JP2022111397A - Ｎｃデータ作成支援装置、ｎｃデータ作成支援方法、及びｎｃデータ作成支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＣデータ作成作業の効率化を図る。【解決手段】ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）データ作成支援装置４は、加工図データ入力部４４２と、三次元計測データ入力部４４３と、マージデータ作成部４４４と、ＮＣデータ作成部４４５と、を備える。加工図データ入力部４４２は、ＮＣ工作機の加工対象である加工対象物の加工後の立体形状を表す加工図データを入力する。三次元計測データ入力部４４３は、治具で固定された加工対象物の加工前の立体形状を計測して作成された三次元計測データを入力する。マージデータ作成部４４４は、加工図データと三次元計測データとに基づいてマージデータを作成する。ＮＣデータ作成部４４５は、マージデータに基づいてＮＣデータを作成する。【選択図】図５

Description

本開示は、ＮＣデータ作成支援装置、ＮＣデータ作成支援方法、及びＮＣデータ作成支援プログラムに関する。

ＮＣデータ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）に基づいて、切断、切削、研磨等の加工を加工対象物に施すＮＣ工作機が知られている。ＮＣデータは、例えば、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データといった加工図データに基づいて作成される。ＮＣデータは、例えば、加工対象物の寸法公差により編集が必要になる場合がある。特許文献１には、ＮＣデータを編集する技術として、ＮＣデータに含まれる図形データから抽出された部品単位の部品データを移動、回転、削除等することによって、ＮＣデータを編集する技術が開示されている。

特開２０１４－１０５３０号公報

ＮＣ工作機では、加工対象物を固定するために治具が使用される。しかし、加工図データの作成時には、加工時に使用する治具が決定されないため、加工図データには、治具に関する情報が含まれない。特許文献１に開示のＮＣデータ編集技術では、加工図データに含まれる情報の範囲内でＮＣデータを編集することができるものの、治具に関する情報が加工図データに含まれないため、治具を考慮してＮＣデータを編集することができない。したがって、ＮＣ加工の現場では、作業者は、工具と治具との接触を回避するためにＮＣデータを編集する作業が必要であり、ＮＣデータ作成の作業効率が悪いという課題がある。

本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ＮＣデータ作成作業の効率化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示のＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）データ作成支援装置は、加工図データ入力部と、三次元計測データ入力部と、マージデータ作成部と、ＮＣデータ作成部と、を備える。加工図データ入力部は、ＮＣ工作機の加工対象である加工対象物の加工後の立体形状を表す加工図データを入力する。三次元計測データ入力部は、治具で固定された加工対象物の加工前の立体形状を計測して作成された三次元計測データを入力する。マージデータ作成部は、加工図データと三次元計測データとに基づいてマージデータを作成する。ＮＣデータ作成部は、マージデータに基づいてＮＣデータを作成する。

本開示によれば、加工対象物の加工後の立体形状を表す加工図データと、治具で固定された加工対象物の加工前の立体形状を計測して作成された三次元計測データと、に基づいて作成されたマージデータに基づいてＮＣデータが作成される。このため、工具と治具との接触を回避するためにＮＣデータを編集する作業が不要になり、ＮＣデータ作成作業の効率化を図ることができる。

実施の形態１に係るＮＣ加工システムの構成を示す図 （ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１に係る加工図の一例を示す図 （ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１に係る加工対象物が配置されたＮＣ工作機を示す図 実施の形態１に係るＮＣデータ作成支援装置の構成を示すブロック図 実施の形態１に係るＮＣデータ作成支援装置の機能を示すブロック図 実施の形態１に係るマージ図の一例を示す図 （ａ）は、実施の形態１に係る工具の移動軌跡の一例を示す図、（ｂ）は、実施の形態１に係るアクセス可能範囲の一例を示す図 （ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１に係る工具の移動軌跡の取得方法を説明するための図 （ａ）～（ｃ）は、実施の形態１に係る情報通知画面の一例を示す図 実施の形態１に係る支援処理を示すフロー図 実施の形態１に係るＮＣデータ作成処理を示すフロー図 実施の形態２に係るＮＣデータ作成支援装置の機能を示すブロック図 実施の形態２に係る追加工判定処理を示すフロー図 実施の形態３に係るＮＣデータ作成支援装置の機能を示すブロック図

以下、本開示に係るＮＣデータ作成支援装置、ＮＣデータ作成支援方法、及びＮＣデータ作成支援プログラムの実施の形態について図面を参照して説明する。

［実施の形態１］
図１を参照して、実施の形態１に係る加工対象物に加工を施すためのＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）加工システム１００の構成について説明する。

ＮＣ加工システム１００は、加工対象物に加工を施すＮＣ工作機１、ＮＣ工作機１の加工対象である加工対象物の加工後の立体形状を表す加工図データＤ１を作成する加工図データ作成装置２、計測対象物の立体形状を計測して三次元計測データＤ２を作成する三次元計測機３、及び、加工図データＤ１と三次元計測データＤ２とのマージデータＤ３に基づいてＮＣデータＤ４の作成を支援するＮＣデータ作成支援装置４を備える。

ＮＣ工作機１は、ＮＣデータＤ４に基づいて加工対象物に加工を施す。ＮＣデータＤ４は、ＮＣ工作機１の動作を制御するための情報である。詳しくは、ＮＣデータＤ４は、加工時の工具１３の動作を定義する情報である。加工対象物は、加工対象の物であって、例えば、製品の材料である。ＮＣ工作機１は、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤等の工作機械であり、切断、切削、研磨等の加工を加工対象物に施す。

ＮＣ工作機１は、ＮＣ工作機１の動作を制御するＮＣ装置１０、加工対象物が配置されるテーブル１１、加工対象物をテーブル１１に固定する治具１２、加工対象物に加工を施す複数の工具１３、及び複数の工具１３のいずれかの工具１３を駆動する駆動機構１４を含む。

ＮＣ装置１０は、ＮＣデータＤ４に基づいてＮＣ工作機１の動作を制御する。ＮＣ装置１０は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）といったプロセッサを含む。

治具１２は、加工対象物とテーブル１１とを把持する複数のクランプ１２１、及び荷重を加えて加工対象物の歪みを抑え、加工対象物を固定する重り１２２を含む。

複数の工具１３は、種類、形状、サイズ等が異なる。工具１３は、加工対象物を加工するための道具である。工具１３は、エンドミル、ドリル等の切削工具を含む。

駆動機構１４は、工具１３を三次元に移動させる移動機構を含む。また、駆動機構１４は、工具１３を回転させる回転機構を含む。回転機構及び移動機構は、ＮＣ装置１０によって動作が制御される。回転機構は、モータ、原動機等を含む。移動機構は、ボールネジ、スライド機構、モータ等を含む。

加工図データ作成装置２は、例えば、コンピュータである。加工図データ作成装置２は、設計者によって予め設計された加工対象物の加工後の立体形状を表す加工図データＤ１を作成する。加工図データＤ１は、例えば、三次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データであって、三次元ＣＡＤソフトを用いて作成される。作成された加工図データＤ１は、ＮＣデータ作成支援装置４に入力される。

三次元計測機３は、計測対象物の立体形状を計測する装置であって、例えば、三次元レーザスキャナである。計測対象物は、加工対象物と加工対象物をテーブル１１に固定する治具１２とを含む。詳しくは、三次元計測機３は、ＮＣ工作機１のテーブル１１に載置され、治具１２で固定された加工対象物の立体形状を計測して三次元計測データＤ２を作成する。より詳しくは、三次元計測データＤ２は、治具１２で組付けられた加工前の加工対象物Ｗの立体形状を示す三次元計測データＤ２を作成する。

三次元計測データＤ２は、加工対象物の加工前の形状の情報、サイズの情報、及びＮＣ工作機１での位置の情報と、治具１２の形状の情報、サイズの情報、及びＮＣ工作機１での位置の情報と、を示すデータを含む。以下、形状の情報、サイズの情報、及び位置の情報をそれぞれ、「形状情報」、「サイズ情報」及び「位置情報」という。作成された三次元計測データＤ２は、ＮＣデータ作成支援装置４に入力される。

