WO2025154162A1 - システムおよびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents

システムおよびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

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WO2025154162A1
WO2025154162A1 PCT/JP2024/000939 JP2024000939W WO2025154162A1 WO 2025154162 A1 WO2025154162 A1 WO 2025154162A1 JP 2024000939 W JP2024000939 W JP 2024000939W WO 2025154162 A1 WO2025154162 A1 WO 2025154162A1
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WO
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program
unit
path
machining
estimated
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English (en)
French (fr)
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直矢 小出
宏之 河村
真 鈴木
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/14—Control or regulation of the orientation of the tool with respect to the work
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Program-control systems
    • G05B19/02—Program-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
    • G05B19/4093—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part program, for the NC machine

Definitions

  • the present disclosure relates to a system and a computer-readable storage medium.
  • the system disclosed herein includes a path generation unit that generates a first curved path composed of curves from a non-cutting path specified by a machining program, a modification unit that modifies the machining program based on the first curved path generated by the path generation unit to generate a first modified program, and an output unit that outputs the first modified program generated by the modification unit.
  • the computer-readable storage medium of the present disclosure stores instructions that cause a computer to execute the following: generating a first curved path composed of curves from a non-cutting path specified by a machining program; modifying the machining program based on the generated first curved path to generate a first modified program; and outputting the generated first modified program.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system configuration according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of a program change device.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of a processing machine.
  • 2 is a block diagram showing an example of functions of a program change device and a program execution device;
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a movement path specified by a machining program.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a first curved route generated by a route generating unit.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a second curved path.
  • 10 is a flowchart illustrating an example of a process executed in the system.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system configuration according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of a program change device.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a movement path specified by a machining program.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a first curved route generated by a route generating unit.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a movement path specified by a machining program.
  • 11 is a block diagram showing another example of the functions of the program change device and the functions of the program execution device.
  • FIG. 11 is a block diagram showing another example of the functions of the program change device and the functions of the program execution device.
  • based on XX means “based on at least XX,” and includes cases where it is based on other elements in addition to XX. Furthermore, “based on XX” is not limited to cases where XX is used directly, but also includes cases where it is based on XX that has been calculated or processed. "XX” is any element (for example, any information).
  • the system disclosed herein is capable of modifying a tool movement path specified in a machining program and generating a modified program including a command for specifying the modified path.
  • the execution time is shorter than when the processing program before the modification is executed on the processing machine.
  • the system may have a function of controlling each part of the processing machine based on the modified program.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a system configuration of the present disclosure.
  • the system 1 includes a program change device 2 and a program execution device 30.
  • the program change device 2 and the program execution device 30 are connected to each other via a network.
  • the network is, for example, a LAN (Local Area Network) or the Internet.
  • the program modification device 2 is a device that modifies a machining program to generate a modified program.
  • the program modification device 2 is implemented in, for example, a PC (Personal Computer), a server, or a tablet terminal.
  • the program execution device 30 is a device that executes the modified program generated by the program modification device 2.
  • the program execution device 30 is implemented, for example, in a numerical control device that controls the processing machine 3. Below, an embodiment in which the program execution device 30 is implemented in a numerical control device will be described.
  • the processing machine 3 is, for example, a machine tool, an electric discharge machine, a laser processing machine, and a three-dimensional printer.
  • the machine tool is, for example, a machining center, a lathe, and a multi-tasking machine.
  • the electric discharge machine is, for example, a die-sinking electric discharge machine, and a wire electric discharge machine.
  • the laser processing machine is, for example, a laser welding machine, and a laser cutting machine.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the program change device 2.
  • the program change device 2 includes, for example, a hardware processor 201, a bus 202, a ROM (Read Only Memory) 203, a RAM (Random Access Memory) 204, a non-volatile memory 205, and an interface 206.
  • a hardware processor 201 for example, a hardware processor 201, a bus 202, a ROM (Read Only Memory) 203, a RAM (Random Access Memory) 204, a non-volatile memory 205, and an interface 206.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the hardware processor 201 is a processor that controls the entire program modification device 2 in accordance with the system program.
  • the hardware processor 201 reads out the system program stored in the ROM 203 via the bus 202.
  • the hardware processor 201 is, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an electronic circuit.
  • ROM 203 is a storage device that stores system programs and the like. ROM 203 is a computer-readable storage medium.
  • RAM 204 is a storage device that temporarily stores various data. RAM 204 functions as a working area for the hardware processor 201 to process various data.
  • the non-volatile memory 205 is a storage device that retains data even when the power to the program change device 2 is turned off.
  • the non-volatile memory 205 stores, for example, the machining program and the change program.
  • the change program will be explained in detail later.
  • the non-volatile memory 205 is a computer-readable storage medium.
  • the non-volatile memory 205 is, for example, a battery-backed memory or a solid-state drive (SSD).
  • the interface 206 is an interface for connecting the program change device 2 to an external device.
  • the program change device 2 is connected to a network using the interface 206.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the functions of the program modification device 2 and the program execution device 30.
  • the program modification device 2 includes, for example, a program analysis unit 211, a path generation unit 212, a correction unit 213, an interference checking unit 214, and an output unit 215.
  • the program analysis unit 211, the path generation unit 212, the correction unit 213, the interference checking unit 214, and the output unit 215 are realized, for example, by the hardware processor 201 performing calculations using the system program stored in the ROM 203 and various data stored in the non-volatile memory 205.
  • the tool movement path includes a cutting path and a non-cutting path.
  • the cutting path is the path along which the tool moves while in contact with the workpiece.
  • the cutting path is specified, for example, by a linear interpolation command or a circular interpolation command.
  • the path generating unit 212 generates a first curved path consisting of curves from a non-cutting path specified by the machining program.
  • the first curved path is a curve generated from a non-cutting path consisting of multiple straight lines specified by the machining program.
  • the first curved path is a path that does not include straight lines.
  • the first curved path may be a path formed by connecting multiple very small line segments of about several micrometers to several millimeters.
  • the maximum acceleration and maximum jerk are, for example, numerical values that are determined in advance for each processing machine 3.
  • the modifying unit 213 determines the moving speed of the tool and generates a first changed program so that the tool accelerates from point p1 to the midpoint and decelerates from the midpoint to point p3.
  • the midpoint is a point located halfway between points p1 and p3 on the first curved path c1.
  • the modifying unit 213 generates a first changed program that includes a tool speed command in each block that specifies the first curved path c1.
  • the path generating unit 212 generates a second curved path at a position shifted from the first curved path c1 in the normal direction of the first curved path c1, or at a position shifted from the first curved path c1 in the vertical direction of the table surface.
  • the path generating unit 212 generates the second curved path at a position farther away from the estimated machined workpiece than the first curved path c1.
  • the path generating unit 212 may generate not only one second curved path, but also multiple second curved paths that are different from each other.
  • the correction unit 213 generates a second change program so that the control axis operates at or below a predetermined maximum acceleration and maximum jerk, and the movement time when the tool moves along the second curved path c2 is shorter than the movement time when the tool moves along a non-cutting path specified in the machining program.
  • the input unit 311 of the program execution device 30 receives the first change program or the second change program output from the output unit 215 of the program change device 2.
  • the program execution unit 312 executes the first change program or the second change program received by the input unit 311.
  • the control unit 313 controls the operation of each control axis and the spindle of the processing machine 3 based on the first change program or the second change program executed by the program execution unit 312. This causes the processing of the workpiece to be performed by the processing machine 3.
  • step S5 If the interference checker 214 determines that interference will occur (Yes in step S5), the path generator 212 generates a second curved path (step S6). Next, the corrector 213 generates a second change program based on the second curved path (step S7). Thereafter, the system 1 executes the processes from step S4 onwards.
  • the machining program specifies that the tool is to be moved at rapid traverse along non-cutting path n11 toward point p11, and non-cutting path n12 from point p11 toward point p12.
  • the machining program also specifies that the tool is to be moved at cutting feed along cutting path m11 from point p12 toward point p13.
  • Point p12 indicates the cutting start position.
  • the machining program specifies that the tool is to move at rapid traverse along non-cutting path n13 from point p13 to point p12, non-cutting path n14 from point p12 to point p11, non-cutting path n15 from point p11 to point p14, and non-cutting path n16 from point p14 to point p15.
  • the machining program also specifies that the tool is to be moved in cutting feed along cutting path m12 from point p15 to point p16.
  • Point p15 indicates the cutting start position.
