WO1998019821A1

WO1998019821A1 - Production d'un programme de mesure pour de l'usinage cm et gestion de l'usinage fondee sur le programme de mesure

Info

Publication number: WO1998019821A1
Application number: PCT/JP1996/003265
Authority: WO
Inventors: Kazuo Yamazaki; Sadayuki Matsumiya; Naoki Morita; Yasushi Fukaya
Original assignee: Mitutoyo Corporation; Kabushiki Kaisha Mori Seiki Seisakusho; Okuma Corporation
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 1998-05-14
Also published as: DE69627198T2; JP3687980B2; EP0879674A4; EP0879674A1; US6400998B1; EP0879674B1; DE69627198D1

Description

明細発明の名称

N C加工における測定プログラム作成及びこの測定プログラムを実行した加工管理

技術分野

本発明は、 N C加工における測定プログラム作成及びこの測定プログラムを実行した加工管理に関し、特に数値制御情報を用いて各種の加工制御を行う N C加ェにおいて、実加工に用いられる N Cプログラムから測定プログラムを生成し、またこの生成された測定プログラムを実行した測定結果によって加工管理を行う改良された方法及び装置に関するものである。

本発明において、このような測定プログラムは N Cプログラムの実行中であるか否かを問わず任意に生成され、この測定プログラムは当該加工に用いるばかりでなく、他のェ作機械における実行時においても任意に用いられる汎用性を有し、また N Cプログラムが修正された場合にはこの修正されたプログラムに基づいて再編集可能である。

R景技休了

数値制御工作機械は、 N Cプログラム入力によつて工作機械の動作を自動制御することができ、更に近年においては、マイクロプロセッサ技術、パヮ一エレクトロニクス技術、あるいはソフトウエア技術と組み合わされてコンピュータ数値制御工作機械（C N C工作機械）として各種の産業分野に広範囲に利用されている。

通常、 N Cプログラムなどの数値制御情報には、工具割り出し指令、主軸回転数指令、送り速度指令、移動 ·補間指令、補助機能指令等の独自情報や加工履歴が組み込まれ、加工制御対象である工作機械に適する数値制御情報がその都度 N Cプログラムとして作成されている。このようにして作成された N Cプログラムは各種の加工に用いられるが、高品質の加工を行うためには、最終加工製品あるいは各加工工程の途中において必要な測定が行われ、この測定結果に応じて次のワークピースあるいは同一ワークピースにおける後続する工程での加工制御の修正が行われる。従来の原始的な測定は、定められた工程検査表に従い、マイクロメータやノギス等の簡単な測定具で部分的に寸法を計り、最終検査では部品の全ての重要な部分を計っていた。そして、この測定結果に問題があった場合には N C加工へのフィ一ドバックが行われていたが、従来においては、この加工制御への測定結果の反映は経験のある技能熟練者によって作業者間の口頭あるいはメモに頼る伝達で行われており、リアルタイムにかつ自動的に測定結果を反映することはできなかった。

また、従来における簡単な工程検査では、限られた測定しか行うことができず、精密な測定は最終検査に頼っていたために、問題点の把握が遅れ、 N C加工における歩留りを低下させるという欠点があった。

従来において、このような問題を解決するために、最終加工製品あるいは各ェ程において予め測定プログラムを作成しておき、 N C加工の途中において三次元座標測定機などを用いて順次自動測定を行い、この結果を N C加工に反映させる自動測定プログラミング手法が提案されており、この従来技術によれば、測定自体に対しては熟練した作業者を必要とすることなく定められた測定を迅速かつ正確に行うことが可能となっていた。

しかしながら、このような従来における自動プログラミングは C A D及び C A Mを用いて素材データ、最終加工形状及び工具データなどを用いて複雑な作業によって作成するために、全ての N C加工において利用することができず、大掛りな装置を必要とし、かつ同一の N Cプログラムを用いて大量に加工するような場合にしかほとんど利用することができないという問題があった。

さらに、このような自動プログラミングによる測定プログラムは最終製品形状データ、特に製作図面を基にして作成され、実際の N Cプログラム実行時の各作業要素、加工要素または工程中の任意段階における形状に最適な測定プログラムを提供することができないという欠点があった。

ここでいう加工要素とは、ワークの同一加工位置に対する複数の作業要素の一群をいう。すなわち、作業要素は、各工具が行う単一の加工を意味し、例えば穴あけ作業、フライス加工等の単一の作業をいう。そして、加工要素は、ワークの同一加工位置に対して複数の作業要素を組み合わせてひとつの加工を完成させることを意味し、例えばねじ穴加工の場合に、センター穴加工と下穴加工、そしてタップ加工の 3つの作業要素を合せて加工要素と定義する。また、本明細書において、工程とは、工作機械上で、ワークが固定された姿勢を変えることなく行われる一連の全ての加工作業群を意味する。

さらに、近年の N C加工は使用する N Cプログラムをできるだけオープンにかっフレキシビリティの高いものとする傾向にあり、実際の実加工中においても最適加工方法を求めてしばしば修正編集が行われ、またこのような自在な変更が可能なように各プログラムがモジュール化されあるいは汎用性を有するようになつてきている。この結果、従来のような製作図面から一義的に定まる加工プロダラムでは実際の作業要素、加工要素あるいは工程の各段階に対応することができないという新たな問題を生じており、先端 N C工作機械には適用できないという問題があった。

さらに、近年における先端 N C加工は単独の工作機械のみでなく他の工作機械と連携をもって C I M (Compu ter Integlated Manufac turing) を構築しており、このような場合においても、従来の固定化された測定プログラムでは他の工作機械への利用あるいは測定プログラム自体に学習効果を持たせて新たな工作機械に対応させる等の対処に欠けるという問題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、従来のような製作図面から測定プログラムを作成するのではなく、実加工プログラムを解析して測定プログラムを作成し、またこの測定プログラムを用いた測定結果を N C 加工へ反映させて工程管理する新たな方法を提案するものである。発明の開示

前述した目的を達成するために本発明は、 N Cプログラムを解析し、このプログラムに含まれる実際の加工時の各段階における加工形状を幾何モデルとして抽出し、この幾何モデルに合せた測定プログラムを作成することを特徴とする。また、このような測定プログラムが実行されると、加工途中においてリアルタィムで測定結果を得ることができ、これを後段の加工工程あるいは次回の加工に直ちに反映することができ、これによつて加工プログラム自体の修正にも直ちに利用することが可能となる。

また本発明によれば、加工プログラム自体が修正された場合には、再び測定プログラムはこの新たな加工プログラムに対して修正が行われ、実際の加工途中あるいは次の加工までの間において N C加工プログラムと測定プログラムとを常に関係づけながら実行することができるという利点がある。また本発明は、 N Cプ口グラムにて加工制御が行われる N C加工において、 N Cプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形状情報を抽出する加工形状情報抽出部と、前記加工形状情報から任意段階における幾何モデルを形成する幾何モデル作成部と、前記幾何モデルから測定プログラムを生成する測定プログラム生成部と、を有する。

