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技術 NC加工における測定プログラム作成及びこの測定プログラムを実行した加工管理

出願人 株式会社ミツトヨ株式会社森精機製作所オークマ株式会社山崎和雄
発明者 山崎和雄松宮貞行森田尚起深谷安司
出願日 1996年11月7日 (24年1ヶ月経過) 出願番号 1998-521202
公開日 1999年3月9日 (21年9ヶ月経過) 公開番号 WO1998-019821
状態 特許登録済
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 公差限界 セーフティゾーン 円柱穴 データム面 プロセス特有 測定パス 測定リスト Y座標
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(1999年3月9日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

本発明は、NC加工における測定プログラムの作成及びこの測定プログラムの実行により加工管理を行う方法及び装置に関する。本発明の装置は、NCプログラムから、加工形状情報抽出部によって任意加工段階における加工形状を求め、幾何モデル作成部において幾何要素あるいは幾何モデルを作成し、これに基づいて測定プログラム生成部が測定プログラムを作成する。また、NCプログラムの各工程のうち少なくとも1つの工程が終了した段階で前記測定プログラムを実行し、その測定結果を加工制御情報として加工管理を行う。

概要

背景

概要

本発明は、NC加工における測定プログラムの作成及びこの測定プログラムの実行により加工管理を行う方法及び装置に関する。本発明の装置は、NCプログラムから、加工形状情報抽出部によって任意加工段階における加工形状を求め、幾何モデル作成部において幾何要素あるいは幾何モデルを作成し、これに基づいて測定プログラム生成部が測定プログラムを作成する。また、NCプログラムの各工程のうち少なくとも1つの工程が終了した段階で前記測定プログラムを実行し、その測定結果を加工制御情報として加工管理を行う。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
4件
牽制数
3件

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請求項1

NCプログラムにて加工制御が行われるNC加工において、NCプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形状情報を抽出する加工形状情報抽出部と、前記加工形状情報から任意段階における幾何モデルを形成する幾何モデル作成部と、前記幾何モデルから測定プログラムを生成する測定プログラム生成部と、を有するNC加工における測定プログラム作成装置

請求項2

NCプログラムにて加工制御が行われるNC加工において、NCプログラムを解析して各作業要素加工または各加工要素加工毎にプログラムを分割する分割部と、前記分割された作業要素加工あるいは加工要素加工毎に加工形状情報を抽出する加工要素抽出及び座標系変換部と、前記加工形状情報から三次元座標の幾何モデルを形成する幾何モデル作成部と、前記幾何モデルから測定パスを決定する測定パス生成部と、前記測定パスに基づいて測定プログラムを生成する測定プログラム生成部と、を有するNC加工における測定プログラム作成装置。

請求項3

請求項1記載の測定プログラムを実行した加工管理装置であって、NCプログラムの各工程のうち少なくとも1つの工程が終了した段階で実行された前記測定プログラムの測定結果を加工制御情報として用いる測定結果分析手段を含むNC加工における加工管理装置。

請求項4

NCプログラムにて加工制御が行われるNC加工において、NCプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形状情報を抽出するステップと、前記加工形状情報から任意段階における幾何モデルを形成するステップと、前記幾何モデルから測定プログラムを生成するステップと、を有するNC加工における測定プログラム作成方法

請求項5

NCプログラムにて加工制御が行われるNC加工において、NCプログラムを解析して各作業要素加工または各加工要素加工毎にプログラムを分割するステップと、前記分割された作業要素加工あるいは加工要素加工毎に加工形状情報を抽出するステップと、前記加工形状情報から三次元座標の幾何モデルを形成するステップと、前記幾何モデルから測定パスを決定するステップと、前記測定パスに基づいて測定プログラムを生成するステップと、を有するNC加工における測定プログラム作成方法。

請求項6

請求項4記載の測定プログラムを実行した加工管理方法であって、前記測定プログラムはNCプログラムの各工程のうち少なくとも1つの工程が終了した段階で実行され、この測定結果が加工制御情報として用いられることを特徴としたNC加工における加工管理方法。

請求項7

請求項6記載の加工管理方法において、測定結果に基づいて当該工程における形状モデルを作成して後続する加工工程への加工制御情報として供給することを特徴とするNC加工における加工管理方法。

請求項8

請求項6又は7記載の方法において、前記測定プログラムには公差データが付加されることを特徴とするNC加工における測定プログラム作成方法。

請求項9

コンピュータに、NCプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形状情報を抽出する手順と、前記加工形状情報から任意段階における幾何モデルを形成する手順と、前記幾何モデルから測定プログラムを生成する手順と、を実行させるためのプログラムを記録した媒体

請求項10

コンピュータに、請求項4記載の測定プログラムの測定結果を加工制御方法として用いる手順を実行させるためのプログラムを記録した媒体。

--

0001

発明の名称
NC加工における測定プログラム作成及びこの測定プログラムを実行した

0002

加工管

技術分野

0003

本発明は、NC加工における測定プログラム作成及びこの測定プログラムを実
行した加工管理に関し、特に数値制御情報を用いて各種の加工制御を行うNC
工において、実加工に用いられるNCプログラムから測定プログラムを生成し、
またこの生成された測定プログラムを実行した測定結果によって加工管理を行う
改良された方法及び装置に関するものである。

0004

本発明において、このような測定プログラムはNCプログラムの実行中である
か否かを問わず任意に生成され、この測定プログラムは当該加工に用いるばかり
でなく、他の工作機械における実行時においても任意に用いられる汎用性を有し
、またNCプログラムが修正された場合にはこの修正されたプログラムに基づい
て再編集可能である。

背景技術

0005

数値制御工作機械は、NCプログラム入力によって工作機械の動作を自動制御
することができ、更に近年においては、マイクロプロセッサ技術、パワーエレ
トロクス技術、あるいはソフトウェア技術と組み合わされてコンピュータ数値
制御工作機械(CNC工作機械)として各種の産業分野広範囲に利用されてい
る。

0006

通常、NCプログラムなどの数値制御情報には、工具割り出し指令主軸回転
数指令、送り速度指令、移動・補間指令補助機能指令等の独自情報や加工履歴
が組み込まれ、加工制御対象である工作機械に適する数値制御情報がその都度N
Cプログラムとして作成されている。

0007

このようにして作成されたNCプログラムは各種の加工に用いられるが、高品
質の加工を行うためには、最終加工製品あるいは各加工工程の途中において必要
な測定が行われ、この測定結果に応じて次のワークピースあるいは同一ワークピ
ースにおける後続する工程での加工制御の修正が行われる。従来の原始的な測定
は、定められた工程検査表に従い、マイクロメータノギス等の簡単な測定具
部分的に寸法を計り、最終検査では部品の全ての重要な部分を計っていた。そし
て、この測定結果に問題があった場合にはNC加工へのフィードバックが行われ
ていたが、従来においては、この加工制御への測定結果の反映は経験のある技能
熟練者によって作業者間の口頭あるいはメモに頼る伝達で行われており、リアル
タイムにかつ自動的に測定結果を反映することはできなかった。