  • the path generating unit 212 generates a first curved path composed of curves from the non-cutting path n14, the non-cutting path n15, and the non-cutting path n16 specified by the machining program.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a first curved path generated by the path generation unit 212.
  • the path generation unit 212 generates the first curved path using point p11 and end point p12 that define non-cutting path n14, point p11 and point p14 that define non-cutting path n15, and point p14 and point p15 that define non-cutting path n16.
  • the path generation unit 212 adds a point p11a between points p11 and p12.
  • the position of point p11a may be, for example, a position that divides the distance between points p11 and p12 at a predetermined ratio.
  • the path generating unit 212 also adds a point p14a between points p14 and p15.
  • the position of point p14a may be a position that divides the distance between points p14 and p15 at a predetermined ratio.
  • the path generating unit 212 also adds a midpoint pm between points p11 and p14.
  • the path generation unit 212 uses points p11, p12, p11a, and pm as control points to generate a first curved path c11 that is composed of a cubic Bezier curve.
  • the path generation unit 212 also uses points p14, p15, p14a, and pm as control points to generate a first curved path c12 that is composed of a cubic Bezier curve.
  • the modification unit 213 modifies the machining program based on the first curved paths c11, c12 generated by the path generation unit 212 to generate a first modified program.
  • the path generating unit 212 generates the first curved path using points p12 and p15, which indicate the cutting start positions of cutting paths m11 and m12, as control points.
  • the path generating unit 212 may generate the first curved path using, for example, values set in parameters stored by the program modification device 2.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a tool movement path specified by a machining program.
  • the path generating unit 212 generates a first curved path using values set in parameters.
  • arrows marked “n11”, “n13'”, and “n15” respectively indicate the non-cutting paths specified in the machining program.
  • arrows marked “m11'” and “m12'” respectively indicate the cutting paths specified in the machining program.
  • the machining program specifies that the tool is moved at rapid traverse along non-cutting path n11 toward point p11.
  • the machining program also specifies that the tool is moved at cutting feed along cutting path m11' from point p11 toward point p13.
  • the machining program also specifies that the tool is moved at rapid traverse along non-cutting path n13' from point p13 toward point p11.
  • the machining program also specifies that the tool is moved at rapid traverse along non-cutting path n15 from point p11 toward point p14.
  • the machining program also specifies that the tool is moved at cutting feed along cutting path m12' from point p14 toward point p16.
  • the program modification device 2 presets in the parameters the coordinate values of the positions where no interference occurs between the tool and the workpiece when the tool moves at fast forward along the non-cutting path.
  • the positions where no interference occurs between the tool and the workpiece are positions that are a predetermined distance away from the position of the workpiece surface.
  • the positions that are a predetermined distance away from the position of the workpiece surface are, for example, the positions of points p12' and p15'.
  • the path generation unit 212 generates a first curved path using the values set in the parameters.
  • the coordinate values set in the parameters are, for example, the coordinate values of points p12' and p15'.
  • the path generation unit 212 adds a point p11a between points p11 and p12' based on the parameters.
  • the path generation unit 212 also adds a point p14a between points p14 and p15'.
  • the path generation unit 212 also adds a midpoint pm between points p11 and p14.
  • the path generating unit 212 generates a first curved path consisting of a cubic Bezier curve using points p11, p12', p11a, and pm as control points.
  • the path generating unit 212 also generates a first curved path consisting of a cubic Bezier curve using points p14, p15', p14a, and pm as control points.
  • the path generating unit 212 generates a first curved path that is the same as or similar to the first curved paths c11 and c12 shown in FIG. 10.
  • the modifying unit 213 modifies the machining program based on the first curved path generated by the path generating unit 212 to generate a first changed program.
  • the program change device 2 according to the present embodiment differs from the program change device 2 according to the first embodiment in that the same estimated machining workpiece is used for interference confirmation at multiple timings when the machining program is changed.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of the functions of the program change device 2 and the program execution device 30 according to this embodiment.
  • the program change device 2 according to this embodiment further includes an estimated machining work generation unit 216 and an estimated machining work update unit 217 in addition to, for example, a program analysis unit 211, a path generation unit 212, a correction unit 213, an interference confirmation unit 214, and an output unit 215.
  • the estimated machining work generated by the estimated machining work generation unit 216 may be a height map that defines height information in a grid with a regular interval.
  • a height map stores height information for each grid with a regular interval when viewing the XY plane from the +Z direction, for example.
  • This format is smaller in size than three-dimensional shape data expressed in an intermediate file format, making it possible to save memory and speed up processing.
  • the estimated machining work update unit 217 may, for example, set the timing at which a specified G code, M code, S code, T code, or B code is executed as the timing at which an estimated machining work is generated. For example, if the machining program is designed to change the tool path between holes from the G81 block, which is the G code for the canned drilling cycle, to the G80 block, which is the G code for canceling the canned drilling cycle, the estimated machining work may be generated at the timing at which the G81 block is executed. In this way, it becomes possible to check for interference using the same estimated machining work for the tool path between holes from the G81 block to the G80 block.
  • the estimated machining work update unit 217 may, for example, take the timing when a block related to a specified sequence number of the machining program is executed as the generation timing of the estimated machining work. Also, it may take the timing when a specified comment statement is read as the generation timing of the estimated machining work. Also, it may take the timing when a specified line number is read as the generation timing of the estimated machining work. Furthermore, it may be possible to treat multiple codes, multiple sequence numbers, multiple comments, and multiple line numbers as the generation timing. By combining these, it becomes possible to command the update of the estimated machining work at any timing during execution of the machining program.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a modified example of the functions of the program modification device 2 and the program execution device 30 according to this embodiment.
  • the program modification device 2 according to this modified example further includes a timing registration unit 218 in addition to, for example, a program analysis unit 211, a path generation unit 212, a correction unit 213, an interference confirmation unit 214, an output unit 215, an estimated machining work generation unit 216, and an estimated machining work update unit 217.
  • the timing registration unit 218 receives information from the operator regarding the timing of updating the estimated machined work.
  • the estimated machined work update unit 217 then instructs the estimated machined work generation unit 216 to update (generate) the estimated machined work based on the timing of updating the estimated machined work received by the timing registration unit 218.
  • the timing registration unit 218 may receive a predetermined G code, M code, S code, T code, or B code as the generation timing of the estimated machined work.
  • a predetermined sequence number of the machining program may be received as the generation timing of the estimated machined work.
  • a predetermined comment statement may be received as the generation timing of the estimated machined work.
  • a predetermined line number of the machining program may be received as the generation timing of the estimated machined work. Multiple codes, multiple sequence numbers, multiple comments, and multiple line numbers may be received as the generation timing.
  • the system 1 includes a path generating unit 212 that generates a first curved path composed of curves from a non-cutting path specified by the machining program, a modification unit 213 that modifies the machining program based on the first curved path generated by the path generating unit 212 to generate a first modified program, and an output unit 215 that outputs the first modified program generated by the modification unit 213. Therefore, the system 1 can shorten the execution time of the machining program by shortening the time when the tool is not performing machining. In particular, the system 1 can shorten the execution time of the machining program by shortening the movement path from the machining end position to the next machining start position.
  • the correction unit 213 also generates a first change program so that the control axis operates at or below a predetermined maximum acceleration and maximum jerk, and the movement time when the tool moves along the first curved path is shorter than the movement time when the tool moves along the non-cutting path specified in the machining program. Therefore, even if the change program generated by the system 1 is executed, it is possible to prevent each structure of the machining machine 3 from being affected by excessive load.
  • the system 1 further includes an interference checking unit 214 that checks whether interference occurs when the first change program generated by the correction unit 213 is executed. Therefore, the system 1 can shorten the tool movement path without causing interference in the processing machine 3.
  • the path generating unit 212 If the interference checking unit 214 confirms that interference will occur, the path generating unit 212 generates a second curved path different from the first curved path, and the correction unit modifies the machining program based on the second curved path to generate a second modified program different from the first modified program.
  • the path generating unit 212 also generates the second curved path at a position shifted from the first curved path in the normal direction of the first curved path, or at a position shifted from the first curved path in the vertical direction of the table surface.
  • the system 1 can repeatedly generate curved paths. In other words, the system 1 can search for curved paths that will not cause interference in the processing machine 3.
  • the interference checking unit 214 checks whether interference will occur depending on the execution status of the machining program. Therefore, the system 1 can accurately determine whether interference will occur in the machining machine 3.
