TWI806172B

TWI806172B - 構造物之製造方法、構造物製造用之識別符、構造物之製造系統及機械加工程式

Info

Publication number: TWI806172B
Application number: TW110136213A
Authority: TW
Inventors: 佐野行拓; 山口雅史; 佐藤與志
Original assignee: 日商川崎車輛股份有限公司
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2023-06-21
Also published as: JP7404591B2; WO2023013036A1; CN117529391A; TW202307394A; JPWO2023013036A1

Abstract

本發明之構造物之製造方法包括：接收包含工件三維測定資料、及與上述工件三維測定資料建立關聯之第1識別符三維測定資料之第1固有資訊之資料集；測定上述識別符之三維形狀而獲取第2識別符三維測定資料；自包含與上述第2識別符三維測定資料之第2固有資訊一致之上述第1固有資訊之上述資料集讀出上述工件三維測定資料；及基於讀出之上述工件三維測定資料來決定加工計劃。

Description

構造物之製造方法、構造物製造用之識別符、構造物之製造系統及機械加工程式

本發明係關於一種構造物之製造方法、構造物製造用之識別符、構造物之製造系統及機械加工程式。

於構造物之製造過程中，有時於作為加工對象之工件之設計資料與實際工件之間產生形狀差。於專利文獻1中，揭示一種系統，其為了防止起因於此種形狀差而於機械加工機之加工工具之加工起點與工件之間產生干涉，而預先測定工件之三維形狀獲取三維測定資料，從而預測干涉。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2006-139506號公報

[發明所欲解決之問題]

即便於同種工件之間，工件之三維形狀亦產生個體差，每一工件之加工裕度可產生差異。而且，為了生產線之效率化，考慮於脫離生產線之線下，預先測定複數個工件之三維測定資料並將複數個三維測定資料記憶於記憶器。生產線上之機械加工機可能由於人為的輸入失誤等，而自記憶於記憶器之複數個三維測定資料中，自記憶器讀出與實際加工之工件不對應之三維測定資料。若引進新管理設備以防止此種失誤，則導致成本增加。 [解決問題之手段]

本發明之一態樣之構造物之製造方法係用於使用具有加工工具之機械加工機來製造構造物之方法，且包括：接收資料集，該資料集包含測定作為加工對象物之工件之三維形狀所獲取之工件三維測定資料、及與上述工件三維測定資料建立關聯且測定附於上述工件之識別符之三維形狀所獲取之第1識別符三維測定資料之第1固有資訊；測定上述識別符之三維形狀而獲取第2識別符三維測定資料；自包含與所獲取之上述第2識別符三維測定資料之第2固有資訊一致之上述第1固有資訊之上述資料集，讀出上述工件三維測定資料；及基於讀出之上述工件三維測定資料來決定加工計劃。

本發明之一態樣之構造物製造用之識別符係用於識別作為加工對象物之工件個體之識別符，且具備：基底，其包含相對於上述工件裝卸自如地安裝之吸附體；複數個突起或凹部，其等配置於上述基底；及調整器，其可機械性地變更上述突起之突出量或上述凹部之凹陷量，由該突出量或該凹陷量賦予上述工件之固有資訊。

本發明之一態樣之構造物之製造系統係用於使用具有加工工具之機械加工機來製造構造物之系統，且具備測定三維形狀之測定感測器、及連接於上述測定感測器之處理電路。上述處理電路構成為進行如下步驟：接收資料集，該資料集包含測定工件之三維形狀所獲取之工件三維測定資料、及與上述工件三維測定資料建立關聯且測定附於上述工件之識別符之三維形狀所獲取之第1識別符三維測定資料之第1固有資訊；藉由上述測定感測器來測定上述識別符之三維形狀而獲取第2識別符三維測定資料；自包含與上述第2識別符三維測定資料之第2固有資訊一致之上述第1固有資訊之上述資料集，讀出上述工件三維測定資料；及基於讀出之上述工件三維測定資料來決定加工計劃。

本發明之一態樣之機械加工程式係用於使用具有加工工具之機械加工機來製造構造物之程式，且構成為使至少1個處理器執行以下步驟：接收資料集，該資料集包含測定工件之三維形狀所獲取之工件三維測定資料、及與上述工件三維測定資料建立關聯且測定附於上述工件之識別符之三維形狀所獲取之第1識別符三維測定資料之第1固有資訊；使機械加工機之測定感測器測定上述識別符之三維形狀而獲取第2識別符三維測定資料之第2固有資訊；自包含與上述所獲取之上述第2識別符三維測定資料之上述第2固有資訊一致之上述第1固有資訊之上述資料集，讀出上述工件三維測定資料；及基於讀出之上述工件三維測定資料來決定加工計劃。

上述程式可記憶於電腦可讀媒體。上述電腦可讀媒體為非暫時性（non-transitory）且有形（tangible）之媒體。上述電腦可讀媒體可設為內置或外置於電腦之記憶媒體。上述記憶媒體包含RAM、ROM、EEPROM等，例如可設為硬碟、快閃記憶體、光碟等。記憶於上述記憶媒體之程式可於上述記憶媒體直接連接之電腦中執行，亦可於經由網路連接於上述記憶媒體之電腦中執行。 [發明之效果]

