JP6777304B2 - Process design support system and process design support method - Google Patents
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Description
本願発明は、素材の一部を切削などにより除去して所定の形状の対象物を得るための加工工程の設計を支援する工程設計支援システム、および、工程設計支援方法に関する。 The present invention relates to a process design support system that supports the design of a processing process for obtaining an object having a predetermined shape by removing a part of a material by cutting or the like, and a process design support method.
顧客要求の急激な変化と市場ニーズの多様化に伴い、生産形態は多品種少量生産へと移行している。多品種少量生産では、製品形状が多様化・複雑化しており、機械加工分野において、加工順序などを決定する加工準備時間が大きくなるといった問題がある。そこで、加工準備時間を短縮するために、機械加工の分野ではＣＡＤシステムとＣＡＭシステムが利用されているが、加工箇所や加工順序の決定などの膨大な作業が使用者に求められており、生産効率を高効率化する妨げとなっている。 With the rapid changes in customer demands and the diversification of market needs, the production form is shifting to high-mix low-volume production. In high-mix low-volume production, product shapes are diversified and complicated, and in the machining field, there is a problem that the processing preparation time for determining the processing order and the like becomes long. Therefore, in order to shorten the machining preparation time, a CAD system and a CAM system are used in the field of machining, but a huge amount of work such as determining a machining location and a machining order is required of a user, and production is required. It is a hindrance to increasing efficiency.
そこで、特許文献１には、加工により除去すべき領域の表面の平面部を含む全ての平面により当該領域を一旦全て分割し、分割された領域を複数種類の組み合わせで再構成し、再構成された領域の加工順序と加工条件を定めて複数の加工工程の候補を生成する技術が記載されている。
Therefore, in
ところが、従来の方法では、除去すべき領域を一旦細分化（最小分割化）し、再構成を行うという工程を経るため、場合分けの数が膨大となって好適な解を提示するまでに膨大な時間を要し、提示された結果を見ても実質的には最適な解を選択することが困難であるという問題があった。 However, in the conventional method, the region to be removed is once subdivided (minimized) and then reconstructed, so that the number of cases is enormous and it is enormous until a suitable solution is presented. There was a problem that it took a long time and it was practically difficult to select the optimum solution even by looking at the presented results.
本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、除去すべき領域を細分化することなく加工に好適な領域に分割することができる工程設計支援システム、および、工程設計支援方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a process design support system capable of dividing a region to be removed into regions suitable for processing without subdividing the region, and a process design support method. And.
上記目的を達成するために、本願発明にかかる工程設計支援システムは、素材の一部を除去して所定の形状の対象物を得るための加工工程の設計を支援する工程設計支援システムであって、素材データと対象物データとに基づき得られる除去する一塊の領域である総除去領域の表面の平面部を含む仮平面により前記総除去領域を分割して得られる仮領域の数である分割数を複数の仮平面について取得する問合せ部と、前記分割数が３以上となる仮平面の一つを前記総除去領域を分割する分割平面として決定する分割平面決定部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the process design support system according to the present invention is a process design support system that supports the design of a processing process for removing a part of a material to obtain an object having a predetermined shape. , The number of divisions, which is the number of temporary regions obtained by dividing the total removal region by a temporary plane including a flat surface portion of the surface of the total removal region, which is a mass region to be removed obtained based on the material data and the object data. It is characterized by including an inquiry unit for acquiring a plurality of temporary planes, and a division plane determination unit for determining one of the temporary planes having 3 or more divisions as a division plane for dividing the total removal area. ..
また、前記分割平面決定部により決定された分割平面によって分割される複数の分割除去領域の内、所定の条件を満たした一つの分割除去領域以外の領域の一つを次の総除去領域として決定する次総除去領域決定部をさらに備え、前記問合せ部は、前記次総除去領域決定部によって決定された総除去領域の表面の平面部を含む仮平面により前記総除去領域を分割して得られる仮領域の数である分割数を複数の仮平面について取得し、前記分割平面決定部は、前記分割数が３以上となる仮平面の一つを次の分割平面として決定してもよい。 Further, among the plurality of division / removal regions divided by the division plane determined by the division plane determination unit, one of the regions other than one division / removal region satisfying a predetermined condition is determined as the next total removal region. Further, the query unit is obtained by dividing the total removal region by a temporary plane including a flat surface portion of the surface of the total removal region determined by the secondary total removal region determination unit. The number of divisions, which is the number of temporary regions, may be acquired for a plurality of temporary planes, and the division plane determination unit may determine one of the temporary planes having the number of divisions of 3 or more as the next division plane.
