程序生成装置、数控装置以及程序生成方法.pdf

本发明得到一种程序生成装置、数控装置以及程序生成方法。NC程序设计辅助装置用于生成使加工对象物的形状数据反映了尺寸公差数据的NC加工程序，该装置具有：加工目标尺寸计算部(5)，其基于形状数据和尺寸公差数据，计算加工对象物的加工目标尺寸；形状数据变形处理部(6)，其基于与使图形要素移动的方法相关的位置移动信息、加工目标尺寸以及形状数据，设定图形要素的移动位置，以使得形状数据所包含的图形要素之间的尺寸成为加工目标尺寸；以及NC加工程序生成处理(7)，其使用形状数据以及各个图形要素的移动位置，生成NC加工程序。

1.  一种程序生成装置，其基于加工对象物的形状数据和所述形状数据的尺寸公差数据，生成使所述形状数据反映了所述尺寸公差数据的NC加工程序，
其特征在于，具有：
加工目标尺寸计算部，其基于所述形状数据和所述尺寸公差数据，计算所述加工对象物的加工目标尺寸；
形状数据变形处理部，其基于所述加工目标尺寸计算部计算出的加工目标尺寸和所述形状数据，设定图形要素的移动位置，以使得所述形状数据所包含的所述图形要素之间的尺寸成为与所述加工目标尺寸对应的尺寸；以及
加工程序生成部，其使用所述形状数据以及由所述形状数据变形处理部设定的各个图形要素的移动位置来生成NC加工程序，
所述形状数据变形处理部基于与使所述图形要素移动的方法相关的位置移动信息，设定所述图形要素的移动位置。

2.  根据权利要求1所述的程序生成装置，其特征在于，
在所述图形要素由多个尺寸公差数据共用的情况下，所述形状数据变形处理部对所述图形要素的移动位置进行设定，以使得该被共用的图形要素成为与共用所述图形要素的尺寸公差数据的各个加工目标尺寸对应的尺寸。

3.  根据权利要求1所述的程序生成装置，其特征在于，
所述图形要素是包含多个图形要素的图形要素群，
所述形状数据变形处理部设定与所述图形要素群对应的规定坐标的移动位置。

4.  一种数控装置，其基于所述NC加工程序，进行所述加工对象物的加工控制，
其特征在于，
具有权利要求1至3中任一项所述的程序生成装置。

5.  一种程序生成方法，其基于加工对象物的形状数据和所述形状数据的尺寸公差数据，生成使所述形状数据反映了所述尺寸公差数据的NC加工程序，
其特征在于，包含下述步骤：
加工目标尺寸计算步骤，在该步骤中，基于所述形状数据和所述尺寸公差数据，计算所述加工对象物的加工目标尺寸；
移动位置设定步骤，在该步骤中，基于计算出的加工目标尺寸和所述形状数据，设定图形要素的移动位置，以使得所述形状数据所包含的所述图形要素之间的尺寸成为与所述加工目标尺寸对应的尺寸；以及
加工程序生成步骤，在该步骤中，使用所述形状数据以及设定的各个图形要素的移动位置来生成NC加工程序，
在所述移动位置设定步骤中，基于与使所述图形要素移动的方法相关的位置移动信息，设定所述图形要素的移动位置。

程序生成装置、数控装置以及程序生成方法
技术领域
本发明涉及一种程序生成装置、数控装置以及程序生成方法，该程序生成装置生成用于对工作机械进行数值控制的NC加工程序。
背景技术
在按照NC加工程序的指示忠实且高精度地进行加工的数控工作机械中，从品质管理及生产率的角度出发，重要的是如何容易且高效地生成NC加工程序，以得到与设计被加工物的设计人员的意图相符的加工结果。
近年来，程序生成装置的辅助生成NC程序的功能持续充实化，操作人员可以通过一边观察制作图纸一边设定加工对象物的坐标值，而容易地生成NC加工程序。另外，还出现下述装置，其可以通过将设计人员使用CAD系统建模而得到的CAD数据直接读入程序生成装置中，而生成NC加工程序。
然而，对于作为具有配合(嵌合)或尺寸公差等的被加工物的制品，针对与其功能及性能相关的部位的加工，需要预先在NC加工程序中反映出考虑了配合或尺寸公差后的加工目标尺寸。特别是对于上下(尺寸上限和尺寸下限)的尺寸允差偏向一侧(尺寸上限或者尺寸下限)的非对称配合或尺寸公差，有时加工目标尺寸成为与基准尺寸不同的值。
在一边观察制作图纸一边对NC加工程序直接进行编程(修改)的情况下，采用由操作人员通过手动计算或计算器对加工目标尺寸进行计算，并且基于计算结果将校正后的坐标值输入NC加工程序的方法。在该方法中，由于NC加工程序的修正繁杂，所以产生容易导致计算错误或输入错误，生成的NC加工程序缺乏可靠性的问题。
因此，提出了下述方法，即，使得可以在NC加工程序中直接记述基准尺寸和公差信息(尺寸公差等)，基于记述的信息使数控装置进行加工处理。
例如，在专利文献1中记载的数控装置，预先基于配合关系中的基准尺寸和公差域等级而保存尺寸允差数据。另外，根据在加工程序中表示所指示的加工物的配合关系中的基准尺寸以及公差域等级的指令、和与该指令对应而保存的尺寸允差数据，计算公差域的中央位置，将计算出的中央位置作为控制轴的移动指令而进行轴控制。由此，程序员可以针对加工图纸上记载的配合部位的基准尺寸以及公差域等级直接进行编程。
另外，在专利文献2中记载的数控装置的自动配合校正器，从NC指令程序中对夹在规定的分隔符之间的配合标记进行检测，并且根据与配合标记对应的尺寸和NC指令程序中的尺寸，计算切削尺寸。
