JP3444072B2

JP3444072B2 - 被干渉体の形態決定方法およびその装置とワーク支持形態の自動決定方法とツーリング形態の自動決定方法

Info

Publication number: JP3444072B2
Application number: JP35199795A
Authority: JP
Inventors: 一成寺本
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 2003-09-08
Anticipated expiration: 2015-12-26
Also published as: JPH09179620A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被干渉体の形態決
定方法およびその装置とワーク支持形態の自動決定方法
とツーリング形態の自動決定方法に関する。例えば、移
動経路情報に従って工具とワークを相対移動させる作業
のツーリング構成の決定に係る自動決定の方法および装
置に関し、さらに詳しくは、ミーリングや旋削などＮＣ
加工におけるツーリング構成の決定、生産ラインにおけ
るツーリング構成の決定、ロボット作業におけるツーリ
ング構成の決定に係る自動決定の方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】被干渉体の形態決定としてツーリング形
態の決定を例に従来技術について説明する。すなわち、
従来、移動経路に従って工具とワークを相対移動させる
作業のツーリング構成の決定は、人間の思考作業で行っ
ていた。ここでは、移動中の工具とワークの動作状況を
人間が推測し、要所について図面などでツーリング部と
ワーク周辺の形状を照合しながら干渉をチェックし、作
業に使用すべきツーリングの構成を決定していた。この
決定は、判断ミスがあると移動中にツーリング部がワー
クやワーク周辺の取付け治具などと衝突する危険性があ
るため、熟練を要する高度な作業であった。

【０００３】ＮＣミーリング加工を例に、以下さらに詳
しく従来技術を説明する。ＮＣミーリング加工では、Ｎ
Ｃデータにもとづいて工具とワークに相対移動を与え、
自動的に加工が行われる。このとき、工具は必要に応じ
て工具ホルダに装着され、また工具ホルダは加工機械主
軸部に装着される。場合によっては、工具が直に加工機
械主軸部に装着されることもある。装着に関しては、工
具に必要に応じた突出しが与えられ、また工具ホルダを
複数組合わせて使用する場合には工具ホルダにも必要に
応じた突出しが与えられる。さらに、加工機械主軸部に
クイルなどが存在する場合にはクイルにも必要に応じた
突出しが与えられる。このようにして組合わされた工具
支持部分の組合せ形態をここではツーリング形態と称す
る。

【０００４】ツーリング部は、加工中にワークやワーク
取付け治具などと干渉してはならず、また加工精度維持
の点からは剛性の高いものが望ましい。従って、その決
定に際しては上記２つの条件を吟味しなければならない
が、両者は相反する条件でもある。すなわち、工具径に
適合した範位内において、干渉を避けるためにはできる
だけ小振りなものがよく、剛性を維持する上からはでき
るだけがっちりしたものが要求される。

【０００５】相反する条件の中でのツーリング形態の決
定は、従来より人間の思考作業で行われていた。その方
法としては、熟練者が図面やＣＡＤ画面を見てワークや
ワーク取付け治具との位置関係から干渉発生の有無を推
測し、さらに経験的に剛性を考慮して組合せを決定して
いた。また、３次元の複雑形状の加工に対しては、干渉
の危険性がある部分について製品の断面図とツーリング
部の形状を切り抜いた型紙を作成し、両者を重ね合わせ
るような手法で検証していた。この作業について一部で
はＣＡＤを利用しているケースも見受けられるが、これ
も原理は同じであり、ＣＡＤ上で製品の断面形状とツー
リング部のモデルを生成して画面上でこれを重ね合わせ
て検証していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法は、試
行錯誤の頭脳労働で人と時間を要し、かつ人間の判断ミ
スを伴う危険性を秘めていた。判断ミスにより被干渉体
の形態が決定されると、例えば、適切でないツーリング
形態が決定された場合には、加工中にツーリング部とワ
ークやワーク取付け治具とが衝突し、衝突部周辺が破損
に至り物品の損失はもとより人命に係わる事態すらも予
想される。このため、ツーリング決定には事故防止の点
から高度な適性度が要求され、安全性を見極めるために
試し加工なども頻繁に行われていた。試し加工は、本加
工を行う前に破損しても事故とならない軟らかい材料を
用いて行うが、本加工と重複する作業であり、無駄な工
数を費やすことになる。

【０００７】また、衝突事故の回避を優先するあまり、
ツーリング形態の決定に際して小振りの工具ホルダを使
用したり工具の突出しを長くするなどの安全策がとら
れ、剛性不足から加工速度を充分に上げることができ
ず、非能率的な加工を強いられるケースも多く見られ
た。同時に、この安全策による剛性不足は加工精度に悪
影響を及ぼす因子となっていた。これらの課題は、上記
のＮＣミーリング加工のみならず、他のＮＣ加工や生産
ラインの自動機による加工、さらにはロボット作業にお
いても同様であった。

【０００８】（目的）本発明は、被干渉体の形態決定
方法およびその装置とワーク支持形態の自動決定方法と
ツーリング形態の自動決定方法を提供することを目的と
する。本発明は、例えば、移動経路情報に従って工具と
ワークを相対移動させる作業のツーリング構成の決定に
係り、計算機上での加工シミュレーションにより自動決
定する方法および装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

【００１０】請求項１記載の被干渉体の形態決定方法
は、図１に示すように、一つまたは複数の要素から成る
干渉体と被干渉体が移動情報に従って相対移動するとき
互いが交差しない適正な被干渉体の形態を決定する被干
渉体の形態決定方法であって、被干渉体仮想手段により
予想される被干渉体候補の一部又は全てを包含する形態
で被干渉体を仮想し、干渉体と被干渉体の相対移動手段
により移動情報に従って干渉体と前記被干渉体仮想手段
で仮想した仮想被干渉体に相対移動を与え、かつ、仮想
被干渉体の更新手段により移動中における干渉体と仮想
被干渉体の交差を判定し交差したときは仮想被干渉体の
形態を更新し、被干渉体形態決定手段により全ての移動
が終了したとき更新された仮想被干渉体の情報をもとに
被干渉体の形態を決定して干渉体と交差しない適正な被
干渉体の形態を決定するようにしたことを特徴とする被
干渉体の形態決定方法。

【００１１】請求項２記載の被干渉体の形態決定方法
は、図２に示すように、一つまたは複数の要素から成る
干渉体と被干渉体が移動情報に従って相対移動するとき
互いが交差しない適正な被干渉体の形態を決定する被干
渉体の形態決定方法であって、被干渉体仮想手段により
予想される被干渉体候補の一部又は全てを包含する形態
で被干渉体を仮想し、干渉体と被干渉体の相対移動手段
により移動情報に従って干渉体と前記被干渉体仮想手段
で仮想した仮想被干渉体に相対移動を与え、かつ、仮想
被干渉体の更新手段により移動中における干渉体と仮想
被干渉体の交差を判定し交差したときは仮想被干渉体の
交差部を削除して仮想被干渉体の形態を更新し、適正被
干渉体登録手段により全ての移動が終了したとき更新さ
れた仮想被干渉体を適性被干渉体として登録し、被干渉
体候補適否判定手段により被干渉体候補を選定しこれを
適性被干渉体に重ね合わせて被干渉体候補の適否を判定
し、被干渉体形態決定手段によりこの判定をもとに被干
渉体の形態を決定して干渉体と交差しない適正な被干渉
体の形態を決定するようにしたことを特徴とする被干渉
体の形態決定方法。

