JPH0695293B2 - Machining simulation method in numerical controller - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、数値制御（NC）装置における加工シミュレー
ション方法に関し、特にワーク形状と共に当該ワークの
加工表面粗さをもグラフィック表示できるNC装置におけ
る加工シミュレーション方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a machining simulation method in a numerical control (NC) device, and in particular, a machining simulation in an NC device capable of graphically displaying a workpiece shape as well as a machining surface roughness of the workpiece. Regarding the method.

（発明の技術的背景とその問題点） ワークを切削加工する際に最も重要なポイントは、当該
加工におけるワークの“加工寸法”とその“表面粗さ”
である。そこで、NC装置を用いてワークを加工する際に
は、従来から実際に加工を実行する前に、当該加工を実
行させるパートプログラムが所望するように編集されて
いるか否か、又当該NC装置が正常に作動できるか否か等
を確認しておく必要があり、そのために、NC装置のグラ
フィック表示装置のCRT表示画面上において当該ワーク
が加工される様子をシミュレーションしている。(Technical background of the invention and its problems) The most important point when cutting a workpiece is the "machining dimension" and its "surface roughness" of the workpiece in the machining.
Is. Therefore, when machining a workpiece using an NC device, whether or not the part program for executing the machining has been edited as desired before the machining is actually executed, and whether the NC device is It is necessary to confirm whether or not it can operate normally, and for that purpose, a state in which the workpiece is machined is simulated on the CRT display screen of the graphic display device of the NC device.

第４図（Ａ）及び（Ｂ）は、このような従来のCRT表示
画面上に表示されたワークＷの加工シミュレーションの
一例を示す図であり、同図（Ａ）は例えばワークＷの被
加工部位W1-W2-W3-W4-W5が“荒加工”された状態を示
し、同図（Ｂ）は上記被加工部位W1-W2-W3-W4-W5のう
ち、被加工部位W1S-W2S-W3S-W4S-W5Sがさらに“仕上加
工”されて、新たな被加工部位W1S-W2S-W3S-W4S-W5S-W4
-W5が形成された状態を示している。FIGS. 4 (A) and 4 (B) are views showing an example of a machining simulation of the work W displayed on such a conventional CRT display screen. FIG. 4 (A) shows, for example, the work W to be machined. The part W1-W2-W3-W4-W5 shows the state of being "roughly processed". The figure (B) shows the part W1S-W2S- to be processed among the above-mentioned parts W1-W2-W3-W4-W5 to be processed. W3S-W4S-W5S has been further “finished” to create a new workpiece W1S-W2S-W3S-W4S-W5S-W4
-W5 is formed.

ところが、この従来の加工シミュレーションにおいて
は、上記CRT表示画面上にグラフィック表示されるの
は、加工されるワーク形状と加工工具の軌跡、すなわち
上述のような被加工部位W1-W2-W3-W4-W5や被加工部位W1
S-W2S-W3S-W4S-W5S-W4-W5がグラフィック表示されるだ
けであり、当該被加工部位の画像により加工されるワー
クの寸法変化の様子は的確に目視確認できるが、当該ワ
ークの被加工部位の表面粗さについては、“荒加工”で
あれ“仕上加工”であれ単なる一本の線（同一状態）で
表示されるため、その表面粗さが著しく異なるにも拘ら
ず全く区別できず、その都度パートプログラムと照合し
て確認しない限り、その表面粗さは確認できないという
問題点があった。However, in this conventional machining simulation, what is graphically displayed on the CRT display screen is the shape of the workpiece to be machined and the locus of the machining tool, that is, the processed portion W1-W2-W3-W4- as described above. W5 and part to be processed W1
Only S-W2S-W3S-W4S-W5S-W4-W5 is displayed graphically, and the state of the dimensional change of the workpiece to be machined can be accurately confirmed visually from the image of the workpiece, but the workpiece The surface roughness of the machined part, whether it is "rough machining" or "finishing", is displayed as a single line (same condition), so it is possible to distinguish between them despite the fact that the surface roughness is significantly different. However, there was a problem that the surface roughness could not be confirmed unless it was checked by checking the part program each time.

