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技術 対話式加工プログラム作成装置

出願人 DMG森精機株式会社
発明者 大和邦治
出願日 2003年10月20日 (18年1ヶ月経過) 出願番号 2003-359255
公開日 2005年5月12日 (16年6ヶ月経過) 公開番号 2005-118972
状態 拒絶査定
技術分野 工作機械の自動制御 数値制御 数値制御
主要キーワード 有効深さ クリアランス量 専用メニュー 面取り量 タップ工具 複合形状 タップ穴 仕上げ形状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年5月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

専用メニューが設けられていない複合形状を効率よく加工することができる加工プログラム自動作成することができる対話式加工プログラム作成装置を提供する。

解決手段

任意形状上段穴及び下段穴を組み合わせてなる2段穴の加工については、入力された形状データに基づいて、その2段穴を一つの仕上げ形状として把握することで、上段穴の加工と下段穴の加工とを相互に考慮しながら、両者を加工する一連の加工プログラムが自動作成されるようになっている(ステップS24〜S25、ステップS29等)。従って、不必要な下穴加工が省略されたり、不必要な切削送り早送りにするといった具合に、「座繰り穴」のように、専用メニューが設けられていない各種2段穴の加工についても、重複する不要な工程のない効率のよい加工プログラムを自動作成することができる。

概要

背景

近年、NC工作機械には、ワークを加工するための加工プログラムを自動的に作成する加工プログラム作成装置が搭載されたものがあり、代表的な加工プログラム作成装置としては、例えば、NC装置表示画面に順次表示される質問入力要求答える形でデータを入力していけば、加工プログラムが自動的に作成される対話式加工プログラム作成装置が広く知られている。

例えば、内径の異なる上段穴下段穴とが相互に連結された2段穴の一形態である「座繰り穴」を加工するための加工プログラムを作成する場合、上述したような対話式加工プログラム作成装置には、通常、「座繰り穴」用の専用メニューが用意されているので、オペレータは、入力要求に従って、上段穴及び下段穴の内径及び深さ等を入力していくと、使用工具が自動選定され、下段穴を加工した後、上段穴を加工するような一連の加工プログラムが自動作成されることになる。

特開平1−281843号公報

概要

専用メニューが設けられていない複合形状を効率よく加工することができる加工プログラムを自動作成することができる対話式加工プログラム作成装置を提供する。任意形状の上段穴及び下段穴を組み合わせてなる2段穴の加工については、入力された形状データに基づいて、その2段穴を一つの仕上げ形状として把握することで、上段穴の加工と下段穴の加工とを相互に考慮しながら、両者を加工する一連の加工プログラムが自動作成されるようになっている(ステップS24〜S25、ステップS29等)。従って、不必要な下穴加工が省略されたり、不必要な切削送り早送りにするといった具合に、「座繰り穴」のように、専用メニューが設けられていない各種2段穴の加工についても、重複する不要な工程のない効率のよい加工プログラムを自動作成することができる。

目的

そこで、この発明の課題は、専用メニューが設けられていない複合形状を効率よく加工することができる加工プログラムを自動作成することができる対話式加工プログラム作成装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

基本形状が複数段に組み合わされた複合形状の加工について、定義されたそれぞれの前記基本形状を相互に関連づけることによって、前記複合形状を一つの形状として把握し、それぞれの前記基本形状を加工するためのそれぞれの加工プログラムが相互に連携された一連の加工プログラムを自動作成するようになっている対話式加工プログラム作成装置において、任意の前記基本形状を組み合わせることによって、前記形状を任意に設定することができるようになっていることを特徴とする対話式加工プログラム作成装置。

請求項2

設定された前記形状を形成している複数の前記基本形状のうち、いずれの前記基本形状を優先して工具展開するのかをオペレータに入力させ、オペレータが入力した前記基本形状から加工を実行するように、一連の加工プログラムを作成するようになっている請求項1に記載の対話式加工プログラム作成装置。

