JP7376620B2

JP7376620B2 - 支援装置

Info

Publication number: JP7376620B2
Application number: JP2021575775A
Authority: JP
Inventors: 高史三好
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2023-11-08
Anticipated expiration: 2041-02-01
Also published as: JPWO2021157509A1; CN115039043A; WO2021157509A1; US20230126840A1; DE112021000888T5

Description

本発明は、支援装置に関する。

ＣＮＣ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌ）工作機械等のような産業機械において、最適なワークの加工形状を得るために、加工シミュレーション等の検証機能を用いて加工条件を分析し、最適な加工条件を見出す必要がある。このような最適な加工条件を見出すために、産業機械を使用するオペレータは、加工マニュアルや過去の経験等に基づいて各種設定を変更し、加工プログラムを実行又はシミュレーションを実行する。このような産業機械において加工条件を分析するためのシミュレーションが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００７－１０２６３２号公報

しかし、オペレータは、加工マニュアルや過去の経験等に基づいて各種設定を変更しているため、最適な加工条件を見出すために時間を要していた。したがって、より容易に最適な加工条件を見出すことができる支援装置が望まれていた。

本開示の一態様に係る支援装置は、加工プログラムに基づきワークを加工する産業機械において前記ワークの加工条件を決定するための支援装置であって、複数の検証機能により前記加工条件を検証した検証結果を前記加工プログラムと関連付けて、検証結果記憶部に記憶させるプログラム管理部と、各検証結果が前記ワークの形状目標値を満たすか否かを判定する判定部と、各検証結果のいずれかが前記ワークの前記形状目標値を満たさない場合、前記ワークの前記加工条件、前記検証結果及び前記検証機能に関する加工条件関連情報に基づいて、前記加工条件の修正を提示するアドバイス部と、を備える。

本発明によれば、より容易に最適な加工条件を見出すことができる。

本実施形態に係る支援装置の概要を示す図である。検証結果の例を示す図である。加工条件の修正を提示する例を示す図である。支援装置の処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
図１は、本実施形態に係る支援装置１の概要を示す図である。支援装置１は、加工プログラムに基づきワークを加工するＣＮＣ工作機械等の産業機械に関する複数の形態のシミュレーションの実行を支援する。支援装置１は、産業機械に組み込まれてもよく、産業機械とは独立したコンピュータ装置であってもよい。

ＣＮＣ工作機械等の産業機械は、加工及び動作に関する様々なシミュレーション機能（検証機能）を有している。産業機械は、必要に応じてこれらのシミュレーション機能を実行する。
図１に示すように、支援装置１は、制御部１１と、記憶部１２と、を備える。

制御部１１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等のプロセッサであり、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することによってプログラム管理部１１１、判定部１１２、アドバイス部１１３、入力部１１４、出力部１１５及び編集部１１６として機能する。

記憶部１２は、ＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）やアプリケーションプログラム等を格納するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、その他の各種情報を格納するハードディスクドライブやＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等の記憶装置である。
また、記憶部１２は、検証結果記憶部１２１と、目標値記憶部１２２と、アドバイス情報記憶部１２３と、を備える。

なお、支援装置１が産業機械とは独立したコンピュータ装置の場合、支援装置１は、ネットワークを介して産業機械と有線又は無線通信するための通信部（図示せず）を備える。通信部は、通信を実行するためのプロセッサ、コネクタ、電気回路等を含む。通信部は、産業機械から受信した通信信号に所定の処理を行ってデータを取得し、取得したデータを制御部１１に入力する。また、通信部は、制御部１１から入力されたデータに所定の処理を行って通信信号を生成し、生成した通信信号を産業機械に送信する。

プログラム管理部１１１は、複数の検証機能により加工条件を検証した検証結果を加工プログラムと関連付けて、検証結果記憶部１２１に記憶させる。

ここで、検証機能は、ＣＡＭ（ｃｏｍｐｕｔｅｒａｉｄｅｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）におけるツールパスシミュレーション、ＣＮＣ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌ）における加工シミュレーション、モータのフィードバックに基づく形状表示及びワークを三次元測定器によって測定した測定結果を含む。なお、モータのフィードバックに基づく形状表示は、ワークを用いない加工動作によるモータのフィードバックに基づく加工形状のシミュレーションの表示を示す。

