(57)【要約】【課題】薄板ワークの円滑な加工が可能な薄板ワーク加工用のデータ補正方法ならびにそれを用いた薄板ワークの加工方法、および薄板ワークの加工装置を提供する。【解決手段】本発明の薄板ワーク加工用のデータ補正方法は、薄板ワークの３次元実測データを図面データに一致させることが可能な補正マトリックスに基づいて、初期加工部位データを指令毎に補正し、補正後の加工部位に関する第１補正加工部位データを生成するステップと、当該第１補正加工部位データが薄板ワークの加工が可能な所定の許容範囲を超えたか否かを判定するステップと、第１補正加工部位データが前記許容範囲を超えた場合に、第１補正加工部位データをキャンセルし、前記初期加工部位データにおける前記加工部位の形状が変化しないように当該加工部位全体の位置を補正し、補正後の加工部位に関する第２補正加工部位データを生成するステップを含む。【選択図】図１１
2013167935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板ワークにおけるあらかじめ定められた加工部位を加工するためのデータを補正するデータ補正方法であって、
加工のために固定された前記薄板ワークの位置および形状を測定して、３次元実測データを求めるステップと、
前記３次元実測データを前記薄板ワークに関するあらかじめ定められた図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成するステップと、
前記補正マトリックスに基づいて、前記図面データにおけるあらかじめ定められた前記加工部位に関する初期加工部位データを指令毎に補正し、補正後の前記加工部位に関する第１補正加工部位データを生成するステップと、
前記第１補正加工部位データが前記薄板ワークの加工が可能な所定の許容範囲を超えたか否かを判定するステップと、
前記第１補正加工部位データが前記許容範囲を超えた場合に、前記第１補正加工部位データをキャンセルし、前記初期加工部位データにおける前記加工部位の形状が変化しないように当該加工部位全体の位置を補正し、補正後の前記加工部位に関する第２補正加工部位データを生成するステップと、
を含む
ことを特徴とする薄板ワーク加工用のデータ補正方法。
【請求項２】
前記第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データに基づいて、前記薄板ワークにおける補正後の前記加工部位を取り除いたときの残存厚みを算出するステップと、
前記残存厚みが所定の最低厚み以上か否かを判定するステップと、
前記残存厚みが所定の最低厚み未満である場合に、前記最低厚みが残るように、前記第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データを前記薄板ワークの厚み方向へ前記加工部位の位置を変更するように補正するステップと
をさらに含む
請求項１に記載の薄板ワーク加工用のデータ補正方法。
【請求項３】
前記補正マトリックスを生成するステップは、前記図面データに対する３次元座標に関するずれを無くすように、前記３次元実測データを補正する芯出し処理を含む、
請求項１または２に記載の薄板ワーク加工用のデータ補正方法。
【請求項４】
前記補正マトリックスを生成するステップは、前記図面データに対する前記３次元座標を規定する３本の座標軸回りの回転方向のずれを無くすように、前記３次元実測データを補正する３次元ローテーション処理を含む、
請求項１から３のいずれかに記載の薄板ワーク加工用のデータ補正方法。
【請求項５】
前記補正マトリックスを生成するステップは、前記図面データに対する伸縮によるずれを無くすように、前記３次元実測データを補正するスケーリング処理を含む、
請求項１から４のいずれかに記載の薄板ワーク加工用のデータ補正方法。
【請求項６】
請求項１記載の薄板ワーク加工用のデータ補正方法を用いた薄板ワークの加工方法であって、
請求項１記載の薄板ワーク加工用のデータ補正方法を用いて、前記図面データにおけるあらかじめ定められた前記加工部位に関する初期加工部位データを補正するステップと、
上記の補正により得られたデータに基づいて、前記薄板ワークの前記加工部位を加工するステップと
を含む
ことを特徴とする薄板ワークの加工方法。
【請求項７】
薄板ワークにおけるあらかじめ定められた加工部位を加工するためのデータに基づいて当該薄板ワークを加工する薄板ワーク加工装置であって、
加工のために固定された前記薄板ワークの位置および形状を測定し、３次元実測データを生成する３次元測定手段と、
前記３次元実測データを前記薄板ワークに関するあらかじめ定められた図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成する補正マトリックス生成手段と、
前記補正マトリックスに基づいて、前記図面データにおけるあらかじめ定められた前記加工部位に関する初期加工部位データを指令毎に補正し、補正後の前記加工部位に関する第１補正加工部位データを生成する第１補正加工部位データ生成手段と、
前記第１補正加工部位データが前記薄板ワークの加工が可能な所定の許容範囲を超えたか否かを判定する許容範囲判別手段と、
前記第１補正加工部位データが前記許容範囲を超えた場合に、前記初期加工部位データにおける前記加工部位の形状が変化しないように当該加工部位全体の位置を補正し、補正後の前記加工部位に関する第２補正加工部位データを生成する第２補正加工部位データ生成手段と、
前記第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データに基づいて加工プログラムを変更する加工プログラム変更手段と、
前記加工プログラムを実行する加工プログラム実行手段と
を備えていることを特徴とする薄板ワークの加工装置。
【請求項８】
前記第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データに基づいて、前記薄板ワークにおける補正後の前記加工部位を取り除いたときの残存厚みを算出する残存厚み算出手段と、
前記残存厚みが所定の最低厚み以上か否かを判定する残存厚み判別手段と、
前記残存厚みが所定の最低厚み未満である場合に、前記最低厚みが残るように、前記第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データを前記薄板ワークの厚み方向へ前記加工部位の位置を変更するように補正する加工部位位置変更手段と
をさらに備えている請求項７に記載の薄板ワークの加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板ワーク加工用のデータ補正方法ならびにそれを用いた薄板ワークの加工方法、および薄板ワークの加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行機の機体などに用いられる薄板ワークは、金属製薄板がストレッチフォーミングなどによってあらかじめ所定の３次元形状に成形された加工対象物である。薄板ワークは、軽量化の目的のために、その少なくとも上側の面に肉抜き加工などの表面加工が施される。このような薄板ワークは、３次元形状を有しており、しかも変形しやすいので、薄板ワークの表面加工を行う際には、薄板ワークの形状を保つように当該薄板ワークが所定の位置に保持され、固定される必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１記載の固定装置のように、吸着パッドを有するシリンダロッドによって、薄板ワークを下方から支持して吸着パッドによる真空引きにより所定位置に固定している。
【０００４】
