DE102004033098A1

DE102004033098A1 - Automatische Programmiereinrichtung

Info

Publication number: DE102004033098A1
Application number: DE102004033098A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Yamatokoriyama Nakamura
Original assignee: Mori Seiki Co Ltd; Intelligent Manufacturing Systems International Inc
Current assignee: DMG Mori Co Ltd; Intelligent Manufacturing Systems International Inc
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2005-03-24
Also published as: JP2005031904A; JP4044958B2; US6957123B2; US20050010327A1

Abstract

Eine automatische Programmiereinrichtung 1 enthält: einen Abschnitt 12 zum Erzeugen der Werkzeugwegdaten, welcher Bewegungswegdaten für ein halbfertigendes Werkzeug durch das Analysieren eines NC-Programms erzeugt; einen Abschnitt 16 zum Erzeugen der Werkstückformdaten, welcher Bereiche berechnet, über welchen der Rohling, basierend auf den Bewegungswegdaten, zu bearbeiten ist, und welcher Formdaten eines halbgefertigten Werkstücks durch das Löschen der bearbeiteten Bereiche aus der Form des Rohlings erzeugt und auch attributive Daten erzeugt, welche anzeigen, dass die Flächen, welche durch die Verarbeitung des Löschens neu erzeugt wurden, bearbeitete Flächen sind; einen Abschnitt 20 zum Erzeugen der CL-Daten, welcher CL-Daten durch das Einstellen der Kanten der benachbarten Flächen als Bearbeitungsabschnitte, basierend auf den Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und den attributiven Daten, erzeugt; und einen Abschnitt 23 zum Erzeugen eines NC-Programms, welcher die CL-Daten in das NC-Programm zum Durchführen des Abkantens umwandelt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Programmiereinrichtung, welche automatisch ein NC-Programm zum numerischen Steuern einer Werkzeugmaschine, oder genauer ein NC-Programm zum Anwenden des Abkantens auf die Kanten der bearbeiteten Flächen eines halbgefertigten Werkstücks erzeugt, welches durch das Bearbeiten eines Rohlings erhalten wird, welcher in eine im Voraus bestimmte Form zu bearbeiten ist.
Beschreibung des Stands der Technik
Wenn ein Rohling als ein zu bearbeitendes Material durch eine Werkzeugmaschine in eine vorgeschriebene Produktform bearbeitet wird, können Grate an den Kanten der bearbeitenden Flächen erzeugt werden. Solche Grate können nicht nur eine Bedienperson verletzen, wenn diese sie versehentlich berührt, sondern sind auch aus Sicht des Erscheinungsbildes des Produkts unerwünscht; daher werden Grate nach Bedarf beispielsweise unter Verwendung eines Roboters entfernt und der Rohling wird in die Form des Endprodukts endbearbeitet.
Der Roboter ist zum Arbeiten nach einem im Voraus erzeugten Steuerprogramm vorgesehen, um die Kanten der bearbeiteten Flächen des Produkts durch das Abkanten (leichtes Abkanten) der Kanten durch das Verwenden eines an seinem Greifer angebrachten Werkzeugs (Schleifmaschine oder Ähnliches) zu entgraten. Im Stand der Technik wird solch ein Steuerprogramm auf die folgende Weise erzeugt.

Zuerst zeigt die Bedienperson die durch ein CAD-System erzeugten CAD-Daten des Produkts auf einer Elektronenstrahlröhre an und wählt ein geeignetes geometrisches Element (geometrische Linie, etc.) aus den angezeigten Daten durch das Verwenden einer Maus oder Ähnlichem aus, um einen Werkzeugweg zu erzeugen, so dass das Abkanten an dem dem ausgewählten geometrischen Element entsprechenden Abschnitt appliziert werden wird. Dann wird basierend auf dem folglich erzeugten Werkzeugweg das Steuerprogramm erzeugt (nehmen Sie Bezug auf die japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-165509).

Das oben erwähnte Verfahren, welches die Bedienperson zum Auswählen und Spezifizieren des zu entgratenden Abschnitts des Produkts beim Erzeugen des Steuerprogramms benötigt, war jedoch nicht nur ineffizient, sondern wies auch das Problem auf, dass aufgrund des Fehlers einer Bedienperson (menschliches Versagen) ein Abschnitt ausgewählt und als zu entgratender Abschnitt spezifiziert werden kann, welcher eigentlich nicht entgratet werden muss, oder umgekehrt der das Entgraten benötigende Abschnitt nicht ausgewählt und als der zu entgratende Abschnitt spezifiziert werden kann.

