(57)【要約】【課題】水車ランナの設計や加工成形に費やされる期間の短縮化を図る。【解決手段】水車ランナ製造装置１のＣＡＤ／ＣＡＭ装置８上で実行される切削用データ作成プログラムは、第１の水車ランナの加工成形に適用されるカッタ７による切削範囲を定めた第１の切削用データを記憶する外部記憶装置１９と、第２の水車ランナの形状に対応した羽根設計点列データを入力する点列データ入力部１５と、羽根設計点列データに基づいて第２の水車ランナの外形データを生成する外形データ生成部１６と、外形データと第１の切削用データとを重ね合わせて重なり状況を検出するデータ重なり状況検出部１７と、この検出結果に基づいて、第２の水車ランナの加工成形に適用されるカッタ７による切削範囲を定めた第２の切削用データを生成する切削用データ生成部１８とを備える。【選択図】図１
2007293535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の水車ランナの加工成形に適用される所定の切削工具による切削範囲を定めた第１の切削用データを記憶する切削用データ記憶部と、
前記第１の水車ランナと形状が異なる第２の水車ランナの形状に対応した三次元の点列データを入力する点列データ入力部と、
前記点列データ入力部により入力された前記点列データに基づいて、前記第２の水車ランナの三次元外形を表す外形データを生成する外形データ生成部と、
前記外形データ生成部により生成された前記外形データと前記切削用データ記憶部に記憶された前記第１の切削用データとを重ね合わせてデータどうしの重なり状況を検出する重なり状況検出部と、
前記重なり状況検出部による検出結果に基づいて、前記第２の水車ランナの加工成形に適用される前記所定の切削工具による切削範囲を定めた第２の切削用データを生成する切削用データ生成部と、
を具備することを特徴とする水車ランナの製造装置。
【請求項２】
前記切削用データ生成部は、前記重なり状況検出部による検出結果に基づいて、前記第１の切削用データを構成する前記所定の切削工具による前記切削範囲のうちで、前記外形データと重なり合うデータ範囲を抽出して前記第２の切削用データを生成することを特徴とする請求項１記載の水車ランナの製造装置。
【請求項３】
前記重なり状況検出部は、前記第１の切削用データと前記外形データとを重ね合わせる基準位置を変更してデータどうしの重なり状況を検出することを特徴とする請求項２記載の水車ランナの製造装置。
【請求項４】
前記重なり状況検出部は、前記所定の切削工具よりも実切削面積の小さい仕様の切削工具を用いた場合において前記第１の切削用データ中の縮小される切削範囲と前記外形データのデータ範囲とを重ね合わせてデータどうしの重なり状況を検出し、
前記切削用データ生成部は、前記データどうしの重なり状況の検出結果に基づいて、前記実切削面積の小さい仕様の切削工具による切削範囲のうちで、前記外形データと重なり合うデータ範囲を抽出して前記第２の切削用データを生成することを特徴とする請求項２又は３記載の水車ランナの製造装置。
【請求項５】
前記重なり状況検出部は、前記第２の水車ランナの三次元外形を表す外形データを二次元の複数の分割外形データに分割して、前記第１の切削用データとの重なり状況を検出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の水車ランナの製造装置。
【請求項６】
前記切削用データ生成部により生成された前記第２の切削用データに基づいて、前記第２の水車ランナの加工成形に適用される前記所定の切削工具若しくは当該所定の切削工具よりも実切削面積の小さい仕様の切削工具を備えた工作機械をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の水車ランナの製造装置。
【請求項７】
互いに形状の異なる複数の水車ランナの形状に各々対応した三次元の複数の点列データ群を入力する点列データ入力部と、
前記点列データ入力部により入力された前記各点列データ群に基づいて、個々の前記水車ランナの三次元外形をそれぞれ表す複数の外形データを生成する外形データ生成部と、
前記外形データ生成部によりそれぞれ生成された前記各外形データをそれぞれ重ね合わせてデータどうしの重なり状況を検出する重なり状況検出部と、
前記重なり状況検出部による検出結果に基づいて、前記各水車ランナの加工成形に適用される所定の切削工具による共通の切削範囲を定めた共通切削用データを生成する切削用データ生成部と、
を具備することを特徴とする水車ランナの製造装置。
【請求項８】
前記重なり状況検出部は、前記個々の水車ランナの三次元外形をそれぞれ表す外形データの各々を二次元の複数の分割外形データに分割し、これら二次元の各分割外形データどうしの重なり状況を検出することを特徴とする請求項７記載の水車ランナの製造装置。
【請求項９】
前記切削用データ生成部により生成された前記共通切削用データに基づいて、前記各水車ランナの加工成形を行う前記所定の切削工具を備えた工作機械をさらに具備することを特徴とする請求項７又は８記載の水車ランナの製造装置。
【請求項１０】
第１の水車ランナと形状が異なる第２の水車ランナの形状に対応した三次元の点列データを入力するステップと、
前記入力された点列データに基づいて、前記第２の水車ランナの三次元外形を表す外形データを生成するステップと、
前記生成された外形データと、所定の記憶装置に記憶された第１の水車ランナの加工成形に適用される所定の切削工具による切削範囲を定めた第１の切削用データと、を重ね合わせてデータどうしの重なり状況を検出するステップと、
前記検出されたデータどうしの重なり状況に基づいて、前記第２の水車ランナの加工成形にそれぞれ適用される前記所定の切削工具による切削範囲を定めた第２の切削用データを生成するステップと、
を有することを特徴とする水車ランナの製造方法。
【請求項１１】
前記切削用データを生成するステップでは、前記データどうしの重なり状況の検出結果に基づいて、前記第１の切削用データを構成する前記所定の切削工具による前記切削範囲のうちで、前記外形データと重なり合うデータ範囲を抽出して前記第２の切削用データを生成することを特徴とする請求項１０記載の水車ランナの製造方法。
【請求項１２】
前記データどうしの重なり状況を検出するステップでは、前記第１の切削用データと前記外形データとを重ね合わせる基準位置を変更してデータどうしの重なり状況を検出することを特徴とする請求項１１記載の水車ランナの製造方法。
【請求項１３】
前記生成された第２の切削用データに基づいて、前記所定の切削工具を介して前記第２の水車ランナの加工成形を行うステップをさらに有することを特徴とする請求項１１又は１２記載の水車ランナの製造方法。
【請求項１４】
互いに形状の異なる複数の水車ランナの形状に各々対応した三次元の複数の点列データ群を入力するステップと、
