JP2016511449A - 機械加工シミュレーションの間にアンドゥ操作及びリドゥ操作を行うためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

方法が、ｃＡＤＦ内のセルを、工作物の複合表面を形成する際にセルのタイプ又はセル内の距離場のタイプを変更する機械加工命令に関連付けて、関連付けの少なくとも一部分を作成し、セル内の距離場を、工作物の複合表面を形成する際に距離場のタイプを変更する機械加工命令に関連付けて、上記関連付けの少なくとも一部分を作成する。機械加工のシミュレーションを中間機械加工命令までアンドゥするコマンドの受信に応答して、中間機械加工命令によるシミュレーション時の工作物の複合表面を形成するセルのサブセット及び距離場のサブセットが、上記関連付けを用いて識別され、工作物の中間表現が、これらのセルのサブセット及び距離場のサブセットを用いて求められる。

Description

本発明は、包括的には、ＮＣ機械加工をシミュレーションすることに関し、より詳細には、シミュレーションされた機械加工操作のアンドゥ及びリドゥを行うことに関する。

数値制御機械加工
数値制御(ＮＣ)機械加工をシミュレーションすることは、コンピューター支援設計(ＣＡＤ：computer aided design)及びコンピューター支援製造(ＣＡＭ：computer aided manufacturing)において根本的に重要である。シミュレーション中に、工作物のコンピューターモデルが、ＮＣ機械加工工具のコンピューター表現及び１組のＮＣ機械加工工具の動きを用いて編集され、機械加工工程がシミュレーションされる。

工作物モデル及び工具表現を、シミュレーション中に可視化して、工作物及び工具ホルダーのような部品間の潜在的な衝突を検出することができ、シミュレーション後に、工作物の最終的な形状を検証することができる。

工作物の最終的な形状は、工具及び工具の動きの選択によって影響を及ぼされる。これらの動きを制御するための命令が通常は、コンピューター支援製造システムを用いて、工作物の所望の最終的な形状のグラフィック表現から生成される。それらの動きは通常、準備コード(preparatory code)又はＧコードとしても知られている、数値制御プログラミング言語を用いて実現される。標準規格ＲＳ２７４Ｄ及びＤＩＮ ６６０２５／ＩＳＯ ６９８３を参照されたい。

ＣＡＭシステムによって生成されるＧコードは、所望の形状の正確な複製物を製造しない場合がある。さらに、ＮＣ工具の動きは、制御された速度、動きの範囲、及び加速若しくは減速する能力を有するＮＣ機械加工に用いられるモーターによって支配される。したがって、実際の工具の動きは、ＮＣ機械加工命令に厳密には従わない場合がある。

工作物の最終的な形状と、工作物の所望の形状との間の不一致は極めて小さい場合がある。状況によっては、これらの不一致の結果として、工作物の最終的な形状の表面に、大きさが概ね数マイクロメートルの深さ及び幅、数十マイクロメートルの長さの望ましくない溝状の傷(gouge)又は欠け目(nick)が生じる可能性がある。

通常、所望の部分を機械加工する前に、より軟質で安価な材料から形成される試験工作物を機械加工することによって、ＮＣ機械加工命令のセットが試験される。その試験工作物の目視検査によって、試験工作物において望ましくない不一致が見つかった場合には、それに応じて、ＮＣ機械加工命令を変更することができる。

この手動試験は、時間及びコストがかかる。単一の試験工作物を機械加工するための時間は概ね数時間かかる場合があり、許容できるＮＣ機械加工命令のセットが得られるまでに、何度か繰り返すことが必要な場合がある。

大きく及び／又は複雑な工作物を製作するのに必要とされる機械加工命令は、シミュレーションするのに多くの時間を要する。そのため、欠陥を含む機械加工命令のセットのシミュレーションされた効果をアンドゥすることができるとともに、それらの機械加工命令を、欠陥のない代替の機械加工命令のセットと交換することができることが有益である可能性がある。さらに、機械加工命令のセット内の機械加工命令を任意のものに迅速にアンドゥすることができることによって、シミュレーションされた欠陥を担当した機械加工命令を突き止めることが可能になる。したがって、シミュレーションされた機械加工操作をアンドゥする能力を有することが望ましい可能性がある。

従来の解決策は、逐次的なアンドゥ／リドゥ操作しか提供していない。すなわち、一時に１つの変更又は操作が、必要な回数だけ繰り返される。しかしながら、機械加工のシミュレーションは、数百万個の操作を含む可能性があり、逐次的なアンドゥ／リドゥ操作は、遅く非効率的になる可能性がある。例えば、特許文献１に記載された方法は、表現の開始点及び表現への変更の履歴を記憶する。アンドゥして或る特定のステップに戻るために、開始点が再ロードされ、所望のステップに達するまで、履歴内のステップが再適用される。その解決策は、多くのファイルを記憶することが必要になるので、大きな機械加工シミュレーションプログラムには適していない。また、その方法は、連続的な、すなわち、逐次的なアンドゥ操作しか提供しない。

米国特許出願公開第２０１０／００５０１８８号

したがって、物体の機械加工のシミュレーションの高速なアンドゥ／リドゥ操作を提供することが望まれている。アンドゥ／リドゥ操作を高速にすることによって、機械加工の様々な段階の独立した解析が可能になる。

本発明の幾つかの実施の形態の目的は、機械加工用のシミュレーターを用いてアンドゥ／リドゥ操作を行うための方法を提供することである。また、幾つかの実施の形態の目的は、複合適応的距離場(ｃＡＤＦ：composite adaptive distance field)によって表される工作物の機械加工をシミュレーションする機械加工命令のセットから中間命令に対応する工作物の中間表現を求めるのに適した方法を提供することでもある。

本発明の様々な実施の形態は、工作物の機械加工をシミュレーションするのに用いられる中間機械加工命令が、この中間機械加工命令による機械加工のシミュレーション時の複合表面に関連付けられている場合、この中間命令に対応する工作物の中間表現は、この関連付けられた複合表面を用いて復元することができるという認識に基づいている。これによって、シミュレーションの効果をその中間機械加工命令まで逐次的に巻き戻す必要性が低減又は回避される。

したがって、本発明の幾つかの実施の形態は、シミュレーションの表現の各幾何学的要素を、工作物の複合表面を形成する際に幾何学的要素のタイプを変更する機械加工命令に関連付けて、関連付けの少なくとも一部分を作成する。この関連付けは、機械加工のシミュレーションをその中間機械加工命令までアンドゥするコマンドの受信に応答して、その中間機械加工命令によるシミュレーション時の工作物の複合表面を形成する幾何学的要素のサブセットを識別するのに用いられる。

本発明の様々な実施の形態は、機械加工された工作物の種々のタイプの表現を用いる。例えば、本発明の幾つかの実施の形態は、機械加工された工作物の特定の表現、すなわち複合適応的サンプリング(composite adaptively sampled)距離場(ｃＡＤＦ)表現に関して説明される。この特定の表現によって、複合表面を形成する幾何学的要素を高速に求めることを可能にするように関連付けを変更することが可能になる。

