CN113939782B - 制造工序设计方法及制造工序设计*** - Google Patents
制造工序设计方法及制造工序设计*** Download PDFInfo
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Abstract
能够适当地决定包含生成所希望的形状的锻造工序及切削工序的制造工序。根据产品的形状,生成锻造工序的目标形状即锻造目标形状(S2),根据锻造目标形状、在锻造工序中使用的冲压设备的锻造载荷、锻造工序前的工件形状即第一时间点工件形状,生成包含1个以上的工序的锻造工序方案,并且生成基于锻造工序方案的模拟执行结果的锻造工序后的工件的形状即推定工件形状(S3),根据产品形状和推定工件形状,生成切削工序用的校正前NC程序(S4),根据校正前NC程序计算所述切削工序的切削成本,显示制造工序中的锻造工序方案和切削工序的切削成本。
Description
技术领域
本发明涉及进行包含锻造工序及切削工序的制造工序的设计的技术。
背景技术
在使用冲压设备将被加工物(以下,有时称为工件)成形为预定的部件形状的模锻中,在因形状复杂而无法将工件填充于金属模具中、冲压设备存在载荷制约等而难以进行1工序的成形的情况下,需要通过多个工序来成形的多工序模锻工艺。
为了执行多工序模锻工艺,需要进行锻造所需的工序数、各工序所使用的金属模具形状的设计。
作为与进行锻造的工序的设计相关的技术,例如已知有专利文献1所公开的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-110398号公报
发明内容
发明要解决的课题
在进行多工序模锻工艺的设计时,在锻造中期望成形的部件(以下,称为目标形状)的成形所需的工序数、在各工序中使用的金属模具形状未知。特别是,金属模具形状的设计自由度庞大,难以进行包含金属模具形状的设计在内的工序设计。
在此,例如,对如图2所示从工件F120成形图1所示那样的目标形状F110的多工序模锻工艺的设计进行说明。此外,在图1中,从上方起示出了目标形状F110的俯视图、侧视图、箭头A-A线的剖视图。目标形状F110为轴对称(相对于中心轴对称)且上下对称的形状,但这是一例,目标形状也可以不是轴对称,另外也可以不是上下对称。
在用于成形这样的目标形状F110的多工序模锻工艺中的1工序中使用的金属模具,在没有金属模具形状的设计方针的情况下,必须从所有的自由曲面中决定在各工序中使用的形状,因此,设计自由度高,设计所花费的工时也变得庞大。作为在1工序中使用的金属模具,例如能够设为图3所示那样的形状。
关于这样的多工序模锻工艺的设计,试错性地研究了包含金属模具的设计在内的工序设计,设计所需的时间、多工序模锻工艺的目标形状的成形精度、制造成本等很大程度上依赖于设计者的技术诀窍。
从近年的制造业中的熟练者减少的背景出发,要求能够容易且适当地进行包含金属模具的设计在内的工序设计。
针对这样的多工序模锻工艺的设计中的课题,专利文献1所公开的技术均未以由多个工序构成的锻造工序的设计为对象。因此,无法使用这些技术进行包含多工序模锻工艺中的金属模具的设计在内的工序设计。
另外,仅在锻造工序中无法生成最终产品,有时需要通过对在锻造工序中生成的工件进行切削工序来生成最终产品。然而,以往,一般情况下与锻造工序、切削工序分开进行设计,未进行包含锻造工序及切削工序在内的制造工序的设计。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种能够适当决定包含生成所希望的形状的锻造工序及切削工序在内的制造工序的技术。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,一个观点的制造工序设计方法是设计包含用于从预定的工件制造产品的锻造工序及切削工序的制造工序的制造工序设计方法,(A)根据产品的形状,生成锻造工序的目标形状即锻造目标形状,(B)根据锻造目标形状、在锻造工序中使用的冲压设备的锻造载荷、及锻造工序前的工件形状即第一时间点工件形状,生成包含1个以上的工序的锻造工序方案,并且生成基于锻造工序方案的模拟执行结果的锻造工序后的工件的形状即推定工件形状,(C)根据产品形状和推定工件形状,生成切削工序用的校正前NC程序,(D)根据校正前NC程序计算切削工序的切削成本,显示制造工序中的锻造工序方案和切削工序的切削成本。
发明效果
根据本发明,能够适当地决定包含生成所希望的形状的锻造工序及切削工序的制造工序。
附图说明
图1是表示在多工序模锻工艺中期望成形的目标形状的一例的图。
图2是锻造前的工件与目标形状的剖视图。
图3是表示多工序模锻工艺的1工序中使用的金属模具的一例的图。
图4是一实施方式的加工处理***的整体结构图。
图5是一实施方式的制造工序设计***的处理概要图。
图6是对部分金属模具的种类进行说明的图。
图7是对假想金属模具中的部分金属模具的区域进行说明的图。
图8是表示组合部分金属模具而构成的假想金属模具的一例的图。
图9是对在模锻工艺的工序方案中使用的金属模具方案进行说明的图。
图10是表示模锻工艺中的工件的变形过程的剖视图。
图11是一实施方式的制造工序设计***的一部分的结构图。
图12是一实施方式的锻造工艺设计计算机的结构图。
图13是一实施方式的锻造工艺设计处理的流程图。
图14是表示从工件经由中间目标形状而生成最终的目标形状时的工件的变形过程的剖视图。
图15是表示从未加工的工件生成中间目标形状时的工序方案的一例的图。
图16是表示模锻工艺中的工件的变形过程的剖视图。
图17是一实施方式的加工处理***的一部分的结构图。
图18是一实施方式的变换用计算机的结构图。
图19是一实施方式的变换用输入画面的结构图。
图20是一实施方式的下载确认画面的结构图。
图21是一实施方式的变换处理的流程图。
图22是表示一实施方式的工件的切削前的形状的图。
图23是表示一实施方式的工件的切削后的目标形状的图。
图24是表示一实施方式的工件的切削处理中的形状的图。
图25是对一实施方式的校正前的NC程序的记述、对应的工件的切削处理中的工具的路径进行说明的图。
图26是对一实施方式的校正后的NC程序的记述、对应的工件的切削处理中的工具的路径进行说明的图。
图27是表示一实施方式的生成变换目标NC程序的处理的一例的流程图。
图28是表示一实施方式的生成变换目标NC程序的处理的其他例的流程图。
图29是表示一实施方式的模拟模型的一例的图。
图30是表示一实施方式的计算制造工序的总成本的式子的一例的图。
具体实施方式
参照附图对实施方式进行说明。此外,以下说明的实施方式并不限定请求专利保护的范围所涉及的发明,另外,在实施方式中说明的各要素及其组合的全部并不一定是发明的解决手段所必须的。
在此,在本说明书中,将使用同一金属模具对工件进行的锻造处理作为1个工序,例如,在其他条件(不同的温度条件等)下连续多次使用同一金属模具来进行锻造处理的情况下,将这些多次的锻造处理作为1个工序。
<***的概要>
图4是一实施方式的加工处理***的整体结构图。
加工处理***1000具有:变换用计算机10、锻造工艺设计计算机F40、1个以上的NC切削加工机20(加工机的一例)、1个以上的冲压机(冲压设备的一例)F50、1个以上的管理计算机F20、1个以上的显示用计算机F30、以及1个以上的现场用计算机30。变换用计算机10、锻造工艺设计计算机F40、NC切削加工机20、显示用计算机F30、管理计算机F20、现场用计算机30经由网络40连接。网络40既可以是有线网络也可以是无线网络。在本实施方式中,在场所A配置冲压机F50、NC切削加工机20以及现场用计算机30,在场所C配置变换用计算机10、锻造工艺设计计算机F40以及管理计算机F20,在设计场所配置显示用计算机F30。此外,变换用计算机10、锻造工艺设计计算机F40也可以配置于场所A、场所C、设计场所中的任一个。
在本实施方式中,例如,由变换用计算机10、锻造工艺设计计算机F40、管理计算机F20、显示用计算机F30、现场用计算机30构成制造工序设计***1。此外,制造工序设计***1也可以不具有现场用计算机30。另外,制造工序设计***1也可以由1个服务器等计算机构成,总之,可以由1个以上的计算机构成。
锻造工艺设计计算机F40例如是最低限度具有存储资源F44(参照图12)和CPUF41(参照图12)的服务器,安装有后述的锻造工艺设计程序F441(参照图12)。在存储资源F44中保存有表示锻造工艺设计程序F441的输入条件即工件形状、目标形状的CAD数据、计算执行条件、及计算执行后的工序方案的概略图、有限元分析的分析结果文件等。此外,锻造工艺设计计算机F40的详细情况在后面进行叙述。
变换用计算机10执行如下处理:将某个NC切削加工机(例如,既可以是某个制造商的NC切削加工机这样的没有确定各NC切削加工机的NC切削加工机,也可以是加工处理***1000的特定的NC切削加工机。)用的NC程序(变换源用NC程序:校正前NC程序)变换为其他NC切削加工机20用的NC程序(变换目标用NC程序:校正后NC程序)。变换用计算机10的详细情况在后面进行叙述。
现场用计算机30是由现场的作业者操作的计算机,例如由具有处理器、存储资源等的PC(Personal Computer)构成。此外,关于在此所说的现场,在图4中,设置有冲压机F50、NC切削加工机20的场所(例如工厂内、建筑物、地板等)是典型例。但是,现场用计算机30只要用作变换用计算机10的画面显示用,则也可以在设置有NC切削加工机20的场所以外使用。
此外,现场用计算机30也可以负责变换后的NC程序的下载处理及画面显示、变换用输入画面、冲压机F50的各种信息用输入画面等的画面显示,实际的变换处理由变换用计算机10负责。但是,虽然多少便利性降低,但各计算机负责的作用(也包含一部分的作用)能够相互交换或综合。另外,变换用计算机10也可以由多个计算机构成。
管理计算机F20是由锻造工艺设计计算机F40及变换计算机10的***管理者使用的计算机。***管理者通过利用管理计算机F20监视锻造工艺设计计算机F40、变换计算机10的存储介质容量、每个用户的利用率等,进行服务运用。
显示用计算机F30是由利用锻造工艺设计计算机F40、变换用计算机10的用户使用的计算机。显示用计算机F30访问锻造工艺设计计算机F40,针对锻造工艺设计计算机F40的GUI F442(参照图12)进行由用户输入的多工序的自动设计条件、允许的锻造载荷的最大值等这样的文本形式的信息、目标形状、工件形状这样的CAD数据的发送。此外,由用户输入的条件保存在锻造工艺设计计算机F40的存储资源F44中,锻造工艺设计计算机F40根据保存的数据来进行工序设计。另外,显示用计算机F30经由锻造工艺设计计算机F40的GUI F442来显示作为工序设计的结果而得到的工序方案。由此,用户能够阅览工序方案。另外,显示用计算机F30能够负责与现场用计算机30一样的NC程序的下载处理及画面显示、变换用输入画面等的画面显示。
冲压机F50是执行锻造工序的机械,例如使用金属模具对工件执行锻造处理。在本实施方式中,冲压机F50对未加工的工件F120执行包含1个以上的工序的锻造工序,生成目标形状F110。此外,作为锻造工序也存在如下情况:通过冲压机F50将工件F120暂时生成为中间目标形状F215,之后生成目标形状F110。
NC切削加工机20是执行切削工序的机械,例如是加工中心。NC切削加工机20针对在锻造工序中生成的目标形状F110执行切削工序,由此,生成产品60。此外,关于NC切削加工机20的详细内容在后面进行叙述。此外,NC切削加工机20也可以是NC车床。
<加工处理***的使用方法>
设计者在从顾客或其他部门收到制造工艺下的最终的产品形状时或自己进行了设计时,利用加工处理***1000的制造工序设计***1,设计以特定的场所为前提的包含锻造工序和切削工序的制造工序。之后,为了实际测试设计出的制造工序,由自身或外部的制造者来制造在设计出的锻造工序中使用的金属模具,进行在指定的场所设计出的锻造工序的测试实施和切削工序的测试实施,根据测试实施的结果来改良制造工序,之后,通过改良后的制造工序,迎来制造产品的正式运转。
此外,在制造工序设计***1中,也可以通过反馈测试实施的结果来实现更好的设计。例如,制造工序设计***1也可以根据作为测试实施结果而对实际的锻造后的工件形状、或通过锻造工序而得到的模拟的结果的形状(推定锻造后形状)进行了修正的形状,重新生成NC程序,或校正NC程序。另外,制造工序设计***1也可以反馈测试实施结果,重新进行锻造工序的设计本身。例如,制造工序设计***1也可以根据测试实施结果来变更锻造工序的目标形状,或对锻造工序的设计赋予提示(例如,在锻造工序中利用中间目标形状)。
<制造工序设计***的处理概要>
图5是一实施方式的制造工序设计***的处理概要图。
锻造工艺设计计算机F40例如进行如下的处理(产品形状生成处理)(步骤S1):通过CAD(Computer-aided design)生成表示制造工序的最终的产品形状的CAD数据。此外,锻造工艺设计计算机F40也可以不生成CAD数据,而从其他计算机取得CAD数据。
接着,锻造工艺设计计算机F40进行如下的处理(锻造目标形状设计处理)(步骤S2):设计用于生成产品形状的锻造工序的目标形状(锻造目标形状)。
