(57)【要約】【課題】  部品図形の形状を変更した場合に、長さ変更された辺に対して適切な幅の工具に修正できて、パンチ回数の無駄や偏荷重による加工精度の低下を招くことないものとできる自動工具配置装置を提供する。【解決手段】  この自動工具配置装置は、自動プログラミング過程で、図形データＤ１で示される部品図形Ｇの辺に沿って、この辺をパンチプレスで打ち抜く各回のパンチ動作の工具４を配置する装置である。部品図形Ｇの工具配置を行おうとする辺に対して、この辺よりも短い同一の工具を前記辺の方向に複数並べて配置する工具配置手段１１と、前記部品図形Ｇを基にこの部品図形Ｇの形状を変更する部品図形変更手段１５とを備える。また、変更された部品図形Ｇ′における長さ変更された辺の長さ変更前の既配置工具４を、設定基準１７に従って、長さの異なる工具４に修正する工具配置修正手段１６を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
図形データで示される部品図形の辺に沿って、パンチプレスで打ち抜く各回のパンチ動作の工具を配置する自動工具配置装置であって、部品図形の工具配置を行おうとする辺に対して、この辺よりも短い同一の工具を前記辺の方向に複数並べて配置する工具配置手段と、前記部品図形を基にこの部品図形の形状を変更する部品図形変更手段と、変更された部品図形における長さ変更された辺の長さ変更前の既配置工具を、設定基準に従って、長さの異なる工具に修正する工具配置修正手段とを備えた自動工具配置装置。
【請求項２】
前記工具配置修正手段の前記設定基準は、前記部品図形変更手段により部品図形の辺が長く変更された場合に、その長く変更された辺に対して既配置工具よりも長い工具に修正し、かつ短く変更された場合に、その短く変更された辺に対して既配置工具より短い工具に修正するものとした請求項１記載の自動工具配置装置。
【請求項３】
前記工具配置修正手段の前記設定基準は、長さ変更した辺に対して、既配置工具を使用するときに比べてパンチ回数が削減できる場合か、または配置工具間の重なり長さの工具幅に対する割合が既配置工具では設定範囲を充足せず修正により設定範囲を充足する場合であるかのいずれかの場合に、配置工具の修正を行うものとした請求項１または請求項２記載の自動工具配置装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パンチプレスを制御する加工プログラムの自動プログラミング過程等で、図形データで示される部品図形の辺に沿って工具を配置する自動工具配置装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パンチプレスにより素材板材から板材部品を切り取る場合、板材部品の外周の各辺に沿い、複数個のパンチ孔を連続して加工する。パンチ工具には、各辺の長さに応じた矩形の工具が用いられる。
パンチプレスの加工プログラムの自動プログラミング過程では、図形データで示される部品図形の辺に沿って、この辺をパンチプレスで打ち抜く各回のパンチ動作の工具を配置する。この工具配置データに対して所定の処理を行い、実行可能な形式のＮＣデータからなる加工プログラムを生成する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このように加工プログラムを作成した後、板材部品の設計変更が生じ、板材部品の辺の長さが変更になる場合がある。このような単なる長さ変更の場合、最初から工具配置処理をやり直すのでは手間がかかるため、従来では、その辺に対して同じ工具を用い、パンチ回数の変更や工具間の重なり長さの変更により、長さ変更に対処していた。
【０００４】
例えば、図７（Ａ）に示す板材部品ｗの辺ａに対して工具Ｔ１１が２回のパンチ動作を行うように配置されていたとする。この場合に、辺ａの長さＬａが同図（Ｂ）のようにＬａ′と長くなった場合、従来は同じ工具Ｔ１１を用い、３回のパンチ動作で辺ａ′を加工するように工具配置データを修正している。
