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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Automatik-Programmiervorrichtung und ein Automatik-Programmierverfahren.
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Stand der Technik
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Eine Automatik-Programmiervorrichtung empfängt Bearbeitungsbereichsdaten beim Durchführen einer teilweisen Bearbeitung. Die Bearbeitungsdaten enthalten Daten betreffend die Form des Bearbeitungsbereichs, das Bearbeitungsverfahren, das zu verwendende Schneidwerkzeug und die Bearbeitungsbedingungen. Die Automatik-Programmiervorrichtung erzeugt dann Steuerbefehl-Informationen zum Betreiben einer Werkzeugmaschine entsprechend den eingegebenen Bearbeitungsbereichsdaten. In der Automatik-Programmiervorrichtung ist ein Abschrägen (Anfasen) eine Bearbeitung, die hauptsächlich durchgeführt wird, um einen Kantenabschnitt einer Grenze zu entfernen, wo benachbarte Oberflächen einander überschneiden. Falls ein Abschrägen an einer gekrümmten Oberfläche angewandt wird, ist die Grenze der gekrümmten Oberflächen das Bearbeitungsziel und somit wird die Form des abgeschrägten Abschnitts kompliziert. Aufgrund dieser Komplexität wird ein Abschrägen im Allgemeinen durchgeführt durch eine 5-Achsen-Steuermaschine und dergleichen (siehe z. B. Patentliteratur 1).
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Beim Abschrägen ist es ausreichend, Kantenabschnitte zu entfernen, und somit wird eine hohe Genauigkeit nicht benötigt. Abschrägverfahren variieren entsprechend dem abzuschrägenden Teil oder abhängig von dem Material und somit unterscheiden sich Instruktionsverfahren zum Abschrägen dementsprechend.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Internationale Veröffentlichung WO 2011/004584 (17 bis 21)
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Ein Abschrägen eines Teils mit einer komplizierten Form, das eine gekrümmte Oberfläche enthält, wird konventionell durchgeführt unter Verwendung einer Werkzeugmaschine mit einer 5-Achsen-Steuerung; eine 5-Achsen-Steuermaschine ist jedoch teuer. Während eine 5-Achsen-Steuermaschine komplizierte Handlungen durchführen kann, gibt es weiterhin ein Problem, dass ein NC-(Numerisches Steuer-, Engl.: Numerical Control)Programm und Operationen der 5-Achsen-Steuermaschine dazu tendieren, kompliziert zu werden. Weiterhin ist eine Verwendung einer numerisch gesteuerten Maschine mit nur drei geraden Achsen oft nicht ausreichend zum Abschrägen (Anfasen) gekrümmter Oberflächenteile mit dem durch Spezifikationen benötigten Grad.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Probleme gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wenn ein Abschrägen eines geformten Rohmaterials mit einer gekrümmten Oberfläche durchgeführt wird, eine Automatik-Programmiervorrichtung und ein Automatik-Programmierverfahren bereitzustellen, die Werkzeugpfaddaten zum Bewegen eines Werkzeugs erzeugen können, so dass diese mit einfachen Operationen und ohne Verwendung einer Bearbeitung mit einer 5-Achsen-Steuerung bearbeiten.
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Lösung des Problems
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Um die obige Aufgabe zu lösen, betrifft die vorliegende Erfindung eine Automatik-Programmiervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Automatik-Programmierverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5. Die abhängigen Patentansprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit bereitgestellt, die Werkzeugpfaddaten erzeugt zum Realisieren einer Abschrägung (Anfasen) durch eine 2-Achsen-Bearbeitung mit einer Rotationsachse parallel zu der Zentralachse des geformten Rohmaterials und einer linearen Achse parallel zu der unteren Oberfläche des geformten Bearbeitungsbereichs. Deshalb kann ein Abschrägwerkzeugpfad erzeugt werden für einen abgeschrägten Teil eines gekrümmten Oberflächenteils mit einem einfachen Betrieb ohne Verwendung einer 5-Achsen-Steuermaschine, um die Betriebszeit zu reduzieren und die Bearbeitungseffizienz zu verbessern.
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Kurze Beschreibung der Abbildungen
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1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration einer Automatik-Programmiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Operationsprozessprozedur der Automatik-Programmiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist eine perspektivische Ansicht, die das geformte Rohmaterial vor und nach einer Bearbeitung darstellt.
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4 ist eine perspektivische Ansicht, die Bearbeitungsbereichsformen von drei jeweiligen Bearbeitungseinheiten zeigt.
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5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Kante zeigt, die als Abschrägzielteil ausgewählt wird.
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6 zeigt ein Beispiel von Bearbeitungsbereichsdaten zum Abschrägen.
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7 zeigt ein Beispiel von Informationen zum Identifizieren der Kante eines abgeschrägten Abschnitts.
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8 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration einer Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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9 zeigt ein Beispiel eines geformten Rohmaterials, das zum Erläutern der Erzeugung eines Abschrägwerkzeugpfads verwendet wird.
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10 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Prozedur eines Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungsprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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11 ist eine beispielhafte Abbildung eines Bearbeitungsabschnitt-Spezifizierungsverfahrens, das von einer allgemeinen Automatik-Programmiervorrichtung bearbeitet wird.
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12 ist eine beispielhafte Abbildung, die ein Bearbeitungsabschnitt-Spezifizierungsverfahren darstellt, das von der Automatik-Programmiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
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13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Prozedur eines Berechnungsverfahrens für eine Werkzeugreferenzposition zeigt.
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14 ist eine beispielhafte Abbildung, die einen Tangentenvektor hinsichtlich eines Referenzpunkts auf einem geformten Rohmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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15 ist eine beispielhafte Abbildung einer Tangentenebene hinsichtlich eines Referenzpunkts eines geformten Rohmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung.
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16 ist eine beispielhafte Abbildung, die einen Offsetvektor hinsichtlich eines Tangentenvektors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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17 ist eine beispielhafte Abbildung eines Berechnungsverfahrens für eine Werkzeug-Distalendpunktposition gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
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18 ist eine beispielhafte Abbildung eines Berechnungsverfahrens einer Werkzeug-Distalendhöhe gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Beispielhafte Ausführungsformen einer Automatik-Programmiervorrichtung und eines Automatik-Programmierverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen beschrieben. Man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
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Die Ausführungsform realisiert eine Abschrägung (Anfasen), in der ohne Verwendung einer 5-Achsen-Werkzeugmaschine eine im Wesentlichen gleichförmige Abschrägbreite realisiert wird mit einer akzeptablen Genauigkeit eines kompliziert geformten Teils, das auf einer gekrümmten Oberfläche unter Verwendung einer 2-Achsen-Bearbeitung anzufasen ist. Die 2-Achsen-Bearbeitung verwendet eine Rotationsachse parallel zu einer Zentralachse der gekrümmten Oberfläche des geformten Rohmaterials und eine lineare Achse parallel zu der unteren Oberfläche des geformten Bearbeitungsbereichs.
