DE102014103731B4

DE102014103731B4 - Anzeigevorrichtung von Schneidbedingungen

Info

Publication number: DE102014103731B4
Application number: DE102014103731.6A
Authority: DE
Inventors: c/o FANUC CORPORATION Kawashima Yuusuke
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2034-03-20
Also published as: JP5670501B2; DE102014103731A1; US20140288692A1; CN104062941B; CN104062941A; US9665085B2; JP2014186371A

Abstract

Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung, die dafür ausgelegt ist, eine Schneidbedingung für einen numerischen Controller anzuzeigen, der eine Spindel und/oder eine bewegliche Achse einer Endbearbeitungsmaschine gemäß einem Bearbeitungsprogramm aus einer Mehrzahl von Bearbeitungsprogrammen steuert, wobei die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung umfasst:
eine Schneidbedingungs-Berechnungseinheit, die dafür ausgelegt ist, zumindest eine der Schneidbedingungen zu berechnen, zu denen die Schneidegeschwindigkeit, der Vorschub je Spindelumdrehung und Schneidkante eines Werkzeugs und die Schnitttiefe für festgelegte Zeitpunkte oder vorbestimmte Blöcke des Bearbeitungsprogramms während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine gehören, und zwar abhängig von beliebigen Daten oder Datenkombinationen von der Spindel, der beweglichen Achse, dem Schneidewerkzeug und einem zu schneidenden Objekt, die im numerischen Controller gehalten werden;
eine Schneidbedingungs-Speichereinheit, die dafür ausgelegt ist, die berechnete Schneidbedingung für jedes Werkzeug zu speichern, damit eine Schneidbedingung, die die Werkzeug-Lebensdauer verkürzt, durch einen Vergleich unterschiedlicher Bearbeitungsprogramme bei kurzen und langen Werkzeug-Standzeiten ermittelt werden kann; und
eine Graphikanzeigeeinheit, die dafür ausgelegt ist, die in der Schneidbedingungs-Speichereinheit abgelegte Schneidbedingung graphisch darzustellen, wobei die Mehrzahl von Bearbeitungsprogrammen ein erstes Bearbeitungsprogramm und ein zweites Bearbeitungsprogramm umfasst, und wobei die in der Schneidbedingungs-Speichereinheit gespeicherten Schneidbedingungen umfassen:
einen ersten Satz von Schneidbedingungen des ersten Bearbeitungsprogramms, welche eine erste Werkzeug-Lebensdauer für das Werkzeug angeben, und
einen zweiten Satz von Schneidbedingungen des zweiten Bearbeitungsprogramms, welche eine zweite Werkzeug-Lebensdauer für das Werkzeug angeben, wobei sich die zweite Werkzeug-Lebensdauer von der ersten Werkzeug-Lebensdauer unterscheidet, und
wobei die Graphikanzeigeeinheit dafür ausgelegt ist, gleichzeitig den ersten und den zweiten Satz von Schneidbedingungen anzuzeigen, unter Verwendung von jeweils graphisch unterscheidbaren ersten und zweiten Sätzen von Markierungen, um zu ermöglichen, dass (i) die erste Werkzeug-Lebensdauer mit der zweiten Werkzeug-Lebensdauer jeweils des ersten und des zweiten Bearbeitungsprogramms vergleichbar ist und dass (ii), auf Grundlage des Vergleichs, ein Bearbeitungsprogramm aus der Mehrzahl von Bearbeitungsprogrammen für den Betrieb der Endbearbeitungsmaschine ausgewählt werden kann.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für Schneidbedingungen, die dafür ausgelegt ist, Schneidbedingungen anzuzeigen, die bei der tatsächlichen Bearbeitung oder der Bearbeitungssimulation erhalten werden.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Bei der herkömmlichen Bearbeitung (z. B. JP H07-160317 A ), ist bekannt, Schneidbedingungen, die die Lebensdauer eines Werkzeugs verkürzen, neben anderen Schneidbedingungen, die die Werkzeug-Lebensdauer stark beeinflussen, aus dem Werkzeug-Verschleißzustand und früheren Erfahrungen zu schätzen. Zu den Schneidbedingungen, die einen Einfluss haben, gehören die Schneidgeschwindigkeit, der Vorschub je Spindelumdrehung und Schneidkante eines Werkzeugs, die Schnitttiefe, die Spindeldrehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit.
US 6,107,768 zeigt eine numerisch gesteuerte Vorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einer graphischen Anzeige von experimentellen Daten von Schneidbedingungen bereit, wie beispielsweise des Bearbeitungsfluiddrucks, um es einem Benutzer zu ermöglichen, geeignete Werte auszuwählen.
US 2005/0038552 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Serie von Bearbeitungsprogrammen, welche durch eine NC-gesteuerte Werkzeugmaschine ausgeführt werden. Dabei können Standardwerte für die Schneidbedingungen durch den Benutzer gemäß seiner Erfahrung und seines Hintergrundwissens abgeändert werden.
WO 2007/090486 A1 betrifft eine Simulationsvorrichtung, wobei Steuerungsdaten für eine Werkzeugmaschine und Werkzeugdaten an einen Simulationsrechner gesendet werden, welcher eine Simulation durchführt, die reale Fertigungsdaten berücksichtigt, und Daten zu einem Verschleißzustand der Werkzeugmaschine ermittelt, welche dann angezeigt oder weiter verarbeitet werden können.
EP 1 027 954 A1 offenbart ein Verfahren zum Werkzeug-Management, wobei auf Grundlage eines Bearbeitungsprogramms und einer Werkzeugverschleiß-Datenbank eine Simulation durchgeführt wird, so dass ein geschätzter Werkzeugverschleißzustand ermittelt werden kann, bevor eine Bearbeitung begonnen wird.
Während des Betriebs oder der Bearbeitungssimulation können diejenigen Schneidbedingungen, die sehr viel oder sehr wenig Einfluss auf den Trend der Schneidbedingungen für jedes Bearbeitungsprogramm und die Werkzeug-Lebensdauer haben, visuell auf einer graphischen Anzeige der beeinflussenden Schneidbedingungen gesucht werden, die für feste Zeitpunkte oder vorbestimmte Blöcke des Bearbeitungsprogramms erfasst werden.
Bei dem beschriebenen herkömmlichen Verfahren werden die Schneidbedingungen, die die Werkzeug-Lebensdauer verkürzen, durch Schätzen der Hauptursache des Verschleißes aus dem Werkzeug-Verschleißzustand gesucht. Dieses Verfahren ist jedoch ohne Erfahrung nur schwer ausführbar.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Hinsichtlich der beschriebenen Probleme des Stands der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung bereitzustellen, die das Schätzen von Schneidbedingungen vereinfacht, die die Lebensdauer eines Werkzeugs verkürzen, damit ein geeignetes Bearbeitungsprogramm aus einer Mehrzahl von Bearbeitungsprogrammen derart ausgewählt werden kann, dass die Haltbarkeit des Werkzeugs verbessert wird.
Ein erster Aspekt der Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung der Erfindung gemäß Anspruch 1, die dafür ausgelegt ist, eine Schneidbedingung anzuzeigen, ist für einen numerischen Controller gedacht, der eine Spindel und/oder eine bewegliche Achse einer Endbearbeitungsmaschine gemäß einem Bearbeitungsprogramm steuert. Die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung umfasst eine Schneidbedingungs-Berechnungseinheit, die dafür ausgelegt ist, zumindest eine der Schneidbedingungen zu berechnen, zu denen die Schneidegeschwindigkeit, der Vorschub je Spindelumdrehung und Schneidkante eines Werkzeugs und die Schnitttiefe für festgelegte Zeitpunkte oder vorbestimmte Blöcke des Bearbeitungsprogramms während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine gehören, und zwar abhängig von beliebigen Daten oder Datenkombinationen von der Spindel, der beweglichen Achse, dem Schneidewerkzeug und einem zu schneidenden Objekt, die im numerischen Controller gehalten werden, eine Schneidbedingungs-Speichereinheit, die dafür ausgelegt ist, die berechnete Schneidbedingung für jedes Werkzeug zu speichern, und eine Graphikanzeigeeinheit, die dafür ausgelegt ist, die in der Schneidbedingungs-Speichereinheit abgelegte Schneidbedingung graphisch darzustellen.