【００１２】請求項３記載の被干渉体の形態決定装置装
置は、図１に示すように、一つまたは複数の要素から成
る干渉体と被干渉体が移動情報に従って相対移動すると
き互いが交差しない適正な被干渉体の形態を決定する被
干渉体の形態決定装置であって、予想される被干渉体候
補の一部又は全てを包含する形態で被干渉体を仮想する
被干渉体仮想手段と、移動情報に従って干渉体と前記被
干渉体仮想手段で仮想した仮想被干渉体に相対移動を与
える干渉体と被干渉体の相対移動手段と、移動中におけ
る干渉体と仮想被干渉体の交差を判定し交差したときは
仮想被干渉体の形態を更新する仮想被干渉体の更新手段
と、全ての移動が終了したとき更新された仮想被干渉体
の情報をもとに被干渉体の形態を決定する被干渉体形態
決定手段とから成り、干渉体と交差しない適正な被干渉
体の形態を決定することを特徴とする被干渉体の形態決
定装置。

【００１３】請求項４記載の被干渉体の形態決定装置装
置は、図２に示すように、一つまたは複数の要素から成
る干渉体と被干渉体が移動情報に従って相対移動すると
き互いが交差しない適正な被干渉体の形態を決定する被
干渉体の形態決定装置であって、予想される被干渉体候
補の一部又は全てを包含する形態で被干渉体を仮想する
被干渉体仮想手段と、移動情報に従って干渉体と前記被
干渉体仮想仮想手段で仮想した被干渉体に相対移動を与
える干渉体と被干渉体の相対移動手段と、移動中におけ
る干渉体と仮想被干渉体の交差を判定し交差したときは
仮想被干渉体の交差部を削除して仮想被干渉体の形態を
更新する仮想被干渉体の更新手段と、全ての移動が終了
したとき更新された仮想被干渉体を適性被干渉体として
登録する適正被干渉体登録手段と、被干渉体候補を選定
しこれを適性被干渉体に重ね合わせて被干渉体候補の適
否を判定する被干渉体候補適否判定手段と、この判定を
もとに被干渉体の形態を決定する被干渉体形態決定手段
とから成り、干渉体と交差しない適正な被干渉体の形態
を決定するようにしたことを特徴とする被干渉体の形態
決定装置。

【００１４】請求項５記載の発明は、ワーク支持形態の
自動決定方法であるがこれに限らず装置も可能で（以下
方法および装置という）、一つまたは複数の要素から成
るツーリング部とワーク支持部が移動情報に従って相対
移動するとき互いが交差しない適正なワーク支持形態の
決定方法であって、仮想ワーク支持部のモデルを入力し
て仮想ワーク支持部モデル生成手段により予想されるワ
ーク支持具候補の一部又は全てを包含する形態で仮想ワ
ーク支持部モデルを生成し、ツーリング部の情報を入力
してツーリング部モデル生成手段によりツーリング部モ
デルを生成し、移動経路情報入力手段からの移動経路情
報に従ってこれらのモデルに相対移動を与え、移動中に
おける仮想ワーク支持部モデルのツーリング部モデルに
対する交差を判定し、交差したときは仮想ワーク支持部
モデルの交差部を削除して仮想ワーク支持部モデルを仮
想ワーク支持部モデル更新手段により更新し、全ての移
動が終了したとき更新された仮想ワーク支持部モデルを
適性ワーク支持部モデル登録手段により適性ワーク支持
部モデルとして登録し、ワーク支持具候補の情報を入力
してワーク支持具候補モデル生成手段によりワーク支持
具候補モデルを生成し、ワーク支持具候補モデルと適性
ワーク支持部モデルを重ね合わせてワーク支持具候補の
適否をワーク支持具候補適否判定手段により判定し、ツ
ーリング部と交差しない適正な使用すべきワーク支持具
を決定するようにしたことを特徴とする。

【００１５】請求項６記載のワーク支持形態の自動決定
方法およびその装置は、前記請求項５におけるワーク支
持具候補適否判定手段でのワーク支持具候補の適否判定
において適と判定されたワーク支持具候補について、ワ
ークの支持力を予測する力学的演算に基づきワーク支持
具候補の適性度評価手段によりワーク支持具の適性度を
評価し、当該評価に基づいて使用ワーク支持具決定手段
によりワーク支持部とツーリング部が交差しない適正な
使用すべきワーク支持具を決定する過程を具備してツー
リング部と交差しない適正な使用すべきワーク支持具を
決定するようにしたことを特徴とする。

【００１６】請求項７記載のワーク支持形態の自動決定
方法およびその装置は、前記請求項５または請求項６の
一に記載におけるワーク支持具候補適否判定手段でのワ
ーク支持具候補の適否判定が、ワーク支持具候補モデル
を適性ワーク支持部モデルの基準位置に重ね合わせた状
態において、ワーク支持具候補モデルが適性ワーク支持
部モデルの領域内にあるとき適と判定し、ワーク支持具
候補モデルが適性ワーク支持部モデルの領域をはみ出し
たとき不適と判定してツーリング部と交差しない適正な
使用すべきワーク支持具を決定するようにしたことを特
徴とする。

【００１７】請求項８記載のワーク支持形態の自動決定
方法およびその装置は、前記請求項７におけるワーク支
持具候補適否判定手段でのワーク支持具候補の適否判定
においてワーク支持具候補モデルが適性ワーク支持部モ
デルの領域をはみ出し不適と判定されたとき、ワーク支
持具候補モデルが適性ワーク支持部モデルの領域内に納
まるよう組合せに関する調整量の調整や全体の位置や姿
勢の調整を行いながらワーク支持具候補の適否判定を継
続し、判定が適となるかまたは判定が不適のまま調整が
限界に達するまでこれを繰り返し、ワーク支持具候補の
適否を判定してツーリング部と交差しない適正な使用す
べきワーク支持具を決定するようにしたことを特徴とす
る。

【００１８】ここで、上記請求項５ないし請求項８に記
載のワーク支持形態の自動決定方法およびその装置にお
いては、ワーク支持部が請求項１ないし請求項４に記載
の被干渉体の形態決定方法および形態決定装置における
被干渉体に相当し、ツーリング部が干渉体に相当する。

【００１９】請求項９記載のツーリング形態の自動決定
方法およびその装置は、一つまたは複数の要素から成る
ツーリング部とワーク支持部が移動情報に従って相対移
動するとき互いが交差しない適正なツーリング形態の決
定方法であって、仮想ツーリング部の情報を入力して仮
想ツーリング部モデル生成手段により予想されるツーリ
ング候補の一部又は全てを包含する形態で仮想ツーリン
グ部モデルを生成し、ワークの情報を入力してワークモ
デル生成手段によりワークモデルを生成し、ワーク支持
部の情報を入力してワーク支持部モデル生成手段により
ワーク支持部モデルを生成し、移動経路情報入力手段か
らの移動経路情報に従ってこれらのモデルに相対移動を
与え、移動中における仮想ツーリング部モデルのワーク
モデルとワーク支持部モデルに対する交差を判定し、交
差したときは仮想ツーリング部モデルの交差部を削除し
て仮想ツーリング部モデル更新手段により仮想ツーリン
グ部モデルを更新し、全ての移動が終了したとき更新さ
れた仮想ツーリング部モデルを適性ツーリング部モデル
登録手段により適性ツーリング部モデルとして登録し、
ツーリング候補の情報を入力してツーリング候補モデル
生成手段によりツーリング候補モデルを生成し、ツーリ
ング候補モデルと適性ツーリング部モデルを重ね合わせ
てツーリング候補適否判定手段によりツーリング候補の
適否を判定し、ワーク支持部と交差しない適正な使用す
べきツーリングを決定するようにしたことを特徴とす
る。

