WO2005002792A1

WO2005002792A1 - 自動プログラミング方法および装置

Info

Publication number: WO2005002792A1
Application number: PCT/JP2004/009591
Authority: WO
Inventors: Takashi Kamiya; Hiroshi Katano; Kenji Iriguchi; Susumu Matsubara
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2005-01-13
Also published as: KR100645129B1; EP1643330B1; CN100533318C; RU2311672C2; KR20060065625A; US7620473B2; JPWO2005002792A1; RU2006103238A; RU2331911C2; US20060247804A1; EP1643328A4; EP1643331A1; DE602004026057D1; CN100412738C; TW200506564A; EP1643328A1; TWI251135B; US7248941B2; KR20070038176A; EP1642675A4

Abstract

加工領域を、素材モデルの一方の端部を把持して加工を行う第１工程領域と、素材モデルの他方の端部を把持して加工を行う第２工程領域とに分割し、この分割に基づいてＮＣ装置を制御するプログラムを生成する自動プログラミング方法であって、加工領域の体積を均等分割する旋削軸方向の位置を第１工程領域と第２工程領域との境界を示す工程分割位置として演算するようにして、工程分割の自動処理を実現する。

Description

明細書自動プロダラミング方法および装置技術分野

' この発明は、素材、製品形状、素材形状等の CADデータを用いて NCプログラムを生成するための NC作成用プログラムを作成する自動プロダラミング方法および装置に関し、特に素材モデルの一方の端部を把持して加工を行う第 1工程と、素材モデルの他方の端部を把持して加工を行う第 2工程とに加工工程を自動分割する工程分割機能を備えた自動プロダラミング方法および装置に関するものである。背景技術

NC装置（数値制御装置）を搭載した工作機械においては、 NCプログラムを実行することによりワークを所望の製品形状に加工するが、この NC加工プログラムを作成するための NC作成用プログラムを作成するために、最近は、自動プログラミング装置（以下自動プロと略す）と呼ばれるマイクロコンピュータを利用した自動プログラミング技術が採用されることが多い。

初期の自動プロは、 CADデータとはつながっておらず、加工形状を図面などで見ながら改めてプログラミングする必要があつたが、昨今は、 CADデータを用いて N C加工プロダラムを作成する自動プロに関する技術がいくつか提案されている。

例えば、特許文献 1 (特開 2002-189510号公報）においては、 CA Dデータから加工製品の特徴データを抽出して加工工程及び各加工工程毎に加工領域を設定し、素材データ及び各加工工程毎の加工モデルを生成し、生成された加工工程データ及び加工モデルデータを記憶し、加工工程データ，素材データ，加工モデルデータ，工具データ，切削条件データを基にツールパスデータを生成し、各工程終了後の仮想ワーク形状データを生成するとともに、生成された工程データ，素材データ，ツールパスデータ及ぴ仮想ワーク形状データを基に加工作業情報を生成するようにしている。

また、特許文献 2 (特開 2 0 0 2 - 2 6 8 7 1 8号公報）においては、部品の

3次元 C ADデータに基づいて被加工物を加工するための加工パスを作成する際に、 3次元 C ADデータが示す形状における全ての加工部位についての加工情報を抽出し、抽出された加工情報を編集して加工工程を決定し、決定された加工ェ程に基づいて加工パスを作成するようにしている。

ところで、自動プロでは、素材モデルと製品モデルとの差分である加工領域を、素材モデルの一方の端部を把持して加工を行う第 1工程と、素材モデルの他方の端部を把持して加工を行う第 2工程とに工程分割する必要がある。

特許文献 3 (特開平 2— 6 2 6 0 3号公報）においては、 1主軸台および第 2 主軸台を有する 2スピンドル工作機械を制御する数値制御装置において、表示部に加工形状を表示させた状態で、オペレータが第 1工程と第 2工程との仮分割位置を入力部を介して指示することで、ワークの外径側及び内径側に仮分割位置を指示することが開示されている。

し力し、この従来の工程分割処理は、オペレータにより工程分割位置を手動設定するものに過ぎないので、オペレータの手間がかかり、効率のよいプログラム作成を行うことができない。

この発明は上記に鑑みてなされたもので、工程分割を自動的に行うことを可能とし、効率の良いプログラミング作業をなし得る自動プログラミング方法および装置を得ることを目的とする。発明の開示

この発明においては、加工領域を、素材モデルの一方の端部を把持して加工を行う第 1工程領域と、素材モデルの他方の端部を把持して加工を行う第 2工程領域とに分割し、この分割に基づいて N C装置を制御するプログラムを生成する自動プログラミング方法において、加工領域の体積を計算する第 1ステップと、前記計算した加工領域の体積を均等分割する旋削軸方向の位置を第 1工程領域と第 2工程領域との境界を示す工程分割位置として演算し、該演算した工程分割位置力ら前記素材モデルの一方の端部までの領域を前記第 1工程領域として判定し、前記工程分割位置から前記素材モデルの他方の端部までの領域を前記第 2工程領域として判定する第 2ステップとを備えることを特徴とする。

この発明によれば、加工領域の体積を均等分割する旋削軸方向の位置を第 1ェ程領域と第 2工程領域との境界を示す工程分割位置として演算するようにしているので、工程分割を自動的に行うことを可能とし、効率の良いプログラミング作業をなし得るようになる。また、計算のアルゴリズムも単純であるので、ォペレ一タに計算のための各種パラメータを入力させることもなく、効率の良いプログラミングを実現することができる。図面の簡単な説明

第 1図は、自動プログラミング装置の構成を示すプロック図であり、第 2図は、自動プログラミング装置が内蔵される N C装置を示すブロック図であり、第 3図は、実施の形態 1の自動プロダラミング装置の動作手順を示すフローチヤ一トであり、第 4図は、メニュー選択主画面を一例を示す図であり、第 5図は、メ-ュ一選択主画面の拡張メニューの一例を示す図であり、第 6図は、製品形状読み込み画面の一例を示す図であり、第 7図は、素材形状設定画面の一例を示す図であり、第 8図は、素材形状データベースの記憶データの一例を示す図であり、第 9 図は、端面旋削加工と端面取り代設定値との関係を示す図であり、第 1 0図は、丸棒素材モデルの自動選択処理手順を示すフローチャートであり、第 1 1図は、第 1 0図の自動選択処理手順の説明図であり、第 1 2図は、六角棒素材モデルの自動選択処理手順を示すフローチャートであり、第 1 3図は、第 1 2図の自動選択処理手順の説明図であり、第 1 4図は、素材モデルの他の選択処理手順を説明するための素材形状設定画面の一例を示す図であり、第 1 5図は、素材モデルの他の自動選択処理手順を示すフローチャートであり、第 1 6図は、素材形状生成用ダイァ口グの他の例を示す図であり、第 1 7図は、素材材質入力欄の表示態様 'を示す図であり、第 1 8図は、データ入力欄と素材データベースのリストボックス間のフォーカス移動を示す図であり、第 1 9図は、部分素材設定処理モードの動作手順を示すフローチャートであり、第 2 0図は、部分素材設定画面の一例を示す図であり、第 2 1図は、部分素材設定処理の説明図であり、第 2 2図は、部分素材設定処理の説明図であり、第 2 3図は、部分素材設定処理前の製品モデルの一例を示す図であり、第 2 4図は、第 2 3図の一部拡大図であり、第 2 5図は、第 2 4図の製品モデルの部分素材設定処理後のモデルを示す図であり、第 2 6図は、取付け具設定メニューの一例を示す図であり、第 2 7図は、取付け具（治具 ) 設定処理の動作手順を示すフローチャートであり、第 2 8図は、素材端面形状の種類と爪パターン選択テーブルの一例を示す図であり、第 2 9図は、取付け具設定ウィンドウの一例を示す図であり、第 3 0図は、把握径計算の手順を示すフローチャートであり、第 _{3 1}図は、把握径計算の概念の説明図であり、第 3 2図は、製品モデルと素材モデルの自動位置合わせ処理を示すフローチヤ一トであり、第 3 3図は、製品モデルと素材モデルの自動位置合わせ処理を行う位置合わせ画面の表示内容を示す図であり、第 3 4図は、旋削面および旋削面の径の説明図であり、第 3 5図は、 Z反転処理を示す図であり、第 3 6図は、形状移動メニューを示す図であり、第 3 7図は、形状移動ダイアログを示す図であり、第 3 8図は、工程分割処理を示すフローチャートであり、第 3 9図は、特徴点が表示された画面例を示す図であり、第 4 0図は、工程分割箇所が指定されたモデルの 1 / 2断面を示す図であり、第 4 1図は、工程分割の自動処理の他の例を示すフローチヤートであり、第 4 2図は、第 4 1図に示す工程分割の自動処¾の概念を説明するための図であり、第 4 3図は、第 2工程の取付け具設定処理を説明するための図であり、第 4 4図は、通し穴と 2つ穴との自動判別処理を説明するための図であり、第 4 5図は、旋削加工の工程展開の一例を内径部について示した図であり、第 4 6図は、チャックの爪の間の領域の点加工を説明するための図であり、第 4 7図は、工具選定処理を示すフローチャートであり、第 4 8図は、展開不可形状に対する編集処理を説明するための図であり、第 4 9図は、プログラム編集画面を示す図であり、第 5 0図は、加工ユニットの 3次元表示部での強調処理を示すフローチャートであり、第 5 1図は、 3次元表示部で選択した形状を形状シーケンスとしてエディタ部のカーソル位置に揷入する処理を説明する図であり、第 5 2図は、形状シーケンス挿入処理を示すフローチャートであり、第 5 3図は、ェデイタ部に形状シーケンスが揷入された状態を示す図であり、第 5 4図は、プログラム編集画面を示す図であり、第 5 5図はュニット挿入処理を示すフローチヤートであり、第 5 6図は、実施の形態 2の自動プログラミング装置の構成を示すブロック図であり、第 5 7図は、実施の形態 2の自動プログラミング装置の動作手を示すフローチャートである。発明を実施するための最良の形態

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる自動プロダラミング方法および装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

実施の形態 1 .

第 1図は、この発明の実施の形態 1である自動プロダラミング装置の構成を示すブロック図である。この自動プログラミング装置（以下自動プロと略す） 1 0 0は、製品形状およぴ素材形状に関するデータを C A Dデータから直接取込み、取込んだ製品形状データおよび素材形状データなどの各種データを用いてォペレータとの対話方式によって、素材（ワーク）から製品を機械加工するための N C プログラムを作成するための N C作成用プログラムを作成するためのソフトウェァを基本構成要素としており、この自動プロはマイクロコンピュータなどのコンピュータに搭載される。 N C作成用プログラムは、 N Cプログラムより高級な所定の言語で記述されている。

この自動プロ 1 0 0は、メイン主軸およびサブ主軸の 2つの主軸を有する 2主軸工作機械とメィン主軸しか有さない 1主軸工作機械とのどちらの工作機械にも逾用することができる。ただし、実施の形態 1においては、メイン主軸およびサブ主軸の 2つの主軸を有する 2主軸工作機械に適用される自動プロに関して説明する。 2主軸工作機械および 1主軸工作機械のどちらの工作機械にも適用可能な自¾プロについては実施の形態 2で説明する。

さらに、この自動プロ 1 0 0は、ワークを回転させ丸く削る旋削加工、ワークを回転させ孔を明けるボーリング加工、ワークを固定し刃物を回転させて削るミ一リング加工や面加工等の加工作業を行う工作機械に適用可能であり、さらに旋削加工やミーリング加工が組み合わされた複合加工にも適用可能である。

第 1図に示す自動プロ 1 0 0はコンピュータに搭載された状態を示しており、この自動プロ 1 0 0は、通信インタフェース 2 3を介して N Cプログラムによつて動作する N C装置 2 0 0に接続されている。

第 1図において、製品形状データベース 1 , 素材形状データベース 2およびェ具データベース 3は、自動プロ 1 0 0が搭載されるマイクロコンピュータの内蔵メモリまたは外部メモリに登録されるものである。製品形状データベース 1には、 3次元 C A Dデータ（ 3次元ソリツドモデルデータ）で表された複数の製品形状データが登録格納されている。素材形状データベース 2には、各素材毎に、材質、形状（円柱、四角、六角など）、寸法（外径、内径、長さなど）などの各種データが登録格納されている。工具データベース 3には、工具データが登録格納されている。

