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JP3347964B2 - 自動プログラミング装置および方法 - Google Patents

自動プログラミング装置および方法

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JP3347964B2
JP3347964B2 JP00665597A JP665597A JP3347964B2 JP 3347964 B2 JP3347964 B2 JP 3347964B2 JP 00665597 A JP00665597 A JP 00665597A JP 665597 A JP665597 A JP 665597A JP 3347964 B2 JP3347964 B2 JP 3347964B2
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processing unit
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健二 入口
清敬 加藤
晋 松原
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Mitsubishi Electric Corp
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    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4093Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine
    • G05B19/40937Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine concerning programming of machining or material parameters, pocket machining
    • GPHYSICS
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B2219/36296Order, select, determine, change machining sequence, order
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、NC加工機を制御
するための自動プログラミング装置および方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、自動プログラミング装置として
は、オペレータが図面を基に例えば、APT(Automeca
lly Programmed Tools)やEXAPT(Extended Subse
t APT)などの言語や対話入力で、二次元の輪郭図形
と加工深さとでポケット加工を定義したりなど、主に二
次元での図形要素の入力と加工属性の入力により部分的
な加工を定義し、定義した部分的な加工の順番を与える
ことにより加工プログラムを作成するものであった。ま
た、作成された加工プログラムを確認するために加工プ
ログラムからNC加工機へのNCデータを生成し表示さ
せたり、生成したNCデータを加工シミュレーション装
置に入力して加工の様子を確認する方法が知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の自動プログラミ
ング装置では、複雑な形状の加工や5面加工などの多方
向からの加工などを定義する場合において、部分的な加
工を二次元での図形要素と加工属性とで定義することに
手間がかかった。また作成した加工プログラムのチェッ
クには、加工プログラムからNCデータを生成して加工
シミュレーションを行う必要があり、加工プログラムの
チェックに時間がかかり、試行錯誤によりプログラムを
作成するときの入力が煩わしかった。この発明は上記の
ような問題点を解決するためになされたものであり、複
雑な加工の場合でも容易に加工プログラムを作成でき、
さらに、試行錯誤による正しいプログラムの作成を迅速
に行うことができる自動プログラミング装置および方法
を得ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる自動プロ
グラミング装置は、素材形状を定義する素材形状定義部
と、加工領域およびこれを加工するための加工属性の情
報を統合した加工単位をいくつか予め用意しておく加工
単位準備部と、用意しておいた加工単位の中から指定さ
れたものを選択し、加工領域の配置および大きさを指定
して実行用の加工単位を定義する加工単位定義部と、素
材形状から上記定義された加工単位の加工領域形状を除
去することにより加工後の素材形状を生成する加工後素
材形状生成部と、定義された加工単位に加工の順番を設
定する加工順番設定部と、順番が設定された加工単位を
基にNCデータを生成するNCデータ生成部とを有する
ものである。
【0005】さらに、加工単位準備部に用意した複数の
加工単位に、加工単位定義部で加工の順番を付けてまと
めて新たな加工単位を定義し、加工単位準備部に用意し
