(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】
(24)【登録日】2024-06-03
(45)【発行日】2024-06-11
(54)【発明の名称】数値制御装置
(51)【国際特許分類】
G05B 19/4093 20060101AFI20240604BHJP
【FI】
G05B19/4093 H
(21)【出願番号】P 2022550508
(86)(22)【出願日】2021-09-09
(86)【国際出願番号】 JP2021033141
(87)【国際公開番号】W WO2022059587
(87)【国際公開日】2022-03-24
【審査請求日】2023-04-05
(31)【優先権主張番号】P 2020154558
(32)【優先日】2020-09-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】390008235
【氏名又は名称】ファナック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100165157
【氏名又は名称】芝 哲央
(74)【代理人】
【識別番号】100160794
【氏名又は名称】星野 寛明
(72)【発明者】
【氏名】藤本 浩之
(72)【発明者】
【氏名】相澤 誠彰
【審査官】野口 絢子
(56)【参考文献】
【文献】特開2010-092142(JP,A)
【文献】特開2019-082851(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G05B19/18-19/416
G05B19/42-19/46
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
工作機械においてワークを加工するための加工プログラムを解析する解析部と、
解析された前記加工プログラムに基づいて、前記ワークにバリを発生させる角部を特定する角部特定部と、
を備え
、
前記解析部は、前記加工プログラムにおいて、前記工作機械の工具を切削終了位置から逃がす逃げ動作の方向に基づいて、前記加工プログラムにおける前記ワークの位置関係を解析し、
前記角部特定部は、前記加工プログラムにおける前記ワークの位置関係及び前記加工プログラムのプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、前記角部を特定する、
数値制御装置。
【請求項2】
工作機械においてワークを加工するための加工プログラムを解析する解析部と、
解析された前記加工プログラムに基づいて、前記ワークにバリを発生させる角部を特定する角部特定部と、
を備え、
前記解析部は、前記工作機械の工具の向き及び前記加工プログラムに基づいて、前記加工プログラムにおける前記ワークの位置関係を解析し、
前記角部特定部は、前記加工プログラムにおける前記ワークの位置関係及び前記加工プログラムのプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、前記角部を特定する、
数値制御装置。
【請求項3】
工作機械においてワークを加工するための加工プログラムを解析する解析部と、
解析された前記加工プログラムに基づいて、前記ワークにバリを発生させる角部を特定する角部特定部と、
を備え、
前記解析部は、前記工作機械の工具の工具径補正の方向及び前記加工プログラムに基づいて、前記加工プログラムにおける前記ワークの位置関係を解析し、
前記角部特定部は、前記加工プログラムにおける前記ワークの位置関係及び前記加工プログラムのプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、前記角部を特定する、
数値制御装置。
【請求項4】
前記角部特定部によって特定された前記角部において曲線形状の経路を追加する形状追加部を更に備える請求項1
から3のいずれか一項に記載の数値制御装置。
【請求項5】
前記角部特定部によって特定された前記角部を曲線形状で加工するために、前記加工プログラムを修正する加工プログラム修正部を更に備える請求項1
から4のいずれか一項に記載の数値制御装置。
【請求項6】
前記加工プログラム修正部によって修正された前記加工プログラムの確認及び修正を行う加工プログラム編集部を更に備える請求項
5に記載の数値制御装置。
【請求項7】
前記角部特定部によって特定された前記角部に追加する曲線形状の寸法を決定する形状決定部を更に備える請求項
1から6のいずれか一項に記載の数値制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、数値制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、加工後のワークの角部は、バリが発生するため、バリを後工程において除去する必要がある。そのため、ワークの角部に形成されたバリを除去するための方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
