計(jì)算機(jī)輔助制造裝置、產(chǎn)品形狀加工方法及存儲(chǔ)介質(zhì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供計(jì)算機(jī)輔助制造裝置、產(chǎn)品形狀加工方法及存儲(chǔ)介質(zhì)。在以往的計(jì)算機(jī)輔助制造裝置中，存在對(duì)于曲面形狀的產(chǎn)品不能自動(dòng)地設(shè)定使加工時(shí)間最小這樣的加工區(qū)域及刀具軸角度的問(wèn)題。使用產(chǎn)品形狀、坯料形狀的坐標(biāo)信息，生成加工區(qū)域的四邊形的圖案，對(duì)于產(chǎn)品的凹凸面，生成三角形的加工區(qū)域，對(duì)于由坯料形狀與通過(guò)產(chǎn)品形狀的差分運(yùn)算算出的除去形狀之間的差分運(yùn)算生成的加工區(qū)域，以刀具不干涉且成為最大的面的方式設(shè)定刀具軸角度，對(duì)于其他區(qū)域，以滿足剩余量基準(zhǔn)且刀具路徑長(zhǎng)度變得最短的方式設(shè)定刀具軸，從刀具路徑的長(zhǎng)度和刀具的加工條件計(jì)算加工時(shí)間，在由坯料形狀和產(chǎn)品形狀決定的加工區(qū)域的組合中，計(jì)算加工時(shí)間最短的加工區(qū)域的組合。
【專利說(shuō)明】計(jì)算機(jī)輔助制造裝置、產(chǎn)品形狀加工方法及存儲(chǔ)介質(zhì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于生成對(duì)數(shù)控(NC:Numerical Control)加工機(jī)進(jìn)行控制的數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM:Computer Aided Manufacturing)裝置及產(chǎn)品形狀加工方法及存儲(chǔ)介質(zhì)，尤其涉及自動(dòng)決定該加工區(qū)域的組合并且自動(dòng)決定該加工區(qū)域的刀具軸的傾斜角度的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為本發(fā)明的【背景技術(shù)】有專利文獻(xiàn)I。
[0003]在專利文獻(xiàn)I中，具有:面屬性賦予構(gòu)件，所述面屬性賦予構(gòu)件使用實(shí)體建模由毛坯件生成零件模型，對(duì)零件模型的各面賦予切削對(duì)象面的屬性和相對(duì)于切削刀具的面的方向?qū)傩?；以及姿?shì)計(jì)算構(gòu)件，所述姿勢(shì)計(jì)算構(gòu)件根據(jù)面的方向?qū)傩赃M(jìn)行計(jì)算以變更零件模型整體的姿勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述面定義切削條件、以及生成對(duì)所述面進(jìn)行切削的加工工序(參照“用于解決課題的方案”)。
[0004]另外，記載有如下技術(shù):通過(guò)使用實(shí)體建模，實(shí)現(xiàn)使多面加工的多個(gè)面的設(shè)定及修正作業(yè)變得容易、以及在計(jì)算機(jī)上準(zhǔn)確地再現(xiàn)實(shí)物模型，從而能夠大幅度增強(qiáng)用戶的作業(yè)確認(rèn)(參照“摘要”)。
[0005]另外，在專利文獻(xiàn)2中記載有如下內(nèi)容:對(duì)于通過(guò)等高線加工進(jìn)行模具的粗加工時(shí)由第N層的等高線進(jìn)行加工的加工形狀，生成基于一種刀具的多條刀具軌跡，從其中選擇成為最短的加工時(shí)間的刀具軌跡，反復(fù)進(jìn)行決定第N層的最佳刀具軌跡的處理，來(lái)縮短總加工時(shí)間(參照“用于解決課題的方案”)。
[0006]另外，在專利文獻(xiàn)3中記載有如下技術(shù):基于加工形狀信息、刀具信息、坯料信息及機(jī)械信息，生成坯料或刀具不干涉的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給軸的計(jì)算角度事例，通過(guò)對(duì)根據(jù)該計(jì)算角度事例進(jìn)行加工的加工經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估，來(lái)計(jì)算最佳的計(jì)算角度，并基于該計(jì)算角度，通過(guò)最大同時(shí)3軸的直線進(jìn)給軸控制來(lái)加工工件(參照“用于解決課題的方案”)。
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開平08-263124號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-231041號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特開2002-304203號(hào)公報(bào)
[0010]但是，在專利文獻(xiàn)I中采用如下方式:將加工區(qū)域限定于零件模型的平面，反復(fù)實(shí)施直到加工區(qū)域消失，關(guān)于加工區(qū)域的加工時(shí)間沒(méi)有提及。另外，刀具軸角度采用如下方式:將加工區(qū)域限定于平面并基于平面的法線來(lái)設(shè)定刀具軸角度以便由刀具的底面或側(cè)面進(jìn)行加工，因此不能應(yīng)用于加工區(qū)域成為曲面的情況。
[0011]另外，在專利文獻(xiàn)2中采用如下方式:在等高線加工方法中，對(duì)于第N層的等高線加工形狀，生成基于一種刀具的多條刀具軌跡，從該刀具軌跡中確定加工時(shí)間成為最短的刀具軌跡，由于確定了第N層的加工時(shí)間最短的刀具軌跡，所以總加工時(shí)間變得最短。但是，由于利用等高線加工進(jìn)行切削的加工區(qū)域限定于平面，所以不能應(yīng)用于加工區(qū)域的底面或側(cè)面成為曲面的情況。[0012]另外，在專利文獻(xiàn)3中，基于產(chǎn)品形狀的計(jì)算角度事例來(lái)設(shè)定刀具軸角度，并生成總加工時(shí)間，以便對(duì)該刀具路徑的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估，因此不能應(yīng)對(duì)直線(坐標(biāo)值x、y、z)及角度(旋轉(zhuǎn)角A、B)的同時(shí)5軸進(jìn)給軸控制。
[0013]另外，由于在專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)3中，加工區(qū)域是零件模型的切削對(duì)象面，在專利文獻(xiàn)2中，加工區(qū)域是由坯料模型和模具模型生成的除去形狀的切斷平面，所以并沒(méi)有提到對(duì)該加工區(qū)域的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估以及從多個(gè)加工區(qū)域得到經(jīng)濟(jì)性最好的加工區(qū)域的組合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]因此，本發(fā)明的目的是提供一種計(jì)算機(jī)輔助制造裝置、產(chǎn)品形狀加工方法及存儲(chǔ)介質(zhì)，對(duì)于具有曲面形狀的產(chǎn)品形狀，自動(dòng)生成至少一個(gè)加工區(qū)域，并自動(dòng)地設(shè)定總加工時(shí)間變短這樣的加工區(qū)域組合及刀具軸角度。
