JP3123340B2 - Ｎｃデータ自動作成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステ
ム上でＮＣ工作機械用のＮＣデータを自動作成するＮＣ
データ自動作成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ工作機械を運転するためにはＮＣデ
ータの作成が不可欠であり、ＮＣデータの作成方法とし
ては、最近、ＣＡＤ（コンピュータ援用設計）／ＣＡＭ
（コンピュータ援用生産）システムを利用する方法（た
とえば、特開平５−３２９７４４号公報参照）が主流に
なりつつある。

【０００３】従来のＣＡＤ／ＣＡＭシステムによるＮＣ
データの作成方法にあっては、ＮＣデータを作成する際
に、ワーク形状や加工方法などからあらかじめ必要とさ
れる前加工の追加や切削条件の変更などをオペレータの
判断によって行い、ＮＣデータを作成した後、試加工を
行って不具合が発生しないかどうかを確認し、不具合が
発生した場合はＮＣデータの修正を行って、不具合が発
生しなくなるまで以上の作業を繰り返していた。前加工
の追加や切削条件の変更は、たとえば、加工穴とこれの
属する面とのなす角が大きいとき、加工穴とワーク面の
段差とが干渉するとき、加工面が粗いとき、加工穴が貫
通穴であるとき、穴どうしが干渉するときなどに必要と
なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のシ
ステムでは、加工部位のワーク情報（面斜度、段差、面
粗度、面材質など）を入力して工程の追加や切削条件の
変更を自動決定する機能はなく、上記したようにＮＣデ
ータの試加工によるチェックと修正作業が必要であり、
しかもこれらはオペレータの判断によって行われるた
め、試加工や修正作業に要する工数の増大のほかに、人
的要因によるチェックやデータ修正の間違いなどが生じ
るおそれがある。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム上
でＮＣ加工に最適な加工工程と切削条件を自動決定しう
る機能を備えたＮＣデータ自動作成装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る装
置は、上記目的を達成するために、加工部位が属する面
に対する当該加工部位の加工方向の傾斜度を算出する手
段と、前記傾斜度に応じて、加工条件を変更するか、加
工工程を追加するか、または、現在の加工情報を維持す
るかを選択実行する手段とを有して構成されている。

【０００７】請求項２の発明に係る装置は、加工部位と
ワーク面の段差との干渉の有無を判定する手段と、干渉
有りと判定されたときに、加工部位の位置を変更する
か、または、加工工程を追加するかを選択実行する手段
とを有して構成されている。

【０００８】請求項３の発明に係る装置は、請求項１ま
たは２に記載の装置において、前記選択実行する手段
は、加工部位が属する面の粗度に応じて、加工工程を追
加するか、または、現在の加工情報を維持するかを選択
実行することを特徴とするものである。

【０００９】請求項４の発明に係る装置は、請求項１ま
たは２に記載の装置において、さらに、加工部位の加工
深さと当該加工部位の加工方向のワーク厚さとを比較し
て、当該加工部位が貫通穴かどうかを判定する手段と、
貫通穴と判定されたときに、加工条件を変更する手段
と、を有することを特徴とするものである。

【００１０】請求項５の発明に係る装置は、穴形状デー
タと工程順序データとに基づいて、穴どうしの干渉の有
無を判定する手段と、干渉有りと判定されたときに、後
から加工される加工部位に対して干渉部分を含む範囲で
の加工条件を変更する手段とを有して構成されている。

【００１１】

【作用】上記のように構成されたＮＣデータ自動作成装
置にあっては、加工部位が属する面に対する当該加工部
位の加工方向の傾斜度に応じて、送り速度を遅くするな
ど加工条件を変更するか、座ぐり工程などの加工工程を
追加するか、または、現在の加工情報を維持するかが選
択実行され、加工部位と面との傾斜関係で加工しやすい
加工情報が作成される。

【００１２】また、加工部位とワーク面の段差とが干渉
する場合は、干渉しないように加工部位の位置を変更す
るか、または、座ぐり工程などの加工工程を追加するか
が選択実行され、加工部位とワーク面の段差との干渉関
係で加工しやすい加工情報が作成される。

【００１３】また、加工部位が属する面の粗度に応じ
て、センタもみなどの加工工程を追加するか、または、
現在の加工情報を維持するかが選択実行され、面の粗度
との関係で加工しやすい加工情報が作成される。

【００１４】さらに、加工部位が貫通穴である場合は、
切削距離を補正するなどの加工条件の変更が行われ、貫
通穴であることとの関係で加工しやすい加工情報が作成
される。

