JPS63271609A - 作業設計支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動化工場における加工工程の自動化に係わ
り、特に、実際に加工を行なう前に必要な作業設計を、
計算機を用いて自動化する作業設計支援装置に関するも
のである。

従来の技術 近年、産業界においては、加工工程を計算機を用いて自
動化するための試み、特に加工段階だけではなく、その
前段階である工程設計１作業設計の工程をも自動化しよ
うという試みが数多くなされている（文献１）。

以下図面を参照しながら、上述した従来の作業設計の自
動化の一例について説明する。

従来の穴加工の自動作業設計機能を持つシステムの例と
してＥＸＡＰＴｌ　をとりあげる。このシステムは加工
の種類、例えばドリル加工、座ぐシ加工、タップ立ソ、
リーマ加工の各々について幾通りかの切削シーケンスを
持っており、加工物の表面状態や、前加工の有無等にし
たがって切削工程を決定する。第２図に、ドリル加工に
おける切削シーケンスの決定論理を示す（文献２）。

文献１　：　Ｇ、５ｐｕｒ　ｅｔｃ、　”５ｕｒｖｅｙ
　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　−Ａ　ｄａｄ　Ｐｒｏｃｅ
ｓｓ　　Ｐｌａｎｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍｓ”Ａｎｎａ
ｌｓ　　ｏｆ　　ｔｈｅ　Ｃ１ｖｐ　Ｖ○Ｌ、３１文献
２：竹山秀彦他“自動加工ソフトウェア”発明が解決し
ようとする問題点 しかしながら、上記のようなシステムでは、加工手順決
定の論理がシステム構成の中に埋めこまれており、加工
現場サイドにおける論理の変更は事実上不可能に近い。

更に、新素材を用いた工具の使用や新材料に対する切削
等の機会が近年では益々増加しておシ、作業設計の論理
もそれに応じて変更してゆく必要が益々大きくなυつつ
ある。

また、上記のようなシステムでは、加工手順決定の論理
が適用できる加工対象の種類が限られており、それらが
組み合わさったもの（例えば、複合穴）に対しては、新
たに、それに対応できる論理をシステムに追加しなけれ
ばならず、これも事実上不可能に近い。

そこで、本発明では上記の問題点に鑑み、作業設計の論
理の追加、変更等の操作が加工現場においても、容易に
実現できる作業設計支援方式を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の作業設計支援方式
は、第１図に示すように、記憶部１７゜マンマシンイン
ターフェイス部１ｓ　、　制御ｆｆ１１９゜ＮＣ制御命
令部１１ｏから構成される。更に、記憶部１７は、加工
対象情報記憶部１１．加工工具情報記憶部１２．加工手
順決定ルール記憶部１３゜最適工具選択ルール記憶部１
４．加工手順最適化ルール記憶部１６．適用加工法記憶
部１６から成る。

作　　用 本発明は上記した構成により、加工対象の形状。

位置、精度等の情報を与えれば、制御部が自動的に与え
られた情報を解釈し、予め記憶部に貯えられている工具
に関するデータ、加工手順に関するルール、最適工具選
択に関するルール、加工手順の最適化に関するルールと
照らし合わせて、加工法を決定し、各工作機械にＮＣ制
御命令を発信することになる。

実施例 以下本発明の一実施例の穴加工における作業設計支援方
式について、図面を参照しながら説明する。

第３図は本発明の一実施例である穴加工用作業設計支援
方式の構成を示すものである。第３図において、記憶部
３７は加工対象である穴に関する情報を記憶する穴情報
記憶部３１と、穴加工用の工具に関する情報を記憶する
加工工具情報記憶部３２と、穴形状の最も小さい構成単
位である単純穴（これについては後程詳しく述べる）に
関する加工手順を記憶する単純穴加工ルール記憶部３３
と、加工の状況に応じて使用する工具を選択する際の規
則を記憶する最適工具選択ルール記憶部３４と、決定さ
れた加工手順を記憶する適用加工法記憶部３６から成る
。また制御部３９は、与えられた穴情報に対して、予め
記憶部３７に格納された工具に関する情報や加工手順決
定の規則や工具選択の規則等を適用することにより、穴
加工における作業設計を自動的に行なう。またマンマシ
ンインターフェイス部３８は、作業者からの穴情報に関
する入力を受け、それを記憶部に格納したり、予め登録
されている工具に関する情報であるとか、各ルールにつ
いてその内容の追加、変更、削除を行なう。そして、Ｎ
Ｃ制御指令部３１０は、決定された加工手順をＮＣ工作
機械に対する命令コードに変換して、それをＮＣ工作機
械に送信する。