また、自動プロが搭載されるマイクロコンピュータには、表示装置 2 0、キーボード，マウスなどの入力装置 2 1、プリンタなどの出力装 g 2 2が備えられており、通信インタフェース 2 3を介して N C装置 2 0 0などの外部機器と接続される。

自動プロ 1 0 0の基本構成要素であるプログラム部は、製品形状入力処理部 1 0、素材形状入力処理部 1 1、治具設定処理部 1 2，位置合わせ処理部 1 3、ェ程分割処理部 1 4、工程展開処理部 1 5、工具選定処理部 1 6、展開不可形状編集処理部 1 7、プログラム編集処理部 1 8、およびプログラム展開処理部 1 9で構成されている。

製品形状入力処理部 1 Pは、製品形状データ（製品モデル）をオペレータに選択させるための製品形状入力画面を表示するとともに、オペレータが製品形状データベース 1あるいはその他の任意のメモリに記憶される 3次元ソリッドモデノレデータで構成される複数の製品形状データから所要の製品形状データを選択すると、選択された製品形状データを 3次元表示するなどの処理を実行する。

素材形状入力処理部 1 1は、素材形状データ (素材モデル) をオペレータに選択させるための素材形状入力画面を表示するとともに、製品形状データベース 1 あるいはその他の任意のメモリに記憶される 3次元ソリッドモデルデータで構成される複数の素材形状データから所要の素材形状データを自動的にまたはオペレータによって選択させ、選択された素材形状データを 3次元表示するなどの処理を実行する。また、素材形状入力処理部 1 1は、錶物加工などに利用される肉厚化素材データを製品形状データに基づいて作成する部分素材設定機能を有している。

治具設定処理部 1 2は、チャックおよび爪から成る治具モデルおよぴ素材モデルを表示し、素材形状に対応して複数の治具配置パターンを用意しておき、オペレータに治具配置パターンを選択させることで治具配置を決定するとともに、爪の把持位置および把持径を計算して N C側に送信する。

位置合わせ処理部 1 3は、第 1工程（メイン主軸で行う工程）での第 1チヤックに把持された素材モデル内に製品モデルを自動配置する処 aを行う。また、位置合わせ処理部 1 3は、第 2工程（サブ主軸で行う工程）での第 2チャックに把持された素材モデル内に製品モデルを自動配置する処理を行う。

工程分割処理部 1 4は、メイン主軸およびサブ主軸の 2つの主軸を有する 2主軸工作機械での加工の際の工程分割処理おょぴメィン主軸のみの 1つの主軸を有する 1主軸工作機械での加工の際の工程分割処理を行うものである。 2主軸工作機械の場合は、メィン主軸で行う第 1工程とサブ主軸で行う第 2工程との分割位置を外径、内径で夫々指定するものである。メイン主軸のみを有する 1主軸工作機械の場合は、メィン主軸で素材モデルの一方の端部を把持して加工を行う第 1 工程とメイン主軸で素材モデルの他方の端部を把持して加工を行う第 2工程との分割位置を外径、内径で夫々指定するものである。

工程展開処理部 1 5は、加工モードと呼ばれる旋削加工、点加工、面加工、面取り加工などで構成される一連の加工作業を、同一の主軸かつ同一の工具をもつて連続的な加工が行われる加工単位（以下加工ユニットという）まで分解する処理を実行する。 '

工具選定処理部 1 6は、工具データベース 3から各加工箇所（加工ュニット）についての最適な工具を選択する工具決定処理を行うと共に、工具に応じた切削条件を決定する。

プログラム展開処理部 1 9は工程展開された複数の加工ュニットの組み合わせと、決定された工具情報と、切削条件に基づいて、所定の言語から成る N C作成用プログラムを作成する。

展開不可形状編集処理部 1 7は、工程展開処理で加工ュニットに自動展開できなかった展開不可形状を、何らかの加工ュニットに変換するための編集作業を行うものである。プログラム編集処理部 1 8は、作成された N C作成用プログラムの編集処理を行うものである。

なお、第 1図では、自動プロ 1 0 0を通信インタフェース 2 3を介して N C装置 2 0 0に接続するようにしたが、第 2図に示すように、自 ¾プロ 1 0 0を N C 装置 2 0 0内に組み込むようにしてもよい。この場合は、自動プロ 1 0 0は、 N C装置 2 0 0内の N C制御部 2 0 1に接続されることになる。

第 3図は、第 1図または第 2図に示した自動プロ 1 0 0により実行される N C 作成用プログラム（加工プログラム）の作成手を示すフローチャートである。第 3図にしたがって、本自動プロにより実行される N C作成用プログラムの作成丰順の詳細を各工程別に説明する。

まず、本自動プロ 1 0 0を起動したときに、最初に表示されるメニュー選択主画面 8について用いて説明する。第 4図はメニュー選択主画面 8の一例を示すものである。

第 4図に示すように、メニュー選択主画面 8は、ツリー表示部 4、 3 D表示部 5 , およびメニュー表示操作部 6などを備えている。ツリー表示部 4には、製品ファイル名、素材ファイル名、治具（取付け具）ファイル、加工ユニットに展開された各加工ュニットのファイル名などがツリー表示されている。 3 D表示部 5 には、ツリー表示部 4で選択された製品ファイル、素材ファイル、治具ファイル、あるいは加工ユニットファイルの形状データが三次元（3 D) 表示される。

メニュー表示操作部 6は、製品形状設定ボタン 6 a、素材形状設定ボタン 6 b、取付け具設定ボタン 6 c、位置合わせボタン 6 d、工程分割ボタン 6 e、ュニット展開ボタン 6 f 、ユニット編集ボタン 6 g、プログラム生成ボタン 6 hなどを備えている。製品形状設定ボタン 6 aは、製品形状設定モードに移行させるためのボタンであり、製品形状設定モードでは、製品形状の 3 D— C ADモデルを読み込むなどの処理を実行する。素材形状設定ボタン 6 bは、素材形状設定モードに移行させるためのボタンであり、素材形状設定モードでは、加工する素材形状を選択設定する。取付け具設定ポタン 6 cは、取付け具設定モードに移行させるためのボタンであり、取付け具設定モードでは、素材を把握する取付け具（チヤック、爪）の設定を行う。位置合わせボタン 6 dは、位置合わせモードに移行させるためのボタンであり、位置合わせモードでは、製品と素材の位置調整を実行する。工程分割ボタン 6 eは、工程分割モードに移行させるためのボタンであり、工程分割モードでは、第 1工程と第 2工程との分割位置の設定を実行する。ュニット展開ボタン（工程展開ボタン） 6 f は、ユニット展開モードに移行させるためのボタンであり、ユニット展開モードでは、設定した情報から加工ユニットの自動展開を実行する。ュニット編集ボタン 6 gは、ュニット編集モードに移行さ 'せるためのボタンであり、ユニット編集モードでは、展開された加工ユニットの編集を実行する。プログラム生成ボタン 6 hは、プログラム生成モードに移行させるためのボタンであり、プログラム生成モードでは、展開、編集されたュニットから N C作成用プログラムを作成する。

メニュー表示操作部 6は、メニュー切替ボタン 6 kを備えおり、このメニュー切替ボタン 6 kを操作することにより、メニュー表示操作部 6には、第 5図に示すような、他の表示操作メニューが切り替え表示される。断面表示ボタン 7 aは、 3 D表示部 5の表示データを断面表示させるためのボタンであり、断面表示角度設定ボタン 7 bは、指定した角度で断面表示を実行させるためのボタンであり、拡大縮小ボタン 7 c , 回転ポタン 7 d，移動ボタン 7 eは、 3 D表示部 5の表示データを拡大縮小，回転，移動させるためのボタンである。フィッティングボタン 7 f は、表示されている 3 D形状を、姿勢はそのままで画面中央に全体が収まるように表示するためのボタンである。寸法線表示切替ボタン 7 gは、表示されている 3 D形状に対し寸法 i線を表示 Z非表示するた.めのボタンである。正面ボタン 7 h、背面ボタン 7 i、左側面ボタン 7 j、右側面ボタン 7 k、平面ボタン 7 1、底面ボタン 7 mは、表示されている 3 D形状を、正面表示、背面表示、左側面表示、右側面表示、平面表示、底面表示させるためのボタンである。第 1主軸 3 D表示ボタン 7 nは、表示されている 3 D形状を第 1主軸に向かって見た方向に表示させるためのボタンであり、第 2主軸 3 D表示ボタン 7 pは、表示されている 3 D形状を第 2主軸に向かって見た方向に表示させるためのボタンである。本自動プロにおいては、上記メニュー選択主画面 8を表示した後、通常は、第 3図に示すような手順で各工程が実行される。すなわち、製品形状入力処理（ステツプ S 100) →素材形状設定処理（ステップ S 101) →第 1工程治具設定処理（ステップ S 102) →位置合わせ処理 (ステップ S 103) →工程分割処理（ステップ S 104) →第 2工程治具設定処理（ステップ S 105) →位置合わせ処理（ステップ S 106) →ェ程展開処理（ステップ S 107) →工具自動設定処理（ステップ S 108) →プログラム展開処理（ステップ S 109) →展開不可形状編集処理（ステップ S 1 10) →プログラム編集処理（ステップ S 1 1 1) の順番に各工程が実行される。以下、各工程別に詳述する。

(1) 製品形状入力（ステップ S 100)

この製品形状入力処理は、第 4図に示したメニュー選択主画面 8の製品形状設定ボタン 6 aをオンにすることによって起動されるもので、第 4図に示したメニユー選択主画面 8の製品形状設定ボタン 6 aをオンにすると、第 6図に示すような、製品形状入力処理のための製品形状読み込み画面 30に、画面が切り替わる。この製品形状入力処理は、主に第 1図の製品形状入力処理部 10によって実行される。

オペレータは、製品形状データを選択するための製品形状読み込み画面 30を表示した状態で入力装置 21を操作して、つぎのようにして製品に対応する 3次元 CADデータ（製品モデル）を選択する。

まず、製品形状読み込み画面 30の下方に並んでいる複数のボタンのうちの最左側の製品形状読み込みボタン 31を押す。これにより、左側に製品形状読み込み用ダイアログ 32が表示され、右側には、選択された 3次元 CADデータに対応する製品形状（製品モデル）をワイヤフレーム形式で表示するための 3次元ビユー 33が表示される。

製品形状読み込み用ダイァログ 32は、製品形状データベース 1に登録された CADファイルの一覧を表示するリストボックス 34を持っている。リストボックス 34中の任意のファイルを選択すると、 3次元ビュー 33上に、この選択したフアイルに対応する製品形状のプレビューが表示される。このプレビューの際に、製品の XY Z方向の各寸法が 3次元ビュー 3 3上に表示される。各 3次元 C ADデータは、形状情報と色情報（表示色）を有しており、さらに各形状情報には、加工に関する属性データが付加されている。属性データとしては、ねじ、粗さ記号、研磨盗み、面取り、穴の面取り、穴情報（ドリル、リーマ、エンミル、ポーリング、タップ) 、部品番号、材質、品名などがある。これらの属性データを用いて後述の工程展開結果の調整（加工順序の変更）を実行する。なお、 C A Dデータには、色情報（表示色）を含ませているが、表示色によって仕上げ面粗さなどを識別させることができる。

ファイル一覧のリストボックス 3 4の上部に位置するディレクトリ表示部 3 5 に現在のディレクトリが表示されている。リストボックス 3 4には、ディレクトリ表示部 3 5に表示されているディレクトリ内のファイルの一覧が表示される。フォルダ変更ボタン 3 6を押せば、フォルダ変更用のダイァログ（図示せず）が表示され、このダイアログを操作して現在のディレクトリを変更することができる。

選択ボタン 3 7を押せば、リストボックス 3 4で選択されている C ADフアイルが自動プロの記憶領域に読み込まれ、読み込まれた C ADフアイルに対応する製品が画像生成され、生成された製品形状（製品モデル）が 3次元ビュー 3 3上に表示される。この表示の際に、製品モデルの XY Z方向の各寸法が 3次元ビュ一 3 3上に表示される。なお、製品形状を画像生成する際の自動調整モードという機能を有しており、この自動調整モードの項目 2 9で YESの項目を選択していれば、製品形状の生成処理の段階で、 3次元ビュー 3 3上での製品の向きと、製品の表示位置が自動調整される。