【００１５】また、穴どうしが干渉する場合は、後から
加工される加工部位に対して干渉部分を含む範囲におい
て送り速度を遅くするなどの加工条件の変更が行われ、
穴どうしの干渉関係で加工しやすい加工情報が作成され
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明によるＮＣデータ自動作成装
置の構成の一例を示す機能ブロック図である。上記装置
は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム上に、ワーク図データを取
り込み、加工情報、加工部位のワーク情報（面粗度、面
材質など）を入力することによって、ＮＣ加工に最適な
加工工程、切削条件を自動決定し、ＮＣデータを自動作
成するものであって、入力情報を処理する情報入力処理
部１０と、加工穴の３次元形状（ソリッドモデル）を作
成する３次元穴形状作成部１１と、加工穴ごとに工程分
割を決定する工程分割決定部１２と、ドリル加工の切削
条件を決定する切削条件決定部１３と、加工穴とワーク
面との傾斜関係を検証する加工方向・面角度検証部１４
と、加工穴の干渉関係を検証する穴干渉検証部１５と、
加工面の面粗度を検証する面粗度検証部１６と、切削条
件（特に送り速度）を変更する切削条件変更部１７と、
加工部位に対する工程の最初に所定の工程を追加する工
程追加変更部１８と、加工穴の位置を変更する穴位置変
更部１９と、加工穴が貫通穴かどうかを検証する貫通穴
検証部２０と、加工終了点を変更する加工終了点変更部
２１と、使用工具を決定する工具決定部２２と、加工順
序を決定する加工順序決定部２３と、ＮＣデータを作成
するＮＣデータ作成部２４と、ＮＣデータの作成に必要
な情報を記憶するデータファイル２５と、加工種類ごと
のパラメトリック３次元穴形状データを登録した穴形状
パラメトリック図形ファイル２６と、加工部位名ごとの
工程分割パターンを登録した工程分割パターンファイル
２７と、ドリル加工の切削条件テーブルを登録した切削
条件データファイル２８と、工具の選択情報を登録した
工具情報ファイル２９と、加工種類による加工優先順位
を登録した加工順序決定ファイル３０と、これらの全体
を制御する制御部３１とから構成され、これらは入出力
インタフェース３２を介して内部的に相互に接続され、
また、外部のＣＡＤ装置３３、キーボード３４、ＣＲＴ
ディスプレイ３５、およびプリンタ３６などとも接続さ
れている。

【００１７】情報入力処理部１０は、ＣＡＤ３３または
キーボード３４からの入力情報などを処理して、結果を
データファイル２５に記憶させるものである。入力に必
要な情報は、ワーク形状データ、加工情報、加工部位の
座標値、公差、角度、名称、番号、加工面の面粗度、面
材質などである。入力方法は次のとおりである。

【００１８】まず、ワーク形状データおよび穴の加工情
報は、ワークの設計時に作成されたワーク図データをＣ
ＡＤ装置３３から取り込むことによって入力される。ワ
ーク図データは、ワークの形状を示すワーク形状データ
と、穴の座標値をキーにして加工情報を登録した加工情
報ファイルとからなっている（図５参照）。オペレータ
が、取り込まれたワーク形状データをＣＲＴ３５の画面
上で見ながら、加工対象となる部位を指示すると、情報
入力処理部１０は、それに該当する加工部位の名称、座
標値、加工情報を加工情報ファイルからデータファイル
２５に取り込み、各加工部位ごとにオペレータによりキ
ーボード３４を介してキー入力された加工部位番号を付
す。データファイル２５の内容は、たとえば図６（Ａ）
に示すとおりである。なお、加工情報は、あらかじめ定
義された所定の加工情報表記のパターンで表現されてい
る。

【００１９】また、ワークの面粗度、面材質などの情報
は、面ごとにオペレータによりキーボード３４を介して
キー入力される。具体的には、ワークの面粗度は使用工
具等によって決定される仕上げの程度に応じてあらかじ
め番号が付されており、面粗度の情報入力はその番号を
キー入力することによって行われる。たとえば、素材の
ままは「１」、荒仕上面は「２」、中仕上面は「３」、
上仕上面は「４」などとする。また、ワークの面材質と
しては、たとえばアルミ合金、鋳鉄などの情報がキー入
力される。

【００２０】切削条件（送り速度など）は、ドリル加工
以外の加工種類の場合、工程分割終了後に、工程分割さ
れた加工穴ごとに、オペレータによりキーボード３４を
介してキー入力される。なお、ドリル加工の場合は、後
述するように、工程分割終了後に、工程分割された加工
穴ごとに自動決定される。

【００２１】本実施例では、ワーク形状データとして３
次元データを使用するが、これに限定されるわけではな
く、２次元データを使用することも可能である。ワーク
形状データが２次元データである場合は、ワークに基準
ポイントを付与し、各面の基準ポイント間の距離と、各
面の法線ベクトルとを入力することによって、疑似的に
３次元形状を作ることができ、３次元データを用いる場
合と同様に、本案を実現することができる。

【００２２】３次元穴形状作成部１１は、データファイ
ル２５に入力された加工情報の内容から、穴形状パラメ
トリック図形ファイル２６を参照しながら該当する加工
種類のパラメトリック３次元形状（形状を変数で定義し
たもの）を検索し、変数の値を設定することによって、
加工穴の３次元形状を自動作成するものである。処理の
結果は、データファイル２５内の所定のメモリ領域に格
納される。

