JP3878516B2

JP3878516B2 - Ｎｃデータの工具軌跡表示方法及びｎｃデータ解析方法

Info

Publication number: JP3878516B2
Application number: JP2002180627A
Authority: JP
Inventors: 通山本; 孝男長谷部
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: JP2004021953A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＣデータの工具軌跡表示方法及びＮＣデータ解析方法、特にＸＹＺの３軸送りで加工物を加工するＮＣデータの工具軌跡を表示するときの表示方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加工機器を用いて複雑な加工をするときにはＮＣ制御加工が好適であり、ＣＡＤ／ＣＡＭにより作成されたＮＣデータを用い、高速送り機能を搭載したマシニングセンタにて高精度かつ高効率でこのような複雑な加工を行うことができる。この種の加工としては、例えば金型等の機械加工が知られている。
【０００３】
このように、複雑な形状加工に対して最適な加工軌跡を与えるために、ＮＣデータは最も重要な役割を果たす。しかしながら、ＮＣデータはあらゆる制御指令を内蔵するようになり、そのデータ量が膨大となり、一旦作成したＮＣデータの良否判定を行うことが困難になるという問題が生じていた。
【０００４】
もちろん従来においても、完成されたＮＣデータは各種の表示形式によってモニタ上に表示され、内蔵されている工具種類、面粗さ、精度許容値等の各種テーブルのチェックが行われる。また同様に、ＮＣデータの心臓部でもあるＸＹＺの３軸に沿った加工軌跡も同様にモニタ上に表示され、加工軌跡自体の良否あるいは工具の他部位との衝突干渉等のチェックをモニタ上でシミュレーションして、その良否が確認されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したように、ＮＣデータ自体のデータ量が膨大であり、また複雑精緻な加工を行う場合の微妙な加工状況を、単なるモニタ上の視覚表示にて確認するのみでは正確な良否判断を行うことが困難であった。
【０００６】
更に、このようなＮＣデータを用いて実際に加工が行われたときに、加工物に加工痕が生じた場合、その原因である痕因究明を迅速かつ正確に行わなければならず、この痕因追求に対応するＮＣデータの適切な表示方法がないという問題があった。
【０００７】
一般に、前述した加工痕に対しては、基本的に２種類の痕因が考えられる。第１はＮＣデータの不良であり、第２は加工機側の原因である。
【０００８】
従来においては、加工物に加工痕が発見されたとき、いずれの側に原因があるかを直ちに判定することはできず、常に両者を並列的に調査しながら痕因の解析を行うということが一般に行われていた。しかしながら、このような従来手法によっては、痕因の解明に多大な時間が必要となり、特に前述したように近年のＮＣデータは膨大なデータ量を有し、これを全て解析することが極めて難しかった。
【０００９】
本発明は上記従来に課題を解決するためになされたものであり、その目的は、従来にない新たな加工軌跡の表示方法を提供すること、及びこのような表示方法を用いて加工物の痕因を迅速に解析する手法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、ＸＹＺの３軸送りで加工物を加工するＮＣデータの工具軌跡を特定のルールに従った表示属性で表示することを特徴とする。
【００１１】
すなわち、工具軌跡を表示するＸＹＺの３軸から選択された１の特定軸に対して、その特定軸に沿った基点位置から分割幅毎に特定軸方向の領域を指定し、前記各領域に対してそれぞれ異なる表示属性を与え、上記特定軸に対しては前記領域毎の表示属性に従った表示形態で、工具軌跡をＸＹＺの３軸に沿って表示することを特徴とする。
【００１２】
従って、本発明によれば、特定軸に対する分割幅の領域毎に表示属性が異なるので、特定軸に沿った工具軌跡の周期性等を容易に判別することが可能となる。
【００１３】
また、本発明によれば、上記表示方法によって表示された工具軌跡を用いてＮＣデータの良否判定を行うことができる。
【００１４】
