JP2002207504A - ３次元形状データ生成方法及び３次元形状データ生成装置 - Google Patents
３次元形状データ生成方法及び３次元形状データ生成装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＮＣプログラムから被加工物の加工後の３次元
形状データを生成できる３次元形状データ生成方法及び
３次元形状データ生成装置を提供する。 【解決手段】素材形状データに基づいて、被加工物を、
互いに直交する３軸方向に整列された多数の格子点を有
する立体格子点データＬに置換すると共に、各格子点
を、３次元座標データと３軸方向で隣接する格子点間の
接続情報とで定義する素材格子作成部１１と、ＮＣプロ
グラム，工具形状データ及び素材形状データに基づい
て、被加工物に対する工具の移動領域に関するデータを
生成し、工具の移動領域内にある格子点を消去し、残っ
た格子点の接続情報を更新する工具経路処理部１２と、
残った格子点の各座標データ及び接続情報に基づいて、
被加工物の加工後の３次元形状データを生成する形状デ
ータ生成部１５とを備える。
形状データを生成できる３次元形状データ生成方法及び
３次元形状データ生成装置を提供する。 【解決手段】素材形状データに基づいて、被加工物を、
互いに直交する３軸方向に整列された多数の格子点を有
する立体格子点データＬに置換すると共に、各格子点
を、３次元座標データと３軸方向で隣接する格子点間の
接続情報とで定義する素材格子作成部１１と、ＮＣプロ
グラム，工具形状データ及び素材形状データに基づい
て、被加工物に対する工具の移動領域に関するデータを
生成し、工具の移動領域内にある格子点を消去し、残っ
た格子点の接続情報を更新する工具経路処理部１２と、
残った格子点の各座標データ及び接続情報に基づいて、
被加工物の加工後の３次元形状データを生成する形状デ
ータ生成部１５とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＣ工作機械にお
けるＮＣプログラムから被加工物に対する加工後の３次
元形状データを生成することのできる３次元形状データ
生成方法及び３次元形状データ生成装置に関する。
けるＮＣプログラムから被加工物に対する加工後の３次
元形状データを生成することのできる３次元形状データ
生成方法及び３次元形状データ生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＮＣ工作機械は、工具の移動経路等を含
むＮＣプログラムに従った数値制御の下で工具を移動さ
せることにより被加工物を加工する。このＮＣプログラ
ムは、プログラマの手作業によって作成することもでき
るが、現在では、自動プログラミング装置によって自動
的に作成することも可能である。この自動プログラミン
グ装置は、ＣＡＤ（Computer aided design)により作成
した設計データ（以下、「ＣＡＤデータ」という）、工
具の形状データ及び切削条件データ等に基づいて、使用
工具の自動展開処理、切削条件の自動決定処理、加工順
序の自動決定処理を順次実行してプログラミング基礎デ
ータを生成する。そして、生成されたプログラミング基
礎データを基にＮＣプログラムを生成する。なお、ＣＡ
Ｄデータとは、加工後の被加工物の最終的な形状及び寸
法などを３次元的に示した形状データである。
むＮＣプログラムに従った数値制御の下で工具を移動さ
せることにより被加工物を加工する。このＮＣプログラ
ムは、プログラマの手作業によって作成することもでき
るが、現在では、自動プログラミング装置によって自動
的に作成することも可能である。この自動プログラミン
グ装置は、ＣＡＤ（Computer aided design)により作成
した設計データ（以下、「ＣＡＤデータ」という）、工
具の形状データ及び切削条件データ等に基づいて、使用
工具の自動展開処理、切削条件の自動決定処理、加工順
序の自動決定処理を順次実行してプログラミング基礎デ
ータを生成する。そして、生成されたプログラミング基
礎データを基にＮＣプログラムを生成する。なお、ＣＡ
Ｄデータとは、加工後の被加工物の最終的な形状及び寸
法などを３次元的に示した形状データである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、加工現場で
は、受注先から上記ＣＡＤ，自動プログラミング装置に
より生成したＮＣプログラムのみを受け取って、被加工
物を加工するケースがある。このケースにおいて、ＮＣ
プログラムを用いてＮＣ工作機械で加工を行った際に、
期待した形状が得られなかった場合、加工現場では、Ｎ
ＣプログラムからＣＡＤデータ（３次元形状データ）に
逆展開できないため、被加工物に対する形状を変更する
ことができない。従って、加工現場では、受注先にＮＣ
プログラムの修正を依頼することになるが、この修正作
業を行うためには、ＣＡＤによるＣＡＤデータの変更、
さらに、自動プラミング装置での各種処理を行わなけれ
ばならない。その結果、ＮＣプログラムを再び受け取る
までに長時間を要し、その間、ＮＣ工作機械を停止させ
なければならない。このため、生産性が落ちるという問
題があった。
は、受注先から上記ＣＡＤ，自動プログラミング装置に
より生成したＮＣプログラムのみを受け取って、被加工
物を加工するケースがある。このケースにおいて、ＮＣ
プログラムを用いてＮＣ工作機械で加工を行った際に、
期待した形状が得られなかった場合、加工現場では、Ｎ
ＣプログラムからＣＡＤデータ（３次元形状データ）に
逆展開できないため、被加工物に対する形状を変更する
ことができない。従って、加工現場では、受注先にＮＣ
プログラムの修正を依頼することになるが、この修正作
業を行うためには、ＣＡＤによるＣＡＤデータの変更、
さらに、自動プラミング装置での各種処理を行わなけれ
ばならない。その結果、ＮＣプログラムを再び受け取る
までに長時間を要し、その間、ＮＣ工作機械を停止させ
なければならない。このため、生産性が落ちるという問
題があった。
【０００４】また、例えば、被加工物のポケットコーナ
で工具が全体的に接触して被加工物にびびった形跡を残
す等の不具合が生じても、ＮＣプログラムから３次元形
状データを得られないことから、工具経路を変更して不
具合を修正することができない。
で工具が全体的に接触して被加工物にびびった形跡を残
す等の不具合が生じても、ＮＣプログラムから３次元形
状データを得られないことから、工具経路を変更して不
具合を修正することができない。
【０００５】本発明は、ＮＣ工作機械におけるＮＣプロ
グラムから被加工物に対する加工後の３次元形状データ
を生成することのできる３次元形状データ生成方法及び
３次元形状データ生成装置を提供することにある。
グラムから被加工物に対する加工後の３次元形状データ
を生成することのできる３次元形状データ生成方法及び
３次元形状データ生成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するための本発明の請求項１に記載した発明は、Ｎ
Ｃ工作機械における工具の移動経路等を含むＮＣプログ
ラムと、前記工具の工具形状データと、前記工具により
加工される被加工物の素材形状データとに基づいて、前
記被加工物に対する加工後の３次元形状データを生成す
る３次元形状データ生成方法であって、前記素材形状デ
ータに基づいて、前記被加工物を、互いに直交する３軸
方向に整列された多数の格子点からなり、各格子点が３
次元座標データと前記３軸方向で隣接する格子点間の接
続情報とで定義される立体格子点データに置換する処理
と、前記ＮＣプログラム、前記工具形状データ及び前記
素材形状データに基づいて、前記被加工物に対する前記
工具の移動領域に関するデータを生成すると共に、該工
具の移動領域内にある前記立体格子点データの格子点を
消去し、且つ残った格子点の前記接続情報を更新する処
理と、前記残った格子点の各座標データ及び接続情報に
基づいて、前記被加工物に対する加工後の３次元形状デ
ータを生成する処理とを順次実施することを特徴とする
３次元形状データ生成方法に係る。
達成するための本発明の請求項１に記載した発明は、Ｎ
Ｃ工作機械における工具の移動経路等を含むＮＣプログ
ラムと、前記工具の工具形状データと、前記工具により
加工される被加工物の素材形状データとに基づいて、前
記被加工物に対する加工後の３次元形状データを生成す
る３次元形状データ生成方法であって、前記素材形状デ
ータに基づいて、前記被加工物を、互いに直交する３軸
方向に整列された多数の格子点からなり、各格子点が３
次元座標データと前記３軸方向で隣接する格子点間の接
続情報とで定義される立体格子点データに置換する処理
と、前記ＮＣプログラム、前記工具形状データ及び前記
素材形状データに基づいて、前記被加工物に対する前記
工具の移動領域に関するデータを生成すると共に、該工
具の移動領域内にある前記立体格子点データの格子点を
消去し、且つ残った格子点の前記接続情報を更新する処
理と、前記残った格子点の各座標データ及び接続情報に
基づいて、前記被加工物に対する加工後の３次元形状デ
ータを生成する処理とを順次実施することを特徴とする
３次元形状データ生成方法に係る。
【０００７】そして、この請求項１に記載した方法発明
は、請求項４記載の装置発明によってこれを好適に実施
することができる。即ち、請求項４に記載した発明は、
ＮＣ工作機械における工具の移動経路等を含むＮＣプロ
グラムと、前記工具の工具形状データと、前記工具によ
り加工される被加工物の素材形状データとに基づいて、
前記被加工物に対する加工後の３次元形状データを生成
する３次元形状データ生成装置であって、前記素材形状
