JP3122557B2 - 数値制御情報作成方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも２つの刃物
台を備えた旋盤用の数値制御情報作成方法及びその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来の数値制御情報作成装置の
機能を示すブロック図である。データ入力部２は、外部
からデータを入力するデータ入力装置１を制御し、デー
タ入力装置１からの形状データＳＡを入力し加工後形状
ＳＢと加工前形状ＳＣに分離する。加工後形状格納部３
は、データ入力部２から加工後形状ＳＢを入力し格納す
る。加工前形状格納部４は、データ入力部２から加工前
形状ＳＣを入力し格納する。加工データ生成部５は、加
工後形状格納部３に格納された加工後形状ＳＢ及び加工
前形状格納部４に格納された加工前形状ＳＣを入力し、
単独加工工程データＳＤ及び単独加工順序データＳＥを
生成する。単独加工工程データ６は、加工データ生成部
５から単独加工工程データＳＤを入力し格納する。単独
加工順序データ格納部７は、加工データ生成部５から単
独加工順序データＳＥを入力し格納する。同時加工順序
データ生成部８は、単独加工順序データ格納部７から単
独加工順序データＳＥの順に加工工程を取り出して同時
加工順序位置（以下、順序位置という）を決定し、同時
加工順序データを生成する。そして、順序位置を決定し
ようとした加工工程（以下、当加工工程という）が既に
順序位置が決定されている加工工程（以下、相手加工工
程という）と同時加工となった場合は、相手加工領域進
入有無判定部９に相手加工領域進入有無判定指令ＳＨを
出力する。相手加工領域進入有無判定部９は、同時加工
順序データ生成部８からの相手加工領域進入有無判定指
令ＳＨを受け取り、当加工工程に使用する工具が相手加
工工程の加工領域に進入するか否かを判定し、その結果
を相手加工領域進入有無判定情報ＳＩとして同時加工順
序データ生成部８に出力する。同時加工順序データ生成
部８は、相手加工領域進入有無判定情報ＳＩが、工具の
進入があると判定していた場合は、当加工工程の順序位
置を同時加工となる順序位置より一つ後に決定する事に
よって同時加工順序データＳＪを生成する。同時加工順
序データ格納部１０は、同時加工順序データ生成部８か
ら同時加工順序データＳＪを入力し格納する。数値制御
情報作成部１１は、同時加工順序データＳＪ及び単独加
工工程データＳＤを入力し数値制御情報を作成する。

【０００３】図１１は従来装置における同時加工順序デ
ータ生成部８の動作を示すフローチャートである。同時
加工順序データ生成部８はまず、単独加工順序データの
順に加工工程を取り出し（ステップＳ１０１）、取り出
した加工工程が最初の加工工程の場合は先頭に置き、最
初の加工工程でない場合は既に順序位置が定まった加工
工程のうち、最後尾の加工工程の一つ後の順序位置に置
く（ステップＳ１０２）。この際、対象となる最後尾の
加工工程は刃物台の種別を問わない。次に、同じ刃物台
での一つ前の順序位置に既に加工工程が存在するか、ま
たはその順序位置が先頭の順序位置であるかを判定する
（ステップＳ１０３）。同じ刃物台での一つ前の順序位
置に加工工程が存在する場合、またはその順序位置が先
頭の順序位置である場合は、順序位置を前詰めすること
ができないため、順序位置の移動を終了してステップＳ
１０７に移行する。一方、同じ刃物台での一つ前の順序
位置に加工工程が存在していなく、かつその順序位置が
先頭の順序位置でない場合は前詰めが可能であるので、
順序位置を一つ前進させる（ステップ１０４）。次に、
当加工工程に使用する工具が相手加工工程の加工領域に
進入するか否かを判定させ（ステップＳ１０５）、当加
工工程の使用工具が相手加工工程の加工領域に進入しな
い場合は、さらに前詰めが可能か判定するためステップ
Ｓ１０３に移行する。一方、当加工工程の使用工具が相
手加工工程の加工領域に進入する場合は、相手加工工程
の加工が終了した後でなければ当加工工程の加工が開始
できないことを示しているため、当加工工程の順序位置
を一つ後退させ（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０
７に移行する。ステップＳ１０７では順序位置が定まっ
ていない加工工程が存在するか否かを判定し、順序位置
が定まっていない工程が残っていれば、ステップＳ１０
１に移行し上述した動作を繰り返し、残っていなければ
処理を終了する。

