JP7602087B1 - 情報処理装置、加工サイクルの割り当て方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】加工サイクルの割り当てが簡易かつ適切に実行される情報処理装置、加工サイクルの割り当て方法およびプログラム、を提供する。
【解決手段】情報処理装置１００は、所定軸を中心に延びるワークの三次元モデルを受け付ける受け付け部１１１と、三次元モデルを所定軸を含む平面により切断した二次元モデルを生成するともに、二次元モデルに表われるワークの輪郭形状に基づいて、ワークに加工サイクルを割り当てる処理部１２０とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、情報処理装置、加工サイクルの割り当て方法およびプログラムに関する。

たとえば、特開２０１４－１６９８２号公報（特許文献１）では、加工サイクル指令を含む加工プログラムの加工動作の動画を表示する際に、加工サイクルを構成するブロック（移動指令）の確認を可能にするためのシミュレーション装置が開示されている。

特開２０１４－１６９８２号公報

上述の特許文献１に開示されるように、ワークを加工するためのＮＣ（Numerical control）プログラムを作成する場合に、たとえば、ワーク加工のプロセスに、外径加工、内径加工、端面加工、溝加工またはねじ加工等の加工サイクル（旋削サイクル）を割り当て、続いて、これら加工サイクルを固定サイクルとして指令するコードを用いて、ＮＣプログラムを作成することが行なわれている。

しかしながら、上記の加工サイクルの割り当ては、オペレータの手作業により行なわれているため、加工サイクルの割り当てに多大な時間を要したり、加工サイクルが適切に割り当てられなかったりする問題がある。

この発明の目的は、加工サイクルの割り当てが簡易かつ適切に実行される情報処理装置、加工サイクルの割り当て方法およびプログラムを提供することである。

この発明に従った情報処理装置は、所定軸を中心に延びるワークの三次元モデルを受け付ける受け付け部と、三次元モデルを所定軸を含む平面により切断した二次元モデルを生成するともに、二次元モデルに表われるワークの輪郭形状に基づいて、ワークに加工サイクルを割り当てる処理部とを備える。

この発明に従った加工サイクルの割り当て方法は、所定軸を中心に延びるワークの三次元モデルから、三次元モデルを所定軸を含む平面により切断した二次元モデルを生成するステップと、二次元モデルに表われるワークの輪郭形状に基づいて、ワークに加工サイクルを割り当てるステップとを備える。

この発明に従ったプログラムは、ワークに加工サイクルを割り当てるためのコンピュータによって実行されるプログラムである。プログラムは、コンピュータに、所定軸を中心に延びるワークの三次元モデルから、三次元モデルを所定軸を含む平面により切断した二次元モデルを生成するステップと、二次元モデルに表われるワークの輪郭形状に基づいて、ワークに加工サイクルを割り当てるステップとを実行させる。

この発明に従えば、加工サイクルの割り当てが簡易かつ適切に実行される情報処理装置、加工サイクルの割り当て方法およびプログラムを提供することができる。

工作機械を示す正面図である。 この発明の実施の形態１における情報処理装置を示すブロック図である。 ワークの三次元モデルの一例を示す斜視図である。 図３中の三次元モデルから生成されるワークの二次元モデルを示す図である。 図４中の２点鎖線Ｖで囲まれた範囲のワークの二次元モデルを示す図である。 図４および図５中の２次元モデルにおいて認定される区間と、各区間の始点および終点とを示す表である。 図６中の各区間に割り当てられた加工サイクルおよびワーク主軸を示す表である。 補間後のワークの輪郭形状を示す図である。 補間後のワークの輪郭形状に割り当てられた加工サイクルおよびワーク主軸を示す表である。 ワークの輪郭形状に最終的に割り当てられた加工サイクルおよびワーク主軸を示す表である。 この発明の実施の形態における加工サイクルの割り当て方法のステップを示すフローチャートである。 溝加工サイクルが割り当てられた区間（単純な線分のみから構成される外径溝）を補間する第１ステップを説明するための図である。 溝加工サイクルが割り当てられた区間（単純な線分のみから構成される外径溝）を補間する第２ステップを説明するための図である。 溝加工サイクルが割り当てられた区間（曲線を含む外径溝）を補間する第１ステップを説明するための図である。 溝加工サイクルが割り当てられた区間（曲線を含む外径溝）を補間する第２ステップを説明するための別の図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（実施の形態１）
図１は、工作機械を示す正面図である。図２は、この発明の実施の形態１における情報処理装置を示すブロック図である。図１および図２を参照して、本実施の形態における情報処理装置１００は、工作機械１０に搭載されている。

図１に示されるように、工作機械１０は、回転するワークに工具を接触させることによって、ワーク加工を行なう旋削機能が備わった旋盤である。工作機械１０は、コンピュータによる数値制御によって、ワーク加工のための各種動作が自動化されたＮＣ（Numerically Controlled）工作機械である。

本明細書においては、ワークの回転軸の軸方向に延びる軸を「Ｚ軸」といい、ワークの回転軸の半径方向に延びる軸を「Ｘ軸」という。

工作機械１０は、左ワーク主軸３１と、右ワーク主軸３６と、刃物台４１と、カバー体２１とを有する。左ワーク主軸３１、右ワーク主軸３６および刃物台４１は、工作エリア１２に配置されている。工作エリア１２は、ワークの加工が行なわれる空間であり、ワーク加工に伴う切屑または切削油等の異物が工作エリア１２の外側に漏出しないようにカバー体２１により密閉されている。

