JP2006107233A - Ｎｃ加工システム、ｎｃデータ作成装置、ｎｃデータ作成システム、ｎｃデータ作成方法及びｎｃデータ作成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、ＮＣ加工装置にＣＡＤデータを用いて簡易にＮＣデータを作成でき、ＮＣ加工に使用する被加工物を効率的に利用し、ＮＣ加工におけるコストと時間を削減できる。ＮＣ加工システム、ＮＣデータ作成装置、ＮＣデータ作成システム、ＮＣデータ作成方法及びＮＣデータ作成プログラムを提供すること。
【解決手段】 本発明によるＮＣ加工システムは、加工済みＷＡＸのサーフェイスデータである加工形状データから補正値Ｈ＋ｈだけＺ方向下向きに位置データを移動した追加工形状データ１１１を作成し、加工形状データ１０４と追加工データ１１１を基に加工範囲を決定してＮＣデータ１０７を作成し、ＮＣ加工装置３０において切削ツールの主軸方向であるＺ軸方向下向きに、加工済みＷＡＸの表面を均等に掘り下げる追加工を行なう。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＮＣ加工システム、ＮＣデータ作成装置、ＮＣデータ作成システム、ＮＣデータ作成方法及びＮＣデータ作成プログラムに関し、特に、加工済みの被加工物を用いて追加工を実施するＮＣ加工システムと、前記追加工に用いるＮＣデータを作成するＮＣデータ作成装置、ＮＣデータ作成システム、ＮＣデータ作成方法及びＮＣデータ作成プログラムに関する。

従来、３次元ＣＡＤデータを用いて立体形状を作成する方法は、ワックスやクレイ等の被加工物を切削して立体形状を作成する方法がある。設計形状の全体をワックス等の規定形状に表わす場合には、設計形状全体に対する所望の位置関係の設定が必要となる。

一方、設計形状の一部をワックス等の規定形状に表わす場合には、設計形状全体に対する所望部分の設定及びその所望部分に対する規定形状の位置関係の設定が必要になる。

従来、ＣＡＤデータから所望の立体形状を成形したい設計者は、ワックスを加工するＮＣ加工装置の切削方向等の性能を考慮して、加工形状やワックスの配置を決定する必要がある。このため、加工形状を決定は、設計者の経験や技量に依存していた。

又、ＮＣ加工装置を制御するためのＮＣデータを自動作成する方法が特開２００２−１１６８０７号公報に開示されている。開示例では、ＣＡＤデータから加工の対象物の形状を取得し、加工に用いるＮＣデータを作成している。しかし、加工後において、加工形状の微細は変更があった場合、加工済みのワックスやクレイを再加工する方法は開示されていない。や微細な加工した製品を更に加工して既に加工済みの被加工物に対して。

加工後のワックスやクレイの微細な変更を実施する際、従来の技術では、再び新しいワックスやクレイを用意し、加工をする必要がある。
特開２００２−１１６８０７号公報

本発明の目的は、ＣＡＤデータを用いて簡易にＮＣデータを作成できるＮＣ加工システム、ＮＣデータ作成装置、ＮＣデータ作成システム、ＮＣデータ作成方法及びＮＣデータ作成プログラムを提供することにある。

又、他の目的は、ＮＣ加工に使用する被加工物を効率的に利用し、ＮＣ加工におけるコストと時間を削減できる。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号を括弧付きで用いて、［課題を解決するための手段］を説明する。この番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明によるＮＣデータ作成装置は、ＮＣ加工装置（３０）を制御して加工済みの被加工物である加工済みＷＡＸを更に加工するために用いられるＮＣデータ（１０７）を作成する装置であって、加工済みＷＡＸのサーフェイスデータ（１０２）である加工形状データ（１０４）を保持する加工形状データベース（２６Ａ）と、ＮＣ加工装置（３０）において切削ツールの主軸方向であるＺ軸方向下向きに加工済みＷＡＸの表面を均等に掘り下げる追加工のための、掘り下げ幅である入力補正値ｈを入力する入力装置（２２）と、過去に追加工した時の補正値である履歴補正値Ｈを備える加工履歴データベース（２６Ｃ）と、加工形状データ（１０４）から、履歴補正値ＨだけＺ方向下向きに位置データを移動した位置座標と、加工形状データ（１０４）から補正値Ｈ＋ｈだけＺ方向下向きに位置データを移動した追加工形状データ（１１１）の位置座標から加工範囲を決定して、ＮＣ加工装置（３０）に、追加工形状データ（１１１）に対応する形状に加工済みＷＡＸを加工させるためのＮＣデータ（１０７）を作成するＮＣデータ作成モジュール（２３０）とを備える。

加工形状データ（１０４）は、追加工をしていない時（Ｈ＝０）の加工済みＷＡＸの大きさに対応した相似形の形状のサーフェイスデータ（１１１）であり、ＮＣ加工装置（３０）中に配置される加工済みＷＡＸの表面の各点の座標は、加工形状データ（１０４）の各点の座標に対応する

