JP4425430B2 - 切削加工シミュレーションプログラム、並びに、切削加工シミュレーション装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）による切削加工シミュレーションを実現する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）を使用して、切削加工により機械部品等を製造する場合には、設計→試験→製造といった過程を経るのが一般的である。機械部品等の量産を始める前には、ＮＣ（Numerical Control）データに基づいて、被切削対象たる加工素材が問題なく切削加工できるか否かを確認する試験切削が必須である。機械部品等を切削加工する場合には、加工素材をクランプ等によりテーブルに固定し、切削工具により実際に切削が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加工素材を力によりテーブルに固定していることから、切削途中で応力が集中してしまい、加工素材が壊れたり又は歪んだりして、切削加工が不可能になってしまうことがある。自動車のトランスミッションケースの試験切削では、約２０％の加工素材が壊れてしまうとの報告もある位である。この場合、切削工具の移動軌跡を変更したり、加工素材をテーブルに固定する位置やその力を変更したりして、かかる問題を回避することは可能であるが、これをすれば大丈夫といった絶対的なものはなく、トライアンドエラーの繰り返しになってしまう。従って、試験に要する期間が長期化し、コストダウンが困難であるという問題を抱えていた。
【０００４】
また、近年では、有限要素法により構造解析を行なうことが主流となっているが、次のような理由から、切削途中の構造解析を行なうことは、事実上極めて困難である。即ち、有限要素法では、通常、ＣＡＤ（Computer Aided Design）モデルから解析モデルを作成するため、切削途中の構造解析を行なうには、その時点における形状のＣＡＤモデルを作成する必要がある。しかし、ＣＡＤモデルは、最終的な製品形状を特定するものであるため、切削途中の加工素材の形状を特定するＣＡＤモデルを作成することは、設計工数の増加に繋がり、設計期間の長期化、コストの上昇といった問題も発生してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、ＮＣデータから得られる切削工具の移動軌跡に対して、ボクセルを用いて表現された解析モデルからボクセルを削除することで、切削加工シミュレーションを実現する技術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】
このため、請求項１記載の発明では、表示装置と接続されるコンピュータに実行させる切削加工シミュレーションプログラムであって、前記コンピュータに、切削加工前の被切削対象を複数のボクセルで表現した第一の解析モデルを作成する解析モデル作成ステップと、ＮＣデータから切削工具の切削軌跡情報を抽出する切削軌跡情報抽出ステップと、前記抽出した前記切削軌跡情報に基づいて、前記作成した前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除するボクセル削除ステップと、前記ボクセル削除ステップにおいて、前記第一の解析モデルから前記切削軌跡に位置するボクセルが削除された第二の解析モデルに対して、構造解析を行なう構造解析ステップと、前記構造解析の結果を前記表示装置に表示させる解析結果表示ステップと、を実行させることを特徴とする。
【０００７】
ここで、「ボクセル」とは、画像を構成する微小正方形（Pixel）に対して、空間を構成する微小直方体（Voxel；Volume Pixel）のことをいう。
【０００８】
かかる構成によれば、被切削対象をボクセルで表現した解析モデルから、切削工具の切削軌跡に位置するボクセルが削除される。そして、この解析モデルに対して構造解析が実行され、その解析結果が表示される。従って、切削途中における被切削対象の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、被切削対象の形状は特定されることとなり、切削途中の被切削対象の構造解析が容易に行なわれるようになる。このため、従来技術では極めて困難であった、ＣＡＥによる切削シミュレーションが容易に実現される。
【００１０】
請求項２記載の発明では、前記コンピュータに、前記解析モデル作成ステップに続いて、前記第一の解析モデルを包含する直方体であるボクセル空間を設定するボクセル空間設定ステップを実行させ、前記ボクセル削除ステップにおいて、前記ボクセル空間内に前記切削工具の前記切削軌跡を検出した場合に、前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記第一の解析モデルから前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、例えば、切削工具の交換を行なう場合のように、切削工具が被切削対象から離れるときには、ボクセル削除処理が行なわれないので、不要な処理の実行が回避され、処理速度が向上する。
【００１２】
請求項３記載の発明では、前記ボクセル削除ステップにおいて、前記切削工具の移動速度に応じた時間間隔で、該切削工具の前記切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、切削工具の移動速度に応じた適切な時間間隔を設定することで、削除処理において、必ず隣接するボクセルが削除されることとなり、切削加工シミュレーションの精度が向上する。
【００１４】
請求項４記載の発明では、前記コンピュータに、前記解析モデル作成ステップに先駆けて、前記被切削対象のＣＡＤデータを読み込むＣＡＤデータ読み込みステップを実行させ、前記解析モデル作成ステップにおいて、前記読み込んだ前記ＣＡＤデータに基づいて、前記第一の解析モデルを作成することを特徴とする。
かかる構成によれば、解析モデルの作成に要する工数を省くことができ、作業工数の低減によりさらなるコストダウンが図られる。
【００１５】
請求項５記載の発明では、表示装置と接続される切削加工シミュレーション装置であって、切削加工前の被切削対象を複数のボクセルで表現した第一の解析モデルを作成する解析モデル作成手段と、ＮＣデータから切削工具の切削軌跡情報を抽出する切削軌跡情報抽出手段と、前記切削軌跡情報に基づいて、前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除するボクセル削除手段と、前記ボクセル削除手段によって前記第一の解析モデルから前記切削軌跡に位置するボクセルが削除された第二の解析モデルに対して、構造解析を行なう構造解析手段と、前記構造解析の結果を前記表示装置に表示させる解析結果表示手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、被切削対象をボクセルで表現した解析モデルから、切削工具の切削軌跡に位置するボクセルが削除される。そして、この解析モデルに対して構造解析が実行され、その解析結果が表示される。従って、切削途中における被切削対象の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、被切削対象の形状は特定されることとなり、切削途中の被切削対象の構造解析が容易に行なわれるようになる。このため、従来技術では極めて困難であった、ＣＡＥによる切削シミュレーションが容易に実現される。
