(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記予測短縮時間算出部はさらに、前記加工設定を調整する前の加工時間と、前記予測差分時間に基づいて、前記加工設定を調整した後の予測加工時間を算出することを特徴とする
請求項1記載の加工時間予測装置。
【背景技術】
【0002】
工作機械を用いたワーク加工においては、一連の加工工程の実施にかかる加工時間を短縮することで、生産性を向上させることができる。そして、オペレータは、目標とする加工時間を達成するため、加工設定の調整と、NCプログラムの実行時間の確認との2つの作業を繰り返すことが一般的である。ここで、NCプログラムの実行時間の確認方法には次のようなものがある。
(1)実際の工作機械でNCプログラムを実行する。
(2)NCプログラムの加工時間を予測するソフトウェアを使用する。
【0003】
ここで、(1)の方法では、加工時間を確認するためにNCプログラムの実行時間と同じ時間を要する。また、加工時間を確認する際に工作機械を実際に動作させる必要があるため、工作機械を専有してしまうという問題がある。
【0004】
かかる問題を解決できる方法として、(2)が提案されている。一例として、特許文献1にはNCプログラムの加工時間を予測する技術が開示されている。当該技術によれば、(1)の方法に比べて高速に加工時間を予測することができ、工作機械を専有することもない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、NCプログラムの先頭から最終ブロックまでの全範囲を対象として加工時間の予測を行う。したがって、NCプログラムが長い場合には、加工時間の予測処理にかかる時間も長くなるという問題がある。また、加工設定の調整により加工時間が影響を受けるブロックが多いか少ないかにかかわらず、たとえ影響を受けるブロックが数ブロックにすぎない場合であっても、予測処理には常に同じ程度の時間がかかってしまう。よって、目標とする加工時間を達成するために、加工設定の調整及び加工時間の予測作業を何度も繰り返すと、作業時間が顕著に長くなってしまうという問題があった。
【0007】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、加工時間の予測処理に要する時間を短縮することが可能な加工時間予測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一実施の形態にかかる加工時間予測装置は、加工プログラム及び加工設定を格納する記憶部と、前記加工プログラム及び前記加工設定に基づいて制御される工作機械の動作状態を示す加工情報を取得する加工情報取得部と、を有する加工時間予測装置において、複数の前記加工設定の間の相違要素を抽出する相違要素抽出部と、
前記加工プログラムに含まれる複数のブロックのうち、前記相違要素により加工時間が変化する影響ブロックを抽出する影響ブロック抽出部と、前記影響ブロック夫々について、前記相違要素によって生じる加工時間の差分を計算し、前記差分に基づいて、前記加工プログラム全体における予測差分時間を計算する予測短縮時間算出部と、前記予測差分時間を出力する加工時間表示部と、を有することを特徴とする。
【0009】
他の実施の形態にかかる加工時間予測装置は、前記予測短縮時間算出部はさらに、前記加工設定を調整する前の加工時間と、前記予測差分時間に基づいて、前記加工設定を調整した後の予測加工時間を算出することを特徴とする。
【0010】
他の実施の形態にかかる加工時間予測装置は、前記加工情報取得部は、前記加工設定を調整する前の加工時間をブロック毎に測定し、前記加工情報として前記記憶部に格納することを特徴とする。
【0011】
他の実施の形態にかかる加工時間予測装置は、前記加工情報取得部は、前記加工プログラム及び前記加工設定に従って稼働する前記工作機械から、前記加工情報を取得することを特徴とする。
【0012】
他の実施の形態にかかる加工時間予測装置は、前記加工情報取得部は、前記加工プログラム及び前記加工設定を用いた加工時間のシミュレーション結果である、前記加工情報を取得することを特徴とする。
【0013】
他の実施の形態にかかる加工時間予測装置は、
前記相違要素抽出部は、早送りブロックオーバラップの適用を前記相違要素として抽出し、前記影響ブロック抽出部は、オーバラップされるブロックを前記影響ブロックとして抽出し、前記予測短縮時間算出部は、前記オーバラップされるブロックの、早送りブロックオーバラップの適用前の開始時刻と早送りブロックオーバラップの適用後の開始時刻との差分を前記予測差分時間として算出し、
前記早送りブロックオーバラップの適用後の開始時刻は、軸速度が所定のしきい値と一致したときの時刻であることを特徴とする。
【0014】
他の実施の形態にかかる加工時間予測装置は、
