JP2022159220A - 情報処理装置、プログラム及び情報処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】人間が手作業でワークを加工するような柔らかい加工を可能にするための加工パスデータを出力することができる情報処理装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様によれば、情報処理装置が提供される。この情報処理装置は、取得部と、算出部と、出力部とを備える。取得部は、ワークの形状をデータ化したワークデータを取得する。算出部は、ワークデータと、予め記憶されたマスターデータとの差分を示す変位量を算出する。マスターデータは、マスターの形状をデータ化したものを示す。算出部は、変位量及び任意のパラメータをマスターデータに加算した加工パスデータを算出する。加工パスデータは、加工ツールがワークを加工する際に辿る経路をデータ化したものを示す。出力部は、加工パスデータを出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置、プログラム及び情報処理方法に関する。

ＣＡＤデータから加工製品を製造できるマシニングセンタの自動運転装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０２１－０３９６５７号公報

ところで、マシニングセンタは、ワークの形状及び加工ツールの位置情報に基づいてワークを加工するに留まるため、人間が手作業でワークを加工するような柔らかい加工をすることが困難であった。

本発明では上記事情を鑑み、人間が手作業でワークを加工するような柔らかい加工を可能にするための加工パスデータを出力することができる情報処理装置を提供することとした。

本発明の一態様によれば、情報処理装置が提供される。この情報処理装置は、取得部と、算出部と、出力部とを備える。取得部は、ワークの形状をデータ化したワークデータを取得する。算出部は、ワークデータと、予め記憶されたマスターデータとの差分を示す変位量を算出する。マスターデータは、マスターの形状をデータ化したものを示す。算出部は、変位量及び任意のパラメータをマスターデータに加算した加工パスデータを算出する。加工パスデータは、加工ツールがワークを加工する際に辿る経路をデータ化したものを示す。出力部は、加工パスデータを出力する。

上記の開示によれば、人間が手作業でワークを加工するような柔らかい加工を可能にするための加工パスデータを出力することができる。

情報処理システム１００を表す構成図である。 情報処理装置２００のハードウェア構成を示すブロック図である。 加工装置３００のハードウェア構成を示すブロック図である。 情報処理装置２００（制御部２１０）によって実現される機能を示すブロック図である。 情報処理装置２００によって実行される情報処理の流れを示すアクティビティ図である。 加工装置３００の全体構成を示す図である。 加工装置３００の全体構成を示す図である。 ワーク４１０の形状を示す図である。 ワーク４１０の形状を示す図である。 加工装置３００におけるスキャナ３８０がワーク４１０をスキャンする状態を示す部分拡大図である。 加工装置３００におけるスキャナ３８０がワーク４１０をスキャンする際のワーク４１０とキャリッジ３８１との位置関係を示す部分拡大図である。 マスターデータ５１０と、ワークデータ５２０との対比を示す図である。 ワーク４１０の断面におけるスキャンエリア３８２を示す図である。 算出された変位量５３０を示す図である。 加工調整量、加工方向及び押圧力の設定画面６００の一例を示す図である。 算出された加工パスデータ５６０の一例を示す図である。 加工装置３００がワーク４１０を加工する状態を示す図である。 加工装置３００がワーク４１０を加工する状態を示す図である。 加工装置３００がワーク４１０を加工する際に表示される実行画面７００を示す図である。 ３点の特徴点（特徴点９１３、特徴点９２３及び特徴点９３３）からワーク４１０の座標系を算出する例を示す図である。 ２回のスキャンでワーク４１０の座標系を算出する例を示す図である。

以下、図面を用いて本発明の第１実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。

ところで、本実施形態に登場するソフトウェアを実現するためのプログラムは、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体（Ｎｏｎ－Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ｒｅａｄａｂｌｅ Ｍｅｄｉｕｍ）として提供されてもよいし、外部のサーバからダウンロード可能に提供されてもよいし、外部のコンピュータで当該プログラムを起動させてクライアント端末でその機能を実現（いわゆるクラウドコンピューティング）するように提供されてもよい。

また、本実施形態において「部」とは、例えば、広義の回路によって実施されるハードウェア資源と、これらのハードウェア資源によって具体的に実現されうるソフトウェアの情報処理とを合わせたものも含みうる。また、本実施形態においては様々な情報を取り扱うが、これら情報は、例えば電圧・電流を表す信号値の物理的な値、０又は１で構成される２進数のビット集合体としての信号値の高低、又は量子的な重ね合わせ（いわゆる量子ビット）によって表され、広義の回路上で通信・演算が実行されうる。

また、広義の回路とは、回路（Ｃｉｒｃｕｉｔ）、回路類（Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、及びメモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）等を少なくとも適当に組み合わせることによって実現される回路である。すなわち、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等を含むものである。

１．ハードウェア構成
第１節では、本実施形態のハードウェア構成について説明する。

１．１ 情報処理システム１００
図１は、情報処理システム１００を表す構成図である。情報処理システム１００は、情報処理装置２００と、加工装置３００とを備え、これらがネットワークを通じて接続されている。これらの構成要素についてさらに説明する。ここで、情報処理システム１００に例示されるシステムとは、１つ又はそれ以上の装置又は構成要素からなるものである。

１．２ 情報処理装置２００
図２は、情報処理装置２００のハードウェア構成を示すブロック図である。情報処理装置２００は、制御部２１０と、記憶部２２０と、通信部２５０とを有し、これらの構成要素が情報処理装置２００の内部において通信バス２６０を介して電気的に接続されている。各構成要素についてさらに説明する。