更に本発明は、 N Cプログラムにて加工制御が行われる N C加工において、 N Cプログラムを解析して各作業要素加工または各加工要素加工毎にプログラムを分割する分割部と、前記分割された作業要素加工あるいは加工要素加工毎に加工形状情報を抽出する加工要素抽出及び座標系変換部と、前記加工形状情報から三次元座標の幾何モデルを形成する幾何モデル作成部と、前記幾何モデルから測定パスを決定する測定バス生成部と、前記測定パスに基づいて測定プログラムを生成する測定プログラム生成部と、を有する。

更に本発明は、請求項 1記載の測定プログラムを実行した加工管理装置であつて、 N Cプログラムの各工程のうち少なくとも 1つの工程が終了した段階で実行された前記測定プログラムの測定結果を加工制御情報として用いる測定結果分析手段を含む。

更に本発明は、 N Cプログラムにて加工制御が行われる N C加工において、 N Cプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形状情報を抽出するステップと、前記加工形状情報から任意段階における幾何モデルを形成するステップと、前記幾何モデルから測定プロダラムを生成するステップと、を有する。更に本発明は、 N Cプログラムにて加工制御が行われる N C加工において、 N Cプログラムを解析して各作業要素加工または各加工要素加工毎にプログラムを分割するステツプと、前記分割さた作業要素加工あるレ、は加工要素加工毎に加ェ形状情報を抽出するステツプと、前記加工形状情報から三次元座標の幾何モデルを形成するステップと、前記幾何モデルから測定パスを決定するステップと、前記測定パスに基づいて測定プログラムを生成するステップと、を有する。更に本発明は、請求項 4記載の測定プログラムを実行した加工管理方法であつて、前記測定プログラムは N Cプログラムの各工程のうち少なくとも 1つの工程が終了した段階で実行され、この測定結果が加工制御情報として用いられる。更に本発明は、請求項 6記載の加工管理方法において、測定結果に基づいて当該工程における形状モデルを作成して後続する加工工程への加工制御情報として供給する。

更に本発明は、請求項 6又は 7記載の方法において、前記測定プログラムには公差データが付加される。

更に本発明は、コンピュータに、 N Cプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形状情報を抽出する手順と、前記加工形状情報から任意段階における幾何モデルを形成する手順と、前記幾何モデルから測定プログラムを生成する手順と、を実行させるためのプログラムを記録した媒体である。

更に本発明は、コンピュータに、請求項 4記載の測定プログラムの測定結果を加工制御方法として用いる手順を実行させるためのプログラムを記録した媒体でめる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る測定プログラム作成及び加工管理が組み込まれた数値制御システムの全体構成を示すブロック図である。

図 2は、本発明に係る測定プログラム作成装置を示すプロック図である。図 3は、図 2に示したシステム中の本発明に関する加工形状情報抽出部を示すブロック図である。図 4 A， 4 B, 4 Cは、本発明の実施形態において用いられる実加工 NCプログラムの一例を示す図である。

図 5は、本実施形態で用いる素材形状を示す図である。

図 6は、本実施形態で用レ、る最終加工形状を示す図である。

図 7は、本実施形態で用いる工具リストを示す図である。

図 8 A, 8 B, 8 C, 8 D, 8 Eは、本実施形態において、前記実加工 NCプログラムから導かれた Gコード展開リストを示す図である。

図 9は、本実施形態において、加工要素に対する作業要素と仕様工具及びプログラム分析方法を示す説明図である。

図 1 0は、作業要素リストを示す説明図である。

図 1 1は、本実施形態において、加エバターン定義の一例を示す説明図である。図 1 2 Aは、工作機械に取り付けた状態の 2個の座標系の関係を示す説明図であ。

図 1 2 Bは、図 1 2 Aの座標系を実際の加工形状に関連づけた相対座標系の説明図である。

図 1 3は、工作機械上の他の 2つの座標系の関係を示す説明図である。

図 1 4は、座標系リストを示す説明図である。

図 1 5は、幾何要素パラメ一タリストを示す説明図である。

図 1 6は、幾何要素リス卜を示す説明図である。

図 1 7は、 C S Gプリミティブライブラリィを示す説明図である。

図 1 8は、 C S Gプリミティブの相対的な関係を示す説明図である。

図 1 9は、幾何要素 C S Gライブラリィの説明図である。

図 20は、要素測定パスライブラリィの説明図である。

図 2 1は、干渉チェックを説明する図である。

図 2 2は、図 2 1の干渉チェックをリスト化した説明図である。

図 2 3は、測定パスを決定するためのセーフティゾーンの説明図である。

図 24は、測定プログラムを作成するための公差表を示す説明図である。

図 2 5 A， 2 5 B, 2 5 C, 2 5 D, 2 5 E, 2 5 Fは、本発明を用いて作成された測定プログラムの一例を示す図である。図 2 6は、本発明に係る測定ブログラムの実行及び測定値の分析処理を示す説明図である。

図 2 7は、図 2 6における測定デ'ータの流れを示す説明図である。

図 2 8は、測定結果の一例を示す説明図である。発明を実施するための最良の形態

以下図面に基づいて、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。

図 1には、本発明に係る測定プログラム作成方法及び工程管理方法が適用された数値制御工作機械システムの全体構成が示されている。

従来と同様に、素材データと最終部品形状が与えられることにより、 N Cプログラムが作成される。図において、素材データは素材形状と材質を含む。 N Cプ口グラム作成手段 2 0は前記入力された素材データと最終部品形状に各種のデータベースから与えられる過去に蓄積されたノウハウデ一タを加味して所望の N C プログラムを作成する。実施形態において、データベースは、作業展開データべ —ス 2 1、切削条件データベース 2 2、工具データべ一ス 2 3、加工履歴データベース 2 4からなり、これらの各データベースから、過去の現場ノウハウ、現場スぺックその他実際の加工に必要な条件及び使用する工作機械特有の条件が N C プログラム作成のために参照データとして N Cプログラム作成手段 2 0に供給されている。

以上のようにして作成された N Cプログラム、及び工具リストは数値制御装置 2 5に送られ、必要な空運転、テストカットあるいはシミュレーションを行い、図示していない N Cプログラム修正編集を経て、数値制御装置 2 5の最終的に現場で用いられる実加工 N Cプログラムとして完成する。

数値制御装置 2 5は工作機械 2 6を駆動するために N Cプログラム実行手段 2 7、サーボ制御手段 2 8及び誤差補正手段 2 9を含み、前記 N Cプログラム及び工具リストそして素材データはそれぞれ N Cプログラム実行手段 2 7に入力される。 N Cプログラム実行手段 2 7は、後述する測定結果を参照しながら前記各入力データにより適切な送り速度に基づいた補間処理を行ないサーボ制御手段 2 8 にサ一ボ制御信号を供給し、工作機械 2 6をサ一ボ制御手段 2 8の出力駆動信号によって正しく N Cプログラムに合せた送り駆動制御を行うことができる。誤差補正手段 2 9は、工作機械 2 6の温度変化などによる寸法 '位置の誤差を補正するために設けられ、工作機械 2 6に設けられた測定器の出力を用いて温度に起因する誤差などを補正することができる。