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben geschilderten Situation ausgearbeitet und es ist eine Aufgabe der Erfindung eine automatische Programmiereinrichtung zu liefern, welche ein NC-Programm zum Durchführen des Abkantens genau und effektiv erzeugen kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um die oben erwähnte Aufgabe zu erreichen, enthält eine automatische Programmiereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung, welche ein NC-Programm zum Applizieren des Abkantens auf den Kanten der bearbeiteten Flächen eines halbgefertigten Werkstücks automatisch erzeugt, welches durch das Bearbeiten eines in eine im Voraus bestimmte Form zu bearbeitenden Rohlings erhalten wurde:
einen Speicherabschnitt für das NC-Programm, welcher ein NC-Programm speichert, welches aufgebaut ist, um den Rohling in das halbgefertigte Werkstück zu bearbeiten, wobei das NC-Programm zumindest die Bewegungsposition eines Werkzeugs enthält;
einen Rohling-Speicherabschnitt, welcher die die Form des Rohlings definierenden Formdaten und die das Material des Rohlings betreffenden Materialdaten speichert;
einen Werkzeugformdaten-Speicherabschnitt, welcher die die Form des zum Bearbeiten in das halbgefertigte Werkstück zu verwendenden Werkzeugs definierenden Formdaten speichert;
einen Werkstückformdaten-Speicherabschnitt, welcher die die Form des halbgefertigten Werkstücks definierenden Formdaten speichert;
einen Speicherabschnitt der Anfaswerkzeugdaten zum Speichern von Daten, welche die Hauptangaben eines Anfaswerkzeugs betreffen, wie z.B. die Maße und das Material;
einen Speicherabschnitt der Bearbeitungszustandsdaten, welcher die gemäß dem Material des Rohlings und den Hauptangaben des Anfaswerkzeugs eingestellten Bearbeitungszustände speichert;
einen Speicherabschnitt für Werkzeugwegdaten, welcher das im Speicherabschnitt des NC-Programms gespeicherte NC-Programm analysiert und nach dem Abfragen der Bewegungsposition des Werkzeugs die den Bewegungsweg des Werkzeugs betreffenden Werkzeugwegdaten erzeugt;
einen Abschnitt zum Erzeugen der Werkstückformdaten, welcher basierend auf den im Speicherabschnitt der Rohlingdaten bzw. im Speicherabschnitt der Werkzeugformdaten gespeicherten Formdaten und den durch den Abschnitt zum Erzeugen der Werkzeugwegdaten erzeugten Werkzeugwegdaten nacheinander die Bereiche berechnet, über welchen der Rohling durch das halbfertigende Werkzeug zu bearbeiten ist, wenn das halbfertigende Werkzeug anschließend entlang dem Werkzeugweg bewegt wird, und welcher durch das Durchführen der Verarbeitung, um die berechneten, bearbeiteten Bereiche aus der Form des Rohlings zu löschen, die das halbgefertigte Werkstück betreffende Formdaten und auch attributive Daten erzeugt, welche anzeigen, dass Flächen, welche durch das Durchführen der Verarbeitung, um die bearbeiteten Bereiche aus der Form des Rohlings zu löschen, neu erzeugt wurden, die bearbeiteten Flächen sind, wobei die erzeugten Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und die attributiven Daten dann einander zugeordnet und im Speicherabschnitt der Werkstückformdaten gespeichert werden;
einen Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten, welcher basierend auf den Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und attributiven Daten, welche im Speicherabschnitt der Werkstückformdaten gespeichert sind, die bearbeiteten Flächen des halbgefertigten Werkstücks und die Formen der bearbeiteten Flächen erkennt und die Kanten der erkannten, bearbeiteten Flächen als Bearbeitungsabschnitte einstellt und dann basierend auf den im Speicherabschnitt der Rohlingdaten gespeicherten Materialdaten des Rohlings und den im Speicherabschnitt der Anfaswerkszeugdaten bzw. im Speicherabschnitt der Bearbeitungszustandsdaten gespeicherten Daten CL-Daten zum Abkanten der folglich eingestellten Abschnitte erzeugt, welche zumindest die das zum Abkanten zu verwendende Werkzeug betreffenden Daten, die Vorschub- und Umdrehungsgeschwindigkeit des Anfaswerkzeugs betreffende Daten und Daten enthalten, welche die Bewegungsposition des Anfaswerkzeugs in einem Koordinatensystem des Werkstücks betreffen; und
einen Abschnitt zum Erzeugen eines NC-Programms, welcher aus der Bewegungsposition im Werkstückkoordinatensystem ein NC-Programm zum Abkanten erzeugt, welches in den durch den Abschnitt zum Erzeugen der CL-Daten erzeugten CL-Daten definiert ist.

Nach dieser Erfindung ist das NC-Programm im Speicherabschnitt des NC-Programms gespeichert, welches zum Bearbeiten des Rohlings aufgebaut ist, welcher durch das Verwenden einer geeigneten Werkzeugart, wie z.B. eines Schaftfräsers oder Stirnfräsers, in ein halbgefertigtes Werkstück einer vorgeschriebenen Form zu bearbeiten ist, und welches daraus besteht, dass es mindestens die Bewegungsposition des Werkzeugs enthält.

Andererseits werden die die Rohlingform definierenden Formdaten und die das Material des Rohlings betreffenden Materialdaten im Speicherabschnitt der Rohlingdaten gespeichert und die Daten, welche die Form des zur Bearbeitung in das halbgefertigte Werkstück zu verwendenden Werkzeugs (des im NC-Programm bezeichneten Werkzeugs) betreffen, im Speicherabschnitt der Werkzeugformdaten gespeichert.

Die Formdaten sind durch das Enthalten von mindestens den Daten der Scheitelpunkte, welche jeweils durch einen Koordinatenwert im dreidimensionalen Raum beschrieben sind, den Gleichungsdaten der Kanten, welche jeweils eine Linie ist, welche zwei Scheitelpunkte verbindet, den Kantendaten zum Zuordnen jeder Kante mit den zwei Scheitelpunkten, den Gleichungsdaten der Flächen, welche jeweils durch Kanten eingegrenzt sind, und den Flächendaten zum Assoziieren jeder Fläche mit den Kanten gebildet.

Die Daten, welche die Merkmale des Anfaswerkzeugs zum Durchführen des Abkantens betreffen, wie z.B. die Maße und das Material des Anfaswerkzeugs, sind im Speicherabschnitt der Anfaswerkzeugdaten gespeichert und die Daten, welche die Bearbeitungszustände betreffen, welche gemäß dem Material des Rohlings und den Merkmalen des Anfaswerkzeugs eingestellt sind, sind im Speicherabschnitt der Bearbeitungszustandsdaten gespeichert. Die Bearbeitungszustandsdaten sind Daten, welche die Vorschubgeschwindigkeit (Vorschub pro Zahn), die Schnittgeschwindigkeit etc. des Anfaswerkzeugs betreffen, und sind für jedes Anfaswerkzeug gemäß dem Material des Rohlings und dem Material des Werkzeugs eingestellt.

