(57)【要約】【課題】研削工具（砥石）を持つ加工装置の制御に係わり、工具の磨耗に対処して好適な経路を算出し、費用等を抑える。【解決手段】本工具経路算出装置１０は、加工装置２０での研削中に工具に生じる磨耗を考慮した経路を算出する機能を有する。処理部２０１は、被削材と工具との組合せについて、（１）第１の研削加工（試加工）の結果データに基づき、研削諸元値と工具磨耗量との関係情報を含むデータをＤＢ５０に格納する処理と、（２）第２の研削加工（実加工）を行うためのＮＣデータ５２を生成する際に、当該研削諸元値と、ＤＢ５０とをもとに、第２の研削加工の工具磨耗量を算出する処理と、（３）工具の磨耗を考慮しない経路に対し、上記第２の研削加工の工具磨耗量を反映して補正した工具の経路を算出する処理とを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被削材に対して研削加工する工具を備える加工装置の動作を制御するための前記工具の経路を含むＮＣデータを生成する情報処理を行う工具経路算出装置であって、
研削中に工具に生じる磨耗を考慮した経路を算出する処理部を有し、
前記処理部は、
被削材と工具との組合せについて、
（１）第１の形状及びサイズを持つ被削材に対する第１の条件による第１の研削加工を行った結果のデータに基づき、当該第１の研削加工の研削諸元値と工具磨耗量との関係情報を含むデータをデータベースに格納する処理と、
（２）第２の形状及びサイズを持つ被削材に対する第２の条件による第２の研削加工を行うためのＮＣデータを生成する際に、当該第２の研削加工の研削諸元値と、前記データベースの関係情報とをもとに、当該第２の研削加工の工具磨耗量を算出する処理と、
（３）上記第２の研削加工の工具の磨耗を考慮しない経路に対し、上記算出した第２の研削加工の工具磨耗量を反映して、当該工具磨耗量による加工誤差をキャンセルするように補正した当該工具の経路または径を算出し、当該補正後の経路または径を含む加工データに応じたＮＣデータを生成する処理と、を行うこと、を特徴とする工具経路算出装置。
【請求項２】
請求項１記載の工具経路算出装置において、
前記工具磨耗量は、円筒形状の工具の体積の減少量とし、
前記関係情報は、前記研削諸元値と上記工具体積減少量との関係を示す情報であり、
前記処理部は、前記第２の研削加工の際、研削距離に応じた工具体積減少量を算出し、当該工具体積減少量から工具半径減少量へ換算し、当該工具半径減少量に応じて前記工具経路または径を補正すること、を特徴とする工具経路算出装置。
【請求項３】
請求項１記載の工具経路算出装置において、
前記工具磨耗量は、円筒形状の工具の半径の減少量とし、
前記関係情報は、前記研削諸元値と上記工具半径減少量との関係を示す情報であり、
前記処理部は、前記第２の研削加工の際、研削距離に応じた工具半径減少量を算出し、当該工具半径減少量に対して、前記第１の研削加工の工具と第１の被削剤との接触弧長さと前記第２の研削加工の工具と第２の被削剤との接触弧長さとの比率を掛算することにより、補正した工具半径減少量を得て、当該補正した工具半径減少量に応じて前記工具経路または径を補正すること、を特徴とする工具経路算出装置。
【請求項４】
請求項１記載の工具経路算出装置において、
前記第１の研削加工は、研削諸元値の異なる２回以上の簡易な試験とし、前記第１の被削材は平板の形状であり、当該平板に対する直線溝加工を行うこと、を特徴とする工具経路算出装置。
【請求項５】
請求項１記載の工具経路算出装置において、
前記第２の研削加工は、前記第２の被削材は円弧外側の曲面を持つ形状であり、当該曲面に対する円弧状の経路での加工を行うこと、を特徴とする工具経路算出装置。
【請求項６】
請求項１記載の工具経路算出装置において、
前記第２の研削加工は、前記第２の被削材は円弧内側の曲面を持つ形状であり、当該曲面に対する円弧状の経路での加工を行うこと、を特徴とする工具経路算出装置。
【請求項７】
請求項１記載の工具経路算出装置において、
前記データベースに格納される関係情報は、前記研削諸元値と工具磨耗量との関係を関数または対応表の形式で表すデータであること、を特徴とする工具経路算出装置。
【請求項８】
請求項１記載の工具経路算出装置において、
前記処理部は、前記工具磨耗量による加工誤差をキャンセルするように補正した当該工具の経路または径を算出する際、前記工具の磨耗を考慮しない経路における第１の点から第２の点への加工距離において、前記工具磨耗量に対応した工具半径減少量を、時点毎に比例的に配分してなめらかな経路となるように補正すること、を特徴とする工具経路算出装置。
【請求項９】
被削材に対して研削加工する工具を備える加工装置の動作を制御するための前記工具の経路を含むＮＣデータを生成する情報処理をコンピュータを用いて行う工具経路算出方法であって、
研削中に工具に生じる磨耗を考慮した経路を算出する機能を実現する処理において、
被削材と工具との組合せについて、
（１）第１の形状及びサイズを持つ被削材に対する第１の条件による第１の研削加工を行った結果のデータに基づき、当該第１の研削加工の研削諸元値と工具磨耗量との関係情報を含むデータをデータベースに格納する第１の処理ステップと、
（２）第２の形状及びサイズを持つ被削材に対する第２の条件による第２の研削加工を行うためのＮＣデータを生成する際に、当該第２の研削加工の研削諸元値と、前記データベースの関係情報とをもとに、当該第２の研削加工の工具磨耗量を算出する第２の処理ステップと、
（３）上記第２の研削加工の工具の磨耗を考慮しない経路に対し、上記算出した第２の研削加工の工具磨耗量を反映して、当該工具磨耗量による加工誤差をキャンセルするように補正した当該工具の経路または径を算出し、当該補正後の経路または径を含む加工データに応じたＮＣデータを生成する第３の処理ステップと、を有すること、を特徴とする工具経路算出方法。
【請求項１０】
請求項９記載の工具経路算出方法において、
前記研削中に工具に生じる磨耗を考慮した経路を算出する機能を実現する処理において、
前記研削加工に係わる設計データを入力する処理ステップと、
前記研削加工に係わる条件を選定する処理ステップと、
前記第１の研削加工を行う前記第１の処理ステップと、
前記第２の研削加工を行うための前記第２の処理ステップと、
前記第２の研削加工を行うための前記第３の処理ステップと、
前記第３の処理ステップで生成したＮＣデータを設定し、前記第２の研削加工を行うために前記加工装置へ出力する処理ステップと、
を有すること、を特徴とする工具経路算出方法。
【請求項１１】
被削材に対して研削加工する工具を備える加工装置であって、
当該加工装置の動作を制御するための前記工具の経路を含むＮＣデータを生成する情報処理を行う処理部を備え、
前記処理部は、研削中に工具に生じる磨耗を考慮した経路を算出する機能を有し、
前記処理部は、被削材と工具との組合せについて、
（１）第１の形状及びサイズを持つ被削材に対する第１の条件による第１の研削加工を行った結果のデータに基づき、当該第１の研削加工の研削諸元値と工具磨耗量との関係情報を含むデータをデータベースに格納する処理と、
（２）第２の形状及びサイズを持つ被削材に対する第２の条件による第２の研削加工を行うためのＮＣデータを生成する際に、当該第２の研削加工の研削諸元値と、前記データベースの関係情報とをもとに、当該第２の研削加工の工具磨耗量を算出する処理と、
