【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工シミュレータを用いてマシニングセンタなどの大型の加工機を数値制御する加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
数値制御装置によりマシニングセンタなどの加工機を数値制御する場合、加工プログラムに基づいて加工機の加工指令値を作成し、制御部がこの加工指令値に基づいて加工機を数値制御し、素材に対して所定の加工を施す。この場合、加工に先立ち、加工シミュレータにより実際の加工に合わせた加工シミュレーションを行い、素材に対して適正な加工が施されるかどうかを確認している。
【０００３】
このような加工シミュレーション装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】
ＰＣＴ公開特許ＷＯ９８／１９８２２号公報
【０００５】
この特許文献１に記載された「加工シミュレーション装置」は、素材形状データ、工具形状データ、ＮＣプログラムによって加工シミュレーションを行い、このシミュレーション結果に基づいてＮＣプログラム自体、あるいは補間データを最適な切削条件となるようにフィードフォワード制御して修正するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の加工シミュレーション装置は、実際に加工を行う加工機とは接続されておらず、単体でＮＣプログラムなどに基づいて数値制御装置の動作をシミュレーションするだけである。従って、実際の加工時には、加工機の数値制御装置のパラメータやマクロ変数を始めとするシミュレーション動作を規定する数値を全て手作業により入力しなおす必要があり、作業が面倒なものとなってしまう。また、実際の加工途中で手動介入があった場合には、この手動介入により入力されたプログラムをシミュレーションすることができず、作業性が良くない。そのため、加工シミュレーションしても、パラメータやマクロ変数の違いからシミュレーション動作と実際の動作とが異なり、工具が周辺部材と接触して破損してしまうなどの不具合が発生する恐れがあり、試切削加工を行わざるを得ず、作業性の低下や製造コストの上昇などを招いてしまうという問題がある。
【０００７】
なお、上述した特許文献１に記載された「加工シミュレーション装置」は、素材や工具の形状データに基づいて加工シミュレーションをリアルタイムで行い、その結果認識できる切削量やモータトルクを適正な値に制御するようなものであるが、この方法では、ＮＣプログラムを修正することはできるものの、実際の加工時の不具合、例えば、工具と素材との衝突などを防止することはできず、実際の加工時による加工シミュレートに採用することはできない。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するものであって、加工作業の作業性の向上並びに製造コストの低減を図った加工装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の加工装置は、加工情報に基づいて加工機の加工指令値を作成する加工指令値作成手段と、該加工指令値作成手段が作成した加工指令値に基づいて実際の加工を行う加工機と、前記加工指令値作成手段が作成した加工指令値に基づいて加工シミュレーションを行う加工シミュレータと、該加工シミュレータのシミュレーション結果に基づいて前記加工機を制御する制御手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明の加工装置では、前記加工シミュレータは、前記加工機による実際の加工よりも先行して加工シミュレーションを行うことを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明の加工装置では、前記加工指令値作成手段は、前記加工機用の加工指令値を作成すると共に、前記加工シミュレータ用の加工指令値を該加工機用の加工指令値よりも高速で作成することを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明の加工装置では、前記加工指令値作成手段は、ＮＣプログラムを記憶したメモリと、該メモリが記憶したＮＣプログラムを解釈する解釈手段と、該解釈手段が解釈したＮＣプログラムに基づいて工具の移動指令を作成する移動指令作成手段と、該移動指令作成手段が作成した工具の移動指令に基づいて工具の３次元方向の移動量を求める補間処理手段と、該補間処理手段が求めた工具の３次元方向の移動量に基づいて前記加工機のサーボモータを駆動制御するサーボ制御部とを有し、前記移動指令作成手段と補間処理手段とサーボ制御部は並列に２系統設けられ、一方は前記加工機用の加工指令値を作成し、他方は前記加工シミュレータ用の加工指令値を高速で作成することを特徴としている。
【００１３】
請求項５の発明の加工装置では、前記加工指令値作成手段は、前記加工機用の加工指令値と前記加工シミュレータ用の加工指令値とを作成し、遅延手段により前記加工シミュレータ用の加工指令値に対して前記加工機用の加工指令値を所定時間遅延して出力することを特徴としている。
【００１４】
請求項６の発明の加工装置では、前記制御手段は、前記加工シミュレータによる加工の不具合を検出し、前記加工機で同様の不具合が発生しないように該加工機の動作を制御することを特徴としている。
【００１５】
請求項７の発明の加工装置では、前記加工指令値作成手段と前記加工シミュレータとは通信手段を用いてオンライン接続されたことを特徴としている。
【００１６】
【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詳細に説明する。
【００１７】
図１に本発明の第１実施形態に係る加工装置のブロック構成を示す。
【００１８】