【００２０】請求項１０記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９においてさら
に、仮想工具刃部の情報を入力して仮想工具刃部モデル
生成手段での仮想工具刃部モデルを生成する過程を具備
し、移動中における仮想工具刃部モデルのワークモデル
に対する交差を判定し、交差したときはワークモデルの
交差部を削除してワークモデルを更新する過程を具備し
てワーク支持部と交差しない適正な使用すべきツーリン
グを決定するようにしたことを特徴とする。

【００２１】請求項１１記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９または請求項１
０の一に記載においてさらに、仮想工具刃部の情報を入
力して仮想工具刃部モデル生成手段により仮想工具刃部
モデルを生成する過程を具備し、移動中における仮想工
具刃部モデルのワークモデルに対する交差を判定し、交
差したときの仮想工具刃部モデルの交差部の情報より必
要工具刃長を算出する過程を具備して、ワーク支持部と
交差しない適正な使用すべきツーリングを決定するよう
にしたことを特徴とする。

【００２２】請求項１２記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
１の一に記載においてさらに、仮想工具刃部の情報を入
力して仮想工具刃部モデル生成手段により仮想工具刃部
モデルを生成する過程を具備し、移動中における仮想工
具刃部モデルのワーク支持部モデルに対する交差を判定
し、交差したときは交差部を干渉と判定する過程を具備
して、ワーク支持部と交差しない適正な使用すべきツー
リングを決定するようにしたことを特徴とする。

【００２３】請求項１３記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
２の一に記載におけるツーリング候補適否判定手段での
ツーリング候補の適否判定において適と判定されたツー
リング候補について、加工中の破壊または変形を予測す
る力学的演算に基づき適正ツーリング候補の適性度評価
手段によりツーリングの適性度を評価し、評価に基づい
て使用ツーリング決定手段により使用すべきツーリング
を決定する過程を具備してワーク支持部と交差しない適
正な使用すべきツーリングを決定するようにしたことを
特徴とする。

【００２４】請求項１４記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
３の一に記載におけるツーリング候補適否判定手段での
ツーリング候補の適否判定は、適性ツーリング部モデル
とツーリング候補モデルを工具先端点を基準に重ね合わ
せた状態において、ツーリング候補モデルが適性ツーリ
ング部モデルの領域内にあるとき適と判定し、ツーリン
グ候補モデルが適性ツーリング部モデルの領域をはみ出
したとき不適と判定してワーク支持部と交差しない適正
な使用すべきツーリングを決定するようにしたことを特
徴とする。

【００２５】請求項１５記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
４の一に記載におけるツーリング候補適否判定手段での
ツーリング候補の適否判定においてツーリング候補モデ
ルが適性ツーリング部モデルの領域をはみ出し不適と判
定されたとき、ツーリング候補モデルが適性ツーリング
部モデルの領域内に納まるよう組合せに関する調整量を
調整しながらツーリング候補の適否判定を継続し、判定
が適となるかまたは判定が不適のまま調整量が限界量に
達するまでこれを繰り返し、ツーリング候補の適否を判
定して、ワーク支持部と交差しない適正な使用すべきツ
ーリングを決定するようにしたことを特徴とする。

【００２６】ここで、上記請求項９ないし請求項１５に
記載のツーリング形態の自動決定方法およびその装置に
おいては、ツーリング部が請求項１ないし請求項４に記
載の被干渉体の形態決定方法および形態決定装置におけ
る被干渉体に相当し、ワークおよびワーク支持部が干渉
体に相当する。

【００２７】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
５の一に記載における仮想ツーリング部の情報が、角柱
または円柱の情報から成ることを特徴とする。

【００２８】前記請求項記載のツーリングの自動決定方
法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１５の
一に記載におけるワーク支持部の情報が、転削形加工機
械のワーク台及び／又は取付け治具の情報から成ること
を特徴とする。

【００２９】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
５の一に記載におけるワーク支持部の情報が、旋削形加
工機械の主軸部及び／又はチャック部の情報から成るこ
とを特徴とする。

【００３０】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
５の一に記載におけるワーク支持部の情報が、ロボット
作業におけるワーク台及び／又は取付け治具の情報から
成ることを特徴とする。

【００３１】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
５の一に記載におけるワークの情報が一つまたは複数の
ワークについての情報から成り、加工してもよい加工ワ
ークと加工してはならない非加工ワークに区別されてお
り、非加工ワークについては以後の処理においてワーク
支持部と同様の扱いとすることを特徴とする。

【００３２】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
５の一に記載における移動経路情報が、座標値データ、
工具経路データ、ＮＣデータ等から成ることを特徴とす
る。

【００３３】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
５の一に記載におけるツーリング候補の情報が、転削形
加工における工具の情報と工具ホルダの情報及び／又は
加工機械主軸部の情報から成ることを特徴とする。

【００３４】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
５の一に記載におけるツーリング候補の情報が、旋削形
加工におけるバイトの情報とバイトホルダの情報及び／
又はタレット部の情報から成ることを特徴とする。

【００３５】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
５の一に記載におけるツーリング候補の情報が、旋削形
加工機械のミーリングユニット加工における工具の情報
とミーリングユニット部の情報と必要に応じてこれを保
持するタレット部の情報を加えて成ることを特徴とす
る。

【００３６】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項の一に記載におけ
るツーリング候補の情報が、組合せに関する調整量を含
むことを特徴とする。

【００３７】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項１５における力学
的演算による加工中の破壊または変形の予測が、工具先
端の集中荷重または工具先端付近の等分布荷重で負荷状
態を模擬した破壊または変形の予測から成ることを特徴
とする。

【００３８】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項における上記変形
の予測において、ツーリング候補を構成する個々の要素
を中実円筒または中空円筒に近似することを特徴とす
る。

【００３９】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
５の一に記載における各モデルが、角柱または円柱の集
合体から成ることを特徴とする。

【００４０】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
５の一に記載における各モデルが、多面体から成ること
を特徴とする。

【００４１】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項９ないし請求項１
５の一に記載におけるモデルは、あらかじめ生成し登録
しておき、必要に応じてこれを引用する形態から成るこ
とを特徴とする。

【００４２】前記請求項記載のツーリング形態の自動決
定方法およびその装置は、前記請求項１０ないし請求項
１５の一に記載におけるワークモデルについて、全ての
移動が終了したとき更新されたワークモデルを登録し、
次工程においてこれを引用する形態から成ることを特徴
とする。

【００４３】本発明において形態とは、形状、構造、配
置、これらの組み合わせ等をいう。

【００４４】本発明は、上記の課題を解決するため、被
干渉体の形態を計算機上での加工シミュレーションによ
り自動決定する方法および装置を提供するものである。
例として、作業に使用すべき最適なツーリング形態を決
定する場合については次のような方法となる。すなわ
ち、工具側モデルとして仮想ツーリング部モデルを生成
し、ワーク側モデルとしてワークモデルとワーク支持部
モデルを生成する。そして、移動経路情報に従って該工
具側モデルと該ワーク側モデルに相対移動を与え、移動
中における仮想ツーリング部モデルのワーク側モデルに
対する交差を判定し、交差したときは仮想ツーリング部
モデルの交差部を削除する方法で仮想ツーリング部モデ
ルを更新し、全ての移動が終了したとき更新された仮想
ツーリング部モデルを適性ツーリング部モデルとして登
録する。

