WO2013046350A1 - Ｎｃデータ作成支援装置 - Google Patents

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WO2013046350A1
WO2013046350A1 PCT/JP2011/072156 JP2011072156W WO2013046350A1 WO 2013046350 A1 WO2013046350 A1 WO 2013046350A1 JP 2011072156 W JP2011072156 W JP 2011072156W WO 2013046350 A1 WO2013046350 A1 WO 2013046350A1
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machining
area
axis
user
machining area
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隆宏 中野
洋一 野中
英明 小野塚
一平 河野
大輔 堤
其其格 巴雅斯
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株式会社日立製作所
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    • G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35046—Design tool to minimize manufacturing, machining time
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35166—Virtual boundary method to plan coarse and then fine machining
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of CAM (Computer Aided Manufacturing) software for creating NC data for controlling an NC processing machine.
  • CAM Computer Aided Manufacturing
  • the CAM is used to prepare the actual machining for the CAD model of the product to be produced.
  • NC data that controls the operation of NC processing machines for each NC processing machine after creating a tool path, which is tool trajectory information, by setting a processing area that specifies the CAD model processing range using conditions, tools and processing conditions Need to create.
  • the NC data created by CAM is transferred to the NC machine and actual machining is performed.
  • Patent Document 1 discloses an intermediate finishing shape that most closely approximates the finished shape in consideration of the slope of the inclined sword tool from the finished shape of the turning product in the creation of turning NC data for a sword tool and a single-edged tool. After that, a technique is described in which a rough machining area is obtained from the material shape and the intermediate finish shape, and turning NC data for the rough machining area is automatically created.
  • the processing conditions such as the machine and tool to be used and the tool rotation speed and feed speed from the material shape and product shape, and use each set condition.
  • a machining area for designating a machining range to be cut is created, and the created machining areas are combined, and rough machining is performed from the material shape to the intermediate finish shape before finishing to the product shape.
  • the machining range is defined by combining rectangular shapes, highly efficient machining conditions can be set, but the combination of machining conditions, machining area, and machining area to minimize machining time Need to be determined.
  • Patent Document 1 is a method for uniquely obtaining a rough machining area from a gradient of a finished shape, and it is not possible to create a plurality of machining area proposals, so that machining time is minimized. It is not possible to search for combinations of regions.
  • the machining area generation plan based on machining knowledge, the machining machine, the tool, and the machining conditions are combined one by one to calculate the machining time and the combination of machining areas that minimizes the machining time is searched, the calculation amount is enormous.
  • the present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems.
  • the user interface that displays the product shape and the material shape in parallel in the same coordinate system is presented, and the X axis of the machining area.
  • the user interface that displays the product shape and the material shape in parallel in the same coordinate system is presented, and the X axis of the machining area.
  • the user interface that displays the product shape and the material shape in parallel in the same coordinate system is presented, and the X axis of the machining area
  • the user Provide the user with a means for individually defining the minimum and maximum values for each of the Y-axis and Z-axis, and the user can input the definition of the minimum and maximum values for the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the machining area, and Means for accepting selection inputs of machining conditions, tools, and processing machines and registering them as area generation rules, and according to each of the registered area generation rules, the minimum value and maximum value of each of the X
  • an NC data creation support apparatus characterized by comprising means for sorting in the order of a combination plan with the largest volume amount and presenting a list of results to a user.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an NC data creation support apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the NC data creation support apparatus 100 includes NC data creation support means 101, storage means 102, input means 103, output means 104, and a three-dimensional CAD / CAM system 105.
  • NC data support creation means 101 includes area generation rule registration means 106, area combination plan enumeration means 107, removal volume calculation means 108, area plan sorting means 109, processing area model generation means 110, tool path generation means 111, processing It has time calculation means 112 and machining simulation means 113.
  • the storage unit 102 includes a machining condition data table 114, a tool condition data table 115, an apparatus condition data table 116, a product CAD model 117, a material CAD model 118, and an area generation rule data table 119.
  • the machining condition data table 114 stores machining condition data.
  • a processing condition table 114a as shown in FIG. 2 is stored.
  • the machining condition table 114a includes a machining condition number field 114b, a rotation speed field 114c, a feed speed field 114d, a single blade feed field 114e, a cutting speed field 114f, a shaft cutting field 114g, and a diameter cutting.
  • Column 114h is machining condition number field 114b, a rotation speed field 114c, a feed speed field 114d, a single blade feed field 114e, a cutting speed field 114f, a shaft cutting field 114g, and a diameter cutting.
  • the rotation number column 114c stores information for specifying the rotation number of the tool under the condition specified in the machining condition number column 114b.
  • the feed rate column 114d stores information for specifying the feed rate of the tool under the conditions specified in the machining condition number column 114b.
  • the single blade feed field 114e stores information on the feed amount per blade of the tool under the conditions specified in the machining condition number field 114b.
  • the cutting speed column 114f stores information for specifying the cutting speed of the tool under the conditions specified in the machining condition number column 114b.
  • the axis cutting column 114g stores information for specifying the cutting depth in the axial direction of the tool under the condition specified in the machining condition number column 114b.
  • the diameter cutting column 114h stores information for specifying the diameter cutting amount under the condition specified in the machining condition number column 114b.
  • the tool condition data table 115 stores the tool condition data.
  • a tool condition table 115a as shown in FIG. 3 is stored.
  • the tool condition table 115a includes a tool number column 115b, a diameter column 115c, a lower radius column 115d, a tool length column 115e, a holder diameter column 115f, and a holder length column 115g. .
  • the diameter column 115c stores information for specifying the diameter of the tool under the conditions specified in the tool number column 115b.
  • the lower radius column 115d stores information for specifying the lower radius of the tool under the condition specified in the tool number column 115b.
  • the tool length column 115e stores information for specifying the tool length under the conditions specified in the tool number column 115b.
  • the holder diameter column 115f stores information for specifying the diameter of the holder under the conditions specified in the tool number column 115b.
  • the holder length column 115g stores information for specifying the length of the holder under the conditions specified in the tool number column 115b.
  • the apparatus condition data table 116 stores the apparatus information of the processing machine.
  • apparatus condition data 116a as shown in FIG. 4 is stored.
  • the apparatus condition data 116a includes a processing machine number column 116b, a processing machine column 116c, an axis configuration column 116d, and a stroke column 116e.
  • the processing machine number column 116b stores a processing machine number that is identification information for specifying the processing machine.
  • information for specifying the processing machine name of the processing machine is stored.
  • the axis configuration column 116d stores information for specifying the axis configuration of the processing machine.
  • the stroke column 116e stores information for specifying a stroke that is an operating range of each axis of the processing machine.
  • the product CAD model 117 stores three-dimensional CAD data representing the finished shape of each product. Stores data in either face model, solid model, or both formats.
  • product CAD models 001 (117a, 117b) as shown in FIGS. 5 (1) and 5 (2) are stored.
  • the product CAD model 117 is stored in, for example, the DXF file format.
  • the face model is defined as each graphic element constituting the drawing in the element definition section (ENTITIES), and the solid model is stored in the block definition section (BLOCKS). It is defined as a block graphic element.
  • the CAD file format is not particularly limited.