根據本發明之一態樣，由於機械加工機基於附於工件之識別符，讀出預先獲取之工件之三維測定資料，因此可防止讀出與實際加工之工件不對應之三維測定資料。由於三維測定機借用測定工件之三維形狀之測定感測器辨識識別符，因此無需重新準備用於辨識識別符之閱讀機，可將成本控制得較低。

以下，參照圖式對實施形態進行說明。

圖1係構造物之製造系統1之方塊圖。於製造系統1中，藉由對金屬製工件進行機械加工而製造構造物。構造物並無特別限定，例如可設為鐵路車輛用台車框架。如圖1所示，製造系統1具備三維測定機2及機械加工機3。三維測定機2例如配置於偏離生產線之位置。即，三維測定機2獨立於生產線之流程，可分別測定複數個工件之三維形狀。機械加工機3配置於生產線上之既定位置。

圖2係三維測定機2之立體圖。如圖2所示，三維測定機2具備第1測定單元11。作為一例，第1測定單元11為多關節臂式，但方式並無特別限定，例如可為掃描式。第1測定單元11包含基台21、複數個臂22、複數個關節23、探針24、及複數個編碼器25。工件W為用於製造構造物之中間物。具有三維形狀之識別符80可裝卸地固定於工件W。

基台21設置於地面、固定台或工件。複數個臂22以基台21為基點呈串聯狀配置。複數個關節23以可角位移之方式分別連結鄰接之臂22彼此。探針24安裝於最前端側之臂22。探針24為抵接於工件W或識別符80時生成感測訊號之觸控感測器。複數個編碼器25分別內置於複數個關節23，分別檢測複數個關節23之角位移。

第1測定單元11之探針24可由作業人員之手手動移動，亦可由藉由第1電腦12控制之致動器自動移動。藉由使探針24點接觸工件W之表面，測定該接觸點之三維座標位置。三維測定機2具備與第1測定單元11可通訊連接之第1電腦12。第1電腦12與第1測定單元11藉由有線或無線可通訊地連接。

返回圖1，三維測定機2之第1電腦12包含處理器31、系統記憶體32、儲存記憶體33、介面（I/F）34、及介面35。處理器31例如為中央運算處理裝置（CPU）。再者，處理器31可分散於複數個處理器。系統記憶體32例如為RAM。儲存記憶體33為電腦可讀媒體之例，為非暫時性且有形之媒體。儲存記憶體33可包含ROM。儲存記憶體33可包含硬碟、快閃記憶體或該等之組合。

儲存記憶體33記憶測定處理程式P1。處理器31執行讀出至系統記憶體32之測定處理程式P1之構成為三維測定機2之處理電路之例。即，第1電腦12可作為第1處理電路之一例。再者，測定處理程式P1之一部分或全部可由經由網路連接於三維測定機之伺服器之處理器執行。

第1測定單元11之探針24及複數個編碼器25構成三維測定機2之第1測定感測器13。介面34為自第1測定感測器13之探針24接收觸控感測訊號，並且自第1測定感測器13之編碼器25接收位移量訊號的通訊介面。介面35係為了機械加工機3而輸出下述資料集之I/O介面。

再者，三維測定機2之三維測定方式可為非接觸式，並不限定於第1測定感測器13那樣的接觸式。例如，三維測定機2之三維測定方式可為自向對象物掃描雷射光所得之反射光獲取該對象物表面之三維座標的雷射式。三維測定機2之三維測定方式亦可為基於相位偏移法自以相機拍攝照射有條紋狀光圖案之對象物而成之圖像獲取該對象物之三維形狀的圖像式。

機械加工機3具備第2測定單元41、第2電腦42、及第2測定感測器43。第2測定單元41包含第2測定感測器43及複數個致動器53。第2測定感測器43包含探針51及複數個編碼器52。探針51為抵接於工件W或識別符80（參照圖1）時生成感測訊號之觸控感測器。探針51由複數個致動器53三維移動。複數個編碼器52分別檢測複數個致動器53之動作量。

機械加工機3之第2電腦42包含處理器61、系統記憶體62、儲存記憶體63、介面64、介面65、及介面66。處理器61例如為中央運算處理裝置（CPU）。再者，處理器61可分散於複數個處理器。系統記憶體62例如為RAM。儲存記憶體63為電腦可讀媒體之例，可非暫時性且有形之媒體。儲存記憶體63可包含ROM。儲存記憶體63可包含硬碟、快閃記憶體或該等之組合。

儲存記憶體63記憶機械加工程式P2。處理器61執行讀出至系統記憶體62之機械加工程式P2之構成為機械加工機3之處理電路之例。即，第2電腦42可作為第2處理電路之一例。再者，機械加工程式P2之一部分或全部可由經由網路連接於機械加工機之伺服器之處理器執行。

第2測定單元41之探針51及編碼器52構成機械加工機3之第2測定感測器43。第2電腦42之介面64為自第2測定感測器43之探針51接收觸控感測訊號，並且自第2測定感測器43之編碼器52接收位移量訊號的通訊介面。