0008

また、従来における簡単な工程検査では、限られた測定しか行うことができず
、精密な測定は最終検査に頼っていたために、問題点の把握が遅れ、NC加工に
おける歩留りを低下させるという欠点があった。

0009

従来において、このような問題を解決するために、最終加工製品あるいは各工
程において予め測定プログラムを作成しておき、NC加工の途中において三次元
座標測定機などを用いて順次自動測定を行い、この結果をNC加工に反映させる
自動測定プログラミング手法が提案されており、この従来技術によれば、測定自
体に対しては熟練した作業者を必要とすることなく定められた測定を迅速かつ正
確に行うことが可能となっていた。

0010

しかしながら、このような従来における自動プログラミングCAD及びCA
Mを用いて素材データ最終加工形状及び工具データなどを用いて複雑な作業に
よって作成するために、全てのNC加工において利用することができず、大掛り
な装置を必要とし、かつ同一のNCプログラムを用いて大量に加工するような場
合にしかほとんど利用することができないという問題があった。

0011

さらに、このような自動プログラミングによる測定プログラムは最終製品形状
データ、特に製作図面を基にして作成され、実際のNCプログラム実行時の各作
業要素、加工要素または工程中の任意段階における形状に最適な測定プログラム
を提供することができないという欠点があった。

0012

ここでいう加工要素とは、ワークの同一加工位置に対する複数の作業要素の一
群をいう。すなわち、作業要素は、各工具が行う単一の加工を意味し、例えば穴
あけ作業、フライス加工等の単一の作業をいう。そして、加工要素は、ワークの
同一加工位置に対して複数の作業要素を組み合わせてひとつの加工を完成させる
ことを意味し、例えばねじ穴加工の場合に、センター穴加工下穴加工、そして
タップ加工の3つの作業要素を合せて加工要素と定義する。また、本明細書にお
いて、工程とは、工作機械上で、ワークが固定された姿勢を変えることなく行わ
れる一連の全ての加工作業群を意味する。

0013

さらに、近年のNC加工は使用するNCプログラムをできるだけオープンにか
フレキシビリティの高いものとする傾向にあり、実際の実加工中においても最
加工方法を求めてしばしば修正編集が行われ、またこのような自在な変更が可
能なように各プログラムがモジュール化されあるいは汎用性を有するようになっ
てきている。この結果、従来のような製作図面から一義的に定まる加工プログ
ムでは実際の作業要素、加工要素あるいは工程の各段階に対応することができな
いという新たな問題を生じており、先端NC工作機械には適用できないという問
題があった。

0014

さらに、近年における先端NC加工は単独の工作機械のみでなく他の工作機械
連携をもってCIM(Computer Integlated Manufacturing)を構築しており
、このような場合においても、従来の固定化された測定プログラムでは他の工作
機械への利用あるいは測定プログラム自体に学習効果を持たせて新たな工作機械
に対応させる等の対処欠けるという問題があった。

0015

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、従来のよう
な製作図面から測定プログラムを作成するのではなく、実加工プログラム解析
して測定プログラムを作成し、またこの測定プログラムを用いた測定結果をNC
加工へ反映させて工程管理する新たな方法を提案するものである。

発明の開示

0016

前述した目的を達成するために本発明は、NCプログラムを解析し、このプロ
グラムに含まれる実際の加工時の各段階における加工形状を幾何モデルとして抽
出し、この幾何モデルに合せた測定プログラムを作成することを特徴とする。

0017

また、このような測定プログラムが実行されると、加工途中においてリアルタ
イムで測定結果を得ることができ、これを後段の加工工程あるいは次回の加工に
直ちに反映することができ、これによって加工プログラム自体の修正にも直ちに
利用することが可能となる。

0018

また本発明によれば、加工プログラム自体が修正された場合には、再び測定プ
ログラムはこの新たな加工プログラムに対して修正が行われ、実際の加工途中あ
るいは次の加工までの間においてNC加工プログラムと測定プログラムとを常に
関係づけながら実行することができるという利点がある。また本発明は、NCプ
ログラムにて加工制御が行われるNC加工において、NCプログラムを解析して
各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形状情
報を抽出する加工形状情報抽出部と、前記加工形状情報から任意段階における幾
モデルを形成する幾何モデル作成部と、前記幾何モデルから測定プログラムを
生成する測定プログラム生成部と、を有する。

0019

更に本発明は、NCプログラムにて加工制御が行われるNC加工において、N
Cプログラムを解析して各作業要素加工または各加工要素加工毎にプログラムを
分割する分割部と、前記分割された作業要素加工あるいは加工要素加工毎に加工
形状情報を抽出する加工要素抽出及び座標系変換部と、前記加工形状情報から三
次元座標の幾何モデルを形成する幾何モデル作成部と、前記幾何モデルから測定
パスを決定する測定パス生成部と、前記測定パスに基づいて測定プログラムを生
成する測定プログラム生成部と、を有する。

0020

更に本発明は、請求項1記載の測定プログラムを実行した加工管理装置であっ
て、NCプログラムの各工程のうち少なくとも1つの工程が終了した段階で実行
された前記測定プログラムの測定結果を加工制御情報として用いる測定結果分析
手段を含む。

0021

更に本発明は、NCプログラムにて加工制御が行われるNC加工において、N
Cプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意
段階における加工形状情報を抽出するステップと、前記加工形状情報から任意段
階における幾何モデルを形成するステップと、前記幾何モデルから測定プログラ
ムを生成するステップと、を有する。

0022

更に本発明は、NCプログラムにて加工制御が行われるNC加工において、N
Cプログラムを解析して各作業要素加工または各加工要素加工毎にプログラムを
分割するステップと、前記分割された作業要素加工あるいは加工要素加工毎に加
工形状情報を抽出するステップと、前記加工形状情報から三次元座標幾何モデ
ルを形成するステップと、前記幾何モデルから測定パスを決定するステップと、
前記測定パスに基づいて測定プログラムを生成するステップと、を有する。

0023

更に本発明は、請求項4記載の測定プログラムを実行した加工管理方法であっ
て、前記測定プログラムはNCプログラムの各工程のうち少なくとも1つの工程
が終了した段階で実行され、この測定結果が加工制御情報として用いられる。

0024

更に本発明は、請求項6記載の加工管理方法において、測定結果に基づいて当
該工程における形状モデルを作成して後続する加工工程への加工制御情報として
供給する。

0025

更に本発明は、請求項6又は7記載の方法において、前記測定プログラムには
公差データが付加される。

0026

更に本発明は、コンピュータに、NCプログラムを解析して各作業要素加工、
加工要素加工または工程加工毎の任意段階における加工形状情報を抽出する手順
と、前記加工形状情報から任意段階における幾何モデルを形成する手順と、前記
幾何モデルから測定プログラムを生成する手順と、を実行させるためのプログラ
ムを記録した媒体である。