  • the material CAD model 118 stores three-dimensional CAD data representing the material shape for each product. Stores data in either face model, solid model, or both formats. For example, in the present embodiment, a material CAD model 001 (118a, 118b) as shown in FIGS. 6 (1) and 6 (2) is stored. The file format of the material CAD model 118 is also stored in the same file format as that of the product CAD model.
  • the region generation rule data table 119 stores information for specifying a region generation rule that defines a processing region registered by the region generation rule registration unit 106.
  • the region generation rule is registered by presenting a user interface such as the region generation rule registration screen 106a as shown in FIG. 7 to the user and by user input.
  • the area generation rule is to define the processing area to be applied to the material with one rectangular area, and further, which processing machine and which tool is used to process the processing area using which processing conditions. It defines and registers processing area information, processing machine selection information, tool selection information, and processing condition selection information in association with each other.
  • the area generation rule registration screen 106a includes an area selection screen 106b, an area generation rule number registration unit 106c, an X-axis minimum selection unit 106d, an X-axis maximum selection unit 106e, and a Y-axis minimum selection.
  • the region selection screen 106b has the product CAD model of the current target product and the material to be used on the product CAD model screen and the material CAD model screen in which the viewpoint is determined and the XYZ coordinate axes are similarly determined.
  • the material CAD model is displayed in correspondence with both coordinate axes.
  • the user selects the graphic element of the face shape model of the product CAD model or the material CAD model, or the graphic element of the solid shape model using the selection means 106k by the mouse, or designates the three-dimensional coordinate position. To do.
  • the area generation rule number registration unit 106 registers the area generation rule number using the input means.
  • the X axis minimum selection unit 106d sets the minimum value of the X axis in the machining area.
  • the processing area is defined by a rectangular area, and is the minimum value of the X coordinate value in the area.
  • the minimum value of the X axis is set by the X axis minimum value selection means 106d1 in FIG.
  • a pull-down menu is displayed by clicking the check box or radio button of the X-axis minimum value selection means 106d1 with a mouse, and (1) CAD model reference method, (2) coordinate value input method, and (3) CAD model tangent method. It is displayed that there are three setting methods.
  • the user selects and designates either the product CAD model or the material CAD model displayed on the product CAD model screen or the material CAD model screen by the selection means 106k using the mouse.
  • the corresponding coordinate value is set by.
  • the flowchart of FIG. 22 shows the coordinate value setting process of the CAD model reference method.
  • the product CAD model or the line of sight that passes through the point position is reached by the user pointing either surface of the product CAD model or the material CAD model with the selection means 106k using the mouse cursor.
  • a face shape or solid shape graphic element of the material CAD model is specified (S40).
  • a point where the X-axis coordinate value becomes the minimum value (or the maximum value) is searched (S41).
  • the X-axis coordinate value of the searched point is stored in the X-axis minimum coordinate value of the corresponding record in the area generation rule data table shown in FIG. 21 (S42).
  • the minimum value of the X axis of the machining area is set by inputting the coordinate value using the input means.
  • the set X-axis coordinate value is stored in the X-axis minimum coordinate value of the corresponding record in the area generation rule data table shown in FIG. 21 (S42).
  • the face shape or solid shape of the product CAD model displayed on the product CAD model screen is designated by the selection means 106k using the mouse, and the designated face shape or solid shape tangent plane is used. Then, the coordinates of the minimum point of the X axis on the cut surface where the cutout amount obtained by cutting the corresponding material CAD model is maximized is set as the minimum value of the X axis of the machining area.
  • the flowchart of FIG. 23 shows the coordinate value setting process of the CAD model tangent method.
  • An element is specified (S50).
  • S51 On the entire surface of the specified graphic element, discrete points are arranged at a predetermined interval, and a point where a tangent line can be drawn to the graphic element at an arbitrary point is searched (S51).
  • a point where a tangent plane including a tangent drawn to the graphic element exists is searched (S52).
  • the material CAD model is cut by the searched tangent plane, and the cutout amount of the material CAD model on the side viewed from the viewpoint of the screen is calculated (S53). All the discrete points arranged on the entire surface of the graphic element are searched to determine whether a tangent plane that maximizes the cutout amount of the material CAD model has been searched. If YES, the process of step S55 is executed. If NO, the process of step S57 is executed (S54).
  • a point where the X-axis coordinate value is the minimum value or the maximum value is searched for on the cut surface of the tangential plane where the cut-out amount of the material CAD model is maximum (S55).
  • the X-axis coordinate value of the searched point is stored in the corresponding record of the area generation rule data table (S56).
  • the search for points where tangent lines can be drawn is continued by excluding the discrete points on the surface of the graphic element already searched. Steps S52, S53, and S54 are repeated.
  • the X-axis maximum selection unit 106 e sets the maximum value of the X-axis of the machining area by the CAD model reference method, the coordinate value input method, or the CAD model tangent method.
  • the Y-axis minimum selection unit 106f sets the minimum value of the Y-axis of the machining area by a CAD model reference method, a coordinate value input method, or a CAD model tangent method.
  • the Y-axis maximum selection unit 106g sets the maximum value of the Y-axis of the machining area by a CAD model reference method, a coordinate value input method, or a CAD model tangent method.
  • the Z-axis minimum selection unit 106h sets the minimum value of the Z-axis of the machining area by a CAD model reference method, a coordinate value input method, or a CAD model tangent method.
  • the Z-axis maximum selection unit 106i sets the maximum value of the Z-axis of the machining area by a CAD model reference method, a coordinate value input method, or a CAD model tangent method.
  • the machining condition selection unit 106l sets the machining condition used by the registered region generation rule by selecting the machining condition number 114b registered in the machining condition data 114.
  • the tool selection unit 106m selects a tool number 115b registered in the tool condition data 115, thereby setting a tool used by the registered region generation rule.
  • the processing machine selection unit 106n selects a processing machine number 116b registered in the apparatus condition data 116, thereby setting a processing machine that uses the registered area generation rule.
  • region generation rule registration screen shown in FIG. 7 by completing selection and input in all selection units, a rectangular parallelepiped machining region defined by the minimum and maximum values of the X-axis, Y-axis, and Z-axis is generated. Is done.
  • the NC data creation support apparatus described above is an external storage such as a CPU (Central Processing Unit) 901, a memory 902, and an HDD (Hard Disk Drive) as shown in FIG. 9 (schematic diagram of the computer 900).
  • a general computer 900 including an output device 907 and a communication device 905 such as a NIC (Network Interface Card) for connecting to the communication network 909.
  • FIG. 10 is a flowchart showing processing for creating a machining area and NC data by the NC data creation support apparatus of the present invention.
  • machining condition data 114, tool condition data 115, apparatus condition data 116, product CAD model 117, and material CAD model 118 are input by the input means 103 and stored in the storage means 102 (S10).
  • the region generation rule registration means 106 accepts the registration of the machining region generation rule by the user, and stores the registered region generation rule data in the region generation rule data table 119 shown in FIG. 21 (S11).
  • the CAD model of the machining area represented by the rectangular parallelepiped defined by the minimum value and maximum value of the X-axis, Y-axis, and Z-axis is selected from either the face model or the solid model.
