JP2017220213A - Machining load analysis device, machining load analysis program, and machining load analysis system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加工負荷解析装置、加工負荷解析プログラム、及び加工負荷解析システムに関する。 The present invention relates to a machining load analysis device, a machining load analysis program, and a machining load analysis system.
従来、被加工部材を所望の形状に切削加工するために、回転する切削工具を用いた切削加工が行われている。 Conventionally, in order to cut a workpiece to a desired shape, cutting using a rotating cutting tool has been performed.
特許文献1では、被加工部材の形状、被加工部材の材質、切削工具の形状及び切削条件に関するデータに基づいて切削工具にかかる加工負荷を推定した後、切削条件を調整することによって加工負荷を至適化する手法が提案されている。 In patent document 1, after estimating the processing load concerning a cutting tool based on the data regarding the shape of a workpiece, the material of a workpiece, the shape of a cutting tool, and cutting conditions, processing load is adjusted by adjusting cutting conditions. An optimization method has been proposed.
しかしながら、被加工部材の形状、被加工部材の材質、切削工具の形状及び切削条件などに関するデータの取得が困難な場合が多いため、特許文献1の手法を実行することは容易ではない。 However, since it is often difficult to acquire data relating to the shape of the workpiece, the material of the workpiece, the shape of the cutting tool, the cutting conditions, and the like, it is not easy to execute the method of Patent Document 1.
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、簡便に加工負荷を至適化可能な加工負荷解析装置、加工負荷解析プログラム、及び加工負荷解析システムの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a machining load analysis device, a machining load analysis program, and a machining load analysis system that can easily optimize a machining load.
本発明の第1態様に係る加工負荷解析装置は、取得部と、シミュレーション部とを備える。取得部は、NCプログラムに従って切削工具を用いて被加工物の切削加工を行った際における加工負荷の経時データを取得する。シミュレーション部は、経時データにおいて所望の目標負荷に達していない加工負荷が目標負荷に近づくように、NCプログラムに記載された切削工具の送り速度を変更する。 The processing load analysis device according to the first aspect of the present invention includes an acquisition unit and a simulation unit. The acquisition unit acquires time-dependent data of a processing load when a workpiece is cut using a cutting tool according to the NC program. The simulation unit changes the feed rate of the cutting tool described in the NC program so that the machining load that has not reached the desired target load in the time-lapse data approaches the target load.
本発明の第1態様に係る加工負荷解析装置によれば、シミュレーション部は、被加工物の形状、被加工物の材質、切削工具の形状及び切削条件などを用いることなく、加工負荷の経時データだけを用いて簡便に加工負荷を至適化することができる。 According to the machining load analysis device according to the first aspect of the present invention, the simulation unit can analyze the machining load over time without using the shape of the workpiece, the material of the workpiece, the shape of the cutting tool, the cutting conditions, and the like. It is possible to optimize the processing load simply by using only.
本発明の第2態様に係る加工負荷解析装置は、第1態様に係り、シミュレーション部は、変更後の送り速度が、切削工具について設定された上限値を超えないように送り速度を変更する。 The machining load analysis apparatus according to the second aspect of the present invention relates to the first aspect, and the simulation unit changes the feed speed so that the changed feed speed does not exceed the upper limit set for the cutting tool.
本発明の第2態様に係る加工負荷解析装置によれば、切削工具に過剰に大きな負荷がかかって工具寿命が短くなることを抑制することができる。 According to the machining load analyzing apparatus according to the second aspect of the present invention, it is possible to suppress an excessively large load from being applied to the cutting tool and shortening the tool life.
本発明の第3態様に係る加工負荷解析装置は、第1又は第2態様に係り、シミュレーション部は、NCプログラムに記載された各Gコードを複数の小区分に分割し、複数の小工程ごとに送り速度を変更する。 The machining load analysis apparatus according to the third aspect of the present invention relates to the first or second aspect, wherein the simulation unit divides each G code described in the NC program into a plurality of small sections, and each of the plurality of small processes. Change the feed speed to.
本発明の第3態様に係る加工負荷解析装置によれば、小区分ごとに送り速度を細かく調整できるため、より短時間で切削加工が完了するようにNCプログラムを変更することができる。 According to the machining load analyzing apparatus according to the third aspect of the present invention, since the feed rate can be finely adjusted for each small section, the NC program can be changed so that the cutting process can be completed in a shorter time.
本発明の第4態様に係る加工負荷解析装置は、第1乃至第3態様のいずれかに係り、シミュレーション部は、経時データにおいて目標負荷を超えている加工負荷が目標負荷に近づくように、NCプログラムに記載された切削工具の送り速度を変更する。 The machining load analysis apparatus according to the fourth aspect of the present invention relates to any one of the first to third aspects, and the simulation unit is configured to make NC so that the machining load exceeding the target load in the time-lapse data approaches the target load. Change the feed rate of the cutting tool described in the program.
本発明の第4態様に係る加工負荷解析装置によれば、切削工具の主軸回転数の加減速によって瞬間的に検出される大きな加工負荷を小さくすることができるため、切削工具に撓みが生じることを抑制することができる。 According to the machining load analyzing apparatus according to the fourth aspect of the present invention, since the large machining load detected instantaneously by acceleration / deceleration of the spindle speed of the cutting tool can be reduced, the cutting tool is bent. Can be suppressed.
