DE102020213793A1

DE102020213793A1 - Steuersystem

Info

Publication number: DE102020213793A1
Application number: DE102020213793.5A
Authority: DE
Inventors: Nobuhito OONISHI
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2020-11-03
Publication date: 2021-06-02
Also published as: JP2021089467A; US20210165392A1; US11397423B2; CN112987650A

Abstract

Zum Ermöglichen einer Betriebsdefinition bezüglich der Position eines Interferenzartikels und einer Achse bei Interferenzprüfung durch einfache Aktion. In einem Steuersystem 10 identifiziert ein Knoteninformations-Mitteilungsbereich 114 einen auswählbaren Knoten einschließlich eines Maschinen-Bestandteilselements als einem Interferenzartikel und teilt einem Interferenzprüfer 200 Knoteninformation bezüglich des identifizierten Knotens mit, wobei eine Interferenzartikel-Einstellbereich 211 die KnotenInformation erfasst, und stellt den Interferenzartikel basierend auf einer Form, einem Auswahlknoten und einer Position und/oder Stellung auf einen Knoten ein, wobei der Transformationsinformations-Rechenbereich 115 Information bezüglich des Interferenzartikels, eingestellt durch den Interferenzartikel-Einstellbereich 211, erfasst und eine Rechenformel für eine Position und/oder Stellung des Auswahlknotens ableitet, wobei ein Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereich 214 die Position und/oder Stellung des Auswahlknotens basierend auf einem Koordinatenwert jeder Achse der Industriemaschine berechnet und die Position und/oder Stellung des Interferenzartikels in einer Werkzeugmaschine basierend auf der Position und/oder Stellung des Auswahlknotens und der Position und/oder Stellung auf dem Auswahlknoten des Interferenzartikels berechnet und wobei der Interferenzprüfer prüft, ob es eine Interferenz gibt, basierend auf Position und/oder Stellung des Interferenzartikels.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem.
Stand der Technik
Zur Interferenzprüfung in einer Numeriksteuervorrichtung ist es notwendig, Information, die sich auf einen Interferenzartikel in einer Werkzeugmaschine bezieht, einzustellen, um zu überprüfen, ob ein Werkzeug mit einem Interferenzartikel interferiert. Beim Einstellen der sich auf den Interferenzartikel beziehenden Information werden die Form des Interferenzartikels, die Position des Interferenzartikels und die Bewegung des Interferenzartikels in Bezug auf die Axialbewegung definiert.
Als eine Technik, die sich beispielsweise auf Interferenzprüfung unter Verwendung von dreidimensionalen Raumdaten bezieht, gibt es eine Technik, in der ein Werkzeug einer Werkzeugmaschine und jedes Teil eines Werkstücks etc. durch die dreidimensionalen Raumdaten mit einem dreidimensionalen Ausdrucksverfahren ausgedrückt werden, ein Bearbeitbar-Attribut oder einem Nicht-bearbeitbar-Attribut wird individuell jedem Bestandteilselement der dreidimensionalen Raumdaten hinzugefügt und bei der Interferenzprüfung unter Verwendung der dreidimensionalen Raumdaten wird bestimmt, dass eine Interferenz akzeptierbar ist, nur wenn Bestandteilselemente, zu welchen das bearbeitbare Attribut hinzugefügt wird, miteinander interferieren und ansonsten ist eine Interferenz eine Kollision, die vermieden werden sollte (siehe beispielsweise Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. JP 2000-284819 A ).
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. JP 2000-284819 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Jedoch ist es für eine Betriebsdefinition, die sich auf die Position des Interferenzartikels oder einer Achse bei der Interferenzprüfung bezieht, beispielsweise notwendig, die Achsennummer jeder Linearachse, die Achsennummer jeder Drehachse, die Richtung der Drehzentrumsachse jeder Drehachse, den Neigungswinkel jeder Drehachse, die Position der Drehzentrumsachse jeder Drehachse, die Rotationsrichtung jeder Drehachse etc. zu definieren, was mühsam ist.
Daher ist es wünschenswert, eine Betriebsdefinition zu ermöglichen, die sich auf die Position eines Interferenzartikels und eine Achse bei Interferenzprüfung bezieht, mit einfacher Arbeit.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Steuersystem, das beinhaltet: eine Steuerung, die konfiguriert ist, eine Industriemaschine als ein Steuerziel zu steuern; eine Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung, die konfiguriert ist, ein Maschinen-Bestandteilselement, das die Industriemaschine aufbaut, als einen Knoten in einer graphischen Form auszudrücken, wobei die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung einen Knoteninformations-Mitteilungsbereich und einen Transformationsinformations-Rechenbereich beinhaltet; und einen Interferenzprüfer, der konfiguriert ist, eine Interferenzprüfung zwischen Maschinen-Bestandteilselementen durchzuführen, wobei der Interferenzprüfer einen Interferenzartikel-Einstellbereich, einen Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereich und einen Interferenzprüfbereich beinhaltet, wobei der Knoteninformations-Mitteilungsbereich einen auswählbaren Knoten identifiziert, der ein Maschinen-Bestandteilselement enthält, als einen Interferenzartikel und dem Interferenzprüfer Knoteninformation mitteilt, die sich auf den identifizierten Knoten bezieht, wobei die Interferenzartikel-Einstelleinheit die Knoteninformation erfasst und den Interferenzartikel, basierend auf einer Form, einem Auswahlknoten und einer Position und/oder Stellung an einem Knoten einstellt, wobei der Transformationsinformations-Rechenbereich Information erfasst, welche sich auf den Interferenzartikel bezieht, eingestellt durch den Interferenzartikel-Einstellbereich, und eine Rechenformel für eine Position und/oder Stellung des Auswahlknotens ableitet, wobei der Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereich die Position und/oder Stellung des Auswahlknotens berechnet, basierend auf einem Koordinatenwert jeder Achse der Industriemaschine, und die Position und/oder Stellung des Interferenzartikels in einer Werkzeugmaschine berechnet, basierend auf der Position und/oder Stellung des Auswahlknotens und der Position und/oder Stellung des Auswahlknotens des Interferenzartikels, und wobei der Interferenzprüfer überprüft, ob es eine Interferenz gibt, basierend auf der Position und/oder Stellung des Interferenzartikels.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Betriebsdefinition zu ermöglichen, die sich auf die Position eines Interferenzartikels und einer Achse bei der Interferenzprüfung bezieht, mit einfacher Arbeit.
Figurenliste