ＮＣデータ作成支援装置４は、例えば、コンピュータである。ＮＣデータ作成支援装置４は、加工図データＤ１と三次元計測データＤ２とに基づいてマージデータＤ３を作成し、そのマージデータＤ３に基づいてＮＣデータＤ４を作成する。

次に、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、加工図データ作成装置２が作成する加工図データＤ１について説明する。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１を参照して説明した加工図データＤ１によって示される加工図Ｇｋの一例を示す図である。詳しくは、図２（ａ）は、加工対象物Ｗの平面を示す加工図Ｇｋ１であり、図２（ｂ）は、加工対象物Ｗの側面を示す加工図Ｇｋ２である。なお、加工対象物Ｗの大きさ、形状等は、特に限定されないが、例えば、加工対象物Ｗは、長手方向の長さが５メートル、短手方向の長さが３メートル、長手方向及び短手方向に直交する方向の長さが２５ミリメートルの部材である。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）では、サイズ線の数字（寸法）を「〇〇」で示している。

以下では、加工対象物Ｗが、平板状の基部Ｗ１と、基部Ｗ１から突出する４つの突起部Ｗ２と、を有し、加工対象物Ｗの４つの突起部Ｗ２のそれぞれに穴Ｈを形成する切削加工が施されるものとする。以下、加工対象物Ｗの加工が施される箇所を「加工箇所」という。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す例では、穴Ｈが加工箇所に相当する。加工箇所は、例えば、加工対象物Ｗの設計者によって指定される。

加工図Ｇｋは、加工対象物Ｗの加工後の形状情報及びサイズ情報を表している。加工対象物Ｗの加工後の形状情報及びサイズ情報は、切削される穴Ｈが形成される加工箇所の加工後の形状情報、サイズ情報及び位置情報を含む。

次に、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、図１を参照して説明した三次元計測機３が作成する三次元計測データＤ２について説明する。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して説明した加工対象物Ｗが、治具１２によってテーブル１１に固定されたＮＣ工作機１を示す図である。加工対象物Ｗは、作業者によって治具１２でテーブル１１に固定される。加工対象物Ｗを固定する治具１２の種類、数量、及び位置は、例えば、作業者が決定する。図３（ａ）及び図３（ｂ）では、加工対象物Ｗは、９つのクランプ１２１と１つの重り１２２とによってテーブル１１に固定される。なお、以下では、加工対象物Ｗと治具１２とを区別するために、治具１２に点ハッチングを付して示す場合がある。

また、以下では、加工対象物Ｗが載置される矩形のテーブル１１の載置面１１ｓの辺に沿う方向のいずれかをＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とする。すなわち、工具１３は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に自在に移動する。なお、加工対象物Ｗは、長手方向をＸ軸方向に、短手方向をＹ軸方向に一致させてテーブル１１に載置されるものとする。また、加工原点Ｏｒ１として、載置面１１ｓ上の予め定められた位置が設定される。加工原点Ｏｒ１は、例えば、ＮＣ加工システム１００の管理者によって設定される。以下では、加工対象物Ｗの加工原点Ｏｒ１に最も近い位置をワーク原点Ｏｒ２という。

三次元計測機３は、例えば、作業者によるスキャン開始の指示に基づいて動作する。詳しくは、三次元計測機３は、加工原点Ｏｒ１を始点として、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に、加工対象物Ｗの全体とすべてのクランプ１２１と重り１２２とを含む計測対象物を三次元的に計測し、計測対象物の立体形状を示す情報を得ることにより三次元計測データＤ２を作成する。例えば、三次元計測機３は、レーザーで計測対象物を走査しながら照射することにより、点群データを含む三次元計測データＤ２を作成する。点群データは、計測対象物の走査線上の表面の複数の点の座標データ、すなわち、位置を示す情報の集合体である。

三次元計測データＤ２は、加工対象物Ｗとクランプ１２１と重り１２２とが一体となった一体物の形状情報、サイズ情報及び位置情報を含む。三次元計測データＤ２が示す位置情報は、加工原点Ｏｒ１を原点とした座標で表される。

次に、図１を参照して説明したＮＣデータ作成支援装置４の構成について、図４及び図５を参照して詳細に説明する。

図４に示すように、ＮＣデータ作成支援装置４は、利用者による操作を受け付ける操作部４１、画像を表示するディスプレイ装置４２、各種データの送受信を行う通信部４３、各種処理を実行するプロセッサ４４、プロセッサ４４の作業領域として用いられる主記憶装置４５、及び各種データを記憶する補助記憶装置４６を備える。

操作部４１は、利用者による操作を受け付けて、その操作に応じた信号をプロセッサ４４へ出力する。操作部４１は、タッチセンサ、キーボード、マウス等である。なお、利用者は、作業者、管理者及び設計者を含む。

ディスプレイ装置４２は、プロセッサ４４から出力された信号に基づいて画像を表示する。ディスプレイ装置４２は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等である。

通信部４３は、プロセッサ４４による制御に基づいて、図１に示すＮＣ工作機１、加工図データ作成装置２及び三次元計測機３との間でデータの送受信を行う。通信部４３は、イーサネット（登録商標）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等の通信規格に対応する通信を行う通信機器である。

主記憶装置４５は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。

補助記憶装置４６は、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＤＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の不揮発性メモリを含む。

補助記憶装置４６は、データを記憶する記憶部４６０を含む。図５に示す記憶部４６０は、ＮＣデータ作成支援プログラムＰＧを記憶する。また、記憶部４６０は、工具データを記憶する工具データ記憶部４６１、及び治具データを記憶する治具データ記憶部４６２を含む。

工具データは、工具１３に関する情報を示す。工具１３に関する情報は、例えば、工具１３の種類の情報と、工具１３の立体形状、サイズ等の情報を含む三次元モデルの情報と、工具１３が加工可能な材料の情報と、を含む。なお、サイズは、直径及び長さを含む。

治具データは、治具１２に関する情報を示す。治具１２に関する情報は、例えば、治具１２の種類の情報と、治具１２の立体形状、サイズ等の情報を含む三次元モデルの情報と、を含む。工具データ及び治具データは、管理者によって記憶部４６０に予め記憶される。

図４に示すプロセッサ４４は、補助記憶装置４６に記憶されているＮＣデータ作成支援プログラムＰＧを主記憶装置４５に読み出して実行する。これにより、プロセッサ４４は、ＮＣデータ作成支援装置４の動作を制御する制御部４４０として機能する。プロセッサ４４は、例えば、ＭＰＵである。

図５に示す制御部４４０は、設定情報の入力を受け付けるソフトウェア設定部４４１、加工図データＤ１を入力する加工図データ入力部４４２、三次元計測データＤ２を入力する三次元計測データ入力部４４３、マージデータＤ３を作成するマージデータ作成部４４４、及びＮＣデータＤ４を作成するＮＣデータ作成部４４５を含む。

ソフトウェア設定部４４１は、ＮＣデータＤ４の作成に必要な設定情報の入力を受け付ける。設定情報は、例えば、操作部４１を介して入力され、そのデータが記憶部４６０に記憶される。

設定情報は、複数の設定項目に関する情報を含む。設定項目は、例えば、ＮＣデータＤ４の出力先、工具１３と加工対象物Ｗ又は治具１２とのクリアランス、加工箇所の追加指定、加工箇所の除外指定、治具１２の選定、工具１３の選定、三次元計測データＤ２のノイズ除去の強度指定等である。設定項目は、例えば、ＮＣデータ作成支援プログラムＰＧをカスタマイズすることにより、変更、追加又は削除できる。ＮＣデータ作成支援プログラムＰＧのカスタマイズは、例えば、管理者によって行われる。

