(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＣ工作機械に設けられ、２次元平面内で入力された加工形状データからＮＣプログラムを作成する自動プログラミング装置におけるワーク端面部の加工形状データ入力方法において、
前記ワーク端面部の第１加工部位の加工形状データから順次加工される前記ワーク端面部の加工形状データを入力するために、カウンタを１にセットするステップ（Ｓ１）と、
前記ワーク端面部のｉ番目の加工部位に含まれる直線部または円弧部に着目し、前記直線部が表示座標軸と平行もしくは直角となる位置、または、前記円弧部の中心が表示座標軸に重なる位置で入力できるように、前記ワーク端面部を予め回転させた状態で表示させるための回転角度を表す角度位置データを入力するステップ（Ｓ２）と、
前記ワーク端面部の画像を、入力した角度位置データに基づいて回転させた状態でディスプレイに表示するステップ（Ｓ４）と、
前記ｉ番目の加工部位の前記２次元平面に直交するＺ軸方向の位置データを入力するステップ（Ｓ５）と、
表示されたワーク端面部上で前記ｉ番目の加工部位の加工形状データを入力するステップ（Ｓ７）と、
前記ｉ番目の加工部位の加工形状データの入力が完了したら、前記ｉ番目の加工部位の加工形状データの入力座標値を、１番目の加工部位を入力するために回転する前の角度における加工形状データに変換演算するステップ（Ｓ８）と、
前記回転する前の角度における加工形状データを加工形状メモリ（２４）に記憶させるステップ（Ｓ９）と、を含み、
全加工形状データの入力が完了したか否かを判断するステップ（Ｓ１０）により、入力完了の場合には、処理を終了し、入力が完了していない場合には前記カウンタに１を加算して前記ワーク端面部のｉ＋１番目の加工部位の角度位置データを入力してステップ（Ｓ２）に移行するステップ（Ｓ１１）と、
を含むことを特徴とするＮＣ工作機械の自動プログラミング装置におけるワーク端面部の加工形状データ入力方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＣ工作機械の自動プログラミング装置におけるワーク（工作物）端面部の加工形状データ入力方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターニングセンタ、あるいは、マシニングセンタ等のＮＣ（数値制御）工作機械において、ワークを工具によって加工するためには、工具経路、切削条件等がプログラムされたＮＣプログラムを作成（プログラミング）する必要がある。このプログラミングを自動的に行う装置として、素材形状データおよび加工形状データ（仕上形状データ）を入力することで、自動的にＮＣプログラムを作成する自動プログラミング装置が知られている。また、このような自動プログラミング装置がＮＣ装置内に一体的に組み込まれている自動プログラミング機能を有するＮＣ装置も知られている。
【０００３】
この種のプログラミング装置を用いて、端面部に複数の加工部分を有するワークのＮＣプログラムを作成する場合には、従来、自動プログラミング装置に対して、次のようにして加工形状の入力を行っていた。
【０００４】
一般的に、ワーク端面部の図面は、図８（ａ）のように記載されていることが多い。オペレータはこのような図面から所望の数値、形状要素を読み取り入力していく。しかしながら、図８（ｂ）に示す加工形状９のうち、第１加工部位９ａの座標値は、図面の寸法データより容易に読み取ることができるが、第２加工部位９ｂ、第３加工部位９ｃの座標値を入力する場合には、図面の寸法データ、角度データ等から演算しながら入力しなければならない。すなわち、第２加工部位９ｂの点ｂ1 , ｂ2 の座標値は寸法データｌ1 ，ｌ2 ，ｌ3 、角度データα1 から三角関数を使用して演算することになる。また、寸法データｌ1 等が整数のデータであっても、演算して求めた点ｂ1 の座標値Ｘｂ1 、Ｙｂ1 は小数点以下の端数がつくデータとなることが多い。従って、演算ミス、入力ミスを生じやすいという問題があった。また、ＮＣ装置内に一体的に組み込まれている自動プログラミング装置では、ＮＣ工作機械の前面（側面）等にある操作盤前で、演算処理、入力処理を行うので、ミスする可能性も少なくなかった。
【０００５】
