JP4904731B2 - 工作機械の干渉チェック装置 - Google Patents
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Description
どちらの運転モードも、限られた空間内でワークまたは加工工具を複雑に移動させるため、干渉が発生し易い。また移動可能な空間内には、ワークまたは加工工具の他にも、工作機械を構成している種々の部品が配置されている場合があることと、ワークまたは加工工具の形状も複雑な形状であるため、更に干渉が発生し易く、従来から種々の干渉チェック装置等が提案されている。
また特許文献3に記載した従来技術では、工具に関する全輪郭と製品全体の輪郭とに基づいて、自動運転モードまたは手動運転モードの違いにかかわらず、工具と製品との高速移動時の衝突を防止し、切削移動時の干渉を防止し、更に干渉後の誤操作を防止する手段を備えた工作機械の干渉監視システムが提案されている。
また特許文献2に記載した従来技術では、3次元CAD/CAM装置を用いたシミュレーションであるため、自動運転モードにおける加工パスの干渉を防止することは可能であるが、手動運転モードにおける作業者の誤操作等による干渉を防止することはできない。
また特許文献3に記載した従来技術では、特許文献1と同様に、輪郭を用意した工具とワークとの干渉を防止することしかできない。また輪郭線による2次元形状を用いた判定であるため、複雑な立体形状をしている工具とワークでは誤判定の可能性が考えられる。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、自動運転モードと手動運転モードのどちらであっても干渉の判定が可能であり、事前に行う(机上の)シミュレーション及び実際の工作機械のリアルタイムな動作中のいずれにおいても干渉の判定が可能であり、またワークと加工工具との干渉及び工作機械を構成する他の部品との干渉をも適切に判定することが可能な、工作機械の干渉チェック装置を提供することを課題とする。
請求項1に記載の工作機械の干渉チェック装置は、制御手段と、入力手段と、記憶手段と、表示手段とを備え、工作機械と一体または別体にて構成された、工作機械の干渉チェック装置である。
前記記憶手段には、前記工作機械を構成する部品に関する3次元形状データが記憶されている。
前記制御手段は、前記3次元形状データに基づいて、前記工作機械の3次元形状モデルを前記表示手段に表示するとともに前記工作機械の動作に合わせて前記3次元形状モデルを動作させることが可能であり、前記工作機械の可動部における移動速度及び移動方向に関する情報、または前記可動部の位置に関する情報の、少なくとも一方の情報を取り込み、前記3次元形状モデルにおける前記可動部に対応する部品を、前記工作機械の前記可動部の動きに合わせて動作させる際、前記3次元形状モデルにおける各可動部を包含する干渉判定領域とともに動作させる。
そして前記制御手段は、前記3次元形状モデルにおいて、前記干渉判定領域が、当該干渉判定領域が包含している可動部を除いた前記3次元形状モデル中の部品に接触した場合、または異なる干渉判定領域同士が接触した場合に、前記可動部が干渉すると判定する。
なお、前記可動部は、ワーク及び当該ワークの移動に関連して移動する部材を含むワーク関連部と、前記ワークを加工する加工工具及び当該加工工具の移動に関連して移動する部材を含む加工工具関連部である。
そして前記制御手段は、前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度または間隔の少なくとも一方に応じて、各可動部を包含する前記干渉判定領域の形状またはサイズの少なくとも一方を変更し、前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度が所定速度以上の場合、または前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との間隔が所定間隔以上の場合、前記干渉判定領域を比較的単純な形状であり且つ比較的サイズが大きい簡略領域に設定し、前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度が所定速度未満の場合、または前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との間隔が所定間隔未満の場合、前記相対速度が小さくなるにつれて、または前記間隔が短くなるにつれて、干渉判定領域を詳細な形状に且つ小さなサイズの詳細領域に変更する。
