DE102019200762A1 - Bearbeitungssimulationsvorrichtung einer Werkzeugmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Aufgabe ist, eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung einer Werkzeugmaschine zu schaffen, die eine Bearbeitungssimulation hochgenau durchführen kann, während eine Zunahme der Zeit verringert wird. Eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 ist eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung, die eine Bearbeitungssimulation der Werkzeugmaschine 5 durchführt, die einen Bearbeitungsgegenstand auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms mit einem Werkzeug bearbeitet, und enthält Folgendes: eine Maschinensimulationseinheit 20, die auf der Grundlage eines Positionsbefehls und einer Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine eine Simulation der Bewegung der Werkzeugmaschine, wenn die Werkzeugmaschine auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms betrieben wird, durchführt, um die Position des Werkzeugs zu schätzen; und eine Bearbeitungssimulationseinheit 22, die auf der Grundlage von Informationen über das Werkzeug und der Position des Werkzeugs, die geschätzt wird, eine Bearbeitungssimulation des Bearbeitungsgegenstands durchführt.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung einer Werkzeugmaschine.
  • Verwandtes Gebiet
  • Es gibt eine Technologie, bei der in einer Werkzeugmaschine Werkzeuginformationen (z. B. Informationen über die Art des Werkzeugs wie etwa eine Fräse mit kugelförmigem Ende und eine Werkzeugform wie etwa ein Werkzeugdurchmesser und eine Werkzeuglänge) verwendet werden, bevor die tatsächliche Bearbeitung durchgeführt wird, derart, dass eine Bearbeitungssimulation auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms durchgeführt wird. Das Patentdokument 1 offenbart eine derartige Technologie für eine Bearbeitungssimulation.
  • Jedoch kann bei der tatsächlichen Bearbeitung die Bearbeitung nicht häufig gemäß einem Bearbeitungsprogramm durchgeführt werden, und mit einer Bearbeitungssimulation auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms ist es schwierig, z. B. die Genauigkeit einer bearbeiteten Oberfläche oder die Qualität einer bearbeiteten Oberfläche genau zu bewerten. Diesbezüglich offenbart das Patentdokument 1 eine Technologie, bei der Werkzeugbewegungswegdaten, die aus den Erfassungsdaten eines Steuerachsenmotorendes oder eines Maschinenendes in einer NC-Werkzeugmaschine extrahiert werden, d. h. eine tatsächliche Position (Rückmeldung), die mit einem tatsächlichen Sensor detektiert wird, derart weiter verwendet werden, dass eine Bearbeitungssimulation durchgeführt wird. Auf diese Weise wird in Betracht gezogen, dass es möglich ist, die Genauigkeit einer bearbeiteten Oberfläche, die Qualität einer bearbeiteten Oberfläche oder dergleichen genau zu bewerten.
  • Patentdokument 1: das Japanische Patent Nr. 5610883
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Wenn jedoch als die Technologie, die im Patentdokument 1 offenbart ist, die tatsächliche Position (Rückmeldung), die mit einem tatsächlichen Sensor detektiert wird, derart verwendet wird, dass die Bearbeitungssimulation durchgeführt wird, muss eine Werkzeugmaschine jedes Mal, wenn die Bearbeitungssimulation durchgeführt wird, tatsächlich betrieben werden, mit dem Ergebnis, dass es Zeit in Anspruch nimmt, dies zu tun.
  • Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung einer Werkzeugmaschine zu schaffen, die eine Bearbeitungssimulation hochgenau durchführen kann, während eine Zunahme der Zeit verringert wird.