以上のように構成された穴加工用作業設計支援方法につ
いて、以下図面を用して詳説する。

本方法を用いて、穴加工の作業設計を行なう際には、作
業者は穴形状を単純穴に分解して入力しなければならな
い。例えば、第４図に示す複合穴形状を入力する際には
、音大ａと面取り付きの音大すに分解して入力する必要
がある。作業者が入力しなければならない穴情報として
は、第６図に示すように９個の項目がある。１，２の最
大、最小半径での寸法公差を表現し、３の仕上げ精度で
表面あらさの程度を表現する。６の穴底形状の種類とし
ては、第６図に示す３つのものが用意されている。又、
本方法においては、而取り付きの単純穴も許容している
ので、それに関しては、８゜９の項目で指定する。本方
法では、予め使用する工具を加工工具情報記憶部３２に
格納してから、穴加工の作業設計を行なうが、もちろん
この工具の登録の作業は特に追加、変更等が無い限り、
新たに行なう必要はなく、工具情報は常に加工工具情報
記憶部３２の中に保持されている。第７図に、工具の情
報が、加工工具情報記憶部３２の中で、どのように保持
されているかを、概念的に示す。

即ち、工具は工具タイプとして、ドリル、フライス、リ
ーマ等に大分類された後、工具コードとしてセンタドリ
ル、ロングドリル、ボールエンドミル、フラットエンド
ミル等に中分類された後、各工具の諸元が登録されてい
る。具体的には、工具のデータはフレーム構造で表現さ
れておシ、各分類単位毎のデータの操作が容易に実現さ
れる。各工具の諸°元は、第８図に示す１２個の項目で
表現される。第１項目の工具コードは、その工具が属す
る工具コードを表わし、第２−９の項目は、その工具の
機能を表わす。第１０−１２の項目は、その工具を管理
するために必要な情報で、第１０項目は、現時点までに
その工具が使用された総加工長が登録されており、第１
１項目には、その工具の平均寿命が、第１２項目には、
その工具の現時点における状態を示す。例えば、作業中
にある工具を破損させた場合には、該当工具情報の第１
２項目に、その旨を記録しておけば、以降の作業におい
て、その工具が選択されて使用されることは無くなる。

又、２台以上のＮＣ工作機械を運転させる場合には、各
工作機械で使用している工具の工具情報の第１２項目に
使用中であることを登録しておけば、他の工作機械にお
いて作業を行なう場合でも、現在使用可能な工具のみを
選択することが可能となる。

穴加工の作業設計を行なうための最も基本となる規則は
、単純穴加工ルール記憶部３３に保持されているが、そ
の具体的な内容を第９図に示す。ルールは太き（ＩＦ部
及びＴＨＥＮ部から構成されておｆｉＩＦ部には、加工
の対象となる穴形状のデータ及び使用する工具のデータ
が記述されており、ＴＨＥＮ部には、結論として出され
る加工法に関するデータ及び、その加工を行なう際に、
前提として仮定されている前加工の形状に関するデータ
が記述されている。ルールの意味としては、ＩＦ部で記
述されている穴及び工具が存在するのであれば、ＴＨＥ
Ｎ部で記述されている加工法が適用でき、そのためには
ＴＨＥＮ部で記述されているｎ個の前加工形状のうち、
どれか１個が存在しなければならないということである
。

上で述べた加工法に関するデータは、最終的に最適なも
のが選択されて適用加工法記憶部３６に保持される。適
用加工法記憶部３６に格納される加工法情報の詳細を第
１０図に示す。適用される加工法に関しては、それがど
ういう順序で素材に適用されてゆき最終的な形状に至る
のかという情報が必要であるため、加工法情報には、そ
の加工法の前加工に当たる加工法情報を指すポインタを
持っている。

最適工具選択ルール記憶部３４には、各穴形状を加工す
る際に、できるだけ共通工具を使用して、工具変換の回
数を削減するための手続きが記述されており、同軸穴加
工ルール記憶部３５には、入力時に別個の穴であると登
録された穴形状を同軸穴であると認識し、重複する工程
を削除するための手続きが記述されている。

以上述べてきた記憶部３７内に保持されているデータを
用いて制御部３９がどのように作業設計を行なうかにつ
いて以下に説明する。第１１図は制御部３９が行なう処
理の概略の流れを示すものである。まず処理が開始され
ると、工具に関する情報に変化があったかどうかを作業
者に確認し１１１、もし変化があったのであればマンマ
シンインターフェイズ部３８を通じて工具情報の変更を
行なう１１２、次にマンマシンインターフェイス部３８
を通じて加工対象データの入力を行なう１１３゜次に、
今までに入力された加工対象のデータ及び工具データに
対して、単純穴加工ルール記憶部３３に登録されている
規則を適用するととによって、加工工程室の生成を行な
う１１４゜そして得られた案に対して、最適工具選択ル
ール記憶部３４に登録されている手続きに基づき、最適
工具の選定を行なう１１５ｏそして最後に、同軸穴加工
ルール記憶部３５に登録されている手続きに基づき、同
軸穴加工における無駄な工程を削除する１１６ｏそして
得られた結果は適用加工法記憶部３ｅから、ＮＣ制御指
令部３１０を経て、工作機械に送信される。加工工程室
の生成１１４の処理については、第１２図に示すように
、まず単純穴加工ルール記憶部３３から、加工ルールを
１つ選択して、そのルールのＩＦ部に記述されている穴
形状のデータと加工対象のデータとのノくターンマツチ
ングを行ない１２１、マツチングが成功しなければ、単
純穴加工ルール記憶部３３から、新たな加工ルールを選
択して上の処理を繰り返し、マツチングが成功すれば次
の処理に進む１２２゜次に、そのルールのＩＦ部に記述
されている工具のデータが、加工工具情報記憶部３２に
存在しているかどうかを調べ１２３、存在していなけれ
ば単純穴加工ルール記憶部３３から新たな加工ルールを
選択して、処理を最初から繰り返し、存在していれば次
の処理に進む１２４゜次に、そのルールのＴＨＥＮ部に
記述されている加工法を、適用加工法記憶部３６に格納
する１２６゜そして、穴情報記憶部３１から、現時点の
加工対象のデータを削除し、ルールのＴＨＥＮ部に記述
されている前加工形状のデータを追加する１２６゜そし
て、穴情報記憶部３１にデータが残っているかどうかを
確認し、残っていれば新たな加工対象を選択して、処理
を最初から繰り返し、残っていなければ処理を終了する
１２２ｏこの時に生成された加工工程室は、第１３図の
ような構成をとる。即ち、加工対象に対し、その形状を
創成するための加工法が１つ選択され、その加工法が適
用されるだめの前加工形状が複数個生成される。そして
、その前加工形状を創成するための加工法が１つ選択さ
れ、その加工法が適用されるだめの前加工形状が、複数
個生成される。最終的に、この前加工形状が素材と等し
くなるまで、本状に連なった加工工程室が生成される。