【００４５】次に、ツーリング候補モデルを生成し、適
性ツーリング部モデルとツーリング候補モデルを重ね合
わせてツーリング候補の適否を判定し、使用すべきツー
リングを決定する。

【００４６】以下、本発明の方法および装置についてツ
ーリング形態の決定を例に、さらに詳細な構成例を述べ
る。まず、工具側モデルとして仮想工具刃部モデルと仮
想ツーリング部モデルを、ワーク側モデルとしてワーク
モデルとワーク台モデルと取付け治具モデルを生成す
る。生成に際してはそれぞれに必要な情報を入力する。
入力する情報についてはその一例として、仮想工具刃部
の情報では刃部の仮想径と仮想長、仮想ツーリング部の
情報では仮想形状と仮想位置の情報、ワークおよび取付
け治具の情報では形状と設置位置と設置姿勢の情報、ワ
ーク台の情報ではテーブルまたはパレットの形状の情報
が上げられる。ここで、仮想ツーリング部の情報中の仮
想形状としては、角柱または円柱がシンプルで実用的で
ある。また、ワークの情報が一つまたは複数のワークに
ついての情報からなり（複数のワークが扱える）、切削
してもよい切削ワークと切削してはならない非切削ワー
クに区別されており、非切削ワークについては以後の処
理においてワーク台や取付け治具と同様の扱いとするこ
とが、実用性を高める一つの手段として有効である。

【００４７】そして、移動経路情報に従って該工具側モ
デルと該ワーク側モデルに相対移動を与え、移動中にお
ける仮想ツーリング部モデルのワーク側モデルに対する
交差を判定し、交差したときは仮想ツーリング部モデル
の交差部を削除する方法で仮想ツーリング部モデルを更
新すると共に、移動中における仮想工具刃部モデルのワ
ークモデルに対する交差を判定し、交差したときはワー
クモデルの交差部を削除する方法でワークモデルを更新
する。全ての移動が終了したとき更新された仮想ツーリ
ング部モデルを適性ツーリング部モデルとして登録す
る。ここで、ＮＣ加工の場合には移動経路情報としてＮ
Ｃデータを流用することが一つの実用的な手段となる。
また、移動中の処理については上記に加え、移動中にお
ける仮想工具刃部モデルのワークモデルに対する交差を
判定し、交差したときの仮想工具刃部モデルの交差部の
情報より必要工具刃長を算出する必要工具刃長算出手段
を備えることや、移動中における仮想工具刃部モデルの
ワーク台モデルと取付け治具モデルに対する交差を判定
し、交差したときは交差部を干渉と判定する干渉検出手
段を備えることが、実用レベルでは有効である。

【００４８】次に、ツーリング候補モデルを生成し、適
性ツーリング部モデルとツーリング候補モデルを工具を
基準に重ね合わせ、ツーリング候補の適否を判定し、適
と判定されたときにはそのツーリング候補の情報を登録
する。ツーリング候補モデルの生成に際しては必要な情
報を入力する。入力する情報はその一例として、工具の
情報と加工機械主軸部の情報と必要に応じてホルダの情
報から成り、さらに組合せに関する調整量が含まれるの
が実用的である。ここで、工具の情報はシャンク径と刃
部長と必要に応じて刃部径と全長を加えて成り、加工機
械主軸部の情報は主軸頭の形状の情報から成り必要に応
じてクイルの形状の情報やコラムなどの機械本体の形状
の情報が含まれ、工具ホルダの情報は一つまたは複数の
工具ホルダについての形状の情報から成り、組合せに関
する調整量はツーリングを構成する要素の中の突出し可
能な要素の突出し量から成るのが実用上有効である。こ
の内、組合せに関する調整量は、限界値と必要に応じて
最小値を加えて成るのみで概ね実用可能である。

【００４９】また、ツーリング候補の適否判定は、適性
ツーリング部モデルとツーリング候補モデルを工具を基
準に重ね合わせた状態において、ツーリング候補モデル
が適性ツーリング部モデルの領域内にあるとき適と判定
し、ツーリング候補モデルが適性ツーリング部モデルの
領域をはみ出したとき不適と判定し、さらに上記ツーリ
ング候補の適否判定においてツーリング候補モデルが適
性ツーリング部モデルの領域をはみ出し不適と判定され
たとき、ツーリング候補モデルが適性ツーリング部モデ
ルの領域内に納まるよう組合せに関する調整量を調整し
ながらツーリング候補の適否判定を継続し、判定が適と
なるかまたは判定が不適のまま調整量が限界量に達する
までこれを繰り返し、ツーリング候補の適否を判定する
ことが実用上適切である。

【００５０】さらに、適と判定され登録されたツーリン
グ候補について、力学的演算によって加工中の破壊また
は変形を予測する方法でツーリングの適性度を評価し、
評価にもとづいて使用すべきツーリングを決定する。こ
こで、力学的演算による加工中の破壊または変形の予測
は、工具先端の集中荷重または工具先端付近の等分布荷
重で負荷状態を模擬した破壊または変形の予測から成
り、また上記変形の予測において、ツーリング候補を構
成する個々の要素を中実円筒または中空円筒に近似する
ことが計算量が少なく実用的である。

【００５１】一方、上記の中において生成される各モデ
ルは、角柱または円柱の集合体から成ることが計算速度
を重視する上からは実用的であり、多面体から成ること
が計算精度を重視する上からは実用的である。また、各
モデルはあらかじめ生成し登録しておき、必要に応じて
これを引用する形態とすることも可能である。さらに、
ワークモデルについては、全ての移動が終了したとき更
新されたワークモデルを登録し、次工程において削り掛
けワークとしてこれを引用する形態とすることも、荒か
ら仕上げまで数工程に及ぶ加工については実用上有効で
ある。

【００５２】

【発明の作用・効果】本発明の方法およびその装置は、
例えばミーリング加工のツーリング形態の決定に用いる
と、図３に示すような加工に必要な工具の刃長や工具ホ
ルダからの突出し量、加工に使用すべき工具ホルダ、ク
イルの突出し量が決定され、加工機械主軸部の形状の適
否が判定される。これによって、ミーリング加工におけ
るツーリングの形態が決定される。治具研削加工あるい
は放電加工の場合もこれと同様である。また、ターニン
グセンタなどのミーリングユニットによる加工では、工
具ホルダをミーリングユニットに、加工機械主軸部をユ
ニットが取付けられるタレット部に置き換えることによ
り、同様にツーリングの形態が決定される。一方、旋削
加工に用いればバイトを保持するタレットからのバイト
の突出し量が決定され、タレット部の形状の適否が判定
される。

【００５３】以上のようなツーリング形態の自動決定に
より、これまで人間が行っていたツーリング形態決定の
ための思考作業とそれに付随するチェック作業あるいは
試し加工などの最終チェック作業を省略することがで
き、リードタイムの短縮、工数削減、省力化に多大な効
果を発揮する。また、計算機シミュレーションによって
人間の推測力を超えた最適なものが自動決定されるの
で、加工の安全性、無人化、製品の不良防止に役立つ。
さらに、従来のツーリング形態決定は熟練を要する作業
であり、これの自動化は今後予想される熟練者不足対策
としても有効である。