    1. (1) Eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung (z. B. eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30, die später beschrieben wird) einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung, die eine Bearbeitungssimulation der Werkzeugmaschine (z. B. einer Werkzeugmaschine 5, die später beschrieben wird) durchführt, die einen Bearbeitungsgegenstand auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms mit einem Werkzeug bearbeitet, und enthält Folgendes: eine Maschinensimulationseinheit (z. B. eine Maschinensimulationseinheit 20, die später beschrieben wird), die auf der Grundlage eines Positionsbefehls und einer Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine eine Simulation der Bewegung der Werkzeugmaschine, wenn die Werkzeugmaschine auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms betrieben wird, durchführt, um die Position des Werkzeugs zu schätzen; und eine Bearbeitungssimulationseinheit (z. B. eine Bearbeitungssimulationseinheit 22, die später beschrieben wird), die auf der Grundlage von Informationen über das Werkzeug und der Position des Werkzeugs, die geschätzt wird, eine Bearbeitungssimulation des Bearbeitungsgegenstands durchführt.
    2. (2) In der Bearbeitungssimulationsvorrichtung der Werkzeugmaschine wie in (1) beschrieben kann die Maschinensimulationseinheit die Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine auf der Grundlage des Positionsbefehls und der Positionsrückmeldung eines Motors in der Werkzeugmaschine und/oder der Positionsrückmeldung des Werkzeugs und/oder der Positionsrückmeldung des Bearbeitungsgegenstands und/oder eines Servoparameters einer Servosteuereinheit, die den Motor auf der Grundlage des Positionsbefehls steuert, bestimmen.
    3. (3) Die Bearbeitungssimulationsvorrichtung der Werkzeugmaschine wie in (1) oder (2) beschrieben kann ferner eine Anzeigeeinheit (z. B. eine Anzeigeeinheit 24, die später beschrieben wird) enthalten, die das Ergebnis der Bearbeitungssimulation des Bearbeitungsgegenstands durch die Bearbeitungssimulationseinheit anzeigt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung einer Werkzeugmaschine zu schaffen, die eine Bearbeitungssimulation hochgenau durchführen kann, während eine Zunahme der Zeit verringert wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das ein Bearbeitungssystem zeigt, das eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält;
    • 2 ist ein Diagramm, das ein herkömmliches Bearbeitungssystem zeigt, das eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung einer Werkzeugmaschine enthält; und
    • 3 ist ein Diagramm, das einen Befehlsweg auf der Grundlage eines Positionsbefehls und einen tatsächlichen Weg zeigt.
  • Genaue Beschreibung der Erfindung
  • Ein Beispiel für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind dieselben oder entsprechende Komponenten mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • 1 ist ein Diagramm, das ein Bearbeitungssystem zeigt, das eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält. Das in 1 gezeigte Bearbeitungssystem enthält eine numerische Steuereinrichtung 1, die die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 (die Einzelheiten davon werden später beschrieben) enthält, eine Servosteuereinheit 2, einen Motor 3 und die Werkzeugmaschine 5.
  • Die Werkzeugmaschine 5 ist z. B. eine Maschine, die ein Werkzeug wie etwa eine Fräse mit kugelförmigem Ende verwendet, um eine Bearbeitung auf der Oberfläche eines Werkstücks (Bearbeitungsgegenstand) durchzuführen. Die Werkzeugmaschine 5 enthält einen Positionssensor 6, der die Position des Werkzeugs detektiert, und die Position des Werkzeugs, die mit dem Positionssensor 6 detektiert wird, wird als Positionsrückmeldung (Positions-FB) genutzt. Als der Positionssensor 6 kann eine Skala oder dergleichen verwendet werden, die zum Messen der Position eines Werkzeugspitzenabschnitts vorgesehen ist. Die Werkzeugmaschine 5 kann einen Positionssensor 7 enthalten, der die Position des Werkstücks detektiert, und die Position des Werkstücks, die mit dem Positionssensor 7 detektiert wird, kann als Positionsrückmeldung (Positions-FB) genutzt werden. Als der Positionssensor 7 kann eine Skala oder dergleichen verwendet werden, die in einem Tisch bereitgestellt ist, auf dem das Werkstück angebracht ist.
