JP2015185093A

JP2015185093A - 加工モデルの生成装置、加工モデルの生成方法、プログラム及び記憶媒体

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Publication number: JP2015185093A
Application number: JP2014063375A
Authority: JP
Inventors: 雅之小田; Masayuki Oda
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: JP6277817B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、実際の加工形状をなるべく元の設計データと似た印象を与えるものにすることができる手段を提供する。【解決手段】本装置は、先端に向かって径が小さくなる先端部を有し、被加工物に凹部を形成する加工ツールを、自動で制御するための加工モデルを生成する加工モデルの生成装置に関する。加工モデルの生成装置１０は、解析部１２と上限値決定部１４と生成部１６とを有する。解析部１２は、予め作成された元加工モデル９０に形成された凹部の加工幅と加工深さとの関係を取得する。上限値決定部１４は、加工ツール５２の形状に基づき、元加工モデル９０に形成された凹部の加工幅から、該加工幅での加工ツール５２の加工深さの上限値を決定する。モデル生成部１６は、元加工モデル９０に形成された凹部の加工深さが上限値よりも大きいとき、元加工モデル９０に形成された凹部の加工深さを上限値以下に変換した加工モデルを生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、入力された元加工データから自動加工用の加工モデルを生成する生成装置及び生成方法や、当該生成装置及び生成方法に利用可能なプログラム及び記憶媒体に関する。

製品の表面、又は製品を成形するため、金型の表面に、細かい凹凸形状が形成されることがある。凹凸形状を形成する方法の一例として、自動加工ツールによる表面加工がある。自動加工ツールで加工すべきデザイン（加工モデル）は、例えばコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）を使ってユーザによって作成される。自動加工ツールは、ユーザが作成した加工モデルに基づき、被加工品を自動で加工する。

特許文献１は、歯冠を自動で加工する加工ツールを開示している。一般に、加工ツールでは加工できない領域が存在し得る。特許文献１は、元の加工形状データから、加工ツール径よりも狭い加工不能領域を検出する方法を提供する。

特許文献２は、自動で加工を行う加工機を開示している。この加工機は、設計データから３次元形状の特徴に関する形状情報を取得する。加工機は、取得した形状情報に基づいて、記憶部から、過去に行った加工の加工条件を検出する。加工機は、これにより決定した加工条件に基づいて制御される。

特許文献３は、レーザ光を加工対象物に照射するレーザ加工装置に関する。このレーザ加工装置は、３次元形状を模した基本図形を指定することにより、平面的なデザインを容易に３次元形状に変換することができる。これにより、熟練技能を持たなくてもレーザマーキングの加工軌跡を容易に生成できる。

特開２００３−６７０１８号公報特開２００４−２８４００２号公報特許第５１３４７９１号公報

特許文献１に記載の方法は、加工不能領域を検出することができる。しかし、加工不能領域を加工しないという方法をとった場合、加工後の実際の加工形状が、元の加工モデルから意匠的に異なる印象を与えるものになってしまうことがある。その結果、実際の加工形状が、元の加工モデルを作成したユーザの意図とはかなり違うものになってしまう。特許文献２，３に記載の方法もこのような課題を内在している。

本発明の目的は、実際の加工形状をなるべく元の加工モデルと似た印象を与えるものにすることができる加工モデルの生成装置及び生成方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのような生成装置及び生成方法に使用されるプログラム及び記憶媒体を提供することにある。

一態様に係る加工モデルの生成装置は、先端に向かって径が小さくなる先端部を有し、被加工物に凹部を形成する加工ツールを、自動で制御するための加工モデルを生成する装置に関する。加工モデルの生成装置は、解析部と、上限値決定部と、モデル生成部と、を有する。解析部は、予め作成された元加工モデルに形成された凹部の加工幅と加工深さとの関係を取得する。上限値決定部は、加工ツールの形状に基づき、元加工モデルに形成された凹部の加工幅から、該加工幅での加工ツールの加工深さの上限値を決定する。モデル生成部は、元加工モデルに形成された凹部の加工深さが上限値よりも大きいとき、元加工モデルに形成された凹部の加工深さを上限値以下に変換した加工モデルを生成する。

一態様に係る軌跡データ生成装置は、上記の加工モデルの生成装置と、加工モデル生成装置で生成された加工モデルから加工ツールの軌跡を制御する軌跡データを生成する軌跡データ生成部と、を有する。

一態様に係る加工システムは、上記の軌跡データ生成装置と、加工ツールと、制御部と、を有する。加工ツールは、先端に向かって径が小さくなる先端部を有する。制御部は、軌跡データ生成装置で生成された軌跡データに基づき加工ツールを制御する。

