JP7127803B2 - Process design system and process order determination method - Google Patents
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Description
本願発明は、素材の一部を切削などにより除去して所定の形状の対象物を得るための加工工程を設計する工程設計システム、および加工順序決定方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a process design system for designing a process for obtaining an object having a predetermined shape by removing a part of a material by cutting or the like, and a process sequence determination method.
現在、必要となる部品形状を高精度に高効率で加工できることから、多くの製造現場でNC工作機械が利用されている。また、NC工作機械に用いられるNCプログラムの作成を支援するCAD/CAMなどのソフトウェアが発展してきている。 At present, NC machine tools are used in many manufacturing sites because they can machine required parts with high precision and high efficiency. In addition, software such as CAD/CAM that assists creation of NC programs used in NC machine tools has been developed.
しかしながら、従来のCAMソフトウェアでは、加工領域の選択や加工順序の決定など工程の設計は人が行わなければならず、この設計に膨大な作業時間を割く必要がある。NC工作機械による機械加工においては、製品ごとにNCプログラムの作成が必要となるため、段取り作業時間が膨大になるといった問題がある。 However, with the conventional CAM software, the process design such as selection of the machining area and determination of the machining order must be done manually, and it is necessary to spend a huge amount of work time on this design. Machining using an NC machine tool requires the creation of an NC program for each product, which poses the problem of an enormous amount of setup work time.
そこで、工程設計をコンピュータで実行する工程設計システムの開発が求められている。特許文献1には、加工により除去すべき領域の表面の平面部を含む全ての平面により当該領域を一旦全て分割し、分割された領域を複数種類の組み合わせで再構成し、再構成された領域の加工順序と加工条件を定めて複数の加工工程の候補を生成する技術が記載されている。 Therefore, development of a process design system that executes process design by computer is required. In Patent Document 1, the region to be removed by processing is divided once by all planes including the planar portion of the surface of the region, and the divided regions are reconfigured with a plurality of types of combinations, and the reconfigured region is obtained. describes a technique for generating a plurality of machining process candidates by determining the machining order and machining conditions.
しかしながら、特許文献1に記載されるような工程設計の自動化は、幾何学的な制約条件などによって一つの加工工程が決定されていたが、幾何学的な制約条件だけでは、必ずしも加工時間を短縮した加工順序が決定できるとは限らない。 However, in the automation of process design as described in Patent Document 1, one machining process is determined by geometric constraints, etc., but geometric constraints alone do not necessarily shorten the machining time. However, it is not always possible to determine the processing order.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、実加工で使用するための1つの加工工程を自動的に導出可能な工程設計システム、および加工順序決定方法の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process design system capable of automatically deriving one machining process to be used in actual machining, and a machining order determination method.
上記目的を達成するために、本発明の1つである工程設計システムは、素材の複数の除去領域を加工して所定の形状の対象物を得るための工程を決定する工程設計システムであって、前記除去領域の加工順序を幾何学的な制約条件に基づき限定して導出された前記除去領域の加工順序の候補を階層構造で表された順序ツリーを取得するツリー取得部と、前記順序ツリーの各ノードに対応する前記除去領域の幾何学的な特徴を含む除去領域情報を取得する除去領域情報取得部と、別素材において加工された除去領域の除去領域情報と、前記除去領域を加工した際の加工条件が結びつけられた加工事例情報が蓄積された実績情報を取得する実績情報取得部と、前記除去領域情報取得部が取得した除去領域情報のそれぞれに対応する加工条件を前記実績情報取得部が取得した実績情報を探索して当てはめるマッチング部と、順序ツリーにおいて上位階層に存在する除去領域を除去する順序の優先度は高く、かつ、当てはめられた加工条件の内の工具について、より大型の工具に該当する除去領域は除去順序の優先度が高いという優先条件を用い工程を決定する順序決定部とを備える。 In order to achieve the above object, a process design system that is one aspect of the present invention is a process design system that determines a process for obtaining an object having a predetermined shape by processing a plurality of removal areas of a material. a tree obtaining unit for obtaining an order tree representing a hierarchical structure of candidates for the processing order of the removal area derived by limiting the processing order of the removal area based on geometric constraints; A removal area information acquisition unit that acquires removal area information including geometric features of the removal area corresponding to each node of, removal area information of the removal area processed with another material, and processing the removal area a performance information acquisition unit for acquiring performance information in which processing example information associated with actual processing conditions is accumulated; The priority of the matching unit that searches for and applies the performance information acquired by the unit and the order of removing the removal area that exists in the upper hierarchy in the order tree is high, and the tools in the applied machining conditions are larger and an order determination unit that determines the process using the priority condition that the removal area corresponding to the tool has a high priority in the order of removal.