また、製品形状データベース 1のための領域として、コンピュータの内部または外部に 1〜複数のディレクトリを設け、これらのディレクトリに任意の 3次元 C A Dデータを新たに登録したり、既に登録されている製品形状データを変更して再登録したりすることができる。

( 2 ) 素材形状設定（ステップ S 1 0 1 )

この素材形状設定処理は、第 4図に示したメニュー選択主画面 8の素材形状設定ボタン 6 bをオンにすることによって起動されるもので、素材形状設定ボタン 6 bをオンにすると、画面は例えば第 7図に示すような素材形状設定画面に切り眷わる。この素材形状設定処理は、主に第 1図の素材形状入力処理部 1 1によつて実行される。

第 8図は、素材形状データベース 2に登録される素材形状データの一例を示すものである。素材形状データには、第 8図に示すように、材質、形状の種類（円柱、四角、六角など）、寸法（外径，内径、長さなど）などが含まれている。第 7図に示す素材形状設定画面 9においては、素材設定メニュー 9 aが表示される。素材設定メニュー 9 aは、素材データベースボタン 9 b、部分素材設定ボタン 9 c、素材モデル読込みボタン 9 d、素材材質設定ボタン 9 e、編集ボタン 9 f 、取代変更ボタン 9 gを備えている。

素材データベースボタン 9 bは、後述する素材の自動選択処理を行うためのボタンである。部分素材設定ボタン 9 cは、鎵物加工などに利用される製品モデルを部分的に肉厚化した素材モデルを作成するためのボタンである。素材モデル読込みボタン 9 dは、素材形状データベース 2に登録された素材データあるいは外部記憶装置に記憶された任意の素材データを読み込んで素材形状として設定するためのボタンである。素材材質設定ボタン 9 eは、素材材質を手動設定するためのボタンである。編集ボタン 9 f は、素材形状データベース 2に所要の素材データを登録したり、登録した素材データを編集するためのボタンである。取代変更ボタン 9 gは、後述する端面取り代の設定値を変更するためのボタンである。素材データベースボタン 9 bを押すと、素材データベースダイァログ 3 0 0が表示される。素材データベースダイアログ 3 0 0の製品形状寸法表示部 3 0 1には、先のステップ S 1 0 0で実行された製品形状入力処理によって決定された製品形状の最大外径の X, Y, Z軸方向の寸法が表示される。

また、素材データベースダイアログ 3 0 0の素材リスト表示部 3 0 2には、素材形状データベース 2に登録された素材形状データがリスト表示されている。リスト表示された素材形状データの中から製品外径を包含する最小径の素材が選択されて、選択されたものが符号 3 0 3で示すように、強調（ハイライト）表示される。この場合は、素材形状として、丸棒がオペレータによって選択され、丸棒素材の素材形状データがリスト表示され、丸棒素材データの中から製品外径を包含する最小径の素材が選択されてハイライト表示されている。素材形状（work type) が指定されない場合は、丸棒素材、角棒素材、六角形素材などの素材形状データベース 2に登録された全ての素材形状データから製品外径を包含する最小径の素材が選択される。

ハイライト表示されている自動選択された素材データが気に入らないときには、オペレータは、番号、素材材質、素材種類 (Type) 、外径、内径、長さの項目でソートを適宜行つて所望の素材データを選択する。所望の素材データを選択した状態で（選択した素材データはハイライト表示される）、〇Kキー 3 0 4を押すと、このハイライトされている素材データが選択され、端面取り代ダイアログ 3 0 5が開く。

端面取り代ダイアログ 3 0 5には、選択した素材についての、素材番号、素材材質、素材形状（work type) 、外径、内径、長さ、端面取り代が表示され、初期状態では、端面取り代は O ramとなっている。

端面取り代の設定値は、旋削加工での加工の最初に素材端を切り落とす端面加ェのための設定値である。すなわち、未加工の素材は素材端がきれいに切り落とされていないため、旋削加工の最初に端面加工を実行する。オペレータが所望の値を端面取り代の設定値として入力して、 O Kボタンを押せば、その後の加工プログラム生成時に、設定した端面取り代分を旋削加工で除去するための端面加工プログラムが生成される。第 9図は、端面処理の概念を説明するための図である。第 9図においては、製品モデル S Mに素材モデル WMが重ねられて配置されている。第 9図において、端面取り代分 TM 1は、端面取り代ダイアログ 3 0 5で設定された値であり、他方側の端面取り代分 TM 2は、素材長さから製品長さおょぴ TM 1を減算することで求められた値である。

■ 第 1 0図は、素材データベースボタン 9 bが押されたときの素材自動選択処理手順を示すもので、この場合は素材形状として丸棒が指定されたときの手順を示すものである。

まず、先のステップ S 1◦ 0で実行された製品形状入力処理によって決定された製品モデルのプログラム原点 P c (製品形状入力処理の際に予め設定されている）力 ^製品モデルの外縁部までの製品モデルの旋削軸（Z軸）に垂直な方向についての各距離を求め、これら求めた複数の距離のなかで最長距離 Lmax を選択する（ステップ S 1 2 0 ) 。すなわち、第 1 1図に示すように、製品モデル S M の外縁部上の複数の点 PWl〜PWi についてのプログラム原点 P cからの旋削軸に垂直な方向の距離を夫々求め、これら複数の距離のなかで最長距離 Lmax を選択する。なお、第 1 1図において、旋回軸（Z軸）は、紙面に垂直な方向に延びている。

つぎに、素材形状データベース 2に登録された複数の丸棒データを素材データベースダイアログ 3 0 0の素材リスト表示部 3 0 2にリスト表示するとともに、これらリスト表示した丸棒データの中で、半径が Lmax以上あってかつ最小径の丸棒素材を選択する（ステップ S 1 2 1 ) 。

つぎに、選択された丸棒素材が 1つである場合は（ステップ S 1 2 2 ) '、この選択された丸棒素材に対応する素材データを素材リスト表示部 3 0 2でハイライト表示する（ステップ S 1 2 4 ) 。しかし、選択された丸棒データが複数存在する場合は、これら複数の丸棒素材のうちで、製品モデルの長さ以上であってかつ最も短い長さを有する丸棒素材を選択する（ステップ S 1 2 3 ) 。そして、選択された 1〜複数の丸棒素材に対応する素材データを素材リスト表示部 302でハィライト表示する (ステップ S 124) 。

つぎに、第 12図および第 13図を用いて素材形状として六角形棒が選択されたときの素材自動選択処理手順について説明する。この場合は、第 13図に示すように、製品モデル SMのプログラム原点 P cを 1つの六角棒素材モデル WMの中心 P 0に一致させる（ステップ S 130) ように、製品モデル SMの六角棒素材モデル WMに対する姿勢を決める。この場合も、紙面に垂直な方向が旋回軸方向である。

つぎに、六角棒素材モデル WMの各辺を製品モデル S Mに接するまで平行移動させ、この平行移動させた各線分 L a 1〜L a 6と製品モデル SMのプログラム原点 P cとの旋削軸に垂直な方向の距離 L 1〜L 6を求める。そして、これら距離のうちの最長距離 Lmaxを求める（ステップ S 131) 。

つぎに、素材形状データベース 2に登録された複数の六角棒データを素材データベースダイアログ 300の素材リスト表示部 302にリスト表示するとともに、これらリスト表示した六角棒データの中で、対辺長さ（対向辺間の距離）が 2L max 以上であって、最小の対辺長さを有する六角棒素材を選択する（ステップ S 132) 。

つぎに、選択された六角棒素材が 1つである場合は（ステップ S 133) 、この選択された六角棒素材に対応する素材データを素材リスト表示部 302でハイライト表示する（ステップ S 135) 。し力し、選択された六角棒素材データが複数存在する場合は、これら複数の六角棒素材のうちで、製品モデルの長さ以上であってかつ最も短い長さを有する六角棒素材を選択する（ステップ S 134) 。そして、選択された 1〜複数の六角棒素材に対応する素材データを素材リスト表示部 302でハイライト表示する（ステップ S 135) 。

なお、第 7図の場合は、素材形状データベース 2に登録された全ての登録データを素材リスト表示部 302にリスト表示し、これらリスト表示されたものの中カら製品モデルを包含する 1〜複数の最小の素材データをハイライト表示するようにしたが、第 1 4図に示すように、素材形状データベース 2に登録された全ての登録データの中から製品モデルを包含する素材のみを素材リスト表示部 3 0 2 にリスト表示するようにしてもよい。そして、製品モデルを包含する素材が複数存在する場合は、その中で最小径で最小長さの素材、すなわち加工の際の削り取 'り量が少ないものを素材リスト表示部 3 0 2の最上位にハイライト表示するとともに、その下側では削り取り量が少ないものが上位に位置するように表示順序をソートする。このような表示を行うことで、オペレータは加工の際の削り取り量が少ないコスト低減に寄与する素材を容易に選択することができる。

つぎに、第 1 5図〜第 1 8図に従って、素材モデルの入力設定処理の他の実施形態を説明する。この第 1 6図〜第 1 8図に示す素材形状設定画面は、第 7図に示した素材形状設定画面 9と連動して動作するものではなく、第 1 6図〜第 1 8 図に示す素材形状設定画面と第 7図に示した素材形状設定画面 9とは、いわゆる別バージョンの画面である。

素材形状データベース 2に素材データを登録する際には、図示しない適宜のボタン（第 7図に示した素材形状設定画面 9の編集ボタン 9 f に対応）を投入すると、素材データ登録画面（図示せず）が表示されるので、オペレータはこの素材データ登録画面を適宜操作して、素材形状データベース 2に、先の第 8図に示したような所要の素材データを登録する。また、素材形状データベース 2には、素材データとして、 3次元 C ADデータの入力も可能である。

一方、素材形状データベース 2から素材データを手動で選択する際には、オペレータは適宜のボタン（第 7図に示した素材モデル読込みボタンに対応）を押す。このボタンが押されれば、第 1 6図に示す素材形状生成用ダイアログ 4 0が表示される。

素材形状生成用ダイアログ 4 0は、素材材質、形状の種類 (Work type) 、素材外径、素材内径、長さ、端面取り代を入力するデータ入力欄 4 1と、素材形状データベース 2に登録されたデータが一覧表示されるリストボックス 4 2と、製品形状の XY Z寸法が表示される製品寸法表示欄 4 3とを有している。

データ入力欄 4 1のなかで、素材材質入力欄 4 4および形状種類入力欄 4 5は、コンボボックスで構成されており、素材材質および形状種類（丸棒、四角棒など ) についてはコンボボックスのリストの一覧から所要のものをオペレータが選択する。外径入力欄 4 6、内径入力欄 4 7、長さ入力欄 4 8、端面取り代入力欄 4 9は、エディットボッタスで構成されており、所要の数値を各欄に直接数値入力する。

オペレータが素材材質入力欄 4 4および形状種類入力欄 4 5で、所要の材質、形状種類を選択すると、素材形状入力処理部 1 1は選択された材質、形状種類をキ一ヮ一ドとして素材形状データベース 2を検索し、素材形状データベース 2中の多数の素材データのうちの選択された材質、形状種類に合致する素材データを抽出し、抽出した素材データをリストボックス 4 2に一覧表示する。

オペレータは、リストボックス 4 2から所要の素材データを選択し、例えば入力装置 2 1であるキーボードの input (enter)キーを押せば、この選択した素材データが持つ外径、内径、長さで、外径入力欄 4 6、内径入力欄 4 7、長さ入力欄 4 8の各データが自動更新される。なお、長さが 0の素材を選択して inputキ一を押したときは、素材の長さは変更されない。

