程序生成装置及程序生成方法

专利名称：程序生成装置及程序生成方法
技术领域：
本发明涉及生成NC程序的程序生成装置及程序生成方法。
技术背景近年来，不断开发使加工装置使用NC (Numerical Control)程 序，加工复杂形状的产品(被加工物)的技术。该NC程序需要预先 生成，以使得加工装置的使用者(作业者)能够容易地进行加工处理。在现有的以CAD(Computer Aided Design)数据为基础生成NC程 序的系统中，当生成铣削加工或挖槽(pocket)加工等面加工的NC 程序时，通过CAM (Computer Aided Manufacturing)系统的定义加 工区域的单元，从由CAD系统生成的形状数据中，选择，提取规定加 工区域的形状，由此定义加工区域，生成NC程序的单元，通过在已 定义的加工区域信息中增加加工条件等，生成NC程序(例如，参考 专利文献1)。专利文献l:特开平5-20402公报(第2-4页，图l)发明内容但是，在上述现有的技术中，提取的加工区域的形状越是复杂， 规定加工区域的形状的选择指令越多，存在规定加工区域的形状选 择-提取作业麻烦的问题。另外，在切换刀具轴方向的多个加工区域 的定义中，为了与产品形状无干涉地定义浪费少的加工区域的形状， 需要形状数据的增加或形状的适当选择，存在作业者的工作量增大， 同时对作业者要求更高技术的问题。本发明是鉴于上述问题提出的，其目的在于，得到一种可以由 简单的提示，容易地生成在切换刀具轴方向而进行多个面加工的NC 程序的程序生成装置以及程序生成方法。为了解决上述课题，实现上述目的，本发明涉及一种程序生成 装置，其生成加工控制程序，该加工控制程序在切换刀具轴方向而进 行被加工物的加工控制的数控装置对前述被加工物进行加工控制时 使用，其特征在于，具有加工区域数据存储单元，其存储与前述被 加工物的加工区域相关的加工区域数据；刀具轴方向设定单元，其根 据外部输入的信息，对于由前述加工区域数据存储单元存储的加工区 域数据，设定对前述被加工物进行面加工时的刀具轴方向；刀具最深 位置设定单元，其根据外部输入的信息，对于由前述加工区域数据存 储单元存储的加工区域数据，设定对前述被加工物进行面加工时的刀具前端的最深位置；面加工区域提取单元，其根据由前述刀具轴方向 设定单元设定的刀具轴方向、由前述刀具最深位置设定单元设定的刀 具前端的最深位置、以及由前述加工区域数据存储单元存储的加工区 域数据，从前述加工区域数据中提取对前述被加工物进行面加工的区 域，作为面加工区域数据；加工工艺信息确定单元，其使用由前述面 加工区域提取单元提取出的面加工区域数据，确定与对前述被加工物 进行面加工时的加工工艺相关的加工工艺信息；以及程序生成单元， 其生成与由前述面加工区域提取单元提取出的面加工区域数据、以及 由前述加工工艺信息确定单元确定的加工工艺信息相对应的前述加 工控制程序，前述面加工区域提取单元提取以下区域作为前述面加工 区域数据，该区域为，在由前述刀具轴方向设定单元设定的刀具轴方 向上，对前述被加工物进行面加工直至由前述刀具最深位置设定单元 设定的刀具前端的最深位置时，不会与前述被加工物的加工产生干涉 的可以加工的最大区域。发明的效果根据本发明，因为可以根据外部输入的简单信息，提取不会与 被加工物的加工产生干涉而可以加工的最大领域，起到可以利用简单 指令，容易地生成程序的效果。


图1是表示本发明的实施方式涉及的NC程序生成装置的结构的图。图2是表示NC程序生成装置的处理顺序的流程图。图3是表示材料形状数据的一个例子的图。图4是表示产品形状数据的一个例子的图。图5是表示加工区域形状数据的一个例子的图。图6是用于说明初始设定的刀具轴方向的例子的图(1)。图7是用于说明初始设定的刀具轴方向的例子的图(2)。图8是表示刀具前端最深位置的一个例子的图。图9是用于说明分割产品形状的平面的图。图io是用于说明用由平面分割的产品的部分形状的图。图11是用于说明分割加工区域形状的平面的图。图12是用于说明由平面分割的加工区域的部分形状的图。图13是用于说明部分产品形状的投影领域的图。图14是用于说明由1个刀具轴方向的加工被干涉的区域的图。图15是表示面加工区域形状的图。图16是表示由图5的加工区域形状和图15的面加工区域形状 得到的新的加工区域形状。图17是用于说明第2次设定的刀具轴方向的例子的图。 图18是表示新的面加工区域形状的图。符号说明1程序生成装置2形状数据输入单元3产品形状保存单元4材料形状保存单元5加工区域形状生成单元6加工区域形状保存单元7刀具轴方向设定单元8刀具轴方向保存单元9刀具前端最深位置设定单元10刀具前端最深位置保存单元11面加工区域形状提取单元12面加工区域形状保存单元13加工工艺信息确定单元14加工工艺信息保存单元15NC程序生成单元16 NC程序保存单元17加工区域形状更新单元18形状选择单元19刀具轴方向选择单元20指令输入部30 CAD系统Al部分产品形状投影区域 El线 Fl、 F2面 Ml材料形状 M2产品形状 M3加工区域形状 M4部分产品形状 M5部分加工区域形状 M6刀具干涉区域形状 M7、 M9面加工区域形状 M8新的加工区域形状 Pl、 P2规定点 VI、 V3刀具轴方向 Wl平面具体实施方式
