(57)【要約】【課題】本発明はＩＳＯ１４６４９データモデルに基づいてＳＦＰ（ｓｈｏｐ−ｆｌｏｏｒｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）システムのＳＴＥＰ−ＮＣ（ＳＴＥＰ−ＣｏｍｐｌｉａｎｔＤａｔａＩｎｔｅｒｆａｃｅｆｏｒＮｕｍｅｒｃａｌＣｏｎｔｒｏｌｓ）制御器に用いるためのパートプログラムを自動的に生成する方法を提供する。【解決手段】まず、ＳＴＥＰ物理ファイルまたはＩＳＯ１４６４９パートプログラムを解釈することにより、形状カーネルデータが生成される。次に、前記形状カーネルデータから加工形状特徴が認識され、ＩＳＯ１４６４９による工程計画が樹立される。その後、工程計画が編集され、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムが生成される。ＩＳＯ１４６４９パートプログラム内に指定された加工形状特徴情報に基づいて工具経路が生成され、生成された工具経路は、ＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｂａｓｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌ）内で検証される。本発明はＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭシステムの機能を含むことにより、ＣＮＣ制御器上で容易にＳＴＥＰ−ＮＣ用のパートプログラムを自動的に生成することができるという利点がある。
2005513665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＳＯ１４６４９に基づいたＳＦＰ（ｓｈｏｐ−ｆｌｏｏｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）システムにおけるＳＴＥＰ−ＮＣ（ＳＴＥＰ−Ｃｏｍｐｌｉａｎｔ Ｄａｔａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ）用のパートプログラム自動生成方法であって、
（ａ）ＳＴＥＰ物理ファイル、またはＩＳＯ１４６４９パートプログラムを解釈することにより、幾何形状モデリングカーネルデータを生成する段階と、
（ｂ）前記幾何形状モデリングカーネルデータから加工特徴形状を認識する段階と、
（ｃ）前記加工特徴形状に基づいてＩＳＯ１４６４９による工程計画を樹立する段階と、
（ｄ）前記工程計画を編集する段階と、
（ｅ）前記編集された工程計画からＩＳＯ１４６４９パートプログラムを生成する段階と、
（ｆ）前記ＩＳＯ１４６４９パートプログラムに定義された加工特徴形状情報に基づいて工具経路を生成する段階と、
（ｇ）前記生成された工具経路をＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｂａｓｅｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ）内で検証する段階とを含むＳＴＥＰ−ＮＣ用のパートプログラム自動生成方法。
【請求項２】
前記（ｃ）段階は、
（ｃ１）前記加工特徴形状のそれぞれに対してＩＳＯ１４６４９によって定義された加工オペレーションを設定する段階と、
（ｃ２）前記設定された加工オペレーションに対して、切削工具情報、基本加工パターンを示す加工戦略、工具の接近及び退避方法、切削深さ、ＲＰＭ及びｆｅｅｄ ｒａｔｅなどの切削条件、工具経路間の連結方法、切削油の使用要否に関する情報を含む工程データを設定する段階と、
（ｃ３）前記加工特徴形状及びこれに対応する加工オペレーションに基づいてワーキングステップを生成する段階と、
（ｃ４）前記ワーキングステップをセットアップすることによってグループに分ける段階と、
（ｃ５）前記ワーキングステップの順序を定める段階とを含む請求項１に記載のＳＴＥＰ−ＮＣ用のパートプログラム自動生成方法。
【請求項３】
前記（ｄ）段階は、
（ｄ１）コードビューアーを用いることにより、前記加工特徴形状を視覚化して確認する段階と、
（ｄ２）前記ワーキングステップの実行順序を２Ｄ画面上にＰＳＧ（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｇｒａｐｈ）の形態で表示する段階と、
