CN1092093C - 用于分析数控加工中的数控程序的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于分析NC程序的装置具有一加工方法分析装置(34)，其通过分析一实际NC加工程序而抽取用于各加工作业要素的加工条件；和一数据库形成装置(35)。该装置从该实际NC加工的程序提取所需的加工信息并使该数据库(21、22、23和24)反映该信息。

Description

用于分析数控加工中的数控程序的方法和装置

本发明涉及一种用于分析数控(NC)加工中的数控程序的方法和装置，且更具体地，涉及一种改进的用于对使用数控信息执行多种加工控制的数控加工中的一数控程序进行分析的方法和装置，其中通过所述数控信息可能从被用于实际加工的一数控程序中抽取不同的加工信息或加工条件并存储它们作为可广泛地用于一数控机床或另一种数控机床的通用信息。

近年来，数控机床(其中该机床的动作可通过一输入的数控程序而被自动地控制)作为通过与微处理器技术、电力电子学技术、或软件技术相组合所得到的计算机数控机床(CNC机床)已被广泛地运用在各种工业领域。

例如数控程序的数控信息典型地包括例如一机床检索指令、一主轴转动速度指令、一进给速度指令、一移动和插入指令、或一辅助功能指令、和一加工历程的唯一信息。待被机床控制的加工所需的数控信息被形成为一用于每个机床的数控程序。

在现有技术中，在材料数据和最终部件形状被给出的情况下，使用CAD/CAM或一自动编程工具将数控信息形成为一期望的数控程序，通过反复模拟在一加工工位的一实际机床并进行切削试验而进行(调整即进行修正和删改)，并最终被用于作为一实际的加工数控程序对加工进行控制。下面将参照图1对这样一现有的生成一数控程序的过程进行说明。

材料数据和由加工形状、制图(drawing)数据等组成的最后部件形状被提供给一处理设计部分1，根据自机床说明书数据库2、夹具或夹持器数据库3读取的关于机床工具、和夹具或夹持器的信息来确定相应的处理。术语“处理”是指其中一工件未改变其被固定的位置的一组全部加工步骤。术语“加工步骤”是指在该工件的相同加工位置的一组作业要素。换言之，术语“作业要素”是指由一工具执行的一单一加工或处理，例如钻或铣，且术语“加工步骤”是指通过组合多个作业要素来完成在该工件的相同的加工位置上的一单一加工操作。例如，在螺丝孔切削中，一单一加工步骤由三个作业要素：中心孔加工、制备孔加工和攻丝加工组成。

在处理设计部分1确定了上述处理后，在加工设计部分4中，根据作业展开数据库5识别待在相应处理和作业要素执行的加工步骤，这些相应的处理和作业要素是完成这些加工步骤所需的。接着通过使用来自工具数据库6、切削条件数据库7和加工时间计算数据库8的作业信息，形成如参考数字9和10所示的用于相应作业要素的一工具目录和作业指令表。而且所示的如第一处理NC程序、第二处理NC程序等的初始数字控制信息被输出。存在有一个问题就是所形成的该初始NC程序不意味着它是一个最佳程序。因此该初始的NC程序被传送给一NC程序修正和编辑部分11，在该部分，根据该输出的数字控制信息执行一模拟、一空载操作或一试验切削以最优化工具路径和例如切削速度、进给速度或切削深度的切削条件。需要结合在一实际加工工位所获得的技术诀窍以对该程序和上述的模拟或试验切削方法进行最优化。

然而，在现有技术中，由于没有进行这样修正工作的数据库，在通常情况下是由熟练的操作人员手动完成的。

例如，在当自CAM输出的数字控制信息为试验切削时在一工件的一部分产生振动的情况下，数字控制信息被要求以修正并改变该部件的进给速度或转动频率以改变切削的宽度或深度。在现有技术中，这样的修正是由在加工工位的熟练的操作人员完成的，并且该初始NC程序在NC程序修正及编辑部分11被直接修正。

而且，当工具路径也要求被精密地修正时，由于在许多情况下缺少CAM能力等而不可能执行这样的反馈。即使需要改变数据库；因此由加工工位的操作人员所拥有的技术诀窍几乎不被反馈给数据库以形成一NC程序。

还有，在现有技术中，要求对在一加工工位的初始NC程序进行修正的原因是用于一唯一工件的该初始NC程序不是总被应用于一唯一的机床。因此，可根据机床的性能或说明书要求数字控制信息的改变，进而需要再次计算一加工时间并改变作业指令表。

在完成这一优化后，工具目录和作业指令表被再次形成，并作为修正的第一处理工具目录和作业指令表12和修正的第二处理工具目录和作业指令表13被发送给数字控制部分14。因此，在现有技术中，在实际的加工工位，这些修正的第一处理NC程序、第二处理NC程序等被用作为实际加工NC程序。