本発明の第5態様に係る加工負荷解析装置は、第1乃至第4態様のいずれかに係り、シミュレーション部は、経時データにおいて加工負荷が所定期間内に所定回数以上の上下動を繰り返している場合に、加工負荷が所定期間内における加工負荷の移動平均値に近づくように、NCプログラムに記載された切削工具の送り速度を変更する。 A machining load analysis apparatus according to a fifth aspect of the present invention relates to any one of the first to fourth aspects, and the simulation unit repeats a vertical movement of a predetermined number of times or more within a predetermined period in the time-lapse data. In this case, the feed rate of the cutting tool described in the NC program is changed so that the machining load approaches the moving average value of the machining load within a predetermined period.
本発明の第5態様に係る加工負荷解析装置によれば、切削工具の送り速度の上下動が抑えられるため、ワークや切削工具に負荷がかかることを抑制できる。 According to the machining load analysis apparatus according to the fifth aspect of the present invention, since the vertical movement of the feed rate of the cutting tool is suppressed, it is possible to suppress the load on the workpiece and the cutting tool.
本発明の第6態様に係る加工負荷解析プログラムは、NCプログラムに従って切削工具で被加工物の切削加工を行った際の加工負荷を解析する電子機器で用いるプログラムであって、コンピュータに、前記加工負荷の経時データを取得する工程と、前記経時データにおいて所望の目標負荷に達していない加工負荷が前記目標負荷に近づくように、前記NCプログラムに記載された前記切削工具の送り速度を変更する工程とを実行させる。 A machining load analysis program according to a sixth aspect of the present invention is a program used in an electronic device for analyzing a machining load when a workpiece is cut with a cutting tool in accordance with an NC program, the computer loading the machining A step of acquiring load time-dependent data, and a step of changing the feed rate of the cutting tool described in the NC program so that a machining load that does not reach a desired target load in the time-lapse data approaches the target load And execute.
本発明の第6態様に係る加工負荷解析プログラムによれば、被加工物の形状、被加工物の材質、切削工具の形状及び切削条件などを用いることなく、加工負荷の経時データだけを用いて簡便に加工負荷を至適化することができる。 According to the machining load analysis program according to the sixth aspect of the present invention, only the time data of the machining load is used without using the shape of the workpiece, the material of the workpiece, the shape of the cutting tool, the cutting conditions, and the like. The processing load can be easily optimized.
本発明の第7態様に係る加工負荷解析システムは、取得部と、シミュレーション部とを備える。取得部は、NCプログラムに従って切削工具を用いて被加工物の切削加工を行った際における加工負荷の経時データを取得する。シミュレーション部は、経時データにおいて所望の目標負荷に達していない加工負荷が目標負荷に近づくように、NCプログラムに記載された切削工具の送り速度を変更する。 The machining load analysis system according to the seventh aspect of the present invention includes an acquisition unit and a simulation unit. The acquisition unit acquires time-dependent data of a processing load when a workpiece is cut using a cutting tool according to the NC program. The simulation unit changes the feed rate of the cutting tool described in the NC program so that the machining load that has not reached the desired target load in the time-lapse data approaches the target load.
本発明の第7態様に係る加工負荷解析システムによれば、シミュレーション部は、被加工物の形状、被加工物の材質、切削工具の形状及び切削条件などを用いることなく、加工負荷の経時データだけを用いて簡便に加工負荷を至適化することができる。 According to the machining load analysis system according to the seventh aspect of the present invention, the simulation unit performs processing load time-dependent data without using the shape of the workpiece, the material of the workpiece, the shape of the cutting tool, the cutting conditions, and the like. It is possible to optimize the processing load simply by using only.
本発明によれば、簡便に加工負荷を至適化可能な加工負荷解析装置、加工負荷解析プログラム、及び加工負荷解析システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a machining load analysis device, a machining load analysis program, and a machining load analysis system that can easily optimize a machining load.
(加工負荷解析システム1の構成)
本実施形態に係る加工負荷解析システム1の構成について図面を参照しながら説明する。図1は、加工負荷解析システム1の構成を示すブロック図である。
(Configuration of machining load analysis system 1)
A configuration of the machining load analysis system 1 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the machining load analysis system 1.
