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【発明の名称】 CAMシステム及びその方法
【発明者】 【氏名】那須 雅仁

【氏名】井上 和

【氏名】阿部 浩毅

【要約】 【課題】加工姿勢および加工手順の変更を容易にし、最適な加工パスの作成を支援するCAMシステム及びその方法を提供する。

【構成】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
CAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換するCAMシステムであって、
設計データをロードする手段と、
ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出する手段と、
抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求める手段と、
該フィーチャ間の依存関係から複数のフィーチャを一つに統合する加工フィーチャを求める手段と、
統合による加工フィーチャでの加工手順を求める手段とを含み、
求めた加工手順で製造データに変換するCAMシステム。
【請求項2】
前記統合された加工フィーチャ間で重複する加工領域を有する場合に、それぞれの統合された加工フィーチャ及び対応する加工手順から加工時間を算出する手段を新たに含み、
短い加工時間の統合された加工フィーチャ及び対応する加工手順で製造データに変換する
前記請求項1に記載のCAMシステム。
【請求項3】
CAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換するCAMシステムであって、
設計データをロードする手段と、
ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出する手段と、
抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求める手段と、
求めたフィーチャ間の依存関係から一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されているか否かを判断する手段と、
一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されていると判断された場合に、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されるか否かを判断する手段と、
加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されると判断された場合に、分割されたフィーチャが分割される前のフィーチャで製造データを生成する手段とを含むCAMシステム。
【請求項4】
CAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換するCAMシステムであって、
設計データをロードする手段と、
ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出する手段と、
抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求める手段と、
抽出したフィーチャの属性情報から加工姿勢の変更の可否を判断する手段と、
フィーチャの依存関係および加工姿勢の変更可否状況がユーザが視認できるように表示する手段とを含むCAMシステム。
【請求項5】
コンピュータがCAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換する製造データ生成方法であって、
設計データをロードするステップと、
ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出するステップと、
抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求めるステップと、
求めたフィーチャ間の依存関係から一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されているか否かを判断するステップと、
1つのフィーチャが複数のフィーチャに分割されていると判断された場合に、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されるか否かを判断するステップと、
加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されると判断された場合に、分割されたフィーチャが分割される前のフィーチャで製造データを生成するステップとを含む製造データ生成方法。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、3次元CADモデルから抽出した複数の加工部位を、最適な加工姿勢(段取り)および加工工程(加工順序)で加工するためのCAMシステム及びその方法に関する。
【背景技術】
【0002】
製品開発における製品設計から製造までの各工程には、2次元または3次元CAD/CAMシステムが活用されている。この製品開発の工程は、先ず、設計部門において3次元CAD装置を用いて、設計者の対話形式により製品の設計が行われ、製品形状を表す3次元CADモデル(製品モデル)が作成される。ここで作成された3次元CADデータは、IGESまたはSTEPなどの汎用的なデータ交換フォーマットによるインターフェースを介して、3次元CAM装置に渡される。これと共に、設計者により3次元CAD装置を用いて製品の形状を2次元の図面(設計図面)に変換し、この2次元図面上に寸法やザグリ・穴加工などの加工方法・表面粗さなどの付加情報を記入することにより2次元図面が作成される。
【0003】