第１実施形態の加工装置において、図１に示すように、数値制御装置（加工指令値作成手段）１１は、加工情報に基づいて加工機２１の加工指令値を作成するものであり、メモリ１２と、解釈手段１３と、移動指令作成手段１４，１７と、補間処理手段１５，１８と、サーボ制御部１６と、疑似サーボ制御部１９とを有している。
【００１９】
このメモリ１２は、各種の工具によって行う各種の加工のためのＮＣプログラムを記憶している。解釈手段１３は、このメモリ１２に記憶されているＮＣプログラムを読みだして解釈するものである。移動指令作成手段１４，１７は、解釈手段１３が解釈した各種のＮＣプログラムに基づいて各種工具の移動指令を作成するものであり、工具の種類に応じた主軸の回転速度、送り速度、目標移動位置、マクロ変数、工具補正データなどを作成する。補間処理手段１５，１８は、移動指令作成手段１４，１７が作成した各種工具の移動指令に基づいて工具の３次元方向の移動量を求めるものである。そして、サーボ制御部１６は、補間処理手段１５が求めた工具の３次元方向の移動量に基づいて加工機２１の各種サーボモータ２２を駆動制御する一方、疑似サーボ制御部１９は、補間処理手段１８が求めた工具の３次元方向の移動量を加工シミュレータ３１に出力する。
【００２０】
即ち、移動指令作成手段１４，１７と補間処理手段１５，１８とサーボ制御部１６及び疑似サーボ制御部１９は並列に２系統設けられ、移動指令作成手段１４及び補間処理手段１５は加工機２１用の加工指令値を作成し、サーボ制御部１６がサーボモータ２２を駆動制御する一方、移動指令作成手段１７及び補間処理手段１８は加工シミュレータ３１用の加工指令値を作成し、疑似サーボ制御部１９が加工シミュレータ３１に出力する。この場合、サーボ制御部１６はサーボモータ２２を駆動制御するが、疑似サーボ制御部１９はデータ（工具の移動量）を加工シミュレータ３１に出力するだけであってサーボモータ２２の動作時間を考慮することがないため、移動指令作成手段１７及び補間処理手段１８は、移動指令作成手段１４及び補間処理手段１５の対して高速で加工シミュレータ３１用の加工指令値を作成している。
【００２１】
加工機２１は、例えば、マシニングセンタなどの大型の加工機であって、テーブル、コラム、ヘッド、主軸などを駆動するための複数のサーボモータ２２を有しており、サーボ制御部１６が加工指令値（工具の移動量等）に基づいて各サーボモータ２２を駆動制御することで、実際の加工を行うことができる。一方、加工シミュレータ３１は、疑似サーボ制御部１９が出力した加工指令値（工具の移動量）に基づいて各種加工の加工シミュレーションを行うものであり、加工機２１による実際の加工よりも先行して加工シミュレーションを行う。
【００２２】
この加工シミュレータ３１は、このシミュレーション結果に基づいて加工機２１を制御可能となっている。即ち、加工シミュレータ３１には、疑似サーボ制御部１９から受信した加工指令値に基づいて実行した加工シミュレーションを監視して異常を検出する異常検出手段（制御手段）３２が設けられている。即ち、加工シミュレータ３１が実行した加工シミュレーションにて、異常検出手段３２は、周辺部材への工具の衝突、過度の負荷が発生する加工等の不具合を検出し、加工機２１で同様の不具合が発生しないようにサーボ制御部１６に加工不具合データを送り、加工機２１の動作を修正制御する。
【００２３】
また、加工シミュレータ３１には表示部３３と警報部３４が設けられており、表示部３３には実行中の加工シミュレーション情報や異常検出手段３２が検出したシミュレーションの不具合などを表示可能であり、異常検出手段３２が不具合を検出したときには警報部３４が警報を発するようになっている。更に、加工シミュレータ３１には入力部３５が設けられており、素材形状データが入力されると共に、自動実行中のＮＣプログラムに対して手動介入できるようになっている。
【００２４】
ところで、前述した数値制御装置１１や加工機２１は製造工場内に設置されている一方、加工シミュレータ３１は設計部署や事務所などに設けられており、この数値制御装置１１及び加工機２１と加工シミュレータ３１とは、ネットワーク（通信手段）４１を用いてオンライン接続されている。そのため、数値制御装置１１及び加工機２１には送受信部４２が接続されると共に、加工シミュレータ３１には送受信部４３が接続されており、両者はこの送受信部４２，４３によりインターネットなどのネットワーク４１により各種データの交換が可能となっている。
【００２５】
ここで、第１実施形態の加工装置にの作動を説明する。解釈手段１３はメモリ１２内のＮＣプログラムを順に読みだして解釈し、移動指令作成手段１４，１７はこの解釈した各種のＮＣプログラムに基づいて各種工具の移動指令を作成し、補間処理手段１５，１８はこの作成した各種工具の移動指令に基づいて工具の３次元方向の移動量を求める。そして、サーボ制御部１６は工具の３次元方向の移動量に基づいて加工機２１の各種サーボモータ２２を駆動制御し、テーブル、コラム、ヘッド、主軸などを作動して加工を行う。一方、疑似サーボ制御部１９はこの工具の３次元方向の移動量を送受信部４２によりネットワーク４１を介して送信し、加工シミュレータ３１は送受信部４３により工具の３次元方向の移動量を受信し、入力部３５から入力された素材形状データとこの移動量に基づいて各種加工の加工シミュレーションを行う。
【００２６】
このとき、加工シミュレータ３１は受信した各種データに基づいて加工シミュレーションを行うだけであるため、高速でシミュレーションを行うことができることとなり、この加工シミュレータ３１は加工機２１による実際の加工作業より先行して加工シミュレーションを実行している。そして、加工シミュレータ３１の表示部３３には実行中の加工シミュレーション情報が表示されている。
【００２７】
そして、加工シミュレータ３１が加工機２１による実際の加工作業より先行して加工シミュレーションを実行しているとき、異常検出手段３２が加工シミュレーションにより周辺部材への工具の衝突などの不具合現象を検出すると、異常検出手段３２は検出した不具合データ（ＮＣプログラム名、移動位置、サーボモータ２２の種類等）をネットワーク４１を介してサーボ制御部１６に送信すると共に、表示部３３に不具合情報を表示して警報部３４が警報を発する。すると、サーボ制御部１６は、加工機２１の動作を修正制御、つまり、不具合が発生するＮＣプログラムにおけるサーボモータ２２を減速あるいは停止する。