さらに、ワーク端面部の加工端面位置（Ｚ方向位置（図８（ａ）の紙面に直交する方向）の位置は同一寸法の場合にのみ連続して入力が可能であった。すなわち、Ｚ方向位置が異なると各々のＺ方向位置で入力作業を行う必要が生じ作業が面倒であり、入力ミスを生じやすかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、オペレータの加工形状データの入力が容易となる加工形状データの入力方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、加工端面位置（Ｚ方向）が異なっている場合でも、少ない入力回数で加工形状データの入力を可能にした加工形状データの入力方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係るＮＣ工作機械の自動プログラミング装置におけるワーク端面部の加工形状データ入力方法は、ＮＣ工作機械に設けられ、２次元平面内で入力された加工形状データからＮＣプログラムを作成する自動プログラミング装置におけるワーク端面部の加工形状データ入力方法において、前記ワーク端面部の第１加工部位の加工形状データから順次加工される前記ワーク端面部の加工形状データを入力するために、カウンタを１にセットするステップ（Ｓ１）と、前記ワーク端面部のｉ番目の加工部位に含まれる直線部または円弧部に着目し、前記直線部が表示座標軸と平行もしくは直角となる位置、または、前記円弧部の中心が表示座標軸に重なる位置で入力できるように、前記ワーク端面部を予め回転させた状態で表示させるための回転角度を表す角度位置データを入力するステップ（Ｓ２）と、前記ワーク端面部の画像を、入力した角度位置データに基づいて回転させた状態でディスプレイに表示するステップ（Ｓ４）と、前記ｉ番目の加工部位の前記２次元平面に直交するＺ軸方向の位置データを入力するステップ（Ｓ５）と、表示されたワーク端面部上で前記ｉ番目の加工部位の加工形状データを入力するステップ（Ｓ７）と、前記ｉ番目の加工部位の加工形状データの入力が完了したら、前記ｉ番目の加工部位の加工形状データの入力座標値を、１番目の加工部位を入力するために回転する前の角度における加工形状データに変換演算するステップ（Ｓ８）と、前記回転する前の角度における加工形状データを加工形状メモリ（２４）に記憶させるステップ（Ｓ９）と、を含み、全加工形状データの入力が完了したか否かを判断するステップ（Ｓ１０）により、入力完了の場合には、処理を終了し、入力が完了していない場合には前記カウンタに１を加算して前記ワーク端面部のｉ＋１番目の加工部位の角度位置データを入力してステップ（Ｓ２）に移行するステップ（Ｓ１１）と、を含むことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明に係る工作機械の自動プログラミング装置（以下、単に「自動プログラミング装置」という。）１０のブロック図、図２は、本発明に係る工作機械の自動プログラミング装置におけるワーク（工作物）端面部の加工形状データ入力方法のフローチャート、図３から図５は、そのフローチャートに沿った入力を行ったときの形状画像の移行を示す図である。
本実施形態においては、図８（ａ）に示す加工形状を、本発明によって入力する方法について説明するが、まず、本発明に係る工作機械の自動プログラミング装置について説明する。
【０００９】
自動プログラミング装置１０は、オペレータが入力する素材形状データや加工形状データ（仕上形状データ）に基づいてＮＣプログラムを自動的に作成する。そして、作成したＮＣプログラムを、図示しないＮＣ装置に転送する。
【００１０】
ディスプレイ（表示手段）１５は、文字データや図形データ等を表示するためのものである。ディスプレイ１５としては、例えば、液晶ディスプレイやＥＬパネル、ＣＲＴ等がある。入力手段１６は、素材形状データ及び加工形状データ等の各種データや指令等を入力するためのものである。入力手段１６としては、例えば、キーボードやタッチパネル等がある。ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１２は、自動プログラミング機能のシステムプログラム、画像形状の表示等を行うための表示制御プログラムや各種アプリケーションプログラム等が記憶されたメモリである。ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１３は、画像形状の表示等を行うための表示制御プログラムや各種アプリケーションプログラム等をロードしたり、データを一時記憶するためのメモリである。また、ＲＡＭ１３は、ＮＣプログラムの自動作成等を行う作業領域でもある。ＲＡＭ１３に備えられた角度位置メモリ２１は、部分加工形状データの入力が容易となる形状画像の角度位置データを記憶するためのメモリである。同じく、ＲＡＭ１３に備えられた加工端面位置メモリ２２は、加工端面のＺ方向の位置を記憶するためのメモリである。
