WO2000012258A1

WO2000012258A1 - Procede et dispositif d'optimisation de programme de commande numerique d'usinage

Info

Publication number: WO2000012258A1
Application number: PCT/JP1998/003836
Authority: WO
Inventors: Kazuo Yamazaki; Masao Kanamoto; Yasushi Fukaya; Sadayuki Matsumiya
Original assignee: Mori Seiki Co., Ltd.; Okuma Corporation; Mitutoyo Corporation
Priority date: 1998-08-28
Filing date: 1998-08-28
Publication date: 2000-03-09
Also published as: US6502007B1; EP1048400A1; JP3827951B2

Description

明細書

N C加工における N Cプログラムの最適化方法及び装置技術分野

本発明は N C加工における N Cプログラムの最適化方法及び装置、特に数値制御情報を用いて各種の加工制御を行う N C加工において、実加工に用いられる N Cプログラムから各種の加工情報あるいは加工条件を抽出し、これが最適で無かつた場合、既に記憶してある加工情報あるいは加工条件を基に N Cプログラムを最適化し、この最適化された実加工プログラムの加工情報あるいは加工条件を抽出し、これを汎用情報として当該数値制御される工作機械あるいは他の数値制御工作機械に発展的に利用可能な情報として記憶することのできる N Cプログラムの最適化方法及び装置に関するものである。背景技術

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。

従来における数値制御情報は、素材データと最終部品形状が与えられることによって、 C A D / C A Mあるいは自動プログラミングツール等を用いて所望の N Cプログラムとして作成され、これを実際の工作機械においてシミュレーションあるいはテストカツトを繰り返しながら現場にて N Cプログラムの調整（修正編集）を行い、最終的に実加工 N Cプログラムとして工作機械の加工制御に用いられていた。

このように従来の N C加工システムにおいては、数値制御情報を修正編集したときの作業を繰り返し利用したり、フィードバックしたり、あるいはノウハウとして蓄積再利用可能としていなかった。

この問題を解決するものとして P C T / J P 9 6 / 0 3 2 6 4のような技術が研究開発されている。これは、数値制御情報、特に修正編集の完了した実加工 N Cプログラムを分析し、最終的に現場で量産加工に用いられる実加工 N Cプログラムから逆に現場ノゥハウその他の各種の加工条件すなわちある特定の作業に対する最適な加工情報あるいは加工条件を抽出し、これをデータベースとして用いることを可能とするものである。そうすることにより、最適な現場加工プログラムをこれらのフィードバックされたデータベースから瞬時に自動プログラミングすることが可能となる。

このように、前述した従来技術では、分析した実加工 N Cプログラムの各種加ェ情報あるいは加工条件をノゥハウとしてデ一夕べ一ス化することができる。しかし、実加工 N Cプログラムの中には、修正編集が完了している実加工 N Cプログラムでも時代の流れと共に最適ではなくなってしまっているもの、工具 ·チップ等の改良により同じ工具でも切削条件が最適でなくなっているもの、或いは、修正編集が完了しているかどうかが不明のものもある。従って、これらの実加工 N Cプログラムを分析し、その加工情報や加工条件をデータベースにそのまま加えてしまうと、むしろデータベースが最適ではなくなつてしまうという問題があつた。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、実加工 N Cプログラムの加工情報あるいは加工条件が最適でない場合でも、その実加工 N Cプログラムを最適化し、この最適化された実加工 N Cプログラムの加工情報あるいは加工条件をデ一夕ベースとして用いることを可能とすることにある。発明の開示

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プ口グラムを分析して加工情報あるいは加工条件を抽出する加工方法分析手段と、前記加工情報あるいは加工条件を書き換え可能に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを最適化する N Cプログラム最適化手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記 N Cプログラム最適化手段が前記記憶手段に記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを最適化する最適化モ一ドと、前記加工方法分析手段により抽出された加工条件を前記記憶手段に記憶する解析記憶モ一ドと、を切り換えるモード切換手段を有することを特徴とする。

