JP2022130952A - 工具経路生成装置、工具経路生成方法、及び工具経路生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物に対する旋盤加工を行う旋盤において適切に旋盤加工をすることのできる工具経路を生成できるようにする。【解決手段】ＣＰＵ１１を含み、被加工物を旋盤２０によって所定の目標形状に加工する旋盤加工における工具経路を生成する工具経路生成装置１０において、ＣＰＵ１１が旋盤２０に装着可能に用意されている複数の工具を含む工具セットにおける工具リストと、それぞれの工具の前記旋盤加工での加工形状を特定可能な加工情報とを含む工具情報を取得し、被加工物と、目標形状とに基づいて旋盤加工での被加工領域を抽出し、工具リストに含まれる複数の工具の加工情報に基づいて、被加工領域を、複数の工具のいずれかにより旋盤加工可能な複数の部分領域に分割した分割案を生成し、分割案のそれぞれの部分領域に対して、部分領域で旋盤加工に使用する工具による工具経路を生成するように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物を所定の旋盤によって所定の目標形状に加工する旋盤加工における工具経路を生成する技術に関する。

近年、ＮＣプログラムをＮＣに対応する旋盤に入力することによって、被加工物の加工を行うことがある。また、被加工物の形状と目標形状とに基づいてＮＣプログラムを生成する装置が知られている。

例えば、特許文献１には、旋削加工を実施するための加工プログラムに、旋削加工以外の加工プログラムを同時に生成することのできる技術が開示されている。

特開２００６－５３９４５号公報

例えば、特許文献１の技術によると、加工に必要な加工プログラムを作成し、その加工での加工に合う工具のリストを作成することができる。

しかしながら、旋盤を使用して加工を行う加工者においては、加工プログラムで想定された加工に必要な工具を全て有しているとは限らない。また、旋盤において自動交換できるように保持できる工具の数が限られており、加工途中に人手により工具交換作業をしなければならない虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は、被加工物に対する旋盤加工を行う旋盤において適切に旋盤加工をすることのできる工具経路を生成することのできる技術を提供することにある。

一観点に係る工具経路生成装置は、プロセッサを含み、被加工物を旋盤によって所定の目標形状に加工する旋盤加工における工具経路を生成する工具経路生成装置であって、前記プロセッサは、前記旋盤に装着可能に用意されている複数の工具を含む工具セットにおける工具リストと、それぞれの工具の前記旋盤加工での加工形状を特定可能な加工情報とを含む工具情報を取得し、前記被加工物と、前記目標形状とに基づいて前記旋盤加工での被加工領域を抽出し、前記工具リストに含まれる複数の工具の前記加工情報に基づいて、前記被加工領域を、複数の工具のいずれかにより旋盤加工可能な複数の部分領域に分割した分割案を生成し、前記分割案のそれぞれの前記部分領域に対して、前記部分領域で前記旋盤加工に使用する工具による工具経路を生成する。

本発明によると、被加工物に対する旋盤加工を行う旋盤において適切に旋盤加工をすることのできる工具経路を生成できる。

図１は、一実施形態に係る加工処理システムの全体構成図である。 図２は、被加工物に対する加工を説明する図である。 図３は、一実施形態に係る工具経路生成処理のフローチャートである。 図４は、一実施形態に係る内径加工領域の分割及び工具経路の生成を説明する図である。 図５は、比較例に係る内径加工領域の分割及び工具経路の生成を説明する図である。 図６は、一実施形態に係るテーパ領域の分割及び工具経路の生成を説明する図である。

実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

以下の説明では、「領域」とは、例えば、３次元形状が占める範囲をいう。

また、以下の説明では、「プログラム」を動作主体として処理を説明する場合があるが、プログラムは、プロセッサ（ＣＰＵ等）によって実行されることで、定められた処理を、適宜に記憶資源（メモリ、記憶装置等）及びインターフェース部のうちの少なくとも１つを用いながら行うため、処理の主体が、プロセッサ（或いは、プロセッサを有する装置又はシステム）とされてもよい。

＜システム構成＞
図１は、一実施形態に係る加工処理システムの全体構成図である。

加工処理システム１００は、工具経路生成装置１０と、複数の加工機２０と、複数の現場用計算機３０とを備える。工具経路生成装置１０と、複数の加工機２０と、複数の現場用計算機３０とは、ネットワーク４０を介して接続されている。ネットワーク４０は、有線ネットワークでも無線ネットワークでもよい。本実施形態では、例えば、１以上の現場用計算機３０と１以上の加工機２０との組のそれぞれが、複数の場所（例えば、場所Ａ、Ｂ等）に配置され、工具経路生成装置１０は、それらとは異なる場所（場所Ｃ）に配置されている。なお、工具経路生成装置１０は、現場用計算機３０と加工機２０との組のいずれかと同じ場所に配置されていてもよい。