すなわち、当該ＮＣデータを用いて加工された加工物に加工痕が生じた場合、前述した本発明に係る工具軌跡の表示を用いて加工痕の痕因がＮＣデータに起因するのかあるいは加工機側に起因するのかの判定を容易に行うことができる。
【００１５】
すなわち、本発明によれば、前記加工物の加工痕から痕因被疑軸例えばＸＹＺの３軸からＺ軸を特定するとともに、このＺ軸方向の痕周期を周期を有すると判断される加工物の加工痕から求める。
【００１６】
そして、ＮＣデータの工具軌跡を表示する３軸中の前記特定された例えばＺ軸に対していずれか１の痕位置を基点位置として加工物の加工痕から求めた痕周期毎に特定軸方向の領域を指定し、前述したように相互に異なる表示属性でＸＹＺの３軸に沿った工具軌跡の表示を行う。
【００１７】
本発明においては、加工物の加工痕と前記表示属性によって描かれた工具軌跡の表示パターンとが一致しているときには、加工物の加工痕は有周期痕であり、ＮＣパターンが良性、すなわち正常であり、一方、加工機側に痕因があると推定する。
【００１８】
すなわち、周期的欠点である有周期痕は加工機に特有なものであり、ＮＣデータ自体にはほとんどありえないことから、加工痕が発生した場合、それが有周期痕であるならば、原因は加工機にあるということが経験的に断定できる。その場合ＮＣデータの検証作業は不要で加工機の不具合のみを調べれば良い。例えば図５で示される斜面のような単純な形状を加工して発生した加工痕が有周期痕であるかどうかは容易に判断できるが、図６の様な複雑な曲面の加工で発生した場合、加工痕の形状も複雑になるためそれが有周期痕であるかどうかは目視では判別できないことが多い。
【００１９】
本発明においては、前述したように、特定軸に対する分割の領域毎に表示特性が異なるので、特定軸に沿った工具軌跡の周期性を容易に判別することが可能となる。
【００２０】
特に、図６のような複雑な形状加工の結果発生した複数の加工痕が有周期痕であるかどうか判断できないものに対しても、本発明のＮＣデータの表示方法を適用して判断することが可能となる。
【００２１】
従って、加工機側に痕因があった場合には、ＮＣデータの解析を行うことなく、迅速に原因追及を行うことが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２３】
図１には、本発明に係る表示方法を実現するための表示装置の一例が示されている。ＮＣデータ入力部１０からはＸＹＺの３軸に関する全てのデータが入力され、軌跡情報抽出部１１はこれらのデータからＸＹＺ３軸に関する工具の加工軌跡情報のみを抽出し、その他の制御情報を除去する。これらの取り出された工具軌跡情報には更に、軌跡情報解析部１２により本発明において特徴的な所望の表示属性が与えられる。
【００２４】
つまり、本発明において特徴的なことは、３軸から選択された特定軸、例えばＺ軸に対して所望の基点位置から所定分割幅毎に特定軸方向の領域が指定され、この各領域に対して所定の表示属性が与えられることである。
【００２５】
この結果、本発明によれば、特定軸（Ｚ軸）に対して工具軌跡が等高線のように各領域毎に色あるいは表示線種等によって識別表示されることとなる。
【００２６】
従って、このような表示パターンによって特定軸に対する工具軌跡の特有な性格をモニタ上で容易に知ることができ、選択された表示属性によって描かれた工具軌跡の表示パターンに基づいて、各種のＮＣデータ解析が行われる。このような解析は、もちろん、当初予定した工具軌跡が正しく具現されているかの確認、実際に加工したときの加工痕との一致／不一致によるＮＣデータの良否判定あるいは各種の実験あるいは経験に基づいた加工種類別のパターン確認等を含む。
【００２７】
前述した表示属性を定めるために、図１に示した実施形態においては、軌跡属性設定部１３及び軌跡属性記憶部１４が設けられている。軌跡属性設定部１３は、分割された各領域に対して付与可能な表示色あるいは表示線種等を選択的に入力するものであり、これらの設定入力に基づいて軌跡属性記憶部１４は領域に分割するための特定軸、分割の基準となる座標値、分割幅の値、各分割領域に指定される表示色あるいは表示線種等を記憶し、これらのデータを軌跡情報解析部１２に対して供給する。
【００２８】
以上のようにして、特定軸に対しては所定の領域毎に表示属性が与えられ、他の軸データと共にこれらのデータは軌跡表示部１５に送られ、表示属性に従った工具軌跡のＸＹＺ３軸表示を行うことができる。このとき、表示モード記憶部１６は３軸表示に対して所望の視角、拡大率等に従った表示モードを任意に与えることができる。
