CN103842921A - 生产计划装置以及生产计划方法 - Google Patents

Abstract

本发明的生产计划装置有效地使用对机械加工车间设置的车床、钻床、多轴NC加工装置这样的多个切削加工装置，决定为了使投入到机械加工车间中的工件的加工作业的吞吐量最大而向各切削加工装置的作业分配。生产计划装置具备：登记各切削加工装置的加工区域的单元；制作对所登记的各切削加工装置的加工区域进行加工的NC数据，进行机械加工车间的调度，计算机械加工车间的吞吐量、各切削加工装置的运转率的单元；根据加工装置的运转率，登记各切削加工装置的加工区域的修正解的单元；决定得到最大的吞吐量的加工区域的分配方案的单元。

Description

生产计划装置以及生产计划方法

技术领域

本发明涉及CAM（Computer Aided Manufacturing：计算机辅助制造）软件的技术领域，具备以下的功能，即有效地使用对机械加工车间设置的车床、钻床、多轴NC加工装置这样的多个切削加工装置，决定为了使投入到机械加工车间中的工件的加工作业的吞吐量最大而向各切削加工装置的作业分配。

背景技术

作为本技术领域的背景技术，有日本特开2002-149223号公报。在该公报中，记载了“正确地与短交付期对应地短时间地制作钢铁产品的生产计划。通过订单输入单元输入产品订单，由此通过工序决定单元决定产品的通过工序，通过生产计划形成单元根据产品订单的通过工序求出每个通过工序的定交货时间和能率，根据产品订单的交付期对其进行累积而决定各通过工序的通过定时和处理时间，根据它对每个工序时序地累积各产品订单的处理时间，计算出每个设备的运转率，然后判定能力超过工序的有无，在没有能力超过工序时直接制作生产计划，但在有能力超过工序的情况下，根据交付期和能力对该工序中的处理进行对半分配到前后的通过定时的山崩处理，抑制能力超过，在调整后再计算每个工序的运转率，在没有能力超过工序时，按照这时的通过定时和处理时间制作生产计划”（参照摘要）。

另外，有日本特开2001-318711号公报（专利文献2）。在该公报中，记载了“提供一种调度装置，其不只是消除日程计划时的过负荷，还消除负荷不足使得不成为生产能力过剩，能够进行负荷的平均化。具备：初始任务累积部，其实施产品的制造所必需的各工序的作业即任务的初始累积；波谷搜索部，其在通过该初始任务累积部进行累积的计划期间内搜索负荷最低的部分即最小波谷；相邻波峰搜索部，其搜索与上述最小波谷相邻的波峰；负荷平均化处理部，其通过预定的方法将存在于上述相邻波峰和最小波谷之间的任务移动到上述最小波谷而进行负荷平均化；平均化度评价部，其对上述负荷平均化处理部的负荷平均化处理结果进行评价；结束判定部，其根据平均化评价的结果实施处理的结束判定；计划输出部，其输出负荷平均化处理结果”（参照摘要）。

另外，有日本特开昭62-295116号公报（专利文献3）。在该公报中，记载了“提供一种实用的自动加工机的加工区域分割处理装置，其对孔以外的加工区域进行分类集约，其加入加工精度和加工能率而自动分割为简单形状。该自动加工机的加工区域分割处理装置针对加工区域自动分割为与所使用的工具对应的简单的区域形状，该自动加工机的加工区域分割处理装置包括：加工区域基准数据存储器，其准备区域分割的判定基准和设定基准；区域形状判定部，其将加工区域设为槽加工、侧面槽加工、侧面加工、口袋加工而判定区域形状；加工区域分割判定部，其针对通过该区域形状判定部判定而设定的加工区域数据的加工幅度和深度，根据上述加工区域基准数据研究是否能够与使用工具对应地进行分割；加工区域分割处理部，其根据上述加工区域基准数据将通过该加工区域分割判定部判定出的能够分割的加工区域数据分割为侧面部、底面部、上面部；加工区域数据存储器，其对通过该加工区域分割处理部进行了处理后的加工区域数据进行归档”（参照摘要、权利要求）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-149223号公报

专利文献2：日本特开2001-318711号公报

专利文献3：日本特开昭62-295116号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1和专利文献2的任意一个都公开着眼于各工序的运转率而进行工序间的负荷分散的一个方法。但是，并不是如本发明那样对分配给各切削加工装置的加工区域进行重构而进行负荷分散的方法。

另外，在专利文献3中，公开了着眼于加工特征而分割加工区域来使多个加工机分担的技术。但是，并不是如本发明那样着眼于各切削加工装置的运转率对分配给各切削加工装置的加工区域进行重构而进行负荷分散的方法。

对机械加工车间设置的车床、钻床、多轴NC加工装置这样的多个切削加工装置根据这些机械所具备的构造、切削工具，车床固定具有负责具有圆筒形状的产品的加工的作用，钻床固定具有负责具有各种孔形状的产品的加工的作用，另外多轴NC加工装置固定具有负责各种平面、曲面、口袋构造、槽构造、自由曲面的完成等加工的作用。事实上包含其他特殊加工在内，还存在很多所使用的切削加工装置唯一确定的成品加工。

