JP6935606B1 - 情報処理装置および情報処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】荒加工と仕上げ加工とで、工作機械の動作が変わるように細かい設定をしなくても、簡単な操作で好適な加工を実現する。【解決手段】複数の加工工程を含む機械加工を工作機械に行わせるための加工プログラムを生成する情報処理装置であって、オペレーション分類として荒加工または仕上加工を選択するための選択画面を表示する表示部と、荒加工が選択された場合には、加工プログラムに対して時間優先モードを設定するコマンド、送り速度の変更を認めるコマンド、およびマガジン旋回中の加工を許可するコマンドの少なくともいずれかを加工プログラムに記述し、仕上げ加工が選択された場合には、加工プログラムに対して精度優先モードを設定するコマンド、送り速度を一定にするコマンド、およびマガジン旋回中の加工を許可しないコマンドの少なくともいずれかを加工プログラムに記述する加工プログラム生成部とを備えた情報処理装置。【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置および情報処理プログラムに関する。

上記技術分野において、特許文献１には、荒加工の場合と仕上げ加工の場合で工作機械の動作が変わるように細かく設定を変える技術が開示されている。

特開2020-069600号公報

しかしながら、上記文献に記載の技術では、荒加工の場合と仕上げ加工の場合では、工作機械の動作が変わるように加工プログラムにおいて細かい設定が必要だった。

上記課題を解決するため、本発明に係る装置は、
複数の加工工程を含む機械加工を工作機械に行わせるための加工プログラムを生成する情報処理装置であって、
前記複数の加工工程に含まれる少なくとも１つの加工工程に対して、少なくとも荒加工および仕上加工を含む複数のオペレーション分類から１つのオペレーション分類を選択するための選択画面を表示する表示部と、
（ｉ）前記選択画面で荒加工が選択された場合には、前記加工プログラムに対して、時間優先モードを設定するコマンド、送り速度の変更を認めるコマンド、およびマガジン旋回中の加工を許可するコマンドの少なくともいずれかを前記加工プログラムに記述するよう判定し、（ｉｉ）前記選択画面で仕上げ加工が選択された場合には、前記加工プログラムに対して、精度優先モードを設定するコマンド、送り速度を一定にするコマンド、およびマガジン旋回中の加工を許可しないコマンドの少なくともいずれかを前記加工プログラムに記述するよう判定する、加工プログラム生成部と、
を備えた情報処理装置である。

上記課題を解決するため、本発明に係る他の装置は、
複数の加工工程を含む機械加工を工作機械に行わせるための加工プログラムを生成する情報処理装置であって、
前記複数の加工工程に含まれる少なくとも１つの加工工程に対して少なくとも荒加工と仕上加工とを含む複数のオペレーション分類から１つのオペレーション分類を選択するための選択画面を表示する表示部と、
（ｉ）前記選択画面で荒加工が選択された場合には、前記加工プログラムに対して、時間優先モードを設定するコマンドと、送り速度に関するコマンドと、を含む前記加工プログラムを生成し、（ｉｉ）前記選択画面で仕上げ加工が選択された場合には、前記加工プログラムに対して、精度優先モードを設定するコマンドと、送り速度に関するコマンドと、工作機械内の振動発生部からの振動が生じている中で加工を許可しないコマンドと、を含む前記加工プログラムを生成する、加工プログラム生成部と、
を備えた情報処理装置である。

上記目的を達成するため、本発明に係るプログラムは、
複数の加工工程を含む機械加工を行ための加工プログラムを生成する情報処理プログラムであって、
前記複数の加工工程に含まれる少なくとも１つの加工工程に対してオペレーション分類として荒加工または仕上加工を選択するための選択画面を表示する表示ステップと、
（ｉ）前記選択画面で荒加工が選択された場合に、前記加工プログラムに対して、時間優先モードを設定するコマンド、送り速度を変更を認めるコマンド、およびマガジン旋回中の加工を許可するコマンドの少なくともいずれかを設定し、（ｉｉ）前記選択画面によって仕上げ加工が選択された場合に、前記加工プログラムに対して、精度優先モードを設定するコマンド、送り速度を一定にするコマンド、およびマガジン旋回中の加工を許可しないコマンドの少なくともいずれかを設定する、加工プログラム生成ステップと、
をコンピュータに実行させる情報処理プログラムである。