これによれば、素材と対象物との形状に適した工程を自動で設計することができ、製造前の段取時間の短縮化を図ることが可能となる。 According to this, it is possible to automatically design a process suitable for the shape of the material and the object, and it is possible to shorten the setup time before manufacturing.
また、前記順序決定部は、優先条件に、幾何学的な制約条件において対応する除去領域の全てを除去可能な工具を優先するという条件を加えて工程を決定するという条件を加えて工程を決定してもよい。 In addition, the order determination unit determines the process by adding a condition that prioritizes a tool that can remove all the corresponding removal areas in the geometric constraint condition to the priority condition to determine the process. You may
これによれば、1種類の工具でアプローチ可能な除去領域を全て除去加工した場合、残存している全除去領域に前記工具で除去加工する除去領域は残存しなくなる。この条件は適応範囲が広く、工具の持ち替え回数を抑制して加工時間の短縮化を図ることが可能となる。 According to this, when all the removal areas that can be approached with one type of tool are removed, the removal area to be removed with the tool does not remain in all the remaining removal areas. This condition has a wide range of application, and it is possible to reduce the number of times the tool is held and to shorten the machining time.
前記順序決定部は、優先条件に、全ての除去領域に対し一つの工具でしか加工しない領域を優先するという条件を加えて工程を決定してもよい。これによれば、工程の設計時間を短縮化することができる。 The order determination unit may determine the processes by adding to the priority condition a condition of prioritizing an area to be machined with only one tool with respect to all removal areas. According to this, the process design time can be shortened.
また上記目的を達成するために、本発明の1つである加工順序決定方法は、素材を加工除去し部品を作製する加工順序決定方法であって、前記素材から複数の除去領域の加工順序を幾何学的な制約条件に基づき限定して導出された階層構造で表された順序ツリーを有する前記除去領域の加工順序の候補から加工順序を決定する場合に、以下に記載の順序で各条件を適用して加工順序を決定する加工順序決定方法。 Further, in order to achieve the above object, there is provided a machining order determining method for fabricating a part by machining and removing a material, wherein the machining order of a plurality of removal areas from the material is determined. When determining the machining order from candidates for the machining order of the removal area having an order tree represented by a hierarchical structure that is limited and derived based on geometric constraints, each condition is determined in the order described below. A machining order determination method that is applied to determine the machining order.
条件1:幾何学的な制約条件において対応する除去領域の全てを除去可能な工具を優先する、又は、全ての除去領域に対し一つの工具でしか加工しない領域を優先する
条件2:順序ツリーにおいて上位階層に存在する除去領域を優先する
条件3:当てはめられた加工条件の内の工具について、より大型の工具に該当する除去領域を優先する
Condition 1: Prioritize a tool that can remove all of the corresponding removal areas in the geometric constraint, or give priority to an area that can be machined with only one tool for all removal areas Condition 2: In the order tree Priority is given to the removal area that exists in the upper hierarchy. Condition 3: Regarding the tool within the applied machining conditions, the removal area that corresponds to a larger tool is given priority.
これによれば、素材と対象物の形状が初めての場合でも容器の加工順序を決定することができ、製造前の段取時間の短縮化を図ることが可能となる。 According to this, it is possible to determine the processing order of the container even when the material and the shape of the object are new, and it is possible to shorten the setup time before manufacturing.