上記の各操作はマウスなどのポインタによって操作可能であるが、つぎのようなショートカットキー機能も備えられている。すなわち、素材材質入力欄 4 4おょぴ形状種類入力欄 4 5にフォーカスがあるときに、例えば、カーソル移動キー「†J または「」を押せば、第 1 7図に示すように、素材材質入力欄 4'4および形状種類入力欄 4 5のコンボボックスが開かれ、一覧が表示される。また、素材材質入力欄 4 4および形状種類入力欄 4 5のコンボボックスの一覧が開かれているときに、例えば inputキーを押せば、第 1 7図に示すように、一覧が閉じられる。コンボボックスがフォーカスを失ったときも、同様に一覧が閉じられる。また、例えば TABキーを入力したときは、素材材質入力欄 4 4、形状種類入力欄 4 5、外径入力欄 4 6、内径入力欄 4 7、長さ入力欄 4 8、端面取り代入力欄 4 9の間でフォーカスが移動する。また、素材材質入力欄 4 4、形状種類入力欄 4 5、外径入力欄 4 6、内径入力欄 4 7、長さ入力欄 4 8、端面取り代入力欄 4 9 の何れかにフォーカスがあるときに、カーソル移動キー「→」キーを入力すれば、第 8図に示すように、素材データベースのリストボックス 4 2にフォーカスが移動する。素材データベースのリストボックス 4 2からフォーカスを元の位置に戻すときは、カーソル移動キー「―」キーを入力する。

このように、素材形状生成用ダイアログ 4 0のデータ入力欄 4 1にオペレータが適宜所望のデータを入力することで、所望の素材データをオペレータが手動で設定することができる。

データ入力欄 4 1へのデータ入力設定が終了した後、オペレータが生成ボタン 5 8を押せば、入力設定された素材データが素材形状データベース 2からが自動プロの記憶領域に読み込まれ、読み込まれた素材データに対応する素材の画像が生成され、生成された素材形状が 3次元ビュー（図示せず）上に表示される。上記のようなオペレータによる手動設定では、製品形状を加工可能な最小の最適な素材が選択されるかどうかの保証がない。そこで、素材形状生成用ダイァログ 4 0の製品寸法表示欄 4 3には、オペレータによって選択された製品形状を加ェ可能な最小の最適な素材を自動選択するための製品形状反映ボタン 5 0が備えられている。また、製品寸法表示欄 4 3には、先のステップ S 1 0 0の製品形状入力処理で設定済みの製品形状の X Y Z寸法が表示されている。

第 1 5図を用いて製品形状反映ボタン 5 0の投入に基づく素材モデルの自動選択処理について説明する。まず、素材材質入力欄 4 4および形状種類入力欄 4 5 へのデータ入力を行って素材材質および素材形状の種類を選択する。また、製品形状の寸法データを入力する（ステップ S 1 4 0 ) 。なお、この自動プロの場合は、この時点で既に製品形状の選択処理が終了しているので、'前述したように、入力済みの製品形状の寸法が製品寸法表示欄 4 3に表示されている。

この状態で、製品形状反映ボタン 5 0が投入されると（ステップ S 1 4 1 ) 、素材形状入力処理部 1 1は、素材材質入力欄 4 4および形状種類入力欄 4 5で選択された材質、形状種類をキーヮードとして素材形状データベース 2を検索し、素材形状データベース 2中の多数の素材データのうちの選択された材質、形状種類に合致する素材データを抽出する（ステップ S 1 4 2 ) 。そして、素材形状入力処理部 1 1は、抽出した 1〜複数の素材の寸法データ及び製品の寸法データを比較することにより抽出した 1〜複数の素材のなかから製品形状を包含する、すなわち製品の寸法より大きな寸法を持つ素材を選択し、さ.らにこれら製品形状を包含することが可能な 1〜複数の素材のなかから最小の寸法を有する素材を選択する（ステップ S 1 4 3 ) 。この最小の寸法を有する素材を選択する手法としては、先の第 1 0図，第 1 2図で説明した手法を用いる。

このような素材の選択処理が終了すると、素材形状入力処理部 1 1は、外径入力欄 4 6、内径入力欄 4 7、長さ入力欄 4 8、端面取り代入力欄 4 9の各データを最終的に選択された素材データのもつ値で更新する。このようにして、製品形状を加工可能な最小の最適な素材が自動選択されることになる。そして、選択された素材データに基づレ、て素材モデルが生成される。

このように、素材データベースから製品形状を包含する最小の素材データを自動選択するようにしているので、オペレータが適当な素材データを手動で選ぶ手間を省くことができ、効率の良いプログラミング作業を行うことができる。つぎに、第 7図の素材形状設定画面 9の部分素材設定ボタン 9 cを押すことで実行される部分素材設定処理モードについて第 1 9図〜第 2 5図を用いて説明する。この部分素材設定処理モードでは、素材の選択の際に製品モデルを表示し、表示した製品モデノレから肉厚化の必要な部分および肉厚ィヒの厚みをオペレータに選択指定させ、この選択指定された部分のみを指定厚みだけ肉厚化したモデ^^を生成し、この生成したモデルを素材モデルとして登録する。 ' すなわち、鎳物加工や成形材加工などにおいては、所望の製品に近い形状の素材を作成し、該作成した素材に旋削などの加工を加えることで製品を作成すること力 S多く、製品作成者側ではこのような製品に近い形状の素材を素材作成者に納入して貰うことになる。一方、自動プロにおいては、製品モデルおよび素材モデルが定義されないことには、加工パス、 NC作成用プログラムを作成することは 'できない。したがって、このような鐃物加工や成形材加工を行う際にも素材モデルを定義する必要がある。以下に説明する部分素材設定モード（肉厚化モード）では、鍀物加工や成形材加工などのための素材モデルを簡単に作成することが可能である。

以下、部分素材設定モードの動作手順を第 19図に示すフローチャートを参照して説明する。

第 7図の素材形状設定画面 9の部分素材設定ボタン 9 cを押すと、第 20図に示すような部分素材設定ダイァログ 51と、第 21図に示すような、製品モデルの 3D表示画面とが開く。 3D表示される製品モデルは、先のステップ S 100 の製品形状入力処理で選択された製品モデルである。通常、製品モデルの CAD データにおいては、各面毎に異なる色の属性を付しており、第 21図のように 3 D表示される製品モデルの各面は、設定された色属性に対応する色表示がなされている。この場合、第 21図に示す製品モデルにおいては、面 D l, D3には緑の色属性が設定され、面 D2, D 4には赤の色属性が設定されている。

第 20図において、部分素材設定ダイァログ 51は、色選択部 51 aと、取り代設定部 51 bと、〇Kボタン 51 cとを有しており、色選択部 51 aには、当該製品モデルに属性として設定されている全ての色が抽出して表示される。例えば、属性として設定可能な色数が 256 X 256 X 256であり、この中の 2 0色を用いて製品モデルを表現した場合は、その 20色が色選択部 51 aに表示される。第 21図に示す製品モデルにおいて、緑（Dl， D 3) および赤（D2， D4) の色属性のみが設定されているとすると、緑及び赤の 2色のみが色選択部 5 1 aに表示される。

オペレータは、色選択部 ₅ 1 aに表示された複数の色から肉厚化を所望する箇所に対応する色を選択することにより製品モデルの所要の面を指定し（ステップ S 1 5 0) 、取り代設定部 5 1 bに肉厚化の厚み値を設定し（ステップ S 1 5 1 ) 、〇Kボタン 5 1 cを押すと、 3 D表示画面に表示されている製品モデルの前記選択された色に対応する面のみが取り代設定部 5 1 bに設定された取り代分だけ肉厚化される（ステップ S 1 5 2) 。

色選択部 5 1 aにおいて、他の面選択がある場合は、ステップ S 1 5 0〜S 1 5 2の処理が同様に実行される。

第 2 2図は、第 2 1図に示した製品モデルを断面（側面）状態で示している。色選択部 5 1 aで緑が選択され、取り代設定部 5 1 bに 1 Oramが設定され、〇 Kボタン 5 1 cが押されると、緑の属性を有する面 D l , D 3が 1 0mmだけ、第 2 2図に示すように、肉厚化される。さらに、色選択部 5 1 aで緑が選択され、取り代設定部 5 1 bに 5腿が設定され、 OKボタン 5 1 cが押されると、赤の属性を有する面 D 2, D 4が 5mmだけ、肉厚ィヒされる。

全ての面選択が終了すると、肉厚化された面同士で隣接した面がある力否かが判定される（ステップ S 1 54) 。瞵接した肉厚ィ匕面が存在しない場合は、ステップ S 1 5 0〜S 1 5 2の処理（の繰り返し）で作成した肉厚化モデルを当該素材モデルとして登録設定する（ステップ S 1 5 7) 。

一方、隣接した肉厚化面が存在する場合は、隣接面の接続面を楕円や円などの曲面（第 2 2図の実線 E 1) あるいは四角形状の角面（第 2 2図の破線 E 2) のいずれにするかを選択させるダイアログ（図示せず）を表示し、接続面を曲面および角面のどちらにするかをオペレータに選択させる。接続面は、隣接部の場所毎に選択させるようにしてもよいし、全ての隣接部を曲面および角面のどちらか一方に共通選択させるようにしてもよい。そして、選択された接続面を用いて隣接した肉厚化部を第 2 2図に示すように接続する（ステップ S 1 5 6) 。そして、このようにして肉厚ィ匕したモデルを当該素材モデルとして登録設定する（ステツプ S 1 5 7 ) 。

第 2 3図は、部分素材設定モードの際に、 3 D表示される製品モデルの一部の —例を示している。第 2 3図の F部の拡大図を第 2 4図に示している。さらに、第 2 5図には、肉厚部 G 1〜G 4が追加された肉厚化モデルを示している。

' なお、上記の場合は、製品モデルの各面を指定するための表示属性として色属性を採用し、製品モデルに設定した色属性によって肉厚ィヒする面を選択するようにしたが、ハッチングなどの各種塗りつぶしパターンを表示属性として製品モデルの各面に設定し、これら複数の塗りつぶしパターンを選択することによって肉厚化を所望する面を選択するようにしてもよい。さらに、マウスなど入力装置の操作によって肉厚ィ匕する面を選択し、該選択した面に対し取り代を設定するようにしてもよレヽ。

このように部分素材設定処理においては、製品モデルの各面のうち肉厚化が必要な面および指定された面の肉厚化する厚みを指定させることにより所望の肉厚化モデルを作成し、該作成した肉厚化モデルを素材モデルとして登録可能なようにしているので、铸物加工などで使用する素材モデルを簡便に生成することが可能となる。

( 3 ) 第 1工程治具設定（第 1チャック、爪の設定、ステップ S 1 0 2 ) この治具設定処理（取付け具設定処理）は、第 4図に示したメニュー選択主画面 8の取付け具設定ボタン 6 cをオンにすることによって起動されるもので、取付け具設定ボタン 6 cをオンにすると、取付け具設定になり、例えば、第 2 6図に示すような、取付け具設定メニュー 5 2に、メニューが切り替わり、第 2 8図に示す爪パターン選択テーブル 5 3および第 2 9図に示すような取付け具設定ゥインドウ 5 4が表示される。この取付け具設定処理は、主に第 1図の治具設定処理部 1 2によって実行される。この第 1工程治具設定処理は、 2主軸工作機械のメィン主軸で行う第 1工程での治具を設定するものである。 ' 治具モデルは、チャックモデルおょぴ素材を把持するための爪モデルによって構成されている。チャック形状データは、第 1図の構成の場合は通信インタフエース 2 3を介してあるいはオフラインで N C装置 2 0 0から N Cパラメータ（チャックの外径、内径、幅）を取得し、また第 2図の構成の場合は N C制御部 2 0 1から N Cパラメータ（チャックの外径、内径、幅）を取得し、取得した N Cパラメータを用いてチャックの外径、内径、幅などを表示して、オペレータに所望のチャック形状を選択させる。爪に関しては第 2 7図に示す手順に従って爪の個数、形状、寸法、把握径などが決定される。この第 2 7図に示す手順は、治具設 ■定処理部 1 2によって実行される。 .