另外，在专利文献3所记载的加工控制方法中，针对加工程序中的尺寸允差指定区域，尺寸允差以具体的数值示出的情况下，基于该数值确定加工目标尺寸，在以配合标记示出的情况下，检索尺寸允差表而确定加工目标尺寸。
专利文献1：日本特开平4-245305号公报
专利文献2：日本特开昭61-15204号公报
专利文献3：日本特开昭60-201860号公报
发明内容
但是，在上述第1～第3现有技术中，只有在计算尺寸的加工对象面为一个的情况下，且公差信息和加工指令单位一一对应，可以使记述基准尺寸以及公差信息的位置局部化的情况下，才可以计算中央位置。因此，存在下述问题，即，只有在例如为了进行轴或孔的配合而对圆筒面的直径指定了公差信息的情况下，或者对距离绝对基准位置(程序原点等)的相对尺寸指定了公差信息的情况下，才可以在NC加工程序中直接记述基准尺寸和公差信息。换言之，在面与面的距离等涉及多个加工对象面的情况下，存在无法在NC加工程序中直接记述基准尺寸以及公差信息的问题。另外，在由操作人员认真分析图纸而适当地分配并记述公差的情况下，存在操作人员的处理变得繁杂的问题。
在程序生成装置具有读入CAD数据而生成NC加工程序的功能的情况下，采用根据预先估计了公差的加工目标尺寸而对加工对象物的形状进行建模的方法。在该方法中，设计人员或CAD数据生成者被迫进行计算加工目标尺寸而向NC加工程序输入的作业，没有得到本质上的解决。另外，由于失去了设计层面上有意义的基准尺寸，所以存在可能生成导致设计人员不希望的加工结果的NC加工程序。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于获得一种程序生成装置、数控装置以及程序生成方法，其即使在涉及多个加工对象面的情况下，也可以容易地生成反映了尺寸公差所表示的设计意图的NC加工程序。
为了解决上述课题而实现目的，本发明提出一种程序生成装置，其基于加工对象物的形状数据和所述形状数据的尺寸公差数据，生成使所述形状数据反映了所述尺寸公差数据的NC加工程序，该程序生成装置的特征在于，具有：加工目标尺寸计算部，其基于所述形状数据和所述尺寸公差数据，计算所述加工对象物的加工目标尺寸；形状数据变形处理部，其基于所述加工目标尺寸计算部计算出的加工目标尺寸和所述形状数据，设定图形要素的移动位置，以使得所述形状数据所包含的所述图形要素之间的尺寸成为与所述加工目标尺寸对应的尺寸；以及加工程序生成部，其使用所述形状数据以及由所述形状数据变形处理部设定的各个图形要素的移动位置来生成NC加工程序，所述形状数据变形处理部基于与使所述图形要素移动的方法相关的位置移动信息，设定所述图形要素的移动位置。
发明的效果
本发明所涉及的程序生成装置，由于基于与使图形要素移动的方法相关的位置移动信息，设定图形要素的移动位置，以使得形状数据所包含的图形要素之间的尺寸成为加工目标尺寸，所以具有下述效果，即，即使在涉及多个加工对象面的情况下，也可以容易地生成反映了尺寸公差的NC加工程序。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的NC程序设计辅助装置的结构的框图。
图2是表示尺寸公差数据表的结构的一个例子的图。
图3是用于说明调整模式为“要素1固定”的情况下的形状数据的移动变形方法的图。
图4是用于说明调整模式为“中央固定”的情况下的形状数据的移动变形方法的图。
图5是用于说明调整模式为“自动”的情况下的形状数据的移动变形方法的图。
图6是表示加工对象形状和尺寸公差数据的一个例子的图。
图7是表示图6所示的尺寸中具有非对称尺寸公差的尺寸公差数据表的结构的图。
图8是表示本发明的实施方式1所涉及的NC程序设计辅助装置的动作步骤的流程图。
图9是表示每一组图形要素的变形处理步骤的流程图。
图10是表示本发明的实施方式2所涉及的NC程序设计辅助装置的结构的框图。
图11是表示点图数据表的结构的一个例子的图。
图12是用于说明点图数据的移动变形方法的图。
图13是用于说明与点图相关联的图形要素群的移动变形方法的图。
图14是表示工作装置的结构的一个例子的图。
标号的说明
1CAD数据输入部
2形状数据保存部
3对话操作处理部
4尺寸公差数据保存部
5加工目标尺寸计算部
6形状数据变形处理部
7NC加工程序生成处理部
8显示部
9指示输入部
10点图数据保存部
20CAD数据
30NC加工程序
51、52尺寸公差数据表
53点图数据表
61～63形状数据
101、102程序设计辅助装置
110控制部
150数控装置
201工作装置
205加工部
210被加工物
301A、302A、302B、401A、401B、402A、402B、501A、501B、502A、502B、503A、601A～605A、607A～609A、701A～704A棱线
801A、801B点图
具体实施方式
下面，基于附图，详细说明本发明所涉及的程序生成装置、数控装置以及程序生成方法的实施方式。此外，本发明并不限定于这些实施方式。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的NC程序设计辅助装置的结构的框图。NC程序设计辅助装置(程序生成装置)101具有CAD数据输入部1、形状数据保存部2、对话操作处理部3、尺寸公差数据保存部4、加工目标尺寸计算部5、形状数据变形处理部6、NC加工程序生成处理部(加工程序生成部)7、显示部8、以及指示输入部9。