一方、3次元CAM装置は、3次元CAD装置から3次元CADデータを受け取り、この3次元CADデータに対して製造技術者との対話形式により、2次元図面を参照して加工部位・加工方法・表面粗さなどの付加情報が入力される。この3次元CAM装置は、加工部位・加工方法・表面粗さなどの属性情報が付加された3次元CADデータから製品の展開データなどを求め、この展開データに基づいてNC加工機における工具・加工パス(工具軌跡データ)を計算し、NC加工を行うためのNCデータを作成する。
【0004】
このような2次元または3次元CAD/CAMシステムでは、NCデータを作成する場合、個々の加工部位に対して、製造技術者が穴加工等の加工方法・使用する工具・加工条件(工具の回転数等)・テーブル移動速度・切り込み量・その他を考慮して、3次元CAM装置に対してこれらの情報を対話形式で設定し、加工パスを作成している。
【0005】
一般に、CAD装置を利用して作成した3次元CADモデルにおける加工部位は、3次元CADモデルの基礎形状に対して、どのような形状がどのように配置されているのか(加工形状特徴:以降、加工フィーチャと称する)を認識している。しかし、3次元CADデータをCAD装置からCAM装置に渡すとき、製品モデルの幾何形状はCAM装置に渡されるが、個々の加工フィーチャの属性情報はCAM装置において認識されず欠落した状態となる。そのため、近年の3次元CADデータを取り扱えるCAM装置では、製品モデルの幾何形状から加工フィーチャを自動認識し、予め登録されている加工工具、加工条件を自動選択して加工パスを作成する機能を備えたものもある。そのようにCAM装置を動作させるために適用可能なNCデータの生成方法が特開平6−31589号公報に開示されている。
【特許文献1】特開平6−31589号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
通常、1つの部品を加工する場合、その部品には複数個および複数種類の加工部位が存在している。これら加工部位を加工するためには、複数の加工姿勢を使用するための段取りを必要としたり、無駄な加工時間の消費を避けるために加工順序を変更したり、さらには加工フィーチャ情報の再作成を必要としたりする。
【0007】
従来のCAM装置では、製品モデルの幾何形状から加工フィーチャを自動認識し、皿穴や座ぐり穴などの穴形状の識別、および穴の中心軸や開口方向より加工姿勢を決定することは可能であった。しかしながら、実際の製品形状には、加工姿勢が一意に決まらない形状(図18)や、加工フィーチャが一意に決まらない特殊形状(図19)が含まれていたりするため、CAM装置における対話形式での変更や修正は、最終的には人間の判断に任されていた。そのため、変更により新たな不具合が発生し、以降の処理を不可能としたり、誤った加工パスを作成したりするなど、不正な結果を生み出す余地を残していた。
【0008】
図18は単純な貫通穴であり、加工方向が上下の2種類あるため加工姿勢が一意に決まらない例である。図19の(a)は製品形状により止まり穴の途中が分割された例、(c)は他の穴により穴が分割された例であり、本来(b)や(d)のように1つの止まり穴として識別したいが、基準面側の穴しか認識できない場合が多い。ただし、分割された穴を単純に1つの穴として認識した場合、分割する穴の加工順序によっては、無駄な加工時間を費やしてしまう。例えば、(c)の横穴を先に加工する場合、縦穴を加工する際に分割された箇所で、無用の加工送りが発生する。
【0009】
そこで、本発明は、加工姿勢および加工手順の変更を容易にし、最適な加工パスの作成を支援するCAMシステム及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は穴開け加工の工程設計で使用されるCAMシステム、特に、3次元CAMシステムで用いることができる。
【0011】
(1) 分割された加工フィーチャの一まとめによる加工を実現するデータ生成
本発明に係るCAMシステムは、CAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換するCAMシステムであって、設計データをロードする手段と、ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出する手段と、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求める手段と、該フィーチャ間の依存関係から複数のフィーチャを一つに統合する加工フィーチャを求める手段と、統合による加工フィーチャでの加工手順を求める手段とを含み、求めた加工手順で製造データに変換するものである。
【0012】
このように本発明によれば、一つに統合した加工フィーチャを求め、その加工フィーチャでの加工手順を求め、この加工手順で製造データへ変換するので、統合された加工フィーチャを構成するフィーチャそれぞれを加工する場合に比べ、統合された加工フィーチャを一まとめに加工できる製造データを取得することができるという効果を奏する。そして、このような製造データを使用して加工機で被加工物を加工することで、短い加工時間での加工を実現することができる。また、連続して加工できるものは連続して加工した方が仕上がりの良い加工形状が得られるという効果を有することができる場合もある。
前記「複数のフィーチャを一つに統合する」とは、本発明の一形態を示す第1の実施形態においては条件を満たす複数のフィーチャをグループ化して加工フィーチャとしているとして説示している(図13、図14参照)。
【0013】
(2) 加工時間の対比による好ましい加工パスの生成
本発明に係るCAMシステムは必要に応じて、前記統合された加工フィーチャ間で重複する加工領域を有する場合に、それぞれの統合された加工フィーチャ及び対応する加工手順から加工時間を算出する手段を新たに含み、短い加工時間の統合された加工フィーチャ及び対応する加工手順で製造データに変換するものである。