データに基づいて、前記被加工物を、互いに直交する３
軸方向に整列された多数の格子点からなり、各格子点が
３次元座標データと前記３軸方向で隣接する格子点間の
接続情報とで定義される立体格子点データに置換する素
材格子作成部と、前記ＮＣプログラム、前記工具形状デ
ータ及び前記素材形状データに基づいて、前記被加工物
に対する前記工具の移動領域に関するデータを生成する
と共に、該工具の移動領域内にある前記立体格子点デー
タの格子点を消去し、且つ残った格子点の前記接続情報
を更新する工具経路処理部と、前記残った格子点の各座
標データ及び接続情報に基づいて、前記被加工物に対す
る加工後の３次元形状データを生成する形状データ生成
部とを備えてなることを特徴とする３次元形状データ生
成装置に係る。
は、請求項４記載の装置発明によってこれを好適に実施
することができる。即ち、請求項４に記載した発明は、
ＮＣ工作機械における工具の移動経路等を含むＮＣプロ
グラムと、前記工具の工具形状データと、前記工具によ
り加工される被加工物の素材形状データとに基づいて、
前記被加工物に対する加工後の３次元形状データを生成
する３次元形状データ生成装置であって、前記素材形状
データに基づいて、前記被加工物を、互いに直交する３
軸方向に整列された多数の格子点からなり、各格子点が
３次元座標データと前記３軸方向で隣接する格子点間の
接続情報とで定義される立体格子点データに置換する素
材格子作成部と、前記ＮＣプログラム、前記工具形状デ
ータ及び前記素材形状データに基づいて、前記被加工物
に対する前記工具の移動領域に関するデータを生成する
と共に、該工具の移動領域内にある前記立体格子点デー
タの格子点を消去し、且つ残った格子点の前記接続情報
を更新する工具経路処理部と、前記残った格子点の各座
標データ及び接続情報に基づいて、前記被加工物に対す
る加工後の３次元形状データを生成する形状データ生成
部とを備えてなることを特徴とする３次元形状データ生
成装置に係る。
【０００８】これら請求項１及び４に記載した各発明に
よれば、まず、素材形状データに基づいて、被加工物
が、互いに直交する３軸方向（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）で整
列された多数の格子点からなり、各格子点が３次元座標
データ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と、３軸６方向（−ｘ，＋
ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，＋ｚ）で隣接する格子点間の接
続情報によって定義される立体格子点データに置換され
る。尚、ここに云う接続情報とは、前記３軸６方向それ
ぞれについて、隣接する格子点が存在するか否か表す情
報である。
よれば、まず、素材形状データに基づいて、被加工物
が、互いに直交する３軸方向（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）で整
列された多数の格子点からなり、各格子点が３次元座標
データ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）と、３軸６方向（−ｘ，＋
ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，＋ｚ）で隣接する格子点間の接
続情報によって定義される立体格子点データに置換され
る。尚、ここに云う接続情報とは、前記３軸６方向それ
ぞれについて、隣接する格子点が存在するか否か表す情
報である。
【０００９】次に、ＮＣプログラム、工具形状データ及
び素材形状データに基づいて、被加工物に対する工具の
領域に関するデータが生成される。そして、ＮＣプログ
ラムに基づいて工具領域を移動させ、その領域内（移動
領域内）にある格子点データを消去し、残った各格子点
の接続情報を更新する。これにより、立体格子点データ
は、被加工物に対する加工後の３次元形状に則したもの
となる。
び素材形状データに基づいて、被加工物に対する工具の
領域に関するデータが生成される。そして、ＮＣプログ
ラムに基づいて工具領域を移動させ、その領域内（移動
領域内）にある格子点データを消去し、残った各格子点
の接続情報を更新する。これにより、立体格子点データ
は、被加工物に対する加工後の３次元形状に則したもの
となる。
【００１０】ついで、残った格子点の各座標データ及び
接続情報に基づいて、３次元形状データが生成される。
即ち、各格子点は、３次元座標データ及び３軸６方向の
接続情報によって隣接する格子点同士が特定され、これ
により、被加工物に対する加工後の３次元形状データを
生成することができる。
接続情報に基づいて、３次元形状データが生成される。
即ち、各格子点は、３次元座標データ及び３軸６方向の
接続情報によって隣接する格子点同士が特定され、これ
により、被加工物に対する加工後の３次元形状データを
生成することができる。
【００１１】このように、請求項１及び４記載の各発明
によれば、ＮＣプログラムから逆展開して、被加工物に
対する加工後の３次元形状データを得ることができる。
そして、得られた３次元形状データから、被加工物の最
終的な形状及び寸法を把握することができる。これによ
り、加工現場において、受注先からＮＣプログラムしか
受け取らないケースであっても、ＮＣプログラムから逆
展開した３次元形状データを適宜処理することにより、
ＮＣプログラムを変更し、或いはこれを新たに作成する
ことが可能となる。この結果、加工現場での生産性を向
上できると共に、加工による不具合を修正することが可
能となる。また、３次元形状データを順次、蓄積するこ
とにより、被加工物に対する工具等の加工条件も蓄積す
ることが可能である。
によれば、ＮＣプログラムから逆展開して、被加工物に
対する加工後の３次元形状データを得ることができる。
そして、得られた３次元形状データから、被加工物の最
終的な形状及び寸法を把握することができる。これによ
り、加工現場において、受注先からＮＣプログラムしか
受け取らないケースであっても、ＮＣプログラムから逆
展開した３次元形状データを適宜処理することにより、
ＮＣプログラムを変更し、或いはこれを新たに作成する
ことが可能となる。この結果、加工現場での生産性を向
上できると共に、加工による不具合を修正することが可
能となる。また、３次元形状データを順次、蓄積するこ
とにより、被加工物に対する工具等の加工条件も蓄積す
ることが可能である。
【００１２】本発明の請求項２に記載した発明は、請求
項１記載の３次元形状データ生成方法において、前記格
子点の接続情報を更新した後、前記残った格子点の接続
情報に基づいて、前記加工後の被加工物の表面を形成す
る表面格子点を抽出する処理と、該表面格子点の各座標
データ及び接続情報に基づいて、前記被加工物に対する
加工後の３次元形状データを生成する処理とを順次実施
することを特徴とする３次元形状データ生成方法に係
る。また、請求項５に記載した発明は、請求項４記載の
３次元形状データ生成装置において、前記工具経路処理
部により格子点の接続情報を更新した後、前記残った格
子点の接続情報に基づいて、前記加工後の被加工物の表
面を形成する表面格子点を抽出する表面格子抽出部を備
え、前記形状データ生成部が、前記表面格子点の各座標
データ及び接続情報に基づいて、前記被加工物に対する
加工後の３次元形状データを生成するように構成された
３次元形状データ生成装置に係る。
項１記載の３次元形状データ生成方法において、前記格
子点の接続情報を更新した後、前記残った格子点の接続
情報に基づいて、前記加工後の被加工物の表面を形成す
る表面格子点を抽出する処理と、該表面格子点の各座標
データ及び接続情報に基づいて、前記被加工物に対する
加工後の３次元形状データを生成する処理とを順次実施
することを特徴とする３次元形状データ生成方法に係
る。また、請求項５に記載した発明は、請求項４記載の
３次元形状データ生成装置において、前記工具経路処理
部により格子点の接続情報を更新した後、前記残った格
子点の接続情報に基づいて、前記加工後の被加工物の表
面を形成する表面格子点を抽出する表面格子抽出部を備
え、前記形状データ生成部が、前記表面格子点の各座標
データ及び接続情報に基づいて、前記被加工物に対する
加工後の３次元形状データを生成するように構成された
３次元形状データ生成装置に係る。
【００１３】これら請求項２及び５に記載した各発明に
よると、加工後の被加工物に係る格子点データの内、被
加工物の表面を形成する表面格子点が抽出され、抽出さ
れた表面格子点の各座標データ及び接続情報に基づい
て、加工後の被加工物の３次元形状データが生成され
る。斯くして、本発明によれば、３次元形状データを記
憶するための容量を少なくすることが可能である。
よると、加工後の被加工物に係る格子点データの内、被
加工物の表面を形成する表面格子点が抽出され、抽出さ
れた表面格子点の各座標データ及び接続情報に基づい
て、加工後の被加工物の３次元形状データが生成され
る。斯くして、本発明によれば、３次元形状データを記
憶するための容量を少なくすることが可能である。
【００１４】本発明の請求項３に記載した発明は、請求
項２記載の３次元形状データ生成方法において、前記表
面格子点を抽出した後、前記表面格子点の相互間で隣接
する格子点により４角形状を形成し、該４角形状に垂直
ベクトルを設定した後、前記垂直ベクトルが相互に平行
し、相互に隣接する４角形状同士を統合して、より大き
な４角形状を定義可能な最適化表面格子点を抽出する処
理と、抽出された最適化表面格子点の各座標データ及び
接続情報に基づいて、前記被加工物に対する加工後の３
