JP2006323582A - Ｎｃプログラムの表示方法及び編集方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械を制御するＮＣプログラムのディスプレイ画面上への表示方法及び当該表示画面上でのＮＣプログラムの編集方法に関し、並列動作する複数の主軸を備えた工作機械で用いるＮＣプログラムのチェック及び修正が容易かつ間違いなくかつ短時間で行うことができ、プログラムミスの発見も容易にする技術手段を得る。
【解決手段】ＮＣプログラム全体を一覧表示して、複数の主軸間で行われる同期工程の整合性やタイミング、前後の同期ないし待ち工程の間で行われる各主軸での独立工程の種類や工程量をオペレータに把握しやすい状態で一覧表示させる。上記方法で表示された画面上で各主軸及び主軸間でのＮＣプログラムのアウトライン編集を可能にし、複数の主軸を有する工作機械のＮＣプログラムの編集や修正作業を円滑に行うことを可能にする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、工作機械の動きを制御するＮＣプログラムのディスプレイ画面上への表示方法及び当該方法で表示したディスプレイ画面上でのＮＣプログラムの編集方法に関するもので、並列動作する２個以上の主軸を備えた工作機械で用いるＮＣプログラムの表示方法及び編集方法に関するものである。

２本の主軸を有する工作機械は、それぞれの主軸が単独で、すなわち他の主軸の動作とは無関係に実行される独立動作と、主軸間でのワークの受け渡し動作のように、他の主軸と協動する動作とによって、ワークの加工を行っているのが普通である。また、複数の主軸がそのそれぞれと協働動作する工具台やテーブルなどの資源を共有するときは、他の主軸との間で当該資源の奪い合いが起こらないように、待ち工程を挿入する必要がある。

複数の主軸を有する工作機械のＮＣプログラムは、各主軸毎に作成される。各主軸はＮＣプログラムのＮ番号で始まる１ブロック（１プログラム行）毎の動作を順次行うことによってワークの加工を行っており、例えば加工動作であれば、その１ブロックに直線、円弧、二次曲線などの単純な軌跡の２点間移動が指令され、一連に行われる同種の加工であっても、複数のブロックで一工程を指示する必要があり、タレット旋盤のように多くの工具を用いて複雑な加工を行う工作機械では、ＮＣプログラムのブロック数が非常に多くなる。

そして、複数の主軸を有する工作機械で主軸間の同期工程や待ち工程を含む加工では、それらの工程を指示するブロックないしブロック群がそれらの間に行われる１つ又は複数の独立工程を挟むように挿入されることになる。

複数の主軸間でワークを受け渡して加工を行う工作機械や２つの主軸間で同一の資源を共有して加工を行う工作機械では、２つの同期工程ないし待ち工程の間で行われる一連の独立工程の所要時間に大きな差があると、一方の主軸の待ち時間が長くなって効率が低下する。独立工程の中には、どちらの主軸で行うこともできる工程が存在するので、そのような工程を待ち時間が長くなる側のＮＣプログラムに移動させることで、複数の主軸間での加工時間の差を小さくして、加工時間に無駄が生じないようにする。

なお、以上の背景技術は、特に文献を挙げるまでもない一般的な技術である。

主軸が１本の工作機械であれば、ＮＣプログラムのプログラマーは、必要な加工が順序良く行われるかに注意してプログラムを作成すればよい。しかし、複数の主軸を有する工作機械のＮＣプログラムにおいては、必要な工程が順序良く行われるかどうかの他に、同期動作を行う他の主軸のＮＣプログラムとの間で、その同期工程が整合しているかどうか、及び２つの同期工程間の各主軸の加工時間の差が最小になっているかどうかについても注意を払う必要がある。

更に複数の主軸を有する工作機械で行う加工は、１本の主軸で加工を行う工作機械より複雑な加工を行うことができ、そのような加工ではＮＣプログラムのブロック数自体が非常に多くなるため、プログラムの作成と作成したプログラムのチェックに最新の注意と多大な時間を必要とし、プログラムミスが発生しやすくなり、プログラムテストのための試験加工の回数が多くなったり、重大なプログラムミスにより機械や工具を損傷することがあるなどの問題があった。

