CN101802734A - 用于显示真实机床加工单元动作的虚拟机床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于显示机床加工单元动作的虚拟机床，特别是用于显示在根据CNC加工程序包加工工件时的动作的虚拟机床，其中借助至少一个第一可视化单元以呈虚拟加工单元动作的形式进行显示，所述虚拟机床包括具有至少一个第一数据处理单元的动作控制装置，该动作控制装置利用对CNC加工程序包的CNC数据组进行处理的控制程序来获知对于虚拟加工单元动作的控制指令，还包括具有至少一个第二数据处理单元的可视化控制装置，该可视化控制装置利用可视化程序结合所储存的机床模型几何形状的配置数据和由动作控制装置所获知的控制指令在第一可视化单元上显示虚拟加工单元的动作，以及包括具有第三数据处理单元的操作控制装置，该操作控制装置利用操作程序使动作控制装置运行，为对这种虚拟机床以如下方式进行改进，即，使对虚拟工件加工的模拟尽可能接近真实情况，提出：虚拟机床包括刀具建模系统，利用该刀具建模系统可以为至少一个虚拟刀具由刀具数据和刀具模型来生成刀具配置数据并输送给可视化程序。

Description

用于显示真实机床加工单元动作的虚拟机床
技术领域
本发明涉及一种用于显示机床加工单元动作的虚拟机床，特别是用于显示在根据数控机床(CNC)加工程序包加工工件时的动作的虚拟机床，其中借助至少一个第一可视化单元以呈虚拟加工单元动作的形式进行显示，所述虚拟机床包括：具有至少一个第一数据处理单元的动作控制装置，其利用对CNC加工程序包的CNC数据组进行处理的控制程序来获知虚拟加工单元动作的控制指令；具有至少一个第二数据处理单元的可视化控制装置，其利用可视化程序结合所储存的机床模型几何形状的配置数据和由动作控制装置所获知的控制指令在第一可视化单元上显示虚拟加工单元的动作；以及具有第三数据处理单元的操作控制装置，其利用操作程序使动作控制装置运行。
背景技术
这种虚拟机床由现有技术例如DE 10 2005 045 028 A1有所公开。
该虚拟机床中存在的问题是，对虚拟工件在这种虚拟机床上的加工进行的模拟与真实情况有所偏差。
发明内容
因此，本发明的任务在于，对这种虚拟机床以如下方式进行改进，使虚拟工件加工的模拟尽可能接近真实。
该任务在一种开头所述类型的虚拟机床中依据本发明以如下方式得以实现，即，虚拟机床包括刀具建模系统，利用该系统可以为至少一个刀具由刀具数据和刀具模型生成刀具配置数据并输送到可视化程序。
依据本发明的解决方案的优点在于，实现如下可能性，即，以简单的方式生成刀具配置数据，这些刀具配置数据一方面基于刀具数据和另一方面基于几何形状数据并且与以往公开的解决方案相比，一方面以简单的方式和另一方面尽可能接近真实情况地生成。
特别有益的是，刀具建模系统所需的刀具数据具有相应于CNC加工程序包刀具数据结构的结构，真实机床动作控制装置的控制程序利用所述刀具数据来工作。
这种解决方案的主要优点在于，因此真实机床的本来存在的和CNC加工程序包中至少直接在加工真实工件之前存在的刀具数据可以被接收。
在此，特别适用的是，操作程序具有包括刀具数据接收模块的刀具功能，利用该收据接收模块可以将配属于CNC加工程序包的刀具数据传送到刀具建模系统，以生成刀具配置数据。
这种解决方案的优点在于，因此存在如下可能性，即，真实机床的真实刀具数据在真实工件的加工之前转送到虚拟机床内并在虚拟机床上再次模拟虚拟工件的加工，以便再次利用真实刀具的刀具数据例如对整个CNC加工程序包在发生碰撞的危险方面进行检验。
为可以简单方式将刀具数据传送到刀具建模系统，优选设置为：刀具数据接收模块读出与CNC加工程序包共同储存在操作控制装置内的刀具数据并传送到刀具建模系统。
在此，依据本发明的刀具建模系统能够以不同的方式构成。
特别是在刀具建模系统内部的刀具配置数据的生成方面，到目前尚未作出详细说明。
因此设置如下的具有优点的解决方案，即，刀具建模系统由刀具的零件储存在刀具模型内的几何形状数据以及刀具数据而生成刀具配置数据。
在此，几何形状数据以不同的类型和方式构成。
非常接近真实情况的解决方案设置为，刀具零件的几何形状数据为例如由零件的结构图导出的三维几何形状数据。
另一种具有优点的解决方案设置为，刀具建模系统由刀具的近似体积模型储存在刀具模型内的几何形状数据和刀具数据而生成刀具配置数据。
这种方式生成的刀具配置数据不太精确，但优点是为此无需刀具分量的三维几何形状数据，而是可以从操作者方面以简单方式通过确定近似的体积模型而生成刀具的几何形状数据。
特别是在这种情况下体积模型的几何形状数据是通过刀具数据形状可变的单块体的几何形状数据，从而单块体在其形状上与刀具数据相应地配合。
因此，虽然刀具配置数据不是基于与真实尺寸相应的物体，但刀具配置数据至少在对加工重要的刀具数据方面进行精确确定。
