KR20060085651A - 가공 정보 작성 장치, 컴퓨터 판독가능 기록매체, 및 가공 정보 작성 방법 - Google Patents

가공 정보 작성 장치, 컴퓨터 판독가능 기록매체, 및 가공 정보 작성 방법 Download PDF

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Abstract

형상 데이터베이스(19)와 CAD로부터 CAD 데이터를 취득하고 그 데이터에 기초하여 형상 데이터베이스(19)를 검색하고 대상으로 하는 가공 형상의 데이터와 공구의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하는 형상 해석부(15)와, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여 그 수식 모델의 특징과 그 수식 모델에 의한 절삭 잔여량의 추정 결과의 비교에 의해 최적의 공구를 선택하는 수단(17)과, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 차수나 상수를, 가공에서의 형상의 특성으로 해서 데이터베이스를 구축하는 수단(18)을 구비하고 있다.
CAD, CAM, NC 프로그램 생성부, 형상 해석부, 가공 사례 데이터베이스 검색부, 형상 데이터베이스, 볼 엔드밀

Description

가공 정보 작성 장치, 프로그램, 및 가공 정보 작성 방법{MACHINING INFORMATION CREATING DEVICE, PROGRAM, AND MACHINING INFORMATION CREATING METHOD}
본 발명은 CAD로 작성된 가공물의 CAD 데이터로부터 CAM으로 가공용의 공구 궤적을 작성할 때에 필요한 공구 등을 결정하기 위한 가공 정보를 작성하여 지원을 행하는 가공 정보 작성 장치, 프로그램, 및 가공 정보 작성 방법에 관한 것으로, 특히, CAD로 작성된 가공물의 CAD 데이터를 이용하여, 예를 들면 구멍 형상의 수 등의, 형상의 특징으로부터 가공물을 분류하는 것이 아니라, 가공의 특징이라는 면에서 가공물을 분류하여, 데이터베이스의 검색 조건 등에 이용할 수 있도록 하는 가공 정보 작성 장치, 프로그램, 및 가공 정보 작성 방법에 관한 것이다.
또한, 상기 CAD(computer-aided design)는 컴퓨터를 이용한 설계 제도 지원 시스템, 또는 계산기 원용 설계 시스템을 말하며, 상기 CAM(computer-aided manufacturing)은, CAD로 설계한 디자인에 기초하여 제품의 자동 생산을 행하는 시스템, 또는 제조 지원 시스템을 말한다.
(1): 종래, 금형 등의 절삭 가공에 있어서, 사용하는 공구는 오퍼레이터가 결정하고 있다. 오퍼레이터는 그 공구의 형상 특징이나 절삭 가공 조건 등으로부 터 대상으로 되는 가공물에 대하여 공구 궤적을 생성하고, 시뮬레이션을 함으로써 가공을 행하기 전에 컴퓨터 상에서 검증을 행할 수 있는데, 그 결과로부터, 예를 들면 더욱 가공 시간을 단축하는 것 등을 위해, 공구를 재선택하기 위해서는 숙련된 경험이나 감, 과거의 실적 등과의 비교, 또는 수회의 트라이 엔드 에러(try and error) 등이 필요하게 되어 있다.
컴퓨터의 발달에 수반하여 처리 속도가 향상되고 있기 때문에, 수회의 트라이 엔드 에러를 시뮬레이션함으로써 가공 시간을 단축하는 것은 가능하게 되어 오고 있지만, 오퍼레이터의 노동력이 필요하게 된다. 트라이 엔드 에러를 인간 대신에 컴퓨터가 행하여 공구 결정을 지원하는 경우, 보유하고 있는 모든 공구나 홀더, 가공기 등의 정보를 데이터베이스화하여, 모든 공구에 대하여 트라이 엔드 에러를 행하여, 가공 시간이 가장 짧다고 여겨지는 공구의 조합을 결정하고 있지만, 모든 공구에 대하여 시뮬레이션을 행해야만 하기 때문에, 방대한 계산량이 필요하게 되어 있다.
(2): 또한, 가공 데이터베이스의 구축시에 키 항목으로서, 예를 들면 「외형 크기」「체적」「포켓」「구멍」 등의, 가공물의 형상의 특징 등이 이용되고 있다. 형상의 특징으로서 「외형 크기」나 「체적」 등은 비교적 용이하게 컴퓨터가 계산할 수 있지만, 가공의 특징인 키 항목으로서 판단 재료가 부족하여, 「포켓」이나 「구멍」 등의 가공에 영향이 큰 형상은, 컴퓨터가 계산에 의해서 추출하기 위한 정의가 매우 어렵다.
그 해결 방법으로서, 가공 형상 데이터에, 예를 들면 「제품명」「부품명」 등의, 가공물의 분류나, 「포켓」이나 「구멍」 등의, 가공물의 형상의 특징을, 컴퓨터의 계산을 지원하기 위해 인간이 부가하고 있는데, 그 경우 완전하게 컴퓨터가 자동적으로 가공을 지원하고 있지는 않고, 시스템이나 가공에 정통한 인간이 가공 데이터베이스를 구축할 필요가 있다.
(3): 그 밖의 배경 기술의 설명
그 밖의 배경 기술로서 특허 문헌 1 내지 특허 문헌 4 등에 기재된 것이 알려져 있다. 이하에 기재하는 특허 문헌은, 「기본 가공 형상 모델에 대하여 공구 직경-절삭 잔여량의 기본 모델 곡선을 작성하여, 미리 데이터베이스에 등록해 놓고, 금회 가공을 요구받고 있는 형상에 대응한 공구 직경을 데이터베이스로부터 선택하여 절삭 시뮬레이션을 행하고, 절삭 잔여량이 대응하는 기본 모델 곡선에 대하여 어느 위치에 있는지에 따라서, 보다 큰(보다 작은) 직경의 다음회 이용 공구를 선택한다.」고 하는 조사 포인트에 의해 문헌의 검색을 행하여 얻어진 결과의 문헌이다. 이하, 이들의 문헌을 종래예로서 설명한다.
A: 특허 문헌 1
이 예는, 산출된 절삭 잔여량에 기초하여 최적의 코너부 가공용 공구가 매회 결정되고, 절삭 잔여량이 허용값의 범위 내로 될 때까지 반복하는 코너부의 NC 데이터 작성 방법의 예이다.
B: 특허 문헌 2
이 예는, 공구 궤적 데이터로부터 절삭 시뮬레이션을 행하여 절삭 잔여 정보를 얻고, 금회 가공 시퀀스에 있어서의 절삭 잔여 정보를 다음의 가공 시퀀스에 계 승하는 것에 의해, 각 가공 스텝에 있어서의 공구 궤적 데이터를 작성하는 절삭 잔여부 가공의 NC 데이터 작성 방법의 예이다.
C: 특허 문헌 3
이 예는, 지정된 가공 영역 내에 삽입 가능한 최대 직경의 공구를 선택하여, 거기에서의 절삭 잔여물 부분을 산출하고, 그 정보에 따라서 다음에 필요한 공구를 데이터베이스로부터 선택하는 가공 데이터 작성 시스템의 예이다.
D: 특허 문헌 4
이 예는, 가공 시뮬레이션에 의해 가공 시간을 구한 공구를 등록한 공구 데이터베이스로부터 최단 시간에 가공할 수 있는 공구의 조합을 찾아내는 수치제어 장치의 예이다.
E: 특허 문헌 5
이 예는, 선택한 공구에 의한 가공 가능 에리어 비율이 작은 경우에는, 1 단계 소직경의 공구를 선택하고, 가공 영역이 폐쇄 형상인 경우에는 공구 형상에 의해 절삭 잔여를 회피할 수 있는 공구를 선택하는 수치 제어 데이터 작성 방법의 예이다.