【００２８】
その後、サーボ制御部１６は異常検出手段３２から送信された不具合データに基づいて工具の３次元方向の移動量を修正し、修正した移動量に基づいて加工機２１の各種サーボモータ２２を駆動制御し、再び加工を開始する。なお、加工機２１による自動加工作業中に手動介入する場合には、作業者が入力部３５を用いて加工シミュレータ３１から行うことができる。
【００２９】
このように本実施形態の加工装置にあっては、数値制御装置１１がＮＣプログラムを解釈して各種工具の移動指令を作成した後に補間して工具の３次元方向の移動量を求め、サーボ制御部１６がこの移動量に基づいて加工機２１の各種サーボモータ２２を駆動制御する一方、疑似サーボ制御部１９がこの移動量を加工シミュレータ３１に出力し、加工シミュレータ３１が加工機２１による実際の加工作業より先行して加工シミュレーションを実行し、異常検出手段３２が工具の衝突などの不具合現象を検出すると、これを送信してサーボ制御部１６が加工機２１の動作を修正制御するようにしている。
【００３０】
従って、加工シミュレータ３１が加工機２１による実際の加工作業より先行して加工シミュレーションを実行するため、加工機２１における工具の衝突などの不具合の発生を事前に防止することができると共に、加工作業中の手動介入も容易となり、加工作業の作業性を向上することができ、また、製造コストを低減することができる。
【００３１】
図２に本発明の第２実施形態に係る加工装置のブロック構成を示す。
【００３２】
第２実施形態の加工装置において、図２に示すように、数値制御装置（加工指令値作成手段）５１は、加工情報に基づいて加工機６１の加工指令値を作成するものであり、ＮＣプログラムを記憶するメモリ５２と、メモリ５２のＮＣプログラムを解釈する解釈手段５３と、解釈手段５３が解釈したＮＣプログラムに基づいて各種工具の移動指令を作成する移動指令作成手段５４と、移動指令作成手段５４が作成した各種工具の移動指令に基づいて工具の３次元方向の移動量を求める補間処理手段５５と、補間処理手段５５が求めた工具の３次元方向の移動量に基づいて加工機６１の各種サーボモータ６２を駆動制御するサーボ制御部５６とを有している。
【００３３】
また、数値制御装置５１は、サーボ制御部５６からの加工指令値を出力する２つの指令出力バッファ５７，５８と、このシミュレータ用指令出力バッファ５７から出力する加工指令値に対して、サーボ用指令出力バッファ５８から出力する加工指令値を所定時間遅延させる遅延部５９とを有している。即ち、サーボ制御部１６の制御によって各指令出力バッファ５７，５８から加工指令値を出力するとき、先に加工シミュレータ７１に加工指令値を出力し、所定時間経過してからサーボモータ６２に加工指令値を出力する。
【００３４】
加工機６１は、テーブル、コラム、ヘッド、主軸などを駆動するための複数のサーボモータ６２を有しており、サーボ制御部５６（指令出力バッファ５８）が加工指令値に基づいて各サーボモータ６２を駆動制御することで、実際の加工を行うことができる。一方、加工シミュレータ７１は、サーボ制御部５６（指令出力バッファ５７）が出力した加工指令値に基づいて各種加工の加工シミュレーションを行うものであり、加工機６１による実際の加工よりも先行して加工シミュレーションを行う。
【００３５】
この加工シミュレータ３１には、サーボ制御部５６から受信した加工指令値に基づいてに実行した加工シミュレーションを監視して異常を検出する異常検出手段（制御手段）７２が設けられており、この異常検出手段７２は、周辺部材への工具の衝突、加工位置や加工量のずれなどの不具合を検出し、加工機６１で同様の不具合が発生しないようにサーボ制御部５６に加工不具合データを送り、加工機２１の動作を修正制御する。また、加工シミュレータ７１には表示部７３と警報部７４と入力部７５が設けられている。
【００３６】
また、数値制御装置５１及び加工機６１と加工シミュレータ７１とは、ネットワーク（通信手段）８１を用いてオンライン接続されている。そのため、数値制御装置５１及び加工機６１には送受信部８２が接続されると共に、加工シミュレータ７１には送受信部８３が接続されており、両者はこの送受信部８２，８３によりインターネットなどのネットワーク８１により各種データの交換が可能となっている。
【００３７】
ここで、第２実施形態の加工装置の作動を説明する。解釈手段５３はメモリ５２内のＮＣプログラムを順に読みだして解釈し、移動指令作成手段５４はこの解釈した各種のＮＣプログラムに基づいて各種工具の移動指令を作成し、補間処理手段５５はこの作成した各種工具の移動指令に基づいて工具の３次元方向の移動量を求める。そして、サーボ制御部５６は工具の３次元方向の移動量に基づいて加工機６１の各種サーボモータ６２を駆動制御する指令値を指令出力バッファ５８を介して出力する一方、加工シミュレータ７１を作動する指令値を指令出力バッファ５７を介して出力する。このとき、遅延部５９は、先に加工シミュレータ７１に加工指令値を出力し、所定時間経過してからサーボモータ６２に加工指令値を出力する。そのため、この加工シミュレータ７１は加工機２１による実際の加工作業より先行して加工シミュレーションを実行しており、表示部７３に実行中の加工シミュレーション情報が表示されている。
【００３８】
そして、加工シミュレータ７１が加工機６１による実際の加工作業より先行して加工シミュレーションを実行しているとき、異常検出手段７２が加工シミュレーションにより周辺部材への工具の衝突などの不具合現象を検出すると、検出した不具合データ（ＮＣプログラム名、移動位置、サーボモータ６２の種類等）をネットワーク８１を介してサーボ制御部５６に送信すると共に、表示部７３に不具合情報を表示して警報部７４が警報を発する。すると、サーボ制御部５６は、加工機６１の動作を修正制御、つまり、不具合が発生するＮＣプログラムにおけるサーボモータ６２を減速あるいは停止する。
