JPWO2005003872A1 - 自動プログラミング方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
初期の自動プロは、CADデータとはつながっておらず、加工形状を図面などで見ながら改めてプログラミングする必要があったが、昨今は、CADデータを用いてNC加工プログラムを作成する自動プロに関する技術がいくつか提案されている。
例えば、特許文献1(特開2002−189510号公報)においては、CADデータから加工製品の特徴データを抽出して加工工程及び各加工工程毎に加工領域を設定し、素材データ及び各加工工程毎の加工モデルを生成し、生成された加工工程データ及び加工モデルデータを記憶し、加工工程データ,素材データ,加工モデルデータ,工具データ,切削条件データを基にツールパスデータを生成し、各工程終了後の仮想ワーク形状データを生成するとともに、生成された工程データ,素材データ,ツールパスデータ及び仮想ワーク形状データを基に加工作業情報を生成するようにしている。
また、特許文献2(特開2002−268718号公報)においては、部品の3次元CADデータに基づいて被加工物を加工するための加工パスを作成する際に、3次元CADデータが示す形状における全ての加工部位についての加工情報を抽出し、抽出された加工情報を編集して加工工程を決定し、決定された加工工程に基づいて加工パスを作成するようにしている。
ところで、自動プロの制御対象の工作機械として、第1主軸台(メイン主軸)および該第1主軸台に対向するように設置された第2主軸台(サブ主軸)を有する2スピンドル工作機械と、メイン主軸のみを有する1スピンドル工作機械とがある。第1主軸台および第2主軸台を有する2スピンドル工作機械を用いて加工を行ったほうが1スピンドル工作機械よりも効率的な加工を行うことができるが、ユーザの中には、1スピンドル工作機械しか所有していないユーザも存在する。
このため、自動プロには、このような1スピンドル工作機械しか所有していないユーザを対象にして自動工程展開を行う機能が要望されている。
特許文献3(特開平2−62603号公報)においては、オペレータによって第1主軸台を用いて行う第1工程および第2主軸台を用いて行う第2工程の何れかで加工すると指定された各加工部位が、第1工程のみで加工可能か、第2工程のみで加工可能か、あるいは第1および第2工程による加工を経なければ加工が不可能な加工部位であるかを判定し、この判定結果に基づいて加工を実行させるようにしている。
しかしながら、この特許文献3には、各加工部位が、第1工程のみで加工可能か、第2工程のみで加工可能か、あるいは第1および第2工程による加工を経なければ加工が不可能な加工部位であるかを判定していることが開示されているに過ぎず、この特許文献5では、1スピンドル工作機械の場合と2スピンドル工作機械のどちらの工作機械にも適用可能な自動プログラミングを実行することはできない。
この発明は上記に鑑みてなされたもので、メイン主軸およびサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械とメイン主軸のみを有する1主軸工作機械とのどちらの工作機械にも適用可能な1主軸2主軸共用の自動プログラミング方法および装置を得ることを目的とする。
この発明によれば、制御対象の工作機械が2主軸機械および1主軸機械の何れであるかを判定し、この判定に応じて1主軸機械用の自動プロおよび2主軸機械用の自動プロのどちらかを動作させるようにしているので、メイン主軸およびサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械とメイン主軸しか有さない1主軸工作機械とのどちらの工作機械にも適用可能な自動プロを提供することができる。
実施の形態1.
第1図は、この発明の実施の形態1である自動プログラミング装置の構成を示すブロック図である。この自動プログラミング装置(以下自動プロと略す)100は、製品形状および素材形状に関するデータをCADデータから直接取込み、取込んだ製品形状データおよび素材形状データなどの各種データを用いてオペレータとの対話方式によって、素材(ワーク)から製品を機械加工するためのNCプログラムを作成するためのNC作成用プログラムを作成するためのソフトウェアを基本構成要素としており、この自動プロはマイクロコンピュータなどのコンピュータに搭載される。NC作成用プログラムは、NCプログラムより高級な所定の言語で記述されている。
この自動プロ100は、メイン主軸およびサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械とメイン主軸しか有さない1主軸工作機械とのどちらの工作機械にも適用することができる。ただし、実施の形態1においては、メイン主軸およびサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械に適用される自動プロに関して説明する。2主軸工作機械および1主軸工作機械のどちらの工作機械にも適用可能な自動プロについては実施の形態2で説明する。
さらに、この自動プロ100は、ワークを回転させ丸く削る旋削加工、ワークを回転させ孔を明けるボーリング加工、ワークを固定し刃物を回転させて削るミーリング加工や面加工等の加工作業を行う工作機械に適用可能であり、さらに旋削加工やミーリング加工が組み合わされた複合加工にも適用可能である。
第1図に示す自動プロ100はコンピュータに搭載された状態を示しており、この自動プロ100は、通信インタフェース23を介してNCプログラムによって動作するNC装置200に接続されている。
第1図において、製品形状データベース1,素材形状データベース2および工具データベース3は、自動プロ100が搭載されるマイクロコンピュータの内蔵メモリまたは外部メモリに登録されるものである。製品形状データベース1には、3次元CADデータ(3次元ソリッドモデルデータ)で表された複数の製品形状データが登録格納されている。素材形状データベース2には、各素材毎に、材質、形状(円柱、四角、六角など)、寸法(外径、内径、長さなど)などの各種データが登録格納されている。工具データベース3には、工具データが登録格納されている。
また、自動プロが搭載されるマイクロコンピュータには、表示装置20、キーボード,マウスなどの入力装置21、プリンタなどの出力装置22が備えられており、通信インタフェース23を介してNC装置200などの外部機器と接続される。
自動プロ100の基本構成要素であるプログラム部は、製品形状入力処理部10、素材形状入力処理部11、治具設定処理部12,位置合わせ処理部13、工程分割処理部14、工程展開処理部15、工具選定処理部16、展開不可形状編集処理部17、プログラム編集処理部18、およびプログラム展開処理部19で構成されている。
製品形状入力処理部10は、製品形状データ(製品モデル)をオペレータに選択させるための製品形状入力画面を表示するとともに、オペレータが製品形状データベース1あるいはその他の任意のメモリに記憶される3次元ソリッドモデルデータで構成される複数の製品形状データから所要の製品形状データを選択すると、選択された製品形状データを3次元表示するなどの処理を実行する。
素材形状入力処理部11は、素材形状データ(素材モデル)をオペレータに選択させるための素材形状入力画面を表示するとともに、製品形状データベース1あるいはその他の任意のメモリに記憶される3次元ソリッドモデルデータで構成される複数の素材形状データから所要の素材形状データを自動的にまたはオペレータによって選択させ、選択された素材形状データを3次元表示するなどの処理を実行する。また、素材形状入力処理部11は、鋳物加工などに利用される肉厚化素材データを製品形状データに基づいて作成する部分素材設定機能を有している。
治具設定処理部12は、チャックおよび爪から成る治具モデルおよび素材モデルを表示し、素材形状に対応して複数の治具配置パターンを用意しておき、オペレータに治具配置パターンを選択させることで治具配置を決定するとともに、爪の把持位置および把持径を計算してNC側に送信する。
位置合わせ処理部13は、第1工程(メイン主軸で行う工程)での第1チャックに把持された素材モデル内に製品モデルを自動配置する処理を行う。また、位置合わせ処理部13は、第2工程(サブ主軸で行う工程)での第2チャックに把持された素材モデル内に製品モデルを自動配置する処理を行う。
工程分割処理部14は、メイン主軸およびサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械での加工の際の工程分割処理およびメイン主軸のみの1つの主軸を有する1主軸工作機械での加工の際の工程分割処理を行うものである。2主軸工作機械の場合は、メイン主軸で行う第1工程とサブ主軸で行う第2工程との分割位置を外径、内径で夫々指定するものである。メイン主軸のみを有する1主軸工作機械の場合は、メイン主軸で素材モデルの一方の端部を把持して加工を行う第1工程とメイン主軸で素材モデルの他方の端部を把持して加工を行う第2工程との分割位置を外径、内径で夫々指定するものである。
工程展開処理部15は、加工モードと呼ばれる旋削加工、点加工、面加工、面取り加工などで構成される一連の加工作業を、同一の主軸かつ同一の工具をもって連続的な加工が行われる加工単位(以下加工ユニットという)まで分解する処理を実行する。
工具選定処理部16は、工具データベース3から各加工箇所(加工ユニット)についての最適な工具を選択する工具決定処理を行うと共に、工具に応じた切削条件を決定する。
プログラム展開処理部19は工程展開された複数の加工ユニットの組み合わせと、決定された工具情報と、切削条件に基づいて、所定の言語から成るNC作成用プログラムを作成する。
展開不可形状編集処理部17は、工程展開処理で加工ユニットに自動展開できなかった展開不可形状を、何らかの加工ユニットに変換するための編集作業を行うものである。プログラム編集処理部18は、作成されたNC作成用プログラムの編集処理を行うものである。
なお、第1図では、自動プロ100を通信インタフェース23を介してNC装置200に接続するようにしたが、第2図に示すように、自動プロ100をNC装置200内に組み込むようにしてもよい。この場合は、自動プロ100は、NC装置200内のNC制御部201に接続されることになる。
第3図は、第1図または第2図に示した自動プロ100により実行されるNC作成用プログラム(加工プログラム)の作成手順を示すフローチャートである。第3図にしたがって、本自動プロにより実行されるNC作成用プログラムの作成手順の詳細を各工程別に説明する。
まず、本自動プロ100を起動したときに、最初に表示されるメニュー選択主画面8について用いて説明する。第4図はメニュー選択主画面8の一例を示すものである。
第4図に示すように、メニュー選択主画面8は、ツリー表示部4、3D表示部5,およびメニュー表示操作部6などを備えている。ツリー表示部4には、製品ファイル名、素材ファイル名、治具(取付け具)ファイル、加工ユニットに展開された各加工ユニットのファイル名などがツリー表示されている。3D表示部5には、ツリー表示部4で選択された製品ファイル、素材ファイル、治具ファイル、あるいは加工ユニットファイルの形状データが三次元(3D)表示される。