工具経路生成装置１０は、所定の旋盤における被加工物を所定の目標形状に加工する旋盤工程における工具経路（ＮＣプログラム）を生成する処理を実行する。工具経路生成装置１０の詳細については、後述する。

加工機２０は、例えば、ＮＣプログラムを実行可能な旋盤（ＮＣ旋盤ともいう）であり、旋盤加工を実行する本体部、本体部の旋盤加工を制御するＮＣコントローラ、本体部で使用される１以上の工具セットの工具を収容可能なツールマガジン等を備える。

加工機２０は、工具経路生成装置１０から送信された加工工程情報（ＮＣプログラム）に従って、被加工物に対する旋盤加工を実行する。この際、加工機２０は、ツールマガジンにある工具セットの中の工具を適宜交換して使用することが可能である。また、加工機２０は、加工機２０の構成情報（加工機構成情報）を記憶しており、加工機構成情報を工具経路生成装置１０に送信する。

現場用計算機３０は、現場の作業者により操作される計算機であり、例えば、プロセッサ、記憶資源等を備えるＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）によって構成される。なお、ここで言う現場は、図１では、加工機２０が設置された場所（例えば工場内、建物、フロア等）が典型例である。ただし、現場用計算機３０は、工具経路生成装置１０の画面表示用として用いるのであれば、加工機２０が設置された場所以外で使用されてもよい。

なお、以後の説明では、現場用計算機３０は、工具経路生成処理に必要な情報（素材形状情報や目標形状情報）の送信、工具経路生成処理に関わる入力を行う画面表示や、工具経路生成処理に関わる各種情報を出力する画面表示等を担当し、実際の工具経路生成処理は、工具経路生成装置１０が担当することを例として説明している。しかし、多少の利便性は低下するものの、各計算機が担当する役割（一部の役割も含めて）お互いに交換又は統合可能である。また、工具経路生成装置１０は複数の計算機で構成されていてもよい。従って、以後の説明では、「生成システム」という言葉を使うことがある。当該システムは１以上の計算機（現場用計算機３０又は工具経路生成装置１０）を含み、下記で説明する工具経路生成装置１０と現場用計算機３０が担当する処理を行うシステムである。なお、現場用計算機３０で実現する処理の一部は省略されてもよい。

次に、工具経路生成装置１０について詳細に説明する。

＜＜ハードウェア＞＞
工具経路生成装置１０は、一例としてはパーソナルコンピュータ、汎用計算機である。工具経路生成装置１０は、プロセッサの一例としてのＣＰＵ１１、ネットワークインターフェース１２（図ではＮｅｔ Ｉ／Ｆと省略)、ユーザインターフェース１３(図ではＵｓｅｒ Ｉ／Ｆ)、記憶部の一例としての記憶資源１４、及びこれら構成物を接続する内部ネットワークを含む。

ＣＰＵ１１は、記憶資源１４に格納されたプログラムを実行することができる。記憶資源１４は、ＣＰＵ１１で実行対象となるプログラムや、このプログラムで使用する各種情報、加工機２０で使用する加工工程情報（ＮＣプログラム）等を格納する。記憶資源１４としては、例えば、半導体メモリ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等であってよく、揮発タイプのメモリでも、不揮発タイプのメモリでもよい。

ネットワークインターフェース１２は、ネットワーク４０を介して外部の装置（例えば、現場用計算機３０、加工機２０のＮＣコントローラ等）と通信するためのインターフェースである。

ユーザインターフェース１３は、例えば、タッチパネル、ディスプレイ、キーボード、マウス等であるが、作業者（ユーザ）からの操作を受け付け、情報表示ができるのであれば、他のデバイスであってもよい。ユーザインターフェース１３は、これら複数のデバイスで構成されてもよい。

＜＜データ等＞＞
記憶資源１４は、加工機構成情報１４３と、工具セット情報１４４と、個別工具情報１４５と、素材形状情報１４６と、目標形状情報１４７と、加工工程情報１４８と、工具経路編集履歴１４９と、工具経路生成プログラム１４１と、構成情報取得プログラム１４２とを格納する。なお、記憶資源１４は、これ以外の情報を格納してもよい。次の段落から各データやプログラムの詳細について説明する。なお、各情報、又は各情報の一部の項目は省略してもよい。