（発明の目的） 本発明は上述のような事情からなされたものであり、本
発明の目的は、NC装置を用いてワークの加工シミュレー
ションを行なう際に、ワーク形状等と共に当該ワークの
被加工部位の表面粗さもグラフィック表示することによ
り、表面粗さが容易に目視確認できるようにしたNC装置
における加工シミュレーション方法を提供することにあ
る。(Object of the Invention) The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to perform a machining simulation of a work using an NC device, together with the work shape and the like. It is an object of the present invention to provide a machining simulation method in an NC device in which the surface roughness of the can be visually confirmed by displaying the surface roughness graphically.

（発明の概要） 本発明は、NC装置における加工シミュレーション方法に
関し、NC装置の表示画面上に、加工する素材形状と工具
軌跡とを画像表示することにより上記素材形状の被加工
部位の形状を画像表示すると共に、当該加工に用いる工
具情報と軸の速度情報とから当該加工における表面粗さ
を演算し、当該演算された表面粗さに応じて上記被加工
部位の画像を区別して表示するようにしたものである。(Summary of the Invention) The present invention relates to a machining simulation method in an NC device, and an image of a material part to be machined and a tool locus is displayed on a display screen of the NC device to display an image of a shape of a processed part of the material shape. In addition to displaying, the surface roughness in the processing is calculated from the tool information used for the processing and the speed information of the axis, and the image of the processed portion is displayed separately according to the calculated surface roughness. It was done.

（発明の実施例） 第１図は、本発明方法を実現するNC装置の一実施例の概
略を示すブラック構成図であり、従来のNC装置に表面粗
さ表示手段20を一部追加したものである。(Embodiment of the Invention) FIG. 1 is a black configuration diagram showing an outline of an embodiment of an NC apparatus for realizing the method of the present invention, in which a surface roughness display means 20 is partially added to a conventional NC apparatus. Is.

まず、従来のNC装置の概略を説明すると、第１図におい
て、１は各種データや指令及びパートプログラム等（以
下、“パートプログラム等”という）を入力する操作盤
であり、２は上記パートプログラム等を読取り素材の位
置情報及び形状情報（以下、“素材情報”という）を設
定する素材情報設定部であり、３は上記素材情報設定部
２に設定された素材情報から当該素材形状のイメージ
（画像）を素材表示用V-RAM8に生成する素材表示部であ
る。４は上記パートプログラム等を読取って解釈し、軸
の位置情報及び速度情報を後述する関数発生部５に出力
すると共に、軸の速度情報を後述する表面粗さ計算部21
に出力するパートプログラム解釈部であり、上記関数発
生部５は当該軸の位置情報及び速度情報に基づきワーク
の被加工部位を示す関数を発生する。６は上記パートプ
ログラム等を読取り当該ワークを加工する工具の情報を
設定する工具情報設定部である。また、７は、関数発生
部５で生成された軸の位置情報及び工具情報設定部６で
設定された工具情報に基づき、切削加工における工具軌
跡を求めて、ワークの被加工部位（素材から切削される
部位）の形状情報を生成し、上記素材表示用V-RAM8に生
成されている上記素材形状のイメージから当該切削され
る部位、すなわち当該被加工部位の形状イメージを消去
することによりワーク形状のイメージを生成し直すと共
に、工具軌跡表示用V-RAM9に上記切削加工における工具
軌跡イメージを示す線を生成する加工形状工具軌跡表示
部である。そして、上記操作盤１〜加工形状工具軌跡表
示部７の各手段により素材表示用V-RAM8及び工具軌跡表
示用V-RAM9に生成された素材形状（ワーク形状）及び工
具軌跡が、第４図（Ａ）及び（Ｂ）に示したように例え
ば画像表示装置10のCRT表示画面上に表示される。First, the outline of a conventional NC device will be described. In FIG. 1, 1 is an operation panel for inputting various data, commands and a part program (hereinafter referred to as "part program etc."), and 2 is the above part program. Is a material information setting unit for setting position information and shape information (hereinafter referred to as “material information”) of the material, and 3 is an image of the material shape from the material information set in the material information setting unit 2 ( This is a material display unit that generates images) in the V-RAM8 for material display. Reference numeral 4 reads and interprets the above-mentioned part program and outputs the position information and speed information of the axis to a function generator 5 which will be described later, and at the same time, the surface roughness calculator 21 which calculates the speed information of the axis later.
The function generating unit 5 generates a function indicating the processed portion of the workpiece based on the position information and speed information of the axis. Reference numeral 6 denotes a tool information setting unit that reads the above-mentioned part program or the like and sets information on a tool for machining the workpiece. Further, 7 is for obtaining a tool locus in cutting based on the position information of the axis generated by the function generating unit 5 and the tool information set by the tool information setting unit 6, and calculating the work locus of the workpiece (cutting from the material). The shape of the workpiece is deleted by deleting the shape image of the part to be cut, that is, the part to be machined from the image of the material shape generated in the V-RAM8 for displaying the material. Is a machining shape tool locus display unit that regenerates the image of and also generates a line indicating the tool locus image in the above cutting in the tool locus display V-RAM 9. Then, the material shape (work shape) and the tool path generated in the material display V-RAM 8 and the tool path display V-RAM 9 by each means of the operation panel 1 to the machining shape tool path display unit 7 are shown in FIG. As shown in (A) and (B), for example, it is displayed on the CRT display screen of the image display device 10.