一態様に係る加工モデルの生成方法は、先端に向かって径が小さくなる先端部を有し、被加工物に凹部を形成する加工ツールを自動で制御するための加工モデルを生成する方法に関する。この方法は、予め作成された元加工モデルに形成された凹部の加工幅と加工深さとの関係を取得するステップと、加工ツールの形状に基づき、元加工モデルに形成された凹部の加工幅から、該加工幅での加工ツールの加工深さの上限値を決定するステップと、元加工モデルに形成された凹部の加工深さが上記上限値よりも大きいとき、元加工モデルに形成された凹部の加工深さを上記上限値以下に変換した加工モデルを生成するステップと、を有する。

一態様に係るプログラムは、先端に向かって径が小さくなる先端部を有し、被加工物に凹部を形成する加工ツールを自動で制御するための加工モデルを生成するプログラムに関する。このプログラムは、予め作成された元加工モデルに形成された凹部の加工幅と加工深さとの関係を取得するステップと、加工ツールの形状に基づき、元加工モデルに形成された凹部の加工幅から、該加工幅での加工ツールの加工深さの上限値を決定するステップと、元加工モデルに形成された凹部の加工深さが上記上限値よりも大きいとき、元加工モデルに形成された凹部の加工深さを上記上限値以下に変換した加工モデルを生成するステップと、をコンピュータに実行させることを含む。
また、一態様に係る記憶媒体は、上記プログラムを記憶しており、コンピュータによって読み取り可能に構成されている。

本発明によれば、実際の加工形状をなるべく元加工モデルと似た印象を与えるものにすることができる。

加工システムの概略構成を示すブロック図である。一例に係る加工ツールの先端部を示す模式的平面図である。別の例に係る加工ツールの先端部を示す模式的平面図である。加工ツールの加工深さと実際に加工される凹部の加工幅との関係の一例を示す図である。加工ツールの加工深さと実際に加工される凹部の加工幅との関係の別の例を示す図である。加工ツールの加工深さと実際に加工される凹部の加工幅との関係のさらに別の例を示す図である。ユーザが作成した元加工モデルの一例を示す模式的平面図である。図７の８Ａ−８Ａ線に沿った模式的断面図である。元加工モデルに基づいて実際に形成される比較例に係る加工形状を示す模式的平面図である。図９の１０Ａ−１０Ａ線に沿った模式的断面図である。第１の実施例に係る加工モデルの生成方法を示すフローチャートである。図１１に示すフローチャートにより生成された加工モデルを示す模式的平面図である。図１２の１３Ａ−１３Ａ線に沿った模式的断面図である。第２の実施例に係る加工モデルの生成方法を示すフローチャートである。図１４に示すフローチャートにより生成された加工モデルを示す模式的平面図である。図１５の１６Ａ−１６Ａ線に沿った模式的断面図である。第３の実施例に係る加工モデルの生成方法を示すフローチャートである。図１７に示すフローチャートにより生成された加工モデルを示す模式的平面図である。図１８の１９Ａ−１９Ａ線に沿った模式的断面図である。ユーザが作成した元加工モデルの別の例を示す模式的平面図である。図２０の２１Ａ−２１Ａ線に沿った模式的断面図である。第４の実施例に係る加工モデルの生成方法を示すフローチャートである。図２２に示すフローチャートにより生成された加工モデルを示す模式的平面図である。図２３の２４Ａ−２４Ａ線に沿った模式的断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する加工システムは、被加工品の表面に微細な凹部を形成するためのシステムとして利用することができる。特に、この加工システムは、金属の表面加工するシステムや、金型を製造するシステムとして用いることができる。

図１は、加工システムの構成を示すブロック図である。加工システムは、加工モデルの生成装置１０と加工機５０とを有する。加工機５０は、先端に向かって径が小さくなる先端部を有する加工ツール５２を備えている。また、加工機５０は、加工ツール５２の移動を自動で制御するための制御部５４を備えている。

図２は、一例における加工ツール５２の先端部５３の形状を示している。図２に示す加工ツール５２の先端部５３は、実質的に半球形状である。図３は、別の例における加工ツール６２の先端部６３の形状を示している。図３に示す加工ツール６２の先端部６３は、実質的に切頭円錐形状である。加工ツール５２，６２は、金属などの被加工品の表面に、加工ツールの軸に直交する方向に沿った凹部又は溝を形成するためのエンドミルであってよい。エンドミルは、回転するツールの側面に傾斜部を有していてよい。これによりエンドミルは、被加工品を深く削ると、形成された凹部の幅を広くすることができる。

