DE10111475A1 - Numerisch gesteuertes System und numerisches Steuerverfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein numerisch gesteuertes System. Das System enthält eine Werkzeugwegabtastpunkt-Einstelleinheit (20) zum Bilden von Bewertungsdaten durch virtuelles Anordnen eines Werkzeugs an einem vorgegebenen geplanten Wegeort, derart, dass es präzise in Kontakt zu einer bearbeiteten Oberfläche eines Bearbeitungsobjektes gelangt, sowie durch Festlegen von Werkzeugwegabtastpunkten zum Bewerten einer Form der bearbeiteten Oberfläche. Eine Unstetigkeitsabschnitts-Extrahiereinheit (30) dient zum Extrahieren eines Unstetigkeitsabschnitts auf der Grundlage der Bewertungsdaten, und eine Werkzeugpositionsdaten-Bildungseinheit (40) enthält einen Befehlsgeschwindigkeits-Entscheidungsabschnitt (42) zum Entscheiden einer Befehlsgeschwindigkeit, mit der das Werkzeug bewegt wird, auf der Grundlage der Bewertungsdaten. Ein Werkzeugpositions-Entscheidungsabschnitt (43) dient zum Entscheiden der Werkzeugposition auf der Grundlage der Befehlsgeschwindigkeit und der Form der bearbeiteten Oberfläche, derart, dass das Werkzeug in Kontakt zu der bearbeiteten Oberfläche gelangt. Das Festlegen der Werkzeugwegabtastpunkte, das Extrahieren des Unstetigkeitsabschnitts und das Entscheiden der Werkzeugposition erfolgt in Echtzeit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung eines numerisch gesteuerten Systems und eines numerischen Steuerverfahrens für den Einsatz zum Steuern bzw. Regeln einer Werkzeugmaschine.

Gemäß dem Stand der Technik erfolgt beim Bearbeiten des Stempels oder einer Form mit einer freigeformten Oberfläche ein Bilden von Werkzeugwegdaten durch approximatives Darstellen des Werkzeugwegs anhand infinitesimaler Segmente, wie einer geraden Linie, einem Kreisbogen, einer Kurve, usw., dann, wenn das Werkzeug virtuell unter Verwendung des CAD/CAM-Systems so bewegt wird, dass es in Kontakt mit der freigeformten Oberfläche gelangt, und anschließend wird der Schneidvorgang durch Bereitstellen derartiger Werkzeugwegdaten an die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine ausgeführt.

Seit einigen Jahren ist zunehmend die Verbesserung der Abschlussbearbeitungsgenauigkeit bei derartigen Schneidvorgängen gefordert, und zwar zum Reduzieren des Aufwands für den Polierschritt oder zum Weglassen des Polierschritts. Zum Verbessern der Abschlussgenauigkeit des Werkstücks ist ein großer Umfang an Werkzeugwegdaten erforderlich, und demnach erhöht sich eine zum Vorbereiten der Werkzeugwegdaten und Ausführen des Schneidvorgangs auf der Grundlage der Werkzeugwegdaten erforderliche Zeit.

Die Fig. 19A-19C zeigen schematische Ansichten des Bearbeitungsverfahrens mit der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine nach dem Stand der Technik. Die Fig. 19A zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Werkzeugwegs, die Fig. 19B zeigt eine schematische Querschnittsansicht zum Darstellen des Bearbeitungswegs anhand der ersten Werkzeugdaten, die von dem CAD/CAM-System ausgegeben werden, und die Fig. 19C zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Werkzeugwegs auf der Grundlage der zweiten Werkzeugwegdaten, die von dem CAD/CAM-System ausgegeben werden.

Wie in den Fig. 19A-19C gezeigt, weist ein Werkstück 2 einen ersten bearbeiteten Abschnitt 3 und zweiten bearbeiteten Abschnitt 4 auf. Es wird von dem Fall ausgegangen, dass durch das Schneiden mit dem Werkzeug T der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine (nicht gezeigt) der erste und zweite bearbeitete Abschnitt 3, 4 gebildet wird. Wie in den Fig. 19A-19C gezeigt, kreuzen die gekrümmten Oberflächen 3a, 4a, die durch den Arbeitsvorgang zu bilden sind (auf die in einigen Fällen hier nachfolgend einfach als "bearbeitete gekrümmte Oberflächen" oder "gekrümmte Oberflächen" Bezug genommen wird), einander gemäß einem Winkel, der etwas größer als ein rechter Winkel ist.

Die Werkzeugwegdatenausgabe von dem CAD/CAM-System wird zu dem numerisch gesteuerten System übertragen. Das numerisch gesteuerte System bereitet Interpolationsdaten vor, und steuert dann das Werkzeug auf der Grundlage der Interpolationsdaten. Hier wird davon ausgegangen, dass der geplante Wegeort, entlang dem das Werkzeug bewegt wird, zickzackförmig in der XY-Ebene definiert ist. D. h., der Arbeitsvorgang wird zickzackartig mit einem vorgegebenen Abstand durch Bewegen des Werkzeugs so durchgeführt, dass es über den Weg OR1 nach Fig. 19A solange geführt wird, bis der Endpunkt erreicht ist, und anschließend wird das Werkzeug zu der linken Seite nach Fig. 19A über den Weg OR2 bewegt.

Wird das Werkzeug entlang dem Pfad OR1 geführt, so erfolgt die Ausgabe der Werkzeugwegdaten, die den Pfad c11 vorgeben, durch Bereitstellen des Werkzeugversatzes für die gekrümmten Oberflächen 3a, 3b von dem CAD/CAM-System, und anschließend wird das Arbeitsobjekt auf der Grundlage der Werkzeugwegdaten bearbeitet. Weiterhin werden dann, wenn das Werkzeug gemäß dem Pfad OR2 geführt wird, die Werkzeugwegdaten ausgegeben, die den Pfad c21 vorgeben, durch Bereitstellen des Werkzeugversatzes gegenüber den gekrümmten Oberflächen 3a, 4a, und anschließend wird das Arbeitsobjekt auf der Grundlage der Werkzeugwegdaten bearbeitet.

Die Werkzeugwegdaten werden so gebildet, dass der Fehler gegenüber dem idealen Pfad des Werkzeugs (auf den hier nachfolgend einfach als "idealer Pfad" Bezug genommen wird), der ausgehend von der Form der bearbeiteten gekrümmten Oberfläche anhand der gekrümmten Oberflächendaten erforderlich ist, auf einen Wert reduziert werden kann, der kleiner als ein festgelegter Fehler e ist. Demnach existiert maximal der Fehler e gegenüber dem idealen Pfad. Beispielsweise dann, wenn das Werkzeug den Pfad OR1 verfolgt, ist der Pfad c11, der anhand der Werkzeugwegdaten erzeugt wird, vorgegeben, wie in Fig. 19B gezeigt, und zwar im Hinblick auf den idealen Pfad c11. Demnach erfolgt die Ausgabe der Koordinaten des Punkts p11, der an der linken Seite anstelle dem Kreuzungspunkt C positioniert ist, in der Nähe des Kreuzungspunkts C zwischen der gekrümmten Oberfläche 3a und der gekrümmten Oberfläche 4a, und demnach wird in der Nähe bzw. Nachbarschaft des Kreuzungsabschnitts C der maximale Fehler e gegenüber dem idealen Pfad c11 für die gekrümmte Oberfläche 4a generiert.

Weiterhin ist dann, wenn das Werkzeug den Pfad OR2 verfolgt, der ausgehend von den Werkzeugwegdaten erzeugte Pfad c21 vorgegeben, wie in Fig. 19C gezeigt, und zwar im Hinblick auf den idealen Pfad c20. Demnach sind die Koordinaten des Punkts p22 an der rechten Seite anstelle des Kreuzungsabschnitts C positioniert, und sie werden in der Nähe des Kreuzungsabschnitts C zwischen der gekrümmten Oberfläche 3a und der gekrümmten Oberfläche 4a ausgegeben. Wie oben beschrieben, ergibt sich in Abhängigkeit von der Tatsache, ob das Werkzeug entweder den Pfad c21 oder den Pfad c22 verfolgt, ein Versetzen des idealen Pfads c10 oder c20 in der Nähe bzw. Nachbarschaft des Kreuzungsabschnitts C.

Demnach wird dann, wenn der Arbeitsvorgang in einer Folge in Zickzackweise wie oben beschrieben ausgeführt wird, in einigen Fällen die Niveaudifferenz gemäß dem festgelegten Fehler e zwischen angrenzenden Pfaden c11, c12 bei dem Eckenabschnitt bewirkt, bei denen die gekrümmten Oberflächen einander kreuzen. Demnach führt manchmal eine derartige Niveaudifferenz zu einem Problem bei der Arbeitsqualität, da sie wie ein nutartiger Sprung oder ein fadenartiger Vorsprung aussieht.

Zum Vermeiden eines derartigen Phänomens muss die Bearbeitungspräzision durch Reduzieren des festgelegten Fehlers e verbessert werden. Zum Erhöhen der Arbeitspräzision ist es erforderlich, dass die Werkzeugwegdatenausgabe aus dem CAD/CAM-System als genaueres Abbild der zu bearbeitenden gekrümmten Oberfläche durch Erhöhen des Umfangs der Daten festgelegt wird.

Da das obige Steuer- bzw. Regelverfahren gemäß dem Stand der Technik eingesetzt wird, ist der Umfang der Werkzeugwegdaten in hohem Maße zum Gewährleisten der Arbeitsqualität zu erhöhen. Demnach werden zugeordnete Probleme wie folgt bewirkt.

• a) Eine Zeit zum Bilden der Werkzeugwegdaten durch das CAD/CAM-System und die Ausgabe dieser Daten wird umfangreicher.
• b) Ein Umfang der Werkzeugwegdaten, der zu dem numerisch gesteuerten System zu übertragen ist, wird enorm.
• c) Die Bearbeitungsgeschwindigkeit lässt sich nicht erhöhen, da ein Umfang der Werkzeugwegdaten groß ist.
• d) Ist eine Korrektur des Werkzeugdurchmessers aufgrund einer Werkzeugabnützung oder des Austauschs des Werkzeugs erforderlich, so ist ein enormer Umfang an Werkzeugwegdaten wiederum durch das CAD/CAM-System zu berechnen.
• e) Der Betriebswirkungsgrad verschlechtert sich aufgrund der obigen Gründe.

Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der obigen Probleme geschaffen, und ein technisches Problem der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines numerisch gesteuerten Systems und eines numerisch gesteuerten Verfahrens mit der Fähigkeit zum Verbessern der Bearbeitungsqualität ohne Verschlechtern des Bearbeitungswirkungsgrads.

Zum Erzielen des obigen technischen Problems enthält ein numerisch gesteuertes System gemäß der vorliegenden Erfindung eine Bewertungsvorrichtung zum Bilden von Bewertungsdaten durch virtuelles Anordnen eines Bearbeitungsanwendungsabschnitts eines numerisch zu steuernden Systems entlang einem vorgegebenen geplanten Pfadort zum Erzielen eines Kontakts mit einer bearbeiteten Oberfläche eines Bearbeitungsobjekts und durch Festlegen mehrerer Bewertungspunkte zum Bewerten einer Form der verarbeiteten Oberfläche; eine Unstetigkeitsabschnitts- Extrahiervorrichtung zum Extrahieren eines Unstetigkeitsabschnitts in einer Form der verarbeiteten Oberfläche auf der Grundlage der Bewertungsdaten; und eine Bearbeitungsanwendungsabschnittspositionsdaten- Bildungsvorrichtung zum Berechnen einer Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition durch virtuelles Anordnen des Bearbeitungsanwendungsabschnitts derart, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsanwendungsabschnitts zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit bei einer Nachbarschaft bzw. in der Nähe eines Unstetigkeitsabschnitts verzögert ist, und der Bearbeitungsanwendungsabschnitt in Kontakt der bearbeiteten Oberfläche gelangt, sowie durch anschließendes Bereitstellen der berechneten Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition für das numerisch zu steuernde System.

Demnach ist aufgrund der Tatsache, dass die Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition durch virtuelles Anordnen des Bearbeitungsanwendungsabschnitts derart berechnet wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsanwendungsabschnitts zu der vorgegebenen Geschwindigkeit in der Nähe des Unstetigkeitsabschnitts verzögert wird, und zwar durch Extrahieren des Unstetigkeitsabschnitts, und ferner aufgrund der Tatsache, dass das Werkzeug in Kontakt mit der verarbeiteten Oberfläche gelangt, die Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition in der Nähe der Unstetigkeitsabschnitts ein getreueres (Englisch: faithful) Abbild der Form der bearbeiteten Oberfläche des Bearbeitungsobjekts, und ebenso lässt sich die Bearbeitungsqualität verbessern. Weiterhin lässt sich aufgrund der Tatsache, dass die Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition so festgelegt wird, dass der Bearbeitungsanwendungsabschnitt virtuell in Kontakt zu der bearbeiteten Oberfläche des Bearbeitungsobjekts gelangt, die Zunahme des Datenumfangs verhindern, und die Reduktion des Betriebswirkungsgrads lässt sich vermeiden.

Weiterhin werden die Betriebsabläufe der Bewertungsvorrichtung, der Unstetigkeitsabschnitts- Extrahiervorrichtung und der Bearbeitungsanwendungsabschnittspositionsdaten- Bildungsvorrichtung in Echtzeit ausgeführt.

Demnach lässt sich die Gesamtverarbeitungszeit durch Ausführen dieser Betriebsabläufe in Echtzeit verkürzen, und somit ist die Produktivität verbessert.

Zusätzlich extrahiert die Unstetigkeitsabschnitts- Extrahiervorrichtung den Unstetigkeitsabschnitt auf der Grundlage von drei aufeinanderfolgenden Bewertungspunkten oder mehr.

Demnach lässt sich der Unstetigkeitsabschnitt mit einem einfachen Verfahren extrahieren.

Ferner extrahiert die Unstetigkeitsabschnitts- Extrahiervorrichtung den Unstetigkeitsabschnitt auf der Grundlage eines Winkels zwischen dem ersten Vektor, der von einem ersten Bewertungspunkt zu einem zweiten Bewertungspunkt zeigt, und einem zweiten Vektor, der von einem dritten Bewertungspunkt zu einem vierten Bewertungspunkt zeigt, und der erste bis vierte Bewertungspunkt besteht aus vier aufeinanderfolgenden Bewertungspunkten.

Demnach lässt sich der Unstetigkeitsabschnitt einfach anhand eines einfachen Verfahrens extrahieren.

Ferner extrahiert die Unstetigkeitsabschnitts- Extrahiervorrichtung den Unstetigkeitsabschnitt auf der Grundlage einer Richtung eines ersten Differenzvektors zwischen einem ersten Einheitsvektor, der von einem ersten Bewertungspunkt zu einem zweiten Bewertungspunkt zeigt, und einem zweiten Einheitsvektor, der von dem zweiten Bewertungspunkt zu einem dritten Bewertungspunkt zeigt, sowie einer Richtung eines zweiten Differenzvektors zwischen dem zweiten Einheitsvektor und einem dritten Einheitsvektor, der von dem dritten Bewertungspunkt zu einem vierten Bewertungspunkt zeigt, und der erste bis vierte Bewertungspunkt besteht aus vier aufeinanderfolgenden Bewertungspunkten.

Demnach lässt sich der Niveauunterschiedsabschnitt als Unstetigkeitsabschnitt einfach extrahieren.

Übrigens berechnet die Unstetigkeitsabschnitts- Extrahiervorrichtung einen ersten Krümmungsvektor in einer Nachbarschaft von drei Bewertungspunkten gemäß dem ersten, zweiten und dritten Bewertungspunkt - ausgewählt aus vier aufeinanderfolgenden Bewertungspunkten - und einen zweiten Krümmungsvektor in einer Nachbarschaft von drei Bewertungspunkten - ausgewählt aus dem zweiten, dritten und vierten Bewertungspunkt - und sie extrahiert dann den Unstetigkeitsabschnitt auf der Grundlage des ersten Krümmungsvektors und des zweiten Krümmungsvektors.

Demnach lässt sich der Unstetigkeitsabschnitt einfach durch Berücksichtigen der Krümmungsvektoren extrahieren.

Weiterhin umfasst das numerische Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung die Schritte zum Bilden von Bewertungsdaten durch virtuelles Anordnen eines Bearbeitungsanwendungsabschnitts eines numerisch zu steuernden Systems für einen vorgegebenen geplanten Wegeort derart, dass er in Kontakt zu einer bearbeiteten Oberfläche eines Bearbeitungsobjekts gelangt, sowie Festlegen mehrerer Bewertungspunkte zum Bewerten einer Form der bearbeiteten Oberfläche; Extrahieren eines Unstetigkeitsabschnitts einer Form der bearbeiteten Oberfläche auf der Grundlage der Bewertungsdaten; Berechnen einer Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition durch virtuelles Anordnen des Bearbeitungsanwendungsabschnitts derart, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit des Prozessanwendungsabschnitts zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit in einer Nähe des Unstetigkeitsabschnitts verzögert wird und der Bearbeitungsanwendungsabschnitt in Kontakt zu der bearbeiteten Oberfläche gelangt; und Bereitstellen dieser berechneten Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition bei dem numerisch zu steuernden System.

Demnach wird aufgrund der Tatsache, dass die Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition berechnet wird, indem der Bearbeitungsanwendungsabschnitt virtuell so angeordnet wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsanwendungsabschnitts zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit in der Nähe des Unstetigkeitsabschnitts verzögert wird, und zwar durch Extrahieren des Unstetigkeitsabschnitts, und ferner aufgrund der Tatsache, dass das Werkzeug in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche gelangt, die Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition in der Nähe des Unstetigkeitsabschnitts ein getreueres Abbild der Form der bearbeiteten Oberfläche des Bearbeitungsobjekts, und ebenso lässt sich die Bearbeitungsqualität verbessern.

Weiterhin kann aufgrund der Tatsache, dass die Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition so entschieden wird, dass der Bearbeitungsanwendungsabschnitt virtuell in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche des Bearbeitungsobjekts gelangt, die Zunahme des Datenumfangs vermieden werden, und die Reduktion des Bearbeitungswirkungsgrads lässt sich vermeiden.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zum Darstellen einer Konfiguration eines numerisch gesteuerten Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs des numerisch gesteuerten Systems;

Fig. 3A und 3B Ansichten zum Darstellen eines Beispiels von Bearbeitungsmodi;

Fig. 4 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines detaillierten Betriebs einer Werkzeugwegabtastpunkt-Einstelleinheit;

Fig. 5A und 5B Ansichten zum Darstellen eines Konzepts für einen Prozess zum Berechnen eines nachfolgenden Werkzeugwegabtastpunkts, der gemäß einer Distanz ΔL beabstandet ist;

Fig. 6A und 6B Ansichten zum Darstellen eines Konzepts eines normalen Verfahrens für eine Werkzeugstörvermeidung;

Fig. 7 eine Ansicht zum Darstellen einer Beziehung zwischen einer gekrümmten Oberfläche und einem Werkzeugweg;

Fig. 8 eine Ansicht zum Darstellen der Werkzeugwegabtastpunkte eines Werkstücks mit gekrümmter Oberfläche nach Fig. 7;

Fig. 9 ein Flussdiagramm zum Darstellen von Details einer Unstetigkeitsextrahierung des Werkzeugwegs;

Fig. 10A und 10B Ansichten zum Darstellen des Prinzips der Unstetigkeitsabschnittsextrahierung;

Fig. 11 eine Ansicht zum Darstellen des extrahierten Unstetigkeitsabschnitts;

Fig. 12 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines detaillierten Betriebs der Werkzeugspositionsdatenbildung;

Fig. 13A und 13B Ansichten zum Darstellen eines Konzepts für einen Prozess zum Berechnen einer nachfolgenden Werkstücksposition, der gemäß einer Distanz ΔD beabstandet ist;

Fig. 14 eine Ansicht zum Darstellen von Daten der Werkzeugposition in der Nähe des Unstetigkeitsabschnitts;

Fig. 15 ein Blockschaltbild zum Darstellen einer Konfiguration eines numerisch gesteuerten Systems gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16A und 16B Ansichten zum Darstellen von Werkzeugwegabtastpunkten, die bei einem Niveauunterschiedsabschnitt eines Bearbeitungsobjekts festgelegt sind;

Fig. 17 eine Ansicht zum Darstellen des Prinzips der Niveauunterschiedsextrahierung durch einen Niveauunterschiedsabschnitts- Extrahierabschnitt nach Fig. 16A und 16B;

Fig. 18 eine Ansicht zum Darstellen des Prinzips der Niveauunterschiedsextrahierung durch einen anderen Niveauunterschiedsabschnitts- Extrahierabschnitt; und

Fig. 19A-19C schematische Ansichten zum Darstellen des Bearbeitungsverfahrens für die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine gemäß dem Stand der Technik.

Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen einer Konfiguration eines numerisch gesteuerten Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 1 gezeigt, erzeugt eine Bahndaten-Erzeugungseinheit 11 Bahndaten, die einen geplanten Pfadweg in einer XY-Ebene definieren, in der das Werkzeug der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine bewegt werden sollte, und zwar auf der Grundlage des Bewegungsmodus, d. h. des Bearbeitungsmodus, gemäß dem die gekrümmte Oberfläche bearbeitet werden sollte, und sie gibt dann die Bahndaten an die Eingangsdaten- Speichereinheit 12 aus. Details des geplanten Pfadorts werden später beschrieben.

Die gekrümmte Oberfläche des Bearbeitungsobjekts ist ein Beispiel der bearbeiteten Oberfläche des Bearbeitungsobjekts gemäß der vorliegenden Erfindung. Die numerisch zu steuernde numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine ist ein Beispiel des numerisch zu steuernden Systems gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Werkzeug ist der Bearbeitungsanwendungsabschnitt des numerisch zu steuernden Systems der vorliegenden Erfindung.

Die Eingabedaten-Speichereinheit 12 speichert Eingabedaten wie die Bahndaten, die durch die obige Bahndaten- Erzeugungseinheit 11 erzeugt werden, sowie dreidimensionale Daten der gekrümmten Oberfläche, Werkzeugdaten, Zuführgeschwindigkeitsdaten usw., die für den numerisch gesteuerten Bearbeitungsvorgang erforderlich sind. Dort, wo die obigen Daten der gekrümmten Oberfläche Formen der bearbeiteten Oberfläche des Bearbeitungsobjekts darstellen, enthalten sie eine gekrümmte Oberfläche gemäß NURBS (Ungleichmäßige rationale B-Spline-Daten, Non Uniform Rational B-Spline), usw. In dem Fall dieser gekrümmten NURBS- Oberfläche erfolgt die Eingabe des Rangs, des Knotenvektors, des Steuerpunkts und der Gewichtung der Daten der gekrümmten Oberfläche. Jedoch können jedwede Daten für eine gekrümmte Oberfläche eingesetzt werden.

Daten wie der Werkzeugtyp, beispielsweise Kugelschaftfräser (Englisch: ball end mill), Flachfräser (Englisch: flat end mill), Radialschaftfräser (Englisch: radial end mill), sowie Werkzeugdurchmesser des Werkzeugs, usw. werden bei den Werkzeugdaten eingegeben. Die Zuführgeschwindigkeitsdaten entsprechen einer anwenderbestimmten Geschwindigkeit, mit der das Werkzeug zugeführt wird und die durch den Anwender festgelegt ist. Die anwenderbestimmte Geschwindigkeit fu lässt sich in dem Bereich der zulässigen Geschwindigkeit für die Maschine festlegen.

Eine Werkzeugwegabtastpunkt-Einstelleinheit 20 enthält als Bewertungsvorrichtung einen Werkzeugpfadabtastpunkt- Entscheidungsabschnitt 21 und einen Abtastpunktdatenpufferabschnitt 22. Der Werkzeugwegabtastpunkt-Entscheidungsabschnitt 21 entscheidet die Werkzeugwegabtastpunkte als Bewertungspunkte auf der Grundlage der Daten der gekrümmten Oberfläche zum Bewerten der gekrümmten Oberfläche, die sukzessiv zu bearbeiten ist. Der Abtastpunktdatenpufferabschnitt 22 speichert zeitweise mehrere Werkzeugwegabtastpunkte, die durch den Werkzeugwegabtastpunkt-Entscheidungsabschnitt 21 entschieden werden.

Der Ort der Werkzeugwegabtastpunkte entspricht der Werkzeugposition, die erhalten wird, wenn das Werkzeug virtuell bei XY-Koordinaten der Abtastpunkte entlang des geplanten Pfadwegs so angeordnet wird, dass es gerade in Kontakt zu der gekrümmten Oberfläche gelangt (siehe Abtastpunkte sp(1), sp(2), . . ., sp(n), Werkzeugwegabtastpunkte ep(1), ep(2), . . ., ep(j) nach Fig. 8, wie später beschrieben).

Ein Unstetigkeitsabschnitts-Extrahierabschnitt 30 extrahiert Unstetigkeitsabschnitte entlang des Werkzeugpfads auf der Grundlage der Werkzeugpfadabtastpunkte, die durch die Werkzeugpfadabtastpunkt-Einstellheit 20 festgelegt sind. Eine Werkzeugpositionsdaten-Bildungseinheit 40 dient als Prozessanwendungsabschnitts-Positionsdaten-Bildungseinheit, und sie bildet die Werkzeugpositionsdaten auf der Grundlage der Daten der gekrümmten Oberfläche, die in dem Eingabedatenspeicherabschnitt 12 gespeichert sind. Die Werkzeugpositionsdaten bilden eine Sammlung der XYZ- Achsenkoordinaten zum Darstellen der Werkzeugposition, die mit einem vorgegebenen Zeitintervall durch das numerisch gesteuerte System ausgegeben werden.

Nun wird hier nachfolgend eine detaillierte Konfiguration der Werkzeugpositionsdaten-Bildungseinheit 40 erläutert. Die Werkzeugpositionsdaten-Bildungseinheit 40 enthält einen Werkzeugpositions-Unterscheidungsabschnitt 41, einen Befehlsgeschwindigkeits-Entscheidungsabschnitt 42, einen Werkzeugpositions-Entscheidungsabschnitt 43 und einen Werkzeugpositionsdaten-Pufferabschnitt 44. Der Werkzeugpositions-Unterscheidungsabschnitt 41 unterscheidet, ob die momentan beobachtete Werkzeugposition (auf die hier nachfolgend als "momentane Werkzeugposition" Bezug genommen wird) in der Nähe des Unstetigkeitsabschnitts angeordnet ist oder nicht, der durch den Unstetigkeitsabschnitts- Extrahierabschnitt 30 extrahiert wird, und er gibt den Verzögerungsbefehl dann ab, wenn die momentane Werkzeugposition in der Nähe des Unstetigkeitsabschnitts angeordnet ist, und er gibt dann den Geschwindigkeitsrückführbefehl aus, nach dem die momentane Werkzeugposition durch die Nähe des Unstetigkeitsabschnitts geführt ist. Der Befehlsgeschwindigkeits- Entscheidungsabschnitt 42 entscheidet die Befehlsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit dem Verzögerungsbefehl oder dem Geschwindigkeitsrückführbefehl.

Der Werkzeugpositions-Entscheidungsabschnitt 43 entscheidet die Werkzeugposition in der Form zeitserieller Werkzeugpositionskoordinaten, gemäß denen das Werkzeug in Folge dann geführt werden muss, wenn die gekrümmte Oberfläche bearbeitet wird, und zwar auf der Grundlage der Daten der gekrümmten Oberfläche und der Befehlsgeschwindigkeit. Der Werkzeugpositionsdaten-Pufferabschnitt 44 speichert zeitweise die Werkzeugposition, die von dem Werkzeugpositions- Entscheidungsabschnitt 43 entschieden wird, und er sendet sie an einen Servosteuer- bzw. Regelabschnitt (nicht gezeigt), je nach vorliegender Anforderung.

Die detaillierte Konfiguration der Werkzeugpositionsdaten- Bildungseinheit 40 ist so wie oben beschrieben.

Auf der Grundlage der von dem Werkzeugpositionsdaten- Pufferabschnitt 44 der Werkzeugpositionsdaten-Bildungseinheit 40 empfangenen Positionsdaten - in der Form digitaler Signale zum Darstellen der Werkzeugposition - berechnet der Servosteuerabschnitt (nicht gezeigt) Pulsnummern ΔX, ΔY, ΔZ, die äquivalent zu dem Werkzeugbewegungswerten entlang jeweils der X-, Y-, Z-Achsenrichtung sind, und zwar anhand von Differenzen zwischen den Koordinaten der momentan beobachteten Werkzeugposition und den Koordinaten der nachfolgenden Werkzeugposition, und er steuert dann einen Servomotor.

Bei der obigen Konfiguration erfolgt ein sequentielles Speichern der Daten der Werkzeugwegabtastpunkte gemäß der vorgegebenen Zahl während der Bildung der Werkzeugwegabtastpunktdaten durch die Werkzeugwegabtastpunkt- Einstelleinheit 20, und die Unstetigkeitsabschnitte werden durch den Unstetigkeitsabschnitts-Extrahierabschnitt 30 unter Verwendung der vorgegebenen Zahl der Daten extrahiert. Anschließend werden die Werkzeugpositionsdaten durch die Werkzeugpositionsdaten-Bildungseinheit 40 gebildet. Die obigen Betriebsabläufe werden in Echtzeit ausgeführt, nichtsdestotrotz erfolgt jedoch das Festlegen der Werkzeugwegabtastpunkte durch die Werkzeugwegabtastpunkt- Einstelleinheit 20 und das Extrahieren der Unstetigkeitsabschnitte durch den Unstetigkeitsabschnitts- Extrahierabschnitt 30 geringfügig vorgelagert zu der Bildung der Werkzeugpositionsdaten durch die Werkzeugpositionsdaten- Bildungseinheit 40.

Als nächstes wird ein Betrieb hier nachfolgend erläutert. Zunächst erfolgt eine übersichtsmäßige kursorische Darstellung des Betriebs, und anschließend werden detaillierte Betriebsabläufe der jeweiligen Abschnitte erläutert. Die Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Gesamtbetriebs des numerisch gesteuerten Systems. Die Fig. 3A und 3B zeigen Ansichten zum Darstellen eines Beispiels des geplanten Wegeorts. Die Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs der in Fig. 1 gezeigten Werkzeugwegabtastpunkt-Einstelleinheit 20.