また、前記分割平面決定部は、前記分割数が最大となる仮平面を分割平面として決定してもよい。 Further, the division plane determination unit may determine the temporary plane having the maximum number of divisions as the division plane.
また、前記分割平面決定部はさらに、前記総除去領域を仮平面により分割して得られる分割数が全て２の場合、全ての仮平面を分割平面として決定してもよい。 Further, when the number of divisions obtained by dividing the total removal region by the temporary plane is all 2, the division plane determination unit may further determine all the temporary planes as the division planes.
また、前記分割平面決定部により決定された分割平面で分割された分割除去領域について、開放面部の数を取得し、開放面部の数の最も多い領域を除去領域として決定し、決定された除去領域を除去した残りの分割除去領域について開放面部の数を取得し、開放面部の数の最も多い領域を次の除去領域として決定し、決定された除去領域の順番を加工順序とする加工順序決定部をさらに備えてもよい。 Further, with respect to the divided removal region divided by the divided plane determined by the divided plane determination unit, the number of open surface portions is acquired, the region having the largest number of open surface portions is determined as the removal region, and the determined removal region is determined. The number of open surface portions is acquired for the remaining divided removal region from which the above is removed, the region having the largest number of open surface portions is determined as the next removal region, and the processing order determination unit is set in the order of the determined removal regions. May be further provided.
また、前記分割除去領域についての加工制約条件に基づいて決定された加工順序を入れ替える順序調整部をさらに備えても構わない。 Further, an order adjusting unit for exchanging the machining order determined based on the machining constraint conditions for the division / removal region may be further provided.
また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる工程設計支援方法は、素材の一部を除去して所定の形状の対象物を得るための加工工程の設計を支援する工程設計支援方法であって、素材データと対象物データとに基づき得られる除去する一塊の領域である総除去領域の表面の平面部を含む仮平面により前記総除去領域を分割して得られる仮領域の数である分割数を複数の仮平面についてそれぞれ問合せ、前記分割数が３以上となる仮平面の一つを前記総除去領域を分割する分割平面として決定することを特徴とする。 Further, in order to achieve the above object, the process design support method according to the present invention is a process design support method that supports the design of a processing process for removing a part of a material to obtain an object having a predetermined shape. It is the number of temporary regions obtained by dividing the total removal region by a temporary plane including a flat surface portion of the surface of the total removal region, which is a mass region to be removed obtained based on the material data and the object data. It is characterized in that the number of divisions is queried for each of a plurality of temporary planes, and one of the temporary planes having the number of divisions of 3 or more is determined as the division plane for dividing the total removal region.
なお、前記工程設計支援システムが含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本願発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本願発明の実施に該当する。 It should be noted that the implementation of the present invention also corresponds to the implementation of the program for causing the computer to execute each process included in the process design support system. Of course, implementing a recording medium on which the program is recorded also corresponds to the implementation of the present invention.
本願発明によれば、切削加工などによって素材から除去する総除去領域を細分化することなく、加工に好適な分割平面を簡便に決定することができる。さらに、分割平面で分割された分割除去領域について好適な加工順序を提示することができる。従って、素材から対象物の形状に至るまでの加工工程を提示することができ加工工程の設計を支援することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to easily determine a division plane suitable for processing without subdividing the total removal region to be removed from the material by cutting or the like. Further, it is possible to present a suitable processing order for the divided removal region divided by the divided plane. Therefore, it is possible to present the processing process from the material to the shape of the object, and to support the design of the processing process.
次に、本願発明に係る工程設計支援システム、および、工程設計支援方法の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る工程設計支援システム、および、工程設計支援方法の一例を示したものに過ぎない。従って本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本願発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本願発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。 Next, an embodiment of the process design support system and the process design support method according to the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are merely examples of the process design support system and the process design support method according to the present invention. Therefore, the present invention is defined by the wording of the claims with reference to the following embodiments, and is not limited to the following embodiments. Therefore, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept of the present invention are not necessarily necessary for achieving the object of the present invention, but more. Described as constituting a preferred form.
また、図面は、本願発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。 In addition, the drawings are schematic views in which emphasis, omission, and ratio are adjusted as appropriate to show the invention of the present application, and may differ from the actual shape, positional relationship, and ratio.
図１は、工程設計支援システムの機能構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a process design support system.
図２は、素材、対象物、および、総除去領域を示す斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view showing the material, the object, and the total removal area.
