特許 6196708 加工プログラム作成方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6196708

(24)【登録日】2017年8月25日

(45)【発行日】2017年9月13日

(54)【発明の名称】加工プログラム作成方法および装置

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/4093 20060101AFI20170904BHJP

   B23Q 15/00 20060101ALI20170904BHJP

【ＦＩ】

   G05B19/4093 F

   B23Q15/00 301K

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-118213(P2016-118213)

(22)【出願日】2016年6月14日

(62)【分割の表示】特願2014-544096(P2014-544096)の分割

【原出願日】2012年10月30日

(65)【公開番号】特開2016-167319(P2016-167319A)

(43)【公開日】2016年9月15日

【審査請求日】2016年6月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000154990

【氏名又は名称】株式会社牧野フライス製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100153084

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 康史

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100157211

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 一夫

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 仁

(72)【発明者】

【氏名】増宮 泰徳

(72)【発明者】

【氏名】戸井田 直仁

(72)【発明者】

【氏名】谷川 優毅

【審査官】 貞光 大樹

(56)【参考文献】

【文献】 特許第３０９９２８６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００２−１１６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−８１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３０９５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２３９８７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ １９／１８ − １９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／４２ − １９／４６

Ｂ２３Ｑ １５／００ − １５／２８

Ｂ２３Ｑ １７／０９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工作機械に取り付けられる工具の使用実績情報に基づき工作機械の加工プログラムを作成する加工プログラム作成方法であって、
工具の各部位の使用実績情報を取得する取得手順と、
前記取得手順で取得した工具の各部位の使用実績情報を工具画像、使用部位画像、該使用部位画像とは異なる形態で表わした未使用部位画像で表示する表示手順と、
前記表示手順で表示した使用実績情報を参照して工具の目標使用部位を入力する入力手順と、
前記入力手順で入力した工具の目標使用部位を用いてワークを加工するように加工プログラムを作成する作成手順と、
前記作成した加工プログラムを工作機械へ出力するとともに、前記入力手順で入力した工具の目標使用部位がワークの加工に使用されたと仮定して工具の使用実績情報を仮更新し、ワークの加工の終了後に工作機械から出力される工具の使用状態を表す実測値に基づき工具の使用実績情報を本更新する更新手順と、
を含むことを特徴とした、加工プログラム作成方法。

【請求項2】

請求項１に記載の加工プログラム作成方法において、
前記表示手順の使用部位画像は、使用部位がどの程度使用されたかの情報を併せて表示する、加工プログラム作成方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載の加工プログラム作成方法において、
前記入力手順で入力する工具の目標使用部位は、ワークの精密加工を行う場合は工具の未使用の部位であり、ワークの荒加工を行う場合は工具の既に使用した部位である、加工プログラム作成方法。

【請求項4】

工作機械に取り付けられる工具の使用実績情報に基づき工作機械の加工プログラムを作成する加工プログラム作成装置であって、
工具の各部位の使用実績情報を取得して記憶する工具データベースと、
前記工具データベースに記憶した工具の各部位の使用実績情報を工具画像、使用部位画像、該使用部位画像とは異なる形態で表わした未使用部位画像で表示する表示部と、
前記表示部で表示した使用実績情報を参照して、工具の目標使用部位が入力される入力部と、
前記入力部で入力された工具の目標使用部位を用いてワークを加工するように加工プログラムを作成するプログラム作成部と、
を具備し、前記工具データベースは、前記入力部で入力された目標使用部位がワークの加工に使用されたと仮定して、工具の使用実績情報を仮更新し、ワークの加工の終了後に工作機械から出力される工具の使用状態を表す実測値に基づき工具の使用実績情報を本更新することを特徴とした、加工プログラム作成装置。