如上所述，在常规的NC加工系统中，存在有这样的问题：未重复地利用、反馈或存储进行修正和编辑数字控制信息的作业以使作为技术诀窍可再使用。有一较大的问题是由于如上所述，在现有技术中数据的修正完全依靠于熟练的操作人员使得难以再使用程序修正及编辑数据，例如在一加工工位获得的各种技术诀窍。这意味着在现有技术中可使用CAD/CAM系统或自动编程系统容易地形成的一初始NC程序不能被直接应用于各单独的机床；且因此程序的编辑及修正对于每一加工处理都是需要的。在完成这些复杂的处理后可得到在加工工位可用的，作为用于大量生产的加工程序的一实际加工NC程序。因此，从简单且易于使用的观点来看，不能充分满足机床使用者的要求。

而且，当机床的类型被改变时，需要很大程度地修正NC程序。进而，这种情况导致了当引进不同类型或同一类型但带有改进说明的新机床时，原先形成的NC程序不能被利用。

鉴于上述问题，本发明的目的在于分析已被修正及编辑的一实际加工NC程序以从在一加工工位实际使用的用于大量生产的一实际加工NC程序抽取各种加工条件，例如在该加工工位获得的技术诀窍或最优加工信息或用于一唯一工件的加工条件，并使它们作为数据库被使用。通过与材料信息、拉延信息、机床信息，工具信息或测量的数据等系统地相关联，所抽取的加工信息或加工信息或加工条件将保持在各机床中固有一最优加工方法或一最优加工条件，进而使用于各加工工位和各种情况的最优加工程序从反馈的数据库自动地且立刻地被进行编程。这些数据库不仅可提供给一种机床也可以被提供给另一种机床。因此，通过对构成一CAM(计算机集成生产)的所有机床开放这些数据库，将可不依靠于熟练的操作人员而根据与这些数据库的问答执行全部或主要部分的修正和编辑。

本发明提供了一种用于分析NC加工中的NC程序的装置，其中该NC加工是由该NC程序控制的，该装置包括：加工方法分析装置，用于通过分析该NC程序来抽取加工信息或加工条件；和一存储装置，用于可重写地存储该加工条件。

本发明提供了一种用于分析NC加工中的NC程序的装置，其中该NC加工是由该NC程序控制的，该装置包括：加工方法分析装置，用于通过分析该NC程序来抽取用于各作业要素加工的加工信息或加工条件；和存储装置，用于可重写地存储该加工条件以对应于各作业要素加工。

本发明提供了一种用于分析NC加工中的一NC程序的装置，其中该NC加工是由该NC程序控制的，该装置包括：加工方法分析装置，一实际加工NC程序、材料数据和一工具目录被输入给其，用于通过分析该实际加工NC程序而抽取用于各作业要素加工的加工信息或加工条件；数据库形成装置，用于将该被抽取的用于各作业要素的加工信息或加工条件转换成形成该NC程序所需的数据库；及一NC程序形成数据库，用于可重写地存储该加工条件以对应于各作业要素加工。

本发明提供了一种用于执行由一NC程序控制的NC加工的NC加工装置，该装置包括：加工方法分析装置，一实际加工NC程序、材料数据和一工具目录被输入给其，用于通过分析该实际加工NC程序来抽取用于各作业要素加工的加工信息或加工条件；数据库形成装置，用于将用于各作业要素加工的被抽取的该加工信息或加工条件转换成形成该NC程序所需的一数据库；和NC程序形成数据库，用于可重写地存储该加工条件以对应于各作业要素加工。

而且，本发明还提供了在用于分析NC加工中的NC程序的装置中，所述加工方法分析装置包括：一划分部分，用于将一实际加工NC程序划分成各作业要素加工；和一加工条件抽取部分，用于从该实际加工NC程序抽取一加工条件。

而且，本发明提供了在用于分析NC加工中的NC程序的装置中，用于自一工具加工轨迹核对并判定作业要素加工的一图形定义存储部分被连接至该用于将实际加工NC程序划分成各作业要素加工的划分部分。

而且，本发明提供了在用于重形成NC加工的NC加工装置中，该数据库包含至少一切削条件数据库和一工具数据库。

在另一方面，本发明提供了一种用于分析NC加工中的NC程序的方法，其中该NC加工是由该NC程序控制的，该方法包括：加工方法分析步骤，用于通过分析该NC程序来抽取加工信息或加工条件；和存储步骤，用于可重写地存储该加工条件。

而且，本发明提供了一种用于执行由NC程序控制的NC加工的方法，包括：加工方法分析步骤，用于通过分析该NC程序来抽取加工信息或加工条件；和存储步骤，用于可重写地存储该加工条件以对应于各作业要素加工。

而且，本发明提供了一种用于执行由NC程序控制的NC加工的方法，包括：加工方法分析步骤，一实际加工NC程序、材料数据和工具目录被输入给其，用于通过分析该实际加工NC程序来抽取用于各作业要素加工的加工信息或加工条件；和数据库形成步骤，用于可重写地存储用于各作业要素加工的被抽取的该加工信息或加工条件以对应于各作业要素加工，作为形成该NC程序所需的一数据库。