本発明によれば、ユーザが簡単な操作で、好適な加工を実現できる。

第１実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る工作機械システムの構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る情報処理装置における工程編集画面の一例を示す図である。 第２実施形態に係る情報処理装置における工程編集画面の一例を示す図である。 第２実施形態に係る情報処理装置における工程編集画面の一例を示す図である。 第２実施形態に係る情報処理装置におけるＡＰＴ−ＣＬデータの一例を示す図である。 第２実施形態に係る情報処理装置における送り速度制御の一例を示す図である。 第２実施形態に係る情報処理装置におけるＮＣプログラム生成処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第２実施形態に係る情報処理装置におけるＮＣプログラム生成処理のためのテーブルを示す図である。 第２実施形態に係る情報処理装置において生成されたＮＣプログラムの一例を示す図である。 第２実施形態に係る情報処理装置において生成されたＮＣプログラムの他の例を示す図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての情報処理装置１００について、図１を用いて説明する。

図１に示すように、情報処理装置１００は、複数の加工工程を含む機械加工を行ための加工プログラムを生成する装置であり、表示部１０１と加工プログラム生成部１０２とを備えている。

表示部１０１は、複数の加工工程に含まれる少なくとも１つの加工工程に対してオペレーション分類として荒加工または仕上加工を選択するための選択画面１１１を表示する。

加工プログラム生成部１０２は、選択画面１１１で荒加工が選択された場合には、加工プログラムに対して、時間優先モードを設定するコマンド、送り速度を変更を認めるコマンド、およびマガジン旋回中の加工を許可するコマンドの少なくともいずれかを設定する。

本実施形態によれば、ユーザは、選択画面でオペレーション分類を選択するだけで、適正に設定された加工プログラムを生成することができ、荒加工か仕上げ加工かに応じた加工を実現することが可能となる。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る工作機械システム２００について、図２以降を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る工作機械システム２００の全体構成について説明するための図である。

（システム全体構成）
工作機械システム２００は、情報処理装置２０１とＣＮＣ（Computerized 工作機械２０２とを含む。

工作機械２０２としては、例えば、ワークに付加加工（Additive Manufacturing）を加える機械、ワークに除去加工（Subtractive Manufacturing）を加える機械、レーザなどの光を照射して加工する機械などが挙げられる。具体的には、旋盤、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、歯切り盤、研削盤、多軸加工機、レーザ加工機、積層加工機等のように、ＮＣ(Numerical Control)プログラムに基づいて数値制御され、金属、木材、石材、樹脂等のワークに対して、旋削、切断、穿孔、研削、研磨、圧延、鍛造、折り曲げ、成形、微細加工、積層加工等の各種の加工を施す機械であればよい。さらに、工作機械２０２は計測機能を有するものでもよく、タッチプローブやカメラ等の計測器を用いてワークの寸法等を計測可能に構成されたものでもよい。

工作機械２０２は、例えば３軸加工機であり、機械要素として、主軸モータ２２６および送り軸モータ２２７を含む。主軸モータ２２６は、工具を回転させ、送り軸モータ２２７は、ボールねじ等を介してテーブルをＸ，Ｙ軸方向に直線移動させたり、工具またはテーブルをＺ軸方向に直線移動させたりする。工作機械２０２はもちろん５軸加工機でもよい。

数値制御装置２２０は、工作機械２０２における加工を数値制御する装置であり、ＮＣプログラム２５０を解釈する解釈部としてのＮＣインタプリタ２２１と各種コントローラに制御指令を出力する指令出力部２２２とを含む。

主軸モータサーボコントローラ２２３は、指令出力部２２２からの制御指令に基づいて主軸モータ２２６を制御する。送り軸モータサーボコントローラ２２４は指令出力部２２２からの制御指令に基づいて送り軸モータ２２７を制御する。

数値制御装置２２０は、情報処理装置２０１で生成されたＮＣプログラム２５０を解釈し、プログラム中に埋め込まれたタグ（コメントやサブルーチン呼び出しのＧコード）を認識して、工作機械２０２に特殊な制御指令を出力する。

情報処理装置２０１は、いわゆるＣＡＭのポストプロセッサであり、ＣＡＭ２４０から取得した工具経路データとしてのＣＬデータ(cutter location data)２３０に対して工程編集を行った後、数値制御装置２２０で用いられる加工プログラムとしてのＮＣプログラム２５０を生成する。

ＣＡＭ２４０は、メインプロセッサ２４１を有する。メインプロセッサ２４１は、ＣＡＤ（Computer-Aided Design）２６０から取得した形状データに基づいてＣＬデータ２３０を生成する。ここでは、ＣＬデータ２３０をＣＡＭ２４０から取得する場合について説明したが、ＣＡＭ２４０から取得したＮＣプログラムをリバースエンジニアリングして必要情報を抽出しても同様にＡＰＴ−ＣＬデータを生成することができる。