[0015]作為用于解決上述課題的方案，在本發(fā)明的計(jì)算機(jī)輔助制造裝置，具有加工區(qū)域計(jì)算部，所述加工區(qū)域計(jì)算部在基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中的具有能夠識(shí)別至少2個(gè)面的面信息的產(chǎn)品CAD (Computer Aided Design:計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))模型、還料CAD模型、加工條件數(shù)據(jù)、刀具條件數(shù)據(jù)生成數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的情況下，在生成加工區(qū)域時(shí)，從產(chǎn)品形狀生成包含產(chǎn)品的產(chǎn)品包含形狀、以及由產(chǎn)品形狀和移動(dòng)軌跡確定的帶有厚度的凸形狀，所述移動(dòng)軌跡根據(jù)加工機(jī)械的坯料設(shè)置方法來(lái)確定，從坯料形狀對(duì)產(chǎn)品包含形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀A(yù)，將除去形狀A(yù)分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的6面體加工區(qū)域，從產(chǎn)品包含形狀對(duì)帶有厚度的凸形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀B，將除去形狀B分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的5面體(由2個(gè)三角形的相對(duì)面及3個(gè)側(cè)面構(gòu)成的多面體)加工區(qū)域,從構(gòu)成產(chǎn)品形狀的面生成由至少一個(gè)面構(gòu)成的最終加工區(qū)域，生成由所述6面體加工區(qū)域、所述5面體加工區(qū)域、所述最終加工區(qū)域構(gòu)成的加工區(qū)域。
[0016]另外，本發(fā)明具有刀具軸角度計(jì)算構(gòu)件，所述刀具軸角度計(jì)算構(gòu)件，對(duì)于所生成的6面體加工區(qū)域及5面體加工區(qū)域，以刀具不與當(dāng)前的加工形狀及加工機(jī)械干涉并且與6面體加工區(qū)域及5面體加工區(qū)域的面積最大的面垂直的方式，設(shè)定刀具軸角度，并且，所述刀具軸角度計(jì)算構(gòu)件，對(duì)于最終加工區(qū)域，基于刀具和加工條件，來(lái)設(shè)定滿足計(jì)算機(jī)輔助制造操作者要求的剩余量基準(zhǔn)并且刀具路徑(刀具的基準(zhǔn)點(diǎn)的移動(dòng)軌跡)長(zhǎng)度最短的刀具軸角度。
[0017]另外，本發(fā)明具有加工時(shí)間計(jì)算構(gòu)件，所述加工時(shí)間計(jì)算構(gòu)件，對(duì)于6面體加工區(qū)域、5面體加工區(qū)域、最終加工區(qū)域，分配刀具和加工條件，生成刀具路徑，從所生成的刀具路徑的長(zhǎng)度和刀具的進(jìn)給速度的加工條件計(jì)算加工時(shí)間。
[0018]另外，本發(fā)明具有具有加工區(qū)域組合檢索構(gòu)件，所述加工區(qū)域組合檢索構(gòu)件在6面體加工區(qū)域、5面體加工區(qū)域、最終加工區(qū)域的組合中，對(duì)加工時(shí)間最短的加工區(qū)域的組合進(jìn)行計(jì)算。
[0019]另外，本發(fā)明的產(chǎn)品形狀加工方法，是計(jì)算機(jī)輔助制造裝置中的產(chǎn)品形狀加工方法，所述計(jì)算機(jī)輔助制造裝置與從坯料生成產(chǎn)品形狀的加工機(jī)械連接并控制由所述加工機(jī)械進(jìn)行的加工，所述產(chǎn)品形狀加工方法的特征在于，基于所述產(chǎn)品形狀的三維方向的各自的大小，從所述坯料生成包含所述產(chǎn)品形狀的產(chǎn)品包含形狀，基于進(jìn)行所述產(chǎn)品包含形狀和所述產(chǎn)品形狀的各自的截面形狀的邏輯積的運(yùn)算而得到的、將所述產(chǎn)品形狀向與所述截面垂直的方向進(jìn)行投影而得到的圖形，生成產(chǎn)品帶有厚度形狀，對(duì)于所述產(chǎn)品帶有厚度形狀，進(jìn)行倒角加工而生成帶有厚度的凸形狀，基于所述產(chǎn)品形狀和所述帶有厚度的凸形狀之間的差分運(yùn)算，求出所述加工機(jī)械的刀具相對(duì)于所述帶有厚度的凸形狀的直線移動(dòng)量及旋轉(zhuǎn)角，基于所述求出的刀具的直線移動(dòng)量及旋轉(zhuǎn)角，控制所述加工機(jī)械。
[0020]另外，本發(fā)明的產(chǎn)品形狀加工方法，是計(jì)算機(jī)輔助制造裝置中的產(chǎn)品形狀加工方法，所述計(jì)算機(jī)輔助制造裝置在數(shù)控?cái)?shù)據(jù)生成作業(yè)中，對(duì)加工區(qū)域設(shè)定、加工區(qū)域組合設(shè)定進(jìn)行制定，所述產(chǎn)品形狀加工方法的特征在于，當(dāng)在生成數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的情況下生成加工區(qū)域時(shí)，從產(chǎn)品形狀生成包含產(chǎn)品的產(chǎn)品包含形狀、以及由產(chǎn)品形狀和移動(dòng)軌跡確定的帶有厚度的凸形狀，所述移動(dòng)軌跡根據(jù)加工機(jī)械的坯料設(shè)置方法來(lái)確定，從坯料形狀對(duì)產(chǎn)品包含形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀A(yù)，將除去形狀A(yù)分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的6面體加工區(qū)域，從產(chǎn)品包含形狀對(duì)帶有厚度的凸形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀B，將除去形狀B分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的5面體加工區(qū)域，從構(gòu)成產(chǎn)品形狀的面生成由至少一個(gè)面構(gòu)成的最終加工區(qū)域，生成由所述6面體加工區(qū)域、所述5面體加工區(qū)域、所述最終加工區(qū)域構(gòu)成的加工區(qū)域。
[0021]另外，本發(fā)明的存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)輔助制造裝置中的產(chǎn)品形狀加工方法的程序，該存儲(chǔ)介質(zhì)能夠由計(jì)算機(jī)讀取，所述計(jì)算機(jī)輔助制造裝置在數(shù)控?cái)?shù)據(jù)生成作業(yè)中，對(duì)加工區(qū)域設(shè)定、加工區(qū)域組合設(shè)定進(jìn)行制定，所述存儲(chǔ)介質(zhì)的特征在于，在所述產(chǎn)品形狀加工方法中，當(dāng)在生成數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的情況下生成加工區(qū)域時(shí)，從產(chǎn)品形狀生成包含產(chǎn)品的產(chǎn)品包含形狀、以及由產(chǎn)品形狀和移動(dòng)軌跡確定的帶有厚度的凸形狀，所述移動(dòng)軌跡根據(jù)加工機(jī)械的坯料設(shè)置方法來(lái)確定，從坯料形狀對(duì)產(chǎn)品包含形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀A(yù)，將除去形狀A(yù)分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的6面體加工區(qū)域，從產(chǎn)品包含形狀對(duì)帶有厚度的凸形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀B，將除去形狀B分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的5面體加工區(qū)域，從構(gòu)成產(chǎn)品形狀的面生成由至少一個(gè)面構(gòu)成的最終加工區(qū)域，生成由所述6面體加工區(qū)域、所述5面體加工區(qū)域、所述最終加工區(qū)域構(gòu)成的加工區(qū)域。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]根據(jù)本發(fā)明，能夠列舉如下的加工區(qū)域的圖案，該加工區(qū)域的圖案可以進(jìn)行基于6面體加工區(qū)域、5面體加工區(qū)域的平面加工用的刀具路徑生成，能夠生成可以通過(guò)平面加工用的刀具路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)每單位面積的除去體積的效率大的加工的加工區(qū)域。
