JP2763923B2 - Ncデータ作成装置 - Google Patents

Ncデータ作成装置

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JP2763923B2
JP2763923B2 JP18342289A JP18342289A JP2763923B2 JP 2763923 B2 JP2763923 B2 JP 2763923B2 JP 18342289 A JP18342289 A JP 18342289A JP 18342289 A JP18342289 A JP 18342289A JP 2763923 B2 JP2763923 B2 JP 2763923B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、平面加工のNCデータを作成する装置に関す
る。
【従来技術】
従来、マシニングセンタ形の工作機械でのNC加工にお
いて、自動プログラミングシステム或いはCAMで平面加
工のNCデータを作成する場合、切削領域に対して、工具
選択、切削条件、パスパターン等必要な情報を全て入力
しないとNCデータを作成することは不可能であった。そ
して、例えNCデータが作成されたとしても入力した情報
が全て最適なものであったか否かは判らなかった。又、
与えられた情報にてNCデータが作成できなかった場合に
は再び情報を入力し直していた。
【発明が解決しようとする課題】
上記の工具選択やパスパターン等の入力において最適
な情報を与えるには長年積み重ねてきた経験に基づく高
度な判断力を必要とするため、かなりの経験を積まない
と的確な判断はできない。従って、新人等には無理な作
業であると共に経験から得られるような知識を後継者に
伝えるのには時間がかかり過ぎることになる。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、工作物の設計図面に
基づく切削領域を表す形状データを入力するだけで予め
登録された工具とパスパターンとから形状データに対す
る最適なものが選択され、最適なカッターパスが算出さ
れることによりNCデータが作成できる装置を提供するこ
とである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための発明の構成は、第1図にそ
の概念を示したように、工作物を回転工具により平面加
工する工作機械のNCデータを作成する装置において、前
記工作物の設計図面に基づく切削領域を表す形状データ
を記憶した加工情報記憶手段1と、複数の形状パターン
を記憶した形状パターン記憶手段2と、前記工具毎の種
類及びその使用対象や径、長さ等の工具に関する情報を
記憶した工具情報記憶手段3と、前記工具の基本的な経
路である複数のパスパターンを記憶したパスパターン記
憶手段4と、前記加工情報記憶手段1に記憶された形状
データの特徴量を抽出する特徴量抽出手段5と、前記特
徴量抽出手段5により抽出された形状データの特徴量に
基づき該形状データを前記形状パターン記憶手段2に記
憶された形状パターンで分類してシンボル化するシンボ
ル化手段6と、前記シンボル化手段6によりシンボル化
された形状データに対して前記工具情報記憶手段3に記
憶された工具情報から適用可能な工具を選択する工具選
択手段7と、前記シンボル化手段6によりシンボル化さ
れた形状データに対して前記パスパターン記憶手段4に
記憶された複数のパスパターンから適用可能なパスパタ
ーンを選択するパスパターン選択手段8と、前記工具選
択手段7により選択された工具と前記パスパターン選択
手段8により選択されたパスパターンとにより前記加工
情報記憶手段1に記憶された形状データに対するカッタ
ーパスを算出するカッターパス演算手段9と、前記カッ
ターパス演算手段9により算出されたカッターパスと該
カッターパスを算出した工具との組合せにてNCデータを
生成するNCデータ生成手段10とを備えたことを特徴とす
る。
【作用】
特徴量抽出手段5により加工情報記憶手段1に記憶さ
れた形状データの特徴量が抽出され、その特徴量に基づ
いてシンボル化手段6は形状データを形状パターン記憶
手段2に記憶された形状パターンで分類してシンボル化
する。次に、工具選択手段7はシンボル化された形状デ
ータに対して工具情報記憶手段3に記憶された工具情報
から適用可能な工具を選択する。又、パスパターン選択
手段8はシンボル化された形状データに対してパスパタ
ーン記憶手段4に記憶された複数のパスパターンから適
用可能なパスパターンを選択する。そして、カッターパ
ス演算手段9により上記選択された工具とパスパターン
とから上記形状データに対するカッターパスが算出さ
れ、そのカッターパスと工具との組合せにてNCデータ生
成手段10はNCデータを生成する。