したがって、本発明の１つの実施の形態は、複合適応的距離場(ｃＡＤＦ)によって表される工作物の機械加工をシミュレーションする機械加工命令のセット内の中間命令に対応する前記工作物の中間表現を求めるための方法に関する。前記方法は、前記ｃＡＤＦにおけるセルを、前記工作物の複合表面を形成する際に前記セルのタイプ又は前記セル内の距離場のタイプを変更する機械加工命令に関連付けて、関連付けの少なくとも一部分を作成することと、前記セル内の前記距離場を、前記工作物の前記複合表面を形成する際に前記距離場の前記タイプを変更する前記機械加工命令に関連付けて、前記関連付けの少なくとも一部分を作成することと、前記機械加工のシミュレーションを中間機械加工命令までアンドゥするコマンドの受信に応答して、前記関連付けを用いて、前記中間機械加工命令による前記シミュレーション時の前記工作物の前記複合表面を形成するセルのサブセット及び距離場のサブセットを識別することと、前記セルのサブセット及び前記距離場のサブセットを用いて前記工作物の前記中間表現を求めることと、含む。前記方法の各工程は、プロセッサによって実行される。

別の実施の形態は、工作物の機械加工をシミュレーションする機械加工命令のセットからの中間命令に対応する前記工作物の中間表現を求めるための方法に関する。前記方法は、各幾何学的要素を、前記工作物の複合表面を形成する際に幾何学的要素のタイプを変更する前記機械加工命令に関連付けて、前記幾何学的要素が、前記幾何学的要素に、前記工作物の前記複合表面の一部分の形成を開始させる機械加工命令と、前記幾何学的要素に、前記工作物の前記複合表面の前記一部分の形成を停止させる機械加工命令とのうちの一方又はそれらの組み合わせに少なくとも関連付けられるように、関連付けの少なくとも一部分を作成することと、前記機械加工のシミュレーションを中間機械加工命令までアンドゥするコマンドの受信に応答して、前記関連付けを用いて、前記中間機械加工命令による前記シミュレーション時の前記工作物の前記複合表面を形成する幾何学的要素のサブセットを識別することと、前記幾何学的要素のサブセットを用いて前記工作物の前記中間表現を求めることと、を含む。前記方法の各工程は、プロセッサによって実行される。

更に別の実施の形態は、数値制御(ＮＣ)機械加工シミュレーションシステムであって、工作物のコンピューター支援設計(ＣＡＤ)モデルを記憶するメモリと、機械加工命令のセットを決定するためのＮＣ機械加工コンソールと、前記機械加工命令に従って前記工作物の機械加工をシミュレーションするためのプロセッサであって、各幾何学的要素を、前記工作物の複合表面を形成する際に幾何学的要素のタイプを変更する前記機械加工命令に関連付けて、関連付けを作成する、プロセッサと、表示デバイスと、を備え、前記プロセッサは、前記関連付けに基づいて中間機械加工命令に対応する前記機械加工された工作物の中間表現をレンダリングするように構成されている、数値制御機械加工シミュレーションシステム。

本発明の実施の形態によるＮＣ機械加工機と、ＮＣ機械加工をシミュレーションするシステム及び方法の流れ図である。 機械加工に用いられる通常の工具及び経路に沿ってそのような工具を動かすことによって作られる工作物での通常の編集の図である。 曲線経路に沿って２Ｄ形状を掃引することによって求められる掃引容積の概略図である。 工具の直線経路の概略図である。 工具の軸が経路に沿って変化する工具の円弧経路の図である。 工具の曲線経路の概略図である。 本発明の一実施の形態による、Ｇコード又はＮＣ機械命令のセットを用いて、工具形状を用いる工作物の機械加工をシミュレーションする方法の流れ図である。 複合ＡＤＦの概略図である。 本発明の１つの実施の形態による工作物の中間表現を求めるための方法のブロック図である。 本発明の１つの実施の形態の２次元説明図である。 本発明の１つの実施の形態による複合適応的距離場によって表される工作物の中間表現を求めるための方法のブロック図である。 本発明の幾つかの実施の形態によって用いられる関連付けの一例を示す図である。 本発明の１つの実施の形態による工作物の中間表現をレンダリングするための方法のフローチャートである。 本発明の１つの実施の形態による工作物の中間表現の複合表面を形成するセルのサブセット及び距離場のサブセットを求めるための方法のフローチャートである。 本発明の１つの実施の形態による中間機械加工命令Ｔに対する恒久的なアンドゥを示すフローチャートである。 本発明の１つの実施の形態による図８Ａの方法の幾つかの原理を実施する方法のフローチャートである。

システム及び方法の概説
図１は、ＮＣ機械加工システム１００と、数値制御(ＮＣ)機械加工シミュレーションシステム１５０を示す。ＮＣ機械加工システム１００では、コンピューター支援設計(ＣＡＤ)モデル１０２がコンピューター支援製造(ＣＡＭ)システム１０４に入力され、ＣＡＭシステムは、ＮＣ機械加工機を制御するＧコード１０６を生成する。ＮＣ機械加工中、ＧコードはＮＣ機械加工コンソール１０８に入力され、このコンソールは各Ｇコードを処理して、対応するＮＣ機械命令１１０のセットを生成する。ＮＣ機械命令はＮＣコントローラー１１２に入力され、ＮＣコントローラーは、工具１１６を工作物１１８に相対して動かして、工作物を機械加工するためのモーター制御信号１１４のセットを生成する。

シミュレーションシステム１５０は、コンピューター支援製造システム１０４によって生成されたＧコード１０６、又はＮＣコンソール１０８によって生成されたＮＣ機械命令１１０のいずれかを入力として取り込むことができる。このシミュレーションシステムへの入力は、プロセッサ１５２によってアクセスされる。このプロセッサは、工作物の機械加工をシミュレーションし、シミュレーションされたモデル１５４を出力する。このモデルは、メモリ１５６に記憶することができる。プロセッサ１５２は、記憶されているシミュレーションされたモデル１５４をレンダリングして、画像１５８をレンダリングすることができる。この画像は、表示デバイス１６０に出力することができる。工作物の実際のＮＣ機械加工を行う前に、表示された画像１６２をコンピューター支援設計モデル１０２と比較して、Ｇコード１０６又はＮＣ機械命令１１０を検証することができる。

工具
図２Ａは、ＮＣ機械加工において用いられる通常の工具形状２０２、２０４、２０６及び２０８のセットを示す。工具が工作物２１０に対して動かされるとき、その工具は工作物から材料を機械加工する。ここで、工具２０２、２０４、２０６及び２０８は工作物から、表面２１２、２１４、２１６及び２１８に対応する材料を除去する。各工具によって除去される材料の形状は、工具形状、及び工作物に対する工具の経路によって決定される。除去される材料の形状は、工具が経路に沿って動くときの、工作物と工具の掃引容積との交差部分である。

本明細書においてＮＣ機械加工シミュレーションを重点的に取り扱うが、掃引容積は、ＣＡＤ、フリーフォーム設計、立体モデリング、ロボティックス、製造自動化及び可視化を含む、科学、工学、及びコンピューターグラフィックスの多くの分野において用途を有する。

掃引容積
機械加工の間、工具が、本明細書において工具経路と呼ばれる規定された工具運動に従って工作物に対して移動する。この工具経路は、工作物に対する工具の相対的な位置、向き、及び他の形状データについての情報を含むことができる。