  • the estimated machining work update unit 217 instructs the estimated machining work generation unit 216 to generate an estimated machining work at a predetermined timing according to the execution status of the machining program, without generating an estimated machining work each time machining progresses. Therefore, the system 1 can use the same estimated machining work for interference check at multiple times when the machining program is changed, thereby reducing the processing load.
  • the timing registration unit 218 also accepts registrations from the operator regarding the timing for generating the estimated machined work. This allows the operator to set a more appropriate timing for generating the estimated machined work in accordance with the machining program.
  • the system 1 further includes a program execution unit 312 that executes the first change program.
  • the system 1 includes the program execution unit 312 in a program execution device 30 that is different from the program change device 2 that includes the interference confirmation unit 214.
  • the system 1 can check in advance whether or not interference will occur in the program change device 2 while the program execution device 30 is executing some process. Therefore, the system 1 can improve the operating rate of the program execution device 30.
  • a system comprising: a path generating unit that generates a first curved path composed of curves from a non-cutting path specified by a machining program; a modification unit that modifies the machining program based on the first curved path generated by the path generating unit to generate a first changed program; and an output unit that outputs the first changed program generated by the modification unit.
  • Appendix [2] The system described in Appendix [1], wherein the correction unit generates the first change program so that the control axis operates at or below a predetermined maximum acceleration and maximum jerk, and the movement time when the tool moves along the first curved path is shorter than the movement time when the tool moves along the non-cutting path.
  • Appendix [3] The system described in appendix [2], further comprising an interference confirmation unit that confirms whether interference occurs when the first change program generated by the modification unit is executed.
  • Appendix [4] When the interference checker checks that the interference will occur, the path generator generates a second curved path different from the first curved path; The system described in Appendix [3], wherein the correction unit modifies the machining program based on the second curved path to generate a second modified program different from the first modified program.
  • Appendix [5] The system described in Appendix [4], wherein the path generation unit generates the second curved path at a position shifted from the first curved path in a normal direction of the first curved path, or at a position shifted from the first curved path in a vertical direction to a table surface.
  • Appendix [6] The system according to any one of appendices [3] to [5], wherein the interference confirmation unit confirms whether or not the interference will occur using at least two of CAD data of a workpiece, CAD data of a processing machine, and CAD data of the tool.
  • Appendix [7] The system according to any one of appendices [3] to [6], wherein the interference confirmation unit confirms whether or not the interference will occur depending on the execution status of the machining program.
  • Appendix [8] The system described in Appendix [7] further comprises an estimated machined work generation unit that generates an estimated machined work, which is a machined work shape in the middle of machining, from the machining program, and an estimated machined work update unit that determines the timing of generation of the estimated machined work and acquires the estimated machined work, and the interference confirmation unit uses the estimated machined work acquired by the estimated machined work update unit for interference confirmation.
  • Appendix [9] The system described in Appendix [8], wherein the timing of generating the estimated machining work is the timing at which at least one of a specified code, a specified sequence number, a specified comment statement, or a specified line number is executed.
  • Appendix [10] The system described in Appendix [8] further includes a timing registration unit that accepts registration of the generation timing of the estimated machining work, and the generation timing of the estimated machining work is the timing when at least one of a specified code, a specified sequence number, a specified comment sentence, or a specified line number is executed.