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1 ist eine schematische Blockabbildung, die eine funktionale Konfiguration einer Automatik-Programmiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Automatik-Programmiervorrichtung erzeugt Steuerbefehldaten auf Basis von Bearbeitungsbereichsdaten zum teilweisen Bearbeiten oder zum teilweisen Bearbeiten eines geformten Rohmaterials. Die Automatik-Programmiervorrichtung empfängt darin insbesondere eine Eingabe von Bearbeitungsbereichsdaten zum teilweisen Bearbeiten, die Daten enthalten, wie zum Beispiel die Bearbeitungsbereichsform, das Bearbeitungsverfahren, das zu verwendende Werkzeug und die Bearbeitungsbedingungen. Die Automatik-Programmiervorrichtung analysiert dann die Bearbeitungsbereichsdaten und erzeugt Steuerbefehldaten zum Betreiben einer Werkzeugmaschine.
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Wie in 1 gezeigt, enthält die Automatik-Programmiervorrichtung das Folgende: eine geformte Rohmaterialdaten-Eingabeeinheit 1, eine Bearbeitungsbereichsdaten-Eingabeeinheit 2, eine Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3, eine bearbeitete Materialform-Erzeugungseinheit 4, eine verbundene Bearbeitungsbereichsdaten-Extrahiereinheit 5, eine Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit 6, eine Werkzeugpfad-Erzeugungseinheit 7, eine Bearbeitungsbereichsform-Erzeugungseinheit 8, eine Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit 9 und eine Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 10.
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Die Materialformdaten-Eingabeeinheit 1 gibt Materialformdaten, die das geformte Rohmaterial eines Bearbeitungsziels definieren, von außerhalb ein und speichert die Materialformdaten in der Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3.
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Die Bearbeitungsbereichdaten-Eingabeeinheit 2 gibt Bearbeitungsbereichdaten ein, die ein anderer Bearbeitungsbereichs-Referenztyp ist, der Bearbeitungsbereichsformdaten betrifft, die in dem in der Bearbeitungsbereich-Speichereinheit 3 gespeicherten Bearbeitungsbereich enthalten sind, und gibt dann die anderen Bearbeitungsbereichreferenztyp-Bearbeitungsbereichsdaten an die Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 aus. Insbesondere gibt die Bearbeitungsbereichsdaten-Eingabeeinheit 2 Bearbeitungsbereichsdaten von außerhalb ein, die Bearbeitungseinheiten definieren, wie zum Beispiel die Bearbeitungsbereichsform, das Bearbeitungsverfahren, das zu verwendende Werkzeug und die Bearbeitungsbedingungen und speichert sie dann in den Bearbeitungsbereichsdaten in der Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3. Ein Beispiel der anderen Bearbeitungsbereichreferenztyp-Bearbeitungsbereichsdaten enthält Bearbeitungsbereichsdaten zum Abschrägen.
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Die Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 speichert darin Materialformdaten und eine Liste, die Bearbeitungsbereichsdaten enthält, die andere Bearbeitungsbereichreferenztyp-Bearbeitungsbereichsdaten enthalten, die in der Reihenfolge einer Bearbeitung angeordnet sind.
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Die Bearbeitungs-Materialform-Erzeugungseinheit 4 erzeugt Daten des bearbeiteten geformten Rohmaterials auf Basis der Materialformdaten und der Bearbeitungsbereichsdaten, die in der Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 gespeichert sind. Die Daten des bearbeiteten geformten Rohmaterials sind Bearbeitungsbereichs-Entfernungs-geformte-Rohmaterialdaten mit einer Bearbeitungsbereichsform eines definierten Bearbeitungsbereichs, der von einem geformten Rohmaterial entfernt wird, auf Basis der Daten des geformten Rohmaterials und Bearbeitungsbereichsdaten der definierten Bearbeitungseinheit.
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Wenn Bearbeitungsbereichsdaten zum Abschrägen von außerhalb in die Bearbeitungsbereichsdaten-Eingabeeinheit 2 eingegeben werden, zeigt die verbundene Bearbeitungsbereichsdaten-Extrahiereinheit 5 die von der Bearbeitungs-Materialform-Erzeugungseinheit 4 erzeugten Daten des bearbeiteten geformten Rohmaterials graphisch an. Als Reaktion auf einen Abschrägzielbereichsbefehl von einem Bediener, fügt die verbundene Bearbeitungsbereichsdaten-Extrahiereinheit 5 Daten an zum Identifizieren der Oberfläche der Bearbeitungsbereichsform des entsprechenden geformten Rohmaterials als ein Attribut zu einer Oberfläche einer Bearbeitungsbereichsform, die zu einem Bearbeitungsbereichs-Entfernungs-geformten Rohmaterial kopiert wird, und extrahiert dann aus einer benannten Kante auf dem Bearbeitungsbereichs-Entfernungs-geformten Rohmaterial Daten zum Identifizieren der Oberfläche der Bearbeitungsbereichsform eines Bearbeitungsbereichs, der an einer Oberfläche angrenzend an die Kante angefügt ist. Die verbundene Bearbeitungsbereichsdaten-Extrahiereinheit 5 extrahiert dann Referenzdaten für andere Bearbeitungsbereichreferenztyp-Bearbeitungsbereichsformdaten eines Bearbeitungsbereichs aus den extrahierten Daten und sendet die Referenzdaten dann an die Bearbeitungsbereichsdaten-Eingabeeinheit 2.
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Wenn ein Steuerbefehl aus einem Bearbeitungsprogramm erzeugt wird, analysiert die Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit 6 die in der Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 gespeicherten Bearbeitungsbereichsdaten und erfasst Werkzeugpfad-Erzeugungsdaten betreffend zum Beispiel Werkzeugdaten und Bearbeitungszustandsdaten zum Erzeugen von Werkzeugpfaddaten. Die Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit sendet dann die Werkzeugpfad-Erzeugungsdaten an die Werkzeugpfad-Erzeugungseinheit 7 und die Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit 9.
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Die Werkzeugpfad-Erzeugungseinheit 7 erzeugt Werkzeugpfaddaten für einen Bearbeitungsbereich anders als ein Abschrägen aus Bearbeitungsbereichsdaten und sendet die Werkzeugpfaddaten an die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 10.
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Wenn Bearbeitungsdaten analysiert werden und Steuerbefehldaten erzeugt werden, erzeugt die Bearbeitungsbereichsform-Erzeugungseinheit 8 Bearbeitungsbereichsformdaten von Bearbeitungsbereichsdaten zum teilweisen Bearbeiten, das heißt Bearbeitungsbereichsformdaten eines abzuschrägenden Teils aus den Bearbeitungsbereichsformdaten, auf die von anderen Bearbeitungsbereichreferenztyp-Bearbeitungsdaten und den Materialformdaten Bezug genommen wird, die in der Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 gespeichert sind. Die Bearbeitungsbereichsform-Erzeugungseinheit 8 sendet dann die Bearbeitungsbereichsformdaten eines abzuschrägenden Teils an die Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit 9.
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Die Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit 9 erzeugt Werkzeugpfaddaten zum Abschrägen der Bearbeitungseinheit aus den Bearbeitungsbereichsformdaten zum Abschrägen, die für eine Einheit eines Abschrägens in der Bearbeitungsbereichsform-Erzeugungseinheit 8 und die Werkzeugpfad-Erzeugungsdaten, die aus der Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit 6 extrahiert werden, extrahiert werden und die Werkzeugpfaddaten werden dann an die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 10 gesendet.