このような薄板ワークは変形しやすいので、図面データ通りの形状に固定することが困難であり、例えば図面データに基づいて作成されたＮＣ加工データ上の薄板ワークの配置位置と、実際の薄板ワークの配置位置とがずれるおそれがある。そこで、特許文献１記載の固定装置では、薄板ワークの変形箇所を吸着パッドにおける真空度の変化によって検出し、吸着パッドの位置を変更させて薄板ワークを吸着できるように補正し、その後、薄板ワークの加工を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３３９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の特許文献１記載のような吸着パッドの位置制御では、固定装置によって固定された薄板ワークＷの形状が、設計図であらかじめ定められた形状から大きく変化している場合には、あらかじめ定められた加工データにしたがって加工すると所定の加工部位から大きく外れるおそれがある。
【０００７】
例えば、ＮＣフライス盤による５軸切削加工の場合、加工動作の指令ごとに加工データを補正してから加工を行うことが考えられるが、このようなデータ補正を行う場合、加工データを大きく補正したときなどでは、工具が異常動作をしたり（例えば、工具の動きの変化が激しくなったり、または動作の連続性が低下し）、工具が薄板ワークに食い込んだり、または、薄板ワークにおける所定の加工部位以外の不正な箇所を切削してしまうなどの問題が生じるおそれがあり、薄板ワークの円滑な加工が困難である。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、薄板ワークの円滑な加工が可能な薄板ワーク加工用のデータ補正方法ならびにそれを用いた薄板ワークの加工方法、および薄板ワークの加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためのものとして、本発明の薄板ワーク加工用のデータ補正方法は、薄板ワークにおけるあらかじめ定められた加工部位を加工するためのデータを補正するデータ補正方法であって、加工のために固定された前記薄板ワークの位置および形状を測定して、３次元実測データを求めるステップと、前記３次元実測データを前記薄板ワークに関するあらかじめ定められた図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成するステップと、前記補正マトリックスに基づいて、前記図面データにおけるあらかじめ定められた前記加工部位に関する初期加工部位データを指令毎に補正し、補正後の前記加工部位に関する第１補正加工部位データを生成するステップと、前記第１補正加工部位データが前記薄板ワークの加工が可能な所定の許容範囲を超えたか否かを判定するステップと、前記第１補正加工部位データが前記許容範囲を超えた場合に、前記第１補正加工部位データをキャンセルし、前記初期加工部位データにおける前記加工部位の形状が変化しないように当該加工部位全体の位置を補正し、補正後の前記加工部位に関する第２補正加工部位データを生成するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明のデータ補正方法では、薄板ワークの３次元実測データをあらかじめ定められた図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成し、その補正マトリックスに基づいて初期加工部位データを指令毎に補正された第１補正加工部位データが薄板ワークの加工可能な許容範囲を超えたか否か判定する。第１補正加工部位データが許容範囲の範囲内では、第１補正加工部位データをデータ補正に用いることができ、当該許容範囲を超えたときには、初期加工部位データにおける加工部位の形状が変化しないように当該加工部位全体の位置を補正し、補正後の加工部位に関する第２補正加工部位データをデータ補正に用いることが可能である。その結果、加工可能な許容範囲の範囲内および範囲外のいずれの場合でも加工が可能な補正データを得ることができ、薄板ワークの円滑な加工を行うことが可能である。
【００１１】
また、前記第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データに基づいて、前記薄板ワークにおける補正後の前記加工部位を取り除いたときの残存厚みを算出するステップと、前記残存厚みが所定の最低厚み以上か否かを判定するステップと、前記残存厚みが所定の最低厚み未満である場合に、前記最低厚みが残るように、前記第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データを前記薄板ワークの厚み方向へ前記加工部位の位置を変更するように補正するステップとをさらに含むのが好ましい。
【００１２】
かかる特徴によって、第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データに基づいて薄板ワークを加工しても、薄板ワークの最低厚みを確保することが可能になる。具体的には、以下の通りである。
【００１３】
従来では、固定状態における薄板ワークの変形の度合いが大きい場合には、当該薄板ワークの変形の度合いに応じて指令毎に加工データを補正すれば、加工部位の形状を大きく変えてしまうおそれがある。とくに、５軸切削加工の場合には工具軸ベクトル等の関係から薄板ワークを深くえぐりすぎて当該薄板ワークの必要最低限の板厚を確保することが難しくなるおそれがある。これに対して、上記の特徴によれば、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データに基づいて算出された薄板ワークにおける補正後の加工部位を取り除いたときの残存厚みが所定の最低厚み未満である場合には、最低厚みが残るように、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データを薄板ワークの厚み方向へ加工部位の位置を変更するように補正するから、薄板ワークの円滑な加工を維持しながら薄板ワークの最低厚みを確保することが可能である。
【００１４】
さらに、前記補正マトリックスを生成するステップは、前記図面データに対する３次元座標に関するずれを無くすように、前記３次元実測データを補正する芯出し処理を含むのが好ましい。
【００１５】
上記の特徴では、図面データに対する３次元座標のずれを無くすように３次元実測データを補正する芯出し処理が補正マトリックスを生成する処理に含まれているので、薄板ワークの３次元実測データと図面データとの間で生じる３次元座標のずれを補正する処理の結果に基づいて、３次元実測データと図面データとをより正確に一致させることが可能な補正マトリックスを生成することが可能になる。
【００１６】
さらに、前記補正マトリックスを生成するステップは、前記図面データに対する前記３次元座標を規定する３本の座標軸回りの回転方向のずれを無くすように、前記３次元実測データを補正する３次元ローテーション処理を含むのが好ましい。
【００１７】
上記の特徴では、図面データに対する３本の座標軸回りの回転方向のずれを無くすように３次元実測データを補正する３次元ローテーション処理が補正マトリックスを生成する処理に含まれているので、薄板ワークの３次元実測データと図面データとの間で生じる３本の座標軸回りの回転方向のずれを補正する処理の結果に基づいて、３次元実測データと図面データとをより正確に一致させることが可能な補正マトリックスを生成することが可能になる。
【００１８】
さらに、前記補正マトリックスを生成するステップは、前記図面データに対する伸縮によるずれを無くすように、前記３次元実測データを補正するスケーリング処理を含むのが好ましい。
【００１９】
上記の特徴では、図面データに対する伸縮によるずれを無くすように３次元実測データを補正するスケーリング処理が補正マトリックスを生成する処理に含まれているので、薄板ワークの３次元実測データと図面データとの間で生じる伸縮によるずれを補正する処理の結果に基づいて、３次元実測データと図面データとをより正確に一致させることが可能な補正マトリックスを生成することが可能になる。
【００２０】
