JP2020003996A - Process designing system, processing device, and process designing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、素材の一部を切削などにより除去して所定の形状の対象物を安定して得るための工程を設計する工程設計システム、加工装置、および測定タイミング決定方法に関する。 The present invention relates to a process design system, a processing device, and a measurement timing determination method for designing a process for stably obtaining an object having a predetermined shape by removing a part of a material by cutting or the like.
現在、必要となる部品形状を高精度に高効率で加工できることから、多くの製造現場でNC工作機械が利用されている。また、NC工作機械に用いられるNCプログラムの作成を支援するCAD/CAMなどのソフトウェアが発展してきている。 At present, NC machine tools are used at many manufacturing sites because required component shapes can be processed with high accuracy and high efficiency. Also, software such as CAD / CAM that supports creation of NC programs used in NC machine tools has been developed.
しかしながら、従来のCAMソフトウェアでは、加工領域の選択や加工順序の決定など加工工程の設計は人が行わなければならず、この設計に膨大な作業時間を割く必要がある。NC工作機械による機械加工においては、製品ごとにNCプログラムの作成が必要となるため、段取り作業時間が膨大になるといった問題がある。 However, in the conventional CAM software, humans must design the processing steps such as selection of a processing area and determination of a processing order, and it is necessary to dedicate an enormous amount of work time to this design. In machining with an NC machine tool, since an NC program needs to be created for each product, there is a problem in that the setup work time is enormous.
そこで、加工工程設計をコンピュータで実行する工程設計システムの開発が求められている。特許文献1には、加工により除去すべき領域の表面の平面部を含む全ての平面により当該領域を一旦全て分割し、分割された領域を複数種類の組み合わせで再構成し、再構成された領域の加工順序と加工条件を定めて複数の加工工程の候補を生成する技術が記載されている。 Therefore, there is a demand for the development of a process design system that executes a machining process design using a computer. Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 discloses that once the entire area is divided by all planes including a plane portion of the surface of the area to be removed by processing, the divided area is reconfigured by a plurality of combinations, and the reconfigured area is A technique for generating a plurality of processing step candidates by defining a processing order and processing conditions of the above-described methods.
しかしながら、自動的に加工工程が設計され、設計された加工工程に基づいて製品が製造された場合でも、加工工具の劣化や損傷、加工工具の取り違えなどにより、所望の形状の製品が製造されない場合がある。 However, even if a machining process is automatically designed and a product is manufactured based on the designed machining process, a product with a desired shape is not manufactured due to deterioration or damage of the machining tool, mistake of the machining tool, etc. There is.
また、所望の形状の製品が製造されたか否かは、加工工程が終了した後の形状測定により判明するため、加工途中で不具合が発生しても全ての加工工程を実行するため、加工装置に無駄な稼働時間が発生する。 In addition, since whether or not a product having a desired shape has been manufactured can be determined by shape measurement after the processing step is completed, even if a defect occurs during processing, all processing steps are executed. Useless operation time occurs.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、加工工程を自動的に導出するに当たり加工状態を測定する測定タイミングを挿入する工程設計システム、加工装置、および測定タイミング決定方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a process design system, a processing device, and a measurement timing determination method for inserting a measurement timing for measuring a processing state upon automatically deriving a processing process. .
上記目的を達成するために、本発明の1つである工程設計システムは、素材の複数の除去領域を加工して所定の形状の対象物を得るための工程を決定する工程設計システムであって、前記除去領域の加工順序を幾何学的な制約条件に基づき限定して導出された前記除去領域の加工順序の候補を階層構造で表された順序ツリーを取得するツリー取得部と、前記順序ツリーに対し、下位階層が存在する上位階層の加工終了後、下位階層の加工前のタイミングに測定工程を挿入する測定工程挿入部と、前記順序ツリーに基づき所定の優先条件を用いて加工工程を決定する順序決定部とを備える。 In order to achieve the above object, a process design system according to one aspect of the present invention is a process design system that determines a process for processing a plurality of removal regions of a material to obtain an object having a predetermined shape. A tree obtaining unit that obtains an ordered tree represented by a hierarchical structure of candidates for the processing order of the removal area, which is derived by limiting the processing order of the removal area based on geometric constraints, and the order tree. On the other hand, after finishing the processing of the upper hierarchy in which the lower hierarchy exists, a measurement process insertion unit that inserts the measurement process at a timing before the processing of the lower hierarchy, and the processing process is determined using predetermined priority conditions based on the order tree. And an order determining unit.
これによれば、加工工程全体の時間を大幅に伸ばすことなく測定に適したタイミングで加工後の形状を測定させることができ、所定の形状の対象物を安定して製造させることが可能となる。 According to this, it is possible to measure the shape after processing at a timing suitable for measurement without significantly extending the time of the entire processing step, and it is possible to stably manufacture an object having a predetermined shape. .
また、前記測定工程挿入部は、挿入した測定工程に対応し、上位階層の除去領域の形状に基づき測定箇所に関する測定情報を決定してもよい。 Further, the measurement step insertion unit may determine the measurement information on the measurement location based on the shape of the removal area of the upper layer, corresponding to the inserted measurement step.
これによれば、自動的に測定情報を決定することができ、安定した測定結果を得ることが可能となる。 According to this, the measurement information can be automatically determined, and a stable measurement result can be obtained.
また上記目的を達成するために、本発明の1つである加工装置は、工程設計システムにおいて設計された工程を取得する工程取得部と、取得した工程に基づき加工工程、および測定工程を実行する実行部と、測定工程において得られた測定結果と対応する除去領域情報とを比較し、加工結果が異常な場合に異常情報を報知する異常報知部とを備える。 In order to achieve the above object, a processing apparatus according to one aspect of the present invention executes a processing step and a measuring step based on the obtained step, and a step obtaining unit that obtains a step designed in the step design system. An execution unit, and an abnormality notification unit that compares the measurement result obtained in the measurement process with the corresponding removal area information and notifies the abnormality information when the processing result is abnormal.
これによれば、実際の加工の途中において異常が報知されるため、それ以降の無駄な加工工程を中止することができる。 According to this, since an abnormality is notified in the middle of the actual processing, the subsequent useless processing steps can be stopped.
報知された異常情報に基づき、対応する除去領域が再加工可能か否かを判定する再加工判定部と、再加工可能と判定された場合、工具を交換後、再度加工を指示する再加指示部とを備えてもよい。 A rework determination unit that determines whether the corresponding removal area can be reworked based on the reported abnormality information, and a re-addition instruction that instructs machining again after replacing a tool when it is determined that rework is possible. Unit may be provided.
これによれば、異常が報知された場合であっても、可能な場合を自動的に判断して再加工が実行され、素材を無駄にすることなく所定形状の対象物を製造することが可能となる。 According to this, even when an abnormality is notified, it is possible to automatically determine a possible case and perform rework, thereby manufacturing an object having a predetermined shape without wasting the material. It becomes.
なお、前記工程設計システム、前記加工装置が含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本発明の実施に該当する。 In addition, implementing the program for making a computer execute each process included in the process design system and the processing apparatus also corresponds to the implementation of the present invention. Of course, the embodiment of the present invention includes implementing a recording medium on which the program is recorded.
本発明によれば、適切なタイミングで測定工程を挿入することができ、所定形状の対象物を安定して製造することが可能となる。 According to the present invention, a measuring step can be inserted at an appropriate timing, and an object having a predetermined shape can be stably manufactured.
次に、本発明に係る工程設計システム、加工装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Next, an embodiment of a process design system and a processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a comprehensive or specific example. Numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and do not limit the present invention. Further, among the components in the following embodiments, components not described in the independent claims indicating the highest concept are described as arbitrary components.