＊加工機構成情報１４３。加工機構成情報１４３は、例えば、各加工機２０に関する情報を格納するテーブルとして構成される。加工機構成情報１４３は、各加工機２０ごとに、以下に示す各情報を含む。
（ａ１）加工機２０の識別子（加工機ＩＤ）。加工機ＩＤとして、ＮＣコントローラの識別子や、ＮＣコントローラのネットワークアドレスを代用してもよい。
（ａ２）加工機２０の型番。
（ａ３）加工機２０の設置場所。
（ａ４）加工機２０の使用実績、例えば、使用時間等。
（ａ５）加工機２０の所定の部位の温度。所定の部位としては、加工機２０の主軸であってもよい。
（ａ６）加工機２０の所定の部位の剛性に関する情報（例えば、部位のヤング率や、たわみ量等）。所定の部位としては、加工機２０の主軸や、固定治具や、刃物台、往復台であってもよい。
（ａ７）加工機２０の所定の部位の形状。所定の部位の形状としては、加工機２０の主軸の長さや、往復台の長さや、固定治具の形状であってもよい。
（ａ８）ツールマガジンに収容可能な最大の工具数、すなわち、スロットの数。
（ａ９）経年変化や設置環境に合わせて設定されるオフセット値。このオフセット値は、ＮＣプログラムにおける工具移動時の座標を微修正するために使用される値である。
（ａ１０）ＮＣコントローラのメーカ、型番等。ＮＣコントローラは、メーカや型番に応じて、ＮＣプログラムの記述形式が多少異なる場合があり、このような状況を判断するために用いられる。
（ａ１１）主軸や往復台等のコンポーネントのがたつき、移動精度（例えば、往復台のバックラッシュ量等）、直線度、平面度、平行移動度、装置稼働時の振動幅や振動周波数。

本実施形態では、（ａ１）、（ａ２）、（ａ４）、（ａ５）、（ａ８）、（ａ９）、及び（ａ１０）の情報については、例えば、加工機２０（加工機２０のコントローラ）から取得する一方、（ａ３）、（ａ６）、（ａ７）、及び（ａ１１）については、作業者による入力情報から取得している。なお、情報を取得する方法はこれに限られず、（ａ１）、（ａ２）、（ａ４）、（ａ５）、（ａ８）、（ａ９）、及び（ａ１０）の少なくとも一部について、作業者によるユーザインターフェース１３を介しての入力情報から取得するようにしてもよく、また、（ａ３）、（ａ６）、（ａ７）、及び（ａ１１）の中の加工機２０から取得可能な情報については、加工機２０から取得するようにしてもよい。なお、加工機２０から取得するとした情報についても、代替のデバイス（例えば別の計算機や、センサ自体）から取得してもよい。

＊工具情報（工具セット情報１４４及び個別工具情報１４５）
工具セット情報１４４は、１以上の工具で構成されるグループ（工具セット）を管理するための情報である。工具セット情報１４４は、工具セットの識別情報（工具セットＩＤ）と、セットを構成する１以上の工具の識別子、又は型番の集合（工具リスト）である。

個別工具情報１４５は、各工具に関する情報である。個別工具情報１４５は、以下に示す各情報を含む。
（ｂ１）工具の識別子（工具ＩＤ：例えば、シリアル番号等）。工具の識別子としては、刃物部やホルダに個体ＩＤが与えられている場合は、その値であってもよく、付されていない場合には、構成情報取得プログラム１４２を実行するＣＰＵ１１が自動付与してもよい。
（ｂ２）工具の型番（工具特定情報の一例）。例えば、工具を構成する刃物部とホルダとのそれぞれの型番。なお、工具が、刃物部のみで構成される場合には、刃物部の型番のみでよい。また、刃物部が複数の部品で構成される場合には、それらすべての型番であってもよく、一部の型番であってもよい。
（ｂ３）工具（例えば、刃物部と、ホルダのそれぞれ）についての材質、形状、剛性（ヤング率、たわみ量等）、工具による加工形状を特定可能な加工情報、使用履歴、温度等。ここで、工具の材質、形状によって剛性が変化するので、これらの情報も剛性に関する情報である。なお、明記しない限りは、「形状」とは、一般的に言うところの図面やＣＡＤデータが示す立体形状や断面形状に加えて、長さ、刃物部がホルダから突出する長さ（刃物飛び出し長さ）、刃物部の太さ、刃物部の直線度、刃数といった形状から得られる代表的な値も含むものとする。また、加工情報としては、工具がドリルであれば、ドリルの径や先端角度であり、バイト等の旋削工具であれば、内径、外径、前切れ刃角、先端ノーズＲであり、溝切り工具であれば、溝切り工具の幅、突き出し長さ等であり、ねじ切り工具であれば、先端角度等である。
（ｂ４）工具が収容されるべきツールマガジンの配置位置（スロット）の情報（位置情報、スロット番号）。
（ｂ５）工具で所定の種類の材料（アルミニウム、チタン等）を加工する際の加工条件。なお、加工条件は、材料の種類ごとに備えてもよい。
なお、本実施形態では、（ｂ１）～（ｂ５）の情報については、例えば、作業者によるユーザインターフェース１３を介しての入力情報から取得するようにしているが、加工機２０（加工機２０のコントローラ）から取得可能な情報については、加工機２０から取得するようにしてもよい。

＊素材形状情報１４６は、加工対象の被加工物（素材）の形状を示す情報（例えば、ＣＡＤデータ）である。被加工物の形状は、例えば、加工機２０での旋盤工程を行う直前の形状、すなわち、直前の加工が行われた後に相当する形状であってもよい。素材形状情報１４６は、例えば、現場用計算機３０から取得してもよい。