【００５４】

【発明の実施の形態】

【００５５】

【第１の実施の形態】本発明の第１の実施の形態とし
て、ＮＣミーリング加工のツーリング形態決定に適用し
た例について述べる。本例はツーリングに関する図３に
示すような項目を決定する仕様として構成したものであ
る。すなわち、工具の必要刃長および突出し量の決定、
工具ホルダの決定、クイル突出し量の決定、加工機械主
軸部形状の適否判定を行う。これによって、ツーリング
を構成する要素とその組合せ方が決定されることにな
る。本発明の実施の形態例の構成は図４に示す通りであ
る。なお、図中の破線部は必要に応じて追加又は組み替
え可能であり、以下本例は破線部を含む構成として説明
する。まず、モデル生成部に関しては、工具側モデルと
して仮想ツーリング部モデルと仮想工具刃部モデルを生
成し、ワーク側モデルとしてワークモデルとワーク支持
部モデルを生成する。ここで、仮想ツーリング部モデル
は、予想されるツーリング候補を包含するような円柱ま
たは角柱で表現する。また仮想工具刃部モデルは、工具
径を直径する仮想ツーリング部モデルと同程度の長さの
円柱で表現する。

【００５６】さらに、ワークモデルとしては、素材形状
を設定するか、後述する前工程の削り掛けワークモデル
を引用する。一方、ワーク支持部としては、ワークを設
置するテーブルやパレットなどのワーク台と取付け治具
を想定し、これらの形状と位置と姿勢の情報を与えワー
ク支持部モデルを生成する。図５はこの状態をコンピュ
ータグラフィックス表示したときの模式図である。

【００５７】次に、移動経路情報に従って該工具側モデ
ルと該ワーク側モデルに相対移動を与え、以下のような
処理を行う。（１）移動中における仮想ツーリング部モデルのワーク
モデルとワーク支持部モデルに対する交差を判定し、交
差したときは仮想ツーリング部モデルの交差部を削除す
る方法で仮想ツーリング部モデルを更新する。（２）移動中における仮想工具刃部モデルのワークモデ
ルに対する交差を判定し、交差したときはワークモデル
の交差部を削除する方法でワークモデルを更新する。（３）移動中における仮想工具刃部モデルのワークモデ
ルに対する交差を判定し、交差したときの仮想工具刃部
モデルの交差部の情報より必要工具刃長を算出する。（４）移動中における仮想工具刃部モデルのワークモデ
ル支持部に対する交差を判定し、交差したときは交差部
を干渉と判定する。（５）全ての移動が終了したとき更新された仮想ツーリ
ング部モデルを適性ツーリング部モデルとして登録す
る。（６）全ての移動が終了したとき更新されたワークモデ
ルを削り掛けワークモデルとして登録する。

【００５８】ここで、移動経路情報としては工具経路を
表す座標値データまたはＮＣデータを用いる。また処理
に関しては、通常はワークモデルとして加工前のワーク
形状を設定し、（２）でワークモデルを刻々と更新する
ことによって（１）で仮想ツーリング部モデルを更新す
るときの精度を高めるが、ワークモデルとしてワークの
最終仕上げ形状などを設定し処理を簡易化する場合に
は、（２）と（３）および（６）の処理を省略すること
も可能である。同様に、必要工具刃長の算出が不要なと
きには（４）の処理を、干渉の判定が不要なときには
（４）の処理を省略できる。さらに処理を簡易化するた
めに、ワーク支持部モデルを省略して上記を実行するこ
とも可能である。

【００５９】一方、（６）で登録された削り掛けワーク
モデルは、次工程のツーリング形態の決定においてワー
クモデルとして使用する。ただし、最終工程では（６）
を省略することもある。図６は上記の処理によって適性
ツーリング部モデルが生成された状態をコンピュータグ
ラフィックス表示したときの模式図である。この適性ツ
ーリング部モデルは、幾何学的にはツーリングの非干渉
領域を表すものである。この後、実際に使用できそうな
ツーリング候補、具体的には工具、工具ホルダ、加工機
械の候補を選定しその適否を判定する処理に入る。

【００６０】ここでは、ツーリング候補モデルを生成
し、先に得られた適性ツーリング部モデルにこれを重ね
合わせてツーリング候補の適否を判定する。この判定
は、適性ツーリング部モデルとツーリング候補モデルを
工具先端点を基準に重ね合わせた状態において、ツーリ
ング候補モデルが適性ツーリング部モデルの領域内にあ
るとき適と判定し、ツーリング候補モデルが適性ツーリ
ング部モデルの領域をはみ出したとき不適と判定する。
さらに不適と判定されたときには、ツーリング候補モデ
ルが適性ツーリング部モデルの領域内に納まるように、
ツーリングを構成する要素の組合せに関する調整量を調
整しながらツーリング候補の適否判定を継続し、判定が
適となるかまたは判定が不適のまま調整量が限界量に達
するまでこれを繰り返す。組合せに関する調整量は、本
発明の実施の形態例の場合には工具及びクイルの突出し
量であり、調整とは突出し量を長くすることである。

【００６１】図７は、本発明の第１の実施の形態例にお
ける上記の適否判定と突出し量決定処理のフローチャー
トである。また図８および図９は、ツーリング候補モデ
ルと適性ツーリング部モデルを工具を基準に重ね合わせ
た状態において、ツーリング候補モデルが適性ツーリン
グ部モデルの領域をはみ出したとき工具の突出し量やク
イルの突出し量を調整する様子を表す。図８に示す例に
おいては、工具ホルダがはみ出したので、工具突出し量
を長くすることによってツーリング候補モデルが適性ツ
ーリング部モデルの領域内に納まるようになり、適性ツ
ーリング候補となる。図９に示す例においては、加工機
械主軸部がはみ出したので、クイル突出し量を長くする
ことによって同様にツーリング候補モデルが適性ツーリ
ング部モデルの領域内に納まるようになり、適性ツーリ
ング候補となる。このとき、突出し量が限界量を超えれ
ばもはや調整することはできず、ツーリング候補は不適
として処理される。このように不適と初期判定されたツ
ーリング候補について突出し量を調整する過程で、工具
およびクイルの突出し量が決定されることになる。

【００６２】上記処理の中で適と判定されたツーリング
候補は、適性ツーリング候補として順次登録する。全て
のツーリング候補について適否判定を行うと、通常、図
１０に示すような幾つかの適性ツーリング候補が選定さ
れる。ツーリング候補に過去の使用実績などによってあ
らかじめ優先順位がついている場合には、これに従って
使用するものを決定する。

【００６３】優先順位がない場合には、適性ツーリング
候補についてその適性度を評価しなければならない。本
発明の第１の実施の形態例ではこの場合、力学的演算に
よって加工中の破壊または変形を予測する方法により適
正ツーリング候補の適性度を評価し、評価にもとづいて
使用すべきツーリングを決定するようにしている。図１
１は力学的演算の簡易的な一つの例であり、ツーリング
部を中実円筒または中空円筒で近似して、工具先端に集
中荷重を掛けたときのたわみ量で適正ツーリング候補の
適性度を評価する方法を示す。本例ではこの方法を最も
多用している。

