JPWO2017069054A1 - 加工工程データ生成装置および加工工程データ生成方法 - Google Patents

Abstract

加工工程データ生成装置（１００）は、加工工程の構成単位である加工単位を定義するデータと当該データから定義される加工単位の加工順データとを含む加工手順データを複数記憶する加工手順データ群記憶部（１１）と、加工手順選択部（２）と、加工手順選択部（２）で選択された加工手順データに含まれる加工単位を定義するデータと製品素材データを基に、加工単位に対する加工形状を決定して加工単位データを生成し、生成した加工単位データから加工工程データを生成する加工工程生成部（４）とを有する。

Description

本発明は、製品素材データに基づいて素材から製品を得る除去加工の加工工程データを生成する加工工程データ生成装置および加工工程データ生成方法に関する。

特許文献１に示す従来技術は、製品素材データに基づいて、素材と製品の差の部分を除去加工するための加工工程データを生成する。また従来の加工工程データ生成装置には、製品の形状に関する特徴データに基づいて加工工程の設定と各加工工程毎の加工領域の設定を自動的に行えるようにしたものがある。また従来の加工工程データ生成装置には、加工領域の定まった加工工程毎に過去の加工工程データを引用できるようにしたものがある。

特開２００２−１８９５１０号公報

しかしながら従来技術では、製品と素材のデータから認識した形状に関する特徴データに基づいて、加工工程と加工領域が自動的に設定される。そのため、加工工程と加工領域の設定に関する作業者のノウハウを反映するためには、自動的に設定された加工工程の確認と必要箇所の修正を行うことが必要となる。従って従来技術は、この確認および修正の作業に手間がかかり、加工工程および加工領域の設定に関する作業者のノウハウを反映した加工工程を得るための効率のよい方法ではなかった。また、加工領域の定まった加工工程毎に、過去の加工工程データを引用できるようにして使用工具や加工条件などの加工工程の詳細情報の設定を効率化することは従来技術で可能であるが、従来技術では、作業者のノウハウを引き継いだ加工工程と加工領域の設定に関する効率化は行えていなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、加工工程と加工領域の設定に関する作業者のノウハウを反映させた加工工程データを効率よく生成することができる加工工程データ生成装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工工程データ生成装置は、 製品および素材のそれぞれの形状を示すデータである形状データを含む製品素材データに基づいて、素材から製品を得る除去加工の加工工程データを生成する加工工程データ生成装置において、加工工程の構成単位である加工単位を定義するデータとして、加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データを含み、加工単位を定義するデータと当該データから定義される加工単位の加工順データとを含む加工手順データを複数記憶する加工手順データ群記憶部と、加工手順データ群記憶部に記憶された複数の加工手順データの中から加工工程データの生成に適用する加工手順データを選択する加工手順選択部と、素材から除去すべき部分の形状を示すデータである除去形状データを記憶する除去形状データ記憶部と、形状データから除去形状データを生成して除去形状データ記憶部に記憶し、加工手順選択部で選択された加工手順データに含まれる加工単位を定義するデータを当該データから定義される加工単位の加工順データの順に取り出し、取り出した加工単位を定義するデータに含まれる、加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データと除去形状データ記憶部に記憶された除去形状データとから加工単位の加工形状データを生成し、生成した加工形状データと除去形状データ記憶部に記憶された除去形状データとを基に除去形状から加工形状を除いた形状のデータを生成し、生成したデータで除去形状データ記憶部のデータを更新し、取り出した加工単位を定義するデータと当該データを基に生成した加工形状データとから加工単位データを生成し、加工手順選択部で選択された加工手順データに含まれるすべての加工単位を定義するデータに対し生成した加工単位データを基に加工工程データを生成する加工工程生成部と、を有する。

本発明によれば、加工工程と加工領域の設定に関する作業者のノウハウを反映させた加工工程データを効率よく生成することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る加工工程データ生成装置の構成図 本発明の実施の形態に係る加工工程データ生成装置における動作の流れを示すフローチャート 旋盤加工機で加工される製品の形状を定義するデータを入力する際のデータ変換元のＣＡＤデータの例を示す図 ＣＡＤデータから変換された製品形状データの例を示す図 製品素材データ記憶部に記憶されている製品素材データの例を示す図 手順（ア）で生成された除去形状データの一例を示す図 加工手順データ群記憶部に記憶された加工手順データの例を示す図 複数の加工手順データで構成される加工手順リストの表示例を示す図 図７に示す加工手順データにおける１番目の加工単位定義データに対して抽出された加工形状のイメージ図 図９に示す加工形状が除去されて更新された除去形状のイメージ図 図７に示す加工手順データにおける２番目の加工単位定義データに対する加工形状の抽出処理のイメージ図 図２５の加工形状が除去されて更新された除去形状のイメージ図 図７に示す加工手順データにおける３番目の加工単位定義データに対して抽出された加工形状のイメージ図 図１３の加工形状が除去されて更新された除去形状のイメージ図 図７に示す加工手順データにおける４番目の加工単位定義データに対して抽出された加工形状のイメージ図 図１５の加工形状が除去されて更新された除去形状のイメージ図 図７の加工手順データを修正した結果の例を示す図 ステップ２１５における加工工程生成処理で加工手順データに追加された加工単位定義データに対して抽出された加工形状のイメージ図 図１８に示す加工形状が除去された除去形状のイメージ図 図１９に示す除去形状に対して抽出された加工形状のイメージ図 図２０に示す加工形状が除去された除去形状のイメージ図 図７に示す加工手順データの変形例を示す図 加工工程データ生成装置を実現するためのハードウェア構成例を示す図 加工手順データと加工工程データの構成および関係を示す図 図７に示す加工手順データにおける２番目の加工単位定義データに対する加工形状の抽出処理のイメージ図 図６に示す除去形状データに対して図７の加工手順データから生成された加工工程データのイメージ図