制御部２１０は、情報処理装置２００に関連する全体動作の処理・制御を行う。制御部２１０は、例えば、不図示の中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）である。制御部２１０は、記憶部２２０に記憶された所定のプログラムを読み出すことによって、情報処理装置２００に係る種々の機能を実現する。すなわち、記憶部２２０に記憶されているソフトウェアによる情報処理が、ハードウェアの一例である制御部２１０によって具体的に実現されることで、制御部２１０に含まれる各機能部として実行されうる。これらについては、次節においてさらに詳述する。なお、制御部２１０は単一であることに限定されず、機能ごとに複数の制御部２１０を有するように実施してもよい。またそれらの組み合わせであってもよい。

記憶部２２０は、情報処理装置２００の情報処理に必要な様々な情報を記憶する。これは、例えば、制御部２１０によって実行される情報処理装置２００に係る種々のプログラム等を記憶するソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ：ＳＳＤ）等のストレージデバイスとして、あるいは、プログラムの演算に係る一時的に必要な情報（引数、配列等）を記憶するランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等のメモリとして実施されうる。また、これらの組み合わせであってもよい。

通信部２５０は、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ（登録商標）、有線ＬＡＮネットワーク通信等といった有線型の通信手段が好ましいものの、無線ＬＡＮネットワーク通信、５Ｇ／ＬＴＥ／３Ｇ等のモバイル通信、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）通信等を必要に応じて含めてもよい。すなわち、これら複数の通信手段の集合として実施することがより好ましい。すなわち、情報処理装置２００は、通信部２５０を介して、加工装置３００とネットワークを介して種々の情報を通信する。

１．３ 加工装置３００
図３は、加工装置３００のハードウェア構成を示すブロック図である。加工装置３００は、制御部３１０と、記憶部３２０と、表示情報生成部３３０と、入力受付部３４０と、通信部３５０と、スピンドル３７０と、スキャナ３８０とを有し、これらの構成要素が加工装置３００の内部において通信バス３６０を介して電気的に接続されている。制御部３１０、記憶部３２０及び通信部３５０の説明は、情報処理装置２００における制御部２１０、記憶部２２０及び通信部２５０の説明と略同様のため省略する。

表示情報生成部３３０は、テキスト、画像（静止画及び動画を含む）を表示するものであり、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ及びプラズマディスプレイ等の表示デバイスに表示する情報を生成する。

入力受付部３４０は、加工装置３００に種々の情報を入力するものであり、マウス、キーボード、ポインティングデバイス等から入力される信号を受け付ける。ユーザによってなされた操作入力は、命令信号として、通信バス３６０を介して制御部３１０に転送される。そして、制御部３１０は、必要に応じて所定の制御や演算を実行しうる。

スピンドル３７０は、モータ（不図示）の先端同軸上に減速機（不図示）を一体に備え、その減速機の先端から突出した回転出力部３７２に、エンドミル３７１が着脱可能に取り付けられるようになっている。

スキャナ３８０は、キャリッジ３８１と、計測器（不図示）とを備える。キャリッジ３８１は、レーザ光を出力可能に構成される。計測器は、レーザ光を照射した方向と、レーザ光の照射から受光までの往復時間とに基づいて、照射対象との距離を計測可能に構成される。

２．機能構成
第２節では、本実施形態の機能構成について説明する。前述の通り、記憶部２２０に記憶されているソフトウェアによる情報処理がハードウェアの一例である制御部２１０によって具体的に実現されることで、制御部２１０に含まれる各機能部として実行されうる。

図４は、情報処理装置２００（制御部２１０）によって実現される機能を示すブロック図である。具体的には、情報処理装置２００（制御部２１０）は、取得部２１１と、算出部２１２と、出力部２１３とを備える。

取得部２１１は、種々の情報を取得可能に構成される。例えば、取得部２１１は、ワーク４１０の形状をデータ化したワークデータ５２０を取得する。

算出部２１２は、種々の情報を算出可能に構成される。例えば、算出部２１２は、ワークデータ５２０と、マスターデータ５１０との差分を示す変位量５３０を算出する。マスターデータ５１０は、記憶部２２０に予め記憶されたマスターの形状をデータ化したものを示す。また、算出部２１２は、変位量５３０及び任意のパラメータをマスターデータ５１０に加算した加工パスデータ５６０を算出する。加工パスデータ５６０は、エンドミル３７１（請求項の「加工ツール」に相当）がワーク４１０を加工する際に辿る経路をデータ化したものを示す。

出力部２１３は、種々の情報を出力可能に構成される。例えば、出力部２１３は、加工パスデータ５６０を出力する。

３．情報処理方法の概要
第３節では、情報処理装置２００の情報処理方法の概要について説明する。

加工装置は、ハウジングと、回転駆動部と、フランジ部と、押圧部と、押圧抑制部とを備える。回転駆動部は、先端部に回転工具を取り付け可能に構成される。回転駆動部は、ハウジングに挿通して保持され、回転工具が側方から負荷を受けた際に、該回転駆動部の回転軸上の一点を中心にして姿勢を変位可能に構成される。フランジ部は、ハウジングの内部に位置し、回転駆動部の側面から張り出す。押圧部は、フランジ部を押圧可能に構成される。押圧抑制部は、押圧部がフランジ部を押圧することを抑制する。

加工装置は、押圧部を複数備える。押圧抑制部は、押圧部の一部がフランジ部を押圧することを抑制する。

押圧部は、ストッパーを有する。押圧抑制部は、ストッパーに当接することで、押圧部がフランジ部を押圧することを抑制する。

押圧部は、ロッドを有する。押圧抑制部は、孔部を有する板状部材である。ロッドは、孔部に挿通してフランジ部を押圧可能に構成される。押圧抑制部は、ストッパーに当接することで、押圧部がフランジ部を押圧することを抑制する。