接着,锻造工艺设计计算机F40进行如下的锻造工艺设计处理(步骤S3):设计用于从执行锻造工序前的工件形状(第一时间点工件形状)制造锻造目标形状的锻造工序及在各工序中使用的金属模具形状,模拟设计出的锻造工序。锻造工艺设计计算机F40通过执行锻造工艺设计处理,输出处理结果16(推定的锻造后的工件形状(推定锻造后形状:推定工件形状)、锻造工序、在该锻造工序中使用的金属模具形状的信息)。
接着,锻造工艺设计计算机F40进行如下的处理(NC程序生成处理)(步骤S4):例如通过CAM(Computer aided manufacturing),将步骤S1中的CAD数据和步骤S3中的处理结果16作为输入,生成NC程序17(变换源用NC程序)。这样,根据处理结果16所包含的推定锻造后形状来形成NC程序,因此,能够针对执行了锻造工序的工件生成适当的NC程序。锻造工艺设计计算机F40将在步骤S4中生成的变换源用NC程序17交给变换用计算机10。
在变换用计算机10中,将变换源用NC程序17作为输入,执行NC数据校正处理(变换处理),由此,生成与实际进行切削工序的NC切削加工机20的执行相适合的NC程序(变换目标用NC程序)(步骤S5)。
根据上述的处理,能够根据产品的CAD数据来设计适当的锻造工序及金属模具形状,并且能够生成与进行使通过该锻造工序生成的工件成为产品形状的切削工序的特定的NC切削加工机20相适合的NC程序。
<与锻造工艺设计计算机相关的结构>
金属模具形状能够根据无数的自由曲面来设计,在根据无数的自由曲面来设计时,考虑的金属模具形状的数量变得庞大,设计所花费的工时也变得庞大。因此,在本实施方式中,使金属模具由多个部分金属模具(假想金属模具块)构成,使各部分金属模具成为与多个功能中的任一个对应的形状,通过将这些部分金属模具组合,而创造出成为金属模具方案的候补的金属模具(假想金属模具)。
<部分金属模具的种类>
在此,针对部分金属模具的功能(作用)的种类,对假设了生成图1所示的目标形状F110的情况的例子进行说明。
图6是对部分金属模具的种类进行说明的图。
作为部分金属模具,例如考虑具有部分金属模具编号为0、1-1、2-1、2-2、3这5个功能的部分金属模具。此外,这些功能是在生成目标形状F110的模锻工序中需要的功能,能够参考过去的锻造工序的设计实绩等来进行提取。
部分金属模具编号“0”的部分金属模具的功能是考虑到冲压设备的锻造中的载荷(锻造载荷)的降低、工件的流动性而有意地使部分金属模具不与工件接触的功能。部分金属模具编号“1-1”的部分金属模具的功能是使工件变形为部分金属模具对应的目标形状的区域的形状的功能。具有该功能的部分金属模具的形状转印了对应的目标形状的区域的形状。部分金属模具编号“2-1”的部分金属模具的功能是不对工件进行向目标形状F110的变形,而使工件的直径扩大的功能。具有该功能的部分金属模具的形状例如为平坦形状。部分金属模具编号“2-2”的部分金属模具的功能是不对工件进行向目标形状F110的转印,而使工件的直径扩大的功能。具有该功能的部分金属模具的形状例如为锥形形状。部分金属模具编号“3”的部分金属模具的功能是约束工件向径向的变形的功能。
通过将这些功能适当地分配给部分金属模具,能够生成在生成目标形状F110的工序中所需的金属模具方案。另外,通过组合多个具有这些功能中的任一个功能的部分金属模具,能够将成为金属模具方案的候补的金属模具抑制为某种程度的有限的个数而生成。由此,能够减少后述的用于决定金属模具方案的计算处理等,能够缩短计算时间。若改变看法,这可以说能够有效地生成比较好的金属模具方案。
此外,部分金属模具的功能不限于图6所示的例子,也可以设为多种多样的功能。
<假想金属模具中的部分金属模具的区域>
接着,对假想金属模具中的部分金属模具进行说明。
图7是对假想金属模具中的部分金属模具的区域进行说明的图。图8是表示组合部分金属模具而构成的假想金属模具的一例的图。此外,图8中的部分金属模具(F141~F145)上所记载的各编号表示图6所示的部分金属模具编号。
假想金属模具中的部分金属模具的区域例如根据目标形状F110的区域来决定。在本实施方式中,如图5所示,在目标形状F110中,将高度变化的部分的至少一部分作为区域的边界,将与该区域对应的金属模具的区域(部分)作为部分金属模具。具体而言,从目标形状F110的中心起依次设为区域A1~A5,如图8所示,将与这些区域对应(与这些区域对置)的金属模具F140的区域设为部分金属模具F141~F145。具体而言,部分金属模具F141对应于区域A1,部分金属模具F142对应于区域A2,部分金属模具F143对应于区域A3,部分金属模具F144对应于区域A4,部分金属模具F145对应于区域A5。此外,区域A1是上表面为圆形的区域,其他区域A2~A5的上表面为圆环状,与这些区域对应的部分金属模具F141~F145的上表面为相同的形状。这样,在使部分金属模具的区域与圆形或圆环状对应时,在目标形状为轴对称的情况下,能够针对部分金属模具整体分配相同的功能。
在本实施方式中,通过使图6所示的部分金属模具的功能中的任一个与部分金属模具F141~F145对应起来,能够容易地生成多个假想金属模具。在图8的例子中,部分金属模具F141是具有部分金属模具编号“0”的功能的部分金属模具,部分金属模具F142、F143是具有部分金属模具编号“1-1”的功能的部分金属模具,部分金属模具F144、F145是具有部分金属模具编号“2-1”的功能的部分金属模具。
此外,在本实施方式中,通过组合部分金属模具F141~F145来构成金属模具F140,但金属模具F140是为了检测适当的金属模具方案而利用的假想的金属模具。因此,在实际生成目标形状时,可以制作将金属模具F140的形状一体成形的金属模具来使用,也可以如金属模具F140那样,制造组合部分金属模具而构成的金属模具来使用。
<由多个工序构成的模锻工艺>
接着,对由从锻造工序前的工件F120生成目标形状F110的多个工序构成的模锻工序方案的一例进行说明。
图9是对在模锻工艺的工序方案中使用的金属模具方案进行说明的图。
模锻工序方案F145由金属模具方案F150的锻造工序(第一工序)、金属模具方案F160的锻造工序(第二工序)、金属模具方案F170的锻造工序(第三工序)这3个锻造工序构成。
金属模具方案F150由与区域A1~A5对应的部分金属模具F151~F155构成。对部分金属模具F151分配与部分金属模具编号“1-1”对应的部分金属模具,对部分金属模具F152~F155分配与部分金属模具编号“2-1”对应的部分金属模具。因此,金属模具方案F150是工件侧的整个面为平坦的形状的金属模具。
金属模具方案F160由与区域A1~A5对应的部分金属模具F161~F165构成。对部分金属模具F161分配与部分金属模具编号“0”对应的部分金属模具,对部分金属模具F162、F163分配与部分金属模具编号“1-1”对应的部分金属模具,对部分金属模具F164、F165分配与部分金属模具编号“2-1”对应的部分金属模具。因此,金属模具方案F160是使工件侧的内周侧转印基于目标形状F110的槽形状的金属模具。
金属模具方案F170由与区域A1~A5对应的部分金属模具F171~F175构成。对部分金属模具F171~F173分配与部分金属模具编号“0”对应的部分金属模具,对部分金属模具F174分配与部分金属模具编号“1-1”对应的部分金属模具,对部分金属模具F175分配与部分金属模具编号“3”对应的部分金属模具。因此,金属模具方案F170是实现工件的外周部的形状转印和最外周的变形约束的金属模具。
此外,与各工序的金属模具方案相当的金属模具的压入量(夹入上下的金属模具的量)设定为为了使通过与部分金属模具编号“1-1”对应的部分金属模具的压入而实现的工件的厚度成为与目标形状F110相同的厚度所需的压入量。
接着,对图9所示的模锻工序方案F145的工件的变形过程进行说明。
图10是表示模锻工序中的工件的变形过程的剖视图。
首先,在使用了与金属模具方案F150对应的金属模具的第一工序中,锻造前的工件F120变形为工件F190的形状。具体而言,在第一工序中,通过部分金属模具编号“1-1”的部分金属模具F151,工件F120的区域A1成形为目标形状F110的形状,通过部分金属模具编号“2-1”的部分金属模具F152~F155,区域A2~A5不成形为目标形状F110的形状,而扩大直径。
接着,在使用了与金属模具方案F160对应的金属模具的第二工序中,工件F190变形为工件F200的形状。具体而言,在第二工序中,通过部分金属模具编号“1-1”的部分金属模具F162、F163,工件F190的区域A2、A3成形为目标形状F110的形状,通过部分金属模具编号“2-1”的部分金属模具F164、F165,区域A4、A5不成形为目标形状F110的形状,而扩大直径。此外,关于在第一工序中成形为目标形状F110的形状的区域A1,部分金属模具编号“0”的部分金属模具F161未与工件F190接触,因此,得到降低冲压机构中的载荷的效果。
接着,在使用了与金属模具方案F170对应的金属模具的第三工序中,工件F200变形为工件F210的形状,即与目标形状F110一致的形状。具体而言,在第二工序中,通过部分金属模具编号“1-1”的部分金属模具F174,区域A4成形为目标形状F110的形状,通过部分金属模具编号“3”的部分金属模具F175,区域A5的向径向的变形被约束,进行最外周部的成形。此外,关于在第一工序及第二工序中已经成形为目标形状F110的形状的区域A1~A3,部分金属模具编号“0”的部分金属模具F171~F173未与工件F200接触,因此,得到降低冲压机构中的载荷的效果。
<***结构>
接着,对一实施方式的制造工序设计***的结构进行说明。
图11是一实施方式的制造工序设计***的一部分的结构图。
制造工序设计***1具有:锻造工艺设计计算机F40、管理计算机F20以及1个以上的显示用计算机F30。锻造工艺设计计算机F40与管理计算机F20经由网络40连接。另外,锻造工艺设计计算机F40与显示用计算机F30经由网络40连接。
《硬件》
接着,对一实施方式的锻造工艺设计计算机的结构进行说明。
图12是一实施方式的锻造工艺设计计算机的结构图。
锻造工艺设计计算机F40作为一例是个人计算机、通用计算机。锻造工艺设计计算机F40包含:作为处理器的一例的CPU F41、网络接口F42(图中省略为网络I/F)、用户接口F43(图中用户I/F)、作为存储部的一例的存储资源F44、以及连接这些结构物的内部网络。
CPU F41能够执行储存在存储资源F44中的程序。存储资源F44储存成为CPU F41的执行对象的程序、在该程序中使用的各种信息、CAD数据等。在本实施方式中,存储资源F44储存CAD F445、CAM F446、成本计算程序F447以及锻造工艺设计程序F441。作为存储资源F44,例如可以是半导体存储器、闪存、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等,既可以是易失性的存储器,也可以是非易失性的存储器。
网络接口F42是用于经由网络40与外部的装置(例如,管理计算机F20、显示用计算机F30、变换用计算机10等)进行通信的接口。
用户接口F43例如是触摸面板、显示器、键盘、鼠标等,但只要能够受理来自用户的操作并进行信息显示,则也可以是其他设备。用户接口F43也可以由这些多个设备构成。
<<<在锻造工艺设计计算机中工作的程序>>>
<CAD>
CAD F445能够根据来自用户的输入来设计三维的产品形状,生成并输出与设计出的产品形状对应的三维数据(CAD数据)。此外,在本实施方式中,锻造工艺设计计算机F40储存CAD F445,但例如在从其他计算机取得针对产品的CAD数据的情况下,也可以不具有CADF445。
另外,CAD F445根据设计出的产品形状的CAD数据,生成锻造工序的目标形状(锻造目标形状)的CAD数据。典型地,CAD F445作为包含产品形状的形状,将在锻造工序后不进行焊接那样的堆焊加工,仅通过切削工序就能够实现产品形状的形状作为锻造目标形状。在此,在生成锻造目标形状的CAD数据时,例如考虑以下方面。
*将锻造目标形状设为更接近产品形状的形状。由此,在切削工序中,能够减少要切削的体积,能够削减成本和切削时间。但是,需要切削工序的切削加工,因此,残留预定的切削余量。
*锻造工序中不擅长的形状判断为仅通过切削加工来进行加工,变更表面形状以使外表面更接***面。例如,曲率半径小的面修正为曲率半径大的面,另外,过深的凹陷(深度相对于入口深的意思)将凹陷自身从锻造目标形状除去而置换为平面。
此外,不限于CAD F445自动生成锻造目标形状的CAD数据的例子,例如,也可以使用CAD F445,利用产品形状的CAD数据,用户考虑上述方面对产品形状进行修正,由此,生成锻造目标形状的CAD数据。
<锻造工艺设计程序>
锻造工艺设计程序F441包含:GUI(Graphical User Interface)F442、最佳工序判定模块F443、最佳工序设计模块F444。
GUI F442由CPU F41执行,由此进行设计条件的输入处理和满足目标值的工序方案的提示处理。
GUI F442显示设计条件的输入条件,受理以下信息的输入。此外,也可以不受理各信息或各信息的一部分项目的输入。
