JPH07129225A - 複合加工用自動プログラミング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一つの加工素材に対しパンチングとレーザ加
工など複数方式による加工を行う複合加工用のＮＣデー
タを、大きいコンピュータ資源を必要とすることなく、
オペレータに大きい負担を掛けることなく、能率よく簡
便に作成し、またＮＣデータの管理に対するオペレータ
の負担も軽減することにある。 【構成】 加工すべきパーツの図形データを生成するＣ
ＡＤ部１と、ＣＡＤ部１により生成された図形データを
取得しパンチングとレーザ加工など複数方式の加工の各
工具軌跡指示を各方式の加工について同一表示画面の図
形データに対し行い、その各加工について工具軌跡デー
タを生成する工具軌跡指示・工具軌跡データ生成部５
と、工具軌跡指示・工具軌跡データ生成部５が生成する
各加工の工具軌跡データを取得して各加工のＮＣデータ
を生成するポストプロセッサ１１、１３とを設けること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭにより
ＮＣデータを生成する自動プログラミング装置に関し、
特にパンチング加工機とレーザ加工機など複数種類の加
工装置を使用して複合加工を行うための自動プログラミ
ング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一つの加工素材に対しパンチング加工機
でパンチングを行うと共に、レーザ加工機によりレーザ
加工を行って一つのパーツ（板金加工製品）を完成させ
ることが行われる。

【０００３】上述の如き一つのパーツに対する複合加工
においては、単一パーツと雖も、各加工における工具の
違いにより、パンチングのＮＣデータとレーザ加工のＮ
Ｃデータとが各々必要であり、従来、この各加工のＮＣ
データは、各加工専用の自動プログラミング装置により
すべて個別に作成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】各加工のＮＣデータを
各加工機専用の自動プログラミング装置により個別に作
成する場合は、パンチング用とレーザ加工用の二つのシ
ステムを構成しなければならず、コンピュータ装置が２
台以上必要になる。

【０００５】また、従来の複合加工用の自動プログラミ
ング装置は、１台のコンピュータ装置により構成される
が、しかし工具軌跡などの加工指示を行う加工指示部、
板取り部などは、パンチング用とレーザ加工用とで分か
れており、このためメモリ、ハードディスク等のコンピ
ュータ資源に対する負担は２倍以上となる。

【０００６】また、この複合加工用の自動プログラミン
グ装置においても、加工指示、板取りなどは、パンチン
グ用とレーザ加工用とでメニューモードが分かれおり、
このため一つのパーツを作るためには、パンチング／レ
ーザ加工の二つの加工指示、座標計算を個別のメニュー
モードによる個別の画面表示下にて個別に行わなければ
ならない。これは、面倒で、ＮＣデータオペレータへの
負担も大きく、オペレータが計算ミスなどのミスを生じ
る可能性が高く、能率よくＮＣデータを作成することが
難しい。

【０００７】また、作成されたＮＣデータはパンチング
用とレーザ加工用とで個別に管理されており、このため
ＮＣデータの管理に対するオペレータへの負担も大き
い。

【０００８】本発明は、上述の如き問題点に着目してな
されたものであり、一つの加工素材に対しパンチング加
工機によるパンチングとレーザ加工機によるレーザ加工
など複数方式による加工を行う複合加工用のＮＣデータ
を、大きいコンピュータ資源を必要とすることなく、オ
ペレータに大きな負担を掛けることなく、能率よく簡便
に作成し、またＮＣデータの管理に対するオペレータの
負担も軽減することができる自動プログラミング装置を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、加工すべきパーツの図形データを生成する
図形データ生成部と、前記図形データ生成部により生成
された図形データを取得しパンチングとレーザ加工など
複数方式の加工の各工具軌跡指示を各方式の加工につい
て同一表示画面の図形データに対し行い、その各加工に
ついて工具軌跡データを生成する工具軌跡指示・工具軌
跡データ生成部と、前記工具軌跡指示・工具軌跡データ
生成部が生成する各加工の工具軌跡データを取得して各
加工のＮＣデータを生成するＮＣデータ生成部とを有し
ていることを特徴とする複合加工用自動プログラミング
装置によって達成される。