【００１７】
請求項６記載の発明では、前記第一の解析モデルを包含する直方体であるボクセル空間を設定するボクセル空間設定手段を有し、前記ボクセル削除手段は、さらに前記ボクセル空間内に前記切削工具の前記切削軌跡を検出した場合に、前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記第一の解析モデルから前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、例えば、切削工具の交換を行なう場合のように、切削工具が被切削対象から離れるときには、ボクセル削除処理が行なわれないので、不要な処理の実行が回避され、処理速度が向上する。
【００１９】
請求項７記載の発明では、前記ボクセル削除手段はさらに、前記切削工具の移動速度に応じた時間間隔で、該切削工具の前記切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする。
【００２０】
かかる構成によれば、切削工具の移動速度に応じた適切な時間間隔を設定することで、削除処理において、必ず隣接するボクセルが削除されることとなり、切削加工シミュレーションの精度が向上する。
【００２１】
請求項８記載の発明では、前記解析モデル作成手段は、前記被切削対象のＣＡＤデータを読み込むと共に、該ＣＡＤデータに基づいて、前記第一の解析モデルを作成することを特徴とする。
かかる構成によれば、解析モデルの作成に要する工数を省くことができ、作業工数の低減によるさらなるコストダウンを図ることができる。
【００２２】
請求項９記載の発明では、表示装置と接続されるコンピュータが実行する切削加工シミュレーション方法であって、前記コンピュータが、切削加工前の被切削対象を複数のボクセルで表現した第一の解析モデルを作成する解析モデル作成ステップと、ＮＣデータから切削工具の切削軌跡情報を抽出する切削軌跡情報抽出ステップと、前記抽出した前記切削軌跡情報に基づいて、前記作成した前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除するボクセル削除ステップと、前記ボクセル削除ステップにおいて、前記第一の解析モデルから前記切削軌跡に位置するボクセルが削除された第二の解析モデルに対して、構造解析を行なう構造解析ステップと、前記構造解析の結果を前記表示装置に表示させる解析結果表示ステップと、を実行することを特徴とする。
【００２３】
かかる構成によれば、被切削対象をボクセルで表現した解析モデルから、切削工具の切削軌跡に位置するボクセルが削除される。そして、この解析モデルに対して構造解析が実行され、その解析結果が表示される。従って、切削途中における被切削対象の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、被切削対象の形状は特定されることとなり、切削途中の被切削対象の構造解析が容易に行なわれるようになる。このため、従来技術では極めて困難であった、ＣＡＥによる切削シミュレーションが容易に実現される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明に係る切削加工シミュレーション装置の全体構成を示す。
【００２５】
切削加工シミュレーション装置１０は、制御装置２０と、入力装置４０と、解析結果表示手段としての表示装置５０と、を含んで構成される。制御装置２０は、少なくとも、中央処理装置（ＣＰＵ）とメモリとを備え、メモリにロードされたプログラムに従って各種処理を行なう。入力装置４０は、例えば、キーボード及びマウスから構成され、操作者に対して命令入力機能を提供する。表示装置５０は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）から構成され、操作者に対して構造解析結果を表示する解析結果表示機能を提供する。
【００２６】
制御装置２０は、解析モデル作成部２２と、ボクセル空間設定部２４と、切削軌跡情報抽出部２６と、ボクセル削除部２８と、構造解析部３０と、解析結果表示部３２と、を含んで構成される。
【００２７】
解析モデル作成部２２は、例えば、ＣＡＤデータを読み込んで解析することで、図２に示すように、切削加工前の被切削対象（加工素材）をボクセルにより表現した解析モデル２２ａを作成する。ここで、「ボクセル」とは、画像を構成する微小正方形（Pixel）に対して、空間を構成する微小直方体のことをいう。解析モデル２２ａを構成する各ボクセルには、図３に示すように、ボクセルを一意に特定するＩＤ番号と、ボクセルが有効であるか又は無効であるかを示す有効フラグと、が付されている。即ち、ボクセルの有効フラグを調べることにより、そのボクセルが存在するか否かが判定できる。このように、有効フラグによりボクセルが存在するか否かを判定するようにすれば、後述するように、ボクセル削除処理が簡単になり、処理速度の向上が期待できる。
【００２８】
また、ＣＡＤデータから解析モデル２２ａを作成することで、解析モデル２２ａの作成に要する時間を不要とし、工数の削減によるコスト低減を図ることができる。但し、操作者が入力装置４０を介して、解析モデル２２ａを直接作成できるようにしてもよいことはいうまでもない。
【００２９】
なお、解析モデル作成部２２は、解析モデル作成機能，解析モデル作成手段及び解析モデル作成工程として機能する。
ボクセル空間設定部２４は、図４に示すように、解析モデル作成部２２により作成された解析モデル２２ａを包含する直方体からなるボクセル空間２４ａを設定する。ボクセル空間２４ａは、直方体の位置を特定する８つの頂点座標からなる。ボクセル空間２４ａを設定する理由は、加工素材が必ずしも直方体でないこと、切削工具の交換により切削工具が加工素材から離れること等に鑑み、後述するように、ボクセル削除処理が複雑になることを防止するためである
なお、ボクセル空間設定部２４は、ボクセル空間設定機能及びボクセル空間設定手段として機能する。
【００３０】
切削軌跡情報抽出部２６は、ＮＣデータを読み込んで解析することで、切削工具の切削軌跡情報（カッターパス）を抽出する。抽出した切削軌跡情報は、例えば、ある時点における切削工具の刃先位置、即ち、切削位置を特定する座標列から構成される。