（３）上記第２の研削加工の工具の磨耗を考慮しない経路に対し、上記算出した第２の研削加工の工具磨耗量を反映して、当該工具磨耗量による加工誤差をキャンセルするように補正した当該工具の経路または径を算出し、当該補正後の経路または径を含む加工データに応じたＮＣデータを生成する処理と、を行うこと、を特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ支援製造（ＣＡＭ：Computer Aided Manufacturing）や加工装置の数値制御（ＮＣ：Numerical Control）等の技術に関する。特に、研削工具（砥石等）で材料（被削材）を研削する工程を含む加工装置に対するＣＡＭ及びＮＣデータ生成の情報処理に関する。特に、研削中に工具（砥石）に生じる磨耗に対処するための技術、工具（砥石）の移動の経路を算出・補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＡＭ等に係わる先行技術例として、特開平２−６５９７１号公報（特許文献１）、特開２００３−３１１５９２号公報（特許文献２）、特開平１０−１５８００号公報（特許文献３）等がある。
【０００３】
特許文献１では、以下のような記載がある。従来の技術として、研削加工では砥石（工具）が磨耗するが、この際、研削加工を停止して、砥石の成形・目立てツールであるダイヤモンドを埋め込んだドレッサにより砥石をドレッシングして、その後に再度研削加工する。課題として、この方法では、砥石が磨耗する度に研削加工を中断してドレッシングを行うために効率の良い研削加工ができない。これに対し、特許文献１では、上記ドレッサを砥石の加工点の反対側に配置して、砥石をドレッシングしながら研削加工する。砥石をドレッシングすると砥石の直径が小さくなるので、その減少分、被削材に対する砥石とドレッサの位置を補正しながら研削加工する。砥石が直線的に移動して研削加工を行う平面研削加工では、砥石が磨耗して減少する砥石直径を予め把握しておき、砥石直径減少に伴いその減少分を被削材に近接させながら研削加工する。それと共に、ドレッサについては砥石の軌跡（経路）を補正したのと同じ量を砥石に近接させるようにしている。これにより、機械を停止せずに研削加工しながらドレッシングを行うことで、効率良く、精度の良好な研削加工が達成できることが示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、以下のような記載がある。従来の技術では、軸方向に長いロール材（円筒形状）を研削加工する場合、１回のパス（経路）の中で砥石（工具）の磨耗が進行するので、研削加工開始側のロール径と研削加工終了側のロール径とに仕上がり寸法が異なる。このため研削パスを増やして経験的に寸法を確保しなければならない。これに対し、特許文献２では、砥石駆動モータ負荷電流値と砥石実切込み量の関係を予め求めて数式化しておき、また一方でロールの長手方向の必要除去量を加工位置ごとに求め、研削加工する加工位置に必要な除去量すなわち砥石切込み量を上記の数式に合致するように制御して、研削加工中に被削材であるロールに対する砥石実切込み量を補正していく。これにより、研削加工の過程でロールの寸法を測定せずとも精度良く加工できることが示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３では、以下のような記載がある。非球面レンズ用金型を砥石によって製作するにあたり、ある工程後の砥石の磨耗量を実験により求めて予め加工機の制御装置のメモリに格納しておき、この砥石磨耗量分を加工工程内で補正して精度良く加工する技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−６５９７１号公報
【特許文献２】特開２００３−３１１５９２号公報
【特許文献３】特開平１０−１５８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
背景技術（特許文献１，２，３等）に示される手法は、研削加工中の工具（砥石）の磨耗に対処するための補正を行う手法であるが、いずれも、以下のような技術と捉えることができる。即ち、砥石（工具）が加工対象とする材料（被削材）と砥石（工具）を用いた実際の工作物（製品）の製作・加工の工程に対し、当該製品（被削材）と同じ材質の物を用いて同じ加工装置あるいはこの装置とほぼ同等の仕様の加工装置により、製品の製作・加工と同じ加工手順、すなわち同じ加工工程で加工した際の砥石（工具）の磨耗量のデータを得て、このデータを実際の加工にあたって工具（砥石）の位置などの補正量として使用する技術である。言い換えると、補正用のデータを得る加工のための使用工具（砥石）の順序、工具の軌跡、工具の回転数（研削速度）、工具の送り速度、工具の切込み量などである工程（条件）と、補正用のデータを反映して製品を加工する工程（条件）とを同じとする技術である。製品を用いずにデータ取得のためだけに準備した材料を用いて行う加工である試験（試加工）と製品の加工（実加工）とに分けて繰り返す場合を含む。このような技術について、以下の課題（問題）がある。
【０００８】
（１）第一の問題として、補正用データを得るための試験（試加工）において、製品の加工（実加工）の際と同じ加工装置、研削工具（砥石）の材料・形状など、被削材の材料・形状など、研削工程（パート：刃物による切削と砥石による研削の両方が可能な装置によるいずれかの加工で本例では研削）、及び砥石回転数・送り速度や砥石ドレス間隔などの諸加工条件（以下「条件」と総称する）により、製品と同じ形状の試験品を製作しないと、工具（砥石）の位置等の補正に必要なデータが得られない。試験品の被削材が比較的小さくて安価な場合は、このような手法も可能であるが、実際に製作しようとする物が大きくて高価な場合には、それに応じて費用と時間がかかり、実現困難である。
【０００９】
（２）第二の問題として、実際に製作（実加工）する製品の形状に変更が加えられると、当該変更後の形状による試験片（被削材）を対象として再度試験（試加工）を実行して補正用データを取得する必要が生じる。製品の設計変更が発生する度に試験（試加工）が必要になるので、材料費、工数、及び生産開始までの時間などが多くかかる。
【００１０】
（３）第三の課題として、特許文献１に記載があるような、ドレッサを砥石の加工点の反対側に配置して砥石をドレッシングしながら研削加工する方法（インプロセスドレスと称される方法）においては、砥石が研削加工によって自然に磨耗する量よりも多くの量をドレッサによって除去させながら加工する必要があり（そうしないとドレッサが砥石に接触しない状態が発生してしまう）、砥石を必要以上に減少させる無駄が生じる。
【００１１】
まとめると以下のような課題（問題）がある：
（１）試加工と実加工の条件を同じにする制約による費用等の問題、
（２）製品の設計変更の度の試験による費用や時間等の問題、
（３）インプロセスドレスによる工具（砥石）の必要以上の減少の問題。
【００１２】
以上を鑑み、本発明の主な目的は、上述の研削工具（砥石等）を使用する加工装置に関するＣＡＭ，ＮＣ等において、上述の問題（１）〜（３）等を解決することができる技術、即ち以下のような点を実現できる技術を提供することである：
（１）試加工と実加工の条件を同じにする制約を緩和し、費用等を抑える、
（２）製品の設計変更の度の試験を不必要化または低減し、費用や時間等を抑える、
