを生成する工具の加工パスデータ生成方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＮＣ工作機械を用いてエンドミルなどの回転工具によりワーク（被加工対象物）を切削加工して製品形状に仕上げる場合、工具の移動軌跡を示す加工パスを設定する。このような加工パスは、図１８に示す従来のＮＣデータ生成プロセスのように、主に、ワークの形状に関するワークモデル、製品の形状に関する製品モデル、ツール（使用する工具及びホルダ）情報及びこのツール情報から得られる基準切り込み量情報から軌跡を生成している。
【０００３】
このように得られた加工パスは、実際の加工時における加工負荷を考慮したものではないので、工具折損によるＮＣ機械の稼働率低下や手戻りが生じていた。そのため、従来は、得られた加工パスによる試加工を行い、作業者が、工具の折損や過度な摩耗等の有無、或いは、加工精度を確認すると共に、工具のワークへの当たり方などを見て加工負荷の大きさを判断していた（目視による切削負荷判定）。そして、作業者は、経験やノウハウに基づいて、加工パスを手動で修正或いは追加をし、さらに、切削速度などの加工条件を決定し、ＮＣデータを得ていた（手動編集）。
【０００４】
一方、特許文献１には、被加工対象物を複数の加工部位として識別し、これらの加工部位別に、加工に関する要件として面精度、公差、被加工物の剛性などを属性定義し、この属性定義を基に加工部位毎に各種工具による加工手順パターンを設定してＮＣデータを作成する方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−０９２５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した作業者の経験やノウハウに基づいて加工パスを修正或いは追加する場合には、その修正や追加に多大な時間がかかっていた。また、加工精度を得るために切り込み量を小さくすると、加工パスの本数が増えてしまうという問題もあった。さらに、切削量や切削方向などの複数の要素が切削負荷に影響を与えるので、適切な加工パスや加工条件を設定することが難しいという問題もあった。
【０００７】
また、特許文献１の方法は、面精度を考慮して加工パスを作成するものであるが、実際の加工時には、工具のワークへの当たり方によっては、加工負荷が増大し、要求される面精度が得られない場合がある。このように、特許文献１の方法では、加工負荷を考慮して加工パスを作成するものではないので、最終的に得られた加工パスを手動で修正或いは追加をする必要が依然として必要なものであった。
【０００８】
これらの問題に対し、本発明者は、加工負荷に大きく影響を与える要因を抽出すると共にそれを基に上述した問題を解決することを試みた。このように、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、工具折損を防止すると共に要求される加工精度を得ることが出来る加工パスを生成するための工具の加工パスデータ生成方法等を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、回転する工具によりワークを製品に加工するための工具の加工パスデータを生成する工具の加工パスデータ生成方法であって、ワークのワーク形状データ、製品の製品形状データ、工具の工具形状データ、及び、要求される加工精度に基づいた基準切り込み量により基本加工パスを生成するパスデータ生成工程と、その基本加工パスから所定距離毎に工具の移動方向を算出する移動方向算出工程と、複数の加工領域が規定された工具モデルを工具形状データに基づいて生成する工具モデル生成工程と、その工具モデル、ワーク形状データ及び基本加工パスにより、基本加工パスの所定距離毎に、工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出する切削量算出工程と、この切削量算出工程により算出された加工領域毎の切削量、及び、移動方向算出工程により算出された工具の移動方向により構成された所定距離における加工パターンを生成する加工パターン生成工程と、工具の複数の加工領域毎の切削量、工具の移動方向、加工精度、及び、その加工精度を得ることが出来る加工条件により構成されると共に加工負荷が許容されるパターンとして規定された複数の基準加工パターンをデータベースに格納する基準加工パターン格納工程と、このデータベースに格納された複数の基準加工パターンに、加工パターン生成工程により生成された加工パターンが含まれているか否かを判定し、含まれているとき基本加工パスの所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定する加工負荷許容判定工程と、この加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されると判定されたとき、加工パターンを含む基準加工パターンから、要求加工精度を得ることが出来る加工条件を選定し、この選定された加工条件及び所定距離の基本加工パスを所定距離の加工パスデータとして生成する加工パスデータ生成工程と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、加工負荷が許容されるパターンとして複数の基準加工パターンが規定され、それらの基準加工パターンに基本加工パスによる加工パターンが含まれるとき、その基本加工パスが加工パスデータとして生成されるので、工具折損や加工精度の悪化を防止することが出来る。さらに、その基準加工パターンから、要求加工精度を得ることが出来る加工条件が選定され、この選定された加工条件及び基本加工パスが加工パスデータとして生成されるので、その加工パスによる加工の加工精度を保証することが出来る。このように、本発明によれば、工具折損を防止すると共に要求される加工精度を得ることが出来る加工パスデータを生成することが出来る。
【００１０】
また、本発明において、好ましくは、加工条件は、１刃当たりの切削体積及び切削速度の各条件により構成されている。
このように構成された本発明においては、要求される加工精度をより確実に得ることが出来る加工パスデータを生成することが出来る。
【００１１】
また、本発明において、好ましくは、工具の複数の加工領域は、工具の回転軸の延びる方向に所定の間隔で分割すると共に工具の回転軸に対して放射状に所定の角度で分割した複数の領域で規定される。
このように構成された本発明においては、工具の加工領域を工具の回転軸の延びる方向に所定の間隔で分割することで、工具の周速の違いを考慮することが出来、さらに、工具の加工領域を、工具の回転軸に対して放射状に所定の角度で分割することで、アップ・ダウンカットの違いを考慮することが出来る。従って、工具のワークへの当たり方を含む様々な加工態様を表現することが出来、その結果、加工負荷が許容されるか否かの判定をより精度良く行うことが出来る。