ＮＣ加工装置（３０）が加工に用いる加工ツールの情報であるツールデータ（１０５）を保持するツールデータデータベース（２７）を更に備え、ＮＣデータ作成モジュール（２３０）は、加工範囲を基に、使用ツールを決定し、前記ツールデータデータベース（２７）から使用ツールに対応するツールデータ（１０５）を抽出する加工条件付加部（２３３）と、加工範囲とツールデータ（１０５）から使用ツールと加工済みＷＡＸとの位置関係を計算し使用ツールの移動経路である工具経路データ（１０６）を算出する工具経路作成部（２３４）と、工具経路データ（１０６）を、ＮＣ加工装置（３０）が使用可能なコードに変換してＮＣデータ（１０７）を作成するポストプロセッサとを備える。

履歴データベース（２６Ｃ）は、補正値Ｈ＋ｈを履歴補正値Ｈとして加工形状データ（１０４）と関連付けて記憶する。

このようなＮＣデータ作成装置（２０）に接続されたＮＣ加工装置（３０）は、作成されたＮＣデータ（１０７）を用いて、加工済みＷＡＸを追加工することができる。

以上のように、加工済みのリサイクルＷＡＸを再加工することで、ＷＡＸ資源を有効的に活用し、微細な設計変更に対し容易に対応し、変更した形状を得ることができる。

本発明による、ＮＣ加工システム、ＮＣデータ作成装置、ＮＣデータ作成システム、ＮＣデータ作成方法及びＮＣデータ作成プログラムによれば、ＣＡＤデータを用いて簡易にＮＣデータを作成できることにある。

又、ＮＣ加工に使用する被加工物を効率的に利用し、ＮＣ加工におけるコストと時間を削減できることにある。

以下、添付図面を参照して、本発明によるＮＣデータ作成システムの実施の形態を説明する。

本実施の形態では、新製品の開発等において、被加工物であるワックスやクレイを加工してモックアップを作成する際に、加工済みのワックスやクレイを利用して微細な設計変更に対応する新たな形状のモックアップを作成するＮＣ加工システムについて説明する。本実施の形態では、ＣＡＤ装置１０によって作成されたＣＡＤデータからＮＣ加工装置が使用するＮＣデータ１０７を作成し、加工済みの加工済みＷＡＸを再加工（追加工）するＮＣ加工システムを一例に説明する。

図１に本実施の形態における、本発明によるＮＣ加工システムの構成を示す。

本発明によるＮＣデータ作成システムは、ＣＡＤデータを作成、表示及び加工可能なＣＡＤ装置１０と、ＣＡＤ装置１０から送信されるＣＡＤデータを基にＮＣデータ１０７を作成するＣＡＭ装置２０と、ＮＣデータ１０７を基に各種ツールを使用してワックスやクレイ（以下、ＷＡＸと呼ぶ）を切削加工するＮＣ加工装置３０とを備える。

ＣＡＤ装置１０とＣＡＭ装置２０とＮＣ加工装置３０とは相互にネットワーク４０（又は単に通信回線）で接続され、互いに遠隔地又は、近傍に設置される。又、それぞれの装置は複数でもかまわない。このようにＬＡＮ等のネットワークで複数のＣＡＤ装置１０とＣＡＭ装置２０とＮＣ加工装置３０が接続されることで、遠隔地のＣＡＤ装置１０で設計されたＣＡＤデータを用いて各種ＮＣデータ１０７を作成でき、又、遠隔地のＣＡＭ装置２０で作成されたＮＣデータ１０７を用いてＮＣ加工装置３０においてＷＡＸを加工することができる。

図１を参照して、本発明によるＣＡＭ装置１０は、ＣＡＤデータ作成部１１とＣＡＤデータデータベース１２とＩ／Ｏインタフェース１３を具備する３次元ＣＡＤ装置である。各装置は通信バスで相互に接続され、Ｉ／Ｏインタフェース１３はネットワークを介してＣＡＭ装置２０やＮＣ加工装置３０に接続している。

ＣＡＤデータ作成部１１は、製品の形状設計や製品のモックアップからレーザスキャン等によって得られたデータを用いて、製品の３次元ＣＡＤデータであるサーフェイスデータ１０２の作成を行なう。作成されたサーフェイスデータ１０２は、ＣＡＤデータデータベース１２に蓄積されるか、Ｉ／Ｏインタフェース１３を介してＣＡＭ装置２０へ送られ、ＮＣデータ１０７作成に使用される。

ＣＡＤデータデータべ−ス１２は、メモリやハードディスク又は持ち運び可能な記録媒体でも良く、ＣＡＤ装置１０内部にあっても外部に設置されても構わない。ＣＡＤデータデータベース１２内のサーフェイスデータは、ＣＡＭ装置２０からの要求により抽出され、Ｉ／Ｏインタフェース１３を介してＣＡＭ装置２０に送信される。