左ワーク主軸３１および右ワーク主軸３６は、ワークを保持可能である。左ワーク主軸３１は、モータにより、Ｚ軸に平行な回転中心軸２１０を中心に回転駆動する。左ワーク主軸３１には、複数の爪部３２を有し、ワークを着脱可能に保持するためのチャック機構が設けられている。各爪部３２は、油圧等によって、回転中心軸２１０の半径方向にスライド駆動する。複数の爪部３２は、回転中心軸２１０の半径方向内側にスライドすることによって、ワークの外周面を把持したり、回転中心軸２１０の半径方向外側にスライドすることによって、ワークの内周面を把持したりする。

右ワーク主軸３６は、Ｚ軸方向において、左ワーク主軸３１と対向して配置されている。右ワーク主軸３６は、モータにより、Ｚ軸に平行で、かつ、回転中心軸２１０と一直線に延びる回転中心軸２２０を中心に回転駆動する。右ワーク主軸３６には、複数の爪部３７を有し、ワークを着脱可能に保持するためのチャック機構が設けられている。複数の爪部３７は、左ワーク主軸３１における複数の爪部３２に対応している。

左ワーク主軸３１は、固定されている。右ワーク主軸３６は、各種の送り機構、案内機構およびモータによって、Ｚ軸方向に移動可能である。

刃物台４１は、工具を保持可能である。刃物台４１は、いわゆるタレット形であり、複数の工具が放射状に取り付けられ、旋回割り出しを行なう。

刃物台４１は、旋回部４２を有する。旋回部４２は、Ｚ軸に平行な旋回中心軸２３０を中心に旋回可能である。旋回部４２は、全体として、旋回中心軸２３０の軸方向が厚み方向となる円盤形状を有する。旋回部４２の外周面には、旋回中心軸２３０の周方向に並んで複数の工具が保持されている。旋回部４２の旋回動作に伴って、工具が旋回中心軸２３０の周方向に移動し、ワーク加工に用いられる工具が、旋回中心軸２３０の周方向における所定角度の位置に割り出される。

刃物台４１は、各種の送り機構、案内機構およびモータによって、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動可能である。

工作機械１０は、操作盤５０をさらに有する。操作盤５０は、汎用のコンピュータであり、本実施の形態における情報処理装置１００に対応している。操作盤５０は、上パネル５１と、下パネル５２とを有する。上パネル５１は、マニュアルまたは各種のアプリケーション画面などを表示したり、アプリケーションを用いる場合に操作されたりするディスプレイ（タッチスクリーン）５６を含む。下パネル５２は、工作機械１０の動作状態またはワークの加工状況を表示したり、工作機械１０を動作させる場合に操作されるディスプレイ（タッチスクリーン）５７と、工作機械１０を動作させる場合に操作されるボタンまたはスイッチなどの操作部５３とを含む。

なお、工作機械１０は、１つのワーク主軸のみを有してもよい。また、本発明における情報処理装置が搭載される工作機械は、旋盤に限られず、たとえば、停止するワークに回転する工具を接触させることによって、ワーク加工を行なうミーリング機能と、回転するワークに工具を接触させることによって、ワーク加工を行なう旋削機能との両方が備わった複合加工機であってもよい。また、本発明における情報処理装置は、工作機械とは独立して設けられたコンピュータであってもよい。この場合に、情報処置装置は、無線または有線により工作機械と通信可能に構成されてもよい。

図３は、ワークの三次元モデルの一例を示す斜視図である。図４は、図３中の三次元モデルから生成されるワークの二次元モデルを示す図である。図５は、図４中の２点鎖線Ｖで囲まれた範囲のワークの二次元モデルを示す図である。

図２から図５を参照して、情報処理装置１００の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および各種コンピュータプロセッサなどの演算器、メモリまたはストレージといった記憶装置、ならびに、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアとによって実現されている。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、または、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、機能単位のブロックを示している。

情報処理装置１００は、受け付け部１１１と、処理部１２０と、記憶部１５０とを有する。

受け付け部１１１は、所定軸３１０を中心に延びるワークＷの三次元モデル４００を受け付ける。処理部１２０は、三次元モデル４００を所定軸３１０を含む平面により切断した二次元モデル５００を生成するともに、二次元モデル５００に表われるワークＷの輪郭形状に基づいて、ワークＷに加工サイクルを割り当てる。

記憶部１５０は、各種プログラムモジュールを記憶している。情報処理装置１００のプロセッサが、各種プログラムモジュールを実行することにより各部の機能を実現する。

プログラムは、コンピュータである情報処理装置１００に、所定軸３１０を中心に延びるワークＷの三次元モデル４００から、三次元モデル４００を所定軸３１０を含む平面により切断した二次元モデル５００を生成するステップと、二次元モデル５００に表われるワークＷの輪郭形状に基づいて、ワークＷに加工サイクルを割り当てるステップとを実行させる。

記憶部１５０は、加工サイクル割り当て規則１５１と、ワーク主軸割り当て規則１５２と、輪郭形状補間規則１５３とをさらに記憶している。

加工サイクル割り当て規則１５１には、処理部１２０が、ワークＷの輪郭形状に基づいてワークＷに加工サイクルを割り当てる際の規則が定められている。ワーク主軸割り当て規則１５２には、処理部１２０が、ワークＷの輪郭形状の加工に、左ワーク主軸３１および右ワーク主軸３６のいずれか一方のワーク主軸を割り当てる際の規則が定められている。輪郭形状補間規則１５３には、処理部１２０が、ワークＷの輪郭形状を補間する際の規則が定められている。なお、加工サイクル割り当て規則１５１、ワーク主軸割り当て規則１５２および輪郭形状補間規則１５３の具体的な内容については、後で説明する。

受け付け部１１１は、ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置により作成されたワークＷの三次元モデル４００を受け付ける。三次元モデル４００は、ワークＷの三次元形状と、ワークＷの三次元形状の中心軸に対応する所定軸３１０とを含む。所定軸３１０は、ＣＡＤ装置によるワークＷの三次元形状の作図時の基準線であってもよい。ワークＷのねじ部は、三次元モデル４００において、ワークＷの三次元形状として示されてもよいし、ワークＷの三次元形状と関連付けられた付加情報として示されてもよい。受け付け部１１１は、受け付けたワークＷの三次元モデル４００を処理部１２０に出力する。

