JP6088035B1 - 切削工具選択システム及び切削工具選択方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工程設計者が最も時間を費やす切削工具の選択を、工程設計者個々のノウハウを必要とせず、被加工材料の３ＤのＣＡＤデータの形状モデルの特徴から、被加工材料の加工に用いる切削工具を選択する切削工具選択システム及び切削工具選択方法を提供する。【解決手段】本発明の切削工具選択システムは、ワークの設計データから生成された３次元形状モデルの形状を形状取得情報として抽出する３次元形状抽出部と、形状取得情報によりワークを作成する、素材を切削加工する切削工具の工具形状を、複数の異なる工具形状から抽出する工具形状抽出部と、工具形状及び前記形状取得情報の各々により複数の異なる切削工具のなかから、ワークを作成するために適する切削工具を選定する工具選定部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＮＣ（Computer Numerical Control）加工装置において、被加工材料（素材）からワーク（素材から切削して形成する部品や金型などの完成品）を形成する切削加工に用いる切削工具を選定する切削工具選択システム及び切削工具選択方法に関する。

近年、金型系の金属切削を行う機械加工においては、複雑な形状を切削するための機械軸制御を、ＣＮＣ加工装置に対する機械軸制御指令をＮＣ（Numerical Control）プログラム言語を用いて行う（例えば、特許文献１参照）。このＣＮＣ加工装置を制御する際の機械軸制御指令を生成する際、一般的にはＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）システムが用いられる。そして、コンピュータ上のＣＡＭシステムにおいて、工程設計者（ＣＡＭ作業者）が、ワークの完成形状を示す３次元形状モデルに対応させ、加工対象の素材を切削する切削工具を駆動するため、膨大な種類の切削工具の選定を行いながら、素材の加工条件などを任意に定義し、ＣＮＣ加工装置に対する機械軸制御指令を生成する。

上述したＣＡＭシステムにおける機械軸制御指令の生成は、工程設計者の切削作業における経験や知識及び切削工具の情報量（工程設計者の能力）に依存する。このため、機械軸制御指令の生成は、ＣＡＭシステムにおける作業時間中において人的な工数の大半を占める。そして、人的な工数が多いことにより、工程設計者個々の能力に負うところが大きく、工程設計者の能力に応じて選定される切削工具が異なり、ＣＮＣ加工装置に対する機械軸制御指令も異なったものとなる。このため、この切削工具と機械軸制御指令とによって素材を切削加工して形成するワークの加工品質が工程設計者の能力の違いにより安定しないという問題がある。

特開平５−２６５５２８号公報

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、工程設計者が多くの時間を費やす切削工具の選択を、工程設計者個々のノウハウを必要とせず、被加工材料の３ＤのＣＡＤデータの形状モデルの特徴から、被加工材料の加工に用いる切削工具を選択する切削工具選択システム及び切削工具選択方法を提供することを目的とする。

本発明の切削工具選択システムの一態様は、ワークの設計データから生成された３次元形状モデルの形状を形状取得情報として抽出する３次元形状抽出部と、前記形状取得情報により前記ワークを作成する、素材を切削加工する切削工具の工具形状として刃の形状である刃形状を、前記３次元形状モデルの全面の面積において３次元加工を必要とする面の面積の割合を示す面積３Ｄ率に基づき、複数の異なる刃形状から抽出する工具形状抽出部と、前記刃形状及び前記形状取得情報の各々により複数の異なる切削工具のなかから、前記ワークを作成するために適する切削工具を選定する工具選定部とを備えることを特徴とする。

本発明の切削工具選択システムの一態様は、前記形状取得情報から前記面積３Ｄ率を算出する面積３Ｄ率算出部をさらに備え、当該面積３Ｄ率算出部が、前記３次元形状モデルにおける加工領域における曲面の領域の全ての面積を、前記加工領域における全ての面の面積により除算して曲率部面積割合を求め、また、前記３次元形状モデルにおける前記加工領域における角度壁の壁面の領域である角度壁部の全ての面積を、前記加工領域における全ての面の面積により除算して角度壁部面積割合を求め、曲率部面積割合及び角度壁部面積割合の各々を加算して、加算結果を面積３Ｄ率とすることを特徴とする。

本発明の切削工具選択システムの一態様は、前記工具形状抽出部が、前記刃形状の選択を行う際、前記面積３Ｄ率に加えて前記切削工具が加工する前記素材の材料、前記切削工具を用いる機械の種類を含めることを特徴とする。

本発明の切削工具選択システムの一態様は、前記工具形状抽出部が、前記刃形状の選択を行う際、前記素材の材料により選択される刃形状と前記機械の種類により選択される刃形状と、前記面積３Ｄ率により選択される刃形状とが一致している場合、当該刃形状が前記切削工具の刃形状として選択することを特徴とする。

本発明の切削工具選択システムの一態様は、前記工具形状抽出部が、前記刃形状の選択を行う際、前記機械の種類により選択される刃形状と前記面積３Ｄ率により選択される刃形状とが等しく、前記素材の種類により選択される刃形状が異なる場合、前記機械の種類により選択される刃形状に対応するポイントと、前記面積３Ｄ率により選択される刃形状に対応するポイントとを加算して合計ポイントを算出し、当該合計ポイントと前記素材の種類により選択される刃形状に対応するポイントとを比較し、比較結果から前記面積３Ｄ率により選択される刃形状または前記素材の種類により選択される刃形状のいずれかを、前記切削工具の刃形状とすることを特徴とする。

本発明の切削工具選択システムの一態様は、前記工具形状抽出部が、前記比較結果が前記合計ポイントが前記素材の種類により選択される刃形状のポイント以上である場合、前記面積３Ｄ率により選択される刃形状を前記切削工具の刃形状とし、一方、前記比較結果が前記合計ポイントが前記素材の種類により選択される刃形状のポイント未満である場合、前記素材の種類により選択される刃形状を前記切削工具の刃形状とすることを特徴とする。

本発明の切削工具選択システムの一態様は、前記工具形状抽出部が、前記刃形状の選択を行う際、前記機械の種類により選択される刃形状と前記面積３Ｄ率により選択される刃形状とが異なる場合、前記機械の種類により選択される刃形状と前記面積３Ｄ率により選択される刃形状との組み合わせに対応した変換刃形状に変換し、当該変換刃形状と前記前記素材の種類により選択される刃形状とが等しい場合、前記変換刃形状を前記切削工具の刃形状とし、一方、当該変換刃形状と前記前記素材の種類により選択される刃形状とが異なる場合、前記機械の種類により選択される刃形状に対応するポイントと、前記変換刃形状に対応するポイントと、当該変換刃形状に対応する変形加算値とを加算し、他の合計ポイントを算出し、当該他の合計ポイントと前記素材の種類により選択される刃形状に対応するポイントとを比較し、比較結果から前記変換刃形状または前記素材の種類により選択される刃形状のいずれかを、前記切削工具の刃形状とすることを特徴とする。

本発明の切削工具選択システムの一態様は、前記３次元形状モデルの最峡部幅と最大垂直高さとに対応した仮想切削工具を生成し、前記３次元形状モデルの面をスキャンするスキャン処理部と、当該３次元形状モデルの面における前記仮想切削工具の移動の軌跡を示す移動座標から、微少線分を生成するポスト処理部と、前記微少線分の前記３次元形状モデルにおける３次元空間における長さ及び微少線分を形成する座標値とから３次元加工が必要な面の微少線分か、２次元加工で形成できる面の微少線分かの判定を行い、前記３次元形状モデルにおける前記微少線分の全長における、３次元加工が必要な面の微少線分の積算値を除算し、微少線分３Ｄ率を算出する微少線分３Ｄ率算出部とをさらに備え、前記前記工具形状抽出部が、前記面積３Ｄ率と前記微少線分３Ｄ率との平均値を刃形状を選択する３Ｄ率として用いることを特徴とする。

本発明の切削工具選択方法の一態様は、３次元形状抽出部が、ワークの設計データから生成された３次元形状モデルの形状を形状取得情報として抽出する３次元形状抽出過程と、工具形状抽出部が、前記形状取得情報により前記ワークを作成する、素材を切削加工する切削工具の工具形状として刃の形状である刃形状を、前記３次元形状モデルの全面の面積において３次元加工を必要とする面の面積の割合を示す面積３Ｄ率に基づき、複数の異なる刃形状から抽出する工具形状抽出過程と、工具選定部が、前記刃形状及び前記形状取得情報の各々により複数の異なる切削工具のなかから、前記ワークを作成するために適する切削工具を選定する工具選定過程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、工程設計者が多くの時間を費やす切削工具の選択を、工程設計者個々のノウハウを必要とせず、被加工材料の３ＤのＣＡＤデータの形状モデルの特徴から、被加工材料の加工に用いる切削工具を選択する切削工具選択システム及び切削工具選択方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態による切削工具選択システムの構成例を示す図である。 ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４に書き込まれて記憶されているＣＡＤ取得情報テーブルの構成例を示す図である。 ＣＡＤ取得情報における最小輪郭Ｒと最小底Ｒとを説明する図である。 フィーチャー（形状）による立ち壁、テーパ面（角度壁の壁面）、フィレット曲面、平面（平坦）、自由曲面とを判別する定義を示すフィーチャ−テーブルの構成例を示す図である。 工具データベース１１１の工具カタログテーブルの構成例を示す図である。 工具形状抽出部１０８が工具形状の選定に用いる素材の材料の分類を示す素材テーブルの構成例を示す図である。 工具形状抽出部１０８が工具形状の選定に用いる切削工具を駆動する機械（例えばＣＮＣ加工装置）の分類を示す機械テーブルの構成例を示す図である。 工具形状抽出部１０８が工具形状の選定に用いる採点用点数テーブルの構成例を示す図である。 ３次元形状モデルの加工領域における狭部幅、最大垂直高さ及びフィレット曲面の径Ｒによる切削工具の選択の処理を説明する図である。 第１の実施形態における切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定の処理の動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１０の３次元データによる工具の絞り込みの処理の動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１１の３次元形状解析みの処理の動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１２の面積３Ｄ率の算出の処理の動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１１の工具形状選定の処理の動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１１の工具寸法による切削工具の選定の処理の動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態における切削工具選択システムを使用した切削工具の発注処理を説明する図である。 本発明の第２の実施形態による切削工具選択システムの構成例を示す図である。 微少線分の線分長による立ち壁、テーパ面（角度壁の壁面）、フィレット曲面、平面（平坦）、自由曲面とを判別する定義を示す微少線分テーブルの構成例を示す図である。 図１９は、第２の実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における微少線分３Ｄ率の算出の処理の動作例を示すフローチャートである。

＜第１の実施形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施形態による切削工具選択システムを説明する。この図１は、本発明の第１の実施形態による切削工具選択システムの構成例を示す図である。図１に示す切削工具選択システムは、ＣＡＤデータ入力部１０１、３次元形状生成部１０２、３次元形状抽出部１０３、面積３Ｄ率算出部１０４、モード対応工具抽出部１０５、被削材料対応工具抽出部１０６、機械対応工具抽出部１０７、工具形状抽出部１０８、工具選定部１０９、結果出力部１１０、工具データベース１１１、３Ｄデータ記憶部１１２、工具検索用データベース１１３、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４及び工具形状確定用テーブル記憶部１１５の各々を備えている。

ＣＡＤデータ入力部１０１は、ワークの設計情報を示すＣＡＤデータを、例えば外部装置であるＣＡＤシステムから入力し、入力したＣＡＤデータが取り扱いが可能なでデータ形式であるか否かの判定を行う。また、ＣＡＤデータ入力部１０１は、データ形式が取り扱い可能であるＣＡＤデータを、３Ｄデータ記憶部１１２に対して書き込んで記憶させる。また、ＣＡＤデータ入力部１０１は、ワークを削り出す素材の素材ＣＡＤデータを入力し、３Ｄデータ記憶部１１２に対して書き込んで記憶させる。

３次元形状生成部１０２は、３Ｄデータ記憶部１１２からＣＡＤデータを読み出す。そして、３次元形状生成部１０２は、ワークの設計情報を示すＣＡＤデータから、所定の材料（素材の材料）の素材を切削加工して削り出すワークの３次元座標系における３次元形状モデル（ワークの完成形状）を生成する。また、３次元形状生成部１０２は、生成したワークの３次元形状モデルを３次元形状抽出部１０３に対して出力する。例えば、コンピュータシステムにおいては、メインメモリ上に上記ワークの３次元座標系における３次元形状モデルが展開されている。

３次元形状抽出部１０３は、ワークの３次元形状モデルにおける最峡部幅、最大垂直高さ、凹凸定義、ワーク座標系、最小輪郭Ｒ、最小底Ｒ、ピン角の有無し、除去体積、表面積などのＣＡＤ取得情報（３次元形状モデルの形状を示す形状取得情報）を、ワークの３次元形状モデルから抽出する。そして、３次元形状抽出部１０３は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４に対して、ワークの３次元形状モデルから取得したＣＡＤ取得情報を、ワーク単位で工程設計者が選択した加工領域毎に書き込んで記憶させる。ここで、加工領域とは、素材からワークを切削する際、工程設計者が切削に用いる切削工具を選定したい領域として、表示画面（不図示）においてワークの３次元形状モデルから選択した領域である。