また、図７（Ａ）に示す板材部品ｗの辺ａの長さがＬａが、同図（Ｃ）のようにＬａ″と短くなった場合は、同じ工具Ｔ１１を用い、各回のパンチ動作の重なり範囲ｍを長くして長さＬａ″への変更に対応している。
【特許文献１】特許第２６３６６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７と共に説明したように、従来は板材部品ｗの設計変更により辺ａの長さＬａが変わった場合に、変更前と同じ工具Ｔ１１を用いていたため、図７（Ｂ）の例のように辺ａの長さＬａがＬａ′と長くなった場合に、パンチ回数が多くなることがある。この場合に、パンチプレスが上記工具Ｌ１１よりも幅の長い工具（図示せず）を有していて、その工具を用いるとパンチ回数を増やさずに済む場合がある。このような場合は、工具選択の不適切により、無駄にパンチ回数が増え、加工時間を長びかせることになる。
【０００６】
また、同図（Ｃ）のように、辺ａの長さＬａがＬａ″と短くなった場合は、工具Ｔ１１の重なり長さｍが長くなる。重なり長さｍは、多少は長くなっても支障がないが、長くなり過ぎると工具に偏荷重が発生する。すなわち、図７（Ｄ）のように、パンチ加工された孔Ｈに続いて次の孔を工具Ｔ１１で加工するときに、工具配置の重なり長さｍの部分は既に加工された孔Ｈ上に工具Ｔ１１が位置する。そのため、工具Ｔ１１の全幅Ｂのうち、残りの幅Ｂａのみで打ち抜きを行うことになって、この幅Ｂａの部分のみに荷重が作用する。したがって工具Ｔ１１に偏荷重が作用する。この偏荷重が大きくなると、工具Ｔ１１の位置が微妙にずれ、加工精度の低下や綺麗な加工の妨げとなる。
【０００７】
この発明の目的は、部品図形の形状を変更した場合に、長さ変更された辺に対して適切な幅の工具に修正できて、パンチ回数の無駄や偏荷重による加工精度の低下を招くことなく、既存の工具配置データを利用して効率的に工具配置データを作成することのできる自動工具配置装置を提供することである。
この発明の他の目的は、部品図形の辺が長く変更されても、できるだけパンチ回数の増加を無くし、辺が短く変更されても偏荷重が生じることのないようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、既存の工具配置データにできるだけ修正を加えずに、必要な場合のみ工具配置を修正して、修正に伴って生じる不都合を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の自動工具配置装置は、図形データ（Ｄ１）で示される部品図形（Ｇ）の辺に沿って、パンチプレス（１）で打ち抜く各回のパンチ動作の工具（４）を配置する自動工具配置装置であって、部品図形（Ｇ）の工具配置を行おうとする辺に対して、この辺よりも短い同一の工具（４）を前記辺の方向に複数並べて配置する工具配置手段（１１）と、前記部品図形（Ｇ）を基にこの部品図形（Ｇ）の形状を変更する部品図形変更手段（１５）と、変更された部品図形（Ｇ′）における長さ変更された辺の長さ変更前の既配置工具（４）を、設定基準（１７）に従って、長さの異なる工具（４）に修正する工具配置修正手段（１６）とを備える。
【０００９】
この構成によると、工具配置修正手段（１６）は、変更された部品図形（Ｇ′）における長さ変更された辺の長さ変更前の既配置工具（４）を、設定基準（１７）に従って、長さの異なる工具（４）に修正する。そのため、設定基準（１７）を適宜なものに設定しておくことで、長さ変更された辺に対して適切な幅の工具（４）に修正できる。したがってパンチ回数の無駄や偏荷重による加工精度の低下を招くことなく、既存の工具配置データ（Ｄ２）を利用して効率的に工具配置データ（Ｄ２′）を作成することができる。
【００１０】