請求項2に記載の工作機械の干渉チェック装置は、請求項1に記載の工作機械の干渉チェック装置であって、前記制御手段は、前記工作機械の可動部の移動を停止可能な停止手段を備えており、前記可動部が干渉すると判定した場合、前記停止手段を用いて当該可動部を停止させるとともに、前記3次元形状モデルにおいて干渉する部分を識別可能に表示する。
請求項3に記載の工作機械の干渉チェック装置は、制御手段と、入力手段と、記憶手段と、表示手段とを備えた、工作機械の干渉チェック装置である。
前記記憶手段には、前記工作機械を構成する部品に関する3次元形状データと、前記工作機械にて使用する加工軌跡を含む加工プログラムが記憶されている。
前記制御手段は、前記3次元形状データに基づいて、前記工作機械の3次元形状モデルを前記表示手段に表示するとともに前記加工プログラムに基づいて前記3次元形状モデルにおける可動部を動作させることが可能であり、前記加工プログラムに基づいた前記可動部の移動速度及び移動方向に関する情報、または前記可動部の位置に関する情報の、少なくとも一方の情報を取り込み、前記3次元形状モデルにおける前記可動部を動作させる際、前記3次元形状モデルにおける各可動部を包含する干渉判定領域とともに動作させる。
そして前記制御手段は、前記3次元形状モデルにおいて、前記干渉判定領域が、当該干渉判定領域が包含している可動部を除いた前記3次元形状モデル中の部品に接触した場合、または異なる干渉判定領域同士が接触した場合に、前記可動部が干渉すると判定する。
なお、前記可動部は、ワーク及び当該ワークの移動に関連して移動する部材を含むワーク関連部と、前記ワークを加工する加工工具及び当該加工工具の移動に関連して移動する部材を含む加工工具関連部である。
そして前記制御手段は、前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度または間隔の少なくとも一方に応じて、各可動部を包含する前記干渉判定領域の形状またはサイズの少なくとも一方を変更し、前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度が所定速度以上の場合、または前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との間隔が所定間隔以上の場合、前記干渉判定領域を比較的単純な形状であり且つ比較的サイズが大きい簡略領域に設定し、前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度が所定速度未満の場合、または前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との間隔が所定間隔未満の場合、前記相対速度が小さくなるにつれて、または前記間隔が短くなるにつれて、干渉判定領域を詳細な形状に且つ小さなサイズの詳細領域に変更する。
請求項4に記載の工作機械の干渉チェック装置は、請求項3に記載の工作機械の干渉チェック装置であって、前記制御手段は、前記3次元形状モデルにおける可動部の移動を停止可能な停止手段を備えており、前記可動部が干渉すると判定した場合、前記停止手段を用いて当該可動部を停止させるとともに、前記3次元形状モデルにおいて干渉する部分を識別可能に表示する。
そして前記制御手段は、前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度または間隔の少なくとも一方に応じて、各可動部を包含する前記干渉判定領域の形状またはサイズの少なくとも一方を変更する。
請求項5に記載の工作機械の干渉チェック装置は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の工作機械の干渉チェック装置であって、前記干渉判定領域は、最も単純な形状であり且つ最もサイズが大きい簡略領域から、最も詳細な形状であり且つ最もサイズが小さい詳細領域まで、複数の干渉判定領域が段階的に設定されており、前記制御手段は、干渉判定処理に要した時間に応じて干渉判定領域を選定する。
また、例えば干渉判定処理を行う時間に比較的余裕がある、ワークまたは加工工具の移動速度が小さい場合(例えばワークと加工工具との間隔が比較的小さい場合は移動速度が小さい)には、余裕のある時間内で干渉判定処理が間に合う程度に干渉判定領域の形状を詳細にすることで、あるいは干渉判定領域のサイズを小さく局所的にすることで、より正確な干渉判定を行うことができる。
これにより、実際の工作機械のリアルタイムな動作中において干渉判定が可能となる。また、ワークと加工工具との干渉だけでなく、工作機械を構成している他の部品とワーク(または加工工具)との干渉をも適切に判定することができる。
これにより、判定処理の時間に比較的余裕がない場合は、迅速且つマージンが大きな干渉判定処理を行うことができる。