図２は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４に書き込まれて記憶されているＣＡＤ取得情報テーブルの構成例を示す図である。このＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４には、工程設計者が選択した各加工領域における、３次元の形状モデルから抽出したワークのモデル形状の図形上の特性を示すＣＡＤ取得情報の各データを示すＣＡＤ取得情報テーブルが書き込まれて記憶されている。

このＣＡＤ取得情報テーブルは、ＣＡＤ取得情報、参照目的、出力データ、記号が示されている。ＣＡＤ取得情報は、３次元の３次元形状モデルの加工領域から抽出した３Ｄ形状情報の種類が示されいる。
参照目的は、各ＣＡＤ取得情報の参照目的が示されている。出力データは、参照目的に対応して取得されたＣＡＤ取得情報に対応する数値が示されている。記号は、各ＣＡＤ取得情報の数値の種別を示す識別情報である。
本実施形態においては、例えば、ＣＡＤ取得情報の種類として、最峡部幅、最大垂直高さ、凹凸定義、ワーク座標系、最小輪郭Ｒ、最小底Ｒ、曲率部面積割合、平坦部面積割合、立ち壁部面積割合、角度壁部面積割合、ピン角有無し、除去体積、表面積の各々が記載されている。

最峡部幅は、ワークの３次元形状モデルで指定された加工領域において切削加工する領域における最も狭い幅を示す数値である。この最峡部幅の参照目的は、切削工具の選定に用いる最小荒工具径（最小荒工具の刃径）を取得するために、加工領域において切削する部分の最も狭い加工幅の最峡部を検出し、この最峡部の加工を行う３次元形状モデルより参照される。最峡部幅の出力データは、３次元形状モデルにおける最峡部幅としてｍｍ単位で出力される。

最大垂直高さは、ワークの３次元形状モデルで指定された加工領域において切削加工する領域における最も低い底部からの最も高い頂部までの高さ（または最も高い頂部から最も低い底部までの距離、あるいは最大の切削加工深さ）を示す数値である。この最大垂直高さの参照目的は、切削工具の選定に用いる最小荒工具及び最小仕上げ工具の最大有効長を取得するために３次元形状モデルより参照される。最大垂直高さの出力データは、３次元形状モデルにおける最大垂直高さとしてｍｍ単位で出力される。

凹凸定義は、３次元形状モデルにピン角が有る際、そのピン角をフィレット曲面に設定変更した場合に、不図示の入力手段から工程設計者が入力するフィレット曲面の径Ｒの情報である。凹凸定義の目的は、ピン角が設計通りに切削加工できないため、加工できる切削工具を選定するため、ピン角における許容できるフィレット曲面の径を工程設計者に入力させて、設計値を変更する必要があるためである。凹凸定義の出力データは、３次元形状モデルにおいて工程設計者が入力するフィレット曲面とするピン角の座標値と径Ｒ（ｍｍ）とが出力される。この定義が新たなフィレット曲面として３次元モデル形状に対して反映される。

ワーク座標系は、ワークを素材から切削加工するための切削工具を選定する領域として工程設計者が選択した、３次元座標系における３次元形状モデルにおける加工領域の範囲を規定する座標値のデータである。ワーク座標系の参照目的は、ワークを加工する際、ワークの各部（加工領域）の加工形状（凹凸形状、加工幅）に対応して、加工領域毎に切削に用いる切削工具を選定する必要がある。このため、工程設計者の入力する加工領域を示す座標値のデータを、切削工具を選定する際、上述した工具径や垂直高さを寸法するための範囲を規定する基本情報として取得する。ワーク座標系の出力データは、３次元空間における３次元形状モデルにおける加工領域を示す座標値である。

最小輪郭Ｒとは、３次元形状モデルにおける加工領域において、３次元形状モデルの輪郭部分（隣接する壁部の境界）のフィレット曲面の径Ｒの最小値である。最小輪郭Ｒの目的は、輪郭部分のフィレット曲面を切削加工する切削工具の選定に用いる最小仕上げ工具径（最小仕上げ工具の径）を取得するために３次元形状モデルより参照される。最小輪郭Ｒの出力データは、３次元形状モデルにおけるフィレット曲面の径Ｒとしてｍｍ単位で出力される。上述した凹凸定義によりピン角から設定変更された輪郭部分のフィレット曲面の径Ｒも評価対象となる。

最小底Ｒとは、３次元形状モデルにおける加工領域において、３次元形状モデルの底輪郭部分（壁部と底部との境界）のフィレット曲面の径Ｒの最小値である。最小底Ｒの目的は、底輪郭部分のフィレット曲面を切削加工する切削工具の選定に用いる最小仕上げ工具Ｒ（最小仕上げ工具の刃先のＲ）を取得するために３次元形状モデルより参照される。最小底Ｒの出力データは、３次元形状モデルにおけるフィレット曲面の径Ｒとしてｍｍ単位で出力される。上述した凹凸定義により底輪郭部分のピン角から設定変更されたフィレット曲面の径Ｒも評価対象となる。

図３は、ＣＡＤ取得情報における最小輪郭Ｒと最小底Ｒとを説明する図である。
図３（ａ）は、最小輪郭Ｒを示す構成例が記載されている。この図３（ａ）においては、ワークの３次元形状モデルにおける壁５０１と壁５０５との境界５０３が、壁５０１及び壁５０５の輪郭に沿った輪郭方向に切削する設計のピン角である。また、ワークの３次元形状モデルにおける壁５０１と底部５０６との境界５０７が、底部５０６に沿った底部方向に切削する設計のピン角である。
また、図３（ｂ）は、最小底Ｒを示す構成例が記載されている。この図３（ｂ）においては、最小輪郭Ｒがワークの３次元形状モデルにおける壁５０１と壁５０５との境界５０３のピン角を設計変更したフィレット曲面５０３’の径Ｒであることを示している。最小底Ｒがワークの３次元形状モデルにおける壁５０１と底部５０６の境界５０７のピン角を設計変更したフィレット曲面５０７’の径Ｒであることを示している。

図２に戻り、曲率部面積割合は、ワークの３次元形状モデルにおいて工程設計者により指定された加工領域内における曲面の領域である曲率部の全ての面積を、この加工領域における全ての面の面積により除算して求められた、加工領域の全面積における曲率部の面積の割合である。ここで、加工領域の全ての面の面積とは、曲率部の領域の面積（曲率部面積）、平坦部（例えば、３次元のｘｙｚ座標系におけるｘｙ座標平面に平行な面）の領域の面積（平坦部面積）、立ち壁部（例えば、３次元のｘｙｚ座標系におけるｘｙ座標平面に対して垂直な面）の壁表面の面積（立ち壁部面積）、角度壁部（例えば、３次元のｘｙｚ座標系におけるｘｙ座標平面に対して所定の角度をなす面）の表面の面積（角度壁部面積）の各々を合計した面積である。

この曲率部面積割合の参照目的は、切削工具の工具形状（切削工具の刃の形状）の選定に用いる３Ｄ率を算出するために用いる。加工領域において曲率部面積が多い場合、滑らかな曲面を削り出す加工（３Ｄ（３次元）加工）が多い加工領域であることが推定される。すなわち、曲率部面積が多い場合、切削工具の形状としては、曲面を切削するのに適しているＲＡＤＩあるいはＢＡＬＬが用いることが必要であることが推定される。曲率部面積割合の出力データは、３Ｄ形状モデルの加工領域の全面積における曲率部の面積の割合としてパーセンテージ（％）として出力される。

平坦部面積割合は、ワークの３次元形状モデルにおいて工程設計者により指定された加工領域における全ての平坦部の面積を、この加工領域における全ての面の面積により除算して求められた、加工領域の全面積における平坦部の面積の割合である。
この平坦部面積割合の参照目的は、切削工具の工具形状（切削工具の刃の形状）の選定に用いる３Ｄ率を算出するために用いる。平坦部面積が多くある場合、２次元平面に平行な面を削り出す加工（２Ｄ（２次元）加工）が多い加工領域であることが推定される。すなわち、切削工具の形状としては平面を切削するのに適しているＦＬＡＴが用いることが必要であることが推定される。平坦部面積割合の出力データは、３Ｄ形状モデルの加工領域の全面積における平坦部の面積の割合としてパーセンテージ（％）として出力される。

立ち壁部面積割合は、ワークの３次元形状モデルにおいて工程設計者により指定された加工領域における全ての立ち壁部の面積（加工される面積であるため壁面の面積）を、この加工領域における全ての面の面積により除算して求められた、加工領域の全面積における立ち壁部の面積の割合である。
この立ち壁部面積割合の参照目的は、切削工具の工具形状（切削工具の刃の形状）の選定に用いる３Ｄ率を算出するために用いる。立ち壁部面積が多くある場合、２次元平面に垂直な面を削り出す加工（２Ｄ加工）が多い加工領域であることが推定される。すなわち、切削工具の形状としては、平面を切削するのに適しているＦＬＡＴが用いることが必要であることが推定される。立ち壁部面積割合の出力データは、加工領域の全面積における立ち壁部の面積の割合としてパーセンテージ（％）として出力される。

角度壁部面積割合は、ワークの３次元形状モデルにおいて工程設計者により指定された加工領域における全ての角度壁部の面積（加工される面積であるため角度壁における斜面の面積）を、この加工領域における全ての面の面積により除算して求められた、加工領域の全面積における角度壁部の面積の割合である。この角度壁部面積割合の参照目的は、切削工具の工具形状の選定に用いる３Ｄ率を算出するために用いる。角度壁部面積が多くある場合、３次元空間において、ｘｙ座標からなる２次元平面に平行でない平面の面を削り出す加工（３Ｄ加工）が多い加工領域であることが推定される。すなわち、切削工具の形状としては角度のある面を切削するのに適しているＲＡＤＩあるいはＢＡＬＬが用いることが必要であることが推定される。角度壁部面積割合の出力データは、加工領域の全面積における角度壁部の面積の割合としてパーセンテージ（％）として出力される。

ピン角有無しは、ワークの３次元形状モデルにおいて工程設計者により指定された加工領域における、切削加工する領域にピン角が有るか否かを示す（有無を示す）情報である。
ピン角有無しの参照目的は、厳密な意味で設計値におけるピン角の加工を行うことができないため、許容できるフィレット曲面の径Ｒを取得する必要が有るピン角の有無を検出するためである。すなわち、ワークの３次元形状モデルにおいて指定された加工領域を参照し、加工領域におけるピン角の有無を検出する。これにより、ピン角が有る場合、この径Ｒのフィレット曲面を加工することができる工具形状及び最小径を有する切削工具を選定するため、工程設計者に対する許容できるフィレット曲面のＲの入力を促し、切削工具を選定するパラメータとして工程設計者が許容するフィレット曲面のＲを工程設計者から取得する。ピン角有無しの出力データは、ピン角が検出された際に書き込まれるデータであり、そのピン角の最小輪郭の径Ｒの寸法（単位はｍｍ）が記載され、Ｉ１の符号が付されている場合、輪郭方向のピン角の径であり、Ｉ２の符号が付されている場合、底方向のピン角の径である。ここで、ピン角の有無は、３次元形状抽出部１０３により３次元形状モデルから抽出され、ピン角があった場合、その箇所に付けてよいコーナーＲ値（許容値半径値）の入力を促す通知を行う。そして、３次元形状抽出部１０３は、通知に対応して入力されたコーナーＲ値を最小輪郭の径Ｒの寸法とする。しかしながら、３次元形状抽出部１０３は、許容値として入力されるコーナーＲ値が予め設定された閾値（径Ｒ）を下回る場合（許容値が小さすぎる場合）、切削加工では工具剛性上から加工不可と判断され、切削工具を選定せず、他の加工法（例えば放電加工）を推奨する旨の通知を行う。例えば、閾値としては、輪郭方向に対して：有効長Ｌ/Ｄが６倍以上の直壁部と最小輪郭の径Ｒが０．０５ｍｍ以下、また、底方向に対して：壁面（直壁、テーパ壁、曲面）と接続する床面境界の径Ｒが０．０１以下である。

除去体積は、素材から３次元形状モデルに対応するワークを削りだした場合、素材から削り取られる領域の体積を示している。すなわち、除去体積は、素材の体積からワークの体積を減算した、素材から切削される素材の材料の体積を示す数値である。
除去体積の参照目的は、除去体積を素材から切削するために必要な切削工具の本数を推定する。すなわち、選定する切削工具の寿命（切削によって摩耗し、工具として使用できる期間）に対して、切削に必要な時間から用いる切削工具の本数を推定するために参照する。また、切削工具の寿命を延ばすための参考データとしても用いる。除去体積の出力データは、素材から除去する素材の材料の体積量を示す単位（例えば、ｃｃ）などである。また、除去体積は、切削工程の作成の際、最大切削工具径の切削工具を検討する場合に、この最大切削工具径の切削工具により素材から切削される体積により求めることもできる。

表面積は、素材から３次元形状モデルに対応するワークを削り出す際、素材からワークを切削する際における切削工具がスキャンする総面積を示している。すなわち、表面積は、３次元形状モデルにおけるワークを素材から切削する際に、切削工具がスキャンする面積を示す数値である。表面積の参照目的は、表面積を切削するために必要な切削工具の本数を推定する。すなわち、除去体積と同様に、選定する工具の工具の寿命に対して、切削に必要な時間から用いる切削工具の本数を推定するために参照する。また、切削工具の寿命を延ばすための参考データとしても用いる。表面積の出力データは、素材から除去するワークの表面積を所定の面積量を示す単位（例えば、ｍｍ^２）などである。

