JPH07129222A - 自動プログラミングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＣ工作機械のＮＣデータを作成する自動プ
ログラミングシステムにおいて、形状が複雑な場合でも
図形入力が短時間で容易にできるようにし、またＮＣコ
ードなどの特別な知識がなくても短時間でＮＣデータを
作成できるようにする。 【構成】 デジタイザ５を使用し、自動プログラミング
装置２に図形データを入力してＮＣデータを作成する。
その際、タブレット６上に載せた図面の所定ポイントの
座標値をカーソル８で入力するとともに、タブレット６
上の任意の位置に貼着されたメニュー７の中からその図
面の形状データを選択して入力する。そして、自動プロ
グラミング装置２側で、それらの入力データを図形デー
タに変換し、その図形データからＮＣデータを作成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＣ工作機械の数値制
御データを自動的に作成する自動プログラミングシステ
ム、特にデジタイザを使用した自動プログラミングシス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ工作機械は、ＮＣ（数値制御）デー
タに従ってワークに所定の加工を施すものであり、その
ＮＣデータを作成する方法として、従来より図１１、図
１２に示すような方法が知られている。すなわち、図１
１に示すものは一つ一つ加工図形の座標入力を行う方法
であり、図面１０１から一つ一つの座標を算出し、自動
プログラミング装置１０２にその座標値と形状情報の入
力を行う。そして自動プログラミング装置１０２は、そ
の入力情報からＮＣデータを作成するように構成されて
いる。

【０００３】また、図１２に示すものはタブレットを用
いた入力方法であり、タブレット１０３上に載置された
図面上の所定ポイントの座標情報と、タブレット１０３
上の機能スイッチエリアの中のＮＣデータの種別を特定
する情報の二つの情報を自動プログラミング装置１０２
に入力してＮＣデータを作成するようになっている。こ
の場合、上述のＮＣデータの種別を特定する情報の入力
手段として、上記機能スイッチエリアを印字したメニュ
ー１０４がタブレット１０３上に貼られており、カーソ
ル１０５によって所望の情報をその中から選択できるよ
うに構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のＮＣデータを作成する自動プログラミング
システムにあっては、図面から一つ一つ座標入力を行う
場合、座標入力を必要なだけ繰り返し行ってＮＣデータ
を作成するため、図形の形状が単純な時は非常に有効で
あるが、形状が複雑な時は入力回数が多くなって時間が
かかるとともに、座標値の検出計算にも長い時間がかか
ってしまうという問題点があった。

【０００５】また、タブレット上から座標値を指示して
行う場合は、一つの座標値毎に機能スイッチエリアの中
から作成すべきＮＣデータの種別を特定する情報を入力
しなければならないため、一つの入力に対して度手間が
かかり、入力が面倒であり、入力時間も長くなるという
問題点があった。

【０００６】なお、特公平５−３００２号公報に示され
ているように、ＮＣデータの種別を特定する情報を示す
機能スイッチエリアを印字したメニューを用いることも
提案されているが、この場合、メニュー上に直接ＮＣコ
ードを貼り付けているので、ＮＣコードを知っている者
しかＮＣデータを手早く作成することができないという
問題がある。

【０００７】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、形状が複雑な場合でも図形入力が短時
間で且つ容易にでき、特別な知識がなくても短時間でＮ
Ｃデータを作成することが可能な自動プログラミングシ
ステムを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の自動プログラミ
ングシステムには、タブレット上の図面の中の所定ポイ
ントの座標値を入力するとともに、該タブレット上の任
意の位置に貼着されたメニューの中から選択した前記図
面の形状データを入力する入力手段と、入力された座標
値と形状データを数値制御用の図形データに変換する変
換手段、及び変換された図形データに基づいて前記数値
制御データを作成する制御手段を有する自動プログラミ
ング装置とが備えられている。