（情報処理装置の構成）
情報処理装置２０１は、工程編集画面表示部２１１と、オペレーション分類設定部２１２と、ＡＰＴ(Automatically Programmed Tool)−ＣＬデータ生成部２１３と、ＮＣプログラム生成部２１５とパラメータテーブル２１６とを含む。

工程編集画面表示部２１１は、工程編集画面という工程（＝オペレーション）ごとのパラメータ設定を行うＧＵＩとして、図３に示すような工程編集画面３００を表示する。工程編集画面３００は、オペレーションツリー表示部３０１とパラメータ設定部３０２とを含む。オペレーションツリー表示部３０１は、系統（主軸または刃物台）ごとに、オペレーションをツリー構造で表示する。オペレーションとは、加工工程のグループである。単一の加工工程（平面加工、穴加工、溝加工など）や連続した加工工程は１つのオペレーションとしてグループ化される。図３の工程編集画面３００は、下刃物台ありの工作機械の例であるため、第１系統、第２系統という２つの系統が表示されているが、下刃物台を有さない５軸加工機などの場合には、第１系統のみが表示される。

図４に示すように、オペレーションツリー表示部３０１において、１つのオペレーション４０１が選択されると、パラメータ設定部３０２には、選択したオペレーションのパラメータが表示され、各パラメータの編集が可能となる。具体的には、ワーク座標系、座標系原点、回転軸の割り出し角度、安全点Ｚ最大値、安全点Ｚクリアランス、ダイナミックフィクスチャオフセット、ワーク設置誤差補正、傾斜面加工指令などのパラメータの編集が可能となる。

図５に示すように、パラメータ設定部３０２に表示されるパラメータの１つに「オペレーション分類」があり、プルダウンメニューが用意されている。ユーザは、プルダウンメニューにより、「Ｒｏｕｇｈ（荒加工）」「Ｍｉｄｄｌｅ Ｆｉｎｉｓｈ(中仕上げ加工)」「Ｆｉｎｉｓｈ(仕上げ加工)」の３つから一つを選ぶことができる。

ユーザによる選択を受けて、オペレーション分類設定部２１２は、各オペレーションについて、それぞれ、「Ｒｏｕｇｈ（荒加工）」「Ｍｉｄｄｌｅ Ｆｉｎｉｓｈ(中仕上げ加工)」「Ｆｉｎｉｓｈ(仕上げ加工)」の３つのいずれかを設定登録する。

ＡＰＴ−ＣＬデータ生成部２１３は、登録されたオペレーション分類に応じた荒加工か仕上げ加工を分類するためのＡＰＴコマンドを追加したＡＰＴ−ＣＬデータ２１４を生成する。具体的には、荒加工の場合、図６に示すように、「ＯＰＴＹＰＥ／ＲＯＵＧＨ」というＡＰＴコマンド６０１を所定位置に挿入する。中仕上げ加工の場合、「ＯＰＴＹＰＥ／ＭＩＤＤＬＥ」、仕上げ加工の場合、「ＯＰＴＹＰＥ／ＦＩＮＩＳＨ」というＡＰＴコマンドを同じ位置に挿入する。

次に、ＮＣプログラム生成部２１５は、パラメータテーブル２１６を参照して、ＡＰＴ−ＣＬデータからＮＣプログラムを生成する。

この時、ＮＣプログラム生成部２１５は、ＡＰＴ−ＣＬデータ２１４に記述されたＡＰＴコマンドが、「ＯＰＴＹＰＥ／ＲＯＵＧＨ」、「ＯＰＴＹＰＥ／ＭＩＤＤＬＥ」、「ＯＰＴＹＰＥ／ＦＩＮＩＳＨ」のいずれであるか判定する。そして、ＮＣプログラムにおいて、そのＡＰＴコマンドに応じた指令（Ｇコード、Ｍコード）を以下の（１）〜（３）のように記述する。