ておくようにしたものである。また、加工単位定義部
が、定義した加工単位の加工領域および加工属性の変更
を行うことができるものである。さらに、定義された任
意の加工単位について加工シミュレーションを行う加工
シミュレーション部を有するものである。
【0006】また、本発明に係わる自動プログラミング
方法は、素材形状を定義する第1のステップと、加工領
域および加工属性の情報を統合してなる予め用意された
いくつかの加工単位の中から指定されたものを選択し、
加工領域の配置および大きさを指定して実行用の加工単
位を定義する第2のステップと、素材形状から上記定義
された加工単位の加工領域形状を除去することにより、
加工後の素材形状を生成する第3のステップと、定義さ
れた加工単位の加工の順番を設定する第4のステップ
と、順番が設定された加工単位を基にNCデータを生成
する第5のステップと、定義された任意の加工単位につ
いて加工シミュレーションを行う第6のステップとを有
し、定義された加工単位の追加および削除と、定義され
た加工単位の加工領域および加工属性情報の変更とが第
2のステップにおいて可能としたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態にお
ける自動プログラミング装置の構成を示すブロック図で
ある。図において、1はオペレータからの入力を受け付
けて各機能部分に伝達し、また各機能部分からの出力を
画面上に表示する操作・表示部、8は予め用意してある
三次元ソリッドモデルで表されたいくつかの素材形状を
格納する準備素材形状データベース、2は準備素材形状
データベース8からオペレータにより指定された素材形
状データを取り出し、オペレータから指示された寸法に
変形して定義し、素材形状データベース10へ格納する
素材形状定義部、9は加工単位準備部としての準備加工
単位データベースであり、三次元ソリッドモデルで表さ
れた加工領域、およびこの加工領域を加工するための加
工方法、工具情報などの加工属性の情報を統合した加工
単位を予めいくつか用意して格納している。
【0008】図2は加工単位の構造を示し、図2(a)
にその内容のデータ構造を示す。加工単位は大きくは加
工領域と加工属性の二つの情報からなり、加工領域は加
工単位の定義する加工により除去される領域であり、三
次元のソリッドモデルの形状データである。加工属性は
穴加工、溝加工、ポケット加工などの加工の種類や、仕
上げ代、使用工具など加工に関する属性情報である。図
3は加工単位の例を示しており、図3(a)は座付き
穴、(b)はポケット加工の加工単位を示している。
【0009】図1の3は加工単位定義部としての加工単
位定義・編集部であり、準備加工単位データベース9か
らオペレータにより指定された加工単位を選択して取り
出し、素材形状データベース10にある素材形状を土台
にしてオペレータから指示された配置、大きさにこの加
工単位の加工領域形状を変形し、これを実行用の加工単
位として加工単位データベース11へ格納する。また、
加工単位データベース11に格納されている加工単位の
削除、加工領域の配置や大きさの変更、および加工属性
の変更を行うことができる。
【0010】さらに、図2(b)に示すようにいくつか
の加工単位をまとめて一つの加工単位を定義することも
できる。すなわち、準備加工単位データベース9に用意
した複数の加工単位に、オペレータの指定により、加工
単位定義・編集部3で加工の順番を付けてまとめて新た
な加工単位を定義し、この新たな加工単位を加工単位の
一つとして準備加工単位データベース9に用意してお
く。
【0011】図1の4は素材形状データベース10に格
納されている素材形状から加工単位データベース11に
格納されている全ての加工単位の加工領域形状を集合演
算により除去した加工後素材形状を生成し、素材形状デ
ータベース10に加工後素材形状として格納する加工後
素材形状生成部、5は加工単位データベース11に格納
されている加工単位の格納順番をオペレータの指示によ
り変更して設定する加工順番設定部であり、格納順番に
したがって加工が行われるようになっている。
【0012】6はNCデータ生成部としての工具経路・
NCデータ生成部であり、次に述べる工具経路表示・加
工シミュレーション部7からの要求により加工単位デー
タベース11から順番に加工単位を取り出してそれを基
に工具経路およびNCデータを生成し、生成したものを
工具経路・NCデータデータベース12に格納する。7
は加工シミュレーション部としての工具経路表示・加工
シミュレーション部であり、工具経路・NCデータデー
タベース12から工具経路およびNCデータを取り出
し、取り出した工具経路を表示したり、取り出したNC
データを基に加工シミュレーションを行って表示したり
する。
【0013】次に動作について説明する。図4は、図1
に示す自動プログラミング装置における加工プログラム
である加工単位の作成の流れである。図4のステップ1
3では、素材形状定義部2により加工単位の加工領域を
定義する際の土台となる三次元ソリッドモデルの素材形
状を定義する。ステップ14では、新たに加工単位の設
定や追加をするかをチェックしており、設定、追加する
場合は加工単位定義・編集部3によりステップ20の加