更に本発明は、前記 N Cプログラム最適化手段が前記記憶手段に記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを複数のパターンに最適化することが可能なことを特徴とする。

更に本発明は、前記 N Cプログラム最適化手段が前記記憶手段に記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを最適化する前に、複数のパ夕ーンの中から最適化する条件を選択することが可能なことを特徴とする。

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プログラムを分析して加工情報あるいは加工条件を抽出する加工方法分析ステップと、前記加工条件を書き換え可能に記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップにより記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを最適化する N Cプログラム最適化ステップと、を有することを特徴とする。

更に本発明は、前記 N Cプログラム最適化ステツプが前記記憶ステヅプにより記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを最適化する最適化モ一ドと、前記加工方法分析ステツプにより抽出された加工条件を前記記憶ステツプにより記憶する解析記憶モードと、を切り換えるモード切換ステップを有することを特徴とする。

更に本発明は、前記 N Cプログラム最適化ステツプが前記記憶ステツプにより記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを複数のパターンに最適化することが可能なことを特徴とする。

更に本発明は、前記 N Cプログラム最適化ステツプが前記記憶ステツプにより記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを最適化する前に、複数のパターンの中から最適化する条件を選択することが可能なことを特徴とす以上のように、本発明に係る N C加工システムによれば、実加工 N Cプログラムの加工条件が最適でない場合、その実加工 N Cプログラムの加工方法を分析して、データベースの既存のデ一夕を基にその実加工 N Cプログラムを最適化することができる。そして、この最適化された実加工 N Cプログラムの加工条件を抽出してデータベース化することが可能となるので、データベース化される加工条件は最適なデータのみとなり、データベースの加工条件を常に最適に保つことが可能となる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る NCプログラム最適化方法及び装置が組み込まれた数値制御システムの全体構成を示すプロック図である。

図 2は、図 1に示したシステム中の本発明に関する NC加工システム要部を示すブロック図である。

図 3A, 3 B , 3 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 4は、本実施形態で用いる素材形状を示す図である。

図 5は、本実施形態で用いる最終加工形状を示す図である。

図 6は、本実施形態で用いる工具リストを示す図である。

図 7A, 7B, 7 C, 7D, 7Eは、本実施形態において、実加工 NCプログラムから導かれた Gコ一ド展開リストを示す図である。

図 8 Aは、本実施形態における作業要素加工別の加工条件を切削条件デ一夕べ —スとして示した一例を示す説明図である。

図 8Bは、本実施形態において、実加工 NCプログラムから導かれた切削条件分析デ一夕を示す説明図である。

図 9A, 9 B, 9 Cは、本発明の実施形態において用いられる実加工 NCプログラムの一例に対して時間優先の最適化を実施した結果を示す図である。

図 10は、本発明の実施形態において用いられる実加工 NCプログラムの加工要素ごとの順序を表す図である。

図 1 1は、本発明の実施形態において用いられる実加工 NCプログラムの各加ェ要素における使用工具の順序を表す図である。

図 12 Aは、本発明の実施形態において用いられる実加工 NCプログラムの面割り出しと工具交換のリストを表す図である。

図 12Bは、本発明の実施形態において用いられる実加工 NCプログラムの面割り出しと工具交換のリストの時間優先の最適化の中間状態を表す図である。図 1 2 Cは、本発明の実施形態において用いられる実加工 N Cプログラムの面割り出しと工具交換のリス卜の時間優先の最適化を実施した結果を表す図である。図 1 2 Dは、本発明の実施形態において用いられる実加工 N Cプログラムの面割り出しと工具交換のリストの精度優先の最適化を実施した結果を表す図である。図 1 3 A， 1 3 B , 1 3 Cは、本発明の実施形態において用いられる実加工 N Cプログラムの一例に対して精度優先の最適化を実施した結果を示す図である。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 N Cプログラムの最適化方法及び装置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プログラム作成手段 2 0は前記入力された素材デ一夕と最終部品形状に各種のデ一夕ベースから与えられる過去に蓄積されたノウハウデー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、デ一夕べ一スは、作業展開デ一夕べ —ス 2 1、切削条件デ一夕べ一ス 2 2、工具デ一夕ベース 2 3、加工履歴デ一夕ベース 2 4からなり、これらの各デ一夕ベースから、過去の現場ノウハウ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一夕として 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、従来と同様の 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。図 1においては、このような N Cプログラムの修正編集部については詳細には図示していない。