특허 문헌 1: 특허 제2966672호 공보(일본 특허공개 평6-179150호 공보)
특허 문헌 2: 일본 특허공개 평6-119031호 공보
특허 문헌 3: 일본 특허공개 평6-332515호 공보
특허 문헌 4: 일본 특허공개 평9-50311호 공보
특허 문헌 5: 일본 특허공개 평11-175122호 공보
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
a): 상기 배경 기술의 (1)에서는 오퍼레이터의 노동력이 필요로 된다. 특히, 트라이 엔드 에러를 인간 대신에 컴퓨터가 행하여 공구 결정을 지원하는 경우, 보유하고 있는 모든 공구나 홀더, 가공기 등의 정보를 데이터베이스화하여, 모든 공구에 대하여 트라이 엔드 에러를 행하여, 가공 시간이 가장 짧다고 여겨지는 공구의 조합을 결정하고 있는데, 모든 공구에 대하여 시뮬레이션을 행해야만 하기 때문에, 방대한 계산량이 필요하게 되어 있다.
b): 상기 배경 기술의 (2)에서는 「포켓」이나 「구멍」 등의 가공에 영향이 큰 형상은, 컴퓨터가 계산에 의해서 추출하기 위한 정의가 매우 어렵다.
그 해결 방법으로서, 가공 형상 데이터에, 예를 들면 「제품명」「부품명」 등의, 가공물의 분류나, 「포켓」이나 「구멍」 등의, 가공물의 형상의 특징을, 컴퓨터의 계산을 지원하기 위해 인간이 부가하고 있는데, 그 경우 완전하게 컴퓨터가 자동적으로 가공을 지원하고 있는 것은 아니고, 시스템이나 가공에 정통한 인간이 가공 데이터베이스를 구축할 필요가 있다.
c): 상기 배경 기술의 (3)에서는, 검색 결과의 모든 문헌이, 본 발명에 대하여 기술적 백그라운드, 혹은 참고 정도의 내용이다. 또한, 「우선 큰 직경의 공구로 절삭을 행하고, 절삭 잔여부의 상황에 따라, 보다 작은 직경의 공구를 선택한다」라고 하는 내용의 공지예는 다수 검색할 수 있었지만, 「절삭 시뮬레이션 결과와 기본 모델 곡선의 비교에 의해 다음회 공구의 직경을 선택한다」라고 하는 내용으 로 본 발명에 가까운 기술 내용의 문헌은 검색할 수 없었다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하여, 공급된 가공물에 대하여 형상이나 제품명 등 이외의 절대적인 평가 기준을 제공하고, 그 평가 기준에 기초하여 시스템을 구축함으로써, 컴퓨터가 방대한 양의 계산을 행하지 않고, 공구의 선정이나 가공물의 가공의 특징으로부터 분류함으로써, 컴퓨터에 의한 지원을 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같이 구성했다.
(1): CAD로 작성된 가공물의 CAD 데이터로부터 CAM로 가공용의 공구 궤적을 작성할 때에 필요한 공구 등을 결정하기 위한 가공 정보를 작성하는 가공 정보 작성 장치로서, 상기 CAD로 작성된 CAD 데이터를 취득하고, 그 데이터에 기초하여 가공 형상 정보를 축적한 형상 데이터베이스로부터 필요한 정보를 검색하여 형상 해석을 행함으로써, 대상으로 하는 가공 형상의 데이터와 공구의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하는 형상 해석부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
(2): 상기 (1)의 가공 정보 작성 장치에 있어서, 상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 특징과, 그 수식 모델에 의한 절삭 잔여량의 추정 결과의 비교에 의해, 최적의 공구를 선택하는 최적 공구 선택 수단(가공 사례 데이터베이스 검색부+가공 공구 결정부)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
(3): 상기 (1) 또는 (2)의 가공 정보 작성 장치에 있어서, 상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 차수나 상수를, 가공에서의 형상의 특성으로 해서 데이터베이스를 구축하는 데이터베이스 구축 수단(가공 사례 작성부)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
(4): 상기 (1) 내지 (3)의 가공 정보 작성 장치에 있어서, 상기 형상 해석부의 형상 해석 결과를 사용하여, 가공시에 작성한 정보를 가공 사례로서 순차적으로 축적하는 가공 사례 데이터베이스로부터, 수식의 차수가 가장 가까운 가공 사례를 검색하는 가공 사례 데이터베이스 검색부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
(5): 상기 (1) 내지 (4)의 가공 정보 작성 장치에 있어서, 상기 가공 사례 데이터베이스 검색부로부터 CAD 데이터, 형상 데이터 및 가공 사례를 취득하고, 가공 사례의 공구 정보에 가장 가까운 공구를 공구 정보를 축적한 공구 데이터베이스로부터 검색하고, 수식과 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여량의 추정값을 비교함으로써 기본 가공 공정에 사용할 공구를 결정함과 함께, 상기 결정한 기본 가공 공정을 보완하는 절삭 잔여물 가공 공정을 추가하여 가공 정보를 출력하는 가공 공구 결정부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
(6): 상기 (1) 내지 (5)의 가공 정보 작성 장치에 있어서, 공작 기계로부터 가공 정보를 취득하고, 상기 형상 해석부로부터 수식을 취득하고, 상기 가공 공구 결정부로부터 가공 정보나 사용 공구의 정보를 취득하여 가공 사례를 작성하고, 상기 가공 사례를 상기 가공 사례 데이터베이스에 출력함으로써, 상기 가공 사례 데이터베이스에 데이터를 축적하는 가공 사례 작성부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
(7): CAD로 작성된 가공물의 CAD 데이터로부터 CAM로 가공용의 공구 궤적을 작성할 때에 필요한 공구 등을 결정하기 위한 가공 정보를 작성하는 가공 정보 작성 장치에, 상기 CAD로 작성된 CAD 데이터를 취득하고, 그 데이터에 기초하여 가공 형상 정보를 축적한 형상 데이터베이스로부터 필요한 정보를 검색하여 형상 해석을 행함으로써, 대상으로 하는 가공 형상의 데이터와 공구의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하는 형상 해석부의 기능을 실현시키기 위한 프로그램인 것을 특징으로 한다.
(8): 상기 (7)의 프로그램에 있어서, 상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 차수나 상수를, 가공에서의 형상의 특성으로 해서 데이터베이스를 구축하는 데이터베이스 구축 수단(가공 사례 작성부)의 기능을 실현시키는 것을 특징으로 한다.
(9): 상기 (7) 내지 (8)의 프로그램에 있어서, 상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 특징과, 그 수식 모델에 의한 절삭 잔여량의 추정 결과의 비교에 의해, 최적의 공구를 선택하는 최적 공구 선택 수단(가공 사례 데이터베이스 검색부+가공 공구 결정부)의 기능을 실현시키는 것을 특징으로 한다.
(10): 상기 (7) 내지 (9)의 프로그램에 있어서, 상기 형상 해석부의 형상 해석 결과를 사용하여, 가공시에 작성한 정보를 가공 사례로서 순차적으로 축적하는 가공 사례 데이터베이스로부터, 수식의 차수가 가장 가까운 가공 사례를 검색하는 가공 사례 데이터베이스 검색부)의 기능을 실현시키는 것을 특징으로 한다.
(11): 상기 (7) 내지 (10)의 프로그램에 있어서, 상기 가공 사례 데이터베이스 검색부로부터 CAD 데이터, 형상 데이터 및 가공 사례를 취득하고, 가공 사례의 공구 정보에 가장 가까운 공구를 공구 정보를 축적한 공구 데이터베이스로부터 검색하고, 수식과 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여량의 추정값을 비교함으로써 기본 가공 공정에 사용할 공구를 결정함과 함께, 상기 결정한 기본 가공 공정을 보완하는 절삭 잔여물 가공 공정을 추가하여 가공 정보를 출력하는 가공 공구 결정부의 기능을 실현시키는 것을 특징으로 한다.
(12): 상기 (7) 내지 (11)의 프로그램에 있어서, 공작 기계로부터 가공 정보를 취득하고, 상기 형상 해석부로부터 수식을 취득하고, 상기 가공 공구 결정부로부터 가공 정보나 사용 공구의 정보를 취득하여 가공 사례를 작성하고, 상기 가공 사례를 상기 가공 사례 데이터베이스에 출력함으로써, 상기 가공 사례 데이터베이스에 데이터를 축적하는 가공 사례 작성부의 기능을 실현시키는 것을 특징으로 한다.