再者，機械加工機3之三維測定方式可為非接觸式，並不限定於第2測定單元41那樣的接觸式。例如，機械加工機3之三維測定方式可為自向對象物掃描雷射光所得之反射光獲取該對象物表面之三維座標的雷射式。機械加工機3之三維測定方式亦可為基於相位偏移法自以相機拍攝照射有條紋狀光圖案之對象物而成之圖像獲取該對象物之三維形狀的圖像式。

加工單元44包含加工工具保持器71、複數個致動器72及加工台73。加工工具保持器71可交換地把持切削用之加工工具T。複數個致動器72包含將把持加工工具T之加工工具保持器71旋轉驅動而使加工工具T繞自身軸線旋轉的致動器、及使保持加工工具T之加工工具保持器71相對於加工台73位移的致動器。加工台73具有用於將工件定位之夾具。加工台73之夾具例如可如千斤頂般進行位置調節。即，藉由調節加工台73之夾具，而調節工件之位置及姿勢。再者，致動器72可設於加工台73。

第2電腦42之介面65按照機械加工程式P2將處理器61生成之驅動指令輸出給致動器72。介面64為輸入有三維測定機2之介面35所輸出之下述資料集之I/O介面。第1電腦12之介面35與第2電腦42之介面66可互相以網路連接而進行資料通訊。第1電腦12之介面35與第2電腦42之介面66可互相點對點地以可資料通訊之方式連接。資料集自第1電腦12之介面35輸出至可攜式記憶媒體，該資料集可自該可攜式記憶媒體輸入至第2電腦42之介面66。

圖3係識別符80之側視圖。如圖3所示，識別符80包含複數個突起或凹部。作為一例，識別符80具備基底81、複數個識別螺絲82、及吸附體83。基底81例如為金屬板。基底81具有作為主面之基底面81a、及於基底面81a開口之複數個螺孔81b。吸附體83例如為固定於基底81之磁石。藉由吸附體83吸附於金屬製之工件W，基底81可裝卸地安裝於工件W。

各識別螺絲82為配置於基底81之突起之一例。各識別螺絲82自基底面81a側分別旋接於複數個螺孔81b。各識別螺絲82可藉由緊固或鬆弛而機械性地變更自基底面81a突出之量。識別螺絲82起到配置於基底81之突起、及可變更該突起之突出量之調整器兩者之作用。

各識別螺絲82之突出量分別根據表現於識別符80之識別資訊決定。例如，突出量H1之識別螺絲82意指二進制之「1」，小於突出量H1之突出量H0之識別螺絲82意指二進制之「0」。再者，突出量H1之識別螺絲82意指二進制之「0」，突出量H0之識別螺絲82可意指二進制之「1」。又，於本實施形態中，將識別螺絲82之突出量設為對應於二進制之二階段，但亦可將識別螺絲82之突出量設為對應於N進制（N＞2）之N階段（N＞2）。

關於各識別螺絲82之排列間距，例如可僅將識別螺絲82之行之一端之間距設為不同之間距Q，將其餘間距設為等間距P。例如，可將各識別螺絲82之行中之圖3右端之識別螺絲82設為二進制之最小位數，將圖3左端之識別螺絲82設為二進制之最大位數。即，各識別螺絲82之行中之按照間距Q配置之端之識別螺絲82可定義為終點。反之，各識別螺絲82之行中之按照間距Q配置之端之識別螺絲82亦可定義為起點。

藉由三維測定機2之探針24（參照圖1及2）接觸識別符80之各識別螺絲82之頂面，第1電腦12可檢測各識別螺絲82之頂面之三維座標，可獲取各識別螺絲82之突出量。此時，藉由僅各識別螺絲82之行之一端之間距Q不同，從而可正確掌握獲取突出量之各識別螺絲82之行之起點及終點。

再者，識別符中可不存在調整器。即，識別符之突起之突出量或凹部之凹陷量可不變。例如，突起可一體成形於基底。識別符可一體成形於工件而於後續步驟中自工件切除。識別符可利用於工件識別用以外之用途。例如，識別符可安裝於構造物製造用之夾具而用於夾具之識別。

圖4係圖3之識別符之第1變形例之剖視圖。如圖4所示，第1變形例之識別符180包含基底181、複數個凹部182、及複數個識別螺絲183。再者，省略吸附體83之圖示。基底181例如為金屬板。基底181具有作為主面之基底面181a、及於基底面181a開口之複數個螺孔181b。各識別螺絲183自與基底面181a相反側之背面分別旋接於複數個螺孔181b。即，識別螺絲183之軸端面劃定螺孔181b之底面，於螺孔181b劃定自基底面181a凹陷之凹部182。各識別螺絲183可藉由緊固或鬆弛而機械性地變更凹部182之凹陷量。識別螺絲183起到配置於基底181之凹部182之底面、及可變更凹部182之凹陷量之調整器兩者之作用。

各凹部182之凹陷量分別根據使識別符180表達之識別資訊決定。藉由三維測定機2之探針24（參照圖1及2）接觸識別符180之各凹部182之底面，第1電腦12可檢測各凹部182之底面之三維座標，可獲取各凹部182之凹陷量。