【００２３】工程分割決定部１２は、データファイル２
５から加工部位名称と、穴ごとに組み合わさせている加
工種類とを読み取り、工程分割パターンファイル２７に
あらかじめ登録されている加工部位名称ごとの工程分割
パターンを検索して、加工穴ごとに工程分割を自動決定
するものである（図６参照）。処理の結果（図６（Ｃ）
参照）は、データファイル２５内の所定のメモリ領域に
格納される。

【００２４】切削条件決定部１３は、ドリル加工の切削
条件（送り速度など）を自動決定するものである。具体
的には、工程分割終了後に、オペレータにより入力され
た工具種類（高速度鋼または超硬合金）と、データファ
イル２５にすでに入力されている面材質および加工情報
の加工種類（ドリルの種類）とから、切削条件データフ
ァイル２８にあらかじめ登録されている切削条件テーブ
ルを検索して、工程分割された加工穴ごとに切削条件を
自動決定する。処理の結果はデータファイル２５内の所
定のメモリ領域に格納される。なお、切削条件データフ
ァイル２８内の切削条件テーブルの一例は図７に示すと
おりであり、ここでは、切削条件として切削速度（m／m
in）の値を例示してある。

【００２５】加工方向・面角度検証部１４は、加工穴と
ワーク面との傾斜関係を検証するものである。具体的に
は、加工穴４０の存在する面４２ａの法線ベクトルＶ1
と当該加工穴４０の加工方向Ｖ2 とのなす角θを計算
し、このθ値を所定値と比較して、切削条件（特に送り
速度）を変更するか、座ぐり工程を追加するか、また
は、こうした切削条件の変更や工程の追加といった補正
を行わないかを判定する（図８（Ａ）参照）。すなわ
ち、１８０＞θ≧Ａの場合は、補正は行わず、Ａ＞θ≧
Ｂの場合は、切削条件の変更を行い、Ｂ＞θ≧Ｃの場合
は、座ぐり工程の追加を行うものとする。切削条件の変
更は切削条件変更部１７で実行され、座ぐり工程の追加
は工程追加変更部１８で実行される。これらの処理の内
容は、後で説明する。なお、本実施例では、上記定数Ａ
〜Ｃの値を、たとえばＡ＝１７０°、Ｂ＝１５０°、Ｃ
＝１００°に設定してあるが、これに限定されるもので
はなく、加工精度を考慮して、適当に設定すればよい。
たとえば、加工精度が高いときには、定数ＢとＣとの差
が２〜３°程度であっても座ぐり工程を追加すべき場合
がある。

【００２６】上記なす角θの算出方法は次のとおりであ
る。まず、加工穴４０の存在する面４２ａ上の２つのベ
クトルＶ3 とＶ4 の外積をとって両ベクトルに垂直なベ
クトルＶ1 を求め、これを面の法線ベクトルとする（図
８（Ｂ）参照）。そして、この法線ベクトルＶ1 と、穴
の加工方向を示すベクトルＶ2 との内積（Ｖ1 ，Ｖ2）
を計算し、下記の式にあてはめてｃｏｓθを求め、ここ
から最終的にθの値を求める。 ｃｏｓθ＝（Ｖ1 ，Ｖ2 ）／｜Ｖ1 ｜・｜Ｖ2 ｜ ここで、｜Ｖ1 ｜と｜Ｖ2 ｜はそれぞれベクトルＶ1 と
Ｖ2 の大きさである。

【００２７】穴干渉検証部１５は、加工穴の干渉関係を
検証するものである。加工穴の干渉関係には、ワーク面
の段差に対するものと、他の穴に対するものとがある。

【００２８】まず、加工穴とワーク面の干渉関係につい
ては、加工穴４０の口元がワーク面４２の段差と干渉す
るかどうかを判定し、干渉する場合は、オペレータの選
択に従って、加工穴４０の位置を変更するか、または、
座ぐり工程を追加するかを決定する（図９（Ａ）参
照）。上記干渉の有無の判定は、加工穴４０の座標値を
中心として加工径の１／２を半径とする円周４１と、加
工穴４０が存在する面４２ａと他の段部の面４２ｂとの
交線４３とが交わるかどうか、つまり交点が存在するか
どうかによって行う（図９（Ｂ）参照）。また、穴位置
の変更は穴位置変更部１８で実行され、座ぐり工程の追
加は工程追加変更部１７で実行される。これらの処理の
内容は、後で説明する。

【００２９】また、穴どうしの干渉関係については、す
でに加工されている穴または加工前のワークの素材形状
として開いている穴（両者を含めて穴４４）と、後から
加工される工程分割された穴４０とが干渉するかどうか
を判定し、干渉する場合は、後から加工する穴に対して
干渉部分４６の切削条件（特に送り速度）を変更すべき
旨の信号を発生する（図１０参照）。穴どうしが干渉す
る場合には、穴４８を開ける際に工具４８が切削抵抗の
小さいほう、つまりすでに存在する穴４４のほうへ逃げ
てしまって（特に図１０（Ａ）参照）、所望の穴４８が
得られなくおそれがあるからである。上記干渉の有無の
判定は、本システムではすべての穴が３次元形状のソリ
ッドモデルで構築されているため、ソリッドモデルを用
いた周知の干渉チェックの方法を用いて行う。また、切
削条件の変更は切削条件変更部１６で実行される。この
処理の内容は後で説明する。