加工図データ入力部４４２は、加工図データ作成装置２によって作成された加工図データＤ１を入力する。

三次元計測データ入力部４４３は、三次元計測機３によって作成された三次元計測データＤ２を入力する。

マージデータ作成部４４４は、加工図データ入力部４４２によって入力された加工図データＤ１と、三次元計測データ入力部４４３によって入力された三次元計測データＤ２と、に基づいてマージデータＤ３を作成する。

マージデータ作成部４４４は、例えば、図６に示すマージ図Ｇｍ１のデータをマージデータＤ３として作成する。

図６は、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して説明した加工図Ｇｋを示す加工図データＤ１と、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して説明した三次元計測データＤ２と、に基づいて作成されるマージ図Ｇｍ１の一例である。

マージ図Ｇｍ１では、加工図データＤ１で表される加工対象物Ｗと治具１２とが表される。詳しくは、マージ図Ｇｍ１では、三次元計測データＤ２が表す物体のうち治具１２として認識された物体が、治具１２として表される。

マージ図Ｇｍ１は、加工対象物Ｗの形状情報及びサイズ情報に加え、複数の治具１２のそれぞれの形状情報と、サイズ情報と、図３（ａ）を参照して説明したワーク原点Ｏｒ２を基準とする位置情報と、を表す。なお、図６では、サイズ線は省略しているが、マージ図Ｇｍ１は、加工図Ｇｋで表される加工対象物Ｗの形状情報及びサイズ情報に加え、各治具１２の形状情報と、各治具１２のサイズ情報と、各治具１２のワーク原点Ｏｒ２を基準とする位置情報と、を表す。

マージデータ作成部４４４は、マージ図Ｇｍ１のデータを作成するために、三次元計測データＤ２に含まれる情報から、加工図データＤ１によって示される加工対象物Ｗの情報として形状情報、サイズ情報及び位置情報を取得する。なお、三次元計測データＤ２から取得する加工対象物Ｗの位置情報は、加工原点Ｏｒ１からの座標で表される。

マージデータ作成部４４４は、三次元計測データＤ２から、加工対象物Ｗの形状情報、サイズ情報及び位置情報を取得すると、加工対象物Ｗ以外の三次元計測データＤ２の情報に基づいて、複数の治具１２の形状情報とサイズ情報と位置情報とを取得する。

マージデータ作成部４４４は、三次元計測データＤ２に含まれる点群データで表される物体の中から治具データ記憶部４６２に記憶される治具データが示す治具１２の形状情報及びサイズ情報が一致する物体を探索する。マージデータ作成部４４４は、治具データ記憶部４６２に記憶される治具データが示す治具１２の形状情報及びサイズ情報が一致する物体を点群データの中から見つけると、その見つけた物体を、治具データ記憶部４６２に記憶される治具データが示す治具１２、すなわち、点群データの中から見つけた物体と形状情報及びサイズ情報が一致する治具１２であると認識する。なお、治具１２と形状情報及びサイズ情報が一致する物体は、完全に一致する場合に加え、予め設定された許容範囲で一致する物体を含む。

マージデータ作成部４４４は、加工図データＤ１から取得した加工対象物Ｗの形状情報とサイズ情報と位置情報と、三次元計測データＤ２で認識した治具１２の治具データ記憶部４６２に記憶される形状情報とサイズ情報と位置情報とに基づいてマージデータＤ３を作成する。すなわち、マージデータ作成部４４４は、加工図データＤ１から取得した加工対象物Ｗを示す情報と、三次元計測データＤ２で認識した治具１２の情報と、に基づいてマージデータＤ３を作成する。

また、マージデータＤ３は、治具１２を識別するための治具識別情報を含む。マージデータ作成部４４４は、マージデータＤ３を作成する際に、治具識別情報を作成し、作成した治具識別情報を対応する治具１２に関連付けてマージデータＤ３を作成する。なお、治具識別情報は、治具１２を識別できる情報であれば特に限定されないが、例えば、治具１２の種類と、シーケンス番号と、の組み合わせである。

また、マージデータＤ３は、加工箇所であることを示す加工箇所情報と、加工部位であることを示す加工部位情報と、を更に含む。加工箇所情報及び加工部位情報は、ＮＣデータＤ４を作成するために、例えば作業者によって指定される。

作業者は、例えば、マージ図Ｇｍ１に含まれる複数の点を加工箇所又は加工箇所を含む加工部位として指定することができる。

図６に示す例では、４つの穴Ｈのそれぞれを構成する複数の点が加工箇所として指定され、４つの突起部Ｗ２のそれぞれを構成する複数の点が加工部位として指定される。以下、４つの突起部Ｗ２がそれぞれ、「切削対象Ａ」、「切削対象Ｂ」、「切削対象Ｃ」及び「切削対象Ｄ」として指定されるものとする。

マージデータ作成部４４４は、加工箇所が指定されると、加工箇所情報を作成し、作成した加工箇所情報を、対応する加工箇所に関連付けてマージデータＤ３を作成する。同様に、マージデータ作成部４４４は、加工部位が指定されると、加工部位情報を作成し、作成した加工部位情報を、対応する加工部位に関連付けてマージデータＤ３を作成する。

図５に示すＮＣデータ作成部４４５は、マージデータＤ３に基づいてＮＣデータＤ４を作成する。

ＮＣデータ作成部４４５は、ＮＣデータＤ４を作成するために、図７（ａ）に示すように、加工対象物Ｗを加工する際に工具１３が移動する経路の軌跡を示す移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。移動軌跡Ｔが取得できるか否かの判定は、工具１３が加工対象物Ｗ及び治具１２と接触することなく、加工対象物Ｗに加工を施すことができるか否かを、例えばシミュレーションすることにより行われる。移動軌跡Ｔを取得できるか否かの判定に使用される工具１３は、種類、形状、サイズ等が、例えば作業者によって指定されることにより決定される。決定された工具１３の種類の情報、形状の情報、及びサイズの情報は、ＮＣデータ作成部４４５に入力され、ＮＣデータ作成部４４５は、入力された工具１３の種類の情報、形状の情報、及びサイズの情報に基づいて移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。

図７（ａ）に示す例では、ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３が加工対象物Ｗ及び治具１２と接触することなく、加工原点Ｏｒ１をスタートし、図２（ａ）を参照して説明した４つの穴Ｈが形成される箇所を通過して、加工原点Ｏｒ１に戻ることができるか否かを判定することにより、移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。なお、図７（ａ）は、図３（ｂ）に対応し、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して説明した三次元計測機３によって計測された加工対象物Ｗが固定されたＮＣ工作機１を示す図である。

ＮＣデータ作成部４４５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向、すなわち工具１３の面内方向への移動で移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のみの移動では移動軌跡Ｔを取得できないと判定した場合、Ｚ軸方向、すなわち面外方向の工具１３の移動によって移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。

ＮＣデータ作成部４４５は、面内方向への工具１３の移動では、アクセス可能範囲Ｒａに基づいて、移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。アクセス可能範囲Ｒａは、工具１３が加工対象物Ｗを加工するために必要な範囲である。

図７（ｂ）に示すように、アクセス可能範囲Ｒａは、工具データ記憶部４６１に記憶された工具データと、クリアランスＣＬと、に基づいて取得される。詳しくは、アクセス可能範囲Ｒａは、工具１３の半径ＲとクリアランスＣＬとを加算した値だけ、工具１３の中心軸ＡＸから離れた円形の範囲である。クリアランスＣＬは、操作部４１を介して予めソフトウェア設定部４４１に入力される。

ＮＣデータ作成部４４５は、加工原点Ｏｒ１をスタートしてからすべての加工箇所を通過して加工原点Ｏｒ１に戻るまでのＸ軸方向及びＹ軸方向の範囲において、アクセス可能範囲Ｒａの直径以上の範囲が連続してあるか否かを判定する。ＮＣデータ作成部４４５は、加工原点Ｏｒ１をスタートしてからすべての加工箇所を通過して加工原点Ｏｒ１に戻るまでの範囲において、アクセス可能範囲Ｒａの直径以上の範囲が連続してあると判定すると、その範囲を通る工具１３の経路を示す移動軌跡Ｔを取得する。