図２は、本発明によるＣＡＭ装置２０の構成図である。ＣＡＭ装置２０は、表示装置２１、入力装置２２、ＣＰＵ２３、メモリ２４、ＣＡＤデータバッファ２５、抽出領域データベース２６、ツールデータデータベース２７、加工形状データベース２８Ａ、ＮＣデータデータベース２８Ｂ、加工履歴データベース２８Ｃ、Ｉ／Ｏインターフェース２９を具備している。各装置は、通信バスにより接続されている。又、ＣＰＵ２３が実行するプログラム又はプログラムと装置の組み合わせであるＮＣデータ作成モジュール２３０を含んでいる。

表示装置２１は、ＣＡＤ装置１０から取得した３次元ＣＡＤデータであるサーフェイスデータ１０２、未加工のＷＡＸの形状を表すワイヤーフレームデータや、選択あるいは作成したＷＡＸの加工後の形状を示す加工形状データ１０４を表示するモニタである。キーボードやマウス等を含む入力装置２２はユーザによって操作され、ＷＡＸを加工する際の工具や加工の形態等の各種条件や、追加工を実施する際の補正量が入力される。入力された条件はＣＰＵ２３に送られ、ＮＣデータ作成モジュール２３０によってＮＣデータ１０７の作成処理が行なわれる。又、ユーザはマウス等の操作によって、表示装置２１に表示されるサーフェイスデータ１０２及びワイヤーフレームデータを移動することができる。

ＣＰＵ２３は、入力装置２２から入力する条件や、各種信号、データを利用してＮＣデータ作成モジュール２３０の処理を実行し、ＮＣデータ１０７を作成する。ＮＣデータ１０７の作成処理の際、必要な各種信号やデータはメモリ２４に一時記憶される。

ＮＣデータ作成モジュール２３０は、プログラム又はプログラムと装置の組合せであり、加工形状作成部２３ＡとＮＣデータ作成部２３Ｂとを含んでいる。加工形状作成部２３Ａは、ＣＡＭ装置１０から送信されるサーフェイスデータ１０２から、加工したい形状のデータである加工形状データ１０４を抽出する。ＮＣデータ作成部２３Ｂは加工形状作成部２３Ａによって作成された加工形状データ１０４と、ユーザによって入力される加工条件とからＮＣ加工装置３０がＷＡＸを加工するために使用するＮＣデータ１０７を作成する。

ＣＡＤデータバッファ２５は、ＣＡＤ装置１０から受信するサーフェイスデータ１０２を保持する。ＣＡＤデータバッファ内のサーフェイスデータ１０２は、加工形状データ１０４やＮＣデータ１０７の作成時にＣＰＵ２３の制御を受けて抽出される。

ＷＡＸ形状データベース２６は、未加工のＷＡＸの形状に対応するＷＡＸ形状データ１０１を保持する。ここで、未加工のＷＡＸの形状は、複数種類の規定形状で決められている。

本実施の形態における未加工のＷＡＸの規定形状は直方体である。この形状は、ＷＡＸ形状データ１０１に対応していればどのような形状でも構わない。図３は、表示装置２１に表示されるＷＡＸ形状データ１０１（図３（ａ））と、ＮＣ加工装置３０に設置される未加工のＷＡＸ（図３（ｂ））との対応図である。ＷＡＸ形状データ１０１は直方体形状のフレームデータとして表示され、底面（ｘｙ平面）の中心Ｏを原点とするローカル軸上のローカルＡＸＩＳデータで取扱われる。ＷＡＸ形状データ１０１のｘｙ平面上の角の２点である点Ａ（ａ_１、ｂ_１、ｃ_１）と点Ｂ（ａ_２、ｂ_２、ｃ_２）は、ＮＣ加工装置３０のＷＡＸ設置台３１上にあるＷＡＸ固定ジグ３２の２点である点Ａ’（ａ_１’、ｂ_１’、ｃ_１’）と点Ｂ’（ａ_２’、ｂ_２’、ｃ_２’）に対応し、選択されたＷＡＸをその２点に固定することで、ＷＡＸ形状データ１０１のフレーム内の各点の座標と加工に使用するＷＡＸの内部の位置座標は対応付けられる。尚、ＷＡＸ形状データ１０１の座標とＷＡＸ設置台３１上の座標が対応付けられれば、固定ジグのどの点に対応していても良い。ただし、この際、ＷＡＸ固定ジグ３２はＷＡＸの大きさに対応した形状であり、設置するだけでＷＡＸの大きさを決定するような形状であるのが好ましい。例えばＷＡＸの規定形状をＬ・Ｍ・Ｓの３サイズ用意し、加工したい形状に合わせて自動的に、又は、ユーザは選択することができる。