前記工具配置修正手段（１６）の前記設定基準（１７）は、例えば、前記部品図形変更手段（１５）により部品図形（Ｇ）の辺が長く変更された場合に、その長く変更された辺に対して既配置工具（４）よりも長い工具（４）に修正する基準を持つものとしても良い。また、短く変更された場合に、その短く変更された辺に対して既配置工具（４）より短い工具（４）に修正するものとしても良い。
この基準（１７）では、長く変更された辺に対して長い工具（４）に修正するため、辺が長くなってもできるだけパンチ回数の増加を無くすことができる。また、短く変更された辺に対しては短い工具（４）に修正するため、工具（４）間の重なり長さ（ｍ）が長くなり過ぎることが回避できて、偏荷重の発生による加工精度の低下が回避できる。
【００１１】
前記工具配置修正手段（１６）の前記設定基準（１７）は、長さ変更した辺に対して、既配置工具（４）を使用するときに比べてパンチ回数が削減できる場合か、または配置工具（４）間の重なり長さの工具幅に対する割合が既配置工具（４）では設定範囲を充足せず修正により設定範囲を充足する場合であるかのいずれかの場合に、配置工具（４）の修正を行うものとしても良い。
この設定基準（１７）の場合、パンチ回数が削減できず、配置工具（４）間の重なり長さ（ｍ）についても改善できない場合は、工具配置を修正しないことになる。そのため、無駄な工具配置の修正が行われず、工具配置の修正に伴って生じる不都合を回避することができる。例えば、工具配置を修正すると、工具割出動作時間等に影響することがある。工具割出動作等の影響については、最初に工具配置を行うときに、適宜の基準を設定しておくことで考慮され、適正化されていることが多い。したがって、パンチ回数や重なり長さについて、既配置工具よりも有利にならない場合に配置工具を修正しない基準を採用することで、既配置工具の有利な事項をそのまま維持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の自動工具配置装置は、図形データで示される部品図形の辺に沿って、パンチプレスで打ち抜く各回のパンチ動作の工具を配置する自動工具配置装置であって、部品図形の工具配置を行おうとする辺に対して、この辺よりも短い同一の工具を前記辺の方向に複数並べて配置する工具配置手段と、前記部品図形を基にこの部品図形の形状を変更する部品図形変更手段と、変更された部品図形における長さ変更された辺の長さ変更前の既配置工具を、設定基準に従って、長さの異なる工具に修正する工具配置修正手段とを備えるため、部品図形の形状を変更した場合に、長さ変更された辺に対して適切な幅の工具に修正できて、パンチ回数の無駄や偏荷重による加工精度の低下を招くことなく、既存の工具配置データを利用して効率的に工具配置データを作成することができる。
【００１３】
前記工具配置修正手段の前記設定基準が、前記部品図形変更手段により部品図形の辺が長く変更された場合に、その長く変更された辺に対して既配置工具よりも長い工具に修正し、かつ短く変更された場合に、その短く変更された辺に対して既配置工具より短い工具に修正するものとした場合は、部品図形の辺が長く変更されても、できるだけパンチ回数の増加を無くし、辺が短く変更されても偏荷重が生じることのないようにできる。
前記工具配置修正手段の前記設定基準が、長さ変更した辺に対して、既配置工具を使用するときに比べてパンチ回数が削減できる場合か、または配置工具間の重なり長さの工具幅に対する割合が既配置工具では設定範囲を充足せず修正により設定範囲を充足する場合であるかのいずれかの場合に、配置工具の修正を行うものとしたときは、既存の工具配置データにできるだけ修正を加えずに、必要な場合のみ工具配置を修正して、修正に伴って生じる不都合を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この自動工具配置装置は、パンチプレス１の制御用の加工プログラム２を自動生成する自動プログラミング装置３に、その構成要素として設けられたものである。