以上のようにして、工作機械 2 6は、テーブルに載置されたワークピース 3 0 に対して、所望の作業要素加工、加工要素加工そして工程加工を N Cプログラムに従って実行し、ワークピース 3 0の第 1姿勢における加工を完了する。

第 1姿勢によるワークピース 3 0の工程加工が完了すると、測定機 3 1が測定制御装置 3 2の測定プログラムに従ってワークピース 3 0の座標測定を行い、この測定結果は測定結果分析手段 3 3を介して次工程の前記数値制御装置 2 5の N Cプログラム実行手段 2 7へフィードバックされ、また必要に応じて、この測定結果は前記各データべ一ス 2 1 , 2 2， 2 3， 2 4へ供給される。以上のようにして、図示した実施形態によれば、作成された N Cプログラムに基づいてワークピース 3 0に所望の数値制御加工を施すことができ、ワークピース 3 0は第 1姿勢での工程加工が終了した後、姿勢替えが行われ、第 2姿勢において同様に N C プログラムに従った加工が継続的に行われる。

本発明において特徴的なことは、前記測定制御装置 3 2に供給される測定プログラムが数値制御装置 2 5に供給される実加工 N Cプログラムから作成されることであり、このために、加工形状情報抽出部 3 4、幾何モデル形成部 3 5そして測定プログラム生成部 3 6が設けられている。

加工形状情報抽出部 3 4には工具リスト、そして N Cプログラム作成手段 2 0 の出力である実加工プログラムが供給され、これらの入力データに基づいて、 N Cプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形伏情報を抽出する。前記抽出された加工形状情報は幾何モデル形成部 3 5において、任意段階における三次元の幾何要素あるいは幾何モデルに変換され、この幾何要素又は幾何モデルに対して測定プログラム生成部 3 6が所定の測定パスを選択して最適な測定プログラムを生成することができる。図 1 から明らかなように、このようにして作成された測定プログラムは測定制御装置 3 2へ供給されるとともに、前記幾何モデル形成部 3 5の幾何モデルは測定結果分析手段 3 3へ供給され、また測定プログラム生成部 3 6の測定リストも同様に測定結果分析手段 3 3へ供給されている。本発明において、加工形状情報抽出部 3 4へは、前述した加工リスト及び N Cプログラムばかりでなく、素材データ及び最終部品形状を供給してもよく、この場合には、例えば測定プローブの移動経路等をより簡単にかつ安全に定めることが可能となる。

従って、本発明によれば測定プログラムは常に実加工プログラムと関連づけられており、実際の加工に用いられる N Cプログラムに応じて最適な測定プログラムを得ることが可能となり、またこのような測定プログラムの測定結果は常に数値制御装置 2 5に供給され、測定結果に応じた加工管理を行うことが可能となる。図 2には前述した数値制御工作機械システム（図 1 ) における測定プログラム作成部分の詳細を示した構成が示されている。この実施形態においては、測定は N C加工中の加工要素を基本単位として行い、一連の作業要素の加工が完了して加工要素が得られた時を測定タイミングとする。勿論、加工要素を複数組み合わせて工程完了の段階で測定を行うことも可能であり、実際の測定プログラムは加ェ要素完了あるいは工程完了を測定タイミングとする。

図 2において、 N Cプログラム 4 0は加工形状情報抽出部 3 4の N Cプロダラム解析部 4 1へ供給され、 N Cプログラム解析部 4 1は別途供給されている工具データと前記 N Cプログラム 4 0とからまず N Cプログラムを作業要素に分割し、この作業要素情報を加工要素抽出部 4 2へ供給する。加工要素抽出部 4 2においては、複数の作業要素を組み合わせて、 N Cプログラム上の加工要素を抽出して出力する。また、 N Cプログラム解析部 4 1は N Cプログラムにある座標データを座標系変換部 4 3に供給し、 N C加工用に作成されている座標系を測定用の三次元座標系に変換する。このようにして抽出あるいは変換された加工要素リスト及び座標系リストは幾何モデル作成部 3 5の幾何要素作成部 4 4に供給され、 N Cプログラム 4 0によって指定されている加工要素が通常の三次元座標系における幾何要素として変換出力される。本実施形態においては、この幾何要素はさらに幾何乇デル作成処理部 4 5において幾何モデルに合成され、これが測定プログラム生成部 3 6に供給される。勿論、本発明において、前記幾何モデルへの変換は必ずしも必要でなく、幾何要素作成部 4 4の出力である幾何要素リス卜をそのまま測定プログラム生成部 3 6へ供給することも可能である。また、幾何モデル作成処理部 4 5で作成された幾何モデル 4 6は図 1に示したように、測定結果分析手段 3 3に供給される。 '

測定プログラム生成部 3 6には前記幾何モデルあるいは幾何要素リストが供給されると共に、測定機 3 1のプローブ情報 4 7及び公差情報 4 8、その他の必要な情報 4 9が供給されており、これらの与えられた入力情報に基づいて測定プログラム 5 0を生成して、これを図 1に示した測定制御装置 3 2へ供給する。図 2は、本実施例における N Cプログラム 4 0から測定プログラム 5 0を形成するための概略的なステップを説明したが、以下にそれぞれの詳細についてさらに詳しく説明する。

作業要素及び加工要素の抽出

まず作業要素を抽出するための N Cプログラム解析部 4 1の詳細を図 3から図 1 1を用いて説明する。

図 3は前述した加工形状情報抽出部 3 4 (図 2 ) における本発明に係る N Cプログラム解析部 4 1の部分を拡大して示したものであり、 N Cプログラム解析部 4 1には前述したように実加工 N Cプログラム、素材データ、そして工具リストが入力され、また、必要に応じて素材データ、最終加工形状も入力される。

N Cプログラム解析部 4 1において、前記入力された各データは記憶装置 6 0 に記憶され、実加工 N Cプログラムが 1ブロックずつ解析され、数値データ変換部 6 1によってデータ変換され、 Gコード展開リスト生成部 6 2において Gコード展開リストとして各データが登録される。この時、マクロプログラムやサブプログラム等 1ブロックで複数の動作をする場合には、 R S— 2 7 4— Dフォーマットに従い基本命令に展開後、 Gコード展開リストに登録する。この Gコードへの展開は本発明において必ずしも必要ではないが、この実施形態においては実加ェ N Cプログラムをコンピュータ処理するために解析の容易な Gコ一ドへ展開している。

N Cプログラム解析部 4 1においては、前記 Gコード展開リストを参照しながら作業要素への分割部 6 3において連続した実加工プログラムが作業要素毎に分割される。前記分割部 6 3における各作業要素加工毎へのプログラム分割は、通常の場合、シーケンス番号（N番号）、工具割り出し（Tコード）、工具交換（M 6 ) 及びオプショナルストップ（M 0 1 ) に注目して行うことが好適である。実際上、このような作業要素へのプログラム分割は、まず工具交換に着目し、工具交換の間は単一の工具が用いられるのでこれを作業要素の区切りとして用いることができる。しかしながら、同一の工具を用いて複数の作業要素加工が行われる場合があり、例えば同一のドリルにて複数の下穴を穴開けするような場合があるので、前記工具交換に加えて工具軌跡パターンを読み取り、これによつて作業要素加工毎の分割を確実に行うことが好適である。