但是，在从材料通过粗加工将产品制作为中间加工品、进而通过成品加工来完成中间加工品的加工工艺中，特别地粗加工的区域存在能够通过多个切削加工装置进行加工的重复区域。

在利用对机械加工车间设置的车床、钻床、多轴NC加工装置等多个切削加工装置，高效地对多个工件进行加工的情况下，存在无法判断应该对哪个装置分配哪个加工区域而机械加工车间的吞吐量才为最大的问题。

原因是作业集中到一个切削加工装置，另一方面没有对其他切削加工装置分配作业等，而在装置之间没有取得作业工时（每个作业多少量）的平衡。

本发明提供一种CAM***，其支持以下的作业，即针对将工件的加工区域分配分配给机械加工车间的多个切削加工装置所得的工序设计方案进行机械加工车间的调度，对各切削加工装置的运转率进行评价，修正切削加工装置之间的加工区域的分配。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，例如采用权利要求所记载的结构。

为了解决上述问题，在本发明中，构成一种生产计划装置，其具备：提供对比地显示产品形状和材料形状而在材料形状上定义加工区域的人机界面，登记各切削加工装置的加工区域的单元；制作对所登记的各切削加工装置的加工区域进行加工的NC数据，进行机械加工车间的调度，计算机械加工车间的吞吐量、各切削加工装置的运转率的单元；提供对上述各切削加工装置的加工区域进行修正定义使得缩小作为属性值而具有计算出的最大的上述运转率的加工区域而增大其他加工区域的人机界面，登记各切削加工装置的加工区域的修正解的单元；对各切削加工装置的加工区域、以及在各个该修正解中通过机械加工车间的调度得到的机械加工车间的吞吐量进行比较，决定得到最大的吞吐量的加工区域的分配方案的单元。

另外，为了解决上述问题，在本发明中，在生产计划装置中具备：在人机界面上提供分类为车床、钻床、多轴NC加工装置的类别的加工特征定义工具，接受用户对应用了各加工特征后的加工区域的定义、以及加工机、工具、加工条件的选择，将这些数据关联起来，登记各切削加工装置的加工区域的单元。

另外，为了解决上述问题，在本发明中，在生产计划装置中具备：读出所登记的各切削加工装置的加工区域数据，根据加工条件和工具条件生成对加工区域进行加工的工具路径，根据工具路径和加工机条件生成NC数据，对上述NC数据进行加工模拟而计算加工时间，根据以上数据进行机械加工车间的调度，计算机械加工车间的吞吐量、各切削加工装置的运转率的单元。

另外，为了解决上述问题，在本发明中，在生产计划装置中具备：在人机界面上提供调用定义已经登记的加工区域的加工特征而修正参数的单元，接受加工区域的修正，计算修正前和修正后的加工区域的除去量，提示各切削加工装置的加工区域的修正效果的单元。

发明效果

根据本发明，能够有效地使用对机械加工车间设置的车床、钻床、多轴NC加工装置这样的多个切削加工装置，决定为了使投入到机械加工车间中的工件的加工作业的吞吐量最大而向各切削加工装置的作业分配。

附图说明

图1是表示作为本发明的一个实施方式的生产计划装置的概要图的图。

图2是表示作为本发明的一个实施方式的加工条件数据表的图。

图3是表示作为本发明的一个实施方式的工具条件数据表的图。

图4是表示作为本发明的一个实施方式的装置条件数据表的图。

图5是表示作为本发明的一个实施方式的加工特征数据表的图。

图6是表示作为本发明的一个实施方式的加工特征例子（1）的图。

图7（a）是表示作为本发明的一个实施方式的加工特征例子（2）的图。

图7（b）是表示作为本发明的一个实施方式的加工特征例子（3）的图。

图8是表示作为本发明的一个实施方式的产品CAD模型例子、以及材料CAD模型例子的图。

图9是表示作为本发明的一个实施方式的生产计划数据表的图。

图10是表示作为本发明的一个实施方式的区域生成规则数据表的图。

图11是表示作为本发明的一个实施方式的向多个切削加工装置分配加工区域使得机械加工车间的吞吐量最大的处理的流程图的图。

图12是表示作为本发明的一个实施方式的加工区域分配规则登记画面的图。

图13是表示作为本发明的一个实施方式的加工区域分配规则修正画面的图。

图14是表示作为本发明的一个实施方式的加工区域分配规则登记处理的流程图的图。

图15是表示作为本发明的一个实施方式的加工区域分配规则修正处理的流程图的图。

图16是表示作为本发明的一个实施方式的机械加工车间吞吐量评价处理的人机界面画面的图。

图17是表示作为本发明的一个实施方式的吞吐量评价结果的数据表的图。

图18是表示作为本发明的一个实施方式的车床加工后、以及钻床加工后的中间加工品CAD模型例子的图。

图19是表示作为本发明的一个实施方式的硬件结构的图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的一个实施方式。

图1是作为本发明的一个实施方式的生产计划装置100的概要图。如图示那样，生产计划装置100具备计算部101、存储部102、输入部103、输出部104、通信部105。生产计划装置100的通信部105经由网络150与三维CAD装置130、NC加工机140连接。

计算部101具备区域生成规则登记部110、三维CAM部111、加工区域模型生成部112、工具路径生成部113、除去量计算部114、加工时间计算部115、加工车间调度部116、以及加工模拟部117。

存储部102具有加工条件数据存储区域120、工具条件数据存储区域121、装置条件数据存储区域122、加工特征数据存储区域123、产品CAD模型存储区域124、材料CAD模型存储区域125、生产计划数据存储区域126、区域生成规则存储区域127、以及NC数据存储区域128。