Die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung kann zudem eine Schneidbedingungs-Erfassungseinheit aufweisen, die dafür ausgelegt ist, zumindest eine der Schneidbedingungen zu erfassen, zu denen die Spindeldrehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit für festgelegte Zeitpunkte oder vorbestimmte Blöcke des Bearbeitungsprogramms während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine gehören, und zwar abhängig von beliebigen Daten über die Spindel und die bewegliche Achse. Die Schneidbedingungs-Speichereinheit kann dafür ausgelegt sein, für jedes Werkzeug die Schneidbedingung zu speichern, die die Schneidbedingungs-Erfassungseinheit erfasst.
Ein zweiter Aspekt der Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung der Erfindung gemäß Anspruch 3, die dafür ausgelegt ist, eine Schneidbedingung anzuzeigen, ist für eine Bearbeitungssimulations-Vorrichtung bestimmt, die eine Spindel und/oder eine bewegliche Achse gemäß einem Bearbeitungsprogramm steuert. Die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung umfasst eine Schneidbedingungs-Berechnungseinheit, die dafür ausgelegt ist, zumindest eine der Schneidbedingungen zu berechnen, zu denen die Schneidegeschwindigkeit, der Vorschub je Spindelumdrehung und Schneidkante eines Werkzeugs und die Schnitttiefe für festgelegte Zeitpunkte oder vorbestimmte Blöcke des Bearbeitungsprogramms während einer Bearbeitungssimulation gehören, und zwar abhängig von einem beliebigen Befehl oder einer Befehlskombination, die das Bearbeitungsprogramm an die Spindel ausgibt, einem Befehl, den das Bearbeitungsprogramm an die bewegliche Achse ausgibt, und Daten über ein Schneidewerkzeug und ein zu schneidendes Objekt, eine Schneidbedingungs-Speichereinheit, die dafür ausgelegt ist, die berechnete Schneidbedingung für jedes Werkzeug zu speichern, und eine Graphikanzeigeeinheit, die dafür ausgelegt ist, die in der Schneidbedingungs-Speichereinheit abgelegte Schneidbedingung graphisch darzustellen.
Die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung kann zudem eine Schneidbedingungs-Erfassungseinheit enthalten, die dafür ausgelegt ist, zumindest eine der Schneidbedingungen zu erfassen, zu denen die Spindeldrehzahl und die Vorschub-Geschwindigkeit für festgelegte Zeitpunkte oder vorbestimmte Blöcke des Bearbeitungsprogramms während einer Bearbeitungssimulation gehören, und zwar abhängig von dem Befehl, der an die Spindel ausgegeben wird oder dem Befehl, der an die bewegliche Achse ausgegeben wird. Die Schneidbedingungs-Speichereinheit kann dafür ausgelegt sein, für jedes Werkzeug die Schneidbedingung zu speichern, die die Schneidbedingungs-Erfassungseinheit erfasst.
Bei beiden beschriebenen Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtungen für den numerischen Controller und die Bearbeitungssimulations-Vorrichtung kann die Graphikanzeigeeinheit dafür ausgelegt sein, ein Bild darzustellen, das durch Zeichnen der gespeicherten Schneidbedingung in einem Koordinatensystem mit Koordinatenachsen erzeugt wird, das die Schneidbedingung in der Schneidbedingungs-Speichereinheit darstellt, und den Wert der Schneidbedingung, der zu dem gezeichneten Punkt gehört.
Jede der beiden beschriebenen Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtungen für den numerischen Controller und die Bearbeitungssimulations-Vorrichtung kann zudem eine Blocknummer-Erfassungseinheit enthalten, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm und eine Blocknummer zu erfassen, wenn die Schneidbedingung berechnet wird, und eine Bearbeitungsprogramm-Anzeigeeinheit, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm darzustellen. Die Graphikanzeigeeinheit kann dafür ausgelegt sein, ein Bild darzustellen, das durch Zeichnen der gespeicherten Schneidbedingung in einem Koordinatensystem mit Koordinatenachsen erzeugt wird, das die Schneidbedingung in der Schneidbedingungs-Speichereinheit darstellt, und die Schneidbedingungs-Speichereinheit kann dafür ausgelegt sein, die berechnete oder erfasste Schneidbedingung zusammen mit dem Bearbeitungsprogramm und der Blocknummer, die von der Blocknummer-Erfassungseinheit erfasst wird, zu speichern, und ein Cursor kann dafür ausgelegt sein, sich zu einem Block zu bewegen, der in zugeordneter Weise in der Bearbeitungsprogramm-Anzeigeeinheit gespeichert ist, wenn ein in dem Bild gezeichneter Punkt auf der Graphikanzeigeeinheit gewählt wird.
Jede der beiden beschriebenen Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtungen für den numerischen Controller und die Bearbeitungssimulations-Vorrichtung kann zudem eine Blocknummer-Erfassungseinheit enthalten, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm und eine Blocknummer zu erfassen, wenn die Schneidbedingung berechnet oder erfasst wird, und eine Bearbeitungsprogramm-Anzeigeeinheit, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm darzustellen. Die Graphikanzeigeeinheit kann dafür ausgelegt sein, ein Bild darzustellen, das durch Zeichnen der gespeicherten Schneidbedingung in einem Koordinatensystem mit Koordinatenachsen erzeugt wird, das die Schneidbedingung in der Schneidbedingungs-Speichereinheit darstellt, und die Schneidbedingungs-Speichereinheit kann dafür ausgelegt sein, die berechnete oder erfasste Schneidbedingung zusammen mit dem Bearbeitungsprogramm und der Blocknummer, die von der Blocknummer-Erfassungseinheit erfasst wird, zu speichern, und eine Anzeigefarbe oder Hintergrundfarbe eines Blocks, der in zugeordneter Weise in der Bearbeitungsprogramm-Anzeigeeinheit gespeichert ist, auf eine vorbestimmte Farbe zu ändern, wenn ein in dem Bild gezeichneter Punkt auf der Graphikanzeigeeinheit gewählt wird.
Jede der beiden beschriebenen Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtungen für den numerischen Controller und die Bearbeitungssimulations-Vorrichtung kann zudem eine Blocknummer-Erfassungseinheit enthalten, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm und eine Blocknummer zu erfassen, wenn die Schneidbedingung berechnet oder erfasst wird. Die Graphikanzeigeeinheit kann dafür ausgelegt sein, ein Bild darzustellen, das durch Zeichnen in einem Koordinatensystem mit Koordinatenachsen erzeugt wird, die die Schneidbedingung darstellen, wobei die Schneidbedingung in der Schneidbedingungs-Speichereinheit gespeichert wird, und die Schneidbedingungs-Speichereinheit kann dafür ausgelegt sein, die berechnete oder erfasste Schneidbedingung zusammen mit dem Bearbeitungsprogramm und der Blocknummer, die von der Blocknummer-Erfassungseinheit erfasst wird, zu speichern, und das Bearbeitungsprogramm und die Blocknummer, die in zugeordneter Weise gespeichert sind, können für jeden Punkt angezeigt werden, den die Graphikanzeigeeinheit auf dem Bild zeichnet.
In jeder der beiden beschriebenen Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtungen für den numerischen Controller und die Bearbeitungssimulations-Vorrichtung kann die Schneidbedingungs-Speichereinheit dafür ausgelegt sein, die berechnete oder erfasste Schneidbedingung zu speichern, wenn eine berechnete Differenz zwischen der beim vorherigen Mal gespeicherten Schneidbedingung und der berechneten oder erfassten Schneidbedingung nicht kleiner ist als ein fester Wert.
Jede der beiden beschriebenen Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtungen für den numerischen Controller und die Bearbeitungssimulations-Vorrichtung kann zudem eine Blocknummer-Vergleichseinheit enthalten, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm und eine Blocknummer zum Berechnen oder Erfassen der beim vorherigen Mal gespeicherten Schneidbedingung mit dem Bearbeitungsprogramm und der Blocknummer für das Berechnen oder Erfassen der berechneten oder erfassten Schneidbedingung zu vergleichen. Die Schneidbedingungs-Speichereinheit kann dafür ausgelegt sein, die berechnete oder erfasste Schneidbedingung zu speichern, wenn die Bearbeitungsprogramme und Blocknummern, die die Blocknummer-Vergleichseinheit vergleicht, unterschiedlich sind.