これらの図に示すように本実施の形態に係る工程設計支援システム１００は、金属や樹脂などからなる被切削材である素材２００の一部を除去して所定の形状の対象物を得るための切削加工工程の設計を支援するシステムであり、コンピュータにソフトウエア（プログラム）を実行させることで実現されるシステムである。工程設計支援システム１００は、コンピュータにより実現される機能部として、問合せ部１０１と、分割平面決定部１０２と、次総除去領域決定部１０３と、加工順序決定部１０４と、順序調整部１０５とを備えている。なお、コンピュータとは、ＣＰＵ（中央処理装置）を備え、表示装置や入力装置などの入出力手段、メモリや外部記憶装置などの記憶手段など一般的な構成を備えた電子計算機である。
As shown in these figures, the process
問合せ部１０１は、工程設計支援システム１００を実現しているコンピュータ、または、別のコンピュータで実行されているいわゆるＣＡＤソフトウエア３００などに素材２００の三次元形状を示す素材データと、素材２００から切り出される対象物２０２の三次元形状を示す対象物データとを提供する処理部である。また、問合せ部１０１は、素材データと対象物データとに基づいて、切削加工により素材２００から除去する一塊の三次元的な領域である仮想的な総除去領域２０１の表面に存在する平面部を取得したり、平面部を含む一つの仮平面により総除去領域２０１を分割して得られる仮領域の数である分割数を仮平面毎に取得する処理部である。
The
ここで、総除去領域２０１の抽出は、素材データと対象物データを用いた三次元形状の差演算により行われる。また、仮平面は、図中ＸＹＺの軸に直角に交わる平面ばかりでなく、これらの平面に対し斜めに配置される平面も含まれる。また、図中のＸＹＺ軸は、加工機の軸と一致していてもよい。
Here, the extraction of the
なお、問合せ部１０１は、素材データと対象物データとを指定することにより、総除去領域２０１において、仮平面とこれに紐付けられた分割数を取得すればよく、工程設計支援システム１００が素材データと対象物データを必ずしも保有している必要はない。一方、問合せ部１０１が、素材データと対象物データとに基づき、総除去領域２０１を抽出し、平面部を特定し、分割数を算出することを否定するものではない。
By designating the material data and the object data, the
分割平面決定部１０２は、問合せ部１０１が取得した仮平面と分割数とに基づき、分割数が３以上となる仮平面を総除去領域２０１を分割する分割平面として決定する処理部である。なお、分割数が３以上となる仮平面が複数存在する場合は、それぞれを分割平面として決定し、それぞれの分割平面毎に以下に示す処理を行い、複数のパターンを提示しても構わない。また、分割数が最も多い仮平面を分割平面としても構わない。
The division
ここで、分割平面決定部１０２は、最大の分割数が２であった場合、つまり、総除去領域２０１を仮平面により分割して得られる分割数が全て２であった場合は、全ての仮平面を分割平面として決定する。
Here, the division
次総除去領域決定部１０３は、分割平面決定部１０２により決定された分割平面によって分割される複数の分割除去領域（以下、略字でＳＲＶと記載する場合がある。）の内、所定の条件を満たした一つの分割除去領域以外の領域の一つを次の総除去領域２０１として決定する処理部である。
The next total removal
ここで、所定の条件とは、例えば、（１）切削工具に最も近い。（２）大気に触れる面である開放面部（Ｏｐｅｎ Ｆａｃｅ）が最も多い。（３）体積が最も大きいなどである。 Here, the predetermined condition is, for example, (1) closest to the cutting tool. (2) The open face, which is the surface that comes into contact with the atmosphere, is the most common. (3) The volume is the largest.
また、次総除去領域決定部１０３は、分割平面決定部１０２が最大の分割数が２であると判断した場合は、機能しないものとなっている。
Further, the next total removal
なお本実施形態の場合、問合せ部１０１は、次総除去領域決定部１０３によって総除去領域２０１が決定された場合、新たな総除去領域２０１の全ての仮平面について分割数をＣＡＤソフトウエア３００に問合せる。また、分割平面決定部１０２は、問合せ部１０１により得られた分割数が３以上（例えば最大）となる仮平面を次の分割平面として決定する。
In the case of the present embodiment, when the
加工順序決定部１０４は、分割平面決定部１０２により決定された分割平面で分割された分割除去領域について、大気に触れる面である開放面部の数を取得する。そして、開放面部の数の最も多い領域を除去領域として決定し、決定された除去領域を仮想的に除去した残りの分割除去領域についてさらに開放面部の数を取得し、開放面部の数の最も多い領域を次の除去領域として決定し、決定された除去領域の順番を加工順序とする処理部である。
The processing
以上の処理により、開放面部が最大の分割除去領域は、実際の切削工程においては切削工具の接近が容易となり、使用可能な工具への制約も緩くなる領域であるため、加工順序の優先度が高い領域となる。 By the above processing, the split removal region having the maximum open surface portion is a region where the cutting tool can be easily approached in the actual cutting process and the restrictions on the usable tools are relaxed. Therefore, the priority of the machining order is given. It will be a high area.