工具が工具経路に沿って移動するにつれて、工具は、「掃引容積」を切り出す。機械加工の間、工具が工具経路に沿って移動するにつれて、掃引容積が交差する工作物の部分は除去される。この除去は、プロセッサにおいて空間領域構成法(ＣＳＧ：constructive solid geometry)差分操作としてモデル化することができ、この工作物の部分は、掃引容積を工作物から取り去るＣＳＧ操作を用いて工作物から除去される。

図２Ｂは、経路２５２に沿って動かされる形状２５０の掃引容積２６０を示す。経路２５２は、形状２５０の特定の点の位置を時間の関数として規定する。その経路は、その形状の向き２５６、２５７及び２５８を時間の関数として規定することができる。また、その経路は、その形状のスケール、又はその形状の任意の変換を時間の関数として規定することもできる。図２Ｂでは、形状２５０の元の位置、向き及び幾何学的形状が、その形状が経路に沿って動くのに応じて、形状２５４の最終的な位置、向き及び幾何学的形状に変換される。

工具経路
工作物に対する工具の経路は数多くの形において規定することができる。

図３Ａは直線経路を示しており、工具３０２が直線３０４に沿って動かされる。

図３Ｂは円弧状経路を示しており、工具３０２の先端３１０が円弧３１２に沿って動かされ、その経路の終点において、工具の元の軸方向３１４が最終的な軸方向３１６に変換される。

図３Ｃは曲線経路を示しており、工具３０２の先端３１０が曲線３２０に沿って動かされる。

他の取り得る経路形状は、数例を挙げると、工具を或る点に位置決めすること、ポリラインとして知られている一連の線に沿って工具を動かすこと、渦巻又は螺旋形の曲線に沿って工具を動かすこと、２次ベジエ曲線若しくは３次ベジエ曲線、又は区分的多項式曲線として知られている一連の多項式曲線のような、多項式曲線に沿って工具を動かすことを含む。工作物の形状又は材料組成によって影響を及ぼされる経路のような手順によって定義される経路を含む、シミュレーションすることができる任意の形の経路を考えることができる。

機械加工シミュレーション
図４は、シミュレーションプロセッサ４００を用いて工具形状を有する工作物の機械加工をシミュレーションし、フライス機械加工された(milled：ミリング)工作物の表現をメモリ４４０に記憶し、フライス機械加工された工作物の表現を、レンダリングプロセッサ４６０を用いて表示デバイス４８０にレンダリングするための方法を示している。

工作物形状と、距離場のセットから複合距離場を再構成するための方法４０４とは、複合適応的サンプリング距離場(ｃＡＤＦ)４４４を生成するのに用いられ、この複合適応的サンプリング距離場は、メモリ４４０に記憶することができる。工作物形状は、工作物幾何学的形状４０２によって指定され、この工作物幾何学的形状は、幾何学的要素のセットを含む。

工作物幾何学的形状の各幾何学的要素は、幾何学的要素距離場のセットを規定する距離場表現に変換される。各幾何学的要素距離場は、数例を挙げると、解析距離関数、陰距離関数、規則的にサンプリングされる距離場、ＡＤＦ、距離関数の合成、又は手順として表すことができる。

ｃＡＤＦは、メモリに８分木として記憶され、この８分木は、工作物形状のバウンディングボックスを囲むルートセルから開始するトップダウン形式で生成される。工作物幾何学的形状４０２内の各特定の幾何学的要素の距離場表現は、それらの距離場が特定の幾何学的要素による影響を受ける複合ＡＤＦのリーフセルを編集するのに用いられる。

図５は、８分木に配置されたセル、例えば、５０１、５０２、及び５０３の空間的階層を含むｃＡＤＦ５００の２Ｄ概略図である。各セルは、作業空間の容積の幾つかの部分に加えて、それらの境界が示されている幾何学的要素距離場を表している。この例では、ジオメトリック距離場５０４〜５０７の境界は、初期の工作物の境界を画定した平面である。幾何学的要素距離場５０８〜５１０は、ボールエンドミル工具２０６の掃引を表す３つの幾何学的要素の境界である。ｃＡＤＦにおける各セルは、元の工作物と機械加工工具の掃引容積とを表す幾何学的要素距離場のセットのサブセットに関連付けられている。例えば、セル５１１に関連付けられた幾何学的要素距離場のセットのサブセットは、セル５１１内のｃＡＤＦ表面をともに求める幾何学的要素距離場５０４、５０８、及び５０９を含む。また、このセルには、幾何学的要素距離場のセットのサブセットを組み合わせて工作物の複合距離場を再構成するためのブール差分等の手続き型再構成方法も関連付けられている。複合表面を、幾何学的要素距離場の境界のパッチからなるシミュレーションされた工作物の境界であると定義することにする。

本発明の幾つかの実施の形態は、機械加工された工作物の特定の表現、すなわちｃＡＤＦ表現に関して説明される。このｃＡＤＦ表現では、機械加工シミュレーションの容積は、可変サイズの、セルとして知られている部分容積に分割される。１つの実施の形態では、これらのセルは、形状が立方体であり、最大容積に対して２の累乗の正規化されたサイズ、すなわち、１／２、１／４、１／６４等を有する。セルは、工作物の境界の外部(外部セル)、工作物の境界の内部(内部セル)、工作物の境界を含むことができるセル(境界セル)、又は他のより小さなセルを含むことができるセル(中間セル)の４つのタイプのものとすることができる。ここで、これらのより小さなセルのうちの幾つかは、工作物の境界を含む。

各境界セル内では、機械加工された工作物の境界が、距離場のブール差分によって表される。距離場は、空間内の任意の点ｐについて、容積の境界までの最短距離、すなわちユークリッド距離Ｄ(ｐ)の計算を可能にすることによって容積の境界を暗黙的に画定する。距離場が０の値を有する点の集まりは、この距離関数によって画定された容積の境界に対応する。距離場は、一般に、距離値の符号が、その点が容積の境界の内側(正の値)にあるのか又は外側(負の値)にあるのかを識別する符号付き距離値を返す。

機械加工シミュレーションにおいて用いられる場合があるような複雑な境界は、距離場のセットのブール交差によって表すことができる。ブール交差は、点ｐにおける距離場の全てのものの値が正である場合にのみ、点ｐが複雑な境界の内側にあることを意味する。同様に、１つ又は複数の距離場の点ｐにおける値が０であり、かつ、残りの距離場の点ｐにおける値が正である場合にのみ、点ｐは複雑な境界上にある。機械加工された工作物の複雑な境界は、距離場のセットの境界の交差からなり、複合境界と呼ばれる。

機械加工された工作物のｃＡＤＦ表現における各距離場は、機械加工プログラムにおける単一のステップについての機械加工工具に対する掃引の内側にある容積に対応する。掃引された切削工具に関連付けられた距離場の符号は無効にされる。なぜならば、切削工具は、工作物から材料を除去しており、これは、工具の掃引容積の内側が工作物の外側となるように保証される効果を有するからである。

機械加工シミュレーションの間、機械加工プログラムが適用されるにつれて、ｃＡＤＦ表現の要素、すなわち、セルのセット及びこのセルのセット内の距離場のセットは、それらのタイプ又は状態に変化を受ける。例えば、セルは、当初、工作物の境界の内側であるが、機械加工プログラムにおける異なるステップにおいては、遷移して、境界セル、中間セル、又は外部セルになる可能性がある。同様に、セル内の距離場は、機械加工プログラムにおける或るステップにおいて複合境界の一部分になり、次いで、後の機械加工プログラムステップは、より深く工作物に切り込み、距離関数が複合境界にもはや寄与しないようにすることができる。

