JP3066646B2 - Motion simulation system - Google Patents

Motion simulation system

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JP3066646B2
JP3066646B2 JP1059359A JP5935989A JP3066646B2 JP 3066646 B2 JP3066646 B2 JP 3066646B2 JP 1059359 A JP1059359 A JP 1059359A JP 5935989 A JP5935989 A JP 5935989A JP 3066646 B2 JP3066646 B2 JP 3066646B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、NC工作機械等の、数値制御を行なう装置の
動作シミュレーションシステムに係り、特に、NC加工プ
ログラムのチェックに好適な動作シミュレーションシス
テムに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operation simulation system for a numerical control device such as an NC machine tool, and more particularly to an operation simulation system suitable for checking an NC machining program. .

[従来の技術] 数値制御により動作の制御が行われる装置、例えば、
NC工作機械等では、ワークに対する工具の位置を、予め
設けられた加工プログラムにより与えられる数値情報に
より逐次指令して制御することによって、ワークの加工
を実行する。このような方式によれば、ワークの加工
を、高精度で、かつ、自動的に実行することができる。
[Prior Art] A device whose operation is controlled by numerical control, for example,
In an NC machine tool or the like, machining of a workpiece is performed by sequentially instructing and controlling the position of a tool with respect to the workpiece based on numerical information given by a machining program provided in advance. According to such a method, the processing of the work can be automatically executed with high accuracy.

NC制御により、目的の動作を実行するに際しては、動
作制御プログラムが正しく作成されている必要がある。
そのため、この種のNC制御にあっては、対象物、例え
ば、工具がワークに対して正しい位置関係で動作するか
否かを監視する必要がある。さらに、好ましくは、実際
の動作を実行する前に、動作制御プログラムをチェック
しておく必要がある。
In order to execute a target operation by NC control, an operation control program needs to be correctly created.
Therefore, in this type of NC control, it is necessary to monitor whether an object, for example, a tool, operates in a correct positional relationship with respect to a workpiece. Further, it is preferable to check the operation control program before executing the actual operation.

ところで、従来、このようなNC加工プログラムのチェ
ックについては、例えば、特開昭58−165111号公報に開
示されるものがある。
Conventionally, such a check of the NC machining program is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-165111.

同公報には、NC加工プログラムに基づいて素材を加工
する状況を、三次元グラフィックディスプレイに表示す
る方式が開示されている。すなわち、加工情報を表示す
るディスプレイを含む数値制御加工方式において、加工
情報をディスプレイ上に三次元的に表示する数値制御加
工方式が開示されている。この方式では、加工情報とし
て、工具の現在位置、工具の加工軌跡、被加工物の仕上
げ形状の中から、少なくとも1個が選択される。また、
被加工物と視点との相対位置関係をおよび視野の方向を
変化させることができる。
This publication discloses a method of displaying a state of processing a material based on an NC processing program on a three-dimensional graphic display. That is, in a numerical control processing method including a display for displaying processing information, a numerical control processing method for three-dimensionally displaying processing information on a display is disclosed. In this method, at least one of the current position of the tool, the processing locus of the tool, and the finished shape of the workpiece is selected as the processing information. Also,
The relative positional relationship between the workpiece and the viewpoint and the direction of the visual field can be changed.

また、特開昭62−192857号公報には、ロボットシミュ
レーションについての記載がある。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-192857 describes a robot simulation.

同公報には、コンピュータグラフィックスによって、
オフラインでロボットの作業動作をプログラミングする
ロボットシミュレーションシステムにおいて、上記ロボ
ットの作業環境の8分木データを演算装置により作成
し、この8分木データを記憶装置に格納し、上記8分木
データ上でノードを探索するための探索専用論理回路を
備え、環境とロボットの相互作用を演算によって解析す
るようにしたものを開示する。
The gazette states that by computer graphics,
In a robot simulation system for programming a robot's work operation offline, octree data of the robot's work environment is created by an arithmetic unit, and this octree data is stored in a storage device. Disclosed is a device provided with a search-dedicated logic circuit for searching for a node, wherein an interaction between an environment and a robot is analyzed by calculation.

[発明が解決しようとする課題] しかし、前述した従来の技術には、それぞれ次のよう
な問題があり、数値制御により動作の制御が行れる装
置、特に、NC工作機械の加工プログラムのシミュレーシ
ョンには適していないという欠点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned conventional technologies have the following problems, respectively. Devices for controlling the operation by numerical control, in particular, for simulating a machining program of an NC machine tool. Is not suitable.

すなわち、NC工作機械等によるワークの加工に際して
は、加工形状、加工精度、事故の防止等の観点から、工
具とワークの時々刻々の相対位置関係を把握しておくこ
とが必要である。ところが、前記第1の従来技術によれ
ば、工具の位置などの加工情報に基づいて、加工状況が
三次元的に表示されるが、それは、素材について工具の
加工軌跡が表示されるにすぎない。工具と素材とを共に
表示し、両者の相対位置関係の変化を同時に三次元的に
表示することは、全く配慮していない。このため、単
に、素材の加工状況についてのシミュレーションが可能
であるにとどまり、NC加工プログラムの動作確認までは
行なえない。
That is, when machining a workpiece with an NC machine tool or the like, it is necessary to grasp the relative positional relationship between the tool and the workpiece every moment from the viewpoint of the machining shape, machining accuracy, accident prevention, and the like. However, according to the first related art, a processing state is displayed three-dimensionally based on processing information such as a position of a tool. However, this is only a processing path of a tool for a material. . No consideration is given to displaying both the tool and the material together and simultaneously displaying the change in the relative positional relationship between them both three-dimensionally. For this reason, it is only possible to simulate the processing state of the material, but not to confirm the operation of the NC processing program.

従って、前記従来の技術では、工具とワークの時々刻
々の相対位置関係の把握は、実機の動作を監視すること
により行なわざるを得ない。
Therefore, in the above-described conventional technique, the relative positional relationship between the tool and the workpiece is constantly grasped by monitoring the operation of the actual machine.

しかし、実機による動作確認は、作業性や、安全性の
点で問題がある。この点についての解決が課題となって
いた。
However, the operation check using the actual device has problems in terms of workability and safety. The solution in this regard has been an issue.

次に、前記第2の従来技術では、複雑な作業環境下で
作業するロボットの動作をオフラインでプログラミング
するためのロボットシミュレーションシステムを開示す
る。このシステムでは、環境とロボットの相互作用を解
析する。しかし、それは、ロボットと環境との相対関係
のみが考慮されるにすぎない。オペレータの視点や、視
野の方向については、なんら配慮されていない。
Next, the second prior art discloses a robot simulation system for off-line programming of the operation of a robot working in a complicated work environment. This system analyzes the interaction between the environment and the robot. However, it only takes into account the relative relationship between the robot and the environment. No consideration is given to the operator's viewpoint or the direction of the visual field.

工作機械の場合、素材について種々の方向から、どの
ように加工されるかを知る必要がある。ところが、前記
従来の技術では、視点や、視野の指定ができないため、
一定方向からの表示にならざるを得ない。しかし、一定
方向からの表示のみでは、隠れてみえない部分の動作確
認が不可能であり、精度のよい確認が行なえないという
問題がある。
In the case of a machine tool, it is necessary to know how a material is processed from various directions. However, in the above-mentioned conventional technology, the viewpoint and the visual field cannot be specified,
It has to be displayed from a certain direction. However, there is a problem in that it is impossible to confirm the operation of a portion that cannot be hidden by only displaying from a certain direction, and that accurate confirmation cannot be performed.