【００６４】以上述べた発明の実施の形態例は、図３に
示した項目の全てを決定する仕様として構成したもので
あるが、簡易的に図１２に示すような第２の実施の形態
例も可能である。この第２の実施の形態例は、仮想ツー
リング部モデルを加工機械主軸部モデルと工具ホルダモ
デルと仮想工具シャンク部モデルで設定し（工具シャン
ク部モデルのみ仮想する）、図３に示す項目のうち工具
突出し量のみを決定する場合の構成を示すものである。
この例での移動中の処理は、前記第１の実施の形態例と
以下の部分において異なる。

【００６５】第２の実施の形態例は、移動中における加
工機械主軸部モデルと工具ホルダモデルのワークモデル
とワーク支持部モデルに対する交差を判定し、交差する
ときは仮想工具シャンク部モデルを長くする方法で仮想
ツーリング部モデルを更新する。全ての移動が終了した
とき更新された仮想ツーリング部モデルの情報をもとに
工具の突出し量を決定する。同様の考え方で、クイル突
出し量や複数の工具ホルダが組合わされたときのその突
出し量が、単独または複数の組合せで決定できるような
構成とすることも可能である。

【００６６】前記ＮＣミーリング加工に関する第１およ
び第２の実施の形態例は、加工機械の主軸側に工具が支
持される形式の転削形加工、例えばドリル加工、治具研
削加工、放電加工などについて共通に適用できるもので
ある。また、加工機械の主軸側にワークが支持される旋
削形加工（ターニングセンタによる複合加工も含む）に
ついては、ワーク支持部にチャックや主軸部の概念を、
ツーリング部にバイトホルダ（複合加工では回転工具ユ
ニット）やタレットの概念を導入すれば、同様の考え方
でツーリングの決定が行える。図１３は、第３の実施の
形態例として、ＮＣ旋削加工におけるツーリング形態決
定の一例であるバイト突出し量を決定する仕様としたと
きの実施の形態例を示すものである。

【００６７】さらに、ロボット作業におけるツーリング
の決定についても、上記と同様に構成要素の概念を置き
換えればよい。ロボット作業としては磨き、溶接、組み
立てなどへの適用が考えられるが、組み立て作業などの
場合には加工と異なりワークを削る概念、すなわち、移
動中の仮想工具刃部モデルに対するワークモデルの交差
を判定し、交差するときはワークモデルの交差部を削除
する方法でワークモデルを更新する概念が不要となる。
そして、工具を組み立てる部品に、調整量を部品を保持
する姿勢などに置き換える。一方、生産ラインの自動機
へも転削形加工と旋削形加工の組合せとして適用でき
る。

【００６８】本発明の第４の実施の形態例として、ＮＣ
ミーリング加工のワーク支持形態の決定に適用した例に
ついて述べる。本発明の第４の実施の形態例は、図１４
に示すようなワーク支持具の構成と設置位置を決定する
ものであり、その構成は図１５に示す通りである。

【００６９】まず、本発明の第４の実施の形態例におけ
るモデルの生成部に関しては、ワーク側モデルとして仮
想ワーク支持部モデルを生成し、工具側モデルとしてツ
ーリング部モデルを生成する。ここで、仮想ワーク支持
部モデルは、予想されるワーク支持具を包含するような
円柱または角柱で表現する。ワーク支持具が複数の個所
に配置されるときには、必要に応じてワーク支持部モデ
ルも複数個生成する。またツーリング部としては工具、
工具ホルダ、加工機械主軸部などを必要に応じて組合せ
たものを想定し、ツーリング部モデルを生成する。次
に、移動経路情報に従って該仮想ワーク支持部モデルと
該ツーリング部モデルに相対移動を与え、以下のような
処理を行う。

【００７０】移動中における仮想ワーク支持部モデルの
ツーリング部モデルに対する交差を判定し、交差したと
きは仮想ワーク支持部モデルの交差部を削除する方法で
仮想ワーク支持部モデルを更新する。全ての移動が終了
したとき更新された仮想ワーク支持部モデルを適性ワー
ク支持部モデルとして登録する。ここで、移動経路情報
としては工具経路を表す座標値データまたはＮＣデータ
を用いる。

【００７１】この後、実際に使用できそうなワーク支持
具の候補を選定しその適否を判定する作業に入る。ここ
では、ワーク支持具候補モデルを生成し、先に得られた
適性ワーク支持部モデルにこれを重ね合わせてワーク支
持具候補の適否を判定する。この判定は、適性ワーク支
持部モデルの基準位置にワーク支持具候補モデルを重ね
合わせた状態において、ワーク支持具候補モデルが適性
ワーク支持部モデルの領域内にあるとき適と判定し、ワ
ーク支持具候補モデルが適性ワーク支持部モデルの領域
をはみ出したとき不適と判定する。

【００７２】さらに不適と判定されたときには、ワーク
支持具候補モデルが適性ワーク支持部モデルの領域内に
納まるように、ワーク支持具を構成する要素の組合せに
関する調整量の調整や、ワーク支持具候補全体の位置や
姿勢の調整を行いながらワーク支持具候補の適否判定を
継続し、判定が適となるかまたは判定が不適のまま上記
調整が限界に達するまでこれを繰返す。図１６は、本発
明の第４の実施の形態例における上記の適否判定と調整
の処理のフローチャートである。このように不適と初期
判定されたワーク支持具候補について、組合せに関する
調整量や全体の位置あるいは姿勢を調整する過程で、ワ
ークに対する設置位置や支持具相互の相対位置関係など
の形態が決定される。

【００７３】上記の処理の中で適と判定されたワーク支
持具候補は、適性ワーク支持具候補として順次登録す
る。全てのワーク支持具候補について適否判定を行う
と、通常幾つかの適性ワーク支持具候補が選定される。
ワーク支持具候補に過去の使用実績や作業性などによっ
てあらかじめ優先順位がついている場合には、これに従
って使用するものを決定する。優先順位がない場合に
は、適性ワーク支持具候補についてその適性度を評価し
なければならない。本発明の第４の実施の形態例ではこ
の場合、力学的演算によってワークの支持力を予測する
方法によりワーク支持具の適性度を評価し、評価にもと
づいて使用すべきワーク支持具を決定するようにしてい
る。

【００７４】本発明の第４の実施の形態例は、ミーリン
グ加工のワーク支持形態の決定について開示するもので
あるが、同様の考えによって他の転削形加工、旋削形加
工、ロボット作業などのワーク支持形態の決定が可能な
ことは明らかである。

【００７５】以上、ツーリング形態決定の実施の形態例
とワーク支持形態決定の実施の形態例を上げたが、本発
明の適用は上記各実施の形態例に限られるものではな
い。本発明は、一つまたは複数の要素で構成される干渉
体と被干渉体が移動情報に従って相対移動するときの被
干渉体の形態の決定について、その決定方法を開示する
ものである。

【００７６】従って、相対移動する２つの構成体につい
て、一方の形態を決定すべきさまざまな課題に適用でき
る。この場合、形態が与えられる側を干渉体とし、形態
を決定すべき側を被干渉体として課題に適用する。そし
て、被干渉体側の一部または全てを仮想し、移動情報に
従って干渉体と仮想被干渉体に相対移動を与え、移動中
における干渉体と仮想被干渉体の交差を判定し交差した
ときは仮想被干渉体の形態を更新し、全ての移動が終了
したとき更新された仮想被干渉体を適性被干渉体とし、
適性被干渉体の情報をもとに被干渉体の形態を決定す
る。