  • both types of data are generated and stored in the machining area CAD model column of the area generation rule data table 119 (S12). Details of step S12 will be described later with reference to FIG.
  • a machining area combination plan is calculated (S13). Details of step S13 will be described later with reference to FIG. Next, a result of the created machining area and machining area combination is output (S14).
  • step S15 if the user of the NC data creation support apparatus 100 satisfies the evaluation criteria of the user by referring to display screens 1100, 1200, and 1300 described later, it is assumed that no correction is made (YES in step S15). The process is terminated, and if the user's evaluation criteria are not satisfied, correction is performed (NO in step S15), and the process proceeds to step S16.
  • step S16 the region generation rule registration unit 106 corrects and re-registers the region generation rule data, returns to step S12, and repeats the process until the user's evaluation criteria are satisfied.
  • FIG. 11 is a schematic view showing an example of a screen displaying the combination of the machining areas generated in step S13.
  • the display screen 1100 includes an area combination number selection area 1110, a total machining time display area 1120, a total removal volume display area 1130, a product model display area 1140, and a machining area combination display area 1150.
  • the area combination number selection area 1110 selects one of the machining area combination plans calculated in step S13.
  • the total machining time display area 1120 displays the total machining time of the machining area combination selected by the area combination number selection area 1110.
  • the total removal volume display area 1130 displays the total removal volume amount when the machining area combination selected by the area combination number selection area 1110 is machined.
  • the product model display area 1140 displays a product CAD model.
  • the machining area combination display area 1150 displays all the machining areas of the machining area combination selected by the area combination number selection area 1110.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of a screen displaying the generated machining area, machining area combination, and tool path.
  • the display screen 1200 includes a machining area combination number selection area 1201, a machining area number selection area 1202, a machining condition selection area 1203, a tool number selection area 1204, a machine number selection area 1205, and a machining time.
  • the machining area combination number selection area 1201 selects one of the machining area combination proposals calculated in step S13.
  • the machining area number selection area 1202 selects one machining area constituting the machining area combination selected by the machining area combination number selection area 1201.
  • the machining condition display area 1203 displays the machining conditions for processing for generating a tool path for the machining area selected by the machining area number selection area 1202.
  • the tool number display area 1204 displays the tool number used in the process of generating a tool path for the machining area selected by the machining area number selection area 1202.
  • a processing machine number display area 1205 displays a processing machine number that is a target for generating NC data for processing the processing area selected by the processing area number selection area 1202.
  • the machining time display area 1206 displays the machining time of the machining area selected by the machining area number selection area 1202.
  • the removal volume display area 1207 displays the removal volume of the machining area selected by the machining area number selection area 1202.
  • the machining area combination display area 1208 displays all the machining areas of the machining area combination selected by the machining area combination number selection area 1201.
  • the machining area display area 1209 displays the machining area defined this time selected by the machining area number selection area 1202.
  • a tool path display area 1210 displays a tool path for machining the machining area selected by the machining area number selection area 1202.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of a display screen for comparing all the processing region combination information.
  • the display screen 1300 has a total processing area combination display area 1301.
  • the total machining area combination display area 1301 displays a machining area combination number column 1302, a total machining time column 1303, and a total removal volume column 1304.
  • the processing area combination number column 1302 displays information for specifying the processing area combination number.
  • the total machining time column 1303 displays information for specifying the total machining time of the machining area combination.
  • the total removal volume column 1304 displays information for specifying the total removal volume of the machining area combination.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a process for creating a machining area in step S12 of FIG.
  • the NC data creation support apparatus 100 repeats the processing steps S21 to S24 as many times as the number of area generation rules stored in the area generation rule data table 119 (S20).
  • a rectangular parallelepiped is formed by the machining area model generation means 110 from the X-axis minimum value, the X-axis maximum value, the Y-axis minimum value, the Y-axis maximum value, the Z-axis minimum value, and the Z-axis maximum value set according to the rule.
  • a CAD model of the machining area represented by the formula (1) is created either in the face model or the solid model, or in both formats (S21).
  • the tool axis is set so that the tool axis is perpendicular to the maximum surface of the machining area, and the machining condition data table 114 and the tool condition data data table specified by the data stored in the area generation rule data table 119 Based on the setting of 115, a tool path is generated by the tool path generation means 111 of the known CAM system (S22).
  • NC data is generated by the known three-dimensional CAD / CAM system 105 (S23).
  • NC data is simulated by the machining simulation unit 113 included in the known CAM system, and the machining time and the removal volume are calculated by the machining time calculation unit 112 and the removal volume calculation unit 108 included in the known CAM system (S24). ).
  • FIG. 15 is a flowchart showing the process of calculating the area combination plan in step S13 of FIG.
  • the NC data creation support apparatus 100 lists all combination sets of areas whose machining areas do not overlap with the machining areas as a combination plan by the area combination plan listing unit 107 (S30). Next, the processing steps S31 to S33 are repeated by the number of listed combination plans (S31). Next, the total machining time is calculated from the total machining time of the combination area (S32). Next, the total removal volume is calculated from the sum of the removal volumes in the combination area (S33).
  • the combination plans having the same total processing time and the total processing time are minimized or the total removal volume amount is maximized.
  • FIG. 16 shows an example of the result of the combination of the machining area and the machining area generated according to this embodiment described above.
  • FIG. 16 shows the result of sorting in the order of combinations in which the total machining time and the total removal volume amount are the maximum for the three machining area combinations.
  • FIG. 17 shows a product CAD model 1700 and a material CAD model 1701 used in this embodiment.
  • FIG. 18 shows a machining area combination example of machining area combination number 1 generated in this embodiment.
  • the machining area combination in FIG. 18 includes a machining area 1801, a machining area 1802, and a machining area 1803.
  • FIG. 19 shows the machining area combination of machining area combination number 2 generated in this embodiment.
  • the machining area combination in FIG. 19 includes a machining area 1901 and a machining area 1902.
  • FIG. 20 shows a machining area combination of machining area combination number 3 generated in this embodiment.
  • the machining area combination in FIG. 20 includes a machining area 2001 and a machining area 2002.