【００３１】
なお、切削軌跡情報抽出部は、切削軌跡情報抽出機能，切削軌跡情報抽出手段及び切削軌跡情報抽出工程として機能する。
ボクセル削除部２８は、切削軌跡情報抽出部２６により抽出された切削軌跡情報に基づいて、解析モデル作成部２２により作成された解析モデル２２ａから、切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除する。ここで、ボクセル削除処理は、図３に示すボクセルの有効フラグを０に設定するといった簡単な処理で行われる。
【００３２】
ボクセル削除処理の詳細について説明すると、先ず、抽出された切削軌跡情報に基づいて、ボクセル空間設定部２４により設定されたボクセル空間２４ａ内に切削工具の切削軌跡があるか否かが判定される。そして、ボクセル空間２４ａ内に切削工具の切削軌跡があると判定されたときのみ、解析モデル２２ａからボクセルが削除される。これは、例えば、切削工具の交換を行なうときには、切削工具が加工素材から離れるので、不要な処理を実行しないようにするためである。これにより、処理速度の向上等が期待できる。
【００３３】
また、ボクセル削除処理では、切削工具の移動速度に応じた時間間隔で、切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除するようにする。即ち、ボクセル削除処理を実行する時間間隔を一定とした場合であって、切削工具の移動速度が比較的速い場合、図５（Ａ）に示すように、ある時間ｔ1における切削工具の位置と、時間ｔ2における切削工具の位置と、が必ずしも隣り合ったボクセルを削除する位置になるとは限らない。このため、時間ｔ1と時間ｔ2との間の時間において、切削工具の軌跡が不定となり、正確な切削加工シミュレーションができなくなってしまう。このため、図５（Ｂ）に示すように、切削工具の移動速度に応じた時間間隔でボクセル削除処理を行なうようにし、切削加工シミュレーションの精度を向上させている。
【００３４】
さらに、ボクセル削除処理では、解析モデル２２ａから削除されたボクセルを任意の時点まで復元できるようにするため、図示しない削除履歴が生成される。
なお、ボクセル削除部２８は、削除機能，削除手段及び削除工程として機能する。
【００３５】
構造解析部３０は、ボクセル削除部２８によりボクセルが削除された解析モデル２２ａに対して、構造解析を実行する。構造解析は、随時、即ち、中央処理装置の能力に応じて実用的な範囲内で設定された時間間隔、例えば、切削加工の開始から終了までに要する時間が１０分であれば、これを１０分割した時間間隔１分毎に実行される。但し、構造解析は、理想的には、解析モデル２２ａからボクセルを１つ削除する毎に実行されることが望ましい。
【００３６】
また、構造解析は、クランプ等により加工素材をテーブルに固定した状態を考慮して、切削加工途中の加工素材における応力，変形等を数値計算によりシミュレートする。
【００３７】
なお。構造解析部３０は、構造解析機能，構造解析手段及び構造解析工程として機能する。
解析結果表示部３２は、構造解析部３０により構造解析された解析結果を、表示装置５０に表示する。ここで、解析結果たる加工素材の応力は、一般的な構造解析ソフトウエアと同様に、応力に応じてその色を変えて表示することが望ましい。
【００３８】
なお、解析結果表示部３２は、解析結果表示機能，解析結果表示手段及び解析結果表示工程として機能する。
次に、かかる構成からなる切削加工シミュレーション装置１０の作用について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３９】
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、解析モデル作成部２２が提供する機能により、切削加工前の被切削対象たる加工素材をボクセルにより表現した解析モデル２２ａが作成される。解析モデル２２ａを構成するボクセルは、加工素材の形状を適切に表現できる大きさに設定される。
【００４０】
ステップ２では、ボクセル空間設定部２４が提供する機能により、解析モデル２２ａを包含する直方体からなるボクセル空間２４ａが設定される。
ステップ３では、切削軌跡情報抽出部２６が提供する機能により、ＮＣデータを読み込んで解析することで、切削工具の切削軌跡情報が抽出される。
【００４１】
ステップ４では、ボクセル削除部２８が提供する機能により、切削軌跡情報抽出部２６により抽出された切削工具の切削軌跡情報に基づいて、切削工具の移動速度に応じてボクセルを削除する時間間隔が設定される。なお、ボクセルを削除する時間間隔については、前述したボクセル削除部２８の説明を参照されたい。
【００４２】
ステップ５では、ボクセル削除部２８が提供する機能により、切削軌跡情報抽出部２６により抽出された切削工具の切削軌跡情報に基づいて、ボクセル空間２４ａ内に切削工具の切削軌跡があるか否かが判定される。そして、ボクセル空間２４ａ内に切削軌跡があればステップ６へと進み（Ｙｅｓ）、ボクセル空間２４ａ内に切削軌跡がなければステップ１０へと進む（Ｎｏ）。なお、ボクセル空間２４ａ内に切削軌跡があるか否かの判定は、例えば、切削工具の１パス毎に判定すればよい。
【００４３】
ステップ６では、ボクセル削除部２８が提供する機能により、ボクセルを削除する時間間隔毎に、解析モデル２２ａから切削工具の切削軌跡に位置するボクセルが削除される。ボクセルの削除は、図３に示すボクセルの有効フラグを０にすることで行なわれる。
【００４４】
ステップ７では、構造解析部３０が提供する機能により、ボクセルが削除された解析モデル２２ａに対して構造解析が実行され、加工素材に発生する応力，歪等が数値計算により求められる。
【００４５】
ステップ８では、解析結果表示部３２が提供する機能により、構造解析された解析結果が図示しないデータベースに保存されると共に、表示装置５０に表示される。
【００４６】
ステップ９では、表示された解析結果を見た操作者により、切削に問題がないか否かが判断される。即ち、加工素材にその許容応力を超えた応力や、設計上許容される歪を超えた歪が発生したか否かが判断される。そして、切削に問題なしと判断されればステップ１０へと進み（Ｙｅｓ）、切削に問題ありと判断されればステップ１２へと進む（Ｎｏ）。
【００４７】
ステップ１０では、ボクセル削除部２８が提供する機能により、切削軌跡情報抽出部２６により抽出された切削軌跡情報に基づいて、切削が完了したか否かが判定される。そして、切削が完了したと判定されればステップ１１へと進み（Ｙｅｓ）、切削が完了していないと判定されればステップ５へと戻る（Ｎｏ）。
【００４８】
ステップ１１では、解析結果表示部３２が提供する機能により、操作者が最終的な解析結果の判断を行なえるようにするため、データベースに保存された最終的な解析結果が表示装置５０に表示される。
【００４９】