また、検証条件は、ＣＮＣメーカーによって予め準備されたＣＮＣパラメータの条件、産業機械メーカーによって予め準備された産業機械の動作条件、オペレータによって定義された工具等に関する独自の条件等を含む。

判定部１１２は、検証結果記憶部１２１に記憶される各検証結果が、目標値記憶部１２２に記憶されるワークの形状目標値を満たすか否かを判定する。ここで、目標値記憶部１２２は、ワークを加工するためのワークの形状目標値を予め記憶する。形状目標値は、例えば形状公差の目標値等を含む。

アドバイス部１１３は、判定部１１２において、各検証結果のいずれかがワークの形状目標値を満たさない場合、ワークの加工条件、検証結果及び検証機能に関する加工条件関連情報に基づいて、加工条件の修正を提示する。

例えば、アドバイス部１１３は、判定部１１２において、各検証結果のいずれかがワークの形状目標値を満たさない場合、加工条件関連情報に基づいて、加工条件の修正を促す情報（例えば、オペレータへのアドバイス）を支援装置１の表示部（図示せず）等に表示する。

ここで、加工条件関連情報は、アドバイス情報記憶部１２３に記憶される。具体的には、アドバイス情報記憶部１２３は、加工条件関連情報として、ワークの形状目標値を満たさない検証結果に対応する検証機能と、当該検証機能に対応する加工条件の修正を促す情報と、を関連付けて記憶する。

入力部１１４は、複数の検証機能により加工条件を検証した検証結果を加工プログラム単位で入力する。例えば、入力部１１４は、外部からの検証結果の入力を加工プログラム単位で受け付け、受け付けた検証結果をプログラム管理部１１１へ送信する。

出力部１１５は、複数の検証機能により加工条件を検証した検証結果を加工プログラム単位で出力する。例えば、出力部１１５は、検証結果記憶部１２１に記憶された検証結果を外部機器へ加工プログラム単位で出力する。
尚、加工プログラムについて、メインプログラムファイルからサブプログラムファイルを呼び出して実行することもあるため、加工プログラムは、一つ又は複数のファイルで構成される。

編集部１１６は、検証結果記憶部１２１に記憶された検証結果における検証条件及び目標値記憶部１２２に記憶された形状目標値を編集する。これにより、検証条件及び形状目標値は、産業機械を使用するオペレータ等によって設定及びカスタマイズされることができる。

図２は、検証結果の例を示す図である。図２に示すように、検証結果記憶部１２１において、複数の検証機能１から４により加工条件を検証した検証結果は、加工プログラム１及び２と関連付けられる。
また、検証結果は、検証条件ａからｄについて、検証機能１から４の各々に対する検証結果のデータを含む。

なお、図２及び図３の例において、検証機能１は、ＣＡＭにおけるツールパスシミュレーションであり、検証機能２は、ＣＮＣにおける加工シミュレーションであり、検証機能３は、モータのフィードバックに基づく形状表示であり、検証機能４は、三次元測定器によって測定した測定結果である。

図３は、加工条件の修正を提示する例を示す図である。図３に示す例は、各検証結果のいずれかがワークの形状目標値を満たさない場合、アドバイス部１１３によって提示される加工条件の修正の例を含む。

例１では、判定部１１２は、検証条件ａについて、検証機能１に対する検証結果がワークの形状目標値を満たす（ＯＫ）と判定し、検証機能２から４に対する検証結果がワークの形状目標値を満たさない（エラー）と判定する。

そして、アドバイス部１１３は、アドバイス情報記憶部１２３を参照し、ワークの形状目標値を満たさない検証結果に対応する検証機能と、当該検証機能に対応する加工条件の修正を促す情報と、に基づいて、加工条件の修正を提示する。

