(57)【要約】【課題】  工作機械上で使用可能な検査プローブの作動のためのプログラムを生成するシステムおよび方法が提供される。【解決手段】  工作機械上で実行可能な探測作動のためのプログラムを生成する方法およびシステム（１０）は、コンピュータ援用製造プログラム（１４）と接続されて機能するプローブモジュール（１６）を含む。デジタルモデルから選択される特徴部は、探測のための部品の特徴部を決定するのに利用される。これらの特徴部の座標は、部品の製作のための機械加工命令と結合されかつそれと共に織り込まれる命令を生成するのに使用される。次いで、探測命令は、ポストプロセッサ（１８）により、特定の加工機械（２２）での使用のための実行可能な命令に変換される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）  探測のための部品の少なくとも一つの特徴部を選択し、
（ｂ）  前記少なくとも一つの選択された特徴部の部品座標を決定し、
（ｃ）  前記決定された部品座標において、前記少なくとも一つの選択された特徴部の探測を実行するための命令を生成する、
前記ステップを含むことを特徴とする、機械のための探測命令を生成する方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｃ）は、機械作動を実行するための命令の生成と同時に探測命令を生成することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｃ）は、前記命令を加工機械上で実行可能な探測命令に変換することを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記変換ステップは、ポストプロセッサにより実行されることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｃ）は、前記探測を実行するための命令と、加工機械上で機械加工作動を実行するための命令とを含む一般的な命令を生成するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記一般的な命令を個々の加工機械に特有な特定の命令に変換するステップを含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記個々の加工機械に特有な命令は、個々の加工機械内の探測サブルーチンを起動する命令を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記ステップ（ｃ）は、加工機械により実行可能な命令を生成することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ（ａ）は、部品の形状寸法を表すモデルを生成することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記ステップ（ａ）は、部品の形状寸法を表すモデルから、探測される特徴部を選択することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ｃ）は、決定された部品座標を機械座標に変換するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップ（ｃ）は、特定の加工機械を作動させるための特定の命令に変換可能な探測命令を生成することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップは、コンピュータ読み取り可能媒体上に記憶される複数の実行可能な命令内に含まれることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
（ａ）  製作中の探測のための部品の少なくとも一つの特徴部を選択し、
（ｂ）  前記少なくとも一つの選択された特徴部のための部品座標を決定し、
（ｃ）  前記部品を製作および検査するための一般的な一組の命令を生成する、
ステップを含むことを特徴とする、工作機械を作動させる命令を生成する方法。
【請求項１５】
前記一組の命令は、個々の加工機械上で実行可能な命令に変換可能であることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記一般的な一組の命令を考慮して所望の加工機械上で実行可能な特定の命令を生成するステップを含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記の特定の命令を生成するステップは、ポストプロセッサにより実行されることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記決定された部品座標を考慮して機械座標を生成するステップを含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記特定の命令は、所望の加工機械内に存在するサブルーチンの作動を開始するためのトリガーを含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
デジタルモデルから所望の形状寸法に関係する情報を抽出するための探測モジュールと、
前記探測モジュールからの抽出された情報を加工機械実行可能命令に変換するためのポストプロセッサと、
を備えることを特徴とする、工作機械上で実行可能な命令を生成するためのシステム。
【請求項２１】
前記探測モジュールは、コンピュータ援用製造プログラムと接続して機能することを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
デジタルモデルから所望の形状寸法を選択するためのグラフィカル・ユーザー・インターフェースを含むことを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