前記入力された各点列データ群に基づいて、個々の前記水車ランナの三次元外形をそれぞれ表す複数の外形データを生成するステップと、
前記生成された各外形データをそれぞれ重ね合わせてデータどうしの重なり状況を検出するステップと、
前記検出されたデータどうしの重なり状況に基づいて、前記各水車ランナの加工成形にそれぞれ適用される所定の切削工具による共通の切削範囲を定めた共通切削用データを生成するステップと、
を有することを特徴とする水車ランナの製造方法。
【請求項１５】
前記生成された共通切削用データに基づいて、前記所定の切削工具を介して前記各水車ランナの切削加工を行うステップをさらに有することを特徴とする請求項１４記載の水車ランナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水車ランナの製造装置及び水車ランナの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水車ランナの羽根面は、三次元の自由曲面で構成されており、一般に４軸〜５軸以上のＮＣ工作機械を用いて切削加工される。このため、水車ランナの切削加工では、所定の羽根面を切削する切削工具とこの工具に隣接する他の羽根面との干渉を回避しながらの数段階の切削工程が必要となり、多くの加工時間を要する。
【０００３】
そこで、加工成形すべき例えばフランシス水車のランナをクラウン面側の分割素材とバンド面側の分割素材とに分けて各々を個別に鋳造するとともに、各分割素材をＮＣ工作機械を用いて一方向から連続的に切削加工した後、互いを一体化することで、加工精度の高い水車ランナを効率的に成形するための製法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２８０４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、発電プラントなどにおいては、各種試験用に複数個の水車ランナを設計することが必要となる。すなわち、複数の水車ランナを設計して流れ解析などの性能解析を行い、水車ランナ毎の基本性能や問題点をその製造前に把握しておくためである。
【０００５】
ここで、試験用の複数の水車ランナは、羽根の形状に大幅な違いはないものの、性能解析のためには、水車ランナ毎に切削用データを個別に作成する必要やそれらの検証を行う必要があり、さらには、性能解析の結果を踏まえた上で幾つかの水車ランナを選択してそれらを実際に加工成形する必要がある。そこで、上記特許文献の製法などと比べ、より効率的に水車ランナの作製を可能とする新たな製法やその製造装置を開発することへの要請がある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、水車ランナの設計や加工成形に費やされる期間の短縮化を図ることのできる水車ランナの製造装置及び水車ランナの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の水車ランナの製造装置は、第１の水車ランナの加工成形に適用される所定の切削工具による切削範囲を定めた第１の切削用データを記憶する切削用データ記憶部と、前記第１の水車ランナと形状が異なる第２の水車ランナの形状に対応した三次元の点列データを入力する点列データ入力部と、前記点列データ入力部により入力された前記点列データに基づいて、前記第２の水車ランナの三次元外形を表す外形データを生成する外形データ生成部と、前記外形データ生成部により生成された前記外形データと前記切削用データ記憶部に記憶された前記第１の切削用データとを重ね合わせてデータどうしの重なり状況を検出する重なり状況検出部と、前記重なり状況検出部による検出結果に基づいて、前記第２の水車ランナの加工成形に適用される前記所定の切削工具による切削範囲を定めた第２の切削用データを生成する切削用データ生成部と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の水車ランナの製造装置は、互いに形状の異なる複数の水車ランナの形状に各々対応した三次元の複数の点列データ群を入力する点列データ入力部と、前記点列データ入力部により入力された前記各点列データ群に基づいて、個々の前記水車ランナの三次元外形をそれぞれ表す複数の外形データを生成する外形データ生成部と、前記外形データ生成部によりそれぞれ生成された前記各外形データをそれぞれ重ね合わせてデータどうしの重なり状況を検出する重なり状況検出部と、前記重なり状況検出部による検出結果に基づいて、前記各水車ランナの加工成形に適用される所定の切削工具による共通の切削範囲を定めた共通切削用データを生成する切削用データ生成部と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明では、第１の水車ランナの加工成形に適用される予め作成された切削用データと第２の水車ランナの三次元外形を表す外形データとの重なり状況や、また複数の水車ランナの三次元外形をそれぞれ表す各外形データどうしの重なり状況を検出することで、これらのデータどうしが重なり合う範囲を共用するかたちで新たな切削用データを容易に作成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明によれば、水車ランナの設計や加工成形に費やされる期間の短縮化を図ることの可能な水車ランナの製造装置及び水車ランナの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る水車ランナ製造装置１の構成を概略的に示す図であり、図２は、この水車ランナ製造装置１が備えるＣＡＤ／ＣＡＭ装置８上で実行される切削用データ作成プログラムの構成を機能的に示すブロック図である。また、図３は、この水車ランナ製造装置１により製造される水車ランナ２１を示す斜視図であり、さらに図４は、この水車ランナ２１の材料となる金属素材２４を示す斜視図である。また、図５は、図３の水車ランナ２１の羽根２３を軸方向に切断した（バンド側２５、クラウン側２６を上下方向に配置して示す）垂直断面（ＸＺ断面）図であり、さらに図６は、図３の水車ランナ２１を径方向に切断した水平断面（ＸＹ断面）図である。
【００１２】
図１に示すように、この実施形態の水車ランナ製造装置１は、第１の水車ランナを加工成形するための予め作成された切削用データを流用して、第１の水車ランナと形状の異なる第２の水車ランナを加工成形するための切削用データを作成できる装置であって、ＣＡＤ（Computer Aided Design）／ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）装置８、ＮＣ（Numerical Control）工作機械２、ＮＣ制御装置６、外部記憶装置１９を備える。
【００１３】