*工序设计中要设计的最大工序数;
*设计变量的定义,例如部分金属模具的种类、部分金属模具的分配区域;
*要使用的有限元模拟求解器的指定;
*工件形状;
*目标形状。目标形状是该工序方案的设计中的目标的形状,既可以是锻造处理的最终产品的形状,也可以是锻造处理中的中间的目标形状(中间目标形状)。
*目标函数的定义。作为目标函数的定义,例如也可以指定使在工序方案中锻造出的锻造形状与目标形状的形状误差最小化、使锻造载荷最小化等这样的评价方法。
*制约条件。作为制约条件,例如也可以包含要使用的冲压机构的锻造载荷、金属模具的磨损等。
*有限元模拟的最大计算次数;
*有限元模拟中的网格的尺寸;
*目标值。目标值是与目标函数相关的评价值,例如是允许的形状误差的值(例如最大值)、冲压机构中允许的锻造载荷的值(例如最大值)等。
另外,GUI F442被CPU F41执行,由此,提示针对满足目标值的工序方案的结果画面。结果画面也可以包含以下的信息。
*表示得到的工序方案的概略的图;
*向用于详细显示概略的工序方案的解析结果文件的链接(阅览用链接)。用户通过显示用计算机F30选择阅览用链接,从而能够访问解析结果文件,能够评价解析结果的内容(例如,锻造载荷、应力、变形等)。此外,对解析结果文件的访问及解析结果的评价可以利用显示用计算机F30中的有限元模拟软件的结果显示功能来进行,也可以对解析结果文件的文本数据使用表计算软件等来进行。
最佳工序判定模块F443被CPU F41执行,由此进行工序方案中的工序数的指定和最佳工序的可否判定。最佳工序判定模块F443在由GUI F442指定的最大工序数以下的范围内指定工序数。在最佳工序的可否判定中,最佳工序判定模块F443对由最佳工序设计模块F444决定的最佳工序是否满足由GUI F442指定的形状精度等目标值进行评价,由此判定最佳工序是否是满足目标值的工序方案。
最佳工序设计模块F444被CPU F41执行,由此进行金属模具形状等的工序信息生成、有限元模型的生成和模拟的执行、基于模拟结果的最佳设计条件的搜索。关于最佳工序设计模块F444的具体处理,参照图13在后面进行叙述。
在锻造工艺设计计算机F40中,在GUI F442从用户处受理设计条件的输入及自动设计的开始的指示时,将输入的条件交给最佳工序判定模块F443,最佳工序判定模块F443将工序数和设计条件输入到最佳工序设计模块F444。最佳工序设计模块F444根据输入的工序数和设计条件来搜索最佳工序,将导出的最佳工序返回到最佳工序判定模块F443。如果返回的最佳工序满足目标值,则最佳工序判定模块F443向GUI F442返回满足目标值的工序方案,GUI F442使得能够由用户阅览返回的最佳工序的结果。另一方面,如果最佳工序设计模块F444返回的最佳工序不满足目标值,则最佳工序判定模块F443再次设定工序数(使工序数增加1),最佳工序设计模块F444根据再次设定出的工序数重新进行最佳工序的设计。
根据以上的锻造工艺设计计算机F40,用户仅通过针对GUI F442的设计条件的输入的操作,无需试错的研究就能够容易地设计最佳工序。另外,由于使用了GUI F442,因此用户能够直观地进行操作。
<CAM>
CAM F446将产品形状的CAD数据、切削工序前的形状(例如,推定锻造后形状)的CAD数据、在切削中使用的工具等的设定信息作为输入,在预定的NC切削加工机中,生成用于使切削前的形状成为产品形状的切削工序中的NC程序(变换源用NC程序)。此外,CAMF446可以在不依赖用户的情况下执行所有处理,或可以根据用户的指示来执行一部分处理。
在此,在通过模拟而得到的推定锻造后形状、通过实际执行设计出的锻造工序而得到的锻造后形状(实际锻造后形状)中,在以下所示的部位等容易产生误差。例如,在存在实际锻造后形状比推定锻造后形状大的部分时,将推定锻造后形状作为切削前的形状输入而生成的NC程序、针对该NC程序通过校正处理而得到的变换后NC程序可能不适当。
例如,对于根据推定锻造后形状而假设为没有工件的部分的部分,在NC程序中,有时记述为单纯地输送工具,但在该部分实际存在工件的情况下,工具与工件接触,工具可能破损。另外,在根据推定锻造后形状决定出的切削深度比针对实际的工件的切削深度少的情况下,在NC程序的校正处理中,施加于切削时的工具的切削力比实际少而对NC程序进行校正,因此,在实际的加工时,可能产生更大的误差。
作为对这样的状况的对策,CAM F446也可以针对推定锻造后形状,例如进行下述的校正而生成锻造后形状(校正锻造后形状),使用该校正锻造后形状来生成NC程序。此外,也可以由用户执行根据推定锻造后形状生成校正锻造后形状的处理。通过这样使用校正制造后形状,能够适当地防止上述记载的误差的产生、工具的破损等。
·将从推定锻造后形状假想地增厚了预定的余量的形状作为校正锻造后形状。
·利用三维扫描仪来扫描通过实际执行设计出的锻造工序的测试而得到的工件的形状,将其结果作为校正锻造后形状。
·根据通过实际执行设计出的锻造工序的测试而得到的工件的形状的代表尺寸,对推定锻造后形状进行增厚而成为校正锻造后形状。
此外,根据锻造工序的不同,推定锻造后形状与实际锻造后形状存在容易产生误差的部分和难以产生误差的部分。因此,根据该锻造工序中的以下所示的特征,也可以变更用于校正为校正锻造后形状的相对于推定锻造后形状的增厚量。
*在工序的最后,被目标形状的转印用的假想金属模具块冲压的部分接近目标形状。因此,也可以减少与该部分对应的增厚量。
*在锻造工序中的、更早的工序中,越是被目标形状的转印用的假想金属模具块冲压的部分误差越大,在锻造工序中完全不接触的部分的误差更大。因此,也可以增加对这些部分附加的增厚量。
*在被目标形状的转印用的假想金属模具块冲压后,越是相对于相邻的区域进行了冲压的区域,误差越大。因此,也可以增大对该部分附加的增厚量。
此外,也可以通过其他基准来调整部分的增厚量。例如,也可以根据具有部分金属模具编号3所示那样的变形约束的作用的假想金属模具块的变形约束的效果来调整增厚量。
<成本计算程序F447>
成本计算程序F447根据变换用计算机10中的NC程序的模拟,取得图30所示的制造工序的总成本Ct的计算式中的切削工序的成本的计算所需的信息(图30的第四行的公式的变量,例如,工具路径的长度和工具进给速度)。另外,成本计算程序F447从锻造工艺设计程序F442取得锻造工序的成本的计算所需的信息(例如,第二行、第三行的公式的变量,例如金属模具个数、工序数等)。成本计算程序F447根据取得的各种信息,通过图30所示的公式来计算总成本Ct,将总成本Ct显示于显示用计算机F30。另外,成本计算程序F447也可以分别能够识别地显示锻造工序的成本、切削工序的成本。此外,1个工件的材料费能够通过确定与锻造工序的未加工的工件形状对应的重量并乘以该工件的材质的单价来进行计算。
通过参照由该成本计算程序F447显示的总成本Ct、锻造工序的成本、切削工序的成本,除了锻造工序的成本,用户还考虑包含切削工序的成本,能够研究是否需要重新评估锻造工序,能够适当地设计制造工序的整体。由此,例如,在锻造工序的成本变低,但切削工序的成本变高,作为制造工序整体成本变高那样的情况下,能够掌握需要重新评估锻造工序的情况,能够适当地重新评估并设计制造工序整体。
接着,对一实施方式的锻造工艺设计计算机F40中的处理动作进行说明。
《锻造目标形状设计处理》
CAD F445根据设计出的产品形状的CAD数据,生成锻造工序中的目标形状(锻造目标形状)的CAD数据。典型地,CAD F445作为包含产品形状的形状,将在锻造工序后不进行焊接那样的堆焊加工,仅通过切削工序就能够实现产品形状的形状作为锻造目标形状。
《锻造工艺设计处理》
图13是一实施方式的锻造工艺设计处理的流程图。
锻造工艺设计计算机F40的GUI F442受理针对最大工序数、部分金属模具的种类、部分金属模具的分配区域、有限元模拟求解器等这样的设计条件的用户输入(步骤(1))。接着,最佳工序判定模块F443将决定最佳工序的工序的工序数(候补值)设定为1(第一值的一例)(步骤(2)),最佳工序设计模块F444执行以下的反复处理(步骤(3-1)、(3-2)、(3-2)),由此,执行决定最佳工序的处理(步骤(3))。
在反复处理中,最佳工序设计模块F444决定针对反复处理中的部分金属模具的分配的条件,按照该部分金属模具的分配的条件,生成金属模具方案(步骤(3-1))。在此,针对部分金属模具的分配的条件是指对各部分金属模具的分配区域分配(设定)具有何种功能的部分金属模具,在该条件的生成中,最佳工序设计模块F444既可以使用最佳化求解器来进行,也可以通过任意的方法来决定分配条件。
接着,最佳工序设计模块F444进行各工序的压入量的条件生成,以使分配了金属模具形状的部分金属模具编号“1-1”、“1-2”的部分金属模具的区域的工件厚度为目标形状的厚度(步骤(3-2))。接下来,最佳工序设计模块F444根据这些条件进行有限元模拟的解析,计算通过按照这些条件的工序锻造的锻造形状与目标形状的形状误差、该工序中的锻造载荷等的解析结果(步骤(3-3))。
在步骤(3)中,最佳工序设计模块F444执行上述的反复处理,根据通过这些反复处理而得到的结果,决定预定的目标值最小的工序,由此,导出指定的工序数的最佳工序,将导出的最佳工序通知给最佳工序判定模块F443。在此,目标值例如也可以是与冲压设备的载荷制约下的目标形状的形状误差相关的值(目标形状精度),即与锻造出的工件的形状和目标形状的形状的一致度相关的值。
接着,最佳工序判定模块F443判定通知的最佳工序是否满足预定的目标值(目标形状精度等)(步骤(4))。结果,在判定为最佳工序不满足预定的目标值的情况下(步骤(4):否),最佳工序判定模块F443将判定最佳工序的工序数增加1而通知给最佳工序设计模块F444(步骤(5)),使处理进入到步骤(3)。由此,在步骤(3)中,进行针对将工序数增加1后的值(第二值的一例)决定最佳工序的处理。
另一方面,在判定为最佳工序满足预定的目标值的情况下(步骤(4):是),最佳工序判定模块F443将满足目标值的最佳工序作为工艺中的最佳工序方案交给GUI F442,GUID442通过输出该工序方案来对用户进行提示(步骤(6)),结束处理。
根据上述的锻造工艺设计处理,用户能够在不进行试错研究的情况下,适当地设计包含金属模具方案的工序方案。另外,在本实施方式中,从1开始依次设定导出最佳工序的工序数,并导出设定出的工序数的最佳工序,根据导出的最佳工序是否满足目标值,设为用于得到目标形状的工艺中的最佳的工序方案,由此,能够将用于得到目标形状的工序数设为最小的工序数,与以往的试错的工序方案相比,可能减少工序数。由此,能够减少在实际的加工中使用的金属模具的个数,从而能够实现成本的削减,另外,能够实现工序数削减带来的制造周期的缩短。
<与锻造工艺设计计算机相关的变化>
《经过中间目标形状的目标形状的生成》
在从未加工的工件生成目标形状时,例如,根据冲压机构的锻造载荷等的制约的不同,有时经过预定的中间目标形状而生成目标形状。例如,如图10所示,在无法通过1个工序从未加工的工件F120生成工件F190的情况下,将未加工的工件F120暂时设为中间目标形状。
图14是表示从工件经由中间目标形状生成锻造工序的最终的目标形状时的工件的变形过程的剖视图。
在从工件F120生成最终的目标形状F110的情况下,对工件F120通过1个以上的工序生成中间目标形状F215,通过1个以上的工序从中间目标形状F215生成目标形状F110。
在此,对生成从工件F120经由中间目标形状F215生成锻造的最终的目标形状F210时的工序方案的处理进行说明。
首先,锻造工艺设计计算机F40通过执行图13所示的锻造工艺设计处理来生成用于从未加工的工件F120生成中间目标形状F215的模锻工艺的工序方案。在此,在该锻造工艺设计处理中,代替目标形状、针对目标形状的条件等,输入中间目标形状、针对中间目标形状的条件等。
通过该锻造工艺设计处理,决定成为从工件F120生成中间目标形状F215时的最佳工序的工序方案。根据该锻造工艺设计处理,例如决定由图15所示的1个工序构成的工序方案。
图15是表示从未加工的工件生成中间目标形状时的工序方案的一例的图。
工序方案F216是1个工序,在该工序中,使用金属模具方案F220。金属模具方案F220由与区域A1~A5对应的部分金属模具F221~F225构成。对部分金属模具F221~F225分配与部分金属模具编号“1-1”对应的部分金属模具。因此,金属模具方案F220是工件侧的整个面为平坦的形状的金属模具。此外,该工序的压入量设定为使通过与部分金属模具编号“1-1”对应的部分金属模具的压入而实现的工件的厚度为与中间目标形状F215相同的厚度所需的压入量。
接着,工艺设计计算机F40通过执行图13所示的锻造工艺设计处理来生成用于从中间目标形状F215生成目标形状F210的模锻工艺的工序方案。在此,在该锻造工艺设计处理中,代替工件形状而输入中间目标形状。
通过该锻造工艺设计处理,决定成为从中间目标形状F215生成目标形状F210时的最佳工序的工序方案。根据该工艺设计处理,例如,决定图9所示的由3个工序构成的工序方案F145。
接着,工艺设计计算机F40将从未加工的工件F120生成中间目标形状F215的工序方案F216、从中间目标形状F215生成目标形状F210的工序方案F145组合而得的工序方案作为用于从未加工的工件F120生成目标形状F210的工序方案。该工序方案由分别使用4种金属模具F220、F150、F160、F170的4个工序构成。