この発明は、複数の主軸を有する工作機械のＮＣプログラム全体を一覧表示して、複数の主軸間で行われる同期工程の整合性やタイミング、前後の同期ないし待ち工程の間で行われる各主軸での独立工程の種類や工程量をオペレータに把握しやすい状態で一覧表示させることにより、作成されたＮＣプログラムのチェックを容易にすることにより、上記の問題を解決したものである。

更にこの発明は、この発明の表示方法で表示された画面上で各主軸及び主軸間でのＮＣプログラムのアウトライン編集を可能にすることにより、複数の主軸を有する工作機械のＮＣプログラムの編集や修正作業を円滑に行うことを可能にしたものである。

本願の請求項１の発明に係る工作機械のＮＣプログラムの表示方法は、２本の主軸がそれぞれ単独で動作する独立工程と協動して動作する同期工程とを含む複数の工程を記述したＮＣプログラムの表示方法において、表示画面を主軸毎の領域に分割し、各領域をその領域に割当てた主軸と協動動作する資源（工具台やテーブルなど）毎の小領域に分割し、各々の主軸に対するＮＣプログラムの各ブロックに含まれる文字列により工程の開始ブロックと終了ブロックとその工程で行われる動作の種類とを判別して工程を抽出し、抽出した工程が独立工程であるときは表示画面のその工程を実行する主軸かつこれと協動動作する資源に割当てられた小領域に工程名を工程順に表示し、抽出した工程が同期工程又は協動動作する他の主軸の工程の終了を待つ待ち工程であるときは、当該他の主軸側のＮＣプログラムで対応する工程が抽出されることを条件として、表示画面の前記２つの主軸に割当てられた表示領域をまたぐ位置に工程名を表示し、前記条件が満たされないときは警告を表示し、当該同期工程又は待ち工程の後の独立工程は前記またぐ位置より下方の当該独立工程を実行する主軸かつ前記資源に割当てられた小領域に表示する、少なくとも２本の主軸を備えた工作機械のＮＣプログラムの表示方法である。

また本願の請求項２の発明に係るＮＣプログラムの編集方法は、同一加工を行う際に第１主軸用のＮＣプログラムに記述される文字列と第２主軸用のＮＣプログラムに記述される文字列との対比テーブルを登録し、請求項１記載の方法でＮＣプログラムを表示し、表示されている一工程の表示行を選択して他の工程の表示行間に移動ないし複写したときに、表示しているＮＣプログラムから当該選択された工程に含まれるブロックのすべてを移動ないし複写先の工程間に移動ないし複写し、この移動ないし複写が、一方の主軸に割当てた表示領域から他方の主軸に割当てた表示領域への移動ないし複写であるときは、前記対比テーブルに登録されている文字列をこれに対応して登録されている文字列に変換することを特徴とするＮＣプログラムの編集方法である。

本願の請求項３の発明は、上記手段を備えたＮＣプログラムの編集方法において、追加する工程の種類を指定して工程の表示行間をポイントしたときに、ＮＣプログラムの当該工程間に、工程開始ブロックと、工程の種類を示す文字列と、工程終了ブロックとを含むブロック群を挿入することを特徴とするものである。

工程の抽出は、作成されたＮＣプログラムから予め工程開始ブロックとして登録した文字列（コメントないしコード）を含むブロックを検索して、それを各工程の先頭ブロックとし、次の工程の先頭ブロックの前のブロックまでを一工程として抽出する。従って、抽出される１工程の大きさは、どのような文字列を含むブロックを工程の先頭ブロックにするかの定義によって決まる。一覧性を良くするためには、大きな単位で工程を抽出すればよく、詳細な編集を行うときは、工程の単位を小さくするということもできる。

主軸又はこれと協働動作する工具台やテーブルなどの資源が異なるブロックは、異なる工程として抽出する。一連の動作として連続的に行われる動作、例えば同一の工具を用いて行われる複数のブロックからなる外周加工などは、一工程として抽出する。ブロックとブロックとの間に他の工程を挿入することができるときは、そのブロックとブロックの間で工程を分けることができる。