ここで、開放面部とは、一般的には大気と接触している面として説明される。なお、開放面部の数は厳密な平面の数でなくてもよい。例えば図７に示すように、ＳＲＶ１では、上方から見た場合（図中Ｚ軸負の方向に見た場合）、平面が４面看取されるが、ＳＲＶ１をＸ軸Ｙ軸Ｚ軸のそれぞれに直角に交差する面で形成される仮想的な直方体で覆うとすると、上方から見た四つの平面は１平面で覆われるため、当該部分の開放面部の数を１と考えてもかまわない。この考え方によるとＳＲＶ１全体の開放面部の数は、５となる。よって、開放面部の数に関しては、実質的に大気と接触している面を、開放面部の数と考えても構わない。また、加工機の特性を考慮し、切削工具が進入できるおおよその面で開放面部の数を決定してもよい。具体的には、前記仮想的な直方体のうち、素材が保持（チャック）されている面は大気と接触していても開放面部に含めないとしても構わない。 Here, the open surface portion is generally described as a surface in contact with the atmosphere. The number of open surface portions does not have to be the exact number of planes. For example, as shown in FIG. 7, in SRV1, when viewed from above (when viewed in the negative direction of the Z-axis in the figure), four planes are seen, but SRV1 is viewed on each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis. If it is covered with a virtual rectangular parallelepiped formed by planes intersecting at right angles to the above, the four planes viewed from above are covered with one plane, and therefore the number of open planes of the portion may be considered to be one. According to this idea, the number of open surface portions of the entire SRV1 is 5. Therefore, regarding the number of open surface portions, the surface that is substantially in contact with the atmosphere may be considered as the number of open surface portions. Further, in consideration of the characteristics of the processing machine, the number of open surface portions may be determined based on the approximate surface on which the cutting tool can enter. Specifically, of the virtual rectangular parallelepiped, the surface on which the material is held (chucked) may not be included in the open surface portion even if it is in contact with the atmosphere.
なお、開放面部の数は、加工順序決定部１０４が計算により取得してもよく、ＣＡＤソフトウエア３００に問いあわせることにより取得しても構わない。
The number of open surface portions may be acquired by the machining
順序調整部１０５は、分割除去領域についての加工制約条件を取得し、当該加工制約条件に基づいて、加工順序決定部１０４で決定された加工順序を入れ替える処理部である。
The
ここで、加工制約条件とは、図２に示すように、対象物２０２の二つの領域に同軸の貫通孔を設ける場合、二つの領域に挟まれている分割除去領域を除去する前に貫通孔を穿設するという条件を例示できる。この場合、貫通孔を設ける領域は、平面で囲まれた領域ではないため、分割平面決定部１０２によっては特定されない。そこで、順序調整部１０５は、このような分割平面決定部１０２では特定されない加工対象領域を予め取得しておき、加工順序の適切な箇所に追加挿入しても構わない。
Here, the machining constraint condition is that, as shown in FIG. 2, when a coaxial through hole is provided in two regions of the
その他加工条件としては、同じ切削工具を用いて除去する分割除去領域は加工順序を連続させる、要求される寸法公差が同じ分割除去領域は加工順序を連続させる、要求される直角度、平行度、平面度などが所定の閾値よりも厳しい場合、分割除去領域の加工順序を調整するなどである。さらに、順序調整部１０５は、次の加工制約条件を加えても構わない。例えば、切削工具に近い側の分割除去領域から加工する、体積の大きい分割除去領域から加工する、などである。
Other machining conditions include continuous machining order for the split removal area to be removed using the same cutting tool, continuous machining order for the split removal area with the same required dimensional tolerance, required squareness, parallelism, When the flatness or the like is stricter than a predetermined threshold value, the processing order of the divided removal region is adjusted. Further, the
また本実施形態の場合、工程設計支援システム１００は、分割平面決定部１０２で決定された分割平面や分割平面で分割された分割除去領域の加工順などをディスプレイなどに視覚的に表示させる結果提示部１０６を備えている。これにより除去対象である分割除去領域や分割除去領域の加工順序を作業者に視覚的に知覚させることができ、加工工程決定の支援を行うことが可能となる。結果提示部１０６で得られる結果は、ＣＡＭシステム３０１に送られて、実行される。
Further, in the case of the present embodiment, the process
次に、上記工程設計支援システム１００の各処理部を機能させて分割平面と加工順序とを決定する流れを説明する。
Next, the flow of making each processing unit of the process
図３は、工程設計支援システムの処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a processing flow of the process design support system.