下面，根据附图，详细说明本发明涉及的程序生成装置及程序生成方法的实施方式。此外，本发明不限定为该实施方式。图1是表示本发明的实施方式涉及的NC程序生成装置的结构 的图。NC程序生成装置1是生成用于进行多面加工的NC程序(加 工控制程序)的装置，即切换刀具轴方向而从多个方向进行加工，该 NC程序生成装置1例如包含个人计算机等而构成。NC程序生成装 置1生成的NC程序，例如在数控装置进行被加工物的加工控制时使 用。NC程序生成装置1与CAD系统30连接，具有形状数据输入 单元2、产品形状保存单元3、材料形状保存单元4、加工区域形状 生成单元(计算单元)5、加工区域形状保存单元(加工区域数据存 储单元)6、刀具轴方向设定单元7、刀具轴方向保存单元8、刀具前 端最深位置设定单元9、刀具前端最深位置保存单元10、面加工区域 形状提取单元(面加工区域提取单元)11、面加工区域形状保存单元 12、加工工艺信息确定单元13、加工工艺信息保存单元14、 NC程 序生成单元(程序生成单元)15、 NC程序保存单元16、加工区域形 状更新单元(加工区域更新单元)17、形状选择单元18、刀具轴方 向选择单元19、指令输入部20。形状数据输入单元2从CAD系统30接收产品(被加工物的成 品)的3维形状数据(以下，称为产品形状数据)及材料(加工产品 前的材料)的3维形状数据(以下，称为材料形状数据)。形状数据 输入单元2将由CAD系统30发送的产品形状数据保存到产品形状 保存单元3中，将由CAD系统30发送的材料形状数据保存到材料 形状保存单元4中。产品形状保存单元3是保存由形状数据输入单元2输入的产品 形状数据的信息保存(存储)单元。材料形状保存单元4是保存由形 状数据输入单元2输入的材料形状数据的信息保存单元。加工区域形状生成单元5从产品形状保存单元3和材料形状保 存单元4接收产品形状数据和材料形状数据，生成与进行加工的区域 (形状)相关的信息(加工区域形状数据)。加工区域形状生成单元 5将生成的加工区域形状数据保存在加工区域形状保存单元6中。加工区域形状保存单元6，是保存由加工区域形状生成单元5生成的加 工区域形状数据的信息保存单元。指令输入部20是信息输入单元，具有鼠标或键盘等而构成。向 指令输入部20输入来自作业者的指令(例如，指定用于确定刀具轴 方向的产品的面或线等指令信息、指定产品上的点的指令信息)等。 指令输入部20将来自作业者的指令信息传送给刀具轴方向设定单元 7。刀具轴方向设定单元7，根据由产品形状保存单元3保存的数据 (产品形状数据)和来自指令信息输入部20 (作业者)的指令信息， 确定刀具轴的方向(刀具轴方向)，并将确定的刀具轴方向的数据保 存在刀具轴方向保存单元8中。刀具轴方向设定单元7具有形状选择单元18及刀具轴方向选择 单元19。形状选择单元18根据产品形状保存单元3内的产品形状数 据、和来自指令输入部20的指令信息，从产品形状数据中提取用于 确定刀具轴方向的面、线等部位的数据(以下，称为产品形状部位数 据)，输入刀具轴方向选择单元19。刀具轴方向选择单元19从来自形状选择单元18的产品形状部 位数据中，列举刀具轴方向的备选项，由例如未图示的显示单元显示。 刀具轴方向选择单元19，根据来自指令输入部20的指令信息(刀具 方向的指令)，从刀具方向的备选项中确定规定的刀具方向。此外， 作为来自作业者的指令信息，还可以将使刀具轴方向反转的指令(以 与作为备选项而列举的刀具轴方向相反的方向作为刀具轴的指令)输 入指令输入部20。刀具轴方向选择单元19将确定的刀具轴方向的数 据作为刀具轴方向数据保存i刀具轴方向保存单元8中。刀具轴方向 保存单元8，是保存由刀具轴方向选择单元19确定的刀具轴方向数据的信息保存单元。刀具前端最深位置设定单元9，根据来自产品形状保存单元3的产品形状数据和来自指令输入部20的指令信息(来自作业者的指令)，确定刀具前端最深到达位置(刀具前端最深位置)，将刀具前端最深位置的数据保存在刀具前端最深位置保存单元10中。