前記相違要素抽出部は、インポジション幅の変更を前記相違要素として抽出し、前記影響ブロック抽出部は、インポジションチェックを含むブロックを前記影響ブロックとして抽出し、前記予測短縮時間算出部は、前記インポジションチェックを含むブロックの、インポジション幅の変更前の開始時刻とインポジション幅の変更後の開始時刻との差分を前記予測差分時間として算出し、前記インポジション幅の変更後の開始時刻は、位置偏差量と変更後の前記インポジション幅とが一致したときの時刻であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明により、加工時間の予測処理に要する時間を短縮することが可能な加工時間予測装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、
図1のブロック図を用いて、本発明の実施の形態にかかる加工時間予測装置100の構成について説明する。
【0018】
加工時間予測装置100は、相違要素抽出部10、影響ブロック抽出部11、予測短縮時間算出部12、加工時間表示部13、記憶部23、加工情報取得部30を有する。
【0019】
典型的な加工時間予測装置100は、パソコンや数値制御装置などの情報処理装置である。一般に、加工時間予測装置100は、プロセッサ、記憶装置及び入出力装置を有している。プロセッサは、記憶装置に格納されたプログラムを読み出して実行し、入出力装置を制御することにより、上述の種々の処理部を論理的に実現する。
【0020】
記憶部23は、加工プログラム22、加工設定20を予め格納しているものとする。加工プログラム22は、工作機械を動作させてワークに対し所定の加工を行うためのプログラムである。加工設定20は、加工プログラム22の動作をカスタマイズするためのパラメータ等を含む。例えば、加工設定20により、早送りオーバラップの適用の有無や、インポジション幅の設定値等を定義することができる。なお、本実施の形態において、記憶部23は必ずしも1つの記憶装置又は記憶領域で構成される必要はなく、データ等は、複数の記憶装置又は記憶領域に分散して格納されても良い。
【0021】
加工情報取得部30は、工作機械で加工プログラム22が実行されたとき、又は加工プログラム22に対して加工時間予測ソフトが使用されたとき、工作機械の動作状態などを示す加工情報を取得する。加工情報には、例えば、工作機械の各軸の動作状態などが含まれる。加工情報取得部30は、取得した加工情報を記憶部23に蓄積する。
【0022】
相違要素抽出部10は、加工設定20の内容が変更されたとき、設定変更前後における相違要素を抽出する。
【0023】
影響ブロック抽出部11は、加工プログラム22のうち、相違要素抽出部10が抽出した相違要素により加工時間が影響を受ける影響ブロックを特定する。
【0024】
予測短縮時間算出部12は、記憶部23に保存された加工情報に基づき、影響ブロック抽出部11が特定した影響ブロック夫々における、加工設定20の変更前の加工時間と、加工設定20の変更後の加工時間との差分、すなわち予測差分時間を計算する。そして、各影響ブロックにおける予測差分時間を合計することで、加工プログラム22全体の予測差分時間を計算する。また、予測短縮時間算出部12は、加工設定20の変更前の加工時間から、予測差分時間を差し引くことで、加工設定20の変更後の加工時間を予測する。
【0025】
加工時間表示部13は、予測短縮時間算出部12が算出した値を出力する。例えば、加工時間表示部13は、加工設定20の変更後の加工時間や、予測差分時間を出力する。好ましくは、加工設定20の変更前の加工時間を併せて表示してもよい。
【0026】
次に、
図2のフローチャートを用いて、加工時間予測装置100における予測加工時間の表示処理について説明する。
[ステップSA01]
オペレータが、実際の工作機械で加工プログラム22を実行させる。又は、加工プログラム22に対して加工時間予測ソフトを使用する。加工時間予測ソフトは、仮想的な工作機械で加工プログラム22を実行した場合の加工時間を予測する処理を行う。
【0027】
[ステップSA02]
加工情報取得部30は、実際の工作機械が加工プログラム22を実行した際、又は、加工時間予測ソフトが加工時間を予測した際の、実際の又は仮想的な工作機械の各軸の動作状態などの加工情報を取得し、記憶部23に保存する。好ましくは、加工情報取得部30は、加工情報と、加工設定20と対応付けて保存する。
【0028】
[ステップSA03]
オペレータが、実際の工作機械又は加工時間予測ソフトの加工設定20を調整する。
[ステップSA04]
相違要素抽出部10は、ステップSA03における加工設定20の調整前後の相違要素を抽出する。すなわち、加工設定20のどの部分が相違しているのかを特定する。
【0029】
[ステップSA05]
影響ブロック抽出部11は、加工プログラム22に含まれるブロックを順次読み出す。そして、読み出したブロック夫々について、以下のステップSA06乃至SA08の処理を順次実行する。
【0030】
[ステップSA06]