圖5係圖3之識別符之第2變形例之剖視圖。如圖5所示，第2變形例之識別符280包含基底281及複數個棒282。再者，省略吸附體83之圖示。基底281例如為金屬板。基底281具有作為主面之基底面281a、及於基底面281a開口之複數個孔281b。複數個棒282為配置於基底281之突起之一例。棒282具有朝與其軸線正交之方向突出之卡止部282a。孔281b之內周面具有沿其軸線分開配置之複數個被卡止部281c。

各棒282自基底面281a側分別插入至複數個孔281b。棒282之卡止部282a卡止於複數個被卡止部281c之1個。棒282可藉由壓入或拔出而機械性地變更自基底面81a突出之量。即，藉由選擇卡止有卡止部282a之被卡止部281c，決定以基底面281a為基準之棒282之突出量。棒282起到配置於基底281之突起、及可變更該突起之突出量之調整器兩者之作用。

藉由三維測定機2之探針24（參照圖1及2）接觸識別符280之各棒282之頂面，第1電腦12可檢測各棒282之頂面之三維座標，可獲取各棒282之突出量。

圖6係圖3之識別符之第3變形例之立體圖。如圖6所示，識別符380具備基底381、複數個識別螺絲382、複數個固定螺絲383、及基準螺絲384。基底381例如為金屬板。基底381具有作為主面之基底面381a、於基底面381a開口之複數個識別螺孔381b、於基底面381a開口之複數個固定螺孔381c、及於基底面381a開口之基準螺孔381d。

各識別螺絲382為配置於基底381之突起之一例。各識別螺絲382自基底面381a側分別旋接於複數個識別螺孔381b。各識別螺絲382可藉由緊固或鬆弛而機械性地變更自基底面381a突出之量。識別螺絲382起到配置於基底381之突起、及可變更該突起之突出量之調整器兩者之作用。

基準螺孔381d形成於基底381之既定之基準位置。基準螺絲384旋接於基準螺孔381d。藉由基準螺絲384，可確認識別符380以正確朝向安裝於被安裝部Wa。

工件W之被安裝部Wa具有與基底面381a之固定螺孔381c對應之固定螺孔Wb。作為固定具之一例之固定螺絲383插入至基底381之固定螺孔381c及被安裝部Wa之固定螺孔Wb，將基底381可裝卸地固定於被安裝部Wa。若識別符380以正確朝向安裝於被安裝部Wa，則自基底381之法線方向觀察，基底381未超出被安裝部Wa。另一方面，如圖7A及7B所示，若識別符380以錯誤朝向安裝於被安裝部Wa，則自基底381之法線方向觀察，基底381超出被安裝部Wa。因此，於將識別符380安裝於工件W之作業中，作業人員可掌握識別符380之正確朝向。

藉由三維測定機2之探針24（參照圖1及2）接觸各識別螺絲382之頂面，第1電腦12可檢測各識別螺絲382之頂面之三維座標，可獲取各識別螺絲382之突出量。又，藉由探針24亦接觸基準螺絲384之頂面，第1電腦12可檢測基準螺絲384之頂面之三維座標。第1電腦12於基準螺絲384與各識別螺絲382之間之位置關係處於既定關係時，判斷識別符380沿正確朝向設置，於該位置關係未處於上述既定關係時，判斷識別符380沿錯誤朝向設置。

圖8係對構造物之製造方法之順序進行說明之流程圖。以下，適當參照圖1等，沿著圖8之流程對製造順序進行說明。再者，三維測定機2之處理器31按照系統記憶體32中讀出之測定處理程式P1動作，並且機械加工機3之處理器61按照系統記憶體62中讀出之機械加工程式P2動作。

首先，於工件W安裝識別符80（參照圖3）（步驟S1）。其次，藉由三維測定機2之第1測定感測器13測定識別符80之三維形狀而獲取第1識別符三維測定資料（步驟S2）。具體而言，作業人員使探針24接觸識別符80之各識別螺絲82之頂面。三維測定機2之處理器31於自探針24接收觸控感測訊號之每一時點，將藉由來自編碼器25之位移量訊號而掌握之三維座標作為第1識別符三維測定資料保存於儲存記憶體33。

其次，處理器31基於既定規則將第1識別符三維測定資料轉換為第1識別資訊（步驟S3）。既定規則包含根據各識別螺絲82之頂面中之探針24所接觸之點之三維座標分別算出各識別螺絲82之突出量，及將該等算出之突出量之資料轉換為位元串資料。關於該算出之突出量，若為突出量H1則轉換為「1」，若為突出量H0則轉換為「0」。

圖9係表示第1識別資訊之資料之圖式。圖9所記載之「突起」意指識別螺絲82。按照既定規則轉換之位元串資料為二進制，但處理器31可將位元串資料轉換為十進制而保存於儲存記憶體33。

其次，藉由三維測定機2之第1測定感測器13測定工件W之三維形狀而獲取工件三維測定資料（步驟S4）。具體而言，作業人員使探針24接觸工件W之重要部位。處理器31於自探針24接收觸控感測訊號之每一時點，將藉由來自編碼器25之位移量訊號而掌握之三維座標作為工件三維測定資料保存於儲存記憶體33。再者，可於測得工件W之三維形狀後測定識別符80之三維形狀。進而，可於測定工件W之三維形狀期間測定識別符80之三維形狀，測定順序並無限定。

