(57)【要約】【課題】加工精度を維持しつつ加工能率の高い工程が設計できるようにする。【解決手段】この加工工程決定システムＤ０は、３次元ＣＡＤ装置Ｈ１から３次元素材形状データＭ３及び３次元製品形状データＭ１を読み込み、３次元素材形状データＭ３から複数の工程を経て３次元製品形状データＭ１を作成するための加工工程を決定するものであり、仕上げ代４６及び加工条件の判断に必要な閾値が格納された加工知識データベースＤ１と、各種工具情報が格納された工程候補データベースＤ２と、３次元製品形状データＭ１に仕上げ代４６を肉盛りして３次元形状データＭ２を作成し、これを加工目標として各種工具情報を用いて複数工程の中から加工精度及び加工能率を高くするための加工工程の順序を決定する工程設計モジュールＥ１とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材形状データ及び製品形状データを用いて、複数の加工工程の順序をコンピュータで決定する加工工程決定方法において、
前記製品形状データに仕上げ代を肉盛りした中間形状データを作成し、この中間形状データを用いて加工工程の順序を決定する
ことを特徴とする加工工程決定方法。
【請求項２】
前記中間形状データを用いて加工工程の順序を決定する際、工具の動きによって素材が加工される形状を表す被加工形状と前記工具の動きによって作成される加工形状との差分形状を演算し、その差分形状の有無に基づき、前記工具による加工工程の前に別の加工工程を優先的に挿入するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程決定方法。
【請求項３】
前記中間形状データを用いて加工工程の順序を決定する際、工具の動きによって素材が加工される形状を表す被加工形状と前記工具の動きによって作成される加工形状との差分形状を演算し、その差分形状の有無に基づき、加工工程の順序又は加工開始位置を変更するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の加工工程決定方法。
【請求項４】
素材形状データ及び製品形状データを読み込み、複数の加工工程の順序をコンピュータで決定する加工工程決定システムにおいて、
仕上げ代及び加工条件の判断に必要な閾値が格納された加工知識データベースと、
工具の種類及び加工方法を含む各種工程情報が格納された工程候補データベースと、
前記製品形状データに前記仕上げ代を肉盛りして中間形状データを作成し、該中間形状データと前記各種工程情報を用いて複数工程の中から加工精度及び加工能率を高くするための加工工程の順序を決定する工程設計手段と、を備える
ことを特徴とする加工工程決定システム。
【請求項５】
前記中間形状データを用いて加工工程の順序を決定する際、工具の動きによって素材が加工される形状を表す被加工形状と前記工具の動きによって作成される加工形状との差分形状を演算し、その差分形状の有無に基づき、前記工具による加工工程の前に別の加工工程を優先的に挿入するか否かを決定する優先工程挿入手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項４に記載の加工工程決定システム。
【請求項６】
前記中間形状データを用いて加工工程の順序を決定する際、工具の動きによって素材が加工される形状を表す被加工形状と前記工具の動きによって作成される加工形状との差分形状を演算し、その差分形状の有無に基づき、加工工程の順序又は加工開始位置を変更するか否かを決定する工程変更手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項４に記載の加工工程決定システム。
【請求項７】
製品形状データ及び素材形状データを取得する工程と、
前記製品形状データに仕上げ代を肉盛りした中間形状データを作成する工程と、
前記中間形状データを用いて加工工程の順序を決定する際に、仕上げ代、加工条件の判断に必要な閾値が格納された加工知識データベース、及び工具の種類、加工方法を含む各種工程情報が格納された工程候補データベースの情報を用いて複数工程の中から加工精度及び加工能率を高くするための加工工程の順序を決定する工程と、
をコンピュータに実行させる