[0024]另外，能夠在由本發(fā)明生成的最終加工區(qū)域中生成對(duì)于曲面形狀的加工區(qū)域。
[0025]另外，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)以與加工區(qū)域的最大面垂直的方式設(shè)定刀具軸角度，由此，能夠使刀具軸向的距離最小，并能夠使氣割等的非切削移動(dòng)最小。
[0026]另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)偧庸r(shí)間最短的加工區(qū)域的組合進(jìn)行計(jì)算。
[0027]如上所述，對(duì)于具有曲面形狀的產(chǎn)品形狀，能夠自動(dòng)生成加工區(qū)域，并能夠自動(dòng)地設(shè)定總加工時(shí)間變短這樣的加工區(qū)域組合及刀具軸角度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是表示CAM裝置的概要的圖。[0029]圖2是表不加工條件/[目息的圖。
[°03°]圖3是表不刀具彳目息的圖。
[0031]圖4 (a)、(b)是表不廣品形狀/[目息的圖。
[0032]圖5 (a)、(b)是表不還料形狀/[目息的圖。
[0033]圖6是表示硬件結(jié)構(gòu)的圖。
[0034]圖7是表示CAM操作的生成流程的流程圖。
[0035]圖8是表示顯示畫面的圖。
[0036]圖9是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式所使用的加工機(jī)械及加工方案生成的流程的流程圖。
[0037]圖10 (a)、(b)是表示加工區(qū)域生成流程的圖。
[0038]圖11 (a)、(b)是利用Y-Z平面的剖視圖說(shuō)明5面體的生成處理的圖。
[0039]圖12是用于說(shuō)明6面體加工區(qū)域的生成流程的說(shuō)明圖。
[0040]圖13是用于說(shuō)明5面體加工區(qū)域的生成流程的說(shuō)明圖。
[0041]圖14是用于說(shuō)明帶有厚度的凸形狀和產(chǎn)品形狀的關(guān)聯(lián)的說(shuō)明圖。
[0042]圖15是表示刀具軸角度計(jì)算部的角度生成流程的流程圖。
[0043]圖16是表示加工區(qū)域組合檢索部的檢索流程的流程圖。
[0044]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0045]100 =CAM裝置，101 =CAM操作生成構(gòu)件，102:存儲(chǔ)構(gòu)件，103:輸入構(gòu)件，104:輸出構(gòu)件，105:加工區(qū)域計(jì)算部，106:刀具軸角度計(jì)算部，107:刀具路徑生成部，108:加工模擬部，109:加工時(shí)間計(jì)算部，110:加工區(qū)域組合檢索部，111:加工順序計(jì)算部，112:加工條件數(shù)據(jù)，113:刀具條件數(shù)據(jù)，114:產(chǎn)品CAD模型，115:坯料CAD模型
【具體實(shí)施方式】
[0046]以下，使用【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的一實(shí)施方式。
[0047]圖1是表示CAM裝置100的各種數(shù)據(jù)及各處理部的結(jié)構(gòu)的概要圖。如圖所示，CAM裝置100具有:CAM操作生成構(gòu)件101、存儲(chǔ)構(gòu)件102、輸入構(gòu)件103和輸出構(gòu)件104。CAM操作生成構(gòu)件101具有:加工區(qū)域計(jì)算部105、刀具軸角度計(jì)算部106、刀具路徑生成部107、加工模擬部108、加工時(shí)間計(jì)算部109、加工區(qū)域組合檢索部110和加工順序計(jì)算部111。存儲(chǔ)構(gòu)件102具有:加工條件數(shù)據(jù)112、刀具條件數(shù)據(jù)113、產(chǎn)品CAD模型114和坯料CAD模型115。
[0048]此外，本發(fā)明的一實(shí)施方式是對(duì)市面上銷售的CAM裝置進(jìn)行自定義而實(shí)現(xiàn)的，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而附加的構(gòu)件是=CAM操作生成構(gòu)件101的加工區(qū)域計(jì)算部105、刀具軸角度計(jì)算部106、加工時(shí)間計(jì)算部109、加工區(qū)域組合檢索部110和加工順序計(jì)算部111，因此通過(guò)流程圖及說(shuō)明圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0049]其他的存儲(chǔ)構(gòu)件102、輸入構(gòu)件103、輸出構(gòu)件104、刀具路徑生成部107、加工模擬部108和存儲(chǔ)構(gòu)件102使用市面上銷售的CAM裝置的功能。另外，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)構(gòu)件102中的加工條件數(shù)據(jù)112、刀具條件數(shù)據(jù)113、產(chǎn)品CAD模型114和坯料CAD模型115是利用市面上銷售的CAM裝置的功能生成的數(shù)據(jù)。另外，產(chǎn)品CAD模型114、坯料CAD模型115也可以通過(guò)市面上銷售的CAD裝置或CAM裝置的任意一方生成。[0050]在加工條件數(shù)據(jù)112中存儲(chǔ)有對(duì)刀具的各種移動(dòng)速度、轉(zhuǎn)速及刀具種類進(jìn)行確定的加工條件數(shù)據(jù)。加工條件數(shù)據(jù)例如存儲(chǔ)圖2所示的加工條件表格112。如圖所示，加工條件表格112具有:加工條件序號(hào)欄112b、刀具序號(hào)欄112c、轉(zhuǎn)速欄112d、進(jìn)給速度欄112e、每齒進(jìn)給量欄112f、切削速度欄112g、軸向切深欄112h和徑向切深欄112i。
[0051]加工條件序號(hào)欄112b是識(shí)別加工條件的序號(hào)，是按順序獨(dú)立地分配的序號(hào)。通過(guò)指定加工條件序號(hào)，能夠抽出由刀具、刀具的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、每齒進(jìn)給量、切削速度、軸向切深、徑向切深的值構(gòu)成的加工條件。
[0052]刀具序號(hào)欄112c是識(shí)別所使用的刀具的序號(hào)，使用由后述的刀具數(shù)據(jù)設(shè)定的刀
具序號(hào)。