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、サ一ボ制御手段 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一夕はそれぞれ 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一ボ制御手段 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位置 ·寸法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、テ一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ビース 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を介して前記数値制御装置 2 5の N Cプログラム実行手段 2 7及び加工方法分析手段 3 4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一夕べ一ス 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、ワークビース 3 0は第 1姿勢での工程加工が終了した後、姿勢換えが行われ、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。

前述した従来の P C T出願技術では、前記数値制御装置 2 5において実行される実加工 N Cプログラムの内容を適宜解析してこの N Cプログラムに含まれている加工ノウハウなどの加工情報を抽出し、また、この抽出された加工情報を書き換え可能に記憶できる。前記加工情報は、各作業要素加工毎の加工条件として、 N Cプログラムの解析結果から抽出され、この加工条件が各作業要素加工と対応して記憶手段に記憶される。

本発明に係る N Cプログラムの最適化方法及び装置によれば、前述した従来技術における加工情報の解析記憶に加えて、このような各作業要素加工ごとの加工条件をそのまま取り込むことができない場合には、更に新たな最適化処理を施して各種デ一夕ベースに供給することを特徴とする。本発明において、このような 2種類の加工条件抽出記憶は、前者を解析記憶モードとし、また後者を最適化モードとして扱う。

まず、従来の P C T出願技術において開示され、また本発明の解析記憶モードとして取り込まれている N Cプログラムの最適化を説明する。

図 1において、加工プログラム及び工具リストそして測定結果は、加工方法分析手段 3 4に供給されており、所定のアルゴリズムに従い、必要な加工情報が抽出される。そして、このようにして抽出された加工情報は、デ一夕べ一ス作成手段 3 5に供給され、それぞれの項目毎に分類された加工情報が各作業要素加工と対応した加工条件として前述した各デ一夕べ一ス、すなわち作業展開デ一夕べ一ス 2 1、切削条件デ一夕ベース 2 2、工具データベース 2 3及び加工履歴デ一夕ベース 2 4に書込記憶される。

従って、各デ一夕ベース 2 1〜 2 4は工作機械 2 6によるワークピース 3 0の実加工が行われた後は、この実加工に反映された現場ノゥハウ等の加工情報を常時取り込み、そのデータベース内容を更新することができ、これを現在の加工に反映させることが可能となり、通常の場合、次の N Cプログラム作成時に最適なデ—夕ベースとして加工情報を与えることが可能となる。以上のように、この N C加工システムによれば、それまで単に原 N Cプログラムの修正編集用のみに用いられていた現場ノウハウその他の加工情報を最終現場加工に用いられる修正済の実加工 N Cプログラムから逆に解析抽出し、これをデ —夕ベースに直ちに反映させることができるという大きな利点を奏することができる。：このようなデ一夕ベースへの作業情報の反映によって、 N Cプログラム作成手段は常に最新のかつ現場におけるノウハウを盛り込んだプログラム作成を行うことが可能となり、従来に比して原加工プログラムから実加工プログラムへの修正編集作業を著しく簡素化できるという利点がある。

また、このような加工情報のデ一夕ベースへの反映は、例えば実加工が開始されてから数加工要素の加工以内にデータベースへ反映させることができ、これに継続する N Cプログラムあるいは現在の N Cプログラムの再調整にも直ちに応用可能である。

