JP2020184099A - 加工支援装置、数値制御装置、及び加工支援システム - Google Patents

加工支援装置、数値制御装置、及び加工支援システム Download PDF

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Abstract

【課題】どのようなソフトウェアを設定することが可能であるのかをユーザが確認することが可能な加工支援装置、数値制御装置、及び加工支援システムを提供する。【解決手段】数値制御装置の加工結果の改善を支援する加工支援装置であって、数値制御装置に既に設定されている機能を加工リソース情報として取得する加工リソース情報取得部と、数値制御装置に実行させる加工内容を加工内容情報として取得する加工内容情報取得部と、加工リソース情報に基づいて、加工内容情報に含まれる加工内容を実施することで得られると想定される想定加工結果を算出する加工結果算出部と、算出された想定加工結果を改善するソフトウェアを検索する検索部と、検索されたソフトウェアを報知する報知部と、を備える。【選択図】図2

Description

本発明は、加工支援装置、数値制御装置、及び加工支援システムに関する。
従来より、加工処理を実施するための数値制御装置(CNC、computerized numerical control)が組み込まれた工作機械(産業機械の一例)が、知られている。工作機械は、数値制御装置によって動作を制御される。工作機械は、加工を実施することで、種々の成果物を作製することができる。
工作機械を用いた加工において、成果物に求められる条件(面品位(面粗さ)の良さ、寸法精度、加工時間の短さ等)は様々である。そこで、成果物に求められる条件に応じて、工作機械には、パラメータ等の加工条件が設定される。一方、パラメータ等の加工条件ンの設定には専門性が要求されるため、セットアップメーカーやユーザ自身の経験に大きく依存する。例えば、工作機械におけるパラメータの設定では、パラメータごとの加工条件への影響がどの程度であるのかについて分かりづらいことがあり、専門性が要求される場合がある。そのため、加工に慣れていないユーザが工作機械に最適な加工条件を設定することは困難であった。そこで、加工の要求に適した機能の自動選択と、パラメータの最適化が可能な数値制御装置及びCAD/CAM−CNC統合システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2018−151736号公報
特許文献1に記載されているシステムでは、数値制御装置及び工作機械に既に設定されている機能である加工リソース、実施される加工内容、及び要求される加工条件に基づいて、加工に用いる機能選択と最適なパラメータの設定とを自動的に実施している。これにより、特許文献1に記載されているシステムでは、よりユーザの希望に即した加工結果を提供することができる。そして、よりユーザライクなシステムとするために、どのようなソフトウェアを設定することが可能であるのかをユーザが確認することができれば、さらに好適である。
(1)本開示の一態様は、数値制御装置の加工結果の改善を支援する加工支援装置であって、前記数値制御装置に既に設定されている機能を加工リソース情報として取得する加工リソース情報取得部と、前記数値制御装置に実行させる加工内容を加工内容情報として取得する加工内容情報取得部と、前記加工リソース情報に基づいて、前記加工内容情報に含まれる加工内容を実施することで得られると想定される想定加工結果を算出する加工結果算出部と、算出された想定加工結果を改善するソフトウェアを検索する検索部と、検索されたソフトウェアを報知する報知部と、を備える加工支援装置に関する。
(2)また、本開示の一態様は、複数の数値制御装置と、上記(1)に記載の加工支援装置と、を備え、前記加工支援装置は、1つの前記数値制御装置で検索されたソフトウェアを他の前記数値制御装置に報知する加工支援システムに関する。
一態様によれば、どのようなソフトウェアを設定することが可能であるのかをユーザが確認することが可能な加工支援装置、数値制御装置、及び加工支援システムを提供することができる。