【００１０】また上述の如き目的を達成するために、本
発明による複合加工用自動プログラミング装置は、上述
の構成に加えて、前記各加工のＮＣデータを一つのパー
ツ名称にて管理するデータ管理データベースを有してい
ることを特徴としている。

【００１１】

【作用】上述の如き構成によれば、図形データ生成部に
より加工すべきパーツの図形データが生成され、工具軌
跡指示・工具軌跡データ生成部が図形データ生成部によ
り生成された図形データを取得してパンチングとレーザ
加工など複数方式の加工の各工具軌跡指示を各方式の加
工について同一表示画面の図形データに対し行い、その
各加工について工具軌跡データを生成する。工具軌跡指
示・工具軌跡データ生成部が生成する各加工の工具軌跡
データはＮＣデータ生成部により各加工別のＮＣデータ
に変換される。

【００１２】またデータ管理データベースはＮＣデータ
生成部によって生成された各加工のＮＣデータを一つの
パーツ名称にて管理する。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００１４】図１は本発明による複合加工用自動プログ
ラミング装置の一実施例として、パンチング機によるパ
ンチングとレーザ加工機によるレーザ加工を行う板金加
工複合加工のための複合加工用自動プログラミング装置
の構成を示している。

【００１５】ＣＡＤ部１は、図形データ生成部であり、
加工すべきパーツを示す板金図面に基づくオペレータ入
力により、そのパーツの図形データを生成する。ＣＡＤ
部１により生成された図形データは図形データベース３
に格納される。

【００１６】工具軌跡指示・工具軌跡データ生成部５
は、ＣＡＤ部１により作成された図形データを図形デー
タベース３より取り込み、所定の工具により図形データ
への割付けを行い、工具軌跡データを生成する。工具軌
跡指示・工具軌跡データ生成部５により生成された工具
軌跡データは工具軌跡データベース７に格納される。

【００１７】この工具軌跡指示・工具軌跡データ生成部
５における工具軌跡指示（加工指示）は、パンチングと
レーザ加工の各工具軌跡指示をその各方式の加工につい
て同一表示画面の図形データに対し行う。これによりオ
ペレータはパンチングとレーザ加工の各工具軌跡の指示
を同一画面上で同一の図形データに対して行うことが可
能になり、この加工指示作業が操作性よく行われ得るよ
うになる。

【００１８】この工具軌跡指示・工具軌跡データ生成部
５にて生成される工具軌跡データはパンチングの工具軌
跡とレーザ加工の工具軌跡とを結合された各加工の統合
データである。

【００１９】板取り部９は、工具軌跡指示・工具軌跡デ
ータ生成部５により作成された工具軌跡データを工具軌
跡データベース７より取り出し、所定のシート（加工板
材）上にパーツの配置を行う。工具軌跡データベース７
より取り出される工具軌跡データは、パンチング・レー
ザ加工の工具軌跡が結合された状態のデータであるた
め、一つの操作において双方のデータが同時に取り扱わ
れる。

【００２０】板取り部９は、このほかに、多数個取り、
複写、移動、回転、反転等の機能を持ち、工具軌跡デー
タを歩留りよくシート上に配置することが可能である。

【００２１】パンチング用ポストプロセッサ１１とレー
ザ加工用ポストプロセッサ１３は、工具軌跡データベー
ス７に格納されている工具軌跡データを取り出し、それ
ぞれ対応する加工機のＮＣデータを個別に出力する。

【００２２】ここで、ポストプロセッサがパンチング用
とレーザ加工用とに分かれている理由は、各加工機、即
ちパンチング加工機とレーザ加工機とに即したＮＣデー
タをそれぞれ生成する必要があるためである。

【００２３】シミュレーション部１５は、パンチング用
ポストプロセッサ１１とレーザ加工用ポストプロセッサ
１３により生成されたＮＣデータのシミュレートを行
う。このＮＣデータのシミュレートは、具体的には、描
画による加工軌跡、加工順序の確認、およびシートを掴
んでいるクランプ部と加工軌跡との干渉チェックなどで
ある。