Fig. list ein Blockdiagramm, das eine Basiskonfiguration einer Gesamt-Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Steuerung 150 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Interferenzprüfers 200 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein illustratives Diagramm eines Verfahrens zum Erzeugen eines Maschinenkonfigurationsbaums in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein illustratives Diagramm des Verfahrens des Erzeugens des Maschinenkonfigurationsbaums in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein illustratives Diagramm des Verfahrens des Erzeugens des Maschinenkonfigurationsbaums in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Flussdiagramm, welches das Verfahren des Erzeugens des Maschinenkonfigurationsbaums in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9A ist ein illustratives Diagramm einer Eltern-Kind-Beziehung der Bestandteilselemente einer Maschine in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9B ist ein illustratives Diagramm einer Eltern-Kind-Beziehung der Bestandteilselemente einer Maschine in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10A ist ein illustratives Diagramm eines Verfahrens des Einfügens einer Einheit in den Maschinenkonfigurationsbaum;
10B ist ein illustratives Diagramm des Verfahrens des Einfügens einer Einheit in den Maschinenkonfigurationsbaum;
10C ist ein illustratives Diagramm des Verfahrens des Einfügens einer Einheit in den Maschinenkonfigurationsbaum;
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Maschinenkonfiguration gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12A ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Maschine zeigt, die ein Ziel für die Erzeugung des Maschinenkonfigurationsbaums ist;
12B ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Maschinenkonfigurationsbaums gemäß der Maschine zeigt, welche das Ziel für die Erzeugung des Maschinenkonfigurationsbaums ist;
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, wo ein Koordinatensystem und ein Steuerpunkt in jedem Knoten in der Maschine in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingefügt werden;
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Maschinenkonfigurationsbaums zeigt, in welchem die Koordinatensysteme und die Steuerpunkte eingefügt sind, in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15A ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Maschine zeigt, in der ein Versatz und eine Stellungsmatrix in jedem Knoten eingefügt werden, in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15B ist ein Diagramm, das ein Beispiel zeigt, bei dem der Versatz und die Stellungsmatrix in jedem Knoten in der Maschine in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingefügt werden;
16 ist ein Diagramm, das einen Betriebsablauf des Einfügens des Steuerpunktes in den Maschinenkonfigurationsbaum in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Maschinenkonfigurationsbaums zeigt, in welchen die Koordinatensysteme und die Steuerpunkte eingefügt werden, in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Information zeigt, die verwendet wird, wenn Transformationsinformation erzeugt wird, in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Information zeigt, die verwendet wird, wenn die Transformationsinformation erzeugt wird, in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
20 ist ein Diagramm, das einen Betriebsablauf eines Interferenz-Prüfverfahrens in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
21A ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
21B ist ein Diagramm, das das Beispiel der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
21C ist ein Diagramm, welches das Beispiel der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Konfiguration von Steuersystem
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dann im Detail unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. Die Konfiguration der gesamten vorliegenden Ausführungsform wird zuerst unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Ein Steuersystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet eine Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100, eine Steuerung 150, einen Interferenzprüfer 200 und eine Werkzeugmaschine 300.
Die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 ist eine für die vorliegende Ausführungsform spezifische Vorrichtung, erzeugt einen Graph (nachfolgend auch als der „Maschinenkonfigurationsbaum“ bezeichnet), in welchem die Bestandteilselemente der Werkzeugmaschine 300 Knoten sind, und verwendet den Graphen zum Verwalten einer Maschinenkonfiguration, und somit kann der Interferenzprüfer 200, der später beschrieben wird, eine Interferenzprüfung durchführen, durch Einsatz von Daten der Maschinenkonfiguration, basierend auf dem Maschinenkonfigurationsbaum.
Spezifischer verwendet die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 ein in <5. Generation von Maschinenkonfigurationsbaum> beschriebenes Verfahren, das später beschrieben wird, um so den Maschinenkonfigurationsbaum zu erzeugen, der die Konfiguration der Werkzeugmaschine 300 repräsentiert. Da der Maschinenkonfigurationsbaum gegenseitige Positionsbeziehungs-Information der individuellen Knoten aufweist, ist der Interferenzartikel auf dem Maschinenkonfigurationsbaum enthalten, und somit wird im Interferenzprüfer 200, der später beschrieben wird, für alle Knoten auf dem Maschinenkonfigurationsbaum die Beziehung von Position/Stellung mit den Interferenzartikeln gefunden. Die detaillierte Konfiguration der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 wird später unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Die Steuerung 150 ist eine Vorrichtung, die eine Funktion als eine allgemeine Numeriksteuerung und eine Funktion des Kommunizierens mit der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 aufweist. Die Steuerung 150 ist mit der Werkzeugmaschine 300 so verbunden, dass es möglich ist, zwischen ihnen zu kommunizieren. Die Steuerung 150 verwendet die Bewegungsbeträge individueller Steuerachsen, die basierend auf einem in der Steuerung 150 inkorporierten Bearbeitungsprogramm ausgegeben werden, und steuert dadurch die Werkzeugmaschine 300, um so ein Werkstück zu bearbeiten.