CAD数据输入部1从CAD数据生成装置或CAD数据存储装置等外部装置等输入CAD数据20，向形状数据保存部2发送。CAD数据20构成为包括使用CAD系统等生成的加工对象物(被加工物)的形状数据(加工对象物的基准尺寸)及在CAD系统中设定的与尺寸公差相关的数据等。形状数据保存部2是存储来自CAD数据输入部1的CAD数据20的存储器等存储单元。
显示部8是液晶显示器等显示终端，用于显示CAD数据20、由用户指定的形状数据的图形要素、以及由用户输入的尺寸公差数据等。
指示输入部9具有鼠标及键盘而构成，用于输入来自用户的指示信息(后述的调整模式等)及尺寸公差数据等。所输入的指示信息及尺寸公差数据等向对话操作处理部3发送。
对话操作处理部3使保存在形状数据保存部2中的CAD数据20显示在显示部8中，并且输入来自指示输入部9的指示信息。对话操作处理部3从指示输入部9接收例如操作人员通过鼠标等指定的形状数据的图形要素、和操作人员从键盘输入的与图形要素对应的尺寸公差数据。对话操作处理部3基于来自指示输入部9的指示信息，将CAD数据20的形状数据的图形要素和尺寸公差数据相关联，并且将关联后的数据(后述的尺寸公差数据表51)存储至尺寸公差数据保存部4中。尺寸公差数据保存部4是存储来自对话操作处理部3的尺寸公差数据表51的存储器等存储单元。
加工目标尺寸计算部5将保存在尺寸公差数据保存部4中的尺寸公差数据表51读出，使用基准尺寸和尺寸公差而计算加工目标尺寸。加工目标尺寸计算部5将计算出的加工目标尺寸向形状数据变形处理部6输入。
形状数据变形处理部6利用加工目标尺寸计算部5的计算结果(加工目标尺寸)、保存在形状数据保存部2中的形状数据、以及调整模式，对形状数据中与尺寸公差数据相关的各个图形要素的移动量进行计算，使形状数据变形(移动图形要素的位置)以满足加工目标尺寸。形状数据变形处理部6将变形后的形状数据输入至NC加工程序生成处理部7。NC加工程序生成处理部7基于变形后的形状数据的各个图形要素的位置，生成NC加工程序30并向外部输出。
在这里，针对保存在尺寸公差数据保存部4中的尺寸公差数据表51的结构进行说明。图2是表示尺寸公差数据表的结构的一个例子的图。尺寸公差数据表51是将识别尺寸公差数据的信息(“No.”)、“图形要素1”、“图形要素2”、“尺寸类别”、“基准尺寸”、“上尺寸允差”、“下尺寸允差”、和“调整模式”彼此相关联而得到的信息表。在尺寸公差数据表51中，每一行表示1条尺寸公差数据。
“图形要素1”的字段以及“图形要素2”的字段表示作为尺寸公差数据设定对象的图形要素或者图形要素的组合，与保存在形状数据保存部2中的形状数据的图形要素(面、棱线、顶点等)的ID(“No.”)相关联。“图形要素1”的字段表示构成形状数据的一个图形要素，“图形要素2”的字段表示构成形状数据的另一个图形要素。
在如配合关系这样的针对轴及孔的直径设定的尺寸公差的情况下，将该尺寸公差定义为“图形要素1”，无视“图形要素2”的字段。“尺寸类别”的字段是表示尺寸公差数据的尺寸类别为距离、角度、直径等中的哪一个种类的信息。
“基准尺寸”的字段表示图形要素的基准尺寸(从CAD数据20中提取出的尺寸等)。“上尺寸允差”的字段以及“下尺寸允差”的字段表示上下的容许尺寸与尺寸公差数据的“基准尺寸”的差(上限容许尺寸差和下限容许尺寸差)。
“调整模式”的字段是本发明的主要特征，表示基于尺寸公差数据使图形要素移动变形时的移动变形方法(使形状数据变形的方法)(与使图形要素移动的方法相关的位置移动信息)。“调整模式”示出例如“要素1固定”、“要素2固定”、“中央固定”、“自动”中的其中一种。
“要素1固定”是将“图形要素1”固定而使“图形要素2”移动的方法，“要素2固定”是将“图形要素2”固定而使“图形要素1”移动的方法。“中央固定”是将“图形要素1”和“图形要素2”之间的中心固定，使“图形要素1”和“图形要素2”均等地移动的方法，“自动”是指下述方法，即，在“图形要素1”和“图形要素2”中的某一个根据“要素1固定”、“要素2固定”、“中央固定”中的某一种方法移动后的情况下，将移动后的图形要素进行固定，并且使没有移动的图形要素进行移动。
在进行配合时将单独图形要素作为对象的情况下，无视“调整模式”的字段。“调整模式”的字段是由操作人员等从指示输入部9输入的。除“调整模式”以外的“图形要素1”、“图形要素2”、“尺寸类别”、“基准尺寸”、“上尺寸允差”、“下尺寸允差”可以从CAD数据20中提取，也可以由操作人员等从指示输入部9输入。
由加工目标尺寸计算部5计算的加工目标尺寸，是落在满足存储于尺寸公差数据表51中的“基准尺寸”、“上尺寸允差”、“下尺寸允差”的范围内的尺寸值，基于“基准尺寸”、“上尺寸允差”、“下尺寸允差”而确定。加工目标尺寸计算部5基于例如算式(1)计算加工目标尺寸。
加工目标尺寸＝基准尺寸+(上尺寸允差+下尺寸允差)/2               …(1)