次元形状データを生成する処理とを順次実施することを
特徴とする３次元形状データ生成方法に係る。また、請
求項６に記載した発明は、請求項５記載の３次元形状デ
ータ生成装置において、前記抽出した表面格子点の相互
間で隣接する格子点により４角形状を形成し、該４角形
状に垂直ベクトルを設定した後、前記垂直ベクトルが相
互に平行し、相互に隣接する４角形状を統合して、より
大きな４角形状を定義可能な最適化表面格子点を抽出す
る最適化処理部を備え、前記形状データ生成部が、前記
最適化表面格子点の各座標データ及び接続情報に基づい
て、前記被加工物に対する加工後の３次元データを生成
するように構成された３次元データ生成装置に係る。
項２記載の３次元形状データ生成方法において、前記表
面格子点を抽出した後、前記表面格子点の相互間で隣接
する格子点により４角形状を形成し、該４角形状に垂直
ベクトルを設定した後、前記垂直ベクトルが相互に平行
し、相互に隣接する４角形状同士を統合して、より大き
な４角形状を定義可能な最適化表面格子点を抽出する処
理と、抽出された最適化表面格子点の各座標データ及び
接続情報に基づいて、前記被加工物に対する加工後の３
次元形状データを生成する処理とを順次実施することを
特徴とする３次元形状データ生成方法に係る。また、請
求項６に記載した発明は、請求項５記載の３次元形状デ
ータ生成装置において、前記抽出した表面格子点の相互
間で隣接する格子点により４角形状を形成し、該４角形
状に垂直ベクトルを設定した後、前記垂直ベクトルが相
互に平行し、相互に隣接する４角形状を統合して、より
大きな４角形状を定義可能な最適化表面格子点を抽出す
る最適化処理部を備え、前記形状データ生成部が、前記
最適化表面格子点の各座標データ及び接続情報に基づい
て、前記被加工物に対する加工後の３次元データを生成
するように構成された３次元データ生成装置に係る。
【００１５】これら請求項３及び６に記載した各発明に
よると、抽出された表面格子点の内、相互に隣接する格
子点から構成される４角形状が多数形成される。そし
て、各４角形状に対して垂直ベクトルが設定された後、
各垂直ベクトルの方向が分析され、同一平面にある４角
形状が特定される。即ち、隣接する４角形状の各垂直ベ
クトルが相互に平行であれば、これらは同一平面にある
と判断することができ、このように平行な垂直ベクトル
を有する隣接４角形状相互が同一平面内に在ると特定さ
れる。ついで、同一平面にある４角形状同士を統合し、
より大きな４角形状を定義可能な最適化表面格子点が抽
出され、この処理が１又は複数回繰り返されることによ
って、加工後の被加工物の表面が最小数の表面格子点
（最適化表面格子点）で特定される。そして、抽出され
た最適化表面格子点の各座標データ及び接続情報に基づ
いて、被加工物に対する加工後の３次元形状データが生
成される。
よると、抽出された表面格子点の内、相互に隣接する格
子点から構成される４角形状が多数形成される。そし
て、各４角形状に対して垂直ベクトルが設定された後、
各垂直ベクトルの方向が分析され、同一平面にある４角
形状が特定される。即ち、隣接する４角形状の各垂直ベ
クトルが相互に平行であれば、これらは同一平面にある
と判断することができ、このように平行な垂直ベクトル
を有する隣接４角形状相互が同一平面内に在ると特定さ
れる。ついで、同一平面にある４角形状同士を統合し、
より大きな４角形状を定義可能な最適化表面格子点が抽
出され、この処理が１又は複数回繰り返されることによ
って、加工後の被加工物の表面が最小数の表面格子点
（最適化表面格子点）で特定される。そして、抽出され
た最適化表面格子点の各座標データ及び接続情報に基づ
いて、被加工物に対する加工後の３次元形状データが生
成される。
【００１６】このように、請求項３及び６に記載した各
発明によれば、加工後の被加工物の表面を最小数の表面
格子点（最適化表面格子点）により特定できるので、こ
れらの表面格子点から３次元形状データを生成する処理
時間を短縮することが可能となる。また、３次元形状デ
ータを記憶するための容量を最小にすることもできる。
発明によれば、加工後の被加工物の表面を最小数の表面
格子点（最適化表面格子点）により特定できるので、こ
れらの表面格子点から３次元形状データを生成する処理
時間を短縮することが可能となる。また、３次元形状デ
ータを記憶するための容量を最小にすることもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
３次元形状データ生成方法及び３次元形状データ生成装
置について、図１〜図１５を参照して説明する。なお、
説明の便宜上、３次元形状データ生成装置を説明した
後、３次元形状データ生成方法について説明する。図１
は、３次元形状データ生成装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。
３次元形状データ生成方法及び３次元形状データ生成装
置について、図１〜図１５を参照して説明する。なお、
説明の便宜上、３次元形状データ生成装置を説明した
後、３次元形状データ生成方法について説明する。図１
は、３次元形状データ生成装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。
【００１８】図１において、３次元形状データ生成装置
１は、ＮＣプログラム記憶部３，素材形状記憶部４，工
具形状記憶部５，素材格子記憶部６，加工後格子記憶部
７，表面格子記憶部８，最適化表面格子記憶部９及び形
状データ記憶部１０などからなる記憶手段を備えてい
る。また、３次元形状データ生成装置１は、素材格子作
成部１１，工具経路処理部１２，表面格子抽出部１３，
表面格子最適化処理部１４及び形状データ生成部１５な
どからなる処理手段を備えている。各記憶手段３〜１０
と各処理手段１１〜１５とは、バスライン２により相互
に接続され、該バスライン２は入出力インターフェース
１６に接続されている。また、この入出力インターフェ
ース１６には、各種データを入出力するための入力装置
１７と出力装置１８とが接続されている。
１は、ＮＣプログラム記憶部３，素材形状記憶部４，工
具形状記憶部５，素材格子記憶部６，加工後格子記憶部
７，表面格子記憶部８，最適化表面格子記憶部９及び形
状データ記憶部１０などからなる記憶手段を備えてい
る。また、３次元形状データ生成装置１は、素材格子作
成部１１，工具経路処理部１２，表面格子抽出部１３，
表面格子最適化処理部１４及び形状データ生成部１５な
どからなる処理手段を備えている。各記憶手段３〜１０
と各処理手段１１〜１５とは、バスライン２により相互
に接続され、該バスライン２は入出力インターフェース
１６に接続されている。また、この入出力インターフェ
ース１６には、各種データを入出力するための入力装置
１７と出力装置１８とが接続されている。
【００１９】ＮＣプログラム記憶部３は、入力装置１７
から入出力インターフェース１６及びバスライン２を通
して入力されるＮＣプログラムを記憶する。このＮＣプ
ログラムは、工具の移動経路等を含むもので、図示しな
い自動プログラミング装置によって自動的に作成され
る。この自動プログラミング装置は、ＣＡＤにより作成
したＣＡＤデータ、工具の形状データ及び切削条件デー
タ等に基づいて、使用工具の自動展開処理、切削条件の
自動決定処理、加工順序の自動決定処理を順次実行して
プログラミング基礎データを生成する。そして、生成さ
れたプログラミング基礎データを基にＮＣプログラムを
生成する。なお、ＣＡＤデータとは、加工後の被加工物
の最終的な形状及び寸法などを３次元的に示した形状デ
ータである。
から入出力インターフェース１６及びバスライン２を通
して入力されるＮＣプログラムを記憶する。このＮＣプ
ログラムは、工具の移動経路等を含むもので、図示しな
い自動プログラミング装置によって自動的に作成され
る。この自動プログラミング装置は、ＣＡＤにより作成
したＣＡＤデータ、工具の形状データ及び切削条件デー
タ等に基づいて、使用工具の自動展開処理、切削条件の
自動決定処理、加工順序の自動決定処理を順次実行して
プログラミング基礎データを生成する。そして、生成さ
れたプログラミング基礎データを基にＮＣプログラムを
生成する。なお、ＣＡＤデータとは、加工後の被加工物
の最終的な形状及び寸法などを３次元的に示した形状デ
ータである。
【００２０】素材形状記憶部４は、ＮＣ工作機械により
加工される被加工物の素材形状データを記憶するもの
で、素材形状データは入力装置１７から入出力インター
フェース１６及びバスライン２を通して入力される。ま
た、工具形状記憶部５は、被加工物の加工に使用する工
具の工具形状データを記憶するもので、工具形状データ
は同じく入力装置１７から入出力インターフェース１６
及びバスライン２を通して入力される。なお、素材形状
データとは、加工する前の被加工物の素材形状寸法であ
り、工具形状データとは、工具の径や長さ寸法などであ
る。
加工される被加工物の素材形状データを記憶するもの
で、素材形状データは入力装置１７から入出力インター
フェース１６及びバスライン２を通して入力される。ま
た、工具形状記憶部５は、被加工物の加工に使用する工
具の工具形状データを記憶するもので、工具形状データ
は同じく入力装置１７から入出力インターフェース１６
及びバスライン２を通して入力される。なお、素材形状
データとは、加工する前の被加工物の素材形状寸法であ
り、工具形状データとは、工具の径や長さ寸法などであ
る。
【００２１】素材格子作成部１１は、素材形状記憶部４
から素材形状データを読み込み、これを立体格子点デー
タに置換する。具体的には、図２に示すように、素材格