ＮＣ工作機械２は、図１に示すように、いわゆる５軸の工作機械であって、図２〜図６に示す、例えばフランシス水車の水車ランナ２１を切削加工して成形することが可能である。すなわち、ＮＣ工作機械２は、主軸ヘッド５に切削工具として取り付けられたカッタ７をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に可動させる可動部２ｃと、カッタ７を矢印Ｂ方向に回動させるロータリテーブル２ｂと、カッタ７を矢印Ａ方向にティルトさせるティルトテーブル２ａとを備える。また、ＮＣ工作機械２は、例えばボールエンドミル７ａやラフィングエンドミル７ｂなどを適用したカッタ７をこのように５軸に動作させることで、被加工物としての水車ランナ２１を加工成形する機能を有する。
【００１４】
ＮＣ制御装置６は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置８側から受け渡された切削用データ、つまりＮＣデータに基づいてＮＣ工作機械２の動作を制御する。この切削用データは、被加工物としての水車ランナ２１を切削加工するためのカッタ７による切削範囲（切削領域）、すなわち、カッタ７の移動経路（移動軌跡）を示す加工パス、カッタ７として適用（選択）する切削工具の種類、カッタ７の動作速度などを定めた情報で構成されている。
【００１５】
外部記憶装置１９は、例えばハードディスク装置、光磁気ディスク装置、ＤＶＤ（又はＣＤ）−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの書き換え可能な光ディスクの読み書きをサポートする光ディスク装置などで実現されている。外部記憶装置１９は、第１の水車ランナの加工成形に適用される所定の切削工具（カッタ７）による切削範囲を定めた第１の切削用データを予めＮＣデータとして記憶する切削用データ記憶部として機能する。なお、このような外部記憶装置１９は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置８が備える所定の接続用インタフェースを通じてＣＡＤ／ＣＡＭ装置８本体と接続される外付用の記憶装置であってもよいし、またＣＡＤ／ＣＡＭ装置８本体に内蔵される内蔵型の記憶装置であってもよい。
【００１６】
ここで、上記の切削用データについて図７、図８Ａ及び図８Ｂに基づき説明する。前記の図７は、図３の水車ランナ２１の水平断面（ＸＹ断面）図上において、カッタ７による切削範囲を模式的に示す図である。また、図８Ａは、図７中のカッタ７による切削範囲において、特に羽根設計厚５ｍｍ増の切削用データＣ5について説明するための図である。さらに、図８Ｂは、図８Ａの切削用データＣ5について、より詳細に説明するための図である。
【００１７】
すなわち、図３〜図６及び図７〜図８Ｂに示すように、水車ランナ２１の加工成形は、ＮＣ工作機械２によって、ブロック状の金属素材２４から羽根２３（２３ａ）を有する水車ランナ２１を削り出すことによって行われる。したがって、羽根２３ａの設計寸法の厚さ（切削用データＣ0）に対し十分にマージンを持った荒削りから、羽根２３ａ付近の厚さを徐々に薄くして行く（最終的な設計値に徐々に近付けて行く）段階的な切削加工が行われるように切削用データは生成されている。
【００１８】
これにより、図７〜図８Ｂに示すように、切削用データは、羽根２３ａの設計寸法の厚さ（切削用データＣ0）に対し例えば５ｍｍのマージンを持った羽根設計厚５ｍｍ増の切削用データＣ5、例えば３ｍｍのマージンを持った羽根設計厚３ｍｍ増の切削用データＣ3、例えば１ｍｍのマージンを持った羽根設計厚１ｍｍ増の切削用データＣ1、羽根２３ａの設計寸法通りの厚さで切削加工を行うための羽根設計寸法厚の切削用データＣ0といった段階的な切削加工のステップを踏むデータで構成されている。
【００１９】
詳述すると、例えば図８Ａにおいて、羽根設計厚５ｍｍ増の切削用データを示す符号Ｃ5を付した仮想線（二点鎖線）に囲われている内側の領域が、カッタ７による非切削範囲であり、仮想線の外側部分（詳細には羽根２３ａと隣接する羽根の切削［干渉］を回避している仮想線の外側部分）が、カッタ７による切削範囲となる。ここで、このような切削用データは、カッタ７による切削範囲（加工パス）を定める情報に加え、図８Ｂに示すように、カッタ７として適用する切削工具（図８Ｂ中ではボールエンドミル７ａを例示）を特定するための情報を有する。
【００２０】
ＣＡＤ／ＣＡＭ装置８は、図１に示すように、ＣＰＵ９、ＲＡＭ１０、ＲＯＭ１１、表示部１２及び入力操作部１４を備える。表示部１２は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどで実現される。入力操作部１４は、キーボード、マウス、入力パッドなどの入力デバイスで構成される。ＲＯＭ１１には、外部記憶装置１９に予め記憶された第１の切削用データを基にして、この後、新たに得ようとする第２の水車ランナの切削用データ（第２の切削用データ）を作成するための切削用データ作成プログラムが記憶されている。ＣＰＵ９は、ＲＯＭ１１から切削用データ作成プログラムを読み込んで命令文を解釈し、ＲＡＭ１０のメモリ空間を用いて各命令を上記プログラム上で実行する。
【００２１】
すなわち、ＲＡＭ１０のメモリ空間には、図２に示すように、点列データ入力部１５と、外形データ生成部１６と、データ重なり状況検出部１７と、切削用データ生成部１８とがソフトウェアにより実現される。なお、このようなソフトウェアに代えて、点列データ入力部１５、外形データ生成部１６、データ重なり状況検出部１７及び切削用データ生成部１８を各種電子部品を用いたハードウェアによって構成してもよい。
【００２２】
次に、点列データ入力部１５、外形データ生成部１６、データ重なり状況検出部１７、切削用データ生成部１８によりそれぞれ実現される機能について図１、図２に加え、図９Ａ〜図１１Ｂに基づき説明を行う。ここで、図９Ａは、羽根設計点列データＰaを基に生成された羽根サーフェースＳaを水平方向からみた図であり、図９Ｂは、図９Ａの羽根サーフェースＳaを径方向に複数切断して複数の分割外形データ２３ｂが生成される状況を説明するための図である。また、図１０Ａは、図９Ｂの分割外形データ２３ｂと羽根設計厚５ｍｍ増の切削用データＣ5とを重ね合わせた状態を示す図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示した分割外形データ２３ｂに対して、切削用データＣ5の基準位置をオフセットした状態を示す図である。さらに、図１１Ａは、基準位置をオフセットした切削用データＣ5と分割外形データ２３ｂとが重なり合っている範囲を抽出する場合の状況を示す図であり、また、図１１Ｂは、図１１Ａのデータどうしが重なり合っている範囲を抽出する場合において、切削用データに予め設定されたカッタを切削径が小径のカッタに変更する場合の状況を示す図である。
【００２３】