在另一方面，本发明提供了一种由计算机执行的计算机程序产品，包括一记录介质，具有记录在其上的一组计算机程序指令，该计算机程序产品包括：加工方法分析手段，被记录在该记录介质上，用于通过分析NC程序来抽取加工信息或加工条件；和存储手段，被记录在该记录介质上，用于可重写地存储该加工条件。

图1为现有技术中NC程序形成过程的示意图；

图2为其中结合有根据本发明的用于分析NC程序的方法和装置的一数字控制系统的整体构成的方框图；

图3为图2所示的系统中的与本发明有关的一NC加工系统的主要部分的方框图；

图4A、4B和4C示出了在本发明的一实施例中所用的一实际加工NC程序的一个例子；

图5为在本发明的一实施例中所用的材料的形状的示意图；

图6为根据本发明的一实施例的一加工后的最后形状的示意图；

图7为根据本发明的一实施例的工具目录的示意图；

图8A、8B、8C、8D、8E为根据本发明的一实施例的从该实际加工NC程序获得的G码展开目录；

图9为根据本发明的一实施例的关于一单独的加工步骤的作业要素、所用工具和程序分析方法的目录；

图10为一作业要素目录；

图11示出了根据本发明的一实施例的作为中间数据库的一工件数据库的一个例子；

图12示出了根据本发明的一实施例的作为中间数据库的一加工图形目录数据库的一个例子；

图13示出了根据本发明的一实施例的作为中间数据库的一钻孔要素目录数据库(以分析次序)的一个例子；

图14示出了根据本发明的一实施例的作为中间数据库的一钻孔要素目录数据库(以同一孔次序)的一个例子；

图15示出了根据本发明的一实施例的一切削条件数据库的一个例子，其中该切削条件数据库示出了用于各作业要素加工的加工条件；

图16示出了根据本发明的一实施例的一工具数据库的一个例子，其中该工具数据库示出了用于各作业要素加工的工具加工条件；

图17示出了根据本发明的一实施例的加工图形定义的一个例子。

下面将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

参见图2，示出了其中结合有根据本发明的用于分析NC程序的方法和装置的一数字控制系统的整体构成。

在给出材料数据和最后部件形状的条件下形成一NC程序，与现有技术类似。在图中，该材料数据包括材料的形状和类型。NC程序形成装置20根据输入的材料数据和最后部件形状加上自各种不同的数据库给出的预先存储的技术诀窍数据，形成一期望的NC程序。在本实施例中，这些数据库由作业展开数据库21、切削条件数据库22、工具数据库23和加工历程数据库24组成。以前在一加工工位所获得的技术诀窍、实际加工所需的条件和对所用的机床是唯一的条件作为用于形成一NC程序的参考数据被从各数据库21、22、23和24提供给NC程序形成装置20。

如上所述形成的NC程序和一工具目录被发送给一数字控制装置25，然后执行一所需空转操作，试验切削或模拟，且如图1所述的，该NC程序被进一步修正和编辑，从而通过数字控制装置25完成可用于一实际一加工工位的一实际加工NC程序。该NC程序的修正及编辑部分未在图2中详细示出。

数字控制装置25包括用于操作机床26的一NC程序执行装置27、一伺服控制装置28和一误差修正装置29。该NC程序、工具目录和材料数据被输入给NC程序执行装置27。该NC程序执行装置27可使用输入数据，同时参照后面所述的测量结果，根据一适当的进给速度进行内插，并将一伺服控制信号提供给伺服控制装置28，进而根据该NC程序，使机床26的进给操作可通过伺服控制装置28的输出操作信号而被适当地控制。所提供的用于修正由于温度变化所致的机床26的位置和/或尺寸误差的误差修正装置29可使用安装在机床26上的一测量仪器的输出信号修正由温度变化所引起的误差等。

因此，机床26根据该NC程序对工件30执行期望的作业要素加工、加工步骤加工和一处理加工，完成在工件30的第一位置上的加工。

在工件30的第一位置上的处理加工完成后，测量仪器31根据测量控制装置32的一测量程序测量工件30的坐标。测量结果经测量结果分析装置33被反馈给NC程序执行装置27和加工方法分析装置34，并如果需要还被提供给各数据库21、22、23和24。如上所述，可根据所形成的NC程序对工件30执行一期望的数控加工。在完成第一位置上的处理加工后，工件30的位置被改变，且与第一位置相类似地，在第二位置上连续执行根据该NC程序的加工。

本发明的特征部分在于由数字控制装置25执行的实际加工NC程序的内容被适当地分析以抽取该实际加工NC程序中包括的例如加工技术诀窍的加工信息，且可重写地存储该所抽取的加工信息。在本发明中该加工信息被自该NC程序的分析结果中抽取作为用于各作业要素加工的加工条件，且这些加工条件被存储在一存储装置中以对应于各作业要素加工。

在图2中，加工程序、工具目录和测量结果被提供给加工方法分析装置34，该加工方法分析装置34根据一在后所述的预定算法抽取所需的加工信息。然后，所抽取的加工信息被提供给一数据库形成装置35，在该数据库形成装置35中，按各项被分类的加工信息被写入并作为对应于各作业要素加工的加工条件存储在相应的数据库中：作业展开数据库21、切削条件数据库22、工具数据库23和加工历程数据库24。

