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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bearbeitungssimulationsgerät,
das ein Schneiden eines Materialmodells mit einem Werkzeugmodell
simuliert und im Hinblick auf eine Beeinträchtigung zwischen
dem Werkzeugmodell und dem Materialmodell eine Überprüfung
durchführt, indem die Relativpositionen des Werkzeugmodells
und des Materialmodells gemäß Achsenbewegungsbefehlen
eines NC-Programms und/oder eines manuellen Vorgangs gesteuert werden.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein
typisches aus dem Stand der Technik bekanntes Bearbeitungssimulationsgerät
wendet ein Einzelwerkzeugmodell an, um ein Materialmodell teilweise
wegzuschneiden (abzutrennen) und im Hinblick auf eine Beeinträchtigung
zwischen dem Werkzeugmodell und dem Materialmodell eine Überprüfung
durchzuführen. Anders ausgedrückt steuert diese
Art an Gerät die Relativpositionen des Werkzeugmodells
und des Materialmodells in Übereinstimmung mit einem Achsenbewegungsbefehl,
wodurch, wenn der Achsenbewegungsbefehl ein Schneidvorschubbefehl
ist, der Bereich, in dem das Werkzeugmodell und das Materialmodell
einander überlappen, von dem Materialmodell als ein Schneidbereich
(Abtrennbereich) entfernt wird, und wenn der Achsenbewegungsbefehl
ein Schnelldurchlaufbefehl ist, wird der Bereich, in dem das Werkzeugmodell
und das Materialmodell einander überlappen, als ein Beeinträchtigungsbereich
identifiziert.
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Insbesondere
bewirkt, wie dies in 5A dargestellt
ist, als ein erster Schritt von diesem Vorgang ein derartiges im
Stand der Technik bekanntes Simulationsgerät, dass eine
Anzeigeeinheit (Display) 50 auf ihrem Bildschirm ein Maschinenmodell 51,
das einen Tisch repräsentiert, auf dem ein Werkstück montiert
ist, ein Einspanneinrichtungsmodell 52, das eine Einspanneinrichtung
repräsentiert, die das Werkstück ergreift, ein
Materialmodell 53, das das zu bearbeitende Werkstück
repräsentiert, und ein Werkzeugmodell 54 zeigt,
das ein Werkzeug repräsentiert, das für das Bearbeiten
verwendet wird. Außerdem wird gemäß den
Achsenbewegungsbefehlen für den Schneidvorschub das Werkzeugmodell 54 relativ
zu dem Maschinenmodell 51, dem Einspanneinrichtungsmodell 52 und
dem Materialmodell 53 bewegt, um so den Bereich, in dem
das Werkzeugmodell 54 und das Materialmodell 53 einander überlappen,
als einen Schneidbereich (Abtrennbereich) 55 zu berechnen,
den Schneidbereich 55 von dem Materialbereich 53 zu
entfernen und dann die Form des Materialmodells 53 auf
den neuesten Stand zu bringen (Update).
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Wenn
in diesem Prozess ein Werkstück 54 mit einem Durchmesser
d bei dem eigentlichen (tatsächlichen) Bearbeiten verwendet
wird, wie dies in 6A gezeigt ist,
führt ein Definieren des Werkzeugmodells 54 als
ein Zylinder, dessen Querschnitt kreisartig ist und der den gleichen
Durchmesser wie das Werkzeug 540 hat, bei diesem Prozess
zu einem Schneidbereich 55, der als ein Zylinder berechnet wird,
der die gleiche Querschnittsfläche wie das Werkzeugmodell 54 hat.
Alternativ wird, wie dies in 6B gezeigt
ist, wenn das Werkzeugmodell 54 ungefähr als eine
polygonale Säule definiert ist, deren Querschnitt ein Polygon
ist, der in einen Zylinder mit dem gleichen Durchmesser wie das
Werkzeug 540 eingetragen (hineingeschrieben) ist, der Schneidbereich 55 als
eine polygonale Säule berechnet, die die gleiche Querschnittsfläche
wie das Werkzeugmodell 54 hat.