（ｄ３）ポインティングデバイスを用いて前記ＰＳＧのノード及びアークを移動及び編集することにより、非線形工程計画を樹立する段階と、
（ｄ４）前記非線形工程計画をＩＳＯ１４６４９によって構成する段階とを含む請求項１に記載のＳＴＥＰ−ＮＣ用のパートプログラム自動生成方法。
【請求項４】
前記（ｅ）段階は、
（ｅ１）ＣＮＣと一体にしたＳＦＰ（ｂｕｉｌｔ−ｉｎ ＳＦＰ）システムに用いられる、または、ＣＮＣから分離されたＳＦＰ（ｅｘｔｅｒｎａｌ ＳＦＰ）システムに用いられるためのＩＳＯ１４６４９パートプログラムを生成する段階と、
（ｅ２）ＩＳＯ６９８３に基づいたＣＮＣのためのＧコードパートプログラムを生成する段階と、
（ｅ３）前記ＣＮＣと一体にしたＳＦＰシステムにおいて、別途の変換過程を経ず、前記ＣＮＣの軸を駆動する直接指令として用いられるＣＮＣ内部データを生成する段階と、
（ｅ４）前記ＣＮＣ上において、ワイヤシミュレーション及びソリッドシミュレーションを用いることにより、前記ＣＮＣ内部データを検証する段階とを含む請求項１に記載のＳＴＥＰ−ＮＣ用のパートプログラム自動生成方法。
【請求項５】
前記（ｄ１）段階は、
前記加工特徴形状から３Ｄ可視化データを構成する段階と、
グラフィックライブラリを用いることにより、３Ｄ画面に前記３Ｄ可視化データを表示する段階と、
ポインティングデバイスを用いて前記３Ｄ画面上で前記加工特徴形状を選択することにより、特長形状パラメータを確認及び編集する段階と、
前記特徴形状パラメータの選択、確認及び編集による結果を前記パートプログラム及び前記３Ｄ画面に反映させる段階とを含む請求項３に記載のＳＴＥＰ−ＮＣ用のパートプログラム自動生成方法。
【請求項６】
前記（ｅ１）段階において、
前記ＣＮＣと一体にしたＳＦＰシステムは加工特徴形状データベース、加工知識データベース、機械資源データベース及び加工工程データベースを前記ＣＮＣと共有すると共に、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムを生成してＣＮＣに伝達するか、またはＩＳＯ１４６４９パートプログラムを生成せずに前記ＰＳＧを直接ＣＮＣに伝達し、
前記ＣＮＣから分離されたＳＦＰシステムは、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムを生成してＣＮＣに伝達する請求項４に記載のＳＴＥＰ−ＮＣ用のパートプログラム自動生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＳＯ１４６４９データモデルを用いるＳＴＥＰ−ＮＣ用ＳＦＰ（ｓｈｏｐ−ｆｌｏｏｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）システム及びＳＴＥＰ−ＮＣ用パートプログラムを生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＦＰシステムとは、オフライン状態でＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｂａｓｅｄ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ）装置と独立的に引用されるＣＡＤ／ＣＡＭシステムの機能を仕事現場で行なうようにすることで、ＣＮＣ装置上で容易にパートプログラムを作成し検証することができる一体の機能を含むシステムを意味する。従来は、ＩＳＯ６９８３によるＧコードを用いてパートプログラムを生成するＳＦＰシステムが幾つかのＣＮＣ製造会社によって開発されたが、これらのＳＦＰシステムはその会社の数値制御装置にのみ使用できる対話型ＳＦＰシステムの形として実現されている。例えば、このようなＳＦＰシステムでは、Ｓｉｅｍｅｎｓ社のＢｌｕｅ−ｐｒｉｎｔ／ｓｕｐｐｏｒｔプログラミング及びＷＯＰシステム、ＦＡＮＵＣ社のＳｕｐｅｒ−ＣＡＰシステム、ＭＡＺＡＫ社の対話型プログラミングシステム、ＹＡＳＮＡＣ社のＣｏｍｐａｃｔプログラミングシステムなどがある。
【０００３】