制御対象となるパンチプレス１は、複数の工具４を選択的に使用してパンチ加工が可能なものであり、希望の工具４をパンチ位置Ｐに割出可能な工具割出機構５と、素材板材Ｗをテーブル５上でパンチ位置Ｐに対して相対的に縦横（Ｘ，Ｙ方向）に移動させる板材送り機構７と、工具割出機構５でパンチ位置Ｐに割り出された工具４をパンチ動作させるパンチ駆動機構（図示せず）を有する。工具割出機構５は、タレット式やカートリッジ式等の種々の形式のものが採用できるが、ここではタレット８を用いたものとされている。
【００１５】
制御装置９は、加工プログラム２を実行してパンチプレス１を制御する装置であり、数値制御装置およびプログラマブルコントローラからなる。加工プログラム２は、ＮＣコード等で記述されたプログラムである。
【００１６】
自動プログラミング装置３はコンピュータからなり、工具配置手段１１、ネスティング手段１２、および実行ＮＣデータ化手段１３を有している。工具配置手段１１は、部品図形データＤ１の各部品図形Ｇに対して、工具マスタファイル１４の登録工具を用い、設定基準に従って工具４を配置することで、工具配置データＤ２を作成する手段である。部品図形データＤ１は、パンチ加工により素材板材Ｗから切り取る板材部品の形状データであり、ＣＡＤデータ等の線データの集まり等からなる。工具マスタファイル１４は、パンチプレス１の備える各工具４について、工具番号とその番号の工具４の寸法，形状等を登録した手段である。工具４の配置は、具体的には、図形データＤ１に対して工具４の工具番号と位置情報等を付加することなどで行う。
【００１７】
ネスティング手段１２は、工具配置データＤ２における工具配置のなされた部品図形Ｇを、素材板材Ｗの図形に対して設定基準に従って複数または一つ配置することで、ネスティング済データＤ３を得る手段である。
【００１８】
工具配置手段１１による工具配置と、ネスティング手段１２によるネスティングとは、上記とは逆に素材板材に対する部品図形Ｇのネスティングを先にし、そのネスティングされた各部品図形に対して工具配置を行うようにしても良い。いずれの順をとっても、工具配置およびネスティングの完了したネスティング済データＤ３を得る。
【００１９】
実行ＮＣデータ化手段１３は、工具配置済みのネスティング済データＤ３に対して、加工プログラム２として必要な各種の情報を付加して、制御装置９で実行可能なＮＣデータ形式の加工プログラム２を生成する手段である。例えば、ネスティング済データＤ３における各工具位置の座標や工具種類の情報から、板材送り機構７の各軸の移動命令や、工具の割出命令を動作順に生成する。
【００２０】
工具配置手段１１は、より具体的には図形データＤ１で示される図３（Ａ）のような部品図形Ｇの各辺ａ〜ｆに沿って、同図（Ｂ）のように、この辺ａ〜ｆをパンチプレス１で打ち抜く各回のパンチ動作の工具４を並べて配置する処理を行う。同図（Ｂ）は、辺ａ，ｃに対しては、各回のパンチ動作の工具４を図示しているが、その他の辺ｂ，ｄ，ｅ，ｆについては、工具４の並びの全体の外形４Ａを矩形の図で示して詳細を省略している。部品図形Ｇの短い辺、例えば辺ｆについては、１回のパンチで完了するように、１個の工具４を配置する。
各辺ａ〜ｆに対する工具配置処理の結果は、各回のパンチ動作の工具４の位置データで示しても良いが、この他に、例えば工具４を並べる長さである加工長のデータと、使用工具４の工具番号とで示されたデータとしても良い。加工長と使用工具４の工具番号とで示す場合は、後にＮＣデータ化手段１３で加工プログラム２を作成するときに、工具４を辺に沿って移動させるピッチを、加工長のデータと工具幅とから演算し、決定するようにされる。
【００２１】
工具配置手段１１において、図３（Ｂ）に示される工具４の図示は必ずしも行わなくても良いが、オペレータによる工具配置結果の確認のために、同図のように部品図形Ｇに対して各パンチ動作時の工具４の位置および工具形状を付加した図を液晶表示装置やブラウン管等の表示装置に出力させるようにする。
【００２２】