最適工具の選定１１６の処理については、第１４図に示
すように、まず、加工法が未決定な穴形状のうちで径が
最小のものを選択゛し１４１、次に生成された加工工程
室の中から、加工工程数が最小となるように加工法を選
定し、使用工具も決定する１４２゜そして、上の処理で
決定した使用工具が他の穴の加工工程室についても用い
られているのであれば、その穴についても加工法として
それを選定し１４４、そうでなければ次の処理に進む１
４３゜そして最後に全ての穴形状について、加工法が決
定されたかどうかを確認し、加工法の決定されていない
穴があれば、処理を最初から繰り返し、無ければ処理を
終了する１４５ｏ同軸穴の処理１１６については、第１
５図に示すように、まず加工対象の中から、同軸穴を探
し出し、それを径の小さいものから順に整理する１６１
ｏそして、該当同軸穴において、径の大きな穴の下穴加
工として、同軸穴中の径の小さな穴径よりも小さな穴加
工を行なう前加工工程があれば、その工程を削除する１
５２゜最後に加工対象に未だ同軸穴が残っているかどう
かを調べ残っていれば、処理を最初から繰り返し、残っ
ていなければ処理を終了する１６３゜ 発明の効果 以上のように本発明は、加工対象記憶部、加工工具情報
記憶部、加工手順決定ルール記憶部、最適工具選択ルー
ル記憶部、加工手順最適化ルール記憶部、適用加工法記
憶部から成る記憶部、そして制御部並びにマンマシンイ
ンターフェイス部。

ＮＣ制御命令部を設けることにより、加工作業現場の現
時点の状況に応じて作業設計の論理の追加。

変更等の操作が行なえ、最適な作業設計の活動を支援す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主要構成要件の図、第２図はＥＸＡＰ
Ｔｌにおける作業設計論理のフローチャート、第３図は
本発明の実施例である穴加工の場合における主要構成要
件の図、第４図は加工対象となる穴の例を示した図、第
５図は穴情報の各項目の図、第６図は単純穴の種類を示
した図、第了図は工具情報の階層構造の図、第８図は工
具情報の各項目の図、第９図は単純穴加工ルールの形式
を示した図、第１０図は加工法情報の各項目を示した図
、第１１図は制御部の動作フロー図、第１２図は加工工
程案生成のフローチャート、第１３図は加工工程案の構
造を示した図、第１４図は最適工具選定のフローチャー
ト、第１５図は同軸穴の処理のフローチャートである。 １７・・・・・・記憶部、１８・・・・・・マンマシン
インターフェイス部、１９・川・・制御部、１１０・・
・・・ＮＣ制御指令部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１基筒　
１　■ 第２図 第４図 第　５　図 第　６　図 叫ぶ　　　　　唾。 ｂ　　　　　　　　Ｈ８ 派 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５は

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＮＣ加工装置を用いて加工を行なう際に必要とされる作
   業設計の工程において、過去の経験から得られた種々の
   知識を格納する加工ノウハウ記憶部と、加工工具に関す
   る種々の情報を格納する工具情報記憶部と、加工対象の
   形状及び技術的情報を格納する加工対象記憶部、及び加
   工対象記憶部に格納されている情報と工具情報記憶部に
   格納されている情報とを、加工ノウハウ記憶部に格納さ
   れている知識に適用を図り、適用が可能であれば適用結
   果に基づいて加工対象記憶部と工具情報記憶部の内容を
   更新せしめる知識適用部から成り、加工対象に応じて、
   加工に関する知識を組み合わせて適用し、ＮＣ加工機に
   対する制御命令を自動的に生成することを特徴とする作
   業設計支援装置。