回転工具は、ワークを切削するための刃具である。回転工具のすくい角は、ネガティブ形状である。回転工具のすくい角は、ワークの切削量に応じて、変更される。

情報処理システムは、読出部と、計算部と、生成部とを備える。読出部は、測定されたワークの形状に係るワークデータを読み出す。計算部は、ワークデータと、予め記憶されたマスターの形状に係るマスターデータとの差分である変位量を計算する。生成部は、マスターデータに変位量と任意のパラメータとを加算した加工パスデータを生成する。

任意のパラメータは、ワークへの接触圧を含む。

任意のパラメータは、ワークへの接触圧の方向を含む。

情報処理システムは、取得部を備える。取得部は、測定されたワークの特徴点と傾きとに基づいて、ワークの座標を取得する。特徴点は、ワークの表面上の任意の点であり、傾きは、特徴点からみたワークの傾きである。

特徴点は、ワークの頂点である。

特徴点は、ワークの表面上の３点である。取得部は、特徴点から求められたワークの重心に基づいて、ワークの座標を取得する。

情報処理方法は、コンピュータが実行する情報処理方法である。情報処理方法は、情報処理システムにおける各ステップをコンピュータに実行させる。

プログラムは、情報処理システムにおける各ステップをコンピュータに実行させる。

３．情報処理方法の詳細
第３節では、情報処理装置２００の情報処理方法の詳細について説明する。この情報処理方法は、コンピュータにより実行される情報処理方法である。この情報処理方法は、取得工程と、算出工程と、出力工程とを備える。取得工程では、ワーク４１０の形状をデータ化したワークデータ５２０を取得する。算出工程では、ワークデータ５２０と、記憶部２２０に予め記憶されたマスターデータ５１０との差分を示す変位量５３０を算出する。マスターデータは、マスターの形状をデータ化したものを示す。算出工程では、変位量５３０及び任意のパラメータをマスターデータ５１０に加算した加工パスデータ５６０を算出する。加工パスデータ５６０は、エンドミル３７１がワーク４１０を加工する際に辿る経路をデータ化したものを示す。出力工程では、加工パスデータ５６０を出力する。

図５は、情報処理装置２００によって実行される情報処理の流れを示すアクティビティ図である。以下、このアクティビティ図の各アクティビティに沿って、説明するものとする。

加工装置３００におけるスキャナ３８０は、ワーク４１０をスキャンする（アクティビティＡ１１０）。アクティビティＡ１１０の情報処理は、例えば、次の５段階で構成される。（１）加工装置３００における制御部３１０は、スキャナ３８０にスキャン実行信号を送信する。（２）受信したスキャン実行信号に基づいて、スキャナ３８０は、キャリッジ３８１からレーザ光をワーク４１０に照射する処理を実行する。（３）スキャナ３８０における計測器（不図示）は、ワーク４１０から反射されたレーザ光を受光する。（４）当該計測器は、受光したレーザ光に基づいて、スキャナ３８０（キャリッジ３８１又は計測器）とワーク４１０との距離を計測する。（５）加工装置３００における制御部３１０は、計測された距離情報を記憶部３２０に記憶させる。

図６及び図７は、加工装置３００の全体構成を示す図である。加工装置３００は、スピンドル３７０、スキャナ３８０、アーム３９０及び作業台４２０を備える。

スピンドル３７０は、アーム３９０の先端に設けられている。スピンドル３７０は、モータ（不図示）の先端同軸上に減速機（不図示）を一体に備え、当該減速機の先端から突出した回転出力部３７２に、エンドミル３７１が着脱可能に取り付けられるようになっている。

スキャナ３８０は、アーム３９０の先端に設けられている。スキャナ３８０は、キャリッジ３８１と、計測器（不図示）とを備える。キャリッジ３８１は、回転出力部３７２の突出方向とは逆方向に突出して設けられる。キャリッジ３８１は、レーザ光を出力可能に構成される。計測器は、レーザ光を照射した方向と、レーザ光の照射から受光までの往復時間とに基づいて、照射対象との距離を計測可能に構成される。本実施形態では、照射対象はワーク４１０である。スキャナ３８０は、キャリッジ３８１から出力されるレーザ光をワーク４１０に照射し、ワーク４１０に当たって反射したレーザ光を受光し、ワーク４１０に当たったポイントを「点のデータ」として取得可能に構成される。すなわち、スキャナ３８０は、ワーク４１０の形状を読み取り可能に構成される。なお、計測器は、例えば、位相差法に基づいて、ワーク４１０との距離を計測可能に構成される。

作業台４２０は、ワーク４１０を固定するためのクランプ４２１を有する。クランプ４２１は、作業台４２０に取り付けられている。作業台４２０は、クランプ４２１が取り付けられる取付面における中心軸を中心に回転可能に構成される。作業台４２０は、当該取付面を傾斜可能に構成される。

スキャナ３８０は、作業台４２０におけるクランプ４２１に固定されたワーク４１０をスキャン可能に構成される。加工装置３００（制御部３１０）は、ワーク４１０をスキャンする際、アーム３９０の先端を回転させることで、スキャナ３８０におけるキャリッジ３８１がワーク４１０に対向する位置に来るように制御する。加工装置３００（制御部３１０）は、作業台４２０を回転させることで、ワーク４１０の向きを変えるように制御する。加工装置３００（制御部３１０）は、作業台４２０の上記取付面の傾斜角度を変更させることで、キャリッジ３８１に対向するワーク４１０の表面を移動させるように制御する。