図１に戻り、３次元形状抽出部１０３は、抽出したワークの３次元形状モデルにおける最峡部幅、最大垂直高さ、凹凸定義、ワーク座標系、最小輪郭Ｒ、最小底Ｒ、ピン角の有無し、除去体積、表面積などのＣＡＤ取得情報を、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対して書き込んで記憶させる。

面積３Ｄ率算出部１０４は、加工領域内における曲面の領域である曲率部の全ての面積を検出する。また、面積３Ｄ率算出部１０４は、加工領域内における平坦な領域である平坦部の全ての面積を検出する。また、面積３Ｄ率算出部１０４は、加工領域内における立ち壁の壁面の領域である立ち壁部の全ての面積を検出する。面積３Ｄ率算出部１０４は、加工領域内における角度壁の壁面の領域である角度壁部の全ての面積を検出する。そして、面積３Ｄ率算出部１０４は、曲率部、平坦部、立ち壁部及び角度壁部の各々の面積を加算し、上記加工領域における加工する面全ての面積を検出する。

そして、面積３Ｄ率算出部１０４は、加工領域内における曲面の領域である曲率部の全ての面積を、加工領域における全ての面の面積により除算し、この除算結果を曲率部面積割合として、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対して書き込んで記憶させる。

また、面積３Ｄ率算出部１０４は、加工領域内における平坦な領域である平坦部の全ての面積を、すでに元めた加工領域における全ての面の面積により除算し、この除算結果を平坦部面積割合として、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対して書き込んで記憶させる。

また、面積３Ｄ率算出部１０４は、加工領域内における立ち壁の壁面の領域である立ち壁部の全ての面積を、すでに元めた加工領域における全ての面の面積により除算し、この除算結果を立ち壁部面積割合として、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対して書き込んで記憶させる。

また、面積３Ｄ率算出部１０４は、加工領域内における角度壁の壁面の領域である角度壁部の全ての面積を、すでに元めた加工領域における全ての面の面積により除算し、この除算結果を角度壁部面積割合として、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対して書き込んで記憶させる。
また、面積３Ｄ率算出部１０４は、算出した曲率部面積割合及び角度壁部面積割合の各々を加算して、加算結果を面積３Ｄ率とし、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対応させて書き込んで記憶させる。

図４は、フィーチャー（形状）による立ち壁、テーパ面（角度壁の壁面）、フィレット曲面、平面（平坦）、自由曲面とを判別する定義を示すフィーチャ−テーブルの構成例を示す図である。フィーチャーテーブルは工具検索用データベース１１３に予め書き込まれて記憶されている。この図４において、番号と、フィーチャーと、定義と、グループが記載されている。番号は、フィーチャーの形状を識別するための識別番号である。フィーチャーは、３次元モデル形状の加工領域における形状の種別を示している。定義は、形状の種別を判定するための判定基準が記載されている。グループは、２Ｄ加工（２Ｄ）または３Ｄ加工（３Ｄ）のいずれかの加工の種別であるかの分類を示している。

番号１＿１は、フィーチャーとして立ち壁の分類であり、定義が９０°（ｚ軸ｙ軸ｚ軸からなる３次元空間において、ｘｙ平面に対して垂直な壁面を有する壁）であり、グループが２Ｄ加工により加工可能であるため２Ｄとして示されている。

番号１＿２は、フィーチャーとしてテーパ面（角度壁の壁面）の分類であり、定義が底部に対して１°から８９°の角度を有した壁面（すなわち、ｘｙ平面となす角度θが、０°＜θ＜９０°である壁面を有する壁の壁面）の領域であり、グループが３Ｄ加工でないと加工可能でないため３Ｄとして示されている。

番号１＿３は、フィーチャーとしてフィレット曲面（ピン角部分における所定のＲを有した曲面）の分類であり、定義が壁面と壁面との境界、あるいは壁面と底面との境界におけるピン角となる部分のＲ面取りがなされた領域であり、グループが３Ｄ加工でないと加工可能でないため３Ｄとして示されている。

番号１＿４は、フィーチャーとして平面（平坦）の分類であり、定義が平坦（すなわちｘｙ平面となす角度θが０であり、ｘｙ平面と平行である面）であり、グループが２Ｄ加工により加工可能であるため２Ｄとして示されている。

番号１＿５は、フィーチャーとして自由曲面の分類であり、定義が番号１＿１から番号１＿４に対応しない形状の面であり、グループが立ち壁また平坦でも無いため２Ｄ加工により加工が不可能であり、３Ｄ加工をする必要があるために３Ｄとして示されている。

番号１＿６は、フィーチャーとして穴の分類であり、定義が３次元モデル形状において円筒ポケット（所定の径以下）の領域であり、グループが切削工具では開口できないため、この領域は３Ｄ率を計算する対象とはしないため、除外となっている。

番号１＿７は、フィーチャとして不正面の分類であり、定義がアンダーカットの形状で切削工具では加工できない面の領域であり、グループが切削工具で加工できず、この領域は３Ｄ率を計算する対象とはしないため、エラーとなっている。

図１に戻り、面積３Ｄ率算出部１０４は、曲率部の領域、平坦部の領域、立ち壁部の領域及び角度壁部の領域の各々の領域の判定を行う際、工具検索用データベース１１３における上記図４のフィーチャ−テーブルを参照する。面積３Ｄ率算出部１０４は、３Ｄデータ記憶部１１２からワークの３次元形状を読み出し、工程設計者の設定した加工領域における領域の形状が、曲率部の領域、平坦部の領域、立ち壁部の領域及び角度壁部の領域のいずれであるかの判定を行う。ここで、面積３Ｄ率算出部１０４は、フィレット曲面及び自由曲面の各々の領域を曲率部とし、平面の領域を平坦部とし、立ち壁の領域を立ち壁部とし、テーパ面の領域を角度壁部として判定を行う。そして、面積３Ｄ率算出部１０４は、曲率部面積、平坦部面積、立ち壁部面積及び角度壁部面積の各々を求める。

モード対応工具抽出部１０５は、ワークのモードにより切削工具の選定を行う。本実施形態においては、ワークのモードを金型と部品とに分類している。
また、モード対応工具抽出部１０５は、ワークのモードにより、後述する工具データベース１１１の工具カタログテーブルから、選定とする候補となる切削工具を抽出する。

図５は、工具データベース１１１の工具カタログテーブルの構成例を示す図である。本実施形態においては、切削工具の各々に対して、１個の工具カタログデータテーブルが設けられている。カタログデータには、名称、工具形状、刃数（枚）、工具素材、コート膜種、価格、刃径、コーナーＲ、刃長、有効長、首下径、シャンク径、全長、外周ねじれ角、標準使用（荒工程）時における回転数Ｆ、送りＦ、軸切込みＡｓ、仕上げ代Ｓｔ、寿命Ｌｔ（分）、仕上げ使用（仕上げ工程）時における回転数Ｆ、送りＦ、軸切込みＡｓ、仕上げ代Ｓｔ、寿命Ｌｔ（分）、平面、側面、曲面、テーパ側面、溝、ポケット、素材、機械、対応モードの項目が設けられている。

上記工具カタログテーブルにおいて、名称は、切削工具の名称（あるいは型番）である。工具形状は、切削工具の刃先の形状（ＦＬＡＴ、ＲＡＤＩ、ＢＡＬＬ）を示している。刃数は、切削工具の刃の枚数を示している。工具素材は、切削工具の材料を示している。コート膜種は、切削工具の刃先をコーティングしている材料の種類を示している。価格は、切削工具の価格を示している。刃径は、切削工具の刃の直径を示している。コーナーＲは、切削工具の工具形状がＢＡＬＬである場合に示される数値であり、ＢＡＬＬの半径を示している。刃長は、切削工具の刃の長さを示している。有効長は、刃長と後述する首下径を有する軸の長さとを加算した数値である。首下径は、後述するシャンク下部の刃先が設けられた軸の径を示している。シャンク径は、切削工具を切削機械に取り付ける取り付け部であるシャンクの径を示している。全長は、切削工具の回転軸方向の長さを示している。外周ねじれ角は、切削工具の回転軸とねじれた切れ刃とのなす角を示している。

標準（標準仕様）及び仕上げの各々において、回転数Ｓは、素材を切削する際の切削工具の回転数（ＲＰＭ）を示している。送りＦは、素材を切削する際の切削工具の加工における移動速度（mm/min）を示している。軸切込みＡｐは、切削工具の刃の回転軸方向の切り込み深さを示している。径切込みＡｅは、切削工具の刃の回転軸における半径方向の切り込み深さを示している。仕上げ代Ｓｔは、所定の形状，寸法および仕上げ面粗さに経済的に仕上げ切削できるように、加工対象のワークに残しておく余肉の寸法を示している。寿命Ｌｔ（分）は、定格の回転数Ｓ及び送りＦで切削を行った場合の工具の寿命を示している。平面、側面、曲面、テーパー側面、溝及びポケットの各々は、切削工具が適している加工に対してマークを入れる欄として設けられている。素材は、切削工具が加工する対象として適している素材の材料を示している。

機械は、切削工具を取り付けて加工を行うＣＮＣ加工装置の対応するタイプ（例えば、性能で分類したグループ）を示している。すなわち、機械は、切削工具を取り付けて、素材からワークを加工するために切削工具を駆動及び制御する機械の種類を示している。機械は、切削工具の推奨される回転数や切削工具の取り付け可能な径などに対応して複数種類が設定されている。ここで、対応モードとは、加工対象のワークが部品か金型であるかを示している。すなわち、対応モードは、素材からワークを削りだす際、ワークが金型の場合に適しているか、あるいはワークが部品の場合に適していることを示す項目である。切削工具は、ＣＡＤの部品の形状モデルに基づき、素材からワーク（部品形状）を削り出す（加工する）ために用いる工具であるため、刃の形状や強度などが素材の材料に対応して形成されている。

図１に戻り、モード対応工具抽出部１０５は、上述した工具データベース１１１の工具カタログテーブルの各々を参照して、加工するワークのモードに対応する切削工具を抽出する。すなわち、モード対応工具抽出部１０５は、３Ｄデータ記憶部１１２のＣＡＤデータからワークのモードを抽出する。これにより、モード対応工具抽出部１０５は、ワークのモードが金型か部品かの情報を得る。そして、モード対応工具抽出部１０５は、選択する切削工具の加工対象のワークのモードが金型であれば、工具カタログテーブルにおける対応モードの欄を参照して、この対応モードが金型に対応している切削工具を、工具データベース１１１から抽出する。一方、モード対応工具抽出部１０５は、選択する切削工具の加工対象のワークのモードが部品であれば、工具カタログテーブルにおける対応モードの欄を参照して、この対応モードが部品に対応している切削工具を、工具データベース１１１から抽出する。

被削材料対応工具抽出部１０６は、上述した工具データベース１１１の工具カタログテーブルの各々を参照して、加工する素材の材料に対応する切削工具を抽出する。すなわち、モード対応工具抽出部１０５は、３Ｄデータ記憶部１１２のＣＡＤデータから、加工してワークを作成する素材の材料の種類を抽出する。これにより、モード対応工具抽出部１０５は、素材の材料の種類の情報を得る。そして、モード対応工具抽出部１０５は、選択する切削工具の加工対象の素材を、工具データベース１１１から選択する際、工具カタログテーブルにおける素材の欄を参照して、このＣＡＤデータから抽出した素材の材料に対応している切削工具を、工具データベース１１１から抽出する。

機械対応工具抽出部１０７は、上述した工具データベース１１１の工具カタログテーブルの各々を参照して、工場あるいは事業所などにおいて、素材からワークを切削する際に用いることが可能な機械に対応する切削工具を抽出する。すなわち、機械対応工具抽出部１０７は、例えば工具データベース１１１から選択する際、工程設計者が入力する使用可能な機械の種類により、工具カタログテーブルにおける機械の欄を参照し、この使用可能な機械の種類に取り付け可能な切削工具を、工具データベース１１１から抽出する。

工具形状抽出部１０８は、ＣＡＤデータに対応する３Ｄ形状データの形状のワークを、素材から切削するために最も適切な工具形状（切削工具の刃の形状）を選定する。すなわち、工具形状抽出部１０８は、切削する素材の材料と、切削する際に用いる機械と、３Ｄ形状データから求めた面積３Ｄ率に基づき、素材からワークを切削するために適する切削工具の工具形状を求める。

図６は、工具形状抽出部１０８が工具形状の選定に用いる素材の材料の分類を示す素材テーブルの構成例を示す図である。素材テーブルは、工具検索用データベース１１３に予め記憶されており、記号、分類、硬度表記、適合被削材種一般（ＪＩＳ）、工具形状の各々の項目がある。記号は、金属の種類を識別するための識別情報であり、本実施形態においてはＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４の４個がある。分類は、上記記号で示される素材の材料の種類を示している。硬度表記は素材の材料の硬度を示している。適合被削材種一般は、分類された素材の材料の名称を示している。工具形状は、素材の材料の種類に対応した工具形状を示している。