此外，开头所称的任务依据本发明通过一种用于显示真实机床加工单元动作的方法，特别是用于显示在根据CNC加工程序包加工工件时的动作的方法，其中借助至少一个第一可视化单元以呈虚拟机床的虚拟加工单元动作的形式进行显示，其中，动作控制装置利用对CNC加工程序包的CNC数据组进行处理的控制程序来获知对于虚拟加工单元动作的控制指令，其中，操作控制装置利用操作程序使动作控制装置运行以及其中，可视化控制装置利用可视化程序借助所储存的机床模型的配置数据和由动作控制装置获知的控制指令在第一可视化单元上显示虚拟加工单元的动作，依据本发明以如下方式来解决，即，设置有刀具建模系统，该刀具建模系统为至少一个刀具由刀具数据和几何形状数据而生成用于可视化程序的刀具配置数据。
在此，特别具有优点的是，由刀具建模系统处理的刀具数据具有相应于真实机床CNC加工程序包刀具数据结构的结构，从而因此存在的可能性是：刀具数据在真实机床与虚拟机床之间进行交换。
在这种情况下特别有益的是，虚拟刀具数据相应于真实机床的真实刀具装备时所获知的至少一个刀具的刀具数据。
在此，至少一个刀具优选是处于担心最有可能出现碰撞的工作位置上的刀具。
在对真实刀具装备时的刀具数据获知方面，到目前尚未详细说明。
因此，具有优点的解决方案设置为，真实刀具装备的刀具数据在真实刀具预调整时获知。
此外，在刀具数据方面始终需要考虑的是，刀具的尺寸例如由于磨损而改变。
出于这一原因优选设置为，刀具数据与刀具的磨损相应地进行修正。
依据本发明的方法的其他特征已经结合依据本发明的虚拟机床进行了说明，从而为此可以对这些实施方案的全部内容进行参引。
附图说明
此外，本发明的其他特征和优点是下列说明以及对一些实施例图示表达的主题。
在图中：
图1示出依据本发明的真实机床实施例的配置方案的示意图；
图2示出依据本发明的真实机床实施例的程序配置方案的示意图；
图3示出用于依照图2的依据本发明的真实机床的实施例的程序配置方案的配置参数分配的示意图；
图4示出依据本发明的虚拟机床的实施例的配置方案的示意图；
图5示出依据本发明的虚拟机床的实施例的程序配置方案的示意图；
图6示出用于对依照图2的依据本发明的虚拟机床的实施例进行程序配置的参数配置分配方案的示意图；
图7示出依据本发明的刀具建模系统在依据本发明的虚拟机床程序配置内部的第一实施例的示意图；
图8示出依据本发明的虚拟机床中虚拟刀具的结构示意图；
图9示出图8虚拟刀具生成的示意图；
图10示出依据本发明的刀具建模系统的第一实施例中刀具数据生成的示意图；
图11示出依据本发明的刀具建模系统在虚拟机床的程序配置内部的第二实施例类似于图7的示意图；以及
图12示出依据本发明的刀具建模系统第二实施例的虚拟刀具生成的类似于图9的示意图。
具体实施方式
在图1至3中所示的、整体采用附图符号10标注的真实机床包括床身12，上面设置用于加工工件WS的大量加工单元141、142、143和144。
例如加工单元141为工件主轴，加工单元142为刀架，加工单元143为另一刀架以及加工单元144为用于支撑工件WS的尾座。
在此，工件主轴141容纳工件WS并能够环绕主轴轴线S旋转式地驱动工件WS。
刀架142例如构成为多重刀架并携带大量的刀具WZ，其中，各一个刀具都可以用在工件WS上。
在此，刀架142例如相对于床身12并也相对于工件主轴141可以通过三条彼此正交分布的NC轴，例如X轴X2、Y轴Y2和Z轴Z2利用相应的驱动装置运动，也就是利用X轴驱动装置、Y轴驱动装置和Z轴驱动装置运动，以便利用处于工作位置上的刀具WZ加工工件WS。
刀架143也携带刀具WZ和例如沿X轴并且可以沿Z轴利用相应的轴驱动装置运动，也就是可以利用X轴驱动装置和Z轴驱动装置相对于工件主轴141运动。
尾座144以相同的方式相对于床身12沿Z轴利用Z轴驱动装置运动，以便使用于支撑工件WS的尾座144为在工件WS的方向上移动。
此外，机床10例如具有冷却剂输送装置16和工件操作装置18。
为通过使NC轴X2、Y2、Z2、X3、Z3和Z4运动来加工工件，机床10具有整体采用20标注的机床控制装置，该机床控制装置具有带第一数据处理单元32的动作控制装置30，该第一数据处理单元32在它那方面通过处理器34和存储器36形成，其中，存储器36作为快速存取的存储器构成，也就是例如作为RAM存储器构成。
如图2所示，数据处理单元32上运行整体采用38标注的核心控制程序，其能够处理一个或者多个子程序40(例如子程序401至404)的CNC数据组，其中，子程序401至404分配给核心控制程序38的各个信道421至424，这些信道421至424可以要么彼此独立进行，要么通过同步指令进行同步化。
在每个信道421至424内获知用于安排和控制加工单元14动作的控制指令441至444。
例如将一个或者多个加工单元14功能的各自一个信道42分配给例如加工单元142的运动轴X2、Y2、Z2和加工单元141环绕主轴线S的转速或者转动位置。
为控制图1所示的轴驱动装置48，为每个信道42设置有驱动放大器451至454和调节电路461、462、463和464，调节电路461、462、463和464调节运行各自的轴驱动装置48，例如轴驱动装置481、482、483和484，其中，驱动放大器45、调节电路46和轴驱动装置48形成机床10的驱动系统50。