Der Abschnitt zum Erzeugen der Werkzeugwegdaten erzeugt nach dem Analysieren des im Speicherabschnitt des NC-Programms gespeicherten NC-Programms und dem Abfragen der Bewegungsposition des Werkzeugs die Werkzeugwegdaten, welche den Bewegungsweg des Werkzeugs betreffen.

Basierend auf den im Speicherabschnitt der Rohlingdaten bzw. dem Speicherabschnitt der Werkzeugdaten gespeicherten Formdaten und den durch den Abschnitt zum Erzeugen der Werkzeugwegdaten erzeugten Werkzeugwegdaten berechnet der Abschnitt zum Erzeugen der Werkstückformdaten anschließend die Bereiche, über welchen der Rohling durch das halbfertigende Werkzeug zu bearbeiten ist, wenn das halbfertigende Werkzeug anschließend entlang dem Werkzeugweg bewegt wird, und erzeugt durch das Ausführen der Verarbeitung, um die berechneten bearbeiteten Bereiche aus der Form des Rohlings zu löschen, die die Form des halbgefertigten Werkstücks definierenden Formdaten während er auch die attributiven Daten erzeugt, welche anzeigen, dass die Flächen, welche durch das Durchführen der Verarbeitung, um die bearbeiteten Bereiche aus der Form des Rohlings zu löschen, neu erzeugt wurden, die bearbeiteten Flächen sind.

D.h., nach dem Berechnen des Bereichs, über welchem sich die Form des Werkzeugs mit der Form des Rohlings überlagert, wenn das Werkzeug entlang dem Werkzeugweg relativ zum Rohling bewegt wird, werden die Formdaten des Rohlings durch das Erzeugen neuer Flächen im Abschnitt der Form des Rohlings aktualisiert, welche dem Interferenzbereich entspricht, um durch das Subtrahieren des Interferenzbereichs von der Form des Rohlings durch das Durchführen beispielsweise einer logischen Verknüpfung oder ähnlichem eine Form zu erhalten. Folglich werden die Formdaten erzeugt, welche das durch die Bearbeitung des Rohlings erhaltene, halbgefertigte Werkstück betreffen.

Zu dieser Zeit werden auch die attributiven Daten erzeugt, welche anzeigen, dass die neu erzeugten Flächen die bearbeiteten Flächen (durch das Werkzeug bearbeitete Flächen) sind, und die folglich erzeugten Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und die attributiven Daten einander zugeordnet und im Speicherabschnitt der Werkstückformdaten gespeichert.

Basierend auf den Daten, welche im Speicherabschnitt der Werkstückformdaten, dem Speicherabschnitt der Rohlingdaten, dem Speicherabschnitt des Anfaswerkzeugs bzw. im Speicherabschnitt der Bearbeitungszustandsdaten gespeichert sind, erzeugt danach der Abschnitt zum Erzeugen der CL-Daten die CL-Daten des Abkantens, welche zumindest die das zum Abkanten zu verwendende Werkzeug betreffenden Daten, die die Vorschubgeschwindigkeit und Umdrehungsgeschwindigkeit des Werkzeugs betreffenden Daten und die Bewegungsposition des Anfaswerkzeugs im Koordinatensystem des Werkstücks betreffen Daten enthalten.

Genauer werden aus der Vielzahl von Flächen, welche das halbgefertigte Werkstück bilden, die durch das Werkzeug bearbeiteten Flächen und ihre Formen basierend auf den Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und den attributiven Daten erkannt, welche im Speicherabschnitt der Werkstückformdaten gespeichert sind; danach werden die Kanten der erkannten, bearbeiteten Flächen als die Bearbeitungsabschnitte eingestellt und die Bearbeitungsreihenfolge für die folglich eingestellten Bearbeitungsabschnitte bestimmt.

Danach wird das zum Bearbeiten zu verwendende Anfaswerkzeug basierend auf den im Speicherabschnitt der Rohlingdaten gespeicherten Materialdaten des Rohlings durch das Bezug nehmen auf die im Speicherabschnitt der Anfaswerkszeugdaten gespeicherten Daten ausgewählt, wonach die Bearbeitungszustände, welche zum ausgewählten Anfaswerkzeug passen, durch das Bezug nahmen auf die im Speicherabschnitt der Bearbeitungszustandsdaten gespeicherten Daten eingestellt werden.

Danach werden basierend auf den folglich eingestellten Bearbeitungszuständen die die Umdrehungsgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit des ausgewählten Anfaswerkzeugs betreffenden Daten für jeden Bearbeitungsabschnitt gemäß der oben bestimmten Bearbeitungsreihenfolge erzeugt, während auch die Bewegungspositionsdaten des Anfaswerkzeugs im Koordinatensystem des Werkstücks erzeugt werden, und folglich werden die erzeugten Daten als die CL-Daten eingestellt.

Der Abschnitt zum Erzeugen eines NC-Programms erzeugt das NC-Programm des Abkantens aus der Bewegungsposition im Werkstückkoordinatensystem, welches in den durch den Abschnitt zum Erzeugen der CL-Daten erzeugten CL-Daten definiert ist.

Das Werkstückkoordinatensystem ist das Koordinatensystem, welches für das Werkstück eingestellt wird (Rohling oder halbgefertigtes Werkstück), welches auf der Werkzeugmaschine befestigt ist.