三次元モデル４００には、点、エッジおよび面などの三次元モデルを表現するための形状情報が含まれる。たとえば、エッジは、始点の位置（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）および終点の位置（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）により表現される。円弧は、始点、終点および中心の位置と、円弧が配置される平面の法線ベクトルと、円弧の回転方向とにより表現される。三次元モデル４００は、データとして形状の位置を含むため、かかるデータを通じて１つの座標系を定義していることになる。

三次元モデル４００には、回転軸（所定軸３１０に対応）の情報が含まれる。たとえば、回転軸は、回転軸の基準点（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、回転軸の方向ベクトルとにより表現される。使用される座標系は、三次元モデル４００で定義される上記の座標系である。

図３中には、ワークＷの三次元モデル４００の一例が示されている。三次元モデル４００は、所定軸３１０を中心に延びている。ワークＷの三次元形状は、図４中の２点鎖線により示されるワークＷの母材１６０を所定軸３１０を中心に回転させ、工具を母材１６０に接触させる旋削加工によって得られる。回転軸（所定軸３１０）の基準点（０、０、０）と、回転軸（所定軸３１０）の方向ベクトル（０、０、１）とが定められる。

処理部１２０は、第１処理部１２１と、第２処理部１２２とを有する。第１処理部１２１には、受け付け部１１１からのワークＷの三次元モデル４００が入力される。処理部１２０（第１処理部１２１）は、ワークＷの輪郭形状に含まれる端点Ｐを特定し、隣接する端点間の区間Ｓ毎に加工サイクルを割り当てる。

第１処理部１２１は、二次元モデル生成部１３１と、端点特定部１３２と、区間認定部１３３とを含む。

二次元モデル生成部１３１は、三次元モデル４００の所定軸３１０を、工作機械１０における左ワーク主軸３１の回転中心軸２１０、および、右ワーク主軸３６の回転中心軸２２０に対応させる。二次元モデル生成部１３１は、三次元モデル４００を所定軸３１０を含む平面（Ｘ軸－Ｚ軸平面）により切断することによって、ワークＷの二次元モデル５００を生成する。二次元モデル生成部１３１は、生成したワークＷの二次元モデル５００を端点特定部１３２に出力する。

二次元モデル５００には、旋削加工により得られるワークＷの輪郭形状が表われる。ワークＷの輪郭形状は、図４に示されるＸ≧０の範囲において、閉ループの経路（Ｚ軸の軸上で延びる貫通孔を含む輪郭形状が対応）から構成されてもよいし、開ループの経路（Ｚ軸の軸上で延びる貫通孔を含まない輪郭形状が対応）から構成されてもよい。

図４中には、ワークＷの二次元モデル５００の輪郭形状が実線で示されるとともに、加工前のワークＷの母材１６０の輪郭形状が２点鎖線により示されている。図４中には、Ｚ軸方向におけるワークＷの一方端面と、所定軸３１０とが交わる点を原点として、二次元モデル５００の寸法が合わせて示されている。

図６は、図４および図５中の２次元モデルにおいて認定される区間と、各区間の始点および終点とを示す表である。

図２から図６を参照して、端点特定部１３２は、二次元モデル５００の輪郭形状に含まれる端点Ｐを特定する。端点Ｐとは、角部であり、たとえば、Ｘ軸－Ｚ軸座標において、傾きが互いに異なる２つの直線が交わる点、曲率が互いに異なる２つの円弧が交わる点、または、直線と円弧とが交わる点などである。端点特定部１３２は、特定した端点Ｐを区間認定部１３３に出力する。

区間認定部１３３は、二次元モデル５００の輪郭形状において隣接する端点Ｐの間に区間Ｓを認定する。

図４から図６に示されるように、端点特定部１３２は、二次元モデル５００の輪郭形状に含まれる端点Ｐとして、端点Ｐ［０］、端点Ｐ［１］、端点Ｐ［２］、端点Ｐ［３］…端点Ｐ［Ｎ－１］および端点Ｐ［Ｎ］を特定している。端点Ｐ［０］、端点Ｐ［１］、端点Ｐ［２］、端点Ｐ［３］…端点Ｐ［Ｎ－１］および端点Ｐ［Ｎ］は、二次元モデル５００の輪郭形状の経路上において、挙げた順に並んでいる。本実施の形態では、二次元モデル５００の輪郭形状が閉ループの経路から構成されるため、端点Ｐ［Ｎ］および端点Ｐ［０］が隣接している。

区間認定部１３３は、隣接する端点Ｐの間の区間Ｓとして、区間Ｓａ、区間Ｓｂ、区間Ｓｃ、区間Ｓｄ、区間Ｓｅ、区間Ｓｆ、区間Ｓｇ、区間Ｓｈ、区間Ｓｉ、区間Ｓｊ、区間Ｓｋ、区間Ｓｍ、区間Ｓｎ、区間Ｓｐおよび区間Ｓｑを認定している。区間Ｓａ、区間Ｓｂ、区間Ｓｃ、区間Ｓｄ、区間Ｓｅ、区間Ｓｆ、区間Ｓｇ、区間Ｓｈ、区間Ｓｉ、区間Ｓｊ、区間Ｓｋ、区間Ｓｍ、区間Ｓｎ、区間Ｓｐおよび区間Ｓｑは、二次元モデル５００の輪郭形状の経路上において、挙げた順に並んでいる。