下面，使用图3～图5说明根据不同的“调整模式”种类而使尺寸公差数据的图形要素以何种方式移动变形、以及尺寸公差数据的生成处理。首先，说明尺寸公差数据的“调整模式”为“要素1固定”的情况下的移动变形方法。图3是用于说明调整模式为“要素1固定”的情况下的形状数据的移动变形方法的图。
在操作人员针对形状数据61的棱线301A(图形要素1)以及302A(图形要素2)设定尺寸公差数据时，如果作为“调整模式”而指定“要素1固定”，则对话操作处理部3生成与形状数据61对应的尺寸公差数据D11。
具体地说，对话操作处理部3对于尺寸公差数据D11，从CAD数据20中提取形状数据61的棱线301A设定为“图形要素1”，并且从CAD数据20中提取棱线302A设定为“图形要素2”。另外，在尺寸公差数据D11中，包含由操作人员指定为“要素1固定”的“调整模式”。对话操作处理部3将与CAD数据20的形状数据61对应的尺寸公差数据D11保存在尺寸公差数据保存部4中。
形状数据变形处理部6在将棱线301A、302A进行移动变形以满足加工目标尺寸时，将“图形要素1”的棱线301A固定而不对其进行移动，使“图形要素2”的棱线302A移动。此时的移动量Δ是加工目标尺寸Y1和变形前的形状尺寸(移动变形前的棱线301A和棱线302A之间的距离)X1之间的差。形状数据61的棱线302A通过移动量Δ的移动处理而成为移动后的棱线302B。
在“调整模式”为“要素2固定”的情况下，除了图形要素的固定和移动这一设定调换这一点以外，与“要素1固定”的处理相同。即，在“要素2固定”的情况下，将“图形要素2”的棱线302A固定而不对其进行移动，使“图形要素1”的棱线301A移动。
下面，说明尺寸公差数据的“调整模式”为“中央固定”的情况下的移动变形的方法。图4是用于说明调整模式为“中央固定”的情况下的形状数据的移动变形方法的图。
在操作人员对形状数据62的棱线401A(图形要素1)以及402A(图形要素2)设定尺寸公差数据时，如果作为“调整模式”而指定“中央固定”，则对话操作处理部3生成与形状数据62对应的尺寸公差数据D12。
具体地说，对话操作处理部3对于尺寸公差数据D12，从CAD数据20中提取形状数据62的棱线401A设定为“图形要素1”，并且从CAD数据20中提取棱线402A设定为“图形要素2”。另外，在尺寸公差数据D12中，包含由操作人员指定为“中央固定”的“调整模式”。对话操作处理部3将与CAD数据20的形状数据62对应的尺寸公差数据D12保存在尺寸公差数据保存部4中。
形状数据变形处理部6在将棱线401A、402A进行移动变形以满足尺寸公差数据D12的加工目标尺寸时，使棱线401A、402A的中间(中心线)位置固定而不对其进行移动，使“图形要素1”的棱线401A和“图形要素2”的棱线402A等量移动。此时的各移动量Δ是加工目标尺寸Y2和变形前的形状尺寸(移动变形前的棱线401A和棱线402A之间的距离)X2之间的差的一半。形状数据62的棱线401A通过移动量Δ的移动处理成为移动后的棱线401B，形状数据62的棱线402A通过移动量Δ的移动处理成为移动后的棱线402B。
下面，说明尺寸公差数据的“调整模式”为“自动”的情况下的移动变形方法。图5是用于说明调整模式为“自动”的情况下的形状数据的移动变形方法的图。
假定在尺寸公差数据保存部4中已经保存有相对于棱线502A、503A的尺寸公差数据D13。在操作人员针对形状数据63的棱线501A(图形要素1)以及502A(图形要素2)设定尺寸公差数据时，如果作为“调整模式”而指定“自动”，则对话操作处理部3生成与形状数据63对应的尺寸公差数据D14。
此时，尺寸公差数据D14的“图形要素1”字段或者“图形要素2”字段中的其中一个，与尺寸公差数据D13内的某个图形要素相同。在形状数据63的情况下，由于尺寸公差数据D13的图形要素包含棱线502A和棱线503A，所以尺寸公差数据D14的“图形要素1”或者“图形要素2”中的其中一个字段为棱线502A或棱线503A。在图5中，示出了尺寸公差数据D14的“图形要素2”的字段与尺寸公差数据D13的“图形要素1”的字段为相同值的情况。
在NC程序设计辅助装置101中，首先，对话操作处理部3将与CAD数据20的形状数据63对应的尺寸公差数据D14保存在尺寸公差数据保存部4中。此时，对话操作处理部3对于尺寸公差数据D14，从CAD数据20中提取形状数据63的棱线501A设定为“图形要素1”，并且从CAD数据20中提取棱线502A设定为“图形要素2”。另外，在尺寸公差数据D14中，包含由操作人员指定为“自动”的“调整模式”。对话操作处理部3将与CAD数据20的形状数据62对应的尺寸公差数据D12保存在尺寸公差数据保存部4中。
形状数据变形处理部6在将棱线501A、502A进行移动变形以满足尺寸公差数据D14的加工目标尺寸时，暂时不进行尺寸公差数据D14的移动变形，直至共用图形要素的其他尺寸公差数据(在这里为尺寸公差数据D13)的移动变形结束。
在尺寸公差数据D13的移动变形结束后，形状数据变形处理部6将移动变形结束后的尺寸公差数据D13的图形要素固定，并且进行尺寸公差数据D14的移动变形。
在图5所示的形状数据63的情况下，由于尺寸公差数据D13为“要素2固定”，所以将“图形要素2”的棱线503A固定，使“图形要素1”的棱线502A移动而成为棱线502B(s1)。由此，尺寸公差数据D13的“图形要素1”和“图形要素2”的加工目标尺寸，成为与尺寸公差数据D13对应的加工目标尺寸Y3。