ＮＣプログラムを表示するディスプレイの画面は、主軸毎に表示領域を区分し、かつ各主軸の領域をこれと協働動作する工具台やテーブルなどの資源別に区分して、複数の小領域（列）に区画し、時系列を表す行を設けて、この行と列とで区画された領域を独立工程を表示するセルとする。前述した方法で抽出した工程が独立工程であるときは、工程の種類を示す予め定められた文字列を用いて、その主軸かつ前記資源に属するセルに時系列順に表示する。セルに表示する文字は、予め定めた例えばＮ番号、コメント、Ｔコードなどを工程の最初のブロックから抽出して表示するのが簡単である。

抽出された工程が他の主軸との同期工程や待ち工程であるときは、それを表示する行の列を区画している境界線を消去して、両主軸に属する表示領域を跨るように当該工程を表示する。これらの工程の表示に際しては、協働動作する両主軸に対応する工程が存在することを条件とする。もし、対応が取れないときは、その旨のアラームを表示する。

表示された工程と当該工程に属するＮＣプログラム上のブロック群とを対応させて、表示された工程の移動、削除、コピーなどを行ったときに、その表示工程に対応するＮＣプログラム上のブロックないしブロック群の移動、削除、コピーなどが行われるようにし、画面上にこれらの操作を行うソフトキーを表示し、キークリックやドラックアンドドロップなどのＧＵＩ技術を利用すれば、画面上のセル間で工程の移動や削除、追加などを行うことで当該操作をＮＣプログラムに反映させることができる。

ワークに対して同一の加工を行う工程であっても、各主軸の方向や原点の取り方などによって、ＮＣプログラムのコード番号や座標コードの符号が異なる場合があるので、このような主軸相互間で表示工程の移動やコピーを行うとき、それらのコードを予め登録した対応テーブルなどを用いて、移動ないしコピーされるブロックのコード番号や符号を自動変換する。必要な工程の欠落が発見された場合などにその工程を挿入するときは、当該工程に対応するブロックが作成されていないので、工程の種類を示す空ブロックを挿入しておき、動作の詳細はＮＣプログラムを直接表示する画面で作成する。

この発明によれば、複数の主軸間でのワークの受け渡しや同期回転加工、待ち合わせなどの同期動作を含む複雑で膨大なＮＣプログラム全体を一覧表示することによって加工全体の流れを容易に把握することが可能になり、複数の主軸に対するＮＣプログラムの整合のチェックも容易になる。また、全体を一覧しながら同一主軸での加工の順序の変更や異なる主軸側への工程の移動が簡単にできるので、各主軸の工程時間のバランスの調整も容易に可能になる。

従って、この発明により、複数の主軸を有する工作機械のＮＣプログラムのチェック及び修正が容易かつ間違いなく行うことができるようになり、ＮＣプログラムのチェック及び修正に要する時間を短縮できると共に、プログラムミスの発見も容易になり、テスト加工時間も短縮できるという効果がある。

以下、対向する２主軸と、この２主軸に共有されている２個の工具台とを備えた２主軸対向旋盤を例にして、この発明の実施の形態を説明する。図１はＮＣプログラムの表示画面の例であり、図２は上記２主軸対向旋盤の模式的な平面図である。図２において、１Ｌ及び１Ｒは同一軸線上に配置された左主軸及び右主軸で、その対向端にはワークを把持するチャック２Ｌ及び２Ｒが装着されている。右主軸１Ｒを支持する右主軸台は、Ｚ軸方向（主軸軸線方向）に移動可能で、当該移動とチャック２Ｌ、２Ｒの開閉動作により、両チャック２Ｌ、２Ｒでワークの受け渡しを行うことができる。また、細長いワークの両端をチャック２Ｌ、２Ｒとで把持して主軸１Ｌと１Ｒを同期回転させる加工も可能である。このような両端把持加工は、長尺ワークの加工やバー材の先端の突っ切り加工などに利用される。

上工具台３Ｕ及び下工具台３Ｌは、主軸の上下に位置しており、チャック２Ｌと２Ｒの間を移動可能である。従って、工具台３Ｕと３Ｌは、左主軸１Ｌと協働して加工を行うことも右主軸１Ｒと協働して加工を行うことも可能で、両主軸１Ｌ、１Ｒは工具台３Ｕ、３Ｌを共有していることになる。