工単位設定追加処理を行う。これを繰り返して必要な分
の加工単位を全て設定する。
【0014】ステップ20の加工単位設定追加処理の流
れを図5に示す。ステップ26では、予め用意されてい
る加工単位のなかからオペレータに指定されたものを選
択し、その加工単位(加工領域および加工属性)の複製
を生成する。ステップ27では、上記生成した加工単位
に含まれる加工領域形状の配置・大きさを、素材形状を
土台に指定する。図6はこの例であり、自動プログラミ
ング装置の画面の様子を示している。RU0〜RU3は、
あらかじめ用意されている加工単位U0〜U3(図示せ
ず)の加工領域であり、Wは素材形状である。図6
(a)は素材形状Wが定義された様子、図6(b)は、
加工単位U0が選択され、その複製CU0(図示せず)の
加工領域RCU0の素材形状Wに対する配置、大きさが
指定された様子である。加工領域RCU0の面F0と素材
形状Wの面FWとが重なり合うようにRCU0の配置が
指定されている。
【0015】図5のステップ28では、加工領域の配
置、大きさの指定により定義された加工単位を加工単位
データベース11に格納する。ステップ29では加工後
素材形状生成部4により、素材形状から加工単位データ
ベース11に格納されている全ての加工単位の加工領域
を除去した加工後素材形状を、ソリッドモデルの集合演
算により生成し、素材形状データベース10へ格納す
る。図7は加工後素材形状を生成したときの自動プログ
ラミング装置の画面の例である。図7(a)は、図6
(b)で素材形状Wに対し配置、大きさの指定された加
工領域RCU0を素材形状Wから除去した様子であり、
図7(b)は、素材形状Wからさらに四つの加工領域を
除去した様子である。以上がステップ20の加工単位設
定追加処理である。
【0016】図4のステップ15では、加工単位データ
ベース11に格納されている加工単位に含まれる加工領
域の配置、大きさを変更するかをチェックしている。加
工領域を変更する場合は加工単位定義・編集部3によ
り、ステップ21の加工領域変更処理を行う。ステップ
21の加工領域変更処理の流れを図8に示す。図8のス
テップ30では、加工単位データベース11に格納され
ている加工単位の中から加工領域の変更が指定されたも
のを選択する。図9(a)はこの例を示しておりRCU
0が選択された加工単位CU0(図示せず)の加工領域で
ある。図8のステップ31では、選択された加工単位の
加工領域の配置、大きさをオペレータの指示により変更
する。図9(b)は、図9(a)で選択された加工単位
CU0の加工領域RCU0の配置、大きさが変更された様
子である。図8ステップ32では、加工領域の変更に伴
い加工後素材形状を図5のステップ29と同様に生成
し、格納する。図10は、図9(b)の加工領域の変更
の指定の後に加工後素材形状を生成した様子を示す。以
上がステップ21の加工領域変更処理である。
【0017】図4のステップ16では、加工単位データ
ベース11に格納されている加工単位を削除するかをチ
ェックしており、削除する場合は加工単位定義・編集部
3により、ステップ22の加工単位削除処理を行う。ス
テップ22の加工単位削除処理の流れを図11に示す。
図11のステップ33では、加工単位データベース11
から削除する加工単位をオペレータが選択する。ステッ
プ34では、選択された加工単位を加工単位データベー
ス11から削除する。ステップ35では、加工単位の削
除に伴い加工後素材形状を図5のステップ29と同様に
生成し、格納する。図12は、加工単位削除処理の例を
示しており、図12(a)は加工領域RCU0を持つ加
工単位CU0(図示せず)が選択された様子であり、図
12(b)は、加工単位CU0が削除された後の加工後
素材形状の様子である。以上がステップ22の加工単位
削除処理である。
【0018】図4のステップ17では、加工単位データ
ベース11に格納されている加工単位の加工属性を変更
するかをチェックしており、加工属性を変更する場合は
加工単位定義・編集部3により、ステップ23の加工属
性変更処理を行う。ステップ23の加工属性変更処理の
流れを図13に示す。図13のステップ36では、加工
単位データベース11に格納されている加工単位の中か
らオペレータの指定したものを選択する。ステップ37
では、選択した加工単位の加工属性を表示して現在の設
定値をオペレータに示す。ステップ38では、オペレー
タが指定した加工属性の項目を指示により変更する。図
14および図15は、加工属性変更処理の例を示してお
り、図14は、加工属性を変更する加工単位CU5が選
択された様子であり、図15(a)は、選択された加工
単位の現在の加工属性の設定値を表示した様子である。
図15(b)は、図15(a)の状態から加工属性の設
定値を変更したものである。以上がステップ23の加工
属性変更処理である。
【0019】図4のステップ18では、加工単位データ
ベース11に格納されている加工単位の格納順番を変更
するかをチェックしており、変更する場合は加工順番設
定部5により、ステップ24の加工順番変更処理を行
う。加工単位データベース11の加工単位の格納順番
は、工具経路およびNCデータを生成する場合に基とな
る加工単位の順番であり、加工の順番でもある。ステッ
