JP7057593B1 - Cnc装置の加工プログラム生成用プログラム及びcnc装置用の加工プログラム生成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば特許文献1には製品の3D-CADデータを入力するだけで自動的にワークを加工して製品を製造するマシニングセンタの自動運転装置に関する技術が開示されている。
上述の通り、3D-CAD装置を用いる場合、3D-CADデータを中間ファイルに変換してCAM装置に送信しているが、中間ファイルに変換する際に3D-CADデータに含まれる寸法公差の情報が失われてしまう。したがって、設計者は3D-CADデータを一旦2次元の図面に変換して、この2次元図面に寸法公差を入力する。そして、設計者は2次元図面を参照しながらCAM装置に寸法公差を入力する。
このように現状の中間ファイルの規格であるIGESやSTEP等では、製品の特徴部の形状を3D-CADデータとしてCAM装置へ受け渡すことはできるが、寸法公差の情報をCAM装置へ受け渡すことができない。したがって、作業者が手作業により寸法公差をCAM装置に入力する必要があり、人件費がかかる、入力作業に時間が掛かり煩わしい、見積もり作成に時間がかかるという問題がある。
特許文献1の技術ではどのような方法で寸法公差を反映させてマシニングセンタを駆動させるのかが明らかではなく、寸法公差を考慮した高精度な加工を施すことが難しいという問題がある。
また、前記特徴部が穴である場合に、当該特徴部の指定寸法をミリ換算した場合に小数点以下1桁の場合は当該穴の加工方法をねじの下穴加工と判断し、小数点以下2桁又は3桁の場合は高精度の穴加工と判断することを特徴とする。
また、前記CADデータが格納されているファイルのファイル名又は前記中間ファイルのファイル名に幾何公差及び面粗度に関する情報が記載されていることを特徴とする。
また、更に、決定した前記加工方法に使用する工具を選定する工具選定機能と、前記工具の移動経路である加工パスを算出する加工パス算出機能と、CNC装置の制御指令のMコード及びGコードを算出するコード算出機能を実現させることを特徴とする。
また、前記特徴部が穴である場合に、当該特徴部の指定寸法をミリ換算した場合に小数点以下1桁の場合は当該穴の加工方法をねじの下穴加工と判断し、小数点以下2桁又は3桁の場合は高精度の穴加工と判断することを特徴とする。
また、前記CADデータが格納されているファイルのファイル名又は前記中間ファイルのファイル名に幾何公差及び面粗度に関する情報が記載されていることを特徴とする。
また、更に、決定した前記加工方法に使用する工具を選定する第3ステップと、前記工具の移動経路である加工パスを算出する第4ステップと、CNC装置の制御指令のMコード及びGコードを算出する第5ステップを備えることを特徴とする。
また、機械部品製造分野や金型部品製造分野で加工プログラミングの自動化が可能になる。
具体的には設計者はまず一般的な3D-CAD装置10を用いて製品の3Dモデルを作成する。3DモデルのCADデータには特徴部(例えば穴、立ち上がり部、平面等)のXYZ座標や指定寸法の他に寸法公差、面粗度、幾何公差、はめあい公差等が含まれている。次に3D-CADデータを一般的な中間ファイル(例えばStandard Triangulated Language:STL形式)に変換する。一般的な3D-CAD装置10は3D-CADデータをSTL形式等の中間ファイルとして出力する機能を備えている。3D-CADデータに含まれていたデータのうち、寸法公差、面粗度、幾何公差、はめあい公差等は中間ファイルへの変換時に失われてしまう。
図2のフローチャートに示す通り、制御部31は記憶部32に記憶されている加工プログラム生成用プログラムに基づいて、中間ファイルに記録されているデータのうち特徴部のXYZ座標に基づいて3Dモデルの立体形状を認識する(立体形状認識機能)(ステップS101)。
一方、指定寸法(ミリ)が小数点以下1桁ではなく(ステップS102においてNo)、小数点以下2桁(例えば5.30)又は3桁(例えば5.000)の場合には(ステップS104においてYes)、制御部31は当該穴が高精度を要求される穴であると判断し(ステップS105)、加工方法として高精度の穴加工を行うことを決定する。このときに指定寸法が一定値以下(例えば20ミリ以下)であればリーマを使用する高精度加工にして、指定寸法が20ミリを超える場合にはエンドミルを使用する高精度加工を選択することにしてもよい。また、小数点以下が記されていない場合には(ステップS104においてNo)、精度が要求されないキリ穴と判断する(ステップS106)。