【０００４】図７は加工データ生成部５が生成した単独
加工工程データの例であり、図８はその加工領域を図示
したものである。図８において実線と破線で囲まれた部
分が加工領域であり、各加工領域内の数字は単独加工に
おける工程番号を表わす。また図９は加工データ生成部
５が生成した単独加工順序データの例である。図９で表
された単独加工順序データに基づいて、従来装置におけ
る同時加工順序データ生成部８が同時加工順序データを
生成する場合を用いて図１１のフローチャートに従って
説明する。まず、単独加工順序データの先頭の荒外径端
面↓の加工工程を取り出し（ステップＳ１０１）、これ
を図１２に示すように同時加工順序データの第１工程Ａ
刃物台の順序位置に置く（ステップＳ１０２）。そして
ステップＳ１０３の判定に移行するが、この場合は順序
位置が先頭の位置であるためその順序位置で確定し、ス
テップＳ１０７に移行した後にステップＳ１０１に移行
する。そして、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２、
ステップＳ１０３、ステップＳ１０７を繰り返し、図１
２に示すように次の荒外径端面↓の加工工程、その次の
荒外径長手←の加工工程の順序位置を定める。最後に荒
内径端面↑の加工工程を取り出し（ステップＳ１０
１）、一旦図１３に示すように２刃物台同時加工順序デ
ータの第４工程Ｂ刃物台の順序位置に置く。そしてステ
ップＳ１０３の判定の後に第３工程Ｂ刃物台の順序位置
に移動する（ステップＳ１０４）。そしてこの荒内径端
面↑の加工に際して使用する工具が、相手加工工程であ
るところの荒外径長手←の加工工程の加工領域に進入す
るか否かを判定するが（ステップＳ１０５）、この場合
は図８で解かるように荒内径端面↑の加工に際して使用
する工具が、相手加工工程であるところの荒外径長手←
の加工工程の加工領域に進入する事はないので、再びス
テップＳ１０３に移行する。以降、ステップＳ１０３、
ステップＳ１０４、ステップＳ１０５を繰り返し、図１
４に示すように荒内径端面↑の加工工程の順序位置を定
める。その後、ステップＳ１０７で残りの加工工程の有
無を判定するが、順序位置が定まっていない工程はもは
や存在しないため、処理を終了する。結果として図１４
に示されるような２刃物台同時加工順序データを得るこ
ととなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の数値制
御情報作成方法及びその装置では、同時加工工程の加工
順序の決定方法の際に各加工工程の干渉の有無のみをチ
ェックしており、同時加工工程の加工順序による加工時
間の変化については考慮していない。したがって、同時
加工の結果、却って加工時間が長くなってしまうことが
ある。本発明は上述した事情から成されたものであり、
本発明の目的は、加工時間が最短となる同時加工工程の
加工順序を決定することができる数値制御情報作成方法
及びその装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも２
つの刃物台を持ち、前記刃物台で同時に加工を行うこと
ができる数値制御旋盤を制御する数値制御情報を作成す
る数値制御情報作成方法及びその装置に関するものであ
り、本発明の上記目的は、最適な加工順序を求める加工
工程の集合を全体集合として作成し、作成した全体集合
の中で最初に加工可能な１つまたは複数の加工工程を抽
出し、抽出した加工工程の加工時間を算出し、前記抽出
した加工工程を除く残りの加工工程の有無を判定し、前
記残りの加工工程が無ければ、前記全体集合の最適な加
工順序として前記抽出した加工工程の加工順序を記憶す
るとともに、前記全体集合の最短加工時間として前記抽
出した加工工程の加工時間を記憶し、前記残りの加工工
程が有れば、前記残りの加工工程によって構成される部
分集合の最適な加工順序及び最短加工時間が求められて
いるか否か判定し、前記部分集合の最適な加工順序及び
最短加工時間が求められていれば、前記抽出した加工工
程の加工時間と前記求められている部分集合の最短加工
時間を加算し、前記部分集合の最適な加工順序及び最短
加工時間が求められていなければそれを求め、前記抽出
した加工工程の加工時間と前記求めた部分集合の最短加
工時間を加算し、加算した加工時間を記憶されている全
体最短加工時間と比較し、前記加算した加工時間が短け
れば前記全体集合の最短加工時間として前記加算した加
工時間を記憶するとともに、前記全体集合の最適な加工
順序として前記抽出した加工工程の加工順序と前記部分
集合の最適な加工順序を組み合わせた加工順序を記憶す
る一連の処理を前記全体集合において繰り返し、加工時
間の最短となる加工順序の組み合わせを決定して数値制
御情報を作成することによって達成される。また、同時
加工となる加工工程相互の干渉の有無を判定する干渉判
定手段と、前記干渉が無いときの加工工程の切削条件を
算出する切削条件算出手段と、前記切削条件の中の切削
速度と予め設定されている切削速度最小値パラメータと
の大小を判定する切削速度判定手段と、前記切削速度が
前記切削速度最小値パラメータ以上のときに前記切削条
件の中の負荷と予め設定されている前記数値制御旋盤の
負荷許容値パラメータとの大小を判定する負荷判定手段
と、前記負荷が前記負荷許容値パラメータより大のとき
に前記切削条件の中の切込量を削減する切込量削減手段
と、前記干渉が有るとき及び前記切削速度が前記切削速
度最小値パラメータより大のときの単独加工工程並びに
前記負荷が前記負荷許容値パラメータ以下のとき及び前
記切込量を削減したときの同時加工工程の加工時間を算
出する加工時間算出手段と、前記加工時間の和が最短と
なる加工順序データを生成する加工順序データ生成手段
と、生成した加工順序と以前に記憶した加工順序データ
とを比較して加工時間が短い方の加工順序データを選択
する加工順序データ比較手段とを具備することによって
達成される。

【０００７】

【作用】本発明にあっては、入力した加工前形状・加工
後形状あるいは単独加工工程データから最適な２刃物台
同時加工順序を決定するので、最適な同時加工を行うた
めの数値制御情報を容易に作成することができる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の数値制御情報作成装置の構成
を示すブロック図である。従来の数値制御情報作成装置
と同一構成箇所は同符号を付して説明を省略する。単独
加工データ格納部１３は、オペレータが加工前形状及び
加工後形状を入力した場合には加工データ生成部５から
単独加工工程データ及び単独加工順序データＳＫを読み
込み格納し、オペレータが単独加工工程データ及び単独
加工順序データＳＫを入力した場合にはデータ入力部２
から直接読み込み格納する。同時加工切削条件算出部１
４は、同時加工順序データ生成部１７から同時加工切削
条件算出指令ＳＬを入力すると、単独加工データ格納部
１３から単独加工データＳＰを入力し、同時加工切削条
件ＳＭを算出して同時加工順序データ生成部１７へ出力
する。同時加工加工時間算出部１５は、同時加工順序デ
ータ生成部１７から同時加工時間算出指令ＳＮを入力す
ると、単独加工データ格納部１３から単独加工データＳ
Ｐを入力し、同時加工時間ＳＯを算出して同時加工順序
データ生成部１７へ出力する。また、単独加工時間も算
出する。パラメータ格納部２０は、同時加工可否判定の
ためのパラメータを格納する。同時加工切削速度判定部
１８は、同時加工順序データ生成部１７から同時加工切
削条件算出部１４で算出された同時加工切削条件ＳＭ
を、パラメータ格納部２０から同時加工切削速度最小値
パラメータＳＴを入力し、同時加工切削速度判定情報Ｓ
Ｒを出力する。同時加工負荷判定部１９は、同時加工順
序データ生成部１７から同時加工切削条件算出部１４で
算出された同時加工切削条件ＳＭを、パラメータ格納部
２０から数値制御旋盤の負荷許容値パラメータＳＵを入
力し、同時加工負荷判定情報ＳＳを出力する。同時加工
切込量削減部２１は、同時加工順序データ生成部１７か
ら同時加工切削条件算出部１４で算出された同時加工切
削条件ＳＭを、同時加工負荷判定部１９から同時加工負
荷判定情報ＳＳを入力し、同時加工による負荷が数値制
御旋盤の負荷許容値以下となるように切込量を削減した
同時加工切削条件ＳＭを同時加工順序データ生成部１７
に出力する。同時加工順序データ比較部１６は、同時加
工順序データ生成部１７から生成された同時加工順序デ
ータＳＱを、同時加工順序データ格納部１０から記憶さ
れている同時加工順序データＳＪを入力し、生成された
同時加工順序データＳＱと記憶されている同時加工順序
データＳＪを比較して加工時間の短い加工順序データを
同時加工順序データ格納部１０に出力する。

