要旨 旋削フライス盤は、高精度の小型部品の加工において大きな利点がある。現在、旋削フライス盤で使用される部品は小型で構造が複雑であるため、手作業で加工コードをプログラムするのは非効率的であり、加工コードの自動生成ソフトウエアステップの中には、複雑で特異性に欠けるものもある。本稿では、自社開発した旋盤とフライス盤に基づいて、このような加工コードのためのソフトウェアフレームワークを確立する。 CNCマシン NCコードの自動生成を主要機能ラインとするツール。インテリジェント加工装置の加工コード生成のためのソフトウェア部分サポートを提供するために、具体的なインターフェース開発の設計と解析を同時に行っています。

1.はじめに 

       マイクロミニチュア部品とは、10マイクロメートルから数十ミリメートルの大きさの部品のことである。近年、航空、宇宙、医療、兵器、船舶などの分野で需要が高まっている。ターニング・フライス型マシニングマシンは、急速な発展と幅広い応用が可能な複合加工装置である。従来のカーとフライスの長所を組み合わせ、少ないローディング時間で部品を同じステーションに集中させることができ、超小型構造部品の加工と生産に適している。 

      での加工で重要なのは CNCマシン 工具はCNCコードの記述である。現在、自動化技術、自動プログラミング、工作機械情報ソフトウェアなど、いくつかの関連技術はよく開発され、研究されているが、内容のほとんどは分散型の研究と分析であり、特定のCNC加工設備に特化した情報システムはない。  

      さらに、マイクロフライス盤とフライス盤工作機械の実験テストデータと加工経験データは、実際の加工パラメータに重要な影響を与える。そこで、特定の加工設備に対応する知識保存システムを開発することで、上記の情報を一定の形式に従ってマークさせ、保存し、再度使用する時に対応するタグ情報を照合することができる。比較し、経験的なデータがあるかどうかを判断し、フォローし、使用することができます。 

      本論文では、旋盤とフライス盤の複合加工機の加工コード自動生成の問題を、独自に開発したものをベースに扱う。コード生成プロセスにおける主要な要件を抽出し、各機能モジュールにまとめる。フライス複合加工コードデータベースの構築とモデルスクリーニング方法を構築し、このような工作機械の加工コード自動生成情報システムの全体的なフレームワークを構築する。フレーム設計は主にデータ分類入力モジュール、モデルレイヤーマッチングモジュール、工具テスト検出モジュールなどを含む。モデルのインポートと経験データの蓄積分析、テストデータの取得と処理、処理プロセスパラメータの最適化などの後、処理コードの自動生成の主な機能を実現することができます。 

2.全体設計 

2.1 全体的な機能的枠組み 

      機能フレームワークの設計は、主に「モデルインポート後の自動コード生成」機能に基づいている。各工程に関わる機能モジュールは、それぞれ対応する拡張機能や制約に導かれ、ソフトウェア機能の全体的な枠組みが形成される。図1に示すように

図1.機能的な全体フレームワーク 

2.2 機能モジュール分析 

2.2.1 情報セキュリティ 

      高級 CNC加工 工作機械は、その異なる応用方向によって一定の機密性があり、いくつかの応用情報と加工技術資料がある。ソフトウェアの応用権と工作機械情報の公開の程度を考慮すると、情報システムの主要な開発には、ソフトウェアのセキュリティ、つまりユーザーのアクセス権を制限する必要がある。 

2.2.2 デバイス関連情報 

      本稿の工作機械情報システムは、装置をベースとし、加工装置のあらゆる情報管理のためのアプリケーションソフトを実現するものであり、装置情報の保存、照会、更新が非常に重要である。本稿のシステムでは、装置情報のニーズ分析を最も基本的な機能属性から分割する必要がある。この主機能を生成する「自動コード」は、各レベルの機能や利用方法に応じて設計を分ける必要がある。加工工具の記憶情報は、図2に示すように、いくつかの側面に大別される。

図2.デバイス情報分類ブロック図

      基本データクラスの主な機能は、ユーザが照会するためのものであり、任意に変更することはできず、自動コード生成機能の補助機能は大きくない。加工関連データは、機械データの中で実際の加工に直接影響するデータ情報である。コードの生成に合理的な制限を加えたり、機械の加工能力を超えた誤った指示に対して警告を発したり、実行を終了させたりして、装置の使用の合理性を確保することができる。工作機械のテストデータと分析結果は、工作機械の全体的なレベルを評価し、テストすることができ、加工装置の使用習慣を形成し、さらにいくつかの重要な問題を予測することができます。 

2.2.3 データベースの処理 

      ユーザー入力の過程で、モデルコードの形で関連情報を抽出することができます。情報が格納された後、ユーザーの特定の要件に従ってクエリとスクリーニングが提供されます。そのため、自動コード生成のためのモデル、プロセス、使用仕様の基礎となるデータ基盤を構築することができます。この部分は3Dモデルに基づいている。需要分析では、主にモデルデータの入力と保存、処理コードに焦点を当てる。具体的な内容は以下の3つに分けられる： 