このため、任意の視点や、視野の方向からの動作の確
認が容易に行なえるシミュレーションシステムの開発が
課題となっている。
For this reason, the development of a simulation system that can easily confirm the operation from an arbitrary viewpoint or the direction of the visual field has been an issue.

本発明の目的は、グラフィックディスプレイシステム
を用いて、NC制御プログラムによる制御動作状態、特
に、NC加工プログラムによるNC工作機械の動作状態につ
いて、任意の位置から確認することを可能とした、動作
シミュレーションシステムを提供することにある。
An object of the present invention is to use a graphic display system, a control operation state according to an NC control program, and in particular, an operation state of an NC machine tool according to an NC machining program, which allows an operation simulation system to be checked from any position. Is to provide.

[課題を解決するための手段] 前記目的を達成するため、本発明によれば、 工作機械における加工動作をシミュレーションして表
示する動作シミュレーションシステムにおいて、 工作機械、当該工作機械の工具、および、加工される
べき素材の各対象物について、各対象物ごとのローカル
座標系上に、それぞれの形状を立体図形に展開した図形
データを作成する対象物図形データ作成手段と、 前記工作機械の加工動作を制御する加工プログラムの
加工動作手順を解析して、各対象物の動きを示すデータ
を作成するプログラム解析処理手段と、 前記表示すべき加工動作シミュレーションに関する視
点位置および視野方向についての外部からの指定を受け
付ける手段と、 前記指定された視点位置および視野方向を基準とし
て、前記各対象物図形データの座標変換を行うと共に、
各対象物図形のうち視野方向に見える図形の表示データ
を作成する手段と、 前記表示データに基づいて対象物を表示する表示手段
とを備え、 前記表示データを作成する手段は、視点位置が指定さ
れている対象物の図形が静止し、前記対象物の動きを示
すデータにおける対象物の動きに応じて、他の対象物の
図形が、前記静止している図形に対して動く状態を表示
する表示データを作成すること を特徴とする動作シミュレーションシステムが提供され
る。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, according to the present invention, in an operation simulation system for simulating and displaying a machining operation in a machine tool, a machine tool, a tool of the machine tool, and machining For each object of the material to be processed, on a local coordinate system for each object, object figure data creating means for creating figure data in which each shape is expanded into a three-dimensional figure, and a machining operation of the machine tool. A program analysis processing unit that analyzes a machining operation procedure of a machining program to be controlled and creates data indicating movement of each object; and specifies externally a viewpoint position and a view direction with respect to the machining operation simulation to be displayed. Receiving means; and the respective object diagrams based on the specified viewpoint position and viewing direction. Performs coordinate transformation of the data,
Means for creating display data of a figure seen in the direction of view among each object figure, and display means for displaying an object based on the display data, wherein the means for creating the display data specifies a viewpoint position. The state of the figure of the object being stopped is stationary, and in accordance with the movement of the object in the data indicating the movement of the object, the state of the figure of another object moving with respect to the stationary figure is displayed. An operation simulation system characterized by creating display data is provided.

[作用] 本発明の作用について、工作機械の加工プログラムの
シミュレーションを行なう場合を例として説明する。
[Operation] The operation of the present invention will be described by taking a case where a simulation of a machining program of a machine tool is performed as an example.

前記工作機械の形状データを作成する手段は、機械の
形状を立体図形(立方体、直方体、円柱、球など)の組
合せにより表現する。この場合、データは、個々の立体
図形の位置関係を明確に表現できるデータ構造とする。
The means for creating the shape data of the machine tool expresses the shape of the machine by a combination of three-dimensional figures (cubes, cuboids, cylinders, spheres, etc.). In this case, the data has a data structure capable of clearly expressing the positional relationship between the individual three-dimensional figures.

前記NC加工プログラムを解析する手段は、NC加工プロ
グラムを読み込んで、移動軸と移動量を求め、前記座標
変換を行なう手段に渡す。
The means for analyzing the NC machining program reads the NC machining program, obtains the movement axis and the movement amount, and passes the movement axis and the movement to the means for performing the coordinate conversion.

前記オペレータの視点および視野方向を認定する手段
は、ディスプレイに表示されている工作機械の全体構成
を示す図、例えば、斜視図について、キーボードおよび
マウスを介して位置の指示を入力し、入力されたオペレ
ータの視点位置と視野の方向の情報は、前記座標変換を
行なう手段に渡す。
The means for recognizing the operator's viewpoint and viewing direction is a diagram showing the entire configuration of the machine tool displayed on the display, for example, for a perspective view, inputting a position instruction via a keyboard and a mouse, and Information on the operator's viewpoint position and the direction of the visual field is passed to the means for performing the coordinate conversion.

これにより、座標変換を行なう手段では、各軸(x
軸、y軸、z軸など)の位置関係や方向等の計算を行な
う。
Thus, the means for performing the coordinate conversion uses each axis (x
(Axis, y-axis, z-axis, etc.)

干渉を判定する機能を有する場合には、該手段は、前
記手段により作成された表示データを用いて、立体図形
間で集合演算を行ない、干渉の有無を判定し、干渉の場
合には、干渉部分の表示色を異なる色彩に変えて表示す
る。また、予め設定してある工作機械の移動限界位置を
オーバした場合にも、その異常を表示するような処理を
行なう。
In the case of having a function of determining interference, the means performs a set operation between the three-dimensional figures using the display data created by the means to determine whether or not there is interference. The display color of the part is changed to a different color and displayed. Further, even when the position exceeds the preset movement limit position of the machine tool, processing for displaying the abnormality is performed.

本発明によれば、NC加工プログラムに基づき工作機械
の動作をグラフィックディスプレイに三次元表示がで
き、また、オペレータの視点位置を任意に変化させなが
ら工作機械の動作確認ができるので、ポイントを絞った
NC加工プログラムのチェックが可能となる。
According to the present invention, the operation of the machine tool can be three-dimensionally displayed on the graphic display based on the NC machining program, and the operation of the machine tool can be confirmed while arbitrarily changing the viewpoint position of the operator, so the points are narrowed down.
NC processing program can be checked.

例えば、オペレータの視点位置を機械の外、素材の
上、工具の上のいずれかに任意に設定し、動作シミュレ
ーションを行なうと、次のようになる。
For example, when the viewpoint of the operator is set arbitrarily outside the machine, on the material, or above the tool, and the operation simulation is performed, the following is obtained.

(1)オペレータの視点位置が機械の外に設定された場
合には、機械、素材、工具がそれぞれ動いて見える。そ
のため、実際の加工のイメージで加工プログラムのチェ
ックが可能となる。
(1) When the viewpoint position of the operator is set outside the machine, the machine, the material, and the tool appear to move. Therefore, it is possible to check a machining program with an image of actual machining.

(2)オペレータの視点位置が素材の上に設定された場
合には、素材は静止状態で、工具、機械が動いて見え
る。そのため、NC加工プログラムを作成したときのイメ
ージでのチェックが可能となる。NC加工プログラムは、
プログラム作成者が、素材を固定した状態を想定し、工
具をどのように動かして加工するかをプログラミングし
たものであるから、チェックをする時にも、素材を固定
した状態で行なうことが望ましい。本発明では、それが
実現できる。
(2) When the viewpoint position of the operator is set on the material, the material appears to be stationary and the tools and the machine move. Therefore, it is possible to check with the image when the NC machining program was created. NC machining program
Since the program creator assumes that the material is fixed and programs how to move and process the tool, it is desirable that the check be performed with the material fixed. In the present invention, this can be realized.