(13): CAD로 작성된 가공물의 CAD 데이터로부터 CAM로 가공용의 공구 궤적을 작성할 때에 필요한 공구 등을 결정하기 위한 가공 정보를 작성하는 가공 정보 작성 방법으로서, 상기 CAD로 작성된 CAD 데이터를 취득하고, 그 데이터에 기초하여 가공 형상 정보를 축적한 형상 데이터베이스로부터 필요한 정보를 검색하여 형상 해석을 행함으로써, 대상으로 하는 가공 형상의 데이터와 공구의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하는 형상 해석 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(14): 상기 (13)의 가공 정보 작성 방법에 있어서, 상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 특징과, 그 수식 모델에 의한 절삭 잔여량의 추정 결과의 비교에 의해, 최적의 공구를 선택하는 최적 공구 선택 스텝(가공 사례 데이터베이스 검색 스텝+가공 공구 결정 스텝)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(15): 상기 (13) 또는 (14)의 가공 정보 작성 방법에 있어서, 상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 차수나 상수를, 가공에서의 형상의 특성으로 해서 데이터베이스를 구축하는 데이터베이스 구축 스텝(가공 사례 작성 스텝)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(16): 상기 (13) 내지 (15)의 가공 정보 작성 방법에 있어서, 상기 형상 해석 스텝의 형상 해석 결과를 사용하여, 가공시에 작성한 정보를 가공 사례로서 순차적으로 축적하는 가공 사례 데이터베이스로부터, 수식의 차수가 가장 가까운 가공 사례를 검색하는 가공 사례 데이터베이스 검색 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(17): 상기 (13) 내지 (16)의 가공 정보 작성 방법에 있어서, 상기 가공 사례 데이터베이스 검색 스텝으로부터 CAD 데이터, 형상 데이터 및 가공 사례를 취득하고, 가공 사례의 공구 정보에 가장 가까운 공구를 공구 정보를 축적한 공구 데이터베이스로부터 검색하고, 수식과 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여량의 추정값을 비교함으로써 기본 가공 공정에 사용할 공구를 결정함과 함께, 상기 결정한 기본 가공 공정을 보완하는 절삭 잔여물 가공 공정을 추가하여 가공 정보를 출력하는 가공 공구 결정 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(18): 상기 (13) 내지 (17)의 가공 정보 작성 방법에 있어서, 공작 기계로부터 가공 정보를 취득하고, 상기 형상 해석 스텝으로부터 수식을 취득하고, 상기 가공 공구 결정 스텝으로부터 가공 정보나 사용 공구의 정보를 취득하여 가공 사례를 작성하고, 상기 가공 사례를 상기 가공 사례 데이터베이스에 출력함으로써, 상기 가공 사례 데이터베이스에 데이터를 축적하는 가공 사례 작성 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(작용) 상기 각 구성의 작용은 다음과 같다.
(a): 상기 (1), (7) 및 (13)에서는, 형상 해석부 또는 형상 해석 스텝은 CAD로 작성된 CAD 데이터를 취득하고, 그 데이터에 기초하여 형상 데이터베이스로부터 필요한 정보를 검색하여 형상 해석을 행함으로써, 대상으로 하는 가공 형상의 데이터와 공구의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성한다.
이와 같이, 대상으로 하는 가공물의 가공 형상의 데이터와 공구의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하여, 형상의 특징을 수치화함으로써, 가공 데이터베이스의 구축이나 공구 선택의 지원을 용이하게 행할 수 있다.
(b): 상기 (2), (9) 및 (14)에서는 상기 (a)의 작용에 부가해서, 최적 공구 선택 수단 또는 최적 공구 선택 스텝은, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 특징과, 그 수식 모델에 의한 절삭 잔여량의 추정 결과의 비교에 의해, 최적의 공구를 선택한다. 이와 같이 하면, 공구 선택의 지원을 용이하게 행할 수 있다.
(c): 상기 (3), (8) 및 (15)에서는 상기 (a)의 작용에 부가해서, 데이터베이스 구축 수단 또는 데이터베이스 구축 스텝은, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 차수나 상수를, 가공에서의 형상의 특성으로 해서 데이터베이스를 구축한다. 이와 같이 하면, 또한, 가공 데이터베이스의 구축의 지원이 용이하게 된다.
(d): 상기 (4), (10) 및 (16)에서는, 가공 사례 데이터베이스 검색부 또는 가공 사례 데이터베이스 검색 스텝은, 상기 형상 해석부 또는 형상 해석 스텝의 형상 해석 결과를 사용하여 가공 사례 데이터베이스로부터, 수식의 차수가 가장 가까운 가공 사례를 검색한다. 이와 같이 하면, 과거의 유사 사례를 검색할 수 있다.
(e) 상기 (5), (11) 및 (17)에서는, 가공 공구 결정부 또는 가공 공구 결정 스텝은, 가공 사례 데이터베이스 검색부 또는 가공 사례 데이터베이스 검색 스텝이 검색한 가공 사례를 취득하고, 가공 사례의 공구 정보에 가장 가까운 공구를 공구 데이터베이스로부터 검색하고, 수식과 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여량의 추정값을 비교함으로써 기본 가공 공정에 사용할 공구를 결정함과 함께, 상기 결정한 기본 가공 공정을 보완하는 절삭 잔여물 가공 공정을 추가하여 가공 정보를 출력한다. 이와 같이 하면, 적절한 공구의 선택을 행할 수 있다.
(f): 상기 (6), (12) 및 (18)에서는, 가공 사례 작성부 또는 가공 사례 작성 스텝은, 공작 기계로부터 가공 정보를 취득하고, 형상 해석부 또는 형상 해석 스텝으로부터 수식을 취득하고, 가공 공구 결정부 또는 가공 공구 결정 스텝으로부터 가공 정보나 사용 공구의 정보(CAD 데이터+NC 프로그램 생성용 파라미터)를 취득하여 가공 사례를 작성하고, 가공 사례를 가공 사례 데이터베이스에 출력함으로써, 상기 가공 사례 데이터베이스에 데이터를 축적한다. 이와 같이 하면, 가공 사례를 가공 사례 데이터베이스로서 축적해 갈 수 있다.
상술한 바와 같이 하면, 대상으로 하는 가공물의 가공 형상의 데이터와 공구의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하고, 형상의 특징을 수치화함으로써, 가공 데이터베이스의 구축이나 공구 선택의 지원을 행할 수 있다.
또한, 공급된 가공물에 대하여, 형상이나 제품명 등 이외의 절대적인 평가 기준을 제공할 수 있다. 또한, 그 평가 기준에 기초하여, 시스템을 구축함으로써, 컴퓨터가 방대한 양의 계산을 행하지 않고, 공구의 선정이나 가공물을 가공의 특징으로부터 분류하는 것을 컴퓨터가 용이하게 지원할 수 있다.
<발명의 효과>
(a): 청구항 1, 7 및 13에서는, 대상으로 하는 가공물의 가공 형상의 데이터(CAD 데이터 등)와 공구의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하고, 형상의 특징을 수치화함으로써, 가공 데이터베이스의 구축이나 공구 선택의 지원을 용이하게 행할 수 있다.
(b): 청구항 2, 9 및 14에서는, 또한, 공구 선택의 지원을 용이하게 행할 수 있다.
(c): 청구항 3, 8 및 15에서는, 또한, 가공 데이터베이스의 구축의 지원이 용이하게 된다.
(d): 청구항 4, 10 및 16에서는, 또한, 과거의 유사 사례를 검색할 수 있다.
(e): 청구항 5, 11 및 17에서는, 또한, 적절한 공구의 선택을 행할 수 있다.
(f): 청구항 6, 12 및 18에서는, 또한, 가공 사례를 가공 사례 데이터베이스로서 축적할 수 있다.
또한, 공급된 가공물에 대하여, 형상이나 제품명 등 이외의 절대적인 평가 기준을 제공할 수 있다. 또한, 그 평가 기준에 기초하여, 시스템을 구축함으로써, 컴퓨터가 방대한 양의 계산을 행하지 않고, 공구의 선정이나 가공물을 가공의 특징으로부터 분류하는 것을 컴퓨터가 지원하는 것을 용이하게 한다.