前述したＩＳＯ６９８３は、加工工程においてＮＣ装置のデータインターフェースの標準として現在広く用いられているが、この標準は、軸の動き指令（Ｇ−ｃｏｄｅ）やスイチング指令（Ｍ−ｃｏｄｅ）のみを定義している下級の国際規格と言える。このような下級の指令を用いる場合は、後処理機がとても広大なパートプログラムを生成させる必要があり、生成されたパートプログラムは、維持管理及び解読がとても難しい。なお、このような規格は、線型及び円弧運動のみを支援しており、更に複雑な形態の幾何学形状、例えば、スプラインなどについては、使用できない問題点がある。幾つかのＣＮＣ製造会社では、それらのみの上級の指令をＩＳＯ６９８３標準に追加することにより、このような問題を解決している。しかし、各業者等は自分自身の規格を有することにより、パートプログラムの互換性が低減する問題点がある。更に、ＩＳＯ６９８３によるＧコードを用いるＳＦＰシステムは、Ｇコード及びＭコードを用いて受動的に動作するため、パートプログラムに加工形状特徴、加工手続、加工方法、切削工具、加工技術、形状情報のような種々の生産情報が含まれないこともある。
【０００４】
ＩＳＯ１４６４９標準は、上述したＩＳＯ６９８３の問題点を解決するための対案として提示されており、従来のＧコードを用いるパートプログラムと異なる新しい形態のパートプログラムに種々の生産情報を表現する方法を定義している。ＣＡＤ／ＣＡＭシステムとＣＮＣ等の間の相互情報交換のためのインターフェースを定義するために制定されているＩＳＯ１４６４９は、ＳＴＥＰ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｘｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｍｏｄｅｌ）の定義をそのまま受容するか、または、ＳＴＥＰの定義をＣＮＣに適するように具体化した形態である。これにより、ＩＳＯ１４６４９によるシステムは、ＳＴＥＰの利点である、未来のデータ及び他のシステムとの互換性を持ち、更に現在ＳＴＥＰを交換情報モデルとして使用するＣＡＤ／ＣＡＭシステムで生成された情報を利用することができる。更に、システム内のパートプログラムの修正が容易になり、パートプログラムは、構造的、且つ、階層的なインターフェース文法を有することになる。
【０００５】
一方、ＩＳＯ６９８３による従来のＧコードを用いて作成されるパートプログラムは、形状加工技師が直接作成するか、または、オフラインのＣＡＭシステムで生成された後、機械運転者が修正する。或いは、ＣＮＣ制御器内に含まれる対話型プログラミングシステムによって生成される。従って、複雑な形状を加工するためのものではなく、比較的に単純な形状を加工するためのパートプログラムは、熟練した機械運転者によって受動的に作成及び修正される。
【０００６】
しかし、ＩＳＯ１４６４９によるＳＴＥＰ−ＮＣに用いられるためのパートプログラムは、そのプログラム内に特徴形状、加工手続、加工方法、切削工具、加工技術、形状情報のような種々の生産情報を表現する必要があるだけでなく、これらの生産情報を定義するパラメータを定められた文法によって正確に記述する必要がある。すなわち、Ｇコードによって生成されたパートプログラムの場合とは異なって、熟練した機械運転者であっても、複雑な形状加工のためのものだけでなく、単純な形状加工のためのパートプログラムさえ直接作成することが難しくなる問題点がある。
【０００７】
従って、上記した問題点を解決するために、ＳＴＥＰ−ＮＣに用いるためのパートプログラムを自動的に生成する技術的な方法が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＳＴＥＰにより生成されたＣＡＤデータを用いてＳＴＥＰ−ＮＣに用いるためのパートプログラム及びＣＮＣの内部データを自動的に生成する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るＩＳＯ１４６４９に基づいたＳＦＰシステムにおけるＳＴＥＰ−ＮＣ用のパートプログラム自動生成方法は、ＳＴＥＰ物理ファイル、またはＩＳＯ１４６４９パートプログラムを解釈することにより、幾何形状モデリングカーネルデータを生成する段階と、前記幾何形状モデリングカーネルデータから加工特徴形状を認識する段階と、前記加工特徴形状に基づいてＩＳＯ１４６４９による工程計画を樹立する段階と、前記工程計画を編集する段階と、前記編集された工程計画からＩＳＯ１４６４９パートプログラムを生成する段階と、前記ＩＳＯ１４６４９パートプログラムに定義された加工特徴形状情報に基づいて工具経路を生成する段階と、前記生成された工具経路をＣＮＣ内で検証する段階とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるＳＴＥＰ−ＮＣ用のＳＦＰシステム及びＳＴＥＰ−ＮＣ用のパートプログラム自動生成方法によれば、ＣＮＣ制御器内で生成された形状情報を用いることにより、最終的に加工する特徴形状を自動的に認識し、各々の特長形状の加工方法、加工手続、加工技術及び切削工具を設定することにより、ＳＴＥＰ−ＮＣ用のパートプログラムを自動的に生成することができる利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明によるＳＴＥＰ−ＮＣ用ＳＦＰシステムの入出力及び制御メカニズムを示す。ＳＦＰシステムは、加工される最終形状を定義するＳＴＥＰ物理ファイルを入力にし、ＩＳＯ１４６４９のＰａｒｔ１０、１１、１１１とＩＳＯ１０３０３のＰａｒｔ２１、４２、２０３、２２、２３を参照して、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムを生成する。本発明によるパートプログラム生成過程は、生産技師、ＩＳＯ１４６４９による工具経路生成器及び工程計画ソフトウェアプログラムによって制御される。図１に示されるように、パートプログラム生成過程の基本的な出力は、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムであるが、従来の技術との互換性のために、ＩＳＯ６９８３Ｇコードパートプログラムが出力され得る。更に、本発明によるＳＦＰシステムがＣＮＣに内蔵される場合、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムの解釈過程を省略し、且つ、ＳＦＰシステムとＣＮＣを一体化させるために、ＣＮＣモータを駆動するＣＮＣ内部データが出力され得る。
【００１２】
図２ａおよびｂは、図１に示されたＳＦＰシステムを詳細化したブロック図である。まず、インタプリタＡ１に最終的なパートプログラムを含むＳＴＥＰ物理ファイルまたはＩＳＯ１４６４９パートプログラムが入力される。
図６は、図２に示されたインタプリタＡ１のようなＩＳＯ１４６４９パートプログラムインタプリタの構造の例を示す。ＩＳＯ１４６４９パートプログラムインタプリタは、次のように動作する。まず、ＩＳＯ１４６４９スキーマ６０１に個々に対応するＣ＋＋クラスファイル等６０２が設計及び作成される。スキーマ６０１は、ＳＴＥＰパート２１物理ファイル形式６０３によるデータファイルの構造を示し、クラスファイル６０２はクラスインスタンスの構造を示す。すなわち、ＳＴＥＰ２１物理ファイル形式６０３によるデータが当該クラスのインスタンス６０４に変換される。更に詳細に説明すると、ＩＳＯ１４６４９インタプリタは、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムを読み込んでコンパイルし、スキーマ６０１によって定義されたデータ構造に該当するクラスのインスタンス６０４を生成し、データ構造の特性因子等を参照することによりインスタンス６０４の各メンバーの値を決定する。ＩＳＯ１０３０３物理ファイルに対するデータ解釈過程は、ＩＳＯ１４６４９スキーマの代わりにＩＳＯ１０３０３スキーマを使用することを除いて、上記の手続と同じ方法で行なわれる。
【００１３】
図３は、図２ａに示されるインタプリタＡ１を詳細化したブロック図である。
ＳＴＥＰインタプリタＡ１１は、図２ａ及び図６を参照して説明された上記のパートプログラム生成過程の一部を行なう。ＳＴＥＰインタプリタＡ１１は、ＩＳＯ１４６４９が入力される場合、ワーキングステップ情報を出力し、ＳＴＥＰ物理ファイルが入力される場合、加工特徴形状情報または形状の幾何情報及び位相情報を出力する。ＳＴＥＰインタプリタＡ１１の出力が加工特徴形状情報であるときは、入力されたＳＴＥＰ物理ファイルがＡＰ２２４データである場合であり、その出力が形状の幾何情報及び位相情報であるときは、入力されたＳＴＥＰ物理ファイルがＡＰ２０３またはＡＰ２１４データである場合である。ＳＴＥＰインタプリタＡ１１の出力が加工特徴形状である場合、次の段階は、図２ａに示される工程計画生成器Ａ３で行なわれ、その出力がワーキングステップ情報である場合、次の段階は、図２ａに示されるワーキングステップ情報編集器Ａ４で行なわれる。