【００１２】
また、本発明は、回転する工具によりワークを製品に加工するための工具の加工パスデータを生成する工具の加工パスデータ生成方法であって、ワークのワーク形状データ、製品の製品形状データ、工具の工具形状データ、及び、要求される加工精度に基づいた基準切り込み量により基本加工パスを生成する基本加工パス生成工程と、その基本加工パスから所定距離毎に工具の移動方向を算出する移動方向算出工程と、複数の加工領域が規定された工具モデルを工具形状データに基づいて生成する工具モデル生成工程と、その工具モデル、ワーク形状データ及び基本加工パスにより、基本加工パスの所定距離毎に、工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出する切削量算出工程と、この切削量算出工程により算出された加工領域毎の切削量、及び、移動方向算出工程により算出された工具の移動方向により構成された所定距離における加工パターンを生成する加工パターン生成工程と、工具の複数の加工領域毎の切削量、工具の移動方向、加工精度、及び、その加工精度を得ることが出来る加工条件により構成されると共に加工負荷が許容されるパターンとして規定された複数の基準加工パターンをデータベースに格納する基準加工パターン格納工程と、このデータベースに格納された複数の基準加工パターンに、加工パターン生成工程により生成された加工パターンが含まれているか否かを判定し、含まれているとき基本加工パスの所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定する加工負荷許容判定工程と、この加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されないと判定されたとき、基本加工パスの一つ前に加工負荷が低減するように追加するパスの追加加工パスデータを生成する追加加工パスデータ生成工程と、その追加加工パスから所定距離毎に工具の移動方向を算出する第２の移動方向算出工程と、工具モデル、ワーク形状データ及び追加加工パスにより、追加加工パスの所定距離毎に、工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出する第２の切削量算出工程と、この第２の切削量算出工程により算出された加工領域毎の切削量、及び、第２の移動方向算出工程により算出された工具の移動方向により構成された追加加工パスの所定距離における追加の加工パターンを生成する第２の加工パターン生成工程と、データベースに格納された複数の基準加工パターンに、第２の加工パターン生成工程により生成された追加の加工パターンが含まれているか否かを判定し、含まれているとき追加加工パスの所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定する第２の加工負荷許容判定工程と、この第２の加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されると判定されたとき、第２の加工パターン生成工程により生成された追加の加工パターンを含む基準加工パターンから、要求加工精度を得ることができる加工条件を選定し、この選定された加工条件及び所定距離分の追加加工パスを所定距離における加工パスデータとして生成する第２の加工パスデータ生成工程と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、加工負荷が許容されるパターンとして複数の基準加工パターンが規定され、それらの基準加工パターンに追加加工パスによる加工パターンが含まれる場合に、その追加加工パスが加工パスデータとして生成されるので、工具折損や加工精度の悪化を防止することが出来る。さらに、その基準加工パターンから、要求加工精度を得ることが出来る加工条件が選定され、この選定された加工条件及び基本加工パスが加工パスデータとして生成されるので、その加工パスによる加工の加工精度を保証することが出来る。特に、本発明においては、加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されないと判定されたとき、基本加工パスの一つ前に加工負荷が低減するような追加加工パスを生成しているので、工具折損を防止すると共に要求される加工精度を得ることが出来る加工パスデータを得ることが出来る。
【００１３】
また、本発明は、回転する工具によりワークを製品に加工するための工具の加工パスデータを生成する工具の加工パスデータ生成方法であって、ワークのワーク形状データ、製品の製品形状データ、工具の工具形状データ、及び、要求される加工精度に基づいた基準切り込み量により基本加工パスを生成するパスデータ生成工程と、その基本加工パスから所定距離毎に工具の移動方向を算出する移動方向算出工程と、複数の加工領域が規定された工具モデルを工具形状データに基づいて生成する工具モデル生成工程と、その工具モデル、ワーク形状データ及び基本加工パスにより、基本加工パスの所定距離毎に、工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出する切削量算出工程と、この切削量算出工程により算出された加工領域毎の切削量、及び、移動方向算出工程により算出された工具の移動方向により構成された所定距離における加工パターンを生成する加工パターン生成工程と、工具の複数の加工領域毎の切削量、工具の移動方向、加工精度、及び、その加工精度を得ることが出来る加工条件により構成されると共に加工負荷が許容されるパターンとして規定された複数の基準加工パターンをデータベースに格納する基準加工パターン格納工程と、このデータベースに格納された複数の基準加工パターンに、加工パターン生成工程により生成された加工パターンが含まれているか否かを判定し、含まれているとき基本加工パスの所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定する加工負荷許容判定工程と、この加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されないと判定されたとき、基本加工パスの一つ前に基本加工パスの加工負荷を低減させるために追加するパスの追加加工パスデータを生成する追加加工パスデータ生成工程と、工具モデル、ワーク形状データ及び追加加工パスデータにより、追加加工パスによる加工後のワークの形状データを生成する加工後ワーク形状データ生成工程と、工具モデル、加工後ワーク形状データ及び基本加工パスにより、基本加工パスの所定距離毎に、工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出する第２の切削量算出工程と、この第２の切削量算出工程で算出された加工領域毎の切削量、及び、移動方向算出工程で算出された工具の移動方向により構成された所定距離における加工パターンを生成する第２の加工パターン生成工程と、データベースに格納された複数の基準加工パターンに、第２の加工パターン生成工程により生成された加工パターンが含まれているか否かを判定し、含まれているとき基本加工パスの所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定する第２の加工負荷許容判定工程と、この第２の加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されると判定されたとき、第２の加工パターン生成工程により生成された加工パターンを含む基準加工パターンから、要求加工精度を得ることができる加工条件を選定し、この選定された加工条件及び所定距離の基本加工パスを所定距離の加工パスデータとして生成する第２の加工パスデータ生成工程と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、加工負荷が許容されるパターンとして複数の基準加工パターンが規定され、それらの基準加工パターンに基本加工パスによる加工パターンが含まれる場合に、その基本加工パスが加工パスデータとして生成されるので、工具折損や加工精度の悪化を防止することが出来る。さらに、その基準加工パターンから、要求加工精度を得ることが出来る加工条件が選定され、この選定された加工条件及び基本加工パスが加工パスデータとして生成されるので、その加工パスによる加工の加工精度を保証することが出来る。特に、本発明においては、加工負荷許容判定工程により加工負荷が許容されないと判定されたとき、基本加工パスの一つ前に基本加工パスの加工負荷を低減させる追加パスを生成し、その追加パスによる加工後のワークに対して基本加工パスの加工パターンを生成し、その加工パターンから加工負荷が許容されるか否かを判定し、加工負荷が許容されるとき、その基本加工パスが加工パスデータとして生成されるので、工具折損を防止すると共に要求される加工精度を得ることが出来る加工パスデータを得ることが出来る。なお、追加パスにおいても、基本加工パスと同様に、移動方向を算出し、工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出し、加工パターンを生成し、加工負荷の許容判定を行い、加工負荷が許容されるときに追加パス及び要求加工精度を得ることが出来る加工条件を加工パスデータとして生成すれば、工具折損を防止すると共に要求される加工精度を得ることが出来る加工パスデータを得ることが出来る。
【００１４】
また、本発明による加工パス生成プログラムは、回転する工具によりワークを製品に加工するための工具の加工パスデータをデータベースに格納された所定のデータを用いて生成する工具の加工パスデータ生成用コンピュータのための加工パス生成プログラムであって、ワークのワーク形状データ、製品の製品形状データ、工具の工具形状データ、及び、要求される加工精度に基づいた基準切り込み量により予め生成された基本加工パスから所定距離毎に工具の移動方向を算出させ、複数の加工領域が規定された工具モデルを工具形状データに基づいて生成させ、その工具モデル、ワーク形状データ及び基本加工パスにより、基本加工パスの所定距離毎に、工具モデルの複数の加工領域毎の切削量を算出させ、この算出された加工領域毎の切削量及び算出された工具の移動方向により構成された所定距離における加工パターンを生成させ、予めデータベースに格納され工具の複数の加工領域毎の切削量、工具の移動方向、加工精度、及び、その加工精度を得ることが出来る加工条件により構成されると共に加工負荷が許容されるパターンとして規定された複数の基準加工パターンに、生成された加工パターンが含まれているか否かを判定させ、含まれているとき基本加工パスの所定距離における加工の加工負荷が許容されると判定させ、加工負荷が許容されると判定されたとき、加工パターンを含む基準加工パターンから、要求加工精度を得ることが出来る加工条件を選定させ、この選定された加工条件及び所定距離の基本加工パスを所定距離の加工パスデータとして生成させるように、工具の加工パスデータ生成用コンピュータを制御する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、工具折損を防止すると共に要求される加工精度を得ることが出来る加工パスを生成することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
先ず、本実施形態による加工パスデータ生成機能を有するＮＣデータ生成システムについて説明する。図１は、本実施形態による加工パスデータ生成機能を有するＮＣデータ生成システムの概略構成図である。
図１に示すように、ＮＣ工作機械（数値制御工作機械）１には、ＮＣデータ生成システム２が接続され、このＮＣデータ生成システム２は、ＣＰＵ、メモリ、ディスプレイ、キーボードなど（図示せず）を含むコンピュータ４及びデータベース６を備えている。コンピュータ４には、データベース６に格納された、後述する加工パス生成プログラム及び切削負荷判定プログラムを含むＮＣデータ生成プログラムが読み込まれる。ＮＣ工作機械１には、コンピュータ４により生成されたＮＣデータ（数値制御データ）が入力され、ＮＣ工作機械１は、そのＮＣデータに基づいて作動する。また、データベース６には、製品やワークのモデルデータや、工具やホルダに関するツールデータなどが格納され、また、このデータベース６には、後述する基準切削パターンに関する切削パターンデータベース及び軌跡生成情報データに関する軌跡生成情報データベースが含まれる。
【００１７】
ここで、図２により、本実施形態による加工パスデータの生成プロセスの概略を説明する。図２に示すように、本実施形態では、ワークモデル、製品モデル、使用する工具及びホルダの組み合わせに関するツール情報及びこのツール情報から得られる基準切り込み量から、従来と同様に、例えば公知のソフトウェアを用いて軌跡（加工パス）を生成する。さらに、本実施形態では、この軌跡、ツール情報及びワークモデルにより、工具がどのようにワークに当たりながら加工するかを表す所定の切削パターンをシミュレーションにより生成する。そして、生成した切削パターンが加工負荷の観点で加工ＯＫか否かを、所定の基準切削パターン（加工負荷が許容出来るか否かを規定した複数の切削パターン）により判定すると共に、所定の加工条件データに基づいて加工精度に応じた加工条件を決定する。そして、それらの結果を基に加工負荷が許容される軌跡を自動的に生成し、ＮＣデータを得る。