例如能够通过图19（计算机900的概要图）所示那样的具备CPU（中央处理单元）901、存储器902、HDD（硬盘驱动器）等外部存储装置903、向CD（光盘）、DVD等具有可移动性的存储介质904读写信息的读取装置908、键盘、鼠标等输入装置906、显示器等输出装置907、用于与通信网络909连接的NIC（网络接口卡）等通信装置905的普通的计算机900，来实现以上记载的生产计划装置100。

加工条件数据存储区域120预先将使用机械加工车间中的全部切削加工装置时的切削加工条件存储在加工条件数据表120a中。例如，在本实施方式中，存储图2所示那样的加工条件数据表120a。如图示那样，加工条件数据表120a具有加工条件编号栏120b、转数栏120c、进给速度栏120d、单刀进给栏120e、切削速度栏120f、轴切入栏120g、径切入栏120h。

转数栏120c存储在根据加工条件编号栏120b确定的条件下确定工具的转数的信息。

进给速度栏120d存储在根据加工条件编号栏120b确定的条件下确定工具的进给速度的信息。

单刀进给栏120e存储在根据加工条件编号栏120b确定的条件下确定工具的每一刀的进给量的信息。

切削速度栏120f存储在根据加工条件编号栏120b确定的条件下确定工具的切削速度的信息。

轴切入栏120g存储在根据加工条件编号栏120b确定的条件下确定工具的轴方向的切入深度的信息。

径切入栏120h存储在根据加工条件编号栏120b确定的条件下确定径切入量的信息。

返回到图1，在工具条件数据存储区域121中，预先将在机械加工车间中的全部切削加工装置中使用的工具的信息存储在工具条件数据表121a。例如，在本实施方式中，存储图3所示那样的根据工具条件数据表121a。

如图示那样，工具条件数据表121a具有工具编号栏121b、直径栏121c、下侧的半径栏121d、工具长度栏121e、支架直径栏121f、支架长度栏121g。

直径栏121c存储在根据工具编号栏121b确定的条件下确定工具直径的信息。

下侧的半径栏121d存储在根据工具编号栏121b确定的条件下确定工具的下侧的直径的信息。

工具长度栏121e存储在根据工具编号栏121b确定的条件下确定工具的长度的信息。

支架直径栏121f存储在根据工具编号栏121b确定的条件下确定支架的直径的信息。

支架长度栏121g存储在根据工具编号栏121b确定的条件下确定支架的长度的信息。

返回到图1，在装置条件数据存储区域122中，存储机械加工车间中的全部切削加工机的装置信息。例如，在本实施方式中，存储图4所示那样的装置条件数据表122a。

如图示那样，装置条件数据表122a具有加工机编号栏122b、加工机名栏122c、轴结构栏122d、行程栏122e。

在加工机编号栏122b中存储确定切削加工机的识别信息即加工机编号。

在加工机名栏122c中存储确定加工机的加工机名的信息。

在轴结构栏122d中存储确定加工机的轴结构的信息。

在行程栏122e中存储确定加工机的各轴的运转范围即行程的信息。

返回到图1，在加工特征数据存储区域123中，存储在定义加工区域时使用的加工特征数据。加工特征例如表示通过一个车刀加工的圆筒形状、通过一个钻头钻开的一个孔、通过一个端铣刀切削的一个跨越区域等通过一个工具加工的一块区域的单位。在本实施例中，预先将成为标准的加工特征登记在数据表中，在人机界面画面上从其中选择适当的加工特征，在材料CAD模型中定义加工区域时使用。

例如，在本实施方式中，将图6、图7（a）、图7（b）表示加工特征例子那样的加工特征数据登记在图5所示的加工特征数据表123a中。

如图示那样，加工特征数据表123a具有加工特征编号栏123b、加工特征名称栏123c、参数栏123d、定位代表点栏123e、以及形状模型栏123f。

在加工特征编号栏123b中存储确定加工特征的编号。

在加工特征名称栏123c中存储确定加工特征名的编号。

在参数栏123d中存储定义加工特征的尺寸的参数变量。

在定位代表点栏123e中存储在材料CAD模型中定位加工特征而制作加工区域时使用的加工特征的代表点信息。

在形状模型栏123f中存储在人机界面画面上显示加工特征而定义加工形状时使用的形状模型信息。

返回到图1，产品CAD模型存储区域124存储表示每个产品的加工成品形状的三维CAD数据。存储表面模型、固体模型的任意一个或两个形式的数据。经由通信部接收在三维CAD装置130中制作的三维CAD数据并存储。例如，在本实施例中，存储图8（a）所示那样的产品名称X001A的产品CAD模型801。

产品CAD模型存储区域124例如以DXF文件形式进行存储，在要素定义部（ENTITIES）中将表面模型定义为构成图样的各图形要素，在模块定义部（BLOCK）中将固体模型定义为模块图形要素。在本发明中，并不特定限于CAD文件形式。

材料CAD模型存储区域125存储表示每个产品的材料形状的三维CAD数据。存储表面模型、固体模型的任意一个或两个形式的数据。经由通信部接收在三维CAD装置130中制作的三维CAD数据并存储。例如，在本实施方式中，存储图8（b）所示那样的材料CAD模型802。对于材料CAD模型存储区域125的文件形式，也以与上述的产品CAD模型存储区域124相同的文件形式进行存储。