【００７７】上記ツーリング形態決定の実施の形態例で
は、ワーク側を干渉体とし工具側を被干渉体として、工
具側のツーリング形態を決定している。またワーク支持
形態決定の実施例では、工具側を干渉体としワーク側を
被干渉体として、ワーク側のワーク支持形態を決定して
いる。その他、例えば一つまたは複数の物体が配置され
た構造体とその中を移動する移動体について、構造体の
構成や配置などの形態の決定あるいは移動体の形態の決
定など、ここで上げた実施の形態例以外にも本発明の適
用できる範囲は極めて広い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な例を示す全体構成図

【図２】本発明のその他の例を示す全体構成図

【図３】本発明のツーリング形態決定の一例を示す説明
図

【図４】本発明の第１の実施の形態例を示す全体構成図

【図５】ツーリング形態決定に適用した例を示す模式図

【図６】ツーリング形態決定に適用した例を示す模式図

【図７】第１の実施の形態に関するフローチャートを示
す線図

【図８】第１の実施の形態のホルダはみ出し事例に対す
る調整を示す説明図

【図９】第１の実施の形態の主軸頭はみ出し事例に対す
る調整を示す説明図

【図１０】適正ツーリング候補の例を示す説明図

【図１１】ツーリングの適正度評価の例を示す説明図

【図１２】第２の実施の形態例を示す全体構成図

【図１３】第３の実施の形態例を示す全体構成図

【図１４】ワーク支持形態決定の例を示す平面図

【図１５】ワーク支持形態決定の例を示す正面図

【図１６】第４の実施の形態例を示す全体構成図

【図１７】第４の実施の形態例に関するフローチャート
を示す全体構成図

【符号の説明】

１被干渉体仮想手段２干渉体と被干渉体の相対移動手段３、７被干渉体形態決定手段４適正被干渉体登録手段５適正被干渉体登録手段６被干渉体候補適否判定手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一つまたは複数の要素から成る干渉体と
被干渉体が移動情報に従って相対移動するとき互いが交
差しない適正な被干渉体の形態を決定する被干渉体の形
態決定方法であって、被干渉体仮想手段により予想される被干渉体候補の一部
又は全てを包含する形態で被干渉体を仮想し、干渉体と
被干渉体の相対移動手段により移動情報に従って干渉体
と前記被干渉体仮想手段で仮想した仮想被干渉体に相対
移動を与え、かつ、仮想被干渉体の更新手段により移動
中における干渉体と仮想被干渉体の交差を判定し交差し
たときは仮想被干渉体の形態を更新し、被干渉体形態決
定手段により全ての移動が終了したとき更新された仮想
被干渉体の情報をもとに被干渉体の形態を決定して、干
渉体と交差しない適正な被干渉体の形態を決定するよう
にしたことを特徴とする被干渉体の形態決定方法。
【請求項２】一つまたは複数の要素から成る干渉体と被
干渉体が移動情報に従って相対移動するとき互いが交差
しない適正な被干渉体の形態を決定する被干渉体の形態
決定方法であって、被干渉体仮想手段により予想される被干渉体候補の一部
又は全てを包含する形態で被干渉体を仮想し、干渉体と
被干渉体の相対移動手段により移動情報に従って干渉体
と前記被干渉体仮想手段で仮想した仮想被干渉体に相対
移動を与え、かつ、仮想被干渉体の更新手段により移動
中における干渉体と仮想被干渉体の交差を判定し交差し
たときは仮想被干渉体の交差部を削除して仮想被干渉体
の形態を更新し、適正被干渉体登録手段により全ての移
動が終了したとき更新された仮想被干渉体を適性被干渉
体として登録し、被干渉体候補適否判定手段により被干
渉体候補を選定しこれを適性被干渉体に重ね合わせて被
干渉体候補の適否を判定し、被干渉体形態決定手段によ
りこの判定をもとに被干渉体の形態を決定して干渉体と
交差しない適正な被干渉体の形態を決定するようにした
ことを特徴とする被干渉体の形態決定方法。
【請求項３】一つまたは複数の要素から成る干渉体と被
干渉体が移動情報に従って相対移動するとき互いが交差
しない適正な被干渉体の形態を決定する被干渉体の形態
決定装置であって、予想される被干渉体候補の一部又は
全てを包含する形態で被干渉体を仮想する被干渉体仮想
手段と、移動情報に従って干渉体と前記被干渉体仮想手
段で仮想した仮想被干渉体に相対移動を与える干渉体と
被干渉体の相対移動手段と、移動中における干渉体と仮
想被干渉体の交差を判定し交差したときは仮想被干渉体
の形態を更新する仮想被干渉体の更新手段と、全ての移
動が終了したとき更新された仮想被干渉体の情報をもと
に被干渉体の形態を決定する被干渉体形態決定手段とか
ら成り、干渉体と交差しない適正な被干渉体の形態を決
定するようにしたことを特徴とする被干渉体の形態決定
装置。
【請求項４】一つまたは複数の要素から成る干渉体と被
干渉体が移動情報に従って相対移動するとき互いが交差
しない適正な被干渉体の形態を決定する被干渉体の形態
決定装置であって、予想される被干渉体候補の一部又は
全てを包含する形態で被干渉体を仮想する被干渉体仮想
手段と、移動情報に従って干渉体と前記被干渉体仮想手
段で仮想した仮想被干渉体に相対移動を与える干渉体と
被干渉体の相対移動手段と、移動中における干渉体と仮
想被干渉体の交差を判定し交差したときは仮想被干渉体
の交差部を削除して仮想被干渉体の形態を更新する仮想
被干渉体の更新手段と、全ての移動が終了したとき更新
された仮想被干渉体を適性被干渉体として登録する適正
被干渉体登録手段と、被干渉体候補を選定しこれを適性
被干渉体に重ね合わせて被干渉体候補の適否を判定する
被干渉体候補適否判定手段と、この判定をもとに被干渉
体の形態を決定する被干渉体形態決定手段とから成り、
干渉体と交差しない適正な被干渉体の形態を決定するよ
うにしたことを特徴とする被干渉体の形態決定装置。
【請求項５】一つまたは複数の要素から成るツーリング
部とワーク支持部が移動情報に従って相対移動するとき
互いが交差しない適正なワーク支持形態の決定方法であ
って、仮想ワーク支持部のモデルを入力して仮想ワーク
支持部モデル生成手段により予想されるワーク支持具候
補の一部又は全てを包含する形態で仮想ワーク支持部モ
デルを生成し、ツーリング部の情報を入力してツーリン
グ部モデル生成手段によりツーリング部モデルを生成
し、移動経路情報入力手段からの移動経路情報に従って
これらのモデルに相対移動を与え、移動中における仮想
ワーク支持部モデルのツーリング部モデルに対する交差
を判定し、交差したときは仮想ワーク支持部モデルの交
差部を削除して仮想ワーク支持部モデルを仮想ワーク支
持部モデル更新手段により更新し、全ての移動が終了し
たとき更新された仮想ワーク支持部モデルを適性ワーク
支持部モデル登録手段により適性ワーク支持部モデルと
して登録し、ワーク支持具候補の情報を入力してワーク
支持具候補モデル生成手段によりワーク支持具候補モデ