なお、前記工程設計システムが含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本発明の実施に該当する。 It should be noted that executing a program for causing a computer to execute each process included in the process design system also corresponds to the implementation of the present invention. Of course, carrying out the recording medium on which the program is recorded also corresponds to carrying out the present invention.
本発明によれば、素材の形状および対象物の形状のデータに基づく除去領域の幾何的条件により、加工時間の短縮化を図れる加工工程を自動で導出することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to automatically derive a machining process capable of shortening the machining time based on the geometric conditions of the removal area based on data on the shape of the material and the shape of the object.
次に、本発明に係る工程設計システムの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Next, an embodiment of a process design system according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below are all comprehensive or specific examples. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are examples and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in independent claims representing the highest concept will be described as arbitrary constituent elements.
また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。 In addition, the drawings are schematic diagrams in which emphasis, omissions, and ratios are appropriately adjusted in order to illustrate the present invention, and may differ from actual shapes, positional relationships, and ratios.
図1は、工程設計システムの機能構成を示すブロック図である。図2は、素材、対象物、および、除去領域を示す斜視図である。図3は、総除去領域を示す斜視図である。これらの図に示すように本実施の形態に係る工程設計システム100は、金属や樹脂などからなる素材200の一部を除去して所定の形状の対象物を得るための加工工程を設計するシステムであり、コンピュータにソフトウェア(プログラム)を実行させることで実現されるシステムである。また工程設計システム100は、CAD300、支援システム301、エキスパートシステム302から情報を取得し、取得した情報に基づき設計された工程をCAM303に情報を出力する。なお、コンピュータとは、CPU(中央処理装置)を備え、表示装置や入力装置などの入出力手段、メモリや外部記憶装置などの記憶手段など一般的な構成を備えた電子計算機である。
FIG. 1 is a block diagram showing the functional configuration of the process design system. FIG. 2 is a perspective view showing the material, object and removal area. FIG. 3 is a perspective view showing the total removed area. As shown in these figures, the
まず、支援システム301は、CAD300などにより作成された素材200の形状、および対象物201の形状に基づき、除去領域202の加工順序の可能性を幾何学的な制約条件に基づき限定し、階層構造で表された順序ツリーを作成するシステムである。
First, based on the shape of the
支援システム301が順序ツリーを作成する方法は、特に限定されるものではない。ここでは支援システム301の一例を説明する。
The method by which
まず、支援システム301は、素材200の形状と対象物201の形状の差分の領域である総除去領域203を抽出する。
First, the