また、バリの発生を抑制するために、バリが発生する箇所に対応する加工プログラムに面取り加工を行う加工経路を追加すること等が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、加工プログラムに面取り加工を行う加工経路を追加することによってバリの発生を抑制することができるが、加工プログラムの修正に時間がかかってしまう。そこで、簡易にバリの発生を抑制することができる数値制御装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示に係る数値制御装置は、工作機械においてワークを加工するための加工プログラムを解析する解析部と、解析された前記加工プログラムに基づいて、前記ワークにバリを発生させる角部を特定する角部特定部と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、簡易にバリの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】数値制御装置及び工作機械の構成を示す図である。
【
図2A】工作機械の工具によるワークの加工例を示す図である。
【
図2B】工作機械の工具によるワークの加工例を示す図である。
【
図3】数値制御装置によるワークの位置関係を解析する処理の一例を示す図である。
【
図4】数値制御装置によって特定された角部及び隅部の一例を示す図である。
【
図5A】加工プログラムのプログラム指令経路の一例を示す図である。
【
図5B】数値制御装置によって特定された角部及び隅部の一例を示す図である。
【
図5C】数値制御装置によって特定された角部及び隅部の一例を示す図である。
【
図6A】加工プログラムのプログラム指令経路の一例を示す図である。
【
図6B】数値制御装置によって特定された角部及び隅部の一例を示す図である。
【
図6C】数値制御装置によって特定された角部及び隅部の一例を示す図である。
【
図7】他の実施形態に係る数値制御装置及び工作機械の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
図1は、数値制御装置1及び工作機械2の構成を示す図である。数値制御装置1及び工作機械2は、バス(図示せず)等によって接続されており、工作機械2は、数値制御装置1の制御に従って動作する。具体的には、工作機械2は、数値制御装置1の制御に従ってワークを加工する。なお、本明細書では、工作機械2の他の構成は、説明の簡素化のため省略するが、工作機械2は、一般的な工作機械の構成を有する。
【0010】
図1に示すように、数値制御装置1は、制御部11と、記憶部12と、を備える。
制御部11は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサであり、記憶部12に記憶されたプログラムを実行することによって、各種機能を実現する。
【0011】
また、制御部11は、解析部111と、角部特定部112と、形状決定部113と、形状追加部114と、補間処理部115と、を備える。
【0012】
記憶部12は、ROM(read only memory)、RAM(random access memory)、不揮発性メモリ、ハードディスクドライブ等で構成され、各種のデータを記憶する。例えば、記憶部12は、後述する加工プログラム121、工具データ122、追加形状データ123、ワーク形状データ124等を記憶する。
【0013】
解析部111は、工作機械2においてワークを加工するための加工プログラム121を解析する。
角部特定部112は、解析された加工プログラム121に基づいて、ワークにバリを発生させる角部を特定する。
【0014】
形状追加部114は、角部特定部112によって特定された角部において曲線形状(面取り形状)の経路を追加する。具体的には、形状追加部114は、加工プログラムの指令経路において、角部特定部112によって特定された角部に対応する指令経路に、曲線形状(面取り形状)の指令経路を追加する。
【0015】
補間処理部115は、加工プログラムの指令経路に曲線形状(面取り形状)の指令経路を追加した経路を補間する。
【0016】
そして、補間処理部115による補間処理を行った経路で工作機械2が動作し、ワークを加工する。
【0017】
図2A及び
図2Bは、工作機械2の工具21によるワークWの加工例を示す図である。
図2Aに示すように、工具21によるワークWを加工する際に、ワークWは、角部及び隅部を有する。角部は、ワークWにおいて、工具21側に向かって突出した部分であり、隅部は、ワークWにおいて、工具21側から窪んだ部分である。
【0018】
このようなワークWにおいて、隅部は、工具21によって加工された際に、バリを発生させないが、角部では、バリが発生する。
【0019】
そこで、本実施形態に係る数値制御装置1は、
図2Bに示すように、ワークWにバリを発生させる角部を特定し、特定された角部に形状精度に影響しない微小な曲線形状の経路を追加する。これにより、数値制御装置1は、工作機械2によってワークWを加工する際に、角部にバリを発生させることを抑制することができる。
【0020】
図3は、数値制御装置1によるワークの位置関係を解析する処理の一例を示す図である。
図4は、数値制御装置1によって特定された角部及び隅部の一例を示す図である。解析部111は、加工プログラム121において、工作機械2の工具を切削終了位置から逃がす逃げ動作の方向に基づいて、加工プログラム121におけるワークの位置関係を解析する。
【0021】
具体的には、
図3に示すように、解析部111は、加工プログラム121において、指令経路に対する逃げ動作の方向がA側及びB側のいずれの方向になるかを判別する。そして、解析部111は、逃げ動作の方向がB側であると判別された場合、ワークの位置関係として、ワークがA側にあると決定する。
【0022】