ことを特徴とする加工工程決定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工における加工工程の順序を決定する加工工程決定方法、加工工程決定システム、及び加工工程決定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
金型や複雑な形状品の加工を行う場合、加工精度の確保や作業工数の削減等を図るために、複数の工程からなる加工工程の順序や使用工具等を決定する必要がある。
このような技術として、例えば特許文献１では、加工能率の高い加工工程を迅速に決定すべく、まず複数の工程候補の中から単位時間当たりの加工量が大きい順に工程候補を選定し、次いで、その工程候補によって加工することのできる加工領域を加工前の形状と加工後の形状から求めている。
【０００３】
次に、加工領域と加工後の形状との差分を求め、その差分が許容値以下になるまで工程候補の選定を繰り返す。選定を終えた後、選定された工程候補の加工体積とその加工時間とで加工能率を算定し、最も加工能率が高い工程候補を最初の工程候補に選定する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００７−１０５８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、加工能率のみに着目して工程が設計されるため、実際の機械加工における荒加工と仕上げ加工等との区別がなされていない。すなわち、荒加工の後に仕上げ加工を行う等の区別ができていない。また、最終の製品形状データを用いて工程設計を行うため、穴加工における穴平面加工やセンター穴加工のように前加工段階で用いられ、最終の製品形状には現れないが精度を保つためには欠かせない加工工程には対応できていない。
【０００５】
このため、特許文献１のような加工工程の決定方法では、加工精度を確保した工程設計を行うことができなかった。
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、加工精度を維持しつつ加工能率の高い加工工程の順序を決定できる加工工程決定方法、加工工程決定システム、及び加工工程決定プログラム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】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
素材形状データ及び製品形状データを用いて、複数の加工工程の順序をコンピュータで決定する加工工程決定方法において、
前記製品形状データに仕上げ代を肉盛りした中間形状データを作成し、この中間形状データを用いて加工工程の順序を決定することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の加工工程決定方法において、
前記中間形状データを用いて加工工程の順序を決定する際、工具の動きによって素材が加工される形状を表す被加工形状と前記工具の動きによって作成される加工形状との差分形状を演算し、その差分形状の有無に基づき、前記工具による加工工程の前に別の加工工程を優先的に挿入するか否かを決定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の加工工程決定方法において、
前記中間形状データを用いて加工工程の順序を決定する際、工具の動きによって素材が加工される形状を表す被加工形状と前記工具の動きによって作成される加工形状との差分形状を演算し、その差分形状の有無に基づき、加工工程の順序又は加工開始位置を変更するか否かを決定することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、
素材形状データ及び製品形状データを読み込み、複数の加工工程の順序をコンピュータで決定する加工工程決定システムにおいて、
仕上げ代及び加工条件の判断に必要な閾値が格納された加工知識データベースと、
工具の種類及び加工方法を含む各種工程情報が格納された工程候補データベースと、
前記製品形状データに前記仕上げ代を肉盛りして中間形状データを作成し、該中間形状データと前記各種工程情報を用いて複数工程の中から加工精度及び加工能率を高くするための加工工程の順序を決定する工程設計手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の加工工程決定システムにおいて、