本発明の薄板ワーク加工用のデータ補正方法を用いた薄板ワークの加工方法は、上記の薄板ワーク加工用のデータ補正方法を用いた薄板ワークの加工方法であって、上記の薄板ワーク加工用のデータ補正方法を用いて、前記図面データにおけるあらかじめ定められた前記加工部位に関する初期加工部位データを補正するステップと、上記の補正により得られたデータに基づいて、前記薄板ワークの前記加工部位を加工するステップとを含むことを特徴とする。
【００２１】
かかる特徴によれば、薄板ワークの加工可能な許容範囲の範囲内および範囲外のいずれの場合でも加工が可能な補正データを得ることができ、薄板ワークの円滑な加工を行うことが可能である。
【００２２】
また、本発明の薄板ワーク加工装置は、薄板ワークにおけるあらかじめ定められた加工部位を加工するためのデータに基づいて当該薄板ワークを加工する薄板ワーク加工装置であって、加工のために固定された前記薄板ワークの位置および形状を測定し、３次元実測データを生成する３次元測定手段と、前記３次元実測データを前記薄板ワークに関するあらかじめ定められた図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成する補正マトリックス生成手段と、前記補正マトリックスに基づいて、前記図面データにおけるあらかじめ定められた前記加工部位に関する初期加工部位データを指令毎に補正し、補正後の前記加工部位に関する第１補正加工部位データを生成する第１補正加工部位データ生成手段と、前記第１補正加工部位データが前記薄板ワークの加工が可能な所定の許容範囲を超えたか否かを判定する許容範囲判別手段と、前記第１補正加工部位データが前記許容範囲を超えた場合に、前記初期加工部位データにおける前記加工部位の形状が変化しないように当該加工部位全体の位置を補正し、補正後の前記加工部位に関する第２補正加工部位データを生成する第２補正加工部位データ生成手段と、前記第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データに基づいて加工プログラムを変更する加工プログラム変更手段と、前記加工プログラムを実行する加工プログラム実行手段とを備えていることを特徴とする。
【００２３】
かかる構成によれば、補正マトリックス生成手段によって薄板ワークの３次元実測データをあらかじめ定められた図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成することが可能である。また、許容範囲判別手段によって、その補正マトリックスに基づいて初期加工部位データを指令毎に補正された第１補正加工部位データが薄板ワークの加工可能な許容範囲を超えたか否か判定することが可能である。これにより、第１補正加工部位データが許容範囲の範囲内では、第１補正加工部位データをデータ補正に用いることができ、当該許容範囲を超えたときには、第２補正加工部位データ生成手段によって、初期加工部位データにおける加工部位の形状が変化しないように当該加工部位全体の位置を補正し、補正後の加工部位に関する第２補正加工部位データが生成されるので、当該第２補正加工部位データをデータ補正に用いることが可能である。その結果、加工可能な許容範囲の範囲内および範囲外のいずれの場合でも加工が可能な補正データを得ることができ、この補正データを用いて加工プログラムを変更することにより、薄板ワークの円滑な加工を行うことが可能である。
【００２４】
さらに、上記の薄板ワークの加工装置は、前記第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データに基づいて、前記薄板ワークにおける補正後の前記加工部位を取り除いたときの残存厚みを算出する残存厚み算出手段と、前記残存厚みが所定の最低厚み以上か否かを判定する残存厚み判別手段と、前記残存厚みが所定の最低厚み未満である場合に、前記最低厚みが残るように、前記第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データを前記薄板ワークの厚み方向へ前記加工部位の位置を変更するように補正する加工部位位置変更手段とをさらに備えているのが好ましい。
【００２５】
かかる構成によれば、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データに基づいて算出された薄板ワークにおける補正後の加工部位を取り除いたときの残存厚みが所定の最低厚み未満であると残存厚み判別手段によって判別された場合には、加工部位位置変更手段によって、最低厚みが残るように、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データを薄板ワークの厚み方向へ加工部位の位置を変更するように補正することが可能である。その結果、薄板ワークの円滑な加工を維持しながら薄板ワークの最低厚みを確保することが可能である。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、薄板ワークの加工可能な許容範囲の範囲内および範囲外のいずれの場合でも加工が可能な補正データを得ることができ、薄板ワークの円滑な加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の薄板ワークの加工装置の一実施形態に係わる全体斜視図である。
【図２】図１の固定装置の斜視図である。
【図３】図２の固定装置のIII−III線断面図である。
【図４】図１の固定装置において、薄板ワークの加工許容値とたわみ量により、支持点間隔を算出し、第１および第２シリンダロッドの位置決め行うことを説明するための説明図である。
【図５】図１のワーク縁把持機構の拡大正面図である。
【図６】図５のプリロード部およびその周辺のクランプおよび受け部の拡大斜視図である。
【図７】図１の吸着パッド内部の球状の着座部およびその周辺部を示す拡大断面図である。
【図８】図２の第１高さ調整部の断面図である。
【図９】図２の第２高さ調整部の断面図である。
【図１０】図１のＣＰＵの内部構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の薄板ワークの加工用のデータ補正方法の一実施形態を示すフローチャートの前半部分である。
【図１２】本発明の薄板ワークの加工用のデータ補正方法の一実施形態を示すフローチャートの後半部分である。
【図１３】薄板ワークの加工方法における図面データに基づいて作成されたＮＣ加工データと実際の薄板ワークの位置とのずれを示す図である。
【図１４】薄板ワークの加工方法における図面データ上の基準点と実際の薄板ワークの基準点との位置のずれを示す図である。
【図１５】薄板ワークの加工方法におけるＮＣ加工データ上の薄板ワークの加工範囲が実際の薄板ワークの配置位置から大きく外れている状態を示す図である。
【図１６】薄板ワークの加工方法におけるポケット穴加工におけるＮＣ加工データ上の本来の加工位置を示す図である。
【図１７】薄板ワークの加工方法におけるポケット穴加工における補正後の加工位置を示す図である。
【図１８】薄板ワークの加工方法におけるポケット穴加工における補正後の加工位置を変更させる補正をして、最低残存厚みを確保する補正をした図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
つぎに図面を参照しながら本発明の薄板ワーク加工用のデータ補正方法ならびにそれを用いた薄板ワークの加工方法、および薄板ワークの加工装置についてさらに詳細に説明する。
【００２９】
（加工装置１の全体構成）
図１に示される薄板ワークＷの加工装置１は、飛行機の機体などに用いられる金属薄板からなる複雑な３次元形状を有する薄板ワークＷの表面加工を行う装置である。本実施形態の加工装置１は、薄板ワークＷにおけるあらかじめ定められた加工部位を加工用のデータを含む加工プログラムにしたがって当該薄板ワークＷを加工する装置であり、例えば、軽量化のために薄板ワークＷの表面を部分的に切削除去して多数の凹部を形成する肉抜き加工あるいはポケット穴加工を行う。