メニュー表示操作部6は、製品形状設定ボタン6a、素材形状設定ボタン6b、取付け具設定ボタン6c、位置合わせボタン6d、工程分割ボタン6e、ユニット展開ボタン6f、ユニット編集ボタン6g、プログラム生成ボタン6hなどを備えている。製品形状設定ボタン6aは、製品形状設定モードに移行させるためのボタンであり、製品形状設定モードでは、製品形状の3D−CADモデルを読み込むなどの処理を実行する。素材形状設定ボタン6bは、素材形状設定モードに移行させるためのボタンであり、素材形状設定モードでは、加工する素材形状を選択設定する。取付け具設定ボタン6cは、取付け具設定モードに移行させるためのボタンであり、取付け具設定モードでは、素材を把握する取付け具(チャック、爪)の設定を行う。位置合わせボタン6dは、位置合わせモードに移行させるためのボタンであり、位置合わせモードでは、製品と素材の位置調整を実行する。工程分割ボタン6eは、工程分割モードに移行させるためのボタンであり、工程分割モードでは、第1工程と第2工程との分割位置の設定を実行する。ユニット展開ボタン(工程展開ボタン)6fは、ユニット展開モードに移行させるためのボタンであり、ユニット展開モードでは、設定した情報から加工ユニットの自動展開を実行する。ユニット編集ボタン6gは、ユニット編集モードに移行させるためのボタンであり、ユニット編集モードでは、展開された加工ユニットの編集を実行する。プログラム生成ボタン6hは、プログラム生成モードに移行させるためのボタンであり、プログラム生成モードでは、展開、編集されたユニットからNC作成用プログラムを作成する。
メニュー表示操作部6は、メニュー切替ボタン6kを備えおり、このメニュー切替ボタン6kを操作することにより、メニュー表示操作部6には、第5図に示すような、他の表示操作メニューが切り替え表示される。断面表示ボタン7aは、3D表示部5の表示データを断面表示させるためのボタンであり、断面表示角度設定ボタン7bは、指定した角度で断面表示を実行させるためのボタンであり、拡大縮小ボタン7c,回転ボタン7d,移動ボタン7eは、3D表示部5の表示データを拡大縮小,回転,移動させるためのボタンである。フィッティングボタン7fは、表示されている3D形状を、姿勢はそのままで画面中央に全体が収まるように表示するためのボタンである。寸法線表示切替ボタン7gは、表示されている3D形状に対し寸法線を表示/非表示するためのボタンである。正面ボタン7h、背面ボタン7i、左側面ボタン7j、右側面ボタン7k、平面ボタン7l、底面ボタン7mは、表示されている3D形状を、正面表示、背面表示、左側面表示、右側面表示、平面表示、底面表示させるためのボタンである。第1主軸3D表示ボタン7nは、表示されている3D形状を第1主軸に向かって見た方向に表示させるためのボタンであり、第2主軸3D表示ボタン7pは、表示されている3D形状を第2主軸に向かって見た方向に表示させるためのボタンである。
本自動プロにおいては、上記メニュー選択主画面8を表示した後、通常は、第3図に示すような手順で各工程が実行される。すなわち、製品形状入力処理(ステップS100)→素材形状設定処理(ステップS101)→第1工程治具設定処理(ステップS102)→位置合わせ処理(ステップS103)→工程分割処理(ステップS104)→第2工程治具設定処理(ステップS105)→位置合わせ処理(ステップS106)→工程展開処理(ステップS107)→工具自動設定処理(ステップS108)→プログラム展開処理(ステップS109)→展開不可形状編集処理(ステップS110)→プログラム編集処理(ステップS111)の順番に各工程が実行される。以下、各工程別に詳述する。
(1)製品形状入力(ステップS100)
この製品形状入力処理は、第4図に示したメニュー選択主画面8の製品形状設定ボタン6aをオンにすることによって起動されるもので、第4図に示したメニュー選択主画面8の製品形状設定ボタン6aをオンにすると、第6図に示すような、製品形状入力処理のための製品形状読み込み画面30に、画面が切り替わる。この製品形状入力処理は、主に第1図の製品形状入力処理部10によって実行される。
オペレータは、製品形状データを選択するための製品形状読み込み画面30を表示した状態で入力装置21を操作して、つぎのようにして製品に対応する3次元CADデータ(製品モデル)を選択する。
まず、製品形状読み込み画面30の下方に並んでいる複数のボタンのうちの最左側の製品形状読み込みボタン31を押す。これにより、左側に製品形状読み込み用ダイアログ32が表示され、右側には、選択された3次元CADデータに対応する製品形状(製品モデル)をワイヤフレーム形式で表示するための3次元ビュー33が表示される。
製品形状読み込み用ダイアログ32は、製品形状データベース1に登録されたCADファイルの一覧を表示するリストボックス34を持っている。リストボックス34中の任意のファイルを選択すると、3次元ビュー33上に、この選択したファイルに対応する製品形状のプレビューが表示される。このプレビューの際に、製品のXYZ方向の各寸法が3次元ビュー33上に表示される。各3次元CADデータは、形状情報と色情報(表示色)を有しており、さらに各形状情報には、加工に関する属性データが付加されている。属性データとしては、ねじ、粗さ記号、研磨盗み、面取り、穴の面取り、穴情報(ドリル、リーマ、エンドミル、ボーリング、タップ)、部品番号、材質、品名などがある。これらの属性データを用いて後述の工程展開結果の調整(加工順序の変更)を実行する。なお、CADデータには、色情報(表示色)を含ませているが、表示色によって仕上げ面粗さなどを識別させることができる。
ファイル一覧のリストボックス34の上部に位置するディレクトリ表示部35に現在のディレクトリが表示されている。リストボックス34には、ディレクトリ表示部35に表示されているディレクトリ内のファイルの一覧が表示される。フォルダ変更ボタン36を押せば、フォルダ変更用のダイアログ(図示せず)が表示され、このダイアログを操作して現在のディレクトリを変更することができる。
選択ボタン37を押せば、リストボックス34で選択されているCADファイルが自動プロの記憶領域に読み込まれ、読み込まれたCADファイルに対応する製品が画像生成され、生成された製品形状(製品モデル)が3次元ビュー33上に表示される。この表示の際に、製品モデルのXYZ方向の各寸法が3次元ビュー33上に表示される。なお、製品形状を画像生成する際の自動調整モードという機能を有しており、この自動調整モードの項目29でYESの項目を選択していれば、製品形状の生成処理の段階で、3次元ビュー33上での製品の向きと、製品の表示位置が自動調整される。
また、製品形状データベース1のための領域として、コンピュータの内部または外部に1〜複数のディレクトリを設け、これらのディレクトリに任意の3次元CADデータを新たに登録したり、既に登録されている製品形状データを変更して再登録したりすることができる。
(2)素材形状設定(ステップS101)
この素材形状設定処理は、第4図に示したメニュー選択主画面8の素材形状設定ボタン6bをオンにすることによって起動されるもので、素材形状設定ボタン6bをオンにすると、画面は例えば第7図に示すような素材形状設定画面に切り替わる。この素材形状設定処理は、主に第1図の素材形状入力処理部11によって実行される。
第8図は、素材形状データベース2に登録される素材形状データの一例を示すものである。素材形状データには、第8図に示すように、材質、形状の種類(円柱、四角、六角など)、寸法(外径,内径、長さなど)などが含まれている。
第7図に示す素材形状設定画面9においては、素材設定メニュー9aが表示される。素材設定メニュー9aは、素材データベースボタン9b、部分素材設定ボタン9c、素材モデル読込みボタン9d、素材材質設定ボタン9e、編集ボタン9f、取代変更ボタン9gを備えている。
素材データベースボタン9bは、後述する素材の自動選択処理を行うためのボタンである。部分素材設定ボタン9cは、鋳物加工などに利用される製品モデルを部分的に肉厚化した素材モデルを作成するためのボタンである。素材モデル読込みボタン9dは、素材形状データベース2に登録された素材データあるいは外部記憶装置に記憶された任意の素材データを読み込んで素材形状として設定するためのボタンである。素材材質設定ボタン9eは、素材材質を手動設定するためのボタンである。編集ボタン9fは、素材形状データベース2に所要の素材データを登録したり、登録した素材データを編集するためのボタンである。取代変更ボタン9gは、後述する端面取り代の設定値を変更するためのボタンである。
素材データベースボタン9bを押すと、素材データベースダイアログ300が表示される。素材データベースダイアログ300の製品形状寸法表示部301には、先のステップS100で実行された製品形状入力処理によって決定された製品形状の最大外径のX,Y,Z軸方向の寸法が表示される。
また、素材データベースダイアログ300の素材リスト表示部302には、素材形状データベース2に登録された素材形状データがリスト表示されている。リスト表示された素材形状データの中から製品外径を包含する最小径の素材が選択されて、選択されたものが符号303で示すように、強調(ハイライト)表示される。この場合は、素材形状として、丸棒がオペレータによって選択され、丸棒素材の素材形状データがリスト表示され、丸棒素材データの中から製品外径を包含する最小径の素材が選択されてハイライト表示されている。素材形状(work type)が指定されない場合は、丸棒素材、角棒素材、六角形素材などの素材形状データベース2に登録された全ての素材形状データから製品外径を包含する最小径の素材が選択される。
ハイライト表示されている自動選択された素材データが気に入らないときには、オペレータは、番号、素材材質、素材種類(Type)、外径、内径、長さの項目でソートを適宜行って所望の素材データを選択する。所望の素材データを選択した状態で(選択した素材データはハイライト表示される)、OKキー304を押すと、このハイライトされている素材データが選択され、端面取り代ダイアログ305が開く。
端面取り代ダイアログ305には、選択した素材についての、素材番号、素材材質、素材形状(work type)、外径、内径、長さ、端面取り代が表示され、初期状態では、端面取り代は0mmとなっている。
端面取り代の設定値は、旋削加工での加工の最初に素材端を切り落とす端面加工のための設定値である。すなわち、未加工の素材は素材端がきれいに切り落とされていないため、旋削加工の最初に端面加工を実行する。オペレータが所望の値を端面取り代の設定値として入力して、OKボタンを押せば、その後の加工プログラム生成時に、設定した端面取り代分を旋削加工で除去するための端面加工プログラムが生成される。
第9図は、端面処理の概念を説明するための図である。第9図においては、製品モデルSMに素材モデルWMが重ねられて配置されている。第9図において、端面取り代分TM1は、端面取り代ダイアログ305で設定された値であり、他方側の端面取り代分TM2は、素材長さから製品長さおよびTM1を減算することで求められた値である。
第10図は、素材データベースボタン9bが押されたときの素材自動選択処理手順を示すもので、この場合は素材形状として丸棒が指定されたときの手順を示すものである。