前記加工機械実行可能命令は、機械加工作動のための命令と結合される探測作動のための命令を含むことを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２４】
製造中の検査のための部品の少なくとも一つの特徴部を選択する手段と、
前記少なくとも一つの選択された特徴部の座標を決定する手段と、
前記決定された座標において前記少なくとも一つの選択された特徴部を検査するための命令を生成する手段と、
を備えることを特徴とする、コンピュータ援用製造システム。
【請求項２５】
機械加工作動のための命令と結合される探測作動のための加工機械実行可能命令を生成する手段を備えることを特徴とする請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記少なくとも一つの選択された特徴部を検査するための生成された命令を特定の加工機械に合わせて仕立てる手段を備えることを特徴とする請求項２４記載のシステム。
【請求項２７】
（ａ）  加工機械のための機械命令および検査命令を生成するのにコンピュータ援用製造プログラムを使用し、
（ｂ）  前記機械命令および検査命令を加工機械に提供する、
ステップを含むことを特徴とする、機械プローブのための命令を生成する方法。
【請求項２８】
前記提供ステップは、前記機械命令および検査命令を加工機械に特有な命令に変換するのにポストプロセッサを使用することを含むことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は工作機械上で実行可能なプログラムを生成するシステムおよび方法に関する。より詳細には本発明は、工作機械上で使用可能な検査プローブの作動のためのプログラムを生成するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ援用製造（ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ａｉｄｅｄ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）（ＣＡＭ）は、部品製作および設計のさまざまな側面に関連する用語である。一般に、所望の部品形状が、デジタルモデルとして生成され、このデジタルモデルは、グラフィカル・ユーザー・インターフェースを用いて修正および操作できる。デジタルモデルは、工作機械により実行可能な命令を生成するのに使用される。デジタルモデルから数値制御機械により使用される機械語への部品の形状寸法（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）の変換は、さまざまな特異性のレベルで実行される。第一のレベルは、部品の形状寸法が、どの一つの機械にも特有でない数値制御プログラムに変換される、一般的（ｇｅｎｅｒｉｃ）なレベルである。次いで、所望の部品の製作のための命令を表す一般的な数値プログラムは、どのような数のさまざま数値制御機械へも移すことができる。次いで、一般的な数値プログラムは、ポストプロセッサ（ｐｏｓｔ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により修正されて、個々の機械に特有な数値プログラムを生成する。特有の数値プログラムは、個々の機械に適用可能な個別化された命令を提供する。
【０００３】
いくつかの場合には、機械作動中に部品の一部を測定するのが望ましい。この測定は、所望の特徴部が所望のように部品に作成されるのを確認するため、または特定の部品の現在の寸法に合わせて後続の作動を変えるため、などといったさまざまな理由で利用される。機械プローブは一般に、測定作動を実行する。一般に機械プローブは、特定の座標へ移動する接触感受装置を利用する。プローブと部品との間の接触は、内部スイッチが開にされその回路が遮断されるときに、検出される。このときに、その座標が記録される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
機械加工作動と共に織り込まれ（ｉｎｔｅｒｗｅａｖｅ）るプローブの移動および作動をプログラムするとき、困難が生じる。デジタルモデルおよび一般的な数値プログラムから自動的に導き出される切削工具（ｃｕｔｔｅｒ）、ドリル、フライス盤（ｍｉｌｌ）、その他などの加工機械のための命令とは異なり、プローブの作動のための命令は一般に、手入力され、個々の加工機械に特有のものである。プローブの作動のための命令はしばしば、各機械に特有なので、プローブのための命令は、自動化されたプログラミングの代わりに手入力される命令を必要とする。このような手作業によるプログラミングは、退屈、複雑で、時間の掛かるものである。
【０００５】
従って、一般的な数値プログラムに含めることができかつ各特定の加工機械にカスタマイズできる、プローブの作動のための命令を自動的に生成する方法を開発することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、三軸またはそれ以上の軸を駆動する数値制御された機械上で実行するようにデジタルモデルから探測（ｐｒｏｂｉｎｇ）命令を生成するためのシステムおよび方法である。
【０００７】
このシステムおよび方法は、コンピュータ援用製造プログラムと共に作動するように結合されるプローブモジュールを使用する。プローブモジュールは、機械加工作動中に実行される探測作動のための命令を生成するためにデジタルモデルを利用する。コンピュータ援用製造プログラムによる機械加工のため、また、プローブモジュールによる探測作動のため生成される命令は、一般的である。生成される命令の一般的な性質は、加工機械の多くの異なる構成への適合に備える。一般的な命令は、特定のプローブコードを含むポストプロセッサ内へ入力される。プローブコードは、プローブモジュールと通信して、一般的なプローブ作動命令を、加工機械により実行可能な特定の命令に変換する。