(g): 이상과 같이, 본 발명에서는, 대상으로 하는 가공물의 가공 형상의 데이터와 공구의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하고, 형상의 특징을 수치화함으로써, 가공 데이터베이스의 구축이나 공구 선택의 지원을 행할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 공급된 가공물에 대하여, 형상이나 제품명 등 이외의 절대적인 평가 기준을 제공할 수 있다. 또한, 그 평가 기준에 기초하여, 시스템을 구축함으로써, 컴퓨터가 방대한 양의 계산을 행하지 않고, 공구의 선정이나 가공물을 가공의 특징으로부터 분류하는 것을 컴퓨터가 지원하는 것을 용이하게 하는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 있어서의 기초 개념 설명도(그 1).
도 2는 실시예에 있어서의 기초 개념 설명도(그 2).
도 3은 실시예에 있어서의 기초 개념 설명도(그 3).
도 4는 실시예에 있어서의 공구 선택의 설명도(그 1).
도 5는 실시예에 있어서의 공구 선택의 설명도(그 2).
도 6은 실시예에 있어서의 데이터베이스 구축의 설명도(그 1).
도 7은 실시예에 있어서의 데이터베이스 구축의 설명도(그 2).
도 8은 실시예에 있어서의 단면 형상의 분류(가공물의 형상)의 설명도.
도 9는 실시예에 있어서의 단면 형상의 분류(공구의 형상)의 설명도.
도 10은 실시예에 있어서의 단면 형상과 그 밖의 설명도(그 1).
도 11은 실시예에 있어서의 단면 형상과 그 밖의 설명도(그 2).
도 12는 실시예에 있어서의 가공 정보 작성 장치의 구성도.
도 13은 실시예에 있어서의 형상 해석부의 처리 플로우차트.
도 14는 실시예에 있어서의 가공 사례 데이터베이스 검색부의 처리 플로우차트.
도 15는 실시예에 있어서의 가공 공구 결정부의 처리 플로우차트.
도 16은 실시예에 있어서의 가공 사례 작성부의 처리 플로우차트.
도 17은 실시예에 있어서의 형상 데이터베이스의 예의 도면.
도 18은 실시예에 있어서의 가공 사례 데이터베이스의 예의 도면.
도 19는 실시예에 있어서의 공구 데이터베이스의 예의 도면.
도 20은 실시예에 있어서의 구체적인 장치의 예의 도면.
<부호의 설명>
1 : 가공물
2 : 공구
3 : 블록
11 : 가공 정보 작성 장치
12 : CAD
13 : 공작 기계
14 : NC 프로그램 생성부
15 : 형상 해석부
16 : 가공 사례 데이터베이스 검색부
17 : 가공 공구 결정부
18 : 가공 사례 작성부
19 : 형상 데이터베이스
20 : 공구 데이터베이스
21 : 가공 사례 데이터베이스
31 : 컴퓨터 본체
32 : 디스플레이 장치
33 : 입력 장치(키보드/마우스)
34 : 리무버블 디스크 드라이브(RDD)
35 : 하드디스크 장치(HDD)
36 : CPU(중앙 연산 제어 장치)
37 : ROM(리드 온리 메모리)
38 : 메모리
39 : 인터페이스 제어부(I/F 제어부)
40 : 통신 제어부
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
§1: 가공 정보 작성 장치에 있어서의 처리 등의 기초 개념의 설명
도 1은 기초 개념 설명도(그 1), 도 2는 기초 개념 설명도(그 2), 도 3은 기초 개념 설명도(그 3)이다. 이하, 도 1 내지 도 3에 기초하여 가공 정보 작성 장치에 있어서의 처리 등의 기초 개념을 설명한다.
본 발명에서는, 공급된 가공물에 대하여 어떤 특정한 공구를 사용했을 때에 생기는 절삭 잔여물의 체적을 가공물의 특징으로 한다. 예를 들면, 도 1과 같이, 가공물(1)과 이 가공물(1)을 깎기 위한 공구(2)가 있다고 가정한다. 그리고, 공구(2)에 의해 가공물(1)을 깎는 경우, 절삭 잔여 부분 A와 같은 L자 형상으로 공구(2)의 형상의 분만큼 절삭 잔여물이 발생한다.
또한, 절삭 잔여 부분 B와 같은 홈 형상인 경우, 홈 형상보다도 공구 직경이 가늘면, 절삭 잔여 부분 A와 마찬가지로 공구(2)의 형상의 분만큼 절삭 잔여물이 발생하지만, 홈 형상보다도 공구 직경이 굵으면, 도 1과 같은 절삭 잔여물이 발생한다. 절삭 잔여물은 크게 분류해서 2종류가 있으며, 절삭 잔여 부분 A와 같이 공구(2)의 형상의 분만큼 절삭 잔여물이 발생하는 경우와, 절삭 잔여 부분 B와 같이 공구(2)가 들어갈 수 없기 때문에 절삭 잔여물이 발생하는 경우가 있다. 이러한 절삭 잔여물의 특징을 가공의 특징으로 하여, 공구 선정이나 가공물 분류 등의 판단 기준에 이용한다.
예를 들면, 도 2와 같은 L자형의 블록(3)을 기본 모델로 했을 때에, 반경 r의 볼 엔드밀을 사용한 경우의 절삭 잔여물의 단면적은 다음과 같이 된다. 이 경우, 도 2에 있어서, (1)은 L자형의 블록(3)의 사시도이며, 이 (1)의 L자형의 블록(3)을 X 방향으로부터 본 도면을 (2)에, Y 방향으로부터 본 도면을 (3)에, Z 방향으로부터 본 도면을 (4)에 도시하고 있다. 또한, 각 부의 치수를 도시한 바와 같이, W(폭), H(높이), D(깊이)로 한다.
이러한 치수에 대하여, 절삭 잔여물의 단면적 S는 도 3의 (1)에 도시한 바와 같은 단면적 S, 즉, S=(1-π/4)r2로 된다. 이 때의 절삭 잔여물 체적 V는 도 3의 (2)에 도시한 바와 같이, V=(1-π/4)r2W로 된다.
이 모델식에 있어서의 가공 형상의 동정 해석을 행하여, 그 모델 고유의 W(폭)을 결정함으로써, 절삭 잔여량이라고 하는 판단 기준으로부터, 가공 형상과 공 구의 관계식(수식)이 얻어진다. 그 관계식에 의해서, 현재 선택되어 있는 공구의 전후의 공구에 대하여 절삭 잔여량의 추정이나, 가공물의 분류를 행하는 가공 데이터베이스를 구축할 수 있다.
§2:공구 선택의 설명
도 4는 공구 선택의 설명도(그 1), 도 5는 공구 선택의 설명도(그 2)이다. 이하, 도 4, 도 5에 기초하여 공구 선택에 대하여 설명한다. 이하의 예는, 기본 모델을 L자 형상으로 하여, 그 기본 모델의 특징과 실제의 절삭 잔여량의 비교를 통해 공구 선정을 행할 때의 구체예이다. 도 4의 (1), (2)에 있어서, 종축은 절삭 잔여량, 횡축은 공구 직경을 나타낸다. 또한 횡축에 있어서, A는 비교의 대상으로 되는 공구(현재의 공구)의 직경이며, A+는 상기 A보다 공구 직경을 늘리는 것을 나타내며, A-는 상기 A보다 공구 직경을 줄이는 것을 나타내고 있다.
도시한 기본 모델 곡선에 의해서 공구 선정을 행하는 경우, 비교의 대상으로 되는 공구 A(가공 데이터베이스 등으로부터 추천된 공구 직경 A의 공구)에 의해서 동정 해석된 기본 모델 곡선에 대하여, 비교하는 공구 A-나 공구 A+ 등의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 실제의 절삭 잔여량은 도 4의 (1), (2)에 도시하는 바와 같은 영역에 분포하게 된다.