Die Steuerung 150 gibt an den Interferenzprüfer 200die Bewegungsbeträge individueller Steuerachsen, die basierend auf dem Bearbeitungsprogramm ausgegeben werden, aus. Wie oben beschrieben, gibt die Steuerung 150 die Bewegungsbeträge sowohl der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 als auch der Werkzeugmaschine 300 aus. In diesem Punkt kann die Ausgabe der Bewegungsbeträge aus der Steuerung 150 an die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 synchron oder asynchron mit der Ausgabe der Bewegungsbeträge aus der Steuerung 150 an die Werkzeugmaschine 300 durchgeführt werden. Die detaillierte Konfiguration der Steuerung 150 wird später unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Der Interferenzprüfer 200 ist eine Vorrichtung, welche für die vorliegende Ausführungsform spezifisch ist und berechnet die Position und/oder Stellung eines Interferenzartikels auf dem Maschinenkonfigurationsbaum und führt dadurch angemessene Interferenzprüfung durch. Die detaillierte Konfiguration des Interferenzprüfers 200 wird später unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Die Werkzeugmaschine 300 ist eine allgemeine Werkzeugmaschine und bewegt/rotiert die individuellen Steuerachsen anhand der Bewegungsbeträge der individuellen Steuerachsen, die aus der Steuerung 150 ausgegeben werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Betriebsdefinition für die Position eines Interferenzartikels oder einer Achse in der Werkzeugmaschine 300 bei Interferenzprüfung mit solch einer Konfiguration ermöglicht.
Die in 1 gezeigte Konfiguration ist einfach ein Beispiel. Beispielsweise kann ein Teil oder die Gesamtheit der Funktionen der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 in die Steuerung 150 inkorporiert werden. Weiterhin kann ein Teil oder die Gesamtheit der Funktionen ders Interferenzprüfers 200 in die Steuerung 150 inkorporiert werden. Obwohl der Interferenzprüfer 200 durch eine Einzelvorrichtung realisiert werden kann, kann der Interferenzprüfer 200 durch eine Kombination einer Vielzahl von Vorrichtungen realisiert werden. Obwohl der Interferenzprüfer 200 durch eine in der Umgebung der Steuerung 150 oder der Werkzeugmaschine 300 installierte Vorrichtung realisiert werden kann, kann der Interferenzprüfer 200 durch eine Server-Vorrichtung oder dergleichen, die weit weg von der Steuerung 150 oder der Werkzeugmaschine 300 installiert sind, durch ein Netzwerk realisiert werden. Weiter können individuelle Kommunikationsverbindungen Drahtverbindungen oder Drahtlosverbindungen sein. Beispielsweise, obwohl in der Figur ein Beispiel, bei dem die Kommunikationsverbindungen der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100, der Steuerung 150 und des Interferenzprüfers 200 durch verdrahtete Verbindung durchgeführt werden, konform mit Ethernet (registrierte Marke), gezeigt ist, können die Verbindungen Drahtlosverbindungen sein.
Konfiguration von Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung
2 ist ein Funktionsblockdiagramm der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100. Die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 beinhaltet einen Steuerbereich 110 und einen Speicherbereich 120, der Steuerbereich 110 beinhaltet einen Graphen-Erzeugungsbereich 111, einen Steuerpunkt-Koordinatensystem-Einfügebereich 113, einen Knoteninformations-Mitteilungsbereich 114, einen Transformationsinformations-Rechenbereich 115 und einen Transformationsinformations-Mitteilungsbereich 116, und der Graphen-Erzeugungsbereich 111 beinhaltet einen Knotenhinzufügebereich 112.
Der Steuerbereich 110 ist ein Prozessor, der umfassend die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 steuert. Der Steuerbereich 110 liest über einen Bus ein Systemprogramm und ein Applikationsprogramm, die in einem ROM (nicht gezeigt) gespeichert sind, ein und realisiert anhand des Systemprogramms und des Applikationsprogramms die Funktionen des Graphen-Erzeugungsbereichs 111, des Knotenhinzufügebereichs 112, des Steuerpunkt-Koordinatensystem-Einfügebereichs 113, des Knoteninformations-Mitteilungsbereichs 114, des Transformationsinformations-Rechenbereichs 115 und des Transformationsinformations-Mitteilungsbereichs 116, die im Steuerbereich 110 enthalten sind.
Der Graphen-Erzeugungsbereich 111 erzeugt im graphischer Form die Maschinenkonfiguration der Werkzeugmaschine 300. Weiterhin fügt der in dem Graphen-Erzeugungsbereich 111 enthaltene Knotenhinzufügebereich 112 Knoten zum erzeugten Graphen hinzu. Der detaillierte Betrieb desselben wird im Detail in „5. Erzeugung von Maschinenkonfigurationsbaum“ unten beschrieben.
Der Steuerpunkt-Koordinatensystem-Einfügebereich 113 fügt einen Steuerpunkt und ein Koordinatensystem in den Graphen der Maschinenkonfiguration ein. Die detaillierten Operationen desselben werden im Detail in „6. Automatische Einfügung von Steuerpunkt und Koordinatenwert“ unten beschrieben.
Der Knoteninformations-Mitteilungsbereich 114 teilt dem Interferenzprüfer 200 Information von Knoten mit, die ausgewählt werden können als ein Knoten zum Ausführen eines Interferenzartikels.
Wie später beschrieben wird, empfängt der Transformationsinformations-Rechenbereich 115 eine Mitteilung eines Auswahlknotens aus einem Auswahlknoten-Mitteilungsbereich 212 des Interferenzprüfers 200 und berechnet danach Transformationsinformation zum Berechnen der Position und/oder Stellung jedes Knotens. Die Transformationsinformation beinhaltet als eine Variable einen Koordinatenwert jeder Achse, welche die Bewegung jedes Knotens anhand der Koordinatenwerte jeder Achse, basierend auf dem obigen Graphen, angibt. Die oben beschriebene Transformationsinformation kann eine Matrixform, eine Vektorform oder eine Roll-Nick-Gier-Form sein. Deren detaillierter Betrieb wird im Detail in „7. Berechnung von Transformationsinformation“ unten beschrieben.
Der Transformationsinformations-Mitteilungsbereich 116 teilt die durch den Transformationsinformations-Rechenbereich 115 berechnete Transformationsinformation einem Koordinateninformations-Transformationsbereich 213 des Interferenzprüfers 200 mit.
Der Speicherbereich 120 speichert Information zu dem Maschinenkonfigurationsbaum, der durch den Graphen-Erzeugungsbereich 111 erzeugt wird.
Die detaillierten Operationen des Graphen-Erzeugungsbereichs 111, des Knoteninformations-Mitteilungsbereichs 114, des Transformationsinformations-Rechenbereichs 115, des Transformationsinformations-Mitteilungsbereichs 116 und des Speicherbereichs 120 werden im Detail in „7. Berechnung von Transformationsinformation“ und „8. Interferenzprüfverfahren“ unten beschrieben.
Konfiguration von Steuerung
3 ist ein Funktionsblockdiagramm der Steuerung 150. Die Steuerung 150 beinhaltet einen Steuerbereichs 160 und der Steuerbereich 160 beinhaltet einen Koordinateninformations-Modifikationsbereich 161 und einen Servomotor-Steuerbereich 162.
Der Steuerbereich 160 ist ein Prozessor, der insgesamt die Steuerung 150 steuert. Der Steuerbereich 160 liest über einen Bus ein Systemprogramm und ein Applikationsprogramm, die im (nicht gezeigten) ROM gespeichert sind und realisiert anhand des Systemprogramms und des Applikationsprogramms die Funktionen des Koordinateninformations-Modifikationsbereichs 161 und des Servomotor-Steuerbereichs 162, die im Steuerbereich 160 enthalten sind.
Der Koordinateninformations-Modifikationsbereich 161 teilt der Werkzeugmaschine 300 Koordinaten-Information mit, welche durch den Koordinateninformations-Transformationsbereich 213 des Interferenzprüfers 200 betrieben wird. Der Servomotor-Steuerbereich 162 empfängt einen Bewegungsbefehlsbetrag jeder Achse aus dem Steuerbereich 160 und gibt den Befehl an jeder Achse eines (nicht gezeigten) Servomotors aus.
