CN103592896B - 数值控制装置的仿真装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种根据加工程序控制机床的可动部的数值控制装置的仿真装置，如果该加工程序包括加工周期指令，则根据指定的工件形状数据以及加工条件依次生成一串的移动指令并存储在存储器中。在显示画面的第1、第2区域显示加工程序及其动态图像，另外，在所述显示画面的第3区域显示根据加工周期指令生成的移动指令。

Description

数值控制装置的仿真装置

技术领域

本发明涉及数值控制装置的仿真装置。

背景技术

在生成用于加工工件的程序时，操作员需要计算刀具移动路径的起点和终点，按每1个程序段生成移动指令。1个程序段是构成加工程序的一个指令单位。用于加工程序的指令包括加工周期指令。加工周期指令由一个指令进行由多个程序段组成的一串移动指令，是对工件形状和加工条件进行了定义的指令。控制机床的数值控制装置根据通过在加工程序中记述的加工周期指令定义的工件形状和加工条件生成多个移动指令来控制可动轴。操作员通过使用该加工周期指令，可以容易地生成用于加工工件的程序。

图1是说明实际的加工周期指令（车削周期）的加工程序的例子。图2是说明加工指令（车削条件）的图。图3是说明工件形状指令（形状定义）的图。

加工程序名“O1000”的加工程序例中记述有“G1900D50.L100.K0”所记述的工件信息、“T1”所记述的刀具信息、“S500”所记述的主轴转速信息、加工周期指令。指定该加工周期指令的“切削条件”的加工指令如图2所示那样指定各个项目。另一方面，对切削加工的“工件形状”进行定义的工件形状指令如图3所示那样定义XZ平面中的形状。并且，加工周期指令如图4所示那样，

（a）首先，生成并执行用于将切削区域进行切削的移动指令50。

（b）接着，生成并执行用于使刀具从（a）的切削结束位置离开的移动指令51。

（c）接着，生成并执行用于将刀具从（b）的结束位置移动到切削开始位置的移动指令52。

（d）重复所述（a）～（c），重复对切削区域内进行切削的工序直到切削区域的加工结束。

以往，实际加工前，在数值控制装置或仿真装置中根据加工程序进行加工的仿真。在数值控制装置和仿真装置所具备的图像显示装置的画面上显示原料形状、卡盘形状、刀具形状的同时，通过图形显示（仿真描绘）原料被削掉的情形和刀具轨迹，可以在实际的工件加工之前来检查加工程序所表示的加工动作（参照日本特开2011-22666号公报）。

通过仿真装置执行包括加工周期指令的加工程序的仿真时，加工周期指令被变换为多个移动指令而被执行。图5是说明执行了包括加工周期指令的加工程序的仿真时加工周期指令被变换（被展开）为多个移动指令的情况的图。

加工程序10被构成为包括移动指令（a）11、移动指令（b）13所表示的多个移动指令、指示工件形状和加工条件的加工周期指令12。当通过仿真装置进行该加工程序10的仿真时，生成由该加工程序10变换而得的、包括有移动指令（a）21、移动指令（b）23以及从加工周期指令12变换而得的多个移动指令（21₁，22₂，…，22_n）的加工程序20。

如图6所示，加工周期指令12由切削条件的指令部12a和工件形状的指令部12b构成。执行加工程序中的加工周期指令时，首先根据加工周期指令的工件形状指令的参数数据来求出切削区域6（参照图7）。图7是仿真图像，表示利用刀具（刀具形状8）对卡盘（卡盘形状2）上所固定的工件（工件形状4）的切削区域进行加工。

以往，虽然可以如图8所示那样通过仿真来显示加工周期指令的加工动作的动态图像，但是存在以下问题。

图8是说明现有的仿真装置所具备的图像显示装置所显示的画面结构的一个例子的图。画面结构90包括第1显示区域101和第2显示区域102。第1显示区域101是显示仿真（刀具轨迹或动漫描绘）的区域，显示加工动作的动态图像。第2显示区域102显示加工程序。在第2显示区域102中光标110被显示在正在执行的程序段中。另外，光标110和其他程序段的显示区域的显示颜色不同。