図８及び図９は、ワーク４１０の形状を示す図である。本実施形態では、ワーク４１０は、曲面形状を呈する。ワーク４１０は、例えば、自動車のボディの一部が該当しうる。なお、ワーク４１０の形状は、特に限定されず、図面においても説明の便宜のため、様々な形状を例示している。加工装置３００は、曲面形状を呈するワーク４１０の加工処理に好適に使用される。

図１０は、加工装置３００におけるスキャナ３８０がワーク４１０をスキャンする状態を示す部分拡大図である。図１０では、キャリッジ３８１の軌跡を示すために、キャリッジ３８１を複数表示している。加工装置３００における制御部３１０は、ワーク４１０に対応するマスターデータ５１０を記憶部３２０から読み出し、アクティビティＡ１１０の情報処理を実行する。すなわち、加工装置３００における制御部３１０は、作業台４２０におけるクランプ４２１が取り付けられる取付面の傾斜角度を変更させることで、スキャナ３８０のキャリッジ３８１をマスターデータ５１０に沿うように相対的に移動させて、スキャンデータを取得する。

図１１は、加工装置３００におけるスキャナ３８０がワーク４１０をスキャンする際のワーク４１０とキャリッジ３８１との位置関係を示す部分拡大図である。キャリッジ３８１は、ワーク４１０の法線方向においてワーク４１０に対向するように位置する。キャリッジ３８１とワーク４１０との位置関係は、マスターデータ５１０に基づいて定まる。マスターの形状に対するワーク４１０の形状の相違は、スキャナ３８０によるワーク４１０のスキャンデータの取得に支障が生じない程度に収まる。スキャンデータの取得に支障が生じるワーク４１０は、スキャン工程よりも上流工程で排出される。

続いて、制御部３１０は、ワーク４１０の形状をデータ化したワークデータ５２０を生成する（アクティビティＡ１２０）。すなわち、制御部３１０は、記憶部３２０に記憶された、計測された距離情報を読み出し、生成処理を実行することで、ワークデータ５２０を生成する。制御部３１０は、生成されたワークデータ５２０を記憶部３２０に記憶させる。

図１２は、マスターデータ５１０と、ワークデータ５２０との対比を示す図である。図１２では、マスターデータ５１０及びワークデータ５２０の断面のエッジを示す。後述するように、最終的な加工パスデータ５６０は、マスターデータ５１０とワークデータ５２０との差分をマスターデータ５１０に加算し、さらに、各種パラメータをマスターデータ５１０に加算することで生成される。

続いて、制御部３１０は、ワークデータ５２０を情報処理装置２００に送信する（アクティビティＡ１３０）。アクティビティＡ１３０の情報処理は、例えば、次の３段階で構成される。（１）制御部３１０は、記憶部３２０に記憶されたワークデータ５２０を読み出す。（２）制御部３１０は、送信処理を実行する。（３）送信処理に基づいて、加工装置３００における通信部３５０は、ワークデータ５２０を情報処理装置２００に送信する。

続いて、取得部２１１は、ワークデータ５２０を取得する。すなわち、情報処理装置２００における制御部２１０は、ワークデータ５２０を受信する（アクティビティＡ１４０）。アクティビティＡ１４０の情報処理は、例えば、次の２段階で構成される。（１）情報処理装置２００における通信部２５０は、ワークデータ５２０を受信する。（２）情報処理装置２００における制御部２１０は、受信されたワークデータ５２０を記憶部２２０に記憶させる。

続いて、算出部２１２は、ワーク４１０の特徴点３８４及び傾きに基づいて、ワーク４１０の座標系を算出する（アクティビティＡ１５０）。すなわち、制御部２１０は、記憶部２２０に記憶されたワークデータ５２０を読み出し、算出処理を実行することで、ワーク４１０の座標系を算出する。ここで、特徴点３８４は、ワーク４１０の表面における任意の点であればよく、本実施形態では、ワーク４１０の頂点を示す。傾き（第１の傾き、第２の傾き及び第３の傾き）は、特徴点３８４からみたワーク４１０の傾きを示す。

図１３は、ワーク４１０の断面におけるスキャンエリア３８２を示す図である。スキャナ３８０は、矢印３８３に沿って、ワーク４１０をスキャンする（アクティビティＡ１１０）。

特徴点３８４の検出方法について説明する。加工装置３００における制御部３１０は、ワーク４１０の平らな部分を平面検出する。制御部３１０は、スキャンエリア３８２において、ワーク４１０における２つのエッジ（Ｘ方向３８５のエッジ及びＹ方向３８６のエッジ）を検出する。制御部３１０は、これらの検出データを含むワークデータ５２０を情報処理装置２００に送信する（アクティビティＡ１３０）。

情報処理装置２００における制御部２１０は、検出された２つのエッジの交点から、特徴点３８４のＸ座標及びＹ座標を取得する。制御部２１０は、ワーク４１０の平面情報と、特徴点３８４のＸ座標及びＹ座標に基づいて、特徴点３８４のＺ座標を算出する。

傾きの計測方法について説明する。制御部２１０は、Ｘ方向３８５のエッジと、Ｘ軸（センサ座標系）との成す角度を計測し、Ｘ方向３８５の角度（第１の傾き）を計測する。制御部２１０は、検出されたワーク４１０の平面情報と、Ｙ方向３８６のエッジとに基づいて、Ｙ方向３８６の角度（第２の傾き）を計測する。制御部２１０は、検出されたワーク４１０の平面の法線方向と、Ｚ軸（センサ座標系）との成す角度を計測し、Ｚ方向（不図示）の角度（第３の傾き）を計測する。