（１）加工モード選択（Ｇ３３２）において、荒加工なら「時間優先モード」、中仕上げ加工なら「中間モード」、仕上げ加工なら「精度優先モード」といったように目的に合わせた加工モードを設定する。「時間優先モード」とは、加工時間の短縮を最優先したモードである。「精度優先モード」とは、加工精度を優先したモードであり、加工精度や仕上げ面を要求される加工に使用する。「中間モード」は、時間優先モードと精度優先モードの中間モードであり、精度と時間を要求される中仕上げ加工に使用する。
具体的には、ＮＣプログラムにおいて「Ｇ３３２ Ｒ１」「Ｇ３３２ Ｒ２」「Ｇ３３２ Ｒ３」「Ｇ３３２ Ｒ４」のいずれかが、所定の位置（例えば、位置検出用のＭコード（Ｍ３８０）などの後）に挿入される。
引数であるＲ１〜Ｒ４はそれぞれ以下の場合に設定される。
Ｒ１：荒加工の時に設定
Ｒ２：中仕上げ加工の時に設定
Ｒ３：仕上げ加工の時に設定
Ｒ４：設定したい場合のみユーザが手動で設定（ユーザが特に精度を気にして加工したい時に使われるモード）

（２）図７に示すように、切削力推定による送り速度制御を行う指令において、荒加工なら切削力を平準化するように送り速度を変化させることで加工時間を短縮する。一方、仕上げ加工であれば、頻繁に送り速度を変えると引き目が変わるため面品位の低下につながることがあるため、送り速度を変化させないように設定する。ポスト出力時のＮＣプログラムには、送り速度として、切削力のシミュレーション結果に応じたＦ値が付加される。荒加工の時には切削力が平準化されるようなＦ値を出力する。

切削力のシミュレーションにおいて、工具の摩耗や工具のびびりなどを考慮した切削力の目標値が算出される。送り速度は、その切削力の目標値に近づくように変更するものである。

（３）仕上げ加工モード選択（Ｍ３８０、Ｍ３８１）のオンオフ設定を行う。これらは、仕上げ加工の際にマガジンを制御するＭコードである。マガジン旋回中に仕上げ加工を行うと、振動により加工面の加工精度が悪くなるおそれがある。そこで仕上げ加工の場合には、仕上げ加工のプログラムの前後に、Ｍ３８０（仕上げ加工モードオン）とＭ３８１（仕上げ加工モードオフ）を挿入する。これにより、工作機械では、マガジンの旋回が終了してから仕上げ加工が行われるように制御される。

なお、ここではマガジンの旋回と仕上げ加工とのタイミング制御を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。マガジン以外の振動発生部からの振動が生じている中で加工を許可しないコマンドをＮＣプログラムに挿入してもよい。例えば、振動発生部としては、マガジン以外に、チップコンベア、クーラント放出部のポンプなどが挙げられる。

図８は、ＮＣプログラム生成部２１５による処理の流れを説明するためのフローチャートである。

ＮＣプログラム生成部２１５は、ＡＰＴ−ＣＬデータ２１４を入力すると、ステップＳ８０１において、ＯＰＴＹＰＥを判定し、荒加工の場合、ステップＳ８０３に進み、Ｇ３３２を時間優先モードにする。次に、ステップＳ８０５では、加工時間を短縮化させるべく送り速度を柔軟に変化させる設定とする。

ステップＳ８０１において、ＯＰＴＹＰＥを判定した結果、中仕上げ加工の場合、ステップＳ８０９に進み、Ｇ３３２を中間モードとした後、ステップＳ８１１で、加工時間を短縮化させるべく送り速度を柔軟に変化させる設定とする。さらにステップＳ８１３では、中仕上げ加工指令の前後にＭ３８０、Ｍ３８１を挿入し、加工中のマガジン旋回を停止させる。

ステップＳ８０１において、ＯＰＴＹＰＥを判定した結果、仕上げ加工の場合、ステップＳ８１５に進み、Ｇ３３２を精度優先モードとした後、ステップＳ８１１で、送り速度を一定にする設定とする。さらにステップＳ８１３では、仕上げ加工指令の前後にＭ３８０、Ｍ３８１を挿入し、加工中のマガジン旋回を停止させる。

これらの制御処理は、図９に示すパラメータテーブル２１６を参照することにより可能となる。

図１０、図１１は、ＮＣプログラム生成部２１５が生成したＮＣプログラムの具体例を示す。図６に示したように、ＡＰＴ−ＣＬデータ２１４においてＡＰＴコマンドとしてＯＰＴＹＰＥ／ＲＯＵＧＨ（荒加工）６０１が設定された場合には、図１０に示すように、Ｍ３８０のコードは挿入されず、Ｇ３３２ Ｒ１というＧコードおよび引数１００１が挿入される。
また、切削部分１００２においては、切削力が高い部分が送り速度が遅くなり、切削力が低い部分では送り速度が早くなるように、Ｇ０１の引数が設定される。
一方、ＡＰＴ−ＣＬデータ２１４においてＡＰＴコマンドとしてＯＰＴＹＰＥ／ＦＩＮＩＳＨ（仕上げ加工）が設定された場合には、図１１に示すように、Ｍ３８０およびＭ３８１のコード１１０１が挿入され、Ｇ３３２ Ｒ３というＧコードおよび引数１１０２が挿入される。切削部分１１０３においては、送り速度が一定となるように、Ｇ０１の引数が設定される。
以上の通り、本実施形態によれば、ユーザは、選択画面でオペレーション分類を選択するだけで、適正に設定された加工プログラムを生成することができ、荒加工か仕上げ加工かに応じた加工を実現することが可能となる。