一方、ＮＣデータ作成部４４５は、面内方向の移動のみでは移動軌跡Ｔを取得できないと判定すると、面外方向へ工具１３を移動させて、移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。

例えば、図８（ａ）に示すように、ＮＣデータ作成部４４５は、クランプ１２１と重り１２２との間の距離がアクセス可能範囲Ｒａの直径よりも小さい狭小箇所Ｐｎがあるため、工具１３の面内方向のみの移動では移動軌跡Ｔを取得できないと判定した場合、図８（ｂ）に示すように、工具１３を面外方向、具体的には、工具１３を＋Ｚ軸方向に移動させることにより、移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。

ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３を＋Ｚ軸方向に移動させることにより、工具１３がクランプ１２１及び重り１２２と接触することを回避できるため、移動軌跡Ｔを取得できると判定した場合、その工具１３の＋Ｚ軸方向への移動も含めた経路の移動軌跡Ｔを取得する。なお、図８（ａ）は、狭小箇所Ｐｎを含む形態で加工対象物Ｗが固定されたＮＣ工作機１を示す図である。

一方、ＮＣデータ作成部４４５は、＋Ｚ軸方向に移動させることができる限界まで工具１３を移動させても、工具１３とクランプ１２１又は重り１２２との接触を回避できないと判定した場合、移動軌跡Ｔを取得できないと判定する。

ＮＣデータ作成部４４５は、４つの穴Ｈの加工順序の変更、４つの穴Ｈへのアクセス方向の変更等によって、複数の移動軌跡Ｔを取得した場合、複数の移動軌跡Ｔの中から、工具１３の移動距離が最短になる移動軌跡Ｔを最適軌跡ＳＴとして取得する。最適軌跡ＳＴの取得は、例えば、遺伝的アルゴリズム、ランダムサーチ、山登り法等の近似アルゴリズムが利用される。なお、ＮＣデータ作成部４４５は、１つの移動軌跡Ｔのみを取得した場合、その移動軌跡Ｔを最適軌跡ＳＴとして取得する。

ＮＣデータ作成部４４５は、移動軌跡Ｔが取得できると判定し、最適軌跡ＳＴを取得すると、工具１３が最適軌跡ＳＴを描いて移動するＮＣデータＤ４を作成する。

一方、ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３を＋Ｚ軸方向に移動させても狭小箇所Ｐｎを通過できない、すなわち、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において、アクセス可能範囲Ｒａの直径以上の範囲がなく、かつ、Ｚ軸方向において、工具１３を＋Ｚ軸方向の限界まで移動させても、工具１３とクランプ１２１又は重り１２２との接触を回避できない判定した場合、移動軌跡Ｔを取得できないと判定する。

ＮＣデータ作成部４４５は、移動軌跡Ｔを取得できないと判定すると、工具データ記憶部４６１に記憶された工具１３に関する情報を参照して、工具１３を変更することにより、移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。移動軌跡Ｔを取得できるか否かの判定は、工具１３が加工対象物Ｗ及び治具１２と接触することなく、加工対象物Ｗに加工を施すことができるか否かを、例えばシミュレーションすることにより行われる。

ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３の種類、形状、及びサイズの少なくとも一つを変更することにより、移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。ＮＣデータ作成部４４５は、移動軌跡Ｔを取得できると判定すると、その移動軌跡Ｔを取得できる工具１３を変更候補の工具１３として通知する。変更候補の工具１３は、工具データ記憶部４６１に記憶された工具１３が加工可能な材料の情報に基づいて、加工箇所を加工できる工具１３の中から選択される。

例えば、ＮＣデータ作成部４４５は、図９（ａ）に示す情報通知画面Ｇｔ１をディスプレイ装置４２に表示させる。情報通知画面Ｇｔ１は、変更候補の工具１３に関する情報を通知するためのメッセージＭ１を含む。

メッセージＭ１がクリックされると、変更候補の工具１３に関する詳細情報が表示される。具体的には、工具１３の種類、立体形状、サイズ等の情報が表示される。

メッセージＭ１は、加工部位の名称情報及び加工部位の位置情報とともに表示される。加工部位の名称情報及び加工部位の位置情報は、マージデータＤ３に含まれる加工部位情報に基づいて取得される。例えば、ＮＣデータ作成部４４５は、図８（ａ）を参照して説明した狭小箇所Ｐｎに最も近く、かつ加工原点Ｏｒ１から狭小箇所Ｐｎよりも離れた加工箇所を含む加工部分の位置情報をマージデータＤ３から取得し、情報通知画面Ｇｔ１に表示させる。これにより、作業者は、加工できない箇所を容易に把握できる。

また、ＮＣデータ作成部４４５は、移動軌跡Ｔを取得できないと判定した場合、治具データ記憶部４６２に記憶された治具１２の情報を参照して、治具１２の形状、及びサイズのうちの少なくとも一つを変更して、移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。

ＮＣデータ作成部４４５は、治具１２の形状、及びサイズのうちの少なくとも一つを変更することにより、移動軌跡Ｔを取得できると判定すると、その移動軌跡Ｔを取得することができる治具１２を変更候補の治具１２として通知する。変更候補の治具１２は、治具データ記憶部４６２に記憶された治具データに基づいて、加工対象物Ｗをテーブル１１に固定可能な治具１２の中から選択される。

また、ＮＣデータ作成部４４５は、マージデータＤ３から取得した治具１２の位置情報に基づいて、取得した治具１２の位置を変更することにより、移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。

ＮＣデータ作成部４４５は、マージデータＤ３から取得した治具１２の位置を変更することにより、移動軌跡Ｔを取得できると判定すると、その移動軌跡Ｔを取得することができる治具１２の位置を、変更候補の治具１２の位置として通知する。

例えば、ＮＣデータ作成部４４５は、図９（ｂ）に示す情報通知画面Ｇｔ２をディスプレイ装置４２に表示させる。情報通知画面Ｇｔ２は、変更候補の治具１２に関する情報を通知するためのメッセージＭ２を含む。

メッセージＭ２がクリックされると、変更候補の治具１２に関する詳細情報が表示される。具体的には、治具１２の形状、サイズ、変更する位置等の情報が表示される。

メッセージＭ１と同様に、メッセージＭ２は、加工部位の名称情報及び加工部位の位置情報とともに取得される。これにより、作業者は、加工できない箇所を容易に把握できる。

また、ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３及び治具１２を変更しても移動軌跡Ｔを取得できないと判定した場合、移動軌跡Ｔを取得できないことを示す情報を通知する。例えば、ＮＣデータ作成部４４５は、図９（ｃ）に示す情報通知画面Ｇｔ３をディスプレイ装置４２に表示させる。情報通知画面Ｇｔ３は、移動軌跡Ｔを取得できないことを示すエラーを通知するメッセージＭ３を含む。

［支援処理］
以下、図１０及び図１１を参照して、加工図データ入力部４４２、三次元計測データ入力部４４３、マージデータ作成部４４４、及びＮＣデータ作成部４４５によって実行される支援処理について説明する。図１０に示す支援処理は、例えば、ＮＣデータ作成支援プログラムＰＧが実行されることにより開始される。なお、支援処理は、「ＮＣデータ作成支援方法」の一例である。

ＮＣ加工の作業者による支援処理の開始の指示に応じて支援処理が開始されると、加工図データ入力部４４２は、加工図データＤ１を入力する（ステップＳ１０２）。加工図データＤ１は、図１を参照して説明したように、加工図データ作成装置２において設計者によって予め作成される。例えば、作業者は、作成された加工図データＤ１を、通信部４３を介してＮＣデータ作成支援装置４に入力する。

