JP2020067768A - Ncプログラム変換処理方法、変換用計算機、及び変換プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、一実施形態に係る加工処理システムの全体構成図である。
変換用計算機10は、一例としてはパーソナルコンピュータ、汎用計算機である。変換用計算機10は、プロセッサの一例としてのCPU11、ネットワークインターフェース12(図ではNet I/Fと省略)、ユーザインターフェース13(図ではUser I/F)、記憶部の一例としての記憶資源14、及びこれら構成物を接続する内部ネットワークを含む。
記憶資源14は、加工機構成情報1421と、工具セット情報1422と、個別工具情報1423と、変換元用NCプログラム1424と、変換先用NCプログラム1425と、変換履歴情報1426とを格納する。なお、記憶資源14は、これ以外の情報を格納してもよい。次の段落から各データやプログラムの詳細について説明する。なお、各情報、又は各情報の一部の項目は省略してもよい。
(a1)NC切削加工機20の識別子(加工機ID)。加工機IDとして、NCコントローラ21の識別子や、NCコントローラ21のネットワークアドレスを代用してもよい。
(a2)NC切削加工機20の型番。
(a3)NC切削加工機20の設置場所。
(a4)NC切削加工機20の使用実績、例えば、使用時間等。
(a5)NC切削加工機20の所定の部位の温度。所定の部位としては、NC切削加工機20の主軸や、ステージ24であってもよい。
(a6)NC切削加工機20の所定の部位の剛性に関する情報(例えば、部位のヤング率や、たわみ量等)。所定の部位としては、NC切削加工機20の処理ヘッド部23の主軸や、ステージ24であってもよい。
(a7)NC切削加工機20の所定の部位の形状。所定の部位の形状としては、NC切削加工機20の主軸の長さや、ステージ24の長さであってもよい。
(a8)ツールマガジン25に収容可能な最大の工具数、すなわち、スロットの数。
(a9)経年変化や設置環境に合わせて設定されるオフセット値。このオフセット値は、NCプログラムにおける工具移動時の座標を微修正するために使用される値であり、例えば経年劣化でステージが微妙に傾いた等の状況を補正するために使用される値である。
(a10)NCコントローラ21のメーカ、型番等。NCコントローラ21は、メーカや型番に応じて、NCプログラムの記述形式が多少異なる場合があり、このような状況を判断するために用いられる。
(a11)主軸やステージ等のコンポーネントのがたつき、移動精度(例えば、ステージのバックラッシュ量等)、直線度、平面度、平行移動度、装置稼働時の振動幅や振動周波数。
工具セット情報1422は、1以上の工具TLで構成されるグループ(セット)を管理するための情報である。工具セット情報1422は、工具セットの識別情報(工具セットID)と、セットを構成する1以上の工具TLの識別子、又は型番の集合である。
(b1)工具TLの識別子(工具ID:例えば、シリアル番号等)。工具TLの識別子としては、刃物部TLaやホルダTLbに個体IDが与えられている場合は、その値であってもよく、付されていない場合には、構成情報取得プログラム1412を実行するCPU11が自動付与してもよい。
(b2)工具TLの型番(工具特定情報の一例)。例えば、工具TLを構成する刃物部TLaとホルダTLbとのそれぞれの型番。なお、工具TLが、刃物部TLaのみで構成される場合には、刃物部TLaの型番のみでよい。また、刃物部TLaが複数の部品で構成される場合には、それらすべての型番であってもよく、一部の型番であってもよい。
(b3)工具TL(例えば、刃物部TLaと、ホルダTLbのそれぞれ)についての材質、形状、剛性(ヤング率、たわみ量等)、使用履歴、温度等。ここで、工具TLの材質、形状によって剛性が変化するので、これらの情報も剛性に関する情報である。なお、明記しない限りは、「形状」とは、一般的に言うところの図面やCADデータが示す立体形状や断面形状に加えて、長さ、刃物部TLaがホルダTLbから突出する長さ(刃物飛び出し長さ)、刃物部TLaの太さ、刃物部TLaの直線度、といった形状から得られる代表的な値も含むものとする。