0027

更に本発明は、コンピュータに、請求項4記載の測定プログラムの測定結果を
加工制御方法として用いる手順を実行させるためのプログラムを記録した媒体で
ある。

図面の簡単な説明

0028

図1は、本発明に係る測定プログラム作成及び加工管理が組み込まれた数値制
御システムの全体構成を示すブロック図である。

0029

図2は、本発明に係る測定プログラム作成装置を示すブロック図である。

0030

図3は、図2に示したシステム中の本発明に関する加工形状情報抽出部を示す
ブロック図である。

0031

図4A,4B,4Cは、本発明の実施形態において用いられる実加工NCプロ
グラムの一例を示す図である。

0032

図5は、本実施形態で用いる素材形状を示す図である。

0033

図6は、本実施形態で用いる最終加工形状を示す図である。

0034

図7は、本実施形態で用いる工具リストを示す図である。

0035

図8A,8B,8C,8D,8Eは、本実施形態において、前記実加工NCプ
ログラムから導かれたGコード展開リストを示す図である。

0036

図9は、本実施形態において、加工要素に対する作業要素と仕様工具及びプロ
グラム分析方法を示す説明図である。

0037

図10は、作業要素リストへを示す説明図である。

0038

図11は、本実施形態において、加工パターン定義の一例を示す説明図である

0039

図12Aは、工作機械に取り付けた状態の2個の座標系の関係を示す説明図で
ある。

0040

図12Bは、図12Aの座標系を実際の加工形状に関連づけた相対座標系の説
明図である。

0041

図13は、工作機械上の他の2つの座標系の関係を示す説明図である。

0042

図14は、座標系リストを示す説明図である。

0043

図15は、幾何要素パラメータリストを示す説明図である。

0044

図16は、幾何要素リストを示す説明図である。

0045

図17は、CSGプリミティブライブラリィを示す説明図である。

0046

図18は、CSGプリミティブの相対的な関係を示す説明図である。

0047

図19は、幾何要素CSGライブラリィの説明図である。

0048

図20は、要素測定パスライブラリィの説明図である。

0049

図21は、干渉チェックを説明する図である。

0050

図22は、図21の干渉チェックをリスト化した説明図である。

0051

図23は、測定パスを決定するためのセーフティゾーンの説明図である。

0052

図24は、測定プログラムを作成するための公差表を示す説明図である。

0053

図25A,25B,25C,25D,25E,25Fは、本発明を用いて作成
された測定プログラムの一例を示す図である。

0054

図26は、本発明に係る測定プログラムの実行及び測定値分析処理を示す説
明図である。

0055

図27は、図26における測定データの流れを示す説明図である。

0056

図28は、測定結果の一例を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態

0057

下図面に基づいて、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。

0058

図1には、本発明に係る測定プログラム作成方法及び工程管理方法が適用され
た数値制御工作機械システムの全体構成が示されている。

0059

従来と同様に、素材データと最終部品形状が与えられることにより、NCプロ
グラムが作成される。図において、素材データは素材形状と材質を含む。NCプ
ログラム作成手段20は前記入力された素材データと最終部品形状に各種のデー
タベースから与えられる過去に蓄積されたノウハウデータを加味して所望のNC
プログラムを作成する。実施形態において、データベースは、作業展開データベ
ース21、切削条件データベース22、工具データベース23、加工履歴データ
ベース24からなり、これらの各データベースから、過去の現場ノウハウ、現場
スペックその他実際の加工に必要な条件及び使用する工作機械特有の条件がNC
プログラム作成のために参照データとしてNCプログラム作成手段20に供給さ
れている。

0060

以上のようにして作成されたNCプログラム、及び工具リストは数値制御装置
25に送られ、必要な空運転テストカットあるいはシミュレーションを行い、
図示していないNCプログラム修正編集を経て、数値制御装置25の最終的に現
場で用いられる実加工NCプログラムとして完成する。

0061

数値制御装置25は工作機械26を駆動するためにNCプログラム実行手段2
7、サーボ制御手段28及び誤差補正手段29を含み、前記NCプログラム及び
工具リストそして素材データはそれぞれNCプログラム実行手段27に入力され
る。NCプログラム実行手段27は、後述する測定結果を参照しながら前記各入
力データにより適切な送り速度に基づいた補間処理を行ないサーボ制御手段28
サーボ制御信号を供給し、工作機械26をサーボ制御手段28の出力駆動信号
によって正しくNCプログラムに合せた送り駆動制御を行うことができる。誤差
補正手段29は、工作機械26の温度変化などによる寸法・位置の誤差を補正す
るために設けられ、工作機械26に設けられた測定器の出力を用いて温度に起因
する誤差などを補正することができる。

0062

以上のようにして、工作機械26は、テーブルに載置されたワークピース30
に対して、所望の作業要素加工、加工要素加工そして工程加工をNCプログラム
に従って実行し、ワークピース30の第1姿勢における加工を完了する。

0063

第1姿勢によるワークピース30の工程加工が完了すると、測定機31が測定
制御装置32の測定プログラムに従ってワークピース30の座標測定を行い、こ
の測定結果は測定結果分析手段33を介して次工程の前記数値制御装置25のN
プログラム実行手段27へフィードバックされ、また必要に応じて、この測定
結果は前記各データベース21,22,23,24へ供給される。以上のように
して、図示した実施形態によれば、作成されたNCプログラムに基づいてワーク
ピース30に所望の数値制御加工を施すことができ、ワークピース30は第1姿
勢での工程加工が終了した後、姿勢替えが行われ、第2姿勢において同様にNC
プログラムに従った加工が継続的に行われる。

0064

本発明において特徴的なことは、前記測定制御装置32に供給される測定プロ
グラムが数値制御装置25に供給される実加工NCプログラムから作成されるこ
とであり、このために、加工形状情報抽出部34、幾何モデル形成部35そして
測定プログラム生成部36が設けられている。

0065

加工形状情報抽出部34には工具リスト、そしてNCプログラム作成手段20
の出力である実加工プログラムが供給され、これらの入力データに基づいて、N
Cプログラムを解析して各作業要素加工、加工要素加工または工程加工毎の任意
段階における加工形状情報を抽出する。前記抽出された加工形状情報は幾何モデ
ル形成部35において、任意段階における三次元の幾何要素あるいは幾何モデル
に変換され、この幾何要素又は幾何モデルに対して測定プログラム生成部36が
所定の測定パスを選択して最適な測定プログラムを生成することができる。図1
から明らかなように、このようにして作成された測定プログラムは測定制御装置
32へ供給されるとともに、前記幾何モデル形成部35の幾何モデルは測定結果
分析手段33へ供給され、また測定プログラム生成部36の測定リストも同様に
測定結果分析手段33へ供給されている。本発明において、加工形状情報抽出部
34へは、前述した加工リスト及びNCプログラムばかりでなく、素材データ及
び最終部品形状を供給してもよく、この場合には、例えば測定プローブの移動経
路等をより簡単にかつ安全に定めることが可能となる。