(3)オペレータの視点位置が工具の上に設定された場
合には、工具が静止状態で、素材、機械が動いて見え
る。そのため、工具と素材との干渉の状態確認が容易に
できる。素材の表面部分を加工するとき、視点位置が機
械の外に設定された場合でも干渉の様子は確認できる
が、空洞があいている素材の内部を加工するような場合
には、機械の外からでは工具が見えないため、工具と素
材の干渉の確認が困難となる。この点、本発明では、そ
れが容易にできる。
(3) When the viewpoint position of the operator is set on the tool, the material and the machine appear to move while the tool is stationary. Therefore, it is possible to easily confirm the state of interference between the tool and the material. When processing the surface part of the material, the appearance of interference can be confirmed even if the viewpoint position is set outside the machine, but when processing the inside of the material with a hollow, In this case, since the tool cannot be seen, it is difficult to confirm interference between the tool and the material. In this regard, in the present invention, this can be easily achieved.

このように本発明によれば、従来のように加工プログ
ラム作成後、実際に機械を動かしてプログラムのチェッ
クをする必要がなくなり、加工プログラム作成の効率向
上とプログラムチェック作業の安全性が保障される。
As described above, according to the present invention, there is no need to actually operate a machine to check a program after creating a machining program as in the related art, thereby improving the efficiency of creating a machining program and ensuring the safety of a program check operation. .

[実施例] 以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明
する。
Examples Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に、本発明の動作シミュレーションシステムを
適用したNC工作機械の動作シミュレーションシステムの
一実施例の構成を示す。
FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of an operation simulation system for an NC machine tool to which the operation simulation system of the present invention is applied.

本実施例のシステムは、シミュレーションのための各
種演算、システムの動作制御等を実行するエンジニアリ
ングワークステーション(EWS)16と、工作機械の動作
を表示するグラフィックディスプレイ装置13と、指示等
を入力する入力部として機能するキーボード14およびマ
ウス15とを有して構成される。
The system according to the present embodiment includes an engineering workstation (EWS) 16 that executes various calculations for simulation, operation control of the system, and the like, a graphic display device 13 that displays the operation of a machine tool, and an input that inputs instructions and the like. It has a keyboard 14 and a mouse 15 functioning as a unit.

グラフィックディスプレイ装置13は、カラーCRTと、
その駆動装置とを主要な要素として構成され、エンジニ
アリングワークステーション16から送られる画像データ
を表示する。
The graphic display device 13 includes a color CRT,
The driving device is configured as a main element, and displays image data sent from the engineering workstation 16.

前記エンジニアリングワークステーション16は、情報
処理装置の一種であって、図示しないが、例えば、1ま
たは2以上のプロセッサと、該プロセッサの動作プログ
ラムを格納すると共にワークエリアを設定するメモリ
と、外部とのデータの入出力を行なうI/Oインタフェー
スと、該インタフェースを介して接続される、I/O装置
の一種である外部記憶装置とを備えている。
The engineering workstation 16 is a kind of information processing apparatus, and although not shown, for example, one or more processors, a memory for storing an operation program of the processors and setting a work area, and an external It has an I / O interface for inputting and outputting data, and an external storage device, which is a type of I / O device, connected via the interface.

前記外部記憶装置は、1または2台以上接続すること
ができ、それらとしては、例えば、磁気ディスク装置、
光ディスク装置、磁気テープ装置等を用いることができ
る。この外部記憶装置により少なくとも読み出し可能な
記録媒体に、シミュレーションすべきNC加工プログラム
と、工作機械データ、素材データ、工具データおよび治
具データとが、各々ファイル1〜6として登録され、保
存されている。そして、このファイルを記録する記録媒
体から、外部記憶装置を介して、前記プログラムおよび
データが前記エンジニアリングワークステーション16に
供給される。
One or two or more external storage devices can be connected, such as a magnetic disk device,
An optical disk device, a magnetic tape device, or the like can be used. An NC processing program to be simulated, machine tool data, material data, tool data and jig data are registered and stored as files 1 to 6, respectively, in a recording medium at least readable by the external storage device. . Then, the program and data are supplied to the engineering workstation 16 from a recording medium for recording this file via an external storage device.

前記NC加工プログラムは、これから動作シミュレーシ
ョンを行なうデータである。このNC加工プログラム1
は、前述したように、他の計算機等により作成されたも
のを、予めNC加工プログラムファイル1に登録してお
く。前記工作機械データ、素材データ、工具データおよ
び治具データは、動作シミュレーションの対象となるデ
ータで、前述したように、予め対応するファイル2〜5
に登録しておく。これらのデータは、それぞれ複数種類
の登録が可能である。シミュレーション開始時に、NC加
工プログラム、工作機械、素材、工具および治具につい
て、それぞれを適宜選択することにより、任意の組み合
わせで、動作シミュレーションが実現できる。
The NC machining program is data for performing an operation simulation. This NC machining program 1
As described above, a computer created by another computer or the like is registered in the NC machining program file 1 in advance. The machine tool data, material data, tool data, and jig data are data to be subjected to an operation simulation, and as described above, the corresponding files 2 to 5
Register in. These data can be registered in a plurality of types. At the start of the simulation, by appropriately selecting each of the NC machining program, the machine tool, the material, the tool, and the jig, the operation simulation can be realized in an arbitrary combination.

前記NC加工プログラムおよび各種データは、本システ
ムを構成するエンジニアリングワークステーション16に
より作成されたもの、また、他のシステムにより作成さ
れたもののいずれであってもよい。これらは、必要に応
じて、前記エンジニアリングワークステーション16のメ
モリ内に取り込まれる。なお、前記NC加工プログラムフ
ァイル1および各種データファイル2〜5は、システム
起動時に、または、常時、エンジニアリングワークステ
ーション16の内蔵ハードディスク装置に格納しておく
と、アクセスに便利である。
The NC processing program and various data may be created by the engineering workstation 16 constituting the present system, or may be created by another system. These are taken into the memory of the engineering workstation 16 as needed. The NC machining program file 1 and the various data files 2 to 5 are conveniently stored in the internal hard disk device of the engineering workstation 16 when the system is started or at all times.

また、前記外部記憶装置は、本実施例システムの動作
プログラムをも供給し、システム立ち上げ時に、必要な
プログラムが、メモリにロードされる。前記エンジニア
リングワークステーション16は、前記メモリに格納され
るプログラムをプロセッサが実行することにより、種々
の機能を実現する。すなわち、NC加工プログラム解析部
6、座標変換部7、表示データ作成部8、干渉判定部
9、工作機械構造データ作成部10、視点位置設定部11お
よび表示画面制御部12の各機能を実行する。
Further, the external storage device also supplies an operation program of the system of the present embodiment, and a necessary program is loaded into the memory when the system is started. The engineering workstation 16 realizes various functions by causing a processor to execute a program stored in the memory. That is, the respective functions of the NC machining program analysis unit 6, coordinate conversion unit 7, display data creation unit 8, interference determination unit 9, machine tool structure data creation unit 10, viewpoint position setting unit 11, and display screen control unit 12 are executed. .

これらのプログラムは、外部記憶装置により少なくと
も読み出し可能な記憶媒体に格納されている。すなわ
ち、これらのプログラムは、ディジタルデータの形式で
表現され、媒体の記録領域に、磁気的、光学的、電気的
等の物理的変化を生じさせて記録される。
These programs are stored in a storage medium at least readable by an external storage device. That is, these programs are expressed in the form of digital data, and are recorded in the recording area of the medium by causing physical changes such as magnetic, optical, and electrical.