이 경우의 6개의 영역은, 다음에 나타내는 바와 같은 현상이 일어나고 있고, 각각의 영역에 의해서 어떠한 현상이 일어나고 있는지 분류를 행하여, 공구 A(공구 직경 A의 공구)가 그 가공 형상에 대하여 적합한지의 여부를 판단한다. 이 때의 판단은 도 5와 같이 된다. 즉, 이하에 설명하는 a 내지 f는 도 5의 부호에 대응하 고 있고, 다음의 것을 나타내고 있다.
a: 공구 직경을 크게 하면 기본 모델보다도 절삭 잔여량의 증가가 크다. → 지금까지 가공되어 있던 홈 등에 공구가 들어가지 않게 되었다.
b: 기본 모델과 절삭 잔여량의 증가가 동일하다. → 가공 형상이 기본 모델과 일치하고 있다.
c: 공구 직경을 크게 하더라도 기본 모델보다도 절삭 잔여량의 증가가 작다. → 기본 모델보다도 개방된 형상이 많다.
d:공구 직경을 작게 해도 기본 모델보다도 절삭 잔여량의 감소가 작다. → 기본 모델보다도 개방된 형상이 많다.
e: 기본 모델과 절삭 잔여량의 감소가 동일하다. → 가공 형상이 기본 모델과 일치하고 있다.
f: 공구 직경을 작게 하면 기본 모델보다도 절삭 잔여량의 감소가 크다. → 지금까지 가공할 수 없었던 포켓에 공구가 들어가게 되었다.
이상과 같은 분류로부터 도 5의 하측에 도시한 바와 같이 공구 선정의 판단 기준을 작성하여, 컴퓨터에 의해서 공구 선정을 지원한다. 이것을 반복함으로써, 모든 공구에 대하여 시뮬레이션을 행하지 않고, 최적의 공구를 선정하는 것이 가능하게 된다.
§3: 데이터베이스 구축의 설명
도 6은 데이터베이스 구축의 설명도(그 1), 도 7은 데이터베이스 구축의 설명도(그 2)이다. 도 6, 도 7에 있어서, (1)은 L자형의 블록(3)의 사시도이며, 이 (1)의 L자형의 블록(3)을 X 방향으로부터 본 도면을 (2)에, Y 방향으로부터 본 도면을 (3)에, Z 방향으로부터 본 도면을 (4)에 도시하고 있다. 또한, 각 부의 치수를 도시한 바와 같이, W(폭), H(높이), D(깊이), θ(경사 각도)로 한다. 이하, 도 6, 도 7에 기초하여 데이터베이스 구축에 대하여 설명한다.
기본 모델을 가능한 한 실제의 가공 형상에 충실하게 근접시킴으로써, 수식 모델(수학 모델)의 신뢰성을 높이고, 그 수식 모델의 차수나 상수를, 가공에서의 형상의 특성으로 해서 데이터베이스를 구축한다. 기본 모델로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과를 가능한 한 현실의 모델에 근접시키기 위해서는, 기본 모델을 복잡하게 할 필요가 있다.
예를 들면, 금형과 같이 발구배가 부여되어 있는 경우 등은, 도 6과 같이 L자 모델의 각도를 발구배에 맞추면 계산의 정밀도가 향상한다. 이 때의 절삭 잔여물 체적 V는,
Figure 112006024188665-PCT00001
로 된다. 이 수학식을 사용함으로써, 기본 모델식은 발구배를 고려하게 되어, 현실의 가공 형상에 근접한다.
또한, 절삭 잔여물이 항상 공구의 형상의 분만큼이라고 하는 경우에만 한정되지 않고, 도 7과 같이 홈 폭 D2보다도 큰 공구 직경을 사용한 경우에는 홈에 공 구가 들어가지 않기 때문에, 공구 형상분 이상으로 절삭 잔여물이 발생한다. 이 때의 절삭 잔여량은,
Figure 112006024188665-PCT00002
로 된다. 이로써, L자 부분의 길이, 홈의 폭이나 깊이, 길이 등을 파라미터화할 수 있다. 이와 같이 하여, 기본 모델을 복잡화함으로써, 절삭 잔여량의 추정의 정밀도는 향상한다.
이러한 방법을 응용하여, 기본 모델을 실제의 가공 형상에 근접시킴으로써, 동정된 수식 모델(수학 모델)의 차수나 상수 등을 이용하여, 가공의 데이터베이스를 구축함으로써, 포켓이나 홈 등을 정의하거나, 제품 형상을 등록하지 않고, 어떤 일정한 판단 기준으로 가공 형상을 분류하는 것이 가능하게 된다.
§4: 단면 형상의 설명
도 8은 단면 형상의 분류(가공물의 형상)의 설명도이다. 이하에 설명하는 단면 형상은, 수식 모델(수학 모델)을 구축하는 데에 있어서 필요 최소한의 단면 형상을 기술하는 것이다. 이하, 상세하게 설명한다.
◎: 가공 형상의 분류
a: 가공물의 형상의 설명
절삭 잔여 부분의 단면 패턴은, 크게 나누어 2패턴(도 8의 절삭 잔여 부분 A, B)으로 나눌 수 있다. 그 하나의 패턴은, 도 8의 절삭 잔여 부분 A와 같은 절삭 잔여 부분이며, L자 형상의 부분에는 공구의 형상의 분만큼 절삭 잔여물이 발생한다. 또한, 다른 하나의 패턴은, 도 8의 절삭 잔여 부분 B와 같은 패턴이며, 홈 형상보다도 공구 직경이 가늘면 절삭 잔여 부분 A와 마찬가지로 공구의 형상의 분만큼 절삭 잔여물이 발생하지만, 홈 형상보다도 공구 직경이 굵으면 도 8과 같은 절삭 잔여물이 발생한다.
b: 공구의 형상의 설명
도 9는 단면 형상의 분류(공구의 형상)의 설명도이며, (1)은 볼 엔드밀, (2)는 플랫 엔드밀, (3)은 R 엔드밀, (4)은 특수 형상의 밀을 나타낸다. 공구는 특수한 것{도 9의 (4)의 형상}을 넣으면 무한하게 형상이 존재하지만, 일반적으로 (1)의 볼 엔드밀, (2)의 플랫 엔드밀, (3)의 R 엔드밀이 사용된다. 본 발명에서는 상기한 3종류의 단면 형상을 대상으로 해서 설명한다.
c: 단면 형상의 그 밖의 설명
도 10은 단면 형상의 그 밖의 설명도(그 1), 도 11은 단면 형상의 그 밖의 설명도(그 2)이다. 또한, 도 10에 있어서, r은 공구 선단의 반경, θ는 벽의 각도를 나타낸다.
공구의 선단 형상에 따라서는 절삭 잔여물이 발생하는 경우가 있다. 예를 들면, 벽의 각도를 π/2≤θ<π로 했을 때, 단면 형상은 다음과 같이 된다.
즉, 볼 엔드밀(도 9의 (1) 참조)의 경우에는, 도 10의 (1)과 같이 절삭 잔여물이 발생한다. 플랫 엔드밀(도 9의 (2) 참조)의 경우에는, 도 10의 (2)와 같이, 이론적으로는 절삭 잔여물은 발생하지 않는다. R 엔드밀(도 9의 (3) 참조)의 경우에는, 도 10의 (3)과 같이, 절삭 잔여물이 발생한다. 즉, 볼 엔드밀과 동일한 단면적의 절삭 잔여물이 발생한다.
또한, 도 11의 (1)과 같이, 공구 직경보다도 좁은 홈 형상인 경우에는, 공구가 들어가지 않는 때문에, 공구의 형상 이상으로 절삭 잔여물이 발생한다. 홈의 벽의 각도를 π/2≤θ<π로 했을 때의 바둑판면 형상은 다음과 같이 된다.
즉, 볼 엔드밀(도 9의 (1) 참조)의 경우에는, 도 11의 (1)과 같이 공구의 선단이 약간만 들어가는 단면으로 된다. 플랫 엔드밀(도 9의 (2) 참조)의 경우에는, 도 11의 (2)와 같이, 전혀 들어가지 않는 단면으로 된다. R 엔드밀(도 9의 (3) 참조)의 경우에는, 도 11의 (3), (4)와 같이, 전혀 들어가지 않거나 선단이 약간만 들어가는 단면의 2종류로 된다.