【００１８】
先ず、図３乃至図８により、データベースに格納された基準切削パターンデータについて説明する。
図３は、切削負荷に影響を与える要素を説明するための図であり、図４は、工具の切削ポジションを説明する図であり、図５は、切削パターンを定義するための工具移動方向及び工具の基準移動距離を説明するための図であり、図６は、データベースに格納された基準切削パターンデータの一例を示す図であり、図７は、基準切削パターンで表現可能な加工形態の例を示す図であり、図８は基準切削パターンの取得例を示す図である。
【００１９】
先ず、ボールエンドミルで自由曲面を切削する際の切削負荷に影響を与える要素を説明する。本実施形態では、切削負荷に大きく影響を与える要素として、図３（ａ）〜（ｄ）に示す４つの要素を抽出し、後述するように、これらの４つの要素のそれぞれの違いを表現することが出来る基準切削パターンを設定するようにしている。
第１の要素（図３（ａ））は、単位移動距離当たりの切削体積・切削面積であり、一般に、切削体積や切削面積が大きい程、加工負荷が大きくなる。
第２の要素（図３（ｂ））は、切削周速度であり、工具刃先の高さ方向の位置によって加工負荷が異なる。例えば、一般に、周速が高い部分ほど、切削力が大きくなり、加工負荷が小さい。
【００２０】
第３の要素（図３（ｃ））は、工具の回転軸に対する角度で規定される工具移動方向（工具のＺ平面での移動方向）である。即ち、一般に、回転軸と同一且つ上方に移動する掛けあがり加工、斜め上方或いは下方に移動する加工、回転軸に対して垂直方向に移動する等高線加工、回転軸と同一且つ下方に移動する突き加工など、工具移動方向によって加工負荷が異なる。
第４の要素（図３（ｄ））は、アップカット及びダウンカットであり、工具のＸＹ平面での移動方向に対して定められる。図３（ｄ）に示すように、一般に、工具移動方向に対する左右両側では、それらの切削特性の違いにより、切削量や加工負荷が異なる。
【００２１】
次に、本実施形態では、これらの切削負荷要素をパターン化して表現するために、以下のような定義をしている。
先ず、図４に示すように、工具を、その周速の異なる複数の領域（Ｖ１〜Ｖｘ）に分割すると共にアップ・ダウンカット領域を複数の領域（Ｃ１〜Ｃ１６）に分割して規定される工具切削ポジションを定義する。つまり、工具を高さ方向（回転軸の延びる方向）に所定の間隔で複数の領域に分割すると共に、回転軸から同じ角度で放射状に分割して円周方向に複数の領域に分かれるようにしている。アップ・ダウンカット分割領域は、工具の移動方向を基準に、工具が右回転であることを前提に、Ｃ１〜Ｃ８の領域がアップカット領域、Ｃ９〜Ｃ１６がダウンカット領域となるように定義されている。このようにして、複数の切削ポジション、即ち、工具がワークに当たる領域をＶ１Ｃ１〜ＶｘＣ１６で規定する。
次に、図５（ａ）に示すように、工具の移動方向を、工具の回転軸に直交する方向に対する角度で定義する。ここでは、下方への移動が正、上方への移動が負としている。次に、図５（ｂ）に示すように、工具の基準移動距離を定義する。例えば、「１ｍｍ」とする。
【００２２】
次に、図６（ｂ）及び図７により、これらの定義に基づいて設定された基準切削パターンを説明する。
図６（ｂ）に示すように、基準切削パターンは、図４に示す各切削ポジション（Ｖ１Ｃ１〜ＶｘＣ１６）毎の切削量と、工具移動方向とで規定したものであり、複数のパターン（Ａ〜）が設定されている。各切削ポジションの切削量は、上述した基準移動距離（図５（ｂ）参照）毎の切削量として規定されている。
ここで、実際には、様々な加工の態様がある。例えば、図７（ａ）に示すアップカットのみの加工では、Ｃ９〜Ｃ１６の記号を含む切削ポジションでの切削量は０であり、Ｃ１〜Ｃ８の記号を含む切削ポジションでの切削量が所定の数値を有することになる。また、図７（ｂ）に示す接触面積の広い加工では、例えば、Ｃ１〜Ｃ４、Ｃ１３〜Ｃ１６の記号を含む切削ポジションでの切削量が所定の数値を有し、図７（ｃ）に示す先端で突く加工では、Ｖ１の記号を含む切削ポジションでの切削量が所定の数値を有することになる。
【００２３】
これに対し、図６（ｂ）に示す基準切削パターンは、各切削ポジション毎の切削量がそれぞれ数値範囲として規定され、どのような態様の加工でも、それらの基準切削パターンのいずれかに当てはまるように規定されている。このように、各切削ポジション毎の切削量をパターン化することにより、上述した加工負荷に影響を与える第１、第２及び第４の要素のそれぞれの違いをパターン化して表現することが出来る。第３の要素である工具移動方向（図３（ｃ）参照）は、直接、工具移動方向で規定される。各パターン毎に工具移動方向を規定することにより、例えば、同じＶ１Ｃ１の加工領域でも、その工具移動方向により加工負荷が変わることを考慮することが出来る。
このように基準切削パターンにより、様々な切削態様を表すことが出来る。
【００２４】
また、図６（ｂ）に示すように、これらの各パターンに対して、加工ＯＫ或いは加工ＮＧの判定データが付加されている。この判定データは、各パターンに該当する加工をした場合に、工具折損や加工精度悪化が生じないような加工負荷が許容出来る範囲である場合に加工ＯＫであり、工具折損や加工精度悪化が生じるような加工負荷が大きい場合が加工ＮＧであるとして規定されている。
【００２５】
ここで、ワークの材質やツールにより、加工負荷は異なる。そこで、図６（ｂ）に示すような複数の基準切削パターンは、図６（ａ）に示すように、ワーク材質（被削材質）及びツール毎にそれぞれ規定されている。被削材質は、所定の分類（Ｍａ、Ｍｂなど）に分けられている。また、ツールは、工具とホルダの組み合わせにより所定の分類（Ｔａ、Ｔｂなど）に分けられている。
つまり、図６（ａ）に示す被削材質及びツールのそれぞれの組み合わせに対応して、切削量や加工判定結果が異なる基準切削パターンセット（基準切削パターンＡなど複数の基準切削パターンで構成）が設定されている。このように、データベース６に格納された切削パターンデータ（基準切削パターンデータベース）は、被削材質及びツールを定める第１階層（図６（ａ））と、基準切削パターンを定める第２階層（図６（ｂ））と、後述する加工精度及び加工条件を定める第３階層（図６（ｃ））とで構成されている。
【００２６】
ここで、図８により、切削パターン及びその加工判定結果のデータの構築の仕方を説明する。