返回到图1，在生产计划数据存储区域126中，存储在机械加工车间中实施机械加工的生产计划信息。例如，在本实施方式中，存储图9所示那样的生产计划数据表126a。在生产计划数据表126a中存储识别一连串的生产计划的每个生产计划编号、每个计划日、每个产品名称的生产计划量126e。

返回图1，在区域生成规则存储区域127中，存储确定用于定义通过区域生成规则登记部110登记的加工区域的区域生成规则的信息。对于区域生成规则的登记，例如在本实施方式中，向用户提示图12所示那样的加工区域分配规则登记画面300那样的人机界面，根据用户输入登记区域生成规则（加工区域分配规则）。

对于区域生成规则（加工区域分配规则），用一个加工特征定义对材料实施的一个加工区域，进而定义使用哪个加工机、以及哪个工具、使用哪个加工条件对该加工区域进行加工，关联地登记加工区域信息、加工机选择信息、工具选择信息、以及加工条件选择信息。进而，在组合多个通过一个加工特征定义的加工区域而从材料到产品的一连串的加工作业中，组合各加工机械切削的多个加工区域（通过多个加工特征定义）地通过一个区域生成规则编号进行扩展管理。

图10所示的区域生成规则数据表127a具有区域生成规则编号栏127b、加工特征编号栏127c、加工特征代表点坐标栏127d、加工特征姿势向量栏217e、加工特征参数值栏127f、加工条件选择栏127g、工具选择栏217h、加工机选择栏127i、以及加工区域CAD模型栏217j。

在区域生成规则编号栏127b中存储确定向通过一连串的加工作业加工的加工区域的组合附加的区域生成规则编号的信息。

在加工特征编号栏127c中存储确定在定义一个加工区域时选择出的加工特征编号的信息。

在加工特征代表点坐标栏127d中存储存在为了对每个加工特征确定其位置而确定的代表点而定义加工特征的加工区域时的代表点的X-Y-Z坐标值。

在加工特征姿势向量栏217e中存储表示定义加工特征的加工区域时的加工特征的X-Y-Z坐标轴上的姿势的姿势向量信息。

在加工特征参数值栏127f中存储定义加工特征的加工区域时对加工特征的各参数变量实际定义的尺寸值。

在加工条件选择栏127g中存储对通过加工特征定义的加工区域进行加工时应用的加工条件编号。

在工具选择栏217h中存储对通过加工特征定义的加工区域进行加工时使用的工具编号。

在加工机选择栏127i中存储对通过加工特征定义的加工区域进行加工时使用的加工机编号。

在加工区域CAD模型栏217j中存储表示通过加工特征定义的加工区域的CAD模型信息。

根据图11的流程图，说明使用装载了本发明的生产计划装置100，有效地灵活运用机械加工车间所具备的全部切削加工装置，向多个切削加工装置分配加工区域使得机械加工车间的吞吐量最大的处理步骤。

在步骤200中，制作用于使用机械加工车间所具有的切削加工装置对成为评价对象的产品（工件）进行加工的加工区域分配规则并登记。在此，对于加工区域分配规则，必须对每个产品（工件）最低制作一个方案，理想的是在存在其他解的情况下制作多个方案，对各自的吞吐量的结果进行比较。

为了制作加工区域分配规则并登记，在本发明中，提供图12所示的加工区域分配规则登记画面300的人机界面。在加工区域分配规则登记画面300中具备CAD模型显示区域301，在此，在相同坐标轴上的相同位置对产品CAD模型和材料CAD模型（中间加工品CAD模型）进行对比显示。

在图14中表示加工区域分配规则登记处理的流程图。

在步骤400中，指定对象产品和规则编号。在图12中，表示出将加工区域分配规则的编号新指定为“1”，对象产品唯一地指定了“X001A”。

在步骤401中，将对应的产品CAD模型、材料CAD模型的信息作为输入，进行图12的显示。

将应该进行加工的区域确定为从材料CAD模型减去产品CAD模型而剩余的区域，但在本实施例中，选择加工特征而在材料CAD模型上重叠显示加工特征，通过鼠标的选择单元、以及在画面上没有显示的输入部103的输入单元进行加工特征的定位、大小的变更、姿势的变更等，最终通过进行了定位和参数值的决定的加工特征来定义加工区域。

在图12所示的实施例中，表示以下的情况，即通过用鼠标点击车床加工特征选择部304的多选框或单选框来显示下拉菜单，显示登记在加工特征数据存储区域123中的与车床有关的加工特征的一览，选择了圆筒的加工特征。接受加工特征的选择的输入，***读出加工特征表123a的加工特征编号1的形状模型123f，在图12的材料CAD模型上显示圆筒加工特征。在图12上没有表示出加工特征，但用户使用三维CAM部111提供的加工特征操作单元，在材料CAD模型上重叠显示加工特征而决定加工区域。此外，加工特征并不包含在材料CAD模型内，将重复区域定义为加工区域。进而，在加工机选择部307中，从装置条件数据表122a的内容的菜单中将加工机编号选择为“3”，在工具选择部308中，从工具条件数据表121a的内容的菜单中将工具编号选择为“7”，在加工条件选择部309中，从加工条件数据表120a的内容的菜单中将加工条件编号选择为“10”。