Wie oben beschrieben wurde, werden nach der automatischen Programmiereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Formdaten des halbgefertigten Werkstücks durch das Löschen der Bereiche des durch die Werkzeuge zu bearbeitenden Rohlings aus den Rohlingformdaten erzeugt, während auch die attributiven Daten erzeugt werden, welche anzeigen, dass die durch das Löschen der bearbeiteten Bereiche neu erzeugten Flächen die bearbeiteten Flächen sind, und die folglich erzeugten Formdaten und attributiven Daten werden durch das Assoziieren derselben miteinander gespeichert werden; dann werden basierend auf den folglich gespeicherten Formdaten und attributiven Daten die bearbeiteten Flächen des halbgefertigten Werkstücks und ihre Formen erkannt und die Kanten der erkannten, bearbeiteten Flächen als die abzukantenden Abschnitte eingestellt. Folglich kann das NC-Programm des Abkantens durch das automatische Auswählen von nur den Abschnitten, welche abgekantet werden müssen, genau und effizient erzeugt werden. Dann können während der Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine auf den Kanten der bearbeiteten Flächen des halbgefertigten Werkstücks erzeugte Grate unter Verwendung des folglich erzeugten NC-Programms effektiv durch die Werkzeugmaschine entfernt werden.

Basierend auf dem erzeugten NC-Programm des Abkantens und dem im Speicherabschnitt des NC-Programms gespeicherten NC-Programm der Halbfertigung führt der Abschnitt zum Erzeugen eines NC-Programms vorzugsweise eine Verarbeitung durch, um diese NC-Programme in einem NC-Programm zum sukzessiven Ausführen der Halbfertigung und des Abkantens zu arrangieren. Diese Konfiguration dient zum Verbessern der Effizienz, da die Reihe an Bearbeitungsoperationen in der Werkzeugmaschine zum Bearbeiten des Rohlings in die Form des Enderzeugnisses unter Verwendung von einem NC-Programm durchgeführt werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, welches die allgemeine Konfiguration einer automatischen Programmiereinrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein erklärendes Diagramm zum Erklären der Formdaten in der vorliegenden Ausführungsform;
3 ist ein erklärendes Diagramm, welches die Datenstruktur der Formdaten in der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
4 ist ein erklärendes Diagramm zum Erklären der Verarbeitung, welche im Abschnitt zum Erzeugen der Werkstückformdaten nach der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird;
5 ist ein erklärendes Diagramm zum Erklären der Formdaten eines halbgefertigten Werkstücks in der vorliegenden Ausführungsform; und
6 ist ein erklärendes Diagramm, welches dies Datenstruktur der Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und der in einem Speicherabschnitt der Werkstückformdaten gespeicherten attributiven Daten nach der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die allgemeine Konfiguration einer automatischen Programmiereinrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 1 gezeigt, enthält die automatische Programmiereinrichtung 1 dieser Ausführungsform einen Speicherabschnitt 11 des NC-Programms, einen Abschnitt 12 zum Erzeugen der Werkzeugwegdaten, einen Speicherabschnitt 13 der Werkzeugwegdaten, einen Speicherabschnitt 14 der Werkzeugformdaten, einen Speicherabschnitt 15 der Rohlingdaten, einen Abschnitt 16 zum Erzeugen der Werkstückformdaten, einen Speicherabschnitt 17 der Werkstückformdaten, einen Speicherabschnitt 18 der Anfaswerkzeugdaten, einen Speicherabschnitt 19 der Bearbeitungszustandsdaten, einen Abschnitt 20 zum Erzeugen der CL-Daten, einen Speicherabschnitt 21 der CL-Daten, einen Speicherabschnitt 22 der Werkzeugmaschinendaten und einen Abschnitt 23 zum Erzeugen eines NC-Programms.
Eine Eingabeeinrichtung 31 ist am Speicherabschnitt 11 des NC-Programms, Speicherabschnitt 14 der Werkzeugformdaten, Speicherabschnitt 15 der Rohlingdaten, Speicherabschnitt 18 der Anfaswerkzeugdaten, Speicherabschnitt 19 der Bearbeitungszustandsdaten und Speicherabschnitt 22 der Werkzeugmaschinendaten angeschlossen und eine Ausgabeeinrichtung 32 ist am Speicherabschnitt 11 des NC-Programms angeschlossen.
Der Speicherabschnitt 11 des NC-Programms speichert ein NC-Programm, welches zum Bearbeiten eines zu bearbeitenden Rohlings in ein halbgefertigtes Werkstück einer vorgeschriebenen Form durch das Verwenden einer angemessenen Werkzeugart, wie z.B. einem Schaft- oder Stirnfräser arrangiert ist, d.h. ein NC-Programm der Halbfertigung, welches aus mindestens der Bewegungsposition des Werkzeugs besteht, und ein NC-Programm, in welchem ein NC-Programm des Abkantens, welches später beschrieben wird, und das NC-Programm der Halbfertigung miteinander kombiniert sind. Das NC-Programm der Halbfertigung wird durch eine automatische Programmier einrichtung oder ähnliches (nicht gezeigt) erzeugt und wird über die Eingabeeinrichtung 31 im Speicherabschnitt 11 des NC-Programms gespeichert.
Der Abschnitt 12 zum Erzeugen der Werkzeugwegdaten analysiert das NC-Programm der Halbfertigung, welches im Speicherabschnitt 11 des NC-Programms gespeichert ist, fragt die Bewegungsposition des Werkzeugs ab und führt dann die Verarbeitung durch, um die Werkzeugwegdaten zu erzeugen, welche den Bewegungsweg des Werkzeugs betreffen. Die durch den Abschnitt 12 zum Erzeugen der Werkzeugwegdaten erzeugten Werkzeugwegdaten sind im Speicherabschnitt 13 der Werkzeugwegdaten gespeichert.