一方、以下に詳述する表面粗さ手段20が本発明方式を実
現するために新たに追加された部分であり、第１図にお
いて、表面粗さ計算部21は、上記パートプログラム解釈
部４から出力された軸の速度情報及び上記工具情報設定
部６で設定された工具情報に基づき、理論上の表面粗さ
を計算する。22は上記表面粗さ計算部21で計算された理
論上の表面粗さに応じて、後述するようにして区別し
た、当該ワークの被加工部位（工具軌跡）のイメージパ
ターン（点線）を選択する表面粗さイメージパターン選
択部である。On the other hand, the surface roughness means 20 described in detail below is a part newly added to realize the method of the present invention. In FIG. The theoretical surface roughness is calculated based on the output shaft speed information and the tool information set by the tool information setting unit 6. The reference numeral 22 selects an image pattern (dotted line) of the processed part (tool locus) of the workpiece, which is distinguished as described later according to the theoretical surface roughness calculated by the surface roughness calculation section 21. It is a surface roughness image pattern selection unit.

ここにおいて、上記表面粗さに応じたグラフィック表示
の区別方法として、例えば、ワークの被加工部位の形状
（工具の加工軌跡）を示す線上に所定の間隔を有するド
ットパターン（点線）を重ね表示した線図を用い、上記
表面粗さが粗い程当該ドット間隔を広げ、表面粗さが細
かい程当該ドット間隔を細かくするようにし、その間隔
は予め決めておくものとする。Here, as a method of distinguishing the graphic display according to the surface roughness, for example, a dot pattern (dotted line) having a predetermined interval is overlaid and displayed on a line indicating the shape of the workpiece part (machining trajectory of the tool). By using a line diagram, the dot interval is widened as the surface roughness is coarse, and the dot interval is made fine as the surface roughness is fine, and the interval is predetermined.

23はこの表面粗さイメージパターン選択部22で選択され
たイメージパターンと、上記関数発生部５で発生された
軸の位置情報の関数とから当該位置における表面粗さの
イメージ（上記点線）を、表面粗さ表示用V-RAM25に生
成する表面粗さ表示部である。また、24は一度切削加工
されその表面粗さイメージが生成された被加工部位を、
さらに追加工する際に、上記生成された表面粗さイメー
ジを消去するため、上記関数発生部５で発生された軸の
位置情報の関数及び上記工具情報設定部６で設定された
工具情報により、今回切削加工される被加工部位（上記
加工形状工具軌跡表示部７で生成された消去される被加
工部位）の表面粗さイメージを上記表面粗さ表示用V-RA
M25から消去する表面粗さ消去部である。そして、この
ようにして表面粗さ表示用V-RAM25に生成された表面粗
さイメージが、上記画像装置10のCRT表示画面に表示さ
れた被加工部位の該当する部位（工具加工軌跡線）上に
重ね表示されるようになっている。Reference numeral 23 denotes an image of the surface roughness at the position (the dotted line) based on the image pattern selected by the surface roughness image pattern selection unit 22 and the function of the axial position information generated by the function generation unit 5. It is a surface roughness display unit generated in the V-RAM 25 for surface roughness display. In addition, 24 is a processed part where the surface roughness image is generated by cutting once,
In order to erase the generated surface roughness image when performing additional machining, the function of the axis position information generated by the function generating section 5 and the tool information set by the tool information setting section 6 The surface roughness image of the part to be machined this time (the part to be erased generated in the machining shape tool locus display 7) is displayed on the surface roughness display V-RA.
This is a surface roughness erasing part to be erased from M25. Then, the surface roughness image thus generated in the surface roughness display V-RAM 25 is displayed on the corresponding part (tooling trajectory line) of the processed part displayed on the CRT display screen of the image device 10. It is supposed to be overlaid on.