図 4 A， 4 B , 4 Cには本実施形態で用いられる実加工 N Cプログラムの一例が示されており、 O 0 0 0 1なるプログラム番号が付されている。

図 5はこの実加工 N Cプログラムにおいて加工される素材形状が示されており、また図 6にはこの実加工プログラムによって図 5で示した素材から製作される最終加工形状が示され、これらの素材データ（材質を含む）及び最終加工形状は前述したように N Cプログラム解析部 4 1にデータ供給されている。図 6から明らかなように、この加工においては、素材の上面フライス加工、側面フライス加工そして正面の 2個のねじ穴加工及び上面の 4個の面取り付穴開け加工そしてスロット溝加工が求められている。

このような加工に対して、 N Cプログラム作成手段 2 0は加工手順を定め、これを作業要素に展開し、各作業要素毎の使用工具を決定し、さらに各工具毎の切削条件を定める。

図 7はプログラム 0 0 0 0 1に用いられる工具リストを示し、各工具番号は T コードで示され、それぞれの工具データが図示のようにリスト化され、この工具リストは前述したように N Cプログラム解析部 4 1に供給されている。

N Cプログラム解析部 4 1においては、まず実加工 N Cプログラムが記憶装置 6 0に記憶された後数値デ一タ変換部 6 1を経て Gコード展開リスト生成部 6 2 によってコンピュータで解析し易い Gコード展開リストに変換される。図 8 A， 8 B , 8 C , 8 D , 8 Eは前記実加工プログラム 0 0 0 0 1が Gコードに展開された状態のリストを示し、両者は行番号によってリンクされており、その内容は実質的に全く同一である。

実施形態における実加工プログラムは、シーケンス N番号 1から 9の 9種類に区別され、これら 9個のシーケンスはそれぞれ別個の工具を用いた作業として区別されている。勿論、本発明においては、同一の工具を用いた場合においても素材の異なる加工位置を加工するものは、異なる作業要素として認識しており、前述したように工具の加工軌跡パターンからプログラムが作業要素に分割される。しかしながら、説明を簡略化するために、以下においては前記 9個のシーケンス番号（N ) に分けて各作業要素加工毎の加工条件抽出を例示する。

N 1の作業要素の解析

行番号 4で T 1が指令され、行番号 5で M 6 (工具交換）を行っているので、行番号 7から次の M 6 (工具交換）が指令されるまでは工具 T 1で加工されることが理解される。本実施形態においては、このような一群のプログラムをシ一ケンス番号 N 1として示しているが、実際の実加工 N Cプログラムにおいてはこのようなシーケンス番号は工作機械に対して何らの意味もないことは明らかである。工具 T 1は前述した図 7に示す工具リストの Tコード 1から、直径 1 0 O m m のフェイスミルであることが理解される。次に、行番号 7はワーク座標系 G 5 4 を指定しており、本実施形態においては、座標系 G 5 4は図 6に示した最終加工形状の上面を示しており、これを第 1工程の加工と定義する。

行番号 1 0で初めて切削送りとなり、切削面は Z 0 . 1の座標である（行番号 9 ) 。またフェイスミルの降下点は行番号 7によって（1 6 0、 5 0 ) とレ、う X Y座標に設定されている。行番号 1 0から 1 3は Z座標は同じで移動軸は X、 Y、 X、 Υの交互に移動していることが分り、このような工具軌跡パターンをパターン定義記憶部 6 4に記憶されている定義データと照合することによって、この作業要素が面加工要素であると判断することができる。図 9には加工要素に対する作業要素と使用工具、プログラム分析方法のパターン定義の一例が示されており、このようなバターン定義を用いて前記作業要素加工の認定が行われる。

図 1 0には作業要素リストの一例が示され、本実施形態においては、このような作業要素が加工要素抽出部 4 2及び座標系変換部 4 3へ供給される。

勿論、図 1 0に示す作業要素は一例であり、このような比較的大きな作業要素ばかりでなく、この作業要素をさらに分割した作業要素を定義することも本発明において好適であり、このような作業要素の定義レベルは工作機械の精度、あるいは加工システム全体の分解能に応じて任意に定義づけることが可能である。シーケンス N 1に対してさらにプログラムを解析すると、行番号 1 0、 1 1、 1 2と行番号 1 5、 1 6、 1 7は Z座標が異なるだけで同じ軌跡であり、これ以下に同一工具の作業要素がないことから行番号 1 5、 1 6、 1 7が仕上げ加工であると判断できる。

次に、行番号 1 9から行番号 3 0まではワーク座標系 G 5 5、すなわち、本実施形態において、図 6に示した最終加工形状の正面加工の座標系を指令しているのでこれを第 2工程と判断する。行番号 2 2、 2 3、 2 4と行番号 2 7、 2 8、 2 9は Z点が異なるだけで同じ軌跡であるため、また Z座標が 0 . 1の差であるため、行番号 2 2、 2 3、 2 4が荒加工、そして行番号 2 7、 2 8、 2 9が仕上げ加工と判断する。さらに切削領域がワーク全体を覆っているので面加工要素と判断する。

以下同様にシーケンス N 2から N 9までの作業要素に対する解析を簡単に説明する。

N 2の作業要素の解析

行番号 3 1より主軸工具が T 2となり、 N 2の作業要素に移行する。 T 2は図 7の工具リストから直径 3 m mのセンタドリルであると認識され、この結果 N 2 の作業要素は穴加工要素と判断され、以下に述べる第 1工程における 5つの作業要素及び第 2工程における 2個の作業要素が抽出される。

第 1工程（G 54)

座標 1 (70. 000， 50. 000)座標 2 (-70. 000， 50. 000)

座標 3 (-70. 000, 50. 000) 座標 4 (70. 000, -50. 000)

座標 5 (30. 000， 0. 000)

第 2工程（G 55)

座標 1 (40. 000, 0. 000) 座標 2 (-40. 000, 0. 000)

N 3の作業要素の解析

行番号 4 7により主軸工具が T 3となり、 N 3の作業要素に移行する。工具 T 3は工具リストより直径 2 O m mのドリルであると認識し、 N 3の作業要素は穴加工要素と判断し以下の 5つの作業要素が抽出される。

第 1工程（G 54) "

座標 1 (70, 000, 50. 000)座標 2 (-70. 000， 50. 000)

座標 3 (-70. 000, 50. 000) 座標 4 (70. 000, - 50· 000)

N 4の作業要素の解析

行番号 5 7により主軸工具が T 4となり、直径 3 O m mのドリルであることから N 4の作業要素は穴加工要素と判断し、以下の 4個の作業要素が抽出される。第 1工程（G 54)

座標 1 (30. 000， 0. 000, -19. 9)