また、ワークと加工工具との相対速度が小さくなるにつれて(または間隔が小さくなるにつれて)、干渉領域の形状を詳細にするとともに、サイズも小さくしていく。
これにより、判定処理の時間に比較的余裕がある場合は、余裕のある時間内で可能な限り正確な干渉判定処理を行うことができる。
●[干渉チェック装置1の構成(図1)と外観(図2)]
図1(A)〜(C)に示すように、干渉チェック装置1は、制御手段10と入力手段20と表示手段30と記憶手段40とで構成されている。なお記憶手段40は制御手段10からアクセス可能であれば、干渉チェック装置1とは異なる端末装置等に備えられていてもよい。
なお、図1(A)は干渉チェック装置1を工作機械100とは別体で構成した例を示し、図1(B)は干渉チェック装置1を工作機械100と一体で構成した例を示している。干渉チェック装置1の構成、及び干渉チェック装置1と工作機械100との接続は、どちらも同じであるので、以下では図1(A)に示した、干渉チェック装置1と工作機械100とを別体で構成した例を第1の実施の形態として説明する。
また、図1(C)の例は干渉チェック装置1のみで構成したシミュレーション用の形態を示しており、第2の実施の形態として説明する。
工作機械100は、NC装置(数値制御装置)からの制御信号に基づいて可動部120(ワークWや加工工具TL等)を動作させ、ワークWを加工する。
制御手段10は、工作機械100に設けられた検出手段130からの検出信号に基づいて可動部120の移動速度及び移動方向に関する情報や位置(座標)に関する情報等を取り込むことが可能である。なお、制御手段10は、検出手段130からの検出信号の代わりにNC装置110から可動部120への制御信号を取り込んで可動部120の移動速度及び移動方向に関する情報や位置に関する情報を取り込むことも可能である(図1(A)及び(B)の点線で示す経路にて取り込みが可能である)。また制御手段10は、可動部120の動作を停止可能な停止手段を備えており、干渉すると判定した場合に、可動部120に対して停止信号を出力する。
例えば図2の例に示した工作機械100は、ワークW(被加工部材)を加工工具TLにて切削加工する工作機械100を示している。この例では加工工具TLの先端部がワークWを切削加工する。
ワークWは治具Jに固定されており、治具JはテーブルTBに固定されている。そしてテーブルTBと治具JとワークWとは一体となってX軸方向、Y軸方向、Z軸方向の各方向に移動可能である。従ってワークWのみが加工工具TLや工作機械100の種々の部品等に干渉する可能性があるだけでなく、ワークWと一体となって移動する治具JやテーブルTBも、加工工具TLや工作機械100の種々の部品等に干渉する可能性がある。以下、ワークW及びワークWを載置(固定)して移動する部材(ワークWの移動に関連して干渉を考慮すべき部材であり、この場合、治具JとテーブルTBが相当する)を含めて「ワーク関連部WK」と記載する。
操作盤110Aには各種の操作手段(スイッチ、表示装置等)が設けられており、作業者は操作盤から入力することで、工作機械100の運転モードを、自動運転モードまたは手動運転モードに設定し、各種の動作を指示することができる。
干渉チェック装置1の記憶手段40には、工作機械100を構成する部品に関する3次元形状データ(3次元CADデータ等)が記憶されており、制御手段10は、当該3次元形状データに基づいて、工作機械100の3次元形状モデル100Mを表示手段30に表示可能である。
また制御手段10は、工作機械100の可動部における移動速度及び移動方向に関する情報、または可動部の位置に関する情報を、ケーブルCを介して取り込む。そして表示している3次元形状モデル100Mにおける可動部に対応する部品(この場合、ワーク関連部WK及び加工工具関連部TK)を、実際の工作機械100の可動部の動きに合わせて動作させるが可能である。(実際の工作機械100の動きと合致するように、3次元形状モデル100Mをリアルタイムに動作させることが可能である。)
本発明の干渉チェック装置1における特徴は、リアルタイムな干渉判定を実現するための干渉判定領域AWn、ATnの設定にある。干渉判定領域は各可動部を包含するように設定されており、制御手段10は、可動部と、当該可動部を包含している干渉判定領域とを一体として3次元形状モデル100M中で動作させる。そして制御手段10は、3次元形状モデル100M中において、干渉判定領域が互いに接触した場合、または干渉判定領域が工作機械における可動部以外の部品と接触した場合に、可動部が干渉すると判定する。
また制御手段10は、干渉すると判定した場合、ケーブルCを介して停止信号を出力して工作機械100の可動部を停止させることが可能である。この場合、制御手段10が停止手段に相当するが、制御手段10からの干渉判定結果が入力されると可動部に停止信号を出力する停止手段を制御手段10と別体で設けてもよい。
