WO2006097983A1

WO2006097983A1 - 数値制御プログラム生成装置及び数値制御プログラム生成方法

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Publication number: WO2006097983A1
Application number: PCT/JP2005/004420
Authority: WO
Inventors: Katsunori Tanaka; Nobuyuki Takahashi; Kenji Iriguchi; Daisuke Fujino; Takashi Iwasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2007-09-14

Abstract

　三次元ＣＡＤで生成された製品形状のデータを入力し、このデータに基づいて前記製品の数値制御プログラムを生成するものにおいて、表示情報生成手段３にて、前記製品形状をモニタ２００に表示させるとともに、前記製品形状のうち加工情報の補足が必要な部位、例えば自由曲面を強調して表示し、加工情報補足手段６にて、前記強調表示された加工情報の補足が必要な部位に対する加工情報を入力させる入力画面を前記モニタに表示し、入力手段３００にて、この加工情報補足手段６にて表示された入力画面を用いて所定の加工情報を入力し、数値制御プログラム生成手段９にて、この入力手段３００にて入力されたデータに基づいて加工情報の補足が必要な部位に対する数値制御プログラムを生成するものである。

Description

明細書

数値制御プログラム生成装置及び数値制御プログラム生成方法技術分野

[0001] 本発明は数値制御プログラム生成装置及び数値制御プログラム生成方法に係り、特に加工情報の補足が必要な部位を強調表示可能な数値制御プログラム生成装置及び数値制御プログラム生成方法に関するものである。

背景技術

[0002] 3次元 CADで作成された製品形状および素材形状力加工形状を求め、旋削加ェゃ面力卩ェゃ穴加工などの加工単位に分割し、数値制御プログラムを自動で生成する数値制御プログラム生成装置が提案されている（例えば特開 2003— 241809号公報参照)。

[0003] 特許文献 1：日本国特開 2003—241809号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 特開 2003— 241809号公報に示されるような数値制御プログラム生成装置は、全ての加工単位にっ、て自動で数値制御プログラムを生成することが可能である。しかし、全ての加工単位にっ、て自動で数値制御プログラムを生成することには加工効率や加工精度の点で限界があり、一部の加工単位についてはカ卩ェ技術者が手動で工具や加工方向などの加工情報を補足した後数値制御プログラムを生成するほう力加工効率や加工精度が向上する場合がある。その代表的な例が自由曲面の加ェである。

また、当然のことであるが、補足が必要となる加工情報の量が多ければ多いほど加ェ技術者の作業量は増大する。そこで数値制御プログラム装置で数値制御プロダラムを自動で生成する前に、加工対象とする製品形状にどれほどの加工情報を補足する必要がある力つまり製品形状を構成する面にどれほどの自由曲面が含まれている力を知りたいという要望があった。前もってそれがわかれば製品形状を変更するなどして加工技術者の作業量の増大を防ぐことができるためである。 [0005] 本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、数値制御プロダラムを自動で生成する前に、加工技術者がどれほどの加工情報を補足する必要がある製品形状であるかを容易に判断できる数値制御プログラム生成装置を提供することにある。

[0006] また本発明は、加工効率や加工精度が良好な数値制御プログラムを生成することができる数値制御プログラム生成装置及び数値制御プログラム生成方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明に係る数値制御プログラム生成装置は、三次元 CADで生成された製品形状のデータを入力し、このデータに基づ、て前記製品の数値制御プログラムを生成する数値制御プログラム生成装置において、前記製品形状をモニタに表示させるとともに、前記製品形状のうち加工情報の補足が必要な部位、例えば自由曲面を強調して表示する表示情報生成手段を備えてなるものである。