【００３９】
その後、サーボ制御部５６は異常検出手段７２から送信された不具合データに基づいて工具の３次元方向の移動量を修正し、修正した移動量に基づいて加工機６１の各種サーボモータ６２を駆動制御し、再び加工を開始する。なお、加工機６１による自動加工作業中に手動介入する場合には、作業者が入力部７５を用いて加工シミュレータ７１から行うことができる。
【００４０】
このように本実施形態の加工装置にあっては、数値制御装置５１がＮＣプログラムを解釈して各種工具の移動指令を作成した後に補間して工具の３次元方向の移動量を求め、サーボ制御部５６がこの移動量に基づいて加工機６１の各種サーボモータ６２を駆動制御する一方、この移動量を加工シミュレータ７１に出力して加工機６１による実際の加工作業より先行して加工シミュレーションを実行し、異常検出手段７２が工具の衝突などの不具合現象を検出すると、これを送信してサーボ制御部５６が加工機６１の動作を修正制御するようにしている。
【００４１】
従って、加工シミュレータ７１が加工機６１による実際の加工作業より先行して加工シミュレーションを実行するため、加工機６１における工具の衝突などの不具合の発生を事前に防止することができると共に、加工作業中の手動介入も容易となり、加工作業の作業性を向上することができ、また、製造コストを低減することができる。また、移動指令作成手段と補間処理手段とサーボ制御部を２系統設ける必要はなく、制御機器や制御プログラム等を簡素化して低コスト化を可能とすることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の加工装置によれば、加工情報に基づいて加工機の加工指令値を作成する加工指令値作成手段と、加工指令値作成手段が作成した加工指令値に基づいて実際の加工を行う加工機と、加工指令値作成手段が作成した加工指令値に基づいて加工シミュレーションを行う加工シミュレータと、加工シミュレータのシミュレーション結果に基づいて加工機を制御する制御手段とを設けたので、加工シミュレータと加工機とをオンラインで接続し、加工機による実際の加工作業中に加工シミュレータのシミュレーション結果を加工機に反映させることで、実際の加工作業中の不具合を検出することができ、加工作業の作業性の向上並びに製造コストの低減を図ることができる。
【００４３】
請求項２の発明の加工装置によれば、加工シミュレータは加工機による実際の加工よりも先行して加工シミュレーションを行うので、加工機による実際の加工作業中の不具合を事前に検出することができ、工具の衝突などの事故を未然に防止することができる。
【００４４】
請求項３の発明の加工装置によれば、加工指令値作成手段は加工機用の加工指令値を作成すると共に、加工シミュレータ用の加工指令値を加工機用の加工指令値よりも高速で作成するので、簡単な構成により加工機による実際の加工作業中の不具合を容易に検出することができる。
【００４５】
請求項４の発明の加工装置によれば、加工指令値作成手段は、ＮＣプログラムを記憶したメモリと、メモリが記憶したＮＣプログラムを解釈する解釈手段と、解釈手段が解釈したＮＣプログラムに基づいて工具の移動指令を作成する移動指令作成手段と、移動指令作成手段が作成した工具の移動指令に基づいて工具の３次元方向の移動量を求める補間処理手段と、補間処理手段が求めた工具の３次元方向の移動量に基づいて加工機のサーボモータを駆動制御するサーボ制御部とを有し、移動指令作成手段と補間処理手段とサーボ制御部とを並列に２系統設け、一方は加工機用の加工指令値を作成し、他方は加工シミュレータ用の加工指令値を高速で作成するので、加工機の加工指令値を作成する系統を２つ設けることで、加工シミュレータによる加工シミュレーションを加工機に先行して確実に行うことができる。
【００４６】
請求項５の発明の加工装置によれば、加工指令値作成手段は加工機用の加工指令値と加工シミュレータ用の加工指令値とを作成し、遅延手段により加工シミュレータ用の加工指令値に対して加工機用の加工指令値を所定時間遅延して出力するので、簡単な構成で加工シミュレータによる加工シミュレーションを加工機に先行して容易に行うことができる。
【００４７】
請求項６の発明の加工装置によれば、制御手段は、加工シミュレータによる加工の不具合を検出し、加工機で同様の不具合が発生しないように加工機の動作を制御するので、工具の衝突などの事故を未然に防止すると共に、そのプログラムを直ちに修正して復帰することができる。
【００４８】
請求項７の発明の加工装置によれば、加工指令値作成手段と加工シミュレータとを通信手段を用いてオンライン接続したので、加工シミュレータと加工機とを容易にオンライン接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る加工装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る加工装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１１ 数値制御装置（加工指令値作成手段）
１２ メモリ
１３ 解釈手段
１４，１７ 移動指令作成手段
１５，１８ 補間処理手段
１６ サーボ制御部
１９ 疑似サーボ制御部
２１ 加工機
２２ サーボモータ
３１ 加工シミュレータ
３２ 異常検出手段（制御手段）
３３ 表示部
３４ 警報部
３５ 入力部
４１ ネットワーク（通信手段）
４２，４３ 送受信部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing apparatus for numerically controlling a large processing machine such as a machining center using a processing simulator.