【００３０】
この加工装置１は、固定装置２と、工具７１と、工具移動部７２と、当該固定装置２および工具移動部７２の動作を制御するＣＰＵ（中央制御部）１００とを備えている。
【００３１】
薄板ワークＷは、固定装置２に固定されるが、薄板ワークＷは変形しやすいので、図面データ通りの位置および形状に固定することが困難である。例えば、図１３に示されるように、図面データに基づいて作成されたＮＣ加工データ上の薄板ワークの配置位置Ｗ０と、実際の薄板ワークの配置位置Ｗ１とがずれるおそれがある。そこで、本実施形態のＣＰＵ１００は、固定装置２に固定された状態の薄板ワークＷの位置および形状に応じて、薄板ワークＷを加工するための加工プログラムを変更し、薄板ワークＷの円滑な加工を可能にする機能を有している。ＣＰＵ１００の詳細な内部構成については、後段で詳述する。
【００３２】
また、本実施形態の固定装置２は、薄板ワークＷを、工具７１の移動可能な範囲内の位置に固定する。固定装置２の構成については、後段で詳述する。
【００３３】
工具７１は、５軸加工を行うためのフライス等の切削用工具である。本実施形態の工具７１は、薄板ワークＷの表面をえぐって多数の凹部（ポケット）を形成して肉抜きする、いわゆる肉抜き加工あるいはポケット穴加工を行うために用いられる。これらの加工は、薄板ワークＷの軽量化に寄与する。
【００３４】
工具移動部７２は、図１に示されるように、工具７１を薄板ワークＷの上で５軸方向へ移動させる。すなわち、工具移動部７２は、工具７１を薄板ワークＷの長手方向Ｘへ移動させる長手方向移動部７２ａと、工具７１を薄板ワークＷの幅方向Ｙへ移動させる幅方向移動部７２ｂと、工具７１を薄板ワークＷの高さ方向（すなわち、厚さ方向）Ｚへ移動させる高さ方向移動部７２ｃと、工具７１を薄板ワークＷの上で２つの回転方向α、βへ回転移動させる回転移動部７２ｄとを備えている。２つの回転方向α、βは、互いの回転軸が直交する関係にある。
【００３５】
ここで、回転移動部７２ｄは、２つの回転方向α、βへ工具７１を旋回させる。本実施形態では、回転方向αは、薄板ワークＷの幅方向へ沿うように、長手方向Ｘ回りに回転する方向であり、一方、回転方向βは、薄板ワークＷの長手方向へ沿うように、幅方向Ｙ回りに回転する方向である。
【００３６】
工具７１は、回転移動部７２ｄに設けられた工具主軸７２ｅに着脱自在に取り付けられる。
【００３７】
（固定装置２の全体構成）
固定装置２は、変形容易な薄板ワークＷを固定する装置であれば、本発明ではとくに限定するものではない。例えば、本実施形態の固定装置２は、薄板ワークＷの対向する縁Ｅが水平方向に並ぶ状態で当該薄板ワークＷの形状を保持しながら安定して固定するために、薄板ワークＷの下面における複数の部位をそれぞれ吸着保持するように並設された複数のワーク吸着機構を備える。具体的には、複数の第１シリンダロッド５を備え、各第１シリンダロッド５は吸着パッド１３を備える。そして、薄板ワークＷが吸着パッド１３の上に載せられた状態で、薄板ワークＷの対向する縁Ｅから圧縮荷重（プリロード）が付与され、これにより薄板ワークＷと当該吸着パッド１３との間の密着性が高められる。（図２〜３参照）。
【００３８】
そして、本実施形態の加工装置１は、このような固定装置を装備しており、薄板ワークＷの加工時における薄板ワークＷと吸着パッド１３との隙間をなくして、薄板ワークＷの支持剛性を高めることができ、精度良く加工することができる装置である。
【００３９】
具体的には、固定装置２は、図１〜３に示されるように、大別すれば、薄板ワークＷを下方から固定するワーク下方固定部３と、薄板ワークＷの外周の四方の縁を把持するワーク縁把持機構４とから構成されている。
【００４０】
ワーク下方固定部３は、複数の第１シリンダロッド５と、複数の第２シリンダロッド６と、間隔変更機構８とを備えている。第１シリンダロッド５は、薄板ワークＷの下面における複数の部位をそれぞれ吸着保持するように並設されている。また、第２シリンダロッド６は、薄板ワークＷの下面における複数の部位に下方から当接して当該薄板ワークを支持するように並設されている。
【００４１】
第１シリンダロッド５および第２シリンダロッド６は、水平な基準面である加工装置１の台座１ａ上で互いに異なる複数の特定方向に並ぶように、互いに間隔をあけて薄板ワークＷの長手方向Ｘおよび幅方向Ｙに沿ってそれぞれ立設されている。第１シリンダロッド５および第２シリンダロッド６は、水平な基準面である加工装置１の台座１ａに対して垂直に立てられた状態で、間隔変更機構８を介してそれぞれ配置されている。第１シリンダロッド５の間には、第２シリンダロッド６が１本ずつ配置されている。なお、第２シリンダロッド６が２本以上配置されていてもよい。
【００４２】
第１シリンダロッド５は、図３に示されるように、第１ロッド１１と、当該第１ロッド１１の高さを変更する第１高さ調整部１２と、第１ロッド１１の先端に設けられ、薄板ワークＷを吸着する吸着パッド１３とを有している。
【００４３】
第１ロッド１１は、上下方向に延びる棒状の部材であり、その内部には空気が通る通路１１ａ（図７〜８参照）が、第１ロッド１１が延びる方向に形成されている。第１ロッド１１は、その先端に吸着パッド１３を支持することができ、しかも、真空引きのために通路１１ａの内部を真空状態に確保することができる十分な剛性を有しており、スチールなどの強度の高い金属材料で製造される。
【００４４】
第１高さ調整部１２は、第１ロッド１１を上下に移動させる機構であり、図８に示されるように、例えば、駆動用の電動モータ１２ａと、その電動モータ１２ａの回転駆動力を上下方向に向かう直線駆動力に変換して当該直線駆動力を第１ロッド１１に伝達する動力伝達部１２ｂと、第１ロッド１１を上下方向に移動自在に支持する支持部１２ｃとを備えている。電動モータ１２ａ、動力伝達部１２ｂおよび支持部１２ｃは、ケーシング１２ｄに収容されている。なお、本実施形態では、動力伝達部１２ｂの一例として、ボールネジ機構が図示されているが、他の動力伝達機構を採用してもよい。
【００４５】
吸着パッド１３は、図７に示されるように、例えば、蛇腹状の筒体からなり、柔軟性を有するゴムなどの材料で製造されている。吸着パッド１３は、薄板ワークＷの下面に接触すると、薄板ワークＷの下面の形状に合わせて変形する。それにより、吸着パッド１３の先端縁は、薄板ワークＷの表面に気密性よく密着することができる。吸着パッド１３が薄板ワークＷに密着した状態で、吸着パッド１３内の空気が図８に示される真空ポンプＶにより第１ロッド１１の通路１１ａを通して抜かれることにより、薄板ワークＷを吸着パッド１３に真空吸着することができる。
【００４６】
また、図７に示されるように、本実施形態の第１シリンダロッド５は、薄板ワークＷに接触可能な少なくとも一部が球面１６ａを有する着座部１６をさらに備えている。着座部１６は、吸着パッド１３の内部に配置されている。着座部１６は、連結部１９を介して、第１ロッド１１の先端に固定されている。着座部１６の球面１６ａは、その球面１６ａに対向する薄板ワークＷの形状や向きに関わらず、薄板ワークＷの下面に確実に当接することができる。第１ロッド１１の先端に固定された球状の着座部１６が薄板ワークＷに直接接触して支持する。
【００４７】
第２シリンダロッド６は、図３および図９に示されるように、先端１４ａが薄板ワークＷの下面に当接する第２ロッド１４と、当該第２ロッド１４の高さを変更する第２高さ調整部１５とを有している。
【００４８】
本実施形態では、第２ロッド１４は当接部を構成する先端（上面）１４ａを有し、この先端１４ａが、薄板ワークＷの下面に対して下から直接当接することにより当該薄板ワークＷを下から支持する。なお、第２ロッド１４の先端１４ａに第２ロッド１４と別部材の当接部を設けてもよい。
【００４９】
第２高さ調整部１５は、図９に示されるように、エアシリンダ１５ａを備えている。