第 2 6図に示す取付け具設定メニュー 5 2において、外爪選択ボタン 5 2 aは外爪を選択するためのポタンであり、内爪選択ボタン 5 2 bは内爪を選択するためのボタンであり、これらは排他的関係になっており、一方が選択状態になると他方は非選択状態となる。把握径♦爪個数変更ボタン 5 2 cは把握径と爪個数を変更するためのボタンである。第 1主軸爪設定ボタン 5 2 dは第 1主軸（メイン主軸）の爪を設定するためのボタンであり、第 2主軸爪設定ボタン 5 2 eは第 2 主軸（サブ主軸）の爪を設定するためのボタンである。取付け具設定メニュー 5 2が最初に表示されたときには、外爪選択ボタン 5 2 aおよび第 1主軸爪設定ボタン 5 2 dが自動選択されてオンになっている。爪編集ボタン 5 2 f は、登録された爪データを編集する際に用いるポタンである。取付け具設定完了ボタン 5 2 gは、取付け具設定処理を終了するためのボタンである。

まず、この場合は、第 1工程の治具設定であるので、第 1主軸爪設定ボタン 5 2 dをオンにし、外爪選択ボタン 5 2 aおよび内爪選択ボタン 5 2 bのうちの何れかをオンにする。

これらのボタンがオンになると、治具設定処理部 1 2は、まず先の S 1 0 1の素材形状設定処理で決定した素材モデルから素材端面形状の種類（丸、四角、六角など）と、素材モデルの寸法データを取得する（ステップ S 1 6 0 ) 。また、図 2 8に示す爪パターン選択テーブル 5 3に表示される爪パターン（爪モデルパターン）としては、まず外爪用パターンと内爪用パターンに大別され、素材端面形状の種類（丸、四角、六角など）、爪の配置パターン（爪の個数、爪の把持箇所（角部を把持したもの、平面部を把持したもの） ) などによってさらに分類されている。なお、図 2 8には外爪パターンのみを示している。

' ここでは、爪パターン選択テーブル 5 3には、全ての爪パターンが表示されるのではなく、外爪選択ボタン 5 2 aおよび內爪選択ボタン 5 2 bのうちの選択された方に対応する爪パターンであって、かつ素材モデルの素材端面形状の種類に対応する爪パターンのみが表示される。例えば、四角柱の素材モデルが設定された場合は、図 2 8に示す爪パターンの内の真ん中の横列の 3つの爪パターンのみが表示される（ステップ S 1 6 1 ) 。オペレータは、この表示されている爪パターンのうちから所望の爪パターンを選択指定する（ステップ S 1 6 2 ) 。これにより、爪個数、爪の把持箇所（角部で掴むか平面部で掴むかなど）が特定される。爪パターンが選択されると、該選択された爪パターンに対応する 1〜複数の爪モデルの登録データが全登録データから抽出され、抽出された登録データが図 2 9に示す取付け具設定ウィンドウ 5 4のリスト表示部 5 4 aに表示される（ステップ S 1 6 3〉。例えば、四角一 4つ爪一平面部把持の爪パターンが選択されると、この選択パターンに対応する爪モデルの登録データのみがリスト表示部 5 4 aに表示される。

リスト表示部 5 4 aには、登録されている爪モデルの爪番号が表示される爪番号表示部（爪 N o ) 、登録されている爪形状（爪モデル）の名称が表示される爪名称表示部、登録されている爪形状の高さが表示される爪高さ表示部、登録されている爪形状の長さが表示される爪長さ表示部、登録されている爪形状の幅が表示される爪幅表示部、登録されている爪形状の Z方向の掴み代が表示される Z方向掴み代表示部、登録されている爪形状の X方向の掴み代が表示される X方向掴み代表示部が備えられている。すなわち、リスト表示部 5 4 aには、選択された爪モデ^/の形状データが爪番号毎に表示される。

また、取付け具設定ウィンドウ 5 4は、外爪か内爪かを識別表示する爪形状表示部 5 4 bと、把握径が表示される把握径表示部 5 4 cと、選択された爪番号が表示される選択爪番号表示部 5 4 dと、選択された爪パターンの爪個数が表示される爪個数表示部 5 4 eと、選択されたチャックモデル、選択された爪モデル、および選択された素材モデルが断面または 3次元表示される取付け具表示部 5 4 f とを備えている。

オペレータがリスト表示部 5 4 aに表示された爪の登録データ（爪モデル）から所望のものを選択すると（ステップ S 1 6 4 ) 、治具設定処理部 1 2は、選択された爪番号を選択爪番号表示部 5 4 dに表示するとともに、爪個数を爪個数表示部 5 4 eに表示し、さらに第 3 0図に示す手順に従って爪の把握位置座標およぴ把握径を計算する。

すなわち、図 3 1に示すように、選択された爪モデル TMが先の素材形状設定処理で決定した素材モデル WMの端面に当接するように爪モデル TMを移動させ (ステップ S 1 7 0 ) 、爪モデルの形状データおょぴ爪モデルの把持箇所パターン（角部で掴むか平面部で掴むかなど）と、素材モデルの形状データ（外径、内径、長さ、端面長さ）とに基づいて、爪モデル TMが素材モデル WMを把持する把持位置座標すなわち把握径を計算する (ステップ S 1 7 1 ) 。前記移動の際に、外爪の場合は、爪モデル TMが素材モデル WMの端面の外径に当接するように爪モデル TMを移動させ、内爪の場合は、爪モデル TMが素材モデル WMの端面の内径に当接するように爪モデル TMを移動させる。

このようにして、爪モデルを素材モデノレの端部のどの位置で把持させる力、すなわち爪の把持位置（把握径）の計算が終了すると、治具設定処理部 1 2は、計算した把握径値を把握径表示部 5 4 cに表示するとともに、爪モデルが素材モデルを把持した状態で、チャックモデル、爪モデルおよび素材モデルを、取付け具表示部 5 4 f に表示する（ステップ S 1 6 5 ) 。 ' このようにして、素材モデルが第 1治具モデル (この場合は第 1チャックおよぴ爪）に配置される。なお、選択した爪モデルの形状データ、爪個数、把握径などを変更する場合は、爪編集ボタン 5 2 f , あるいは把握径 ·爪個数変更ボタン 5 2 cを押して、編集ダイアログを開き、該編集ダイアログを用いて編集処理を実行する。

■ このように、素材形状に対応していくつかの治具配置パターンを用意しておき、オペレータに治具配置パターンを選択させることで治具配置を決定するようにしたので、治具配置を容易に行えるようになる。また、素材モデル上での爪の把持位置および把持径を計算しているので、この計算結果を N C側に送信するようにすれば、 N C側での工具と治具（爪）との干渉チヱックを能率良く行うことができる。

( 4 ) 位置合わせ（ステップ S 1 0 3 )

この位置合わせ処理は、第 4図に示したメニュー選択主画面 8の位置合わせボタン 6 dをオンにすることによって起動されるものである。この位置合わせ処理は、主に第 1図の位置合わせ処理部 1 3によって実行される。この位置合わせ処理においては、第 1チヤックモデルに把持された素材モデル内に製品モデルを自動配置（重ね合わせ配置）するものであり、重ね合わせ配置された素材モデルと製品モデルとの差分部分が加工領域として設定され、この加工領域がその後のェ程展開処理で各種の加工単位に展開されることになる。

まず、第 3 3図（a ) に示すように、先の処理で作成した製品モデル S Mおよび素材モデル WMの双方を位置合わせ画面 5 5に表示する。素材モデル WMは、第 1治具（この場合は第 1チャックおよび爪）モデル Z Gに対して先のステップ S 1 0 2で設定された位置に配置された状態で表示される。

このとき、第 1治具モデル Z Gに把持された素材モデル WMは、位置合わせ画面 5 5上における所定の位置に配置されるが、製品モデル S Mは C ADデータの原点に対する C ADデータの座標に応じた位置に配置される。'したがって、通常は、最初に製品モデル SMおよび素材モデル WMを表示したときには、製品モデノレ S Mおよび素材モデル WMの位置は一致していなレ、₀

この状態で、オペレータが、位置合わせ画面 5 5の下方に配置されている自動調整ボタン（図示せず）を投入すると、位置合わせ処理部 1 3は、第 3 2図に示すような位置合わせ処理を実行する。

■ まず、位置合わせ処理部 1 3は製品モデル S Mに存在する 1〜複数の旋削面のうち、最大径を有する旋削面を検出し、検出した最大径の旋削面の回転中心軸を Z一軸（旋削軸）として決定する（ステップ S 1 8 0 )。

なお、旋削面とは、第 3 4図（a ) 〜（d ) に示すよう.に、軸を中心に作られた円柱の周面 3 1 0、円錐の周面 3 1 1、円管（トーラス）の周面 3 1 2、球の周面 3 1 3のいずれかの形状を有する面である。第 3 4図（e ) に示すように、旋削面の一部が欠けている場合は、回転中心軸から最も遠い点までの距離を旋削面の径とする。

つぎに、製品モデル S Mから決定した Z '軸が、第 1治具モデル Z Gに把持された素材モデル WMの Z軸（旋削軸）に一致するように、製品モデル S Mを回転おょぴ平行移動する（ステップ S 1 8 1 ) 。さらに、製品モデル S Mの Z ' 方向の端面が本自動プロのプログラム原点〇（Z = 0 ) に一致させるように、製品モデル SMを平行移動する（ステップ S 1 8 2 ) 。

プログラム原点 Oは、製品モデル S Mの Z '方向の端面がプログラム原点〇 ( Z = 0 ) に一致するように配置されたときに、製品モデル S Mが素材モデル W Mに内包されるように、素材モデル WM内の X軸方向の中心であってかつ素材モデル WMの Z軸方向における第 1治具モデルから遠い方の端面から所定の距離にある位置に、予め設定されている。これにより、第 3 3図（b ) に示すように、製品モデル SMが素材モデル WM内の加工可能な位置に配置されたことになる。なお、プログラム原点 Oの位置は変更可能である。

ただし、ステップ S 1 8 1での製品モデル SMの回転および平行移動の際に、製品モデノレ SMがもつ 2つの Z方向の端面のうちのどちらの端面がプログラム原点〇に近い側（第 3 3図（b ) では右側）に配置されるかが判らない。そこで、オペレータが、自動配置によつて得られた製品モデルの Z方向の向きをチェックし、製品モデル SMを Z方向に 1 8 0度の回転させたほうが削り代が少なくなる等の理由でよいと判断した場合は、オペレータが位置合わせ画面 5 5に配置されている Z反転ボタン（図示せず）を押すようにする。この 1 8 0度回転の中心軸は、製品モデル SMの Z軸方向の中心位置から X軸と平行に延びる軸 5 7 (第 3 5図参照）である。したがって、第 3 5図に示すように、製品モデノレ SMが軸 5 7周りに 1 8 0度回転し、 Z方向の向きが逆になる（ステップ S 1 8 3 ) 。製品モデノレ S Mを回転しても、製品モデルの中心位置は変化しない。

この位置合わせ処理機能は、製品モデル S Mの配置を作業者が調整する手動調整機能を有している。この手動調整機能においては、製品モデル SMの向きを選択可能であり、また製品モデル S Mを X Y Z軸方向に回転または移動させることができる。この手動調整機能は、手動調整により削り代が減らせると、オペレータが判断したときなどに使用される。

位置合わせ画面 5 5が表示されている状態のときに、位置合わせ画面 5 5の下方にある形状移動キー 5 6 (図示せず）を投入すると、第 3 6図に示すような形状移動メュユーが表示される。

形状移動メニューには、 X軸、 Y軸、 Z軸方向の平行移動のボタンと、 X軸、 Y軸、 Z軸方向の回転移動のボタンと、形状移動終了ポタンとがある。いずれのボタンを押した場合でも、第 3 7図に示すような形状の移動、回転を行うための形状移動ダイアログが表示され、押したボタンが反転表示される。

第 3 7図に示すように、形状移動ダイアログには、形状移動の対象を製品形状 (製品モデル）、素材形状（素材モデル）、第 1チャック形状（第 1チャックモデル）および第 2チャック形状（第 2チャックモデル）のなかから選択するための形状選択チェックボックス 6 0と、ステツプ量入力部 6 1 ^、移動量入力部 6 2と、移動ボタン 6 3とを備えている。

形状選択チェックボックス 6 0では、チェックがオンになっている形状（モデノレ）、平行移動、回転移動する。移動量入力部 6 2でモデルの移動量を入力し、移動ボタン 6 3を押すか、 input キーを入力すれば、モデルの平行移動もしくは回転移動の処理が実行される。移動量入力部 6 2に移動量を指定してモデルを移動させる場合は、モデルは指定された移動量だけ 1回移動される。