(b4)工具が収容されるべきツールマガジン25の配置位置(スロット)の情報(位置情報、スロット番号)。
なお、本実施形態では、(b1)〜(b4)の情報については、例えば、作業者によるユーザインターフェース13を介しての入力情報から取得するようにしているが、NCコントローラ21から取得可能な情報については、NCコントローラ21から取得するようにしてもよい。
*ワークW情報。本情報は、例えばワークWの加工前の形状データ、材質、剛性、ワークWの加工目標形状データ等の情報。加工目標形状データとは、NCプログラムによって加工する時の目標とする形状を示すデータである。当該目標形状にワークWを加工できた場合は誤差がゼロであることを意味する。
*加工機構成情報1421、工具セット情報1422、個別工具情報1423以外の、変換前環境又は変換先環境の情報。本情報を明示するために「その他変換前環境情報」や「その他変換前環境情報」と呼ぶことがある。
<<変換プログラム1411>>
変換プログラム1411は、CPU11に実行されることにより、以下の処理を実行する。ここで、CPU11が変換プログラム1411を実行することにより、変換部が構成される。
*変換プログラム1411は、後述する変換用入力画面100(図3参照)の変換開始ボタン120が押下された場合に、変換用入力画面100に入力された各種情報を加工機構成情報1421、工具セット情報1422、及び個別工具情報1423に反映させ、変換用入力画面100に入力された各種情報と、加工機構成情報1421、工具セット情報1422、及び個別工具情報1423に含まれる、変換先環境の情報或いは変換元環境の情報とに基づいて、変換対象の変換元用NCプログラム1424を変換先用NCプログラム1425に変換する変換処理を実行し、得られた変換先用NCプログラム1425を記憶資源14に格納する。
構成情報取得プログラム1412は、CPU11に実行されることにより、以下の処理を実行する。ここで、CPU11が構成情報取得プログラム1412を実行することにより、剛性情報受付部が構成される。
*構成情報取得プログラム1412は、NCコントローラ21からNC切削加工機20に関する各種情報を取得する。取得する情報としては、上記した(a1)、(a2)、(a4)、(a5)、(a8)、(a9)、及び(a10)の情報がある。
*構成情報取得プログラム1412は、変換用入力画面100をユーザインターフェース13に表示させ、変換用入力画面100を介して作業者からの各種情報(作業者から取得するNC切削加工機20に関する情報((a3)、(a6)、(a7)、及び(a11))、及び工具セット50に関する情報((b1)〜(b4)の情報))を取得する。
図3は、一実施形態に係る変換用入力画面の構成図である。変換用入力画面100は、例えば下記描画領域より構成され、各領域に入力又は表示用の画面オブジェクトを含む画面である。
*変換前環境領域100B。この領域は、変換前環境の入力又は表示用の画面オブジェクトを含む。
*変換先環境領域100C。この領域は、変換先環境の入力又は表示用の画面オブジェクトを含む。
*加工情報領域100A。この領域は、変換前環境や変換先環境とは独立した情報に関する入力又は表示用の画面オブジェクトを含む。
*変換対象(変換元)のNCプログラムのファイル名を入力するためのファイル名入力領域101。
*変換元NC切削加工機20の加工機IDや構成情報を選択指定する変換元加工機指定領域102。
*変換元NC切削加工機20に関する各種情報を入力するための変換元加工機情報入力領域103。
*変換元NC切削加工機20において変換元用NCプログラムに従った加工処理で使用した工具セットを選択指定するための変換元工具セット指定領域104。
*工具セットに含まれる各工具に関する情報を入力するための変換元工具情報入力領域105,106,107。
*変換先NC切削加工機20の加工機IDや構成情報を選択指定する変換先加工機指定領域110。
*変換先NC切削加工機20に関する各種情報を入力するための変換先加工機情報入力領域111。
*変換先NC切削加工機20において変換先用NCプログラムに従った加工処理で使用する工具セットを選択指定するための変換先工具セット指定領域112。