如果通过公知的仿真装置对包括加工周期指令的加工程序进行仿真，则生成1程序段的用于切削所求出的切削区域内的移动指令，立刻执行生成的该移动指令，从而进行刀具移动和加工动作的描绘。并且，加工动作完成后，生成并运行切削区域内的下一个移动指令。生成的该移动指令用于刀具移动、加工动作的描绘，因此暂时被存储在存取器区域，但是接下来将所生成的移动指令的信息盖写在保存在存储上次的移动指令信息的存储器区域中，因此上次的移动指令的信息没有被存储。所以，不能再次确认过去的移动指令，另外，也不能指定加工周期指令中途的移动指令。当只想确认加工周期指令内的中途的加工动作时，由于不能指定中途的移动指令，因此需要必须从加工周期指令的开头执行，并进行单程序段运行到目标位置。

发明内容

因此，本发明鉴于所述现有技术的问题，提供一种可以任意确认构成加工周期指令的程序段（移动指令）的、显示包括加工周期指令的加工程序的加工动作的动态图像的数值控制装置的仿真装置。

本发明涉及一种根据加工程序控制机床的可动部的数值控制装置的仿真装置，在该加工程序中包括根据被指定的工件形状数据以及加工条件生成一串的移动指令的加工周期指令。并且，该仿真装置具备：图像显示装置；执行部，其解析所述加工程序，当解析的所述加工程序的指令是加工周期指令时，根据所述被指定的工件形状数据以及加工条件依次生成所述可动部的移动指令；存储器，其存储通过所述执行部生成的一串移动指令；显示部，其在所述图像显示装置的第1显示区域显示所述加工程序的动态图像，在第2显示区域显示所述加工程序，在第3显示区域显示通过所述执行部生成的一串移动指令。另外，在所述图像显示装置的第3显示区域显示通过所述执行部生成的一串移动指令，且在第1显示区域显示基于通过所述执行部生成的移动指令的加工动作的动态图像的同时，将通过所述运行部生成的移动指令存储在所述存储器中。

所述仿真装置还具备操作部，其至少从所述图像显示装置的第3显示区域中显示的所述一串移动指令中指定任意一个，所述执行部可以从所述存储器中存储的一串移动指令中的通过所述操作部指定的移动指令开始，依次从所述存储器调用移动指令，并执行调用出的该移动指令。

所述仿真装置还具备操作部，其至少从所述图像显示装置的第3显示区域中显示的所述一串移动指令中指定任意一个，所述执行部可以使所述存储器中存储的一串移动指令的执行停止在通过所述操作部指定的移动指令的地方。

本发明通过具备以上的结构，可以提供一种可以任意确认构成加工周期指令的程序段（移动指令）的、显示包括加工周期指令的加工程序的加工动作的动态图像的数值控制装置的仿真装置。

