(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
等高線の層で現した素材形状に対して、上方から下方へ順次等高線加工を行う大荒加工用の、複数層の工具高さの各々についての大荒加工領域と、前記大荒加工領域の加工後の、等高線の層で現した中間形状に対して、下方から上方へ前記大荒加工よりも小さな段差で順次等高線加工を行う中荒加工用の、複数層の工具高さの各々についての中荒加工領域とをそれぞれ作成するに際し、
先ず、大荒加工の複数層の工具高さの各層を対象として、その対象層の工具高さに位置する仕上げ形状の輪郭線と、その対象層の工具高さと同一高さの素材形状の層が存在する場合のその対象層の工具高さと同一高さの素材形状の層に位置する素材形状の輪郭線または、その対象層の工具高さと同一高さの素材形状の層が存在しない場合のその対象層の工具高さの直ぐ上の高さの素材形状の層に位置する素材形状の輪郭線とに基づき２次元的な集合演算を行って前記大荒加工領域を作成し、
次いで、中荒加工の複数層の工具高さの各層を対象として、その対象層の工具高さに位置する仕上げ形状の輪郭線と、その対象層の工具高さと同一高さの前記大荒加工領域加工後の中間形状の層が存在する場合のその対象層の工具高さと同一高さの中間形状の層に位置する前記中間形状の輪郭線または、その対象層の工具高さと同一高さの中間形状の層が存在しない場合のその対象層の工具高さの直ぐ上の高さの中間形状の層に位置する前記中間形状の輪郭線と、その対象層の一層下の工具高さにおける仕上げ形状の輪郭線とに基づき２次元的な集合演算を行って前記中荒加工領域を作成することを特徴とする、荒加工用加工領域作成方法。
【請求項２】
前記大荒加工領域および前記中荒加工領域の各々についてその荒加工領域に関するデータにその荒加工領域全体および各部分の特徴を示す属性を付加することを特徴とする、請求項１記載の荒加工用加工領域作成方法。
【請求項３】
前記中荒加工領域の各々について前記大荒加工の複数層の工具高さのいずれでの加工後の中間形状部分であるかによってその工具高さの高い順に加工順を定め、
同一中間形状部分のうちでは前記中荒加工の複数層の工具高さのうちの工具高さの低い順に加工順を定めることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の荒加工用加工領域作成方法。
【請求項４】
前記大荒加工領域および前記中荒加工領域の各々のデータを前記工具高さの層別に表示することを特徴とする、請求項１から請求項３までの何れか記載の荒加工用加工領域作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＡＭ（コンピュータ支援加工）システムに用いて好適な、荒加工用加工領域作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＡＭ（コンピュータ支援加工）システムを用いて金型のダイ等の形状をブロック状の素材から削り出す際には、一般に加工時間の短縮のため先ず比較的大径の工具による高速の荒加工でその素材を仕上げ形状の近くまで削り、その後に仕上げ加工で仕上げ形状を削り出すという手順が取られ、その荒加工では通常、等高線加工によって切削効率を向上させるとともに、取り代一定加工によって工具破損等の不具合の発生を防止している。
【０００３】
ところで近年、特開平８−１５５７８８号公報にて、工具長さのかなりの部分に対応する大きな段差で上方から下方へ順次切削加工してゆく、いわゆる一発加工の大荒加工と、その大荒加工後の階段状の中間形状の各段を大荒加工よりも小さな段差で下方から上方へ順次切削加工してゆく、いわゆるカケ上がり加工の中荒加工とを行う荒加工方法が提案されており、この方法によれば工具長さを有効に利用して効率的な荒加工を行うことが可能となるが、この方法で荒加工を行うためには、一発加工の大荒加工については、複数層の工具高さの各々について仕上げ形状の輪郭線と素材形状の輪郭線とで囲まれた領域に工具経路を作成し、カケ上がり加工の中荒加工については、複数層の工具高さの各々について仕上げ形状の輪郭線と中間形状の各段の輪郭線とで囲まれた領域のうちその中荒加工にて先にその下の工具高さで加工する領域を除いて得られる領域に工具経路を作成する必要がある。ここで、「素材形状」とは、大荒加工前の素材の形状をいい、凹部のないブロック状の形状の他、余肉除去のためにドリル等による予備加工を行った後の形状も含むものとする。