[0053]轉(zhuǎn)速欄112d存儲(chǔ)如下信息:在由加工條件序號(hào)欄112b確定的條件下對(duì)由刀具序號(hào)欄112c確定的刀具的轉(zhuǎn)速進(jìn)行確定。進(jìn)給速度欄112e存儲(chǔ)如下信息:在由加工條件序號(hào)欄112b確定的條件下對(duì)刀具的進(jìn)給速度進(jìn)行確定。每齒進(jìn)給量欄112f存儲(chǔ)在由加工條件序號(hào)欄112b確定的條件下、刀具的每一齒的進(jìn)給量的信息。切削速度欄112g存儲(chǔ)如下信息:在由加工條件序號(hào)欄112b確定的條件下對(duì)刀具的切削速度進(jìn)行確定。軸向切深欄112h存儲(chǔ)如下信息:在由加工條件序號(hào)欄112b確定的條件下對(duì)刀具的軸向切深進(jìn)行確定。徑向切深欄112i存儲(chǔ)如下信息:在由加工條件序號(hào)欄112b確定的條件下對(duì)徑向切深進(jìn)行確定。
[0054]返回圖1，對(duì)存儲(chǔ)構(gòu)件102的刀具條件表格113進(jìn)行說(shuō)明。
[0055]在刀具條件數(shù)據(jù)113中存儲(chǔ)有刀具的形狀、安裝方法等的刀具形狀數(shù)據(jù)。例如，存儲(chǔ)圖3所的刀具條件表格113。如圖所不，刀具條件表格113具有:刀具序號(hào)欄113b、直徑欄113c、下側(cè)的半徑欄113d、刀具長(zhǎng)度欄113e、刀架直徑欄113f和刀架長(zhǎng)度欄113g。
[0056]刀具序號(hào)欄113b是識(shí)別刀具的序號(hào)，是按順序獨(dú)立地分配的序號(hào)。該刀具序號(hào)是圖2的加工條件表格112a中的刀具序號(hào)欄112c中記載的序號(hào)。
[0057]直徑欄113c存儲(chǔ)如下信息:在由刀具序號(hào)欄113b確定的條件下對(duì)刀具的直徑進(jìn)行確定。下側(cè)的半徑欄113d存儲(chǔ)如下信息:在由刀具序號(hào)欄113b確定的條件下對(duì)刀具的下側(cè)的半徑進(jìn)行確定。刀具長(zhǎng)度欄113e存儲(chǔ)如下信息:在由刀具序號(hào)欄113b確定的條件下對(duì)刀具的長(zhǎng)度進(jìn)行確定。刀架直徑欄113f存儲(chǔ)如下信息:在由刀具序號(hào)欄113b確定的條件下對(duì)刀架的直徑進(jìn)行確定。刀架長(zhǎng)度欄113g存儲(chǔ)如下信息:在由刀具序號(hào)欄113b確定的條件下對(duì)刀架的長(zhǎng)度進(jìn)行確定。
[0058]返回圖1，關(guān)于圖1所不的存儲(chǔ)構(gòu)件102的廣品CAD I旲型114,使用圖4進(jìn)行說(shuō)明。
[0059]如圖4(a)的產(chǎn)品CAD模型所示，產(chǎn)品CAD模型114存儲(chǔ)每個(gè)產(chǎn)品的加工形狀。例如，存儲(chǔ)圖4 Ca)所示的產(chǎn)品形狀CAD模型114a的形狀數(shù)據(jù)。
[0060]如圖4 (b)的面結(jié)構(gòu)所示，CAD模型114a以排列4個(gè)曲面數(shù)據(jù)的形式描述。4個(gè)曲面為了能夠通過(guò)名字進(jìn)行識(shí)別而被附加了屬性。一個(gè)曲面被稱為B樣條曲面，通過(guò)以網(wǎng)格狀排列的點(diǎn)群描述的數(shù)據(jù)、以及面周圍的曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。另外，在各面上具有對(duì)表示表里方向的法線方向進(jìn)行描述的標(biāo)記、以及面的周圍的4個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)值的數(shù)據(jù)。虛線的箭頭是指在紙面的里側(cè)具有法線方向。另外，在各面上，根據(jù)需要標(biāo)記名稱(名稱I?名稱4)。
[0061]返回圖1，關(guān)于存儲(chǔ)構(gòu)件102的坯料CAD模型115，使用圖5進(jìn)行說(shuō)明。[0062]如圖5(a)的坯料CAD模型所示，坯料CAD模型115存儲(chǔ)每個(gè)產(chǎn)品的坯料形狀。例如，存儲(chǔ)圖5 (a)所示的坯料CAD模型115a。
[0063]如圖5(b)所示，坯料CAD模型115a利用長(zhǎng)方體的立體數(shù)據(jù)被描述。該數(shù)據(jù)是縱、橫、高度、長(zhǎng)方體原點(diǎn)、長(zhǎng)方體的坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)，如圖5 (b)的面結(jié)構(gòu)所示，利用8個(gè)端點(diǎn)、6個(gè)平面數(shù)據(jù)描述，在該平面數(shù)據(jù)中具有與對(duì)表示表里方向的法線方向進(jìn)行描述的標(biāo)記相關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0064]此外，在市面上銷售的CAD及CAM軟件中，除了圖4及圖5以外，還存儲(chǔ)有對(duì)各面的曲線進(jìn)行描述的數(shù)據(jù)、用于識(shí)別的連貫序號(hào)、能夠任意地賦予的屬性數(shù)據(jù)、用于效率良好地進(jìn)行內(nèi)部處理的各種數(shù)據(jù)。
[0065]以上記載的CAM裝置100能夠通過(guò)例如圖6所示的計(jì)算機(jī)600的概要圖所示那樣的通常的計(jì)算機(jī)600來(lái)實(shí)現(xiàn),該計(jì)算機(jī)600具有:CPU (Central Processing Unit:中央處理器)601 ;存儲(chǔ)器602 ；HDD (Hard Disk Drive:硬盤驅(qū)動(dòng)器)等外部存儲(chǔ)裝置603 ;對(duì)⑶(Compact Disk:光盤)、DVD (Digital Versatile Disk:數(shù)字多用途光盤)等具有便攜性的存儲(chǔ)介質(zhì)604進(jìn)行信息讀寫的讀取裝置608 ;鍵盤或鼠標(biāo)等輸入裝置606 ;顯示器等輸出裝置607 ;用于與通信網(wǎng)絡(luò)連接的NIC (Network Interface Card:網(wǎng)絡(luò)接口卡)等通信裝置605。另外，還能夠?qū)⑴c圖1所示的各處理部對(duì)應(yīng)的程序存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)能夠讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，將該程序讀入存儲(chǔ)器來(lái)執(zhí)行本發(fā)明的產(chǎn)品形狀加工方法。
[0066](處理的說(shuō)明)
[0067]圖7是表示使用了圖1所示的CAM裝置100的CAM操作的生成處理的流程圖。以下，參照?qǐng)D1及圖7說(shuō)明CAM操作的處理。
[0068]首先，使用作為CAM裝置100的基礎(chǔ)的市面上銷售的CAM裝置中安裝的功能，生成產(chǎn)品CAD模型114、坯料CAD模型115、加工條件數(shù)據(jù)112、刀具條件數(shù)據(jù)113，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置102中。此外，產(chǎn)品CAD模型114、坯料CAD模型115也可以由CAM裝置讀入利用市面上銷售的CAD裝置生成的數(shù)據(jù)，也可以利用市面上銷售的CAM裝置中安裝的功能來(lái)生成。
[0069]接著，從輸入部103輸入信息讀入指令，從存儲(chǔ)構(gòu)件102取出加工條件數(shù)據(jù)112、刀具條件數(shù)據(jù)113、產(chǎn)品CAD模型114、坯料CAD模型115 (SlO)0