§5: 가공 정보 작성 장치의 구성의 설명
도 12는 가공 정보 작성 장치의 구성도이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 가공 정보 작성 장치(11)는, 형상 해석부(15)와, 가공 사례 데이터베이스 검색부(16)와, 가공 공구 결정부(17)와, 가공 사례 작성부(18)와, 형상 데이터베이스(19)와, 공구 데이터베이스(20)와, 가공 사례 데이터베이스(21) 등으로 구성되어 있다.
즉 가공 정보 작성 장치(11)는, CAD(12)에 접속되어 CAD(12)로부터 출력된 CAD 데이터를 입력하여 가공 정보를 작성함과 함께, 작성한 가공 정보(가공 데이터)를 NC 프로그램 생성부(14)(CAM)를 통하여 공작 기계(13)에 출력하도록 구성되어 있다. 또한, 공작 기계(13)의 센서 등으로 취득하는 가공 사례 정보는 가공 사 례 작성부(18)가 받아들여 가공 사례 데이터베이스(21)에 축차 축적하도록 구성되어 있다.
상기 형상 해석부(15)는, CAD(12)로부터의 가공물의 CAD 데이터를 취득하여, 그 CAD 데이터에 기초하여 가공물의 형상 해석을 행하는 것이다. 이 경우, 형상 해석부(15)는, 형상 해석을 행할 때, 형상 데이터베이스(19)를 검색하고 그 검색 결과의 정보를 이용하여 형상 해석을 행한다.
가공 사례 데이터베이스 검색부(16)는, 형상 해석부(15)로부터의 형상 해석 결과(CAD 데이터+형상 데이터 등)를 취득하고, 가공 사례 데이터베이스(21)로부터 필요한 정보를 검색하는 것이다. 가공 공구 결정부(17)는, 가공 사례 데이터베이스 검색부(16)로부터 정보(CAD 데이터+형상 데이터+가공 사례)를 취득하고, 그 정보에 가장 가까운 공구를 공구 데이터베이스(20)로부터 검색하고, 가공에 최적인 공구를 결정하여, 가공 정보(NC 프로그램 생성용 파라미터 등의 정보)를 출력하는 것이다.
가공 사례 작성부(18)는, 가공 공구 결정부(17)로부터의 정보(CAD 데이터+형상 데이터+가공 사례+NC 프로그램 생성용 파라미터 등)를 취득하고, 형상 해석부(15)로부터 수식을 취득하고, 가공 공구 결정부(17)로부터 사용 공구를 취득하고, NC 프로그램 생성부(14)(CAM)로부터 가공 조건 등을 취득하고, 공작 기계(13)로부터 가공 정보를 취득함으로써 가공 사례를 출력하여, 가공 사례 데이터베이스(21)에 축적하는 것이다. 또한, NC 프로그램 생성부(14)(CAM)는, 가공 공구 결정부(17)에서 결정한 가공 정보에 기초하여, NC 프로그램을 작성하여 공작 기계(13)에 공급하는 것이다.
이상과 같이, 가공 정보 작성 CAD(12)로 작성된 가공물의 CAD 데이터를 이용하여, CAM으로 가공용의 공구 궤적을 작성할 때에 필요한 공구 등을 결정하기 위한 가공 정보를 작성하는 장치로서, 미리, 가공 형상 정보를 축적한 형상 데이터베이스(19)와, 미리, 공구에 관한 정보를 축적한 공구 데이터베이스(20)와, 가공시에 작성한 정보를 가공 사례로서 순차적으로 축적하는 가공 사례 데이터베이스(21)와, CAD(12)로 작성된 CAD 데이터를 취득하고, 그 데이터에 기초하여 형상 데이터베이스(19)로부터 필요한 정보를 검색하여 형상 해석을 행함으로써, 대상으로 하는 가공 형상의 데이터와 공구의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하는 형상 해석부(15)와, 형상 해석부(15)의 형상 해석 결과를 사용하여 가공 사례 데이터베이스(21)로부터 수식의 차수가 가장 가까운 가공 사례를 검색하는 가공 사례 데이터베이스 검색부(16)와, 가공 사례 데이터베이스 검색부(16)가 검색한 가공 사례를 취득하고, 가공 사례의 공구 정보에 가장 가까운 공구를 상기 공구 데이터베이스(20)로부터 검색하고, 수식과 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여량의 추정값을 비교함으로써 기본 가공 공정에 사용할 공구를 결정함과 함께, 결정한 기본 가공 공정을 보완하는 절삭 잔여물 가공 공정을 추가하여 가공 정보를 출력하는 가공 공구 결정부(17)와, 공작 기계(13)로부터 가공 정보를 취득하고, 형상 해석부(15)로부터 수식을 취득하고, 가공 공구 결정부(17)로부터 가공 정보나 사용 공구의 정보(CAD 데이터+형상 데이터+가공 사례+NC 프로그램 생성용 파라미터 등)를 취득하여 가공 사례를 작성 하고, 가공 사례를 가공 사례 데이터베이스(21)에 출력함으로써, 가공 사례 데이터베이스(21)에 데이터를 축적하는 가공 사례 작성부(18)를 구비하고 있다. 또한, NC 프로그램 생성부(14)는, 가공 정보 작성 장치(11) 내에 설치해도 된다.
또한, 상기 형상 해석부(15)와, 가공 사례 데이터베이스 검색부(16)와, 가공 공구 결정부(17)와, 가공 사례 작성부(18)는, 각각 프로그램에 의해 구성되어 있고, 가공 정보 작성 장치 내의 CPU(도시 생략)가 상기 프로그램을 실행함으로써 실현하는 것이다. 또한, NC 프로그램 생성부(14)는, 가공 정보 작성 장치 내의 CPU(도시 생략), 또는 CAM 내의 CPU(도시 생략)가 상기 프로그램을 실행함으로써 실현하는 것이다.
§6: 가공 정보 작성 장치 내의 각 부의 처리와 데이터베이스 예의 상세한 설명
(1): 형상 해석부의 처리 설명
도 13은 형상 해석부의 처리 플로우차트이다. 이하, 도 13에 기초하여 형상 해석부의 처리를 설명한다. 또한, 도 13에 있어서 S1~S6은 각 처리 스텝을 나타낸다.
상기 형상 해석부(15)는, 우선, CAD(12)로부터의 가공물의 CAD 데이터를 취득하여(S1), 절삭 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여물 체적 계산을 행한다(S2). 다음으로, 공구와 가공물의 가공 형상의 조합에 의한 단면적 정보를 형상 데이터베이스(19)로부터 취득하고(S3), 취득한 단면을 조합함으로써 절삭 잔여물 체적을 추측하는 수식을 수 종류 작성하고, 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여물 체적과 비교함으로 써, 수식의 차수를 결정한다(S4). 그리고, 결정한 수식을 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여물 체적과 비교함으로써, 수식의 결정을 행한다(S5). 다음으로, 형상 해석 결과 출력을 행하고(S6), 이 처리를 종료한다.
(2): 가공 사례 데이터베이스 검색부의 처리 설명
도 14는 가공 사례 데이터베이스 검색부의 처리 플로우차트이다. 이하, 도 14에 기초하여 가공 사례 데이터베이스 검색부의 처리를 설명한다. 또한, 도 14에 있어서 S11~S14는 각 처리 스텝을 나타낸다.
가공 사례 데이터베이스 검색부(16)는, 형상 해석부(15)로부터 형상 해석 결과를 취득하고(S11), 그 데이터에 기초하여, 수식의 차수가 가장 가까운 가공 사례를 가공 사례 데이터베이스(21)로부터 검색한다(S12). 다음으로, 가공 데이터베이스 검색부(16)는, 검색된 가공 사례 중에서 가장 수식의 상수가 가까운 가공 사례를 선택하고(S13), 가공 사례 출력(가공 공구 결정부(17)로 출력)을 행하고(S14), 이 처리를 종료한다.