一方、ステップ９において切削に問題ありと判断されたステップ１２では、ボクセル削除部２８により生成された削除履歴に基づいて、ボクセルが削除された解析モデル２２ａが任意の時点まで復元される。解析モデル２２ａの復元は、例えば、切削工具の１パス毎にボクセルを復元（積み上げる）ようにすればよい。
【００５０】
ステップ１３では、ＣＡＭにおいて、ＮＣデータの更新（変更）が行なわれる。即ち、現状の固定位置又は切削軌跡では、切削途中に加工素材の許容応力を超えた応力等が発生するので、固定位置又は切削軌跡を更新して、そのような状態が発生しないようにする。そして、ＮＣデータの更新が完了したら、ステップ５へと戻り、更新した条件に従ってボクセルの削除，構造解析及び解析結果の表示が実行される。
【００５１】
以上説明したステップ１〜ステップ１３の処理によれば、先ず、被切削対象たる加工素材をボクセルで表現した解析モデル２２ａから、切削工具の切削軌跡にあたるボクセルが削除される。そして、ボクセルが削除された解析モデル２２ａに対して構造解析が随時実行され、その解析結果が表示装置に表示される。
【００５２】
従って、切削途中における加工素材の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、切削途中の加工素材の構造解析が容易に行なえるようになり、加工素材を試験切削したときに、加工素材が壊れることが低減する。このため、試験切削に要する時間が短縮され、コストダウンを図ることができる。この効果は、特に、加工素材が大きな場合に顕著に表れる。
【００５３】
このような機能を実現するプログラムを、例えば、磁気テープ，磁気ディスク，磁気ドラム，ＩＣカード，ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録しておけば、本発明に係る切削加工シミュレーションプログラムを市場に流通させることができる。そして、かかる記録媒体を取得した者は、一般的なコンピュータを利用して、本発明に係る切削加工シミュレーション装置を容易に構築することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、切削途中における被切削対象の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、被切削対象の形状は特定されることとなり、切削途中の被切削対象の構造解析が容易に行なわれるようになる。このため、従来技術では極めて困難であった、ＣＡＥによる切削シミュレーションを容易に実現することができる。
【００５５】
請求項２又は請求項６に記載の発明によれば、不要な処理の実行が回避され、処理速度を向上することができる。
請求項３又は請求項７に記載の発明によれば、削除処理において、必ず隣接するボクセルが削除されることとなり、切削加工シミュレーションの精度を向上することができる。
【００５６】
請求項４又は請求項８に記載の発明によれば、作業工数の低減によりさらなるコストダウンを図ることができる。
請求項５又は請求項９に記載の発明によれば、切削途中における被切削対象の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、被切削対象の形状は特定されることとなり、切削途中の被切削対象の構造解析が容易に行なわれるようになる。このため、従来技術では極めて困難であった、ＣＡＥによる切削シミュレーションを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る切削加工シミュレーション装置の全体構成図である。
【図２】解析モデル作成部により作成された解析モデルの説明図である。
【図３】各ボクセルに付された情報の説明図である。
【図４】ボクセル空間設定部により設定されたボクセル空間の説明図である。
【図５】ボクセル削除処理を実行する時間間隔を示し、（Ａ）は不適切な時間間隔の説明図、（Ｂ）は適切な時間間隔の説明図である。
【図６】制御装置における処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・切削加工シミュレーション装置
２０・・・制御装置
２２・・・解析モデル作成部
２２ａ・・解析モデル
２４・・・ボクセル空間設定部
２４ａ・・ボクセル空間
２６・・・切削軌跡情報抽出部
２８・・・ボクセル削除部
３０・・・構造解析部
３２・・・解析結果表示部
５０・・・表示装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）による切削加工シミュレーションを実現する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）を使用して、切削加工により機械部品等を製造する場合には、設計→試験→製造といった過程を経るのが一般的である。機械部品等の量産を始める前には、ＮＣ（Numerical Control）データに基づいて、被切削対象たる加工素材が問題なく切削加工できるか否かを確認する試験切削が必須である。機械部品等を切削加工する場合には、加工素材をクランプ等によりテーブルに固定し、切削工具により実際に切削が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加工素材を力によりテーブルに固定していることから、切削途中で応力が集中してしまい、加工素材が壊れたり又は歪んだりして、切削加工が不可能になってしまうことがある。自動車のトランスミッションケースの試験切削では、約２０％の加工素材が壊れてしまうとの報告もある位である。この場合、切削工具の移動軌跡を変更したり、加工素材をテーブルに固定する位置やその力を変更したりして、かかる問題を回避することは可能であるが、これをすれば大丈夫といった絶対的なものはなく、トライアンドエラーの繰り返しになってしまう。従って、試験に要する期間が長期化し、コストダウンが困難であるという問題を抱えていた。
【０００４】
また、近年では、有限要素法により構造解析を行なうことが主流となっているが、次のような理由から、切削途中の構造解析を行なうことは、事実上極めて困難である。即ち、有限要素法では、通常、ＣＡＤ（Computer Aided Design）モデルから解析モデルを作成するため、切削途中の構造解析を行なうには、その時点における形状のＣＡＤモデルを作成する必要がある。しかし、ＣＡＤモデルは、最終的な製品形状を特定するものであるため、切削途中の加工素材の形状を特定するＣＡＤモデルを作成することは、設計工数の増加に繋がり、設計期間の長期化、コストの上昇といった問題も発生してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、ＮＣデータから得られる切削工具の移動軌跡に対して、ボクセルを用いて表現された解析モデルからボクセルを削除することで、切削加工シミュレーションを実現する技術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】