また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。 In addition, the drawings are schematic diagrams in which emphasis, omission, and adjustment of ratios are appropriately performed in order to show the present invention, and may be different from actual shapes, positional relationships, and ratios.
図1は、工程設計システムの機能構成を示すブロック図である。図2は、素材、対象物、および、除去領域を示す斜視図である。図3は、総除去領域を示す斜視図である。これらの図に示すように本実施の形態に係る工程設計システム100は、金属や樹脂などからなる素材200の一部を除去して所定の形状の対象物を得るための加工工程を設計するシステムであり、コンピュータにソフトウェア(プログラム)を実行させることで実現されるシステムである。また工程設計システム100は、CAD300、支援システム301、エキスパートシステム302から情報を取得し、取得した情報に基づき設計された加工工程をCAM303に情報を出力する。なお、コンピュータとは、CPU(中央処理装置)を備え、表示装置や入力装置などの入出力手段、メモリや外部記憶装置などの記憶手段など一般的な構成を備えた電子計算機である。
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the process design system. FIG. 2 is a perspective view showing a material, an object, and a removal area. FIG. 3 is a perspective view showing the total removal area. As shown in these drawings, a
まず、支援システム301は、CAD300などにより作成された素材200の形状、および対象物201の形状に基づき、除去領域202の加工順序の可能性を幾何学的な制約条件に基づき限定し、階層構造で表された順序ツリーを作成するシステムである。
First, the
支援システム301が順序ツリーを作成する方法は、特に限定されるものではない。ここでは支援システム301の順序ツリー作成方法の一例を説明する。
The method by which the
まず、支援システム301は、素材200の形状と対象物201の形状の差分の領域である総除去領域203を抽出する。
First, the
素材200の形状と対象物201の形状は、支援システム301を実現しているコンピュータ、または、別のコンピュータで実行されているいわゆるCAD300などから取得する。また、支援システム301は、総除去領域203の表面に存在する平面部を取得したり、平面部を含む一つの仮平面により総除去領域203を分割して得られる仮領域の数である分割数を仮平面毎に取得する。
The shape of the
総除去領域203を用いることにより、対象物201の形状が同じでも素材200の形状が異なる場合は、除去領域の形状が異なるために、除去順序が同じであるとは限らないためである。また、加工中にトラブルが発生するなどして加工が中断した場合、再度加工順序を決定し直すことが可能となり、工程設計システム100の柔軟性の向上が期待できるためである。
This is because, if the shape of the
次に、支援システム301は、抽出された総除去領域203を構成する平面で分割して、分割除去領域を抽出する。総除去領域203を分割する平面の選定は特に限定されるものでは無いが、ここでは次のようにして平面を決定する。
Next, the
抽出された総除去領域203に対して、総除去領域203が有する平面を探索し、その平面で分割した場合に、3つ以上の分割除去領域が発生する平面(例えば図3中に示す平面204)を抽出する。そして、抽出された平面で総除去領域203分割して分割除去領域を抽出する。抽出された分割除去領域に対して、さらに3つ以上の領域に分割可能な平面が存在する場合は、再度分割を行う。この操作を3つ以上の領域に分割ができなくなるまで繰り返す。最後に、抽出された分割除去領域において、分割除去領域を構成する平面で分割が可能である場合は、分割除去領域をさらに分割して除去領域を抽出する。
With respect to the extracted
次に、支援システム301は、図4に示すような階層構造で表される順序ツリーを生成する。順序ツリー400の生成方法は、幾何学的な制約条件に基づく生成方法であれば特に限定されるものでは無いが、ここでは次のようにして順序ツリー400を生成する。
Next, the
実際の機械加工においては、大気に触れる面である開放面部を有する除去領域にのみ工具がアプローチすることが可能であるため、幾何学的な制約条件が求まる。例えば図2に示した対象物201の形状において、最初の素材200の形状から加工が可能な除去領域は工具に接することができる第一除去領域210、第二除去領域220、および第三除去領域230に限定される。第四除去領域211、第五除去領域212は、第一除去領域210が加工により除去されると加工が可能となり、同様に第六除去領域221、第七除去領域222は第二除去領域220が加工により除去されると加工が可能となる。このように工具がアプローチすることが可能であるかどうかの幾何学的な制約条件を考慮すると、図4に示すような階層構造で表した順序ツリー400を作成することができる。順序ツリー400では、各加工領域の従属関係を表現することができ、膨大な加工順序の候補を限定することができる。
In actual machining, since a tool can approach only a removal region having an open surface that is a surface that is in contact with the atmosphere, a geometric constraint is determined. For example, in the shape of the
次に、工程設計システム100について説明する。工程設計システム100は、所定の形状の対象物201を得るために支援システム301によって生成された順序ツリー400を取得し、得られた順序ツリー400に測定工程を挿入し、また順序ツリー400から加工工程を一つ決定するシステムである。図1に示すように、工程設計システム100は、コンピュータで実現できる処理部として、ツリー取得部101と、測定工程挿入部106と、除去領域情報取得部102と、実績情報取得部103と、マッチング部104と、順序決定部105とを備えている。
Next, the
ツリー取得部101は、支援システム301が作成した階層構造で表された順序ツリー400であって、除去領域202の加工順序を幾何学的な制約条件に基づき限定して導出された除去領域の加工順序の候補を示す順序ツリー400を取得する処理部である。支援システム301から順序ツリー400を取得する方法は、特に限定されるものでは無く、通信や順序ツリー400が記憶された媒体の移動などを例示することができる。
The
除去領域情報取得部102は、ツリー取得部101が取得した順序ツリー400の各ノードに対応する除去領域202の幾何学的な特徴を含む除去領域情報を取得する処理部である。ここでノードとは、木構造における節を意味し、根ノード、内部ノード、葉ノードの全ての意味を含むものである。また順序ツリー400において1つのノードは、1つの除去領域202に対応している。本実施の形態の場合、除去領域情報は、支援システム301から取得している。取得される除去領域情報としては、除去領域202の大きさ、XYZ座標などで表される除去領域202の重心などの位置、切削工具などの工具が侵入する方向における除去領域202の深さ、切削工具などの工具が侵入する方向に直交する平面における除去領域202の形、除去領域202が対象物を貫通しているか否か、親ノードに対応する除去領域と兄弟ノードに対応する除去領域との距離、例えば重心間の距離などが例示できる。さらに、幾何的な情報は、除去領域202の形状に基づき定めてもよく、また、除去領域を内包することができ、かつ、体積が最小の仮想的な直方体などの仮想形状に基づき幾何的な情報を定めてもよい。
The removal area
測定工程挿入部106は、順序ツリー400に対し、下位階層である子ノードが存在する上位階層である親ノードに対応する除去領域202の加工終了後、当該親ノードに対する子ノードに対応する除去領域202の加工前のタイミングに測定工程を挿入する処理部である。本実施の形態の場合、測定工程挿入部106は、挿入した測定工程に対応し、上位階層の除去領域202の形状に基づき測定箇所に関する測定情報を測定工程毎に決定している。
After finishing the processing of the
例えば、測定工程挿入部106は、図5に示すように子ノードが存在する親ノードに該当する第一除去領域210、および第二除去領域220の直下にそれぞれ第一測定工程M1、第二測定工程M2を挿入して関係づける。また挿入した第一測定工程M1、第二測定工程M2に対応し、関係づけられた親ノードの除去領域202の形状、つまりに第一除去領域210、および第二除去領域220の形状に基づく情報である除去形状情報に基づき測定点を決定する。除去形状情報は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、図6〜図13に示す形状に基づく情報を予め準備し、これらの情報を除去形状情報に対応させて作成している。これにより測定箇所を定型化し、測定工程の再現性を向上させることが可能である。具体的に例えば、測定情報は、以下に示す要件を満たすようなプログラムを用いて作成する。原則として工具のアプローチ方向をZ軸方向とし、アプローチ方向に平行な面の法線をX軸方向とし、Z軸方向およびX軸方向に直交する方向をY軸方向として直交座標を仮想的に設定する。測定順序はY軸方向の寸法、X軸方向の寸法、Z軸方向の寸法の順番とする。測定点の順番に関しても、X軸、Y軸、Z軸それぞれ、座標の小さい点からの測定が行われるため、その順番に従う。
For example, as shown in FIG. 5, the measurement
図6、Closed Pocket
Closed Pocketにおける測定項目は、X軸方向の寸法、Y軸方向の寸法、Z軸方向の寸法の3項目である。
Figure 6, Closed Pocket
The measurement items in the closed pocket are three items: a dimension in the X-axis direction, a dimension in the Y-axis direction, and a dimension in the Z-axis direction.