(3): 가공 공구 결정부의 처리 설명
도 15는 가공 공구 결정부의 처리 플로우차트이다. 이하, 도 15에 기초하여 가공 공구 결정부의 처리를 설명한다. 또한, 도 15에 있어서 S21~S25는 각 처리 스텝을 나타낸다.
가공 공구 결정부(17)는, 가공 사례 데이터베이스 검색부(16)로부터 정보(CAD 데이터+형상 데이터+가공 사례)를 취득하고(S21), 가공 사례의 공구 정보에 가장 가까운 공구를 공구 데이터베이스(20)로부터 검색한다(S22). 다음으로, 수식 과 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여량의 추측값을 비교하여 기본 가공 공정에 사용할 공구를 결정한다(S23).
다음으로, 가공 공구 결정부(17)는, 결정한 기본 가공 공정을 보완하는 절삭 잔여물 공정을 추가하고(S24), NC 프로그램 생성부(14)로 가공 정보(NC 프로그램 생성용 파라미터)를 출력하고(S25), 이 처리를 종료한다.
(4): 가공 사례 작성부의 처리 설명
도 16은 가공 사례 작성부의 처리 플로우차트이다. 이하, 도 16에 기초하여 가공 사례 작성부의 처리를 설명한다. 또한, 도 16에 있어서 S31~S36은 각 처리 스텝을 나타낸다.
가공 사례 작성부(18)는 가공 공구 결정부(17)로부터 정보(CAD 데이터+형상 데이터+가공 사례+NC 프로그램 생성용 파라미터를 포함한다)를 취득하고(S31), 형상 해석부(15)로부터 해석 결과의 수식을 저장하고(S32), 가공 공구 결정부(17)로부터 사용 공구를 취득(NC 프로그램 생성용 파라미터로부터 취득)하고(S33), NC 프로그램 생성부(14)로부터 가공 조건 등의 데이터를 취득한다(S34).
또한, 가공 사례 작성부(18)는 공작 기계(13)로부터 가공 정보(센서 등에서 취득한 가공 정보)를 취득하고(S35), 가공 사례 출력을 행하고(S36), 가공 사례 데이터베이스(21)에 축적하고 이 처리를 종료한다.
(5): 형상 데이터베이스 예
도 17은 형상 데이터베이스 예를 도시한 도면이다. 예를 들면, 형상 데이터베이스(19)는 도 17과 같이 구성되어 있다. 즉, 형상 데이터베이스(19)에는, 형상 ID(형상에 관한 식별 코드)가 1, 2, 3, 4, 5, 6…과 같이 나열되어 있고, 이들의 각 형상 ID마다, 단면 형상의 명칭과 수식(수식 모델)이 등록되어 있다.
이 경우, 예를 들면, 형상 ID=1에서는, 명칭이 「단면 형상 A」이며, 수식=0.215×a1×r2와 같이 되어 있다. 또한, 형상 ID=2에서는, 명칭이 「단면 형상 B」이며, 수식=0.19×a1×r2와 같이 되어 있다. 또한, 형상 ID=3에서는, 명칭이 「단면 형상 C」이며, 수식=O.18×a1×r2와 같이 되어 있다(또한, *=×이다). 이하, 마찬가지로 각 정보가 등록되어 있다. 또한, 이 형상 데이터베이스(19)는, 미리 수동으로 데이터, 혹은 정보를 저장해 두는 것이다.
(6): 가공 사례 데이터베이스 예
도 18은 가공 사례 데이터베이스 예를 나타낸 도면이다. 예를 들면, 가공 사례 데이터베이스(21)는 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, 가공 사례 데이터베이스(21)에는, 가공 사례 ID(가공 사례에 관한 식별 코드)가 1, 2, 3, 4, 5, 6…과 같이 나열되어 있고, 이들의 각 가공 사례 ID마다, 금형의 명칭과, 수식(수식 모델)과, 사용 공구와, 가공 시간 등의 데이터가 등록되어 있다.
이 경우, 예를 들면, 가공 사례 ID=1에서는, 명칭이 「금형 A」이며, 수식=120* r…과 같이 되어 있고, 사용 공구=1+3+5이고, 가공 시간=1200으로 되어있다. 또한, 가공 사례 ID=2에서는, 명칭이 「금형 B」이며, 수식=300*r…과 같이 되어 있고, 사용 공구=1+2+3이고, 가공 시간=400으로 되어 있다. 또한, 가공 사례 ID=3에서는, 명칭이 「금형 C」이며, 수식=1400*r…과 같이 되어 있고, 사용 공구 =3+5+8이고, 가공 시간=11500으로 되어 있다. 이하, 마찬가지의 정보가 등록되어 있다.
(7):공구 데이터베이스 예
도 19는 공구 데이터베이스예를 도시한 도면이다. 예를 들면, 공구 데이터베이스(20)는 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, 공구 데이터베이스(20)에는, 공구 ID(공구에 관한 식별 코드)가 1, 2, 3, 4, 5, 6…과 같이 나열되어 있고, 이들의 각 공구 ID마다, 명칭, 공구 직경, 날 길이, 전체 길이, 자루 직경 등의 데이터가 등록되어 있다.
이 경우, 예를 들면, 공구 ID=1에서는, 명칭=「BEM1」, 공구 직경=1, 날 길이=10, 전체 길이=50, 자루 직경=4로 되어 있다. 또한, 공구 ID=2에서는, 명칭=「BEM2」, 공구 직경=2, 날 길이=10, 전체 길이=50, 자루 직경=4로 되어 있다. 또한, 공구 ID=3에서는, 명칭=BEM3, 공구 직경=3, 날 길이=20, 전체 길이=60, 자루 직경=4로 되어 있다. 이하, 마찬가지의 정보가 등록되어 있다. 또한, 이 공구 데이터베이스(20)는, 미리 수동으로 데이터, 혹은 정보를 저장해 두는 것이다.
§7:구체적인 장치예와 기록 매체의 설명
도 20은 구체적인 장치예로서, 도 12에 도시한 가공 정보 작성 장치의 1개의 구체예를 도시한 것이다. 이 가공 정보 작성 장치는, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터, 워크스테이션 등의 임의의 컴퓨터에 의해 실현하는 장치로서, 컴퓨터 본체(31)와, 해당 컴퓨터 본체(31)에 접속된 디스플레이 장치(32), 키보드나 마우스 등의 입력 장치(33), 플렉시블 디스크 드라이브(플로피 디스크 드라이브)(FDD)나 CD-ROM 드라 이브나 광 디스크 장치 등의 리무버블 디스크 드라이브(RDD)(34), 하드디스크 장치(HDD)(35) 등을 구비하고 있다.
그리고, 컴퓨터 본체(31)에는, 장치 내의 각종 제어 등을 행하는 CPU(중앙 연산 처리 장치)(36), 프로그램이나 각종 파라미터 등의 데이터를 저장해 두기 위한 ROM(불휘발성 메모리)(37), CPU(36)가 워크용으로서 사용하는 메모리(38), 외부의 I/O 장치와의 인터페이스 제어를 행하는 인터페이스 제어부(I/F 제어부)(39), 외부와의 통신 제어를 행하는 통신 제어부(40) 등을 구비하고 있다.
그리고, 도 12에 도시한 형상 해석부(15), 가공 사례 데이터베이스 검색부(16), 가공 공구 결정부(17), 가공 사례 작성부(18), NC 프로그램 생성부(14) 등은, 각각 프로그램에 의해 구성되어 있다. 또한, 상기 프로그램을, 미리 하드디스크 장치(HDD)(35)의 하드디스크(기록 매체, 혹은 기억 매체), 혹은 ROM(37)에 저장(기록, 혹은 기억)해 두고, 그 프로그램을, CPU(36)의 제어에 의해 판독하고, 해당 CPU(36)가 판독한 프로그램을 실행함으로써, 상기 각 부의 처리(가공 정보 작성 처리)를 행한다.
그러나, 본원 발명은, 이러한 예에 한정되지 않고, 예를 들면, 하드디스크 장치(HDD)(35)의 하드디스크에, 다음과 같이 하여 프로그램을 저장하고, 이 프로그램을 CPU(36)가 실행함으로써 상기 가공 정보 작성 처리를 행하는 것도 가능하다.