上記の点列データ入力部１５は、図１、図２及び図９Ａに示すように、外部記憶装置１９に切削用データが記憶された（第１の）水車ランナと形状が異なる（この後、新たに作製しようとする第２の）水車ランナの形状に対応した羽根設計点列データＰaを入力する機能を有する。羽根設計点列データＰaは、仮想空間上において（第２の）水車ランナの外表面を形作る３次元座標上の複数の座標点の集まりで構成されている。このような羽根設計点列データＰaは、例えばＣＡＤ／ＣＡＭ装置８のＣＡＤ側の機能を用いて作成され、入力操作部１４からの所定の入力操作によって点列データ入力部１５に入力される。なお、別途作成しておいた羽根設計点列データＰaを予め外部記憶装置１９内に記憶させておき、この外部記憶装置１９からＣＡＤ／ＣＡＭ装置８（点列データ入力部３５）内に羽根設計点列データＰaを取り込むようにしてもよい。
【００２４】
外形データ生成部１６は、図１、図２及び図９Ａに示すように、点列データ入力部１５により入力された羽根設計点列データＰaに基づいて、（第２の）水車ランナの三次元外形を表す外形データとしての羽根サーフェースＳaを生成する。すなわち、羽根サーフェースＳaは、三次元の自由曲面で構成される羽根を持つ水車ランナの外表面を表わすデータであって、個々の羽根設計点列データＰaどうしを三次元の仮想空間上で滑らかに結ぶことにより生成される。
【００２５】
データ重なり状況検出部１７は、外形データ生成部１６により生成された羽根サーフェースＳaと外部記憶装置１９に予め記憶された上記の第１の切削用データとを重ね合わせてデータどうしの重なり状況を検出する。このデータ重なり状況検出部１７は、データどうしの重なり状況の検出の際に、図９Ｂ、図１０Ａに示すように羽根サーフェースＳaを二次元の複数の分割外形データ２３ｂに分割する。詳述すると、データ重なり状況検出部１７は、図９Ｂに示すように羽根サーフェースＳaを複数の水平断面（ＸＹ断面）Ｍａで切断し、得られた各水平断面Ｍａと羽根サーフェースＳaとが交差する線分（図９Ｂ中の符号２３ｂの集合体）を、図１０Ａに示すように各水平断面Ｍａ毎の分割外形データ２３ｂとして得る。
【００２６】
また、データ重なり状況検出部１７は、図１０Ａに示すように、例えば水車ランナの回転中心を基準点Ｐ0として、ある（所定の）水平断面Ｍａ上の分割外形データ２３ｂと、この水平断面Ｍａと同一の水平断面上の切削用データＣ5と、を重ね合わせて互いが重なり合うデータ範囲を求める。なお、この図１０Ａでは、重ね合わせる切削用データとして、羽根設計厚５ｍｍ増の切削用データＣ5を例示している。ここで、データ重なり状況検出部１７は、図１０Ａに示すように、分割外形データ２３ｂ（羽根の外形部分）の全てのデータ範囲が、切削用データＣ5を構成するカッタ７による非切削範囲内（切削用データＣ5の仮想線の内側）に収まっていない場合、分割外形データ２３ｂと切削用データＣ5とを重ね合わせる基準位置を変更する。すなわち、データ重なり状況検出部１７は、図１０Ｂに示すように、切削用データＣ5側の基準点Ｐ0を、ＸＹ平面座標上のＸ方向にΔxオフセットし、かつＹ方向にΔyオフセットした基準点Ｐ1に変更したり、また、このような基準点を支点として切削用データＣ5を角度Δθ分オフセットした後、分割外形データ２３ｂに対して重なり合う切削用データＣ5のデータ範囲を求める。
【００２７】
ここで、図１０Ｂの例示と異なり、データどうしの重ね合わせの基準位置を変更（基準点及び／又は基準角度をオフセット）しても、データどうしが完全に重ならない場合、図１１Ａに示すように、データ重なり状況検出部１７は、データどうしが重ならない範囲、つまりデータ非抽出範囲（図１１Ａ中の符号２３ｂを付した実線の内側部分に含まれる切削用データＣ5の仮想線の外側部分）Ｋを除き、切削用データＣ5のうちで、分割外形データ２３ｂに対して重なり合うデータ範囲を検出する。また、データ重なり状況検出部１７は、データどうしの重ね合わせの基準位置を変更しても、データどうしが完全に重ならない場合、図１１Ｂに示すように、切削用データＣ5に予め設定されたカッタ７よりも実切削面積の小さい仕様のカッタを選択して重なり合うデータ範囲を検出する。
【００２８】
すなわち、同図１１Ｂに例示するように、データどうしが重ならない範囲の最大のずれ量（図１１Ｂ中の符号２３ｂを付した実線と切削用データＣ5の仮想線とが交差している線分どうしの最大の離間距離）Δｓを求め、このΔｓを基に（ボールエンドミル７ａの切削径ｄ1≦ラフィングエンドミル７ｂの切削径ｄ2−Δｓの関係を満たすように）、切削用データＣ5にカッタ７として予め設定されていた切削径が大径のラフィングエンドミル７ｂに代えて、これよりも切削径が小径の例えばボールエンドミル７ａを選択して、この後、切削用データＣ5と分割外形データ２３ｂとが互いに重なり合うデータ範囲を抽出する。
【００２９】
なお、この実施形態では、図１０Ａに示すように、分割外形データ２３ｂ（羽根の外形部分）の全てのデータ範囲が、切削用データＣ5を構成するカッタ７による非切削範囲内（切削用データＣ5の仮想線の内側）に収まっていない場合の処理、つまり例えば図１０Ｂに示す基準点及び／又は基準角度のオフセットや図１１Ｂに示すカッタ７の変更を、ソフトウェアで実現されるデータ重なり状況検出部１７が自動で行う態様について説明している。ここで、この態様に代えて、データどうしが完全に重なっていない例えば図１０Ａに示す画像を可視的に表示部１２に表示させ、この表示画像を参照しつつ、入力操作部１４からの作業者による入力操作により、基準点、基準角度のオフセットやカッタ７の種類の変更などを手動で行えるようにＣＡＤ／ＣＡＭ装置８を構成してもよい。
【００３０】
また、図２に示すように、切削用データ生成部１８は、データ重なり状況検出部１７による検出結果に基づいて、（新たに作製すべき第２の）水車ランナの加工成形に適用される所定のカッタによる切削範囲を定めた第２の切削用データを生成する。すなわち、切削用データ生成部１８は、図９Ｂ〜図１１Ｂに示したように、各水平断面Ｍａ毎において、に対して重なり合う切削用データＣ5のうちで、分割外形データ２３ｂと重なり合うデータ範囲をそれぞれ抽出し、さらに水平断面Ｍａ毎に抽出されたこれらの重なり合うデータ範囲を合成することで、ＮＣデータとなる三次元の羽根設計厚５ｍｍ増の第２の切削用データを生成する。
【００３１】
切削用データ生成部１８は、この後、同様にして、三次元の羽根設計厚３ｍｍ増の第２の切削用データ、三次元の羽根設計厚１ｍｍ増の第２の切削用データ、羽根設計厚の第２の切削用データをそれぞれ生成する。なお、図１１Ａに例示したように、データの重ね合わせの基準位置やカッタ７の種類を変更しても、データどうしが重ならない範囲（図１１Ａ中の範囲Ｋ）が存在した場合には、このデータ範囲については、例えば図１０Ａに示す画像を可視的に表示部１２に表示させ、この表示画像を参照しつつ、カッタ７の種類、カッタ７の加工パス、カッタ７の移動速度などを、作業者が入力操作部１４から手動で入力するといった切削用データの作成方法などが例示される。
【００３２】