加工装置３００は、ワーク４１０を加工するために、例えば、ＧコードのＧ５４にワーク座標系が設定される。Ｇコードは、ＮＣ加工装置の内部設定を処理するためのコードを示す。Ｇコードは、ＮＣ加工装置の加工ツールなどの軸移動、座標設定、回転、対象加工物の加工方法などを設定可能である。加工装置３００における制御部３１０は、Ｇ５４のワーク座標系と、ワーク４１０のワーク座標系とを対比し、双方のワーク座標系のズレに基づいて、ワーク４１０の原点位置を補正し、三次元（Ｘ方向３８５、Ｙ方向３８６及びＺ方向）のワーク４１０の傾きを補正する。

アクティビティＡ１５０によれば、１回のスキャンでワーク４１０のズレを補正することができる。すなわち、１回のスキャンでワーク４１０を加工することができる。ワーク４１０の頂点を特徴点３８４とすることによれば、ワーク４１０のワーク座標系を容易に算出することができる。

続いて、算出部２１２は、ワークデータ５２０と、予め記憶されたマスターデータ５１０との差分を示す変位量５３０を算出する（アクティビティＡ１６０）。マスターデータ５１０は、マスターの形状をデータ化したものを示す。アクティビティＡ１６０の情報処理は、例えば、次の３段階で構成される。（１）制御部２１０は、記憶部２２０に記憶された、ワークデータ５２０及びマスターデータ５１０を読み出す。（２）制御部２１０は、算出処理を実行して変位量５３０を算出する。（３）制御部２１０は、算出した変位量５３０を記憶部２２０に記憶させる。

図１４は、算出された変位量５３０を示す図である。変位量５３０は、ワークデータ５２０とマスターデータ５１０との差分を示す。本実施形態では、変位量５３０は、マスターデータ５１０の半径５３１からワークデータ５２０の半径５３２を減算した長さを示す。

続いて、制御部２１０は、記憶部２２０に記憶されたパラメータを読み出す（アクティビティＡ１７０）。ここで、パラメータは、任意のものであってもよく、本実施形態では、ワーク４１０に対するエンドミル３７１の加工調整量、ワーク４１０に対するエンドミル３７１の加工方向、及びワーク４１０に対するエンドミル３７１の押圧力を含む。ここで、加工調整量は、予め設定されたワーク４１０の加工量を調整する量を示す。加工調整量、加工方向及び押圧力については、後述する。

図１４では、パラメータの一例として、加工方向５４０及び加工方向５５０を示す。加工方向５４０及び加工方向５５０は、ワーク４１０に対するエンドミル３７１の押圧方向のことを示す。エンドミル３７１の押圧方向（加工方向）を変えることで、加工後のワーク形状を変えることができる。

図１５は、加工調整量、加工方向及び押圧力の設定画面６００の一例を示す図である。設定画面６００では、入力ボックス６１０の数値を変更することで加工調整量を変更可能であり、入力ボックス６２０の数値を変更することで加工方向を変更可能であり、入力ボックス６３０の数値を変更することで押圧力を変更可能である。各パラメータは、ＯＫボタン６４０をクリックすることで反映される。

加工調整量は、例えば、ワーク４１０を２ｍｍ切削加工するように設定されている（加工量：２ｍｍ）場合に、５０％の重み付けを設定することで、２ｍｍの５０％、すなわち１ｍｍ切削加工するように重み付けをする。加工方向は、通常の角度に比べて、＋１０°の角度でエンドミル３７１をワーク４１０に当てることを意味する。押圧力は、フローティングの圧力のことを示し、押圧力が高いほど、エンドミル３７１をワーク４１０に当てたときにならい量が減少するため、加工量が増加する。

アクティビティＡ１７０によれば、ワーク４１０の加工条件を詳細に設定することができる。

続いて、算出部２１２は、変位量５３０及び上記パラメータ（加工調整量、加工方向及び押圧力）をマスターデータ５１０に加算した加工パスデータ５６０を算出する（アクティビティＡ１８０）。すなわち、制御部２１０は、記憶部２２０に記憶された変位量５３０及びマスターデータ５１０を読み出し、アクティビティＡ１７０で読み出されたパラメータ、読みだした変位量５３０及びマスターデータ５１０に対して算出処理を実行することで、加工パスデータ５６０を算出する。制御部２１０は、加工パスデータ５６０を記憶部２２０に記憶させる。ここで、加工パスデータ５６０は、エンドミル３７１がワーク４１０を加工する際に辿る経路をデータ化したものを示す。

図１６は、算出された加工パスデータ５６０の一例を示す図である。加工パスデータ５６０は、マスターデータ５１０から補正量５７０だけ補正された加工パスに係るデータである。補正量５７０は、変位量５３０、加工調整量、加工方向及び押圧力に基づいて、算出部２１２（制御部２１０）によって算出される。

続いて、出力部２１３は、加工パスデータ５６０を出力する。換言すると、制御部２１０は、加工パスデータ５６０を加工装置３００に送信する（アクティビティＡ１９０）。アクティビティＡ１９０の情報処理は、例えば、次の３段階で構成される。（１）制御部２１０は、記憶部２２０に記憶された加工パスデータ５６０を読み出す。（２）制御部２１０は、送信処理を実行する。（３）送信処理に基づいて、通信部２５０は、加工パスデータ５６０を加工装置３００に送信する。

続いて、加工装置３００における制御部３１０は、加工パスデータ５６０を受信する（アクティビティＡ２００）。アクティビティＡ２００の情報処理は、例えば、次の２段階で構成される。（１）加工装置３００における通信部３５０は、加工パスデータ５６０を受信する。（２）加工装置３００における制御部３１０は、受信された加工パスデータ５６０を記憶部３２０に記憶させる。

続いて、加工装置３００は、ワーク４１０を加工する（アクティビティＡ２１０）。すなわち、制御部３１０は、記憶部３２０に記憶された加工パスデータ５６０を読み出し、加工処理を実行することで、ワーク４１０を加工するように加工装置３００全体を制御する。