附图说明

参照附图可以从以下实施例的说明来明确本发明所述的以及其他的目的和特征。这些图中：

图1是说明实际的加工周期指令（车削周期）的加工程序的例子。

图2是说明加工指令（车削条件）的图。

图3是说明工件形状指令（形状定义）的图。

图4是说明加工周期指令的执行流程的图。

图5是说明执行了包括加工周期指令的加工程序的仿真时加工周期指令被变换为多个移动指令的情况的图。

图6是说明加工周期指令的图。

图7是说明加工周期指令所指定的切削区域的图。

图8是说明现有技术的仿真装置所具备的画面结构的图。

图9是说明本发明的仿真装置的一个实施方式的图。

图10是说明图9的仿真装置所具备的画面结构的图。

图11A以及图11B是说明图9的仿真装置所具备的操作部和显示部所执行的处理的流程图。

图12A-图12C是说明图9的仿真装置所具备的执行部所执行的处理的流程图。

图13是说明图11A以及图11B的流程图所表示的处理中所显示的显示区域的图。

图14是说明图11A～图12C的流程图所表示的处理中所存储的数据或者所参照的存储器的图。

具体实施方式

本发明提供一种数值控制装置的仿真装置，将解析加工周期指令所生成的移动指令存储在存储器区域，显示被存储的该移动指令，可以用1程序段单位来指定显示的该移动指令，进而，实现可以从被存储的存储器区域的程序中的所指定的程序段开始执行仿真或者在所指定的程序段停止仿真、可以重新执行和停止加工周期指令内的仿真的数值控制装置的仿真装置。

利用图9来说明本发明的数值控制装置的仿真装置的一个实施方式。

数值控制装置的仿真装置30具备：输入部32，是用于输入加工程序10的接口；执行部34，进行包括用于实现本发明的仿真的运算处理；存储器36，存储在该运行部34的运算处理中依次生成的移动指令；显示部38，将仿真的结果显示在仿真装置30所具备的图像显示装置37中。

该仿真装置30还具备操作部39，该操作部39包括：开始键，用于使加工程序的仿真处于执行状态（就是说，用于指示开始仿真）；暂时停止键，用于指示暂时停止仿真状态；停止键，用于指示停止仿真状态；光标移动键，指示后述的第3区域所显示的光标的上下移动；设定键，指示将光标位置的程序段编号作为停止程序段编号存储在存储器36中；设定软件键，指示将光标位置的程序段编号作为重启程序段编号存储在存储器36中。

仿真装置30具备执行图11A～图12C的流程图所表示的处理的程序。通过该程序，可以

·至少指定工件形状数据以及加工条件；

·解析加工程序，该加工程序包括根据该被指定的所述工件形状以及加工条件生成一串移动指令的加工周期指令；

·当解析的该加工程序的指令是加工周期指令时，根据所述工件形状数据以及所述加工条件依次生成所述可动部的移动指令；

·将生成的该移动指令存储在存储器中，显示所述加工程序，显示所述加工程序的动态图像，显示构成所述加工周期指令的所述移动指令。该仿真装置30例如可以通过具备图像处理功能的个人计算机（未图示）来实现。或者，仿真装置30也可以是一种控制机床的计算机内置的数值控制装置（未图示）。

图10是说明图9的仿真装置30的显示部38所具备的画面结构的图。

画面结构100具备第1显示区域101、第2显示区域102、第3显示区域103。第1显示区域101是显示加工动作的动态图像的区域。在该第1显示区域101显示由加工周期指令定义了形状的工件形状4，另外，在切削区域6内显示由加工周期指令生成的各个移动指令的刀具轨迹。在第2显示区域102显示包括加工周期指令的加工程序。在第3显示区域103显示通过仿真从加工周期指令生成的、构成加工周期指令的一个以上的程序段（展开程序段）。在第2显示区域102和第3显示区域103中分别在正在执行的程序段中显示光标110和112。另外，光标110和112与其他程序段的显示区域的显示颜色不同。

利用图11A-图12C的流程图来说明本发明的仿真装置30所执行的处理。另外，当执行这些流程图所表示的处理时，图14所表示的事项被存储在仿真装置30的存储器36（参照图9）中。进一步，该仿真装置30中设有功能键，该功能键作为操作部39（参照图9）的输入接口，用于指示仿真状态、或移动光标。例如，如图13所示那样进行以下分配，功能键F1是仿真开始键、功能键F2是仿真暂时停止键、功能键F3是仿真停止键、功能键F4是停止程序段编号用的设定键、功能键F5是重启程序段编号用的设定键、功能键F6是使光标向上移动的光标移动键、功能键F7是使光标向下移动的光标移动键。

根据图11A以及图11B的流程图的各个步骤来说明图13所示的仿真装置30的操作部39和显示部38的处理。

[步骤SA01]判断图13所示的键F1到F7的任意键是否被按下，当任意键被按下时（YES（是）），转到步骤SA10，当任何键都没有被按下时（NO（否）），转到步骤SA02。