【００２４】パンチング用ポストプロセッサ１１とレー
ザ加工用ポストプロセッサ１３により作成されたＮＣデ
ータは、データ管理部１７を通してデータ管理データベ
ース１９およびパンチング保存ＮＣデータファイル２
１、レーザ保存ＮＣデータファイル２３へ格納される。

【００２５】また図形データベース３および工具軌跡デ
ータベース７はメモリ上の中間データであるため、これ
らはデータ管理部１７を通してデータ管理データベース
１９および保存用図形データファイル２５、保存工具軌
跡データファイル２７に格納される。この各保存ファイ
ルには保存用実データが格納され、これの管理用デー
タ、例えば管理名称、コメント、データ作成日などは、
データ管理データベース１９にて管理され、データ管理
データベース１９により各種保存データが一元管理され
る。

【００２６】入出力部２９は、データ管理部１７を通し
てデータ管理データベース１７を検索し、該当するＮＣ
データを保存用ＮＣデータファイル２１、２３より取り
出し、入出力媒体であるＩＣカード３１、フロッピィデ
ィスク３３、通信ケーブル３５、紙テープ３７へデータ
出力する。出力されたＮＣデータは各加工機に取り込ま
れ、これにより各加工機にて実加工が行われる。

【００２７】また、既存のＮＣデータ、あるいは他のコ
ンピュータにより作成されたＮＣデータを取り込む場合
には、これらの入出力媒体よりＮＣデータの読み込みを
行い、データ管理部１７を通してＮＣデータをデータ管
理データベース１９、各保存用ＮＣデータファイルに格
納する。

【００２８】次に複合加工のための工具軌跡データベー
スの構築例について説明する。

【００２９】ＣＡＤ部１にて作成された一つの図形デー
タに対して、１画面においてパンチング・レーザ加工の
加工指示と板取りを行うためには、パンチングとレーザ
加工の双方のデータを結合したデータベースを構築する
必要がある。ここではその複合加工用のデータベースの
構築例を説明する。

【００３０】図２（ａ）はＣＡＤ部１で作成されたパー
ツの図形データの例である。この図形データは、二つの
図形定形穴（角穴１４、長丸穴１５）と、複数の図形要
素（１〜１３）の集合が一つの閉ループを構成している
例である。

【００３１】図２（ａ）に示された図形データのデータ
ベース構造は図３に示されている。このデータベース構
造は一般的に用いられているツリー構造の形式を用いて
いる。このツリーを構成している各要素をノード（ｎｏ
ｄｅ＝節）、各要素をつなぐ線をエッジ（エッジ＝枝）
と呼ぶことにする。また、あるノードに対してエッジに
より結ばれた左側のノードが親ノードになる。

【００３２】以下、図３に示された各ノードについて説
明する。

【００３３】ａ．オリジナルパーツ：このノード以下の
すべてのデータが１パーツを構成していることを表す。
この単位により後述するシートへの配置を行う。

【００３４】ｂ．図形：このノード以下に１パーツに対
するすべての図形データが格納される。図形データの検
索を行う際に、このノード以下を対象にすればよく、こ
れにより検索効率を上げることができる。

【００３５】ｃ．閉経路：このノード以下にある図形要
素が連続であり、且つ閉ループをなしていることを表し
ている。もし、閉ループでない場合は、このノードの種
類が“開経路”となる。

【００３６】ｄ．要素：このノードが一つの図形要素
（直線・円弧）を表現している。

【００３７】ｅ．定形穴：このノードが一つの穴形状を
表現する。この例では単発の角穴１４と、単発の長丸穴
１５が存在することを表している。

【００３８】ｆ．加工：このノード以下に１パーツに対
するすべての工具軌跡データが格納される。工具軌跡デ
ータの検索を行う際に、このノード以下を対象にすれば
よく、これにより検索効率を上げることができる。