其次，處理器31可將上述工件三維測定資料與上述第1識別資訊建立關聯而記憶於儲存記憶體33。即，儲存記憶體33記憶包含上述工件三維測定資料、及與上述工件三維測定資料建立關聯之上述第1識別資訊之資料集（步驟S5）。

再者，可關聯其他固有資訊代替上述識別資訊與上述工件三維測定資料建立關聯。例如，識別符三維測定資料自身可作為固有資訊與工件三維測定資料建立關聯，對識別符進行三維測定所得之輪廓資料可作為固有資訊與工件三維測定資料建立關聯。

若步驟S1～S5未結束全部工件W（步驟S6：N），則對其餘工件W進行步驟S1～S5之處理。若步驟S1～S5結束全部工件W（步驟S6：Y），則移行至機械加工機3中之加工處理。再者，即便步驟S1～S5未結束全部工件W，亦可自結束步驟S1～S5之工件W移行至機械加工機3中之加工處理。

其次，將重複步驟S1～S5而獲取之上述資料集全部自三維測定機2之介面35輸出，將該輸出之資料集輸入至機械加工機3之介面66而保存於儲存記憶體63（步驟S7）。

其次，將附有識別符80之工件W設置於機械加工機3之加工台73（步驟S8）。如圖10所示，加工台73例如具有平台73a、及設於平台73a之夾具73b。夾具73b可如千斤頂那樣進行位置調節。處理器61基於讀出之上述工件三維測定資料，算出工件W之加工基準線L。加工基準線L係作為工件W之各部分之加工後尺寸（圖10之Z軸之尺寸）之基準的假想線。即，工件W之各部分之加工後尺寸由距加工基準線L之距離決定。處理器61以上述算出之加工基準線L與機械加工機3之加工座標軸之一（圖10之Z軸）垂直之方式算出各夾具73b之位置調節量。機械加工機3之加工座標軸將利用加工工具T之加工之切削深度方向設定為Z軸。

處理器61輸出上述算出之各夾具73b之各位置調節量。例如，處理器61將上述算出之各夾具73b之各位置調節量作為導引顯示於顯示器，作業人員按照該導引對各夾具73b進行手動調節。藉此，作業人員無需對工件W之設置姿勢之調整進行試行錯誤，可縮短作業時間。或者，於作業台73可藉由夾具致動器對夾具73b進行位置調節之構成之情形時，處理器61可根據上述算出之各夾具73b之各位置調節量驅動該夾具致動器。

處理器61可基於讀出之上述工件三維測定資料，以機械加工機3之加工座標軸之一（圖10之Z軸）與工件W之加工基準線L垂直之方式設定機械加工機3之加工座標軸。藉此，可無需調整夾具73b，進而可縮短作業時間。

其次，藉由機械加工機3之第2測定感測器43測定識別符80之三維形狀並作為第2識別符三維測定資料保存於儲存記憶體63或系統記憶體62（步驟S9）。由於利用第2測定感測器43之識別符80之三維形狀之測定原理與利用第1測定感測器13之識別符80之三維形狀之測定原理相同，因此省略詳細說明。

其次，機械加工機3之處理器61基於上述既定規則將第2識別符三維測定資料轉換為第2識別資訊（步驟S10）。由於自第2識別符三維測定資料向第2識別資訊之轉換原理與自第1識別符三維測定資料向第1識別資訊之轉換原理相同，因此省略詳細說明。

其次，處理器61將保存於儲存記憶體63之全部資料集中之包含與由第2識別符三維測定資料轉換之第2識別資訊一致之第1識別資訊之資料集的工件三維測定資料讀出至系統記憶體62（步驟S11）。

其次，處理器61基於讀出之上述工件三維測定資料來決定加工計劃（步驟S12）。上述加工計劃包含各種條件。例如，上述加工計劃可包含工件W之加工裕度。處理器61基於所讀出之工件三維測定資料，以加工後之工件W成為目標形狀之方式算出工件W之每一切削對象部位之加工裕度。

上述加工計劃可進而包含設置於加工台73之工件W與加工工具T之加工動作起點之間之相對位置。機械加工機3之處理器61基於讀出之上述工件三維測定資料，以工件W之切削對象部位與加工工具T之加工動作起點之間之間隙成為下文圖11C所示之適當間隙之方式，控制應調節加工工具T之加工動作起點之致動器72。此處，「加工動作起點」為機械加工機3使加工工具T開始切削動作之位置。例如，處理器61以使加工工具T於工具待機位置至加工動作起點之間移動而不旋轉，使加工工具T自加工動作起點開始旋轉之方式控制致動器72。

上述加工計劃可進而包含加工工具T之角度。處理器61基於讀出之上述工件三維測定資料，以加工工具T相對於設置於加工台73之工件W之切削對象部位之朝向成為預先決定之姿勢之方式算出加工中之加工工具T之角度。

上述加工計劃可進而包含加工工具T之每1行程之切削深度、及加工工具T之每1行程之進給速度。於工件W之加工裕度超過加工工具T之每1行程之切削深度之最大能力值之情形時，需要使加工工具T沿著工件W之表面往復移動進行切削加工。此處，「1行程」意指加工工具T一面切削工件W之表面一面沿一個方向行進之一次移動。於使加工工具T沿著設置於加工台73之工件W之表面往復移動進行切削加工之情形時，處理器61基於讀出之上述工件三維測定資料，如下文圖12C所示，將上述切削深度決定為將工件W之加工裕度均等分割之值。處理器61將加工工具T之每1行程之進給速度決定為切削深度越小則越快。