  • Appendix [11] The estimated machining workpiece generated by the estimated machining workpiece generation unit is three-dimensional shape data described in an intermediate file format.
  • the system described in Appendix [8], wherein the estimated machining work generated by the estimated machining work generation unit is a height map of a grid with a regular interval.
  • Appendix [13] The system according to any one of claims [1] to [12], further comprising a program execution unit that executes the first change program.
  • Appendix [14] A computer-readable storage medium storing instructions that cause a computer to execute the following steps: generate a first curved path composed of curves from a non-cutting path specified by a machining program; modify the machining program based on the generated first curved path to generate a first changed program; and output the generated first changed program.

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Abstract

システムが、加工プログラムが指定する非切削経路から、曲線で構成される第１の曲線経路を生成する経路生成部と、経路生成部によって生成された第１の曲線経路に基づいて、加工プログラムを修正して第１の変更プログラムを生成する修正部と、修正部によって生成された第１の変更プログラムを出力する出力部と、を備える。

Description

システムおよびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
　本開示は、システムおよびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。
　加工機の技術分野では、加工プログラムの実行時間を短縮する技術が望まれている。しかし、工具が実際に加工を行っているときの加工時間を短縮すると、ワークの加工精度に悪影響が及ぶおそれがある。そのため、工具とワークとが接触せずに工具が移動しているときの時間を短縮することが望ましい（特許文献１参照）。
国際公開第２０２２／０４５１６１号
　近年、工具が加工を行っていないときの時間をさらに短縮することにより、加工プログラムの実行時間をさらに短縮することが望まれている。
　本開示のシステムは、加工プログラムが指定する非切削経路から、曲線で構成される第１の曲線経路を生成する経路生成部と、経路生成部によって生成された第１の曲線経路に基づいて、加工プログラムを修正して第１の変更プログラムを生成する修正部と、修正部によって生成された第１の変更プログラムを出力する出力部と、を備える。
　本開示のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、加工プログラムが指定する非切削経路から、曲線で構成される第１の曲線経路を生成することと、生成された第１の曲線経路に基づいて、加工プログラムを修正して第１の変更プログラムを生成することと、生成された第１の変更プログラムを出力することと、をコンピュータに実行させる命令を記憶する。
本開示のシステム構成の一例を示す図である。 プログラム変更装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 加工機のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 プログラム変更装置の機能およびプログラム実行装置の機能の一例を示すブロック図である。 加工プログラムが指定する移動経路の一例を示す図である。 経路生成部が生成する第１の曲線経路の一例を示す図である。 第２の曲線経路の一例を示す図である。 システムにおいて実行される処理の一例を示すフローチャートである。 加工プログラムが指定する移動経路の一例を示す図である。 経路生成部が生成する第１の曲線経路の一例を示す図である。 加工プログラムが指定する移動経路の一例を示す図である。 プログラム変更装置の機能およびプログラム実行装置の機能の他の例を示すブロック図である。 プログラム変更装置の機能およびプログラム実行装置の機能の他の例を示すブロック図である。
　以下、本開示の実施形態に係るシステムおよびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は、省略する場合がある。
　本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
〔第１の実施形態〕
　本開示のシステムは、加工プログラムで指定された工具の移動経路を修正して、変更された経路を指定する指令を含む変更プログラムを生成することが可能なシステムである。変更プログラムが加工機において実行される場合、変更前の加工プログラムが加工機において実行される場合よりも、実行時間が短縮される。変更プログラムに基づいて加工機の各部を制御する機能をシステムが備えていてもよい。
　図１は、本開示のシステム構成の一例を示す図である。システム１は、プログラム変更装置２と、プログラム実行装置３０とを備える。プログラム変更装置２とプログラム実行装置３０は、ネットワークを介して互いに接続される。ネットワークは、例えば、LAN（Local Area Network）、またはインタネットである。
　プログラム変更装置２は、加工プログラムを修正して変更プログラムを生成する装置である。プログラム変更装置２は、例えば、PC（Personal Computer）、サーバ、またはタブレット端末に実装される。
　プログラム実行装置３０は、プログラム変更装置２によって生成された変更プログラムを実行する装置である。プログラム実行装置３０は、例えば、加工機３を制御する数値制御装置に実装される。以下では、プログラム実行装置３０が数値制御装置に実装された実施形態について説明する。
　加工機３は、例えば、工作機械、放電加工機、レーザ加工機、および三次元プリンタである。工作機械は、例えば、マシニングセンタ、旋盤、および複合加工機である。放電加工機は、例えば、型彫り放電加工機、およびワイヤ放電加工機である。レーザ加工機は、例えば、レーザ溶接機、およびレーザ切断機である。
　図２は、プログラム変更装置２のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。プログラム変更装置２は、例えば、ハードウェアプロセッサ２０１と、バス２０２と、ROM（Read Only Memory）２０３と、RAM（Random Access Memory）２０４と、不揮発性メモリ２０５と、インタフェース２０６とを備える。
　ハードウェアプロセッサ２０１は、システムプログラムに従ってプログラム変更装置２全体を制御するプロセッサである。ハードウェアプロセッサ２０１は、バス２０２を介してROM２０３に格納されたシステムプログラムなどを読み出す。ハードウェアプロセッサ２０１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、または電子回路である。
　バス２０２は、プログラム変更装置２内の各ハードウェアを互いに接続する通信路である。プログラム変更装置２内の各ハードウェアはバス２０２を介してデータをやり取りする。
　ROM２０３は、システムプログラムなどを記憶する記憶装置である。ROM２０３は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
　RAM２０４は、各種データを一時的に格納する記憶装置である。RAM２０４は、ハードウェアプロセッサ２０１が各種データを処理するための作業領域として機能する。
　不揮発性メモリ２０５は、プログラム変更装置２の電源が切られた状態でもデータを保持する記憶装置である。不揮発性メモリ２０５は、例えば、加工プログラムおよび変更プログラムを記憶する。変更プログラムについては、後に詳しく説明する。
　不揮発性メモリ２０５は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。不揮発性メモリ２０５は、例えば、バッテリでバックアップされたメモリ、または、SSD（Solid State Drive）で構成される。
　インタフェース２０６は、プログラム変更装置２と外部機器とを接続するためのインタフェースである。プログラム変更装置２は、インタフェース２０６を用いて、ネットワークに接続される。
　図３は、加工機３のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。加工機３は、数値制御装置３００と、入出力装置３１と、サーボアンプ３２と、サーボモータ３３と、スピンドルアンプ３４と、スピンドルモータ３５とを備える。
　数値制御装置３００は、例えば、ハードウェアプロセッサ３０１と、バス３０２と、ROM３０３と、RAM３０４と、不揮発性メモリ３０５とを備える。