このような構成のNC装置を用いた加工シミュレーション
方法の動作について、第２図に示すフローチャートを参
照して以下に詳細に説明する。The operation of the machining simulation method using the NC device having such a configuration will be described in detail below with reference to the flowchart shown in FIG.

当該加工シミュレーションが実行されると、まず、上記
素材情報設定部２において、上記操作盤１から入力され
るパートプログラム等から、切削加工する素材の素材情
報（位置及び形状情報）を設定する（ステップS1）。そ
して、上記素材表示部３において、上記ステップS1で設
定された素材情報に従って当該素材イメージを上記表示
用V-RAM8に生成し、画像表示装置10に当該素材イメージ
をグラフィック表示する（ステップS2）。また、上記工
具情報設定部６において、当該切削加工を行なう工具の
情報を設定すると共に（ステップS3）、上記パートプロ
グラム解釈部４において、上記パートプログラムを読取
って解釈する（ステップS4）。そして、上記パートプロ
グラムが終了するまで以下の動作を繰返し実行する（ス
テップS5）。When the machining simulation is executed, first, the material information setting unit 2 sets material information (position and shape information) of a material to be cut from a part program or the like input from the operation panel 1 (step). S1). Then, in the material display unit 3, the material image is generated in the display V-RAM 8 according to the material information set in step S1, and the material image is graphically displayed on the image display device 10 (step S2). Further, the tool information setting unit 6 sets information on the tool to be cut (step S3), and the part program interpretation unit 4 reads and interprets the part program (step S4). Then, the following operation is repeatedly executed until the part program is completed (step S5).