加工負荷解析システム1は、工作機械10、加工負荷解析装置20、表示装置30、入力装置40、及び記憶媒体50を備える。
The machining load analysis system 1 includes a
(1)工作機械10
工作機械10は、NC(Numerical Control)プログラムに従って、切削工具11を用いて被加工物(以下、「ワーク」という。)の切削加工を行う。切削工具11は、例えばフライス、ドリル、ボーリング、及びタップなどであるが、これに限られるものではない。本実施形態では、切削工具11がフライスであるものとする。
(1)
The
工作機械10は、工作機械10の稼動データ、切削工具11の種類データ、切削工具11の先端座標データ、切削工具11の送り速度データ、加工負荷データ、及びNCプログラム関連データを出力する。工作機械10は、これらのデータをインターネット上のサーバにアップロードしてもよい。
The
工作機械10の稼動データは、テーブルなどの早送り状態であるか、切削工具11による加工状態であるか、停止状態であるかを示す。切削工具11の種類データは、切削工具11のツール番号を示す。切削工具11の先端座標データは、切削工具11の先端部の座標値(X,Y)を示す。切削工具11の送り速度データは、切削工具11の送り速度の実測値を示す。
The operation data of the
加工負荷データは、切削加工を行った際における加工負荷の経時データを含む。加工負荷の経時データには、切削工具11の主軸モータのロードメータ、電流値、電圧値及び電力値、切削工具11の主軸モータのロードメータ、電流値、電圧値及び電力値、切削工具11のテーブル送り軸モータのロードメータ、電流値、電圧値及び電力値、切削工具11の主軸モータのロードメータ、電流値、電圧値及び電力値、切削工具11の主軸負荷、並びに、切削工具11の切削トルクのうち少なくとも1つの経時データが含まれる。 The machining load data includes time-dependent data of the machining load when cutting is performed. The load data of the spindle motor of the cutting tool 11, the current value, the voltage value and the power value, the load meter of the spindle motor of the cutting tool 11, the current value, the voltage value and the power value, and the cutting tool 11 Load meter of table feed axis motor, current value, voltage value and power value, load meter of spindle motor of cutting tool 11, current value, voltage value and power value, spindle load of cutting tool 11, and cutting of cutting tool 11 Data of at least one of the torques is included.
NCプログラム関連データは、実行中のメインプログラム番号、実行中のプログラム番号、実行中の行番号、及びNCプログラム本体を含む。NCプログラム本体は、工作機械10において軸の移動や座標系の設定などを処理するためのGコードを含む。各Gコードは、目標座標値(X,Y)と、目標座標値(X,Y)に向かって切削工具11を移動させる際の送り速度(Fコード)とを含む。
The NC program related data includes the main program number being executed, the program number being executed, the line number being executed, and the NC program body. The NC program main body includes a G code for processing axis movement and coordinate system setting in the
(2)加工負荷解析装置20
加工負荷解析装置20は、工作機械10における切削加工の効率化のために、切削工具11に適した加工負荷をシミュレーションするための装置である。加工負荷解析装置20は、取得部21、シミュレーション部22、及び出力部23を有する。
(2) Processing
The processing
取得部21は、工作機械10の稼動データ、切削工具11の先端座標データ、切削工具11の送り速度データ、加工負荷データ、及びNCプログラム関連データを取得する。図2は、取得部21によって取得される取得データのイメージ図である。取得部21は、これらの情報をインターネット上のサーバからダウンロードしてもよい。
The acquisition unit 21 acquires operation data of the
シミュレーション部22は、取得部21によって取得された取得データに基づいて、切削工具11に適した加工負荷をシミュレーションする。シミュレーション部22は、図3に示すように、取得データに基づいて、所定の情報を表示装置30に表示させる。
The simulation unit 22 simulates a machining load suitable for the cutting tool 11 based on the acquisition data acquired by the acquisition unit 21. As shown in FIG. 3, the simulation unit 22 displays predetermined information on the
図3に示す例では、元データ表示エリアR1において、加工負荷の経時グラフ、切削工具11のツール番号、加工負荷の種別、実行中のプログラム番号、実行中の行番号、及び行番号ごとのGコードが表示される。図3において、切削工具11はフライスであり、加工負荷はフライスの主軸負荷である。 In the example shown in FIG. 3, in the original data display area R1, the machining load time graph, the tool number of the cutting tool 11, the type of machining load, the program number being executed, the line number being executed, and the G for each line number. The code is displayed. In FIG. 3, the cutting tool 11 is a milling cutter, and the machining load is the spindle load of the milling cutter.
図3に示す例では、シミュレーション結果表示エリアR2において、後述する一定化シミュレーションされた加工負荷の経時グラフと、それに伴って変更されたGコードとが表示される。ただし、シミュレーション部22が一定化シミュレーションを実行していない場合、シミュレーション結果表示エリアR2には何も表示されない。 In the example shown in FIG. 3, in the simulation result display area R2, a time-dependent graph of a machining load subjected to a constant simulation described later and a G code changed accordingly are displayed. However, when the simulation unit 22 is not executing the stabilization simulation, nothing is displayed in the simulation result display area R2.
図3に示す例では、入力エリアR3において、一定化目標値の入力ボックス、送り速度単位の選択チェック欄、送り速度上限値の入力ボックス、Gコード分割ONチェック欄、Gコード分割切削距離入力ボックス、平滑化演算ONチェック欄、目標負荷越え一定化の選択チェック欄、演算実行ボタン、出力フォルダの入力ボックス、変更後のNCプログラムの出力実行ボタンが表示されている。オペレータは、入力装置40を用いて、入力エリアR3に表示された各入力ボックスに所望の値を入力したり、各チェック欄を選択したりすることができる。入力装置40は、例えばキーボード及びマウスである。シミュレーション部22によるNCプログラムの変更については後述する。
In the example shown in FIG. 3, in the input area R3, an input box for a constant target value, a feed speed unit selection check field, an input box for a feed speed upper limit value, a G code division ON check field, and a G code division cutting distance input box. , A smoothing calculation ON check column, a selection check column for stabilizing the target load exceeding, a calculation execution button, an output folder input box, and an NC program output execution button after the change are displayed. Using the
出力部23は、シミュレーション部22によって変更されたNCプログラムを記憶媒体50に出力する。
The output unit 23 outputs the NC program changed by the simulation unit 22 to the
(3)シミュレーション部22による一定化シミュレーション
オペレータの入力に応じてシミュレーション部22が実行する各種一定化シミュレーションについて、図3〜6を参照して順次説明する。本実施形態では、切削工具11にかかる加工負荷を目標負荷に近づけることを“一定化”と称している。
(3) Stabilization simulation by simulation unit 22 Various stabilization simulations executed by the simulation unit 22 in response to an input from an operator will be sequentially described with reference to FIGS. In the present embodiment, bringing the machining load applied to the cutting tool 11 closer to the target load is referred to as “stabilization”.