例えば、ワーク関連部WKと加工工具関連部TKとの相対速度の大きさに応じて、干渉判定領域AWn、ATnの形状及びサイズを変更する例を以下にて説明する。
図3(A)は、ワーク関連部WKと加工工具関連部TKとの間隔が充分広く、ワーク関連部WKと加工工具関連部TKとの相対速度V1が所定速度(例えば、予め設定した閾値)以上の場合を示している(相対速度V1≧所定速度)。また図3(B)は、図3(A)の状態から加工工具関連部TKがワーク関連部WKに近づく方向に移動し、相対速度V2が所定速度未満の場合の例を示している(相対速度V1≧所定速度>相対速度V2)。
また図3(C)は、図3(B)の状態から更に加工工具関連部TKがワーク関連部WKに近づく方向に移動し、相対速度V3が相対速度V2未満の場合の例を示している(相対速度V1≧所定速度>相対速度V2>相対速度V3)。
ワーク関連部WKと加工工具関連部TKとの相対速度が所定速度以上(例えば図3(A)のグラフに示す相対速度V1)の場合、干渉すると判定した場合に即座に可動部の停止を指示しても停止するまでの空走距離のマージンが必要である。従って、そのマージンを考慮して干渉判定領域のサイズを比較的大きくしている。例えば、ワーク関連部WKの干渉判定領域AW1におけるX軸方向、Y軸方向、Z軸方向の各距離Law1x、Law1y、Law1zは、図3(A)〜(C)に示す干渉判定領域AWnの中では最も長く、加工工具関連部TKの干渉判定領域AT1における距離Lat1z、径φat1は、図3(A)〜(C)に示す干渉判定領域ATnの中では最も長い。
もちろん干渉判定領域AW1はワーク関連部WKを包含しており、干渉判定領域AT1は加工工具関連部TKを包含しており、各可動部が干渉判定領域から突出しないようにしている。
ワーク関連部WKと加工工具関連部TKとの相対速度が所定速度未満(例えば図3(B)に示す相対速度V2、図3(C)に示す相対速度V3)の場合、可動部の停止の指示に対する空走距離のマージンは相対速度が小さくなるにつれて小さくなる。
従って、図3(B)に示す干渉判定領域AW2、AT2を、図3(A)における干渉判定領域AW1、AT1よりも小さなサイズにしても、干渉すると判定して可動部の停止を指示しても停止までの空走距離が小さいため、充分停止が可能である。干渉判定領域のサイズを小さくすることで、より正確な干渉判定処理を行うことができる。なお、干渉判定領域は対象となる可動部を包含しており、各可動部は自身が包含されている干渉判定領域から突出しないようにしている。
なお、図3(C)に示す干渉判定領域AW3、AT3を、図3(B)における干渉判定領域AW2、AT2よりも小さなサイズにしても、干渉すると判定して可動部の停止を指示しても停止までの空走距離が更に小さいため、より小さなサイズに変更しても充分停止が可能である。
図3(B)に示す例では、干渉判定領域AT2の形状を、1個の円柱の形状(図3(A)参照)から、2個の円柱の組み合わせにしてより詳細な形状(包含する可動部の形状により近い形状)に変更している。
図3(C)に示す例では、干渉判定領域AT3の形状を、2個の円柱の形状(図3(B)参照)から、3個の円柱の組み合わせにして更に詳細(複雑)な形状(包含する可動部の形状により近い形状)に変更している。また干渉判定領域AW3の形状を、1個の直方体の形状(図3(B)参照)から、2個の直方体とワークの外形よりも一回り大きい形状の領域の組み合わせにしてより詳細な形状(包含する可動部の形状により近い形状)に変更している。
例えば記憶手段40には、加工工具関連部TKに対して、相対速度が第1所定速度以上の場合に設定する領域レベル1(最も単純な形状であり且つ最もサイズが大きい簡略領域)の干渉判定領域AT1の形状及びサイズを予め記憶させておき、相対速度が第1所定速度未満〜第2所定速度までの場合に設定する中間レベルの干渉判定領域AT2の形状及びサイズを予め記憶させておき、相対速度が第2所定速度未満の場合に設定する領域レベルS(最も詳細(複雑)な形状であり且つ最もサイズが小さい詳細領域)の干渉判定領域AT3の形状及びサイズを予め記憶させておく。この例では、相対速度に応じて3段階の干渉判定領域(AT1、AT2、AT3)を切り替えるように設定したが、更に複数の段階の干渉判定領域を設定することも可能である。
また、例えば図4(A)において、少なくとも第1所定速度以上の場合の干渉判定領域AT1と第2所定速度未満の場合の干渉判定領域AT3とを記憶手段40に記憶しておき、第2所定速度以上〜第1所定速度未満の中間レベルでは、相対速度に応じて徐々に形状またはサイズの少なくとも一方を変更するようにしてもよいし、相対速度に応じて段階的に形状またはサイズの少なくとも一方を変更するようにしてもよい。
