CN107037781B - 加工时间预测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加工时间预测装置，可缩短加工时间的预测处理所需的时间。加工时间预测装置具有：存储部，其储存加工程序和加工设定；加工信息取得部，其取得表示基于加工程序和加工设定被控制的机床的动作状态的加工信息；不同要素提取部，其提取在多个加工设定之间变化的要素；影响程序块提取部，其提取加工时间由于不同要素而变化的影响程序块；预测缩短时间计算部，其针对每个所述影响程序块，计算由于所述不同要素而产生的加工时间的差值，并基于这些差值对整个加工程序的预测差值时间进行计算；加工时间显示部，其输出所述预测差值时间。

Description

加工时间预测装置
技术领域
本发明涉及一种加工时间预测装置，特别是涉及可缩短加工时间的预测处理所需的时间的加工时间预测装置。
背景技术
在使用了机床的工件加工中，通过缩短一系列的加工工序的实施所花费的加工时间，能够提高生产性。并且，操作者为了达成目标加工时间，一般反复进行加工设定的调整和NC程序的执行时间的确认这两个作业。在此，NC程序的执行时间的确认方法存在如下那样的方法。
(1)以实际的机床执行NC程序。
(2)使用对NC程序的加工时间进行预测的软件。
在此，在(1)的方法中，为了确认加工时间，需要与NC程序的执行时间相同的时间。另外，在确认加工时间时需要使机床实际进行动作，因此存在独占机床这样的问题。
作为能够解决该问题的方法，提出了(2)。作为一个例子，在日本特开2012-093975号公报中公开了一种预测NC程序的加工时间的技术。根据该技术，与(1)的方法相比，能够高速地预测加工时间，也不会独占机床。
然而，在所述日本特开2012-093975号公报所记载的技术中，以从NC程序的开头到最终程序块为止的整个范围为对象来进行加工时间的预测。因而，存在NC程序越长、加工时间的预测处理所花费的时间也越长的问题。另外，无论由于加工设定的调整而加工时间受到影响的程序块多还是少，即使是在受到影响的程序块只不过是几程序块的情况下，预测处理也要始终花费相同程度的时间。因而，为了达成目标加工时间，若反复多次加工设定的调整和加工时间的预测作业，则存在作业时间显著变长的问题。
发明内容
因此，本发明是为了解决这样的问题而做成的，目的在于提供一种可缩短加工时间的预测处理所需的时间的加工时间预测装置。
本发明的一实施方式的加工时间预测装置具有：存储部，其储存加工程序和加工设定；加工信息取得部，其取得表示基于所述加工程序和所述加工设定而控制的机床的动作状态的加工信息，其中，该加工时间预测装置具有：不同要素提取部，其提取在多个所述加工设定之间变化的要素；影响程序块提取部，其提取加工时间由于所述不同要素而变化的影响程序块；预测缩短时间计算部，其针对各个所述影响程序块，计算由于所述不同要素而产生的加工时间的差值，并基于所述差值计算所述加工程序整体的预测差值时间；以及加工时间显示部，其输出所述预测差值时间。
另一实施方式的加工时间预测装置，其中，所述预测缩短时间计算部还基于对所述加工设定进行调整之前的加工时间以及所述预测差值时间计算对所述加工设定进行了调整之后的预测加工时间。
另一实施方式的加工时间预测装置，其中，所述加工信息取得部针对每个程序块测定对所述加工设定进行调整之前的加工时间，并将其作为所述加工信息储存于所述存储部中。
另一实施方式的加工时间预测装置，其中，所述加工信息取得部从按照所述加工程序和所述加工设定进行运转的所述机床取得所述加工信息。
另一实施方式的加工时间预测装置，其中，所述加工信息取得部取得作为使用了所述加工程序和所述加工设定的加工时间的模拟结果的所述加工信息。
另一实施方式的加工时间预测装置，其中，所述加工设定包括重叠所涉及的设定，预测缩短时间计算部计算由于重叠的应用而产生的所述预测差值时间。
另一实施方式的加工时间预测装置，其中，所述加工设定包括在位宽度所涉及的设定，预测缩短时间计算部计算由于在位宽度的变更而产生的所述预测差值时间。
根据本发明，能够提供一种可缩短加工时间的预测处理所需的时间的加工时间预测装置。
附图说明
本发明的所述目的和特征以及其他目的和特征根据参照附图的以下的实施例的说明变得清楚。这些图中：
图1是表示加工时间预测装置100的结构的框图。
图2是表示加工时间预测装置100的动作的流程图。