1.標準パターン
一定化シミュレーションの標準パターンについて、図3を参照しながら説明する。
1. Standard Pattern A standard pattern for the stabilization simulation will be described with reference to FIG.
オペレータは、入力エリアR3において、一定化目標値の入力ボックスに目標負荷を入力する。シミュレーション部22は、元データ表示エリアR1の経時グラフ上に、目標負荷を示す直線を表示する。図3に示す例において、目標負荷は“45”に設定されている。 In the input area R3, the operator inputs the target load into the input box for the constant target value. The simulation unit 22 displays a straight line indicating the target load on the temporal graph in the original data display area R1. In the example shown in FIG. 3, the target load is set to “45”.
次に、オペレータは、元データ表示エリアR1の経時グラフと目標負荷とを比較して、元データ表示エリアR1に表示されたGコードのうち、加工負荷が目標負荷に達していない範囲を選択する。シミュレーション部22は、オペレータによって選択されたGコードに対応する範囲を経時グラフに表示する。図3では、行番号868〜884に記載された16個のGコードが選択されている。
Next, the operator compares the time-dependent graph of the original data display area R1 with the target load, and selects a range in which the machining load does not reach the target load from among the G codes displayed in the original data display area R1. . The simulation unit 22 displays a range corresponding to the G code selected by the operator on the time-dependent graph. In FIG. 3, 16 G codes described in
次に、オペレータは、入力エリアR3において、送り速度上限値の入力ボックスに所望値を入力する。送り速度上限値の単位は、“値”と“倍率”から選択することができる。シミュレーション部22は、“値”が選択された場合、入力値自体を送り速度の上限値に設定する。シミュレーション部22は、“倍率”が選択された場合、元の送り速度と入力値との乗算値を送り速度の上限値に設定する。図3において、送り速度上限値は、元の送り速度の10倍に設定されている。 Next, in the input area R3, the operator inputs a desired value in the input box for the feed speed upper limit value. The unit of the feed speed upper limit value can be selected from “value” and “magnification”. When “value” is selected, the simulation unit 22 sets the input value itself as the upper limit value of the feed speed. When “magnification” is selected, the simulation unit 22 sets the multiplication value of the original feed speed and the input value as the upper limit value of the feed speed. In FIG. 3, the feed speed upper limit value is set to 10 times the original feed speed.
次に、オペレータは、入力エリアR3の演算実行ボタンを押下する。シミュレーション部22は、目標負荷に達していない加工負荷が目標負荷に近づくように、行番号868〜884それぞれにおける切削工具11の送り速度を速くする。シミュレーション部22は、行番号868〜884それぞれに記載されたGコード内の送り速度を書き換える。ただし、シミュレーション部22は、変更後の送り速度が、上述のとおり設定された送り速度上限値を超えないように調整する。シミュレーション部22は、シミュレーション結果表示エリアR2に、一定化された加工負荷の経時グラフと、送り速度が書き換えられたGコードとを表示する。図3に示すように、一定化された加工負荷の経時グラフでは、元データの経時グラフに比べて、短時間で加工を完了できるようになっている。
Next, the operator presses the calculation execution button in the input area R3. The simulation unit 22 increases the feed speed of the cutting tool 11 in each of the
次に、オペレータは、入力エリアR3において、出力フォルダの入力ボックスに所望のフォルダを入力して出力実行ボタンを押下する。シミュレーション部22は、送り速度が変更されたGコードを含む変更後のNCプログラムを出力部23に出力する。 Next, in the input area R3, the operator inputs a desired folder in the input box of the output folder and presses the output execution button. The simulation unit 22 outputs the changed NC program including the G code whose feed rate has been changed to the output unit 23.
2.分割パターン
一定化シミュレーションの分割パターンについて、図4を参照しながら説明する。
2. Dividing Pattern A dividing pattern of the stabilization simulation will be described with reference to FIG.
上述した標準パターンと分割パターンとの相違点は、入力エリアR3においてGコード分割ONチェック欄にチェックが入れられている点である。以下の説明では、当該相違点について主に説明する。 The difference between the standard pattern and the division pattern described above is that the G code division ON check column is checked in the input area R3. In the following description, the difference will be mainly described.
オペレータは、入力エリアR3において、一定化目標値の入力ボックスに目標負荷を入力する。シミュレーション部22は、元データ表示エリアR1の経時グラフ上に、目標負荷を示す直線を表示する。 In the input area R3, the operator inputs the target load into the input box for the constant target value. The simulation unit 22 displays a straight line indicating the target load on the temporal graph in the original data display area R1.
