JP4480514B2

JP4480514B2 - ネットｃａｄ／ｃａｍシステム

Info

Publication number: JP4480514B2
Application number: JP2004241067A
Authority: JP
Inventors: 三四郎山内; 一男 ▲はま▼田
Original assignee: Kataken Seiko Co Ltd
Current assignee: Kataken Seiko Co Ltd
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-08-20
Also published as: JP2006059170A

Description

本発明は、コンピュータによる設計製造システムであるＣＡＤ／ＣＡＭシステムに関する。

ＣＡＤシステムとは、コンピュータを用いた設計製図支援システムであり、ＣＡＭシステムとは、ＣＡＤシステムで設計した図面を基に製品の自動生産を行うシステムである（後記非特許文献１参照）。

図５にＣＡＤシステム３０の概略を示す。ＣＡＤシステム３０では、コンピュータ５０に、キーボード５２、ライトペン５４，デジタイザ５６、ジョイステック５８等の入力手段６０が接続されるとともに、ディスプレイ６６、プリンタ６２、プロッタ６４等の出力手段６８が接続されている。作業者は、ディスプレイ６６を見ながら入力手段６０を操作して、設計データを入力して設計図を作成する。この設計図は、プリンタ６２又はプロッタ６４に出力される。また、設計データは後述するＣＡＭシステム３２に送ることもできる。

図６にＣＡＭシステム３２の概略を示す。ＣＡＭシステム３２では、コンピュータ７０に、搬送装置７２、ＮＣ（数値制御）工作機械７４、ロボット７６、自動検査装置７８等の製造手段８０が接続されている。コンピュータ７０は、製造工程及び製造手段８０に関する製造方法データを記憶しており、ＣＡＤシステム３０から設計データ（被加工物の材質及び外形、加工位置、加工形状、各部寸法等）を受け取ると、コンピュータ７０が記憶している製造方法データ（設計データに応じた製造工程、各製造工程で使用する工具と工具の動作条件等）を検索して、製造手段８０を制御する制御データを作成して、この制御データを製造手段８０に送る。製造手段７０は、制御データを受け取ると製品の自動生産を行う。
雨宮好文、ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ入門（改訂２版）、オーム社、平成１１年３月２０日、Ｐ．２１−２２

前述のＣＡＤシステム３０とＣＡＭシステム３２とは、機能的には本来分離したものである。そして、ＣＡＤシステム３０は比較的安価に構築できるのであるが、ＣＡＭシステム３２は、どうしても高価になりがちであるという問題があった。

この理由は、ＣＡＭシステム３２が、使用する搬送装置７２、ＮＣ工作機械７４、ロボット７６、自動検査装置７８等の製造手段８０に応じて個別に設計しなけれならないからである。すなわち、各企業で使用している大部分の製造手段８０に対応できるＣＡＭシステム３２を構築しようとすると、ＣＡＭシステム３２のコンピュータ７０には、極めて多くの製造方法データを蓄積させる必要があり、この労力のため、ＣＡＭシステム３２が極めて高価なものになっていた。このため、ＣＡＭシステム３２は、中小企業等では利用しにくいものであった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、極めて安価なＣＡＤ／ＣＡＭシステムを提供することを課題とする。