更に、このシステムによれば、前述した加工情報の反映された各データベースは、 C I Mを構築しているいずれの工作機械にも任意に適用することができ、もちろん素材あるいは最終部品形状が変更された場合においても、工作機械あるいは工具に関連するデータベースの部分はそのまま他へ転用することができ、このようなデータを C I Mを構築する全ての端末機器に同様に開放することによって、いかなる数値制御情報の作成あるいはこれの実行においても利用可能となる。このような優れた利点は、本実施形態において、前記加工情報を各作業要素加工毎の加工条件としてモジュール化したことに依存しており、このことによって、記憶されたデ一夕ベースの汎用性を著しく高めることが可能となる。

以下に、加工方法分析手段 3 4における N Cプログラムの解析及び加工情報あるいは加工条件の抽出工程を実例に合せて詳細に説明する。

図 2は前述した数値制御システム（図 1 ) におけるプログラム解析装置の部分を拡大して示したものであり、加工方法分析手段 3 には前述したように実加工 N Cプログラム、素材デ一夕、工具リストが入力され、また、必要に応じて最終加工形状、測定結果も入力される。

加工方法分析手段 3 4において、前記入力された各データは記憶装置 4 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、数値デ一夕変換部 4 1によってデ一夕変換され、 Gコ一ド展開リスト生成部 4 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フォーマツ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。

加工方法分析手段 3 4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 4 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。そして、作業要素毎に分割された Gコード展開プログラムはパターン定義記憶部 4 4に記憶されているパターン定義を参照しながら作業要素毎の加工条件が抽出部 4 5において抽出される。このようにして抽出された作業要素毎の加工条件は前述したようにデータベース作成手段 3 5を介して作業展開データベース 2 1、切削条件データベース 2 2、工具デ一夕ベース 2 3及び加工履歴データべ —ス 2 4に記憶される。

前記分割部 4 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。

加工条件抽出部 4 5は前記作業要素毎に分割されたプログラムから必要な加工条件を抽出するが、本実施形態では、直接作業条件を抽出することが困難な場合、分割した範囲の工具軌跡とワーク形状から作業要素がどのような内容かを認識し、この結果を中間的にワークピースデ一夕ベースあるいは各パ夕一ンリストとして作成する。このようなパターンリストとしては、例えば穴加工の場合の穴加工要素リストなどが挙げられる。

本実施形態において、前述した加工条件は、作業要素加工毎に各データベースに書き込まれ、一般的な加工条件としては、各作業要素加工毎に、加工した素材と使用した工具そして各切削条件が関連したデ一夕として記憶保持される。この場合、切削条件は通常用いられる工具の回転速度あるいは送り量としてではなく、各工具の周速と 1刃当たりの送り及び 1回転当りの送りとしてデ一夕化することが好適であり、これによつて、汎用性のあるモジュール化されたデ一夕を作成することができ、またこれらの基礎データから近似した工具径の切削条件を必要に応じて演算することが可能となる。

以上のようにして、各種の加工条件が実加工に即して N Cプログラムに反映され、この解析記憶モードによれば、多くの場合実際の実加工を N Cプログラムに忠実に反映して最良の結果を得ることができる。

しかしながら、前述したように、必ずしも全ての場合に実加工デ一夕を N Cプログラムにそのまま反映することが最適でない場合がある。このような場合に、本発明においては、最適化モードを選択し、これによつて加工条件に最適化処理を施した上で各種データベースに編集された加工条件を反映させることによって

N Cプログラムを常に新しい環境で最適化することを可能とする。

このために、図 1、図 2において、加工方法分析手段 3 4の出力は前述したようにデータベース作成手段 3 5に直接供給されるばかりでなく、 N Cプログラム編集手段 3 6にも選択的に供給される。従って、加工方法分析手段 3 4即ち図 2 に詳細に示される加工条件抽出部 4 5によって抽出された加工条件は、オペレー夕によって選択されたモ一ドに従って、デ一夕べ一ス作成手段 3 5に供給されるか或いは N Cプログラム編集手段 3 6に供給されるかが択一的に選択される。本発明において特徴的なことは、最適化モードが選択された場合においては、実加工条件には所定の編集が施されて、各種データベースにこの N Cプログラム編集後の最適化条件が反映されることである。