まず、問合せ部１０１がＣＡＤソフトウエア３００に素材データと対象物データとを提示し、ＣＡＤソフトウエア３００から一塊の総除去領域２０１を取得する（Ｓ１０１）。なお、総除去領域２０１とは、素材データや対象物データと同様のデータである。また、素材データと対象物データによっては、総除去領域２０１が複数存在する場合も発生するが、その場合は各総除去領域２０１について下記の処理を行えばよい。
First, the
次に、問合せ部１０１が、取得した総除去領域２０１について表面に存在する平面部を含む仮平面を抽出し、当該仮平面によって総除去領域２０１を分割した場合に得られる分割数をＣＡＤソフトウエア３００に問いあわせて結果を取得する（Ｓ１０２）。この処理は、総除去領域２０１の表面に存在する斜面を含む仮平面の全てについて行われる。
Next, the
具体的に例えば、図４に示すような仮平面２０３で総除去領域２０１を分割すると、分割数は、ａ、ｂ、ｃ、ｄで示すように４となる。一方、図５に示すような仮平面２０３で総除去領域２０１を分割すると、分割数は、ａ、ｂで示すように２となる。
Specifically, for example, when the
次に、分割平面決定部１０２は、例えば最大の分割数に紐付けられた仮平面を抽出し、当該仮平面を分割平面として決定する（Ｓ１０３）。本実施形態の場合、図４に示す仮平面２０３に基づく分割数が４で最大であるため、この仮平面２０３が分割平面として決定される。決定された分割平面で分割された総除去領域２０１を分解して示すと図６に示すような状態となる。
Next, the division
また、分割平面決定部１０２は、取得した最大の分割数が２の場合、全ての仮平面を分割平面として決定する。
Further, when the maximum number of divisions acquired is 2, the division
このように、本実施形態では、最初に取得された総除去領域２０１の全体を全ての仮平面で細分化することなく分割平面を容易に決定することが可能である。
As described above, in the present embodiment, it is possible to easily determine the division plane without subdividing the entire first acquired
なお、最大の分割数が３以上であって同じ分割数の仮平面がある場合は、それぞれの分割平面について以下の処理を行ってもよく、最後に取得した仮平面を分割平面として以下の処理を行ってもよい。 If the maximum number of divisions is 3 or more and there are temporary planes with the same number of divisions, the following processing may be performed for each division plane, and the last acquired temporary plane is used as the division plane and the following processing is performed. May be done.
次に、次総除去領域決定部１０３は、図４に示す分割除去領域ａ、ｂ、ｃ、ｄについて開放面部の数が最も多い分割除去領域以外の領域の一つを次の総除去領域２０１として決定する（Ｓ１０４）。具体的には分割除去領域ａの開放面部の数は５、分割除去領域ｂの開放面部の数は４、分割除去領域ｃの開放面部の数は２、分割除去領域ｄの開放面部の数は４であるので、分割除去領域ａ以外の領域、例えば分割除去領域ｂを次の総除去領域２０１として決定する（Ｓ１０４）。
Next, the next total removal
以上の処理を全ての分割平面が決定されるまで繰り返し行う（Ｓ１０５）。本実施形態の場合、図７に示すように、最初に決定された分割平面（図４に示す仮平面２０３）で総除去領域２０１を切断すると、ＳＲＶ１〜ＳＲＶ４の四つの領域に分割される。そして、ＳＲＶ２〜ＳＲＶ４のいずれの領域についても、どのような仮平面で分割しても分割数が２となるため（分割平面の最大数が２）、いずれの仮平面も分割平面として決定される。以上のように、最初に取得された総除去領域２０１すべてについて分割平面が決定されると分割平面決定の処理が終了する。ここで、分割平面の最大数が２となった場合に決定された分割平面で分割された領域を微小加工領域（Ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ）とし、Ｐと略して記載する場合がある。
The above process is repeated until all the division planes are determined (S105). In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 7, when the
次に、加工順序決定部１０４は、分割平面決定部１０２により決定された分割平面で分割された分割除去領域について、大気に触れる面である開放面部の数を取得し、開放面部の数の最も多い領域を除去領域として決定する（Ｓ１０６）。
Next, the machining
具体的には、図７に示すように、最初に決定される分割平面により分割される領域であるＳＲＶ１〜ＳＲＶ４の開放面部の数をそれぞれ算出する。本実施形態の場合、ＳＲＶ１の開放面部の数が５と最も大きいので、加工順序の優先順位は最も高くなる。つまりＳＲＶ１が最初に加工されることになる。 Specifically, as shown in FIG. 7, the number of open surface portions of SRV1 to SRV4, which are regions divided by the first divided plane, is calculated. In the case of this embodiment, since the number of open surface portions of SRV1 is the largest at 5, the priority of the machining order is the highest. That is, SRV1 is processed first.