請求項3

設定された前記形状を形成している複数の前記基本形状のうち、いずれの前記基本形状を優先して工具を展開するのかを自動決定し、自動決定された前記基本形状から加工を実行するように、一連の加工プログラムを作成するようになっている請求項1に記載の対話式加工プログラム作成装置。

技術分野

背景技術

0002

近年、NC工作機械には、ワークを加工するための加工プログラムを自動的に作成する加工プログラム作成装置が搭載されたものがあり、代表的な加工プログラム作成装置としては、例えば、NC装置表示画面に順次表示される質問入力要求答える形でデータを入力していけば、加工プログラムが自動的に作成される対話式加工プログラム作成装置が広く知られている。

0003

例えば、内径の異なる上段穴下段穴とが相互に連結された2段穴の一形態である「座繰り穴」を加工するための加工プログラムを作成する場合、上述したような対話式加工プログラム作成装置には、通常、「座繰り穴」用の専用メニューが用意されているので、オペレータは、入力要求に従って、上段穴及び下段穴の内径及び深さ等を入力していくと、使用工具が自動選定され、下段穴を加工した後、上段穴を加工するような一連の加工プログラムが自動作成されることになる。

0004

特開平1−281843号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、従来の対話式加工プログラム作成装置では、同じ2段穴であっても、例えば、上段穴がタップ穴であるような2段穴については、一般的な「座繰り穴」とは異なり、専用メニューが用意されているわけではないので、こういった特殊な2段穴を加工するための加工プログラムを作成する場合は、上段穴と下段穴とをそれぞれ独立して加工する加工プログラムを個別に作成しなければならず、その場合は、以下のような問題がある。

0006

例えば、下段穴を先に加工した後、上段穴を後で加工する場合においては、上段穴を加工する際、既に、上段穴の加工領域に下穴が形成された状態になっているので、下穴加工を省略することができる場合があるが、上述したような対話式加工プログラム作成装置によって作成された上段穴を加工するための加工プログラムは、下段穴を加工するための加工プログラムとは無関係に作成されているので、上段穴を加工するための加工プログラムには、必ず、下穴加工を行うための工程が含まれている。

0007

逆に、上段穴を先に加工した後、下段穴を後で加工する場合においては、下段穴を加工する際、既に、上段穴が形成されているので、下段穴を形成するためのドリル加工は、上段穴の形成部分については、工具早送りすることができるが、上述したような対話式加工プログラム作成装置によって作成された下段穴を加工するための加工プログラムは、上段穴を加工するための加工プログラムとは無関係に作成されているので、上段穴の形成部分についても、工具を切削送りするような加工プログラムになっている。

0008

従って、頻繁に加工されることのない特殊な2段穴等のように、専用メニューが設けられていない複合形状について、重複する不要な工程のない効率のよい加工プログラムを作成しようとすると、対話式加工プログラム作成装置によって一旦作成されたそれぞれの加工プログラムを、相互に連携させるように、オペレータが個別に修正していかなければならず、その修正作業が面倒であるといった問題がある。

0009

そこで、この発明の課題は、専用メニューが設けられていない複合形状を効率よく加工することができる加工プログラムを自動作成することができる対話式加工プログラム作成装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

上記の課題を解決するため、請求項1にかかる発明は、基本形状が複数段に組み合わされた複合形状の加工について、定義されたそれぞれの前記基本形状を相互に関連づけることによって、前記複合形状を一つの形状として把握し、それぞれの前記基本形状を加工するためのそれぞれの加工プログラムが相互に連携された一連の加工プログラムを自動作成するようになっている対話式加工プログラム作成装置において、任意の前記基本形状を組み合わせることによって、前記形状を任意に設定することができるようになっていることを特徴とする対話式加工プログラム作成装置を提供するものである。

0011

また、請求項2にかかる発明は、請求項1にかかる発明の対話式加工プログラム作成装置において、設定された前記形状を形成している複数の前記基本形状のうち、いずれの前記基本形状を優先して工具を展開するのかをオペレータに入力させ、オペレータが入力した前記基本形状から加工を実行するように、一連の加工プログラムを作成するようにしたのである。