本開示の第1実施形態に係る加工支援システムを示す概略構成図である。 第1実施形態の加工支援装置を示すブロック図である。 第1実施形態の加工支援装置の動作を示すフローチャートである。 第1実施形態の加工支援装置の動作によって表示される画面を示す画面図である。 第1実施形態の加工支援装置の動作によって表示される画面を示す画面図である。 第1実施形態の加工支援装置の動作によって表示される画面を示す画面図である。 本開示の第2実施形態に係る加工支援装置を示すブロック図である。 本開示の第4実施形態に係る加工支援装置を示すブロック図である。 第4実施形態の加工支援装置の動作によって表示される画面を示す画面図である。 第4実施形態の加工支援装置の動作によって表示される画面を示す画面図である。 本開示の第6実施形態に係る加工支援システムを示す概略構成図である。 本開示の加工支援装置の変形例の動作によって表示される画面を示す画面図である。
以下、本開示の各実施形態に係る加工支援装置30、数値制御装置20、及び加工支援システム1について、図1から図12を参照して説明する。
各実施形態に係る加工支援装置30、数値制御装置20、及び加工支援システム1は、例えば、CAD/CAMにおいて設定されたワークの加工を実施するための装置である。加工支援装置30、数値制御装置20、及び加工支援システム1は、設定されたワークの加工プログラムと、数値制御装置20に既に設定されている機能(加工リソース)と、要求される条件(面品位(粗さ)の良さ、寸法精度、加工時間の短さ等)とに基づいて、工作機械を動作させるためのパラメータを決定する。加工支援装置30、数値制御装置20、及び加工支援システム1は、決定したパラメータに対して、要求される条件に近付けることが可能な機能がある場合に、近づけることが可能な機能をユーザに対して提示(報知)することが可能な装置である。
[第1実施形態]
次に、本開示の第1実施形態に係る加工支援装置30及び加工支援システム1について、図1から図4を参照して説明する。
本実施形態に係る加工支援システム1は、数値制御装置20の加工結果の改善を支援するシステムである。加工支援システム1は、例えば、図1に示すように、データ管理装置10、数値制御装置20、及び加工支援装置30を備える。
データ管理装置10は、加工支援装置30に対して各種データを提供可能な装置である。データ管理装置10は、種々の情報を格納するデータベース11を備える。データベース11は、例えば、CAD/CAMにおいて設定されたワークの加工プログラムを格納する。具体的には、データベース11は、数値制御装置20に既に設定されている機能を示す加工リソース情報と、数値制御装置20に実行させる加工内容を示す加工内容情報と、加工内容情報に含まれる加工条件を示す条件情報と、を格納する。
ここで、加工リソース情報とは、例えば、数値制御装置20に既に設定されているソフトウェア(加工装置のオプション機能を含む)についての情報である。加工内容情報とは、数値制御装置20に実行させる加工動作を含む情報である。条件情報とは、数値制御装置20に加工処理を実行させるにあたり、面品位(粗さ)の良さ、寸法精度、加工時間の短さ等の条件を示す情報である。
数値制御装置20は、工作機械を制御する装置である。数値制御装置20には、工作機械(図示せず)を動作させるためのソフトウェアが設定される。数値制御装置20は、加工内容情報にしたがって、所定のパラメータで所定のソフトウェアを実行することで、工作機械を動作させる。
加工支援装置30は、数値制御装置20の加工結果の改善を支援する装置である。加工支援装置30は、図2に示すように、加工リソース情報取得部301と、加工内容情報取得部302と、加工結果算出部303と、検索部304と、報知部305と、入力部306と、設定部309と、を備える。
加工リソース情報取得部301は、例えば、CPUが動作することで実現される。加工リソース情報取得部301は、加工リソース情報を取得する。
加工内容情報取得部302は、例えば、CPUが動作することで実現される。加工内容情報取得部302は、加工内容情報を取得する。
加工結果算出部303は、例えば、CPUが動作することで実現される、加工結果算出部303は、加工リソース情報に基づいて、加工内容情報に含まれる加工内容を実施することで得られると想定される想定加工結果を算出する。加工結果算出部303は、例えば、数値制御装置20の加工リソースで加工内容を実行する際に、設定されるパラメータを用いて加工した結果を算出する。