如以上说明那样,能够容易地设计从未加工的工件经过中间目标形状而生成目标形状的工艺中的工序方案。
接着,对组合了工序方案F216和工序方案F145而得的工序方案中的工件的变形过程进行说明。
图16是表示模锻工序中的工件的变形过程的剖视图。
首先,在第一工序中,使用与金属模具F220对应的金属模具,将加工前的工件F120变形为中间目标形状F215。具体而言,在第一工序中,通过部分金属模具编号“1-1”的部分金属模具F221~F225,将工件F120的区域A1~A5成形为中间目标形状F215的形状。
以下,如使用图10已说明的那样,目标中间形状F215经过工件F190、工件F200成形为目标形状F210。
《部分金属模具》
此外,在上述实施方式中,根据目标形状来决定部分金属模具的区域,但部分金属模具的区域不限于此,也可以与目标形状无关地设为任意的区域。例如,也可以越接近目标形状的中心轴,越将与目标形状的中心侧的区域对应的部分金属模具的径向的宽度设定得大,越远离中心轴,越将与目标形状的中心侧的区域对应的部分金属模具的径向的宽度设定得小。另外,在上述实施方式中,将部分金属模具的上表面形状设为圆形或圆环状,但部分金属模具的上表面形状不限于此,也可以设为任意的形状。例如,也可以将部分金属模具设为八面体(例如,上表面形状为六边形的八面体)。
另外,金属模具(假想金属模具)中的部分金属模具的数量也可以任意地决定。另外,例如,可以固定地决定部分金属模具的数量,也可以在工艺设计处理中不满足目标值的情况下(步骤(4):否),变更为更大的数量。
《其他》
另外,在上述实施方式中,示出了锻造工艺设计计算机F40具有有限元模拟的执行功能,并利用该有限元模拟的执行功能的例子,但本发明不限于此,有限元模拟的执行也可以未必在锻造工艺设计计算机F40中进行。例如,也可以设为,有限元模型的生成由锻造工艺设计计算机F40执行,关于有限元模拟,例如使用处于显示用计算机F30的、用户已经拥有的有限元模拟软件来执行解析,并将得到的解析结果返回到锻造工艺设计计算机F40。该情况下,也可以不在锻造工艺设计计算机F40中执行有限元模拟,因此,能够减轻锻造工艺设计计算机F40的负荷。另外,在执行处于锻造工艺设计计算机F40的有限元模拟软件时产生用户的费用负担那样的情况下,也可以不由锻造工艺设计计算机F40执行有限元模拟软件,因此,能够降低利用锻造工艺设计计算机F40的费用。
另外,部分金属模具的功能并不限定于上述实施方式,也可以设为各种功能。例如,也可以包含进行锻造前的工件的对位的功能。通过增加部分金属模具的设备的种类,能够决定包含考虑了操作条件、成形性、工件的材料特性等的适当的金属模具方案的工序方案。
另外,在上述实施方式中,以轴对称的目标形状为例进行了说明,但本发明不限于此,也能够应用于目标形状为三维复杂形状的情况。另外,以上下对称的目标形状为例进行了说明,但也可以不是上下对称的形状。该情况下,只要另外考虑上侧的金属模具和下侧的金属模具的形状即可,例如,上侧的金属模具的部分金属模具和下侧的金属模具的部分金属模具的对应的区域的宽度(径向的宽度)可以不同,另外,构成金属模具的部分金属模具的个数也可以不同。
另外,在上述实施方式中,也可以通过硬件电路来进行CPU F41进行的处理的一部分或全部。另外,上述实施方式中的程序可以从程序源进行安装。程序源也可以是程序发布服务器或非易失性的存储介质(例如可移动型的存储介质)。
<与变换用计算机相关的结构>
<***结构>
图17是一实施方式的加工处理***的一部分的结构图。
加工处理***1000具有:变换用计算机10、多个NC切削加工机20(加工机的一例)以及多个现场用计算机30。在该图中,在场所B也配置NC切削加工机20和现场用计算机30。
NC切削加工机20例如是加工中心,具有:主体部22,其执行加工处理;NC控制器21,其控制主体部22的加工处理;以及作为收纳部的一例的工具库25,其能够收纳在主体部22中使用的1个以上的工具集的工具TL。
工具库25具有分别能够收纳1个工具TL的多个槽(SL:25a、25b、25c)。
NC控制器21按照存储在内部的NC程序来控制主体部22的加工处理、工具的更换处理。
主体部22包含:处理头部23、工作台24以及作为更换部的一例的工具更换部26。处理头部23具有能够装配工具TL且能够转动的主轴。此外,处理头部23也可以是主轴本身。工作台24能够载置并移动成为加工处理的对象的被切削加工物(工件)W。工具更换部26将工具TL从处理头部23拆除,收纳于工具库25的空槽中。另外,工具更换部26将工具TL从工具库25的槽中取出,装配于处理头部23。工具更换部26的一例是工具自动更换装置(ATC)的更换臂(也称为ATC臂)。此外,所述工具库25也是工具自动更换装置的结构物。NC程序能够在内部记述表示工具更换命令的一系列命令(在NC程序的用语中称为代码、在代码中追加了参数的字),在该工具更换命令中包含表示工具库25内的槽(意义在后面进行叙述)的位置的槽编号。工具更换部26通过读入工具更换命令的NC控制器21的指示,从工具更换命令的参数所包含的槽编号所指定出的槽中取出工具TL,安装于处理头部23。
在NC切削加工机20中,能够收纳于工具库25中的工具TL的数量存在限制,但预先准备1个以上的工具集50,根据执行的加工处理,切换收纳于工具库25中的工具集,由此能够应对各种加工处理。
在本实施方式中,工具TL包含用于切削工件W的立铣刀、钻头、车刀等刀具部TLa、用于将刀具部TLa装配于处理头部23的保持架TLb,但例如在能够将刀具部TLa直接装配于处理头部23的情况下,也可以不包含保持架TLb,只要至少包含刀具部TLa即可。
此外,在以后的说明中,有时将至少包含使用作为变换对象的NC程序(即,变换源用NC程序)进行加工的加工机(或,假设使用NC程序的加工机)、和该加工机所对应的工具集的存在称为“变换源环境”。另外,有时将至少包含预定使用变换后的NC程序(即,变换目标用NC程序)进行加工的加工机、和该加工机所对应的工具集的存在称为“变换目标环境”。此外,在变换源环境及变换目标环境中,也可以包含各场所所包含的物理或逻辑上的存在(例如,该场所的温度、温度传感器、湿度、湿度传感器、或在该场所设置有加工机的地板、构成场所的建筑物)。此外,“与加工机对应的工具集”除了已储存在加工机的工具库的工具集之外,还包含将来可能储存在工具库中使用的工具集。典型地,与加工机对应的工具集设置在与加工机相同的场所。
接着,对变换用计算机10进行详细说明。
图18是一实施方式的变换用计算机的结构图。
《硬件》
作为一例,变换用计算机10是个人计算机、通用计算机。变换用计算机10包含:作为处理器的一例的CPU11、网络接口12(图中省略为网络I/F)、用户接口13(图中用户I/F)、作为存储部的一例的存储资源14以及连接这些结构物的内部网络。
CPU11能够执行储存在存储资源14中的程序。存储资源14储存成为CPU11的执行对象的程序、在该程序中使用的各种信息、在NC切削加工机20中使用的NC程序等。作为存储资源14例如可以是半导体存储器、闪存、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)等,既可以是易失性的存储器,也可以是非易失性的存储器。
网络接口12是用于经由网络40与外部的装置(例如,现场用计算机30、NC切削加工机20的NC控制器21、锻造工艺设计计算机F40、显示用计算机F30等)进行通信的接口。
用户接口13例如是触摸面板、显示器、键盘、鼠标等,但只要能够受理来自设计者、作业者等(用户)的操作并进行信息显示,则也可以是其他设备。用户接口13也可以由这些多个设备构成。
《数据等》
存储资源14储存加工机结构信息1421、工具集信息1422、个别工具信息1423、变换源用NC程序1424、变换目标用NC程序1425以及变换履历信息1426。此外,存储资源14也可以储存除此以外的信息。从接下来的段落起对各数据、程序的详细内容进行说明。此外,也可以省略各信息或各信息的一部分项目。
*加工机结构信息1421。加工机结构信息1421例如构成为储存与各NC切削加工机20相关的信息的表。加工机结构信息1421按各NC切削加工机20包含以下所示的各信息。
(a1)NC切削加工机20的识别符(加工机ID)。作为加工机ID,也可以代用NC控制器21的识别符、NC控制器21的网络地址。
(a2)NC切削加工机20的型号。
(a3)NC切削加工机20的设置场所。
(a4)NC切削加工机20的使用实绩,例如使用时间等。
(a5)NC切削加工机20的预定部位的温度。作为预定部位也可以是NC切削加工机20的主轴、工作台24。
(a6)与NC切削加工机20的预定部位的刚性相关的信息(例如,部位的杨氏模量、挠曲量等)。作为预定部位也可以是NC切削加工机20的处理头部23的主轴、工作台24。
(a7)NC切削加工机20的预定部位的形状。作为预定部位的形状也可以是NC切削加工机20的主轴的长度、工作台24的长度。
(a8)能够收纳于工具库25中的最大的工具数,即槽的数量。
(a9)与经年变化、设置环境匹配地设定的偏移值。该偏移值是用于对NC程序中的工具移动时的坐标进行微修正的值,例如是用于对因老化使得工作台微小地倾斜等状况进行校正的值。
(a10)NC控制器21的制造商、型号等。NC控制器21根据制造商、型号,NC程序的记述形式有时多少有些不同,用于判断这样的状况。
(a11)主轴、工作台等组件的晃动、移动精度(例如,工作台的间隙量等)、直线度、平面度、平行移动度、装置运转时的振动幅度、振动频率。
在本实施方式中,(a1)、(a2)、(a4)、(a5)、(a8)、(a9)以及(a10)的信息,例如从NC切削加工机20的NC控制器21取得,另一方面,(a3)、(a6)、(a7)以及(a11)从用户的输入信息取得。此外,取得信息的方法不限于此,(a1)、(a2)、(a4)、(a5)、(a8)、(a9)以及(a10)的至少一部分,也可以从用户经由用户接口13或显示用计算机F30的输入信息取得,另外,(a3)、(a6)、(a7)以及(a11)中的能够从NC控制器21取得的信息,也可以从NC控制器21取得。此外,从NC控制器21取得的信息也可以从代替的设备(例如,其他的计算机、传感器本身)取得。
*工具信息(工具集信息1422和个别工具信息1423)
工具集信息1422是用于管理由1个以上的工具TL构成的群(组)的信息。工具集信息1422是工具集的识别信息(工具集ID)、构成组的1个以上的工具TL的识别符、或型号的集合。
个别工具信息1423是与各工具相关的信息。个别工具信息1423包含以下所示的各信息。
(b1)工具TL的识别符(工具ID:例如,序列号等)。作为工具TL的识别符,在对刀具部TLa、保持架TLb赋予了个体ID的情况下,可以是该值,在未赋予的情况下,可以由执行结构信息取得程序1412的CPU11自动赋予。
(b2)工具TL的型号(工具确定信息的一例)。例如,构成工具TL的刀具部TLa和保持架TLb各自的型号。此外,在工具TL仅由刀具部TLa构成的情况下,仅刀具部TLa的型号即可。另外,在刀具部TLa由多个部件构成的情况下,既可以是这些全部的型号,也可以是一部分的型号。
(b3)针对工具TL(例如,刀具部TLa和保持架TLb各自)的材质、形状、刚性(杨氏模量、挠曲量等)、使用履历、温度等。在此,刚性根据工具TL的材质、形状而变化,因此,这些信息也是与刚性相关的信息。此外,只要没有明确记载,“形状”除了一般所说的附图、CAD数据表示的立体形状、截面形状以外,还包含由长度、刀具部TLa从保持架TLb突出的长度(刀具突出长度)、刀具部TLa的粗细、刀具部TLa的直线度这样的形状得到的代表性的值。
(b4)应收纳工具的工具库25的配置位置(槽)的信息(位置信息、槽编号)。
此外,在本实施方式中,(b1)~(b4)的信息例如从用户经由显示用计算机F30或用户接口13的输入信息取得,但是能够从NC控制器21取得的信息也可以从NC控制器21取得。
*变换源用NC程序1424是在变换源的NC切削加工机20(称为变换源NC切削加工机20)中用于加工处理的NC程序、或在作为CAM F446输出的对象的NC切削加工机(变换源NC切削加工机)中使用的NC程序。变换源用NC程序1424例如由锻造工艺设计计算机F40生成并发送。变换源用NC程序1424为了将通过变换源NC切削加工机20的加工处理而得到的目标物的加工精度维持为预定的精度,有时与变换源NC切削加工机20的特性、状态等匹配地进行调整。
*变换目标用NC程序1425是以与变换目标的NC切削加工机20(称为变换目标NC切削加工机20)匹配的方式对变换源用NC程序1424进行变换而得到的NC程序。此外,在未对任一变换源用NC程序1424进行变换处理的情况下,不存在变换目标用NC程序1425。
*变换履历信息1426是对将变换源用NC程序1424变换为变换目标用NC程序1425时的变换处理的履历进行管理的信息。变换履历信息1426例如是将识别变换处理的识别信息与在该变换处理时使用的各种信息(输入的信息等)对应起来而得的信息。
此外,也可以在存储资源14中储存下述的信息。