[0008] また本発明に係る数値制御プログラム生成装置は、三次元 CADで生成された製品形状のデータを入力し、このデータに基づ、て前記製品の数値制御プログラムを生成する数値制御プログラム生成装置において、前記製品形状をモニタに表示させるとともに、前記製品形状のうち加工情報の補足が必要な部位を強調して表示する表示情報生成手段と、前記強調表示された加工情報の補足が必要な部位に対する加工情報を入力させる入力画面を前記モニタに表示する加工情報補足手段と、この加工情報補足手段にて表示された入力画面を用いて所定の加工情報を入力する入力手段と、この入力手段にて入力されたデータに基づいて加工情報の補足が必要な部位に対する数値制御プログラムを生成する数値制御プログラム生成手段とを備えてなるものである。

[0009] 更にまた、本発明に係る数値制御プログラム生成方法は、三次元 CADで生成された製品形状のデータを入力し、このデータに基づいて前記製品の数値制御プロダラムを生成する数値制御プログラム生成方法において、前記製品形状をモニタに表示させるとともに、前記製品形状のうち加工情報の補足が必要な部位を強調して表示する段階と、前記強調表示された加工情報の補足が必要な部位に対する加工情報を入力させる入力画面を前記モニタに表示する段階と、この表示された入力画面を用いて入力されたデータに基づいて加工情報の補足が必要な部位に対する数値制御プログラムを生成する段階とを備えてなるものである。発明の効果

[0010] 本発明によれば、数値制御プログラムを自動で生成する前に、加工技術者がどれほどの加工情報を補足する必要がある製品形状であるかを容易に判断でき、ひ!、ては加工情報を多量に補足する必要がある製品形状である場合、製品形状を変更するなどの対応を事前に取ることができ、よって加工技術者の作業量の増大を防ぐことができる。

[0011] また本発明によれば、加工効率や加工精度が良好な数値制御プログラムを生成できる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る数値制御プログラム生成装置を示す全体ブロック図である。

[図 2]本発明の実施の形態 1に係る形状構成手段の動作を説明するための図である

[図 3]本発明の実施の形態 1に係る表示情報生成手段の動作を説明するための図である。

[図 4]本発明の実施の形態 1に係る表示情報生成手段にて表示された製品形状を示す図である。

[図 5]本発明の実施の形態 1に係る表示情報生成手段の動作を示すフローチャートである。

[図 6]本発明の実施の形態 1に係る加工単位分割手段の動作を説明するための図である。

[図 7]本発明の実施の形態 1に係る加工方法決定手段の動作を説明するための図である。

[図 8]本発明の実施の形態 1に係る自由曲面を含む加工単位を説明するための図である。 [図 9]本発明の実施の形態 1に係る加工情報補足手段を説明するための図である。

[図 10]本発明の実施の形態 1に係る工具及び工具経路決定手段を説明するための図である。

[図 11]本発明の実施の形態 1に係る加工情報補足手段を起動させるための変形例を説明するための図である。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 実施の形態 1.

以下、本発明の実施の形態 1を、図を用いて説明する。

即ち、図 1に示すように、本発明の実施の形態 1に係る数値制御プログラム作成装置 1は、形状構成手段 2、表示情報生成手段 3、加工単位分割手段 4、加工方法決定手段 5、加工情報補足手段 6、工具情報格納手段 7、工具及び工具経路決定手段 8、数値制御プログラム生成手段 9を備えている。また、この数値制御プログラム作成装置 1には、モニタ 200、入力手段であるキーボード 'マウス 300及び数値制御工作機械 400が接続されている。

また、この数値制御プログラム作成装置 1のハードウェア構成は、図示しないが一般のパーソナルコンピュータと同様の構成、即ちプロセッサー、メモリ、 CADデータを入力するインターフェイス、生成した数値制御プログラムを出力するインターフェイスなどより構成され、また前記各手段は主にソフトウェアによって実現される。

[0014] 後に詳細に説明する力形状構成手段 2は、 3次元 CADで作成されたソリッドモデル方式の製品形状データ 100および素材形状データ 101を読み込み、点 '稜線'面 •立体など力成る 3次元幾何情報として表現される製品形状および素材形状を計算機内に構成する。そしてこの構成された製品形状および素材形状をメモリに格納するまた表示情報生成手段 3は、形状構成手段 2が構成した製品形状および素材形状を 3次元表示するための表示情報を生成し、モニタ 200に出力する。