続いて、加工装置３００におけるスキャナ３８０は、ワーク４１０をスキャンする（アクティビティＡ２２０）。アクティビティＡ２２０の情報処理は、例えば、次の５段階で構成される。（１）加工装置３００における制御部３１０は、スキャナ３８０にスキャン実行信号を送信する。（２）受信したスキャン実行信号に基づいて、スキャナ３８０は、キャリッジ３８１からレーザ光をワーク４１０に照射する処理を実行する。（３）スキャナ３８０における計測器（不図示）は、ワーク４１０から反射されたレーザ光を受光する。（４）当該計測器は、受光したレーザ光に基づいて、スキャナ３８０（キャリッジ３８１又は計測器）とワーク４１０との距離を計測する。（５）加工装置３００における制御部３１０は、計測された距離情報を記憶部３２０に記憶させる。

続いて、加工装置３００における制御部３１０は、設定通りにワーク４１０を加工できたか否かを判定する（アクティビティＡ２３０）。ここで、設定通りにワーク４１０を加工できた場合とは、例えば、ワーク４１０を２ｍｍ切削加工するように設定された場合に、ワーク４１０を２ｍｍ切削加工したときのことを示す。設定通りにワーク４１０を加工できていない場合とは、例えば、ワーク４１０を２ｍｍ切削加工するように設定された場合に、ワーク４１０を１．５ｍｍ切削加工したときのことを示す。すなわち、２ｍｍの切削加工設定に対して、実際には１．５ｍｍしか切削加工していない場合のことを示し、この場合、差分の０．５ｍｍを追加で切削加工する必要がある。

すなわち、制御部３１０は、アクティビティＡ２２０で計測された距離情報と、切削加工の設定情報とを記憶部２２０から読み出し、判定処理を実行することで、設定通りにワーク４１０を加工できたか否かを判定する。制御部３１０は、設定通りにワーク４１０を加工できたと判定した場合は、本実施形態の情報処理を終了する。制御部３１０は、設定通りにワーク４１０を加工できていないと判定した場合は、アクティビティＡ１２０の情報処理に移行する。

図１７及び図１８は、加工装置３００がワーク４１０を加工する状態を示す図である。加工装置３００（制御部３１０）は、アーム３９０の先端を回転させることで、スピンドル３７０の回転出力部３７２に取り付けられたエンドミル３７１がワーク４１０に対向する位置に来るように制御する。加工装置３００（制御部３１０）は、作業台４２０を回転させることで、ワーク４１０の向きを変えるように制御する。加工装置３００（制御部３１０）は、作業台４２０におけるクランプ４２１が取り付けられる取付面の傾斜角度を変更させることで、エンドミル３７１に対向するワーク４１０の表面を移動させるように制御する。

図１９は、加工装置３００がワーク４１０を加工する際に表示される実行画面７００を示す図である。実行画面７００は、加工装置３００に接続される表示デバイスに表示される。実行画面７００には、反力（Ｎ）、押量（ｍｍ）、押圧（ＭＰａ）、実切削量（ｍｍ）、及びならい量（ｍｍ）の各値が表示される。反力は、エンドミル３７１がワーク４１０から受ける力のことを示す。押量は、前述の加工量に相当し、予め設定された加工量のことを示す。押圧は、前述の押圧力に相当し、フローティングの圧力のことを示す。実切削量は、加工パスデータ５６０に基づいてワーク４１０を実際に加工する量（切削量）のことを示す。ならい量は、ワーク４１０からエンドミル３７１がならった量のことを示し、押量から実切削量を減算することで算出される。

実行画面７００によれば、エンドミル３７１のならい量を測定することができる。したがって、本実施形態によれば、ワーク４１０の加工の程度をモニタリングすることができる。

本実施形態によれば、人間が手作業でワーク４１０を加工するような柔らかい加工を可能にするための加工パスデータ５６０を出力することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る情報処理装置２００について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素には第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第２実施形態の特徴点（特徴点９１３、特徴点９２３及び特徴点９３３）は、ワーク４１０の表面における任意の３点を示すものである点で第１実施形態と相違する。算出部２１２は、予め設定されたマスターの重心と、特徴点９１３、特徴点９２３及び特徴点９３３から求められた重心とに基づいて、ワーク４１０の座標系を算出してもよい。

図２０は、３点の特徴点（特徴点９１３、特徴点９２３及び特徴点９３３）からワーク４１０の座標系を算出する例を示す図である。スキャナ３８０は、矢印９１１に沿って、ワーク４１０をスキャンする（アクティビティＡ１１０）。スキャナ３８０は、矢印９２１に沿って、ワーク４１０をスキャンする（アクティビティＡ１１０）。スキャナ３８０は、矢印９３１に沿って、ワーク４１０をスキャンする（アクティビティＡ１１０）。

加工装置３００における制御部３１０は、スキャンエリア９１０において、円９１２を検出する。制御部３１０は、スキャンエリア９２０において、円９２２を検出する。制御部３１０は、スキャンエリア９３０において、円９３２を検出する。制御部３１０は、これらの検出データを含むワークデータ５２０を情報処理装置２００に送信する（アクティビティＡ１３０）。

情報処理装置２００における制御部２１０は、円９１２の中心を特徴点９１３として設定する。制御部３１０は、円９２２の中心を特徴点９２３として設定する。制御部３１０は、円９３２の中心を特徴点９３３として設定する。

