JP6687582B2 - 情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明は情報処理装置に関し、特に機械干渉チェックに最適な３次元モデルを自動作成することにより、機械干渉チェックにかかる操作手数や計算量を抑制することが可能な情報処理装置に関する。

数値制御装置により制御される工作機械等によりワークを加工する場合、工具、ワーク、テーブル等を含む構造物が相対的に移動するため、構造物同士が干渉することがある。このような干渉をリアルタイムに、すなわち加工を進行させながら実行する機能として３次元干渉チェック機能がある。３次元干渉チェック機能によれば、数値制御装置は加工プログラムを先読みして、すなわち加工に先立って、３次元モデルを用いた構造物同士の干渉チェックを実行することができる。

なお、３次元干渉チェックを実行する数値制御装置は、構造物の３次元モデルを予め保持している必要がある。多くの工作機械メーカは、工作機械を設計する際に３ＤＣＡＤを利用するので、その際に作成した工作機械の３次元モデルデータを３次元干渉チェックに流用すれば便利である。

特許文献１には、３次元干渉チェックを実行する数値制御装置において、可動部の移動速度等に応じて、干渉チェックの精密さ（より具体的には干渉判定領域の形状等）を変化させる技術が開示されている。これにより、干渉チェックによって生じる処理負荷を、加工状況に応じてある程度コントロールすることができる。

特開２００７−０１８１４５号公報

特許文献１を含む従来技術では、加工に関連する全ての構造物が干渉チェックの対象となる。例えば、工作機械は非常に多数の部品等の構造物から構成されており、設計データから流用される３次元モデルデータにもこれらの構造物の３次元モデルデータが含まれている。これらの構造物の中には、互いに干渉が起きるはずがないものも含まれているが、従来はそうした構造物についても全て干渉チェックの対象となっていた。すなわち、干渉チェックにおいて無駄な処理が行われていた。

しかしながら、このような本来干渉チェックを必要としない構造物を干渉チェックの対象から除外する技術は、これまで提供されていなかった。なお、設計データを流用することなく、干渉チェック専用に３次元モデルデータを一から作成すれば、干渉チェック処理における無駄はある程度抑制できる可能性がある。しかし、干渉チェック専用の３次元モデルデータをスクラッチで作成すること自体が大きな手間である上に、設計用データと干渉チェック用データとを２重に管理する必要が生じ、かえってコスト上昇を招くという問題があった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、機械干渉チェックに最適な３次元モデルを作成することにより、機械干渉チェックにかかる操作手数や計算量を抑制することが可能な情報処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施の形態にかかる情報処理装置は、複数の構造物を含む機械の３次元モデルデータを、干渉チェック用途に最適化する情報処理装置であって、前記機械の可動部の可動範囲を算出する可動範囲画定部と、ユーザの操作画面に前記３次元モデルデータと前記可動範囲を表示することで前記ユーザの操作を支援し、前記ユーザの操作に基づいて前記構造物を選択するチェック対象選択部と、前記選択された構造物からなる干渉チェック用３次元モデルデータを作成するモデル作成部と、を有することを特徴とする。
本発明の他の実施の形態にかかる情報処理装置は、複数の構造物を含む機械の３次元モデルデータを、干渉チェック用途に最適化する情報処理装置であって、前記機械の可動部の可動範囲を算出する可動範囲画定部と、前記可動範囲に少なくとも一部が含まれる前記構造物を自動的に選択するチェック対象選択部と、前記選択された構造物からなる干渉チェック用３次元モデルデータを作成するモデル作成部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、機械干渉チェックに最適な３次元モデルを作成することにより、機械干渉チェックにかかる操作手数や計算量を抑制することが可能な情報処理装置を提供することが可能である。

第１実施形態による情報処理装置１００の構成を示すブロック図である。 第２実施形態による情報処理装置１００の構成を示すブロック図である。 可動範囲画定部１１０が作成する可動範囲を示す図である。 情報処理装置１００の構成を示すフローチャートである。

本発明の第１実施形態にかかる情報処理装置１００は、工作機械等の設計用の３次元モデルデータに基づいて、干渉チェック用に最適化された３次元モデルデータを生成する。これにより、干渉チェック処理の負荷を軽減することができる。

情報処理装置１００は典型的には数値制御装置であるが、これに限定されない。例えば、情報処理装置１００は数値制御装置に接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）、３次元干渉チェック機能を実行可能なＰＣ、工作機械等の設計用の３次元モデルデータを作成又は処理可能なＰＣ、又はこれらのＰＣのいずれかと通信可能に接続されたサーバコンピュータ等であっても良い。