制御手段10は、加工軌跡を含む加工プログラムに基づいて、加工工具関連部TKまたはワーク関連部WKとの少なくとも一方を移動させるため、例えば時間T1〜T2の等速区間を移動中であっても、時間T2〜T3の減速区間を認識(予測)することができる。
なお、図4(B)のグラフにおける減速区間部分(図4(B)中の斜線部分)の面積は「減速に要する距離」すなわち加工工具関連部TKとワーク関連部WKとの干渉が予測されてから減速停止するまでに要する距離であり、この「減速に要する距離」に応じて干渉判定領域ATn、AWnの形状またはサイズの少なくとも一方を変更するようにしてもよい。例えば「減速に要する距離」が第1所定距離よりも大きい場合は図4(A)に示す「領域レベル1」に対応する干渉判定領域を用い、「減速に要する距離」が第2所定距離(<第1所定距離)よりも小さい場合は図4(A)に示す「領域レベルS」に対応する干渉判定領域を用い、第2所定距離から第1所定距離の間では図4(A)に示す「中間レベル」に対応する干渉判定領域を用いるようにしてもよい。
[処理手順の例(1)(図5)]
次に図5を用いて、制御手段10による干渉判定処理の処理手順の例(1)を説明する。例えば本処理は所定時間間隔(例えば相対速度が第1所定速度以上の場合は10ms間隔、第2所定速度以下の場合は30ms間隔、第1所定速度〜第2所定速度の間の場合は20ms間隔等)で起動される。
本処理が開始されると、制御手段10は、ステップS10にて、ケーブルCを介して工作機械100から、加工工具関連部TKにおける移動速度及び移動方向に関する情報、または位置に関する情報を取り込み、ステップS20に進む。
ステップS20では、ケーブルCを介して工作機械100から、ワーク関連部WKにおける移動速度及び移動方向に関する情報、または位置に関する情報を取り込み、ステップS30に進む。
なお、取り込んだ位置に関する情報に基づいて可動部の間隔等を算出し、間隔に応じた干渉判定領域を設定するようにしてもよい。
ステップS40では、取り込んだ移動速度及び移動方向に関する情報、または位置に関する情報に基づいて、表示手段30に表示している3次元形状モデル100Mにおいて、干渉判定領域ATnとともに加工工具関連部TKを移動させ、干渉判定領域AWnとともにワーク関連部WKを移動させ、ステップS50に進む。
ステップS60に進んだ場合、警報を出力(3次元形状モデル100Mにおいて干渉すると判定した干渉判定領域(または干渉判定領域における干渉部分)を点滅させたり、周囲の色彩と異なる色彩に変更したりして識別可能に表示する。なお警報の方法には、音声の出力等、種々の方法がある。また制御手段10は、警報の出力とともにケーブルCを介して工作機械100の可動部(加工工具関連部及びワーク関連部)の動作を停止させる停止信号を出力する。
ステップS70に進んだ場合、警報の出力を解除し、可動部の動作を停止させる停止信号の出力を解除する。
以上に説明した図5の処理手順の例(1)では、ステップS30にて予め設定した干渉判定領域を設定するため、この設定が適切でない場合、リアルタイムに干渉判定処理を行うことができない場合も考えられる。
そこで、図6に示す処理手順の例(2)では、本処理に要した時間を監視し、リアルタイムに干渉判定処理を行うことができるように、且つ処理時間に余裕があれば更に詳細な干渉判定領域を設定できるようにしている。
以下、図6に示した処理手順の例(2)のフローチャートについて、図5に示した処理手順の例(1)との相違点について説明する。
ステップS31では、ステップS30と同様に、相対速度に応じた干渉判定領域ATn(加工工具関連部TK用)及び干渉判定領域AWn(ワーク関連部WK用)を設定するが、この時点では仮に設定し、ステップS32に進む。なお、前回の処理で、ステップS33またはステップS35にて干渉判定領域を変更している場合、変更した干渉判定領域を仮に設定する。
ステップS32では、前回の処理時間が第1所定時間以上(10ms間隔で起動している場合、例えば8ms以上)であるか否かを判定する(処理時間に余裕がないか、を判定する)。前回の処理時間は、ステップS80(後述)にて記憶されている。第1所定時間以上である(Yes)場合、ステップS33に進み、第1所定時間未満である(No)場合、ステップS34に進む。
ステップS34に進んだ場合、前回の処理時間が第2所定時間以下(10ms間隔で起動している場合、例えば6ms以下)であるか否かを判定する(処理時間に余裕があるか、を判定する)。前回の処理時間は、ステップS80(後述)にて記憶されている。第2所定時間以下である(Yes)場合、ステップS35に進み、第2所定時間より大きい(No)場合、ステップS40に進む。