图3是用于说明快速进给程序块重叠应用时的加工时间预测处理的图。
图4是用于说明快速进给程序块重叠应用时的加工时间预测处理的图。
图5是用于说明在位宽度调整时的加工时间预测处理的图。
图6是用于说明在位宽度调整时的加工时间预测处理的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明应用了本发明的具体的实施方式。首先，使用图1的框图来说明本发明的实施方式的加工时间预测装置100的结构。
加工时间预测装置100具有不同要素提取部10、影响程序块提取部11、预测缩短时间计算部12、加工时间显示部13、存储部23、加工信息取得部30。
典型的加工时间预测装置100是个人计算机、数值控制装置等信息处理装置。一般而言，加工时间预测装置100具有处理器、存储装置和输入输出装置。处理器读出并执行被储存到存储装置的程序，对输入输出装置进行控制，从而逻辑上实现上述的各种处理部。
在存储部23中预先储存有加工程序22和加工设定20。加工程序22是用于使机床动作而对工件进行预定的加工的程序。加工设定20包含用于定制加工程序22的动作的参数等。例如，能够利用加工设定20定义快速进给重叠的应用的有无、在位宽度的设定值等。此外，在本实施方式中，存储部23未必需要由1个存储装置或存储区域构成，数据等也可以分散地储存于多个存储装置或存储区域。
加工信息取得部30在由机床执行了加工程序22时、或对加工程序22使用了加工时间预测软件时取得表示机床的动作状态等的加工信息。加工信息含有例如机床的各轴的动作状态等。加工信息取得部30将取得的加工信息存储在存储部23中。
不同要素提取部10在加工设定20的内容被变更了时提取在设定变更前后发生了变化的不同要素。
影响程序块提取部11对加工程序22所含有的程序块中的、加工时间由于不同要素提取部10所提取的不同要素而受到影响的影响程序块进行确定。
预测缩短时间计算部12基于保存在存储部23中的加工信息对影响程序块提取部11所确定的每个影响程序块的、加工设定20的变更前的加工时间与加工设定20的变更后的加工时间之间的差值、即预测差值时间进行计算。然后，通过对各影响程序块中的预测差值时间进行合计，计算整个加工程序22的预测差值时间。另外，预测缩短时间计算部12通过从加工设定20的变更前的加工时间减去预测差值时间来预测加工设定20的变更后的加工时间。
加工时间显示部13输出预测缩短时间计算部12所算出的值。例如，加工时间显示部13输出加工设定20的变更后的加工时间、预测差值时间。优选也可以一并显示加工设定20的变更前的加工时间。
接着，使用图2的流程图来说明加工时间预测装置100中的预测加工时间的显示处理。
[步骤SA01]
操作者使实际的机床执行加工程序22。或针对加工程序22使用加工时间预测软件。加工时间预测软件进行预测由虚拟的机床执行了加工程序22的情况下的加工时间的处理。
[步骤SA02]
加工信息取得部30取得实际的机床执行了加工程序22时、或加工时间预测软件预测了加工时间时的实际的或虚拟的机床的各轴的动作状态等加工信息，并保存于存储部23。优选的是，加工信息取得部30将加工信息和加工设定20相对应地保存。
[步骤SA03]
操作者对实际的机床或加工时间预测软件的加工设定20进行调整。
[步骤SA04]
不同要素提取部10提取在步骤SA03中的加工设定20的调整前后发生了变化的要素。即，确定加工设定20的哪个部分不同。
[步骤SA05]
影响程序块提取部11依次读出加工程序22所含有的程序块。
然后，针对读出来的每个程序块，依次执行以下的步骤SA06～SA08的处理。
[步骤SA06]
影响程序块提取部11针对在步骤SA05中读出的程序块，判定加工时间是否由于不同要素而受到影响。即、由于在步骤SA03中对加工设定20进行了调整，判定该程序块中的加工时间是否变化。
在此，典型的影响程序块提取部11设为预先对应地保持有不同要素的种类以及由于该要素的变化而受到影响的程序块的信息。由此，影响程序块提取部11能够基于在步骤SA04中提取的不同要素来确定受到影响的程序块。
在加工时间受到影响的情况下转向步骤SA07。另一方面，在加工时间没有受到影响的情况下转向步骤SA09。
[步骤SA07]
预测缩短时间计算部12使用在步骤SA02中保存到存储部23的加工信息，对该程序块中的由不同要素导致的加工时间的预测差值时间进行计算。即，计算在该程序块中加工时间如何缩短。