ルを生成し、ワーク支持具候補モデルと適性ワーク支持
部モデルを重ね合わせてワーク支持具候補の適否をワー
ク支持具候補適否判定手段により判定し、ツーリング部
と交差しない適正な使用すべきワーク支持具を決定する
ようにしたことを特徴とするワーク支持形態の自動決定
方法。
【請求項６】前記請求項５記載におけるワーク支持具候
補適否判定手段でのワーク支持具候補の適否判定におい
て適と判定されたワーク支持具候補について、ワークの
支持力を予測する力学的演算に基づきワーク支持具候補
の適性度評価手段によりワーク支持具の適性度を評価
し、当該評価に基づいて使用ワーク支持具決定手段によ
りワーク支持部とツーリング部が交差しない適正な使用
すべきワーク支持具を決定する過程を具備してツーリン
グ部と交差しない適正な使用すべきワーク支持具を決定
するようにしたことを特徴とするワーク支持形態の自動
決定方法。
【請求項７】前記請求項５または請求項６の一に記載に
おけるワーク支持具候補適否判定手段でのワーク支持具
候補の適否判定は、ワーク支持具候補モデルを適性ワー
ク支持部モデルの基準位置に重ね合わせた状態におい
て、ワーク支持具候補モデルが適性ワーク支持部モデル
の領域内にあるとき適と判定し、ワーク支持具候補モデ
ルが適性ワーク支持部モデルの領域をはみ出したとき不
適と判定してツーリング部と交差しない適正な使用すべ
きワーク支持具を決定するようにしたことを特徴とする
ワーク支持形態の自動決定方法。
【請求項８】前記請求項７記載におけるワーク支持具候
補適否判定手段でのワーク支持具候補の適否判定におい
てワーク支持具候補モデルが適性ワーク支持部モデルの
領域をはみ出し不適と判定されたとき、ワーク支持具候
補モデルが適性ワーク支持部モデルの領域内に納まるよ
う組合せに関する調整量の調整や全体の位置や姿勢の調
整を行いながらワーク支持具候補の適否判定を継続し、
判定が適となるかまたは判定が不適のまま調整が限界に
達するまでこれを繰り返し、ワーク支持具候補の適否を
判定してツーリング部と交差しない適正な使用すべきワ
ーク支持具を決定するようにしたすることを特徴とする
ワーク支持形態の自動決定方法。
【請求項９】一つまたは複数の要素から成るツーリング
部とワーク支持部が移動情報に従って相対移動するとき
互いが交差しない適正な被干渉体の形態の決定するツー
リング形態の決定方法であって、仮想ツーリング部の情
報を入力して仮想ツーリング部モデル生成手段により予
想されるツーリング候補の一部又は全てを包含する形態
で仮想ツーリング部モデルを生成し、ワークの情報を入
力してワークモデル生成手段によりワークモデルを生成
し、ワーク支持部の情報を入力してワーク支持部モデル
生成手段によりワーク支持部モデルを生成し、移動経路
情報入力手段からの動経路情報に従ってこれらのモデル
に相対移動を与え、移動中における仮想ツーリング部モ
デルのワークモデルとワーク支持部モデルに対する交差
を判定し、交差したときは仮想ツーリング部モデルの交
差部を削除して仮想ツーリング部モデル更新手段により
仮想ツーリング部モデルを更新し、全ての移動が終了し
たとき更新された仮想ツーリング部モデルを適性ツーリ
ング部モデル登録手段により適性ツーリング部モデルと
して登録し、ツーリング候補の情報を入力してツーリン
グ候補モデル生成手段によりツーリング候補モデルを生
成し、ツーリング候補モデルと適性ツーリング部モデル
を重ね合わせてツーリング候補適否判定手段によりツー
リング候補の適否を判定し、ワーク支持部と交差しない
適正な使用すべきツーリングを決定するようにしたこと
を特徴とするツーリング形態の自動決定方法。
【請求項１０】前記請求項９記載においてさらに、仮想
工具刃部の情報を入力して仮想工具刃部モデル生成手段
での仮想工具刃部モデルを生成する過程を具備し、移動
中における仮想工具刃部モデルのワークモデルに対する
交差を判定し、交差したときはワークモデルの交差部を
削除してワークモデルを更新する過程を具備してワーク
支持部と交差しない適正な使用すべきツーリングを決定
するようにしたことを特徴とするツーリング形態の自動
決定方法。
【請求項１１】前記請求項９または請求項１０の一に記
載においてさらに、仮想工具刃部の情報を入力して仮想
工具刃部モデル生成手段により仮想工具刃部モデルを生
成する過程を具備し、移動中における仮想工具刃部モデ
ルのワークモデルに対する交差を判定し、交差したとき
の仮想工具刃部モデルの交差部の情報より必要工具刃長
を算出する過程を具備してワーク支持部と交差しない適
正な使用すべきツーリングを決定するようにしたことを
特徴とするツーリング形態の自動決定方法。
【請求項１２】前記請求項９ないし請求項１１の一に記
載においてさらに、仮想工具刃部の情報を入力して仮想
工具刃部モデル生成手段により仮想工具刃部モデルを生
成する過程を具備し、移動中における仮想工具刃部モデ
ルのワーク支持部モデルに対する交差を判定し、交差し
たときは交差部を干渉と判定する過程を具備してワーク
支持部と交差しない適正な使用すべきツーリングを決定
するようにしたことを特徴とするツーリング形態の自動
決定方法。
【請求項１３】前記請求項９ないし請求項１２の一に記
載におけるツーリング候補適否判定手段でのツーリング
候補の適否判定において適と判定されたツーリング候補
について、加工中の破壊または変形を予測する力学的演
算に基づき適正ツーリング候補の適性度評価手段により
ツーリングの適性度を評価し、評価に基づいて使用ツー
リング決定手段により使用すべきツーリングを決定する
過程を具備してワーク支持部と交差しない適正な使用す
べきツーリングを決定するようにしたことを特徴とする
ツーリング形態の自動決定方法。
【請求項１４】前記請求項９ないし請求項１３の一に記
載におけるツーリング候補適否判定手段でのツーリング
候補の適否判定は、適性ツーリング部モデルとツーリン
グ候補モデルを工具先端点を基準に重ね合わせた状態に
おいて、ツーリング候補モデルが適性ツーリング部モデ
ルの領域内にあるとき適と判定し、ツーリング候補モデ
ルが適性ツーリング部モデルの領域をはみ出したとき不
適と判定してワーク支持部と交差しない適正な使用すべ
きツーリングを決定するようにしたことを特徴とするツ
ーリング形態の自動決定方法。
【請求項１５】前記請求項９ないし請求項１４の一に記
載におけるツーリング候補適否判定手段でのツーリツー
リング候補の適否判定においてツーリング候補モデルが
適性ツーリング部モデルの領域をはみ出し不適と判定さ
れたとき、ツーリング候補モデルが適性ツーリング部モ
デルの領域内に納まるよう組合せに関する調整量を調整
しながらツーリング候補の適否判定を継続し、判定が適
となるかまたは判定が不適のまま調整量が限界量に達す
るまでこれを繰り返し、ツーリング候補の適否を判定し
てワーク支持部と交差しない適正な使用すべきツーリン
グを決定するようにしたことを特徴とするツーリング形
態の自動決定方法。