JP2005288588A - 万能加工機のｎｃデータ編集システム、ｎｃデータ編集プログラム、および万能加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】 万能加工機の稼働率を低下させることなく、メインプログラムのデータ編集を容易にできる万能加工機のＮＣデータ編集システムを提供すること。
【解決手段】ＮＣデータ編集システムでは、メインプログラムを万能加工機とは別のＣＡＭ端末３上で作成、編集する。このため、万能加工機を停止させておく必要がなく、稼働率を良好に維持できる。また、同システムでは、旋削やミーリングに応じたサブプログラムを従来通りのＣＡＤ／ＣＡＭシステムによって作成し、各サブプログラムを単に加工順に画面入力し、必要なパラメータを入力してメインプログラムを作成すればよい。従って、加工パターン判定手段１６がそのメインプログラムに適合した加工パターンを判定条件に基づいて判定した後、データ編集手段１７が加工パターンに前記パラメータを反映させることでメインプログラムの編集を自動的に行うから、データ編集を容易にできる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば旋削加工、ミーリング（フライス）加工、穴明け加工などの全てが行える万能加工機のＮＣデータ編集システム、ＮＣデータ編集プログラム、および万能加工機に関する。

一般的に、ＮＣ（Numerical Control）工作機械を制御するためのＮＣデータは、加工形状部の動作制御を行うサブプログラム（形状加工動作制御用ＮＣデータ）と、ＮＣ工作機械各軸の位置決め制御、工具交換、主軸の回転制御等と合わせて前記サブプログラムを加工順に呼び出しを行うメインプログラム（基本動作制御用ＮＣデータ）に大別される。

サブプログラムは、ＣＡＤ／ＣＡＭ（Computer Aided Design/Computer Aided Manufacturing）システムにより加工形状を決定し、その加工形状を基に作成されるが、メインプログラムについては、ＮＣ工作機械の機種や被加工物の加工方法（動作プロセス）等が異なる毎に、多種多様の指令コードおよびＮＣデータ体系があるため、既存のＣＡＤ／ＣＡＭシステムから特定のＮＣ工作機械に完全に適合するものを作成することは困難である。

このため、一旦ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにて作成したメインプログラムを、ＮＣ工作機械に完全に適合させるには、そのメインプログラムを手入力によって編集したり、あるいは手編集による編集作業の手間の省力化、および手編集ミスを少なくするために、コンピュータ上のＮＣデータ編集システムを用いて編集することが行われる。
また、一旦生成したメインプログラムを編集するのではなく、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムからダイレクトにサブプログラムおよびメインプログラムを作成したい場合には、制御するＮＣ工作機械専用のＣＡＤ／ＣＡＭシステムを導入し、対応する場合もある。ただし、この場合には、専用のＣＡＤ／ＣＡＭシステムを導入する必要があって初期投資費用が発生するうえ、既存のＣＡＤ／ＣＡＭシステムで生成された立体データ（ＣＡＤデータ）は、そのままではサブプログラム作成工程（ＣＡＭ工程）に渡らず、専用の中間ファイルを介して渡す必要があって利便性に欠ける。
従って、通常では、前述のように、コンピュータ上のＮＣデータ編集システムを用いて編集することが多い。

このようなＮＣデータ編集システムとしては、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにより作成したメインプログラムを、ＮＣ工作機械に一体的に備えられた制御コンピュータへ送信し、モニター等に編集するメインプログラムを表示させ、同時に表示されるガイダンスメッセージに従いながら編集箇所を指示するとともに、複数の加工パターンの中から該当する加工パターンを選択して、その加工パターン用のデータを編集箇所に挿入していくものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、別なＮＣデータ編集システムとしては、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムで作成したメインプログラムを、ＮＣ工作機械とは別のコンピュータ上のＮＣデータ編集システムに取り込み、取り込んだメインプログラム内の編集該当文字列を検索し、検索した文字列の桁数編集や、検索した文字列へのキーワード挿入、相対座標値／絶対座標値の相互変換および文字列変換、指定した複数のファイルに格納されているサブプログラムに基づくメインプログラム作成等を、マクロ化して一括編集するものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１８６５１１号公報 特開平１１−７３１２号公報

しかしながら、特許文献１のＮＣデータ編集システムによれば、ＮＣ工作機械に一体的に備えられた制御コンピュータで編集をするため、編集中はＮＣ工作機械を使用することができず、ＮＣ工作機械の稼働率が低下するという問題がある。

一方、特許文献２のＮＣデータ編集システムは、汎用のＮＣ工作機械を制御するためのデータ編集を前提としているため、旋削加工、ミーリング加工、穴明け加工等の２次元、３次元加工、さらには同時多軸（例えば５軸）制御加工等を融合させた万能工作機械を制御するデータ編集には適さず、このシステムによって編集した後に手編集を再度実施する必要があるなど、手間がかかるという問題がある。

本発明の目的は、万能加工機の稼働率を低下させることなく、メインプログラムのデータ編集を容易にできる万能加工機のＮＣデータ編集システム、ＮＣデータ編集プログラムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのようなＮＣ編集プログラムで編集されたメインプログラムにより制御される万能加工機を提供することにある。