*工具セットに含まれる各工具に関する情報を入力するための変換先工具情報入力領域113,114,115。
*変換元用NCプログラムから変換先用NCプログラムへの変換処理の開始を受け付ける変換開始ボタン120。
図4は、一実施形態に係るダウンロード確認画面の構成図である。
*変換対象である変換元用NCプログラム1424の指定。
*変換元用NCプログラム1424によってワークWの加工処理を行っていたNC切削加工機20(変換元NC切削加工機)を特定する情報(加工機ID)の指定。
*変換元用NCプログラム1424による加工処理において使用していた工具セットを特定する情報(工具セットID)の指定。
*変換元用NCプログラム1424を変換させた変換先用NCプログラム1425により新たにワークWの切削加工を行わせるNC切削加工機(変換先NC切削加工機20)を特定する情報(加工機ID)の指定。
*変換先NC切削加工機20で使用する工具セットを特定する情報(工具セットID)の指定。
これとともに、構成情報取得プログラム1412は、変換元NC切削加工機20及び変換先NC切削加工機20に関する各種情報((a3)、(a6)、(a7)、及び(a11))や、変換元NC切削加工機20で使用されていた工具セット50や、変換先NC切削加工機20で使用する工具セット50に関する情報((b1)〜(b4)の情報)の入力(直接入力又は選択入力)を受け付ける。
次に、変換用計算機10による処理動作の具体例について説明する。
上記した処理によると、変換元NC切削加工機20向けにチューニングされた変換元用NCプログラムを、変換先NC切削加工機20の少なくとも剛性に関する情報を考慮して変換先用NCプログラムに変換するようにしているので、変換先NC切削加工機20における加工処理における加工精度を向上することができる。また、上記した処理によると、切削処理に適切な工具経路補正量の補正を行うことができる。また、切削途中に補正がされることを防止できるので、ワークに切削途中での補正による段差等の発生を適切に防止できる。また、補正前のNCプログラムのブロックを利用して、1つのブロックを分割したり、補正ブロックを追加したりするので、補正前のNCプログラムの記述を有効に利用しつつ、工具経路補正量を補正することのできるので、補正前のNCプログラムを読んでいたユーザが補正後のNCプログラムを容易に理解することができる。また、補正後のNCプログラムに、変換された部分を示すコメントが追加されているので、補正後のNCプログラムに対するユーザの理解をより容易にすることができる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。また、下記で説明した処理は組み合わせて用いてもよい。
構成情報取得プログラム1412によるフィルタリング処理においては、以下の処理を行ってもよい。
例えば、変換先NC切削加工機として設定される又はこの選択候補として絞り込まれる候補NC切削加工機としては、変換元NC切削加工機20のすべての機能を包含している他のNC切削加工機20としてもよい。具体的には、例えば、変換元NC切削加工機20が、フライス盤やボール盤である場合に、候補NC切削加工機を、マシニングセンタとしてもよい。また、変換元NC切削加工機が、3軸のマシニングセンタである場合に、候補NC切削加工機を、5軸のマシニングセンタとしてもよい。
NCプログラムの変換処理を簡易化する場合には、変換先工具セットの候補としては、変換元工具セットの工具数と同じ工具数の工具セットとしてもよい。なお、加工精度の面からも候補としては、変換元工具セットと同じ工具数とすることが好ましい場合がある。例えば、変換元において、3本の工具によって荒加工工程、中加工工程、仕上げ工程といった工程数及び順序で変換を行っている場合に、2本の工具で荒加工工程、仕上げ工程といった工程数及び順序を行っても、変換元と同様な加工精度を出すことは困難であるためである。なお、各工具TLについてこのような用途を記憶し、変換元工具セットに含まれる工具TLのすべての用途を含む工具セットを候補としてもよい。