このため、請求項１記載の発明では、表示装置と接続されるコンピュータに実行させる切削加工シミュレーションプログラムであって、前記コンピュータに、切削加工前の被切削対象を複数のボクセルで表現した第一の解析モデルを作成する解析モデル作成ステップと、ＮＣデータから切削工具の切削軌跡情報を抽出する切削軌跡情報抽出ステップと、前記抽出した前記切削軌跡情報に基づいて、前記作成した前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除するボクセル削除ステップと、前記ボクセル削除ステップにおいて、前記第一の解析モデルから前記切削軌跡に位置するボクセルが削除された第二の解析モデルに対して、構造解析を行なう構造解析ステップと、前記構造解析の結果を前記表示装置に表示させる解析結果表示ステップと、を実行させることを特徴とする。
【０００７】
ここで、「ボクセル」とは、画像を構成する微小正方形（Pixel）に対して、空間を構成する微小直方体（Voxel；Volume Pixel）のことをいう。
【０００８】
かかる構成によれば、被切削対象をボクセルで表現した解析モデルから、切削工具の切削軌跡に位置するボクセルが削除される。そして、この解析モデルに対して構造解析が実行され、その解析結果が表示される。従って、切削途中における被切削対象の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、被切削対象の形状は特定されることとなり、切削途中の被切削対象の構造解析が容易に行なわれるようになる。このため、従来技術では極めて困難であった、ＣＡＥによる切削シミュレーションが容易に実現される。
【００１０】
請求項２記載の発明では、前記コンピュータに、前記解析モデル作成ステップに続いて、前記第一の解析モデルを包含する直方体であるボクセル空間を設定するボクセル空間設定ステップを実行させ、前記ボクセル削除ステップにおいて、前記ボクセル空間内に前記切削工具の前記切削軌跡を検出した場合に、前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記第一の解析モデルから前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、例えば、切削工具の交換を行なう場合のように、切削工具が被切削対象から離れるときには、ボクセル削除処理が行なわれないので、不要な処理の実行が回避され、処理速度が向上する。
【００１２】
請求項３記載の発明では、前記ボクセル削除ステップにおいて、前記切削工具の移動速度に応じた時間間隔で、該切削工具の前記切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、切削工具の移動速度に応じた適切な時間間隔を設定することで、削除処理において、必ず隣接するボクセルが削除されることとなり、切削加工シミュレーションの精度が向上する。
【００１４】
請求項４記載の発明では、前記コンピュータに、前記解析モデル作成ステップに先駆けて、前記被切削対象のＣＡＤデータを読み込むＣＡＤデータ読み込みステップを実行させ、前記解析モデル作成ステップにおいて、前記読み込んだ前記ＣＡＤデータに基づいて、前記第一の解析モデルを作成することを特徴とする。
かかる構成によれば、解析モデルの作成に要する工数を省くことができ、作業工数の低減によりさらなるコストダウンが図られる。
【００１５】
請求項５記載の発明では、表示装置と接続される切削加工シミュレーション装置であって、切削加工前の被切削対象を複数のボクセルで表現した第一の解析モデルを作成する解析モデル作成手段と、ＮＣデータから切削工具の切削軌跡情報を抽出する切削軌跡情報抽出手段と、前記切削軌跡情報に基づいて、前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除するボクセル削除手段と、前記ボクセル削除手段によって前記第一の解析モデルから前記切削軌跡に位置するボクセルが削除された第二の解析モデルに対して、構造解析を行なう構造解析手段と、前記構造解析の結果を前記表示装置に表示させる解析結果表示手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、被切削対象をボクセルで表現した解析モデルから、切削工具の切削軌跡に位置するボクセルが削除される。そして、この解析モデルに対して構造解析が実行され、その解析結果が表示される。従って、切削途中における被切削対象の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、被切削対象の形状は特定されることとなり、切削途中の被切削対象の構造解析が容易に行なわれるようになる。このため、従来技術では極めて困難であった、ＣＡＥによる切削シミュレーションが容易に実現される。
【００１７】
請求項６記載の発明では、前記第一の解析モデルを包含する直方体であるボクセル空間を設定するボクセル空間設定手段を有し、前記ボクセル削除手段は、さらに前記ボクセル空間内に前記切削工具の前記切削軌跡を検出した場合に、前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記第一の解析モデルから前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、例えば、切削工具の交換を行なう場合のように、切削工具が被切削対象から離れるときには、ボクセル削除処理が行なわれないので、不要な処理の実行が回避され、処理速度が向上する。
【００１９】
請求項７記載の発明では、前記ボクセル削除手段はさらに、前記切削工具の移動速度に応じた時間間隔で、該切削工具の前記切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする。
【００２０】
かかる構成によれば、切削工具の移動速度に応じた適切な時間間隔を設定することで、削除処理において、必ず隣接するボクセルが削除されることとなり、切削加工シミュレーションの精度が向上する。
【００２１】
請求項８記載の発明では、前記解析モデル作成手段は、前記被切削対象のＣＡＤデータを読み込むと共に、該ＣＡＤデータに基づいて、前記第一の解析モデルを作成することを特徴とする。
かかる構成によれば、解析モデルの作成に要する工数を省くことができ、作業工数の低減によるさらなるコストダウンを図ることができる。
【００２２】