本発明の万能加工機のＮＣデータ編集システムは、被加工物を複数の加工形態で加工可能な万能加工機のＮＣデータを、当該万能加工機とは別の端末上で編集するための編集システムであって、部品立体データから各加工形態に応じた形状加工動作用のサブプログラムを作成する複数のサブプログラム作成支援手段と、必要なサブプログラムを加工工順に繋げるとともに、基本動作制御用のメインプログラムを実行させるためのパラメータを入力するメインプログラム作成支援手段と、入力されたパラメータの内容から予め登録された判定条件に基づいて加工パターンを判定する加工パターン判定手段と、加工パターンに前記サブプログラムのパラメータを反映させて少なくとも前記メインプログラムの編集を行うデータ編集手段とを備えていることを特徴とする。

このような本発明によれば、ＮＣデータを構成するメインプログラムを万能加工機とは別の端末上で編集するため、万能加工機の稼働率を低下させる心配がない。
また、ＮＣプログラマは、各加工形態に応じたサブプログラムを従来通りのＣＡＤ／ＣＡＭシステム等によって作成し、そして、各サブプログラムを単に加工順に入力するとともに、必要なパラメータを入力することでメインプログラムを作成すればよく、加工パターン判定手段がそのメインプログラムに適合した加工パターンを判定条件に基づいて判定した後、データ編集手段が加工パターンに前記パラメータを反映させることでメインプログラムの編集を自動的に行うから、複数の加工形態で加工可能な万能加工機用のメインプログラムであっても、データ編集が容易に行えるようになる。

本発明の万能加工機のＮＣデータ編集システムでは、前記サブプログラムには使用する工具の工具情報が保持され、この工具情報に基づいて工具リストを作成する工具リスト作成手段を備えていることを特徴とする。
このような本発明によれば、ＮＣプログラマから万能加工機のオペレータへ工具情報を伝達する手間が省けるうえ、オペレータは、工具リストを参照するだけで工具段取りが迅速に行えるようになる。

本発明の万能加工機のＮＣデータ編集システムでは、前記万能加工機は複数の旋回テーブルを備えており、前記メインプログラム作成支援手段は、各旋回テーブルの選択を受け付ける旋回テーブル受付手段を備えていることを特徴とする。
このような本発明によれば、旋回テーブル受付手段により旋回テーブル毎にメインプログラムが編集されるようになるから、単独の旋回テーブルのみを使用して加工を完了させる場合でも、確実に対応可能である。

本発明の万能加工機のＮＣデータ編集システムでは、前記加工パターンは、反映される前記パラメータを除いて構文化されていることを特徴とする。
このような本発明によれば、加工パターンが構文化されているので、この構文が殆どそのまま編集後のメインプログラムを形作ることになり、編集処理が簡単に行われるようになる。

本発明の万能加工機のＮＣデータ編集システムでは、前記加工パターンの構文がテキストファイル化されていることを特徴とする。
このような本発明によれば、加工パターンの構文がテキストファイル化されているので、万能加工機側のマクロプログラム番号、マクロプログラムの引数に変更があった場合でも、当該ＮＣデータ編集システムのプログラムを変更することなく、加工パターンの構文テキストファイルのみを変更することで当該構文に合致したメインプログラムに編集可能であり、システムの保守が容易に行われるようになる。

本発明の万能加工機のＮＣデータ編集システムでは、前記メインプログラム作成支援手段で入力されたパラメータが前記万能加工機での動作制御の限界値を超えているか否かを判定する制御値判定手段を備えていることを特徴とする。
このような本発明によれば、制御値判定手段により、入力されたパラメータが動作制御の限界値を超えていると判定された場合には、その入力値を無効にできるので、万能加工機の暴走による破損等が確実に防止されるようになる。

本発明の万能加工機のＮＣデータ編集システムでは、前記データ編集手段は、前記メインプログラムおよび前記サブプログラムを個別にファイル化可能とされていることを特徴とする。
このような本発明によれば、メインプログラムのファイルとサブプログラムのファイルとがデータ編集手段によって個別に作成されるから、編集後の各プログラムを万能加工機にアップロードする際に、プログラムの入れ換えや、万能加工機側の制御部（ＣＮＣ）上での管理が容易になる。

本発明のＮＣデータ編集プログラムは、被加工物を複数の加工形態で加工可能な万能加工機のＮＣデータを、当該万能加工機とは別の端末上で編集するための編集プログラムであって、
コンピュータを、部品立体データから各加工形態に応じた形状加工動作用のサブプログラムを作成する複数のサブプログラム作成支援手段と、
必要なサブプログラムを加工工順に繋げるとともに、基本動作制御用のメインプログラムを実行させるためのパラメータを入力するメインプログラム作成支援手段と、
入力されたパラメータの内容から予め登録された判定条件に基づいて加工パターンを判定する加工パターン判定手段と、
加工パターンに前記サブプログラムのパラメータを反映させて少なくとも前記メインプログラムの編集を行うデータ編集手段として機能させることを特徴とする。
このような編集プログラムの発明によれば、前述したように、本発明の目的を達成できる。

本発明の万能加工機は、前記ＮＣデータ編集プログラムで編集されたＮＣデータにより制御されることを特徴とする。
このような万能加工機の発明によれば、前述の編集プログラムで編集されたＮＣデータによって制御されるようになり、本発明の他の目的を達成できる。

本発明の万能加工機は、少なくとも旋削加工およびミーリング加工が可能に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、万能加工機の稼働率を低下させることなく、メインプログラムのデータ編集を容易にできるという効果がある。また、効率よく編集されたメインプログラムにより万能加工機を制御できるという効果がある。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るＮＣデータ編集システム１で編集されたメインプログラムで制御される万能加工機１００の要部を示すブロック図である。先ず以下には、この万能加工機１００について説明する。