このように、加工したいＷＡＸをＷＡＸ固定ジグ３２に固定するだけで、ユーザは専門的な知識を有することなく容易に、加工するための位置決めをすることができる。

ツールデータデータベース２７は、ＮＣ加工装置３０で使用される加工ツールの種類、形状、特性等の情報であるツールデータを保持している。

加工形状データベース２８Ａは、加工形状作成部２３Ａで作成された加工形状データ１０４を記録する。ＮＣデータデータベース２８Ｂは、ＮＣデータ作成部２３Ｂで作成されたＮＣデータ１０７を記録する。この際、同じ設計形状の加工に関する加工形状データ１０４とＮＣデータ１０７は、関連付けられてそれぞれのデータベースに記録される。

加工履歴データベース２８Ｃは、追加工の際の補正値である加工履歴データ１０９を加工形状データ１０４に関連付けて記録する。補正値は、加工済みＷＡＸを追加工した時のＺ軸方向に掘り下げた量を示し、例えば、履歴補正値Ｈと示される。

ＷＡＸ形状データベース２６、ツールデータデータベース２７、加工形状データベース２８Ａ、ＮＣデータデータベース２８Ｂ、加工履歴データベース２８Ｃはメモリ又はディスクからなる記憶装置で、ＣＤやＭＯのような持ち運び可能な記憶媒体でも構わない。このような記録媒体を用いることで、ネットワーク４０に接続していないＮＣ加工装置でも各データを使用してＷＡＸを加工することができる。

（加工形状データ１０４とＮＣデータ１０７の作成）
未加工の規定形状のＷＡＸを加工する場合におけるＮＣデータ作成モジュール２３０における加工形状作成部２３ＡとＮＣデータ作成部２３Ｂの構成と動作を説明する。

加工形状作成部２３Ａは、ＣＡＤデータバッファ２５が記憶しているサーフェイスデータ１０２と、ＷＡＸ形状データベース２６が保持しているＷＡＸ形状データ１０１とを用いて、加工したい形状のサーフェイスデータ１０２である加工形状データ１０４を作成する。

加工領域抽出部２３１は、ＣＡＤ装置１０から送信されるサーフェイスデータ１０２を記憶しているＣＡＤデータバッファ２５からサーフェイスデータ１０２を抽出し、表示画面に表示する。又、入力装置２２によって選択されたＷＡＸの形状を基にＷＡＸ形状データベース２６からユーザが選択したＷＡＸ形状データ１０１を読み出し、表示装置２１にフレームデータとして表示する。ユーザの入力装置２２の操作により表示上でフレームデータとサーフェイスデータ１０２を重ね合わせられると、加工領域抽出部２３１は、フレームデータによって囲まれるサーフェイスデータ１０２を抽出する。この際、加工形態が全体加工の場合は、フレームデータで囲まれた全てのサーフェイスデータ１０２を抽出し、部分加工の場合はフレームデータによって囲まれるサーフェイスデータ１０２を抽出し、それ以外のデータはトリミングされる。

３次元ＣＡＤデータであるサーフェイスデータ１０２は、ある１点を原点とするグローバル軸上のグローバルＡＸＩＳデータである。加工領域抽出部２３１は、抽出したサーフェイスデータ１０２の各点の座標をフレームデータのローカル座標に変換して、ＮＣ加工装置３０上の加工後におけるＷＡＸ内の位置座標に対応付ける。このようにして、加工領域抽出部２３１は、未加工のＷＡＸのデータ（ＷＡＸ形状データ１０１）によって、サーフェイスデータ１０２から抽出し、座標変換したサーフェイスデータを加工領域データ１０３として加工制約処理部２３２に送る。

図４は、サーフェイスデータ１０２から加工領域データ１０３を抽出する場合の概念図である。ユーザによる入力装置２２ヘの操作により表示装置２１に表示されるＷＡＸ形状データ１０１は任意の方向、任意の角度（３次元的に６軸方向に傾きを設定できる）でサーフェイスデータ１０２に重ねられ、加工領域抽出部２３１は、ＷＡＸデータに囲まれたサーフェイスデータ１０２の各点の座標を回転、移動、拡張してローカル座標に変換し、抽出する。サーフェイスデータ１０２の一部をＷＡＸ形状データ１０１で囲み、その囲まれたサーフェイスデータ１０２を抽出する部分選択について図４（ａ）を参照して説明する。サーフェイスデータ１０２は、グローバル座標系（Ｐ_ｏ、ｕ、ｖ、ｎ）、座標原点Ｐ_ｏ（ｕ_ｏ、ｖ_ｏ、ｎ_ｏ）、直交基本単位ベクトル（ｕ、ｖ、ｎ）であり、ＷＡＸ形状データ１０１は、ローカル座標系（Ｏ、ｉ、ｊ、ｋ）、座標原点Ｏ（ｘ_ｏ、ｙ_ｏ、ｚ_ｏ）、直交基本ベクトル（ｉ、ｊ、ｋ）である。座標変換前のサーフェイスデータ１０２の座標（位置ベクトル）をＰ（ｘ’、ｙ’、ｚ’、１）、変換後サーフェイスデータ１０２の座標（位置ベクトル）をＲ（ｘ、ｙ、ｚ、１）とすると、ＷＡＸデータに囲まれたサーフェイスデータ１０２の点Ｐは以下の式により座標変換される。