【０００８】
従って、本発明のシステムおよび方法は、機械加工命令と共に織り込まれる探測命令の生成に備えており、それによって、探測作動の退屈な個々のプログラミングを除去する。
【０００９】
本発明のこれらと他の特徴は、以下の説明と、以下に簡単な説明がされている図面とから最もよく理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１を参照すると、部品のデジタルモデルから探測作動命令を生成するためのシステム１０が概略示されている。システム１０は、部品の形状寸法を表示するグラフィカル・ユーザー・インターフェース１２と、例えば、コンピュータ援用設計（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）（ＣＡＤ）システムのＣＡＭにおいて、作成される部品の特定の特徴部の相互作用および選択に備えるユーザー入力装置１３とを含む。グラフィカル・ユーザー・インターフェース１２は、マイクロプロセッサ１１と、メモリー装置１５と、少なくとも一つのコンピュータ読み取り可能記憶媒体１７とを含むコンピュータシステム１９の一部である。コンピュータ読み取り可能記憶媒体１７としては、ランダム・アクセス・メモリー装置、ハードディスク、光学的、電気的、および磁気的記憶装置などといった既存の装置が、他の既知の媒体と共に、挙げられる。
【００１１】
部品を製作するための加工機械上で実行可能な命令を生成するコンピュータ援用製造プログラム１４が、デジタルモデルを利用する。コンピュータ援用製造プログラム１４は、デジタルモデルを機械実行可能命令に変換するユニグラフィックス（Ｕｎｉｇｒａｐｈｉｃｓ）により提供されるプログラムなどといった多くの商業的に入手可能なプログラムのうちの任意のものとすることができる。本発明のシステム１０は、コンピュータ援用製造プログラム１４と共に作動するように結合されるプローブモジュール１６を含む。プローブモジュール１６は、グラフィカル・ユーザー・インターフェース１２と通信し、部品のデジタルモデルを利用して、機械加工作動と同時に実行される探測作動のための命令を生成する。
【００１２】
コンピュータ援用製造プログラム１４による機械加工のため、また、プローブモジュール１６による探測作動のため生成される命令は、一般的である。生成される命令の一般的な性質は、加工機械の多くの異なる構成への適合に備える。一般的な命令は、プローブコード２０を含むポストプロセッサ１８内へ入力される。プローブコード２０は、プローブモジュール１６と通信して、一般的なプローブ作動命令を、加工機械２２と加工機械２２上のプローブ２６とにより実行可能な特定の命令に変換する。
【００１３】
加工機械２２は、部品の選択された特徴部を探測するように生成された命令により起動される（ｔｒｉｇｇｅｒ）いくつかの探測サブルーチン２４を含む。サブルーチン２４は、プローブ２６の作動、データ取得、および操作プログラムばかりでなく、探測作動中のデータの収集および操作に関連する任意の他のプログラムまたは命令を含むことができる。システム１０は、特定の特徴部と共に概略示され、説明されているが、しかしながら、この開示の利益を有する当業者ならば、他の要素もシステム１０内に含まれ得ることを理解するであろう。
【００１４】
システム１０は、機械加工作動と共に織り込まれる探測作動のグラフィカルなプログラミングのための方法を実行する。本発明のシステム１０は、所望のプローブ座標を決定するのにデジタル的に定義された部品の形状寸法を利用する。一旦、プローブが部品上の所望の特徴部に接触するための目標座標が決定されると、システム１０は、生成された一般的なコンピュータ数値制御プログラム内に一組の探測命令を生成する。このようにして、探測命令が、機械加工作動命令と統合され、一般的な命令から、機械加工命令と共にポストプロセッサ内の所望の加工機械のための特定の命令へと変換される。
【００１５】
図２を参照すると、ブロック線図が、本発明の一つの可能な方法３０を概略例示しており、ステップ３２に示されるように部品のデジタルモデルを特定かつ定義することを含む。デジタルモデルは、ステップ３４において、探測のための部品の特徴部を選択するためのグラフィカル・ユーザー・インターフェース１２の使用に備えている。選択プロセスは、グラフィカル・ユーザー・インターフェース１２とユーザー入力装置１３とを通して実現される。グラフィカル・ユーザー・インターフェース１２は、部品上の任意の特徴部の選択に備えている。部品の特徴部としては、孔、表面、または、部品の特徴部に所望の関係を提供する点と表面との組み合わせが挙げられ得る。一旦、探測のための所望の特徴部が選択されると、システム１０は、ステップ３６において、選択された特徴部のための部品座標を決定する。部品座標は、デジタルモデルにより表されるように部品それ自体に対して決定される。
【００１６】
部品座標は、ステップ３８において、一般的な数値制御プログラム３９を生成するのに使用される。一般的な数値制御プログラム３９は、加工機械２２により実行可能な命令と、機械加工作動内でインターリーブ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）されるプローブ２６の作動のための命令とを含む。探測命令と機械加工命令とは、同時に生成され得る。しかしながら、探測作動のための命令が機械加工命令と同時に生成される必要はない。デジタル部品形状寸法から生成された命令は、４０に示される後処理ステップの前の任意の時点で一般的なプログラムに追加できる。
【００１７】