変換プログラム1411による変換処理を簡易化する1手法として、図3の画面を利用する作業者は変換先環境の工具セットに含まれる工具TLについて、変換前環境の工具TLと同じ用途の変換先環境の工具とは同じスロット番号を入力する、という作業者の入力ルールを設定してもよい。このようなルールは作業者のミスにより守られない可能性がある。その対策として、構成情報取得プログラム1412は、工具セットに含まれる工具TL各々について用途(例えば、荒加工工程用、中加工工程用、仕上げ工程用)の入力を受け付け、個別工具情報1423に格納し、この情報を利用して解決してもよい。具体的には、当該プログラムは、選択された変換元環境の工具セットに含まれる工具TLの用途とスロット番号との対応(対応1と呼ぶ)と、選択された変換先環境の工具セットに含まれる工具TLの用途(変換先工具用途)を読み出し、変換先工具用途と同じ用途を持つ対応1を検索し、当該対応1のスロット番号を変換先工具セットのスロット番号とする。
上述の実施例では、変換先環境に於いて、どのスロット番号にどの工具TLが可能されるかを決定した後に変換プログラム1411による変換処理を行う。しかし、変換先環境での加工効率を踏まえた場合は、変換処理後に動的に各工具を格納するスロットを決めたい場合がある。例えば、変換処理は長時間(例えば1日)程度要する場合があるため、ただちに変換開始したいが、変換先環境での他の加工作業も動的に変換するために変換開始時にはスロット番号と工具TLとの関係をきめられない場合である。
*選択した工具セット内における工具TLの並び順。並び順は、表示順序、データ格納順序、工程に基づいた順序が考えられるがほかでもよい。
*前述の「工具TLの用途情報に基づいたスロット番号変換処理」によって付与する。
また、上記実施形態では、変換用入力画面100と、ダウンロード確認画面200とを変換用計算機10のユーザインターフェース13に表示させて、入力を受け付ける例を説明していたが、本発明はこれに限られず、変換用入力画面100と、ダウンロード確認画面200とを、いずれかの現場用計算機30に表示させて、入力を受け付けるようにしてもよく、例えば、変換先のNC切削加工機20がある場所の現場用計算機30に表示させて入力を受け付けるようにしてもよい。また、変換用入力画面100の一部を、変換元のNC切削加工機20がある場所の現場用計算機30に表示させて入力を受け付けるようにし、変換用入力画面100の残りの部分を、変換先のNC切削加工機20がある場所の現場用計算機30に表示させて入力を受け付けるようにしてもよい。
変換元用NCプログラム1424を変換先用NCプログラム1425に変換する処理として、下記を行ってもよい。
*(ステップA1)変換先環境の情報と、ワークW情報とを用いた、加工中の物理現象のシミュレーションを行い、ワークWがどのような形状に加工されるか予測する。なお、シミュレーションの際に変換元環境の情報を用いてもよい。なお当該シミュレーションは変換プログラム1411とは他のプログラムで行ってもよい。
*(ステップA2)ワークWの予測形状とワークWの目標形状との比較に基づいた誤差の算出。
*(ステップA3)当該誤差を解消する記述(前述の工具径補正、工具長補正、工具摩耗補正、送り速度、切削速度等)を変換元用NCプログラム1424に追加または変更し、変換先用NCプログラム1425として格納する。
変換元用NCプログラム1424を変換先用NCプログラム1425に変換する処理として、下記を行ってもよい。なお、下記ステップは上記ステップA1乃至A3と組み合わせてもよい。
*(ステップB1)変換先環境の情報と、ワークW情報と、変換元環境の情報と、ワークWの目標形状と、を人工知能プログラムに入力し、誤差を取得する。なお、人工知能プログラムの教育データとして変換元環境における変換元NCプログラムを用いたかワークWの加工後の加工形状と、目標形状と、を変換元環境の情報と共に事前入力してもよい。また、別な教育データとして、変換先環境の変換先用NCプログラム以外のNCプログラムによるワークWの加工後の加工形状と、目標形状と、を変換先環境の情報と共に事前入力してもよい。なお人工知能プログラムは変換プログラム1411とは他のプログラムで行ってもよい。