図１は、情報処理装置１００の機能構成を示すブロック図である。情報処理装置１００は、チェック対象選択部１２０、モデル作成部１３０を有する。情報処理装置１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置、入出力装置等を有しており、記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することによって上記処理部が論理的に実現される。

チェック対象選択部１２０は、工作機械等の全ての構造物の中から、工作機械等の可動部、即ち、軸及び軸と連動して動作する構造物と干渉する可能性がある構造物を抽出する。チェック対象選択部１２０は、例えば図示しない表示装置（ユーザの操作画面）に対して工作機械等の全ての構造物を表示し、図示しないマウスやキーボード、タッチパネル等の入力装置を操作することによりユーザが選択した構造物を、工作機械等の可動部と干渉する可能性がある構造物として抽出する。

モデル作成部１３０は、チェック対象選択部１２０が選択した構造物のみからなる３次元モデルデータを作成する。換言すれば、チェック対象選択部１２０が抽出した構造物の３次元モデルデータを構成要素とする、干渉チェック処理専用の新たな３次元モデルデータを作成する。

モデル作成部１３０が作成した干渉チェック処理専用の３次元モデルデータは、公知の干渉チェック処理のために使用され得る。従来、干渉チェック処理において使用されていた３次元モデルデータには、工作機械等の設計の際に作成された多数の構造物が含まれていた。一方、本実施の形態で作成される干渉チェック処理専用の３次元モデルデータには、ユーザが選択した構造物以外の構造物、つまり、構造物同士の干渉が生じうるとユーザが判断した構造物のみが含まれている。この３次元モデルデータを干渉チェックに利用するならば、干渉が生じ得ない構造物は干渉チェックの対象から除外され、従来あった無駄な処理が発生しない。

次に、本発明の第２実施形態にかかる情報処理装置について説明する。本実施形態にかかる情報処理装置１００は、工作機械等の設計用の３次元モデルデータと、情報処理装置１００が予め保持している軸移動範囲等の情報と、に基づいて、干渉チェック用に最適化された３次元モデルデータを手動乃至自動的に生成する。これにより、干渉チェック用の３次元モデルの生成にかかる手間と、干渉チェック処理の負荷とを軽減することができる。

図２は、情報処理装置１００の機能構成を示すブロック図である。情報処理装置１００は、可動範囲画定部１１０、チェック対象選択部１２０、モデル作成部１３０を有する。情報処理装置１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置、入出力装置等を有しており、記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することによって上記処理部が論理的に実現される。

可動範囲画定部１１０は、工作機械等の可動部、すなわち軸及び軸と連動して動作する構造物の可動範囲を計算により特定する。この計算には、工作機械等の設計時の３次元モデルデータと、情報処理装置１００がパラメータとして保持している軸移動量（ＯＴ：オーバートラベル）、原点座標等のデータとが用いられる。すなわち、可動部の３次元モデルデータを、原点座標から軸移動方向へ軸移動量だけ移動させると、その軌跡である押し出し図形を定義することができる。可動範囲画定部１１０は、全ての可動部についてこのような押し出し図形を作成し、作成された全ての押し出し図形の和をとることで、可動範囲を定義することができる。

チェック対象選択部１２０は、可動範囲画定部１１０が確定した可動範囲に基づいて、工作機械等の全ての構造物の中から干渉する可能性がある構造物を抽出する。チェック対象選択部１２０の例としては、図３に示すように、図示しない表示装置（ユーザの操作画面）に対して工作機械等の全ての構造物と、可動範囲画定部１１０が特定した該工作機械等の可動部の可動範囲とを表示し、表示された可動範囲を参照しながら図示しないマウスやキーボード、タッチパネル等の入力装置を操作することによりユーザが選択した構造物を、工作機械等の可動部と干渉する可能性がある構造物として抽出するようにしても良い（手動的抽出）。また、チェック対象選択部１２０の別の例としては、工作機械等の設計時の３次元モデルデータと可動範囲画定部１１０が特定した該工作機械等の可動部の可動範囲とに基づいて、工作機械等の構造物と可動範囲との間に重複部分が生じる構造物を特定し、特定した該構造物を工作機械等の可動部と干渉する可能性がある構造物として抽出するようにしても良い（自動的抽出）。なお、この自動的抽出（干渉チェック）は公知技術を用いて実行可能であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