*工件W信息。本信息例如是工件W的加工前的形状数据、材质、刚性、工件W的加工目标形状数据等信息。加工目标形状数据是表示通过NC程序进行加工时的作为目标的形状的数据。在能够将工件W加工成该目标形状的情况下,意味着误差为零。
*加工机结构信息1421、工具集信息1422、个别工具信息1423以外的变换前环境或变换目标环境的信息。为了明示本信息,有时称为“其他变换前环境信息”、“其他变换前环境信息”。
<在变换用计算机中工作的程序>
《变换程序1411》
变换程序1411由CPU11执行,由此执行以下的处理。在此,CPU11执行变换程序1411来构成变换部。
*变换程序1411在按下了后面叙述的变换用输入画面100(参照图19)的变换开始按钮120的情况下,使输入到变换用输入画面100的各种信息反映到加工机结构信息1421、工具集信息1422及个别工具信息1423,根据输入到变换用输入画面100的各种信息和加工机结构信息1421、工具集信息1422及个别工具信息1423所包含的变换目标环境的信息或变换源环境的信息,来执行将变换对象的变换源用NC程序1424变换为变换目标用NC程序1425的变换处理,将得到的变换目标用NC程序1425储存在存储资源14中。
在将变换源用NC程序1424变换为变换目标用NC程序1425的变换处理中,例如,变换程序1411根据与变换目标NC切削加工机20的刚性或在变换目标NC切削加工机20中使用的工具集50的工具TL的刚性相关的信息,将变更或追加了变换源用NC程序1424的命令的数据设为变换目标用NC程序25。此外,作为追加或变更的命令,也可以设为工具直径校正、工具长度校正、工具磨损校正、进给速度或切削速度,由此,避免基于工具TL的工件W的加工次数增加等大幅度的加工作业改变。但是,也可以追加工件W的加工次数增加那样的命令(例如相当于试削的命令)。
另外,在将变换源用NC程序1424变换为变换目标用NC程序1425的变换处理中,变换程序1411在变换源NC切削加工机的NC控制器和变换目标NC切削加工机20的NC控制器21中,在针对NC程序的记述形式的至少一部分不同的情况下,将变换源用NC程序的记述中的记述形式不同的部分变换为变换目标NC切削加工机20的NC控制器21用的记述形式。由此,能够在变换目标NC切削加工机20的NC控制器21中无障碍地进行加工处理。
变换程序1411也可以在变换目标用NC程序1425内作为注释而记载变换目标NC切削加工机20的加工机ID、被指定为在变换目标NC切削加工机20中使用的工具集的各工具TL的型号(或识别符)、及各工具TL的配置位置信息(槽编号)。例如,作为注释,可以记载为“MC2:SL1:ML7x、…”。在此,MC2是加工机ID,SL1是槽编号,ML7x是磨机的型号。通过参照该注释,变换目标用NC程序1425能够掌握以哪个NC切削加工机20为对象,将怎样的工具容纳在哪个槽中即可。另外,也可以在变换目标用NC程序1425内作为注释而记载被指定为使用的各工具TL的用途和各工具TL的配置位置信息。通过追加这样的注释,变换目标用NC程序1425的数据量增加,但必定能够与变换目标NC程序一体地进行管理,因此,能够减轻错误地使用未假设的NC切削加工机20、工具TL的情况。此外,在以后的说明中,有时将在本段落中说明的注释称为“变换目标装置或工具注释”。
另外,变换程序1411在变换目标用NC程序1425内作为注释而储存变换处理的ID(变换履历ID),将变换履历ID与输入至变换用输入画面100的各种信息对应起来的变换履历信息1426储存于存储资源14中。将作为变换目标用NC程序1425内的注释而储存的变换履历ID与变换履历信息1426进行对照,由此能够掌握在变换时考虑的各种值,能够进行基于变换目标用NC程序1425的加工处理的精度不充分的情况下的原因追查。此外,在以后的说明中,有时将本段落那样的注释称为“履历注释”。
此外,考虑多重地进行基于变换程序1411的变换处理的情况。例如,是想要面向其他的NC切削加工机20或工具集对第一次变换后的变换目标用NC程序1425进一步进行变换的情况。在这样的情况下,上述“变换目标装置或工具注释”和“履历注释”也可以以该变换多重度的量存在于变换目标用NC程序1425中。但是,优选的是仅残留通过最后的变换而生成的这些注释,删除之前的这些注释。这是因为,特别是在“变换目标装置或工具注释”中,作业者应观察的只是在最后的变换中赋予的注释。
*变换程序1411在变换处理后,显示后面叙述的下载确认画面200(参照图20),在按下了下载按钮210的情况下,将变换目标用NC程序1425发送到变换目标NC切削加工机20的NC控制器21或变换目标NC切削加工机20所在的场所的现场用计算机30。
另外,变换程序1411将按照NC程序(变换源用NC程序或后面进行叙述的变换目标用NC程序)从切削前的工件形状(例如推定工件形状)进行切削时的工件形状的变化呈时间序列以3D(也可以是2D)图像显示于现场用计算机30或显示用计算机F30。例如,在按照变换目标用NC程序的3D图像中,变换程序1411也可以在正在显示以预定的路径对工件进行切削的状态的画面中,用数字显示施加于工具的切削力、工具的轨道的偏移量等,或对进行了切削的区域(切削区域)自身、切削区域与残留的工件的边界面进行与切削力、工具的轨道的偏移量对应的着色。另外,变换程序1411也可以在显示以基于变换目标用NC程序的预定路径切削工件的状态的画面中,能够识别地显示后面进行叙述的非接触部分工具路径的仅中间的路径(图26的F点至G点),更具体而言,能够识别地显示进行工具的移动的校正的位置。由此,能够确认执行NC程序时的切削的状态,能够在进行实际的产品的加工之前容易且适当地研究切削工序的重新评估、切削前的工件形状的重新评估(锻造工序的重新评估)等。
《结构信息取得程序1412》
结构信息取得程序1412由CPU11执行,由此执行以下的处理。在此,CPU11通过执行结构信息取得程序1412来构成刚性信息受理部。
*结构信息取得程序1412从NC控制器21取得与NC切削加工机20相关的各种信息。作为取得的信息,存在上述的(a1)、(a2)、(a4)、(a5)、(a8)、(a9)及(a10)的信息。
*结构信息取得程序1412使变换用输入画面100显示于用户接口13或显示用计算机F30,经由变换用输入画面100取得来自用户的各种信息(从作业者取得的与NC切削加工机20相关的信息((a3)、(a6)、(a7)及(a11))、及与工具集50相关的信息((b1)~(b4)的信息))。
*结构信息取得程序1412在变换用输入画面100中未输入必要的信息的情况下、不适当的情况下(信息旧的情况下),在该信息的输入区域的附近显示警报符号(“!”等)。此外,结构信息取得程序1412在未输入必要的信息的情况下、不适当的情况下,例如也可以将变换用输入画面100的变换开始按钮120显示为不能按下的状态,以便不开始变换处理的执行。这样,在变换中产生错误的情况下,能够适当地抑制变换处理的执行。
*结构信息取得程序1412根据变换源环境的信息(即,变换源NC切削加工机的信息、与变换源NC切削加工机的工具集相关的信息),执行将变换目标环境中的选择输入区域中的输入值设定为适当的值,或对能够通过下拉选择的选择候补进行筛选的过滤处理。例如,结构信息取得程序1412仅将与在变换源环境中选择的工具集的工具数相同的工具数的工具集作为变换目标中的工具集的选择候补来进行筛选。
接着,对由结构信息取得程序1412显示的变换用输入画面100进行详细说明。
<变换用输入画面>
图19是一实施方式的变换用输入画面的结构图。变换用输入画面100例如由下述描绘区域构成,是在各区域中包含输入或显示用的画面对象的画面。
*变换源环境区域100B。该区域包含变换源环境的输入或显示用的画面对象。
*变换目标环境区域100C。该区域包含变换目标环境的输入或显示用的画面对象。
*加工信息区域100A。该区域包含与独立于变换源环境、变换目标环境的信息相关的输入或显示用的画面对象。
加工信息区域100A包含下述。此外,在以后的说明中使用了显示、输入用的“区域”这样的用语,但这是指包含显示用的画面对象或输入用的画面对象的区域。
*用于输入变换对象(变换源)的NC程序的文件名的文件名输入区域101。
变换源环境区域100B包含下述。
*选择指定变换源NC切削加工机的加工机的种类的变换源加工机指定区域102。
*在变换源NC切削加工机中用于选择指定在按照变换源用NC程序的加工处理中作为使用对象的工具集的变换源工具集指定区域104。
*用于输入与工具集所包含的各工具相关的信息的变换源工具信息输入区域105、106、107。
变换目标环境区域100C包含下述。
*选择指定变换目标NC切削加工机20的加工机ID、结构信息的变换目标加工机指定区域110。
*用于输入与变换目标NC切削加工机20相关的各种信息的变换目标加工机信息输入区域111。
*在变换目标NC切削加工机20中,用于选择指定在按照变换目标用NC程序的加工处理中使用的工具集的变换目标工具集指定区域112。
*用于输入与工具集所包含的各工具相关的信息的变换目标工具信息输入区域113、114、115。
*受理从变换源用NC程序向变换目标用NC程序的变换处理的开始的变换开始按钮120。
此外,上述区域划分是一例。例如,文件名输入区域101可以在变换源环境中与工具集TL一起视为变换前环境的一部分,包含在加工前环境区域100B中,相反地,也可以汇总包含在加工信息100A中。在本图中省略了前述的“工件W信息”、“其他变换源环境信息”及“其他变换目标环境信息”输入或显示区域的图示。但是,也可以在本画面中显示这些区域,由此受理信息输入或显示信息。工件W信息包含在区域100A中即可。优选工件W的信息在各环境中的变化小。另一方面,在工件W的加工前的形状按环境而不同的情况下,这样的输入、显示区域包含于区域100B、区域100C即可。此外,形状数据如图19的区域101所示,使用指定储存了形状数据的文件名的画面对象即可。
变换源工具信息输入区域105、106、107是用于输入需要用户输入的信息(变换源工具要求输入信息),例如上述的(b3)、(b4)的信息等,或显示已经取得的信息,输入修正的信息的区域。在本实施方式中,变换源工具信息输入区域105是与变换源工具集指定区域104的TL1的工具对应的输入区域,变换源工具信息输入区域106是与变换源工具集指定区域104的TL2的工具对应的输入区域,变换源工具信息输入区域107是与变换源工具集指定区域104的TL3的工具对应的输入区域。
变换目标加工机信息输入区域111是用于输入需要用户输入的信息,例如上述的(a6)、(a7)及(a11)的信息等,或显示已经取得的信息,输入修正的信息的区域。
变换目标工具信息输入区域113、114、115是用于输入需要用户输入的信息,例如上述的(b3)、(b4)的信息等,或显示已经取得的信息,输入修正的信息的区域。在本实施方式中,变换目标工具信息输入区域113是与变换目标工具集指定区域112的TL1的工具对应的输入区域,变换目标工具信息输入区域114是与变换目标工具集指定区域112的TL2的工具对应的输入区域,变换目标工具信息输入区域115是与变换目标工具集指定区域112的TL3的工具对应的输入区域。变换目标工具信息输入区域113、114、115中的位置表示应配置各工具的工具库25的位置信息(槽编号),但配置各工具的槽编号也可以预先设定与配置变换目标工具信息输入区域113、114、115的相同或同种工具的槽编号相同的槽编号。此外,配置各工具的槽编号也可以由作业者输入任意的槽编号。此外,该情况下,需要在输入的槽编号的槽中适当地配置对应的工具。
在变换用输入画面100中,在变换源工具集指定区域104、变换目标加工机指定区域110、变换目标工具集指定区域112等中配置有用于显示选择候选的下拉按钮130,在按下下拉按钮130时,能够选择地显示对应的区域中的选择候选。
另外,在变换用输入画面100中,在针对需要输入的区域没有输入的情况下,或显示的信息是在比当前时间点早预定期间前取得的信息的情况下等,显示警报符号131。根据该警报符号131,用户能够掌握信息不足或旧的情况,能够掌握需要输入必要的信息或进行追加测量的情况。
此外,在目前为止的说明中也进行了一部分叙述,但变换源环境区域100B、变换目标环境区域100C也可以不在每次变换时由本画面的用户进行文本输入。例如,也可以是如下形式:在本画面显示前,变换用计算机10事先对储存在存储资源14中的信息进行储存,在本画面中显示事先储存的信息,通过显示用计算机F30、用户接口13选择该信息。这样的情况下,与变换源环境或变换目标环境相关的一部分信息也可以省略本画面中的显示。但是,也可以使警报符号131显示于在区域102、104、110、112的内部显示的文本的附近(例如文本的旁边),暗示属于该加工机、工具集的信息不足或旧。通过这样的暗示,本画面的用户能够确认在变换开始前选择出的项目中无法进行变换,或即使进行了变换,变换后的加工精度也可能降低,因此,在变换处理需要时间的情况下更适合。
接着,对通过变换程序1411显示的下载确认画面200进行详细说明。
<下载确认画面>
图20是一实施方式的下载确认画面的结构图。