[0070]接著，通過(guò)加工區(qū)域計(jì)算部105生成加工區(qū)域方案(S11)。此外，該步驟Sll的詳細(xì)情況使用圖9另外說(shuō)明。
[0071]接著，對(duì)于生成的加工區(qū)域方案，通過(guò)刀具軸角度計(jì)算部106設(shè)定相對(duì)于加工區(qū)域的刀具軸(S12)。此外，該步驟S12的詳細(xì)情況使用圖15另外說(shuō)明。
[0072]接著，通過(guò)刀具路徑生成部107生成相對(duì)于加工區(qū)域的刀具路徑，由加工時(shí)間計(jì)算部109根據(jù)刀具路徑的長(zhǎng)度和刀具的進(jìn)給速度計(jì)算加工時(shí)間(S13)。
[0073]接著，使用生成的加工區(qū)域和加工時(shí)間，由加工區(qū)域組合檢索部110對(duì)總加工時(shí)間最短的加工區(qū)域的組合進(jìn)行計(jì)算(S14)。此外，該步驟S14的詳細(xì)情況使用圖16另外說(shuō)明。
[0074]接著，由加工順序計(jì)算部111針對(duì)加工區(qū)域組合，決定加工操作的順序。在本處理中，例如，基于加工區(qū)域的坐標(biāo)信息，以滿足在加工區(qū)域間從存在于坯料形狀側(cè)的坐標(biāo)的加工區(qū)域進(jìn)行加工這樣的制約的方式?jīng)Q定順序(S15)。
[0075]最后，通過(guò)輸出構(gòu)件104輸出所生成的加工操作的信息(S16)。[0076]圖8是表示通過(guò)輸出構(gòu)件104輸出的顯示畫面的一例的概要圖。如圖所示，CAM操作顯示畫面105a具有CAM操作顯示畫面105b和模型顯示畫面105c。CAM操作顯示畫面105b顯示所生成的加工操作的結(jié)果。如圖所示，顯示所生成的加工操作的順序、操作名、刀具、加工時(shí)間。模型顯示畫面105c顯示產(chǎn)品模型和所生成的加工區(qū)域的結(jié)果。如圖所示，在顯示畫面105c中，如圖8所示強(qiáng)調(diào)顯示在CAM操作顯示畫面中已選擇的加工操作的加工區(qū)域，從而能夠容易地理解當(dāng)前的CAM操作將哪個(gè)加工區(qū)域作為對(duì)象。
[0077](加工區(qū)域方案的生成)
[0078]圖9是表示圖7的步驟Sll中的加工區(qū)域生成的處理的一實(shí)施例的流程圖。
[0079]加工區(qū)域計(jì)算部105首先取得產(chǎn)品形狀、坯料形狀的信息(S20)。在此，該信息是構(gòu)成產(chǎn)品形狀或坯料形狀的CAD模型的面信息、線信息，更具體來(lái)說(shuō)，例如，面由B-樣條曲面(B-Spline surface)形式構(gòu)成,線由B-條樣曲線形式構(gòu)成。B-樣條曲面或曲線為了構(gòu)成面或線而由被稱為控制點(diǎn)的點(diǎn)序列的集合構(gòu)成。
[0080]接著，從坯料形狀生成產(chǎn)品包含形狀、帶有厚度的凸形狀(S21)。
[0081]關(guān)于步驟S21的處理，使用圖10進(jìn)行說(shuō)明。
[0082]圖10 (a)示出了加工機(jī)械的一例和坯料的設(shè)定狀況。圖10所示的加工機(jī)械通過(guò)通信裝置605與圖6的計(jì)算機(jī)600連接。圖10 (a)的加工機(jī)械是具有直線移動(dòng)3軸(X、Y、Ζ)和旋轉(zhuǎn)2軸(Α、Β)的同時(shí)5軸控制的加工機(jī)械，坯料以與旋轉(zhuǎn)A軸平行地被夾持的方式設(shè)定，坯料沿X方向的A軸旋轉(zhuǎn)，刀具沿Y方向的B軸旋轉(zhuǎn)。
[0083]在上述結(jié)構(gòu)的加工機(jī)械中，采用利用A軸上的卡盤夾持坯料的構(gòu)造，由于A軸上的重量變大，所以通常A軸的旋轉(zhuǎn)速度比其他軸慢。另外，由于A軸、B軸是旋轉(zhuǎn)構(gòu)造，因此旋轉(zhuǎn)物容易受到來(lái)自外部的力學(xué)上的影響，其結(jié)果是，在表觀上，剛性容易變低。因此，在如粗加工那樣切削負(fù)荷變大的情況下，盡量不旋轉(zhuǎn)，這樣可以提高剛性。
[0084]根據(jù)上述情況，在圖10 (b)的加工方案的生成中，設(shè)定了 X、Y、Z這3軸在最初設(shè)定了坯料的位置進(jìn)行工作的加工方案。
[0085]回到步驟21的處理的說(shuō)明。
[0086]在步驟21中，首先對(duì)產(chǎn)品包含形狀的生成進(jìn)行說(shuō)明。
[0087]如圖10 (b)的加工方案的生成的右上部所示，首先，參照產(chǎn)品形狀的各面信息，求出X、Y、Z軸方向上的最大值、最小值。即，求出包含產(chǎn)品形狀的長(zhǎng)方體的X、Y、Z方向的大小。
[0088]接著，確定將該最大值和最小值作為頂點(diǎn)的長(zhǎng)方體，從坯料(I)切出該長(zhǎng)方體并生成產(chǎn)品包含形狀(2)。
[0089]接著，對(duì)帶有厚度的凸形狀(4)的生成進(jìn)行說(shuō)明。
[0090]該形狀是向X方向掃描產(chǎn)品形狀，與產(chǎn)品包含形狀(2)進(jìn)行積運(yùn)算而生成的。該積運(yùn)算是2個(gè)二維截面形狀(產(chǎn)品包含形狀(2)和產(chǎn)品形狀)的邏輯積運(yùn)算，向X方向掃描進(jìn)行運(yùn)算的位置的同時(shí)，取得在X方向的連續(xù)的各位置求出的邏輯運(yùn)算的結(jié)果的邏輯和，從而得到(4)的帶有厚度的凸形狀。即，該積運(yùn)算是作為將產(chǎn)品形狀從X方向投影到Y(jié)-Z平面上的圖形而得到的。向X方向掃描是因?yàn)楣潭ㄅ髁系奈恢梦挥赬軸上。例如，在具有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的情況下，還考慮在與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)垂直的方向上生成掃描形狀。像這樣生成的形狀是圖10 (b)的(3)所示的產(chǎn)品帶有厚度形狀。[0091]接著，從產(chǎn)品帶有厚度形狀(3)生成帶有厚度的凸形狀(4)。
[0092]圖11是生成帶有厚度的凸形狀(4)的處理的說(shuō)明圖。
[0093]產(chǎn)品帶有厚度形狀(3)是向X方向掃描而生成的形狀，因此，如圖11 (a)所示，從X軸方向(從紙面的表側(cè)向里側(cè)的方向)觀察時(shí)，在Y-Z平面上，截面全部一致。因此，在Y-Z平面上對(duì)處理進(jìn)行說(shuō)明。
[0094]首先，取出Y-Z平面上的產(chǎn)品包含形狀的頂點(diǎn)(圖11的黑圈標(biāo)記)，按每個(gè)該頂點(diǎn)，生成最接近產(chǎn)品形狀的位置、即具有最小距離的位置。本處理用市面上銷售的CAD及CAM的功能來(lái)說(shuō)，如圖11 (b)所示,從I點(diǎn)(一個(gè)頂點(diǎn))(黑圈標(biāo)記的點(diǎn))在面上生成垂點(diǎn)(從不位于直線上的點(diǎn)向該直線繪制的垂線與直線的交點(diǎn))、或者生成具有I點(diǎn)與面的最短距離的點(diǎn)，與上述這樣的功能相當(dāng)，因此，只要利用該功能，就能夠按每個(gè)頂點(diǎn)，確定最接近產(chǎn)品形狀的位置。即，求出將黑圈標(biāo)記的點(diǎn)作為中心的圓的圓弧與形狀相切的圓中的、半徑最小的圓，通過(guò)穿過(guò)該圓的切點(diǎn)的切線截取Y-Z平面，其結(jié)果即為(4)的帶有厚度的凸形狀。即，對(duì)于產(chǎn)品包含形狀(2)實(shí)施了上述倒角加工的結(jié)果即為帶有厚度的凸形狀(4)。然后，利用穿過(guò)該點(diǎn)且具有相對(duì)于該點(diǎn)處的截面的法線方向的平面，切斷產(chǎn)品包含形狀，生成產(chǎn)品形狀側(cè)的立體。若對(duì)4個(gè)頂點(diǎn)執(zhí)行本處理，則如圖11 (b)所示確定帶有厚度的凸形狀。