【００１４】
ＳＴＥＰインタプリタＡ１１が既に生成されたＩＳＯ１４６４９パートプログラムを読み込んで、そのパートプログラムに特定情報を追加、削除、修正するなどの編集を行なうと、ＳＴＥＰインタプリタＡ１１はワーキングステップ情報を出力する。その出力が加工特徴形状である場合は、ＳＴＥＰインタプリタＡ１１に入力されたＳＴＥＰ物理ファイルが特徴形状基盤のＣＡＤシステムにおける最終加工形状であるＡＰ２２４データから構成される場合である。このとき、ＡＰ２２４の特徴形状は設計特徴形状であるから、これを加工特徴形状に変換する作業が必要となる。ＳＴＥＰインタプリタＡ１１の出力が形状の幾何情報及び位相情報である場合は、これらの情報から加工特徴形状情報を取出すために、予め形状を構成する段階が図３に示されるＳＴＥＰ形状モデリングカーネルデータ変換器Ａ１２で行なわれる。
【００１５】
ＳＴＥＰ形状モデリングカーネルデータ変換器Ａ１２は、ＳＴＥＰ標準によって定義された幾何情報及び位相情報を形状モデリングカーネルデータに変換する機能を行なう。形状モデリングカーネルデータは、ＳＦＰシステムで最終加工形状に対するデータをいう。形状モデリングカーネルデータは、メモリに格納され、後に可視化されて加工特徴形状を自動的に認識するのに用いられる。ＳＴＥＰ形状モデリングカーネルデータ変換器Ａ１２から出力された形状モデリングカーネルデータが生成されると、このデータは、図２ａに示される加工特徴形状認識モジュールＡ２に入力される。図４は、前記加工特徴形状認識モジュールＡ２の構造を詳細に示すブロック図で、形状モデリングカーネルデータを可視化し、これから加工特徴形状を認識し、認識された加工特徴形状の有効性を検査する手段を含む。加工特徴形状認識モジュールＡ２は、形状モデリングカーネルデータのパターンに基づいた方法またはヒントに基づいた方法を適用することによりＩＳＯ１４６４９によって定義された加工特徴形状を認識する。
【００１６】
図９は、加工特徴形状認識モジュールＡ２がパターンに基づいた認識方法を用いる場合、生成される３つの形態のｓｌｏｔの幾何情報及び位相情報を示すグラフである。図１０ａは、加工特徴形状認識モジュールＡ２がヒントに基づいた方法を用いる場合、生成される加工特徴形状であるｐｏｃｋｅｔの幾何情報及び位相情報を示すグラフであり、図１０ｂは、図１０ａに示されるグラフを生成するのに用いられるヒントに基づいた方法のアルゴリズムを示す。
【００１７】
加工特徴形状認識モジュールＡ２は、加工特徴形状を認識した後、認識された加工特徴形状を定義するパラメータ等を自動的に取出す。このパラメータ等は、加工特徴形状を定義する十分な情報を含み、後に加工工具経路を生成するのに用いられる。自動的に取出された加工特徴形状のパラメータ等は、基本的にＩＳＯ１４６４９によって定義されるものである。しかし、加工特徴形状認識モジュールＡ２は、そのようなパラメータ以外に、例えば、加工特徴形状の隣接関係を示すパラメータのように、ＩＳＯ１４６４９によって定義されない追加パラメータ等を取出し、この追加パラメータ等は、後に工具経路の生成に用いられることもある。一方、最近の形状認識技術では、特徴形状間の干渉がある場合のような複雑な形状は自動的に認識されない。この場合は、その形状を可視化した後、使用者が受動で加工特徴形状を指定するか、または、対話式で加工特徴形状を認識する必要がある。特に、加工特徴形状間に干渉がある場合は、加工特徴形状の解釈により最初要望のものとは異なる形状が認識されることがある。このような情報が工程計画を樹立する段階で用いられる場合は、非線形工程計画が生成されることもある。
【００１８】
図１１ａは、加工特徴形状間に干渉がある場合の最終加工形状を示し、図１１ｂはこの場合の加工特徴形状の解釈結果と各結果に該当する加工オペレーションを示し、図１１ｃはワーキングステップの非線形的な実行順序を示す例示図である。