一般的な数値制御プログラム３９は、複数の異なって構成される加工機械上で製作される部品に備える。理解されるように、各加工機械は、特有の特徴部とプログラミング条件とを含む。ポストプロセッサ１８は、ステップ３８において生成される一般的な命令を特定の加工機械に特有な特定の命令に変換する。本発明のポストプロセッサ１８は、プローブ作動のための一般的な作動命令を、特定の加工機械に合わせて具体的に仕立てられ（ｔａｉｌｏｒ）る命令に変換するのに使用されるプローブコード２０を含む。
【００１８】
後処理ステップ４０は、デジタルモードに対して決定される部品座標に基づいて、ステップ４２において機械座標を決定するステップを含む。部品座標の決定は、デジタルモデル上に表される特定の特徴部を考慮して決定される。ステップ４２において決定される機械座標は、これらの部品座標の、特定の加工機械に基づく一組の座標への変換の結果である。機械座標の決定は、機械環境内の部品のための座標を生成する。さらに、この変換は、特定の所望の加工機械環境内で部品を製作および探測するための作動を命令するのに利用されるベクトル情報を含む。
【００１９】
次いで、命令は、ステップ４４において、加工機械上で実行される。個々の加工機械に特有な命令は、その個々の加工機械内の探測サブルーチンを起動する命令を含む。個々のサブルーチン２４は、機械加工命令のデータ取得、操作、および同時の修正のために利用される多くの異なる所望の実行および作動パラメータを提供できる。
【００２０】
図３を参照すると、デジタルモデルから特定の加工機械へのデータの流れの一つの可能な実施態様を示すブロック線図が５８で示される。プローブモジュール１６は、デジタルモデル内に表される情報を抽出するように、５２に示すように、コンピュータ援用製造プログラム１４と接続して機能（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）し、または、その一部となっている。プローブモジュール１６は、グラフィカル・ユーザー・インターフェース１２からのユーザー入力を探測命令に変換し、この探測命令は、５４に概略示すように、加工機械により理解されかつ実行可能な一般的な数値制御プログラム内へ統合される。生成される探測作動のいくつかは、最良の工業上の実践および技術を表す。他の命令は、特殊な関数、計算、およびデータ取得を実行するように、ポストプロセッサ内で変換される。
【００２１】
一般的な数値制御プログラム５４内で生成される探測命令は、５６に示すように、ポストプロセッサを通じて入力される。ポストプロセッサ１８は、特定の加工機械への適合のための特定の特徴部を含む。各加工機械２２Ａ、２２Ｂ、および２２Ｃは一般に、互いに特有であり、従って、特有の後処理探測コード２０Ａ、２０Ｂ、および２０Ｃが、各加工機械２２Ａ、２２Ｂ、および２２Ｃに対して、ポストプロセッサステップ５６に含まれる。ポストプロセッサステップ５６において、特定の機械座標およびベクトルが決定される。ポストプロセッサ１８は、プローブモジュール１６内へと結ばれておりかつ加工機械２２Ａ、２２Ｂ、および２２Ｃに特有なプローブコード２０Ａ、２０Ｂ、および２０Ｃを含む。ポストプロセッサ１８は、プローブコード２０Ａ、２０Ｂ、および２０Ｃを含むように修正され、これらのプローブコードは、一般的な命令を、認識し、解釈し、対応する各加工機械２２Ａ、２２Ｂ、および２２Ｃ上のプローブの作動のための特定の命令に変換する。
【００２２】
一旦、一般的な数値プログラム３９が、ポストプロセッサ１８を通して実行されると、それは、５８に示すように、特定の加工機械２２Ａ、２２Ｂ、および２２Ｃ内へとダウンロードされる。各加工機械２２Ａ、２２Ｂ、および２２Ｃは、機械加工命令と共に探測命令を含む命令を実行する。探測命令は、各加工機械２２Ａ、２２Ｂ、および２２Ｃ内の常駐探測サブルーチンの起動（ｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇ）を含むことができる。
【００２３】
本発明の方法およびシステムは、デジタルモデルから導き出される加工機械のための実行可能な探測命令の自動生成に備える。探測モジュールは、機械加工命令を生成するコンピュータ製造プログラムへの増設（ａｄｄ−ｏｎ）モジュールとして、またはそのコンピュータ製造プログラムと統合して、実行される。探測モジュールは、部品の製作中の探測および機械加工作動の織り込みに備える機械加工作動と共にプログラムされる探測作動に備える。
【００２４】
本発明の好ましい実施態様を開示したとはいえ、当業者ならば、特定の変更が本発明の範囲内に含まれることを理解するであろう。この理由で、本発明の真の範囲および内容を決定するのに、添付の特許請求の範囲を調べる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるコンピュータ数値制御プログラムの生成のためのシステムの一実施態様の概略図である。
【図２】特定の加工機械のための命令を生成するためのステップを例示するブロック線図である。
【図３】本発明のプロセス流れの一実施態様を例示するブロック線図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０…システム
１１…マイクロプロセッサ
１２…グラフィカル・ユーザー・インターフェース
１３…ユーザー入力装置
１４…コンピュータ援用製造プログラム
１５…メモリー装置
１６…プローブモジュール
１７…コンピュータ読み取り可能記憶媒体
１８…ポストプロセッサ
１９…コンピュータシステム
２０…プローブコード
２２…加工機械
２４…探測サブルーチン
２６…プローブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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