本実施形態において、例えば、記号Ｗ１は、分類が非鉄系の材料であり、硬度表記がＨＲＣ３０であり、適合被削材種一般が銅合金及びアルミ合金であり、この分類の素材の材料の切削に適した工具形状がＦＬＡＴであることが示されている。
記号Ｗ２は、分類が調質鋼の材料であり、硬度表記がＨＲＣ４０であり、適合被削材種一般が炭素鋼、ＳＵＳ系快削、ＡＩＳＡ Ｐ２１であり、この分類の素材の材料の切削に適した工具形状がＲＡＤＩであることが示されている。
記号Ｗ３は、分類が焼き入れ鋼の材料であり、硬度表記がＨＲＣ５５であり、適合被削材種一般がＳＫＤ６１、ＳＵＳ系４２０、ＳＵＳ４４０Ｃであり、この分類の素材の材料の切削に適した工具形状がＢＡＬＬであることが示されている。
記号Ｗ４は、分類が工具鋼の材料であり、硬度表記がＨＲＣ６５であり、適合被削材種一般がＳＫＤ１１、ＳＫＨ５１、マトリックス系、粉末高速度工具鋼であり、この分類の素材の材料の切削に適した工具形状がＢＡＬＬであることが示されている。

図７は、工具形状抽出部１０８が工具形状の選定に用いる切削工具を駆動する機械（例えばＣＮＣ加工装置）の分類を示す機械テーブルの構成例を示す図である。機械テーブルは、記号、分類、定格トルク、最高出力、ツール形式、最高回転数、最大径、最小径及び工具形状の各々の項目がある。記号は、機械の種類を識別するための識別情報であり、本実施形態においてはＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の４個がある。分類は、上記記号で示される機械の性能を規定した種類分けを示している。定格トルクは、機械における定格電圧及び定格周波数で、定格出力を連続的に出す時（定格回転速度運転時）のトルクを示している。最高出力は、機械が切削時に切削工具を回転させる際に発生する最高の出力を示している。ツール形式は、切削工具を機械に取り付けるツール（スピンドル）の形式を示している。最高回転数は、切削工具を加工時に回転させる際、切削工具に与えられる最大の回転数である。最大径は、ツール形式において取り付け可能な切削工具のシャンク径の最大の径を示している。最小径は、ツール形式において、取り付け可能な切削工具のシャンク径の最小の径を示している。切削工具形状は、機械の特性に適した切削工具の刃の形状が示されている。

図７において、以下の例は一例であり、より詳細な機械の特性、性能における分類として構成することも可能である。
記号Ｍ１は、低回転、高トルクであり、定格トルクが６０（Ｎ・ｍ）であり、最高出力が３０（ｋＷ）であり、ツール形式がＢＴ４０以上であり、最高回転数が１２０００（ＲＰＭ）であり、最大径が２０（ｃｍ）であり、最小径が０．５（ｃｍ）であり、切削工具形状がＦＬＡＴである。
また、記号Ｍ２は、バランスタイプであり、定格トルクが３０（Ｎ・ｍ）であり、最高出力が４０（ｋＷ）であり、ツール形式がＢＴ３０相当であり、最高回転数が２５０００（ＲＰＭ）であり、最大径が１０（ｃｍ）であり、最小径が０．１（ｃｍ）であり、切削工具形状がＲＡＤＩである。
また、記号Ｍ３は、高回転、低トルクであり、定格トルクが８（Ｎ・ｍ）であり、最高出力が１０（ｋＷ）であり、ツール形式がＨＳＫ−Ｅ３２相当であり、最高回転数が４５０００（ＲＰＭ）であり、最大径が６（ｃｍ）であり、最小径が０．０５（ｃｍ）であり、切削工具形状がＢＡＬＬである。
また、記号Ｍ４は、超高速回転であり、定格トルクが４（Ｎ・ｍ）であり、最高出力が５（ｋＷ）であり、ツール形式がＨＳＫ−Ｅ２５相当であり、最高回転数が８００００（ＲＰＭ）であり、最大径が３（ｃｍ）であり、最小径が０．０５（ｃｍ）であり、切削工具形状がＢＡＬＬである。

図８は、工具形状抽出部１０８が工具形状の選定に用いる採点用点数テーブルの構成例を示す図である。図８において、評価パラメータとして素材Ｗ、機械Ｍ、形状解析金型モードＤＤＤ及び形状解析部品モードＤＤＤの４種類が記述されている。採点用点数テーブルは、工具形状確定用テーブル記憶部１１５に予め書き込まれて記憶されている。
素材Ｗにおいては、図６に示す工具検索用データベース１１３に記憶されている素材テーブルにおける記号Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４の各々に対してスペック（図６における硬度表記に示されたスペック）と工具形状とその点数がポイントとして設定されている。

本実施形態においては、記号Ｗ１はスペックがＨＲＣ３０の硬度に対応し、工具形状としてＦＬＡＴが適した切削工具であり、ポイントが３と設定されている。記号Ｗ２はスペックがＨＲＣ４０の硬度に対応し、工具形状としてＲＡＤＩが適した切削工具であり、ポイントが４と設定されている。記号Ｗ３はスペックがＨＲＣ５５の硬度に対応し、工具形状としてＲＡＤＩが適した切削工具であり、ポイントが４と設定されている。記号Ｗ４はスペックがＨＲＣ６５の硬度に対応し、工具形状としてＢＡＬＬが適した切削工具であり、ポイントが４と設定されている。

機械Ｍにおいては、図７に示す工具検索用データベース１１３に記憶されている機械テーブルにおける記号Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４の各々に対してスペック（図７における最高回転数として示されたスペック）と工具形状とその点数がポイントとして設定されている。
本実施形態において、記号Ｍ１はスペックがＳ１２０００に対応し、工具形状としてＦＬＡＴが適した切削工具であり、ポイントが２と設定されている。記号Ｍ２はスペックがＳ２５０００に対応し、工具形状としてＲＡＤＩが適した切削工具であり、ポイントが２と設定されている。記号Ｗ３はスペックがＳ４５０００に対応し、工具形状としてＢＡＬＬが適した切削工具であり、ポイントが２と設定されている。記号Ｗ４はスペックがＳ８００００に対応し、工具形状としてＢＡＬＬが適した切削工具であり、ポイントが２と設定されている。

採点用点数テーブルにおける形状解析金型モードＤＤＤに対応して、ワークが金型である場合におけるスペック（３Ｄ率）と、工具形状と、ポイントと、変形加算値とが示されている。 本実施形態において、記号ＤＤＤ−Ｍ１は、３次元形状モデルにおいて設定された加工領域を加工する切削工具として、加工領域のスペックとしての３Ｄ率が６０％から１００％である場合、この加工領域の加工に用いる工具形状としてはＢＡＬＬが適しており、ポイントが３と設定されている。記号ＤＤＤ−Ｍ２は、３次元形状モデルにおいて設定された加工領域を加工する切削工具として、加工領域のスペックとしての３Ｄ率が２０％から６０％である場合、この加工領域の加工に用いる工具形状としてはＢＡＬＬが適しており、ポイントが３と設定されている。記号ＤＤＤ−Ｍ３は、３次元形状モデルにおいて設定された加工領域を加工する切削工具として、加工領域のスペックとしての３Ｄ率が０％から２０％である場合、この加工領域の加工に用いる工具形状としてはＲＡＤＩが適しており、ポイントが３と設定されている。

採点用点数テーブルにおける形状解析部品モードＤＤＤに対応して、ワークが部品である場合におけるスペック（３Ｄ率）と、工具形状と、ポイントと、変形加算値とが示されている。 本実施形態において、記号ＤＤＤ−Ｐ１は、３次元形状モデルにおいて設定された加工領域を加工する切削工具として、加工領域のスペックとしての３Ｄ率が６０％から１００％である場合、この加工領域の加工に用いる工具形状としてはＢＡＬＬが適しており、ポイントが２と設定されている。記号ＤＤＤ−Ｐ２は、３次元形状モデルにおいて設定された加工領域を加工する切削工具として、加工領域のスペックとしての３Ｄ率が２０％から６０％である場合、この加工領域の加工に用いる工具形状としてはＲＡＤＩが適しており、ポイントが２と設定されている。記号ＤＤＤ−Ｐ３は、３次元形状モデルにおいて設定された加工領域を加工する切削工具として、加工領域のスペックとしての３Ｄ率が０％から２０％である場合、この加工領域の加工に用いる工具形状としてはＦＬＡＴが適しており、ポイントが１と設定されている。

図１に戻り、工具形状抽出部１０８は、３Ｄデータ記憶部１１２におけるＣＡＤデータからワークを削り出す素材のスペック（図６の素材テーブルにおける硬度表記）を読み出す。そして、工具形状抽出部１０８は、工具形状確定用テーブル記憶部１１５の採点用点数テーブルから、読み出した素材の材料に対応する工具形状を読み出す。
また、工具形状抽出部１０８は、３Ｄデータ記憶部１１２におけるＣＡＤデータからワークを削り出す際に用いる機械のスペック（図７の機械テーブルにおける最高回転数）を読み出す。また、機械のスペックは、工程設計者が図示しない入力手段から入力するように構成しても良い。そして、工具形状抽出部１０８は、工具形状確定用テーブル記憶部１１５の採点用点数テーブルから、読み出した機械のスペックに対応する工具形状を読み出す。

また、工具形状抽出部１０８は、３Ｄデータ記憶部１１２におけるＣＡＤデータからワークのモードを読み出す。
また、工具形状抽出部１０８は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４から、工具選定対象の加工領域のＣＡＤ取得情報テーブルに対応して記憶されている面積３Ｄ率を読み出す。
そして、工具形状抽出部１０８は、ワークのモードに対応させ、スペック（面積３Ｄ率）に対応する工具形状を、工具形状確定用テーブル記憶部１１５の採点用点数テーブルから読み出す。

また、工具形状抽出部１０８は、以下の３個の条件式を用いて、切削工具の工具形状をＦＬＡＴ、ＲＡＤＩ及びＢＡＬＬのいずれかから選択する。
条件式＃１＿１ Ｗ＝Ｍ＝ＤＤＤ
条件式＃１＿２ Ｍ＝ＤＤＤ
条件式＃１＿３ Ｍ≠ＤＤＤ
上記条件式＃１＿１は、素材のスペックに対応した工具形状と、機械のスペックに対応した工具形状と、面積３Ｄ率に対応した工具形状との各々が等しいか否かを示す条件式である。
条件式＃１＿２は、機械のスペックと面積３Ｄ率のスペックとの双方に対応する工具形状が等しく、一方、機械のスペックと面積３Ｄ率のスペックとの双方に対応する工具形状と素材のスペックに対応する工具形状とが異なるか否かを示す条件式である。
条件式＃１＿３は、素材のスペックに対応する工具形状と面積３Ｄ率に対応する工具形状とが等しい否かにかかわらず、機械のスペックに対応する工具形状と面積３Ｄ率に対応する工具形状とが異なるか否かを示す条件式である。

工具形状抽出部１０８は、条件式＃１＿１が成り立てば、すなわち、素材のスペックに対応した工具形状と、機械のスペックに対応した工具形状と、面積３Ｄ率に対応した工具形状との各々が等しい場合、この素材のスペック、機械のスペック及び面積３Ｄ率の各々に対応する工具形状が加工領域に対応する切削工具の工具形状として選択する。

工具形状抽出部１０８は、条件式＃１＿１が成り立たず、条件式＃１＿２が成り立つ場合、素材のスペックに対応したポイントと、機械のスペックに対応したポイントと、面積３Ｄ率に対応したポイントとの各々を、工具検索用データベース１１３の採点用点数テーブルから読み出す。そして、工具形状抽出部１０８は、機械のスペックに対応したポイントと面積３Ｄ率に対応したポイントとを加算して合計ポイントを算出する。
工具形状抽出部１０８は、算出した合計ポイントと素材のスペックに対応するポイントとを比較し、算出した合計ポイントが素材のスペックに対応するポイント以上か否かの判定を行う。ここで、工具形状抽出部１０８は、算出した合計ポイントが素材のスペックに対応するポイント以上である場合、加工領域の切削工具の工具形状として、機械のスペック及び面積３Ｄ率の各々に対応した工具形状を選択する。一方、工具形状抽出部１０８は、算出した合計ポイントが素材のスペックに対応するポイント以上でない場合、加工領域の切削工具の工具形状として、素材のスペックに対応する工具形状を選択する。