在此之后，由于尺寸公差数据D14为“自动”，所以将与尺寸公差数据D13的“图形要素1”相同的尺寸公差数据D14的“图形要素2”(棱线502A)固定。然后，使尺寸公差数据D14的“图形要素1”(棱线501A)移动而成为棱线501B(s2)。由此，尺寸公差数据D14的“图形要素1”和“图形要素2”之间的加工目标尺寸，成为与尺寸公差数据D14对应的加工目标尺寸Y4。
换言之，在本实施方式中，形状数据变形处理部6将移动变形结束一方的图形要素(在这里为棱线502A)作为基准，将相反方的图形要素(棱线501A)进行移动变形以满足加工目标尺寸。
此外，在没有与其他尺寸公差数据共用图形要素的尺寸公差数据的调整模式为“自动”的情况下，例如与使两侧的图形要素均等地进行移动变形的“调整模式”＝“中央固定”的情况相同地进行处理。
下面，参照图6～图8，说明实施方式1所涉及的NC程序设计辅助装置的动作步骤。图6是表示加工对象形状和尺寸公差数据的一个例子的图。在图6中，作为一个例子而示出由加工对象形状的设计人员指定的5个位置的尺寸和尺寸公差，对于其他尺寸，为了便于说明而进行省略。
在图6的加工对象形状中包含棱线601A～605A、607A～609A。另外，棱线601A和棱线603A之间的“基准尺寸”(距离)为80.0(mm)，“上尺寸允差”为+0.05，“下尺寸允差”为+0.01。另外，棱线602A和棱线603A之间的“基准尺寸”为40.0，“上尺寸允差”为+0.03，“下尺寸允差”为-0.01。
另外，棱线604A和棱线605A之间的“基准尺寸”为35.0，“上尺寸允差”为+0.03，“下尺寸允差”为+0.01。另外，棱线607A和棱线608A之间的“基准尺寸”为25.0，“上尺寸允差”为+0.03，“下尺寸允差”为+0.01。另外，棱线608A和棱线609A之间的“基准尺寸”为70.0，“上尺寸允差”为+0.03，“下尺寸允差”为-0.03。
图7是表示图6所示的尺寸中具有非对称尺寸公差的尺寸公差数据表的结构的图。在图7中，示出了在针对图6所示的5处具有非对称尺寸公差的尺寸，由操作人员设定了尺寸公差数据时尺寸公差数据保存部4中的内容。在图7的尺寸公差数据表52中，在尺寸公差数据表51的要素之外，还包含尺寸公差数据所属的组名的信息。
在尺寸公差数据D21中，“图形要素1”为棱线601A，“图形要素2”为棱线603A。由于基准尺寸被指定为80mm的尺寸公差数据D21的“调整模式”为“要素1固定”，所以形状数据变形处理部6不对棱线601A进行移动。
在尺寸公差数据D22中，“图形要素1”为棱线602A，“图形要素2”为棱线603A。基准尺寸被指定为40mm的尺寸公差数据D22与尺寸公差数据D1共用棱线603A，调整模式为“自动”。因此，形状数据变形处理部6不对棱线603A进行移动。
在尺寸公差数据D23中，“图形要素1”为棱线604A，“图形要素2”为棱线605A。由于基准尺寸被指定为35mm的尺寸公差数据D23的“调整模式”为“中央固定”，所以形状数据变形处理部6以各图形要素相对于图形要素的中心线对称的方式使棱线604A、605A移动。
在尺寸公差数据D24中，“图形要素1”为棱线607A，“图形要素2”为棱线608A。由于基准尺寸被指定为25mm的尺寸公差数据D24的“调整模式”为“要素2固定”，所以形状数据变形处理部6不对棱线608A进行移动。
由于在图6所示的基准尺寸值为70mm的尺寸公差数据(棱线608A、609A)中，“上尺寸允差”为+0.03，“下尺寸允差”为-0.03，所以形状数据变形处理部6不对棱线608A、609A进行移动。
在尺寸公差数据D21～D24中，尺寸公差数据D21、D22共用棱线603A。因此，尺寸公差数据D21、D22各自成为组G1的尺寸公差数据。另一方面，尺寸公差数据D23、D24各自没有与其他尺寸公差数据共用图形要素。因此，尺寸公差数据D23、D24各自成为与组G1不同的组G2、G3的尺寸公差数据。
图8是表示本发明的实施方式1所涉及的NC程序设计辅助装置的动作步骤的流程图。在图8中，示出了形状数据变形处理部6的动作步骤的一个例子。
形状数据变形处理部6首先将保存在尺寸公差数据保存部4中的尺寸公差数据表51内的尺寸公差数据，按共用图形要素的组各自进行分类(步骤S1)。
接下来，形状数据变形处理部6使用加工目标尺寸计算部5的计算结果(加工目标尺寸)和保存在形状数据保存部2中的形状数据，针对分类后的各个组计算各个图形要素的移动量。形状数据变形处理部6首先对是否存在没有计算图形要素的移动量的未处理组进行确认(步骤S2)。在存在没有计算图形要素的移动量的未处理组的情况下(步骤S2，是)，形状数据变形处理部6针对未处理的组计算图形要素的移动量，使形状数据进行变形(变形计算)(步骤S3)。
形状数据变形处理部6重复每个组的变形处理直至没有未处理的组为止(步骤S2～S3)。如果不存在没有计算图形要素的移动量的未处理组(步骤S2，否)，则形状数据变形处理部6结束图形要素的变形处理。