0012

また、請求項3にかかる発明は、請求項1にかかる発明の対話式加工プログラム作成装置において、設定された前記形状を形成している複数の前記基本形状のうち、いずれの前記基本形状を優先して工具を展開するのかを自動決定し、自動決定された前記基本形状から加工を実行するように、一連の加工プログラムを作成するようにしたのである。

発明の効果

0013

以上のように、請求項1にかかる発明の対話式加工プログラム作成装置では、任意の基本形状を組み合わせることによって設定された任意の形状の加工について、その形状を形成しているそれぞれの基本形状を加工するための加工プログラムを相互に連携させた一連の加工プログラムが自動作成されるようになっているので、特殊な2段穴等のように、専用メニューが設けられていない複合形状の加工についても、重複する不要な工程のない効率のよい加工プログラムを自動作成することができる。

0014

また、請求項2にかかる発明の対話式加工プログラム作成装置では、オペレータが指示した基本形状から加工を実行するような加工プログラムが自動作成されるようになっているので、オペレータは、自分が保有しているノウハウ等を生かしながら、自分の意向に添った最適な加工プログラムを簡単に作成することができる。

0015

また、請求項3にかかる発明の対話式加工プログラム作成装置では、定義された形状等に基づいて自動決定した基本形状から加工を実行するような加工プログラムが自動作成されるようになっているので、工作機械の取り扱いに習熟していないオペレータであっても、適正な加工プログラムを作成することができるという利点がある。

発明を実施するための最良の形態

0016

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、NC工作機械に搭載される対話式加工プログラム作成装置1の機能ブロック図である。この対話式加工プログラム作成装置1は、同図に示すように、座繰り穴加工や2段穴加工といった加工種別輪郭形状や穴位置といったワークの形状データの他、例えば、2段穴加工の場合、上段穴または下段穴のいずれから加工を開始するのかというような加工条件等の種々の情報を入力するためのキーボード等からなる入力部11と、ワークの形状データ、加工条件及び選定工具情報工具データベース等が記憶されるRAM等からなる記憶部12と、データ入力画面等の対話式画面が表示されるCRTからなる表示部13と、入力された加工種別やワークの形状等に応じて使用工具を選定する工具選定部14と、入力された種々の加工条件等に基づいて、入力されていないその他の加工条件(例えば、R点、Z点、切込深さ、切込速度、工具の回転数といった切削条件等)を自動決定する加工条件決定部15と、工具選定部14が選定した工具と加工条件決定部15が決定した加工条件等に基づいてツールパスを作成し、加工プログラムに変換するプログラム作成部16と、入力部11、記憶部12、表示部13、工具選定部14、加工条件決定部15及びプログラム作成部16を統括的に制御する制御部17とを備えており、工具選定部14、加工条件決定部15、プログラム作成部16及び制御部17は、CPUによって構成されている。なお、プログラム作成部16によって作成された加工プログラムは、インターフェース18を介して、NC装置2に送信され、NC装置2の記憶部に記憶されることになる。

0017

以上のように構成された対話式加工プログラム作成装置1によって、図2に示すように、M20、ピッチ2.5、有効深さ30mmの上段穴UHと、φ5、有効深さ50mmの下段穴DHとからなる2段穴Hを加工するための加工プログラムを作成する場合について、図4及び図5に示すフローチャートを参照しながら、以下に説明する。

0018

この対話式加工プログラム作成装置1には、一般的な「座繰り穴」と同様に、各種2段穴を一つの仕上げ形状として把握し、上段穴及び下段穴を加工するためのそれぞれの加工プログラムが相互に連携された一連の加工プログラムを自動作成する「2段穴」という専用メニューが用意されているので、上述したような2段穴を加工するための加工プログラムを作成する場合は、「2段穴」という加工メニューを選択することになる。

