JPH05169350A - 数値制御情報作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 数値制御情報作成装置において、複数の主軸
における加工時間をバランスさせる。 【構成】 加工時間算出部１３が、加工工程決定部７に
て各主軸毎に決定された加工工程の加工時間を算出す
る。加工分担変更部１４が、加工時間算出部１３で算出
された加工時間を用いて前記加工工程を受持つ主軸を変
更する。そして、数値制御情報生成部９が、各主軸毎の
加工時間をバランスさせた数値制御情報を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、数値制御工作機械を用
いて素材を加工する際の数値制御情報を作成する数値制
御情報作成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日においては、数値と符号で構成した
数値制御情報で工作機械を自動制御するいわゆる数値制
御工作機械が普及し、加工の自動化、複雑で高度な加工
の実現、加工費の低減、加工時間の短縮などに大きく貢
献している。この数値制御工作機械においては、加工に
先立って数値制御のための情報を予め入力する必要があ
るが、最近ではその簡易化を目的として、対話形式にて
データを入力し数値制御情報を作成する数値制御情報作
成装置が広く用いられている。かかる数値制御情報作成
装置を用いれば、素材材質の入力、素材形状の入力及び
加工方法（加工領域、切削方向、切削工具、切削条件、
加工順序等）の入力を行なうことにより、加工するため
の数値制御情報を作成することができる。また、最近で
は、素材形状及び加工後の部品形状の入力を行なうこと
により、加工方法を自動的に決定して数値制御情報を作
成する数値制御情報作成装置も出現している。

【０００３】図１５は例えば２基の主軸及び刃物台を有
する２スピンドル旋盤用の数値制御情報が作成可能な従
来の数値制御情報作成装置の一例を示すブロック図であ
る。ＣＲＴ１からの問いかけに応じてオペレータによる
キーボード２操作により入力されたキー入力データＳＢ
は入力／表示制御部３に送出されて素材形状データＳＣ
及び加工後部品形状データＳＤに分類され、各データＳ
Ｃ及びＳＤが素材形状記憶部４及び加工後部品形状記憶
部５に記憶される。素材形状データＳＣ及び加工後部品
形状データＳＤは素材形状記憶部４及び加工後部品形状
記憶部５から加工分担決定部６に読出されて第１主軸で
加工する加工領域と第２主軸で加工する加工領域とに振
分けられ、加工領域データＳＥが決定されて加工工程決
定部７に送出される。そして、加工領域データＳＥに基
づいて第１主軸で切削を行なうにあたって必要となる加
工工程と第２主軸で切削を行なうにあたって必要となる
加工工程が決定されて加工工程情報ＳＦとして加工工程
記憶部８に記憶される。加工工程情報ＳＦは加工工程記
憶部８から数値制御情報生成部９に読出され、数値制御
情報ＳＧが生成されて数値制御情報出力部１０を介して
紙テープ１１または磁気ディスク１２の形態で外部に出
力される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の数値制
御情報作成装置においては、多数の被加工物を連続的に
加工する場合、例えば第１主軸で被加工物の表面、第２
主軸で被加工物の裏面を同時加工する場合に加工時間の
考慮がなされていないため、第１主軸及び第２主軸の所
要加工時間がアンバランスとなることがある。この場合
に一方の主軸が加工中に他方の主軸が何もせずに遊んで
いることがあり、結果として、全体の加工時間が長くな
るという問題があった。本発明は上述した事情から成さ
れたものであり、本発明の目的は、複数の主軸における
加工時間をバランスさせることができる数値制御情報を
作成する数値制御情報作成装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力されたデ
ータに基づいて複数の主軸及び工具で同時切削可能な数
値制御工作機械を制御するための数値制御情報を作成す
る数値制御情報作成装置に関するものであり、本発明の
上記目的は、各主軸毎に決定された加工工程の加工時間
を算出する算出手段と、算出された加工時間を用いて前
記加工工程を受持つ主軸を変更する変更手段とを備え、
各主軸毎の加工時間をバランスさせた数値制御情報を作
成することによって達成される。