制御部２１０は、特徴点９１３、特徴点９２３及び特徴点９３３の３点から得られる三角形の重心位置を原点９４０とする。制御部２１０は、特徴点９３３から特徴点９２３の方向をＸ方向９４１とする。制御部２１０は、特徴点９１３、特徴点９２３及び特徴点９３３の３点による面の法線をＺ方向（不図示）とする。制御部２１０は、Ｘ方向９４１及びＺ方向に基づいて、Ｙ方向９４２を求める。

ワーク４１０の座標系は、予め設定されたマスターの重心と、今回求めた原点９４０とを合わせることで、求めることができる。情報処理装置２００における制御部２１０は、ＣＡＤ／ＣＡＭ上でマスターにおける３点の特徴点から得られる三角形の重心位置を起点にしてマスターのＧコードを計算する。制御部２１０は、マスターの重心位置と、原点９４０とを合わせる。制御部２１０は、計算したマスターのＧコード、及びマスターの重心位置と原点９４０との合わせ込みに基づいて、ワーク４１０の座標系を算出する。

本実施形態によれば、ワーク４１０がどのような形状であっても、ワーク４１０のズレを補正することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施形態の態様は、プログラムであってもよい。このプログラムは、情報処理装置２００の各部としてコンピュータを機能させる。

第１変形例として、ワーク４１０の座標系を算出する場合、スキャンを２回実施してもよい。

図２１は、２回のスキャンでワーク４１０の座標系を算出する例を示す図である。スキャナ３８０は、矢印８８３に沿って、ワーク４１０をスキャンする（アクティビティＡ１１０）。スキャナ３８０は、矢印８８８に沿って、ワーク４１０をスキャンする（アクティビティＡ１１０）。

特徴点８８４の検出方法について説明する。加工装置３００における制御部３１０は、ワーク４１０の平らな部分を平面検出する。制御部３１０は、スキャンエリア３８２において、ワーク４１０における２つのエッジ（Ｘ方向８８５のエッジ及びＹ方向８８６のエッジ）を検出する。制御部３１０は、これらの検出データを含むワークデータ５２０を情報処理装置２００に送信する（アクティビティＡ１３０）。

情報処理装置２００における制御部２１０は、検出された２つのエッジの交点から、特徴点８８４のＸ座標及びＹ座標を取得する。制御部２１０は、ワーク４１０の平面情報と、特徴点８８４のＸ座標及びＹ座標とに基づいて、特徴点８８４のＺ座標を算出する。

傾きの計測方法について説明する。制御部２１０は、１回目のスキャンにおいて、Ｘ方向８８５のエッジと、Ｘ軸（センサ座標系）との成す角度を計測し、Ｘ方向８８５の角度（第１の傾き）を計測する。制御部２１０は、２回目のスキャンにおいて、検出されたワーク４１０の平面情報と、Ｙ方向８８６のエッジとに基づいて、Ｙ方向８８６の角度（第２の傾き）を計測する。制御部２１０は、検出されたワーク４１０の平面の法線方向と、Ｚ軸（センサ座標系）との成す角度を計測し、Ｚ方向（不図示）の角度（第３の傾き）を計測する。

第２変形例として、ワーク４１０の座標系を算出する場合、特徴点を３点以上取得してもよい。特徴点の数は、３点以上であれば特に限定されることはなく、具体的には例えば、３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０点であり、ここで例示した数値のいずれか２つの間の範囲内であってもよい。

ここで、特徴点を３点取得する場合について説明する。加工装置３００における制御部３１０は、ワーク４１０における任意の３つのエリアをスキャンする。制御部３１０は、３つのエリアをスキャンしたデータに関するスキャンデータを通信部３５０を介して情報処理装置２００に送信する。情報処理装置２００における通信部２５０は、当該スキャンデータを受信する。制御部２１０は、当該スキャンデータを記憶部２２０に記憶させる。制御部２１０は、記憶部２２０に記憶された所定のプログラムを読み出し、設定処理を実行することで、ワーク４１０においてスキャンされた各エリアに基づいて、３点の特徴点を設定する。

ワーク４１０の座標系（傾きを含めた位置）は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向における位置、並びにＸ方向の軸を中心とした回転角ＲＸ、Ｙ方向の軸を中心とした回転角ＲＹ、及びＺ方向の軸を中心とした回転角ＲＺの６つの要素によって算出される。マスターデータ５１０に対する当該６つの要素の変位量は、設定された３点の特徴点から算出される。

制御部２１０は、記憶部２２０に記憶された所定のプログラムを読み出し、設定処理を実行することで、３点の特徴点に基づいて、基準点（第２実施形態における原点に相当）を算出する。制御部２１０は、予め設定されたマスターの基準点と、ワーク４１０の基準点とに基づいて、ワーク４１０の座標系を算出する。制御部２１０は、各パラメータに基づいてワーク４１０の座標系を再計算し、加工パスデータ５６０を算出する。制御部２１０は、通信部２５０を介して加工パスデータ５６０を加工装置３００に送信する。