子作成部１１は、素材形状データに基づいて被加工物Ｔ
の素材形状寸法を認識し、この形状寸法と同等な立体格
子点データＬに置換する。この立体格子点データＬは、
図２及び図３に示すように、互いに直交する３軸方向
（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）に多数並設された格子点Ｐからな
り、これらは全体として立方格子体を構成する。
から素材形状データを読み込み、これを立体格子点デー
タに置換する。具体的には、図２に示すように、素材格
子作成部１１は、素材形状データに基づいて被加工物Ｔ
の素材形状寸法を認識し、この形状寸法と同等な立体格
子点データＬに置換する。この立体格子点データＬは、
図２及び図３に示すように、互いに直交する３軸方向
（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）に多数並設された格子点Ｐからな
り、これらは全体として立方格子体を構成する。
【００２２】図２及び図３に示すように、各格子点Ｐは
３次元座標データ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）として定義さ
れ、また、図３に示すように、Ｘ軸の正負２方向、Ｙ軸
の正負２方向及びＺ軸の正負２方向の計６方向におけ
る、隣接する格子点Ｐの有無に関する接続サイン（−
ｘ，＋ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，＋ｚ）（接続情報）によ
って定義される。以上により、立体格子点データＬを構
成する各格子点Ｐは、（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ、−ｘ，＋
ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，＋ｚ）として定義される。尚、
隣接する格子点Ｐが存在しない場合には、接続サインは
零で表現される。例えば、図３に示す格子点Ｐ１は立体
格子点データＬの表面に位置し、このためＺ軸正方向の
隣接格子点Ｐが存在しない。したがって、この格子点
（以下、表面格子点という）Ｐ１の接続サインは、（−
ｘ，＋ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，０）となる。一方、格子
点Ｐ２は立体格子点データＬの内部に位置しており、３
軸６方向の全てに隣接する格子点Ｐが存在する。したが
って、この格子点（以下、内部格子点という）Ｐ２の接
続サインは、（−ｘ，＋ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，＋ｚ）
となる。
３次元座標データ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）として定義さ
れ、また、図３に示すように、Ｘ軸の正負２方向、Ｙ軸
の正負２方向及びＺ軸の正負２方向の計６方向におけ
る、隣接する格子点Ｐの有無に関する接続サイン（−
ｘ，＋ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，＋ｚ）（接続情報）によ
って定義される。以上により、立体格子点データＬを構
成する各格子点Ｐは、（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ、−ｘ，＋
ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，＋ｚ）として定義される。尚、
隣接する格子点Ｐが存在しない場合には、接続サインは
零で表現される。例えば、図３に示す格子点Ｐ１は立体
格子点データＬの表面に位置し、このためＺ軸正方向の
隣接格子点Ｐが存在しない。したがって、この格子点
（以下、表面格子点という）Ｐ１の接続サインは、（−
ｘ，＋ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，０）となる。一方、格子
点Ｐ２は立体格子点データＬの内部に位置しており、３
軸６方向の全てに隣接する格子点Ｐが存在する。したが
って、この格子点（以下、内部格子点という）Ｐ２の接
続サインは、（−ｘ，＋ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，＋ｚ）
となる。
【００２３】そして、素材格子作成部１１は、上記のよ
うにして定義した立体格子点データＬを素材格子記憶部
６に格納する。なお、図２に示すように、各格子点Ｐ間
の３軸方向の間隔ｔは、ＮＣ工作機械により加工する精
度、被加工物Ｔの素材形状にもよるが、１μｍ〜１０μ
ｍ程度に設定される。
うにして定義した立体格子点データＬを素材格子記憶部
６に格納する。なお、図２に示すように、各格子点Ｐ間
の３軸方向の間隔ｔは、ＮＣ工作機械により加工する精
度、被加工物Ｔの素材形状にもよるが、１μｍ〜１０μ
ｍ程度に設定される。
【００２４】工具経路処理部１２は、ＮＣプログラム記
憶部３，素材形状記憶部４，工具形状記憶部５及び素材
格子記憶部６から、それぞれＮＣプログラム，素材形状
データ，工具形状データ，立体格子点データＬを読み込
み、図４に示すように、工具Ｋの領域を設定した後、Ｎ
Ｃプログラムに基づいて当該工具Ｋの領域を移動させ、
図４及び図５に示すように、その領域（移動領域）と重
なる立体格子点データＬの格子点Ｐ（図５の◎印）を消
去する処理を行う。ついで、工具経路処理部１２は、こ
の消去処理の後、残った格子点Ｐの接続サインを更新す
る。即ち、消去された格子点Ｐに隣接する格子点Ｐは、
当該方向の接続サインが零となり、立体格子点データＬ
の表面に現れることになる。以上により、立体格子点デ
ータＬは、残った格子点Ｐによって構成され、被加工物
Ｔの加工後の３次元形状を表すものとなる（以下、「加
工後の立体格子点データＬ」という）。そして、工具経
路処理部１２は、加工後の立体格子点データＬを加工後
格子記憶部７に格納する。
憶部３，素材形状記憶部４，工具形状記憶部５及び素材
格子記憶部６から、それぞれＮＣプログラム，素材形状
データ，工具形状データ，立体格子点データＬを読み込
み、図４に示すように、工具Ｋの領域を設定した後、Ｎ
Ｃプログラムに基づいて当該工具Ｋの領域を移動させ、
図４及び図５に示すように、その領域（移動領域）と重
なる立体格子点データＬの格子点Ｐ（図５の◎印）を消
去する処理を行う。ついで、工具経路処理部１２は、こ
の消去処理の後、残った格子点Ｐの接続サインを更新す
る。即ち、消去された格子点Ｐに隣接する格子点Ｐは、
当該方向の接続サインが零となり、立体格子点データＬ
の表面に現れることになる。以上により、立体格子点デ
ータＬは、残った格子点Ｐによって構成され、被加工物
Ｔの加工後の３次元形状を表すものとなる（以下、「加
工後の立体格子点データＬ」という）。そして、工具経
路処理部１２は、加工後の立体格子点データＬを加工後
格子記憶部７に格納する。
【００２５】表面格子抽出部１３は、加工後格子記憶部
７から加工後の立体格子点データＬ（残った格子点Ｐ）
を読み込み、加工後の被加工物Ｔの各表面を形成する表
面格子点Ｐを抽出する処理を行う。
７から加工後の立体格子点データＬ（残った格子点Ｐ）
を読み込み、加工後の被加工物Ｔの各表面を形成する表
面格子点Ｐを抽出する処理を行う。
【００２６】具体的には、表面格子抽出部１３は、読み
込んだ格子点Ｐの接続サインから、前記３軸６方向の
内、少なくとも１方向の接続サインが零である格子点Ｐ
を抽出し、この格子点Ｐを表面格子点として判別する。
１以上の方向についての接続サインが零である格子点Ｐ
は、必ず立体格子点データＬの表面に位置するからであ
る。以下、このような表面格子点を仮に完全表面格子点
という。図６は、３つの面Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃがそれぞれ
相互に直交する立体格子点データＬを例示したものであ
るが、図中の格子点Ｐａが完全表面格子点である。そし
て、表面格子抽出部１３は、このようにして抽出された
完全表面格子点Ｐについて、例えば、表面格子点として
のフラグをＯＮにして、他の格子点Ｐとの区別を可能に
する。
込んだ格子点Ｐの接続サインから、前記３軸６方向の
内、少なくとも１方向の接続サインが零である格子点Ｐ
を抽出し、この格子点Ｐを表面格子点として判別する。
１以上の方向についての接続サインが零である格子点Ｐ
は、必ず立体格子点データＬの表面に位置するからであ
る。以下、このような表面格子点を仮に完全表面格子点
という。図６は、３つの面Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃがそれぞれ
相互に直交する立体格子点データＬを例示したものであ
るが、図中の格子点Ｐａが完全表面格子点である。そし
て、表面格子抽出部１３は、このようにして抽出された
完全表面格子点Ｐについて、例えば、表面格子点として
のフラグをＯＮにして、他の格子点Ｐとの区別を可能に
する。
【００２７】次に、表面格子抽出部１３は、残った格子
点Ｐの内、前記完全表面格子点Ｐと隣接する格子点Ｐを
抽出し、更に抽出された格子点Ｐから、前記完全表面格
子点Ｐの接続サインが零である方向と反対方向に隣接
し、且つ隣接する表面格子点Ｐの全てが当該完全表面格
子点Ｐである（即ち、接続サインが零である軸方向の完
全表面格子点Ｐとのみ隣接し、接続サインが零で無い軸
方向の完全表面格子点Ｐとは隣接しない）格子点Ｐを抽
出して、これを内部格子点として判別する。図６に示し
た例では格子点Ｐｄがこの内部格子点である。これに対
し、図４に示した格子点Ｐ３は、接続サインが零で無い