Gemäß der Erfindung kann eine Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden, die das Schätzen von Schneidbedingungen vereinfacht, die die Lebensdauer eines Werkzeugs verkürzen, damit die Haltbarkeit des Werkzeugs verbessert wird.
Figurenliste
Die beschriebenen Aufgaben und Merkmale der Erfindung und weitere Aufgaben und Merkmale gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der beigegebenen Zeichnungen hervor.
Es zeigt:

1 eine Blockdiagrammskizze eines numerischen Controllers, der eine Werkzeugmaschine steuert;
2 eine Skizze des Aufbaus einer Bearbeitungssimulationsvorrichtung;
3 eine Skizze eines Beispiel-Bildschirms, der eine Werkzeugtrajektorie abhängig von einer Bearbeitungssimulation anzeigt;
4 eine Beispielskizze, in der Schneidbedingungen eines einzigen Bearbeitungsprogramms graphisch in einem Streuungsdiagramm dargestellt sind;
5 eine Beispielskizze, in der Schneidbedingungen mehrerer Bearbeitungsprogramme graphisch in einem Streuungsdiagramm dargestellt sind;
6 eine Beispielskizze, in der Schneidbedingungen mehrerer Bearbeitungsprogramme graphisch in einem Balkendiagramm dargestellt sind;
7 eine Beispielskizze, in der bestimmte Werte von Schneidbedingungen zusammen mit gezeichneten Koordinaten dargestellt sind;
8 eine Beispielskizze, in der bestimmte Werte von Bearbeitungsprogrammnamen, Blocknummern und Schneidbedingungen zusammen mit gezeichneten Koordinaten dargestellt sind;
9 eine Skizze der Schneidbedingungen, die in einem Speicher abgelegt sind;
10 eine Skizze, die darstellt, wie sich ein Cursor zu einem Block eines angezeigten Bearbeitungsprogramms bewegt, wenn ein gezeichneter Punkt in einem Bild gewählt wird;
11 eine Skizze, die darstellt, wie sich die Anzeigefarbe des Blocks des angezeigten Bearbeitungsprogramms ändert, wenn ein gezeichneter Punkt in dem Bild gewählt wird;
12 ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der die Schneidbedingungen während der Bearbeitung (oder während des Betriebs einer Endbearbeitungsmaschine) erhalten werden;
13 ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der die Schneidbedingungen graphisch dargestellt werden;
14 ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der die Bearbeitungsprogrammnamen und die Blocknummern während der tatsächlichen Bearbeitung (oder während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine) erhalten werden;
15 ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der ähnliche Schneidbedingungen davon ausgeschlossen werden, während der aktuellen Bearbeitung (oder während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine) gespeichert zu werden;
16 ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der ähnliche Schneidbedingungen davon ausgeschlossen werden, während der aktuellen Bearbeitung (oder während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine) gespeichert zu werden, wobei die Bearbeitungsprogrammnamen, Blocknummern und Schneidbedingungen gespeichert werden, wenn die Schneidbedingungen nicht ähnlich sind;
17 eine Skizze, die darstellt, wie Schneidbedingungen, die in einer Schneidbedingungs-Speichereinheit abgelegt sind, eingegeben und ausgegeben werden dürfen;
18 ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der die Schneidbedingungen während der Bearbeitungssimulation erhalten werden; und
19 ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der die durch die Bearbeitungssimulation erhaltenen Schneidbedingungen graphisch dargestellt werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung der Erfindung besteht insbesondere aus einem numerischen Controller für eine Endbearbeitungsmaschine, beispielsweise dem in 1 dargestellten Controller, oder einer Bearbeitungssimulations-Vorrichtung eines numerischen Controllers, beispielsweise dem in 2 dargestellten Controller.
1 zeigt eine Blockdiagrammskizze eines numerischen Controllers, der eine Werkzeugmaschine steuert. Der numerische Controller 10 ist mit einem Motor 22 verbunden, beispielsweise einem Servomotor oder einem Spindelmotor, der die Vorschubachse der Endbearbeitungsmaschine usw. antreibt. Der Controller ist auch mit einem Sensor 23 verbunden, der Bearbeitungsstatusdaten erfasst, beispielsweise Last, Vibrationen usw., die zu einem Werkzeug gehören. Der numerische Controller 10 umfasst eine numerische Steuerungseinheit 11, die den Spindelmotor und den Servomotor für jede Vorschubachse kontrolliert und ansteuert, uns zwar gemäß einem Bearbeitungsprogramm usw., das in einem Speicher 13 abgelegt ist. Die numerische Steuerungseinheit 11 umfasst einen Schneidbedingungs-Anzeigesteuerungsabschnitt 12 der Erfindung. Der numerische Controller 10 umfasst ferner eine Eingabe- und Anzeigeeinheit 14, die einen Anzeigeabschnitt und einen Eingabeabschnitt umfasst. Der Anzeigeabschnitt besteht aus einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung oder einer ähnlichen Vorrichtung, die verschiedene Daten darstellen kann, oder die Bearbeitungsprogramme, die jeweils aus mehreren Blöcken bestehen, usw. Der Eingabeabschnitt kann eine Tastatur oder eine ähnlichen Vorrichtung sein, über die Daten und Befehle eingegeben werden. Der numerische Controller 10 ist im Wesentlichen wie ein herkömmlicher numerischer Controller aufgebaut; er unterscheidet sich jedoch von einem herkömmlichen numerischen Controller dadurch, dass die numerische Steuerungseinheit 11 den Schneidbedingungs-Anzeigesteuerungsabschnitt 12 aufweist, der aus Software besteht.
2 zeigt eine Skizze des Aufbaus der Bearbeitungssimulationsvorrichtung. Die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 umfasst eine Bearbeitungssimulations-Ausführungseinheit 31, die die Bearbeitung abhängig von Bearbeitungsprogrammen simuliert, die in einem Speicher 33 hinterlegt sind. Die Bearbeitungssimulations-Ausführungseinheit 31 umfasst einen Schneidbedingungs-Anzeigesteuerungsabschnitt 32 der Erfindung. Die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 enthält ferner eine Eingabe- und Anzeigeeinheit 34, die einen Anzeigeabschnitt und einen Eingabeabschnitt aufweist. Der Anzeigeabschnitt besteht aus einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung oder einer ähnlichen Vorrichtung, die verschiedene Daten darstellt, oder die Bearbeitungsprogramme usw. Der Eingabeabschnitt kann eine Tastatur oder eine ähnlichen Vorrichtung sein, über die Daten und Befehle eingegeben werden. Die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 ist im Wesentlichen wie eine herkömmliche Bearbeitungssimulationsvorrichtung aufgebaut; sie unterscheidet sich jedoch von einer herkömmlichen Bearbeitungssimulationsvorrichtung dadurch, dass die Bearbeitungssimulations-Ausführungseinheit 31 den Schneidbedingungs-Anzeigesteuerungsabschnitt 32 aufweist, der aus Software besteht.
Wird die Endbearbeitungsmaschine vom numerischen Controller 10 in 1 gesteuert, damit ein zu schneidendes Objekt bearbeitet wird, so werden gemäß der Erfindung Schneidbedingungen von dem Schneidbedingungs-Anzeigesteuerungsabschnitt 12 berechnet, oder die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 in 2 wird betrieben, damit die Schneidbedingungen von der Schneidbedingungs-Anzeigesteuerungsabschnitt 32 während des Ausführens einer Bearbeitungssimulation berechnet werden. Zu den zu berechnenden Schneidbedingungen gehören beispielsweise die Schneidegeschwindigkeit, die Vorschubrate je Spindelumdrehung und Schneidkante eines Werkzeugs und die Schnitttiefe. Es folgt eine Beschreibung der Verfahren zum Berechnen dieser Bedingungen.
Schneidegeschwindigkeit
Die Schneidegeschwindigkeit ist die relative Geschwindigkeit zwischen einem Schneidewerkzeug und der Oberfläche des zu schneidenden Objekts und kann aus der folgenden Gleichung (1) berechnet werden: $V = (n ≅ D ≅ N) / 1000,$
wobei V die Schneidegeschwindigkeit ist (m/min), D der Durchmesser (mm) des zu schneidenden Objekts, und N die Spindeldrehzahl (/min).