0019

オペレータによって「2段穴」という加工メニューが選択されると、表示部13に形状データ入力画面が表示されるので、オペレータが、画面に表示される指示に従って、輪郭形状や穴位置等の形状データを入力すると(ステップS1)、続いて、「1.貫通」、「2.止まり」、「3.底平」といった下段穴DHの形状を選択する選択画面が表示部13に表示されるので、オペレータは、「貫通」、「止まり」、「底平」のいずれかを選択することになる(ステップS2)。なお、この2段穴Hの場合は、「2.止まり」が選択される。

0020

続いて、上段穴UHについて、「1.ドリリング」、「2.タッピング」、「3.ミーリング」、「4.ポーリング」、「5.座繰り」といった加工種類を選択するための選択画面が表示部13に表示されるので、オペレータは、「1.ドリリング」〜「5.座繰り」のいずれかを選択することになる(ステップS3)。なお、この2段穴Hの場合は、「2.タッピング」が選択されることになる。

0021

このようにして、上段穴UHの加工種類が選択されると、選択された加工種類に応じた各種加工データを入力させるための入力画面が表示部13に表示されるので、オペレータは、画面に表示される指示に従って、各種加工条件データを入力することになる(ステップS4)。

0022

上段穴UHについての加工条件データの入力が完了すると、続いて、下段穴DHの加工種類の選択(ステップS5)及び下段穴DHの各種加工条件データの入力(ステップS6)が行われた後、面取り量、上面Z座標及び安全Z位置といった共通の加工条件データの入力が行われ(ステップS7)、全ての加工データの入力が完了する。なお、この2段穴Hの場合は、下段穴DHの加工種類として、「1.ドリリング」が選択されることになる。

0023

続いて、上段穴UHまたは下段穴DHのいずれから加工を開始するのか、即ち、この2段穴Hの場合は、図3(a)に示すように、上段穴UH用の下穴UpHを形成した後、同図(c)に示すように、下段穴DH用の下穴DpHを形成するのか、または、図3(b)に示すように、下段穴DH用の下穴DpHを形成した後、同図(c)に示すように、上段穴UH用の下穴UpHを形成するのかを選択する選択画面が表示部13に表示され、オペレータが、上段穴UHまたは下段穴DHのいずれかを選択すると(ステップS8)、既に入力された加工データ等に基づいて、入力されていないその他の加工条件を決定するための加工条件の演算処理が実行される(ステップS9)。なお、仕上加工については、切粉の発生を考慮して、必ず、上段穴から実行されるようになっている。

0024

以下、加工条件の演算処理について、図5に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、上段穴UHを優先加工するか否か、即ち、上段穴UHから加工を開始するか否かが判断され(ステップS21)、上段穴UHから加工を開始する場合は、続いて、上段穴UHの下穴径に対してセンタドリルを展開する必要があるか否かが判断される(ステップS22)。ここで、センタドリルを展開する必要がある場合は、センタドリルを展開した後(ステップS23)、上段穴UHを加工するための下穴工具を展開するが(ステップS24)、上段穴UHの下穴径に対してセンタドリルを展開する必要がない場合は、直ちに、上段穴UH用の下穴工具を展開する(ステップS24)。なお、ここにいう「展開」とは、工具を選定すると共に、R点(切削送りを開始する高さ位置)、Z点(加工深さ位置)、切込速度、工具の回転数等といった各種切削条件を決定することを意味している。

0025

このようにして、上段穴UH用の下穴工具が展開されると、続いて、下段穴DHを加工するための下穴工具を展開した後(ステップS25)、ステップS31に移行することになるが、下段穴DH用の下穴工具を展開する際、下穴工具のR点は、ワークの上面Z点(0.000mm)+クリアランス量(3.000mm)に設定されるのではなく、上段穴UH用の下穴のZ点(−35.000mm)+クリアランス量(3.000mm)に設定されることになる。従って、下段穴DH用の下穴加工を行う場合は、上段穴UHの形成部分については、工具(ドリル)が、切削送りではなく、早送りで移動することになる。