請求項９記載の発明では、表示装置と接続されるコンピュータが実行する切削加工シミュレーション方法であって、前記コンピュータが、切削加工前の被切削対象を複数のボクセルで表現した第一の解析モデルを作成する解析モデル作成ステップと、ＮＣデータから切削工具の切削軌跡情報を抽出する切削軌跡情報抽出ステップと、前記抽出した前記切削軌跡情報に基づいて、前記作成した前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除するボクセル削除ステップと、前記ボクセル削除ステップにおいて、前記第一の解析モデルから前記切削軌跡に位置するボクセルが削除された第二の解析モデルに対して、構造解析を行なう構造解析ステップと、前記構造解析の結果を前記表示装置に表示させる解析結果表示ステップと、を実行することを特徴とする。
【００２３】
かかる構成によれば、被切削対象をボクセルで表現した解析モデルから、切削工具の切削軌跡に位置するボクセルが削除される。そして、この解析モデルに対して構造解析が実行され、その解析結果が表示される。従って、切削途中における被切削対象の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、被切削対象の形状は特定されることとなり、切削途中の被切削対象の構造解析が容易に行なわれるようになる。このため、従来技術では極めて困難であった、ＣＡＥによる切削シミュレーションが容易に実現される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明に係る切削加工シミュレーション装置の全体構成を示す。
【００２５】
切削加工シミュレーション装置１０は、制御装置２０と、入力装置４０と、解析結果表示手段としての表示装置５０と、を含んで構成される。制御装置２０は、少なくとも、中央処理装置（ＣＰＵ）とメモリとを備え、メモリにロードされたプログラムに従って各種処理を行なう。入力装置４０は、例えば、キーボード及びマウスから構成され、操作者に対して命令入力機能を提供する。表示装置５０は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）から構成され、操作者に対して構造解析結果を表示する解析結果表示機能を提供する。
【００２６】
制御装置２０は、解析モデル作成部２２と、ボクセル空間設定部２４と、切削軌跡情報抽出部２６と、ボクセル削除部２８と、構造解析部３０と、解析結果表示部３２と、を含んで構成される。
【００２７】
解析モデル作成部２２は、例えば、ＣＡＤデータを読み込んで解析することで、図２に示すように、切削加工前の被切削対象（加工素材）をボクセルにより表現した解析モデル２２ａを作成する。ここで、「ボクセル」とは、画像を構成する微小正方形（Pixel）に対して、空間を構成する微小直方体のことをいう。解析モデル２２ａを構成する各ボクセルには、図３に示すように、ボクセルを一意に特定するＩＤ番号と、ボクセルが有効であるか又は無効であるかを示す有効フラグと、が付されている。即ち、ボクセルの有効フラグを調べることにより、そのボクセルが存在するか否かが判定できる。このように、有効フラグによりボクセルが存在するか否かを判定するようにすれば、後述するように、ボクセル削除処理が簡単になり、処理速度の向上が期待できる。
【００２８】
また、ＣＡＤデータから解析モデル２２ａを作成することで、解析モデル２２ａの作成に要する時間を不要とし、工数の削減によるコスト低減を図ることができる。但し、操作者が入力装置４０を介して、解析モデル２２ａを直接作成できるようにしてもよいことはいうまでもない。
【００２９】
なお、解析モデル作成部２２は、解析モデル作成機能，解析モデル作成手段及び解析モデル作成工程として機能する。
ボクセル空間設定部２４は、図４に示すように、解析モデル作成部２２により作成された解析モデル２２ａを包含する直方体からなるボクセル空間２４ａを設定する。ボクセル空間２４ａは、直方体の位置を特定する８つの頂点座標からなる。ボクセル空間２４ａを設定する理由は、加工素材が必ずしも直方体でないこと、切削工具の交換により切削工具が加工素材から離れること等に鑑み、後述するように、ボクセル削除処理が複雑になることを防止するためである
なお、ボクセル空間設定部２４は、ボクセル空間設定機能及びボクセル空間設定手段として機能する。
【００３０】
切削軌跡情報抽出部２６は、ＮＣデータを読み込んで解析することで、切削工具の切削軌跡情報（カッターパス）を抽出する。抽出した切削軌跡情報は、例えば、ある時点における切削工具の刃先位置、即ち、切削位置を特定する座標列から構成される。
【００３１】
なお、切削軌跡情報抽出部は、切削軌跡情報抽出機能，切削軌跡情報抽出手段及び切削軌跡情報抽出工程として機能する。
ボクセル削除部２８は、切削軌跡情報抽出部２６により抽出された切削軌跡情報に基づいて、解析モデル作成部２２により作成された解析モデル２２ａから、切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除する。ここで、ボクセル削除処理は、図３に示すボクセルの有効フラグを０に設定するといった簡単な処理で行われる。
【００３２】
ボクセル削除処理の詳細について説明すると、先ず、抽出された切削軌跡情報に基づいて、ボクセル空間設定部２４により設定されたボクセル空間２４ａ内に切削工具の切削軌跡があるか否かが判定される。そして、ボクセル空間２４ａ内に切削工具の切削軌跡があると判定されたときのみ、解析モデル２２ａからボクセルが削除される。これは、例えば、切削工具の交換を行なうときには、切削工具が加工素材から離れるので、不要な処理を実行しないようにするためである。これにより、処理速度の向上等が期待できる。
【００３３】
また、ボクセル削除処理では、切削工具の移動速度に応じた時間間隔で、切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除するようにする。即ち、ボクセル削除処理を実行する時間間隔を一定とした場合であって、切削工具の移動速度が比較的速い場合、図５（Ａ）に示すように、ある時間ｔ1における切削工具の位置と、時間ｔ2における切削工具の位置と、が必ずしも隣り合ったボクセルを削除する位置になるとは限らない。このため、時間ｔ1と時間ｔ2との間の時間において、切削工具の軌跡が不定となり、正確な切削加工シミュレーションができなくなってしまう。このため、図５（Ｂ）に示すように、切削工具の移動速度に応じた時間間隔でボクセル削除処理を行なうようにし、切削加工シミュレーションの精度を向上させている。
【００３４】
さらに、ボクセル削除処理では、解析モデル２２ａから削除されたボクセルを任意の時点まで復元できるようにするため、図示しない削除履歴が生成される。
なお、ボクセル削除部２８は、削除機能，削除手段及び削除工程として機能する。
【００３５】
構造解析部３０は、ボクセル削除部２８によりボクセルが削除された解析モデル２２ａに対して、構造解析を実行する。構造解析は、随時、即ち、中央処理装置の能力に応じて実用的な範囲内で設定された時間間隔、例えば、切削加工の開始から終了までに要する時間が１０分であれば、これを１０分割した時間間隔１分毎に実行される。但し、構造解析は、理想的には、解析モデル２２ａからボクセルを１つ削除する毎に実行されることが望ましい。