因此，在通过机床26执行工件30的实际加工后，各数据库21至24可总能获得反映实际加工的例如一加工工位的技术诀窍的加工信息，并更新这些数据库的内容，且更新后的数据库的内容可被反映在当前的加工中，当形成下一NC程序时，使该加工信息被给出作为最佳的数据库。

如上所述，根据本发明的NC加工系统，可获得以下所述的显著的优点。在现有技术中仅被用于修正和编辑初始NC程序的例如一加工工位上的技术诀窍的加工信息被自用于该加工工位的修正的实际加工NC程序进行分析和抽取，并结果所抽取的信息可被立即反映在这些数据库中。因此，由于加工信息反映在这些数据库中，NC程序形成装置可一直形成一结合在该加工工位的最新的技术诀窍的NC程序，相对于现有技术，显著地简化了从一初始加工程序到一实际加工程序的修正及编辑工作。

而且，可在从实际加工开始后完成了几个加工步骤的一周期内执行将加工信息反映入这些数据库中，从而使应用连续性的NC程序或进行重调整的一当前NC程序成为可能。

而且，根据本发明，包括有所反映的加工信息的各数据库可被自由地应用于构成一CIM的任一机床。自然，可使用与机床有关的一部分数据库。因此，通过将这样的数据开放给构成CIM的所有终端设备，这些数据对于形成任何数字控制信息或对于执行任何数字控制信息是可用的。本发明的这些显著的优点依据于事实：在本实施例中，加工信息被模数化为用于各作业要素加工的加工条件，其使所存储的数据库的灵活性被显著地增多。

接下来将详细描述加工方法分析装置34中NC程序的分析处理和加工信息或加工条件的抽取处理的一个例子。

图3为图2的数字控制系统中根据本发明的程序分析装置的详细方框图。实际加工NC程序、材料数据和工具目录被输入给加工方法分析装置34。如果需要，最后加工形状和测量结果也被输入。

在加工方法分析装置34中，各输入数据被存储在存储装置40中，实际加工NC程序在数字数据转换部分41中被每块地进行分析并被进行数据转换，且各数据在G码展开目录生成部分42中被登记为一G码展开目录。在根据Rs-274-D格式被展开成基本指令后，具有多个用于一程序块例如宏程序或子程序的操作的一程序被登记在G码展开目录中。在本发明，这样到G码的展开不是总被需要的。然而，在本实施例中，由于使用一计算机处理实际加工NC程序，数据被展开成G码，使分析变得很方便。

在加工方法分析装置34中，参照G码展开目录，连续的实际加工程序在划分部分43中被划分成各作业要素。当被划分成各作业要素的G码展开程序涉及图形定义存储部分44中存储的一图形定义时，用于各作业要素的加工条件在加工条件抽取部分45中被抽取。所抽取的用于各作业要素的加工条件如上所述地经数据库形成装置35，被存储在作业展开数据库21、切削条件数据库22、工具数据库23和加工历程数据库24中。

通常，在划分部分43中执行对各作业要素加工的程序进行划分的同时记录一序列号(N号)、工具划分码(T码)、工具替换(M6)和随意停止(M01)。具体地，在对各作业要素的程序进行划分中，首先记录工具替换，且当一工具被更换而使用一单一工具时，其可被认为是一作业要素的结束。但是，由于可使用同一工具执行多个作业要素加工，例如可用同样的钻头钻多个制备孔，最好除工具替换外，读取一工具轨迹图形，从而可靠地执行对各作业要素加工的程序的划分。

加工条件抽取部分45从备划分的用于各作业要素的程序中抽取必需的加工条件。在本实施例中，当难以直接抽取这些加工条件时，抽取部分45首先从划分区域中的工具轨迹和一加工形状识别出这些作业要素的内容并自识别的结果形成一用于各图形目录的作为一中间数据库的工件数据库。例如在钻孔情况下一钻孔要素目录被指定为上述图形目录。

在本实施例中，上述加工条件被写在各数据库中用于各作业要素加工。通常，加工的材料、所用的工具和各切削条件被存储作为用于各作业要素加工的相关数据。在此情况下，这些切削条件最好被存储为各工具的切削速度，和每齿或每转的进给量，而非通常所用的工具的转动速度或进给量，使形成灵活的模数化数据，从而使得每当需要时可从这些基本数据计算出具有一近似直径的工具的切削条件。

程序分析的一个例子

图4A、4B和4C示出了在本发明中所用的带有程序号O0001的一实际加工NC程序的示例。

图5示出了通过实际加工NC程序所加工的材料形状。图6示出了通过该实际加工程序从图5所示的材料制做出的加工后的最后形状。材料数据包括材料的类型和加工后的最后形状，其被提供给加工方法分析装置34。如图6中所示，在加工过程中要求在顶面和侧面上进行铣，在前面上钻出两个螺孔，在顶面上钻出四个带倒角的孔，及挖一个槽。