エアシリンダ１５ａは、その上端に開口１５ｂを有しており、この開口１５ｂを通じて、エアシリンダ１５ａの内部に、第２ロッド１４の下端部１４ｂが上下に往復移動自在に挿入されている。エアシリンダ１５ａ内には、エアポンプＡによって圧縮空気が供給され、この圧縮空気の供給と排出により、第２ロッド１４の高さが変更される。エアシリンダ１５ａは、ケーシング１５ｃに収容されている。
【００５０】
間隔変更機構８は、図２〜３に示されるように、複数の幅方向変更部１７と、長手方向変更部１８とを有している。
【００５１】
幅方向変更部１７は、薄板ワークＷの幅方向Ｙに並ぶ複数の第１シリンダロッド５および第２シリンダロッド６のそれぞれの幅方向Ｙにおける間隔を変更する。
【００５２】
それぞれの幅方向変更部１７の上には、複数の第１シリンダロッド５および第２シリンダロッド６が幅方向Ｙに移動自在に取り付けられている。具体的には、幅方向変更部１７は、個々の第１シリンダロッド５および第２シリンダロッド６に対応して、第１シリンダロッド５および第２シリンダロッド６の各々を立てた状態で幅方向Ｙへ移動可能に支持する台座部１７ａと、当該台座部１７ａを幅方向Ｙに沿って所定の位置に移動して停止させることにより、第１シリンダロッド５と第２シリンダロッド６との幅方向Ｙの間隔を変更する駆動部１７ｂとを備えている。台座部１７ａは、案内部１７ｃによって幅方向Ｙに移動自在に案内される。個々の第１シリンダロッド５および第２シリンダロッド６は、これらの駆動部１７ｂによって、それぞれ独立して幅方向Ｙに沿って往復移動することができる。
【００５３】
長手方向変更部１８は、薄板ワークＷの長手方向Ｘに並ぶ複数の第１シリンダロッド５および第２シリンダロッド６のそれぞれの長手方向Ｘについての間隔を変更する。具体的には、長手方向変更部１８は、薄板ワークＷの長手方向Ｘに沿って配置されている。
【００５４】
長手方向変更部１８は、個々の幅方向変更部１７を長手方向Ｘに案内する案内部１８ａと、個々の幅方向変更部１７に取り付けられた駆動部１８ｂとを備えている。案内部１８ａの上には、複数の幅方向変更部１７が長手方向Ｘに移動自在に取り付けられている。個々の幅方向変更部１７は、これらの駆動部１８ｂによって、それぞれ独立して長手方向Ｘへ移動することができる。それによって、ある幅方向変更部１７の上に載っている第１シリンダロッド５および第２シリンダロッド６と、隣接する幅方向変更部１７の上に載っている第１シリンダロッド５および第２シリンダロッド６との間の長手方向Ｘについての間隔を変更することができる。
【００５５】
図４に示されるように、互いに隣接する第１シリンダロッド５の第１ロッド１１と第２シリンダロッド６の第２ロッド１５との支持間隔Ｌは、工具７１から受ける押圧力Ｆ、薄板ワークＷの板厚ｔ、および加工許容値δなどの条件から算出される。この算出された支持間隔Ｌに基づいて、幅方向変更部１７によって、第１シリンダロッド５の第１ロッド１１と第２シリンダロッド６の第２ロッド１４との間隔が調整される。
【００５６】
本実施形態では、第２シリンダロッド６は、図４に示されるように、薄板ワークＷの幅方向Ｙに関する外形寸法（すなわち、幅Ｙ２）について、第１シリンダロッド５よりも小さい幅Ｙ１を有するから、当該幅方向Ｙについて、第１シリンダロッド５よりも占有面積が小さくなる。それによって、薄板ワークＷの支持間隔を小さくできるようにしている。
【００５７】
隣接する第１シリンダロッド５と第２シリンダロッド６との間の間隔Ｌは、薄板ワークＷの寸法形状や加工条件などによって適宜変更して設定されるが、例えば、約１２７ｍｍ（５インチ）程度、第１シリンダロッド５同士の間隔は、その倍の約２５４ｍｍ（１０インチ）程度に設定される。
【００５８】
薄板ワークＷをワーク下方固定部３の上に載せる場合、以下の手順で行われる。
【００５９】
（i）  まず、図３に示されるように、第２シリンダロッド６の第２ロッド１４の先端１４ａを、隣接する第１シリンダロッド５の吸着パッド１３の先端よりも上の位置（図３の二点鎖線の位置）に位置決めする（第２ロッド位置決め工程）。
【００６０】
なお、この第２ロッド位置決め工程では、全部の第２ロッド１４の先端１４ａを吸着パッド１３の先端よりも上方の位置に位置決めしてもよいし、４〜８本程度の一部の第２ロッド１４の先端１４ａのみを上方の位置に位置決めしてよい。
【００６１】
(ii)  ついで、第２ロッド１４の先端１４ａの上に、薄板ワークＷを載せる（搭載工程）。この工程では、薄板ワークＷをクレーンなどを用いて複数の第２ロッド１４の先端１４ａの上に降ろしたとき、そのときに生じる薄板ワークＷからの衝撃荷重を第２ロッド１４のみで受けることができる。
【００６２】
(iii)  ついで、第２高さ調整部１５によって第２ロッド１４を下降させる（下降工程）。
【００６３】
(iv)  その後、吸着パッド１３に吸着させる（吸着工程）。
【００６４】
以上の手順では、薄板ワークＷをワーク下方固定部３へ搭載するときの落下の衝撃を、吸着パッドを有しない第２ロッド１４のみで受けて、第１シリンダロッド５の吸着パッド１３へ衝撃が伝達することを防ぐことができる。その結果、吸着パッド１３における薄板パッドＷの吸着位置がずれたり、吸着パッド１３が劣化損傷するなどの不具合の発生を低減することができる。
【００６５】
ワーク縁把持機構４は、図２に示されるように、薄板ワークＷの互いに対向する外周の四辺の縁Ｅをそれぞれ把持し、薄板ワークＷへ圧縮荷重を与える。本実施形態では、４基のワーク縁把持機構４は、加工装置１の台座１ａの上に、ワーク下方固定部３を取り囲むように四角形に配置されている。
【００６６】
各々のワーク縁把持機構４は、大別すれば、図５に示されるように、支持台４０と、複数の把持アセンブリ４３とから構成されている。各把持アセンブリ４３は、薄板ワークＷと支持台４０との間に介在する。支持台４０は、薄板ワークＷの縁Ｅの四辺のいずれかの辺に沿って、配置されている。複数の把持アセンブリ４３は、１個の支持台４０の薄板ワークＷに対向する辺に沿って並べて配置されている。すなわち、複数のワーク縁把持機構４のそれぞれの把持アセンブリ４３は、薄板ワークＷの対向する縁Ｅを把持できるように配置されている。
【００６７】
把持アセンブリ４３は、図５に示されるように、大別すれば、薄板ワークＷの縁Ｅを把持する把持部分３０と、当該把持部分を支持する支持部分３１とから構成されている。把持部分３０は、クランプ４１と、ワーク取付ネジ４８とから構成される。また、支持部分３１は、受け部４２、支持アーム４４、４５、ボールジョイント４６、４７から構成される。また、支持部分３１は、把持部分３０へ圧縮荷重を与えるプリロード部７を備えている。
【００６８】
まず、把持部分３０の各構成要素を説明する。
【００６９】
クランプ４１は、図５〜６に示されるように、薄板ワークＷを挟んで保持する。クランプ４１は、前方に開いたスリット４１ａが形成されている。このスリット４１ａに薄板ワークＷから挿入される。また、クランプ４１の上面には、スリット４１ａへ連通するネジ孔４１ｂが形成されている。
【００７０】
ネジ孔４１ｂに螺入されるワーク取付ネジ４８の先端面４８ａは、薄板ワークＷの上面に当接できるように平面または球面によって形成されている。また、スリット４１ａの内側の下面４１ｃは、薄板ワークＷの下面に当接できるように平面によって形成されている。ネジ孔４１ｂにワーク取付ネジ４８を螺入することにより、ワーク取付ネジ４８の先端面４８ａとスリット４１ａの内側の下面４１ｃとの間隔を縮めてこれらの先端面４８ａと下面４１ｃとの間に薄板ワークＷを挟持することにより、薄板ワークＷがスリット４１の内部に保持される。また、ワーク取付ネジ４８を緩める方向へ回転させれば、ワーク取付ネジ４８の先端面４８ａとスリット４１ａの内側の下面４１ｃとの間隔を広げることができ、薄板ワークＷの挟持を解除することができる。また、本実施形態では、これらの上面当接部（先端面４８ａ）と下面当接部（４１ｃ）との距離を変更するように当該上面当接部および下面当接部を連結する連結部は、ワーク取付ネジ４８およびネジ孔４１ｂによって構成される。