アンドゥ情報の記録
本発明の様々な実施の形態は、工作物の機械加工をシミュレーションするのに用いられる中間機械加工命令が、この中間機械加工命令による機械加工のシミュレーション時の複合表面に関連付けられている場合、この中間命令に対応する工作物の中間表現は、この関連付けられた複合表面を用いて復元することができるという認識に基づいている。これによって、シミュレーションの効果をその中間機械加工命令まで逐次的に巻き戻す必要性が低減又は回避される。

したがって、本発明の幾つかの実施の形態は、各幾何学的要素を、工作物の複合表面を形成する際に幾何学的要素のタイプを変更する機械加工命令に関連付けて、関連付けの少なくとも一部分を作成する。この関連付けは、機械加工のシミュレーションをその中間機械加工命令までアンドゥするコマンドの受信に応答して、その中間機械加工命令によるシミュレーション時の工作物の複合表面を形成する幾何学的要素のサブセットを識別するのに用いられる。

図６Ａは、本発明の１つの実施の形態による工作物の機械加工をシミュレーションする機械加工命令６１５のセットから中間命令に対応する工作物の中間表現を求めるための方法のブロック図を示している。この方法のステップは、プロセッサを用いて実施することができる。

各幾何学的要素は、工作物の複合表面を形成して関連付け６２５の少なくとも一部分を作成する際に幾何学的要素のタイプを変更するセット６１５からの機械加工命令に関連付けられる(６２０)。例えば、幾何学的要素は、この幾何学的要素に、工作物の複合表面の一部分の形成を開始させる機械加工命令に関連付けられる。同様に、幾何学的要素は、この幾何学的要素に、工作物の複合表面の一部分の形成を停止させる機械加工命令に関連付けられる。

機械加工のシミュレーションを中間機械加工命令までアンドゥするコマンドの受信に応答して、この方法は、関連付け６２５を用いて、その中間機械加工命令によるシミュレーション時の工作物の複合表面を形成する幾何学的要素のサブセット６３５を識別する(６３０)。工作物の中間表現は、この幾何学的要素のサブセットを用いて求められる(６４０)。

様々な実施の形態は、シミュレーションの段階ごとの高速かつ独立したアンドゥ／リドゥ操作を可能にする。有利には、機械加工された工作物の最終表現を変更することなく、工作物の中間表現のレンダリングが可能である。

本発明の様々な実施の形態は、機械加工された工作物の種々のタイプの表現を用いる。例えば、本発明の幾つかの実施の形態は、機械加工された工作物の特定の表現、すなわちｃＡＤＦ表現に関して説明される。この特定の表現によって、複合表面を形成する幾何学的要素を高速に求めることを可能にするように関連付けを変更することが可能になる。

図６Ｂは、本発明の１つの実施の形態の２次元説明図を示している。ｃＡＤＦ６００は、８分木に配置されたセル、例えば、６０１、６０２、及び６０３の空間的階層を備え、各セルは、作業空間の容積の幾つかの部分を表している。平面の幾何学的要素６０４、６０５、６０６、及び６０７の境界は、初期の工作物６０８の複合境界を形成する。この初期の工作物は、その後に、幾何学的要素６０９、６１０、及び６１１によるシミュレーションされた機械加工を受けている。

本発明の実施の形態の例示として、初期の工作物の複合境界を形成する４つの幾何学的要素６０４、６０５、６０６、及び６０７は、それぞれ機械加工命令１、２、３、及び４における複合境界の一部分となるのに対して、幾何学的要素６０９、６１０、及び６１１は、それぞれ機械加工命令５、６、及び７における機械加工された工作物の複合表面の一部分となる。

１つの実施の形態によれば、ｃＡＤＦの各セルは、シミュレーションされた機械加工をアンドゥする追加情報に関連付けられる。具体的には、ｃＡＤＦにおけるセルは、工作物の複合表面を形成する際にセルのタイプ又はそのセル内の距離場のタイプを変更する機械加工命令に関連付けられて、関連付けの少なくとも一部分が作成される。同様に、セル内の距離場は、工作物の複合表面を形成する際に距離場のタイプを変更する機械加工命令にも関連付けられて、上記関連付けの少なくとも一部分が作成される。そのような二重の関連付けによって、複合表面を形成する幾何学的要素をより高速に求めることが可能になる。

例えば、上記関連付けは、機械加工命令のセットの順序付けを表す番号を含むことができる。そのような順序付けは、関連付けのサイズを低減する。これは、中間機械加工命令の順序が、「それよりも後の」機械加工命令によって行われた複合表面の変更を考慮に入れることと、「それよりも前の」機械加工命令によって行われた変更を無視することとを可能にするからである。

例えば、１つの実施の形態では、上記番号は、機械加工命令に従ってシミュレーションするタイムスタンプを含み、このタイムスタンプは、或る機械加工命令の当該タイムスタンプが、その機械加工命令を、セルと、当該タイムスタンプにおいてタイプを変更する距離場とに関連付けるようになっている。有利には、このタイムスタンプは、機械加工命令の自然な順序を提供する。

１つの実施の形態では、各セルは、そのセルにそのタイプを変更させる機械加工命令を識別する３つの整数のセットに関連付けられている。これらの整数は、以下では、セルタイプタイムスタンプと呼ばれる。本発明の１つの実施の形態では、(１)セルを内部タイプリーフセルから境界タイプリーフセルに変更させる、Ｔ_ＣＢと呼ばれる機械加工命令と、(２)セルを境界タイプリーフセルから中間タイプセルに変更させる、Ｔ_ＣＩと呼ばれる機械加工命令と、(３)セルを任意のタイプセルから外部タイプリーフセルに変更させる、Ｔ_ＣＥと呼ばれる機械加工命令とをそれぞれ示す３つのセルタイプタイムスタンプが存在する。

セルの生成の間、１つの実施の形態は、セルタイプタイムスタンプのそれぞれを、その値がアクティブでないことを示す事前設定値Ｔ_Ｐに事前に設定する。例えば、セルタイプタイムスタンプが、整数値の形態で機械加工命令を記憶する場合、Ｔ_Ｐは、ＩＮＴ＿ＭＡＸと呼ばれる可能な限り最大の整数に等しくすることができる。

図６Ｂでは、セル６０１は、機械加工命令１まで内部タイプリーフセルであり、この時点で、セル６０１のタイプは、幾何学的要素６０４の効果に起因して境界タイプに変更される。セル６０１は、幾何学的要素６１０がセル６０１を外部タイプに変更させるとき、機械加工命令６においてタイプの第２の変更を受ける。したがって、セル６０１は、Ｔ_ＣＢ＝１、Ｔ_ＣＩ＝Ｔ_Ｐ、及びＴ_ＣＥ＝６を有する。同様に、機械加工命令６の間、セル６０３は、内部タイプから境界タイプに変化する。なぜならば、幾何学的要素６１０は、幾何学的要素６０９よりも深く工作物に切り込むからである。したがって、セル６０３は、Ｔ_ＣＢ＝６、Ｔ_ＣＩ＝Ｔ_Ｐ、及びＴ_ＣＥ＝Ｔ_Ｐに関連付けられる。