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Die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 10 erzeugt Steuerbefehldaten auf Basis von Bearbeitungsdaten für eine teilweise Bearbeitung, die Bearbeitungsbereichsformdaten enthalten. Insbesondere empfängt die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 10 die Werkzeugpfaddaten, die von der Werkzeugpfad-Erzeugungseinheit 7 und der Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit 9 erzeugt werden, erzeugt Steuerbefehldaten zum Steuern der Werkzeugmaschine und gibt die Steuerbefehldaten an eine Steuereinheit (nicht gezeigt) einer Steuervorrichtung aus.
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Ein Betrieb der Automatik-Programmiervorrichtung mit solch einer Konfiguration wird hierin beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Betriebsprozessprozedur der Automatik-Programmiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die Automatik-Programmiervorrichtung überprüft, ob ein Befehl eines Benutzers eingegeben wird, um eine Programmiereingabe durchzuführen (Schritt S201). Wenn ein Befehl zum Durchführen einer Programmeingabe gegeben ist (JA in Schritt S201), überprüft die Automatik-Programmiervorrichtung, ob der Bediener befiehlt, dass Materialformdaten eingegeben werden (Schritt S202). Wenn ein Befehl zum Eingeben von Materialformdaten gegeben ist (JA in Schritt S202), werden Materialformdaten eingegeben von außerhalb in die Materialformdaten-Eingabeeinheit 1 aufgrund des Befehls und dergleichen von einem Bediener und die Eingangsdaten werden der Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 gespeichert (Schritt S203). Der Prozess kehrt dann zu Schritt S201 zurück.
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Wenn ein Befehl zum Nichteingeben von Materialformdaten gegeben wird (NEIN in Schritt S202), überprüft die Automatik-Programmiervorrichtung, ob der Bediener Eingangsbearbeitungsdaten zum Abschrägen eingibt (Schritt S204). Wenn ein Befehl zum Nichteingeben von Bearbeitungsdaten für ein Abschrägen gegeben wird (NEIN in Schritt S204), werden Bearbeitungsdaten anders als ein Abschrägen von außerhalb in die Materialformdaten-Eingabeeinheit 1 eingegeben aufgrund eines Befehls von einem Bediener und die Eingangsdaten werden in der Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 gespeichert (Schritt S205). Einzelheiten einer Eingabe der Bearbeitungsdaten anders als ein Abschrägen werden in Patentliteratur 1 beschrieben und somit wird deren Beschreibung hier weggelassen. Der Prozess kehrt dann zu Schritt S201 zurück.
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Wenn ein Befehl zum Eingeben von Bearbeitungsdaten für ein Abschrägen gegeben wird (JA in Schritt S204), werden Bearbeitungsmaterialformdaten von der Bearbeitungsmaterialform-Erzeugungseinheit erzeugt auf Basis des in der Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 gespeicherten geformten Rohmaterials und der Bearbeitungsdaten, die bereits gespeichert wurden (Schritt S206). 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein geformtes Rohmaterial vor und nach einer Bearbeitung zeigt. 3(a) ist eine perspektivische Ansicht, die ein geformtes Rohmaterial vor einem Außendurchmesserdrehen zeigt; und 3(b) ist eine perspektivische Ansicht, die ein geformtes Rohmaterial nach einer Bearbeitung zeigt, das geformt wird durch drei Bearbeitungseinheiten, das heißt Außendurchmesserdrehen, Taschenbearbeitung und Passfeder-Bearbeitung. Wie in 3 gezeigt, wird das geformte Rohmaterial nach einer Bearbeitung geformt durch Entfernen von Bearbeitungsbereichsformen entsprechend den jeweiligen Bearbeitungseinheiten von dem geformten Rohmaterial. In 3(b) zeigt das Paar (i, j) eine Bearbeitungseinheit und eine Bearbeitungsoberfläche an. i bezeichnet eine Bearbeitungseinheitsnummer und j bezeichnet eine Oberflächennummer einer Bearbeitungszieloberfläche, die die entsprechende Oberfläche misst, die die Position einer bearbeiteten Form darstellt. In diesem Beispiel bezeichnet i = 1 ein Außendurchmesserdrehen, i = 2 bezeichnet eine Taschenbearbeitung und i = 3 bezeichnet eine Passfeder-Bearbeitung.
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4 ist eine perspektivische Ansicht, die Bearbeitungsbereichsdaten von drei jeweiligen Bearbeitungseinheiten zeigen. 4(a) zeigt ein geformtes Rohmaterial W und eine Bearbeitungsbereichsform R0 eines Außendurchmesserdrehens. 4(b) zeigt ein bearbeitetes geformtes Rohmaterial W-R0 mit einer Bearbeitungsbereichsform eines davon entfernten Außendurchmesserdrehens und eine Bearbeitungsbereichsform R1 einer Taschenbearbeitung. 4(c) zeigt ein bearbeitetes geformtes Rohmaterial W-R0-R1 mit einer Bearbeitungsbereichsform einer davon entfernten Taschenbearbeitung und einer Bearbeitungsbereichsform R2 einer Passfeder-Bearbeitung. Wenn die Bearbeitungsbereichsform R2 einer Passfeder-Bearbeitung von dem bearbeiteten geformten Rohmaterial W-R0-R1 entfernt wird, wird weiterhin das bearbeitete geformte Rohmaterial, das in 3(b) gezeigt ist, erhalten. Wenn eine Bearbeitungsbereichsform von einem geformten Rohmaterial oder einem bearbeiteten geformten Rohmaterial entfernt wird, wie in 3(b) gezeigt, wird ein Paar einer Bearbeitungseinheitsnummer i und der Bearbeitungzieloberflächennummer j angefügt als ein Teil einer Attributinformation auf einer Bearbeitungszieloberfläche einer bearbeiteten Bereichsform, die zu einem bearbeiteten geformten Rohmaterial nach Entfernen kopiert wird.
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Als Nächstes extrahiert die verbundene Bearbeitungsdaten-Extraktionseinheit 5 Identifikationsdaten, die Bearbeitungsbereichsformdaten einer Bearbeitungseinheit betreffend einen Abschrägzielteil identifiziert auf Basis der von der Bearbeitungs-Materialform-Erzeugungseinheit 4 erzeugten bearbeiteten Materialformdaten (Schritt S207). Die Extraktion ist wie folgt: Die Bearbeitungsmaterialformdaten werden graphisch auf einem Bildschirm zunächst angezeigt und eine Abfolge von Kanten eines Abschrägzielteils in den Bearbeitungsmaterialformdaten wird durch einen Befehl durch einen Bediener unter Verwendung eines Zeigegeräts und dergleichen ausgewählt. Die Kante, die ein Auswahlkandidat sein kann, ist eine Kante zwischen Bearbeitungsziel-Oberflächen, die zu verschiedenen Bearbeitungseinheiten gehören, die zu einer Bearbeitungsmaterialform kopiert werden, oder eine Kante zwischen einer Oberfläche eines geformten Rohmaterials und einer bearbeiteten Zieloberfläche. Als Nächstes werden für jede ausgewählte Kante Attributdaten, die zu einer Bearbeitungsoberfläche angrenzend an eine ausgewählte Kante gegeben werden, als Identifikationsdaten der Bearbeitungsbereichsformdaten betreffend den Abschrägzielteil extrahiert.