  • Der Motor 3 ist in der Werkzeugmaschine 5 bereitgestellt. Der Motor 3 enthält einen Motor, der die bewegliche Komponente der Werkzeugmaschine 5, z. B. eine Werkzeugzuführachse oder eine Werkstückzuführachse, antreibt. Im Motor 3 ist ein Codierer 4 bereitgestellt, der die Drehungsposition (den Drehungswinkel) des Motors 3 detektiert. Die Drehungsposition, die mit dem Codierer 4 detektiert wird, wird als Positionsrückmeldung (Positions-FB) genutzt. Da die Drehungsposition des Motors 3 hier der Position der beweglichen Komponente der Werkzeugmaschine 5 entspricht, gibt die Drehungsposition, die mit dem Codierer 4 detektiert wird, das heißt, die Positionsrückmeldung, die Position des Werkzeugs oder die Position des Werkstücks an.
  • Die Servosteuereinheit 2 berechnet einen Antriebsstrom für den Motor 3 auf der Grundlage eines Positionsbefehls von der numerischen Steuereinrichtung 1 und der Positionsrückmeldung, die mit dem Codierer 4 detektiert wird, der im Motor 3 bereitgestellt ist. Die Servosteuereinheit 2 kann anstelle der Positionsrückmeldung, die mit dem Codierer 4 detektiert wird, der im Motor 3 bereitgestellt ist, die Positionsrückmeldung verwenden, die mit dem Positionssensor 6 detektiert wird, der im Werkzeugspitzenabschnitt bereitgestellt ist, oder kann die Positionsrückmeldung verwenden, die mit der Skala 7 detektiert wird die in dem Tisch bereitgestellt ist, auf dem das Werkstück angebracht ist.
  • Die numerische Steuereinrichtung 1 berechnet den Positionsbefehl auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms. Die numerische Steuereinrichtung 1 enthält eine Speichereinheit 10, eine Glättungssteuereinheit 12 und eine Beschleunigungs/Verlangsamungs-Steuereinheit 14.
  • Die Speichereinheit 10 speichert das Bearbeitungsprogramm, das in einer CAM (computerunterstützten Herstellung) erzeugt wird. Die Speichereinheit 10 speichert außerdem Werkzeuginformationen z. B. über die Art des Werkzeugs wie etwa die Fräse mit kugelförmigem Ende und eine Werkzeugform wie etwa einen Werkzeugdurchmesser und eine Werkzeuglänge. Die Speichereinheit 10 ist z. B. ein überschreibbarer Datenspeicher wie etwa ein EEPROM.
  • Die Glättungssteuereinheit 12 führt auf der Grundlage eines Bewegungsbefehls, der durch das Bearbeitungsprogram angegeben wird, das in der Speichereinheit 10 gespeichert ist, eine Glättungssteuerung auf einem Bewegungsweg durch. Insbesondere gleicht die Glättungssteuereinheit 12 den Bewegungsbefehl in einen glatten Weg aus und interpoliert anschließend nach dem Ausgleich in einem Interpolationszeitraum Punkte auf dem Bewegungsweg (Wegausgleich).
  • Die Beschleunigungs/Verlangsamungs-Steuereinheit 14 berechnet ein Bewegungsgeschwindigkeitsmuster auf der Grundlage des Bewegungsbefehls, der in der Glättungssteuereinheit 12 interpoliert wird, eine Beschleunigung/Verlangsamung auf der Grundlage einer Beschleunigungs/Verlangsamungs-Zeitkonstante und die maximale Geschwindigkeit, um den Positionsbefehl auf der Grundlage des Bewegungsgeschwindigkeitsmusters zu berechnen.