前記課題を達成するために、請求項１に係る発明は、ＣＡＤシステムとＣＡＭシステムとからなるとともに、通信回線を介して外部データベースに接続できるネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいて、前記外部データベースには、製造工程及び製造手段に関する製造方法データが蓄積されており、前記外部データベースは、専用の通信回線を介して前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムに接続される外部データベースと、インターネットを介して前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムに接続される企業別データベース及び標準データベースとを含み、該標準データベースとは、前記設計データ及び前記製造方法データを規格統一したうえで前記製造方法データを蓄積したものであり、前記ＣＡＭシステムは、前記ＣＡＤシステムから出力された設計データに応じて、前記専用の通信回線を介して前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムに接続された外部データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記製造手段を制御する制御データを出力し、それではデータ不足で制御データを出力できないときは、前記標準データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力し、それでもデータ不足で制御データを出力できないときは、前記企業別データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムはローカルデータベースを備えていて、該ローカルデータベースにも製造工程及び製造手段に関する製造方法データが蓄積されており、前記ＣＡＭシステムは、前記ＣＡＤシステムから出力された設計データに応じて、前記ローカルデータベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力し、これでデータが不足する場合は、前記ＣＡＤシステムから出力された設計データに応じて、前記専用の通信回線を介して前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムに接続された外部データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力し、それではデータ不足で制御データを出力できないときは、前記標準データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力し、それでもデータ不足で制御データを出力できないときは、前記企業別データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、ＣＡＤシステムとＣＡＤシステムとからなるとともに、通信回線を介して外部データベースに接続できるネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいて、前記外部データベースには、製造工程及び製造手段（工作機械、工具、ロボット及び搬送装置等）に関する製造方法データが蓄積されており、前記ＣＡＭシステムは、前記ＣＡＤシステムから出力された設計データに応じて前記外部データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記製造手段を制御する制御データを出力するので、ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム内に製造手段に関する製造方法データの全部を蓄積していなくても、ほとんどの製造手段に制御データを供給することができる。そして、何より、このネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａにおいては、ＣＡＭシステム３２を構築するための労力が不要となることである。したがって、本発明のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいては、極めて安価にネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムを構築することができる。
特に、前記外部データベースには、インターネットを介して接続された標準データベース及び企業別データベースを含むから、大部分のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムでは、ほとんどの場合、標準データベースに蓄積されている製造方法データを検索するだけで、簡単に制御データを得ることができて便利である。そして、めったに使用しない製造手段についても、企業別データベースに蓄積された製造方法データを検索することによって、ほぼ確実に制御データを得ることができるので、めったに使用しない製造方法データを自社内のデータベースに蓄積する必要がなくて経済的である。

請求項２に係る発明によれば、前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいて、前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムはローカルデータベースを備えていて、該ローカルデータベースにも製造工程及び製造手段に関する製造方法データが蓄積されており、前記ＣＡＭシステムは、前記ＣＡＤシステムから出力された設計データに応じて、前記ローカルデータベースに蓄積された製造方法データを検索して設計データに応じて前記制御データを出力し、これでデータが不足する場合は、前記外部データベースに蓄積された製造方法データを検索して設計データに応じて前記制御データを出力するから、ローカルデータベースには使用頻度の大きな製造方法データを蓄積しておくことにより、迅速に制御データを得ることができる。しかも、製造手段に関する製造方法データの全部を蓄積する必要がないので、本発明のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムも、極めて安価に構築できる。

以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本実施例のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムと種々の外部データベース（以下、データベースをＤＢと略記する。）との接続状態を説明する図である。図２は、加工する穴形状と形状コードと標準加工工程の一例を示す図である。図３は、ドリルの形状と工具コードの一例を示す図である。図４は、ドリルの切削条件の一例を示す図である。

本実施例は、図１に示したように、自社内の１つのネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａは、ＣＡＤシステム３０とＣＡＭシステム３２とローカルＤＢ３４から構成されている。そして、このネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａを、通信回線１１（電話回線、ＬＡＮ、インターネット１６を含む）を介して種々の外部ＤＢに接続して、ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａとしている。すなわち、このネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａは、専用の通信回線１１を介して、外部ＤＢとして、自社Ａ内の他のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａ、自社Ａ内の企業内データベース１２Ａ、グループ企業Ｂ、Ｃ内のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ｂ、１０Ｃ、グループ企業Ｂ、Ｃ内の企業内ＤＢ１２Ｂ、１２Ｃ、自社Ａ及びグループ企業Ｂ、Ｃが共用するグループＤＢ１４に接続されている。