【００３６】
また、構造解析は、クランプ等により加工素材をテーブルに固定した状態を考慮して、切削加工途中の加工素材における応力，変形等を数値計算によりシミュレートする。
【００３７】
なお。構造解析部３０は、構造解析機能，構造解析手段及び構造解析工程として機能する。
解析結果表示部３２は、構造解析部３０により構造解析された解析結果を、表示装置５０に表示する。ここで、解析結果たる加工素材の応力は、一般的な構造解析ソフトウエアと同様に、応力に応じてその色を変えて表示することが望ましい。
【００３８】
なお、解析結果表示部３２は、解析結果表示機能，解析結果表示手段及び解析結果表示工程として機能する。
次に、かかる構成からなる切削加工シミュレーション装置１０の作用について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３９】
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、解析モデル作成部２２が提供する機能により、切削加工前の被切削対象たる加工素材をボクセルにより表現した解析モデル２２ａが作成される。解析モデル２２ａを構成するボクセルは、加工素材の形状を適切に表現できる大きさに設定される。
【００４０】
ステップ２では、ボクセル空間設定部２４が提供する機能により、解析モデル２２ａを包含する直方体からなるボクセル空間２４ａが設定される。
ステップ３では、切削軌跡情報抽出部２６が提供する機能により、ＮＣデータを読み込んで解析することで、切削工具の切削軌跡情報が抽出される。
【００４１】
ステップ４では、ボクセル削除部２８が提供する機能により、切削軌跡情報抽出部２６により抽出された切削工具の切削軌跡情報に基づいて、切削工具の移動速度に応じてボクセルを削除する時間間隔が設定される。なお、ボクセルを削除する時間間隔については、前述したボクセル削除部２８の説明を参照されたい。
【００４２】
ステップ５では、ボクセル削除部２８が提供する機能により、切削軌跡情報抽出部２６により抽出された切削工具の切削軌跡情報に基づいて、ボクセル空間２４ａ内に切削工具の切削軌跡があるか否かが判定される。そして、ボクセル空間２４ａ内に切削軌跡があればステップ６へと進み（Ｙｅｓ）、ボクセル空間２４ａ内に切削軌跡がなければステップ１０へと進む（Ｎｏ）。なお、ボクセル空間２４ａ内に切削軌跡があるか否かの判定は、例えば、切削工具の１パス毎に判定すればよい。
【００４３】
ステップ６では、ボクセル削除部２８が提供する機能により、ボクセルを削除する時間間隔毎に、解析モデル２２ａから切削工具の切削軌跡に位置するボクセルが削除される。ボクセルの削除は、図３に示すボクセルの有効フラグを０にすることで行なわれる。
【００４４】
ステップ７では、構造解析部３０が提供する機能により、ボクセルが削除された解析モデル２２ａに対して構造解析が実行され、加工素材に発生する応力，歪等が数値計算により求められる。
【００４５】
ステップ８では、解析結果表示部３２が提供する機能により、構造解析された解析結果が図示しないデータベースに保存されると共に、表示装置５０に表示される。
【００４６】
ステップ９では、表示された解析結果を見た操作者により、切削に問題がないか否かが判断される。即ち、加工素材にその許容応力を超えた応力や、設計上許容される歪を超えた歪が発生したか否かが判断される。そして、切削に問題なしと判断されればステップ１０へと進み（Ｙｅｓ）、切削に問題ありと判断されればステップ１２へと進む（Ｎｏ）。
【００４７】
ステップ１０では、ボクセル削除部２８が提供する機能により、切削軌跡情報抽出部２６により抽出された切削軌跡情報に基づいて、切削が完了したか否かが判定される。そして、切削が完了したと判定されればステップ１１へと進み（Ｙｅｓ）、切削が完了していないと判定されればステップ５へと戻る（Ｎｏ）。
【００４８】
ステップ１１では、解析結果表示部３２が提供する機能により、操作者が最終的な解析結果の判断を行なえるようにするため、データベースに保存された最終的な解析結果が表示装置５０に表示される。
【００４９】
一方、ステップ９において切削に問題ありと判断されたステップ１２では、ボクセル削除部２８により生成された削除履歴に基づいて、ボクセルが削除された解析モデル２２ａが任意の時点まで復元される。解析モデル２２ａの復元は、例えば、切削工具の１パス毎にボクセルを復元（積み上げる）ようにすればよい。
【００５０】
ステップ１３では、ＣＡＭにおいて、ＮＣデータの更新（変更）が行なわれる。即ち、現状の固定位置又は切削軌跡では、切削途中に加工素材の許容応力を超えた応力等が発生するので、固定位置又は切削軌跡を更新して、そのような状態が発生しないようにする。そして、ＮＣデータの更新が完了したら、ステップ５へと戻り、更新した条件に従ってボクセルの削除，構造解析及び解析結果の表示が実行される。
【００５１】
以上説明したステップ１〜ステップ１３の処理によれば、先ず、被切削対象たる加工素材をボクセルで表現した解析モデル２２ａから、切削工具の切削軌跡にあたるボクセルが削除される。そして、ボクセルが削除された解析モデル２２ａに対して構造解析が随時実行され、その解析結果が表示装置に表示される。
【００５２】
従って、切削途中における加工素材の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、切削途中の加工素材の構造解析が容易に行なえるようになり、加工素材を試験切削したときに、加工素材が壊れることが低減する。このため、試験切削に要する時間が短縮され、コストダウンを図ることができる。この効果は、特に、加工素材が大きな場合に顕著に表れる。
【００５３】
このような機能を実現するプログラムを、例えば、磁気テープ，磁気ディスク，磁気ドラム，ＩＣカード，ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録しておけば、本発明に係る切削加工シミュレーションプログラムを市場に流通させることができる。そして、かかる記録媒体を取得した者は、一般的なコンピュータを利用して、本発明に係る切削加工シミュレーション装置を容易に構築することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、切削途中における被切削対象の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、被切削対象の形状は特定されることとなり、切削途中の被切削対象の構造解析が容易に行なわれるようになる。このため、従来技術では極めて困難であった、ＣＡＥによる切削シミュレーションを容易に実現することができる。
【００５５】