【０００９】図２、図３及び図４は本発明装置の動作を
示すフローチャートである。図２、図３及び図４のフロ
ーチャートに示す処理は、入力として与えられる加工工
程集合を部分集合に分解し、それらの部分集合を新たな
加工工程集合として再帰的に解を求める処理を繰り返す
ものである。そして、再帰的な処理を含むため、各処理
の過程で実際には異なる加工工程に同じ工程番号が付さ
れることがある。これを区別するために、各処理ではＲ
第ｋ工程という語句を用いる。ｋは自然数で、その時点
のフローにおけるｋ番目の加工工程であることを表わ
す。一方、単独加工工程データの工程番号を表わす場合
には単に第ｋ工程と表わす。また、以下で加工工程集合
を探索するとは、処理の入力である加工工程集合の最適
加工順序及び最短加工時間を求めることをいい、例えば
Ｐ｛１，２，３｝は、加工工程集合｛１，２，３｝の最
適加工順序及び最短加工時間を求める処理を表わす。な
お、最適加工順序とは、加工時間が最短となる加工順序
を表わす。

【００１０】同時加工順序データ生成部１７はまず、単
独加工順序データの順に加工工程を並べる（ステップＳ
１）。ここで、工程数をｎ（ｎは自然数）とし、ｎ個の
加工工程の工程番号を単独加工順序に従って１〜ｎとす
る。まず、ｎが２以上であるか否かをチェックし（ステ
ップＳ３）、ｎが２以上であればステップＳ４へ、ｎが
２以上でなければステップＳ１８へ移行する。ステップ
Ｓ３でｎが２以上である場合、Ｒ第１工程の同時加工の
相手としてＲ第ｍ工程を考え、ｍに２を設定する（ステ
ップＳ４）。そして、相手加工領域干渉判定部２２はＲ
第１工程とＲ第ｍ工程の同時加工可能性を判定するた
め、両加工工程の加工領域が重なっているか否かを調べ
る（ステップＳ５）。両加工工程の加工領域が重なって
いないため同時加工が可能であれば、同時加工切削条件
算出部１４は両加工工程を同時加工した場合の切削条件
を算出する（ステップＳ６）。切削条件には、回転数、
切削速度、切込量、負荷を含む。同時加工切削速度判定
部１８は、算出した切削条件の中の切削速度が予め設定
してある切削速度最小値パラメータ以上であるかを判定
する（ステップＳ７）。同時加工を行う両加工工程の切
削速度が双方とも切削速度最小値パラメータ以上であれ
ば、同時加工負荷判定部１９は同時加工を行う両加工工
程の負荷の和が機械の許容負荷値を超過するか否かを判
定する（ステップＳ８）。同時加工を行う両加工工程の
負荷の和が機械の許容負荷値を超過する場合には、同時
加工切込量削減部２１はその負荷の和が機械の許容負荷
値以下となるように一方あるいは双方の加工工程の切込
量を減じる（ステップＳ９）。切込量の調節が終わった
ら、同時加工加工時間算出部１５はＲ第１工程とＲ第ｍ
工程の同時加工の加工時間を算出する（ステップＳ１
０）。一方、ステップＳ８で同時加工を行う両加工工程
の負荷の和が機械の許容負荷値以下である場合には、ス
テップＳ９の処理を行うことなくステップＳ１０に移行
する。