【００７１】
つぎに、支持部分３１の各構成要素を説明する。
【００７２】
受け部４２は、プリロード部７を介してクランプ４１を支持する。
【００７３】
一対の支持アーム４４、４５は、その先端にボールジョイント部４４ａ、４５ａを有している。ボールジョイント部４４ａ、４５ａには、受け部４２が３軸方向に揺動自在に連結されている。ボールジョイント部４４ａ、４５ａは、把持部分３０の上下方向および水平方向の向きを変えることが可能である。
【００７４】
また、図５に示されるボールジョイント４６、４７は、支持台４０に高さ方向Ｚに沿って並んで取り付けられている。支持アーム４４、４５は、これらのボールジョイント４６、４７を介して、支持台４０に３軸方向へ揺動自在に取り付けられている。これらの支持アーム４４、４５およびボールジョイント４６、４７は、把持部分３０の高さおよび水平方向の位置を変更することが可能である。
【００７５】
プリロード部７は、固定側である支持部分３１の受け部４２に設けられ、可動側である把持部分３０（具体的には、クランプ４１）へ圧縮荷重を与える。
【００７６】
本実施形態のプリロード部７は、具体的には、図５〜６に示されるように、薄板ワークＷの縁Ｅにかかる圧縮荷重の大きさを手動で調整することができる機構である。すなわち、図６に示されるプリロード部７は、ボルト５１と、バネ５２と、内側ナット５３と、クランプ側フランジ５４と、受け部側フランジ５５と、外側ナット５６とから構成され、クランプ４１の両側にそれぞれ一対ずつ備えている。
【００７７】
ボルト５１は、クランプ４１と受け部４２との間に配置され、クランプ４１を薄板ワークＷの対向する縁Ｅの中央側へ向けて移動可能に案内する。
【００７８】
バネ５２は、このクランプ４１に圧縮荷重（プリロード）を与える。
【００７９】
クランプ側フランジ５４は、クランプ４１の両側面から左右に突出して設けられている。クランプ側フランジ５４には、貫通孔５４ａが形成されている。
【００８０】
受け部側フランジ５５は、受け部４２の両側面から左右に突出して設けられている。受け部側フランジ５５には、ネジ孔５５ａが当該受け部側フランジ５５を貫通して形成されている。
【００８１】
ボルト５１は、クランプ側フランジ５４の貫通孔５４ａに挿入され、受け部側フランジ５５のネジ孔５５ａに螺入されている。ボルト５１は、六角形の頭部を有しない直線棒状の形状をしており、外周面におねじが形成されている。
【００８２】
バネ５２は、クランプ側フランジ５４と受け部側フランジ５５との間において、ボルト５１が当該バネ５２の内部に挿通されるように配置されている。
【００８３】
内側ナット５３は、クランプ側フランジ５４と受け部側フランジ５５との間においてボルト５１に結合され、バネ５２と隣接して配置されている。
【００８４】
外側ナット５６は、クランプ側フランジ５４に対して受け部側フランジ５５と反対側においてボルト５１に結合されている。
【００８５】
つぎに、ワーク縁把持機構４を用いて薄板ワークＷの縁Ｅを固定する手順について説明する。
【００８６】
まず、上記のワーク縁把持機構４により、上記のワーク下方固定部３の上に固定された状態の薄板ワークＷの縁Ｅが把持される。
【００８７】
具体的には、図５に示されるように、クランプ４１を薄板ワークＷの縁Ｅの位置まで移動させ、ついで、クランプ４１のスリット４１ａに薄板ワークＷを挿入し、その後、ワーク取付ネジ４８を締め付けることにより、薄板ワークＷとクランプ４１とが連結される。この作業が、薄板ワークＷの外周の四方の縁Ｅを囲むクランプ４１すべてについて行われる。
【００８８】
このとき、クランプ４１は、一対の支持アーム４４、４５およびボールジョイント４６、４７を介して、静止状態で所定の位置および角度で支持台４０に支持される。
【００８９】
ついで、それぞれのクランプ４１について、ワーク縁把持機構４に備えられたプリロード部７によって、薄板ワークＷの対向する両側の縁Ｅに当該薄板ワークＷの幅方向または長手方向についての中央側へ向かう方向（より好ましくは、薄板ワークＷの接線方向）へプリロードをかける。具体的には、まず、外側ナット５６の締め具合を調整して、クランプ側フランジ５４と受け部側フランジ５５との間隔を調整する。ついで、内側ナット５３を回転させてクランプ側フランジ５４と内側ナット５３との距離を変更することにより、バネ５２の縮み具合を調整する。これにより、バネ５２の縮み具合を変更して、クランプ４１に作用する圧縮荷重、すなわちプリロードを調整することができる。
【００９０】
薄板ワークＷの縁Ｅにプリロードをかける場合、図３に示されるように、薄板ワークＷの対向する２つの縁Ｅにおいて、両側の縁Ｅから同程度の大きさの圧縮荷重をかけるようにする。
【００９１】
このように、プリロード部７から薄板ワークＷの縁Ｅへ薄板ワークＷの対向する縁Ｅの中央側へ向けて付与される圧縮荷重（プリロード）が、薄板ワークＷを吸着パッド１３へ向かって下方へ突出するように強制的に撓ませる。これにより、薄板ワークＷと吸着パッド１３との密着性を高めることができ、吸着パッド１３による薄板ワークＷの支持剛性を向上することができる。
【００９２】
本実施形態のＣＰＵ１００は、上記の固定装置２に固定された状態の薄板ワークＷの位置および形状に応じて、薄板ワークＷを加工するための加工プログラムを変更するために、以下のように構成されている。
【００９３】
すなわち、図１０に示されるように、ＣＰＵ１００は、３次元実測データ生成手段１０１と、補正マトリックス生成手段１０２と、第１補正加工部位データ生成手段１０３と、許容範囲判別手段１０４と、キャンセル手段１０５と、第２補正加工部位データ生成手段１０６と、残存厚み算出手段１０７と、残存厚み判別手段１０８と、加工部位位置変更手段１０９と、加工プログラム変更手段１１０と、加工プログラム実行手段１１１とを備えている。
【００９４】
３次元実測データ生成手段１０１は、薄板ワークＷの位置および形状を測定する測定プローブ９０から送信されてきた検出信号に基づいて、３次元実測データを生成する。これらの測定プローブ９０および３次元実測データ生成手段１０１を組み合わせたものが、本発明の３次元測定手段に対応する。
【００９５】
上記の測定プローブ９０は、図１に示される加工装置１の工具移動部７２の工具主軸７２ｅに取り付けられた工具７１と交換することによって工具移動部７２に取り付けられる。工具移動部７２に取り付けられた測定プローブ９０を５軸方向(長手方向Ｘ、幅方向Ｙ、高さ方向Ｚ、および２つの回転方向α、β)に移動させることによって、加工のために固定装置２に固定された薄板ワークＷの３次元に関する位置および形状を測定することが可能である。
【００９６】
例えば、図１４に示されるように、加工プログラム（具体的には、ＮＣ加工データ）においてあらかじめ定められた薄板ワークＷの配置位置Ｗ０に関する基準点Ｐ０１〜Ｐ０４に対応する実際の薄板ワークＷの配置位置Ｗ１の表面の基準点Ｐ１１〜Ｐ１４を測定プローブ９０で測定し、３次元的な位置ずれ量を算出する。
【００９７】
補正マトリックス生成手段１０２は、上記の３次元実測データ生成手段１０１によって生成された３次元実測データを薄板ワークＷに関するあらかじめ定められた図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成する。
【００９８】
補正マトリックス生成手段１０２は、上記の補正マトリックスを生成するための処理として、例えば、芯出し処理、３次元ローテーション処理、およびスケーリング処理のいずれか１つまたはこれらを組み合わせた処理を行い、これらの処理の結果に基づいて、３次元実測データを図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成する。
【００９９】
ここでいう芯出し処理とは、図面データに対する３次元座標に関するずれを無くすように、３次元実測データを補正する処理のことである。