まず、読取ったパートプログラムに従い、上記関数発生
部５において、上記パートプログラム解釈部４から出力
された軸の位置情報及び速度情報に基づき、当該ワーク
の被加工部位を示す関数を発生する（ステップS6）。次
に、上記加工形状工具軌跡表示部７において、上記工具
情報設定部６で設定された工具情報と、上記関数発生部
５で発生された軸の位置情報とから、切削加工における
工具軌跡を求めて、ワークの被加工部位（素材から切削
される部位）の形状情報を生成し、上記素材表示用V-RA
M8に生成されている上記素材形状のイメージから当該切
削される部位、すなわち当該被加工部位の形状イメージ
を消去することによりワーク形状のイメージを生成し直
すと共に、工具軌跡表示用V-RAM9に上記切削加工におけ
る工具軌跡イメージを示す線を生成する（ステップS
7）。また、上記表面粗さ消去部24において、上記関数
発生部５で発生された軸の位置情報の関数及び上記工具
情報設定部６で設定された工具情報により、上記消去さ
れた被加工部位に生成されていた表面粗さイメージを、
上記表面粗さ表示用V-RAM25から消去する（ステップS
8）。一方、上記表面粗さ計算部21において、上記パー
トプログラム解釈部４から出力された軸の速度情報及び
上記工具情報設定部６で設定された工具情報に基づき、
理論上の表面粗さを計算し（ステップS9）、上記表面粗
さイメージパターン選択部22において、上記表面粗さ計
算部21で計算された表面粗さに基づき、上述のようにし
て予め決められている表面粗さイメージパターン（所定
の間隔を有するドットパターン）を選択する（ステップ
S10）。そこで、上記表面粗さ表示部23において、上記
表面粗さイメージパターン選択部22で決定されたイメー
ジパターンと、上記関数発生部５で発生された軸の位置
情報の関数とから当該位置における表面粗さのイメージ
（上記ドットパターン）を、表面粗さ表示用V-RAM25に
生成し、上記CRT表示画面10上に表示されているワーク
形状の該当する被加工部位に当該表面粗さイメージを重
ね表示した後（ステップS11）、上記ステップS4に戻り
上述の動作を繰返す。First, in accordance with the read part program, the function generating section 5 generates a function indicating the workpiece part of the workpiece based on the axis position information and speed information output from the part program interpreting section 4 (step S6). ). Next, in the machining shape tool locus display unit 7, a tool locus for cutting is obtained from the tool information set by the tool information setting unit 6 and the position information of the axis generated by the function generating unit 5. V-RA for material display, by generating the shape information of the work part of the work (the part cut from the material)
The image of the work shape is regenerated by deleting the shape image of the part to be cut, that is, the part to be processed from the image of the material shape generated in M8, and the above is displayed in the tool trajectory display V-RAM 9 Generate a line that represents the tool trajectory image in cutting (step S
7). Further, in the surface roughness erasing unit 24, the function to generate the position information of the axis generated in the function generating unit 5 and the tool information set in the tool information setting unit 6 are generated in the erased processed portion. The surface roughness image
Erase from the above V-RAM25 for surface roughness display (step S
8). On the other hand, in the surface roughness calculation unit 21, based on the tool speed information set by the tool information setting unit 6 and the axis velocity information output from the part program interpretation unit 4,
The theoretical surface roughness is calculated (step S9), and in the surface roughness image pattern selection unit 22, based on the surface roughness calculated by the surface roughness calculation unit 21, it is determined in advance as described above. The surface roughness image pattern (dot pattern with a predetermined interval) that is present (step
S10). Therefore, in the surface roughness display section 23, the surface roughness at the position is determined from the image pattern determined by the surface roughness image pattern selection section 22 and the function of the axial position information generated by the function generation section 5. Image (dot pattern above) is generated in the V-RAM25 for surface roughness display, and the surface roughness image is overlaid and displayed on the corresponding processed part of the workpiece shape displayed on the CRT display screen 10. After that (step S11), the process returns to step S4 and the above-described operation is repeated.

第３図（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明方法の加工シミュレ
ーションによるCRT表示画面上への一表示例を示す図で
あり、上記第４図（Ａ）及び（Ｂ）に対応して示すもの
である。同図（Ａ）は、“荒加工”されたワークＷの被
加工部位W1-W2-W3-W4-W5が、間隔の粗いドットパターン
PAで示されており、当該被加工部位の表面粗さが粗い状
態を示している。また、同図（Ｂ）は上記被加工部位W1
-W2-W3-W4-W5のうち、“仕上加工”された被加工部位W1
S-W2S-W3S-W4S-W5Sが単に再加工された形状だけでな
く、間隔の細かいドットパターンPSで示されており、そ
の表面粗さが細かい状態を示しており、目視するだけで
その表面粗さの状態が確認できるようになる。FIGS. 3 (A) and 3 (B) are views showing one display example on the CRT display screen by the machining simulation of the method of the present invention, and are shown corresponding to FIGS. 4 (A) and 4 (B). It is a thing. In the same figure (A), the processed parts W1-W2-W3-W4-W5 of the "roughly processed" workpiece W have a dot pattern with coarse intervals.
It is shown by PA, and the surface roughness of the processed part is rough. Further, FIG. 2B shows the above-mentioned processed portion W1.
-W2-W3-W4-W5, "finished" part W1
S-W2S-W3S-W4S-W5S is shown not only by the reworked shape but also by the finely spaced dot pattern PS, and its surface roughness shows a fine state, and its surface can be seen only by visual inspection. The state of roughness can be confirmed.