下载确认画面200包含:变换履历ID显示区域201,其显示对所执行的变换处理进行识别的变换履历ID;变换目标加工机信息显示区域202,其显示变换目标NC切削加工机20的加工机ID、结构信息;变换目标工具集显示区域203,其显示在变换目标NC切削加工机20中使用的工具集的工具集ID、和构成工具集的工具的型号;工具配置位置显示区域204,其显示变换目标NC切削加工机20的工具库25中的各工具的配置位置信息(槽编号);以及下载按钮210,其受理使变换目标的场所的NC切削加工机20的NC控制器21或现场用计算机30下载变换目标用NC程序1425的指示。
根据该下载确认画面200,显示变换目标NC切削加工机20的工具库25中的各工具的配置位置信息(槽编号),因此,能够适当地防止将用户使用的工具TL配置于工具库25的错误的槽中。
在此,在结合具体的状况进行说明时,在加工处理中,有时在粗加工、半精加工、精加工等的多个工序中使用不同的工具。该情况下,在NC程序中,如一部分说明那样,记述有收纳了在各工序中使用的工具的工具库25的位置信息(槽编号)。在工具库25中将哪个工具配置于哪个槽中,在各NC切削加工机20的每一个中能够设为任意。因此,在变换源NC切削加工机与变换目标NC切削加工机20之间,用于进行同一工序的工具也可能配置于工具库25的不同编号的槽中。例如,直接使用以在变换源和变换目标中将在同一工序中使用的工具的工具库25中的槽设为同一编号为前提而进行了变换处理的变换目标用NC程序时,若在同一编号的槽中收纳有不同种类的工具,则使用完全不同的工具,可能对工件W造成损伤,或对工具TL造成损伤。特别是在繁忙期等中,容易发生工具的配置错误,发生这样的状况的可能性高。
与之相对,如上所述,根据下载确认画面200,显示变换目标NC切削加工机20的工具库25中的各工具的槽编号,因此,能够促使作业者确认要使用的工具TL是否配置于错误的槽中,能够减少工具TL配置于错误的槽中的状况。
此外,本画面那样的下载画面也可以与所述的图19的画面合并。但是,优选的是,在变换处理需要时间的情况下,能够与图19的变换开始按钮画面分开地提供图20所记载的下载画面。这是因为,在开始了变换处理之后,画面的使用者能够关闭该画面来进行其他作业。分割其他画面的优点如本实施例所述。
接着,对变换用计算机10的处理动作进行说明。
(处理1)结构信息取得程序1412(严格来说,执行结构信息取得程序1412的CPU11)从经由网络40连接的各NC切削加工机20的NC控制器21取得能够取得的与各NC切削加工机20相关的各种信息(例如,(a1)、(a2)、(a4)、(a5)、(a8)、(a9)及(a10))。此外,本处理不需要在每次进行以下说明的处理2以后的处理时进行。
(处理2)接着,结构信息取得程序1412显示变换用输入画面100(参照图19),经由变换用输入画面100受理下述指定。
*作为变换对象的变换源用NC程序1424的指定。
*确定通过变换源用NC程序1424进行了工件W的加工处理的NC切削加工机20(变换源NC切削加工机)的信息(加工机ID)的指定、或制作了变换源用NC程序1424的CAM F446设为对象的NC切削加工机(变换源NC切削加工机)的种类的指定。
*确定在基于变换源用NC程序1424的加工处理中使用的(或,CAM F446设为对象的)工具集的信息(工具集ID)的指定。
*确定通过使变换源用NC程序1424变换后的变换目标用NC程序1425新进行工件W的切削加工的NC切削加工机(变换目标NC切削加工机20)的信息(加工机ID)的指定。
*确定在变换目标NC切削加工机20中使用的工具集的信息(工具集ID)的指定。
并且,结构信息取得程序1412受理与变换源NC切削加工机及变换目标NC切削加工机20相关的各种信息((a3)、(a6)、(a7)及(a11))、在变换源NC切削加工机20中使用的(或,设为在变换源NC切削加工机中使用的对象的)工具集50、与在变换目标NC切削加工机20中使用的工具集50相关的信息((b1)~(b4)的信息)的输入(直接输入或选择输入)。
(处理3)在按下变换开始按钮120时,结构信息取得程序1412向变换程序1411发送变换开始指示。在此,在变换开始指示中包含输入(直接输入或选择输入)到变换用输入画面100的各种信息。
(处理4)变换程序1411接收到变换开始指示时,读入指定的变换源用NC程序1424(校正前NC程序),根据变换开始指示所包含的信息(至少与在变换目标NC切削加工机20或变换目标NC切削加工机20中使用的工具集的刚性相关的信息),将变换源用NC程序1424变换为变换目标用NC程序1425(校正后NC程序),将变换后的变换目标用NC程序1425储存于存储资源14中。
(处理5)接着,变换程序1411显示下载确认画面200(参照图20)。此外,下载确认画面200作为处理4完成后自动显示的代替,也可以根据现场计算机30的利用者对该计算机的操作来显示。之后,在按下了下载按钮210的情况下,变换程序1411将变换目标用NC程序1425发送到变换目标NC切削加工机20的NC控制器21或变换目标NC切削加工机20所在的场所的现场用计算机30。
例如,在将变换目标用NC程序1425发送至NC控制器21的情况下,NC控制器21储存接收到的变换目标用NC程序1425,在以后的加工处理中,能够执行该变换目标用NC程序1425。另一方面,在将变换目标用NC程序1425发送至现场用计算机30的情况下,现场用计算机30储存变换目标用NC程序1425。之后,将现场用计算机30的变换目标用NC程序1425经由网络40或经由记录介质等储存于NC控制器21中,由此,能够使NC控制器21执行变换目标用NC程序1425。
<基于变换程序的变换处理的具体例>
接着,对变换用计算机10的处理动作的具体例进行说明。
图21是一实施方式的变换处理的流程图。
首先,变换程序1411针对存储资源14中的存储器的工作区域读出处理对象的变换源用NC程序1424的全部程序块(S11)。在此,程序块表示在通过变换源用NC程序1424执行的加工处理中,包含能够对NC切削加工机20进行1次指示的命令(地址)的记述部分。程序块中包含能够同时进行指示的1个以上的命令(地址)。作为地址,例如有包含表示命令的种类的代码和与命令的内容相关的参数的地址。此外,如果变换源用程序1424的容量变大,而无法在存储器的工作区域中调用全部的程序块,则根据处理的进行来切换要读出的程序块即可。
接着,变换程序1411根据读出的程序块,确定在基于程序块表示的命令的处理(程序块处理)中工具不与工件接触的1个以上的路径(称为非接触部分工具路径)(S12)。工具是否与工件接触,能够通过根据加工对象的工件的形状和程序块中的工具的移动路径来模拟加工处理而进行确定。在此,既可以确定变换源用程序1424的全部的非接触部分工具路径,也可以仅确定一部分的非接触部分工具路径。此外,在程序块中的代码为定位“G00”(JIS B 6314)的情况下,基本上意味着工具不与工件接触,因此,关于该程序块的路径,也可以不进行进一步的处理,而判定为该程序块的路径整体是非接触部分工具路径。
接着,变换程序1411以在步骤S12中确定出的各非接触部分工具路径的每一个为对象,进行循环1的处理(S13~S18)。关于循环1,变量i的初始值为1,持续循环1的处理的条件是变量i为在S12中确定出的非接触部分工具路径的数量以下,变量i每进行1次循环就加上1。
在循环1的处理中,首先,变换程序1411确定包含处理对象的非接触部分工具路径[i](确定出的非接触部分工具路径中的第i个路径)的程序块(称为特定程序块)(S13)。
接着,变换程序1411判定非接触部分工具路径[i]是否为特定程序块的路径的一部分(S14)。结果,在非接触部分工具路径[i]不是特定程序块的路径的一部分的情况下,即,在特定程序块的整体的路径是非接触部分工具路径[i]且特定程序块是非接触程序块的情况下(S14:否),变换程序1411不执行步骤S15至S18的处理,结束针对该非接触部分工具路径[i]的处理。
另一方面,在非接触部分工具路径[i]为特定程序块的路径的一部分的情况下(S14:是),变换程序1411执行如下处理(例如,步骤S15~S17):将特定程序块分割为包含仅将非接触部分工具路径[i]的至少一部分作为路径的程序块(分割后非接触程序块)的程序块。
例如,在特定程序块的路径从前起依次为工具与工件接触的路径(接触路径)、非接触部分工具路径[i]、接触路径的情况下,变换程序1411生成与包含前一接触路径和非接触部分工具路径[i]的前侧部分的路径对应的程序块(分割完成前程序块)(S15),生成与非接触部分工具路径[i]的仅中间部分的路径对应的程序块(分割完成非接触程序块:分割完成中间程序块)(S16),生成与包含非接触部分工具路径[i]的后侧部分和后一接触路径的路径对应的程序块(分割完成后程序块)(S17)。
另外,在特定程序块的路径从前起依次为接触路径和非接触部分工具路径[i]的情况下,变换程序1411生成与包含接触路径和非接触部分工具路径[i]的前侧部分的路径对应的程序块(分割完成前程序块)、和与非接触部分工具路径[i]的残留部分的路径对应的程序块(分割完成非接触程序块)。另外,在特定程序块的路径从前起依次为非接触部分工具路径[i]和接触路径的情况下,变换程序1411生成与非接触部分工具路径[i]的仅前侧部分的部分路径对应的程序块(分割完成非接触程序块)、和与包含非接触部分工具路径[i]的后侧部分(残留部分)与后一接触路径的路径对应的程序块(分割完成后程序块)。此外,在特定程序块中存在多个非接触部分工具路径的情况下,通过重复循环1的处理,以各非接触部分工具路径为对象进行同样的处理。
在进行了分割特定程序块的处理之后(例如,执行S15~S17之后),变换程序1411将存储器的工作区域的特定程序块切换为在分割处理中生成的多个程序块(例如,分割完成前程序块、分割完成非接触程序块、分割完成后程序块)(S18)。
然后,在变量i超过在S12中确定出的非接触部分工具路径的数量的情况下,即,在以确定出的非接触部分工具路径的全部为对象执行了循环1的处理的情况下,脱离循环1,变换程序1411使处理进入到步骤S19。
在步骤S19中,变换程序1411将处理中的NC程序的整体在非接触程序块(非接触程序块或分割完成非接触程序块)之前划分而确定多个程序块组(划分后程序块组)。
接下来,变换程序1411以在步骤S19中确定出的各划分后程序块组的每一个为对象,进行循环2的处理(S20~S23)。关于循环2,变量i的初始值为1,持续循环2的处理的条件是变量i为在S19中确定出的划分后程序块组的数量以下,变量i每进行1次循环就加上1。
在循环2的处理中,首先,变换程序1411针对处理对象的划分后程序块组[i](确定出的划分后程序块组的第i个程序块组)中的加工处理,根据变换目标NC切削加工机20的主轴刚性和工具刚性,决定要使用的工具的工具径向的工具路径校正量(S20)。在此,作为工具径向的工具路径校正量的决定方法,可以根据变换目标NC切削加工机20的主轴刚性和工具刚性,在该步骤中进行计算,也可以根据变换目标NC切削加工机20的主轴刚性和工具刚性,确定预先计算出的工具路径校正量。另外,在划分后程序块组中的切削时的工具的挠曲量发生变化的情况下,作为工具路径校正量,可以设为与最大的挠曲量对应的工具路径校正量,也可以设为与最小的挠曲量对应的工具路径校正量,还可以设为与平均的挠曲量对应的工具路径校正量。
接着,变换程序1411生成包含使变换目标NC切削加工机20执行决定出的工具路径校正量的路径校正的地址在内的程序块(校正程序块)(S21)。在此,校正程序块在NC切削加工机20中执行时,例如也可以设为如下程序块:变更与NC切削加工机20中的存储器上的工具形状参数不同的参数且对工具直径校正用地址(例如,G41、G42(JIS B 6314))造成影响的存储器上的参数的值。在此,工具形状参数是在使用工具直径校正用地址时标准参照的参数,例如,也存在由用户手动设定的情况。在要变更该工具形状参数时,无法使用手动设定的值,在执行该NC切削加工机20中的其他NC程序时可能产生不良情况。与之相对地,如上所述,通过校正程序块来变更与该工具形状参数不同的参数,由此能够适当地防止这样的不良情况的产生。另外,这样,在校正程序块中,成为指定与工具形状参数不同的参数的表记,因此,使用校正后的NC程序的用户能够容易地目视确认并掌握校正程序块,能够容易地掌握基于校正程序块的工具路径校正量。
接着,变换程序1411将生成的校正程序块***到划分程序块组的开头,即非接触程序块之前(S22)。此外,也可以是制作新的校正程序块,不在非接触程序块之前***校正程序块,而在非接触程序块中包含使变换目标NC切削加工机20执行决定出的工具路径校正量的路径校正的地址,由此制作校正用的程序块。
接着,变换程序1411在校正程序块之前***表示追加了校正程序块的注释的程序块(注释程序块)(S23)。
之后,在变量i超过了在S19中确定出的划分程序块组的数量的情况下,即,在以确定出的所有划分程序块组为对象执行了循环2的处理的情况下,脱离循环2,变换程序1411使处理进入到步骤S24。
在步骤S24中,变换程序1411将处于工作区域的制作出的全部程序块作为变换后的NC程序(变换目标用NC程序1425),储存在存储资源14的存储器中。
接着,对具体的进行针对工件的加工处理的变换源用NC程序的变换处理进行说明。