【００１１】Ｒ第１工程とＲ第ｍ工程の同時加工が終了
したとすると、全体の加工を完了するには（ｎ−２）個
の加工工程を実行する必要がある。もしｎが２ならばＲ
第１工程とＲ第ｍ工程の同時加工を施すことによって加
工順序未確定の加工工程は存在せず全体の加工が完了し
たことになり、加工順序の一例が完成したことになる。
ｎが２より大すなわち加工順序未確定の加工工程が有る
場合、もし（ｎ−２）個の加工工程に対する最適な同時
加工を含む加工順序が既に求められていれば、Ｒ第１工
程とＲ第ｍ工程の同時加工の後に（ｎ−２）個の加工工
程に対する最適な同時加工を含む加工順序を組み合わせ
ることにより、加工順序の一例が構成される。これは明
らかにＲ第１工程とＲ第ｍ工程の同時加工を行う場合の
最適な加工順序となる。以上を踏まえて、加工順序未確
定の加工工程が残っているか否かを調べる（ステップＳ
１２）。加工順序未確定の加工工程があれば、加工工程
全体からＲ第１工程とＲ第ｍ工程を除いた（ｎ−２）個
の加工工程の最適な加工順序が既に求められている否か
を調べる（ステップＳ１３）。（ｎ−２）個の加工工程
の最適な加工順序が既に求められていれば、Ｒ第１工程
とＲ第ｍ工程の同時加工に要する加工時間と、（ｎ−
２）個の加工工程の最適な加工順序による加工の加工時
間とを加算する（ステップＳ１４）。一方、ステップＳ
１３で（ｎ−２）個の加工工程の最適な加工順序が未だ
求められていない場合は、（ｎ−２）個の加工工程の最
適な加工順序及び最短加工時間を求め（ステップＳ１
１）、Ｒ第１工程とＲ第ｍ工程の同時加工に要する加工
時間と、（ｎ−２）個の加工工程の最適な加工順序によ
る加工の加工時間とを加算する（ステップＳ１４）。こ
の加算された時間はＲ第１工程とＲ第ｍ工程の同時加工
を行う場合の最適な加工順序による加工に要する時間で
ある。そこで、Ｒ第１工程とＲ第ｍ工程の同時加工を行
う場合の最適な加工順序による加工が実行可能な加工順
序全体の中で最適であるか否かを調べるため、同時加工
順序データ比較部１６は加算された加工時間を、記憶さ
れている最短加工時間と比較する（ステップＳ１５）。
加算された加工時間が記憶されている最短加工時間より
も短ければ、Ｒ第１工程とＲ第ｍ工程の同時加工を行う
場合の最適な加工順序による加工が、これまでに調べた
加工順序の中で最適な加工順序となるので、記憶されて
いる最適な加工順序をＲ第１工程とＲ第ｍ工程の同時加
工を行う場合の最適な加工順序に更新する（ステップＳ
１６）。これで、Ｒ第１工程とＲ第ｍ工程の同時加工を
行う場合の最適な加工順序の探索は終了した。一方、ス
テップＳ１５で、Ｒ第１工程とＲ第ｍ工程の同時加工を
行う場合の最適な加工順序による加工に要する時間が、
記憶されている最短加工時間よりも長い場合には、ステ
ップＳ１６にある最適な加工順序の更新は行わない。一
方、ステップＳ１２で加工順序未確定の加工工程が残っ
ていない場合、すなわち工程数が２の場合は、明らかに
当該時点でＲ第１工程とＲ第ｍ工程の同時加工が最適な
加工順序となるので、ステップＳ１６に移行する。次
に、ｍがｎに等しいか否かを調べる（ステップＳ１
７）。ｍがｎに等しい場合は、Ｒ第１工程を含む同時加
工の探索は終了したことになる。一方、ステップＳ１７
でｍがｎに等しくない場合は、ｍに１を加算した数にｍ
を置き換え（ステップＳ２６）、ステップＳ５から処理
を繰り返す。

【００１２】ステップＳ１７においてｍがｎに等しい場
合、もしくはステップＳ５でＲ第１工程とＲ第ｍ工程の
同時加工が不可の場合、Ｒ第１工程の単独加工に要する
加工時間を求める（ステップＳ１８）。そして、加工順
序未確定の加工工程が残っているか否かを調べる（ステ
ップＳ２０）。加工順序未確定の加工工程が残っている
ならば、加工工程全体からＲ第１工程を除いた（ｎ−
１）個の加工工程の最適な加工順序が既に求められてい
る否かを調べる（ステップＳ２１）。ここでも前述と同
様に、加工工程全体からＲ第１工程を除いた（ｎ−１）
個の加工工程の最適な加工順序が既に求められているな
らば、Ｒ第１工程の単独加工を行う場合の最適な加工順
序は、Ｒ第１工程の単独加工の後に（ｎ−１）個の加工
工程の最適な加工順序を組み合わせることにより得られ
る。よって、ステップＳ２１で加工工程全体からＲ第１
工程を除いた（ｎ−１）個の加工工程の最適な加工順序
が既に求められているならば、Ｒ第１工程の単独加工に
よる加工時間と（ｎ−１）個の加工工程の最適な加工順
序による加工に要する時間を加算する（ステップＳ２
２）。一方、ステップＳ２１で（ｎ−１）個の加工工程
の最適な加工順序及び最短加工時間が未だ求められてい
ない場合は、（ｎ−１）個の加工工程の最適な加工順序
及び最短加工時間を求め（ステップＳ１９）、Ｒ第１工
程の単独加工に要する加工時間と、（ｎ−１）個の加工
工程の最適な加工順序による加工の加工時間とを加算す
る（ステップＳ２２）。そして、ステップＳ２２で加算
された累計加工時間が記憶されている最短加工時間より
短いか否かを調べる（ステップＳ２３）。加算された加
工時間が記憶されている最短加工時間よりも短ければ、
Ｒ第１工程の単独加工を行う場合の最適な加工順序がこ
れまでに調べた加工順序の中で最適な加工順序となるの
で、記憶されている最適な加工順序をＲ第１工程の単独
加工を行う場合の最適な加工順序に更新する（ステップ
Ｓ２４）。一方、ステップＳ２０で加工順序未確定の加
工工程が残っていない場合、すなわち工程数が１の場合
は、明らかにＲ第１工程の単独加工が最適な加工順序と
なるので、ステップＳ２４に移行する。

【００１３】次に同時加工の切削条件の計算方法につい
て説明する。回転数は、同時加工を行う２つの加工工程
が双方とも定回転加工ならば、双方の工程の回転数のう
ち、小さい値の回転数を同時加工の回転数とする。いず
れかの加工工程、あるいは双方の加工工程が定周速加工
の場合、切削速度と被削径から回転数を算出し、その最
小回転数によって比較する。回転数ｎ（ｒｐｍ）は、切
削速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）、被削径Ｄ（ｍｍ）、円周率π
を用いて以下の数１で与えられる。

【００１４】

【数１】ｎ＝（π×Ｄ）／（１０００×Ｖ）

【００１５】切削時の負荷の大きさＰ（ｋｗ）は、切削
速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）、被削材の切削抵抗Ｋ（ｋｇ／平
方ｍｍ）、切込量ｔ（ｍｍ）、送りｆ（ｍｍ／ｒｅｖ）
を用いて以下の数２で与えられる。