さらに、このネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａは、インターネット１６を介してネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムサーバ１８にも接続されている。ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムサーバ１８は、出願人が提供する標準ＤＢ、官公庁や研究機関等の保有する標準ＤＢ２０及び各企業の企業別ＤＢ２２に接続されている。標準ＤＢ２０とは、設計データ（被加工物の材質及び外形、加工位置、加工形状、各部寸法等）や製造方法データ（設計データに応じた製造工程を記録した標準製造工程テーブル、各製造工程で使用する工具と工具の動作条件等を記録した工具テーブル等）を多くの企業に共通化するように規格化したうえで、製造方法データを蓄積したものである。なお、通信回線１１とインターネット１６との間には、安全のためにセキュリティ手段１７を介在させる。

本実施例のＣＡＤシステム３０は、従来のＣＡＤシステムと同じであり、設計データを入力すると、図面を出力するとともに、設計データをＣＡＭシステム３２へ送る。ローカルＤＢ３４には、ＣＡＭシステム３２に接続された製造手段（図示省略）を制御するために必要な製造方法データのうち、使用頻度の高い製造方法データが蓄積されている。

ＣＡＭシステム３２は、ＣＡＤシステム３０から設計データを受け取ると、まずローカルＤＢ３４に蓄積されている製造方法データを検索して、設計データに応じて使用するＮＣ工作機械、工具、ロボット及び／又は搬送装置等の製造手段を決定し、この製造手段に対して最適な制御データ（ＮＣデータ等）を決定して、この制御データを各製造手段へ送って自動生産を行わせる。ここまでは、本実施例のＣＡＭシステム３２も、従来のＣＡＭシステムと略同じである。

この他、本実施例のＣＡＭシステム３２は、ローカルＤＢ３４に蓄積されている制御手段データからでは、データ不足で製造手段へ送る制御データを決定できないときは、外部ＤＢ、例えば、自社Ａ内の企業内ＤＢ１２Ａ、自社内の他のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０ＡのローカルＤＢ（図示省略）、自社Ａ及びグループ企業Ｂ、Ｃで共用するグループＤＢ１４、同じグループ企業Ｂ、Ｃ内の企業内ＤＢ１２Ｂ、１２Ｃ、又は同じグループ企業Ｂ、Ｃ内のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ｂ、１０Ｃ内のローカルＤＢ（図示省略）に蓄積されている製造方法データを検索して、制御データを決定する。それでも、データ不足で制御データを決定できないときは、インターネット１６を介してネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムサーバ１８に接続して、標準ＤＢ２０に蓄積されている製造方法データを検索して、制御データを決定する。それでも、標準化されていない設計データ、例えば、特定の企業独自の設計データがＣＡＭシステム３２に入力され、データ不足で制御データを決定できないときでも、インターネット１６によって他社の企業別ＤＢ２２を検索することによって、略確実に制御データを出力できる。

このように、ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａは、付属するローカルＤＢ３４の他に、通信回線１１で接続された多くの外部ＤＢ（自社Ａ内の他のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０ＡのローカルＤＢ、自社Ａ内の企業内ＤＢ１２Ａ、グループ企業Ｂ、Ｃ内のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ｂ、１０ＣのローカルＤＢ、グループ企業Ｂ、Ｃ内の企業内ＤＢ１２Ｂ、１２Ｃ、グループＤＢ１４、標準ＤＢ２０、企業別ＤＢ２２）も検索するので、本実施例のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０ＡのローカルＤＢ３４に、自社のＮＣ工作機械、工具、ロボット及び搬送装置等の製造手段に関する膨大な製造方法データの全部を蓄積していなくても、ほとんどの製造手段に制御データを確実に供給することができる。何より、このネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａにおいては、ＣＡＭシステム３２を構築するための労力が大幅に軽減されることである。したがって、本実施例のＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａにおいては、極めて安価にＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａを構築することができる。もちろん、本実施例のＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａが効果を発揮するためには、設計データや製造方法データ等については、自社Ａ内やグループ企業Ｂ、Ｃ内ばかりでなく、できるだけ多くの企業に規格統一して、標準ＤＢ２０を充実させておくことが重要である。

次に、本実施例のＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａの動作を、穴開け加工を例にして具体的に説明する。