[步骤SA02]判断仿真是否为执行中的状态，如果是执行中的状态（是），转到步骤SA03，如果不是执行中的状态（否），返回步骤SA01。

[步骤SA03]从存储器36取得加工动态图像描绘用信息。另外，通过后述的图12B的流程图的步骤SB14的处理将加工动态图像描绘用信息存储在存储器36中。

[步骤SA04]在第1显示区域描绘加工动作。

[步骤SA05]在第2显示区域102显示执行中的加工程序。

[步骤SA06]判断加工周期指令标志是开（ON）还是关（OFF），如果是ON（是），转到步骤SA07，如果是OFF（否），返回步骤SA01。所述加工周期指令标志在用仿真执行加工周期指令时为ON，其他时候为OFF。如后述那样，加工周期指令标志在图12B的流程图的步骤SB10的处理为ON，另一方面，在图12B的流程图的步骤SB17的处理以及图12C的流程图的步骤SB24的处理为OFF。

[步骤SA07]从用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序36d（图14）取得加工周期指令执行中的展开程序段的程序。该用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序通过步骤SB22的处理而被存储在存储器36中。另外，当仿真状态停止时，通过步骤SB05的处理删除存储在存储器36中的用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序信息。

[步骤SA08]在第3显示区域103显示在步骤SA07从存储器36取得的执行中的展开程序段的程序。

[步骤SA09]在第3显示区域103中显示的展开程序段中的、执行中的1个程序段中显示光标，返回步骤SA01。

[步骤SA10]判断开始键F1是否被按下，如果被按下（是），转到步骤SA14，如果没有被按下（否），转到步骤SA11。

[步骤SA11]判断暂时停止键F2是否被按下，如果被按下（是），转到步骤SA15，如果没有被按下（否），转到步骤SA12。

[步骤SA12]判断停止键F3是否被按下，如果被按下（是），转到步骤SA16，如果没有被按下（否），转到步骤SA13。

[步骤SA13]判断仿真是否为暂时停止的状态，如果是暂时停止的状态（是），转到步骤SA17，如果不是暂时停止的状态（否），返回步骤SA02。

[步骤SA14]使仿真处于执行中的状态。

[步骤SA15]使仿真处于暂时停止的状态。

[步骤SA16]使仿真处于停止的状态。

[步骤SA17]判断加工周期指令标志是ON还是OFF，如果是ON（是），转到步骤SA18，如果是OFF（否），返回步骤SA02。

[步骤SA18]判断使光标向上移动的光标移动键F6或者使光标向下移动的光标移动键F7是否被按下，如果任意一个键被按下（是，转到步骤SA20，如果任意一个键都没有被按下（否），转到步骤SA19。

[步骤SA19]判断作为停止程序段编号用的功能键的设定键F4或者作为重启程序段编号用的功能键的设定键F5的任意一个是否被按下，如果任意一个键被按下（是），转到步骤SA21，如果任意一个键都没有被按下（否），返回步骤SA02。

[步骤SA20]使第3显示区域103内的光标向光标移动键F6、F7所指示的方向移动。光标位置可以通过步骤SA18的处理并根据操作者的键操作来选择任意的程序段。

[步骤SA21]将第3显示区域103内的光标位置的程序段编号作为停止程序段编号存储在存储器36中，或者将重新执行仿真的程序段编号的作为重启程序段编号存储到存储器36中，返回步骤SA02。