座標 2 (-70. 000' 50. 000) 座標 3 (-70. 000， - 50. 000 )

座標 4 (70. 000, -50. 000)

N 5の作業要素の解析

行番号 6 8により主軸工具が T 5すなわち直径 2 5 m mのェンドミルに交換されている。

通常、エンドミル、フェイスミルなどにおいては、対応可能な加工パターンの種類が多く、単に使用工具のみではいかなる作業要素かの判定が難しいが、本実施形態においては、分割部 6 3と加工要素抽出部 4 2とにおいて工具加工軌跡を加工パターン定義と照合することによってこれらの判断が行われ、既にフェイスミル及びドリルに対していくつかの例示を行ったが、さらに図 1 1にはこれらの加工パターン定義と加工要素との対応関係の一例を示す。

シーケンス N 5の作業要素に戻って、行番号 7 1から行番号 7 4によって工程 1 ( G 5 4 ) 座標 3 ( 3 0， 0 ) で加工面（Z— 1 9 . 9 ) に降下していることが分り、また行番号 7 5から行番号 8 1は同一平面を移動し、行番号 7 5の座標 (— 5 0， 0 ) と行番号 8 0の座標（一 5 0， 0 ) が同じ座標であるため、閉じた軌跡であることが判断できる。また、行番号 5から行番号 8◦は行番号 7 5で G 4 1の左側補正がかけられているため、軌跡に対して内側であると判断される。そして、その軌跡に対して G 4 1で工具半径分内側にシフトした軌跡を設け、さらにその軌跡に対して工具半径分シフトした軌跡を求める。しかし、この場合、軌跡が無くなつており、これらの工具軌跡から、行番号 7 5から行番号 8 0をェ具が移動すると内側が削り残らないと判断し、ポケット加工要素と判断できる。これは、図 1 1に示した加工パターン定義から加工要素ポケットに関しエンドミルを使用した場合のパターンとなっており、このような複雑なプログラムに対しても、図 1 1のようなパターン定義を用いて確実にプログラムの解析を行うことが可能となる。

行番号 7 5の移動はアプローチとして判断され、また行番号 8 1の移動は逃げと判断される。そしてこのアプローチ量及び逃げ量は図 1 2のポケット加工要素パターンリストに格納される。

行番号 8 2でワーク面より上に移動し、行番号 8 3で第 2工程（G 5 5 ) の座標（4 0， 0 ) に位置決めされる。行番号 8 6から行番号 8 8は同一平面を移動し、行番号 8 7で 1周縁の軌跡を移動し、先ほどと同様にその軌跡に対して行番号 8 6で G 4 1の左側補正がかけられているため、軌跡に対して内側であると判断される。それに対して G 4 1で工具半径分内側にシフトした軌跡を求め、さらに工具半径分シフトした軌跡を求める。しかしながら、この場合判断 1によって軌跡がなくなり、この結果内側が削り残らないと判断し、ポケット加工要素と判断される。同様に行番号 9 3から行番号 9 5もポケット加工要素と判断される。しかしながら、このポケット加工要素の中心座標をシーケンス N 2、 N 4の作業要素で前加工されているという条件から、このポケッ卜の形状が円であることから穴加工要素であると最終的に判断される。このように、シーケンス N 5に対しても加工パターン定義を用いることによって作業要素の認識を行なうことができる。

N 6の作業要素の解析

行番号 9 7により主軸工具が T 6となり直径 2 5 m mのエンドミルが用いられる。

行番号 1 0 5から行番号 1 0 8の移動は、同一平面上であり、行番号 1 0 5と行番号 1 0 8の座標が同じであるため閉じた形状と判断できる。また、この軌跡と工具系を判断 1で照合する。その結果、内側に削り残しがないことが分れば、これをポケット加工要素と判断できる。そして、その軌跡はシーケンス N 5の軌跡と同一であるため、仕上げ加工であると判断され、シーケンス N 5の作業要素 1の加工は荒加工であると判断することができる。そして、行番号 1 05から行番号 1 08の点を仕上り形状と判断する。

N 7の作業要素の解析

行番号 1 1 1により主軸工具が T 7となり、直径 8. 2 mmのドリルと認識する。従って、シーケンス N 7は穴加工要素であると判断され、以下の作業要素が抽出される。

第 1工程（G55)

座標 1 (40.000, 0.000)

座標 2 (-40.000, 0.000)

N 8の作業要素の解析

行番号 1 1 9により主軸工具が T 8となり直径 25 mmの面取り工具であることが認識される。行番号 1 24から行番号 1 28へ Z軸が上昇するまで G 8 1の穴開け固定サイクルで固定しているため、 N8の作業要素は穴加工要素と判断される。

第 1工程（G54)

座標 1 (70.000， 50.000)

座標 2 (-70.000, 50.000)

座標 3 (-70.000， -50.000)

座標 4 (70.000, -50.000)

第 2工程（G55)

座標 1 (40.000,0.000)

座標 2 (-40.000, 0.000)

N 9の作業要素の解析

行番号 1 34において主軸工具が T 9となり Ml 0タップに交換される。従つて、シーケンス N 7の作業要素は穴加工要素と判断される。

第 1工程（G55)

座標 1(40.000,0.000)

座標 2 (-40.000,0.000) 以上のようにして、実加工プログラムが順次解析され、各作業要素に分割抽出される。

以上のようにして、 N Cプログラムが作業要素毎に分割されるが、いくつかの作業要素に関し図 4 A , 4 B , 4 Cの実加工 N Cプログラムから解析した結果を簡単にまとめると、図 6の G 54面にあるスロットはシーケンス N 1の前段の作業にて Z = 0に面を形成している。そして、この面は Z = 0 . 5と 0とで 2回削られているが、 Z = 0の方が深いので、この面が作業要素として抽出される。そして、シーケンス N 2の中段において、 X 3 0， Y 0によりセンタ一穴がその位置関係から上記の面に空けられているので、ここにセンタ一作業要素が生成されていることが理解される。

前記面の作業要素は同様に下記の作業要素にも適用される。

シーケンス N 4の前半において、前記作成されたセンタ一作業要素の上に下穴が開けられ、穴作業要素が形成されていることが理解される。

また、シーケンス N 5の前半部分においてスロットを加工しているので、スロット作業要素が完成していることが理解される。

さらに、シーケンス N 6では仕上げのスロット加工がなされ、前述したと同様のスロット作業要素が形成されている。

このように、 N Cプログラム解析部 4 1においては、 N Cプログラム 4 0を用いて各作業要素を分割して解析することができる。

以上のように分割して解析された作業要素は加工要素抽出部 4 2において加工要素リストに変換される。実際上、 N C加工途中における測定は作業要素よりも加工要素を基にして行うことが好適であり、これは、加工要素の完成によって、素材の同一位置における 1つの形状加工が完成するからである。