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 第2図において10は数値制御装置であり、この数値制
御装置10には、サーボモータ駆動回路DUX,DUY,DUZ、シ
ーケンスコントローラ11が図略のインタフェースを介し
て接続されている。 一方、20は上記構成の数値制御装置10によって制御さ
れるマシニングセンタ形の工作機械であり、前記サーボ
モータ駆動回路DUX,DUY,DUZのそれぞれによって駆動さ
れるサーボモータ21,22,23の回転によって、工作物Wを
支持する工作物テーブル25と、主軸モータSMによって駆
動される主軸26を軸架する主軸ヘッド24との間の相対位
置が三次元的に変更される。又、27は複数種類の工具を
保持する工具マガジンであり、図略のマガジン割出装置
と工具交換装置28とによって工具マガジン27内の工具が
選択的に主軸26に装着されて工作物Wの加工が行われ
る。 又、シーケンスコントローラ11には、コンピュータ12
と主軸モータSMの回転数を制御する主軸モータ駆動回路
15とが接続されている。このコンピュータ12はマイクロ
プロセッサ12a、クロック信号発生回路12b、ROM12c、RA
M12d、固定ディスク12e、インタフェース12f,12g,12hに
よって主に構成され、インタフェース12hにはキーボー
ド13とCRT表示装置14が接続されている。 次に、NCデータを生成しようとする切削平面における
一つの形状データに対するMPU12aの処理手段を第3図の
フローチャートに基づき、第4図(a)〜(e)を参照
して説明する。 先ず、形状パターン記憶手段、工具情報記憶手段、パ
スパターン記憶手段を達成する固定ディスク12eにキー
ボード13から、前以って、例えば、第4図(b)のよう
な11種類の形状パターンと、第4図(d)のように工具
径、工具長等と共に適用可能な形状パターンを付した工
具情報と、第4図(e)のように形状パターンごとに適
用可能なパスパターンとをそれぞれ入力し登録してお
く。 ステップ100で工作機械20の工作物テーブル25上に支
持された工作物Wの設計図面に基づく切削領域を表す形
状データを加工情報記憶手段を達成するRAM12dにキーボ
ード13から入力する。 次に、特徴量抽出手段を達成するステップ102に移行
し、ステップ100で入力された形状データを加工単位に
分解する。次にステップ104に移行して、例えば、一つ
の加工単位から成る形状データ(第4図(a))を読み
込み、その特徴量を抽出する(具体的な特徴量抽出につ
いては後述)。 そして、シンボル化手段を達成するステップ106に移
行し、固定ディスク12eに記憶された形状パターン(第
4図(b))を読み出し、それらの形状パターンと比較
してステップ104で抽出された形状データの特徴量から
形状データを第4図(c)に示したようにシンボル化す
る(具体的なシンボル化については後述)。 次に、工具選択手段を達成するステップ108に移行
し、固定ディスク12eに記憶された工具の工具情報(第
4図(d))を読み出し、ステップ106でシンボル化さ
れた形状データ(第4図(c))に対して適用可能な工
具情報を有する工具を選択する。 そして、パスパターン選択手段を達成するステップ11
0に移行し、固定ディスク12eに記憶されたパスパターン
(第4図(e))を読み出し、ステップ106でシンボル
化された形状データ(第4図(c))に対して適用可能
なパスパターンを選択する。 次に、カッターパス演算手段を達成するステップ112
に移行し、ステップ108で選択された工具とステップ110
で選択されたパスパターンとにより形状データにおける
カッターパスを算出する。 そして、NCデータ生成手段を達成するステップ114に
移行し、ステップ112で算出されたカッターパスとその
カッターパスを算出した工具との組合せによりNCデータ
を生成する。 次にステップ116に移行して、ステップ102で加工単位
に分解された形状データ全てについて処理が終了したか
否かが判定される。ステップ116で加工単位に分解され
た形状データの処理が終了していなければ判定はNOとな
り、ステップ104に移行し、処理が終了していない一つ
の加工単位から成る形状データを読み込んで上述と同様
の処理を実行する。そして、加工単位に分解された形状
データ全ての処理が終了するとステップ116の判定はYES
となり、本プログラムを終了する。 尚、上述のステップ112で算出されたカッターパスに
よるステップ114のNCデータ生成の後において、そのカ
ッターパスが工作機械20の工具の可動領域から外れてい
たり、工作物テーブル25に工作物Wを支持するための治
具等と干渉していないかをチェックして、問題があれば
パスパターンを変更したり、工具の切削開始位置等のパ
ラメータを変更したりして別のNCデータを生成し、それ
でも問題がある場合にはエラーストップするようにする
