JP7424589B2 - 加工方法 - Google Patents

Description

本開示は、加工方法に関する。

航空機の胴体や主翼等の航空機部品は、長尺状のシートフレーム等の構造部材から構成される。
このようなシートフレームは、強度を向上させる等の目的から、板状の部材に対して、長手方向の断面が所望の断面形状となるように曲折成形されるとともに、シートフレームが適用される胴体及び主翼等が、曲面形状を有することから、長手方向に沿って湾曲した曲線形状を有するように成形される。
このため、シートフレームは、複雑な表面形状をなしている。

このような航空機に用いられるシートフレームに対しては、重量軽減等の目的で、板厚を薄くする加工（以下、「板厚加工」ともいう。）を行うことがある。

従来、複雑な表面形状を有する構造部品の板厚加工には、ケミカルミーリングが使用されている。ケミカルミーリングとは、アルカリや酸を用いた化学的なエッジングにより金属を除去する加工方法である。このケミカルミーリングにより、構造部品の肉厚を一定に薄くすることで、構造部品の軽量化を実現している。

特開２０１９－２０６０６５号公報

ところが、近年は、環境負荷、廃液処理の問題や使用するエネルギ削減の観点から、ケミカルミーリングの撤廃が要望されている。

そこで、機械加工によって、シートフレームに対して板厚加工を行うことが考えられる（例えば特許文献１）。

しかしながら、複数の面を持つシートフレームを段取替えなしに加工する場合、ある面を矯正すると他の面にひずみが生じてしまい、複数の面を同時に矯正することが困難であり、各面をどのように矯正するかについて戦略を立てる必要があった。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、段取替えをすることなく複数の面に対して板厚加工することができる加工方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の加工方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本開示の一態様に係る加工方法は、治具に設置された被加工材料を工具で加工する加工方法であって、前記被加工材料は、平面視で円弧形状とされた板状のウェブ部及び前記ウェブ部の前記円弧形状に沿った縁から曲折して立設するフランジ部を有し、前記工具は、底刃及び外周刃を有し、前記治具は、前記ウェブ部が載置される載置面及び前記フランジ部が面で当接する当接面を有し、前記フランジ部を前記当接面に押し当てる押圧工程と、前記工具を前記円弧形状の弧の方向に送ることで前記工具の前記外周刃で前記フランジ部を切削するフランジ切削工程と、前記工具を前記弧の方向に送ることで前記工具の前記底刃で前記ウェブ部を切削するウェブ切削工程と、を含む。

また、本開示の参考態様に係る加工品は、平面視で円弧形状とされた板状のウェブ部及び前記ウェブ部の前記円弧形状に沿った縁から曲折して立設するフランジ部を有するとともに、前記ウェブ部の一の面が加工面とされた加工品であって、前記ウェブ部の一端から他端に向かって延びる複数本のカッターマークが前記加工面に形成された加工品であって、隣り合う前記カッターマーク同士の間隔が前記カッターマークの延在方向に沿って変化している部分を有している。

本開示によれば、段取替えをすることなく複数の面に対して板厚加工することができる。

本開示の一実施形態に係るワークの平面図である。 本開示の一実施形態に係るワークを上方斜視図である。 本開示の一実施形態に係る治具の上方斜視図である。 本開示の一実施形態に係る治具の上方斜視図である（クランプ省略）。 本開示の一実施形態に係るワークが治具に設置された状態の上方斜視図である。 図５に示す切断線ＶＩ－ＶＩにおける横断面図である。 図５に示す切断線ＶＩＩ－ＶＩＩにおける横断面図である。 接線荷重法の概念を示す図である。 本開示の一実施形態に係る治具の載置面を示す横断面図である。 本開示の一実施形態に係るワークが治具へ取り付けられた後、かつ、加工前の被加工面の変位を示した図である。 本開示の一実施形態に係るワークをエンドミルで加工している様子を示す斜視図である。 本開示の一実施形態に係るワークが治具へ取り付けられた後、かつ、加工後の被加工面の変位を示した図である。 本開示の一実施形態に係る加工システムが備えるハードウェア構成の一例を示した概略構成図である。 本開示の一実施形態に係る加工システムが備える機能を示した機能ブロック図である。 本開示の一実施形態に係るウェブ面の加工の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係るウェブ面の加工の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係るウェブ面の加工の流れの概要を示す図である。 本開示の一実施形態に係るフランジ面の加工の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係るフランジ面の加工の流れの概要を示す図である。 本開示の一実施形態に係るＲ面の計測の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係るＲ面の計測の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係るＲ面の計測の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係るＲ面の計測の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係るＲ面の加工の流れの概要を示す図である。 本開示の一実施形態に係るＲ面の加工の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係る加工処理の手順の一例を示すフローチャートである。 本開示の一実施形態に係る加工処理の手順の一例を示すフローチャートである。

以下に、本開示に係る加工方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。

［被加工材料について］
まず、本実施形態に係る加工方法によって加工が行われるワーク（被加工材料）１０について説明する。

図１には、ワーク１０の平面図が示されている。図２には、ワーク１０の上方斜視図が示されている。
ワーク１０は、例えば、航空機の胴体や主翼等の構造部品として用いられるシートフレームである。ワーク１０は、例えば金属製とされている。
金属としては、アルミ合金（例えば７０００系アルミ合金や２０００系アルミ合金）又はチタン合金（例えば６－４Ｔｉ）が例示される。

ワーク１０は、ウェブ部１１、上フランジ部１２（単に「フランジ部１２」ともいう。）及び下フランジ部１３（単に「フランジ部１３」ともいう。）を有する長尺部材である。
ウェブ部１１と上フランジ部１２とは、Ｒ部１４を介して接続されている。また、ウェブ部１１と下フランジ部１３とは、Ｒ部１５を介して接続されている。また、下フランジ部１３の下端（縁）には、Ｒ部１６が形成されている。
ワーク１０は、平面視したときの形状が上フランジ部１２及び下フランジ部１３を含めて略円弧形状とされ、横断面形状が略Ｚ字形状とされている。平面視したワーク１０の円弧方向に沿った長さ寸法は、例えば約６ｍ程度である。
以下、ワーク１０を構成する各部分について説明する。

ウェブ部１１は、平面視したときに略円弧形状をなす板状部分とされている。
ウェブ部１１の幅寸法（半径方向の寸法）は、周方向に沿って略一定とされている。
ウェブ部１１の厚さ寸法（板厚）は、後述する加工を行う前において０．０５ｉｎｃｈ～０．１５ｉｎｃｈ（１．２７ｍｍ～３．８１ｍｍ）程度とされている。

上フランジ部１２は、ウェブ部１１の円弧形状に沿った２つの縁のうち外周側の縁に接続されるとともに、その縁から曲折して鉛直上方に向かって立設する板状部分とされている。上フランジ部１２は、ウェブ部１１に対して、滑らかに曲折するＲ部（ラウンド部）１４を介して接続されている。
上フランジ部１２の高さ寸法（立設方向の寸法）は、周方向に沿って略一定とされている。
上フランジ部１２の厚さ寸法（板厚）は、後述する加工を行う前において０．０５ｉｎｃｈ～０．１５ｉｎｃｈ（１．２７ｍｍ～３．８１ｍｍ）程度とされている。

下フランジ部１３は、ウェブ部１１の円弧形状に沿った２つの縁のうち内周側の縁に接続されるとともに、その縁から曲折して鉛直下方に向かって立設する板状部分とされている。下フランジ部１３は、ウェブ部１１に対して、滑らかに曲折するＲ部（ラウンド部）１５を介して接続されている。また、下フランジ部１３の下端（縁）には、ウェブ部１１の円弧形状における外周側に向かって滑らかに曲折するＲ部（ラウンド部）１６が形成されている。
下フランジ部１３の高さ寸法（立設方向の寸法）は、周方向に沿って略一定とされている。
下フランジ部１３の厚さ寸法（板厚）は、後述する加工を行う前において０．０５ｉｎｃｈ～０．１５ｉｎｃｈ（１．２７ｍｍ～３．８１ｍｍ）程度とされている。

［治具について］
次に、本実施形態に係る加工方法を行う際にワーク１０が取り付けられる治具２０について説明する。
治具２０は、ワーク１０に対して後述する加工を適切に行うためにワーク１０を適切な位置に適切な状態で固定するための装置である。