加工モデルの生成装置１０は、解析部１２、上限値決定部１４及びモデル生成部１６を有する。また、加工モデルの生成装置１０は、任意に、記憶部１８、第１〜第３の補正部２０，２２，２４及び表示部３０を有していてよい。加工モデルの生成装置は、ユーザが予め設計した元加工モデルから、実際に被加工品に形成される加工モデルを生成する。元加工モデルは、例えばＣＡＤで作成されたモデルであってよい。表示部は、加工モデルの生成装置１０で生成された加工モデルを表示するディスプレイであってよい。加工モデルの生成装置１０の詳細な機能については後述する。

軌跡生成部４０は、加工モデルの生成装置１０で生成された加工モデルから、加工ツール５２の軌跡を制御する軌跡データを生成する。このように、加工モデルの生成装置１０と軌跡生成部４０は、共同で軌跡データ生成装置を構成している。この軌跡データは、加工機５０の制御部５４に送られる。制御部５４は、この軌跡データに基づき自動で加工ツール５２を制御する。

先端に向かって径が小さくなる先端部を有する加工ツール５２で被加工品に凹部を形成した場合、凹部の加工深さに応じて凹部の加工幅が変わる。図４〜図６は、凹部の加工深さと凹部の加工幅との関係を示す模式図である。図４は、凹部８１の加工深さが小さいときに、被加工品８０に形成される凹部８１の加工幅Ｗ１を示している。図５は、図４よりも凹部８１の加工深さが大きいときに、被加工品８０に形成される凹部８１の加工幅Ｗ２を示している。なお、図５は、加工ツールの最大径Ｗｍ（図２も参照）の部分が、被加工品８０に押し当てられた状況を示している。図６は、図５よりも凹部８１の加工深さが大きいときに、被加工品８０に形成される凹部８１の加工幅Ｗ２を示している。このとき、の加工幅Ｗ３は、図５に示す加工幅と同一になる。

一般に、加工ツールで被加工品に凹部を形成したとき、加工ツールの外径が小さければ小さいほど、形成される凹部の幅は小さいものとなる。しかしながら、加工ツールの強度等の観点から、加工ツールの最大径を小さくするには限界がある。また、加工ツールの最大径が小さすぎると、加工ツールの最大径よりも大きい幅の凹部を形成するために、加工ツールを少しずらしつつ複数回往復走査しなければならない。

本発明では、加工ツール５２は、先端に向かって径が小さくなる先端部５３を有する。そのため、被加工品８０の表面からの加工ツール５２の高さを調節することにより、加工ツール５２の最大径Ｗｍよりも小さい幅を有する凹部を形成することができる。具体的には、図４に示すように、被加工品８０に加工ツール５２の先端部５３が少しだけ当たるように加工ツール５２の高さを設定することにより、実際に形成される凹部８１の加工幅Ｗ１を小さくすることができる。

一方で、被加工品８０に加工ツール５２を十分に侵入させることで、比較的大きい加工幅Ｗ２，Ｗ３を有する凹部８１を、加工ツール５２の一回の走査で形成することができる。具体的には、図５〜図６に示すように、加工ツール５２の最大径Ｗｍを有する部分が被加工品８０に当たるように加工ツール５２の高さを設定することで、実際に形成される凹部８１の加工幅を大きくすることができる。

本発明では、加工ツールの最小径が０．３ｍｍ以下などの極めて小さなツールを対象とすることができる。しかしながら、加工ツールの最小径は必ずしも０．３ｍｍ以下に限定されるものではない。

図７及び図８は、加工モデルの生成装置１０に入力される、ユーザが予め設計した元加工モデルの一例を示している。この元加工モデル９０は、細い幅を有する第１の溝９１と、第１の溝９１に連通し、第１の溝９１よりも大きい幅を有する第２の溝９２と、含む凹部を有する。第１の溝９１の幅Ｘ１は、加工ツール５２の最大径Ｗｍよりも小さくなっている。一方、第２の溝９２の幅Ｘ２は、加工ツール５２の最大幅Ｗｍ以上である。

ここで、第１の溝９１と第２の溝９２は、加工ツール５２が十分に被加工品９０に進入する深さを有する。したがって、第１の溝９１及び第２の溝９２の深さに合わせて加工ツール５２を被加工品９０に押し当てると、実質的に加工ツール５２の最大径Ｗｍと同一の大きさの幅を有する溝が被加工品８０に形成される。しかしながら、元加工モデル９０の第１の溝９１の幅は加工ツール５２の最大径Ｗｍよりも小さい。よって、実際の被加工品の加工形状が、図７に示す元加工モデル９０の表面の加工形状とは意匠的に異なった印象を与えることがある。