【0014】
このように本発明によれば、統合された加工フィーチャ相互で分割関係にある場合に加工時間の短くなる加工手順を採用して製造データを生成するので、より迅速に被加工物を加工することができる製造データを作成することができるという効果を有する。
【0015】
統合された加工フィーチャは、分割される前のフィーチャを含む概念である。被加工物に形成される穴が連続して位置しているときはこれら連続する穴が統合された加工フィーチャの一例となる。さらに、連続するだけでなく同一軸、同一姿勢、同一半径といった条件を加えることもできる。
【0016】
加工時間の算出は加工フィーチャ及び加工手順が判明している場合には使用可能な工具から加工送りの速度が特定でき、算出することができる。複数の工具を使用することができる場合には標準的な工具を使用して加工時間を算出する他、それぞれの工具毎に加工時間を算出してもよい。なお、加工時間の算出は、例えば、加工フィーチャ、加工手順、各手順で使用する工具及び被加工物の材質から求めることができる。また、加工時間の算出するためのデータが揃っている場合には、製造データを作成するためのシステム環境において加工時間の算出をする方法は、既に周知・慣用技術が存在するため、特段の説明をしない。
【0017】
(3) 分割されたフィーチャの一まとめによる加工を実現するデータ生成
本発明に係るCAMシステムは、CAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換するCAMシステムであって、設計データをロードする手段と、ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出する手段と、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求める手段と、求めたフィーチャ間の依存関係から一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されているか否かを判断する手段と、一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されていると判断された場合に、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されるか否かを判断する手段と、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されると判断された場合に、分割されたフィーチャが分割される前のフィーチャで製造データを生成する手段とを含むものである。
【0018】
(4) 加工姿勢の変更可否判断
本発明に係るCAMシステムは、CAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換するCAMシステムであって、設計データをロードする手段と、ロードしたフィーチャの属性情報を抽出する手段と、ユーザから受け付けた加工姿勢の変更ができるか否かを抽出したフィーチャの属性情報から判断する手段と、少なくともユーザから受け付けた加工姿勢の変更ができない場合に変更を受け付けた加工姿勢の変更をできないことをユーザがわかるように出力する手段とを含むものである。
【0019】
このように本発明によれば、加工姿勢を変更できるか否かを判断し、判断の結果加工姿勢を変更できないときにはユーザにその旨を出力しているので、変更できない加工姿勢のままで後の工程に移行することなく、人為的ミスを事前に防止することができるという効果を有する。
【0020】
受け付けた加工姿勢の変更をできないことをユーザがわかるように出力するとは、「受け付けた加工姿勢の変更をできない」とのエラーメッセージ(類似表現を含む)をディスプレイに出力する他、エラー番号のディスプレイ出力、その意図を示すイメージのディスプレイ出力等の周知・慣用のディスプレイ出力技術を含む。表示出力だけでなく、音出力、印刷出力等であってもよい。さらには、ユーザからの受け付けた加工姿勢の変更を反映しない構成とすることもできる。
【0021】
加工姿勢の変更ができるか否かの判断基準が、フィーチャの組み合わせ及び/又は穴深さの種類である。穴深さの種類は貫通穴、止まり穴を含む。フィーチャの組み合わせについて実施形態においては、円錐面が基準面、関連面となる場合には反転を不可とし、円錐面が基準面、基準面となる場合には反転を可としている。
【0022】
(5) 変更可加工姿勢の表示及び変更受付
本発明に係るCAMシステムは、CAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換するCAMシステムであって、設計データをロードする手段と、ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出する手段と、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求める手段と、抽出したフィーチャの属性情報から加工姿勢の変更の可否を判断する手段と、フィーチャの依存関係および加工姿勢の変更可否状況がユーザが視認できるように表示する手段とを含むものである。
【0023】
このように本発明によれば、フィーチャの依存関係、この依存関係を踏まえた加工姿勢の変更可否状況を表示するので、ユーザの誤った加工姿勢への変更を指示を防止することができるという効果を有する。
前記(1)ないし(5)それぞれの発明は、これまでの記載から当業者であれば自明であるように、装置(CAM装置)、プログラム(CAM装置を構築するためのプログラム、製造データ生成の処理のためのプログラム)、方法(製造データ生成方法)として把握することができる。
【0024】
(6) 分割されたフィーチャの一まとめによる加工を実現するデータ生成(方法)
