(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加工工程を実行する各プログラムからなる工作機械の加工プログラムを、グラフ状に表示する加工プログラムのグラフ表示方法において、
前記工作機械が複数の制御系統を備え、該各制御系統に前記加工工程を実行する各プログラムを割り当てて前記加工プログラムを構成し、
該各プログラム１行毎の工作機械の動作時間を算出し、前記各動作時間に基づき、各系統の全体のプログラムの先頭から各行までの経過時間を系統毎に加工プログラムのサイクルタイムを算出し、最大の経過時間を加工プログラムのサイクルタイムとし、
該サイクルタイムに基づき前記加工プログラム全体が、グラフの表示エリアの全体に亘って表示されるように、グラフの目盛の間隔を算出し、
前記各動作時間に基づき各加工工程の開始時間と加工時間とを算出し、前記目盛の間隔に基づく各加工工程の加工時間に応じた長さを有する四角のブロックを、加工開始時間位置に配置して表示していて、
所定の加工に対応して予め定められた複数の加工パターンの表を表示し、該加工パターンから所定の加工パターンを選択し、前記加工プログラムのグラフ      状の表示から所定の加工工程を選択することによって、選択された加工工程の選択された加工パターンへの変更の可否を自動的にチェックし、変更が不可能な場合、エラーメッセージを表示し、変更が可能な場合、加工パターンが変更された加工工程に基づく加工プログラムのグラフ表示行う加工プログラムのグラフ表示方法。
【請求項２】
請求項１に記載の加工プログラムのグラフ表示方法を実施するための加工プログラムのグラフ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＣ（数値制御）工作機械で実行される工程毎に作成したプログラムを結合して作成した加工プログラムをグラフ表示する方法及びそのための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＮＣ工作機械の分野では、複雑かつ多彩な形状の工作物を自動加工できるようにするために、バイト、ドリル、フライス等の多種類の工具を刃物台に交換可能に装備して、旋削加工、穴あけ加工、フライス加工等の多様な加工工程を実施可能とする複合機械化が進められている。このような複合機械化されたＮＣ工作機械において、１つの加工対象素材に対し種々の加工工程を同時に又は所望順序で実施しようとする場合には、そのための一連の加工プログラムを作成してＮＣ装置に登録する作業が、高度なプログラム作成技術を要するのでオペレータにとってかなりの負担となる傾向がある。
【０００３】
他方、ＮＣ工作機械の分野では、加工プログラムの作成に際してオペレータに要求される労力を軽減するために、ＮＣ装置に関連して装備される様々な構成の自動プログラミング装置が提案されている。この種の自動プログラミング装置は通常、ＣＰＵ、メモリ、キーボード、ディスプレイ等を備え、加工工程を実施するために必要なデータを、ディスプレイに順繰りに表示される種々の選択項目や要求事項に対するオペレータからの対話式指示及び入力データ、並びに必要に応じてＣＡＤのような図形入力装置を介して図面形式で入力された工作物の幾何学的データから獲得し、それにより所要の加工プログラムを自動的に生成するようになっている。このような自動プログラミング装置によれば、オペレータが加工プログラムを逐語的に入力する作業が排除されるので、プログラム作成技術に劣るオペレータであっても、複雑な加工プログラムを比較的短時間で作成することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、このようにして作成した加工プログラムはグラフ化されておらず、非常に分かりづらいものであった。特に各工程の加工時間を知ることが難しく、加工時間の短縮の障害となっていた。また加工順番を並べ替えて、加工の効率化を計ろうとしても、その並び替えが可能かどうか、その並び替えが、全体の加工プログラムにどのように影響を及ぼすのか、その判断が難しかった。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、その目的は、各加工工程の加工時間が一目でわかるように加工プログラムをグラフ表示することである。