幾つかの実施の形態では、幾何学的要素、例えば、セル内の距離場は、工作物の複合表面を形成する際に距離場のタイプを変更する機械加工命令にも関連付けられる。例えば、１つの実施の形態では、各セルは、そのセル内の幾何学的要素のそれぞれに関連付けられた、以下では幾何学的要素タイムスタンプと呼ばれる、例えば整数のセットの形態の追加情報に関連付けられる。

本発明の１つの実施の形態では、セル内の幾何学的要素ごとに２つの幾何学的要素タイムスタンプが存在する。第１の幾何学的要素タイムスタンプは、Ｔ_ＳＢと呼ばれ、幾何学的要素がセル内の複合表面の一部分になるとき、ちょうど対応する機械加工命令を関連付け、第２の幾何学的要素タイムスタンプは、Ｔ_ＳＥと呼ばれ、幾何学的要素がもはやセル内の複合境界の一部分でないとき、ちょうど対応する機械加工命令を関連付ける。セルタイプタイムスタンプと同様に、１つの実施の形態は、これらの幾何学的要素タイムスタンプのそれぞれを、このタイムスタンプがまだアクティブでないことを示す事前設定値Ｔ_Ｐに事前に設定する。例えば、幾何学的要素タイムスタンプが、整数値の形態で機械加工命令を記憶する場合、Ｔ_Ｐは、ＩＮＴ＿ＭＡＸに等しくすることができる。

しかしながら、セルタイプタイムスタンプと異なり、１つの実施の形態では、Ｔ_ＳＢ幾何学的要素タイムスタンプは、Ｔ_Ｐに設定されない。なぜならば、幾何学的要素タイムスタンプは、所与の幾何学的要素について、その幾何学的要素がセル内の複合境界の一部分を形成するまで存在しないからである。

例えば、セル６０１の幾何学的要素タイムスタンプは、幾何学的要素６０４、６０７、及び６０９が、それぞれ機械加工命令１、４、及び５においてセル内の複合表面の一部分になったことを記録する。したがって、幾何学的要素６０４、セル６０１は、Ｔ_ＳＢ＝１及びＴ_ＳＥ＝Ｔ_Ｐに関連付けられる。同様に、セル６０２のタイムスタンプは、幾何学的要素６０７、６０９、及び６１０が、それぞれ機械加工命令４、５、及び６においてセル内の複合表面の一部分になったことを記録する。加えて、幾何学的要素６１０が、フライス機械加工された工作物の内部に６０９よりも深く切り込んだとき、セル６０２のタイムスタンプは、幾何学的要素６０９が機械加工命令６においてもはやセル内の複合表面の一部分でないことを記録する。したがって、幾何学的要素６０９について、セル６０２は、Ｔ_ＳＢ＝５及びＴ_ＳＥ＝６に関連付けられる。幾何学的要素６０７について、セル６０２は、Ｔ_ＳＢ＝１及びＴ_ＳＥ＝７を有する。幾何学的要素６１０について、セル６０２は、Ｔ_ＳＢ＝６及びＴ_ＳＥ＝７に関連付けられる。

図６Ｃは、ｃＡＤＦによって表される工作物の機械加工をシミュレーションする機械加工命令のセットからの中間命令に対応する工作物の中間表現を求めるための方法のブロック図を示している。この方法のステップは、プロセッサによって実行される。

ｃＡＤＦにおけるセルが、工作物の複合表面を形成する際にセルのタイプ又はセル内の距離場のタイプを変更する機械加工命令６５０に関連付けられて(６５５)、関連付け６６５の少なくとも一部分が作成される。加えて、セル内の距離場が、工作物の複合表面を形成する際に距離場のタイプを変更する機械加工命令６５０に関連付けられて(６６０)、関連付け６６５の少なくとも一部分が作成される。関連付け６６５は、メモリに記憶することができ、中間機械加工命令に対応する機械加工された工作物の中間表現をその後求めるのに用いることができる。

図６Ｄは、本発明の１つの実施の形態による表６９０の形態の関連付け６６５の一例を示している。この実施の形態では、機械加工命令は、機械加工命令のセット内における命令の順序を表す番号によって識別され、関連付けは、タイムスタンプ６９１〜６９５のセットを含み、各タイムスタンプは、セルのタイプ又は距離場のタイプの特定の変更を記録する。

例えば、タイムスタンプのセットは、セルのタイプを内部タイプリーフセルから境界タイプリーフセルに変更するための番号Ｔ_ＣＢによって識別されるＴ_ＣＢ機械加工命令を記録するためのＴ_ＣＢタイムスタンプ６９１を含むことができる。タイムスタンプのセットは、セルのタイプを境界タイプリーフセルから中間タイプセルに変更するための番号Ｔ_ＣＩによって識別されるＴ_ＣＩ機械加工命令を記録するためのＴ_ＣＩタイムスタンプ６９２を含むことができる。タイムスタンプのセットは、セルのタイプを外部タイプリーフセルに変更する番号Ｔ_ＣＥによって識別されるＴ_ＣＥ機械加工命令を記録するためのＴ_ＣＥタイムスタンプ６９３を含むことができる。

また、タイムスタンプのセットは、距離場によって表される掃引容積に、セル内の工作物の複合表面の一部分の形成を開始させる番号Ｔ_ＳＢによって識別されるＴ_ＳＢ機械加工命令を記録するためのＴ_ＳＢタイムスタンプ６９４と、距離場によって表される掃引容積に、セル内の工作物の複合表面の上記一部分の形成を停止させる番号Ｔ_ＳＥによって識別されるＴ_ＳＥ機械加工命令を記録するためのＴ_ＳＥタイムスタンプ６９５とを含むことができる。関連付け６６５の他の表現も可能である。例えば、タイムスタンプ６９４及び６９５は、セルと距離場との間の多対多の関係を実装する別の表に含めることができる。

図６Ｃを再び参照すると、機械加工のシミュレーション操作を中間機械加工命令までアンドゥするコマンドが受信されると、この方法は、関連付け６６５を用いて、中間機械加工命令によるシミュレーション時の工作物の複合表面を形成するセルのサブセット６７５及び距離場のサブセット６７７を識別し(６７０)、これらのセルのサブセット６７５及び距離場のサブセット６７７を用いて工作物の中間表現を求める(６８０)。

機械加工された工作物の中間表現のレンダリング
関連付けに記憶されたアンドゥ情報が利用可能であることの１つの利点は、任意の中間機械加工命令、すなわち、シミュレーションにおいて用いられた最後の命令よりも前の任意の命令、に対応する機械加工された工作物の画像をレンダリングすることができるということである。

図７Ａは、中間機械加工命令Ｔ ７０１に対応するｃＡＤＦ７００の画像をレンダリングするためのレンダリングプロセスのフローチャートを示している。第１の識別ステップ７０２は、機械加工命令Ｔにおいて境界を含むｃＡＤＦを形成するセルのセットのサブセット７０３を識別する。ｃＡＤＦの画像をレンダリングするプロセスにおけるこの第１の識別ステップ７０２は、ｃＡＤＦを形成するセルのセットのサブセットであって、これらのセルがＴ_ＣＢ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＥを有するようなサブセット、又はＴ_ＣＩ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＥであるような境界セルを含むようなサブセットを求めることによって実行される。