*(ステップB2)当該誤差を解消する記述(前述の工具径補正、工具長補正、工具摩耗補正、送り速度、切削速度等)を変換元用NCプログラム1424に追加または変更し、変換先用NCプログラム1425として格納する。
図1のように場所Aと場所Bが比較的遠い場合は、図1の通り、場所毎に別な作業者が配置されていることが考えられる。このような場合は、各作業者は、各々が配置された場所に含まれる変換元環境または変換先環境による加工や、図2乃至図4で説明した変換先環境の情報及び変換元環境の情報の計測と変換用計算機への入力を担当することが考えられる。そのような場合に好適な画面として図3及び図4を下記の通り、分割してもよい。なお、以下の説明では画面を主語とした説明を一部しているが、実際には各現場用計算機で実行されるプログラムをCPUで実行することで達成される。
変換元環境の作業用計算機30では、図3の領域100A(少なくともNCプログラム名101)及び100Bを表示することが考えられる。なぜならば、これら領域で入力すべき情報は相対的に変換元環境で得られる情報のため、変換元環境の作業者に入力を行ってもらうことが効率的だからである。だたし、図3の領域100A及び100Bに含まれるすべての入力領域を表示する必要はない。変換前環境の作業用計算機で入力した情報を、所定の識別子(以後、ライブラリ名と呼ぶことがある)を付与して変換用計算機10に格納する。なお、これら入力は変換前環境に於いて意図した誤差で加工ができた情報としても有用である。
変換先環境の作業用計算機では、図3の領域100Cを表示することが考えられる。なぜならば、これら領域で入力すべき情報は相対的に変換先環境で得られる情報のため、変換先環境の作業者に入力を行ってもらうことが効率的だからである。変換元環境の作業用計算機30で入力した内容を呼び出すために、変換先環境の作業用計算機の画面では前述のライブラリ名を指定する領域を含む。このようにすることで、変換元環境での入力を適切に特定し、変換プログラム1411による変換処理に必要な情報を特定することができる。ただし、ライブラリ名だけでは変換元環境の情報が不明であり、適切な変換先環境の入力が難しい。よって、変換先環境の作業用計算機の画面では、ライブラリ名を指定した後に、ライブラリ名に対応した入力情報を表示してもよい。
<<<その他>>>
また、上記実施形態において、CPU11が行っていた処理の一部又は全部を、ハードウェア回路で行うようにしてもよい。また、上記実施形態におけるプログラムは、プログラムソースからインストールされてよい。プログラムソースは、プログラム配布サーバ又は不揮発性の記憶メディア(例えば可搬型の記憶メディア)であってもよい。
Claims (12)
- 補正前NCプログラムを変換して補正後NCプログラムを生成するNCプログラム変換処理方法であって、
補正前NCプログラム中の複数のブロックに基づいて、前記補正前NCプログラムを実行する加工機の工具が前記ブロックに対応する処理中にワークに接触しないパスである非接触部分工具パスを特定し、
前記非接触部分工具パスのみをパスとするブロックである非接触ブロックを特定し、
前記非接触ブロックに続く1以上のブロックである後続ブロックに従う前記ワークの加工処理における工具径方向の工具経路補正量を決定し、
前記後続ブロックよりも前に、前記工具経路補正量だけ前記工具の経路を補正するための記述を含むブロックを作成する
NCプログラム変換処理方法。 - 請求項1記載のNCプログラム変換処理方法において、
前記非接触部分工具パスが、前記非接触部分工具パスを含む第1ブロックに対応するパスの一部である場合に、前記非接触部分工具パスの少なくとも一部のパスに対応するブロックである分割済非接触ブロックと、前記第1ブロックの前記分割済非接触ブロックのパス以外のパスに対応する1以上の分割済ブロックとを生成し、
前記第1ブロックを、前記分割済非接触ブロックと前記分割済ブロックとに変換し、
前記分割済非接触ブロックを、前記非接触ブロックとして取り扱う
NCプログラム変換処理方法。 - 請求項2記載のNCプログラム変換処理方法において、
