この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
現代の製造企業は、世界中に広がる施設から構築されており、そこには何百もの異なるメーカーの機器が含まれています。膨大な量の製品情報をさまざまな施設や機械の間で転送する必要があります。今日のデジタル通信規格は、グローバル ネットワーク間で情報を確実に転送するという問題を解決しました。機械部品については、製品データの記述が ISO 10303 によって標準化されています。これにより、製造企業のプロセス チェーン全体で標準データを使用できるようになります。この原則を実現する上での障害は、マシン レベルで使用されるデータ形式です。ほとんどのコンピューター数値制御 (CNC) マシンは、ISO 6983 の「G および M コード」言語でプログラムされています。プログラムは通常、コンピューター支援設計 (CAD) 情報を使用するコンピューター支援製造 (CAM) システムによって生成されます。ただし、ISO 6983 では、3 つの理由からプログラムの移植性が制限されています。第 1 に、この言語は、パーツに関する加工プロセスではなく、機械軸に関するツール センター パスのプログラミングに重点を置いています。次に、ISO 6983 はプログラム ステートメントの構文を定義していますが、ほとんどの場合、セマンティクスがあいまいなままになっています。第 3 に、ベンダーは通常、ISO 6983 の限られた範囲でカバーされていない拡張機能で言語を補足します。
ISO 14649 は、CAD/CAM システムと CNC マシン間のデータ転送の新しいモデルであり、ISO 6983 に取って代わります。作業ステップのオブジェクト指向の概念を使用して、工作機械の動作ではなく機械加工プロセスを指定することにより、ISO 6983 の欠点を改善します。作業ステップは、高レベルの機械加工機能と関連するプロセス パラメータに対応しています。 CNC は、作業ステップを軸の動きとツールの操作に変換する役割を果たします。 ISO 14649 の主な利点は、ISO 10303 の既存のデータ モデルを使用できることです。ISO 14649 は製造プロセスの包括的なモデルを提供するため、他のすべての間の双方向および多方向のデータ交換の基礎としても使用できます。情報技術システム。
ISO 14649 は、NC プログラミングのためのオブジェクト指向、情報およびコンテキスト保存アプローチを表しており、単純な切り替え命令または直線および円運動へのデータ削減に取って代わります。オブジェクト指向および機能指向であり、機械に依存する軸の動きではなく、ワークピースで実行される機械加工操作を記述するため、さまざまな工作機械またはコントローラーで実行されます。この互換性により、新しいデータ モデルが NC コントローラに正しく実装されている場合、ポストプロセッサによるすべてのデータ調整が保存されます。 ISO 6983 の古い NC プログラムをそのようなコントローラで使用する場合、対応するインタプリタは異なる NC プログラム タイプを並行して処理できる必要があります。
ISO 6983 プログラミングから移植可能な機能ベースのプログラミングへの段階的な進化が想定されています。 ISO 14649 の早期採用者は、最新のコントローラーがコマンドライン インターフェイスとグラフィカル ユーザー インターフェイスの両方をサポートするのと同様に、手動またはプログラムを介した従来の「G および M コード」のデータ入力を確実にサポートします。これは、オープン アーキテクチャ コントローラーが普及するにつれて、より簡単になる可能性があります。 ISO 14649 には、従来のプログラム ステートメントが含まれていません。
このドキュメントは、物理デバイス制御のために ISO 14649 でカバーされている一連のプロセスを拡張します。データ モデルは、テクノロジー固有の構成要素ではなく、デバイス制御と付加プロセスの結果に対する要件の表現に焦点を当てています。製造された部品の形状について、ISO 14649 は作成される正確なジオメトリを取得し、ユーザーがプロセスの精度と詳細を必ずしも知らなくても概算を決定する必要がないようにします。アディティブ マニュファクチャリングを他のプロセスと一緒に使用して、同じ形状の複数の表現を避けるために、正確なジオメトリも重要です。
このドキュメントでは、明示的なデータと派生データを区別しています。たとえば、サポート構造は形状とプロセスに依存し、最大の柔軟性を達成するためにプロセスと機械が選択されたときに派生する必要があります。作業ステップ構造は十分に柔軟で、必要に応じてサポート構造を明示的に追加できます。アセンブリは、さまざまな要素、さまざまな材料、さまざまな作業ステップで記述できます。アディティブ マニュファクチャリングはシーケンシャルまたはパラレルにすることができ、明示的なパラレル フィーチャを定義する可能性があります。
Introduction
Modern manufacturing enterprises are built from facilities spread around the globe, which contain equipment from hundreds of different manufacturers. Immense volumes of product information need to be transferred between the various facilities and machines. Today’s digital communications standards have solved the problem of reliably transferring information across global networks. For mechanical parts, the description of product data has been standardized by ISO 10303. This leads to the possibility of using standard data throughout the entire process chain in the manufacturing enterprise. Impediments to realising this principle are the data formats used at the machine level. Most computer numerical control (CNC) machines are programmed in the ISO 6983 “G and M code” language. Programmes are typically generated by computer-aided manufacturing (CAM) systems that use computer-aided design (CAD) information. However, ISO 6983 limits programme portability for three reasons. Firstly, the language focuses on programming the tool centre path with respect to machine axes, rather than the machining process with respect to the part. Secondly, ISO 6983 defines the syntax of programme statements, but in most cases leaves the semantics ambiguous. Thirdly, vendors usually supplement the language with extensions that are not covered in the limited scope of ISO 6983.