万能加工機１００は、時計用部品を加工するためのＮＣ制御のマシニングセンタであって、加工主軸としてのミーリング主軸１０１と、被加工物としての母材１０を保持する第１旋回テーブル１０２と、母材１０から切り離される加工対象を保持する第２旋回テーブル１０３と、第１旋回テーブル１０２に母材１０を供給するバーフィーダ１０４と、万能加工機１００の動作を制御する制御部１０５と、完成形状の時計用部品を第２旋回テーブル１０２から取り外す除材ロボット１２０とを備えている。

ミーリング主軸１０１は、工具を保持する工具ホルダ１０６を有している。この工具ホルダ１０６は、チャック１２５、研削工具１２６、研磨工具１２７、旋削工具１２８、ミーリング工具１２９、穴明工具１３０などの適宜な加工工具のいずれか１つを、着脱可能に取り付けられるように構成されている。
また、ミーリング主軸１０１は、工具ホルダ１０６を駆動する回転用モータ１０７、Ｘ軸用モータ１０８、Ｙ軸用モータ１０９、およびＺ軸用モータ１１０を有している。回転用モータ１０７は、工具ホルダ１０６を連続回転させる。これにより、工具ホルダ１０６に研削工具１２６や穴明け工具１３０などを取り付ければ、母材１０に穴明け加工や切削加工が可能となる。

Ｘ軸用モータ１０８は、ミーリング主軸１０１をＸ方向に移動して位置決めする。Ｙ軸用モータ１０９は、ミーリング主軸１０１をＹ方向に沿って移動して位置決めする。Ｚ軸用モータ１１０は、ミーリング主軸１０１をＺ方向に沿って移動して位置決めする。従って、ミーリング主軸１０１は、互いに直交する３軸であるＸ，Ｙ，Ｚ方向にそれぞれ移動、位置決め可能に設けられているとともに、加工工具の軸を中心に回転可能に設けられている。

第１旋回テーブル１０２は、母材１０を保持する第１チャック１４０と、モータ１４１，１４２とを備えている。第１チャック１４０は、母材１０の外周部分を機械的に着脱可能に押さえて保持するための３爪の外径チャックである。モータ１４１は、この第１チャック１４０を母材１０の軸周りに回転駆動し、第１旋回テーブル１０２を図１中の第２軸Ｌ２に沿って回転させる。モータ１４２は、第１旋回テーブル１０２を母材１０の軸に直交し、かつＹ軸に平行な軸を中心に回転駆動してＸＺ平面内で旋回させることにより、図１中の第４軸Ｌ４回に沿って所定角度旋回させる。以上より、第１旋回テーブル１０２は、第２軸Ｌ２および第４軸Ｌ４の２軸に関して駆動される２軸駆動系となっている。

ここで、第１旋回テーブル１０２は、第４軸Ｌ４に沿って旋回可能であることにより、三つの加工姿勢Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５を有する。加工姿勢Ｐ１は、母材１０の軸がＸ軸に平行となる状態の第１旋回テーブル１０２の姿勢を意味し、図１中の実線で示される姿勢である。加工姿勢Ｐ３は、母材１０の軸がＺ軸に平行となる状態の第１旋回テーブル１０２の姿勢を意味し、図１中の二点鎖線で示される姿勢である。さらに、加工姿勢Ｐ５は、加工姿勢Ｐ１および加工姿勢Ｐ３の間の任意の角度で停止される状態の姿勢を意味する。

第２旋回テーブル１０３は、前記加工対象またはブランクを保持する第２チャック１５０と、第２旋回テーブル１０３を駆動するモータ１５１，１５２，１５３とを備えている。
第２チャック１５０は、２つまたは３つ以上の爪を備え、これらの爪が互いに近接離間可能に取り付けられることにより、加工対象またはブランクの内径または外径を保持可能に構成されている。つまり、第２チャック１５０は、爪を半径方向外側に移動させれば爪が加工対象の内径に押しつけられて加工対象を保持することが可能であり、また爪を半径方向内側に移動させれば爪が加工対象の外径に押しつけられて加工対象を保持することが可能となる。なお、爪は、対象部位の軸に対して平行移動するように構成されていることが望ましい。

このような構成であれば、例えば第２チャック１５０としてコレットチャックの構造のチャックを用いた場合とは異なり、爪が第２チャック１５０の内径または外径が対加工対象に良好に密着し、第２チャック１５０の保持精度が向上する。また反対に、第２チャック１５０の保持精度を良好にするためには、第２チャック１５０の内径または外径を加工対象またはブランクの外径形状または内径形状に対応した形状に形成すればよいので、第２チャック１５０の形成が容易となる。

モータ１５１は、第２チャック１５０を加工対象の軸を中心に回転駆動し、つまり第２旋回テーブル１０３を第３軸Ｌ３に沿って回転させる。モータ１５２は、第２旋回テーブル１０３を第３軸Ｌ３の回転軸に直交し、かつＹ軸に平行な軸を中心に回転駆動してＸＺ平面内で旋回させることにより、第２旋回テーブル１０３を第５軸Ｌ５に沿って所定角度旋回させる。モータ１５３は、第２旋回テーブル１０３をＵ軸（第１軸Ｌ１）に沿って直線移動させる。従って、第２旋回テーブル１０３は、第１軸Ｌ１、第３軸Ｌ３、および第５軸Ｌ５の３軸に関して駆動される３軸駆動系となっている。