Obwohl die Steuerung 150 andere Bestandteilselemente enthält, die in einer normalen Steuerung enthalten sind, um Steuerung der Werkzeugmaschine 300 durchzuführen, wird deren Beschreibung weggelassen.
Konfiguration von Interferenzprüfer
4 ist ein Funktionsblockdiagramm des Interferenzprüfers 200. Der Interferenzprüfer 200 beinhaltet einen Steuerbereich 210 und einen Speicherbereich 220 und der Steuerbereich 210 beinhaltet einen Interferenzartikel-Einstellbereich 211, den Auswahlknoten-Mitteilungsbereich 212, den Koordinateninformations-Transformationsbereich 213, einen Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereich 214 und einen Interferenzprüfbereich 215.
Der Steuerbereich 210 ist ein Prozessor, der insgesamt den Interferenzprüfer 200 steuert. Der Steuerbereich 210 liest über einen Bus ein Systemprogramm und ein Applikationsprogramm, die im (nicht gezeigten) ROM gespeichert sind, ein und realisiert anhand des Systemprogramms und des Applikationsprogramms die Funktionen des Interferenzartikel-Einstellbereichs 211, des Auswahlknoten-Mitteilungsbereichs 212, des Koordinateninformations-Transformationsbereichs 213, des Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereichs 214 und des Interferenzprüfbereichs 215, die in dem Steuerbereich 210 enthalten sind.
Der Interferenzartikel-Einstellbereich 211 stellt die Form eines Interferenzartikels, einen den Interferenzartikel führenden Auswahlknoten und die Position und/oder Stellung des Interferenzartikels am Auswahlknoten ein. Beispielsweise kann der Interferenzartikel-Einstellbereich 211 die Information unter Verwendung einer homogenen Matrix einstellen.
Der Auswahlknoten-Mitteilungsbereich 212 teilt den durch den Interferenzartikel-Einstellbereich 211 eingestellten Auswahlknoten dem Transformationsinformations-Rechenbereich 115 der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 mit.
Der Koordinateninformations-Transformationsbereich 213 berechnet die Position und/oder die Stellung des Auswahlknotens des Interferenzartikels aus dem Koordinatenwert der Steuerachse, die periodisch aus der Steuerung 150 empfangen wird, basierend auf der aus der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 empfangenen Transformationsinformation.
Der Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereich 214 berechnet die Position und/oder Stellung des Interferenzartikels in der Werkzeugmaschine 300, basierend auf der Position und/oder Stellung des Auswahlknotens und der Position und/oder Stellung des Interferenzartikels.
Der Interferenzprüfbereich 215 prüft, ob es eine Interferenz gibt, basierend auf der Position und/oder Stellung jedes Interferenzartikels.
Der Speicherbereich 220 speichert die sich auf einen Graphen, der durch den Graphen-Erzeugungsbereich 111 der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 erzeugt wird, beziehende Information, Formdaten eines Interferenzartikels und Daten, die sich auf einen Auswahlknoten beziehen, als Interferenzartikel-Einstelldaten, und Daten, die sich auf Position und/oder Stellung des Interferenzartikels beziehen, auf dem Auswahlknoten.
Die detaillierten Operationen des Interferenzartikel-Einstellbereichs 211, des Auswahlknoten-Mitteilungsbereichs 212, des Koordinateninformations-Transformationsbereichs 213, des Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereichs 214, des Interferenzprüfbereichs 215 und des Speicherbereichs 220 werden im Detail in „8. Interferenzprüfverfahren“ unten beschrieben.
Erzeugung von Maschinenkonfigurationsbaum
Die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt zuerst den die Maschinenkonfiguration zeigenden Graphen. Ein Verfahren des Erzeugens eines Maschinenkonfigurationsbaums als einem Beispiel des Graphen wird im Detail unter Bezugnahme auf 5 bis 11 beschrieben.
Als das Beispiel wird das Verfahren des Erzeugens des Maschinenkonfigurationsbaums, welcher die Konfiguration einer in 5 gezeigten Maschine repräsentiert, beschrieben. In der Maschine von 5 ist angenommen, dass eine X-Achse rechtwinklig zu einer Z-Achse eingestellt wird, dass ein Werkzeug 1 in der X-Achse installiert wird und dass ein Werkzeug 2 in der Z-Achse installiert wird. Andererseits wird angenommen, dass eine B-Achse auf eine Y-Achse eingestellt wird, dass eine C-Achse auf die B-Achse eingestellt wird und dass ein Werkstück 1 und ein Werkstück 2 in der C-Achse installiert sind. Das Verfahren des Repräsentierens der Maschinenkonfiguration als dem Maschinenkonfigurationsbaum wird unten beschrieben.
Zuerst, wie in 6 gezeigt, sind nur ein Nullpunkt 201 und Knoten 202A bis 2021 angeordnet. In dieser Stufe gibt es keine Verbindung zwischen dem Nullpunkt 201 und dem Knoten 202 und zwischen den Knoten 202, und die Namen des Nullpunkts und der Knoten werden nicht eingestellt.
Dann werden die Achsennamen (Achsentypen) der individuellen Achsen, die Namen der individuellen Werkzeuge, die Namen der individuellen Werkstücke, die Namen der individuellen Nullpunkte und die physikalischen Achsennummern (Achsentypen) der einzelnen Achse eingestellt. Dann werden der Eltern-Knoten (Achsentypen) der individuellen Achsen, die Eltern-Knoten der individuellen Werkzeuge und die Eltern-Knoten der individuellen Werkstücke eingestellt. Schließlich werden die Querversätze (Achsentypen) der individuellen Achsen, die Querversätze der individuellen Werkzeuge und die Querversätze der individuellen Werkstücke eingestellt. Folglich wird der in 7 gezeigte Maschinenkonfigurationsbaum erzeugt.
Jeder Knoten des Maschinenkonfigurationsbaums ist nicht auf die oben beschriebenen Informationsteile beschränkt und kann oder kann nicht Information aufweisen, die sich beispielsweise auf einen Identifizierer (Name), die Identifizierer des Eltern-Knotens seiner selbst, die Identifizierer aller Kinder-Knoten, deren Eltern sie selbst sind, einen Relativversatz (Querversatz) in Bezug auf den Eltern-Knoten, einen Relativ-Koordinatenwert in Bezug auf den Eltern-Knoten, eine Relativ-Bewegungsrichtung (Einheitsvektor) in Bezug auf den Eltern-Knoten, Knotentypen (Linearachsen/Drehachsen/Einheit (die später beschrieben wird)/Steuerpunkt/Koordinatensystem/Nullpunkt und dergleichen), die physikalische Achsennummer und die Transformationsformeln eines orthogonalen Koordinatensystems und eines physikalischen Koordinatensystems bezieht.
Wie oben beschrieben, werden Werte auf die individuellen Knoten eingestellt und somit werden Daten, die eine Datenstruktur in der Form eines Maschinenkonfigurationsbaums aufweisen, innerhalb der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 erzeugt. Weiterhin, selbst wenn eine andere Maschine (oder Roboter) hinzugefügt wird, wird ein Nullpunkt hinzugefügt und somit ist es möglich, weiter Knoten hinzuzufügen.
Ein Flussdiagramm, welches durch Generalisieren des Verfahrens des Erzeugens des oben beschriebenen Maschinenkonfigurationsbaums erhalten wird, insbesondere das Verfahren zum Einstellen der Werte der individuellen Knoten, ist in 8 gezeigt.