【００３０】面粗度検証部１６は、データファイル２５
に入力された加工面の面粗度が所定値（素材のままの面
であることを示す「１」）であるかどうかを判定し、面
粗度が所定値（「１」）である場合は、センタもみ工程
を追加すべき旨の信号を発生する（図１１参照）。セン
タもみ工程の追加は、工程追加変更部１７で実行され
る。この処理の内容は後で説明する。

【００３１】切削条件変更部１７は、切削条件（特に送
り速度）を変更する機能を有している。具体的には、加
工穴４０の加工方向と面４２の法線ベクトルとのなす角
θが所定の範囲内にある（１７０°＞θ≧１５０°）場
合には、工具がぶれないように、切削条件の送り速度を
遅くし（図８（Ａ）参照）、また、穴どうしが干渉する
場合には、工具４８の逃げを防止するために、穴４４と
穴４０とが干渉し合う直前から干渉部分４６を含む範囲
Ｄにわたって穴４０の切削条件の送り速度を遅くする
（図１０参照）。どの程度遅くするかは、両者の場合と
も、たとえば、実際の設計では状況に応じて１／２〜１
／３程度遅くするが、安全を考慮すると、１／３程度遅
くするのが好ましい。処理の結果は、データファイル２
５内の所定のメモリ領域に格納される。

【００３２】工程追加変更部１８は、加工部位に対する
分割工程群の最初に所定の工程を追加して、加工情報を
自動作成（更新）する機能を有している。具体的には、
まず、加工穴４０の加工方向と面４２の法線ベクトルと
のなす角θが所定の範囲内にある（１５０°＞θ≧１０
０°）場合には、面斜度が大きくて工具がぶれるおそれ
が大きいため、当該加工穴４０に対する工程分割された
工程群の最初に座ぐり工程を追加する。座ぐり工程を追
加する場合は、ワーク面４２に対する加工穴４０の口元
の高低差を求め、それを加工深さａとするとともに、１
工程目の加工の加工径よりもやや大きい値を座ぐり加工
の加工径とする（座ぐり加工径＞１工程目の加工径）
（以上、図８（Ａ）参照）。また、加工穴４０の口元が
ワーク面４２の段差と干渉する場合においてオペレータ
が座ぐり加工の追加を選択した場合には、図８（Ａ）の
場合と同様に、加工径と加工深さａを決定する。図９
（Ａ）の斜線部分５０は、座ぐり加工で切削される部分
である（以上、図９（Ａ）参照）。これらの処理の結果
は、データファイル２５内の所定のメモリ領域に格納さ
れる。

【００３３】さらに、加工面４２の面粗度が所定値以上
である場合には、工具４８のぶれを防止するため、工程
分割された工程群の最初にセンタもみ工程を追加する
（図１１参照）。センタもみ工程とは、加工の際に、加
工面が粗いため工具がぶれて加工しにくい場合に、工具
４８が加工面に食いつきやすいように、あらかじめ通常
よりも遅い速度で少し切り込みを付ける加工をいう。セ
ンタもみ工程は、１工程目の工具４８の先端部を用いて
行う（図１１（Ｂ）参照）。その後、同じ工具４８を使
って１工程目の加工を行う（図１１（Ｃ）参照）。この
処理の結果は、データファイル２５内の所定のメモリ領
域に格納される。

【００３４】穴位置変更部１９は、加工穴４０の口元が
ワーク面４２の段差と干渉する場合に、オペレータの選
択に従って加工穴４０の位置を変更するものである（図
９参照）。この場合には、オペレータによって新たな座
標値がキー入力されると、それを処理して、結果をデー
タファイル２５に送り、座標値を変更後の値に更新させ
る。

【００３５】貫通穴検証部２０は、データファイル２５
から加工穴４０の加工深さｄと当該加工穴４０の加工方
向のワークの厚さとを読み取り、両値を比較して、当該
加工穴４０が貫通穴かどうかを判定し、貫通穴である場
合は、加工終了点を変更すべき旨の信号を発生するもの
である（図１２参照）。加工終了点の変更は、次に説明
する加工終了点変更部２１で実行される。