Im Fall des Fräsens wird der „Durchmesser des zu schneidenden Objekts“ durch den „Durchmesser des Schneidewerkzeugs“ ersetzt.
Vorschubrate (Vorschub je Spindelumdrehung und Schneidkante eines Werkzeugs)
Die Vorschubrate kann aus der folgenden Gleichung (2) berechnet werden: $Ft = F / (N ≅ Z)$
wobei Ft die Vorschubrate (mm/Umdrehung) ist, F die Vorschubgeschwindigkeit (mm/min), N die Spindeldrehzahl (/min) und Z die Anzahl der Schneidkanten.
Schnitttiefe
Die Schnitttiefe kann mit den folgenden Verfahren 1 und 2 berechnet werden.
3 zeigt eine Skizze eines Beispiel-Bildschirms, die eine Werkzeugtrajektorie abhängig von einer Bearbeitungssimulation anzeigt. Die Ziffer 2 bezeichnet die Form (Bearbeitungsform) des Werkstücks, das auf dem Anzeigebildschirm der Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung dargestellt ist. Das Werkzeug (nicht dargestellt) wird entlang der Schneidevorschubwege bewegt, die mit den Ziffern 3 und 4 bezeichnet sind, wodurch die Bearbeitungsform 2 geschnitten wird (durch eine tatsächliche Bearbeitung oder eine Bearbeitungssimulation). Die Ziffern 5 und 6 bezeichnen Schnellvorschubwege des Werkzeugs bzw. die Schnitttiefe.
Es folgt eine Beschreibung des Verfahrens zum Berechnen der Schnitttiefe, bei der es sich um eine der Schneidbedingungen handelt.
Verfahren 1

(1) Die Anfangs- und Endpunktkoordinaten für jeden Schneidevorschubblock werden am Anfang des Bearbeitungsprogramms gespeichert.
(2) Die Richtung der Bewegung wird aus den Anfangs- und Endpunktkoordinaten während der Schneidevorschubbewegung berechnet.
(3) Ein früherer Schneidevorschub entsprechend zur Bewegungsrichtung in Schritt (2) wird aus den in Schritt (1) gespeicherten Daten geholt.
(4) Eine Entfernung in der Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung wird berechnet und als Tiefe des Schnitts 6 angesehen.

Verfahren 2
Die Differenz zwischen der Form des zu schneidenden Objekts und der aktuellen Position des Werkzeugs wird berechnet. Der Wert der berechneten Differenz wird als Tiefe des Schnitts 6 angesehen. Zudem wird Forminformation über das zu schneidende Objekt für jeden Abschnitt aktualisiert, den das Werkzeug schneidet.
Es folgt eine Beschreibung der Anzeigebeispiele, in denen die Schneidbedingungen graphisch auf dem Anzeigebildschirm der Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung dargestellt werden.
Anzeigebeispiel 1
Es folgt eine Beschreibung eines Beispiels, in dem die in einem Schneidbedingungs-Speicherabschnitt gespeicherten Schneidbedingungen graphisch als Streudiagramm in einem dreidimensionalen Koordinatensystem dargestellt werden, dessen Koordinatenachsen die drei Schneidbedingungen darstellen (Schneidegeschwindigkeit, Vorschubrate und Schnitttiefe). 4 zeigt eine Beispielskizze, in der Schneidbedingungen eines einzigen Bearbeitungsprogramms graphisch in einem Streuungsdiagramm in dem dreidimensionalen Koordinatensystem dargestellt sind. Den Trend der Schneidbedingungen des Bearbeitungsprogramms kann man an einer Gruppe von gezeichneten Punkten erkennen. Man sieht auf einen Blick, dass die Punkte 101 in 4 dazu neigen, in der Achsenrichtung der Schnitttiefe ungleichmäßig verteilt zu sein. Werden die Schneidbedingungen des Bearbeitungsprogramms bei einer kurzen Werkzeug-Lebensdauer in der in 4 gezeigten Weise dargestellt, so ist nur die Schnitttiefe zu groß, und man kann abschätzen, dass die Schnitttiefe eine Schneidbedingung ist, die die Werkzeug-Lebensdauer verkürzt.
Anzeigebeispiel 2
Es folgt eine Beschreibung eines Beispiels, in dem die in einem Schneidbedingungs-Speicherabschnitt gespeicherten Schneidbedingungen graphisch als Streudiagramm in einem dreidimensionalen Koordinatensystem dargestellt werden, dessen Koordinatenachsen die drei Schneidbedingungen darstellen (Schneidegeschwindigkeit, Vorschubrate und Schnitttiefe). 5 zeigt eine Beispielskizze, in der Schneidbedingungen mehrerer Bearbeitungsprogramme graphisch in einem Streuungsdiagram in einem dreidimensionalen Koordinatensystem dargestellt sind. Die Schneidbedingungen werden für jedes Bearbeitungsprogramm gespeichert, damit eine Schneidbedingung, die die Werkzeug-Lebensdauer verkürzt, durch den Vergleich der Bearbeitungsprogramme bei kurzen und langen Werkzeug-Standzeiten abgeschätzt werden kann. Werden unterschiedliche Bearbeitungsprogramme mit dem gleichen Werkzeug gefahren und werden ein Bearbeitungsprogramm (03000), das zu einer kurzen Werkzeug-Lebensdauer geführt hat, und Bearbeitungsprogramme (01000 und 02000), die zu langen Werkzeug-Standzeiten geführt haben, in der gleichen in 5 dargestellten Weise gezeichnet, so ist die Schneidegeschwindigkeit von 03000 meist relativ hoch, und man kann abschätzen, dass die Schneidegeschwindigkeit die Schneidbedingung ist, die die Werkzeug-Lebensdauer verkürzt. Die Ziffern 101, 102 und 103 bezeichnen Darstellungen der Schneidbedingungen 01000 bzw. 02000 bzw. 03000.
Anzeigebeispiel 3
Die im Schneidbedingungs-Speicherabschnitt abgelegten Schneidbedingungen können als Balken-, Kreis- oder Liniendiagramm angezeigt werden. 6 zeigt eine Beispielskizze, in der Schneidbedingungen mehrerer Bearbeitungsprogramme graphisch in einem Balkendiagramm dargestellt sind. Werden das Bearbeitungsprogramm (03000), das zu einer kurzen Werkzeug-Lebensdauer geführt hat, und die Bearbeitungsprogramme (01000 und 02000), die zu langen Werkzeug-Standzeiten geführt haben, graphisch im Balkendiagramm in 6 dargestellt, so neigt wie im beschriebenen Anzeigebeispiel 2 die Schneidegeschwindigkeit 03000 dazu, relativ hoch auszufallen. Somit kann man abschätzen, dass die Schneidegeschwindigkeit die Schneidbedingung ist, die Werkzeug-Lebensdauer verkürzt. Die Ziffern 201, 202 und 203 bezeichnen die Nummern der gespeicherten Schneidbedingungen (in 6 Schneidegeschwindigkeiten) 01000 bzw. 02000 bzw. 03000.
Anzeigebeispiel 4
Es folgt eine Beschreibung eines Beispiels, in dem die in einem Schneidbedingungs-Speicherabschnitt gespeicherten Schneidbedingungen graphisch als Streudiagramm in einem dreidimensionalen Koordinatensystem dargestellt werden, dessen Koordinatenachsen die drei Schneidbedingungen darstellen (Schneidegeschwindigkeit, Vorschubrate und Schnitttiefe). 7 zeigt eine Beispielskizze, in der bestimmte Werte von Schneidbedingungen zusammen mit gezeichneten Punkten in gezeichneten Koordinaten dargestellt sind. Eine Schneidbedingung (z. B. (a, b, c)) wird nahe an einer gezeichneten Anzeigemarke 101 dargestellt.