刀具前端最深位置保存单元10是保存由刀具前端最深位置设定单元9确定 的刀具前端最深位置的数据的信息保存单元。面加工区域形状提取单元11，从产品形状保存单元3接收产品 形状数据，从加工区域形状保存单元6接收加工区域形状数据。另外， 面加工区域形状提取单元11，从刀具轴方向保存单元8接收刀具轴 方向数据，从刀具前端最深位置保存单元IO接收刀具前端最深位置 的数据。面加工区域形状提取单元11，使用从产品形状保存单元3、加 工区域形状保存单元6、刀具轴方向保存单元8以及刀具前端最深位 置保存单元10接收的数据，提取实际进行面加工处理时的加工区域 的形状数据(以下，称为面加工区域形状)，将提取出的面加工区域 形状的数据，保存在面加工区域形状保存单元12中。面加工区域形 状保存单元12是保存由面加工区域形状提取单元11提取出的面加工 区域形状的数据的信息保存单元。加工工艺信息确定单元13从面加工区域形状保存单元12接收 面加工区域形状的数据，确定使用刀具、切削条件等与加工工艺相关 的信息(以下，称为加工工艺信息)。加工工艺信息确定单元13将 确定的加工工艺信息保存在加工工艺信息保存单元14中。加工工艺 存储单元14是保存由加工工艺信息确定单元13确定的加工工艺信息 的信息保存单元。NC程序生成单元15从面加工区域形状保存单元12接收面加工 区域形状的数据，从加工工艺信息保存单元14接收加工工艺信息。 NC程序生成单元15使用接收到的面加工区域形状数据、加工工艺 信息，生成NC程序。NC程序生成单元15生成与面加工区域形状数 据、加工工艺信息对应的NC程序，将生成的NC程序保存在NC程 序保存单元16中。NC程序保存单元16是保存由NC程序生成单元 15生成的NC程序的信息保存单元。加工区域形状更新单元17，从面加工区域形状保存单元12接收 面加工区域形状数据，从加工区域形状保存单元6接收加工区域形状 数据。加工区域形状更新单元17使用接收的面加工区域形状数据、加工区域形状数据，生成新的加工区域形状数据，将生成的加工区域 形状数据保存在加工区域形状保存单元6中。CAD系统30包含生成产品形状数据、材料形状数据的个人计算 机等装置而构成，其将产品形状数据、材料形状数据，传送给NC程 序生成装置1的形状数据输入单元2。下面，对于NC程序生成装置1的处理顺序进行说明。图2是 表示NC程序生成装置的处理顺序的流程图。将由CAD系统30生成 的产品形状数据以及材料形状数据，输入形状数据输入单元2中(步 骤S1)。形状数据输入单元2将产品形状数据保存在产品形状保存 单元3中，将材料形状数据保存在材料形状保存单元4中。加工区域形状生成单元5从产品形状保存单元3和材料形状保 存单元4接收产品形状数据和材料形状数据，生成加工区域形状数据 (步骤S2)。加工区域形状生成单元5将生成的加工区域形状数据 保存在加工区域形状保存单元6中。在这里对材料形状数据、产品形状数据、加工区域形状数据进 行说明。图3是表示材料形状数据的一个例子的图，图4是表示产品 形状数据的一个例子的图。材料形状数据由表示材料形状Ml的数值数据等构成，产品形 状数据由表示产品形状M2的数值数据等构成。材料形状M1如图3 的例子所示，具有四棱柱等形状(区域)。另外，产品形状M2如图4的例子所示，由上部和下部形成。 上部是梯形柱，以三棱柱的1个侧面与长方体的1个侧面抵接的方式 连接而构成。下部是将上部载置于其上表面侧的板状的长方体。上部 与下部以使梯形柱的l个角部与板状的长方体的l个角部重叠的方式 连接。这里的加工区域形状生成单元5，根据材料形状M1和产品形状 M2，生成加工区域形状数据。图5是表示加工区域形状数据的一个 例子的图。在这里，表示使用图3所示的材料形状M1和图4所示的 产品形状M2生成的加工区域形状数据。加工区域形状数据由表示加工区域形状M3的数值数据等构成。加工区域形状M3例如如图5的例子所示，具有通过集合运算而从材 料形状M1中去除产品形状M2的形状(区域)。加工区域形状生成单元5生成加工区域形状数据，在将加工区 域形状保存到加工区域形状保存单元6中之后，刀具轴方向设定单元 7检査是否变更当前的刀具轴方向的设定(步骤S3)。刀具轴方向设定单元7在来自指令输入部20 (作业者)的指令 信息中，含有要变更当前的刀具轴方向设定的指令信息的情况下，判 断要变更当前的刀具轴方向的设定。