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Anschließend
wird, wie dies in 5B gezeigt ist,
wenn das Werkzeugmodell 54 von dem Materialmodell 53 gemäß einem
Achsenbewegungsbefehl für einen Schnelldurchlauf zurückversetzt
wird, durch das Bearbeitungssimulationsgerät überprüft, ob
irgendeine Beeinträchtigung des Werkzeugmodells 54 mit
dem Materialmodell 53, dem Einspanneinrichtungsmodell 52 und
dem Maschinenmodell 51 der Fall ist. Bei diesem Prozess
wird das Modell, das so definiert ist, dass es die Form eines Zylinders
oder einer polygonalen Säule hat, wie dies in 6 dargestellt
ist, als das Werkzeugmodell 54 verwendet, um zu überprüfen,
ob irgendeine Beeinträchtigung zwischen dem Werkzeugmodell
und der auf den neuesten Stand gebrachten Version des Materialmodells 53 vorliegt,
von dem der Schneidbereich 55 der Form des Zylinders oder
der polygonalen Säule entfernt worden ist.
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Gemäß dieser
Art an Beeinträchtigungsüberprüfung ist
es jedoch aufgrund eines Berechnungsfehlers beim Entfernen des Schneidbereichs 55 von dem
Materialmodell 53 möglich, dass der bearbeitete Abschnitt
in dem auf den neuesten Stand gebrachten Materialmodell 53,
von dem der Schneidbereich 55 entfernt worden ist (die
in 5B dargestellte Vertiefung) nicht
vollständig mit dem Werkzeugmodell 54 übereinstimmt.
In diesem Fall kann es sein, dass die Beeinträchtigungsüberprüfung
eine kleine Beeinträchtigung zwischen dem Werkzeugmodell 54 und dem
Materialmodell 53 erfasst, was die Ausgabe einer Warnung
(Alarm) bewirkt. Demgemäß ist es eine Aufgabe
aus dem Stand der Technik, den Bereich, in dem der bearbeitete Abschnitt
des auf den neuesten Stand gebrachten Materialmodells 53 und
das Werkzeugmodell 54 einander überlappen, als
ein Beeinträchtigungsbereich zu definieren, das Volumen
des Beeinträchtigungsbereichs zu berechnen und zu bestimmen,
dass keine Beeinträchtigung vorliegt, wenn der berechnete
Wert nicht einen vorbestimmten zulässigen Wert überschreitet.
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Das
japanische Patent Nr. 2 628 914 und
die ungeprüfte veröffentlichte
japanische Patentanmeldung Nr. 2000-284
819 offenbaren Bearbeitungssimulationsgeräte mit
den Fähigkeiten zur Überprüfung einer
Beeinträchtigung.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE
AUFGABE
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Gemäß dem
aus dem Stand der Technik bekannten Bearbeitungssimulationsgerät
ist, da das Volumen eines Beeinträchtigungsbereichs berechnet wird,
um zu bestimmen, ob das Werkzeugmodell 54 mit dem Materialmodell 53 in
Beeinträchtigung gelangt oder nicht, das Volumen des Beeinträchtigungsbereichs
einer Variation unterzogen, die von der Größe
des tatsächlich verwendeten Werkzeugs, der Bearbeitungstiefe
und anderen Faktoren abhängig ist, was die Möglichkeit
mit sich bringt, dass ein Kontakt zwischen dem Werkzeugmodell 54 und
dem Materialmodell 53, der als eine Beeinträchtigung identifiziert
werden sollte, möglicherweise unerfasst bleibt.
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Wenn
außerdem ein Werkzeug in einer anderen Phase von einem
vorherigen Zeitpunkt zu einem Ort erneut eingeführt wird,
der bereits bearbeitet worden ist, bewirkt bei der Bearbeitungssimulation von 6B (bei der das Werkzeugmodell 54 so
definiert ist, dass es einen polygonalen Querschnitt hat) die Phasenverschiebung
oder Änderung, dass sich die Spitzenpunkte (Vertices) des
Werkzeugmodells 54 verschieben. Dies kann wiederum bewirken,
dass das Volumen des Beeinträchtigungsbereichs (das Volumen
des Bereichs, in dem das Werkzeugmodell 54 nach der Phasenverschiebung
mit dem Materialmodell 53 in Beeinträchtigung
gelangt, minus der Bereich, der durch das Werkzeugmodell vor der
Phasenverschiebung weggeschnitten wird) den zulässigen
Bereich sogar bei Fehlen irgendeiner Änderung beim Volumen
des Schneidbereichs 55 überschreitet, wodurch
in fehlerhafter Weise ein akzeptierbarer Kontakt als eine Beeinträchtigung
identifiziert wird. Darüber hinaus muss, um diese Art an
fehlerhafter Erfassung oder Identifizierung zu beseitigen, ein weiter
Bereich an zulässigen Werten festgelegt werden, um mit
dieser Variation an Bedingungen umzugehen, womit das System komplizierter
gestaltet wird.