【００１１】
素材形状メモリ２３は、オペレータが入力する素材形状データを記憶するためのメモリである。加工形状メモリ２４は、加工形状データを記憶するためのメモリである。ＮＣプログラムメモリ２５は、作成したＮＣプログラムを記憶するためのメモリである。バスライン１８には、インターフェイス１４を介してディスプレイ１５、インターフェイス１７を介して入力手段１６、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、素材形状メモリ２３、加工形状メモリ２４、ＮＣプログラムメモリ２５およびＣＰＵ（中央処理装置）１１が接続されている。
ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶されている自動プログラミング機能システムプログラムや画像形状の表示等を行うための表示制御プログラム、各種アプリケーションプログラムをＲＡＭ１３にロードし、そして、ロードされたプログラムとデータに従って動作し、自動プログラミング装置１０の統括制御を行う。
【００１２】
ＲＡＭ１３にロードされる表示制御プログラムは、入力される素材形状データや加工形状データに基づいて、形状画像をディスプレイ１５に表示するためのプログラムである。この表示制御プログラムと、この表示制御プログラムをＲＡＭ１３にロードして、実行処理を行うＣＰＵ１１等で、表示制御手段が構成される。
また、ＲＡＭ１３にロードされる変換処理プログラムは、加工形状データにおける未入力データの入力が容易な角度位置データに基づいて、この角度位置データに対応して入力された加工形状データである角度毎加工形状データの一部（例えば入力座標値）を加工形状データに変換するためのプログラムである。この変換処理プログラムと、この変換処理プログラムをＲＡＭ１３にロードして、実行処理を行うＣＰＵ１１等で、変換処理手段が構成される。
【００１３】
次に、図８（ａ）に示す加工形状を、本発明によって入力する方法について、図２に基づいて説明する。
オペレータは、素材形状データを入力し、図３（ａ）に示す第１形状画像１Ａを表示させる。素材形状データを入力するときには、図３（ｂ）に示すような第１加工部位１ａの入力が容易な位置としておくことが角度位置データ入力が一回省略できるので好ましい。
第１加工部位１ａより入力するために、カウンタを１にセットする（ステップＳ１）。１番目の加工部位を入力するのに、好適な角度位置データを入力する（ステップＳ２）。角度位置データを角度位置メモリ２１に記憶させる（ステップＳ３）。第１形状画像１Ａを角度位置データ分、回転させた第２形状画像１Ｂを、表示手段であるディスプレイ１５に表示する（ステップＳ４）。１番目の加工部位の加工端面位置（Ｚ方向位置）のデータを入力し（ステップＳ５）、Ｚ方向位置データを加工端面位置Ｚメモリ２２に記憶させる（ステップＳ６）。
【００１４】
角度位置データに対応する角度毎加工形状データを順次入力する（ステップＳ７）。第１加工部位の角度毎加工形状データの入力が完了したら、角度毎加工形状データの入力座標値を所定の角度位置データ（例えば０度）における加工形状データに変換演算し（ステップＳ８）、加工形状データを加工形状メモリ２４に記憶させる（ステップＳ９）。全加工形状データの入力が完了したか否かを判断し（ステップＳ１０）、入力完了の場合には、処理を終了する。また、入力が完了していない場合には、カウンタに１を加算して（ステップＳ１１）、ステップＳ２に移行する。
【００１５】
以下、本発明に係る加工形状の入力方法を、図３から図５に沿ってさらに詳細に説明する。なお、この例では、加工端面位置（Ｚ方向位置）のデータは同一位置として、説明を行う。
図３（ａ）において、ｉ＝１、すなわち第１加工部位の加工形状データの角度位置データを入力する。図３（ｂ）に示すように、第１加工部位１ａは、角度位置データ０度の位置が入力容易な位置であるため、第１形状画像１Ａを回転させる操作は省略することができる。ここで、入力容易な位置とは、各点の座標値が寸法表示値から三角関数を使用しないで求められるような位置である。また、全位置が三角関数を使用しないと求められない場合には、寸法表示値から三角関数を使用しないで求められるような位置が多い位置であることが好ましい。例えば、各点の寸法を表示するための寸法線の表示が表示手段の表示座標軸と平行または直角となる位置が好ましい。