前記中間形状データを用いて加工工程の順序を決定する際、工具の動きによって素材が加工される形状を表す被加工形状と前記工具の動きによって作成される加工形状との差分形状を演算し、その差分形状の有無に基づき、前記工具による加工工程の前に別の加工工程を優先的に挿入するか否かを決定する優先工程挿入手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項４に記載の加工工程決定システムにおいて、
前記中間形状データを用いて加工工程の順序を決定する際、工具の動きによって素材が加工される形状を表す被加工形状と前記工具の動きによって作成される加工形状との差分形状を演算し、その差分形状の有無に基づき、加工工程の順序又は加工開始位置を変更するか否かを決定する工程変更手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る加工工程決定プログラムの発明は、
製品形状データ及び素材形状データを取得する工程と、
前記製品形状データに仕上げ代を肉盛りした中間形状データを作成する工程と、
前記中間形状データを用いて加工工程の順序を決定する際に、仕上げ代、加工条件の判断に必要な閾値が格納された加工知識データベース、及び工具の種類、加工方法を含む各種工程情報が格納された工程候補データベースの情報を用いて複数工程の中から加工精度及び加工能率を高くするための加工工程の順序を決定する工程と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、加工精度を維持しつつ加工能率の高い加工工程の順序を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
［システムの構成説明］
図１は、本実施形態における加工工程決定システムＤ０の全体構成を示す図である。
【００１５】
加工工程決定システムＤ０は、コンピュータＨ２によって動作する加工知識データベースＤ１、及び工程候補データベースＤ２、並びにコンピュータＨ２によって実行されるプログラムからなり工程設計手段としての工程設計モジュールＥ１と、３次元ＣＡＤ装置Ｈ１と、を有している。
【００１６】
この加工工程決定システムＤ０は、３次元ＣＡＤ装置Ｈ１で作成された３次元製品形状データ（最終的な製品形状に対応する形状データ）Ｍ１と３次元素材形状データ（製品を製造するための素材に対応する形状データ）Ｍ３とを読み込み、加工知識データベースＤ１や工程候補データベースＤ２からの情報に基づき加工工程の順序や使用工具等を決定して最終的に加工工程表Ｔ４を出力するものである。
【００１７】
加工工程表Ｔ４は、少なくとも複数の加工工程における機械加工の順序がわかるような書式で出力される。さらに、この加工工程表Ｔ４をＣＡＭシステムに読み込ませることで、工作機械が加工を施すためのＮＣデータが作成される。
【００１８】
なお、３次元製品形状データＭ１と３次元素材形状データＭ３の書式は、例えばＰｒｏ／ＥやＳｏｌｉｄ  Ｗｏｒｋｓなどの市販されている３次元ＣＡＤ装置の標準書式が用いられる。また、例えばＳＴＥＰ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｏｆ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  ｍｏｄｅｌ  ｄａｔａ）やＩＧＥＳ（Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）などの、あらゆる３次元ＣＡＤ装置が汎用的に出力可能な書式を用いてもよい。
【００１９】
また、本実施形態では、３次元素材形状データＭ３は３次元製品形状データＭ１とともに読み込むこととしているが、これらのデータを、予めデータベース等に登録されているリストの中から選択するようにしてもよい。
【００２０】
加工知識データベースＤ１は、例えば３次元製品形状データＭ１（図６（ａ）参照）に仕上げ代を肉盛りした中間形状データとしての３次元形状データ（最終的な製品形状に加工する前の仕上げ代を有する状態の形状データ）Ｍ２（図６（ｂ）参照）を作成するときに、必要な仕上げ代の厚さデータを格納している。
【００２１】