なお、プログラムのうち、汎用的なものは、本発明固
有のプログラムとは別個に供給してもよい。例えば、本
実施例の場合、表示画面制御部12を実行するプログラム
は、汎用のグラフィックプログラムを用いることができ
る。
Note that, among the programs, general-purpose programs may be supplied separately from the programs unique to the present invention. For example, in the case of the present embodiment, a general-purpose graphic program can be used as a program for executing the display screen control unit 12.

従って、本実施例は、グラフィック処理機能を有する
エンジニアリングワークステーションまたはこれに類す
る情報処理装置に、シミュレーションの対象となるNC加
工プログラムと、工作機械データ等の各種データをファ
イルとして供給し、かつ、前記したNC加工プログラム解
析部6、座標変換部7、表示データ作成部8、干渉判定
部9、工作機械構造データ作成部10および視点位置設定
部11の各機能を実現させるプログラムを、前記記録媒体
により供給することにより、動作シミュレーションシス
テムを構成することができる。
Therefore, the present embodiment supplies an NC workstation program to be simulated and various data such as machine tool data as files to an engineering workstation having a graphic processing function or an information processing apparatus similar thereto, and A program for realizing the functions of the NC processing program analysis unit 6, the coordinate conversion unit 7, the display data creation unit 8, the interference determination unit 9, the machine tool structure data creation unit 10, and the viewpoint position setting unit 11 using the recording medium. By supplying, an operation simulation system can be configured.

NC加工プログラム解析部6は、シミュレーションを実
行すべきNC加工プログラムをNC加工プログラムファイル
1からを読み込んで、解析を行なう。この解析は、固有
の言語により記述されているNC加工プログラムから、加
工プロセスに従って逐次変化する移動軸、移動量等のデ
ータを、本実施例システムにおいて取り扱える形式のデ
ータとして取り出すために行われる。解析結果は、メモ
リ中に設けられる座標軸動作データファイルに格納され
る。なお、本実施例システムにおいて、NC加工プログラ
ムがそのままデータとして扱える場合には、この解析は
簡略化ないし省略することができる。
The NC machining program analysis unit 6 reads an NC machining program to be simulated from the NC machining program file 1 and analyzes it. This analysis is performed to extract, from the NC machining program described in a specific language, data such as a movement axis and a movement amount that sequentially change according to the machining process, as data in a format that can be handled in the system of the present embodiment. The analysis result is stored in a coordinate axis operation data file provided in the memory. In the system of this embodiment, if the NC machining program can be handled as data as it is, this analysis can be simplified or omitted.

工作機械構造データ作成部10は、前記工作機械データ
ファイル2、素材データファイル3、工具データファイ
ル4および治具データファイル5から必要なデータを取
り込んで、これらを、立方体、直方体、円柱、球等の立
体図形に展開する。ここで、それぞれの図形は、ローカ
ル座標系上に定義される。
The machine tool structure data creating unit 10 fetches necessary data from the machine tool data file 2, the material data file 3, the tool data file 4, and the jig data file 5, and converts them into a cube, a rectangular parallelepiped, a cylinder, a sphere, etc. To three-dimensional figures. Here, each figure is defined on a local coordinate system.

視点位置設定部11は、マウス15により入力される位置
指定データと、キーボード14により入力される視野方向
指定データとを、後述する表示画面制御部12を介して、
読み込む。そして、視点位置となるローカル座標系を選
択すると共に、視野方向の方向ベクトルを計算する。
The viewpoint position setting unit 11, the position specification data input by the mouse 15, and the view direction specification data input by the keyboard 14, via the display screen control unit 12 described later,
Read. Then, a local coordinate system serving as a viewpoint position is selected, and a direction vector in a viewing direction is calculated.

座標変換部7は、NC加工プログラム解析部6で解析さ
れた、移動軸および移動量に関する逐次変化と、工作機
械構造データ作成部10で作成された機械構造データと、
前記視点位置設定部11で定義された視点位置および視野
方向とにより、個々のローカル座標系の座標変換を行な
い、視点位置を基準とした各ローカル座標系の原点位置
を計算する。
The coordinate conversion unit 7 is configured to sequentially change the movement axis and the movement amount analyzed by the NC machining program analysis unit 6, the machine structure data created by the machine tool structure data creation unit 10,
Based on the viewpoint position and the viewing direction defined by the viewpoint position setting unit 11, coordinate conversion of each local coordinate system is performed, and the origin position of each local coordinate system based on the viewpoint position is calculated.

表示データ作成部8は、前記座標変換部7による座標
変換終了後の表示データを表示データファイル8aに格納
する。この表示データファイル8aは、前述したメモリ内
に設けられる。
The display data creation unit 8 stores the display data after the coordinate conversion by the coordinate conversion unit 7 in the display data file 8a. This display data file 8a is provided in the aforementioned memory.

干渉判定部9は、表示データ作成部8で作成された表
示データを前記表示データファイル8aから読み込んで、
各ローカル座標系に定義されている立体図形どうしの集
合演算を行ない、領域の重なり合いの有無を調べ、干渉
の有無を判定する。干渉は、例えば、工具が工作機械の
他の部分と接触したり、素材に必要以上重なったりする
ことを意味する。このような干渉が存在すると、加工が
精度よく行なうことができない。また、甚だしい場合に
は、工具や、機械を破損する等の事故を起こす危険があ
る。
The interference determination unit 9 reads the display data created by the display data creation unit 8 from the display data file 8a,
A set operation of the three-dimensional figures defined in each local coordinate system is performed, and the presence or absence of overlapping areas is checked to determine the presence or absence of interference. Interference means, for example, that the tool contacts another part of the machine tool or overlaps the material more than necessary. If such interference exists, machining cannot be performed accurately. In severe cases, there is a danger of accidents such as damage to tools and machines.

干渉が発生することが検出された場合、その部分の表
示色情報を異なる色彩の情報に再設定する。また、予め
個々のローカル座標ごとに設定してある、機械の移動限
界以上の動作をしたときにも、表示色を再設定する。
When the occurrence of interference is detected, the display color information of that part is reset to information of a different color. The display color is also reset when an operation exceeding the movement limit of the machine, which is set in advance for each local coordinate, is performed.

表示画面制御部12は、前記エンジニアリングワークス
テーション16に設けられている機能であり、前記表示用
データを用いて、グラフィックディスプレイ装置13への
三次元表示を行なったり、キーボード14、マウス15から
のデータ入力を受け付ける。
The display screen controller 12 is a function provided in the engineering workstation 16 and performs three-dimensional display on the graphic display device 13 by using the display data, and receives data from the keyboard 14 and the mouse 15. Accept input.

次に、本実施例の作用について、第1図および他の図
面を参照して説明する。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1 and other drawings.

まず、第2図を参照して、座標変換部の機能について
説明する。
First, the function of the coordinate conversion unit will be described with reference to FIG.

第2図には、三次元表示の対象となる工作機械が、立
体図形23〜27により表示される。
In FIG. 2, machine tools to be displayed in a three-dimensional manner are displayed by three-dimensional figures 23 to 27.

同図に表示される立体図形23〜27は、それぞれ実物に
対応させて表現すると、次のようになる。工作機械は、
ベッド23、サドル24、横送り台25および主軸台26とを有
して構成される。主軸台26の主軸には、工具28が設けら
れている。また、横送り台25上には、素材27が載置して
ある。
The three-dimensional figures 23 to 27 displayed in FIG. Machine tools
It is configured to include a bed 23, a saddle 24, a traverse 25, and a headstock 26. A tool 28 is provided on the spindle of the headstock 26. A material 27 is placed on the traverse 25.