軸方向の完全表面格子点Ｐにも隣接しているため、内部
格子点とは判別されない。そして、表面格子抽出部１３
は、このようにして抽出された内部格子点Ｐについて、
例えば、内部格子点としてのフラグをＯＮにして、他の
格子点Ｐとの区別を可能にする。
点Ｐの内、前記完全表面格子点Ｐと隣接する格子点Ｐを
抽出し、更に抽出された格子点Ｐから、前記完全表面格
子点Ｐの接続サインが零である方向と反対方向に隣接
し、且つ隣接する表面格子点Ｐの全てが当該完全表面格
子点Ｐである（即ち、接続サインが零である軸方向の完
全表面格子点Ｐとのみ隣接し、接続サインが零で無い軸
方向の完全表面格子点Ｐとは隣接しない）格子点Ｐを抽
出して、これを内部格子点として判別する。図６に示し
た例では格子点Ｐｄがこの内部格子点である。これに対
し、図４に示した格子点Ｐ３は、接続サインが零で無い
軸方向の完全表面格子点Ｐにも隣接しているため、内部
格子点とは判別されない。そして、表面格子抽出部１３
は、このようにして抽出された内部格子点Ｐについて、
例えば、内部格子点としてのフラグをＯＮにして、他の
格子点Ｐとの区別を可能にする。
【００２８】次に、表面格子抽出部１３は、上記のよう
にして抽出された前記完全表面格子点Ｐに隣接する格子
点Ｐの内、前記内部格子点以外の格子点Ｐを表面格子点
として判別する。図６に示した例では格子点Ｐｂがこの
表面格子点である。そして、表面格子抽出部１３は、こ
のようにして抽出された表面格子点Ｐについて、上記と
同様、表面格子点としてのフラグをＯＮにする。
にして抽出された前記完全表面格子点Ｐに隣接する格子
点Ｐの内、前記内部格子点以外の格子点Ｐを表面格子点
として判別する。図６に示した例では格子点Ｐｂがこの
表面格子点である。そして、表面格子抽出部１３は、こ
のようにして抽出された表面格子点Ｐについて、上記と
同様、表面格子点としてのフラグをＯＮにする。
【００２９】次に、表面格子抽出部１３は、残りの格子
点Ｐから、前記３軸方向の全てにおいて前記表面格子点
と隣接する格子点Ｐを抽出し、抽出された格子点Ｐを表
面格子点として判別する。図６に示した例では格子点Ｐ
ｃがこの表面格子点である。そして、表面格子抽出部１
３は、このようにして抽出された表面格子点Ｐについ
て、上記と同様、表面格子点としてのフラグをＯＮにす
る。
点Ｐから、前記３軸方向の全てにおいて前記表面格子点
と隣接する格子点Ｐを抽出し、抽出された格子点Ｐを表
面格子点として判別する。図６に示した例では格子点Ｐ
ｃがこの表面格子点である。そして、表面格子抽出部１
３は、このようにして抽出された表面格子点Ｐについ
て、上記と同様、表面格子点としてのフラグをＯＮにす
る。
【００３０】次に、表面格子抽出部１３は、残った格子
点Ｐを内部格子点として判別する。図６に示した例では
格子点Ｐｅがこの内部格子点である。そして、表面格子
抽出部１３は、このようにして抽出された内部格子点Ｐ
について、上記と同様、内部格子点としてのフラグをＯ
Ｎにする。
点Ｐを内部格子点として判別する。図６に示した例では
格子点Ｐｅがこの内部格子点である。そして、表面格子
抽出部１３は、このようにして抽出された内部格子点Ｐ
について、上記と同様、内部格子点としてのフラグをＯ
Ｎにする。
【００３１】そして、表面格子抽出部１３は、以上のよ
うにして抽出した表面格子点Ｐに係る立体格子点データ
Ｌを前記表面格子記憶部８に格納する。
うにして抽出した表面格子点Ｐに係る立体格子点データ
Ｌを前記表面格子記憶部８に格納する。
【００３２】尚、図２乃至図９の各図では表面格子点を
●で表示し、更に、図３，図５及び図６では内部格子点
を○で表示している。
●で表示し、更に、図３，図５及び図６では内部格子点
を○で表示している。
【００３３】表面格子最適化処理部１４は、表面格子記
憶部８から表面格子点Ｐに係る立体格子点データＬを読
み込んで、その特徴形状を抽出し、最適化する。具体的
には、図７に示すように、各表面格子Ｐ相互間で隣接す
る表面格子点Ｐにより４角形状Ｇを多数形成し、各４角
形状Ｇに垂直ベクトルｆを設定する。そして、各垂直ベ
クトルｆの方向を分析することにより、各４角形状Ｇの
特徴形状を抽出する。この特徴形状とは、各４角形状Ｇ
が同一平面にあるか否かを示すものであり、例えば、図
７に示すように、隣接する各垂直ベクトルｆが相互に平
行であれば、各４角形状Ｇは同一平面にある。
憶部８から表面格子点Ｐに係る立体格子点データＬを読
み込んで、その特徴形状を抽出し、最適化する。具体的
には、図７に示すように、各表面格子Ｐ相互間で隣接す
る表面格子点Ｐにより４角形状Ｇを多数形成し、各４角
形状Ｇに垂直ベクトルｆを設定する。そして、各垂直ベ
クトルｆの方向を分析することにより、各４角形状Ｇの
特徴形状を抽出する。この特徴形状とは、各４角形状Ｇ
が同一平面にあるか否かを示すものであり、例えば、図
７に示すように、隣接する各垂直ベクトルｆが相互に平
行であれば、各４角形状Ｇは同一平面にある。
【００３４】そして、図８に示すように、表面格子最適
化処理部１４は、同一平面にあり、相互に隣接する４角
形状Ｇを統合して、より大きな４角形状Ｇ１を定義可能
な表面格子点Ｐを抽出して最適化する。この特徴形状の
抽出処理及び最適化処理を１回又は複数回繰り返すこと
により、図９に示すように、加工後の被加工物の各表面
を最小数の表面格子点Ｐにより特定する。そして、表面
格子最適化処理部１４は、最適化した表面格子点Ｐに係
る立体格子点データＬを最適化表面格子記憶部９に格納
する。
化処理部１４は、同一平面にあり、相互に隣接する４角
形状Ｇを統合して、より大きな４角形状Ｇ１を定義可能
な表面格子点Ｐを抽出して最適化する。この特徴形状の
抽出処理及び最適化処理を１回又は複数回繰り返すこと
により、図９に示すように、加工後の被加工物の各表面
を最小数の表面格子点Ｐにより特定する。そして、表面
格子最適化処理部１４は、最適化した表面格子点Ｐに係
る立体格子点データＬを最適化表面格子記憶部９に格納
する。
【００３５】形状データ生成部１５は、最適化表面格子
記憶部９から最適化した表面格子点Ｐに係る立体格子点
データＬを読み込み、これに基づいて被加工物Ｔの加工
後の３次元形状データを生成する。即ち、この形状デー
タ生成部１５は、図９に示すように、表面格子点Ｐを定
義する各座標データと接続サインに基づき、前記６方向
（−ｘ，＋ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，＋ｚ）で隣接する格
子点Ｐ同士を繋いで、加工後の被加工物の各表面を形成
する。表面格子点Ｐの相互は、各座標データ及び６方向
の接続サインとで隣接する格子点が特定され、これによ
り被加工物の加工後の３次元形状データが生成される。
また、表面格子点Ｐの各座標データから、加工後の被加
工物の形状寸法を演算する。そして、形状データ生成部
１５は、生成した３次元形状データを形状データ記憶部
１０に格納する。
記憶部９から最適化した表面格子点Ｐに係る立体格子点
データＬを読み込み、これに基づいて被加工物Ｔの加工
後の３次元形状データを生成する。即ち、この形状デー
タ生成部１５は、図９に示すように、表面格子点Ｐを定
義する各座標データと接続サインに基づき、前記６方向
（−ｘ，＋ｘ、−ｙ，＋ｙ、−ｚ，＋ｚ）で隣接する格
子点Ｐ同士を繋いで、加工後の被加工物の各表面を形成
する。表面格子点Ｐの相互は、各座標データ及び６方向
の接続サインとで隣接する格子点が特定され、これによ
り被加工物の加工後の３次元形状データが生成される。
また、表面格子点Ｐの各座標データから、加工後の被加
工物の形状寸法を演算する。そして、形状データ生成部
１５は、生成した３次元形状データを形状データ記憶部
１０に格納する。
【００３６】次に、上記構成の３次元形状データ生成装
置１を用いた３次元形状データ生成方法について、図１
０〜図１５を参照して説明する。図１０は、３次元形状
データ生成方法の処理手順を示すフローチャートであ
る。
置１を用いた３次元形状データ生成方法について、図１
０〜図１５を参照して説明する。図１０は、３次元形状
データ生成方法の処理手順を示すフローチャートであ
る。
【００３７】図１０に示すように、本例の３次元形状デ
ータ生成処理では、立体格子点データ作成処理（ステッ
プ１０），工具経路処理（ステップ２０），表面格子抽
出処理（ステップ３０），表面格子最適化処理（ステッ
プ４０）及び形状データ生成処理（ステップ５０）が順
次実施される。以下、各処理について、図１１〜図１５
のフローチャートにより説明する。
ータ生成処理では、立体格子点データ作成処理（ステッ
プ１０），工具経路処理（ステップ２０），表面格子抽
出処理（ステップ３０），表面格子最適化処理（ステッ
プ４０）及び形状データ生成処理（ステップ５０）が順
次実施される。以下、各処理について、図１１〜図１５
のフローチャートにより説明する。
【００３８】（１）立体格子点データ作成処理：立体格
子点データ作成処理（ステップ１０）は素材格子作成部
１１によって実行される。即ち、図１１に示すように、
素材格子作成部１１は、まず、素材形状記憶部４から素
材形状データを読み込み（ステップ１１）、ついで、図
２及び図３に示す如く、素材形状データに基づいて被加
工物Ｔを多数の格子点Ｐから構成され、各格子点Ｐが３
次元座標データ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）及び接続サインか
ら定義される立体格子点データＬに置換し（ステップ１
２）、得られた立体格子点データＬを素材格子記憶部６
に格納する（ステップ１３）。
子点データ作成処理（ステップ１０）は素材格子作成部
１１によって実行される。即ち、図１１に示すように、