Y軸方向の寸法の測定点は、Y軸負の方向に並んで存在する一方の面上のP1、他方の面上のP2に設定する。P1、P2のX軸座標は対応するそれぞれの面の中心の値で、Z軸座標は、上面から一定値(例えば−5mm)の位置とする。 The measurement point of the dimension in the Y-axis direction is set to P1 on one surface and P2 on the other surface which are arranged side by side in the negative direction of the Y-axis. The X-axis coordinates of P1 and P2 are values at the center of the corresponding surfaces, and the Z-axis coordinates are positions at a fixed value (for example, -5 mm) from the upper surface.
X軸方向の寸法の測定は、X軸負の方向に並んで存在する一方の面上のP3、他方の面上のP4に設定する。P3、P4のY軸座標はそれぞれの面の中心のY軸座標を用いる。Z軸座標は上面からY軸の場合と同様の一定値(例えば−5mm)の位置とする。 The measurement of the dimension in the X-axis direction is set to P3 on one surface and P4 on the other surface existing side by side in the negative direction of the X-axis. As the Y axis coordinates of P3 and P4, the Y axis coordinates of the center of each surface are used. The Z-axis coordinate is a position at a constant value (for example, −5 mm) similar to the case of the Y-axis from the upper surface.
Z軸方向の寸法の測定は、Z軸負の方向に存在する面上のP6、Z軸正の方向に存在する面上のP5に設定する。なおZ軸正の方向に存在する面に関しては、加工により除去されて実在しないため、除去領域202外にP5は設定される。P6のX軸座標、Y軸座標はそれぞれ面の中心である。P5のY軸座標は面の中心の座標、X軸座標は図のように除去領域からX軸負の方向に一定値(例えば3mm)離れた点である。
The measurement of the dimension in the Z-axis direction is set to P6 on a plane existing in the negative direction of the Z-axis and P5 on a plane existing in the positive direction of the Z-axis. Note that the surface existing in the positive direction of the Z axis is removed by processing and does not exist, so P5 is set outside the
図7、Open Pocket
Open Pocketにおける測定項目はX軸方向の寸法、Y軸方向の寸法、Z軸方向の寸法の3項目である。またOpen Pocketは、開放面部の位置によって4通り存在し、それに伴って測定点の位置も変化する。以下に図7に示したX PositiveとY Negativeの2つの面が開放面部である場合の測定点の位置を例として説明する。
Figure 7, Open Pocket
The measurement items in the Open Pocket are three items: a dimension in the X-axis direction, a dimension in the Y-axis direction, and a dimension in the Z-axis direction. In addition, there are four types of Open Pocket depending on the position of the open surface, and the position of the measurement point also changes accordingly. Hereinafter, the position of the measurement point when the two surfaces X Positive and Y Negative shown in FIG. 7 are open surfaces will be described as an example.
Y軸方向の寸法の測定は、測定点P1およびP2により行われる。P1はY軸負の方向に存在する一方の面上、P2はY軸正の方向に存在する他方の面上に設定する。X座標はP1、P2共にその面の中心の値で、Z座標において、P2は上面から一定値(例えば−5mm)の位置、P1は図7のように除去領域外の点で、底面から一定値(例えば−5mm)の位置である。 The measurement of the dimension in the Y-axis direction is performed at the measurement points P1 and P2. P1 is set on one surface existing in the Y-axis negative direction, and P2 is set on the other surface existing in the Y-axis positive direction. The X coordinate is the value of the center of the plane for both P1 and P2. In the Z coordinate, P2 is a position at a constant value (for example, −5 mm) from the top surface, and P1 is a point outside the removal area as shown in FIG. This is the position of the value (for example, -5 mm).
X軸方向の寸法の測定は、測定点P3、P4により行われる。P3はX軸負の方向に存在する面上、P4はX軸正の方向に存在する面上に設定する。Y軸座標はP3、P4共に面の中心のY軸座標を用いる。またP4は図7のように除去領域外に設定し、Z軸座標の値は底面から一定値(例えば−5mm)の位置、P3のZ軸座標の値は上面から一定値(例えば−5mm)の位置である。 The measurement of the dimension in the X-axis direction is performed at measurement points P3 and P4. P3 is set on a plane existing in the negative direction of the X axis, and P4 is set on a plane existing in the positive direction of the X axis. For the Y-axis coordinates, the Y-axis coordinates of the center of the plane are used for both P3 and P4. P4 is set outside the removal region as shown in FIG. 7, the value of the Z-axis coordinate is a constant value (for example, -5 mm) from the bottom surface, and the value of the Z-axis coordinate of P3 is a constant value (for example, -5 mm) from the top surface. Position.
Z軸方向の寸法の測定は、Z軸負の方向に存在する面上のP6、Z軸正の方向に存在する面上のP5に設定する。なおZ軸正の方向に存在する面に関しては、加工により除去されて実在しないため、除去領域202外にP5は設定される。P6のX軸座標、Y軸座標はそれぞれ面の中心である。P5のY軸座標は面の中心の座標、X軸座標は図のように除去領域からX軸負の方向に一定値(例えば3mm)離れた点である。
The measurement of the dimension in the Z-axis direction is set to P6 on a plane existing in the negative direction of the Z-axis and P5 on a plane existing in the positive direction of the Z-axis. Note that the surface existing in the positive direction of the Z axis is removed by processing and does not exist, so P5 is set outside the
Open Pocketにおける測定点の位置は、開放面部の位置によって変化する。図7に例として示したX Positive、およびY Negativeの場合と、X Negative、およびY Negativeの場合、X Negative、およびY Positiveの場合、X Positive、およびY Positiveの場合の4通りがある。各場合について、除去領域外に設定する測定点の位置が変化する。例えばX Negative、およびY Positiveが開放面部の場合は、X軸方向の測定の際の、X軸負の方向の面の測定の際の測定点が除去領域外となり、X軸正の方向に存在する面の測定の際の測定点は除去領域内の面となる。 The position of the measurement point in the Open Pocket changes depending on the position of the open surface. In the case of X Positive and Y Negative shown as an example in Fig. 7, the case of X Negative and Y Negative, the case of X Negative and Y Positive, the case of X Positive and the case of Y Positive are as follows. In each case, the position of the measurement point set outside the removal area changes. For example, when X Negative and Y Positive are open surfaces, the measurement point when measuring the surface in the negative direction of the X axis during the measurement in the X axis direction is outside the removal area and exists in the positive direction of the X axis. The measurement point when measuring the surface to be removed is the surface within the removal area.