在这里，详细说明步骤S3的处理(各个组的图形要素的变形处理)。图9是表示各个组的图形要素的变形处理步骤的流程图。在图9中，示出形状数据变形处理部6针对1个组进行图形要素的变形处理的情况下的处理步骤。
形状数据变形处理部6判断是否从属于作为处理对象的组中的尺寸公差数据仅为1个、且尺寸公差数据的“调整模式”为“自动”(步骤S10)。
在属于该组的尺寸公差数据仅为1个、且尺寸公差数据的“调整模式”＝“自动”的情况下(步骤S10：是)，形状数据变形处理部6与“调整模式”为“中央固定”的情况相同地进行图形要素的变形处理(默认)，然后结束图形要素的变形处理(步骤S20)。在此之后，如果存在下一个组的图形要素的变形处理，则形状数据变形处理部6重复图8的流程图所示的步骤S2、S3的处理(返回)。
在属于该组的尺寸公差数据存在多个的情况下、或者在组中包含“调整模式”不为“自动”的尺寸公差数据的情况下(步骤S10：否)，形状数据变形处理部6判断是否在处理对象的组中包含多个“调整模式”不为“自动”的尺寸公差数据(步骤S30)。
在处理对象的组中包含多个“调整模式”为“自动”以外的尺寸公差数据的情况下(步骤S30：是)，形状数据变形处理部6作为无法进行图形要素的变形处理而以错误结束。另外，在处理对象的组中包含多个“调整模式”＝“自动”的尺寸公差数据的情况下，形状数据变形处理部6也作为无法进行图形要素的变形处理而以错误结束。
在处理对象的组中仅包含1个“调整模式”为“自动”以外的尺寸公差数据的情况下(步骤S30：否)，形状数据变形处理部6重复进行各个尺寸公差数据的处理，直至不存在未处理的尺寸公差数据(步骤S40～S140)。
具体地说，形状数据变形处理部6首先对是否存在未处理的尺寸公差数据进行确认(步骤S40)。在存在未处理的尺寸公差数据的情况下(步骤S40：是)，形状数据变形处理部6选择未处理的尺寸公差数据中的任一个(步骤S50)。
然后，形状数据变形处理部6对所选择的尺寸公差数据的“调整模式”是否为“要素1固定”进行判断(步骤S60)。在尺寸公差数据的“调整模式”为“要素1固定”的情况下(步骤S60：是)，形状数据变形处理部6将“图形要素1”进行固定，并且使“图形要素2”移动，确定“图形要素1”和“图形要素2”的位置(步骤S70)。
在尺寸公差数据的“调整模式”不是“要素1固定”的情况下(步骤S60：否)，形状数据变形处理部6对所选择的尺寸公差数据的“调整模式”是否为“要素2固定”进行判断(步骤S80)。在尺寸公差数据的“调整模式”为“要素2固定”的情况下(步骤S80：是)，形状数据变形处理部6将“图形要素2”进行固定，并且使“图形要素1”移动，确定“图形要素1”和“图形要素2”的位置(步骤S90)。
在尺寸公差数据的“调整模式”不是“要素2固定”的情况下(步骤S80，否)，由于“调整模式”为“自动”，所以形状数据变形处理部6对所选择的尺寸公差数据的“调整模式”是否为“中央固定”进行判断(步骤S100)。在尺寸公差数据的“调整模式”为“中央固定”的情况下(步骤S100：是)，形状数据变形处理部6将“图形要素1”和“图形要素2”的中央部进行固定，并且使“图形要素1”和“图形要素2”等量移动(移动变形)，确定“图形要素1”和“图形要素2”的位置(步骤S110)。
在尺寸公差数据的“调整模式”不是“中央固定”的情况下(步骤S100：否)，形状数据变形处理部6对所选择的尺寸公差数据的“图形要素1”和“图形要素2”中的某一个的位置是否已经确定进行判断(步骤S120)。在“图形要素1”和“图形要素2”中某一个的位置已经确定的情况下(步骤S120：是)，由于“调整模式”为“自动”，所以形状数据变形处理部6使“图形要素1”和“图形要素2”中的位置没有确定的一方的图形要素(另一个图形要素)移动，确定“图形要素1”和“图形要素2”的位置(步骤S130)。此时，位置已经确定的图形要素的位置固定，不对其进行移动。
在“图形要素1”和“图形要素2”这两者均没有确定位置的情况下(步骤S120：否)，形状数据变形处理部6选择下一个未处理的尺寸公差数据(步骤S140)。换言之，在“图形要素1”和“图形要素2”中任一个图形要素的位置均未确定的情况下，暂时不进行移动处理而先对其他未处理的尺寸公差数据进行处理。另外，形状数据变形处理部6对于所选择的尺寸公差数据，在步骤S60～S140中，进行与伴随着移动处理的中止而选择的尺寸公差数据(下一个未处理的尺寸公差数据)对应的处理。
在确定“图形要素1”和“图形要素2”的位置后(步骤S70、S90、S110、S130的处理后)，形状数据变形处理部6对是否存在未处理的尺寸公差数据进行确认(步骤S40)。
形状数据变形处理部6重复进行步骤S40～S140的处理直至不存在未处理的尺寸公差数据。如果不存在未处理的尺寸公差数据(步骤S40：否)，则形状数据变形处理部6结束处理对象的组中所包含的图形要素的变形处理。
如果通过形状数据变形处理部6进行的形状数据的变形处理结束，则NC加工程序生成处理部7基于变形后的形状数据的各个图形要素的形状和位置，生成NC加工程序并进行外部输出。
由此，由于操作人员可以容易地预测反映了尺寸公差的加工对象形状的变形结果，所以可以容易且高效地生成反映了设计人员的意图(尺寸公差)的适当的NC加工程序。另外，由于只要仅对与形状变形相关的位置设定尺寸公差数据即可，所以可以以较少的工时容易地生成期望的NC加工程序。