図３（ｂ）および図８（ａ）に示すように、形状要素ａ1−ａ2の「直線（直線部）」は、加工開始点ａ1 （座標（ｌ12＋ｌ13）、ｌ10）とし、終点は点ａ2 （座標（ｌ12＋ｌ13）、０）のように順次入力していく。
次の形状要素の「円弧」は、始点は点ａ2 、終点ａ3 （座標ｌ12、０）、要素「円弧」、円弧の中心位置ａ5 （座標ｌ14、０）、半径ｒ1 のように容易に入力していく。このようにして、第１加工部位１ａの角度毎加工形状データの入力を完了させる。
この第１加工部位１ａの加工形状データの入力が完了すると、図３（ｂ）に示すような第２形状画像１Ｂが表示されるが、ａ1 〜ａ5 の各点の座標値は寸法表示値から容易に求められ、その入力は容易となる。また、角度毎加工形状データを加工形状データに変換する処理が行われるが、角度位置データは０度であり、角度毎加工形状データがそのまま加工形状データとなる、すなわち、入力座標値が変換処理後の表示値となる。
【００１６】
次に、図４（ｃ）のように、角度位置データα1 を入力して形状画像を回転させ、第２加工部位１ｂの加工形状の入力が容易な位置の第３形状画像１Ｃを表示させる。角度位置データα1 は角度位置メモリ２１に記憶される。第２加工部位１ｂの加工開始点を、ｂ1 （座標（ｌ2 ＋ｌ3 ）、ｌ1 ）と定め、要素は「直線」、終点ｂ2 （座標（ｌ2 ＋ｌ3 ）、０）のように入力する。この第２加工部位１ｂの加工形状データの入力が完了すると、図４（ｄ）のような第４形状画像１Ｄが表示されるが、ｂ1 〜ｂ5 の各点の座標値は容易に求められ、入力が容易となる。
ｂ1 〜ｂ5 の入力された座標値（角度毎加工形状データ）は、角度位置データα1 と、変換処理プログラムの実行により、表示角度０度の座標値（加工形状データ）に変換されて、加工形状メモリ２４に記憶される。
同様に、図５（ｅ）のように、角度位置データα2 を入力して形状画像を回転させ、第３加工部位１ｃの加工形状の入力が容易な位置の第５形状画像１Ｅを表示させる。角度位置データα2 は、角度位置メモリ２１に記憶される。そして、第３加工部位１ｃの各点の座標値、各要素等を入力する。この第３加工部位１ｃの加工形状データの入力が完了すると図５（ｆ）のような、第６形状画像１Ｆが表示されるが、ｃ1 〜ｃ5 の各点の座標値は容易に求められ、入力が容易となる。
ｃ1 〜ｃ5 の入力された座標値（角度毎加工形状データ）は、角度位置データα2 と、変換処理プログラムの実行により、表示角度０度の座標値（加工形状データ）に変換処理される。この加工形状データが加工形状メモリ２４に記憶される。
かくして、すべての加工形状データの入力が完了する。
【００１７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態においては、加工端面位置が異なる加工部分形状を入力する例について説明する。
図６（ａ）は、加工端面位置が異なるワーク端面の加工形状の正面図、（ｂ）は、その側面図である。
【００１８】
上記第１の実施形態同様、オペレータは、素材形状データを入力する。加工端面位置データの入力は、図２で示した第ｉ加工部位の加工形状の入力と一緒に行えばよい。すなわち、図６（ａ）のように、第１加工部位３ａを入力するときに、この第１加工部位３ａの加工端面位置データは「１０．」（第２加工部位３ｂの加工端面位置データ（Ｚ＝０）より１０ｍｍ低い部位）であることを入力する。
次に、第１加工部位３ａを入力するときに、角度位置データβを入力して、形状画像をβ度回転させて表示する。その後、第２加工部位３ｂの加工端面位置データは「０」であると入力する。
【００１９】
このように、本発明においては、かかる加工形状データの入力を行う際に、加工端面位置の設定ができる。そのため、加工端面位置が異なる加工形状部分を有する場合でも、少ない工程、例えば１工程で加工形状データの入力を行うことができる。
【００２０】