（３）工具（砥石）を必要以上に減少させないで済み、費用等を抑える。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明のうち代表的な形態は、上述の研削工具（砥石等）を使用する加工装置に関するＣＡＭ，ＮＣ等において、研削加工中に工具に生じる磨耗に対処するために工具の移動の位置・経路等を算出・補正する情報処理を行う方法・装置、等であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、加工装置の研削加工を制御するためのＮＣデータを生成するにあたり、研削中に砥石に生じる磨耗を考慮して砥石が移動する経路を補正・算出する機能（補正後の経路を含むＮＣデータを生成する機能）を備える装置及び対応方法などを提供する。本装置では、被削材に対して使用する砥石（工具）により試加工（簡単な直線溝加工の試験など）を行うことによって得たデータ（砥石磨耗量）及びそれをもとに作成したデータ（予測式や対応表）を用いて、試加工とは条件（形状やサイズなど）が異なる研削加工（実加工）に対応した砥石磨耗量（半径など）を予測により算出する。これにより、研削中の砥石の磨耗を考慮した好適な経路になるように補正し、当該補正後の経路を含むＮＣデータを生成・出力し、当該ＮＣデータにより加工装置を好適に制御する。
【００１５】
本形態の装置は、例えば、被削材に対して研削加工する工具（砥石）を備える加工装置の動作を制御するための前記工具の経路を含むＮＣデータ（加工データ）を生成する情報処理を行う工具経路算出装置であって、研削中に工具に生じる磨耗を考慮した経路を算出する機能を実現する処理部を有する。前記処理部は、被削材（特定の材料種類）と工具（特定の材料種類）との組合せについて、（１）第１の形状及びサイズを持つ被削材に対する第１の条件（加工形態）による第１の研削加工（試加工）を行った結果のデータに基づき、当該第１の研削加工の研削諸元値と工具磨耗量（減少量）との関係情報を含むデータをデータベースに格納する処理と、（２）第２の形状及びサイズを持つ被削材に対する第２の条件（加工形態）による第２の研削加工（実加工）を行うためのＮＣデータを生成する際に、当該第２の研削加工の研削諸元値と、前記データベースの関係情報とをもとに、当該第２の研削加工の工具磨耗量を算出する処理と、（３）上記第２の研削加工の工具の磨耗を考慮しない経路に対し、上記算出した第２の研削加工の工具磨耗量を反映して、当該工具磨耗量による加工誤差をキャンセルするように補正した当該工具の経路または径を算出し、当該補正後の経路または径を含む加工データに応じたＮＣデータを生成する処理とを行う。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のうち代表的な形態によれば、前述の従来の課題（１）〜（３）等に対応した以下のような効果を有する：
（１）試加工と実加工の条件を同じにする制約を緩和し、費用等を抑える、
（２）製品の設計変更の度の試験を不必要化または低減し、費用や時間等を抑える、
（３）工具（砥石）を必要以上に減少させないで済み、費用等を抑える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態のシステム（工具経路算出システム）の全体の概要構成を示す図である。
【図２】本実施の形態で、ＣＡＭシステム（工具経路算出装置）の構成を示す図である。
【図３】本実施の形態で、ＣＡＭシステム（工具経路算出装置）のハードウェア構成を示す図である。
【図４】本実施の形態で、加工装置（マシニングセンタ）（Ｉ/Ｆ接続先（ＮＣ制御対象）の加工装置の例）のハードウェア構成を示す図である。
【図５】本実施の形態で、ＣＡＭシステム（処理部）による工具経路算出処理のフローを示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態で、砥石と被削材との接触状態を含む加工形態について示す説明図であり、（ａ）は第１の加工形態（直線）、（ｂ）は第２の加工形態（円弧外側）、（ｃ）は第３の加工形態（円弧内側）を示す。
【図７】（ａ），（ｂ）は、従来技術に従う方式での、試加工の方法と結果の一例を示す説明図であり、（ａ）は加工形態（直線）、（ｂ）は（ａ）による結果（研削諸元値（ψ）と砥石半径減少量（Ｗ）との関係）を示す。
【図８】（ａ），（ｂ）は、従来技術に従う方式での、砥石半径減少量（Ｗ）の予測結果の一例を示す説明図であり、（ａ）は加工形態（円弧外側）及び研削条件（砥石仕様、周速度、送り速度、切込み量、被削材のサイズなど）、（ｂ）は（ａ）による結果（切込み量（Δ）と砥石磨耗半径（Ｗ）との関係）を示す。
【図９】（ａ），（ｂ）は、本実施の形態での、砥石半径減少量（Ｗ）を予測する第２の方式を示す説明図であり、（ａ）は砥石と被削材との接触弧長さ比率、（ｂ）は（ａ）に基づく予測の結果（切込み量（Δ）と砥石半径減少量（Ｗ１）との関係）を示す。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、使用する砥石の半径（Ｒ）が砥石半径減少量（Ｗ）に与える影響について示す説明図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、本実施の形態での、砥石半径減少量（Ｗ）を予測する第１の方式を示す説明図であり、（ａ）は砥石単位幅あたり体積減少量（ψとＭの関係）、（ｂ）は（ａ）に基づく予測の結果（切込み量（Δ）と砥石磨耗半径（Ｗ２）との関係）を示す。
【図１２】本実施の形態での、経路（Ｐ）や砥石半径減少量（Ｗ）等を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお説明上、適宜、Ｗ：半径、Ｍ：体積、といった記号を使用する。
【００１９】
［概要等］
本実施の形態のシステム（図１，図２等）の工具経路算出装置（ＣＡＤシステム）は、加工装置の研削工具（砥石）の研削加工中の磨耗を考慮した経路を含む、加工装置の制御用の加工データ（ＮＣデータ）を自動的に算出・補正する機能を有する。補正用データを得るための試加工と、補正用データを反映する実加工とで異なる条件（材料の形状やサイズなど）にすることができる。本機能は、試加工のデータ（砥石磨耗体積等）をもとに実加工のデータ（砥石磨耗半径等）を算出（予測）する。
【００２０】
試加工時、被削材−研削工具（砥石）の組合せで、第１の条件で、第１のＮＣデータにより、加工装置で試加工を実行する。試加工（第１の条件）は、例えば小サイズの平板の直線溝加工などの簡易な試験にすることができる。そして試加工の結果データを得て、例えば研削諸元値と砥石磨耗体積との関係を示す関係情報を含むデータをデータベースに格納する。
【００２１】
実加工時、上記データベースの格納データ（関係情報）をもとに、工具の磨耗を考慮した好適な経路を算出し、当該経路を含む対応する加工データを補正し、対応するＮＣデータを生成・出力する。実加工時、試加工時と同じ材料による、被削材−研削工具（砥石）の組合せで、第２の条件で、第２のＮＣデータにより、加工装置で実加工を実行する。実加工（第２の条件）は、大サイズの製品の円弧形状の加工などが可能である。
【００２２】
また特に、補正（予測）に用いるデータ（関係情報）に関する、第１の方式として、被削材−研削工具（砥石）の砥石減少体積を用いる（図１１，図１のＤＢ５０等）。これにより従来技術よりも砥石磨耗の予測誤差を大幅に低減する。
【００２３】
また特に、補正（予測）に用いるデータ（関係情報）に関する、第２の方式として、被削材−研削工具（砥石）の接触弧長さ比率を用いる（図９）。これにより従来技術よりも砥石磨耗の予測誤差を大幅に低減する。
【００２４】
なお第１の方式の方が第２の方式よりも効果が高い（予測誤差が小さい）ため、代表的な形態（図１等）として説明する。
【００２５】
［システム］
図１において、本実施の形態のシステム（工具経路算出システム）１００の全体、及び主要部であるＣＡＤシステム３０の概要構成について示す。本システム１００は、設計・加工データ作成システム１０１を構成する情報処理装置（コンピュータシステム）、及びそれによる制御対象の加工装置２０を含んでいる。本システム１００は、ＣＡＤシステム３０（形状設計装置）と、設計データ（設計データ記憶装置）５１と、ＣＡＭシステム１０（工具経路算出装置）と、ＮＣデータ（ＮＣデータ記憶装置）５２と、ＮＣシミュレータ４０と、ＮＣデータ５２で制御されるマシニングセンタ（加工装置）２０とを有し、これらが通信接続される構成である。５１，５２は、データまたはそのデータの記憶装置を示す。