【請求項5】

請求項４に記載の加工プログラム作成装置において、
前記工具データベースは、工作機械から取り込んだ工具の加工姿勢を表す実測値に基づき工具の使用部位を演算するとともに、工具の使用部位に対応付けた使用状態を表す物理量を演算して使用実績情報として記憶する、加工プログラム作成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工作機械の加工プログラムを作成する加工プログラム作成方法および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、工具の摩耗量に応じた補正データをＮＣ装置の補正部へ出力し、工具経路を補正するようにしたＮＣ工作機械の制御方法が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の方法では、使用工具の切れ刃を複数の部位に分割し、加工プログラムによって指令される主軸回転速度、送り速度等の加工条件と送り軸の位置指令とから、ワークと接触する各部位毎の工具経路長や切削長を積算し、各部位毎の摩耗量を求める。

【0003】

ところで、ワーク加工時には、通常、工具は全域が使用されるのではなく、一部のみが使用される。このため、工具の一部が摩耗して使用不能となった場合であっても、工具に使用可能な部位が残存している場合があり、工具を有効利用する観点からは、このような使用可能な部位をワーク加工に利用することが好ましい。

【0004】

この点、特許文献１記載の方法は、工具の各部位毎の摩耗量を求めて工具経路を補正するようにしているが、工具の使用可能な部位をいかに利用するかについては、考慮していない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３０９９２８６号公報

【発明の概要】

【0006】

本発明の一態様は、工作機械に取り付けられる工具の使用実績情報に基づき工作機械の加工プログラムを作成する加工プログラム作成方法であって、工具の各部位の使用実績情報を取得する取得手順と、取得手順で取得した工具の各部位の使用実績情報を工具画像、使用部位画像、使用部位画像とは異なる形態で表わした未使用部位画像で表示する表示手順と、表示手順で表示した使用実績情報を参照して工具の目標使用部位を入力する入力手順と、入力手順で入力した工具の目標使用部位を用いてワークを加工するように加工プログラムを作成する作成手順と、作成した加工プログラムを工作機械へ出力するとともに、入力手順で入力した工具の目標使用部位がワークの加工に使用されたと仮定して工具の使用実績情報を仮更新し、ワークの加工の終了後に工作機械から出力される工具の使用状態を表す実測値に基づき工具の使用実績情報を本更新する更新手順と、を含むことを特徴とする。

【0007】

工作機械に取り付けられる工具の使用実績情報に基づき工作機械の加工プログラムを作成する加工プログラム作成装置であって、工具の各部位の使用実績情報を取得して記憶する工具データベースと、工具データベースに記憶した工具の各部位の使用実績情報を工具画像、使用部位画像、使用部位画像とは異なる形態で表わした未使用部位画像で表示する表示部と、表示部で表示した使用実績情報を参照して、工具の目標使用部位が入力される入力部と、入力部で入力された工具の目標使用部位を用いてワークを加工するように加工プログラムを作成するプログラム作成部と、を具備し、工具データベースは、入力部で入力された目標使用部位がワークの加工に使用されたと仮定して、工具の使用実績情報を仮更新し、ワークの加工の終了後に工作機械から出力される工具の使用状態を表す実測値に基づき工具の使用実績情報を本更新することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る加工プログラム作成方法が適用されるワーク加工システムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】図１の工作機械本体の一例を示す図である。

【図3A】ワークに対する工具の加工姿勢の一例を示す図である。

【図3B】図３Ａとは異なる工具の加工姿勢を示す図である。

【図4】工具先端部の拡大図である。

【図5】図１の加工プログラム作成装置の表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。

【図6】図１のＣＡＭ装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】図１のＮＣ装置で実行される処理の一例を示すフローチャートである。

【図8A】図５の変形例を示す図である。

【図8B】図５の変形例を示す図である。

【図9】図２の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図１〜図９を参照して、本発明による加工プログラム作成方法の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る加工プログラム作成方法が適用されるワーク加工システムの概略構成を示すブロック図である。

【0010】

図１に示すように、ワーク加工システムは、加工プログラムＰＲを作成する加工プログラム作成装置１と、加工プログラム作成装置１により作成された加工プログラムＰＲに従い動作し、ワークを加工する工作機械２とを有する。加工プログラム作成装置１は、工作機械２から離れた場所、例えば工場の外部に配置され、加工プログラム作成装置１と工作機械２とはＬＡＮで接続されている。工作機械２は、工作機械本体２０と、工作機械本体２０の動作を制御するＮＣ装置２１と、ＮＣ装置２１に接続された入力部２２および表示部２３とを有する。