図２ａに示しように、加工特徴形状認識モジュールＡ２によって認識された加工特徴形状は、工程計画生成器Ａ３に入力される。工程計画の樹立過程は、次のように行なわれる。まず、各々の加工特徴形状に加工オペレーションが割当てられ、各々の加工オペレーションの工程データが設定される。その後、加工特徴形状と加工オペレーションに基づいてワーキングステップが設定され、そのような設定結果により、ワーキングステップがいくつかのグループに分類された後、ワーキングステップ等の実行順序が決定される。
【００１９】
上述した工程計画樹立過程の各順序を詳細に説明すると、次の通りである。まず、それぞれの加工特徴形状に荒削り、セミ仕上げ削りまたは仕上げ削りのうちの１つの加工オペレーションが設定される。次に、それぞれの加工オペレーションに対して、切削工具情報、基本加工パターンを示す加工戦略、工具の接近及び退却方法、切削深さ、ＲＰＭ及びｆｅｅｄ ｒａｔｅなどの切削条件、工具経路間の連結方法、並びに切削油の使用要否などのような工程データが設定される。その後、それぞれの加工特徴形状及び加工オペレーションのセットを用いることにより、ワーキングステップが設定された後、加工可能性、使用工具、ワーキングステップ間の工具経路の連結などの情報を考慮することにより、いくつのセットアップが必要であるかを計算する。前記セットアップは、ワーキングステップをいくつかのグループに分離するに用いられる基準として作用し、また、ワーキングステップ間の実行順序を決定するための重要な基準として作用する。
【００２０】
図１１ｃを参照して説明されたように、加工特徴形状間の干渉が生じる場合に、前記の工程計画樹立過程で生成された工程計画は最初から最後まで順次進行される線形的な形態ではなく、いくつかの可能な実行経路を有する非線形的な形態であり得る。更に、上述した工程計画樹立過程の間に、加工特徴形状に対する加工オペレーションが設定され、且つ、各加工オペレーションに対する工程データが設定される過程で、使用者が全てのデータを一々指定する代わりに、専門家システムが使用され、この専門家システムが推論を通じて適切なデータを提示し、このように提示されたデータを使用するか否かを使用者が決定する方法が用いられることができる。本発明によれば、工程計画生成器Ａ３から出力されるワーキングステップ情報とは、ＰＳＧ（ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｇｒａｐｈ）を用いることにより表現されるワーキングステップ等の実行順序情報を意味する。
【００２１】
一方、図２ａに示されるように、インタプリタＡ１の出力がワーキングステップ情報である場合、このワーキングステップ等は、ワーキングステップ編集器Ａ４に入力される。ワーキングステップ編集器Ａ４では、既に生成されたＩＳＯ１４６４９パートプログラムが生産技師によって検証または修正される。本発明において、前記ワーキングステップは、ＩＳＯ１４６４９によって定義されたエンティティであるワーキングステップのみを意味するのではなく、ワーキングステップを構成する加工特徴形状情報、加工オペレーション、加工オペレーションを定義する工程データ、加工順序などを意味するもので、ワーキングステップを追跡して得られる全情報を意味する。すなわち、本発明のワーキングステップは、ワーキングステップという客体を用いて表現されるパートプログラム全体を示す。生産技師がワーキングステップを用いて作成されたＩＳＯ１４６４９パートプログラムを検証または修正する場合は、パートプログラムに定義された加工特徴形状を視覚的に確認することができるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いることが好ましい。
【００２２】
本発明では、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムの検証または修正を容易にするために、図８に示されるように、パートプログラムに定義された加工特徴形状を３Ｄ形状に再構成し、視覚的に確認する方法が提供される。本発明において、このような機能は、コードビューアーと呼ばれるモジュール（図２ｂのＡ６）によって行なわれる。また、コードビューアーは、生産技師が３Ｄ画面を通して加工特徴形状を選択し特徴形状パラメータを確認した後、そのパラメータを修正すれば、その結果を直ちに３Ｄ画面に表示する機能を行なう。生産技師が加工順序を検証及び修正する場合、その加工順序がテーブルの形態または２Ｄ画面上のグラフ（すなわち、ＰＳＧ）の形態に見せられる。加工順序がＰＳＧの形態に表現される場合、生産技師は、グラフの各ノードをドラグアンドドロップ（ｄｒａｇ−ａｎｄ−ｄｒｏｐ）方式で移動し、且つ、アークの連結を変更する方式で加工順序を変更することができる。