Im Schritt S11 empfängt der Graphen-Erzeugungsbereich 111 den Wert eines auf den Knoten eingestellten Parameters. Wenn im Schritt S12 das Element des eingestellten Parameters „Eltern-Knoten seiner selbst“ ist (Ja in S12), wird die Verarbeitung zu Schritt S13 übertragen. Wenn das Element des eingestellten Parameters nicht „Eltern-Knoten seiner selbst“ ist (Nein in S12), wird die Verarbeitung zu Schritt S17 transferiert.
Wenn in Schritt S13 der Eltern-Knoten bereits auf den Knoten eingestellt worden ist, auf welchen der Parameter eingestellt ist (Ja in S13), wird die Verarbeitung zu Schritt S14 transferiert. Wenn ein Eltern-Knoten nicht eingestellt worden ist (Nein in S13), wird die Verarbeitung zu Schritt S15 transferiert.
Im Schritt S14 löscht der Graphen-Erzeugungsbereich 111 den Identifizierer seiner selbst aus dem Element von „Kindknoten“, welches durch den aktuellen Eltern-Knoten des Knotens, an welchem der Parameter eingestellt wird, besessen wird, um den Maschinenkonfigurationsbaum zu aktualisieren.
Im Schritt S15 stellt der Graphen-Erzeugungsbereich 111 den Wert auf das entsprechende Element des Knotens ein, auf welchen der Parameter eingestellt wird.
Im Schritt S16 fügt der Graphen-Erzeugungsbereich 111 den Identifizierer seiner selbst zum Element von „Kindknoten“ im Eltern-Knoten hinzu, um so den Maschinenkonfigurationsbaum zu aktualisieren und danach wird der Ablauf abgeschlossen.
Im Schritt S17 stellt der Graphen-Erzeugungsbereich 111 den Wert auf das entsprechende Element des Knotens ein, auf welchen der Parameter eingestellt wird, und danach wird der Ablauf abgeschlossen.
Das Verfahren des Erzeugens der Daten mit der Datenstruktur in Form des oben beschriebenen Maschinenkonfigurationsbaums wird verwendet und somit ist es möglich, eine Eltern-Kind-Beziehung der Bestandteilselemente der Maschine einzustellen. Hier bezieht sich die Eltern-Kind-Beziehung auf eine Beziehung, in der beispielsweise, wenn, wie in 9A gezeigt ist, zwei Drehachsenknoten 504 und 505 anwesend sind, eine Variation beim Koordinatenwert des Knotens 504 auf einer Seite unilateral den geometrischen Zustand (typischerweise die Position und die Stellung) des Knotens 505 auf der anderen Seite beeinträchtigt. In diesem Fall sagt man, dass die Knoten 504 und 505 eine Eltern-Kind-Beziehung haben und der Knoten 504 wird als ein Elter beurteilt und der Knoten 505 wird als ein Kind bezeichnet. Jedoch, wie beispielsweise in 9B gezeigt, ist in einer Maschinenkonfiguration, die mit zwei Linearachsenknoten 502 und 503 und vier freien Gelenken 501 konfiguriert ist, ein Mechanismus vorhanden, in welchen, wenn der Koordinatenwert (Länge) eines der Knoten 502 und 503 variiert wird, nicht nur der geometrische Zustand des anderen Knotens, sondern auch der geometrische Zustand seiner selbst variiert wird, das heißt, die Knoten einander beeinträchtigen. In solch einem Fall sind sie beide Eltern und Kinder und in anderen Worten kann die Eltern-Kind-Beziehung als bidirektional betrachtet werden.
Wie oben beschrieben, wird ein Mechanismus, in welchem eine Variation in einem gewissen Knoten die anderen Knoten beeinträchtigt, als eine Einheit im Hinblick auf Bequemlichkeit angesehen, wird diese Einheit in den Maschinenkonfigurationsbaum eingefügt und somit wird der gesamte Maschinenkonfigurationsbaum erzeugt. Wie in 10A gezeigt, weist die Einheit zwei Verbindungspunkte 510 und 520 auf, und wenn die Einheit in den Maschinenkonfigurationsbaum wie in 10B gezeigt eingeführt wird, wird, wie in 10C gezeigt, der Eltern-Knoten mit dem Verbindungspunkt 520 verbunden und wird der Kindknoten mit dem Verbindungspunkt 510 verbunden. Die Einheit weist auch eine Transformationsmatrix ab dem Verbindungspunkt 520 bis zum Verbindungspunkt 510 auf. Diese Transformationsmatrix wird durch die Koordinatenwerte der in der Einheit enthaltenen individuellen Knoten angegeben. Beispielsweise in dem Fall einer Maschinenkonfiguration, wie in 11 gezeigt, wenn eine homogene Matrix, welche die Position und die Stellung des Verbindungspunkts 520 angibt, als M_A angenommen wird und eine homogene Matrix, welche die Position und die Stellung des Verbindungspunkts 510 angibt, als M_B angenommen wird, wird eine Transformationsformel zwischen den Matrizen wie folgt unter Verwendung der Koordinatenwerte x₁ und x₂ der in der Einheit enthaltenen Linearachsenknoten repräsentiert. $\begin{array}{l} W h e n i t a s s u m e d \\ θ = {sin}^{- 1} (\frac{x_{1}^{2} - x_{2}^{2}}{4 L_{1} L_{2}}) \\ L = L_{1} cos θ + \sqrt{0.5 x_{1}^{2} + 0.5 x_{2}^{2} - L_{2}^{2} - L_{1}^{2} {sin}^{2} θ} \\ t h e f o r m u l a i s r e p r e s e n t e d \\ M_{B} = T M_{A} w h e r e T = (\begin{matrix} sin θ & 0 & cos θ & L cos θ \\ 0 & 1 & 0 & 0 \\ - cos θ & 0 & sin θ & L sin θ \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{matrix}) \end{array}$
(When it is assumed: Wenn angenommen wird; the formula is represented: wird die Formel repräsentiert; Where: wobei)
Die Einheit, die diese Maschinenkonfiguration angibt, weist eine homogene Informationsmatrix wie etwa T in der mathematischen Formel von der oben beschriebenen [Formel 1] auf. Die homogene Matrix bezieht sich auf eine 4 x 4 Matrix, die kollektiv die Position und die Stellung repräsentieren kann, wie in der mathematischen Formel von [Formel 2] unten. $\begin{array}{l} posture position \\ (\begin{matrix} \begin{matrix} cos θ & - sin θ & 0 \\ sin θ & cos θ & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{matrix} \\ 0 0 0 \end{matrix} \begin{matrix} \begin{matrix} x \\ y \\ z \end{matrix} \\ 1 \end{matrix}) \end{array}$
posture = Stellung; position = Position
Selbst wenn die Eltern-Kind-Beziehung nicht gegenseitig ist, kann, damit die Rechenverarbeitung oder eine Einstellung vereinfacht werden kann, eine Einheit, in der eine Vielzahl von Knoten zuvor integriert sind, in einen integiert und in den Maschinenkonfigurationsbaum konfiguriert werden.
Wie oben beschrieben, kann in der vorliegenden Ausführungsform der Graph der Maschinenkonfiguration als ein Bestandteilselement eine Einheit beinhalten, in der eine Vielzahl von Achsen in eine integriert ist.
Automatische Einfügung von Steuerpunkt und Koordinatensystem
Um als die Steuerpunkte verschiedene Positionen an der Maschinenkonfiguration zu spezifizieren und Koordinatensysteme an verschiedenen Stellen auf der Maschinenkonfiguration einzustellen, wird das nachfolgende Verfahren unter Verwendung des oben in „5. Erzeugung von Maschinenkonfigurationsbaum“, beschriebenen, erzeugten Maschinenkonfigurationsbaum durchgeführt.
Beispielsweise wird in einer in 12A gezeigten Drehindexmaschine 350 eine X1-Achse rechtwinklig zu einer ZI-Achse eingestellt und wird ein Werkzeug 1 in der X1-Achse installiert. Eine X2-Achse wird rechtwinklig zu einer Z2-Achse eingestellt und ein Werkzeug 2 wird auf der X2-Achse installiert. Weiterhin wird angenommen, dass in einem Tisch auf einer C-Achse eine C1-Achse und eine C2-Achse parallel eingestellt sind, und in der C1-Achse und der C2-Achse werden ein Werkstück 1 bzw. ein Werkstück 2 installiert. Wenn diese Maschinenkonfiguration durch einen Maschinenkonfigurationsbaum repräsentiert wird, wird der in 12B gezeigte Maschinenkonfigurationsbaum bereitgestellt.