先端に向かって径が小さくなる先端部５３を有する加工ツール５２では、凹部の加工深さを浅くすればするほど、凹部の加工幅も小さくなる。そのため、加工ツール５２の最大径Ｗｍよりも小さい幅を有する凹部を形成しようとすると、加工ツール５２により形成される凹部の加工深さの上限値が、加工ツール５２の先端部５３の形状に応じて決まる。

図９及び図１０は、加工ツール５２の最大幅Ｗｍよりも小さい第１の溝９１が加工されなかった場合に、図７及び図８に示す元加工モデルに基づいて実際に加工される被加工品１００の表面及び断面を示している。第１の溝９１は加工ツール５２の最大幅Ｗｍよりも小さいため、被加工品１００の表面に第１の溝９１に相当する溝は形成されない。第２の溝９２に相当する溝１０２のみが、被加工品１００の表面に形成されている。この場合、図９に示す実際の加工形状は、図７に示す元加工モデル９０の表面の加工形状とは意匠的に異なった印象を与えてしまう。

このような被加工品の加工形状の意匠性についての課題を解決するため、加工モデルの生成装置及び生成方法は、以下の実施例で示すような処理を行うことが好ましい。

（第１の実施例）
図１１は、第１の実施例に係る加工モデルの生成方法のフローチャートを示している。まず、例えばＣＡＤによって予め作成された元加工モデルの凹部の加工幅と加工深さとの関係を取得する（ステップＳ１）。当該ステップＳ１は、解析部１２によりコンピュータが自動で取得することが好ましい。本実施例では、一例として、図７及び図８に示す元加工モデル９０を使用する。この場合、第１の溝９１の加工幅Ｘ１と加工深さＹとの関係と、第２の溝９２の加工幅Ｘ２と加工深さＹとの関係とを取得すればよい。

加工ツールの形状に基づき、元加工モデル９０の凹部の加工幅から、該加工幅での加工ツールの加工深さの上限値を決定する（ステップＳ２）。より具体的には、実際に加工される凹部の加工幅が元加工モデルの凹部の加工幅以下になるように、加工ツールの加工深さの上限値を決定する。当該ステップＳ２は、上限値決定部１４によりコンピュータが自動で算出することが好ましい。

図７及び図８に示す元加工モデル９０の第１の溝９１に対しては、実際に加工される凹部の加工幅が元加工モデル９０の第１の溝９１の幅Ｘ１以下になるように加工ツール５２を制御するため、上記の上限値は元加工モデル９０の加工深さＹよりも小さくなる。

この上限値は、特定の加工ツールによる加工深さと、当該加工深さでの加工幅との関係によって決まる。この関係は、加工ツールに形状に依存する。使用する加工ツールによる加工深さと加工幅との関係についての情報は、記憶部１８に予め記憶されていることが好ましい。例えば、加工ツールの形状を３次元で把握できるよう、加工ツールの寸法や３次元モデルデータを記憶部１８に予め記憶させておいてもよい。加工ツールの寸法が既知であれば、当該加工ツールを使用して形成される加工幅と加工深さとの関係を算出することができる。また、以前に実際に加工した結果から得られた加工幅と加工深さの関係を記憶部１８に記憶しておいてもよい。

互いに異なる複数の加工ツールについて加工幅と加工深さとの関係が記憶部１８に記憶されていてもよい。この場合、ユーザは、使用する特定の加工ツールに応じて、記憶部１８から適宜の加工ツールの情報を取得することができる。また、コンピュータが、加工機５０にセットされている加工ツール５２を判別することにより、自動で記憶部１８から適切な情報を取得してもよい。また、加工ツールに応じた加工幅と加工深さのとの関係は、ユーザが、キーボード等を介して外部から入力してもよい。

次に、取得された元加工モデルの凹部の加工深さが上記上限値よりも大きいとき、元加工モデルの凹部の加工深さを当該上限値以下に変換した加工モデルを生成する（ステップＳ３）。当該ステップＳ３は、モデル生成部１６によりコンピュータが自動で算出することが好ましい。

また、元加工モデルが、予め設定した最小加工幅又は予め設定した最小加工深さより小さい凹部を有する場合、当該凹部に相当する凹部を加工モデルに形成しないという設定を追加することも可能である。特に、非常に小さい幅又は深さの凹部は、被加工品の意匠性にあまり影響を与えないことがある。最小加工幅又は最小加工深さは、例えば、ユーザが外部から設定してもよい。