在此，调节电路46例如可以是位置调节电路和/或者速度调节电路。
为可以控制机床10的附加功能，动作控制装置30内还设置有附加用来给第一数据处理单元32的可存储器编程的控制装置52，可存储器编程的控制装置52从它那方面可以具有处理器54以及作为快速存取存储器的存储器56。
在此，利用可存储器编程的控制装置52可以控制例如像冷却剂输送装置16或者工件操作装置18等附加功能。
对此如图2所示，设置有附加功能控制程序58，附加功能控制程序58同样具有用于生成附加功能控制指令641和642的各个子功能601和602，控制指令传送相应的动作要求661和662，以便控制相应的动作681和682。
动作控制装置30可以通过整体采用70标注的操作控制装置来控制，操作控制装置70具有数据处理单元72，该数据处理单元72从它那方面例如包括用于一个或者多个CNC加工程序包的处理器74和存储器76。
因此，在存储器76内储存有用于加工工件WS的全部CNC加工程序包78。
此外，数据处理单元72上还运行整体采用80标注并在图2中示意示出的操作程序，该操作程序具有操作界面82，操作界面82与整体采用90标注的、也称为机床控制面板的机床控制单元共同作用，机床控制单元90例如包括常用的键盘92以及功能键981至98n的行94和96。
无论是通过键盘92还是通过功能键98，均存在如下可能性，即，通过操作界面82调用和/或者激活操作程序80的单个功能运行或者模块。
此外，为机床控制单元90优选还分配一个显示区100，其可以显示由操作程序80所获知的信息。在此，例如显示区100可以由操作界面82控制。
操作程序80与核心控制程序38通过配合程序84进行通信。
此外，操作程序80例如包括图2中整体采用102标注的程序管理功能，程序管理功能102能够与工件相关地管理储存在存储器76内的CNC加工程序包，也就是说，程序管理功能102以如下方式管理CNC加工程序包78的单个子程序40，即，程序管理功能102与其功能整体属性相应地处理属于工件WS的子程序40。
这样例如具有程序管理功能102的传输模块104，为加工该工件WS，同一工件WS所属的子程序40以其功能关系从操作控制装置70传输到动作控制装置30，并在此与工件相关地传送给核心控制程序38，也就是例如适配于功能地分配给核心控制程序38的单个信道42并相应进行激活。
程序管理功能102内还有其他模块，例如像启动-停止模块106。
操作程序80的其他功能是程序处理功能112和/或者分析功能114以及配置功能116和刀具功能118。
为可以控制机床10，核心控制程序38的程序环境132内具有参数区130，参数区130如图3所示包括图3中举例示出的核心控制参数134。
这种核心控制参数134可以划分为一般参数136，例如像时间周期参数，时间周期参数例如为内插补器的时间周期和/或者位置调节器的周期状况。但一般参数136也可以包括时间点参数140，时间点参数140例如对辅助功能输出的时间点进行限定。
除了一般参数136外，属于核心控制参数134的还有轴专用参数142，轴专用参数142例如包括放大参数144，这是确定单个调节电路46的电路放大的参数。
此外属于轴专用参数142的有加速度参数146，加速度参数146例如确定NC轴通过驱动放大器45的最大加速度。
轴专用参数142此外包括速度参数148，速度参数148例如确定各自轴的最大移动速度或者最大转速。
轴专用参数142此外还包括冲击参数150，其例如确定各自NC轴的最大冲击。
轴专用参数142此外还包括轴位置参数152，轴位置参数152确定各自最大的轴位置。
参数区130此外与核心控制参数134附加还包括CNC功能参数154，其例如具有单个NC轴的前瞻(Look-Ahead)参数156。
称为Look-Ahead功能的是对刀具轨迹的预见观察，这种预见观察在角和边上及时且自动地将进给降到对于最大允许轨迹偏差所允许的程度上，其中，这种功能可以通过至少一个、优选多个Look-Ahead参数156，例如像进给速度和/或者最大轨迹偏差确定。
此外，同样为附加功能控制程序58分配参数区160，里面存在整体采用162标注的附加功能参数，附加功能控制程序58利用附加功能参数162工作。
附加功能参数162例如包括SPS参数164(SPS参数164从它那方面例如具有信息输入/输出的地址参数166)和/或者编号的功能参数168或者中断参数170。
因此，利用该附加功能参数162可以将附加功能控制程序58与各自的机床相配合。
最后，操作程序80还包括参数区180，参数区180具有操作参数182，操作参数182用于使操作程序80与各自的专用机床相配合。
这种操作参数182例如包括显示参数184，所述显示参数184从其那方面例如具有信道表示参数186、轴名称参数188以及坐标系参数190。
无论是核心控制参数134还是附加功能参数162和操作参数182均包括典型参数，也就是为各自的机床型号所设置的参数，也包括个别参数，也就是与各个的个别机床，例如通过其序列号识别相关的个别参数，这些个别参数使控制功能与各个专门构造的机床10相配合。