【０００６】

【作用】本発明にあっては、各主軸が担当する加工工程
の加工時間を算出して各主軸がほぼ同時間加工動作する
ように各主軸が担当する加工工程を変更するようにして
いる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の数値制御情報作成装置の一例
を図１５に対応させて示すブロック図であり、同一構成
箇所は同符号を付して説明を省略する。加工工程決定部
７に送出されて来た加工領域データＳＥに基づいて、第
１主軸で切削を行なうにあたって必要となる加工工程と
第２主軸で切削を行なうにあたって必要となる加工工程
が決定されて加工工程情報ＳＦとして加工時間算出部１
３及び主軸優先順位付加部１５に送出される。そして、
加工時間算出部１３にて加工工程情報ＳＦの各工程毎の
加工時間が算出されて加工時間情報ＳＨとして加工分担
変更部１４に送出され、また主軸優先順位付加部１５に
て加工工程情報ＳＦの各工程毎に優先して加工すべき主
軸とその次に優先して加工すべき主軸が決定され、加工
工程情報ＳＦに付加されて主軸優先データ付加工工程情
報ＳＪとして加工分担変更部１４に送出される。そし
て、主軸優先データ付加工工程情報ＳＪと加工時間情報
ＳＨを元に、複数の主軸に対してバランス良く加工時間
を配分して切削できる様に各主軸の加工分担が変更さ
れ、加工分担変更後加工工程情報ＳＩとして加工工程記
憶部８に記憶される。

【０００８】このような構成において、その主要部であ
る主軸優先順位付加部１５の動作例を第１主軸で片面を
加工した後に第２主軸で残った片面を加工する２スピン
ドル旋盤を例にとって図２のフローチャートで説明す
る。なお、主軸優先順位付加部１５では１工程毎に逐次
処理を行なうが、その１工程分の処理をフローチャート
にした。まず、加工工程情報を検索し、該当する工程の
加工分担が第１主軸であるか否か判定し（ステップＳ１
０）、その加工分担が第１主軸であるならば第１優先主
軸を第１主軸と設定し（ステップＳ２２）、加工分担が
第２主軸であるならば第１優先主軸を第２主軸と設定す
る（ステップＳ１１）。なお、以降のフローチャートの
右半分の流れと左半分の流れはほぼ同じなので、対応す
る部分は同時に説明する。

【０００９】加工種類が端面加工であるか否か判定し
（ステップＳ１２（ステップＳ２３））、加工種類が端
面加工であるならば加工を行なう主軸を変更することが
不可能なため、第２優先主軸を“なし”と設定し（ステ
ップＳ１９（ステップＳ３１））、全ての処理を終了す
る。一方、判断ステップＳ１２（ステップＳ２３）にお
いて加工種類が端面加工でないならば素材の把握方法が
外径把握であるか否か判定し（ステップＳ１３（ステッ
プＳ２４））、把握方法が内径把握であるならば加工種
類が外径長手加工であるか否か判定する（ステップＳ１
５（ステップＳ２６））。そして、加工種類が外径長手
加工でないならば、内径把握であって外径長手加工でな
いので加工を行なう主軸を変更することが不可能なた
め、第２優先主軸を“なし”と設定し（ステップＳ１９
（ステップＳ３１））、全ての処理を終了する。一方、
判断ステップＳ１３（ステップＳ２４）において把握方
法が外径把握であるならば加工種類が内径長手加工であ
るか否か判定し（ステップＳ１４（ステップＳ２
５））、加工種類が内径長手加工でないならば加工種類
がドリル貫通加工であるか否か判定する（ステップＳ１
６（ステップＳ２７））。加工種類がドリル貫通加工で
ないならば、外径把握であって内径長手加工でなく、か
つ、ドリル貫通加工でないので加工を行なう主軸を変更
することが不可能なため、第２優先主軸を“なし”と設
定し（ステップＳ１９（ステップＳ３１））、全ての処
理を終了する。

【００１０】一方、判断ステップＳ１６（ステップＳ２
７）において加工種類がドリル貫通加工であるならば、
ステップＳ１６の場合は無条件に第２優先主軸を“第１
主軸”と設定し（ステップＳ１９）、全ての処理を終了
する。また、ステップＳ２７の場合はドリル貫通加工を
第２主軸に移動すると、その他の内径加工が加工不能に
陥ってしまう可能性があるため、第１主軸のその他の工
程に内径加工が存在するか否か判定し（ステップＳ３
０）、内径加工が存在しなければ第２優先主軸を“第２
主軸”と設定し（ステップＳ３３）、全ての処理を終了
する。一方、判断ステップＳ３０において内径加工が存
在するならば、その内径加工とドリル貫通加工の加工の
順序を崩さないように第２優先主軸に移動させなくては
ならないため、第２優先主軸を“条件付第２主軸”と設
定し（ステップＳ３２）、全ての処理を終了する。一
方、判断ステップＳ１４（ステップＳ２５）において加
工種類が内径長手加工である場合、もしくは、判断ステ
ップＳ１５（ステップＳ２６）において加工種類が外径
長手加工である場合は、加工形状の登りの傾斜や登りの
絶対量が大きいときに、加工を行なう主軸を変更すると
大きな下り段の切削となり加工不能に陥るので、登り切
削は許容範囲内であるか否か判定し（ステップＳ１７
（ステップＳ２８）、許容範囲よりも大きい登り段の切
削であるならば第２優先主軸を“なし”と設定し（ステ
ップＳ１９（ステップＳ３１））、全ての処理を終了す
る。