続いて、図７を用いて、本発明の実際の入力方法を説明する。図７は、回転形状画像が表示されるディスプレイの画面を示す図である。図７に示すように、第１加工部位５ａの加工形状データを入力して、第１加工部位５ａを表示させる。この第１加工部位５ａの入力が終了したら、仮想線で示す第２加工部位５ｂを入力するために、第２加工部位の加工形状データが入力容易となる位置に形状画像５Ａを回転させるための角度位置データβを入力する。すなわち、角度位置データにβ度（例えば、１３５度）を入力し、Ｆ７キー（角度表示／正面表示）を押して角度表示とする。形状画像５Ａが端面中心点Ｏを中心として、時計回りにβ度（例えば、１３５度）回転し、仮想線で示す第２加工部位５ｂが入力容易な位置となる。このように、ワーク端面の図面（図６（ａ）参照）を回転させてみると、図面の寸法表示より各座標値を、容易に読みとることができる。すなわち、円の中心座標は（５０．０、０）であり、半径は１５mmであることが容易に読み取ることができる。そのため、要素が「円弧（時計回り方向を指し示す矢印）」、中心座標が「Ｘ：５０．０００mm、Ｙ：０mm」、半径「Ｒ：１５．０００mm」と、容易に入力することができる。また、加工端面位置（Ｚ方向位置）も、「Ｚ：０mm」と入力することができるので、第１加工部位５ａの加工端面位置（Ｚ：１０．０mm）と異なる位置であることが入力できる。
【００２１】
この角度位置データおよび加工端面位置データは、各々、入力した角度毎加工形状データと対応して、角度位置メモリ２１、加工端面位置Ｚメモリ２２に記憶される。角度毎加工形状も入力データメモリに記憶される。
また、入力されたこの第２加工部位５ｂの入力データは、ＲＡＭ１３にロードされ、角度位置メモリ２１に記憶されている角度位置データに基づいて入力された角度毎加工形状データの各座標値を変換処理する変換処理プログラムの実行により、角度位置データ０度の座標値に書換処理された加工形状データとなり、加工形状メモリ２４に記憶される。加工端面位置データも加工形状メモリ２４に記憶される。
【００２２】
この実施形態では、角度位置データ、変換処理プログラムによる入力データの座標値の変換処理を加工部位毎に行っているが、各要素のデータを入力する毎に行ってもよい。また、全加工部位の入力が完了した後に一括して行ってもよい。
また、加工形状データを各要素毎に入力しているが、他の入力方法であってもよい。すなわち、角度位置データに対応して、加工形状データが入力可能であればよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、オペレータの加工形状データの入力が容易な位置の座標値を入力し、座標値の角度変換機能を自動プログラミング装置側に内蔵したので、入力ミス、演算ミス等の発生を最小限とすることができる。
また、回転角度の角度位置データを入力し、形状画像を回転させた後、加工端面位置（Ｚ方向）が異なっている場合、その時Ｚ方向の値を入力するだけでよく、少ない入力回数で加工形状データの入力を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る工作機械の自動プログラミング装置のブロック図である。
【図２】  本発明に係る工作機械の自動プログラミング装置におけるワーク端面部の加工形状データ入力方法のフローチャートである。
【図３】  図２のフローチャートに沿った入力を行ったときの形状画像の移行を示す図である。
【図４】  図３に続く形状画像の移行を示す図である。
【図５】  図４に続く形状画像の移行を示す図である。
【図６】  （ａ）は、加工端面位置が異なるワーク端面の加工形状の正面図、（ｂ）は、その側面図である。
【図７】  回転形状画像が表示されるディスプレイの画面を示す図である。
【図８】  （ａ）は、オペレータがこの加工形状を入力する際に参照する図面、（ａ）は、入力された加工形状を表示した画像を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ  第１形状画像
１Ｂ  第２形状画像
１Ｃ  第３形状画像
１Ｄ  第４形状画像
１Ｅ  第５形状画像
１Ｆ  第６形状画像
１ａ，３ａ，５ａ  第１加工部位
１ｂ，３ｂ，５ｂ  第２加工部位
１ｃ  第３加工部位
５Ａ  形状画像
１０  自動プログラミング装置
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１４  インターフェイス
１５  ディスプレイ
１６  表示手段
１７  インターフェイス
１８  バスライン
２１  角度位置メモリ
２２  加工端面位置メモリ
２３  素材形状メモリ
２４  加工形状メモリ
２５  ＮＣプログラムメモリ
【図１】
0004328395.tif 000002
【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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【図８】
0004328395.tif 000009