Die Fig. 5A und 5B zeigen Ansichten zum Darstellen eines Konzepts eines Prozesses zum Berechnen des nachfolgenden Werkzeugwegabtastpunkts, der gegenüber dem momentanen Werkzeugwegabtastpunkt entlang der gekrümmten Oberfläche um eine Distanz ΔL beabstandet ist, wohingegen die Fig. 5A eine YZ-Ebene zeigt, und die Fig. 5B eine XY-Ebene zeigt. Die Fig. 6A und 6B zeigen Ansichten zum Darstellen eines Beispiels der Werkzeugstör-Vermeidungsberechnung. Die Fig. 7 zeigt eine Ansicht zum Darstellen einer Beziehung zwischen der gekrümmten Oberfläche und dem Werkzeugpfad. Die Fig. 8 zeigt eine Ansicht zum Darstellen der festgelegten Werkzeugpfadabtastpunkte.

Zunächst wird der Gesamtbetrieb unter Bezug auf das in Fig. 2 gezeigte Flussdiagramm erläutert.

Bei dem Schritt S1 erzeugt die Bahndaten-Erzeugungseinheit 11 die Bahndaten auf der Grundlage eines vorgegebenen Bearbeitungsmodus. Der Bearbeitungsmodus ist zum Bearbeiten der gekrümmten Oberfläche festzulegen. Bei dem Schritt S1 werden die Bahndaten auf der Grundlage dieses festgelegten Bearbeitungsmodus erzeugt.

Die Bahndaten sind Daten zum Anzeigen, wie das Werkzeug bewegt werden sollte. Hier erzeugt die Bahndaten- Erzeugungseinheit 11 die Bahndaten wie die Daten zum Anzeigen des geplanten Pfadorts in der XY-Ebene in Ansprechen auf den Bearbeitungsmodus. Als Bearbeitungsmodus gibt es den Zickzackbearbeitungsmodus, den spiralförmigen Bearbeitungsmodus, den spline-förmigen Bearbeitungsmodus, einen kreisbogenförmigen Bearbeitungsmodus, usw.

Die Fig. 3A und 3B zeigen derartige Arbeitsmodi, die Fig. 3A zeigt ein Beispiel des Zickzackarbeitsmodus des geplanten Pfadorts, der in zickzackförmiger Weise in der XY-Ebene definiert ist, und die Fig. 3B zeigt den spiralförmigen Arbeitsmodus für den geplanten Wegeort, der spiralförmig in der XY-Ebene definiert ist.

Ist der Arbeitsmodus anhand der vorgegebenen Daten wie einem Abstand usw. festgelegt, so lässt sich der geplante Pfadort als Bahn in der XY-Ebene erhalten, beispielsweise von dem Punkt OP1 zu einem Punkt OP2, von dem Punkt OP2 zu einem Punkt OP3, von dem Punkt OP3 zu einem Punkt OP4, . . ., in Fig. 3A oder 3B.

Die Eingabedatenspeichereinheit 12 speichert die Eingabedaten, beispielsweise die Bahndateneingabe von der Bahndaten-Erzeugungseinheit 11, sowie die Daten der gekrümmten Oberfläche, die Werkzeugdaten, die Zuführgeschwindigkeitsdaten usw. (Schritt S2). Die Werkzeugpfadabtastpunkt-Einstelleinheit 20 legt die Werkzeugwegabtastpunkte fest, in Ansprechen auf die Positionen jeweiliger Abschnitte der gekrümmten Oberfläche zum Extrahieren von Unstetigkeitsabschnitten bei der gekrümmten Oberfläche, die nachfolgend zu bearbeiten sind, und zwar auf der Grundlage der Daten der gekrümmten Oberfläche, die in dem Eingangsdatenspeicherabschnitt 12 gespeichert sind, und sie speichert diese in dem Abtastpunktdaten-Pufferabschnitt 22 (Schritte S3, S4).

Nun wird ein detaillierter Betrieb nach Fig. 3 unter Bezug auf das in Fig. 4 gezeigte Flussdiagramm hier nachfolgend beschrieben.

Zunächst erfolgt in dem Schritt S31 nach Fig. 4 ein Festlegen des Werkzeugwegabtastpunktes in Ansprechen auf den Abtastpunkt an dem geplanten Pfadort TRJ (in diesem Beispiel eine gerade Linie). Hierbei wird, wie in Fig. 5B gezeigt, davon ausgegangen, dass der momentane Abtastpunkt ein Punkt sp(j) entlang dem geplanten Pfadort TRJ in der XY-Ebene ist, und der Werkzeugwegabtastpunkt in dem dreidimensionalen Raum zu diesem Zeitpunkt ist ein Punkt ep(j).

Anschließend, erfolgt, wie in Fig. 5B gezeigt, das Berechnen eines Abtastkandidatenpunkts q1, der gegenüber dem momentanen Abtastpunkt sp(j) an dem geplanten Wegeort TRJ um eine vorgegebene Distanz ΔL beabstandet ist (vergleiche Schritt S31 nach Fig. 4).

Dann erfolgt das virtuelle Anordnen des Werkzeugs T bei dem XY-Achsenkoordinaten gemäß dem Abtastkandidatenpunkt q1, die in dem obigen Schritt S31 berechnet werden, und zwar ausgehend von der oberen Seite nach Fig. 5A derart, dass ein Werkzeug keine Schnittstelle zu der gekrümmten Oberfläche S bildet, sondern in Kontakt zu der gekrümmten Oberfläche S gelangt, und anschließend wird die Störvermeidungsberechnung ausgeführt (Schritt S32). Die Werkzeugposition in diesem Zeitpunkt wird als Werkzeugwegabtastkandidatenpunkt eq1 bezeichnet.

Details der Werkzeugstörvermeidungsberechnung im Schritt S32 werden nachfolgend angegeben. Die Fig. 6A und 6B zeigen Ansichten zum Darstellen eines Konzepts eines gewöhnlichen Verfahrens für die Werkzeugstörvermeidungsberechnung. Das Problem dieser Werkzeugstörvermeidungsberechnung wird in dem Problem der Detektion der Z-Achsenkoordinate gesehen, bei der zunächst ein Kontakt zu der gekrümmten Oberfläche S dann entsteht, wenn die X-, Y-Achsenkoordinaten festgelegt sind, und anschließend wird das Werkzeug T über der gekrümmten Oberfläche S, bei den X-, Y-Achsenkoordinaten angeordnet, und dann wird das Werkzeug T allmählich nach unten zu der gekrümmten Oberfläche S geführt.

Wie in Fig. 6A gezeigt, kann das Werkzeug so festgelegt sein, dass es keine Schnittstelle mit der gekrümmten Oberfläche bildet, indem das Werkzeug T virtuell auf die Ziel- bzw. vorgegebene gekrümmte Oberfläche projiziert wird, und anschließend eine Prüfung der Wechselwirkung zwischen einer Zahl von Abtastpunkten tsh (in Fig. 6A aus Gründen der Einfachheit als Quadratgitter dargestellt) an der gekrümmten Oberfläche S. auf die das Werkzeug T projiziert wird, und dem Werkzeug T durchgeführt wird, und dann folgt das Berechnen der Koordinaten der Werkzeugposition ep(j) als Mitte des Werkzeugs, wenn das Werkzeug T in Kontakt zu der gekrümmten Oberfläche S gelangt.

Der anhand eines derartigen Verfahrens so berechnete Punkt, dass das Werkzeug nicht in Wechselwirkung/Eingriff zu der gekrümmten Oberfläche gelangt, ist der Werkzeugwegabtastkandidatenpunkt eq1.

Anschließend wird bei dem Schritt S33 eine Distanz ΔLt zwischen der momentanen Werkzeugposition ep(j) und dem Werkzeugwegabtastkandidatenpunkt eq1 in dem dreidimensionalen Raum berechnet. Anschließend wird entschieden, ob eine Differenz zwischen der Distanz ΔLt und der Distanz ΔL, die in dem Schritt S301 verwendet wird, kleiner als ein vorgegebener, vorentschiedener infinitesimaler Wert ε ist oder nicht (Schritt S34). Im Ergebnis wird dann, wenn die Differenz zwischen der Distanz ΔLt und der Distanz ΔL kleiner als der infinitesimale Wert ε ist, der Werkzeugwegabtastkandidatenpunkt eq1 als der nachfolgende Bewertungspunkt ep(j+1) entschieden (Schritt S35).

Im Gegensatz hierzu ist dann, wenn die Differenz zwischen der Distanz ΔLt und der Distanz ΔL den infinitesimalen Wert ε übersteigt, die Distanz ΔLt für einen Einsatz zu weit. Demnach wird der Abtastkandidatenpunkt in einen anderen Abtastkandidatenpunkt, beispielsweise q2, geändert, der näher bei dem Punkt sp(j) als der Kandidatenpunkt q1 liegt, und zwar auf dem geplanten Wegeort TRJ in der XY-Ebene (Schritt S36), und dann kehrt der Prozess zu dem Schritt S32 zurück. Anschließend wird der Werkzeugwegabtastkandidatenpunkt eq2, für den ein Wert kleiner als der infinitesimale Wert ε gilt, durch Ausführen der Schritte S32 bis S34 gefunden, und dann wird der Werkzeugwegabtastkandidatenpunkt eq2 als der Werkzeugwegabtastpunkt entschieden (Schritt S35).

Zum Berechnen eines anderen Abtastkandidatenpunkts q2 entlang dem geplanten Wegeort TRJ in der XY-Ebene kann beispielsweise die Dichotomie eingesetzt werden. Gemäß der obigen Berechnung lässt sich der Punkt eq1 oder der Punkt eq2 erhalten, der am nächsten bei der Distanz ΔL liegt, und zwar als nachfolgender Abtastpunkt.

Die obige Erläuterung betrifft den Betrieb des Werkzeugwegabtastpunkt-Entscheidungsabschnitts 21 nach Schritt S3 (Fig. 2), und der Werkzeugwegabtastpunkt lässt sich so wie oben beschrieben ableiten. Der Prozess zum Erhalten des Werkzeugwegabtastpunkts ist vollständig ähnlich zu dem später beschriebenen Prozess für die Berechnung der Werkzeugposition.