  • Die numerische Steuereinrichtung 1 enthält eine Maschinensimulationseinheit 20, eine Bearbeitungssimulationseinheit 22 und eine Anzeigeeinheit 24. Die Maschinensimulationseinheit 20, die Bearbeitungssimulationseinheit 22, die Anzeigeeinheit 24 und die Speichereinheit 10, die oben beschrieben sind, konfigurieren die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 der vorliegenden Ausführungsform. Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform eine Form veranschaulicht ist, in der die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 in der numerischen Steuereinrichtung 1 eingebaut ist, ist die Form, in der die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 eingebaut ist, nicht auf diese Form eingeschränkt. Zum Beispiel kann die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 in einem externen PC oder dergleichen eingebaut sein. Die einzelnen bildenden Elemente (die Maschinensimulationseinheit 20, die Bearbeitungssimulationseinheit 22, die Anzeigeeinheit 24 und die Speichereinheit 10) der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 können getrennt in mehreren Vorrichtungen eingebaut sein. Zum Beispiel können die Maschinensimulationseinheit 20, die Anzeigeeinheit 24 und die Speichereinheit 10 in der numerischen Steuereinrichtung eingebaut sein, und die Bearbeitungssimulationseinheit 22 kann in dem externen PC (z. B. einem CAD-CAM) eingebaut sein.
  • Die Maschinensimulationseinheit 20 bestimmt eine Antwortkennlinie für den Positionsbefehl als eine Übertragungskennlinie. Insbesondere bestimmt die Maschinensimulationseinheit 20 als die Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine (z. B. eine Übertragungsfunktion) eine Übertragungskennlinie in Stufen auf die numerische Steuereinrichtung 1 folgend, das heißt, eine Übertragungskennlinie von der Servosteuereinheit 2 zur Werkzeugmaschine 5. Die Maschinensimulationseinheit 20 speichert die Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine, die bestimmt wird, in der Speichereinheit 10. Die Maschinensimulationseinheit 20 führt einen Vorgang des Bestimmens der Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine z. B. lediglich einmal durch, bevor eine Bearbeitungssimulation durch die Bearbeitungssimulationseinheit 22 durchgeführt wird. Wenn anschließend die Bearbeitungssimulation durch die Bearbeitungssimulationseinheit 22 durchgeführt wird, führt die Maschinensimulationseinheit 20 auf der Grundlage des Positionsbefehls und der Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine, die in der Speichereinheit 10 gespeichert ist, die Simulation der Bewegung der Werkzeugmaschine, wenn die Werkzeugmaschine auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms betrieben wird, durch und schätzt dadurch die Position des Werkzeugs, das heißt, den Weg (Pfad) des Werkzeugs.
  • Wenn die Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine bestimmt ist, bestimmt die Maschinensimulationseinheit 20 die Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine auf der Grundlage des Positionsbefehls und eines Servoparameters für die Servosteuereinheit 2 und/oder der Positionsrückmeldung des Motors 3 und/oder der Positionsrückmeldung des Werkzeugs und/oder der Positionsrückmeldung des Werkstücks. Als der Servoparameter können eine Positionsverstärkung oder eine Geschwindigkeitsverstärkung der Servosteuereinheit 2 oder dergleichen erwähnt werden. Als die Positionsrückmeldung des Motors 3 ist die Drehungsposition (Positionsrückmeldung) des Motors 3 erwähnt, die mit dem Codierer 4 detektiert wird, der im Motor 3 bereitgestellt ist. Als die Positionsrückmeldung des Werkzeugs ist die Position (Positionsrückmeldung) des Werkzeugs erwähnt, die mit dem Positionssensor 6 detektiert wird, der im Werkzeugspitzenabschnitt bereitgestellt ist. Als die Positionsrückmeldung des Werkstücks ist die Position (Positionsrückmeldung) des Werkstücks erwähnt, die mit dem Positionssensor 7 detektiert wird, der in dem Tisch bereitgestellt ist, auf dem das Werkstück angebracht ist.