在定义加工特征并且还输入了参数值的情况下，通过按下加工特征的决定按键310，而如区域生成规则数据表127a的第二行那样登记对应的加工特征的加工区域的数据。此外，在加工区域CAD模型栏127j中，形成表示加工特征和材料CAD模型的重复区域的CAD模型并存储。

通过上述的加工特征的决定处理，对材料CAD模型进行了车床加工，作为其结果的中间加工品CAD模型，将图18（a）所示的中间加工品CAD模型803显示在图12的材料CAD模型、中间加工品CAD模型的显示区域301中。

用户接着关注钻床的加工，通过钻床加工调整选择部305，与上述的操作同样地，选择钻床的加工特征，***接受该选择，在中间加工品CAD模型上重叠地显示孔加工的加工特征。用户对孔加工特征进行定位，决定参数值，在进行了加工机选择、工具选择、加工条件选择后，点击加工特征的决定按键310而进行加工区域的登记。如图10的区域生成规则数据表127a的第三行所示那样，定义钻床的加工区域。此外，钻床的孔加工不只是一个位置，以预定的间隔进行开孔使得一部分区域重叠。通过复制的功能重复地制作它们，将代表点坐标值不同的数据登记到区域生成规则数据表127a中。登记了全部钻床加工的加工区域的结果是例如如图18（b）所示的中间加工品CAD模型804那样，将中间加工品CAD模型显示在图12的显示区域中。

用户接着通过多轴NC加工装置加工特征选择部306与上述同样地选择多轴NC加工装置的加工特征。例如在加工特征编号28的自由曲面的情况下，可以从产品CAD模型中取出希望的自由曲面要素作为加工特征。另外，如果指定粗加工，则制作从产品CAD模型的自由曲面具有预定的偏移的自由曲面，如果指定成品加工，则制作沿着产品CAFD模型的自由曲面的加工特征。

如以上那样，在步骤402中，选择加工特征而定义车床、钻床的粗加工区域、产品加工区域。

接着，在步骤403中，选择加工特征而定义多轴NC加工装置的粗加工区域、成品加工区域。

如果定义全部加工区域结束，则点击图12的加工区域分配规则的登记按键312，完成指定的规则编号1的加工区域分配规则的登记。这时，制作组合了全部加工区域所得的加工区域的CAD模型，存储在区域生成规则数据表中。

在图11的步骤200中，对每个产品（工件）制作一个以上的加工区域分配规则。然后，在将多种产品（工件）投入到机械加工车间中的情况下，制作对每个产品（工件）都不同的加工区域分配规则，用不同的编号登记。

在图11的步骤201中，显示图16的机械加工车间吞吐量评价处理的人机界面画面。

用户针对加工评价对象的产品（工件）的加工区域分配规则，从下拉的菜单601中选择区域生成规则编号127b。在存在多个的情况下，指定全部的规则编号。另外，在生产计划选择部602中，针对在本次评价中使用的生产计划，从生产计划数据表126a中指定生产计划编号。

用户可以从机械加工车间装置结构部605的下拉菜单中，在构成机械加工车间的全部切削加工装置中，将与本次的评价对象产品的加工无关的装置、或在评价对象期间不运转的装置排除，而选择评价对象的切削加工装置。

用户可以从加工顺序选择部603的下拉菜单中选择加工顺序。在制作区域生成规则（加工区域分配规则）时，依照加工特征的加工区域的定义的顺序决定加工的顺序，但在加工顺序选择部603中可以进行改变，例如在图16中，指定了先进行车床加工，接着进行钻床的加工。

用户进而在投入产品选择部604中，选择指定评价对象的产品，选择指定调度期间606、机械加工车间的运转时间段607。

在以上的设定后，点击评价开始按键608，开始机械加工车间的吞吐量评价处理。

在图11的步骤201中，接受机械加工车间的吞吐量评价处理的开始，工具路径生成部113读出根据评价对象的加工区域分配规则指定的区域生成规则数据、加工条件数据、工具条件数据，生成对全部对应的加工区域进行机械加工的工具路径。如果车床以及钻床是NC加工机则制作工具路径，如果不是则不制作工具路径。工具路径生成部113使用针对加工区域CAD模型制作工具路径的现有的CAM功能。

接着，在步骤202中，三维CAM部111根据上述制作的工具路径数据、根据加工机编号选择出的装置条件数据，制作每个切削加工装置的NC数据。将制作的NC数据存储在NC数据存储区域128中。NC数据的制作处理使用现有的CAM功能。

接着，在步骤203中，加工时间计算部115针对上述制作的NC数据，通过加工模拟部117执行每个切削加工装置的加工模拟，计算加工时间。此外，如果车床以及钻床是NC加工机，则参照操作者的标准定交货时间来计算加工时间。加工模拟部117使用现有的CAM功能。

接着，在步骤204中，加工车间调度部116在计算机上制作机械加工车间中的机械加工工艺的模拟模型。在该模型中，在计算机上再现用户选择出的切削加工装置、依照生产计划数据的工件的投入、依照区域生成规则（加工区域分配规则）的加工区域的切削加工、依照加工顺序的工序路径、调度期间、运转时间段（在本实施例中，没有考虑操作者的上班计划、操作者的技能差异等），由此模拟机械加工车间的加工工艺整体的时间推移，制作投入到机械加工车间中的全部工件的进展计划。根据制作的全部工件的进展计划，将调度期间中的机械加工车间的吞吐量、以及切削加工装置分类为车床、钻床、多轴NC加工装置这样的类别，计算属于各个类别的切削加工装置的运转率的平均。