【００３６】加工終了点変更部２１は、加工穴が貫通穴
である場合に、工具４８の加工終了点を変更して、ＮＣ
データ作成時に必要な切削距離を修正する。具体的な修
正方法は、下記のとおりである。 切削距離＝工具先端長さ（ｂ）＋食い付きエアカット量
（ｃ）＋加工深さ（ｄ）＋抜けエアカット量（ｅ） 貫通穴の場合に上記のような修正を行うのは、加工穴の
加工深さと切削距離とが等しい場合、加工終了位置に工
具がくると加工穴の抜け口の部分にバリなどが発生する
おそれがあるため、抜けエアカット量を切削距離に加え
ることにより、穴の抜け口の部分まで完全に切削できる
ようにするためである。バリ等の発生は、加工側の面５
２および抜け側の面５４がすでに面加工されているきれ
いな面か、または加工されていない素材のままかによっ
て異なるので、食い付きエアカット量（ｃ）と抜けエア
カット量（ｅ）は、加工側の面５２および抜け側の面５
４の面粗度に応じて適当に設定する。たとえば、面粗度
が「１」（素材のまま）の場合は両エアカット量を３mm
とし、面粗度が「２」以上（面加工済）の場合は２mmと
する。このとき、加工側の面５２の面粗度は、加工穴の
存在する面の面粗度をデータファイル２５から検索し、
また、抜け側の面５４の面粗度は、構築される３次元形
状（ソリッドモデル）に干渉する（具体的には、接す
る）面を捜し、この面の面粗度をデータファイル２５か
ら検索することによって求める（以上、図１２参照）。
この処理の結果は、データファイル２５内の処理のメモ
リ領域に格納される。

【００３７】工具決定部２２は、データファイル２５か
ら加工情報、工程、工具種類などを読み取り、工具情報
ファイル２９にあらかじめ登録されている工具の情報を
検索して、各工程に最も適した使用工具を自動決定する
ものである。具体的には、加工情報から判明する加工種
類、加工径、加工深さから工具のサイズを決定した後、
このサイズに合致し、かつ工具種類（高速度鋼または超
硬合金）が同じものを、工具が登録されている工具情報
ファイル２９から検索することによって使用工具を決定
する。処理の結果は、データファイル２５内の処理のメ
モリ領域に格納される。

【００３８】加工順序決定部２３は、データファイル２
５から加工部位ごとの分割された工程番号情報を読み取
り、加工順序決定ファイル３０にあらかじめ登録されて
いる加工種類による加工優先順位に基づいて、所定のル
ールに従って、加工順序を自動決定するものである（図
１３参照）。処理の結果は、データファイル２５内の処
理のメモリ領域に格納される。なお、この処理の詳細は
後で説明する。

【００３９】ＮＣデータ作成部２４は、データファイル
２５に記憶されている諸情報の中から、ＮＣ工作機械を
運転するのに必要な情報（加工の順序、経路などを示す
位置情報や加工に必要な情報）をすべて自動的に数値化
（ＮＣデータ化）する機能を有している。

【００４０】次に、図２〜図４のフローチャートを参照
して本装置の動作を説明する。図２と図３は本装置の各
部の動作を示すメインフローチャートである。

【００４１】電源が投入されてプログラムがスタートす
ると、情報入力処理部１０は、ＣＡＤ３３またはキーボ
ード３４からの入力情報などを処理して、結果をデータ
ファイル２５に格納する（Ｓ１）。すなわち、ＣＡＤ装
置３３からワーク図データ（ワーク形状データと加工情
報ファイル）（図５参照）を取り込んだ後、取り込んだ
ワーク形状データをＣＲＴ３５の画面上に表示させ、そ
れを見たオペレータによって加工対象となる部位が指示
されると、それに該当する加工部位の名称、座標値、加
工情報を加工情報ファイルからデータファイル２５に取
り込み、各加工部位ごとにオペレータによりキー入力さ
れた加工部位番号を付す。この処理で得られたデータフ
ァイル２５の内容は、たとえば図６（Ａ）に示すとおり
である。また、ワークの面粗度、面材質などの情報は、
オペレータによりキー入力されるたびに、面ごとにデー
タファイル２５に格納する。

【００４２】Ｓ１で情報入力が終了すると、３次元穴形
状作成部１１は、データファイル２５に入力された加工
情報の内容から、穴形状パラメトリック図形ファイル２
６を参照しながら該当する加工種類のパラメトリック３
次元形状を検索し、変数の値を設定することによって、
加工穴の３次元形状を自動作成し、結果をデータファイ
ル２５に格納する（Ｓ２）。

【００４３】それから、工程分割決定部１２は、データ
ファイル２５から加工部位名称と加工部位ごとに組み合
わさせている加工情報中の加工種類とを読み取り（図６
（Ａ）参照）、工程分割パターンファイル２７に登録さ
れている加工部位名称ごとの工程分割パターンを検索し
て（図６（Ｂ）参照）、加工穴ごとに工程分割を自動決
定し、結果をデータファイル２５に格納する（Ｓ３）。
この処理で得られた工程分割後加工情報は、たとえば図
６（Ｃ）に示すとおりである。