前記非接触部分工具パスが、前記非接触部分工具パスを含む前記第1ブロックに対応するパスにおける中間部分である場合に、前記非接触部分工具パスよりも前のパスと前記非接触部分工具パス内の前側のパスとを含むパスに対応する分割済前ブロックと、前記分割済非接触部ブロックに対応する前記非接触部分工具パスの中間部分のパスのみに対応する前記分割済中間ブロックと、前記非接触部分工具パスの後側のパスと前記非接触部分工具パスよりも後ろのパスとを含むパスに対応する分割済後ブロックとを生成し、
前記第1ブロックを、前記分割済前ブロックと、前記分割済中間ブロックと、前記分割済後ブロックとに変換し、
前記分割済中間ブロックを、前記非接触ブロックとして取り扱う
NCプログラム変換処理方法。 - 請求項1記載のNCプログラム変換処理方法において、
前記補正ブロックは、前記加工機で実行されると、前記加工機のメモリ上の工具形状パラメータとは別なパラメータであって、工具径補正用アドレスに影響を及ぼすメモリ上のパラメータの値を変更するブロックである
NCプログラム変換処理方法。 - 請求項1記載のNCプログラム変換処理方法において、
前記補正ブロックを特定可能なコメントを含むブロックを追加する
NCプログラム変換処理方法。 - プロセッサを含み、補正前NCプログラムを変換して補正後NCプログラムを生成する変換用計算機であって、
前記プロセッサは、
補正前NCプログラム中の複数のブロックに基づいて、前記補正前NCプログラムを実行する加工機の工具が前記ブロックに対応する処理中にワークに接触しないパスである非接触部分工具パスを特定し、
前記非接触部分工具パスのみをパスとするブロックである非接触ブロックを特定し、
前記加工機の主軸剛性と前記工具の剛性とに基づいて、前記非接触ブロックに続く1以上のブロックである後続ブロックに従う前記ワークの加工処理における工具径方向の工具経路補正量を決定し、
前記後続ブロックよりも前に、前記工具経路補正量だけ前記工具の経路を補正するための記述を含むブロックを作成する
変換用計算機。 - 請求項6記載の変換用計算機において、
前記プロセッサは、
前記非接触部分工具パスが、前記非接触部分工具パスを含む第1ブロックに対応するパスの一部である場合に、前記非接触部分工具パスの少なくとも一部のパスに対応するブロックである分割済非接触ブロックと、前記第1ブロックの前記分割済非接触ブロックのパス以外のパスに対応する1以上の分割済ブロックとを生成し、
前記第1ブロックを、前記分割済非接触ブロックと前記分割済ブロックとに変換し、
前記分割済非接触ブロックを、前記非接触ブロックとして取り扱う
変換用計算機。 - 請求項7記載の変換用計算機において、
前記プロセッサは、
前記非接触部分工具パスが、前記非接触部分工具パスを含む前記第1ブロックに対応するパスにおける中間部分である場合に、前記非接触部分工具パスよりも前のパスと前記非接触部分工具パス内の前側のパスとを含むパスに対応する分割済前ブロックと、前記分割済非接触部ブロックに対応する前記非接触部分工具パスの中間部分のパスのみに対応する前記分割済中間ブロックと、前記非接触部分工具パスの後側のパスと前記非接触部分工具パスよりも後ろのパスとを含むパスに対応する分割済後ブロックとを生成し、
前記第1ブロックを、前記分割済前ブロックと、前記分割済中間ブロックと、前記分割済後ブロックとに変換し、
前記分割済中間ブロックを、前記非接触ブロックとして取り扱う
変換用計算機。 - 請求項6記載の変換用計算機において、
前記補正ブロックは、前記加工機で実行されると、前記加工機のメモリ上の工具形状パラメータとは別なパラメータであって、工具径補正用アドレスに影響を及ぼすメモリ上のパラメータの値を変更するブロックである
変換用計算機。 - 請求項6記載の変換用計算機において、
前記プロセッサは、
前記補正ブロックを特定可能なコメントを含むブロックを追加する
変換用計算機。 - 請求項1記載のNCプログラム変換処理方法において、
前記工具経路補正量は、前記加工機の主軸剛性又は前記工具の剛性に基づいて決定される
NCプログラム変換処理方法。 - 請求項6記載の変換用計算機において、
前記工具経路補正量は、前記加工機の主軸剛性又は前記工具の剛性に基づいて決定される
変換用計算機。
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