また、この加工知識データベースＤ１は、加工工程の中間に別工程を優先的に挿入する是非を決定する際に、工具の動きによって素材が加工される形状を表す被加工形状と工具の動きによって作成される工具形状との差分形状の体積の最小値などの条件判断の閾値を格納している。
【００２２】
工程候補データベースＤ２は、例えば輪郭加工や穴加工などの製品形状から認識できる（最終製品に形状が残っている）加工工程と、例えば穴平面加工やセンター穴加工などの製品形状からは認識できない（最終製品には形状が残らない）加工工程と、の情報リストを格納している。
【００２３】
この情報リストに格納されている加工工程の工程情報としては、例えば工具の種類、各工具をそれぞれ保持する工具保持具などの工具情報と、各工具の動きの情報や各工具を用いての加工方法などの加工情報とで構成されていて、少なくとも工具に関する情報は含まれている。工程設計モジュールＥ１は、読み込まれた３次元製品形状データＭ１と３次元素材形状データＭ３とから加工工程表Ｔ４（図２参照）を出力する処理を行う。
【００２４】
以上により、前述した工程設計モジュールＥ１は、３次元製品形状データＭ１及び３次元素材形状データＭ３を入力する工程と、３次元製品形状データＭ１に仕上げ代を肉盛りした３次元形状データＭ２を作成する工程と、３次元素材形状データＭ３から仕上げ代を肉盛りした３次元形状データＭ２を加工目標とする加工工程を決定する工程と、を有する加工工程決定プログラムを備えている。
【００２５】
図２は、加工工程表Ｔ４の概要を示している。
この加工工程表Ｔ４は、前述したように少なくとも機械加工の工程の順序（工順という）がわかる書式で出力される。なお、この加工工程表Ｔ４には、例えば使用工具番号（１００１，２００１，・・・）や加工条件（回転数、切削ピッチ等）などの情報が含まれていてもよい。この加工工程表Ｔ４をＣＡＭシステムに読み込ませて、ＮＣプログラムが作成される。
【００２６】
図３は、加工工程の間に優先工程を挿入する場合の構成ブロック図である。
図１に示した工程設計モジュールＥ１は、優先工程挿入手段としての工程挿入モジュールＥ２を有している。この工程挿入モジュールＥ２は、優先工程挿入があった場合は、読み込まれた３次元製品形状データＭ１と暫定の加工工程表Ｔ０（不図示の記憶部に予め格納されている）から最終の加工工程表Ｔ４（図２参照）を出力する処理を行う。
【００２７】
このとき、工程挿入モジュールＥ２は、加工精度を確保するために必要な優先工程の挿入の是非判断に用いる加工知識が格納された加工知識データベースＤ１と、加工精度を確保するために必要な工程候補が格納された工程候補データベースＤ２からの情報を用いる。
【００２８】
図４は、加工工程の順序を変更する場合の構成ブロック図である。
図１に示した工程設計モジュールＥ１は、さらに工程変更手段としての加工順序・加工開始位置変更モジュールＥ３を有している。この加工順序・加工開始位置変更モジュールＥ３は、工程変更があった場合に、読み込まれた３次元製品形状データＭ１と暫定の加工工程表Ｔ０から最終の加工工程表Ｔ４（図２参照）を出力する処理を行う。このとき、加工順序・加工開始位置変更モジュールＥ３は、工程変更の是非判断に用いる加工知識が格納された加工知識データベースＤ１からの情報を用いる。
【００２９】
図５は、本実施形態のフローチャートを示している。
コンピュータＨ２に内蔵された工程設計モジュールＥ１は、図５に示す第１〜第８ステップの処理を行って加工工程表Ｔ４を作成する。そして、この作成処理を開始する前に、３次元ＣＡＤ装置Ｈ１から３次元製品形状データＭ１と３次元素材形状データＭ３とがコンピュータＨ２に読み込まれる。
【００３０】
第１ステップ（Ｓ１）では、３次元ＣＡＤ装置Ｈ１で作成された３次元製品形状データＭ１に、加工知識データベースＤ１からの情報を元にして仕上げ代を肉盛りし、３次元形状データＭ２を作成する。
【００３１】
例えば、図６（ａ）は３次元製品形状データＭ１の断面図である。この３次元製品形状データＭ１は、３次元素材形状データＭ３の断面４０に、その加工面４０ａに対して斜め穴４２と、加工面４０ａに垂直な通常の穴４４が加工された断面図を示している。また、図６（ｂ）は、その３次元製品形状データＭ１に仕上げ代４６を肉盛りした３次元形状データＭ２の断面図を示している。