図３には、治具２０の上方斜視図が示されている。図４及び図５には、ワーク１０が載置された状態の治具２０の上方斜視図が示されている。図６には、図５に示す切断線ＶＩ－ＶＩにおける断面図が示されている。図７には、図５に示す切断線ＶＩＩ－ＶＩＩにおける断面図が示されている。
なお、図４では、説明の容易のためにクランプ５０が省略されている。

図３に示すように、治具２０は、ベース３０、設置ブロック４０及び４つのクランプ５０を有している。

ベース３０は、所定の厚さ寸法を有する板状部材とされている。
ベース３０の厚さ寸法は、ワーク１０を固定する際に発生する負荷に対して十分に耐え得るだけの剛性を発揮する寸法に設定されている。

図３から図６に示すように、設置ブロック４０は、ベース３０の上面に配置されるとともにベース３０に対して固定された部品であって、ワーク１０が設置される部分である。
設置ブロック４０は、載置面４１、上フランジ当接面４２（単に「当接面４２」ともいう。）及び下フランジ当接面４３（単に「当接面４３」ともいう。）を有している。

載置面４１は、ワーク１０のウェブ部１１が載置される面である。具体的には、ワーク１０が載置されることで、ウェブ部１１の被加工面１１ａの背面にある被載置面１１ｂと接触する面である。
載置面４１は、平面視したときにウェブ部１１のように略円弧形状をなしている。

上フランジ当接面４２は、ワーク１０の上フランジ部１２が当接する面である。具体的には、ワーク１０が載置されることで、上フランジ部１２の被加工面１２ａの背面にあたる被当接面１２ｂと接触する面である。
上フランジ当接面４２は、載置面４１に対して鉛直上方に向かって延在する面とされている。

下フランジ当接面４３は、ワーク１０の下フランジ部１３が当接する面である。具体的には、ワーク１０が載置されることで、下フランジ部１３の被加工面１３ａの背面にあたる被当接面１３ｂと接触する面である。
下フランジ当接面４３は、載置面４１に対して鉛直下方に向かって延在する面とされている。

なお、ワーク１０の被当接面１２ｂ、被載置面１１ｂ及び被当接面１３ｂと、設置ブロック４０の上フランジ当接面４２、載置面４１及び下フランジ当接面４３との形状（略Ｚ字形状）は略一致しているが、形状の基準となるのは、ワーク１０よりも剛性が高い設置ブロック４０に形成された各面であることは言うまでもない。

図３から図５及び図７に示すように、クランプ５０は、ベース３０の上面に配置されるとともにベース３０に対して回動自在に固定された部品であって、ワーク１０の被当接面１２ｂ及び被当接面１３ｂを設置ブロック４０の上フランジ当接面４２及び下フランジ当接面４３に押し当てる機能を持つ。

各クランプ５０は、設置ブロック４０に設置されたワーク１０の四隅に相当する位置の近傍に配置されている。
クランプ５０は、クランプ本体５１、荷重ボルト５２及び荷重ブロック５３を有している。

クランプ本体５１は、回動部５１ａ及び脚部５１ｂを有する略逆Ｕ字形状の部品とされている。

回動部５１ａは、ベース３０に設けられたベアリング３２の内輪に嵌合される部分であって、ベアリング３２とともにクランプ５０の回動を実現している。なお、クランプ５０の回動軸Ｘ（すなわち、回動部５１ａの回動軸Ｘ）は、ベース３０の上面に対して直交している。

脚部５１ｂは、ベース３０に形成されたベース側段部３１と摺動可能に係合することで、クランプ５０に作用する荷重を受け持つ部分である。
具体的は、図７に示すように、ベース３０の上面から窪むように形成されたベース側段部３１とベース側段部３１の形状に対応するクランプ側段部５１ｃとが係合することで、脚部５１ｂがクランプ５０に作用する荷重（後述する荷重ボルト５２から受ける反作用による荷重）を受け持つ。

なお、図４に示すように、ベース側段部３１及びクランプ側段部５１ｃは、クランプ５０の回動軸Ｘを中心とした円弧状に形成されている。このため、ベース側段部３１とクランプ側段部５１ｃとは、クランプ５０の回動を妨げることなく滑らかに摺動することになる。

図３から図５及び図７に示すように、荷重ボルト５２は、クランプ本体５１の回動部５１ａに対して螺設されたボルトである。
荷重ボルト５２は、ワーク１０側の先端が下方に向かって傾斜した状態で回動部５１ａに設けられている。

荷重ブロック５３は、荷重ボルト５２の先端に接続された部品である。
荷重ブロック５３は、荷重ボルト５２の先端に対して３次元的に回動するように接続されている。これは、例えば荷重ボルト５２の先端を球面状に形成することで実現される。

以上のように構成された治具２０に対して、ワーク１０は次のように取り付けられる。
図４及び図５に示すように、まず、ワーク１０を設置ブロック４０に設置する。このとき、ベース３０から立設した位置決めピン３３に対してワーク１０の端面を当接させることでワーク１０が位置決めされる。

これにより、ワーク１０の被当接面１２ｂ、被載置面１１ｂ及び被当接面１３ｂと、設置ブロック４０の上フランジ当接面４２、載置面４１及び下フランジ当接面４３とが接触することになる。

次に、荷重ボルト５２を軸線周りに回して軸方向に押し込むことで、荷重ブロック５３をワーク１０の端面に押し付ける。詳細には、荷重ブロック５３を上フランジ部１２の端面（円弧方向で２箇所）及び下フランジ部１３の端面（円弧方向で２箇所）に軽く押し付ける。

このとき、荷重ブロック５３が荷重ボルト５２の先端に対して３次元的に回動するように構成されているので、荷重ブロック５３は上フランジ部１２の端面及び下フランジ部１３の端面に対して面直に押し付けられることになる。これによって、円弧の接線方向に沿って荷重ボルト５２からの荷重を入力することができる。
また、荷重ボルト５２が下方に向かって傾斜しているので、ワーク１０のウェブ部１１は設置ブロック４０に押し付けられることになる。

次に、荷重ボルト５２を更に押し込み、上フランジ部１２の端面及び下フランジ部１３の端面を所定の力で押し付ける。ここで、所定の力とは、荷重ボルト５２として例えばＭ１６のボルトを使用した場合、１本の荷重ボルト５２あたりで３０ｋＮ～７０ｋＮの力である（締め付けトルクは１００Ｎｍ～１９０Ｎｍ）。
このとき、図８に示すように、上フランジ部１２及び下フランジ部１３は、接線方向に作用する荷重Ｆのうち上フランジ当接面４２側及び下フランジ当接面４３側に向かう成分（Ｆｃｏｓθ）によって上フランジ当接面４２及び下フランジ当接面４３に自然と押し付けられる（これを「接線荷重法」という（特開２０１９－１４１９８１参照））。

これによって、荷重ボルト５２の軸力を利用して、上フランジ部１２の被当接面１２ｂを設置ブロック４０の上フランジ当接面４２に密着させ、下フランジ部１３の被当接面１３ｂを設置ブロック４０の下フランジ当接面４３に密着させることができる。
また、荷重ボルト５２の締め付けトルクを調整することで、軸力を緻密に制御することができる。

上フランジ部１２の被当接面１２ｂが上フランジ当接面４２に密着するとともに下フランジ部１３の被当接面１２ｂが下フランジ当接面４３に密着すると、上フランジ部１２及び下フランジ部１３のひずみが矯正される。一方で、矯正されたひずみは、ウェブ部１１に集約されることになる。
つまり、この方法では、上フランジ部１２及び下フランジ部１３のひずみを矯正するとともに、敢えてウェブ部１１にワーク１０のひずみを集約させることにしている。

ウェブ部１１にひずみを集約させたとき、ウェブ部１１の被載置面１１ｂは設置ブロック４０の載置面４１から離れて浮き上がる。
そこで、浮き上がってもなおウェブ部１１（被載置面１１ｂ）を適切に支持するために、図９に示すような昇降機構４４（例えばエアシリンダ）を用いて載置面４１を被載置面１１ｂに追従させてもよい。

なお、荷重ボルト５２を押し込むにあたって、上フランジ部１２及び下フランジ部１３が確実に上フランジ当接面４２側及び下フランジ当接面４３側に誘導されるように、図４に示すように、上フランジ部１２及び下フランジ部１３を図示しない装置で上フランジ当接面４２側及び下フランジ当接面４３側に押し込んでもよい。
押し込む箇所は、ワーク１０の長さに依らず、上フランジ部１２の両端部及び中央部の３箇所、下フランジ部１３の両端部及び中央部の３箇所でよい。
なお、ワーク１０を治具２０に取り付け終えたら、押込みを解除する。