この実施形態の自動工具配置装置は、このような自動プログラミング装置３において、次の部品図形変更手段１５および工具配置修正手段１６とを設けたものである。
部品図形変更手段１５は、既に工具配置データＤ２ないし加工プログラム２が作成されている部品図形データＤ１の部品図形Ｇを基に、この部品図形Ｇの形状を変更する手段である。この変更は、例えば部品図形Ｇの一部の長さを変更する処理等とされる。
【００２３】
工具配置修正手段１６は、変更された部品図形Ｇにおける長さ変更された辺の長さ変更前の既配置工具４を、設定基準１７に従って、長さの異なる工具４に修正する処理を行う手段である。設定基準１７は、一つであっても、また複数の基準とそれら複数の基準の優先順位等が定められたものであっても良い。
【００２４】
この実施形態では、設定基準１７の一つとして、部品図形変更手段１５により部品図形Ｇの辺が長く変更された場合に、その長く変更された辺に対して既配置工具よりも長い工具に修正する基準（第１基準）、および短く変更された場合に、その短く変更された辺に対して既配置工具より短い工具に修正する基準（第２基準）を持つものとされる。
【００２５】
また、設定基準１７の他の一つとして、部品図形変更手段１５により長さ変更した辺に対して、既配置工具４を使用するときに比べてパンチ回数が削減できるか（第３基準）、または配置工具４間の重なり長さｍ（図６参照）の工具幅Ｂに対する割合ｍ／Ｂが既配置工具では設定範囲〔例えば、（ｍ／Ｂ）≦（１／３）〕を充足せず修正により設定範囲を充足する場合であるか（第４基準）のいずれかの場合に、配置工具の修正を行う基準（第３基準，第４基準）を有するものとされる。第３基準および第４基準は、第１基準および第２基準に優先して採用する基準とされる。
図２は、工具配置修正手段１６により上記設定基準１７を用いて工具４の修正を行う処理の流れ図を示す。
【００２６】
次に、図３〜図５に示す具体例を用いて、この自動工具配置装置の機能を説明する。最初に図１の工具配置手段１１により、図３（Ａ）に示す部品図形Ｇに対して、同図（Ｂ）のように工具４が配置されたとする。この例では、辺ａに対して、工具幅Ｂ１の工具４を２個並べるように工具配置が成されている。辺ｃについては、工具幅Ｂ２の工具４を３個並べるように工具配置が成されている。
【００２７】
図３（Ａ）の部品図形Ｇが、図１の工具配置修正手段１６により、図４（Ａ）のように変更されたとする。変更後の部品図形Ｇ′は、辺ａと辺ｃ間の突片部分Ｇａが変更前の部品図形Ｇに対して長くなっている。
このように辺ａ，ｃが長くなったときは、工具配置修正手段１６は、上記第１基準に従い、図４（Ｂ）のように、辺ａおよび辺ｃの工具４を、それぞれ変更前よりも長い工具幅Ｂ３および工具幅Ｂ４の工具４に変更している。
このように、辺ａ，ｃが長くなったときは工具幅の長い工具４に変更するようにしたため、変更前と同じパンチ回数で加工が行え、パンチ回数の無駄な増加が回避できる。
【００２８】
図３（Ａ）の部品図形Ｇが、図５（Ａ）のように突片部分Ｇａが短くなるように変更されたとする。この場合は、辺ａ，ｃが短くなっている。
このように辺ａ，ｃが短くなったときは、工具配置修正手段１６は、上記第２基準に従い、図５（Ｂ）のように、辺ｃの工具４を、変更前よりも短い工具幅Ｂ６の工具４に変更する。辺ａについては、次に説明する第３基準に従い、工具幅Ｂ５の１つの工具４に変更している。
辺ｃのように、短くなったときに工具幅の短い工具４に変更した場合は、工具４の間の重なり長さｍが長くなることを避けることができて、加工偏荷重が回避できる。また、辺ａのように、短くなったときに工具４のパンチ回数を減らすようにした場合は、加工時間が短縮される。
【００２９】
図２は、図１の部品図形変更手段１５による変更から、工具配置修正手段１６による修正処理までを示す流れ図である。なお、図２は長さ変更された個々の辺についての処理を示す。部品図形変更手段１５により部品図形Ｇが変更され、加工長が変更されたとする（ステップＳ１）。すなわち、部品図形Ｇのいずれかの辺の長さが変更されたとする。