【０００９】

【作用】本発明の自動プログラミングシステムにおいて
は、タブレット上の図面の中の所定ポイントの座標値
と、その図形の形状データが自動プログラミング装置に
入力され、自動プログラミング装置は、その入力データ
をＮＣ制御用の図形データに変換し、更にその図形デー
タに基づいてＮＣデータを作成する。

【００１０】

【実施例】図１は本発明に係る自動プログラミングシス
テムの概略構成を示すブロック図である。図において、
１は不図示のタブレット上にある図面の中の所定ポイン
トの座標データ（座標値）を入力するとともに、そのタ
ブレット上に貼着されたメニューの中から選択した上記
図面の形状データを入力する入力手段で、それらのデー
タは自動プログラミング装置２に入力される。自動プロ
グラミング装置２は、入力された座標データと形状デー
タをＮＣ用の図形データに変換する変換手段２ａ、及び
変換された図形データに基づいてＮＣデータを作成する
制御手段２ｂを有しており、作成されたＮＣデータは出
力手段３を経て出力される。４は上述のデータの編集内
容等を表示する表示手段である。

【００１１】図２は上記システムを模式的に示したもの
である。このシステムでは、寸法が書き込まれていない
図形データを容易に且つ手早く作成するためにデジタイ
ザ５を使用しており、そのタブレット６上は図面が載置
される図面エリアと上記メニュー７の貼着されるメニュ
ーエリアとに分かれ、何れもカーソル８によって上述の
入力が行われる。

【００１２】また、自動プログラミング装置２で作成さ
れたＮＣデータは、ＮＣ工作機械であるレーザ加工機
（複合機）９等に送出され、そのＮＣデータに従ってワ
ークの加工が行われる。１０は上記デジタイザ５や自動
プログラミング装置２を操作するオペレータを示してお
り、またデジタイザ５と自動プログラミング装置２の
間、及び自動プログラミング装置２とレーザ加工機９の
間はそれぞれ通信路によって接続されている。

【００１３】なお、上記メニュー７が貼着されるタブレ
ット６上のメニューエリアの位置は、例えばメニュシー
トの右下の座標値を指定することによって、タブレット
６上の任意の位置に設定することができる。

【００１４】図３は上述のシステムにおけるＮＣデータ
出力までの動作を示すフローチャートである。自動プロ
グラミング装置２がデジタイザ５より受けるデータは、
基本的に座標データ（点データ）のみであり、例えば一
つの図形形状では、送られるデータはカーソル８で押さ
れたボタンの種類と点座標データであり、単純化されて
いる。

【００１５】すなわち、直線や曲線の線入力の場合は、
先ずタブレット６上のメニューエリアで開始ボタンを押
した後（ステップＳ１ａ）、図面エリアで点座標データ
の入力を行い（ステップＳ２ａ）、これを必要なだけ繰
り返す（ステップＳ３ａ）。この点座標入力が終了する
と、再びメニューエリアで終了ボタンを押し（ステップ
Ｓ４ａ）、続いて所定のキーボードボタンを押す（ステ
ップＳ５ａ）。そして、以上の動作をデジタイザ入力が
終了するまで繰り返し行う（ステップＳ６）。その際、
上述の線入力とともに穴入力を連続して行うこともでき
る。この場合、メニューで先ず穴形状を選択し（ステッ
プＳ１ｂ）、続いてその穴形状のサイズを指定し（ステ
ップＳ２ｂ）、穴形状データの入力を行う（ステップＳ
３ｂ）。そして、この穴形状入力を必要なだけ繰り返し
行い（ステップＳ４ｂ）、穴形状入力が終了すると、所
定のキーボードボタンを押す（ステップＳ５ｂ）。

【００１６】上記ステップＳ６で必要な線入力及び穴入
力のデジタイザ入力が終了すると、自動プログラミング
装置２へのデータ入力が終了する（ステップＳ７）。次
に自動プログラミング装置２は、それらの入力データか
らＮＣ工作機械の工具軌跡のデータを生成し（ステップ
Ｓ８）、これを基にＮＣデータを作成して出力する（ス
テップＳ９）。