在刀具轴方向设定单元7判断要变更当前的刀具轴方向的设定 的情况下(步骤S3，是)，刀具轴方向设定单元7:的形状选择单元 18，根据产品形状保存单元3内的产品形状数据、和来自指令输入部 20的指令信息(用于确定刀具方向的面或线的指定)(第1指定信 息)，从产品形状数据中提取用于确定刀具方向的面、线等部位的数 据，作为产品形状部位数据，输入至刀具轴方向选择单元19。刀具轴方向选择单元19，从来自形状选择单元18的产品形状部 位数据中，确定暂时的刀具轴方向(刀具方向的备选项)。刀具轴方 向选择单元19接收来自作业者的相对于刀具方向的正反的指令(是 否使刀具方向反转的指令)，确定刀具方向。换言之，刀具轴方向设 定单元7根据来自作业者的指令，选择产品形状数据内的面或线，将 与选择的面或线相关的方向设定为当前的刀具轴方向(步骤S4)。 刀具轴方向设定单元7将确定的刀具轴方向保存在刀具轴方向保存 单元8中。在这里，对于所选择的面或线和由该面以及线确定的刀具轴方 向进行说明。图6及图7是用于说明所设定的刀具轴方向的例子的图。 图6表示根据作业者的指令，选择产品形状M2的面Fl的情况。在 这里的面F1，是图4所示的下部的上表面中，未与上部抵接的部分。 此外，刀具轴方向设定单元7使用面Fl的法线方向作为与面Fl相 关的方向，设定刀具轴方向VI。图7表示根据作业者的指令，选择产品形状M2的线E1的情况。此处的线E1，是图4所示的上部的1边。线E1构成梯形柱(三棱柱)的底边，相对于下部的上表面以倾斜的方向连接。而且，刀具轴方向设定单元7使用与线El平行的方向(切线方向)作为与线El相关 的方向，设定刀具轴方向V2。刀具轴方向设定单元7，在设定了刀具轴方向之后，进一步检査 是否变更刀具轴方向的设定(步骤S3)。在刀具轴方向设定单元7 判断不变更当前的刀具轴方向的设定(没有来自作业者的设定变更指 令)的情况下(步骤S3，否)，刀具前端最深位置设定单元9检查 是否变更当前的刀具前端最深位置的设定(步骤S5)。刀具前端最深位置设定单元9在来自指令输入部20 (作业者) 的指令信息中，含有变更当前的刀具前端最深位置的设定的指令信息 的情况下，判断变更当前的刀具前端最深位置的设定。在刀具前端最深位置设定单元9判断变更当前的刀具前端最深 位置设定的情况下(步骤S5，是)，刀具前端最深位置设定单元9 根据产品形状保存单元3的产品形状数据、和来自指令输入部20的 指令信息(产品形状的点的指定)(第2指定信息)，确定刀具前端 最深位置。具体地说，刀具前端最深位置设定单元9根据来自作业者 的指令，从产品形状数据内选择产品表面的点，将所选择的点设定为 面加工区域中的与刀具前端的最深位置对应的面的点(步骤S6)。 刀具前端最深位置设定单元9将所确定的刀具前端最深位置数据保 存在刀具前端最深位置保存单元10中。在这里，对于刀具前端最深位置进行说明。图8是表示刀具前 端最深位置的一个例子的图。在图8中，在产品形状M2上，选择刀 具前端最深位置的规定点Pl，与刀具轴方向VI垂直且含有规定点 Pl的面成为刀具前端最深位置的面。此处的刀具前端最深位置的规 定点P1，是如图4所示的下部的上表面内的1个顶点中，与下部和 上部重合的顶点相对的顶点。刀具前端最深位置设定单元9，进一步检查是否变更当前的刀具 前端最深位置的设定(步骤S5)。在刀具前端最深位置设定单元9 判断不变更当前的刀具前端最深位置的设定(所有的设定变更结束) 的情况下(步骤S5，否)，面加工区域形状提取单元11检査是否执行面加工区域的提取(步骤S7)。在刀具前端最深位置的数据保存 在刀具前端最深位置保存单元10中的情况下，面加工区域形状提取 单元11判断执行面加工区域的提取。在面加工区域形状提取单元ll判断执行面加工区域的提取的情 况下(步骤S7，是)，面加工区域形状提取单元11从产品形状保存 单元3中接收产品形状数据，从加工区域形状保存单元6中接收加工 区域形状数据。另外，面加工区域形状提取单元11从刀具轴方向保 存单元8中接收刀具轴方向数据，从刀具前端最深位置保存单元10 中接收刀具前端最深位置数据。面加工区域形状提取单元11，使用从产品形状保存单元3、加 工区域形状保存单元6、刀具轴方向保存单元8以及刀具前端最深位 置保存单元10中接收到的数据(当前设定的刀具轴方向数据、刀具 前端最深位置的数据、产品形状数据以及加工区域形状数据)，提取 面加工区域形状。在这里，对于面加工区域形状的提取处理进行说明。图9 图 15是用于说明面加工区域形状的提取处理的图。在面加工区域形状 的提取处理的第1步中，面加工形状提取单元11进行部分产品形状 提取，该部分产品形状是用与刀具轴方向垂直且含有刀具位置最深位 置的规定点的平面分割产品形状时的产品的部分形状(部分产品形 状)之中，相对于分割中使用的平面而位于与刀具轴方向相反的一侧 的部分产品形状。