次に、三次元計測データ入力部４４３は、三次元計測データＤ２を入力する（ステップＳ１０４）。図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して説明したように、三次元計測データＤ２は、図１を参照して説明した三次元計測機３が、計測対象物、すなわち、治具１２で組付けられた加工前の加工対象物Ｗを予め三次元的に計測することにより作成される。例えば、作業者がスキャン開始を三次元計測機３に指示すると、三次元計測機３が計測対象物を三次元的に計測して三次元計測データＤ２を作成する。作業者は、作成された三次元計測データＤ２を、通信部４３を介してＮＣデータ作成支援装置４に入力する。

次に、マージデータ作成部４４４は、加工図データＤ１と三次元計測データＤ２とに基づいてマージデータＤ３を作成する（ステップＳ１０６）。詳しくは、マージデータ作成部４４４は、加工図データＤ１が表す加工対象物Ｗと治具１２とを表すマージ図Ｇｍ１のマージデータＤ３を作成する。

次に、ＮＣデータ作成部４４５は、マージデータＤ３に基づいてＮＣデータ作成処理を実行する（ステップＳ１０８）。

［ＮＣデータ作成処理］
図１１に示すＮＣデータ作成処理では、ＮＣデータ作成部４４５は、図７（ａ）を参照して説明した移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。詳しくは、ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３が加工対象物Ｗ及び治具１２と接触することなく、加工原点Ｏｒ１をスタートし、４つの穴Ｈを切削した後、加工原点Ｏｒ１に戻ることができるか否かを判定することにより、移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する。

より詳しくは、ＮＣデータ作成部４４５は、図７（ａ）～図８（ｂ）を参照して説明したように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において、アクセス可能範囲Ｒａの直径以上の範囲が加工原点Ｏｒ１をスタートしてからすべての加工箇所を通過して加工原点Ｏｒ１に戻るまでに連続してあるか否かを判定する。ＮＣデータ作成部４４５は、アクセス可能範囲Ｒａの直径以上の範囲が加工原点Ｏｒ１をスタートしてからすべての加工箇所を通過して加工原点Ｏｒ１に戻るまで連続してあると判定すると、移動軌跡Ｔを取得できると判定する。

一方、ＮＣデータ作成部４４５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において、アクセス可能範囲Ｒａの直径以上の範囲が加工原点Ｏｒ１をスタートしてからすべての加工箇所を通過して加工原点Ｏｒ１に戻るまで連続してないと判定すると、工具１３を＋Ｚ軸方向を移動させることにより、治具１２を越えられるか否かを判定する。＋Ｚ軸方向の限界まで工具１３を移動させても、工具１３が治具１２を越えられないと判定すると、移動軌跡Ｔを取得できないと判定する。一方、ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３を＋Ｚ軸方向を移動させることにより、工具１３が治具１２を越えられると判定すると、移動軌跡Ｔを取得できると判定する。

ＮＣデータ作成部４４５は、移動軌跡Ｔを取得できると判定すると（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、工具１３の移動の経路を示す移動軌跡Ｔの中から最適軌跡ＳＴを取得する（ステップＳ２０４）。詳しくは、ＮＣデータ作成部４４５は、移動軌跡Ｔを複数取得した場合、複数の移動軌跡Ｔの中から、近似アルゴリズムを利用して最短の移動軌跡Ｔを最適軌跡ＳＴとして取得する。なお、ＮＣデータ作成部４４５は、１つの移動軌跡Ｔのみを取得した場合、取得した１つの移動軌跡Ｔを最適軌跡ＳＴとして取得する。

次に、ＮＣデータ作成部４４５は、最適軌跡ＳＴを描いて工具１３を移動させるＮＣデータＤ４を作成し、作成したＮＣデータＤ４を、作業者が予め指定した出力先に記憶させて（ステップＳ２０６）、図１０に示す支援処理のステップＳ１１０へ戻る。

一方、ＮＣデータ作成部４４５は、移動軌跡Ｔを取得できないと判定すると（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、工具データ記憶部４６１に記憶された工具１３の種類の情報と、工具１３の立体形状と、工具１３のサイズの情報と、を参照して、工具１３の種類、形状、及びサイズの少なくとも一つを変更することにより、移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。なお、移動軌跡Ｔを取得できるか否かの判定は、ステップＳ２０２と同様にして行われる。

ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３の種類、形状、及びサイズの少なくとも一つを変更することにより、移動軌跡Ｔを取得できると判定すると（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）、図９（ａ）を参照して説明したように、変更候補の工具１３に関する情報を通知して（ステップＳ２１０）、図１０に示す支援処理のステップＳ１１０へ戻る。

一方、ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３の種類、形状、及びサイズを変更しても、移動軌跡Ｔを取得できないと判定すると（ステップＳ２０８；Ｎｏ）、治具データ記憶部４６２に記憶された治具１２の立体形状の情報と、サイズの情報と、マージデータＤ３における治具１２の位置と、を参照して、治具１２の形状、サイズ、及び位置のうちの少なくとも一つを変更することにより、移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定する（ステップＳ２１２）。なお、移動軌跡Ｔを取得できるか否かの判定は、ステップＳ２０２と同様にして行われる。

ＮＣデータ作成部４４５は、治具１２の形状、サイズ、及び位置のうちの少なくとも一つを変更することにより、移動軌跡Ｔを取得できると判定すると（ステップＳ２１２；Ｙｅｓ）、図９（ｂ）を参照して説明したように、変更候補の治具１２に関する情報を通知して（ステップＳ２１４）、図１０に示す支援処理のステップＳ１１０へ戻る。

また、ＮＣデータ作成部４４５は、治具１２の形状、サイズ、及び位置を変更しても、工具１３が加工対象物Ｗ又は治具１２に接触するため、移動軌跡Ｔを取得できないと判定すると（ステップＳ２１２；Ｎｏ）、図９（ｃ）を参照して説明したように、移動軌跡Ｔを取得できない旨を示すエラーを通知して（ステップＳ２１６）、図１０に示す支援処理のステップＳ１１０へ戻る。

図１０に示す支援処理のステップＳ１１０では、ＮＣデータ作成部４４５は、ＮＣデータ作成処理においてＮＣデータＤ４が作成されたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。例えば、ＮＣデータ作成部４４５は、ＮＣデータＤ４が設定された出力先に記憶されているか否かを判定することにより、ＮＣデータＤ４が作成されたか否かを判定する。

設定された出力先にＮＣデータＤ４が記憶されているため、ＮＣデータ作成処理によってＮＣデータＤ４が作成されたとＮＣデータ作成部４４５が判定すると（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、支援処理は終了する。

一方、ＮＣデータ作成部４４５は、設定された出力先にＮＣデータＤ４が記憶されていないため、ＮＣデータＤ４が作成されていないと判定すると（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、ＮＣデータ作成処理において、変更候補の工具１３が通知されたことにより、工具１３が変更されたか否かを判定する（ステップＳ１１２）。ＮＣデータ作成部４４５は、例えば、工具１３を変更したか否かを、ディスプレイ装置４２を介して作業者に問い合わせる。

工具１３を変更していない場合、作業者は、工具１３を変更していないことを示す情報を、操作部４１を介して入力する。一方、工具１３を変更した場合、作業者は、工具１３を変更したことを示す情報及び変更した工具１３に関する情報を、操作部４１を介して入力する。

ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３を変更したことを示す情報が入力されたことにより、工具１３が変更されたと判定すると（ステップＳ１１２；Ｙｅｓ）、変更された工具１３に関する情報を取得し、変更された工具１３の移動軌跡Ｔを取得するために、ステップＳ１０８へ戻る。

一方、ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３を変更していないことを示す情報が入力されたことにより、工具１３が変更されていないと判定すると（ステップＳ１１２；Ｎｏ）、治具１２が変更されたか否かを判定する（ステップＳ１１４）。ＮＣデータ作成部４４５は、例えば、治具１２を変更したか否かを、ディスプレイ装置４２を介して作業者に問い合わせる。

治具１２を変更していない場合、作業者は、治具１２を変更していないことを示す情報を、操作部４１を介して入力する。一方、治具１２を変更した場合、作業者は、治具１２を変更したことを示す情報を、操作部４１を介して入力する。