图22是表示一实施方式的工件的切削前的形状的图。图22的(A)表示俯视图(XY平面图),图22的(B)表示侧视图(YZ平面图),图22的(C)表示侧视图(XZ平面图)。
工件300在切削前,在一部分形成有切口302,在俯视图中为大致矩形形状。在工件300的Y轴的负方向(图22的(A)的右方向)侧形成有开口部301,所述开口部301形成有沿Z轴方向延伸的圆柱状的孔。工件300的高度越是朝向X轴的正方向越高。
图23是表示一实施方式的工件的切削后的目标形状的图。图23的(A)表示俯视图(XY平面图),图23的(B)表示侧视图(YZ平面图),图23的(C)表示侧视图(XZ平面图)。
工件300的切削后的目标形状相对于切削前的工件300,在X轴的负侧的附近和Y轴的负侧的附近形成有连续的台阶部303。
图24是表示一实施方式的工件的切削处理中的形状的图。图24表示到达图23所示的目标形状之前的工件的形状。此外,图中的虚线表示目标形状。
如图24所示,在目标形状到达前的工件300中,成为残留有最后应切削的最终切削部分304、305的状态。
接着,对用于执行切削处理(最终切削处理)的NC程序的记述进行说明,所述切削处理(最终切削处理)针对工件300从图24所示的状态起切削最终切削部分304、305。
图25是对一实施方式的校正前的NC程序的记述和对应的工件的切削处理中的工具的路径进行说明的图。图25的(A)表示最终切削处理中的工具路径,图25的(B)表示校正前的NC程序的与最终切削处理对应的部分的记述。
校正前的NC程序包含:使工具从图25的(A)所示的A点直线地移动到B点而进行切削的程序块501、使工具从B点圆弧状地移动到C点而进行切削的程序块502、及使工具从C点直线地移动到D点而进行切削的程序块503。
在使工具从C点移动到D点时,若工具从C点开始移动,则切削部分的厚度(高度)缓缓变厚,因此,施加于工具的切削阻力缓缓上升。之后,在相当于开口部301的部分,工具与工件不接触,因此,切削阻力消失。之后,若工具通过相当于开口部301的部分,则再次与工件接触,切削部分的厚度进一步变厚,因此,切削阻力进一步上升。
根据该校正前的NC程序,在使工具从C点直线地移动到D点而进行切削的程序块503中,始终为相同的工具宽度校正量,因此,在接近切削阻力不同的C点的一侧和接近D点的一侧,切削量不同,从作为目标的形状偏离,切削精度降低。
接着,对变换用于执行切削处理(最终切削处理)的校正前的NC程序的变换处理及校正后的NC程序进行说明,所述切削处理(最终切削处理)针对工件300从图24所示的状态起切削最终切削部分304、305。
图26是对一实施方式的校正后的NC程序的记述和对应的工件的切削处理中的工具的路径进行说明的图。图26的(A)表示最终切削处理中的工具路径,图26的(B)表示校正后的NC程序的与最终切削处理对应的部分的记述。此外,在图26的(B)中,针对从校正前的NC程序的追加和变更部位,以粗体&斜体进行表示。此外,在以下的说明中,适当参照图21和图25的内容进行说明。
在图21所示的变换处理的步骤S12中,作为非接触部分工具路径,检测从A点到与工件300接触为止的期间和相当于开口部301的部分。
在循环1的处理中,关于从A点到与工件300接触为止的期间的非接触部分工具路径,程序块501被确定为特定程序块,生成与非接触部分工具路径的前部的路径(从A点到E点)对应的程序块603、和与包含非接触部分工具路径的后部的路径、工具与工件接触的路径的路径(从E点到B点)对应的程序块604,与程序块501进行替换。此外,在程序块中不包含起点的信息,因此,作为记述,程序块604与程序块501相同。
另外,在循环1的处理中,关于与开口部301相当的部分的非接触部分工具路径,程序块503被确定为特定程序块,生成工具与工件接触的路径、与非接触部分工具路径的前部的路径(从C点到F点)对应的程序块606、与非接触部分工具路径的仅中间的路径(从F点到G点)对应的程序块609、与包含非接触部分工具路径的后部的路径、工具与工件接触的路径的路径(从G点到D点)对应的程序块610,与程序块503进行替换。
之后,在步骤S19中,确定在作为非接触程序块的程序块603和程序块609之前划分出的程序块组(划分后程序块组)。即,将程序块603~程序块606、程序块609及程序块610确定为划分后程序块组。
在循环2中,针对程序块603~程序块606的划分后程序块组,决定与到B点为止的加工处理对应的工具路径校正量(图中的计算值1),将进行该工具路径校正量的校正的程序块602(校正程序块)***到程序块603之前,将表示***了校正程序块的注释的程序块601(注释程序块)***到该程序块602之前。通过该结构,在工具不与工件接触的程序块603之前执行进行校正的程序块602,因此,能够防止在切削中途校正工具路径,能够适当地防止切削中途的校正引起的对工件产生台阶等。
另外,在循环2中,针对程序块609及程序块610的划分后程序块组,决定与从G点到D点为止的加工处理对应的工具路径校正量(图中的计算值2),将进行该工具路径校正量的校正的程序块608(校正程序块)***到程序块609之前,将表示***了校正程序块的注释的程序块607(注释程序块)***到该程序块608之前。通过该结构,在工具不与工件接触的程序块609之前执行进行校正的程序块608,因此,能够防止在切削中途校正工具路径,能够适当地防止切削中途的校正引起的对工件产生台阶等。另外,根据该处理,在校正前的NC程序中,能够制作能够针对作为1个程序块的切削处理中的一部分切削处理适当地校正工具路径的NC程序,因此,在切削处理中,能够更详细地进行路径校正,工件的切削精度得以提高。
这样制作出的程序块601~610为与校正前的NC程序的程序块501~503对应的变更后的NC程序的部分。
根据变更后的NC程序,在A点~E点之间进行与E点~B点的切削处理相适合的工具直径校正量的校正,能够以适当的精度执行E点~B点之间的切削处理,另外,在F点~G点之间进行与G点~D点的切削处理相适合的工具直径校正量的校正,能够以适当的精度执行G点~D点之间的切削处理。由此,能够提高针对工件的切削精度。此外,在图22至图26所示的例子中,示出了在使工具直线移动的路径中包含非接触部分的情况下,将1个程序块设为多个程序块的例子,但也可以在使工具沿着曲线移动的路径中包含非接触部分的情况下执行同样的处理。
<作用和效果>
根据上述的处理,考虑变换目标NC切削加工机20的至少与刚性相关的信息,将面向变换源NC切削加工机20调整后的变换源用NC程序变换为变换目标用NC程序,因此,能够提高变换目标NC切削加工机20中的加工处理的加工精度。另外,根据上述的处理,能够进行与切削处理相适合的工具路径校正量的校正。另外,能够防止在切削中途进行校正,因此,能够适当地防止在工件产生因切削中途的校正而产生的台阶等。另外,利用校正前的NC程序的程序块来分割1个程序块,或追加校正程序块,因此,能够有效地利用校正前的NC程序的记述,并且校正工具路径校正量,因此,阅读了校正前的NC程序的用户能够容易理解校正后的NC程序。另外,在校正后的NC程序中追加了表示变换后的部分的注释,因此,能够更容易地实现用户对于校正后的NC程序的理解。
<与变换用计算机相关的变化>
此外,本发明并不限定于上述的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够适当变形而实施。另外,也可以组合使用下述所说明的处理。
《变换目标环境的过滤处理》
在结构信息取得程序1412的过滤处理中,也可以进行以下的处理。
*变换目标NC切削加工机的候补(变换目标加工机指定区域110的设定候补或选择候补)
例如,作为设定为变换目标NC切削加工机或筛选为该选择候补的候补NC切削加工机,也可以是包含变换源NC切削加工机20的全部功能的其他NC切削加工机20。具体而言,例如,在变换源NC切削加工机20为铣床、钻床的情况下,也可以将候补NC切削加工机作为加工中心。另外,在变换源NC切削加工机为3轴的加工中心的情况下,也可以将候补NC切削加工机设为5轴的加工中心。
另外,作为设定为变换目标NC切削加工机或筛选为该选择候补的候补NC切削加工机,也可以是能够执行在变换源用NC程序1424中记述的全部处理工序的NC切削加工机。例如,即使变换源NC切削加工机是5轴的加工中心,在变换源CN程序1424中记述的全部处理工序能够在3轴的加工中心执行的情况下,也可以将候补NC切削加工机设为3轴的加工中心。
另外,也可以将只能装填比在变换源用NC程序1424中使用的工具数少的工具数的NC切削加工机20从候补NC切削加工机中排除。
*工具集的候补(变换目标工具集指定区域112的设定候补或选择候补)
在使NC程序的变换处理简化的情况下,作为变换目标工具集的候补,也可以设为与变换源工具集的工具数相同工具数的工具集。此外,从加工精度的方面出发,作为候补,有时优选设为与变换源工具集相同的工具数。这是因为,例如在变换源中,在通过3个工具以粗加工工序、中加工工序、精加工工序这样的工序数及顺序进行变换的情况下,即使通过2个工具进行粗加工工序、精加工工序这样的工序数及顺序,也难以得到与变换源同样的加工精度。此外,也可以针对各工具TL存储这样的用途,将包含变换源工具集所包含的工具TL的全部用途的工具集作为候补。
另外,作为变换目标工具集的候补,也可以设为包含与变换源工具集的各工具相同种类的工具的工具集。在此,相同的种类也可以设为用途相同的种类。
另外,也可以从变换目标工具集的候补中排除包含未预先取得必要的信息的工具的工具集。
《基于工具TL的用途信息的槽编号变换处理》
作为使变换程序1411的变换处理简化的1个方法,利用图19的画面的作业者也可以针对变换目标环境的工具集所包含的工具TL,设定输入与和变换前环境的工具TL相同用途的变换目标环境的工具相同的槽编号这样的用户的输入规则。这样的规则可能因用户的失误而无法遵守。作为其对策,结构信息取得程序1412也可以针对工具集所包含的工具TL分别受理用途(例如粗加工工序用、中加工工序用、精加工工序用)的输入,储存在个别工具信息1423中,利用该信息来解决。具体而言,该程序读出选择出的变换源环境的工具集所包含的工具TL的用途与槽编号的对应(称为对应1)、及选择出的变换目标环境的工具集所包含的工具TL的用途(变换目标工具用途),检索具有与变换目标工具用途相同的用途的对应1,将该对应1的槽编号作为变换目标工具集的槽编号。
《临时槽编号变换处理的导入》
在上述的实施例中,在变换目标环境中,在决定了在哪个槽编号中能够收纳哪个工具TL之后,进行基于变换程序1411的变换处理。但是,在考虑了变换目标环境中的加工效率的情况下,存在想要在变换处理后动态地决定收纳各工具的槽的情况。例如,存在变换处理需要长时间(例如1天)程度的情况,因此,想要立即开始变换,但变换目标环境中的其他加工作业也动态地变换,因此,在变换开始时有时无法确定槽编号与工具TL的关系。
作为其对策,也可以将在图19的画面中输入或选择出的各工具的槽编号视为临时的槽编号而进行基于变换程序1411的变换处理,之后进行将临时槽编号变换为实际的槽编号的处理(称为临时槽编号变换处理)。此外,在以后的说明中,有时将进行临时槽变换处理的程序称为临时槽变换程序。此外,临时槽编号变换处理可以在图20的下载画面中按下下载按钮210而开始下载之前进行,或也可以在下载后由现场用计算机30通过其他程序来执行。此外,每当执行临时槽编号变换处理时所需的信息,即相对临时槽编号和实际的槽编号的变换信息(槽编号变换信息)在执行临时槽编号变换处理之前且在执行基于变换程序1411的变换处理之后,通过用户的输入而储存在变换用计算机10或现场用计算机30中。此外,优选临时槽编号是数字,但也可以是其他识别符。关于临时槽编号变换处理的导入,能够在决定在各槽中收纳哪个工具TL之前,也将基于变换程序1411的高负荷或长时间的处理的执行定时作为对象,因此,作为结果,也可以说能够进行变换用计算机10的计算机资源的有效利用。
此外,对作为变换目标环境而选择出的工具集内的工具TL赋予的临时槽编号,也可以在基于变换程序1411的变换处理开始前如下述那样确定。无论在哪种情况下,确定出的工具TL与临时槽编号的关系都储存在个别工具信息中,在槽编号变换处理时进行参照。
*选择出的工具集内的工具TL的排列顺序。排列顺序考虑显示顺序、数据储存顺序、根据工序的顺序,但也可以是其他顺序。
*通过所述的“根据工具TL的用途信息的槽编号变换处理”来赋予。
此外,关于槽编号变换信息的输入,简单地将临时槽编号与实际的槽编号的关系输入至计算机即可,但在临时槽编号以哪个工具TL为对象未知的状况下难以输入。因此,在变换信息输入画面中,也可以将分配了临时槽编号的工具TL的信息在该变换信息输入画面中匹配地进行显示。
《现场用计算机的其他利用方式1》
另外,在上述实施方式中,对使变换用输入画面100和下载确认画面200显示于显示用计算机F30或变换用计算机10的用户接口13来受理输入的例子进行了说明,但本发明不限于此,也可以使变换用输入画面100和下载确认画面200显示于任一现场用计算机30来受理输入,例如,也可以显示于变换目标的NC切削加工机20所在场所的现场用计算机30来受理输入。另外,也可以使变换用输入画面100的一部分显示于变换源的NC切削加工机20所在的场所的现场用计算机30来受理输入,使变换用输入画面100的残留部分显示于变换目标的NC切削加工机20所在的场所的现场用计算机30来受理输入。