将吞吐量评价结果例如根据图17所示的数据表610显示在人机界面上。对于评价对象的加工区域分配规则，最初指定1、2而执行评价，因此在图17的数据表610中，显示加工区域分配规则编号为1、2的评价结果。

接着，在步骤205中，由用户对图17的2种加工区域分配规则的评价结果进行比较，可知它们都是多轴NC加工装置的加工作业的运转率高为76%和77.5%，多轴NC加工装置成为提高吞吐量的瓶颈。另外，能够判断出加工区域分配规则编号为2的吞吐量稍大，具有修正加工区域的形状使得进一步提高钻床的加工作业的运转率的余地，能够预测为相对地降低多轴NC加工装置的加工作业的运转率。因此，进一步判定为存在改善吞吐量的加工区域分配规则。

因此，在步骤206中，转移到下一个步骤207。

接着，在步骤207中，对每个加工区域分配规则，将车床的运转率存储为表示通过车床加工的量的属性值，将钻床的运转率存储为表示通过钻床加工的量的属性值，以及将多轴NC加工装置的运转率存储为表示通过多轴NC加工装置加工的量的属性值。

接着，在步骤208中，生产计划装置100将图13所示的加工区域分配规则修正画面320显示在人机界面画面中。在加工区域分配规则修正画面320中，与加工区域分配规则登记画面300同样地具备CAD模型显示区域321，在此，在相同的坐标轴上的相同位置对比地显示产品CAD模型、材料CAD模型（中间加工品CAD模型）。

在图15中表示加工区域分配规则修正处理的流程图。

在步骤500中，指定对象产品和规则编号。在图13中，在规则编号显示部322中指定输入将已经进行了评价的加工区域分配规则的编号“2”修正为新的编号“3”的加工区域分配规则。

生产计划装置100接受规则编号的指定输入，从区域生成规则数据表127a中读出已经制作的加工区域分配规则“2”的数据，例如在钻床加工特征选择部325的下拉菜单中，列举加工区域分配规则“2”的加工特征编号，接受用户的选择。在图13中，表示出指定钻床加工特征编号“12”进行修正的情况。编号“12”的加工特征有多个。通过在图13的画面中没有表示出的输入部103的输入单元，用户进行编号“12”的加工特征的配置的修正（代表点坐标的修正）、参数值的修正等。或者，也可以从钻床加工特征选择部325指示新的加工特征的追加。在修正处理中，为了确认修正后的加工特征的加工区域，CAD模型显示区域321的中间加工品CAD模型始终显示修正后的形状。

如果钻床加工特征的修正结束，则用户点击加工特征的决定按键332，区域生成规则登记部110将新的区域生成规则编号“3”的新的数据记录登记到区域生成规则数据表中。同样，可以从车床加工特征选择部323、多轴NC加工装置加工特征选择部327指示加工特征的修正，将新的区域生成规则编号“3”的新的数据记录登记到区域生成规则数据表中。在这些加工特征的修正处理时，在加工机修正选择部329、工具修正选择部330、加工条件修正选择部331中，如果有应该修正的数据，则在修正后决定加工特征。然后没有修正，则复制区域生成规则编号“2”的现有的数据。

如上述那样，在钻床加工特征的修正处理结束后，如果接受了加工特征的决定按键332的点击，则区域生成规则登记部110分别通过除去量计算部114计算修正前的区域生成规则编号“2”和修正后的区域生成规则编号“3”的钻床的加工量，在钻床加工量修正部326中对比地显示修正前和修正后的加工除去量。例如，单位是mm³。这时，对于其他车床、以及多轴NC加工装置的加工区域，即使没有修正加工特征，钻床的加工区域也发生变化，由此有时相对地变化，因此都使用区域生成规则编号“2”的现有的数据而通过除去量计算部114进行计算，在车床加工量修正部324、多轴NC加工量修正部328中对比地显示修正前和修正后的加工除去量。在图13的显示例子中，可知在车床加工量修正部324中除去量没有变化，但在多轴NC加工量修正部328中减少了。除去量计算部114的处理制作NC数据并通过加工模拟处理进行计算，但使用现有的CAM功能。

在图15的步骤501中，逐次地接受车床、钻床、多轴NC加工装置的加工特征的修正、新追加、删除等，进行响应而使用户随时看到修正后的中间加工品CAD模型的形状，在步骤502中，如上述那样，根据修正或新追加的加工特征的加工区域数据，对于除此以外的加工区域，参照修正前的区域生成规则数据，计算各切削加工装置的除去量，对比地向用户提示修正前和修正后的除去量。

在图15的步骤503中，等待用户对加工区域分配规则的修正登记按键334的点击的指示，如果接受了修正登记的指示，则转移到步骤504，进行修正后的新的编号“3”的加工区域分配规则的登记。在步骤503中，如果进一步有修正等的指示，则转移到步骤501。

在图11的步骤208中，对分配给各切削加工装置的加工区域进行再设定，使得减小作为属性值具有最大的切削加工装置的运转率的加工区域（即减少除去量），增大其他切削加工装置的加工区域（即增加除去量）。然后，将修正后的新的加工区域分配规则登记到区域生成规则数据表127a中。