对这样的加工，NC程序形成装置20确定一加工程序，把它展开成若干作业要素，确定用于各作业要素的工具，并确定各工具的一切削条件。

图7示出了在程序O0001中所用的工具目录，其中各工具号以T码表示且各工具数据如图所示地被列出，如上所述地，该工具目录被提供给加工方法分析装置34。

在加工方法分析装置34中，在实际加工NC程序被存储在存储装置40中后，该存储的数据经数字数据转换部分41被传送给G码展开目录生成部分42，在该部分42中，该数据被转换成G码展开目录，计算机使用G码展开目录进行分析是方便的。图8A、8B、8C、8D和8E示出了实际加工NC程序O0001的G码展开目录。图4A至4C中所示的程序和图8A至8E中所示的G码展开目录通过行号被连接，且它们基本上具有相同的内容。

在本实施例中，实际NC程序被分类成九种类型，1至9个序列号N。该九个序列被区分为各使用一不同工具的处理。自然，根据本发明，即使使用相同的工具，材料的一不同的部分通过其被加工的一作业要素被识别为一不同的作业要素。这样，如上所述，该程序根据一工具的加工轨迹图形而被划分成各作业要素。然而，为简化说明，对九个序列号N说明各作业要素的加工条件的抽取

N1中的作业要素的分析

一命令T1被给出在行号4中，而一命令M6被给出在行号5中，可以理解一工具T1被用于进行自行号7开始的加工直至下一命令M6(工具更换)被给出。在本实施例中，尽管一组这样的程序被表示为序列号N1，显然这样一序列号对于实际机械NC程序中的一机床无任何意义。

可以理解自图7所示的工具目录中的T码1可看到工具T1为一具有直径100mm的平面铣刀。在本实施例中行号7确定一加工坐标系G54，其表示被确定为进行第一处理的加工的图6中所示的加工后的最后形状的顶面。

在行号10中，首次给出用于进行切削的进给，其中切削面为坐标Z0.1(行号9)。平面铣刀的落点被设定在行号7中的X-Y坐标系中的(160，50)。可从行号10至13理解到Z坐标没有改变而一移动轴例如从X到Y到X到Y交替地移动。通过将这一工具轨迹图形与图形定义存储部分44中存储的定义数据相对比，可能将一作业要素判定为一面加工步骤。在图9示出作业要素和一加工步骤所用的工具，及程序分析方法的一图形定义的一个例子。通过使用这样的图形定义来执行各作业要素加工的识别。

图10示出了一作业要素目录的一个例子。在本实施例中，加工条件被形成为用于各作业要素加工的多个中间目录，并作为灵活的模数化数据最后存储在图3中所示的数据库21至24中。自然，图10中所示的作业要素的目录是一个例子。在本发明中，也可最好定义通过将图10中所示的相对大的作业要素进行划分而得到的若干作业要素，并根据为各步骤定义的作业要素形成一加工条件数据库。可根据机床的精度或整个加工系统的分辨力而自由地定义作业要素的定义的水平。

在执行了对各作业要素加工的划分后，其结果作为一中间加工条件目录而被存储。在本实施例中，准备了三种类型的目录，一工件数据库、一加工图形目录数据库和钻孔要素目录。

图11示出该工件数据库的一个例子。用于各加工步骤的工件的作业要素的组合，和各加工步骤所用的工具被列出。类似地，生成用于各作业要素的一工件文件和一轨迹目录文件。在图11中，号1和2示出用两个作业要素，一粗铣和一精铣，执行面加工，且不同的工具被用于不同的轨迹。

图12示出了加工图形目录数据，各加工图形被分类为一面加工步骤、一坑加工步骤、一芯加工步骤、一槽加工步骤或一钻孔要素，且各加工步骤由若干作业要素组成，且加工的深度和切削方法被顺序地记录。

图13和14示出了钻孔要素目录。图13以分析次序图示，而图14则以同一孔的次序图示。

在本实施例中，当利用上述三个中间目录数据库分析各作业要素时，各作业要素的期望的加工条件被抽取，且所抽取的条件被写在这些中间数据库中。如上所述，由于序列号N1的作业要素被判定为一面加工步骤，自该结果将期望的项目设定至面加工图形目录数据库，且进而写入自主轴转动频率和进给速度导出的所要求的切削条件。

该程序将被进一步分析以用于该序列号N1。判定行号15、16和17为精加工，因为行号10、11和12和行号15、16、和17具有带一不同Z坐标的相同轨迹且没有用相同工具的作业要素。由于该作业要素是一面加工步骤，材料的直径被转换成连续的点要素，被存储在工件数据库中的工件文件AAA1中(参见图11)，并作为一面加工步骤被存储在工件数据库NO.1和2中。同时行号15、16和17被存储在一轨迹目录文件中，并与工件数据NO.1和2相关联。