第１の識別ステップ７０２によって求められるような境界を含むセル内において、第２の識別ステップが実行され(７０４)、機械加工命令Ｔにおいて複合表面を形成する境界セル内の幾何学的要素のセット７０５のサブセットが識別される。第２の識別ステップ７０４において、幾何学的要素が複合境界の一部分を形成するか否かを識別するのに用いられるテストは、Ｔ_ＳＢ≦Ｔ＜Ｔ_ＳＥであるようなセル内の全ての幾何学的要素を見つけることである。

境界セルであるセルのサブセット７０３が第１の識別ステップ７０２において識別され、各境界セル内の複合境界を形成する幾何学的要素のセット７０５が第２の識別ステップ７０４において識別された後、機械加工された工作物は、レンダリングアルゴリズム７０６、例えば、レイキャスティングによって、機械加工命令Ｔ ７０１において見えたように画像７０７にレンダリングすることができる。例えば、レイキャスティングは、少なくとも１つの方向からセルに入射する光線のセットにセルのサブセットを当てて、それらの光線と、距離場のサブセットによって表される表面との交差に基づいて複合表面を求めることができる。

例えば、機械加工命令６に対応する図６Ｂにおける機械加工された工作物の画像をレンダリングすることが所望されている。この場合、第１の識別ステップは、機械加工命令６において、ｃＡＤＦを形成するセルのセルタイプタイムスタンプを用いて境界タイプセルを識別する。例えば、セル６０１は、機械加工命令６において外部タイプセルである。なぜならば、セル６０１は、機械加工命令６において外部タイプセルに変化するからである。一方、セル６０３は、境界タイプセルである。なぜならば、そのセルタイプタイムスタンプは、機械加工命令６において、境界タイプセルになるセル６０３を示すからである。

第２の識別ステップ７０４は、機械加工命令６において、セル６０２内で、幾何学的要素６０７及び６１０が複合境界の幾つかの部分を形成する一方、幾何学的要素６０９は形成しないことを識別する。

図７Ｂは、機械加工のシミュレーションを、番号Ｔによって識別される中間機械加工命令７１５までアンドゥするコマンドの受信に応答して、セルのサブセット及びセル内の距離場のサブセットを求めるための方法のフローチャートを示している。

Ｔ_ＣＢタイムスタンプにおける番号Ｔ_ＣＢ及びＴ_ＣＥタイムスタンプにおける番号Ｔ_ＣＥに関連付けられた境界タイプリーフセルの第１のサブセット７２５が、Ｔ_ＣＢ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＥとなるように求められる(７２０)。Ｔ_ＣＩタイムスタンプにおける番号Ｔ_ＣＩ及びＴ_ＣＥタイムスタンプにおける番号Ｔ_ＣＥに関連付けられた境界セルの第２のサブセット７３５が、Ｔ_ＣＩ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＥとなるように求められる(７３０)。このセルのサブセットは、セルの第１のサブセット及び第２のサブセットの組み合わせとして形成され(７４０)、複合表面を形成する距離場のサブセットは、セルのサブセット内の距離場を用いて求められる(７５０)。

恒久的なアンドゥ
シミュレーションされた工作物の画像をレンダリングすることは、シミュレーションされた機械加工の欠陥を引き起こした機械加工命令のセットを識別するのに有用であるが、新たな機械加工命令のセットを適用することができるようになるには、シミュレーションされた機械加工を、特定の機械加工命令まで戻って恒久的にアンドゥすることができる必要がある。例えば、図６の例において、幾何学的要素６１１による機械加工命令７が機械加工の欠陥の原因であると判明した場合、シミュレーションされた工作物が、命令７よりも前の機械加工命令によってのみ変更されるように、機械加工命令７、より一般的には任意の後続の機械加工命令の効果を恒久的にアンドゥすることが必要である。

図８Ａは、１つの実施の形態による中間機械加工命令Ｔまでの恒久的なアンドゥを示すフローチャートを示している。元のｃＡＤＦ８００から開始して、第１のステップ８０２において、ｃＡＤＦ８００を形成するセルのセットの各セルは、そのセルタイプが、機械加工命令Ｔ ８０１におけるセルタイプに一致するようにリセットされる。換言すれば、Ｔ＜Ｔ_ＣＢである場合、セルタイプは内部タイプに設定され、Ｔ_ＣＢ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＩ＜Ｔ_ＣＥである場合、セルタイプは境界タイプに設定され、Ｔ_ＣＩ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＥである場合、セルタイプは中間タイプに設定され、最後に、Ｔ_ＣＥ≦Ｔである場合、セルタイプは外部タイプに設定される。

第２のステップ８０３において、セルタイプタイムスタンプが、次のように調整される。すなわち、Ｔ＜Ｔ_ＣＢである場合、Ｔ_ＣＢ、Ｔ_ＣＩ、及びＴ_ＣＥはＴ_Ｐにリセットされ、Ｔ_ＣＢ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＩ＜Ｔ_ＣＥである場合、Ｔ_ＣＩ及びＴ_ＣＥはＴ_Ｐにリセットされ、Ｔ_ＣＩ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＥである場合、Ｔ_ＣＥはＴ_Ｐにリセットされる。機械加工命令Ｔまで戻って恒久的にアンドゥするプロセスにおける第３のステップ８０４において、そのセルタイプが内部タイプに変更された各セルから、全ての幾何学的要素が除去される。なぜならば、これらのセルは、境界タイプセルになったことがない場合、どの幾何学的要素にも関連付けられていないからである。

第４のステップ８０５において、境界タイプ、中間タイプ、又は外部タイプである全てのセルについて、セル内の幾何学的要素のセットが、次のように調整される。すなわち、Ｔ＜Ｔ_ＳＢを有するいずれの幾何学的要素もセルから除去され、Ｔ_ＳＢ≦Ｔ＜Ｔ_ＳＥを有するいずれの幾何学的要素も、Ｔ_ＳＥがＴ_Ｐにリセットされる。これらの４つのステップの最終結果は、中間機械加工命令Ｔ ８０１に対応する状態に戻されたｃＡＤＦ８０６である。

図８Ｂは、１つの実施の形態による図８Ａの方法の幾つかの原理を実施する方法のフローチャートを示している。Ｔ_ＣＢタイムスタンプにおける番号Ｔ_ＣＢに関連付けられたセルの第１のサブセットが、Ｔ＜Ｔ_ＣＢとなるように求められる。第１のサブセット内の各セルのＴ_ＣＢタイムスタンプ、Ｔ_ＣＩタイムスタンプ、及びＴ_ＣＥタイムスタンプの値は、リセットされ(８２０)、セルの第１のサブセットからの各セルは、セル内の各距離場に関連付けられなくなる(８３０)。

Ｔ_ＣＢタイムスタンプにおける番号Ｔ_ＣＢに関連付けられたセル、Ｔ_ＣＩタイムスタンプにおける番号Ｔ_ＣＩに関連付けられたセル、及びＴ_ＣＥタイムスタンプにおける番号Ｔ_ＣＥに関連付けられたセルの第２のサブセットが、Ｔ_ＣＢ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＩ＜Ｔ_ＣＥとなるように求められ(８４０)、Ｔ_ＣＩタイムスタンプ及びＴ_ＣＥタイムスタンプの値は、第２のサブセット内のセルごとにリセットされる(８５０)。