【００４４】Ｓ３で工程分割処理が終了すると、ドリル
加工については、オペレータにより、工程分割された加
工穴ごとに工具種類（高速度鋼または超硬合金）の情報
入力が行われ、切削条件決定部１３は、オペレータによ
り入力された工具種類（高速度鋼または超硬合金）と、
データファイル２５にすでに入力されている面材質およ
び加工情報の加工種類（ドリルの種類）とから、切削条
件データファイル２８に登録されている切削条件テーブ
ルを検索して（図７参照）、工程分割された加工穴ごと
に切削条件を自動決定する。また、その他の加工種類に
ついては、工程分割された加工穴ごとに、再度オペレー
タによりキーボード３４を介してキー入力を行って、切
削条件を設定する。この処理で設定された切削条件は、
データファイル２５に格納する（Ｓ４）。

【００４５】それから、加工方向・面角度検証部１４
は、加工穴４０の存在する面４２の法線ベクトルＶ1 と
当該加工穴４０の加工方向Ｖ2 とのなす角θを計算し
（Ｓ５）、このθ値を所定値と比較して、θ値がどの範
囲内にあるかを判定する（Ｓ６）（図８参照）。

【００４６】Ｓ６で１８０°＞θ≧１７０°と判定され
た場合は、ワーク面４２の傾斜が小さく工具がぶれるお
それは小さいので、何らの補正を行わずにただちにＳ９
に進む。

【００４７】これに対し、Ｓ６で１７０°＞θ≧１５０
°と判定された場合は、工具がぶれるおそれがあるの
で、切削条件変更部１７を駆動して、切削条件の中の送
り速度を遅くし（たとえば、１／３）、この結果をデー
タファイル２５に格納する（Ｓ７）。

【００４８】また、Ｓ６で１５０°＞θ≧１００°と判
定された場合は、ワーク面４２の傾斜がさらに大きく送
り速度を遅くしても工具がぶれるおそれがあるので、工
程追加変更部１８を駆動して、当該加工穴４０に対する
工程分割された工程群の最初に座ぐり工程を追加し、こ
の結果をデータファイル２５に格納する（Ｓ８）。この
とき、座ぐり加工の加工深さａは、ワーク面４２に対す
る加工穴４０の口元の高低差と等しく設定され、また、
その加工径は、１工程目の加工の加工径よりもやや大き
い値に設定される（座ぐり加工径＞１工程目の加工径）
（以上、図８参照）。

【００４９】加工穴４０とワーク面４２との傾斜関係の
検証とそれに伴う補正処理が終了すると、穴干渉検証部
１５は、加工穴４０の口元がワーク面４２の段差と干渉
するかどうかを判定し（Ｓ９）（図９参照）、干渉しな
い場合はただちにＳ１３に進むが、干渉する場合は、オ
ペレータの選択に従って、Ｓ１１（穴位置の変更）に進
むか、またはＳ１２（座ぐり工程の追加）に進むかを決
定する（Ｓ１０）。

【００５０】オペレータが穴位置の変更を選択した場合
は、穴位置変更部１９を駆動して、オペレータによりキ
ー入力された座標値をデータファイル２５にフィードバ
ックして、当該加工穴４０の座標値を変更後の値に更新
させる（Ｓ１１）。

【００５１】これに対し、オペレータが座ぐり工程の追
加を選択した場合は、工程追加変更部１８を駆動して、
当該加工穴４０に対する工程分割された工程群の最初に
座ぐり工程を追加し、この結果をデータファイル２５に
格納する（Ｓ１２）。このとき、座ぐり加工の加工深さ
ａは、ワーク面４２の段差と等しく設定され、また、そ
の加工径は、１工程目の加工の加工径よりもやや大きい
値に設定される（以上、図９参照）。

【００５２】加工穴４０とワーク面４２との干渉関係の
検証とそれに伴う補正処理が終了すると、面粗度検証部
１６は、データファイル２５に記憶されている加工面４
２の面粗度が所定値（「１」）であるかどうかを判定し
（Ｓ１３）、面粗度が所定値（「１」）より大きい場合
はただちにＳ１５に進むが、面粗度が所定値（「１」）
である場合は、工程追加変更部１８を駆動して、工程分
割された工程群の最初にセンタもみ工程を追加し、この
結果をデータファイル２５に格納する（Ｓ１４）（図１
１参照）。センタもみ工程の追加によって、工具４８の
ぶれが防止される。

【００５３】加工面４２の面粗度の検証とそれに伴う補
正処理が終了すると、貫通穴検証部２０は、データファ
イル２５から加工穴４０の加工深さｄと当該加工穴４０
の加工方向のワークの厚さとを読み取り、両値を比較し
て、当該加工穴４０が貫通穴かどうかを判定する（Ｓ１
５）。当該加工穴４０が貫通穴でない場合はただちにＳ
１７に進むが、貫通穴である場合は、加工終了点変更部
２１を駆動して、加工終了点を変更する。つまり、下記
の式、 切削距離＝工具先端長さ（ｂ）＋食い付きエアカット量
（ｃ）＋加工深さ（ｄ）＋抜けエアカット量（ｅ） によって切削距離を修正し、結果をデータファイル２５
に格納する（Ｓ１６）（図１２参照）。