例えば、図８（ａ）に示すように、落ち込み部を有する溝形状を実際に切削する場合に、作業者が目視で確認し、落ち込み部の一部（移動距離１４〜１５ｍｍの部分）において工具折損或いは加工精度の悪化が認められたとする。その場合、シミュレーションとして、ワーク形状の３次元座標データ（ワークモデル）、工具形状の３次元座標データ（工具モデル）、及び、ＮＣ軌跡データの各座標値から、その工具モデルをＮＣ軌跡に沿って移動させたときに、工具モデルとワークモデルとの重なり合う部分の体積を算出する。工具モデルは、図４に示す各切削ポジションが規定されたものであり、シミュレーションにより、各切削ポジション毎に切削量を算出する。
【００２７】
図８（ｂ）及び（ｃ）にシミュレーション結果の一部を示すように、作業者により加工ＮＧと判定された移動距離１４〜１５ｍｍの部分において、Ｖ１Ｃ１６等のいくつかの切削ポジションで切削量が多くなり、また、工具移動方向が３０度であることが分かる。そして、図８（ｃ）に示すように、移動距離毎に、加工がＯＫのパターンとＮＧのパターンが得られる。
【００２８】
図６（ｂ）に示す基準切削パターンは、このようなデータを過去の事例や実験例をもとにデータベース化したものである。ここで、本実施形態による基準切削パターンは、上述したように、各切削ポジション毎の切削量を所定の数値範囲で規定したものである。言い換えれば、加工ＯＫとなる切削量の許容値を各ポジション毎に規定したものである。このように、切削量を所定の数値範囲で規定することで、基準切削パターンのデータの増大を抑制することが出来る。そして、実際に加工を行う毎に、シミュレーションを行って上述したようなデータを取得し、そのデータに作業者の目視による加工判定結果を織り込むことで、基準切削パターンのデータの精度をさらに向上させることが出来る。
【００２９】
次に、図６（ｃ）により、加工条件データについて説明する。この加工条件データは、ＮＣデータとして、切削パターンに応じた最適な加工条件を設定するためのものであり、基準切削パターンデータベースを構成するデータの一部である。
図６（ｃ）に一例を示すように、加工条件データは、加工精度と、その加工精度を得ることが出来る加工条件を規定したものである。本実施形態では、加工条件として、一刃体積及び切削速度を規定している。一刃体積とは、一刃で切削することが出来る体積であり、２つの刃を有する工具であれば半回転分での切削体積となる。これらの一刃体積及び切削速度から、工具の回転数及び工具送り速度（移動速度）が求められる。
【００３０】
このような加工条件データは、加工ＯＫである基準切削パターンに対してそれぞれ割り当てられている。そして、加工精度は、そのパターンでの加工において保証可能な加工精度として設定されている。つまり、工具の当たり方（加工ポジション毎の切削量と工具移動方向）が加工負荷の観点でＯＫであっても、加工精度が保証できないとき、例えば、荒取り用の加工精度は得られるが、仕上げ用の精度が確保できない場合には、その荒取り用の加工精度のみについて設定されている。
【００３１】
このように、各基準切削パターンに対して、所定の加工精度を得ることが出来る加工条件（一刃体積、切削速度）のデータが設定されているので、これを後述するように加工パスのＮＣデータに織り込むことで、加工が安定すると共に加工精度を確保することが出来る。
【００３２】
次に、図９により、本実施形態による基準切削パターンを用いた切削負荷判定処理について説明する。本実施形態では、この処理により、ＮＣ軌跡が、加工負荷を許容出来るものであるか否かを判定すると共にその軌跡による加工後のワークの形状データを生成するようにしている。図９は、本実施形態による加工軌跡の切削負荷判定処理を示すフローチャートである。
先ず、Ｓ１において、データベース或いはメモリに予め格納されたデータから、加工対象とする材料ソリッド（ワークモデル）及び被削材質の材質情報を読み込む。材料ソリッドは、削り出す前のワークの形状を表す３次元の座標データで構成され、材質情報は、上述した所定の分類（Ｍａ、Ｍｂなど）で分けられ、ワークの硬度、材質に関するデータを含んでいる。
【００３３】
次に、Ｓ２において、Ｓ１で読み込んだ材料ソリッドを、以下のステップにおける最初の処理対象に設定する。後述するように、処理が進む毎に処理対象を随時入れ替えて処理を進めるようにしている（Ｓ１４）。
次に、Ｓ３において、データベース或いはメモリに予め格納されたデータから、加工を行うツールのツール情報を読み込む。ツール情報は、上述した所定の分類（Ｔａ、Ｔｂなど）で分けられた工具とホルダの組み合わせであり、工具の形状や種類に関するデータと、その工具のホルダに関するデータを含んでいる。
次に、Ｓ４において、データベース或いはメモリに予め格納されたデータから、製品に要求される加工精度に関する加工精度情報を読み込む。
なお、Ｓ１、Ｓ２及びＳ４においては、各データを作業者が任意に入力しても良い。
【００３４】
次に、Ｓ５において、ＮＣ軌跡（加工パス）のデータを読み込む。ここでは、複数のＮＣ軌跡がある場合、判定対象とするＮＣ軌跡を１本分読み込む。このＳ５では、予め生成され、コンピュータのメモリ或いはデータベース６に格納されたＮＣ軌跡を読み込む。
次に、Ｓ６において、Ｓ５で読み込んだＮＣ軌跡において、その始点から基準移動距離分の区間を処理の対象区間として設定し、その対象区間のＮＣ座標をＮＣ軌跡データから選定する。基準移動距離は、上述したように予め設定されている（図５（ｂ）参照）。
【００３５】
次に、Ｓ７において、Ｓ６で選定した対象区間のＮＣ座標から、工具移動方向（加工方向）を算出する。工具移動方向は、ＸＹ平面における工具の移動方向に関する数値と、Ｚ平面における移動方向として工具回転主軸に対する角度の数値とで規定される。工具回転主軸に対する角度の数値は、上述した図５（ａ）のように定められる。
次に、Ｓ８において、Ｓ７で算出したＸＹ平面における工具移動方向を基準にして、Ｓ３で読み込んだツール情報を基に分割工具モデルを生成する。具体的には、工具モデル（図１２（ａ）参照）は、工具形状を表す３次元座標データと、図４に示すような切削ポジションを規定するデータとで構成される。つまり、この分割工具モデルでは、図４に示すように、Ｃ１〜Ｃ８がアップカットの加工領域、Ｃ９〜Ｃ１６がダウンカットの加工領域となるようにモデル化される。
【００３６】
次に、Ｓ９において、シミュレーションにより、Ｓ８で生成した工具モデルの切削ポジション毎の切削量を算出すると共に対象区間における区間切削パターンを生成する。
具体的には、シミュレーションとして、Ｓ１で読み込んだ材料ソリッドの３次元座標データと、Ｓ８で生成した工具モデルの３次元座標データと、ＮＣ軌跡データとにより、その工具モデルを対象区間で移動させたときの工具モデルと材料ソリッドとの重なり合う部分の体積（切削量）を、各切削ポジション毎に算出する。そして、各切削ポジション毎の切削量と、Ｓ７で算出したＺ方向の移動方向（具回転主軸に対する角度の数値）とで構成した、この対象区間における切削パターン（区間切削パターン）を生成する。