[0002]
[Prior art]
When numerically controlling a processing machine such as a machining center with a numerical control device, a processing command value of the processing machine is created based on a processing program, and the control unit numerically controls the processing machine based on the processing command value, and controls a material. To perform predetermined processing. In this case, prior to the processing, a processing simulation is performed by a processing simulator in accordance with the actual processing to check whether or not the material is properly processed.
[0003]
As such a processing simulation apparatus, there is one described in Patent Document 1 below.
[0004]
[Patent Document 1]
PCT Publication No. WO 98/19822 [0005]
The “machining simulation device” described in Patent Literature 1 performs a machining simulation using material shape data, tool shape data, and an NC program. Based on the simulation result, the NC program itself or interpolation data is used as an optimal cutting condition. In this case, the feedforward control is performed so as to make correction.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional processing simulation apparatus is not connected to a processing machine that actually performs processing, but simply simulates the operation of the numerical control device based on an NC program or the like. Therefore, at the time of actual machining, it is necessary to manually re-enter all numerical values defining the simulation operation, including the parameters and macro variables of the numerical control device of the processing machine, and the operation becomes troublesome. Further, when manual intervention is performed during actual machining, a program input by the manual intervention cannot be simulated, and workability is not good. Therefore, even in machining simulation, the simulation operation differs from the actual operation due to differences in parameters and macro variables, and there is a possibility that the tool may come into contact with peripheral members and be damaged, etc. However, there is a problem that the workability is reduced and the manufacturing cost is increased.
[0007]
The “processing simulation device” described in Patent Document 1 described above performs a processing simulation in real time based on shape data of a material or a tool, and controls a recognizable cutting amount and a motor torque to appropriate values. Although this method can correct the NC program, this method cannot prevent defects during actual machining, for example, collision between a tool and a material, and cannot be performed during actual machining. It cannot be used for processing simulation.
[0008]
The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a processing apparatus that improves workability of a processing operation and reduces manufacturing costs.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a machining apparatus for creating a machining command value for a machining machine based on machining information, and a machining command created by the machining command value creating means. A processing machine that performs actual processing based on the value, a processing simulator that performs a processing simulation based on the processing command value created by the processing command value creation unit, and controls the processing machine based on a simulation result of the processing simulator. And control means for performing the control.
[0010]
In the processing apparatus according to the second aspect of the present invention, the processing simulator performs the processing simulation prior to the actual processing by the processing machine.
[0011]
In the machining apparatus according to the third aspect of the invention, the machining command value creating means creates a machining command value for the machining machine and sets the machining command value for the machining simulator to be smaller than the machining command value for the machining machine. The feature is that it is created at high speed.
[0012]
In the machining apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the machining command value creating means includes a memory storing an NC program, an interpreting means interpreting the NC program stored in the memory, and an NC program interpreted by the interpreting means. Movement command creation means for creating a movement command of the tool by using the movement command creation means, and interpolation processing means for finding a three-dimensional movement amount of the tool based on the tool movement command created by the movement command creation means. A servo control unit for driving and controlling a servo motor of the processing machine based on a moving amount of the tool in a three-dimensional direction, and two systems of the movement command creating unit, the interpolation processing unit, and the servo control unit are provided in parallel. One is to create a machining command value for the machining machine, and the other is to create a machining command value for the machining simulator at high speed.
[0013]
In the machining apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the machining command value creating unit creates a machining command value for the machining machine and a machining command value for the machining simulator, and a machining command for the machining simulator by a delay unit. The processing command value for the processing machine is output with a delay of a predetermined time with respect to the value.
[0014]
In the processing apparatus according to the sixth aspect of the present invention, the control means detects a processing failure by the processing simulator and controls the operation of the processing machine so that a similar failure does not occur in the processing machine. I have.