【００１６】

【数２】 Ｐ＝（Ｖ×Ｋ×ｔ×ｆ）／６０００ （式２）

【００１７】前述の図７、図８及び図９の例を用いて、
図２、図３及び図４のフローチャートの実際の処理の流
れを説明する。ここで、切削速度最小値パラメータは２
５ｍ／ｍｉｎ、機械の許容負荷値は１０．０ｋｗとす
る。各処理を行うには入力として加工工程集合を与える
必要がある。ここでは入力として、図７、図８及び図９
に示す第１工程から第４工程までの４個の加工工程によ
る加工工程集合｛１，２，３，４｝を与え、Ｐ｛１，
２，３，４｝を探索する。なお、以下の記述でＲ第ｋ工
程あるいはＲ第ｋ工程（ｍ）という表現を用いるが、ｋ
は図２、図３及び図４のフローチャートの再帰的な処理
における工程番号、ｍは図７、図８及び図９における単
独加工順序に基づく工程番号を表わす。また、加工工程
集合に対する最適加工順序を（）及び・及び→を用いて
表現する。・は同時加工を表わし、→は加工順序を表わ
す。例えば、（１）は加工順１で第１工程の単独加工を
行うことを表わし、（１・２）は加工順１で第１工程と
第２工程の同時加工を行うことを表わし、（１・２→
３）は加工順１で第１工程と第２工程の同時加工を行い
加工順２で第３工程の単独加工を行うことを表わす。

【００１８】ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ４で、Ｒ第１工程
は第１工程、Ｒ第２工程は第２工程となる。そこで、Ｒ
第１工程（１）とＲ第２工程（２）の同時加工を考える
と（ステップＳ５）、Ｒ第１工程（１）とＲ第２工程
（２）の加工領域は重なっていないので同時加工が可能
である。回転数は前述の方法により２２２ｒｐｍとなる
ので、Ｒ第１工程（１）の切削速度は数１のＶを逆算す
ることにより１０８ｍ／ｍｉｎ〜１４０ｍ／ｍｉｎ、Ｒ
第２工程（２）の切削速度は５５ｍ／ｍｉｎ〜１０８ｍ
／ｍｉｎとなり（ステップＳ６）、いずれも切削速度最
低値パラメータ２５ｍ／ｍｉｎ以上である（ステップＳ
７）。次に、Ｒ第１工程（１）とＲ第２工程（２）の負
荷を考えると、Ｒ第１工程（１）の負荷は４．９ｋｗ、
Ｒ第２工程（２）の負荷は３．８ｋｗ、両工程の負荷の
和は８．７ｋｗとなり、機械の許容負荷値１０．０ｋｗ
以下であり、Ｒ第１工程（１）とＲ第２工程（２）の同
時加工は可能であると判定される（ステップＳ８）。Ｒ
第１工程（１）の加工時間は１７．０ｓｅｃ，Ｒ第２工
程（２）の加工時間は３６．３ｓｅｃであり、そのうち
大きい方の３６．３ｓｅｃをＲ第１工程（１）とＲ第２
工程（２）の同時加工の加工時間として採用する（ステ
ップＳ１０）。Ｒ第１工程（１）、Ｒ第２工程（２）の
同時加工が終了すると、加工順序未確定の工程はＲ第３
工程（３）及びＲ第４工程（４）である。そこで、Ｒ第
３工程（３）及びＲ第４工程（４）を加工するための最
適な同時加工順序が既に決定されているか否かを調べる
と、未だ決定されていないことが判明する（ステップＳ
１３）。よって、Ｒ第３工程（３）及びＲ第４工程
（４）を加工するための最適な同時加工順序を得るため
Ｐ｛３，４｝を探索する（ステップＳ１１）。

【００１９】入力の加工工程集合は、｛３，４｝であ
る。ステップＳ１、ステップＳ３、ステップＳ４で、Ｒ
第１工程は第３工程、Ｒ第２工程は第４工程となる。そ
こで、Ｒ第１工程（３）とＲ第２工程（４）の同時加工
を考えると（ステップＳ５）、Ｒ第１工程（３）とＲ第
２工程（４）の加工領域は重なっていないので、同時加
工が可能である。回転数は２８５ｒｐｍとなるので、Ｒ
第１工程（３）の切削速度は１３４ｍ／ｍｉｎ〜１４０
ｍ／ｍｉｎ、Ｒ第２工程（４）の切削速度は２６ｍ／ｍ
ｉｎ〜７１ｍ／ｍｉｎとなり（ステップＳ６）、いずれ
も切削速度最低値パラメータ以上である（ステップＳ
７）。次に、Ｒ第１工程（３）とＲ第２工程（４）の負
荷を考えると、Ｒ第１工程（３）の負荷は４．９ｋｗ、
Ｒ第２工程（４）の負荷は０．９ｋｗ、Ｒ第１工程
（３）とＲ第２工程（４）の負荷の和は５．８ｋｗとな
り、機械の許容負荷値１０．０ｋｗ以下であり、Ｒ第１
工程（３）とＲ第２工程（４）の同時加工は可能である
と判定される（ステップＳ８）。Ｒ第１工程（３）の加
工時間は４２．１ｓｅｃ，Ｒ第２工程（４）の加工時間
は５２．６ｓｅｃであり、そのうち大きい方の５２．６
ｓｅｃをＲ第１工程（３）とＲ第２工程（４）の同時加
工の加工時間とする（ステップＳ１０）。全体の加工工
程の集合を構成する工程はＲ第１工程（３）とＲ第２工
程（４）のみであるから、残っている工程はなく（ステ
ップＳ１２）、ステップＳ１６に移行し、Ｐ｛３，４｝
の最適加工順序（３・４）、最短加工時間５２．６ｓｅ
ｃを記憶する。

【００２０】このプロセスではｎ＝２であるので、この
時点でｍ＝ｎとなりステップＳ１７からステップＳ１８
へ移行し、Ｒ第１工程（３）の単独加工時間を算出す
る。Ｒ第１工程（３）の単独加工時間は４１．２ｓｅｃ
である。ステップＳ２０の判定では、まだＲ第２工程
（４）が残っているので、ステップＳ２１に移行する。
加工工程集合｛４｝の最適加工順序及び最短加工時間は
まだ算出されていないので、加工工程集合｛４｝を探索
する（ステップＳ１９）。