また、解析部111は、逃げ動作の方向がA側であると判別された場合、ワークの位置関係として、ワークがB側にあると決定する。すなわち、解析部111は、逃げ動作の方向とは反対側にワークがあると決定する。
【0023】
そして、
図4に示すように、角部特定部112は、加工プログラム121におけるワークの位置関係及び加工プログラム121のプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、ワークの角部及び隅部を特定する。
【0024】
具体的には、角部特定部112は、
図3に示す例において、ワークの位置関係として、ワークがA側にあると決定された場合、加工プログラム121のプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、ワークの角部及び隅部を特定する。
【0025】
例えば、
図4に示す例では、解析部111により、ワークの位置関係として、ワークがA側にあると決定される。そして、角部特定部112は、プログラム指令経路の移動方向が変化し、変化した2つ移動方向のなす角度が、ワーク側(A側)において第1の閾値(例えば、150°)未満である場合、移動方向が変化した位置をワークの角部として特定する。
【0026】
また、角部特定部112は、プログラム指令経路の移動方向が変化し、変化した2つ移動方向のなす角度が、ワーク側(A側)において第2の閾値(例えば、210°)以上である場合、移動方向が変化した位置をワークの隅部として特定する。なお、ワークの角部及び隅部の特定は、上記の処理に限定されず、他の処理を用いてもよい。
【0027】
図5Aから
図5Cは、角部を特定する処理の別の例を示す図である。
図5Aは、加工プログラム121のプログラム指令経路の一例を示す図である。
図5B及び
図5Cは、数値制御装置1によって特定された角部及び隅部の一例を示す図である。
【0028】
図5Aに示すように、工作機械2によって加工されるワークは、加工プログラム121のプログラム指令経路に対してA側及びB側のいずれかの側に配置される。
【0029】
図5Aから
図5Cに示す例では、解析部111は、工作機械2の工具21の向き及び加工プログラム121に基づいて、加工プログラム121におけるワークの位置関係を解析する。
具体的には、解析部111は、加工プログラム121及び工具データ122における工具21の刃の向きに基づいて、ワークの位置関係として、ワークがA側及びB側のいずれかの側にあるかを決定する。
【0030】
例えば、解析部111は、
図5Bに示すように、加工プログラム121における工具21の刃の向きがA側に向いている場合、ワークの位置関係として、ワークがA側にあると決定する。
【0031】
また、解析部111は、
図5Cに示すように、加工プログラム121における工具21の刃の向きがB側に向いている場合、ワークの位置関係として、ワークがB側にあると決定する。
【0032】
そして、
図5B及び
図5Cに示すように、角部特定部112は、加工プログラム121におけるワークの位置関係及び加工プログラム121のプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、ワークの角部及び隅部を特定する。
【0033】
具体的には、角部特定部112は、
図5Bに示す例において、ワークの位置関係として、ワークがA側にあると決定された場合、加工プログラム121のプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、ワークの角部及び隅部を特定する。
【0034】
例えば、
図5Bに示す例では、解析部111により、ワークの位置関係として、ワークがA側にあると決定される。そして、角部特定部112は、プログラム指令経路の移動方向が変化し、変化した2つ移動方向のなす角度が、ワーク側(A側)において第1の閾値(例えば、150°)未満である場合、移動方向が変化した位置をワークの角部として特定する。
【0035】
また、角部特定部112は、プログラム指令経路の移動方向が変化し、変化した2つ移動方向のなす角度が、ワーク側(A側)において第2の閾値(例えば、210°)以上である場合、移動方向が変化した位置をワークの隅部として特定する。
【0036】
一方、角部特定部112は、
図5Cに示す例において、ワークの位置関係として、ワークがB側にあると決定された場合、加工プログラム121のプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、ワークの角部及び隅部を特定する。
【0037】
例えば、
図5Cに示す例では、解析部111により、ワークの位置関係として、ワークがB側にあると決定される。そして、角部特定部112は、プログラム指令経路の移動方向が変化し、変化した2つ移動方向のなす角度が、ワーク側(B側)において第1の閾値(例えば、150°)未満である場合、移動方向が変化した位置をワークの角部として特定する。
【0038】
また、角部特定部112は、プログラム指令経路の移動方向が変化し、変化した2つ移動方向のなす角度が、ワーク側(B側)において第2の閾値(例えば、210°)以上である場合、移動方向が変化した位置をワークの隅部として特定する。
【0039】
図6Aから
図6Cは、角部を特定する処理の別の例を示す図である。
図6Aは、加工プログラム121のプログラム指令経路の一例を示す図である。
図6B及び
図6Cは、数値制御装置1によって特定された角部及び隅部の一例を示す図である。
【0040】