検索部304は、例えば、CPUが動作することで実現される。検索部304は、算出された想定加工結果を改善するソフトウェアを検索する。検索部304は、例えば、加工内容の実施について、面品質、寸法精度、加工時間の短縮を可能とするソフトウェア(オプション機能)を検索する。検索部304は、例えば、加工結果算出部303で算出された想定加工結果に対して、データベース11に格納されている同種の加工内容のソフトウェアを検索する。検索部304は、例えば、データベース11に格納されている、予め定められたソフトウェアごとの代表データ(当該ソフトウェアに所定のパラメータを設定することで得られる、品質の期待値データ)を参照する。検索部304は、想定加工結果よりも良好な代表データを示すソフトウェアを検索する。
報知部305は、例えば、CPUが動作することで実現される。また、報知部305は、例えば、ディスプレイ等の表示デバイスを含む。報知部305は、検索されたソフトウェアを報知する。報知部305は、例えば、検索されたソフトウェアの詳細を表示することで報知する。また、報知部305は、加工リソース情報及び加工内容情報の入力を受け付ける内容(表示)を報知する。
入力部306は、例えば、キーボードやマウス等の入力デバイスである。入力部306は、報知部305によって報知されたソフトウェアの数値制御装置20への設定の可否の入力を受け付ける。また、入力部306は、数値制御装置20に設定する加工用のパラメータの入力を受け付ける。また、入力部306は、例えば、取得される加工リソース情報及び加工内容情報のアドレス入力を受け付ける。
設定部309は、例えば、CPUが動作することで実現される。設定部309は、検索されたソフトウェアを数値制御装置20に設定するとともに、加工内容情報に含まれる加工内容に基づいて、数値制御装置20の加工パラメータを決定する。設定部309は、例えば、入力部306によって設定の実行入力を受け付けた場合に、数値制御装置20に検索されたソフトウェアを設定する。また、設定部309は、加工内容を実施可能とする加工パラメータを数値制御装置20に設定する。
次に、加工支援装置30の動作について、図3のフローチャートを参照して説明する。
まず、報知部305は、図4に示すように、加工リソース情報及び加工内容情報の位置を示すアドレスを入力させるための入力画面を報知(表示)する。入力306は、ユーザからアドレスの入力を受け付ける(ステップS1)。次いで、加工リソース情報取得部301は、入力されたアドレスに基づいて、加工リソース情報を取得する(ステップS2)。次いで、加工内容情報取得部302は、入力されたアドレスに基づいて、加工内容情報を取得する(ステップS3)。
次いで、加工結果算出部303は、想定加工結果を算出する(ステップS4)。検索部304は、想定加工結果を改善するソフトウェアを検索する(ステップS5)。検索部304は、例えば、外部のデータベース(図示せず)を検索して、ソフトウェアを検索する。改善するソフトウェアが存在する場合(ステップS5:YES)、報知部305は、ソフトウェアの存在を報知する(ステップS6)。報知部305は、例えば、図5に示すように、加工結果算出部303で設定されたパラメータ、想定加工結果、及び改善するソフトウェアの詳細を報知する。一方、改善するソフトウェアが存在しない場合(ステップS5:NO)、本フローは終了する。
次いで、入力部306は、改善されたプログラムを設定するか否かの入力を受け付ける(ステップS6)。設定する場合(ステップS7:YES)、設定部309は、数値制御装置20に改善されたプログラムを設定する(ステップS8)。このとき、設定部309は、加工内容情報にしたがって、加工用のパラメータを設定する。報知部305は、例えば、図6に示すように、改善されたソフトウェアが設定されたこと、加工パラメータ、及び設定されたソフトウェアの使用方法を報知する。報知部305は、ソフトウェアの使用方法として、例えば、プログラムのひな形(例えば、Mコード及びGコード)を報知する。これにより、本フローは終了する。一方、設定しない場合(ステップS7:NO)、本フローは終了する。
以上の本実施形態に係る加工支援装置30によれば、以下の効果を奏する。