加工する穴の形状については標準化されており、たとえば、図２に示したように、形状に応じて形状コードが予め定められているとする。図２において、（Ａ）は寸法精度がラフな丸穴であり、（Ｂ）は坐ぐり丸穴であり、（Ｃ）は精度がラフな坐ぐり丸穴であり、（Ｄ）はタップを使用して加工するネジ穴であり、それぞれに形状コード４０が、ＫＤＮ、ＫＣＴ、ＫＣＸ、ＫＴＨと定められている。もちろん、この他の多種の穴に対しても形状コード４０が付されていることは言うまでもない。これらの形状コード４０をＣＡＤシステム３０に入力すると、設計図を作成するために必要な寸法Ｄ１，Ｚ１，Ｄｅ，Ｄ４，Ｄ２，Ｚ２，Ｕ等の入力が要求される。また、各形状コード４０の穴に対しては、標準的な加工工程（製造工程）も決められている。これらの工程順と工程コード４２が各ＤＢ３４、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１４、２０、２２の少なくとも１つのＤＢに、標準加工テーブル（標準工程テーブル）に記録されている必要がある。この標準加工テーブルは、前述した製造方法データの１つである。

例えば、図２の（Ｄ）に示されたような穴開け加工が要求されたとする。まず、ＣＡＤシステム３０には、被加工物の材質、外形、穴の位置、加工形状コード４０等の設計データを入力する。この場合、加工形状コード４０としてＫＴＨを入力すると、ネジ呼び径Ｄ１、ネジピッチＰ、ネジ下穴ドリル径Ｕ、ネジ有効深さＺ１等の寸法の入力が要求されるので、これらの寸法を入力する。すると、ＣＡＤシステム３０は、図面を出力するとともに、これらの寸法も含めた設計データをＣＡＭシステム３２に送る。

ＣＡＭシステム３２は、設計データを受け取ると、適宜ＤＢ３４，１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１４、２０、２２の標準加工テーブルを参照して、工程コード４２を決定する。例えば、前記ＫＴＨの穴形状に対しては、工程コード４２が、工程順に、（１）ＰＣＤＲ（センタードリリング工程）、（２）ＰＤＲＬ（ドリリング工程）、（３）ＰＴＡＰ（タッピング工程）と決定される。ここで、工程コード４２の先頭の文字Ｐは、工程（プロセス）を表している。

次に、ＣＡＭシステム３２は、各ＤＢ内の工具テーブルを参照して、前記各工程に使用する工具コードを決定する。この工具テーブルも、前述した製造方法データの１つであり、各ＤＢ３４、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１４、２０、２２の少なくとも１つのＤＢに記録されている必要がある。

ドリルに関する工具テーブルに記録されている事項の一例を図３及び図４に基づいて説明する。工具テーブルには、（１）工具コード４４（図３の（Ｂ）参照）、（２）工具の呼び寸法Ｄ（図３の（Ａ）参照）、（３）工具の長さＬ１、Ｌ２（図３の（Ａ）参照）、（４）工具の移動範囲、（５）材質による切削条件（動作条件）（図４参照）、この他、（６）冷却法、（７）その他、工具使用に必要な情報が備考欄に記載されている。

前述の穴開け加工に際して各工程において使用する工具（括弧内は工具コード４４の先頭４文字）は、（１）センタードリル（ＴＣＤＲ）、（２）ドリル（ＴＤＲＬ）、（３）タップ（ＴＴＡＰ）と決定される。ここで、工具コード４４の先頭の文字Ｔは、工具（ツール）を表しており、文字Ｔに続く３文字は工程コード４２と共通とされていて、工程コード４２から工具コード４４が自動的に定まるようにされている。各工具については、設計データ、工具コード４４、工具の呼び寸法Ｄ、工具の長さＬ１、Ｌ２及び工具の移動範囲を参照して、最適な工具コード４４が選択される。工具コード４４が選択されると、前述した（５）材質による切削条件、（６）冷却法、（７）その他、工具使用に必要な情報等を参照して、回転数、切削速度、送り量、送り速度等の工具の切削条件が決定される。