[0095]對(duì)生成帶有厚度的凸形狀(4)的其他方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0096]換言之，帶有厚度的凸形狀是根據(jù)產(chǎn)品包含形狀的X方向的厚度對(duì)由Y-Z平面上的線段圍成的圖形進(jìn)行掃描而得到的形狀。
[0097]根據(jù)上述情況，首先將產(chǎn)品形狀和產(chǎn)品包含形狀投影在Y-Z平面上，生成圖11所示的Y-Z平面上的圖形，從外側(cè)的四邊形的頂點(diǎn)，相對(duì)于內(nèi)部的曲線，求出具有最短距離的點(diǎn)。然后，生成穿過(guò)該點(diǎn)的切線，由該點(diǎn)和該切線來(lái)確定直線。然后，利用該直線切斷該四邊形，剩下對(duì)產(chǎn)品帶有厚度形狀進(jìn)行了投影而得到的曲線側(cè)的形狀。若對(duì)4頂點(diǎn)反復(fù)進(jìn)行該處理，則能夠得到凸的Y-Z平面上的圖形。若根據(jù)X方向的厚度掃描該圖形，則能夠生成帶有厚度的凸形狀。
[0098]以上，利用市面上銷售的CAD或CAM的功能進(jìn)行了說(shuō)明，但只要使二維圖形離散化成點(diǎn)群，也可以利用VOTonoi圖(泰森多邊形)(在三維的情況下，對(duì)于由與該點(diǎn)相鄰的點(diǎn)群的垂直二等分面構(gòu)成的多面形中的、體積最小的多面形的面而言，用線段將共有該體積最小的多面形的面的點(diǎn)群與該點(diǎn)之間連結(jié)而成的圖是VOTonoi圖，將共有該面的點(diǎn)群彼此連結(jié)而得到的圖是Delaunay三角網(wǎng))等求出最短點(diǎn)。但是，在該情況下，因離散化的間隔而導(dǎo)致帶有厚度的凸形狀的形狀發(fā)生變化，因此需要從加工精度確定適當(dāng)?shù)拈g隔。
[0099]通過(guò)以上論述，結(jié)束S21的說(shuō)明。
[0100]接著，返回圖9,關(guān)于S22的處理，參照?qǐng)D12的工序12a、12b的同時(shí)進(jìn)彳丁說(shuō)明。
[0101]在S22中，從坯料形狀對(duì)產(chǎn)品包含形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀A(yù)。工序12b是除去形狀A(yù)的圖。如工序12b所示，在坯料形狀的內(nèi)部生成了中空的產(chǎn)品包含形狀。
[0102]接著，返回圖9,關(guān)于S23的處理，參照?qǐng)D12的工序12c至工序12ο進(jìn)彳丁說(shuō)明。
[0103]在S23的處理中，從坯料形狀除去6面來(lái)生成用于生成產(chǎn)品包含形狀的6個(gè)6面體。在工序12c中，首先生成Z方向的值最小的6面體，接著生成I方向最小的6面體(工序12e)、Z方向最大的6面體(工序12g)、Y方向最大的6面體(工序12i)、X方向最小的6面體(工序12k)、X方向最大的6面體(工序12m)，分別進(jìn)行差分運(yùn)算，從而生成產(chǎn)品包含形狀(工序 12η (12ο))。
[0104]圖12表示6面體的加工區(qū)域的加工工序的一例，該6面體加工區(qū)域根據(jù)首先使用哪個(gè)軸的最大值或最小值、以怎樣的順序開始生成而變化。因此，6面體加工區(qū)域以能夠想到的組合數(shù)生成。
[0105]該6面體加工區(qū)域根據(jù)怎樣將坯料固定在加工機(jī)械上而存在不能加工的情況。例如，在將坯料固定在工作臺(tái)上的加工機(jī)械中，固定的面的加工不能進(jìn)行。另外，在將坯料固定在旋轉(zhuǎn)軸上的加工機(jī)械中，由于刀具或刀架與固定坯料的機(jī)構(gòu)干涉，所以存在固定的兩面的加工不能進(jìn)行或者被限制的情況。這樣的加工區(qū)域在利用圖1所示的加工模擬部208進(jìn)行了干涉校驗(yàn)時(shí)被設(shè)定成不能使用。
[0106]接著，返回圖9,關(guān)于S24的處理，參照?qǐng)D13的工序13a、13b進(jìn)彳丁說(shuō)明。
[0107]在S24中，從產(chǎn)品包含形狀，對(duì)帶有厚度的凸形狀進(jìn)行差運(yùn)算來(lái)生成除去形狀B。工序13a是除去形狀B的圖。如工序13a所示，在產(chǎn)品包含形狀的內(nèi)部生成了中空的帶有厚度的凸形狀。
[0108]通過(guò)以上論述，結(jié)束S24的說(shuō)明。
[0109]接著，返回圖9，關(guān)于S25的處理，使用圖13的工序13b至工序13i進(jìn)行說(shuō)明。
[0110]S25的處理從產(chǎn)品包含形狀除去4面來(lái)生成用于生成帶有厚度的凸形狀的5面體(由2個(gè)三角形的相對(duì)面及3個(gè)側(cè)面構(gòu)成的多面體)。在工序13b中，首先從Z方向最大且Y方向最小的邊生成5面體,接著生成Z方向最小且Y方向最小的5面體(工序13d)、Z方向最小且Y方向最大的5面體(工序13f)、Y方向最大且Z方向最大的5面體(工序13h),分別進(jìn)行差運(yùn)算，從而生成帶有厚度的凸形狀。
[0111]此外，關(guān)于5面體的生成自身，使用圖11所示的方法。
[0112]圖13示出了 5面體的加工區(qū)域的加工工序的一例，但該5面體加工區(qū)域不依賴于首先從哪個(gè)位置開始。這是因?yàn)樽罱K的形狀是凸形狀。即，這是因?yàn)榕c實(shí)施表示產(chǎn)品包含形狀的長(zhǎng)方體的倒角的情況相當(dāng)。
[0113]該5面體加工區(qū)域根據(jù)將坯料怎樣固定在加工機(jī)械上而存在不能加工的情況。例如，在將坯料固定在固定坯料的工作臺(tái)上的加工機(jī)械中，固定的面的加工不能進(jìn)行。另外，在將坯料固定在旋轉(zhuǎn)軸上的加工機(jī)械中，由于刀具或刀架與固定坯料的機(jī)構(gòu)干涉，所以存在固定的兩面的加工不能進(jìn)行或被限制的情況。這樣的加工區(qū)域利用圖1所示的加工模擬部208進(jìn)行了干涉校驗(yàn)時(shí)被設(shè)定成不能使用。
[0114]通過(guò)以上論述，結(jié)束S25的說(shuō)明。
[0115]接著，返回圖9，關(guān)于S26的處理，使用圖14進(jìn)行說(shuō)明。
[0116]S26的處理從帶有厚度的凸形狀生成用于生成產(chǎn)品形狀的最終加工區(qū)域。
[0117]在圖14中，生成表示產(chǎn)品形狀的4個(gè)面的最終加工區(qū)域。該最終加工區(qū)域考慮了每4面、2面一體、3面一體、4面一體，因此以假設(shè)的組合數(shù)準(zhǔn)備加工區(qū)域。另外，在根據(jù)坯料的固定方法而成為不能加工的情況下，在利用圖1所示的加工模擬部208進(jìn)行了干涉校驗(yàn)時(shí)被設(shè)定成不能使用。在本實(shí)施例中，如圖14所示，預(yù)先生成作為沿著(包含)產(chǎn)品形狀的多面體且由加工機(jī)械削除的部分少的帶有厚度的凸形狀，加工該帶有厚度的凸形狀來(lái)生成產(chǎn)品形狀，因此，可以縮短加工機(jī)械的加工時(shí)間。
[0118]通過(guò)以上論述，結(jié)束S26的處理。[0119]通過(guò)進(jìn)行S20至S26的處理，圖7所示的加工區(qū)域方案的生成處理(Sll)被執(zhí)行。
[0120](刀具軸的設(shè)定)
[0121]接著，對(duì)S12的刀具軸的設(shè)定進(jìn)行說(shuō)明。
[0122]圖15是表示圖7的步驟S12中的刀具軸角度的設(shè)定處理的流程圖。