区間Ｓａは、端点Ｐ［０］および端点Ｐ［１］の間の区間であり、Ｘ軸方向に延びるワークＷの右端面の輪郭形状に対応している。区間Ｓｂは、端点Ｐ［１］および端点Ｐ［２］の間の区間であり、ワークＷの面取り部の輪郭形状に対応している。区間Ｓｃは、端点Ｐ［２］および端点Ｐ［３］の間の区間であり、Ｚ軸方向に延びるワークＷの外周面の輪郭形状に対応している。

区間Ｓｄは、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に対して斜め方向に延びるワークＷの外周面の輪郭形状に対応している。区間Ｓｅは、ワークＷのねじ部の輪郭形状に対応している。区間Ｓｆは、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に対して斜め方向に延びるワークＷの溝側面の輪郭形状に対応している。区間Ｓｇは、Ｚ軸方向に延びるワークＷの溝底面の輪郭形状に対応している。区間Ｓｈは、Ｘ軸方向に延びるワークＷの溝側面の輪郭形状に対応している。区間Ｓｉは、ワークＷの面取り部の輪郭形状に対応している。

区間Ｓｊは、Ｚ軸方向に延びるワークＷの外周面の輪郭形状に対応している。区間Ｓｋは、Ｘ軸方向に延びるワークＷの左端面の輪郭形状に対応している。区間Ｓｍは、Ｚ軸方向に延びるワークＷの内周面の輪郭形状に対応している。区間Ｓｎは、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に対して斜め方向に延びるワークＷの内周面の輪郭形状に対応している。

区間Ｓｐは、端点Ｐ［Ｎ－１］および端点Ｐ［Ｎ］の間の区間であり、Ｚ軸方向に延びるワークＷの内周面の輪郭形状に対応している。区間Ｓｑは、端点Ｐ［Ｎ］および端点Ｐ［０］の間の区間であり、ワークＷの面取り部の輪郭形状に対応している。区間Ｓｑの終点は、区間Ｓａの始点に対応している。区間Ｓ（Ｓａ～Ｓｑ）が順に並ぶ方向は、反時計回り等の一方向に標準化されてもよい。最初の区間Ｓａは、Ｚ軸座標が最大となる位置に配置されるように標準化されてもよい。

第１処理部１２１は、認定した区間Ｓの情報とともに、二次元モデル５００を第２処理部１２２に出力する。

図７は、図６中の各区間に割り当てられた加工サイクルおよびワーク主軸を示す表である。図２から図７を参照して、第２処理部１２２は、割り当て部１４１と、補間部１４２とを有する。

割り当て部１４１は、記憶部１５０から加工サイクル割り当て規則１５１を読み出す。割り当て部１４１は、加工サイクル割り当て規則１５１に定められる加工サイクルおよび輪郭形状の対応関係に従って、区間Ｓａ～区間Ｓｑの各区間Ｓに、加工サイクルを割り当てる。加工サイクルは、外径加工、内径加工、端面加工、溝加工およびねじ加工の少なくとも１つを含む。

加工サイクル割り当て規則１５１に定められる加工サイクルおよび輪郭形状の対応関係の一例は、下記のとおりである。
（１）内径加工：Ｘ軸方向において所定軸３１０と対向する輪郭形状
（２）外径加工：Ｘ軸方向において、二次元モデル５００を挟んで所定軸３１０の反対側に配置される輪郭形状
（３）端面加工：Ｚ軸方向における端部に配置され、Ｚ軸方向に対して交差する方向に延びる輪郭形状
（４）溝加工：内径加工、外径加工または端面加工に割り当てられた輪郭形状から凹む溝形状をなす輪郭形状（溝加工に用いられる各種工具の刃先寸法が考慮されてもよい）
（５）ねじ加工：ねじ形状をなす輪郭形状、または、付加情報によりねじ形状が示された輪郭形状
図７に示されるように、割り当て部１４１は、区間Ｓａ～Ｓｑの輪郭形状を上記の加工サイクルおよび輪郭形状の対応関係に照らし合わせることによって、区間Ｓａおよび区間Ｓｋに「端面加工」を割り当て、区間Ｓｆ、区間Ｓｇ、区間Ｓｈおよび区間Ｓｉに「溝加工」を割り当て、区間Ｓｂ、区間Ｓｃ、区間Ｓｄおよび区間Ｓｊに「外径加工」を割り当て、区間Ｓｍ、区間Ｓｎ、区間Ｓｐおよび区間Ｓｑに「内径加工」を割り当て、区間Ｓｅに「ねじ加工」を割り当てる。

割り当て部１４１は、ワーク主軸割り当て規則１５２に定められるワーク主軸および輪郭形状の対応関係に従って、区間Ｓａ～区間Ｓｑの各区間Ｓの加工時にワークＷを保持するワーク主軸として、左ワーク主軸３１および右ワーク主軸３６のうちのいずれか一方を割り当てる。

ワーク主軸割り当て規則１５２に定められるワーク主軸および輪郭形状の対応関係の一例は、以下のとおりである。
（１）左ワーク主軸３１：
（ａ） 内径加工が割り当てられる場合に、Ｘ軸方向における所定軸３１０からの距離が最小となる最小内径部を基準に＋Ｚ軸方向の側に配置される輪郭形状。
（ｂ） 外径加工が割り当てられる場合に、Ｘ軸方向における所定軸３１０からの距離が最大となる最大外径部を基準に＋Ｚ軸方向の側に配置される輪郭形状。
（ｃ） 端面加工が割り当てられる場合に、＋Ｚ軸方向における端部に配置される輪郭形状。
（ｄ） 溝加工が割り当てられる場合、および、ねじ加工が割り当てられる場合に、当該輪郭形状の位置を上記の（ａ）～（ｃ）の規則に準じて判断。
（２）右ワーク主軸３６：
（ａ） 内径加工が割り当てられる場合に、Ｘ軸方向における所定軸３１０からの距離が最小となる最小内径部を基準に－Ｚ軸方向の側に配置される輪郭形状。
（ｂ） 外径加工が割り当てられる場合に、Ｘ軸方向における所定軸３１０からの距離が最大となる最大外径部を基準に－Ｚ軸方向の側に配置される輪郭形状。
（ｃ） 端面加工が割り当てられる場合に、－Ｚ軸方向における端部に配置される輪郭形状。
（ｄ） 溝加工が割り当てられる場合、および、ねじ加工が割り当てられる場合に、当該輪郭形状の位置を上記の（ａ）～（ｃ）の規則に準じて判断。