また「中間形状」とは、大荒加工後であって中荒加工前の素材を形状をいうものとする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の等高線加工では、仕上げ形状の輪郭線と素材形状の輪郭線とで囲まれた領域全体に工具経路を作成しており、その一方で、上述した大荒加工および中荒加工用の工具経路を作成すべき加工領域を求めるための基礎となる輪郭線のうち、仕上げ形状の輪郭線は加工する段すなわち加工する工具高さに存在するが、素材形状の輪郭線はその上方や下方の工具高さの層に存在する。それゆえ、上述した大荒加工および中荒加工のための工具経路を従来の方法で作成したのでは、一旦工具経路を作成した後、例えば特開平８−１２３５２６号公報に開示されているように、上方や下方の工具高さの層の工具経路を参照して、不要な工具経路を削除したり、工具経路密度の薄い部分に工具経路を追加したりする工具経路編集作業を行うことが必要になり、工数が嵩んでしまう。
【０００５】
また、上述したカケ上がり加工の中荒加工においては、下方から順に切削加工を行うため、中間形状に対して中荒加工を行う順番を決定する必要があるので、そのままでは工具干渉検査を行うことが必要になって工数が嵩んでしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決した加工領域作成方法を提供することを目的とするものであり、この発明の荒加工用加工領域作成方法は、上方から下方へ順次等高線加工を行う大荒加工用の、複数層の工具高さの各々についての大荒加工領域と、下方から上方へ前記大荒加工よりも小さな段差で順次等高線加工を行う中荒加工用の、複数層の工具高さの各々についての中荒加工領域とをそれぞれ作成するに際し、先ず、大荒加工の複数層の工具高さの各層を対象として、その対象層の工具高さに位置する仕上げ形状の輪郭線と、その対象層の工具高さと同一高さの素材形状の層が存在する場合のその対象層の工具高さと同一高さの素材形状の層に位置する素材形状の輪郭線または、その対象層の工具高さと同一高さの素材形状の層が存在しない場合のその対象層の工具高さの直ぐ上の高さの素材形状の層に位置する素材形状の輪郭線とに基づき２次元的な集合演算を行って前記大荒加工領域を作成し、次いで、中荒加工の複数層の工具高さの各層を対象として、その対象層の工具高さに位置する仕上げ形状の輪郭線と、その対象層の工具高さと同一高さの前記大荒加工領域加工後の中間形状の層が存在する場合のその対象層の工具高さと同一高さの中間形状の層に位置する前記中間形状の輪郭線または、その対象層の工具高さと同一高さの中間形状の層が存在しない場合のその対象層の工具高さの直ぐ上の高さの中間形状の層に位置する前記中間形状の輪郭線と、その対象層の一層下の工具高さにおける仕上げ形状の輪郭線とに基づき２次元的な集合演算を行って前記中荒加工領域を作成することを特徴とするものである。
【０００７】
かかる方法によれば、先ず、大荒加工の複数層の工具高さの各層について、その工具高さに位置する仕上げ形状の輪郭線と、実質上その工具高さに位置する素材形状の輪郭線すなわち、その工具高さと同一高さの素材形状の層が存在するときはその同一高さの層、存在しないときはその工具高さの直ぐ上の素材形状の層に位置する素材形状の輪郭線とに基づき２次元的な集合演算を行って前記大荒加工領域を作成し、次いで、中荒加工の複数層の工具高さの各層について、その工具高さに位置する仕上げ形状の輪郭線と、実質上その工具高さに位置する前記大荒加工領域の加工後の中間形状の輪郭線すなわち、その工具高さと同一高さの前記大荒加工領域加工後の中間形状の層が存在するときはその同一高さの層、存在しないときはその工具高さの直ぐ上の中間形状の層に位置する前記中間形状の輪郭線と、一層下の工具高さにおける仕上げ形状の輪郭線とに基づき２次元的な集合演算を行って前記中荒加工領域を作成するので、大荒加工の複数層の工具高さの各層についての大荒加工領域と、中荒加工の複数層の工具高さの各層についての中荒加工領域とを正確に作成し得て、その後に工具経路を作成する際の工具経路編集作業を実質上不要として工具経路作成を自動化することができる。
【０００８】
なお、この発明においては、前記大荒加工領域および前記中荒加工領域の各々についてその荒加工領域に関するデータにその荒加工領域全体および各部分の特徴を示す属性を付加することとしても良く、このようにすれば、単に疎密のない均一な工具経路を作成し得るのみでなく、それぞれの荒加工領域の加工により適した工具経路を自動的に作成することが可能となる。
【０００９】
また、この発明においては、前記中荒加工領域の各々について前記大荒加工の複数層の工具高さのいずれでの加工後の中間形状部分であるかによってその工具高さの高い順に加工順を定め、同一中間形状部分のうちでは前記中荒加工の複数層の工具高さのうちの工具高さの低い順に加工順を定めることとしても良く、このようにすれば、カケ上がり加工を行う中荒加工の加工順を適切かつ自動的に定めることができる。