本発明に係るCAMシステムは、コンピュータがCAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換する製造データ生成方法であって、設計データをロードするステップと、ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出するステップと、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求めるステップと、求めたフィーチャ間の依存関係から一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されているか否かを判断するステップと、1つのフィーチャが複数のフィーチャに分割されていると判断された場合に、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されるか否かを判断するステップと、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されると判断された場合に、分割されたフィーチャが分割される前のフィーチャで製造データを生成するステップとを含むものである。
【0025】
各ステップは、プロセッサを含むコンピュータが実行する。コンピュータはパーソナルコンピュータ等の汎用的なコンピュータだけでなく、広く電子計算機を含む。専用の用途に特化して作成されたコンピュータも勿論含む。コンピュータのハードウェアの具体的構成の一例として、CPU(Central Processing Unit)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等のメインメモリ、外部記憶装置であるHD(hard disk)、入力装置であるキーボード及びマウス、ネットワークに接続するための拡張カードであるLANカード、CD−ROMドライブ等からなる。たとえば、このようなハードウェア構成のコンピュータにCAD/CAMシステムが構築される。そして、このCAD/CAMシステムから出力されるNCデータをネットワーク又はデータ記憶媒体(フロッピーディスク(登録商標)、CD−R等)を介してNC加工機に渡して被加工物を加工する。
設計データは2次元CADデータ、3次元CADデータを含む。
製造データはNCデータを含む。
【0026】
このように本発明によれば、フィーチャ間の依存関係を求め、一のフィーチャが他のフィーチャにより分割され、且つ、分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工される加工手順である場合に、分割されたフィーチャが分割される前のフィーチャで製造データを生成するので、生成された製造データを用いて被加工物を加工すると分割される前のフィーチャで一気に加工することができ、手際よく被加工物の加工を行うことができるという効果を奏する。
【0027】
分割されたフィーチャが分割される前のフィーチャと分割するフィーチャとで重複する加工部分を分割するフィーチャが加工されるときに加工送りしないように製造データを生成することが望ましい。既に、重複部分は分割されたフィーチャが加工されるときに加工が完了しており、重複部分で加工送りが生じない分迅速に加工が完了する。
【0028】
(7) 分割されたフィーチャの一まとめによる加工を実現するデータ生成(方法)
本発明に係るCAMシステムは、コンピュータがCAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換する製造データ生成方法であって、設計データをロードするステップと、ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出するステップと、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求めるステップと、求めたフィーチャ間の依存関係から一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されているか否かを判断するステップと、求めたフィーチャ間の依存関係から一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されていると判断された場合に、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも後に加工されるか否かを判断するステップと、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも後に加工されると判断された場合に、分割されたフィーチャで製造データを生成するステップとを含むものである。
【0029】
分割するフィーチャと分割されたフィーチャが分割される前のフィーチャとで重複する加工部分を分割されるフィーチャが加工されるときに加工送りしないように製造データを生成することが望ましい。既に、重複部分は分割するフィーチャが加工されるときに加工が完了しており、重複部分で加工送りが生じない分迅速に加工が完了する。
【0030】
(8) 変更可加工姿勢の表示及び変更受付
本発明に係るCAMシステムは、コンピュータがCAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換する製造データ生成方法であって、設計データをロードするステップと、ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出するステップと、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求めるステップと、抽出した加工フィーチャの属性情報から加工姿勢の変更の可否を判断するステップと、フィーチャの依存関係および加工姿勢の変更可否状況がユーザが視認できるように表示するステップと、変更可能な加工姿勢の変更をユーザから入力手段を介して受けた場合に、加工姿勢の変更に係るフィーチャの属性情報を自動的に更新するステップとを含むものである。