図４（ｂ）にサーフェイスデータ１０２の全体を抽出する場合の概念図を示す。全体選択では、サーフェイスデータ１０２を全て囲むようにＷＡＸ形状データ１０１が自動配置され、全てのサーフェイスデータ１０２の座標がローカル座標に変換される。変換は上記と同じである。尚、サーフェイスデータ１０２抽出の際の座標変換は、ＷＡＸ形状データ１０１の座標系に変換できれば上記の限りではない。

本実施の形態によるＮＣ加工装置３０の切削ツールは、３軸加工用のツールであるため、ツール可動方向のｘｙ方向に窪んだ凹状の部分は切削不能領域となる。加工領域抽出部２３１によって抽出された加工領域が、このような切削不能領域を有している場合、加工制約処理部２３２は、その切削不能領域のＺ方向上部にある切削可能面をｚ方向下に延長したサポート面を作成する。加工制約処理部２３２は、加工領域の切削不能領域にサポート面を付加して加工形状データ１０４を作成する。尚、切削可能面を延長してサポート面を作成できれば切削不能領域のＸ又はＹ方向にある切削可能面を延長して作成しても構わない。

ＮＣデータ作成部２３Ｂは、加工条件付加部２３３、工具経路作成部２３４、ポストプロセッサ２３５を含み、加工形状作成部２３Ａで作成された加工形状データ１０４を基に、ＮＣ加工装置３０でＷＡＸを加工するためのＮＣデータ１０７を作成する。

加工条件付加部２３３は、加工形状データ１０４とＷＡＸ形状データ１０１を参照してＷＡＸの切削範囲と切削量を算出して加工に使用するツールを決定する。加工条件付加部２３３は、ＷＡＸのＺ軸方向（ツールの主軸方向）の切削範囲が大きい場合、すなわち、加工開始当初では、加工時間を短縮するため、径の大きい切削ツールを使用して荒取り加工を実施し、加工表面近傍では精密に加工するため、径の小さいツールを使用して仕上げ加工を実施するような加工工程設計を行い、使用ツールを決定する。

加工に用いる切削ツールのボール径（切削精度）や、切削能力（切削量、切削速度）等のツールデータ１０５は、ツールデータデータベース２７に蓄積されており、加工条件付加部２３３は、ここから切削範囲や切削量に見合ったツールデータ１０５を抽出し、荒取り加工や仕上げ加工の加工方式を決定する。尚、ユーザによってツールや加工方式を選択しても構わない。この際、ユーザは表示装置２１を確認し、入力装置２２を使用して希望のツールや加工方式を選択することで、ツールデータをツールデータデータベース２７から抽出し、加工条件付加部２３３に送って使用ツールや加工方式を決定する。

工具経路作成部２３４は、加工条件付加部２３３で決定された切削範囲のベクトル、ＷＡＸ形状データ１０１の座標（例えば原点座標）や形状（例えば高さ情報）、ツールデータ１０５より得られるＷＡＸとツール先端との位置関係等を基に、加工の際にツール（ツール先端）がたどる移動経路（ＮＣ加工装置３０上の座標）である工具経路データ１０６を作成する。

ポストプロセッサ２３５は、工具経路データ１０６をＮＣ加工装置３０に対応した形式に変換してＮＣデータ１０７を作成する。又、使用ツール毎のツールデータ１０５と、最適移動速度、最適スピンドル回転数を計算し、使用するＷＡＸ形状データ１０１とともにＮＣデータ１０７に付加してＮＣデータファイル１０８を作成する。この際、ポストプロセッサ２３５は、更に、工具経路、ツールの最適移動速度、最適スピンドル回転数を基に加工時間を計算し、ユーザの要請により表示装置２１に表示することができる。

ポストプロセッサ２３５は、当該加工に使用される全てのＮＣデータファイル１０８を関連付けて、ＮＣデータデータベース２８Ｂに記録する。

ＮＣデータファイル１０８が作成されると、当該加工形状データ１０４は、ＮＣデータ１０７に関連付けられて加工形状データベース２８Ａに記録される。

ＮＣデータファイル１０８は、Ｉ／Ｏインタフェース２９からネットワーク４０を介してＮＣ加工装置３０に送信され、ＮＣ加工装置３０は、このＮＣデータファイル１０８を使用してＷＡＸの加工を実施する。又、ＣＡＤ装置は、Ｉ／Ｏインタフェース２９からネットワーク４０を介して他のＣＡＭ装置２０、ＣＡＤ装置１０、ＮＣ加工装置３０に接続されているため、ユーザは、別のユーザが作成したＮＣデータファイル１０８を使用してＷＡＸを加工したり、遠方の設計者がＣＡＤ装置２０で設計したサーフェイスデータ１０２を用いてＮＣデータファイル１０８を作成し、ＷＡＸを加工することも可能である。