【００３９】なお、図３に示されたデータベースでは、
まだ工具軌跡の割付けが行われる前の状態であるから、
このノード以下にはデータは存在していない。

【００４０】図２（ｂ）は図２（ａ）の図形データに対
して工具軌跡の割付けを行った例を示している。

【００４１】定形穴・角穴１４には角金型で格子加工１
０１を行い、定形穴・長丸穴１５には長丸金型で単発加
工１０２を行っている。また閉経路にはレーザ経路加工
が割付けられ、アプローチ１０４以下、図形閉経路をな
ぞるようにレーザ直線、円弧（１０４〜１１８）が割付
けられている。１０３の丸金型による単発加工はレーザ
によるピアッシング加工の代わりに金型でピアスを加工
するためのものである。このピアスパンチ加工は複合加
工の特徴である。

【００４２】図４は図２（ｂ）に示されている如く、工
具軌跡の割付けを行われた後のデータベース構造を示し
ている。図４にて点線枠に囲まれた領域のデータが割付
けにより“加工”ノード以下に生成されたものである。

【００４３】以下、図４に示してある加工ノード以下の
各ノードについて説明する。

【００４４】ｇ．金型加工：このノード以下にあるデー
タが金型による加工であることを表している。一つのパ
ーツの金型工具軌跡はすべてこのノードの下に格納され
る。

【００４５】パンチング用ポストプロセッサ１１におい
て、タレットパンチプレス用のＮＣデータを作成すると
きはこのノード以下のデータを検索していく。

【００４６】ｈ．レーザ加工：このノード以下にあるデ
ータがレーザによる加工であることを表している。一つ
のパーツのレーザ工具軌跡はすべてこのノードの下に格
納される。

【００４７】レーザ加工用ポストプロセッサ１３におい
て、レーザ加工機用のＮＣデータを作成するときはこの
ノード以下のデータを検索していく。

【００４８】ｉ．金型工具軌跡：このノードが一つの金
型加工を表現する。この例では角金型による格子加工１
０１、長丸金型による単発加工１０２および丸金型によ
る単発加工を表している。

【００４９】ｊ．レーザ経路：このノードが一つのレー
ザ経路加工を表現する。この例では経路加工が外径加工
であることを表している。

【００５０】ｋ．レーザ要素：このノードが一つのレー
ザ加工要素（アプローチ、リリース、直線加工、円弧加
工）を表している。この例ではアプローチ１０４よりレ
ーザ加工が開始され、順に直線１０５、円弧１０６と加
工していく順番によりデータが格納されていく。

【００５１】また、ピアスパンチ加工である金型工具軌
跡１０３とレーザ要素（アプローチ）１０４はリンクポ
インタで結ばれており、どちらかのデータを編集、削除
するときにリンク先のデータを取得できるようになって
いる。これは、例えば加工指示において消去コマンドで
アプローチ１０４を消去したときに自動的にピアスパン
チ加工である金型加工１０３を消去するためのものであ
る。ピアスパンチ加工の単独での加工は加工不良となる
ためで、オペレータの消し忘れを防止している。

【００５２】図５は加工するシート上に工具軌跡を割付
けたパーツ（図２（ｂ）のパーツ）を配置した例であ
る。パーツＡはパーツ呼び出し後配置したもので、パー
ツＢはパーツＡを複写して配置を行ったものである。さ
らにパーツＣは、呼び出し配置後、多数個取り指示を行
ったものである。

【００５３】このようにシート上にオペレータが任意の
位置にパーツを配置することが可能で、なおかつ、１パ
ーツ内の金型／レーザを同時に扱えるので、オペレータ
負担が軽減される。

【００５４】またこの配置において、他のパーツを呼び
出し配置することができ、歩留りがよい加工が可能とな
る。

【００５５】図６はパーツの配置完了後のデータベース
構造を示している。図６にて点線枠に囲まれた領域のデ
ータがパーツを配置することより新たに生成されたもの
である。

【００５６】以下、図６に示してある新規生成の各ノー
ドについて説明する。

【００５７】ｌ．リピートパーツ：このノードのデータ
はオリジナルパーツａのシート上の配置状態を表現する
データである。パーツに対する配置が行われると、この
データが格納される。