【００３７】
次に、Ｓ１０において、基準切削パターンデータベース（図６参照）から、Ｓ１で読み込んだ材質情報の被削材質及びＳ３で読み込んだツール情報のツールに対応する基準切削パターンセット（図６（ａ）参照）を選定し、さらに、その基準切削パターンセット内から、Ｓ９で生成した区間切削パターンが該当する基準切削パターン（例えば図６（ｂ）に示すパターンＡ）を選定すると共に読み込み、さらに、その基準切削パターンに対応する加工条件データセット（図６（ｃ）参照）を読み込む。区間切削パターンが該当する基準切削パターンとは、基準切削パターンの各切削ポジション毎の切削量及び工具移動方向の各許容値に、区間切削パターンの各切削量及び工具移動方向が全て含まれる場合である。
次に、Ｓ１１において、区間切削パターンが加工ＯＫか否かを、Ｓ１０で読み込んだ基準切削パターンに付加された判定データにより判定する。なお、基準切削パターンデータベースを加工判定がＯＫのパターンのみで構成し、区間切削パターンが該当する基準切削パターンを選定することが出来ない（パターンが無い）場合に、加工ＮＧと判定するようにしても良い。
【００３８】
Ｓ１１において、加工判定がＯＫの場合には、Ｓ１２に進み、Ｓ１１で読み込んだ加工条件データの中に、Ｓ４で読み込んだ要求加工精度に該当する加工精度が含まれているか否かを判定する。
含まれている場合には、Ｓ１３に進み、その要求加工精度を得ることが出来る加工条件（一刃体積と切削速度）（図６（ｃ）参照）を選定し、その選定した加工条件を対象区間に記録する。具体的には、その選定した加工条件のデータを、Ｓ５で読み込んだＮＣ軌跡データの対象区間のデータに付加する。
【００３９】
次に、Ｓ１４に進み、対象区間を加工した後の材料ソリッドを処理対象に設定する。この加工後の材料ソリッドは、Ｓ９のシミュレーションにより得られる。つまり、Ｓ１で読み込んだ材料ソリッドから、工具モデルを対象区間で移動させたときの工具モデルと材料ソリッドとの重なり合う部分を除いた形状が加工後の形状であり、この形状を表す３次元座標データを加工後の材料ソリッドとして生成する。
次に、Ｓ１５において、次のＮＣ座標、即ち、次の基準移動距離分のＮＣ軌跡データがあるか否かを判定する。
次のデータがある場合には、Ｓ１６に進み、前回処理した対象区間（最初は、Ｓ６で設定された対象区間）の終点から基準移動距離分を新たな処理の対象区間として再設定し、その新たな対象区間のＮＣ座標をＮＣ軌跡データから選定する。
【００４０】
そして、このＳ１６で再設定された対象区間のＮＣ軌跡、及び、Ｓ１４で処理対象として設定された加工後の材料ソリッドについて、上述した処理と同様にＳ７乃至Ｓ１５の処理を繰り返す。
Ｓ５で読み込んだＮＣ軌跡の全範囲にわたってＳ７乃至Ｓ１５の処理が行われるとＳ１７に進む。このＳ１７では、Ｓ５で読み込んだＮＣ軌跡での切削パターンがＯＫであることを示す信号を出力する。さらに、Ｓ１４で生成した加工後の材料ソリッド（Ｓ７乃至Ｓ１５の繰り返しにより、ＮＣ軌跡の全範囲について加工が終了した材料ソリッドとなっている）のデータを出力し、この処理フローを終了する。
【００４１】
ここで、Ｓ１１において区間切削パターンがＮＧである場合、或いは、Ｓ１２において加工条件の中に要求加工精度に該当する加工精度が含まれていない場合には、Ｓ１８に進み、切削パターンがＮＧであることを示す信号を出力し、処理フローを終了する。
なお、Ｓ１７及びＳ１８において、「出力」とは、信号や材料ソリッドデータをメモリ等に記憶させることや、図１０及び図１１に示す処理ステップへ受け渡すことである。なお、モニター装置などに表示させる信号やデータとしても扱うことが出来る。
【００４２】
次に、図１０乃至図１７により、本実施形態によるＮＣ加工パスデータの生成処理について説明する。本実施形態では、この処理により、図９に示す切削付加判定処理を用いて軌跡の切削負荷を判定すると共に加工精度を保証することが出来るＮＣデータを生成するようにしている。
図１０は、本実施形態によるＮＣ加工パスデータの生成処理の前半部分を示すフローチャートであり、図１１は、その後半部分を示すフローチャートであり、図１２は、製品モデル及び工具モデルを示す斜視図（ａ）及びワークモデルを示す斜視図（ｂ）であり、図１３は、軌跡生成情報データベースに格納されたデータの一例を示す図であり、図１４は、生成された複数の基本ＮＣ軌跡を示す図であり、図１５乃至図１７は、それぞれ、追加軌跡について説明するための図である。
【００４３】
先ず、図１０に示すように、Ｓ２１において、データベース或いはメモリに予め格納された製品モデルを読み込む。製品モデルは、製品の形状を表す３次元の座標データで構成される。次に、上述した図９のＳ１、Ｓ３及びＳ４と同様に、Ｓ２２において材料ソリッド（ワークモデル）及び被削材質の材質情報を読み込み、Ｓ２３においてツール情報を読み込み、Ｓ２４において要求される加工精度情報を読み込む。ここでは、図１２（ａ）に示すような形状の製品モデル及び工具モデル、及び、図１２（ｂ）に示すような形状の材料ソリッドとする。なお、Ｓ２１乃至Ｓ２４においては、各データを作業者が所定の入力装置により任意に入力しても良い。
【００４４】
次に、Ｓ２５において、材料ソリッド格納領域としてバッファ１及びバッファ２を定義する。即ち、コンピュータのメモリに、材料ソリッドのデータを格納する領域を確保する。以下の処理フローにおいては、このバッファ１に格納される材料ソリッドが常に処理対象となるように設定されている。
次に、Ｓ２６において、Ｓ２２で読み込んだ材料ソリッドのデータをバッファ１及びバッファ２のそれぞれに格納する。
【００４５】
次に、Ｓ２７において、軌跡生成情報データベースに格納された軌跡生成条件を読み込む。
ここで、図１３により、軌跡生成情報データベースを説明する。先ず、図１３（ａ）に示すように、軌跡生成条件データベースは、第１階層として、所定の分類（Ｍａ、Ｍｂなど）に分けられたワーク材質（被削材質）、及び、所定の分類（Ｔａ、Ｔｂなど）に分けられたツールの組み合わせに対し、それぞれ、軌跡生成条件が設定されている。次に、図１３（ｂ）に示すように、それらの軌跡生成条件が、第２階層として設定されている。軌跡生成条件は、加工精度と、その加工精度に対応して規定された基準切り込み量及び後述する調整下限値とで構成されている。基準切り込み量として、ＸＹ方向の切り込み量とＺ方向の切り込み量とが設定されている。
【００４６】
このＳ２７では、このような軌跡生成情報データベースの中から、Ｓ２２で読み込んだ材質情報の被削材質及びＳ２３で読み込んだツール情報のツールの組み合わせに該当する軌跡生成条件を選定し、さらに、Ｓ２４で読み込んだ要求加工精度に対応する加工精度を選定し、さらに、その加工精度に対応する基準切り込み量及び調整下限値を読み込む。