【０１００】
また、３次元ローテーション処理とは、図面データに対する３次元座標を規定する３本の座標軸回りの回転方向のずれを無くすように、３次元実測データを補正する処理のことである。
【０１０１】
さらに、スケーリング処理とは、図面データに対する伸縮によるずれを無くすように、３次元実測データを補正する処理のことである。スケーリング処理では、まず、実際の薄板ワークＷを全体的にレーザースキャンにより計測した結果により、スケーリング係数を求める。スケーリング係数は、設計時の図面データにおける設計寸法に対する実際の薄板ワークＷをレーザースキャンにより計測した実寸法の比である。このスケーリング係数を用いて３次元実測データを補正する。
【０１０２】
また、このときのレーザースキャンにより、後述する最低厚み算出のための表面データを求めることが可能である。
【０１０３】
第１補正加工部位データ生成手段１０３は、上記の補正マトリックスに基づいて、図面データにおけるあらかじめ定められた加工部位に関する初期加工部位データを指令毎に補正し、補正後の加工部位に関する第１補正加工部位データを生成する。
【０１０４】
許容範囲判別手段１０４は、第１補正加工部位データが薄板ワークＷの加工が可能な所定の許容範囲を超えたか否かを判定する。ここでいう許容範囲とは、例えば、工具軸ベクトルの変更が許容される範囲などをいう。
【０１０５】
キャンセル手段１０５は、第１補正加工部位データが許容範囲を超えた場合に、第１補正加工部位データをキャンセルする（すなわち、取り消す）。
【０１０６】
第２補正加工部位データ生成手段１０６は、第１補正加工部位データが許容範囲を超えた場合に、前記初期加工部位データにおける前記加工部位の形状が変化しないように当該加工部位全体の位置を補正し、補正後の前記加工部位に関する第２補正加工部位データを生成する。
【０１０７】
残存厚み算出手段１０７は、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データに基づいて、薄板ワークＷにおける補正後の前記加工部位を取り除いたときの残存厚みを算出する。
【０１０８】
残存厚み判別手段１０８は、残存厚みが所定の最低厚みθ（図１８参照）以上か否かを判定する。
【０１０９】
加工部位位置変更手段１０９は、残存厚みが所定の最低厚みθ未満である場合に、最低厚みθが残るように、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データを薄板ワークＷの厚み方向へ加工部位の位置を変更するように補正する。例えば、図１６〜１８に示されるように、図面データ上の薄板ワークＷの加工部位Ｈ０に対して、補正後の加工部位Ｈ１の位置が大きく変わり、当該加工部位Ｈ１の位置では最低厚みθを確保できない場合には、加工部位位置変更手段１０９によって、最低厚みθが残るように、補正後の加工部位Ｈ１の位置を薄板ワークＷの厚み方向へシフトするように補正する。
【０１１０】
加工プログラム変更手段１１０は、第１補正加工部位データまたは前記第２補正加工部位データに基づいて加工プログラムを変更する。
【０１１１】
加工プログラム実行手段１１１は、加工プログラム変更手段１１０によって変更された加工プログラムを実行する。具体的には、加工プログラム実行手段１１１は、工具移動部７２に指令を送り、加工プログラムにしたがって工具の移動および旋回などの動作を行うように工具移動部７２を制御する。
【０１１２】
（データ補正方法）
つぎに、本実施形態の加工装置１において薄板ワークＷにおけるあらかじめ定められた加工部位を加工するためのデータを補正するデータ補正方法について、図１１〜１２のフローチャートを参照しながら説明する。
【０１１３】
まず、測定プローブ９０によって加工のために固定された薄板ワークの位置および形状を測定し、測定プローブ９０からの検出信号に基づいて、ＣＰＵ１００内の３次元実測データ生成手段１０１によって、３次元実測データを求める（ステップＳ１）。
【０１１４】
また、このステップＳ１では、図１５に示されるように、上記のように測定された実際の薄板ワークＷの範囲（配置位置Ｗ１）から、所定の加工範囲Ｗ２（すなわち、ＮＣ加工データ上にあらかじめ定義された加工範囲Ｗ２）の一部がはみ出しているか否かも照合することが可能である。この場合、もし、加工範囲Ｗ１が配置位置Ｗ１から大きくはみ出している場合には、以下のステップを中止して薄板ワークＷを固定装置２に再度固定し直すようにユーザに通報することが可能である。
【０１１５】
ついで、補正マトリックス生成手段１０２によって、３次元実測データを薄板ワークＷに関するあらかじめ定められた図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成する（ステップＳ２）。
【０１１６】
ここで、補正マトリックスを生成する場合、上記のように、図面データに対する３次元座標に関するずれを無くすように３次元実測データを補正する芯出し処理、図面データに対する３次元座標を規定する３本の座標軸回りの回転方向のずれを無くすように３次元実測データを補正する３次元ローテーション処理、および図面データに対する伸縮によるずれを無くすように３次元実測データを補正するスケーリング処理のいずれか１つまたはこれらを組み合わせた処理を行い、その処理の結果に基づいて、３次元実測データを図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成する。
【０１１７】
ついで、第１補正加工部位データ生成手段１０３によって、補正マトリックスに基づいて、図面データにおけるあらかじめ定められた加工部位に関する初期加工部位データを指令毎に補正し、補正後の加工部位に関する第１補正加工部位データを生成する（ステップＳ３）。
【０１１８】
ついで、許容範囲判別手段１０４によって、第１補正加工部位データが薄板ワークＷの加工が可能な所定の許容範囲を超えたか否かを判定する（ステップＳ４）。
【０１１９】
ここで、第１補正加工部位データが前記許容範囲を超えた場合（ステップＳ４のＹＥＳの場合）には、キャンセル手段１０５によって、第１補正加工部位データをキャンセルする（ステップＳ５）。そして、第２補正加工部位データ生成手段１０６によって、初期加工部位データにおける加工部位の形状が変化しないように当該加工部位全体の位置を補正し、補正後の加工部位に関する第２補正加工部位データを生成する（ステップＳ６）。一方、第１補正加工部位データが許容範囲を超えない場合（ステップＳ４のＮＯの場合）には、ステップ５〜６をスキップしてステップＳ７へ移行する。
【０１２０】
ついで、残存厚み算出手段１０７によって、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データに基づいて、薄板ワークＷにおける補正後の加工部位を取り除いたときの残存厚みを算出する（ステップＳ７）。
【０１２１】
ついで、残存厚み判別手段１０８によって、残存厚みが所定の最低厚みθ以上か否かを判定する（ステップＳ８）。
【０１２２】
ここで、残存厚みが所定の最低厚みθ未満である場合（ステップＳ８がＹＥＳの場合）には、最低厚みθが残るように、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データを薄板ワークＷの厚み方向へ加工部位の位置を変更するように補正する（ステップＳ９）。具体的には、図１７〜１８に示されるように、補正後の加工部位Ｈ１を最低厚みθが拡大する方向へシフトさせる。
【０１２３】
一方、残存厚みが所定の最低厚みθ以上である場合（ステップＳ８がＮＯの場合）には、ステップ９をスキップしてステップＳ１０へ移行する。
【０１２４】
最後に、加工プログラム変更手段１１０により、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データに基づいて加工プログラムを変更して、一連のデータ補正プログラムが終了する。