（追加工）
図７を参照して本発明によるＮＣ加工システムにおいて、加工済みＷＡＸを使用した追加工の動作を説明する。追加工とは、上述のように作成されたＮＣファイル１０８を用いて作成された加工済みＷＡＸを更に加工して、加工ツールの切削するＺ方向にｈｍｍだけ加工表面を均一に掘り下げる加工法である。

追加工を実施する際、ユーザの操作により入力装置２２から入力補正値ｈが入力され、加工済みＷＡＸが選択される。ここで、ＮＣデータ作成モジュール２３０は、追加工モードで動作する。追加工モードでの、ＮＣデータ作成部２３Ｂは、選択された加工済みＷＡＸに対応する加工形状データと補正値の位置座標の差を参照し、上述のようにツールデータ１０５の選定、工具経路データ１０６の作成、ＮＣデータ１０７及びＮＣファイル１０８の作成を行なう。

ここで、加工形状データ１０４とＷＡＸ設置台３１上の加工済みＷＡＸの位置座標の対応付けについて説明する。

図５は、加工形状データ１０４（図５（ａ））と、ＮＣ加工装置３０に設置される加工済みのＷＡＸ（図５（ｂ））との対応図である。規定形状のＷＡＸを加工すると、ＷＡＸ固定ジグ３２によって切削不能となる底面部（高さｌの加工不能領域）が残る。このため、加工済みＷＡＸの底面部の形状は、未加工のＷＡＸ形状の底面部の形状と一致する。すなわち、未加工の規定形状のＷＡＸの底面内の座標原点Ｏ（ｘ、ｙ、ｚ）と２点Ａ（ａ１、ｂ１、ｃ１）、点ＢＡ（ａ２、ｂ２、ｃ２）に、加工済みＷＡＸの底面内の座標原点Ｏ（ｘ、ｙ、ｚ）と２点Ａ（ａ１、ｂ１、ｃ１）、点ＢＡ（ａ２、ｂ２、ｃ２）は一致する（図３（ａ）及び図５（ａ）参照）。

従って、ＷＡＸ形状データ１０１と同様に、加工形状データ１０４のｘｙ平面上の角の２点である点Ａ（ａ_１、ｂ_１、ｃ_１）と点Ｂ（ａ_２、ｂ_２、ｃ_２）は、ＮＣ加工装置３０のＷＡＸ設置台３１上にあるＷＡＸ固定ジグ３２の２点である点Ａ’（ａ_１’、ｂ_１’、ｃ_１’）と点Ｂ’（ａ_２’、ｂ_２’、ｃ_２’）に対応し、加工済みＷＡＸをその２点に固定することで、加工形状データ１０４の各点の座標と、加工に使用する加工済みＷＡＸの内部の位置座標は対応付けられる。

（追加工の動作の流れ）
ユーザは入力装置２２を使用して、加工形態に追加工を選択し、加工に使用するＷＡＸとして加工済みＷＡＸを選択する（ステップＳ２）。追加工を実施する指令により、ＮＣデータ作成モジュール２３０は、追加工モードで動作する。追加工は通常の加工に引き続き実施されても、通常の加工を終了後、新たに追加工から始めても、どちらでも構わない。加工領域抽出部２３Ａは、加工形状データベース２６Ａから選択された加工済みＷＡＸに対応する加工形状データ１０４を抽出し、ＮＣ作成部２３Ｂに送る。

次にユーザは入力装置２２を使用し、所望の入力補正値ｈを入力する（ステップＳ４）。加工済みＷＡＸが既に追加工されている場合、ユーザは、規定形状のＷＡＸを加工した際の最初の加工表面からの加工幅である履歴補正値Ｈを、入力補正値ｈとともに入力しても良い。

加工条件負荷部２３３は、加工領域抽出部２３Ａから送られた加工形状データ１０４に関連する履歴補正値Ｈを加工履歴データベース２６Ｃから抽出し（又はユーザによって入力された履歴補正値Ｈを使用して）、入力装置２２から入力された入力補正量ｈと合計して補正値Ｈ＋ｈを算出する。次に、加工形状データ１０４の位置座標をＺ方向に履歴補正値Ｈだけ下げた面の座標（ＮＣ加工装置３０上にある加工済みＷＡＸの形状に対応）と、補正値Ｈ＋ｈだけ下げた面の座標（当該追加工によって得られるＷＡＸ形状である追加工形状データ１１１）を計算し（ステップＳ６）