このように表示される工作機械のそれぞれの部分に、
x,y,zの直交座標系からなるローカル座標系18,19,20,2
1,22が、定義される。基準となる座標系17は、オペレー
タの視点位置と視野方向を定義する座標系で、その原点
がオペレータの視点位置、x,y,z軸により定まる方向
が、オペレータの視野方向を表わす。
Each part of the machine tool displayed like this,
Local coordinate system 18, 19, 20, 2 consisting of rectangular coordinate system of x, y, z
1,22 are defined. The reference coordinate system 17 is a coordinate system that defines the operator's viewpoint position and the view direction, and the origin is the operator's viewpoint position, and the direction defined by the x, y, and z axes represents the operator's view direction.

第1図のNC加工プログラム解析部6で生成された移動
軸、移動量の情報により、ローカル座標系18,19,20,21
および22の原点位置と、x,y,z軸の方向が変化する。こ
れに伴い、ローカル座標系18,19,20,21,22上で定義され
ている立体図形23,24,25,26,27,28の位置も変化するの
で、第1図のグラフィックディスプレイ装置13上では、
機械が動作するように見える。
The local coordinate system 18, 19, 20, 21 based on the information of the movement axis and the movement amount generated by the NC machining program analysis unit 6 in FIG.
, And the directions of the x, y, and z axes change. Accordingly, the positions of the three-dimensional figures 23, 24, 25, 26, 27, and 28 defined on the local coordinate systems 18, 19, 20, 21, and 22 also change, so that the graphic display device 13 shown in FIG. Above,
Machine appears to work.

このように、第1図に示す座標変換部7は、座標系17
を基準としたローカル座標系18,19,20,21,22の原点位置
と、x,y,z軸の方向を計算する。
As described above, the coordinate conversion unit 7 shown in FIG.
The origin positions of the local coordinate systems 18, 19, 20, 21, and 22 and the directions of the x, y, and z axes with respect to are calculated.

次に、オペレータの視点位置が変化した場合について
説明する。
Next, a case where the viewpoint position of the operator changes will be described.

例えば、ローカル座標系20に、オペレータの視点が設
定されたときには、このローカル座標系20は、基準の座
標系となり、固定となる。すなわち、座標系20を基準と
したローカル座標系17,18,19,21,22の原点位置と、x,y,
z軸方向が計算されるため、グラフィックディスプレイ
装置13上では、素材を表わす立体図形27は静止して、そ
れ以外の立体図形23,24,25,26,28が動いて見えることに
なる。
For example, when the operator's viewpoint is set in the local coordinate system 20, the local coordinate system 20 becomes a reference coordinate system and is fixed. That is, the origin positions of the local coordinate systems 17, 18, 19, 21, 22 with respect to the coordinate system 20, and x, y,
Since the z-axis direction is calculated, on the graphic display device 13, the three-dimensional figure 27 representing the material is stationary, and the other three-dimensional figures 23, 24, 25, 26, and 28 appear to move.

次に、第3図および第4図を参照して、グラフィック
ディスプレイ装置13の表示画面30に表示される画像の一
例について説明する。
Next, an example of an image displayed on the display screen 30 of the graphic display device 13 will be described with reference to FIG. 3 and FIG.

本実施例のグラフィックディスプレイ装置13は、マル
チウィンドウ機能により、複数画面を同時に表示するこ
とが可能なため、表示画面30に、機械全体を鳥瞰する斜
視図画面31と、オペレータから見える状況を表示する状
況画面32とを形成する。これらにより動作シミュレーシ
ョンを行なうことができる。
Since the graphic display device 13 of the present embodiment can simultaneously display a plurality of screens by the multi-window function, the display screen 30 displays a perspective view screen 31 that provides a bird's-eye view of the entire machine and a situation that can be seen by the operator. A status screen 32 is formed. Thus, an operation simulation can be performed.

第3図では、斜視図画面31により、マウスのカーソル
33でオペレータ35の位置を設定し、さらに、キーボード
より、視野の方向34を入力することにより、状況画面32
の状態が表示される。この状況画面32では、オペレータ
35がd部にいるので、d部が固定されて、a,b,c,e部が
各々動くことになる。
In FIG. 3, the mouse cursor is displayed on the perspective view screen 31.
By setting the position of the operator 35 with 33 and further inputting the direction 34 of the visual field from the keyboard, the status screen 32 is displayed.
Is displayed. In this status screen 32, the operator
Since 35 is in the d section, the d section is fixed, and the a, b, c, and e sections move.

次に、第4図では、同様にマウスのカーソル33でオペ
レータ35の位置を入力し、キーボードより視野方向34と
を入力することにより、状況画面32の状態が表示され
る。この状況画面32では、オペレータ35がc部にいるの
で、c部が固定され、a,b,d,e部が各々動くことにな
る。
Next, in FIG. 4, similarly, by inputting the position of the operator 35 with the mouse cursor 33 and inputting the viewing direction 34 from the keyboard, the state of the status screen 32 is displayed. In the status screen 32, since the operator 35 is in the c section, the c section is fixed, and the a, b, d, and e sections move.

このように、オペレータ35の位置と視野方向34を任意
に設定することにより、オペレータ35から見える機械の
動作状況が状況画面32に表示される。
In this way, by arbitrarily setting the position of the operator 35 and the viewing direction 34, the operation status of the machine viewed from the operator 35 is displayed on the status screen 32.

ここで、マウスのカーソル33により視点位置の指示
は、視野図画面31内に存在するカーソル33が位置する、
該視野図画面31内の表示アドレスを求め、、この表示ア
ドレスに含まれる立体図形を検出することにより、行な
うことができる。
Here, the indication of the viewpoint position by the cursor 33 of the mouse is such that the cursor 33 existing in the view map screen 31 is located.
This can be performed by obtaining a display address in the view map screen 31 and detecting a three-dimensional figure included in the display address.

次に、本実施例の動作を実現するための処理の流れに
ついて説明する。
Next, a flow of processing for realizing the operation of the present embodiment will be described.

第5図は、システム全体の処理の流れを示すフローチ
ャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing of the entire system.

まず、システムが起動されると、前記第1図に示すフ
ァイル2〜5に予め登録されている各種データ63,64,6
5,66を、ステップ41,42,43,44のデータ入力処理により
読み込む。ステップ45において、工作機械の構造データ
63を、前記第2図で説明した形式で作成する。
First, when the system is started, various data 63, 64, 6 registered in advance in the files 2 to 5 shown in FIG.
5, 66 are read by the data input processing of steps 41, 42, 43, 44. In step 45, the machine tool structural data
63 is created in the format described in FIG.

次に、他の計算機で作成され、NC加工ログラムファイ
ル1に予め登録されているNC加工プログラム67を、ステ
ップ46により読み込む。
Next, an NC machining program 67 created by another computer and registered in advance in the NC machining program file 1 is read in step 46.

ステップ47で、本実施例のシミュレーションシステム
で扱うデータの書式に交換して、座標軸動作データ68を
作成する。ステップ48では、複数行の座標軸動作データ
68の先頭から1行ずつデータを読み込む。
In step 47, coordinate axis operation data 68 is created by exchanging the data format used in the simulation system of the present embodiment. In step 48, the coordinate axis operation data
Read data line by line from the top of 68.