ここで、第２旋回テーブル１０３は、第５軸Ｌ５に沿って旋回可能であることにより、三つの加工姿勢Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６を有する。加工姿勢Ｐ２は、対象部位の軸がＸ軸に平行となる状態の第２旋回テーブル１０３の姿勢を意味し、図１中の実線で示される姿勢である。加工姿勢Ｐ４は、対象部位の軸がＺ軸に平行となる状態の第２旋回テーブル１０３の姿勢を意味し、図１中の二点鎖線で示される姿勢である。さらに、加工姿勢Ｐ６は、加工姿勢Ｐ２および加工姿勢Ｐ４の間の任意の角度で停止される状態の姿勢を意味する。

このように、この万能加工機１００は、第１軸Ｌ１から第５軸Ｌ５までを有する５軸同時制御機能を有しており、ミーリング主軸１０１についてのＸＹＺ軸の３軸の駆動系を合わせると、８軸同時制御機能を有することとなる。この８軸同時制御機能により、母材１０に対して２次元または３次元の切削加工が可能である。このような万能加工機は、特に装飾性を必要とする装身具、時計等の装飾品の加工に最適であり、装飾性を高めるためには、あらゆる形状を短時間で加工できることが要求される。そのためには、万能加工機は、旋盤機能とミーリング機能を有していることが必須となる。そして、万能加工機で効率よく加工するためには、旋盤機能とミーリング機能の連携動作を行うためのＮＣデータを作成、編集するＮＣデータ編集システムが必要となる。

図２には、万能加工機１００を制御するためのＮＣデータを作成、編集するＮＣデータ編集システム１の概略構成が示されている。
本実施形態のＮＣデータ編集システム１は、通常のＣＡＤ／ＣＡＭシステムを構成するＣＡＤ端末２、ＣＡＭ端末３、およびこれらとＬＡＮ等のネットワークで接続されたＣＡＤ／ＣＡＭデータベース４とで構築されており、編集されたＮＣデータは、ネットワークに接続されたデータ転送用端末５を使用して万能加工機１００に転送可能とされている。

ＣＡＤ端末２は、図３に示すように、設計者が３次元図面を描きながら部品設計を行うための図面作成支援手段１１、および３次元図面から得られる部品の立体データ（ＣＡＤデータ）を生成するＣＡＤデータ生成手段１２とを備えており、生成されたＣＡＤデータは、ネットワークを通してＣＡＤ／ＣＡＭデータベース４に蓄積される。このような手段１１，１２は、通常のＣＡＤシステムで用いられるソフトウェアで実現可能であるため、ここでのさらなる説明を省略する。

ＣＡＭ端末３は、図４に示すように、通常のＣＡＭシステムを司るＣＡＭ部１３の他、それぞれソフトウェアからなるメインプログラム作成支援手段１４、データセット実行手段１５、加工パターン判定手段１６、データ編集手段１７、および工具リスト作成手段１８を備えている。そして、これら各手段１４〜１８を含んで、本発明に係るＮＣ編集プログラムが構成されている。

このうち、ＣＡＭ部１３は、万能加工機１００での切削加工用のツールパスをサブプログラムとして作成する旋削用サブプログラム作成支援手段１９と、ミーリング加工用のツールパスをサブプログラムとして作成するミーリング用サブプログラム作成支援手段２０とで構成されている。各手段１９，２０も、通常のＣＡＭシステムで用いられるソフトウェアで実現可能である。

つまり、図５のフローチャートに示すように、ＮＣプログラマは、部品の加工工順、使用工具を検討し（ステップ１（以下、ステップを「Ｓ」と略す。図面上でも同様である。））、加工工順書を作成し（Ｓ２）、この後に、ＣＡＭ端末３上において、前記旋削用サブプログラム作成支援手段１９およびミーリング用サブプログラム作成支援手段２０を立ち上げ、旋削加工用あるいはミーリング加工用のサブプログラムであるツールパスを生成する（Ｓ３，Ｓ４））。

具体的には、旋削加工用としては、図６のフローチャートに示すように、ＣＡＤ／ＣＡＭデータベース４から入手したＣＡＤデータに基づいて荒加工ツールパスを生成し（Ｓ１）、仕上げ加工ツールパスを生成し（Ｓ２）、ツールパスの検証を行い（Ｓ３）、検証の結果、ツールパスに異常があるか否かを判定する（Ｓ４）。異常があればＳ１、Ｓ２に戻ってツールパスを修正し、無ければサブプログラムのボディをＣＡＭ端末３内の記憶装置３７に保存するとともに、必要に応じてボディをミーリング用のサブプログラム生成側に送る（Ｓ５）。さらに、生成されたサブプログラムが書き出され（Ｓ６）、ＮＣプログラマが決定したプログラム番号（ファイル名）にファイル出力される（Ｓ７）。
ここで、一つの部品で複数のツールパス、すなわち複数のサブプログラムが生成されることが通常であるが、このような場合には、Ｓ６にて複数のサブプログラムがファイル化されて全て書き出され、Ｓ７にてにファイル出力される。