例１の場合、検証機能２から４に対する検証結果がワークの形状目標値を満たさないと判定されたため、例えば、アドバイス部１１３は、検証機能２から４に対応する加工条件の修正を促す情報として、ＣＮＣ制御の設定及び調整を促す情報を提示する。

ＣＮＣ制御の設定及び調整を促す情報は、例えば、加工のスムージング機能を有効にすること、加工速度の加速及び減速を小さくすること、コーナー部における速度差を小さくする（コーナー部において加工速度を減速することによって機械の振動を低減する）こと等を含む。

同様に、例２では、判定部１１２は、検証条件ａについて、検証機能１及び２に対する検証結果がワークの形状目標値を満たす（ＯＫ）と判定し、検証機能３及び４に対する検証結果がワークの形状目標値を満たさない（エラー）と判定する。

検証機能３及び４に対する検証結果がワークの形状目標値を満たさないと判定されたため、例えば、アドバイス部１１３は、検証機能３及び４に対応する加工条件の修正を促す情報として、モータ制御の調整を促す情報を提示する。
モータ制御の調整を促す情報は、例えば、誤差低減のための補正機能を有効にすること、切削送り時のサーボモータの追従性を高める機能を有効にすること等を含む。

同様に、例３では、判定部１１２は、検証条件ａについて、検証機能１、２及び３に対する検証結果がワークの形状目標値を満たす（ＯＫ）と判定し、検証機能４に対する検証結果がワークの形状目標値を満たさない（エラー）と判定する。

検証機能４に対する検証結果がワークの形状目標値を満たさないと判定されたため、例えば、アドバイス部１１３は、検証機能４に対応する加工条件の修正を促す情報として、機械の調整を促す情報を提示する。
機械の調整を促す情報は、例えば、主軸や工具のバランスを調整すること、外部の振動を確認すること等を含む。

また、検証機能１から４のいずれかに対する検証結果のデータが存在しない場合には、検証結果のデータが不十分であるため、アドバイス部１１３は、加工条件の修正を促す情報として、追加検証を促す情報を提示してもよい。

図４は、支援装置１の処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、各検証機能は、加工条件を検証し、入力部１１４は、複数の検証機能により加工条件を検証した検証結果を加工プログラム単位で入力する。
ステップＳ２において、プログラム管理部１１１は、複数の検証機能により加工条件を検証した検証結果を加工プログラムと関連付けて、検証結果記憶部１２１に記憶させる。

ステップＳ３において、判定部１１２は、検証結果記憶部１２１に記憶される各検証結果が、目標値記憶部１２２に記憶されるワークの形状目標値を満たすか否かを判定する。
各検証結果がワークの形状目標値を満たす場合（ＹＥＳ）、処理は、その後、終了する。各検証結果がワークの形状目標値を満たさない場合（ＮＯ）、処理は、ステップＳ４へ移る。

ステップＳ４において、アドバイス部１１３は、加工条件関連情報に基づいて、加工条件の修正を提示する。

以上説明したように、本実施形態によれば、支援装置１は、複数の検証機能により加工条件を検証した検証結果を加工プログラムと関連付けて、検証結果記憶部１２１に記憶させるプログラム管理部１１１と、各検証結果がワークの形状目標値を満たすか否かを判定する判定部１１２と、各検証結果のいずれかがワークの形状目標値を満たさない場合、ワークの加工条件、検証結果及び検証機能に関する加工条件関連情報に基づいて、加工条件の修正を提示するアドバイス部１１３と、を備える。これにより、支援装置１は、複数の検証機能による検証結果を総合的に判断し、形状目標値を満たすために加工条件の修正を提示することができる。したがって、このような支援装置１を用いることにより、産業機械のオペレータは、加工マニュアルや過去の経験等に基づいて各種設定を変更することなく、最適な加工形状を得るための最適な加工条件をより容易に見出すことができる。