0066

従って、本発明によれば測定プログラムは常に実加工プログラムと関連づけら
れており、実際の加工に用いられるNCプログラムに応じて最適な測定プログラ
ムを得ることが可能となり、またこのような測定プログラムの測定結果は常に数
値制御装置25に供給され、測定結果に応じた加工管理を行うことが可能となる

0067

図2には前述した数値制御工作機械システム(図1)における測定プログラム
作成部分の詳細を示した構成が示されている。この実施形態においては、測定は
NC加工中の加工要素を基本単位として行い、一連の作業要素の加工が完了して
加工要素が得られた時を測定タイミングとする。勿論、加工要素を複数組み合わ
せて工程完了の段階で測定を行うことも可能であり、実際の測定プログラムは加
工要素完了あるいは工程完了を測定タイミングとする。

0068

図2において、NCプログラム40は加工形状情報抽出部34のNCプログラ
ム解析部41へ供給され、NCプログラム解析部41は別途供給されている工具
データと前記NCプログラム40とからまずNCプログラムを作業要素に分割し
、この作業要素情報を加工要素抽出部42へ供給する。加工要素抽出部42にお
いては、複数の作業要素を組み合わせて、NCプログラム上の加工要素を抽出し
て出力する。また、NCプログラム解析部41はNCプログラムにある座標デー
タを座標系変換部43に供給し、NC加工用に作成されている座標系を測定用
三次元座標系に変換する。このようにして抽出あるいは変換された加工要素リス
ト及び座標系リストは幾何モデル作成部35の幾何要素作成部44に供給され、
NCプログラム40によって指定されている加工要素が通常の三次元座標系にお
ける幾何要素として変換出力される。本実施形態においては、この幾何要素はさ
らに幾何モデル作成処理部45において幾何モデルに合成され、これが測定プロ
グラム生成部36に供給される。勿論、本発明において、前記幾何モデルへの変
換は必ずしも必要でなく、幾何要素作成部44の出力である幾何要素リストをそ

まま測定プログラム生成部36へ供給することも可能である。また、幾何モデル
作成処理部45で作成された幾何モデル46は図1に示したように、測定結果分
析手段33に供給される。

0069

測定プログラム生成部36には前記幾何モデルあるいは幾何要素リストが供給
されると共に、測定機31のプローブ情報47及び公差情報48、その他の必要
な情報49が供給されており、これらの与えられた入力情報に基づいて測定プロ
グラム50を生成して、これを図1に示した測定制御装置32へ供給する。

0070

図2は、本実施例におけるNCプログラム40から測定プログラム50を形成
するための概略的なステップを説明したが、以下にそれぞれの詳細についてさら
に詳しく説明する。

0071

作業要素及び加工要素の抽出

0072

まず作業要素を抽出するためのNCプログラム解析部41の詳細を図3から図
11を用いて説明する。

0073

図3は前述した加工形状情報抽出部34(図2)における本発明に係るNCプ
ログラム解析部41の部分を拡大して示したものであり、NCプログラム解析部
41には前述したように実加工NCプログラム、素材データ、そして工具リスト
が入力され、また、必要に応じて素材データ、最終加工形状も入力される。

0074

NCプログラム解析部41において、前記入力された各データは記憶装置60
に記憶され、実加工NCプログラムが1ブロックずつ解析され、数値データ変換
部61によってデータ変換され、Gコード展開リスト生成部62においてGコー
ド展開リストとして各データが登録される。この時、マクロプログラムやサブプ
ログラム等1ブロックで複数の動作をする場合には、RS−274−Dフォーマ
ットに従い基本命令に展開後、Gコード展開リストに登録する。このGコードへ
の展開は本発明において必ずしも必要ではないが、この実施形態においては実加
工NCプログラムをコンピュータ処理するために解析の容易なGコードへ展開し
ている。

0075

NCプログラム解析部41においては、前記Gコード展開リストを参照しなが
ら作業要素への分割部63において連続した実加工プログラムが作業要素毎に分
割される。

0076

前記分割部63における各作業要素加工毎へのプログラム分割は、通常の場合
シーケンス番号(N番号)、工具割り出し(Tコード)、工具交換(M6)及
オプショナルストップ(M01)に注目して行うことが好適である。実際上、
このような作業要素へのプログラム分割は、まず工具交換に着目し、工具交換の
間は単一の工具が用いられるのでこれを作業要素の区切りとして用いることがで
きる。しかしながら、同一の工具を用いて複数の作業要素加工が行われる場合が
あり、例えば同一のドリルにて複数の下穴を穴開けするような場合があるので、
前記工具交換に加えて工具軌跡パターン読み取り、これによって作業要素加工
毎の分割を確実に行うことが好適である。

0077

図4A,4B,4Cには本実施形態で用いられる実加工NCプログラムの一例
が示されており、O0001なるプログラム番号が付されている。

0078

図5はこの実加工NCプログラムにおいて加工される素材形状が示されており
、また図6にはこの実加工プログラムによって図5で示した素材から製作される
最終加工形状が示され、これらの素材データ(材質を含む)及び最終加工形状は
前述したようにNCプログラム解析部41にデータ供給されている。図6から明
らかなように、この加工においては、素材の上面フライス加工、側面フライス
工そして正面の2個のねじ穴加工及び上面の4個の面取り付穴開け加工そしてス
ロット溝加工が求められている。

0079

このような加工に対して、NCプログラム作成手段20は加工手順を定め、こ
れを作業要素に展開し、各作業要素毎の使用工具を決定し、さらに各工具毎の切
削条件を定める。

0080

図7はプログラムO0001に用いられる工具リストを示し、各工具番号はT
コードで示され、それぞれの工具データが図示のようにリスト化され、この工具
リストは前述したようにNCプログラム解析部41に供給されている。

0081

NCプログラム解析部41においては、まず実加工NCプログラムが記憶装置
60に記憶された後数値データ変換部61を経てGコード展開リスト生成部62
によってコンピュータで解析し易いGコード展開リストに変換される。図8A,
8B,8C,8D,8Eは前記実加工プログラムO0001がGコードに展開さ
れた状態のリストを示し、両者は行番号によってリンクされており、その内容は
実質的に全く同一である。

0082

実施形態における実加工プログラムは、シーケンスN番号1から9の9種類に
区別され、これら9個のシーケンスはそれぞれ別個の工具を用いた作業として区
別されている。勿論、本発明においては、同一の工具を用いた場合においても素
材の異なる加工位置を加工するものは、異なる作業要素として認識しており、前
述したように工具の加工軌跡パターンからプログラムが作業要素に分割される。
しかしながら、説明を簡略化するために、以下においては前記9個のシーケンス
番号(N)に分けて各作業要素加工毎の加工条件抽出を例示する。