以下に、本発明の実施の形態にかかる加工工程データ生成装置および加工工程データ生成方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は本発明の実施の形態に係る加工工程データ生成装置の構成図である。製品素材データ入力部１は、製品形状、素材形状、および素材材質に関する情報を含む製品素材データとして外部入力する。製品素材データ入力部１は、外部入力した製品素材データを製品素材データ記憶部１０にデータを記憶する。

製品形状データおよび素材形状データは、製品および素材のそれぞれの輪郭形状を構成する形状要素の種類、座標および寸法を含む。また製品形状データおよび素材形状データは、図面を参考にして作業者がキーボード操作で入力した製品および素材の形状の種類、寸法および座標といったデータ、またはＣＡＤデータから変換された形状データである。

加工手順選択部２は、加工手順データ群記憶部１１に記憶されている加工手順データ群の中から加工工程データの生成に適用する加工手順データを選択し、選択した加工手順データを適用加工手順データ記憶部１２に記憶する。

また加工手順選択部２は、加工手順データ群記憶部１１に記憶された複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータと、複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータから計算される値との双方を、図示しない表示器に表示し、または前記データと前記値の少なくとも一方を表示器に表示する。また加工手順選択部２は、外部から指示された加工手順データを選択する。

加工手順修正部３は、適用加工手順データ記憶部１２に記憶された加工手順データを入力し、入力した加工手順データに対して、作業者の指示に従った修正を行い、修正したデータで適用加工手順データ記憶部１２のデータを更新する。

加工工程生成部４は、除去形状生成部５、加工形状抽出部６、および加工工程構成部７を備える。加工工程生成部４は、除去形状生成部５、加工形状抽出部６、および加工工程構成部７の実行順番を制御することで加工工程データの生成と記憶を実行する。

除去形状生成部５は、加工工程生成部４から出力される実行指示により、製品素材データ記憶部１０に記憶されている製品と素材の形状データを基に、製品形状と素材形状との差分を示す除去形状データを生成する。除去形状生成部５は、生成した除去形状データを除去形状データ記憶部１３に記憶する。

加工形状抽出部６は、加工工程生成部４から出力される実行指示により、適用加工手順データ記憶部１２に記憶された加工手順データに含まれる加工単位を定義するデータと、除去形状データ記憶部１３に記憶された除去形状データを基に加工形状データを生成する。加工単位を定義するデータを含む加工手順データについては後述する。

また、加工形状抽出部６は、除去形状データ記憶部１３に記憶された除去形状データと生成した加工形状データとを基に、除去形状から加工形状を除いた形状のデータを生成し、生成したデータで除去形状データ記憶部１３のデータを更新する。

加工工程構成部７は、加工工程生成部４から出力される実行指示により、適用加工手順データ記憶部１２に記憶された加工手順データに含まれる加工単位を定義するデータと、当該データに対して加工形状抽出部６で生成された加工形状データとを基に加工単位データを生成し、生成した加工単位データをまとめて加工工程データを生成する。加工工程構成部７は、生成した加工工程データを加工工程データ記憶部１５に記憶する。

加工手順登録部８は、作業者からの指示に応じて、適用加工手順データ記憶部１２に記憶された加工手順データを加工手順データ群記憶部１１に記憶する。

製品素材データ記憶部１０は、製品素材データ入力部１で入力された製品および素材のそれぞれの形状データと、素材の材質データとを記憶する。

加工手順データ群記憶部１１は、予め用意された加工手順データと、加工手順登録部８からの加工手順データとを記憶する。

適用加工手順データ記憶部１２は、加工手順選択部２で選択された加工手順データを記憶し、また、加工手順修正部３で修正された加工手順データを記憶する。

除去形状データ記憶部１３は、除去形状生成部５で生成された除去形状データを記憶する。また除去形状データ記憶部１３は、加工形状抽出部６で生成された加工形状の除去された除去形状データに更新される。

加工工程データ記憶部１５は、加工工程構成部７で生成された加工工程データを記憶する。

以上のように構成された加工工程データ生成装置１００は、図２に示すフローチャートに従って動作する。

図２は本発明の実施の形態に係る加工工程データ生成装置における動作の流れを示すフローチャートである。ステップ２００では、製品素材データ入力部１が製品素材データの入力を行うか否かの作業者の指示を確認し、入力を行う指示がある場合（Ｓ２００：Ｙ）、ステップ２０１の処理を実行し、入力を行う指示がない場合（Ｓ２００：Ｎ）、ステップ２１０の処理を実行する。

ステップ２０１では製品素材データ入力部１に製品素材データが外部入力され、製品素材データ入力部１は、製品素材データを製品素材データ記憶部１０に記憶する。

図３，４を用いて製品素材データの内容を詳しく説明する。

図３は旋盤加工機で加工される製品の形状を定義するデータを入力する際のデータ変換元のＣＡＤデータの例を示す図である。図４はＣＡＤデータから変換された製品形状データの例を示す図である。

図３に示す製品の形状は中心軸周りの対称形状となっている。旋削加工の加工領域は、旋削軸を含む平面上の断面形状で定義できる。従って製品素材データ入力部１は、旋削軸を含む平面上の断面形状のデータを、図４に示すようにＣＡＤデータから変換された製品形状データとして入力する。

図５は製品素材データ記憶部に記憶されている製品素材データの例を示す図である。図５に示す製品素材データは、図４に示す製品形状データに素材形状データを定義したものである。加工する素材から、素材を加工機に取り付けるための把持部分を除外した領域の形状が素材形状として定義される。素材形状は旋削軸を中心とする円筒形状である。