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5 bis 7 zeigen ein Beispiel einer Bearbeitungseinheit eines Abschrägens einer ausgewählten Kante. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine als Abschrägzielteil ausgewählte Kante darstellt. 6 zeigt ein Beispiel von Bearbeitungsbereichsdaten zum Abschrägen. 7 zeigt ein Beispiel einer Information zum Identifizieren einer Abschrägteilkante.
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In 5 wird eine Kante durch eine fette Linie dargestellt und Ek (k = 0, 1, 2, 3) bezeichnet eine Kantennummer, die eine als der Abschrägzielteil ausgewählte Kante anzeigt. Koordinaten (i, j) zeigen eine Bearbeitungseinheit und eine Bearbeitungsoberfläche. i bezeichnet eine Bearbeitungseinheitsnummer und j bezeichnet eine Bearbeitungszieloberflächennummer.
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Die Bearbeitungsbereichsdaten zum Abschrägen, die in 6 gezeigt sind, enthalten als Bearbeitungsformdaten Informationen zum Identifizieren einer Abschrägabschnittskante, abgeschrägten Formmustern und Parametern, die die Größe oder den Winkel einer Oberfläche und eine Form spezifizieren, und dergleichen. Zusätzlich enthalten die Bearbeitungsbereichsdaten zum Abschrägen auch Parameter, die ein Bearbeitungsverfahren, ein zu verwendendes Werkzeug, Bearbeitungszustände und dergleichen spezifizieren.
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Die Informationen zum Identifizieren einer abgeschrägten Abschnittskante, die in 6 gezeigt sind, sind Daten zum Bezugnehmen auf Bearbeitungsbereichsformdaten, die ein Bearbeitungszielteil betreffen und, wie in 7 dargestellt, eingerichtet sind als Tabelle, in der extrahierte Identifikationsdaten von Bearbeitungsbereichsformdaten gelistet sind. In der Tabelle sind Informationen zum Identifizieren einer abgeschrägten Abschnittskante, eine Kombination von Bearbeitungszieloberflächen angrenzend an eine Kante eines Abschrägzielteils dargestellt. Weiterhin wird die Bearbeitungszieloberfläche dargestellt durch eine Bearbeitungseinheitsnummer und eine Bearbeitungszieloberflächennummer einer Bearbeitungseinheit. Die Tabelle enthält jedoch nicht Positionsinformation der Kante des Abschrägzielteils als direkte Daten. Die Positionsinformation der Kante des Abschrägzielteils wird berechnet, wenn Steuerbefehldaten erzeugt werden. Sogar wenn die Position der Bearbeitungsbereichsformdaten eine Bearbeitungseinheit, auf die Bezug genommen wird, angepasst wird, können dementsprechend Anpassungsergebnisse der Steuerbefehldaten zum Abschrägen automatisch reflektiert werden und somit wird es weniger arbeitsaufwendig, Bearbeitungsbereichsdaten zum Abschrägen anzupassen.
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Als Nächstes werden die Identifikationsdaten von durch die verbundene Bearbeitungsbereichsdaten-Extraktionseinheit 5 extrahierten Bearbeitungsbereichsformdaten und andere Bearbeitungsbereichsdaten zum Abschrägen eingegeben und Bearbeitungsbereichsdaten zum Abschrägen werden in der Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 (Schritt S208) gespeichert. Dann kehrt der Prozess zu Schritt S201 zurück.
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Wenn ein Befehl zum Nichtdurchführen einer Programmeingabe in Schritt S201 gegeben wird (NEIN in Schritt S201), überprüft die Automatik-Programmiervorrichtung, ob eine Ausführung eines Programms von dem Bediener befohlen wird (Schritt S209). Wenn es keinen Befehl zum Ausführen eines Programms gibt (NEIN in Schritt S209), dann wird bestimmt, ob ein Befehl zum Beenden des Betriebs von dem Bediener gegeben wird (Schritt S210). Wenn ein Befehl zum Beenden des Betriebs nicht von dem Bediener gegeben wird (NEIN in Schritt S210), kehrt der Prozess zu Schritt S201 zurück. Wenn ein Befehl zum Beenden des Betriebs von dem Bediener gegeben wird (JA in Schritt S210), endet das Programm und der Prozess endet dann.
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Wenn es einen Befehl zum Ausführen eines Programms in Schritt S209 gibt (JA in Schritt S209), wird ein Kreisprozess durchgeführt, der die in der Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 gespeicherten Bearbeitungsbereichsdaten Stück für Stück herausnimmt, um Steuerbefehldaten zu Erzeugen (Schritte S211 bis S218). Der Schleifenprozess wird nachstehend detailliert beschrieben.
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Die Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit 6 analysiert zunächst den Inhalt der Bearbeitungsbereichsdaten entsprechend dem Prozessziel zum Erzeugen der Werkzeugpfaddaten (Schritt S212). Als Nächstes wird überprüft, ob die Bearbeitungsbereichsdaten entsprechend einem Prozessziel Abschrägdaten sind (Schritt S213). Wenn die Bearbeitungsbereichsdaten nicht Abschrägdaten sind (NEIN in Schritt S213), wird ein Werkzeugpfad für Bearbeitungsbereichsdaten anders als Abschrägen durch die Werkzeugpfad-Erzeugungseinheit 7 erzeugt (Schritt S214).
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Wenn die Bearbeitungsbereichsdaten Abschrägdaten sind (JA in Schritt S213), hinsichtlich Bearbeitungsbereichsdaten zum Abschrägen, extrahiert die Bearbeitungsbereichsform-Erzeugungseinheit 8 Formdaten für einen Abschrägzielteil aus den in der Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 gespeicherten Materialformdaten und Bearbeitungsbereichsformdaten einer Bearbeitungseinheit, auf die die Bearbeitungsbereichsdaten zum Abschrägen Bezug nehmen; und dann werden die extrahierten Daten an die Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit 9 transferiert (Schritt S215). Für jede Kante des Abschrägzielteils wird auf eine Bearbeitungseinheitsnummer und eine Oberflächennummer der Bearbeitungsbereichsformdaten Bezug genommen, und zwei Teile von Oberflächendaten der Bearbeitungsbereichsform werden aus der Information zum Identifizieren der Abschrägabschnittskante extrahiert, die in 7 gezeigt sind. Ein Abschrägwerkzeugpfad wird dann erzeugt auf Basis der Daten betreffend eine Kante eines Abschrägabschnitts, die in Schritt S215 transferiert werden (Schritt S216).
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Nachfolgende oder nach Schritt S214 empfängt die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 10 Daten über den Werkzeugpfad und den Abschrägwerkzeugpfad, erzeugt Steuerbefehldaten zum Betreiben der Werkzeugmaschine (Schritt S217) und gibt Steuerbefehldaten an die Steuereinheit einer numerischen Steuervorrichtung aus. Wenn der Abschrägwerkzeugpfad in Schritt S217 erzeugt wird, werden Steuerbefehldaten erzeugt auf Basis der Werkzeugpfaddaten und des Abschrägwerkzeugpfads.