図8、Open Slot
Open Slotは、開放面部の位置に応じて2通りのパターンが考えられる。X Positive、およびX Negativeが開放面部である場合と、Y Positive、およびY Negativeが開放面部である場合である。前提条件として素材の6面の精度が保証されているということから、それぞれの場合において、X軸方向の寸法の測定、Y軸方向の寸法の測定は行わない。よって測定項目はX軸、Y軸方向の寸法のどちらか一方とZ軸方向の寸法の2項目である。図8に示す、開放面部がY Negative、Y Positiveの場合の測定点に関して説明する。
Fig. 8, Open Slot
The Open Slot has two patterns depending on the position of the open surface. X Positive and X Negative are open surface parts, and Y Positive and Y Negative are open surface parts. Since the accuracy of six surfaces of the material is guaranteed as a precondition, the measurement of the dimension in the X-axis direction and the measurement of the dimension in the Y-axis direction are not performed in each case. Therefore, there are two measurement items, one of the dimensions in the X-axis and Y-axis directions and the dimension in the Z-axis direction. The measurement points shown in FIG. 8 when the open surface is Y Negative and Y Positive will be described.
X軸方向の寸法の測定は、測定点P1およびP2で行われる。P1はX軸負の方向に存在する面上、P2はX軸正の方向に存在する面上に設定する。Y軸座標はP1とP2共に面の中心の座標で、Z軸座標はP1とP2共に上面から一定値(例えば−5mm)の位置である。 The measurement of the dimension in the X-axis direction is performed at measurement points P1 and P2. P1 is set on a plane existing in the negative direction of the X axis, and P2 is set on a plane existing in the positive direction of the X axis. The Y-axis coordinate is the coordinate of the center of the plane for both P1 and P2, and the Z-axis coordinate is a position at a fixed value (for example, −5 mm) from the upper surface for both P1 and P2.
Z軸方向の寸法の測定について、P4はZ軸負の方向に存在する面上で、P3はZ軸正の方向に存在する面上である。Y軸方向の座標はP3、P4共に面の中心の座標で、X軸方向の座標は、図8のようにP4は面の中心座標、P3はZ軸正の方向に存在する面から除去領域外に一定値(例えば−3mm)の位置である。 In the measurement of the dimension in the Z-axis direction, P4 is on a plane existing in the negative direction of the Z-axis, and P3 is on a plane existing in the positive direction of the Z-axis. The coordinates in the Y-axis direction are the coordinates of the center of the plane for both P3 and P4, and the coordinates in the X-axis direction are, as shown in FIG. 8, P4 is the center coordinate of the plane, and P3 is the removal area from the plane existing in the positive direction of the Z-axis. It is a position of a constant value (for example, −3 mm) outside.
なお、X Positive、X Negativeが開放面部の場合、測定項目はY軸方向の寸法、Z軸方向の寸法の2つである。測定点の決定も上記のY Positive、Y Negativeが開放面部である場合と同じように設定され、X軸方向とY軸方向が変わる。 When X Positive and X Negative are open surface portions, there are two measurement items: a dimension in the Y-axis direction and a dimension in the Z-axis direction. The determination of the measurement point is also set in the same manner as when the above-mentioned Y Positive and Y Negative are open surfaces, and the X-axis direction and the Y-axis direction change.
また、Z軸方向の寸法の測定の際には、P4は同様に底面の中心に設定されるが、P3のY軸方向の座標はX軸正の方向に存在する面から一定値(例えば+3mm)の位置と設定し、Y座標はP3、P4ともに底面の中心座標と設定する。 Also, when measuring the dimension in the Z-axis direction, P4 is similarly set at the center of the bottom surface, but the coordinate of P3 in the Y-axis direction is a fixed value (for example, +3 mm) from the plane existing in the positive direction of the X-axis. ), And the Y coordinate is set as the center coordinate of the bottom surface for both P3 and P4.
図9、Closed Slot
Closed Slotにおける測定項目はX軸方向の寸法、Y軸方向の寸法、Z軸方向の寸法の3項目である。Closed Pocketにおいても開放面部の位置によって4通りのパターンが考えられる。X Positiveが開放面部の場合、X Negativeが開放面部の場合、Y Positiveが開放面部の場合、Y Negativeが開放面部の場合の4通りである。以下に図9で示す、開放面部がX Positiveの場合を例として説明する。
Figure 9, Closed Slot
The measurement items in the closed slot are three items: a dimension in the X-axis direction, a dimension in the Y-axis direction, and a dimension in the Z-axis direction. Also in the closed pocket, four patterns can be considered depending on the position of the open surface. There are four cases: when X Positive is an open surface, when X Negative is an open surface, when Y Positive is an open surface, and when Y Negative is an open surface. Hereinafter, a case where the open surface portion is X Positive shown in FIG. 9 will be described as an example.
Y軸方向の寸法の測定は、測定点P1、およびP2により行われる。P1はY軸方向負の方向に存在する面上、P2はY軸正の方向に存在する面上に設定する。そのときのX座標はP1、P2共に面の中心の座標で、Z軸座標上面から一定値(例えば−5mm)の位置と設定する。 The measurement of the dimension in the Y-axis direction is performed at the measurement points P1 and P2. P1 is set on a plane existing in the negative Y-axis direction, and P2 is set on a plane existing in the Y-axis positive direction. The X coordinate at that time is the coordinates of the center of the plane for both P1 and P2, and is set to a position at a fixed value (for example, −5 mm) from the upper surface of the Z axis coordinate.
X軸方向の寸法の測定は、P3はX軸負の方向に存在する面上で、P4はX軸正の方向に存在する面上とする。Y座標はP3、P4共に底面の中心座標で、Z軸座標について、P3は上面から一定値(例えば−5mm)の位置、P4は底面から一定値(例えば−5mm)の位置と設定する。 In the measurement of the dimension in the X-axis direction, P3 is on a surface existing in the negative direction of the X-axis, and P4 is on a surface existing in the positive direction of the X-axis. The Y coordinate is the center coordinate of the bottom surface of both P3 and P4. Regarding the Z-axis coordinate, P3 is set to a position at a constant value (for example, -5 mm) from the top surface, and P4 is set to a position of a constant value (for example, -5 mm) from the bottom surface.
Z軸方向の寸法の測定は、P6はZ軸負の方向に存在する面上で、P5はZ軸方向正の方向に存在する面上に設定する。P5、P6Y軸座標の値は共に底面の中心の座標で、X軸座標の値はP6が底面の中心座標、P5がX軸負の方向に存在する面から一定値(例えば−3mm)の位置である。 In the measurement of the dimension in the Z-axis direction, P6 is set on a plane existing in the negative direction of the Z-axis, and P5 is set on a plane existing in the positive direction of the Z-axis. P5 and P6 The Y-axis coordinate values are both the coordinates of the center of the bottom surface, and the X-axis coordinate values are positions at a fixed value (for example, -3 mm) from the surface where P6 is the center coordinate of the bottom surface and P5 is in the negative direction of the X-axis. It is.
Closed Slotには開放面部の位置により4パターン存在する。ぞれぞれの場合において、開放面部方向の測定における測定の位置が変化する。例えばY Positiveが開放面部の場合、Y軸方向の寸法の測定の際に、P1は除去領域内にあり、P2が除去領域外に設定される。またZ軸方向の測定の際にも、上面の測定の際には、開放面部と逆方向、つまりX Positiveが開放面部の場合には、X軸負の方向に存在する面から一定値(例えば+3mm)の距離に、Y Negativeが開放面部であればY軸正の方向に存在する面から一定値(例えば+3mm)の位置に測定点が設定される。 The Closed Slot has four patterns depending on the position of the open surface. In each case, the position of the measurement in the measurement in the direction of the open surface changes. For example, when Y Positive is the open surface, P1 is set inside the removal area and P2 is set outside the removal area when measuring the dimension in the Y-axis direction. Also, in the measurement in the Z-axis direction, when measuring the upper surface, in the direction opposite to the open surface portion, that is, when X Positive is the open surface portion, a constant value (for example, from the surface existing in the negative direction of the X axis) If Y Negative is an open surface at a distance of (+3 mm), the measurement point is set at a fixed value (for example, +3 mm) from a surface existing in the Y axis positive direction.