Der Speicherabschnitt 14 der Werkzeugformdaten speichert Formdaten, welche die Form des beim Bearbeiten des Rohlings in das halbgefertigte Werkstück zu verwendenden Werkzeugs definieren (das im NC-Programm der Halbfertigung bezeichnete Werkzeug), wohingegen der Speicherabschnitt 15 der Rohlingdaten die die Form des Rohlings definierenden Formdaten und das Material des Rohlings betreffenden Materialdaten speichert; diese Daten werden beispielsweise unter Verwendung einer CAD-Einrichtung erzeugt und über die Eingabeeinrichtung 31 im Speicherabschnitt 14 der Werkzeugformdaten bzw. im Speicherabschnitt 15 der Daten des Rohlings gespeichert.
Die Formdaten enthalten die Daten der Scheitelpunkte, welche jeweils durch einen Koordinatenwert im dreidimensionalen Raum beschrieben sind, Gleichungsdaten der Kanten, welche jeweils eine Linie ist, welche zwei Scheitelpunkte verbindet, Kantendaten zum Assoziieren jeder Kante mit den zwei Scheitelpunkten, Gleichungsdaten der Flächen, welche jeweils durch die Kanten begrenzt sind, und Flächendaten zum Assoziieren jeder Fläche mit den Kanten; bei der Form eines rechteckigen Quaders, wie in 2 gezeigt, ist die Datenstruktur, wie in 3 gezeigt.
Der Abschnitt 16 zum Erzeugen der Werkstückformdaten führt basierend auf den im Speicherabschnitt 13 der Werkzeugwegdaten gespeicherten Werkzeugwegdaten und den im Speicherabschnitt 14 der Werkzeugformdaten bzw. im Speicherabschnitt 15 der Daten des Rohlings gespeicherten Formdaten eine Verarbeitung aus, um die Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und attributiven Daten zu erzeugen.
Genauer liest der Abschnitt 16 zum Erzeugen der Werkstückformdaten erst die im Speicherabschnitt 13 der Werkzeugwegdaten gespeicherten Werkzeugwegdaten und die im Speicherabschnitt 14 der Werkzeugformdaten bzw. im Speicherabschnitt 15 der Rohlingdaten gespeicherten Formdaten aus.
Dann berechnet der Abschnitt 16 zum Erzeugen der Werkstückformdaten nacheinander Bereiche, über welchen der Rohling durch das halbfertigende Werkzeug zu bearbeiten ist, wenn das Werkzeug sukzessiv entlang dem Werkzeugweg bewegt wird, und erzeugt die Formdaten des halbgefertigten Werkstücks durch das Durchführen der Verarbeitung, um die berechneten, bearbeiteten Bereiche aus der Form des Rohlings zu löschen, während er auch die attributiven Daten erzeugt, welche anzeigen, dass die Flächen, welche durch das Durchführen der Verarbeitung, um die bearbeiteten Bereiche aus der Form des Rohlings zu löschen, neu erzeugt wurden, die bearbeiteten Flächen sind.
Wenn ein Werkzeug T beispielsweise entlang einem Werkzeugweg L, wie in 4 gezeigt, relativ zum Rohling W bewegt wird, welcher die Form eines rechteckigen Quaders aufweist, wie in 2 gezeigt, wird der Rohling W in ein halbgefertigtes Werkstück P mit der in 5 gezeigten Form bearbeitet werden. Wenn dies zutrifft, werden nach dem Berechnen des Bereichs S, über welchem der Rohling W durch das Werkzeug T bearbeitete wird, mit anderen Worten nach dem Berechnen des Bereichs S, über welchem sich die Form des Werkzeugs T mit der Form des Rohlings W überlagert, wenn das Werkzeug T entlang dem Werkzeugweg L relativ zum Rohling W bewegt wird, die Formdaten des Rohlings durch das Erzeugen von neuen Flächen (durch die Nummern F7 und F8 angezeigten Flächen) im Abschnitt der Form des Rohlings entsprechend dem Interferenzbereich S aktualisiert, um durch das Subtrahieren des Interferenzbereichs S von der Form des Rohlings durch das Durchführen beispielsweise einer logischen Verknüpfung oder ähnlichem zu erhalten. Folglich werden die Formdaten erzeugt, welche das durch die Bearbeitung des Rohlings W erhaltene, halbgefertigte Werkstück P betreffen.
Zu dieser Zeit werden auch die attributiven Daten erzeugt, welche anzeigen, dass die neu erzeugten Flächen (durch die Flächennummern F7 und F8 gezeigt) die bearbeiteten Flächen sind (durch das Werkzeug T bearbeitete Flächen), und die folglich erzeugten Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und die attributiven Daten miteinander assoziiert und im Speicherabschnitt 17 der Werkstückformdaten als eine Datentabelle gespeichert, wie in 6 gezeigt. In diesem Fall werden die die Flächennummern betreffenden Daten mit den attributiven Daten assoziiert.
Der Speicherabschnitt 18 der Anfaswerkzeugdaten speichert Daten, welche die Merkmale des Anfaswerkzeugs zum Durchführen des Abkantens betreffen. Die Werkzeugmerkmaldaten sind Daten, welche die Maße, das Material, etc. des Anfaswerkzeugs betreffen und werden über die Eingabeeinrichtung 31 im Speicherabschnitt 18 der Anfaswerkzeugdaten gespeichert.
Der Speicherabschnitt 19 der Bearbeitungszustandsdaten speichert Daten, welche die Bearbeitungszustände betreffen. Die Bearbeitungszustandsdaten sind Daten, welche die Vorschubgeschwindigkeit (Vorschub pro Zahn), die Schnittgeschwindigkeit, etc. des Anfaswerkzeugs betreffen; die Daten werden für jedes Anfaswerkzeug gemäß dem Material des Rohlings und dem Material des Werkzeugs eingestellt und über die Eingabeeinrichtung 31 im Speicherabschnitt 19 der Bearbeitungszustandsdaten gespeichert.