【００５４】貫通穴の検証とそれに伴う補正処理が終了
すると、工具決定部２２は、データファイル２５から加
工情報、工程、工具種類などを読み取り、工具情報ファ
イル２９に登録されている工具情報を検索して、各工程
に最も適した使用工具を自動決定し、結果をデータファ
イル２５に格納する（Ｓ１７）。

【００５５】それから、加工順序決定部２３は、データ
ファイル２５から加工部位ごとの分割された工程番号情
報を読み取り、加工順序決定ファイル３０に登録されて
いる加工種類による加工優先順位に基づいて、所定のル
ールに従って、加工順序を自動決定し、結果をデータフ
ァイル２５に格納する（Ｓ１８）（図１３参照）。

【００５６】図４はこのＳ１８の加工順序決定のフロー
チャートである。まず、加工順序番号Ｎを１にリセット
し（Ｓ２２）、データファイル２５内の各加工穴の小さ
い工程番号の中から加工優先順位の高いものを選択する
（Ｓ２３）。それから、Ｓ２３で選択したものの中に同
じ加工種類が複数個存在するかどうかを判断し（Ｓ２
４）、複数個存在しない、つまりただ１個である場合
は、その工程に加工順序番号を付し（Ｓ２５）、Ｎ値を
１だけインクリメントし（Ｓ２６）、残工程があれば
（Ｓ３０）Ｓ２３に戻る。

【００５７】これに対し、Ｓ２４で同じ加工種類が複数
個存在すると判断された場合は、その中で加工部位番号
の最も小さいものに加工順序番号を付し（Ｓ２７）、Ｎ
値を１だけインクリメントし（Ｓ２８）、同じ加工寸法
のものが他に存在すれば（Ｓ２９）Ｓ２７に戻る。すな
わち、Ｓ２７〜Ｓ２９のステップによって、加工部位番
号の最も小さいものから順に加工順序番号が付されるこ
とになる。Ｓ２９で同じ加工寸法のものが他に存在しな
ければ、Ｓ３０の判断を介して再びＳ２３に戻る。

【００５８】これを、図１３の例で説明する。同図
（Ｃ）の注記の記載例で表現すれば、まず、工程番号１
の中から、優先順位の高い加工種類ＣをもつＦ２−１が
選択され（Ｓ２３）、これに加工順序番号Ｎ＝１が付さ
れる（Ｓ２５）。次に、優先順位の高い加工種類Ｄをも
つＦ１−１、Ｆ３−１が選択され（Ｓ２３）、加工部位
番号の小さいＦ１のほうから順に加工順序番号Ｎ＝２、
Ｎ＝３が付される（Ｓ２７〜Ｓ２９）。次に、工程番号
２の中から、優先順位の高い加工種類ＤをもつＦ２−
２、Ｆ３−２が選択され（Ｓ２３）、加工部位番号の小
さいＦ２のほうに加工順序番号Ｎ＝４が付され（Ｓ２
７）、他にこれと同じ加工寸法のものが存在しないので
（Ｓ２９）、再び、Ｓ２３に戻って、優先順位の高い加
工種類ＤをもつＦ３−２が選択され、これに加工順序番
号Ｎ＝５が付される（Ｓ２５）。次に、工程番号２の中
から、残りのＦ１−２が選択され（Ｓ２３）、これに加
工順序番号Ｎ＝６が付される（Ｓ２５）。次に、工程番
号３の中から、加工種類ＴをもつＦ２−３、Ｆ３−３が
選択され（Ｓ２３）、加工部位番号の小さいＦ２のほう
に加工順序番号Ｎ＝７が付され（Ｓ２７）、他にこれと
同じ加工寸法のものが存在しないので（Ｓ２９）、再
び、Ｓ２３に戻ってＦ３−３が選択され、これに加工順
序番号Ｎ＝８が付される（Ｓ２５）。すなわち、加工順
序は、図１３（Ｃ）に示すようになる。

【００５９】加工順序が決定されると、穴干渉検証部１
５は、Ｓ１８で決定された加工順序により、データファ
イル２５からＳ２で作成された３次元穴形状を読み取
り、すでに加工されている穴４４または加工前のワーク
の素材形状として開いている穴４４と、後から加工され
る工程分割された穴４０とが干渉しているかどうかを判
定し（Ｓ１９）、干渉していない場合はただちにＳ２１
に進む。これに対し、穴どうしが干渉している場合は、
切削条件変更部１７を駆動して、穴４４と穴４０とが干
渉し合う直前から干渉部分４６を含む範囲Ｄにわたって
穴４０の切削条件の中の送り速度を遅くし（たとえば、
１／３）、この結果をデータファイル２５に格納する
（Ｓ２０）（図１０参照）。これにより、工具４８が切
削抵抗の小さい穴４４のほうへ逃げるのが防止される。

【００６０】穴どうしの干渉関係の検証とそれに伴う補
正処理が終了すると、ＮＣデータ作成部２４は、データ
ファイル２５に記憶されている諸情報の中から、ＮＣ工
作機械を運転するのに必要な情報をすべてＮＣデータ化
し、結果をデータファイル２５に格納する（Ｓ２１）。