0083

N1の作業要素の解析

0084

行番号4でT1が指令され、行番号5でM6(工具交換)を行っているので、
行番号7から次のM6(工具交換)が指令されるまでは工具T1で加工されるこ
とが理解される。本実施形態においては、このような一群のプログラムをシーケ
ンス番号N1として示しているが、実際の実加工NCプログラムにおいてはこの
ようなシーケンス番号は工作機械に対して何らの意味もないことは明らかである

0085

工具T1は前述した図7に示す工具リストのTコード1から、直径100mm
フェイスミルであることが理解される。次に、行番号7はワーク座標系G54
を指定しており、本実施形態においては、座標系G54は図6に示した最終加工
形状の上面を示しており、これを第1工程の加工と定義する。

0086

行番号10で初めて切削送りとなり、切削面はZ0.1の座標である(行番号
9)。またフェイスミルの降下点は行番号7によって(160、50)というX
Y座標に設定されている。行番号10から13はZ座標は同じで移動軸はX、Y
、X、Yの交互に移動していることが分り、このような工具軌跡パターンをパタ
ーン定義記憶部64に記憶されている定義データと照合することによって、この
作業要素が面加工要素であると判断することができる。図9には加工要素に対す
る作業要素と使用工具、プログラム分析方法パターン定義の一例が示されてお
り、このようなパターン定義を用いて前記作業要素加工の認定が行われる。

0087

図10には作業要素リストの一例が示され、本実施形態においては、このよう
な作業要素が加工要素抽出部42及び座標系変換部43へ供給される。
勿論、図10に示す作業要素は一例であり、このような比較的大きな作業要素ば
かりでなく、この作業要素をさらに分割した作業要素を定義することも本発明に
おいて好適であり、このような作業要素の定義レベルは工作機械の精度、あるい
加工システム全体の分解能に応じて任意に定義づけることが可能である。

0088

シーケンスN1に対してさらにプログラムを解析すると、行番号10、11、
12と行番号15、16、17はZ座標が異なるだけで同じ軌跡であり、これ以
下に同一工具の作業要素がないことから行番号15、16、17が仕上げ加工
あると判断できる。

0089

次に、行番号19から行番号30まではワーク座標系G55、すなわち、本実
施形態において、図6に示した最終加工形状の正面加工の座標系を指令している
のでこれを第2工程と判断する。行番号22、23、24と行番号27、28、
29はZ点が異なるだけで同じ軌跡であるため、またZ座標が0.1の差である
ため、行番号22、23、24が荒加工、そして行番号27、28、29が仕上
げ加工と判断する。さらに切削領域がワーク全体を覆っているので面加工要素と
判断する。

0090

以下同様にシーケンスN2からN9までの作業要素に対する解析を簡単に説明
する。

0091

N2の作業要素の解析

0092

行番号31より主軸工具がT2となり、N2の作業要素に移行する。T2は図
7の工具リストから直径3mmのセンタドリルであると認識され、この結果N2
の作業要素は穴加工要素と判断され、以下に述べる第1工程における5つの作業
要素及び第2工程における2個の作業要素が抽出される。
第1工程(G54)

0093

座標1(70.000,50.000)座標2(-70.000,50.000)

0094

座標3(-70.000,50.000)座標4(70.000,-50.000)

0095

座標5(30.000,0.000)
第2工程(G55)

0096

座標1(40.000,0.000)座標2(-40.000,0.000)

0097

N3の作業要素の解析

0098

行番号47により主軸工具がT3となり、N3の作業要素に移行する。工具T
3は工具リストより直径20mmのドリルであると認識し、N3の作業要素は穴
加工要素と判断し以下の5つの作業要素が抽出される。
第1工程(G54)

0099

座標1(70.000,50.000)座標2(-70.000,50.000)

0100

座標3(-70.000,50.000)座標4(70.000,-50.000)

0101

N4の作業要素の解析

0102

行番号57により主軸工具がT4となり、直径30mmのドリルであることか
らN4の作業要素は穴加工要素と判断し、以下の4個の作業要素が抽出される。
第1工程(G54)

0103

座標1(30.000,0.000,-19.9)

0104

座標2(-70.000,50.000)座標3(-70.000,-50.000)

0105

座標4(70.000,-50.000)

0106

N5の作業要素の解析

0107

行番号68により主軸工具がT5すなわち直径25mmのエンドミル交換
れている。

0108

通常、エンドミル、フェイスミルなどにおいては、対応可能な加工パターンの
種類が多く、単に使用工具のみではいかなる作業要素かの判定が難しいが、本実
施形態においては、分割部63と加工要素抽出部42とにおいて工具加工軌跡を
加工パターン定義と照合することによってこれらの判断が行われ、既にフェイス
ミル及びドリルに対していくつかの例示を行ったが、さらに図11にはこれらの
加工パターン定義と加工要素との対応関係の一例を示す。

0109

シーケンスN5の作業要素に戻って、行番号71から行番号74によって工程
1(G54)座標3(30,0)で加工面(Z−19.9)に降下していること
が分り、また行番号75から行番号81は同一平面を移動し、行番号75の座標
(−50,0)と行番号80の座標(−50,0)が同じ座標であるため、閉じ
た軌跡であることが判断できる。また、行番号5から行番号80は行番号75で
G41の左側補正がかけられているため、軌跡に対して内側であると判断される
。そして、その軌跡に対してG41で工具半径分内側にシフトした軌跡を設け、
さらにその軌跡に対して工具半径分シフトした軌跡を求める。しかし、この場合

軌跡が無くなっており、これらの工具軌跡から、行番号75から行番号80を工
具が移動すると内側が削り残らないと判断し、ポケット加工要素と判断できる。
これは、図11に示した加工パターン定義から加工要素ポケットに関しエンド
ルを使用した場合のパターンとなっており、このような複雑なプログラムに対し
ても、図11のようなパターン定義を用いて確実にプログラムの解析を行うこと
が可能となる。

0110

行番号75の移動はアプローチとして判断され、また行番号81の移動は逃げ
と判断される。そしてこのアプローチ量及び逃げ量図12のポケット加工要素
パターンリストに格納される。

0111

行番号82でワーク面より上に移動し、行番号83で第2工程(G55)の座
標(40,0)に位置決めされる。行番号86から行番号88は同一平面を移動
し、行番号87で1周縁の軌跡を移動し、先ほどと同様にその軌跡に対して行番
号86でG41の左側補正がかけられているため、軌跡に対して内側であると判
断される。それに対してG41で工具半径分内側にシフトした軌跡を求め、さら
に工具半径分シフトした軌跡を求める。しかしながら、この場合判断1によって
軌跡がなくなり、この結果内側が削り残らないと判断し、ポケット加工要素と判
断される。同様に行番号93から行番号95もポケット加工要素と判断される。
しかしながら、このポケット加工要素の中心座標をシーケンスN2、N4の作業
要素で前加工されているという条件から、このポケットの形状が円であることか
ら穴加工要素であると最終的に判断される。このように、シーケンスN5に対し
ても加工パターン定義を用いることによって作業要素の認識を行なうことができ
る。