と、より好ましいプログラムとすることができる。 ここで、上記一つの加工単位から成る形状データ(第
4図(a))に対する特徴量抽出及びシンボル化につい
て説明する。 特徴量抽出及びシンボル化を具体的に説明するため
に、上述と同様に、第4図(a)〜(e)を参照する。 先ず、予め登録してある形状パターン(第4図
(b))は、全面,リング,閉ポケット,平
壁,凹壁,凸壁,凹凸壁,開ポケット,平行
壁,オフセット壁,非平行壁であり、各々の形状パ
ターンについて比較のため例えば、以下の4項目毎に各
形状パターンを検索する。 (1)壁の個数はいくつ? 0個である形状パターン… 1個である形状パターン…,,,,, 2個である形状パターン…,,, (2)閉ループか? YESである形状パターン…, NOである形状パターン…,,,,,,
,, (3)壁の構成要素の種類は? 構成要素の無い形状パターン… 直線のみから成る形状パターン,, 直線と曲線から成る形状パターン…,,,,
,, そして、形状データ(第4図(a))に対する特徴量
抽出として、上述と同様の4項目に対して各項目毎の検
索を実行する。 (1)壁の個数はいくつ? 1個 (2)閉ループか? NO (3)壁の構成要素の種類は? 直線のみ (4)壁の構成要素の個数はいくつ? 2個 次に、種々雑多な形状データにおいて抽出した形状デ
ータの特徴量に対し、1.0〜−1.0のパラメータで表され
る確信度により形状パターンのどれに分類されるかを決
定する。 上記手法は、例えば、特徴量Aの形状データにおいて
形状パターンBであるだろう確信度はbで形状パターン
Cであるだろう確信度はcという処理を他の特徴量につ
いても行い最終的に確信度の最も高いものを該当する形
状データを形状パターンとしてシンボル化処理をするも
のである。 上記確信度の計算方法は、 new−cf←cf+old−cf−cf×old−cf であり、 確信度の判定基準は、 1.0〜 0.8の場合…確実 0.8〜 0.4の場合…ほぼ確実 0.4〜−0.4の場合…不明 −0.4〜−1.0の場合…不確実 とする。 そして、形状データ(第4図(a))の各項目毎に抽
出された特徴量から導き出される確信度と各々の形状パ
ターン(第4図(b))とを比較する。 先ず、形状データの上記(1)項目における特徴量
(1個)から形状データが形状パターン,,,
,,である確信度cfは「ほぼ確実」に近い「不
明」であり0.2とし、形状パターン,,,,
である確信度cfは全く「不確実」であり−1.0として有
り得ないので除外する。 次に、上記(2)項目における特徴量(NO)から形状
データが形状パターン,,,,である確信度
cfは「ほぼ確実」に近い「不明」であり0.2とすると、 new−cf←0.2+0.2−0.2×0.2=0.36 となる。又、形状パターンである確信度cfは全く「不
確実」であり−1.0とすると、 new−cf←−1.0+0.2−(−1.0)×0.2=−0.6 となるので除外する。 そして、上記(3)項目における特徴量(直線のみ)
から形状データが形状パターン,である確信度cfは
「ほぼ確実」に近い「不明」であり0.2とすると、 new−cf←0.2+0.36−0.2×0.36=0.488 となる。又、形状パターン,,である確信度cfは
「不確実」に近い「不明」であり−0.2とすると、 new−cf←−0.2+0.36−(0.2)×−0.3=0.232 となる。 更に、上記(4)項目における特徴量(2個)から形
状データが形状パターンである確信度cfは「ほぼ確
実」に近い「不明」であり0.2とすると、 new−cf←0.2+0.232−0.2×0.232=0.3856 となる。そして、形状パターンである確信度cfも「ほ
ぼ確実」に近い「不明」であり0.2とすると、 new−cf←0.2+0.488−0.2×0.488=0.5904 となる。又、形状パターン,である確信度cfは「不
確実」に近い「不明」であり−0.2とすると、 new−cf←−0.2+0.232−(−0.2)×0.232=0.082 となる。更に、形状パターンである確信度cfは全く
「不確実」であり−1.0とすると、 new−cf←−1.0+0.488−(−1.0)×0.488=−0.024 となるので除外する。 このように、各項目順に確信度を算出し確信度がマイ
ナスとなる形状パターンをその都度除外し、残った形状
パターンのうち最終的な確信度であるnew−cf値の一番
大きい形状パターンを形状データとする。つまり、上述
の4項目で形状データを判定する場合は、形状パターン
の凸壁となり、形状データ(第4図(a))が第4図
(c)に示したようにシンボル化される。 上記実施例で説明したように、工作物Wの設計図面に
基づく切削領域を表す形状データを入力するだけで、そ
の形状データに対する最適な工具とパスパターンとが選
択され、最適なカッターパスが算出されてNCデータが生
成される。