以上のようにして治具２０に取り付けられたワーク１０において、ウェブ部１１の被加工面１１ａには、図１０に示すようなひずみ（起伏／浮上り）の分布が生じている。
なお、図１０では、円弧状の被加工面１１ａを直交座標系で表示している（図１２において同じ）。
また、ハッチングで示した凡例は、ベース３０にＸＹＺ原点をとったときの、ＣＡＤモデルに対する実際のワーク１０の位置の差である。このため、この数値は絶対的な値ではなく相対的な値であることに留意されたい（図１２において同じ）。

［加工方法について］
ワーク１０の取付けが完了したら、工具を使用して、ウェブ部１１の被加工面１１ａ、上フランジ部１２の被加工面１２ａ及び下フランジ部１３の被加工面１３ａを切削する。

図１１に示すように、工具は、底刃６１及び外周刃６２を有する既知のエンドミル（スクエアエンドミル）６０とされている。なお、工具は、ラジアスエンドミルであってもよい。
エンドミル６０は、底刃６１によって形成された加工を行う面が平面とされているものが好ましい。
なお、以下の説明では、スクエアエンドミルを例にしている。

加工方法の概要は以下の通りである。
まず、エンドミル６０の外周刃６２で、ひずみが矯正された上フランジ部１２の被加工面１２ａを１パスで切削する（フランジ切削工程）。このとき、エンドミル６０は一端から他端に向かって略円弧状に送られる。

次に、エンドミル６０の底刃６１で、ひずみ集約されたウェブ部１１の被加工面１１ａを複数のパスで切削する（ウェブ切削工程）。このとき、エンドミル６０は一端から他端に向かって略円弧状に送られる。
パスごとのエンドミル６０のピッチをＰとしたとき、０≦Ｐ≦エンドミル径とされている。

ウェブ部１１の被加工面１１ａの切削は、治具２０への取付後加工前においてウェブ部１１の被加工面１１ａに生じていたひずみの形状（分布）に倣うようにして行われる。これにより、ひずみの形状に倣った一定の削込量でウェブ部１１の板厚加工をすることができる。

その結果、図１２に示すように、切削加工を経たウェブ部１１の被加工面１１ａには、治具２０への取付後加工前に生じていたひずみの形状がほとんどそのまま転写されたようなひずみが生じている。ただし、ウェブ部１１の板厚は、エンドミル６０で削り込んだ分だけ薄くなっていることが分かる。

ウェブ部１１の加工に際して、エンドミル６０は、ひずみの形状に倣うように姿勢が制御される（詳細については後述する）。このため、加工後のワーク１０（加工品）に形成される送り方向に沿った複数本のカッターマークＭは、図１１に示すような形状になる。
すなわち、隣り合うカッターマークＭ同士の間隔がカッターマークＭの延在方向に沿って滑らかに変化したり、連続する線状のカッターマークＭに滑らかな波形状の部分が表れたり、連続する線状のカッターマークＭに食い込みのない尖点が表れたりする。また、被加工面１１ａが、底刃６１によって多面的な形状になる。

次に、エンドミル６０の外周刃６２で、ひずみが矯正された下フランジ部１３の被加工面１３ａを１パスで切削する（フランジ切削工程）。このとき、エンドミル６０は一端から他端に向かって略円弧状に送られる。

以上の工程を経ることで、段取替えをすることなく上フランジ部１２、ウェブ部１１及び下フランジ部１３の各被加工面に対して板厚加工を行うことができる。

なお、上記の加工方法において、１回目のウェブ切削工程とフランジ切削工程との間に、Ｒ部１４の形状に倣った切刃をもつ切削工具（例えばボールエンドミル（図２５に示す符号９７を参照）やラジアスエンドミル）でＲ部１４を切削する工程を含んでもよい（Ｒ部切削工程）。このとき、切削工具は一端から他端に向かって略円弧状に送られる。これによって、形状誤差を持つワークのＲ部１４を、段取替えをすることなくかつ、少ないパスで効率的に板厚加工することができる。

また、フランジ切削工程と２回目のウェブ切削工程との間に、Ｒ部１５の形状に倣った切刃をもつ切削工具（例えば逆Ｒカッター（図２５に示す符号９８を参照））でＲ部１５を切削する工程を含んでもよい（Ｒ部切削工程）。このとき、切削工具は一端から他端に向かって略円弧状に送られる。これによって、形状誤差を持つワークのＲ部１５を、段取替えをすることなく、かつ、少ないパスで効率的に板厚加工することができる。

また、２回目のウェブ切削工程の後に、Ｒ部１６の形状に倣った切刃をもつ切削工具（例えば逆Ｒカッター）でＲ部１６を切削する工程を含んでもよい（Ｒ部切削工程）。このとき、切削工具は一端から他端に向かって略円弧状に送られる。これによって、形状誤差を持つワークのＲ部１６を、段取替えをすることなく、かつ、少ないパスで効率的に板厚加工することができる。

［加工システムについて］
次に、加工システム７０について説明する。
加工システム７０は、ワーク（対象部品）１０の加工制御を行う。具体的には、加工システム７０は、エンドミル６０を駆動する駆動装置を制御する。

以下の説明では、エンドミル６０において底刃６１で加工を行う面をエンドミル６０の「底面」とし、エンドミル６０において外周刃６２で加工を行う面をエンドミル６０の「側面」とする。そして、ウェブ部１１の被加工面１１ａのように、エンドミル６０の底面で加工する被加工面を「ウェブ面」として説明する。上フランジ部１２の被加工面１２ａ及び下フランジ部１３の被加工面１３ａのように、エンドミル６０の側面で加工する被加工面を「フランジ面」として説明する。Ｒ部１４及びＲ部１５のようにウェブ面とフランジ面を接続するＲ部の被加工面を「Ｒ面」とする。

図１３は、本開示の一実施形態に係る加工システム７０が備えるハードウェア構成の一例を示した概略構成図である。図１３に示すように、加工システム７０は、いわゆるコンピュータであり、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８１、メインメモリ８２、記憶部８３、外部インターフェース８４、通信インターフェース８５、入力部８６、及び表示部８７等を備えている。これら各部は直接的にまたはバスを介して間接的に相互に接続されており、互いに連携して各種処理を実行する。

ＣＰＵ８１は、例えば、バスを介して接続された記憶部８３に格納されたＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）により制御を行うとともに、記憶部８３に格納された各種プログラムを実行することにより各種処理を実行する。

メインメモリ８２は、例えば、キャッシュメモリ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の書き込み可能なメモリで構成され、ＣＰＵ８１の実行プログラムの読み出し、実行プログラムによる処理データの書き込み等を行う作業領域として利用される。

記憶部８３は、非一時的な記録媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）であり、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等である。記憶部８３は、例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、ｉＯＳ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）等の装置全体の制御を行うためのＯＳ、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、周辺機器類をハードウェア操作するための各種デバイスドライバ、各種アプリケーションソフトウェア、及び各種データやファイル等を格納する。また、記憶部８３には、各種処理を実現するためのプログラムや、各種処理を実現するために必要とされる各種データが格納されている。

外部インターフェース８４は、外部機器と接続するためのインターフェースである。外部機器の一例として、外部モニタ、ＵＳＢメモリ、外付けＨＤＤ等が挙げられる。なお、図１３に示した例では、外部インターフェースは、１つしか図示されていないが、複数の外部インターフェースを備えていてもよい。

通信インターフェース８５は、ネットワークに接続して他の装置と通信を行い、情報の送受信を行うためのインターフェースとして機能する。
例えば、通信インターフェース８５は、例えば、有線又は無線により他の装置と通信を行う。無線通信として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、専用の通信プロトコルを用いた通信等が挙げられる。有線通信の一例として、有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等が挙げられる。

入力部８６は、例えば、キーボード、マウス、タッチパッド等、指示を与えるためのユーザインタフェースである。

表示部８７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等である。また、表示部８７は、タッチパネルが重畳されたタッチパネルディスプレイでもよい。