＊目標形状情報１４７は、旋盤工程の目標物の形状（目標形状）を示す情報（例えば、ＣＡＤデータ）である。目標形状情報１４７は、例えば、現場用計算機３０から取得してもよい。

＊加工工程情報１４８は、例えば、加工機２０における旋盤処理に使用するＮＣプログラムである。加工工程情報１４８は、例えば、旋盤工程で加工（切削）する複数の領域のそれぞれに対する加工順序、加工時の工具方向、及び工具経路の情報を含む。なお、加工工程情報１４８は、目標形状の加工精度を所定の精度に維持するために、各加工機２０の特性や状態等に合わせてチューニングされていてもよい。

＊工具経路編集履歴１４９は、工具経路を生成する際における分割領域の変更履歴を管理する情報である。工具経路編集履歴１４９は、例えば、変更前の１以上の分割領域を示す形状情報と変更後の１以上の分割領域を示す形状情報とを対応付けた情報を時系列に格納した情報である。

＜工具経路生成装置で動作するプログラム＞
＜＜工具経路生成プログラム１４１＞＞
工具経路生成プログラム１４１は、ＣＰＵ１１に実行されることにより、後述して説明する工具経路生成処理（図３参照）を実行する。

＜＜構成情報取得プログラム１４２＞＞
構成情報取得プログラム１４２は、ＣＰＵ１１に実行されることにより、以下の処理を実行する。
＊構成情報取得プログラム１４２は、加工機２０（加工機２０のコントローラ）から加工機２０に関する各種情報を取得する。取得する情報としては、上記した（ａ１）、（ａ２）、（ａ４）、（ａ５）、（ａ８）、（ａ９）、及び（ａ１０）の情報がある。これにより、ネットワークを介して別の場所の加工機２０の各種情報を容易且つ適切に集約することができる。
＊構成情報取得プログラム１４２は、入力画面をユーザインターフェース１３又は現場用計算機３０に表示させ、入力画面を介して作業者からの各種情報（作業者から取得する加工機２０に関する情報（（ａ３）、（ａ６）、（ａ７）、及び（ａ１１））、及び工具セットに関する情報（（ｂ１）～（ｂ５）の情報））を取得する。

次に、加工機２０による被加工物に対する加工について説明する。

図２は、被加工物に対する加工を説明する図である。なお、図２においては、被加工物及び目標物の中心軸を通る平面における断面図を示す。

加工機２０においては、予め被加工物２を用意し、被加工物２に対して旋盤加工の工程（旋盤工程）を経て、目標形状の物体（目標物１）を製造する。

被加工物２から目標物１を製造するには、旋盤工程において、被加工物２から被加工領域３，４を除去することとなる。この被加工領域３，４は、被加工物２の形状と、目標物１の形状との差分であるので、被加工物２の形状と、目標物１の形状から被加工領域３，４を特定（算出）することができる。なお、被加工物２と目標物１との形状に応じて、除去領域３，４は、１つの領域として構成されていたり、分離した複数の領域で構成されていたりする。なお、目標物１を被加工物２から被加工領域３，４を除去した形状としたが、目標物１を被加工物２から被加工領域３，４の一方のみを除去した形状としてもよく、目標物１を旋盤工程における最終目標の形状としてもよく、旋盤工程の途中における目標の形状としてもよい。

次に、工具経路生成装置１０による処理動作について説明する。

図３は、第１実施形態に係る工具経路生成処理のフローチャートである。

工具経路生成プログラム１４１（厳密には、工具経路生成プログラム１４１を実行するＣＰＵ１１）は、所定の加工機２０（例えば、現場用計算機３０のユーザから指定された加工機２０）における工具リスト、被加工物２の素材形状、及び目標物１の目標形状を入力する（Ｓ１１）。

次いで、工具経路生成プログラム１４１は、被加工物２から旋盤工程で除去されるべき被加工領域（例えば、図２の例では、被加工領域３，４）の形状を算出する（Ｓ１２）。具体的には、工具経路生成プログラム１４１は、素材形状情報１４６に基づく素材形状と、目標形状情報１４７の目標形状との差分を算出することにより、被加工領域の形状を取得する。なお、目標物１の目標形状としては、旋盤工程の最終形状でなくてもよく、中間形状であってもよい。