また、工具形状抽出部１０８は、条件式＃１＿１と条件式＃１＿２が成り立たたず、条件式＃１＿３が成り立つ場合、以下の形状変換式により工具形状の変換を行う。
形状変換式＃２＿１ ＮＴ←ＢＡＬＬ（Ｍ）＋ＦＬＡＴ（ＤＤＤ）＝ＲＡＤＩ
形状変換式＃２＿２ ＮＴ←ＲＡＤＩ（Ｍ）＋ＢＡＬＬ（ＤＤＤ）＝ＢＡＬＬ
形状変換式＃２＿３ ＮＴ←ＦＬＡＴ（Ｍ）＋ＲＡＤＩ（ＤＤＤ）＝ＲＡＤＩ
形状変換式＃２＿１は、機械のスペックに対応する工具形状がＢＡＬＬ（Ｍ）で、面積３Ｄ率に対応する工具形状がＦＬＡＴ（ＤＤＤ）である場合、工具形状をＲＡＤＩ（ＮＴ）に変換することを示す式である。
形状変換式＃２＿２は、機械のスペックに対応する工具形状がＲＡＤＩ（Ｍ）で、面積３Ｄ率に対応する工具形状がＢＡＬＬ（ＤＤＤ）である場合、工具形状をＢＡＬＬ（ＮＴ）に変換することを示す式である。
形状変換式＃２＿３は、機械のスペックに対応する工具形状がＦＬＡＴ（Ｍ）で、面積３Ｄ率に対応する工具形状がＲＡＤＩ（ＤＤＤ）である場合、工具形状をＲＡＤＩ（ＮＴ）に変換することを示す式である。

工具形状抽出部１０８は、以下の条件式により、加工領域の切削工具の工具形状の選択を行う。
条件式３＿１ Ｗ＝ＮＴ
条件式３＿２ Ｗ≠ＮＴ
上記条件式＃３＿１は、素材のスペックに対応した工具形状と、形状変換した工具形状とが等しいか否かを示す条件式である。
上記条件式＃３＿２は、素材のスペックに対応した工具形状と、形状変換した工具形状とが異なるか否かを示す条件式である。

工具形状抽出部１０８は、条件式＃３＿１が成り立つ場合、すなわち素材のスペックに対応した工具形状と、形状変換した工具形状とが等しい場合、加工領域の切削工具の形状として形状変換した工具形状として選択する。
工具形状抽出部１０８は、条件式＃３＿１が成り立たず、条件式＃３＿２が成り立つ場合、工具形状確定用テーブル記憶部１１５の採点用点数テーブルから、３Ｄ面積率に対応する工具形状の変形加算値を読み出す。そして、工具形状抽出部１０８は、３Ｄ面積率に対応したポイントと読み出した変形加算値とを加算し、加算結果を新たな３Ｄ面積率に対応したポイントを算出する。工具形状抽出部１０８は、この新たな３Ｄ面積率に対応したポイントと、機械のスペックに対応したポイントとを加算し、合計ポイントを算出する。工具形状抽出部１０８は、算出された合計ポイントとワークの素材に対応したポイントとを比較し、合計ポイントがワークの素材に対応したポイント以上か否かの判定を行う。

ここで、工具形状抽出部１０８は、算出した加算ポイントが素材のスペックに対応するポイント以上である場合、加工領域の切削工具の工具形状として、形状変換して求めた工具形状を選択する。一方、工具形状抽出部１０８は、算出した加算ポイントが素材のスペックに対応するポイント以上でない場合、加工領域の切削工具の工具形状として、素材のスペックに対応する工具形状を選択する。
工具形状抽出部１０８は、上述したように選択した加工領域を切削する切削工具の工具形状に対応する切削工具を、工具データベース１１１の工具カタログから抽出する。

工具選定部１０９は、工具形状抽出部１０８の抽出した工具形状に基づき、３次元形状モデルの加工領域における３次元形状に対応した切削工具を、工具データベース１１１の工具カタログから選択する。
このとき、工具選定部１０９は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４に記憶されている、加工領域に対応したＣＡＤ取得情報テーブルから、加工領域における狭部幅、最大垂直高さ及びフィレット曲面の径Ｒの情報を読み出す。
そして、工具選定部１０９は、最狭幅部の幅の数値を、この最狭幅部を加工するために用いる切削工具の刃の径とする。また、工具選定部１０９は、最大垂直高さの数値を、この最大垂直高さを切削加工するために用いる切削工具の有効長とする。そして、最峡部幅及び最大垂直高さの数値に基づき、工具選定部１０９は、加工領域を切削加工する荒工程において用いる切削工具を工具データベース１１１の工具カタログから抽出する。

図９は、３次元形状モデルの加工領域における狭部幅、最大垂直高さ及びフィレット曲面の径Ｒによる切削工具の選択の処理を説明する図である。図９（ａ）は、３次元形状モデルにおける加工領域６０２の表面を示している。加工領域６０２において溝６０１の最峡部幅Ｌを加工する切削工具６００の刃の径Ｒが求められる。本実施形態において、切削工具の径Ｒは、例えば溝６０１の幅（最峡部幅）Ｌの８０％としている。しかしながら、切削工具の径Ｒを、溝６０１の幅（最峡部幅）Ｌの８０％ではなく、切削に必要な時間などに対応させて、他の所定の数値に設定しても良い。

図９（ｂ）は、図９（ａ）の線分Ａ−Ａにおける３次元形状モデルの加工領域６０２の線視断面を示している。３次元形状モデルの加工領域における溝の最大垂直高さｈを加工する切削工具の有効長が求められる。本実施形態において、切削工具の有効長Ｈは、例えば溝６０１の深さ（最大垂直高さ）ｈの１１０％としている。しかしながら、切削工具の有効長Ｈを、溝６０１の深さ（最大垂直高さ）ｈの１１０％ではなく、溝６０１の深さ（最大垂直高さ）ｈを超える他の所定の数値に設定しても良い。

図１に戻り、工具選定部１０９は、荒工程における切削工具を選択する際、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルから読み出した最峡部幅Ｌに対して、係数０．８（８０％）を乗じ、最大切削工具径（切削工具の刃の径）を求める。工具選定部１０９は、求めた最大切削工具径以下の径の切削工具を、工具データベース１１１の工具カタログから抽出する。また、工具選定部１０９は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルから読み出した最大垂直高さｈに対して、係数１．１（１１０％）を乗じ、最短切削工具有効長を求める。工具選定部１０９は、求めた最短切削工具有効長以上の有効長の切削工具を、工具データベース１１１の工具カタログから抽出する。そして、工具選定部１０９は、抽出した切削工具において最大切削工具径以下であり、かつ最短切削工具有効長以上の切削工具のなかから、最大切削工具径以下で最も径が大きい切削工具を最大進入可能径工具として選択する。ここで選択された最大進入可能径工具が、荒工程用の切削工具となる。

次に、工具選定部１０９は、仕上げ工程における切削工具を選択する処理を行うが、３次元形状モデルの加工領域において、フィレット曲面が無い場合、荒工程用の切削工具（最大進入可能径工具）がそのまま仕上げ工具となる。また、工具選定部１０９は、フィレット曲面が存在した場合においても、フィレット曲面の径Ｒが荒工程用として抽出された切削工具の径Ｒより大きい場合、荒工程用の切削工具がそのまま仕上げ工具となる。
一方、工具選定部１０９は、３次元形状モデルの加工領域において、フィレット曲面が有り、かつフィレット曲面の径Ｒが荒工程用の切削工具の径Ｒより大きい場合、切削工具において最大切削工具径以下であり、かつ最短切削工具有効長以上の切削工具のなかから、仕上げ工具として切削工具の径Ｒがフィレット曲面の径Ｒ未満の切削工具を、仕上げ工程ようの切削工具として抽出する。ここで、工具選定部１０９は、フィレット曲面のＲとして、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得テーブルを参照して、フィレット曲面のＲとして最小輪郭Ｒと最小底Ｒとの各々を抽出する。

また、工具選定部１０９は、３次元形状モデルにおける工程設計者の指定した加工領域に対応して抽出された荒工程用の切削工具及び仕上げ工程用の切削工具の各々を、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４における加工領域に対応して書き込んで記憶させる。
上述したフィレット曲面としては、予め設計された径Ｒのものと、図３（ａ）の用に輪郭方向及び底方向にピン角が検出され、図３（ｂ）に示す様にピン角をフィレット曲面で形成する際に許容できる径Ｒを工程設計者が入力したものとの双方がある（ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得テーブルにおける凹凸定義）。

結果出力部１１０は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４から、３次元形状モデルにおける工程設計者の指定した加工領域に対応して抽出された荒工程用の切削工具及び仕上げ工程用の切削工具の各々を、工程設計者が指定した加工領域に対応して読み出す。そして、結果出力部１１０は、読み出した荒工程用の切削工具及び仕上げ工程用の切削工具の各々を、図示しない表示部に対して出力する。

次に、図１０を用いて、本実施形態における切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定の処理の流れを説明する。図１０は、本実施形態における切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定の処理の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ１：ＣＡＤデータ入力部１０１は、外部のＣＡＤシステムから、工程設計者が設計したワークの設計情報であるＣＡＤデータを入力する。

ステップＳ２：ＣＡＤデータ入力部１０１は、外部から入力されるＣＡＤデータのデータ形式が切削工具選択システム１において処理可能であるか否かの判定を行う。このとき、外部から入力されるＣＡＤデータのデータ形式が切削工具選択システム１において処理可能である場合、処理をステップＳ２へ進める。一方、ＣＡＤデータ入力部１０１は、外部から入力されるＣＡＤデータのデータ形式が切削工具選択システム１において処理可能でない場合、処理をステップＳ８へ進める。

ステップＳ３：ＣＡＤデータ入力部１０１は、入力されたＣＡＤデータに対して識別情報を付し、この識別情報とともにＣＡＤデータをＣＡＤデータ記憶部１１２に対して書き込んで記憶させる。

ステップＳ４：モード対応工具抽出部１０５は、３Ｄデータ記憶部１１２に記憶されているＣＡＤデータから、素材を切削して形成するワークのモードを読み込む。そして、モード対応工具抽出部１０５は、切削するワークのモードが金型であるかあるいは部品であるかの判定を行う。モード対応工具抽出部１０５は、例えば切削するワークのモードが部品である場合、工具データベース１１１を参照して、ワークの対応モードがＣＡＤデータから抽出したワークのモードが部品である工具カタログテーブルを抽出し、抽出した各工具カタログテーブルの選択フラグを選択を示す状態に書き換える。これにより、モード対応工具抽出部１０５は、ワークのモードが部品である切削後具の工具カタログテーブルを、工具データベース１１１から選択し、切削工具候補とする。ここで、モード対応工具抽出部１０５は、ワークのモードが金型である場合、上述したワークのモードが部品である場合と同様に、工具データベース１１１からワークのモードが部品である切削工具を切削工具候補として抽出する（絞り込む）。

ステップＳ５：次に、被削材料対応工具抽出部１０６は、３Ｄデータ記憶部１１２に記憶されているＣＡＤデータから、ワークを形成する素材の材料を読み込む。そして、被削材料対応工具抽出部１０６は、ワークを削り出す素材の材料が図６におけるいずれの分類であるかの判定を行う。被削材料対応工具抽出部１０６は、例えばワークを形成する素材の材料が記号Ｗ１（非鉄系）である場合、工具データベース１１１を参照して、上記選択フラグが選択状態である工具カタログテーブルのなかから、ワークに加工する素材の材料が記号Ｗ１を含む工具カタログテーブルを抽出する。また、被削材料対応工具抽出部１０６は、抽出されなかった工具カタログテーブルの各々の選択フラグを選択されていない状態に書き換える。これにより、被削材料対応工具抽出部１０６は、ワークに加工する素材が記号Ｗ１である切削後具の工具カタログテーブルを、工具データベース１１１から選択し、切削工具候補とする。ここで、被削材料対応工具抽出部１０６は、ワークに加工する素材が記号Ｗ１以外である場合、上述したワークに加工する素材が記号Ｗ１である場合と同様に、工具データベース１１１からワークに加工する素材がＣＡＤデータから抽出した素材の材料に対応する切削工具を切削工具候補として抽出する（絞り込む）。

ステップＳ６：次に、機械対応工具抽出部１０７は、工程設計者が図示しない入力手段から入力する工程設計者の使用する機械の種類及び特性を読み込む。
そして、機械対応工具抽出部１０７は、ワークを素材から削り出す際に用いる機械が図７におけるいずれの分類であるかの判定を行う。機械対応工具抽出部１０７は、例えば素材を切削する際に用いる機械が記号Ｍ１（低回転、高トルク）である場合、工具データベース１１１を参照して、上記選択フラグが選択状態である工具カタログテーブルのなかから、切削工具の対応する機械が記号Ｍ１を含む工具カタログテーブルを抽出する。また、機械対応工具抽出部１０７は、抽出されなかった工具カタログテーブルの各々の選択フラグを選択されていない状態に書き換える。これにより、機械対応工具抽出部１０７は、切削工具の対応する機械が記号Ｍ１である切削後具の工具カタログテーブルを、工具データベース１１１から選択し、切削工具候補とする。ここで、機械対応工具抽出部１０７は、切削工具の対応する機械が記号Ｍ１以外である場合においても、上述した切削工具の対応する機械が記号Ｍ１である場合と同様に、工具データベース１１１から切削工具の対応する機械がＣＡＤデータから抽出した素材の材料に対応する切削工具を切削工具候補として抽出する（絞り込む）。

ステップＳ７：切削工具選択システム１は、上述したモード、素材の材料及び機械の各々により、切削工具候補として絞り込んだ切削工具のなかから、３次元データによる切削工具の絞り込みを行う（詳細は後述）。

ステップＳ８：ＣＡＤデータ入力部１０１は、外部から入力されるＣＡＤデータのデータ形式が切削工具選択システム１において処理可能でない場合、入力されたＣＡＤデータのデータ形式が、切削工具選択システム１において処理可能でないことを示す警報を、図示しない表示部に対して表示する。