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Im
Hinblick auf die vorstehend dargelegten Nachteile ist es eine wichtige
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das vorstehend erläuterte
Problem zu lösen und ein Bearbeitungssimulationsgerät
zu schaffen, das den Bedarf an einem Berechnen des Volumens eines
Beeinträchtigungsbereichs für eine anschließende
Bestimmung beseitigt und das dazu in der Lage ist, eine Beeinträchtigung
zwischen einem Werkzeugmodell und einem Materialmodell genau zu überprüfen.
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LÖSUNG DER AUFGABE
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Um
die vorstehend erläuterten Probleme zu lösen,
schafft die vorliegende Erfindung ein Bearbeitungssimulationsgerät
zum Schneiden eines Materialmodells mit einem Werkzeugmodell und
zum Überprüfen im Hinblick auf eine Beeinträchtigung
des Werkzeugmodells zumindest mit dem Materialmodell, indem die
Relativpositionen des Werkzeugmodells und des Materialmodells gemäß Achsenbewegungsbefehlen
gesteuert werden.
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Insbesondere
weist das Bearbeitungssimulationsgerät einen Modellspeicher
zum Speichern des Materialmodells und des Werkzeugmodells und eine
Simulationssteuereinheit auf für ein Update einer Form
eines Materialmodells auf der Basis eines Ortes des Werkzeugmodells,
wenn das Werkzeugmodell gemäß den Achsenbewegungsbefehlen
bewegt wird. Bei diesem Gerät umfasst das Werkzeugmodell,
das in dem Modellspeicher gespeichert ist, ein Bearbeitungswerkzeugmodell
zum Schneiden und auf den neuesten Stand bringen (Update) der Form
des Materialmodells auf der Basis des Ortes und zumindest ein Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell,
das für die Beeinträchtigungsüberprüfung
verwendet wird.
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In
einem Aspekt ist das zumindest eine Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell
so definiert, dass es eine kleinere Form als das Bearbeitungswerkzeugmodell
hat. Beispielsweise kann das Bearbeitungswerkzeugmodell so definiert
sein, dass es einen kreisartigen Querschnitt hat, wobei das zumindest
eine Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell
so definiert ist, dass es einen kreisartigen Querschnitt hat, dessen
Durchmesser kleiner als derjenigen des kreisartigen Querschnitts
des Bearbeitungswerkzeugmodells ist. In einem anderen Aspekt kann,
um die Berechnung zu vereinfachen, das Bearbeitungswerkzeugmodell
so definiert sein, dass es annährend einen polygonalen
Querschnitt hat, und das zumindest eine Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell
kann so definiert sein, dass es einen kreisartigen Querschnitt hat,
der in dem Polygon des Bearbeitungswerkzeugmodells hineingeschrieben ist.
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In
wiederum einem anderen Aspekt weist das Bearbeitungswerkzeugmodell
ein Schneidwerkzeugmodell und ein Schaftmodell auf, und das Schneidwerkzeugmodell
wird als das Bearbeitungswerkzeugmodell verwendet, um die Form des
Materialmodells gemäß dem Achsenbewegungsbefehl
für den Schneidvorschub auf den neuesten Stand zu bringen,
wohingegen das Schaftmodell als das Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell
verwendet wird, zum Überprüfen, ob irgendeine
Beeinträchtigung zwischen dem Schaftmodell und dem Materialmodell
gemäß einem Achsenbewegungsbefehl für
einen Schnelldurchlauf der Fall ist.
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In
einem Ausführungsbeispiel wird eine Vielzahl an unterschiedlich
großen Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodellen
in Kombination mit dem Bearbeitungswerkzeugmodell für die
Beeinträchtigungsüberprüfung verwendet.