また加工単位分割手段 4は、形状構成手段 2が構成した素材形状カゝら製品形状を差演算することにより加工形状を求め、加工形状を旋削加工 ·面加工'線加工 ·穴加ェなどの加工単位に分割する。 [0015] また加工方法決定手段 5は、加工単位分割手段 4が分割した加工単位ごとにその分割された形状 '位置'角度など力加工方法を決定する。

また加工情報補足手段 6は、キーボード 'マウス 300から入力された加工情報をェ具及び工具経路決定手段 8に入力する。

また工具情報格納手段 7は、全ての工具の情報を格納する。

また工具及び工具経路決定手段 8は、加工単位ごとに加工方法決定手段 5及び加ェ情報補足手段 6が決定した加工方法に必要な工具を工具情報格納手段 7から選択し、工具経路を決定する。

数値制御プログラム生成手段 9は、加工単位ごとに決定された加工方法と工具とェ具経路から一連の数値制御プログラムを自動生成し、数値制御工作機械 400に出力する。

[0016] 以下、上記各手段について詳細に説明する。

即ち、図 2に示すように、形状構成手段 2は、 3次元 CADで作成された製品形状データ 100および素材形状データ 101から、点 ·稜線 '面'立体など力も成る 3次元幾何情報として表現される製品形状および素材形状を構成し、メモリに格納する。

また図 3に示すように、表示情報生成手段 3は、形状構成手段 2が構成した製品形状および素材形状の表現形態である 3次元幾何情報を元に、例えば陰線消去や陰影付けなどの処理を行って 3次元表示のための表示情報を生成し、モニタ 200に出力する。

[0017] また、表示情報生成手段 3が製品形状の表示情報を生成する際には、例えば図 4 に示すように色分けなどにより、加工情報（工具種類 ·工具径'加工方向'切込'ピッチ-周速 ·送り速度など)の補足が必要な部位 (この実施の形態の場合は自由曲面）を強調する表示情報を生成する。なお、ここで、自由曲面とは平面'円柱面'円錐面' 球面 ·円環面などの解析曲面以外の曲面を意味し、数学的表現としてベジエ ·Βスプライン · NURBSなどが用!、られる。

図 5は、表示情報生成手段 3が自由曲面を強調する表示情報を生成するための処理の流れを示したものであり、図において、ステップ 1で製品形状を構成する面のうち 1つの 3次元幾何情報を取得し、ステップ 2でこの取得した 3次元幾何情報が自由曲面か否かを判断する。そして、ステップ 2で取得した 3次元幾何情報が自由曲面である場合には、ステップ 3に移行し、その面が自由曲面であることが一見して分力るよう、その面を例えば赤色などの強調色に色付けし、図 4に示すように、モニタ 200に表示する。また、ステップ 2で自由曲面でないと判断された場合はステップ 4に移行し、その面を例えば灰色などの非強調色に色付けする。そして、ステップ 5では残りの面について探索し、未だ処理していない面があるならば、ステップ 1一ステップ 5を繰り返し、処理して!/ヽな、面がなくなったら処理を終了する。

なお、ここでは色分け表示について説明した力色分け以外にも自由曲面のみを表示する選択的表示や、自由曲面を明滅させる明滅表示など、自由曲面を強調する表示方法であれば如何なる方法を用いてもよ!、。

[0018] なお、自由曲面が強調表示された製品形状は、数値制御プログラムが生成されるまで、モニタ 200に表示されている。また、自由曲面が強調表示される製品形状は、モニタ 200に回転可能に表示される。また、自由曲面が複数あるため、図 4に示すような表示状態で全ての自由曲面を表示できない場合、製品形状と同時に「自由曲面が〇〇個ある」、「表示されない個所に自由曲面がある」、「表示されない個所に自由曲面が〇〇個ある」などのメッセージを表示したり、表示裏面に存在する自由曲面を、自由曲面が強調表示される製品形状に点線で表示したり、自由曲面を順次画面の大きさに合うようにフィット表示したりすることにより、加工技術者に、表示されている製品形状の自由曲面個数を全て認識させるように考慮されている。