次に、オペレータは、元データ表示エリアR1に表示されたGコードのうち、加工負荷が目標負荷に達していない範囲を選択する。シミュレーション部22は、オペレータによって選択されたGコードに対応する範囲を経時グラフに表示する。図4では、行番号868〜884に記載された16個のGコードが選択されている。
Next, the operator selects a range in which the machining load does not reach the target load from among the G codes displayed in the original data display area R1. The simulation unit 22 displays a range corresponding to the G code selected by the operator on the time-dependent graph. In FIG. 4, 16 G codes described in
次に、オペレータは、入力エリアR3において、送り速度上限値の入力ボックスに所望値を入力する。シミュレーション部22は、入力値に基づいて送り速度の上限値を設定する。 Next, in the input area R3, the operator inputs a desired value in the input box for the feed speed upper limit value. The simulation unit 22 sets an upper limit value of the feed rate based on the input value.
次に、オペレータは、入力エリアR3において、Gコード分割ONチェック欄にチェックした後、Gコード分割切削距離入力ボックスに所望値を入力する。シミュレーション部22は、Gコード分割切削距離入力ボックスの入力値に応じて、行番号868〜884のGコードそれぞれを複数の小区分に分割するように設定する。図4では、Gコード分割切削距離入力ボックスに“5mm”と入力されている。そのため、シミュレーション部22は、各小区分における切削工具11の先端部の移動距離が5mmになるように設定する。
Next, the operator checks the G code division ON check column in the input area R3, and then inputs a desired value in the G code division cutting distance input box. The simulation unit 22 sets the G codes of
次に、オペレータは、入力エリアR3の演算実行ボタンを押下する。シミュレーション部22は、行番号868〜884それぞれにおいて、切削工具11の先端部の移動距離が5mmごとになるようにGコードを複数の小区分に分割し、かつ、各小区分において加工負荷が目標負荷に近づくように送り速度を速くする。シミュレーション部22は、行番号868〜884それぞれのGコードを小区分ごとに送り速度を書き換える。図4では、行番号869と行番号870におけるGコードの小区分が示されている。図3と図4を比較すると分かるように、Gコードを小区分に分割して、送り速度を細かく調整することによって、より短時間で加工を完了できるようになっている。
Next, the operator presses the calculation execution button in the input area R3. The simulation unit 22 divides the G code into a plurality of small sections so that the moving distance of the tip of the cutting tool 11 is every 5 mm in each of the
次に、オペレータは、入力エリアR3の出力フォルダの入力ボックスに所望のフォルダを入力して出力実行ボタンを押下する。シミュレーション部22は、送り速度が小区分ごとに変更されたGコードを含む変更後のNCプログラムを出力部23に出力する。 Next, the operator inputs a desired folder in the input folder of the output folder in the input area R3 and presses the output execution button. The simulation unit 22 outputs the changed NC program including the G code whose feed rate is changed for each subsection to the output unit 23.
3.目標負荷越え一定化パターン
一定化シミュレーションの目標負荷越え一定化パターンについて、図5を参照しながら説明する。
3. Target Load Exceeding Constant Pattern The target load exceeding constant pattern of the stabilization simulation will be described with reference to FIG.
上述した標準パターンと目標負荷越え一定化パターンとの相違点は、入力エリアR3において目標負荷越え一定化の選択チェック欄で“行う”が選択されている点である。従って、以下の説明では、当該相違点について主に説明する。 The difference between the above-described standard pattern and the target load excess stabilization pattern is that “perform” is selected in the selection check column for target load excess stabilization in the input area R3. Therefore, in the following description, the difference will be mainly described.
オペレータは、入力エリアR3において、一定化目標値の入力ボックスに目標負荷を入力する。シミュレーション部22は、元データ表示エリアR1の経時グラフ上に、目標負荷を示す直線を表示する。 In the input area R3, the operator inputs the target load into the input box for the constant target value. The simulation unit 22 displays a straight line indicating the target load on the temporal graph in the original data display area R1.
次に、オペレータは、元データ表示エリアR1に表示されたGコードのうち、加工負荷が目標負荷に達していない範囲を選択する。シミュレーション部22は、オペレータによって選択されたGコードに対応する範囲を経時グラフに表示する。図5では、行番号857〜880に記載されたGコードが選択されている。
Next, the operator selects a range in which the machining load does not reach the target load from among the G codes displayed in the original data display area R1. The simulation unit 22 displays a range corresponding to the G code selected by the operator on the time-dependent graph. In FIG. 5, the G code described in
次に、オペレータは、入力エリアR3において、送り速度上限値の入力ボックスに所望値を入力する。シミュレーション部22は、入力値に基づいて送り速度の上限値を設定する。 Next, in the input area R3, the operator inputs a desired value in the input box for the feed speed upper limit value. The simulation unit 22 sets an upper limit value of the feed rate based on the input value.
次に、オペレータは、入力エリアR3において、目標負荷越え一定化の選択チェック欄の“行う”を選択する。シミュレーション部22は、一定化シミュレーションを実行する全工程において、加工負荷の上限値を目標負荷に設定する。 Next, the operator selects “Perform” in the selection check column for making the target load exceeded constant in the input area R3. The simulation unit 22 sets the upper limit value of the machining load as the target load in all the processes that execute the stabilization simulation.