本発明において、前記解析記憶モードと最適化モードとの選択は、 N Cプログラムを分析する前に、オペレー夕がいずれかのモードを選択することによって行われる。

次に、 N Cプログラム編集手段 3 6において行われる最適化処理について説明する。

最適化

実加工 N Cプログラムから分析して得られたデータを本来入力すべきデ一夕べ —ス 2 2， 2 3， 2 4内のデ一夕と照合し、同様の加工条件があった場合、その条件で実加工 N Cプログラムを修正する。

例えば、切り込み量/切り込み深さ/工具回転数/送り速度など切削条件の最適化を行う場合を想定する。この時、切削条件の一部が同一である加工情報が切削条件デ一夕べ一ス 2 2に存在する場合、例えば、ポケット加工とかタップ穴加ェ等の加工の種類と使用工具が同じ場合は、その加工情報をそのまま利用する。一方、上記のような加工情報がデ一夕ベースに無い場合は、類似の加工情報を 1つあるいは複数選択し、それらと比較して最適と考えられる加工条件を割り出し利用する。例えば、ポケット加工と側面加工とは実質的に加工条件は同じと考える。また、加工の種類と工具の種類が同じであるが工具径が同一の条件が無く、異なる工具径の条件が 2つある場合、それらの比を取って該当する工具径の場合の条件を割り出す。

更に、上記のように比較できるような類似の加工情報もデ一夕べ一スにない場合、その部分の最適化は行わず、また加工条件の N Cプログラムへの反映も行わない。カロ:！: 去の化』

次に、例えば、直方体の素材に大きな円の外周加工を行う加工のツールパスにおいて、実加工 N Cプログラムが空切削部分も切削部分と同様の送り速度で移動するようなツールパスの場合、空切削部分は早送りで直線移動するという加工方法に実加工 N Cプログラムを変更する。

また、複数の面に対する加工において、面を優先する加工方法と工具を優先する加工方法とがデ一夕ベースに蓄積されている場合、加工を行う工作機械の工具交換時間と割り出し時間とを比較し、面優先の加工を行うか工具優先の加工を行うかを判断して、判断結果と実加工 N Cプログラムとが異なって t、れば実加工 N Cプログラムを変更する。

更に、使用工具順も工具交換回数が少なくなるよう最適化する。

本発明において、最適化のタイプにも二通りあり、最適化完了後に選択可とする場合、若しくは、最適化開始時に選択可とする場合がある。

これらの二通りの最適化を行って 2つの実加工 N Cプログラムが作成される。オペレータはこれらをチェックし、最適な方を選択する。或いは、予めどちらの最適化を行うかが決められている場合、最適化の前に指定すればその最適化だけを行う。加 I時間優先（高速化）の最谪化

切り込み量や切り込み深さを加工条件の許容範囲内で、切り込み回数が少なくなるようにする。空切削部分は早送りで直線移動する。

面優先か工具優先かは加工時間の短い加工方法を選択する。加工表面優先（高精度化）の最谪化

切削条件を重視する。

空切削部分があっても、その部分を早送りで直線移動するのではなく、一連運動を行うツールパスとする。

複数面の加工を行う場合でも、面優先で行う。プログラム最谪化の一例

図 3 A， 3 B , 3 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、〇 0 0 0 1なるプログラム番号が付されている。

図 4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 5にはこの実加工プログラムによって図 4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加工方法分析手段 3 4にデータ供給されている。図 5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上面の円側面加工、 2個の面取り付穴開け加工及び正面のねじ穴加工が求められている。

図 6はプログラム〇 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加工方法分析手段 3 4に供給されている。図 2のとおり、加工方法分析手段 3 4においては、まず実加工 N Cプログラムが記憶装置 4 0に記憶された後数値デ一夕変換部 4 1を経て Gコード展開リスト生成部 4 2によつ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 7 A， 7 B , 7 C , 7 D , 7 Eは前記実加工プログラム 0 0 0 0 1が Gコ一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。