製品素材データ入力部１は、図２のステップ２０１の処理を実行した後、ステップ２００の処理を行う。

ステップ２１０において加工手順選択部２は、工程生成操作を行うか否かの作業者の指示を確認する。

加工手順選択部２は、工程生成操作を行う指示がある場合（Ｓ２１０：Ｙ）、ステップ２１１の処理を実行し、工程生成操作を行う指示がない場合（Ｓ２１０：Ｎ）、ステップ２３０の処理を実行する。

ここで、本実施の形態の加工手順データと生成する加工工程データとの関係について説明する。図２４は、加工手順データと加工工程データとのそれぞれの構造と関係を示した図である。加工手順データは、加工工程の構成単位である加工単位を定義する加工単位定義データが、当該データから定義される加工単位の加工順に並んだリストを含んでいる。加工単位定義データは、加工方法、使用工具に関するデータ、加工条件データおよび削り残し条件データを含んでいる。加工工程データは、加工単位データが加工順に並んだリストを含んでいる。加工単位データは、加工方法、使用工具に関するデータ、加工条件データおよび加工対象の領域形状を示す加工形状データを含んでいる。加工単位データに含まれる、加工方法、使用工具に関するデータ、加工条件データおよび加工対象の領域形状を示す加工形状データによって、１本の工具を連続的に使用して行う加工が定義される。

加工工程データは、加工手順データに対して生成され、加工工程データの加工単位データは、加工手順データの加工単位定義データに対して生成される。加工単位データの加工方法、使用工具に関するデータおよび加工条件データは、対応する加工単位定義データの加工方法、使用工具に関するデータおよび加工条件データから設定される。

加工単位データの加工形状データは、対応する加工単位定義データの加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データと除去形状データとから生成されたものが設定される。

上記のように、加工手順データは、生成する加工工程データの構造を規定して、加工単位データの基となるデータを含んだ加工工程データのテンプレートの役目を果たす。加工単位の加工形状データは、加工単位定義データの加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データと除去形状データとから生成される。これにより、様々な除去形状から使用工具での加工に適切となるように削り残すようにした加工形状データを得ることが可能になる。したがって、製品形状と素材形状の様々な組み合わせにおいて加工手順データを適用した加工工程データの生成が可能になる。

ステップ２１１において加工手順選択部２は、加工工程データの生成に適用するための加工手順データを加工手順データ群記憶部１１に記憶されたものの中から選択する。そして加工手順選択部２は、選択したデータを適用加工手順データ記憶部１２に格納する。

具体的に説明すると、ステップ２１１では、まず加工手順データ群記憶部１１に記憶された加工手順データの一覧の表示が行われる。

図７は加工手順データ群記憶部に記憶された加工手順データの例を示す図である。

図７に示す加工手順データ３００は、加工手順名データ、製品外径寸法データ、および素材材質名データを含む。

加工手順名データは、作業者指示により任意に付与された名前のデータである。製品外径寸法データは、この加工手順を適用して生成された加工工程において加工目的である製品の外径寸法のデータである。素材材質名データは、この加工手順を適用して生成された加工工程において加工対象である素材の材質の名前データである。

また加工手順データ３００は、加工単位定義データのリストを含み、加工単位データは、加工方法、使用工具、加工条件および削り残し条件の各データから構成される。

図７に示す加工手順データ３００には、一例として４種類の加工方法が含まれる。

１番目の加工単位定義データは、加工方法が「端面加工」であるとき使用される工具、加工条件および削り残し条件のデータを含む。

２番目の加工単位定義データは、加工方法が「外径旋削加工（Ｚ−）」であるとき使用される工具、加工条件および削り残し条件のデータを含む。ここで、加工方法中の「（Ｚ−）」の部分は、工具が素材を加工する際の加工方向がＺ−方向であることを示している。

３番目の加工単位定義データは、加工方法が「外径旋削加工（Ｚ＋）」であるとき使用される工具、加工条件および削り残し条件のデータを含む。ここで、加工方法中の「（Ｚ＋）」の部分は、工具が素材を加工する際の加工方向がＺ＋方向であることを示している。

４番目の加工単位定義データは、加工方法が「外径溝加工」であるとき使用される工具、加工条件および削り残し条件のデータを含む。

なお、加工手順データ３００は図２２に示すように入れ子構造にすることも可能である。図２２は図７に示す加工手順データの変形例を示す図である。図２２に示す加工手順データ３１０は、加工手順名が「軸物中実３」である加工手順データと、加工手順名が「タップ穴Ｍ８」の加工手順データとを含む。「軸物中実３」の加工手順データに含まれる３番目の加工単位定義データは、「タップ穴Ｍ８」の加工手順データを呼び出すデータとなっている。加工手順データ３１０を入れ子構造にすることにより、加工手順データの部品化と再利用が可能となり、加工ノウハウの応用を効率よく行うことができる。

図８は複数の加工手順データで構成される加工手順リストの表示例を示す図である。図８の加工手順リスト４００は、例えば加工手順選択部２により図示しない表示器に表示されるものである。

加工手順リスト４００の上段側には、製品素材データ記憶部１０に記憶されている製品の形状データから計算された製品外径寸法データと素材材質の名前とが、参考データとして表示されている。製品の形状データは、製品外径寸法、例えば製品形状を包含する円筒の直径と中心軸方向の長さで表される。

加工手順リスト４００の下段側には複数の加工手順データが一覧表示される。図示例では、加工手順データ群記憶部１１に記憶された加工手順データ毎に、加工手順データに含まれる加工手順名データ、素材材質名データ、および製品外径寸法データが１行ずつ表示されている。