此处的面加工区域形状提取单元11使用产品形状 数据(产品形状M2)、刀具轴方向数据、刀具前端最深位置数据， 进行产品形状部分的提取。图9是用于说明对产品形状进行分割的平面的图。如该图所示， 对产品形状M2进行分割的平面Wl，由刀具轴方向VI和刀具前端 最深位置规定点P1规定，是与刀具轴方向VI垂直的平面，且含有 刀具位置最深位置规定点Pl的平面。也就是说，平面Wl是与面Fl 相同的平面状。图IO是用于说明由平面分割后的产品的部分形状的图。如该图 所示，如果提取相对于分割中使用的平面Wl位于与刀具轴方向相反一侧的产品的部分形状，则提取出产品形状M2的部分形状(部分产 品形状M4)。该部分产品形状M4与图4所示的产品形状M2的上 部对应。然后，作为面加工区域形状的提取处理的第2步，面加工区域 形状提取单元11与第1步同样地，使用由刀具轴方向和刀具前端最 深位置规定的平面，从加工区域形状进行部分形状的提取。此时，面 加工区域形状提取单元11使用刀具轴方向数据、刀具前端最深位置 的数据、加工区域形状数据，提取加工区域形状的部分形状。图11是用于说明对加工区域形状进行分割的平面的图。如该图 所示，分割加工区域形状M3的平面Wl，由刀具轴方向V1和刀具 前端最深位置的规定点Pl规定，是与刀具轴方向VI垂直的平面， 且为含有刀具前端最深位置的规定点Pl的平面。图12是用于说明由平面分割的加工区域的部分形状的图。如该 图所示，如果提取相对于分割中使用的平面Wl位于与刀具轴方向相 反一侧的加工区域的部分形状，则可以提取出加工区域形状M3的部 分形状(部分加工区域形状M5)。然后，作为面加工区域形状的提取处理的第3步，面加工区域 形状提取单元11计算部分产品形状M4向由刀具轴方向VI和刀具 前端最深位置规定点Pl规定的平面Wl的投影区域。图13是用于说明部分产品形状的投影区域的图。如该图所示， 将在第1步骤中提取的部分产品形状M4，投影到由刀具轴方向VI 和刀具前端最深位置的规定点Pl规定的平面Wl上的区域，成为部 分产品形状M4的投影区域(部分产品形状投影区域Al)。面加工区域形状提取单元ll，使例如图13所示的部分产品形状 投影区域Al在与刀具轴方向VI相反的方向上扫过，生成刀具的干 涉区域(刀具干涉区域)。这里的刀具干涉区域，是在刀具轴方向 VI上对部分产品形状M4进行加工时，由刀具干涉(加工)的区域。图14是用于说明由1个刀具轴方向的加工而干涉的区域的图。 面加工区域形状提取单元11使部分产品形状投影区域Al，在与刀具 轴方向VI相反的方向XI方向上扫过，生成刀具干涉区域形状M6。此时，面加工区域形状提取单元11,通过使部分产品形状投影区域 Al扫过相当于部分产品形状M4的高度(与刀具轴方向VI相反的方向的高度)，生成刀具干涉区域形状M6。然后，作为面加工区域形状的提取处理的第4步，面加工区域 形状提取单元11通过从在第2步中提取出的部分加工区域形状M5 中，去除在第3步中生成的刀具干涉区域形状M6，生成面加工区域 形状。图15是表示面加工区域形状的图。面加工区域形状M7表示从 在第2步中提取出的部分加工区域形状M5中，去除在第3步中生成 的刀具干涉区域形状M6后的区域。此处的面加工区域形状M7，是 使用当前的刀具轴方向及刀具前端的位置，在其与产品形状M2间不 会千涉而能够加工的区域。通过上述面加工区域形状提取单元ll进行的面加工区域形状的 提取处理(第1步 第4步)，使用当前的刀具轴方向及刀具前端最 新位置，可以得到与产品形状M2无干涉的、最大区域的面加工区域 形状M7 (步骤S8)。面加工区域形状提取单元11以提取出的面加 工区域形状的数据作为第1个面加工区域形状M7，保存在面加工区 域形状保存单元12中。然后，加工工艺信息确定单元13，使用与在步骤S8的处理中提 取出的面加工区域形状M7内的形状相关的信息，设定使用刀具或切 削条件等对面加工区域形状M7进行加工时的加工条件(加工工艺信 息)(步骤S9)。此外，在产品形状保存单元3保存例如与被加工 物的加工表面粗糙度有关的信息(表面信息)等作为产品形状数据的 情况下，加工工艺信息确定单元B可以使用该表面信息等设定加工 速度等加工条件。加工工艺信息确定单元13将设定的加工工艺信息 保存在加工工艺信息保存单元14中。然后，NC程序生成单元15使用保存在面加工区域形状保存单 元12中的面加工区域形状的数据、和保存在加工工艺信息保存单元 14中的加工工艺信息，生成NC程序。也就是说，此处的NC程序生 成单元15，使用由步骤S8的处理提取出的面加工区域形状数据、和由步骤S9的处理确定的加工工艺信息，生成NC程序(步骤S10)。 