図１４は、加工システム７０が備える機能を示した機能ブロック図である。図１４に示されるように、加工システム７０は、設定部７１と、計測パス設定部７２と、計測部７３と、面モデル生成部７４と、部品モデル生成部７５と、加工パス設定部７６と、移動制御部７７と、再計測パス設定部７８とを備える。

これら各部によって実現される機能は、例えば、処理回路（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）によって実現される。例えば、以下に示す機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶部８３に記憶されており、このプログラムをＣＰＵ８１がメインメモリ８２に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。

なお、プログラムは、記憶部８３に予めインストールされている形態や、他のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

設定部７１は、ワーク１０の設計モデルに基づいて、ワーク１０に対して、エンドミル６０の底面及び側面のそれぞれに対応する加工対象面を設定する。設計モデルとはワーク１０の設計形状（理想形状）を示すモデルである。設計モデルは、例えばＣＡＤデータである。本実施形態では、ワーク１０を、エンドミル６０の底面で加工するウェブ面（底面加工面）と、エンドミル６０の側面で加工するフランジ面（側面加工面）と、Ｒ面とに分割する場合を例として説明する。このように、設定部７１は、ワーク１０の加工面を、複数の加工対象面に分割する。

計測パス設定部７２は、ワーク１０の設計モデルに基づいて、計測パスを設定する。具体的には、計測パス設定部７２は、分割された加工対象面ごとに、計測パスを設定する。計測パスは、ワーク１０に対して計測を実施する位置を示している。計測パスは、例えば、所定間隔で複数設定される。

計測部７３は、ワーク１０の３次元形状を計測する。計測部７３は、計測機器を制御することで計測を実施する。計測機器は、例えばラインレーザ、スキャンプローブ、３Ｄスキャナ等である。各計測パスの計測を行うことで、ワーク１０の３次元形状が計測される。計測は、計測パス上において所定間隔で行われ、計測結果は３次元座標値を持った点群情報となる。

計測は、ワーク１０が設計形状に近づくように治具２０に固定された状態で行われる。具体的には、図４から図７に示すようにワーク１０が治具２０で固定される。これによってワーク１０の設計モデルが示す設計形状に近づくように矯正される。特に、フランジ面が設計形状に近づくように矯正される。この状態で計測を行うことで、より精度良くワーク１０の３次元形状を計測することが可能となる。

面モデル生成部７４は、各加工対象面の３次元計測データに基づいて、各加工対象面のそれぞれに対応する面モデルを生成する。具体的には、面モデル生成部７４は、計測部７３から各加工対象面のそれぞれに対応する計測データを取得する。計測データは、点群情報であるため、各計測位置の間を補間して面形状を示す情報（面モデル）を生成する。すなわち、面モデルは、各加工対象面のそれぞれの実際の形状を示す面情報となる。面モデルの生成方法については、限定されず様々な手法を適用することができる。

部品モデル生成部７５は、各面モデルを統合して部品モデルを生成する。具体的には、部品モデル生成部７５は、分割して計測及び生成された各面モデルをそれぞれ接続することで、ワーク１０の実際の形状を示す部品モデルを生成する。これによって、ワーク１０が全体としてモデル化される。

部品モデル生成部７５は、各面モデルを統合する場合に、面モデルと面モデルとの接続の連続性に基づく異常判定を行うこととしても良い。例えば、統合した場合に、面モデルと面モデルとの間のギャプ及び段差の少なくともいずれか一方が所定値以上である場合（不連続性がある場合）に、異常と判定する。すなわち、計測や面モデルの生成等の処理に誤りがあり部品モデルが正確に表現できない場合には、異常を判定する。

加工パス設定部７６は、計測されたワーク１０の３次元形状に基づいて、加工パスを設定する。具体的には、加工パス設定部７６は、部品モデルを取得する。そして、部品モデルに基づいて加工パスを設定する。各面モデルが統合された部品モデルにより加工パスが設定されることで、複数面の関係性が考慮された加工パスが設定できる。加工パスは、ワーク１０に対して加工を実施する位置を示す。例えばウェブ面である被加工面１１ａに加工パスが設定される場合には、被加工面１１ａの円弧形状に合わせて円弧状に加工パスが設定される。例えばフランジ面である被加工面１２ａに加工パスが設定される場合には、被加工面１２ａの円弧形状に合わせて円弧状に加工パスが設定される。加工パスの形状については限定されない。

加工パスには、ガイドライン機能だけでなく、エンドミル６０の傾斜角を示す情報も含まれる。加工パス設定部７６は、傾斜角の設定を行う。傾斜角の具体的な設定については後述する。

移動制御部７７は、加工パスに沿ってエンドミル６０を移動させる制御を行う。図１４に示すように、移動制御部７７は、送り方向制御部７７ａと、ピッチ方向制御部７７ｂと、直交方向制御部７７ｃと、傾斜制御部７７ｄとを備える。

送り方向制御部７７ａは、加工パスに沿ってエンドミル６０を移動させる方向を送り方向として、送り方向にエンドミル６０を移動させる。すなわち、送り方向制御部７７ａは、エンドミル６０が加工パスを通過するように、加工パス上でエンドミル６０を移動させる。例えば、エンドミル６０の底面の中心が加工パスを移動するように制御を行う。

ピッチ方向制御部７７ｂは、ピッチ方向にエンドミル６０を移動させる。ピッチ方向とは、送り方向に対して垂直方向である。送り方向と、ピッチ方向と、後述するｚ方向（例えば鉛直方向）とは互いに直交する関係となる（図１１）。加工パスは、例えばウェブ面ではピッチ方向に所定間隔（ステップオーバー）Ｐで複数設けられる。このため、ピッチ方向制御部７７ｂは、エンドミル６０をピッチ方向に所定間隔Ｐだけ移動させることで、加工パスから加工パスへエンドミル６０を移動させる。例えば、ある加工パスの加工が終了した後に、次に加工する加工パス（隣の加工パス）へエンドミル６０を移動させる。

直交方向制御部７７ｃは、ｚ方向（切込方向）にエンドミル６０を移動させる。すなわち、直交方向制御部７７ｃは、ｚ方向にエンドミル６０を移動させて、エンドミル６０の側面や底面で加工を行うｚ方向の位置を調整する。

傾斜制御部７７ｄは、エンドミル６０の送り方向の軸周り（例えば加工パス周り）の傾斜角を制御する。具体的には、加工パスに設定された傾斜角に応じてエンドミル６０を傾斜させる。すなわち、傾斜制御部７７ｄによって、エンドミル６０の姿勢制御を行う。傾斜角は、エンドミル６０の初期姿勢（例えばエンドミル６０の中心軸が鉛直方向と水平）を基準として、エンドミル６０の中心軸の傾きにより定義される。例えば、エンドミル６０の初期姿勢の傾斜角を０°として、送り方向の軸回りにエンドミル６０を５°傾けた場合には、傾斜角は５°となる。姿勢制御を伴うエンドミル６０の加工の具体例については後述する。

再計測パス設定部７８は、設計モデルに対して誤差の大きい加工対象面を計測する場合に用いられる。本実施形態では、一例として、ウェブ面及びフランジ面に対しては再計測パス設定部７８の処理は行わず、Ｒ面に対して再計測パス設定部７８の処理を行うこととする。

再計測パス設定部７８は、計測パスに基づいて計測されたワーク１０の３次元形状に基づいて、再計測パスを設定する。つまり、計測パス設定部７２は、設計モデルに基づいて計測パスを設定し、再計測パス設定部７８は、面モデルに基づいて計測パスを設定する。再計測パス設定部７８で処理を行う場合（すなわちＲ面を対象とする場合）には、加工パス設定部７６は、再計測パスに基づいて計測されたワーク１０の３次元形状に基づいて、加工パスを設定する。

上述の各部による処理によって、実際のワーク１０の形状に基づいて加工が実施される。加工は、ワーク１０が設計形状に近づくように治具２０に固定された状態で行われる。エンドミル６０の姿勢制御を行うことで、加工面の連続性を向上させることができる。

［ウェブ面の加工について］
次に、ウェブ面の具体的な加工について説明する。
図１５は、エンドミル６０の姿勢制御を行わない場合の例を示している。図１６は、エンドミル６０の姿勢制御を行う場合の例を示している。図１５及び図１６では、加工前面９１と加工後理想面９２とを示している。