Basierend auf den Daten, welche im Speicherabschnitt 15 der Rohlingdaten, Speicherabschnitt 17 der Werkstückformdaten, Speicherabschnitt 18 der Anfaswerkzeugdaten bzw. Speicherabschnitt 19 der Bearbeitungszustandsdaten gespeichert sind, erzeugt der Abschnitt 20 zum Erzeugen der CL-Daten CL-Daten des Abkantens, welche zumindest Daten, welche das zum Abkanten zu verwendende Werkzeug betreffen, die Vorschubgeschwindigkeit und Umdrehungsgeschwindigkeit des Werkzeugs betreffende Daten und Daten enthalten, welche die Bewegungsposition des Anfaswerkzeugs in einem Koordinatensystem des Werkstücks betreffen.
Genauer erzeugt der Abschnitt 20 zum Erzeugen der CL-Daten die CL-Daten durch das sequenzielle Durchführen der hiernach beschriebenen Verarbeitung. Erst werden die Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und die attributiven Daten aus dem Speicherabschnitt 17 der Werkstückformdaten ausgelesen und die durch das Werkzeug bearbeiteten Flächen und ihre Formen werden aus der Vielzahl an Flächen, welche das halbgefertigte Werkstück bilden, basierend auf den folglich ausgelesenen Formdaten und attributiven Daten erkannt; dann werden die Kanten der erkannten, bearbeiteten Flächen als Bearbeitungsabschnitte eingestellt und die Bearbeitungsreihenfolge für die folglich eingestellten Bearbeitungsbereiche wird bestimmt.
Angenommen, dass beispielsweise die ausgelesenen Formdaten und attributiven Daten die in 6 gezeigten Daten sind und das in 5 gezeigte, halbgefertigte Werkstück P betreffen. Dann werden nach dem auf den attributiven Daten basierenden Bestätigen, dass von den das halbgefertigte Werkstück P bildenden Flächen F1 bis F8 die Flächen F7 und F8 die durch das Werkzeug zu bearbeitenden Flächen sind, die Formen dieser Flächen F7 und F8 basierend auf den Formdaten erkannt und die Kanten der erkannten Flächen, d.h. die durch die Nummern E1, E14, E15, E16, E17 und E18 bezeichneten Kanten, werden als die Bearbeitungsabschnitte eingestellt.
Danach werden die im Speicherabschnitt 15 der Rohlingdaten gespeicherten Daten des Materials des Rohlings ausgelesen und das Anfaswerkzeug, welches zur Bearbeitung zu verwenden ist, wird basierend auf den ausgelesenen Materialdaten des Rohlings durch das Beziehen auf die im Speicherabschnitt 18 der Anfaswerkzeugdaten gespeicherten Daten ausgewählt. Danach werden die Bearbeitungszustände basierend auf den Daten des Materials des Rohlings und den das zu verwendende Werkzeug betreffenden Daten durch das Beziehen auf die im Speicherabschnitt 19 der Bearbeitungszustandsdaten gespeicherten Daten eingestellt.
Danach werden nach dem Einstellen des Zählers auf 1, die die Umdrehungsgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit des Anfaswerkzeugs betreffenden Daten für den ersten Bearbeitungsabschnitt basierend auf den oben eingestellten Bearbeitungszuständen erzeugt, während auch die Bewegungspositionsdaten des Anfaswerkzeugs im Koordinatensystem des Werkstücks erzeugt werden, und die folglich erzeugten Daten werden als die CL-Daten für diesen Bearbeitungsabschnitt eingestellt.
Das oben erwähnte Verfahren wird wiederholt, während der Zähler aktualisiert wird, und nach dem Erzeugen der CL-Daten für alle Bearbeitungsabschnitte werden die erzeugten CL-Daten im Speicherabschnitt 21 der CL-Daten gespeichert und das Verfahren ist beendet.
Der Speicherabschnitt 22 der Werkzeugmaschinendaten speichert Daten, welche die Merkmale der Werkzeugmaschinen betreffen. Die Werkzeugmaschinendaten sind Daten, welche den Werkzeugmaschinentyp, wie z.B. Bearbeitungszentrum, Drehmaschine, etc., und die Struktur und andere Merkmale der Werkzeugmaschine betreffen, und sind über die Eingabeeinrichtung 31 im Speicherabschnitt 22 der Werkzeugmaschinendaten gespeichert.
Der Abschnitt 23 zum Erzeugen eines NC-Programms erzeugt erst basierend auf den im Speicherabschnitt 22 der Werkzeugmaschinendaten gespeicherten Werkzeugmaschinendaten das NC-Programm des Abkantens aus der Bewegungsposition im Werkstückkoordinatensystem, welches in den CL-Daten definiert ist, welches im Speicherabschnitt 21 der CL-Daten gespeichert ist, und führt dann basierend auf dem folglich erzeugten NC-Programm des Abkantens und dem im Speicherabschnitt 11 des NC-Programms gespeicherten NC-Programm der Halbfertigung die Verarbeitung durch, um diese NC-Programme in einem NC-Programm zum sukzessiven Ausführen der Halbfertigung und des Abkantens zu arrangieren.
Dann wird die durch den Abschnitt 23 zum Erzeugen des NC-Programms erzeugte Reihe an NC-Programmen im Speicherabschnitt 11 des NC-Programms gespeichert und bei Bedarf über die Ausgabeeinrichtung 32 ausgegeben.
Hier ist das Koordinatensystem des Werkstücks das Koordinatensystem, welches für das Werkstück (Rohling oder halbgefertigtes Werkstück) eingestellt ist, welches auf der Werkzeugmaschine befestigt ist.