0112

N6の作業要素の解析

0113

行番号97により主軸工具がT6となり直径25mmのエンドミルが用いられ
る。

0114

行番号105から行番号108の移動は、同一平面上であり、行番号105と
行番号108の座標が同じであるため閉じた形状と判断できる。また、この軌跡
と工具系を判断1で照合する。その結果、内側に削り残しがないことが分れば、
これをポケット加工要素と判断できる。そして、その軌跡はシーケンスN5の軌
跡と同一であるため、仕上げ加工であると判断され、シーケンスN5の作業要素
1の加工は荒加工であると判断することができる。そして、行番号105から行
番号108の点を仕上り形状と判断する。

0115

N7の作業要素の解析

0116

行番号111により主軸工具がT7となり、直径8.2mmのドリルと認識す
る。従って、シーケンスN7は穴加工要素であると判断され、以下の作業要素が
抽出される。
第1工程(G55)

0117

座標1(40.000,0.000)

0118

座標2(-40.000,0.000)

0119

N8の作業要素の解析

0120

行番号119により主軸工具がT8となり直径25mmの面取り工具であるこ
とが認識される。行番号124から行番号128へZ軸が上昇するまでG81の
穴開け固定サイクルで固定しているため、N8の作業要素は穴加工要素と判断さ
れる。
第1工程(G54)

0121

座標1(70.000,50.000)

0122

座標2(-70.000,50.000)

0123

座標3(-70.000,-50.000)

0124

座標4(70.000,-50.000)
第2工程(G55)

0125

座標1(40.000,0.000)

0126

座標2(-40.000,0.000)

0127

N9の作業要素の解析

0128

行番号134において主軸工具がT9となりM10タップに交換される。従っ
て、シーケンスN7の作業要素は穴加工要素と判断される。
第1工程(G55)

0129

座標1(40.000,0.000)

0130

座標2(-40.000,0.000)

0131

以上のようにして、実加工プログラムが順次解析され、各作業要素に分割抽出
される。

0132

以上のようにして、NCプログラムが作業要素毎に分割されるが、いくつかの
作業要素に関し図4A,4B,4Cの実加工NCプログラムから解析した結果を
簡単にまとめると図6のG54面にあるスロットはシーケンスN1の前段の作業
にてZ=0に面を形成している。そして、この面はZ=0.5と0とで2回削ら
れているが、Z=0の方が深いので、この面が作業要素として抽出される。そし
て、シーケンスN2の中段において、X30,Y0によりセンター穴がその位置
関係から上記の面に空けられているので、ここにセンター作業要素が生成されて
いることが理解される。

0133

前記面の作業要素は同様に下記の作業要素にも適用される。

0134

シーケンスN4の前半において、前記作成されたセンター作業要素の上に下穴
が開けられ、穴作業要素が形成されていることが理解される。

0135

また、シーケンスN5の前半部分においてスロットを加工しているので、スロ
ット作業要素が完成していることが理解される。

0136

さらに、シーケンスN6では仕上げスロット加工がなされ、前述したと同様
のスロット作業要素が形成されている。

0137

このように、NCプログラム解析部41においては、NCプログラム40を用
いて各作業要素を分割して解析することができる。

0138

以上のように分割して解析された作業要素は加工要素抽出部42において加工
要素リストに変換される。実際上、NC加工途中における測定は作業要素よりも
加工要素を基にして行うことが好適であり、これは、加工要素の完成によって、
素材の同一位置における1つの形状加工が完成するからである。

0139

前述した複数の作業要素から、その加工位置及び工具の種類によって加工要素
への集積作業が行われ、各作業要素間の関係はプログラムの加工順番から理解可
能である。例えば、複数の作業要素のうちセンター作業要素と穴要素とはその位
置関係から、加工要素に対してはセンター作業要素を考慮する必要がなく、同様
に複数のスロット作業要素に対しても同一位置に対して行われる作業は最終的な
スロット作業のみを加工要素とて抽出すれば良いことが理解される。

0140

このようにして、加工要素抽出部42からは測定に必要な加工要素リストを抽
出することができ、これが幾何モデル作成部35に供給される。

0141

座標変換

0142

以上のようにして加工要素リストが得られた場合においても、これをそのまま
測定プログラムに利用することはできない。すなわち、NCプログラム上におい
て、加工座標系パレット上に固定されたワークの姿勢と関係しており、例えば
図6に示した加工形状は、実際上工作機械のパレット上においては図12Aのよ
うに、その上面加工は座標G54として示され、同様に正面の加工は座標G55
として示されている。加工プログラム上において、G54とG55とはパレット
上で姿勢替えをして加工されるか、あるいは工具の基準面を姿勢替えして加工さ
れ、この結果プログラム上の座標面図12Bに示される実際の加工形状におけ
る座標面と異なる。本実施形態におけるNCプログラム加工例においては、図6
に示した加工形状の上面と正面は同一パレット上にあり、同一工程にて加工され
ている。しかしながら、これは加工上の便宜のためであって、図12Bに示した
実際の形状における上面と正面の幾何学的位置関係とは異なる。前述したように
、加工プログラムにおいては、図12Aのように、上面の座標は座標系G54を
基準にし、一方正面の座標は座標系G55を基準とし、すなわち座標系G55は
座標系G54を単にXYZ方向に平行移動したものとなっているが、実際の加工
形状の座標系G54とG55は図12Bで示されるようにXYZ方向の平行移動
と回転が行われている。これをマトリクスを用いて表現すれば次のようになる。

0143

従って、座標系変換部43においては、前記NCプログラム加工座標と実際の
形状座標との変換を前記座標系変換によって行い、これを幾何モデル作成部35
の幾何要素作成部44へ供給している。

0144

図2において、座標系変換部43には工作機械からの座標系51が入力されて
おり、これは、例えば加工プログラムによっては、工程替えが行われた時にパレ
ット上のワーク位置不定値になった時に有効であり、このような場合は工作機
械からの座標系を入力し、加工形状に合わせた座標変換を有効に行うことが可能
となる。

0145

図6に示した加工形状と異なり、例えば図13で示されるような単一のワーク
に対して異なる座標系G56、G57が設定されたような場合には、単に両座標
系が平行移動しているので、両者間の相対位置のみを演算することによって容易
に座標変換が行われ、この場合の好適な座標変換式を以下に示す。

0146

また、加工途中において通常の場合工程が完了した段階において測定が行われ
るが、この時にワークは工作機から測定機へ移動される場合がある。このような
場合、ワークは測定機のテーブル上にいかなる方向にも固定可能である。従って
、このような場合には、測定機は例えば図12Aに示した座標系G54、G55
のいずれかの基準となる座標系例えばG54がどのように置かれたか分らないの
で、従来の測定プログラムを作成するための作成プログラムを用いてこの基準座
標であるG54を得るために必要な幾何要素を計り、座標系G54の位置を知る
ことができる。このようにして、測定機自身の座標系(機械系)と座標系G54
相対関係を記憶する。この結果、部品形状の寸法座標は座標系G54を基準と
しているのでプローブはこの座標系を基に移動することができ、実際の測定作業
においてこのようなデータを測定プログラムに供給することができる。このよう
な測定機における座標変換の式を以下に示す。