【００２１】Ｐ｛４｝では工程数ｎが１であるので、ス
テップＳ３からステップＳ１８へ移行する。Ｒ第１工程
（４）の単独加工時間は１７．１ｓｅｃとなる。Ｐ
｛４｝では工程数ｎが１であるので、ステップＳ２０か
らステップＳ２４へ移行する。ステップＳ２４でＰ
｛４｝の最適加工順序（４）及び最短加工時間１７．１
ｓｅｃを記憶し、Ｐ｛４｝の処理を終了する。

【００２２】Ｐ｛４｝は、Ｐ｛３，４｝のステップＳ１
９によって呼び出されたので、Ｐ｛３，４｝のステップ
Ｓ２２へ移行する。Ｒ第１工程（３）の単独加工時間４
１．２ｓｅｃとＰ｛４｝の最短加工時間１７．１ｓｅｃ
を加算すると５８．３ｓｅｃとなり、記憶されているＰ
｛３，４｝の最短加工時間５２．６ｓｅｃよりも長い
（ステップＳ２３）。したがってそのままＰ｛３，４｝
の処理を終了する。Ｐ｛３，４｝の最適加工順序は（３
・４）、最短加工時間は５２．６ｓｅｃである。

【００２３】Ｐ｛３，４｝を呼び出したのはＰ｛１，
２，３，４｝のステップＳ１１であるから、次にＰ
｛１，２，３，４｝のステップＳ１４に移行する。Ｒ第
１工程（１）とＲ第２工程（２）の同時加工時間３６．
３ｓｅｃとＰ｛３，４｝の最短加工時間５２．６ｓｅｃ
を加算すると８８．９ｓｅｃとなり、これはＰ｛１，
２，３，４｝の探索過程における最初の加工順序候補で
ある。したがって、ステップＳ１９からステップＳ１６
へ移行し、Ｐ｛１，２，３，４｝の最適加工順序として
（１・２→３・４）、最短加工時間として８８．９ｓｅ
ｃを記憶する。

【００２４】この時点でｍの値は２であり、ｎの値は４
であるので、ステップＳ１７からステップＳ２６へ移行
し、ｍの値を３とする。そして、Ｒ第１工程（１）とＲ
第３工程（３）の同時加工を考える（ステップＳ５）。
Ｒ第１工程（１）とＲ第３工程（３）は加工領域が隣接
するため同時加工不可とする（ステップＳ２５）。ｍの
値は３、ｎの値は４であるから、再びステップ１７から
移行し、ｍの値を４とする。そして、Ｒ第１工程（１）
とＲ第４工程（４）の同時加工を考える（ステップＳ
５）。Ｒ第１工程（１）とＲ第４工程（４）は加工領域
が隣接していないので同時加工可能である。ステップＳ
６で切削条件を算出すると、回転数２２２ｒｐｍ、Ｒ第
１工程（１）の切削速度１０８ｍ／ｍｉｎ〜１４０ｍ／
ｍｉｎ、Ｒ第４工程（４）の切削速度２０ｍ／ｍｉｎ〜
５５ｍ／ｍｉｎとなる。ここで、Ｒ第４工程（４）の最
小切削速度が２０ｍ／ｍｉｎとなり、切削速度最低値パ
ラメータ２５ｍ／ｍｉｎ未満である（ステップＳ７）。
したがって、Ｒ第１工程（１）とＲ第４工程（４）の同
時加工を不可とし（ステップＳ２５）、ステップＳ１７
へ移行する。この時点でｍとｎの値は双方とも４である
ので、ステップＳ１７からステップＳ１８へ移行する。

【００２５】以上でＰ｛１，２，３，４｝においてＲ第
１工程（１）と他工程を同時加工を行う場合のチェック
が終了し、次にＲ第１工程（１）を単独加工する場合の
チェックに移る。Ｒ第１工程（１）の単独加工時間を求
めると１４．９ｓｅｃである（ステップＳ１８）。工程
数は４であるのでステップＳ２０からステップＳ２１へ
移行する。残りの加工工程集合すなわち加工工程集合
｛１，２，３，４｝からＲ第１工程（１）を除いた加工
工程集合｛２，３，４｝に対する最適加工順序及び最短
加工時間は未だ求められていないので、Ｐ｛２，３，
４｝を探索する（ステップＳ１９）。

【００２６】Ｐ｛２，３，４｝では、ステップＳ１で各
工程を単独加工順に並べ、ｎの値は３であるからステッ
プＳ３からステップＳ４に移行する。そして、Ｒ第１工
程（２）とＲ第２工程（３）の同時加工を考える（ステ
ップＳ５）。Ｒ第１工程（２）とＲ第２工程（３）の加
工領域は隣接しているので、同時加工は不可とし（ステ
ップＳ２５）、ステップＳ１７に移行する。ｍの値は
２、ｎの値は３であるから、ステップＳ２６に移行し、
ｍの値を３とする。次はＲ第１工程（２）とＲ第３工程
（４）の同時加工を考える（ステップＳ５）。Ｒ第１工
程（２）とＲ第３工程（４）の加工領域は隣接していな
いので、Ｒ第１工程（２）とＲ第３工程（４）の同時加
工は可能と判定する。そこで、Ｒ第１工程（２）とＲ第
３工程（４）の同時加工における切削条件を算出すると
（ステップＳ６）、回転数が２８５ｒｐｍ、Ｒ第１工程
（２）の切削速度が７１ｍ／ｍｉｎ〜１４０ｍ／ｍｉ
ｎ、Ｒ第３工程（４）の切削速度が２６ｍ／ｍｉｎ〜７
１ｍ／ｍｉｎとなり、双方の加工工程とも切削速度は切
削速度最低値パラメータ２５ｍ／ｍｉｎ以上である（ス
テップＳ７）。また、Ｒ第１工程（２）の負荷は４．９
ｋｗ、Ｒ第３工程（４）の負荷は０．９ｋｗで、その和
５．８ｋｗは機械の許容負荷値１０．０ｋｗ以下である
（ステップＳ８）。よって、Ｒ第１工程（２）とＲ第３
工程（４）の同時加工は可能であるので、加工時間を算
出すると、Ｒ第１工程（２）の加工時間は２８．３ｓｅ
ｃ、Ｒ第３工程（４）の加工時間は５２．６ｓｅｃであ
るので、大きい方の５２．６ｓｅｃをＲ第１工程（２）
とＲ第３工程（４）の同時加工の加工時間とする（ステ
ップＳ１０）。Ｒ第１工程（２）とＲ第３工程（４）の
加工順が確定すると、加工順未確定の加工工程としてＲ
第２工程（３）が残るので、ステップＳ１３からステッ
プＳ１１へ移行する。加工工程集合｛３｝に対する最適
加工順序及び最短加工時間は未だ求められていないの
で、Ｐ｛３｝を探索する。