素材200の形状と対象物201の形状は、支援システム301を実現しているコンピュータ、または、別のコンピュータで実行されているいわゆるCAD300などから取得する。また、支援システム301は、総除去領域203の表面に存在する平面部を取得したり、平面部を含む一つの仮平面により総除去領域203を分割して得られる仮領域の数である分割数を仮平面毎に取得する。
The shape of the
総除去領域203を用いることにより、対象物201の形状が同じでも素材200の形状が異なる場合は、除去領域の形状が異なるために、除去順序が同じであるとは限らないためである。また、加工中にトラブルが発生するなどして加工が中断した場合、再度加工順序を決定し直すことが可能となり、工程設計システム100の柔軟性の向上が期待できるためである。
This is because by using the
次に、支援システム301は、抽出された総除去領域203を構成する平面で分割して、分割除去領域を抽出する。総除去領域203を分割する平面の選定は特に限定されるものでは無いが、ここでは次のようにして平面を決定する。
Next, the
抽出された総除去領域203に対して、総除去領域203が有する平面を探索し、その平面で分割した場合に、3つ以上の分割除去領域が発生する平面(例えば図3中に示す平面204)を抽出する。そして、抽出された平面で総除去領域203分割して分割除去領域を抽出する。抽出された分割除去領域に対して、さらに3つ以上の領域に分割可能な平面が存在する場合は、再度分割を行う。この操作を3つ以上の領域に分割ができなくなるまで繰り返す。最後に、抽出された分割除去領域において、分割除去領域を構成する平面で分割が可能である場合は、分割除去領域をさらに分割して除去領域を抽出する。
For the extracted
次に、支援システム301は、図4に示すような階層構造で表される順序ツリーを生成する。順序ツリー400の生成方法は、幾何学的な制約条件に基づく生成方法であれば特に限定されるものでは無いが、ここでは次のようにして順序ツリー400を生成する。
Next, the
実際の機械加工においては、大気に触れる面である開放面部を有する除去領域にのみ工具がアプローチすることが可能であるため、幾何学的な制約条件が求まる。例えば図2に示した対象物201の形状において、最初の素材200の形状から加工が可能な除去領域は工具に接することができる第一除去領域210、第二除去領域220、および第三除去領域230に限定される。第四除去領域211、第五除去領域212は、第一除去領域210が加工により除去されると加工が可能となり、同様に第六除去領域221、第七除去領域222は第二除去領域220が加工により除去されると加工が可能となる。このように工具がアプローチすることが可能であるかどうかの幾何学的な制約条件を考慮すると、図4に示すような階層構造で表した順序ツリー400を作成することができる。順序ツリー400では、各加工領域の従属関係を表現することができ、膨大な加工順序の候補を限定することができる。
In actual machining, geometric constraints arise because the tool can only approach removal areas that have open faces, which are surfaces exposed to the atmosphere. For example, in the shape of the
次に、工程設計システム100について説明する。工程設計システム100は、所定の形状の対象物201を得るために支援システム301によって生成された順序ツリー400を取得し、得られた順序ツリー400から工程を一つ決定するシステムである。図1に示すように、工程設計システム100は、コンピュータで実現できる処理部として、ツリー取得部101と、除去領域情報取得部102と、実績情報取得部103と、マッチング部104と、順序決定部105とを備えている。
Next, the
ツリー取得部101は、支援システム301が作成した階層構造で表された順序ツリー400であって、除去領域202の加工順序を幾何学的な制約条件に基づき限定して導出された除去領域の加工順序の候補を示す順序ツリー400を取得する処理部である。支援システム301から順序ツリー400を取得する方法は、特に限定されるものでは無く、通信や順序ツリー400が記憶された媒体の移動などを例示することができる。
The
除去領域情報取得部102は、ツリー取得部101が取得した順序ツリー400の各ノードに対応する除去領域202の幾何学的な特徴を含む除去領域情報を取得する処理部である。ここでノードとは、木構造における節を意味し、根ノード、内部ノード、葉ノードの全ての意味を含むものである。また順序ツリー400において1つのノードは、1つの除去領域202に対応している。本実施の形態の場合、除去領域情報は、支援システム301から取得している。取得される除去領域情報としては、除去領域202の大きさ、XYZ座標などで表される除去領域202の重心などの位置、切削工具などの工具が侵入する方向における除去領域202の深さ、切削工具などの工具が侵入する方向に直交する平面における除去領域202の形、除去領域202が対象物を貫通しているか否か、親ノードに対応する除去領域と兄弟ノードに対応する除去領域との距離、例えば重心間の距離などが例示できる。さらに、幾何的な情報は、除去領域202の形状に基づき定めてもよく、また、除去領域を内包することができ、かつ、体積が最小の仮想的な直方体などの仮想形状に基づき幾何的な情報を定めてもよい。
The removal area