ウェブ面では、エンドミル６０の底面で加工を行うため、ピッチ方向に所定間隔Ｐで複数の加工パスが設定される。例えば、ウェブ面に対する加工パスは、部品モデルの表面（すなわち加工前面９１）に対して所定深さの位置に設定される。エンドミル６０の底面の中心が加工パスを通過するようにエンドミル６０が移動されることで、所定深さの削り込みができる。エンドミル６０はスクエアエンドミルであり、底面は平面であるものとする。このため、ウェブ面は、エンドミル６０の底面により、面（平面）で削り込みが行われる。図１５及び図１６の例では、加工パスが２つ（第１加工パスＰＰ１及び第２加工パスＰＰ２）設定されている場合を例示する。第１加工パスＰＰ１の加工を行った後に、第２加工パスＰＰ２の加工を行うものとする。

図１５のように、ワーク１０の表面が平らでなく歪を持っている場合、姿勢制御を行わず、送り方向、ピッチ方向、及びｚ方向のみを制御して加工を行うと、第１加工パスＰＰ１における加工と、第２加工パスＰＰ２における加工とで、ｚ方向誤差がミスマッチ（段差）ΔＭとして現れる。このため、姿勢制御を行わない場合には、各加工パスの加工により、ウェブ面の表面に凸凹が生じる可能性がある。

図１６は、本実施形態のように、送り方向、ピッチ方向、ｚ方向、及び傾斜角方向（姿勢）に対して制御を行う場合である。姿勢制御を行う場合には、加工パスのそれぞれに対応して傾斜角が設定される。なお、同じ加工パス上であっても位置ごとに傾斜角が設定され、ある加工パスに対する加工であっても、加工パス上の位置に応じて傾斜角が制御される。

図１６は、第１加工パスＰＰ１の傾斜角を０°とし、第２加工パスＰＰ２の傾斜角をα°（α≠０）とする場合を示している。このように、送り方向の軸線周りに回転させて姿勢を制御することで、ミスマッチΔＭを抑制して、加工後理想面９２に近づくように加工を行うことが可能となる。

傾斜角は、隣り合う加工パスを第１加工パスＰＰ１および第２加工パスＰＰ２とした場合に、第１加工パスＰＰ１におけるエンドミル６０の底面で加工した加工面と、第２加工パスＰＰ２におけるエンドミル６０の底面で加工した加工面とのミスマッチΔＭが閾値以下となるように設定される。すなわち、図１５で発生するようなミスマッチΔＭが閾値以下となるように、傾斜角が設定される。なお、ミスマッチΔＭだけでなく、加工誤差（板厚誤差）ΔＥが閾値以下となるように傾斜角が設定されることがより好ましい。加工誤差ΔＥとは、加工前面９１と加工後面との距離（加工深さ）である。ミスマッチΔＭ（及び加工誤差ΔＥ）が閾値以下となるように傾斜角が設定されて加工が行われることで、加工後の面の凸凹が抑制される。

例えばエンドミル６０の底面の直径が１０ｍｍ以上２５ｍｍ以下である場合には、所定間隔Ｐは５ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度に設定可能である。エンドミル６０の底面で面による加工を行うことで、所定間隔Ｐを広くとって加工工程の抑制を図ることができる。

上記例では、ウェブ面を加工する場合に、所定間隔Ｐで複数の加工パスが設定される場合を説明したが、所定間隔Ｐを制御することとしても良い。具体的には、加工パス設定部７６は、ウェブ面のピッチ方向の傾斜量に基づいて所定間隔Ｐを設定する。例えば、ピッチ方向の傾斜量が少ないほど加工パスの間隔を広げることで、エンドミル６０の底面で加工しつつ、加工の重複を低減して工数を抑制することができる。一方で、ピッチ方向の傾斜量が大きい場合には間隔を狭くしてより細かく加工を行うこととしてもよい。

図１７は、ウェブ面の加工の流れの概要を示す図である。まず、制御ポイントとしてウェブ面を設定し（ＳＷ１）、ウェブ面に対して計測パスを設定する（ＳＷ２）。そして、干渉チェックを行い（ＳＷ３）、計測を実施する（ＳＷ４）。ＳＷ３の干渉チェックとは、計測に対して治具２０が干渉するか否かのチェックである。干渉する場合には以降の処理は実施されない、またはパス修正される。そして、ウェブ面の面モデルを生成し（ＳＷ５）、ウェブ面に対して加工パスを設定する（ＳＷ６）。そして、干渉チェックを行い（ＳＷ７）、ウェブ面に対して加工を実施する（ＳＷ８）。ＳＷ７の干渉チェックは、加工の実施に対して治具２０が干渉するか否かのチェックである。干渉する場合には以降の処理は実施されない、またはパス修正される。

このように、ウェブ面を加工する場合にはピッチ方向に複数の加工パスがされ、加工パスのそれぞれに傾斜角が設定されることで、ウェブ面をより柔軟で高精度に加工することが可能となる。特に、隣り合う加工パスの加工において、エンドミル６０の底面で加工したそれぞれの加工面の段差（ミスマッチ）が閾値以下となるように傾斜角が設定されることで、加工パスの間において加工面を滑らかにして不連続性を抑制することができる。

［フランジ面の加工について］
次に、フランジ面の具体的な加工について説明する。
図１８は、ワーク１０のフランジ面（上フランジ部１２の被加工面１２ａ）を加工する場合の例を示している。なお、フランジ面の幅（高さ寸法）は、エンドミル６０の側面で加工可能な範囲よりも狭いものとする。

図１８に示すように、フランジ面において、加工パスは工具先端に対して、フランジ面を下端から上端まで加工できるように１つ設定される。すなわち、エンドミル６０の底面の中心が加工パスを通過するようにエンドミル６０が移動される（工具先端点制御）。

さらに、フランジ面の加工パスには、１つの傾斜角（固定傾斜角）が設定される。このため、傾斜制御部７７ｄは、１つの加工パスに沿ってエンドミル６０が移動してフランジ面の加工を行う間、エンドミル６０を固定傾斜角で一定とする。すなわち、１つのフランジ面に対しては姿勢を変更せず一発加工となる。角度が固定された状態で加工パスに沿ってエンドミル６０が移動されることで所定深さの削り込みができる。

固定傾斜角は、フランジ面の計測結果よりフランジ面の長手方向の複数の位置における傾斜角（フランジ面の傾斜角）の平均値または中央値を用いることが好ましい。フランジ面において傾斜のばらつきがあっても、平均値または中央値を固定傾斜角とすることで、過度な削り込みや削り残しを抑制して、フランジ面の傾斜の均等化を図ることができる。

図１９は、フランジ面の加工の流れの概要を示す図である。まず、制御ポイントとしてフランジ面を設定し（ＳＦ１）、フランジ面に対して計測パスを設定する（ＳＦ２）。そして、干渉チェックを行い（ＳＦ３）、計測を実施する（ＳＦ４）。ＳＦ３の干渉チェックとは、計測に対して治具２０が干渉するか否かのチェックである。干渉する場合には以降の処理は実施されない、またはパス修正される。そして、フランジ面の面モデルを生成し（ＳＦ５）、フランジ面に対して加工パスを設定する（ＳＦ６）。そして、干渉チェックを行い（ＳＦ７）、フランジ面に対して加工を実施する（ＳＦ８）。ＳＦ７の干渉チェックとは、加工に対して治具２０が干渉するか否かのチェックである。干渉する場合には以降の処理は実施されない、またはパス修正される。

このように、フランジ面については、１つのフランジ面に１つの傾斜角（固定傾斜角）を設定し、加工を行う場合に傾斜角が固定される。このため、フランジ面について傾斜角を均等に加工することができる。

［Ｒ面の計測及び加工について］
次に、Ｒ面の具体的な計測及び加工について説明する。
Ｒ面は、フランジ面とウェブ面とを接続する部分であり、設計モデルに対して大きな誤差が発生しやすい。このため、再計測パス設定部７８の処理を用いて、複数計測を実施する。

図２０は、設計モデルに基づいてワーク１０を計測する場合の例を示す図である。なお、プローブ９３を用いて計測を行う場合を例として説明する。設計モデルに基づいて計測パスを設定した場合、設計形状のワーク１０に対して計測ポイント（計測パス上のポイント）が設定される。図２０では、設計モデルのＲ面９４に計測ポイントをＰ１、Ｐ２、Ｐ３として示している。例えば、Ｐ１の計測ポイントに対して計測を行うと、加工システム７０側では、Ｐ１の計測結果として認識される。