【００２６】
設計・加工の一般的な流れとしては、まずユーザの操作によりＣＡＤシステム３０の処理を用いて、入手したい任意の部品（対象製品）の形状などが設計され、設計が完了すると、対応する設計データ５１が記憶、出力される。次に、ユーザの操作により、ＣＡＭシステム１０の処理を用いて、設計データ５１をもとに、対象製品を加工（製造）するためのＮＣデータ５２が生成され、記憶され、加工装置２０へ出力される。加工装置２０ではＮＣデータ５２に従って自動的に加工の動作が制御される。
【００２７】
（３０）  ＣＡＤシステム３０は、形状設計装置であり、ＣＡＤ（Computer Aided Design）による形状設計機能を含む情報処理を実現する例えばＰＣ等の装置である。ＣＡＤシステム３０は、ユーザ（ＣＡＤオペレータ等）の操作に基づき、設計データ５１を作成し保持し出力する。
【００２８】
（５１）  設計データ５１は、ＣＡＤデータであり、製作（加工）対象の製品の形状、材質などのデータを含む。設計データ５１は、ＣＡＤシステム３０及びＣＡＭシステム１０内のメモリに保持され、また他の記憶装置に保持されてもよい。
【００２９】
（１０）  ＣＡＭシステム１０は、工具経路算出装置であり、ＣＡＭによる工具経路算出機能を含む情報処理を実現する例えばＰＣ等の装置である。ＣＡＭシステム１０は、ユーザ（ＣＡＭオペレータ等）の操作に基づき、設計データ５１からＮＣデータ５２を作成し保持し出力する。
【００３０】
ＣＡＭシステム１０は、処理部２０１、記憶部２０２、Ｉ/Ｆ部２０３、試加工部２０４Ａ、実加工部２０４Ｂなどを備える。
【００３１】
（５２）  ＮＣデータ５２は、対象の加工装置２０を制御するためのＮＣプログラムを含んで成るＮＣデータである。ＮＣデータ５２は、ＣＡＭシステム１０及び加工装置２０内のメモリに保持され、また他の記憶装置に保持されてもよい。
【００３２】
（４０）  ＮＣシミュレータ４０は、ＣＡＭシステム１０から加工装置２０へＮＣデータ５２を出力する前に、ＮＣデータ５２を動作検証する処理を行い、検証が終了したＮＣデータ５２が加工装置２０に転送される。なお当該検証（ＮＣシミュレータ４０）は省略も可能である。
【００３３】
なお図１のＣＡＤシステム３０とＣＡＭシステム１０を１つに統合した形態や、各機能を別の装置へ分離した形態などが適宜可能である。例えばＣＡＭシステム１０にＣＡＤ機能を備える場合、ＣＡＭシステム１０で設計データ５１を作成してもよい。
【００３４】
（２０１）  処理部２０１は、概略、図示するステップＳ１〜Ｓ６のような情報処理を行う（後述）。特にＳ３，Ｓ４は特徴的な処理である。
【００３５】
（２０２）  記憶部２０２は、必要なデータ情報を保持する。本実施の形態では、設計データ５１、条件情報５３、ＤＢ５０、ＮＣデータ５２などを保持する。
【００３６】
（２０３）  Ｉ/Ｆ部２０３は、外部（特に加工装置２０を含む）との接続の通信インタフェース処理を行う部分である（図３の通信Ｉ/Ｆ装置３０８などを用いる）。Ｉ/Ｆ部２０３は、試加工部２０４Ａや実加工部２０４Ｂからの指示に基づき、通信ネットワークを通じて、加工装置２０やＮＣシミュレータ４０などに対しＮＣデータ５２や指示情報を送信する等の通信処理を行う。
【００３７】
なお本実施の形態では、ＣＡＭシステム１０から加工装置２０へＮＣデータ５２を送信すると、自動的に加工装置２０がＮＣデータ５２に従って加工動作する。またＮＣデータ５２に従って計測装置４を用いて加工中または加工結果の状態の計測も可能とする（手動での計測も可能）。これにより少なくとも砥石磨耗データ等を含む試加工や実加工の結果データ（図２のｋ１，ｋ２）が得られる。なお、加工装置２０やシステムの形態に応じて、加工装置２０からＣＡＭシステム１０等へデータ情報（例えば加工状態や加工結果等のデータ）を送信する形態としてもよい。
【００３８】
（２０４Ａ）  試加工部２０４Ａは、処理部２０１、Ｉ/Ｆ部２０３等を用いて、試加工の際の処理を行う。また試加工のための所定のユーザインタフェース（画面等）を提供する。
【００３９】
（２０４Ｂ）  実加工部２０４Ｂは、処理部２０１、Ｉ/Ｆ部２０３等を用いて、実加工の際の処理を行う。また実加工のための所定のユーザインタフェース（画面等）を提供する。
【００４０】
なお、試加工部２０４Ａ、実加工部２０４Ｂのいずれも基本的な処理の流れは処理部２０１を用いて同様に実現される。加工の条件や処理詳細などは異なる。
【００４１】
（５０）  ＤＢ５０は、ＣＡＭシステム１０（処理部２０１）が工具経路算出処理などを行うにあたって必要なデータ（砥石磨耗量、関係情報２１１など）を格納するデータベースである。特に第１の方式では、砥石磨耗体積データなどを格納する砥石磨耗体積ＤＢ５０である（第２の方式では接触円弧長さ比率情報を含むＤＢ５０）。関係情報２１１となる砥石磨耗体積データは、関数（予測式）や対応表（テーブル）などの形式で作成され格納される（後述）。
【００４２】
ＤＢ５０は、加工装置２０での試加工の結果データｋ１（図２）をもとに作成される。なお結果データｋ１全体をＤＢ５０に格納してもよいし、関係情報２１１に係わる一部の情報のみを格納してもよい。例えば加工装置２０での測定装置４（図２）による測定結果を含む試加工の結果データｋ１がＣＡＭシステム１０に入力・取得され、ＤＢ５０に格納される。そしてユーザまたは一部計算により、関係情報２１１となる関数（予測式）または対応表が作成（設定）されＤＢ５０に格納される。
【００４３】
［試加工・実加工］
図２において、図１の本実施の形態のシステムにおける、試加工と実加工に関する、ＣＡＭシステム１０と加工装置２０との接続構成などを示す。ＣＡＭシステム１０と加工装置２０とが例えばＬＡＮ９０で接続される。
【００４４】
試加工部２０４Ａを用いる試加工では、加工装置２０での研削工具（砥石）１Ａと被削材（部位）２Ａとの組合せを用いて、第１の条件、ＮＣデータｄ１により試加工を行い、その結果データｋ１を得る。試加工（第１の条件）では、例えば小さいサイズの平板のような単純な形状の被削材２Ａを使用して簡易な試験にすることができる。結果データｋ１は、測定装置４により加工状態や加工結果を測定すること等により得られる。なお加工装置２０（測定装置４）とは別の装置（手段）やユーザの作業によって結果データｋ１を取得してもよい。試加工では、異なる研削諸元値（ψ）を用いて２回以上の試験を実行する。これにより、結果データｋ１からＤＢ５０に格納するための関係情報２１１などを得る。関係情報２１１は、例えば研削諸元値（ψ）と砥石磨耗体積（Ｍとする）との関係を示す情報である（第１の方式の場合）。
【００４５】
実加工部２０４Ｂを用いる実加工では、加工装置２０での研削工具（砥石）１Ｂと被削材（部位）２Ｂとの組合せを用いて、第２の条件、ＮＣデータｄ２により実加工を行い、その結果データｋ２を得る。結果データｋ２は、同様に測定装置４等により得られる。実加工では、研削工具１Ｂと被削材２Ｂの組合せの材質（種別）を試加工の組合せ（１Ａ，２Ａ）と同じとした上で、試加工とは異なる形状（例えば円弧）やサイズ（例えば大きいサイズ）の被削材２Ｂを使用し、異なる加工形態とすることができる。ＮＣデータｄ２は、処理部２０１で生成したＮＣデータ５２に対応する。
【００４６】
加工装置２０での結果データ（ｋ１，ｋ２）は、ＣＡＭシステム１０に入力され、ＤＢ５０等に格納される。結果データ（ｋ１，ｋ２）の入力は、Ｉ/Ｆ部２０３等を介した自動的な通信処理によるものとしてもよいし、ユーザ入力としてもよい。