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Darüber
hinaus kann der Modellspeicher des Weiteren zumindest ein Maschinenmodell
und zumindest ein Einspanneinrichtungsmodell speichern, und das erfindungsgemäße
Gerät kann eine Überprüfung durchführen,
ob irgendeine Beeinträchtigung zwischen dem Werkzeugmodell
und dem Materialmodell, dem zumindest einen Maschinenmodell und dem
zumindest einen Einspanneinrichtungsmodell der Fall ist.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Gemäß dem
Bearbeitungssimulationsgerät der vorliegenden Erfindung
gibt es, da das Bearbeitungswerkzeugmodell und das zumindest eine Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell
für verschiedene Zwecke verwendet werden, keinen Bedarf
an einem Bestimmen des Volumens der Beeinträchtigungsbereiche.
Dadurch wird die Möglichkeit beseitigt oder vermindert,
dass eine Beeinträchtigung, die identifiziert werden soll,
unerfasst bleibt, oder dass ein zulässiger Kontakt in fehlerhafter
Weise als eine Beeinträchtigung identifiziert wird. In
dieser Weise bietet die vorliegende Erfindung einen vorteilhaften
Effekt im Hinblick auf ein genaues Überprüfen
einer Beeinträchtigung durch die Anwendung von zwei unterschiedlichen
Arten an Werkzeugmodellen an.
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Darüber
hinaus ist, indem das zumindest eine Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell so
definiert ist, dass es eine kleinere Form als das Bearbeitungswerkzeugmodell
hat, das zumindest eine Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell so
aufgebaut, dass Berechnungsfehler, die dann auftreten können,
wenn das Materialmodell auf den neuesten Stand gebracht wird (Update),
absorbiert (sozusagen geschluckt) werden oder toleriert werden, womit
die Prozessbelastung des Systems vermindert wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zum
Zwecke des besseren Verständnisses der vorliegenden Erfindung
und ihrer weiteren Ziele wird auf die nachstehend dargelegte detaillierte
Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen verwiesen.
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1 zeigt
schematisch den Aufbau eines Bearbeitungssimulationsgerätes
gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des Sortiments (Auswahl) an Werkzeugmodellen
des in 1 dargestellten Bearbeitungssimulationsgerätes.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung der Querschnitte der Bearbeitungswerkzeugmodelle und
der Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodelle
des in 1 gezeigten Bearbeitungssimulationsgerätes.
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4 zeigt
ein Prozessdiagramm der Schritte eines Verfahrens einer Bearbeitungssimulation
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten
Bearbeitungssimulationsgerätes.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung des Aufbaus der Werkzeugmodelle des
in 5 dargestellten herkömmlichen Bearbeitungssimulationsgerätes.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Die
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt
in schematischer Weise den Gesamtaufbau eines Bearbeitungssimulationsgerätes 1 für
die Verwendung mit Bearbeitungswerkzeugen. Das Bearbeitungssimulationsgerät 1 hat
eine Simulationssteuereinheit 2 zum Steuern des Gesamtbetriebs
des Gerätes 1, eine Anzeigeeinheit (Display) 3 für
die Darstellung auf Simulationsbildschirmen, einen Modellspeicher 4 für
die Speicherung einer Vielfalt an Modellen, einen Bearbeitungsdatenspeicher 5 zum
Speichern von Bearbeitungsdaten, die Achsenbewegungsbefehle von NC-Programmen
und manuelle Vorgänge umfassen, einen Simulationsdatenspeicher 6 zum
Speichern von Programmen und Parametern, die für die Simulation
verwendet werden, eine Warneinheit 7 zum Ausgeben einer
Warnung, wenn eine Beeinträchtigung zwischen den Modellen
erfasst wird, und eine Eingabeeinheit 8, die durch einen
Anwender gehandhabt wird, um verschiedene Eingaben einzugeben.
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Der
Modellspeicher 4 speichert Maschinenmodelle 11,
die mechanische Elemente definieren, wie beispielsweise Spindelköpfe
und Tische, Einspanneinrichtungsmodelle 12, die Einspanneinrichtungen
definieren, wie beispielsweise Spannfutter und Halter, Materialmodelle 13,
die die Formen von verschiedenen Werkstücken definieren,
und Werkzeugmodelle 14, die die Formen der eigentlichen Werkzeuge
zum Bearbeiten der Werkstücke definieren. Gemäß den
Achsenbewegungsbefehlen für den Schneidvorschub steuert
die Simulationssteuereinheit 2 die Relativpositionen zwischen
einem der Werkzeugmodelle 14 und dem zumindest einen Maschinenmodell 11,
zumindest einem Einspanneinrichtungsmodell 12 und zumindest
einem Materialmodell 13, das von dem Modellspeicher 4 zum
Zwecke der Bearbeitungssimulation gewählt wird, und zeigt, wie
das Werkzeugmodell 14 das Materialmodell 13 beschneidet
(wegschneidet), auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 3.