素材格子作成部１１は、まず、素材形状記憶部４から素
材形状データを読み込み（ステップ１１）、ついで、図
２及び図３に示す如く、素材形状データに基づいて被加
工物Ｔを多数の格子点Ｐから構成され、各格子点Ｐが３
次元座標データ（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）及び接続サインか
ら定義される立体格子点データＬに置換し（ステップ１
２）、得られた立体格子点データＬを素材格子記憶部６
に格納する（ステップ１３）。
【００３９】（２）工具経路処理：工具経路処理（ステ
ップ２０）は工具経路処理部１２によって実行される。
即ち、図１２に示すように、工具経路処理部１２は、Ｎ
Ｃプログラム記憶部３，素材形状記憶部４及び工具形状
記憶部５から、それぞれＮＣプログラム，素材形状デー
タ及び工具形状データを読み込み（ステップ２１）、図
４に示すように、工具Ｋの領域に関するデータを生成す
る（ステップ２２）。ついで、工具経路処理部１２は、
素材格子記憶部６から立体格子データＬを読み込んだ後
（ステップ２３）、図４及び図５に示すように、ＮＣプ
ログラムに基づいて工具Ｋの領域を移動させ、その移動
領域と重なる立体格子点データＬの格子点Ｐ（図５の◎
印）を消去し（ステップ２４）、しかる後、残った格子
点Ｐの接続サインを更新し（ステップ２５）、更新され
た立体格子点データＬを加工後格子記憶部７に格納する
（ステップ２６）。
ップ２０）は工具経路処理部１２によって実行される。
即ち、図１２に示すように、工具経路処理部１２は、Ｎ
Ｃプログラム記憶部３，素材形状記憶部４及び工具形状
記憶部５から、それぞれＮＣプログラム，素材形状デー
タ及び工具形状データを読み込み（ステップ２１）、図
４に示すように、工具Ｋの領域に関するデータを生成す
る（ステップ２２）。ついで、工具経路処理部１２は、
素材格子記憶部６から立体格子データＬを読み込んだ後
（ステップ２３）、図４及び図５に示すように、ＮＣプ
ログラムに基づいて工具Ｋの領域を移動させ、その移動
領域と重なる立体格子点データＬの格子点Ｐ（図５の◎
印）を消去し（ステップ２４）、しかる後、残った格子
点Ｐの接続サインを更新し（ステップ２５）、更新され
た立体格子点データＬを加工後格子記憶部７に格納する
（ステップ２６）。
【００４０】（３）表面格子抽出処理：表面格子抽出処
理（ステップ３０）は、表面格子抽出部１３によって実
行される。即ち、図１３に示すように、表面格子抽出部
１３は加工後格子記憶部７から加工後の立体格子点デー
タＬを読み込み（ステップ３１）、格子点Ｐの接続サイ
ンに基づいて、立体格子点データＬを構成する各格子点
Ｐを表面格子点Ｐと内部格子点Ｐとに判別して表面格子
点Ｐを抽出し（ステップ３２）、抽出された表面格子点
Ｐに係る立体格子点データＬを表面格子記憶部８に格納
する（ステップ３３）。
理（ステップ３０）は、表面格子抽出部１３によって実
行される。即ち、図１３に示すように、表面格子抽出部
１３は加工後格子記憶部７から加工後の立体格子点デー
タＬを読み込み（ステップ３１）、格子点Ｐの接続サイ
ンに基づいて、立体格子点データＬを構成する各格子点
Ｐを表面格子点Ｐと内部格子点Ｐとに判別して表面格子
点Ｐを抽出し（ステップ３２）、抽出された表面格子点
Ｐに係る立体格子点データＬを表面格子記憶部８に格納
する（ステップ３３）。
【００４１】（４）表面格子最適化処理：表面格子最適
化処理（ステップ４０）は表面格子最適化処理部１４に
よって実行される。即ち、図１４に示すように、表面格
子最適化処理部１４は表面格子記憶部８から表面格子点
Ｐに係る立体格子点データを読み込み（ステップ４
１）、図７に示す如く、各表面格子Ｐ相互間で隣接する
表面格子点Ｐにより４角形状Ｇを多数形成し（ステップ
４２）、各４角形状Ｇに垂直ベクトルｆを設定する（ス
テップ４３）。ついで、各垂直ベクトルｆの方向を分析
することにより、加工後の被加工物の特徴形状を抽出
し、図８及び図９に示す如く、同一平面にあり、相互に
隣接する４角形状Ｇを統合して、より大きな４角形状Ｇ
を定義可能な表面格子点Ｐを抽出して最適化し（ステッ
プ４４）、最適化した表面格子Ｐに係る立体格子点デー
タを最適化表面格子記憶部９に格納する（ステップ４
５）。
化処理（ステップ４０）は表面格子最適化処理部１４に
よって実行される。即ち、図１４に示すように、表面格
子最適化処理部１４は表面格子記憶部８から表面格子点
Ｐに係る立体格子点データを読み込み（ステップ４
１）、図７に示す如く、各表面格子Ｐ相互間で隣接する
表面格子点Ｐにより４角形状Ｇを多数形成し（ステップ
４２）、各４角形状Ｇに垂直ベクトルｆを設定する（ス
テップ４３）。ついで、各垂直ベクトルｆの方向を分析
することにより、加工後の被加工物の特徴形状を抽出
し、図８及び図９に示す如く、同一平面にあり、相互に
隣接する４角形状Ｇを統合して、より大きな４角形状Ｇ
を定義可能な表面格子点Ｐを抽出して最適化し（ステッ
プ４４）、最適化した表面格子Ｐに係る立体格子点デー
タを最適化表面格子記憶部９に格納する（ステップ４
５）。
【００４２】（５）形状データ生成処理：形状データ生
成処理（ステップ５０）は形状データ生成部１５によっ
て実行される。即ち、図１５に示すように、この形状デ
ータ生成部１５は最適化表面格子記憶部９から最適化し
た表面格子点Ｐに係る立体格子点データを読み込み（ス
テップ５１）、表面格子点Ｐの各座標データ及び接続サ
インに基づいて、６方向（−ｘ，＋ｘ、−ｙ，＋ｙ、−
ｚ，＋ｚ）で隣接する格子点Ｐ同士を繋いで、加工後の
被加工物の表面を形成する。表面格子点の相互は、各座
標データ及び６方向の接続サインとで隣接する格子点が
特定され、これにより被加工物の加工後の３次元形状デ
ータが生成される。また、表面格子点Ｐの各座標データ
から、加工後の被加工物の形状寸法を演算する（ステッ
プ５２）。ついで、生成した３次元形状データを形状デ
ータ記憶部１０に格納する（ステップ５３）。
成処理（ステップ５０）は形状データ生成部１５によっ
て実行される。即ち、図１５に示すように、この形状デ
ータ生成部１５は最適化表面格子記憶部９から最適化し
た表面格子点Ｐに係る立体格子点データを読み込み（ス
テップ５１）、表面格子点Ｐの各座標データ及び接続サ
インに基づいて、６方向（−ｘ，＋ｘ、−ｙ，＋ｙ、−
ｚ，＋ｚ）で隣接する格子点Ｐ同士を繋いで、加工後の
被加工物の表面を形成する。表面格子点の相互は、各座
標データ及び６方向の接続サインとで隣接する格子点が
特定され、これにより被加工物の加工後の３次元形状デ
ータが生成される。また、表面格子点Ｐの各座標データ
から、加工後の被加工物の形状寸法を演算する（ステッ
プ５２）。ついで、生成した３次元形状データを形状デ
ータ記憶部１０に格納する（ステップ５３）。
【００４３】そして、形状データ記憶部１０に格納され
た３次元形状データは、バスライン２，入出力インター
フェース１６を通して出力装置１８に出力され、所定の
処理を経て、ＮＣプログラムの変更や、新たなＮＣプロ
グラムの生成に用いられる。
た３次元形状データは、バスライン２，入出力インター
フェース１６を通して出力装置１８に出力され、所定の
処理を経て、ＮＣプログラムの変更や、新たなＮＣプロ
グラムの生成に用いられる。
【００４４】このように、本例の３次元形状データ生成
装置１及び３次元形状データ生成方法によれば、ＮＣプ
ログラムから逆展開して、被加工物の加工後の３次元形
状データを得ることができる。そして、得られた３次元
形状データから、被加工物の最終的な形状及び寸法を把
握することができる。これにより、加工現場において、
受注先からＮＣプログラムしか受け取らないケースであ
っても、ＮＣプログラムから逆展開した３次元形状デー
タを適宜処理することにより、ＮＣプログラムを変更し
たり、或いはこれを新たに作成することが可能となる。
この結果、加工現場での生産性を向上させることができ
ると共に、加工による不具合を修正することが可能とな
る。なお、３次元形状データを順次、蓄積することによ
り、被加工物に対する工具等の加工条件も蓄積すること
が可能である。
装置１及び３次元形状データ生成方法によれば、ＮＣプ
ログラムから逆展開して、被加工物の加工後の３次元形
状データを得ることができる。そして、得られた３次元
形状データから、被加工物の最終的な形状及び寸法を把
握することができる。これにより、加工現場において、
受注先からＮＣプログラムしか受け取らないケースであ
っても、ＮＣプログラムから逆展開した３次元形状デー
タを適宜処理することにより、ＮＣプログラムを変更し
たり、或いはこれを新たに作成することが可能となる。
この結果、加工現場での生産性を向上させることができ
ると共に、加工による不具合を修正することが可能とな
る。なお、３次元形状データを順次、蓄積することによ
り、被加工物に対する工具等の加工条件も蓄積すること
が可能である。
【００４５】また、表面格子抽出処理を実施すると、内
部格子点を除く、表面格子点により３次元形状データを
生成できるので、簡単な構造にて３次元形状データを特
定できる。この結果、３次元形状データを記憶するため
の容量を少なくすることが可能となる。
部格子点を除く、表面格子点により３次元形状データを
生成できるので、簡単な構造にて３次元形状データを特
定できる。この結果、３次元形状データを記憶するため
の容量を少なくすることが可能となる。
【００４６】更に、表面格子最適化処理を実施すると、
加工後の被加工物を最小数の表面格子点により特定でき
るので、これら表面格子点から３次元データを生成する
処理時間を短縮することが可能となる。また、３次元形
状データを記憶するための容量を最小にすることもでき
る。