次に、図１１を用いて、本実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１０の３次元データによる工具の絞り込みの処理の流れを説明する。図１１は、本実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１０の３次元データによる工具の絞り込みの処理の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ１１：３次元形状生成部１０２は、３Ｄデータ記憶部１１２からＣＡＤデータを読み出し、素材から切削するワークの完成形である３次元形状モデルを生成する。
３次元形状抽出部１０３は、３次元形状生成部１０２が生成した３次元形状モデルから、形状の特徴を、ＣＡＤ取得情報として抽出する。

ステップＳ１２：そして、工具形状抽出部１０８は、取得したＣＡＤ取得情報により、３次元形状モデルの形状に、ワークを素材から切削する切削工具の工具形状（刃の形状）を選択し、切削工具の工具形状の絞り込みを行う。

ステップＳ１３：工具選定部１０９は、３次元形状モデルの加工領域の形状を加工するために必要な切削工具の刃の径Ｒと有効長とを求めるため、３次元形状モデルの加工領域における最峡幅部幅及び最大垂直高さを、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルから読み出す。

ステップＳ１４：工具選定部１０９は、読み出した３次元形状モデルの加工領域における最峡幅部幅及び最大垂直高さに基づき、切削工具の寸方の絞り込みを行い、加工領域に対する切削における荒工程及び仕上げ工程の切削工具を選択する。

次に、図１２を用いて、本実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１１の３次元形状解析の処理の流れを説明する。図１２は、本実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１１の３次元形状解析みの処理の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ２１：３次元形状生成部１０２は、工程設計者が図示しない入力手段から入力する、３Ｄデータ記憶部１１２から切削工具を選定する対象のＣＡＤデータを読み込む。

ステップＳ２２：そして、３次元形状生成部１０２は、読み込んだＣＡＤデータに基づき、製作するワークの完成形状である３次元形状モデルを、メインメモリ上においてＣＡＤデータを展開することにより生成する。また、３次元形状生成部１０２は、図示しない表示部に対し、生成した３次元形状モデルの画像を表示する。

ステップＳ２３：工程設計者は、上記表示部に表示されてる３次元形状モデルにおいて、切削工具を選定する加工領域を、マウスなどの入力手段を用いた範囲指定を行うことにより選択する。面積３Ｄ率算出部１０４は、工程設計者の選択した加工領域の範囲を指定する、３次元空間における座標値を読み込む。

ステップＳ２４：面積３Ｄ率算出部１０４は、加工領域の加工される全面積に対する、３次元の加工が必要な曲率部の面積の割合である曲率部面積割合と、３次元の加工が必要な角度壁部の面積の割合である角度壁部面積割合と、２次元の加工で形成できる平坦部の面積の割合である平坦部面積割合と、２次元の加工で形成できる立ち壁部の面積の割合である立ち壁部面積割合とを求める。そして、面積３Ｄ率算出部１０４は、曲率部面積割合と角度壁部面積割合との各々を加算し、加算結果を面積３Ｄ率として出力する。

ステップＳ２５：３次元形状抽出部１０３は、３次元形状モデルを参照し、加工領域における３次元形状から、最峡部幅、最大垂直高さ、凹凸定義、ワーク座標系、最小輪郭Ｒ、最小底Ｒ、ピン角の有無し、除去体積、表面積などのＣＡＤ取得情報を取得し、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対して書き込んで記憶させる。

次に、図１３を用いて、本実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１２の面積３Ｄ率の算出の処理の流れを説明する。図１３は、本実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１２の面積３Ｄ率の算出の処理の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ３１：面積３Ｄ率算出部１０４は、工具検索用データベース１１３に記憶されているフィーチャーテーブルを参照し、フィーチャーテーブルにおける形状の定義に基づき、３次元形状モデルの加工領域における各部の形状を解析し、立ち壁、テーパ面、フィレット曲面、平面及び自由曲面の種類毎に各々に分類する。

ステップＳ３２：そして、面積３Ｄ率算出部１０４は、形状を分類した面の種類毎の面積をそれぞれ合計して、形状の種類の各々の合計面積を求める。すなわち、面積３Ｄ率算出部１０４は、立ち壁と判定された部分の立ち壁部の面積を合計して立ち壁部面積とする。また、面積３Ｄ率算出部１０４は、テーパ面と判定された部分のテーパ面部の面積を合計して角度壁部面積とする。面積３Ｄ率算出部１０４は、フィレット曲面及び自由曲面と判定された部分のフィレット曲面部及び自由曲面部の各々の面積を合計して曲率部面積とする。そして、面積３Ｄ率算出部１０４は、平面と判定された部分の平面部の面積を合計して平坦部面積とする。

ステップＳ３３：次に、面積３Ｄ率算出部１０４は、立ち壁部面積、角度壁部面積、曲率部面積及び平坦部面積の各々を加算し、３次元形状モデルの加工領域における加工する全ての面の面積を求める。そして、面積３Ｄ率算出部１０４は、立ち壁部面積を加工領域における加工する全ての面の面積により除算し、除算結果を立ち壁部面積割合として求める。面積３Ｄ率算出部１０４は、求めた立ち壁部面積割合を、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対して書き込んで記憶させる。
また、面積３Ｄ率算出部１０４は、角度壁部面積を加工領域における加工する全ての面の面積により除算し、除算結果を角度壁部面積割合として求める。面積３Ｄ率算出部１０４は、求めた角度壁部面積割合を、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対して書き込んで記憶させる。
面積３Ｄ率算出部１０４は、曲率部面積を加工領域における加工する全ての面の面積により除算し、除算結果を曲率部面積割合として求める。面積３Ｄ率算出部１０４は、求めた曲率部面積割合を、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対して書き込んで記憶させる。
面積３Ｄ率算出部１０４は、平坦部面積を加工領域における加工する全ての面の面積により除算し、除算結果を平坦部面積割合として求める。面積３Ｄ率算出部１０４は、求めた平坦部面積割合を、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対して書き込んで記憶させる。

ステップＳ３４：そして、面積３Ｄ率算出部１０４は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルから角度壁部面積割合及び曲率部面積割合の各々を読み出し、角度壁部面積割合、曲率部面積割合のそれぞれを加算し、この加算結果を面積３Ｄ率とする。これにより、面積３Ｄ率算出部１０４は、３次元形状モデルの加工領域における３次元の加工を行う必要がある部分が、加工領域における加工する全ての面の面積に対する割合としての面積３Ｄ率を求める。
また、面積３Ｄ率算出部１０４は、求めた面積３Ｄ率を、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４に対し、ＣＡＤ取得情報テーブルに対応して書き込んで記憶させる。
なお、面積３Ｄ率算出部１０４は、角度壁部面積及び曲率部面積の各々の面積を加算し、加算結果を加工領域における加工する全ての面の面積により除算し、除算結果を面積３Ｄ率とするように構成しても良い。

次に、図１４を用いて、本実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１１の工具形状の選定の処理の流れを説明する。図１４は、本実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１１の工具形状選定の処理の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ４１：工具形状抽出部１０８は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルに対応して記憶されている面積３Ｄ率を読み込む（入力する）。
そして、工具形状抽出部１０８は、工具３Ｄデータ記憶部１１２におけるＣＡＤデータからワーク３Ｄデータ記憶部１１２におけるＣＡＤデータからワークが金型か部品であるかを読み込む。工具形状抽出部１０８は、例えば、部品モードであれば形状解析部品モードＤＤＤの項を参照し、面積３ＤＦ率が０％から２０％の範囲にあれば、工具形状をＦＬＡＴ（ＤＤＤ）として読み出す。

ステップＳ４２：工具形状抽出部１０８は、３Ｄデータ記憶部１１２におけるＣＡＤデータからワークを削り出す素材の材料（適合被削材種一般）を読み出し、工具検索用データベース１１３の素材テーブルを参照し、その素材の材料のスペック（硬度表記）を読み出す。そして、工具形状抽出部１０８は、読み出した素材の材料のスペックに対応する工具形状を、工具形状確定用データベース１１５の採点用点数テーブルから読み出す。例えば、硬度表記が「ＨＲＣ３０」の場合、工具形状抽出部１０８は、工具形状確定用データベース１１５の採点用点数テーブルを「ＨＲＣ３０」で検索し、工具形状としてＦＬＡＴ（記号Ｗ１）を読み出す。

ステップＳ４３：工具形状抽出部１０８は、３Ｄデータ記憶部１１２におけるＣＡＤデータからワークを削り出す際に用いる機械のスペックを読み出し、工具検索用データベース１１３の機械テーブルを参照し、その機械の最高回転数を読み出す。そして、工具形状抽出部１０８は、読み出した機械の最高回転数に対応する工具形状を、工具形状確定用データベース１１５の採点用点数テーブルから読み出す。例えば、最高回転数が「１２０００」の場合、工具形状抽出部１０８は、工具形状確定用データベース１１５の採点用点数テーブルを「１２０００」で検索し、工具形状としてＦＬＡＴ（記号Ｍ１）を読み出す。

ステップＳ４４：工具形状抽出部１０８は、素材の材料から求めた工具形状（Ｗ）と、機械の性能から求めた工具形状（Ｍ）と、面積３Ｄ率から求めた工具形状（ＤＤＤ）とが等しいか否か、すなわち条件式＃１＿１のＷ＝Ｍ＝ＤＤＤが成り立つか否かの判定を行う。
このとき、工具形状抽出部１０８は、条件式＃１＿１のＷ＝Ｍ＝ＤＤＤが成り立つ場合、処理をステップＳ４８へ進め、一方、条件式＃１＿１のＷ＝Ｍ＝ＤＤＤが成り立たない場合、処理をステップＳ４５へ進める。

ステップＳ４５：工具形状抽出部１０８は、機械の性能から求めた工具形状（Ｍ）と、面積３Ｄ率から求めた工具形状（ＤＤＤ）とが等しいか否か、すなわち条件式＃１＿２のＭ＝ＤＤＤが成り立つか否かの判定を行う。このとき、工具形状抽出部１０８は、条件式＃１＿２のＭ＝ＤＤＤが成り立つ場合、処理をステップＳ４６へ進め、一方、条件式＃１＿２のＭ＝ＤＤＤが成り立たない場合（条件式＃１＿３のＭ≠ＤＤＤが成り立つ場合）、処理をステップＳ４７へ進める。

ステップＳ４６：工具形状抽出部１０８は、工具形状抽出部１０８は、素材のスペックに対応した工具形状のポイントと、機械のスペックに対応した工具形状のポイントと、面積３Ｄ率に対応した工具形状のポイントとの各々を、工具検索用データベース１１３の採点用点数テーブルから読み出す。そして、工具形状抽出部１０８は、機械のスペックに対応した工具形状のポイントと面積３Ｄ率に対応した工具形状のポイントとを加算して合計ポイントを算出する。また、工具形状抽出部１０８は、合計ポイントが素材のスペックに対応した工具形状のポイント以上か否かの判定を行う。

工具形状抽出部１０８は、合計ポイントが素材のスペックに対応した工具形状のポイント以上である場合、選定する工具形状を、機械の性能及び面積３Ｄ率から求められた工具形状（Ｍ＝ＤＤＤ）とする。一方、工具形状抽出部１０８は、合計ポイントが素材のスペックに対応した工具形状のポイント未満である場合、選定する工具形状を、素材のスペックに対応した工具形状（Ｗ）とする。

ステップＳ４７：工具形状抽出部１０８は、条件式＃１＿３のＭ≠ＤＤＤが成り立つ場合、すでに説明した形状変換式＃２＿１から形状変換式＃２＿３の各々に基づき、工具形状の変換処理を行う。例えば、機械のスペックに対応した工具形状がＢＡＬＬであり、面積３Ｄ率に対応した工具形状がＦＬＡＴある場合、工具形状抽出部１０８は、形状変換式＃２＿１に基づき変換後の工具形状（ＮＴ）をＢＡＬＬとする。
また、機械のスペックに対応した工具形状がＲＡＤＩであり、面積３Ｄ率に対応した工具形状がＢＡＬＬである場合、工具形状抽出部１０８は、形状変換式＃２＿２に基づき変換後の工具形状（ＮＴ）をＢＡＬＬとする。
また、機械のスペックに対応した工具形状がＦＬＡＴであり、面積３Ｄ率に対応した工具形状がＲＡＤＩである場合、工具形状抽出部１０８は、形状変換式＃２＿３に基づき変換後の工具形状（ＮＴ）をＬＡＤＩとする。

ステップＳ４８：工具形状抽出部１０８は、素材のスペックに対応した工具形状（Ｗ）と形状変換式により変換された工具形状（ＮＴ）とが等しいか否か、すなわち条件式３＿１のＷ＝ＮＴが成り立つか否かの判定を行う。このとき、工具形状抽出部１０８は、条件式３＿１のＷ＝ＮＴが成り立つ場合、工具形状をＮＴの形状として処理をステップＳ４９へ進める。一方、工具形状抽出部１０８は、条件式３＿１のＷ＝ＮＴが成り立たたない場合（条件式＃３＿２のＷ≠ＮＴが成り立つ場合）、処理をステップＳ５０へ進める。