【0031】
このように本発明によれば、フィーチャの依存関係および加工姿勢の変更可否状況をユーザが視認でき、ユーザからの誤った加工姿勢への変更を防止することができるだけでなく、変更可能な加工姿勢への変更をユーザから受け付けたときにそれに係るフィーチャの属性情報を自動的に更新しているので、ユーザの指示を適切に受け付け、且つ、正しい製造データを生成することができるという効果を有する。
これら前記の発明の概要は、本発明に必須となる特徴を列挙したものではなく、これら複数の特徴のサブコンビネーションも発明となり得る。
【発明の効果】
【0032】
上述の如く本発明によれば、加工工程設計における加工姿勢(段取り)検討時に、誤った変更や属性の修正漏れがなくなるという効果がある。また、加工工程(加工順序)の検討時に、利用者が変更した加工順序により、最適な加工フィーチャを自動的にシステムが選択するため、加工フィーチャの再定義を行う必要がなく、加工時間の短い最適な加工パスを容易に作成することが出来るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0033】
(本発明の第1の実施形態)
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図1はCAMシステムのシステム構成を表すブロック図である。本CAMシステム(1)は、フィーチャの幾何形状および属性情報を抽出するフィーチャ認識部(12)と、抽出したフィーチャ間の依存関係を判断する依存関係判断部(13)と、加工フィーチャの属性情報より加工姿勢の変更可否判断および変更制御を行う姿勢変更制御部(14)と、フィーチャ間の依存関係に基づいて加工手順を制御する加工手順制御部(15)と、製品モデルの3次元CADデータをロードするロード制御部(11)と、ロードしたデータに基づきモデルを出力装置に出力する出力部(16)とを備えている。なお、このブロック構成は、本発明の一例を示しており、当業者であれば明らかであるように、本発明の技術的範囲内で他のブロック構成をとることもできる。
【0034】
フィーチャ認識部(12)では、先ず、加工フィーチャ(一塊の穴として利用可能な穴要素群)の対象となる穴要素を検索(S101。図2参照)する。検索した穴要素(S101)より外形を構成する稜線(外部ループ)を求め(S102)、その稜線を共有する面を検索(S103)することで、穴要素が接続する面を求める。面(S103)と稜線(S102)の関係(外形を構成する稜線か、穴を構成する稜線か)、面(S101)と面(S102)の幾何形状の関係、および面(S101)と面(S102)の径の関係より、面(S101)単体での開口方向を求め(S104)、面の姿勢と反転可否を判断(S105)する。
【0035】
具体的には、3次元データより全ての円筒面および円錐面を検索し(S111。図3参照)、検索された全面に対して、穴を構成する面か否か(穴or突起)を判断するために面の方向が中心軸側か否かのチェック(S113)を行う。穴と判断された面(Face−1)に対して、面の外形を現す外部ループを検索し(S114)、外部ループを構成する稜線(Edge−1)を利用して穴の方向、および接続関係を判断する。
【0036】
先ず、稜線(Edge−1)を共有する面のうち、(Face−1)以外の面(Face−2)を求める(S116)。稜線(Edge−1)が面(Face−2)の内部の稜線を現す内部ループであれば(S117)、面(Face−2)を穴の開口部方向を表す基準面として面(Face−1)の属性データを設定する。稜線(Edge−1)が面(Face−2)の内部ループでなければ(S117)、面(Face−2)または面(Face−1)の幾何形状の径の大きさより開口方向を求め(S118)(S119)(S120)(S121)、面(Face−2)が開口方向になる場合は、面(Face−2)を基準面として面(Face−1)の属性データを設定(S122)し、開口方向でない場合は、面(Face−2)を関連面として面(Face−1)の属性データを設定(S123)する。本実施形態では対象となる面にとって基準面、関連面となる面を求める手法の一例を示したが、CADシステム、CAMシステム等の環境により求める手法は異なることがあり、また、同一環境であっても複数の手法を採ることができる。
【0037】
外部ループを構成する全稜線の処理(S115〜S124)では、(S116)で検索された面(Face−1)の属性データとして、開口方向を示す面要素(基準面)とその反対側の面要素(関連要素)が設定される。(S115)では、その属性データより最小フィーチャとなる面(Face−1)の姿勢および反転可否を設定する。このとき、関連面から基準面方向を面(Face−1)の姿勢とし、反転は不可となる。また、基準面しか存在しない場合(円錐面)は円錐軸のベクトル方向を姿勢とし、反転は不可となる。さらに、基準面が複数存在する場合は、円筒軸ベクトルを姿勢とし、反転を可とする。
【0038】
なお、前述の実施形態における幾何形状の判定方法は、一般的なソリッドモデルの表現方法であるB−reps(Boundary Representation:境界表現)について述べているが、他の表現方法でも処理の概略は同様である。
【0039】
B−repsとは、立体を構成している境界面(面のどちらに実態が含まれているかの情報をもつ)で表現する方法である。位相要素(Topology)と幾何要素(Geometry)から構成(図4)され、位相要素は、頂点、稜線、ループ、面といった図形要素がどのように繋がっているか(図5)を示す。幾何要素は、面、線、点といった各要素が幾何学的にどのような形状(頂点の座標値や面の方程式)をしているかを示すものである。図6は、面のデータ構造である。
【0040】