【００１１】一方、判断ステップＳ１７（ステップＳ２
８）において許容範囲よりも小さな登り段の切削である
ならば、ステップＳ１７の場合は加工工程が荒加工工程
であるか否か判定し（ステップＳ１８）、加工工程が荒
加工工程であるならば、第２主軸から第１主軸に移動し
ても荒加工工程と仕上げ加工工程の切削の順序の関係が
反転する心配がないため、第２優先主軸を“第１主軸”
と設定し（ステップＳ２０）、全ての処理を終了する。
一方、判断ステップＳ１８において加工工程が荒加工工
程でないならばその工程は仕上げ加工工程であるので、
荒加工工程と仕上げ加工工程の切削の順序の関係を崩さ
ないように第１主軸に移動させなくてはならないため、
第２優先主軸を“条件付第１主軸”と設定し（ステップ
Ｓ２１）、全ての処理を終了する。また、ステップＳ２
８の場合は加工工程が仕上げ加工工程であるか否か判定
し（ステップＳ２９）、加工工程が仕上げ加工工程であ
るならば、第１主軸から第２主軸に移動しても荒加工工
程と仕上げ加工工程の切削の順序の関係が反転する心配
がないため、第２優先主軸を“第２主軸”と設定し（ス
テップＳ３３）、全ての処理を終了する。一方、判断ス
テップＳ２９において加工工程が仕上げ加工でないなら
ばその工程は荒加工工程であるので、荒加工工程と仕上
げ加工工程の切削の順序の関係を崩さないように第２主
軸に移動させなくてはならないため、第２優先主軸を
“条件付第２主軸”と設定し（ステップＳ３２）、全て
の処理を終了する。

【００１２】次に、同様に主要部である加工分担変更部
１４の動作例を第１主軸で片面を加工した後に第２主軸
で残った片面を加工する２スピンドル旋盤を例にとって
図３のフローチャートで説明する。まず、主軸優先デー
タ付加工工程情報及び加工時間情報を読込む（ステップ
Ｓ１，ステップＳ２）。そして、各主軸の加工時間の合
計を求め（ステップＳ３）、それらの差分と比が許容範
囲に収まるか否かを判定し（ステップＳ４）、差分と比
が許容範囲に収まるならば、加工分担の変更は必要なし
として全ての処理を終了する。一方、差分と比が許容範
囲に収まらないならば、加工時間の長い方の主軸の加工
工程の中から加工分担を変更して他方の主軸でも加工を
行なうことのできる工程を探すため、主軸優先データ付
加工工程情報を検索して第２優先主軸の情報がある工程
を探す（ステップＳ５）。そして、加工分担の変更可能
な工程の有無を判定し（ステップＳ６）、加工分担の変
更可能な工程が無いならば加工分担の変更が不可能とし
て全ての処理を終了する。一方、加工分担の変更可能な
工程が有るならば加工時間の短い方の主軸の加工工程に
加工分担の変更可能な工程の挿入可能な位置を探す（ス
テップＳ７）。そして、加工分担の変更可能な工程の挿
入可能な位置の有無を判定し（ステップＳ８）、加工分
担の変更可能な工程の挿入可能な位置が無いならば新た
に加工分担を変更して他方の主軸でも加工を行なうこと
のできる工程を探すためにステップＳ５に戻って上述し
た動作を繰返す。一方、加工分担の変更可能な工程の挿
入可能な位置が有るならば加工時間の長い主軸側から加
工時間の短い主軸側へ加工分担の変更可能な工程を移動
し（ステップＳ９）、ステップＳ３に戻って上述した動
作を繰返す。

【００１３】次に具体例で説明する。オペレータにより
入力されたデータが例えば図４の様に直線ｌＷ１から直
線ｌＷ４で囲まれた素材形状ＭＦと、直線ｌ１から直線
ｌ８で囲まれた加工後部品形状ＰＦ及び面粗度である場
合、加工分担決定部６は図５に示すように第１主軸で加
工する加工領域Ｂ１と第２主軸で加工する加工領域Ｂ２
とに振分ける。加工工程決定部７は各加工領域Ｂ１，Ｂ
２を図６に示すように分割する。 領域Ａ１の荒加工形状 領域Ａ２の荒加工形状 領域Ａ３のドリル加工形状 領域Ａ４の荒加工形状 直線ｌ２の仕上加工形状 直線ｌ３，ｌ４の仕上加工形状 直線ｌ５，ｌ６，ｌ７，ｌ８の仕上加工形状 そして、各々に図８に示すように加工分担、工程番号、
工程種類、加工部位、形状データ、切削方向、切削条件
を与えて加工工程情報とする。ただし、ドリル加工形状
に関しては図６に示すＡ３の領域が切削できれば良い
が、実際にはドリルが素材を貫通する必要があるため、
図７に示す領域Ｄ１を切削するものとして扱われる。加
工時間算出部１３は加工工程情報により全加工に対して
実送り速度、荒加工に対して加工面積、仕上加工に対し
て加工形状の長さ、ドリル加工に対して始点終点間の距
離、全加工に対して切削送り時間、全加工に対して補助
機能時間（早送り時間、工具交換時間等を含んだ非切削
時間）及び全加工に対して合計時間を算出し、これらを
図９に示すような加工時間情報とする。