【００５８】シート上の描画において、パーツの実体の
データを複写して表現すると、データベース上のデータ
容量が膨大なものになり、メモリの圧迫、データ検索時
間の増大等の問題を引き起こしてしまう。そこで、ここ
では、このことをオリジナルパーツに対するリピートデ
ータにより表現し、実体のデータを持たないようにして
ある。

【００５９】次に複合加工のためのデータ管理データベ
ースの構築例について説明する。

【００６０】複合加工の保存データとしては、図形デー
タ、各加工機毎のＮＣデータ、各加工機毎の工具軌跡デ
ータが考えられる。これらの保存データを一元的に管理
し、オペレータが１パーツ名称で扱うためには、複合加
工用のデータ管理用データベースを構築する必要があ
る。

【００６１】ここでは図７に示されたデータ管理の概念
図を参照して複合加工用のデータ管理データベースの構
築例を説明する。

【００６２】このデータ管理においては、データ管理デ
ータベース１９と保存用実ファイル（２１〜２７）が使
用される。

【００６３】データ管理データベース１９は、システム
内の“グループ（ａ）”を管理するグループデータ管理
部と、１グループ内の“パーツ（ｂ）”を管理するパー
ツデータ管理部に分かれて構成される。

【００６４】“グループ”とはオペレータがパーツデー
タを管理しやすいように分割していくディレクトリィの
ことである。グループ名称はオペレータが任意に設定す
ることができる。“パーツ”はオペレータが保存時にパ
ーツ名称を設定し指定グループに格納する。

【００６５】保存用実ファイルは各保存データごとに一
つのファイルとして構成される。グループ、パーツの関
係は保存実ファイルのファイル名称にて行われる。詳細
については後述する。また、１パーツに対して図形デー
タは１個として管理されている。これは複数機械による
複合加工といえども、元となる図形データはただ一つと
しているからである。

【００６６】ＮＣデータと工具軌跡データとは各加工機
のタイプ（ＮＣタレットパンチプレス、レーザ加工機
等）ごとにペアで管理される。このＮＣデータを呼び出
すか、工具軌跡データを呼び出すかは、各機能により異
なる場合がある。またオペレータの判断により選択する
場合もある。

【００６７】図８はデータ管理データベース内の詳細を
示したものである。

【００６８】グループデータ管理部は各グループ名称を
１レコードとして格納している。このファイル上のレコ
ード番号がグループ管理番号として発番されていく。有
無フラグとはそのレコードの使用／未使用を表すもので
ある。

【００６９】パーツデータ管理部はパーツデータに関連
する各種情報を１レコードに格納したものの集まりであ
る。各種情報の内容を下記に示す。

【００７０】〈パーツデータ内の各種情報〉 ａ．識別フラグ：各保存データ（図形、ＮＣ、工具軌
跡）の有無を示す。

【００７１】ｂ：パーツ名称：オペレータが保存時に設
定した名称 ｃ．材料名称：使用するワークの材質、板厚の名称（シ
ステムで設定） ｄ．コメント：オペレータが保存時に設定したコメント ｅ．パーツ寸法ｘ、ｙ：加工するパーツのＸ、Ｙ寸法
（システムで設定） ｆ．日付：保存した最新の日付（システムで設定） ｇ．ＮＣデータ情報：ＮＣデータに関する情報（システ
ムで設定）で保存ＮＣデータごとに持っている。

【００７２】 ｇ−１．ＮＣデータ日付： ＮＣデータを保存した日付 ｇ−２．機械タイプ ： 加工機の種別を表す ｇ−３．機械名称 ： 加工機の名称 パーツデータのレコード番号がパーツデータ管理番号と
して発番される。

【００７３】保存実ファイルのファイル名称は、図８に
示されている如く、グループ管理番号＋パーツデータ管
理番号＋データ識別子により表される。

【００７４】例えば、グループ名称［ＴＥＳＴ］、パー
ツ名称［Ａ−１］という図形データを読み込みたいとき
には、以下の手順で処理が行われる。

【００７５】１）指定されたグループ名称［ＴＥＳＴ］
をグループデータ管理部より検索し、グループ名称に対
応するグループ管理番号［２］を取得する。

【００７６】２）取得されたグループ管理番号［２］に
対するパーツデータ管理部の読み込みを行う。

【００７７】３）指定されたパーツ名称［Ａ−１］をパ
ーツデータ管理部より検索し、パーツ名称に対応するパ
ーツデータ管理番号［１］を取得する。

【００７８】４）１），２）により取得されたグループ
管理番号［２］とパーツデータ管理番号［１］に図形デ
ータであることを示すデータ識別子［００１］を加え
て、保存実ファイル名［Ｇ００２Ｄ００１．００１］を
取得する。