なお、予め現場用計算機３０から被加工領域の形状情報を取得しておき、この形状情報から被加工領域の形状を取得してもよい。

次いで、工具経路生成プログラム１４１は、工具情報に基づいて、被加工領域から所定の工具により加工可能である分割領域を得る（Ｓ１３）。被加工領域から分割領域を得る方法としては、工具情報の中から加工機２０で使用可能な何れかの工具セットを対象として選択し、工具の加工情報に基づいて、この工具セットの中から被加工領域を加工可能ないずれかの工具を選択し、この工具の加工可能な形状を特定し、被加工領域の中の加工可能な形状を１つの分割領域として得る方法がある。例えば、被加工領域３に対しては、工具がドリルであれば、そのドリルの径に対応する円柱状の領域を１つの分割領域として得る。なお、１つの工具により被加工領域の全体が加工可能である場合には、被加工領域が分割領域となる。

次いで、工具経路生成プログラム１４１は、ステップＳ１３で得られた分割領域について、選択している工具により加工するための工具経路を生成する（Ｓ１４）。

次いで、工具経路生成プログラム１４１は、被加工領域からステップＳ１４で工具経路を生成した分割領域を除去する（Ｓ１５）。

次いで、工具経路生成プログラム１４１は、被加工領域が残っているか否かを判定し（Ｓ１６）、この結果、被加工領域が残っていない場合（Ｓ１６：Ｎｏ）には、当初の被加工領域の全てを加工できることを意味しているので、この分割領域の案を分割案として処理を終了する。一方、被加工領域が残っている場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）には、工具経路生成プログラム１４１は、対象としている工具セットの中に残っている被加工領域を加工可能な他の工具があるか否かを判定する（Ｓ１７）。

この結果、工具セットの中に被加工領域を加工可能な他の工具がない場合（Ｓ１７：Ｎｏ）には、残っている被加工領域を加工できないことを意味しているので、工具経路生成プログラム１４１は、処理を終了する。一方、工具セットの中に被加工領域を加工可能な他の工具がある場合（Ｓ１７：Ｙｅｓ）には、工具経路生成プログラム１４１は、処理をステップＳ１３に進めて、この工具を対象に、ステップＳ１３以降の処理を実行する。

上記した工具経路生成処理によると、加工機２０で用意されている工具セットの工具で旋盤加工ができる工具経路を適切に生成することができる。

なお、被加工領域が残っていない場合（Ｓ１６：Ｎｏ）において、工具経路生成プログラム１４１は、被加工領域を分割したそれぞれの分割領域を識別可能な画面（例えば、後述する図４（ｄ）に示す画像を含む画面）を表示するようにしてもよい。この画面は、ユーザインターフェース１３又は現場用計算機３０に表示させてもよい。この画面により、ユーザは、それぞれの分割領域を確認でき、分割領域の修正指示等を行うことができるようになる。

さらに、この画面に表示された分割領域に対するユーザの修正指示を受け付けるようにしてもよく、分割領域を修正された場合には、工具経路生成プログラム１４１は、修正された分割領域を実行する工具を特定し、その分割領域における工具経路を生成するようにしてもよい。このようにすると、ユーザによる修正を反映させた工具経路を生成することができる。

また、被加工領域に加工できない領域が残っている場合（Ｓ１７：Ｎｏ）には、残っている領域を識別可能な画面を表示するようにしてもよい。この画面は、ユーザインターフェース１３又は現場用計算機３０に表示させてもよい。この画面により、ユーザは、加工機２０の旋盤加工により加工できない分割領域を確認できる。

更に、上記したステップＳ１３～Ｓ１７の処理を、対象とする１つの工具セットの複数の工具の全ての組合せを対象として、実行するようにしてもよく、この場合には、被加工領域の全てを加工できる分割案が複数ある場合には、それらをユーザに提示するようにしてもよく、その中からいずれか１つを選択してユーザに提示するようにしてもよい。分割案の中から１つ選択する方法としては、被加工領域に対する旋盤加工における能率又は旋盤加工での加工精度に基づいて、分割案を選択するようにしてもよい。具体的には、被加工領域が内径加工を行う領域が含まれる場合において、能率を重視する場合には、径の大きいドリルにより加工を行う分割領域が含まれる分割案を選択するようにすればよく、また、加工精度を重視する場合には、必要な加工精度を実現できる径のドリルにより加工を行う分割領域が含まれる分割案を選択するようにすればよい。このように、分割案を１つに選択することにより、ユーザが適切な分割案を容易に把握することができる。

また、上記したステップＳ１３～Ｓ１７の処理を、複数の工具セットのそれぞれを対象として、実行するようにしてもよく、この場合には、被加工領域の全てを加工できる分割案が複数ある場合には、それらをユーザに提示するようにしてもよく、その中からいずれか１つを選択してユーザに提示するようにしてもよい。分割案の中から１つ選択する方法としては、被加工領域に対する旋盤加工における能率又は旋盤加工での加工精度に基づいて、分割案を選択するようにしてもよい。具体的には、被加工領域が内径加工を行う領域が含まれる場合において、能率を重視する場合には、径の大きいドリルにより加工を行う分割領域が含まれる分割案を選択するようにすればよく、また、加工精度を重視する場合には、必要な加工精度を実現できる径のドリルにより加工を行う分割領域が含まれる分割案を選択するようにすればよい。このように工具セットが複数ある場合においても、適切に分割案をユーザに提供することができる。