【００４７】
次に、Ｓ２８において、Ｓ２１で読み込んだ製品モデル、Ｓ２２で読み込んだ材料ソリッド、及び、Ｓ２３で読み込んだツール情報の各座標データと、Ｓ２７で読み込んだ基準切り込み量（ＸＹ方向及びＺ方向）のデータとを基にして基本ＮＣ軌跡のデータを生成する。このＳ２８では、この基本ＮＣ軌跡データを、公知のソフトウエアにより生成するようにしている。ここでは、図１４に示すように、９本の基本ＮＣ軌跡が生成されている。
次に、Ｓ２９において、Ｓ２８で生成した基本ＮＣ軌跡のうち、１本目の基本ＮＣ軌跡を選定すると共に処理を行う対象とする対象軌跡として設定する。
【００４８】
次に、図１１に示すように、Ｓ３０において、対象軌跡による切削パターンの加工判定を行う。具体的には、このＳ３０において、対象軌跡による加工が切削負荷を許容出来る加工であるか否かを、上述した図９に示す処理フローを用いて判定する。
ここで、図９に示すＳ１、Ｓ３及びＳ４においては、Ｓ２２乃至Ｓ２４で読み込んだ各データが、メモリなどへの各データの格納及び読み込みにより受け渡されるようになっている。また、Ｓ５で読み込むＮＣ軌跡は、Ｓ２９で設定した対象軌跡となるように設定されている。そして、上述したようなＳ７乃至Ｓ１８の処理により、対象軌跡の加工判定（Ｓ１１、Ｓ１２）、対象軌跡による加工後の材料ソリッドの出力（Ｓ１７）、対象軌跡の切削パターンがＯＫ或いはＮＧの信号の出力（Ｓ１７、Ｓ１８）が行われる。
【００４９】
このＳ３０において、対象軌跡の切削パターンがＯＫである場合には、Ｓ３１に進み、Ｓ１７（図９参照）で生成した対象軌跡による加工後の材料ソリッドを、バッファ１及びバッファ２のそれぞれに格納する。
次に、Ｓ３２において、次の基本ＮＣ軌跡があるか否かを判定し、ある場合には、Ｓ３３に進む。Ｓ３３においては、次の基本ＮＣ軌跡を選定すると共に対象軌跡として設定する。その後、Ｓ３０において対象軌跡の切削パターンがＮＧとならない限り、Ｓ２８で生成した全ての基本ＮＣ軌跡について、Ｓ３０乃至Ｓ３３の処理が繰り返される。
【００５０】
次に、Ｓ３０において、対象軌跡の切削パターンがＮＧと判定された場合には、以下に説明するＳ３４乃至Ｓ４８の処理に進む。これらの処理では、主に、その加工ＮＧとなった対象軌跡における加工負荷が減少するように、今回の軌跡（対象軌跡）の一つ前に軌跡を追加して、切り込み量を減少させるようにしている。そして、最終的に、加工ＮＧとなった対象軌跡及び追加軌跡の両方が加工ＯＫとなるようにしている。以下、このような処理内容を説明する。
【００５１】
先ず、Ｓ３４において、加工ＮＧとなった対象軌跡を修正軌跡、即ち、修正すべき軌跡として設定する。以下の説明では、加工ＮＧとなった対象軌跡が、図１４に示す９番目の軌跡であるものとする。
次に、Ｓ３５において、Ｓ２７で読み込んだ基準切り込み量（ＸＹ方向及びＺ方向）を修正切り込み量として設定し、さらに、Ｓ３６において、Ｓ３５で設定した修正切り込み量（ＸＹ方向及びＺ方向）の１／２の値を追加切り込み量として設定する。
次に、Ｓ３７において、Ｓ３６で設定した追加切り込み量が、Ｓ２７で読み込んだ調整下限値以上か否かを判定し、調整下限値以上であればＳ３８に進む。
【００５２】
Ｓ３８において、修正軌跡の前に追加軌跡を生成する。具体的には、図１５に示すように、修正軌跡（９）の座標から、追加切り込み量分だけ後退させた座標位置に追加軌跡（８−２）を生成する。つまり、この追加軌跡（８−２）による加工後の材料ソリッドに対して修正軌跡（９）を加工すると、その切り込み量が追加切り込み量となるようにしている。そして、追加切り込み量を修正切り込み量より小さくすることで、修正軌跡（９）の加工負荷を減少させる（切削パターンを変える）のである。
【００５３】
次に、Ｓ３９において、Ｓ３８で生成した追加軌跡による加工後の材料ソリッドを生成し、この追加軌跡による材料ソリッドをバッファ１（処理対象を格納するバッファ）に格納する。追加軌跡による加工後の材料ソリッドは、上述したシミュレーションと同様に、軌跡（８）による加工後の材料ソリッド、追加軌跡（８−２）の軌跡データ及び工具モデルから３次元座標データとして算出する。
【００５４】
次に、Ｓ４０において、修正軌跡による加工（追加軌跡による加工後の材料ソリッドからの加工）が、加工負荷を許容出来且つ要求加工精度を得られる加工であるか否かを判定する。このＳ４０においても、上述したＳ３０と同様に、図９に示す処理フローを用いて判定する。
このＳ４０における図９の処理フローでは、Ｓ３９で生成した追加軌跡による加工後の材料ソリッドが処理対象となり（Ｓ１、Ｓ２）、Ｓ５で読み込むＮＣ軌跡は、Ｓ３４で設定した修正軌跡となるように設定されている。そして、上述したようなＳ７乃至Ｓ１８の処理により、修正軌跡の加工判定（Ｓ１１、Ｓ１２）、修正軌跡による加工後の材料ソリッドの出力（Ｓ１７）、修正軌跡の切削パターンがＯＫ或いはＮＧの信号の出力（Ｓ１７、Ｓ１８）が行われる。
【００５５】
このＳ４０において、加工ＯＫ（Ｓ１７）と判定されたときには、Ｓ４１に進む。
ここで、修正軌跡（９）による加工はＯＫと判定されたが、追加軌跡（８−２）による加工がＯＫか否かが判定されていない。そこで、このＳ４１においては、バッファ１に、バッファ２の材料ソリッドを上書き（格納）する。即ち、バッファ２には、Ｓ３１において対象軌跡（９）による加工を行う前の軌跡（８）による加工後の材料ソリッドが格納されているので、これを処理対象とするのである。
【００５６】
次に、Ｓ４２において、追加軌跡による加工（その前の軌跡による加工後の材料ソリッドからの加工）が、加工負荷を許容出来且つ要求加工精度を得られる加工であるか否かを判定する。このＳ４２においても、上述したＳ３０及びＳ４０と同様に、図９に示す処理フローを用いて判定する。
このＳ４２における図９の処理フローでは、バッファ１に格納された材料ソリッド（この場合は、軌跡（８）による加工後の材料ソリッド）が処理対象となり（Ｓ１、Ｓ２）、Ｓ５で読み込むＮＣ軌跡は、Ｓ３８で設定した追加軌跡となるように設定されている。そして、上述したようなＳ７乃至Ｓ１８の処理により、追加軌跡の加工判定（Ｓ１１、Ｓ１２）、追加軌跡による加工後の材料ソリッドの出力（Ｓ１７）、追加軌跡の切削パターンがＯＫ或いはＮＧの信号の出力（Ｓ１７、Ｓ１８）が行われる。
【００５７】
このＳ４２において、加工ＯＫ（Ｓ１７）と判定されたとき、即ち、修正軌跡及び追加軌跡とも加工ＯＫであるときは、Ｓ４３に進み、追加軌跡及び修正軌跡の両方の加工が終了した後の材料ソリッドを、上述したシミュレーションと同様のシミュレーションにより生成し、その生成した材料ソリッドデータをバッファ１及びバッファ２に上書き（格納）する。