Als Verfahren zum Vermeiden der Interferenz bzw. Störung zwischen dem Werkzeug und der gekrümmten Oberfläche kann, wie in Fig. 6B gezeigt, zusätzlich zu dem oben erwähnten Verfahren eine Störung zwischen dem Werkzeug und der gekrümmten Oberfläche durch Berechnen einer gekrümmten Versatzoberfläche Sofst der gekrümmten Oberfläche S vermieden werden, sowie durch anschließendes Ableiten der Koordinaten der Mittenposition ep(j) des Werkzeugs T anhand dieser gekrümmten Versatzoberfläche Sofst.

Zusätzlich lässt sich als anderes Störvermeidungsverfahren beispielsweise das Verfahren einsetzen, das in der Patentanmeldungsveröffentlichung (KOKAI) Hei 6-83422 erläutert ist. Ein Abriss dieses Verfahrens wird wie folgt gegeben. Zunächst werden Teilflächen (Englisch: patches) bzw. Teile der gekrümmten Oberfläche durch Unterteilen der gekrümmten Oberfläche erhalten, bei der eine Wechselwirkung bzw. Interferenz zu dem Werkzeug vorliegt, und sie werden grob unter Verwendung der bearbeiteten gekrümmten Oberfläche einschließlich des Sphärenbaums bzw. Gebietsbaums (Englisch: sphere tree) extrahiert.

Anschließend erfolgt ein Extrahieren von feineren interferierenden Teilen der gekrümmten Oberfläche unter Verwendung der Störprüfung auf der Grundlage des bi-linearen Fleckens/Teils, der die Teile der gekrümmten Oberfläche approximiert, während die extrahierten Teile der gekrümmten Oberfläche unterteilt werden. Die Störvermeidungsberechnung zwischen den sich ergebenden planaren Teilen und dem Werkzeug wird durch Ausführen dieses Prozesses solange ausgeführt, bis die Teile der gekrümmten Oberfläche in ausreichend flache Teile der gekrümmten Oberfläche unterteilt sind.

Nun erfolgt - unter erneuten Bezug auf das in Fig. 2 gezeigte Flussdiagramm - das zeitweise Speichern der wie oben erhaltenen Abtastpunkte in dem Abtastpunkt-Pufferabschnitt 22 (Schritt S4).

Die Werkzeugwegabtastpunkt-Einstelleinheit 20 wird, wie oben beschrieben, betrieben.

Nun wird der Betrieb für das Extrahieren des Unstetigkeitsabschnitts nach Schritt S5 in Fig. 2 unter Bezug auf die Fig. 9 bis 11 hier nachfolgend erläutert. Die Fig. 9 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs für das Extrahieren des Unstetigkeitsabschnitts gemäß Schritt S5 nach Fig. 2. Die Fig. 10A und 10B zeigen Ansichten zum Darstellen des Betriebs der Unstetigkeitsabschnittsextrahierung, und die Fig. 10A zeigt eine Ansicht zum Darstellen eines Beispiels für die Anordnung von vier aufeinanderfolgenden Punkten aus den Werkzeugwegabtastpunktdaten. Die Fig. 11 zeigt eine Ansicht zum Darstellen des extrahierten Unstetigkeitsabschnitts.

Ein Verfahren zum Extrahieren des Unstetigkeitsabschnitts auf der Grundlage der Werkzeugwegabtastpunkt ep(1), ep(2), . . ., wie es beispielsweise in der Fig. 8 anhand runder Markierungen dargestellt ist, wird nachfolgend erläutert. Gemäß dem in Fig. 9 gezeigten Flussdiagramm werden zunächst vier aufeinanderfolgende Daten aus den in dem Abtastpunkt- Pufferabschnitt 22 (Fig. 1) der Werkzeugwegabtastpunkte- Einstelleinheit 20 (Schritt S41) gespeicherten Werkzeugwegabtastpunktdaten aufgegriffen.

Hier wird davon ausgegangen, dass die Anordnung von vier Werkzeugwegabtastpunkten ep(j-1), ep(j), ep(j+1), ep(J+2) entlang der X-, Z-Koordinatenachsen so, wie in Fig. 10A gezeigt, vorgegeben ist. In diesem Fall erfolgt zunächst das Berechnen eines ersten Vektors V1, der von dem Werkzeugwegabtastpunkt ep(j-1) zu dem Werkzeugwegabtastpunkt ep(j) zeigt, sowie einen zweiten Vektor V2, der von dem Werkzeugwegabtastpunkt ep(j+1) zu dem Werkzeugwegabtastpunkt ep(J+2) zeigt (Fig. 10A), und anschließend wird ein Winkel θ zwischen dem ersten und zweiten Vektor V1, V2 berechnet (Schritt S42).

Übersteigt der Winkel θ einen vorgegebenen Winkel (Schritt S43), so wird entschieden, dass ein Unstetigkeitsabschnitt vorliegt, und anschließend wird der Unstetigkeitsabschnitt gespeichert (Schritt S44). Die Fig. 11 zeigt den Unstetigkeitsabschnitt, der auf diese Weise festgelegt wurde. Wird entschieden, dass die Unstetigkeitsabschnitte f1, f2, f3 zwischen den Werkzeugwegabtastpunkten ep(a) und ep(a+1) vorliegen, sowie den Werkzeugwegabtastpunkten ep(b) und ep(b+1), sowie ferner zwischen den Werkzeugwegabtastpunkten ep(c) und ep(c+1), so werden anschließend derartige Unstetigkeitsabschnitte f1, f2, f3 extrahiert.

In diesem Fall sind ein Intervall zwischen den Werkzeugwegabtastpunkten ep(a) und ep(a+1) sowie ein Intervall zwischen dem Werkzeugwegabtastpunkten ep(b) und ep(b+1) sowie ein Intervall zwischen den Werkzeugwegabtastpunkten ep(c) und ep(c+1) Unstetigkeitsintervalle.

Zusätzlich wird entschieden, ob nicht aufgegriffene Daten immer noch in den Werkzeugwegabtastpunktdaten vorliegen oder nicht (Schritt S45). Gilt JA, so wird eine Datenaufnahmestartposition der Werkzeugwegabtastpunktdaten um eins inkrementiert, und die Startposition ändert sich zu dem Start ausgehend von dem nachfolgenden Werkzeugwegabtastpunkt ep(j) (Schritt S46). Der Prozess führt zu dem Schritt S41 zurück, zum sequentiellen Ausführen der Entscheidung im Hinblick auf das Vorliegen des Unstetigkeitsabschnitts. Eine derartige Entscheidung des Vorliegens des Unstetigkeitsabschnitts erfolgt solange, bis die aufzugreifenden Werkzeugwegabtastpunktdaten ausgehen. Der Prozess terminiert, wenn keine Daten verbleiben.

Anhand der obigen Schritte ist der detaillierte Betrieb des Unstetigkeitsabschnitts-Extrahierabschnitts 30 abgeschlossen.

Als nächstes wird ein detaillierter Betrieb der Werkzeugpositionsdaten-Bildungseinheit 40 nach Schritt S6 in Fig. 2 unter Bezug auf das in Fig. 12 gezeigte Flussdiagramm hier nachfolgend erläutert.

Bei dem in Fig. 12 gezeigten Flussdiagramm entscheidet der Werkzeugpositions-Entscheidungsabschnitt 41, ob die nachfolgende Werkzeugposition in den Verzögerungsbereich des Verzögerungsintervalls eintritt oder nicht, zum Verzögern der Werkzeuggeschwindigkeit zu der vorgegebenen Befehlsgeschwindigkeit Vf (Schritt S51). Tritt die nachfolgende Werkzeugposition in den Verzögerungsbereich ein, so wird der Befehl zum Verzögern der Werkzeuggeschwindigkeit zu der vorgegebenen Befehlsgeschwindigkeit Vf abgegeben (Schritt S52).

Zwischenzeitlich kann die Entscheidung in dem Schritt S51 dahingehend, ob die nachfolgende Werkzeugposition in das Verzögerungsintervall eintritt oder nicht, wie folgt ausgeführt werden. Wie in Fig. 14 gezeigt, ist beispielsweise das Diskontinuitäts- bzw. Unstetigkeitsintervall mit dem Unstetigkeitsabschnitt f zwischen dem Werkzeugwegabtastpunkt ep(j) und dem Werkzeugwegabtastpunkt ep(j+1) angeordnet. Wird für eine Geschwindigkeit der momentanen Werkzeugposition tp(k) der Wert Vk angenommen, so lässt sich eine Distanz, die für das Verzögern erforderlich ist, berechnen zu

LD = (Vk - Vf).ΔTd,

beispielsweise durch Bereitstellen einer Verzögerungszeit ΔTd.

Im Gegensatz hierzu ist, wie in Fig. 14 gezeigt, beispielsweise dann, wenn die momentane Geschwindigkeit Vk - so, wie sie ist - nicht verzögert wird, eine Distanz ΔD ausgehend von der momentanen Werkzeugposition tp(k) zu der nachfolgenden Werkzeugposition tp(k+1) gegeben, durch

ΔD = Vk.ΔT,

und zwar durch Bereitstellen des Abtastintervalls ΔT.

Weiterhin gilt dann, wenn eine Distanz ausgehend von der momentanen Werkzeugposition tp(k) zu der im Bewertungspunkt ep(j), bei dem die Verzögerung zu starten ist, zu d2 angenommen wird, eine Distanz Lk ausgehend von der nachfolgenden Werkzeugposition tp(k+1) zu dem Bewertungspunkt ep(j) gegeben durch

Lk = d2 - ΔD.

Demnach erfolgt ein wechselseitiger Vergleich der Distanz Ld und der Distanz Lk, und es wird entschieden, dass - sofern Ld < Ld gilt - die Werkzeugposition in das Verzögerungsintervall eintritt.