【００１０】
さらに、この発明においては、前記大荒加工領域および前記中荒加工領域の各々のデータを前記工具高さの層別に表示することとしても良く、このようにすれば、各層の加工領域の形状や属性を確認することができるので、切削経路を作成する前に、所要に応じて加工順を変更したり、より適切な切削経路を作成し得るように加工領域を編集したりすることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明の荒加工用加工領域作成方法の一実施例の実施手順を示す説明図であり、この実施例の荒加工用加工領域作成方法は、通常のＣＡＭシステムを構成するコンピュータの作動プログラムを改変することにて実施することができるものである。
【００１２】
この実施例の方法は、工具長さのかなりの部分に対応する大きな段差で上方から下方へ順次等高線加工を行う大荒加工用の、複数層の工具高さの各々についての大荒加工領域と、下方から上方へ小さな段差で順次等高線加工を行う中荒加工用の、複数層の工具高さの各々についての中荒加工領域とをそれぞれ作成するものであり、概説するとこの実施例の方法では、図１に示すように、上記ＣＡＭシステムのコンピュータが、先ず、大荒加工を行う複数層の工具高さの各々について、その層の工具高さに位置する仕上げ形状の輪郭線のデータ１と実質上その層の工具高さに位置する素材形状の輪郭線のデータ２とに基づき２次元的な集合演算を行う領域作成処理３を実行して、大荒加工領域のデータ４を作成し、次いでその各層の大荒加工領域のデータ４を画面表示装置の画面に表示して、修正命令を入力する処理５を行い、これにより上記ＣＡＭシステムのユーザーが、その画面表示された各層の大荒加工領域のデータ４を所要に応じて適宜修正する。
【００１３】
その後、この実施例の方法では、これも図１に示すように、上記ＣＡＭシステムのコンピュータが、先ず、上記大荒加工領域のデータ４による大荒加工後の中間形状の輪郭線のデータ６を求め、次いで、中荒加工の複数層の工具高さの各々について、その層の工具高さに位置する仕上げ形状の輪郭線のデータ１と実質上その層の工具高さに位置する上記大荒加工後の中間形状の輪郭線のデータ６とその層の一層下の工具高さにおける仕上げ形状の輪郭線のデータ１とに基づき２次元的な集合演算を行う領域作成処理７を実行して、中荒加工領域のデータ８を作成し、次いでその各層の中荒加工領域のデータ８を画面表示装置の画面に表示して、修正命令を入力する処理９を行い、これにより上記ＣＡＭシステムのユーザーが、その画面表示された各層の中荒加工領域のデータ８を所要に応じて適宜修正する。
【００１４】
なお、この実施例の方法では、切削工具としてフラットエンドミルを使用し、そのフラットエンドミルを、軸線を垂直に且つ先端を下向きに配置して荒加工を行うこととしており、そのフラットエンドミルの先端（下端）の高さ（Ｚ値）を「加工する工具高さ」としている。
【００１５】
図２は、上記コンピュータが上記大荒加工領域を作成する際の手順を示し、ここでは先ず、工程LP１〜LP４で、加工する工具高さの層毎に加工領域を作成し、次いで、工程LP５で、それらの加工領域を構成する点列データの各点に点の種類を付加し、その後に、工程LP６およびLP７で、上記作成した各層の加工領域に情報を属性として付加する。
【００１６】
具体的に説明すると、工程LP１では、形状を点の集合で３次元的に表すＣＡＭデータのうちの、図８に示す如き複数の高さの等高線の層で現した素材形状のデータから、大荒加工する工具高さの層毎の断面における素材形状の輪郭線を表す素材形状点列データを後述する対応づけによって求め、その個々の素材形状点列データの進行方向を反転させて後述する基本領域の点列データとして、その素材形状点列データから図３の下部に示す如きデータ構造の領域形式データを作成する。そして続く工程LP２では、上記ＣＡＭデータのうちの仕上げ形状のデータから、大荒加工する工具高さの層毎の断面における仕上げ形状の輪郭線を表す仕上げ形状点列データを求めて、その仕上げ形状点列データから図３の上部に示す如きデータ構造の経路形式データを作成する。
【００１７】