請求項２又は請求項６に記載の発明によれば、不要な処理の実行が回避され、処理速度を向上することができる。
請求項３又は請求項７に記載の発明によれば、削除処理において、必ず隣接するボクセルが削除されることとなり、切削加工シミュレーションの精度を向上することができる。
【００５６】
請求項４又は請求項８に記載の発明によれば、作業工数の低減によりさらなるコストダウンを図ることができる。
請求項５又は請求項９に記載の発明によれば、切削途中における被切削対象の形状を特定するＣＡＤデータを作成しなくとも、被切削対象の形状は特定されることとなり、切削途中の被切削対象の構造解析が容易に行なわれるようになる。このため、従来技術では極めて困難であった、ＣＡＥによる切削シミュレーションを容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る切削加工シミュレーション装置の全体構成図である。
【図２】解析モデル作成部により作成された解析モデルの説明図である。
【図３】各ボクセルに付された情報の説明図である。
【図４】ボクセル空間設定部により設定されたボクセル空間の説明図である。
【図５】ボクセル削除処理を実行する時間間隔を示し、（Ａ）は不適切な時間間隔の説明図、（Ｂ）は適切な時間間隔の説明図である。
【図６】制御装置における処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０・・・切削加工シミュレーション装置
２０・・・制御装置
２２・・・解析モデル作成部
２２ａ・・解析モデル
２４・・・ボクセル空間設定部
２４ａ・・ボクセル空間
２６・・・切削軌跡情報抽出部
２８・・・ボクセル削除部
３０・・・構造解析部
３２・・・解析結果表示部
５０・・・表示装置
Claims (9)
- 表示装置と接続されるコンピュータに実行させる切削加工シミュレーションプログラムであって、
前記コンピュータに、
切削加工前の被切削対象を複数のボクセルで表現した第一の解析モデルを作成する解析モデル作成ステップと、
ＮＣデータから切削工具の切削軌跡情報を抽出する切削軌跡情報抽出ステップと、
前記抽出した前記切削軌跡情報に基づいて、前記作成した前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除するボクセル削除ステップと、
前記ボクセル削除ステップにおいて、前記第一の解析モデルから前記切削軌跡に位置するボクセルが削除された第二の解析モデルに対して、構造解析を行なう構造解析ステップと、
前記構造解析の結果を前記表示装置に表示させる解析結果表示ステップと、
を実行させることを特徴とする切削加工シミュレーションプログラム。 - 前記コンピュータに、前記解析モデル作成ステップに続いて、
前記第一の解析モデルを包含する直方体であるボクセル空間を設定するボクセル空間設定ステップを実行させ、
前記ボクセル削除ステップにおいて、前記ボクセル空間内に前記切削工具の前記切削軌跡を検出した場合に、前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記第一の解析モデルから前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする請求項１記載の切削加工シミュレーションプログラム。 - 前記ボクセル削除ステップにおいて、前記切削工具の移動速度に応じた時間間隔で、該切削工具の前記切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の切削加工シミュレーションプログラム。
- 前記コンピュータに、前記解析モデル作成ステップに先駆けて、
前記被切削対象のＣＡＤデータを読み込むＣＡＤデータ読み込みステップを実行させ、
前記解析モデル作成ステップにおいて、前記読み込んだ前記ＣＡＤデータに基づいて、前記第一の解析モデルを作成することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項に記載の切削加工シミュレーションプログラム。 - 表示装置と接続される切削加工シミュレーション装置であって、
切削加工前の被切削対象を複数のボクセルで表現した第一の解析モデルを作成する解析モデル作成手段と、
ＮＣデータから切削工具の切削軌跡情報を抽出する切削軌跡情報抽出手段と、
前記切削軌跡情報に基づいて、前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除するボクセル削除手段と、
前記ボクセル削除手段によって前記第一の解析モデルから前記切削軌跡に位置するボクセルが削除された第二の解析モデルに対して、構造解析を行なう構造解析手段と、
前記構造解析の結果を前記表示装置に表示させる解析結果表示手段と、
を有することを特徴とする切削加工シミュレーション装置。 - 前記第一の解析モデルを包含する直方体であるボクセル空間を設定するボクセル空間設定手段を有し、
前記ボクセル削除手段は、さらに前記ボクセル空間内に前記切削工具の前記切削軌跡を検出した場合に、前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記第一の解析モデルから前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする請求項５記載の切削加工シミュレーション装置。 - 前記ボクセル削除手段はさらに、前記切削工具の移動速度に応じた時間間隔で、該切削工具の前記切削軌跡に位置するボクセルを削除することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の切削加工シミュレーション装置。
- 前記解析モデル作成手段は、前記被切削対象のＣＡＤデータを読み込むと共に、該ＣＡＤデータに基づいて、前記第一の解析モデルを作成することを特徴とする請求項５乃至請求項７いずれか一項に記載の切削加工シミュレーション装置。
- 表示装置と接続されるコンピュータが実行する切削加工シミュレーション方法であって、
前記コンピュータが、
切削加工前の被切削対象を複数のボクセルで表現した第一の解析モデルを作成する解析モデル作成ステップと、
ＮＣデータから切削工具の切削軌跡情報を抽出する切削軌跡情報抽出ステップと、
前記抽出した前記切削軌跡情報に基づいて、前記作成した前記第一の解析モデルの前記複数のボクセルのうち、前記切削工具の切削軌跡に位置するボクセルを削除するボクセル削除ステップと、
前記ボクセル削除ステップにおいて、前記第一の解析モデルから前記切削軌跡に位置するボクセルが削除された第二の解析モデルに対して、構造解析を行なう構造解析ステップと、
前記構造解析の結果を前記表示装置に表示させる解析結果表示ステップと、
を実行することを特徴とする切削加工シミュレーション方法。
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