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Danach wird überprüft, ob eine unverarbeitete Bearbeitungseinheit vorliegt (Schritt S218). Wenn eine unbearbeitete Bearbeitungseinheit vorliegt, wird eine Schleife zwischen Schritten S211 bis S218 ausgeführt. Wenn eine unverarbeitete Bearbeitungseinheit nicht vorliegt, kehrt der Prozess zu Schritt S201 zurück.
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8 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration einer Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit 9 erfasst Bearbeitungsbereichsdaten eines abzuschrägenden Teils aus der Bearbeitungsbereichsform-Erzeugungseinheit 8. Für die vorliegende Ausführungsform wird eine Erzeugung eines Abschrägwerkzeugpfads später hier beschrieben auf Basis von Daten betreffend eine Kante eines Abschrägabschnitts, die von der Bearbeitungsbereichsform-Erzeugungseinheit 8 eingegeben werden.
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Die Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit 9 erfasst Abschrägdaten aus der Datenspeichereinheit, in der Daten betreffend ein Abschrägen des Speichers sind, und erzeugt dann einen Abschrägwerkzeugpfad. Während die Bearbeitungsbereichsform-Erzeugungseinheit 8 der Datenspeichereinheit in der vorliegenden Ausführungsform entspricht, können abhängig von dem Inhalt der erfassten Daten die Daten auch an die Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 3 verteilt werden. Die Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit 9 erfasst Daten aus der Datenspeichereinheit, erzeugt Werkzeugreferenzpositionsdaten zum Erzeugen eines Werkzeugpfads und transferiert Werkzeugreferenzpositionsdaten an die Steuerbefehl-Erzeugungseinheit 10, die den nächsten Prozess ausführt.
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Wie in 8 gezeigt, enthält die Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit 9 eine Abschrägoberflächen-Definitionseinheit 21, eine Referenzpunktabfolgen-Erzeugungseinheit 22 und eine Werkzeugreferenzpositions-Erzeugungseinheit 23, und steuert einen Bearbeitungsbetrieb zum Beispiel durch ein Bearbeitungszentrum.
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Für eine Schnittkante einer Bearbeitungsoberfläche und eine Oberfläche angrenzend an die Kante, die als Abschrägzielteil auf Basis von Daten betreffend ein Abschrägen extrahiert wird, definiert die Abschrägoberflächen-Definitionseinheit 21 eine abgeschrägte Oberfläche nach einem Abschrägen (nachstehend ”abgeschrägte Oberfläche”) durch ein abgeschrägtes Formmuster, das an der Schnittkante als Attribut angefügt ist.
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Die Referenzpunktabfolgen-Erzeugungseinheit 22 erzeugt eine Punktabfolge, die als Referenz dient, die verwendet wird, wenn ein Abschrägwerkzeugpfad auf Basis der Daten betreffend ein Abschrägen erzeugt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Schnittstellenlinie, die durch Projizieren einer unteren Oberflächenform eines abgeschrägten Teils auf eine gekrümmte Oberfläche eines geformten Rohmaterials einer Schnittkante erhalten wird; und eine Referenzposition wird auf der Schnittkante eingestellt.
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Die Werkzeugreferenzpositions-Erzeugungseinheit 23 berechnet eine Referenzposition eines Bearbeitungswerkzeugs, wenn sich das Werkzeug bewegt, während ein Abschrägen durchgeführt wird auf Basis von Daten betreffend ein Abschrägen und der von der Referenzpunktabfolgen-Erzeugungseinheit 22 erzeugten Referenzposition. Eine Achse parallel zu einer Zentralachse einer gekrümmten Oberfläche eines geformten Rohmaterials wird hier als Rotationsachse eingestellt. Die Werkzeugreferenzposition wird dann so berechnet, dass ein Abschrägen durchgeführt wird durch eine 2-Achsen-Bearbeitung mit der Rotationsachse und einer linearen Achse parallel zu einer unteren Oberflächenform; und der Abschrägwerkzeugpfad wird erzeugt.
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Die von der Abschrägoberflächen-Definitionseinheit 21 und der Referenzpunktabfolgen-Erzeugungseinheit 22 durchgeführten Prozesse betreffen die Form und werden nicht durch das Bearbeitungsverfahren und den Bearbeitungszustand beeinflusst, und somit ist es zulässig, einen Referenzpunkt zu erzeugen, zum Beispiel durch Verwenden des in Patentliteratur 1 beschriebenen Verfahrens.
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9 zeigt ein Beispiel eines geformten Rohmaterials, das verwendet wird zum Erläutern der Erzeugung eines Abschrägwerkzeugpfads. 9(a) ist eine perspektivische Ansicht und 9(b) ist eine Normalprojektion mit drei Ansichten, die gebildet wird durch eine Draufsicht, eine Vorderansicht und eine Seitenansicht. Im Falle eines in 9 dargestellten bearbeiteten geformten Rohmaterials 50, werden abgeschrägte Teile 51 und 52 definiert durch die Identifikationsinformation über abgeschrägte Teile, die in einer Datenspeichereinheit gespeichert sind. Der abgeschrägte Teil 51 wird zum Beispiel einer Passfeder-Bearbeitung unterworfen, und wird gebildet durch eine Schnittkante einer zylindrischen Oberfläche und einer nutähnlichen Seitenoberfläche mit einer Tiefe in einer X-Achsenrichtung. Der abgeschrägte Teil 52 wird einer Taschenbearbeitung unterworfen und wird gebildet durch eine Schnittkante einer zylindrischen Oberfläche und einer Oberfläche, die um 45° zu der zylindrischen Oberfläche geneigt ist.
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Betreffend die Erzeugung eines Abschrägwerkzeugpfads wird die Erzeugung eines Werkzeugpfads auf dem abgeschrägten Teil 51 nachstehend beschrieben. Insgesamt aber führt die Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit 9 den Prozess durch zum Beispiel entsprechend einem in 10 dargestellten Flussdiagramm. 10 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Prozedur eines Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungsprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Als Erstes wird Bearbeitungsinformation aus einer Bearbeitungseinheit zum Abschrägen ausgelesen, die in der Bearbeitungsbereichsform-Erzeugungseinheit 8 gespeichert ist (Schritt S301). Insbesondere enthält die Bearbeitungsinformation eine Information eines für ein Abschrägen zu verwendendes Werkzeug, Forminformation über einen abzuschrägenden Teil, einen Bearbeitungszustand, ein Muster und ein Parameter einer Abschrägform und dergleichen, und diese Teile von Information werden für jede Bearbeitungseinheit gespeichert.
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Als Nächstes wird bestimmt, ob eine Oberflächenform nach einem Abschrägen, die definiert wird auf Basis von Abschrägteilformdaten und einem Abschrägformmuster in der gelesenen Bearbeitungsinformation, ungeeignet ist (Schritt S302). Wenn bestimmt wird, dass die Erzeugung einer abgeschrägten Form auf einem Zielformteil ungeeignet ist (JA in Schritt S302), beendet der Prozess einen Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungsprozess betreffend die gelesene Bearbeitungseinheit; eine Warnung wird einem Bediener angezeigt (Schritt S351); und der Prozess endet.