【００１７】ここで、穴入力では上記のようにメニュー
上にある形状を指定した後、各サイズを入力するように
しているので、丸穴や長丸穴などのような複雑な形状で
あっても、図形入力が短時間で且つ容易にでき、更にス
プライン曲線なども点座標データを送るだけで素早くき
れいに描くことができる。また、ＮＣコードなど特別な
知識がなくても、短時間で容易にＮＣデータを作成する
ことができる。

【００１８】次に、システム内部の全体構成について、
図４のブロック図により詳細に説明する。ＣＡＤ部１１
は、与えられた図面、例えば板金図面をオペレータが入
力するところであり、ここで図形データを作成する。こ
の図形データを作成する方法としては、次のような方法
がある。

【００１９】すなわち、その一つは実際にオペレータが
板金図面を見ながらキーボードやマウスを使って入力す
る方法であり、またスキャナを用いてイメージデータか
ら図面データを起こす方法、更にデジタイザを用いて図
形データの各点の点座標入力を行う方法がある。

【００２０】上記デジタイザでの入力は、曲線などの複
雑な図面でもじかにポイントを指示して入力するので、
手早く行えるという利点がある。特に、円や円弧以外の
スプライン曲線の入力には有効である。なお、生成され
た図形データは、図形データベース１２に格納される。

【００２１】工具軌跡指示部１３は、ＣＡＤ部１１にて
作成された図形データをデータベース１２から取り込
み、所定の工具に対して図形データへの割り付けを行
う。ここで生成された工具軌跡データは、工具軌跡デー
タベース１４に格納される。

【００２２】板取り部１５は、工具軌跡指示部１３によ
り作成された工具軌跡データをデータベース１４から取
り出し、所定のシート上に配置する。この板取り部１５
の機能としては、多数個取り、複写、移動、回転、反転
等があり、工具軌跡データを歩留り良くシート上に配置
することができる。

【００２３】ポストプロセッサ１６は、データベース１
４に格納されている工具軌跡データを取り出し、そのデ
ータに基づいて加工機械用のＮＣデータを出力する。シ
ミュレーション部１７は、このポストプロセッサ１６に
より生成されたＮＣデータのシミュレートを行う。その
際、具体的には描画による加工軌跡及び加工順序の確
認、シートを掴んでいるクランプ部材と加工軌跡との干
渉チェックなどが行われる。

【００２４】上記ポストプロセッサ１６により作成され
たＮＣデータは、データ管理部１８を通してデータ管理
データベース１９及び保存用ＮＣデータファイル２１に
格納される。また、図形データベース１２及び工具軌跡
データベース１４のデータはメモリ上の中間データであ
るので、これらのデータもデータ管理部１８を通してデ
ータ管理データベース１９、保存用図形データファイル
２０及び保存用工具軌跡データファイル２２に格納され
る。

【００２５】また、上記の各保存用データファイル２
０，２１，２２には保存用実データが格納され、管理用
データはデータ管理データベース１９で管理されて、各
種保存データが一元管理されるようになっている。なお
管理用データには、例えば管理名称、コメント、データ
作成日などがある。

【００２６】入出力部２３は、データ管理部１８を通し
てデータ管理データベース１９を検索し、該当するＮＣ
データを保存用ＮＣデータファイル２１から取り出し、
入出力媒体であるＩＣカード２４、フロッピーディスク
２５、通信ケーブル２６、紙テープ２７及び光磁気ディ
スク２８などに出力する。この出力されたＮＣデータ
は、各加工機械に取り込まれ、そのデータに従ってワー
クの実加工が行われる。

【００２７】また、既存のＮＣデータや他のコンピュー
タにより作成されたＮＣデータを取り込む場合には、上
述の各入出力媒体より読み込みを行う。この読み込んだ
データは、データ管理部１８を通してデータ管理データ
ベース１９及び保存用ＮＣデータファイル２１に格納さ
れる。