次に記載の各態様で提供されてもよい。
前記情報処理装置において、前記任意のパラメータは、前記ワークに対する前記加工ツールの加工調整量を含み、前記加工調整量は、予め設定された前記ワークの加工量を調整する量を示す、情報処理装置。
前記情報処理装置において、前記任意のパラメータは、前記ワークに対する前記加工ツールの加工方向を含む、情報処理装置。
前記情報処理装置において、前記任意のパラメータは、前記ワークに対する前記加工ツールの押圧力を含む、情報処理装置。
前記情報処理装置において、前記算出部は、前記ワークの特徴点及び傾きに基づいて、前記ワークの座標系を算出し、前記特徴点は、前記ワークの表面における任意の点を示し、前記傾きは、前記特徴点からみた前記ワークの傾きを示す、情報処理装置。
前記情報処理装置において、前記特徴点は、前記ワークの頂点を示す、情報処理装置。
前記情報処理装置において、前記特徴点は、前記ワークの表面における任意の３点を示し、前記算出部は、予め設定されたマスターの重心と、前記特徴点から求められた重心とに基づいて、前記ワークの座標系を算出する、情報処理装置。
プログラムであって、前記情報処理装置の各部としてコンピュータを機能させる、プログラム。
コンピュータにより実行される情報処理方法であって、取得工程と、算出工程と、出力工程とを備え、前記取得工程では、ワークの形状をデータ化したワークデータを取得し、前記算出工程では、前記ワークデータと、予め記憶されたマスターデータとの差分を示す変位量を算出し、前記マスターデータは、マスターの形状をデータ化したものを示し、前記算出工程では、前記変位量及び任意のパラメータを前記マスターデータに加算した加工パスデータを算出し、前記加工パスデータは、加工ツールが前記ワークを加工する際に辿る経路をデータ化したものを示し、前記出力工程では、前記加工パスデータを出力する、情報処理方法。
もちろん、この限りではない。

１００ ：情報処理システム
２００ ：情報処理装置
２１０ ：制御部
２１１ ：取得部
２１２ ：算出部
２１３ ：出力部
２２０ ：記憶部
２５０ ：通信部
２６０ ：通信バス
３００ ：加工装置
３１０ ：制御部
３２０ ：記憶部
３３０ ：表示情報生成部
３４０ ：入力受付部
３５０ ：通信部
３６０ ：通信バス
３７０ ：スピンドル
３７１ ：フライス
３７２ ：回転出力部
３８０ ：スキャナ
３８１ ：キャリッジ
３８２ ：スキャンエリア
３８３ ：矢印
３８４ ：特徴点
３８５ ：Ｘ方向
３８６ ：Ｙ方向
３９０ ：アーム
４１０ ：ワーク
４２０ ：作業台
４２１ ：クランプ
５１０ ：マスターデータ
５２０ ：ワークデータ
５３０ ：変位量
５３１ ：半径
５３２ ：半径
５４０ ：加工方向
５５０ ：加工方向
５６０ ：加工パスデータ
５７０ ：補正量
６００ ：設定画面
６１０ ：入力ボックス
６２０ ：入力ボックス
６３０ ：入力ボックス
６４０ ：ＯＫボタン
７００ ：実行画面
８８３ ：矢印
８８４ ：特徴点
８８５ ：Ｘ方向
８８６ ：Ｙ方向
８８８ ：矢印
９１０ ：スキャンエリア
９１１ ：矢印
９１２ ：円
９１３ ：特徴点
９２０ ：スキャンエリア
９２１ ：矢印
９２２ ：円
９２３ ：特徴点
９３０ ：スキャンエリア
９３１ ：矢印
９３２ ：円
９３３ ：特徴点
９４０ ：原点
９４１ ：Ｘ方向
９４２ ：Ｙ方向

Claims (9)

1. 情報処理装置であって、
   取得部と、算出部と、出力部とを備え、
   前記取得部は、ワークの形状をデータ化したワークデータを取得し、
   前記算出部は、前記ワークデータと、予め記憶されたマスターデータとの差分を示す変位量を算出し、
   前記マスターデータは、マスターの形状をデータ化したものを示し、
   前記算出部は、前記変位量及び任意のパラメータを前記マスターデータに加算した加工パスデータを算出し、
   前記加工パスデータは、加工ツールが前記ワークを加工する際に辿る経路をデータ化したものを示し、
   前記出力部は、前記加工パスデータを出力する、
   情報処理装置。
2. 請求項１に記載の情報処理装置において、
   前記任意のパラメータは、前記ワークに対する前記加工ツールの加工調整量を含み、
   前記加工調整量は、予め設定された前記ワークの加工量を調整する量を示す、
   情報処理装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の情報処理装置において、
   前記任意のパラメータは、前記ワークに対する前記加工ツールの加工方向を含む、
   情報処理装置。
4. 請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の情報処理装置において、
   前記任意のパラメータは、前記ワークに対する前記加工ツールの押圧力を含む、
   情報処理装置。
5. 請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の情報処理装置において、
   前記算出部は、前記ワークの特徴点及び傾きに基づいて、前記ワークの座標系を算出し、
   前記特徴点は、前記ワークの表面における任意の点を示し、
   前記傾きは、前記特徴点からみた前記ワークの傾きを示す、
   情報処理装置。
6. 請求項５に記載の情報処理装置において、
   前記特徴点は、前記ワークの頂点を示す、
   情報処理装置。
7. 請求項５又は請求項６に記載の情報処理装置において、
   前記特徴点は、前記ワークの表面における任意の３点を示し、
   前記算出部は、予め設定されたマスターの重心と、前記特徴点から求められた重心とに基づいて、前記ワークの座標系を算出する、
   情報処理装置。
8. プログラムであって、
   請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の情報処理装置の各部としてコンピュータを機能させる、
   プログラム。
9. コンピュータにより実行される情報処理方法であって、
   取得工程と、算出工程と、出力工程とを備え、
   前記取得工程では、ワークの形状をデータ化したワークデータを取得し、
   前記算出工程では、前記ワークデータと、予め記憶されたマスターデータとの差分を示す変位量を算出し、
   前記マスターデータは、マスターの形状をデータ化したものを示し、
   前記算出工程では、前記変位量及び任意のパラメータを前記マスターデータに加算した加工パスデータを算出し、
   前記加工パスデータは、加工ツールが前記ワークを加工する際に辿る経路をデータ化したものを示し、
   前記出力工程では、前記加工パスデータを出力する、
   情報処理方法。

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