また、支援装置１は、加工条件関連情報として、ワークの形状目標値を満たさない検証結果に対応する検証機能と、当該検証機能に対応する加工条件の修正を促す情報と、を関連付けて記憶するアドバイス情報記憶部１２３を更に備える。これにより、支援装置１は、加工条件の修正を促す情報を提示することにより、最適な加工条件をより容易に見出すことができる。

また、支援装置１は、検証結果を加工プログラム単位で入力する入力部１１４と、検証結果を加工プログラム単位で出力する出力部１１５と、を更に備える。これにより、支援装置１は、検証結果を外部から入力すること、及び検証結果を外部へ出力することが可能となる。また、検証結果を加工プログラム単位で出力することにより、外部機器が検証結果を利用することが可能となる。

また、支援装置１は、検証結果における検証条件及び形状目標値を編集する編集部１１６を更に備える。これにより、支援装置１は、産業機械を使用するオペレータ等によって検証条件及び形状目標値を設定及びカスタマイズすることができる。

また、検証機能は、ＣＡＭにおけるツールパスシミュレーション、ＣＮＣにおける加工シミュレーション、モータのフィードバックに基づく形状表示及びワークを三次元測定器によって測定した測定結果を含む。これにより、支援装置１は、最適な加工形状を得るために適切な検証機能を用いて加工条件の修正を提示することができる。

なお、上述した実施形態では、アドバイス情報記憶部１２３は、加工条件関連情報として、ワークの形状目標値を満たさない検証結果に対応する検証機能と、当該検証機能に対応する加工条件の修正を促す情報と、を関連付けて記憶した。しかし、例えば、各検証機能間で優先順位が設定されていてもよい。そして、複数の検証機能に対する検証結果がワークの形状目標値を満たさない場合、アドバイス部１１３は、優先順位の大きい検証機能に対する加工条件の修正を提示してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

１支援装置
１１制御部
１２記憶部
１１１プログラム管理部
１１２判定部
１１３アドバイス部
１１４入力部
１１５出力部
１１６編集部
１２１検証結果記憶部
１２２目標値記憶部
１２３アドバイス情報記憶部

Claims

加工プログラムに基づきワークを加工する産業機械において前記ワークの加工条件を決定するための支援装置であって、
複数の検証機能により前記加工条件を検証した検証結果を前記加工プログラムと関連付けて、検証結果記憶部に記憶させるプログラム管理部と、
各検証結果が前記ワークの形状目標値を満たすか否かを判定する判定部と、
各検証結果のいずれかが前記ワークの前記形状目標値を満たさない場合、前記ワークの前記加工条件、前記検証結果及び前記検証機能に関する加工条件関連情報に基づいて、前記加工条件の修正を提示するアドバイス部と、
前記加工条件関連情報として、前記ワークの前記形状目標値を満たさない前記検証結果に対応する前記検証機能と、当該検証機能に対応する前記加工条件の修正を促す情報と、を関連付けて記憶するアドバイス記憶部と、
を備え、
前記アドバイス部は、各検証結果のいずれかが前記ワークの前記形状目標値を満たさない場合、前記ワークの前記形状目標値を満たさない検証結果に対応する検証機能と、当該検証機能に対応する前記加工条件の修正を促す情報とに基づいて、前記加工条件の修正を提示する、
支援装置。
前記加工条件の修正を促す情報は、ＣＮＣ制御の設定及び調整を促す情報、モータ制御の調整を促す情報又は機械の調整を促す情報を含む、請求項１に記載の支援装置。
前記検証結果を前記加工プログラム単位で入力する入力部を更に備える、請求項１又は２に記載の支援装置。
前記検証結果を前記加工プログラム単位で出力する出力部を更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の支援装置。
前記検証結果における検証条件及び前記形状目標値を編集する編集部を更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の支援装置。
前記検証機能は、ＣＡＭ（ｃｏｍｐｕｔｅｒａｉｄｅｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）におけるツールパスシミュレーション、ＣＮＣ（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌ）における加工シミュレーション、モータのフィードバックに基づく形状表示及び前記ワークを三次元測定器によって測定した測定結果を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の支援装置。