  • Wenn die Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine auf der Grundlage der Servoparameter der Servosteuereinheit 2 bestimmt wird, kann die Maschinensimulationseinheit 20 sie bestimmen, ohne die Werkzeugmaschine tatsächlich zu betreiben. Auf diese Weise kann die Maschinensimulationseinheit 20 auf der Grundlage des Positionsbefehls und der Übertragungskennlinie Positionsinformationen des Werkzeugs schätzen, ohne die Werkzeugmaschine tatsächlich zu betreiben. Wenn die Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine auf der Grundlage der Positionsrückmeldung des Motors 3, der Positionsrückmeldung des Werkzeugs oder der Positionsrückmeldung des Werkstücks bestimmt wird, kann die Maschinensimulationseinheit 20 sie bestimmen, indem die Werkzeugmaschine lediglich einmal betrieben wird. Auf diese Weise kann die Maschinensimulationseinheit 20 im zweiten und in den darauffolgenden Vorgängen die Position des Werkzeugs auf der Grundlage des Positionsbefehls und der Übertragungskennlinie schätzen, ohne die Werkzeugmaschine tatsächlich zu betreiben.
  • Die Bearbeitungssimulationseinheit 22 führt die Bearbeitungssimulation des Werkstücks auf der Grundlage der Informationen (z. B. der Informationen über die Art des Werkzeugs wie etwa die Fräse mit kugelförmigem Ende und die Werkzeugform wie etwa den Werkzeugdurchmesser und die Werkzeuglänge) über das Werkzeug, die in der Speichereinheit 10 gespeichert sind, und der Position des Werkzeugs, die in der Maschinensimulationseinheit 20 geschätzt wird, durch.
  • Die Anzeigeeinheit 24 zeigt das Ergebnis der Bearbeitungssimulation des Werkstücks durch die Bearbeitungssimulationseinheit 22 an. Zum Beispiel zeigt die Anzeigeeinheit 24 als ein Bild die Form des Werkstücks nach der Bearbeitung, die Rauigkeit der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks nach der Bearbeitung oder dergleichen an. Auf diese Weise ist es möglich, auf einfache Weise einen Fehler wie etwa einen Kratzer zu schätzen, der nach der Bearbeitung in der bearbeiteten Oberfläche des Werkstücks auftritt. Die Anzeigeeinheit 24 ist eine Anzeigevorrichtung wie etwa eine Flüssigkristallanzeige.
  • Die numerische Steuereinrichtung 1, die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 (außer der Speichereinheit 10 und der Anzeigeeinheit 24) und die Servosteuereinheit 2 sind z. B. mit einem Berechnungsprozessor wie etwa einem DSP (digitalen Signalprozessor) oder einem FPGA (anwenderprogrammierbarem Gate-Array) gebildet. Die einzelnen Arten von Funktionen der numerischen Steuereinrichtung 1, der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 und der Servosteuereinheit 2 werden z. B. durch Ausführen einer vorgegebenen Software (Programme), die in einer Speichereinheit gespeichert ist, realisiert. Die einzelnen Arten von Funktionen der numerischen Steuereinrichtung 1, der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 und der Servosteuereinheit 2 können durch das Zusammenarbeiten von Hardware und Software realisiert werden oder können lediglich durch Hardware (elektronische Schaltung) realisiert werden.
  • 2 ist ein Diagramm, das ein herkömmliches Bearbeitungssystem zeigt, das eine numerische Steuereinrichtung einer Werkzeugmaschine enthält. Das herkömmliche Bearbeitungssystem, das in 2 gezeigt ist, unterscheidet sich von der vorliegenden Ausführungsform dahingehend, dass anstelle der numerischen Steuereinrichtung 1 in dem Bearbeitungssystem, das in 1 gezeigt ist, eine numerische Steuereinrichtung 1X enthalten ist. Die numerische Steuereinrichtung 1X unterscheidet sich von der vorliegenden Ausführungsform dahingehend, dass anstelle der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 in der numerischen Steuereinrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, eine Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30X enthalten ist. Die Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30X unterscheidet sich von der vorliegenden Ausführungsform dahingehend, dass die Maschinensimulationseinheit 20 in der Bearbeitungssimulationseinheit 30, die in 1 gezeigt ist, nicht enthalten ist. In der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30X führt die Bearbeitungssimulationseinheit 22 die Bearbeitungssimulation des Werkstücks anstelle der Position des Werkzeugs, die in der Maschinensimulationseinheit 20 geschätzt wird, unter Verwendung der Positionsrückmeldung, die mit dem Codierer 4 detektiert wird, der im Motor 3 bereitgestellt ist, der Positionsrückmeldung, die mit dem Positionssensor 6 detektiert wird, der im Werkzeugspitzenabschnitt bereitgestellt ist, oder der Positionsrückmeldung, die mit der Skala 7 detektiert wird, die in dem Tisch bereitgestellt ist, auf dem das Werkstück angebracht ist, durch.