加工手順名データでは、加工手順データを加工手順データ群記憶部１１に記憶する際に付け加えられた任意の加工手順名が表示される。

図８に示すような加工手順データの一覧上において、作業者は、今回の加工工程データ生成で利用する加工手順データに関連する行を選択する。このとき、加工手順選択部２では、選択された行に対応する加工手順データを複製したものを、適用加工手順データ記憶部１２に記憶する。

加工手順リスト４００では、このように加工手順データを加工手順データ群記憶部１１に記憶する際に付け加えられた任意の加工手順名が表示される。これにより、作業者は、一覧に表示された各加工手順データを、作業者の付けた作業者の理解しやすい名前で把握することができる。そのため作業者の選択操作が容易になる。

また、加工手順リスト４００では、今回の加工工程データ生成の対象となる製品および素材のデータが表示され、製品および素材のデータに対応するデータも加工手順データ毎に表示される。これにより、作業者は表示内容を比較しながら、選択対象を検討することができ、作業者の選択操作が容易になる。

さらに、加工手順リスト４００では、加工手順データに関連するデータを、今回の加工工程データ生成の対象となる製品外径寸法が近い順で表示することも可能である。これにより作業者が目的の加工手順データを一覧から探し出す手間を省くことも可能となる。

ステップ２１１の後、ステップ２１２において、適用加工手順データ記憶部１２に記憶された加工手順データの修正を行うか否かの作業者の指示を確認する。

加工手順データの修正を行う指示がある場合（Ｓ２１２：Ｙ）、ステップ２１３の処理を実行する。ステップ２１３の処理については後述する。

加工手順データの修正を行う指示がない場合（Ｓ２１２：Ｎ）、ステップ２１４の処理を実行する。

ステップ２１４では、適用加工手順データ記憶部１２に記憶された加工手順データと製品素材データ記憶部１０に記憶されたデータに基づいて、加工工程生成を実行するか否かの作業者の指示を確認する。加工工程生成を実行する指示がある場合（Ｓ２１４：Ｙ）、ステップ２１５を実行し、加工工程生成を実行する指示がない場合（Ｓ２１４：Ｎ）、ステップ２１６へ進む。

ステップ２１５では以下の（ア）から（エ）の手順で加工工程生成が実行される。

（ア）加工工程生成部４が除去形状生成部５に実行指示を出し、除去形状生成部５は実行指示に従い、製品素材データ記憶部１０に記憶された製品と素材の形状を示すデータである形状データを取出して、製品形状と素材形状との差の部分の除去形状のデータを生成し、生成したデータで除去形状データ記憶部１３のデータを初期化する。

（イ）加工工程生成部４が適用加工手順データ記憶部１２に記憶されている加工手順データを取出し、取出した加工手順データにおける各加工単位定義データについて、加工形状抽出部６と加工工程構成部７に実行指示を出す。

（ウ）加工形状抽出部６は、加工工程生成部４から出力される実行指示に従い、除去形状データ記憶部１３に記憶された除去形状データと加工手順データの加工単位定義データとに基づいて、加工単位の加工形状データを生成し、生成した加工形状データを加工工程構成部７に出力する。また加工形状抽出部６は、生成した加工形状データと除去形状データを基に、除去形状から加工形状を除去した形状のデータを生成し、生成したデータで除去形状データ記憶部１３のデータを更新する。

（エ）加工工程構成部７は、加工工程生成部４から出力される実行指示に従い、加工形状抽出部６からの加工形状データと、加工手順データの加工単位定義データとに基づいて、加工方法、使用工具、加工条件および加工形状の各データをまとめることで、加工単位データを生成し、生成した加工単位データをまとめて加工工程データを生成し、加工工程データ記憶部１５に当該データを記憶する。

図６は手順（ア）で生成された除去形状データの一例を示す図である。図６に示す除去形状データに対して、図７の加工手順データ３００が適用加工手順データ記憶部１２から得られた場合に、手順（ウ）で生成される加工形状データと除去形状データのイメージを図９、図１０、図２５、図１２、図１３、図１４、図１５、および図１６に示す。

図９は図７に示す加工手順データにおける１番目の加工単位定義データに対する加工形状の抽出イメージ図である。加工単位定義データの加工方法「端面加工」、使用工具「端面旋削１」、削り残し条件「削り残し最小」と除去形状データとから以下の手順で加工形状が抽出される。
・加工方法「端面加工」より、除去形状の製品形状に対応する部分のＺ軸座標の最も大きな点を含むＺ軸に垂直な平面に対してＺ＋側に存在する領域形状（図９のＲＥ）を抽出対象領域として抽出する。また、使用工具「端面旋削１」の方向を図９に示す方向に設定する。
・削り残し条件「削り残し最小」より、抽出対象領域において方向が設定された使用工具「端面旋削１」で削り残しが最小となる領域形状を加工形状として抽出する（図９の加工形状１）。