次に、制御部31はワーク及び3DモデルのXYZ座標、工具の外径等を考慮して工具の移動経路である加工パスを算出する(加工パス算出機能)(ステップS108)。加工パスを算出するための演算処理方法は周知技術であるため説明を省略する。工具毎の加工パスをコンピュータ30の表示画面に色分けしてアニメーション表示してもよい。
次に、中間ファイルをコンピュータ30に読み込ませ、ステップS101において制御部31が加工プログラム生成用プログラムに基づいて、中間ファイルに記録されているデータのうち特徴部のXYZ座標に基づいて3Dの立体形状をモデリングする。2Dのデータに基づいて3Dの立体形状をモデリングする技術は既に一部実用化されているため説明を省略する。このように本発明では3D-CADデータだけでなく2D-CADデータも使用することができる。
本実施の形態では1台のコンピュータ30に対して1台の3D-CAD10が接続されるものとしたが、複数台の3D-CAD10を接続してもよく、この場合、コンピュータ30が情報処理サーバとして機能することになる。
11 2D-CAD装置
20 CNC装置
30 コンピュータ
31 制御部
32 記憶部
40 情報通信回線
Claims (8)
- コンピュータに、
3Dモデル又は2DモデルのCADデータを変換した中間ファイルに記録されている前記3Dモデル又は前記2Dモデルの立体形状を認識する立体形状認識機能と、
前記中間ファイルに記録されている前記3Dモデル又は前記2Dモデルの特徴部の指定寸法の小数点以下の桁数に基づいて当該特徴部の加工方法を決定する加工方法決定機能を実現させることを特徴とするCNC装置の加工プログラム生成用プログラム。
- 前記特徴部が穴である場合に、当該特徴部の指定寸法をミリ換算した場合に小数点以下1桁の場合は当該穴の加工方法をねじの下穴加工と判断し、小数点以下2桁又は3桁の場合は高精度の穴加工と判断することを特徴とする請求項1に記載のCNC装置の加工プログラム生成用プログラム。
- 前記CADデータが格納されているファイルのファイル名又は前記中間ファイルのファイル名に幾何公差及び面粗度に関する情報が記載されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のCNC装置の加工プログラム生成用プログラム。
- 更に、決定した前記加工方法に使用する工具を選定する工具選定機能と、
前記工具の移動経路である加工パスを算出する加工パス算出機能と、
CNC装置の制御指令のMコード及びGコードを算出するコード算出機能を実現させることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載のCNC装置の加工プログラム生成用プログラム。
- 3Dモデル又は2DモデルのCADデータを変換した中間ファイルに記録されている前記3Dモデル又は前記2Dモデルの立体形状を認識する第1ステップと、
前記中間ファイルに記録されている前記3Dモデル又は前記2Dモデルの特徴部の指定寸法の小数点以下の桁数に基づいて当該特徴部の加工方法を決定する第2ステップを備えることを特徴とするCNC装置用の加工プログラム生成方法。
- 前記特徴部が穴である場合に、当該特徴部の指定寸法をミリ換算した場合に小数点以下1桁の場合は当該穴の加工方法をねじの下穴加工と判断し、小数点以下2桁又は3桁の場合は高精度の穴加工と判断することを特徴とする請求項5に記載のCNC装置用の加工プログラム生成方法。
- 前記CADデータが格納されているファイルのファイル名又は前記中間ファイルのファイル名に幾何公差及び面粗度に関する情報が記載されていることを特徴とする請求項5又は6に記載のCNC装置用の加工プログラム生成方法。
- 更に、決定した前記加工方法に使用する工具を選定する第3ステップと、
前記工具の移動経路である加工パスを算出する第4ステップと、
CNC装置の制御指令のMコード及びGコードを算出する第5ステップを備えることを特徴とする請求項5~7のいずれか一項に記載のCNC装置用の加工プログラム生成方法。
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