ここで、上記工程LP１において素材形状から領域形式データを作成する一方、上記工程LP２においては仕上げ形状から経路形式データを作成するのは、素材形状を示す点列データと仕上げ形状を示す点列データとの区別を明確にするためであり、実際の物の形状である素材形状の輪郭線は必ず閉じたものとなるから領域形式とし得るが、仕上げ形状の輪郭線は部分的な形状を表す場合もあるため必ずしも閉じたものとはならないから経路形式としたものである。なお、上記領域形式データにおいては、個々の点列を「基本領域」、その基本領域の集合であって閉じているもの（従って一定の範囲を画成する）を「部分領域」、その部分領域の各層別の集合を「層別領域」、その部分領域の全層分の集合を単に「領域」としており、また上記経路形式データにおいては、個々の点列を「基本経路」、その基本経路の集合を「経路区間」、その経路区間の全層分の集合を単に「経路」としている。
【００１８】
その後の工程LP３では、大荒加工する工具高さの層毎に、上記領域形式データ中の基本領域の集合と上記経路形式データ中の基本経路の集合との間で２次元的な集合演算を行って層別領域を作成し、この集合演算は、上記経路形式データ中の基本経路のＺ値（工具高さ）の高い順に、以下の〔数１〕に示す式を使用して行う。ここで「外基本素材形状」とは、その内側に素材が位置する外ループの素材形状点列をいい、「内基本素材形状」とは、その外側に素材が位置する内ループの素材形状点列をいい、「基本経路の内部」とは、基本経路の進行方向に対し所定の側（以下の図示例では左側）の、素材の加工すべき部分が位置する領域をいう。また、後述する層別領域の作成例で「外基本領域」とは、その内側に素材の加工すべき部分が位置する外ループの閉じた基本領域をいい、「内基本領域」とは、その外側に素材の加工すべき部分が位置する内ループの閉じた基本領域をいう。そして「外基本経路」とは、その内側に素材の残すべき仕上げ形状部分が位置する閉じた基本経路をいい、「内基本経路」とは、その外側に素材の残すべき仕上げ形状部分が位置する閉じた、または開いた基本経路をいう。
【００１９】
【数１】
0003985343.tif 000002
【００２０】
図４は層別領域の作成例、図５〜図７は層別領域に含まれる部分領域の作成例をそれぞれ示し、図４（ａ）では、同図の上部に示す、外基本素材形状MO11の内側に内基本素材形状MI11があり、その内基本素材形状MI11の内側に二つの外基本素材形状MO12, MO13があり、それらのうち片側の外基本素材形状MO13の内側にさらに内基本素材形状MI12がある素材形状に対して、それらを進行方向を反転させて基本領域とした上で、同図の中央部に示す、外基本経路PO11を集合演算して、同図の下部に示す、外基本領域RO11の内側に内基本領域RI11があり、その内基本領域RI11の内側に二つの外基本領域RO12, RO13があり、それら二つの外基本領域RO12, RO13の内側にさらに内基本領域RI12, RI13がある層別領域LR１を作成している。なお、外基本領域とその直ぐ内側の内基本領域との間（内側に内基本領域がない場合は外基本領域の内側全て）の範囲が部分領域となるので、この層別領域LR１には三つの部分領域PR11, PR12, PR13が存在している。
【００２１】
また、図４（ｂ）では、同図の上部に示す、外基本素材形状MO21のみの素材形状に対して、それを進行方向を反転させて基本領域とした上で、同図の中央部に示す、二つの開いた基本経路P21, P22および一つの外基本経路PO21を集合演算して、同図の下部に示す、内側に内基本領域がない外基本領域RO21と、内側に内基本領域RI21がある外基本領域RO22とを持つ層別領域LR２を作成している。この層別領域LR２には、二つの部分領域PR21, PR22が存在している。
【００２２】
図５（ａ）では、同図の左側に示す、外基本素材形状MO31のみの素材形状を、同図の右側に示すように、進行方向を反転させて外基本領域RO31とし、ここでは基本経路が存在していないので、その外基本領域RO31のみで部分領域PR31を作成している。また図５（ｂ）では、同図の左側に示す、外基本素材形状MO41のみの素材形状に対して、同図の右側に示すように、その進行方向を反転させて基本領域RO41とした上で、同図の左側に示す、外基本経路PO41を集合演算して、同図の右側に示すように、外基本領域RO41とその内側の内基本領域RI41との間に部分領域PR41を作成している。
【００２３】