NC程序生成单元15将生成的NC程序保存在NC程序保存单元16 中。然后，加工区域形状更新单元17，通过从加工区域形状保存单 元6内的当前加工区域形状中，去除由步骤S8的处理提取出的面加 工区域形状，生成新的加工区域形状。加工区域形状更新单元17， 将生成的新的加工区域形状设定为当前的加工区域形状，更新加工区 域形状保存单元6内的加工区域形状(步骤Sll)。在这里，对于新的加工区域形状进行说明。图16是表示由图5 的加工区域形状和图15的面加工区域形状得到的新的加工区域形状 的图。如果从图5所示的加工区域形状M3中去除图15所示的面加 工区域形状M7，则可以得到新的加工区域形状(新的加工区域形状 M8)。新的加工区域形状M8，具有三棱柱的形状，在与图4所示的 产品形状M2的上部(梯形柱)接合的情况下，由新的加工区域形状 M8和梯形柱形成长方体。然后，NC程序生成装置1返回步骤S3的处理，直至面加工区 域形状提取单元11判断不执行面加工区域的提取之前，反复进行步 骤S3 S11的处理。此处的NC程序生成装置1，在加工区域形状保存单元6内更新 并存储了新的加工区域形状M8之后，检査刀具轴方向设定单元7是 否要变更当前的刀具轴方向的设定(步骤S3)。然后，NC程序生成装置1进行与前述的步骤S3 S11同样的处 理。也就是说，在判断刀具轴方向设定单元7要变更当前的刀具轴方 向设定的情况下(步骤S3，是)，刀具轴方向设定单元7的形状选 择单元18，根据产品形状保存单元3内的产品形状数据、和来自指 令输入部20的指令信息(用于确定刀具方向的面或线的指定)，从 产品形状数据中提取用于确定刀具方向的面、线等部位的数据，作为 产品形状部位数据，输入刀具轴方向选择单元19。例如，如果由作业者进行向与刀具轴方向VI不同的刀具轴方向 (第2个刀具轴方向)进行设定变更的指令，则形状选择单元18提取用于确定与产品形状对应的刀具方向的面、线等部位的数据，作为第2个产品形状部位数据，输入刀具轴方向选择单元19。而且，刀具轴方向选择单元19，根据来自形状选择单元18的产品形状部位数据，确定暂时的刀具轴方向(步骤S4)，将确定的刀具轴方向数据保存在刀具轴方向保存单元8中。在这里，对于第2次选择的面及线、和由该面及线确定的刀具轴方向进行说明。图17是用于说明第2次设定的刀具轴方向的例子的图。在图17中，表示根据作业者的指令，选择产品形状M2的面F2 的情况。此处的面F2，是图4所示的上部的表面中，与新的加工区 域形状M8抵接的部分。在这里，刀具轴方向设定单元7，作为与面 F2相关的方向，使用面F2的法线方向设定刀具轴方向V3。如果第2次刀具轴方向V3的设定结束，刀具轴方向设定单元7 判断不变更该(当前的)刀具轴方向的设定(步骤S3,否)，则刀 具前端最深位置设定单元9,检査是否变更当前的刀具前端最深位置 设定(步骤S5)。在刀具前端最深位置设定单元9判断变更当前的刀具前端最深 位置的设定的情况下(步骤S5，是)，刀具前端最深位置设定单元 9，根据产品形状保存单元3的产品形状数据、和来自指令输入部20 的指令信息(产品形状的点的指定)，确定第2个刀具前端最深位置 (步骤S6)。刀具前端最深位置设定单元9将确定的刀具前端最深 位置的数据保存在刀具前端最深位置保存单元10中。在图17中，在产品形状M2上选择刀具前端最深位置规定点P2， 垂直于刀具轴方向V3且含有规定点P2的面成为刀具前端最深位置 的面。此处的刀具前端最深位置的规定点P2，是梯形柱的底面内的 1个顶点中位于上部与下部抵接的面内的顶点。如果确定第2个刀具前端最深位置，刀具前端最深位置设定单 元9判断不变更该刀具前端最深位置的设定(步骤S5，否)，则面 加工区域形状提取单元11检查是否执行第2次(新的)面加工区域 的提取(步骤S7)。在面加工区域形状提取单元ll判断执行面加工区域的提取的情 况下(步骤S7，是)，面加工区域形状提取单元11从产品形状保存单元3接收产品形状数据，从加工区域形状保存单元6接收加工区域形状数据。另外，面加工区域形状提取单元11从刀具轴方向保存单元8接收第2次的刀具轴方向数据，从刀具前端最深位置保存单元 10接收第2个刀具前端最深位置数据。面加工区域形状提取单元11，使用从产品形状保存单元3、加 工区域形状保存单元6、刀具轴方向保存单元8以及刀具前端最深位 置保存单元IO接收的数据(当前设定的刀具轴方向V3、第2个刀具 前端最深位置、产品形状M2及新的加工区域形状M8)，提取第2 个面加工区域形状。