動作環境
本発明は、数多くの汎用又は専用コンピューティングシステム環境又は構成によって動作することができる。本発明とともに用いるのに適している既知のコンピューティングシステム、環境及び／又は構成の例は、限定はしないが、パーソナルコンピューター、サーバーコンピューター、ハンドヘルドデバイス又はラップトップデバイス、マルチプロセッサ又はマルチコアシステム、グラフィックス処理ユニット(ＧＰＵ)、特定用途向け集積回路(ＡＳＩＣ)，フィールドプログラマブルゲートアレイ(ＦＰＧＡ)、マイクロコントローラーベースシステム、ネットワークＰＣ、メインフレームコンピューター、上記のシステム又はデバイスのうちの任意のものを含む分散コンピューティング環境等、すなわち、一般的にはプロセッサを含む。モニター又は他のタイプの表示デバイス１６０が上記のシステムのうちの任意のものに接続され、本発明の視覚化１６２を可能にする。

上記で説明した実施の形態は、多数の方法のうちの任意のもので実施することができる。例えば、実施の形態は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組合せを用いて実施することができる。ソフトウェアで実施される場合、ソフトウェアコードは、単一のコンピューターに設けられるのか又は複数のコンピューター間に分散されるのかにかかわらず、任意の適したプロセッサ又はプロセッサの集合体において実行することができる。そのようなプロセッサは、１つ又は複数のプロセッサを集積回路部品に有する集積回路として実装することができる。ただし、プロセッサは、任意の適したフォーマットの回路類を用いて実装することができる。

さらに、コンピューターは、ラックマウント型コンピューター、デスクトップコンピューター、ラップトップコンピューター、ミニコンピューター又はタブレットコンピューター等の複数の形態のいずれにおいても実現できることが理解されるべきである。また、コンピューターは、１つ又は複数の入力デバイス及び出力デバイスを有することができる。これらのデバイスは、特に、ユーザーインターフェースを提示するのに用いることができる。そのようなコンピューターは、ローカルエリアネットワーク又はワイドエリアネットワークとしてエンタープライズネットワーク又はインターネット等を含む１つ又は複数のネットワークによって任意の適した形態で相互接続することができる。そのようなネットワークは、任意の適した技術に基づくことができ、任意の適したプロトコルに従って動作することができ、無線ネットワーク、有線ネットワーク又は光ファイバーネットワークを含むことができる。

また、本明細書において概説される様々な方法又はプロセスは、様々なオペレーティングシステム又はプラットフォームのうちの任意のものを用いる１つ又は複数のプロセッサ上で実行可能なソフトウェアとして符号化することができる。加えて、そのようなソフトウェアは、複数の適切なプログラミング言語及び／又はプログラミングツール若しくはスクリプティングツールのうちの任意のものを用いて書くことができ、フレームワーク又は仮想マシン上で実行される実行可能な機械語コード又は中間コードとしてコンパイルすることもできる。

「プログラム」又は「ソフトウェア」という用語は、本明細書において、一般的な意味で、上記で論考したような本発明の様々な態様を実施するようにコンピューター又は他のプロセッサをプログラムするのに用いることができる任意のタイプのコンピューターコード又はコンピューター実行可能命令のセットを指すように用いられる。

コンピューター実行可能命令は、１つ若しくは複数のコンピューター又は他のデバイスによって実行された、プログラムモジュール等の多くの形式をとることができる。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するか又は特定の抽象データタイプを実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造を含む。通常、プログラムモジュールの機能は、様々な実施の形態において所望に応じて組み合わせることも分散させることもできる。

また、本発明の実施の形態は、例が提供された方法として実施することができる。この方法の一部として実行される動作は、任意の適切な方法で順序付けすることができる。したがって、動作が示したものと異なる順序で実行される実施の形態を構築することができ、これには、例示の実施の形態では一連の動作として示されたにもかかわらず、幾つかの動作を同時に実行することを含めることもできる。

請求項の要素を修飾する、特許請求の範囲における「第１」、「第２」等の序数の使用は、それ自体で、１つの請求項の要素の別の請求項の要素に対する優先順位も、優位性も、順序も暗示するものでもなければ、方法の動作が実行される時間的な順序も暗示するものでもなく、請求項の要素を区別するために、単に、或る特定の名称を有する１つの請求項の要素を、同じ(序数の用語の使用を除く)名称を有する別の要素と区別するラベルとして用いられているにすぎない。

本発明のシステム及び方法は、多種の分野に適用可能である。

更に別の実施の形態は、数値制御(ＮＣ)機械加工シミュレーションシステムであって、工作物の複合適応的距離場(ｃＡＤＦ)モデルを記憶するメモリと、機械加工命令のセットを決定するためのＮＣ機械加工コンソールと、前記機械加工命令に従って前記工作物の機械加工をシミュレーションするためのプロセッサであって、前記ｃＡＤＦ内のセルを、前記工作物の複合表面を形成する際に前記セルのタイプ又は前記セル内の距離場のタイプを変更する機械加工命令に関連付けて、関連付けの少なくとも一部分を作成し、前記セル内の前記距離場を、前記工作物の前記複合表面を形成する際に前記距離場の前記タイプを変更する前記機械加工命令に関連付けて、前記関連付けの少なくとも一部分を作成し、前記機械加工のシミュレーションを中間機械加工命令までアンドゥするコマンドの受信に応答して、前記関連付けを用いて、前記中間機械加工命令による前記シミュレーション時の前記工作物の前記複合表面を形成するセルのサブセット及び距離場のサブセットを識別し、前記セルのサブセット及び前記距離場のサブセットを用いて前記工作物の前記中間表現を求めるものと、表示デバイスと、を備え、前記プロセッサは、前記関連付けに基づいて中間機械加工命令に対応する前記機械加工された工作物の中間表現をレンダリングするように構成されている、数値制御機械加工シミュレーションシステムにある。

Claims (12)