【０１２５】
（薄板ワークＷの加工方法）
本実施形態の加工装置１では、上記の薄板ワークＷ加工用のデータ補正方法を用いて得られた変更後の加工プログラムを用いて薄板ワークＷの加工が行われる。
【０１２６】
具体的には、まず、薄板ワークＷを固定装置２に固定する。ついで、上記の薄板ワーク加工用のデータ補正方法を用いて、図面データにおけるあらかじめ定められた加工部位に関する初期加工部位データを補正する。その後、データ補正により得られたデータを含む変更後の加工プログラムにしたがって、ＣＰＵ１００は工具移動部７２を制御して薄板ワークＷにおける加工部位の加工を行う。これにより、固定装置２に固定された状態の薄板ワークＷの位置および形状に応じて、薄板ワークＷを加工するための加工プログラムを変更し、薄板ワークＷの円滑な加工が可能になる。
【０１２７】
（特徴）
（１）
本実施形態のデータ補正方法では、薄板ワークＷの３次元実測データをあらかじめ定められた図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成し、その補正マトリックスに基づいて初期加工部位データを指令毎に補正された第１補正加工部位データが薄板ワークＷの加工可能な許容範囲を超えたか否か判定する。第１補正加工部位データが許容範囲の範囲内では、第１補正加工部位データをデータ補正に用いることができ、当該許容範囲を超えたときには、初期加工部位データにおける加工部位の形状が変化しないように当該加工部位全体の位置を補正し、補正後の加工部位に関する第２補正加工部位データをデータ補正に用いることが可能である。その結果、加工可能な許容範囲の範囲内および範囲外のいずれの場合でも加工が可能な補正データを得ることができ、薄板ワークＷの円滑な加工を行うことが可能である。
【０１２８】
（２）
本実施形態のデータ補正方法では、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データに基づいて算出された薄板ワークＷにおける補正後の加工部位を取り除いたときの残存厚みが所定の最低厚みθ未満である場合には、最低厚みθが残るように、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データを薄板ワークＷの厚み方向へ加工部位の位置を変更するように補正するから、薄板ワークＷの円滑な加工を維持しながら薄板ワークＷの最低厚みθを確保することが可能である。
【０１２９】
（３）
本実施形態のデータ補正方法では、図面データに対する３次元座標のずれを無くすように３次元実測データを補正する芯出し処理が補正マトリックスを生成する処理に含まれているので、薄板ワークＷの３次元実測データと図面データとの間で生じる３次元座標のずれを補正する処理の結果に基づいて、３次元実測データと図面データとをより正確に一致させることが可能な補正マトリックスを生成することが可能になる。
【０１３０】
（４）
本実施形態のデータ補正方法では、図面データに対する３本の座標軸回りの回転方向のずれを無くすように３次元実測データを補正する３次元ローテーション処理が補正マトリックスを生成する処理に含まれているので、薄板ワークＷの３次元実測データと図面データとの間で生じる３本の座標軸回りの回転方向のずれを補正する処理の結果に基づいて、、３次元実測データと図面データとをより正確に一致させることが可能な補正マトリックスを生成することが可能になる。
【０１３１】
（５）
本実施形態のデータ補正方法では、図面データに対する伸縮によるずれを無くすように３次元実測データを補正するスケーリング処理が補正マトリックスを生成する処理に含まれているので、薄板ワークＷの３次元実測データと図面データとの間で生じる伸縮によるずれを補正する処理の結果に基づいて、３次元実測データと図面データとをより正確に一致させることが可能な補正マトリックスを生成することが可能になる。
【０１３２】
（６）
本実施形態の薄板ワーク加工用のデータ補正方法を用いた薄板ワークＷの加工方法では、薄板ワークＷの加工可能な許容範囲の範囲内および範囲外のいずれの場合でも加工が可能な補正データを得ることができ、薄板ワークＷの円滑な加工を行うことが可能である。
【０１３３】
（７）
本実施形態の薄板ワークＷの加工装置１では、補正マトリックス生成手段１０２によって薄板ワークＷの３次元実測データをあらかじめ定められた図面データに一致させることが可能な補正マトリックスを生成することが可能である。また、許容範囲判別手段１０４によって、その補正マトリックスに基づいて初期加工部位データを指令毎に補正された第１補正加工部位データが薄板ワークＷの加工可能な許容範囲を超えたか否か判定することが可能である。これにより、第１補正加工部位データが許容範囲の範囲内では、第１補正加工部位データをデータ補正に用いることができ、当該許容範囲を超えたときには、第２補正加工部位データ生成手段１０６によって、初期加工部位データにおける加工部位の形状が変化しないように当該加工部位全体の位置を補正し、補正後の加工部位に関する第２補正加工部位データが生成されるので、当該第２補正加工部位データをデータ補正に用いることが可能である。その結果、加工可能な許容範囲の範囲内および範囲外のいずれの場合でも加工が可能な補正データを得ることができ、この補正データを用いて加工プログラムを変更することにより、薄板ワークＷの円滑な加工を行うことが可能である。
【０１３４】
（８）
また、本実施形態の薄板ワークＷの加工装置１では、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データに基づいて算出された薄板ワークＷにおける補正後の加工部位を取り除いたときの残存厚みが所定の最低厚みθ未満であると残存厚み判別手段１０８によって判別された場合には、加工部位位置変更手段１０９によって、最低厚みθが残るように、第１補正加工部位データまたは第２補正加工部位データを薄板ワークＷの厚み方向へ加工部位の位置を変更するように補正することが可能である。その結果、薄板ワークＷの円滑な加工を維持しながら薄板ワークＷの最低厚みθを確保することが可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１  加工装置
７１  工具
７２  工具移動部
９０  測定プローブ
１００  ＣＰＵ
１０１  ３次元実測データ生成手段
１０２  補正マトリックス生成手段
１０３  第１補正加工部位データ生成手段
１０４  許容範囲判別手段
１０５  キャンセル手段
１０６  第２補正加工部位データ生成手段
１０７  残存厚み算出手段
１０８  残存厚み判別手段
１０９  加工部位位置変更手段
１１０  加工プログラム変更手段
１１１  加工プログラム実行手段
【図１】
2013167935.tif 000003
【図２】
2013167935.tif 000004
【図３】
2013167935.tif 000005
【図４】
2013167935.tif 000006
【図５】
2013167935.tif 000007
【図６】
2013167935.tif 000008
【図７】
2013167935.tif 000009
【図８】
2013167935.tif 000010
【図９】
2013167935.tif 000011
【図１０】
2013167935.tif 000012
【図１１】
2013167935.tif 000013
【図１２】
2013167935.tif 000014
【図１３】
2013167935.tif 000015
【図１４】
2013167935.tif 000016
【図１５】
2013167935.tif 000017
【図１６】
2013167935.tif 000018
【図１７】
2013167935.tif 000019
【図１８】
2013167935.tif 000020