Wird entschieden, dass die Werkzeugposition in das Verzögerungsintervall eintritt, so wird die Befehlsgeschwindigkeit F so entschieden, dass sich die Werkzeuggeschwindigkeit zu der vorgegebenen bestimmten Geschwindigkeit Vf bis zu einem Zeitpunkt verzögern lässt, zu dem die Werkzeugposition durch den Bewertungspunkt ep(j) passiert, und anschließend erfolgt die Ausgabe. Demnach passiert die Werkzeugposition den Bewertungspunkt ep(j) mit der Befehlsgeschwindigkeit Vf. Beispielsweise dann, wenn die Befehlsgeschwindigkeit Vf zu ¼ der normalen Geschwindigkeit festgelegt ist, lässt die Distanz ΔD < Vf.ΔT ebenso zu ¼ reduzieren.

D. h., das Ausgangsintervall (die Ausgangsdistanz) ΔD der Werkzeugposition lässt sich mit feinerem Abstand in der Nähe des Unstetigkeitsintervalls festlegen, beispielsweise gemäß atp(1), atp(2), atp(3), . . . nach Fig. 14. Demnach kann der Werkzeugweg genauer entlang der gekrümmten Oberfläche S vorgesehen sein. Demnach lassen Unregelmäßigkeiten der bearbeiteten Oberfläche usw. vermeiden, die wie der Kratzer aussehen.

Die Distanz ΔD von der momentanen Werkzeugposition tp(k) zu der nachfolgenden Werkzeugposition tp(k+1) lässt sich wie folgt angeben. Ein Verfahren zum Entscheiden der nachfolgenden Werkzeugposition tp(k+1), der gegenüber der momentanen Werkzeugposition tp(k) um die Distanz ΔD so beabstandet ist, dass keine Interferenz zwischen dem Werkzeug und der gekrümmten Oberfläche bewirkt wird, wird nachfolgend erläutert.

Nun wird in dem Schritt S53 entschieden, ob die momentane Werkzeugposition bereits durch das Verzögerungsintervall geführt wurde oder nicht. Gilt JA, so wird ein Geschwindigkeitsrückführbefehl zum Rückführen der Werkzeuggeschwindigkeit zur normalen Geschwindigkeit abgegeben (Schritt S54). Der Befehlsgeschwindigkeits- Entscheidungsabschnitt 42 entscheidet die Befehlsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der bei dem Schritt S52 oder dem Schritt S54 abgegebenen Befehlsgeschwindigkeit, und anschließend entscheidet der Werkzeugpositions-Entscheidungsabschnitt 43 die Werkzeugposition (Schritt S55).

Da weiterhin die Arbeit mit der normalen Geschwindigkeit in dem Bereich fortschreitet, der sich von der Nachbarschaft des Unstetigkeitsintervalls unterscheidet, besteht keine Möglichkeit dahingehend, dass die Gesamtbearbeitungsgeschwindigkeit verringert ist, wodurch die Verbesserung der Produktivität vermieden würde.

Die Entscheidung der Werkzeugposition in der Nähe des Unstetigkeitsintervalls erfolgt nicht wie beim Stand der Technik durch Bilden der Werkzeugwegdaten in Ansprechen auf die Daten der gekrümmten Oberfläche und anschließendes Berechnen der Werkzeugposition auf der Grundlage der Werkzeugwegdaten mit der Interpolation durch das numerisch gesteuerte System, sondern durch Berechnen der Werkzeugposition auf der Grundlage der Daten der gekrümmten Oberfläche ohne jede Interpolation. Demnach kann der Werkzeugweg nahe bei dem idealen Weg festgelegt werden, und zwar durch Festlegen der Werkzeuggeschwindigkeit auf einen niedrigen Wert in der Nähe des Unstetigkeitsintervalls.

Nun werden Details des Schritts S55 hier nachfolgend erläutert. Zunächst berechnet der Werkzeugpositions- Entscheidungsabschnitt 43 die Distanz ΔD = F.ΔT, und die Entscheidung erfolgt anhand der zuvor vorgegebenen Befehlsgeschwindigkeit F und der Abtastdistanz ΔT. Die nachfolgende Werkzeugposition wird letztendlich bei einem Punkt entschieden, der gemäß der Distanz ΔT beabstandet ist, und zwar nachdem die Störvermeidungsberechnung des Werkzeugs in der selben Weise wie diejenige ausgeführt wird, die zuvor in Zusammenhang mit dem Schritt S42 nach Fig. 4 beschrieben ist.

Nachfolgend lässt sich die Werkzeugposition durch insgesamt die selbe Vorgehensweise wie derjenigen berechnen, die zum Berechnen der Werkzeugwegabtastpunkte in dem Schritt S33 bis S36 nach Fig. 4 verwendet wird. Die Fig. 13A und 13B zeigen ein Konzept zum Berechnen der nachfolgenden Werkzeugposition anhand der momentanen Werkzeugposition an der gekrümmten Oberfläche. Gemäß Fig. 13B erfolgt ein Berechnen eines zeitweisen Kandidatenpunkts w1, der gegenüber dem Punkt p(k) als momentane Werkzeugposition um die Distanz AD an dem geplanten Werkzeugweg TRJ in der XY-Ebene beabstandet ist. Eine Werkzeugposition tw1, die erhalten wird, wenn das Werkzeug virtuell an die XY-Achsenkoordinaten des zeitweisen Kandidatenpunkts w1 so angeordnet wird, dass keine Störung mit der gekrümmten Oberfläche auftritt, sondern lediglich ein präziser Kontakt mit der gekrümmten Oberfläche entsteht, wie in Fig. 13A gezeigt, wird als Werkzeugpositions-Kandidatenpunkt festgelegt.

Anschließend erfolgt die Berechnung einer Distanz ΔDt zwischen der momentanen Werkzeugposition tp(k) und dem Werkzeugpositions-Kandidatenpunkt tw1 in dem dreidimensionalen Raum. Anschließend wird entschieden, dass die Differenz zwischen der Distanz ΔDt und der Distanz ΔD kleiner als ein vorgegebener infinitesimaler Wert e ist. Im Ergebnis wird dann, wenn die Differenz zwischen der Distanz ΔDt und der Distanz ΔD kleiner als der vorgegebene infinitesimale Wert e ist, der Werkzeugpositions- Kandidatenpunkt tw1 als nachfolgende Werkzeugposition tp(k+1) entschieden.

Im Gegensatz hierzu liegt dann, wenn die Differenz zwischen der Distanz ΔDt und der Distanz ΔD den vorgegebenen infinitesimalen Wert e übersteigt, die Distanz ΔDt zu weit entfernt, um angewandt zu werden. Demnach wird der Werkzeugpositions-Kandidatenpunkt in einen anderen zeitweisen Kandidatenpunkt w2 geändert, der näher bei dem Punkt p(k) als momentaner Werkzeugposition liegt, als der momentane zeitweise Kandidatenpunkt w1 an dem geplanten Pfadort TRJ in der XY-Stelle. Anschließend wird der Werkzeugpositions- Kandidatenpunkt detektiert, indem erneut die Distanz ΔDt zwischen der momentanen Werkzeugposition tp(k) und dem Werkzeugpositions-Kandidatenpunkt tw2 in dem dreidimensionalen Raum berechnet wird, und dann wird die nachfolgende Werkzeugposition tp(k+1) durch Auffinden des Werkzeugpositions-Kandidatenpunkts entschieden, der eine Differenz ermöglicht, die kleiner als e ist.

Der Betrieb des Werkzeugpositions-Entscheidungsabschnitts 43 verläuft so, wie oben beschrieben. Die Werkzeugpositionsdaten, die wie oben beschrieben erhalten werden, werden zu einem (nicht gezeigten) Servocontroller über den Werkzeugpositionsdaten-Pufferabschnitt 44 gesendet, und dann wird das numerisch gesteuerte System gesteuert.

Das obige Werkzeugstörvermeidungsberechnungsverfahren lässt sich in der selben Weise ausführen wie dasjenige, das dann ausgeführt wird, wenn der Werkzeugpfadabtast-Kandidatenpunkt in dem Schritt S32 gemäß Fig. 4 berechnet wird.

Die Fig. 15-17 zeigen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild zum Darstellen einer Konfiguration des numerisch gesteuerten System gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 16A und 16B zeigen Ansichten zum Darstellen der Situation, gemäß der die Werkzeugpfadabtastpunkte an einem Niveauunterschiedsabschnitt des Arbeitsobjekts festgelegt sind. Die Fig. 17 zeigt eine Ansicht zum Darstellen des Prinzips der Unstetigkeitsabschnittsextraktion in dem Niveauunterschiedsabschnitt.

Wie in Fig. 15 gezeigt, detektiert ein Niveauunterschiedsabschnitts-Extrahierabschnitt 50 den Niveauunterschiedsabschnitt bei dem Arbeitsobjekt. Enthält das Arbeitsobjekt einen stufenweisen Niveauunterschiedsabschnitt, wie in Fig. 16A gezeigt, oder einen neigungsartigen Niveauunterschiedsabschnitt, wie in Fig. 16B gezeigt, so sind die Werkzeugwegabtastpunkte bei dem Niveauunterschiedsabschnitt (die hier nachfolgend manchmal einfach als "Punkte" bezeichnet werden) Punkte ep(j-1), ep(j), ep(j+1) und ep(j+2), die jeweils in der Fig. 16A und der Fig. 16B gezeigt sind.

Wird in einem solchen Fall der Winkel zwischen dem ersten Vektor V1, der von dem Punkt ep(j-1) zu dem Punkt ep(j) zeigt und dem zweiten Vektor V2, der von dem Punkt ep(j+1) zu dem Punkt ep(j+2) zeigt, in der in Fig. 16B gezeigten Weise durch die Unstetigkeitsabschnitts-Extrahiereinheit 30 detektiert, die bei der obigen Ausführungsform 1 beschrieben ist, so nimmt ein derartiger Winkel den Wert Null an. Im Ergebnis lässt sich der Niveauunterschiedsabschnitt nicht detektieren.

Demnach ist es, wie in Fig. 15 gezeigt, möglich, den Pegelunterschiedsabschnitt durch Bereitstellen eines Pegelunterschiedsabschnitts-Extrahierabschnitts 50 zusätzlich zu der Unstetigkeitsabschnitt-Extrahiereinheit 30 zu detektieren.