実績情報取得部103は、エキスパートシステム302から実績情報を取得する処理部である。実績情報とは、エキスパートシステム302が蓄積した情報であり、別素材において加工された除去領域の除去領域情報と、前記除去領域を加工した際の加工条件が結びつけられた加工事例情報を蓄積して構築されたデータベースである。本実施の形態の場合、実績情報は、いわゆる熟練技術者が加工した際の加工条件が採用されている。加工条件としては、例えば除去加工する場合の工具の種類、工具の回転速度、工具の送り量、径方向の切り込み深さ、軸方向の切り込み深さ、切削油の使用の有無、切削油の種類、除去領域の質量、材質、仕上げの状態、寸法公差などを挙示することができる。
The performance
マッチング部104は、除去領域情報取得部102が取得した各ノードの除去領域情報のそれぞれに対応する加工条件を実績情報取得部103が取得した実績情報を探索して当てはめる処理部である。本実施の形態の場合、マッチング部104は、除去領域202に対応する除去領域情報の特徴が最も類似する加工事例を実績情報から探索し、得られた結果に基づき順序ツリー400の各ノードである各除去領域202に一つの加工条件を当てはめる。これにより、工具折損などの加工トラブルがないような加工条件が決定される。図5は、順序ツリーに当てはめられた加工条件を示す図である。同図に示すよ「EM」はエンドミルを意味しており、「EM」の横に附されている数字はエンドミルの種類を示す識別子である。当該識別子によりエンドミルの径の大きさ、材質などがわかるものとなっている。また、数値が大きくなるほど大型の工具であることを示している。本実施の形態の場合は、数値は、エンドミルの径を示している。
The
順序決定部105は、所定の条件に基づいて、順序ツリー400から素材200を加工して対象物201を得るための工程を一つ決定する処理部である。本実施の形態の場合、目的関数を工具交換回数とし、それが最小となるように加工順序を決定する。なお、目的関数として先に加工した除去領域から次に加工する除去領域までの工具の移動時間の合計が最小となることを含めてもかまわない。また、所定の条件として以下の3つの条件を記載順に適用して、複数の工程の集合である順序ツリー400から1つの工程、つまり加工順序を決定する。
The
条件1:幾何学的な制約条件において対応する除去領域の全てを除去可能な工具を優先する。
条件2:順序ツリーにおいて上位階層に存在する領域を優先する。
条件3:工具径が他よりもより大型の工具を使用している領域を優先する。
Condition 1: Priority is given to tools that can remove all of the corresponding removal areas in the geometrical constraint.
Condition 2: Priority is given to regions existing in higher hierarchies in the order tree.
Condition 3: Priority is given to areas where tools with larger tool diameters are used than others.
条件1では、幾何学的な制約条件、つまり工具が直接アプローチ可能であるため加工可能な全ての除去領域202に限定するという条件の下、一の工具を使用して除去できる除去領域202の全てを除去した場合、前記工具はその後使用されなくなるため工具交換はこれらの除去領域202を加工する前後のみとなる。このような工具を用いて除去する除去領域202を優先して除去することにより、工具交換の少ない状況で下位階層の領域が除去可能となるため、次工程の加工順序の決定が容易となる。
In Condition 1, all
条件2では、順序ツリー400で上位階層に存在する除去領域202は、幾何学的に工具がアプローチしやすい除去領域202であるため、先に加工しやすい領域を加工することで、下位階層に存在する除去領域202への工具のアプローチを容易にすることができる。
In condition 2, since the
条件3では、工具径が他よりも大きい大型の工具を使用して除去する除去領域202は、除去体積も大きいことが考えられる。除去体積が大きな領域を優先して加工することにより、続いて加工する領域への工具のアプローチを容易にすることができる。
In condition 3, it is conceivable that the
以上の条件に従うと、例えば図5に示す、加工条件付きの順序ツリー400に基づき、加工順序は以下のように決定される。なお、順序ツリー400は、有向のツリー構造である。また、順序ツリー400は、工具がアプローチ可能な除去領域202はルートになり、ルートが除去された場合、先のルートの直下のノードが新しいルートとなる。本実施の形態の場合、第一除去領域210、第二除去領域220、第三除去領域230はいずれも工具でアプローチ可能な除去領域202であるため、複数のルートが存在することになるが、1つの素材200を除去加工していく工程であるため、1つの順序ツリー400として扱う。
According to the above conditions, the machining order is determined as follows based on the
図6は、工程設計システムの動作を示すフローチャートである。同図に示すように、工程設計システム100は、まず、順序ツリー400の中からルートを抽出する(S101)。
FIG. 6 is a flow chart showing the operation of the process design system. As shown in the figure, the