【００２９】
図２には、前述した表示装置を用いて本発明に係る工具軌跡表示を行う概略的な工程及び表示形態を模式的に示す。
【００３０】
ＮＣプログラム２０は図１に示した表示装置によって処理され、図２に示されるように特定軸に関する領域が工程２１によって解析され、また、工程２２によって表示色決めが行われる。そして、この色決めに基づき、表示装置２３によって分割領域毎に色分けした表示が行われる。
【００３１】
図２において、符号２４で示す表示は、ＸＺ面におけるＺ軸に対する分割された各領域の異なる表示属性での表示パターンを示す。図において、所望の基点位置から所定の分割幅毎にＺ軸方向の領域が示され、このＸ軸から所定分割幅毎にＺ軸方向の領域が符号Ｅ，Ｄ，Ｃ，Ｂ，Ａで示されるように指定され、各領域毎に異なる属性の表示が行われる。図においては、この表示属性が表示線種の違いとして示されている。このようにして得られた工具軌跡は符号２５で示されるようにＸＹＺ軸の３軸に沿って表示され、描かれた工具軌跡の表示パターンを判定することによって、各種の解析が行われる。これらの解析は、ＮＣデータの良否、製品に加工痕が生じたときのＮＣデータに痕因があるか否かの判定、あるいは経験に基づくＮＣデータの問題点等をデータ管理者に情報として与えることができる。
【００３２】
図３には、異なる表示属性によって表示されたＸＹＺの３軸に沿った表示パターンの他の例が示されており、その内容は図２の符号２５で示したものと対応する。図３によれば、図２に示した実施形態とは異なる表示属性すなわちＡ色、Ｂ色の２種類にて表示属性が決定されている。
【００３３】
本発明において、分割幅で割り付けられた各領域は必ずしも全ての領域がそれぞれ独自の表示属性を有する必要はなく、図３のように、分割幅で分けられた各領域毎に隣接する領域のみ異なる表示属性を与えることが現実的であり、この場合には、単に２種類の表示属性を繰り返すのみで広い範囲の領域をパターン化することが可能となる。
【００３４】
以上のように、本発明によれば、工具軌跡を表示する際に、特定軸に対して所望の基点位置からの所定分割幅毎に指定した領域を異なる表示属性で表示することによって特定軸に対する特有の表示パターンが得られ、この表示パターンを解析することによって種々の有用な結論を得られることが理解される。この解析は、例えばＮＣデータを作成するときの良否判定に用いられ、また、経験に基づいてある種の加工に対して特定の表示パターンが得られるので、これらの表示パターンをインデックスとして膨大なＮＣデータの特定の部分のみを選択的に解析することが可能となる。
【００３５】
すなわち、ＮＣデータを用いて加工された複雑な形状加工の加工痕が図７で示されるように、有周期痕である可能性があると思われるものに対して、それを有周期痕と仮定して、加工痕から痕因被疑軸を例えばＺ軸として特定すると共に、３軸中の前記特定された軸に対していずれか１の痕位置を基点位置図７のａで示すＺ座標値とし、その痕跡と隣接する痕跡の差すなわち図７のｂを周期（ピッチ）と仮定して痕周期毎に特定軸方向の領域を指定し、各領域に対して所定の表示属性を与え工具軌跡を表示する。この結果、実際の加工痕が工具軌跡の領域の境目、例えば色分けの境目、と一致した場合は、前記の仮定は正しかったと考えられ有周期痕と判断でき、一致しなかった場合は有周期痕でないと判断される。なお、この入力値は加工物の実測値で入力されることが多いため、加工痕と表示とは厳密に一致しないことが考えられるが、有意な範囲で一致していると考えられればよい。
【００３６】
図４には、本発明に係る工具軌跡表示方法の更に詳細な実施形態がフローチャートで示されている。
【００３７】
ステップＳ１では、特定軸、分割幅、基点位置が最初に入力される。
【００３８】
例えば、本発明をＮＣデータ解析方法に用いる場合、好適な実施例としてはＮＣデータを用いて加工された加工物の加工痕から痕因を推定する場合が挙げられる。
【００３９】
すなわち、加工物において極めて僅かな縞目あるいは引っ掻き痕が検出される場合がある。このような小さな痕は一般的にその痕因究明解析が極めて難しく、特に加工機側に原因があるかまたはＮＣデータに原因があるかの特定が厄介である。加工機側の原因としてしばしば発見されるのは、機械の送り軸の周期的な欠点、例えば送りネジやギアの精度、送りモータのトルクリップル、位置検出器精度等の問題であり、これらが加工面に周期的なすじを発生させる。一方、ＮＣデータも必ずしも万全ではなく、指令される工具軌跡の座標点における座標値に誤りがある場合があり、これらは、確実に排除されなければならないが、膨大なＮＣデータからこのようなデータの誤りを検出することは容易ではない。