  • Hier wird in der tatsächlichen Bearbeitung ein tatsächlicher Weg häufig von einem Befehlsweg auf der Grundlage des Positionsbefehls verschoben, wie in 3 gezeigt ist, derart, dass die Bearbeitung nicht gemäß dem Bearbeitungsprogramm durchgeführt werden kann. Daher ist es in der Bearbeitungssimulation, die lediglich auf dem Bearbeitungsprogramm basiert, z. B. schwierig, die Genauigkeit der bearbeiteten Oberfläche oder die Qualität der bearbeiteten Oberfläche genau zu bewerten. Im Gegensatz dazu wird in der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30X, wie in der zuvor beschriebenen Technologie, die im Patentdokument 1 offenbart ist, eine tatsächliche Position (Rückmeldung), die mit einem tatsächlichen Sensor detektiert wird, weiter verwendet, derart, dass die Bearbeitungssimulation durchgeführt wird, und somit ist es möglich, die Genauigkeit der bearbeiteten Oberfläche oder die Qualität der bearbeiteten Oberfläche genau zu bewerten. Wenn jedoch wie in der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30X die tatsächliche Position (Rückmeldung), die mit dem tatsächlichen Sensor detektiert wird, verwendet wird, derart, dass die Bearbeitungssimulation durchgeführt wird, ist es notwendig, jedes Mal, wenn die Bearbeitungssimulation durchgeführt wird, die Werkzeugmaschine tatsächlich zu betreiben, mit dem Ergebnis, dass es Zeit in Anspruch nimmt, dies zu tun.
  • Diesbezüglich führt in der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Maschinensimulationseinheit 20 auf der Grundlage des Positionsbefehls und der Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine die Simulation der Bewegung der Werkzeugmaschine, wenn die Werkzeugmaschine auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms betrieben wird, durch und schätzt dadurch die Position (den Weg, Pfad) des Werkzeugs, während die Bearbeitungssimulationseinheit 22 die Bearbeitungssimulation des Werkstücks auf der Grundlage der Informationen über das Werkzeug und der Position des Werkzeugs, die geschätzt wird, durchführt. Wie oben beschrieben ist, wird unter Verwendung der geschätzten Position (des geschätzten Wegs, Pfads) des Werkzeugs, wobei die Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine berücksichtigt wird, die Bearbeitungssimulation nahe an der tatsächlichen Bearbeitung durchgeführt, und somit ist es möglich, die Genauigkeit der bearbeiteten Oberfläche oder die Qualität der bearbeiteten Oberfläche genau zu bewerten. Da die Bearbeitungssimulationseinheit 22 die Positionsrückmeldung des Motors 3, die Positionsrückmeldung des Werkzeugs und die Positionsrückmeldung des Werkstücks nicht verwendet, das heißt, es nicht notwendig ist, die Werkzeugmaschine tatsächlich zu betreiben, ist es möglich, eine Zunahme der Zeit, die für die Bearbeitungssimulation des Werkstücks benötigt wird, zu verringern. Wenn die Position (der Weg, Pfad) des Werkzeugs durch die Maschinensimulationseinheit 20 geschätzt wird, wie oben beschrieben ist, wird die Werkzeugmaschine nicht tatsächlich betrieben oder die Werkzeugmaschine wird selbst dann, wenn die Werkzeugmaschine tatsächlich betrieben wird, lediglich einmal an erster Stelle betrieben. Daher ist es in der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Bearbeitungssimulation hochgenau durchzuführen, während eine Zunahme der Zeit verringert wird.