【0011】

図２は、工作機械本体２０の一例を示す図である。図２の工作機械本体２０は、水平方向の軸線Ｌ０に沿って工具４が延在する５軸横形マシニングセンタである。以下では、図示のように軸線Ｌ０に平行な方向をＺ軸方向（前後方向）、水平方向かつＺ軸方向に垂直な方向をＸ軸方向（左右方向）、鉛直方向をＹ軸方向（上下方向）とそれぞれ定義する。

【0012】

図２に示すように、工作機械本体２０は、床面に固定されるベッド２０１と、ベッド２０１の上面に水平方向（Ｚ軸方向）に移動可能に立設されたコラム２０２と、コラム２０２の前方において、ベッド２０１の上面に水平方向（Ｘ軸方向）に移動可能に設けられたテーブル２０３と、コラム２０２の前面に上下方向（Ｙ軸方向）に移動可能に設けられた主軸台２０４とを有する。テーブル２０３の上面にはイケール２０５が取り付けられ、イケール２０５の後面であるワーク取付け面２０５ａに、ワークＷが固定されている。

【0013】

主軸台２０４には、Ｚ軸を中心とした回転送り軸（Ｃ軸）周りに回転可能に旋回台２０６が取り付けられている。旋回台２０６は、左右方向に離間して配置された一対の腕部を有し、一対の腕部の間に主軸頭２０７が、Ｃ軸に対して垂直な回転送り軸（Ａ軸）周りに回転可能に支持されている。主軸頭２０７は、主軸２０８を回転可能に支持し、主軸２０８の先端部に工具４が装着されている。工具４は、例えば先端部が半球状のボールエンドミルである。なお、図示は省略するが、工作機械本体２０は工具自動交換装置を有し、主軸２０８から工具４を自動的に取り外して工具マガジンに収納する一方、工具マガジンから所望の工具４を自動的に取り外して主軸２０８に装着することができる。

【0014】

テーブル２０３、主軸台２０４およびコラム２０２は、それぞれ直線送り機構によりＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動する。各直線送り機構は、例えばボールねじとボールねじを回転駆動するサーボモータ（Ｘ軸用サーボモータ、Ｙ軸用サーボモータ、Ｚ軸用サーボモータ）等からなる。主軸頭２０７および旋回台２０６は、それぞれサーボモータ（Ａ軸用サーボモータ、Ｃ軸用サーボモータ）の駆動によりＡ軸周りおよびＣ軸回りに回転する。これにより工具４に対してワークＷが相対移動し、工具４を所望の加工姿勢としてワークＷを加工することができる。なお、各サーボモータはそれぞれ位置検出器を有しており、位置検出器からの信号により、ワークＷに対する工具４の相対位置および姿勢を検出することができる。

【0015】

図３Ａ，図３Ｂは、それぞれワークＷに対する工具４の加工姿勢を示す図であり、図４は、工具先端部の拡大図である。工具４はボールエンドミルであり、図４に示すように工具先端部は点ａを中心とした半球形状をしている。工具４の使用部位は、軸線Ｌ０に対する角度θ、すなわち、中心点ａと工具表面の使用部位とを結ぶ線分Ｌと、軸線Ｌ０とのなす角度θで表すことができる。この使用部位は、ある範囲を有しており、使用部位の範囲は、軸線Ｌ０に対する角度θの範囲（開始角度と終了角度）で表すことができる。