[0019] また加工単位分割手段 4は、図 6に示すように、形状構成手段 2が構成した素材形状力製品形状を差演算することにより加工形状を求め、加工形状を旋削加工-面加工 ·線カ卩ェ ·穴加工などの加工単位に分割する。

また加工方法決定手段 5は、図 7に示すように、加工単位分割手段 4が分割したカロェ単位ごとにその分割された形状 '位置'角度などから加工方法を決定する。例えば旋削加工の場合、素材形状の両端面側にあれば端面加工、素材形状の円筒面側にあれば外径加工と!/ヽうようにカ卩ェ方法を決定する。

なお、この加工単位分割手段 4及び加工方法決定手段 5は、日本国特開 2003— 2 41809号公報に開示されている加工形状生成部、旋削加工データ生成部、穴加工データ生成部、面カ卩ェデータ生成部及び線カ卩ェデータ生成部と同様のものである。

[0020] また、図 8の曲面加工のような自由曲面を含む加工単位については、図 4に示すような製品形状がモニタ 200に表示されているので、加工技術者はキーボード 'マウス 300を用いて、強調表示された自由曲面の個所にカーソル移動させ、その個所でキ一ボード'マウス 300をクリックすることにより加工情報補足手段 6を起動する。加工情報補足手段 6は、例えば図 9に示すような、工具種類 ·工具径 '加工方向 ·切込'ピッチ-周速 ·送り速度などの加工情報を入力する加工情報入力画面を、モニタ 200に図 4に示すような製品形状と同時に表示する。なお、図 9に示すものは、加工技術者によって加工情報が入力された後の画面であって、加工情報入力画面が表示された時は、工具種類'工具径 '加工方向'切込 'ピッチ'周速 '送り速度などの加工情報入力欄は空白である。また、図 9に示す加工情報入力画面の各データ入力欄中、工具種類、工具径の入力部はプルダウンの入力形式となっており、工具情報情報格納手段 7に格納されて、る工具種類、工具径のみ入力できる形態となって、る。

[0021] そしてキーボード 'マウス 300から加工技術者が望む、工具種類 ·工具径'力卩ェ方向 ·切込'ピッチ ·周速 ·送り速度などの加工情報が入力されると、これらの加工情報を前記クリックされた自由曲面のデータに連携させて、工具及び工具経路決定手段 8 に入力する。また、図 4に示すような自由曲面が 1箇所し力ない簡単な製品形状の場合には、製品形状を回転させて表示させる必要はないが、複雑な製品形状で自由曲面形状が複数面に存在する場合には、その自由曲面形状が分力りやすいように回転させた後、前記操作を繰返す。

[0022] なお、図 9に示す加工情報入力画面が表示された時、工具種類 ·工具径'加工方向 ·切込'ピッチ ·周速 ·送り速度などの加工情報入力欄が空白である場合について説明したが、加工情報入力画面を表示する時、加工情報入力画面の加工情報入力欄に、数値制御プログラム生成装置自身が自動生成したデータをデフォルト値として表示し、加工技術者が修正を望む個所のみデータを修正するように構成してもよ!/、。また、キーボード 'マウス 300を用いて、強調表示された自由曲面の個所にカーソル移動させ、その個所でキーボード 'マウス 300をクリックすることにより加工情報補足手段 6を起動させるものについて説明したが、図 11に示すように、モニタ 200の画面 14の左上に表示されている加工形状ツリー部 12の「自由曲面」をカーソルにて選択するとともに、画面 14の最下部のメニュー表示部 16に表示されている「力卩ェ情報補足」のキーを押圧して加工情報補足手段 6を起動させ、図 11で示す画面の適当な個所に図 9に示す加工情報入力画面を表示させるようにしてもょ、。