図7はフィーチャ認識部の動作フローチャートを説明するための3次元モデルである。図示されたモデルをフィーチャ認識部(12)で処理した場合、図8に示す対象要素テーブルが作成される。円錐面である(F1)は穴の開口であり、被加工物の一面である面(BF1)は基準面となり、円錐面(F1)と他方で接合する円筒面(F2)は関連面となる。
【0041】
図9および図10は、穴が分割された場合のフィーチャ認識部の動作フローチャートを説明するためのもので、フィーチャ認識部によって図10の加工フィーチャ対象要素テーブルが作成される。
依存関係判断部(13)では、対象要素テーブルを入力データとして、最小フィーチャ間の依存関係を判断し、加工フィーチャとして扱う単位、加工姿勢などを管理した加工フィーチャテーブルを作成する。
【0042】
依存関係判断部(13)は、対象要素テーブルから中心軸および姿勢が一致する最小フィーチャ群を取り出し(S201。図11参照)、最小フィーチャが保持する属性データより依存関係を求める(S202)。求めた依存関係に従って、加工フィーチャテーブル内に加工フィーチャとして扱うことができる最小フィーチャ群を形成し(S203)、形成された関係より加工フィーチャの姿勢および反転可否を再評価(S204)する。
【0043】
図12は依存関係判断部の動作フローチャートであり、フィーチャ認識部(12)によって作成された対象要素テーブルが入力データとなる。図13に依存関係判断部(13)によって作成される加工フィーチャテーブルを図示する。加工フィーチャテーブルの第1階層目は、加工フィーチャとして一塊で扱うことができる加工フィーチャ群を管理するグループであり、本グループ配下の加工フィーチャは同じ加工姿勢となる。第2階層目以降の階層は、一塊として扱うことができる加工フィーチャの最小フィーチャを管理しており、最上位の最小フィーチャが穴の開口部となる。
【0044】
対象要素テーブルより、任意の最小フィーチャ(Feat−1)を1つ取り出し(S212)、取り出した最小フィーチャ(Feat−1)と中心軸および姿勢が一致する全最小フィーチャを対象要素テーブルより取り出す(S213)。姿勢の一致判定は、最小フィーチャが保持する属性データの姿勢および反転を参照する。反転不可の場合は、姿勢として保持するベクトルが一致するものを検索し、反転可の場合は、姿勢として保持するベクトルが一致、または姿勢として保持するベクトルが逆のものを検索する。
【0045】
加工フィーチャテーブルに最小フィーチャ群を管理するグループを作成し(S214)、最小フィーチャ間の関係を判断して、最小フィーチャ(S212)(S213)を全てグループに登録する。最小フィーチャ間の関係判断処理は、取り出した最小フィーチャ(S212)(S213)の中から、最小フィーチャが保持する属性データの全基準面が、他の最小フィーチャの対象面および関連面となっていない最小フィーチャ(Feat−2)を検索し(S216)、作成したグループの直下に登録(217)する。ここで検索された最小フィーチャ(Feat−2)が、加工フィーチャの開口方向に位置する最小フィーチャとなる。次に、登録した最小フィーチャ(Feat−2)が保持する属性データの関連面を、他の最小フィーチャ((S212)(S213)で取り出した最小フィーチャ群(グループへ登録したものは除外))の対象面および基準面として保持する最小フィーチャ(Feat−3)を検索し(S218)、最小フィーチャが見つかった場合(S219)は、検索された最小フィーチャ(Feat−3)を、前回登録した最小フィーチャ(Feat−2)の子供として登録(S220)し、登録した最小フィーチャ(Feat−3)から更に関連する最小フィーチャを検索(S218)する。最小フィーチャが見つからなかった場合(S219)は、取り出した最小フィーチャ群(S212)(S213)(登録したものは除外)を全て登録するまで、(S216)から処理を繰り返す。
本依存関係判断部(13)によって、図7のモデルおよび図9のモデルは、図13および図14の加工フィーチャテーブルが作成される。
【0046】
図15は、加工姿勢を変更する際の姿勢変更制御部の動作フローチャートである。利用者が変更対象の加工フィーチャを選択すると、加工フィーチャ内の最後尾の最小フィーチャが保持する属性データの反転を参照し(S301)、反転可の場合(S302)は、指定加工フィーチャが所属するグループ内の全最小フィーチャの姿勢属性データを逆方向のベクトルに変更(S304)する。属性データが反転不可の場合(S302)は、姿勢変更ができない加工フィーチャなので、エラー出力を行うなどの処置を行う(S303)。
【0047】
図16は、加工順序変更時の加工手順制御部の動作フローチャートである。利用者が加工フィーチャ(Feat−4)の処理順序を変更(S401)した場合、対象となった加工フィーチャ(Feat−4)の加工順序を変更し(S402)、その順序変更によって影響を与える可能性がある加工フィーチャを検索し、加工順序の比較によって加工フィーチャ単位を変更する。影響を与える可能性がある加工フィーチャの検索は、加工手順を変更した加工フィーチャ(Feat−4)が所属するグループ以外のグループを検索対象とし、グループ直下(加工フィーチャの最上位)の全最小フィーチャの基準面を参照する。対象加工フィーチャ(Feat−4)内の最小フィーチャを基準面として保持する最小フィーチャが存在(S404)すれば、その最小フィーチャが所属するグループは、変更による影響を受ける加工フィーチャ群となる。加工順序を変更した加工フィーチャ(Feat−4)と、検索された最小フィーチャが所属する加工フィーチャ(Feat−5)の加工順序を比較(S406)し、(Feat−4)が先に加工される場合は、(Feat−5)が所属するグループ直下の個々の加工フィーチャをそれぞれ1つの加工フィーチャとして扱い(S408)、(Feat−4)が後に加工される場合は、(Feat−5)が所属するグループ直下の全加工フィーチャを1つの加工フィーチャとして扱う(S409)。例えば、図14においてGroup−3:面(S11)の加工フィーチャの加工順序を変更した場合、Group−1:面(F12)が基準面として面(S11)を保持するため、Group−1が影響を受ける加工フィーチャ群となる。このとき、面(S11)の加工フィーチャが先に加工される場合は、面(F13)が所属する加工フィーチャと面(F12)が所属する加工フィーチャをそれぞれ個々の加工フィーチャとして扱い、面(S11)が後で加工される場合は、面(F13)が所属する加工フィーチャと面(F12)が所属する加工フィーチャを1つの加工フィーチャとして扱う。