次に、このように構成された水車ランナ製造装置１により、第２の水車ランナの切削用データが作成される場合に、主にＲＡＭ１０上で実行される切削用データ作成プログラムが行う処理について、上述した図１〜図１１Ｂに加え、図１２に示すフローチャートに基づいて説明を行う。なお、ここでは、主に、羽根設計厚５ｍｍ増の切削用データＣ5を基にした第２の切削用データの作成方法について説明する。
【００３３】
すなわち、切削用データ作成プログラムの点列データ入力部１５は、図９Ａ及び図１２に示すように、まず、外部記憶装置１９に記憶された既に作成済みの第１の水車ランナの羽根設計厚５ｍｍ増の切削用データＣ5と、第１の水車ランナと形状の異なる第２の水車ランナの形状に対応した羽根設計点列データＰaとを取り込む（ステップ１［Ｓ１］）。次に、外形データ生成部１６は、図９Ａに示すように、点列データ入力部１５により入力された羽根設計点列データＰaに基づいて、第２の水車ランナの三次元外形を表す羽根サーフェースＳaを生成する（Ｓ２）。
【００３４】
さらに、データ重なり状況検出部１７は、図９Ｂ、図１０Ａ及び図１２に示すように、羽根サーフェースＳaを複数の水平断面Ｍａで切断し、各水平断面Ｍａ毎に分割外形データ２３ｂを生成する（Ｓ３）。ここで、データ重なり状況検出部１７は、図１０Ａに示すように、所定の水平断面Ｍａ上において、分割外形データ２３ｂ（羽根の外形部分）と、羽根設計厚５ｍｍ増の切削用データＣ5とを重ね合わせてデータどうしの重なり状況を検出する（Ｓ４）。
【００３５】
この際、図１０Ａ及び図１２に示すように、分割外形データ２３ｂ（羽根の外形部分）の全てのデータ範囲が、切削用データＣ5を構成するカッタ７による非切削範囲内（切削用データＣ5の仮想線の内側）に収まっていない場合（Ｓ４のＮＯ）、データ重なり状況検出部１７は、図１０Ｂに示すように、切削用データＣ5側の基準点及び／又は基準角度をオフセットする（Ｓ５）。
【００３６】
さらに、図１１Ｂ及び図１２に示すように、データどうしの重ね合わせの基準位置（基準点及び／又は基準角度）を変更しても、データどうしが完全に重ならない場合（Ｓ６のＮＯ）、データ重なり状況検出部１７は、切削用データＣ5にカッタ７として予め設定されていた例えば切削径が大径のラフィングエンドミル７ｂに代えて、これよりも切削径が小径の例えばボールエンドミル７ａを選択して、切削用データＣ5と分割外形データ２３ｂとが互いに重なり合うデータ範囲を検出する。なお、切削径が小径のカッタ７に変更しても、データどうしが完全に重ならない場合、重なっていないデータ範囲（データ非抽出範囲）Ｋを除き、切削用データＣの中から、分割外形データ２３ｂと重なり合うデータ範囲を求める（Ｓ７）。
【００３７】
次に、切削用データ生成部１８は、図９Ｂ〜図１１Ｂに示したように、羽根サーフェースＳaを複数に切断した全ての水平断面Ｍａについて、切削用データＣ5のうちで分割外形データ２３ｂに対して重なり合うデータ範囲を抽出する処理が終了すると（Ｓ８のＹＥＳ）、水平断面Ｍａ毎に抽出されたこれらの重なり合うデータ範囲を合成することで、三次元の羽根設計厚５ｍｍ増の第２の切削用データをＮＣデータとして生成する（Ｓ９）。この後、同様の処理で三次元の羽根設計厚３ｍｍ増の第２の切削用データ、三次元の羽根設計厚１ｍｍ増の第２の切削用データ、羽根設計厚の第２の切削用データがそれぞれ生成され、生成されたこれらの切削用データが例えば外部記憶装置１９に保存される。
【００３８】
既述したように、本実施形態の水車ランナ製造装置１は、第１の水車ランナの加工成形に適用される予め作成された第１の切削用データと、第１の水車ランナと形状の異なる第２の水車ランナの外形を表すデータとのデータどうしの重なり状況を検出し、第１の切削用データのうちの重なり合うデータ範囲を、第２の水車ランナの加工成形に適用される実際に作成すべき第２の切削用データの一部に流用（共用）することが可能である。
【００３９】
すなわち、本実施形態の水車ランナ製造装置１では、水車ランナの切削用データを効率的に作成できるので、例えば水車ランナの切削用データを複数作成して、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）などを用いた流れ解析技術を活用し、水車ランナ毎の基本性能や課題などをその製造前に把握することができる。また、作成した複数の切削用データを用いて複数の種類の水車ランナを作製し、実際に水車ランナ本体での性能試験などの評価を行うことができる。これにより、本実施形態の水車ランナ製造装置１によれば、水車ランナの設計や加工成形に費やされる期間の短縮化を図ることができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図１３〜図２３Ｂに基づき説明する。
ここで、図１３は、この実施形態に係る水車ランナ製造装置３１の構成を概略的に示す図であり、図１４は、この水車ランナ製造装置３１が備えるＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８上で実行される切削用データ作成プログラムの構成を機能的に示すブロック図である。なお、図１３及び図１４において、図１、図２に示した第１の実施形態の水車ランナ製造装置１に設けられていた構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
【００４１】
この実施形態に係る水車ランナ製造装置３１は、互いに形状の異なる複数の水車ランナをそれぞれ加工成形するための共通の切削範囲を定めた共通切削用データを生成できる装置であって、第１の実施形態の水車ランナ製造装置１に設けられていたＣＡＤ／ＣＡＭ装置８に代えて、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８を備えて構成される。このＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置８のＲＯＭ１１内に格納されていたものとデータ内容の異なる切削用データ作成プログラムを格納したＲＯＭ３１を備える。すなわち、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８のＣＰＵ９は、ＲＯＭ３１から切削用データ作成プログラムを読み込んでＲＡＭ１１内に作業領域を確保し、図２に示すように、点列データ入力部３５と、外形データ生成部３６と、データ重なり状況検出部３７と、切削用データ生成部３９とをソフトウェアにより実現する。なお、ソフトウェアに代えてハードウェアによりこれらを構成してもよい。
【００４２】