【発明の効果】
本発明は、加工情報記憶手段に記憶された形状データ
の特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、その抽出された
形状データの特徴量に基づき形状データを形状パターン
記憶手段に記憶された形状パターンで分類してシンボル
化するシンボル化手段と、そのシンボル化された形状デ
ータに基づいて工具情報記憶手段に記憶された工具情報
から適用可能な工具を選択する工具選択手段と、同じく
シンボル化された形状データに基づいてパスパターン記
憶手段に記憶された複数のパスパターンから適用可能な
パスパターンを選択するパスパターン選択手段と、上記
工具選択手段により選択された工具と上記パスパターン
選択手段により選択されたパスパターンとにより加工情
報記憶手段に記憶された形状データに対するカッターパ
スを算出するカッターパス演算手段と、そのカッターパ
ス演算手段により算出されたカッターパスとカッターパ
スを算出した工具との組合せにてNCデータを生成するNC
データ生成手段とを備えているので、工作物の設計図面
に基づく形状データを入力するだけで、その形状データ
に対して最適な工具とパスパターンとが選択されカッタ
ーパスが算出されるので、結果として形状データに対す
る最適なNCデータが生成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の概念を示したブロックダイヤグラム。
第2図は本発明の具体的な一実施例に係るNCデータ作成
装置を有する数値制御装置及び工作機械の構成を示した
構成図。第3図は同実施例装置で使用されているMPUの
処理手順を示したフローチャート。第4図(a)は同実
施例に係る一つの加工単位から成る形状データを示した
説明図。第4図(b)は同実施例に係る予め登録された
形状パターンを示した説明図。第4図(c)は同実施例
に係るシンボル化された形状データを示した説明図。第
4図(d)は同実施例に係る工具情報を示した説明図。
第4図(e)は第4図(c)のシンボル化された形状デ
ータに対して予め登録されたパスパターンを示した説明
図である。 10……数値制御装置、12……コンピュータ 12a……マイクロプロセッサ 12e……固定ディスク、20……工作機械 21,22,23……サーボモータ 25……工作物テーブル、SM……主軸モータ W……工作物
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−158506(JP,A) 特開 昭63−298407(JP,A) 特開 昭59−184910(JP,A) 特開 昭59−104271(JP,A) 特開 昭63−158613(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G05B 19/408 G05B 19/4093

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】工作物を回転工具により平面加工する工作
    機械のNCデータを作成する装置において、 前記工作物の設計図面に基づく切削領域を表す形状デー
    タを記憶した加工情報記憶手段と、 複数の形状パターンを記憶した形状パターン記憶手段
    と、 前記工具毎の種類及びその使用対象や径、長さ等の工具
    に関する情報を記憶した工具情報記憶手段と、 前記工具の基本的な経路である複数のパスパターンを記
    憶したパスパターン記憶手段と、 前記加工情報記憶手段に記憶された形状データの特徴量
    を抽出する特徴量抽出手段と、 前記特徴量抽出手段により抽出された形状データの特徴
    量に基づき該形状データを前記形状パターン記憶手段に
    記憶された形状パターンで分類してシンボル化するシン
    ボル化手段と、 前記シンボル化手段によりシンボル化された形状データ
    に対して前記工具情報記憶手段に記憶された工具情報か
    ら適用可能な工具を選択する工具選択手段と、 前記シンボル化手段によりシンボル化された形状データ
    に対して前記パスパターン記憶手段に記憶された複数の
    パスパターンから適用可能なパスパターンを選択するパ
    スパターン選択手段と、 前記工具選択手段により選択された工具と前記パスパタ
    ーン選択手段により選択されたパスパターンとにより前
    記加工情報記憶手段に記憶された形状データに対するカ
    ッターパスを算出するカッターパス演算手段と、 前記カッターパス演算手段により算出されたカッターパ
    スと該カッターパスを算出した工具との組合せにてNCデ
    ータを生成するNCデータ生成手段と を備えたことを特徴とするNCデータ作成装置。
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