なお、上述の実施例においては、表面粗さのイメージパ
ターンとしてワークの被加工部位にその表面粗さに応じ
た所定の間隔を有するドットパターンを重ね表示する例
を示したが、その表面粗さが区別して表示できるイメー
ジパターンであれば任意であり、例えば、当該加工部位
の輝度を変化させたり、色彩を変化させたりしてもよ
い。In the above-described embodiment, an example in which a dot pattern having a predetermined interval according to the surface roughness is overlaid and displayed as an image pattern of the surface roughness on the processed portion of the work is shown. It is arbitrary as long as it is an image pattern that can be distinguished and displayed. For example, the brightness or color of the processed portion may be changed.

（発明の効果） 以上のように本発明方法によれば、NC装置を用いてワー
クの加工シミュレーションを行なう際に、ワーク形状及
び工具軌跡等と共に、当該ワークの被加工部位の表面粗
さがその表面粗さに応じて区別されてグラフィック表示
されることにより、表面粗さが容易に目視確認でき、加
工シミュレーションの効果を著しく向上させることがで
きる。(Effects of the Invention) According to the method of the present invention as described above, when a machining simulation of a workpiece is performed using an NC device, the surface roughness of the workpiece portion of the workpiece is determined by the workpiece shape and the tool trajectory. By being distinguished according to the surface roughness and displayed graphically, the surface roughness can be easily visually checked, and the effect of the processing simulation can be significantly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明方法を実現するNC装置の一実施例を示す
ブロック構成図、第２図は本発明方法の動作例を説明す
るためのフローチャート、第３図（Ａ）及び（Ｂ）は本
発明方法による加工シミュレーションによる一表示例を
示す図、第４図（Ａ）及び（Ｂ）は従来の加工シミュレ
ーションによる一表示例を示す図である。 １……操作盤、２……素材情報設定部、３……素材表示
部、４……パートプログラム解釈部、５……関数発生
部、６……工具情報設定部、７……加工形状工具軌跡表
示部、８……素材表示用V-RAM、９……工具軌跡表示用V
-RAM、10……画像表示装置、20……表面粗さ表示手段、
21……表面粗さ計算部、22……表面粗さイメージパター
ン選択部、23……表面粗さ表示部、24……表面粗さ消去
部、25……表面粗さ表示用V-RAM。FIG. 1 is a block configuration diagram showing an embodiment of an NC device for realizing the method of the present invention, FIG. 2 is a flow chart for explaining an operation example of the method of the present invention, and FIGS. 3 (A) and 3 (B) are FIG. 4 is a diagram showing a display example by a machining simulation according to the method of the present invention, and FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a display example by a conventional machining simulation. 1 ... Operation panel, 2 ... Material information setting section, 3 ... Material display section, 4 ... Part program interpreting section, 5 ... Function generating section, 6 ... Tool information setting section, 7 ... Machining shape tool Locus display section, 8 …… V-RAM for material display, 9 …… V for tool locus display
-RAM, 10 ... Image display device, 20 ... Surface roughness display means,
21 …… Surface roughness calculation section, 22 …… Surface roughness image pattern selection section, 23 …… Surface roughness display section, 24 …… Surface roughness erasing section, 25 …… V-RAM for surface roughness display.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】数値制御装置の表示画面上に、加工する素
材形状と工具軌跡とを画像表示することにより前記素材
形状の被加工部位の形状を画像表示する数値制御装置に
おける加工シミュレーション方法において、当該加工に
用いる工具情報と軸の速度情報とから当該加工における
表面粗さを演算し、当該演算された表面粗さに基づき、
予め設定されている表面粗さのイメージパターンの中か
ら該当するイメージパターンを選択し、当該選択された
イメージパターンを前記軸の位置情報に基づき、前記画
像表示されている素材形状の被加工部位の形状に重ね表
示するようにしたことを特徴とする数値制御装置におけ
る加工シミュレーション方法。1. A machining simulation method in a numerical controller for displaying the shape of a workpiece part of the material shape by displaying the material shape to be machined and a tool trajectory on the display screen of the numerical controller. Calculate the surface roughness in the machining from the tool information used for the machining and the speed information of the axis, and based on the calculated surface roughness,
A corresponding image pattern is selected from the image patterns of surface roughness set in advance, and the selected image pattern is based on the position information of the axis, and A machining simulation method in a numerical control device, characterized in that it is displayed on a shape.