次に、上記のＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８により生成される切削用データについて図１５及び図１６並びに図１７Ａ〜図１７Ｄに基づき説明を行う。ここで、図１５は、図１３の水車ランナ製造装置により製造されるペルトン水車の水車ランナ５１を概略的に示す正面図であり、さらに、図１６は、この水車ランナ５１に複数設けられたバケット５３を示す斜視図である。また、図１７Ａは、この水車ランナ５１のバケットの材料となる金属素材５５を水車ランナ５１の径方向に切断した垂直断面図である。さらに、図１７Ｂは、カッタ７による切削範囲を模式的に示すものであり、例えばバケット設計厚１０ｍｍ増の切削用データＣ10について説明するための断面図である。また、図１７Ｃは、例えばバケット設計厚５ｍｍ増の切削用データＣ5aについて説明するための断面図であり、図１７Ｄは、例えばバケット設計厚２ｍｍ増の切削用データＣ2について説明するための断面図である。なお、図１７Ａ〜図１７Ｄの断面図では、バケット５３が備える一対の窪み部５３ａ、５３ｂのうち窪み部５３ａのみを図示し、その形成部分についてはハッチングを付与している。また、以下の説明では、バケット５３の主に窪み部５３ａに対応する切削用データの作成についての説明を行う。
【００４３】
図１５及び図１６に示すように、水車ランナ５１は、ディスク５２の外周部に１５〜２０枚のバケット５３が設けられている。これらのバケット５３には、中央の水切り部５４を境界として、一対の窪み部５３ａ、５３ｂが形成されている。すなわち、水車ランナ５１の各バケット５３の加工成形は、図１７Ａ〜図１７Ｄに示すように、主に金属素材５５から窪み部５３ａ、５３ｂを切削（掘削）加工することで行われる。したがって、バケット５３の設計寸法の厚さに対し十分にマージンを持った荒削りから、バケット５３の厚さを徐々に薄くしてて行く（最終的な設計値に徐々に近付けて行く）段階的な切削加工が行われるように上記の切削用データは作成されている。
【００４４】
これにより、図１７Ａ〜図１７Ｄに示すように、この切削用データは、バケット５３の厚さに対し１０ｍｍのマージンを持ったバケット設計厚１０ｍｍ増の切削用データＣ10、５ｍｍのマージンを持ったバケット設計厚５ｍｍ増の切削用データＣ5a、２ｍｍのマージンを持ったバケット設計厚２ｍｍ増の切削用データＣ2、バケット５３の設計寸法通りの厚さで切削加工を行うためのバケット設計寸法厚の切削用データ（図示せず）といった段階的な切削加工のステップを踏むデータで構成されている。ここで、このような切削用データは、カッタ７による切削範囲（加工パス）を定める情報に加え、図１７Ｂ〜図１７Ｄに示すように、カッタ７として適用する切削工具を特定するための情報を有する。したがって、荒削りのバケット設計厚１０ｍｍ増又は５ｍｍ増の切削用データＣ10、Ｃ5aでは、カッタ７として、例えばラフィングエンドミル７ｂが適用され、また、仕上げに近い段階の切削を行うバケット設計厚２ｍｍ増の切削用データＣ2では、ボールエンドミル７ａが適用されている。
【００４５】
次に、点列データ入力部３５、外形データ生成部３６、データ重なり状況検出部３７、切削用データ生成部３９によりそれぞれ実現される機能について図１３〜図１７Ｄに加え、図１８Ａ〜図２２Ｂに基づき説明を行う。ここで、図１８Ａは、水車ランナ５１を構成するバケット５３の窪み部５３ａの形状に対応した三次元のバケット設計点列データＰbを水平方向からみた平面（ＸＹ平面）図であり、図１８Ｂは、図１８Ａの窪み部５３ａの形状に対応した三次元のバケット設計点列データＰbを示すバケット５３の垂直断面（ＹＺ断面）図である。また、図１９Ａは、図１８Ａ、図１８Ｂのバケット設計点列データＰbを基に生成されたバケット内壁サーフェースＳbを水平方向からみた平面（ＸＹ平面）図であり、図１９Ｂは、図１８Ａ、図１８Ｂのバケット設計点列データＰbを基に生成されたバケット内壁サーフェースＳbを示す垂直断面（ＹＺ断面）図である。
【００４６】
さらに、図２０Ａは、複数の種類の水車ランナ（バケット）にそれぞれ対応するバケット内壁サーフェースＳbを同一の基準断面で切断した複数の種類のバケット内壁断面カーブＣaを示す垂直断面（ＸＺ断面）図である。図２０Ｂは、図２０Ａの複数の種類のバケット内壁断面カーブＣaを基に生成される分割切削用断面カーブＣdの生成ステップを示す垂直断面（ＸＺ断面）図である。また、図２１Ａは、図２０Ｂの生成ステップで生成された分割切削用断面カーブＣdを示す水平断面（ＸＹ断面）図であり、図２１Ｂは、図２１Ａの分割切削用断面カーブＣdを示すＡ−Ａ断面図である。さらに、図２２Ａは、図２１Ａの分割切削用断面カーブＣdの基準位置をオフセットした状況を示す水平断面（ＸＹ断面）図であり、図２２Ｂは、図２２Ａの基準位置をオフセットした分割切削用断面カーブＣdを示すＢ−Ｂ断面図である。
【００４７】
上記の点列データ入力部３５は、図１３、図１４、図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、（この後、新たに作製しようとする）互いに形状の異なる複数の水車ランナのバケット５３の窪み部５３ａの形状に各々対応した三次元の複数のバケット設計点列データＰbの群を入力する機能を有する。一つのバケット設計点列データＰbは、バケット５３の窪み部５３ａの内壁面を形作る３次元座標上の複数の座標点の集まりで構成されている。このようなバケット設計点列データＰbは、例えばＣＡＤ／ＣＡＭ装置８のＣＡＤ側の機能を用いて作成され、入力操作部１４からの所定の入力操作によって点列データ入力部３５に入力される。なお、別途作成しておいたバケット設計点列データＰbを予め外部記憶装置１９に記憶させておき、この外部記憶装置１９からＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８（点列データ入力部３５）内にバケット設計点列データＰbを取り込むようにしてもよい。
【００４８】
外形データ生成部３６は、図１３、図１４、図１８Ａ〜図１９Ｂに示すように、点列データ入力部３５により入力されたバケット設計点列データＰbの群に基づいて、個々の水車ランナのバケット５３の窪み部５３ａの三次元外形をそれぞれ表す複数のバケット内壁サーフェースＳbを外形データとして生成する。すなわち、一つのバケット内壁サーフェースＳbは、三次元の曲面で構成されるバケット５３の窪み部５３ａの内壁面を表わすデータであって、三次元の仮想空間上において個々のバケット設計点列データＰbどうしを等高線により滑らかに結ぶことで生成される。
【００４９】
データ重なり状況検出部３７は、図１３、図１４、図１８Ａ〜図１９Ｂに示すように、外形データ生成部３６によりそれぞれ生成された各バケット内壁サーフェースＳbをそれぞれ重ね合わせてデータどうしの重なり状況を検出する。このデータ重なり状況検出部３７は、データどうしの重なり状況の検出の際に、図１９Ａ、図１９Ｂ及び図２０Ａに示すように、個々のバケット内壁サーフェースＳbを、二次元の複数のバケット内壁断面カーブＣaに分割する。詳述すると、データ重なり状況検出部３７は、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、バケット内壁サーフェースＳbを複数の垂直断面（ＸＺ断面）Ｍbで切断し、これらの垂直断面Ｍbと個々のバケット内壁サーフェースＳbとが交差する線分を、図２０Ａに示すように、水平断面Ｍb毎に複数の種類のバケット内壁断面カーブＣaを重ね合わせたデータを得る。ここで、互いに重ね合わされた複数の種類のバケット内壁断面カーブＣaどうしは、同一の基準断面（図１９Ａ及び図１９Ｂ中のＹ座標が同一の座標値になる位置）で切断されたデータである。