図１２及び図１３は、上記フローチャートにより生成された加工モデルを示す模式的平面図及び模式的断面図である。上記フローチャートにより生成された加工モデル１１０は、加工ツール５２により実際に加工可能な加工形状を有する。すなわち、実際に加工ツールにより加工された被加工品は、この加工モデル１１０と実質的に同一の加工形状を有する。

図１２及び図１３に示す例では、生成された加工モデル１１０の第１の溝１１１の深さは、元加工モデル９０の第１の溝９１の深さよりも浅くなっている。これにより、加工モデル１１０の第１の溝１１１の深さまで加工ツール５２を押し当てたとしても、実際に形成される溝の幅が元加工モデル９０の加工幅Ｘ１を超えない。これにより、実際の加工溝の幅を元加工モデル９０の溝の幅と同一にすることができる。その結果、実際の加工形状をなるべく元加工モデル９０と似た印象を与えるものにすることができる。

上記フローチャートを経て生成された加工モデル１１０は、表示部３０に表示されることが好ましい。これにより、ユーザは、自動で生成された加工モデル１１０を視覚により確認することができる。

このようにして生成された加工モデル１１０は、軌跡生成部４０により、加工ツール５２の軌跡を規定する軌跡データに変換される。加工モデル１１０から軌跡データへの変換は、ユーザからの指示に基づき、例えばコンピュータ支援製造（ＣＡＭ）を利用して実施することができる。この軌跡データは、加工機５０の制御部５４に送られる。制御部５４は、この軌跡データに基づき自動で加工ツール５２を制御する。これにより、加工ツール５２は、被加工品の表面に、加工モデル１１０に形成された凹部と実質的に同一の形状を有する凹部を形成することができる。

（第２の実施例）
図１４は、第２の実施例に係る加工モデルの生成方法のフローチャートを示している。本例では、予め作成された元加工モデルは、図７及び図８に示すものと同一である。図１５及び図１６は、図１４に示すフローチャートで生成された加工モデル１２０を示している。図１４に示すフローチャートのステップＳ１〜Ｓ３は、第１の実施例に係るもの、すなわち図１１に示すフローチャートのステップＳ１〜Ｓ３と同様である。

元加工モデルの凹部の深さが一定であっても、ステップＳ１〜Ｓ３を実施した直後の加工モデル１１０は、互いに深さの異なる凹部を有することがある（図８及び図１３参照）。そこで、第２の実施例では、ステップＳ３の後に第１の補正ステップＳ４を実施する。第１の補正ステップＳ４では、元加工モデル９０の凹部の深さが一定の場合に、加工モデルの凹部の深さを最も浅い深さに揃えるよう加工モデルを補正する。当該ステップＳ２は、第１の補正部２０によりコンピュータが自動で実行することが好ましい。

これにより、図１５及び図１６に示す加工モデル１２０が生成される。このように、元加工モデル９０の凹部の深さが一定であった場合に、加工モデル１２０の凹部の深さを一定にする。図１５及び図１６に示す例では、第２の溝１２２の深さを第１の溝１２１の深さに揃える。これにより、実際の被加工品の加工形状をより元加工モデル９０と似た印象を与えるものにすることができる。

（第３の実施例）
図１７は、第３の実施例に係る加工モデルの生成方法のフローチャートを示している。第３の実施例では、予め作成された元加工モデルは、図７及び図８に示すものと同一である。図１８及び図１９は、図１７に示すフローチャートで生成された加工モデル１３０を示している。図１７に示すフローチャートのステップＳ１〜Ｓ３は、第１の実施例に係るもの、すなわち図１１に示すフローチャートのステップＳ１〜Ｓ３と同様である。

元加工モデルの凹部の底にエッジが存在しない場合であっても、ステップＳ１〜Ｓ３を実施した直後の加工モデル１１０は、凹部の底にエッジ１１３を有することがある（図８及び図１３参照）。図１３に示す加工モデル１１０の例では、第１の溝１１１と第２の溝１１２との境界にエッジ１１３が形成される。

そこで、第３の実施例では、ステップＳ３の後に第２の補正ステップＳ５を実施する。第２の補正ステップＳ５では、元加工モデルの凹部の底には存在しないエッジが加工モデルの凹部の底に形成された場合、加工モデルのエッジを予め設定した曲率を有する曲面にするよう加工モデルを補正する。当該ステップＳ５は、第２の補正部２２によりコンピュータが自動で実行することが好ましい。