【００４７】
なお本実施の形態では、加工装置２０で試加工と実加工の両方を実行する。これに限らず、試加工は、ＤＢ５０に格納する必要なデータを得ることができるのであれば、別の装置（手段）で実行してもよい。試加工は、組合せの材質などの基本的な条件を同じにした上で、実加工の条件とは異なる簡易な試験にできるので、簡易な構成の加工装置でも可能である。
【００４８】
［処理部２０１］
図１の処理部２０１での処理フローは以下である（Ｓ１等は処理ステップを表す）。また図２では、図１の処理部２０１（処理フロー）に対応する各処理部として、データ入力部１１（Ｓ１対応），条件選定部１２（Ｓ２対応），演算部１３（Ｓ３，Ｓ４対応），ＮＣデータ設定部１４（Ｓ５対応）を有する構成を示している。
【００４９】
（Ｓ１）  Ｓ１では、データ入力部１１によるデータ入力処理として、ＣＡＤシステム３０からの設計データ５１等をもとに、設計データ（対象製品形状などのデータ）、材料データ（被削材の材料などのデータ）、素材形状データ（被削材の形状などのデータ）などの必要なデータ情報を入力／取得する。なお材料データと素材形状データに関してはＣＡＭシステム１０でユーザ（ＣＡＭオペレータ）が作成する場合もある。
【００５０】
またＳ１では、併せて、必要な加工装置２０や工具（砥石）等に関するデータを入力してもよい（Ｓ２で入力してもよい）。
【００５１】
（Ｓ２）  Ｓ２は、条件選定部１２による条件選定処理として、Ｓ１の入力データを用いた加工（製作）に係わる全般的な条件を選定（設定）する処理を行う。特に、加工部位（被削材）、使用する研削工具（砥石）、加工条件（ここでは対象の研削工程（パート）に関する諸条件）などを選定する。Ｓ２で、一部の情報の選定についてはユーザ入力により行う。Ｓ２の選定は、ユーザがその都度入力してもよいし、外部からの情報や予め設定された情報を用いて自動的に行ってもよい。Ｓ２で選定した各情報は条件情報５３として記憶部２０２に保持され以後の演算で使用される。
【００５２】
またＳ２では、条件の１つとして加工形態を選定してもよい。ここでの加工形態とは、被削材の形状（平板、円弧等）に応じた、工具（砥石）の移動の形態（軸の軌跡が直線か円弧か等）を含む（後述、図６等）。
【００５３】
（Ｓ３）  Ｓ３では、演算部１３により、実加工の加工装置２０の工具が砥石であるパート（工程）について、Ｓ２の選定条件に基づき、磨耗を考慮しない工具（砥石）の経路の算出を行う。また、求めた工具（砥石）の経路から、一種類の加工の形態が継続している間に対応した工具（砥石）の加工距離（研削距離）（図１２）を、加工形態が変わるごとに算出する。なおＳ３では、算出の前提として、加工形態（直線／円弧外側／円弧内側などの違い）に関する決定も含む（Ｓ２までで済んでいる場合は不要）。
【００５４】
（Ｓ４）  Ｓ４では、演算部１３により、Ｓ３の結果をもとに、砥石加工データ補正処理を行う。即ち、ＤＢ５０の関係情報２１１等を参照しながら、試加工時の砥石磨耗の関係情報（ψ，Ｍ）と、実加工の研削諸元値（ψ）とをもとに、実加工時の砥石磨耗の体積（Ｍ）等を予測する計算をする。これにより、Ｓ３で求めた補正前の磨耗を考慮しない工具経路を含む加工データを、磨耗を考慮した工具経路を含む内容となるように補正する。
【００５５】
（Ｓ５）  Ｓ５では、ＮＣデータ設定部１４により、Ｓ４までの結果をもとに、ＮＣプログラムを生成し、ＮＣデータ５２を設定する処理を行う。尚ここでの設定とは、加工装置２０に対して設定（反映）するためのＮＣデータ５２を生成して記憶部２０２に一旦格納してから加工装置２０へ出力することを指す。
【００５６】
（Ｓ６）  Ｓ６では、処理部２０１は、対象製品の加工（制御）のために必要な一連の全てのＮＣデータ５２が生成及び設定されたかどうかを判定する。別の加工部位や工程がある場合（Ｎ）、Ｓ２に戻ってＳ２〜Ｓ５の処理を繰り返す。全てのＮＣデータ５２の生成及び設定を終えた時点で（Ｙ）、記憶部２０２のＮＣデータ５２は、Ｉ/Ｆ部２０３の処理、及びＬＡＮ９０を介して、加工装置２０へ出力（転送）される。そして加工装置２０でＩ/Ｆ部５を通じて当該ＮＣデータ５２を受け取り、当該ＮＣデータ５２に従って自動的に加工の動作が制御される。即ち、実加工の際、ＮＣデータｄ２により、対象部位（被削材）２Ｂが研削工具（砥石）１Ｂにより設計データ５１に基づく所望の形状に加工される。
【００５７】
なお上記処理例に限らず、研削工具（砥石）を用いるパート（工程）のみに対応した部分的なＮＣデータ５２を生成して加工装置２０へ設定する形態としてもよい。
【００５８】
［ＣＡＭシステム］
図３で、ＣＡＭシステム１０のハードウェア構成として、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、磁気ディスクドライブ３０４、磁気ディスク３０５、光ディスクドライブ３０６、光ディスク３０７、通信Ｉ/Ｆ装置３０８、プリンタ３０９、キーボード３１０、マウス３１１、ディスプレイ３１２、及びバスなどを備える構成である。
【００５９】
図２の処理部２０１等は、ＣＰＵ３０１が磁気ディスク３０５や光ディスク３０７やＲＯＭ３０２からデータをＲＡＭ３０３へロードしてプログラム処理を実行することにより実現される。記憶部２０２は、ＲＯＭ３０２やＲＡＭ３０３や磁気ディスク３０５や光ディスク３０７など及びその制御処理により実現される。例えば磁気ディスク３０５の一部に、ＣＡＭ機能（従来技術）や処理部２０１の機能などを実現するプログラム３２１や、ＤＢ５０を含む各データ３２２が記憶される。
【００６０】
通信Ｉ/Ｆ装置３０８は、通信ネットワーク（ＬＡＮ）９０を通じて他の装置とデータ通信する処理を行う公知の要素である。マウス３１１やキーボード３１０は、ユーザがデータや指示の入力に用いる。ディスプレイ３１２やプリンタ３０９は、試加工部２０４Ａや実加工部２０４Ｂの処理に基づき、画面／紙面に各種データ（５０〜５２）やユーザインタフェース情報を表示／印刷出力する。ユーザインタフェース情報としては、例えばＳ１，Ｓ２等の各処理のデータ情報や指示の入出力や、ＤＢ５０の格納データの入出力などを含む。例えばユーザによる関係情報２１１の式や表の設定も可能とする。
【００６１】
［加工装置］
図４で、加工装置であるマシニングセンタ２０について説明する。ＣＡＭシステム１０のＩ/Ｆ部２０３（通信Ｉ/Ｆ装置３０８）から、通信ネットワーク（ＬＡＮ）９０を経由して、加工装置２０のＩ/Ｆ部５と接続される。Ｉ/Ｆ部５は、通信ネットワーク（ＬＡＮ）９０との接続・通信処理を行い、外部からＮＣデータ５２を受信し、記憶し、処理する。加工装置２０は、ＣＡＭシステム１０から受信したＮＣデータ５２の処理に従って自動的に動作する。加工装置２０は、研削工具１や切削工具３を含む各部を、ＮＣデータ５２による経路に従って動かす。なお加工装置２０におけるＮＣデータ５２を処理して動作する機構は公知技術を適用可能であるため説明は省略する。
【００６２】
加工装置２０は、研削、切削、測定などを含む各種の工程のための機構として、研削工具１、切削工具３、計測装置４などを備える。研削工具１は、図１の１Ａ，１Ｂに対応する。本実施の形態では、特徴的な処理を行う対象は、研削工具（砥石）１を用いた研削の工程（パート）である。なお当然ながら切削工具３を用いた加工もＮＣデータ５２の指示により同様に可能となっている。
【００６３】
研削工具１は、被削材（２Ａ，２Ｂ）を研削加工するための工具であり、例えば円筒形状の砥石である。砥石の形状や動作については図６等に示される。
【００６４】