In einem Beispiel einer Reihe von Knoten, die von individuellen Werkstücken zum Maschinen-Nullpunkt führen, wie in 13 gezeigt, werden ein Koordinatensystem und ein Steuerpunkt automatisch in jedem der Maschinen-Nullpunkt, die C-Achse, die C1-Achse, die C2-Achse, das Werkstück 1 und das Werkstück 2 eingefügt. Dies wird nicht nur auf dem Tisch durchgeführt, sondern auch auf der Reihe von Knoten, die von individuellen Werkzeugen zum Maschinen-Nullpunkt führen, das heißt alle von der X1-Achse, der X2-Achse, der Z1-Achse, der Z2-Achse, dem Werkzeug 1 und dem Werkzeug 2. Folglich, wie in 14 gezeigt, werden in alle Knoten des Maschinenkonfigurationsbaums die Steuerpunkte und die Koordinatensysteme entsprechend den individuellen Knoten automatisch eingefügt. Normalerweise, wenn Bearbeitung durchgeführt wird, wird das Koordinatensystem am Werkstück spezifiziert und wird das Werkzeug als der Steuerpunkt spezifiziert. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, verschiedene Fälle abzuhandeln, wie etwa einen Fall, bei dem, um ein Werkstück selbst zu einer vorbestimmten Position zu bewegen, der Steuerpunkt wünschenswerter Weise im Werkstück spezifiziert wird und ein Fall, bei dem, um ein gewisses Werkzeug zum Polieren eines anderen Werkzeugs zu verwenden, es erwünscht wird, dass das Koordinatensystem im Werkzeug selbst eingestellt wird.
Wie in 15A gezeigt, weisen jeder der Steuerpunkte und die Koordinatensysteme einen Versatz auf. Daher kann ein Punkt weg vom Zentrum des Knotens auf einen Steuerpunkt oder einen Koordinatensystem-Nullpunkt eingestellt werden. Weiterhin weist jeder der Steuerpunkte und der Koordinatensysteme eine Stellungsmatrix auf. Wenn diese Stellungsmatrix die Stellungsmatrix des Steuerpunkts ist, gibt sie die Stellung (die Neigung) des Steuerpunkts an, während, wenn diese Stellungsmatrix die Stellungsmatrix des Koordinatensystems ist, sie die Stellung des Koordinatensystems angibt. In einem in 15B gezeigten Maschinenkonfigurationsbaum werden der Versatz und die Stellungsmatrix so repräsentiert, dass sie mit den, denen entsprechenden Knoten assoziiert sind. Weiterhin weist jeder der Steuerpunkte und der Koordinatensysteme Informationen dazu auf, ob das „Bewegen“ und der „Querversatz“ des auf einem Pfad bis zur Route des Maschinenkonfigurationsbaums vorhandenen Knotens individuell hinzugefügt werden oder nicht, und kann die Information eingestellt werden.
Ein Flussdiagramm, das erhalten wird durch Generalisieren des Verfahrens des automatischen Einfügens des oben beschriebenen Steuerpunkts, ist in 16 gezeigt. Spezifisch beinhaltet dieses Flussdiagramm ein Diagramm A und ein Diagramm B, und wie später beschrieben wird, wird das Diagramm B in der Mitte des Diagramms A durchgeführt.
Das Diagramm A wird zuerst beschrieben. Im Schritt S21 stellt der Graphen-Erzeugungsbereich 111 einen Maschinenkonfigurationsbaum ein. Im Schritt S22 wird das Diagramm B durchgeführt und wird der Ablauf des Diagramms A abgeschlossen.
Das Diagramm B wird dann beschrieben. Im Schritt S31 des Diagramms B, wenn der Steuerpunkt und das Koordinatensystem in den Knoten eingefügt worden sind (Ja in S31), ist der Ablauf abgeschlossen. Wenn der Steuerpunkt und das Koordinatensystem nicht in den Knoten eingefügt worden sind (Nein in S31), wird die Verarbeitung zu Schritt S32 transferiert. Wenn der n-te Kindknoten nicht im Knoten vorhanden ist (Nein in S33), wird die Verarbeitung zu Schritt S36 transferiert.
Im Schritt S32 fügt der Steuerpunkt-Koordinatensystem-Einfügebereich 113 den Steuerpunkt und das Koordinatensystem in den Knoten ein und stacked (stapelt) eine Variable n um 1. Eine Einstellung wird so vorgenommen, dass n = 1.
Im Schritt S33, wenn der n-te Kindknoten im Knoten vorhanden ist (Ja in S33), wird die Verarbeitung zu Schritt S34 transferiert. Wenn der n-te Kindknoten nicht im Knoten vorhanden ist (Nein in S33), wird die Verarbeitung zu Schritt S36 transferiert.
Im Schritt S34 wird am n-ten Kindknoten das Diagramm B selbst in einer rekursiven Weise durchgeführt.
Im Schritt S35 wird n um 1 inkrementiert. Mit anderen Worten wird das Inkrement so durchgeführt, dass n = n + 1 und die Verarbeitung kehrt zu Schritt S33 zurück.
Im Schritt S36 wird die Variable n um 1 gepoppt, und der Ablauf des Diagramms B wird abgeschlossen.
Durch das oben beschriebene Verfahren fügt der Steuerpunkt-Koordinatensystem-Einfügebereich 113 als Knoten die Steuerpunkte und die Koordinatensysteme in die individuellen Knoten des Graphen in der Maschinenkonfiguration ein. Obwohl in der obigen Beschreibung das Beispiel, wo die Steuerpunkte und die Koordinatensysteme als Knoten hinzugefügt werden, beschrieben ist, ist auch eine Ausführungsform möglich, in der, wie in 17 gezeigt, der Steuerpunkt-Koordinatensystem-Einfügebereich 113 die individuellen Knoten des Graphen in der Maschinenkonfiguration dazu bringt, die Steuerpunkte und die Koordinatensysteme als Information aufzuweisen.
Berechnung von Transformationsinformation
Wie oben beschrieben, berechnet der Transformationsinformations-Rechenbereich 115 Transformationsinformation zum Berechnen der Position und/oder Stellung jedes Knotens. Die Transformationsinformation beinhaltet als eine Variable einen Koordinatenwert jeder Achse, welche die Bewegung des Knoten auf dem Maschinenkonfigurationsbaum angeben, unter Verwendung der Koordinatenwerte jeder Achse, basierend auf dem durch die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 erzeugten Maschinenkonfigurationsbaum. Ein Verfahren des Berechnens der Transformationsinformation wird im Detail unter Bezugnahme auf 18 und 19 beschrieben.
Beispielsweise, wie in 18 gezeigt, wird angenommen, dass eine Achse X₂ auf einer Achse X₁ eingestellt wird, dass eine Achse X₃ auf die Achse X₂ eingestellt wird, dass dann N Knoten gleichermaßen kontinuierlich sind und dass das Ende derselben eine Achse X_N ist. Weiterhin wird angenommen, dass der Steuerpunkt auf der Achse X_N als ein Auswahlknoten eingestellt wird. Gleichermaßen wird angenommen, dass eine Achse y₂ auf einer Achse y₁ eingestellt wird, dass eine Achse y₃ auf der Achse y₂ eingestellt wird, dass dann L Knoten gleichermaßen kontinuierlich sind und dass deren Ende eine Achse Y_L ist. Hier, obwohl X_i und y_j die Namen von Knoten sind, wird angenommen, dass sie simultan die Koordinatenwerte der individuellen Knoten angeben.
Weiterhin wird angenommen, dass der Versatz, der Typ des Knotens (Linearleitung/Rotation/Einheit/Steuerpunkt/ Koordinatensystem), die Achsenrichtung, die Stellungsmatrix und der Koordinatenwert, gezeigt in 18, an individuelle Knoten gegeben werden.
Hier, wie in 19 gezeigt, wird die homogene Matrix M_obj, welche die aktuelle Position und Stellung des Auswahlknotens in Bezug auf die Route (Maschinen-Nullpunkt) angibt, durch eine Formel unten bestimmt. $M_{o b j} = (\prod_{i = 1}^{n} S_{x_{i}}) M_{c t r l} where \prod_{i = 1}^{n} S_{x_{i}} = S_{x_{1}} S_{x_{2}} \dots S_{x_{N}}$
Hier ist die Bedeutung von Symbolen wie folgt:

S_xi: homogene Transformationsmatrix durch individuelle Knoten;
N: Anzahl von Reihen von Knoten, die aus der Route des Maschinenkonfigurationsbaums zum Auswahlknoten führen; und M_ctrl: homogene Matrix von relativem Versatz/Stellung für den Eltern-Knoten des Auswahlknotens, der anhand von oben beschriebener [Formel 2] definiert ist, von einem Versatzvektor/Stellungsmatrix, die im Auswahlknoten definiert sind.

Die homogene Transformationsmatrix S_xi wird abhängig vom Typ von Knoten variiert und beispielsweise wird im Falle einer Linearachse die homogene Transformationsmatrix wie folgt repräsentiert. $S_{x_{i}} = (\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & \vec{o f S_{x_{l}}} \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{matrix}) (\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & x_{i} \vec{V_{x_{l}}} \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{matrix})$
Hier sind die Bedeutungen der Symbole wie folgt:

X_i: Koordinatenwert eines Knotens x_i;
ofs_xi: Relativversatzvektor für den Endknoten des Knotens x_i; und
V_xi: Bewegungsrichtungsvektor des Knotens x_i.

Im Falle einer Drehachse wird die homogene Transformationsmatrix wie folgt repräsentiert: $\begin{array}{l} S_{x_{i}} = (\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 1 & 0 & \vec{o f S_{x_{l}}} \\ 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{matrix}) R (x_{i}, v_{1}, v_{2}, v_{3}) \\ R (x_{i}, v_{1}, v_{2}, v_{3}) \\ = (\begin{matrix} v_{1}^{2} (1 - cos x_{i}) + cos x_{i} & v_{1} v_{2} (1 - cos x_{i}) - v_{3} sin x_{i} & v_{1} v_{3} (1 - cos x_{i}) + v_{2} sin x_{i} & 0 \\ v_{1} v_{2} (1 - cos x_{i}) + v_{3} sin x_{i} & v_{2}^{2} (1 - cos x_{i}) + cos x_{i} & v_{3} v_{2} (1 - cos x_{i}) - v_{1} sin x_{i} & 0 \\ v_{1} v_{3} (1 - cos x_{i}) - v_{2} sin x_{i} & v_{2} v_{3} (1 - cos x_{i}) + v_{1} sin x_{i} & v_{3}^{2} (1 - cos x_{i}) + cos x_{i} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \end{matrix}) \end{array}$
Hier ist die Bedeutung von Symbolen wie folgt:

V₁: erste Komponente des Drehachsenrichtungs-Vektors des Knoten x_i;
V₂: zweite Komponente des Drehachsenrichtungs-Vektors des Knotens x_i; und
V₃: dritte Komponente des Drehachsenrichtungs-Vektors des Knotens x_i.

Hier wird eine die aktuelle Position und Stellung des Auswahlknotens repräsentierende homogene Matrix X_m durch eine Formel unten unter Verwendung von M_obj bestimmt. $X_{m} = M_{c o o r d}^{- 1} (\prod_{i = L}^{1} S_{x_{i}}^{- 1}) M_{o b j} where \prod_{i = L}^{1} S_{x_{i}}^{- 1} = S_{x_{L}}^{- 1} S_{x_{L - 1}}^{- 1} \dots S_{x_{1}}^{- 1}$
Hier sind die Bedeutungen von Symbolen wie folgt. L: Anzahl von Reihen von Knoten, die von der Route des Maschinenkonfigurationsbaums zum Koordinatensystem führen; und
M_coord: Homogene Matrix von relativem Versatz/Stellung für den Eltern-Knoten, der anhand der mathematischen Formel von der oben beschrieben [Formel 2] aus einer in dem Koordinatensystem definierten Versatzvektor/Stellungsmatrix definiert ist.
Interferenz-Prüfverfahren
20 zeigt den Betriebsablauf beim Anzeigen eines virtuellen Objekts.
Im Schritt S41 teilt der Knoteninformations-Mitteilungsbereich 114 dem Interferenzartikel-Einstellbereich 211 des Interferenzprüfers 200 einen auswählbaren Knoten, der einen Interferenzartikel führt, mit.
Im Schritt S42 stellt der Interferenzartikel-Einstellbereich 211 den Interferenzartikel unter Verwendung der Form des Interferenzartikels, des Auswahlknotens, der den Interferenzartikel führt, und der Information hinsichtlich der Position und Stellung des Interferenzartikels auf dem Auswahlknoten ein.
Im Schritt S43 teilt der Auswahlknoten-Mitteilungsbereich 212 dem Transformationsinformations-Rechenbereich 115 der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 den Auswahlknoten mit, welcher durch den Interferenzartikel-Einstellbereich 211 eingestellt ist.
In Schritt S44 leitet der Transformationsinformations-Rechenbereich 115 eine homogene Matrix ab, einschließlich, als eine Variable, eines Koordinatenwerts für jede Achse der Werkzeugmaschine 300 als eine Rechenformel für die Position und Stellung jedes Auswahlknotens.
Im Schritt S45 berechnet der Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereich 214 die Position und Stellung des Auswahlknotens aus dem Koordinatenwert jeder Achse.
Im Schritt S46 berechnet der Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereich 214 die Position und Stellung des Interferenzartikels in der Werkzeugmaschine 300 basierend auf der Position und Stellung des Auswahlknotens und der Position und Stellung des Interferenzartikels auf dem Auswahlknoten.
Im Schritt S47 prüft der Interferenzprüfbereich 215, ob es eine Interferenz gibt, basierend auf der Position und Stellung jedes Interferenzartikels.
Beispiele
Bezug nehmend auf 21A bis 21C wird eine Beschreibung von Beispielen der vorliegenden Ausführungsform gegeben. 21A zeigt eine Werkzeugmaschine 300A als ein Beispiel der Werkzeugmaschine 300, in der der Interferenzartikel A an einer Spitze eines Werkzeugs 1 bereitgestellt wird. 21B zeigt einen Maschinenkonfigurationsbaum, in welchem die in 21A gezeigte Werkzeugmaschine 300A unter Verwendung eines Graphen angezeigt wird. 21C ist eine vergrößerte Ansicht eines Knotens von Werkzeug 1 und des Interferenzartikels A, gezeigt innerhalb einer gestrichelten Linie von 21A, welche einen Interferenzartikel im Koordinatensystem des Knotens von Werkzeug 1 illustriert.
In 21A bewegt sich der Interferenzartikel A gemeinsam mit dem Werkzeug 1 herum. Daher wählt der Interferenzartikel-Einstellbereich 211 den Knoten des in der 21B gezeigten Werkzeugs 1 als einen Auswahlknoten aus.
Weiterhin stellt im Schritt S42 von 20 der Interferenzartikel-Einstellbereich 211 die Position und/oder Stellung des Interferenzartikels A im Koordinatensystem des Knotens von in 21C gezeigtem Werkzeug 1 ein.
Danach, indem Schritte S43 bis S47 von 20 ausgeführt werden, prüft der Interferenzprüfer 200, ob es eine Interferenz durch den Interferenzartikel A gibt.
Effekte vorliegender Ausführungsform
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, eine Betriebsdefinition zu ermöglichen, die sich auf die Position eines Interferenzartikels und eine Achse bei der Interferenzprüfung mit einer einfachen Aktion bezieht. Insbesondere ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, eine Betriebsdefinition zu ermöglichen, die sich auf die Position des Interferenzartikels und eine Achse bei der Interferenzprüfung bezieht, durch einfaches Überprüfen des Auswahlknotens und Berechnen der Position und Stellung des Interferenzartikels auf dem Auswahlknoten.
Modifikationsbeispiele
Die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 kann so inkorporiert werden, dass sie in die Steuerung 150 integriert ist. Die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung 100 kann auch in einer Cloud vorhanden sein.
Die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung, die Steuerung, der Interferenzprüfer und die Werkzeugmaschine können alle durch Hardware, Software oder eine Kombination davon realisiert werden. Das durch die Kooperation der Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung, der Steuerung, des Interferenzprüfers und der Werkzeugmaschine durchgeführte Interferenzprüfverfahren kann auch durch Hardware, Software, oder eine Kombination davon realisiert werden. Hier bedeutet Realisation durch Software, dass die Realisation durch Einlesen und Durchführen von Programmen mit einem Computer erzielt wird.
Die Programme werden mit verschiedenen Typen von nicht-transitorischen computerlesbaren Medien gespeichert und können einem Computer zugeführt werden. Die nicht-transitorischen computerlesbaren Medien beinhalten verschiedene Typen von anfassbaren Speichermedien. Beispiele der nicht-transitorischen computerlesbaren Medien beinhalten Magnetspeichermedien (beispielsweise eine flexible Disk, ein Magnetband und ein Festplattenlaufwerk), magnet-optische Speichermedien (beispielsweise eine magnet-optische Disk), eine CD-ROM (Nurlesespeicher), eine CD-R, eine CD-R/W, Halbleiterspeicher (beispielsweise ein Masken-ROM und ein PROM (programmierbares ROM), ein EPROM (löschbares PROM), ein Flash-ROM und ein RAM (Wahlfreizugriffsspeicher). Die Programme können durch verschiedene Typen transitorischer computerlesbaren Medien einem Computer zugeführt werden. Beispiele der transitorischen computerlesbaren Medien beinhalten ein elektrisches Signal, ein optisches Signal und elektromagnetische Wellen. Das transitorische computerlesbare Medium kann das Programm einem Computer über einen verdrahteten Kommunikationspfad, wie etwa ein elektrisches Kabel, und einen optischen Draht, oder einen Drahtlos-Kommunikationspfad zuführen.
Bezugszeichenliste

10: Steuersystem
100: Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung
110: Steuerbereich
111: Graphen-Erzeugungsbereich
112: Knotenhinzufügebereich
113: Steuerpunkt-Koordinatensystem-Einfügebereich
114: Knoteninformations-Mitteilungsbereich
115: Transformationsinformations-Rechenbereich
116: Transformationsinformations-Mitteilungsbereich
120: Speicherbereich
150: Steuerung
160: Steuerbereich
161: Koordinateninformations-Modifikationsbereich
162: Servomotor-Steuerbereich
200: Interferenzprüfer
211: Interferenzartikel-Einstellbereich
212: Auswahlknoten-Mitteilungsbereich
213: Koordinateninformations-Transformationsbereich
214: Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereich
215: Interferenzprüfbereich
220: Speicherbereich
300: Werkzeugmaschine

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 2000284819 A [0003, 0004]

Claims

Steuersystem (10), umfassend: eine Steuerung (150), die konfiguriert ist, eine Industriemaschine als ein Steuerziel zu steuern; eine Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung (100), die konfiguriert ist, ein Maschinen-Bestandteilselement, das die Industriemaschine aufbaut, als einen Knoten in einer graphischen Form auszudrücken, wobei die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung (100) einen Knoteninformations-Mitteilungsbereich (114) und einen Transformationsinformations-Rechenbereich (115) beinhaltet; und einen Interferenzprüfer (200), der konfiguriert ist, eine Interferenzprüfung zwischen Maschinen-Bestandteilselementen durchzuführen, wobei der Interferenzprüfer (200) einen Interferenzartikel-Einstellbereich (211), einen Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereich (214) und einen Interferenzprüfbereich (219) beinhaltet, wobei der Knoteninformations-Mitteilungsbereich (114) einen auswählbaren Knoten identifiziert, der ein Maschinen-Bestandteilselement enthält, als einen Interferenzartikel, und dem Interferenzprüfer (200) Knoteninformation mitteilt, die sich auf den identifizierten Knoten bezieht, wobei die Interferenzartikel-Einstelleinheit (211) die Knoteninformation erfasst und den Interferenzartikel, basierend auf einer Form, einem Auswahlknoten und einer Position und/oder Stellung an einem Knoten einstellt, wobei der Transformationsinformations-Rechenbereich (115) Information erfasst, welche sich auf den Interferenzartikel bezieht, eingestellt durch den Interferenzartikel-Einstellbereich (211), und eine Rechenformel für eine Position und/oder Stellung des Auswahlknotens ableitet, wobei der Interferenzartikel-Positions-Stellungs-Rechenbereich (214) die Position und/oder Stellung des Auswahlknotens berechnet, basierend auf einem Koordinatenwert jeder Achse der Industriemaschine, und die Position und/oder Stellung des Interferenzartikels in einer Werkzeugmaschine berechnet, basierend auf der Position und/oder Stellung des Auswahlknotens und der Position und/oder Stellung des Auswahlknotens des Interferenzartikels, und wobei der Interferenzprüfer (200) überprüft, ob es eine Interferenz gibt, basierend auf der Position und/oder Stellung des Interferenzartikels.
Steuersystem (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Maschinenkonfigurations-Verwaltungsvorrichtung (100) oder/und der Interferenzprüfer (200) inkorporiert ist, um so mit der Steuerung 150 integriert zu sein.