Folglich wird nach der automatischen Programmiereinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform mit der oben beschriebenen Konfiguration erst das im Speicherabschnitt 11 des NC-Programms gespeicherte NC-Programm der Halbfertigung durch den Abschnitt 12 zum Erzeugen der Werkzeugwegdaten analysiert und die Werkzeugwegdaten, welche den Bewegungsweg des zur Halbfertigung zu verwendenden Werkzeugs betreffen, werden erzeugt und im Speicherabschnitt 13 der Werkzeugwegdaten gespeichert.
Basierend auf den Daten, welche im Speicherabschnitt 13 der Werkzeugwegdaten, Speicherabschnitt 14 der Werkzeug formdaten bzw. Speicherabschnitt 15 der Rohlingdaten gespeichert sind, berechnet der Abschnitt 16 zum Erzeugen der Werkstückformdaten dann nacheinander die Bereiche, über welchen der Rohling durch das halbfertigende Werkzeug zu bearbeiten ist, wenn das Werkzeug sukzessiv entlang dem Werkzeugweg bewegt wird, und erzeugt die Formdaten des halbgefertigten Werkstücks durch das Durchführen der Verarbeitung, um die berechneten, bearbeiteten Bereich aus der Form des Rohlings zu löschen, während er auch die attributiven Daten erzeugt, welche anzeigen, dass die Flächen, welche durch das Durchführen der Verarbeitung, um die bearbeiteten Bereiche aus der Form des Rohlings zu löschen, neu erzeugt wurden, die bearbeiteten Flächen sind. Die folglich erzeugten Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und die attributiven Daten werden miteinander assoziiert und im Speicherabschnitt 17 der Werkstückformdaten gespeichert.
Basierend auf den Daten, welche im Speicherabschnitt 15 der Rohlingdaten, dem Speicherabschnitt 17 der Werkstückformdaten, dem Speicherabschnitt 18 der Anfaswerkzeugdaten bzw. dem Speicherabschnitt 19 der Bearbeitungszustandsdaten gespeichert sind, erzeugt der Abschnitt 20 zum Erzeugen der CL-Daten danach die CL-Daten des Abkantens, welche zumindest die das zum Abkanten zu verwendende Werkzeug betreffenden Daten, die Vorschubgeschwindigkeit und Umdrehungsgeschwindigkeit des Werkzeugs betreffenden Daten und die Bewegungsposition des Anfaswerkzeugs im Werkstückkoordinatensystem betreffende Daten enthalten. Die folglich erzeugten CL-Daten werden im Speicherabschnitt 21 der CL-Daten gespeichert.
Beim Erzeugen der CL-Daten werden hier die bearbeiteten Flächen des halbgefertigten Werkstücks und die Formen derselben basierend auf den Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und den attributiven Daten erkannt, welche im Speicherabschnitt 17 der Werkstückformdaten gespeichert sind, und die Kanten der erkannten, bearbeiteten Flächen werden als die Bearbeitungsabschnitte eingestellt.
Basierend auf den im Speicherabschnitt 22 der Werkzeugmaschinendaten gespeicherten Daten wandelt der Abschnitt 23 zum Erzeugen des NC-Programms danach die im Speicherabschnitt 21 der CL-Daten gespeicherten CL-Daten in das NC-Programm des Abkantens um; basierend auf dem folglich umgewandelten NC-Programm des Abkantens und dem im Speicherabschnitt 11 des NC-Programms gespeicherten NC-Programm der Halbfertigung, werden dann diese NC-Programme in einem NC-Programm zum sukzessiven Ausführen der Halbfertigung und des Abkantens arrangiert und das folglich arrangierte NC-Programm wird im Speicherabschnitt 11 des NC-Programms gespeichert.
Wie oben beschrieben wurde, werden nach der automatischen Programmiereinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform die Formdaten des halbgefertigten Werkstücks durch das Löschen der Bereiche des zu bearbeitenden Rohlings aus den Formdaten des Rohlings erzeugt, während auch die attributiven Daten erzeugt werden, welche anzeigen, dass die durch das Löschen der bearbeiteten Bereiche neu erzeugten Flächen die bearbeiteten Flächen sind, und die folglich erzeugten Formdaten und attributiven Daten werden durch das Assoziieren derselben miteinander gespeichert; dann werden basierend auf den folglich gespeicherten Formdaten und attributiven Daten die bearbeiteten Flächen des halbgefertigten Werkstücks und die Formen derselben erkannt und die Kanten der erkannten, bearbeiteten Flächen werden als die Abschnitte eingestellt, welche abzukanten sind. Folglich kann das NC-Programm des Abkantens genau und effizient durch das automatische Auswählen nur der Abschnitte erzeugt werden, welche abgekantet werden müssen. Unter Verwendung des folglich erzeugten NC-Programms können dann während der Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine auf den Kanten der bearbeiteten Flächen des halbgefertigten Werkstücks erzeugte Grate effektiv durch die Werkzeugmaschine entfernt werden.
Basierend auf dem folglich erzeugten NC-Programm des Abkantens und dem NC-Programm der Halbfertigung werden diese NC-Programme außerdem in einem NC-Programm zum sukzessiven Ausführen der Halbfertigung und des Abkantens arrangiert; dies dient zum Verbessern der Effizienz, da die Reihen der Bearbeitungsoperationen in der Werkzeugmaschine zum Bearbeiten des Rohlings in die Form des Enderzeugnisses unter Verwendung eines NC-Programms durchgeführt werden kann.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung oben in Bezug auf eine Ausführungsform beschrieben, aber es wird verständlich sein, dass die bestimmten Ausführungsformen, welche die vorliegende Erfindung ausführen können, keineswegs auf die oben erwähnten, spezifischen Ausführungsformen beschränkt sind.