次に、ＳＲＶ２とＳＲＶ４との開放面部の数は４であって、同じであるので、加工順序は、図８に示すように、二つの場合に分かれる。 Next, since the number of open surface portions of SRV2 and SRV4 is 4 and is the same, the machining order is divided into two cases as shown in FIG.
次に、ＳＲＶ２の加工順序の決め方を示す。図９の上段に示すように、ＳＲＶ２は、微小加工領域Ｐに分けられる。Ｐ１〜Ｐ３の開放面部の数は、図９中の括弧内に数字で示されている（以下、開放面部の数を記載する場合には、同様に図の中に記載する。）。同図に示すように、Ｐ１の開放面部の数が最も大きいので、Ｐ１の加工順序が最優先となる。次の加工順を決めるには、図９の下段に示すように、Ｐ１を加工除去したと想定し、加工後のＰ２、Ｐ３の開放面部の数を取得する。この場合には、Ｐ２の開放面部の数とＰ３の開放面部の数とは同じであり、ＳＲＶ２での加工順序は、図１０に示すように、二つの場合に分かれる。 Next, how to determine the processing order of SRV2 will be shown. As shown in the upper part of FIG. 9, SRV2 is divided into a micromachining region P. The number of open surface portions of P1 to P3 is indicated by a number in parentheses in FIG. 9 (hereinafter, when the number of open surface portions is described, it is also described in the figure). As shown in the figure, since the number of open surface portions of P1 is the largest, the processing order of P1 has the highest priority. In order to determine the next processing order, as shown in the lower part of FIG. 9, it is assumed that P1 is processed and removed, and the number of open surface portions of P2 and P3 after processing is acquired. In this case, the number of open surface portions of P2 and the number of open surface portions of P3 are the same, and the processing order in SRV2 is divided into two cases as shown in FIG.
ＳＲＶ３は、微小加工領域が一つであり、そのままになる。 SRV3 has one micromachining area and remains as it is.
ＳＲＶ４は、図１１に示すように、微小加工領域としてはＰ５〜Ｐ１０に分けられる。微小加工領域の加工順序は、ＳＲＶ２で行った同様に開放面部の数の降順で決定すると、その結果は、図１２に示す。複数の加工順序の場合が算出される。 As shown in FIG. 11, SRV4 is divided into P5 to P10 as micromachining regions. The machining order of the micromachining region is determined in descending order of the number of open surface portions in the same manner as in SRV2, and the result is shown in FIG. The case of multiple machining orders is calculated.
以上の様に、総除去領域２０１のＳＲＶ１〜ＳＲＶ４までに加工順序は、図８に記載の加工順序の中に、図１０に示すＳＲＶ２の加工順序と、図１２に示すＳＲＶ４の加工順序導入することにより得られる加工順序は、複数の場合が発生し、これらを選択することができることになる。
As described above, the machining order of SRV1 to SRV4 of the
複数の場合からどの加工順序を選択するかは、色々な方法があるが、ここでは、加工時間や工具交換回数に関するシミュレーションを行うことにより決定してもよく、シミュレーションの結果は、結果提示部１０６で表示されてもかまわない。
There are various methods for selecting which machining order is selected from a plurality of cases, but here, it may be determined by performing a simulation regarding the machining time and the number of tool changes, and the result of the simulation is the
加工機等を操作する作業者は、結果提示部１０６により提示された結果に基づき加工に適した加工順序を選択できる。例えば、最短の加工時間を選択したい作業者は、結果提示部１０６で示さる加工時間が最も短くなる加工順序を選択できる。同様に、工具の交換回数を最も少なくしたい作業者は、それに適した加工順序を選択できる。両方に関して、希望する条件を選びたい場合には、その希望する条件の加工順序を選択できる。
The operator who operates the processing machine or the like can select a processing order suitable for processing based on the result presented by the
次に、加工順序が決定された分割除去領域に加工制約条件が含まれているか否かを順序調整部１０５が判断し（Ｓ１０８）、加工制約条件が含まれている場合は、順序が調整される（Ｓ１０９）。
Next, the
なお、図１３に示すように、加工順序が決定されてしまった場合、加工順序の５番目に該当する領域は、図２に示すように、当該領域の両側に同軸上のドリル加工が施される対象物が存在するため、加工順序が最後になるように調整されてもよい。すなわち、加工制約条件の中で、順序を入れ替える方が、妥当と思われる場合には、順序が調製されることになる。 As shown in FIG. 13, when the machining order has been determined, the fifth region of the machining order is coaxially drilled on both sides of the region as shown in FIG. Since there is an object to be processed, the processing order may be adjusted to be the last. That is, if it seems more appropriate to change the order within the machining constraints, the order will be prepared.