例如一般参数136一般情况下是型号专用的配置参数，而轴专用的参数142以及CNC功能参数154则是个别的配置参数。
因此，在轴专用参数142中出现个别性：在对于应用者专门的使用目的确定的机床型号中，例如安装不同于该机床型号标准装备的钢球丝杠(Kugelrollspindel)，以达到更高的进给力，其中，在这种情况下然后加速度参数146至少针对NC轴进行配合，例如较低地选择。
但轴专用参数142中的个别性也可以通过不同于机床型号的标准装备的、需要对放大参数144和/或者速度参数148进行配合的加工单元14造成。
CNC功能参数154也可以不同于机床型号的标准参数地选择，据此，应用者专用加工过程是如此精确，从而Look-Ahead参数156与所要实施的计算机运算相应地进行配合。
此外，附加功能参数162例如呈地址参数166和中断参数170的形式附加功能参数162还包括型号专用的配置参数，而例如编号的功能参数168则是个别的配置参数。
附加功能通常也不同于机床型号的标准装备地构成。例如工件操作装置经常个别地与所要加工的工件WS相协调，由此，个别的例如协调的功能参数168是必需的。
最后，操作程序182一方面还包括型号专用的配置参数，即例如信道表示参数186和坐标系参数190，而轴名称参数188则是个别的配置参数。
为在操作时还可以考虑机床10的个别结构，例如轴名称也是个别配合的，从而在这些情况下，轴名称参数188也不同于机床型号的标准名称。
为在依据本发明的解决方案中可以将专用的个别的机床10的配置参数存档和需要时继续使用，为操作控制装置70如图1所示分配具有便携式数据载体202的外部数据存储装置200，在该外部数据存储装置200内通过操作参数80的配置功能116的配置参数传送模块122可以储存全部配置参数134、154、162和182。
因此存在的可能性是，各个专用机床10中的的配置参数个别地例如可以基于机床编号并例如储存在便携式数据载体202上得以保持或者通过数据传输传送到计算机。
图4至6所示整体采用V10标注的虚拟机床，该虚拟机床包括整体采用V20标注的机床控制装置，机床控制装置V20具有动作控制装置V30，该动作控制装置V30包括具有处理器V34和存储器V36的第一数据处理单元V32，其中，存储器V36作为快速存取的存储器构成。
数据处理单元V32上如图5所示运行整体采用V38标注的核心控制程序，该核心控制程序V38在最简单的情况下与真实机床10的核心控制程序38相同构成，但无论如何能够例如以与核心控制程序38相同的方式处理一个或者多个子程序40的CNC数据组，例如同样子程序401至404的CNC数据组，其中，子程序401至404的处理以与核心控制程序38中相同的方式在核心控制程序V38的各个信道V421至V424内进行，从而对各个子程序401至404的同时处理可以要么彼此独立地进行，要么通过同步指令同步地进行。
各个信道V421至V424内获知控制指令V441至V444，控制指令V441至V444原则上相应于真实机床10的控制指令，但需要时以其他时间标度进行。
控制指令V441至V444用于安排虚拟加工单元V141至V144的动作，其中，虚拟加工单元V141至V144由可视化单元210例如在可视化单元210的显示屏212上显示。
虚拟加工单元V14相对于虚拟床身V12通过可视化单元210的显示借助可视化控制装置220进行，可视化控制装置220具有另一数据处理单元222，该数据处理单元222例如从它那方面具有处理器234和存储器236，在存储器236里存在可视化程序238以及机床模型240和刀具建模系统250。
如图5所示，可视化程序238以如下方式构成，即，借助与机床模型240的几何形状数据、优选机床模型240的三维几何形状数据相应地生成的机床配置数据242在可视化单元210上显示真实机床的各个加工单元V14，而且尽可能地与真实机床10的真实加工单元14相同。
特别具有优点的是，机床模型240储存所有真实机床10中所存在的加工单元14的以及床身12的三维几何形状数据并从中生成机床配置数据242和传送到可视化程序238。
此外，刀具建模系统250优选以如下方式构成，即，刀具建模系统250能够为可视化程序238提供刀具配置数据252，可视化程序238利用刀具配置数据252为加工单元V14的各个刀具位置分配虚拟刀具VWZ。
此外，可视化程序238能够根据控制指令V44在可视化单元210上，特别是在其显示屏212上显示虚拟加工单元V14的动作，更确切地说，是通过与真实NC轴X、Y、Z相应的、沿虚拟NC轴VX、VY、VZ的运动。
可视化程序238优选这样工作，使与真实控制指令44相同的虚拟控制指令V44使虚拟加工单元14相应于虚拟NC轴VX、VY、VZ产生运动，这种运动在考虑到显示比例的情况下相应于真实加工单元14的运动。