抽出された除去領域202が複数の場合、(S102:No)、次に、抽出されたルートに対して条件1を適用する(S103)。本実施の形態の場合、工具EM8は、除去可能な領域である第二除去領域220のみに使用されているため条件1に該当する。また同様に、工具EM4は除去可能な領域である第三除去領域230のみに使用されているため条件1に該当する。従って、工具EM8を使用して第二除去領域220を加工すると、残存する全ての除去領域202に工具EM8を使用して除去加工する除去領域202は存在しなくなる。同様に、工具EM4を使用して第三除去領域230を加工すると、残存する全ての除去領域202に工具EM4を使用して除去加工する除去領域202は存在しなくなる。以上から、条件1に該当する除去領域202は、除去加工する除去領域202は、第二除去領域220と第三除去領域230に絞られるが複数存在する。
If a plurality of
次に、絞られた除去領域202について条件2を適用すると(S104)、第二除去領域220、および第三除去領域230は順序ツリー400において同階層であるため、いずれかに絞ることができず、条件2に該当する除去領域202は複数存在したままになる。
Next, when condition 2 is applied to the narrowed removal region 202 (S104), since the
次に、残存しているルートに条件3を適用すると(S105)、工具径が第三除去領域230の工具EM4より大きい工具EM8を使用する第二除去領域220が条件3に該当し、条件3に該当する除去領域202が単数となる。
Next, when condition 3 is applied to the remaining root (S105), the
従って、最初に除去加工する除去領域202は、第二除去領域220に決定される。
Therefore, the
なお、条件3まで適用したとしても除去領域202が単数に絞りきれない場合(S105:No)、工程設計システム100は、他の条件、例えば、工具の移動が最も少なくなる除去領域202を優先するなどの条件で順位を決定する(S107)。
In addition, when the
次に全ての除去領域202の順位が決定されていないため(S108:No)、順序ツリー400から順位か決定されたルートである第二除去領域220を除去し(S109)、ルートを抽出し直す(S101)。
Next, since the order of all
以上により図7に示すような順序ツリー400が形成される。具体的には、工具がアプローチ可能なルートである除去領域202は、第一除去領域210、第三除去領域230、その下位階層の除去領域である第六除去領域221、および第七除去領域222が抽出される。
Thus, an
抽出されたルートに対して条件1を適用すると、工具EM6がアプローチ可能な除去領域を除去加工すると、工具EM6を用いて除去する除去領域202がなくなる。従って、第一除去領域210、第六除去領域221、第七除去領域222が該当する。工具EM4も同様であるため第三除去領域230も該当する。
When Condition 1 is applied to the extracted route, if the removal area that can be approached by the tool EM6 is removed, there is no
第一除去領域210、および第三除去領域230は同一階層であるため、条件2では絞りきれないため、条件3を適用する。工具径が大きい工具EM6を使用する除去領域202(除去領域210、221、222)が優先して除去される。
Since the
この場合、優先される除去領域202が複数(本実施の形態では3領域)存在するため、工程設計システム100は、他の条件として条件2を適用し、上位階層に存在する第一除去領域210を若い順位とし、第六除去領域221および第七除去領域222については、工具の移動が最も少なくなる除去領域202を優先するなどの条件で順位を決定する。
In this case, since there are a plurality of priority removal areas 202 (three areas in this embodiment), the
以上により図8に示すような順序ツリー400が形成される。具体的には、工具がアプローチ可能なルートである除去領域202は、第三除去領域230、その下位階層の除去領域である。第四除去領域211、および第五除去領域212が順序ツリー400として残存している。
Thus, an
次に、抽出されたルートに対して条件1を適用すると、残存している全てのルートが該当する。次に、条件2を適用すると上位階層である第三除去領域230のみ該当する。従って第三除去領域230が次の順位として決定される。
Next, applying Condition 1 to the extracted routes, all remaining routes are applicable. Next, when condition 2 is applied, only the
最後に、図9に示すように、第四除去領域211、および第五除去領域212が残存するが、これらは条件1~3によっては順位が決定できないため他の条件で順位が決定される。
Finally, as shown in FIG. 9, a
以上の結果、図10に示すように、加工順序は、次のようになる。第二除去領域220→第一除去領域210→第六除去領域221→第七除去領域222→第三除去領域230→第四除去領域211→第五除去領域212。
As a result of the above, as shown in FIG. 10, the processing order is as follows.