さらに図５（ｃ）では、同図の左側に示す、外基本素材形状MO51の内側に内基本素材形状MI51がある素材形状を、同図の右側に示すように、それらを進行方向を反転させて基本領域とし、ここでは基本経路が存在していないので、外基本領域RO51とその内側の内基本領域RI51との間に部分領域PR51を作成している。また図５（ｄ）では、同図の左側に示す、外基本素材形状MO61のみの素材形状に対して、同図の右側に示すように、進行方向を反転させて基本領域とした上で、同図の左側に示す、開いた基本経路P61 を、そのままでは上記基本領域との交点が得られないことから、その交点が得られるように図中破線で示す如く進行方向前方および後方の接線方向にそれぞれ延長して集合演算し、この場合にはその開いた基本経路P61 の左側が加工すべき部分となるので、同図の右側に示すように、延長した基本経路P61 との交点で左右に分割した元の外基本領域RO61のうち基本経路P61 の左側の領域にある部分とその延長した基本経路P61 とを連結してなる外基本領域RO61の内側に部分領域PR61を作成している。なお、開いた基本経路の端部は、それが内包される最小の外基本素材形状まで上記のように接線延長し、基本経路の延長部位同士が交差した場合には、連結した経路の進行方向が逆向きとならない限りにおいて、その交点で基本経路同士を連結する。
【００２４】
図６（ａ）では、同図の左側に示す、外基本素材形状MO71のみの素材形状に対して、それを進行方向を反転させて基本領域とした上で、同図の左側に示す、内基本経路PI71を集合演算し、この場合にはその内基本経路PI71の内側（進行方向に対し左側）が加工すべき部分となるので、同図の右側に示すように、内基本経路PI71に対応する外基本領域RO71の内側に部分領域PR71を作成している。また、図６（ｂ）では、同図の左側に示す、外基本素材形状MO81のみの素材形状に対して、それを進行方向を反転させて基本領域とした上で、同図の左側に示す、内基本経路PI81およびその内側の外基本経路PO81を集合演算し、この場合はその内基本経路PI81の内側で、かつ外基本経路PO81の外側が加工すべき部分となるので、同図の右側に示すように、内基本経路PI81に対応する外基本領域RO81と、その内側の、外基本経路PO81に対応する内基本領域RI81との間に部分領域PR81を作成している。そして図６（ｃ）では、同図の左側に示す、外基本素材形状MO91の内側に内基本素材形状MI91がある素材形状に対して、それらを進行方向を反転させて基本領域とした上で、同図の左側に示す、内基本経路PI91を集合演算し、この場合はその内基本経路PI91の内側が加工すべき部分となるので、同図の右側に示すように、内基本経路PI91に対応する外基本領域RO91とその内側の内基本領域RI91との間に部分領域PR91を作成している。
【００２５】
図７（ａ）では、同図の左上側に示す、外基本素材形状MO101 のみの素材形状に対して、それを進行方向を反転させて基本領域とした上で、同図の左上側に示す、開いた基本経路P101および開いた基本経路P102を集合演算し、この場合には各基本経路P101, P102をそれぞれ接線延長すると互いに交差するので、同図の右上側に示すように、それらの基本経路P101, P102を延長部位の交点で連結して一本の開いた基本経路P103としてから上記集合演算を行い、その基本経路P103の上側（進行方向に対し左側）が加工すべき部分となるので、同図の左下側に示すように、基本経路P103との交点で上下に分割した元の外基本領域RO101 のうち開いた基本経路P103の上側の領域にある部分とその基本経路P103とを連結してなる外基本領域RO101 の内側に部分領域PR101 を作成している。また図７（ｂ）では、同図の左側に示す、外基本素材形状MO111 のみの素材形状に対して、それを進行方向を反転させて基本領域とした上で、同図の左側に示す、四本の開いた基本経路P111, P112, P113, P114を集合演算し、この場合には各基本経路P111〜P114をそれぞれ接線延長すると互いに交差するので、同図の右側に示すように、それらの基本経路P111〜P114を延長部位の交点で連結して一本の閉じた外基本経路としてから上記集合演算を行い、その外基本経路の外側（進行方向に対し左側）が加工すべき部分となるので、同図の右側に示すように、外基本領域RO111 と、その内側の、上記外基本経路に対応する内基本領域RI111 との間に部分領域PR111 を作成している。
【００２６】
なお、図８（ａ）に示すように、基本経路の各層PLは、基本的には、それと同一のＺ値（工具高さ）を持つ素材形状の層MLと対応づけるが、該当するＺ値の素材形状の層がない場合には、図８（ｂ）に示すように、その基本経路の層PLの直ぐ上の素材形状の層MLと対応づける。そして各部分領域は、各基本経路の層PLに対応づけした素材形状の層MLの素材形状の輪郭線から素材形状点列データを求めて、各基本経路の層PLの工具高さに、その層PLについて求めた素材形状点列データから作成する。
【００２７】