前述した複数の作業要素から、その加工位置及び工具の種類によつて加工要素への集積作業が行われ、各作業要素間の関係はプログラムの加工順番から理解可能である。例えば、複数の作業要素のうちセンタ一作業要素と穴要素とはその位置関係から、加工要素に対してはセンタ一作業要素を考慮する必要がなく、同様に複数のスロット作業要素に対しても同一位置に対して行われる作業は最終的なスロット作業のみを加工要素とて抽出すれば良いことが理解される。このようにして、加工要素抽出部 4 2からは測定に必要な加工要素リストを抽出することができ、これが幾何モデル作成部 3 5に供給される。

座標変換 - 以上のようにして加工要素リス卜が得られた場合においても、これをそのまま測定プログラムに利用することはできない。すなわち、 N Cプログラム上において、加工座標系はパレット上に固定されたワークの姿勢と関係しており、例えば図 6に示した加工形状は、実際上工作機械のパレツト上においては図 1 2 Aのように、その上面加工は座標 G 5 4として示され、同様に正面の加工は座標 G 5 5 として示されている。加工プログラム上において、 G 5 4と G 5 5とはパレット上で姿勢替えをして加工されるか、あるいは工具の基準面を姿勢替えして加工され、この結果プログラム上の座標面は図 1 2 Bに示される実際の加工形状における座標面と異なる。本実施形態における N Cプログラム加工例においては、図 6 に示した加工形状の上面と正面は同一パレット上にあり、同一工程にて加工されている。しかしながら、これは加工上の便宜のためであって、図 1 2 Bに示した実際の形状における上面と正面の幾何学的位置関係とは異なる。前述したように、加工プログラムにおいては、図 1 2 Aのように、上面の座標は座標系 G 5 4を基準にし、一方正面の座標は座標系 G 5 5を基準とし、すなわち座標系 G 5 5は座標系 G 5 4を単に X Y Z方向に平行移動したものとなっているが、実際の加工形状の座標系 G 5 4と G 5 5は図 1 2 Bで示されるように X Y Z方向の平行移動と回転が行われている。これをマトリクスを用いて表現すれば次のようになる。 (以下余白）

数式 1

回転部平行移動部

1 0 " 0 5 0 0

0 1 0 - 5 0 加工上

0 0 1 0

0 0 0 1

1 0 0 0

0 1 1 6 0 実物の部 C

0 一 1 0 8 0

0 0 0 1

従って、座標系変換部 4 3においては、前記 N Cプログラム加工座標と実際の形状座標との変換を前記座標系変換によって行い、これを幾何モデル作成部 3 5 の幾何要素作成部 4 4へ供給している。

図 2において、座標系変換部 4 3には工作機械からの座標系 5 1が入力されており、これは、例えば加工プログラムによっては、工程替えが行われた時にパレット上のワーク位置が不定値になった時に有効であり、このような場合は工作機械からの座標系を入力し、加工形状に合わせた座標変換を有効に行うことが可能となる。

図 6に示した加工形状と異なり、例えば図 1 3で示されるような単一のワークに対して異なる座標系 G 5 6 G 5 7が設定されたような場合には、単に両座標系が平行移動しているので、両者間の相対位置のみを演算することによって容易に座標変換が行われ、この場合の好適な座標変換式を以下に示す。

数式 2

また、加工途中において通常の場合工程が完了した段階において測定が行われるが、この時にワークは工作機から測定機へ移動される場合がある。このような場合、ワークは測定機のテーブル上にいかなる方向にも固定可能である。従って、このような場合には、測定機は例えば図 1 2 Aに示した座標系 G 5 4、 G 5 5のいずれかの基準となる座標系例えば G 5 4がどのように置かれたか分らないので、従来の測定プログラムを作成するための作成プログラムを用いてこの基準座標である G 5 4を得るために必要な幾何要素を計り、座標系 G 5 4の位置を知ることができる。このようにして、測定機自身の座標系（機械系）と座標系 G 5 4の相対関係を記憶する。この結果、部品形状の寸法座標は座標系 G 5 4を基準としているのでプローブはこの座標系を基に移動することができ、実際の測定作業においてこのようなデ一タを測定プログラムに供給することができる。このような測定機における座標変換の式を以下に示す。

数式 3

G 5 4 WORK— CS— 1 機械系

U _{3 1} U _{3 2} U _{3 3} O :

0 0 0 1

勿論、一方の基準となる座標系例えば G 5 4が分れば、 G 5 5座標系も前記基準となる座標系 G 5 4から容易に求めることができる。図 1 4は各座標系間の相対関係を示しており、座標系 G 5 5は基準となる座標系 G 5 4との相対位置を座標パラメータとして記憶しており、また基準となる座標系 G 5 4は測定機に据え付けられた時の前記機械系との演算によって数式 3を用いて求められたパラメ一タを入力することによって容易に知ることが可能となる。

勿論、実際の測定においては、測定機はフィクスチヤを用いて部品を一定位置に置き、前記基準となる座標系 G 5 4を 1回だけ測定してこれを記憶し、各形状毎に個別に G 5 4を測定する操作は省略されている。

幾何モデルあるいは幾何要素リス卜の作成 P T JP9 2 5 以上のようにして、幾何要素作成部 4 4には加工要素リストと座標系変換デ一タが供給され、これらの入力情報に基づいて幾何要素リス卜が作成される。図 1 5は幾何要素パラメータリストの一例が示されており、面付き穴、段付き穴、段付きネジ穴、スロット、円形スロットなどが一部図示した形状の寸法値及び中心となる P点の座標値として示され、加工形状における幾何要素のパラメ一タリストがこのように作成される。

また、これらの各幾何要素は図 1 6で示されるような幾何要素リストとして座標系、実施形態によれば G 5 4、 G 5 5と関連づけて記憶され、これによつて各幾何要素の座標位置を正確に示すことができる。

従って、このような幾何要素リストを用いて所定の測定パスに基づいた測定プログラムを生成することが可能となるが、さらに図 2の実施形態においては、前記幾何要素リストは幾何モデルに変換される。すなわち、幾何モデル作成処理部 4 5においては前記幾何要素リストをさらにコンピュータで処理の容易な例えば C S G (Constructive Sol id Geometry ) プリミティブライブラリイを用いて表現可能である。このような C G Sプリミティブライブラリィの一例が図 1 7に示されており、これらの各プリミティブは図 1 8に示すオペレータすなわち各プリミティブ間の関係がユニオン、インタ一セクション、サブストラクシヨン及びネゲーシヨンの関係として表現可能である。図 1 9には幾何要素を前記 C S Gライブラリィによって表現した一例が示され、例えば面付き穴は 2個の円錐と 1個の円筒から表現可能である。前記図 1 7で示すように、幾何モデルを構成するプリミティブは、ブロック（直方体）、球、円筒、円錐、角錐などの簡単な三次元的なものから構成されており、通常の機械加工で得られる形状はこの程度のプリミティブで十分に表現可能である。すなわち、前記いくつかのプリミティブは図 1 8に示されるオペレータを用いて連結体を構成され、必要な幾何要素モデルを形成することができる。前記オペレータは