接着，再次转移到步骤201，生产计划装置100向用户提示机械加工车间吞吐量评价画面600，对此，用户在评价对象的加工区域分配规则的选择区域601中指定新修正登记的规则编号“3”的加工区域分配规则，其他设定项目与上次的评价相同，因此不进行修正，通过评价开始按键608指示评价处理。生产计划装置100依照评价开始的指示，根据加工区域分配规则（区域生成规则）编号“3”的数据，执行步骤201、202、203、以及204的处理，分类为机械加工车间的吞吐量、以及车床、钻床、多轴NC加工装置这样的类别，计算属于各个类别的切削加工装置的运转率的平均。其结果如图17的吞吐量评价结果数据表所示那样，与作为上次的评价结果的加工区域分配规则“1”、“2”的评价结果并列地提示本次的加工区域分配规则“3”的评价结果。

在步骤205中，评价出本次的加工区域分配规则“3”的评价结果是吞吐量最大。然后，判断为除了加工区域分配规则“3”以外，找不出进一步增加车床、或钻床的加工区域的除去量那样的有效并妥当的加工作业，用户最终判定为加工区域分配规则“3”的加工方法产生本评价对象的机械加工车间中的最大的吞吐量。

因此，在步骤206中，结束使用生产计划装置100的向多个切削加工装置分配加工区域使得机械加工车间的吞吐量最大的处理步骤。

接着以上的处理，生产计划装置100读出在以上的处理中存储在NC数据存储区域128中的产生最大吞吐量的加工区域分配规则“3”的用于各切削加工装置对加工区域模型进行加工的NC数据，经由通信部105下载到各NC加工机。另外，根据登记在区域生成规则数据表中的数据，制作作业指示书等，从输出部104输出到不是NC加工机的切削加工装置。

如以上那样，根据本实施方式，生产计划装置100能够支持有效地使用对机械加工车间设置的车床、钻床、多轴NC加工装置这样的多个切削加工装置，决定用于使投入到机械加工车间中的工件的加工作业的吞吐量最大的向各切削加工装置的作业分配，并向各NC加工机供给NC数据。

附图标记说明

100：生产计划装置；101：计算部；102：存储部；103：输入部；104：输出部；105：通信部；110：区域生成规则登记部；111：三维CAM部；112：加工区域模型生成部；113：工具路径生成部；114：除去量计算部；115：加工时间计算部；116：加工车间调度部；117：加工模拟部；120：加工条件数据存储区域；120a：加工条件数据表；120b：加工条件编号栏；120c：转数栏；120d：进给速度栏；120e：单刀进给栏；120f：切削速度栏；120g：轴切入栏；120h：径切入栏；121：工具条件数据存储区域；121a：工具条件数据表；121b：工具编号栏；121c：直径栏；121d：下侧的半径栏；121e：工具长度栏；121f：支架直径栏；121g：支架长度栏；122：装置条件数据存储区域；122a：装置条件数据表；122b：加工机编号栏；122c：加工机名栏；122d：轴结构栏；122e：行程栏；123：加工特征数据存储区域；123a：加工特征数据表；123b：加工特征编号栏；123c：加工特征名称栏；123d：参数栏；123e：定位代表点栏；123f：形状模型栏；124：产品CAD模型存储区域；125：材料CAD模型存储区域；126：生产计划数据存储区域；126a：生产计划数据表；126b：生产计划编号栏；126c：计划日栏；126d：产品名称栏；126e：生产计划量；127：区域生成规则存储区域；127a：区域生成规则数据表；127b：区域生成规则编号栏；127c：加工特征编号栏；127d：加工特征代表点坐标栏；127e：加工特征姿势向量栏；217f：加工特征参数值栏；127g：加工条件选择栏；127h：工具选择栏；217i：加工机选择栏；127j：加工区域CAD模型栏；128：NC数据存储区域；130：三维CAD装置；140：NC加工机；150：网络；300：加工区域分配规则登记画面；301：CAD模型显示区域；302：新登记规则编号栏；303：产品名称栏；304：车床加工特征选择部；305：钻床加工特征选择部；306：多轴NC加工装置加工特征选择部；307：加工机选择部；308：工具选择部；309：加工条件选择部；310：加工特征的决定按键；311：加工顺序的决定按键；312：加工区域分配规则的登记按键；320：加工区域分配规则修正画面；321：CAD模型显示区域；322：规则编号显示部；323：车床加工特征选择部；324：车床加工量修正部；325：钻床加工特征选择部；326：钻床加工量修正部；327：多轴NC加工装置加工特征选择部；328：多轴NC加工量修正部；329：加工机修正选择部；330：工具修正选择部；331：加工条件修正选择部；332：加工特征的决定按键；333：加工顺序的修正按键；334：加工区域分配规则的修正登记按键；600：机械加工车间吞吐量评价画面；601：评价对象的加工区域分配规则的选择区域；602：生产计划选择部；603：加工顺序选择部；604：投入产品选择部；605：机械加工车间装置结构部；606：调度期间指定部；607：运转时间段指定部；608：评价开始按键；610：吞吐量评价结果数据表；611：加工区域分配规则编号栏；612：车床的加工作业的运转率栏；613：钻床的加工作业的运转率栏；614：多轴NC加工装置的加工作业的运转率栏；615：吞吐量栏；701：圆筒加工特征；702：锥形圆筒加工特征；703：贯通孔加工特征；704：盲穴加工特征；705：闭口袋加工特征；706：开口袋加工特征；707：开槽加工特征；708：面加工特征；709：自由曲面加工特征；801：产品CAD模型例子；802：材料CAD模型例子；803：车床加工后的中间加工品CAD模型例子；804：钻床加工后的中间加工品CAD模型例子；900：计算机；901：CPU；902：存储器；903：外部存储装置；904：具有可移动性的存储介质；905：通信装置；906：输入装置；907：输出装置；908：读取装置；909：通信网络。