其次，處理器61按照上述決定之加工計劃控制致動器72實施工件W之切削加工（步驟S13）。若步驟S8～S13未結束全部工件W（步驟S14：N），則對其餘工件W進行步驟S8～S13之處理。若步驟S8～S13結束全部工件W（步驟S14：Y），則結束機械加工機3中之加工處理。

圖11A係對加工裕度較大之情形時之習知例進行說明之圖式。圖11B係對加工裕度較小之情形時之習知例進行說明之圖式。圖11C係對加工工具之加工動作起點適當之例進行說明之圖式。如圖11A所示，於工件W之加工裕度過大之情形時，習知加工工具T之加工動作起點過於接近工件W，加工工具T有可能干涉工件W。另一方面，如圖11B所示，於工件W之加工裕度過小之情形時，習知加工工具T之加工動作起點過於遠離工件W，有可能於加工工具T開始加工動作至實際到達工件W期間，於數個行程進行浪費之無用加工而加工時間變長。

與此相對，於本實施形態中，機械加工機3之處理器61基於所讀出之工件三維測定資料，決定設置於加工台73之工件W與加工工具T之加工動作起點之間之相對位置。因此，如圖11C所示，工件W之切削對象部位與加工工具T之加工動作起點之間之間隙成為適當之間隙，可防止干涉並且可防止無用加工之產生。

圖12A係對可於全部行程中發揮加工工具T之最大能力之例進行說明之圖式。圖12B係對無法於最初行程中發揮加工工具之最大能力之例進行說明之圖式。圖12C係對在與圖12B相同之加工裕度下於全部行程中使切削深度均等之例進行說明之圖式。再者，於圖12A～C之說明中，假設加工工具T之每1行程之切削深度之最大能力值為6 mm。如圖12A所示，例如於工件W之加工裕度為18 mm之情形時，由於加工裕度為切削深度之最大能力值之倍數，因此於所有行程中發揮加工工具T之最大能力，加工效率最佳。

如圖12B所示，例如於工件W之加工裕度為15 mm之情形時，加工裕度不為切削深度之最大能力值之倍數。於該情形時，習知由於在最初行程中切削深度為3 mm，其餘行程中切削深度為6 mm，因此於最初行程中無法大幅度發揮加工工具T之能力，加工效率降低。

與此相對，於本實施形態中，處理器61基於所讀出之工件三維測定資料，將切削深度決定為將工件W之加工裕度均等分割之值。因此，如圖12C所示，於加工裕度為15 mm時，所有行程中切削深度為5 mm。而且，處理器61以加工工具T之每1行程之進給速度隨著切削深度變小而變快之方式決定該進給速度。因此，與切削深度為6 mm之情形相比，加工工具T之進給速度變快。如上所示，可於所有行程中發揮接近加工工具T之最大能力之能力而改善加工效率，縮短加工時間。

根據以上說明之實施形態，由於機械加工機3基於附於工件W之識別符80，讀出預先獲取之工件三維測定資料，因此可防止讀出與實際加工之工件W不對應之工件三維測定資料之失誤。由於三維測定機2借用測定工件W之三維形狀之第1測定感測器13而辨識識別符80，因此無需重新準備用於辨識識別符80之閱讀機，可將成本控制得較低。

藉由基於工件三維測定資料決定工件W之加工裕度，可對各工件W進行適當之機械加工。

藉由基於工件三維測定資料決定設置於加工台73之工件W與加工工具T之加工動作起點之間之相對位置，可防止加工工具T於加工動作起點干涉工件W，並且可防止因工件W與加工動作起點之間之過大間隙而產生之浪費之無用加工而縮短加工時間。

藉由基於工件三維測定資料決定加工工具T之角度，不論起因於工件W個體差之工件W之設置姿勢之差如何，均可使加工工具T對各工件W之姿勢適當而進行機械加工。

藉由將加工工具T之每1行程之切削深度決定為將工件W之加工裕度均等分割之值，並且以加工工具T之每1行程之進給速度隨著切削深度之減少而增加之方式設定，可發揮接近加工工具T之最大能力之能力而改善加工效率，縮短加工時間。

藉由識別符三維測定資料基於既定規則轉換為識別資訊，可簡化讀出與設置於機械加工機3之實際工件W對應之工件三維測定資料的機械加工程式P2。

藉由將識別符80之識別螺絲82之突出量轉換為位元串資料，可利用構造簡單之識別符80識別工件W。

由於識別符80可機械性地變更識別螺絲82之突出量，因此可簡單變更識別符80所具有之識別資訊。

由於識別符80具有於工件W裝卸自如之吸附體83或固定螺絲383，因此可將識別符80穩定設置於工件W，並且可將識別符80自工件W卸下而進行再利用。

由於藉由三維測定機2之第1測定感測器13測定識別符80之三維形狀獲取第1三維測定資料，並且測定工件W之三維形狀獲取工件三維測定資料，因此可使作業效率良好。

本說明書中揭示之要素之功能可使用以執行所揭示功能之方式構成或程式化之通用處理器、專用處理器、包含積體電路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、習知電路、及/或該等之組合之電路或處理電路而執行。處理器由於包含電晶體或其他電路，因此視為處理電路或電路。於本發明中，電路、單元或手段為執行所列舉功能之硬體，或為以執行所列舉功能之方式程式化之硬體。硬體可為本說明書中所揭示之硬體，或可為以執行所列舉功能之方式程式化或構成之其他已知硬體。於認為硬體為電路之一種之處理器之情形時，電路、手段或單元為硬體及軟體之組合，軟體用於硬體及/或處理器之構成。