　ハードウェアプロセッサ３０１は、システムプログラムに従って数値制御装置３００全体を制御するプロセッサである。ハードウェアプロセッサ３０１は、バス３０２を介してROM３０３に格納されたシステムプログラムなどを読み出す。ハードウェアプロセッサ３０１は、例えば、CPU、または電子回路である。
　バス３０２は、数値制御装置３００の各ハードウェアを互いに接続する通信路である。数値制御装置３００の各ハードウェアはバス３０２を介してデータをやり取りする。
　ROM３０３は、システムプログラムなどを記憶する記憶装置である。ROM３０３は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
　RAM３０４は、各種データを一時的に格納する記憶装置である。RAM３０４は、ハードウェアプロセッサ３０１が各種データを処理するための作業領域として機能する。
　不揮発性メモリ３０５は、数値制御装置３００の電源が切られた状態でもデータを保持する記憶装置である。不揮発性メモリ３０５は、例えば、加工プログラムを記憶する。不揮発性メモリ３０５は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。不揮発性メモリ３０５は、例えば、バッテリでバックアップされたメモリ、または、SSDで構成される。
　数値制御装置３００は、さらに、第１のインタフェース３０６と、軸制御回路３０７と、スピンドル制御回路３０８と、第２のインタフェース３０９とを備える。
　第１のインタフェース３０６は、バス３０２と入出力装置３１とを接続する。第１のインタフェース３０６は、例えば、ハードウェアプロセッサ３０１によって処理された各種データを入出力装置３１に送る。
　入出力装置３１は、第１のインタフェース３０６を介して各種データを受け、各種データをディスプレイに表示する。また、入出力装置３１は、各種データの入力操作を受けて、各種データを第１のインタフェース３０６を介して、例えば、ハードウェアプロセッサ３０１に送る。
　入出力装置３１は、例えば、タッチパネルである。入出力装置３１がタッチパネルである場合、入出力装置３１は、例えば、静電容量方式のタッチパネルである。タッチパネルは、静電容量方式に限らず、他の方式のタッチパネルであってもよい。入出力装置３１は、数値制御装置３００が格納される操作盤（不図示）に設置される。
　軸制御回路３０７は、サーボモータ３３を制御するための回路である。軸制御回路３０７は、ハードウェアプロセッサ３０１からの制御指令を受けてサーボモータ３３を駆動させるための各種指令をサーボアンプ３２に送る。軸制御回路３０７は、例えば、サーボモータ３３のトルクを制御するトルクコマンドをサーボアンプ３２に送る。
　サーボアンプ３２は、軸制御回路３０７からの指令を受けて、サーボモータ３３に電流を供給する。
　サーボモータ３３は、サーボアンプ３２から電流の供給を受けて駆動する。サーボモータ３３は、加工機３の各制御軸に対応して設けられる。加工機３が５軸を有する工作機械である場合、サーボモータ３３は、例えば、Ｘ軸用サーボモータ、Ｙ軸用サーボモータ、Ｚ軸用サーボモータ、Ａ軸用サーボモータ、およびＣ軸用サーボモータを含む。この場合、軸制御回路３０７、およびサーボアンプ３２は、各サーボモータ３３に対してそれぞれ設けられる。
　サーボモータ３３は、例えば、テーブルを駆動させるボールねじに連結される。サーボモータ３３が駆動することにより、テーブルなどの加工機３の構造物が所定の制御軸に沿って移動する。
　サーボモータ３３は、制御軸の位置、および送り速度を検出するエンコーダ（不図示）を内蔵する。エンコーダによって検出される制御軸の位置、および制御軸の送り速度をそれぞれ示す位置フィードバック情報、および速度フィードバック情報は、軸制御回路３０７にフィードバックされる。これにより、軸制御回路３０７は、各制御軸のフィードバック制御を行う。
　スピンドル制御回路３０８は、スピンドルモータ３５を制御するための回路である。スピンドル制御回路３０８は、ハードウェアプロセッサ３０１からの制御指令を受けてスピンドルモータ３５を駆動させるための指令をスピンドルアンプ３４に送る。スピンドル制御回路３０８は、例えば、スピンドルモータ３５の回転速度を制御するスピンドル速度コマンドをスピンドルアンプ３４に送る。
　スピンドルアンプ３４は、スピンドル制御回路３０８からの指令を受けて、スピンドルモータ３５に電流を供給する。
　スピンドルモータ３５は、スピンドルアンプ３４から電流の供給を受けて駆動する。スピンドルモータ３５は、主軸に連結され、主軸を回転させる。
　第２のインタフェース３０９は、数値制御装置３００と外部機器とを接続するためのインタフェースである。数値制御装置３００は、第２のインタフェース３０９を用いて、ネットワークに接続される。
　図４は、プログラム変更装置２の機能およびプログラム実行装置３０の機能の一例を示すブロック図である。
　プログラム変更装置２は、例えば、プログラム解析部２１１、経路生成部２１２、修正部２１３、干渉確認部２１４、および出力部２１５を備える。プログラム解析部２１１、経路生成部２１２、修正部２１３、干渉確認部２１４、および出力部２１５は、例えば、ハードウェアプロセッサ２０１が、ROM２０３に記憶されたシステムプログラム、および不揮発性メモリ２０５に記憶された各種データを用いて演算処理をすることにより実現される。
　プログラム実行装置３０は、例えば、入力部３１１、プログラム実行部３１２、および制御部３１３を備える。入力部３１１、プログラム実行部３１２、および制御部３１３は、例えば、ハードウェアプロセッサ３０１が、ROM３０３に記憶されたシステムプログラム、および不揮発性メモリ３０５に記憶された各種データを用いて演算処理をすることにより実現される。
　プログラム解析部２１１は、例えば、記憶部（不図示）に記憶された加工プログラムを取得する。プログラム解析部２１１は、取得した加工プログラムを解析する。加工プログラムは、工具の移動経路を指定する指令、および工具の最大送り速度を指定する指令を含む。プログラム解析部２１１は、加工プログラムを解析して工具の移動経路を示す情報、工具の最大送り速度を示す情報などを取得する。
　工具の移動経路は、切削経路および非切削経路を含む。切削経路は、工具がワークと接触しながら移動する経路である。切削経路は、例えば、直線補間指令、または円弧補間指令によって指定される。
　非切削経路は、工具がワークと接触せずに移動する経路である。非切削経路は、例えば、位置決め指令によって指定される。
　図５は、加工プログラムが指定する移動経路の一例を示す図である。「X」および「Z」とともに描かれている矢印は、加工機３の座標系を示している。すなわち、「X」が付された矢印が示す方向が、Ｘ軸のプラス方向である。「Z」が付された矢印が示す方向が、Ｚ軸のプラス方向である。
　「m1」が付された矢印、および「m2」が付された矢印は、加工プログラムで指定された切削経路を示している。「n1」が付された矢印、および「n2」が付された矢印は、加工プログラムで指定された非切削経路を示している。つまり、加工プログラムでは、点p1に向かう切削経路m1に沿って工具を切削送りで移動させることが指定されている。また、加工プログラムでは、点p1から点p2に向かう非切削経路n1、および点p2から点p3に向かう非切削経路n2に沿って工具を早送りで移動させることが指定されている。さらに、加工プログラムでは、点p3から点p4に向かう切削経路m2に沿って工具を切削送りで移動させることが指定されている。
　経路生成部２１２は、加工プログラムが指定する非切削経路から、曲線で構成される第１の曲線経路を生成する。第１の曲線経路は、加工プログラムで指定される複数の直線からなる非切削経路から生成される曲線である。すなわち、第１の曲線経路は、直線を含まない経路である。あるいは、第１の曲線経路は、数マイクロメートル～数ミリメートル程度の複数の微小線分が連結されて構成された経路であってもよい。
　経路生成部２１２が生成する第１の曲線経路は、例えば、非切削経路の始点および終点を制御点として利用して生成される三次のBezier曲線である。第１の曲線経路は、Bezier曲線に限らず、NURBS曲線などのスプライン曲線であってもよい。
　図６は、経路生成部２１２が生成する第１の曲線経路の一例を示す図である。経路生成部２１２は、非切削経路を構成する点p1、点p2、および点p3を利用して第１の曲線経路c1を生成する。
　経路生成部２１２は、まず、点p1と点p2との間に点p1aを追加する。点p1aの位置は、例えば、点p1と点p2との間の距離をあらかじめ定められた比率で分割する位置であってよい。
　また、経路生成部２１２は、点p2と点p3との間に点p2aを追加する。点p2aの位置は、点p2と点p3との間の距離をあらかじめ定められた比率で分割する位置であってよい。経路生成部２１２は、点p1、点p1a、点p2aおよび点p3を制御点として利用して三次のBezier曲線で構成される第１の曲線経路c1を生成する。
　修正部２１３は、経路生成部２１２によって生成された第１の曲線経路c1に基づいて、加工プログラムを修正して第１の変更プログラムを生成する。経路生成部２１２が、例えば、図６に示す第１の曲線経路c1を生成した場合、修正部２１３は、工具を第１の曲線経路c1に沿って移動させるための第１の変更プログラムを生成する。
　修正部２１３は、加工プログラムにおいて非切削経路n1および非切削経路n2を指定する指令を第１の曲線経路c1を指定する指令に書き換える。これにより、修正部２１３は、第１の変更プログラムを生成する。
　修正部２１３は、あらかじめ定められた最大加速度および最大加加速度以下で制御軸が動作し、かつ第１の曲線経路c1に沿って工具が移動するときの移動時間が、非切削経路n1、n2に沿って工具が移動するときの移動時間よりも短くなるように、第１の変更プログラムを生成する。
　最大加速度および最大加加速度は、例えば、各加工機３においてあらかじめ定められる数値である。経路生成部２１２が図６に示す第１の曲線経路c1を生成した場合、修正部２１３は、点p1から中点までは工具が加速し、中点から点p3までは工具が減速するように、工具の移動速度を決定して第１の変更プログラムを生成する。中点とは、第１の曲線経路c1上における点p1と点p3との中間に位置する点である。修正部２１３は、第１の曲線経路c1を指定する各ブロックに工具の速度指令を含む第１の変更プログラムを生成する。