割り当て部１４１は、区間Ｓａ～Ｓｑの輪郭形状を上記のワーク主軸および輪郭形状の対応関係に照らし合わせることによって、区間Ｓａ、区間Ｓｆ、区間Ｓｇ、区間Ｓｈ、区間Ｓｉ、区間Ｓｂ、区間Ｓｃ、区間Ｓｄ、区間Ｓｎ、区間Ｓｐ、区間Ｓｑおよび区間Ｓｅの加工時にワークＷを保持するワーク主軸として、左ワーク主軸３１を割り当て、区間Ｓｋ、区間Ｓｊおよび区間Ｓｍの加工時にワークＷを保持するワーク主軸として、右ワーク主軸３６を割り当てる。

図８は、補間後のワークの輪郭形状を示す図である。図８中には、図５に対応する範囲のワークＷの輪郭形状が示されている。図９は、補間後のワークの輪郭形状に割り当てられた加工サイクルおよびワーク主軸を示す表である。

図２から図９を参照して、処理部１２０（第２処理部１２２）は、溝加工またはねじ加工が割り当てられた特定の区間ＳでワークＷの輪郭形状を補間するとともに、補間後のワークＷの輪郭形状に、外径加工、内径加工または端面加工を割り当てる。

補間部１４２は、上記の特定の区間Ｓとして、ねじ加工が割り当てられた区間Ｓｅと、溝加工に割り当てられた区間Ｓｆ、区間Ｓｇ、区間Ｓｈおよび区間Ｓｉとを抽出する。補間部１４２は、記憶部１５０から輪郭形状補間規則１５３を読み出す。補間部１４２は、輪郭形状補間規則１５３に定められるねじ形状の補間規則に従って、区間Ｓｅの輪郭形状を補間し、輪郭形状補間規則１５３に定められる溝形状の補間規則に従って、区間Ｓｆ、区間Ｓｇ、区間Ｓｈおよび区間Ｓｉの輪郭形状を補間する。

輪郭形状補間規則１５３に定められるねじ形状および溝形状の補間規則の一例は、以下のとおりである。
（１）ねじ形状の補間：ねじ形状の谷部分を埋めるように直線を引く（ねじ形状を、ねじ山の頂部を結び、Ｚ軸方向に延びる直線に書き換える）。
（２）溝形状の補間：溝形状がなす凹部を埋めるように直線を引く（溝加工が割り当てられた特定の区間Ｓの始点または終点から、その始点または終点に連なる区間Ｓの輪郭形状を延長する）。

図５および図８に示されるように、補間後のワークＷの輪郭形状は、区間Ｓｅ、区間Ｓｆ、区間Ｓｇおよび区間Ｓｈに替わって、区間Ｓｒおよび区間Ｓｔを含む。区間Ｓｒは、端点Ｐ［ｎ］および端点Ｐ［ｎ＋１］の間の区間であって、Ｚ軸方向に延びるワークＷの外周面の輪郭形状に対応している。端点Ｐ［ｎ］は、区間Ｓｄの終点である。端点Ｐ［ｎ＋１］は、区間Ｓｈの直線上の点である。区間Ｓｔは、端点Ｐ［ｎ＋１］および端点Ｐ［ｎ＋２］の間の区間であって、Ｘ軸方向に延びるワークＷの立ち上がり面の輪郭形状に対応している。端点Ｐ［ｎ＋２］は、区間Ｓｉの始点である。補間後の区間Ｓｒの輪郭形状は、図５中の区間Ｓｅにおけるねじ形状の谷部分と、図５中の区間Ｓｆ、区間Ｓｇ、区間Ｓｈおよび区間Ｓｉにおける溝形状の凹部とを埋めるように延びている。

割り当て部１４１は、加工サイクル割り当て規則１５１に定められる加工サイクルおよび輪郭形状の対応関係に従って、補間後のワークＷの輪郭形状に、外径加工、内径加工または端面加工を割り当てる。図９に示されるように、割り当て部１４１は、区間Ｓｂ、区間Ｓｃおよび区間Ｓｄに連なって、区間Ｓｒおよび区間Ｓｔに外径加工を割り当てる。

図１０は、ワークの輪郭形状に最終的に割り当てられた加工サイクルおよびワーク主軸を示す表である。図１０を参照して、処理部１２０は、二次元モデル５００の輪郭形状とともに、ワークＷに最終的に割り当てられた加工サイクルおよびワーク主軸をディスプレイ５６に表示させる。

図１１は、この発明の実施の形態における加工サイクルの割り当て方法のステップを示すフローチャートである。

図２および図１１を参照して、情報処理装置１００は、ワークＷの三次元モデル４００を受け付ける（Ｓ１０１）。本ステップでは、オペレータが、ＣＡＤ装置で作成した三次元モデル４００を情報処理装置１００に入力する。受け付け部１１１は、その三次元モデル４００を受け付ける。

次に、情報処理装置１００は、二次元モデル５００を生成する（Ｓ１０２）。本ステップでは、二次元モデル生成部１３１が、三次元モデル４００を所定軸３１０を含む平面により切断することによって、ワークＷの二次元モデル５００を生成する。