図 8 Bはこのようにして生成された前記実加工プログラム 0 0 0 0 1の Gコ一ド展開リストを作業要素毎に分割し、各作業要素ごとに抽出した加工条件のうちの切削条件デ一夕ベースである。

尚、図 8 Aは同様にして抽出され保存されている過去の切削条件データベースであり、図 1 , 2において符号 2 2で示されている切削条件デ一夕ベースである。以上図 3から図 8に示した例を基に、以下に本実施形態における最適化処理の具体例を説明する。

<時間優先の最適化 >

1 ) 切削条件は重視せず、切り込み回数が少なくなるようにする。

切削条件分析デ一夕と同内容の条件を切削条件データべ一ス 2 2から検索し、同様のもの（作業要素、ワーク材質、工具番号など）が有ればその切削条件を比較し、周速、 1刃当たりの送り、 1回転当たりの送り、 1回の切り込み幅、 1回の切り込み高さにおいて、切削条件データベースのデータの方が大きければ、その条件を基に実加工プログラムを修正する。

例えば、工具番号 1番のフライス荒加工（実加工プログラムの N 1の加工）では 1回の切り込み高さが切削条件分析デ一夕は 2.5匪であるのに対し、切削条件デ —夕べ一スは 4.9mmである。従って、切削条件データベースの条件に合せて実加工プログラムの N 1部分を修正する（図 9 Aの時間優先最適化サンプル N Cブログラムの N 1部分）。

また、切削条件分析データの側面荒では、工具番号 5の 1回の切り込み高さを 15.0恤としているのに対し、切削条件データベースの工具番号 5の 1回の切り込み高さは 19.9腿となっている。 1回の切り込み幅も両者で異なるが、これは作業要素が側面荒とポケット荒というように異なるためであり、 1回の切り込み幅のデ一夕についてはその差を考慮しない。但し、最終切り込み幅がその他の切り込み幅より少ない場合は、切り込み回数を 1回減らしてその分の切り込み量をその他の切り込み量に均等に割り振つたツールパスを作成する。この実加工プログラムの場合、最終切り込み幅がその他の切り込み幅より少ないということがないので 1回の切り込み幅については修正を行わない。従って、切削条件データベースの 1回の切り込み高さについて、条件に合せて実加工プログラムの N 2部分を修正する（図 9 A , 9 Bの時間優先最適化サンプル N Cプログラムの N 2部分）。

2 ) 空切削部分を早送り移動にする。

ミ一リング加工において、アプローチ点への Z軸降下時や切削部から切削部への移動時に切削送りで移動している部分を早送りに修正する。このときの、早送りから切削送りに移る際のァプローチ量と切削送りから早送りに移る際の逃げ量は数値制御装置に記憶されており、この例では、初めの Z軸アプローチ時のアブローチ量を 10.0醒、加工中のアプローチ量、逃げ量を 3.0腿として実加工プログラムを修正するものとする（図 9 A , 9 Bの時間優先最適化サンプル N Cプログラムの N 1 , N 2， N 3部分）。

3 ) 面、工具の優先は時間の短い方法とし、工具順序の最適化も考慮する。まず、工具順序の最適化を考える。図 1 0は加工要素毎の順序を表す図であり、図 1 1は各加工要素における使用工具の順序を表す図である。

図 1 0 , 1 1を見ると、工具番号 5のェンドミルが 2度にわたって使用されるが、 M l 0タップ加工での使用はセンタドリルとドリルにて穴を開けた後の座ぐり加工であり、セン夕ドリルとドリルは工具番号 5のェンドミルを使用する円側面加工後の ø 2 0 ドリル加工でも使用するので、このェンドミルの使用を 1度に行うことは不可能である。従って、工具順序の最適化はこれ以上不可能と判断する。