上記工程LP３に続く工程LP４では、上記の部分領域同士の包含関係および元の基本領域との関係を木構造で表してテーブルにまとめ、それを領域のデータに付加することで各層毎の加工領域を作成し、次の工程LP５では、上記加工領域を構成する点列データの各構成点のデータにその点の種類を属性として付加する。ここで、素材形状（最初の基本領域）の点列を構成していた点は「素材」、仕上げ形状（基本経路およびその延長部位）の点列を構成していた点は「仕上げ」をその属性とする。なお、後述するが、大荒加工で形成される中間形状の点列を構成していた点は「中間形状」をその属性とする。
【００２８】
その後の工程LP６では、各層の加工領域のデータに層間の加工順序を属性として付加し、この順序は、工具高さの層のＺ値が高い順に加工するものとする。そして最後の工程LP７では、上記作成した各層の各部分領域のデータに、工具経路の種類、加工進行方向、加工開始点等の加工用情報を属性として付加する。ここで付加する工具経路の種類としては、比較的広い部分領域用の、直線を主体とした取り代一定の工具経路である「波紋型経路」や、周囲が全て仕上げ形状で囲まれた（外基本領域の構成点の属性が全て「仕上げ」である）部分領域用の、領域の中心から外に向かって渦巻き状に移動する取り代一定の工具経路である「蚊とり線香型経路」や、その蚊とり線香型経路が該当しない幅が狭くて複雑な形状の部分領域用の、仕上げ形状からオフセットした取り代一定の工具経路である「オフセット経路」等がある。
【００２９】
また加工進行方向としては、上記波紋型経路の場合に、部分領域の、「素材」または「中間形状」の属性を持つ構成点の区間の、水平座標軸であるＸ軸およびＹ軸への投影線のうち長い方に直交する座標軸方向（すなわち短い方の投影線がある座標軸方向）で、その部分領域の外部から内部へ向かう方向を設定する。例えば、図９に示す部分領域PR121 では、図中●印が「素材」属性を持つ構成点、×印が「仕上げ」属性を持つ構成点であることから、「素材」属性を持つ構成点のＸ軸上の投影線の方がＹ軸上の投影線よりも長いので、加工進行方向としてＹ軸方向を選択して、図示のように波紋型工具経路WTP を作成する。そして加工開始点としては、上記蚊とり線香型経路の場合に、その部分領域に内接する最大半径の円の中心座標値を設定する。
【００３０】
このようにして大荒加工領域を作成した後、この実施例ではその大荒加工領域を切削加工した後の素材の形状（中間形状）を点の集合で３次元的に表すデータを作成して上記ＣＡＭデータに加え、次の中荒加工領域作成に進む。なお、この実施例の方法では、後の工具経路作成時のための便宜上、上記大荒加工および以下の中荒加工の何れについても、工具中心の移動範囲を「加工領域」として求めており、それゆえ、先の基本領域や基本経路は、同一の工具径の切削工具の使用を前提としてＣＡＭデータから求めており、また、その求めた「加工領域」は、素材形状や大荒加工後の中間形状の実際に切削される領域とは一致していない場合がある。
【００３１】
図10は、上記コンピュータが上記中荒加工領域を作成する際の手順を示し、ここでは先ず、工程MP１〜MP５で、加工する工具高さの層毎にかけあがり加工領域を作成し、次いで、工程MP６で、それらのかけあがり加工領域を構成する点列データの各点に点の種類を付加し、その後に、工程MP７およびMP８で、上記作成した各層の加工領域に情報を属性として付加する。
【００３２】
具体的に説明すると、工程MP１では、上記ＣＡＭデータのうちの上記大荒加工後の中間形状のデータから、中荒加工する工具高さの層毎の断面における中間形状の輪郭線を表す中間形状点列データを求める。この中間形状点列データは、ここでは「雛壇」と呼ぶ、大荒加工での各工具高さの層間の、同一層間では互いに独立した階段状の部分を複数持つものとなり、例えば図11に示す中間形状点列データは、雛壇TB１〜TB３を持っており、雛壇TB１および雛壇TB２は、雛壇TB３上にある。工程MP１ではさらに、その個々の中間形状点列データの進行方向を反転させて基本領域の点列データとして、その中間形状点列データから図３の下部に示す如きデータ構造の領域形式データを作成する。そして続く工程MP２では、上記ＣＡＭデータのうちの仕上げ形状のデータから、中荒加工する工具高さの層毎の断面における仕上げ形状の輪郭線を表す仕上げ形状点列データを求めて、その仕上げ形状点列データから図３の上部に示す如きデータ構造の経路形式データを作成する。
【００３３】
その後の工程MP３では、上記中間形状の雛壇（大荒加工での各工具高さの層間の、同一層間では互いに独立した階段状の部分）毎に、かつ先の大荒加工用の層別領域の作成と同様、中荒加工する工具高さの層毎に、上記領域形式データ中の基本領域の集合と上記経路形式データ中の基本経路の集合との間で２次元的な集合演算を行って層別領域を作成し、この集合演算は、上記経路形式データ中の基本経路のＺ値（工具高さ）の低い順に、前述の〔数１〕の式を使用して行う。