ステップ49で、オペレータの視点位置の入力が有るか
否か判定し、有る場合は、グラフィックディスプレイ装
置13より、ステップ50で視点位置データを読み込む。さ
らに、ステップ51で、オペレータの視野方向の入力が有
るか否か判定し、有る場合は、ステップ52で視野方向デ
ータを読み込む。無い場合は、ステップ53で、視野方向
を工具の付いている方向へ自動的に設定する。ステップ
54で、視野の位置ベクトルおよび視野の方向ベクトルを
計算する。
In step 49, it is determined whether or not the operator has input a viewpoint position. If there is, the viewpoint position data is read from the graphic display device 13 in step 50. Further, in step 51, it is determined whether or not there is an input of an operator's view direction, and if so, in step 52, view direction data is read. If not, in step 53, the view direction is automatically set to the direction with the tool. Steps
At 54, the position vector of the field of view and the direction vector of the field of view are calculated.

次に、ステップ45で作成した工作機械構造データの座
標変換55を行ない、工作機械の鳥瞰図を表示するデータ
69を作成し(ステップ56)、第1図に示す表示データフ
ァイル8aへ格納する。さらに、オペレータの視点位置か
ら見える加工状況を表示するデータ70を作成し(ステッ
プ57)、同様に表示データファイル8aへ格納する。
Next, coordinate conversion 55 of the machine tool structure data created in step 45 is performed, and data for displaying a bird's-eye view of the machine tool is displayed.
69 is created (step 56) and stored in the display data file 8a shown in FIG. Further, data 70 for displaying a processing situation viewed from the viewpoint position of the operator is created (step 57), and similarly stored in the display data file 8a.

次に、ステップ58で、工作機械と素材、工具と素材等
の干渉を判定する計算を行なう。干渉が有る場合には、
その部分の表示色情報を異なる色彩に設定する。そし
て、ステップ61で、工作機械の鳥瞰図の表示データ69お
よびオペレータの視点位置から見える加工状況の表示デ
ータ70をグラフィックディスプレイ装置13上に表示す
る。
Next, in step 58, calculation for determining interference between the machine tool and the material, the tool and the material, and the like is performed. If there is interference,
The display color information of that part is set to a different color. Then, in a step 61, the display data 69 of the bird's-eye view of the machine tool and the display data 70 of the machining situation viewed from the viewpoint position of the operator are displayed on the graphic display device 13.

ステップ62で、次の座標軸動作データ68が有るか否か
を判定し、有る場合には、ステップ48に戻り、処理を繰
り返し、無い場合には終了となる。
In step 62, it is determined whether or not there is the next coordinate axis operation data 68. If there is, the process returns to step 48 and the processing is repeated.

次に、本実施例におけるNC加工プログラム解析部6の
作用について、第6図を参照して、さらに詳細に説明す
る。
Next, the operation of the NC machining program analysis unit 6 in this embodiment will be described in more detail with reference to FIG.

まず、第1図に示すNC加工プログラムファイル1から
1行分のNC指令を読み出す(ステップ101)。その指令
が、移動指令か否か判定し(ステップ102)、移動指令
でなければ、次の補正指令か否かの判定(ステップ10
4)に移り、ここで、補正指令でなければ、速度指令か
否かの判定(ステップ106)に移り、ここで、速度指令
でなければ、階層指令か否かの判定(ステップ108)に
移り、ここで、階層指令でなければ、その他の指令か否
かの判定(ステップ110)に移り、さらに、その他の指
令でなければ、加工プログラムが終了であるか否か判定
する(ステップ112)。ここで、終了でなければ、前記
動作を繰り返し、終了であれば、解析した座標軸動作デ
ータ68を、座標軸動作データファイル6aに格納する(ス
テップ113)。
First, an NC command for one line is read from the NC machining program file 1 shown in FIG. 1 (step 101). It is determined whether or not the command is a movement command (step 102). If not, it is determined whether or not the command is the next correction command (step 10).
4), if it is not a correction command, move on to a determination as to whether or not it is a speed command (step 106). If not a speed command, move to a determination as to whether it is a hierarchical command (step 108). Here, if the command is not a hierarchical command, the process proceeds to a determination as to whether the command is another command (step 110). If the command is not another command, it is determined whether the machining program is completed (step 112). If the operation is not completed, the above operation is repeated. If the operation is completed, the analyzed coordinate axis operation data 68 is stored in the coordinate axis operation data file 6a (step 113).

前記各判定102,104,106,108,110において、条件を満
たす場合には、それぞれ次のような動作が実行される。
In each of the determinations 102, 104, 106, 108, and 110, if the conditions are satisfied, the following operations are respectively performed.

すなわち、移動指令であれば、工具の移動位置を、座
標(X,Y,Z,U,V,W,A,B,Cにより設定する(ステップ10
3)。補正指令であれば、補正後の移動位置を設定する
(ステップ105)。速度指令であれば、工具の移動速度
を設定する(ステップ107)。階層指令であれば、サブ
プログラムを呼び出す(ステップ109)。さらに、他の
指令であれば、それらの制御指令ごとの処理を実行する
(ステップ111)。
That is, if it is a movement command, the movement position of the tool is set by coordinates (X, Y, Z, U, V, W, A, B, C (step 10).
3). If the command is a correction command, the corrected movement position is set (step 105). If it is a speed command, the moving speed of the tool is set (step 107). If it is a hierarchical command, a subprogram is called (step 109). If it is another command, the process for each of those control commands is executed (step 111).

前記サブプログラムは、NC加工プログラムが複数のル
ーチンに分けて構成されている場合の、各ルーチンのプ
ログラムである。階層指令は、それぞれのサブプログラ
ムを呼び出すための指令である。サブプログラムを有し
ない加工プログラムの場合には、このステップは省略で
きる。
The sub-program is a program for each routine when the NC machining program is divided into a plurality of routines. The hierarchy command is a command for calling each subprogram. In the case of a machining program having no subprogram, this step can be omitted.

また、前記ステップ111は、加工作業とは異なる、例
えば、工具の交換等の工作機械固有の指令である。この
指令があると、実際の工作機械では、当該指令に対応す
る動作、例えば、工具の交換動作を実行する。本実施例
のシミュレーションでは、前記工具データファイル4か
ら工具データを読み出し、新しい工具を含む工作機械の
図形データを、前述した手順で作成する。
Step 111 is a command unique to the machine tool, such as a tool change, which is different from the machining operation. When this command is issued, the actual machine tool executes an operation corresponding to the command, for example, a tool changing operation. In the simulation of this embodiment, the tool data is read from the tool data file 4, and the graphic data of the machine tool including the new tool is created by the above-described procedure.

次に、本実施例における視点位置設定部11の作用につ
いて、第7図を参照して、さらに詳細に説明する。
Next, the operation of the viewpoint position setting unit 11 in the present embodiment will be described in more detail with reference to FIG.

まず、第1図に示すマウス15からの入力があるか否か
監視し(ステップ201,202)、入力があると、該マスウ1
5により指定された位置データ(x1,y1,z1)を読み込む
(ステップ203)。この位置データにより、オペレータ
が位置するローカル座標系を選択する(ステップ20
4)。
First, it is monitored whether or not there is an input from the mouse 15 shown in FIG. 1 (steps 201 and 202).
The position data (x 1 , y 1 , z 1 ) designated by 5 is read (step 203). Based on the position data, a local coordinate system where the operator is located is selected (step 20).
Four).

次に、第1図に示すキーボード14からの入力があるか
否か判定する(ステップ205)。入力がある場合には、
キーボード14から視野方向のデータ(x2,y2,z2)を読み
込む(ステップ206)。一方、キーボード14から入力が
ない場合には、視野方向を、工具の方向に自動設定する
(ステップ207)。
Next, it is determined whether there is an input from the keyboard 14 shown in FIG. 1 (step 205). If there is input,
The data (x 2 , y 2 , z 2 ) in the viewing direction is read from the keyboard 14 (step 206). On the other hand, when there is no input from the keyboard 14, the view direction is automatically set to the direction of the tool (step 207).