また、被加工領域に対する旋盤加工において、加工機２０にある複数の工具セットの工具を取り換えて用いてもよい場合には、上記したステップＳ１３～Ｓ１７の処理を、複数の工具セットの複数の工具の全ての組合せを対象として、実行するようにしてもよい。

また、上記処理では、１つの素材形状を１つの目標形状に加工する場合の例を示していたが、例えば、同一の工具セットの工具で、複数の素材形状をそれぞれ別の目標形状に加工する場合におけるそれぞれの分割案の工具経路を生成するようにし、それぞれの分割案で目標形状に旋盤加工することができるか否かを判定して、その工具セットで目標形状に加工できる被加工物及び目標形状を抽出し、ユーザに提示するようにしてもよい。このようにすると、加工機２０において、工具セットを交換することなく、加工することのできる被加工物及び目標形状をユーザが把握することができる。これにより、加工機２０における種々の目標形状の加工を効率よく行うことができるようになる。

また、上記処理では、被加工領域から分割領域を１つ分割するごとに、その分割領域についての工具経路を生成するようにしていたが、例えば、被加工領域を複数の分割領域に分割する分割案が得られた後に、分割案のそれぞれの分割領域についての工具経路を生成するようにしてもよい。なお、特許請求の範囲における「分割案のそれぞれの分割領域についての工具経路を生成する」には、分割案に含まれる分割領域を１つ得るごとに工具経路を生成し、結果として分割案の全ての分割領域の工具経路を生成する場合も含んでいる。また、複数の分割案が得られる場合には、その中から分割案を選択し、選択された分割案について、それぞれの分割領域についての工具経路を生成するようにしてもよい。

次に、被加工領域が被加工物２に対する内径加工領域（例えば、被加工領域３）を含む場合の分割及び工具経路の生成について具体的に説明する。

図４は、一実施形態に係る内径加工領域の分割及び工具経路の生成を説明する図である。

ここで、被加工領域３は、図４（ａ）に示す形状をしており、加工機２０における工具セットに含まれる最大の径のドリル５１は、図４（ｂ）に示すようになっている。

このドリル５１により被加工領域３を加工する場合には、図４（ｃ）に示すように、軸方向（図面横方向）に亘ってドリル５１により加工できない領域が存在する。この場合、ステップＳ１３では、図４（ｅ）に示すように、被加工領域３からドリル５１により加工できる部分領域６１が分割され、ステップＳ１４では、部分領域６１をドリル５１により加工する工具経路が生成される。この結果、ステップＳ１５では、残った被加工領域は、部分領域６２となる。

部分領域６２は、図４（ｅ）に示すように、工具セットに含まれる内径加工可能な工具（内径工具５２）により加工可能であるので、ステップＳ１７でＹｅｓと判断され、ステップＳ１３で加工可能な領域として部分領域６２が分割され（ここでは、残っている被加工領域の全体が部分領域とされ）、ステップＳ１４では、図４（ｅ）に示すように、１つのパスで加工する工具経路が生成される。

このように、本実施形態によると、被加工領域に内径加工領域が含まれる場合において、加工機２０における工具セットで加工可能なように部分領域に分割され、工具経路が生成される。これにより、加工機２０において、生成された工具経路を利用することにより、適切に内径加工領域に対して旋盤加工を行うことができる。

次に、比較例において、被加工物２に対する内径加工領域（例えば、被加工領域３）を含む場合の分割及び工具経路の生成について具体的に説明する。

図５は、比較例に係る内部加工領域の分割及び工具経路の生成を説明する図である。

ここで、被加工領域３は、図５（ａ）に示すように、図４（ａ）の例と同様であるものとする。

比較例においては、被加工領域３の形状に基づいて部分領域への分割を行っており、例えば、円柱状の形状は、ドリルによる加工が可能として、被加工領域３を、ドリルで加工可能な円柱状の部分領域９１と、残りの部分領域９２とに分割する。

ここで、加工機２０における工具セットに含まれる最大の径のドリル５１は、図５（ｃ）に示すように、図４（ｂ）の例と同様な形状をしているものとする。

この場合に、部分領域９１を加工機２０にあるドリル５１により加工する場合には、図５（ｄ）に示すような状態となる。すなわち、部分領域９１の外周部分には、ドリル５１により加工できない未加工領域９３が存在する。この場合においては、図５（ｅ）に示すように、未加工領域９３に対して内径工具５２により加工する工具経路が生成されることとなる。

また、既に分割されている部分領域９２に対しては、図５（ｆ）に示すように、内径工具５２により加工する工具経路が生成される。このように、比較例によると、結果として内径工具５２により２つのパスの工具経路が生成されることとなり、処理時間が増加してしまうこととなる。