《基于变换程序的其他变换处理1》
作为将变换源用NC程序1424变换为变换目标用NC程序1425的处理,变换程序也可以进行图27及下述所示的处理。
*(步骤A1)进行使用了变换目标NC切削加工机的结构物的刚性或形状、工件的加工前的形状、产品形状、变换源用NC程序、工件的切削阻力的至少一部分信息的加工中的物理现象的模拟。由此,考虑变换目标NC切削加工机的结构物的加工中的变形来预测工件的加工中的形状。此外,该模拟例如考虑通过使用了有限元法的变形解析程序来进行,但也可以通过其他程序来进行。图29表示模拟模型。在图29中示出了在因产生切削阻力F_r使得工具的刀尖发生了δ位移的情况下,抵消切削阻力F_r的力根据将工具视为板簧时的复原力(工具的刚性相关)F_b和将主轴视为扭簧时的复原力(也视为力矩。主轴的刚性值相关)F_s而产生的模型。如果根据这样的模型,则能够得到刀尖的位移δ,能够预测工件的加工中的形状。
*(步骤A2)根据工件的预测形状与工件的目标形状的比较来计算误差。此外,工件的目标形状是指在加工中没有变换目标NC切削加工机的结构物的变形的情况下的加工中的工件形状。此外,在将步骤A1的刀尖的位移δ视为误差的情况下,也可以省略本步骤。
*(步骤A3)在变换源用NC程序中追加或变更消除该误差(切削误差)的记述(所述的工具直径校正、工具长度校正、工具磨损校正、进给速度、切削速度等),作为变换目标用NC程序进行储存。
由此,通过执行变换目标用NC程序,能够在变换目标NC切削加工机中进行切削误差少的加工。
《基于变换程序的其他变换处理2》
作为使用变换源用NC程序1424而变换为变换目标用NC程序1425的处理,变换程序也可以进行图28及下述所示的处理。此外,下述步骤也可以与上述步骤A1至A3组合。
*(步骤B1)在机器学习程序中以教育数据进行教育。教育数据例如考虑机床的结构物的刚性、工件的切削阻力、过去加工时的NC程序、工件的加工前的形状、产品形状、与加工后的产品形状的误差,但也可以追加其他值,或作为代用来使用。
*(步骤B2)将变换目标NC切削加工机械的结构物的刚性或形状、工件的加工前的形状、产品形状、变换源用NC程序1424、工件的切削阻力中的至少一部分输入到机器学习程序中,取得误差。
*(步骤B3)在变换源用NC程序1424中追加或变更消除该误差的记述(所述的工具直径校正、工具长度校正、工具磨损校正、进给速度、切削速度等),作为变换目标用NC程序1425进行储存。
《与作业者的作业范围对应的画面的划分》
如图17所示,在场所A与场所B比较远的情况下,如图17所示,考虑按场所配置不同的作业者。这样的情况下,考虑各作业者负责基于各自配置的场所所包含的变换源环境或变换目标环境的加工、在图18至图20中说明的变换目标环境的信息及变换源环境的信息的测量和对变换用计算机的输入。作为与这样的情况相适合的画面,也可以如下述那样分割图19及图20。此外,在以下的说明中,对将画面作为主语的说明进行了一部分,但实际上通过由CPU执行由各现场用计算机执行的程序来达成。
<<<变换源环境的作业用计算机>>>
在变换源环境的作业用计算机30中,考虑显示图19的区域100A(至少NC程序名101)及100B。这是因为,在这些区域中应输入的信息是相对地在变换源环境中得到的信息,因此,使变换源环境的作业者进行输入是有效的。但是,不需要显示图19的区域100A和100B中包含的所有输入区域。赋予预定的识别符(以后,有时称为库名)地将由变换前环境的作业用计算机输入的信息储存在变换用计算机10中。此外,这些输入作为在变换前环境中能够以预期的误差进行加工的信息也是有用的。
<<<变换目标环境的作业用计算机>>>
在变换目标环境的作业用计算机中,考虑显示图19的区域100C。这是因为,在这些区域中应输入的信息是相对地在变换目标环境中得到的信息,因此,使变换目标环境的作业者进行输入是有效的。为了调用由变换源环境的作业用计算机30输入的内容,在变换目标环境的作业用计算机的画面中包含指定所述的库名的区域。由此,能够适当地确定变换源环境中的输入,能够确定基于变换程序1411的变换处理所需的信息。但是,仅通过库名,变换源环境的信息是不明确的,难以进行适当的变换目标环境的输入。因此,在变换目标环境的作业用计算机的画面中,也可以在指定了库名之后,显示与库名对应的输入信息。
以上,对变换源环境和变换目标环境的现场计算机中的显示划分的一例进行了说明。根据本例,变换源环境的作业者无论是否进行1次输入作业,都能够制作能够在多个变换目标环境中执行的变换目标用NC程序1425。此外,在变换源环境经年变化的情况下,也可以指定经年变化前的库名,可以输入经年变化后的环境作为变换目标环境。
<<<其他>>>
另外,在上述实施方式中,也可以通过硬件电路进行CPU11进行的处理的一部分或全部。另外,上述实施方式中的程序可以从程序源进行安装。程序源也可以是程序发布服务器或非易失性的存储介质(例如可移动型的存储介质)。
在上述实施方式中,检测工具不与工件接触的非接触部分工具路径,以与非接触部分工具路径对应的程序块为基准将NC程序分为多个程序块组,在该程序块组的执行切削的程序块之前生成进行工具路径校正的程序块,但例如也可以以施加于工具的切削阻力的拐点为基准,将NC程序分为多个程序块组,在成为切削阻力的拐点的部分之前生成进行工具路径校正的程序块。
另外,在上述实施方式中,追加表示追加了校正程序块的注释,但例如在分割了程序块时,也可以将与程序块的分割源的记述的差异作为注释来追加,另外,在变更了一部分的情况下,也可以追加表示与变更前的对应关系的注释。
变换源NC程序也可以是在通过CAM程序从目标形状数据生成之后,且在通过加工机进行切削之前的NC程序。此外,该情况下的工具集也可以输入通过CAM程序生成NC程序时的工具数据。另外,工具路径校正量的决定,除了上述的主轴刚性或工具的刚性以外,也可以根据工件W的刚性、工件W的切削中的热膨胀量(换言之,切削后的热收缩量)来进行。
在上述说明中,作为加工机主要以加工中心为例进行了说明,但只要能够进行NC控制,也可以是其他加工机。
在上述说明中,部分省略地对现场用计算机与变换用计算机的数据收发进行了说明,当然,在现场用计算机与变换用计算机之间进行数据收发。例如,在变换用计算机中执行变换程序1411,并且,在现场用计算机中进行用户接口显示、基于该操作的信息显示或信息输入的情况下,在现场用计算机中执行承担在现场用计算机中由结构信息取得程序负责的处理的一部分的程序。并且,承担该一部分的程序将输入的信息发送到变换用计算机,或承担该一部分的程序接收从变换用计算机发送的显示用信息,进行用户接口显示。
符号说明
1…制造工序设计***、10…变换用计算机、11…CPU、12…网络接口、13…用户接口、14…存储资源、20…NC切削加工机、21…NC控制器、25…工具库、25a、25b、25c…槽、26…工具更换部、30…现场用计算机、50…工具集、1000…加工处理***、W…工件、TL…工具、F11…网络、F20…管理计算机、F30…显示用计算机、F40…锻造工艺设计计算机、F41…CPU、F42…网络接口、F43…用户接口、F44…存储资源。
Claims (15)
1.一种制造工序设计方法,设计包含用于从预定的工件制造产品的锻造工序及切削工序的制造工序,其特征在于,
所述制造工序设计方法包括以下步骤:
步骤A,根据所述产品的形状,生成所述锻造工序的目标形状即锻造目标形状;
步骤B,根据所述锻造目标形状、在所述锻造工序中使用的冲压设备的锻造载荷及所述锻造工序前的工件形状即第一时间点工件形状,生成包含1个以上的工序的锻造工序方案,并且生成基于所述锻造工序方案的模拟执行结果的锻造工序后的所述工件的形状即推定工件形状;
步骤C,根据所述产品形状和所述推定工件形状,生成所述切削工序用的变换源用NC程序;以及
步骤D,根据所述变换源用NC程序计算所述切削工序的切削成本,显示所述制造工序中的所述锻造工序方案和所述切削工序的所述切削成本。
2.根据权利要求1所述的制造工序设计方法,其特征在于,
包括步骤E,根据在执行所述切削工序的预定的加工机中使用的工具或设备的刚性或挠曲量以及所述变换源用NC程序,对从所述推定工件形状生成所述产品的形状的切削工序中的力学模拟进行处理。
3.根据权利要求2所述的制造工序设计方法,其特征在于,
包括步骤F,显示所述力学模拟的处理结果。
4.根据权利要求2所述的制造工序设计方法,其特征在于,
包括步骤G,根据所述力学模拟的处理结果,生成变换目标用NC程序,该变换目标用NC程序是进行了使所述设备的刚性或工具的挠曲量引起的切削误差减少的校正而得到的。
5.根据权利要求4所述的制造工序设计方法,其特征在于,
包括步骤H,显示所述力学模拟的处理结果,并且在所述变换目标用NC程序中显示进行所述工具的路径的校正的位置。
6.根据权利要求1所述的制造工序设计方法,其特征在于,
包括步骤I,生成针对在所述步骤B中生成的所述推定工件形状,考虑到所述锻造工序中的误差而进行了增厚的校正推定工件形状,
在所述步骤C中,代替所述推定工件形状而根据所述校正推定工件形状,生成所述变换源用NC程序。
7.根据权利要求4所述的制造工序设计方法,其特征在于,
在所述步骤G中,
根据所述变换源用NC程序中的多个程序块,确定执行所述变换源用NC程序的加工机的工具在与所述程序块对应的处理中不与工件接触的路径即非接触部分工具路径,
确定仅将所述非接触部分工具路径作为路径的程序块即非接触程序块,
决定按照后续程序块的所述工件的加工处理中的工具径向的工具路径校正量,该后续程序块是接续所述非接触程序块的1个以上的程序块,
在所述后续程序块之前,制作包含用于以所述工具路径校正量校正所述工具的路径的记述的程序块。
8.根据权利要求7所述的制造工序设计方法,其特征在于,
在所述非接触部分工具路径是与包含所述非接触部分工具路径的第一程序块对应的路径的一部分的情况下,生成与所述非接触部分工具路径的至少一部分的路径对应的程序块即分割完成非接触程序块、和与所述第一程序块的所述分割完成非接触程序块的路径以外的路径对应的1个以上的分割完成程序块,
将所述第一程序块变换为所述分割完成非接触程序块和所述分割完成程序块,
将所述分割完成非接触程序块作为所述非接触程序块进行处理。
9.根据权利要求8所述的制造工序设计方法,其特征在于,
在所述非接触部分工具路径是与包含所述非接触部分工具路径的所述第一程序块对应的路径中的中间部分的情况下,生成与包含比所述非接触部分工具路径靠前的路径和所述非接触部分工具路径内的前侧的路径的路径对应的分割完成前程序块、与对应于所述分割完成非接触程序块的所述非接触部分工具路径的仅中间部分的路径对应的分割完成中间程序块、及与包含所述非接触部分工具路径的后侧的路径和比所述非接触部分工具路径靠后的路径的路径对应的分割完成后程序块,
将所述第一程序块变换为所述分割完成前程序块、所述分割完成中间程序块及所述分割完成后程序块,
将所述分割完成中间程序块作为所述非接触程序块进行处理。
10.一种制造工序设计***,设计包含用于从预定的工件制造产品的锻造工序及切削工序的制造工序,其特征在于,
所述制造工序设计***包含处理器,
所述处理器执行以下处理:
处理A,根据所述产品的形状,生成所述锻造工序的目标形状即锻造目标形状;
处理B,根据所述锻造目标形状、在所述锻造工序中使用的冲压设备的锻造载荷、及所述锻造工序前的工件形状即第一时间点工件形状,生成包含1个以上的工序的锻造工序方案,并且生成基于所述锻造工序方案的模拟执行结果的锻造工序后的所述工件的形状即推定工件形状;
处理C,根据所述产品形状和所述推定工件形状,生成所述切削工序用的变换源用NC程序;以及
处理D,根据所述变换源用NC程序计算所述切削工序的切削成本,显示所述制造工序中的所述锻造工序方案和所述切削工序的所述切削成本。
11.根据权利要求10所述的制造工序设计***,其特征在于,
所述处理器执行以下处理:
处理E,根据在执行所述切削工序的预定的加工机中使用的工具或设备的刚性或挠曲量、所述变换源用NC程序,对从所述推定工件形状生成所述产品的形状的切削工序中的力学模拟进行处理。
12.根据权利要求11所述的制造工序设计***,其特征在于,
所述处理器执行以下处理:
处理F,显示所述力学模拟的处理结果。
13.根据权利要求11所述的制造工序设计***,其特征在于,
所述处理器执行以下处理:
处理G,根据所述力学模拟的处理结果,生成变换目标用NC程序,该变换目标用NC程序是进行了使所述设备的刚性或工具的挠曲量引起的切削误差减少的校正而得到的。
14.根据权利要求13所述的制造工序设计***,其特征在于,
所述处理器执行以下处理:
处理H,显示所述力学模拟的处理结果,并且在所述变换目标用NC程序中显示进行所述工具的路径的校正的位置。
15.根据权利要求10所述的制造工序设计***,其特征在于,
所述处理器执行以下处理:
处理I,生成针对在所述处理B中生成的所述推定工件形状,考虑到所述锻造工序中的误差而进行了增厚的校正推定工件形状,
在所述处理C中,代替所述推定工件形状而根据所述校正推定工件形状,生成所述变换源用NC程序。
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