0026

一方、ステップS21において、上段穴UHを優先加工しない場合、即ち、下段穴DHから加工を開始する場合は、続いて、下段穴DHの下穴径に対してセンタドリルを展開する必要があるか否かが判断される(ステップS26)。ここで、センタドリルを展開する必要がある場合は、センタドリルを展開した後(ステップS27)、下段穴DHを加工するための下穴工具を展開するが(ステップS28)、下段穴DHの下穴径に対してセンタドリルを展開する必要がない場合は、直ちに、下段穴DH用の下穴工具を展開することになる(ステップS28)。

0027

このようにして、下段穴DH用の下穴工具が展開されると、続いて、上段穴UHを加工するための下穴工具を展開する必要があるか否かが判断され(ステップS29)、上段穴UH用の下穴工具を展開する必要がある場合、即ち、先に形成される下段穴DH用の下穴を上段穴UH用の下穴として使用することができない場合は、上段穴UH用の下穴工具を展開した後(ステップS30)、ステップS31に移行することになるが、上段穴UH用の下穴工具を展開する必要がない場合、即ち、先に形成される下段穴DH用の下穴を、上段穴UH用の下穴として使用することができる場合は、上段穴UH用の下穴工具を展開することなく、ステップS31に移行することになる。従って、先に形成される下段穴DH用の下穴を、上段穴UH用の下穴として使用することができる場合は、上段穴UH用の下穴を形成する工程が省略されることになる。

0028

ステップS31では、上段穴UHを加工するための仕上工具を展開する必要があるか否かが判断され、上段穴UH用の仕上工具を展開する必要がある場合は、上段穴UH用の仕上工具を展開した後に(ステップS32)、ステップS33に移行するが、上段穴UH用の仕上工具を展開する必要がない場合は、直ちに、ステップS33に移行する。なお、この2段穴Hの場合は、上段穴UH用の仕上工具としてタップ工具を展開することになる。

0029

ステップS33では、下段穴DHを加工するための仕上工具を展開する必要があるか否かが判断され、下段穴DH用の仕上工具を展開する必要がある場合は、下段穴DH用の仕上工具を展開した後に(ステップS34)、ステップS35に移行するが、下段穴DH用の仕上工具を展開する必要がない場合は、直ちに、ステップS35に移行する。なお、この2段穴Hの場合は、下段穴DH用の仕上工具を展開する必要はない。

0030

ステップS35では、面取工具を展開する必要があるか否かが判断され、面取工具を展開する必要がある場合は、面取工具を展開し(ステップS36)、加工条件の演算処理を終了するが、面取工具を展開する必要がない場合は、直ちに、加工条件の演算処理を終了することになる。なお、この2段穴Hの場合は、面取工具を展開することになる。

0031

このようにして、全ての加工条件が決定されると、図4に示すように、プログラム作成部16がツールパスを作成し(ステップS10)、これを、加工プログラムに変換することになる(ステップS11)。

0032

従って、この対話式加工プログラム作成装置では、上述した2段穴Hについて、上段穴UHを優先した場合の工具展開は以下のようになる。
1.センタドリル
2.φ17.5ドリル
3.φ5ドリル(R点は加工物上面より下)
4.面取り
5.M20タップ
また、下段穴DHを優先した場合の工具展開は以下のようになる。
1.センタドリル
2.φ5ドリル(R点は加工物上面より上)
3.φ17.5ドリル
4.面取り
5.M20タップ

0033

一方、従来の対話式加工プログラム作成装置では、上段穴UH用工具展開は以下のようになっていた。
1.センタドリル
2.φ17.5ドリル
3.面取り
4.M20タップ
また、下段穴DH用工具展開は以下のようになっていた。
1.センタドリル
2.φ5ドリル(R点は加工物上面より上)

0034

従って、従来の対話式加工プログラム作成装置による工具展開を効率のよいものにしようとした場合、まず、後の加工穴用のセンタドリルを削除し、次に、上段穴UHを優先する場合は、φ5ドリルのR点をφ17.5ドリルで加工済のZ点から若干上の位置を演算して、その点に修正する必要があった。