【００１４】ここで、図９における実送り速度及び切削
送り時間（荒加工、仕上加工）の計算法を以下に挙げ
る。なお、補助機能時間についてはこの例では一律の値
にしているが、実加工を行なう旋盤によって異なる値に
なるので、場合によりパラメータによって計算を行なっ
たり、オペレータにより直接入力すれば良い。 実送り速度［ｍｍ／ｓｅｃ］＝主軸回転数［ｒｐｍ］×
送り速度［ｍｍ／ｒｅｖ］／６０ 切削送り時間［ｓｅｃ］（荒加工）＝加工面積［ｍｍ
２］／（切込量［ｍｍ］×実送り速度［ｍｍ／ｓｅ
ｃ］） 切削送り時間［ｓｅｃ］（仕上加工）＝加工形状の長さ
［ｍｍ］／実送り速度［ｍｍ／ｓｅｃ］ 加工分担変更部１４は図１０に示す主軸優先データ付加
工工程情報と図９に示す加工時間情報から工程の各主軸
への加工分担を変更する。この際、例えば２スピンドル
旋盤の場合、従来の数値制御情報作成装置においては加
工時間を考慮することなく図１３に示すように加工分担
を決定していたので、各工程毎の加工時間を元に加工時
間の棒グラフを作成すると図１４の様になり、加工時間
のバランスが悪いために第１主軸側が遊んでいた。しか
しながら、本発明の数値制御情報作成装置においては各
々の主軸への加工分担を図１１に示すように変更してい
るので、各工程毎の加工時間を元に加工時間の棒グラフ
を作成すると図１２の様になり、加工時間のバランスが
良いためにトータルの加工時間が短縮される。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明の数値制御情報作成
装置によれば、加工時間のバランス配分を考慮した切削
を行なう数値制御情報を作成することができるので、全
体の加工時間を短縮させて作業効率を向上させ、コスト
ダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の数値制御情報作成装置の一例を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明装置の主要部の動作例を示すフローチャ
ートである。

【図３】本発明装置の別の主要部の動作例を示すフロー
チャートである。

【図４】本発明装置による具体的動作例を説明するため
の第１の図である。

【図５】本発明装置による具体的動作例を説明するため
の第２の図である。

【図６】本発明装置による具体的動作例を説明するため
の第３の図である。

【図７】本発明装置による具体的動作例を説明するため
の第４の図である。

【図８】本発明装置によるデータテーブルの第１の例を
示す図である。

【図９】本発明装置によるデータテーブルの第２の例を
示す図である。

【図１０】本発明装置によるデータテーブルの第３の例
を示す図である。

【図１１】本発明装置により作成された主軸毎の工程の
一例を示す図である。

【図１２】図１１に示す工程の加工時間の合計の一例を
示す図である。

【図１３】従来装置により作成された主軸毎の工程の一
例を示す図である。

【図１４】図１３に示す工程の加工時間の合計の一例を
示す図である。

【図１５】従来の数値制御情報作成装置の一例を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１３ 加工時間算出部 １４ 加工分担変更部 １５ 主軸優先順位付加部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されたデータに基づいて複数の主軸
   及び工具で同時切削可能な数値制御工作機械を制御する
   ための数値制御情報を作成する数値制御情報作成装置に
   おいて、各主軸毎に決定された加工工程の加工時間を算
   出する算出手段と、算出された加工時間を用いて前記加
   工工程を受持つ主軸を変更する変更手段とを備え、各主
   軸毎の加工時間をバランスさせた数値制御情報を作成す
   るようにしたことを特徴とする数値制御情報作成装置。
2. 【請求項２】 前記算出手段は、荒加工工程については
   加工面積と切込量と送り速度から加工時間を算出し、仕
   上げ加工工程については加工形状の長さと送り速度とか
   ら加工時間を算出し、ドリル加工については始点終点間
   の距離と送り速度とから加工時間を算出する請求項１に
   記載の数値制御情報作成装置。
3. 【請求項３】 前記変更手段は、前記加工工程に対して
   与えた前記加工工程を受持つ主軸の優先順位のデータに
   従って変更する請求項１に記載の数値制御情報作成装
   置。