以上により、分割除去領域の加工順序が決定される。 From the above, the processing order of the divided removal region is determined.
分割除去領域とその加工順序が決定されると、それぞれの分割除去領域に対して使用可能な工具を工具リストを元に選定し、工具径路を生成してもよい。 Once the split removal region and its machining order are determined, tools that can be used for each split removal region may be selected based on the tool list to generate a tool path.
本実施形態の工程設計支援システム１００、および、工程設計支援方法によれば、素材の形状と対象物の形状の差分である総除去領域を全ての平面で分割し、細分化した後再構成する必要がなくなり、短時間で切削加工に好適な除去領域である分割除去領域と、好適な加工順序とを提示することが可能となる。例えば、本実施形態の工程設計支援システム１００、および、工程設計支援方法によれば、提示する分割除去領域の数を従来の方法に比べて二桁程度減少させることが可能となる。
According to the process
なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。 The invention of the present application is not limited to the above-described embodiment. For example, another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in the present specification and excluding some of the components may be the embodiment of the present invention. In addition, the present invention also includes modifications obtained by making various modifications that can be conceived by those skilled in the art within the scope of the gist of the present invention, that is, the meaning indicated by the words described in the claims. Is done.
例えば、上記実施の形態では、素材データと対象物データから直ちに仮平面を抽出し、分割平面を決定したが、対象物データの各軸の最小値・最大値を含む各軸に直角な平面で素材データを分割し、その平面より外側の領域を除去する前処理部を備えても構わない。この場合、前処理部によって残されたものが新たな素材データとなる。 For example, in the above embodiment, a temporary plane is immediately extracted from the material data and the object data to determine the division plane, but the plane is perpendicular to each axis including the minimum and maximum values of each axis of the object data. A preprocessing unit that divides the material data and removes a region outside the plane may be provided. In this case, what is left by the preprocessing unit becomes new material data.
また、図１４に示すように、微小加工領域に斜めに加工を行う必要のある面が存在場合、微小加工領域は、Ｐ１１〜Ｐ１３に分かれる。この場合の加工順序の選び方は、ＳＲＶ２やＳＲＶ４で説明を行った内容と同じであり、開放面部の数を取得し、開放面部の数の阿合微小加工領域から加工順序を決定する。この場合の加工順序は、Ｐ１１→Ｐ１２→Ｐ１３の場合とＰ１１→Ｐ１３→Ｐ１２の場合二つの加工順序が選択できる。 Further, as shown in FIG. 14, when there is a surface that needs to be processed diagonally in the micromachining region, the micromachining region is divided into P11 to P13. The method of selecting the machining order in this case is the same as that described in SRV2 and SRV4, the number of open surface portions is acquired, and the machining order is determined from the Aai micromachining region of the number of open surface portions. In this case, two machining orders can be selected for the case of P11 → P12 → P13 and the case of P11 → P13 → P12.
また、除去領域が決定される度に加工制約条件の有無を判断し、加工順序の調整を行うものとして説明したが、加工順序を調整するタイミングは特に限定されるものではない。例えば、全ての除去領域の順序が決まった後、順序調整部１０５が加工順序を調整してもかまわない。また、順序調整部１０５は、分割平面によっては決定することができない領域、例えば、図２に示すようなＹ軸に沿ってドリルによって穿設される孔などを加工順序に挿入することも可能である。
Further, although it has been described that the presence or absence of the machining constraint condition is determined every time the removal region is determined and the machining order is adjusted, the timing for adjusting the machining order is not particularly limited. For example, after the order of all the removal regions is determined, the
また、工程設計支援システム１００は、素材の形状を示す情報である形状データと対象部の形状を示す情報である対象物データから一塊の総除去領域を抽出する総除去領域抽出部を備えても構わない。
Further, the process
また、隣接する分割除去領域を結合して加工作業の基本単位領域となるような分割除去領域を再構成する除去領域再構成部を備えても構わない。 Further, it may be provided with a removal area reconstructing unit for reconstructing a divisional removal area that is a basic unit area for machining work by combining adjacent divisional removal areas.
また、実施の形態では、図中のＸＺ平面に平行な仮平面と、ＸＹ平面に平行な仮平面で総除去領域２０１を分割する場合を説明したが、この例示は、図中ＺＹ平面に平行な仮平面で総除去領域２０１を分割することや、斜めに配置される仮平面を否定するものではない。
Further, in the embodiment, the case where the
本願発明は、ＮＣ加工機などを用いて対象物を製造する際における加工工程の設計などに利用可能である。 The invention of the present application can be used for designing a processing process when manufacturing an object using an NC processing machine or the like.