1 . ユニオン： 2つのプリミティブまたは連結体が占める全ての部分

2 . インターセクション： 2つのプリミティブまたは連結体の共通部分

3 . サブストラクシヨン： 1つのプリミティブまたは連結体から他のプリミティブまたは連結体を差し引いた部分 4 . ネゲ一シヨン： 1つのプリミティブまたは連結体を除く全ての部分と定義される。

測定パスの決定 "

幾何要素作成部 4 4から出力された幾何要素リストあるいは幾何モデル作成処理部 4 5から出力された幾何モデルは各加工要素あるいは工程毎の形状そして加ェされる幾何要素が順番にデータとして含まれており、勿論前述したように、各幾何要素のパラメータも抽出され、かついずれの座標系に属するかのデータも有している。

これらのデータにより、測定プログラム生成部 3 6はまず測定パスを決定する力このために各幾何要素付近での測定パスは図 2 0に示される測定パスライブラリイを参照して決定される。

そして、この測定パスを決定する際には、干渉チェックが必要であり、例えば図 2 1で示されるような形状の場合、 2個の円柱穴が交差しており、両者の交差位置においてはハッチングで示すように干渉部が形成され、この干渉部においては測定自体が不可能となるからである。図 2 2はこのような干渉部をリストとして示したものであり、前記測定パスを決定する際には図 2 2の干渉リストを参照して、干渉が生じる場合には当該測定点を排除して残った測定点の間に測定点を付加することが好適である。

以上のようにして各幾何要素毎の測定パスが作成され、次にこれらを全体の測定パスとして連結する。通常、これらの連結には以下の 2つの手法のいずれかが用いられる。

第 1はプローブの移動軌跡を幾何要素で表現し、これと加工形状との干渉をチェヅクし、干渉がない測定パスを選択する。

第 2は素材データがある場合、図 2 3で示すように形状の周囲にセーフティゾ —ンを設定し、各幾何要素の測定が終了した段階で常にプロ一プをセーフティゾーンに戻す手法である。図 2 3において、例えば上面の穴 4 C Rから側面の穴 5 1 C Rにプローブ移動する時には直線的にプローブが移動するとワークピースに衝突するので、常にセ一フティゾーンまで戻りこのセーフティゾーン上を移動して次の幾何要素測定点まで移動する。以上のようにして、測定パスが決定されると、測定プログラム生成部 3 6は図 2に示したように、必要に応じて、プローブ情報 4 7、公差情報 4 8及びその他の情報 4 9を加えて必要な測定プグラム 5 0を作成する。前記公差情報 4 8はその一例が図 2 4に示されており、これらの穴公差、寸法公差を測定プログラムに反映させることができる。例えば、照合コマンド（公称値と実測値を比較するコマンド）を決定する際に、幾何要素の公差を一般公差から自動的に決定し、このように定められた公差を用いて照合コマンドを決定することも可能である。前記公差情報以外の必要な情報としては下記のものが挙げられる。

1 . 測定プログラム特有のもの

a プログラム名

b プログラムファイル名

c 結果出力ファイル名

d 結果出力デバイス

e 結果出力フォーマット

f その他（プロセスコントロール情報等）

2 . 測定機特有のもの

a データム面の設定

b ュニット ( m m, i n c h )

c 移動 '測定スピード

d 測定動作パラメ一タ

e プローブ（測定値）情報

f 照合情報

g その他（プローブ補正用マスターボール等）

3 . 初期座標系設定特有のもの

a 自動測定 ·手動測定の切り換え

b 座標系の呼出し

以上の各情報は本発明で用いる N Cプログラム自体には含まれていないので、通常の場合予め作業者が入力するが、例えば測定機に関しては、その初期値が設定されているので、特に個別的に入力する必要はない。また、希望値が初期値と異なる場合は、予め用意された初期値を入れたテンプレートを作成しておくことによってテンプレートの選択のみで容易に入力可能である。

以上のようにして、本発明によれば、 N Cプログラム 4 0を解析して測定プログラム 5 0が容易に作成可能である。図 2 5 A， 2 5 B , 2 5 C， 2 5 D , 2 5 E , 2 5 Fに、本実施形態の測定プログラム作成方法によって作成された測定プログラム例を示す。

本発明において、図 1に示した加工形状情報抽出部 3 4、幾何モデル作成部 3 5、測定プログラム生成部 3 6のプログラムは、それぞれの手順を記憶した媒体として構成することができ、これらの媒体は、フロッピディスク、 C D _ R O M、ハードディスク、 R O M等の形式で供給することができる。

加工管理

本発明は、前述したように測定プログラムを N Cプログラムから形成することを特徴とし、実加工と密接に関係した測定プログラムを得ることができるが、さらに、この測定プログラムを用いて実加工中の加工形状を測定しながら、これをさらに工作機械の加工管理にフィ一ドノ、ックして N C加工プログラムとの関連性をさらに強めることができる。

図 2 6には、測定プログラム 5 0を用いて測定制御装置 3 2が測定機 3 1を制御している状態を示す。測定制御装置 3 2は測定機 3 1のプローブに対して所定の測定プログラムにて定義づけられた測定パスを指令し、プロ一ブは任意の段階にある加工形状を自動測定する。そして、この測定値は測定制御装置 3 2から測定データとして測定データ収集部 7 0に送られ、ここで所望のヘッダ情報が加えられてデ一夕ベース 7 1に蓄積される。測定結果分析手段 3 3は前記測定データ収集部 7 0及び蓄積データベース 7 1と共にプロセスアナライザ 7 2を含み、測定結果の分析値が工作機械 2 6にフィードバックされ、後続する加工工程にこの測定結果を反映させることができる。

図 2 7は各工程における測定結果の流れを示し、本実施形態においては、いずれかの選択された工程に対してそれそれ測定作業が実行され、得られた測定デ一夕は直ちにプロセスアナライザ 7 2によって診断され、その結果が次の工程あるいは必要に応じて全工程の加工管理にフィ一ドバックされている。再び、図 2 6に戻りさらに詳細に説明する。

前記測定制御装置 3 2は測定機 3 1の測定結果から、公差外の結果が出た場合あるいは危険範囲の測定値であつだ場合には直ちにこれをエラ一測定データとして工作機械 2 6に通知し、加工の一時中止あるいは後加工における切削量の変更等の指示を行う。

測定制御装置 3 2は通常の測定データを測定データ収集部 7 0へ送り、測定デ ―タには以下のようなへッダ情報が付加される。

1 . ヘッダ特有のもの

a ヘッダの名前

b ヘッダのフアイノレ名

c ョ付（ヘップ作成日）

d 部品名

e 単位

f 測定項目の数

2 . 測定項目特有のもの

a 測定項目の名前

b フィーチャの名前

c 値

d 上限許容値

e 下限許容値

f U C L (アツパ一コント口一ルリニット）

g L C L (ロウァ一コントロールリミット）

3 . 加工プロセス特有のもの

誤差要因

b 許容誤差

c

d 環境温度

プロセスアナライザー 7 2は前記データベース 7 1に蓄積された測定デ一を用いて統計、解析そして診断を行い、 Xバ一 Rバ一図 Xバー S図あるいはトレンドなどの管理図を作成し、工作機械 2 6にその結果を指示する。