(1)数値制御装置20の加工結果の改善を支援する加工支援装置30であって、数値制御装置20に既に設定されている機能を加工リソース情報として取得する加工リソース情報取得部301と、数値制御装置20に実行させる加工内容を加工内容情報として取得する加工内容情報取得部302と、加工リソース情報に基づいて、加工内容情報に含まれる加工内容を実施することで得られると想定される想定加工結果を算出する加工結果算出部303と、算出された想定加工結果を改善するソフトウェアを検索する検索部304と、検索されたソフトウェアを報知する報知部305と、を備える。これにより、ユーザは、加工を改善するソフトウェアの存在の有無を確認することができる。また、ユーザは、改善するソフトウェアの設定の有無を選択することができる。これにより、数値制御装置20の設定をよりユーザライクにすることができる。
(2)加工支援装置30は、検索されたソフトウェアを数値制御装置20に設定するとともに、加工内容情報に含まれる加工内容に基づいて、数値制御装置20の加工パラメータを決定する設定部309をさらに備える。これにより、自動的に加工パラメータを設定することができるので、よりユーザライクなシステムを提供することができる。
(3)報知部305は、設定されたソフトウェアの使用方法を報知する。これにより、新たなソフトウェアであっても、容易に使用方法を確認することができる。
[第2実施形態]
次に、本開示の第2実施形態に係る加工支援装置30及び加工支援システム1について、図7を参照して説明する。第2実施形態の説明にあたって、前述の実施形態と同一の構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第2実施形態に係る加工支援システム1は、データ管理装置10に、加工内容情報に含まれる加工条件を条件情報として格納する点で、第1実施形態と異なる。第2実施形態に係る加工支援装置30は、条件情報取得部307と、比較判断部308と、をさらに備える点で第1実施形態と異なる。また、第2実施形態に係る加工支援装置30は、想定加工結果よりも加工条件で改善を要求される場合に、検索部304がソフトウェアを検索する点で、第1実施形態と異なる。
条件情報取得部307は、例えば、CPUが動作することで実現される。条件情報取得部307は、条件情報を取得する。本実施形態において、条件情報取得部307は、データ管理装置10から条件情報を取得する。
比較判断部308は、例えば、CPUが動作することで実現される。比較判断部308は、想定加工結果と条件情報に含まれる加工内容の条件とを比較する。比較判断部308は、比較結果を検索部304に送る。
以上の本実施形態に係る加工支援装置30によれば、以下の効果を奏する。
(4)加工支援装置30は、加工内容情報に含まれる加工条件を条件情報として取得する条件情報取得部307と、想定加工結果と、条件情報に含まれる加工内容の条件とを比較して、前記想定加工結果が前記加工条件を満たしているか否かを判断する比較判断部308と、をさらに備え、検索部304は、比較判断部308により想定加工結果が加工条件を満たしていないと判断された場合に、ソフトウェアを検索する。これにより、加工条件に合わせてソフトウェアを検索することができるので、よりユーザライクな装置を提供することができる。
[第3実施形態]
次に、本開示の第3実施形態に係る加工支援装置30及び加工支援システム1について説明する。第3実施形態の説明にあたって、前述の実施形態と同一の構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第3実施形態に係る加工支援装置30及び加工支援システム1は、加工結果算出部303が、加工リソース情報に基づいて加工内容情報に含まれる加工内容を実施できるか否かを判断する点で、第2実施形態と異なる。また、第3実施形態に係る加工支援装置30及び加工支援システム1は、報知部305が、加工内容を実施できないと判断した場合に、加工できないことを報知する点で、第2実施形態と異なる。
以上の本実施形態に係る加工支援装置30によれば、以下の効果を奏する。
(5)加工結果算出部303は、加工リソース情報に基づいて加工内容情報に含まれる加工内容を実施できるか否かを判断し、報知部305は、加工内容を実施できないと判断した場合に、加工できないことを報知する。これにより、ユーザに、ソフトウェアを設定する必要性を報知することができるので、よりユーザライクな装置を提供することができる。
[第4実施形態]
次に、本開示の第4実施形態に係る加工支援装置30及び加工支援システム1について、図8を参照して説明する。第4実施形態の説明にあたって、前述の実施形態と同一の構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第4実施形態に係る加工支援装置30は、優先度取得部310をさらに備える点で、第1から第3実施形態と異なる。第4実施形態に係る加工支援装置30は、検索部304が、取得した優先度に基づいて、ソフトウェアを検索する点で、第1から第3実施形態と異なる。