[0015]
In a machining apparatus according to a seventh aspect of the present invention, the machining command value creating means and the machining simulator are connected online using communication means.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 shows a block configuration of a processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
[0018]
In the processing apparatus of the first embodiment, as shown in FIG. 1, a numerical control device (processing command value generating means) 11 generates a processing command value of a processing machine 21 based on processing information, and a memory 12. , An interpretation unit 13, movement command creation units 14, 17, interpolation processing units 15, 18, a servo control unit 16, and a pseudo servo control unit 19.
[0019]
The memory 12 stores NC programs for various types of machining performed by various types of tools. The interpreting means 13 reads out and interprets the NC program stored in the memory 12. The movement command creation units 14 and 17 create movement commands for various tools based on various NC programs interpreted by the interpretation unit 13, and include a rotation speed, a feed speed, and a target movement of the spindle according to the type of the tool. Create positions, macro variables, tool compensation data, etc. The interpolation processing means 15 and 18 are for obtaining the three-dimensional movement amount of the tool based on the movement commands of various tools created by the movement command creation means 14 and 17. The servo control unit 16 drives and controls the various servo motors 22 of the processing machine 21 based on the three-dimensional movement amount of the tool obtained by the interpolation processing unit 15, while the pseudo servo control unit 19 controls the interpolation processing unit. The movement amount in the three-dimensional direction obtained by the tool 18 is output to the machining simulator 31.
[0020]
That is, two systems of the movement command creation means 14 and 17, the interpolation processing means 15 and 18, the servo control unit 16 and the pseudo servo control unit 19 are provided in parallel, and the movement command creation means 14 and the interpolation processing means 15 are provided for the processing machine 21. And the servo control unit 16 drives and controls the servo motor 22, while the movement command creation unit 17 and the interpolation processing unit 18 create a machining command value for the machining simulator 31, and the pseudo servo control unit 19. Is output to the processing simulator 31. In this case, the servo control unit 16 controls the drive of the servo motor 22, but the pseudo servo control unit 19 only outputs the data (the amount of movement of the tool) to the processing simulator 31 and considers the operation time of the servo motor 22. Therefore, the movement command creating means 17 and the interpolation processing means 18 create the machining command values for the machining simulator 31 at a high speed with respect to the movement command creating means 14 and the interpolation processing means 15.
[0021]
The processing machine 21 is, for example, a large-sized processing machine such as a machining center, and has a plurality of servomotors 22 for driving a table, a column, a head, a spindle, and the like. The actual machining can be performed by controlling the drive of each servo motor 22 based on (the amount of movement of the tool, etc.). On the other hand, the processing simulator 31 performs a processing simulation of various types of processing based on the processing command value (movement amount of the tool) output by the pseudo servo control unit 19, and precedes the actual processing by the processing machine 21. Perform processing simulation.
[0022]
The processing simulator 31 can control the processing machine 21 based on the simulation result. That is, the processing simulator 31 is provided with an abnormality detection unit (control unit) 32 that monitors a processing simulation executed based on the processing command value received from the pseudo servo control unit 19 and detects an abnormality. That is, in the processing simulation executed by the processing simulator 31, the abnormality detecting means 32 detects a defect such as a collision of a tool with a peripheral member or a process in which an excessive load occurs, and a similar defect occurs in the processing machine 21. The processing failure data is sent to the servo control unit 16 so as not to perform the processing, and the operation of the processing machine 21 is corrected and controlled.
[0023]
Further, the processing simulator 31 is provided with a display unit 33 and an alarm unit 34, and the display unit 33 can display information on the processing simulation being executed and a simulation defect detected by the abnormality detection unit 32. When the detecting means 32 detects a failure, the alarm unit 34 issues an alarm. Further, the processing simulator 31 is provided with an input unit 35, which is capable of inputting material shape data and manually intervening in an automatically executed NC program.
[0024]
By the way, the numerical control device 11 and the processing machine 21 described above are installed in a manufacturing factory, while the processing simulator 31 is provided in a design department or an office. The simulator 31 is connected online using a network (communication means) 41. Therefore, a transmission / reception unit 42 is connected to the numerical controller 11 and the processing machine 21, and a transmission / reception unit 43 is connected to the processing simulator 31, and both are connected by the transmission / reception units 42 and 43 via a network 41 such as the Internet. Exchange of various data is possible.
[0025]
Here, the operation of the processing apparatus of the first embodiment will be described. The interpreting means 13 reads and interprets the NC programs in the memory 12 in order, and the movement command creating means 14 and 17 create movement commands for various tools based on the interpreted various NC programs. Numeral 18 determines the amount of movement of the tool in the three-dimensional direction based on the created movement commands of the various tools. Then, the servo control unit 16 drives and controls various servo motors 22 of the processing machine 21 based on the three-dimensional movement amount of the tool, and performs processing by operating a table, a column, a head, a spindle, and the like. On the other hand, the pseudo servo control unit 19 transmits the three-dimensional movement amount of the tool by the transmission / reception unit 42 via the network 41, and the processing simulator 31 receives the three-dimensional movement amount of the tool by the transmission / reception unit 43. Based on the material shape data input from the input unit 35 and the movement amount, a processing simulation of various processing is performed.
[0026]
At this time, since the processing simulator 31 only performs the processing simulation based on the various data received, the simulation can be performed at a high speed, and the processing simulator 31 precedes the actual processing operation by the processing machine 21. A machining simulation is being performed. Then, the processing simulation information being executed is displayed on the display unit 33 of the processing simulator 31.