此外，在步骤S20中，在组内的尺寸公差数据仅为1个(“调整模式”为“自动”)的情况下，与“调整模式”为“中央固定”的情况相同地进行图形要素的变形处理，但也可以通过其他方法进行图形要素的变形处理。例如，也可以与“调整模式”为“要素1固定”或“要素2固定”的情况相同地进行图形要素的变形处理。
另外，加工目标尺寸计算部5的加工目标尺寸的计算方法，并不限于使用算式(1)的计算方法。例如，也可以使用对上尺寸允差和下尺寸允差乘以规定比例(例如3∶1等)而得到的值来计算加工目标尺寸。例如，在使用对上尺寸允差和下尺寸允差乘以n∶m而得到的值的情况下，加工目标尺寸计算部5基于算式(2)计算加工目标尺寸。
加工目标尺寸＝基准尺寸+((m×上尺寸允差)+(n×下尺寸允差))/(n+m)             …(2)
此外，在本实施方式中，将形状数据为2维的情况作为一个例子对图形要素的变形处理进行了说明，但NC程序设计辅助装置101也可以对3维的形状数据进行图形要素的变形处理。在此情况下，也可以通过与形状数据为2维的情况下相同的结构、相同的处理步骤，进行图形要素的变形处理。
另外，“调整模式”的值(类别)并不限定于“要素1固定”、“要素2固定”、“中央固定”、“自动”这4种。例如，也可以采用指定将加工目标尺寸和形状尺寸之间的差向两侧的图形要素进行分配的比例这样的数据形式。在此情况下，向两侧的图形要素例如以50％∶50％进行分配这一形式，具有与“中央固定”等价的意义。
此外，存储在形状数据保存部2中的加工对象物的形状数据，不限于CAD数据20的形状数据，也可以是其他数据。另外，尺寸公差数据中除了“调整模式”以外的项目，不限于从CAD数据20中提取这一情况，也可以根据需要由操作人员补充。
另外，通过将实施方式1所涉及的NC程序设计辅助装置101组装在工作机械的数控装置内部，可以使NC程序设计辅助装置101生成的NC加工程序由工作机械直接执行。
如上述所示，根据实施方式1，在针对具有加工目标尺寸与形状数据的尺寸不同的部位(指定有上下尺寸允差偏向一方的非对称配合或尺寸公差的形状数据)的加工对象物生成NC加工程序时，仅对与配合或尺寸公差相关的图形要素设定尺寸公差数据(调整模式等)，就可以得到期望的输出结果(NC加工程序)。由此，对于与图形要素的移动变形无关的位置，可以省略尺寸公差数据的设定，可以抑制生成NC加工程序时的工时。因此，可以容易地生成反映了尺寸公差所表示的设计意图的NC加工程序。
另外，由于在图形要素由多个尺寸公差数据共用的情况下，对图形要素的移动位置进行设定，以使得该共用的图形要素成为与共用图形要素的尺寸公差数据的各自的加工目标尺寸对应的尺寸，所以即使在图形要素由多个尺寸公差数据共用的情况下，也可以容易地生成NC加工程序。
实施方式2.
下面，参照图10～图13，说明本发明的实施方式2。在实施方式2中，将多个图形要素作为图形要素群而一体化，通过使图形要素群的代表基准点移动，由此生成加工对象物的NC加工程序。
图10是表示本发明的实施方式2所涉及的NC程序设计辅助装置的结构的框图。对于图10的各个结构要素中实现与图1所示的实施方式1的NC程序设计辅助装置101相同功能的结构要素，标注相同的标号，省略重复的说明。
NC程序设计辅助装置102除了具有NC程序设计辅助装置101的功能(CAD数据输入部1、形状数据保存部2、对话操作处理部3、尺寸公差数据保存部4、加工目标尺寸计算部5、形状数据变形处理部6、NC加工程序生成处理部7、显示部8、指示输入部9)以外，还具有点图数据保存部10。点图数据保存部10是存储与形状数据的图形要素群相关的信息(后述的点图数据表53)的存储器等存储单元。
NC程序设计辅助装置102的对话操作处理部3，在尺寸公差的设定处理以外，还将由操作人员指定的形状数据的多个图形要素作为图形要素群而一体化。然后，在一体化的图形要素群的代表基准点的位置处生成点图，将点图和图形要素群相关联而成的点图数据作为点图数据表，保存在点图数据保存部10中。另外，对话操作处理部3在对尺寸公差进行设定操作时，在表示加工对象形状的图形要素以外，还将点图作为设定对象而设定尺寸公差。
另外，NC程序设计辅助装置102的形状数据变形处理部6，在使与尺寸公差数据相关的图形要素移动变形以满足加工目标尺寸时，在移动变形的对象为点图的情况下，将保存在点图数据保存部10中的点图数据读出，使与该点图数据相关联的图形要素群与点图的移动连动而进行移动变形。换言之，在本实施方式中，将多个形状数据作为表示图形要素群的1个点数据来处理。另外，在作为点数据处理的图形要素群内，将各个图形要素的尺寸公差设为尺寸公差数据0，与点数据的移动相应地使各图形要素相对移动。
在这里，说明保存在点图数据保存部10中的点图数据表的结构。图11是表示点图数据表的结构的一个例子的图。在图11中，每一行表示1条点图数据。
点图数据表53是将识别点图数据的信息(“ID”)、“X坐标”、“Y坐标”、以及与点图数据相关联的图形要素的一览表(“图形要素一览表”)彼此相关联而得到的信息表。