図１０は図９に示す加工形状が除去されて更新された除去形状のイメージ図である。

図１１および図２５は図７に示す加工手順データにおける２番目の加工単位定義データに対する加工形状の抽出処理のイメージ図である。加工単位定義データの加工方法「外径旋削加工（Ｚ−）」、使用工具「外径旋削１」、削り残し条件「窪み部幅ｗ以上：削り残し最小、窪み部幅ｗ未満：削り残し全部」と除去形状データとから以下の手順で加工形状が抽出される。
・加工方法「外径旋削加工（Ｚ−）」より、除去形状の製品形状に対応する部分よりもＸ＋側の領域形状において、当該領域形状のＸ−方向に窪んだ部分を窪み部（図１１のＲ１、Ｒ２、Ｒ３）として抽出し、当該領域形状の窪み部以外の領域形状（図１１のＲ０）を加工形状の一部として抽出する。また、各窪み部の幅としてＺ方向の長さ（図１１のｗ１、ｗ２、ｗ３）を計算する。さらに、加工方向がＺ−方向であることから使用工具「外径旋削１」の方向を図１１に示す方向に設定する。
・削り残し条件「窪み部幅ｗ以上：削り残し最小、窪み部幅ｗ未満：削り残し全部」より、幅がｗ以上の窪み部（図１１のＲ１、Ｒ２）では方向が設定された使用工具「外径旋削１」で削り残しが最小となる領域形状を加工形状の一部として抽出し、幅がｗ未満の窪み部（図１１のＲ３）では全て削り残すようにする。
・加工形状の一部として抽出した領域形状の和の形状を加工形状として抽出する（図２５の加工形状２）。
削り残し条件に含まれるｗの値については、加工手順定義データの削り残し条件データ毎に保有したり、加工手順データに含まれる複数の削り残し条件データで共有するようにしてもよい。

図１２は図２５の加工形状が除去されて更新された除去形状のイメージ図である。

図１３は図７に示す加工手順データにおける３番目の加工単位定義データに対する加工形状の抽出処理のイメージ図である。加工単位定義データの加工方法「外径旋削加工（Ｚ＋）」、使用工具「外径旋削１」、削り残し条件「窪み部幅ｗ以上：削り残し最小、窪み部幅ｗ未満：削り残し全部」と除去形状データとから以下の手順で加工形状が抽出される。
・加工方法「外径旋削加工（Ｚ＋）」より、除去形状の製品形状に対応する部分よりもＸ＋側の領域形状において、当該領域形状のＸ−方向に窪んだ部分を窪み部（図１３のＲ５）として抽出し、当該領域形状の窪み部以外の領域形状（図１３のＲ４）を加工形状の一部として抽出する。また、窪み部の幅としてＺ方向の長さ（図１３のｗ５）を計算する。さらに、加工方向がＺ＋方向であることから使用工具「外径旋削１」の方向を図１３に示す方向に設定する。
・削り残し条件「窪み部幅ｗ以上：削り残し最小、窪み部幅ｗ未満：削り残し全部」より、幅がｗ以上の窪み部（図１３では該当領域形状なし）では方向が設定された使用工具「外径旋削１」で削り残しが最小となる領域形状を加工形状の一部として抽出し、幅がｗ未満の窪み部（図１３のＲ５）では全て削り残すようにする。
・加工形状の一部として抽出した領域形状の和の形状を加工形状として抽出する（図１３の加工形状３）。

図１４は図１３の加工形状が除去されて更新された除去形状のイメージ図である。

図１５は図７に示す加工手順データにおける４番目の加工単位定義データに対する加工形状の抽出イメージ図である。加工単位定義データの加工方法「外径溝加工」、使用工具「外径溝１」、削り残し条件「削り残し最小」と除去形状データとから以下の手順で加工形状が抽出される。
・加工方法「外径溝加工」より、除去形状の製品形状に対応する部分よりもＸ＋側の領域形状（図１５のＲ６）を抽出対象領域として抽出する。また、使用工具「外径溝１」の方向を図１５に示す方向に設定する。
・削り残し条件「削り残し最小」より、抽出対象領域において方向が設定された使用工具「外径溝１」で削り残しが最小となる領域形状を加工形状として抽出する（図１５の加工形状４）。

図１６は図１５の加工形状が除去されて更新された除去形状のイメージ図である。４番目の加工単位定義データに対する加工単位で除去形状の全てが除去された状態となる。図２６に手順（エ）において、図６に示す除去形状データに対して図７の加工手順データと手順（ウ）で抽出された加工形状のデータとから生成された加工工程データを示す。生成された加工工程データは、加工順に並んだ加工単位データのリストを含み、リスト中の加工単位データは、基となった加工手順データの加工単位定義データの中で加工形状が存在したものについて生成されたものである。加工単位データ中の加工方法、使用工具および加工条件データには、対応する加工単位定義データ中の加工方法、使用工具および加工条件データと同じデータが格納されており、加工単位データの加工形状には、対応する加工単位定義データと除去形状データとから生成されたものが格納される。

ステップ２１５の処理の後は、ステップ２１２の処理に戻る。

ここでステップ２１３における処理を説明する。

ステップ２１３において加工手順修正部３は、適用加工手順データ記憶部１２に記憶された加工手順データを取得し、取得した加工手順データにおける加工単位定義データの修正、追加および削除といった修正を作業者の指示により行う。加工手順修正部３は、修正されたデータで適用加工手順データ記憶部１２のデータを更新する。

修正作業の際、加工手順データ群記憶部１１および適用加工手順データ記憶部１２に記憶されている加工手順データ中の加工単位定義データを検索および引用することにより、修正作業の効率化が可能となる。

図１７は図７の加工手順データを修正した結果の例を示す図である。図１７の加工手順データ３２０は図７の加工手順データ３００に対し、２番目の加工単位定義データを追加したものである。

この追加した加工単位定義データでは、より短時間で外径旋削加工が可能な使用工具と加工条件を用いるものとなっている。ところが、使用工具の形状から加工可能な形状の範囲は修正前のものよりも限られたものとなる。そこで、加工手順データ３２０は、修正前の外径旋削加工の加工単位定義データも残したまま、その前の加工でより短時間で大まかな外径旋削加工を行う手順としている。