これらの実施形態は、加工形状として穴を例として表したものであり、ポケットやスロットなどの加工形状を分割する場合に適用しても良い。
【0048】
(その他の実施形態)
[加工時間算定による加工手順の決定方法]
前記第1の実施形態においては、利用者が加工フィーチャの加工順序を変更した場合にその加工手順に適した加工フィーチャを用いるが、加工手順に応じて用いるのに適した加工フィーチャが異なる場合に加工手順及び加工フィーチャからそれぞれの加工時間を求めて対比し、加工時間が短い加工手順及び加工フィーチャを用いて処理する構成を採ることもできる。加工時間の算出は、被加工物全体の加工時間の対比でも勿論よいが、全体の加工手順において対比する加工手順に関与しない加工手順は除いて算出することもできる。
【0049】
[加工フィーチャの加工姿勢の変更可否状況の顕示]
加工姿勢の変更可能である加工フィーチャ及び/又は変更不可能である加工フィーチャを顕示して表示することが望ましい。顕示の一例として、図13の加工フィーチャテーブルを、図17に示すように、ディスプレイに同様にツリー状に表示し(属性情報は表示しなくてもよい)、変更可能である加工フィーチャを背景色と異なる色で塗りつぶして顕示する。この表示において、加工フィーチャ名とともにそれを表象するアイコンを表示する。なお、ツリービューコントロールについては、既に周知・慣用技術でありこれ以上の説明はしない。
【0050】
[付記]
上記各実施形態に関し、次の付記を示す。
(付記1) CAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換するCAMシステムであって、設計データをロードする手段と、ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出する手段と、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求める手段と、該フィーチャ間の依存関係から複数のフィーチャを一つに統合する加工フィーチャを求める手段と、統合による加工フィーチャでの加工手順を求める手段とを含み、
求めた加工手順で製造データに変換するCAMシステム。
【0051】
(付記2) 前記統合された加工フィーチャ間で重複する加工領域を有する場合に、それぞれの統合された加工フィーチャ及び対応する加工手順から加工時間を算出する手段を新たに含み、短い加工時間の統合された加工フィーチャ及び対応する加工手順で製造データに変換する前記付記1に記載のCAMシステム。
【0052】
(付記3) CAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換するCAMシステムであって、設計データをロードする手段と、
ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出する手段と、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求める手段と、求めたフィーチャ間の依存関係から一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されているか否かを判断する手段と、一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されていると判断された場合に、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されるか否かを判断する手段と、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されると判断された場合に、分割されたフィーチャが分割される前のフィーチャで製造データを生成する手段とを含むCAMシステム。
【0053】
(付記4) CAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換するCAMシステムであって、設計データをロードする手段と、
ロードしたフィーチャの属性情報を抽出する手段と、ユーザから受け付けた加工姿勢の変更ができるか否かを抽出したフィーチャの属性情報から判断する手段と、少なくともユーザから受け付けた加工姿勢の変更ができない場合に変更を受け付けた加工姿勢の変更をできないことをユーザがわかるように出力する手段とを含むCAMシステム。
【0054】
(付記5) CAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換するCAMシステムであって、設計データをロードする手段と、
ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出する手段と、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求める手段と、抽出したフィーチャの属性情報から加工姿勢の変更の可否を判断する手段と、フィーチャの依存関係および加工姿勢の変更可否状況がユーザが視認できるように表示する手段とを含むCAMシステム。
【0055】