选择性地，根据附加功能对于加工程序包78在虚拟机床控制装置V20上的模拟是否作用关键，还为动作控制装置V30分配可存储器编程的控制装置V52，该控制装置V52从它那方面具有处理器V54以及特别是作为快速存取存储器构成的存储器V56。
在此，利用存储器编程的控制装置V52同样能以与真实机床10中相同的方式模拟附加功能，例如像虚拟冷却剂输送装置V16或者虚拟工件操作装置V18的工作，而在同样可以在可视化单元210的显示屏212上显示虚拟冷却剂输送装置V16或者虚拟工件操作装置V18的工作，而且是以与加工单元V14相同的方式，即通过储存在机床模型240内的几何形状数据。
为控制附加功能，如图5所示设置有附加功能控制程序V58，附加功能控制程序V58具有各个子功能程序V60，例如子功能程序V601和V602，其同样用于产生附加功能控制指令V641和V642，然后将它们传送到可视化程序238。
动作控制装置V30此外通过整体采用V70标注的操作控制装置来控制，该操作控制装置V70具有数据处理单元V72，该数据处理单元V72在它那方面包括一个或者多个CNC加工程序包78的处理器V74和存储器V76。
在此，虚拟机床V10的加工程序包78以与真实机床10的真实CNC加工程序包78相同的方式建立和构成，以便具有如下可能性，即一方面可以在虚拟机床V10测试一个和同一CNC加工程序包78，另一方面可以然后在真实机床10上为加工真实工件WS而使用该加工程序包78。
此外，数据处理单元V72上运行整体采用V80标注并在图5中示出的操作程序，操作程序V80具有与整体采用V90标注的机床控制单元共同作用的操作界面V82，该机床控制单元V90例如包括常用的键盘V92以及功能键V981至V98n的行V94和V96，其中，机床控制单元V90优选是虚拟机床控制单元，其中，受操作界面V82、键盘V92以及功能键V981至V984的行V94和V96控制地在显示屏V99上显示。
在变动方案中，显示屏V99也与虚拟单元210的显示屏212是同一个，从而在唯一的显示屏上可以例如并排既显示机床控制单元V90，也显示虚拟加工单元V14。
无论是通过键盘V92还是通过功能键V98，均存在的可能性是，通过操作界面V82调用和/或者激活各个功能运行或者操作程序V80的模块。
此外为机床控制单元V90优选也分配有在显示屏V99上显示的显示区V100，显示区V100可以显示由操作程序V80传送的信息。在此，例如显示区V100可以由操作界面V82控制。
操作程序V80例如至少包括在真实机床10上也存在的并在图5中整体采用V102标注的程序管理功能，该程序管理功能V102具有与真实机床10上相同工作的传输模块V104。
此外还存在的可能性是，设置有启动/停止模块V106和/或者程序处理功能V112和/或者分析功能V114、配置功能V116和刀具功能V118。
此外操作程序V80与核心控制程序V38通过配合程序V84通信。
原则上操作程序V80可以具有如下全部功能，例如像德国专利申请DE 10 2005 045 028 A1中介绍的那样。
因此全部内容参引该德国专利申请。
为可以在与真实机床10上尽可能相同的条件下以相同的方式通过在虚拟机床V10上虚拟加工虚拟工件VWS而借助为此制作的加工程序包78来实施对工件WS加工的模拟，在核心控制程序V38的程序环境V132内设置有适用于接收核心控制参数134的参数区V130。
在此，核心控制参数134可以是与真实机床10上使用的核心控制参数相同的参数。
在任何情况下，核心控制参数134均包括型号专用的配置参数，例如像一般参数136，因为这些参数对各类型的机床10来说是专用的。
个别的配置参数中，参数区V130内优选存在所有动态关联的配置参数，特别是轴专用的参数142和CNC功能参数154，因为这些参数在通过借助加工程序包78加工虚拟工件VWS而对加工工件WS进行模拟时对于NC数据组的处理速度十分重要。
虚拟机床V10的参数区V130内优选包括真实机床10的参数区130内存在的全部配置参数。
此外同样可以为附加功能控制程序V58分配参数区V160，参数区V160适用于接收采用162标注的附加功能参数。
所有型号专用的附加功能参数162例如像轴参数166或者中断参数170均存在于参数区V160内。
如果在模拟加工程序包78时还应当同时考虑并因此同时模拟附加功能的话，那么同样需要参数区V160内也存在个别的配置参数，例如像轴名称参数168，以便可以在虚拟机床V10上以与真实机床10上相同的方式处理附加功能。
最后，操作程序V80还设置有参数区V180，参数区V180内可以储存用于使操作程序V80与各自的虚拟机床V10配合的操作参数182。
为了针对模拟加工程序包78的操作者实现相同的操作情况，因此优选设置为：从操作参数182中将真实机床10的至少型号专用的配置参数转送到虚拟机床V10的参数区V180内。更优选的是，也对个别的配置参数进行转送。