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Darüber
hinaus ist das Gerät daran angepasst, jegliche Beeinträchtigung
des Werkzeugmodells 14 mit dem Materialmodell 13,
dem Einspanneinrichtungsmodell 12 und dem Maschinenmodell 11 gemäß einem
Achsenbewegungsbefehl für einen schnellen Durchlauf zu überprüfen,
und es zeigt den Zustand einer derartigen Beeinträchtigung
auf dem Bildschirm der Anzeigeeinheit 3 an.
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2 zeigt
ein beispielartiges Sortiment der Werkzeugmodelle 14 für
das Bearbeitungssimulationsgerät 1. In dem Bearbeitungssimulationsgerät 1 umfassen
die Werkzeugmodelle 14 ein Bearbeitungswerkzeugmodell 14A und
ein Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B für
jedes der eigentlichen Werkzeuge (beispielsweise ein Werkzeug #1
und ein Werkzeug #2, wie dies in 2 dargestellt
ist), die für die Bearbeitung zur Verfügung stehen.
Das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A wird verwendet, um einen
Teil des Materialmodells 13 wegzuschneiden, wohingegen
das Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B verwendet wird,
um im Hinblick auf eine Beeinträchtigung mit dem Materialmodell 13,
dem Einspanneinrichtungsmodell 12 und dem Maschinenmodell 11 eine Überprüfung
durchzuführen. Die Simulationssteuereinheit 2 bringt
die Form des Materialmodells 13 auf der Grundlage des Ortes
des Bearbeitungswerkzeugmodells 14A auf den neuesten Stand
(Update), wenn dieses gemäß den in dem Bearbeitungsdatenspeicher 5 gespeicherten
Achsenbewegungsbefehlen bewegt wird, während eine Überprüfung
durchgeführt wird, um zu erkennen, ob irgendeine Beeinträchtigung
zwischen dem Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B und
einem der anderen Modelle 11 bis 13 vorliegt,
und um zu bewirken, dass die Warneinheit 7 eine Warnung
ausgibt, wenn eine Beeinträchtigung erfasst worden ist.
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3 zeigt
die Querschnitte des eigentlichen Werkzeugs 140, des Bearbeitungswerkzeugmodells 14A,
des Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodells 14B und
des Schneidbereiches 15. Das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A und
das Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B sind
so definiert, dass sie eine Form entweder eines Zylinders oder einer
polygonalen Säule haben, die im Allgemeinen ähnlich
der Form des eigentlichen Werkzeugs 140 ist. Wenn beispielsweise,
wie dies in 3A dargestellt ist, ein
Werkzeug 140 mit einem Durchmesser d für die Verwendung
gewählt wird, wird das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A so
definiert, dass es einen kreisartigen Querschnitt (der senkrecht
zu der Werkzeugachse ausgerichtet ist) mit dem gleichen Durchmesser
wie der Durchmesser des Werkzeugs 140 hat. Das Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B wird
so definiert, dass es einen kreisartigen Querschnitt mit einem Durchmesser
hat, der kleiner als der Durchmesser des Bearbeitungswerkzeugmodells 14A ist.
Der Schneidbereich 15, der für das Update des
Materialmodells verwendet wird, wird so berechnet, dass er die Form
eines Zylinders mit gleichem Durchmesser wie der Durchmesser des
Bearbeitungswerkzeugmodells 14A hat, und wird von dem Materialmodell 13 in
der Bearbeitungssimulation entfernt.