図２のような構造の旋盤におけるこの発明の方法による画面の表示は、図１のように、左主軸と右主軸とで表示画面が左右の領域（図ではＬ主軸とＲ主軸という区画タイトルが付されている。）に二分され、かつそれぞれの主軸の区画が上工具台３Ｕと下工具台３Ｌに属する列（図ではＵＰＰＥＲとＬＯＷＥＲという列タイトルが付されている。）とに二分されて、４つの表示列に区分される。そして、各表示列に表示行を時系列的に設けることにより、４列複数行のセルが表示される。

ＮＣプログラムから抽出された独立工程は、該当する主軸かつ工具台に属する列のセルに時系列順に表示される。また、両主軸１Ｌ、１Ｒが互いに他の主軸の加工を待合せる待ち工程や協働動作する同期工程は、列の境界線を消去して、両主軸の表示領域に跨るように表示される。

ＮＣプログラムから表示工程を抽出する工程先頭ブロックの検出は、例えば、ＮＣプログラムを以下のルールに従って、「工程区切り」として認識し、「工程開始ブロック」〜「次の工程開始ブロックの直前ブロック」又は「プログラムエンドの直前ブロック」までを１工程（１セル）として画面に表示させる。
１．加工工程
N10 M41 (L O.D.ROUGH);
N20 M441（R O．D．FINIS);
のように、「Ｎ番号＋主軸選択Ｍコード＋（コメント）」のブロックを、「加工工程」の開始ブロックとして定義する。また、工程が「L主軸」又は「R主軸」のどちらであるかは、主軸選択Ｍコードで認識する。例えば、「M41」又は「M91」は、L主軸工程、「M441」又は「M491」はR主軸工程と判定する。
２．受渡工程
N2000 (TRANS WITH CUTOFF)
のように、「Ｎ番号+（TRANS・・・）」のブロックを「受渡工程」の開始ブロックとして定義する。Ｎ番号と同一ブロックのコメントの先頭５文字が「（TRANS 」と一致した場合に、受渡工程として認識する。
３. 待合工程
M100（WAIT）
のように、「待合Ｍコード＋（W・・・）」のブロックを工程間の「待合工程」の開始ブロックとして定義する。待合Ｍコードと同一ブロックのコメントの先頭2文字が「（W 」と一致した場合に、待合工程として認識する。待合Ｍコードは「M100〜M199」だが、それが「工程間」か「パス間」かを区別し、工程編集機能では「工程間」の待合せのみを認識して表示する。
４．プログラムスタート
01234（PISTON−A);
G333；
G28 UO VO；
N10 M41 (BAR STOPPER）
のように、「0番号〜次の工程開始ブロックの前ブロック」までを「プログラムスタート工程」として定義する。この区間は工程ではなく、初期設定としての位置付けとし、0番号を含めた形で認識し、画面での移動・削除等は不可とする。
５．プログラムム エンド
M30；
M99；
MO2；
のように、「M30」「M99」「MO2」のブロックをプログラムエンドを示す「プログラム終了ブロック」として定義する。

このようにして抽出された各工程は、それぞれの種類を示す名前を決めておいて各セルに表示させることもできるが、各工程の開始ブロックから適当な文字列を抽出して表示するのが簡単であり、この表示画面を見る者がＮＣプログラムの知識を有している者であることを考えれば、そのような表示で十分と考えられる。

図１の例では、工程開始ブロックのＮ番号、コメント及びＴコードをタイトルとして、各セルに表示している。ここで、
「N10 (L BAR STOPER) T0101」は左主軸へのバーストッパの進出工程、
「N20 (L FACE.ROUGH) T0202」は左主軸で端面粗加工工程、
「N30 (L O.D.ROUGH) T0303」は左主軸で外周粗加工工程、
「N40 (L O.D.FINISH) T0404」は左主軸で外周仕上加工工程、
「N50 (L DRILL) T0505」は左主軸でドリル加工工程、
「N1000 (TRANS)」はワーク受渡し工程
「Ｍ30／％」はプログラムエンド、
「N110(R FACE.ROUGH) T0606」は右主軸で端面粗加工工程、
「N120(R O.D.ROUGH) T0707」は右主軸で外周粗加工工程、
「N130(R O.D.FINISH) T0808」は右主軸で外周仕上加工工程、
「N140(R DRILL) T0909」は右主軸でドリル加工工程、
「Ｍ30／％」はプログラムエンド
「M100 (WAIT)」及び「M102 (WAIT)」は待ち工程である。Ｔコードは、工程の先頭ブロックから下方向に検索して最寄りのTコードを表示している。