治具１２を変更したことを示す情報が入力されたことにより、治具１２が変更されたとＮＣデータ作成部４４５が判定すると（ステップＳ１１４；Ｙｅｓ）、変更された治具１２の形状情報、サイズ情報、及びワーク原点Ｏｒ２を基準とする位置情報を取得するために、ステップＳ１０４へ戻る。

一方、治具１２を変更していないことを示す情報が入力されたことにより、治具１２が変更されていないとＮＣデータ作成部４４５が判定すると（ステップＳ１１４；Ｎｏ）、支援処理は、終了する。

支援処理が終了し、ＮＣデータＤ４が作成された場合、作成されたＮＣデータＤ４は、通信部４３を介して出力され、出力されたＮＣデータＤ４は、ＮＣ工作機１のＮＣ装置１０へ入力される。ＮＣ装置１０は、入力されたＮＣデータＤ４に基づいてＮＣ工作機１の動作を制御する。これにより、工具１３が治具１２との接触を回避できる。また、最適軌跡ＳＴを描いて移動する工具１３によって加工対象物Ｗに加工が施される。

以上、実施の形態１について説明した。本実施の形態に係るＮＣデータ作成支援装置４によれば、加工図データＤ１と三次元計測データＤ２とに基づいて作成されたマージデータＤ３に基づいてＮＣデータＤ４が作成される。マージデータＤ３は、加工対象物Ｗの形状情報及びサイズ情報に加え、治具１２の形状情報、サイズ情報及びワーク原点Ｏｒ２を基準とする位置情報を含む。すなわち、ＮＣデータＤ４は、加工対象物Ｗの形状情報及びサイズ情報に加え、治具１２の形状情報、サイズ情報及びワーク原点Ｏｒ２を基準とする位置情報を含むデータに基づいてＮＣデータＤ４を作成できる。これにより、工具１３が治具１２に接触することを回避できるＮＣデータＤ４が作成される。この結果、工具１３が治具１２に接触することを回避するためにＮＣデータＤ４を編集する作業が不要になり、ＮＣデータ作成作業の効率を向上させることができる。

一般的に、製品の設計段階では、加工時に使用する治具１２が決定されないため、加工図データＤ１には、治具１２のサイズ情報及び位置情報は含まれない。仮に、加工図データに治具１２のサイズ情報及び位置情報が含まれると、使用する治具１２が、加工図データで示される種類及びサイズの治具１２に限定される。あるいは、治具１２の取り付け位置が加工図データで示される位置に限定される。これらの結果、ＮＣ加工作業の作業効率が低下する。また、多数の治具１２を使用する場合、治具１２のサイズ情報及び位置情報を加工図データに含めるために手間と時間とが必要になる。更に、治具１２のサイズ情報及び位置情報を加工図データに含めると、加工図データのデータ容量が大きくなり、加工図データを作成する装置、加工図ソフトなどの動作が遅くなる虞がある。本実施の形態に係るＮＣデータ作成支援装置４によれば、治具１２のサイズ情報及び位置情報のデータを加工図データＤ１に含める必要がないため、ＮＣ加工の作業効率を向上させることができる。

また、本実施の形態では、マージデータ作成部４４４は、三次元計測データＤ２に含まれる点群データで表される物体の中から治具データ記憶部４６２に記憶される治具データが示す治具１２の形状、サイズと一致する物体を治具１２として認識するため、三次元計測データＤ２に含まれる点群データで表される物体を治具１２としてより正確に認識できる。また、マージデータＤ３により正確な治具１２の情報を含むことができる。これにより、工具１３と治具１２との接触がより確実に回避できる。なお、治具１２として認識された物体は、三次元モデルにモデル化してもよい。

また、三次元計測データＤ２に含まれる点群データによって表される物体を治具１２として認識することにより、加工対象物Ｗを固定するために使用される治具１２の位置情報又はサイズ情報などの使用方法に関する情報を容易に把握することができる。使用方法に関する情報は、次回以降のＮＣ加工における治具１２の使用方法に役立てることができる。

また、本実施の形態では、ＮＣデータ作成部４４５は、工具１３が加工対象物Ｗ及び治具１２に接触することなく、加工対象物Ｗに加工を施すことができる否かをシミュレーションすることにより、工具１３の移動軌跡Ｔを取得できるか否かを判定し、工具１３の移動軌跡Ｔを取得できると判定すると、移動軌跡Ｔを工具１３が描いて移動するＮＣデータＤ４を作成する。これにより、工具１３と治具１２との接触がより確実に回避できる。

また、本実施の形態では、ＮＣデータ作成部４４５は、移動軌跡Ｔが複数取得された場合、工具１３の移動距離が最短となる最適軌跡ＳＴに基づいてＮＣデータＤ４を作成する。これにより、工具１３の移動の無駄を削減することができ、ＮＣ加工の作業効率を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、工具１３が加工対象物Ｗ又は治具１２に接触するために移動軌跡Ｔを取得できない場合において、変更候補の治具１２又は変更候補の工具１３に関する情報が通知される。これにより、作業者は、変更候補の治具１２又は変更候補の工具１３に関する情報を容易に把握でき、ＮＣデータＤ４の作成作業の効率を向上させることができる。

なお、図１０を参照して説明した支援処理のステップＳ１０２とステップＳ１０４との順番は、相互に入れ替え可能である。また、ステップＳ１０２は、加工図データ入力ステップに相当し、ステップＳ１０４は、三次元計測データ入力ステップに相当し、ステップＳ１０６は、マージデータ作成ステップに相当し、ステップＳ１０８は、ＮＣデータ作成ステップに相当する。

また、図１１を参照して説明したステップＳ２０８及びステップＳ２１０とステップＳ２１２及びステップ２１４との順番は、相互に入れ替え可能である。

また、本実施の形態では、変更候補の工具１３及び変更候補の治具１２のいずれか一方が通知されたが、ＮＣデータ作成部４４５は、変更候補の工具１３と変更候補の治具１２とを同時に通知してもよい。

また、本実施の形態では、加工箇所及び加工部位の指定がマージ図Ｇｍ１上で行われたが、加工箇所又は加工部位の指定は、例えば、加工図Ｇｋで行われてもよい。この場合、マージデータ作成部４４４は、加工図Ｇｋ上で指定された加工箇所を示す加工箇所情報のデータ、及び加工部位を示す加工部位情報のデータを、加工図Ｇｋを示す加工図データＤ１から取得して、その取得したデータをマージデータＤ３に含めてもよい。

また、本実施の形態では、三次元計測機３は、１つであったが、三次元計測機３の数は任意である。また、三次元計測機３は、非接触式の計測機であったが、三次元計測機３は、接触式の計測機であってもよい。あるいは、三次元計測機３は、接触式と非接触式との組み合わせであってもよい。例えば、高精度な加工が求められる部位は、接触式の計測機で計測され、それ以外の部位は、非接触式の計測機で計測されてもよい。

また、例えば、三次元計測機３が計測した後に温度、湿度等の環境の変化が生じた場合、あるいは、クランプ１２１又は重り１２２を移動させてしまった場合、三次元計測機３は、加工対象物Ｗ、クランプ１２１及び重り１２２の立体形状を再度計測して三次元計測データＤ２を作成してもよい。

また、マージデータ作成部４４４は、三次元計測データＤ２を統計的処理により、点群データの外れ値を除外してもよい。これにより、治具１２の誤認識が低減される。

また、三次元計測機３は、加工対象物Ｗの全体とすべてのクランプ１２１と重り１２２とを三次元的に計測したが、例えば、作業者によって指定された範囲のみを計測してもよい。

また、工具１３の数量は、複数に限定されず、１つでもよい。この場合、ＮＣデータ作成部４４５は、図１０のステップＳ１１２、図１１のステップＳ２０８及びステップＳ２１０を省略する。

また、クランプ１２１の数量及び重り１２２の数量は、加工対象物Ｗをテーブル１１に固定できる限り特に限定されず、例えば、クランプ１２１は、１つでもよいし、重り１２２は複数であってもよい。