　干渉確認部２１４は、修正部２１３によって生成された第１の変更プログラムが実行されたときに、干渉が発生するか否かを確認する。干渉確認部２１４は、第１の変更プログラムに基づいて加工シミュレーションを行うことにより、干渉が発生するか否かを確認する。干渉とは、工具と加工機３を構成する構造物との干渉、工具とワークとの干渉、および構造物とワークとの干渉を含む。
　干渉確認部２１４は、例えば、ワークのCADデータ、加工機３のCADデータ、および工具のCADデータのうちの少なくとの２つを取得する。干渉確認部２１４は、例えば、記憶部に記憶されたこれらのデータを取得する。
　干渉確認部２１４は、取得したワークのCADデータ、加工機３のCADデータ、および工具のCADデータのうちの少なくとの２つを用いて、干渉が発生するか否かを確認する。
　干渉確認部２１４は、加工プログラムの実行状況に応じて、干渉が発生するか否を確認する。加工シミュレーションでは、加工が進むにつれてワーク形状が変化する。干渉確認部２１４は、この変化するワーク形状を推定した推定加工ワークに基づいて、干渉が発生するか否かを確認する。干渉確認部２１４が干渉確認に用いる推定加工ワークは、例えば、公知の加工シミュレーション技術を用いて推定したワーク形状を用いるようにしてよい。
　干渉確認部２１４によって干渉が発生することが確認された場合、経路生成部２１２は、第１の曲線経路c1とは異なる第２の曲線経路を生成する。つまり、第２の曲線経路は、第１の曲線経路c1上を工具が移動すると干渉が発生する場合に、経路生成部２１２によって再度生成される曲線経路である。
　経路生成部２１２は、第１の曲線経路c1から第１の曲線経路c1の法線方向にずれた位置に、または、第１の曲線経路c1からテーブル面の垂直方向にずれた位置に、第２の曲線経路を生成する。経路生成部２１２は、第１の曲線経路c1よりも推定加工ワークから離れた位置に第２の曲線経路を生成する。経路生成部２１２は、１つの第２の曲線経路だけではなく、互いに異なる複数の第２の曲線経路を生成してもよい。
　図７は、第２の曲線経路の一例を示す図である。経路生成部２１２は、例えば、テーブル面に垂直に交わる線上であってテーブル面から離れる方向に制御点p1aおよび制御点p2aをずらして制御点p1a’および制御点p2a’を生成する。制御点p1aおよび制御点p2aをずらす距離は、例えば、あらかじめ定められたパラメータの値などに基づいて決定されればよい。なお、図７において、テーブル面は、Ｘ軸に平行な面である。
　経路生成部２１２は、点p1、点p1a’、点p2a’および点p3を制御点として利用して、第２の曲線経路c2を生成する。また、修正部２１３は、経路生成部２１２によって生成された第２の曲線経路c2に基づいて、第１の変更プログラムとは異なる第２の変更プログラムを生成する。
　修正部２１３は、あらかじめ定められた最大加速度および最大加加速度以下で制御軸が動作し、かつ第２の曲線経路c2に沿って工具が移動するときの移動時間が、加工プログラムで指定された非切削経路に沿って工具が移動するときの移動時間よりも短くなるように、第２の変更プログラムを生成する。
　干渉確認部２１４は、修正部２１３によって生成された第２の変更プログラムが実行されたときに、干渉が発生するか否かを確認する。干渉確認部２１４によって干渉が発生することが確認された場合、経路生成部２１２は、第２の曲線経路c2を再度生成する。経路生成部２１２は、再び、推定加工ワークからさらに離れた位置に第２の曲線経路c2を生成する。つまり、経路生成部２１２は、最初に生成した第１の曲線経路c1上を工具が移動するときに干渉が発生すると干渉確認部２１４によって判定された場合、干渉確認部２１４によって干渉が発生しないと判定されるまで、互いに異なる複数の第２の曲線経路c2を繰り返し生成する。
　出力部２１５は、干渉確認部２１４によって干渉が発生しないと判定された場合、修正部２１３によって生成された第１の変更プログラムまたは第２の変更プログラムを出力する。出力部２１５は、プログラム実行装置３０に向けて第１の変更プログラムまたは第２の変更プログラムを出力する。
　プログラム実行装置３０の入力部３１１は、プログラム変更装置２の出力部２１５から出力された第１の変更プログラムまたは第２の変更プログラムを受ける。
　プログラム実行部３１２は、入力部３１１が受けた第１の変更プログラム、または第２の変更プログラムを実行する。
　制御部３１３は、プログラム実行部３１２によって実行された第１の変更プログラム、または第２の変更プログラムに基づいて、加工機３の各制御軸および主軸の動作を制御する。これにより、加工機３においてワークの加工が行われる。
　図８は、システム１において実行される処理の一例を示すフローチャートである。まず、プログラム変更装置２において、プログラム解析部２１１が、取得した加工プログラムを解析する（ステップS1）。次に、経路生成部２１２が、第１の曲線経路を生成する（ステップS2）。
　次に、修正部２１３が、第１の曲線経路に基づいて、第１の変更プログラムを生成する（ステップS3）。次に、干渉確認部２１４が、第１の変更プログラムが実行されたときに干渉が発生するか否かを確認する（ステップS4）。
　干渉確認部２１４によって干渉が発生すると判定された場合（ステップS5においてYesの場合）、経路生成部２１２は、第２の曲線経路を生成する（ステップS6）。次に、修正部２１３は、第２の曲線経路に基づいて、第２の変更プログラムを生成する（ステップS7）。その後、システム１は、ステップS4以降の処理を実行する。
　干渉確認部２１４によって干渉が発生しないと判定された場合（ステップS5においてNoの場合）、出力部２１５は、第１の変更プログラムまたは第２の変更プログラムを出力する（ステップS8）。つまり、第１の変更プログラムが実行されたときに干渉が発生しないと干渉確認部２１４によって判定された場合、出力部２１５は、第１の変更プログラムを出力する。一方、第２の変更プログラムが実行されたときに干渉が発生しないと干渉確認部２１４によって判定された場合、出力部２１５は、第２の変更プログラムを出力する。
　次に、プログラム実行装置３０の入力部３１１は、出力部２１５によって出力された第１の変更プログラムまたは第２の変更プログラムを受ける（ステップS9）。次に、プログラム実行部３１２は、入力部３１１が受けた第１の変更プログラムまたは第２の変更プログラムを実行する（ステップS10）。
　最後に、制御部３１３が第１の変更プログラムまたは第２の変更プログラムに基づいて加工機３を制御し（ステップS11）、システム１での処理が終了する。
〔第２の実施形態〕
　図９は、加工プログラムが指定する移動経路の一例を示す図である。図９に示す移動経路は、工具が複数の穴を連続して加工するための移動経路である。
　「n11」～「n16」がそれぞれ付された矢印は、加工プログラムで指定された非切削経路を示している。「m11」および「m12」がそれぞれ付された矢印は、加工プログラムで指定された切削経路を示している。
　つまり、加工プログラムでは、点p11に向かう非切削経路n11および点p11から点p12に向かう非切削経路n12に沿って工具を早送りで移動させることが指定されている。また、加工プログラムでは、点p12から点p13に向かう切削経路m11に沿って切削送りで工具を移動させることが指定されている。なお、点p12は、切削開始位置を示す点である。
　さらに、加工プログラムでは、点p13から点p12に向かう非切削経路n13、点p12から点p11に向かう非切削経路n14、点p11から点p14に向かう非切削経路n15、および点p14から点p15に向かう非切削経路n16に沿って工具を早送りで移動させることが指定されている。
　また、加工プログラムでは、点p15から点p16に向かう切削経路m12に沿って工具を切削送り移動させることが指定されている。なお、点p15は、切削開始位置を示す点である。
　経路生成部２１２は、加工プログラムが指定する非切削経路n14、非切削経路n15および非切削経路n16から、曲線で構成される第１の曲線経路を生成する。
　図１０は、経路生成部２１２が生成する第１の曲線経路の一例を示す図である。経路生成部２１２は、非切削経路n14を規定する点p11および終点p12、非切削経路n15を規定する点p11および点p14、ならびに非切削経路n16を規定する点p14および点p15を利用して第１の曲線経路を生成する。
　経路生成部２１２は、まず、点p11と点p12との間に点p11aを追加する。点p11aの位置は、例えば、点p11と点p12との間の距離をあらかじめ定められた比率で分割する位置であってよい。
　また、経路生成部２１２は、点p14と点p15との間に点14aを追加する。点p14aの位置は、点p14と点p15との間の距離をあらかじめ定められた比率で分割する位置であってよい。また、経路生成部２１２は、点p11と点p14との間に中点pmを追加する。
　経路生成部２１２は、点p11、点p12、点p11aおよび点pmを制御点として利用して、三次のBezier曲線で構成される第１の曲線経路c11を生成する。また、経路生成部２１２は、点p14、点p15、点p14aおよび点pmを制御点として利用して、三次のBezier曲線で構成される第１の曲線経路c12を生成する。
　修正部２１３は、経路生成部２１２によって生成された第１の曲線経路c11、c12に基づいて、加工プログラムを修正して第１の変更プログラムを生成する。
　上述した実施形態では、経路生成部２１２は、切削経路m11、m12の切削開始位置を示す点p12、および、点p15を制御点として利用して第１の曲線経路を生成する。しかし、経路生成部２１２は、例えば、プログラム変更装置２が記憶するパラメータに設定された値を利用して第１の曲線経路を生成してもよい。
　図１１は、加工プログラムが指定する工具の移動経路の一例を示す図である。図１１を用いて説明する例では、経路生成部２１２は、パラメータに設定された値を利用して第１の曲線経路を生成する。
　「n11」、「n13’」、および「n15」がそれぞれ付された矢印は、加工プログラムで指定された非切削経路を示している。「m11’」および「m12’」がそれぞれ付された矢印は、加工プログラムで指定された切削経路を示している。
　つまり、加工プログラムは、点p11に向かう非切削経路n11に沿って工具を早送りで移動させることが指定されている。また、加工プログラムでは、点p11から点p13に向かう切削経路m11’に沿って工具を切削送りで移動させることが指定されている。また、加工プログラムでは、点p13から点p11に向かう非切削経路n13’に沿って工具を早送りで移動させることが指定されている。また、加工プログラムでは、点p11から点p14に向かう非切削経路n15に沿って工具を早送りで移動させることが指定されている。また、加工プログラムでは、点p14から点p16に向かう切削経路m12’に沿って工具を切削送りで移動させることが指定されている。