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Abstract

　本発明は、加工時間を最小化し、除去ボリュームを最大化する粗加工の加工領域組合せ案を利用者に提示するＮＣデータ作成支援装置を提供する。　この課題を解決するための手段として、入力画面を用いて、領域生成ルールを１つ以上登録し、領域生成ルールを用いて、加工領域を生成する手段と、生成した加工領域を用いて、加工時間と切削体積である除去ボリュームとを算出する手段と、算出した加工時間と除去ボリュームとを用いて、加工時間を最小にし、除去ボリュームを最大化する加工領域の組合せ案を算出する。

Description

ＮＣデータ作成支援装置
　本発明は、ＮＣ加工機を制御するＮＣデータの作成を行うためのＣＡＭ(Computer Aided Manufacturing) ソフトウェアの技術分野に関する。
　ＮＣ加工機により構成される機械加工生産ラインでは、生産すべき製品のＣＡＤモデルに対して、実際の加工の準備として、ＣＡＭを用いて、加工機の選択、工具の回転数や送り速度といった加工条件、工具と加工条件を用いてＣＡＤモデルの加工範囲を指定する加工領域を設定し、工具の軌跡情報であるツールパスを作成した後に、ＮＣ加工機別にＮＣ加工機の動作を制御するＮＣデータを作成する必要がある。ＣＡＭにより作成したＮＣデータをＮＣ加工機に転送し、実際の加工を実施する。
  例えば、特許文献１には、斜剣バイトおよび片刃バイトのための旋削ＮＣデータ作成において、旋削加工品の仕上形状から斜剣バイトのノリ勾配を考慮して、仕上形状に最も近似する中間仕上形状を演算して求め、この後、素材形状及び中間仕上形状から粗加工領域を求め、粗加工領域のための旋削ＮＣデータを自動的に作成する技術が記載されている。
特開２００１―３３７７０７号公報
　加工時間短縮に最も影響が大きい粗加工の領域では、素材形状と製品形状から、使用する加工機・工具と、工具の回転数や送り速度といった加工条件をそれぞれ設定し、設定した各条件を使用して切削する加工範囲を指定する加工領域を作成し、作成した加工領域を組み合わせて、素材形状から製品形状に仕上げる前の中間仕上げ形状までを粗加工する。例えば、矩形形状を組み合わせて定義した加工範囲ならば、高効率な加工条件を設定することが可能であるが、加工時間を最小化するように、加工条件と、加工領域と、加工領域の組合せを決定する必要がある。
　高品位なＮＣデータを自動生成できるような近年のＣＡＭソフトウエアにおいては、加工条件、加工領域の決定は、最終的にオペレータに依存している。さらに、オペレータの有する加工技術の知識の差により加工時間や加工精度に差が生じることがある　
　前記した特許文献1の従来技術は、仕上がり形状の勾配から一意に粗加工領域を求める方法であり、複数の加工領域の案を作成することができず、加工時間を最小化するような、加工領域の組合せを探索することはできない。また、加工知識に基づく加工領域の生成案、加工機,工具,加工条件,それらを逐一組み合わせて加工時間を計算し、加工時間を最小化する加工領域の組合せを探索すると、計算量が膨大となるという問題がある。この問題に対して、効率的な加工領域の設定を支援することで、加工領域の生成案の組合せを削減し、効率的な加工領域を生成し、生成した加工領域を用いて、加工時間を最小化する加工領域の組合せを実用時間内で探索することが課題である。
　上記解決課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
  本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、製品形状と素材形状を並列に、同一座標系で表示したユーザインタフェースを提示して、加工領域のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの最小値、最大値を個別に定義する手段をユーザに提供して、ユーザによる加工領域のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの最小値、最大値の定義入力、並びに、加工条件、工具、および加工機の選択入力を受付けて領域生成ルールとして登録する手段と、前記登録された各領域生成ルールに従い、前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの最小値、最大値により直方体の加工領域のＣＡＤモデルを生成する手段と、前記生成した加工領域の最大面に垂直になるように工具軸を設定し、前記加工条件と前記工具条件からツールパスを生成する手段と、前記生成したツールパスと、前記加工機条件からＮＣデータを生成する手段と、前記生成したＮＣデータをシミュレーションして、加工時間と素材形状からの加工除去ボリュームとを算出する手段と、領域が重複しない全ての加工領域の組合せ案を生成して、各加工領域組合せ案毎に総加工時間、総除去ボリュームを算出する手段と、前記全ての加工領域の組合せ案の総加工時間が最小、または総除去ボリューム量が最大となる組合せ案の順にソーティングして、結果の一覧をユーザへ提示する手段と、を備えたことを特徴とするＮＣデータ作成支援装置を提供する。
　本発明により、加工時間を最小化し、除去ボリュームを最大化する粗加工の加工領域案及び加工領域組合せ案及びＮＣデータを、利用者に提供することが出来る。
本発明の一実現形態であるＮＣデータ作成支援装置の概略図を示す図である。 本発明の一実現形態である加工条件データを示す図である。 本発明の一実現形態である工具条件データを示す図である。 本発明の一実現形態である装置条件データを示す図である。 本発明の一実現形態である製品形状ＣＡＤモデルを示す図である。 本発明の一実現形態である素材形状ＣＡＤモデルを示す図である。 本発明の一実現形態である領域生成ルール登録画面を示す図である。 本発明の一実現形態である領域生成ルール登録画面のＸ軸最小値の設定方式を示す図である。 本発明の一実現形態であるハードウェア構成を示す図である。 本発明の一実現形態である加工領域とＮＣデータを作成する処理を示すフローチャートを示す図である。 本発明の一実現形態である加工領域の領域組合せ案の出力結果を示す図である。 本発明の一実現形態である加工領域の出力結果を示す図である。 本発明の一実現形態である加工領域の全領域組合せ案の出力結果を示す図である。 本発明の一実現形態である加工領域の作成フローを示す図である。 本発明の一実現形態である加工領域組合せ案の算出フローを示す図である。 生成した加工領域組合せ案の総加工時間、総除去ボリューム量を比較する一覧表示画面の例である。 本実施例で用いた製品ＣＡＤモデルと素材ＣＡＤモデルを示す図である。 本実施例で生成した加工領域組合せ番号１の加工領域組合せ例を示す図である。 本実施例で生成した加工領域組合せ番号２の加工領域組合せ例を示す図である。 本実施例で生成した加工領域組合せ番号３の加工領域組合せ例を示す図である。 領域生成ルールデータテーブルの構成を示す図である。 ＣＡＤモデル基準方式の座標値設定処理のフローチャートを示す図である。 ＣＡＤモデル接線方式の座標値設定処理のフローチャートを示す図である。
　以下、本発明の一実現形態について図面を用いて説明する。
  図１は本発明の一実施形態である、ＮＣデータ作成支援装置１００の概略図である。図示するように、ＮＣデータ作成支援装置１００は、ＮＣデータ作成支援手段１０１と、記憶手段１０２と、入力手段１０３、出力手段１０４と、３次元ＣＡＤ/ＣＡＭシステム１０５を備える。