また、本実施の形態では、加工箇所が４つである場合を説明したが、加工箇所及び数量は、任意であって特に限定されない。また、本実施の形態では、４つの突起部Ｗ２が加工部位として指定されたが、加工部位は、加工箇所を含む部位である限り、指定される部位及び数量は任意であって特に限定されない。

［実施の形態２］
図１２及び図１３を参照して、実施の形態２に係るＮＣ加工システム１００について説明する。実施の形態２に係るＮＣ加工システム１００の基本構成及び基本動作は、実施の形態１のＮＣ加工システム１００の基本構成及び基本動作と同様である。ただし、追加工が必要であるか否かを判定する点が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

図１２に示すように、ＮＣデータ作成支援装置４の制御部４４０は、追加工が必要か否かを判定する追加工判定部４４６を更に含む。追加工は、加工が施された加工箇所のサイズが予め定められた公差よりも大きい場合に施される加工である。

本実施の形態では、三次元計測機３は、ＮＣ工作機１によって加工が施された加工後の加工対象物Ｗの立体形状を計測し、加工後計測データを作成する。三次元計測データ入力部４４３は、三次元計測機３が作成した加工後計測データを追加工判定部４４６に入力する。加工後計測データは、加工後の加工箇所と加工後の加工部位とのそれぞれの形状情報、サイズ情報、及び位置情報を含む。

追加工判定部４４６は、入力された加工後計測データに基づいて追加工判定処理を実行する。

図１３に示す追加工判定処理では、追加工判定部４４６は、加工後計測データが示す加工後の加工箇所のサイズと、設計された加工後の加工箇所のサイズと、の差が予め指定された公差以下であるか否かを加工箇所ごとに判定する（ステップＳ３０２）。設計された加工後の加工箇所のサイズは、加工図データＤ１に基づいて取得される。以下、加工後計測データが示す加工後の加工箇所のサイズと、設計された加工後の加工箇所のサイズと、の差を「第１寸法差」という。なお、追加工判定部４４６は、加工箇所に代えて、加工後計測データが示す加工後の加工部位のサイズと、設計された加工後の加工部位のサイズと、の差が予め指定された公差以下であるか否かを判定してもよい。

追加工判定部４４６は、すべての加工箇所の第１寸法差が、予め指定された公差以下であると判定すると（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、追加工が不要であると判定する（ステップＳ３０４）。一方、追加工判定部４４６は、加工箇所のうちの少なくとも一つの第１寸法差が、予め指定された公差よりも大きいと判定すると（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、追加工が必要であると判定する（ステップＳ３０６）。追加工判定処理は、ステップＳ３０４又はステップＳ３０６の処理が実行されると終了する。

ＮＣデータ作成部４４５は、追加工判定処理において、追加工が必要であると判定されると、追加工のためのＮＣデータＤ４を作成する。追加工のためのＮＣデータＤ４は、追加工の前に施された加工とは異なる加工を加工対象物Ｗに施すためのデータである。例えば、ＮＣデータ作成部４４５は、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して説明した４つの穴Ｈのうちの２つの穴Ｈのサイズが、予め指定された公差よりも大きいと判定した場合、その２つの穴Ｈのサイズを、予め指定された公差以下とする加工が施されるＮＣデータＤ４を作成する。

作成された追加工のためのＮＣデータＤ４は、ＮＣ工作機１に入力される。ＮＣ工作機１は、追加工のためのＮＣデータＤ４に基づいて、加工対象物Ｗに加工を施すことにより、追加工が実行される。

以上、実施の形態２について説明した。本実施の形態に係るＮＣデータ作成支援装置４によれば、加工対象物Ｗの加工後の立体形状を計測したデータに基づいて追加工の要否が判定され、追加工が必要であると判定すると、追加工のためのＮＣデータＤ４が作成される。すなわち、追加工用のＮＣデータＤ４を作成するための手間と時間とを削減することができる。この結果、ＮＣ加工の作業効率を向上させることができる。

［実施の形態３］
図１４を参照して、実施の形態３に係るＮＣ加工システム１００について説明する。実施の形態３に係るＮＣ加工システム１００の基本構成及び基本動作は、実施の形態１及び２のＮＣ加工システム１００の基本構成及び基本動作と同様である。ただし、作成したＮＣデータＤ４の妥当性を検証するために、ＮＣデータＤ４に基づいてシミュレーションする点が実施の形態１又は２と異なる。以下、実施の形態１及び２と異なる点を中心に説明する。

図１４に示すように、制御部４４０は、ＮＣデータＤ４に基づいて再現モデルを示す再現データを作成するシミュレーション部４４７を更に備える。

再現モデルは、ＮＣデータＤ４に基づいて、加工対象物Ｗに施す加工がシミュレーションされることにより作成される加工後の加工対象物Ｗの立体形状である。シミュレーション部４４７は、例えば、シミュレーションソフトを利用して、設計された加工対象物Ｗの加工前の立体形状を表す加工図データに対して、ＮＣデータ作成部４４５が作成したＮＣデータＤ４を入力することにより再現モデルを作成する。なお、設計された加工対象物Ｗの加工前の立体形状を表す加工図データは、加工図データＤ１とは異なる。

シミュレーション部４４７は、加工図データＤ１によって示される設計された加工後の加工対象物Ｗの形状と再現データによって示される再現モデルの形状とを比較することにより、設計された加工後の加工対象物Ｗの形状と再現モデルの形状との違い、すなわち、設計された加工後の加工対象物Ｗのサイズと再現モデルのサイズとの差を取得する。具体的には、シミュレーション部４４７は、設計された加工後の加工箇所のサイズと、再現モデルの加工箇所に相当する部分のサイズと、の差を取得する。以下、設計された加工後の加工箇所のサイズと、再現モデルの加工箇所に相当する部分のサイズと、の差を「第２寸法差」という。なお、シミュレーション部４４７は、加工箇所に代えて、設計された加工後の加工部位のサイズと、再現モデルの加工部位に相当する部分のサイズと、の差を取得してもよい。

シミュレーション部４４７は、第２寸法差を加工箇所ごとに取得し、第２寸法差を情報として通知する。具体的には、シミュレーション部４４７は、加工箇所ごとの第２寸法差をカラーコンタでディスプレイ装置４２に表示する。これにより、作業者は、削りすぎ、削り残しといった箇所を容易に把握でき、設計された加工量に対する再現モデルの加工量の大小を容易に把握できる。

第２寸法差の確認、ＮＣデータＤ４の修正、シミュレーションした再現モデルの作成、設計された加工後の加工対象物Ｗと再現モデルとの比較、及び第２寸法差の確認といった作業が繰り返えされることにより、より精度の高いＮＣデータＤ４を作成することができる。

以上、実施の形態３について説明した。ＮＣデータＤ４は、文字と数字の羅列であるため、ＮＣデータＤ４の妥当性を検証することは困難であるが、本実施の形態に係るＮＣデータ作成支援装置４によれば、作業者は、再現モデルの加工量の大小を容易に把握できるため、ＮＣデータＤ４の妥当性を容易に検証できる。この結果、ＮＣ加工の作業効率を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、第２寸法差が視覚的に通知される。これにより、作業者は、削りすぎ、削り残しといった箇所をより容易に把握でき、ＮＣデータＤ４の妥当性をより容易に把握できる。

なお、本開示は、上述した実施の態様の例に限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、その他の態様で実施できる。

例えば、実施の形態１～３は、適宜組み合わせ可能である。詳しくは、ＮＣ工作機１は、実施の形態２で説明した追加工の要否を判定する追加工判定部４４６に加え、実施の形態３で説明した第２寸法差を視覚的に通知するシミュレーション部４４７を備えてもよい。