図 2 8には測定値が公称値に対してどのような関係にあるかを示すグラフであり、上限値あるいは下限値を越えたものは公差外の危険範囲として直ちに工作機械 2 6に指示されるが、公差限界に近い範囲にあるものも危険範囲として、前ェ程のチェックあるいは後工程への通知が行われる。

本発明によれば、加工途中においてリアルタイムで測定結果を容易に得ることができるので、これを後続する工程に対して直ちに指示し、後工程での工具の送り量などに測定結果を容易に反映させることができる。

また、前述したプロセスアナライザ 6 2から得られる管理データは従来周知の F M E A (フエイラモード及びエフェクトアナリシス）や F T A (フェイラッリ一アナリシス）等の診断プログラムによって解析され、これらの診断プログラムは本発明における加工プログラムと測定プログラムの修正変更を順次学習することによってその確度を高めることが可能となる。さらに、図 3 2で明らかなように、工作機械 2 6のモーションダイナミックスからの主軸動力を時系列でデータ収集し、これを F F T (高速フ一リエ変換）や他のハードウェアを用いてスぺクトラム分析し、波形の高調波成分を数値化したりその分散を計算することができ、この時に、測定された表面粗さあるいは寸法測定結果と合わせて工具の切れ味低下、工具の磨耗、製品の取付不良、機械誤差などの判断を行うことも可能である。これらの判断は前述したプロセスアナライザの F T A等の診断プログラムに組み込むことが好適である。

更に図 3 2から明らかなように、工作機械 2 6の状態情報はデータべ一ス 7 1 へ供給され、データべ一ス 7 1には、更に誤差データべ一ス 7 3及び誤差要因データベース 7 4からの各種の誤差あるいは誤差要因診断プログラムデータが供給されており、これらを用いてプロセスアナライザ 7 2は前述した解析情報ばかりでなく、形態の各要素、すなわち、寸法、形状、姿勢、位置あるいは荒さをそれぞれ工作機械 2 6へデータとして供給することができる。従って、工作機械 2 6 はこれらの管理データをもとに次工程の加工制御を最適に行うことが可能となる。本発明において、図 2 6に示した測定データ収集部 7 0、データベース 7 1、プロセスアナライザ 7 2及び必要に応じて誤差データベース 7 3、誤差要因データベース 7 4、そして測定制御装置 3 2のプログラムは、これらの手順を媒体に記憶することができ、これらの媒体としては、フロッピディスク、 C D— R OM, ハードディスク、 R O M等の形式で供給することができる。発明の効果

以上説明したように、本発明によれば、 N C加工において、実加工 N Cプログラムから測定プログラムを直接作成することができ、任意の加工段階において最適なかつ詳細な測定結果を容易に得ることが可能となる。

また、本発明における測定プログラムは従来のような複雑な自動プログラミングを必要とすることなく、 N Cプログラムの大きさに拘らず作成可能であり、また常にこの測定プログラムは実加工 N Cプログラムと対応しており、いずれかが修正された場合には他方に対してもそれを反映させることができ、工作機械の加ェ管理を加工プログラム及び測定プログラムの両面から互いに関連づけながら支援することが可能となる。

さらに、本発明における測定プログラムは N C加工プログラムが適用されたェ作機械ばかりでなく、その他の工作機械に対しても同様に機能することができ、また各測定プログラムは作業要素、加工要素あるいは工程のいずれかに対して任意段階でのモジュール化された測定プログラムの集合として構築されるので、極めて汎用性の高い測定プログラムを作成することができる。また、これらの測定プログラムは測定に必要なノウハウを常に最新の状態で盛り込むことができ、このようにして盛り込まれたノゥハウを保有しながら他の工作機械へも適用可能であり、汎用性に優れるばかりでなく、広い拡張性を有する利点がある。

本発明に係る測定プログラムが実行された測定結果は常に加工工程の後段あるいは前段に反映可能であり、加工管理データとして極めて優れた測定値を提供可能である。

Claims

請求の範囲

1 . N Cプログラムにて加工 ^御が行われる N C加工において、

N Cプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形状情報を抽出する加工形状情報抽出部と、

前記加工形状情報から任意段階における幾何モデルを形成する幾何モデル作成部と、

前記幾何モデルから測定プログラムを生成する測定プログラム生成部と、を有する N C加工における測定プログラム作成装置。

2 . N Cプログラムにて加工制御が行われる N C加工において、

N Cプログラムを解析して各作業要素加工または各加工要素加工毎にプログラムを分割する分割部と、

前記分割された作業要素加工あるいは加工要素加工毎に加工形状情報を抽出する加工要素抽出及び座標系変換部と、

前記加工形状情報から三次元座標の幾何モデルを形成する幾何モデル作成部と、前記幾何モデルから測定パスを決定する測定パス生成部と、

前記測定パスに基づいて測定プログラムを生成する測定プログラム生成部と、を有する N C加工における測定プログラム作成装置。

3 . 請求項 1記載の測定プログラムを実行した加工管理装置であって、 N C プログラムの各工程のうち少なくとも 1つの工程が終了した段階で実行された前記測定プログラムの測定結果を加工制御情報として用いる測定結果分析手段を含む N C加工における加工管理装置。

4 . N Cプログラムにて加工制御が行われる N C加工において、

N Cプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形状情報を抽出するステップと、

前記加工形状情報から任意段階における幾何モデルを形成するステップと、前記幾何モデルから測定プログラムを生成するステップと、を有する N C加工における測定プログラム作成方法。

5 . N Cプログラムにて加工制御が行われる N C加工において、

N Cプログラムを解析して各作業要素加工または各加工要素加工毎にプログラムを分割するステップと、

前記分割された作業要素加工あるいは加工要素加工毎に加工形状情報を抽出するステップと、

前記加工形状情報から三次元座標の幾何モデルを形成するステップと、前記幾何モデルから測定パスを決定するステップと、

前記測定パスに基づいて測定プログラムを生成するステップと、

を有する N C加工における測定プログラム作成方法。

6 . 請求項 4記載の測定プログラムを実行した加工管理方法であって、前記測定プログラムは N Cプログラムの各工程のうち少なくとも 1つの工程が終了した段階で実行され、この測定結果が加工制御情報として用いられることを特徴とした N C加工における加工管理方法。

7 . 請求項 6記載の加工管理方法において、測定結果に基づいて当該工程における形状モデルを作成して後続する加工工程への加工制御情報として供給することを特徴とする N C加工における加工管理方法。

8 . 請求項 6又は 7記載の方法において、

前記測定プログラムには公差データが付加されることを特徴とする N C加工における測定プログラム作成方法。

9 . コンピュータに、 N Cプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形状情報を抽出する手順と、前記加工形状情報から任意段階における幾何モデルを形成する手順と、前記幾何モデルから測定プログラムを生成する手順と、

を実行させるためのプログラムを記録した媒体。

1 0 . コンピュータに、請求項 4記載の測定プログラムの測定結果を加工制御方法として用いる手順を実行させるためのプログラムを記録した媒体。