以上のように、本実施の形態にかかる工程設計システム100は、複数の工程の中から1つの工程を決定することができる。また、決定された工程は、支援システム301により構築された熟練者の実績によるデータベースに基づくものであるため、現実的で理にかなった工程となる。
As described above, the
具体的には、複数種類の素材から複数種類の対象物を形成する場合について工程設計システム100により工程を作成し、作成された加工順序によって、実加工を行った。本実施の形態の工程設計システム100により決定された工程によって、問題なく自動で加工を行えることを確認した。
Specifically, processes were created by the
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, another embodiment realized by arbitrarily combining the constituent elements described in this specification or omitting some of the constituent elements may be an embodiment of the present invention. The present invention also includes modifications obtained by making various modifications to the above-described embodiment within the scope of the gist of the present invention, that is, the meaning of the words described in the claims, which a person skilled in the art can think of. be
上記実施の形態においては、フライス盤を用いたエンドミル加工の工程を決定する場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、旋盤加工についても工程設計システム100を適用することができる。この場合、素材が回転しているため、切削工具であるバイトがアプローチする面は円筒面となる。
In the above embodiment, the case of determining the process of end milling using a milling machine has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the
また、工程設計システム100と支援システム301を別体として説明したが、支援システム301が工程設計システム100にツリー作成部として組み込まれていてもよい。
Also, although the
また、幾何学的な制約条件において対応する除去領域の全てを除去可能な工具を優先するという条件を条件1としたが、当該条件1に代えて、全ての除去領域に対し一つの工具でしか加工しない領域を優先するという条件を用いてもよい。これによれば、工程決定の処理を簡素化することが可能となる。 In addition, the condition 1 was set to give priority to a tool capable of removing all of the corresponding removal regions in the geometric constraint conditions. A condition of prioritizing areas not to be processed may be used. According to this, it becomes possible to simplify the process of process determination.
また、条件1を判断せず、条件2、および条件3により工程を決定することも可能である。 It is also possible to determine the process based on conditions 2 and 3 without judging condition 1.
本願発明は、NC加工機などを用いて対象物を製造する際における加工工程の設計などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for designing processing steps when manufacturing an object using an NC processing machine or the like.
100 工程設計システム
101 ツリー取得部
102 除去領域情報取得部
103 実績情報取得部
104 マッチング部
105 順序決定部
200 素材
201 対象物
202 除去領域
203 総除去領域
204 平面
210 第一除去領域
211 第四除去領域
212 第五除去領域
220 第二除去領域
221 第六除去領域
222 第七除去領域
230 第三除去領域
301 支援システム
302 エキスパートシステム
400 順序ツリー
100
Claims (4)
前記除去領域の加工順序を幾何学的な制約条件に基づき限定して導出された前記除去領域の加工順序の候補を階層構造で表された順序ツリーを取得するツリー取得部と、
前記順序ツリーの各ノードに対応する前記除去領域の幾何学的な特徴を含む除去領域情報を取得する除去領域情報取得部と、
別素材において加工された除去領域の除去領域情報と、前記除去領域を加工した際の加工条件が結びつけられた加工事例情報が蓄積された実績情報を取得する実績情報取得部と、
前記除去領域情報取得部が取得した除去領域情報のそれぞれに対応する加工条件を前記実績情報取得部が取得した実績情報を探索して当てはめるマッチング部と、
順序ツリーにおいて上位階層に存在する除去領域を優先して除去する条件を適用し、次に、当てはめられた加工条件の内の工具について、より大型の工具に該当する除去領域を優先して除去する条件を適用して工程を決定する順序決定部と
を備える工程設計システム。 A process design system for determining a process for processing a plurality of removal areas of a material to obtain an object of predetermined shape,
a tree obtaining unit that obtains an order tree representing a hierarchical structure of candidates for the processing order of the removal area derived by limiting the processing order of the removal area based on geometric constraints;
a removal area information obtaining unit for obtaining removal area information including geometric features of the removal area corresponding to each node of the order tree;
a performance information acquisition unit that acquires performance information in which processing example information in which removal region information of a removal region processed with a different material and processing conditions when processing the removal region are linked is accumulated;
a matching unit that searches the performance information acquired by the performance information acquisition unit and applies processing conditions corresponding to each of the removal area information acquired by the removal region information acquisition unit;
Apply the condition that preferentially removes the removal area that exists in the upper hierarchy in the order tree, and then remove the removal area that corresponds to the larger tool preferentially for the tool within the applied machining conditions. A process design system, comprising: a sequence determination unit that determines a process by applying conditions .