まず、先のステップS100で実行された製品形状入力処理によって決定された製品モデルのプログラム原点Pc(製品形状入力処理の際に予め設定されている)から製品モデルの外縁部までの製品モデルの旋削軸(Z軸)に垂直な方向についての各距離を求め、これら求めた複数の距離のなかで最長距離Lmaxを選択する(ステップS120)。すなわち、第11図に示すように、製品モデルSMの外縁部上の複数の点PW1〜PWiについてのプログラム原点Pcからの旋削軸に垂直な方向の距離を夫々求め、これら複数の距離のなかで最長距離Lmaxを選択する。なお、第11図において、旋回軸(Z軸)は、紙面に垂直な方向に延びている。
つぎに、素材形状データベース2に登録された複数の丸棒データを素材データベースダイアログ300の素材リスト表示部302にリスト表示するとともに、これらリスト表示した丸棒データの中で、半径がLmax以上あってかつ最小径の丸棒素材を選択する(ステップS121)。
つぎに、選択された丸棒素材が1つである場合は(ステップS122)、この選択された丸棒素材に対応する素材データを素材リスト表示部302でハイライト表示する(ステップS124)。しかし、選択された丸棒データが複数存在する場合は、これら複数の丸棒素材のうちで、製品モデルの長さ以上であってかつ最も短い長さを有する丸棒素材を選択する(ステップS123)。そして、選択された1〜複数の丸棒素材に対応する素材データを素材リスト表示部302でハイライト表示する(ステップS124)。
つぎに、第12図および第13図を用いて素材形状として六角形棒が選択されたときの素材自動選択処理手順について説明する。この場合は、第13図に示すように、製品モデルSMのプログラム原点Pcを1つの六角棒素材モデルWMの中心Poに一致させる(ステップS130)ように、製品モデルSMの六角棒素材モデルWMに対する姿勢を決める。この場合も、紙面に垂直な方向が旋回軸方向である。
つぎに、六角棒素材モデルWMの各辺を製品モデルSMに接するまで平行移動させ、この平行移動させた各線分La1〜La6と製品モデルSMのプログラム原点Pcとの旋削軸に垂直な方向の距離L1〜L6を求める。そして、これら距離のうちの最長距離Lmaxを求める(ステップS131)。
つぎに、素材形状データベース2に登録された複数の六角棒データを素材データベースダイアログ300の素材リスト表示部302にリスト表示するとともに、これらリスト表示した六角棒データの中で、対辺長さ(対向辺間の距離)が2Lmax以上であって、最小の対辺長さを有する六角棒素材を選択する(ステップS132)。
つぎに、選択された六角棒素材が1つである場合は(ステップS133)、この選択された六角棒素材に対応する素材データを素材リスト表示部302でハイライト表示する(ステップS135)。しかし、選択された六角棒素材データが複数存在する場合は、これら複数の六角棒素材のうちで、製品モデルの長さ以上であってかつ最も短い長さを有する六角棒素材を選択する(ステップS134)。そして、選択された1〜複数の六角棒素材に対応する素材データを素材リスト表示部302でハイライト表示する(ステップS135)。
なお、第7図の場合は、素材形状データベース2に登録された全ての登録データを素材リスト表示部302にリスト表示し、これらリスト表示されたものの中から製品モデルを包含する1〜複数の最小の素材データをハイライト表示するようにしたが、第14図に示すように、素材形状データベース2に登録された全ての登録データの中から製品モデルを包含する素材のみを素材リスト表示部302にリスト表示するようにしてもよい。そして、製品モデルを包含する素材が複数存在する場合は、その中で最小径で最小長さの素材、すなわち加工の際の削り取り量が少ないものを素材リスト表示部302の最上位にハイライト表示するとともに、その下側では削り取り量が少ないものが上位に位置するように表示順序をソートする。このような表示を行うことで、オペレータは加工の際の削り取り量が少ないコスト低減に寄与する素材を容易に選択することができる。
つぎに、第15図〜第18図に従って、素材モデルの入力設定処理の他の実施形態を説明する。この第16図〜第18図に示す素材形状設定画面は、第7図に示した素材形状設定画面9と連動して動作するものではなく、第16図〜第18図に示す素材形状設定画面と第7図に示した素材形状設定画面9とは、いわゆる別バージョンの画面である。
素材形状データベース2に素材データを登録する際には、図示しない適宜のボタン(第7図に示した素材形状設定画面9の編集ボタン9fに対応)を投入すると、素材データ登録画面(図示せず)が表示されるので、オペレータはこの素材データ登録画面を適宜操作して、素材形状データベース2に、先の第8図に示したような所要の素材データを登録する。また、素材形状データベース2には、素材データとして、3次元CADデータの入力も可能である。
一方、素材形状データベース2から素材データを手動で選択する際には、オペレータは適宜のボタン(第7図に示した素材モデル読込みボタンに対応)を押す。このボタンが押されれば、第16図に示す素材形状生成用ダイアログ40が表示される。
素材形状生成用ダイアログ40は、素材材質、形状の種類(Work type)、素材外径、素材内径、長さ、端面取り代を入力するデータ入力欄41と、素材形状データベース2に登録されたデータが一覧表示されるリストボックス42と、製品形状のXYZ寸法が表示される製品寸法表示欄43とを有している。
データ入力欄41のなかで、素材材質入力欄44および形状種類入力欄45は、コンボボックスで構成されており、素材材質および形状種類(丸棒、四角棒など)についてはコンボボックスのリストの一覧から所要のものをオペレータが選択する。外径入力欄46、内径入力欄47、長さ入力欄48、端面取り代入力欄49は、エディットボックスで構成されており、所要の数値を各欄に直接数値入力する。
オペレータが素材材質入力欄44および形状種類入力欄45で、所要の材質、形状種類を選択すると、素材形状入力処理部11は選択された材質、形状種類をキーワードとして素材形状データベース2を検索し、素材形状データベース2中の多数の素材データのうちの選択された材質、形状種類に合致する素材データを抽出し、抽出した素材データをリストボックス42に一覧表示する。
オペレータは、リストボックス42から所要の素材データを選択し、例えば入力装置21であるキーボードのinput(enter)キーを押せば、この選択した素材データが持つ外径、内径、長さで、外径入力欄46、内径入力欄47、長さ入力欄48の各データが自動更新される。なお、長さが0の素材を選択してinputキーを押したときは、素材の長さは変更されない。
上記の各操作はマウスなどのポインタによって操作可能であるが、つぎのようなショートカットキー機能も備えられている。すなわち、素材材質入力欄44および形状種類入力欄45にフォーカスがあるときに、例えば、カーソル移動キー「↑」または「↓」を押せば、第17図に示すように、素材材質入力欄44および形状種類入力欄45のコンボボックスが開かれ、一覧が表示される。また、素材材質入力欄44および形状種類入力欄45のコンボボックスの一覧が開かれているときに、例えばinputキーを押せば、第17図に示すように、一覧が閉じられる。コンボボックスがフォーカスを失ったときも、同様に一覧が閉じられる。また、例えばTABキーを入力したときは、素材材質入力欄44、形状種類入力欄45、外径入力欄46、内径入力欄47、長さ入力欄48、端面取り代入力欄49の間でフォーカスが移動する。また、素材材質入力欄44、形状種類入力欄45、外径入力欄46、内径入力欄47、長さ入力欄48、端面取り代入力欄49の何れかにフォーカスがあるときに、カーソル移動キー「→」キーを入力すれば、第8図に示すように、素材データベースのリストボックス42にフォーカスが移動する。素材データベースのリストボックス42からフォーカスを元の位置に戻すときは、カーソル移動キー「←」キーを入力する。
このように、素材形状生成用ダイアログ40のデータ入力欄41にオペレータが適宜所望のデータを入力することで、所望の素材データをオペレータが手動で設定することができる。
データ入力欄41へのデータ入力設定が終了した後、オペレータが生成ボタン58を押せば、入力設定された素材データが素材形状データベース2からが自動プロの記憶領域に読み込まれ、読み込まれた素材データに対応する素材の画像が生成され、生成された素材形状が3次元ビュー(図示せず)上に表示される。
上記のようなオペレータによる手動設定では、製品形状を加工可能な最小の最適な素材が選択されるかどうかの保証がない。そこで、素材形状生成用ダイアログ40の製品寸法表示欄43には、オペレータによって選択された製品形状を加工可能な最小の最適な素材を自動選択するための製品形状反映ボタン50が備えられている。また、製品寸法表示欄43には、先のステップS100の製品形状入力処理で設定済みの製品形状のXYZ寸法が表示されている。
第15図を用いて製品形状反映ボタン50の投入に基づく素材モデルの自動選択処理について説明する。まず、素材材質入力欄44および形状種類入力欄45へのデータ入力を行って素材材質および素材形状の種類を選択する。また、製品形状の寸法データを入力する(ステップS140)。なお、この自動プロの場合は、この時点で既に製品形状の選択処理が終了しているので、前述したように、入力済みの製品形状の寸法が製品寸法表示欄43に表示されている。
この状態で、製品形状反映ボタン50が投入されると(ステップS141)、素材形状入力処理部11は、素材材質入力欄44および形状種類入力欄45で選択された材質、形状種類をキーワードとして素材形状データベース2を検索し、素材形状データベース2中の多数の素材データのうちの選択された材質、形状種類に合致する素材データを抽出する(ステップS142)。そして、素材形状入力処理部11は、抽出した1〜複数の素材の寸法データ及び製品の寸法データを比較することにより抽出した1〜複数の素材のなかから製品形状を包含する、すなわち製品の寸法より大きな寸法を持つ素材を選択し、さらにこれら製品形状を包含することが可能な1〜複数の素材のなかから最小の寸法を有する素材を選択する(ステップS143)。この最小の寸法を有する素材を選択する手法としては、先の第10図,第12図で説明した手法を用いる。
このような素材の選択処理が終了すると、素材形状入力処理部11は、外径入力欄46、内径入力欄47、長さ入力欄48、端面取り代入力欄49の各データを最終的に選択された素材データのもつ値で更新する。このようにして、製品形状を加工可能な最小の最適な素材が自動選択されることになる。そして、選択された素材データに基づいて素材モデルが生成される。
このように、素材データベースから製品形状を包含する最小の素材データを自動選択するようにしているので、オペレータが適当な素材データを手動で選ぶ手間を省くことができ、効率の良いプログラミング作業を行うことができる。
つぎに、第7図の素材形状設定画面9の部分素材設定ボタン9cを押すことで実行される部分素材設定処理モードについて第19図〜第25図を用いて説明する。この部分素材設定処理モードでは、素材の選択の際に製品モデルを表示し、表示した製品モデルから肉厚化の必要な部分および肉厚化の厚みをオペレータに選択指定させ、この選択指定された部分のみを指定厚みだけ肉厚化したモデルを生成し、この生成したモデルを素材モデルとして登録する。