次に、オペレータは、入力エリアR3の演算実行ボタンを押下する。シミュレーション部22は、目標負荷に達していない加工負荷が目標負荷に近づくように、切削工具11の送り速度を速くするとともに、目標負荷を超えている加工負荷が目標負荷に近づくように、切削工具11の送り速度を遅くする。シミュレーション部22は、シミュレーション結果表示エリアR2において、一定化された加工負荷の経時グラフと、送り速度が書き換えられたGコードとを表示する。図5では、上述したGコードの分割も実行されている。図5に示すように、切削工具11の主軸回転数の加減速によって瞬間的に検出される大きな加工負荷を目標負荷まで小さくすることによって、切削工具11に撓みが生じることを抑制できるようになる。その結果、ワークに段差や凹みが形成されることを抑制することができる。 Next, the operator presses the calculation execution button in the input area R3. The simulation unit 22 increases the feed speed of the cutting tool 11 so that the machining load that has not reached the target load approaches the target load, and the cutting tool so that the machining load exceeding the target load approaches the target load. 11 is slowed down. In the simulation result display area R2, the simulation unit 22 displays a constant graph of the machining load and a G code with a rewritten feed rate. In FIG. 5, the above-described division of the G code is also executed. As shown in FIG. 5, it is possible to suppress the bending of the cutting tool 11 by reducing the large processing load instantaneously detected by acceleration / deceleration of the spindle speed of the cutting tool 11 to the target load. . As a result, it is possible to suppress the formation of a step or a dent in the work.
4.平滑化パターン
一定化シミュレーションの平滑化パターンについて、図6を参照しながら説明する。
4). Smoothing Pattern The smoothing pattern of the stabilization simulation will be described with reference to FIG.
上述した標準パターンと平滑化パターンとの相違点は、入力エリアR3において平滑化演算ONチェック欄にチェックが入れられている点である。従って、以下の説明では、当該相違点について主に説明する。 The difference between the standard pattern and the smoothing pattern described above is that the smoothing calculation ON check column is checked in the input area R3. Therefore, in the following description, the difference will be mainly described.
オペレータは、入力エリアR3において、一定化目標値の入力ボックスに目標負荷を入力する。シミュレーション部22は、元データ表示エリアR1の経時グラフ上に、目標負荷を示す直線を表示する。 In the input area R3, the operator inputs the target load into the input box for the constant target value. The simulation unit 22 displays a straight line indicating the target load on the temporal graph in the original data display area R1.
次に、オペレータは、元データ表示エリアR1に表示されたGコードのうち、加工負荷が目標負荷に達していない範囲を選択する。シミュレーション部22は、オペレータによって選択されたGコードに対応する範囲を経時グラフに表示する。図6では、行番号857〜880に記載されたGコードが選択されている。
Next, the operator selects a range in which the machining load does not reach the target load from among the G codes displayed in the original data display area R1. The simulation unit 22 displays a range corresponding to the G code selected by the operator on the time-dependent graph. In FIG. 6, the G code described in
次に、オペレータは、入力エリアR3において、送り速度上限値の入力ボックスに所望値を入力する。シミュレーション部22は、入力値に基づいて送り速度の上限値を設定する。 Next, in the input area R3, the operator inputs a desired value in the input box for the feed speed upper limit value. The simulation unit 22 sets an upper limit value of the feed rate based on the input value.
次に、オペレータは、入力エリアR3において、平滑化演算ONチェック欄にチェックを入れた後に、入力エリアR3の演算実行ボタンを押下する。シミュレーション部22は、目標負荷に達していない加工負荷が目標負荷に近づくように、各行番号に記載されたGコードの送り速度を速くする。また、シミュレーション部22は、所定期間内に所定回数以上の上下動を繰り返す加工負荷が一定になるように、各行番号に記載されたGコードの送り速度を調整する。シミュレーション部22は、例えば、加工負荷が1秒以内に5回以上の上下動を繰り返す範囲において、その間の加工負荷が“移動平均値”に近づくように送り速度を調整する。図6に示すように、一定化シミュレーションを実行した全工程において、加工負荷の上下動が抑えられている。その結果、NCプログラムの変更に伴って送り速度を激しく変化させる必要がないため、ワークや切削工具11に負荷がかかることを抑制できる。 Next, after checking the smoothing calculation ON check column in the input area R3, the operator presses the calculation execution button in the input area R3. The simulation unit 22 increases the feed rate of the G code described in each line number so that the machining load that has not reached the target load approaches the target load. Further, the simulation unit 22 adjusts the feed rate of the G code described in each row number so that the machining load that repeats the vertical movement more than a predetermined number of times within a predetermined period becomes constant. For example, the simulation unit 22 adjusts the feed rate so that the machining load approaches the “moving average value” in a range where the machining load repeats up and down movements five times or more within one second. As shown in FIG. 6, the vertical movement of the machining load is suppressed in all processes where the stabilization simulation is executed. As a result, since it is not necessary to change the feed rate violently with the change of the NC program, it is possible to suppress the load on the workpiece and the cutting tool 11.
次に、オペレータは、入力エリアR3の出力フォルダの入力ボックスに所望のフォルダを入力して出力実行ボタンを押下する。シミュレーション部22は、送り速度が変更されたGコードを含む変更後のNCプログラムを出力部23に出力する。 Next, the operator inputs a desired folder in the input folder of the output folder in the input area R3 and presses the output execution button. The simulation unit 22 outputs the changed NC program including the G code whose feed rate has been changed to the output unit 23.