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Wenn eine Erzeugung des abgeschrägten Form nicht ungeeignet ist (NEIN in Schritt S302), wird eine Kante Ek (k = 0, 1, ..., N – 1) ausgelesen (N ist die Gesamtanzahl von Kanten). Die Ek werden hier durch einen Abschrägteilformdaten-Extraktionsprozess extrahiert, der den Schritt S215 des in 2 gezeigten Flussdiagramms entspricht (Schritt S303). Der Prozess wird nachfolgend durchgeführt auf der gelesenen Kante Ek und somit wird k = 0 eingestellt (Schritt S311). Es wird dann bestimmt, ob k kleiner als N ist (Schritt S312).
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Wenn k < N erfüllt ist (JA in Schritt S312), wird ein als Referenz eines Werkzeugpfads dienende Referenzpunktfolge erhalten für die Kante Ek, die ausgelesen wird (Schritt S321). Es gibt verschiedene Verfahren zum Berechnen eines Referenzpunkts aus einer Kante, in der vorliegenden Ausführungsform, wenn eine Kante eine gerade Linie ist, die Enden der Linie als Referenzpunkte eingestellt werden, und wenn die Kante eine gekrümmte Linie ist, werden Punkte als Referenzpunkte eingestellt, die die Kante so einteilen, dass die Kante durch gerade Linien angenähert wird. Als ein Beispiel zum Erhalten von Referenzpunkten wird, wie in Patentliteratur 1 beschrieben, eine dreidimensionale Zielkante in eine Ebene abgebildet; eine abgebildete zweidimensionale Kante wird eingeteilt; und Punkte auf der ursprünglichen dreidimensionalen Kante entsprechend Einteilungspunkten werden als Referenzpunkte eingestellt. Mit diesem Prozess können die Distanzen zwischen zweidimensionalen Einteilungspunkten abhängig von den verwendeten Einteilungsverfahren flukturieren. In solch einem Fall werden die Einteilungspunkte so korrigiert, dass die Distanzen zwischen den Einteilungspunkten geeignet werden. Wenn die Anzahl von Einteilungspunkten gleich N ist, werden diese Einteilungspunkte als Referenzpunkte Pkm (m = 0, 1, ..., (M – 1)) für die Kante Ek eingestellt.
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11 und 12 sind beispielhaften Abbildungen eines Verfahrens zum Spezifizieren eines Bearbeitungsteils, das durch eine Automatik-Programmiervorrichtung verarbeitet wird. 11 zeigt ein allgemeines Verfahren zum Spezifizieren eines Bearbeitungsteils. 11(a) ist eine Draufsicht, die ein Bearbeitungsziel zeigt, und 11(b) ist eine Seitenansicht, die das Bearbeitungsziel darstellt. 12 zeigt ein Verfahren zum Spezifizieren eines Bearbeitungsteils gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Mit dem Verfahren zum Spezifizieren eines Bearbeitungsteils, das durch eine allgemeine interaktive Automatik-Programmiervorrichtung verarbeitet wird, wird die Höhe eines Bearbeitungsteils fixiert, und es ist somit adäquat, nur einen Pfad für eine untere Oberflächenform eines spezifizierten Bearbeitungsteils zu erzeugen. Wenn die in 11 dargestellte Form zum Beispiel bearbeitet wird durch eine Nutbearbeitung, ist es adäquat, nur eine untere Oberflächenform (Bodenflächenform) eines gewünschten Bearbeitungsteils auf einer Ebene 61 parallel zu einer X-Z-Ebene zu definieren.
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Die Höhe eines Formteils zum Abschrägen auf einem gekrümmten Oberflächenteil wie in der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht fixiert und, wenn ein Pfad für eine untere Oberflächenform wie in einem allgemeinen Fall verwendet wird, ist es somit schwierig, eine Bearbeitung genau durchzuführen. Wie in 12 dargestellt, wird dementsprechend eine projizierte Form 66, die durch Projizieren der unteren Oberflächenform 62 erhalten wird, die auf einer zylindrischen Oberfläche 64 spezifiziert wurde, als einen Bearbeitungszielteilform eingestellt. Das heißt, ein Schnittlinienabschnitt, der durch Projizieren einer ebenen Form auf einen Bearbeitungsteil auf einer gekrümmten Oberflächenform erhalten wird, wird als die Bearbeitungszielteilform eingestellt. Die Bearbeitungszielteilform entspricht einer Kante. Die Koordinaten einer Position entsprechend einem Einteilungspunkt (einem Referenzpunkt) des Schnittlinienabschnitts werden dann erhalten. Als Resultat ist es möglich, den Berechnungsaufwand verglichen mit einem Fall zu Berechnen einer durch gekrümmte Oberflächenformen definierten Schnittlinie signifikant zu reduzieren. Prozessdaten, die für den in 12 gezeigten Fall benötigt werden, können erhalten werden, falls Informationen über eine Werkzeugachsenrichtung, die in einem Bearbeitungszustand zusätzlich zu einer unteren Oberflächenform eines Bearbeitungsteils identisch zu den Daten der 11 enthalten ist, erhalten werden; und somit ist es möglich, die Arbeitsbelastung des Bedieners zu verringern.
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Ein Prozess zum Erhalten einer Referenzposition eines Abschrägwerkzeugs wird dann durchgeführt, wenn das Werkzeug sich bewegt, während ein Abschrägen (Anfasen) durchgeführt wird. Ein Beispiel wird hier beschrieben, in dem ein Abschrägpfad erzeugt wird durch Verwenden eines Abschrägwerkzeugs mit einer 2-Achsen-Bearbeitung einer Rotationsachse parallel zu einer Zentralachse 63 eines geformten Rohmaterials und einer linearen Achse parallel zu der unteren Oberflächenform 62 des abgeschrägten Teils 51, wie in 12 dargestellt. Ein Verfahren wird hier beschrieben zum Berechnen einer Werkzeugreferenzposition Qkm aus einem Referenzpunkt Pkm im Fall einer mechanischen Bearbeitung, bei der die Rotationsachse eine C-Achse ist und die lineare Achse eine Y-Z-Richtung ist. Eine Position der Werkzeugreferenzposition Qkm wird bestimmt in der Höhenrichtung, die eine Werkzeugachsenrichtung ist, und in der Ebenenrichtung vertikal zu der Werkzeugachse; und eine Bearbeitung eines geformten Rohmaterials durch ein Abschrägwerkzeug wird bestimmt durch den Rotationsbetrag der C-Achse. Hier wird angenommen, dass das Abschrägen ist, wo die Höhe der Werkzeugreferenzposition Qkm fixiert ist.
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Jeder von der ausgelesenen Kante Ek erhaltene Einteilungspunkt Pkm wird als Referenzpunkt ausgelesen (Schritt S322). n wird auf 0 eingestellt, um nachfolgend den Prozess auf jeweilige ausgelesene Referenzpunkte Pkm durchzuführen (Schritt S331). Es wird dann bestimmt, ob m größer als M ist (die Gesamtanzahl von Einteilungspunkten) (Schritt S332).