しかしながら、設計モデルに対して形状誤差が大きいＲ面を計測する場合、図２１のように、本来は計測ポイント（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）に対応する実際のワーク１０のＲ面９５の計測ポイントであるＰａ１、Ｐａ２、Ｐａ３を計測したいにも関わらず、プローブ９３の計測位置が、計測ポイントとずれた位置（Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３）となる可能性がある。このような場合には、加工システム７０側では、例えば、Ｐｂ１の計測結果をＰａ１の計測結果として認識してしまう。このため、計測誤差を含む計測結果に基づいて面モデルを生成すると、図２２に示すように、実際のワーク１０のＲ面９５とは異なる面モデル９６が生成される可能性がある。

このため、Ｒ面に対する計測を行う場合には、再計測パス設定部７８による処理を適用する。具体的には、ウェブ面等と同様に、設計モデルに基づいて計測パスを設定して、計測を行う（図２１に対応）。そして、計測結果に基づいて面モデルを生成する（図２２に対応）。その後に、再計測パス設定部７８により、面モデル（図２２の面モデル９６）に基づいて計測パスを設定する。すなわち、面モデル上に、計測を実施する箇所を示す計測パス（再計測パス）を設定する。そして、図２３に示すように、再計測パスに基づいて計測を実施する。これにより、面モデルに対して設定された計測ポイントと、ワーク１０に対して実際計測される計測位置との誤差が少なくなる。そして、再計測パスによる計測結果に基づいて面モデルが再生成される。

加工パス設定部７６は、再生成された面モデルに基づいて加工パスを生成する。これによって、設計モデルに対して誤差の大きいＲ面を、精度よく面モデル化し、加工を実施することができる。

図２４は、Ｒ面の加工の流れの概要を示す図である。まず、制御ポイントとしてＲ面を設定し（ＳＲ１）、Ｒ面に対して計測パスを設定する（ＳＲ２）。そして、干渉チェックを行い（ＳＲ３）、計測を実施する（ＳＲ４）。ＳＲ３の干渉チェックとは、計測に対して治具２０が干渉するか否かのチェックである。干渉する場合には以降の処理は実施されない、またはパス修正される。そして、Ｒ面の面モデルを生成する（ＳＲ５）。その後、Ｒ面に対して再計測パスを設定する（ＳＲ６）。そして、干渉チェックを行い（ＳＲ７）、再計測パスに基づく計測を実施し（ＳＲ８）、Ｒ面の面モデルを再生成する（ＳＲ９）。ＳＲ７の干渉チェックとは、ＳＲ３の干渉チェックと同様である。そして、Ｒ面に対して加工パスを設定する（ＳＲ１０）。そして、干渉チェックを行い（ＳＲ１１）、Ｒ面に対して加工を実施する（ＳＲ１２）。ＳＲ１１の干渉チェックとは、加工に対して治具２０が干渉するか否かのチェックである。干渉する場合には以降の処理は実施されない、またはパス修正される。

このように、Ｒ面に対しては、複数回の計測により面モデルが生成され、加工パスが設定される。

図２５は、Ｒ面を加工する場合の例を示す図である。図２５では、Ｒ部１４のＲ面である隅Ｒ面９９ａと、Ｒ部１５のＲ面である角Ｒ面９９ｂとを加工する場合を示している。隅Ｒ面９９ａを、設計形状と等しい曲率半径のボールエンドミルで加工する場合、ワーク１０が設計形状に対して形状誤差を有していると、余計な削り込みが発生してミスマッチが生じる可能性がある。このため、隅Ｒ面９９ａを加工する場合には、ボールエンドミルまたはラジアスエンドミルで加工することが好ましい。なお、隅Ｒ面９９ａの設計形状の曲率半径よりも小さい曲率半径のボールエンドミル９７で加工することとしてもよい。

角Ｒ面９９ｂを、設計形状と等しい曲率半径の逆Ｒカッターで加工する場合、ワーク１０が設計形状に対して形状誤差を有していると、削り残し・込みが発生してミスマッチが生じる可能性がある。このため、角Ｒ面９９ｂを加工する場合には、角Ｒ面９９ｂの設計形状の曲率半径よりも大きい曲率半径の逆Ｒを持ち、かつ、逆Ｒ部が９０度未満（切刃としてのＲ部角度が９０度未満）の逆Ｒカッター（コーナーＲカッター）９８で加工することが好ましい。図２５に示すように、逆Ｒカッター９８は、Ｒ部のＲ角度が９０度未満となる。逆Ｒカッター９８のＲ部の両端にはノーズｒ部があり、このノーズｒ部はエッジの食い込みやミスマッチを防止して、加工面を滑らかにする。ノーズｒ部のｒ角度は必要最低限でよく、例えば１０度以上である。

そして、図２５に示すように、Ｒ面に対して加工パスを設定し、それぞれで姿勢制御しながら加工を行う。加工は上下面との繋ぎ部、Ｒ部の最小３パスで加工することが可能である。具体的には、加工パスは、フランジ面とＲ面の繋ぎ部と、ウェブ面とＲ面の繋ぎ部と、Ｒ部のＲ面とのそれぞれに対応して設定されることで、３パスで効率的に加工が可能である。なお、面粗度に応じてパス数を調整してもよい。これにより、他の面とのミスマッチの発生が抑制される。特に、角Ｒ面９９ｂのような角Ｒの部分について、シートフレームのような角度誤差を持つワークであっても、逆Ｒカッター９８を用いてＲ形状に追従して加工を行う。逆Ｒ部が９０度未満の特殊な逆Ｒカッター９８（通常の逆Ｒカッターは、逆Ｒ部が９０度）を用いることで、パス数を少なくして（例えば最小３パス）効率的に角Ｒ面９９ｂを加工することが可能となる。Ｒ形状に沿って追加工するため、図２５に示すように、逆Ｒカッター９８の全面を使用しながら（逆Ｒカッターの）精度よく加工を行うことができる。すなわち、逆Ｒカッター９８の加工を行う部であるＲ部の全面を角Ｒ面９９ｂに沿うように加工を行う。例えば、通常の逆Ｒカッターは、Ｒ部の一部（全面ではない）をワークの角に当てて加工を行うものである。
なお、上記の例では、図２５に示すような工具でＲ面を加工する場合について説明したが、ラジアスエンドミルを用いても良い。
なお、Ｒ部１６のＲ面（角Ｒ面）についても同様に加工することとしてもよい。

［加工処理について］
次に、上述の加工システム７０による加工処理の一例について図２６及び図２７を参照して説明する。図２６及び図２７は、本実施形態に係る加工処理の手順の一例を示すフローチャートである。図２６及び図２７ではフローを分割して示している。

まず、ワーク１０の設計モデルを読み込む（Ｓ１０１）。次に、加工対象面を設定する（Ｓ１０２）。加工対象面とは、ウェブ面、フランジ面、Ｒ面である。次に、分割された加工対象面のうち１つを選択する（Ｓ１０３）。次に、Ｒ面が選択されているか否かを判定する（Ｓ１０４）。Ｒ面でない場合（Ｓ１０４のＮＯ判定）には、設計モデルに基づいて、選択されている加工対象面に対して、計測パスを設定する（Ｓ１０５）。そして、計測パスに基づいて計測を実施する（Ｓ１０６）。

次に、設計モデルと計測結果との差が閾値以下か否かを判定する（Ｓ１０７）。例えば設計モデルと計測結果との差（ズレ）が閾値以下でない箇所が１箇所でもあれば、Ｓ１０７はＮＯ判定となる。設計モデルと計測結果との差が閾値以下でない場合（Ｓ１０７のＮＯ判定）には、計測結果に誤りがあるか、ワーク１０の形状が設計モデルと大きく離れているとして、アラームを通知する（Ｓ１０８）。このアラームによって、加工前の段階で不良を通知することができる。

次に、設計モデルと計測結果との差が閾値以下である場合（Ｓ１０７のＹＥＳ判定）には、選択されている加工対象面について、計測結果に基づいて面モデルを生成する（Ｓ１０９）。次に、分割された各加工対象面のすべての計測が終了したか否かを判定する（Ｓ１１０）。すべての計測が終了していない場合（Ｓ１１０のＮＯ判定）には、選択された加工対象面と異なる加工対象面を選択し（Ｓ１１１）、Ｓ１０４を再度実行する。