为此，操作程序V80的配置功能V116装备有配置参数接收模块V124，配置参数接收模块V124能够从外部的数据存储装置V200例如在第一次开始模拟之前，从外部数据存储装置V200的外部数据载体V202中读取分配给完全专用的真实机床10的个别配置参数142、154、168、188并写入虚拟机床V10的参数区130、160、180内。因此从例如型号专用配置的虚拟机床V10中生成与各个个别的真实机床10的至少主要配置参数相配合的虚拟机床V10。
如果作为数据载体V202将分配给真实机床10的数据存储装置200装入数据存储装置V200内，那么真实机床10上存在的配置参数可以简单地转送给虚拟机床V10上。
另一种可能性是，数据存储装置200与真实机床的数据载体202通过数据传输连接，例如数据线到达数据存储装置V200的接口并与操作控制装置V70连接。
如果应当确保配置参数的绝对一致性，那么配置参数接收模块V124将存储装置V200内存在的所有配置参数写入参数区130、160、180内。
为在借助加工程序包78模拟虚拟工件VWS加工时如在真实机床10上那样以精确的同一时间同步性运行所有过程，给核心控制程序V38分配虚拟的延时器(Zeitstufe)260，虚拟的延时器260包括用于产生虚拟内插脉冲VIT的内插脉冲发送器262，以及分配时间检测单元264，用于将通过虚拟内插脉冲产生的虚拟脉冲间隔换算为真实时间间隔并因此将虚拟时间VT换算为真实时间RT。
真实时间RT例如通过操作程序V80在操作程序V80的显示区V100内输出。
虚拟延时器260的内插脉冲发送器262能够生成虚拟的内插脉冲VIT，其中脉冲间隔不同于真实内插脉冲IT的脉冲间隔，例如明显大于真实内插脉冲IT的时间间隔。
因为虚拟动作控制装置V30基于虚拟内插脉冲VIT进行NC数据组的处理以及单个中间值的内插，所以虚拟动作控制装置V30的所有时间上的进程进而还有虚拟加工单元V14的动作在时间上以与虚拟内插脉冲VIT的间隔相对于真实内插脉冲IT的间隔延长或者缩短相同的程度改变。
如果这时虚拟机床V10利用机床控制装置V20借助加工程序包78模拟虚拟工件VWS的加工，那么模拟可以基于内插脉冲发送器262的虚拟内插脉冲VIT例如时间上延缓地实施，以便对于操作者可以精确检查可能的碰撞或者近似碰撞，其中，在进行这种检查时根据虚拟的内插脉冲和机床模型240的个别配合以及个别配置参数的接收，加工单元V14基本上随时如真实情况中那样精确地彼此相对运动。
此外，时间检测级264还实现的可能性是，由虚拟时间VT直接获知真实时间RT，从而在借助CNC加工程序包模拟虚拟工件VWS的加工时，不仅可以获知加工单元V14的碰撞，而且也可以获知CNC数据组处理的数据组运行时间或者甚至各自工件VWS的每件工时，该每件工时由于将虚拟时间VT换算成真实时间RT，而相应于在真实机床10上加工真实工件WS每件工时的数据组运行时间，从而虚拟机床V10在模拟CNC加工程序包78时就已经可以表明数据组运行时间或者每件工时并因此实现对每件工时的优化。
在刀具建模系统250的构成方面，在与依据本发明的解决方案到目前介绍的关联中未进行详细说明。
因此，图7中示出刀具建模系统250具有优点的第一实施例设置为：该刀具建模系统250具有刀具模型270，在刀具模型270里储存有零件的三维几何形状数据，由该数据可以构成虚拟刀具VWZ。
刀具建模系统250此外包括刀具数据V280，刀具数据V280包括虚拟刀具VWZ实际尺寸的信息，其中，虚拟刀具VWZ的这些实际尺寸对于加工虚拟工件WS来说是不可或缺的并且只要刀具数据V280与CNC加工程序包78共同储存在为其所具有的存储器V76内，就由核心控制程序V38在处理CNC数据组时一并考虑。
刀具建模系统250此外还包括刀具配置数据生成器290，刀具配置数据生成器290由刀具模型270和刀具数据V280来对刀具配置数据292进行配置，将刀具配置数据292传送到可视化程序238，以便使该可视化程序238与虚拟机床V10相关联地将相应于刀具数据V280配置的虚拟刀具VWZ装入虚拟加工单元V14的各个刀具位置内。
这种虚拟刀具VWZ在图8中举例示出，其中，这种虚拟刀具VWZ是一种所谓的三维几何形状模型。
这种虚拟刀具VWZ包括整体采用300标注并可以通过刀具识别编号识别的、由刀架主体302形成的刀架，该刀架主体302例如具有刀柄304，刀架主体302利用刀柄固定在加工单元V14的刀具容纳处内。
刀架主体302此外具有接合面306，该刀架主体302可以利用该接合面306安放到加工单元V14的支撑面上，所述加工单元V14例如是指刀具转塔或者其他类型刀架。
在此，保持件304和刀架主体302相互固定连接并形成一个相关联的单元。
刀架主体302内可以装入整体采用308标注的刀柄，其中，刀柄308可以相对于刀架主体302在不同位置上安装在刀架主体302的容纳处310内。
刀柄308携带切削件312(例如刀片)，切削件312的刀刃314用于切削加工。
为通过核心控制程序V38使虚拟刀具VWZ利用刀架300定位和运动，基本上刀刃314的两个尺寸起决定性作用，即给出刀刃314在接合面306上的位置的长度值L1以及给出刀刃314相对于轴316的位置的长度值L2，该轴316以垂直于接合面306并且居中通过保持件304的方式分布。