こうして、ＣＡＭシステム３２は、設計データ、工程コード４２、各工程で使用する工具コード４４及び工具の切削条件に基づいて、最適なＮＣデータ（制御データ）を作成する。このＮＣデータが図示しないＮＣ工作機械に送られると、ＮＣ工作機械はＣＡＤシステム３０で作成された図面のとおりに穴を開けるという自動加工が行われる。

ところで、本発明は、前記実施例に限るものではなく、種々の変更が可能である。たとえば、前記実施例では、説明を簡単にするため、ＣＡＭシステム３２は、１つのＮＣ工作機械のみを用いてネジ穴を加工する場合のみついて説明したが、実際には１つのＮＣ工作機械以外に、複数のＮＣ工作機械、搬送装置、ロボット、自動検査装置等の製造手段を広く制御し、ネジ穴以外の種々の形状の加工、組立、塗装、検査等の種々の処理にも本発明が適用できることは言うまでもない。

また、前記実施例では、各ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａ内にローカルＤＢ３４を備えたが、このネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａをいっそう安価にするためにローカルＤＢ３４を省いて、ＣＡＭシステム３２は、ＣＡＤシステム３０から出力された設計データに応じて、外部データベース１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１４、２０、２２に蓄積された製造方法データを検索することによって、設計データに応じて製造手段を制御する制御データを出力するようにしてもよい。特に、標準ＤＢ２０を充実させておけば、ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム１０Ａを、従来のＣＡＤシステム３０と略同じ程度で安価に構築することができる。

本発明のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムと種々のＤＢとの接続状態を説明する図である。加工する穴形状と形状コードと標準加工工程の一例を示す図である。ドリルの形状と工具コードの一例を示す図である。ドリルの切削条件の一例を示す図である。従来のＣＡＤシステムを説明する図である。従来のＣＡＭシステムを説明する図である。

符号の説明

１０Ａ、１０Ｂ、１０ＣネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ企業内ＤＢ（外部ＤＢ）
１４グループＤＢ（外部ＤＢ）
２０標準ＤＢ（外部ＤＢ）
２２企業別ＤＢ（外部ＤＢ）
３０ＣＡＤシステム
３２ＣＡＭシステム
３４ローカルＤＢ
８０制御手段

Claims

ＣＡＤシステムとＣＡＭシステムとからなるとともに、通信回線を介して外部データベースに接続できるネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいて、
前記外部データベースには、製造工程及び製造手段に関する製造方法データが蓄積されており、
前記外部データベースは、専用の通信回線を介して前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムに接続される外部データベースと、インターネットを介して前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムに接続される企業別データベース及び標準データベースとを含み、該標準データベースとは、前記設計データ及び前記製造方法データを規格統一したうえで前記製造方法データを蓄積したものであり、
前記ＣＡＭシステムは、前記ＣＡＤシステムから出力された設計データに応じて、前記専用の通信回線を介して前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムに接続された外部データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記製造手段を制御する制御データを出力し、それではデータ不足で制御データを出力できないときは、前記標準データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力し、それでもデータ不足で制御データを出力できないときは、前記企業別データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力することを特徴とするネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム。
前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムはローカルデータベースを備えていて、該ローカルデータベースにも製造工程及び製造手段に関する製造方法データが蓄積されており、前記ＣＡＭシステムは、前記ＣＡＤシステムから出力された設計データに応じて、前記ローカルデータベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力し、これでデータが不足する場合は、前記ＣＡＤシステムから出力された設計データに応じて、前記専用の通信回線を介して前記ネットＣＡＤ／ＣＡＭシステムに接続された外部データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力し、それではデータ不足で制御データを出力できないときは、前記標準データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力し、それでもデータ不足で制御データを出力できないときは、前記企業別データベースに蓄積された製造方法データを検索し、設計データに応じて前記制御データを出力することを特徴とする請求項１に記載のネットＣＡＤ／ＣＡＭシステム。