次に、情報処理装置１００は、端点Ｐを特定する（Ｓ１０３）。本ステップでは、端点特定部１３２が、二次元モデル５００の輪郭形状に含まれる端点Ｐ［０］、端点Ｐ［１］、端点Ｐ［２］、端点Ｐ［３］…端点Ｐ［Ｎ－１］および端点Ｐ［Ｎ］を特定する。

次に、情報処理装置１００は、区間Ｓを認定する（Ｓ１０４）。本ステップでは、区間認定部１３３が、二次元モデル５００の輪郭形状において隣接する端点Ｐの間の区間Ｓとして、区間Ｓａ、区間Ｓｂ、区間Ｓｃ、区間Ｓｄ、区間Ｓｅ、区間Ｓｆ、区間Ｓｇ、区間Ｓｈ、区間Ｓｉ、区間ｊ、区間Ｓｋ、区間Ｓｍ、区間Ｓｎ、区間Ｓｐおよび区間Ｓｑを認定する。

次に、情報処理装置１００は、加工サイクルおよびワーク主軸を割り当てる（Ｓ１０５）。本ステップでは、割り当て部１４１が、加工サイクル割り当て規則１５１に定められる加工サイクルおよび輪郭形状の対応関係に従って、Ｓ１０４のステップで認定した各区間Ｓに、加工サイクルを割り当てる。割り当て部１４１は、ワーク主軸割り当て規則１５２に定められるワーク主軸および輪郭形状の対応関係に従って、左ワーク主軸３１および右ワーク主軸３６のうちから、Ｓ１０４のステップで認定した各区間Ｓの加工時にワークＷを保持するワーク主軸を割り当てる。

次に、情報処理装置１００は、ワークＷの輪郭形状に、溝加工サイクルまたはねじ加工サイクルが含まれるか否かを判断する（Ｓ１０６）。本ステップにおいて、情報処理装置１００が、溝加工サイクルおよびねじ加工サイクルが含まれないと判断した場合、後述するＳ１０９のステップに進む。

Ｓ１０６のステップで、情報処理装置１００が溝加工サイクルまたはねじ加工サイクルが含まれると判断した場合、情報処理装置１００は、該当する特定の区間を抽出し（Ｓ１０７）、抽出した特定の区間の輪郭形状を補間する（Ｓ１０８）。本ステップでは、補間部１４２が、ねじ加工が割り当てられた区間Ｓｅと、溝加工に割り当てられた区間Ｓｆ、区間Ｓｇ、区間Ｓｈおよび区間Ｓｉとを抽出する。補間部１４２は、輪郭形状補間規則１５３に定められるねじ形状の補間規則に従って、区間Ｓｅの輪郭形状を補間し、輪郭形状補間規則１５３に定められる溝形状の補間規則に従って、区間Ｓｆ、区間Ｓｇ、区間Ｓｈおよび区間Ｓｉの輪郭形状を補間する。

次に、情報処理装置１００は、Ｓ１０５のステップに戻って、補間後のワークＷの輪郭形状に加工サイクルを割り当てる。次に、情報処理装置１００は、補間後のワークＷの輪郭形状に、溝加工サイクルまたはねじ加工サイクルが含まれるか否かを判断し（Ｓ１０６）、溝加工サイクルおよびねじ加工サイクルが含まれないと判断した場合に、Ｓ１０９のステップに進む。

次に、情報処理装置１００は、ワークＷの輪郭形状とともに、割り当てた加工サイクルおよびワーク主軸をディスプレイ５６に表示する（Ｓ１１０）。オペレータは、操作盤５０の操作を通じて、ディスプレイ５６に表示された加工サイクルおよびワーク主軸を承認することによって、ＮＣプログラムの作成に進む。オペレータは、ディスプレイ５６に表示された加工サイクルおよびワーク主軸を承認しない場合、操作盤５０の操作を通じて、各区間Ｓの加工サイクルの割り当てを修正してもよい。

このように構成された、この発明の実施の形態における情報処理装置１００および加工サイクルの割り当て方法では、ワークＷの三次元モデル４００を所定軸３１０を含む平面により切断した二次元モデル５００を生成し、生成した二次元モデル５００に表われるワークＷの輪郭形状に基づいて、ワークＷに加工サイクルを割り当てる。このような構成によれば、ワークＷの輪郭形状と、その輪郭形状の加工に用いられる加工サイクルとの関係は、一義的に定めることが可能であるため、二次元モデル５００に表われるワークＷの輪郭形状に対応した加工サイクルをワークＷに割り当てることができる。これにより、加工サイクルの割り当てを簡易かつ適切に実行することができる。

また、処理部１２０は、ワークＷの輪郭形状に含まれる端点Ｐを特定し、隣接する端点Ｐの区間Ｓ毎に加工サイクルを割り当てる。このような構成によれば、ワークＷの輪郭形状に含まれる端点Ｐ間の区間Ｓを、加工サイクルを割り当てる単位とみなすことで、加工サイクルの割り当てをさらに簡易かつ適切に実行することができる。

また、加工サイクルは、外径加工、内径加工、端面加工、溝加工およびねじ加工の少なくとも１つを含む。このような構成によれば、ワークＷの輪郭形状に、外径加工、内径加工、端面加工、溝加工またはねじ加工といった加工サイクルを、簡易かつ適切に割り当てることができる。

また、処理部１２０は、溝加工またはねじ加工が割り当てられた特定の区間ＳでワークＷの輪郭形状を補間するとともに、補間後のワークＷの輪郭形状に、外径加工、内径加工または端面加工を割り当てる。このような構成によれば、ワークＷの輪郭形状に、溝加工またはねじ加工の前段階で必要となる外径加工、内径加工または端面加工を割り当てることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、図１１中の各ステップの別の実施態様について説明する。図４および図１１を参照して、まず、加工サイクルの割り当てのステップ（Ｓ１０５）について説明する。