【００２８】図５は前述のメニューシートの内容の一例
を示したものであり、空欄は項目なしの部分であり、ま
た穴形状の選択部分の四つのイメージは、それぞれ丸穴
・長丸穴、角穴・長角穴、シングルＤ・ダブルＤの長円
及びＲ付角・長角を示している。また、このメニューシ
ートの大きさは、略４００ｍｍ×１００ｍｍ程度であ
る。

【００２９】上記メニューシートはデジタイザ５のタブ
レット６上に貼着されて使用されるが、ここでデジタイ
ザ５の入力処理手順を説明すると、まずデジタイザ入力
を選択した後、このデジタイザ５での各種設定を行う。
その際、メニューシートの位置設定を行う（すでに設定
が行われている場合は不要）が、これはメニューシート
の右下の位置をピックすることで行う。またスケールの
入力を行うが、この時入力の制限は、例えば０．０１≦
スケール値≦９９９９．９９となるようにし、負の値が
入力された場合は、メニューシート位置の再設定をす
る。また、図面の原点を設定し、Ｘ座標軸を設定する。
この時、Ｘ軸上の任意の１点をピックし、この点と上記
設定した図面の原点とから座標系を決定する。

【００３０】次にデジタイザ入力を行う。その際、図５
のメニューシート上の各コマンドを用いて作画を行う。
具体的には、点座標（Ｘ，Ｙ）とその座標を指示した時
に押したカーソル８のボタンの種類のデータにより作画
を行い、形状入力の場合は、一つの形状のデータはテン
ポラリで保存し、穴入力の場合も、次の穴形状のデータ
設定あるいは次の形状入力が行われるまではテンポラリ
で保存する。そして、オペレーションにミスがあった場
合は、ブザーを鳴らしてオペレータ１０に警告する。

【００３１】図６は図２に示すデジタイザ５のカーソル
８の詳細を示す図であり、（ａ）は液晶付きのカーソ
ル、（ｂ）は通常のカーソルの押ボタンスイッチの位置
関係をそれぞれ示している。同図中、３１は図５のメニ
ューシートのコマンドの選択と点（座標値）入力及び穴
入力に使用するＰボタン、３２は形状入力の中でスプラ
イン曲線入力時に使用するＳＭボタン、３３は連続的に
座標入力を行うための連続ボタン、３４は点入力モード
でコーナーＲのキャンセルと点入力を同時に行うための
ＰＥボタンで、コーナーＲの指示がなければＰボタン３
１と同機能となる。

【００３２】次に、上記のカーソルを用いて実際に図形
入力を行う時の手順について説明する。図７はその一例
を示したものである。先ず（ａ）のように五つの直線で
接続された図形を入力する場合は、メニューシート上の
「開始」のコマンドを選択した後、各直線始点（終点）
で順にＰボタン３１を６回押していき、最後にメニュー
シート上の「終了」のコマンドを選択する。この時、
（ｂ）のように直線の接続部（コーナー）に曲線が介在
する場合には、その接続部の点入力時にメニューシート
上のテンキーによりそのコーナーＲの値を指示すること
が可能であり、またその値はメニューシート上の「Ｃ
Ｒ」スイッチを用いて計算式で入力することも可能であ
る。

【００３３】図７の（ｃ）はＳＭボタン３２を使用して
スプライン曲線を入力する場合を示している。この場
合、ＳＭボタン３２を押した点からＰボタン３１を押し
た点までの間がスプライン曲線となり、コーナーＲの指
示はできない。表１はＳＭボタン３２の入力点数による
扱いを示したもので、ボタン入力と処理結果の関係を対
応させて示している。

【００３４】

【表１】

【００３５】図７の（ｄ）は連続ボタン３３の使用例で
あり、図示のようにＰボタン３１の入力後連続ボタン３
３を所定ポイントで操作することにより、一定間隔で連
続的に座標入力を行うことができる。この場合、コーナ
ーＲを指示することはできない。