本発明の別の目的は、個々のユーザが有しているノウハウを生かし、ユーザの利用しやすいように、加工プログラムのグラフ表示から直接変更したい工程を選択して、加工順番を並び替えることができるようにすることである。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の加工プログラムのグラフ表示方法又はそのための装置を提供する。
請求項１に記載の加工プログラムのグラフ表示方法は、工作機械が複数の制御系統を備え、各制御系統に加工工程を実行する各プログラムを割り当てて加工プログラムを構成し、各プログラム１行毎の工作機械の動作時間を算出し、各動作時間に基づき、各系統の全体のプログラムの先頭から各行までの経過時間を系統毎に加工プログラムのサイクルタイムを算出し、最大の経過時間を加工プログラムのサイクルタイムとし、該サイクルタイムに基づき加工プログラム全体が、グラフの表示エリアの全体に亘って表示されるように、グラフの目盛の間隔を算出し、各動作時間に基づき各加工工程の開始時間と加工時間とを算出し、目盛の間隔に基づく各加工工程の加工時間に応じた長さを有する四角のブロックを、加工開始時間位置に配置して表示していて、所定の加工に対応して予め定められた複数の加工パターンの表を表示し、このパターンの表から所定の加工パターンを選択し、加工プログラムのグラフ状の表示から所定の加工工程を選択することによって、選択された加工工程の選択された加工パターンへの変更を自動的にチェックし、変更が不可能な場合、エラーメッセージを表示し、変更が可能な場合、加工パターンが変更された加工工程に基づく加工プログラムのグラフ表示を行うようにしたものである。
【０００７】
これにより、本発明では、各工程が加工時間の長さに合わせた四角ブロックで表示され、各工程の加工時間が一目で分かる。また、各系統のプログラムの待ち合わせ位置が一目で分かる。さらに、加工プログラムの設定条件（サイクルタイム優先、加工精度優先、ツール配置優先など）の変更に応じて、加工順番をグラフ表示上で並べ替えることができる。また、ユーザの好みに応じて、その加工工程を修正することも可能である。
【０００８】
請求項２の加工プログラムのグラフ表示装置は、請求項１に記載の加工プログラムのグラフ表示方法を実施するための装置であり、方法の発明を装置発明に変えただけであり、請求項１の方法と同様の作用効果を奏するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて、本発明の実施の形態の加工プログラムのグラフ表示方法及びグラフ表示された加工プログラムの加工順番の並べ替え方法について説明する。
棒状の被加工素材から、図２に示すような複雑な形状の工作物Ｗを加工する場合、多機能型ＮＣ旋盤が使用され、多種類の工程によって加工が行われている。例えば、図２に示す工作物Ｗでは、正面加工で外径切削工程１、外径ネジ切り工程２、Ｄカット工程３、クロス穴センタ工程４、クロス穴工程５、突切りピックオフ工程６が行われ、背面加工で外径切削工程７、端面穴センタ工程８、端面穴工程９及び端面穴タップ工程１０が行われ、各工程を経て工作物Ｗが加工される。このような各工程データは、工程各にプログラムされて、このプログラムに従ってＮＣ旋盤が制御され、加工が行われている。多機能型ＮＣ旋盤においては、２つの被加工素材を使って、一方の素材の正面加工と他方の素材の背面加工とを同時に並行処理することで、加工時間を短縮することができ、このような加工のプログラムを形成することが行われている。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態である工程毎に作成したプログラムを結合して作成した加工プログラムをグラフ表示する方法のフローチャートを示している。グラフ作成が開始されると、ステップＳ１で、工程毎のデータが収められたテーブルＴ１から工程毎のプログラムを引き出し、これを系統、本実施例では３系統に割付けし、加工プログラムを作成する。テーブルＴ１に収められた工程データとしては、加工のプログラム、工程番号、工程名称、ツール情報（種類、番号、名称）、ホルダ情報等である。加工プログラムの作成と共に、各工程の区切りとして、系統、開始ブロック位置、終了ブロック位置がテーブルＴ２に書き込まれる。