なお、図 11において、 11はプログラムツリー部、 13は製品形状、素材形状を三次元表示する三次元表示部、 15は加工プログラムのエディタ部である。

[0023] また工具情報格納手段 7は、数値制御工作機械に装備可能な全ての工具につ!ヽて工具識別番号'工具の種類 ·工具寸法 (工具の径ゃ長さなど)を含む工具情報を格納する。

工具及び工具経路決定手段 8は全ての加工単位についてその分割された形状'位置'角度などから工具および工具経路を決定する。もしある加工単位について加工情報補足手段 6から加工情報が入力されていれば、その加工情報に基づいて工具および工具経路を決定する。例えば図 8に示す曲面カ卩ェについて、図 9に示すような加工情報に基づいて図 10に示すような工具経路を決定する。

なお、この工具及び工具経路決定手段 8は、日本国特開 2003— 241809号公報に開示されている旋削加工データ生成部、穴加工データ生成部、面加工データ生成部及び線加工データ生成部と同様のものである。

[0024] 最後に、数値制御プログラム生成手段 9は、全ての加工単位について決定された加工方法と工具と工具経路から加工順序を決定した後、一連の数値制御プログラムを生成し、数値制御工作機械 400の制御部に出力する。この際、数値制御プロダラムには工具回転数の指定や工具早送り指令など種々の制御データが付加される。なお、この数値制御プログラム生成手段 9は、日本国特開 2003— 241809号公報に開示されている加工順序決定部、加工プログラム生成部と同様のものである。産業上の利用可能性

[0025] 本発明に係る数値制御プログラム生成装置数及び値制御プログラム生成は、加工技術者の加工ノウハウを反映して数値制御プログラムを生成する数値制御プログラム生成装置及び数値制御プログラム生成方法に適している。

Claims

請求の範囲

[1] 三次元 CADで生成された製品形状のデータを入力し、このデータに基づいて前記製品の数値制御プログラムを生成する数値制御プログラム生成装置にぉ、て、前記製品形状をモニタに表示させるとともに、前記製品形状のうち加工情報の補足が必要な部位を強調して表示する表示情報生成手段を備えてなる数値制御プログラム生成装置。

[2] 三次元 CADで生成された製品形状のデータを入力し、このデータに基づいて前記製品の数値制御プログラムを生成する数値制御プログラム生成装置にぉ、て、前記製品形状をモニタに表示させるとともに、前記製品形状のうち加工情報の補足が必要な部位を強調して表示する表示情報生成手段と、前記強調表示された加工情報の補足が必要な部位に対する加工情報を入力させる入力画面を前記モニタに表示する加工情報補足手段と、この加工情報補足手段にて表示された入力画面を用いて所定の加工情報を入力する入力手段と、この入力手段にて入力されたデータに基づいて加工情報の補足が必要な部位に対する数値制御プログラムを生成する数値制御プログラム生成手段とを備えてなる数値制御プログラム生成装置。

[3] 前記加工情報の補足が必要な部位は、自由曲面であることを特徴とする請求の範囲第 1項または 2項に記載の数値制御プログラム生成装置。

[4] 三次元 CADで生成された製品形状のデータを入力し、このデータに基づいて前記製品の数値制御プログラムを生成する数値制御プログラム生成方法にぉ、て、前記製品形状をモニタに表示させるとともに、前記製品形状のうち加工情報の補足が必要な部位を強調して表示する段階と、前記強調表示された加工情報の補足が必要な部位に対する加工情報を入力させる入力画面を前記モニタに表示する段階と、この表示された入力画面を用いて入力されたデータに基づいて加工情報の補足が必要な部位に対する数値制御プログラムを生成する段階とを備えてなる数値制御プログラム生成方法。

[5] 前記加工情報の補足が必要な部位は、自由曲面であることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の数値制御プログラム生成方法。