面加工区域形状提取单元11，作为第2次面加工区域形状的提 取处理，进行与图9 图15的处理(第1步 第4步)相同的处理。 也就是说，面加工区域形状提取单元11，作为面加工区域形状提取 处理的第1步，进行部分产品形状的提取。在这里，在用与刀具轴方 向V3垂直且含有刀具位置最深位置的规定点P2的平面对产品形状 分割时的部分产品形状中，不存在相对于分割中使用的平面位于与刀 具轴方向相反一侧的部分产品形状。然后，面加工区域形状提取单元11提取加工区域形状的部分形 状(部分加工区域形状)，作为面加工区域形状的提取处理的第2 步。在这里，使用由刀具轴方向V3和刀具前端最深位置的规定点 P2规定的平面，进行新的加工区域形状M8的部分形状(与新的加 工区域形状M8相同的形状)的提取。然后，面加工区域形状提取单元11，作为面加工区域形状的提 取处理的第3步，面加工区域形状提取单元11计算部分产品形状向 由刀具轴方向V3和刀具前端最深位置的规定点P2确定的平面Wl 上的投影区域。在这里，因为不存在部分产品形状，所以也不存在部 分产品形状的投影区域。因此，也不存在刀具干涉区域。然后，作为 面加工区域形状的提取处理的第4步，面加工区域形状提取单元11生成新的面加工区域形状。在这里，因为不存在刀具干涉区域形状， 所以，部分加工区域形状直接成为新的面加工区域形状。图18是表示新的面加工区域形状的图。这里的新的面加工区域形状M9，具有与新的加工区域形状M8相同的形状。通过由上述面 加工区域形状提取单元11进行的面加工区域形状的提取处理(第1 步 第4步)，可以得到第2个面加工区域形状M9 (步骤S8)。面 加工区域形状提取单元11，将提取出的第2个面加工区域形状的数 据，作为新的面加工区域形状数据，保存在面加工区域形状保存单元 12中。然后，加工工艺信息确定单元13，使用在步骤S8的处理中提取 出的与第2个面加工区域形状M7内的形状相关的信息，设定使用刀 具或切削条件等对面加工区域形状M7进行加工时的加工工艺信息 (步骤S9)。加工工艺信息确定单元13将确定的加工工艺信息保存 在加工工艺信息保存单元14中。然后，NC程序生成单元15，使用保存在面加工区域形状保存 单元12中的第2个面加工区域形状数据、和保存在加工工艺信息保 存单元14中的加工工艺信息，生成NC程序(步骤S10) 。 NC程序 生成单元15，将生成的NC程序保存在NC程序保存单元16中。然后，加工区域形状更新单元17，通过从当前的加工区域形状 去除在步骤S8的处理中提取出的新的面加工区域形状，生成新的加 工区域形状。在这里，在新的面加工区域形状M9提取后，如果执行 加工区域形状更新，则加工形状不存在。因此，NC程序生成装置1 不更新加工区域形状保存单元6内的加工区域形状，返回步骤S3的 处理。之后，如果判断面加工区域形状提取单元11不执行面加工区域 的提取，则NC程序生成装置1检査是否结束用于面加工的编程(步 骤S12)。在不结束用于面加工的编程的情况下(步骤S12，否)， NC程序生成装置1返回步骤S3的处理。在这里，因为不存在新的 加工区域形状，所以NC程序生成装置1结束用于面加工的编程(步 骤S12,是)。此外，在实施方式中，采用将CAD系统30与NC程序生成装 置1连接的结构，也可以将CAD系统30具有的形状数据(产品形 状数据、材料形状数据)，经由FD (flexible disk)或CD (Compact Disk)等存储介质，输入到NC程序生成装置1中。由此，根据实施方式，因为作业者仅通过相对于产品形状指示 面加工的刀具轴方向和刀具前端最深位置，就可以自动提取产品加工 的不干涉而可以加工的最大范围的面加工区域，所以可以由来自作业 者的少量指令，容易地进行面加工的加工区域形状设定，而减少无用 工作。因此，可以减少编程的麻烦，且不需要用于定义面加工区域的 形状追加等的处理，同时不要求高超的技术，也可以容易地进行编程。工业实用性如上所述，本发明涉及的程序生成装置及程序生成方法，适用 于NC程序的生成。
权利要求