如上所述，說明了上述實施形態作為本案所揭示之技術之例示。但是，本發明中之技術並不限定於此，亦可應用於適當進行變更、置換、附加、省略等之實施形態。又，亦可組合上述實施形態中說明之各構成要素，形成新實施形態。例如，可將1個實施形態中之一部分構成或方法應用於其他實施形態，實施形態中之一部分構成可自該實施形態中之其他構成分離而任意提取。又，於隨附圖式及詳細說明所記載之構成要素中，不僅包含對解決問題所必須之構成要素，為了例示上述技術，亦包含對解決問題非必須之構成要素。

1:製造系統 2:三維測定機 3:機械加工機 11:第1測定單元 12:第1電腦 13:第1測定感測器 21:基台 22:臂 23:關節 24:探針 25:編碼器 31:處理器 32:系統記憶體 33:儲存記憶體 34,35:介面 41:第2測定單元 42:第2電腦 43:第2測定感測器 44:加工單元 51:探針 52:編碼器 53:致動器 61:處理器 62:系統記憶體 63:儲存記憶體 64,65,66:介面 71:加工工具保持器 72:致動器 73:加工台 73a:平台 73b:夾具 80:識別符 81:基底 81a:基底面 81b:螺孔 82:識別螺絲 83:吸附體 180:識別符 181:基底 181a:基底面 181b:螺孔 182:凹部 183:識別螺絲 280:識別符 281:基底 281a:基底面 281b:孔 281c:被卡止部 282:棒 282a:卡止部 380:識別符 381:基底 381a:基底面 381b:識別螺孔 381c:固定螺孔 381d:基準螺孔 382:識別螺絲 383:固定螺絲 384:基準螺絲 H0,H1:突出量 P1:測定處理程式 P2:機械加工程式 T:加工工具 W:工件 Wa:被安裝部 Wb:固定螺孔

[圖1]係構造物之製造系統之方塊圖。 [圖2]係三維測定機之立體圖。 [圖3]係識別符之側視圖。 [圖4]係圖3之識別符之第1變形例之剖視圖。 [圖5]係圖3之識別符之第2變形例之立體圖。 [圖6]係圖3之識別符之第3變形例之立體圖。 [圖7A]係對圖6之識別符之安裝誤差進行說明之前視圖。 [圖7B]係對圖6之識別符之安裝誤差進行說明之前視圖。 [圖8]係對構造物之製造方法之順序進行說明之流程圖。 [圖9]係表示識別資訊之資料之圖式。 [圖10]係對利用加工台之工件之位置調節進行說明之圖式。 [圖11A]係對加工裕度較大之情形時之習知例進行說明之圖式。 [[圖11B]係對加工裕度較小之情形時之習知例進行說明之圖式。 [圖11C]係對加工工具之加工動作起點適當之例進行說明之圖式。 [圖12A]係對可於全部行程中發揮加工工具之最大能力之例進行說明之圖式。 [圖12B]係對無法於最初行程中發揮加工工具之最大能力之例進行說明之圖式。 [圖12C]係對在與圖12B相同之加工裕度下於全部行程中使切削深度均等之例進行說明之圖式。