只要还附加地确定刀架302安装到加工单元V14的相应刀具容纳处内的位置通过这两个长度值L1和L2，例如对于刀刃314对其在空间上的位置进行时。
在图8和图9中示范性示出的刀架300情况下，在刀具模型内储存有刀架主体302及接合面306和刀柄308以及切削件312的三维几何形状数据。
此外，长度值L1和L2相应于刀具数据V280并且刀具配置数据生成器290由刀架主体302、刀柄308、切削件312的三维几何形状数据形成，而虚拟刀具VWZ的然后传送给可视化程序238的刀具配置数据292则相应于长度值L1和L2。
为可以有效安排这样生成的刀具配置数据292，操作控制装置180配备有刀具功能V118，刀具功能V118在刀具数据输入模块V322内提供的可能性是，刀具数据V280直接通过向刀具建模系统250输入数据而预先规定并然后在具有刀具配置数据生成器290的刀具生成模块324内生成刀具配置数据292，以便可以借助可视化程序238在可视化单元210的显示屏212上显示虚拟刀具VWZ。
但除了通过机床控制面板V90在操作程序V80的刀具数据输入模块V322内手动输入外，还存在的可能性是，在刀具数据接收模块V326内安排为从存储器V76接收刀具数据280，刀具数据280与CNC加工程序包78共同储存在该存储器V76内并由该存储器V76将刀具数据280提供给核心控制程序V38以利用CNC加工程序包78进行加工。
在操作者已经在真实机床10上装有刀具WZ并对测量位置进行测量情况下，与加工程序包78相关联下储存的刀具数据280相应于真实刀具数据280并且这些刀具数据280然后在存储器76内分配给相应的CNC加工程序包78。
真实刀具WZ的结构和测量在大多数情况下直接在真实机床10上加工真实工件WS之前进行。出于这一原因，真实刀具的刀具数据280在测量位置上也直接在加工工件WS之前获知并利用操作程序80的刀具功能118的刀具数据输入模块322以分配给加工程序包78的方式储存在存储器76内。
如果这时直接在加工真实工件WS之前再次在虚拟机床V10上实施对加工程序包78的模拟，那么真实刀具数据280也转送到存储器V76内。
为了实现：在模拟加工虚拟工件VWS时，真实刀具数据280不仅以与真实机床10上相同的方式通过核心控制程序V38予以顾及，而且即使在生成刀具配置数据292时，也可以使刀具数据接收模块V326将真实刀具数据280从存储器V76传送到刀具建模系统250内，从而中该刀具建模系统250内存在真实刀具数据280并用于生成刀具配置数据292。也就是说，刀具数据292向刀具建模系统250内的输入以将真实刀具数据280从存储器V76进行数据接收的途径来进行并可以直接用于生成刀具配置数据292。
对此另选地，在依据本发明的刀具建模系统250的第一实施例中还存在的可能性是，在刀具功能118的刀具数据生成模块V328内，首先基于刀具模型的三维几何形状数据，图示出刀架300的各个分量，也就是例如刀架主体302、保持件304、刀柄308和切削件312，例如在机床控制面板V90的显示区V100上显示并彼此相对定位，从而仅通过手动地对刀架主体302、刀柄308和切削件312进行相对定位而生成虚拟刀具VWZ。
但对于该虚拟刀具VWZ，还不存在刀具数据，这是因为将各个分量图示彼此相对定位的操作者不掌握该虚拟刀具VWZ的刀具数据，从而需要详细测量该虚拟刀具VWZ。
这一点在使用刀具数据生成模块328的情况下没有必要，该刀具数据生成模块328根据刀具300各个分量的位置，也就是刀架主体302、刀柄308和切削件312的相对位置来获知刀具数据V280并储存在刀具建模系统250内。
然后，刀具建模系统250内的刀具数据V280也可以利用刀具数据接收模块V326从刀具建模系统250传送到存储器V76并分配给CNC加工程序包78，从而核心控制程序V38在实施模拟时利用刀具数据280工作，该刀具数据280通过刀具建模系统250利用刀具数据生成模块328生成并因此对各个动作的控制也在顾及该虚拟刀具数据V280的情况下进行。
在图12中所示的依据本发明的刀具建模系统250的另一个实施例中，刀具模型270′不包括用于建立虚拟刀具VWZ的各个分量的精确几何形状数据，而是包括几何形状体积体，从该几何体积体中可以选取单个体积体并通过操作者输入该几何体积体的尺寸。
因此，在调用刀具数据V280的情况下，刀具配置数据生成器290不是生成与真实刀具基本相同的刀具配置数据292，而是生成得出虚拟刀具VWZ′的刀具配置数据292′，该虚拟刀具VWZ′在刀具数据方面，特别是针对长度值L1和L2是精确的，但虚拟刀具VWZ′的刀架主体302′及其刀柄308′却可与实际情况下有所不同。
然而，利用这种刀具建模系统250′却可以在可视化单元210的显示屏212上显示至少近似正确的空间几何形状的关系，该空间几何形状的关系适用于检查碰撞。
在此，刀具数据V280在该实施例中也可以按照与第一实施例相关地介绍的相同途径来输入。