すなわち、鋳物加工や成形材加工などにおいては、所望の製品に近い形状の素材を作成し、該作成した素材に旋削などの加工を加えることで製品を作成することが多く、製品作成者側ではこのような製品に近い形状の素材を素材作成者に納入して貰うことになる。一方、自動プロにおいては、製品モデルおよび素材モデルが定義されないことには、加工パス、NC作成用プログラムを作成することはできない。したがって、このような鋳物加工や成形材加工を行う際にも素材モデルを定義する必要がある。以下に説明する部分素材設定モード(肉厚化モード)では、鋳物加工や成形材加工などのための素材モデルを簡単に作成することが可能である。
以下、部分素材設定モードの動作手順を第19図に示すフローチャートを参照して説明する。
第7図の素材形状設定画面9の部分素材設定ボタン9cを押すと、第20図に示すような部分素材設定ダイアログ51と、第21図に示すような、製品モデルの3D表示画面とが開く。3D表示される製品モデルは、先のステップS100の製品形状入力処理で選択された製品モデルである。通常、製品モデルのCADデータにおいては、各面毎に異なる色の属性を付しており、第21図のように3D表示される製品モデルの各面は、設定された色属性に対応する色表示がなされている。この場合、第21図に示す製品モデルにおいては、面D1,D3には緑の色属性が設定され、面D2,D4には赤の色属性が設定されている。
第20図において、部分素材設定ダイアログ51は、色選択部51aと、取り代設定部51bと、OKボタン51cとを有しており、色選択部51aには、当該製品モデルに属性として設定されている全ての色が抽出して表示される。例えば、属性として設定可能な色数が256×256×256であり、この中の20色を用いて製品モデルを表現した場合は、その20色が色選択部51aに表示される。第21図に示す製品モデルにおいて、緑(D1,D3)および赤(D2,D4)の色属性のみが設定されているとすると、緑及び赤の2色のみが色選択部51aに表示される。
オペレータは、色選択部51aに表示された複数の色から肉厚化を所望する箇所に対応する色を選択することにより製品モデルの所要の面を指定し(ステップS150)、取り代設定部51bに肉厚化の厚み値を設定し(ステップS151)、OKボタン51cを押すと、3D表示画面に表示されている製品モデルの前記選択された色に対応する面のみが取り代設定部51bに設定された取り代分だけ肉厚化される(ステップS152)。
色選択部51aにおいて、他の面選択がある場合は、ステップS150〜S152の処理が同様に実行される。
第22図は、第21図に示した製品モデルを断面(側面)状態で示している。色選択部51aで緑が選択され、取り代設定部51bに10mmが設定され、OKボタン51cが押されると、緑の属性を有する面D1,D3が10mmだけ、第22図に示すように、肉厚化される。さらに、色選択部51aで緑が選択され、取り代設定部51bに5mmが設定され、OKボタン51cが押されると、赤の属性を有する面D2,D4が5mmだけ、肉厚化される。
全ての面選択が終了すると、肉厚化された面同士で隣接した面があるか否かが判定される(ステップS154)。隣接した肉厚化面が存在しない場合は、ステップS150〜S152の処理(の繰り返し)で作成した肉厚化モデルを当該素材モデルとして登録設定する(ステップS157)。
一方、隣接した肉厚化面が存在する場合は、隣接面の接続面を楕円や円などの曲面(第22図の実線E1)あるいは四角形状の角面(第22図の破線E2)のいずれにするかを選択させるダイアログ(図示せず)を表示し、接続面を曲面および角面のどちらにするかをオペレータに選択させる。接続面は、隣接部の場所毎に選択させるようにしてもよいし、全ての隣接部を曲面および角面のどちらか一方に共通選択させるようにしてもよい。そして、選択された接続面を用いて隣接した肉厚化部を第22図に示すように接続する(ステップS156)。そして、このようにして肉厚化したモデルを当該素材モデルとして登録設定する(ステップS157)。
第23図は、部分素材設定モードの際に、3D表示される製品モデルの一部の一例を示している。第23図のF部の拡大図を第24図に示している。さらに、第25図には、肉厚部G1〜G4が追加された肉厚化モデルを示している。
なお、上記の場合は、製品モデルの各面を指定するための表示属性として色属性を採用し、製品モデルに設定した色属性によって肉厚化する面を選択するようにしたが、ハッチングなどの各種塗りつぶしパターンを表示属性として製品モデルの各面に設定し、これら複数の塗りつぶしパターンを選択することによって肉厚化を所望する面を選択するようにしてもよい。さらに、マウスなど入力装置の操作によって肉厚化する面を選択し、該選択した面に対し取り代を設定するようにしてもよい。
このように部分素材設定処理においては、製品モデルの各面のうち肉厚化が必要な面および指定された面の肉厚化する厚みを指定させることにより所望の肉厚化モデルを作成し、該作成した肉厚化モデルを素材モデルとして登録可能なようにしているので、鋳物加工などで使用する素材モデルを簡便に生成することが可能となる。
(3)第1工程治具設定(第1チャック、爪の設定、ステップS102)
この治具設定処理(取付け具設定処理)は、第4図に示したメニュー選択主画面8の取付け具設定ボタン6cをオンにすることによって起動されるもので、取付け具設定ボタン6cをオンにすると、取付け具設定になり、例えば、第26図に示すような、取付け具設定メニュー52に、メニューが切り替わり、第28図に示す爪パターン選択テーブル53および第29図に示すような取付け具設定ウィンドウ54が表示される。この取付け具設定処理は、主に第1図の治具設定処理部12によって実行される。この第1工程治具設定処理は、2主軸工作機械のメイン主軸で行う第1工程での治具を設定するものである。
治具モデルは、チャックモデルおよび素材を把持するための爪モデルによって構成されている。チャック形状データは、第1図の構成の場合は通信インタフェース23を介してあるいはオフラインでNC装置200からNCパラメータ(チャックの外径、内径、幅)を取得し、また第2図の構成の場合はNC制御部201からNCパラメータ(チャックの外径、内径、幅)を取得し、取得したNCパラメータを用いてチャックの外径、内径、幅などを表示して、オペレータに所望のチャック形状を選択させる。爪に関しては第27図に示す手順に従って爪の個数、形状、寸法、把握径などが決定される。この第27図に示す手順は、治具設定処理部12によって実行される。
第26図に示す取付け具設定メニュー52において、外爪選択ボタン52aは外爪を選択するためのボタンであり、内爪選択ボタン52bは内爪を選択するためのボタンであり、これらは排他的関係になっており、一方が選択状態になると他方は非選択状態となる。把握径・爪個数変更ボタン52cは把握径と爪個数を変更するためのボタンである。第1主軸爪設定ボタン52dは第1主軸(メイン主軸)の爪を設定するためのボタンであり、第2主軸爪設定ボタン52eは第2主軸(サブ主軸)の爪を設定するためのボタンである。取付け具設定メニュー52が最初に表示されたときには、外爪選択ボタン52aおよび第1主軸爪設定ボタン52dが自動選択されてオンになっている。爪編集ボタン52fは、登録された爪データを編集する際に用いるボタンである。取付け具設定完了ボタン52gは、取付け具設定処理を終了するためのボタンである。
まず、この場合は、第1工程の治具設定であるので、第1主軸爪設定ボタン52dをオンにし、外爪選択ボタン52aおよび内爪選択ボタン52bのうちの何れかをオンにする。
これらのボタンがオンになると、治具設定処理部12は、まず先のS101の素材形状設定処理で決定した素材モデルから素材端面形状の種類(丸、四角、六角など)と、素材モデルの寸法データを取得する(ステップS160)。
また、図28に示す爪パターン選択テーブル53に表示される爪パターン(爪モデルパターン)としては、まず外爪用パターンと内爪用パターンに大別され、素材端面形状の種類(丸、四角、六角など)、爪の配置パターン(爪の個数、爪の把持箇所(角部を把持したもの、平面部を把持したもの))などによってさらに分類されている。なお、図28には外爪パターンのみを示している。
ここでは、爪パターン選択テーブル53には、全ての爪パターンが表示されるのではなく、外爪選択ボタン52aおよび内爪選択ボタン52bのうちの選択された方に対応する爪パターンであって、かつ素材モデルの素材端面形状の種類に対応する爪パターンのみが表示される。例えば、四角柱の素材モデルが設定された場合は、図28に示す爪パターンの内の真ん中の横列の3つの爪パターンのみが表示される(ステップS161)。オペレータは、この表示されている爪パターンのうちから所望の爪パターンを選択指定する(ステップS162)。これにより、爪個数、爪の把持箇所(角部で掴むか平面部で掴むかなど)が特定される。
爪パターンが選択されると、該選択された爪パターンに対応する1〜複数の爪モデルの登録データが全登録データから抽出され、抽出された登録データが図29に示す取付け具設定ウィンドウ54のリスト表示部54aに表示される(ステップS163)。例えば、四角−4つ爪−平面部把持の爪パターンが選択されると、この選択パターンに対応する爪モデルの登録データのみがリスト表示部54aに表示される。
リスト表示部54aには、登録されている爪モデルの爪番号が表示される爪番号表示部(爪No)、登録されている爪形状(爪モデル)の名称が表示される爪名称表示部、登録されている爪形状の高さが表示される爪高さ表示部、登録されている爪形状の長さが表示される爪長さ表示部、登録されている爪形状の幅が表示される爪幅表示部、登録されている爪形状のZ方向の掴み代が表示されるZ方向掴み代表示部、登録されている爪形状のX方向の掴み代が表示されるX方向掴み代表示部が備えられている。すなわち、リスト表示部54aには、選択された爪モデルの形状データが爪番号毎に表示される。
また、取付け具設定ウィンドウ54は、外爪か内爪かを識別表示する爪形状表示部54bと、把握径が表示される把握径表示部54cと、選択された爪番号が表示される選択爪番号表示部54dと、選択された爪パターンの爪個数が表示される爪個数表示部54eと、選択されたチャックモデル、選択された爪モデル、および選択された素材モデルが断面または3次元表示される取付け具表示部54fとを備えている。
オペレータがリスト表示部54aに表示された爪の登録データ(爪モデル)から所望のものを選択すると(ステップS164)、治具設定処理部12は、選択された爪番号を選択爪番号表示部54dに表示するとともに、爪個数を爪個数表示部54eに表示し、さらに第30図に示す手順に従って爪の把握位置座標および把握径を計算する。