接着，行号19至30被判定为一第二处理，由于它们指示加工坐标系G55，即用于在本实施例中的图6中所示的加工后的最后形状的前面加工的坐标系。判定行号22、23和24为粗加工，而行号27、28和29为精加工，因为行号22、23和24和行号27、28和29具有带一不同Z坐标的相同轨迹且该Z坐标上差值为0.1。进而，一切削区域被判定为一面加工步骤，由于它覆盖了整个工件，且与第一处理相类似地被登记在该工件数据库中。

如上所述，序列N包括多个作业要素，该多个作业要素根据该分析被写在这些中间数据库中，而且，加工条件被从这些数据库写至切削条件数据库，如图15中所示。该切削条件数据库在图2和3中被以参考数字22表示，从这些附图中显见该加工条件被存储以对应于各作业要素加工。在该实施例中，该加工条件为这样以使一工具号指示一所用工具，一加工材料指示材料的类型，且该工具的切削速度、每齿的进给量(F1)、每转的进给量(F2)、W(每次进给的切削宽度)、和H(每次进给的切削高度)被使为数据库。因此，通过使用该切削条件数据库，用于该工件材料的类型的最佳选择的工具和最佳加工条件被存储用于各作业要素。这样，可能选择用于各作业要素的最佳加工切削速度、进给和切削，如果为各作业要素确定工件或工具的类型，意味着当形成一NC加工程序时，这些模数化的数据库使最佳程序被直接地选择而不需要进行如现有技术中的复杂的修正和编辑。

这样的原因是在考虑到该加工工位的技术诀窍、模拟和试验切削后，图15中所示的切削条件数据库已表示在该些特定情况下的最佳条件，使在相同的情况下的一加工条件或其后生成的条件被容易地从这样的数据库中检索到。自然，准备这样一个用于所有情况的切削条件数据库实际上是困难的。但是，根据本发明的NC加工系统，数据被连续地累积在这些数据库中，其自由地且灵活地不仅可用于一单个机床而且可用于构成一CIM的所有机床或另一机床。另外，每当形成一新的NC程序时，所累积的数据量增大，且因此这些数据库继续地增大。而且，即使另一机床处于空闲的状态，也能易于将由该特定的机床所获得的加工结果反映入一NC程序。因此，本实施例的NC加工系统具有优点：它具有极好的增长性和展开力。

本实施例的图15中所示的切削条件数据库还存储反映自测量结果分析装置获得的测量结果的一切削时间、一切削距离和被设定作为切削边的多个尖端点，还有该工件在图中的五个点1至5被接触的次数、一切削开始角、和一切削结束角，从而自一工具的这些利用结果获得一展开的效果。

一工具的利用结果的数据可被用于图16中所示的一工具数据库以反映它。在图2和3中所示的工具数据库23中，一耐用寿命值、一磨损量和一剩余寿命值可被写入，如图16所示，且为了特定的利用结果应记录磨损的历程及一工具的一基本耐用寿命值可被存储。使考虑到当形成一NC程序时所采用的一最佳工具选择、一工具更换、及一最后加工后的形状和一工具之间的关系等而形成该NC程序。

在上述中，已描述了根据本发明的序列N1的作业要素分析、和加工条件的抽取、特定的加工方法、该抽取、及存入这些数据库中的动作。接下来将简洁地说明序列N2至N9的作业要素的分析。

N2中的作业要素的分析

主轴工具将是转换到N2中的作业要素的行号31的T2。工具T2被自图7中所示的工具目录识别为具有直径3mm的一中心钻头，导致N2中的作业要素被判定为钻孔要素。第一处理中的五个作业要素和第二处理中的两个作业要素被居中地存储在图13和14中所示的钻孔要素目录中，所获得的加工条件被存储在图15中所示的切削条件数据库和图16中所示的工具数据库中以对应于各作业要素加工。

第一处理(G54)

坐标1(70.000，50.000)坐标2(-70.000，50.000)

坐标3(-70.000，50.000)坐标4(70.000，-50.000)

坐标5(30.000，0.000)

第二处理(G55)

坐标1(40.000，0.000)坐标2(-40.000，0.000)

N3中的作业要素的分析

主轴工具将是转换到N3中的作业要素的行号47的T3。工具T3被自工具目录识别为具有直径20mm的一钻头，导致N3的作业要素被判定为钻孔要素。以下所述的五个作业要素被写在钻孔要素目录19和20中，且与上述序列相类似地被存储在切削条件数据库和工具数据库中。

第一处理(G54)

坐标1(70.000，50.000)坐标2(-70.000，50.000)

坐标3(-70.000，50.000)坐标4(70.000，-50.000)

N4中的作业要素的分析

主轴工具将是行号57和T4。工具T4被自工具目录识别为具有直径30mm的一钻头，导致N4中的作业要素被判定为钻孔要素。以下所述的三个作业要素被设定在该钻孔要素目录中，并被存储在切削条件数据库和工具数据库中。

第一处理(G54)

坐标1(30.000，0.000，-19.9)

第二处理(G55)

坐标1(40.000，0.000，-21.0)

坐标2(-40.000，0.000，-21.0)