[0123]首先，圖1所示的刀具軸角度計(jì)算部106在步驟S40中取出加工區(qū)域。
[0124]接著，在步驟S41中，判定加工區(qū)域是否是5面體或6面體。若判定結(jié)果為是5面體形狀或6面體形狀，則實(shí)施步驟S42，若是除此以外的形狀，則實(shí)施步驟S43。
[0125]在步驟S42中，以不與產(chǎn)品形狀干涉且在加工區(qū)域中與最大的面垂直的方式設(shè)定刀具的軸角度。
[0126]在步驟S43中，基于由圖1所示的輸入部103設(shè)定的被提供的刀具軸角度的變化步驟，設(shè)定刀具軸角度。例如，每10度地改變刀具軸角度來(lái)設(shè)定刀具軸角度。
[0127]接著，對(duì)于加工區(qū)域，通過(guò)圖1所示的刀具路徑生成部107生成刀具路徑(刀具的移動(dòng)軌跡)(S44)。在步驟S44中，基于刀具軸角度，生成刀具路徑。例如，基于由輸入部103設(shè)定的路徑的等高線加工等的路徑圖案，生成刀具路徑。此外，刀具軸角度及刀具路徑是從產(chǎn)品形狀的各部分的數(shù)據(jù)及形狀的設(shè)置位置、朝向的信息求出的。
[0128]接著，基于生成的刀具路徑，通過(guò)加工模擬部108，實(shí)施加工模擬(S45)。
[0129]接著，在步驟S46中，從步驟S45中進(jìn)行的加工模擬的結(jié)果，判定是否為剩余量(余量)滿足由輸入部103設(shè)定的被提供的剩余量基準(zhǔn)、并且不與產(chǎn)品形狀干涉且刀具路徑長(zhǎng)度最小，若是肯定的判定，則實(shí)施步驟S47，若是否定的判定，則返回步驟S43。
[0130]接著，在步驟S47中，選定所選擇的刀具軸角度，來(lái)設(shè)定與變化步驟相應(yīng)的軸角度。
[0131]接著，在步驟S48中，判定是否在全部的變化步驟中設(shè)定了軸角度，若全部被設(shè)定，則實(shí)施S49，若存在剩余的設(shè)定，則實(shí)施S43。
[0132]最后，在S49中判定是否存在剩余的加工區(qū)域，若存在剩余的加工區(qū)域，則從在S40中取出剩余的加工區(qū)域的處理開始，反復(fù)執(zhí)行。若沒(méi)有剩余的加工區(qū)域，則結(jié)束處理。
[0133]通過(guò)進(jìn)行S40至S49的處理，結(jié)束圖7所示的S12的刀具軸的設(shè)定處理。
[0134](加工時(shí)間的計(jì)算)
[0135]接著，對(duì)步驟13的加工時(shí)間的計(jì)算進(jìn)行說(shuō)明。
[0136]加工時(shí)間是刀具路徑的長(zhǎng)度乘以刀具的進(jìn)給速度而得到的時(shí)間。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，需要考慮速度的加速時(shí)間、減速時(shí)間、從NC裝置的轉(zhuǎn)送時(shí)間、加工機(jī)械的響應(yīng)速度等，但在本發(fā)明中，采用刀具路徑的長(zhǎng)度乘以刀具的進(jìn)給速度而得到的時(shí)間。因此，若需要精細(xì)的時(shí)間縮短，則也可以設(shè)置對(duì)嚴(yán)密的加工時(shí)間進(jìn)行設(shè)定的處理。
[0137](加工區(qū)域組合的檢索)
[0138]接著，對(duì)步驟S14所示的加工區(qū)域組合的檢索處理進(jìn)行說(shuō)明。
[0139]圖16是表示圖7的步驟S14中的加工區(qū)域的組合檢索處理的流程圖。
[0140]圖1所示的加工區(qū)域組合檢索部110首先生成加工區(qū)域組合的初期方案(步驟S50)。在步驟S50中，從加工時(shí)間短的加工區(qū)域開始按順序排列，從而生成填充除去形狀這樣的加工區(qū)域方案。
[0141]接著，在生成的區(qū)域組合中，將加工區(qū)域組合的區(qū)域數(shù)作為上限值，例如將根據(jù)隨機(jī)數(shù)生成的任意數(shù)量的加工區(qū)域替換成別的加工區(qū)域方案(步驟S51)。
[0142]接著，若替換的加工區(qū)域的總加工時(shí)間比當(dāng)前的組合方案短，則實(shí)施步驟S53。若總加工時(shí)間不比當(dāng)前的組合方案短，則返回步驟S51。
[0143]在步驟S53中，選定通過(guò)步驟S51替換后的加工區(qū)域方案。
[0144]接著，在步驟S54中，若減少加工時(shí)間的組合在全部的替換中都不存在，則結(jié)束處理流程，若存在減少加工時(shí)間的組合，則返回步驟S52。
[0145]通過(guò)進(jìn)行S50至S54的處理，結(jié)束圖7所示的S14的處理。
[0146](加工順序的設(shè)定)
[0147]以下，從在S14中生成的加工區(qū)域組合來(lái)設(shè)定加工順序(S15)。
[0148]最后，在S16中輸出加工順序的決定結(jié)果并結(jié)束。
[0149]圖8是如上所述輸出的加工順序的顯示例。
[0150]如上所述，圖1所示的加工區(qū)域計(jì)算部105進(jìn)行工作，從而能夠生成6面體加工區(qū)域、5面體加工區(qū)域、最終加工區(qū)域。另外，通過(guò)刀具軸角度計(jì)算部106，能夠?qū)?面體加工區(qū)域、5面體加工區(qū)域、最終加工區(qū)域設(shè)定刀具軸角度。
[0151]另外，對(duì)于6面體加工區(qū)域、5面體加工區(qū)域、最終加工區(qū)域，刀具路徑生成部107進(jìn)行工作，從而能夠生成刀具路徑，由加工模擬部108模擬該刀具路徑，從而能夠判別向加工機(jī)械的干涉、向產(chǎn)品形狀切入的情況，能夠識(shí)別進(jìn)行排除的6面體加工區(qū)域、5面體加工區(qū)域、最終加工區(qū)域。
[0152]另外，加工時(shí)間計(jì)算部109從6面體加工區(qū)域、5面體加工區(qū)域、最終加工區(qū)域的刀具路徑、加工條件數(shù)據(jù)計(jì)算加工時(shí)間，由此，加工區(qū)域檢索部130能夠抽出能以最小的加工時(shí)間進(jìn)行加工的加工區(qū)域的組合。
[0153]另外，加工順序計(jì)算部111從加工區(qū)域檢索部110所抽出的加工區(qū)域的組合，生成加工順序，并通過(guò)輸出構(gòu)件104進(jìn)行顯示，從而使得操作者能夠容易地確認(rèn)最終的加工區(qū)域。
【權(quán)利要求】
1.一種計(jì)算機(jī)輔助制造裝置，在數(shù)控?cái)?shù)據(jù)生成作業(yè)中，對(duì)加工區(qū)域設(shè)定、加工區(qū)域組合設(shè)定進(jìn)行制定，其特征在于， 具有加工區(qū)域計(jì)算構(gòu)件，所述加工區(qū)域計(jì)算構(gòu)件在生成數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的情況下，生成加工區(qū)域， 所述加工區(qū)域計(jì)算構(gòu)件構(gòu)成為: 從產(chǎn)品形狀生成包含產(chǎn)品的產(chǎn)品包含形狀、以及由產(chǎn)品形狀和移動(dòng)軌跡確定的帶有厚度的凸形狀，所述移動(dòng)軌跡根據(jù)加工機(jī)械的坯料設(shè)置方法來(lái)確定， 從坯料形狀對(duì)產(chǎn)品包含形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀A(yù)， 將除去形狀A(yù)分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的6面體加工區(qū)域， 從產(chǎn)品包含形狀對(duì)帶有厚度的凸形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀B， 將除去形狀B分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的5面體加工區(qū)域， 從構(gòu)成產(chǎn)品形狀的面生成由至少一個(gè)面構(gòu)成的最終加工區(qū)域， 生成由所述6面體加工區(qū)域、所述5面體加工區(qū)域、所述最終加工區(qū)域構(gòu)成的加工區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)輔助制造裝置，其特征在于，具有刀具軸角度計(jì)算構(gòu)件， 所述刀具軸角度計(jì)算構(gòu)件，對(duì)于所生成的6面體加工區(qū)域及5面體加工區(qū)域，以刀具不與當(dāng)前的加工形狀及加工機(jī)械干涉并且與6面體加工區(qū)域及5面體加工區(qū)域的面積最大的面垂直的方式，設(shè)定刀具軸角度，并且， 所述刀具軸角度計(jì)算構(gòu)件，對(duì)于最終加工區(qū)域，基于刀具和加工條件，來(lái)設(shè)定滿足計(jì)算機(jī)輔助制造操作者要求的剩余量基準(zhǔn)并且刀具路徑長(zhǎng)度最短的刀具軸角度。