【００３４】
なお、この中荒加工の場合も、図８（ａ）に示す先の大荒加工の場合と同様に、基本経路の各層PLは、基本的には、それと同一のＺ値（工具高さ）を持つ中間形状の層と対応づけるが、該当するＺ値の中間形状の層がない場合には、図８（ｂ）に示す先の大荒加工の場合と同様に、その基本経路の層PLの直ぐ上の中間形状の層と対応づける。そして各部分領域は、各基本経路の層PLの工具高さに作成する。
【００３５】
上記工程MP３に続く工程MP４では、先の大荒加工の場合と同様、部分領域同士の包含関係および元の基本領域との関係を木構造で表してテーブルにまとめ、それを領域のデータに付加することで各層毎の加工領域を作成する。例えば図12に示す例では、図12（ａ）に示す、雛壇TB４および雛壇TB５を持つ中間形状点列データのうち、図12（ｂ）に示す雛壇TB４の最下層TBL1およびその一層上の層TBL2の点列データについて、図12（ｃ）および図12（ｄ）にそれぞれ示すように、基本経路P131, P132および基本経路P141, P142に基づいて、加工領域PR131, PR132および加工領域PR141, PR142を作成している。
【００３６】
次の工程MP５では、上記各雛壇毎に、Ｚ値の低い層の加工領域から順に、その加工領域のＺ値を越えるＺ値の、直ぐ上の層の加工領域からその加工領域を引き算する集合演算を繰り返し行って、中荒加工の各工具高さの層のカケ上がり加工領域を作成する。例えば図12（ｃ）および図12（ｄ）にそれぞれ示す最下層TBL1の加工領域PR131, PR132およびその一層上の層TBL2の加工領域PR141, PR142については、最下層TBL1では加工領域PR131, PR132はそのままカケ上がり加工領域となるが、一層上の層TBL2では図13に示すように、その層の加工領域PR141, PR142から最下層TBL1の加工領域PR131, PR132を引いて、基本経路P141, P142に沿った細長いカケ上がり加工領域UPR141, UPR142を作成している。
【００３７】
次の工程工程MP６では、先の大荒加工の場合と同様、カケ上がり加工領域を構成する点列データの各構成点のデータにその点の種類を属性として付加する。ここで、素材形状（最初の基本領域）の点列を構成していた点は「素材」、仕上げ形状（基本経路およびその延長部位）の点列を構成していた点は「仕上げ」、そして中間形状の点列を構成していた点は前述したように「中間形状」をその属性とする。
【００３８】
その後の工程MP７では、各層の加工領域のデータに層間の加工順序を属性として付加し、この順序は、雛壇間では上段から下段へのＺ値の高い順とし、各雛壇では工具高さの層のＺ値が低い順にカケ上がり加工するものとする。例えば図14に示す、雛壇TB６および雛壇TB７を持つ中間形状の例では、雛壇間では先ず雛壇TB６、次いで雛壇TB７の順に加工し、雛壇TB６ではカケ上がり加工領域UPR151, UPR152, UPR161, UPR162の順、そして雛壇TB７ではカケ上がり加工領域UPR171, UPR181, UPR191の順に加工するものとする。従って最終的には、カケ上がり加工領域UPR151, UPR152, UPR161, UPR162, UPR171, UPR181, UPR191の順となる。なお、同一高さの雛壇同士および同一高さの加工領域の層同士の順序は、加工領域同士の工具経路の終点と始点との間の距離等から適宜に定めることができる。
【００３９】
そして最後の工程LM８では、上記作成した各層の各カケ上がり加工領域のデータに、工具経路の種類、加工開始点等の加工用情報を属性として付加する。ここで付加する工具経路の種類としては、先に述べた「蚊とり線香型経路」や「オフセット経路」等がある。また加工開始点としては、上記蚊とり線香型経路の場合に、前述したように部分領域の最大内接円の中心点の座標値を設定する。
【００４０】
図15は、上記のようにして作成した大荒加工および中荒加工用の加工領域データが持つ属性データを示しており、上記ＣＡＭシステムのコンピュータは、大荒加工および中荒加工用の各層の加工領域（中荒加工ではカケ上がり加工領域）を画面表示装置の画面に表示して、修正命令を入力する処理を行い、これにより上記ＣＡＭシステムのユーザーが、その画面表示された各層の加工領域を所要に応じて適宜修正したら、その加工領域データを用いて、大荒加工および中荒加工用の工具経路を作成する。なお、その工具経路は、「素材」または「中間形状」の属性を持つ加工領域構成点の位置から切り込み、「仕上げ」の属性を持つ加工領域構成点の点列を越えて出ないように加工領域内に作成する。