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Wenn m kleiner als M ist (JA in Schritt S332), wird eine Berechnung durchgeführt zum Erzeugen der Werkzeugreferenzposition (eine Werkzeug-Distalendposition) Qkm hinsichtlich des Referenzpunkts Pkm (Schritt S341). 13 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Prozedur für ein Berechnungsverfahren für eine Werkzeugreferenzposition zeigt. 14 bis 16 sind beispielhafte Abbildungen der Prozedur des Berechnungsverfahrens für eine Werkzeugreferenzposition. 14 ist eine beispielhafte Abbildung, die einen Tangentenvektor hinsichtlich eines Referenzpunkts auf einem geformten Rohmaterial gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 15 ist eine beispielhafte Abbildung einer Tangentenebene hinsichtlich eines Referenzpunkts auf einem geformten Rohmaterial gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 16 ist eine beispielhafte Abbildung, die einen Offsetvektor hinsichtlich eines Tangentenvektors gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
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Wie in 14 dargestellt, wird ein Tangentenvektor Tkm berechnet, der auf einer Tangentenebene Fkm für jeden Referenzpunkt Pkm (m = 0, 1, 2, ..., M – 1) liegt, der von der Referenzpunktabfolgen-Erzeugungseinheit 22 erhalten wird (Schritt S401). Die Tangentenebene Fkm ist eine Ebene, die tangential zu der zylindrischen Oberfläche 64 parallel zu der Zentralachse 63 an dem Referenzpunkt Pkm ist. Wie in 15(a) dargestellt, wird eine Seitenoberfläche einer zylindrischen Oberfläche 64 aufgeschnitten, wobei eine gerade Linie 68 eine Referenz ist, die den Referenzpunkt Pkm durchläuft und parallel zu der Zentralachse 63 ist (15(b)), so dass die zylindrische Oberfläche 64 eine Ebene wird (15(c)). Eine Form 67, wie in 15(c) dargestellt, ist eine entwickelte Form, wo eine Kantenform 65 auf der zylindrischen Oberfläche 64 der 15(a) aufgeschnitten ist. Es ist erlaubt, dass die Form vor und nach einer Entwicklung keine Skalierbeziehung aufweist; und die Breite einer Kerbe vor einem Entwickeln kann verschieden sein von derjenigen nach einer Entwickeln (dg < dg').
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Wie in 15(c) und (d) dargestellt, wird als Nächstes angenommen, dass Koordinatenachsen in dem Koordinatensystem, die lokal für die Tangentenebene Fkm definiert werden, eine Z-Achse und eine S-Achse sind. Die Tangentenebene Fkm ist parallel zu der Z-Achse; und somit ist der Z-Achsen-Koordinatenwert vor einem Ausschneiden der Seitenoberfläche der zylindrischen Oberfläche 64 konstant.
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Wie in 16 dargestellt, wird ein Offsetvektor Nkm erhalten, der vertikal zu dem Tangentenvektor Tkm auf der Tangentenebene Fkm ist (Schritt S402). Der Offsetvektor Nkm kann erhalten werden durch das Kreuzprodukt eines Normalenvektors der Tangentenebene Fkm und des Tangentenvektors Tkm.
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Wie durch den folgenden Ausdruck (1) dargestellt, wird der Referenzpunkt Pkm um w abgesetzt unter Verwendung des Offsetvektors Nkm, der in Schritt S402 erhalten wird, so dass eine Position der Werkzeugreferenzposition Qkm auf der Tangentenebene Fkm berechnet wird (Schritt S403). Ein Berechnungsverfahren für den Offsetbetrag w wird später beschrieben. Qkm = Pkm + w·Nkm (1)
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Die Höhe in der Werkzeugachsenrichtung an der Werkzeugreferenzposition Qkm, die fixiert ist, wird erhalten (Schritt S404). Ein Berechnungsverfahren für die Höhe wird auch später beschrieben. Mit den oben beschriebenen Schritten wird die Position der Werkzeugreferenzposition Qkm eindeutig erhalten und der Prozess kehrt zu Schritt S333 der 10 zurück.
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Ein spezifisches Beispiel einer Berechnung wird nachstehend dargestellt. 17 ist eine beispielhafte Abbildung eines Berechnungsverfahrens für eine Werkzeugdistal-Endpunktposition gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 18 ist eine beispielhafte Abbildung eines Berechnungsverfahrens für eine Werkzeugdistalendhöhe gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 17(a) dargestellt, wird ähnlich zu dem Berechnungsverfahren für einen Referenzvektor beim Erzeugen eines in Patentliteratur 1 beschriebenen Referenzpunkts ein Tangentenvektor Tkm (ein Einheitsvektor) berechnet durch das Kreuzprodukt eines normalen Vektors einer zweiten Bearbeitungsoberfläche und einer ersten Bearbeitungsoberfläche angrenzend an eine Kante Ek, zu der ein Referenzpunkt Pkm unter Kanten, die die Kantenform 65 des abgeschrägten Teils 51 bilden, gehört.
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Ein Ursprung O von XYZ-Koordinaten wird auf der Zentralachse 63 eines geformten Rohmaterials eingestellt und ein Ursprung von ZS-Koordinaten wird auch auf einer Tangentenebene Fkm eingestellt. Man beachte, dass diese Ursprünge so eingestellt sind, dass die z-Achsenrichtung der XYZ-Koordinaten mit derjenigen der ZS-Koordinate und dem Punkt bei Z = 0 übereinstimmt. Unter der Annahme, dass Pkm(x, y, z) = (px, py, pz), Tkm(x, y, z) = (tx, ty, tz), Tkm(z, s) = (dz, ds), und R: Radius eines geformten Rohmaterials, und
wobei z0 und s0 Richtungsvektoren (Einheitsvektoren) der Z-Achse bzw. der S-Achse bezeichnen, s0 = (–py/R, px/R, 0.0) undnd z0 = (0.0, 0.0, 1.0).
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Deshalb, dz = vz und ds = (px·ty – py·tx)/R.
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Tkm⊥Nkm ist erfüllt, und somit wird Nkm(z, s) = (–ds, dz) erhalten.
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Wenn ein für Berechnungen definiertes ZS-Koordinatensystem umgewandelt wird in ein ZC-Koordinatensystem, das das Koordinatensystem einer linearen Achse (eine Distanz) und einer Rotationsachse (ein Winkel) ist, werden Offsetvektoren Nkm und der Referenzpunkt Pkm durch die folgenden Gleichungen (2) bzw. (3) ausgedrückt. Nkm(z, c) = (–ds, dz/R) (2) Pkm(z, c) = (pz, asin(py/R)) (3)
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Als Nächstes wird der Offsetbetrag w und die Höhe der Werkzeugreferenzposition Qkm erhalten. 18(a) zeigt, dass ein Abschrägwerkzeug 69 ein Abschrägen (Anfasen) der Kantenform 65 des abgeschrägten Teils 51 auf einer zylindrischen Oberfläche um einen Abschrägbetrag c durchführt. Ein Punkt Wkm ist grundsätzlich ein Punkt, durch den der Mittelpunkt der Schneidelänge des Abschrägwerkzeugs 69 läuft und ist auch der Mittelpunkt der Abschrägbreite.