図10、Through Pocket
Through Pocketにおける測定項目はX軸方向の寸法、Y軸方向の寸法の2項目である。Z軸方向の寸法の測定に関しては、6面の精度が保証されているという前提条件により測定を行わない。Y軸方向の寸法の測定は、測定点P1、P2により行われる。P1はY軸負の方向に存在する面上、P2はY軸正の方向に存在する面上に設定する。X軸座標はその面の中心の値で、Z軸座標は上面から一定値(例えば−5mm)の位置である。
FIG. 10, Through Pocket
The measurement items in the Through Pocket are two items of a dimension in the X-axis direction and a dimension in the Y-axis direction. Regarding the measurement of the dimension in the Z-axis direction, the measurement is not performed on the precondition that the accuracy of the six surfaces is guaranteed. The measurement of the dimension in the Y-axis direction is performed at the measurement points P1 and P2. P1 is set on a plane existing in the Y axis negative direction, and P2 is set on a plane existing in the Y axis positive direction. The X-axis coordinate is a value at the center of the surface, and the Z-axis coordinate is a position at a constant value (for example, -5 mm) from the upper surface.
X軸方向の寸法の測定は、測定点P3、P4により行われる。P3はX軸負の方向に存在する面上、P4はX軸正の方向に存在する面上に設定する。Y軸座標は面の中心のY軸座標を用いる、また、Z軸座標は上面から一定値(例えば−5mm)の位置とする。 The measurement of the dimension in the X-axis direction is performed at measurement points P3 and P4. P3 is set on a plane existing in the negative direction of the X axis, and P4 is set on a plane existing in the positive direction of the X axis. The Y-axis coordinate uses the Y-axis coordinate of the center of the surface, and the Z-axis coordinate is a position at a fixed value (for example, −5 mm) from the upper surface.
図11、Blind Hole
Blind Holeにおける測定項目はX軸方向の寸法、Y軸方向の寸法、Z軸方向の寸法の3項目である。
FIG. 11, Blind Hole
The measurement items in Blind Hole are three items of a dimension in the X-axis direction, a dimension in the Y-axis direction, and a dimension in the Z-axis direction.
Y軸方向の測定に関しては、測定点P1およびP2により行われる。P1は円の中心からY軸負の方向に半径の距離の点、P2は円の中心からY軸正の方向に半径の距離の点に設定する。Z軸座標は円の上面から一定値(例えば−5mm)の位置とする。 The measurement in the Y-axis direction is performed at the measurement points P1 and P2. P1 is set at a point radially away from the center of the circle in the negative Y-axis direction, and P2 is set at a point radially away from the center of the circle in the positive Y-axis direction. The Z-axis coordinate is a position at a constant value (for example, −5 mm) from the upper surface of the circle.
X軸方向の寸法の測定は、測定点P3、P4により行われる。P3は円の中心からX軸負の方向に半径の距離の点、P4は中心からX軸正の方向に半径の距離の点、Z軸座標はP3とP4共に上面から一定値(例えば−5mm)の位置に設定する。 The measurement of the dimension in the X-axis direction is performed at measurement points P3 and P4. P3 is a point at a radius of a radius in the negative direction of the X axis from the center of the circle, P4 is a point of a radius of a radius in the positive direction of the X axis from the center, and the Z axis coordinate is a constant value (for example, -5 mm) from the upper surface of both P3 and P4. ) Position.
Z軸方向の寸法の測定は、P6はZ軸負の方向に存在する面上、P5はZ軸正の方向に存在する面上に設定する。そのときのX軸、Y軸座標について、P6は円の中心のX軸、Y軸座標と設定する。P5のX軸座標は中心から半径に一定値(例えば3mm)を加えた位置とする。Y軸座標は円の中心の座標を用いる。 In the measurement of the dimension in the Z-axis direction, P6 is set on a plane existing in the Z-axis negative direction, and P5 is set on a plane existing in the Z-axis positive direction. Regarding the X-axis and Y-axis coordinates at that time, P6 is set as the X-axis and Y-axis coordinates of the center of the circle. The X-axis coordinate of P5 is a position obtained by adding a fixed value (for example, 3 mm) to the radius from the center. The coordinates of the center of the circle are used as the Y-axis coordinates.
図12、Through Hole
Through Holeにおける測定項目はX軸方向の寸法、Y軸方向の寸法の2項目である。Z軸方向の寸法に関しては、素材の6面の精度は保証されているという前提条件より、測定は行わない。Y軸方向の測定に関しては、測定点P1、P2により行われる。P1は円の中心からY軸負の方向に半径の距離の点、P2は円の中心からY軸正の方向に半径の距離の点に設定する。Z軸座標はP1、P2共に円の上面から一定値(例えば−5mm)の位置に設定する。
FIG. 12, Through Hole
The measurement items in Through Hole are two items of a dimension in the X-axis direction and a dimension in the Y-axis direction. Regarding the dimension in the Z-axis direction, no measurement is performed on the premise that the accuracy of the six surfaces of the material is guaranteed. The measurement in the Y-axis direction is performed at the measurement points P1 and P2. P1 is set at a point radially away from the center of the circle in the negative Y-axis direction, and P2 is set at a point radially away from the center of the circle in the positive Y-axis direction. The Z-axis coordinate is set at a position at a fixed value (for example, -5 mm) from the upper surface of the circle for both P1 and P2.
X軸方向の寸法の測定は、測定点P3、P4により行われる。P3は円の中心からX軸負の方向に半径の距離の点、P4は中心からX軸正の方向に半径の距離の点、Z軸座標はP3とP4共に上面から一定値(例えば−5mm)の位置に設定する。 The measurement of the dimension in the X-axis direction is performed at measurement points P3 and P4. P3 is a point at a radius of a radius in the negative direction of the X axis from the center of the circle, P4 is a point of a radius of a radius in the positive direction of the X axis from the center, and the Z axis coordinate is a constant value (for example, -5 mm) from the upper surface of both P3 and P4. ) Position.
図13、Step
Stepに関しての測定項目は、X軸もしくはY軸方向の寸法と、Z軸方向の寸法の2項目である。Stepは開放面部の位置により全部で4つのパターンが考えられるため、それにしたがって測定点の設定も変化する。図13の場合、開放面部が、X Positive、Y Positive、Y Negativeの場合の測定点の位置を示す。この場合の測定項目はX軸方向の寸法、Z軸方向の寸法である。
FIG. 13, Step
The measurement items relating to Step are two items of a dimension in the X-axis or Y-axis direction and a dimension in the Z-axis direction. In Step, since a total of four patterns can be considered depending on the position of the open surface portion, the setting of the measurement point changes accordingly. In the case of FIG. 13, the positions of the measurement points when the open surface is X Positive, Y Positive, and Y Negative are shown. The measurement items in this case are the dimension in the X-axis direction and the dimension in the Z-axis direction.
X軸方向の寸法の測定は、P1、P2により行われる。P1はX軸負の方向に存在する面上で、P2はX軸正の方向に存在する面上とする。Y座標はP1、P2共に底面の中心座標で、Z軸座標について、P1は上面から一定値(例えば−5mm)の位置、P2は底面から一定値(例えば−5mm)の位置に設定する。 The measurement of the dimension in the X-axis direction is performed by P1 and P2. P1 is on a plane existing in the negative direction of the X axis, and P2 is on a plane existing in the positive direction of the X axis. The Y coordinate is the center coordinate of the bottom surface of both P1 and P2. Regarding the Z-axis coordinate, P1 is set to a position at a constant value (for example, -5 mm) from the top surface, and P2 is set to a position of a constant value (for example, -5 mm) from the bottom surface.