【００４０】
一旦加工物に前述した僅かな縞目あるいは引っ掻き痕が生じた場合、その痕因がＮＣデータにはないということが簡単に判定できれば、ＮＣデータの膨大な解析処理を行う必要がなくなり、作業を著しく簡易にすることができる。
【００４１】
このような改善は、特に有周期痕のような場合に有効であり、本発明によればこのような有周期痕とＮＣデータとの因果関係を迅速に判定することが可能となる。
【００４２】
従って、図４に示される特定軸分割幅、基点位置等は、前述した加工痕が発生したときの痕跡から痕因被疑軸を特定軸として推定することができる。また、このようにして被疑軸が特定されれば、周期を有すると判断される加工痕の痕跡の周期から前記軸方向の痕周期を求めこれを分割幅とすることができる。したがって、ステップＳ１においては、任意のデータ入力を行うこともできるが、同様に加工痕が発生した場合の痕跡から求められた特定のデータを入力することも可能であることが理解される。
【００４３】
本実施形態において、基点位置は、加工物に印されたいずれか１の痕位置を基点位置として定め、また、痕周期は痕跡の周期を前記選択された特定軸上に変換した痕周期として定めている。
【００４４】
本実施例における特定軸は、加工痕を観察することによって決定された痕因被疑軸とすることが有益であり、いずれを痕因被疑軸とするかは作業者の経験に基づいて決定される。
【００４５】
次に、ステップＳ２では、ＮＣデータの読み込みが行われる。一般にＮＣデータはブロックに分割されており、ステップＳ２ではブロック毎の読み込みが行われる。この読み込まれたブロックＮＣデータはステップＳ３によってエンドコードであるか否かが判定され、エンドコードである場合には、ＮＣデータがこれ以上ないために処理を終了し、そうでない場合にはステップＳ４に進む。各ブロックデータは必ずしも工具軌跡データとは限らず、それ以外の制御データをも含むので、ステップＳ４においては軌跡データすなわち座標値のみが取り出され、それ以外の制御データである場合にはステップＳ１０からステップＳ２へ戻る。
【００４６】
ステップＳ４で抽出された軌跡データはステップＳ５において特定軸座標のみが座標値Ｈとして抽出される。ステップＳ６では、Ｚ軸の全ての座標値Ｈに対して基点（Ｋ）との差（ｈ１）を求める。
【００４７】
次に、ステップＳ７において前記差分ｈ１を分割幅Ｂで除し、整数部分（Ｓ）を求め、これに所定の表示属性に従って表示色を対応表から与え（ステップＳ８）、ステップＳ９にて表示装置上に読み込んだブロックの表示位置に対応する点にその色をプロットする。以上の操作をエンドブロックが出るまで繰り返すことにより、前述した図３で示した工具軌跡を描くことができる。ステップＳ９における表示は、所定の表示属性を与えられた特定軸ばかりではなく、他の２軸に対しても行われる。
【００４８】
以上のようにして、工具軌跡は与えられた表示属性によって描かれ、この表示パターンを観察することによってＮＣデータの解析が行われる。
【００４９】
前述したように、加工痕の解析時においては、所定の表示属性によって描かれた工具軌跡の表示パターンが、加工物の加工痕と一致したときには、加工物の加工痕は有周期痕であり、ＮＣデータは良性すなわち正常でむしろ加工機側に痕因があると推定することが可能となる。従って、この場合には、大量のＮＣデータを全て分析チェックする必要がなくなり、加工痕の痕因追求を極めて短時間に行うことができるという利点がある。
【００５０】
なお、本発明において、基点位置、分割幅は実測して決めても良く、またランダムな数値を入力しトライ＆エラーを繰り返したり、加工機が従来から持つ経験的な値を入力することで、一致する値を求めることもできる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、特定軸に対する工具軌跡を等高線状に表示し、この表示パターンをモニタ上で極めて明瞭に観察することができ、種々のＮＣデータの特性を瞬時に把握することが可能となる。また、加工痕が発生した場合には、その原因がＮＣデータにあるか、あるいは加工機側にあるかの判定を極めて容易に行うことができる利点がある。
【００５２】