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18(b) ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm, das den in 18(a) dargestellten Zustand darstellt; es wird angenommen, dass der Winkel zwischen Bearbeitungsoberflächen angrenzend an die Kantenform 65 fixiert ist (rechter Winkel). 18(c) ist eine beispielhafte Abbildung, die das in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Abschrägwerkzeug 69 darstellt, wobei das Werkzeug einen kleinen Durchmesser d2, einen großen Durchmesser d1 und eine in einem Winkel α enthaltene Hälfte aufweist.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden der Offsetbetrag w und die Höhe der Werkzeugreferenzposition Qkm berechnet durch in 18(b) gezeigte angenäherte Berechnungen.
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Wie in 18 dargestellt, werden der Offsetbetrag w und eine Länge h einer vertikalen Linie aus der Werkzeugreferenzposition Qkm zu einer zylindrischen Oberfläche berechnet unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (4) und (5). w = 0.25·(d1 + d2) – 0.5·c (4) h = 0.25·(d1 – d2)/tanα + 0.5·c (5)
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Die Werkzeugreferenzposition Pkm kann erhalten werden durch Einsetzen der Ausdrücke (2) bis (4) in den Ausdruck (1). Die Höhe der Werkzeugreferenzposition Pkm (z, c) kann dargestellt werden durch den folgenden Ausdruck (6) unter Verwendung des Ausdrucks (5). Als Ergebnis kann die Werkzeugreferenzposition Qkm (z, c) eindeutig berechnet werden. R – h = R – 0.25·(d1 – d2)/tanα + 0.5·c (6)
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Man beachte, dass das Ergebnis eines Abschrägens unter Verwendung eines Bearbeitungspfads, das durch die in der vorliegenden Ausführungsform verwendete angenäherte Berechnung berechnet wird, ist, dass die Abschrägbreite nicht immer fixiert ist. In den meisten Fällen ist es jedoch adäquat, nur die abgeschrägten Ecken für die Verbesserung der Sicherheit abzurunden, und eine höhere Genauigkeit ist nicht benötigt, falls es innerhalb eines bestimmten akzeptablen Bereichs fällt. Dementsprechend ist das in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Verfahren effektiv und trägt auch zu einer reduzierten Berechnungsbelastung bei.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Werkzeugreferenzposition Qkm berechnet, während der Offsetbetrag w und die Höhe h der Werkzeugreferenzposition Qkm, die durch die jeweiligen Ausdrücke (4) und (5) erhalten werden, eingestellt und fixiert sind. Durch Steuern der Werte w und h ist es jedoch möglich, einen Abschrägpfad zu erzeugen, entlang dem Abschrägungsbreiten gleichmäßiger werden.
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Wie oben beschrieben, nachdem die Werkzeugreferenzposition Qkm erzeugt wurde, in der der Referenzpunkt Pkm die Referenz ist, kehrt der Prozess zu 10 zurück, m = m + 1 wird eingestellt (Schritt S333) und der Prozess kehrt zu Schritt S332 zurück. Während der Periode, wenn m kleiner als M ist (JA in Schritt S332), wird der Prozess in Schritt S341 durchgeführt. Das heißt, die Werkzeugreferenzposition Qkm wird für alle Referenzpunkte Pkm der extrahierten Kante Ek berechnet.
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Wenn m gleich oder größer als M ist (NEIN in Schritt S332) ist, wird k = k + 1 eingestellt (Schritt S313) und der Prozess kehrt zu Schritt S312 zurück. Wenn k + 1 kleiner als N in Schritt S312 ist, für die nächste Kante Ek + 1, werden der Prozess zum Erzeugen einer Referenzpunktabfolge und der Prozess zum Erzeugen einer Werkzeugreferenzposition für jeden Referenzpunkt durchgeführt. Wenn k < N nicht in Schritt S312 ist (NEIN in Schritt S312), stoppt eine Erzeugung eines Abschrägwerkzeugpfads und der Prozess kehrt zu Schritt S217 des in 2 dargestellten Flussdiagramms zurück.
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Wenn ein Abschrägen durchgeführt wird einer Grenze eines geformten Rohmaterials und einer Bearbeitungsbereichsform, die auf einer Oberfläche eines geformten Rohmaterials definiert ist, das eine gekrümmten Oberflächenform aufweist, wird ein Bearbeitungspfad zum Realisieren eines Abschrägens durch eine 2-Achsen-Bearbeitung erzeugt, dessen Achsen eine Rotationsachse parallel zu einer Zentralachse des geformten Rohmaterials und eine lineare Achse parallel zu einer unteren Oberfläche der Bearbeitungsbereichsform sind. Wenn ein Abschrägen einer gekrümmten Oberfläche durchgeführt wird, sogar wenn eine 2-Achsen-Bearbeitung mit der Rotationsachse und der linearen Achse durchgeführt wird, ist es dementsprechend möglich, ein Abschrägen mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Abschrägbreite durchzuführen. Wenn die Koordinaten eines Referenzpunkts Pkm erhalten werden, wird eine Bearbeitungszielteilform verwendet, die erhalten wird durch Projizieren einer unteren Oberflächenform, die durch eine Ebene eines Bearbeitungsteils gebildet wird, auf eine durch eine gekrümmte Oberfläche gebildete Materialoberfläche. Deshalb ist es möglich, eine Bearbeitungszielteilform relativ einfach zu erhalten verglichen mit Berechnungen, die zum Erzeugen eines Schnittabschnitts einer eine gekrümmte Oberfläche enthaltenden Form nötig sind.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie oben beschrieben, ist die Automatik-Programmiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung letztlich zum Durchführen eines Abschrägens einer gekrümmten Oberfläche durch Verwenden von zwei Achsen: eine Rotationsachse und eine lineare Achse.
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Bezugszeichenliste
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- 1 Materialformdaten-Eingabeeinheit, 2 Bearbeitungsbereichsdaten-Eingabeeinheit, 3 Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit, 4 bearbeitete Materialform-Erzeugungseinheit, 5 verbundene Bearbeitungsbereichs-Datenextraktionseinheit, 6 Bearbeitungsprogramm-Analyseeinheit, 7 Werkzeugpfad-Erzeugungseinheit, 8 Bearbeitungsbereichsform-Erzeugungseinheit, 9 Abschrägwerkzeugpfad-Erzeugungseinheit, 10 Steuerbefehl-Erzeugungseinheit, 21 Abschrägoberflächen-Definitionseinheit, 22 Referenzpunktabfolgen-Erzeugungseinheit, 23 Werkzeugreferenzpositions-Erzeugungseinheit, 51, 52 abgeschrägtes Teil, 61 Ebene, 62 untere Oberflächenform, 63 Zentralachse, 64 zylindrische Oberfläche, 65 Kantenform, 66 projizierte Form, 67 Form, 68 gerade Linie, 69 Abschrägwerkzeug, R0, R1, R2 Berabeitungsbereichsform, W Rohmaterial, Fkm Tangentialebene, Pkm Referenzpunkt, Tkm Tangentialvektor, Nkm Offsetvektor, Wkm Punkt, Qkm Werkzeugrefenzposition.