図１８は加工手順データ３２０の２番目の加工単位定義データに対してステップ２１５における加工工程生成処理で抽出された加工形状のイメージ図である。この加工形状の抽出では、加工単位定義データの加工方法「外径旋削加工（Ｚ−）」、使用工具「外径旋削２」、削り残し条件「削り残し窪み部：削り残し全部」と除去形状データとから以下の手順で加工形状が抽出される。
・加工方法「外径旋削加工（Ｚ−）」より、除去形状の製品形状に対応する部分よりもＸ＋側の領域形状において、当該領域形状のＸ−方向に窪んだ部分を窪み部（図１１のＲ１、Ｒ２、Ｒ３）として抽出し、当該領域形状の窪み部以外の領域形状（図１１のＲ０）を加工形状の一部として抽出する。また、各窪み部の幅としてＺ方向の長さ（図１１のｗ１、ｗ２、ｗ３）を計算する。さらに、加工方向がＺ−方向であることから使用工具「外径旋削２」の方向を図１８に示す方向に設定する。
・削り残し条件「削り残し窪み部：削り残し全部」より、使用工具「外径旋削２」で削り残しを生じない窪み部（図１１のＲ１）を加工形状の一部として抽出し、削り残しを生じる窪み部とそれにＸ−方向に連続する窪み部（図１１のＲ２、Ｒ３）では全て削り残すようにする。
・加工形状の一部として抽出した領域形状の和の形状を加工形状として抽出する（図１８の加工形状５）。

図１９は図１８に示す加工形状が除去された除去形状のイメージ図である。図２０は加工手順データ３２０の３番目の加工単位定義データに対して抽出された加工形状のイメージ図である。図２１は図２０に示す加工形状が除去された除去形状のイメージ図である。

加工手順データ３２０の４番目以降の加工単位定義データに対して抽出される加工形状は、修正前の加工手順データ３００の３番目以降の加工単位定義データに対してのものと同様となる。

ステップ２１３の実行後は、ステップ２１２の処理に戻る。

ステップ２１６では、工程生成操作を終了する作業者の指示があるか否かを確認し、工程生成操作を終了する指示がある場合（Ｓ２１６：Ｙ）、ステップ２００の処理に戻り、工程生成操作を終了する指示がない場合（Ｓ２１６：Ｎ）、ステップ２１２の処理に戻る。

ステップ２３０では、加工手順の登録を行う作業者の指示があるか否かを確認し、加工手順の登録を行う指示がある場合（Ｓ２３０：Ｙ）、ステップ２３１の処理を実行し、加工手順の登録を行う指示がない（Ｓ２３０：Ｎ）、ステップ２４０の処理を実行する。

ステップ２３１では、適用加工手順データ記憶部１２に記憶された加工手順データと、製品素材データ記憶部１０に記憶されている製品と素材のデータと、記憶する際に作業者により入力された加工手順名データとを基に、加工手順データの製品と素材のデータおよび加工手順名データの部分を更新し、加工手順データ群記憶部１１に更新した加工手順データを記憶する。

ステップ２４０では加工工程データ生成装置１００の操作を終了する作業者の指示があるか否かを確認しており、操作を終了する作業者の指示がある場合（Ｓ２４０：Ｙ）、加工工程データ生成装置１００の動作を終了し、操作を終了する作業者の指示がない場合（Ｓ２４０：Ｎ）、ステップ２００へ戻って処理を続行する。

加工工程データ生成装置１００を実現するためのハードウェア構成について説明する。図２３は加工工程データ生成装置１００を実現するためのハードウェア構成例を示す図である。加工工程データ生成装置１００は、プロセッサ５１とメモリ５２とにより実現することが可能である。プロセッサ５１およびメモリ５２はバス５０に接続され、バス５０を介してデータ、情報の受け渡しが相互に行われる。メモリ５２には、加工工程データ生成装置１００としての機能の処理手順が記述されたプログラムが記録されている。プログラムの動作時にはプロセッサ５１がメモリ５２に記憶されたプログラムに従って動作する。

また加工工程生成部４は、製品および素材の形状データから除去すべき部分の形状データである除去形状データを生成する除去形状生成部５と、加工手順データに含まれる複数の部分的な加工に関連するデータに対応する加工形状データを生成し、当該加工形状データと前記除去形状データとを基に、除去形状から加工形状を除いた形状のデータを生成し、当該データで除去形状データを更新する加工形状抽出部６と、加工形状抽出部６で生成された加工形状データと当該加工形状データに対応する加工手順データの部分的な加工に関するデータから、加工工程のデータを生成する加工工程生成部４と、を有する。この構成により、加工手順データに従いながら除去形状を除去するのに必要な分の加工工程データが生成可能となる。

以上説明したように、本実施の形態の加工工程データ生成装置１００は、加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データを含む加工単位を定義するデータと当該データから定義される加工単位の加工順データとを含む加工手順データを複数記憶する加工手順データ群記憶部１１と、加工手順データ群記憶部１１に記憶された複数の加工手順データの中から加工工程データの生成に適用する加工手順データを選択する加工手順選択部２と、製品素材データを基に製品形状と素材形状との差の除去形状データを生成して除去形状データ記憶部１３に記憶し、加工手順選択部２で選択された加工手順データに含まれる加工単位定義データ毎に、当該データに含まれる加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データと除去形状データ記憶部１３に記憶された除去形状データとから加工単位の加工形状を抽出し、抽出した加工形状データと除去形状データとから除去形状から加工形状を除去した形状のデータを生成して除去形状データ記憶部１３の除去形状データを更新し、抽出した加工形状データと対応する加工単位定義データとから加工単位データを生成し、生成した加工単位データから加工工程データを生成する加工工程生成部４と、加工手順選択部２で選択された加工手順データを加工手順データ群記憶部１１に記憶する加工手順登録部８とを有する。加工工程データ生成装置１００によれば、加工単位の加工形状データを加工単位定義データに含まれる加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データと除去形状データとから抽出することで、様々な状態の除去形状から使用工具で適切な加工が行える加工形状のデータが得られ、これを基に加工工程データが生成される。これにより、加工手順データに作業者のノウハウを反映させておくことで、加工ノウハウを基に調整された加工手順データを基に様々な製品形状と素材形状との組み合わせに対する加工の加工工程データを生成することが可能となるため、加工ノウハウを反映した加工工程データを手間なく得ることが可能になる。