　プログラム変更装置２は、例えば、工具が非切削経路を早送りで移動するときに、工具とワークとの干渉が発生しない位置の座標値をパラメータにあらかじめ設定する。工具とワークとの干渉が発生しない位置は、ワークの表面の位置からあらかじめ定められた距離だけ離れた位置である。ワークの表面の位置からあらかじめ定められた距離だけ離れた位置は、例えば、点p12’および点p15’の位置である。
　経路生成部２１２は、パラメータに設定された値を利用して第１の曲線経路を生成する。パラメータに設定された座標値は、例えば、点p12’および点p15’の座標値である。
　経路生成部２１２は、まず、パラメータに基づいて、点p11と点p12’との間に点p11aを追加する。また、経路生成部２１２は、点p14と点p15’との間に点p14aを追加する。また、経路生成部２１２は、点p11と点p14との間に中点pmを追加する。
　経路生成部２１２は、点p11、点p12’、点p11aおよび点pmを制御点として利用して三次のBezier曲線で構成される第１の曲線経路を生成する。また、経路生成部２１２は、点p14、点p15’、点p14aおよび点pmを制御点として利用して三次のBezier曲線で構成される第１の曲線経路を生成する。つまり、経路生成部２１２は、図１０に示す第１の曲線経路c11、c12と同じ、または類似した第１の曲線経路を生成する。修正部２１３は、経路生成部２１２によって生成された第１の曲線経路に基づいて、加工プログラムを修正して第１の変更プログラムを生成する。
〔第３の実施形態〕
　以下では、本開示の第３の実施形態によるプログラム変更装置２について説明する。本実施形態によるプログラム変更装置２は、加工プログラムを変更する複数のタイミングで同一の推定加工ワークを干渉確認に用いる点で、第１の実施形態によるプログラム変更装置２と異なる。
　図１２は、本実施形態によるプログラム変更装置２の機能およびプログラム実行装置３０の機能の一例を示すブロック図である。本実施形態によるプログラム変更装置２は、第１の実施形態によるプログラム変更装置２と同様に、例えば、プログラム解析部２１１、経路生成部２１２、修正部２１３、干渉確認部２１４、出力部２１５に加えて、更に推定加工ワーク生成部２１６、および推定加工ワーク更新部２１７を備える。
　本実施形態によるプログラム解析部２１１、経路生成部２１２、修正部２１３、および出力部２１５は、第１の実施形態による各機能と同様に機能する。
　推定加工ワーク生成部２１６は、加工プログラムに基づいて加工途中の加工ワーク形状である推定加工ワークを生成する。推定加工ワーク生成部２１６は、公知の加工シミュレーション技術を用いて推定したワーク形状を用いるようにしてよい。加工シミュレーションは、例えば、加工プログラムを実行して得られた工具経路に沿って予め登録しておいた工具形状を移動させ、登録したワーク素材形状と接触した部分を除去することで加工後のワーク形状を得る。このとき、ワーク形状はポリゴンなどを用いた３次元の構造物として表現される。推定加工ワーク生成部２１６は、生成時において実行済みの加工プログラムのブロックに基づいて加工シミュレーションを行う。そして、加工シミュレーションにより生成されたワーク形状を、推定加工ワークとして出力する。
　推定加工ワーク生成部２１６が生成する推定加工ワークは精密な３次元形状データでもよい。この時、３次元形状データは、STL形式などの中間ファイルフォーマットで記載されたものであってよい。中間ファイルフォーマットで記載することで、複数のCADソフトで読み取りが可能となる。
　推定加工ワーク生成部２１６が生成する推定加工ワークは、一定間隔の格子における高さ情報を定義するハイトマップであってもよい。ハイトマップは、例えば、+Z方向からXY平面を見たときの高さ情報を一定間隔の格子ごとに格納したものである。この形式は、中間ファイルフォーマットで表現される３次元形状データと比較してサイズが小さくなるため、メモリの節約や処理の高速化が可能となる。
　推定加工ワーク更新部２１７は、推定加工ワークの生成タイミングを決定する。推定加工ワーク更新部２１７は、推定加工ワークの生成タイミングが来た時、推定加工ワークを更新（生成）するように推定加工ワーク生成部２１６に指令する。そして、推定加工ワーク生成部２１６が生成した推定加工ワークを取得する。推定加工ワーク更新部２１７が取得した推定加工ワークは、干渉確認部２１４による干渉確認処理に利用される。
　推定加工ワーク更新部２１７は、例えば、所定のGコード、Mコード、Sコード、Tコード、Bコードが実行されたタイミングを、推定加工ワークの生成タイミングとするようにしてよい。例えば、穴あけ固定サイクルのGコードであるG81ブロックから、穴あけ固定サイクルキャンセルのGコードであるG80ブロックまでの穴間の工具経路について加工プログラムを変更するように設計されている場合、G81ブロックが実行されたタイミングで推定加工ワークを生成するようにすればよい。このようにすることで、G81ブロックからG80ブロックまでの穴間の工具経路について、同一の推定加工ワークを使用して干渉確認を行うことができるようになる。
　推定加工ワーク更新部２１７は、例えば、加工プログラムの所定のシーケンス番号に係るブロックが実行されたタイミングを、推定加工ワークの生成タイミングとするようにしてよい。また、所定のコメント文が読み取られたタイミングを、推定加工ワークの生成タイミングとするようにしてよい。また、所定の行番号が読み取られたタイミングを、推定加工ワークの生成タイミングとするようにしてよい。更に、複数のコード、複数のシーケンス番号、複数のコメント、複数の行番号について、生成タイミングとして扱えるようにしてよい。これらを組み合わせることで、加工プログラム実行時の任意のタイミングで推定加工ワークの更新を指令することができるようになる。
図１３は、本実施形態によるプログラム変更装置２の機能およびプログラム実行装置３０の機能の変形例を示すブロック図である。本変形例によるプログラム変更装置２は、例えば、プログラム解析部２１１、経路生成部２１２、修正部２１３、干渉確認部２１４、出力部２１５、推定加工ワーク生成部２１６、推定加工ワーク更新部２１７に加えて、更にタイミング登録部２１８を備える。
　タイミング登録部２１８は、推定加工ワークの更新のタイミングに係る情報をオペレータから受け付ける。そして、推定加工ワーク更新部２１７は、タイミング登録部２１８が受け付けた推定加工ワークの更新のタイミングに基づいて、推定加工ワークを更新（生成）するように推定加工ワーク生成部２１６に指令する。タイミング登録部２１８は、所定のGコード、Mコード、Sコード、Tコード、Bコードを、推定加工ワークの生成タイミングとして受け付けるようにしてよい。また、加工プログラムの所定のシーケンス番号を、推定加工ワークの生成タイミングとして受け付けるようにしてよい。また、所定のコメント文を、推定加工ワークの生成タイミングとして受け付けるようにしてよい。更に、加工プログラムの所定の行番号を、推定加工ワークの生成タイミングとして受け付けるようにしてよい。複数のコード、複数のシーケンス番号、複数のコメント、複数の行番号を、生成タイミングとして受け付けるようにしてもよい。
　以上説明したように、システム１は、加工プログラムが指定する非切削経路から、曲線で構成される第１の曲線経路を生成する経路生成部２１２と、経路生成部２１２によって生成された第１の曲線経路に基づいて、加工プログラムを修正して第１の変更プログラムを生成する修正部２１３と、修正部２１３によって生成された第１の変更プログラムを出力する出力部２１５と、を備える。したがって、システム１は、工具が加工を行っていないときの時間を短縮することにより、加工プログラムの実行時間を短縮することができる。システム１は、特に、加工終了位置から次の加工開始位置までの移動経路を短縮して、加工プログラムの実行時間を短縮することができる。
　また、修正部２１３は、あらかじめ定められた最大加速度および最大加加速度以下で制御軸が動作し、かつ第１の曲線経路に沿って工具が移動するときの移動時間が、加工プログラムで指定された非切削経路に沿って工具が移動するときの移動時間よりも短くなるように、第１の変更プログラムを生成する。したがって、システム１によって生成された変更プログラムが実行されても、加工機３の各構造物が過大な負荷の影響を受けることを防ぐことができる。
　また、システム１は、修正部２１３によって生成された第１の変更プログラムが実行されたときに、干渉が発生するか否かを確認する干渉確認部２１４をさらに備える。したがって、システム１は、加工機３において干渉を発生させずに、工具の移動経路を短縮することができる。
　また、干渉確認部２１４によって干渉が発生することが確認された場合、経路生成部２１２は、第１の曲線経路とは異なる第２の曲線経路を生成し、修正部は、第２の曲線経路に基づいて、加工プログラムを変更して第１の変更プログラムとは異なる第２の変更プログラムを生成する。また、経路生成部２１２は、第１の曲線経路から第１の曲線経路の法線方向にずれた位置に、または、第１の曲線経路からテーブル面の垂直方向にずれた位置に、第２の曲線経路を生成する。
　したがって、加工機３において干渉が発生すると判断された場合でも、システム１は、曲線経路を繰り返し生成することができる。つまり、システム１は、加工機３において干渉が発生しない曲線経路を探索することができる。
　また、干渉確認部２１４は、ワークのCADデータ、加工機３のCADデータ、および工具のCADデータのうちの少なくとの２つを用いて、干渉が発生するか否かを確認する。この場合、システム１は、干渉が発生するか否かを示す画像をディスプレイに表示することができる。
　また、干渉確認部２１４は、加工プログラムの実行状況に応じて、干渉が発生するか否を確認する。したがって、システム１は、加工機３において干渉が発生するか否かを正確に判断することができる。
　また、推定加工ワーク更新部２１７は、加工が進む都度推定加工ワークを生成することなく、加工プログラムの実行状況に応じた所定のタイミングで推定加工ワークを生成するように推定加工ワーク生成部２１６に指令する。したがって、システム１は、加工プログラムを変更する複数のタイミングで、同一の推定加工ワークを干渉確認に使用することができるようになり、処理負荷を低減できる。