Z軸方向の寸法の測定は、P4はZ軸負の方向に存在する面上で、P3はZ軸方向正の方向に存在する面上に設定する。そのときのY軸座標の値はP3、P4共に底面の中心の座標で、X軸座標の値はP4が底面の中心座標、P3がX軸負の方向に存在する面から一定値(例えば−3mm)の位置である。 In the measurement of the dimension in the Z-axis direction, P4 is set on a surface existing in the negative direction of the Z-axis, and P3 is set on a surface existing in the positive direction of the Z-axis. The value of the Y-axis coordinate at that time is the coordinate of the center of the bottom surface for both P3 and P4, and the value of the X-axis coordinate is a constant value (for example, −4) from the surface where P4 is the center coordinate of the bottom surface and P3 is in the negative direction of the X axis. 3 mm).
なお、Stepでは開放面部が、X Positive、Y positive Y negativeの場合、X Negative、Y Positive、Y Negativeの場合、Y Positive、X Positive、X Negativeの場合、Y Negative、X Positive、X Negativeの場合の4パターンが考えられる。各場合の、測定点の位置はClosed Slotと同様に変化し、Z軸方向の寸法を測定する際の上面の点P3は開放面部と反対方向の面から一定値(例えば3mm)の距離の位置に設定される。またX軸方向寸法、もしくはY軸方向寸法を測定する際にも、除去領域外の測定点の位置が変化する。 In Step, when the open surface portion is X Positive, Y positive Y negative, X Negative, Y Positive, Y Negative, Y Positive, X Positive, X Negative, X Negative, X Negative, X Negative The following four patterns can be considered. In each case, the position of the measurement point changes similarly to the closed slot, and the point P3 on the upper surface when measuring the dimension in the Z-axis direction is a position at a distance of a fixed value (for example, 3 mm) from the surface in the direction opposite to the open surface. Is set to Also, when measuring the dimension in the X-axis direction or the dimension in the Y-axis direction, the position of the measurement point outside the removal area changes.
なお、図6〜図13に示す各除去領域202の形状に対する測定点は例示であり、X軸方向、Y軸方向の中心ばかりでなく、測定点は偏った位置に設定されても構わない。
The measurement points for the shape of each of the
情報工程挿入部106は、上記図6〜図13に対応した決まりに従って、形状測定のためのプローブを接触させる位置を除去領域202の形状に従って決定し測定情報として生成する。
The information
実績情報取得部103は、エキスパートシステム302から実績情報を取得する処理部である。実績情報とは、エキスパートシステム302が蓄積した情報であり、別素材において加工された除去領域の除去領域情報と、前記除去領域を加工した際の加工条件が結びつけられた加工事例情報を蓄積して構築されたデータベースである。本実施の形態の場合、実績情報は、いわゆる熟練技術者が加工した際の加工条件が採用されている。加工条件としては、例えば除去加工する場合の工具の種類、工具の回転速度、工具の送り量、径方向の切り込み深さ、軸方向の切り込み深さ、切削油の使用の有無、切削油の種類、除去領域の質量、材質、仕上げの状態、寸法公差などを挙示することができる。
The performance
マッチング部104は、除去領域情報取得部102が取得した各ノードの除去領域情報のそれぞれに対応する加工条件を実績情報取得部103が取得した実績情報を探索して当てはめる処理部である。本実施の形態の場合、マッチング部104は、除去領域202に対応する除去領域情報の特徴が最も類似する加工事例を実績情報から探索し、得られた結果に基づき順序ツリー400の各ノードである各除去領域202に一つの加工条件を当てはめる。これにより、工具折損などの加工トラブルがないような加工条件が決定される。図14は、順序ツリーに当てはめられた加工条件を示す図である。同図に示すように「EM」はエンドミルを意味しており、「EM」の横に附されている数字はエンドミルの種類を示す識別子である。当該識別子によりエンドミルの径の大きさ、材質などがわかるものとなっている。また、数値が大きくなるほど大型の工具であることを示している。本実施の形態の場合は、数値は、エンドミルの径を示している。
The
順序決定部105は、所定の条件に基づいて、順序ツリー400から素材200を加工して対象物201を得るための加工工程を一つ決定する処理部である。本実施の形態の場合、目的関数を工具交換回数とし、それが最小となるように加工順序を決定する。なお、目的関数として先に加工した除去領域から次に加工する除去領域までの工具の移動時間の合計が最小となることを含めてもかまわない。また、所定の条件として以下の3つの条件を記載順に適用して、複数の加工工程の集合である順序ツリー400から1つの加工工程、つまり加工順序を決定する。
The
条件1:幾何学的な制約条件において対応する除去領域の全てを除去可能な工具を優先する。 Condition 1: A tool that can remove all of the corresponding removal regions in the geometrical constraints is prioritized.
条件2:順序ツリーにおいて上位階層に存在する領域を優先する。 Condition 2: A region existing in a higher hierarchy in the order tree is prioritized.
条件3:工具径が他よりもより大型の工具を使用している領域を優先する。 Condition 3: Give priority to an area where a tool with a larger tool diameter is used than others.
条件1では、幾何学的な制約条件、つまり工具が直接アプローチ可能であるため加工可能な全ての除去領域202に限定するという条件の下、一の工具を使用して除去できる除去領域202の全てを除去した場合、前記工具はその後使用されなくなるため工具交換はこれらの除去領域202を加工する前後のみとなる。このような工具を用いて除去する除去領域202を優先して除去することにより、工具交換の少ない状況で下位階層の領域が除去可能となるため、次加工工程の加工順序の決定が容易となる。
In the condition 1, all of the
条件2では、順序ツリー400で上位階層に存在する除去領域202は、幾何学的に工具がアプローチしやすい除去領域202であるため、先に加工しやすい領域を加工することで、下位階層に存在する除去領域202への工具のアプローチを容易にすることができる。
Under the condition 2, the
条件3では、工具径が他よりも大きい大型の工具を使用して除去する除去領域202は、除去体積も大きいことが考えられる。除去体積が大きな領域を優先して加工することにより、続いて加工する領域への工具のアプローチを容易にすることができる。
Under the condition 3, it is considered that the
以上の条件に従うと、例えば図14に示す、加工条件付きの順序ツリー400に基づき、加工順序は以下のように決定される。なお、順序ツリー400は、有向のツリー構造である。また、順序ツリー400は、工具がアプローチ可能な除去領域202はルートになり、ルートが除去された場合、先のルートの直下のノードが新しいルートとなる。本実施の形態の場合、第一除去領域210、第二除去領域220、第三除去領域230はいずれも工具でアプローチ可能な除去領域202であるため、複数のルートが存在することになるが、1つの素材200を除去加工していく加工工程であるため、1つの順序ツリー400として扱う。
According to the above conditions, the processing order is determined as follows, for example, based on the
図15は、工程設計システムの動作を示すフローチャートである。同図に示すように、工程設計システム100は、まず、順序ツリー400の中からルートを抽出する(S101)。
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the process design system. As shown in the drawing, the
抽出された除去領域202が複数の場合、(S102:No)、次に、抽出されたルートに対して条件1を適用する(S103)。本実施の形態の場合、工具EM8は、除去可能な領域である第二除去領域220のみに使用されているため条件1に該当する。また同様に、工具EM4は除去可能な領域である第三除去領域230のみに使用されているため条件1に該当する。従って、工具EM8を使用して第二除去領域220を加工すると、残存する全ての除去領域202に工具EM8を使用して除去加工する除去領域202は存在しなくなる。同様に、工具EM4を使用して第三除去領域230を加工すると、残存する全ての除去領域202に工具EM4を使用して除去加工する除去領域202は存在しなくなる。以上から、条件1に該当する除去領域202は、除去加工する除去領域202は、第二除去領域220と第三除去領域230に絞られるが複数存在する。
If there are a plurality of extracted removal areas 202 (S102: No), then condition 1 is applied to the extracted routes (S103). In the case of the present embodiment, since the tool EM8 is used only in the
次に、絞られた除去領域202について条件2を適用すると(S104)、第二除去領域220、および第三除去領域230は順序ツリー400において同階層であるため、いずれかに絞ることができず、条件2に該当する除去領域202は複数存在したままになる。