すなわち、図31に示すように、選択された爪モデルTMが先の素材形状設定処理で決定した素材モデルWMの端面に当接するように爪モデルTMを移動させ(ステップS170)、爪モデルの形状データおよび爪モデルの把持箇所パターン(角部で掴むか平面部で掴むかなど)と、素材モデルの形状データ(外径、内径、長さ、端面長さ)とに基づいて、爪モデルTMが素材モデルWMを把持する把持位置座標すなわち把握径を計算する(ステップS171)。前記移動の際に、外爪の場合は、爪モデルTMが素材モデルWMの端面の外径に当接するように爪モデルTMを移動させ、内爪の場合は、爪モデルTMが素材モデルWMの端面の内径に当接するように爪モデルTMを移動させる。
このようにして、爪モデルを素材モデルの端部のどの位置で把持させるか、すなわち爪の把持位置(把握径)の計算が終了すると、治具設定処理部12は、計算した把握径値を把握径表示部54cに表示するとともに、爪モデルが素材モデルを把持した状態で、チャックモデル、爪モデルおよび素材モデルを、取付け具表示部54fに表示する(ステップS165)。
このようにして、素材モデルが第1治具モデル(この場合は第1チャックおよび爪)に配置される。なお、選択した爪モデルの形状データ、爪個数、把握径などを変更する場合は、爪編集ボタン52f,あるいは把握径・爪個数変更ボタン52cを押して、編集ダイアログを開き、該編集ダイアログを用いて編集処理を実行する。
このように、素材形状に対応していくつかの治具配置パターンを用意しておき、オペレータに治具配置パターンを選択させることで治具配置を決定するようにしたので、治具配置を容易に行えるようになる。また、素材モデル上での爪の把持位置および把持径を計算しているので、この計算結果をNC側に送信するようにすれば、NC側での工具と治具(爪)との干渉チェックを能率良く行うことができる。
(4)位置合わせ(ステップS103)
この位置合わせ処理は、第4図に示したメニュー選択主画面8の位置合わせボタン6dをオンにすることによって起動されるものである。この位置合わせ処理は、主に第1図の位置合わせ処理部13によって実行される。この位置合わせ処理においては、第1チャックモデルに把持された素材モデル内に製品モデルを自動配置(重ね合わせ配置)するものであり、重ね合わせ配置された素材モデルと製品モデルとの差分部分が加工領域として設定され、この加工領域がその後の工程展開処理で各種の加工単位に展開されることになる。
まず、第33図(a)に示すように、先の処理で作成した製品モデルSMおよび素材モデルWMの双方を位置合わせ画面55に表示する。素材モデルWMは、第1治具(この場合は第1チャックおよび爪)モデルZGに対して先のステップS102で設定された位置に配置された状態で表示される。
このとき、第1治具モデルZGに把持された素材モデルWMは、位置合わせ画面55上における所定の位置に配置されるが、製品モデルSMはCADデータの原点に対するCADデータの座標に応じた位置に配置される。したがって、通常は、最初に製品モデルSMおよび素材モデルWMを表示したときには、製品モデルSMおよび素材モデルWMの位置は一致していない。
この状態で、オペレータが、位置合わせ画面55の下方に配置されている自動調整ボタン(図示せず)を投入すると、位置合わせ処理部13は、第32図に示すような位置合わせ処理を実行する。
まず、位置合わせ処理部13は製品モデルSMに存在する1〜複数の旋削面のうち、最大径を有する旋削面を検出し、検出した最大径の旋削面の回転中心軸をZ´軸(旋削軸)として決定する(ステップS180)。
なお、旋削面とは、第34図(a)〜(d)に示すように、軸を中心に作られた円柱の周面310、円錐の周面311、円管(トーラス)の周面312、球の周面313のいずれかの形状を有する面である。第34図(e)に示すように、旋削面の一部が欠けている場合は、回転中心軸から最も遠い点までの距離を旋削面の径とする。
つぎに、製品モデルSMから決定したZ´軸が、第1治具モデルZGに把持された素材モデルWMのZ軸(旋削軸)に一致するように、製品モデルSMを回転および平行移動する(ステップS181)。さらに、製品モデルSMのZ´方向の端面が本自動プロのプログラム原点O(Z=0)に一致させるように、製品モデルSMを平行移動する(ステップS182)。
プログラム原点Oは、製品モデルSMのZ´方向の端面がプログラム原点O(Z=0)に一致するように配置されたときに、製品モデルSMが素材モデルWMに内包されるように、素材モデルWM内のX軸方向の中心であってかつ素材モデルWMのZ軸方向における第1治具モデルから遠い方の端面から所定の距離にある位置に、予め設定されている。これにより、第33図(b)に示すように、製品モデルSMが素材モデルWM内の加工可能な位置に配置されたことになる。なお、プログラム原点Oの位置は変更可能である。
ただし、ステップS181での製品モデルSMの回転および平行移動の際に、製品モデルSMがもつ2つのZ方向の端面のうちのどちらの端面がプログラム原点Oに近い側(第33図(b)では右側)に配置されるかが判らない。そこで、オペレータが、自動配置によって得られた製品モデルのZ方向の向きをチェックし、製品モデルSMをZ方向に180度の回転させたほうが削り代が少なくなる等の理由でよいと判断した場合は、オペレータが位置合わせ画面55に配置されているZ反転ボタン(図示せず)を押すようにする。この180度回転の中心軸は、製品モデルSMのZ軸方向の中心位置からX軸と平行に延びる軸57(第35図参照)である。したがって、第35図に示すように、製品モデルSMが軸57周りに180度回転し、Z方向の向きが逆になる(ステップS183)。製品モデルSMを回転しても、製品モデルの中心位置は変化しない。
この位置合わせ処理機能は、製品モデルSMの配置を作業者が調整する手動調整機能を有している。この手動調整機能においては、製品モデルSMの向きを選択可能であり、また製品モデルSMをXYZ軸方向に回転または移動させることができる。この手動調整機能は、手動調整により削り代が減らせると、オペレータが判断したときなどに使用される。
位置合わせ画面55が表示されている状態のときに、位置合わせ画面55の下方にある形状移動キー56(図示せず)を投入すると、第36図に示すような形状移動メニューが表示される。
形状移動メニューには、X軸、Y軸、Z軸方向の平行移動のボタンと、X軸、Y軸、Z軸方向の回転移動のボタンと、形状移動終了ボタンとがある。いずれのボタンを押した場合でも、第37図に示すような形状の移動、回転を行うための形状移動ダイアログが表示され、押したボタンが反転表示される。
第37図に示すように、形状移動ダイアログには、形状移動の対象を製品形状(製品モデル)、素材形状(素材モデル)、第1チャック形状(第1チャックモデル)および第2チャック形状(第2チャックモデル)のなかから選択するための形状選択チェックボックス60と、ステップ量入力部61と、移動量入力部62と、移動ボタン63とを備えている。
形状選択チェックボックス60では、チェックがオンになっている形状(モデル)が、平行移動、回転移動する。移動量入力部62でモデルの移動量を入力し、移動ボタン63を押すか、inputキーを入力すれば、モデルの平行移動もしくは回転移動の処理が実行される。移動量入力部62に移動量を指定してモデルを移動させる場合は、モデルは指定された移動量だけ1回移動される。
ステップ量入力部61でモデルのステップ量(単位移動量)を入力し、移動ボタンを63押すか、inputキーを入力すれば、モデルの平行移動もしくは回転移動の処理が実行される。ステップ量入力部61で、ステップ量を入力し、フォーカスが、ステップ量入力部61のままカーソル移動キー「↑」または「↓」を入力すれば、形状移動の処理が実行される。ステップ量入力による形状移動では、移動する形状のプレビューが表示されて、表示されたプレビューが移動する。カーソル移動キー「↑」を入力すれば、形状は+方向に平行移動または回転移動し、「↓」キーを押せば、形状は一方向に平行移動または回転移動する。移動ボタン63を押すか、inputキーを入力すれば、ステップ量入力によるプレビューの移動が形状にも反映され、形状移動の処理が完了する。このように、ステップ量入力部61にステップ量を指定してモデルをステップ移動させる場合は、モデルはカーソル移動キー「↑」または「↓」を入力する度に、指定されたステップ量ずつ移動される。
なお、上記では、1つの形状移動ボタンにより製品モデルと素材モデルとのZ軸合わせおよび製品モデルのZ端面位置のプログラム原点への位置決めを行うようにしたが、1つのボタンで製品モデルと素材モデルとのZ軸合わせを行い、他のボタンで製品モデルのZ端面位置をプログラム原点へ位置決めさせるようにしてもよい。
このように、製品モデルを治具モデルに把持された素材モデル内に重なるように自動配置するようにしたので、素材モデルに対する製品モデルの位置をオペレータが手動で計算する手間を省くことができ、効率の良いプログラミング作業を行うことができる。
(5)工程分割(ステップS104)
この工程分割処理は、第4図に示したメニュー選択主画面8の工程分割ボタン6eをオンにすることによって起動されるものである。この工程分割処理は、主に第1図の工程分割処理部14によって実行される。この場合の工程分割処理は、メイン主軸およびサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械での加工に対処させるためのものであり、素材モデルと製品モデルとの差分としての加工領域をメイン主軸で加工する第1工程と、加工領域をサブ主軸で加工する第2工程との分割位置を外径、内径で夫々指定するものである。なお、2主軸工作機械では、第1工程において素材をメイン主軸で把持して加工し、その後素材をサブ主軸に持ち替えた後、第2工程において素材をサブ主軸で把持して加工する。
第38図に従って工程分割処理について説明する。工程分割処理画面(図示せず)においては、最初に工程分割をオペレータが手動で行うかあるいは自動で行うかを選択する(ステップS150)。オペレータが手動で行うモードを選択すると、工程分割処理部14は、製品モデルSMの頂点部、穴部、稜線などの形状が変化する特徴点を外径側および内径側にそれぞれ抽出する(ステップS191)。そして、工程分割処理部14は、抽出した外径側および内径側それぞれの特徴点を工程分割の候補として画面上に表示する(ステップS192)。
第39図は、複数の特徴点が表示された工程分割画面の一例を示すものである。複数の特徴点320および該特徴点に対応する工程分割の候補線321が外径側および内径側毎に表示されている。工程分割の候補線321は、特徴点からZ軸に垂直な方向に延びる線である。なお、特徴点が存在しない場合は、より安定な加工をなし得る第1工程で多くの加工を実行させるべく、第1工程での爪の掴み代に所定のマージンを加えた位置を工程分割の候補として画面上に表示する。
オペレータは、これらの表示された複数の工程分割の候補を参照して、所望の工程分割箇所を内径、外径毎に選択指定する(ステップS193)。工程分割処理部14は、選択指定された工程分割箇所の製品モデルSM上の座標位置を算出する(ステップS194)。このようにして、工程分割位置が決定される(ステップS156)。
第40図は工程分割箇所が指定されたモデルの1/2断面を示す図である。第17図には、素材モデルWMに対して位置決めされた製品モデルSMが示されており、この場合は製品モデルSMの形状はZ軸に対して対称であるとする。この製品モデルSMでは、ドリル加工(中央部の孔)、旋削加工(外径部、内径部)の他に、6箇所(片側3箇所)でミーリング加工箇所を行う必要がある。この場合、外径側は工程分割位置65で第1工程、第2工程に分割され、内径側は工程分割位置66で第1工程、第2工程に分割されると決定されている。