次に、面割り出しと工具交換とを考慮した最適化を考える。図 1 2 Aはこの実加工プログラムの面割り出しと工具交換のリストである。

まず、図 1 2 Aを見ると、 2つの面を加工する工具があるので、前後の工具の加工面と同じになるように同一工具における加工面の順序を調整する。工具番号 1の工具の場合、前の工具はプログラムの最後に使用する工具番号 9の工具であり G 5 5の面を加工する。後の工具は工具番号 5の工具であり G 5 4の面を加工する。従って、工具番号 1の工具の面の加工順序は G 5 5から G 5 4とする方が良い。工具番号 2の工具は前後の工具とも G 5 4の面の加工であるのでこのままとする。工具番号 8の工具も前後の工具とも G 5 5の面の加工であるのでこのままとする（図 1 2 B参照）。

更に、図 1 0 , 1 1から、加工要素の加工順序と加工要素ごとの使用工具順序に矛盾しないように工具の順序を入れ換えて面の割り出し回数が少なくなるかどうかを考える。図 1 0より、平面加工、円側面加工、 ø 2 0 ドリル加工の順序は入れ換えできないので、工具番号 1 , 5 , 6 , 2 , 3 , 8の順序は入れ換えできないことが判断できる。 ø 2 0 ドリル加工と M 1 0夕ップ加工とは工具番号 2と 8が共通であるので、工具番号 3の加工順序は工具番号 4 , 5 , 7のどの位置であっても良いことが判断できる。工具番号 8は 2面を加工する工具であるのでェ具番号 3の工具を工具番号 8の工具の直前に移動させる。そうすると、 G 5 4の面の加工である工具番号 3の加工が抜けることになるのでその前後にあった G 5 5の面の加工が面の割り出し無しで加工できることになる（図 1 2 C参照）。このようにすると、 8回必要であった面の割り出しが 4回になる。

時間優先の最適化は以上のように実加工プログラムを修正する（図 9 A , 9 B , 9 C参照）。ぐ精度優先の最適化 >

1 ) 切削条件を重視する。

時間優先の最適化と同様、切削条件分析デ一夕と同内容の条件を切削条件デ一夕ベースから検索する。同様のもの（作業要素、ワーク材質、工具番号など）が有ればその切削条件のうち、周速、 1刃当たりの送り、 1回転当たりの送り、 1 回の切り込み幅、 1回の切り込み高さにおいて、切削条件データベースの条件を基に実加工プログラムを修正する。

例えば、工具番号 1番のフライス荒加工と側面荒加工では、時間優先の最適化と同様、 1回の切り込み高さを切削条件デ一夕ベースの条件に合せ、実加工プログラムを修正する（図 1 3 Aの精度優先最適化サンプル N Cプログラムの N 1 , N 2部分）。工具番号 5の工具の 1回の切り込み幅のデ一夕の違いについても、時間優先の最適化と同様、作業要素が異なるということで切削条件デ一夕ベースの条件に修正することはしなレ。

また、面取り加工の周速の条件は切削条件デ一夕ベースには 23m/minしかないので、実加工プログラムの面取り加工における周速 33m/minの部分は以下の通り 23m /minに修正する（図 1 3 Cの精度優先最適化サンプル N Cプログラムの N 9部分）。 S = 1000 V/TT D = 1000·23/(ττ ·21 ) = 348.625··· = 350

2 ) 空切削部分があっても、その部分を早送りで直線移動するのではなく、一連運動を行うツールパスとする。

時間優先の最適化の側面荒 ·仕上加工のように、切削部から切削部への移動部分を早送りに修正するようなことは行わない。また、はじめからそのようなプログラムになっていた場合には、時間優先の最適化の逆で切削部と切削部の間の直線早送り部分も切削送りとし、一連のツールパスにおいてプログラムが複数プロック（複数行）に分かれないようにする。これは、時間優先の最適化プログラムのように、切削部分と早送り部分との切り換わり位置に 1000分の lmmの単位の誤差を生じないようにするためである。

但し、ミーリング加工における、アプローチ点への Z軸降下部分は早送りに修正する（図 1 3 A, 1 3 Bの精度優先最適化サンプル N Cプログラムの N 1 , N 2 , N 3部分）。