ステップ量入力部 6 1でモデルのステップ量（単位移動量）を入力し、移動ボタンを 6 3押すか、 input キーを入力すれば、モデルの平行移動もしくは回転移動の処理が実行される。ステップ量入力部 6 1で、ステップ量を入力し、フォーカスが、ステップ量入力部 6 1のままカーソル移動キー「†」または「丄」を入力すれば、形状移動の処理が実行される。ステップ量入力による形状移動では、移動する形状のプレビューが表示されて、表示されたプレビューが移動する。力一ソル移動キー「†」を入力すれば、形状は +方向に平行移動または回転移動し、「i」キーを押せば、形状は一方向に平行移動または回転移動する。移動ボタン 6 3を押す力、 input キーを入力すれば、ステップ量入力によるプレビューの移動が形状にも反映され、形状移動の処理が完了する。このように、ステップ量入力部 6 1にステップ量を指定してモデルをステップ移動させる場合は、モデルはカーソル移動キー「†」または「」を入力する度に、指定されたステップ量ずつ移動される。

なお、上記では、 1つの形状移動ボタンにより製品モデルと素材モデルとの Ζ 軸合わせおよぴ製品モデルの Ζ端面位置のプロダラム原点への位置決めを行うようにしたが、 1つのボタンで製品モデルと素材モデルとの Ζ軸合わせを行い、他のボタンで製品モデルの Ζ端面位置をプログラム原点へ位置決めさせるようにしてもよい。

このように、製品モデルを治具モデルに把持された素材モデル内に重なるように自動配置するようにしたので、素材モデルに対する製品モルの位置をオペレータが手動で計算する手間を省くことができ、効率の良いプログラミング作業を行うことができる。

( 5 ) 工程分割（ステップ S 1 0 4 )

この工程分割処理は、第 4図に示したメニュ選択主画面 8の工程分割ボタン 6 eをオンにすることによって起動されるものである。この工程分割処理は、主 'に第 1図の工程分割処理部 1 4によって実行される。この場合の工程分割処理は、メィン主軸おょぴサブ主軸の 2つの主軸を有する 2主軸工作機械での加工に対処させるためのものであり、素材モデルと製品モデルとの差分としての加工領域をメィン主軸で加工する第 1工程と、加工領域をサブ主軸で加工する第 2工程との分割位置を外径、内径で夫々指定するものである。なお、 2主軸工作機械では、第 1工程にぉ、て素材をメィン主軸で把持して加工し、その後素材をサブ主軸に持ち替えた後、第 2工程において素材をサブ主軸で把持して加工する。

第 3 8図に従って工程分割処理について説明する。工程分割処理画面（図示せず）においては、最初に工程分割をオペレータが手動で行うかあるいは自動で行うかを選択する（ステップ S 1 5 0 ) 。オペレータが手動で行うモードを選択すると、工程分割処理部 1 4は、製品モデル S Mの頂点部、穴部、稜線などの形状が変ィヒする特徵点を外径側および内径側にそれぞれ抽出する（ステップ S 1 9 1 ) 。そして、工程分割処理部 1 4は、抽 (±5した外径側および内径側それぞれの特徴点を工程分割の候補として画面上に表示する（ステップ S 1 9 2 ) 。

第 3 9図は、複数の特徴点が表示された工程分割画面の一例を示すものである。複数の特徴点 3 2 0および該特徴点に対応する工程分割の候補線 3 2 1が外径側および内径側毎に表示されている。工程分割の候補線 3 2 1は、特徴点から Z軸に垂直な方向に延びる線である。なお、特徴点が存在しない場合は、より安定な加工をなし得る第 1工程で多くの加工を実行させるベく、第 1工程での爪の掴み代に所定のマージンを加えた位置を工程分割の候補として画面上に表示する。オペレータは、これらの表示された複数の工程分割の候補参照して、所望の工程分割箇所を内径、外径毎に選択指定する（ステップ S 1 9 3 ) 。工程分割処理部 1 4は、選択指定された工程分割箇所の製品モデル S M上の座標位置を算出する（ステップ S 1 9 4 ) 。このようにして、工程分割位置が決定される（ステップ S 1 5 6 ) 。

第 4 0図は工程分割箇所が指定されたモデノレの 1 Z 2断面を示す図である。第 1 7図には、素材モデル WMに対して位置決めされた製品モデル SMが示されており、この場合は製品モデル S Mの形状は Z軸に対して対称であるとする。この製品モデル S Mでは、ドリル加工（中央部の孔）、旋削加工（外径部、内径部）の他に、 6箇所（片側 3箇所）でミーリング加工箇所を行う必要がある。この場合、外径側は工程分割位置 6 5で第 1工程、第 2工程に分割され、内径側は工程分割位置 6 6で第 1工程、第 2工程に分割されると決定されている。

第 1工程側に位置するミーリング加工箇所 6 7は第 1工程に属し、第 2工程側に位置するミーリング加工箇所 6 9は第 2工程に属する。ここで、工程分割位置 6 5がその内部に存在するミーリング加工箇所 6 8においては、第 1工程側に属する箇所も全て第' 2工程で加工を行うように、工程分割処理部 1 4が加工処理內容を決定する。これは、半分まで外径を削った状態でミーリングを行うより、全て外径を削ってからミーリングを行つた方が効率がよいからである。

一方、ステップ S 1 9 0の判断で自動決定モードが選択された場合は、工程分割処理部 1 4は次のような処理を実行する。すなわち、第 1工程での爪の掴み代長さ L aを計算し、さらにこの爪の掴み代長さ L aに所定のマージン値 αを加えた長さ（L a + a ) を計算し（ステップ S 1 9 5 ) 、この計算値 ( L a + α ) だけ、素材モデル WMのチャック側の Z端面から離れた位置を工程分割位置として決定する（ステップ S 1 9 6 ) 。そして、この決定された分割位置より先端側の領域を第 1工程で加工する第 1工程領域とし、分割位置より基端側（チャック側 ) の領域を第 2工程で加工する第 2工程領域とする。なお、上記マージン値 αは製品モデルあるいは素材モデルの Ζ方向長さに応じて変化されるように、マージン値ひとして製品モデルあるいは素材モデルの Z方向長さに応じて複数の異なる値が予め設定されている。

つぎに、第 4 1図および第 4 2図を用いて工程分割の自動決定処理の他の実施例を説明する。

第 4 2図（ a ) は、素材モデル WM上に位置決めされた製品モデル S Mを示すものである。オペレータによって工程分割の自動決定モードが選択されると、ェ程分割処理部 1 4は、素材モデル WMから端面処理で除去される正面側および背面側の加工領域分を削除した素材モデルを求める（ステップ S 2 0 0 ) 。第 4 2 図（b ) は、その概念を示しており、素材モデル WMから正面側の加工領域 Q 1 および背面側の加工領域 Q 2を除去している。すなわち、正面側の加工領域 Q 1 および背面側の加工領域 Q 2とは、第 9図を用いて説明した端面取り代分に対応し、第 7図の端面取り代ダイアログ 3 0 5によって設定された端面取り代値に基づきこれらの加工領域 Q 1 , Q 2が除去される。

つぎに、工程分割処理部 1 4は、第 4 2図（c ) に示すように、端面取り代分が除去された素材モデルの形状データと、製品モデルの形状データとに基づいて、素材モデルにおける旋削加工領域を、外径側の旋削加工領域と内径側に旋削加工領域とに分割し、分割した外径側の旋削加工領域の体積 V aおよび内径側の旋削加工領域の体積 V bを求める（ステップ S 2 0 1 ) 。

つぎに、工程分割処理部 1 4は、第 4 2図（d ) に示すように、外径側の旋削加工領域の体積 V aを 1 / 2分割する Z方向の位置、すなわち第 1工程での外径側の旋削加工領域の体積 V a 1と第 2工程での外径側の旋削加工領域の体積 V a 2とが等しくなる Z方向の位置を外径側の工程分割位置 6 5とする。同様に、ェ程分割処理部 1 4は、内径側の旋肖 U加工領域の体積 V bを 1 Z 2分割する Z方向の位置、すなわち第 1工程での内径側の旋削加工領域の体積 V b 1と第 2工程での内径側の旋削加工領域の体積 V b 2とが等しくなる Z方向の位置を内径側のェ程分割位置 6 6とする（ステップ S 2 0 2 ) 。 ' このように第 1工程および第 2の工程への工程分割を自動的に行うようにしたので、オペレータが手動で工程分割を.行う手間を省くことができ、効率の良いプ口ダラミング作業を行うことができる。

なお、第 4 2図の場合は、外径側の旋削加工領域を 2等分する Z位置を外径側の工程分割位置とし、内径側の旋削加工領域を 2等分する Z位置を内径側の工程分割位置としたが、旋削加工、ミーリング加工などを含めた外径側の全加工領域を 2等分する Z位置を外径側の工程分割位置とし、内径側の全加工領域を 2等分する Z位置を内径側の工程分割位置としてもよレ、。

また、端面加工領域を含めた全加工領域の体積を 2等分する位置を工程分割位 ' 置としてもよい。この場合は、内径側および外径側の工程分割位置は同一位置となる。

なお、第 4 2図の場合は、全加工領域のうちで旋削加工領域のみを抽出し、該抽出した旋削加工領域を 2等分する Z位置を求めるようにしているので、加工領域の形状データなどに基づいて全加工領域を、旋削加工領域とそれ以外の加工領域とに予め分離するようにしている。この分離処理の詳細は、本出願人が既に出願している特開 2 0 0 3 - 2 4 1 8 0 9号公報に記載されている。

( 3 ) '第 2工程治具設定（第 2チャック、爪の設定、ステップ S 1 0 5 ) この第 2工程治具設定処理は、主に第 1図の治具設定処理部 1 2によって実行される。この第 2工程治具設定処理は、 2主軸工作機械のサブ主軸で行う第 2ェ程での治具を設定するものである。

' この第 2工程治具設定処理では、第 4図に示したメニュ一選択主画面 8の取付け具設定ボタン 6 cをオンにして、第 2 6図に示す取付け具設定メニュー 5 2を開き、さらに第 2主軸爪設定ボタン 5 2 eを押して、第 2 8図に示す爪パターン選択テーブル 5 3および第 2 9図に示すような取付け具設定ウィンドウ 5 4を表示させて、前述と同様の処理を行うことでサブ主軸側の第 2チャックの爪配置を設定する。ただし、サブ主軸に素材を取り付けるときには、第 1工程は既に終了しており、第 2工程の爪の把握径は、第 1工程の加工を終了した後の素材形状を想定して決定する。すなわち、第 4 3図に示すように、製品モデル S Mの形状データを用いて、第 1工程の加工を終了した後の素材モデル WM 'を作成し、該作成した素材モデル WM 'を用いて、先のステップ S 1 0 2で説明した第 1工程治具設定処理と同様の処理を行って、爪の把握径を計算する。

( 4 ) '位置合わせ（ステップ S 1 0 6 )

この位置合わせ処理は、主に第 1図の位置合わせ処理部 1 3によって実行される。この位置合わせ処理は、第 2工程で使用される第 2チャックに把持された素材モデル内に製品モデルを自動配置する処理であり、その動作は先のステップ S 1 0 3で説明した位置合わせ処理と同様であるので、重複する説明は省略する。

( 6 ) 工程展開 (ステップ S 1 0 7 )

この工程展開処理は、第 4図に示したメニュー選択主画面 8のュニット展開ボタン 6 f をオンにすることによって起動されるものである。この工程展開処理は、主に第 1図の工程展開処理部 1 5によって実行される。

この工程展開処理は、加工モードと呼ばれる旋削加工、点加工、面加工、面取り加工などで構成される一連の加工作業を、同一の主軸かつ同一の工具をもって連続的な加工が行われる加工単位（以下加工ユニットという）まで分解するものであり、加工作業は、複数の加工ユニットの組み合わせとして構成される。また、この工程展開処理では、第 1工程おょぴ第 2工程の双方の加工作業を加工ュニット単位に展開する。

複合加工の場合の自動工程展開の順序のデフオルトは、旋削加工→面加工→点加工→面取り加工とし、この順序はオペレータが任意に設定可能とする。穴加工し力行わない加工に対処するべく、旋削加工、面加工、面取り加工を省略し、点加工のみを工程展開するルールを設定可能とする。

また、旋削加工内の各加工の順序のデフォルトは、端面加工→旋削ドリル（中心孔） →棒材外径→棒材内径とし、この順序もオペレータが任意に設定可能とする。したがって、端面加工→棒材外径加工→旋削ドリル→棒材内径加工という順序でも可能であり、また端面加工→旋削ドリル→棒材内径加工→棒材外径加工とレ、う順序でも可能である。