【００３２】
さらに、図６（ｃ）は、３次元素材形状データＭ３の断面図である。この３次元素材形状データＭ３は、工具を用いて加工される際に、後述する加工後の形状との差分を取り出すときに用いられるものである。
【００３３】
仕上げ代４６の肉盛りは、例えば３次元製品形状データＭ１の各サーフェイスを加工知識データベースＤ１に記録された仕上げ代分をオフセットすることによって作成される。このときの仕上げ代４６の量（オフセット量）は、例えば設計者の経験的な値が用いられる。
【００３４】
このように、本実施形態では、３次元製品形状データＭ１に仕上げ代４６を肉盛りした３次元形状データＭ２を用いて加工工程設計を行うことで、最後にその仕上げ代４６を対象とした除去のための仕上げ加工することが可能になるので、高い加工精度を維持することができる。
【００３５】
第２ステップ（Ｓ２）は、３次元製品形状データＭ１に仕上げ代４６を肉盛りした３次元形状データＭ２と３次元素材形状データＭ３とを用いて、荒・下穴加工仮工程表Ｔ１（図１１（ａ）参照）を作成する。この荒・下穴加工仮工程表Ｔ１は、例えば、工程候補データベースＤ２に登録されている情報リストに基づく工具の種類等の工程候補を用いて、加工後形状と加工前形状とから加工効率の高い加工工程の順序を設計する。
【００３６】
例えば、３次元素材形状データＭ３からフライス工具等を用いて荒削り加工を行い、次に穴加工等を行う。例えば、荒削り加工で３次元の断面４０を加工し、下穴加工で穴４２を加工し、また下穴加工で穴４４を加工する、というような、加工工程の順序を設計する。
【００３７】
なお、工程候補とは、工具の種類等の工具情報と工具による加工方法等の情報をいう。
この場合、例えば加工後の形状として、３次元製品形状データＭ１に仕上げ代４６を肉盛りした３次元形状データＭ２を対応させることができる。また、加工前の形状として、３次元素材形状データＭ３を対応させることができる。さらには、選定される工程候補として製品形状から認識できる工程候補を対応させることもできる。
【００３８】
第３ステップ（Ｓ３）は、３次元製品形状データＭ１に仕上げ代４６を肉盛りした３次元形状データＭ２から、穴加工パターン５３（図７（ｄ）参照）を抽出する。この穴加工パターン５３とは、穴平面加工、センター穴加工、下穴加工などの加工方法及び加工条件のことである。なお、説明の便宜上、図７（ａ）の断面形状は、図６（ｂ）に示した断面形状とは厳密には一致していない。
【００３９】
次に、この図７（ａ）〜図７（ｅ）を用いて、穴加工パターン５３の抽出方法について説明する。
ここで、図７（ａ）は、３次元製品形状データＭ１に仕上げ代４６を肉盛りした３次元形状データＭ２を表わしている。図７（ｂ）は、この３次元形状データＭ２に穴加工する前のデータと３次元素材形状データＭ３との差分、すなわち、工具を用いて加工除去される部分のうちの穴以外の加工領域５１を表わしている。
【００４０】
図７（ｃ）は、工具を用いて加工除去される部分のうち、下穴を形成する際のセンター穴を打つ位置Ｐ１と、このセンター穴の位置Ｐ１を下穴加工開始点Ｐ１とする下穴加工の形状（下穴加工領域５２という）とを表わしている。
【００４１】
図７（ｄ）は、３次元形状データＭ２に加工された穴を、穴加工パターン５３として表わしている。また、図７（ｅ）は、図７（ｃ）と図７（ｄ）との差分を差分領域５４として表わしている。
【００４２】
下穴加工領域５２（図７（ｃ）参照）と、穴以外の加工領域５１（図７（ｂ）参照）は、荒・下穴加工仮工程表Ｔ１（図１１（ａ）参照）に登録された工程に用いる工具情報及び工具の動きの情報を、工程候補データベースＤ２から取得することによって算出される。
【００４３】
そして、穴加工パターン５３（図７（ｄ）参照）は、下穴加工領域５２から穴以外の加工領域５１をブーリアン演算で除去することによって算出される。また、後述する差分領域５４（図７（ｅ）参照）は、下穴加工領域５２から穴加工パターン５３をブーリアン演算で除去することによって算出される。
【００４４】
第４ステップ（Ｓ４）は、荒・下穴加工仮工程表Ｔ１（図１１（ａ）参照）にセンター穴加工工程を挿入し、センター穴加工と下穴加工工程との統合を行う。すなわち、下穴加工の前に優先的にセンター穴加工を行うようにするものである。
【００４５】