［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の技術的範囲で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の技術的範囲に含まれる。

また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に供給され、内蔵されたプロセッサによって実行される場合にも適用可能である。本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるサーバも、プログラムを実行するプロセッサも本発明の技術的範囲に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の技術的範囲に含まれる。

Claims (5)

1. 複数の加工工程を含む機械加工を工作機械に行わせるための加工プログラムを生成する情報処理装置であって、
   前記複数の加工工程に含まれる少なくとも１つの加工工程に対して、少なくとも荒加工および仕上加工を含む複数のオペレーション分類から１つのオペレーション分類を選択するための選択画面を表示する表示部と、
   （ｉ）前記選択画面で荒加工が選択された場合には、前記加工プログラムに対して、時間優先モードを設定するコマンド、送り速度の変更を認めるコマンド、およびマガジン旋回中の加工を許可するコマンドの少なくともいずれかを前記加工プログラムに記述するよう判定し、（ｉｉ）前記選択画面で仕上げ加工が選択された場合には、前記加工プログラムに対して、精度優先モードを設定するコマンド、送り速度を一定にするコマンド、およびマガジン旋回中の加工を許可しないコマンドの少なくともいずれかを前記加工プログラムに記述するよう判定する、加工プログラム生成部と、
   を備えた情報処理装置。
2. 複数の加工工程を含む機械加工を工作機械に行わせるための加工プログラムを生成する情報処理装置であって、
   前記複数の加工工程に含まれる少なくとも１つの加工工程に対して少なくとも荒加工と仕上加工とを含む複数のオペレーション分類から１つのオペレーション分類を選択するための選択画面を表示する表示部と、
   （ｉ）前記選択画面で荒加工が選択された場合には、前記加工プログラムに対して、時間優先モードを設定するコマンドと、送り速度に関するコマンドと、を含む前記加工プログラムを生成し、（ｉｉ）前記選択画面で仕上げ加工が選択された場合には、前記加工プログラムに対して、精度優先モードを設定するコマンドと、送り速度に関するコマンドと、工作機械内の振動発生部からの振動が生じている中で加工を許可しないコマンドと、を含む前記加工プログラムを生成する、加工プログラム生成部と、
   を備えた情報処理装置。
3. 前記選択画面での選択に応じて、ＡＰＴ（automatically programmed tools）言語で書かれた工具経路データに、荒加工か仕上加工かを分類するためのＡＰＴコマンドを追加する工具経路データ生成部をさらに有し、
   前記加工プログラム生成部は、前記工具経路データ生成部で、前記ＡＰＴコマンドが追加された工具経路データに基づいて、前記加工プログラムを生成する請求項１に記載の情報処理装置。
4. 前記表示部は、オペレーションをツリー構造で表示し、ツリー構造で示されたオペレーションのいずれかが選択された場合に、選択されたオペレーションのオペレーション分類として荒加工、中仕上げ加工および仕上げ加工の３つからオペレーション分類を選択するための選択画面を表示する請求項１または２に記載の情報処理装置。
5. 複数の加工工程を含む機械加工を行ための加工プログラムを生成する情報処理プログラムであって、
   前記複数の加工工程に含まれる少なくとも１つの加工工程に対してオペレーション分類として荒加工または仕上加工を選択するための選択画面を表示する表示ステップと、
   （ｉ）前記選択画面で荒加工が選択された場合に、前記加工プログラムに対して、時間優先モードを設定するコマンド、送り速度を変更を認めるコマンド、およびマガジン旋回中の加工を許可するコマンドの少なくともいずれかを設定し、（ｉｉ）前記選択画面によって仕上げ加工が選択された場合に、前記加工プログラムに対して、精度優先モードを設定するコマンド、送り速度を一定にするコマンド、およびマガジン旋回中の加工を許可しないコマンドの少なくともいずれかを設定する、加工プログラム生成ステップと、
   をコンピュータに実行させる情報処理プログラム。

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