加工装置２０に備える測定装置４は、研削工具（砥石）１等を用いた加工結果における研削工具（砥石）１の長さや径などの寸法を計測する。同様に、被削材の長さや径などの寸法を計測する測定装置を設けてもよい。測定装置３で計測した結果を含む結果データがＣＡＭシステム１０に入力・取得される。なお上記計測は、別の装置やシステムで実現し、当該計測結果をＣＡＭシステム１０等に入力する形としてもよい。
【００６５】
また他の実施の形態として、ＣＡＭシステム３０の機能（処理部２０１相当）を加工装置２０に一体化した形態も可能である。即ちこの形態では、既存の工具経路（砥石の磨耗を考慮しない経路）を含むＮＣデータを、加工装置２０の備える機能（処理部２０１相当）により、砥石の磨耗を考慮した経路を含むＮＣデータとなるように補正する。
【００６６】
［処理］
図５では、ＣＡＭシステム１０の処理部２０１における図１のＳ３，Ｓ４を含む処理に関する詳細処理例について説明する。前提として試加工によるデータ（関係情報２１１）がＤＢ５０に格納済みであり、実加工のためのＮＣデータ５１（ｄ２）を得るために本処理を実行する。
【００６７】
（Ｓ１０１）  まずＳ１０１では、データ入力部１１や条件選定部１２を用いて、設計データ５１や条件情報５３等を入力／取得する。ここでは、加工前の被削材の形状、加工後の被削材（製品）の形状、及び加工に使用する研削工具１の形状、等の情報を含む。
【００６８】
（Ｓ１０２）  Ｓ１０２では、処理部２０１は、対象製品の製作工程全体（複数の工程から成る）のうちの該当工程が、使用する工具が砥石（研削工具１）であるパートかどうかを判定する。工具が砥石でない場合（例えば切削工具３によるパートの場合）、本特徴的な処理（演算部１３によるＳ１０３〜Ｓ１０５等の処理）は行わないため、Ｓ１０６に進み、Ｓ１０６で一般のＣＡＭがＮＣデータを生成するのと同様の内容の処理を行う。
【００６９】
（Ｓ１０３）  Ｓ１０３では、演算部１３を用いて、設計データ５１や条件情報５３をもとに、実加工における工具（砥石）の磨耗を考慮しない経路（基本的な経路、補正前の経路）を算出する。またこの算出の際、関連する加工形態（直線／円弧外側／円弧内側など）や加工距離の決定も含む。
【００７０】
（Ｓ１０４）  Ｓ１０４では、演算部１３を用いて、まず実加工の研削諸元値ψ（プサイ）を算出する。ψについては後述の図７等で示される。また、演算部１３を用いて、ＤＢ５０の格納データ（関係情報２１１）を参照し、上記実加工の研削諸元値ψから、実加工の砥石磨耗体積（Ｍ）を予測（算出）する。そして、演算部１３を用いて、その結果の体積（Ｍ）を砥石半径減少量（Ｗとする）に換算する。ＤＢ５０の関係情報２１１は、砥石半径減少量（Ｗ）を計算するために必要なデータとして、試加工時の研削諸元値ψと砥石磨耗体積（Ｍ）との関係が関数または対応表の形式で記述されている（例えば図１１（ａ）に示すψとＷ２の指数関数）。
【００７１】
（Ｓ１０５）  Ｓ１０５では、演算部１３を用いて、Ｓ１０３の補正前の工具の経路（または対応する径）を、Ｓ１０４の結果（Ｗ）を用いて、磨耗を考慮した経路（または対応する径）となるように補正する。即ち、経路上の工具（砥石）の位置を、砥石半径減少量（Ｗ）の分、被削材の方へ近付けるように修正する。なおＮＣデータ５２に係わる工具（砥石）の経路と径は、簡単な計算で換算可能である。
【００７２】
またＳ１０５での補正後の経路を定めるに際しては、時間軸に沿って全体的になめらかな経路となるようにする（階段状の経路にはしないようにする）。設計データ５１に基づく基本の経路における一点から次の移動点への経路（例えば図１２の点ｐからｑに対応する経路）に対して、上記の砥石半径減少量（Ｗ）の分を、移動距離（加工距離）に比例して配分して、なめらかな（連続的に変化する）経路となるように補正する。例えば図１２の補正前の経路Ｐ１から補正後の経路Ｐ２となる（平板の場合）。
【００７３】
（Ｓ１０６）  Ｓ１０６では、演算部１３を用いて、上記Ｓ１０５までの結果をもとに、補正後の工具経路を含む補正後の加工データに対応するＮＣプログラムを生成する処理を行う。そして生成されたＮＣプログラムを含むＮＣデータ５２として記憶する。
【００７４】
（Ｓ１０７）  Ｓ１０７では、処理部２０１は、次の加工部位の有無を判定し、有る場合（Ｎ）はＳ１０１へ戻って同様に処理を繰り返し、無い場合（Ｙ）は終了する。
【００７５】
［研削諸元値ψ］
前記Ｓ１０４の研削諸元値ψを算出する処理に関して、研削諸元値ψは、加工形態に応じて、以下の数式１〜数式３によって算出される：
（１）直線の加工の場合（第１の加工形態）：
ψ=(ｖ/Ｖ)(Δ/２Ｒ)      ・・・（数式１）
（２）円弧外側の加工の場合（第２の加工形態）：
ψ=(ｖ/Ｖ)[Δ｛(１/２Ｒ)＋(１/２ｒ)｝      ・・・（数式２）
（３）円弧内側の加工の場合（第３の加工形態）：
ψ=(ｖ/Ｖ)[Δ｛(１/２Ｒ)−(１/２ｒ)｝      ・・・（数式３）。
【００７６】
上記数式における記号の意味については下記の図６等で説明する。
【００７７】
［加工形態］
図６は、各種の加工形態や条件などについて模式的に示している。本システムの特徴の１つとして、図６（ａ）のような直線（平板）の形態の試加工のデータ（関係情報２１１）から、図６（ｂ），（ｃ）のような円弧（外側／内側）の形態の実加工のデータを予測する。
【００７８】
図６（ａ）は、第１の加工形態として、平板（直線の溝の加工）の場合である（図７（ａ）とも対応する）。１ａは、円筒（ないし円盤等）の形状の砥石（研削工具１）を示す。２ａは、平板形状の被削材（加工部位）を示す。特に試加工でこの加工形態を用いるので前述の１Ａ，２Ａと対応する。図６（ａ），（ｂ），（ｃ）の砥石１ａは同じである。
【００７９】
図６（ａ）で、数式１に対応する記号として、Ｒ：半径、Δ（デルタ）：切込み量、Ｖ：周速度、ｖ：送り速度（移動速度）を示す。半径Ｒの砥石１ａが周速度Ｖで回転しながら、被削材２ａに対してΔの切込みを与え、移動速度ｖで直線運動している状態を示している。
【００８０】
図６（ｂ）は、第２の加工形態として、円弧外側（凸面）の加工の場合である（図８（ａ）とも対応する）。２ｂは、円弧外側（凸面）形状の円筒の被削材を示す。特に実加工でこの加工形態を用いることができるので、前述の１Ｂ，２Ｂと対応する。
【００８１】
図６（ｃ）は、第３の加工形態として、円弧内側（凹面）の加工の場合である。２ｃは、円弧内側（凹面）形状の被削材を示す。特に実加工でこの加工形態を用いることができるので、前述の１Ｂ，２Ｂと対応する。
【００８２】
図６（ｂ）では、ｒは被削材２ｂ側の半径である。半径Ｒの砥石１ａが周速度Ｖで回転しながら、半径ｒの被削材２ｂに対して、Δの切込みを与え、移動速度ｖで円弧軌跡を描きながら運動している状態を示している。本状態では、円筒形状の被削材２ｂの中心と砥石１ａの円弧軌跡の中心とが一致している。図６（ｂ）に示す記号が数式２と対応する。
【００８３】
図６（ｃ）では、図６（ｂ）と逆で、円弧内側形状の被削材２ｃに対して、半径Ｒの砥石１ａが周速度Ｖで回転しながらΔの切込みを与え移動速度ｖで円弧軌跡を描きながら運動している状態を示している。本状態では、円弧内側形状の被削材２ｃの中心と砥石１ａの円弧軌跡の中心とが一致している。図６（ｃ）に示す記号が数式３と対応する。
【００８４】
なお簡単のために、図６（ｂ），（ｃ）では、砥石１ａの円弧状の軌跡（経路）の中心と、被削材２ｂ，２ｃの研削前の円弧形状の中心とが一致の場合を示しているが、両者の中心が一致していない場合も可能である。
【００８５】
研削諸元値ψは、被削材の切り屑の厚さを求める近似式の一部である。同じ砥石の場合、ψが大きくなるほど砥石に作用する抵抗が大きくなり、よって砥石の磨耗が大きくなる傾向を示す（図７（ｂ）等）。
【００８６】