第1工程側に位置するミーリング加工箇所67は第1工程に属し、第2工程側に位置するミーリング加工箇所69は第2工程に属する。ここで、工程分割位置65がその内部に存在するミーリング加工箇所68においては、第1工程側に属する箇所も全て第2工程で加工を行うように、工程分割処理部14が加工処理内容を決定する。これは、半分まで外径を削った状態でミーリングを行うより、全て外径を削ってからミーリングを行った方が効率がよいからである。
一方、ステップS190の判断で自動決定モードが選択された場合は、工程分割処理部14は次のような処理を実行する。すなわち、第1工程での爪の掴み代長さLaを計算し、さらにこの爪の掴み代長さLaに所定のマージン値αを加えた長さ(La+α)を計算し(ステップS195)、この計算値(La+α)だけ、素材モデルWMのチャック側のZ端面から離れた位置を工程分割位置として決定する(ステップS196)。そして、この決定された分割位置より先端側の領域を第1工程で加工する第1工程領域とし、分割位置より基端側(チャック側)の領域を第2工程で加工する第2工程領域とする。なお、上記マージン値αは製品モデルあるいは素材モデルのZ方向長さに応じて変化されるように、マージン値αとして製品モデルあるいは素材モデルのZ方向長さに応じて複数の異なる値が予め設定されている。
つぎに、第41図および第42図を用いて工程分割の自動決定処理の他の実施例を説明する。
第42図(a)は、素材モデルWM上に位置決めされた製品モデルSMを示すものである。オペレータによって工程分割の自動決定モードが選択されると、工程分割処理部14は、素材モデルWMから端面処理で除去される正面側および背面側の加工領域分を削除した素材モデルを求める(ステップS200)。第42図(b)は、その概念を示しており、素材モデルWMから正面側の加工領域Q1および背面側の加工領域Q2を除去している。すなわち、正面側の加工領域Q1および背面側の加工領域Q2とは、第9図を用いて説明した端面取り代分に対応し、第7図の端面取り代ダイアログ305によって設定された端面取り代値に基づきこれらの加工領域Q1,Q2が除去される。
つぎに、工程分割処理部14は、第42図(c)に示すように、端面取り代分が除去された素材モデルの形状データと、製品モデルの形状データとに基づいて、素材モデルにおける旋削加工領域を、外径側の旋削加工領域と内径側に旋削加工領域とに分割し、分割した外径側の旋削加工領域の体積Vaおよび内径側の旋削加工領域の体積Vbを求める(ステップS201)。
つぎに、工程分割処理部14は、第42図(d)に示すように、外径側の旋削加工領域の体積Vaを1/2分割するZ方向の位置、すなわち第1工程での外径側の旋削加工領域の体積Va1と第2工程での外径側の旋削加工領域の体積Va2とが等しくなるZ方向の位置を外径側の工程分割位置65とする。同様に、工程分割処理部14は、内径側の旋削加工領域の体積Vbを1/2分割するZ方向の位置、すなわち第1工程での内径側の旋削加工領域の体積Vb1と第2工程での内径側の旋削加工領域の体積Vb2とが等しくなるZ方向の位置を内径側の工程分割位置66とする(ステップS202)。
このように第1工程および第2の工程への工程分割を自動的に行うようにしたので、オペレータが手動で工程分割を行う手間を省くことができ、効率の良いプログラミング作業を行うことができる。
なお、第42図の場合は、外径側の旋削加工領域を2等分するZ位置を外径側の工程分割位置とし、内径側の旋削加工領域を2等分するZ位置を内径側の工程分割位置としたが、旋削加工、ミーリング加工などを含めた外径側の全加工領域を2等分するZ位置を外径側の工程分割位置とし、内径側の全加工領域を2等分するZ位置を内径側の工程分割位置としてもよい。
また、端面加工領域を含めた全加工領域の体積を2等分する位置を工程分割位置としてもよい。この場合は、内径側および外径側の工程分割位置は同一位置となる。
なお、第42図の場合は、全加工領域のうちで旋削加工領域のみを抽出し、該抽出した旋削加工領域を2等分するZ位置を求めるようにしているので、加工領域の形状データなどに基づいて全加工領域を、旋削加工領域とそれ以外の加工領域とに予め分離するようにしている。この分離処理の詳細は、本出願人が既に出願している特開2003−241809号公報に記載されている。
(3)´第2工程治具設定(第2チャック、爪の設定、ステップS105)
この第2工程治具設定処理は、主に第1図の治具設定処理部12によって実行される。この第2工程治具設定処理は、2主軸工作機械のサブ主軸で行う第2工程での治具を設定するものである。
この第2工程治具設定処理では、第4図に示したメニュー選択主画面8の取付け具設定ボタン6cをオンにして、第26図に示す取付け具設定メニュー52を開き、さらに第2主軸爪設定ボタン52eを押して、第28図に示す爪パターン選択テーブル53および第29図に示すような取付け具設定ウィンドウ54を表示させて、前述と同様の処理を行うことでサブ主軸側の第2チャックの爪配置を設定する。
ただし、サブ主軸に素材を取り付けるときには、第1工程は既に終了しており、第2工程の爪の把握径は、第1工程の加工を終了した後の素材形状を想定して決定する。すなわち、第43図に示すように、製品モデルSMの形状データを用いて、第1工程の加工を終了した後の素材モデルWM´を作成し、該作成した素材モデルWM´を用いて、先のステップS102で説明した第1工程治具設定処理と同様の処理を行って、爪の把握径を計算する。
(4)´位置合わせ(ステップS106)
この位置合わせ処理は、主に第1図の位置合わせ処理部13によって実行される。この位置合わせ処理は、第2工程で使用される第2チャックに把持された素材モデル内に製品モデルを自動配置する処理であり、その動作は先のステップS103で説明した位置合わせ処理と同様であるので、重複する説明は省略する。
(6)工程展開(ステップS107)
この工程展開処理は、第4図に示したメニュー選択主画面8のユニット展開ボタン6fをオンにすることによって起動されるものである。この工程展開処理は、主に第1図の工程展開処理部15によって実行される。
この工程展開処理は、加工モードと呼ばれる旋削加工、点加工、面加工、面取り加工などで構成される一連の加工作業を、同一の主軸かつ同一の工具をもって連続的な加工が行われる加工単位(以下加工ユニットという)まで分解するものであり、加工作業は、複数の加工ユニットの組み合わせとして構成される。また、この工程展開処理では、第1工程および第2工程の双方の加工作業を加工ユニット単位に展開する。
複合加工の場合の自動工程展開の順序のデフォルトは、旋削加工→面加工→点加工→面取り加工とし、この順序はオペレータが任意に設定可能とする。穴加工しか行わない加工に対処するべく、旋削加工、面加工、面取り加工を省略し、点加工のみを工程展開するルールを設定可能とする。
また、旋削加工内の各加工の順序のデフォルトは、端面加工→旋削ドリル(中心孔)→棒材外径→棒材内径とし、この順序もオペレータが任意に設定可能とする。したがって、端面加工→棒材外径加工→旋削ドリル→棒材内径加工という順序でも可能であり、また端面加工→旋削ドリル→棒材内径加工→棒材外径加工という順序でも可能である。
面加工は、加工深さの浅いものから順に工程展開する。点加工は、円柱形状または円柱形状+円錐形状の場合はドリルに展開し、異なる径の2つの円柱形状+円錐形状は座付きに展開する。CADデータに加工属性データが付随している場合は、タップ、リーマ、ボーリング、シンエンに展開可能である。また、点加工においては、同径の穴の配列に応じて点、列、四角、格子の4つの形状シーケンスに分類し、これら分類した夫々の形状シーケンスで決められた順序で穴加工を行うことで、点加工の効率を向上させる。また、穴の直径値を閾値と比較し、この比較結果に基づき点加工を行うべきかポケットミル加工を行うべきかを判定し、この判定結果に応じて点加工およびポケットミル加工の何れかを実行する。この場合、直径値の閾値は任意設定可能とする。
また、点加工において、各穴が、第44図(a)に示すような1つの点加工で加工可能な通し穴であるか、第44図(b)に示すような2つの点加工でしか加工が不可能な2つ穴であるかを自動判定し、この判定結果に点加工の展開を行う。
第45図は旋削加工の工程展開の一例を内径部についてのみ示したものである。70が製品形状の1/2断面である。この場合は、第1工程では、最初に領域71を旋削ドリル加工し、つぎに領域72を旋削内径加工する。第2工程では、領域73を旋削内径加工する。これらの各領域71,72,73が夫々1つの加工ユニットである。
また、第1チャックの爪の間の領域に、第46図(a)に示すように、旋削加工部74の下部に点加工部75が存在する場合は、第46図(b)に示すように、点加工部75の穴形状を素材モデルの表面まで延ばし、この穴形状を延ばした点加工部75の点加工を通常第2工程より安定的な加工をなし得る第1工程で行うようにする。そして、旋削加工部74に対する旋削加工は第2工程で行う。
なお、本工程展開処理の詳細は、本出願人が既に出願している特開2003−241809号公報に記載されている。
(7)工具選定処理(ステップS108)
以下に説明する工程展開処理は、主に第1図の工具選定処理部16によって実行される。第47図は工具シーケンスの自動展開手順を示す図である。
まず、CADデータの仕上げ記号などに応じて仕上げ代を決める仕上げ代展開が行われる(ステップS210)。つぎに、工程展開した各加工箇所を何本の工具で加工するかを決める工具種類展開が行われる(ステップS211)。つぎに、工具データベースから各加工箇所についての最適な工具を選択する工具決定処理が行われる(ステップS212)。最後に、工具が決定されたので、工具に応じた切削条件を決定する(ステップS213)。
(8)プログラム展開(ステップS109)
このプログラム展開処理は、第4図に示したメニュー選択主画面8のプログラム生成ボタン6hをオンにすることによって起動されるものである。このプログラム展開処理は、主に第1図のプログラム展開処理部19によって実行される。
このプログラム展開処理では、工程展開された複数の加工ユニットの組み合わせと、決定された工具情報と、切削条件に基づいて、所定の言語から成る第1及び第2工程用のNC作成用プログラムを作成する。このNC作成用プログラムは、第1図のNC装置200あるいは第2のNC制御部201側で数値プログラムとしてのNCプログラムに変換される。
(9)展開不可形状編集(ステップS110)
この展開不可形状編集処理は、主に第1図の展開不可形状編集処理部17によって実行される。この展開不可形状編集処理は、先の工程展開処理で加工ユニットに自動展開できなかった展開不可形状を、何らかの加工ユニットに変換するための編集作業を行うものである。
展開不可形状としては、曲面加工、特殊工具での加工が必要な形状、本自動プロによって作成されるNC作成用プログラムの加工ユニットにない形状、テーパポケットのテーパ部およびその上部、底面Rや底面フィレット付きポケットのR部やフィレット部およびその上部などがある。