優先度取得部310は、例えば、CPUが動作することで実現される。優先度取得部310は、加工内容の優先度を取得する。優先度取得部310は、例えば、報知部305によって図9及び図10に示すように報知される画面に対する、入力部306を介した優先度(図9では「優先項目」と表示されている)の入力によって優先度を取得する。本実施形態において、優先度取得部310は、例えば図9に示されるように、条件情報に含まれる情報(面品位、寸法精度、加工時間等)のうち、「面品位」の改善を優先度の最も高い事項として取得する。即ち、優先度取得部310は、検索部304に、想定加工結果よりも面品位をより改善するソフトウェアを検索させる。他の条件でソフトウェアを検索する場合には、優先度取得部310は、例えば、プルダウン形式で変更される条件情報にしたがって、検索部304にソフトウェアを検索させる。
検索部304は、図10に示すように、検索した結果、見つかったソフトウェアに関する情報を、報知部305に報知させる。
以上の本実施形態に係る加工支援装置30によれば、以下の効果を奏する。
(6)加工支援装置30は、加工内容の優先度を取得する優先度取得部310をさらに備え、検索部304は、取得した優先度に基づいて、ソフトウェアを検索する。これにより、複数の加工内容に対して優先する加工内容を指定することができる。そして、指定された加工内容に対して改善するソフトウェアを検索することができるので、より柔軟性の高い装置を提供することができる。
[第5実施形態]
次に、本開示の第5実施形態に係る数値制御装置20について説明する。第5実施形態の説明にあたって、前述の実施形態と同一の構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第5実施形態に係る数値制御装置(図示せず)は、その内部に加工支援装置30を備える点で、第1から第4実施形態と異なる。第5実施形態に係る数値制御装置20は、複数の工作機械に接続され、複数の工作機械に同じソフトウェアを設定可能な点で、第1から第4実施形態と異なる。
[第6実施形態]
次に、本開示の第6実施形態に係る加工支援システム1について、図11を参照して説明する。第6実施形態の説明にあたって、前述の実施形態と同一の構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第6実施形態に係る加工支援システム1は、機械学習装置40をさらに備える点で、第1から第5実施形態と異なる。
機械学習装置40は、加工支援装置30によって数値制御装置20に設定された条件方法、ソフトウェア、及びパラメータを用いて危害学習を実施する。機械学習装置40は、設定された条件情報、ソフトウェア、及びパラメータから最適な組み合わせを学習する学習部41を備える。学習部41は、例えば、他の数値制御装置20に設定された条件情報に対して、好ましいソフトウェア及びパラメータを出力可能に設定される。
以上の本実施形態に係る加工支援システム1によれば、以下の効果を奏する。
(7)加工支援システム1は、複数の数値制御装置20と、上記(4)に記載の加工支援装置30と、加工支援装置30によって数値制御装置20に設定された条件情報、ソフトウェア、及びパラメータを用いて機械学習を実施する機械学習装置40と、を備え、機械学習装置40は、設定された条件情報、ソフトウェア、及びパラメータから最適な組み合わせを学習する学習部41を備える。これにより、より条件情報に設定されている加工条件に近いソフトウェア及びパラメータを出力することができる。したがって、よりユーザライクなシステムを提供することができる。
以上、本開示の加工支援装置、数値制御装置、及び加工支援システムの好ましい各実施形態につき説明したが、本開示は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、上記実施形態において、加工支援システム1は、複数の数値制御装置20を備えてもよい。これにより、加工支援装置30によって、複数の数値制御装置20を支援することができる。