また、ＮＣデータ作成支援装置４及び加工図データ作成装置２が、それぞれ異なる装置である構成を例に説明したが、加工図データ作成装置２は、ＮＣデータ作成支援装置４に組み込まれてもよい。具体的には、ＮＣデータ作成支援装置４に加工図データＤ１を作成するソフトとしてＣＡＤソフトがインストールされ、ＮＣデータ作成支援装置４が加工図データＤ１を作成してもよい。

また、本開示では、ＮＣ工作機１が加工対象物Ｗを固定し、工具１３を移動させることにより加工対象物Ｗに加工を施したが、ＮＣ工作機１は、工具１３に加えて、加工対象物Ｗを移動させてもよい。

また、本開示では、ＮＣ工作機１が加工対象物Ｗに切削する加工を例に説明したが、ＮＣ工作機１が加工対象物Ｗに施す加工は、切削加工に限定されず、切断、研磨等の加工であってもよい

また、ＮＣデータ作成支援プログラムＰＧを記録する記録媒体としては、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ、半導体メモリ、及び磁気テープを含むコンピュータ読取可能な記録媒体を使用することができる。

１ ＮＣ工作機、２ 加工図データ作成装置、３ 三次元計測機、４ ＮＣデータ作成支援装置、１０ ＮＣ装置、１１ テーブル、１２ 治具、１３ 工具、１４ 駆動機構、４１ 操作部、４２ ディスプレイ装置、４３ 通信部、４４ プロセッサ、４５ 主記憶装置、４６ 補助記憶装置、１２１ クランプ、１２２ 重り、４４０ 制御部、４４１ ソフトウェア設定部、４４２ 加工図データ入力部、４４３ 三次元計測データ入力部、４４４ マージデータ作成部、４４５ ＮＣデータ作成部、４４６ 追加工判定部、４４７ シミュレーション部、４６１ 工具データ記憶部、４６２ 治具データ記憶部、ＡＸ 中心軸、ＣＬ クリアランス、Ｄ１ 加工図データ、Ｄ２ 三次元計測データ、Ｄ３ マージデータ、Ｄ４ ＮＣデータ、Ｇｋ 加工図、Ｇｋ１ 加工図、Ｇｋ２ 加工図、Ｇｔ１ 情報通知画面、Ｇｔ２ 情報通知画面、Ｇｔ３ 情報通知画面、Ｇｍ１ マージ図、Ｈ 穴、Ｍ１ メッセージ、Ｍ２ メッセージ、Ｍ３ メッセージ、Ｏｒ１ 加工原点、Ｏｒ２ ワーク原点、ＰＧ ＮＣデータ作成支援プログラム、Ｒ 半径、Ｒａ アクセス可能範囲、Ｗ 加工対象物、Ｗ１ 基部、Ｗ２ 突起部。

Claims (12)

1. ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）工作機の加工対象である加工対象物の加工後の立体形状を表す加工図データを入力する加工図データ入力部と、
   治具で固定された前記加工対象物の加工前の立体形状を計測して作成された三次元計測データを入力する三次元計測データ入力部と、
   前記加工図データと前記三次元計測データとに基づいてマージデータを作成するマージデータ作成部と、
   前記マージデータに基づいてＮＣデータを作成するＮＣデータ作成部と、
   を備える、ＮＣデータ作成支援装置。
2. 前記マージデータ作成部は、前記加工図データが表す前記加工対象物と、前記治具と、を表すマージ図のデータを前記マージデータとして作成する、請求項１に記載のＮＣデータ作成支援装置。
3. 前記治具に関する情報を記憶する治具データ記憶部を更に備え、
   前記治具に関する情報は、前記治具の立体形状を示す情報及び前記治具のサイズを示す情報を含み、
   前記三次元計測データは、前記治具で固定された前記加工対象物の加工前の立体形状の表面の複数の点のそれぞれの位置を示す情報を含む点群データを含み、
   前記マージデータ作成部は、
   前記点群データで表される物体の中から、前記治具データ記憶部に記憶された前記治具の立体形状を示す情報及び前記治具のサイズを示す情報と一致する物体を前記治具として認識し、
   前記加工図データから取得した前記加工対象物の情報と、前記三次元計測データで前記治具として認識した前記治具に関する情報と、に基づいて、前記マージデータを作成する、請求項２に記載のＮＣデータ作成支援装置。
4. 前記ＮＣデータ作成部は、
   前記加工対象物に加工を施す工具が前記加工対象物及び前記治具と接触することなく、前記加工対象物に加工を施すことができるか否かを判定することにより、前記工具が移動する軌跡を示す移動軌跡を取得できるか否かを判定し、
   前記移動軌跡を取得できると判定した場合、前記工具が前記移動軌跡を描いて移動する前記ＮＣデータを作成する、請求項３に記載のＮＣデータ作成支援装置。
5. 前記ＮＣデータ作成部は、複数の前記移動軌跡を取得した場合、前記移動軌跡が最短になる前記ＮＣデータを作成する、請求項４に記載のＮＣデータ作成支援装置。
6. 前記ＮＣデータ作成部は、前記移動軌跡を取得できないと判定した場合、前記移動軌跡を取得できないことを示す情報を通知する、請求項４に記載のＮＣデータ作成支援装置。
7. 前記ＮＣデータ作成部は、
   前記移動軌跡を取得できないと判定した場合、前記治具データ記憶部に記憶された前記治具に関する情報を参照し、
   前記治具を変更することにより、前記移動軌跡を取得することができるか否かを判定し、
   前記移動軌跡を取得することができると判定すると、前記移動軌跡を取得することができる前記治具を変更候補の治具として通知する、請求項６に記載のＮＣデータ作成支援装置。
8. 前記工具に関する情報を記憶する工具データ記憶部を更に備え、
   前記ＮＣデータ作成部は、
   前記移動軌跡を取得できないと判定した場合、前記工具データ記憶部に記憶された前記工具に関する情報を参照し、
   前記工具を変更することにより、前記移動軌跡を取得することができるか否かを判定し、
   前記移動軌跡を取得することができると判定すると、前記移動軌跡を取得することができる前記工具を変更候補の工具として通知する、請求項６又は７に記載のＮＣデータ作成支援装置。
9. 前記三次元計測データ入力部は、加工後の前記加工対象物の立体形状が計測されて作成された加工後計測データを更に入力し、
   前記加工後計測データに基づいて、追加工が必要であるか否かを判定する追加工判定部を更に備え、
   前記ＮＣデータ作成部は、前記追加工判定部によって前記追加工が必要であると判定されると、前記追加工のための前記ＮＣデータを作成する、請求項１から８のいずれか１項に記載のＮＣデータ作成支援装置。
10. 前記ＮＣデータに基づいて前記加工対象物の加工後の立体形状をシミュレーションした再現モデルを作成するシミュレーション部を更に備え、
    前記シミュレーション部は、前記加工図データによって示される加工後の前記加工対象物の形状と前記再現モデルの形状との違いを通知する、請求項１から９のいずれか１項に記載のＮＣデータ作成支援装置。
11. ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）工作機の加工対象である加工対象物の加工後の立体形状を表す加工図データをＮＣデータ作成支援装置に入力させる加工図データ入力ステップと、
    治具で固定された前記加工対象物の加工前の立体形状を計測して作成された三次元計測データを前記ＮＣデータ作成支援装置に入力させる三次元計測データ入力ステップと、
    前記加工図データと前記三次元計測データとに基づいてマージデータを前記ＮＣデータ作成支援装置に作成させるマージデータ作成ステップと、
    前記マージデータに基づいてＮＣデータを前記ＮＣデータ作成支援装置に作成させるＮＣデータ作成ステップと、
    を含む、ＮＣデータ作成支援方法。
12. コンピュータに、
    ＮＣ工作機の加工対象である加工対象物の加工後の立体形状を表す加工図データを入力させ、
    治具で固定された前記加工対象物の加工前の立体形状を計測して作成された三次元計測データを入力させ、
    前記加工図データと前記三次元計測データとに基づいてマージデータを作成させ、
    前記マージデータに基づいてＮＣデータを作成させる、ＮＣデータ作成支援プログラム。

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