加工ユニットに自動展開できなかった展開不可形状は、第48図(a)に示すように、加工ユニットをツリーで階層表示する加工形状ツリー部80において、展開不可形状81,82として表示される。
この加工形状ツリー部80においては、加工ユニット名の変更、加工ユニットの順序変更および加工ユニットの有効/無効の切替えの編集操作を行うことができる。第48図においては、加工ユニット名として、「棒材外径」、「ポケットミル」、「展開不可」などが付けられており、加工ユニット名の左に付された数字が加工ユニットの加工順番である。また、加工ユニットの順序を変更した際には、この順序変更による干渉がチェックされる。
展開不可形状は、第48図(b)に示すように、加工ユニット名を、例えば「展開不可」から「ポケットミル」などへ変更し、さらに、形状シーケンス(輪郭を表す形状の指定の仕方)および工具を指定することで、本自動プロによって作成可能なNC作成用プログラムに展開することができる。
(10)プログラム編集(ステップS111)
このプログラム編集処理は、第4図に示したメニュー選択主画面8のユニット編集ボタン6gをオンにすることによって起動されるものである。このプログラム編集処理は、主に第1図のプログラム編集処理部18によって実行される。このプログラム編集処理では、作成されたNC作成用プログラムの編集処理を行う。作成されたNC作成用プログラムは、複数の加工ユニットおよび各加工ユニットに対応する加工プログラムを含んでいる。
第49図に示すように、プログラム編集画面84は、加工形状ツリー部80/プログラムツリー部85、3次元表示部86、エディタ部87およびメニュー表示部91を有している。
加工形状ツリー部80は、第48図にも示すように、加工ユニット名をツリー形式で階層表示する。プログラムツリー部85は加工ユニット単位の加工プログラムをツリー形式で階層表示する。3次元表示部86には、製品モデルおよび/または素材モデル(素材モデルを製品モデルに重ね合わせた合成モデル)がワイヤフレームなどで3次元表示される。
エディタ部87には、加工形状ツリー部80を選択表示したときには、加工形状ツリー部80で選択された加工ユニット名に対応する加工ユニットデータ(加工形状を示す形状シーケンスおよび加工内容等を含むデータ)が表示され、プログラムツリー部85を選択表示したときには、プログラムツリー部85で選択されたプログラム名(第54図の場合は加工ユニット名と同一のプログラム名が付けられている)に対応する加工プログラムが表示される。また、エディタ部87では、加工形状ツリー部80またはプログラムツリー部85で選択された加工ユニットに対応する加工ユニットデータまたは加工プログラムの先頭にカーソルが位置される。
まず、第50図を用いて加工ユニットの3次元表示部86での強調表示処理について説明する。第50図の処理は、プログラム編集処理部18による強調表示処理を示すものである。
加工形状ツリー部80で1つの加工ユニット名を選択して、エディタ部87に形状シーケンスなどの加工ユニットデータを表示させるか、あるいはプログラムツリー部で1つの加工プログラム名を選択して、エディタ部87に加工プログラムの本体を表示させたとする。プログラム編集処理部18は、これを検出し(ステップS220)、エディタ部87のカーソル88の位置に対応する加工ユニット89を、3次元表示部86において、強調表示(ハイライト表示)する(ステップS221)。
このように、カーソル位置に対応する加工ユニットが、3次元表示部86において、強調表示されるので、カーソル位置がどの加工ユニットに対応するか一目瞭然に判断することができ、編集作業が効率化され、また編集ミスなども少なくなる。
つぎに、第52図などを用いて加工ユニットデータを構成する形状シーケンスの挿入処理について説明する。この形状シーケンス挿入処理では、3次元表示部86で選択した形状を形状シーケンスとしてエディタ部87のカーソル位置に挿入することができる。この機能は、展開不可形状の編集の際などに便利な機能である。この機能は次のようにして実行される。
まず、形状シーケンスを挿入したい加工ユニット名(この場合は展開不可ユニットであるとする)をプログラムツリー部85で選択する。つぎに、プログラムツリー部85または3次元表示部86上で、展開不可ユニットの形状全体を選択する。第51図(a)に展開不可ユニットの全体が表示されている状態が示されている。
つぎに、座標値を取得したい形状要素(例えば1つの平面)を3次元表示部86上でマウスなどで選択する。選択された面90は、3次元表示部86上で、第51図(b)に示すように強調表示される。
この状態で、エディタ部87のカーソル位置を所望の位置に移動させた後、プログラム編集画面84のメニュー表示部91の図示しない「形状シーケンス挿入ボタン」を押すと(ステップS230)、第53図に示すように、上記選択した面90に対応する形状シーケンスが、エディタ部87のカーソル位置に挿入される(ステップS231)。
このように、3次元表示部86で選択した形状を形状シーケンスとしてエディタ部87のカーソル位置に挿入することができるようにしたので、効率よく展開不可形状などの編集作業をなし得る。なお、上記では、加工ユニットデータにおける形状シーケンスをカーソル位置に挿入するようにしたが、3次元表示部86で選択された加工ユニットに対応する加工ユニットデータをカーソル位置に挿入するようにしてもよい。
つぎに、第55図などを用いて、加工形状ツリー部80で選択した加工ユニット名に対応する加工プログラム名および加工プログラムの挿入処理について説明する。この挿入機能は、誤操作などで、加工ユニットのプログラムを壊した場合などに使用することができ、加工ユニット単位のプログラム変換を行うことができる。この機能は次のようにして実行される。
挿入する加工ユニット名を加工形状ツリー部80で選択する(第54図参照)。つぎに、挿入する位置の次の加工プログラム名(第54図の場合は加工ユニット名と加工プログラム名が一致している)をプログラムツリー部85で選択する。このとき、エディタ部87のカーソルは、プログラムツリー部85で選択されたプログラム名に対応する加工プログラムの先頭に位置している。
この状態で、プログラム編集画面84のメニュー表示部91の図示しない「ユニット挿入ボタン」を押すと(ステップS240)、加工形状ツリー部80で選択された加工ユニット名に対応する加工プログラム名がプログラムツリー部85で選択した加工プログラム名の前に加工ユニット単位で挿入されるとともに、加工形状ツリー部80で選択された加工ユニット名に対応する加工プログラムが、エディタ部87のカーソル位置の前に、加工ユニット単位で挿入される。
このように、加工ユニット名に対応する加工プログラム名および加工プログラムを、プログラムツリー部85およびエディタ部87の所望の位置に加工ユニット単位で簡便に挿入することができるので、加工ユニットの加工プログラムを壊した等のときに、編集作業を効率よく行うことができる。なお、挿入する位置の次のプログラム名をプログラムツリー部85で最初に選択し、その後で挿入する加工ユニット名を加工形状ツリー部80で選択するようにしてもよい。
実施の形態2.
つぎに、第56図および第57図を用いてこの発明の実施の形態2について説明する。先の実施の形態1の自動プロは、メイン主軸および該メイン主軸に対向するように設置されたサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械に適用される自動プロであったが、実施の形態2の自動プロは、メイン主軸およびサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械と、メイン主軸しか有さない1主軸工作機械とのどちらの工作機械にも適用可能な自動プロである。
2主軸工作機械の場合、メイン主軸側とサブ主軸側を用いて、第1工程の加工と第2工程の加工を連続して行うことができる。このため、本自動プロにおいては、第1工程の加工と第2工程の加工を連続実行する1つのプログラムを生成する。これに対し、1主軸機械の場合、メイン主軸のみで第1工程の加工と第2工程の加工を行うために、第1工程の加工終了後、メイン主軸側で素材を反転して付け替えて、第2工程の加工を行う。このため、自動プロにおいては、第1工程用の加工プログラムおよび第2工程用の加工プログラムの2本の加工プログラムを生成している。
サブ主軸がなくメイン主軸のみの機械の場合、1工程目(第1工程に対応)が終了すると、素材モデルを反転させ、反転させた素材モデルをメイン主軸のチャックモデルに再び把持させ、残りの領域の加工を行う2工程目(第2工程に対応)を実行させることになる。すなわち、1主軸工作機械においては、第1工程は第1主軸機械で素材モデルの一方の端部を把持して加工を行い、第2工程は第1主軸機械で素材モデルの他方の端部を把持して加工を行うことになる。
実施の形態2の自動プロは、第56図に示すように、1主軸機械用の加工プログラムを作成させるための自動プログラム装置である1主軸プログラム作成部330と、2主軸機械用の加工プログラムを作成させるための自動プログラム装置である2主軸プログラム作成部331と、制御対象が2主軸機械および1主軸機械のいずれであるかを判定し、該判定結果に応じて1主軸プログラム作成部330および2主軸プログラム作成部331のうちの何れかを起動させる判定部340とを備えている。
以下、第57図のフローチャートに従って、実施の形態2の自動プロの動作について説明する。まず、この自動プロにおいては、制御対象の工作機械にサブ主軸があるか否かを判断する判定部340を有しており、この判定部340がプログラム起動時に制御対象がサブ主軸(第2主軸)付きの機械であるか否かを判定する(ステップS400)。すなわち、自動プロが第1回目に起動されたときに、適宜のダイアログを用いた対話形式で、制御対象の工作機械にサブ主軸があるか否かをオペレータに登録させ、この登録されたサブ主軸の有無を示す識別情報を記憶しておくことで、判定部340がその後のプログラム起動時に記憶された識別情報を参照することで、制御対象がサブ主軸付きであるか否かを判別する。そして、この自動プロでは、上記登録された識別情報を変更することが可能な機能も備えている。
このように本自動プロにおいては、メイン主軸およびサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械を制御対象として素材から製品を機械加工するためのNCプログラムを作成するためのNC作成用プログラムを作成する第1のソフトウェア(2主軸プログラム作成部331)と、メイン主軸を有する1主軸工作機械を制御対象として素材から製品を機械加工するためのNCプログラムを作成するためのNC作成用プログラムを作成する第2のソフトウェア(1主軸プログラム作成部330)とを有しており、プログラム開始時に判定部340が制御対象の工作機械が1主軸工作機械および2主軸工作機械のどちらであるかを判断することにより、第1および第2のソフトウェアのうちのどちらかを起動するようにしている。勿論、これら第1および第2のソフトウェアは共有部分が多く存在している。