Anzeigebeispiel 5
Das Anzeigebeispiel 5 ist ein Beispiel, in dem die Inhalte der Zeichnung in 8 und die in 10 oder 11 gezeigten Inhalte auf dem Anzeigebildschirm der Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung dargestellt werden. Es folgt eine Beschreibung eines Beispiels, in dem die in einem Schneidbedingungs-Speicherabschnitt gespeicherten Schneidbedingungen graphisch als Streudiagramm in einem dreidimensionalen Koordinatensystem dargestellt werden, dessen Koordinatenachsen die drei Schneidbedingungen darstellen (Schneidegeschwindigkeit, Vorschubrate und Schnitttiefe). 8 zeigt eine Beispielskizze, in der bestimmte Werte von Bearbeitungsprogrammnamen, Blocknummern und Schneidbedingungen zusammen mit gezeichneten Punkten auf gezeichneten Koordinaten dargestellt sind. 9 zeigt eine Skizze der Schneidbedingungen, die in dem Speicher 13 abgelegt sind. Im Speicher 13 ist eine Datei für jedes Werkzeug abgelegt, durch die Ziffern 40 bezeichnet, sowie Bearbeitungsprogrammnamen 41, Blocknummern 42 und Schneidbedingungen 43, die einander zugeordnet in der Datei eines Werkzeugs 1 abgelegt sind.
10 zeigt eine Skizze, die einen Block des Bearbeitungsprogramms darstellt, der auf dem Bildschirm dargestellt ist, und wie sich ein Cursor 50 zu dem Block (gewählten Block) des angezeigten Bearbeitungsprogramms bewegt, wenn ein gezeichneter Punkt in dem Bild gewählt wird. Die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung hat die Funktion, den Cursor 50 zu dem gewählten Block zu bewegen, wenn einer der gezeichneten Punkte durch den Eingabeabschnitt von einer Bedienperson gewählt wird.
11 zeigt eine Skizze, die einen Block des Bearbeitungsprogramms darstellt, der auf dem Bildschirm angezeigt wird, und wie sich die Anzeigefarbe des Blocks (gewählter Block) des angezeigten Bearbeitungsprogramms ändert, wenn einer der gezeichneten Punkte in dem Bild gewählt wird. Die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung hat die Funktion, die Anzeigefarbe oder Hintergrundfarbe des gewählten Blocks zu verändern, siehe den Pfeil 60, wenn einer der gezeichneten Punkte durch den Eingabeabschnitt von einer Bedienperson gewählt wird.
Im Anzeigebeispiel 5 können die Bearbeitungsprogrammnamen und die Blocknummern, die man beim Berechnen der Schneidbedingungen erhält, auf den Punkten des Bilds miteinander verglichen werden, indem sie vorab zusammen mit Schneidbedingungen im Speicher abgelegt werden, siehe 9.
Die Verarbeitung, durch die man die Schneidbedingungen der Anzeigebeispiele erhält, werden nun anhand der Flussdiagramme beschrieben.
12 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der die Schneidbedingungen während der aktuellen Bearbeitung (oder während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine) erhalten werden. Zu der Verarbeitung gehören eine Verarbeitung zum Berechnen nötiger Schneidbedingungen zum Implementieren der Anzeigebeispiele 1 bis 4. Es folgt eine schrittweise Beschreibung dieser Verarbeitung. In der Verarbeitung in diesem Flussdiagramm wird die Information des Schritts SA02 durch Abtasten jeweils nach Ablauf einer festen Zeitspanne erfasst. Der Beginn und das Ende der Informationserfassung können auf das Bearbeitungsprogramm abgestimmt werden.
[Schritt SA01] Durch einen Zeitgeberbetrieb wird überwacht, ob die feste Zeitspanne abgelaufen ist. Wird der Ablauf der festen Zeitspanne erkannt, so geht das Programm zum Schritt SA02 über.
[Schritt SA02] Information wird erfasst. Die zu erfassende Information enthält Daten, beispielsweise die Spindeldrehzahl, den Durchmesser des zu schneidenden Objekts oder des Werkzeugs, die Vorschubgeschwindigkeit, die Anzahl der Schneidkanten des Werkzeugs und die Werkzeugposition. Diese Daten werden als interne Information eines herkömmlichen numerischen Controllers bereitgestellt und können von der numerischen Steuerungseinheit 11 des numerischen Controllers 10 in 1 erfasst werden.
[Schritt SA03] Die Schneidbedingungen werden aus der im Schritt SA02 erfassten Information berechnet. Die zu berechnenden Schneidbedingungen umfassen die Schneidegeschwindigkeit, den Vorschub je Spindelumdrehung und Schneidkante eines Werkzeugs und die Schnitttiefe.
[Schritt SA04] Die im Schritt SA03 berechneten Schneidbedingungen werden im Speicher abgelegt (dorthin geschrieben). Daraufhin kehrt das Programm zum Schritt SA01 zurück.
Das obige Flussdiagramm wird nun zusätzlich erklärt.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist das Programm dafür ausgelegt, zum Schritt SA02 überzugehen, wenn der Ablauf der festen Zeitspanne im Schritt SA01 erkannt wird. Wahlweise kann das Programm dafür ausgelegt sein, zum Schritt SA02 überzugehen, wenn die Ausführung eines Blocks des Bearbeitungsprogramms beendet ist.
Im beschriebenen Schritt SA02 umfasst zudem die zu gewinnende Information die Spindeldrehzahl, die Vorschubgeschwindigkeit (relativ zum zu bearbeitenden Objekt) des Werkzeugs, die Werkzeugposition usw. Dies sind Daten, die der numerische Controller während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine erfasst. Der Durchmesser des zu schneidenden Objekts und die Anzahl der Schneidkanten des Werkzeugs können Daten sein, die vorab im numerischen Controller hinterlegt sind, oder Daten, die von dem Bearbeitungsprogramm angewiesen werden.
13 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der die Schneidbedingungen graphisch dargestellt werden.
[Schritt SB01] Die Schneidbedingungen werden aus dem Speicher 13 gelesen und auf dem Anzeigebildschirm der Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung graphisch dargestellt, siehe beispielsweise 4. Besteht die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung aus dem numerischen Controller 10 (1), der die Endbearbeitungsmaschine steuert, so werden die Schneidbedingungen auf dem Anzeigebildschirm der Eingabe- und Anzeigeeinheit 14 graphisch dargestellt.
14 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der die Bearbeitungsprogrammnamen und die Blocknummern sowie die Schneidbedingungen erfasst werden. Diese Verarbeitung enthält Verarbeitungen zum Berechnen erforderlicher Schneidbedingungen zum Implementieren des Anzeigebeispiels 5 und zum Erfassen der Bearbeitungsprogramme und Blocknummern. Es folgt eine schrittweise Beschreibung dieser Verarbeitung.
[Schritt SC01] Durch einen Zeitgeberbetrieb wird überwacht, ob die feste Zeitspanne abgelaufen ist. Wird der Ablauf der festen Zeitspanne erkannt, so geht das Programm zum Schritt SC02 über.
[Schritt SC02] Information wird erfasst. Die zu erfassende Information enthält Daten, beispielsweise die Spindeldrehzahl, den Durchmesser des zu schneidenden Objekts oder des Werkzeugs, die Vorschubgeschwindigkeit, die Anzahl der Schneidkanten des Werkzeugs und die Werkzeugposition. Diese Daten werden als interne Information eines herkömmlichen numerischen Controllers bereitgestellt und können von der numerischen Steuerungseinheit 11 des numerischen Controllers 10 in 1 erfasst werden.
[Schritt SC03] Das Bearbeitungsprogramm und die Blocknummer werden von der numerischen Steuerungseinheit 11 des numerischen Controllers 10 in 1 erfasst.
[Schritt SC04] Die Schneidbedingungen werden aus der im Schritt SC03 erfassten Information berechnet. Die zu berechnenden Schneidbedingungen umfassen die Schneidegeschwindigkeit, den Vorschub je Spindelumdrehung und Schneidkante eines Werkzeugs und die Schnitttiefe.
[Schritt SC05] Die im Schritt SC04 berechneten Schneidbedingungen werden im Speicher abgelegt, und zwar zusammen mit den Bearbeitungsprogrammnamen und den Blocknummern. Daraufhin kehrt das Programm zum Schritt SC01 zurück.
Das obige Flussdiagramm wird nun zusätzlich erklärt.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist das Programm dafür ausgelegt, zum Schritt SC02 überzugehen, wenn der Ablauf der festen Zeitspanne im Schritt SC01 erkannt wird. Wahlweise kann das Programm dafür ausgelegt sein, zum Schritt SC02 überzugehen, wenn die Ausführung eines Blocks des Bearbeitungsprogramms beendet ist.