図６に履歴補正値Ｈと入力補正値ｈの一例を示す。最初の加工表面をＡ面、加工済みのＡ面を２ｍｍ掘り下げて加工した２度目の加工表面をＢ面、Ｂ面を更に２ｍｍ掘り下げて加工した３度目の加工表面をＣ面とする。最初の加工では、履歴補正値Ｈ＝０、入力補正値ｈ＝０である。２度目の加工では履歴補正値Ｈ＝０、入力補正値をＨ＝２ｍｍとなり、作成される追加工形状データ１１１は、加工形状データ１０４から補正値２ｍｍ下げたサーフェイスデータとなる。３度目の加工では、履歴補正値はＨ＝２ｍｍ、入力補正値はｈ＝２ｍｍとなり、作成される追加工形状データ１１１は、加工形状データ１０４から補正値４ｍｍ下げたサーフェイスデータとなる。

加工条件付加部２３３は、履歴補正値Ｈ下げた面と追加工形状データ１１１の位置座標を参照し、ＷＡＸの切削範囲と切削量を算出して加工に使用するツールを決定する（ステップＳ８）。追加工では、ＷＡＸの切削量が加工当初から少ないため、小さい径のツールが選択され、始めから仕上げ加工を行なうように設定される。尚、ユーザは、選択されたツールや加工方式を表示装置２１で確認し、ツール径の大きい加工ツールを利用した荒取り加工等に変更しても良い。

工具経路作成部２３４は、加工条件付加部２３３で決定された切削範囲のベクトル、ＷＡＸ形状データ１０１の座標（例えば原点座標）や形状（例えば高さ情報）、ツールデータ１０５より得られるＷＡＸとツール先端との位置関係等を基に、加工の際にツール（ツール先端）がたどる移動経路（ＮＣ加工装置３０上の座標）である工具経路データ１０６を作成する。

ポストプロセッサ２３５は、工具経路データ１０６をＮＣ加工装置３０に対応した形式に変換してＮＣデータ１０７を作成する（ステップＳ１０）。又、使用ツール毎のツールデータ１０５と、最適移動速度、最適スピンドル回転数を計算し、使用するＷＡＸ形状データ１０１とともにＮＣデータ１０７に付加してＮＣデータファイル１０８を作成する。

ＮＣ加工装置３０は、ネットワーク４０を介してＮＣデータファイル１０８を取得し、これを用いて使用済みＷＡＸの追加工を実施する（ステップＳ１２）。

追加工で使用された補正値ｈは、使用した加工形状データ１０４と関連付けられて（リンク付けされて）履歴補正値Ｈとして加工履歴データベース２６Ｃに記録される（ステップＳ１４）。

以上のように、ユーザは、加工済みＷＡＸを再加工し、追加工をすることができる。このように、加工済みのＷＡＸを再び使用することで、ＷＡＸの無駄を省き、コストの低減を図ることができる。又、ＷＡＸを最初から加工する時と比べ、荒取り加工の時間を省略することができるため、至短時間で所望の形状に加工することができる。このためコストの大幅な削減が見込まれる。

更に、新規のＷＡＸを加工する時に作成した加工形状データ１０４を保持し、履歴として補正値を記録することで、保存データ量を削減でき、それに伴なう構成やメモリの容量を省くことができる。尚、履歴補正値は、入力装置２２からの入力によっても構わない。この際、履歴データベース２６Ｃを構成する必要がなくなり、更に構成を削減できる。

以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。

図１は、本発明によるＮＣデータ作成システムの構成図である。 図２は、本発明によるＣＡＭ装置の構成図である。 図３は、表示装置２１に表示されるＷＡＸ形状データと、ＮＣ加工装置に設置される未加工のＷＡＸとの対応図である 図４は、本発明に係るサーフェイスデータから加工領域データを抽出する場合の概念図である。 図５は、加工形状データと、ＮＣ加工装置３０に設置される加工済みのＷＡＸとの対応図である。 図６は、補正値Ｈと入力補正値ｈの一例である。 図７は、本発明によるＮＣ加工システムの使用済みＷＡＸを使用した追加工の動作の流れである。