Ｒ面が選択されている場合（Ｓ１０４のＹＥＳ判定）には、Ｒ面の設計モデルに基づいて計測パスを設定する（Ｓ１１２）。そして、計測パスに基づいて計測を実施する（Ｓ１１３）。次に、設計モデルと計測結果との差が閾値以下か否かを判定する（Ｓ１１４）。Ｓ１１４がＹＥＳ判定である場合には、Ｓ１０７へ処理が移行する。差が閾値以下でない場合（Ｓ１１４のＮＯ判定）には、計測結果に基づいてＲ面の面モデルを生成する（Ｓ１１５）。そして、生成された面モデルに基づいて再計測パスを設定し（Ｓ１１６）、再度の計測を実施する（Ｓ１１３）。Ｓ１１５及びＳ１１６の処理によって、計測誤差が少なくなり、Ｓ１１４はＹＥＳ判定となりやすくなる。

そして、すべての計測が終了した場合（Ｓ１１０のＹＥＳ判定）には、各面モデルを統合して、部品モデルを生成する（Ｓ１１７）。次に、部品モデルに矛盾があるか否かを判定する（Ｓ１１８）。Ｓ１１８では、具体的には、面モデルと面モデルとの間のギャプ及び段差の少なくともいずれか一方が所定値以上である場合に、矛盾があり（Ｓ１１８のＹＥＳ判定）と判定される。Ｓ１１８がＹＥＳ判定である場合には、正確に部品モデルが生成できていないとして、アラームを通知する（Ｓ１１９）。

Ｓ１１８がＮＯ判定である場合には、特定の加工対象面を選択し（Ｓ１２０）、部品モデルに基づいて選択された加工対象面に対応する加工パスを生成する（Ｓ１２１）。加工パスは、姿勢制御のための傾斜角情報も含んで設定される。そして、各加工対象面のすべてに対して加工パスが設定されたか否かを判定する（Ｓ１２２）。すべての加工対象面に対して加工パスが設定されていない場合（Ｓ１２２のＮＯ判定）には、選択された加工対象面と異なる加工対象面を選択し（Ｓ１２３）、Ｓ１２１を再度実行する。すべての加工対象面に対して加工パスが設定された場合（Ｓ１２２のＹＥＳ判定）には、加工パスに基づいて、各加工対象面に対する加工をそれぞれ実施する（Ｓ１２４）。Ｓ１２４では、例えば、フランジ面、ウェブ面、及びＲ面など、予め設定された順番で各加工対象面の加工が実施される。

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、フランジ部１２，１３を当接面４２，４３に押し当てる押圧工程と、エンドミル６０を円弧形状の弧の方向に送ることでエンドミルの外周刃６２でフランジ部１２，１３を切削するフランジ切削工程と、エンドミル６０を弧の方向に送ることでエンドミル６０の底刃６１でウェブ部１１を切削するウェブ切削工程と、を含むので、段取替えをすることなくフランジ部１２，１３及びウェブ部１１の各面に対して板厚加工を行うことができる。

また、当接工程によって、フランジ部１２，１３を当接面４２，４３に沿った形状とするとともに、ウェブ部１１には敢えてひずみを引き起こすこととした。これによって、フランジ部１２，１３はひずみのない滑らかな面となるのでエンドミル６０の外周刃６２による板厚加工が容易になる、また、ウェブ部１１はひずみが生じた面となるが、エンドミル６０の姿勢を制御することでひずみの形状に倣った切削（板厚加工）を実現できる。

また、Ｒ部１４，１５，１６の形状に倣った切刃を有する工具（ボールエンドミル９７や逆Ｒカッター９８）を使用することで、少ないパスで効率的に、かつ、高精度にＲ部１４，１５，１６を加工することができる。
ここで、逆Ｒカッター９８を使用する場合、切刃の全面でＲ部１５，１６を切削することができる。なお、一般的に、逆Ｒカッターは、稜線をもつような角部に対してラウンド形状を形成する際に使用される。この場合、切刃の全面を切削に使用することはない。

また、押圧工程では、フランジ部１２，１３の端部に接線方向に沿う荷重を入力することでフランジ部１２，１３を当接面４２，４３に押し当てるので、簡便な荷重の入力方法によってフランジ部１２，１３を均等かつ強力に当接面４２，４３に押し当てることができる。

また、フランジ切削工程では、フランジ部１２，１３を１パスで切削するので、滑らかなシングルコンターとされた加工面（加工済みの面）とすることができる。

また、ウェブ切削工程では、ウェブ部１１を複数のパスで切削するので、エンドミル６０の姿勢を制御することでひずみの形状に倣った切削を実現できる。

また、ウェブ切削工程では、押圧工程でウェブ部１１に生じたひずみの形状に倣うようにエンドミル６０の姿勢を変化させてエンドミル６０を送るので、ひずみの形状に因らず一定の削込量でウェブ部１１の板厚加工をすることができる。すなわち、ひずみの形状をほぼ転写するようにウェブ部１１の板厚加工をすることができる。

また、ウェブ部１１の一端から他端に向かって延びる複数本のカッターマークＭが加工面に形成され、隣り合うカッターマークＭ同士の間隔がカッターマークＭの延在方向に沿って変化している部分を有するので、カッターマークＭの形状によりひずみの形状を予測することできる。また、カッターマークＭの形状の変化により、エンドミル６０が予定していたパスを通過したかどうか、エンドミル６０の挙動（姿勢）に異常がなかったかどうか等を判断することができる。

このようなカッターマークＭが形成されたウェブ部１１の被加工面１１ａにおいては段差（ミスマッチ）が抑制されているので、ミスマッチ部分における応力集中を低減できる。これによって、手仕上げをすることなく、強度的に必要とされるウェブ部１１の板厚が確保され、かつ、ミスマッチに起因した応力集中の発生が抑制された加工品を提供できることになる。

以上の通り説明した実施形態に係る加工方法は、例えば以下のように把握される。
すなわち、本開示の一態様に係る加工方法は、治具（２０）に設置された被加工材料（１０）を工具（６０）で加工する加工方法であって、前記被加工材料は、平面視で円弧形状とされた板状のウェブ部（１１）及び前記ウェブ部の前記円弧形状に沿った縁から曲折して立設するフランジ部（１２，１３）を有し、前記工具は、底刃（６１）及び外周刃（６２）を有し、前記治具は、前記ウェブ部が載置される載置面（４１）及び前記フランジ部が面で当接する当接面（４２，４３）を有し、前記フランジ部を前記当接面に押し当てる押圧工程と、前記工具を前記円弧形状の弧の方向に送ることで前記工具の前記外周刃で前記フランジ部を切削するフランジ切削工程と、前記工具を前記弧の方向に送ることで前記工具の前記底刃で前記ウェブ部を切削するウェブ切削工程と、を含む。

本態様に係る加工方法によれば、治具に設置された被加工材料を工具で加工する加工方法であって、被加工材料は、平面視で円弧形状とされた板状のウェブ部及びウェブ部の円弧形状に沿った縁から曲折して立設するフランジ部を有し、工具は、底刃及び外周刃を有し、治具は、ウェブ部が載置される載置面及びフランジ面が当接する当接面を有し、フランジ部を当接面に押し当てる押圧工程と、工具を円弧形状の弧の方向に送ることで工具の外周刃でフランジ部を切削するフランジ切削工程と、工具を弧の方向に送ることで工具の底刃でウェブ部を切削するウェブ切削工程と、を含むので、段取替えをすることなくフランジ部及びウェブ部の各面に対して板厚加工を行うことができる。
また、当接工程によって、フランジ部を当接面に沿った形状とするとともに、ウェブ部には敢えてひずみを引き起こすこととした。これによって、フランジ部はひずみのない滑らかな面となるので工具の外周刃による板厚加工が容易になる、また、ウェブ部はひずみが生じた面となるが、工具の姿勢を制御することでひずみの形状に倣った切削（板厚加工）を実現できる。