ついで、設定された視野方向に従って、オペレータの
視野方向の方向ベクトルを計算する(ステップ208)。
Next, a direction vector of the operator's viewing direction is calculated according to the set viewing direction (step 208).

次に、本実施例における座標変換部7および表示デー
タ作成部8の作用について、第8図を参照して、さらに
詳細に説明する。
Next, the operation of the coordinate conversion unit 7 and the display data creation unit 8 in this embodiment will be described in more detail with reference to FIG.

座標変換部7は、次のように作用する。 The coordinate conversion unit 7 operates as follows.

座標軸動作データファイル6aから座標軸動作データを
読み込むと共に、軸動作の始点と終点との間を複数に分
割するための補間計算を行なう(ステップ301,302)。
これにより、軸動作を円滑表示することができる。
The coordinate axis operation data is read from the coordinate axis operation data file 6a, and an interpolation calculation for dividing the start and end points of the axis operation into a plurality is performed (steps 301 and 302).
Thereby, the axis operation can be smoothly displayed.

次に、前記読み込まれた座標軸動作データに、軸のデ
ータがあるか否かを調べ、あれば、直線軸か回転軸かを
調べる(ステップ303,304)。回転軸であれば、回転マ
トリクスを計算し(ステップ305)、直線軸であれば、
直線移動量を計算し(ステップ306)する。そして、そ
れらの結果を基に、変換マトリクスを設定する(ステッ
プ307)。一方、軸のデータがない場合には、これらの
ステップをスキップする。
Next, it is checked whether or not the read coordinate axis operation data includes axis data, and if so, whether it is a linear axis or a rotation axis is checked (steps 303 and 304). If it is a rotation axis, a rotation matrix is calculated (step 305).
The linear movement amount is calculated (step 306). Then, a conversion matrix is set based on those results (step 307). On the other hand, if there is no axis data, these steps are skipped.

そして、軸毎の変換が終了しているか否か調べ、終了
していない場合には、前記ステップ303〜307を繰り返
す。一方、変換が終了していれば、次の表示データ作成
部8の処理に移る(ステップ308)。
Then, it is determined whether or not the conversion for each axis has been completed. If the conversion has not been completed, steps 303 to 307 are repeated. On the other hand, if the conversion has been completed, the process moves to the next display data creation unit 8 (step 308).

表示データ作成部8は、まず、この処理手順において
最初の処理か否か調べ、最初であれば、鳥瞰図の表示デ
ータを作成する(ステップ310)。作成されたデータ
は、表示データファイル8aに格納する。この鳥瞰図は、
固定的に表示されるので、最初に作成した後は、ファイ
ルに格納しておき、それを読みだして使用する。一方、
最初の処理でない場合には、移動後の視野方向に表示デ
ータを作成する(ステップ311)。これは、時々刻々変
化するので、絶えず作成される。
The display data creation unit 8 first checks whether or not this processing is the first processing, and if so, creates display data of a bird's eye view (step 310). The created data is stored in the display data file 8a. This bird's eye view
Since it is displayed statically, after creating it for the first time, store it in a file, read it out, and use it. on the other hand,
If it is not the first processing, display data is created in the view direction after the movement (step 311). This is created constantly as it changes from moment to moment.

作成された表示データは、画面の大きさ、表示位置等
の設定が行われ(ステップ312)、また、機械の表示サ
イズ、表示位置の設定が行われる(ステップ313)。さ
らに、第3図、第4図に示すように、斜視図画面31中
に、オペレータの視野方向34を表示すための設定を行な
う(ステップ314)。
In the created display data, the size of the screen, the display position, and the like are set (step 312), and the display size and the display position of the machine are set (step 313). Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a setting for displaying the operator's view direction 34 is made in the perspective view screen 31 (step 314).

ついで、表示データについての補間が終了したか否か
を調べ、終了していなければ、前記ステップ303〜314を
繰り返す(ステップ315)。すなわち、前記補間計算に
より設定された補間値に対応する表示データを作成しお
わったか否かを調べる。
Next, it is checked whether or not the interpolation for the display data has been completed. If not, the steps 303 to 314 are repeated (step 315). That is, it is checked whether or not the display data corresponding to the interpolation value set by the interpolation calculation has been created.

また、表示データを作成すべき座標軸動作データが終
了したか否か調べ、終了していなければ、前記ステップ
301〜315を繰り返す。そして、終了していれば、この処
理を終了する(ステップ316)。
Further, it is checked whether or not the coordinate axis operation data for which the display data is to be created has been completed.
Repeat 301-315. Then, if the processing has been completed, this processing ends (step 316).

このようにして、本実施例によれば、NC工作機械の動
作シミュレーションについて、任意の視点におよび視野
方向を指定して、この加工状況の画面を表示できるの
で、従来困難であった工具と素材の相対位置関係の把握
を、工具の位置に視点を置いて、また、素材の位置に視
点を置いて等のように、あらゆる角度から観察すること
ができる。そのため、死角を生ずること無く加工状況を
把握できて、加工形状、加工精度、干渉等について、実
機によらず、事前に検討できる。従って、NC加工プログ
ラムのチェックを、容易かつ確実に、しかも、完全に行
なうことができる。
In this way, according to the present embodiment, regarding the operation simulation of the NC machine tool, the screen of the machining status can be displayed by designating an arbitrary viewpoint and the direction of the visual field, so that the tool and the material which were conventionally difficult Can be observed from all angles, such as from the viewpoint of the tool, the viewpoint of the material, and the like. For this reason, the processing state can be grasped without producing a blind spot, and the processing shape, processing accuracy, interference, and the like can be examined in advance regardless of the actual machine. Therefore, the NC processing program can be checked easily, reliably, and completely.

前述した実施例は、本発明の一実施例にすぎない。本
発明は、これに限られるものではない。以下に、変形例
をいくつか例示する。
The embodiments described above are only one embodiment of the present invention. The present invention is not limited to this. Hereinafter, some modified examples will be exemplified.

第1に、表示画面については、次のような例が挙げら
れる。
First, examples of the display screen include the following.

前記実施例では、グラフィックディスプレイ装置の表
示画面上に、斜視図画面と状況画面の2種類の画面をマ
ルチウィンドウ技術により表示している。本発明は、こ
れに限らず、さらに多数の画面を設定することも可能で
ある。例えば、状況画面を複数設けて、工作機械の正面
と背面、工具と素材等のように、異なる視点および視野
方向の動作同時に表示するようにしてもよい。
In the above embodiment, two types of screens, a perspective view screen and a status screen, are displayed on the display screen of the graphic display device by the multi-window technique. The present invention is not limited to this, and it is possible to set more screens. For example, a plurality of status screens may be provided to simultaneously display operations in different viewpoints and viewing directions, such as the front and back of a machine tool, tools and materials, and the like.

なお、視野図画面は、視点位置の設定を行なう場合の
み表示し、その他のときには、表示しないこととしても
よい。また、視点位置の設定を任意の画面により行なえ
るようにしてもよい。さらに、初期設定を、視野図画面
とし、設定後は、当該状況画面により行なえるようにす
ることもできる。これによれば、視野図画面は、最初に
表示するだけでよい。このような場合には、必ずしも、
マルチウィンドウにより表示しなくともよい。
The view map screen may be displayed only when the viewpoint position is set, and may not be displayed at other times. Further, the viewpoint position may be set on an arbitrary screen. Furthermore, the initial setting may be a view map screen, and after the setting, the setting can be performed on the situation screen. According to this, the visual field map screen need only be displayed first. In such a case,
It is not necessary to display by a multi-window.