図6Aに示すように、工作機械2によって加工されるワークは、加工プログラム121のプログラム指令経路に対してA側及びB側のいずれかの側に配置される。
図6Aから
図6Cに示す例では、解析部111は、工作機械2の工具22の工具径補正の方向及び加工プログラム121に基づいて、加工プログラム121におけるワークの位置関係を解析する。
【0041】
具体的には、解析部111は、加工プログラム121及び工具データ122における工具22の工具径補正の方向に基づいて、ワークの位置関係として、ワークがA側及びB側のいずれかの側にあるかを決定する。
【0042】
例えば、解析部111は、
図6Bに示すように、工具22の工具径補正の方向がB側である場合、ワークの位置関係として、ワークがA側にあると決定する。また、解析部111は、
図6Cに示すように、工具22の工具径補正の方向がA側である場合、ワークの位置関係として、ワークがB側にあると決定する。すなわち、解析部111は、加工プログラムの指令経路に対して、工具22の工具径補正の方向とは逆側にワークがあると決定する。
【0043】
そして、
図6B及び
図6Cに示すように、角部特定部112は、加工プログラム121におけるワークの位置関係及び加工プログラム121のプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、ワークの角部及び隅部を特定する。
【0044】
具体的には、角部特定部112は、
図6Bに示す例において、ワークの位置関係として、ワークがA側にあると決定された場合、加工プログラム121のプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、ワークの角部及び隅部を特定する。
【0045】
例えば、
図6Bに示す例では、解析部111により、ワークの位置関係として、ワークがA側にあると決定される。そして、角部特定部112は、プログラム指令経路の移動方向が変化し、変化した2つ移動方向のなす角度が、ワーク側(A側)において第1の閾値(例えば、150°)未満である場合、移動方向が変化した位置をワークの角部として特定する。
【0046】
また、角部特定部112は、プログラム指令経路の移動方向が変化し、変化した2つ移動方向のなす角度が、ワーク側(A側)において第2の閾値(例えば、210°)以上である場合、移動方向が変化した位置をワークの隅部として特定する。
【0047】
一方、角部特定部112は、
図6Cに示す例において、ワークの位置関係として、ワークがB側にあると決定された場合、加工プログラム121のプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、ワークの角部及び隅部を特定する。
【0048】
例えば、
図6Cに示す例では、解析部111により、ワークの位置関係として、ワークがB側にあると決定される。そして、角部特定部112は、プログラム指令経路の移動方向が変化し、変化した2つ移動方向のなす角度が、ワーク側(B側)において第1の閾値(例えば、150°)未満である場合、移動方向が変化した位置をワークの角部として特定する。
【0049】
また、角部特定部112は、プログラム指令経路の移動方向が変化し、変化した2つ移動方向のなす角度が、ワーク側(B側)において第2の閾値(例えば、210°)以上である場合、移動方向が変化した位置をワークの隅部として特定する。
【0050】
図7は、他の実施形態に係る数値制御装置1及び工作機械2の構成を示す図である。なお、
図7に示す実施形態の説明においては、
図1に示す実施形態と同一の構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【0051】
図7に示す実施形態は、形状追加部114及び補間処理部115に代えて、加工プログラム修正部116及び加工プログラム編集部117を備える点が
図1に示す実施形態とは主に異なる。
図7に示す実施形態の他の構成は、
図1に示す実施形態と同様の構成を備える。
【0052】
加工プログラム修正部116は、角部特定部112によって特定された角部を曲線形状で加工するために、加工プログラム121を修正する。具体的には、加工プログラム修正部116は、角部特定部112によって特定された角部において曲線形状で加工するプログラム指令経路を加工プログラムに追加することによって、加工プログラム121を修正する。
【0053】
加工プログラム編集部117は、修正された加工プログラム121を編集する。具体的には、加工プログラム編集部117は、修正された加工プログラム121のプログラム指令経路を表示部(図示せず)に描画する。また、加工プログラム編集部117は、オペレータによる数値制御装置1の操作に従って、修正された加工プログラム121において、曲線形状を追加した箇所の確認及び修正を行う。
【0054】
このように
図7に示す実施形態は、加工プログラム修正部116により加工プログラム121を修正することによって角部特定部112によって特定された角部において曲線形状で加工することができる。
【0055】
また、形状決定部113は、角部特定部112によって特定された角部において、形状追加部114及び加工プログラム修正部116によって追加される曲線形状の寸法を決定する。
具体的には、形状決定部113は、記憶部12から追加形状データ123又はワーク形状データ124を読み出す。ここで、追加形状データ123は、例えば、曲線形状の寸法を設定したデータであってもよい。また、ワーク形状データ124は、例えば、ワークを加工するための図面データ(CAD(Computer-Aided Design)データ)であってもよく、図面データに記載された形状精度に収まるように曲線形状の寸法を決定する。