[0027]
Then, when the processing simulator 31 is executing the processing simulation prior to the actual processing operation by the processing machine 21 and the abnormality detecting means 32 detects a defect phenomenon such as a collision of a tool with a peripheral member by the processing simulation, The abnormality detecting means 32 transmits the detected defect data (NC program name, moving position, type of the servo motor 22, etc.) to the servo control unit 16 via the network 41, and displays the defect information on the display unit 33 to generate an alarm. The unit 34 issues an alarm. Then, the servo control unit 16 corrects and controls the operation of the processing machine 21, that is, decelerates or stops the servo motor 22 in the NC program in which a problem occurs.
[0028]
Thereafter, the servo control unit 16 corrects the three-dimensional movement amount of the tool based on the defect data transmitted from the abnormality detection means 32, and drives and controls the various servomotors 22 of the processing machine 21 based on the corrected movement amount. Then, the processing is started again. In addition, when manually intervening during the automatic processing operation by the processing machine 21, the operator can perform the operation from the processing simulator 31 using the input unit 35.
[0029]
As described above, in the processing apparatus according to the present embodiment, the numerical control device 11 interprets the NC program to create movement commands of various tools, and then interpolates to obtain the three-dimensional movement amount of the tool. The unit 16 drives and controls various servo motors 22 of the processing machine 21 based on the movement amounts, while the pseudo servo control unit 19 outputs the movement amounts to the processing simulator 31, and the processing simulator 31 A machining simulation is performed prior to the machining operation, and when the abnormality detecting means 32 detects a malfunction such as a collision of a tool, the malfunction is transmitted and the servo control unit 16 corrects and controls the operation of the machining machine 21. I have.
[0030]
Therefore, since the processing simulator 31 executes the processing simulation prior to the actual processing operation by the processing machine 21, it is possible to prevent the occurrence of troubles such as the collision of the tool in the processing machine 21 in advance, and to perform the processing operation during the processing operation. Manual intervention is also facilitated, the workability of the machining operation can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.
[0031]
FIG. 2 shows a block configuration of a processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[0032]
In the processing apparatus according to the second embodiment, as shown in FIG. 2, a numerical control device (processing command value generating means) 51 generates a processing command value for a processing machine 61 based on processing information. 52, an interpreting means 53 for interpreting the NC program in the memory 52, a moving instruction creating means 54 for creating movement commands for various tools based on the NC program interpreted by the interpreting means 53, and a moving instruction creating means An interpolation processing means 55 for obtaining a three-dimensional movement amount of the tool based on the movement commands of the various tools created by the tool 54, and a processing machine 61 based on the three-dimensional movement amount of the tool obtained by the interpolation processing means 55. And a servo control unit 56 for driving and controlling various servo motors 62.
[0033]
The numerical control device 51 also includes two command output buffers 57 and 58 for outputting a machining command value from the servo control unit 56, and a servo command for the machining command value output from the simulator command output buffer 57. A delay unit 59 for delaying the machining command value output from the output buffer 58 by a predetermined time. That is, when the machining command values are output from the command output buffers 57 and 58 under the control of the servo control unit 16, the machining command values are output to the machining simulator 71 first, and the machining command Output the value.
[0034]
The processing machine 61 has a plurality of servomotors 62 for driving a table, a column, a head, a spindle, and the like. The servo control unit 56 (command output buffer 58) controls each servomotor 62 based on a processing command value. The actual processing can be performed by controlling the driving of the. On the other hand, the processing simulator 71 performs a processing simulation of various types of processing based on the processing command values output from the servo control unit 56 (command output buffer 57), and performs processing prior to actual processing by the processing machine 61. Perform a simulation.
[0035]
The processing simulator 31 is provided with abnormality detecting means (control means) 72 for monitoring a processing simulation executed based on the processing command value received from the servo control unit 56 and detecting an abnormality. The means 72 detects a defect such as a collision of a tool with a peripheral member, a deviation of a processing position or a processing amount, and sends processing defect data to the servo control unit 56 so that a similar defect does not occur in the processing machine 61. The operation of the machine 21 is modified and controlled. The processing simulator 71 is provided with a display unit 73, an alarm unit 74, and an input unit 75.
[0036]
The numerical controller 51, the processing machine 61, and the processing simulator 71 are connected online using a network (communication means) 81. Therefore, a transmission / reception unit 82 is connected to the numerical controller 51 and the processing machine 61, and a transmission / reception unit 83 is connected to the processing simulator 71. Exchange of various data is possible.
[0037]
Here, the operation of the processing apparatus of the second embodiment will be described. The interpreting means 53 reads and interprets the NC programs in the memory 52 in order, and the movement command creating means 54 creates movement commands of various tools based on the interpreted various NC programs. The amount of movement of the tool in the three-dimensional direction is obtained based on the movement commands of the various tools. Then, the servo control unit 56 outputs, via the command output buffer 58, a command value for controlling the driving of various servomotors 62 of the processing machine 61 based on the three-dimensional movement amount of the tool, and activates the processing simulator 71. The command value is output via command output buffer 57. At this time, the delay unit 59 outputs the machining command value to the machining simulator 71 first, and outputs the machining command value to the servomotor 62 after a predetermined time has elapsed. Therefore, the processing simulator 71 executes the processing simulation prior to the actual processing operation by the processing machine 21, and the display 73 displays the processing simulation information being executed.