これにより、図１５及び図１６に示す加工モデル１３０が生成される。ステップＳ５を実行することにより、図１３に示す加工モデル１１０に形成されたエッジ１１３は、図１６に示すように所定の曲率を有する曲面１３３に置き換えられている。元加工モデル９０に存在しないエッジ１１３が被加工品に形成されると、被加工品の加工形状が元加工モデル９０と意匠的に異なる印象を与えることがある。第３の実施例では、エッジ１１３を曲面１３３に修正することで、実際の被加工品の加工形状をなるべく元加工モデル９０と似た印象を与えるものにすることができる。

なお、ステップＳ５では、加工モデルの凹部の溝の一部を浅くすることにより、エッジ１１３を曲面１３３に置き換えることが好ましい。図１８及び図１９に示す例では、第２の溝１３２の、第１の溝１３１に連通する側の端部を埋めることにより、第２の溝１３２と第１の溝１３１との間の境界を曲面１３３で連通させる。

（第４の実施例）
図２２は、第４の実施例に係る加工モデルの生成方法のフローチャートを示している。第４の実施例では、予め作成された元加工モデルの一例が、図２０及び図２１に示されている。図２３及び図２４は、図２２に示すフローチャートで生成された加工モデル１５０を示している。図２２に示すフローチャートのステップＳ１〜Ｓ３は、第１の実施例に係るもの、すなわち図１１に示すフローチャートのステップＳ１〜Ｓ３と同様である。

元加工モデル１４０の凹部１４１の底に複数の深さの異なる部分１４２，１４３，１４４が存在することがある。この凹部１４１の幅Ｘ３が加工ツール５２の最大径Ｗｍよりも小さい場合、元加工モデル１４０の凹部１４１の深さにかかわらず、加工ツール５２の加工深さを小さくする必要があることがある。そのため、上記ステップＳ３では、元加工モデル１４０の凹部１４１の加工深さを当該上限値以下に変換した加工モデルを生成する。これにより、元加工モデル１４０の凹部１４１の深さの変化を反映しない加工モデルが生成されてしまうことがある。例えば、階段状に深さが変わる凹部を有する元加工モデルから、深さが一定の凹部を有する加工モデルが生成されることがある。また、階段状に深さが変わる凹部を有する元加工モデルから、異なる階数を有する階段状の凹部を有する加工モデルが生成される場合もある。

そこで、第４の実施例では、ステップＳ３の後に第３の補正ステップＳ６を実施する。第３の補正ステップＳ６では、元加工モデル１４０の凹部１４１の深さが各部分１４２，１４３，１４４で変化している場合、加工モデル１５０の凹部１５１の各部分１５２，１５３，１５４での深さが元加工モデル１４０の凹部１４１の各部分１４２，１４３，１４４での深さの比率と同じ比率になるように、加工モデルを補正する。なお、ステップＳ６では、加工モデルの凹部の各部をより浅くするように補正することが好ましい。当該ステップＳ６は、第３の補正部２４によりコンピュータが自動で実行することが好ましい。

これにより、図２３及び図２４に示す加工モデル１５０が生成される。加工モデル１５０の凹部１５１の深さは、元加工モデル１４０の凹部１４１の深さよりも全体的に浅くなっている。しかしながら、ステップＳ６を実行することにより、加工モデル１５０の凹部１５１における各部１５２，１５３，１５４の深さの比率が、元加工モデル１４０の凹部１４１における各部１４２，１４３，１４４の深さの比率と一致する。これにより、実際の被加工品の加工形状をなるべく元加工モデル１４０と似た印象を与えるものにすることができる。

第２〜第４の実施例では、第１の補正部２０、第２の補正部２２及び第３の補正部２４が行う補正処理について説明した。第１の補正部２０、第２の補正部２２及び第３の補正部２４が行う補正処理は、可能な限り組合せることができる。また、ユーザが、第１の補正部２０、第２の補正部２２及び第３の補正部２４のうちの少なくとも１つの補正部による処理を実行するか否かを選択できるようになっていてもよい。

なお、図７、図８、図２０及び図２１に示す元加工モデルや、図１２、図１３、図１５０、図１６、図１８、図１９、図２３及び図２４は一例である。本発明は、任意の元加工モデルに適用することができる。

上記図１１、図１４、図１７及び図２２に示すステップは、コンピュータが自動で実行することが好ましい。また、本発明は、図１１、図１４、図１７及び図２２に示すステップをコンピュータに実行させることを含むプログラムを含む。さらに、そのようなプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体も、本発明の範囲に含まれる。