  • In der Bearbeitungssimulationsvorrichtung 30 der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt die Anzeigeeinheit 24 das Ergebnis der Bearbeitungssimulation des Werkstücks durch die Bearbeitungssimulationseinheit 22 an. Auf diese Weise ist ein Parameter oder dergleichen für die numerische Steuereinrichtung sofort angepasst, wenn die bearbeitete Oberfläche geprüft wird, bevor die tatsächliche Bearbeitung durchgeführt wird, und die bearbeitete Oberfläche eindeutig von einer bearbeiteten Oberfläche, die erwartet wird, verschieden ist, und das Ergebnis der Anpassung wird visualisiert, mit dem Ergebnis, dass die bearbeitete Oberfläche verbessert werden kann. Es ist außerdem möglich, die Ursache eines Fehlers wie etwa eines Kratzers zu identifizieren, der in der bearbeiteten Oberfläche auftritt.
  • Obwohl oben die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform eingeschränkt, und diverse Modifikationen und Variationen sind möglich. Obwohl z. B. in der oben beschriebenen Ausführungsform die Bearbeitungssimulationsvorrichtung der Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitung durchführt, veranschaulicht ist, ist das Merkmal der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Anwendung eingeschränkt und kann auf die Bearbeitungssimulationsvorrichtungen von Werkzeugmaschinen, die diverse Arten von Bearbeitung wie etwa Schleifen und Polieren durchführen, angewendet werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1, 1X
    numerische Steuereinrichtung
    2
    Servosteuereinheit
    3
    Motor
    4
    Codierer
    5
    Werkzeugmaschine
    6, 7
    Positionssensor
    10
    Speichereinheit
    12
    Glättungssteuereinheit
    14
    Beschleunigungs/Verlangsamungs-Steuereinheit
    20
    Maschinensimulationseinheit
    22
    Bearbeitungssimulationseinheit
    24
    Anzeigeeinheit
    30
    Bearbeitungssimulationsvorrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 5610883 [0004]

Claims (3)

  1. Bearbeitungssimulationsvorrichtung (30) einer Werkzeugmaschine, die eine Bearbeitungssimulation der Werkzeugmaschine (5) durchführt, die einen Bearbeitungsgegenstand auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms mit einem Werkzeug bearbeitet, wobei die Bearbeitungssimulationsvorrichtung (30) Folgendes umfasst: eine Maschinensimulationseinheit (20), die auf der Grundlage eines Positionsbefehls und einer Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine (5) eine Simulation einer Bewegung der Werkzeugmaschine (5), wenn die Werkzeugmaschine (5) auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms betrieben wird, durchführt, um eine Position des Werkzeugs zu schätzen; und eine Bearbeitungssimulationseinheit (22), die auf der Grundlage von Informationen über das Werkzeug und der Position des Werkzeugs, die geschätzt wird, eine Bearbeitungssimulation des Bearbeitungsgegenstands durchführt.
  2. Bearbeitungssimulationsvorrichtung (30) der Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Maschinensimulationseinheit (20) die Übertragungskennlinie der Werkzeugmaschine (5) auf der Grundlage des Positionsbefehls und einer Positionsrückmeldung eines Motors (3) in der Werkzeugmaschine (5) und/oder einer Positionsrückmeldung des Werkzeugs und/oder einer Positionsrückmeldung des Bearbeitungsgegenstands und/oder eines Servoparameters einer Servosteuereinheit (2), die den Motor (3) auf der Grundlage des Positionsbefehls steuert, bestimmt.
  3. Bearbeitungssimulationsvorrichtung (30) der Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bearbeitungssimulationsvorrichtung (30) ferner eine Anzeigeeinheit (24), die ein Ergebnis der Bearbeitungssimulation des Bearbeitungsgegenstands durch die Bearbeitungssimulationseinheit (22) anzeigt, umfasst.
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