また加工工程データ生成装置１００は、加工手順選択部２で選択された加工手順データを記憶する適用加工手順データ記憶部１２と、適用加工手順データ記憶部１２に記憶された加工手順データに修正を加え、修正した加工手順データで適用加工手順データ記憶部１２のデータを更新する加工手順修正部３とを備える。この構成により、様々な状況に応じてより適切な加工を行える加工工程データを得るための加工手順データの修正が可能となる。また修正した加工手順データを記憶しておき再利用できるため、類似製品加工の加工工程データ生成において少ない修正作業で対応でき、生産効率を高めることができる。また加工手順から別の加工手順を呼び出せるため、既存の加工手順から効率よく新たな加工手順を構成できる。

また加工手順選択部２は、加工手順データ群記憶部１１に記憶された複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータと、複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータから計算される値との双方を表示器に表示し、またはデータと値の一方を表示器に表示し、外部から指示された加工手順データを選択するように構成される。これにより、加工手順データの選択の際に、加工手順データに関連するデータや計算値が表示されるので、選択作業が支援される。

また加工手順データは、任意の名前データを含み、加工手順登録部８は、外部入力で与えられた名前データを加工手順データに含めて、加工手順データ群記憶部１１に記憶する。この構成により、加工手順データに含められた名前データを活用して、加工手順の選択作業の効率を向上させることができる。

また加工手順データは、製品素材データを含み、加工手順選択部２は、加工工程データ生成対象の製品素材データと加工手順データに含まれる製品素材データとの対応するデータ、または当該データから計算される対応する値を表示器に表示する。この構成により、製品形状に対して有効な加工手順データの選択を支援することができる。

また加工手順データは、製品素材データを含み、加工手順選択部２は、加工手順データ群記憶部１１に記憶された複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータと、複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータから計算される値との双方を表示器に表示し、または前記データと前記値の一方を表示器に表示する際、加工工程データ生成対象の製品および素材データと加工手順データに含まれる製品素材データとに基づいて、表示の順番を決定する。この構成により、製品形状に対して有効な加工手順データの選択を支援することができる。

また加工手順データは、製品形状を包含する円筒形状の中心軸方向の長さと径方向の長さのデータを、製品に関するデータとして有する。これにより、軸物の製品形状において加工手順データの選択を容易に行うことができる。

また本実施の形態に係る加工工程データ生成方法は、加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データを含む加工単位を定義するデータと当該データから定義される加工単位の加工順データとを含む加工手順データを複数記憶する記憶ステップと、記憶ステップで記憶された複数の加工手順データの中から加工工程データの生成に適用する加工手順データを選択する選択ステップと、製品素材データを基に製品形状と素材形状との差の除去形状データを生成して記憶し、選択ステップで選択された加工手順データに含まれる加工単位定義データ毎に、当該データに含まれる加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データと記憶された除去形状データとから加工単位の加工形状データを抽出し、抽出した加工形状データと記憶された除去形状データとから除去形状から加工形状を除去した形状のデータを生成して、記憶された除去形状データを更新し、抽出した加工形状データと対応する加工単位定義データとから加工単位データを生成し、生成した加工単位データから加工工程データを生成する生成ステップと、選択ステップで選択された加工手順データを選択元の加工手順データとして記憶するステップと、を含む。本実施の形態に係る加工工程データ生成方法によれば、加工工程データを生成するにあたって、加工ノウハウを基に調整された加工手順データを予め記憶しておき、選択した加工手順データに従って加工工程データが生成される。そのため、加工ノウハウの反映された加工工程データが手間無く得られる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 製品素材データ入力部、２ 加工手順選択部、３ 加工手順修正部、４ 加工工程生成部、５ 除去形状生成部、６ 加工形状抽出部、７ 加工工程構成部、８ 加工手順登録部、１０ 製品素材データ記憶部、１１ 加工手順データ群記憶部、１２ 適用加工手順データ記憶部、１３ 除去形状データ記憶部、１５ 加工工程データ記憶部、５０ バス、５１ プロセッサ、５２ メモリ、１００ 加工工程データ生成装置、３００，３１０，３２０ 加工手順データ、４００ 加工手順リスト。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工工程データ生成装置は、製品および素材のそれぞれの形状を示すデータである形状データを含む製品素材データに基づいて、素材から製品を得る除去加工の加工工程データを生成する加工工程データ生成装置において、加工工程の構成単位である加工単位を定義するデータとして、加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データを含み、加工単位を定義するデータと当該データから定義される加工単位の加工順データとを含む加工手順データを複数記憶する加工手順データ群記憶部と、加工手順データ群記憶部に記憶された複数の加工手順データの中から加工工程データを生成する際に適用する加工手順データを選択する加工手順選択部と、素材から除去すべき部分の形状を示すデータである除去形状データを記憶する除去形状データ記憶部と、加工手順選択部で選択された加工手順データに含まれる加工単位を定義するデータを当該データから定義される加工単位の加工順データの順に取り出し、取り出した加工単位を定義するデータに含まれる、加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データと除去形状データとから加工単位の加工形状データを生成し、取り出した加工単位を定義するデータと当該データを基に生成した加工形状データとから加工単位データを生成し、生成した加工単位データを基に加工工程データを生成する加工工程生成部と、を有する。