加工後の被加工物を最小数の表面格子点により特定でき
るので、これら表面格子点から３次元データを生成する
処理時間を短縮することが可能となる。また、３次元形
状データを記憶するための容量を最小にすることもでき
る。
【００４７】なお、本発明の３次元形状データ生成装置
及び３次元形状データ生成方法は、図１〜図１５に示す
ものに限定されず、例えば、次のような態様も採用する
ことができる。
及び３次元形状データ生成方法は、図１〜図１５に示す
ものに限定されず、例えば、次のような態様も採用する
ことができる。
【００４８】（Ａ）本発明に係る３次元形状データ生成
装置及び３次元形状生成方法では、必ずしも、表面格子
抽出部１３と表面格子最適化処理部１４（各記憶部８，
９）を有する必要はない。このとき、形状データ生成部
１５は、図１に示すように、加工後格子記憶部７から加
工後の立体格子点データＬを読み込んで、該各格子点Ｐ
の各座標データ及び接続サインに基づいて、被加工物の
加工後の３次元形状データを生成する。即ち、この３次
元形状データ生成方法では、表面格子抽出処理と表面格
子最適化処理とを省略して、工具経路処理に続いて、形
状データ生成処理を行う。
装置及び３次元形状生成方法では、必ずしも、表面格子
抽出部１３と表面格子最適化処理部１４（各記憶部８，
９）を有する必要はない。このとき、形状データ生成部
１５は、図１に示すように、加工後格子記憶部７から加
工後の立体格子点データＬを読み込んで、該各格子点Ｐ
の各座標データ及び接続サインに基づいて、被加工物の
加工後の３次元形状データを生成する。即ち、この３次
元形状データ生成方法では、表面格子抽出処理と表面格
子最適化処理とを省略して、工具経路処理に続いて、形
状データ生成処理を行う。
【００４９】（Ｂ）また、必ずしも表面格子最適化処理
部１４（各記憶部９）を有する必要はない。この場合、
形状データ生成部１５は、表面格子記憶部８から表面格
子点Ｐを読み込み、表面格子点Ｐの各座標データ及び接
続サインに基づいて、被加工物の加工後の３次元形状デ
ータを生成する。即ち、この３次元形状データ生成方法
では、表面格子最適化処理を省略して、表面格子抽出処
理に続いて、形状データ生成処理を行う。
部１４（各記憶部９）を有する必要はない。この場合、
形状データ生成部１５は、表面格子記憶部８から表面格
子点Ｐを読み込み、表面格子点Ｐの各座標データ及び接
続サインに基づいて、被加工物の加工後の３次元形状デ
ータを生成する。即ち、この３次元形状データ生成方法
では、表面格子最適化処理を省略して、表面格子抽出処
理に続いて、形状データ生成処理を行う。
【００５０】（Ｃ）また、３次元形状データ生成装置
は、ＮＣ工作機械とは別体のものとしてこれを構成して
も、ＮＣ工作機械と一体的に構成（内蔵）してもいずれ
でも良い。
は、ＮＣ工作機械とは別体のものとしてこれを構成して
も、ＮＣ工作機械と一体的に構成（内蔵）してもいずれ
でも良い。
【図１】本発明の一実施形態に係る３次元形状データ生
成装置の概略構成を示すブロック図である。
成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る素材格子作成部により、被加
工物を立体格子点データに置換した状態を示す斜視図で
ある。
工物を立体格子点データに置換した状態を示す斜視図で
ある。
【図３】図２に示した各格子点の接続状態を示した拡大
斜視図である。
斜視図である。
【図４】本実施形態に係る工具経路処理部により、立体
格子点データの格子点を消去した状態を示す斜視図であ
る。
格子点データの格子点を消去した状態を示す斜視図であ
る。
【図５】図４のＡ−Ａから見た断面拡大図である。
【図６】本実施形態に係る表面格子抽出処理を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図７】図４の矢示Ｂ−Ｂから見た説明図であり、表面
格子最適化処理を説明するための説明図である。
格子最適化処理を説明するための説明図である。
【図８】図４の矢示Ｂ−Ｂから見た説明図であり、表面
格子最適化処理を説明するための説明図である。
格子最適化処理を説明するための説明図である。
【図９】表面格子最適化処理をした後の立体格子点デー
タを示す説明図である。
タを示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る３次元形状データ
生成方法の処理手順を示したフローチャートである。
生成方法の処理手順を示したフローチャートである。
【図１１】素材格子作成部における立体格子点データの
作成手順を示すフローチャートである。
作成手順を示すフローチャートである。
【図１２】工具経路処理部における工具領域の処理手順
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図１３】表面格子抽出部における表面格子の抽出手順
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図１４】表面格子最適化処理部における表面格子最適
化の処理手順を示すフローチャート図である。
化の処理手順を示すフローチャート図である。
【図１５】形状データ生成部における形状データの生成
手順を示すフローチャートである。
手順を示すフローチャートである。
１ ３次元形状データ生成装置 ３ ＮＣプログラム記憶部 ４ 素材形状記憶部 ５ 工具形状記憶部 ６ 素材格子記憶部 ７ 加工後格子記憶部 ８ 表面格子記憶部 ９ 最適化表面格子記憶部 １０ 形状データ記憶部 １１ 素材格子作成部 １２ 工具経路処理部 １３ 表面格子抽出部 １４ 表面格子最適化処理部 １５ 形状データ生成部 Ｐ 格子点 Ｔ 被加工物 ｆ 垂直ベクトル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角野 充彦 奈良県大和郡山市北郡山町106番地 株式 会社森精機製作所内 Ｆターム(参考） 5B046 BA08 BA10 DA08 FA18 KA03 5H269 AB19 BB05 BB08 QE05
Claims (6)
- 【請求項１】 ＮＣ工作機械における工具の移動経路等
を含むＮＣプログラムと、前記工具の工具形状データ
と、前記工具により加工される被加工物の素材形状デー
タとに基づいて、前記被加工物に対する加工後の３次元
形状データを生成する３次元形状データ生成方法であっ
て、 前記素材形状データに基づいて、前記被加工物を、互い
に直交する３軸方向に整列された多数の格子点からな
り、各格子点が３次元座標データと前記３軸方向で隣接
する格子点間の接続情報とで定義される立体格子点デー
タに置換する処理と、 前記ＮＣプログラム，前記工具形状データ及び前記素材
形状データに基づいて、前記被加工物に対する前記工具
の移動領域に関するデータを生成すると共に、該工具の
移動領域内にある前記立体格子点データの格子点を消去
し、且つ残った格子点の前記接続情報を更新する処理
と、 前記残った格子点の各座標データ及び接続情報に基づい
て、前記被加工物に対する加工後の３次元形状データを
生成する処理とを順次実施することを特徴とする３次元
形状データ生成方法。 - 【請求項２】 前記格子点の接続情報を更新した後、前
記残った格子点の接続情報に基づいて、前記加工後の被
加工物の表面を形成する表面格子点を抽出する処理と、
該表面格子点の各座標データ及び接続情報に基づいて、
前記被加工物に対する加工後の３次元形状データを生成
する処理とを順次実施することを特徴とする請求項１記
載の３次元形状データ生成方法。 - 【請求項３】 前記表面格子点を抽出した後、前記表面
格子点の相互間で隣接する格子点により４角形状を形成
し、該４角形状に垂直ベクトルを設定した後、前記垂直
ベクトルが相互に平行し、相互に隣接する４角形状同士
を統合して、より大きな４角形状を定義可能な最適化表
面格子点を抽出する処理と、 抽出された最適化表面格子点の各座標データ及び接続情
報に基づいて、前記被加工物に対する加工後の３次元形
状データを生成する処理とを順次実施することを特徴と
する請求項２記載の３次元形状データ生成方法。 - 【請求項４】 ＮＣ工作機械における工具の移動経路等
を含むＮＣプログラムと、前記工具の工具形状データ
と、前記工具により加工される被加工物の素材形状デー
タとに基づいて、前記被加工物に対する加工後の３次元
形状データを生成する３次元形状データ生成装置であっ
て、 前記素材形状データに基づいて、前記被加工物を、互い
に直交する３軸方向に整列された多数の格子点からな
り、各格子点が３次元座標データと前記３軸方向で隣接
する格子点間の接続情報とで定義される立体格子点デー
タに置換する素材格子作成部と、 前記ＮＣプログラム，前記工具形状データ及び前記素材
形状データに基づいて、前記被加工物に対する前記工具
の移動領域に関するデータを生成すると共に、該工具の
移動領域内にある前記立体格子点データの格子点を消去
し、且つ残った格子点の前記接続情報を更新する工具経
路処理部と、 前記残った格子点の各座標データ及び接続情報に基づい
て、前記被加工物に対する加工後の３次元形状データを
生成する形状データ生成部とを備えてなることを特徴と
する３次元形状データ生成装置。 - 【請求項５】 前記工具経路処理部により格子点の接続
情報を更新した後、前記残った格子点の接続情報に基づ
いて、前記加工後の被加工物の表面を形成する表面格子
点を抽出する表面格子抽出部を備え、前記形状データ生
成部は、前記表面格子点の各座標データ及び接続情報に
基づいて、前記被加工物に対する加工後の３次元形状デ
ータを生成することを特徴とする請求項４記載の３次元