Claims (14)

1.虚拟机床(V10)，用于显示机床的加工单元(V14)的动作，特别是用于显示在根据CNC加工程序包(78)加工工件(VWS)时的动作，其中借助至少一个第一可视化单元(210)以呈虚拟加工单元(V14)动作的形式进行显示，所述虚拟机床(V10)包括；具有至少一个第一数据处理单元(V32)的动作控制装置(V30)，所述动作控制装置(V30)利用对CNC加工程序包的CNC数据组进行处理的控制程序(V38)来获知对于所述虚拟加工单元(V14)动作的控制指令(V44)；具有至少一个第二数据处理单元(222)的可视化控制装置(220)，所述可视化控制装置(220)利用可视化程序(238)结合所储存的机床模型(240)的几何形状配置数据和由所述动作控制装置(V30)所获知的控制指令(V44)在所述第一可视化单元(210)上显示所述虚拟加工单元(V14)的动作；以及具有第三数据处理单元的操作控制装置(V70)，所述操作控制装置(V70)利用操作程序(V80)使所述动作控制装置(V30)运行，其特征在于，所述虚拟机床(V10)包括刀具建模系统(250)，利用所述刀具建模系统(250)能够为至少一个虚拟刀具(VWZ)由刀具数据(V280)和刀具模型(270)生成刀具配置数据(292)并将所述刀具配制数据(292)输送给所述可视化程序(238)。
2.按权利要求1所述的虚拟机床，其特征在于，所述刀具建模系统(250)所需的刀具数据(V280)具有如下结构，所述结构相应于所述CNC加工程序包(78)的刀具数据(280)的结构，真实机床(10)动作控制装置(30)的控制程序(38)利用所述刀具数据(280)作。
3.按前述权利要求之一所述的虚拟机床，其特征在于，所述操作程序(V80)具有带刀具数据接收模块(V326)的刀具功能(V118)，利用所述刀具数据接收模块(V326)能够将分配给所述CNC加工程序包(78)的刀具数据(280)传送给所述刀具建模系统(250)，以生成所述刀具配置数据(292)。
4.按权利要求2或3所述的虚拟机床，其特征在于，所述刀具数据接收模块(V326)读出与所述CNC加工程序包(78)相关地储存在所述操作控制装置(V80)内的刀具数据(280)并传送给所述刀具建模系统(250)。
5.按权利要求3或4所述的虚拟机床，其特征在于，所述刀具数据(V280)能够利用所述刀具数据接收模块(V326)从所述刀具建模系统(250)传送给所述CNC加工程序包(78)。
6.按前述权利要求之一所述的虚拟机床，其特征在于，所述刀具建模系统(250)由所述虚拟刀具(VWZ)的零件(302、308、312)储存在所述刀具模型(270)内的几何形状数据及所述刀具数据(280)而生成所述刀具配置数据(292)。
7.按权利要求6所述的虚拟机床，其特征在于，所述刀具(VWZ)的所述零件(302、308、312)的几何形状数据是三维几何形状数据。
8.按权利要求1至5之一所述的虚拟机床，其特征在于，所述刀具建模系统(250)由所述刀具(VWZ)的近似体积模型储存在所述刀具模型(270)内的几何形状数据及所述刀具数据(V280)而生成所述刀具配置数据(292)。
9.按权利要求8所述的虚拟机床，其特征在于，所述体积模型的所述几何形状数据是通过所述刀具数据(V280)能改变形状的单块体的几何形状数据。
10.用于显示真实机床加工单元的动作的方法，特别是用于显示在根据CNC加工程序包加工工件时的动作的方法，其中借助至少一个第一可视化单元以呈虚拟机床的虚拟加工单元动作的形式进行显示，在所述方法中，动作控制装置利用对所述CNC加工程序包的CNC数据组进行处理的控制程序来获知对于所述虚拟加工单元动作的控制指令，在所述方法中，操作控制装置利用操作程序使所述动作控制装置运行，以及在所述方法中，可视化控制装置利用可视化程序结合所储存的机床模型的配置数据和由所述动作控制装置获知的所述控制指令在所述第一可视化单元上显示所述虚拟加工单元的动作，其特征在于，设置有刀具建模系统，所述刀具建模系统为至少一个刀具由刀具数据和几何形状数据生成用于可视化程序的刀具配置数据。
11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，由所述刀具建模系统处理的所述刀具数据具有如下的结构，所述结构相应于用于真实机床的所述CNC加工程序包的所述刀具数据的结构。
12.按权利要求10或11所述的方法，其特征在于，虚拟的所述刀具数据相应于在真实机床的真实刀具装备时所获知的、用于至少一个刀具的刀具数据。
13.按权利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，所述真实刀具装备的所述刀具数据在对真实刀具预调整时被获知。
14.按权利要求10至13之一所述的方法，其特征在于，将所述刀具数据与所述刀具其磨损相应地进行修正。
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