このように、比較例においては、被加工領域をその形状の特徴により領域を分割するようにしているので、部分領域の加工に想定されている工具が加工機２０に備えられていない場合があり、その部分領域を加工するために、他の工具での旋盤加工がさらに必要となり、結果として、工具経路が増加し、処理時間が増加してしまうこととなる。

次に、被加工領域が被加工物２に対するテーパ領域（被加工領域４）を含む場合の分割及び工具経路の生成について具体的に説明する。

図６は、一実施形態に係るテーパ領域の分割及び工具経路の生成を説明する図である。

テーパ領域である被加工領域４を加工する場合には、例えば、バイト５３等が使用される。バイト５３による加工形状を特定することのできる情報としては、図６（ａ）に示すように、前切れ刃角ＲＥがある。このバイト５３によると、バイト５３自体が干渉してしまうので前切れ刃角ＲＥよりも大きい角度となるような旋削を行うことができない。

このバイト５３により被加工領域４を加工する場合には、図６（ａ）に示すように、加工できない領域として、前切れ刃角ＲＥよりも急な旋削が必要な領域（部分領域６４）が存在する。この場合、ステップＳ１３においては、被加工領域４からバイト５３により加工できる部分領域６３が分割され、ステップＳ１４では、部分領域６３をバイト５３により加工する工具経路が生成される。この結果、ステップＳ１５では、残った被加工領域は、部分領域６４となる。

部分領域６４は、図６（ｂ）に示すように、例えば、工具セットに含まれる他の工具（バイト５４（バイト５３の取付方向を変えたものでもよい））により加工可能であるので、ステップＳ１７でＹｅｓと判断され、ステップＳ１３において、加工可能な領域として部分領域６４が分割され（ここでは、残っている被加工領域全体が部分領域とされ）、ステップＳ１４では、図６（ｂ）に示すように、バイト５４で加工する工具経路が生成される。

このように、本実施形態によると、被加工領域にテーパ領域が含まれる場合において、加工機２０における工具セットで加工可能なように部分領域に分割され、工具経路が生成される。これにより、加工機２０において、生成された工具経路を利用することにより、適切にテーパ領域に対して旋盤加工を行うことができる。

＜バリエーション＞
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。また、下記で説明した処理は組み合わせて用いてもよい。

＜アカウント属性による工具経路生成装置１０の資源又は機能の制限＞
例えば、上記実施形態において、工具経路生成装置１０を複数の計算機で構成した場合において、所定の利用者による工具経路生成処理に利用できる工具経路生成装置１０の資源（例えば、並列計算に使用できる計算機数）を、利用者のアカウントの属性（例えば、お試し利用者、一般利用者、プレミアム利用者）等によって決めるようにしてもよい。また、利用者のアカウントの属性によって、工具経路生成処理を実行できる目標物１の目標形状の複雑さの限界値（形状を定義するための面数や、基本立体数）を異ならせてもよい。

＜＜＜その他＞＞＞
上記説明におけるプロセッサの一例としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が考えられるが、所定の処理を実行する主体であれば他の半導体デバイスでもよい。

また、上記実施形態において、ＣＰＵ１１が行っていた処理の一部又は全部を、ハードウェア回路で行うようにしてもよい。また、上記実施形態におけるプログラムは、プログラムソースからインストールされてよい。プログラムソースは、プログラム配布サーバ又は不揮発性の記録メディア（例えば可搬型の記録メディア）であってもよい。

上記説明では、現場用計算機３０と工具経路生成装置１０とのデータ送受信を一部省略して説明したが、当然ながら、現場用計算機３０と工具経路生成装置１０との間ではデータ送受信が行われている。例えば、工具経路生成プログラム１４１が工具経路生成装置１０で実行され、そして、現場用計算機３０でユーザインターフェース表示や当該操作による情報表示又は情報入力を行う場合は、構成情報取得プログラム１４２が担当する処理の一部を担うプログラムが、現場用計算機３０で実行される。そして、当該一部を担うプログラムが、入力された情報を工具経路生成装置１０に送信したり、又は工具経路生成装置１０から送信された表示用情報を、当該一部を担うプログラムが受信し、ユーザインターフェース表示を行ったりする。

１０ 工具経路生成装置、１１ ＣＰＵ、１２ ネットワークインターフェース、１３ ユーザインターフェース、１４ 記憶資源、２０ 加工機、３０ 現場用計算機、４０ ネットワーク、１００ 加工処理システム

Claims (15)