1:製造系統

2:三維測定機

3:機械加工機

11:第1測定單元

12:第1電腦

13:第1測定感測器

P1:測定處理程式

P2:機械加工程式

24:探針

25:編碼器

31:處理器

32:系統記憶體

33:儲存記憶體

34,35:介面

41:第2測定單元

42:第2電腦

43:第2測定感測器

44:加工單元

51:探針

52:編碼器

53:致動器

61:處理器

62:系統記憶體

63:儲存記憶體

64,65,66:介面

71:加工工具保持器

72:致動器

73:加工台

T:加工工具

Claims

一種構造物之製造方法，其係用於使用具有加工工具之機械加工機來製造構造物之方法，且包括：接收資料集，該資料集包含測定作為加工對象物之工件之三維形狀所獲取之工件三維測定資料、及與上述工件三維測定資料建立關聯且測定附於上述工件之識別符之三維形狀所獲取之第1識別符三維測定資料之第1固有資訊；測定上述識別符之三維形狀而獲取第2識別符三維測定資料；自包含與所獲取之上述第2識別符三維測定資料之第2固有資訊一致之上述第1固有資訊之上述資料集，讀出上述工件三維測定資料；及基於讀出之上述工件三維測定資料來決定加工計劃。
如請求項1之構造物之製造方法，其中，上述加工計劃包含上述工件之加工裕度。
如請求項1或2之構造物之製造方法，其中，上述加工計劃包含上述工件與上述加工工具之加工動作起點之間之相對位置。
如請求項1或2之構造物之製造方法，其中，上述加工計劃包含上述工件與上述加工工具之間之相對角度。
如請求項1或2之構造物之製造方法，其中，上述加工計劃包含沿著上述工件之表面使上述加工工具往復移動而進行切削加工之情形時之上述加工工具之每1行程之切削深度、及上述加工工具之每1行程之進給速度；上述切削深度決定為將直至上述工件之加工完成之加工裕度均等分割之值；上述進給速度決定為上述切削深度越小則越快之速度。
如請求項1或2之構造物之製造方法，其進而包括：基於既定規則將上述第2識別符三維測定資料轉換為第2識別資訊；上述第1識別符三維測定資料之上述第1固有資訊為上述第1識別符三維測定資料基於上述既定規則轉換而成之第1識別資訊；上述第2識別符三維測定資料之上述第2固有資訊為基於上述既定規則轉換之上述第2識別資訊。
一種構造物製造用之識別符，其係於如請求項1至6中任一項所述之構造物之製造方法中所使用、用於識別作為加工對象物之工件個體之識別符，且具備：基底，其包含相對於對象物裝卸自如地安裝之吸附體；複數個突起或凹部，其等配置於上述基底；及調整器，其可機械性地變更上述突起之突出量或上述凹部之凹陷量，由該突出量或該凹陷量賦予上述工件之固有資訊。
一種構造物之製造系統，其係用於使用具有加工工具之機械加工機來製造構造物之系統，且具備：測定感測器，其測定三維形狀；及處理電路，其連接於上述測定感測器；上述處理電路構成為進行如下步驟：接收資料集，該資料集包含測定工件之三維形狀所獲取之工件三維測定資料、及與上述工件三維測定資料建立關聯且測定附於上述工件之識別符之三維形狀所獲取之第1識別符三維測定資料之第1固有資訊；藉由上述測定感測器來測定上述識別符之三維形狀而獲取第2識別符三維測定資料；自包含與上述第2識別符三維測定資料之第2固有資訊一致之上述第1固有資訊之上述資料集，讀出上述工件三維測定資料；及基於讀出之上述工件三維測定資料來決定加工計劃。
如請求項8之構造物之製造系統，其中，上述加工計劃包含上述工件之加工裕度。
如請求項8或9之構造物之製造系統，其中，上述加工計劃包含上述工件與上述加工工具之加工動作起點之間之相對位置。
如請求項8或9之構造物之製造系統，其中，上述加工計劃包含上述工件與上述加工工具之間之相對角度。
如請求項8或9之構造物之製造系統，其中，上述加工計劃包含沿著上述工件之表面使上述加工工具往復移動而進行切削加工之情形時之上述加工工具之每1行程之切削深度、及上述加工工具之每1行程之進給速度；上述切削深度決定為將直至上述工件之加工完成之加工裕度均等分割之值；上述進給速度決定為上述切削深度越小則越快之速度。
如請求項8或9之構造物之製造系統，其進而包括：基於既定規則將上述第2識別符三維測定資料轉換為第2識別資訊；上述第1識別符三維測定資料之上述第1固有資訊為上述第1識別符三維測定資料基於上述既定規則轉換而成之第1識別資訊；上述第2識別符三維測定資料之上述第2固有資訊為由上述處理電路基於上述既定規則轉換之上述第2識別資訊。
如請求項13之構造物之製造系統，其中，上述識別符包含複數個突起或凹部；上述第1識別資訊及上述第2識別資訊包含位元串資料；上述既定規則包含將上述突起之突出量或上述凹部之凹陷量轉換為上述位元串資料之規則。
如請求項14之構造物之製造系統，其中，上述識別符包含可機械性地變更上述突起之上述突出量或上述凹部之上述凹陷量之調整器。
如請求項8或9之構造物之製造系統，其中，上述識別符具有於上述工件裝卸自如之吸附體或固定具。
如請求項8或9之構造物之製造系統，其中，上述測定感測器為第2測定感測器，上述處理電路為第2處理電路；上述製造系統進而包括：藉由具備第1測定感測器及第1處理電路之三維測定機之上述第1測定感測器，測定上述識別符之三維形狀而獲取上述第1識別符三維測定資料；藉由上述第1測定感測器來測定上述工件之三維形狀而獲取上述工件三維測定資料；及藉由上述第1處理電路將上述工件三維測定資料與上述第1識別符三維測定資料之上述第1固有資訊建立關聯，輸出上述資料集。
一種機械加工程式，其係用於使用具有加工工具之機械加工機來製造構造物之程式，且構成為使至少1個處理器執行以下步驟：接收資料集，該資料集包含測定工件之三維形狀所獲取之工件三維測定資料、及與上述工件三維測定資料建立關聯且測定附於上述工件之識別符之三維形狀所獲取之第1識別符三維測定資料之第1固有資訊；使機械加工機之測定感測器測定上述識別符之三維形狀而獲取第2識別符三維測定資料之第2固有資訊；自包含與上述第2識別符三維測定資料之上述第2固有資訊一致之上述第1固有資訊之上述資料集，讀出上述工件三維測定資料；及基於讀出之上述工件三維測定資料來決定加工計劃。