【００６１】以上の実施例によれば、加工穴とこれの属
する面とのなす角が大きいとき、加工穴とワーク面の段
差とが干渉するとき、加工面が粗いとき、加工穴が貫通
穴であるとき、または、穴どうしが干渉するときに、加
工がしやすくなるように、適宜、自動的に、送り速度を
遅くしたり、座ぐり工程を追加したり、センタもみ工程
を追加したり、穴位置を変更したり、または、切削距離
を補正するようにしたので、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム上
で、ＮＣ加工に最適な加工工程と切削条件を自動決定で
きるようになり、従来のように工程変更や切削条件の変
更などの修正作業や試加工などの工数が不要となり、Ｎ
Ｃデータの作成時間が大幅に短縮されることになる。

【００６２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、加工部位とこ
れの属する面とのなす角が大きい場合でも、ＮＣ加工に
最適な加工しやすい加工情報が自動的に作成される。

【００６３】請求項２の発明によれば、加工部位とワー
ク面の段差とが干渉する場合でも、ＮＣ加工に最適な加
工しやすい加工情報が自動的に作成される。

【００６４】請求項３の発明によれば、請求項１または
請求項２の発明の効果に加えて、加工部位の属する面が
粗い場合でも、ＮＣ加工に最適な加工しやすい加工情報
が自動的に作成される。

【００６５】請求項４の発明によれば、請求項１または
請求項２の発明の効果に加えて、加工部位が貫通穴であ
る場合でも、ＮＣ加工に最適な加工しやすい加工情報が
自動的に作成される。

【００６６】請求項５の発明によれば、穴どうしが干渉
する場合でも、ＮＣ加工に最適な加工しやすい加工情報
が自動的に作成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるＮＣデータ自動作成装置の構成
の一例を示す機能ブロック図

【図２】 本装置の各部の動作を示すメインフローチャ
ート

【図３】 図２に続くフローチャート

【図４】 図３の加工順序決定処理のフローチャート

【図５】 ワーク図データの一例を示す図

【図６】 工程分割処理の一例を示す図

【図７】 切削条件テーブルの一例を示す図

【図８】 加工穴と面との傾斜関係の説明に供する図

【図９】 加工穴とワーク面の段差との干渉関係の説明
に供する図

【図１０】 穴どうしの干渉関係の説明に供する図

【図１１】 面が粗い場合の説明に供する図

【図１２】 加工穴が貫通穴である場合の説明に供する
図

【図１３】 加工順序決定の一例を示す図

【符号の説明】

１３…加工方向・面角度検証部 １４…穴干渉検証部 １５…面粗度検証部 １６…切削条件変更部 １７…工程追加変更部 １８…穴位置変更部 １９…貫通穴検証部 ２０…加工終了点変更部 ２４…データファイル ３１…ＣＡＤ ３２…キーボード ４０…加工穴 ４２…ワーク面 ４８…工具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 15/00 - 15/28 G05B 19/18 - 19/46

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されたワークの図形データおよび加
   工情報からＮＣデータを自動的に作成するＮＣデータ自
   動作成装置において、 加工部位が属する面に対する当該加工部位の加工方向の
   傾斜度を算出する手段と、 前記傾斜度に応じて、加工条件を変更するか、加工工程
   を追加するか、または、現在の加工情報を維持するかを
   選択実行する手段と、 を有することを特徴とするＮＣデータ自動作成装置。
2. 【請求項２】 入力されたワークの図形データおよび加
   工情報からＮＣデータを自動的に作成するＮＣデータ自
   動作成装置において、 加工部位とワーク面の段差との干渉の有無を判定する手
   段と、 干渉有りと判定されたときに、加工部位の位置を変更す
   るか、または、加工工程を追加するかを選択実行する手
   段と、 を有することを特徴とするＮＣデータ自動作成装置。
3. 【請求項３】 さらに、前記選択実行する手段は、 加工部位が属する面の粗度に応じて、加工工程を追加す
   るか、または、現在の加工情報を維持するかを選択実行
   することを特徴とする請求項１または２に記載の ＮＣデ
   ータ自動作成装置。
4. 【請求項４】 さらに、 加工部位の加工深さと当該加工部位の加工方向のワーク
   厚さとを比較して、当該加工部位が貫通穴かどうかを判
   定する手段と、 貫通穴と判定されたときに、加工条件を変更する手段
   と、 を有することを特徴とする請求項１または２に記載の Ｎ
   Ｃデータ自動作成装置。
5. 【請求項５】 入力されたワークの図形データおよび加
   工情報からＮＣデータを自動的に作成するＮＣデータ自
   動作成装置において、 穴形状データと工程順序データとに基づいて、穴どうし
   の干渉の有無を判定する手段と、 干渉有りと判定されたときに、後から加工される加工部
   位に対して干渉部分を含む範囲での加工条件を変更する
   手段と、 を有することを特徴とするＮＣデータ自動作成装置。