図１の表示画面には、戻り、移動、コピー、Ｔコード、削除、挿入及び待挿入と表示したソフトキー５ａないし５ｇが表示されている。これらのソフトキーには、以下の機能が割り当てられている。

「戻り」：この発明の表示画面からＮＣプログラムの編集画面に処理を戻す。編集画面に戻る際は、現在の選択系統によらず、以下の処理を行い、直ちに、プログラム編集作業に移行できるようにする。
(1) カーソルの位置付いている系統に自動的に切替える。
(2) カーソル位置の工程の先頭ブロックに自動的にカーソルを位置付ける。

「移動」：カーソル位置の工程を任意の位置に移動する。操作手順は、
(1) 移動元の工程にカーソルを位置付けて「選択」ソフトキーを押す。この時点で移動元工程を確定させる。
(2) 移動先の行の境界線上にカーソルを位置付けて「実行」ソフトキーを押す。カーソルの色が変更され、境界線上を行き来できるようにする。工程編集画面においてはカーソルをセル上に位置付けるが、工程の挿入先・移動先を指定する際は、力一ソルをセル上ではなく、セル間の行の境界線上に例えば赤色表示にて位置付くようにする。

「コピー」：カーソル位置の工程を任意の位置にコピーする。操作手順は、
(1) コピー元の工程にカーソルを位置付けて「コピー」ソフトキーを押す。この時点でコピー元工程を確定させる。
(2) コピー先の行の境界線上にカーソルを位置付けて「実行」ソフトキーを押す。カーソルの色を変更し、境界線上を行き来できるようにする。

移動及びコピーの操作か行われるときは、以下のG／Mコードに限定で、挿入先の主軸と工具台に応じて自動的にコード変換する。
「主軸選択Mコード」：M41／M91←→M441／M491
「主軸回転Mコード」：M3／M4／M5←→M54／M53／M55
「ミーリング回転Mコード」：M88／M89／M90←→M488／M489／M490
［アニメの主軸選択G1998」：G1998 Sl.←→G1998 S2.
「G28のY軸指令」：G28 UO←→G28UO VO

Tコード：Tコードの表示／非表示を切替える。
削除：カーソル位置の工程を削除する。操作手順は、
(1) 削除したい工程にカーソルを位置付けて［削除］ソフトキーを押す。この時点で削除する工程を確定させる。
(2) 適当な境界線上にカーソルを位置付けて［実行］ソフトキーを押す。

挿入：任意の位置に空工程を追加挿入する。操作手順は、
(1) ［挿入］ソフトキーを押す。
(2) 挿入したい行の境界線上にカーソルを位置付けて［実行］ソフトキーを押す。この操作により、以下のＮＣ文が挿入される。
・「N？M4（）；；M1；」or「N？M441（）；；M1；」

待挿入：任意の位置に待工程「M1？？（WAIT）；」を追加挿入する。操作手順は、
(1) 「待挿入」ソフトキーを押す。
(2) 挿入したい行の境界線上にカーソルを位置付けて、［設定］を押し、挿入位置を確定する。確定された境界線は表示色を変更する。
(3) 挿入位置確定後、［実行］ソフトキーを押す。「実行」を押す前に100〜199の数字をキーインすることで、Mコードを指定可能とする。キーイン省略時は「M1OO（WAIT)」が挿入される。

図１の表示画面は、図２に示した構造の２主軸対向旋盤についての画面である。２主軸対向旋盤には、協働動作する工具台の配置によって種々の態様のものがある。図３ないし７は、工具台の数と配置態様によって画面がどのように区画されるかを示したもので、各図の（ａ）は主軸と工具台との模式的な配置関係を示した図、（ｂ）は表示画面の例を示した図である。各図の符号１Ｌは左主軸、１Ｒは右主軸、３Ｕは主軸の上側に配置された工具台、３Ｌは主軸の下側に配置された工具台、工具台から主軸に向かう矢印は、当該工具台がどの主軸と協働して加工動作を行うかを示しており、１個の矢印のみが示された工具台は、その矢印で指す主軸に専用の工具台であることを示し、両側の主軸に向く矢印を持った工具台は、両側の主軸で共有されている工具台であることを示す。主軸１Ｌ又は１Ｒに占有されている工具台には、主軸に対する上下関係を示す添え字Ｕ、Ｒに更に左主軸の添え字Ｌ又は右主軸の添え字Ｒを付して３ＵＬ、３ＵＲ、３ＬＬ、３ＬＲの符号を付してある。