(特徴)
(1)一定化シミュレーションの標準パターンにおいて、シミュレーション部22は、加工負荷の経時データにおいて所望の目標負荷に達していない加工負荷が目標負荷に近づくように、NCプログラムに記載された切削工具11の送り速度を変更する。
(Feature)
(1) In the standard pattern of the stabilization simulation, the simulation unit 22 uses the cutting tool 11 described in the NC program so that the machining load that does not reach the desired target load in the time-dependent data of the machining load approaches the target load. Change the feed rate.
このように、シミュレーション部22は、ワークの形状、ワークの材質、切削工具11の形状及び切削条件などを用いることなく、加工負荷の経時データだけを用いて、簡便に加工負荷を至適化することができる。 As described above, the simulation unit 22 simply optimizes the machining load using only the time-dependent data of the machining load without using the shape of the workpiece, the material of the workpiece, the shape of the cutting tool 11 and the cutting conditions. be able to.
また、経時データにおいて目標負荷を超えている加工負荷を調整しない場合には、切削工具11の主軸回転数の加減速によって瞬間的に検出される大きな加工負荷を小さくするために送り速度を遅くする必要がないため、より短時間で切削加工が完了するようにNCプログラムを変更することができる。 Further, when the machining load exceeding the target load in the time-lapse data is not adjusted, the feed rate is decreased in order to reduce the large machining load that is instantaneously detected by the acceleration / deceleration of the spindle speed of the cutting tool 11. Since it is not necessary, the NC program can be changed so that the cutting process can be completed in a shorter time.
(2)一定化シミュレーションの標準パターンにおいて、シミュレーション部22は、変更後の送り速度が、切削工具11について設定された上限値を超えないように送り速度を変更する。従って、切削工具11に過剰に大きな負荷がかかって工具寿命が短くなることを抑制できる。 (2) In the standard pattern of the stabilization simulation, the simulation unit 22 changes the feed rate so that the changed feed rate does not exceed the upper limit set for the cutting tool 11. Accordingly, it is possible to suppress the tool life from being shortened due to an excessively large load applied to the cutting tool 11.
(3)一定化シミュレーションの分割パターンにいて、シミュレーション部22は、NCプログラムに記載された各Gコードを複数の小区分に分割し、小工程ごとに送り速度を変更する。 (3) In the division pattern of the regularization simulation, the simulation unit 22 divides each G code described in the NC program into a plurality of small sections, and changes the feed speed for each small process.
このように、小区分ごとに送り速度を細かく調整できるため、より短時間で切削加工が完了するようにNCプログラムを変更することができる。 Thus, since the feed rate can be finely adjusted for each small section, the NC program can be changed so that the cutting process can be completed in a shorter time.
(4)一定化シミュレーションの目標負荷越え一定化パターンにおいて、シミュレーション部22は、加工負荷の経時データにおいて目標負荷を超えている加工負荷が目標負荷に近づくように、NCプログラムに記載された切削工具11の送り速度を変更する。 (4) In the constant pattern exceeding the target load of the constant simulation, the simulation unit 22 uses the cutting tool described in the NC program so that the machining load exceeding the target load in the time-dependent data of the machining load approaches the target load. 11 feed speed is changed.
従って、切削工具11の主軸回転数の加減速によって瞬間的に検出される大きな加工負荷を小さくすることができるため、切削工具11に撓みが生じることを抑制できるようになる。その結果、ワークに段差や凹みが形成されることを抑制することができる。 Accordingly, since a large machining load that is instantaneously detected by acceleration / deceleration of the spindle rotation speed of the cutting tool 11 can be reduced, it is possible to suppress the bending of the cutting tool 11. As a result, it is possible to suppress the formation of a step or a dent in the work.
(5)一定化シミュレーションの平滑化パターンにおいて、シミュレーション部22は、経時データにおいて加工負荷が所定期間内(例えば、1秒以内)に所定回数(例えば、5回)以上の上下動を繰り返している場合に、その間の加工負荷が移動平均値に近づくように、NCプログラムに記載された切削工具11の送り速度を変更する。 (5) In the smoothing pattern of the regularization simulation, the simulation unit 22 repeats the vertical movement more than a predetermined number of times (for example, 5 times) within a predetermined period (for example, within 1 second) in the time-lapse data. In this case, the feed speed of the cutting tool 11 described in the NC program is changed so that the machining load during that time approaches the moving average value.
従って、切削工具11の送り速度の上下動が抑えられるため、ワークや切削工具11に負荷がかかることを抑制できる。 Therefore, since the vertical movement of the feed speed of the cutting tool 11 is suppressed, it is possible to suppress the load on the workpiece and the cutting tool 11.
(他の実施形態)
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
上記実施形態では、一定化シミュレーションにおいて、シミュレーション部22は、送り速度上限値を設定することとしたが、いずれのパターンにおいても送り速度上限値は設定しなくてもよい。送り速度上限値を設定するか否かはオペレータの選択に委ねられている。 In the above embodiment, the simulation unit 22 sets the feed speed upper limit value in the stabilization simulation, but the feed speed upper limit value does not need to be set in any pattern. Whether or not to set the upper limit of the feed speed is left to the operator's selection.