サブ主軸付きの機械が制御対象であると判断した場合は、先の実施の形態1と同様、第1のソフトウェアによってステップS100〜S109の処理を実行する(第2図参照)。このような処理によれば、ステップS107,S108で第1工程および第2工程を同時にプログラム展開するので、作成されたNC作成用プログラムは、第1工程プログラム、素材受け渡しプログラム、および第2工程プログラムなどを有し、全工程を自動運転することができる連続した1本のプログラムとなる。また、この場合、第1工程の情報を引き継いで第2工程のプログラムを作成するので、第2工程では、ステップS100の製品形状入力処理、ステップS101の素材形状設定処理を省略することができ、効率の良いプログラム作成が可能となる。
一方、サブ主軸がない1主軸工作機械が制御対象であると判断した場合は、第2のソフトウェアを用いて次のような処理を行う。まず、ステップS100と同様の製品形状入力処理を行い(ステップS401)、つぎにステップS101と同様の素材形状設定処理を行い(ステップS402)、つぎにステップS102と同様の第1工程(1工程目)治具設定処理を行い(ステップS403)、つぎにステップS103と同様の位置合わせ処理を行い(ステップS404)、つぎに、ステップS104と同様の工程分割処理を行う(ステップS405)。
ここで、1主軸工作機械が制御対象である場合は、1工程目のみの工程展開および工具選定を実行する(ステップS406)。そして、1工程目のみのプログラム展開を実行する(ステップS407)。つぎに、素材モデルを180度反転させてからメイン主軸のチャックモデルに再び把持させる(ステップS408)。
つぎに、ステップS105と同様の第2工程(2工程目)治具設定処理を行い(ステップS409)、つぎにステップS106と同様の位置合わせ処理を行う(ステップS410)。
つぎに、2工程目のみの工程展開および工具選定を実行する(ステップS411)。そして、2工程目のみのプログラム展開を実行する(ステップS412)。このようにして、1工程目プログラムおよび2工程目プログラムの2つのプログラムから成るNC作成用プログラムを作成する。
このように実施の形態2によれば、制御対象の工作機械にサブ主軸があるか否かを判定し、この判定に応じて1主軸機械用の自動プロおよび2主軸機械用の自動プロのどちらかを動作させるようにしているので、メイン主軸およびサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械とメイン主軸しか有さない1主軸工作機械とのどちらの工作機械にも適用可能な自動プロを提供することができる。
この発明は上記に鑑みてなされたもので、メイン主軸およびサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械とメイン主軸のみを有する1主軸工作機械とのどちらの工作機械にも適用可能な1主軸2主軸共用の自動プログラミング方法および装置を得ることを目的とする。
【発明の開示】
この発明においては、第1および第2主軸を有する2主軸機械と第1主軸のみを有する1主軸機械とを制御対象とし、素材モデルおよび製品モデルを用いて決定した加工領域をNC装置で加工するための加工プログラムを作成する自動プログラミング装置であって、第1主軸を用いて行う第1工程の加工プログラムおよび第2主軸を用いて行う第2工程の加工プログラムを含む2主軸機械用の加工プログラ厶を作成させるための第1の加工プログラム作成手段と、第1主軸を用いて行う第1工程および第2工程の加工プログラムを含む1主軸機械用の加工プログラムを作成させるための第2の加工プログラム作成手段と、制御対象が2主軸機械および1主軸機械のいずれであるかを判定し、該判定結果に応じて前記第1および第2の加工プログラム作成手段のうちの何れかを起動させる選択手段とを備え、第1の加工プログラム作成手段は、第1主軸を用いて行う第1工程の加工および第2主軸を用いて行う第2工程の加工を、同一の主軸かつ同一の工具をもって連続的な加工が行われる加工ユニット単位まで分解する工程展開処理を、第1工程の加工と第2工程の加工についてまとめて一緒に実行し、第2の加工プログラム作成手段は、第1主軸を用いて行う第1工程および第2工程の加工を、加工ユニット単位まで分解する工程展開処理を、第1工程の加工と第2工程の加工とに分けて別々に実行することを特徴とする。
この発明によれば、制御対象の工作機械が2主軸機械および1主軸機械の何れであるかを判定し、この判定に応じて1主軸機械用の自動プロおよび2主軸機械用の自動プロのどちらかを動作させるようにしているので、メイン主軸およびサブ主軸の2つの主軸を有する2主軸工作機械とメイン主軸しか有さない1主軸工作機械とのどちらの工作機械にも適用可能な自動プロを提供することができる。また、制御対処の工作機械にサブ主軸があると判定すると、工程展開処理を、第1工程の加工と第2工程の加工についてまとめて一緒に実行するようにしているので、第1工程及び第2工程のプログラムを連続した1本のプログラムとして作成することができ、プログラム作成の手間が省け、効率の良いプログラム作成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、自動プログラミング装置の構成を示すブロック図であり、第2図は、自動プログラミング装置が内蔵されるNC装置を示すブロック図であり、第3図は、実施の形態1の自動プログラミング装置の動作手順を示すフローチャートであり、第4図は、メニュー選択主画面を一例を示す図であり、第5図は、メニュー選択主画面の拡張メニューの一例を示す図であり、第6図は、製品形状読み込
Claims (6)
- 第1および第2主軸を有する2主軸機械と第1主軸のみを有する1主軸機械とを制御対象とし、素材モデルおよび製品モデルを用いて決定した加工領域をNC装置で加工するための加工プログラムを作成する自動プログラミング装置であって、
2主軸機械用の加工プログラムを作成させるための第1の加工プログラム作成手段と、
1主軸機械用の加工プログラムを作成させるための第2の加工プログラム作成手段と、
制御対象が2主軸機械および1主軸機械のいずれであるかを判定し、該判定結果に応じて前記第1および第2の加工プログラム作成手段のうちの何れかを起動させる選択手段と、
を備えることを特徴とする自動プログラミング装置。 - 第1の加工プログラム作成手段は、第1主軸を用いて行う第1工程の加工および第2主軸を用いて行う第2工程の加工を、同一の主軸かつ同一の工具をもって連続的な加工が行われる加工単位まで分解する工程展開処理を、一緒に実行し、
第2の加工プログラム作成手段は、第1主軸を用いて行う第1工程の加工および第2主軸を用いて行う第2工程の加工を、加工ユニット単位まで分解する工程展開処理を、第1工程の加工と第2工程の加工とに分けて別々に実行することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の自動プログラミング装置。 - 第1の加工プログラム作成手段は、
製品モデルを選択設定させる製品モデル設定手段と、
素材モデルを選択設定させる素材モデル設定手段と、
第1および第2工程の治具を設定させる治具設定手段と、
第1および第2工程での製品モデルと素材モデルとの位置合わせ処理を実行させる位置合わせ設定手段と、
第1工程と第2工程との工程分割位置を決定させる工程分割設定手段と、
第1工程の加工および第2工程の加工を、加工ユニット単位まで分解させる工程展開処理手段と、
工程展開された加工ユニットに関する情報と、工具情報と、切削条件に基づいて、第1及び第2工程用の加工プログラムを作成するプログラム展開処理手段と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の自動プログラミング装置。 - 第2の加工プログラム作成手段は、
製品モデルを選択設定させる製品モデル設定手段と、
素材モデルを選択設定させる素材モデル設定手段と、
第1および第2工程の治具を設定させる治具設定手段と、
第1および第2工程における製品モデルと素材モデルとの位置合わせ処理を実行させる位置合わせ設定手段と、
第1工程と第2工程との工程分割位置を決定させる工程分割設定手段と、
素材モデルの向きを180度反転させる処理を実行させる素材モデル反転手段と、
第1工程の加工および第2工程の加工を、加工ユニット単位まで分解させる工程展開処理手段と、
工程展開された加工ユニットに関する情報と、工具情報と、切削条件に基づいて、第1及び第2工程用の加工プログラムを作成するプログラム展開処理手段と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の自動プログラミング装置。 - 第1および第2主軸を有する2主軸機械と第1主軸のみを有する1主軸機械とを制御対象とし、素材モデルおよび製品モデルを用いて決定した加工領域をNC装置で加工するための加工プログラムを作成する自動プログラミング方法であって、
制御対象が2主軸機械および1主軸機械のいずれであるかを選択させ、
制御対象が2主軸機械である選択が行われた場合は、製品モデルを選択設定させる製品モデル設定処理と、素材モデルを選択設定させる素材モデル設定処理と、第1主軸を用いて行う第1工程の治具を設定させる第1工程治具設定処理と、第1工程での製品モデルと素材モデルの位置合わせ処理と、第1工程と第2主軸を用いて行う第2工程との工程分割位置を決定させる工程分割設定処理と、第2工程の治具を設定させる第2工程治具設定処理と、第1工程での製品モデルと素材モデルの位置合わせ処理と、第1工程の加工および第2工程の加工を加工ユニット単位まで分解させる工程展開処理と、工程展開された加工ユニットに関する情報、工具情報および切削条件に基づいて第1及び第2工程用の加工プログラムを作成するプログラム展開処理とを順に実行させることで加工プログラムを作成し、
制御対象が1主軸機械である選択が行われた場合は、
製品モデルを選択設定させる製品モデル設定処理と、素材モデルを選択設定させる素材モデル設定処理と、第1主軸で素材モデルの一方の端部を把持して加工を行う第1工程の治具を設定させる第1工程治具設定処理と、第1工程での製品モデルと素材モデルの位置合わせ処理と、第1工程と第1主軸で素材モデルの他方の端部を把持して加工を行う第2工程との工程分割位置を決定させる工程分割設定処理と、第1工程の加工を加工ユニット単位まで分解させる第1工程の工程展開処理と、工程展開された第1工程の加工ユニットに関する情報、第1工程の工具情報および切削条件に基づいて第1工程用の加工プログラムを作成する第1工程のプログラム展開処理と、素材モデルを反転させて第1主軸機械モデルに把持させる素材反転処理と、第2工程の治具を設定させる第2工程治具設定処理と、第2工程での製品モデルと素材モデルの位置合わせ処理と、第2工程の加工を加工ユニット単位まで分解させる第2工程の工程展開処理と、工程展開された第2工程の加工ユニットに関する情報、第2工程の工具情報および切削条件に基づいて第2工程用の加工プログラムを作成する第2工程のプログラム展開処理とを順に実行させることで加工プログラムを作成することを特徴とする自動プログラミング方法。 - 請求の範囲第5項に記載された方法をコンピュータに実行させるプログラム。
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