【００７９】５）４）で取得された保存実ファイル名称
のファイルを読み込む。

【００８０】上述の実施例においては、一つのコンピュ
ータ装置上に、金型加工指示とレーザ加工指示を結合し
た加工指示部に加えて、板取り部、シミュレーション部
を構成し、１画面上にて加工指示、確認、編集、配置が
行われる。

【００８１】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。

【００８２】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
による複合加工用自動プログラミング装置によれば、 （１）一つのコンピュータ装置上に金型加工指示とレー
ザ加工指示を結合した加工指示部が構成され、１画面上
にて加工指示、確認、編集、配置が行われる。これによ
り、従来困難であったパンチング／レーザ加工等の複数
の工具軌跡の座標計算が一つの座標系で取り扱われるよ
うになり、オペレータの計算ミスを軽減することができ
る。また、一つの図形データを元に工具（金型、レー
ザ）を割付けていくので“加工指示もれ”を事前にチェ
ックすることができる。

【００８３】（２）加工指示部、更に板取り部およびシ
ミュレーション部を各加工について一本化することが可
能になり、これによりシステムに対する必要な資源（メ
モリ、ディスク容量等）の縮小が可能になる。

【００８４】（３）作成されたタレットパンチ用／レー
ザ加工用のＮＣデータが図形データとともに一つの名称
（パーツ名称）で一元管理され、これにより従来、繁雑
であったオペレータによるＮＣデータ管理業務を軽減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による複合加工用自動プログラミング装
置の一実施例として、パンチングとレーザ加工を行う板
金加工用複合加工のための自動プログラミング装置の構
成を示すブロック線図である。

【図２】（ａ）はＣＡＤ部で作成されたパーツの図形デ
ータの例を、（ｂ）は図形データに対して工具軌跡の割
付けを行った例を示す説明図である。

【図３】図形データのデータベース構造例を示す説明図
である。

【図４】工具軌跡の割付け後のデータベース構造例を示
す説明図である。

【図５】加工するシート上に工具軌跡を割付けたパーツ
を配置した例を示す説明図である。

【図６】パーツ配置完了後のデータベース構造例を示す
説明図である。

【図７】データ管理を概念に示す概念図である。

【図８】データ管理データベース内の詳細を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ ＣＡＤ部 ３ 図形データベース ５ 工具軌跡指示・工具軌跡データ生成部 ７ 工具軌跡データベース ９ 板取り部 １１ パンチング用ポストプロセッサ １３ レーザ加工用ポストプロセッサ １５ シミュレーション部 １７ データ管理部 １９ データ管理データベース ２１ パンチング保存ＮＣデータファイル ２３ レーザ保存ＮＣデータファイル ２５ 保存用図形データファイル ２７ 保存工具軌跡データファイル ２９ 入出力部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工すべきパーツの図形データを生成す
   る図形データ生成部と、 前記図形データ生成部により生成された図形データを取
   得しパンチングとレーザ加工など複数方式の加工の各工
   具軌跡指示を各方式の加工について同一表示画面の図形
   データに対し行い、その各加工について工具軌跡データ
   を生成する工具軌跡指示・工具軌跡データ生成部と、 前記工具軌跡指示・工具軌跡データ生成部が生成する各
   加工の工具軌跡データを取得して各加工のＮＣデータを
   生成するＮＣデータ生成部と、 を有していることを特徴とする複合加工用自動プログラ
   ミング装置。
2. 【請求項２】 前記各加工のＮＣデータを一つのパーツ
   名称にて管理するデータ管理データベースを有している
   ことを特徴とする請求項１記載の複合加工用自動プログ
   ラミング装置。