Next, when the condition 2 is applied to the narrowed-out removal area 202 (S104), the
次に、残存しているルートに条件3を適用すると(S105)、工具径が第三除去領域230の工具EM4より大きい工具EM8を使用する第二除去領域220が条件3に該当し、条件3に該当する除去領域202が単数となる。
Next, when the condition 3 is applied to the remaining route (S105), the
従って、最初に除去加工する除去領域202は、第二除去領域220に決定される。
Therefore, the
なお、条件3まで適用したとしても除去領域202が単数に絞りきれない場合(S105:No)、工程設計システム100は、他の条件、例えば、工具の移動が最も少なくなる除去領域202を優先するなどの条件で順位を決定する(S107)。
If the
次に、順位が決定された除去領域202に測定工程がひも付けられているか否かを測定工程挿入部106が判断し(S118)、ひも付けられている場合(S118:Yes)、決定された順位の次に測定工程を挿入する(S119)。
Next, the measurement
本実施の形態の場合、測定工程挿入部106によって、第一除去領域210、第二除去領域220にそれぞれ第一測定工程M1、第二測定工程M2がひも付けられているため、第一除去領域210の除去工程後に加工後の形状を測定する第一測定工程M1が実行され、第二除去領域220の除去工程後に加工後の形状を測定する第二測定工程M2が実行されるよう工程が設計される。
In the case of the present embodiment, the
次に全ての除去領域202の順位が決定されていないため(S110:No)、順序ツリー400から順位か決定されたルートである第二除去領域220を除去し(S111)、ルートを抽出し直す(S101)。
Next, since the order of all the
以上により図16に示すような順序ツリー400が形成される。具体的には、工具がアプローチ可能なルートである除去領域202は、第一除去領域210、第三除去領域230、その下位階層の除去領域である第六除去領域221、および第七除去領域222が抽出される。
Thus, an
抽出されたルートに対して条件1を適用すると、工具EM6がアプローチ可能な除去領域を除去加工すると、工具EM6を用いて除去する除去領域202がなくなる。従って、第一除去領域210、第六除去領域221、第七除去領域222が該当する。工具EM4も同様であるため第三除去領域230も該当する。
When the condition 1 is applied to the extracted route, if the removal area that can be approached by the tool EM6 is removed, the
第一除去領域210、および第三除去領域230は同一階層であるため、条件2では絞りきれないため、条件3を適用する。工具径が大きい工具EM6を使用する除去領域202(除去領域210、221、222)が優先して除去される。
Since the
この場合、優先される除去領域202が複数(本実施の形態では3領域)存在するため、工程設計システム100は、他の条件として条件2を適用し、上位階層に存在する第一除去領域210を若い順位とし、第六除去領域221および第七除去領域222については、工具の移動が最も少なくなる除去領域202を優先するなどの条件で順位を決定する。
In this case, since there are a plurality of (three in this embodiment)
また、第一除去領域210には予め第一測定工程M1がひも付けられているため、第一除去領域210の加工後に第一測定工程M1が実行されるように設計される。
In addition, since the first measurement region M1 is previously linked to the
以上により図17に示すような順序ツリー400が形成される。具体的には、工具がアプローチ可能なルートである除去領域202は、第三除去領域230、その下位階層の除去領域である第四除去領域211、および第五除去領域212が順序ツリー400として残存している。
Thus, an
次に、抽出されたルートに対して条件1を適用すると、残存している全てのルートが該当する。次に、条件2を適用すると上位階層である第三除去領域230のみ該当する。従って第三除去領域230が次の順位として決定される。また、抽出されたルートには下位階層が存在しないため、測定工程はひも付けられていない。
Next, when the condition 1 is applied to the extracted route, all the remaining routes correspond. Next, when the condition 2 is applied, only the
最後に、図18に示すように、第四除去領域211、および第五除去領域212が残存するが、これらは条件1〜3によっては順位が決定できないため他の条件で順位が決定される。
Finally, as shown in FIG. 18, the
以上の結果、図19に示すように、加工順序は、次のようになる。第二除去領域220→第二測定工程M2→第一除去領域210→第一測定工程M1→第六除去領域221→第七除去領域222→第三除去領域230→第四除去領域211→第五除去領域212。
As a result, as shown in FIG. 19, the processing order is as follows.
以上のように、本実施の形態にかかる工程設計システム100は、複数の加工工程の中から1つの加工工程を決定することができる。また、決定された加工工程は、支援システム301により構築された熟練者の実績によるデータベースに基づくものであるため、現実的で理にかなった加工工程となる。また、下位階層が存在する上位階層に対応する除去領域の加工後に測定工程を挿入するため、除去加工に不具合が発生しているか否かを早期に発見することができ、次の加工工程に移行することなく、対応を行う事ができる。
As described above, the
具体的には、複数種類の素材から複数種類の対象物を形成する場合について工程設計システム100により加工工程を作成し、作成された加工順序、測定順序によって、実加工を行った。本実施の形態の工程設計システム100により決定された加工工程によって、問題なく自動で加工を行え、除去加工に不具合が発生した場合、早期に加工を中断し対応できることを確認した。
Specifically, in the case of forming a plurality of types of objects from a plurality of types of materials, a processing process was created by the
次に加工装置500について説明する。図20は、加工装置の機能構成を示すブロック図である。
Next, the
加工装置500は、除去領域202を除去することができる装置であり、機能部として工程取得部510と、実行部520と、異常報知部530とを備えている。本実施の形態の場合、加工装置500は、再加工判定部540と、再加工指示部550とを備えている。また、加工装置500の種類は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、NCフライス盤が採用されている。
The
工程取得部510は、工程設計システム100において設計された工程を取得する処理部である。工程の取得方法は特に限定されるものではなく、CAM303などからLAN(Local Area Network)などのネットワークを介して取得してもよい。また、工程が情報として記録された記録媒体などを介して取得しても構わない。
The
実行部520は、取得した工程に基づき加工工程、および測定工程を実行する処理部である。加工工程においては、工程で定められた切削工具を用いて切削加工が実行される。測定工程においては、切削工具からタッチセンサ(タッチプローブ)に持ち替えることにより測定が実行される。
The
異常報知部530は、測定工程において得られた測定結果と対応する除去領域情報とを比較し、加工結果が異常な場合に異常情報を報知する。加工結果が異常な場合とは、除去領域情報に対し、測定結果が許容される誤差範囲外である場合などである。報知方法は特に限定されるものではなく、音、光、表示などにより作業者に報知する場合や、通信により情報を送信(出力)する場合などを例示することができる。
The
再加工判定部540は、通信などにより報知された異常情報に基づき、対応する除去領域が再加工可能か否かを判定する処理部である。再加工可能とは、例えば、除去領域情報に対し、測定結果が小さいため、再度切削することにより除去領域情報に近づけることができる場合などである。
The
再加工指示部550は、再加工判定部540において再加工可能と判定された場合、工具を同種であって別の工具に交換後、異常が報知された除去領域の再度の加工を実行部520に指示する処理部である。
When the
次に、加工装置500が備えるプログラムによる工程の流れを説明する。図21は、加工装置における工程の流れを示すフローチャートである。加工装置500は、工程取得部510が、CAM303等から測定工程を含む工程を取得する(S201)。次に、工程に従って除去領域202を除去加工する(S202)。除去領域202を除去加工後、測定工程が存在している場合(S203:No)、切削工具からタッチセンサに持ち替えられ、工程に従って測定が自動的に行われる(S204)。測定結果と除去領域情報とに基づき異常報知部530が異常か否かを判断する(S205)。異常報知部530から異常情報が報知された場合、再加工判定部540は、さらに再加工が可能か否かを判断する(S206)。再加工が可能であると判断された場合(S206:Yes)、再加工指示部550は、先に加工を行った工具と同種で別の工具を用いて加工を実行するように実行部520に指示情報を出力する。指示情報を取得した実行部520は、再加工を実行する(S202)。一方、異常情報が報知されたが、再加工が不可能な場合(S206:No)、工程を強制的に終了する。
Next, a description will be given of a process flow based on a program included in the
以上の加工装置500によれば、除去された全ての除去領域202の形状を測定するのではなく、子ノードが存在する除去領域202を測定する。従って、除去加工に異常が発生した場合、それ以降の加工を実行することなく工程を終了するため、無駄な加工を回避することができ、生産効率を向上させることができる。
According to the
また、再加工可能か否かを判断し再加工可能な場合は別の工具で再加工を行う事で、工具の不具合や、工具の取り違いのミスをカバーすることが可能となる。 Also, it is determined whether rework is possible or not, and if rework is possible, rework is performed with another tool, thereby making it possible to cover a defect of the tool and a mistake of mistaking the tool.