【００１１】
次いで、ステップＳ２で１ブロック（プログラムの１行を示す）毎の時間が計算される。この時間が工具の送り速度及び加工距離等より算出される。この計算されたブロック毎の時間は、経過時間テーブルＴ３に書き込まれる。
ステップＳ３では、各系統のプログラムの待合せ位置を調べ、待合せブロック位置テーブルＴ４に、系統、待合せ番号、ブロック位置等を書き込む。
次いで、ステップＳ４で各系統のプログラムの先頭から各ブロックまでの経過時間を計算する。この経過時間の計算では、待合せ位置テーブルＴ４から先に書き込まれた系統、待合せ番号、ブロック位置の各情報を取り入れる。そして、各ブロックの時間を加え、先頭から各ブロックまでの経過時間を計算するとともに、途中に待合せブロックが有った場合は、他の系統の同じ待合せブロックまでの経過時間を調べ、最も経過時間が長いものを待合せの次のブロックの開始時間とし、続きのブロックの経過時間を計算する。計算されたブロック毎の経過時間は、経過時間テーブルＴ３に書き込む。
【００１２】
ステップＳ５では、各系統の最終ブロックの経過時間のうち最も大きな値をこの加工プログラムのサイクルタイムとする。次いでステップＳ６において、各工程の開始時間と加工時間とを計算する。この場合、工程の区切りテーブルＴ２から、系統、開始ブロック位置、終了ブロック位置の各情報を、また経過時間テーブルＴ３から、ブロック毎の時間、ブロック毎の経過時間の各情報を引き出して利用する。計算された各工程の開始時間及び加工時間は、工程時間データテーブルＴ５に書き込まれる。
【００１３】
ステップＳ７では、表示エリア内に全体が表示できるように、サイクルタイムを元にグラフの目盛の間隔を計算する。次いでステップＳ８において、各工程を表すブロックの四角をグラフの開始時間の位置に表示する。この場合、工程時間データテーブルＴ５から工程の開始時間、加工時間の各情報を引き出して使用する。各々のブロックの四角の長さは加工時間を表示している。
以上の各ステップを経てグラフ作成が終了する。
【００１４】
これによって得られたグラフが図３の（ａ）に示されており、これらがディスプレイに画面表示される。本実施例では、加工の各工程が系統＄１、系統＄２、系統＄３の３つの系統にはり付けられる。系統＄１には、正面加工の外径切削工程、外径ネジ切り工程、Ｄカット工程、クロス穴センタ工程、クロス穴工程及び最後に突切りピックオフ工程が、順にはり付けられており、系統＄２には、裏面加工の外径切削工程及び背面回収工程がはり付けられ、系統＄３には、同じく裏面加工の端面穴センタ工程、端面穴工程及び端面穴タップ工程がはり付けられる。これらの３系統＄１、＄２、＄３は、同時にスタートしグラフに表示された時系列で加工が進行する。
【００１５】
図３のグラフの右下に示す工程のくし刃、タレット、背面三本軸は、多機能型ＮＣ旋盤のそれぞれの刃物台での加工を示している。また加工パターンにおけるツインタレット加工は、最も多く使用される標準的な加工パターンで、正面加工側の系統＄１ではくし刃とタレットによる交互加工を行うのに適しており、正面背面加工パターンは、正面背面別々の加工を行うときに使用し、背面加工側では、タレットと背面３本軸による交互加工ができるようになっており、ツーサドル加工パターンは、正面加工側で系統＄１、＄２で粗・仕上げ加工や同時ネジ切り（異ピッチ可）などの同時加工に使用し、背面加工側で系統＄３で背面３本軸による背面加工ができるようになっており、３系統加工パターンでは、外径・正面背面両センター（ドリル）加工といった３工程の加工が同時にできるが、背面３本軸による加工はできないようになっており、ピックオフ加工パターンは、背面主軸による被加工素材のつかみ換えができるようになっている。
またグラフ中の３系統にわたって垂直に引かれている点線は、加工パターン変更時の各系統の待合せ位置を示しており、横軸の目盛は、秒単位で示している。
【００１６】