【0016】

工具４の使用部位（角度θの範囲）は、工具４の加工姿勢（ワークＷに対する相対姿勢）に応じて定まる。例えば、図３Ａに示すように工具４の軸線Ｌ０がワーク加工面Ｗａに対し垂直な加工姿勢では、０≦θ≦θ１の工具先端部の外周面の領域Ｓ１が工具４の使用部位となる。このとき、開始角度は０°、終了角度はθ１（例えば３０°）である。一方、図３Ｂに示すように工具４の軸線Ｌ０がワーク加工面ｗａに垂直な軸線Ｌ１に対し所定角度αだけ傾いた加工姿勢では、θ２≦θ≦θ３の工具先端部の外周面の領域Ｓ２が工具４の使用部位となる。このとき、開始角度はθ２（例えば６０°）、終了角度はθ３（例えば９０°）である。なお、工具４の使用部位を表す角度θ１〜θ３は、軸線Ｌ１に対する工具軸線Ｌ０の角度αだけでなく、工具４の加工深さによっても変化し、角度αと加工深さにより工具４の加工姿勢が定まる。

【0017】

このように工具４は、ワーク加工時に全域が使用されるのではなく、通常は一部のみが使用され、工具４の摩耗量は各部位毎に異なる。したがって、ワーク加工後に工具４の特定の部位が摩耗してその部位が使用不能となった場合であっても、工具４には未使用または使用可能な部位が残存する場合がある。工具４を有効利用する観点からは、このような未使用または使用可能な部位をワーク加工に利用することが好ましい。そこで、本実施形態では、以下のように加工プログラム作成装置１を構成し、工具４のどの部位がどの程度使用されたかの情報（使用実績情報）を取得するとともに、この使用実績情報に基づいて工作機械２の加工プログラムＰＲを作成する。

【0018】

図１に示すように、加工プログラム作成装置１は、ＣＡＭ装置１０と、入力部１１と、表示部１２と、工具データベース１３とを有する。ＣＡＭ装置１０は、図示しないＣＡＤ装置からワーク形状に対応したＣＡＤデータを取り込み、このＣＡＤデータを用いて加工プログラムＰＲを作成する。加工プログラムＰＲには、工具経路と工具４の加工姿勢とが含まれる。加工姿勢は、工具４の使用部位に応じて定まり、入力部１１を介してユーザが工具４の使用すべき角度θ（目標使用角度と呼ぶ）の範囲を入力することで、工具４の加工姿勢が決定される。

【0019】

工具データベース１３は、工具使用実績経路として工作機械２で実測された各工具４の使用状態を表す実測値ＭＶを取り込む。実測値ＭＶは、サーボモータの位置検出器により検出された工具４の加工姿勢や、加工時間、加工速度、加工距離等を含む。工具データベース１３は、工具４の加工姿勢を表す実測値ＭＶに基づき工具４の使用部位（軸線Ｌ０に対する角度θ）を演算するとともに、工具４の使用状態を表す物理量（例えば使用時間）を演算し、工具４の使用部位に対応付けた使用状態を表す物理量を使用実績情報として記憶する。

【0020】

すなわち、工作機械２からの実測値ＭＶをそのまま使用実績情報として記憶するのではなく、実測値ＭＶから工具４の使用部位と工具４の使用状態を表す物理量を求め、これを工具４の使用実績情報として記憶する。工具データベース１３に格納された使用実績情報は、ワークＷの加工が終了する度に更新される。なお、工具データベース１３には、新品の工具４の使用実績情報も格納される。この場合の使用実績情報は、使用部位が存在しないという情報である。

【0021】

工具データベース１３に格納された使用実績情報は、ＣＡＭ装置１０に取り込まれ、加工プログラム作成装置１の表示部１２に表示される。なお、工具データベース１３に格納された使用実績情報を工作機械２が取り込んで、工作機械２の表示部２３に表示することもできる。

【0022】

図５は、加工プログラム作成装置１の表示部１２に表示される表示画面１２０の一例を示す図である。この図は、図３Ａの加工姿勢でワークＷが加工された後の表示画面である。図５に示すように、表示画面１２０には、工具４の先端部を表す半円形状の工具画像１２１が表示されるとともに、工具４の使用部位（角度θの範囲）を表す使用部位画像１２２が工具画像１２１に重ねて扇形で表示される。表示画面１２０には、使用部位画像１２２に対応して角度θの範囲が数値で表示される。図５の例では、使用部位の角度範囲は０°〜θ１である。図５において、角度範囲がθ１〜９０°の領域は、工具４の未使用部位を表す未使用部位画像１２３である。