また、ミーリング加工用としては、図７のフローチャートに示すように、ＣＡＤ／ＣＡＭデータベース４から入手したＣＡＤデータに基づいて荒加工ツールパスを生成し（Ｓ１）、仕上げ加工ツールパスを生成する（Ｓ２）。また、必要であれば、穴明け加工用のツールパスやネジ切り加工用のツールパスを生成する（Ｓ３、Ｓ４）。そして、ツールパスの検証を行い（Ｓ５）、検証の結果、ツールパスに異常があるか否かを判定する（Ｓ６）。異常があればＳ１〜Ｓ４に戻ってツールパスを修正し、無ければサブプログラムのボディを同様に保存する。さらに、生成されたサブプログラムが書き出され（Ｓ７）、ファイル出力される（Ｓ８）。

ちなみに、図８は、各種旋削工具１２８で行う外形荒加工のツールパスをＣＡＭ端末３のディスプレイ上に表示させた図、図９は、内形仕上げ加工のツールパスを表示させた図、図１０は、裏余肉取り加工のツールパスを表示させた図であり、これらが旋削用サブプログラム作成支援手段１９で生成される。
また、図１１には、ミーリング工具１２９で行う外形荒加工のツールパスを、加工前の加工対象とともに表示させた図、図１２は、前記外形荒加工による加工後の加工対象を表示させた図、図１３は、穴明け工具１３０にてセンター穴を明けるセンタードリル加工のツールパスを表示させた図であり、これらがミーリング用サブプログラム作成支援手段２０で生成される。

また、図１４には、旋削用サブプログラム作成支援手段１９で生成された内形荒加工用のサブプログラムが示されている。このようなサブプログラムには、ＮＣプログラマによって任意のプログラム番号（この場合では、「ｏ0104」）が付されている。そして、このプログラム番号の他、使用される工具名や、各種加工条件に関する情報は、コメント情報としてツールパス形成用の３次元座標データの前にセットされ、括弧（）によって括られている。さらに、サブプログラムは、ＣＡＤ端末３の記憶装置３７に記憶される。

さて、図５に戻って、Ｓ３、Ｓ４で生成された加工形態の異なるサブプログラムは互いに融合され、メインプログラムが作成される（Ｓ５）。この融合部分が、本実施形態の最も特徴的な部分であり、図４に示すメインプログラム作成支援手段１４、および他の各手段１５〜１８によって実行されるのであるが、これらについては後述する。

図５のＳ５にて作成されたメインプログラムは、ＣＡＭ端末３からＣＡＤ／ＣＡＭデータベース４に一旦送られて記憶され、ここからデータ転送用端末５を用いて万能加工機１００のデータサーバに送られてもよいが、メインプログラムをＣＡＭ端末３から直接万能加工機１００側に送ることも可能である（Ｓ６）。
この後、万能加工機１００でのワーク（母材１０）固定、工具セット、工具オフセット値入力等、段取り作業を行い（Ｓ７）、万能加工機１００側の制御部（ＣＮＣ）１０５によりメインプログラムを実行させ、加工を行う。
以上が、部品の加工工順の検討から、実際の加工を行うまでの流れである。

以下には、メインプログラムの作成、編集について詳説する。
図４において、メインプログラム作成支援手段１４は、メイン画面入力受付手段２１を備えており、この手段２１は、ＣＡＭ端末３のディスプレイ上に、図１５に示すメイン画面２２を表示させる。
このメイン画面２２においては、ＮＣプログラマがこれらから作成するメインプログラムを何番のメインプログラムにするかを決定し、決定したメインプログラム番号を入力する。また、このメインプログラムにより、第１旋回テーブル１０２にて加工したいのか、または第２旋回テーブル１０３にて加工したいのかを選択する。入力されたメインプログラム番号、および選択された旋回テーブルは、メインプログラム番号受付手段２３、および旋回テーブル受付手段２４によって受け付けられる。

また、メイン画面２２のリストボックスには、メインプログラムで使用されるサブプログラムのプログラム番号を加工順に表示できるようになっている。サブプログラムは、前述の各サブプログラム作成支援手段１９，２０で作成したものである。プログラム番号を表示させるためには、表示させたい部分をマウス等で選択し、クリックする。すると、サブ画面入力受付手段２５（図４）が起動し、ディスプレイ上に、図１６に示すサブ画面２６が表示される。このサブ画面２６において、表示させたいサブプログラム番号を入力するのである。入力されたサブプログラム番号は、サブプログラム番号受付手段２７で受け付けられる。

さらに、サブ画面２６では、サブプログラムを実行させるのに必要なパラメータの設定を行う。
設定内容としては先ず、サブプログラムによりミーリング加工を行うのか、または旋削加工を行うのか、加工形態を選択する。選択された加工形態は、加工形態受付手段２８で受け付けられる。この後、Ａ軸角度受付手段２９およびＢ軸角度受付手段３０が起動し、パラメータとしてのＡ軸角度およびＢ軸角度を入力する。

ここで、第１旋回テーブル１０２を使用して旋削加工を行う場合には、Ｂ軸角度の入力みが許可される。このときのＢ軸とは、図１に示す第４軸Ｌ４のことである。第２旋回テーブル１０３を使用して旋削加工を行う場合にも、Ｂ軸角度の入力のみが許可される。このときのＢ軸とは、図１に示す第５軸Ｌ５のことである。
一方、第１旋回テーブル１０２を使用してミーリング加工を行う場合には、Ａ軸角度およびＢ軸角度の入力が許可される。このときのＡ軸とは第２軸Ｌ２のことであり、Ｂ軸とは第４軸Ｌ４のことである。第２旋回テーブル１０３を使用してミーリング加工を行う場合にも、Ａ軸角度およびＢ軸角度の入力が許可されるが、このときのＡ軸とは第３軸Ｌ３であり、Ｂ軸とは第５軸Ｌ５のことである。