“ID”的字段是可以唯一识别各点图的编号，以与表示加工对象形状的图形要素的ID不重复的方式分配号码。“X坐标”的字段以及“Y坐标”的字段示出与点图关联的图形要素群的代表基准点的位置(点图的坐标)。“图形要素一览表”的字段表示与点图相关联的图形要素群内的各个图形数据(图形要素)的ID的一览表。
下面，参照图12、13，说明实施方式2所涉及的NC程序设计辅助装置的动作步骤。图12是表示加工对象形状、点图数据、尺寸公差数据的一个例子的图。在图12中，示出设计人员对由棱线701A、702A、703A构成的宽度为15mm的槽形状的中心和棱线704A之间的尺寸公差进行指定后的状态(s11)。
对话操作处理部3基于来自操作人员的指示，将构成槽形状的图形要素群(棱线701A、702A、703A)一体化，生成以其中央位置为代表基准点的点图801A(s12)。
对话操作处理部3将指定了点图801A的点图数据，存储在点图数据保存部10的点图数据表53中。登录到点图数据表53中的点图数据包括作为图形要素群的代表基准点的点图801A、点图801A的X坐标和Y坐标、以及“图形要素一览表”(棱线701A、702A、703A的ID)等(s13)。
对话操作处理部3设定槽形状的中心(点图801A)和棱线704A之间的尺寸公差数据(调整模式等)，并存储在尺寸公差数据保存部4的尺寸公差数据表52中(s14)。点图801A和棱线704A之间的尺寸公差数据是基于点图801A的X坐标和Y坐标、CAD数据20内的形状数据、来自操作人员的指示等而设定的。
在本实施方式中，由于在尺寸公差数据的设定对象图形(图形要素的变形处理)中包含点图，所以形状数据变形处理部6在对图形要素进行变形处理时，根据需要使点图801A的位置移动。
图13是用于说明在使点图移动时的与点图相关联的图形要素群的移动变形方法的图。在图13中，示出在使图12所示的点图801A移动的情况下，棱线701A、702A、703A的移动处理。
如图13所示，如果使点图801A向点图801B的位置移动，则与该移动连动，使与点图801A相关联的棱线701A、702A、703A以与点图801A的移动量相等的移动量进行移动变形。此时，使棱线701A、702A、703A向从点图801A至点图801B的移动方向相同的方向移动。
由此，即使对于形状及尺寸不变但其位置受尺寸公差的影响而变化的加工对象物(图形要素群)的部位，操作人员也可以容易地预测反映了尺寸公差的加工对象形状的变形结果。由此，可以容易且高效地生成反映了设计人员的意图的适当的NC加工程序。另外，由于与实施方式1(NC程序设计辅助装置101)的情况相同地，仅对与变形相关的部位设定尺寸公差数据即可，所以可以以较少的工时生成期望的NC加工程序。
此外，在本实施方式中，将形状数据为2维的情况作为一个例子，说明了图形要素的变形处理，但NC程序设计辅助装置102也可以对3维的形状数据进行图形要素的变形处理。在此情况下，也可以通过与形状数据为2维的情况下相同的结构、相同的处理步骤，进行图形要素的变形处理。
另外，通过将NC程序设计辅助装置102安装在工作机械的数控装置内部，可以使NC程序设计辅助装置102生成的NC加工程序由工作机械直接执行。
在这里，说明工作机械的结构。图14是表示工作装置的结构的一个例子的图。工作装置(工作机械)201具有数控装置150和加工部205，加工部205基于来自数控装置150的控制指示，对被加工物210进行加工。
数控装置150具有NC程序设计辅助装置102和控制部110，控制部110使用由NC程序设计辅助装置102生成的NC程序，对加工部205进行控制。由此，工作装置201可以执行由NC程序设计辅助装置102生成的NC加工程序，而对被加工物210进行加工。此外，安装在数控装置150中的NC程序设计辅助装置不限于NC程序设计辅助装置102，也可以是NC程序设计辅助装置101。
另外，在本实施方式中，说明了基于点图801A和棱线704A之间的尺寸公差数据，使点图801A移动的情况，但也可以基于针对点图和点图之间而设定的尺寸公差数据，使点图移动。另外，并不限于使点图801A的位置移动的情况，也可以使棱线等图形数据的位置移动。另外，图形要素群的代表基准点的位置不限于图形要素群的中央位置，可以是任意的位置。另外，图形要素群的基准位置也可以是点图以外的线段或面。
如上述所示，根据实施方式2，对于局部观察下的形状及尺寸与原本的形状数据的对应部位(图形要素群)相同，但由于指定了非对称的尺寸公差而使部位相对于加工对象物整体的位置发生变化的加工对象物，在针对该加工对象物生成NC加工程序时，并不对构成部位的各个图形要素设定尺寸公差数据，而仅通过对代表部位的点图设定尺寸公差数据(调整模式)，就可以得到期望的输出结果(NC加工程序)。
由此，通过仅设定较少数量的尺寸公差数据就可以得到NC加工程序，可以抑制生成NC加工程序时的工时。因此，可以容易地生成反映了尺寸公差所表示的设计意图的NC加工程序。
此外，在上述实施方式1、2中说明的NC加工程序的生成处理，也可以通过由个人计算机等计算机执行预先准备的程序而进行。
工业实用性
如上述所示，本发明所涉及的程序生成装置、数控装置以及程序生成方法，适合生成用于对工作机械进行数值控制的NC加工程序。