　ＮＣデータ支援作成手段１０１は、領域生成ルール登録手段１０６と、領域組合せ案列挙手段１０７、除去ボリューム算出手段１０８、領域案ソーティング手段１０９、加工領域モデル生成手段１１０、ツールパス生成手段１１１と、加工時間算出手段１１２、および加工シミュレーション手段１１３とを有する。
　記憶手段１０２は、加工条件データテーブル１１４、工具条件データテーブル１１５、装置条件データテーブル１１６、製品ＣＡＤモデル１１７、素材ＣＡＤモデル１１８、領域生成ルールデータテーブル１１９と、を有する。
　加工条件データテーブル１１４は、加工条件データを記憶する。例えば、本実施形態においては、図２に示すような加工条件テーブル１１４aを記憶する。図示するように、加工条件テーブル１１４aは、加工条件番号欄１１４ｂ、回転数欄１１４cと、送り速度欄１１４dと、一刃送り欄１１４eと、切削速度欄１１４fと、軸切込み欄１１４gと、径切込み欄１１４hと、を有する。
　回転数欄１１４cは、加工条件番号欄１１４bで特定される条件で、工具の回転数を特定する情報を格納する。
  送り速度欄１１４dは、加工条件番号欄１１４bで特定される条件で、工具の送り速度を特定する情報を格納する。
  一刃送り欄１１４eは、加工条件番号欄１１４bで特定される条件で、工具の一刃あたりの送り量の情報を格納する。
  切削速度欄１１４fは、加工条件番号欄１１４bで特定される条件で、工具の切削速度を特定する情報を格納する。
  軸切込み欄１１４gは、加工条件番号欄１１４bで特定される条件で、工具の軸方向の切込み深さを特定する情報を格納する。
  径切込み欄１１４hは、加工条件番号欄１１４bで特定される条件で、径切込み量を特定する情報を格納する。
　図１に戻り、工具条件データテーブル１１５には、工具条件データを記憶する。例えば、本実施形態においては、図３に示すような工具条件テーブル１１５aを記憶する。
  図示するように、工具条件テーブル１１５aは、工具番号欄１１５ｂ、直径欄１１５cと、下側の半径欄１１５dと、工具長欄１１５eと、ホルダ直径欄１１５fと、ホルダ長さ欄１１５gと、を有する。
　直径欄１１５cは、工具番号欄１１５bで特定される条件で、工具の直径を特定する情報を格納する。
  下側の半径欄１１５dは、工具番号欄１１５bで特定される条件で、工具の下側の半径を特定する情報を格納する。
  工具長欄１１５eは、工具番号欄１１５bで特定される条件で、工具の長さを特定する情報を格納する。
  ホルダ直径欄１１５fは、工具番号欄１１５bで特定される条件で、ホルダの直径を特定する情報を格納する。
  ホルダ長さ欄１１５gは、工具番号欄１１５bで特定される条件で、ホルダの長さを特定する情報を格納する。
　図１に戻り、装置条件データテーブル１１６には、加工機の装置情報を記憶する。例えば、本実施形態においては、図４に示すような装置条件データ１１６aを記憶する。
  図示するように、装置条件データ１１６aは、加工機番号欄１１６bと、加工機欄１１６cと、軸構成欄１１６dと、ストローク欄１１６eと、を有する。
　加工機番号欄１１６bには、加工機を特定する識別情報である加工機番号を格納する。
  加工機欄１１６cには、加工機の加工機名を特定する情報を格納する。
  軸構成欄１１６dには、加工機の軸構成を特定する情報を格納する。
  ストローク欄１１６eには、加工機の各軸における稼動範囲であるストロークを特定する情報を格納する。
　図１に戻り、製品ＣＡＤモデル１１７は、製品毎の加工仕上がり形状を表わす３次元ＣＡＤデータを記憶する。フェイスモデル、ソリッドモデルのいずれか、または両形式のデータを記憶する。例えば、本実施態においては、図５(1),(2)に示すような製品ＣＡＤモデル００１(１１７a，１１７ｂ)を記憶する。
　製品ＣＡＤモデル１１７は、例えばＤＸＦファイル形式にて格納されており、フェイスモデルは要素定義部(ENTITIES)に図面を構成する各図形要素として定義されており、ソリッドモデルはブロック定義部(BLOCKS)にブロック図形要素として定義されている。本発明では、ＣＡＤファイル形式は特に限定はしない。
　素材ＣＡＤモデル１１８は、製品毎の素材形状を表わす３次元ＣＡＤデータを記憶する。フェイスモデル、ソリッドモデルのいずれか、または両形式のデータを記憶する。例えば、本実施形態においては、図６(1),(2)に示すような素材ＣＡＤモデル００１(１１８a，１１８ｂ)を記憶する。素材ＣＡＤモデル１１８のファイル形式についても、前記した製品ＣＡＤモデルと同じファイル形式にて格納される。
　領域生成ルールデータテーブル１１９には、領域生成ルール登録手段１０６によって登録される加工領域を定義する領域生成ルールを特定する情報が格納される。領域生成ルールの登録は、例えば、本実施形態おいては、図７に示すような領域生成ルール登録画面１０６aのようなユーザインタフェースをユーザに提示して、ユーザ入力によって、領域生成ルールが登録される。
　領域生成ルールとは、素材に施される加工領域を１つの矩形領域で定義して、さらにその加工領域をどの加工機、およびどの工具を使って、どの加工条件を使用して加工するのかを定義して、加工領域情報、加工機選択情報、工具選択情報、および加工条件選択情報を関係付けて登録したものである。
　図７に示すように、領域生成ルール登録画面１０６aは、領域選択画面１０６bと、領域生成ルール番号登録部１０６cと、X軸最小選択部１０６dと、X軸最大選択部１０６eと、Y軸最小選択部１０６fと、Y軸最大選択部１０６gと、Z軸最小選択部１０６hと、Z軸最大選択部１０６iと、座標の選択手段１０６kと、加工条件選択部１０６lと、工具選択部１０６mと、加工機選択部１０６nと、を有する。
　領域選択画面１０６bは、視点が決められて、Ｘ-Ｙ-Ｚ座標軸が同様に定められた製品ＣＡＤモデル画面と素材ＣＡＤモデル画面上に、今回の対象製品の製品ＣＡＤモデルと、使用する素材の素材ＣＡＤモデルとを、両者の座標軸を対応させて表示する。ユーザは、マウスによる選択手段１０６kを使用して、製品ＣＡＤモデル、または素材ＣＡＤモデルのフェース形状モデルの図形要素、または、ソリッド形状モデルの図形要素を選択するか、または、３次元座標位置を指定する。領域生成ルール番号登録部１０６は、領域生成ルール番号を入力手段により登録する。
　X軸最小選択部１０６dは、加工領域のX軸の最小値を設定する。加工領域は、矩形領域で定義され、その領域内のX座標値の最小値となる。X軸の最小値は、図８のX軸最小値選択手段１０６d１により設定する。X軸最小値選択手段１０６d１のチェックボックスまたはラジオボタンをマウスでクリックすることによってプルダウンメニューが表示され、(1)ＣＡＤモデル基準方式、(2)座標値入力方式、(3)ＣＡＤモデル接線方式の３つの設定方式があることが表示される。
　(1) ＣＡＤモデル基準方式は、マウスによる選択手段１０６kにより、製品ＣＡＤモデル画面または素材ＣＡＤモデル画面に表示された製品ＣＡＤモデルまたは素材ＣＡＤモデルのいずれかの面を、ユーザが選択・指定することにより該当座標値が設定される。図２２のフローチャートに、ＣＡＤモデル基準方式の座標値設定処理を示す。
　図７の領域選択画面上おいて、製品ＣＡＤモデルまたは素材ＣＡＤモデルのいずれかの面を、ユーザがマウスのカーソルによる選択手段１０６kによってポイントすることによって、ポイント位置を通る視線が達する製品ＣＡＤモデルまたは素材ＣＡＤモデルのフェース形状またはソリッド形状の図形要素を特定する(Ｓ４０)。