Claims (10)

1.一种生产计划装置，其特征在于，具备：

提供一种对比显示产品形状和材料形状而在材料形状上定义加工区域的人机界面，登记各切削加工装置的加工区域的单元；

制作对所登记的各切削加工装置的加工区域进行加工的NC数据，进行机械加工车间的调度，计算机械加工车间的吞吐量和各切削加工装置的运转率的单元；

为了缩小作为属性值而具有上述所计算出的最大运转率的加工区域而扩大其他加工区域，提供一种对上述各切削加工装置的加工区域进行修正定义的人机界面，并登记各切削加工装置的加工区域的修正解的单元；

对各切削加工装置的加工区域以及在各个该修正解中通过机械加工车间的调度而得到的机械加工车间的吞吐量进行比较，决定得到最大的吞吐量的加工区域的分配方案的单元。

2.根据权利要求1所述的生产计划装置，其特征在于，

登记上述各切削加工装置的加工区域的单元，在人机界面上提供一种分类为车床、钻床、多轴NC加工装置的类别的加工特征定义工具，接受用户对应用了各加工特征后的加工区域的定义以及加工机、工具、加工条件的选择，将这些数据关联起来，登记各切削加工装置的加工区域。

3.根据权利要求1所述的生产计划装置，其特征在于，

计算上述机械加工车间的吞吐量和各切削加工装置的运转率的单元读出所登记的各切削加工装置的加工区域数据，根据加工条件和工具条件生成对加工区域进行加工的工具路径，根据工具路径和加工机条件生成NC数据，对上述NC数据进行加工模拟并计算加工时间，根据以上数据进行机械加工车间的调度，计算机械加工车间的吞吐量和各切削加工装置的运转率。

4.根据权利要求1所述的生产计划装置，其特征在于，

登记上述各切削加工装置的加工区域的修正解的单元在人机界面上提供调用定义已经登记的加工区域的加工特征并修正参数的单元，接受加工区域的修正，计算修正前和修正后的加工区域的除去量，提示各切削加工装置的加工区域的修正效果。

5.根据权利要求1所述的生产计划装置，其特征在于，

在依照决定得到上述最大吞吐量的加工区域的分配方案的单元的决定，生成相应的加工区域的NC数据时，经由网络向NC加工机下载NC数据。

6.一种生产计划方法，有效地使用机械加工车间内所设置的分为车床、钻床、多轴NC加工装置的类别的多个切削加工装置，决定为了使投入到机械加工车间中的工件的加工作业的吞吐量最大而向各切削加工装置的作业分配，其特征在于，包括：

提供一种向用户对比显示产品形状和材料形状而在材料形状上定义加工区域的人机界面，接受用户的定义并登记各切削加工装置的加工区域的工序；

生成对所登记的各切削加工装置的加工区域进行加工的NC数据，进行机械加工车间的调度，计算机械加工车间的吞吐量和各切削加工装置的运转率的工序；

为了缩小作为属性值而具有上述所计算出的最大运转率的加工区域而扩大其他加工区域，向用户提供一种对上述各切削加工装置的加工区域进行修正定义的人机界面，接受用户的修正，登记各切削加工装置的加工区域的修正解的工序；

对各切削加工装置的加工区域以及在各个该修正解中通过机械加工车间的调度而得到的机械加工车间的吞吐量进行比较，决定得到最大的吞吐量的加工区域的分配方案的工序。

7.根据权利要求6所述的生产计划方法，其特征在于，

登记上述各切削加工装置的加工区域的工序是以下的工序，即在人机界面上提供分类为车床、钻床、多轴NC加工装置的类别的加工特征定义工具，接受用户对应用了各加工特征后的加工区域的定义以及加工机、工具、加工条件的选择，将这些数据关联起来，登记各切削加工装置的加工区域。

8.根据权利要求6所述的生产计划方法，其特征在于，

计算上述机械加工车间的吞吐量和各切削加工装置的运转率的工序是以下的工序，即读出所登记的各切削加工装置的加工区域数据，根据加工条件和工具条件生成对加工区域进行加工的工具路径，根据工具路径和加工机条件生成NC数据，对上述NC数据进行加工模拟并计算加工时间，根据以上数据进行机械加工车间的调度，计算机械加工车间的吞吐量和各切削加工装置的运转率。

9.根据权利要求6所述的生产计划方法，其特征在于，

登记上述各切削加工装置的加工区域的修正解的工序具有以下工序：即在人机界面上提供一种调用定义已经登记的加工区域的加工特征而修正参数的单元，接受加工区域的修正，计算修正前和修正后的加工区域的除去量，提示各切削加工装置的加工区域的修正效果。

10.根据权利要求6所述的生产计划方法，其特征在于，

在依照决定得到上述最大吞吐量的加工区域的分配方案的工序的决定，制作相应的加工区域的NC数据时，还具有经由网络向NC加工机下载NC数据的工序。

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