また加工手順データは、製品素材データを含み、加工手順選択部２は、加工手順データ群記憶部１１に記憶された複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータと、複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータから計算される値との双方を表示器に表示し、または前記データと前記値の一方を表示器に表示する際、加工工程データ生成対象の製品素材データと加工手順データに含まれる製品素材データとに基づいて、表示の順番を決定する。この構成により、製品形状に対して有効な加工手順データの選択を支援することができる。

Claims (9)

1. 製品および素材のそれぞれの形状を示すデータである形状データを含む製品素材データに基づいて、素材から製品を得る除去加工の加工工程データを生成する加工工程データ生成装置において、
   加工工程の構成単位である加工単位を定義するデータとして、加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データを含み、前記加工単位を定義するデータと当該データから定義される加工単位の加工順データとを含む加工手順データを複数記憶する加工手順データ群記憶部と、
   前記加工手順データ群記憶部に記憶された複数の加工手順データの中から前記加工工程データの生成に適用する前記加工手順データを選択する加工手順選択部と、
   前記素材から除去すべき部分の形状を示すデータである除去形状データを記憶する除去形状データ記憶部と、
   前記形状データから前記除去形状データを生成して前記除去形状データ記憶部に記憶し、
   前記加工手順選択部で選択された加工手順データに含まれる加工単位を定義するデータを当該データから定義される加工単位の加工順データの順に取り出し、取り出した前記加工単位を定義するデータに含まれる、加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データと前記除去形状データ記憶部に記憶された前記除去形状データとから加工単位の加工形状データを生成し、
   生成した前記加工形状データと前記除去形状データ記憶部に記憶された前記除去形状データとを基に除去形状から加工形状を除いた形状のデータを生成し、生成したデータで前記除去形状データ記憶部のデータを更新し、
   取り出した前記加工単位を定義するデータと当該データを基に生成した前記加工形状データとから加工単位データを生成し、
   前記加工手順選択部で選択された加工手順データに含まれるすべての加工単位を定義するデータに対し生成した加工単位データを基に加工工程データを生成する加工工程生成部と、
   を有することを特徴とする加工工程データ生成装置。
2. 前記加工手順選択部で選択された前記加工手順データを記憶する適用加工手順データ記憶部と、
   前記適用加工手順データ記憶部に記憶された前記加工手順データに修正を加え、修正した加工手順データで前記適用加工手順データ記憶部のデータを更新する加工手順修正部と、
   を備え、
   前記加工工程生成部は、前記適用加工手順データ記憶部に記憶された加工手順データを基に前記加工工程データを生成することを特徴とする請求項１に記載の加工工程データ生成装置。
3. 前記適用加工手順データ記憶部に記憶された前記加工手順データを前記加工手順データ群記憶部に記憶する加工手順登録部、
   を有することを特徴とする請求項２に記載の加工工程データ生成装置。
4. 前記加工手順データは、任意の名前データを含み、
   前記加工手順登録部は、外部入力で与えられた名前データを加工手順データに含めて、前記加工手順データ群記憶部に記憶することを特徴とする請求項３に記載の加工工程データ生成装置。
5. 前記加工手順選択部は、
   前記加工手順データ群記憶部に記憶された複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータと、前記複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータから計算される値との双方を表示し、または前記データと前記値の一方を表示し、
   外部から指示された前記加工手順データを選択することを特徴とする請求項１に記載の加工工程データ生成装置。
6. 前記加工手順データは、製品素材データを含み、
   前記加工手順選択部は、加工工程データ生成対象の製品素材データと加工手順データに含まれる製品素材データとの対応するデータ、または当該データから計算される対応する値を表示することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の加工工程データ生成装置。
7. 前記加工手順データは、製品素材データを含み、
   前記加工手順選択部は、
   前記加工手順データ群記憶部に記憶された複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータと、前記複数の加工手順データのそれぞれに含まれるデータから計算される値との双方を表示し、または前記データと前記値の一方を表示する際、加工工程データ生成対象の製品および素材データと加工手順データに含まれる製品素材データとに基づいて、表示の順番を決定することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の加工工程データ生成装置。
8. 前記加工手順データは、製品形状を包含する円筒形状の中心軸方向の長さと径方向の長さのデータを、製品に関するデータとして有することを特徴とする請求項４から請求項７の何れか一項に記載の加工工程データ生成装置。
9. 製品および素材のそれぞれの形状を示すデータである形状データを含む製品素材データに基づいて、素材から製品を得る除去加工の加工工程データを生成する加工工程データ生成方法において、
   加工工程の構成単位である加工単位を定義するデータとして、加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データを含み、前記加工単位を定義するデータと当該データから定義される加工単位の加工順データとを含む加工手順データを複数記憶する記憶ステップと、
   前記記憶ステップで記憶された複数の加工手順データの中から前記加工工程データの生成に適用する加工手順データを選択する選択ステップと、
   前記素材から除去すべき部分の形状データである除去形状データを前記形状データから生成して記憶し、前記選択ステップで選択された前記加工手順データに含まれる加工単位を定義するデータを当該データから定義される加工単位の加工順データの順に取り出し、取り出した前記加工単位を定義するデータに含まれる、加工方法、使用工具に関するデータおよび削り残し条件データと、記憶された前記除去形状データとから加工単位の加工形状データを生成し、生成した加工形状データと記憶された前記除去形状データを基に除去形状から加工形状を除いた形状のデータを生成し、当該データで記憶された除去形状データを更新し、取り出した前記加工単位を定義するデータと当該データを基に生成した前記加工形状データとから加工単位データを生成し、前記選択ステップで選択された加工手順データに含まれる全ての加工単位を定義するデータに対し生成された加工単位データを基に前記加工工程データを生成する生成ステップと、
   を含むことを特徴とする加工工程データ生成方法。

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