プ24の加工順番変更処理では、オペレータにより順番
を変更したい加工単位の順番が変更して設定される。
【0020】図4のステップ19では、加工単位データ
ベース11に格納された加工単位すなわち加工プログラ
ムのチェックを行うかをチェックしており、チェックを
行う場合はステップ25の工具経路表示・加工シミュレ
ーション処理を行う。ステップ25の加工シミュレーシ
ョン処理の流れを図16に示す。図16のステップ40
では、加工単位データベース11からチェックしたい加
工単位がオペレータにより選択される。ステップ41で
は、選択された加工単位を加工単位データベース11の
格納順番の早いものから取り出し、取り出した加工単位
から工具経路・NCデータ生成部6により、工具経路お
よびNCデータを生成する。
【0021】ステップ42では、工具経路を表示するか
をチェックしており、工具経路を表示する場合は工具経
路表示・加工シミュレーション部7により、ステップ4
3の工具経路表示を行う。工具経路を表示しない場合は
工具経路表示・加工シミュレーション部7により、ステ
ップ44のNCデータを基とする加工シミュレーション
を実行し表示する。図17および図18は工具経路表示
・加工シミュレーション処理の例であり、図17(a)
はチェックしたい加工単位CU4(図示せず)を選択し
た様子であり、図17(b)は選択された加工単位CU
4について生成した工具経路TP4を表示したものであ
る。図18は選択された加工単位CU4について生成し
たNCデータを基に加工シミュレーションを行い表示し
ている様子である。オペレータが、画面に表示された図
17(b)、図18のような工具経路や加工シミュレー
ション結果を参照し、不都合があれば加工単位に修正を
加える。なお、図4のステップ14〜ステップ18の流
れの順序は入れ替えてもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明の自動プログラミング装置は、加
工単位をいくつか予め用意しておく加工単位準備部と、
用意しておいた加工単位の中から指定されたものを選択
して、加工領域の配置および大きさを指定して実行用の
加工単位を定義する加工単位定義部と、加工の順番を設
定する加工順番設定部と、NCデータを生成するNCデ
ータ生成部とを有しているので、オペレータが、予め用
意してある加工単位の指定と、素材形状に対する加工領
域の配置、大きさおよび加工属性情報の入力をすること
により部分的な加工を定義でき、さらに定義した部分的
な加工の順番を指定することによりNCデータを生成で
きる。また、素材形状から加工領域形状を除去して加工
後の素材形状を生成する加工後素材形状生成部を有して
いるので、部分的な加工を定義した際の加工後の素材形
状の生成により入力した加工データのチェックを迅速に
行える。このため従来の自動プログラミング装置に比べ
て複雑な加工形状の加工や5面加工など、複雑な加工の
場合でも容易に加工プログラムを作成でき、試行錯誤に
よる正しいプログラムの作成を迅速に行うことができ
る。
【0023】さらに、複数の加工単位をまとめて新たな
加工単位として用意しておくようにすることにより、プ
ログラミングの能率が向上する。また、加工単位定義部
で、加工単位の加工領域および加工属性の変更を行うこ
とができるので、所望のプログラムを迅速に得ることが
できる。さらに、加工シミュレーションを行う加工シミ
ュレーション部を有するので、正しいプログラムを容易
に得ることができる。
【0024】また、本発明の自動プログラミング方法
は、用意された加工単位の中から指定されたものを選択
し、その加工領域の配置および大きさを指定して加工単
位を定義し、この定義した加工単位の加工順番を設定し
てその順番を基にNCデータを生成するので、オペレー
タが加工単位の指定と、加工領域の配置、大きさおよび
加工属性情報の入力と、加工の順番の指定とを行うこと
により、複雑な加工の場合でも容易に加工プログラムを
作成できる。さらに、加工後素材形状や、工具経路、加
工シミュレーション結果をチェックすることにより、試
行錯誤による正しいプログラムの作成を迅速に行うこと
ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態における自動プログラ
ミング装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 図1の自動プログラミング装置における加工
単位のデータ構造の説明図である。
【図3】 図1の自動プログラミング装置における加工
単位の例を示す説明図である。
【図4】 図1の自動プログラミング装置の加工プログ
ラム作成の流れ図である。
【図5】 図4の流れにおける加工単位設定追加処理の
流れ図である。
【図6】 図4の流れにおける加工単位設定追加処理の
例を示す画面図である。
【図7】 図4の流れにおける加工単位設定追加処理の
例を示す画面図である。
【図8】 図4の流れにおける加工領域変更処理の流れ
図である。
【図9】 図4の流れにおける加工領域変更処理の例を
示す画面図である。
【図10】 図4の流れにおける加工領域変更処理の例
を示す画面図である。
【図11】 図4の流れにおける加工単位削除処理の流
れ図である。