【0023】

使用部位画像１２２と未使用部位画像１２３とは互いに異なる表示形態（例えば異なる色）で表示される。これによりユーザは工具４の使用部位を容易に認識することができる。なお、工具４の使用部位と未使用部位とを色分け表示するだけでなく、使用部位がどの程度使用されたかの情報を併せて表示するようにしてもよい。例えば、工具４の使用部位における使用時間が長いほど、使用部位画像１２２の表示色を濃くするようにしてもよい。

【0024】

ユーザは、表示画面１２０を参照して工具４の使用部位を確認すると、入力部１１を介して工具４の目標使用角度θ（目標開始角度と目標終了角度）を入力する。表示画面１２０には目標角度表示部１２４が設けられ、目標角度表示部１２４には、入力された目標使用角度θの範囲が表示される。図５の例では、目標開始角度がθ２であり、目標終了角度がθ３である。

【0025】

次に、本実施形態に係る加工プログラム作成装置１のＣＡＭ装置１０で実行される処理について説明する。図６は、ＣＡＭ装置１０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、入力部１１を介してユーザが使用すべき工具４を選択すると開始される。各工具４には、予め各工具４を識別するための工具番号が割り振られており、工具番号の指定により工具４が選択される。

【0026】

ステップＳ１では、工具データベース１３から、選択された工具４に対応する使用実績情報を読み込む。ステップＳ２では、図５に示すように、読み込んだ使用実績情報を表示部１２に表示させる。ステップＳ３では、工具４の使用部位が存在するか否か、すなわち選択された工具４が新品であるか否かを判定する。ステップＳ３が肯定されると、すなわち工具４が既に使用済みであると判定されるとステップＳ４に進み、ステップＳ３が否定されるとステップＳ７に進む。

【0027】

ステップＳ４では、新品の工具４（新工具）を使用するか否かを判定する。この判定は、入力部１１を介してユーザが新工具４の選択を指令したか否かの判定である。例えば入力部１１には、新工具４の選択を指令する新工具選択スイッチと、新工具４の非選択を指令するキャンセルスイッチとが設けられている。ユーザは、表示部１２に表示された使用実績情報を見ながら、当初選択した工具４に代えて新工具４を使用するか否かを判断し、新工具を使用すると判断すると新工具選択スイッチを操作し、新工具を使用しないと判断するとキャンセルスイッチを操作する。新工具選択スイッチが操作されると、ステップＳ４が肯定されてステップＳ５に進み、キャンセルスイッチが操作されると、ステップＳ４が否定されてステップＳ７に進む。

【0028】

ステップＳ５では、予備工具の交換指令を有効化する。予備工具とは、予め各工具４に割り振られた交換用の新工具であり、予備工具交換指令を有効化することで、後述する処理（ステップＳ９）において、当初工具番号が割り振られた工具４に代えて所定の予備工具（新工具）を選択するように加工プログラムが作成される。次いで、ステップＳ６で、当初選択した工具４の工具番号に対応した使用実績情報をクリアする。つまり、当初選択した工具４の工具番号には、新たに予備工具が割り振られるため、ステップＳ６で、過去に使用した工具４の使用実績情報をクリアする。

【0029】

ステップＳ７では、ユーザにより工具４の目標使用部位（角度θの範囲）が指令されたか否かを判定する。ステップＳ７は、ユーザが入力部１１を操作して目標開始角度と目標終了角度を入力するまで繰り返される。ステップＳ７で目標使用部位が指令されたと判定するとステップＳ８に進み、使用する工具４に対応した加工条件を設定する。加工条件は、工具４の材質や形状等の工具情報である。この加工条件は、予め工具データベース１３に記憶されており、工具データベース１３から加工条件を読み込んで設定する。