1. プロセッサを含み、被加工物を旋盤によって所定の目標形状に加工する旋盤加工における工具経路を生成する工具経路生成装置であって、
   前記プロセッサは、
   前記旋盤に装着可能に用意されている複数の工具を含む工具セットにおける工具リストと、それぞれの工具の前記旋盤加工での加工形状を特定可能な加工情報とを含む工具情報を取得し、
   前記被加工物と、前記目標形状とに基づいて、前記旋盤加工での被加工領域を抽出し、
   前記工具リストに含まれる複数の工具の前記加工情報に基づいて、前記被加工領域を、複数の工具のいずれかにより旋盤加工可能な複数の部分領域に分割した分割案を生成し、
   前記分割案のそれぞれの前記部分領域に対して、前記部分領域で前記旋盤加工に使用する工具による工具経路を生成する
   工具経路生成装置。
2. 請求項１に記載の工具経路生成装置において、
   前記プロセッサは、
   前記被加工領域に対して、前記分割案を複数生成し、前記複数の分割案の中から１つの分割案を選択し、
   選択した分割案について、前記工具経路を生成する
   工具経路生成装置。
3. 請求項２に記載の工具経路生成装置において、
   前記プロセッサは、
   前記被加工領域に対する前記旋盤加工における能率又は前記旋盤加工での加工精度に基づいて、前記分割案を選択する
   工具経路生成装置。
4. 請求項１に記載の工具経路生成装置において、
   前記工具情報には、ドリル及び前記ドリルの形状が含まれ、
   前記プロセッサは、
   前記ドリルの形状に基づいて前記被加工領域における前記部分領域を決定する
   工具経路生成装置。
5. 請求項１に記載の工具経路生成装置において、
   前記工具情報には、バイト及び前記バイトの前切れ刃角が含まれ、
   前記プロセッサは、
   前記バイトの前切れ刃角に基づいて前記被加工領域における前記部分領域を決定する
   工具経路生成装置。
6. 請求項１に記載の工具経路生成装置において、
   前記工具情報は、複数の工具セットの情報が含まれており、
   前記プロセッサは、
   それぞれの工具セットに対する分割案を生成し、
   それぞれの工具セットに対する分割案の中から１つの分割案を選択する
   工具経路生成装置。
7. 請求項１に記載の工具経路生成装置において、
   前記プロセッサは、
   複数種類の被加工物のそれぞれについて、同一の工具リストに含まれる工具の工具情報に基づいて、前記分割案を作成し、前記分割案での工具経路を生成し、
   それぞれの被加工物に対して、前記工具経路による旋盤加工により前記被加工物を前記目標形状に加工できるか否かを判定し、
   前記目標形状に加工できる複数種類の被加工物を抽出する
   工具経路生成装置。
8. 請求項１に記載の工具経路生成装置において、
   前記プロセッサは、
   生成された前記分割案を、前記部分領域を識別可能に表示させる
   工具経路生成装置。
9. 請求項１に記載の工具経路生成装置において、
   前記プロセッサは、
   前記分割案における前記部分領域の修正指示を受け付け、
   前記修正指示に基づいて修正された各部分領域に対して、前記工具経路を生成する
   工具経路生成装置。
10. 被加工物を旋盤によって所定の目標形状に加工する旋盤加工における工具経路を生成する工具経路生成装置による工具経路生成方法であって、
    前記工具経路生成装置は、
    前記旋盤に装着可能に用意されている複数の工具を含む工具セットにおける工具リストと、それぞれの工具の前記旋盤加工での加工形状を特定可能な加工情報とを含む工具情報を取得し、
    前記被加工物と、前記目標形状とに基づいて前記旋盤加工での被加工領域を抽出し、
    前記工具リストに含まれる複数の工具の前記加工情報に基づいて、前記被加工領域を、複数の工具のいずれかにより旋盤加工可能な複数の部分領域に分割した分割案を生成し、
    前記分割案のそれぞれの前記部分領域に対して、前記部分領域で前記旋盤加工に使用する工具による工具経路を生成する
    工具経路生成方法。
11. 請求項１０に記載の工具経路生成方法において、
    前記工具経路生成装置は、
    前記被加工領域に対して、前記分割案を複数生成し、前記複数の分割案の中から１つの分割案を選択し、
    選択した分割案について、前記工具経路を生成する
    工具経路生成方法。
12. 請求項１１に記載の工具経路生成方法において、
    前記工具経路生成装置は、
    前記被加工領域に対する前記旋盤加工における能率又は前記旋盤加工での加工精度に基づいて、前記分割案を選択する
    工具経路生成方法。
13. 請求項１０に記載の工具経路生成方法において、
    前記工具情報には、ドリル及び前記ドリルの形状が含まれ、
    前記工具経路生成装置は、
    前記ドリルの形状に基づいて前記被加工領域における前記部分領域を決定する
    工具経路生成方法。
14. 請求項１０に記載の工具経路生成方法において、
    前記工具情報には、旋削工具及び旋削工具の前切れ刃角が含まれ、
    前記工具経路生成装置は、
    前記旋削工具の前切れ刃角に基づいて前記被加工領域における前記部分領域を決定する
    工具経路生成方法。
15. 請求項１０～請求項１４のいずれか一項に記載の工具経路生成方法を計算機に実行させる工具経路生成プログラム。
    
    

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