また、上記実施形態において、加工結果算出部303は、加工リソース及び加工内容にしたがって想定加工結果を算出したが、これに制限されない。データ管理装置10は、加工リソース及び加工内容で加工した結果の代表データを予め保持してもよい。加工結果算出部303は、代表データをデータ管理装置10から取得するようにしてもよい。
また、第4実施形態において、優先度取得部310は、図12に示すように、複数の優先度を取得するようにしてもよい。例えば、優先度取得部310は、複数の優先度(図12では「順位」と表示されている)について、それぞれのしきい値を取得してもよい。検索部304は、複数の優先度について、しきい値よりも改善されるソフトウェアを検索してもよい。具体的には、優先度取得部310は、図12に示すように、「面品位」を最優先、「サイクルタイム」を次の優先事項として、検索部306に、それぞれの優先事項のしきい値を満たす(又はしきい値よりも改善される)ソフトウェアを検索させてもよい。また、優先度取得部310は、検索部304に、優先度の順位の高い項目のしきい値を満たしつつ、優先度の順位の低い項目のしきい値の満たし度合(満たす数)の高いソフトウェアを検索させるようにしてもよい。
1 加工支援システム
20 数値制御装置
30 加工支援装置
40 数値制御装置
41 学習部
301 加工リソース情報取得部
302 加工内容情報取得部
303 加工結果算出部
304 検索部
305 報知部
307 条件情報取得部
308 比較判定部
309 設定部
310 優先度取得部

Claims (9)

  1. 数値制御装置の加工結果の改善を支援する加工支援装置であって、
    前記数値制御装置に既に設定されている機能を加工リソース情報として取得する加工リソース情報取得部と、
    前記数値制御装置に実行させる加工内容を加工内容情報として取得する加工内容情報取得部と、
    前記加工リソース情報に基づいて、前記加工内容情報に含まれる加工内容を実施することで得られると想定される想定加工結果を算出する加工結果算出部と、
    算出された想定加工結果を改善するソフトウェアを検索する検索部と、
    検索されたソフトウェアを報知する報知部と、
    を備える加工支援装置。
  2. 検索されたソフトウェアを前記数値制御装置に設定するとともに、前記加工内容情報に含まれる加工内容に基づいて、前記数値制御装置の加工パラメータを決定する設定部をさらに備える請求項1に記載の加工支援装置。
  3. 前記報知部は、設定されたソフトウェアの使用方法を報知する請求項2に記載の加工支援装置。
  4. 前記加工内容情報に含まれる加工条件を条件情報として取得する条件情報取得部と、
    前記想定加工結果と、前記条件情報に含まれる加工条件とを比較して、前記想定加工結果が前記加工条件を満たしているか否かを判断する比較判断部と、
    をさらに備え、
    前記検索部は、前記比較判断部により前記想定加工結果が前記加工条件を満たしていないと判断された場合に、ソフトウェアを検索する請求項1から3のいずれかに記載の加工支援装置。
  5. 前記加工結果算出部は、前記加工リソース情報に基づいて前記加工内容情報に含まれる加工内容を実施できるか否かを判断し、
    前記報知部は、加工内容を実施できないと判断した場合に、加工できないことを報知する請求項1から4のいずれかに記載の加工支援装置。
  6. 前記加工内容の優先度を取得する優先度取得部をさらに備え、
    前記検索部は、取得した優先度に基づいて、前記ソフトウェアを検索する請求項1から5のいずれかに記載の加工支援装置。
  7. 請求項1から6のいずれかに記載された加工支援装置を備える数値制御装置。
  8. 複数の数値制御装置と、
    請求項1から6のいずれかに記載の加工支援装置と、
    を備え、
    前記加工支援装置は、1つの前記数値制御装置で検索されたソフトウェアを他の前記数値制御装置に報知する加工支援システム。
  9. 複数の数値制御装置と、
    請求項4に記載の加工支援装置と、
    前記加工支援装置によって前記数値制御装置に設定された条件情報、ソフトウェア、及びパラメータを用いて機械学習を実施する機械学習装置と、
    を備え、
    前記機械学習装置は、設定された条件情報、ソフトウェア、及びパラメータから最適な組み合わせを学習する学習部を備える加工支援システム。
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