【００２３】
図２ａに示されるＩＳＯ１４６４９パートプログラム生成器Ａ５は、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムを生成する機能を行なう。パートプログラムのデータ部分は、インスタンシングされた全エンティティのメモリアドレスと、客体とインデックスとの間のエンティティ−インデックスマップを順次含む。前記マップは、加工特徴形状、加工オペレーション、加工戦略及び切削工具などにそれぞれ対応して存在する。このようなマップ等が連続してファイルに格納される場合、パートプログラムのデータ部分が完成される。パートプログラムのヘッダ部分は、使用者が入力した付加情報に基づいて別途生成される。図１２は、加工オペレーションのエンティティ−インデックスマップの構造の例を示す。上述のように、パートプログラムのデータ部分とヘッダ部分が生成されることにより、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムが完成される。
【００２４】
図２ａに示すように、本発明によるＳＦＰシステムの更に他の出力は、Ｇコードパートプログラムになり得る。従って、本発明によるＳＦＰシステムは、ＩＳＯ１４６４９に基づいたＣＮＣ（ＳＴＥＰ−ｃｏｍｐｌｉａｎｔ ＣＮＣ）だけでなく、旧型のＣＮＣにも取付けられる。Ｇコードパートプログラムを生成するために、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムから工具経路が生成される必要がある。図２ａに示されるＧコード変換器Ａ７は、このような工具経路生成の機能を行なう。Ｇコード変換器Ａ７は、本発明によるＳＦＰシステムと一体化された形態に実現されるか、または別個のサブモジュールとして実現されることができる。Ｇコード変換器Ａ７がＳＦＰシステムと一体化された形態に実現される場合、Ｇコード変換器Ａ７はＩＳＯ１４６４９パートプログラム生成器によって生成されたパートプログラムデータファイルを使わずに、メモリ上のデータを直ちに用いて工具経路を生成する。Ｇコード変換器Ａ７がＳＦＰシステムとは別個のサブモジュールの形態に実現される場合は、Ｇコード変換器Ａ７はＩＳＯ１４６４９パートプログラム生成器Ａ５によって生成されたパートプログラムデータファイルを用いて工具経路を生成し、このために、前記ＩＳＯ１４６４９パートプログラムインタプリタＡ１を用いる。Ｇコード変換器Ａ７は、ＩＳＯ１４６４９パートプログラムに指定された指令に応じて当該工具経路を生成するが、パートプログラムに加工特徴形状間の工具経路連結方法などが明示的に指定されていない場合は、加工特徴形状情報を参照して安全な連結経路を自動的に生成する。
【００２５】
本発明によるＳＦＰシステムがＣＮＣと一体化されて実現される場合は、Ｇコード変換器Ａ７は、旧型のＣＮＣのためのＧコードパートプログラム以外に、ＣＮＣ内においてのみ使用されるフォーマットを有するＣＮＣ内部データを出力として有することになる。このＣＮＣ内部データは、スイチング指令を含む工具経路情報を有する。このＣＮＣ内部データは、後に別途の変換過程を経ず、ＣＮＣの軸を直接駆動する指令として使用できるように、図２ｂに示される検証器Ａ８によって検証される。検証器Ａ８によって行なわれる検証過程には、３Ｄ視覚化を通して工具経路の軌跡を追跡及び確認するワイヤシミュレーション方法、または、素材や工具経路の軌跡ボリュームにブール作業（差集合演算）を行なうことにより検証するソリッドシミュレーション方法が用いられる。特に、ソリッドシミュレーション方法は、設計形状と加工形状を比較することにより、オーバーカットであるか、またはアンダーカットであるかを明確に計算することができる。設計形状と加工形状の比較において、ｄｅｘｅｌ、Ｚ−ｍａｐのような離散モデル間の比較方法が用いられる。Ｂ−Ｒｅｐモデル間の比較は、難しい計算を要求し、且つ、多くの時間を必要とするので、ＣＮＣ内で実現することが困難である。
【００２６】