順序ツリーにおいて上位階層に存在する除去領域を優先して除去する条件を適用する前に、一種類の工具でアプローチ可能な除去領域を全て除去加工した場合、残存している全除去領域に前記工具で除去加工する除去領域は残存しなくなる除去領域を優先するという条件を加えて工程を決定する
請求項1に記載の工程設計システム。 The order determination unit
If all the removal areas that can be approached with one type of tool are removed before applying the condition to preferentially remove the removal area that exists in the upper hierarchy in the order tree, all the remaining removal areas are covered with the tool. 2. The process design system according to claim 1, wherein the process is determined by adding a condition that priority is given to a removal area that does not remain in the removal area to be removed by .
順序ツリーにおいて上位階層に存在する除去領域を優先して除去する条件を適用する前に、他の除去領域を除去加工しない工具により除去加工される除去領域であって、全ての除去領域の中に一つのみ存在する除去領域を優先するという条件を加えて工程を決定する
請求項1に記載の工程設計システム。 The order determination unit
Prior to applying the condition to preferentially remove the removal area existing in the upper hierarchy in the order tree, the removal area to be removed by a tool that does not remove other removal areas, and is among all the removal areas 2. The process design system according to claim 1, wherein the process is determined with the addition of a condition that priority is given to a removal area in which only one exists .
前記素材から複数の除去領域の加工順序を幾何学的な制約条件に基づき限定して導出された階層構造で表された順序ツリーを有する前記除去領域の加工順序の候補から加工順序を決定する場合に、以下に記載の順序で各条件を適用して加工順序を決定する加工順序決定方法。
条件1:一種類の工具でアプローチ可能な除去領域を全て除去加工した場合、残存している全除去領域に前記工具で除去加工する除去領域は残存しなくなる除去領域を優先する、又は、他の除去領域を除去加工しない工具により除去加工される除去領域であって、全ての除去領域の中に一つのみ存在する除去領域を優先する
条件2:順序ツリーにおいて上位階層に存在する除去領域を優先する
条件3:当てはめられた加工条件の内の工具について、より大型の工具に該当する除去領域を優先する A processing order determination method for manufacturing parts by processing and removing materials,
A case where the machining order is determined from candidates for the machining order of the removal regions having an order tree represented by a hierarchical structure derived by limiting the machining order of the plurality of removal regions from the material based on geometric constraints. In addition, a processing order determination method for determining the processing order by applying each condition in the order described below.
Condition 1: When all removal areas that can be approached with one type of tool are removed, priority is given to a removal area in which the removal area to be removed with the tool does not remain in all remaining removal areas , or other Priority is given to a removal area that is removed by a tool that does not remove the removal area and that exists only in one removal area among all removal areas. Condition 2: Priority is given to a removal area that exists in a higher hierarchy in the order tree Condition 3: For tools within the applied machining conditions, give priority to the removal area that corresponds to a larger tool
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