(付記6) コンピュータがCAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換する製造データ生成方法であって、設計データをロードするステップと、ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出するステップと、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求めるステップと、求めたフィーチャ間の依存関係から一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されているか否かを判断するステップと、1つのフィーチャが複数のフィーチャに分割されていると判断された場合に、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されるか否かを判断するステップと、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも前に加工されると判断された場合に、分割されたフィーチャが分割される前のフィーチャで製造データを生成するステップとを含む製造データ生成方法。
【0056】
(付記7) コンピュータがCAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換する製造データ生成方法であって、設計データをロードするステップと、ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出するステップと、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求めるステップと、求めたフィーチャ間の依存関係から一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されているか否かを判断するステップと、求めたフィーチャ間の依存関係から一のフィーチャが他のフィーチャにより分割されていると判断された場合に、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも後に加工されるか否かを判断するステップと、加工手順は分割されたフィーチャが分割するフィーチャよりも後に加工されると判断された場合に、分割されたフィーチャで製造データを生成するステップとを含む製造データ生成方法。
【0057】
(付記8) コンピュータがCAD装置で設計された設計データを被加工物を加工する加工機で使用する製造データに変換する製造データ生成方法であって、設計データをロードするステップと、ロードしたフィーチャの幾何形状および属性情報を抽出するステップと、抽出したフィーチャの幾何形状および属性情報からフィーチャ間の依存関係を求めるステップと、抽出した加工フィーチャの属性情報から加工姿勢の変更の可否を判断するステップと、フィーチャの依存関係および加工姿勢の変更可否状況がユーザが視認できるように表示するステップと、変更可能な加工姿勢の変更をユーザから入力手段を介して受けた場合に、加工姿勢の変更に係るフィーチャの属性情報を自動的に更新するステップとを含む製造データ生成方法。
【0058】
以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そして、かような変更又は改良を加えた実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれる。このことは、特許請求の範囲及び課題を解決する手段からも明らかなことである。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るCAMシステムのシステム構成ブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係るフィーチャ認識部の動作フローチャート(概略)である。
【図3】本発明の第1の実施形態に係るフィーチャ認識部の動作フローチャートである。
【図4】B−repsの立体を構成する位相要素と幾何要素である。
【図5】B−repsの位相構造である。
【図6】面(Face)のデータ構造(一部)である。
【図7】本発明の第1の実施形態に係る3次元モデルの説明図である。
【図8】本発明の第1の実施形態に係る対象要素テーブルである。
【図9】本発明の第1の実施形態に係る分割された加工フィーチャの説明図である。
【図10】本発明の第1の実施形態に係る分割された場合の対象要素テーブルである。
【図11】本発明の第1の実施形態に係る依存関係判断部の動作フローチャート(概略)である。
【図12】本発明の第1の実施形態に係る依存関係判断部の動作フローチャートである。
【図13】本発明の第1の実施形態に係る加工フィーチャテーブルである。
【図14】本発明の第1の実施形態に係る分割された場合の加工フィーチャテーブルである。
【図15】本発明の第1の実施形態に係る変更可否判断の姿勢変更制御部の動作フローチャートである。
【図16】本発明の第1の実施形態に係る加工順序変更時の加工手順制御部の動作フローチャートである。
【図17】本発明のその他の実施形態に係る加工フィーチャの加工姿勢の変更可否状況の顕示の説明図である。
【図18】加工姿勢が一意に決まらない形状である。
【図19】加工フィーチャが一意に決まらない形状である。
【符号の説明】
【0060】
1 CAMシステム
2 主記憶装置
3 表示装置
4 入力装置
11 ロード制御部
12 フィーチャ認識部
13 依存関係判断部
14 姿勢変更制御部
15 加工手順制御部
16 出力部

【出願人】 【識別番号】000005223
【氏名又は名称】富士通株式会社
【出願日】 平成18年6月30日(2006.6.30)
【代理人】 【識別番号】100099634
【弁理士】
【氏名又は名称】平井 安雄


【公開番号】 特開2008−9806(P2008−9806A)
【公開日】 平成20年1月17日(2008.1.17)
【出願番号】 特願2006−180818(P2006−180818)