また、角度を入力するにあたっては、制御値判定手段３１が起動し、入力した値が適正か否かを判定する。つまり、入力値には制限が設定されており、これを越えての入力は許可されない。Ａ軸角度でいえば、本実施形態では、−３６０〜３６０の範囲である。第１旋回テーブル１０２使用時のＢ軸角度でいえば、−２０〜９０の範囲であり、第２旋回テーブ１０３使用時のＢ軸角度でいえば、０〜−９０である。

以下、同様にして、突切モード受付手段３２、フィクスチャーオフセット受付手段３８、高速／高品位モード受付手段３３、Ｌコード受付手段３４が起動し、各種受付が行われる。なお、パラメータとして入力されるフィクスチャーオフセットの値は、第１旋回テーブル１０２使用時では、１．〜８．が、第２旋回テーブ１０３使用時では、５４０．〜５９９．の範囲で入力が許可される。この場合も、制御値判定手段３１により、範囲外の値の入力は許可されない。また、高速／高品位モード受付手段３３はミーリング加工時のみ受け付けられる。そして、Ｌコード受付手段３４により、Ｌコードを使用する場合のみ、再度Ａ軸角度受付手段２９およびＢ軸角度受付手段３０が起動して各軸の割出角度の入力が受け付けられ、繰り返し回数受付手段３５が起動して繰り返し回数の入力が受け付けられる。さらに、サブ画面２６は、ミーリング加工用であるために、図１６では図示されていないが、旋削加工の場合には、第２軸および第３軸の回転方向の入力が正転／逆転受付手段３６によって受け付けられるようになる。

サブ画面２６上での入力作業が終了し、図示しない「ＯＫ」部分をクリックすると、メイン画面２２に戻り、リストボックス内にはサブ画面２６で指示したサブプログラムのプログラム番号が反映される。そして、サブ画面２６での入力作業を加工工順に従って複数回行うことにより、メイン画面２２では、複数のサブプログラムを加工順に表示させることが可能である。

図４に示すデータセット実行手段１５は、各手段２３〜２５，２７〜３０，３２〜３６，３８で受け付けられたデータを、ＣＡＭ端末３の記憶装置３７に一括してセットする機能を有している。

加工パターン判定手段１６は、ＣＡＭ端末３の記憶装置３７にセットされた前述のデータ内容と、同じく記憶装置３７に記憶された判定条件とから、適合する加工パターンを判定する。これにより、メインプログラムで行おうとする加工が、どの加工パターンに該当するかが即座にわかる。

判定条件としては、図７に模式的に示すようなツリー構造のものが採用されている。この判定条件によれば、先ず、判定条件１にて、加工形態を判定し、判定条件２にて、使用する旋回テーブル１０２，１０３を判定し、その後に各種の判定を順に行い、最終的に１〜３６の番号で示された加工パターンのうち、いずれの加工パターンかを判定することが可能である。

図１８には、加工パターンを代表して「１番」の加工パターンに係るデータ内容が示されている。このようなデータはもともと、パラメータが入力される箇所を除いて構文化されており、作成しようとするメインプログラムと同じ形態をとっている。すなわち、この構文中には、いくつかのアスタリスク「＊」が含まれており、アスタリスクの箇所にパラメータが入力され、当該加工パターンに対応した最終的なメインプログラムが作成される。入力されるパラメータは、図１６のサブ画面２６で入力した各軸Ｌ２〜Ｌ４の角度の他、図１４で示したサブプログラムにおいて、コメント情報として保持されたパラメータ等である。また、この構文は、外部定義テキストファイル化されて記憶されており、必要に応じて内容を変更することが可能である。

データ編集手段１７は、図１４に示したサブプログラムを編集し、図１９に示す最終的なサブプログラムを作成する機能と、図１８に示した加工パターン毎の構文を編集し、図２０に示す最終的なメインプログラムを作成する機能とを有する。メイン画面２２に反映されたサブプログラムが複数ある場合には、これらのサブプログラムに関係した各加工パターンの構文が編集され、これらが順に実行されるように繋げられることで最終的なメインプログラムとなる。

ここで、図１９に示す最終的なサブプログラムでは、編集前のサブプログラム（図１４）に比してコメント情報が削除されている。コメント情報は、データ編集手段１７により、加工パターンの構文のパラメータ入力箇所に入力されて、メインプログラムとして反映されているため、ここではもはや不要である。従って、図２０に示す最終的なメインプログラムは、編集前の加工パターンの構文（図１８）と比較し、アスタリスクの部分に所定のパラメータが入力されたものとなっている。
編集されたサブプログラムは、データ編集手段１７により、対応したプログラム番号のファイルにファイル出力され、編集されたメインプログラムも、前述のメインプログラム番号のファイルにファイル出力される。

工具リスト作成手段１８は、編集前のサブプログラムのコメント情報に保持された使用工具の情報に基づき、使用する工具名と、これに対応した収容すべきツールマガジンの番号とをリストとして出力する機能を有している。

以上に説明した各手段１４〜１８について、図２１ないし図２４のフローチャートをも参照して以下に説明する。なお、各図のフローチャートは、図５に示すＳ５を詳細にしたものである。