0147

勿論、一方の基準となる座標系例えばG54が分れば、G55座標系も前記基
準となる座標系G54から容易に求めることができる。図14は各座標系間の相
対関係を示しており、座標系G55は基準となる座標系G54との相対位置を座
パラメータとして記憶しており、また基準となる座標系G54は測定機に据え
付けられた時の前記機械系との演算によって数式3を用いて求められたパラメー
タを入力することによって容易に知ることが可能となる。

0148

勿論、実際の測定においては、測定機はフィクスチャを用いて部品を一定位
に置き、前記基準となる座標系G54を1回だけ測定してこれを記憶し、各形状
毎に個別にG54を測定する操作は省略されている。

0149

幾何モデルあるいは幾何要素リストの作成

0150

以上のようにして、幾何要素作成部44には加工要素リストと座標系変換デー
タが供給され、これらの入力情報に基づいて幾何要素リストが作成される。

0151

図15は幾何要素パラメータリストの一例が示されており、面付き穴、段付き
穴、段付きネジ穴、スロット、円形スロットなどが一部図示した形状の寸法値
び中心となるP点座標値として示され、加工形状における幾何要素のパラメー
タリストがこのように作成される。

0152

また、これらの各幾何要素は図16で示されるような幾何要素リストとして座
標系、実施形態によればG54、G55と関連づけて記憶され、これによって各
幾何要素の座標位置を正確に示すことができる。

0153

従って、このような幾何要素リストを用いて所定の測定パスに基づいた測定プ
ログラムを生成することが可能となるが、さらに図2の実施形態においては、前
記幾何要素リストは幾何モデルに変換される。すなわち、幾何モデル作成処理部
45においては前記幾何要素リストをさらにコンピュータで処理の容易な例えば
CSG(Constructive Solid Geometry)プリミティブライブラリィを用いて表
現可能である。このようなCGSプリミティブライブラリィの一例が図17に示
されており、これらの各プリミティブは図18に示すオペレータすなわち各プリ
ティブ間の関係がユニオンインターセクション、サブストラクション及びネ
ゲーションの関係として表現可能である。図19には幾何要素を前記CSGライ
ブラリィによって表現した一例が示され、例えば面付き穴は2個の円錐と1個の
円筒から表現可能である。前記図17で示すように、幾何モデルを構成するプリ
ミティブは、ブロック(直方体)、球、円筒、円錐、角錐などの簡単な三次元的
なものから構成されており、通常の機械加工で得られる形状はこの程度のプリミ
ティブで十分に表現可能である。すなわち、前記いくつかのプリミティブは図1
8に示されるオペレータを用いて連結体を構成され、必要な幾何要素モデルを形
成することができる。前記オペレータは
1.ユニオン:2つのプリミティブまたは連結体が占める全ての部分
2.インターセクション:2つのプリミティブまたは連結体の共通部分
3.サブストラクション:1つのプリミティブまたは連結体から他のプリミティ
ブまたは連結体を差し引いた部分
4.ネゲーション:1つのプリミティブまたは連結体を除く全ての部分
と定義される。

0154

測定パスの決定

0155

幾何要素作成部44から出力された幾何要素リストあるいは幾何モデル作成処
理部45から出力された幾何モデルは各加工要素あるいは工程毎の形状そして加
工される幾何要素が順番にデータとして含まれており、勿論前述したように、各
幾何要素のパラメータも抽出され、かついずれの座標系に属するかのデータも有
している。

0156

これらのデータにより、測定プログラム生成部36はまず測定パスを決定する
が、このために各幾何要素付近での測定パスは図20に示される測定パスライブ
ラリィを参照して決定される。

0157

そして、この測定パスを決定する際には、干渉チェックが必要であり、例えば
図21で示されるような形状の場合、2個の円柱穴が交差しており、両者の交差
位置においてはハッチングで示すように干渉部が形成され、この干渉部において
は測定自体が不可能となるからである。図22はこのような干渉部をリストとし
て示したものであり、前記測定パスを決定する際には図22の干渉リストを参照
して、干渉が生じる場合には当該測定点を排除して残った測定点の間に測定点を
付加することが好適である。

0158

以上のようにして各幾何要素毎の測定パスが作成され、次にこれらを全体の測
定パスとして連結する。通常、これらの連結には以下の2つの手法のいずれかが
用いられる。

0159

第1はプローブの移動軌跡を幾何要素で表現し、これと加工形状との干渉をチ
ェックし、干渉がない測定パスを選択する。

0160

第2は素材データがある場合、図23で示すように形状の周囲にセーフティ
ーンを設定し、各幾何要素の測定が終了した段階で常にプローブをセーフティゾ
ーンに戻す手法である。図23において、例えば上面の穴4CRから側面の穴5
1CRにプローブ移動する時には直線的にプローブが移動するとワークピースに
衝突するので、常にセーフティゾーンまで戻りこのセーフティゾーン上を移動し
て次の幾何要素測定点まで移動する。

0161

以上のようにして、測定パスが決定されると、測定プログラム生成部36は図
2に示したように、必要に応じて、プローブ情報47、公差情報48及びその他
の情報49を加えて必要な測定プログラム50を作成する。前記公差情報48は
その一例が図24に示されており、これらの穴公差、寸法公差を測定プログラム
に反映させることができる。例えば、照合コマンド公称値実測値を比較する
コマンド)を決定する際に、幾何要素の公差を一般公差から自動的に決定し、こ
のように定められた公差を用いて照合コマンドを決定することも可能である。

0162

前記公差情報以外の必要な情報としては下記のものが挙げられる。
1.測定プログラム特有のもの

0163

aプログラム名

0166

d結果出力デバイス

0167

e結果出力フォーマット

0168

f その他(プロセスコントロール情報等)
2.測定機特有のもの

0169

データム面の設定

0170

ユニット(mm/inch)

0171

c 移動・測定スピード

0172

d 測定動作パラメータ

0173

eプローブ(測定値)情報

0174

f 照合情報

0175

g その他(プローブ補正マスターボール等)
3.初期座標系設定特有のもの

0176

a自動測定・手動測定の切り換え

0177

b座標系の呼出

0178

以上の各情報は本発明で用いるNCプログラム自体には含まれていないので、
通常の場合予め作業者が入力するが、例えば測定機に関しては、その初期値が設
定されているので、特に個別的に入力する必要はない。また、希望値が初期値と
異なる場合は、予め用意された初期値を入れたテンプレートを作成しておくこと
によってテンプレートの選択のみで容易に入力可能である。

0179

以上のようにして、本発明によれば、NCプログラム40を解析して測定プロ
グラム50が容易に作成可能である。図25A,25B,25C,25D,25
E,25Fに、本実施形態の測定プログラム作成方法によって作成された測定プ
ログラム例を示す。