【図12】 図4の流れにおける加工単位削除処理の例
を示す画面図である。
【図13】 図4の流れにおける加工属性変更処理の流
れ図である。
【図14】 図4の流れにおける加工属性変更処理の例
を示す画面図である。
【図15】 図4の流れにおける加工属性変更処理の例
を示す画面図である。
【図16】 図4の流れにおける工具経路表示・加工シ
ミュレーション処理の流れ図である。
【図17】 図4の流れにおける工具経路表示・加工シ
ミュレーション処理の例を示す画面図である。
【図18】 工具経路表示・加工シミュレーション処理
の例を示す画面図である。
【符号の説明】
W 素材形状、 RU0〜RU3 予め用意されている加工単位の加工領
域、 RCU0,RCU4,RCU5 配置、大きさが指定され
た加工領域。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−263124(JP,A) 特開 平7−311613(JP,A) 特開 平5−329744(JP,A) 特開 平8−22316(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 19/18 - 19/46 B23Q 15/00 - 15/28

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 NC加工機を制御するためのプログラム
    を生成する自動プログラミング装置において、三次元ソ
    リッドモデルで表された素材形状を定義する素材形状定
    義部と、三次元ソリッドモデルで表された加工領域およ
    びこの加工領域を加工するための加工方法、工具情報を
    含む加工属性の情報を統合した加工単位を予めいくつか
    用意しておく加工単位準備部と、この加工単位準備部で
    用意しておいた加工単位の中から指定されたものを選択
    し、上記素材形状定義部で定義された素材形状に対して
    上記選択した加工単位の加工領域の配置および大きさを
    指定して実行用の加工単位を定義する加工単位定義部
    と、上記素材形状定義部で定義された素材形状から上記
    加工単位定義部で定義された加工単位の加工領域形状を
    集合演算で除去することにより加工後の素材形状を生成
    する加工後素材形状生成部と、上記加工単位定義部で定
    義された加工単位に加工の順番を設定する加工順番設定
    部と、上記加工順番設定部で順番が設定された加工単位
    を基にNCデータを生成するNCデータ生成部とを有す
    ることを特徴とする自動プログラミング装置。
  2. 【請求項2】 加工単位準備部に用意した複数の加工単
    位に、加工単位定義部で加工の順番を付けてまとめて新
    たな加工単位を定義し、この新たな加工単位を加工単位
    の一つとして上記加工単位準備部に用意しておくように
    したことを特徴とする請求項1記載の自動プログラミン
    グ装置。
  3. 【請求項3】 加工単位定義部が、定義した加工単位の
    加工領域の素材形状に対する配置と大きさの変更、およ
    び加工属性の変更を行うことができることを特徴とする
    請求項1記載の自動プログラミング装置。
  4. 【請求項4】 加工単位定義部で定義された任意の加工
    単位についてNCデータを基に加工シミュレーションを
    行う加工シミュレーション部を有することを特徴とする
    請求項1から請求項3のいずれかに記載の自動プログラ
    ミング装置。
  5. 【請求項5】 NC加工機を制御するためのプログラム
    を生成する自動プログラミング方法において、三次元ソ
    リッドモデルで表された素材形状を定義する第1のステ
    ップと、三次元ソリッドモデルで表された加工領域およ
    びこの加工領域を加工するための加工属性の情報を統合
    してなる予め用意されたいくつかの加工単位の中から指
    定されたものを選択し、上記素材形状に対して上記選択
    した加工単位の加工領域の配置および大きさを指定して
    実行用の加工単位を定義する第2のステップと、上記素
    材形状から上記定義された加工単位の加工領域形状を集
    合演算で除去することにより、加工後の素材形状を生成
    する第3のステップと、上記定義された加工単位に加工
    の順番を設定する第4のステップと、上記順番が設定さ
    れた加工単位を基にNCデータを生成する第5のステッ
    プと、上記定義された任意の加工単位について上記NC
    データを基に加工シミュレーションを行う第6のステッ
    プとを有し、上記定義された加工単位の追加および削除
    と、上記定義された加工単位の加工領域および加工属性
    の変更とが上記第2のステップにおいて可能であること
    を特徴とする自動プログラミング方法。
JP00665597A 1997-01-17 1997-01-17 自動プログラミング装置および方法 Expired - Fee Related JP3347964B2 (ja)

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