情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、各区間Ｓが、ねじであるという情報（ユーザがＧＵＩ（Graphical User Interface）を用いて手動で設定、または、ワークＷの三次元形状と関連付けられた付加情報から取得）を有しているか否かを判断する。情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、ねじであるという情報を有する区間Ｓにねじ加工のサイクルを割り当てる。

次に、情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、残る各区間Ｓが、Ｚ軸座標が最大値または最小値であり、かつ、Ｘ軸に平行な線分に対応するか否かを判断する。情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、対応する区間Ｓに端面加工の加工サイクルを割り当てる。

次に、情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、残る各区間Ｓが、Ｘ座標がゼロであり、かつ、Ｚ軸方向に平行な線分に対応するか否かを判断する。情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、対応する区間Ｓに加工サイクルを割り当てない（加工不要な区間に対応）。

次に、情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、残る各区間Ｓが、溝加工部であるか否かを判断し（端面、外径または内径であり、さらに加工方向に鑑みて判断、または、形状認識モジュールを用いた判断も可能）、対応する区間Ｓに溝加工のサイクルを割り当てる。

次に、情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、残る各区間Ｓが、二次元モデル５００におけるワークＷの輪郭形状の外側に配置されるか、内側に配置されるかを判断する。一例として、情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、二次元モデル５００におけるワークＷの輪郭形状を、Ｚ軸の最大値と最小値との間で２分割し、分割するＺ軸座標上において、相対的に大きいＸ軸座標を有する区間Ｓが外側に配置され、相対的に小さいＸ軸座標を有する区間Ｓが内側に配置されると判断する。情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、外側に配置される区間Ｓに外径加工のサイクルを割り当て、内側に配置される区間Ｓに内径加工のサイクルを割り当てる。

続いて、ワーク主軸の割り当てのステップ（Ｓ１０５）について説明する。端面に対する溝加工の場合、情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、加工方向により判断する。情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、工具軸方向が＋Ｚ軸方向である場合に、左ワーク主軸３１を割り当て、工具軸方向が－Ｚ軸方向である場合に、右ワーク主軸３６を割り当てる。

端面加工の場合、情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、Ｚ軸座標に基づいて判断する。情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、Ｚ軸座標が最大値である端面加工である場合に、左ワーク主軸３１を割り当て、Ｚ軸座標が最小値である端面加工に、右ワーク主軸３６を割り当てる。

内径加工および外径加工の場合、ユーザにより、基準となるＺ軸座標が予め設定される。たとえば、図４中において、－４５ｍｍの位置に基準となるＺ軸座標が設定されてもよい。基準となるＺ軸座標は、内径加工における設置値と、外径加工における設定値との間で異なってもよい。情報処理装置１００（割り当て部１４１）は、基準となるＺ軸座標よりもプラス側の加工に、左ワーク主軸３１を割り当て、基準となるＺ軸座標よりもマイナス側の加工に、右ワーク主軸３６を割り当てる。

続いて、溝加工サイクルが割り当てられた区間Ｓの輪郭形状を補間するステップ（Ｓ１０８）について説明する。

図１２および図１３は、溝加工サイクルが割り当てられた区間（単純な線分のみから構成される外径溝）を補間するステップを説明するための図である。図１２および図１３中では、左ワーク主軸３１により保持されたワークにおいて、単純な線分のみから構成される外径溝を補間する場合が想定されている。

図１２および図１３を参照して、溝加工サイクルが割り当てられ、補間の対象となる区間Ｓ（Ｓｆ～Ｓｉ）が示されている。端点ｐ１および端点ｐ２の間に区間Ｓｆが認定され、端点ｐ２および端点ｐ３の間に区間Ｓｇが認定され、端点ｐ３およびｐ４の間に区間Ｓｈが認定され、端点ｐ４および端点ｐ５の間に区間Ｓｉが認定されている。

情報処理装置１００（補間部１４２）は、補間の対象となる区間Ｓ（Ｓｆ～Ｓｉ）の最大傾きを設定する。最大傾きは、Ｚ軸－Ｘ軸座標においてゼロに設定されてもよいし、工具のポケット角を参照して設定されてもよいし、ユーザにより手動で設定されてもよい。

次に、情報処理装置１００（補間部１４２）は、区間Ｓ（Ｓｆ～Ｓｉ）の輪郭形状において、上記設定された最大傾きの直線と接する点があればその接点ｐａを求める。情報処理装置１００（補間部１４２）は、接点ｐａと接し、上記設定された最大傾きの直線６１と、直線６１が、接点ｐａから続く輪郭形状と最初に交わる第１交点ｐｂとを特定する。

次に、情報処理装置１００（補間部１４２）は、第１交点ｐａにより、区間Ｓ（Ｓｆ～Ｓｉ）を、区間Ｓｆ、区間Ｓｇおよび区間Ｓｈ（端点ｐ３～第１交点ｐｂ）と、区間Ｓｈ（第１交点ｐｂ～端点ｐ４）および区間Ｓｉとに分割する。情報処理装置１００（補間部１４２）は、区間Ｓｆ、区間Ｓｇおよび区間Ｓｈ（端点ｐ３～第１交点ｐｂ）を、直線６１により補間する。

次に、情報処理装置１００（補間部１４２）は、第１交点ｐｂから続く輪郭形状が、上記設定された最大傾き以上の第１範囲６２に配置されるか、上記設定された最大傾き未満の第２範囲６３に配置されるかを判断する。