ステップS35に進んだ場合、ステップS31にて仮に設定した干渉判定領域を、1段階詳細(複雑)な形状の側(詳細領域の側)の干渉判定領域に変更してステップS40に進む。
ステップS80では、今回の処理に要した時間を「処理時間」に記録する。この「処理時間」は、ステップ80の時点の時刻と、ステップS10の時点の時刻(ステップS10にて、時刻を記録しておく)との差から求めることができる。なお、「処理時間」には、処理に要した時間とともに、起動間隔(この場合、10ms、20ms、30ms等)も記録しておくとよい。この起動間隔に応じて、ステップS32における第1所定時間、ステップS34における第2所定時間を切り替える。なお、第1所定時間を起動間隔の80%相当、第2所定時間を起動間隔の60%相当等にしてもよい。
工作機械100を用いずに干渉チェック装置1のみを用いてシミュレーションを行う第2の実施の形態(構成は図1(C)参照)では、記憶手段40には、工作機械100を構成する部品に関する3次元形状データ(3次元CADデータ等)に加えて、加工軌跡を含む加工プログラム(ワーク関連部WK及び加工工具関連部TKの動作を指示するプログラム)が記憶されている。
以下、第1の実施の形態との相違点について説明する。
またステップS20では、加工軌跡を含む加工プログラムに基づいて、ワーク関連部WKにおける移動速度及び移動方向に関する情報、または位置に関する情報を取り込み、ステップS30に進む。
またステップS60では、実際の工作機械100の可動部を停止させる信号の出力が省略されており、ステップS70では、実際の工作機械100の可動部を停止させる信号の解除が省略されている。その他の処理は同様であるので、説明を省略する。
なお、干渉判定領域は、相対速度または間隔等に対応させて予め記憶手段に記憶しておき、制御手段10にて自動的に選定してもよいし、作業者が予め相対速度または間隔等に応じて選択できるようにしてもよい。また、第1の実施の形態では、移動速度及び移動方向に関する情報、または位置に関する情報を、ケーブルCを介して取り込む際の通信によるタイムラグ、及び停止信号をケーブルCを介して出力する際のタイムラグ等を考慮して干渉判定領域の形状またはサイズの少なくとも一方を設定することが、より好ましい。
干渉判定領域AWn、ATnの形状及びサイズは、本実施の形態にて説明したものに限定されず、種々の形状及びサイズを用いることができる。
本実施の形態にて説明した数値は、この数値に限定されるものではない。
また、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、未満(<)等の記載は、等号を含んでも含まなくてもよい。
10 制御手段
20 入力手段
30 表示手段
40 記憶手段
100 工作機械
110 NC装置(数値制御装置)
120 可動部
130 検出手段
C ケーブル
W ワーク
J 治具
TB テーブル
WK ワーク関連部
TL 加工工具
CH ホルダ
M モータ
TK 加工工具関連部
AWn 干渉判定領域(ワーク関連部WK用)
ATn 干渉判定領域(加工工具関連部TK用)
Claims (5)
- 制御手段と、入力手段と、記憶手段と、表示手段とを備え、工作機械と一体または別体にて構成された、工作機械の干渉チェック装置であって、
前記記憶手段には、前記工作機械を構成する部品に関する3次元形状データが記憶されており、
前記制御手段は、
前記3次元形状データに基づいて、前記工作機械の3次元形状モデルを前記表示手段に表示するとともに前記工作機械の動作に合わせて前記3次元形状モデルを動作させることが可能であり、
前記工作機械の可動部における移動速度及び移動方向に関する情報、または前記可動部の位置に関する情報の、少なくとも一方の情報を取り込み、前記3次元形状モデルにおける前記可動部に対応する部品を、前記工作機械の前記可動部の動きに合わせて動作させる際、前記3次元形状モデルにおける各可動部を包含する干渉判定領域とともに動作させ、
前記3次元形状モデルにおいて、前記干渉判定領域が、当該干渉判定領域が包含している可動部を除いた前記3次元形状モデル中の部品に接触した場合、または異なる干渉判定領域同士が接触した場合に、前記可動部が干渉すると判定し、
前記可動部は、
ワーク及び当該ワークの移動に関連して移動する部材を含むワーク関連部と、前記ワークを加工する加工工具及び当該加工工具の移動に関連して移動する部材を含む加工工具関連部であり、
前記制御手段は、
前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度または間隔の少なくとも一方に応じて、各可動部を包含する前記干渉判定領域の形状またはサイズの少なくとも一方を変更し、