このように、本発明は、加工プログラムのグラフ表示を可能としており、また各工程の加工時間が、加工時間長さに合わせたブロックでの四角表示とすることで一目でわかる。更に系統間の待合せを考慮し、加工時間を計算しグラフ表示している。
また、グラフの工程を表す四角のブロックをマウスでクリックすることにより、図３の（ｂ）の左下に示されるように、工程情報表示エリアに、その工程の加工時間、工程番号、工程名称、使用しているツールのツール種類、ツール番号、ツール名称、ホルダ情報を表示するようになっている。
【００１７】
図４は、上述した方法によって作成したグラフを、加工プログラムの加工順番を並べ替えることによって修正したグラフを作成する手順を示したフローチャートである。これは、より効率の良い加工順番を検討する場合に使用すると最適である。
まずステップＳ１１において、図５に示されたように工程整列のグラフから変更する加工パターンを選択する。これは、グラフ表示画面の左下に表示された５つの加工パターンから選択する。実際には、選択した加工パターンの四角ブロックをダブルクリックすると四角の枠の色が白に変わる。次にステップＳ１２において、選択された加工パターンに変更可能な工程を調べ、グラフ上に印をつける。実際には、自動的に変更可能な工程の四角ブロックの表示の色が変わる。なお、この場合の工程データの情報は、工程データテーブルＴ１から得られる。次いでステップＳ１３において、グラフから変更する工程を選択する。即ち、グラフ上の変更する工程の四角ブロックをクリックすることで、図５に示されるように、該四角の囲み枠が取り除かれる。
【００１８】
ステップＳ１４では、同時加工する加工パターンの場合に、選択された工程が変更可能かどうか調べる。即ち、同時加工可能な工程のペアかどうか、回転数などの切削条件が合っているかどうか、加工位置の関係があっているかどうか等が自動的に検討される。次にステップＳ１５で変更可能でないならば、エラーメッセージが表示され、変更可能であるなら次のステップＳ１６へと移る。
ステップＳ１６で、工程の再整列が行われる。即ち、待合せブロック自動挿入やツールの再割り付け等が行われる。その結果が、図６に示されるようにグラフ表示される。この工程変更の結果、４２．３秒かかっていた加工サイクルのサイクルタイムが、４０．６秒に短縮される。
【００１９】
このように、このグラフ表示された加工プログラムの加工順番の並び替え方法は、以下のような特徴をもつものである。
指定された加工パターンで工程の順番を並べ替えることができる。同時加工に変更する場合、系統間に待合せを自動的に挿入することができる。また、同時加工が可能なように、ツールの再割付けを行うことができる。更に指定された加工パターンに変更が可能であるかチェックすることができ、並び替えを行った結果で、加工時間を計算しグラフ表示できる。
なお、この加工順番の並び替えは、加工時間優先で整列することも可能であり、また加工精度優先やツール配置優先で整列することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である加工プログラムのグラフ表示方法のフローチャート図である。
【図２】本発明の加工プログラムのグラフ表示方法に使用される、例示としての多数の加工工程を有する工作物を示す図である。
【図３】本発明の加工プログラムのグラフ表示方法によって作成されたグラフを示す図である。
【図４】本発明の加工プログラムのグラフ表示方法によって作成されたグラフの加工順番の並べ替え方法のフローチャート図である。
【図５】加工プログラムのグラフ中の変更する工程を選択したことを示す図である。
【図６】加工順番の並べ替えが終了した結果のグラフを示す図である。
【符号の説明】
１…外径切削工程
２…外径ネジ切り工程
３…Ｄカット工程
４…クロス穴センタ工程
５…クロス穴工程
６…突切りピックオフ工程
７…外径切削工程
８…端面穴センタ工程
９…端面穴工程
１０…端面穴タップ工程
Ｗ…工作物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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