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Alternativ
kann, wie dies in 3B dargestellt ist,
das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A so definiert sein, dass
es ungefähr einen polygonalen Querschnitt hat, der in einen
Kreis mit gleichem Durchmesser wie bei dem Werkzeug 140 hineingeschrieben
ist. Andererseits wird das Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B so
definiert, dass es einen kreisartigen Querschnitt hat, der entweder
in das Polygon des Bearbeitungswerkzeugmodells 14A hineingeschrieben
ist oder der einen kleineren Durchmesser als dieses hat. Der Schneidbereich 15,
der für das Update des Materialmodells verwendet wird,
wird so definiert, dass er die Form einer polygonalen Säule
mit gleicher Größe wie bei dem Bearbeitungswerkzeugmodell 14A hat.
Wenn, wie dies in 3C dargestellt ist,
das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A so definiert ist, dass
es einen Querschnitt eines Achtecks hat, beträgt der Durchmesser
des in diesem Achteck hineingeschriebenen Kreises das 0,924-fache
des Durchmessers des umschreibenden Kreises (das heißt
des Werkzeugdurchmessers). Demgemäß wird dadurch,
dass der Durchmesser des Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodells 14B auf
d × 0,924 oder weniger festgelegt wird, ein Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B geschaffen,
das eine Beeinträchtigung mit dem Schneidbereich vermeidet,
wie dies in 3B dargestellt ist.
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4 zeigt
ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
für eine Bearbeitungssimulation unter Verwendung des Bearbeitungswerkzeugmodells 14A und
des Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodells 14B.
Beim Schneiden des Materialmodells 13 wird, wie dies in 4A gezeigt ist, das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A entweder
in der Form einer zylindrischen Säule oder einer polygonalen
Säule gemäß den Achsenbewegungsbefehlen positioniert,
die in dem Bearbeitungsdatenspeicher 5 gespeichert sind,
und dann wird das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A relativ
zu dem Maschinenmodell 11, dem Einspanneinrichtungsmodell 12 und dem
Materialmodell 13 gemäß den Achsenbewegungsbefehlen
für einen Schneidvorschub so bewegt, dass bewirkt wird,
dass das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A einen Teil des
Materialmodells 13 wegschneidet. Im Verlaufe dieses Prozesses
wird der Überlappungsbereich zwischen dem Materialmodell 13 und
dem Bearbeitungswerkzeugmodell 14A als der Schneidbereich 15 berechnet,
und die Form des Materialmodells 13 wird auf den neuesten
Stand gebracht (Update), indem der Schneidbereich 15 von dem
Materialmodell 13 entfernt wird.
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Wenn
der nächste Achsenbewegungsbefehl, der in dem Bearbeitungsdatenspeicher 5 gespeichert ist,
für den schnellen Durchlauf gedacht ist, liest die Simulationssteuereinheit 2 aus
dem Modellspeicher 4 das Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B aus
und ersetzt das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A durch das
Werkzeugmodell 14B, wie dies in 4B dargestellt
ist, um eine potentielle Beeinträchtigung des Werkzeugmodells
mit dem Maschinenmodell, dem Einspanneinrichtungsmodell und dem
Materialmodell zu überprüfen. Ein Modell, das die
Form eines Zylinders oder einer polygonalen Säule hat und
das kleiner als das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A ist,
wird als das Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B verwendet.
Wie dies in 4C dargestellt ist, wird
anschließend eine Überprüfung durchgeführt,
um zu erkennen, ob eine Beeinträchtigung zwischen dem Materialmodell 13 und
dem Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B in
dem Verlauf des Zurückversetzens des Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodells 14B von
dem Materialmodell 13 gemäß den Achsenbewegungsbefehlen
für den Schnelldurchlauf auftritt. Anschließend
wird eine Überprüfung durchgeführt im Hinblick
auf eine Beeinträchtigung des Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodells 14B mit
dem Einspanneinrichtungsmodell 13 und dem Maschinenmodell 11,
wenn das Werkzeugmodell 14B gemäß den
Achsenbewegungsbefehlen für den Schnelldurchlauf, die in
dem Bearbeitungsdatenspeicher 5 gespeichert sind, bewegt
wird. Die Warneinheit 7 gibt eine Warnung aus, wenn eine
Beeinträchtigung auftritt.