この他、本発明では、拡大、縮小機能を設けて、任意
の縮尺により、表示するようにしてもよい。
In addition, in the present invention, an enlargement / reduction function may be provided to display the image at an arbitrary scale.

さらに、視点および視野方向の指示を、アイコンを用
いて行なう構成としてもよい。
Further, the configuration may be such that the instruction of the viewpoint and the viewing direction is performed using an icon.

第2に、本発明は、NC工作機械の動作シミュレーショ
ンに限らず、同様のシミュレーションを必要とする他の
対象についても適用可能である。
Second, the present invention is applicable not only to the operation simulation of the NC machine tool but also to other objects requiring the same simulation.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、グラフィック
ディスプレイシステムに用いて、NC制御プログラムによ
る制御動作状態、特に、NC加工プログラムによるNC工作
機械の動作状態について、任意の位置から確認すること
を可能とした動作シミュレーションを行なえる効果があ
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the control operation state according to the NC control program, particularly the operation state of the NC machine tool according to the NC machining program, is used for a graphic display system from an arbitrary position. There is an effect that an operation simulation that enables confirmation can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の動作シミュレーションシステムの一実
施例のシステム構成を示すブロック図、第2図は本実施
例においてシミュレーションの対象となる工作機械の立
体表示例と座標系との関係を示す斜視図、第3図および
第4図は各々本実施例の動作シミュレーションにおいて
用いられるグラフィックディスプレイ装置の表示画面の
一例を示す斜視図、第5図は本実施例の動作シミュレー
ションの処理手順を示すフローチャート、第6図は本実
施例のNC加工プログラム解析部の動作を示す詳細フロー
チャート、第7図は本実施例の視点位置設定部の動作を
示す詳細フローチャート、第8図は本実施例の座標変換
部と表示データ作成部の動作を示す詳細フローチャート
である。 1……NC加工プログラムファイル、2……工作機械デー
タファイル、3……素材データファイル、4……工具デ
ータファイル、5……治具データファイル、6……NC加
工プログラム解析部、7……座標変換部、8……表示デ
ータ作成部、9……干渉判定部、10……工作機械構造デ
ータ作成部、11……視点位置設定部、12……表示画面制
御部、13……グラフィックディスプレイ装置、14……キ
ーボード、15……マウス、16……エンジニアリングワー
クステーション、17,18,19,20,21,22……座標系、23,2
4,25,26,27,28……立体図形、30……表示画面、31……
斜視図画面、32……状況画面、33……カーソル、34……
視野方向、35……オペレータ。
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of one embodiment of an operation simulation system of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between a three-dimensional display example of a machine tool to be simulated in the present embodiment and a coordinate system. FIG. 3, FIG. 3 and FIG. 4 are perspective views each showing an example of a display screen of a graphic display device used in the operation simulation of the present embodiment, FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the operation simulation of the present embodiment, FIG. 6 is a detailed flowchart showing the operation of the NC machining program analysis unit of the embodiment, FIG. 7 is a detailed flowchart showing the operation of the viewpoint position setting unit of the embodiment, and FIG. 8 is a coordinate conversion unit of the embodiment. 5 is a detailed flowchart showing the operation of a display data creation unit. 1 ... NC machining program file, 2 ... Machine tool data file, 3 ... Material data file, 4 ... Tool data file, 5 ... Jig data file, 6 ... NC machining program analysis unit, 7 ... Coordinate conversion unit 8, display data creation unit 9, interference determination unit 10, machine tool structure data creation unit 11, viewpoint position setting unit 12, display screen control unit 13, graphic display Device, 14… keyboard, 15… mouse, 16… engineering workstation, 17,18,19,20,21,22 …… coordinate system, 23,2
4,25,26,27,28 …… Three-dimensional figure, 30 …… Display screen, 31 ……
Perspective view screen, 32 ... Status screen, 33 ... Cursor, 34 ...
Viewing direction, 35 ... operator.

フロントページの続き (72)発明者 川島 泰正 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 伊藤 久美子 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−165112(JP,A) 特開 昭59−36810(JP,A) 特開 昭62−92003(JP,A)Continuing from the front page (72) Inventor Yasumasa Kawashima 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratory Co., Ltd. References JP-A-58-165112 (JP, A) JP-A-59-36810 (JP, A) JP-A-62-92003 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】工作機械における加工動作をシミュレーシ
ョンして表示する動作シミュレーションシステムにおい
て、 工作機械、当該工作機械の工具、および、加工されるべ
き素材の各対象物について、各対象物ごとのローカル座
標系上に、それぞれの形状を立体図形に展開した図形デ
ータを作成する対象物図形データ作成手段と、 前記工作機械の加工動作を制御する加工プログラムの加
工動作手順を解析して、各対象物の動きを示すデータを
作成するプログラム解析処理手段と、 前記表示すべき加工動作シミュレーションに関する視点
位置および視野方向についての外部からの指定を受け付
ける手段と、 前記指定された視点位置および視野方向を基準として、
前記各対象物図形データの座標変換を行うと共に、各対
象物図形のうち視野方向に見える図形の表示データを作
成する手段と、 前記表示データに基づいて対象物を表示する表示手段と
を備え、 前記表示データを作成する手段は、視点位置が指定され
ている対象物の図形が静止し、前記対象物の動きを示す
データにおける対象物の動きに応じて、他の対象物の図
形が、前記静止している図形に対して動く状態を表示す
る表示データを作成すること を特徴とする動作シミュレーションシステム。
1. An operation simulation system for simulating and displaying a machining operation in a machine tool, comprising: a local coordinate for each of the machine tool, a tool of the machine tool, and a material to be machined; On the system, an object figure data creating means for creating figure data in which each shape is developed into a three-dimensional figure, and analyzing a machining operation procedure of a machining program for controlling a machining operation of the machine tool, Program analysis processing means for creating data indicating movement, means for receiving an external designation of a viewpoint position and a viewing direction regarding the processing operation simulation to be displayed, and, based on the designated viewpoint position and the viewing direction,
While performing the coordinate transformation of each of the object graphic data, means for creating display data of a figure that can be seen in the direction of view among each object graphic, and display means for displaying an object based on the display data, The means for creating the display data is such that the graphic of the target whose viewpoint position is specified is stationary, and the graphic of another target is displayed in accordance with the movement of the target in the data indicating the movement of the target. A motion simulation system characterized by generating display data for displaying a moving state of a stationary figure.
【請求項2】請求項1に記載の動作シミュレーションシ
ステムにおいて、 前記視点位置および視野方向の指定を受付ける手段は、
複数の視点位置および視野方向についての受け付けを行
い、 前記表示データを作成する手段は、前記指定された、複
数の視点位置および視野方向対応に、それぞれを基準と
する表示データを作成し、 前記表示手段は、前記作成された表示データの数に相当
する複数のウィンドウを設けて、それぞれに対応する表
示データによる表示を行なうマルチウィンドウ機能を有
すること を特徴とする動作シミュレーションシステム。
2. The motion simulation system according to claim 1, wherein the means for receiving the designation of the viewpoint position and the view direction comprises:
Means for accepting a plurality of viewpoint positions and viewing directions, and creating the display data, the display data corresponding to the plurality of designated viewpoint positions and viewing directions, creating display data based on each of the plurality of display data, The operation simulation system, characterized in that the means has a multi-window function of providing a plurality of windows corresponding to the number of the created display data and performing display by the corresponding display data.
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