【００４１】
かくしてこの実施例の方法によれば、先ず、大荒加工の複数層の工具高さの各層について、その工具高さに位置する仕上げ形状の輪郭線と、実質上その工具高さに位置する素材形状の輪郭線とに基づき２次元的な集合演算を行って大荒加工領域を作成し、次いで、中荒加工の複数層の工具高さの各層について、その工具高さに位置する仕上げ形状の輪郭線と、実質上その工具高さに位置する大荒加工領域の加工後の中間形状の輪郭線と、一層下の工具高さにおける仕上げ形状の輪郭線とに基づき２次元的な集合演算を行って中荒加工領域を作成するので、大荒加工の複数層の工具高さの各層についての大荒加工領域と、中荒加工の複数層の工具高さの各層についての中荒加工領域とを正確に作成し得て、その後に工具経路を作成する際の工具経路編集作業を実質上不要として工具経路作成を自動化することができる。
【００４２】
しかもこの実施例の方法によれば、大荒加工領域および中荒加工領域の各々についてその荒加工領域に関するデータにその荒加工領域全体および各部分の特徴を示す属性を付加するので、単に疎密のない均一な工具経路を作成し得るのみでなく、それぞれの荒加工領域の加工により適した工具経路を自動的に作成することが可能となる。
【００４３】
そしてこの実施例の方法によれば、中荒加工領域の各々について大荒加工の複数層の工具高さのいずれでの加工後の中間形状（雛壇）であるかによってその工具高さの高い順に加工順を定め、同一中間形状（雛壇）のうちでは中荒加工の複数層の工具高さのうちの工具高さの低い順に加工順を定めているので、カケ上がり加工を行う中荒加工の加工順を適切かつ自動的に定めることができる。
【００４４】
さらにこの実施例の方法によれば、大荒加工領域および中荒加工領域の各々のデータを工具高さの層別に表示することから、各層の加工領域の形状や属性を確認することができるので、切削経路を作成する前に、所要に応じて加工順を変更したり、より適切な切削経路を作成し得るように加工領域を編集したりすることができる。
【００４５】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、工具経路の種類や属性の種類等を、上述した例以外にも所要に応じて適宜設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の荒加工用加工領域作成方法の一実施例の実施手順を示す説明図である。
【図２】ＣＡＭシステムのコンピュータが上記実施例の方法において大荒加工領域を作成する際の手順を示す説明図である。
【図３】上記実施例の方法において大荒加工領域および中荒加工領域の作成の際に作成する経路形式データおよび領域形式データのデータ構造を示す説明図である。
【図４】上記実施例の方法における層別領域の作成例を示す説明図である。
【図５】上記層別領域に含まれる部分領域の作成例を示す説明図である。
【図６】上記層別領域に含まれる部分領域の他の作成例を示す説明図である。
【図７】上記層別領域に含まれる部分領域の他の作成例を示す説明図である。
【図８】上記実施例の方法における基本経路の各層と素材形状の層との対応づけの方法を示す説明図である。
【図９】上記実施例の方法における部分領域の加工進行方向の求め方を示す説明図である。
【図１０】ＣＡＭシステムのコンピュータが上記実施例の方法において中荒加工領域を作成する際の手順を示す説明図である。
【図１１】上記実施例の方法における中間形状の作成例を示す説明図である。
【図１２】上記実施例の方法における中間形状の各雛壇の各工具高さの層の加工領域の作成例を示す説明図である。
【図１３】上記実施例の方法における図12に示す雛壇の例でのカケ上がり加工領域の作成例を示す説明図である。
【図１４】上記実施例の方法における大荒加工用加工領域の加工順序の設定方法を示す説明図である。
【図１５】上記実施例の方法で作成した大荒加工および中荒加工用の加工領域データが持つ属性データを示す説明図である。
【符号の説明】
１  仕上げ形状の輪郭線のデータ
２  素材形状の輪郭線のデータ
３  大荒加工領域作成処理
４  大荒加工領域のデータ
５  画面表示・修正命令入力処理
６  中間形状の輪郭線のデータ
７  大荒加工領域作成処理
８  大荒加工領域のデータ
９  画面表示・修正命令入力処理
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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