図２１において、先ず、作成しようとするメインプログラムを何番の番号にするかを決定し、メイン画面２２から入力する（Ｓ１：メインプログラム番号受付手段２３）。同じくメイン画面２２において、第１旋回テーブル１０２で加工を行うのか、または第２旋回テーブル１０３で加工を行うのかを選択する（Ｓ２：旋回テーブル受付手段２４）。
次に、サブ画面２６を開き、サブプログラム番号を入力するとともに（Ｓ３：サブプログラム番号受付手段２７）、ミーリング加工を行うのか、または旋削加工を行うのかを選択する（Ｓ４、Ｓ５：加工形態受付手段２８）。

ミーリング加工の場合には、図２２に示すように、第１旋回テーブ１０２を使用するのか、第２旋回テーブ１０３を使用するのかを判定し（Ｓ６）、第１旋回テーブ１０２の場合では、第２軸および第４軸の角度を入力し（Ｓ７：角度受付手段２９，３０）、第２旋回テーブ１０３の場合では、第３軸および第５軸の角度を入力する（Ｓ８：角度受付手段２９，３０）。そして、旋回原点とワーク上面間の距離、すなわちフィクスチャーオフセットを入力する（Ｓ９：フィクスチャーオフセット受付手段３８）。そして、高速モードか高品位モードかを選択する（Ｓ１０：高速／高品位モード受付手段３３）。さらに、同一のサブプログラムをＬコードを使用して繰り返すか否かを選択し（Ｓ１１：Ｌコード受付手段３４）、繰り返す場合には、その繰り返し回数を入力し（Ｓ１２：繰り返し回数受付手段３５）、割出角度を入力する（Ｓ１３：各軸角度受付手段２９，３０）。

一方、図２１のＳ５において、旋削加工の場合には、図２３に示すように、やはり第１旋回テーブ１０２を使用するのか、第２旋回テーブ１０３を使用するのかを判定し（Ｓ１４）、第１旋回テーブ１０２の場合では、第４軸の角度を入力し（Ｓ１５：Ｂ軸角度受付手段３０）、第２旋回テーブ１０３の場合では、第５軸の角度を入力する（Ｓ１６：Ｂ軸角度受付手段３０）。この後、選択された旋回テーブル１０２，１０３の回転方向を選択し（Ｓ：１７：正転／逆転受付手段３６）、フィクスチャーオフセットを入力する（Ｓ１８：フィクスチャーオフセット受付手段３８）。

以上でサブ画面２６での入力を終了させ、「ＯＫ」をクリックして図２４の入力済パラメータ等を記憶装置３７へセットする（Ｓ１９：データセット実行手段１５）。次いで、メイン画面２２に戻り、「スタート」をクリックして（Ｓ２０）、セットされた内容から判定条件に基づいて加工パターの判定を行う（Ｓ２１：加工パターン判定手段１６）。そして、判定された加工パターンに応じてサブプログラムおよびメインプログラムを編集し、それぞれをファイル出力する（Ｓ２２、Ｓ２３：データ編集手段１７）。最後に、使用工具リストを自動作成し、出力する（Ｓ２４：工具リスト作成手段１８）。

従って、本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）ＮＣデータ編集システム１では、ＮＣデータを構成するメインプログラムを万能加工機１００とは別のＣＡＭ端末３上で作成、編集するため、万能加工機１００の稼働率を良好に維持できる。
また、ＮＣプログラマは、旋削加工およびミーリング加工に応じたサブプログラムを従来通りのＣＡＤ／ＣＡＭシステム等によって作成し、そして、各サブプログラムを単に加工順に画面入力するとともに、必要なパラメータを入力することでメインプログラムを作成すればよく、加工パターン判定手段１６がそのメインプログラムに適合した加工パターンを判定条件に基づいて判定した後、データ編集手段１７が加工パターンに前記パラメータを反映させることでメインプログラムの編集を自動的に行うから、旋削加工およびミーリング加工といった複数形態で加工可能な万能加工機１００用のメインプログラムであっても、データ編集を容易にできる。

（２）ＮＣデータ編集システム１では、サブプログラムに保持さた工具情報に基づいて工具リストを作成する工具リスト作成手段１８を備えているため、ＮＣプログラマから万能加工機１００のオペレータへ工具情報を伝達する手間を省くことができるうえ、オペレータは、工具リストを参照するだけで工具段取りを迅速にできる。

（３）ＮＣデータ編集システムの旋回テーブル受付手段２４により、旋回テーブル１０２，１０３毎にメインプログラムが編集されるから、第１旋回テーブル１０２のみ、または第２旋回テーブル１０３のみを使用して加工を完了させる場合でも、確実に対応できる。

（４）記憶装置３７内に記憶された加工パターンは構文化されているので、この構文で殆どそのまま編集後のメインプログラムを形作ることができ、編集処理を簡単にできる。

（５）加工パターンの構文は外部定義テキストファイル化されているので、万能加工機１００側のマクロプログラム番号、マクロプログラムの引数に変更があった場合でも、ＮＣデータ編集システム１のプログラムを変更することなく、外部定義テキストファイルのみを変更することで当該構文に合致したメインプログラムに編集でき、システムのメンテナンスを容易にできる。

（６）また、サブ画面２６でのパラメータ入力に際して、入力されたパラメータが動作制御の限界値を超えていると制御値判定手段３１が判定した場合には、その入力値を無効にできるので、そのようなパラメータがメインプログラムに反映されることはなく、万能加工機１００の暴走による破損等を確実に防止できる。