    (1) シンプルなモデル・テンプレート 

      単一のモデルは、複雑な構造を構成する基本単位である。複雑なコンポーネントモデルは、ある方法に従って複数の単純なモデルに分解することができる。したがって、複雑な構造部品の処理コードも、分解された基本モデルの対応するコードによって比較、フィルタリング、照合することができる。接続し、修正して生成する。このパートでは、加工コードベースモデルのテンプレートが入力されます。つまり、特定のパラメータなしでNCコードの命令だけが必要ですが、加工方法はマークする必要があります。これは、その後のパラメータ入力のために工作機械に対応する加工コードテンプレートを提供することができ、ユーザーはパラメータを入力した後、正しい加工指示を得ることができる。さらに、加工モードはブランク形状のシミュレーションと生成にも便利です。 

      (2) 移行モデルのテンプレート 

      このようなモデルの処理は、そのサブモデルの処理に基づいて形成されるため、上記の基本モデルに基づいて、トランジションモデルは2～3の単純なモデルで構成される。そのため、簡単な加工技術を手作業でアレンジし、ブランクの発生をシミュレーションする必要がある。 そこで、図3に示すように、処理種別と処理コードのテンプレートを選択し、そのような遷移モデルの処理コードテンプレートを形成してデータベースに追加する。

図3.遷移モデル保管図

      (3) 完全なワーク加工情報の入力 

      また、ワークピース、加工精度、加工プロセス、加工工程の3Dモデルもある。 CNC コードなどを設計し、実際の加工で検証している。このようなデータは、設備利用の経験値としてだけでなく、自動コードデータベースの情報源として、その後の加工の参考とすることができる。また、加工装置の加工レベルや加工能力を反映させることができ、ユーザーが直感的にソフトウェアを使用することができる。お手持ちの装置がそのニーズに応えられるかどうか、ご確認ください。 

データベースの全体構造は、モデルテンプレートによって3つのレベルに分けられる。ユーザがモデルを入力した後のマッチング処理は、図4に示すように、上位から下位までのレベルに応じて検索することができる。

図4.モデル階層図

      2.2.4 機器ツールの信頼性。 

      装置の各機能部品の安定した信頼できる機能は、数値制御装置の円滑な加工の基本条件である。実際の加工に最も直接関係する部品は加工工具であるため、ソフトウェアは工具の使用、摩耗検出、寿命推定などの要求を満たすために、対応する部品を設定する必要がある。工具の摩耗状態は、図5に示すように、画像面付け検出装置によって画像情報に変換され、コンピュータソフトウェアに送信することができる。

図5.工具摩耗検出システム

      単一のテストデータは、工具のリアルタイムの摩耗と信頼性を直接反映し、ユーザーが時間内に工具を交換する必要があるかどうかを示唆することができ、または工具先端の特定の状況を直接反映することができます。 複数のテストレコードのデータは、工具摩耗経験データテーブルを形成することができます。この経験則に基づいて、工具の残り時間をシミュレーションし、次回に予測することができるため、ユーザーは工具を使用する際に時間要素を参照し、工具の寿命を実現することができる。

2.3 インターフェース・フレームの設計 

      機能分析に基づき、コンテンツごとにインターフェースを設定し、図6に示すようなソフトウェアの動作フローと組み合わせたインターフェース構造を提案する。

図6.インターフェース全体のアーキテクチャ

3.ソフトウェア開発の概要 

      処理装置支援ソフトは、一定のプラットフォーム移植性が必要であることを考慮し、Java言語を用いて構築し、開発環境はeclipseエディタを採用している。データベースは比較的ポピュラーな小型データベースAccessを使用し、名前、特徴、パスなどの情報を格納し、その他のファイルはサブフォルダに格納する。これらの間の接続にはjdbcモードを使用し、call-component文は以下のようにします：// ドライバの登録 Class.forName("com.hxtt.sql.access.AccessDriver"); // リンクの確立 Connection conn=DriverManager.getConnection("jdbc:Access:///data/database.accdb","",""); // sql 文の実行 Prepared Statement ps=conn.prepareStatement(String sql); 本論文で独自に開発した旋削・ミーリング工作機械の構造は，図7に示す加工データに基づいている．本ソフトウェアのモデル処理コードのデータ構造は，実際の加工コードで使用される数値制御命令に従って設計されている．

図7.マシン構造物理マップ

4.概要 

      特定のタイプの工作機械のための情報システムを確立することは、加工装置のすべての側面を統一された情報ファイルに統合し、工作機械のユニークな知識ベースを形成するのに役立つ。設備の使用者は、調査した設備の使用情報とカスタマイズした加工情報をシステムに入力し、知識ベースの構成を改善することができる。 システムは、加工部品の形状、サイズ、精度などの要求に応じて、加工プログラムを自動的に生成することができる。これにより、設備の効率を向上させるだけでなく、設備自体の加工経験を効果的に記録することができる。 

      本論文では、旋盤とフライス盤の工作機械で提案された加工コードの自動生成情報システムの全体スキームを、関連する様々な機能モジュールにまとめ、機能領域に応じてインターフェースフレームを確立した。主にソフトウェア開発の重要な作業を初期段階で完了させ、ソフトウェアの具体的な実装のための明確なアイデアと具体的なリファレンスを提供した。また、この設計方式は他の種類の加工設備にも応用することができ、加工設備のインターネットプラットフォームの確立に貢献し、より広い普及と使用のためのプラットフォームファイル伝送のインターフェーステンプレートを形成する。これは、工作機械設備の自動化をより高いレベルで達成するための基礎を築くのに役立ちます。

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