【0030】

ステップＳ９では、ユーザによって指令された工具４の目標使用部位を用いてワークＷを加工するように、ワーク形状や工具４の目標使用部位、加工条件等に基づき加工プログラムＰＲを作成する。このとき、ステップＳ５で予備工具交換指令が有効化されている場合には、工具自動交換装置による予備工具の選択指令が加工プログラムＰＲに含まれる。次いで、ステップＳ１０で加工プログラムＰＲを工作機械２のＮＣ装置２１に出力する。

【0031】

最後に、工具４の目標使用部位に基づき、工具データベース１３の工具４の使用実績情報を更新する。すなわち、工具４の目標使用部位がワーク加工に使用されたと仮定して、使用実績情報を更新する。ここでの更新は仮更新であり、工具データベース１３の本更新は、ワークＷの加工終了後に、工作機械２から出力される各工具４の使用状態を表す実測値ＭＶに基づき行われる。ステップＳ１１で工具データベース１３の仮更新を行う理由は、ステップＳ１０で加工プログラムＰＲを出力してから工作機械２でワークＷの加工が終了する前に、次の加工プログラムＰＲを作成する場合があることを考慮したためである。すなわち、この場合に使用実績情報を更新していないと、工具４の目標使用部位が使用されたにも拘わらず未使用として扱われることとなり、次の加工における工具４の使用部位を誤って指令するおそれがあるからである。

【0032】

次に、工作機械のＮＣ装置２１で実行される処理について説明する。図７は、ＮＣ装置２１で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばＮＣ装置２１の電源がオンすると開始される。

【0033】

ステップＳ３１では、加工プログラム作成装置１から加工プログラムＰＲを読み込む。ステップＳ３２では、工具データベース１３に格納された工具４の使用実績情報に基づき、加工プログラムＰＲの実行によって使用される予定の工具４の使用部位を、工作機械２の表示部２３に表示させる。工作機械２を動作させる前に、ユーザは、使用すべき工具４が工作機械２（工具マガジン等）に装着されているか否か、工具４の使用部位に有効に切れ刃が存在するか否か等を目視で確認する確認作業を行う。この確認作業を表示部２３の表示を参照しながら行うことで、確認作業を容易かつ正確に行うことができる。

【0034】

ステップＳ３３では、入力部２２の操作によりワークＷの加工開始が指令されたか否かを判定する。この判定は、例えば入力部２２に設けられたスタートスイッチがオンされたか否かの判定である。スタートスイッチは、ユーザが一連の確認作業を終了すると、オン操作される。ステップＳ３４では、ＮＣ装置２１が加工プログラムＰＲを実行する。これにより加工プログラムＰＲに従い工作機械本体２０が動作し、ワークＷが加工される。ワーク加工中に表示部２３には、加工進行状況等を示す情報が表示される。加工プログラムＰＲの実行が完了すると、ステップＳ３５に進む。

【0035】

ステップＳ３５では、ワーク加工時に工作機械２で実測された各工具４の使用状態を表す実測値ＭＶ（工具４の加工姿勢、加工時間、加工速度、加工距離等）を、工具データベース１３に出力する。これにより工具データベース１３における工具４の使用実績情報が更新（本更新）される。このとき、工作機械２の表示部２３には、例えば図５と同様な表示形態で、工具４の使用実績情報が表示される。これによりユーザはワーク加工後の工具４の使用状態を容易に認識することができる。

【0036】

以上の本実施形態の動作をまとめると次のようになる。ＣＡＭ装置１０のユーザは、ＮＣ装置２１の加工プログラムＰＲを作成する際、まず、入力部１１を介して使用すべき工具４を選択する。ＣＡＭ装置２１は、選択された工具４の使用実績情報を工具データベース１３から取得し、例えば図５に示すような表示形態で使用実績情報を表示部１２に表示させる（ステップＳ１、ステップＳ２）。ユーザは、表示部１２の表示画面１２０を参照し、入力部１１を介して工具４の目標使用部位を設定する。例えば、ワークＷの精密加工を行う場合、工具４の未使用の部位を目標使用部位として設定し、ワークＷの荒加工を行う場合、工具４の既に使用された部位を目標使用部位として設定する。