【００３６】図７の（ｅ）はＰＥボタン３４の使用例を
示し、点入力モードでコーナーＲの指示がなされると、
コーナーＲのキャンセル及び点入力が同時に行われる。
また、図示のようにスプラインモード（ＳＭボタン入力
時）の時は、エッジ処理が行われる。

【００３７】図８はデジタイザ５の内部処理の具体的な
内容を示したものである。デジタイザ５は、上述の点座
標データ（Ｘ，Ｙ）及びカーソルボタン番号（種類）の
入力データがあると、その入力内容の判断を行う。この
時、先ず入力された点座標が有効読み取り範囲か否かを
判断するとともに、押されたカーソルボタンの番号がい
くつかを判断する。

【００３８】上記点座標の判断で有効範囲外であればブ
ザーを鳴らして警告し、次の入力待ちの状態となるが、
有効範囲内であれば次にメニューシート上ではないかど
うかの判断を行う。そして、メニューシート上であれ
ば、座標判断を行ってそのメニュー内容（コマンド）を
実行し、またオペレーションミスの時はブザーを鳴らし
て警告する。また、メニューシート上ではなくデジタイ
ザ５のタブレット６の座標系上であれば、その入力デー
タに従って線形状を描くかもしくは穴を入力し、同様に
オペレーションミスの時はブザーを鳴らして警告し、入
力待ちの状態となる。

【００３９】また、上記メニュー内容を実行する際、そ
のコマンドが「キーボード」による場合には処理をデジ
タイザ５から自動プログラミング装置２の図形部に戻
し、前述の工具軌跡データの作成へと移行する。その他
の場合には、その処理を実行して入力待ちの状態とす
る。

【００４０】また、上記カーソルボタンの番号（種類）
の判断後の処理は、図７に示すような作図処理が行われ
るが、この時もオペレーションミスの場合はブザーを鳴
らして警告し、入力待ちの状態となる。

【００４１】そして、上述の入力内容の判断を行って作
成した図形の形状は自動プログラミング装置２に登録さ
れ、その後は本システムはデジタイザ部の入力待ちの状
態となる。また、自動プログラミング装置２側でデジタ
イザ入力の選択があると、処理が上述の図形部からデジ
タイザ５側に移され、デジタイザ５の各種初期設定が行
われた後、上記デジタイザ部の入力待ちの状態となる。

【００４２】次に、上記メニューシートのコマンドにつ
いて詳細に説明する。図５に示すメニューシートにおい
て、「開始」のコマンドを指示すると、その後形状入力
が可能となる。形状入力中にこの「開始」を再指示した
り、穴入力を選択すると、ブザーが鳴って警告が行われ
る。また「終了」のコマンドを指示すると、そこで形状
入力が終了となる。この形状入力終了後に再び「終了」
を指示すると、上記と同様ブザーが鳴って警告が行われ
る。また、これらの「開始」から「終了」までで１形状
の入力となり、「Ｐ書込み」で座標値を記憶している場
合は、その座標値を出力してから終了となる。

【００４３】上記「Ｐ書込み」を指示すると、直前に入
力された座標値が記憶される。すなわち、それ以前に記
憶されていた座標値が消え、新しい座標値が上書きされ
る。この「Ｐ書込み」の指示は「開始」後の形状入力中
に行うことができ、形状入力中以外の時に指示された場
合は、上記と同様オペレーションミスと判断され、ブザ
ーが鳴って警告が行われる。この時、記憶されている座
標値（Ｘ，Ｙ）は、画面上の例えば下方の位置に表示さ
れる。

【００４４】「Ｐ呼出し」を指示すると、上記「Ｐ書込
み」によって記憶された座標値が呼出されて出力され、
その後記憶された座標値はクリアされる。この「Ｐ呼出
し」の指示も、「Ｐ書込み」と同様「開始」後の形状入
力中に行うことができ、この時画面上の表示は消去され
る。また「キーボード」を指示すると、デジタイザ処理
が中止され、処理が図形部（ＣＡＤ部）に戻される。そ
の際、形状入力中の場合は、終了処理が行われてから図
形部に戻される。