上記実施形態では、加工負荷解析装置20は、工作機械10から切削工具11の先端座標データを取得することとしたが、これに限られるものではない。一定化シミュレーションの分割パターンを設定しない場合、シミュレーション部22は、切削工具11の先端座標データを用いない。
In the embodiment described above, the machining
上記実施形態では、加工負荷解析装置20の構成について主に説明したが、本発明は、電子機器としての加工負荷解析装置20が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムとして提供されてもよい。当該プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。コンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD−ROMやDVD−ROM等の記録媒体であってもよい。
In the above embodiment, the configuration of the machining
上記実施形態に係る加工負荷解析システム1では、加工負荷解析装置20が、取得部21を有することとしたが、これに限られるものではない。取得部21は、加工負荷解析装置20の外部に配置されていてもよい。
In the machining load analysis system 1 according to the above embodiment, the machining
例えば、図7に示される加工負荷解析システム1aのように、加工負荷解析装置20から物理的に離れた場所に位置するデータ取得装置60が、取得部21を有していてもよい。
For example, as in the machining load analysis system 1 a shown in FIG. 7, the
データ取得装置60は、ネットワーク通信を介して、工作機械10とサーバ70とに接続されている。データ取得装置60は、工作機械10から稼動データ、切削工具11の先端座標データ、切削工具11の送り速度データ、加工負荷データ、及びNCプログラム関連データを取得する。データ取得装置60は、これらの情報をサーバ70に送信する。なお、データ取得装置60としては、例えばタブレット型コンピュータなどを用いることができる。
The
サーバ70は、ネットワーク通信を介して、データ取得装置60と加工負荷解析装置20とに接続されている。サーバ70は、携帯高速通信技術(LTE)回線を介して、データ取得装置60に接続されていてもよい。サーバ70は、データ取得装置60から取得した情報を記憶し、加工負荷解析装置20からの要求に応じて、データ取得装置60から取得した情報を加工負荷解析装置20に送信する。
The
このような加工負荷解析システム1aにおいても、シミュレーション部22は、ワークの形状、ワークの材質、切削工具11の形状及び切削条件などを用いることなく、加工負荷の経時データだけを用いて、簡便に加工負荷を至適化することができる。 Even in such a machining load analysis system 1a, the simulation unit 22 simply uses the time data of the machining load without using the shape of the workpiece, the material of the workpiece, the shape of the cutting tool 11 and the cutting conditions, and the like. The processing load can be optimized.
1 加工負荷解析システム
10 工作機械
11 切削工具
20 加工負荷解析装置
21 取得部
22 シミュレーション部
23 出力部
30 表示装置
40 入力装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing
Claims (7)
前記経時データにおいて所望の目標負荷に達していない加工負荷が前記目標負荷に近づくように、前記NCプログラムに記載された前記切削工具の送り速度を変更するシミュレーション部と、
を備える加工負荷解析装置。 An acquisition unit for acquiring time-dependent data of a processing load when a workpiece is cut using a cutting tool according to the NC program;
A simulation unit that changes the feed rate of the cutting tool described in the NC program so that a machining load that does not reach a desired target load in the time-lapse data approaches the target load;
A processing load analysis device comprising:
請求項1に記載の加工負荷解析装置。 The simulation unit changes the feed rate so that the changed feed rate does not exceed the upper limit set for the cutting tool.
The processing load analysis apparatus according to claim 1.
請求項1又は2に記載の加工負荷解析装置。 The simulation unit divides each G code described in the NC program into a plurality of small sections, and changes the feed speed for each of the plurality of small processes.
The processing load analysis device according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3のいずれかに記載の加工負荷解析装置。 The simulation unit changes the feed rate of the cutting tool described in the NC program so that the machining load that exceeds the target load in the time-lapse data approaches the target load.
The processing load analysis apparatus according to claim 1.
請求項1乃至4のいずれかに記載の加工負荷解析装置。 The simulation unit, when the processing load in the time-lapse data repeats the vertical movement more than a predetermined number of times within a predetermined period, so that the processing load approaches the moving average value of the processing load within the predetermined period, Changing the feed rate of the cutting tool described in the NC program;
The machining load analysis device according to claim 1.
前記加工負荷の経時データを取得する工程と、
前記経時データにおいて所望の目標負荷に達していない加工負荷が前記目標負荷に近づくように、前記NCプログラムに記載された前記切削工具の送り速度を変更する工程と、
を実行させる加工負荷解析プログラム。 A program used in an electronic device for analyzing a processing load when a workpiece is cut with a cutting tool according to an NC program,
Obtaining time-lapse data of the processing load;
Changing the feed rate of the cutting tool described in the NC program so that a machining load that does not reach a desired target load in the time-lapse data approaches the target load;
Machining load analysis program to execute.
前記経時データにおいて所望の目標負荷に達していない加工負荷が前記目標負荷に近づくように、前記NCプログラムに記載された前記切削工具の送り速度を変更するシミュレーション部と、
を備える加工負荷解析システム。 An acquisition unit for acquiring time-dependent data of a processing load when a workpiece is cut using a cutting tool according to the NC program;
A simulation unit that changes the feed rate of the cutting tool described in the NC program so that a machining load that does not reach a desired target load in the time-lapse data approaches the target load;
Machining load analysis system.
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