加工モデルの生成装置及び軌跡データ生成装置は、当該装置の機能を発揮する専用の電子回路（ハードウェア）から構成された電子機器であっても良い。これに代えて、加工モデルの生成装置及び軌跡データ生成装置は、上記機能をソフトウェアで実現した汎用のコンピュータから構成されていても良い。

以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。

以下、付記として、本発明に含まれる形態の例をいくつか示す。
［付記］
［付記１］
先端に向かって径が小さくなる先端部を有し、被加工物に凹部を形成する加工ツールを、自動で制御するための加工モデルを生成する加工モデルの生成装置であって、
予め作成された元加工モデルに形成された凹部の加工幅と加工深さとの関係を取得する解析部と、
前記加工ツールの形状に基づき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工幅から、該加工幅での加工ツールの加工深さの上限値を決定する上限値決定部と、
前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さが前記上限値よりも大きいとき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さを前記上限値以下に変換した加工モデルを生成するモデル生成部と、を有する加工モデルの生成装置。
［付記２］
前記元加工モデルの凹部の深さが一定の場合に、前記加工モデルの凹部の深さを最も浅い深さに揃えるよう前記加工モデルを補正する第１の補正部をさらに有する、付記１に記載の加工モデルの生成装置。
［付記３］
前記元加工モデルの凹部の底には存在しないエッジが前記加工モデルの凹部の底に形成された場合、前記加工モデルのエッジを予め設定した曲率を有する曲面にするよう前記加工モデルを補正する第２の補正部をさらに有する、付記１または２に記載の加工モデルの生成装置。
［付記４］
前記元加工モデルの凹部の深さが各部分で変化している場合、前記加工モデルの凹部の各部分での深さが前記元加工モデルの凹部の各部分での深さの比率と同じ比率になるように、前記加工モデルを補正する第３の補正部をさらに有する、付記１から３のいずれか１項に記載の加工モデルの生成装置。
［付記５］
生成された前記加工モデルを表示する表示部をさらに有する、付記１から４のいずれか１項に記載の加工モデルの生成装置。
［付記６］
付記１から５のいずれか１項に記載の加工モデルの生成装置と、
前記加工モデル生成装置で生成された加工モデルから前記加工ツールの軌跡を制御する軌跡データを生成する軌跡データ生成部と、を有する、軌跡データ生成装置。
［付記７］
付記６に記載の軌跡データ生成装置と、
先端に向かって径が小さくなる先端部を有する加工ツールと、
前記軌跡データ生成装置で生成された前記軌跡データに基づき前記加工ツールを制御する制御部と、を有する、加工システム。
［付記８］
前記加工ツールの先端部が実質的に半球形状である、付記７に記載の加工システム。
［付記９］
前記加工ツールの先端部が実質的に切頭円錐形状である、付記７に記載の加工システム。
［付記１０］
先端に向かって径が小さくなる先端部を有する加工ツールを自動で制御するための加工モデルの生成方法であって、
予め作成された元加工モデルに形成された凹部の加工幅と加工深さとの関係を取得するステップと、
前記加工ツールの形状に基づき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工幅から、該加工幅での加工ツールの加工深さの上限値を決定するステップと、
前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さが前記上限値よりも大きいとき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さを前記上限値以下に変換した加工モデルを生成するステップと、を有する加工モデルの生成方法。
［付記１１］
前記元加工モデルの凹部の深さが一定の場合に、前記加工モデルの凹部の深さを最も浅い深さに揃えるよう前記加工モデルを補正するステップをさらに有する、付記１０に記載の加工モデルの生成方法。
［付記１２］
前記元加工モデルの凹部の底には存在しないエッジが前記加工モデルの凹部の底に形成された場合、前記加工モデルのエッジを予め設定した曲率を有する曲面にするよう前記加工モデルを補正するステップをさらに有する、付記１０または１１に記載の加工モデルの生成方法。
［付記１３］
前記元加工モデルの凹部の深さが各部分で変化している場合、前記加工モデルの凹部の各部分での深さが前記元加工モデルの凹部の各部分での深さの比率と同じ比率になるように、前記加工モデルを補正するステップをさらに有する、付記１０から１２のいずれか１項に記載の加工モデルの生成方法。
［付記１４］
先端に向かって径が小さくなる先端部を有する加工ツールを自動で制御するための加工モデルを生成するプログラムであって、
予め作成された元加工モデルに形成された凹部の加工幅と加工深さとの関係を取得するステップと、
前記加工ツールの形状に基づき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工幅から、該加工幅での加工ツールの加工深さの上限値を決定するステップと、
前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さが前記上限値よりも大きいとき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さを前記上限値以下に変換した加工モデルを生成するステップと、をコンピュータに実行させることを含むプログラム。
［付記１５］
前記元加工モデルの凹部の深さが一定の場合に、前記加工モデルの凹部の深さを最も浅い深さに揃えるよう前記加工モデルを補正するステップをさらにコンピュータに実行させることを含む、付記１４に記載のプログラム。
［付記１６］
前記元加工モデルの凹部の底には存在しないエッジが前記加工モデルの凹部の底に形成された場合、前記加工モデルのエッジを予め設定した曲率を有する曲面にするよう前記加工モデルを補正するステップをさらにコンピュータに実行させることを含む、付記１４または１５に記載のプログラム。
［付記１７］
前記元加工モデルの凹部の深さが各部分で変化している場合、前記加工モデルの凹部の各部分での深さが前記元加工モデルの凹部の各部分での深さの比率と同じ比率になるように、前記加工モデルを補正するステップをさらにコンピュータに実行させることを含む、付記１４から１６のいずれか１項に記載のプログラム。
［付記１８］
付記１４から１７のいずれか１項に記載のプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