3.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)輔助制造裝置，其特征在于，具有加工時(shí)間計(jì)算構(gòu)件， 所述加工時(shí)間計(jì)算構(gòu)件，對(duì)于6面體加工區(qū)域、5面體加工區(qū)域、最終加工區(qū)域，分配刀具和加工條件，生成刀具路徑，從所生成的刀具路徑的長(zhǎng)度和刀具的進(jìn)給速度的加工條件計(jì)算加工時(shí)間。
4.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)輔助制造裝置，其特征在于，具有加工區(qū)域組合檢索構(gòu)件，所述加工區(qū)域組合檢索構(gòu)件在6面體加工區(qū)域、5面體加工區(qū)域、最終加工區(qū)域的組合中，對(duì)加工時(shí)間最短的加工區(qū)域的組合進(jìn)行計(jì)算。
5.一種產(chǎn)品形狀加工方法，是計(jì)算機(jī)輔助制造裝置中的產(chǎn)品形狀加工方法，所述計(jì)算機(jī)輔助制造裝置與從坯料生成產(chǎn)品形狀的加工機(jī)械連接并控制由所述加工機(jī)械進(jìn)行的加工，所述產(chǎn)品形狀加工方法的特征在于， 基于所述產(chǎn)品形狀的三維方向的各自的大小，從所述坯料生成包含所述產(chǎn)品形狀的產(chǎn)品包含形狀， 基于進(jìn)行所述產(chǎn)品包含形狀和所述產(chǎn)品形狀的各自的截面形狀的邏輯積的運(yùn)算而得到的、將所述產(chǎn)品形狀向與所述截面垂直的方向進(jìn)行投影而得到的圖形，生成產(chǎn)品帶有厚度形狀， 對(duì)于所述產(chǎn)品帶有厚度形狀，進(jìn)行倒角加工而生成帶有厚度的凸形狀， 基于所述產(chǎn)品形狀和所述帶有厚度的凸形狀之間的差分運(yùn)算，求出所述加工機(jī)械的刀具相對(duì)于所述帶有厚度的凸形狀的直線移動(dòng)量及旋轉(zhuǎn)角， 基于所述求出的刀具的直 線移動(dòng)量及旋轉(zhuǎn)角，控制所述加工機(jī)械。
6.如權(quán)利要求5所述的產(chǎn)品形狀加工方法，其特征在于， 在從所述產(chǎn)品帶有厚度形狀生成所述帶有厚度的凸形狀的倒角加工中， 對(duì)于所述產(chǎn)品帶有厚度形狀的多個(gè)頂點(diǎn)的每一個(gè)， 求出以所述頂點(diǎn)為中心的圓的圓弧與所述產(chǎn)品形狀相切的圓中的、半徑最小的圓的半徑， 利用穿過(guò)所述求出的圓的切 點(diǎn)的切線，沿所述截面的法線方向切下所述截面，從而生成所述帶有厚度的凸形狀。
7.一種產(chǎn)品形狀加工方法，是計(jì)算機(jī)輔助制造裝置中的產(chǎn)品形狀加工方法，所述計(jì)算機(jī)輔助制造裝置在數(shù)控?cái)?shù)據(jù)生成作業(yè)中，對(duì)加工區(qū)域設(shè)定、加工區(qū)域組合設(shè)定進(jìn)行制定，所述產(chǎn)品形狀加工方法的特征在于， 當(dāng)在生成數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的情況下生成加工區(qū)域時(shí)， 從產(chǎn)品形狀生成包含產(chǎn)品的產(chǎn)品包含形狀、以及由產(chǎn)品形狀和移動(dòng)軌跡確定的帶有厚度的凸形狀，所述移動(dòng)軌跡根據(jù)加工機(jī)械的坯料設(shè)置方法來(lái)確定， 從坯料形狀對(duì)產(chǎn)品包含形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀A(yù)， 將除去形狀A(yù)分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的6面體加工區(qū)域， 從產(chǎn)品包含形狀對(duì)帶有厚度的凸形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀B， 將除去形狀B分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的5面體加工區(qū)域， 從構(gòu)成產(chǎn)品形狀的面生成由至少一個(gè)面構(gòu)成的最終加工區(qū)域， 生成由所述6面體加工區(qū)域、所述5面體加工區(qū)域、所述最終加工區(qū)域構(gòu)成的加工區(qū)域。
8.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)輔助制造裝置中的產(chǎn)品形狀加工方法的程序，該存儲(chǔ)介質(zhì)能夠由計(jì)算機(jī)讀取，所述計(jì)算機(jī)輔助制造裝置在數(shù)控?cái)?shù)據(jù)生成作業(yè)中，對(duì)加工區(qū)域設(shè)定、加工區(qū)域組合設(shè)定進(jìn)行制定，所述存儲(chǔ)介質(zhì)的特征在于， 在所述產(chǎn)品形狀加工方法中， 當(dāng)在生成數(shù)控?cái)?shù)據(jù)的情況下生成加工區(qū)域時(shí)， 從產(chǎn)品形狀生成包含產(chǎn)品的產(chǎn)品包含形狀、以及由產(chǎn)品形狀和移動(dòng)軌跡確定的帶有厚度的凸形狀，所述移動(dòng)軌跡根據(jù)加工機(jī)械的坯料設(shè)置方法來(lái)確定， 從坯料形狀對(duì)產(chǎn)品包含形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀A(yù)， 將除去形狀A(yù)分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的6面體加工區(qū)域， 從產(chǎn)品包含形狀對(duì)帶有厚度的凸形狀進(jìn)行差分運(yùn)算來(lái)生成除去形狀B， 將除去形狀B分割成包含至少一個(gè)局部重疊部的5面體加工區(qū)域， 從構(gòu)成產(chǎn)品形狀的面生成由至少一個(gè)面構(gòu)成的最終加工區(qū)域， 生成由所述6面體加工區(qū)域、所述5面體加工區(qū)域、所述最終加工區(qū)域構(gòu)成的加工區(qū)域。
【文檔編號(hào)】G05B19/4097GK103901818SQ201310711300
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月25日
【發(fā)明者】中野隆宏, 荒井宏, 井上麗子, 堤大輔, 五十嵐大輔, 大久保雅和 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所