ここで、図６（ａ）の平板（直線）の加工形態で、条件（研削諸元値ψ）を変えて数回（少なくとも２回）の試験（試加工）を行う。すると、研削諸元値ψと砥石１ａの磨耗量との関係を得ることができる。また、このψと砥石磨耗量との関係は、指数関数として整理することができる（図７（ｂ）等）。よって、ある工具（砥石）１Ａと被削材２Ａとの組合せで、図６（ａ）の例のような試加工を行い、その結果データ（ｋ１）による、指数関数の式（予測式）を、ＤＢ５０に関係情報２１１として格納しておく。これにより、別の加工（実加工）に際し、この式（関係情報２１１）を用いて、砥石１ａの磨耗量を予測することができる（前記Ｓ１０４）。特に、図６（ｂ），（ｃ）のように円弧状の軌跡（経路）で砥石１ａが移動する形態の場合にも、数式２や数式３から計算されるψに対応する砥石１ａの磨耗量を、上記直線の試加工による式（関係情報２１１）によって予測することができる。第１の方式では上記磨耗量として体積（Ｍ）の形式である。関係情報２１１をＤＢ５０に格納する形式は、上記の指数関数の式を対応表（テーブル）にした形式としてもよい。
【００８７】
［課題（従来方式）］
ここで、従来技術に従い、被削材として「インコネル７１８」（図７、研削条件）に代表されるような耐熱合金に上述の方式、すなわち、図７に示す平板形状の加工データから得た、研削諸元値ψと砥石半径減少量Ｗの関係の実験式に、円弧形状の加工に適用するψの値を数式２あるいは数式３から求めて単純に代入する方式、を適用する試みを行ったところ、以下のような課題があった。以下図７，図８を用いてこの従来方式の課題について詳述する。
【００８８】
図７（ａ）は、図６（ａ）のような平板の被削材２ａに対して円筒状の砥石１ａにより直線溝加工（試加工）を行う場合を示す。図７（ｂ）は、その研削条件と、結果（ψとＷの関係）を示す線図である。ψは数式１による。Ｗは砥石半径減少量（砥石磨耗半径）である。
【００８９】
図７（ｂ）に示すように、研削条件として、砥石（研削工具１）は、粒度が４６、硬さがＨ、組織が１０で、サイズは半径が６０mm、厚さが６mmのセラミック砥石を用いる。そして、砥石の周速度Ｖが３０m/sec、送り速度ｖが２１０〜６３０mm/min、切込み量Δが０．２〜６．０mmといった条件としてデータを得た。研削距離は７０mmである。被削材２ａはインコネル７１８ＡＧ材（時効処理材）である。そして、次の数式４（指数関数）による、砥石半径減少量Ｗ［mm］の値を得て、データベースとした。
【００９０】
Ｗ＝０．００６９ｅ０．６９８ψ      ・・・（数式４）
砥石半径減少量Ｗは、例えば図１０（ａ）から図１０（ｂ）への変化のような磨耗による砥石１ａの半径Ｒの減少量を示す。あるいは同様に図１２のような砥石１ａの半径Ｒの減少量を示す。
【００９１】
ここで、数式２から図６（ｂ）のような円弧外側を加工する場合のψを求め、数式４に代入することで、砥石磨耗半径（Ｗ）を求めた。また、対応して実際に砥石１ａと被削材２ｂを図８（ａ）に示す研削条件内の物として、円筒形状の被削材２ｂを加工した場合の結果が図８（ｂ）である。
【００９２】
図８で用いた砥石１ａは、図７（ａ）で用いたのと同じセラミック砥石である。研削諸元（ψ）は、周速度Ｖが３０m/sec、送り速度ｖが砥石１ａと被削材２ｂとの接触点で４２０mm/minである。被削材２ｂは、図７（２ａ）で使用したのと同じインコネル７１８ＡＧ材である。
【００９３】
図８（ｂ）の結果に示すように、切込み量Δが例えば２．０mmの箇所において、予測誤差が１０７％と大きくなった。この結果をもとに工具経路を補正すると、切込み過大となってしまう。なお［予測誤差］＝（［予測値］−［実験値］）／［実験値］である。
【００９４】
上述のように、従来技術に従い、平板形状の場合の加工データをもとに、円弧形状の場合の加工データを単純に予測する方式では、予測誤差が大きく、適切な工具経路の補正ができない。
【００９５】
［第２の方式］
次に、図９以下を用いて、上記の従来技術に従う方式（図７，図８）による過大な予測誤差を縮小する（言い換えると砥石半径減少量（Ｗ）の予測精度を向上する）、本実施の形態の第１、第２の方式について説明する。図９では第２の方式に関して示し、図１１ではより効果の大きい第１の方式について示す。
【００９６】
図９で、第２の方式として、砥石１ａと被削材２（２ａ，２ｂ）との接触長（接触弧長さ）の比率（Ｌ２／Ｌ１）を用いて、砥石磨耗半径（Ｗ）を計算（予測）する。これにより、図９（ｂ）に示すように、予測誤差を１８％に減少させる効果が得られた。
【００９７】
図９（ａ）で、（１）は、前述の図６（ａ）と同様に、砥石１ａが平板の被削材２ａを直線移動して研削する状態を示している。一方、（２）は、前述の図６（ｂ）と同様に、砥石１ａが円弧外側の形状の被削材２ｂの外周を円軌跡で移動して研削する状態を示している。（１）における砥石１ａと被削材２ａとの接触弧長さＬ１は、（２）における砥石１ａと被削材２ｂとの接触長さＬ２よりも長い（Ｌ１＞Ｌ２）。即ち、接触弧長さ（Ｌ１，Ｌ２）は、（２）の円弧外側の場合（Ｌ２）の方が（１）の直線の場合（Ｌ１）よりも短い。
【００９８】
研削工具（砥石）１の切れ刃となる砥粒の接触時間は、（１）の直線の研削よりも（２）円弧外周を研削した場合のほうが短くなる。被削性が良い材料（被削材２）の研削にあたっては、この接触弧長さ（Ｌ１，Ｌ２）は砥石１の磨耗による半径減少量（Ｗ）に与える影響が小さいが、難削材であるインコネル７１８のようにＮｉ基の耐熱合金を研削した場合、この被削材２と砥石１の接触弧長さ（Ｌ１，Ｌ２）は砥粒の磨耗に大きく影響を与えると考えられる。
【００９９】
そこで、第２の方式として、前述の従来の手法（図７，図８）に基づく砥石磨耗半径（Ｗ）の算出式に対して、上述の接触弧長さ比率（Ｌ２／Ｌ１）を導入（掛算）する、以下の数式５により、当該接触弧長さ比率により補正した砥石磨耗半径（Ｗ１とする）を計算する。
【０１００】
Ｗ１＝（Ｌ２／Ｌ１）Ｗ      ・・・（数式５）
図９（ｂ）は、上記Ｗ１による結果（ΔとＷ１との関係）である。この第２の方式では、上記比率を導入したことにより、切込み量Δが例えば２．０mmの箇所において、予測誤差が１０７％（従来）から１８％まで大きく縮小した。即ち、従来の過大な予測誤差を縮小し、砥石半径減少量（Ｗ）の予測精度を向上できた。
【０１０１】
［第１の方式］
上記の第２の方式によって大きな向上の効果が得られたが、まだ１８％の予測誤差がある。この予測誤差をさらに縮小する第１の方式について、以下図１１等を用いて説明する。第１の方式は、第２の方式の接触弧長さ比率（Ｌ２／Ｌ１）を要素として内包した方式であり、砥石減少体積（Ｍ）を用いて計算（予測）する方式である。第１の方式により、図１１に示すように、更に予測誤差を８％に縮小させる効果が得られた。なお従来の方式の砥石磨耗半径Ｗ、第２の方式の補正による砥石磨耗半径Ｗ１に対し、第１の方式では、砥石磨耗体積Ｍ、補正による砥石磨耗半径Ｗ２、で表す。
【０１０２】
［半径Ｒ，砥石磨耗半径Ｗ］
まず図１０（ａ）〜（ｄ）は、使用する砥石の半径（Ｒ）が砥石半径減少量（Ｗ）に与える影響について示す。各記号は図９までと同様である。（ａ）の砥石１ａは前述同様の円筒形状の場合であり、半径Ｒ１である。点ｐ−ｑは、被削材２ａ（平板）を切込み量Δで研削する際の面（線）を示し、対応する加工距離を示す。砥石１ａは、周速度Ｖで回転し移動速度ｖで被削材２ａに対して切込み量Δで直線運動を行い、ｐ−ｑの部分を除去しようとしている。
【０１０３】
（ｂ）は（ａ）の加工結果である。（ｂ）の砥石１ａ’は、（ａ）の砥石１ａにより研削した後の状態を示し、研削加工中に砥石１ａが磨耗するので、加工開始前の半径Ｒ１から加工終了後の半径Ｒ２へ減少している。ε（ε１）は磨耗の影響による削り残し厚さ（誤差）を示す。Ｐは砥石１ａの移動の経路を示す。