また、本発明によれば、複雑な形状加工で発生した加工痕が有周期痕であるかどうかわからないものについても判別が可能になる。そして有周期痕であったものについては、その原因がＮＣデータではなく加工機側にあると断定できるため、ＮＣデータを検証する必要はなく、加工機の不具合のみ調べればよいため原因追及が短時間でできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る工具軌跡表示方法を実現するための表示装置のブロック図である。
【図２】本発明に係る工具軌跡表示方法を実施するための簡単な工程及び表示パターンの一例を示す図である。
【図３】図２における表示パターンの更に詳細な他の実施形態を示す図である。
【図４】本発明に係る工具軌跡表示方法の更に詳細なステップを示すフローチャート図である。
【図５】加工痕の一例を示す説明図である。
【図６】複雑な加工形状における加工痕の一例を示す説明図である。
【図７】本発明における表示属性が与えられる領域の指定例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ＮＣプログラム、２３表示装置、２５表示パターン。

Claims

ＸＹＺの３軸送りで加工物を加工するＮＣデータの良否判定のための工具軌跡を提供するＮＣデータの工具軌跡表示方法であって、
ＮＣデータによって加工された加工物の加工痕の特性に基づき、ＸＹＺの３軸の中から１つを任意に選択して特定軸とし、特定軸の任意の位置を基点位置とし、特定軸に沿って基点位置からの任意の位置差を分割幅とし、特定軸と、基点位置と、分割幅とを入力し、
ＮＣデータを入力し、ＮＣデータの中から工具軌跡のデータを抽出し、
抽出された工具軌跡のデータについて、入力された特定軸の方向に沿って、入力された基点位置から始まって、入力された分割幅で、工具軌跡のデータを分割して各領域とし、
分割された各領域のそれぞれに対して、相互に異なる表示属性を与え、
特定軸の方向に関し、分割された各領域にそれぞれ与えられた表示属性に従って、工具軌跡をＸＹＺの３軸に沿って表示することを特徴とするＮＣデータの工具軌跡表示方法。
ＸＹＺの３軸送りで加工物を加工するＮＣデータの良否判定のための工具軌跡を提供するＮＣデータの工具軌跡表示装置であって、
ＮＣデータによって加工された加工物の加工痕に基づき、加工痕が周期性を有するとしたときのその周期性の方向をＸＹＺの３軸の中から選択して特定軸とし、特定軸上の任意の加工痕の位置を基点位置とし、その加工痕の位置に隣接する加工痕との間の特定軸に沿った位置差を痕周期とし、特定軸と基点位置と痕周期のデータを入力し、
ＮＣデータを入力し、ＮＣデータの中から工具軌跡のデータを抽出し、
抽出された工具軌跡のデータについて、特定軸の方向に沿って、基点位置から始まって、痕周期で、工具軌跡のデータを分割して各領域とし、
分割された各領域のそれぞれに対し、相互に異なる表示属性を与え、
特定軸の方向に関し、分割された各領域にそれぞれ与えられた表示属性に従って、工具軌跡をＸＹＺの３軸に沿って表示することを特徴とするＮＣデータの工具軌跡表示方法。
ＸＹＺの３軸送りで加工物を加工するＮＣデータの良否判定のための工具軌跡を提供するＮＣデータの工具軌跡表示装置であって、
ＮＣデータによって加工された加工物の加工痕に基づき、加工痕が周期性を有するとしたときのその周期性の方向をＸＹＺの３軸の中から選択して特定軸とし、特定軸上の任意の加工痕の位置を基点位置とし、その加工痕の位置に隣接する加工痕との間の特定軸に沿った位置差を痕周期とし、特定軸と基点位置と痕周期のデータを入力する入力手段と、
ＮＣデータを入力し、ＮＣデータの中から工具軌跡のデータを抽出する抽出手段と、
抽出された工具軌跡のデータについて、特定軸の方向に沿って、基点位置から始まって、痕周期で、工具軌跡のデータを分割して各領域とする領域分割手段と、
分割された各領域のそれぞれに対し、相互に異なる表示属性を与える表示属性付与手段と、
特定軸の方向に関し、分割された各領域にそれぞれ与えられた表示属性に従って、工具軌跡をＸＹＺの３軸に沿って表示し、
この表示に基づいて、工具軌跡の分割された各領域の境界の３次元表示パターンと、ＮＣデータによって加工された加工物の加工痕の周期性とが一致するか否かの判断基準を適用して、一致するときには、加工痕は特定軸に沿った痕周期ごとの周期性を有する加工機特有の周期痕であり、ＮＣデータの不良に起因しないとするＮＣデータの良否判断のために、工具軌跡の表示を提供する表示手段と、
を備えることを特徴とするＮＣデータの工具軌跡表示装置。