この優先工程の挿入処理を、図８（ａ）〜図８（ｃ）に基づいて説明する。
図８（ａ）に示すように、３次元素材形状データＭ３の断面（加工面）にセンター穴４８を打つ位置は、下穴加工開始点Ｐ２と判断される。しかし、図８（ｂ）に示すように、センター穴４８と同軸上に穴径が異なる複数の穴４９，５０がある場合は、センター穴４８の加工は、最初の１回のみでよい。よって、この場合は下穴加工開始点Ｐ３のみにセンター穴４８の加工が行われる。
【００４６】
そして、穴径が小さくなった下穴４９のセンター穴Ｐ４の加工は行われない。
また、図８（ｃ）に示すように、センター穴４８と同軸上に穴径が異なる複数穴がある場合であって、複数穴の夫々の径が近い場合は下穴加工は最小穴径のみを対象として処理することでよい。そこで、この場合は径がｄ１の穴のみ下穴加工が適用される。すなわち、径がｄ２の下穴加工はキャンセルされる。
【００４７】
第５ステップ（Ｓ５）は、穴加工を他の加工よりも優先する必要があるか否かを判断するステップである。
ここで、穴加工を優先しなくてはならない加工とは、例えば、加工面が傾斜面や自由曲面などであって穴の加工精度に影響を与える形状を削って除去する加工の場合が該当する。例えば、工具としてのドリルにより傾斜面等にドリルを通そうとしても、ドリルの先端が逃げてしまう。このような場合は穴加工に優先して、優先下穴加工を行う。
【００４８】
次に、図９は、優先下穴加工を行う際の優先下穴加工形状を適用して３次元素材形状データＭ４を作成する場合の説明図である。以下、この図を用いて、第５ステップ（Ｓ５）の処理を説明する。
【００４９】
例えば、図７に示した穴加工を行う場合、下穴加工領域５２（図７（ｃ）参照）から被加工形状に相当する穴加工パターン５３（図７（ｄ）参照）をブーリアン演算で除去し、その差分領域５４（図７（ｅ）参照）を算出する。このように、差分領域５４が存在するときは、工具すなわち工具の回転中心軸である工具軸が加工面４０ａに対して傾斜していると判断される。
【００５０】
そして、算出の結果、差分領域５４が存在する場合は、その穴加工は、優先穴加工パターンであると判断する。また、この優先下穴加工は、３次元素材形状Ｍ３からフライス工具等を用いる荒削り加工を行う前の段階で加工を行う。
【００５１】
このステップＳ５において、優先下穴加工の加工順序を変更する機能は、加工順序・加工開始位置変更モジュールＥ３に相当する。この場合、図４における３次元製品形状データＭ１を図５における肉盛りした３次元形状データＭ２に、図４における暫定の加工工程表Ｔ０を前ステップＳ４でセンター穴加工工程を挿入し、センター穴加工と下穴加工工程との統合を行った工程表に、図４における最終の加工工程表Ｔ４を図５及び図１１における荒・下穴加工順序変更工程表Ｔ１’に夫々対応させることができる。
【００５２】
さらに、この第５ステップ（Ｓ５）では、図９に示すように、優先下穴加工を行う際の優先下穴加工形状を３次元素材形状データＭ３に反映させた３次元素材形状データＭ４を作成する。この作成は、優先穴加工パターンの加工開始点の決定や穴平面加工を組み込むためである。下穴形状の反映は、例えば、もとの下穴加工領域５２（図７（ｃ）参照）の形状を十分な長さに延長し、３次元素材形状データＭ３から延長した下穴加工形状をブーリアン演算で除去するなどの方法で作成される。
【００５３】
すなわち、図９において、優先下穴加工は下穴加工形状が反映された３次元素材形状データＭ４を用いて、元の点（Ｐ５：Ｐ１と同じ）からその真上の点（Ｐ６）に移動させて、加工開始点とセンター穴４２’を打つ点を決定する。その後、センター穴４２’の加工順序を、荒・下穴加工仮工程表Ｔ１の先頭に移動させる。
【００５４】
すなわち、加工順序を入れ替えて下穴加工よりも前にセンター穴４２’の加工を行う。こうして、図１１（ａ）の荒・下穴加工仮工程表２８の加工順序を変更した図１１（ｂ）の荒・下穴加工順序変更工程表Ｔ１’を作成する。
【００５５】
第６ステップ（Ｓ６）は、穴平面加工Ｑ（図１０（ａ）参照）の必要の有無を判断するステップである。
穴平面加工Ｑとは、例えば図１０において、斜めの穴４２の開口側に形成する略Ｖ字状の加工のことである。この略Ｖ字状の加工は、例えば工具（ドリル）の工具軸と加工面とを垂直にするための、垂直な加工面形成用の加工である。
【００５６】