Der Pegel- bzw. Niveauunterschiedsabschnitts- Extrahierabschnitt 50 extrahiert den Niveauunterschiedsabschnitt wie folgt. Wie in Fig. 17 gezeigt, lässt sich der Unterschied zwischen einem ersten Einheitsvektor UV1, der von dem Punkt ep(j-1) zu dem Punkt ep(j) zeigt, und einem zweiten Einheitsvektor UV2, der von dem Punkt ep(j) zu dem Punkt ep(j+1) zeigt, durch einen Vektor N(j) angeben, der in Fig. 17 nach oben zeigt.

Weiterhin lässt sich die Differenz zwischen dem zweiten Einheitsvektor UV2, der von dem Punkt ep(j) zu dem Punkt ep(j+1) zeigt, und einem dritten Einheitsvektor UV3, der von dem Punkt ep(j+1) zu dem Punkt ep(j+2) zeigt, durch einen Vektor N(j+1) angeben, der in Fig. 17 nach unten zeigt.

Auf diese Weise lässt sich der Niveauunterschiedsabschnitt extrahieren, indem die Tatsache berücksichtigt wird, dass deren Richtungen entgegengesetzt zueinander dann wären, wenn Unterschiedsvektoren zwischen den Einheitsvektoren der Vektoren zum Verbinden aufeinanderfolgender Werkzeugwegabtastpunkte detektiert werden.

Gemäß der Fig. 18, die das Prinzip der Unstetigkeitsabschnittsextraktion bei dem Niveauunterschiedsabschnitt anstelle der Extraktion des Unstetigkeitsabschnitts ausgehend von dem Winkel zwischen zwei Vektoren darstellt, erfolgt das Berechnen eines Krümmungsvektors r1 eines ersten Kreisbogens CR1, der durch die drei aufeinanderfolgenden Werkzeugwegabtastpunkte verläuft, d. h. den Punkten ep(j-1), ep(j), ep(j+1), und ebenso erfolgt die Berechnung eines Krümmungsvektors r2 eines zweiten Kreisbogens CR2, der durch die Punkte ep(j), ep(j+1), ep(j+2) verläuft. Anschließend kann entschieden werden, dass, sofern die Richtungen der beiden Krümmungsvektoren r1, r2 entgegengesetzt zueinander verlaufen, der Unstetigkeitsabschnitt in dem Intervall zwischen den Punkten ep(j) und ep(j+1) vorliegt.

Wie oben beschrieben, werden gemäß dieser Ausführungsform die Werkzeugpositionsdaten durch Festlegen der Werkzeugwegabtastpunkte in Echtzeit gebildet, sowie durch anschließendes Extrahieren der Unstetigkeitsabschnitte und nachfolgendes virtuelles Anordnen des Werkzeugs für einen Kontakt zu der gekrümmten Oberfläche. Demnach besteht, anders als bei den Bearbeitungsverfahren nach dem Stand der Technik, kein Erfordernis dahingehend, dass die Werkzeugdaten vorab durch das CAD/CAM-System vorbereitet werden, und demnach lässt sich eine Zunahme des Datenumfangs vermeiden. Weiterhin kann diese Ausführungsform einfach die Werkzeugänderung usw. an Ort und Stelle bzw. unmittelbar handhaben. Demnach lässt sich die Produktivität verbessern.

Zudem lässt sich aufgrund der Tatsache, dass Werkzeugpositionsdaten in der Nähe des Unstetigkeitsabschnitts so gebildet werden, dass das Werkzeug in virtuellen Kontakt zu der gekrümmten Oberfläche gelangt und die Bearbeitungsgeschwindigkeit verzögert ist, die gekrümmte Oberfläche genauer in der Nähe des Unstetigkeitsabschnitts wie einem Eckenabschnitt, usw. bearbeiten, bei dem die gekrümmten Flächen einander kreuzen.

Demnach lässt sich vermeiden, dass der Unstetigkeitsabschnitt wie ein nutartiger Kratzer oder ein schnurförmiger Vorsprung aussieht, und demnach lässt sich die Verbesserung der Arbeitsqualität erzielen.

Zusätzlich sind aufgrund der Tatsache, dass die Werkzeugwegabtastpunktdaten in dem Abtastpunkt- Pufferabschnitt 22 der Werkzeugwegabtastpunkt-Einstelleinheit 20 gespeichert sind, beispielsweise minimal vier Datenwerte zum Speichern ausreichen. Demnach lässt sich die Werkzeugwegabtastpunkt-Einstelleinheit kostengünstig aufbauen.

Gemäß den obigen Ausführungsformen erfolgt das Festlegen der Werkzeugwegabtastpunkte, das Extrahieren des Unstetigkeitsabschnitts an dem Werkzeugweg und das Bilden der Werkzeugpositionsdaten in Echtzeit, jedoch kann ein Stapel- bzw. Batch-Betriebssystem eingesetzt werden. D. h., die Extraktion des Unstetigkeitsabschnitts kann vorab durch die Unstetigkeitsabschnitts-Extrahiereinheit ausgeführt werden, durch Festlegen der Werkzeugwegabtastpunkte durch die Werkzeugwegabtastpunkt-Einstelleinheit 20, und dann können die Werkzeugpositionsdaten unter Verwendung der extrahierten Information des Unstetigkeitsabschnitts gebildet werden.

Bei den obigen Ausführungsformen lässt sich normalerweise das numerisch gesteuerte System durch den Mikrocomputer mit einem Mikroprozessor implementieren. Jedoch können die jeweiligen Aufgabenstellungen, wie das Erzeugen der Bahndaten und das Speichern der Eingabedaten, das Entscheiden der Werkzeugwegabtastpunkte, das Extrahieren des Unstetigkeitsabschnitts, das Entscheiden der Befehlsgeschwindigkeit, das Entscheiden der Werkzeugposition, usw. beispielsweise unter Verwendung der Mikrocomputer mit mehreren Mikroprozessoren geteilt ausgeführt werden, und dann lässt sich die Prozessgeschwindigkeit durch paralleles Ausführen dieser Prozesse in Echtzeit verbessern.

Gemäß den obigen Ausführungsformen berechnet die Werkzeugwegabtastpunkt-Einstelleinheit 20 jeweils Bewertungspunkte durch virtuelles Anordnen des Werkzeugs so, dass das Werkzeug in Kontakt zu der bearbeiteten Oberfläche gelangt, und die Distanz ΔL zu dem nachfolgenden Bewertungspunkt konstant festgelegt ist (Fig. 5B). Jedoch können zum Erhöhen der Datenverarbeitungsgeschwindigkeit die Bewertungsdaten beispielsweise durch Festlegen der Bewertungspunkte mit einem gleichen Intervall an dem geplanten Wegeort TRJ in Fig. 5B berechnet werden. Weiterhin lässt sich die Bewertungsgenauigkeit erhöhen, indem das Intervall ΔL zwischen den Bewertungspunkten erheblich kleiner als die Werkzeugzuführdistanz ΔD = F.ΔT festgelegt wird (siehe Fig. 13B).

Bei den obigen Ausführungsformen entspricht der Prozessanwendungsabschnitt des numerisch zu steuernden Systems dem Werkzeug der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf das numerisch gesteuerte System der Werkzeugmaschine begrenzt. Die vorliegende Erfindung lässt sich auf das numerisch gesteuerte System für das Robotersystem usw. anwenden, und es lassen sich ähnliche Vorteile erzielen. Das Robotersystem zum Ausführen des Abschluss- bzw. Finish- Prozesses der bearbeiteten Oberfläche unter Verwendung des Schleifsteins als Bearbeitungsanwendungsabschnitt, etc. kann beispielsweise betrachtet werden.

Die vorliegende Erfindung kann die nachfolgend herausgestellten Vorteile ermöglichen, da sie so wie oben erläutert, aufgebaut ist.

Das numerisch gesteuerte System der vorliegenden Erfindung enthält eine Bewertungsvorrichtung zum Bilden von Bewertungsdaten durch virtuelles Anordnen eines Bearbeitungsanwendungsabschnitts eines numerisch zu steuernden Systems an einem vorgegebenen geplanten Wegeort derart, dass es in Kontakt mit einer bearbeiteten Oberfläche eines Bearbeitungsobjekts gelangt, und das Festlegen mehrerer Bewertungspunkte ermöglicht das Bewerten einer Form der bearbeiteten Oberfläche; ferner enthält es eine Unstetigkeitsabschnitts-Extrahiervorrichtung zum Extrahieren eines Unstetigkeitsabschnitts einer Form der bearbeiteten Oberfläche auf der Grundlage der Bewertungsdaten; und eine Bearbeitungsanwendungsabschnitts-Positionsdaten- Bildungsvorrichtung zum Berechnen einer Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition durch virtuelles Anordnen des Bearbeitungsanwendungsabschnitts derart, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsanwendungsabschnitts zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit in einer Nachbarschaft eines Unstetigkeitsabschnitts verzögert wird und der Bearbeitungsanwendungsabschnitt in Kontakt zu der bearbeiteten Oberfläche gelangt, und derart, dass dann diese berechnete Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition bei dem numerisch gesteuerten System bereitgestellt wird.

Demnach ist aufgrund der Tatsache, dass die Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition durch virtuelles Anordnen des Bearbeitungsanwendungsabschnitts so berechnet wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsanwendungsabschnitts zu der vorgegebenen Geschwindigkeit in der Nachbarschaft des Unstetigkeitsabschnitts verzögert ist, und zwar durch Extrahieren des Unstetigkeitsabschnitts, und ferner aufgrund der Tatsache, dass das Werkzeug in Kontakt zu der bearbeiteten Oberfläche gelangt, die Prozessanwendungsabschnittsposition in der Nachbarschaft des Unstetigkeitsabschnitts ein getreueres Abbild der Form der bearbeiteten Oberfläche des Bearbeitungsobjekts, und ebenso lässt sich die Bearbeitungsqualität verbessern. Weiterhin lässt sich aufgrund der Tatsache, dass die Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition so entschieden wird, dass der Bearbeitungsanwendungsabschnitt virtuell in Kontakt zu der bearbeiteten Oberfläche des Bearbeitungsobjekts gelangt, die Zunahme des Datenumfangs unterbinden, und die Reduktion des Betriebswirkungsgrads lässt sich vermeiden.