1. 一种程序生成装置，其生成加工控制程序，该加工控制程序在切换刀具轴方向而进行被加工物的加工控制的数控装置对前述被加工物进行加工控制时使用，其特征在于，具有加工区域数据存储单元，其存储与前述被加工物的加工区域相关的加工区域数据；刀具轴方向设定单元，其根据外部输入的信息，对于由前述加工区域数据存储单元存储的加工区域数据，设定对前述被加工物进行面加工时的刀具轴方向；刀具最深位置设定单元，其根据外部输入的信息，对于由前述加工区域数据存储单元存储的加工区域数据，设定对前述被加工物进行面加工时的刀具前端的最深位置；面加工区域提取单元，其根据由前述刀具轴方向设定单元设定的刀具轴方向、由前述刀具最深位置设定单元设定的刀具前端的最深位置、以及由前述加工区域数据存储单元存储的加工区域数据，从前述加工区域数据中提取对前述被加工物进行面加工的区域，作为面加工区域数据；加工工艺信息确定单元，其使用由前述面加工区域提取单元提取出的面加工区域数据，确定与对前述被加工物进行面加工时的加工工艺相关的加工工艺信息；以及程序生成单元，其生成与由前述面加工区域提取单元提取出的面加工区域数据、以及由前述加工工艺信息确定单元确定的加工工艺信息相对应的前述加工控制程序，前述面加工区域提取单元提取以下区域作为前述面加工区域数据，该区域为，在由前述刀具轴方向设定单元设定的刀具轴方向上，对前述被加工物进行面加工直至由前述刀具最深位置设定单元设定的刀具前端的最深位置时，不会与前述被加工物的加工产生干涉的可以加工的最大区域。
2. 如权利要求1所述的程序生成装置，其特征在于， 还具有计算单元，其根据前述被加工物被加工后的产品的形状数据、以及前述被加工物被加工前的材料的形状数据，计算前述加工 区域数据，前述加工区域数据存储单元，存储由前述计算单元计算出的加 工区域数据。
3. 如权利要求1所述的程序生成装置，其特征在于，还具有加工区域更新单元，其从前述加工区域数据存储单元存 储的加工区域数据的加工区域中，去除与由前述面加工区域提取单元 提取出的面加工区域数据对应的加工区域，生成新的加工区域数据， 并将生成的新的加工区域数据作为当前的加工区域数据，更新存储在 前述加工区域数据存储单元中。
4. 如权利要求1所述的程序生成装置，其特征在于，前述外部输入的信息，包括指定前述产品的面或线的第1指定# 自I Pl私，前述刀具轴方向设定单元具有形状选择单元，其从前述加工区域数据内，选择与前述第1指 定信息对应的面或线；以及刀具轴方向选择单元，其在前述形状选择单元选择了面的情况 下，将与所选择的面垂直或水平的方向作为刀具轴方向，在前述形状 选择单元选择了线的情况下，将所选择的线的切线方向作为刀具轴方 向。
5. 如权利要求1所述的程序生成装置，其特征在于， 前述外部输入的信息，包括指定前述产品的产品表面的点的第2指定信息，前述刀具最深位置设定单元，设定与前述第2指定信息对应的 前述刀具前端的最深位置。
6. —种加工控制程序的程序生成方法，该加工控制程序在进行 被加工物的加工控制的数控装置对前述被加工物进行加工控制时使 用，其特征在于，包括以下步骤加工区域数据存储步骤，该步骤存储与前述被加工物的加工区 域相关的加工区域数据；刀具轴方向设定步骤，该步骤根据外部输入的信息，对于前述 加工区域数据，设定对前述被加工物进行面加工时的刀具轴方向；刀具最深位置设定步骤，该步骤根据外部输入的信息，对于前 述加工区域数据，设定对前述被加工物进行面加工时的刀具前端的最 深位置；面加工区域提取步骤，该步骤根据前述刀具轴方向、前述刀具 前端的最深位置、以及前述加工区域数据，从前述加工区域数据中提 取对前述被加工物进行面加工的区域，作为面加工区域数据；加工工艺信息确定步骤，该步骤使用提取出的前述面加工区域 数据，确定与对前述被加工物进行面加工时的加工工艺相关的加工工 艺信息；以及程序生成步骤，该步骤生成与提取出的前述面加工区域数据以 及确定的前述加工工艺信息相对应的前述加工控制程序，前述面加工区域提取步骤，提取以下区域作为前述面加工区域 数据，该区域为，在前述刀具轴方向上，对前述被加工物进行面加工 直至前述刀具前端的最深位置时，不会与前述被加工物的加工产生干 涉的可以加工的最大区域。
全文摘要
本发明的NC程序生成装置具有刀具轴方向设定单元，其设定对被加工物进行面加工时的刀具轴方向；刀具前端最深位置设定单元，其设定对被加工物进行面加工时的刀具前端的最深位置；面加工区域形状提取单元，其根据刀具轴方向及刀具前端的最深位置，提取对被加工物进行面加工的面加工区域数据；加工工艺信息确定单元，其使用面加工区域数据，确定对被加工物进行面加工时的加工工艺信息；以及NC程序生成单元，其生成与面加工区域数据及加工工艺信息对应的加工控制程序。面加工区域形状提取单元提取以下区域，即，在所设定的刀具轴方向上，对被加工物面进行加工直至设定的刀具前端最深位置时，不会对被加工物的加工产生干涉而可以加工的最大区域。
文档编号G05B19/4093GK101228489SQ20068000602
公开日2008年7月23日 申请日期2006年8月1日 优先权日2006年8月1日
发明者三谷由香, 入口健二, 田中克典, 藤野大助, 高桥宣行 申请人:三菱电机株式会社