ISO 14649 is a new model of data transfer between CAD/CAM systems and CNC machines, which replaces ISO 6983. It remedies the shortcomings of ISO 6983 by specifying machining processes rather than machine tool motion, using the object-oriented concept of workingsteps. Workingsteps correspond to high-level machining features and associated process parameters. CNCs are responsible for translating workingsteps to axis motion and tool operation. A major benefit of ISO 14649 is its use of existing data models from ISO 10303. As ISO 14649 provides a comprehensive model of the manufacturing process, it can also be used as the basis for a bi- and multi-directional data exchange between all other information technology systems.
ISO 14649 represents an object-oriented, information- and context-preserving approach for NC-programming that supersedes data reduction to simple switching instructions or linear and circular movements. As it is object- and feature-oriented and describes the machining operations executed on the workpiece, and not machine-dependent axis motions, it will be running on different machine tools or controllers. This compatibility will spare all data adaptations by postprocessors, if the new data model is correctly implemented on the NC-controllers. If old NC programmes in ISO 6983 are to be used on such controllers, the corresponding interpreters need to be able to process the different NC programme types in parallel.
A gradual evolution is envisioned from ISO 6983 programming to portable feature-based programming. Early adopters of ISO 14649 will certainly support data input of legacy “G and M codes” manually or through programmes, just as modern controllers support both command-line interfaces and graphical user interfaces. This will likely be made easier as open-architecture controllers become more prevalent. ISO 14649 does not include legacy programme statements, which would otherwise dilute its effectiveness.
This document extends the suite of processes covered by ISO 14649 for physical device control. The data model focuses on device control and expression of requirements for the results of the additive process rather than technology specific constructs. For the shape of the manufactured part, ISO 14649 takes the exact geometry to be made and avoids the necessity of the user having to decide on an approximation without necessarily knowing the precision and details of the process. The exact geometry is also important when additive manufacturing is used together with other processes in order to avoid having multiple representations of the same shape.
This document differentiates between explicit data and derived data. Support structures, for example, depend on the shape and process and need to be derived when the process and the machine are chosen in order to achieve maximum flexibility. The workingstep structure is sufficiently flexible to allow support structures to be added explicitly, if they are required. Assemblies can be described with different elements, with different materials, in different workingsteps. Additive manufacturing can be sequential or parallel and there is the possibility to define explicit parallel features.