Im Schritt SB01, siehe 13, werden die Bearbeitungsprogrammnamen, Blocknummern und Schneidbedingungen aus dem Speicher 13 gelesen und auf dem Anzeigebildschirm der Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung graphisch dargestellt, siehe 5, 6, 7 und 8.
Sollen die Schneidbedingungen, die sich in einer kurzen Zeitspanne ändern, ohne Verluste gespeichert werden, so wird das Zeitintervall zum Berechnen der Schneidbedingungen kürzer. Wird dies einfach so vorgenommen, so wächst das gespeicherte Datenvolumen unweigerlich an. Daher werden ähnliche Schneidbedingungen vom Speichern ausgeschlossen, damit das gespeicherte Datenvolumen nicht übermäßig groß werden kann, obwohl das Zeitintervall zum Berechnen der Schneidbedingungen kürzer ist.
15 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der ähnliche Schneidbedingungen davon ausgeschlossen werden, während der aktuellen Bearbeitung (oder während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine) gespeichert zu werden. Bei der in diesem Flussdiagramm dargestellten Verarbeitung werden keine Schneidbedingungen gespeichert, wenn die Differenz zwischen der beim letzten Mal gespeicherten Schneidbedingung und der dieses Mal gespeicherten Schneidbedingung gering ist. Es folgt eine schrittweise Beschreibung dieser Verarbeitung.
[Schritt SD01] Durch einen Zeitgeberbetrieb wird überwacht, ob die feste Zeitspanne abgelaufen ist. Wird der Ablauf der festen Zeitspanne erkannt, so geht das Programm zum Schritt SD02 über.
[Schritt SD02] Information wird erfasst. Die zu erfassende Information enthält Daten, beispielsweise die Spindeldrehzahl, den Durchmesser des zu schneidenden Objekts oder des Werkzeugs, die Vorschubgeschwindigkeit, die Anzahl der Schneidkanten des Werkzeugs und die Werkzeugposition. Diese Daten werden als interne Information eines herkömmlichen numerischen Controllers bereitgestellt und können von der numerischen Steuerungseinheit 11 des numerischen Controllers 10 in 1 erfasst werden.
[Schritt SD03] Die Schneidbedingungen werden aus der im Schritt SD02 erfassten Information berechnet. Die zu berechnenden Schneidbedingungen umfassen die Schneidegeschwindigkeit, den Vorschub je Schneidkante des Werkzeugs während einer Spindelumdrehung und die Schnitttiefe.
[Schritt SD04] Die beim letzten Mal gespeicherte Schneidbedingung wird aus dem Speicher geholt.
[Schritt SD05] Es wird festgestellt, ob die Differenz zwischen der im Schritt SD03 berechneten Schneidbedingung und der im Schritt SD04 erfassten und beim letzten Mal gespeicherten Schneidbedingung innerhalb eines feststehenden Werts liegt. Liegt die Differenz innerhalb des feststehenden Werts (JA), so kehrt das Programm zum Schritt SD01 zurück, ohne dass die im Schritt SD03 berechnete Schneidbedingung im Speicher abgelegt wird. Wenn nicht (NEIN), geht das Programm zum Schritt SD06.
[Schritt SD06] Die im Schritt SD03 berechneten Schneidbedingungen werden gespeichert. Daraufhin kehrt das Programm zum Schritt SD01 zurück.
Im Schritt SB01, siehe 13, werden die Schneidbedingungen aus dem Speicher gelesen und auf dem Anzeigebildschirm der Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung graphisch dargestellt.
Das obige Flussdiagramm wird nun zusätzlich erklärt.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist das Programm dafür ausgelegt, zum Schritt SD02 überzugehen, wenn der Ablauf der festen Zeitspanne im Schritt SD01 erkannt wird. Wahlweise kann das Programm dafür ausgelegt sein, zum Schritt SD02 überzugehen, wenn die Ausführung eines Blocks des Bearbeitungsprogramms beendet ist.
16 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der ähnliche Schneidbedingungen davon ausgeschlossen werden, während der aktuellen Bearbeitung (oder während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine) gespeichert zu werden. Sind bei der Verarbeitung in diesem Flussdiagramm das Bearbeitungsprogramm und die Blocknummer identisch und ist die Differenz zwischen der beim letzten Mal gespeicherten Schneidbedingung und der dieses Mal gespeicherten Schneidbedingung gering (oder sind die Schneidbedingungen ähnlich), so werden keine Schneidbedingungen gespeichert. Ist die Differenz groß (oder sind die Schneidbedingungen nicht vergleichbar), so werden die Bearbeitungsprogrammnamen, Blocknummern und Schneidbedingungen gespeichert.
[Schritt SE01] Durch einen Zeitgeberbetrieb wird überwacht, ob die feste Zeitspanne abgelaufen ist. Wird der Ablauf der festen Zeitspanne erkannt, so geht das Programm zum Schritt SE02 über.
[Schritt SE02] Information wird erfasst. Die zu erfassende Information enthält Daten, beispielsweise die Spindeldrehzahl, den Durchmesser des zu schneidenden Objekts oder des Werkzeugs, die Vorschubgeschwindigkeit, die Anzahl der Schneidkanten des Werkzeugs und die Werkzeugposition. Diese Daten werden als interne Information eines herkömmlichen numerischen Controllers bereitgestellt und können von der numerischen Steuerungseinheit 11 des numerischen Controllers 10 in 1 erfasst werden.
[Schritt SE03] Die Schneidbedingungen werden aus der im Schritt SE02 erfassten Information berechnet. Die zu berechnenden Schneidbedingungen umfassen die Schneidegeschwindigkeit, den Vorschub je Schneidkante des Werkzeugs während einer Spindelumdrehung und die Schnitttiefe.
[Schritt SE04] Der Bearbeitungsprogrammname und die Blocknummer werden von der numerischen Steuerungseinheit 11 des numerischen Controllers 10 in 1 erfasst.
[Schritt SE05] Der beim letzten Mal gespeicherte Bearbeitungsprogrammname und die Blocknummer werden aus dem Speicher geholt.
[Schritt SE06] Es wird festgestellt, ob der im Schritt SE04 erfasste Bearbeitungsprogrammname und die Blocknummer identisch mit den im Schritt SE05 geholten und beim letzten Mal gespeicherten Werten sind. Sind der beim letzten Mal gespeicherte Bearbeitungsprogrammname und die Blocknummer identisch mit den dieses Mal gespeicherten Werten (JA), so geht das Programm auf den Schritt SE07 über. Wenn nicht (NEIN), so geht das Programm zum Schritt SE09.
[Schritt SE07] Die beim letzten Mal gespeicherte Schneidbedingung wird aus dem Speicher geholt.
[Schritt SE08] Es wird festgestellt, ob die Differenz zwischen der im Schritt SE03 berechneten Schneidbedingung und der im Schritt SE07 erfassten und beim letzten Mal gespeicherten Schneidbedingung innerhalb eines feststehenden Werts liegt. Liegt die Differenz innerhalb des feststehenden Werts (JA), so kehrt das Programm zum Schritt SE01 zurück. Wenn nicht (NEIN), geht das Programm zum Schritt SE09.
[Schritt SE09] Die im Schritt SE03 berechneten Schneidbedingungen werden im Speicher abgelegt (dorthin geschrieben) und zwar zusammen mit den im Schritt SE04 erfassten Bearbeitungsprogrammnamen und den Blocknummern. Daraufhin kehrt das Programm zum Schritt SE01 zurück.
Das obige Flussdiagramm wird nun zusätzlich erklärt.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist das Programm dafür ausgelegt, zum Schritt SE02 überzugehen, wenn der Ablauf der festen Zeitspanne im Schritt SE01 erkannt wird. Wahlweise kann das Programm dafür ausgelegt sein, zum Schritt SE02 überzugehen, wenn die Ausführung eines Blocks des Bearbeitungsprogramms beendet ist.
Die genannten Schneidbedingungen werden im Speicher des numerischen Controllers abgelegt. Damit ein Vergleich zwischen diesen Schneidbedingungen und den Schneidbedingungen möglich ist, die im Speicher eines numerischen Controllers abgelegt sind, der eine andere Werkzeugmaschine steuert, kann die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung mit den in 17 gezeigten Funktionen ausgestattet werden. Zu diesen Funktionen gehört das Lesen der im Speicher des numerischen Controllers abgelegten Schneidbedingungen, das Schreiben der gelesenen Schneidbedingungen in einem vorbestimmten Dateiformat in eine externe Speichervorrichtung (Schritt SG01), und das Lesen der Schneidbedingungen in einem vorbestimmten Dateiformat, die in der externen Speichervorrichtung abgelegt sind, und das Speichern dieser Werte im Speicher (Schritt SF01).