モデル作成部１３０は、第１実施形態と同様にチェック対象選択部１２０が選択した構造物のみからなる３次元モデルデータを作成する。

本実施形態のチェック対象選択部１２０によりユーザによる干渉する可能性がある構造物の手動的抽出を支援する場合には、ユーザが構造物同士の干渉が生じうると判断した構造物を選択する際に、可動範囲画定部１１０が特定した該工作機械等の可動部の可動範囲を参考とすることができるため、ユーザは干渉が生じえると判断される構造物の選択を容易に行うことができる。また、本実施形態のチェック対象選択部１２０により干渉する可能性がある構造物の自動的抽出を行う場合には、工作機械等の設計時に作成された既存の３次元モデルデータを用いて、ユーザの手を煩わせることなく干渉チェックに最適化された３次元モデルデータを生成することができる。

図４のフローチャートを用いて、情報処理装置１００の３次元モデル作成処理（干渉する可能性がある構造物の自動的抽出する場合）についてより詳細に説明する。

Ｓ０：チェック対象選択部１２０は、図示しない記憶領域等から、工作機械等の３次元モデルデータ（典型的には、工作機械等の設計時に作成されたもの）を読み込む。

Ｓ１：可動範囲画定部１１０は、工作機械等の可動部、すなわち軸及び軸と連動して動作する構造物の可動範囲を示す３次元形状を作成する。

Ｓ２：チェック対象選択部１２０は、Ｓ０で読み込んだ３次元モデルデータの構成要素（部品等の構造物の３次元モデルデータ）を１つずつ読み込む。

Ｓ３：チェック対象選択部１２０は、Ｓ２で読み込んだ構成要素の３次元モデルデータと、Ｓ１で作成された可動範囲の３次元形状と、が干渉するか否かをチェックする。換言すれば、構成要素の一部又は全部が、可動範囲内に含まれているか否かをチェックする。含まれている場合はＳ４に遷移する。含まれていない場合はＳ５に遷移する。

Ｓ４：チェック対象選択部１２０は、Ｓ２で読み込んだ構成要素を、干渉チェックの対象として選択する。

Ｓ５：全ての構成要素についてＳ３のチェックが完了したならば、モデル作成部１３０は、Ｓ４において干渉チェックの対象として選択された構成要素のみを構成要素とする、新たな３次元モデルデータを作成する。これにより、干渉チェック処理に最適化された３次元モデルデータが完成する。

本発明の各実施形態によれば、情報処理装置１００は、干渉が生じる可能性がある構造物のみを含む３次元モデルデータ、すなわち干渉チェックに最適化された３次元モデルデータを生成することができる。つまり、情報処理装置１００は、手動的乃至自動的に干渉チェックの対象そのものを選別する。かかる処理を干渉チェックを実行する前に実施しておくことによって、干渉チェック処理における処理負荷を抑制することが可能となる。

また、情報処理装置１００は、工作機械等の設計時に作成された既存の３次元モデルデータを用いて、干渉チェックに最適化された３次元モデルデータを生成することができる。これにより、ユーザが自ら新たな３次元モデルデータを作成するなどの手数が必要なく、簡便かつ効率的な干渉チェックが実現できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態又は実施例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

１００ 情報処理装置
１１０ 可動範囲画定部
１２０ チェック対象選択部
１３０ モデル作成部

Claims (3)

1. 複数の構造物を含む機械の３次元モデルデータから、操作手数を抑制して干渉チェック時の計算量を抑制する干渉チェック用途の３次元モデルデータを作成するための情報処理装置であって、
   前記機械の可動部の可動範囲を算出する可動範囲画定部と、
   ユーザの操作画面に前記３次元モデルデータと前記可動範囲を表示することで前記ユーザの操作を支援し、前記ユーザの操作に基づいて前記構造物を選択するチェック対象選択部と、
   前記選択された構造物からなる干渉チェック用３次元モデルデータを作成するモデル作成部と、を有することを特徴とする
   情報処理装置。
2. 複数の構造物を含む機械の３次元モデルデータから、操作手数を抑制して干渉チェック時の計算量を抑制する干渉チェック用途の３次元モデルデータを作成するための情報処理装置であって、
   前記機械の可動部の可動範囲を算出する可動範囲画定部と、
   前記可動範囲に少なくとも一部が含まれる前記構造物を自動的に選択するチェック対象選択部と、
   前記選択された構造物からなる干渉チェック用３次元モデルデータを作成するモデル作成部と、を有することを特徴とする
   情報処理装置。
3. 前記可動範囲画定部は、前記可動部を構成する前記構造物の３次元モデルデータと、軸移動量と、に基づいて前記可動範囲を算出することを特徴とする
   請求項１または２記載の情報処理装置。