3 ) 面優先のプログラムとし、工具順序の最適化も考慮する。

まず、図 1 2 Aのような実加工プログラムの順序を同一面における加工を連続して行う実加工プログラムに修正する（図 1 2 D参照）。この際、図 1 0の加工要素の加工順序、及び、図 1 1の加工要素ごとの使用工具順序に矛盾しないようにする。

次に、同一面内において工具順序の最適化を考える。これは時間優先の最適化と同様に行うが、今回の場合は、同一面内で同一工具を複数回使用する場合は無い。

精度優先の最適化は以上のように実加工プログラムを修正する（図 1 3A， 1 3 B, 1 3 C参照）。以上のような両最適化が終了すると、オペレータは両方の最適化された実加工プログラムをチェックすることができ、どちらか一方を選択する。そうすると、自動的にモードが解析記憶モードに切り換わり、更に、その選択した実加工プログラムを修正することも可能で、以後は加工、測定し、そのデ一夕も加工方法分析手段に入力され、各種データベースにその実加工プログラムの加工情報や加工条件が入力される。

尚、上記最適化において、実加工プログラムを修正するための切削条件デ一夕ベースの該当する条件が複数存在する場合は、その時点でオペレータに選択させることができる。また、そういう場合は、自動的に最も最近使用した切削条件デ —夕を選択するようにしても良い。

また、両最適化のうち、どちらの最適化を行いたいかが最適化前からわかっている場合、最適化モードに切り換えた時点でどちらの最適化かを選択することも可能で、この場合、最適化が終了すると、自動的にモードが解析記憶モードに切り換わる。

Claims

請求の範囲

1. NCプログラムにて加工制御が行われる NC加工において、 NCプログラムを分析して加工情報あるいは加工条件を抽出する加工方法分析手段と、前記加工情報あるいは加工条件を書き換え可能に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 NCプログラムを最適化する NCプログラム最適化手段と、を有する N C加工における N Cプログラムの最適化装置。

2. 前記 N Cプログラム最適化手段が前記記憶手段に記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを最適化する最適化モ一ドと、前記加工方法分析手段により抽出された加工条件を前記記憶手段に記憶する解析記憶モ一ドと、を切り換えるモ一ド切換手段を有する請求項 1記載の NC加工における NCプログラムの最適化装置。

3. 前記 N Cプログラム最適化手段が前記記憶手段に記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 NCプログラムを複数のパターンに最適化することが可能な請求項 1又は 2記載の NC加工における NCプログラムの最適化装置。

4. 前記 NCプログラム最適化手段が前記記憶手段に記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 NCプログラムを最適化する前に、複数のパターンの中から最適化する条件を選択することが可能な請求項 1又は 2記載の NC加工における NCプログラムの最適化装置。

5. NCプログラムにて加工制御が行われる NC加工において、 NCプログラムを分析して加工情報あるいは加工条件を抽出する加工方法分析ステップと、前記加工条件を書き換え可能に記憶する記憶ステップと、前記記憶ステップにより記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 NCプログラムを最適化する NCプログラム最適化ステヅプと、を有する NC加工における NCプログラムの最適化方法。

6 . 前記 N Cプログラム最適化ステツプが前記記憶ステツプにより記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを最適化する最適化モードと、前記加工方法分析ステップにより抽出された加工条件を前記記憶ステツプにより記憶する解析記憶モードと、を切り換えるモード切換ステツプを有する請求項 5 記載の N C加工における N Cプログラムの最適化方法。

7 . 前記 N Cプログラム最適化ステツプが前記記憶ステップにより記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを複数のパターンに最適化することが可能な請求項 5又は 6記載の N C加工における N Cプログラムの最適化方法。

8 . 前記 N Cプログラム最適化ステップが前記記憶ステップにより記憶されている既存の加工条件に基づいて前記 N Cプログラムを最適化する前に、複数のパ夕ーンの中から最適化する条件を選択することが可能な請求項 5又は 6記載の N C 加工における N Cプログラムの最適化方法。