1): 다른 장치로 작성된 리무버블 디스크(예를 들면, CD-ROM 등의 광 디스크)에 저장되어 있는 프로그램(다른 장치로 작성한 프로그램 데이터)을, 리무버블 디스크 드라이브(RDD)(34)에 의해 판독하고, 하드디스크 장치(HDD)(35)의 기록 매 체(하드디스크)에 저장한다.
2): LAN 등의 통신회선을 통하여 다른 장치로부터 전송된 프로그램 등의 데이터를, 통신 제어부(40)를 통하여 수신하고, 그 데이터를 하드디스크 장치(HDD)(35)의 기록 매체(하드디스크)에 저장한다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 가공 정보 작성 장치 및 프로그램은, CAM에 유용하며, 특히, 금속 등의 절삭 가공의 CAM에 적합하다.

Claims (18)

  1. CAD로 작성된 가공물의 CAD 데이터를 이용하여, CAM으로 가공용의 공구 궤적을 작성할 때에 필요한 공구 등을 결정하기 위한 가공 정보를 작성하는 가공 정보 작성 장치로서,
    상기 CAD로 작성된 CAD 데이터를 취득하고, 그 데이터에 기초하여 가공 형상 정보를 축적한 형상 데이터베이스로부터 필요한 정보를 검색하여 형상 해석을 행함으로써, 대상으로 하는 가공 형상의 데이터와 공구와의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하는 형상 해석부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가공 정보 작성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 특징과, 그 수식 모델에 의한 절삭 잔여량의 추정 결과의 비교에 의해, 최적의 공구를 선택하는 최적 공구 선택 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가공 정보 작성 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 차수나 상수를, 가공에서의 형상의 특성으로 해서 데이터베이스를 구축하는 데 이터베이스 구축 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가공 정보 작성 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형상 해석부의 형상 해석 결과를 사용하여, 가공시에 작성한 정보를 가공 사례로서 순차적으로 축적하는 가공 사례 데이터베이스로부터, 수식의 차수가 가장 가까운 가공 사례를 검색하는 가공 사례 데이터베이스 검색부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가공 정보 작성 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가공 사례 데이터베이스 검색부로부터 CAD 데이터, 형상 데이터 및 가공 사례를 취득하고, 가공 사례의 공구 정보에 가장 가까운 공구를 공구 정보를 축적한 공구 데이터베이스로부터 검색하고, 수식과 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여량의 추정값을 비교함으로써 기본 가공 공정에 사용할 공구를 결정함과 함께, 상기 결정한 기본 가공 공정을 보완하는 절삭 잔여물 가공 공정을 추가하여 가공 정보를 출력하는 가공 공구 결정부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가공 정보 작성 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    공작 기계로부터 가공 정보를 취득하고, 상기 형상 해석부로부터 수식을 취득하고, 상기 가공 공구 결정부로부터 가공 정보나 사용 공구의 정보를 취득하여 가공 사례를 작성하고, 상기 가공 사례를 상기 가공 사례 데이터베이스에 출력함으로써, 상기 가공 사례 데이터베이스에 데이터를 축적하는 가공 사례 작성부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가공 정보 작성 장치.
  7. CAD로 작성된 가공물의 CAD 데이터를 이용하여, CAM으로 가공용의 공구 궤적을 작성할 때에 필요한 공구 등을 결정하기 위한 가공 정보를 작성하는 가공 정보 작성 장치에,
    상기 CAD로 작성된 CAD 데이터를 취득하고, 그 데이터에 기초하여 형상 데이터베이스로부터 필요한 정보를 검색하여 형상 해석을 행함으로써, 대상으로 하는 가공 형상의 데이터와 공구와의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하는 형상 해석부의 기능을 실현시키기 위한 프로그램.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 차수나 상수를, 가공에서의 형상의 특성으로 해서 데이터베이스를 구축하는 데이터베이스 구축 수단의 기능을 실현시키기 위한 프로그램.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델 의 특징과, 그 수식 모델에 의한 절삭 잔여량의 추정 결과의 비교에 의해, 최적의 공구를 선택하는 최적 공구 선택 수단의 기능을 실현시키기 위한 프로그램.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형상 해석부의 형상 해석 결과를 사용하여 가공 사례 데이터베이스로부터, 수식의 차수가 가장 가까운 가공 사례를 검색하는 가공 사례 데이터베이스 검색부의 기능을 실현시키기 위한 프로그램.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가공 사례 데이터베이스 검색부로부터 CAD 데이터, 형상 데이터 및 가공 사례를 취득하고, 가공 사례의 공구 정보에 가장 가까운 공구를 공구 데이터베이스로부터 검색하고, 수식과 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여량의 추정값을 비교함으로써 기본 가공 공정에 사용할 공구를 결정함과 함께, 상기 결정한 기본 가공 공정을 보완하는 절삭 잔여물 가공 공정을 추가하여 가공 정보를 출력하는 가공 공구 결정부의 기능을 실현시키기 위한 프로그램.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    공작 기계로부터 가공 정보를 취득하고, 상기 형상 해석부로부터 수식을 취득하고, 상기 가공 공구 결정부로부터 가공 정보나 사용 공구의 정보를 취득하여 가공 사례를 작성하고, 상기 가공 사례를 상기 가공 사례 데이터베이스에 출력함으 로써, 상기 가공 사례 데이터베이스에 데이터를 축적하는 가공 사례 작성부의 기능을 실현시키기 위한 프로그램.
  13. CAD로 작성된 가공물의 CAD 데이터를 이용하여, CAM으로 가공용의 공구 궤적을 작성할 때에 필요한 공구 등을 결정하기 위한 가공 정보를 작성하는 가공 정보 작성 방법으로서,
    상기 CAD로 작성된 CAD 데이터를 취득하고, 그 데이터에 기초하여 가공 형상 정보를 축적한 형상 데이터베이스로부터 필요한 정보를 검색하여 형상 해석을 행함으로써, 대상으로 하는 가공 형상의 데이터와 공구와의 시뮬레이션으로부터 얻어지는 절삭 잔여량의 결과에 기초하여, 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델을 작성하는 형상 해석 단계로 이루어지는 가공 정보 작성 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 특징과, 그 수식 모델에 의한 절삭 잔여량의 추정 결과의 비교에 의해, 최적의 공구를 선택하는 최적 공구 선택 단계로 이루어지는 가공 정보 작성 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 가공 형상을 따른 절삭 잔여량의 수식 모델에 기초하여, 그 수식 모델의 차수나 상수를, 가공에서의 형상의 특성으로 해서 데이터베이스를 구축하는 데 이터베이스 구축 단계로 이루어지는 가공 정보 작성 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    형상 해석 단계의 형상 해석 결과를 사용하여 가공시에 작성한 정보를 가공 사례로서 순차적으로 축적하는 가공 사례 데이터베이스로부터, 수식의 차수가 가장 가까운 가공 사례를 검색하는 가공 사례 데이터베이스 검색 단계로 이루어지는 가공 정보 작성 방법.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가공 사례 데이터베이스 검색 단계로부터 CAD 데이터, 형상 데이터 및 가공 사례를 취득하고, 가공 사례의 공구 정보에 가장 가까운 공구를 공구 정보를 축적한 공구 데이터베이스로부터 검색하고, 수식과 시뮬레이션에 의한 절삭 잔여량의 추정값을 비교함으로써 기본 가공 공정에 사용할 공구를 결정함과 함께, 상기 결정한 기본 가공 공정을 보완하는 절삭 잔여물 가공 공정을 추가하여 가공 정보를 출력하는 가공 공구 결정 단계로 이루어지는 가공 정보 작성 방법.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    공작 기계로부터 가공 정보를 취득하고, 상기 형상 해석 단계로부터 수식을 취득하고, 상기 가공 공구 결정 단계로부터 가공 정보나 사용 공구의 정보를 취득하여 가공 사례를 작성하고, 상기 가공 사례를 상기 가공 사례 데이터베이스에 출 력함으로써, 상기 가공 사례 데이터베이스에 데이터를 축적하는 가공 사례 작성 단계로 이루어지는 가공 정보 작성 방법.
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