前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度が所定速度以上の場合、または前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との間隔が所定間隔以上の場合、前記干渉判定領域を比較的単純な形状であり且つ比較的サイズが大きい簡略領域に設定し、
前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度が所定速度未満の場合、または前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との間隔が所定間隔未満の場合、前記相対速度が小さくなるにつれて、または前記間隔が短くなるにつれて、干渉判定領域を詳細な形状に且つ小さなサイズの詳細領域に変更する、
ことを特徴とする工作機械の干渉チェック装置。 - 請求項1に記載の工作機械の干渉チェック装置であって、
前記制御手段は、
前記工作機械の可動部の移動を停止可能な停止手段を備えており、
前記可動部が干渉すると判定した場合、前記停止手段を用いて当該可動部を停止させるとともに、前記3次元形状モデルにおいて干渉する部分を識別可能に表示する、
ことを特徴とする工作機械の干渉チェック装置。 - 制御手段と、入力手段と、記憶手段と、表示手段とを備えた、工作機械の干渉チェック装置であって、
前記記憶手段には、前記工作機械を構成する部品に関する3次元形状データと、前記工作機械にて使用する加工軌跡を含む加工プログラムが記憶されており、
前記制御手段は、
前記3次元形状データに基づいて、前記工作機械の3次元形状モデルを前記表示手段に表示するとともに前記加工プログラムに基づいて前記3次元形状モデルにおける可動部を動作させることが可能であり、
前記加工プログラムに基づいた前記可動部の移動速度及び移動方向に関する情報、または前記可動部の位置に関する情報の、少なくとも一方の情報を取り込み、前記3次元形状モデルにおける前記可動部を動作させる際、前記3次元形状モデルにおける各可動部を包含する干渉判定領域とともに動作させ、
前記3次元形状モデルにおいて、前記干渉判定領域が、当該干渉判定領域が包含している可動部を除いた前記3次元形状モデル中の部品に接触した場合、または異なる干渉判定領域同士が接触した場合に、前記可動部が干渉すると判定し、
前記可動部は、
ワーク及び当該ワークの移動に関連して移動する部材を含むワーク関連部と、前記ワークを加工する加工工具及び当該加工工具の移動に関連して移動する部材を含む加工工具関連部であり、
前記制御手段は、
前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度または間隔の少なくとも一方に応じて、各可動部を包含する前記干渉判定領域の形状またはサイズの少なくとも一方を変更し、
前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度が所定速度以上の場合、または前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との間隔が所定間隔以上の場合、前記干渉判定領域を比較的単純な形状であり且つ比較的サイズが大きい簡略領域に設定し、
前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との相対速度が所定速度未満の場合、または前記ワーク関連部と前記加工工具関連部との間隔が所定間隔未満の場合、前記相対速度が小さくなるにつれて、または前記間隔が短くなるにつれて、干渉判定領域を詳細な形状に且つ小さなサイズの詳細領域に変更する、
ことを特徴とする工作機械の干渉チェック装置。 - 請求項3に記載の工作機械の干渉チェック装置であって、
前記制御手段は、
前記3次元形状モデルにおける可動部の移動を停止可能な停止手段を備えており、
前記可動部が干渉すると判定した場合、前記停止手段を用いて当該可動部を停止させるとともに、前記3次元形状モデルにおいて干渉する部分を識別可能に表示する、
ことを特徴とする工作機械の干渉チェック装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の工作機械の干渉チェック装置であって、
前記干渉判定領域は、最も単純な形状であり且つ最もサイズが大きい簡略領域から、最も詳細な形状であり且つ最もサイズが小さい詳細領域まで、複数の干渉判定領域が段階的に設定されており、
前記制御手段は、干渉判定処理に要した時間に応じて干渉判定領域を選定する、
ことを特徴とする工作機械の干渉チェック装置。
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