接着，根据图12A-图12C的流程图的各个步骤来说明仿真装置30的执行部34的处理。

[步骤SB01]使仿真处于待机的状态。待机的状态表示仿真完全停止并且仿真可以马上开始的状态。

[步骤SB02]判断仿真是否为执行中的状态，如果是执行中的状态（是），转到步骤SB07，如果不是执行中的状态（否），转到步骤SB03。

[步骤SB03]判断仿真是否为暂时停止的状态，如果是暂时停止的状态（是），返回步骤SB02，如果不是暂时停止的状态（否），转到步骤SB04。

[步骤SB04]判断仿真是否为停止的状态，如果是停止的状态（是），转到步骤SB05，如果不是停止的状态（否），返回步骤SB02。

[步骤SB05]从存储器36的存储区域删除用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序36d（图14）。在之前的步骤SB04的处理中判断出仿真处于停止状态，所以已经不需要展开程序段的程序36d的数据，因此，为了节约存储器，删除存储在存储器36中的、用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序。

[步骤SB06]使仿真处于待机状态，返回步骤SB02。

[步骤SB07]判断加工周期指令标志是ON还是OFF，如果是ON（是），转到步骤SB11，如果是OFF（否），转到步骤SB08。加工周期指令标志的默认是OFF。

[步骤SB08]判断应该进行仿真的下一个程序段是否在加工程序中，如果在加工程序中（是），转到步骤SB09，如果不在加工程序中（否），转到步骤SB16。另外，没有应该进行仿真的下一个程序段是指直到加工程序的最后的程序段仿真结束。

[步骤SB09]读入加工程序（下一个的）的程序段，判断其读入的程序段是否是加工周期指令，如果是加工周期指令（是），转到步骤SB10，如果不是加工周期指令（否），转到步骤SB17。另外，可以根据例如程序段中指定的G代码来判断是否是加工周期指令。

[步骤SB10]将加工周期指令标志设为ON。

[步骤SB11]从构成加工周期指令的多个程序段生成一个展开程序段的同时，生成该展开程序段的编号并作为程序段编号存储在存储器36中。

这里，对于重新执行仿真时的两个处理进行以下的说明。

一个处理是使用了重启程序段编号的方法，首先取得存储器36中存储的重启程序段编号36g，然后根据取得的该重启程序段编号36g，从用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序取得相符的程序段的信息，从而生成1个程序段。

另一个处理是，从第3显示区域的光标位置重新执行仿真的处理，从当前的光标位置的信息和用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序来生成1个程序段。

这里，进一步对于生成重启仿真的程序段的再下一个程序段的处理进行追加说明。进行参照直到用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序所存储的程序段的信息消失为止，依次重复生成1个程序段的步骤。并且，当程序段的信息消失时，再次从构成该加工周期指令的多个程序段生成一个加工周期指令的展开程序段。另外，在仿真的重新执行中，在执行用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序期间，不进行加工周期指令的展开程序段的编号的生成和存储。

[步骤SB12]将在步骤SB11生成的加工周期指令的展开程序段的1个程序段存储在“执行用工作区”中。这里，“执行用工作区”是仿真执行时所使用的暂时存储存储器。执行用工作区的容量只有1个程序段的量，当下一个程序段被执行时之前的1个执行的信息被盖写。

[步骤SB13]执行存储在执行用工作区中的1个程序段。

[步骤SB14]生成加工动作描绘用信息36c（图14）并存储在存储器36中。

[步骤SB15]判断加工周期指令标志是ON还是OFF，如果是ON（是），转到步骤SB19，如果是OFF（否），返回步骤SB02。

[步骤SB16]使仿真处于停止的状态，返回步骤SB02。

[步骤SB17]将加工周期指令标志设为OFF。

[步骤SB18]将加工程序的1个程序段量的信息复制到执行用工作区（存储器36），转到步骤SB13。

[步骤SB19]从存储器36取得加工周期指令的展开程序段中当前正在执行的程序段的编号36e（图14）。该当前正在执行的程序段的编号36e在步骤SB11的处理中被存储在存储器36中。

[步骤SB20]判断存储器36中存储的停止程序段的程序段编号36f（图14）和在步骤SB19中取得的加工周期指令的展开程序段的编号36e是否相等，如果两者相等（是），则转到步骤SB21，如果两者不相等（否），在转到步骤SB22。