面加工は、加工深さの浅いものから順に工程展開する。点加工は、円柱形状または円柱形状 +円錐形状の場合はドリルに展開し、異なる径の 2つの円柱形状 + 円錐形状は座付きに展開する。 C ADデータに加工属性データが付随している場合は、タップ、リーマ、ボーリング、シンェンに展開可能である。また、点加工においては、同径の穴の配列に応じて点、列、四角、格子の 4つの形状シーケンスに分類し、これら分類した夫々の形状シーケンスで決められた順序で穴加工を行うことで、点加工の効率を向上させる。また、穴の直径値を閾値と比較し、この比較結果に基づき点加工を行うべきかポケットミル加工を行うべきかを判定し、この判定結果に応じて点加工およびポケットミル加工の何れかを実行する。この場合、直径値の閾値は任意設定可能とする。

また、点加工において、各穴が、第 4 4図（a ) に示すような 1つの点加工で加工可能な通し穴であるか、第 4 4図（b ) に示すような 2つの点加工でしカ^ロェが不可能な 2つ穴であるかを自動判定し、この判定結果に点加工の展開を行う。第 4 5図は旋削加工の工程展開の一例を内径部についてのみ示したものである。 7 0が製品形状の 1 / 2断面である。この場合は、第 1工程では、最初に領域 7 1を旋削ドリル加工し、つぎに領域 7 2を旋削内径加工する。第 2工程では、領域 7 3を旋削内径加工する。これらの各領域 7 1， 7 2 , 7 3が夫々 1つの加工ュニットである。

また、第 1チャックの爪の間の領域に、第 4 6図（a ) に示すように、旋削加ェ部 7 4の下部に点加工部 7 5が存在する場合は、第 4 6図（ b ) に示すように、点加工部 7 5の穴形状を素材モデルの表面まで延ばし、この穴形状を延ばした点加工部 7 5の点加工を通常第 2工程より安定的な加工をなし得る第 1工程で行うようにする。そして、旋削加工部 74に対する旋削加工は第 2工程で行う。

なお、本工程展開処理の詳細は、本出願人が既に出願している特開 2003— 241809号公報に記載されている。

(7) 工具選定処理（ステップ S 108)

以下に説明する工程展開処理は、主に第 1図の工具選定処理部 16によって実行される。第 47図は工具シーケンスの自動展開手順を示す図である。

まず、 C ADデータの仕上げ記号などに応じて仕上げ代を決める仕上げ代展開が行われる（ステップ S 210) 。つぎに、工程展開した各加工箇所を何本のェ具でカ卩ェするかを決める工具種類展開が行われる（ステップ S 21 1) 。つぎに、工具データベースから各加工箇所についての最適な工具を選択する工具決定処理が行われる（ステップ S 212) 。最後に、工具が決定されたので、工具に応じた切削条件を決定する（ステップ S 213) 。

(8) プログラム展開（ステップ S 109)

このプログラム展開処理は、第 4図に示したメニュー選択主画面 8のプロダラム生成ポタン 6 hをオンにすることによって起動されるものである。このプログラム展開処理は、主に第 1図のプログラム展開処理部 19によって実行される。このプログラム展開処理では、工程展開された複数の加工ュ-ットの組み合わせと、決定された工具情報と、切削条件に基づいて、所定の言語から成る第 1及び第 2工程用の N C作成用プログラムを作成する。この N C作成用プログラムは、第 1図の NC装置 200あるいは第 2の NC制御部 201側で数値プログラムとしての NCプログラムに変換される。

(9) 展開不可形状編集（ステップ S 1 10)

この展開不可形状編集処理は、主に第 1図の展開不可形状編集処理部 17によつて実行される。この展開不可形状編集処理は、先の工程展開処理で加工ュニットに自動展開できなかった展開不可形状を、何らかの加工ュ-ットに変換するための編集作業を行うものである。展開不可形状としては、曲面加工、特殊工具での加工が必要な形状、本自動プ口によつて作成される N C作成用プログラムの加工ュニットにない形状、テーパポケットのテーパ部おょぴその上部、底面 Rや底面フィレツト付きポケットの R 部ゃフィレツト部およびその上部などがある。

加工ュ-ットに自動展開できなかった展開不可形状は、第 4 8図（a ) に示すように、加工ュニットをッリ一で階層表示する加工形状ッリー部 8 0において、展開不可形状 8 1 , 8 2として表示される。

この加工形状ツリー部 8 0においては、加工ュニット名の変更、加工ュニットの順序変更および加工ュ-ットの有効ノ無効の切替えの編集操作を行うことができる。第 4 8図においては、加工ユニット名として、「棒材外径」、「ポケットミル」、「展開不可」などが付けられてお ^:り、加工ユニット名の左に付された数字が加工ユニットの加工順番である。また、加工ユニットの順序を変更した際には、この順序変更による干渉がチェックされる。

展開不可形状は、第 4 8図（b ) に示すように、加工ユニット名を、例えば■「展開不可」力ら「ポケットミル」などへ変更し、さらに、形状シーケンス（輪郭を表す形状の指定の仕方）および工具を指定することで、本自動プロによって作成可能な N C作成用プログラムに展開することができる。

( 1 0 ) プログラム編集（ステップ S 1 1 1 )

このプログラム編集処理は、第 4図に示したメニュー選択主画面 8のュ-ット編集ボタン 6 gをオンにすることによって起動されるものである。このプロダラム編集処理は、主に第 1図のプログラム編集処理部 1 8によって実行される。このプログラム編集処理では、作成された N C作成用プログラムの編集処理を行う。作成された N C作成用プログラムは、複数の加工ュ-ットおよぴ各加工ュ-ットに対応する加工プログラムを含んでいる。

第 4 9図に示すように、プロダラム編集画面 8 4は、加工形状ッリー部 8 0 / プログラムツリー部 8 5、 3次元表示部 8 6、エディタ部 8 7およびメニュー表示部 9 1を有している。

加工形状ツリー部 8 0は、第 4 8図にも示すように、加工ユニット名をツリー形式で階層表示する。プログラムツリー部 8 5は加工ュニット単位の加工プ口グラムをツリー形式で階層表示する。 3次元表示部 8 6には、製品モデルおよび/ または素材モデル（素材モデルを製品モデルに重ね合わせた合成モデル）がワイャフレームなどで 3次元表示される。

エディタ部 8 7には、加工形状ッリー部 8 0を選択表示したときには、加工形状ッリー部 8 0で選択された加工ュニット名に対応する加工ュニットデータ（加ェ形状を示す形状シーケンスおよび加工内容等を含むデータ）が表示され、プログラムッリ一部 8 5を選択表示したときには、プログラムツリー部 8 5で選択されたプログラム名（第 5 4図の場合は加工ュ-ット名と同一のプログラム名が付けられている）に対応する加工プログラムが表示される。また、エディタ部 8 7 では、加工形状ッリー部 8 0またはプログラムッリー部 8 5で選択された加工ュニットに対応する加工ュニットデータまたは加工プログラムの先頭にカーソルが位置される。

まず、第 5 0図を用いて加工ュニットの 3次元表示部 8 6での強調表示処理について説明する。第 5 0図の処理は、プログラム編集処理部 1 8による強調表示処理を示すものである。

加工形状ッリー部 8 0で 1つの加工ュニット名を選択して、エディタ部 8 7に形状シーケンスなどの加工ユニットデータを表示させるカあるいはプログラムツリー部で 1つの加工プログラム名を選択して、エディタ部 8 7に加工プログラムの本体を表示させたとする。プログラム編集処理部 1 8は、これを検出し（ステツプ S 2 2 0 ) 、エディタ部 8 7のカーソル 8 8の位置に対応する加工ュニット 8 9を、 3次元表示部 8 6において、強調表示（ハイライト表示）する（ステップ S 2 2 1 ) 。

このように、カーソル位置に対応する加工ユニットが、 3次元表示部 8 6において、強調表示されるので、カーソル位置がどの加工ユニットに対応する力一目瞭然に判断することができ、編集作業が効率化され、また編集ミスなども少なくなる。

つぎに、第 5 2図などを用いて加工ュニットデータを構成する形状シーケンスの揷入処理について説明する。この形状シーケンス挿入処理では、 3次元表示部 8 6で選択した形状を形状シーケンスとしてエディタ部 8 7のカーソル位置に揷入することができる。この機能は、展開不可形状の編集の際などに便利な機能である。この機能は次のようにして実行される。

まず、形状シーケンスを揷入したい加工ユニット名（この場合は展開不可ュニットであるとする）をプログラムツリー部 8 5で選択する。つぎに、プログラムッリー部 8 5または 3次元表示部 8 6上で、展開不可ュ-ットの形状全体を選択する。第 5 1図（a ) に展開不可ユニットの全体が表示されている状態が示されている。

つぎに、座標値を取得したい形状要素（例えば 1つの平面）を 3次元表示部 8 6上でマウスなどで選択する。選択された面 9 0は、 3次元表示部 8 6上で、第 5 1図（b ) に示すように強調表示される。

この状態で、エディタ部 8 7のカーソル位置を所望の位置に移動させた後、プログラム編集画面 8 4のメニュー表示部 9 1の図示しない「形状シーケンス揷入ボタン」を押すと（ステップ S 2 3 0 ) 、第 5 3図に示すように、上記選択した面 9 0に対応する形状シーケンスが、エディタ部 8 7のカーソル位置に挿入される（ステップ S 2 3 1 ) ₀

このように、 3次元表示部 8 6で選択した形状を形状シーケンスとしてエディタ部 8 7のカーソル位置に揷入することができるようにしたので、効率よく展開不可形状などの編集作業をなし得る。なお、上記では、加工ユニットデータにおける形状シーケンスをカーソル位置に挿入するようにしたが、 3次元表示部 8 6 で選択された加工ュニットに対応する加工ュ-ットデータをカーソル位置に揷入するようにしてもよい。

つぎに、第 5 5図などを用いて、加工形状ツリー部 8 0で選択した加工ュニット名に対応する加工プログラム名およびカ卩ェプログラムの挿入処理について説明する。この揷入機能は、誤操作などで、加工ユニットのプログラムを壊した場合などに使用することができ、加工ユニット単位のプログラム変換を行うことができる。この機能は次のようにして実行される。

揷入する加工ュニット名を加工形状ッリー部 8 0で選択する（第 5 4図参照），つぎに、挿入する位置の次の加工プログラム名（第 5 4図の場合は加工ユニット名と加工プログラム名が一致している）をプログラムツリー部 8 5で選択する。このとき、エディタ部 8 7のカーソルは、プログラムツリー部 8 5で選択されたプログラム名に対応する加工プログラムの先頭に位置している。

この状態で、プログラム編集画面 8 4のメニュー表示部 9 1の図示しない「ュニット揷入ポタン」を押すと（ステップ S 2 4 0 ) 、加工形状ツリー部 8 0で選択された加工ュニット名に対応する加工プログラム名がプログラムツリー部 8 5 で選択した加工プログラム名の前に加工ュニット単位で揷入されるとともに、加ェ形状ツリー部 8 0で選択された加工ュニット名に対応する加工プログラムが、エディタ部 8 7のカーソル位置の前に、加工ュ-ット単位で挿入される。

このように、加工ュ-ット名に対応する加工プログラム名および加工プロダラムを、プログラムツリー部 8 5およびエディタ部 8 7の所望の位置に加工ュニット単位で簡便に揷入することができるので、加工ユニットの加工プログラムを壊した等のときに、編集作業を効率よく行うことができる。なお、挿入する位置の次のプログラム名をプログラムツリー部 8 5で最初に選択し、その後で挿入する加工ュニット名を加工形状ツリー部 8 0で選択するようにしてもよい。

実施の形態 2 .