【００２７】Ｐ｛３｝では工程数ｎが１であるので、ス
テップＳ３からステップＳ１８へ移行する。Ｒ第１工程
（３）の単独加工時間は４１．２ｓｅｃとなる。Ｐ
｛３｝では工程数ｎが１であるので、ステップＳ２０か
らステップＳ２４へ移行する。ステップＳ２４でＰ
｛３｝の最適加工順序（３）及び最短加工時間４１．２
ｓｅｃを記憶し、Ｐ｛３｝の処理を終了する。

【００２８】Ｐ｛３｝を呼び出したのはＰ｛２，３，
４｝のステップＳ１１であるので、次にＰ｛２，３，
４｝のステップＳ１４へ移行する。Ｒ第１工程（２）と
Ｒ第３工程（４）の同時加工の加工時間５２．６ｓｅｃ
と、加工工程集合｛３｝の最短加工時間４１．２ｓｅｃ
を加算すると９３．８ｓｅｃとなる。加工工程集合
｛２，３，４｝の最短加工時間は未だ記憶されていない
ので、加工工程集合｛２，３，４｝の最適加工順序（２
・４→３）及び最短加工時間９３．８ｓｅｃを記憶する
（ステップＳ１５、ステップＳ１６）。この時点でｍの
値３、ｎの値も３であるから、ステップＳ１７からステ
ップＳ１８へ移行する。

【００２９】Ｒ第１工程（２）の単独加工時間は１９．
１ｓｅｃである。Ｐ｛２，３，４｝におけるｎは３であ
るので、ステップＳ２０からステップＳ２１へ移行す
る。加工工程集合｛２，３，４｝からＲ第１工程（２）
を除外した加工工程集合｛３，４｝に対する最適加工順
序及び最短加工時間は既に求められているので、Ｒ第１
工程（２）の単独加工時間１９．１ｓｅｃと加工工程集
合｛３，４｝の最短加工時間５２．６ｓｅｃを加算する
（ステップＳ２２）。加算した時間は７１．７ｓｅｃで
ある。加算した加工時間７１．７ｓｅｃと、記憶されて
いる加工工程集合｛２，３，４｝の最短加工時間９３．
８ｓｅｃとを比較すると（ステップＳ２３）、加算した
加工時間７１．７ｓｅｃの方が短いので、加工工程集合
｛２，３，４｝の最適加工順序を（２→３・４）、最短
加工時間を７１．７ｓｅｃに更新する（ステップＳ２
４）。以上でＰ｛２，３，４｝を終了する。

【００３０】Ｐ｛２，３，４｝を呼び出したのはＰ
｛１，２，３，４｝のステップＳ１９であるので、次に
Ｐ｛１，２，３，４｝のステップＳ２２へ移行する。Ｐ
｛１，２，３，４｝におけるＲ第１工程（１）の単独加
工時間１４．９ｓｅｃと、加工工程集合｛２，３，４｝
の最短加工時間７１．７ｓｅｃを加算する（ステップＳ
２２）。加算した結果８６．６ｓｅｃを記憶されている
加工工程集合｛１，２，３，４｝の最短加工時間８８．
９ｓｅｃと比較する（ステップＳ２３）。当然８６．６
ｓｅｃの方が短いので、加工工程集合｛１，２，３，
４｝の最適加工順序をＲ第１工程（１）の単独加工と加
工工程集合｛２，３，４｝の最適加工順序（２→３・
４）を組み合わせた（１→２→３・４）に、最短加工時
間を８６．６ｓｅｃに更新する（ステップＳ２４）。以
上でＰ｛１，２，３，４｝が終了した。最適な加工順序
は加工工程集合｛１，２，３，４｝の最適加工順序（１
→２→３・４）によって与えられる。

【００３１】次に、機械の許容負荷が５．０ｋｗである
場合を考える。この場合、例えば上述のＰ｛３，４｝の
ステップＳ８で、Ｒ第１工程（３）とＲ第２工程（４）
の負荷の和が６．６ｋｗで機械の許容負荷値６．０ｋｗ
よりも大きくなる。よってステップＳ９に移行し、Ｒ第
１工程（３）とＲ第２工程（４）の負荷の和が機械の許
容負荷値以下となるように、いずれかの加工工程の切込
量を減じる。切込量を減じない場合の加工時間は、Ｒ第
１工程（３）が４２．１ｓｅｃ、Ｒ第２工程（４）が５
２．６ｓｅｃであるので、加工時間の短いＲ第２工程
（４）の切込量を減じる。Ｒ第１工程（３）とＲ第２工
程（４）の負荷の和が５．８ｋｗ、機械の許容負荷値が
５．０ｋｗであるから、その差０．８ｋｗだけＲ第１工
程（３）とＲ第２工程（４）の負荷の和を減少させる必
要がある。前述の式２から、切込量ｔ（ｍｍ）は、負荷
Ｐ（ｋｗ）、切削速度Ｖ（ｍｍ／ｍｉｎ）、被削材の切
削抵抗Ｋ（ｋｇ／平方ｍｍ）、送りｆ（ｍｍ／ｒｅｖ）
を用いて以下の数３で与えられる。

【００３２】

【数３】ｔ＝（６０００×Ｐ）／（Ｖ×Ｋ×ｆ）

【００３３】したがって、Ｒ第２工程（４）の切込量を
削減させるとすると、負荷値を４．９ｋｗから０．８ｋ
ｗを減じた値４．１ｋｗにする必要がある。これを式３
に代入すると、切込量は２．５ｍｍとなる。