影響ブロック抽出部11は、ステップSA05で読み出されたブロックにおける加工時間が、相違要素により影響を受けるか否かを判定する。すなわち、ステップSA03で加工設定20が調整されたことにより、当該ブロックにおける加工時間が変化するか否かを判定する。
【0031】
ここで、典型的な影響ブロック抽出部11は、相違要素の種類と、当該相違要素により影響を受けるブロックの情報と、を予め対応付けて保持しているものとする。これにより、影響ブロック抽出部11は、ステップSA04で抽出された相違要素に基づき、影響を受けるブロックを特定することができる。
【0032】
加工時間が影響を受ける場合はステップSA07に遷移する。一方、加工時間が影響を受けない場合はステップSA09に遷移する。
【0033】
[ステップSA07]
予測短縮時間算出部12は、ステップSA02で記憶部23に保存された加工情報を用いて、当該ブロックにおける、相違要素による加工時間の予測差分時間を計算する。すなわち、当該ブロックにおいて、加工時間がどれほどの時間短縮されるかを計算する。
【0034】
ここで、典型的な予測短縮時間算出部12は、相違要素の種類と、当該相違要素に応じた予測差分時間の計算方法と、を予め対応付けて保持しているものとする。この計算方法とは、典型的には、上述の加工情報をパラメータとして含んだ予測差分時間の計算ロジックである。これにより、予測短縮時間算出部12は、予測差分時間を算出することができる。
【0035】
[ステップSA08]
予測短縮時間算出部12は、ステップSA07において計算した予測差分時間を、加工プログラム22全体の予測差分時間にインクリメントする。すなわち、相違要素により加工時間が影響を受けるブロック夫々にかかる予測差分時間が算出されたならば、それらを順次足し合わせていくことにより、加工プログラム22全体の予測差分時間を形成していく。
【0036】
[ステップSA09]
ステップSA05で読み出したブロックが加工プログラムにおける最後のブロックである場合はステップSA10に進む。その他の場合はステップSA05に戻る。
【0037】
[ステップSA10]
予測短縮時間算出部12は、ステップSA03における加工設定20調整前の加工時間(実際の工作機械で加工プログラム22を実行した際の加工時間又は加工時間予測ソフトで予測した加工プログラム22の加工時間)から、ステップSA08で算出した予測差分時間、すなわち加工プログラム22全体の予測差分時間を差し引くことで、加工設定20の調整後の予測加工時間を計算する。
【0038】
[ステップSA11]
加工時間表示部13は、加工設定20の調整前の加工時間又は予測加工時間と、加工設定20の調整後の予測差分時間及び予測加工時間とを出力する。典型的には、ディスプレイ装置等にこれらの情報を表示する。
【0039】
ここで、加工時間予測装置100による、加工設定20の調整後の予測差分時間計算の具体的を示す。実施例1は、早送りブロックオーバラップを適用するよう加工設定20を調整した場合の予測差分時間の計算例である。実施例2は、インポジション幅を変更するよう加工設定20を調整した場合の予測差分時間の計算例である。
【0040】
<実施例1:早送りブロックオーバラップ適用>
工作機械又は加工時間予測ソフトが、早送りブロックオーバラップを適用していない状態で加工プログラム22を実行する。このとき、加工情報取得部30は、工作機械から加工情報を取得して記憶部23に逐次保存する。本実施例では、加工情報取得部30は、加工情報として、時刻TにおけるX軸の速度、及び時刻TにおけるY軸の速度を逐次取得しているものとする。
図3の波形は、時刻Tと、X軸速度及びY軸速度との関係を示したものである。ブロックNxxでは、X軸の早送りが実行され、X軸の速度が0となった後にインポジションチェックが行われている。その後、次ブロックNyyが開始されている。
【0041】
次に、オペレータは、工作機械又は加工時間予測ソフトにおける加工設定20を調整し、早送りオーバラップを適用する。このとき、加工情報取得部30が工作機械から取得する加工情報を
図4に示す。早送りブロックオーバラップを適用すると、ブロックNxxにおいて、X軸の速度が、予め設定された閾値以下になったときに、次ブロックNyyが開始される。
【0042】
影響ブロック抽出部11は、相違要素の発生、すなわち加工設定20が変更されたことを検知して、影響ブロックの抽出処理を開始する。本実施例では、影響ブロック抽出部11は、「早送りブロックオーバラップが適用された場合は、オーバラップされるブロックの加工時間が影響を受ける」というルールを予め保持しているものとする。本実施例では、早送りブロックオーバラップ適用により、ブロックNxxに、次ブロックNyyがオーバラップされる。よって、影響ブロック抽出部11は、ブロックNxxの加工時間が影響を受けると判定する。
【0043】
予測短縮時間算出部12は、影響ブロック抽出部11が抽出したブロックNxxにおける加工時間の予測差分時間を算出する。本実施例では、予測短縮時間算出部12は、相違要素が早送りブロックオーバラップである場合の予測差分時間の算出方法を、予め保持しているものとする。以下に、その算出方法を示す。
