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おり、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可能性があります。
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、次の 3 つの理由でプログラムの移植性が制限されています。
- a)言語は、部品に関する加工プロセスではなく、機械軸に関する工具中心パスのプログラミングに焦点を当てています。
- b)標準はプログラム文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です。
- c)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を使用して言語を補足します。
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、数値制御 (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 プログラムがそのようなコントローラで使用されることを意図している場合、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 14649 の開発では、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。したがって、ISO 14649 には、有効性を薄めるレガシー プログラム ステートメントは含まれていません。
ISO 14649 の情報フォームは、すでに既存の方法を大幅に改善することができますが、さらに効率的な生産をサポートするためには、製造情報に加えて製造環境の記述が必要になります。したがって、ISO 14649 のこの部分は、製造資源としての工作機械の記述を許可するための最初のステップです。この記述により、プロセス プランナーは、要件モデルと呼ばれるマイクロ プロセス プラン (ISO 14649 ファイル) に対するマシンのニーズを記述することができます。このモデルでは、既存の工作機械を、カタログ モデルと呼ばれる製造用のリソースとして記述することもできます。 ISO 14649 のこの部分は、プロセスの計画とシミュレーション、コントローラの開発者や工作機械の開発者が製品を説明するため、および研究などの基礎を提供することを目的としています。 ISO 14649 のこの部分は、工作機械の説明に関する既存の規格を置き換えることを意図したものではなく、製造用途に必要な情報を簡潔な方法で提供することを目的としています。効率的で先進的で柔軟な製造をサポートするために、標準化された方法で製造リソース環境を記述するための継続的な努力があると予想されます。
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, leading to the possibility of using standard data throughout the entire process chain in the manufacturing enterprise.
Impediments to realizing 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. Programs are typically generated by computer-aided manufacturing (CAM) systems that use computer-aided design (CAD) information. However, ISO 6983 limits program portability for the following three reasons:
- a) the language focuses on programming the tool centre path with respect to machine axes, rather than the machining process with respect to the part;
- b) the standard defines the syntax of program statements, but in most cases leaves the semantics ambiguous;
- c) 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 into 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 numerical control (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, rather than machine dependent axis motions, it will be running on different machine tools or controllers. This compatibility will spare all data adaptations by post-processors if the new data model is correctly implemented on the NC controllers. If old NC programs in ISO 6983 are intended to be used on such controllers, the corresponding interpreters will need to be able to process the different NC program types in parallel.
In developing ISO 14649, a gradual evolution from ISO 6983 programming to portable feature-based programming has been envisaged. Early adopters of ISO 14649 will certainly support data input of legacy “G and M codes” manually or through programs, just as modern controllers support both command-line interfaces and graphical user interfaces. This is likely to be made easier as open-architecture controllers become more prevalent. Therefore, ISO 14649 does not include legacy program statements, which would otherwise dilute its effectiveness.
The information form in ISO 14649 already allows for major improvements over existing methods, but in order to support even more efficient production, a description of the manufacturing environment will be needed in addition to the manufacturing information. Consequently, this part of ISO 14649 is a first step to permitting the description of machine tools as a manufacturing resource. The description allows process planners to describe their machine needs for a micro-process plan (an ISO 14649 file), referred to as a requirements model. The model also allows existing machine tools to be described as resources for manufacturing, referred to as catalogue models. This part of ISO 14649 is intended to provide a basis for process planning and simulation, for controller developers and for machine tool developers to describe their products, as well as for research, for example. This part of ISO 14649 is not intended to replace existing standards for machine tool descriptions, but to provide the information necessary for manufacturing applications in a concise way. It is envisaged that there will be a continuing effort to describe the manufacturing resource environment in a standardized manner, so as to support efficient advanced and flexible manufacturing.