  特定された図形要素上で、X軸座標値が最小値、(または最大値)となる点を探索する(Ｓ４１)。
  探索した点のX軸座標値を図２１に示す領域生成ルールデータテーブルの該当レコードのX軸最小座標値に記憶する(Ｓ４２)。
　(2)座標値入力方式は、座標値を入力手段により入力することで、加工領域のX軸の最小値を設定する。設定したX軸座標値を図２１に示す領域生成ルールデータテーブルの該当レコードのX軸最小座標値に記憶する(Ｓ４２)。
　(3) ＣＡＤモデル接線方式は、マウスによる選択手段１０６kにより、製品ＣＡＤモデル画面に表示された製品ＣＡＤモデルのフェース形状またはソリッド形状を指定し、指定されたフェース形状または、ソリッド形状の接平面で、対応する素材ＣＡＤモデルを切断した切り出し量が最大となる切断面上のX軸の最小点の座標を加工領域のX軸の最小値として設定する。
　図２３のフローチャートに、ＣＡＤモデル接線方式の座標値設定処理を示す。
  図７の領域選択画面上おいて、製品ＣＡＤモデルの面を、ユーザがマウスのカーソルによる選択手段１０６kによってポイントすることによって、ポイント位置を通る視線が達する製品ＣＡＤモデルのフェース形状またはソリッド形状の図形要素を特定する(Ｓ５０)。
  特定された図形要素の全表面上に、所定間隔に離散化した点を配置して、任意の点において該図形要素に接線が引ける点を探索する (Ｓ５１)。
  該図形要素に引いた接線を含む接平面が存在する点を探索する(Ｓ５２)。
  前記探索した接平面により素材ＣＡＤモデルを切断して、画面の視点から見た側の素材ＣＡＤモデルの切り出し量を算出する(Ｓ５３)。
  前記図形要素の全表面上に配置した離散点を全て探索して、素材ＣＡＤモデルの切り出し量が最大となる接平面が探索できたかを判定して、ＹＥＳであればステップＳ５５の処理を実行し、ＮＯであればステップＳ５７の処理を実行する(Ｓ５４)。
　素材ＣＡＤモデルの切り出し量が最大となる接平面の切断面上で、Ｘ軸座標値が最小値、または最大値となる点を探索する(Ｓ５５)。
  探索した点のＸ軸座標値を領域生成ルールデータテーブルの該当レコードに記憶する(Ｓ５６)。
  既に探索した該図形要素表面上の離散点を除外して、接線が引ける点の探索を続ける。ステップＳ５２，Ｓ５３，Ｓ５４の処理を繰り返す。
　図７に戻り、X軸最大選択部１０６eは、ＣＡＤモデル基準方式または座標値入力方式またはＣＡＤモデル接線方式により加工領域のX軸の最大値を設定する。
  Y軸最小選択部１０６fは、ＣＡＤモデル基準方式または座標値入力方式またはＣＡＤモデル接線方式により加工領域のY軸の最小値を設定する。
  Y軸最大選択部１０６gは、ＣＡＤモデル基準方式または座標値入力方式またはＣＡＤモデル接線方式により加工領域のY軸の最大値を設定する。
  Z軸最小選択部１０６hは、ＣＡＤモデル基準方式または座標値入力方式またはＣＡＤモデル接線方式により加工領域のZ軸の最小値を設定する。
  Z軸最大選択部１０６iは、ＣＡＤモデル基準方式または座標値入力方式またはＣＡＤモデル接線方式により加工領域のZ軸の最大値を設定する。
　加工条件選択部１０６lは、加工条件データ１１４に登録されている加工条件番号１１４ｂを選択することで、登録した領域生成ルールが使用する加工条件を設定する。
  工具選択部１０６mは、工具条件データ１１５に登録されている工具番号１１５ｂを選択することで、登録した領域生成ルールが使用する工具を設定する。
  加工機選択部１０６nは、装置条件データ１１６に登録されている加工機番号１１６ｂを選択することで、登録した領域生成ルールを使用する加工機を設定する。
　図７に示す領域生成ルール登録画面において、全ての選択部における選択、入力を終了することにより、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各最小値、最大値によって定義される直方体の加工領域が生成される。
　以上に記載したＮＣデータ作成支援装置は、例えば、図９（コンピュータ９００の概略図）に示すような、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）９０１と、メモリ９０２と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等の外部記憶装置９０３と、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）等の可搬性を有する記憶媒体９０４に対して情報を読み書きする読取装置９０８と、キーボードやマウスなどの入力装置９０６と、ディスプレイなどの出力装置９０７と、通信ネットワーク９０９に接続するためのＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄ）等の通信装置９０５と、を備えた一般的なコンピュータ９００で実現できる。
　図１０は、本発明のＮＣデータ作成支援装置により、加工領域とＮＣデータを作成する処理を示すフローチャートである。
　まず、入力手段１０３により、加工条件データ１１４、工具条件データ１１５、装置条件データ１１６、製品ＣＡＤモデル１１７、素材ＣＡＤモデル１１８を入力して、記憶手段１０２へ記憶する（Ｓ１０)。
　次に領域生成ルール登録手段１０６により、利用者による加工領域生成ルールの登録を受付け、登録された領域生成ルールデータを図２１に示す領域生成ルールデータテーブル１１９へ記憶する（Ｓ１１）。
　次に、登録した領域生成ルールデータを利用し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各最小値、最大値によって定義される直方体で表わされる加工領域のＣＡＤモデルを、フェイスモデル、ソリッドモデルのいずれか、または両形式のデータを生成して、領域生成ルールデータテーブル１１９の加工領域ＣＡＤモデル欄に記憶する（Ｓ１２）。なお、このステップＳ１２の詳細は、図１４を用いて後述にて説明する。
　次に、生成した加工領域案を利用して、加工領域の組合せ案を計算する（Ｓ１３）。なお、このステップＳ１３の詳細は、図１５を用いて後述にて説明する。
  次に、作成した加工領域と加工領域組合せの結果を出力する（Ｓ１４）。
　次に、ＮＣデータ作成支援装置１００の利用者は、後述する表示画面１１００、１２００、１３００を参照することにより利用者の評価基準を満たすならば、修正をしないものとして（ステップＳ１５でＹＥＳ）、処理を終了し、利用者の評価基準を満たさないならば修正を行うものとして（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１６に進む。
　ステップＳ１６では、領域生成ルール登録手段１０６によって領域生成ルールデータを修正して再登録し、ステップＳ１２に戻り、利用者の評価基準を満たすまで処理を繰り返す。
　図１１は、前記ステップＳ１３にて、生成した加工領域の組合せを表示した画面の一例を示す概略図である。図示するように、表示画面１１００は、領域組合せ番号選択領域１１１０と、総加工時間表示領域１１２０と、総除去ボリューム表示領域１１３０と、製品モデル表示領域１１４０と、加工領域組合せ表示領域１１５０と、を有する。
  領域組合せ番号選択領域１１１０は、ステップＳ１３により算出した加工領域組合せ案の一つを選択する。
  総加工時間表示領域１１２０は、領域組合せ番号選択領域１１１０によって選択された加工領域組合せの総加工時間を表示する。