0035

また、加工物の材質によっては(高硬度材等の場合は)、上段穴UHの下穴工具を2本(例えば、φ9のドリルとφ17.5ドリル)にする必要があるが、下段穴DHの下穴工具が上段穴UHの1本目の下穴工具と兼用可能な場合は、上段穴UHの1本目の下穴工具についても削除する必要がある。

0036

さらに、下段穴DHの下穴径と加工深さ及び加工物の材質によっては、下段穴DHの下穴加工をペッキングサイクル(所定量加工すると所定量上昇する動きを繰り返す加工)にする必要があるが、上段穴UHを優先する場合は、下段穴DHの下段穴加工深さが短くなるためペッキングサイクルが不必要になる場合があるので、ペッキングサイクルの要否を確認しながら修正を行う必要があった。

0037

以上のように、この対話式加工プログラム作成装置1では、任意形状の上段穴UH及び下段穴DHを組み合わせてなる2段穴Hの加工について、上段穴UHの加工と下段穴DHの加工とを相互に考慮しながら、両者を加工する一連の加工プログラムが自動作成されるようになっているので、不必要な下穴加工が省略されたり、不必要な切削送りを早送りにするといった具合に、専用メニューが設けられていない特殊な2段穴等の加工についても、重複する不要な工程のない効率のよい加工プログラムを自動作成することができる。

0038

また、この対話式加工プログラム作成装置1では、オペレータが指示した上段穴UHまたは下段穴DHのいずれか一方から下穴加工を開始するような加工プログラムが自動作成されるようになっているので、オペレータは、自分が保有しているノウハウ等を生かしながら、自分の意向に添った最適な加工プログラムを簡単に作成することができる。

0039

なお、上述した実施形態では、上段穴UHまたは下段穴DHのいずれから加工を開始するのかを、オペレータに選択させるようにしているが、これに限定されるものではなく、自動決定することも可能であり、具体的には、以下のようにして自動決定することが考えられる。即ち、基本的に、上段穴から加工(下穴加工)を開始するが、上段穴が「座繰り加工」の場合や、上段穴と下段穴との口径差が小さいため、下段穴用の下穴が上段穴用の下穴として使用することができる場合等については、下段穴から加工(下穴加工)を開始するようにすればよい。

0040

また、上述した実施形態では、上段穴と下段穴とを組み合わせた2段穴を一つの仕上げ形状として把握し、上段穴及び下段穴を加工するためのそれぞれの加工プログラムが相互に連携された一連の加工プログラムを自動作成する「2段穴」メニューを備えた加工プログラム作成装置について説明したが、これに限定されるものではなく、3段以上の多段穴についても、本発明を適用することができることはいうまでもない。

0041

また、本発明の対話式加工プログラム作成装置は、2段穴や多段穴といった穴形状を加工するための加工プログラムを自動作成する場合に限定されるものではなく、例えば、ポケット形状といった各種基本形状が複数段に組み合わされた複合形状を加工するための加工プログラムを自動作成する場合についても適用することができる。

図面の簡単な説明

0042

この発明にかかる対話式加工プログラム作成装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。
同上の対話式加工プログラム作成装置によって加工プログラムを作成することができる2段穴の一例を示す図である。
(a)、(b)、(c)は、同上の2段穴を加工する場合における下穴の加工順序を示す図である。
同上の対話式加工プログラム作成装置によって、ワークに2段穴加工を行うための加工プログラムを作成する場合に実行される一連の処理を示すフローチャートである。
同上の対話式加工プログラム作成装置によって実行される加工条件の演算処理を示すフローチャートである。

符号の説明

0043

1対話式加工プログラム作成装置
2NC装置
11 入力部
12 記憶部
13 表示部
14工具選定部
15加工条件決定部
16プログラム作成部
17 制御部
18インターフェース
H 2段穴
UH上段穴
DH下段穴
UpH、DpH 下穴

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