【0037】

目標使用部位の設定値（目標開始角度と目標終了角度）は、入力値表示部１２４に表示される。ユーザが表示部を参照し、選択した工具４に目標使用部位が存在しないと判断した場合、新工具選択スイッチを操作し、新工具４を選択する。このとき、予備工具交換指令が有効化され（ステップＳ５）、工具４の使用実績情報がクリアされる（ステップＳ６）。入力部１１を介して工具４の目標使用部位が指令されると、ＣＡＭ装置１０はその目標使用部位を用いてワークＷを加工するように加工プログラムＰＲを作成し（ステップＳ９）、ＮＣ装置２１に出力する（ステップＳ１０）。

【0038】

ＮＣ装置２１は、加工プログラムＰＲを読み込み（ステップＳ３１）、加工プログラムＰＲに従い工作機械本体２０を動作させ、ワークＷを加工する（ステップＳ３４）。これにより工具４の一部が摩耗等により使用不能となった場合で、工具４の残りの部分に使用可能な部位が存在している場合に、その使用可能な部位を用いてワークＷを加工することができ、工具４を有効利用することができる。ワーク加工後には、ワーク加工時に取得された工具４の使用状態を表す実測値ＭＶが工具データベース１３に出力され（ステップＳ３５）、これにより工具データベース１３の工具使用実績情報が更新される。

【0039】

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態に係る加工プログラム作成方法では、工具データベース１３を介して工作機械２から工具４の各部位の使用実績情報を取得し（取得手順）、取得した使用実績情報に基づきユーザが目標使用部位を入力することで、ＣＡＭ装置１０が工具４の目標使用部位を設定するとともに（設定手順）、設定した工具４の目標使用部位を用いてワークＷを加工するように加工プログラムＰＲを作成する（作成手順）。これにより工具４に使用可能な部位が残存している場合に、その使用可能な部位を用いてワークＷを加工することができ、工具４を有効利用することができる。その結果、工具４のコストを低減できる。

【0040】

（２）工具データベース１３を介して取得した工具４の各部位の使用実績情報を表示部１２に表示するようにしたので（表示手順）、ユーザは表示部１２の表示を参照することで工具４の使用状態を認識することができ、工具４の目標使用部位の設定が容易である。

【0041】

（３）表示部１２には工具４の使用部位と未使用部位とを異なる表示形態で表示するので、容易に工具４の未使用部位から目標使用部位を選択して設定することができ、工具４の全域を万遍なく使用することが可能である。

【0042】

（変形例）
上記実施形態では、工具データベース１３を介して工具４の各部位の使用実績情報を取得するとともに、その使用実績情報を表示部１２に表示し、入力部１１を介してユーザが手動で目標使用部位を入力することで、目標使用部位を設定するようにしたが、目標使用部位を手動で設定するのではなく、設定部としてのＣＡＭ装置１０で自動的に設定するようにしてもよい。

【0043】

この場合、予め工具４の使用部位の優先順位を定めて工具データベース１３に登録しておき、その優先順位に従い、図６のステップＳ３〜ステップＳ７の代わりに目標使用部位を自動的に設定すればよい。優先順位は、例えば新品ではない工具４を優先的に使用する、荒加工時には工具４の未使用部分ではなく使用部分を優先的に使用する等、種々の条件を与えることで設定できる。自動設定した目標使用部位を仮の目標使用部位として一旦表示部１２に表示し、その後、ユーザが決定指令を入力すると目標使用部位を最終的に設定するようにしてもよい。この場合、決定指令が入力されないときは、条件を変更して目標使用部位の設定をやり直すようにしてもよい。これにより、ユーザ自身による目標使用部位の入力の手間が省け、目標使用部位の設定が容易となる。