１００ 工程設計支援システム
１０１ 問合せ部
１０２ 分割平面決定部
１０３ 次総除去領域決定部
１０４ 加工順序決定部
１０５ 順序調整部
１０６ 結果提示部
２００ 素材
２０１ 総除去領域
２０２ 対象物
２０３ 仮平面
３００ ＣＡＤソフトウエア
３０１ ＣＡＭソフトウエア
100 Process
Claims (8)
素材データと対象物データとに基づき得られる除去する一塊の領域である総除去領域の表面の平面部を含む仮平面により前記総除去領域を分割して得られる仮領域の数である分割数を複数の仮平面について取得する問合せ部と、
前記分割数が３以上となる仮平面の一つを、前記総除去領域を分割する分割平面として決定する分割平面決定部と
を備える工程設計支援システム。 It is a process design support system that supports the design of a processing process for obtaining an object of a predetermined shape based on the divided region by dividing the region by a plane including a flat surface portion of the surface of the region to be removed from the material. hand,
The number of divisions, which is the number of temporary regions obtained by dividing the total removal region by a temporary plane including a flat surface portion of the surface of the total removal region, which is a mass region to be removed obtained based on the material data and the object data. The query part to acquire for multiple temporary planes and
A process design support system including a division plane determination unit that determines one of the temporary planes having three or more divisions as a division plane that divides the total removal region.
前記問合せ部は、
前記次総除去領域決定部によって決定された総除去領域の表面の平面部を含む仮平面により前記総除去領域を分割して得られる仮領域の数である分割数を複数の仮平面について取得し、
前記分割平面決定部は、
前記分割数が３以上となる仮平面の一つを次の分割平面として決定する
請求項１に記載の工程設計支援システム。 Of the plurality of division / removal regions divided by the division plane determined by the division plane determination unit, one of the regions other than one division / removal region satisfying a predetermined condition is determined as the next total removal region. Further equipped with a total removal area determination unit
The inquiry part
The number of divisions, which is the number of temporary regions obtained by dividing the total removal region by a temporary plane including a flat surface portion of the surface of the total removal region determined by the secondary total removal region determination unit, is acquired for a plurality of temporary planes. ,
The division plane determination unit
The process design support system according to claim 1, wherein one of the temporary planes having three or more divisions is determined as the next division plane.
前記分割数が最大となる仮平面を分割平面として決定する
請求項１または２に記載の工程設計支援システム。 The division plane determination unit
The process design support system according to claim 1 or 2, wherein the temporary plane having the maximum number of divisions is determined as the division plane.
前記総除去領域を仮平面により分割して得られる分割数が全て２の場合、全ての仮平面を分割平面として決定する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の工程設計支援システム。 The division plane determination unit further
The process design support system according to any one of claims 1 to 3, wherein when the total number of divisions obtained by dividing the total removal area by a temporary plane is all 2, all the temporary planes are determined as the division planes.
請求項１〜４のいずれか一項に記載の工程設計支援システム。 For the divided removal region divided by the divided plane determined by the divided plane determination unit, the number of open surface portions is acquired, the region having the largest number of open surface portions is determined as the removal region, and the determined removal region is removed. The number of open surface portions is acquired for the remaining divided removal regions, the region having the largest number of open surface portions is determined as the next removal region, and the machining order determination portion in which the determined removal region order is the machining order is further added. The process design support system according to any one of claims 1 to 4.
請求項５に記載の工程設計支援システム。 The process design support system according to claim 5, further comprising an order adjusting unit that replaces the machining order determined based on the machining constraint conditions for the split removal region.
素材データと対象物データとに基づき得られる除去する一塊の領域である総除去領域の表面の平面部を含む仮平面により前記総除去領域を分割して得られる仮領域の数である分割数を複数の仮平面についてそれぞれ問合せ、
前記分割数が３以上となる仮平面の一つを、前記総除去領域を分割する分割平面として決定する
工程設計支援方法。 It is a process design support method that supports the design of a processing process for obtaining an object having a predetermined shape based on the divided region by dividing the region by a plane including a flat surface portion of the surface of the region to be removed from the material. hand,
The number of divisions, which is the number of temporary regions obtained by dividing the total removal region by a temporary plane including a flat surface portion of the surface of the total removal region, which is a mass region to be removed obtained based on the material data and the object data. Inquire about multiple temporary planes, respectively,
A process design support method for determining one of the temporary planes having 3 or more divisions as a division plane for dividing the total removal region.
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