【００５０】
さらに、データ重なり状況検出部３７は、図２０Ｂに示すように、所定の水平断面Ｍb上において、各バケット内壁断面カーブＣaの最内側の線分（カーブ）を部分的に選択（抽出）して行き、一本の連続した内側選択カーブＣbを求め、その内側選択カーブＣb上に例えば１０点程度の起点点列データＰcを発生させる。さらに、データ重なり状況検出部３７は、起点点列データＰcを起点としてその内側に法線ベクトルＶを求め、この法線ベクトルＶ上に起点点列データＰcから距離Δdがオフセットされた終点点列データＰdを求める。
【００５１】
また、データ重なり状況検出部３７は、求めた終点点列データＰdどうしを滑らかに結び、図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、分割切削用データとしての分割切削用断面カーブＣdを生成する。ここで、上記のオフセットされる距離Δdは、例えば上記したバケット設計厚１０ｍｍ増の切削用データＣ10、バケット設計厚５ｍｍ増の切削用データＣ5a、バケット設計厚２ｍｍ増の切削用データＣ2など、作成すべき切削用データの種類に応じて適宜設定される。さらに、データ重なり状況検出部３７は、図２２Ａ及び図２２Ｂに示すように、ＸＹ平面座標上において、分割切削用断面カーブＣdを、Ｘ方向にΔxオフセット及びＹ方向にΔyオフセット並びに所定の基準点を支点として角度Δθ分オフセットすることが可能であり、このようにして所望の座標位置に分割切削用断面カーブＣdをオフセットした補正カーブＣhを生成することができる。なお、このような態様に代えて、図２２Ａ及び図２２Ｂに示す画像を可視的に表示部１２に表示させ、この表示画像を参照しつつ、入力操作部１４からの作業者による入力操作によってデータのオフセットを手動で行えるようにＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８を構成してもよい。
【００５２】
また、上記の切削用データ生成部３９は、重なり状況検出部３７による検出結果に基づいて、各水車ランナのバケット５３の窪み部５３ａの加工成形に適用される所定のカッタ７による共通の切削範囲を定めた共通切削用データを生成する機能を有する。すなわち、切削用データ生成部３９は、各垂直断面Ｍbでそれぞれ生成された分割切削用断面カーブＣdを合成して、全てのバケット５３（の窪み部５３ａ）に共通する一つの共通切削用サーフェース（共通切削用データ）をＮＣデータとして生成する。
【００５３】
次に、このように構成された水車ランナ製造装置３１により、互いに形状の異なる複数の種類の（水車ランナの）バケットの形状に対応する共通切削用サーフェース（共通切削用データ）が作成される場合に、主にＲＡＭ上１０で実行される切削用データ作成プログラムが行う処理について、上述した図１３〜図２２Ｂに加え、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すフローチャートに基づいて説明を行う。
【００５４】
すなわち、切削用データ作成プログラムの点列データ入力部３５は、図１８Ａ、図１８Ｂ及び図２３Ａに示すように、例えば外部記憶装置１９に予め記憶され、かつ（この後、新たに作製しようとする）互いに形状の異なる複数の（水車ランナのバケット５３の）窪み部５３ａの形状に各々対応した複数のバケット設計点列データＰbの群を取り込む（Ｓ２１）。次に、外形データ生成部３６は、図１８Ａ〜図１９Ｂ及び図２３Ａに示すように、点列データ入力部３５により入力されたバケット設計点列データＰbの群に基づいて、個々の水車ランナのバケット５３の窪み部５３ａの三次元外形をそれぞれ表す複数のバケット内壁サーフェースＳbの生成を開始する（Ｓ２２）。
【００５５】
各水車ランナのバケット５３の窪み部５３ａに各々対応する全てのバケット内壁サーフェースＳbが生成されると（Ｓ２３のＹＥＳ）、データ重なり状況検出部３７は、図１９Ａ、図１９Ｂ及び図２３Ａに示すように、バケット内壁サーフェースＳbを複数の垂直断面（ＸＺ断面）Ｍbで切断し、これらの垂直断面Ｍbと個々のバケット内壁サーフェースＳbとが交差する線分を、図２０Ａに示すように、複数のバケット内壁断面カーブＣaとして生成する（Ｓ２４）。この後、全ての垂直断面Ｍbにおいて、各バケットに対応する複数のバケット内壁断面カーブＣaが生成されると（Ｓ２５のＹＥＳ）、データ重なり状況検出部３７は、図２０Ｂ及び図２３Ａに示すように、所定の水平断面Ｍb上において、一本の連続した内側選択カーブＣbを求める（Ｓ２６）。
【００５６】
さらに、データ重なり状況検出部３７は、図２０Ｂ及び図２３Ａに示すように、その内側選択カーブＣb上に起点点列データＰcを発生させ、起点点列データＰcを起点としてその内側に法線ベクトルＶを求める（Ｓ２７）。次いで、データ重なり状況検出部３７は、この法線ベクトルＶ上に起点点列データＰcから距離Δdがオフセットされた終点点列データＰdを求め（Ｓ２８）、この終点点列データＰdに基づいて、図２１Ａ、図２１Ｂ及び図２３Ａに示すように、分割切削用断面カーブＣdを生成する（Ｓ２９）。
【００５７】
さらに、全ての垂直断面Ｍb上で分割切削用断面カーブＣdが各々生成されたことが検出されると（Ｓ３０）、切削用データ生成部３９は、各垂直断面Ｍbでそれぞれ生成された分割切削用断面カーブＣdを合成して、全てのバケット５３（の窪み部５３ａ）に共通する一つの共通切削用サーフェース（共通切削用データ）をＮＣデータとして生成する（Ｓ３１）。なお、共通切削用サーフェース（共通切削用データ）以外で切削加工が必要となる範囲の切削用データの作成については、例えば図１９Ａ及び図１９Ｂに示す画像を可視的に表示部１２に表示させ、この表示画像を参照しつつ、カッタ７の種類、カッタ７の加工パス、カッタ７の移動速度などを、作業者が入力操作部１４から手動で入力する方法などが例示される。この後、例えば入力操作部１４からの作業者による入力操作によって、水車ランナ（バケット）の切削加工要求が生じた場合には（Ｓ３２のＹＥＳ）、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置３８側から受け渡されたＮＣデータに基づいてＮＣ制御装置６の制御下で動作するＮＣ工作機械２により、複数の種類の水車ランナ（バケット）の切削加工が実際に行われる（Ｓ３３）。
【００５８】