この場合、工具配置修正手段１６は、交換可能な工具４が工具マスタファイル１４（図１）内にあるか否かを判定する（Ｓ２）。交換可能な工具４がない場合は、使用工具の修正を行わない。すなわち、長さ変更された辺に対しても、変更前の工具配置データＤ２に用いられていた工具４を使用し、加工長の変更に対して、パンチ回数や工具重なり長さｍの変更で対処する。重なり長さｍの変更は、工具４を移動させるピッチの変更である。
【００３０】
交換可能な工具４がある場合は、ステップＳ３に進み、加工偏荷重が回避できか否かの要件の判定およびパンチ回数が削減できるか否かの要件の判定を行う。いずれの要件も充足されない場合は工具修正を行わない。いずかの要件を充足する場合は、その辺に対する配置工具の修正を行う。
加工偏荷重が回避できか否かの要件は、上記第４基準のことであり、配置工具４間の重なり長さｍ（図６参照）の工具幅Ｂに対する割合ｍ／Ｂが既配置工具では設定範囲（例えば、〔（ｍ／Ｂ）≦（１／３）〕を充足せず修正により設定範囲を充足するようになるかの要件である。
【００３１】
この設定基準（第３基準，第４基準）の場合、パンチ回数が削減できず、配置工具４間の重なり長さｍについても改善できない場合は、工具配置を修正しないことになる。そのため、無駄な工具配置の修正が行われず、工具配置の修正に伴って生じる不都合を回避することができる。例えば、工具配置を修正すると、タレット８（図１）の回転による工具割出動作等に影響することがある。工具割出動作等の影響については、最初に工具配置を行うときに、適宜の基準を設定しておくことで考慮され、適正化されていることが多い。したがって、パンチ回数や重なり長さについて、既配置工具よりも有利にならない場合に配置工具を修正しない基準を採用することで、既配置工具の有利な事項をそのまま維持することができる。
【００３２】
このように変更後の部品図形Ｇに対して作成された工具配置データＤ′は、例えば、ＮＣデータ化手段１３によって、加工プログラム２に対して変更部分の修正が行われ、修正後の加工プログラム２とされる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の一実施形態にかかる自動工具配置装置を備えた自動プログラミング装置の概念構成を示すブロック図である。
【図２】その工具配置修正手段等の行う処理の流れ図である。
【図３】部品図形およびその部品図形に対して工具配置を行った例の説明図である。
【図４】図３の部品図形を変更した部品図形変更例およびその部品図形に対して工具配置を修正した例の説明図である。
【図５】図３の部品図形を変更した他の部品図形変更例およびその部品図形に対して工具配置を修正した例の説明図である。
【図６】工具幅と工具重なり長さの関係の説明図である。
【図７】従来の部品図形に対する工具配置例およびその変更例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…パンチプレス
２…加工プログラム
３…自動プログラミング装置
４…工具
９…制御装置
１１…工具配置手段
１２…ネスティング手段
１３…実行ＮＣデータ化手段
１４…工具マスタファイル
１５…部品図形変更手段
１６…工具配置修正手段
１７…設定基準
Ｂ，Ｂ１〜Ｂ６…工具幅
Ｄ１，Ｄ１′…部品図形データ
Ｄ２，Ｄ２′…工具配置データ
Ｄ３，Ｄ３′…ネスティング済データ
Ｇ…部品図形
Ｗ…素材板材
ａ〜ｆ…辺
ｍ…重なり長さ
【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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【図７】
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