形状データ生成装置。 - 【請求項６】 前記抽出した表面格子点の相互間で隣接
する格子点により４角形状を形成し、該４角形状に垂直
ベクトルを設定した後、前記垂直ベクトルが相互に平行
し、相互に隣接する４角形状を統合して、より大きな４
角形状を定義可能な最適化表面格子点を抽出する最適化
処理部を備え、前記形状データ生成部は、前記最適化表
面格子点の各座標データ及び接続情報に基づいて、前記
被加工物に対する加工後の３次元データを生成すること
を特徴とする請求項５記載の３次元形状データ生成装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001003548A JP2002207504A (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | ３次元形状データ生成方法及び３次元形状データ生成装置 |
| US10/034,122 US7369971B2 (en) | 2001-01-11 | 2002-01-03 | Method and apparatus for generating three-dimensional shape data |
| EP02000183A EP1225494A3 (en) | 2001-01-11 | 2002-01-09 | Method and apparatus for generating three-dimensional shape data |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001003548A JP2002207504A (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | ３次元形状データ生成方法及び３次元形状データ生成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002207504A true JP2002207504A (ja) | 2002-07-26 |
Family
ID=18871875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001003548A Withdrawn JP2002207504A (ja) | 2001-01-11 | 2001-01-11 | ３次元形状データ生成方法及び３次元形状データ生成装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7369971B2 (ja) |
| EP (1) | EP1225494A3 (ja) |
| JP (1) | JP2002207504A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008040588A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Toyota Motor Corp | 形状予測装置と形状予測方法とそのためのコンピュータプログラム |
| JP2010108176A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Makino Milling Mach Co Ltd | 加工システム |
| WO2020241676A1 (ja) * | 2019-05-28 | 2020-12-03 | 三菱電機株式会社 | ３次元モデル復元システム、３次元モデル復元方法、検査装置及びプログラム |
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|---|---|---|---|---|
| US20040017369A1 (en) * | 2002-01-22 | 2004-01-29 | Hultgren Bruce Willard | Method and apparatus for computer generation of electronic model images |
| JP4545171B2 (ja) * | 2007-05-17 | 2010-09-15 | 正樹 佐藤 | 切削加工のシミュレーション方法、切削加工のシミュレーション方法のプログラム、切削加工のシミュレーション方法のプログラムを記録した記録媒体、モデリング方法、モデリング方法のプログラム及びモデリング方法のプログラムを記録した記録媒体 |
| WO2012056588A1 (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-03 | 株式会社牧野フライス製作所 | 工具経路の生成方法および生成装置 |
| WO2012107594A1 (en) | 2011-02-11 | 2012-08-16 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | High speed pocket milling optimisation |
| CN103366043B (zh) * | 2013-05-31 | 2016-01-27 | 天津大学 | 一种基于响应面模型的机床床身三点支撑优化设计方法 |
| EP3151073A1 (de) * | 2015-09-29 | 2017-04-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und steuervorrichtung zum optimierten steuern einer werkzeugmaschine |
| CN105488309B (zh) * | 2016-01-21 | 2018-09-18 | 刘云涛 | 刀路轨迹还原显示方法、系统及雕刻机 |
| EP3998396A4 (en) * | 2019-08-30 | 2022-07-20 | Yamazaki Mazak Corporation | METHOD FOR MANUFACTURING AN INTEGRAL BLADED ROTOR, BLADE CUTTING PROGRAM THEREFOR AND INTEGRAL BLADED ROTOR |
| CN116493681A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-07-28 | 西安钧诚精密制造有限公司 | 一种壳体内圆的切削控制系统及切削装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3072920B2 (ja) * | 1991-06-14 | 2000-08-07 | オークマ株式会社 | 加工シミュレーション装置 |
| JPH05250024A (ja) | 1992-03-05 | 1993-09-28 | Mitsubishi Electric Corp | Ｎｃプログラム作成方法 |
| JP3310335B2 (ja) * | 1992-07-03 | 2002-08-05 | オークマ株式会社 | ３次元グラフイック表示機能を有する数値制御装置 |
| JPH0659717A (ja) | 1992-08-07 | 1994-03-04 | Toshiba Mach Co Ltd | 工具軌跡データ描画機能を有するｎｃ装置およびその描画方法 |
| JPH08150540A (ja) | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 工作機械の干渉防止装置 |
| AUPO206596A0 (en) * | 1996-08-30 | 1996-09-26 | Anca Pty Ltd | Tool grinding simulation system |
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-
2001
- 2001-01-11 JP JP2001003548A patent/JP2002207504A/ja not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-01-03 US US10/034,122 patent/US7369971B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-01-09 EP EP02000183A patent/EP1225494A3/en not_active Withdrawn
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| WO2020241676A1 (ja) * | 2019-05-28 | 2020-12-03 | 三菱電機株式会社 | ３次元モデル復元システム、３次元モデル復元方法、検査装置及びプログラム |
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Also Published As
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|---|---|
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| EP1225494A3 (en) | 2008-10-08 |
| EP1225494A2 (en) | 2002-07-24 |
| US7369971B2 (en) | 2008-05-06 |
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