ステップＳ４９：工具形状抽出部１０８は、選定された工具形状を、３次元形状モデルにおける加工領域を加工する切削工具の工具形状として決定して出力する。

ステップＳ５０：工具形状抽出部１０８は、条件式＃３＿２が成り立つ場合、工具形状確定用テーブル記憶部１１５の採点用点数テーブルから、面積３Ｄ率に対応した工具形状の変形加算値を読み出す。そして、工具形状抽出部１０８は、面積３Ｄ率に対応した工具形状のポイントに対し、読み出した面積３Ｄ率に対応した工具形状の変形加算値を加算する。
そして、工具形状抽出部１０８は、加算結果を新たな面積３Ｄ率に対応した工具形状のポイントとし、処理をステップＳ４６へ進める。

次に、図１５を用いて、本実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１１の工具寸法による切削工具の選定の処理の流れを説明する。図１５は、本実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における図１１の工具寸法による切削工具の選定の処理の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ６１：工具選定部１０９は、モード対応工具抽出部１０５、被削材料対応工具抽出部１０６及び機械対応工具抽出部１０７の各々により絞り込まれた切削工具選択候補から、工具形状抽出部１０８の抽出した工具形状を絞り混む。すなわち、工具選定部１０９は、工具データベース１１１を参照して、選択フラグが選択状態である工具カタログテーブルのなかから、工具形状抽出部１０８の抽出した工具形状の切削工具を抽出する。また、工具選定部１０９は、抽出されなかった工具カタログテーブルの各々の選択フラグを選択されていない状態に書き換える。これにより、工具選定部１０９は、工具形状抽出部１０８の抽出した工具形状に対応する切削工具の工具カタログテーブルを、工具データベース１１１から選択し、切削工具候補とする。

ステップＳ６２：そして、工具選定部１０９は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルから読み出した最峡部幅Ｌに対して、例えば係数０．８を乗じ、最大切削工具径（切削工具の刃の径）を求める。工具選定部１０９は、求めた最大切削工具径以下の径の切削工具を、工具データベース１１１の切削工具候補の工具カタログテーブルから抽出する。このとき、また、工具選定部１０９は、抽出されなかった工具カタログテーブルの各々の選択フラグを選択されていない状態に書き換える。これにより、工具選定部１０９は、最大切削工具径以下の径の切削工具を工具カタログテーブルを、工具データベース１１１から選択し、切削工具候補とする。

また、工具選定部１０９は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルから読み出した最大垂直高さｈに対して、係数１．１（１１０％）を乗じ、最短切削工具有効長を求める。工具選定部１０９は、求めた最短切削工具有効長以上の有効長の切削工具を、工具データベース１１１の切削工具候補の工具カタログテーブルから抽出する。これにより、工具選定部１０９は、最短切削工具有効長以上の有効長の切削工具を工具カタログテーブルを、工具データベース１１１から選択し、切削工具候補とする。
そして、工具選定部１０９は、抽出した切削工具において最大切削工具径以下であり、かつ最短切削工具有効長以上の切削工具のなかから、最大切削工具径以下で最も径が大きい切削工具を、最大進入可能径工具として選択する。

ステップＳ６３：次に、工具選定部１０９は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルを参照し、３次元形状モデルの加工領域の形状においてピン角などの構成におけるフィレット曲面が存在するか否かの判定を行う。工具選定部１０９は、３次元形状の形状においてフィレット曲面が存在する場合、処理をステップＳ６４へ進め、一方、３次元形状の形状においてフィレット曲面が存在する場合、処理をステップＳ６６へ進める。

ステップＳ６４：工具選定部１０９は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルを参照して、３次元形状モデルの加工領域におけるフィレット曲面における最小の径Ｒを抽出する。また、工具選定部１０９は、３次元形状モデルの加工領域から、フィレット曲面の有無を検出し、かつこの加工領域におけるフィレット曲面のなかで最小の径Ｒを抽出する構成としても良い。

ステップＳ６５：工具選定部１０９は、最大進入可能径工具の径Ｒが、抽出したフィレット曲面の径Ｒ未満か否かの判定を行う。ここで、 工具選定部１０９は、最大進入可能径工具の径Ｒが、抽出したフィレット曲面の径Ｒ未満である場合、フィレット曲面を最大進入可能径工具で加工できるとして、この荒工程用の最大進入可能径工具を仕上げ工具としても使用できる切削工具として抽出する。そして、工具選定部１０９は、一方、工具選定部１０９は、最大進入可能径工具の径Ｒが、抽出したフィレット曲面の径Ｒ以上である場合、フィレット曲面を最大進入可能径工具で加工できないとして、処理をステップＳ６７へ進める。

ステップＳ６６：工具選定部１０９は、抽出した荒工程用の切削工具と、仕上げ工程用の切削工具とを推奨工具として選定する。
ここで、工具選定部１０９は、切削工具候補において最大切削工具径と最短切削工具有効長とを満足している切削工具があれば、複数の種類の推奨工具を選択する場合もある。

ステップＳ６７：工具選定部１０９は、ステップＳ６２において抽出した最大切削工具径以下であり、かつ最短切削工具有効長以上の切削工具のなかから、工具径がフィレット曲面の径Ｒ未満の切削工具を仕上げ行程用の切削工具として抽出する。そして、工具選定部１０９は、処理をステップＳ６６に進める。

上述したように、本実施形態によれば、ＣＡＤデータから３次元形状モデルを生成し、この３次元形状モデルから形状の解析を行い面積３Ｄ率、ワークのモードの種類、素材の材料の種類及び切削工具を駆動する機械の各々に基づき、切削工具の工具形状（刃の形状）を選定するため、ワークの加工形状、素材、ワークのモード及び切削工具に適した切削工具の工具形状を選択するため、３次元形状モデルの加工領域における形状を切削するための最適に近い切削工具の形状を選定することができる。
また、本実施形態によれば、ワークのモードの種類、素材の材料の種類、切削工具を駆動する機械、切削工具の工具形状、最峡部幅及び最大垂直高さの各々により、膨大な切削工具のなかから、荒工程用及び仕上げ工程用の最適に近い切削工具を選定することができる。これにより、本実施形態によれば、工程設計者（工程設計者）が最も時間を費やす切削工具の選択を、工程設計者個々のノウハウを必要とせず、被加工材料の３ＤのＣＡＤデータの形状モデルの特徴から、被加工材料の加工に用いる最適に近い切削工具を選択することが容易にできる。また、本実施形態によれば、切削工具の選定における人的な工数を低減でき、工程設計者個々の能力によらず、いずれの工程設計者による選定される切削工具が同様となり、ＣＮＣ加工装置に対する機械軸制御指令も同様となり、素材を切削加工して形成するワークの加工品質を安定させることができる。

図１６は、本実施形態における切削工具選択システムを使用した切削工具の発注処理を説明する図である。
在庫管理システム２は、工具を扱う中間業者の会社に設けられており、切削工具の在庫を管理するシステムである。
端末３は、切削工具を用いてワークを加工するユーザの会社に設けられたパーソナルコンピュータなどである。
切削工具選択システム１は、切削工具を生産する会社に設けられており、工具データベース１１１を順次更新している。
また、切削工具選択システム１、在庫管理システム２及び端末３の各々は、インターネットなどから構成されたネットワーク４により相互に接続されている。

ユーザは、端末３をネットワーク４を介して切削工具選択システム１にアクセスし、ＣＡＤデータ、切削工具を取り付ける機械の情報などを切削工具選択システム１に対して送信する。これにより、切削工具選択システム１は、ＣＡＤデータ及び機械の情報などにより、すでに述べたように推奨工具を選定し、選定結果を端末３に対して送信する。
そして、ユーザは、端末３の表示画面により推定工具を確認し、在庫管理システム２に対してアクセスする。ユーザは、端末３からネットワークを介して、推奨工具を在庫管理システムの発注画面から発注する。
在庫管理システム２は、切削工具の各々の在庫状況を管理する管理テーブルを参照し、注文された切削工具の発送時期を端末３に対して送信する。

＜第２の実施形態＞
図１７を参照して、本発明の第２の実施形態による切削工具選択システムを説明する。この図１は、本発明の第２の実施形態による切削工具選択システムの構成例を示す図である。図１７に示す切削工具選択システムは、ＣＡＤデータ入力部１０１、３次元形状生成部１０２、３次元形状抽出部１０３、面積３Ｄ率算出部１０４、モード対応工具抽出部１０５、被削材料対応工具抽出部１０６、機械対応工具抽出部１０７、工具形状抽出部１０８、工具選定部１０９、結果出力部１１０、工具データベース１１１、３Ｄデータ記憶部１１２、工具検索用データベース１１３、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４、工具形状確定用テーブル記憶部１１５、スキャン処理部１１６、ポスト処理部１１７及び微少線分３Ｄ率算出部１１８の各々を備えている。本実施形態においては、第１の実施形態に対して、スキャン処理部１１６、ポスト処理部１１７及び微少線分３Ｄ率算出部１１８が加えて備えられている。

スキャン処理部１１６は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４のＣＡＤ取得情報テーブルから、３次元形状モデルの加工領域の最峡部幅及び最大垂直高さの各々の寸法を読み出す。そして、スキャン処理部１１６は、最峡部幅を工具直径とし、最大垂直高さを工具の有効長とした仮想切削工具を生成する。スキャン処理部１１６は、生成した加工切削工具により、３次元形状モデルの加工領域の全面を順次スキャンする。これにより、スキャン処理部１１６は、逆オフセット法により、３次元形状モデルの加工領域の面における仮想切削工具の移動の軌跡を示す移動座標を３次元座標系において取得する。すなわち、スキャン処理部１１６は、３次元形状モデルの加工領域の裏側から定義される仮想切削工具の工具中心点を、移動の軌跡を示す移動座標として取得する（求める）。

ポスト処理部１１７は、例えば、ポスト処理により、スキャン処理部１１６の取得した移動座標を、スキャン順に所定の精度により直線分解あるいは削除を行い、移動の軌跡を示す移動座標間を結ぶ微少線分を生成する。すなわち、ポスト処理部１１７は、３次元形状モデルの加工領域の面において、この面の形状をなぞるように、工具直径を線分の幅とする微少線分を生成する処理を行う。

微少線分３Ｄ率算出部は、ポスト処理部１１７の生成した微少線分の長さに応じて、３次元形状モデルの加工領域における３次元の加工を行う必要のある面積の割合を求める。

図１８は、微少線分の線分長による立ち壁、テーパ面（角度壁の壁面）、フィレット曲面、平面（平坦）、自由曲面とを判別する定義を示す微少線分テーブルの構成例を示す図である。微少線分テーブルは工具検索用データベース１１３に予め書き込まれて記憶されている。この図１８において、番号と、線分長と、始終点定義と、グループが記載されている。番号は、微少線分の線分長を識別するための識別番号である。線分長分類は、微少線分の長さあるいは角度変化により分類される形状の分類を示している。線分長分類には、立ち壁、テーパ面、フィレット曲面、平面、自由曲面、穴及び不正面がある。始終点定義は、上記線分長分類を行うための微少線分の始点座標から終点座標との距離及び視点座標から終点座標への３次元座標系における移動の変化が記載されている。グループは、２Ｄ加工（２Ｄ）または３Ｄ加工（３Ｄ）のいずれかの加工の種別であるかの分類を示している。

番号２＿１は、３次元形状モデルにおいて、線分長分類が立ち壁（ｚ軸ｙ軸ｚ軸からなる３次元空間において、ｘｙ平面に対して垂直な壁面を有する壁）の形状の分類であり、始終点定義が微少線分の線分長が０．５ｍｍ以上であり、３次元座標系において、ｚ軸方向への座標の変化のみで、ｘ軸及びｙ軸の各々の方向に対して座標の変化がない移動座標の軌跡であり、グループが２Ｄ加工により加工可能であるため２Ｄとして示されている。

番号２＿２は、３次元形状モデルにおいて、線分長分類がテーパ面（角度壁の壁面、すなわち、ｘｙ平面となす角度θが、０°＜θ＜９０°である壁面を有する壁の壁面）の形状の分類であり、始終点定義が微少線分の線分長が１．０ｍｍ以上であり、３次元座標系において、ｚ軸、ｘ軸及びｙ軸の各々の方向に対して座標の変化がある移動座標の軌跡であり、グループが３Ｄ加工でないと加工可能でないため３Ｄとして示されている。

番号２＿３は、３次元形状モデルにおいて、線分長分類がフィレット曲面（壁面と壁面との境界、あるいは壁面と底面との境界におけるピン角となる部分のＲ面取りがなされた領域）の分類であり、始終点定義が微少線分の線分長が０．００５ｍｍ以下であり、一定の間隔で連続した移動座標の軌跡であり、グループが３Ｄ加工でないと加工可能でないため３Ｄとして示されている。

番号２＿４は、３次元形状モデルにおいて、線分長分類が平面（平坦、すなわちｘｙ平面となす角度θが０であり、ｘｙ平面と平行である面）の分類であり、始終点定義がｚ軸方向への座標の変化がなく、ｘ軸及びｙ軸の各々の方向に対して座標の変化がある移動座標の軌跡であり、グループが２Ｄ加工により加工可能であるため２Ｄとして示されている。