図３は、対向する２主軸とそれに共有される１個の工具台とを有する旋盤の例で、その表示画面は主軸の別のみの２列に分割されている。図４は、２個の主軸とそれぞれの主軸に占有されている２個の工具台とを備えた旋盤の例で、この場合も表示画面の区画は２列である。図５は、左右の主軸に占有される２個の上工具台と共有される１個の下工具台を備えた例、図６は、左右の主軸に共有される１個の上工具台と占有される２個の下工具台とを備えた例で、これらの場合の表示画面の列数は４である。また、図７は、左右の主軸に占有されるそれぞれ上下の工具台を有する例で、この場合も表示画面の列数は４である。

いずれの場合も表示画面の行は時系列的に設けられ、ＮＣプログラムから抽出された独立工程は、当該工程を行う主軸かつ工具台の属する列内のセルに表示される。また、主軸間での待ち工程や協働動作工程は、図１に示したように、列領域の境界を消去した両側の主軸に跨るセルに表示される。セルに表示させる文字やセル間での工程の編集方法などは、図１、２で説明したと同様な方法で行うことができる。

表示画面の一例を示す図 図１の表示画面に対応する２主軸対向旋盤の主軸と工具台の配置例を模式的に示す平面図 ２主軸対向旋盤の第２例とその表示画面を示した図 同第３例とその表示画面を示した図 同第４例とその表示画面を示した図 同第５例とその表示画面を示した図 同第６例とその表示画面を示した図

符号の説明

１ 主軸
２ チャック
３ 刃物台

Claims (3)

1. ２本の主軸がそれぞれ単独で動作する独立工程と協動して動作する同期工程とを含む複数の工程を記述したＮＣプログラムの表示方法において、
   表示画面を主軸毎の領域に分割し、各領域をその領域に割当てた主軸と協動動作する工具台やテーブルなどの資源毎の小領域に分割し、
   各々の主軸に対するＮＣプログラムの各ブロックに含まれる文字列により工程の開始ブロックと終了ブロックとその工程で行われる動作の種類とを判別して工程を抽出し、
   抽出した工程が独立工程であるときは表示画面のその工程を実行する主軸かつ前記資源に割当てられた小領域に工程名を工程順に表示し、
   抽出した工程が同期工程又は協動動作する他の主軸の工程の終了を待つ待ち工程であるときは、当該他の主軸側のＮＣプログラムで対応する工程が抽出されることを条件として、表示画面の前記２つの主軸に割当てられた表示領域をまたぐ位置に工程名を表示し、前記条件が満たされないときは警告を表示し、
   当該同期工程又は待ち工程の後の独立工程は前記またぐ位置より下方の当該独立工程を実行する主軸かつ前記資源に割当てられた小領域に表示する、少なくとも２本の主軸を備えた工作機械のＮＣプログラムの表示方法。
2. 同一加工を行う際に第１主軸用のＮＣプログラムに記述される文字列と第２主軸用のＮＣプログラムに記述される文字列との対比テーブルを登録し、
   請求項１記載の方法でＮＣプログラムを表示し、
   表示されている一工程の表示行を選択して他の工程の表示行間に移動ないし複写したときに、表示しているＮＣプログラムから当該選択された工程に含まれるブロックのすべてを移動ないし複写先の工程間に移動ないし複写し、この移動ないし複写が、一方の主軸に割当てた表示領域から他方の主軸に割当てた表示領域への移動ないし複写であるときは、前記対比テーブルに登録されている文字列をこれに対応して登録されている文字列に変換する、ＮＣプログラムの編集方法。
3. 追加する工程の種類を指定して工程の表示行間をポイントしたときに、ＮＣプログラムの当該工程間に、工程開始ブロックと、工程の種類を示す文字列と、工程終了ブロックとを含むブロック群を挿入することを特徴とする、請求項２記載のＮＣプログラムの編集方法。

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