図５は、ＣＮＣと一体にして実現されたＳＦＰ（Ｂｕｉｌｔ−ｉｎ ＳＦＰ）システムとＣＮＣから分離して実現されたＳＦＰ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ ＳＦＰ）システムの使用上の差異点の一例を示す。Ｂｕｉｌｔ−ｉｎ ＳＦＰの場合、ＳＦＰは加工特徴形状データベース、加工知識データベース、機械資源データベース及び加工工程データベースをＣＮＣと共有し、ＩＳＯ１４６９４９パートプログラムを生成する代わりに、ＰＳＧを直接ＣＮＣに伝達することができる。
【００２７】
本発明の実施形態及び応用例は、以上説明した通りであるが、当業者にとって、上記したものよりさらに多くの変更が、請求の範囲に定義されたような本発明の概念および精神を逸脱することなく可能なことは明白である。従って、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明によるＳＴＥＰ−ＮＣ用ＳＦＰシステムの入出力及び制御メカニズムを説明するブロック図。
【図２ａ】図１に示されるＳＦＰシステムの構造を示すブロック図。
【図２ｂ】図１に示されるＳＦＰシステムの構造を示すブロック図。
【００２９】
【図３】図２ａのＡ１を詳細化し、ＳＴＥＰ−ＮＣインタプリタ及びＳＴＥＰインタプリタを説明するブロック図。
【図４】図２ａのＡ２を詳細化し、加工形状の特徴を認識する手続を説明するブロック図。
【図５】ＣＮＣと一体にしたＳＦＰ（ｂｕｉｌｔ−ｉｎ ＳＦＰ）システムと、ＣＮＣから分離されたＳＦＰ（ｅｘｔｅｒｎａｌ ＳＦＰ）システムとを比較する図。
【００３０】
【図６】ＩＳＯ１４６４９パートプログラムインタプリタの構造を示すブロック図。
【図７】ＳＴＥＰ−ＮＣ用のＳＦＰシステムの主要構成要素を示す図。
【図８】ＳＴＥＰ−ＮＣ用のコードビューアーにおいて行なわれる処理過程を示す図。
【００３１】
【図９】パターンに基づいた方式を用いてＩＳＯ１４６４９による加工形状の特徴を認識する過程を説明する図。
【図１０ａ】ヒントに基づいた方式を用いてＩＳＯ１４６４９による加工形状の特徴を認識する過程を説明する図。
【図１０ｂ】ヒントに基づいた方式を用いてＩＳＯ１４６４９による加工形状の特徴を認識する過程を説明するフローチャート。
【００３２】
【図１１ａ】加工形状の特徴等の間に干渉が生じる場合の非線形工程計画を説明する図。
【図１１ｂ】加工形状の特徴等の間に干渉が生じる場合の非線形工程計画を説明するテーブル。
【図１１ｃ】加工形状の特徴等の間に干渉が生じる場合の非線形工程計画を説明する図。
【００３３】
【図１２】メモリに格納されているＩＳＯ１４６４９によるインスタンスから物理ファイルを生成する過程を説明する図。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ１…インタプリタ  Ａ２…加工特徴形状認識  Ａ３…工程計画生成  Ａ４…ワーキングステップ編集  Ａ５…ＩＳＯ１４６４９パートプログラム生成  Ａ６…Ｇコード変換器
【図１】
2005513665.tif 000003
【図２ａ】
2005513665.tif 000004
【図２ｂ】
2005513665.tif 000005
【図３】
2005513665.tif 000006
【図４】
2005513665.tif 000007
【図５】
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【図６】
2005513665.tif 000009
【図７】
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【図８】
2005513665.tif 000011
【図９】
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【図１０ａ】
2005513665.tif 000013
【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２】
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【国際調査報告】
2005513665.tif 000019
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