1. 複合適応的距離場(ｃＡＤＦ)によって表される工作物の機械加工をシミュレーションする機械加工命令のセット内の中間命令に対応する前記工作物の中間表現を求めるための方法であって、
   前記ｃＡＤＦにおけるセルを、前記工作物の複合表面を形成する際に前記セルのタイプ又は前記セル内の距離場のタイプを変更する機械加工命令に関連付けて、関連付けの少なくとも一部分を作成することと、
   前記セル内の前記距離場を、前記工作物の前記複合表面を形成する際に前記距離場の前記タイプを変更する前記機械加工命令に関連付けて、前記関連付けの少なくとも一部分を作成することと、
   前記機械加工のシミュレーションを中間機械加工命令までアンドゥするコマンドの受信に応答して、前記関連付けを用いて、前記中間機械加工命令による前記シミュレーション時の前記工作物の前記複合表面を形成するセルのサブセット及び距離場のサブセットを識別することと、
   前記セルのサブセット及び前記距離場のサブセットを用いて前記工作物の前記中間表現を求めることと、
   を含み、前記方法の各工程は、プロセッサによって実行される、複合適応的距離場によって表される工作物の機械加工をシミュレーションする機械加工命令のセット内の中間命令に対応する前記工作物の中間表現を求めるための方法。
2. 前記関連付けは、前記機械加工命令のセットの順序付けを表す番号を含み、前記番号は、前記機械加工命令を前記セル及び前記距離場に関連付けるようになっている、請求項１に記載の方法。
3. 前記番号は、前記機械加工命令に従った前記シミュレーションのタイムスタンプを含み、前記機械加工命令の前記タイムスタンプは、前記機械加工命令を、前記タイムスタンプの時点においてタイプを変更する前記セル及び前記距離場に関連付けるようになっている、請求項２に記載の方法。
4. 前記機械加工命令は、前記機械加工命令のセット内の前記命令の順序付けを表す番号によって識別され、前記関連付けは、タイムスタンプのセットを含み、各タイムスタンプは、セルの前記タイプ又は前記距離場の前記タイプの特定の変更を記録し、
   前記タイムスタンプのセットは、前記セルの前記タイプを内部タイプリーフセルから境界タイプリーフセルに変更するための番号Ｔ_ＣＢによって識別されるＴ_ＣＢ機械加工命令を記録するためのＴ_ＣＢタイムスタンプを含み、
   前記タイムスタンプのセットは、前記セルの前記タイプを境界タイプリーフセルから中間タイプセルに変更するための番号Ｔ_ＣＩによって識別されるＴ_ＣＩ機械加工命令を記録するためのＴ_ＣＩタイムスタンプを含み、
   前記タイムスタンプのセットは、前記セルの前記タイプを外部タイプリーフセルに変更する番号Ｔ_ＣＥによって識別されるＴ_ＣＥ機械加工命令を記録するためのＴ_ＣＥタイムスタンプを含み、
   前記タイムスタンプのセットは、前記距離場によって表される掃引容積に、前記セル内の前記工作物の前記複合表面の一部分の形成を開始させる番号Ｔ_ＳＢによって識別されるＴ_ＳＢ機械加工命令を記録するためのＴ_ＳＢタイムスタンプを含み、
   前記タイムスタンプのセットは、前記距離場によって表される前記掃引容積に、前記セル内の前記工作物の前記複合表面の前記一部分の形成を停止させる番号Ｔ_ＳＥによって識別されるＴ_ＳＥ機械加工命令を記録するためのＴ_ＳＥタイムスタンプを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記機械加工の前記シミュレーションを、番号Ｔによって識別される前記中間機械加工命令までアンドゥする前記コマンドの受信に応答して、
   前記Ｔ_ＣＢタイムスタンプにおける前記番号Ｔ_ＣＢに関連付けられた境界タイプリーフセル及び前記Ｔ_ＣＥタイムスタンプにおける前記番号Ｔ_ＣＥに関連付けられた境界タイプリーフセルの第１のサブセットを、Ｔ_ＣＢ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＥとなるように求めることと、
   前記Ｔ_ＣＩタイムスタンプにおける前記番号Ｔ_ＣＩに関連付けられた境界セル及び前記Ｔ_ＣＥタイムスタンプにおける前記番号Ｔ_ＣＥに関連付けられた境界セルの第２のサブセットを、Ｔ_ＣＩ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＥとなるように求めることと、
   前記セルのサブセットを前記セルの第１のサブセット及び前記セルの第２のサブセットの組み合わせとして形成することと、
   前記セルの前記サブセット内の距離場を用いて、前記距離場のサブセットを求めることと、
   を更に含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記距離場のセットに基づいて、前記工作物の前記中間表現をレンダリングすること、
   を更に含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記レンダリングすることは、
   前記セルのサブセットを、少なくとも１つの方向から前記セルに入射する光線のセットに当てることと、
   前記光線と、前記距離場のサブセットによって表される表面との交差に基づいて前記複合表面を求めることと、
   を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記工作物の表現を、番号Ｔによって識別される前記中間機械加工命令まで恒久的にアンドゥするコマンドの受信に応答して、
   前記Ｔ_ＣＢタイムスタンプにおける前記番号Ｔ_ＣＢに関連付けられたセルの第１のサブセットを、Ｔ＜Ｔ_ＣＢとなるように求めることと、
   前記第１のサブセット内のセルごとに前記Ｔ_ＣＢタイムスタンプの値、前記Ｔ_ＣＩタイムスタンプの値、及び前記Ｔ_ＣＥタイムスタンプの値をリセットすることと、
   前記セルの第１のサブセットからの各セルが前記セル内の各距離場に関連付けられなくすることと、
   前記Ｔ_ＣＢタイムスタンプにおける前記番号Ｔ_ＣＢに関連付けられたセル、前記Ｔ_ＣＩタイムスタンプにおける前記番号Ｔ_ＣＩに関連付けられたセル、及び前記Ｔ_ＣＥタイムスタンプにおける前記番号Ｔ_ＣＥに関連付けられたセルの第２のサブセットを、Ｔ_ＣＢ≦Ｔ＜Ｔ_ＣＩ＜Ｔ_ＣＥとなるように求めることと、
   前記第２のサブセット内のセルごとに前記Ｔ_ＣＩタイムスタンプの値及び前記Ｔ_ＣＥタイムスタンプの値をリセットすることと、
   を更に含む、請求項４に記載の方法。
9. 工作物の機械加工をシミュレーションする機械加工命令のセットからの中間命令に対応する前記工作物の中間表現を求めるための方法であって、
   各幾何学的要素を、前記工作物の複合表面を形成する際に幾何学的要素のタイプを変更する前記機械加工命令に関連付けて、前記幾何学的要素が、前記幾何学的要素に、前記工作物の前記複合表面の一部分の形成を開始させる機械加工命令と、前記幾何学的要素に、前記工作物の前記複合表面の前記一部分の形成を停止させる機械加工命令とのうちの一方又はそれらの組み合わせに少なくとも関連付けられるように、関連付けの少なくとも一部分を作成することと、
   前記機械加工のシミュレーションを中間機械加工命令までアンドゥするコマンドの受信に応答して、前記関連付けを用いて、前記中間機械加工命令による前記シミュレーション時の前記工作物の前記複合表面を形成する幾何学的要素のサブセットを識別することと、
   前記幾何学的要素のサブセットを用いて前記工作物の前記中間表現を求めることと、
   を含み、前記方法の各工程は、プロセッサによって実行される、工作物の機械加工をシミュレーションする機械加工命令のセットからの中間命令に対応する前記工作物の中間表現を求めるための方法。
10. 前記関連付けは、前記機械加工命令のセット内の順序を表す番号を含み、機械加工命令の順序の番号は、前記機械加工命令を前記幾何学的要素に関連付けるようになっている、請求項９に記載の方法。
11. 前記番号は、前記機械加工命令に従った前記シミュレーションのタイムスタンプを含み、機械加工命令のタイムスタンプは、前記機械加工命令を、前記タイムスタンプにおいてタイプを変更する前記幾何学的要素に関連付けるようになっている、請求項１０に記載の方法。
12. 数値制御(ＮＣ)機械加工シミュレーションシステムであって、
    工作物のコンピューター支援設計(ＣＡＤ)モデルを記憶するメモリと、
    機械加工命令のセットを決定するためのＮＣ機械加工コンソールと、
    前記機械加工命令に従って前記工作物の機械加工をシミュレーションするためのプロセッサであって、各幾何学的要素を、前記工作物の複合表面を形成する際に幾何学的要素のタイプを変更する前記機械加工命令に関連付けて、関連付けを作成する、プロセッサと、
    表示デバイスと、
    を備え、前記プロセッサは、前記関連付けに基づいて中間機械加工命令に対応する前記機械加工された工作物の中間表現をレンダリングするように構成されている、数値制御機械加工シミュレーションシステム。

Images