符号の説明

１０： ＣＡＤ装置
２０： ＣＡＭ装置
３０： ＮＣ加工装置
４０： ネットワーク
１１： ＣＡＤデータ作成部
１２： ＣＡＤデータデータベース
１３： Ｉ／Ｏインタフェース
２１： 表示装置
２２： 入力装置
２３： ＣＰＵ
２４： メモリ
２３０： ＮＣデータ作成モジュール
２３Ａ： 加工形状作成部
２３Ｂ： ＮＣデータ作成部
２３１： 加工領域抽出部
２３２： 加工制約処理部
２３３： 加工条件付加部
２３４： 工具経路作成部
２３５： ポストプロセッサ
２５： ＣＡＤデータバッファ
２６Ａ： 加工形状データベース
２６Ｂ： ＮＣデータデータベース
２６Ｃ： 加工履歴データベース
２７： ツールデータベース
２８： ＮＣデータデータベース
２９： Ｉ／Ｏインタフェース
３１： ＷＡＸ設置台
３２： ＷＡＸ固定ジグ
１０１： ＷＡＸ形状データ
１０２： サーフェイスデータ
１０３： 加工領域データ
１０４： 加工形状データ
１０５： ツールデータ
１０６： 工具経路データ
１０７： ＮＣデータ
１０８： ＮＣデータファイル
１０９： 加工履歴データ
１１１： 追加工形状データ

Claims (8)

1. ＮＣ加工装置を制御して加工済みの被加工物である加工済みＷＡＸを更に加工するために用いられるＮＣデータを作成する装置であって、
   加工済みＷＡＸのサーフェイスデータである加工形状データを保持する加工形状データベースと、
   前記ＮＣ加工装置において切削ツールの主軸方向であるＺ軸方向下向きに加工済みＷＡＸの表面を均等に掘り下げる追加工のための、掘り下げ幅である入力補正値ｈを入力する入力装置と、
   過去に追加工した時の補正値である履歴補正値Ｈを備える加工履歴データベースと、
   前記加工形状データから、履歴補正値ＨだけＺ方向下向きに位置データを移動した位置座標と、前記加工形状データから補正値Ｈ＋ｈだけＺ方向下向きに位置データを移動した追加工形状データの位置座標から加工範囲を決定して、前記ＮＣ加工装置に、前記追加工形状データに対応する形状に前記被加工物を加工させるためのＮＣデータを作成するＮＣデータ作成モジュールとを備える
   ＮＣデータ作成装置。
2. 請求項１に記載のＮＣデータ作成装置において、
   前記加工形状データは、追加工をしていない時（Ｈ＝０）の加工済みＷＡＸの大きさに対応した相似形の形状のサーフェイスデータであり、前記ＮＣ加工装置中に配置される前記加工済みＷＡＸの初期値の表面の各点の座標は、前記加工形状データの各点の座標に対応する
   ＮＣデータ作成装置。
3. 請求項１又は２に記載のＮＣデータ作成装置において、
   前記ＮＣ加工装置が加工に用いる加工ツールの情報であるツールデータを保持するツールデータデータベースを更に備え、
   前記ＮＣデータ作成モジュールは、
   前記加工範囲を基に、使用ツールを決定し、前記ツールデータデータベースから使用ツールに対応するツールデータを抽出する加工条件付加部と、
   前記加工範囲と前記ツールデータから前記使用ツールと前記加工済みＷＡＸとの位置関係を計算し前記使用ツールの移動経路である工具経路データを算出する工具経路作成部と、
   前記工具経路データを、前記ＮＣ加工装置が使用可能なコードに変換してＮＣデータを作成するポストプロセッサとを備える
   ＮＣデータ作成装置。
4. 請求項１から３いずれか１項に記載のＮＣデータ作成装置において、
   前記履歴データベースは、前記補正値Ｈ＋ｈを履歴補正値Ｈとして前記加工形状データと関連付けて記憶する
   ＮＣデータ作成装置。
5. ＮＣ加工装置を制御して加工済みの被加工物である加工済みＷＡＸを、切削ツールの主軸方向であるＺ軸方向下向きに、加工済みＷＡＸの表面を均等に補正値ｈだけ掘り下げる追加工方法であって、
   前記追加工を実施していない加工済みＷＡＸのサーフェイスデータである加工形状データを抽出するステップと、
   前記加工形状データと、過去に追加工した時の補正値である履歴補正値Ｈとから、現在の加工済みＷＡＸの形状を算出するステップと、
   前記現在の加工済みＷＡＸの形状と前記補正値ｈとから加工範囲を決定するステップと、
   前記加工範囲を基に、前記追加工形状に対応した形状に前記加工済みＷＡＸを加工するためのＮＣデータを作成するステップとを備える
   ＮＣデータ作成方法。
6. 請求項５に記載のＮＣデータの作成方法において、
   前記ＮＣデータを作成する際に入力補正値ｈを入力するステップと、
   前記補正値Ｈ＋ｈを履歴補正値Ｈとして記憶するステップとを更に備える
   ＮＣデータ作成方法。
7. 請求項５に記載のＮＣデータ作成方法をコンピュータに実行させる
   ＮＣデータ作成プログラム。
8. 相互にネットワークで接続された、
   請求項１から６にいずれか１項に記載のＮＣデータ作成装置と、
   前記ＮＣデータを用いて前記加工済みのＷＡＸを加工するＮＣ加工装置とを備える
   ＮＣ加工システム。

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