（７）データ編集手段１７は、メインプログラムとサブプログラムとを個別にファイル出力するため、編集後の各プログラムを万能加工機１００にアップロードする際に、プログラムの入れ換えや、万能加工機１００側の制御部１０５上での管理を容易にできる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、万能加工機１００で加工される部品が時計用部品であったが、本発明の万能加工機で加工される部品としては、特に限定はなく、時計用部品以外であってもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の一実施形態に係るＮＣデータ編集システムで編集されたメインプログラムで制御される万能加工機の要部を示すブロック図。 ＮＣデータ編集システムの概略構成を示す模式図。 ＣＡＤ端末を示すブロック図。 ＣＡＭ端末を示すブロック図。 部品加工の全体の流れを示すフローチャート。 旋削用（サブ）プログラムを作成するフローチャート。 ミーリング用（サブ）プログラムを作成するフローチャート。 外形荒加工のツールパスを示す図。 内形仕上げ加工のツールパスを示す図。 裏余肉取り加工のツールパスを示す図。 外形荒加工のツールパスを示す図。 外形荒加工による加工後の加工対象を示す図。 センタードリル加工のツールパスを示す図。 編集前のサブプログラムの一例を示す図。 メイン画面を示す図。 サブ画面を示す図。 加工パターンの判定条件を示す模式図。 加工パターンの構文の一例を示す図。 編集後のサブプログラムの一例を示す図。 編集後のメインプログラムの一例を示す図。 メインプログラムの作成、編集を説明するためのフローチャート。 図２１の一方の続きを示すフローチャート。 図２１の他方の続きを示すフローチャート。 図２２、図２３の続きを示すフローチャート。

符号の説明

１…ＮＣデータ編集システム、３…ＣＡＭ端末（端末）、１０…被加工物（母材）、１４…メインプログラム作成支援手段、１６…加工パターン判定手段、１７…データ編集手段、１８…工具リスト作成手段、１９…旋削用サブプログラム作成支援手段、２０…ミーリング用サブプログラム作成支援手段、２４…旋回テーブル受付手段、３１…制御値判定手段、１００…万能加工機、１０２…第１旋回テーブル、１０３…第２旋回テーブル。

Claims (10)

1. 被加工物を複数の加工形態で加工可能な万能加工機のＮＣデータを、当該万能加工機とは別の端末上で編集するための編集システムであって、
   部品立体データから各加工形態に応じた形状加工動作用のサブプログラムを作成する複数のサブプログラム作成支援手段と、
   必要なサブプログラムを加工工順に繋げるとともに、基本動作制御用のメインプログラムを実行させるためのパラメータを入力するメインプログラム作成支援手段と、
   入力されたパラメータの内容から予め登録された判定条件に基づいて加工パターンを判定する加工パターン判定手段と、
   加工パターンに前記サブプログラムのパラメータを反映させて少なくとも前記メインプログラムの編集を行うデータ編集手段とを備えている
   ことを特徴とする万能加工機のＮＣデータ編集システム。
2. 請求項１に記載の万能加工機のＮＣデータ編集システムにおいて、
   前記サブプログラムには使用する工具の工具情報が保持され、
   この工具情報に基づいて工具リストを作成する工具リスト作成手段を備えている
   ことを特徴とする万能加工機のＮＣデータ編集システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の万能加工機のＮＣデータ編集システムにおいて、
   前記万能加工機は複数の旋回テーブルを備えており、
   前記メインプログラム作成支援手段は、各旋回テーブルの選択を受け付ける旋回テーブル受付手段を備えている
   ことを特徴とする万能加工機のＮＣデータ編集システム。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の万能加工機のＮＣデータ編集システムにおいて、
   前記加工パターンは、反映される前記パラメータを除いて構文化されている
   ことを特徴とする万能加工機のＮＣデータ編集システム。
5. 請求項４に記載の万能加工機のＮＣデータ編集システムにおいて、
   前記加工パターンの構文がテキストファイル化されている
   ことを特徴とする万能加工機のＮＣデータ編集システム。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の万能加工機のＮＣデータ編集システムにおいて、
   前記メインプログラム作成支援手段で入力されたパラメータが前記万能加工機での動作制御の限界値を超えているか否かを判定する制御値判定手段を備えている
   ことを特徴とする万能加工機のＮＣデータ編集システム。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の万能加工機のＮＣデータ編集システムにおいて、
   前記データ編集手段は、前記メインプログラムおよび前記サブプログラムを個別にファイル化可能とされている
   ことを特徴とする万能加工機のＮＣデータ編集システム。
8. 被加工物を複数の加工形態で加工可能な万能加工機のＮＣデータを、当該万能加工機とは別の端末上で編集するための編集プログラムであって、
   コンピュータを、部品立体データから各加工形態に応じた形状加工動作用のサブプログラムを作成する複数のサブプログラム作成支援手段と、
   必要なサブプログラムを加工工順に繋げるとともに、基本動作制御用のメインプログラムを実行させるためのパラメータを入力するメインプログラム作成支援手段と、
   入力されたパラメータの内容から予め登録された判定条件に基づいて加工パターンを判定する加工パターン判定手段と、
   加工パターンに前記サブプログラムのパラメータを反映させて少なくとも前記メインプログラムの編集を行うデータ編集手段として機能させる
   ことを特徴とする万能加工機のＮＣデータ編集プログラム。
9. 請求項８に記載のＮＣデータ編集プログラムで編集されたＮＣデータにより制御される ことを特徴とする万能加工機。
10. 請求項９に記載の万能加工機において、少なくとも旋削加工およびミーリング加工が可能に設けられている
    ことを特徴とする万能加工機。

Images