【0044】
まず、予測短縮時間算出部12は、加工設定20の調整前の加工情報から、ブロックNxxの次ブロックNyyが開始された時刻t1を特定する。次に、予測短縮時間算出部12は、加工設定20の調整後の加工情報から、ブロックNxxの次ブロックNyyが開始された時刻t2を特定する。加工設定20の調整後の次ブロックNyyの開始時刻は、加工設定20の調整後の加工情報において、X軸の速度が、早送りブロックオーバラップの加工設定20において予め設定された閾値、すなわち次ブロックNyyを開始するトリガとなるX軸の速度と一致したときの時刻t2として求めることもできる。最後に、予測短縮時間算出部12は、加工設定20の調整前の次ブロックNyyの開始時刻t1と、加工設定20の調整後の次ブロックNyyの開始時刻t2との差分を、早送りブロックオーバラップ適用による加工時間の予測差分時間として算出する。
【0045】
<実施例2:インポジション幅変更>
工作機械又は加工時間予測ソフトが、インポジション幅を変更していない状態で加工プログラム22を実行する。このとき、加工情報取得部30は、工作機械から加工情報を取得して記憶部23に逐次保存する。本実施例では、加工情報取得部30は、加工情報として、時刻TにおけるX軸の速度、及び時刻Tにおけるインポジション位置からの位置偏差量を逐次取得しているものとする。
図5の波形は、時刻Tと、X軸速度及び位置偏差量との関係を示したものである。ブロックNxxにおいてインポジションチェックが行われ、位置偏差量が予め設定されているインポジション幅より小さくなったら、次ブロックNyyが開始されていることがわかる。
【0046】
次に、オペレータは、工作機械又は加工時間予測ソフトにおける加工設定20を調整し、インポジション幅の設定値を大きくする。このとき、加工情報取得部30が工作機械から取得する加工情報を
図6に示す。ブロックNxxにおいてインポジションチェックが行われ、位置偏差量が設定変更後のインポジション幅より小さくなったら、次ブロックNyyが開始されていることがわかる。
【0047】
影響ブロック抽出部11は、相違要素の発生、すなわちインポジション幅の設定値が変更されたことを検知して、影響ブロックの抽出処理を開始する。本実施例では、影響ブロック抽出部11は、「インポジション幅の設定値が変更された場合は、インポジションチェックを含むブロックの加工時間が影響を受ける」というルールを予め保持しているものとする。本実施例では、ブロックNxxにおいてインポジションチェックが実施されるから、影響ブロック抽出部11は、ブロックNxxの加工時間が影響を受けると判定する。
【0048】
予測短縮時間算出部12は、影響ブロック抽出部11が抽出したブロックNxxにおける加工時間の予測差分時間を算出する。本実施例では、予測短縮時間算出部12は、相違要素がインポジション幅の設定変更である場合の予測差分時間の算出方法を、予め保持しているものとする。以下に、その算出方法を示す。
【0049】
まず、予測短縮時間算出部12は、加工設定20の調整前の加工情報から、ブロックNxxの次ブロックNyyが開始された時刻t1を特定する。次に、予測短縮時間算出部12は、加工設定20の調整後の加工情報から、ブロックNxxの次ブロックNyyが開始された時刻t2を特定する。加工設定20の調整後の次ブロックNyyの開始時刻は、加工設定20の調整後の加工情報において、位置偏差量が、設定変更後のインポジション幅と一致したときの時刻t2として求められる。最後に、予測短縮時間算出部12は、加工設定20の調整前の次ブロックNyyの開始時刻t1と、加工設定20の調整後の次ブロックNyyの開始時刻t2との差分を、早送りブロックオーバラップ適用による加工時間の予測差分時間として算出する。
【0050】
本実施の形態によれば、加工時間予測装置100は、加工設定20の調整が行われた際に、加工プログラム22全体を再実行することなく、予測加工時間を算出することができる。より具体的には、加工時間予測装置100は、加工設定20の調整により影響を受けるブロックを特定し、当該ブロックにおける短縮時間のみを計算する。このため、加工プログラム22のサイズが大きい場合であっても、少ない計算量で、短時間で加工時間を予測することができる。これにより、目標とする加工時間を達成するために加工設定20を調整する作業に要する時間が削減できる。
【0051】
また、本実施の形態によれば、加工時間予測装置100は、事前に実際の工作機械又は加工時間予測ソフトにおいて実行した際の加工時間から、予測短縮時間を差し引くことで、予測加工時間を算出する。そのため、現実の加工時間に対する誤差が小さい予測加工時間を算出できる。
【0052】
なお、本発明は上述の種々の実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で、構成要素の置換、省略、付加、順序の入れ替え等の変更を施すことが可能である。