[步骤SB21]使仿真处于暂时停止的状态，返回步骤SB02。

[步骤SB22]从执行用工作区（存储器36）取得加工周期指令的展开程序段的程序，作为用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序存储在存储器36中。该用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序继续存储直到当前执行中的加工周期指令结束为止。当加工周期指令结束后，通过步骤SB05的处理删除用于显示的、加工周期指令的展开程序段的程序的存储器。

[步骤SB23]判断是否是加工周期指令的最后的程序段，如果是最后的程序段（是），转到步骤SB24，如果还不是最后的程序段（否），返回步骤S02。另外，是否是加工周期指令的最后的程序段的判断是在步骤SB11没有生成加工周期指令的展开程序段的情形。

[步骤SB24]设加工周期指令标志为OFF，返回步骤SB02。

本发明的仿真装置可以具备操作部39（图9），该操作部39指定在图像显示装置37（第3显示区域）显示的、构成加工周期指令的移动指令中的任意一个。并且，执行部34可以从所述存储器调用所述存储器36中存储的一串移动指令中的、由该操作部39指定的移动指令和与其连续的移动指令，并执行调用出的该移动指令。但是，该操作部39的功能（用于取得重启程序段编号的功能）与所述的步骤SA18～步骤SA21对应，所述执行部34的功能与所述步骤SB11～步骤SB14对应。另外，运行部34可以使存储器36中存储的一串移动指令的执行在操作部39所指定的移动指令的地方停止，但是该操作部39的功能（用于取得停止程序段编号的功能）与所述步骤SA18～步骤SA21对应，所述运行部34的功能与所述步骤SB20～步骤SB21对应。

图13是表示图11A以及图11B所表示的处理流程中所显示的显示区域的图。仿真装置30的图像显示装置37的画面所显示的画面结构100具有第1显示区域101、第2显示区域102以及第3显示区域。图像显示装置37中配置有用于输入各种指令的功能键F1～F7。

图14是说明图11A～图12C所表示的处理流程中数据的存储或者参照的仿真装置的存储器的图。图9所表示的仿真装置30的存储器36具备加工程序存储部36a、执行用工作区存储部36b、加工动作描绘用信息存储部36c、用于显示的加工周期指令的展开程序段的程序存储部36d、加工周期指令的展开程序段的程序段编号存储部36e、停止程序段编号存储部36f以及重启程序段编号存储部36g。通过执行图11A～图12C所表示的流程图的处理，在存储器36的所述各个存储部36a，36b，36c，36d，36e，36f，36g中存储信息，读出所存储的信息，且删除不必要的信息。

Claims (3)

1.一种数值控制装置的仿真装置，具有图像显示装置，至少指定工件形状数据以及加工条件，根据加工程序控制机床的可动部，在该加工程序中包括根据该指定的所述工件形状以及加工条件生成一串移动指令的加工周期指令，所述仿真装置的特征在于，

具备：

执行部，其解析所述加工程序，当所述解析的所述加工程序的指令是加工周期指令时，根据所述工件形状数据以及加工条件依次生成所述可动部的移动指令；

存储器，其存储生成的所述移动指令；以及

显示部，其在所述图像显示装置的加工程序显示区域显示所述加工程序，在动态图像显示区域显示所述加工动作的动态图像，在移动指令显示区域显示所述移动指令，

其中，在所述图像显示装置显示生成的所述移动指令，以及基于该移动指令的加工动作的动态图像的同时，将所述移动指令存储在所述存储器中。

2.根据权利要求1所述的数值控制装置的仿真装置，其特征在于，

还具备：操作部，其指定在所述图像显示装置上显示的所述加工周期指令的移动指令的任意指令，

所述执行部从指定的所述移动指令开始，依次从所述存储器调用移动指令，并执行调用出的所述移动指令。

3.根据权利要求1所述的数值控制装置的仿真装置，其特征在于，

还具备：操作部，其指定在所述图像显示装置上显示的所述加工周期指令的移动指令的任意指令，

所述执行部在指定的所述移动指令停止执行在所述存储器中存储的移动指令。