また、本開示の一態様に係る加工方法は、治具に設置された被加工材料を複数種類の工具で加工する加工方法であって、前記被加工材料は、平面視で円弧形状とされた板状のウェブ部、前記ウェブ部の前記円弧形状に沿った縁から曲折して立設するフランジ部、及びウェブ部とフランジ部とを滑らかに接続するＲ部（１４，１５）を有し、一の前記工具は、底刃及び外周刃を有し、他の前記工具（９７，９８）は、前記Ｒ部の形状に倣った切刃を有し、前記治具は、前記ウェブ部が載置される載置面及び前記フランジ部が面で当接する当接面を有し、前記フランジ部を前記当接面に押し当てる押圧工程と、前記一の前記工具を前記円弧形状の弧の方向に送ることで前記一の前記工具の前記外周刃で前記フランジ部を切削するフランジ切削工程と、前記一の前記工具を前記弧の方向に送ることで前記一の前記工具の前記底刃で前記ウェブ部を切削するウェブ切削工程と、前記他の前記工具を前記弧の方向に送ることで前記他の前記工具の前記切刃で前記Ｒ部を切削するＲ部切削工程と、を含む。

本態様に係る加工方法によれば、段取替えをすることなくフランジ部、ウェブ部及びＲ部の各面に対して板厚加工を行うことができる。また、Ｒ部の形状に倣った切刃を有する工具を使用することで、少ないパスで効率的に、かつ、高精度にＲ部を加工することができる。

また、本開示の一態様に係る加工方法において、前記押圧工程では、前記フランジ部の端部に接線方向に沿う荷重を入力することで前記フランジ部を前記当接面に押し当てる。

本態様に係る加工方法によれば、押圧工程では、フランジ部の端部に接線方向に沿う荷重を入力することでフランジ部を当接面に押し当てるので、簡便な荷重の入力方法によってフランジ部を均等かつ強力に当接面に押し当てることができる。

また、本開示の一態様に係る加工方法において、前記フランジ切削工程では、前記フランジ部を１パスで切削する。

本態様に係る加工方法によれば、フランジ切削工程では、フランジ部を１パスで切削するので、滑らかなシングルコンターとされた加工面（加工済みの面）とすることができる。

また、本開示の一態様に係る加工方法において、前記ウェブ切削工程では、前記ウェブ部を複数のパスで切削する。

本態様に係る加工方法によれば、ウェブ切削工程では、ウェブ部を複数のパスで切削するので、工具の姿勢を制御することでひずみの形状に倣った切削を実現できる。

また、本開示の一態様に係る加工方法において、前記ウェブ切削工程では、前記押圧工程で前記ウェブ部に生じたひずみの形状に倣うように前記工具の姿勢を変化させて前記工具を送る。

本態様に係る加工方法によれば、ウェブ切削工程では、押圧工程でウェブ部に生じたひずみの形状に倣うように工具の姿勢を変化させて工具を送るので、ひずみの形状に因らず一定の削込量でウェブ部の板厚加工をすることができる。すなわち、ひずみの形状をほぼ転写するようにウェブ部の板厚加工をすることができる。

また、本開示の参考態様に係る加工品は、平面視で円弧形状とされた板状のウェブ部及び前記ウェブ部の前記円弧形状に沿った縁から曲折して立設するフランジ部を有するとともに、前記ウェブ部の一の面が加工面とされた加工品であって、前記ウェブ部の一端から他端に向かって延びる複数本のカッターマークが前記加工面に形成された加工品であって、隣り合う前記カッターマーク同士の間隔が前記カッターマークの延在方向に沿って変化している部分を有している。

本態様に係る加工品によれば、ウェブ部の一端から他端に向かって延びる複数本のカッターマーク（Ｍ）が加工面に形成され、隣り合うカッターマーク同士の間隔がカッターマークの延在方向に沿って変化している部分を有するので、カッターマークの形状によりひずみの形状を予測することできる。また、カッターマークの形状の変化により、工具が予定していたパスを通過したかどうか、工具の挙動（姿勢）に異常がなかったかどうか等を判断することができる。

また、本開示の参考態様に係る加工品において、前記カッターマークは、前記一端から前記他端に向かう連続した線において波形状に形成された部分を有している。

また、本開示の参考態様に係る加工品において、前記カッターマークは、前記一端から前記他端に向かう連続した線において尖点を有している。

１０ ワーク（対象部品）
１１ ウェブ部
１１ａ 被加工面
１１ｂ 被載置面
１２ 上フランジ部
１２ａ 被加工面
１２ｂ 被当接面
１３ 下フランジ部
１３ａ 被加工面
１３ｂ 被当接面
１４ Ｒ部
１５ Ｒ部
１６ Ｒ部
２０ 治具
３０ ベース
３１ ベース側段部
３２ ベアリング
３３ 位置決めピン
４０ 設置ブロック
４１ 載置面
４２ 上フランジ当接面
４３ 下フランジ当接面
４４ 昇降機構
５０ クランプ
５１ クランプ本体
５１ａ 回動部
５１ｂ 脚部
５１ｃ クランプ側段部
５２ 荷重ボルト
５３ 荷重ブロック
６０ エンドミル
６１ 底刃
６２ 外周刃
７０ 加工システム
７１ 設定部
７２ 計測パス設定部
７３ 計測部
７４ 面モデル生成部
７５ 部品モデル生成部
７６ 加工パス設定部
７７ 移動制御部
７７ａ 送り方向制御部
７７ｂ ピッチ方向制御部
７７ｃ 直交方向制御部
７７ｄ 傾斜制御部
７８ 再計測パス設定部
８１ ＣＰＵ
８２ メインメモリ
８３ 記憶部
８４ 外部インターフェース
８５ 通信インターフェース
８６ 入力部
８７ 表示部
９１ 加工前面
９２ 加工後理想面
９３ プローブ
９４ Ｒ面
９５ Ｒ面
９６ 面モデル
９７ ボールエンドミル
９８ 逆Ｒカッター
９９ａ 隅Ｒ面
９９ｂ 角Ｒ面
Ｐ 所定間隔
ＰＰ１ 第１加工パス
ＰＰ２ 第２加工パス
ΔＥ 加工誤差
ΔＭ ミスマッチ（段差）

Claims (6)

1. 治具に設置された被加工材料を工具で加工する加工方法であって、
   前記被加工材料は、平面視で円弧形状とされた板状のウェブ部及び前記ウェブ部の前記円弧形状に沿った縁から曲折して立設するフランジ部を有し、
   前記工具は、底刃及び外周刃を有し、
   前記治具は、前記ウェブ部が載置される載置面及び前記フランジ部が面で当接する当接面を有し、
   前記フランジ部を前記当接面に押し当てる押圧工程と、
   前記工具を前記円弧形状の弧の方向に送ることで前記工具の前記外周刃で前記フランジ部を切削するフランジ切削工程と、
   前記工具を前記弧の方向に送ることで前記工具の前記底刃で前記ウェブ部を切削するウェブ切削工程と、
   を含む加工方法。
2. 治具に設置された被加工材料を複数種類の工具で加工する加工方法であって、
   前記被加工材料は、平面視で円弧形状とされた板状のウェブ部、前記ウェブ部の前記円弧形状に沿った縁から曲折して立設するフランジ部、及びウェブ部とフランジ部とを滑らかに接続するＲ部を有し、
   一の前記工具は、底刃及び外周刃を有し、
   他の前記工具は、前記Ｒ部の形状に倣った切刃を有し、
   前記治具は、前記ウェブ部が載置される載置面及び前記フランジ部が面で当接する当接面を有し、
   前記フランジ部を前記当接面に押し当てる押圧工程と、
   前記一の前記工具を前記円弧形状の弧の方向に送ることで前記一の前記工具の前記外周刃で前記フランジ部を切削するフランジ切削工程と、
   前記一の前記工具を前記弧の方向に送ることで前記一の前記工具の前記底刃で前記ウェブ部を切削するウェブ切削工程と、
   前記他の前記工具を前記弧の方向に送ることで前記他の前記工具の前記切刃で前記Ｒ部を切削するＲ部切削工程と、
   を含む加工方法。
3. 前記押圧工程では、前記フランジ部の端部に接線方向に沿う荷重を入力することで前記フランジ部を前記当接面に押し当てる請求項１又は２に記載の加工方法。
4. 前記フランジ切削工程では、前記フランジ部を１パスで切削する請求項１から３のいずれか１項に記載の加工方法。
5. 前記ウェブ切削工程では、前記ウェブ部を複数のパスで切削する請求項１から４のいずれか１項に記載の加工方法。
6. 前記ウェブ切削工程では、前記押圧工程で前記ウェブ部に生じたひずみの形状に倣うように前記工具の姿勢を変化させて前記工具を送る請求項５に記載の加工方法。