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Da
gemäß dem Bearbeitungssimulationsgerät 1 von
diesem Ausführungsbeispiel das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A und
das Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B für
verschiedene Zwecke verwendet werden, wird ein Zwischenprozess,
bei dem das Volumen des Beeinträchtigungsbereiches mit
dem zulässigen Wert verglichen wird, beseitigt, wobei dieser
Prozess herkömmlich ausgeführt wurde, womit eine
direkte Bestimmung dahingehend ermöglicht wird, ob eine
Beeinträchtigung auftritt oder nicht. Demgemäß ergibt
sich keine Möglichkeit eines Übersehens sogar
eines sehr geringfügigen Kontaktes zwischen dem Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B und
den Modellen 11 bis 13 aufgrund einer Verschiebung
des Werkzeugortes, womit die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften
Identifizierens eines im Hinblick auf die Beeinträchtigung
zulässigen Kontaktes vermindert wird, der beispielsweise
aufgrund eines Werkzeugphasenverschiebens auftritt. Darüber
hinaus ist, indem das Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B so
definiert ist, dass es eine kleinere Form als das Bearbeitungswerkzeugmodell 14A hat, das
Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B so
aufgebaut, dass es Berechnungsfehler, die dann auftreten können,
wenn das Materialmodell 13 auf den neuesten Stand gebracht
wird (Update), aufnimmt (schluckt oder absorbiert) oder toleriert,
womit die Prozesslast auf das System vermindert wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiele
beschränkt und kann auch dann noch ausgeführt
werden, wenn die Anordnungen oder Einrichtungen der verschiedenen
Teile und Abläufe in einer Art und Weise je nach Bedarf
geändert werden, die noch in den Umfang der vorliegenden
Erfindung fällt, die vorstehend beschrieben ist.
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Beispielsweise
kann eine Vielzahl an unterschiedlich großen Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodellen 14B in
Kombination mit einem einzelnen Bearbeitungswerkzeugmodell 14A verwendet
werden.
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Darüber
hinaus kann jedes der Bearbeitungswerkzeugmodelle 14A,
die in 2 dargestellt sind, so definiert sein, dass es
ein Schneidwerkzeugmodell 14A-1 und ein Schaftmodell 14A-2 derartiger Weise
aufweist, dass das Schneidwerkzeugmodell 14A-1 als das
Bearbeitungswerkzeugmodell 14A verwendet wird und das Schaftmodell 14A-2 als
das Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B verwendet
wird. Anders ausgedrückt wird das Schneidwerkzeugmodell 14A-1 verwendet,
um das Materialmodell 13 gemäß den Achsenbewegungsbefehlen
für den Schneidvorschub auf den neuesten Stand zu bringen
(Update), wohingegen das Schaftmodell 14A-2 verwendet wird,
um jegliche Beeinträchtigung mit dem Maschinenmodell, dem
Einspanneinrichtungsmodell und dem Materialmodell zu überprüfen.
Alternativ können beide Modelle, d. h. das Schneidwerkzeugmodell 14A-1 und
das Schaftmodell 14A-2, für eine Beeinträchtigungsüberprüfung verwendet
werden, bei der keine Beeinträchtigung identifiziert wird,
wenn lediglich das Schneidwerkzeugmodell 14A-1 sich mit
dem Materialmodell 13 überlappt.
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Das
Bearbeitungssimulationsgerät 1 weist den Modellspeicher 4 auf,
der Informationen über Bearbeitungsmodelle 11,
die mechanische Elemente wie beispielsweise Spindelköpfe
und Tische definieren, Einspanneinrichtungsmodelle 12,
die Einspanneinrichtungen wie beispielsweise Spannfutter und Halter
definieren, Materialmodelle 13, die die Formen von Werkstücken
definieren, und Werkzeugmodelle 14, die die Formen von
Werkzeugen zum Bearbeiten der Werkstücke definieren, speichert.
Jedes Werkzeugmodell weist ein Bearbeitungswerkzeugmodell 14A und
ein Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodell 14B auf.
Ein Materialmodell wird mit dem Bearbeitungswerkzeugmodell 14A gemäß einem Achsenbewegungsbefehl
für einen Schneidvorschub so bearbeitet, dass die Form
des Materialmodells auf den neuesten Stand gebracht wird. Anschließend wird
eine Beeinträchtigung oder Störung des Beeinträchtigungsüberprüfungswerkzeugmodells
mit dem Materialmodell, den Einspanneinrichtungsmodellen und Maschinenmodellen
gemäß einem Achsenbewegungsbefehl für
einen Schnelldurchlauf überprüft.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2628914 [0007]
- - JP 2000-284819 [0007]