Claims

Automatische Programmiereinrichtung, welche automatisch ein NC-Programm zum Applizieren des Abkantens an Kanten der bearbeiteten Flächen eines halbgefertigten Werkstücks erzeugt, welches durch das Bearbeiten eines Rohlings erhalten wurde, welcher in eine im Voraus bestimmte Form zu bearbeiten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Programmiereinrichtung (1) Folgendes enthält: einen Speicherabschnitt (11) für das NC-Programm, welcher ein NC-Programm speichert, welches arrangiert ist, um den Rohling in das halbgefertigte Werkstück zu bearbeiten, wobei das NC-Programm zumindest die Bewegungsposition eines Werkzeugs enthält; einen Speicherabschnitt (15) für Rohlingdaten, welcher die die Form des Rohlings definierenden Formdaten und die das Material des Rohlings betreffenden Daten speichert; einen Speicherabschnitt (14) für Werkzeugformdaten, welcher die Formdaten speichert, welche die Form des zum Bearbeiten in das halbgefertigte Werkstück zu verwendenden Werkzeugs definieren; einen Speicherabschnitt (17) für Werkstückformdaten, welcher die Formdaten speichert, welche die Form des halbgefertigten Werkstücks betreffen; einen Speicherabschnitt (18) für das Anfaswerkzeug zum Speichern von Daten, welche die Merkmale eines Anfaswerkzeugs betreffen, wie z.B. die Maße und das Material; einen Speicherabschnitt (19) für Bearbeitungszustandsdaten, welcher Bearbeitungszustände speichert, welche gemäß dem Material des Rohlings und den Merkmalen des Anfaswerkzeugs eingestellt sind; einen Abschnitt (12) zum Erzeugen der Werkzeugwegdaten, welcher das im Speicherabschnitt des NC-Programms gespeicherte NC-Programm analysiert und nach dem Abfragen der Bewegungsposition des Werkzeugs die den Bewegungsweg des Werkzeugs betreffenden Werkzeugwegdaten erzeugt; einen Abschnitt (16) zum Erzeugen der Werkstückformdaten, welcher basierend auf den Formdaten, welche im Speicherabschnitt der Daten des Rohlings bzw. im Speicherabschnitt der Werkzeugformdaten gespeichert sind, und auf den Werkzeugwegdaten, welche durch den Abschnitt zum Erzeugen der Werkzeugwegdaten erzeugt wurden, sukzessiv Bereiche berechnet, über welchen der Rohling durch das halbfertigende Werkzeug zu bearbeiten ist, wenn das halbfertigende Werkzeug sukzessiv entlang dem Werkzeugweg bewegt wird, und welcher durch das Durchführen der Verarbeitung, um die berechneten, bearbeiteten Bereiche aus der Form des Rohlings zu löschen Formdaten erzeugt, welche das halbgefertigte Werkstück betreffen, und auch attributive Daten erzeugt, welche anzeigen, dass die Flächen, welche durch das Durchführen der Verarbeitung, um die bearbeiteten Bereiche aus der Form des Rohlings zu löschen, neu erzeugt wurden, die bearbeiteten Flächen sind, wobei die erzeugten Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und attributiven Daten dann einander zugeordnet und im Speicherabschnitt der Werkstückformdaten gespeichert werden; einen Abschnitt (20) zum Erzeugen von CL-Daten, welcher basierend auf den Formdaten des halbgefertigten Werkstücks und den attributiven Daten, welche im Speicherabschnitt der Werkstückformdaten gespeichert sind, die bearbeiteten Flächen des halbgefertigten Werkstücks und die Formen der bearbeiteten Flächen erkennt und die Kanten der erkannten, bearbeiteten Flächen als Bearbeitungsabschnitte einstellt und dann basierend auf den Materialdaten des Rohlings, welche im Speicherabschnitt der Rohlingdaten gespeichert sind, und den Daten, welche im Speicherabschnitt der Anfaswerkzeugdaten bzw. im Speicherabschnitt der Bearbeitungsdaten gespeichert sind, CL-Daten des Abkantens der eingestellten Abschnitte erzeugt, welche zumindest die das zum Abkanten zu verwendende Werkzeug betreffenden Daten, die die Vorschubgeschwindigkeit und Umdrehungsgeschwindigkeit des Anfaswerkzeugs betreffenden Daten und die die Bewegungsposition des Anfaswerkzeugs in einem Werkstückkoordinatensystem betreffenden Daten enthalten; und einen Abschnitt (23) zum Erzeugen eines NC-Programms, welcher ein NC-Programm des Abkantens aus der Bewegungsposition im Werkstückkoordinatensystem erzeugt, welche in den CL-Daten definiert ist, welche durch den Abschnitt zum Erzeugen der CL-Daten erzeugt wurden.
Automatische Programmiereinrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt zum Erzeugen des NC-Programms basierend auf dem erzeugten NC-Programm des Abkantens und dem NC-Programm der Halbfertigung, welche im Speicherabschnitt des NC-Programms gespeichert sind, eine Verarbeitung durchführt, um das NC-Programm in einem NC-Programm zum sukzessiven Ausführen der Halbfertigung und des Abkantens zu arrangieren.