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。 Note that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in this specification and excluding some of the components may be an embodiment of the present invention. In addition, the gist of the present invention with respect to the above embodiment, that is, modified examples obtained by performing various modifications conceivable by those skilled in the art without departing from the meaning indicated by the words described in the claims are also included in the present invention. It is.
例えば、取得した順序ツリー400に測定工程を挿入するものとして説明したが、加工順序を決定後に測定工程を挿入しても構わない。
For example, although it has been described that the measurement process is inserted into the acquired
また、上記実施の形態においては、測定工程を実施する場合には、加工装置500が切削工具からタッチセンサ(タッチプローブ)に持ち替えることにより測定が実行される事例を示したが、タッチセンサを、加工装置の移動可能な軸上に配置しておき、切削工具から持ち替えることなく、タッチセンサを加工装置により移動させて測定を行ってもよい。このようにすれば、持ち替えに必要な時間を短縮できる。
Further, in the above-described embodiment, when the measurement process is performed, an example in which the measurement is performed by the
また、上記実施の形態においては、フライス盤を用いたエンドミル加工の工程を決定する場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、旋盤加工についても工程設計システム100を適用することができる。この場合、素材が回転しているため、切削工具であるバイトがアプローチする面は円筒面となる。
Further, in the above embodiment, the case where the end milling process using the milling machine is determined has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the
また、工程設計システム100と支援システム301を別体として説明したが、支援システム301が工程設計システム100にツリー作成部として組み込まれていてもよい。
Further, although the
また、幾何学的な制約条件において対応する除去領域の全てを除去可能な工具を優先するという条件を条件1としたが、当該条件1に代えて、全ての除去領域に対し一つの工具でしか加工しない領域を優先するという条件を用いてもよい。これによれば、加工工程決定の処理を簡素化することが可能となる。 In addition, the condition that the tool capable of removing all the corresponding removal areas is given priority in the geometric constraint condition is set as the condition 1, but instead of the condition 1, only one tool is used for all the removal areas. A condition that gives priority to an area that is not processed may be used. According to this, it is possible to simplify the processing for determining the processing step.
また、条件1を判断せず、条件2、および条件3により加工工程を決定することも可能である。 Further, it is also possible to determine the processing step based on the condition 2 and the condition 3 without determining the condition 1.
本発明は、NC加工機などを用いて対象物を製造する際における測定工程を含む工程の設計、およびそれに基づく加工などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for design of a process including a measurement process when manufacturing an object using an NC processing machine or the like, and processing based on the process.
100 工程設計システム
101 ツリー取得部
102 除去領域情報取得部
103 実績情報取得部
104 マッチング部
105 順序決定部
106 測定工程挿入部
200 素材
201 対象物
202 除去領域
203 総除去領域
204 平面
210 第一除去領域
211 第四除去領域
212 第五除去領域
220 第二除去領域
221 第六除去領域
222 第七除去領域
230 第三除去領域
301 支援システム
302 エキスパートシステム
400 順序ツリー
500 加工装置
510 工程取得部
520 実行部
530 異常報知部
540 再加工判定部
550 再加工指示部
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
前記除去領域の加工順序を幾何学的な制約条件に基づき限定して導出された前記除去領域の加工順序の候補を階層構造で表された順序ツリーを取得するツリー取得部と、
前記順序ツリーに対し、下位階層が存在する上位階層の加工終了後、下位階層の加工前のタイミングに測定工程を挿入する測定工程挿入部と、
前記順序ツリーに基づき所定の優先条件を用いて加工工程を決定する順序決定部と
を備える工程設計システム。 A process design system that determines a process for processing a plurality of removal regions of a material to obtain an object having a predetermined shape,
A tree obtaining unit that obtains an order tree represented by a hierarchical structure with the candidates for the processing order of the removal area derived by limiting the processing order of the removal area based on a geometric constraint condition,
For the order tree, after finishing the processing of the upper hierarchy where the lower hierarchy is present, a measurement process insertion unit that inserts the measurement process at a timing before the processing of the lower hierarchy,
A process design system comprising: a sequence determining unit that determines a machining process using predetermined priority conditions based on the sequence tree.
挿入した測定工程に対応し、上位階層の除去領域の形状に基づき測定箇所に関する測定情報を決定する
請求項1に記載の工程設計システム。 The measurement step insertion unit,
The process design system according to claim 1, wherein the measurement information related to the measurement location is determined based on the shape of the removal area in the upper hierarchy corresponding to the inserted measurement process.
取得した工程に基づき加工工程、および測定工程を実行する実行部と、
測定工程において得られた測定結果と対応する除去領域情報とを比較し、加工結果が異常な場合に異常情報を報知する異常報知部と
を備える加工装置。 A process acquisition unit that acquires a process designed in the process design system according to claim 1 or 2,
An execution unit that executes a machining process and a measurement process based on the acquired process,
A processing apparatus comprising: an abnormality notification unit that compares a measurement result obtained in a measurement process with corresponding removal area information and reports abnormality information when the processing result is abnormal.
再加工可能と判定された場合、工具を交換後、再度加工を指示する再加工指示部と
を備える請求項3に記載の加工装置。 Based on the notified abnormality information, a rework determination unit that determines whether the corresponding removal area can be reworked,
The processing apparatus according to claim 3, further comprising: a rework instructing unit that instructs a rework after changing a tool when it is determined that rework is possible.
前記除去領域の加工順序を幾何学的な制約条件に基づき限定して導出された前記除去領域の加工順序の候補を階層構造で表された順序ツリーをツリー取得部が取得し、
前記順序ツリーに対し、下位階層が存在する上位階層の加工終了後、下位階層の加工前のタイミングに測定工程を測定工程挿入部が挿入し、
前記順序ツリーに基づき所定の優先条件を用いて加工工程を順序決定部が決定すること
を行う工程設計方法。 A process design method for processing a plurality of removal regions of a material to determine a process for obtaining an object having a predetermined shape,
A tree acquisition unit acquires an order tree represented by a hierarchical structure, the candidates for the processing order of the removal area derived by limiting the processing order of the removal area based on geometric constraints.
For the order tree, after the processing of the upper hierarchy in which the lower hierarchy exists, the measurement process insertion unit inserts the measurement process at a timing before the processing of the lower hierarchy,
A process design method in which a sequence determining unit determines a machining process using predetermined priority conditions based on the sequence tree.
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