  総除去ボリューム表示領域１１３０は、領域組合せ番号選択領域１１１０によって選択された加工領域組合せを加工した際の総除去ボリューム量を表示する。
  製品モデル表示領域１１４０は、製品ＣＡＤモデルを表示する。
  加工領域組合せ表示領域１１５０は、領域組合せ番号選択領域１１１０によって選択された加工領域組合せの全ての加工領域を表示する。
　図１２は、生成した加工領域、加工領域組合せ、ツールパスを表示した画面の一例を示す概略図である。図示するように表示画面１２００は、加工領域組合せ番号選択領域１２０１と、加工領域番号選択領域１２０２と、加工条件選択領域１２０３と、工具番号選択領域１２０４と、加工機番号選択領域１２０５と、加工時間表示領域１２０６と、除去ボリューム表示領域１２０７と、生成した加工領域組合せを表示する領域１２０８と、今回生成した加工領域を表示する領域１２０９と、今回生成した加工領域を加工するツールパスを表示する領域１２１０と、を有する。
　加工領域組合せ番号選択領域１２０１は、ステップＳ１３により算出した加工領域組合せ案の一つを選択する。
  加工領域番号選択領域１２０２は、加工領域組合せ番号選択領域１２０１によって選択された加工領域組合せを構成する加工領域を一つ選択する。
  加工条件表示領域１２０３は、加工領域番号選択領域１２０２によって選択された加工領域に対してツールパスを生成する処理の加工条件を表示する。
  工具番号表示領域１２０４は、加工領域番号選択領域１２０２によって選択した加工領域に対してツールパスを生成する処理で使用する工具番号を表示する。
  加工機番号表示領域１２０５は、加工領域番号選択領域１２０２によって選択した加工領域を加工するＮＣデータを生成する対象となる加工機番号を表示する。
  加工時間表示領域１２０６は、加工領域番号選択領域１２０２によって選択した加工領域の加工時間を表示する。
  除去ボリューム表示領域１２０７は、加工領域番号選択領域１２０２によって選択した加工領域の除去ボリュームを表示する。
　加工領域組合せ表示領域１２０８は、加工領域組合せ番号選択領域１２０１によって選択された加工領域組合せの全ての加工領域を表示する。
  加工領域表示領域１２０９は、加工領域番号選択領域１２０２によって選択された、今回定義した加工領域を表示する。
  ツールパス表示領域１２１０は、加工領域番号選択領域１２０２によって選択された加工領域を加工するツールパスを表示する。
　図１３は、全ての加工領域組合せ情報を比較する表示画面の一例を示す概略図である。図示するように表示画面１３００は、全加工領域組合せ表示領域１３０１を有する。
  図示するように、全加工領域組合せ表示領域１３０１は、加工領域組合せ番号欄１３０２と総加工時間欄１３０３と総除去ボリューム欄１３０４を表示する。
  加工領域組合せ番号欄１３０２は、加工領域組合せ番号を特定する情報を表示する。
  総加工時間欄１３０３は、加工領域組合せの総加工時間を特定する情報を表示する。
  総除去ボリューム欄１３０４は、加工領域組合せの総除去ボリュームを特定する情報を表示する。
　図１４は、図１０のステップＳ１２における加工領域を作成する処理を示すフローチャートである。
  ＮＣデータ作成支援装置１００は、領域生成ルールデータテーブル１１９に格納されている領域生成ルールの数だけ、処理ステップＳ２１～Ｓ２４を繰り返す（Ｓ２０）。
　次に、当該ルールによって設定されている、Ｘ軸最小値、Ｘ軸最大値、Ｙ軸最小値、Ｙ軸最大値、Ｚ軸最小値、Ｚ軸最大値から加工領域モデル生成手段１１０によって、直方体で表わされる加工領域のＣＡＤモデルを、フェイスモデル、ソリッドモデルのいずれか、または両形式のデータを作成する（Ｓ２１）。
　次に、加工領域の最大の面に工具軸が垂直になるように工具軸を設定し、領域生成ルールデータテーブル１１９に記憶されるデータによって指定される加工条件データテーブル１１４と工具条件データデータテーブル１１５の設定に基づき、公知のＣＡＭシステムが有するツールパス生成手段１１１によってツールパスを生成する（Ｓ２２）。
　次に、領域生成ルールデータテーブル１１９に記憶されるデータによって指定される装置条件データテーブル１１６の設定に基づき、公知の３次元ＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０５によってＮＣデータを生成する（Ｓ２３）。
　次に、公知のＣＡＭシステムが有する加工シミュレーション手段１１３により、ＮＣデータをシミュレーションして、公知のＣＡＭシステムが有する加工時間算出手段１１２と除去ボリューム算出手段１０８により加工時間と除去ボリュームを算出する（Ｓ２４）。
　図１５は、図１０のステップＳ１３における領域組合せ案を計算する処理を示すフローチャートである。
　ＮＣデータ作成支援装置１００は、加工領域に対して加工領域が重複しない領域の組合せ集合を組合せ案として領域組合せ案列挙手段１０７によって全て列挙する（Ｓ３０）。
  次に、列挙された組合せ案の数だけ処理ステップＳ３１～Ｓ３３を繰り返す（Ｓ３１）。
  次に、組合せの領域の加工時間の総和から総加工時間を算出する（Ｓ３２）。
  次に、組合せの領域の除去ボリュームの総和から総除去ボリュームを算出する（Ｓ３３）。
　列挙された組合せ案の数だけステップＳ３１～Ｓ３３を繰り返得した後に、総加工時間が最小、または総除去ボリューム量が最大となる組合せ案の順に、および、加工時間が同じ組合せ案どおしは総除去ボリューム量が大きい順に、または総除去ボリューム量が同じ組合せ案どおしは加工時間が小さい順に、領域案ソーティング手段１０９によりソーティングする(Ｓ３４）。
　以上説明した、本実施形態により、生成した加工領域と加工領域組合せ案の結果例を図１６示す。図１６では、３つの加工領域組合せについて総加工時間が最小、総除去ボリューム量が最大となる組合せ案の順にソーティングした結果である。
　図１７に本実施例で用いた製品ＣＡＤモデル１７００と素材ＣＡＤモデル１７０１に示す。
　図１８に本実施例で生成した加工領域組合せ番号１の加工領域組合せ例を示す。図示するように図１８の加工領域組合せは加工領域１８０１と加工領域１８０２と加工領域１８０３から構成される。
　図１９に本実施例で生成した加工領域組合せ番号２の加工領域組合せを示す。図示するように図１９の加工領域組合せは加工領域１９０１と加工領域１９０２から構成される。
　図２０に本実施例で生成した加工領域組合せ番号３の加工領域組合せを示す。図示するように図２０の加工領域組合せは加工領域２００１と加工領域２００２から構成される。
　以上のように、本実施形態によれば、加工時間を最小化し、除去ボリュームを最大化する粗加工の加工領域案及び加工領域組合せ案及びＮＣデータを、利用者に提供することが出来る。
１００…ＮＣデータ作成支援装置、　１０１…ＮＣデータ作成支援手段、　１０２…記憶手段、　１０３…入力手段、　１０４…出力手段、　１０５…３次元ＣＡＤ/ＣＡＭシステム、　１０６…領域生成ルール登録手段、　１０６ａ…領域生成ルール登録手段，　１０６ｂ…領域選択画面，　１０６ｃ…領域生成ルール番号登録部，　１０６ｄ…X軸最小選択部，　１０６ｄ１…X軸最小値選択手段，　１０６ｅ…X軸最大選択部，　１０６ｆ…Y軸最小選択部，　１０６ｇ…Y軸最大選択部，　１０６ｈ…Z軸最小選択部，　１０６ｉ…Z軸最大選択部，　１０６ｋ…マウスによる選択手段，　１０６ｌ…加工条件選択部，　１０６ｍ…工具選択部，　１０６ｎ…加工機選択部，　