また、穴平面加工Ｑの必要の有無は、第５ステップ（Ｓ５）で優先下穴加工と判断された下穴加工に対してのみ行われる。
図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、穴平面加工Ｑが必要な穴形状断面を示す図である。以下、これを用いて穴平面加工Ｑについて説明する。
【００５７】
優先下穴加工の有無判断と同様に、下穴加工領域６２（図１０（ｃ）参照）から穴形状パターン６１（図１０（ｂ）参照）をブーリアン演算で除去し、その差分領域６３（図１０（ｄ）参照）を算出する。この差分領域６３が存在する場合は、工具軸が加工面４０ａに対して傾斜しているものとして、点（Ｐ８）の位置に穴平面加工Ｑを行う。
【００５８】
同時に、下穴加工の開始点およびセンター穴を打つ位置を、点Ｐ９の位置から点Ｐ８の位置に移動させる。この第６ステップ（Ｓ６）で、穴平面加工Ｑが必要と判断された穴加工パターンには、センター穴加工の前に穴平面加工Ｑの工程が挿入される。
【００５９】
このステップＳ６において穴平面加工Ｑを挿入する機能は、工程挿入モジュールＥ２に相当する。
この場合、図３における３次元製品形状データＭ１を図５における３次元素材形状データＭ４に、図３における暫定の加工工程表Ｔ０を図５における荒・下穴加工順序変更工程表Ｔ１’に、図３における最終の加工工程表Ｔ４を図５及び図１１における荒・下穴加工工程表Ｔ２にそれぞれ対応させることができる。
【００６０】
こうして、穴平面加工Ｑの組み込みステップの処理完了により、荒・下穴工程表Ｔ２（図１１（ｃ）参照）が完成する。
第７ステップ（Ｓ７）は、仕上げ加工工程設計を行うステップである。
【００６１】
３次元製品形状データＭ１を、これに仕上げ代４６を肉盛りした３次元形状データＭ２に、また、仕上げ代を肉盛りした３次元形状データＭ２を、３次元素材形状データＭ３にそれぞれ置き換えることによって、第２ステップと同様の方法で仕上げ加工工程表Ｔ３が作成される（図１１（ｄ）参照）。
【００６２】
第８ステップ（Ｓ８）は、荒・下穴加工工程表Ｔ２と仕上げ加工工程表Ｔ３とを結合するステップである。
荒・下穴加工工程表Ｔ２に仕上げ加工工程表Ｔ３を結合した最終の加工工程表Ｔ４（図１１（ｄ）参照）が出力される。
【００６３】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）には、図６に示したような断面をもつ製品形状を加工する場合の加工工程表Ｔ４の作成の遷移を示す。
また、同図におけるＳ４，Ｓ５，等は図５のステップ番号を示している。
【００６４】
すなわち、ステップＳ２によって、荒加工と下穴加工とでのみ構成された荒・下穴加工仮工程表Ｔ１が作成される。ステップＳ３の処理結果を基にステップＳ４及びステップＳ５が行われると、穴４２と穴４４の前にセンター穴加工４２’と４４’が挿入されるとともに、穴４２は優先下穴加工であると判断されて加工順序の変更が行われる。これが、荒・下穴加工順序変更工程表Ｔ１’に反映される。
【００６５】
ステップＳ６が行われると、穴４２には穴平面加工が必要であると判断される。これが、荒・下穴加工工程表Ｔ２に反映される。
ステップＳ７及びＳ８が実行されると、荒・下穴加工工程表Ｔ２に仕上げ加工工程表Ｔ３が結合されて、最終の加工工程表Ｔ４が作成される。
【００６６】
以上説明した本実施形態によれば、加工精度を保つために必要な工程を含めた加工工程表Ｔ４を設計することができる。さらに、３次元製品形状データＭ１と３次元素材形状データＭ３を読み込むだけで、装置が自動で工程の必要判断を行うので、熟練加工者でなくとも工程設計を行うことができる。
【００６７】
（付記１）
３次元製品形状データから加工工程を決定する方法において、
３次元製品形状に仕上げ代を肉盛りした３次元形状を用いて加工工程設計を行うことを特徴とする加工工程決定方法。
（付記２）
３次元製品形状データから加工工程を決定する方法において、
被加工形状と工具の動きによって作成される工具形状との差分形状を使って加工精度を確保するために必要な工程を挿入することを特徴とする加工工程決定方法。
（付記３）
３次元製品形状データから加工工程を決定する方法において、
被加工形状と工具の動きによって作成される工具形状との差分形状を使って加工精度を確保するために加工順序や加工開始位置を変更することを特徴とする加工工程決定方法。