在此，典型的预测缩短时间计算部12设为预先对应地保持有不同要素的种类和与该要素的变化相应的预测差值时间的计算方法。典型地，该计算方法是包括上述的加工信息作为参数的预测差值时间的计算逻辑。由此，预测缩短时间计算部12能够算出预测差值时间。
[步骤SA08]
预测缩短时间计算部12使加工程序22整体的预测差值时间增加在步骤SA07中计算出的预测差值时间。即，如果算出加工时间由于不同要素而受到影响的程序块各自的预测差值时间，通过将它们依次加起来，算出加工程序22整体的预测差值时间。
[步骤SA09]
在步骤SA05中读出的程序块是加工程序中的最后的程序块的情况下，进入步骤SA10。在其他情况下，返回步骤SA05。
[步骤SA10]
预测缩短时间计算部12从步骤SA03中的加工设定20调整前的加工时间(由实际的机床执行了加工程序22时的加工时间或由加工时间预测软件预测的加工程序22的加工时间)减去在步骤SA08中算出的预测差值时间、即加工程序22整体的预测差值时间，由此计算加工设定20的调整后的预测加工时间。
[步骤SA11]
加工时间显示部13输出加工设定20的调整前的加工时间或预测加工时间、以及加工设定20的调整后的预测差值时间和预测加工时间。典型地，在显示器装置等中显示这些信息。
在此，示出由加工时间预测装置100进行的、加工设定20的调整后的预测差值时间计算的具体例子。实施例1是以应用快速进给程序块重叠的方式对加工设定20进行了调整的情况下的预测差值时间的计算例。实施例2是以变更在位宽度的方式对加工设定20进行了调整的情况下的预测差值时间的计算例。
＜实施例1：快速进给程序块重叠应用>
机床或加工时间预测软件在不应用快速进给程序块重叠的状态下执行加工程序22。此时，加工信息取得部30从机床取得加工信息并依次保存于存储部23。在本实施例中，加工信息取得部30设为依次取得时刻T的X轴的速度和时刻T的Y轴的速度作为加工信息。图3的波形表示时刻T与X轴速度和Y轴速度之间的关系。在程序块Nxx中，执行X轴的快速进给，在X轴的速度成为0之后进行在位检查。之后，开始了下一程序块Nyy。
接着，操作者对机床或加工时间预测软件中的加工设定20进行调整，应用快速进给重叠。此时，加工信息取得部30从机床取得的加工信息表示在图4中。若应用快速进给程序块重叠，则在程序块Nxx中，在X轴的速度成为预先设定好的阈值以下时开始下一程序块Nyy。
影响程序块提取部11对不同要素的产生、即加工设定20被变更的情况进行检测，开始影响程序块的提取处理。在本实施例中，影响程序块提取部11设为预先保持有这样的规则：“在应用了快速进给程序块重叠的情况下，被重叠的程序块的加工时间受到影响”。在本实施例中，由于应用快速进给程序块重叠，在程序块Nxx上重叠下一程序块Nyy。因而，影响程序块提取部11判定为程序块Nxx的加工时间受到影响。
预测缩短时间计算部12算出影响程序块提取部11所提取的程序块Nxx中的加工时间的预测差值时间。在本实施例中，预测缩短时间计算部12设为预先保持有不同要素是快速进给程序块重叠的情况下的预测差值时间的计算方法。以下表示该计算方法。
首先，预测缩短时间计算部12根据加工设定20的调整前的加工信息对开始了程序块Nxx的下一程序块Nyy的时刻t1进行确定。接着，预测缩短时间计算部12根据加工设定20的调整后的加工信息对开始了程序块Nxx的下一程序块Nyy的时刻t2进行确定。加工设定20的调整后的下一程序块Nyy的开始时刻也能够作为加工设定20的调整后的加工信息中、X轴的速度与快速进给程序块重叠的加工设定20中预先设定好的阈值、即成为开始下一程序块Nyy的触发器的X轴的速度一致时的时刻t2而求出。最后，预测缩短时间计算部12计算加工设定20的调整前的下一程序块Nyy的开始时刻t1与加工设定20的调整后的下一程序块Nyy的开始时刻t2之间的差值，作为由快速进给程序块重叠应用导致的加工时间的预测差值时间。
＜实施例2：在位宽度变更>
机床或加工时间预测软件在没有变更在位宽度的状态下执行加工程序22。此时，加工信息取得部30从机床或加工时间预测软件取得加工信息而依次保存于存储部23。在本实施例中，加工信息取得部30设为依次取得时刻T的X轴的速度和时刻T的相对于在位位置的位置偏差量作为加工信息。图5的波形表示时刻T与X轴速度和位置偏差量之间的关系。可知在程序块Nxx中进行在位检查，若位置偏差量小于预先设定好的在位宽度，就开始下一程序块Nyy。