１０加工モデルの生成装置
１２解析部
１４上限値決定部
１６モデル生成部
１８記憶部
２０第１の補正部
２２第２の補正部
２４第３の補正部
３０表示部
４０軌跡データ生成部
５０加工機
５２，６２加工ツール
５３，６３加工ツールの先端部
５４制御部

Claims

先端に向かって径が小さくなる先端部を有し、被加工物に凹部を形成する加工ツールを、自動で制御するための加工モデルを生成する加工モデルの生成装置であって、
予め作成された元加工モデルに形成された凹部の加工幅と加工深さとの関係を取得する解析部と、
前記加工ツールの形状に基づき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工幅から、該加工幅での加工ツールの加工深さの上限値を決定する上限値決定部と、
前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さが前記上限値よりも大きいとき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さを前記上限値以下に変換した加工モデルを生成するモデル生成部と、を有する加工モデルの生成装置。
前記元加工モデルの凹部の深さが一定の場合に、前記加工モデルの凹部の深さを最も浅い深さに揃えるよう前記加工モデルを補正する第１の補正部をさらに有する、請求項１に記載の加工モデルの生成装置。
前記元加工モデルの凹部の底には存在しないエッジが前記加工モデルの凹部の底に形成された場合、前記加工モデルのエッジを予め設定した曲率を有する曲面にするよう前記加工モデルを補正する第２の補正部をさらに有する、請求項１または２に記載の加工モデルの生成装置。
前記元加工モデルの凹部の深さが各部分で変化している場合、前記加工モデルの凹部の各部分での深さが前記元加工モデルの凹部の各部分での深さの比率と同じ比率になるように、前記加工モデルを補正する第３の補正部をさらに有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の加工モデルの生成装置。
生成された前記加工モデルを表示する表示部をさらに有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の加工モデルの生成装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載の加工モデルの生成装置と、
前記加工モデル生成装置で生成された加工モデルから前記加工ツールの軌跡を制御する軌跡データを生成する軌跡データ生成部と、を有する、軌跡データ生成装置。
請求項６に記載の軌跡データ生成装置と、
先端に向かって径が小さくなる先端部を有する加工ツールと、
前記軌跡データ生成装置で生成された前記軌跡データに基づき前記加工ツールを制御する制御部と、を有する、加工システム。
先端に向かって径が小さくなる先端部を有し、被加工物に凹部を形成する加工ツールを、自動で制御するための加工モデルの生成方法であって、
予め作成された元加工モデルに形成された凹部の加工幅と加工深さとの関係を取得するステップと、
前記加工ツールの形状に基づき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工幅から、該加工幅での加工ツールの加工深さの上限値を決定するステップと、
前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さが前記上限値よりも大きいとき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さを前記上限値以下に変換した加工モデルを生成するステップと、を有する加工モデルの生成方法。
先端に向かって径が小さくなる先端部を有し、被加工物に凹部を形成する加工ツールを、自動で制御するための加工モデルを生成するプログラムであって、
予め作成された元加工モデルに形成された凹部の加工幅と加工深さとの関係を取得するステップと、
前記加工ツールの形状に基づき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工幅から、該加工幅での加工ツールの加工深さの上限値を決定するステップと、
前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さが前記上限値よりも大きいとき、前記元加工モデルに形成された凹部の加工深さを前記上限値以下に変換した加工モデルを生成するステップと、をコンピュータに実行させることを含むプログラム。
請求項９に記載のプログラムを記憶した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。