（付記４）
３次元製品形状データを読み込んで加工工程を決定するシステムにおいて、
仕上げ代の値が格納された加工知識データベースと、工程設計で用いられる工程候補が格納されたデータベースと、３次元製品形状に仕上げ代を肉盛りした３次元形状を作成する手段と、３次元製品形状に仕上げ代を肉盛りした３次元形状を用いて加工工程を設計する手段とを有することを特徴とする加工工程決定システム。
（付記５）
３次元製品形状データを読み込んで加工工程を決定するシステムにおいて、
被加工形状と工具の動きによって作成される工具形状との差分形状を使って、システムに読み込まれた加工工程表に加工精度を確保するために必要な工程を挿入する手段と、加工精度を確保するために必要な工程候補が格納されたデータベースと、加工精度を確保するために必要な工程の挿入是非判断に用いる加工知識が格納されたデータベースとを有することを特徴とする加工工程決定システム。
（付記６）
３次元製品形状データを読み込んで加工工程を決定するシステムにおいて、
被加工形状と工具の動きによって作成される工具形状との差分形状を使って、システムに読み込まれた加工工程表に加工精度を確保するために加工順序や加工開始位置を変更する手段と、変更是非判断に用いる加工知識が格納されたデータベースとを有することを特徴とする加工工程決定システム。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】加工工程決定システムの全体構成を示す図である。
【図２】加工工程表の概要を示す図である。
【図３】加工工程の間に優先工程を挿入する場合の構成ブロック図である。
【図４】加工工程の順序を変更する場合の構成ブロック図である。
【図５】本実施形態のフローチャートを示す図である。
【図６】（ａ）は３次元製品形状データの断面図、（ｂ）は３次元製品形状データに仕上げ代を肉盛りした３次元形状データの断面図、（ｃ）は３次元素材形状データの断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、穴加工パターンの抽出方法の説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、優先工程の挿入処理の説明図である。
【図９】優先下穴加工形状を適用して素材形状を作成する場合の説明図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、穴平面加工が必要な穴形状断面を示す図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、製品形状を加工する場合の加工工程表の作成の遷移を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｄ０      加工工程決定システム
Ｈ２      コンピュータ
Ｄ１      加工知識データベース
Ｄ２      工程候補データベース
Ｅ１      工程設計モジュール
Ｈ１      ３次元ＣＡＤ装置
Ｍ１      ３次元製品形状データ
Ｍ２      肉盛りした３次元形状データ
Ｍ３      ３次元素材形状データ
Ｔ０      加工工程表
Ｔ４      加工工程表
Ｔ１      荒・下穴加工仮工程表
Ｔ１’      荒・下穴加工順序変更工程表
Ｍ４      ３次元素材形状データ
Ｔ２      荒・下穴加工工程表
Ｔ３      仕上げ加工工程表
Ｅ２      工程挿入モジュール
Ｅ３      加工順序・加工開始位置変更モジュール
４０      断面
４２      斜め穴
４２’    センター穴
４４      通常の穴
４６      仕上げ代
４８      センター穴
４９      穴
５０      穴
５１      穴以外の加工領域
５２      下穴加工領域
５３      穴加工パターン
５４      差分領域
６１      優先下穴加工による被加工領域
６２      下穴加工領域
６３      差分領域
【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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