情報処理装置１００（補間部１４２）は、第１交点ｐｂから続く輪郭形状が第２範囲６３に配置されると判断する。この場合に、情報処理装置１００（補間部１４２）は、区間Ｓｈ（第１交点ｐｂ～端点ｐ４）および区間Ｓｉの輪郭形状を維持する。結果、図１３に示されるように、区間Ｓ（Ｓｆ～Ｓｉ）は、端点ｐ１（接点ｐａ）、第１交点ｐｂ、端点ｐ４および端点ｐ５を順に通る輪郭形状に補間される。

一方、情報処理装置１００（補間部１４２）が、第１交点ｐｂから続く輪郭形状が上記設定された最大傾き以上の第１範囲６２に配置されると判断した場合、第１交点ｐｂから続く輪郭形状の始点を通り、上記設定された最大傾きの直線と、その直線が、第１交点ｐｂから続く輪郭形状と最初に交わる第２交点とを特定する。以降、上記のステップを繰り返す。

図１４および図１５は、溝加工サイクルが割り当てられた区間（曲線を含む外径溝）を補間するステップを説明するための図である。図１４および図１５中では、左ワーク主軸３１により保持されたワークにおいて、曲線を含む外径溝を補間する場合が想定されている。

図１４および図１５を参照して、補間の対象となる区間Ｓが曲線を含む外径溝である場合であっても、情報処理装置１００（補間部１４２）は、その区間Ｓの輪郭形状において、最大傾きの直線と接する点があればその接点ｐａを求める。情報処理装置１００（補間部１４２）は、接点ｐａと接し、最大傾きの直線６１と、直線６１が、接点ｐａから続く輪郭形状と最初に交わる第１交点ｐｂとを特定する。他のステップは、図１２および図１３を参照して説明したステップと同様である。

なお、図８に示される区間Ｓ（Ｓｆ～Ｓｉ）の補間では、補間する区間Ｓの最大傾きが０°に設定されている。図１２から図１５では、左ワーク主軸３１により保持されたワークの外径溝を補間する場合を想定したが、ワークが右ワーク主軸３６により保持される場合、または、内径溝を補間する場合にも、上記と同様の方法を適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 工作機械、１２ 工作エリア、２１ カバー体、３１ 左ワーク主軸、３２，３７ 爪部、３６ 右ワーク主軸、４１ 刃物台、４２ 旋回部、５０ 操作盤、５１ 上パネル、５２ 下パネル、５３ 操作部、５６，５７ ディスプレイ、６１ 直線、６２ 第１範囲、６３ 第２範囲、１００ 情報処理装置、１１１ 受け付け部、１２０ 処理部、１２１ 第１処理部、１２２ 第２処理部、１３１ 二次元モデル生成部、１３２ 端点特定部、１３３ 区間認定部、１４１ 割り当て部、１４２ 補間部、１５０ 記憶部、１５１ 加工サイクル割り当て規則、１５２ ワーク主軸割り当て規則、１５３ 輪郭形状補間規則、１６０ 母材、２１０，２２０ 回転中心軸、２３０ 旋回中心軸、３１０ 所定軸、４００ 三次元モデル、５００ 二次元モデル、Ｐ 端点、Ｓ，Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｆ，Ｓｇ，Ｓｈ，Ｓｉ，Ｓｊ，Ｓｋ，Ｓｍ，Ｓｎ，Ｓｐ，Ｓｑ，Ｓｒ，Ｓｔ，ｊ 区間、Ｗ ワーク。

Claims (5)

1. 所定軸を中心に延びるワークの三次元モデルを受け付ける受け付け部と、
   前記三次元モデルを前記所定軸を含む平面により切断した二次元モデルを生成するともに、前記二次元モデルに表われる前記ワークの輪郭形状に基づいて、前記ワークに加工サイクルを割り当てる処理部とを備え、
   前記処理部は、前記加工サイクルとしてねじ加工が割り当てられた特定の区間で前記ワークの輪郭形状を補間するとともに、補間後の前記ワークの輪郭形状に、前記加工サイクルとして外径加工または内径加工を割り当てる、情報処理装置。
2. 前記処理部は、前記ワークの輪郭形状に含まれる端点を特定し、隣接する端点の区間毎に前記加工サイクルを割り当てる、請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記処理部は、前記加工サイクルとして溝加工が割り当てられた特定の区間で前記ワークの輪郭形状を補間するとともに、補間後の前記ワークの輪郭形状に、前記加工サイクルとして、外径加工、内径加工または端面加工を割り当てる、請求項１または２に記載の情報処理装置。
4. 所定軸を中心に延びるワークの三次元モデルから、前記三次元モデルを前記所定軸を含む平面により切断した二次元モデルを生成するステップと、
   前記二次元モデルに表われる前記ワークの輪郭形状に基づいて、前記ワークに加工サイクルを割り当てるステップとを備え、
   前記ワークに加工サイクルを割り当てるステップは、前記加工サイクルとして前記ねじ加工が割り当てられた特定の区間で前記ワークの輪郭形状を補間するとともに、補間後の前記ワークの輪郭形状に、前記加工サイクルとして外径加工または内径加工を割り当てるステップを含む、加工サイクルの割り当て方法。
5. ワークに加工サイクルを割り当てるためのコンピュータによって実行されるプログラムであって、
   前記プログラムは、前記コンピュータに、
   所定軸を中心に延びるワークの三次元モデルから、前記三次元モデルを前記所定軸を含む平面により切断した二次元モデルを生成するステップと、
   前記二次元モデルに表われる前記ワークの輪郭形状に基づいて、前記ワークに加工サイクルを割り当てるステップとを実行させ、
   前記ワークに加工サイクルを割り当てるステップは、前記加工サイクルとして前記ねじ加工が割り当てられた特定の区間で前記ワークの輪郭形状を補間するとともに、補間後の前記ワークの輪郭形状に、前記加工サイクルとして外径加工または内径加工を割り当てるステップを含む、プログラム。

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