【００３４】以上の説明は、図５のように同時加工を行
った場合、それに続く加工工程は双方の加工工程が終了
するまで待機するという条件を前提としている。これに
対し、図６のように一方の加工工程が終了したら、もう
一方の加工工程が終了していなくても続く加工工程を開
始することも可能である。図６のような場合に対応した
加工順序の決定においても、回転数を決定する際に、第
１工程、第２工程、第３工程、第４工程の４個の加工工
程を考慮することにより、本発明の処理によって最適な
加工順序を決定することができる。上述した実施例で
は、２つの刃物台に加工工程を割り振る方法について説
明したが、３つ以上の刃物台であっても同様に適用可能
である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明の数値制御情報作成
方法及びその装置によれば、少なくとも２つの刃物台を
用いての同時加工のための加工時間が最短となる加工工
程の組み合わせを決定するので、オペレータは複雑な計
算を繰り返さなくとも同時加工のための最適な数値制御
情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の数値制御情報作成装置の一例を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明装置の動作例の一例を示すフローチャー
トである。

【図３】図２の第１の分図である。

【図４】図２の第２の分図である。

【図５】本発明装置における加工順序の組み合わせの第
１の例を示す図である。

【図６】本発明装置における加工順序の組み合わせの第
２の例を示す図である。

【図７】一般的な単独加工工程データの具体例を示す図
である。

【図８】一般的な加工図面の一例を示す図である。

【図９】一般的な単独加工順序データの具体例を示す図
である。

【図１０】従来の数値制御情報作成装置の一例を示すブ
ロック図である。

【図１１】従来装置の動作例の一例を示すフローチャー
トである。

【図１２】従来装置による加工順序データの第１の例を
示す図である。

【図１３】従来装置による加工順序データの第２の例を
示す図である。

【図１４】従来装置による加工順序データの第３の例を
示す図である。

【符号の説明】

１３ 単独加工データ格納部 １４ 同時加工切削条件算出部 １５ 同時加工加工時間算出部 １６ 同時加工順序データ比較部 １７ 同時加工順序データ生成部 １８ 同時加工切削速度判定部 １９ 同時加工負荷判定部 ２０ パラメータ格納部 ２１ 同時加工切込量削減部 ２２ 相手加工領域干渉判定部

フロントページの続き (72)発明者 早川 幸夫 愛知県丹羽郡大口町下小口五丁目25番地 の１ オ−クマ株式会社内 (72)発明者 花木 義麿 愛知県丹羽郡大口町下小口五丁目25番地 の１ オ−クマ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−154105（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−42248（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 15/00 - 15/28 G05B 19/18 - 19/46 B23Q 37/00 - 41/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つの刃物台を持ち、前記刃
   物台で同時に加工を行うことができる数値制御旋盤を制
   御する数値制御情報を作成する方法において、最適な加
   工順序を求める加工工程の集合を全体集合として作成
   し、作成した全体集合の中で最初に加工可能な１つまた
   は複数の加工工程を抽出し、抽出した加工工程の加工時
   間を算出し、前記抽出した加工工程を除く残りの加工工
   程の有無を判定し、前記残りの加工工程が無ければ、前
   記全体集合の最適な加工順序として前記抽出した加工工
   程の加工順序を記憶するとともに、前記全体集合の最短
   加工時間として前記抽出した加工工程の加工時間を記憶
   し、前記残りの加工工程が有れば、前記残りの加工工程
   によって構成される部分集合の最適な加工順序及び最短
   加工時間が求められているか否か判定し、前記部分集合
   の最適な加工順序及び最短加工時間が求められていれ
   ば、前記抽出した加工工程の加工時間と前記求められて
   いる部分集合の最短加工時間を加算し、前記部分集合の
   最適な加工順序及び最短加工時間が求められていなけれ
   ばそれを求め、前記抽出した加工工程の加工時間と前記
   求めた部分集合の最短加工時間を加算し、加算した加工
   時間を記憶されている全体最短加工時間と比較し、前記
   加算した加工時間が短ければ前記全体集合の最短加工時
   間として前記加算した加工時間を記憶するとともに、前
   記全体集合の最適な加工順序として前記抽出した加工工
   程の加工順序と前記部分集合の最適な加工順序を組み合
   わせた加工順序を記憶する一連の処理を前記全体集合に
   おいて繰り返し、加工時間の最短となる加工順序の組み
   合わせを決定して数値制御情報を作成するようにしたこ
   とを特徴とする数値制御情報作成方法。
2. 【請求項２】 少なくとも２つの刃物台を持ち、前記刃
   物台で同時に加工を行うことができる数値制御旋盤を制
   御する数値制御情報を作成する数値制御情報作成装置に
   おいて、同時加工となる加工工程相互の干渉の有無を判
   定する干渉判定手段と、前記干渉が無いときの加工工程
   の切削条件を算出する切削条件算出手段と、前記切削条
   件の中の切削速度と予め設定されている切削速度最小値
   パラメータとの大小を判定する切削速度判定手段と、前
   記切削速度が前記切削速度最小値パラメータ以上のとき
   に前記切削条件の中の負荷と予め設定されている前記数
   値制御旋盤の負荷許容値パラメータとの大小を判定する
   負荷判定手段と、前記負荷が前記負荷許容値パラメータ
   より大のときに前記切削条件の中の切込量を削減する切
   込量削減手段と、前記干渉が有るとき及び前記切削速度
   が前記切削速度最小値パラメータより小のときの単独加
   工工程並びに前記負荷が前記負荷許容値パラメータ以下
   のとき及び前記切込量を削減したときの同時加工工程の
   加工時間を算出する加工時間算出手段と、前記加工時間
   の和が最短となる加工順序データを生成する加工順序デ
   ータ生成手段と、生成した加工順序と以前に記憶した加
   工順序データとを比較して加工時間が短い方の加工順序
   データを選択する加工順序データ比較手段とを備えたこ
   とを特徴とする数値制御情報作成装置。