【０１０４】
（ｃ）は（ａ）と同様の配置であるが、（ｃ）の砥石１ａは半径Ｒ３が（ａ）の砥石１ａの半径Ｒ１よりも小さい（Ｒ１＞Ｒ３）。
【０１０５】
（ｄ）は、（ｃ）の砥石１ａで（ａ）と同様の（ｃ）の配置で研削を開始し、（ｂ）と同様に研削が終了した位置（状態）を示す。（ｄ）の砥石１ａ’の半径Ｒ４は、（ｃ）の砥石１ａの半径Ｒ３から減少している。誤差はε２であり、ε１よりも大きくなる（ε１＜ε２）。
【０１０６】
上記のように、被削材の同じ部分を除去（研削）しようとする場合、半径Ｒが小さい砥石を用いた方が半径減少量が大きくなり、削り残し（ε）も大きくなる。これは、半径Ｒの小さい砥石の方が、砥石の作用面（研削を行う面）に存在する砥粒の数が少なくなるため、１個の砥粒が被削材に接触している長さが大きくなり、砥石の磨耗が大きくなるためである。
【０１０７】
よって、砥石の磨耗の大きさを予測するために用いるＤＢ５０のデータ（関係情報２１１）としては、研削諸元値ψに対する砥石半径減少量（従来のＷ）ではなく、砥石体積減少量（Ｍ）とした方が、より適切となる。１個の砥粒が研削不能となるまでに除去できる被削材の体積は同じであるから、被削材の除去体積が同じであれば、砥石の半径にかかわらず砥石が減少する体積も同じになると推定できる。
【０１０８】
［砥石磨耗体積Ｍ］
図１１（ａ），（ｂ）は、第１の方式について示す。図１１（ａ）では、前記図７，図８で示した従来方式によるψとＷの関係（線図）を、ψと砥石減少体積Ｍとの関係に換算した線図を示す。ψは前述同様の値、Ｍは砥石単位幅当たり体積減少量（［mm3/mm］）である。
【０１０９】
図１１（ａ）の線図から、以下の数式６に示す近似式を得ることができる。Ｗ２は、砥石減少体積Ｍに基づき補正した砥石減少半径Ｗを示す。
【０１１０】
Ｗ２＝２．５８７ｅ０．６９９ψ      ・・・（数式６）
図１１（ｂ）は、上記の数式６を用いて砥石減少体積Ｍから砥石半径減少量Ｗ２を計算し、図９（ｂ）の実験値と比較して示した線図である。これにより、図１１（ｂ）のように、砥石磨耗半径の予測を８％以下の予測誤差で実現することができた。第２の方式に対して更に誤差を縮小できた。
【０１１１】
前述の図１，図５等の構成では、上記ψとＭの関係を示す関係情報２１１をＤＢ５０（砥石磨耗体積ＤＢ）の格納データとして適用し、Ｓ４（Ｓ１０４）では当該関係情報２１１を参照して砥石磨耗半径Ｗ（Ｗ２）を予測（算出）している。このような第１の方式に基づき、図６（ｂ），（ｃ）のような曲面（円弧）の研削（実加工）においても、図１１（ｂ）のような小さな予測誤差で、砥石磨耗半径（Ｗ２）を得て、対応する工具経路（または工具径）データを補正することができる。第１の方式を用いるＣＡＭシステム１０等の構成により、工具（砥石）１の磨耗を考慮して精度良く補正した工具経路を生成・出力し、加工装置２０の研削動作を好適に制御し、高品質の加工品を得ることができる。
【０１１２】
［経路等］
図１２は、本実施の形態の補足として、補正前後の工具経路や加工距離や工具径補正量などについて示す。基本的に図１０（ａ），（ｂ）に対応した経路Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）などを示している。図１０（ａ）の被削材２ａ（平板）の加工前、砥石１ａの磨耗前（半径Ｒ１）の状態から、図１０（ｂ）の加工後、砥石１ａの磨耗後（半径Ｒ２）の状態への変化に対応している。簡単のため、平板（直線）の加工の場合で示すが、円弧の場合も同様である。
【０１１３】
Ｐ１は、図１０（ａ）から（ｂ）への変化に対応した、砥石１ａの磨耗を考慮しない経路（補正前の経路）（点ａから点ｂまで）である。図１０（ｂ）のように、被削材２ａは理想的な切込み量Δを得られず、削り残し（ε１）が生じる。ここでは半径減少量（差分：Ｒ１−Ｒ２）をＸで示す。
【０１１４】
Ｐ２は、本実施の形態（第１の方式）による、上記の砥石１ａの磨耗（Ｒ１→Ｒ２）を考慮した経路（補正後の経路）（点ａから点ｃまで）である。砥石１ａの半径減少量Ｘの分、砥石１ａの位置が被削材２ａに近付く方向へ寄せられる。被削材２ａは理想的な切込み量Δが得られる。半径減少量Ｘは、当該経路の補正（Ｐ１→Ｐ２）に対応した、工具径の補正量に対応する。
【０１１５】
なお加工データ（ＮＣデータ５２）の補正の考え方において、補正対象は経路または径で同様となる。経路をＰ１からＰ２のように補正することは、砥石の径（Ｒ）で考えると、Ｐ１のような基本の経路をもとに、半径Ｒ１からＲ２への減少量Ｘを工具径補正量として、各時点の減少量で砥石の中心軸の位置（点ａなど）を被削材側へ近付ける方向（図１２では下側）へと修正することに相当する。結果、直線の加工の場合であればＰ２のような経路になる。円弧の加工の場合であれば曲線の経路になる。
【０１１６】
［効果等］
以上説明したように、本実施の形態によれば、（１）試加工と実加工の条件を同じにする制約を緩和し、費用等を抑えることができ、（２）製品の設計変更の度の試験を不必要化または低減し、費用や時間等を抑えることができ、（３）工具（砥石）を必要以上に減少させないで済み、費用等を抑えることができる。
【０１１７】
特に、試加工（簡易な試験）で得たＤＢ５０のデータから、実加工時の砥石磨耗量（半径Ｗ）を計算（予測）し、工具の経路（または径）の補正に用いる。よって、実加工と同じ条件で補正用データを取得する必要がある従来の方式で必要な工数や材料などが不要になる。
【０１１８】
また、試加工が困難な大サイズの製品を製作する場合にも、砥石の磨耗を考慮して補正した経路を実サイズの試験片の研削加工をせずに得られるので、加工開始準備時間を大幅に短縮できる。
【０１１９】
さらに、砥石磨耗補正（工具経路補正）の機能を自動的に実現している。よって、先行技術例のように、研削加工中に加工装置の動作を一旦停止させて、砥石を成形する作業、あるいは、砥石や被削材の寸法を測定して砥石磨耗量を把握して加工データを補正する作業、等の必要が無く、人の手間が減少し、加工能率の低下を招かない。
【０１２０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に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ことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、ＣＡＭやＮＣ、研削を行う加工装置などのシステムに利用可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１，１Ａ，１Ｂ，１ａ，１ａ’…砥石（研削工具）、２，２Ａ，２Ｂ，２ａ，２ｂ，２ｃ…被削材、３…切削工具、４…測定装置、５…Ｉ/Ｆ部、１０…ＣＡＭシステム（工具経路算出装置）、１１…データ入力部、１２…条件選定部、１３…制御部、１４…ＮＣデータ設定部、２０…マシニングセンタ（加工装置）、３０…ＣＡＤシステム（形状設計装置）、４０…ＮＣシミュレータ、５０…ＤＢ（砥石磨耗体積データベース）、５１…ＣＡＤデータ、５２…ＮＣデータ、５３…条件情報、９０…ＬＡＮ、１００…本システム（工具経路算出システム）、１０１…設計・加工データ作成システム、２０１…処理部、２０２…記憶部、２０３…Ｉ/Ｆ部、２０４Ａ…試加工部、２０４Ｂ…実加工部。
【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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【図１２】
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