【００４５】「図面移動」は、デジタイザ５の有効読み
取り範囲より大きい図面を入力する場合に使用するもの
で、形状入力中及び穴入力中は割込として処理される。
すなわち、この「図面移動」を選択した語、図９の
（ａ）に示すように、移動させる点Ｐ１を指示する。こ
の時、メニューシート上のコマンドを選択すると、図面
移動処理がキャンセルされる。

【００４６】次に、図９の（ｂ）に示すように、移動後
の点Ｐ２を指示する。そして、Ｘ軸上にある基準点Ｐ３
を指示し、これらの点Ｐ２と点Ｐ３から新しい座標軸と
新しい原点を設定する。このようにして図面移動を行う
ことにより、原寸図からのデータの作成を行うことがで
きる。

【００４７】「バック」は入力図形を順次消去する場合
に使用するもので、デジタイザ５より入力した点や穴
は、この「バック」が選択される度に後から順次消去さ
れる。図１０はその一例を示したものである。ただし制
限事項として、形状入力の場合はその形状の開始点、穴
入力の場合は第１穴入力までしかバック消去できないも
のとする。

【００４８】また穴形状の登録は、メニューシート上で
図５に示す穴形状を選択した後、各寸法を入力し、その
後座標値で位置を指示するのみで穴入力ができ、前述の
ように短時間で容易に行うことができる。

【００４９】またテンキーについては、穴入力及び形状
入力中にコーナーＲ値の設定に使用するもので、
「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」、
「６」、「７」、「８」、「９」、「＊」、「＋」、
「−」、「／」、「，」、「ＣＲ」の全１６種がある。
このテンキーによる入力方法は、直接数値を代入できる
だけでなく、前述のように計算式でも入力することがで
きる。例えば、『５０／４「ＣＲ」』と入力した場合、
内部では入力値『１２．５』として処理される。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、タブレ
ット上の図面の中の所定ポイントの座標値を入力すると
ともに、メニューの中から選択した図面の形状データを
入力し、それらの入力データからＮＣデータを作成する
ようにしたので、形状が複雑な場合でも図形入力が短時
間で容易にでき、特別な知識がなくても短時間でＮＣデ
ータを作成することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る自動プログラミングシステムの
概略構成を示すブロック図

【図２】 図１のシステムを模式的に示す構成図

【図３】 図１及び図２のシステムの動作を示すフロー
チャート

【図４】 システム内部の全体構成を示すブロック図

【図５】 メニューシートの内容の一例を示す説明図

【図６】 デジタイザのカーソルの詳細を示す説明図

【図７】 図６のカーソルで図形入力を行う時の手順を
示す説明図

【図８】 デジタイザの内部処理の具体的な内容を示す
ブロック図

【図９】 タブレットより大きい図面を入力する時の処
理手順を示す説明図

【図１０】 タブレットより入力した図形を順次消去す
る場合を示す説明図

【図１１】 従来例を示す説明図

【図１２】 他の従来例を示す説明図

【符号の説明】

１ 入力手段 ２ 自動プログラミング装置 ２ａ 変換手段 ２ｂ 制御手段 ５ デジタイザ ６ タブレット ７ メニュー ８ カーソル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タブレット上の図面から数値制御データ
   を作成する自動プログラミングシステムにおいて、前記
   タブレット上の図面の中の所定ポイントの座標値を入力
   するとともに、該タブレット上の任意の位置に貼着され
   たメニューの中から選択した前記図面の形状データを入
   力する入力手段と、入力された座標値と形状データを数
   値制御用の図形データに変換する変換手段、及び変換さ
   れた図形データに基づいて前記数値制御データを作成す
   る制御手段を有する自動プログラミング装置とを備えた
   ことを特徴とする自動プログラミングシステム。