【0056】
このように、形状決定部113は、読み出した追加形状データ123又はワーク形状データ124に基づいて、角部特定部112で特定された角部に追加する曲線形状の寸法を決定する。また、追加する曲線形状は、具体的には、例えばR形状である。
【0057】
以上説明したように、本実施形態によれば、数値制御装置1は、工作機械2においてワークを加工するための加工プログラム121を解析する解析部111と、解析された加工プログラム121に基づいて、ワークにバリを発生させる角部を特定する角部特定部112と、を備える。これにより、数値制御装置1は、ワークにバリを発生させる角部を特定することができるため、例えば、特定された角部を曲線形状で加工することにより、簡易にバリの発生を抑制することができる。
【0058】
また、数値制御装置1は、角部特定部112によって特定された角部において曲線形状の経路を追加する形状追加部114を更に備える。これにより、数値制御装置1は、特定された角部において曲線形状の経路を追加することにより、簡易にバリの発生を抑制することができる。
【0059】
また、数値制御装置1は、加工プログラム121の指令経路に形状追加部114により曲線形状の経路を追加した経路に基づいて補間する補間処理部115を更に備える。これにより、数値制御装置1は、曲線形状の経路を追加した経路で工作機械2を動作させ、ワークを加工することができる。
【0060】
また、解析部111は、加工プログラム121において、工作機械2の工具を切削終了位置から逃がす逃げ動作の方向に基づいて、加工プログラム121におけるワークの位置関係を解析する。角部特定部112は、加工プログラム121におけるワークの位置関係及び加工プログラム121のプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、角部を特定する。これにより、数値制御装置1は、加工プログラム121からワークの角部を適切に特定することができる。
【0061】
また、解析部111は、工作機械2の工具21の向き及び加工プログラム121に基づいて、加工プログラム121におけるワークの位置関係を解析する。角部特定部112は、加工プログラム121におけるワークの位置関係及び加工プログラム121のプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、角部を特定する。これにより、数値制御装置1は、加工プログラム121からワークの角部を適切に特定することができる。
【0062】
また、解析部111は、工作機械2の工具22の工具径補正の方向及び加工プログラム121に基づいて、加工プログラム121におけるワークの位置関係を解析する。角部特定部112は、加工プログラム121におけるワークの位置関係及び加工プログラムのプログラム指令経路の移動方向の変化に基づいて、角部を特定する。これにより、数値制御装置1は、加工プログラム121からワークの角部を適切に特定することができる。
【0063】
また、数値制御装置1は、角部特定部112によって特定された角部を曲線形状で加工するために、加工プログラム121を修正する加工プログラム修正部116を更に備える。これにより、工作機械2は、加工プログラム121を修正することによって角部特定部112によって特定された角部において曲線形状で加工することができる。
【0064】
また、数値制御装置1は、加工プログラム修正部116において修正された加工プログラム121のプログラム指令経路を確認及び修正する加工プログラム編集部117を備える。これにより、加工プログラム修正部116において修正された加工プログラム121をオペレータが確認及び修正することができる。
【0065】
また、数値制御装置1は、角部特定部112によって特定された角部において追加する曲線形状の寸法を決定する形状決定部113を更に備える。これにより、数値制御装置1は、角部における曲線形状の寸法を適切な値に決定することができる。
【0066】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の数値制御装置1は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の数値制御装置1により行なわれる制御方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
【0067】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えば、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば、光磁気ディスク)、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。
【0068】
また、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記各実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【符号の説明】
【0069】
1 数値制御装置
2 工作機械
11 制御部
12 記憶部
111 解析部
112 角部特定部
113 形状決定部
114 形状追加部
115 補間処理部
116 加工プログラム修正部
117 加工プログラム編集部