つぎに、第 5 6図おょぴ第 5 7図を用いてこの発明の実施の形態 2について説明する。先の実施の形態 1の自動プロは、メイン主軸おょぴ該メイン主軸に対向するように設置されたサブ主軸の 2つの主軸を有する 2主軸工作機械に適用される自動プロであつたが、実施の形態 2の自動プロは、メイン主軸およびサブ主軸の 2つの主軸を有する 2主軸工作機械と、メィン主軸しカゝ有さない 1主軸工作機械とのどちらの工作機械にも適用可能な自動プロである。

2主軸工作機械の場合、メイン主軸側とサブ主軸側を用いて、第 1工程の加工と第 2工程の加工を連続して行うことができる。このため、本自動プロにおいては、第 1工程の加工と第 2工程の加工を連続実行する 1つのプログラムを生成する。これに対し、 1主軸機械の場合、メイン主軸のみで第 1工程の加工と第 2ェ程の加工を行うために、第 1工程の加工終了後、メィン主軸側で素材を反転して付け替えて、第 2工程の加工を行う。このため、自動プロにおいては、第 1工程用の加工プログラムおよび第 2工程用の加工プログラムの 2本の加工プログラムを生成している。

サブ主軸がなくメイン主軸のみの機械の場合、 1工程目（第 1工程に対応）が終了すると、素材モデノレを反転させ、反転させた素材モデルをメイン主軸のチヤックモデルに再ぴ把持させ、残りの領域の加工を行う 2工程目（第 2工程に対応 ) を実行させることになる。すなわち、 1主軸工作機械においては、第 1工程は第 1主軸機械で素材モデルの一方の端部を把持して加工を行い、第 2工程は第 1 主軸機械で素材モデルの他方の端部を把持して加工を行うことになる。

実施の形態 2の自動プロは、第 5 6図に示すように、 1主軸機械用の加工プログラムを作成させるための自動プログラム装置である 1主軸プログラム作成部 3 3 0と、 2主軸機械用の加工プログラムを作成させるための自動プログラム装置である 2主軸プログラム作成部 3 3 1と、制御対象が 2主軸機械および 1主軸機械のいずれであるカを判定し、該判定結果に応じて 1主軸プログラム作成部 3 3 0および 2主軸プログラム作成部 3 3 1のうちの何れかを起動させる判定部 3 4 0とを備えている。

以下、第 5 7図のフローチャートに従って、実施の形態 2の自動プロの動作について説明する。まず、この自動プロにおいては、制御対象の工作機械にサブ主軸がある力否かを判断する判定部 3 4 0を有しており、この判定部 3 4 0がプログラム起動時に制御対象がサブ主軸（第 2主軸）付きの機械であるか否かを判定する（ステップ S 4 0 0 ) 。すなわち、自動プロが第 1回目に起動されたときに、適宜のダイアログを用いた対話形式で、制御対象の工作機械にサブ主軸があるか否かをオペレータに登録させ、この登録されたサブ主軸の有無を示す識別情報を記憶しておくことで、判定部 3 4 0がその後のプロダラム起動時に記憶された識別情報を参照することで、制御対象がサブ主軸付きである力否かを判別する。そして、この自動プロでは、上記登録された識別情報を変更することが可能な機能も備えている。

このように本自動プロにおレ、ては、メィン主軸およびサブ主軸の 2つの主軸を有する 2主軸工作機械を制御対象として素材から製品を機械加工するための N C プログラムを作成するための N C作成用プログラムを作成する第 1のソフトゥェァ（ 2主軸プログラム作成部 3 3 1 ) と、メイン主軸を有する 1主軸工作機械を制御対象として素材から製品を機械加工するための N Cプログラムを作成するための N C作成用プログラムを作成する第 2のソフトウェア（1主軸プログラム作成部 3 3 0 ) とを有しており、プログラム開始時に判定部 3 4 0が制御対象のェ作機械が 1主軸工作機械および 2主軸工作機械のどちらであるかを判断することにより、第 1および第 2のソフトウェアのうちのどちらかを起動するようにしている。勿論、これら第 1およぴ第 2のソフトウェアは共有部分が多く存在している。

サブ主軸付きの機械が制御対象であると判断した場合は、先の実施の形態 1と同様、第 1のソフトウヱァによってステップ S 1 0 0〜S 1 0 9の処理を実行する（第 2図参照）。このような処理によれば、ステップ S 1 0 7 , S 1 0 8で第 1工程および第 2工程を同時にプログラム展開するので、作成された N C作成用プログラムは、第 1工程プログラム、素材受け渡しプログラム、およぴ第 2工程 4 009591

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プログラムなどを有し、全工程を自動運転することができる連続した 1本のプログラムとなる。また、この場合、第 1工程の情報を引き継いで第 2工程のプログラムを作成するので、第 2工程では、ステップ S 1 0 0の製品形状入力処理、ステツプ S 1 0 1の素材形状設定処理を省略することができ、効率の良いプロダラム作成が可能となる。

' 一方、サブ主軸がない 1主軸工作機械が制御対象であると判断した場合は、第 2のソフトウェアを用いて次のような処理を行う。まず、ステップ S 1 0 0と同様の製品形状入力処理を行い（ステップ S 4 0 1 ) 、つぎにステップ S 1◦ 1と同様の素材形状設定処理を行い（ステップ S 4 0 2 ) 、つぎにステップ S 1 0 2 と同様の第 1工程（1工程目）治具設定処理を行い（ステップ S 4 0 3 ) 、つぎにステップ S 1 0 3と同様の位置合わせ処理を行い（ステップ S 4 0 4 ) 、つぎに、ステップ S 1 0 4と同様の工程分割処理を行う（ステップ S 4 0 5 ) 。

ここで、 1主軸工作機械が制御対象である場合は、 1工程目のみの工程展開および工具選定を実行する（ステップ S 4 0 6 ) 。そして、 1工程目のみのプログラム展開を実行する（ステップ S 4 0 7 ) 。つぎに、素材モデルを 1 8 0度反転させてからメイン主軸のチャックモデルに再ぴ把持させる（ステップ S 4 0 8 ) 。つぎに、ステップ S 1 0 5と同様の第 2工程（2工程目）治具設定処理を行い (ステップ S 4 0 9 ) 、つぎにステップ S 1 0 6と同様の位置合わせ処理を行う (ステップ S 4 1 0 ) 。

つぎに、 2工程目のみの工程展開および工具選定を実行する（ステップ S 4 1 1 ) 。そして、 2工程目のみのプログラム展開を実行する（ステップ S 4 1 2 ) 。このようにして、 1工程目プログラムおよび 2工程目プログラムの 2つのプログラムから成る N C作成用プログラムを作成する。

このように実施の形態 2によれば、制御対象の工作機械にサブ主軸があるか否かを判定し、この判定に応じて 1主軸機械用の自動プロおよび 2主軸機械用の自動プロのどちらかを動作させるようにしているので、メイン主軸およびサブ主軸の 2つの主軸を有する 2主軸工作機械とメイン主軸しか有さない 1主軸工作機械とのどちらの工作機械にも適用可能な自動プロを提供することができる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかる自動プログラミング方法および装置は、メイン全軸おょぴサブ主軸の 2つの主軸を有する 2主軸工作機械、あるいはメイン主軸のみを有する 1主軸工作機械を制御対象とした N C装置の N Cプログラムを作成するための N C作成用プログラムを作成するソフトウェアに有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 加工領域を、素材モデルの一方の端部を把持して加工を行う第 1工程領域と、素材モデルの他方の端部を把持して加工を行う第 2工程領域とに分割し、この分割に基づいて N C装置を制御するプログラムを生成する自動プロダラミング方法において、

加工領域の体積を計算する第 1ステップと、

前記計算した加工領域の体積を均等分割する旋削軸方向の位置を第 1工程領域と第 2工程領域との境界を示す工程分割位置として演算し、該演算した工程分割位置から前記素材モデノレの一方の端部までの領域を前記第 1工程領域として判定し、前記工程分割位置から前記素材モデルの他方の端部までの領域を前記第 2ェ程領域として判定する第 2ステップと、

を備えることを特徴とする自動プロダラミング方法。

2 . 前記第 1ステップでは、全加工領域から旋削軸方向の両端面についての端面加工が行われる端面加工領域を除！/、た加工領域の体積を内径加工側と外径加工側とに分けてそれぞれ計算し、

第 2ステツプでは、前記計算した端面加工領域を除いた内径加工側の加工領域の体積を均等分割する位置を内径加工側の工程分割位置とし、前記計算した端面加工領域を除！/ヽた外径加工側の加工領域の体積を均等分割する位置を外径加工側の工程分割位置として演算することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の自動プログラミング方法。

3 . 前記第 1ステップでは、全加工領域から端面加工領域を除いた加工領域を求め、さらに端面加工領域を除いた加工領域のうちの旋削加工が行われる旋削加ェ領域の体積を内径加工側と外径加工側とに分けてそれぞれ計算し、第 2ステツプでは、内径加工側の前記旋削加工領域の体積を均等分割する位置を内径加工部側工程分割位置とし、外径加工側の前記旋削加工領域の体積を均等分割する位置を外径加工側の工程分割位置として導出することを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の自動プログラミング方法。

4 . 加工領域を、素材モデルの一方の端部を把持して加工を行う第 1工程領域と、素材モデルの他方の端部を把持して加工を行う第 2工程領域とに分割し、この分割に基づいて N C装置を制御するプログラムを生成する自動プロダラミング方法において、

第 1工程での治具モデルの掴み代に予め設定した所定の長さを加算した距離を計算し、素材モデルの一方の端部から旋削軸方向に前記計算した距離だけ離間した位置を第 1工程領域と第 2工程領域との境界を示す工程分割位置として演算し、該演算した工程分割位置から前記素材モデルの一方の端部までの領域を前記第 1 工程領域として判定し、前記工程分割位置から前記素材モデルの他方の端部までの領域を前記第 2工程領域として判定することを特徴とする自動プロダラミング方法。

5 . 請求の範囲第 1項〜第 4項の何れか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラム。

6 . 加工領域を、素材モデルの一方の端部を把持して加工を行う第 1工程領域と、素材モデノレの他方の端部を把持して加工を行う第 2工程領域とに分割し、この分割に基づいて N C装置を制御するプログラムを生成する自動プロダラミング装置において、

加工領域の体積を計算する体積計算手段と、

前記計算した加工領域の体積を均等分割する旋削軸方向の位置を第 1工程領域と第 2工程領域との境界を示す工程分割位置として演算し、該演算した工程分割位置から前記素材モデルの一方の端部までの領域を前記第 1工程領域として判定し、前記工程分割位置から前記素材モデルの他方の端部までの領域を前記第 2ェ程領域として判定する工程分割手段と、

を備えることを特徴とする自動プロダラミング装置。

7 . 前記体積計算手段は、全加工領域から旋削軸方向の両端面についての端面加工が行われる端面加工領域を除いた加工領域の体積を内径加工側と外径加工側とに分けてそれぞれ計算し、

前記工程分割手段は、前記計算した端面加工領域を除いた内径加工側の加工領域の体積を均等分割する位置を内径加工側の工程分割位置とし、前記計算した端面加工領域を除いた外径加工側の加工領域の体積を均等分割する位置を外径加工側の工程分割位置として演算することを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の自動プログラミング装置。

8 . 前記体積計算手段は、 ^口ェ領域から端面加工領域を除レヽた加工領域を求め、さらに端面加工領域を除いた加工領域のうちの旋削加工が行われる旋削加工領域の体積を内径加工側と外径加工側とに分けてそれぞれ計算し、

前記工程分割手段は、内径加工側の前記旋削加工領域の体積を均等分割する位置を内径加工部側工程分割位置とし、外径加工側の前記旋削加工領域の体積を均等分割する位置を外径加工側の工程分割位置として導出することを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の自動プロダラミング装置。

9 . 加工領域を、素材モデルの一方の端部を把持して加工を行う第 1工程領域と、素材モデルの他方の端部を把持して加工を行う第 2工程領域とに分割し、この分割に基づいて N C装置を制御するプログラムを生成する自動プログラミング装置において、

第 1工程での治具モデルの掴み代に予め設定した所定の長さを加算した距離を計算し、素材モデルの一方の端部から旋削軸方向に前記計算した距離だけ離間した位置を第 1工程領域と第 2工程領域との境界を示す工程分割位置として演算し、該演算した工程分割位置から前記素材モデルの一方の端部までの領域を前記第 1 工程領域として判定し、前記工程分割位置から前記素材モデルの他方の端部までの領域を前記第 2工程領域として判定する工程分割手段を備えることを特徴とする自動プログラミング装置。