１０７…領域組合せ案列挙手段、　１０８…除去ボリューム算出手段、　１０９…領域案ソーティング手段、　１１０…加工領域モデル生成手段、　１１１…ツールパス生成手段、　１１２…加工時間算出手段、　１１３…加工シミュレーション手段、　
１１４…加工条件データテーブル、　１１４ａ…加工条件テーブル，　１１４ｂ…加工条件番号欄，　１１４ｃ…回転数欄，　１１４ｄ…送り速度欄，　１１４ｅ…一刃送り欄，　１１４ｆ…切削速度欄，　１１４ｇ…軸切込み欄，　１１４ｈ…径切込み欄，　
１１５…工具条件データテーブル、　１１５ａ…工具条件テーブル，　１１５ｂ…工具番号欄，　１１５ｃ…直径欄，　１１５ｄ…下側の半径欄，　１１５ｅ…工具長欄，　１１５ｆ…ホルダ直径欄，　１１５ｇ…ホルダ長さ欄，
１１６…装置条件データテーブル、　１１６ａ…装置条件データ、　１１６ｂ…加工機番号欄，　１１６ｃ…加工機欄，　１１６ｄ…軸構成欄，　１１６ｅ…ストローク欄，
１１７…製品ＣＡＤモデル、　１１８…素材ＣＡＤモデル、　１１９…領域生成ルールデータテーブル、　
９００…コンピュータ、　９０１…ＣＰＵ、　９０２…メモリ、　９０３…外部記憶装置、　９０４…可搬性を有する記憶媒体、　９０５…通信装置、　９０６…入力装置、　９０７…出力装置、　９０８…読取装置、　９０９…通信ネットワーク、
１１００…表示画面、　１１１０…領域組合せ番号選択領域、　１１２０…総加工時間表示領域、　１１３０…総除去ボリューム表示領域、　１１４０…製品モデル表示領域、　１１５０…加工領域組合せ表示領域、　
１２００…表示画面、　１２０１…加工領域組合せ番号選択領域、　１２０２…加工領域番号選択領域、　１２０３…加工条件選択領域、　１２０４…工具番号選択領域、　１２０５…加工機番号選択領域、　１２０６…加工時間表示領域、　１２０７…除去ボリューム表示領域、　１２０８…加工領域組合せを表示する領域、　１２０９…今回生成した加工領域を表示する領域、　１２１０…ツールパスを表示する領域、
１３００…表示画面、　１３０１…全加工領域組合せ表示領域、　１３０２…加工領域組合せ番号欄、　１３０３…総加工時間欄、　１３０４…総除去ボリューム欄、
１７００…製品ＣＡＤモデル、　１７０１…素材ＣＡＤモデル、
１８０１－１８０３…加工領域、　１９０１，１９０２…加工領域、　２００１，２００２…加工領域、

Claims (6)

  1. 　製品形状と素材形状を並列に、同一座標系で表示したユーザインタフェースを提示して、加工領域のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの最小値、最大値を個別に定義する手段をユーザに提供して、ユーザによる加工領域のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの最小値、最大値の定義入力、並びに、加工条件、工具、および加工機の選択入力を受付けて領域生成ルールとして登録する手段と、
    　前記登録された各領域生成ルールに従い、前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの最小値、最大値により直方体の加工領域のＣＡＤモデルを生成する手段と、
    　前記生成した加工領域の最大面に垂直になるように工具軸を設定し、前記加工条件と前記工具条件からツールパスを生成する手段と、
    　前記生成したツールパスと、前記加工機条件からＮＣデータを生成する手段と、
    　前記生成したＮＣデータをシミュレーションして、加工時間と素材形状からの加工除去ボリュームとを算出する手段と、
    　領域が重複しない全ての加工領域の組合せ案を生成して、各加工領域組合せ案毎に総加工時間、総除去ボリュームを算出する手段と、
    　前記全ての加工領域の組合せ案の総加工時間が最小、または総除去ボリューム量が最大となる組合せ案の順にソーティングして、結果の一覧をユーザへ提示する手段と、
    を備えたことを特徴とするＮＣデータ作成支援装置。
  2. 　前記領域生成ルールを登録する手段は、製品形状と素材形状を並列に、同一座標系で表示したユーザインタフェースを提示して、加工領域のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの最小値、最大値を個別に定義する手段のメニューをユーザに提示して、ユーザによる第１の手段の選択を受付けた場合は、前記製品形状または素材形状の中のいずれかの図形要素をマウスによるポイントによって特定するユーザ入力を受付けて、特定された図形要素上で、該当座標値が最小値、または最大値となる点を探索して、探索した点の該当座標値を領域生成ルールデータテーブルに記憶する、ことを特徴とする請求項１に記載のＮＣデータ作成支援装置。
  3. 　前記領域生成ルールを登録する手段は、前記加工領域のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの最小値、最大値を個別に定義する手段のメニューをユーザに提示して、ユーザによる第２の手段の選択を受付けた場合は、入力手段によるユーザの座標値入力を受付けて、該当座標値を領域生成ルールデータテーブルに記憶する、ことを特徴とする請求項２に記載のＮＣデータ作成支援装置。
  4. 　前記領域生成ルールを登録する手段は、前記加工領域のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの最小値、最大値を個別に定義する手段のメニューをユーザに提示して、ユーザによる第３の手段の選択を受付けた場合は、前記製品形状の中のいずれかの図形要素をマウスによるポイントによって特定するユーザ入力を受付けて、特定された図形要素の全表面上に所定間隔に離散化した点を配置して、各点において該図形要素に接線が引けるか否かを探索して、さらに接線を含む接平面が存在する点を探索し、探索した接平面により素材形状の切り出し量が最大となる接平面を探索し、素材形状の切り出し量が最大となる接平面の切断面上で、該当座標値が最小値、または最大値となる点を探索し、探索した点の該当座標値を領域生成ルールデータテーブルに記憶する、ことを特徴とする請求項２に記載のＮＣデータ作成支援装置。
  5. 　表示画面上に、作成した加工領域、加工領域組合せ、ツールパス、加工時間、および除去ボリュームを同時に表示する手段を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のＮＣデータ作成支援装置。
  6. 　前記全ての加工領域の組合せ案の一覧を提示した後、ユーザより領域生成ルールの修正の選択を受付けて、製品形状と素材形状を並列に、同一座標系で表示したユーザインタフェースを提示して、加工領域のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの最小値、最大値を個別に定義する手段をユーザに提供して、ユーザによる加工領域のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの最小値、最大値の修正定義入力、並びに、加工条件、工具、および加工機の修正選択入力を受付けて領域生成ルールデータテーブルの登録データを修正する手段を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のＮＣデータ作成支援装置。
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