N5中的作业要素的分析

主轴将是T5，即通过行号68被改变成具有直径25mm的一立铣刀。

通常，难以仅从使用的工具判定作业要素的类型，因为有许多加工图形对应于例如立铣刀或平面铣刀。在本实施例中，通过将一工具加工轨迹与一加工图形定义相对比来执行该判定。尽管已为一平面铣刀和一钻头示出一些例子，还在图17中示出该加工图形定义与这些加工步骤之间的对应关系的一个例子。

返回到序列N5中的作业要素，行号71至74示出落下到在处理1(G54)和坐标3(30，0)的加工面(Z-19.9)，行号75至81示出在同一平面中的移动，由于行号75中的坐标(-50，0)和行号80中的坐标(-50，0)相同，使一轨迹被判定为一环或封闭的图形。因为在行号75中执行G41的左侧修正，行号75至80被判定为相对于该轨迹的内部。通过G41提供了相对于该轨迹被移位过该工具的半径到内部的一轨迹，而且相对于该轨迹被移位过该工具的半径的一轨迹被发现。然而，该轨迹已被消除。当该工具从行号75移至80时，从这些工具轨迹判定出在内部未有切削的残迹，使其被判定为坑加工步骤。这是当一立铣刀被用于该坑加工步骤时来自图17中所示的加工图形定义的一图形。因此能利用图17所示的图形定义而可靠地分析一程序，即使对于这样一复杂的程序。

行号75中的移动被判定为接近，而行号81中的移动被判定为退出。接近量和退出量被存储在图12中所示的一坑加工步骤图形目录中。

在行号82中，它在加工面上移动，在行号83中，它被定位在第二处理(G55)的坐标(40，0)上。在行号86至88中，它在同一面中移动，在行号87中，移动通过圆周的轨迹，且由于在行号86中，为该轨迹执行G41的左侧修正而被判定为相对于该轨迹的内部。通过G41求出被移位过该工具的半径到该内部的一轨迹，且被移位过该工具的半径的一迹轨被求出。然而，通过判定1，该轨迹被消除。因此判定在该内部中没有切削残迹，使其被判定为坑加工步骤。类似地，行号93至59被判定为坑加工步骤。然而，从这些坐标中该坑加工步骤的中心坐标被判定为一钻孔要素，其通过序列N2和N4中的该作业要素而被预加工且该坑的形状为一圆，因此，能利用该加工反映在该数据库。在本实施例中，当用于各作业要素加工的加工条件被图形定义识别用于序列N5的作业要素，并将确定的加工条件作为包含技术诀窍的加工的加工条件被存储在图15中所示的切削条件数据库和图16中所示的工具数据库中，上述的分析的结果自然被提供图2和图3所示的作业展开数据库21和加工历程数据库24，并被存储用于各作业要素。

N6中的作业要素的分析

主轴工具将是行号97和T6，即具有直径25mm的立铣刀。

行号105至108示出在同一面中的移动，由于行号105和108中的坐标是相同的，使一形状被定为一环。该轨迹和这些工具在判定1中被对比。从判定结果中判定出在内部中没有切削残迹，使其被判定为坑加工步骤。然后，该轨迹可被判定为一精加工，因为它与序列N5中的一样，而序列5中的作业要素1的加工可被判定为粗加工。然后，行号105至108中的这些点被判定为一精加工形状，被存储在一工件文件BBB1中(图11中的工件数据库)，且作为一坑作业要素被存府在工件数据库中的No.5.6。

N7中的作业要素的分析

主轴工具将是行号111的的T7。工具T7被识别为具有直径8.2mm的一钻头。因此，序列N7被判定为一钻孔要素，且以下作业要素被存储在钻孔要素目录中。

第一处理(G55)

坐标1(40.000，0.000)

坐标2(-40.000，0.000)

N8中的作业要素的分析

主轴工具将是行号119的T8。工具T8被识别为具有直径25mm的一倒角工具。由于它由G81的一钻孔周期所固定直至在行号124至128中出现Z轴，N8中的作业要素被判定为一钻孔要素，且以下的作业要素被存储在钻孔要素目录中。

第一处理(G54)

坐标1(70.000，50.000)

坐标2(-70.000，50.000)

坐标3(-70.000，-50.000)

坐标4(70.000，-50.000)

第二处理(G55)

坐标1(40.000，0.000)

坐标2(-40.000，0.000)

N9中的作业要素的分析

主轴工具将是行号134中的T9，用M10螺丝攻更换一工具。因此，序列N9被判定为一钻孔要素，且以下作业要素被存储在钻孔要素目录中。

第一处理(G55)

坐标1(40.000，0.000)

坐标2(-40.000，0.000)

如上所述，实际加工程序被顺序地分析，且工件数据库(图11)、加工图形目录数据库(图12)、和钻孔要素目录数据库(图13和14)被形成为用于各作业要素的中间数据库。而且，切削条件数据库(图15)和工具数据库(图16)在这些中间数据库的基础上被形成。且类似地自该实际加工NC程序抽取的加工条件被直接地存储或记忆在作业展开数据库21和加工历程库24中(未被详细示出)。