Die beschriebene Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung besteht aus dem numerischen Controller, der die Endbearbeitungsmaschine steuert. Wahlweise kann die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung aus der Bearbeitungssimulations-Vorrichtung bestehen, die dafür ausgelegt ist, die Bearbeitung zu simulieren.
18 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der die Schneidbedingungen während der Bearbeitungssimulation erhalten werden. Es folgt eine schrittweise Beschreibung dieser Verarbeitung.
[Schritt SH01] Es wird festgestellt, ob der Block, in dem die Bearbeitungssimulation ausgeführt wird, ein vorbestimmter Block (Schneideblock) im Bearbeitungsprogramm ist. Ist der Block der vorbestimmte Block (JA), so geht das Programm zum Schritt SH02 über.
[Schritt SH02] Information wird erfasst. Die zu erfassende Information enthält Daten, beispielsweise die Spindeldrehzahl, den Durchmesser des zu schneidenden Objekts oder des Werkzeugs, die Vorschubgeschwindigkeit, die Anzahl der Schneidkanten des Werkzeugs und die Werkzeugposition. Diese Daten werden für eine herkömmliche Bearbeitungssimulations-Vorrichtung bereitgestellt und können von der Bearbeitungssimulations-Ausführungseinheit 31 der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 in 2 erfasst werden.
[Schritt SH03] Die Schneidbedingungen werden aus der im Schritt SH02 erfassten Information berechnet. Die zu berechnenden Schneidbedingungen umfassen die Schneidegeschwindigkeit, den Vorschub je Schneidkante des Werkzeugs während einer Spindelumdrehung und die Schnitttiefe.
[Schritt SH04] Die im Schritt SH03 berechneten Schneidbedingungen werden im Speicher gespeichert. Daraufhin kehrt das Programm zum Schritt SH01 zurück.
Das obige Flussdiagramm wird nun zusätzlich erklärt.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist das Programm dafür ausgelegt, zum Schritt SH02 überzugehen, wenn im Schritt SH01 der Block, in dem die Bearbeitungssimulation ausgeführt wird, als vorbestimmter Block (Schneideblock) erkannt wird. Wahlweise kann das Programm dafür ausgelegt sein, zum Schritt SH02 überzugehen, wenn das Verstreichen der festgelegten Zeitspanne erkannt wird.
Im beschriebenen Schritt SH02 ist die zu erfassende Information die Spindeldrehzahl, die Vorschubgeschwindigkeit (relativ zum zu bearbeitenden Objekt) des Werkzeugs, die Werkzeugposition usw. Dies sind Daten, die die Bearbeitungssimulations-Vorrichtung während der Bearbeitungssimulation des Bearbeitungsprogramms erzeugt. Die Spindeldrehzahl ist ein Befehl, den das Bearbeitungsprogramm einer Spindel erteilt. Die Vorschubgeschwindigkeit ist ein Befehl für eine bewegliche Achse. Der Durchmesser des zu schneidenden Objekts und die Anzahl der Schneidkanten des Werkzeugs können Daten sein, die vorab in der Bearbeitungssimulations-Vorrichtung gespeichert sind, oder Daten, die das Bearbeitungsprogramm anweist.
19 zeigt ein Flussdiagramm der Verarbeitung, mit der die Schneidbedingungen graphisch dargestellt werden.
[Schritt SJ01] Die Schneidbedingungen werden aus dem Speicher 13 gelesen und auf dem Anzeigebildschirm der Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung graphisch dargestellt, siehe beispielsweise 4. Besteht die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung aus der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 (2), so werden die Schneidbedingungen auf dem Anzeigebildschirm der Eingabe- und Anzeigeeinheit 34 graphisch dargestellt.
Die in den Flussdiagrammen in 14 bis 17 dargestellte Verarbeitung kann mit Hilfe der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 in 2 (der Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung, die die Bearbeitungssimulationsvorrichtung enthält) ausgeführt werden. Sie kann auch mit Hilfe des numerischen Controllers in 1 (der Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung, die den numerischen Controller enthält) ausgeführt werden.

Claims

Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung, die dafür ausgelegt ist, eine Schneidbedingung für einen numerischen Controller anzuzeigen, der eine Spindel und/oder eine bewegliche Achse einer Endbearbeitungsmaschine gemäß einem Bearbeitungsprogramm aus einer Mehrzahl von Bearbeitungsprogrammen steuert, wobei die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung umfasst: eine Schneidbedingungs-Berechnungseinheit, die dafür ausgelegt ist, zumindest eine der Schneidbedingungen zu berechnen, zu denen die Schneidegeschwindigkeit, der Vorschub je Spindelumdrehung und Schneidkante eines Werkzeugs und die Schnitttiefe für festgelegte Zeitpunkte oder vorbestimmte Blöcke des Bearbeitungsprogramms während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine gehören, und zwar abhängig von beliebigen Daten oder Datenkombinationen von der Spindel, der beweglichen Achse, dem Schneidewerkzeug und einem zu schneidenden Objekt, die im numerischen Controller gehalten werden; eine Schneidbedingungs-Speichereinheit, die dafür ausgelegt ist, die berechnete Schneidbedingung für jedes Werkzeug zu speichern, damit eine Schneidbedingung, die die Werkzeug-Lebensdauer verkürzt, durch einen Vergleich unterschiedlicher Bearbeitungsprogramme bei kurzen und langen Werkzeug-Standzeiten ermittelt werden kann; und eine Graphikanzeigeeinheit, die dafür ausgelegt ist, die in der Schneidbedingungs-Speichereinheit abgelegte Schneidbedingung graphisch darzustellen, wobei die Mehrzahl von Bearbeitungsprogrammen ein erstes Bearbeitungsprogramm und ein zweites Bearbeitungsprogramm umfasst, und wobei die in der Schneidbedingungs-Speichereinheit gespeicherten Schneidbedingungen umfassen: einen ersten Satz von Schneidbedingungen des ersten Bearbeitungsprogramms, welche eine erste Werkzeug-Lebensdauer für das Werkzeug angeben, und einen zweiten Satz von Schneidbedingungen des zweiten Bearbeitungsprogramms, welche eine zweite Werkzeug-Lebensdauer für das Werkzeug angeben, wobei sich die zweite Werkzeug-Lebensdauer von der ersten Werkzeug-Lebensdauer unterscheidet, und wobei die Graphikanzeigeeinheit dafür ausgelegt ist, gleichzeitig den ersten und den zweiten Satz von Schneidbedingungen anzuzeigen, unter Verwendung von jeweils graphisch unterscheidbaren ersten und zweiten Sätzen von Markierungen, um zu ermöglichen, dass (i) die erste Werkzeug-Lebensdauer mit der zweiten Werkzeug-Lebensdauer jeweils des ersten und des zweiten Bearbeitungsprogramms vergleichbar ist und dass (ii), auf Grundlage des Vergleichs, ein Bearbeitungsprogramm aus der Mehrzahl von Bearbeitungsprogrammen für den Betrieb der Endbearbeitungsmaschine ausgewählt werden kann.
Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, zudem umfassend eine Schneidbedingungs-Erfassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, zumindest eine der Schneidbedingungen zu erfassen, zu denen die Spindelgeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit für festgelegte Zeitpunkte oder vorbestimmte Blöcke des Bearbeitungsprogramms während des Betriebs der Endbearbeitungsmaschine gehören, und zwar abhängig von beliebigen Daten über die Spindel und die bewegliche Achse, wobei die Schneidbedingungs-Speichereinheit für jedes Werkzeug die Schneidbedingung speichert, die die Schneidbedingungs-Erfassungseinheit erfasst.
Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung, die dafür ausgelegt ist, eine Schneidbedingung für eine Bearbeitungssimulations-Vorrichtung anzuzeigen, die eine Bearbeitungssimulation für einen numerischen Controller vornimmt, der eine Spindel und/oder eine bewegliche Achse gemäß einem Bearbeitungsprogramm aus einer Mehrzahl von Bearbeitungsprogrammen steuert, wobei die Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung umfasst: eine Schneidbedingungs-Berechnungseinheit, die dafür ausgelegt ist, zumindest eine der Schneidbedingungen zu berechnen, zu denen die Schneidegeschwindigkeit, der Vorschub je Spindelumdrehung und Schneidkante eines Werkzeugs und die Schnitttiefe für festgelegte Zeitpunkte oder vorbestimmte Blöcke des Bearbeitungsprogramms während der Bearbeitungssimulation gehören, und zwar abhängig von einem beliebigen Befehl oder einer Befehlskombination, die das Bearbeitungsprogramm an die Spindel ausgibt, einem Befehl, den das Bearbeitungsprogramm an bewegliche Achse ausgibt, und Daten über ein Schneidewerkzeug und ein zu schneidendes Objekt; eine Schneidbedingungs-Speichereinheit, die dafür ausgelegt ist, die berechnete Schneidbedingung für jedes Werkzeug zu speichern, damit eine Schneidbedingung, die die Werkzeug-Lebensdauer verkürzt, durch einen Vergleich unterschiedlicher Bearbeitungsprogramme bei kurzen und langen Werkzeug-Standzeiten ermittelt werden kann; und eine Graphikanzeigeeinheit, die dafür ausgelegt ist, die in der Schneidbedingungs-Speichereinheit abgelegte Schneidbedingung graphisch darzustellen, wobei die Mehrzahl von Bearbeitungsprogrammen ein erstes Bearbeitungsprogramm und ein zweites Bearbeitungsprogramm umfasst, und wobei die in der Schneidbedingungs-Speichereinheit gespeicherten Schneidbedingungen umfassen: einen ersten Satz von Schneidbedingungen des ersten Bearbeitungsprogramms, welche eine erste Werkzeug-Lebensdauer für das Werkzeug angeben, und einen zweiten Satz von Schneidbedingungen des zweiten Bearbeitungsprogramms, welche eine zweite Werkzeug-Lebensdauer für das Werkzeug angeben, wobei sich die zweite Werkzeug-Lebensdauer von der ersten Werkzeug-Lebensdauer unterscheidet, und wobei die Graphikanzeigeeinheit dafür ausgelegt ist, gleichzeitig den ersten und den zweiten Satz von Schneidbedingungen anzuzeigen, unter Verwendung von jeweils graphisch unterscheidbaren ersten und zweiten Sätzen von Markierungen, um zu ermöglichen, dass (i) die erste Werkzeug-Lebensdauer mit der zweiten Werkzeug-Lebensdauer jeweils des ersten und des zweiten Bearbeitungsprogramms vergleichbar ist und dass (ii), auf Grundlage des Vergleichs, ein Bearbeitungsprogramm aus der Mehrzahl von Bearbeitungsprogrammen für den Betrieb der Endbearbeitungsmaschine ausgewählt werden kann.
Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend eine Schneidbedingungs-Erfassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, zumindest eine der Schneidbedingungen zu erfassen, zu denen die Schneidegeschwindigkeit und die Vorschub-Geschwindigkeit für festgelegte Zeitpunkte oder vorbestimmte Blöcke des Bearbeitungsprogramms während einer Bearbeitungssimulation gehören, und zwar abhängig von dem Befehl, der an die Spindel ausgegeben wird oder dem Befehl, der an die bewegliche Achse ausgegeben wird, wobei die Schneidbedingungs-Speichereinheit für jedes Werkzeug die Schneidbedingung speichert, die die Schneidbedingungs-Erfassungseinheit erfasst.
Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Graphikanzeigeeinheit dafür ausgelegt ist, ein Bild darzustellen, das durch Zeichnen der gespeicherten Schneidbedingung in einem Koordinatensystem mit Koordinatenachsen erzeugt wird, das die Schneidbedingung in der Schneidbedingungs-Speichereinheit darstellt, und den Wert der Schneidbedingung, der zu dem gezeichneten Punkt gehört.
Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend eine Blocknummer-Erfassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm und eine Blocknummer zu erfassen, wenn die Schneidbedingung berechnet wird, und eine Bearbeitungsprogramm-Anzeigeeinheit, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm darzustellen, wobei die Graphikanzeigeeinheit dafür ausgelegt ist, ein Bild darzustellen, das durch Zeichnen der gespeicherten Schneidbedingung in einem Koordinatensystem mit Koordinatenachsen erzeugt wird, das die Schneidbedingung in der Schneidbedingungs-Speichereinheit darstellt, und die Schneidbedingungs-Speichereinheit die berechnete oder erfasste Schneidbedingung zusammen mit dem Bearbeitungsprogramm und der Blocknummer speichert, die von der Blocknummer-Erfassungseinheit erfasst wird, und ein Cursor dafür ausgelegt ist, sich zu einem Block zu bewegen, der in zugeordneter Weise in der Bearbeitungsprogramm-Anzeigeeinheit gespeichert ist, wenn ein in dem Bild gezeichneter Punkt auf der Graphikanzeigeeinheit gewählt wird.
Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, zudem umfassend eine Blocknummer-Erfassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm und eine Blocknummer zu erfassen, wenn die Schneidbedingung berechnet oder erfasst wird, und eine Bearbeitungsprogramm-Anzeigeeinheit, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm darzustellen, wobei die Graphikanzeigeeinheit dafür ausgelegt ist, ein Bild darzustellen, das durch Zeichnen der gespeicherten Schneidbedingung in einem Koordinatensystem mit Koordinatenachsen erzeugt wird, das die Schneidbedingung in der Schneidbedingungs-Speichereinheit darstellt, und die Schneidbedingungs-Speichereinheit die berechnete oder erfasste Schneidbedingung zusammen mit dem Bearbeitungsprogramm und der Blocknummer speichert, die von der Blocknummer-Erfassungseinheit erfasst wird, und eine Anzeigefarbe oder Hintergrundfarbe eines Blocks, der in zugeordneter Weise in der Bearbeitungsprogramm-Anzeigeeinheit gespeichert ist, auf eine vorbestimmte Farbe zu ändern, wenn ein in dem Bild gezeichneter Punkt auf der Graphikanzeigeeinheit gewählt wird.
Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend eine Blocknummer-Erfassungseinheit, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm und eine Blocknummer zu erfassen, wenn die Schneidbedingung berechnet oder erfasst wird wobei die Graphikanzeigeeinheit dafür ausgelegt ist, ein Bild der in der Schneidbedingungs-Speichereinheit gespeicherten Schneidbedingung darzustellen, das durch Zeichnen in einem Koordinatensystem mit Koordinatenachsen erzeugt wird, die die Schneidbedingung in der Schneidbedingungs-Speichereinheit darstellt, und die Schneidbedingungs-Speichereinheit die berechnete oder erfasste Schneidbedingung zusammen mit dem Bearbeitungsprogramm und der Blocknummer speichert, die von der Blocknummer-Erfassungseinheit erfasst wird, und das Bearbeitungsprogramm und die Blocknummer, die in zugeordneter Weise gespeichert sind, für jeden Punkt angezeigt werden, den die Graphikanzeigeeinheit in dem Bild zeichnet.
Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schneidbedingungs-Speichereinheit dafür ausgelegt ist, die berechnete oder erfasste Schneidbedingung zu speichern, wenn eine berechnete Differenz zwischen der beim vorherigen Mal gespeicherten Schneidbedingung und der berechneten oder erfassten Schneidbedingung nicht kleiner ist als ein fester Wert.
Schneidbedingungs-Anzeigevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, auch umfassend eine Blocknummer-Vergleichseinheit, die dafür ausgelegt ist, das Bearbeitungsprogramm und eine Blocknummer zum Berechnen oder Erfassen der beim vorherigen Mal gespeicherten Schneidbedingung mit dem Bearbeitungsprogramm und der Blocknummer für das Berechnen oder Erfassen der berechneten oder erfassten Schneidbedingung zu vergleichen, wobei die Schneidbedingungs-Speichereinheit dafür ausgelegt ist, die berechnete oder erfasste Schneidbedingung zu speichern, wenn die Bearbeitungsprogramme und Blocknummern, die die Blocknummer-Vergleichseinheit vergleicht, unterschiedlich sind.