【００５８】
次に、図１１、図１６及び図１７により、修正軌跡或いは追加軌跡の切削パターンがＮＧの場合の処理について説明する。
先ず、Ｓ４０において修正軌跡の切削パターンがＮＧと判定された場合を説明する。この場合には、Ｓ４０からＳ４４に進み、Ｓ３８で生成した追加軌跡を削除し、次に、Ｓ４５に進み、追加切り込み量の１／２の値を追加切り込み量として設定する。即ち、追加切り込み量をさらに小さくすることで、その後のＳ３８において、図１６に示すように、修正軌跡（９）にさらに近い座標位置（追加切り込み量分だけ後退させた座標位置）に追加軌跡（８−２）を生成する。このようにして、修正軌跡による加工の加工負荷をさらに減少させる。その後、追加切り込み量が調整下限値以上である限り（Ｓ３７）、Ｓ４０で修正軌跡の加工がＯＫと判定されるまで、Ｓ３８〜Ｓ４０、Ｓ４４、Ｓ４５の処理を繰り返す。
【００５９】
次に、Ｓ４２において追加軌跡の切削パターンがＮＧと判定された場合を説明する。この場合、Ｓ４２からＳ４６に進み、加工ＮＧである追加軌跡を修正軌跡として設定する。つまり、以後のＳ３８以降の処理において修正軌跡として扱う。
次に、Ｓ４７において、修正切り込み量から追加切り込み量を引いた値を、新たに修正切り込み量として設定する。なお、この設定された切り込み量は、Ｓ４２において加工ＮＧとなった場合の追加軌跡での切り込み量と同じであり、この切り込み量を、Ｓ３５と同様に、先ず、修正切り込み量として設定する。そして、Ｓ３６において、その修正切り込み量の１／２の値を、新たに追加切り込み量として設定する。このように、加工ＮＧとなった場合の切り込み量の１／２の値を切り込み量として、加工負荷を低減するようにしている。
【００６０】
Ｓ３８では、このような追加切り込み量の設定により、図１７に示すように、修正軌跡（もとの追加軌跡であり、ここでは８−３とする）に対し、追加軌跡（８−２）を生成する。そして、Ｓ３９により、その追加軌跡（８−２）による加工後の材料ソリッドを生成した後、Ｓ４０において、上述したように、修正軌跡（８−３）による加工の切削パターンがＯＫか否かを判定する。もしＮＧの場合には、追加切り込み量が調整下限値以上である限り（Ｓ３７）、Ｓ４０で修正軌跡の加工がＯＫと判定されるまで、Ｓ３８〜Ｓ４０、Ｓ４４、Ｓ４５の処理を繰り返す。
Ｓ４０において、加工ＯＫと判定された場合には、Ｓ４２において、追加軌跡（８−２）の加工による切削パターンがＯＫかを判定し、加工ＯＫの場合にはＳ４３に進む。加工ＮＧの場合には、Ｓ４６、Ｓ４７の処理に進み、上述したようにさらに軌跡を追加する処理を行う。
【００６１】
ここで、調整下限値について説明する。Ｓ３７において、追加切り込み量に下限値を設けたのは、Ｓ３６、Ｓ４５或いはＳ４７の処理により切り込み量が小さくなりすぎると、実際の加工において、軌跡の本数が非常に多くなり、加工の効率が落ちることになるので現実的ではないからである。一方、加工精度によっては、切り込み量を小さくする必要もあるので、軌跡生成条件（図１３（ｂ）参照）に、予め、加工精度毎の切り込み量の下限値（調整下限値）をそれぞれ規定したのである。
従って、Ｓ３７において、追加切り込み量が調整下限値を下回った場合には、Ｓ４８に進み、対象軌跡（修正軌跡）及び追加軌跡を全て削除する。この場合には、この対象軌跡で加工するはずであった部分は、他の工具により新たに軌跡を生成して加工することになる。
【００６２】
次に、Ｓ３２において次の軌跡が無いと判定された場合、即ち、全ての軌跡について処理が終了した場合には、Ｓ４９に進み、ＮＣ加工パスデータを生成する。このＳ４９では、ＮＣ加工パスデータとして、加工ＯＫと判定された対象軌跡、修正軌跡及び追加軌跡に関するデータと、それらの軌跡に対し図９の処理フローのＳ１３で選定（記録）された加工条件データ（一刃体積及び切削速度の条件）とで構成されるデータを生成する。従って、このＳ４９で生成されたＮＣ加工パスデータによれば、要求される加工精度を満たすことが出来る加工軌跡及び加工条件でのＮＣ加工が可能になり、その結果、工具折損を防止すると共に要求する加工精度を得ることが出来る加工パスデータを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態による加工パスデータ生成機能を有するＮＣデータ生成システムの概略構成図である。
【図２】本実施形態による加工パスデータの生成プロセスの概略を示す図である。
【図３】切削負荷に影響を与える要素を説明するための図である。
【図４】工具の切削ポジションを説明する図である。
【図５】切削パターンを定義するための工具移動方向及び工具の基準移動距離を説明するための図である。
【図６】データベースに格納された基準切削パターンデータの一例を示す図である。
【図７】基準切削パターンで表現可能な加工形態の例を示す図である。
【図８】基準切削パターンの取得例を示す図である。
【図９】本実施形態による加工軌跡の切削負荷判定処理を示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態によるＮＣ加工パスデータの生成処理の前半部分を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態によるＮＣ加工パスデータの生成処理の後半部分を示すフローチャートである。
【図１２】製品モデル及び工具モデルを示す斜視図（ａ）及びワークモデルを示す斜視図（ｂ）である。
【図１３】軌跡生成情報データベースに格納されたデータの一例を示す図である。
【図１４】生成された複数の基本ＮＣ軌跡を示す図である。
【図１５】追加軌跡について説明するための図である。
【図１６】追加軌跡について説明するための図である。
【図１７】追加軌跡について説明するための図である。
【図１８】従来の加工パスデータの生成プロセスの概略を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
２  ＮＣデータ生成システム
４  コンピュータ
６  データベース
【図１】
2007061935.tif 000003
【図２】
2007061935.tif 000004
【図３】
2007061935.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007061935.tif 000007
【図６】
2007061935.tif 000008
【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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