　また、タイミング登録部２１８は、オペレータからの推定加工ワークを生成するタイミングに係る登録を受け付ける。したがって、オペレータは、加工プログラムに合わせてより適切な推定加工ワークの生成タイミングを設定することができるようになる。
　また、システム１は、第１の変更プログラムを実行するプログラム実行部３１２をさらに備える。システム１は、例えば、干渉確認部２１４を備えるプログラム変更装置２とは異なるプログラム実行装置３０にプログラム実行部３１２を備える。この場合、システム１は、プログラム実行装置３０が何らかの処理が実行している間に、プログラム変更装置２において、干渉が発生するか否かをあらかじめ確認することができる。そのため、システム１は、プログラム実行装置３０の稼働率を向上させることができる。
　本開示について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、または、請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。また、これらの実施形態は、組み合わせて実施することもできる。
　以下に、本開示の実施形態に係る付記を示す。
付記［１］
　加工プログラムが指定する非切削経路から、曲線で構成される第１の曲線経路を生成する経路生成部と、前記経路生成部によって生成された前記第１の曲線経路に基づいて、前記加工プログラムを修正して第１の変更プログラムを生成する修正部と、前記修正部によって生成された前記第１の変更プログラムを出力する出力部と、を備えるシステム。
付記［２］
　前記修正部は、あらかじめ定められた最大加速度および最大加加速度以下で制御軸が動作し、かつ前記第１の曲線経路に沿って工具が移動するときの移動時間が、前記非切削経路に沿って前記工具が移動するときの移動時間よりも短くなるように、前記第１の変更プログラムを生成する付記［１］に記載のシステム。
付記［３］
　前記修正部によって生成された前記第１の変更プログラムが実行されたときに、干渉が発生するか否かを確認する干渉確認部をさらに備える付記［２］に記載のシステム。
付記［４］
　前記干渉確認部によって前記干渉が発生することが確認された場合、前記経路生成部は、前記第１の曲線経路とは異なる第２の曲線経路を生成し、
　前記修正部は、前記第２の曲線経路に基づいて、前記加工プログラムを変更して前記第１の変更プログラムとは異なる第２の変更プログラムを生成する付記［３］に記載のシステム。
付記［５］
　前記経路生成部は、前記第１の曲線経路から前記第１の曲線経路の法線方向にずれた位置に、または、前記第１の曲線経路からテーブル面の垂直方向にずれた位置に、前記第２の曲線経路を生成する付記［４］に記載のシステム。
付記［６］
　前記干渉確認部は、ワークのCADデータ、加工機のCADデータ、および前記工具のCADデータのうちの少なくとの２つを用いて、前記干渉が発生するか否かを確認する付記［３］～［５］のいずれかに記載のシステム。
付記［７］
　前記干渉確認部は、前記加工プログラムの実行状況に応じて、前記干渉が発生するか否を確認する付記［３］～［６］のいずれかに記載のシステム。
付記［８］
　前記加工プログラムから、加工途中の加工ワーク形状である推定加工ワークを生成する推定加工ワーク生成部と、前記推定加工ワークの生成タイミングを決定して推定加工ワークを取得する推定加工ワーク更新部と、を更に備え、前記干渉確認部は、前記推定加工ワーク更新部が取得した前記推定加工ワークを干渉確認に使用する、付記［７］に記載のシステム。
付記［９］
　前記推定加工ワークの生成タイミングは、所定のコード、所定のシーケンス番号、所定のコメント文、または所定の行番号の少なくともいずれかが実行されたタイミングである、付記［８］に記載のシステム。
付記［１０］
　前記推定加工ワークの生成タイミングの登録を受け付けるタイミング登録部を更に備え、前記推定加工ワークの生成タイミングは、所定のコード、所定のシーケンス番号、所定のコメント文、または所定の行番号の少なくともいずれかが実行されたタイミングである、付記［８］に記載のシステム。
付記［１１］
　前記推定加工ワーク生成部が生成する推定加工ワークは、中間ファイルフォーマットで記載された３次元形状データである、付記［８］に記載のシステム
付記［１２］
　前記推定加工ワーク生成部が生成する推定加工ワークは、一定間隔の格子のハイトマップである、付記［８］に記載のシステム。
付記［１３］
　前記第１の変更プログラムを実行するプログラム実行部をさらに備える付記［１］～［１２］のいずれかに記載のシステム。
付記［１４］
　加工プログラムが指定する非切削経路から、曲線で構成される第１の曲線経路を生成することと、生成された前記第１の曲線経路に基づいて、前記加工プログラムを修正して第１の変更プログラムを生成することと、生成された前記第１の変更プログラムを出力することと、をコンピュータに実行させる命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
　　１　　　　　　　システム
　　２　　　　　　　プログラム変更装置
　　２０１　　　　　ハードウェアプロセッサ
　　２０２　　　　　バス
　　２０３　　　　　ROM
　　２０４　　　　　RAM
　　２０５　　　　　不揮発性メモリ
　　２０６　　　　　インタフェース
　　２１１　　　　　プログラム解析部
　　２１２　　　　　経路生成部
　　２１３　　　　　修正部
　　２１４　　　　　干渉確認部
　　２１５　　　　　出力部
　　２１６　　　　　推定加工ワーク生成部
　　２１７　　　　　推定加工ワーク更新部
　　２１８　　　　　タイミング登録部
　　３　　　　　　　加工機
　　３００　　　　　数値制御装置
　　３０１　　　　　ハードウェアプロセッサ
　　３０２　　　　　バス
　　３０３　　　　　ROM
　　３０４　　　　　RAM
　　３０５　　　　　不揮発性メモリ
　　３０６　　　　　第１のインタフェース
　　３０７　　　　　軸制御回路
　　３０８　　　　　スピンドル制御回路
　　３０９　　　　　第２のインタフェース
　　３０　　　　　プログラム実行装置
　　３１１　　　　　入力部
　　３１２　　　　　プログラム実行部
　　３１３　　　　　制御部
　　３１　　　　　　入出力装置
　　３２　　　　　　サーボアンプ
　　３３　　　　　　サーボモータ
　　３４　　　　　　スピンドルアンプ
　　３５　　　　　　スピンドルモータ

Claims (14)

  1. 　加工プログラムが指定する非切削経路から、曲線で構成される第１の曲線経路を生成する経路生成部と、
    　前記経路生成部によって生成された前記第１の曲線経路に基づいて、前記加工プログラムを修正して第１の変更プログラムを生成する修正部と、
    　前記修正部によって生成された前記第１の変更プログラムを出力する出力部と、
    を備えるシステム。
  2. 　前記修正部は、あらかじめ定められた最大加速度および最大加加速度以下で制御軸が動作し、かつ前記第１の曲線経路に沿って工具が移動するときの移動時間が、前記非切削経路に沿って前記工具が移動するときの移動時間よりも短くなるように、前記第１の変更プログラムを生成する請求項１に記載のシステム。
  3. 　前記修正部によって生成された前記第１の変更プログラムが実行されたときに、干渉が発生するか否かを確認する干渉確認部をさらに備える請求項２に記載のシステム。
  4. 　前記干渉確認部によって前記干渉が発生することが確認された場合、前記経路生成部は、前記第１の曲線経路とは異なる第２の曲線経路を生成し、
    　前記修正部は、前記第２の曲線経路に基づいて、前記加工プログラムを変更して前記第１の変更プログラムとは異なる第２の変更プログラムを生成する請求項３に記載のシステム。
  5. 　前記経路生成部は、前記第１の曲線経路から前記第１の曲線経路の法線方向にずれた位置に、または、前記第１の曲線経路からテーブル面の垂直方向にずれた位置に、前記第２の曲線経路を生成する請求項４に記載のシステム。
  6. 　前記干渉確認部は、ワークのCADデータ、加工機のCADデータ、および前記工具のCADデータのうちの少なくとの２つを用いて、前記干渉が発生するか否かを確認する請求項３～５のいずれか１項に記載のシステム。
  7. 　前記干渉確認部は、前記加工プログラムの実行状況に応じて、前記干渉が発生するか否を確認する請求項３～６のいずれか１項に記載のシステム。
  8. 　前記加工プログラムから、加工途中の加工ワーク形状である推定加工ワークを生成する推定加工ワーク生成部と、
    　前記推定加工ワークの生成タイミングを決定して推定加工ワークを取得する推定加工ワーク更新部と、
    を更に備え、
    　前記干渉確認部は、前記推定加工ワーク更新部が取得した前記推定加工ワークを干渉確認に使用する、
    請求項７に記載のシステム。
  9. 　前記推定加工ワークの生成タイミングは、所定のコード、所定のシーケンス番号、所定のコメント文、または所定の行番号の少なくともいずれかが実行されたタイミングである、
    請求項８に記載のシステム。
  10. 　前記推定加工ワークの生成タイミングの登録を受け付けるタイミング登録部を更に備え、前記推定加工ワークの生成タイミングは、所定のコード、所定のシーケンス番号、所定のコメント文、または所定の行番号の少なくともいずれかが実行されたタイミングである、
    請求項８に記載のシステム。
  11. 　前記推定加工ワーク生成部が生成する推定加工ワークは、中間ファイルフォーマットで記載された３次元形状データである、
    請求項８に記載のシステム。
  12. 　前記推定加工ワーク生成部が生成する推定加工ワークは、一定間隔の格子のハイトマップである、
    請求項８に記載のシステム。
  13. 　前記第１の変更プログラムを実行するプログラム実行部をさらに備える請求項１～１２のいずれか１項に記載のシステム。
  14. 　加工プログラムが指定する非切削経路から、曲線で構成される第１の曲線経路を生成することと、
    　生成された前記第１の曲線経路に基づいて、前記加工プログラムを修正して第１の変更プログラムを生成することと、
    　生成された前記第１の変更プログラムを出力することと、
    をコンピュータに実行させる命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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