各上述中间数据库自身具有需要的数据，且这些中间数据库可被用作为用于NC程序形成装置20的辅助数据库。即自然被用作为本发明中的辅助存储装置。

在本发明中，该分析程序可被形成为一记录介质，通常为软盘、硬盘、ROM或CD存储器等，其中记录有一加工方法分析程序和一数据库形成程序。

本发明的效果

如上所述，根据本发明的CN加工系统，从被用于一加工位的实际加工的一NC加工程序分析加工方法以抽取一需要的加工条件。而且当形成NC程序时可将条件反映入具有数据的数据库中。因此可通过可靠地抽取包括仅从加工工位技术诀窍、一试验切削、或一模拟获得的该程序的修正和编辑的加工条件而形成一数据库，进而使一有用的信息数据库被容易地构成。

根据本发明，在每当要求进行加工时所形成的数字控制信息的基础上，一材料形状、一加工后的最后形状，若干加工处理、工具信息和切削条件被累积以与使用该数字控制信息、加工中的精确测量数据，或一加工时间的机床的能力相关联，进而使通过结合例如由数字控制信息拥有的技术诀窍和在一加工工位获得的各种技术诀窍的所有信息而得到的加工条件被形成为一数据库。

结果，即使当先前的数字控制信息改变时，能通过简单自动的编程而不必通过现有技术所需的测试切削或模拟而笨拙地利用最佳加工技术诀窍，自动地形成包含该最佳加工技术诀窍的一数字控制程序。这样，能根据先前的数字控制信息消除加工条件的不规则性，意味着可用该最佳加工条件有效地执行加工，使加工技术质量被保持或提高并使加工时间被缩短。

还有，当为一特定的机床形成的一程序被提供给具有一不同加工能力的另一机床时，能通过个别地使用模数化的加工条件，同时考虑到为其形成一程序的机床和一新的改进的机床之间的加工能力之间的差别而自动地形成一新的数字控制程序。例如，通过一较老类型机床所累积的加工数据被用作为用于一新型机床的信息，除了被改变的点外，而只有与这些被改变的点有关的新信息被加上。这样，即使对于自动的编程，可容易地执行反映以前累积的数据的最佳编程。

结果，能提高工厂整个生产过程的生产率。

而且，根据本发明的NC加工系统中所用的各作业要素加工的加工条件可被用于任何其它机床的加工。因此，通过使用用于整个CIM的加工信息提高整体的加工效率并通过共用这样一数据库而能获得一连续增长的数据库。

Claims (7)

1、一种用于分析NC加工中的一NC程序的装置，其中该NC加工是由该NC程序控制的，该装置包括：

加工方法分析装置，一实际加工NC程序、材料数据和一工具目录被输入给其，用于通过分析该实际加工NC程序而抽取用于各作业要素加工的加工信息或加工条件；

数据库形成装置，用于将该被抽取的用于各作业要素的加工信息或加工条件转换成形成该NC程序所需的数据库；及

一NC程序形成数据库，用于可重写地存储该加工条件以对应于各作业要素加工。

2、一种用于执行由一NC程序控制的NC加工的NC加工装置，包括：

加工方法分析装置，一实际加工NC程序、材料数据和一工具目录被输入给其，用于通过分析该实际加工NC程序而抽取用于各作业要素加工的加工信息或加工条件；

数据库形成装置，用于将该被抽取的用于各作业要素的加工信息或加工条件转换成形成该NC程序所需的数据库；及

一NC程序形成数据库，用于可重写地存储该加工条件以对应于各作业要素加工。

3、根据权利要求1或2的用于分析NC加工的一NC程序的装置，其中所述加工方法分析装置包括：

一划分部分，用于将一实际加工NC程序划分成各自作业要素加工；及

一加工条件抽取部分，用于从该实际加工NC程序抽取一加工条件。

4、根据权利要求3的用于分析NC加工中的一NC程序的装置，其中一用于从一工具加工轨迹进行对比并判定该作业要素加工的图形定义存储部分被连接至一用于将该实际加工NC程序划分成各自作业要素加工的划分部分。

5、根据权利要求2的用于执行NC加工的NC加工装置，其中该数据库包括至少一切削条件数据库和一工具数据库。

6、一种用于分析NC加工的一NC程序的方法，其中该NC加工是由该NC程序控制的，该方法包括：

一加工方法分析步骤，一实际加工NC程序、材料数据和一工具目录被输入给其，用于通过分析该实际加工NC程序而抽取用于各作业要素加工的加工信息或一加工条件；及

一数据库形成步骤，用于可重写地存储该被抽取的用于各作业要素加工的加工条件以对应于各作业要素加工，作为形成该NC程序所需的一数据库。

7、一种用于执行由一NC程序控制的NC加工的方法，包括：

一加工方法分析步骤，一实际加工NC程序、材料数据和一工具目录被输入给其，用于通过分析该实际加工NC程序而抽取用于各作业要素加工的加工信息或一加工条件；及

一数据库形成步骤，用于可重写地存储该被抽取的用于各作业要素加工的加工条件以对应于各作业要素加工，作为形成该NC程序所需的一数据库。

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