0180

本発明において、図1に示した加工形状情報抽出部34、幾何モデル作成部3
5、測定プログラム生成部36のプログラムは、それぞれの手順を記憶した媒体
として構成することができ、これらの媒体は、フロッピディスクCD−ROM
ハードディスク、ROM等の形式で供給することができる。

0181

加工管理

0182

本発明は、前述したように測定プログラムをNCプログラムから形成すること
を特徴とし、実加工と密接に関係した測定プログラムを得ることができるが、さ
らに、この測定プログラムを用いて実加工中の加工形状を測定しながら、これを
さらに工作機械の加工管理にフィードバックしてNC加工プログラムとの関連性
をさらに強めることができる。

0183

図26には、測定プログラム50を用いて測定制御装置32が測定機31を制
御している状態を示す。測定制御装置32は測定機31のプローブに対して所定
の測定プログラムにて定義づけられた測定パスを指令し、プローブは任意の段階
にある加工形状を自動測定する。そして、この測定値は測定制御装置32から測
定データとして測定データ収集部70に送られ、ここで所望のヘッダ情報が加え
られてデータベース71に蓄積される。測定結果分析手段33は前記測定データ
収集部70及び蓄積データベース71と共にプロセスアナライザ72を含み、測
定結果の分析値が工作機械26にフィードバックされ、後続する加工工程にこの
測定結果を反映させることができる。

0184

図27は各工程における測定結果の流れを示し、本実施形態においては、いず
れかの選択された工程に対してそれぞれ測定作業が実行され、得られた測定デー
タは直ちにプロセスアナライザ72によって診断され、その結果が次の工程ある
いは必要に応じて全工程の加工管理にフィードバックされている。

0185

再び、図26に戻りさらに詳細に説明する。

0186

前記測定制御装置32は測定機31の測定結果から、公差外の結果が出た場合
あるいは危険範囲の測定値であった場合には直ちにこれをエラー測定データとし
て工作機械26に通知し、加工の一時中止あるいは後加工における切削量の変更
等の指示を行う。

0187

測定制御装置32は通常の測定データを測定データ収集部70へ送り、測定デ
ータには以下のようなヘッダ情報が付加される。
1.ヘッダ特有のもの

0188

aヘッダの名前

0189

bヘッダのファイル名

0190

c 日付(ヘッブ作成日

0191

d部品名

0192

e 単位

0193

測定項目の数
2.測定項目特有のもの

0194

a測定項目の名前

0195

フィーチャの名前

0196

c 値

0197

d 上限許容値

0198

e 下限許容値

0199

f UCL(アッパーコントロールニット

0200

g LCL(ロウアーコントロールリミット
3.加工プロセス特有のもの

0201

a 誤差要因

0202

b 許容誤差

0203

c誤差関連

0204

d 環境温度

0205

プロセスアナライザー72は前記データベース71に蓄積された測定デーを用
いて統計、解析そして診断を行い、XバーRバー図XバーS図あるいはトレンド
などの管理図を作成し、工作機械26にその結果を指示する。

0206

図28には測定値が公称値に対してどのような関係にあるかを示すグラフであ
り、上限値あるいは下限値を越えたものは公差外の危険範囲として直ちに工作機
械26に指示されるが、公差限界に近い範囲にあるものも危険範囲として、前工
程のチェックあるいは後工程への通知が行われる。

0207

本発明によれば、加工途中においてリアルタイムで測定結果を容易に得ること
ができるので、これを後続する工程に対して直ちに指示し、後工程での工具の送
り量などに測定結果を容易に反映させることができる。

0208

また、前述したプロセスアナライザ62から得られる管理データは従来周知の
FMEA(フェイラモード及びエフェクトアナリシス)やFTA(フェイラツリ
ーアナリシス)等の診断プログラムによって解析され、これらの診断プログラム
は本発明における加工プログラムと測定プログラムの修正変更を順次学習するこ
とによってその確度を高めることが可能となる。さらに、図32で明らかなよう
に、工作機械26のモーションダイナミックスからの主軸動力を時系列でデータ
収集し、これをFFT高速フーリエ変換)や他のハードウェアを用いてスペ
トラム分析し、波形高調波成分を数値化したりその分散を計算することができ
、この時に、測定された表面粗さあるいは寸法測定結果と合わせて工具の切れ味
低下、工具の磨耗、製品の取付不良、機械誤差などの判断を行うことも可能であ
る。これらの判断は前述したプロセスアナライザのFTA等の診断プログラムに
組み込むことが好適である。

0209

更に図32から明らかなように、工作機械26の状態情報はデータベース71
へ供給され、データベース71には、更に誤差データベース73及び誤差要因
ータベース74からの各種の誤差あるいは誤差要因診断プログラムデータが供給
されており、これらを用いてプロセスアナライザ72は前述した解析情報ばかり
でなく、形態の各要素、すなわち、寸法、形状、姿勢、位置あるいは荒さをそれ
ぞれ工作機械26へデータとして供給することができる。従って、工作機械26
はこれらの管理データをもとに次工程の加工制御を最適に行うことが可能となる

0210

本発明において、図26に示した測定データ収集部70、データベース71、
プロセスアナライザ72及び必要に応じて誤差データベース73、誤差要因デー
タベース74、そして測定制御装置32のプログラムは、これらの手順を媒体に
記憶することができ、これらの媒体としては、フロッピディスク、CD−ROM
、ハードディスク、ROM等の形式で供給することができる。
発明の効果

0211

以上説明したように、本発明によれば、NC加工において、実加工NCプログ
ラムから測定プログラムを直接作成することができ、任意の加工段階において最
適なかつ詳細な測定結果を容易に得ることが可能となる。

0212

また、本発明における測定プログラムは従来のような複雑な自動プログラミン
グを必要とすることなく、NCプログラムの大きさに拘らず作成可能であり、ま
た常にこの測定プログラムは実加工NCプログラムと対応しており、いずれかが
修正された場合には他方に対してもそれを反映させることができ、工作機械の加
工管理を加工プログラム及び測定プログラムの両面から互いに関連づけながら支
援することが可能となる。

0213

さらに、本発明における測定プログラムはNC加工プログラムが適用された工
作機械ばかりでなく、その他の工作機械に対しても同様に機能することができ、
また各測定プログラムは作業要素、加工要素あるいは工程のいずれかに対して任
意段階でのモジュール化された測定プログラムの集合として構築されるので、極
めて汎用性の高い測定プログラムを作成することができる。また、これらの測定
プログラムは測定に必要なノウハウを常に最新の状態で盛り込むことができ、こ
のようにして盛り込まれたノウハウを保有しながら他の工作機械へも適用可能で
あり、汎用性に優れるばかりでなく、広い拡張性を有する利点がある。

0214

本発明に係る測定プログラムが実行された測定結果は常に加工工程の後段ある
いは前段に反映可能であり、加工管理データとして極めて優れた測定値を提供可
能である。

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