接着，操作者对机床或加工时间预测软件中的加工设定20进行调整，增大在位宽度的设定值。此时，加工信息取得部30从机床或加工时间预测软件取得的加工信息表示在图6中。可知在程序块Nxx中进行在位检查，若位置偏差量小于设定变更后的在位宽度，就开始下一程序块Nyy。
影响程序块提取部11对不同要素的产生、即在位宽度的设定值变更了的情况进行检测，开始影响程序块的提取处理。在本实施例中，影响程序块提取部11设为预先保持有这样的规则：“在变更了在位宽度的设定值的情况下，包括在位检查时间在内的程序块的加工时间受到影响”。在本实施例中，在程序块Nxx中实施在位检查后，影响程序块提取部11判定为程序块Nxx的加工时间受到影响。
预测缩短时间计算部12算出影响程序块提取部11所提取的程序块Nxx中的加工时间的预测差值时间。在本实施例中，预测缩短时间计算部12设为预先保持有不同要素是在位宽度的设定变更的情况下的预测差值时间的计算方法。以下表示该计算方法。
首先，预测缩短时间计算部12根据加工设定20的调整前的加工信息对开始了程序块Nxx的下一程序块Nyy的时刻t1进行确定。接着，预测缩短时间计算部12根据加工设定20的调整后的加工信息对开始了程序块Nxx的下一程序块Nyy的时刻t2进行确定。加工设定20的调整后的下一程序块Nyy的开始时刻作为加工设定20的调整后的加工信息中、位置偏差量与设定变更后的在位宽度一致时的时刻t2而求出。最后，预测缩短时间计算部12计算加工设定20的调整前的下一程序块Nyy的开始时刻t1与加工设定20的调整后的下一程序块Nyy的开始时刻t2之间的差值，作为由在位宽度的设定变更导致的加工时间的预测差值时间。
根据本实施方式，加工时间预测装置100在进行了加工设定20的调整时不再次执行加工程序22整体，就能够算出预测加工时间。更具体而言，加工时间预测装置100对由于加工设定20的调整而受到影响的程序块进行确定，仅计算该程序块中的缩短时间。因此，即使在加工程序22的大小较大的情况下，也能够以较少的计算量且在短时间内预测加工时间。由此，能够削减为了达成目标加工时间而对加工设定20进行调整的作业所需的时间。
另外，根据本实施方式，加工时间预测装置100事先从实际的机床或加工时间预测软件执行时的加工时间减去预测缩短时间，从而算出预测加工时间。因此，能够算出相对于现实的加工时间的误差较小的预测加工时间。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式的例子，通过施加适当的变更，能够以其他形态实施。

Claims (6)

1.一种加工时间预测装置，具有：存储部，其储存加工程序和加工设定；以及加工信息取得部，其取得表示基于所述加工程序和所述加工设定而控制的机床的动作状态的加工信息，其特征在于，
该加工时间预测装置具有：
不同要素提取部，其提取所述加工设定在调整前后发生了变化的不同要素；
影响程序块提取部，其提取所述加工程序所包含的多个程序块中加工时间由于所述不同要素而变化的影响程序块；
预测缩短时间计算部，其针对各个所述影响程序块，计算由于所述不同要素而产生的加工时间的差值，并基于所述差值计算所述加工程序整体的预测差值时间；以及
加工时间显示部，其输出所述预测差值时间。
2.根据权利要求1所述的加工时间预测装置，其特征在于，
所述预测缩短时间计算部还基于对所述加工设定进行调整之前的加工时间以及所述预测差值时间，计算对所述加工设定进行了调整之后的预测加工时间。
3.根据权利要求1所述的加工时间预测装置，其特征在于，
所述加工信息取得部从按照所述加工程序和所述加工设定运转的所述机床取得所述加工信息。
4.根据权利要求1所述的加工时间预测装置，其特征在于，
所述加工信息取得部取得使用了所述加工程序和所述加工设定的加工时间的模拟结果，作为所述加工信息。
5.根据权利要求1所述的加工时间预测装置，其特征在于，
所述加工设定包括重叠所涉及的设定，
预测缩短时间计算部计算由于应用快速进给程序块重叠而产生的所述预测差值时间。
6.根据权利要求1所述的加工时间预测装置，其特征在于，
所述加工设定包括在位宽度所涉及的设定，
预测缩短时间计算部计算由于在位宽度的变更而产生的所述预测差值时间。
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