[0038]
Then, when the processing simulator 71 is executing the processing simulation prior to the actual processing operation by the processing machine 61, when the abnormality detecting means 72 detects a defect phenomenon such as a collision of a tool with a peripheral member by the processing simulation, The detected fault data (NC program name, moving position, type of servo motor 62, etc.) is transmitted to the servo control unit 56 via the network 81, and the fault information is displayed on the display unit 73, and the alarm unit 74 issues an alarm. Emit. Then, the servo control unit 56 corrects and controls the operation of the processing machine 61, that is, decelerates or stops the servo motor 62 in the NC program in which a problem occurs.
[0039]
Thereafter, the servo control unit 56 corrects the amount of movement of the tool in the three-dimensional direction based on the defect data transmitted from the abnormality detection means 72, and drives and controls various servo motors 62 of the processing machine 61 based on the corrected amount of movement. Then, the processing is started again. In addition, when manually intervening during the automatic processing operation by the processing machine 61, the operator can perform the operation from the processing simulator 71 using the input unit 75.
[0040]
As described above, in the processing apparatus according to the present embodiment, the numerical control device 51 interprets the NC program to create movement commands for various tools, and then interpolates to obtain the three-dimensional movement amount of the tool. The section 56 drives and controls various servo motors 62 of the processing machine 61 based on the movement amount, and outputs the movement amount to the processing simulator 71 to execute the processing simulation prior to the actual processing operation by the processing machine 61. When the abnormality detecting means 72 detects a trouble phenomenon such as a collision of a tool, the trouble is transmitted and the servo control unit 56 corrects and controls the operation of the processing machine 61.
[0041]
Therefore, since the processing simulator 71 executes the processing simulation prior to the actual processing operation by the processing machine 61, it is possible to prevent the occurrence of troubles such as the collision of the tool in the processing machine 61 in advance and to perform the processing during the processing operation. Manual intervention is also facilitated, the workability of the machining operation can be improved, and the manufacturing cost can be reduced. Further, there is no need to provide two systems of the movement command creating means, the interpolation processing means, and the servo control unit, and it is possible to simplify the control device and the control program and to reduce the cost.
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail in the embodiment, according to the machining apparatus of the first aspect, the machining command value creating means for creating the machining command value of the machining machine based on the machining information, and the machining command value creating means A machining machine that performs actual machining based on the created machining command value, a machining simulator that performs machining simulation based on the machining command value created by the machining command value creation means, and a machining machine based on the simulation result of the machining simulator. Since the control means for controlling is provided, the processing simulator and the processing machine are connected online, and the simulation result of the processing simulator is reflected on the processing machine during the actual processing by the processing machine, so that the Can be detected, and the workability of the machining operation can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
[0043]
According to the processing apparatus of the second aspect of the present invention, the processing simulator performs the processing simulation prior to the actual processing by the processing machine, so that a defect during the actual processing by the processing machine can be detected in advance. Accidents such as collision of tools can be prevented beforehand.
[0044]
According to the machining apparatus of the third aspect, the machining command value creating means creates the machining command value for the machining machine and creates the machining command value for the machining simulator at a higher speed than the machining command value for the machining machine. Therefore, it is possible to easily detect a defect during the actual processing operation by the processing machine with a simple configuration.
[0045]
According to the machining device of the fourth aspect of the invention, the machining command value creating means is based on the memory storing the NC program, the interpreting means for interpreting the NC program stored in the memory, and the NC program interpreted by the interpreting means. Movement command creating means for creating a tool movement command, interpolation processing means for obtaining a three-dimensional movement amount of the tool based on the tool movement command created by the movement command creation means, A servo control unit that drives and controls a servo motor of the processing machine based on the amount of movement in the three-dimensional direction; two systems are provided in parallel with a movement command creating unit, an interpolation processing unit, and a servo control unit; Since the machining command value for the machining simulator is created at a high speed, the machining command value for the machining simulator is created at high speed. Machining simulation can be a reliably performed prior to the processing machine that.
[0046]
According to the machining apparatus of claim 5, the machining command value creating means creates a machining command value for the machining machine and a machining command value for the machining simulator, and delays the machining command value for the machining simulator by the delay means. The processing command value for the processing machine is output with a delay of a predetermined time, so that the processing simulation by the processing simulator can be easily performed prior to the processing machine with a simple configuration.
[0047]
According to the processing apparatus of claim 6, the control means detects a processing failure by the processing simulator and controls the operation of the processing machine so that the same failure does not occur in the processing machine. The accident can be prevented beforehand, and the program can be immediately corrected and returned.
[0048]
According to the processing apparatus of the present invention, since the processing command value creating means and the processing simulator are connected online using the communication means, the processing simulator and the processing machine can be easily connected online.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Numerical control device (processing command value creation means)
12 Memory 13 Interpretation means 14, 17 Movement command creation means 15, 18 Interpolation processing means 16 Servo control unit 19 Pseudo servo control unit 21 Processing machine 22 Servo motor 31 Processing simulator 32 Abnormality detection means (Control means)
33 display unit 34 alarm unit 35 input unit 41 network (communication means)
42, 43 transceiver