このように本実施形態の水車ランナ製造装置３１では、互いに形状の異なる複数の水車ランナをそれぞれ加工成形するための共通の切削範囲を定めた共通切削用データを生成することができ、これにより、最終的に作成すべき個々の水車ランナの切削用データを容易に作成することができる。したがって、本実施形態の水車ランナ製造装置１では、水車ランナの切削用データを効率良く作成できるので、複数の水車ランナの切削用データを用いた流れ解析などにより、各水車ランナ毎の基本性能などをそれらの製造前に確認することができる。また、作成した複数の種類の切削用データを用いて複数の種類の水車ランナを実際に作製し、水車ランナ本体での性能試験などを行うことができる。これにより、第２の実施形態の水車ランナ製造装置３１においても、水車ランナの設計や加工成形に費やされる期間の短縮化を図ることができる。
【００５９】
以上、本発明を各実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施形態では、切削用データ作成プログラムが実行されるＣＡＤ／ＣＡＭ装置８、３８により、第２の切削用データ又は共通切削用データが作成される態様を例示していたが、これに代えて、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置８、３８とＮＣ制御装置６との間に、前記の切削用データを専用に作成するためのコンピュータ装置などを追加し、この専用端末上で実行される切削用データ作成プログラムにより第２の切削用データや共通切削用データを作成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水車ランナ製造装置の構成を示す図。
【図２】図１の水車ランナ製造装置が備えるＣＡＤ／ＣＡＭ装置上で実行される切削用データ作成プログラムの構成を機能的に示すブロック図。
【図３】図１の水車ランナ製造装置により製造される水車ランナを示す斜視図。
【図４】図３の水車ランナの材料となる金属素材を示す斜視図。
【図５】図３の水車ランナの羽根を軸方向に切断した垂直断面図。
【図６】図３の水車ランナを径方向に切断した水平断面図。
【図７】図３の水車ランナの水平断面図上においてカッタによる切削範囲を示す図。
【図８Ａ】図７中のカッタによる切削範囲において、特に羽根設計厚５ｍｍ増の切削加工データについて説明するための図。
【図８Ｂ】図８Ａの切削加工データについてより詳細に説明するための図。
【図９Ａ】羽根設計点列データを基に生成された羽根サーフェースを示す図。
【図９Ｂ】図９Ａの羽根サーフェースを径方向に複数切断して複数の分割外形データが生成される状況を説明するための図。
【図１０Ａ】図９Ｂの分割外形データと切削加工データとを重ね合わせた状態を示す図。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示した分割外形データに対して、切削用データの基準位置をオフセットした状態を示す図。
【図１１Ａ】基準位置をオフセットした切削用データと分割外形データとが重なり合っている範囲を抽出する場合の状況を示す図。
【図１１Ｂ】図１１Ａのデータどうしが重なり合っている範囲を抽出する場合において、切削径が小径のカッタに変更する場合の状況を示す図。
【図１２】図１の水車ランナ製造装置による水車ランナの製造方法を説明するためのフローチャート。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る水車ランナ製造装置の構成を示す図。
【図１４】図１３の水車ランナ製造装置が備えるＣＡＤ／ＣＡＭ装置上で実行される切削用データ作成プログラムの構成を機能的に示すブロック図。
【図１５】図１３の水車ランナ製造装置により製造される水車ランナを示す正面図。
【図１６】図１５の水車ランナに複数設けられたバケットを示す斜視図。
【図１７Ａ】図１６のバケットの材料となる金属素材の垂直断面図。
【図１７Ｂ】バケット設計厚１０ｍｍ増の切削用データの内容を示す断面図。
【図１７Ｃ】バケット設計厚５ｍｍ増の切削用データの内容を示す断面図。
【図１７Ｄ】バケット設計厚２ｍｍ増の切削用データの内容を示す断面図。
【図１８Ａ】図１６のバケットの窪み部の形状に対応したバケット設計点列データを水平方向からみた平面図。
【図１８Ｂ】図１８Ａのバケット設計点列データを示す垂直断面図。
【図１９Ａ】図１８Ａ、図１８Ｂのバケット設計点列データを基に生成されたバケット内壁サーフェースを水平方向からみた平面図。
【図１９Ｂ】図１９Ａのバケット内壁サーフェースを示す垂直断面図。
【図２０Ａ】複数の種類の水車ランナ（バケット）にそれぞれ対応する複数のバケット内壁断面カーブを示す垂直断面。
【図２０Ｂ】図２０Ａの複数の種類のバケット内壁断面カーブを基に生成される分割切削用断面カーブの生成ステップを示す垂直断面図。
【図２１Ａ】図２０Ｂの生成ステップで生成された分割切削用断面カーブを示す水平断面図。
【図２１Ｂ】図２１Ａの分割切削用断面カーブを示すＡ−Ａ断面図。
【図２２Ａ】図２１Ａの分割切削用断面カーブの基準位置をオフセットした状況を示す水平断面図。
【図２２Ｂ】図２２Ａの基準位置をオフセットした分割切削用断面カーブを示すＢ−Ｂ断面図。
【図２３Ａ】図１２の水車ランナ製造装置による水車ランナの製造方法の前段を説明するためのフローチャート。
【図２３Ｂ】図１２の水車ランナ製造装置による水車ランナの製造方法の後段を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００６１】
１，３１…水車ランナ製造装置、２…ＮＣ工作機械、６…ＮＣ制御装置、７…カッタ、７ａ…ボールエンドミル、７ｂ…ラフィングエンドミル、８，３８…ＣＡＤ／ＣＡＭ装置、９…ＣＰＵ、１０…ＲＡＭ、１１，３１…ＲＯＭ、１５，３５…点列データ入力部、１６，３６…外形データ生成部、１７，３７…データ重なり状況検出部、１８，３９…切削用データ生成部、１９…外部記憶装置、２１，５１…水車ランナ。
【図１】
2007293535.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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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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１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
2007293535.tif 000024
【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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