【0044】

上記実施形態では、工具データベース１３が工作機械２から使用実績情報としての実測値ＭＶを取得し、その実測値ＭＶから工具４の使用部位、使用時間等を求めるようにしたが、工作機械側（例えばＮＣ装置２１）で実測値ＭＶから工具４の使用部位、使用時間等を求め、これらを使用実績情報として工具データベース１３に出力するようにしてもよい。ＣＡＭ装置１０が、工具データベース１３を介して使用実績情報を取得するようにしたが、工具データベース１３を介さずに工作機械２から使用実績情報を取得するようにしてもよく、情報取得部の構成は上述したものに限らない。

【0045】

上記実施形態では、工作機械本体２０のサーボモータに付属する位置検出器等からの信号を、実測値ＭＶとして工具データベース１３に出力するようにしたが、工具４の使用部位を特定できるのであれば、他の検出信号を出力するようにしてもよい。例えば、工作機械本体２０にＣＣＤカメラを取り付け、工具４を回転させながらＣＣＤカメラで工具４の先端部を撮像して寸法を測定し、測定した寸法を工具データベース１３に出力するようにしてもよい。

【0046】

工具４の目標使用部位を手動設定する場合には、入力部１１を介してユーザが目標使用部位を入力し、自動設定の場合には、設定部（ＣＡＭ装置１０）で目標使用部位を自動的に設定するようにしたが、これら工具４の目標使用部位を用いてワークＷを加工するように加工プログラムＰＲを作成するのであれば、プログラム作成部としてのＣＡＭ装置１０の構成はいかなるものでもよい。

【0047】

上記実施形態では、工作機械２に取り付けられる工具４としてボールエンドミルを用いたが、フラットエンドミルやブルノーズ等、他の工具４を用いる場合にも本発明を同様に適用することができる。したがって、工具４の目標使用部位を角度θ以外のパラメータで指令するようにしてもよく、工具４の使用部位を角度θ以外のパラメータを用いて表示部１２に表示するようにしてもよい。図８Ａ，図８Ｂは、それぞれ本発明をフラットエンドミルおよびブルノーズエンドミルに適用した場合の表示部１２に表示される工具画像１２１、使用部位画像１２２および未使用部位画像１２３の一例を示す図である。図８Ａ，図８Ｂでは、例えば工具先端部からの距離（開始距離と終了距離）を入力することで、目標使用部位を指令することができる。

【0048】

上記実施形態では、工作機械本体２０として横形マシニングセンタを用いたが、図９に示す立形マシニングセンタ等、他の工作機械本体２０にも本発明を同様に適用することができる。図９の工作機械本体２０は、ベッド２１１と、ベッド２１１上に立設されたコラム２１２と、コラム２１２上に設けられたガイドレール２２２に沿ってＸ軸方向に移動可能な主軸台２１３と、主軸台２１３上に設けられたガイドレール２１４に沿ってＸ軸方向に移動可能な主軸頭２１５と、主軸頭２１５に回転可能に支持され、工具４が装着される主軸２１６とを備える。ベッド２１１上にはガイドレール２１７に沿ってＹ軸方向に移動可能にサドル２１８が設けられ、サドル２１８上に、Ｘ軸方向に離間した一対の側壁を有するトラニオン２１９が固定され、一対の側壁の間にＸ軸を中心とした回転送り軸（Ａ軸）周りに回転可能にテーブル旋回台２２０が取り付けられる。テーブル旋回台２２０上には、Ｚ軸を中心とした回転送り軸（Ｃ軸）周りに回転可能にテーブル２２１が取り付けられ、テーブル２２１上にワークＷが固定される。

【0049】

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能である。

【0050】

本発明によれば、工具の各部位の使用実績情報を取得し、取得した使用実績情報に基づき工具の目標使用部位を設定し、設定した目標使用部位を用いてワークを加工するように加工プログラムを作成する。このため、工具の未使用または使用可能な部位を効率よく使用することができ、工具を有効利用することができる。

【符号の説明】

【0051】

１ 加工プログラム作成装置
２ 工作機械
１０ ＣＡＭ装置
１１ 入力部
１２ 表示部
１３ 工具データベース
２０ 工作機械本体
２１ ＮＣ装置
ＰＲ 加工プログラム

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】