番号２＿５は、３次元形状モデルにおいて、線分長分類が自由曲面の分類であり、始終点定義が番号２＿１から番号２＿４に対応しない形状の面であり、始終点定義が微少線分の線分長が０．０１ｍｍ以上であり０．１ｍｍ以下の範囲であり、この線分長が連続した直線となる移動座標の軌跡であり、グループが３Ｄ加工でないと加工可能でないため３Ｄとして示されている。

番号２＿６は、３次元形状モデルにおいて、線分長分類が穴の分類であり、始終点定義が認識がない（所定の径以下の溝）の領域であり、グループが切削工具では開口できないため、この領域は３Ｄ率を計算する対象とはしないため、除外となっている。

番号２＿７は、３次元形状モデルにおいて、線分長分類が不正面の分類であり、始終点定義がアンダーカットの形状で切削工具では加工できない面の領域であり、グループが切削工具で加工できず、この領域は３Ｄ率を計算する対象とはしないため、エラーとなっている。

図１に戻り、微少線分３Ｄ率算出部１１８は、工具検索用データベース１１３における微少線分テーブルを参照し、ポスト処理部１１７が生成した微少線分の各々をそれぞれ線分長分類に分類する。
そして、微少線分３Ｄ率算出部１１８は、ポスト処理部１１７が生成した微少線分を、線分長分類毎に加算し、線分長分類毎の微少線分積算値を求める。ここで、線分長分類がフィレット曲面と自由曲面との分類は、曲率部の分類として一括して扱う。すなわち、微少線分３Ｄ率算出部１１８は、線分長分類が立ち壁の微少線分の線分長を積算し、微少線分積算値である立ち壁総線分長を求める。また、微少線分３Ｄ率算出部１１８は、線分長分類がテーパ面の微少線分の線分長を積算し、微少線分積算値である角度壁部総線分長を求める。微少線分３Ｄ率算出部１１８は、線分長分類がフィレット曲面と自由曲面との各々の微少線分の線分長を積算し、微少線分積算値である曲率部総線分長を求める。微少線分３Ｄ率算出部１１８は、線分長分類が平面の微少線分の線分長を積算し、微少線分積算値である平坦部総線分長を求める。

そして、微少線分３Ｄ率算出部１１８は、立ち壁総線分長と角度壁部総線分長と曲率部総線分長と平坦部総線分長との各々を加算し、３次元形状モデルの加工領域における微少線分を加算し、加工領域総線分長を求める。微少線分３Ｄ率算出部１１８は、角度壁部総線分長と曲率部総線分長との各々を加算し、この加算結果を上記加工領域総線分長により除算して、微少線分３Ｄ率を算出する。この微少線分３Ｄ率は、加工領域総線分長において３Ｄ加工でないと加工できない面を通る微少線分長（角度壁部総線分長と曲率部総線分長とを加算した線分長）の割合を示している。

工具形状抽出部１０８は、面積３Ｄ率と微少線分３Ｄ率とを加算して、２で除算することで３Ｄ率を求める。
第２の実施形態においては、第１の実施形態の面積３Ｄ率を、上述のように求めた３Ｄ率に置き代えて、切削工具の工具形状の選定を行う。
本実施形態によれば、第１の実施形態に比較して、実際に３次元形状モデルの面を仮想切削工具によりスキャンさせ、この軌跡における微少線分により求めた微少線分３Ｄ率の情報を付加しているため、より３次元形状モデルの面の形状に対応した切削工具の工具形状を選定することができる。

次に、図１９を用いて、本実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定におけ微少線分３Ｄ率の算出の処理の流れを説明する。図１９は、第２の実施形態の切削工具選択システム１を用いた切削工具の選定における微少線分３Ｄ率の算出の処理の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ７１：スキャン処理部１１６は、ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部１１４に記憶されている、３次元形状モデルにおける加工領域に対応したＣＡＤ取得情報テーブルから、３次元形状モデルの加工領域の最峡部幅及び最大垂直高さの各々の寸法を読み出す。

ステップＳ７２：次に、スキャン処理部１１６は、３次元形状モデルの加工領域における最峡部幅を工具直径とし、最大垂直高さを工具の有効長として、これらの寸法に対応した仮想切削工具を生成する。

ステップＳ７３：そして、スキャン処理部１１６は、生成した加工切削工具により、３次元形状モデルの加工領域の全面を順次スキャンする。このとき、スキャン処理部１１６は、工具径の太さを有する線分によって３次元形状モデルの面が全てなぞられるように、すなわち仕上げの面取りを行う状態で仮想切削工具により３次元形状モデルの面のスキャンを行う。
これにより、スキャン処理部１１６は、３次元形状モデルの加工領域の面における、切削工具の移動の軌跡を示す移動座標を取得する。

ステップＳ７４：次に、ポスト処理部１１７は、スキャン処理部１１６の取得した移動座標を、スキャン順に所定の精度により微少線分を複数の微少線分に分解したり、あるいは複数の微少線分を統合したりし、移動座標の分割及び統合を行う。そして、ポスト処理部１１７は、分割及び統合を行った移動座標間を連結することにより、微少線分を生成する。すなわち、ポスト処理部１１７は、３次元形状モデルの加工領域の面において、この面の形状をなぞるように、工具直径を線分の幅とする微少線分を生成する処理を行う。

ステップＳ７５：次に、微少線分３Ｄ率算出部１１８は、工具検索用データベース１１３における微少線分テーブルを参照し、ポスト処理部１１７が生成した微少線分の各々をそれぞれ線分長分類に分類する。

ステップＳ７６：そして、微少線分３Ｄ率算出部１１８は、立ち壁部をスキャンした微少線分として分類された微少線分の線分長を積算し、微少線分積算値である立ち壁総線分長を求める。同様に、微少線分３Ｄ率算出部１１８は、角度壁部をスキャンした微少線分として分類された微少線分の線分長を積算し、微少線分積算値である角度壁部総線分長を求める。微少線分３Ｄ率算出部１１８は、フィレット曲面と自由曲面とをスキャンした微少線分として分類された微少線分の各々の線分長を積算し、微少線分積算値である曲率部総線分長を求める。また、微少線分３Ｄ率算出部１１８は、平坦部をスキャンした微少線分として分類された線分長を積算し、微少線分積算値である平坦部総線分長を求める。

ステップＳ７７：次に、微少線分３Ｄ率算出部１１８は、微少線分積算値である立ち壁総線分長と角度壁部総線分長と曲率部総線分長と平坦部総線分長との各々を加算し、３次元形状モデルの加工領域における微少線分を加算し、加工領域総線分長を求める。そして、微少線分３Ｄ率算出部１１８は、角度壁部総線分長と曲率部総線分長との各々を加算し、この加算結果を加工領域総線分長により除算して微少線分３Ｄ率を算出する。微少線分３Ｄ率算出部１１８は、算出した微少線分３Ｄ率を工具形状抽出部１０８に対して出力する。

また、図１及び図２の切削工具選択システム１の各々の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、ワークの３次元形状モデルの形状から切削工具の選択の処理を行わせてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…切削工具選択システム ２…在庫管理システム ３…端末 ４…ネットワーク １０１…ＣＡＤデータ入力部 １０２…３次元形状生成部 １０３…３次元形状抽出部 １０４…面積３Ｄ率算出部 １０５…モード対応工具抽出部 １０６…被削材料対応工具抽出部 １０７…機械対応工具抽出部 １０８…工具形状抽出部 １０９…工具選定部 １１０…結果出力部 １１１…工具データベース １１２…３Ｄデータ記憶部 １１３…工具検索用データベース １１４…ＣＡＤ取得情報テーブル記憶部 １１５…工具形状確定用テーブル記憶部 １１６…スキャン処理部 １１７…ポスト処理部 １１８…微少線分３Ｄ率算出部

Claims (9)

1. ワークの設計データから生成された３次元形状モデルの形状を形状取得情報として抽出する３次元形状抽出部と、
   前記形状取得情報により前記ワークを作成する、素材を切削加工する切削工具の工具形状として刃の形状である刃形状を、前記３次元形状モデルの全面の面積において３次元加工を必要とする面の面積の割合を示す面積３Ｄ率に基づき、複数の異なる刃形状から抽出する工具形状抽出部と、
   前記刃形状及び前記形状取得情報の各々により複数の異なる切削工具のなかから、前記ワークを作成するために適する切削工具を選定する工具選定部と
   を備えることを特徴とする切削工具選択システム。
2. 前記形状取得情報から前記面積３Ｄ率を算出する面積３Ｄ率算出部をさらに備え、
   当該面積３Ｄ率算出部が、前記３次元形状モデルにおける加工領域における曲面の領域の全ての面積を、前記加工領域における全ての面の面積により除算して曲率部面積割合を求め、また、前記３次元形状モデルにおける前記加工領域における角度壁の壁面の領域である角度壁部の全ての面積を、前記加工領域における全ての面の面積により除算して角度壁部面積割合を求め、曲率部面積割合及び角度壁部面積割合の各々を加算して、加算結果を面積３Ｄ率とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の切削工具選択システム。
3. 前記工具形状抽出部が、前記刃形状の選択を行う際、前記面積３Ｄ率に加えて前記切削工具が加工する前記素材の材料、前記切削工具を用いる機械の種類を含めることを特徴とする請求項２に記載の切削工具選択システム。
4. 前記工具形状抽出部が、前記刃形状の選択を行う際、
   前記素材の材料により選択される刃形状と前記機械の種類により選択される刃形状と、前記面積３Ｄ率により選択される刃形状とが一致している場合、当該刃形状が前記切削工具の刃形状として選択する
   ことを特徴とする請求項３に記載の切削工具選択システム。
5. 前記工具形状抽出部が、前記刃形状の選択を行う際、
   前記機械の種類により選択される刃形状と前記面積３Ｄ率により選択される刃形状とが等しく、前記素材の種類により選択される刃形状が異なる場合、
   前記機械の種類により選択される刃形状に対応するポイントと、前記面積３Ｄ率により選択される刃形状に対応するポイントとを加算して合計ポイントを算出し、
   当該合計ポイントと前記素材の種類により選択される刃形状に対応するポイントとを比較し、比較結果から前記面積３Ｄ率により選択される刃形状または前記素材の種類により選択される刃形状のいずれかを、前記切削工具の刃形状とする
   ことを特徴とする請求項４に記載の切削工具選択システム。
6. 前記工具形状抽出部が、
   前記比較結果が前記合計ポイントが前記素材の種類により選択される刃形状のポイント以上である場合、前記面積３Ｄ率により選択される刃形状を前記切削工具の刃形状とし、
   一方、前記比較結果が前記合計ポイントが前記素材の種類により選択される刃形状のポイント未満である場合、前記素材の種類により選択される刃形状を前記切削工具の刃形状とする
   ことを特徴とする請求項５に記載の切削工具選択システム。
7. 前記工具形状抽出部が、前記刃形状の選択を行う際、
   前記機械の種類により選択される刃形状と前記面積３Ｄ率により選択される刃形状とが異なる場合、
   前記機械の種類により選択される刃形状と前記面積３Ｄ率により選択される刃形状との組み合わせに対応した変換刃形状に変換し、当該変換刃形状と前記前記素材の種類により選択される刃形状とが等しい場合、前記変換刃形状を前記切削工具の刃形状とし、一方、当該変換刃形状と前記前記素材の種類により選択される刃形状とが異なる場合、前記機械の種類により選択される刃形状に対応するポイントと、前記変換刃形状に対応するポイントと、当該変換刃形状に対応する変形加算値とを加算し、他の合計ポイントを算出し、当該他の合計ポイントと前記素材の種類により選択される刃形状に対応するポイントとを比較し、比較結果から前記変換刃形状または前記素材の種類により選択される刃形状のいずれかを、前記切削工具の刃形状とする
   ことを特徴とする請求項６に記載の切削工具選択システム。
8. 前記３次元形状モデルの最峡部幅と最大垂直高さとに対応した仮想切削工具を生成し、前記３次元形状モデルの面をスキャンするスキャン処理部と、
   当該３次元形状モデルの面における前記仮想切削工具の移動の軌跡を示す移動座標から、微少線分を生成するポスト処理部と、
   前記微少線分の前記３次元形状モデルにおける３次元空間における長さ及び微少線分を形成する座標値とから３次元加工が必要な面の微少線分か、２次元加工で形成できる面の微少線分かの判定を行い、前記３次元形状モデルにおける前記微少線分の全長における、３次元加工が必要な面の微少線分の積算値を除算し、微少線分３Ｄ率を算出する微少線分３Ｄ率算出部と
   をさらに備え、
   前記前記工具形状抽出部が、前記面積３Ｄ率と前記微少線分３Ｄ率との平均値を刃形状を選択する３Ｄ率として用いる
   ことを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の切削工具選択システム。
9. ３次元形状抽出部が、ワークの設計データから生成された３次元形状モデルの形状を形状取得情報として抽出する３次元形状抽出過程と、
   工具形状抽出部が、前記形状取得情報により前記ワークを作成する、素材を切削加工する切削工具の工具形状として刃の形状である刃形状を、前記３次元形状モデルの全面の面積において３次元加工を必要とする面の面積の割合を示す面積３Ｄ率に基づき、複数の異なる刃形状から抽出する工具形状抽出過程と
   を含むことを特徴とする切削工具選択方法。

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