Weiterhin werden die Betriebsabläufe der Bewertungsvorrichtung, der Unstetigkeitsabschnitts- Extrahiervorrichtung und der Bearbeitungsanwendungsabschnitts-Positionsdaten- Bildungsvorrichtung in Echtzeit ausgeführt. Demnach lässt sich die Gesamtverarbeitungszeit durch Ausführen dieser Betriebsabläufe in Echtzeit verkürzen, und die Produktivität lässt sich verbessern.

Zudem extrahiert die Unstetigkeitsabschnitts- Extrahiervorrichtung den Unstetigkeitsabschnitt auf der Grundlage von drei oder mehr aufeinanderfolgenden Bewertungspunkten. Demnach lässt sich der Unstetigkeitsabschnitt mit einem einfachen Verfahren extrahieren.

Ferner extrahiert die Unstetigkeitsabschnitts- Extrahiervorrichtung den Unstetigkeitsabschnitt auf der Grundlage eines Winkels zwischen einem ersten Vektor, der von einem ersten Bewertungspunkt zu einem zweiten Bewertungspunkt zeigt, sowie einem zweiten Vektor, der von einem dritten Bewertungspunkt zu einem vierten Bewertungspunkt zeigt, und der vierte Bewertungspunkt besteht aus vier aufeinanderfolgenden Bewertungspunkten. Demnach lässt sich der Unstetigkeitsabschnitt einfach mit einem derartigen einfachen Verfahren extrahieren.

Ferner extrahiert die Unstetigkeitsabschnitts- Extrahiervorrichtung den Unstetigkeitsabschnitt auf der Grundlage einer Richtung eines ersten Differenzvektors zwischen einem ersten Einheitsvektor, der von einem ersten Bewertungspunkt zu einem zweiten Bewertungspunkt zeigt, sowie einem zweiten Einheitsvektor, der von dem zweiten Bewertungspunkt zu einem dritten Bewertungspunkt zeigt, sowie einer Richtung eines zweiten Differenzvektors zwischen dem zweiten Einheitsvektor und einem dritten Einheitsvektor, der von dem dritten Bewertungspunkt zu einem vierten Bewertungspunkt zeigt, und der erste bis vierte Bewertungspunkt sind vier aufeinanderfolgende Bewertungspunkte. Demnach lässt sich der Niveauunterschiedsabschnitt als Unstetigkeitsabschnitt einfach extrahieren.

Übrigens berechnet die Unstetigkeitsabschnitts- Extrahiervorrichtung einen ersten Krümmungsvektor in einer Nachbarschaft dreier Bewertungspunkte - d. h. eines ersten, zweiten und dritten Bewertungspunkts aus vier aufeinanderfolgenden Bewertungspunkten - sowie einen zweiten Krümmungsvektor in der Nachbarschaft dreier Bewertungspunkte - d. h. des zweiten, dritten und vierten Bewertungspunktes - und sie extrahiert dann den Unstetigkeitsabschnitt auf der Grundlage des ersten Krümmungsvektors und des zweiten Krümmungsvektors. Demnach lässt sich der Unstetigkeitsabschnitt einfach durch Berücksichtigen der Krümmungsvektoren extrahieren.

Weiterhin enthält das numerische Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung die Schritte zum Bilden von Bewertungsdaten durch virtuelles Anordnen eines Bearbeitungsanwendungsabschnitts eines numerisch zu steuernden Systems an einem vorgegebenen geplanten Wegeort so, dass sie in Kontakt zu einer bearbeiteten Oberfläche eines Bearbeitungsobjekts gelangt, sowie durch Festlegen mehrerer Bewertungspunkte zum Bewerten einer Form der bearbeiteten Oberfläche; ferner das Extrahieren eines Unstetigkeitsabschnitts einer Form der bearbeiteten Oberfläche auf der Grundlage der Bewertungsdaten; das Berechnen einer Prozessanwendungsabschnittsposition durch virtuelles Anordnen des Prozessanwendungsabschnitts derart, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsanwendungsabschnitts zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit bei einer Nachbarschaft des Unstetigkeitsabschnitts verzögert ist, und so, dass der Bearbeitungsanwendungsabschnitt in Kontakt zu der bearbeiteten Oberfläche gelangt; und ferner das Bereitstellen dieser berechneten Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition zu dem numerisch gesteuerten System. Demnach ist aufgrund der Tatsache, dass die Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition durch virtuelles Anordnen des Bearbeitungsanwendungsabschnitts derart berechnet wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsanwendungsabschnitts zu der vorgegebenen Geschwindigkeit in der Nachbarschaft des Unstetigkeitsabschnitts verzögert ist, durch Extrahieren des Unstetigkeitsabschnitts, und aufgrund der Tatsache, dass das Werkzeug in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche gelangt, die Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition in der Nachbarschaft des Unstetigkeitsabschnitts genauer (more faithful) an die Form der bearbeiteten Oberfläche des Bearbeitungsobjekts angepasst, und ebenso ist die Bearbeitungsqualität verbessert. Weiterhin lässt sich aufgrund der Tatsache, dass die Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition so entschieden wird, dass der Bearbeitungsanwendungsabschnitt in virtuellen Kontakt zu der bearbeiteten Oberfläche des Bearbeitungsobjekts gelangt, die Zunahme der Datenmenge vermeiden, und zudem lässt sich die Reduktion des Bearbeitungswirkungsgrads vermeiden.

Claims (7)

1. Numerisch gesteuertes System, enthaltend:
einen Bewertungsabschnitt zum Bilden von Bewertungsdaten durch virtuelles Anordnen eines Bearbeitungsanwendungsabschnitts eines numerisch zu steuernden Systems an einem vorgegebenen geplanten Wegeort derart, dass er in Kontakt mit einer bearbeiteten Oberfläche eines Bearbeitungsobjekts gelangt, und durch Festlegen mehrerer Bewertungspunkte zum Bewerten einer Form der bearbeiteten Oberfläche;
einen Unstetigkeitsabschnitts-Extrahierabschnitt zum Extrahieren eines Unstetigkeitsabschnitts einer Form der bearbeiteten Oberfläche auf der Grundlage der Bewertungsdaten; und
einen Bearbeitungsanwendungsabschnitts-Positionsdaten- Bildungsabschnitt zum Berechnen einer Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition durch virtuelles Anordnen des Bearbeitungsanwendungsabschnitts derart, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsanwendungsabschnitts zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit in einer Nähe des Unstetigkeitsabschnitts verzögert ist, und dass der Bearbeitungsanwendungsabschnitt in Kontakt mit der bearbeiteten Oberfläche gelangt, sowie zum Bereitstellen dieser berechneten Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition bei dem numerisch gesteuerten System.

2. Numerisch gesteuertes System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsabläufe des Bewertungsabschnitts, des Unstetigkeitsabschnitts- Extrahierabschnitts und des Bearbeitungsanwendungsabschnitts-Positionsdaten- Bildungsabschnitts in Echtzeit ausgeführt sind.

3. Numerisch gesteuertes System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unstetigkeitsabschnitts- Extrahierabschnitt den Unstetigkeitsabschnitt auf der Grundlage dreier oder mehrerer aufeinanderfolgender Bewertungspunkt extrahiert.

4. Numerisch gesteuertes System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unstetigkeitsabschnitts- Extrahierabschnitt den Unstetigkeitsabschnitt auf der Grundlage eines Winkels extrahiert, und zwar zwischen einem ersten Vektor, der von einem ersten Bewertungspunkt zu einem zweiten Bewertungspunkt zeigt, sowie einem zweiten Vektor, der von einem dritten Bewertungspunkt zu einem vierten Bewertungspunkt zeigt, und dass der erste bis vierte Bewertungspunkt vier aufeinanderfolgende Bewertungspunkte sind.

5. Numerisch gesteuertes System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unstetigkeitsabschnitts- Extrahierabschnitt den Unstetigkeitsabschnitt extrahiert, und zwar auf Grundlage einer Richtung eines ersten Differenzvektors zwischen einem ersten Einheitsvektor, der von einem ersten Bewertungspunkt zu einem zweiten Bewertungspunkt zeigt, und einem zweiten Einheitsvektor, der von dem zweiten Bewertungspunkt zu einem dritten Bewertungspunkt zeigt, sowie einer Richtung eines zweiten Differenzvektors zwischen dem zweiten Einheitsvektor und einem dritten Einheitsvektor, der von dem dritten Bewertungspunkt zu einem vierten Bewertungspunkt zeigt, und dass der erste bis vierte Bewertungspunkt aus vier aufeinanderfolgenden Bewertungspunkten ausgewählt sind.

6. Numerisch gesteuertes System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unstetigkeitsabschnitts- Extrahierabschnitt einen ersten Krümmungsvektor in einer Nähe dreier Bewertungspunkte - d. h. eines ersten, zweiten und dritten Bewertungspunkts aus vier aufeinanderfolgenden Bewertungspunkten - berechnet, sowie einen zweiten Krümmungsvektor in einer Nähe von drei Bewertungspunkten - d. h. des zweiten, dritten und vierten Bewertungspunkts - und dass er den Unstetigkeitsabschnitt auf der Grundlage des ersten Krümmungsvektors und des zweiten Krümmungsvektors extrahiert.

7. Numerisches Steuerverfahren, enthaltend die Schritte:
Bilden von Bewertungsdaten durch virtuelles Anordnen eines Bearbeitungsanwendungsabschnitts eines numerisch zu steuernden Systems an einem vorgegebenen geplanten Wegeort derart, dass er in Kontakt mit einer bearbeiteten Oberfläche eines Bearbeitungsobjekts gelangt, sowie durch Festlegen mehrerer Bewertungspunkte zum Bewerten einer Form der bearbeiteten Oberfläche;
Extrahieren eines Unstetigkeitsabschnitts einer Form der bearbeiteten Oberfläche auf der Grundlage der Bewertungsdaten;
Berechnen einer Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition durch virtuelles Anordnen des Bearbeitungsanwendungsabschnitts derart, dass eine Bewegungsgeschwindigkeit des Bearbeitungsanwendungsabschnitts zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit in einer Nähe des Unstetigkeitsabschnitts verzögert ist, und der Bearbeitungsanwendungsabschnitt in Kontakt zu der bearbeiteten Oberfläche gelangt; und
Bereitstellen dieser berechneten Bearbeitungsanwendungsabschnittsposition bei dem numerisch gesteuerten System.