DE112014006995T5

DE112014006995T5 - Numerische Steuervorrichtung, NC-Bearbeitungsmaschine und NC-Bearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112014006995T5
Application number: DE112014006995.7T
Authority: DE
Inventors: Susumu Matsubara; Hiroki Kaneko; Kenji Iriguchi; Naoki Nakamura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2017-06-14
Also published as: CN107077123A; US10222783B2; WO2016067401A1; JPWO2016067401A1; DE112014006995T8; US20170308060A1; JP5936781B1

Abstract

Eine numerische Steuervorrichtung umfasst eine NC-Bearbeitungsprogramm-Leseeinheit (101) zum Lesen eines NC-Bearbeitungsprogramms (10), eine Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit (111) zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform durch einen Block des NC-Bearbeitungsprogramms (10), eine Werkzeugdaten-Sucheinheit (112) zum Suchen nach Werkzeugdaten, die in dem NC-Bearbeitungsprogramm (10) zu verwenden sind, und eine Bearbeitungsendform-Generierungseinheit (114) zum Generieren einer Bearbeitungsendform der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit (111) generierten Bearbeitungsabtragsform. Während des Editierens des NC-Bearbeitungsprogramms (10) können die Bearbeitungsabtragsform und die Bearbeitungsendform sequenziell durch den Block bestätigt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung, die eine Werkzeugmaschine numerisch steuert, und betrifft eine NC-Bearbeitungsmaschine und ein NC-Bearbeitungsverfahren, welche die numerische Steuervorrichtung nutzen.
Hintergrund
Um eine maschinelle Bearbeitung mit einer üblichen numerischen Steuervorrichtung auszuführen, wird herkömmlich ein numerisch steuerndes Bearbeitungsprogramm verwendet, in dem ein Bewegungsbefehl zum Bewegen eines Werkstücks oder eines Bearbeitungswerkzeugs entlang eines voreingestellten Pfades beschrieben ist. Das numerisch steuernde Bearbeitungsprogramm wird im Weiteren als „NC(Numerical Control)-Bearbeitungsprogramm” bezeichnet. Das NC-Bearbeitungsprogramm wird zum Beispiel durch handelsübliche CAM(Computer Aided Manufacturing)-Software hergestellt. Das NC-Bearbeitungsprogramm wird zum Beispiel mit einem G-Code und einer Makrozeichenkette beschrieben, die gemäß dem Format definiert werden, das in der EIA (Electronic Industries Alliance) definiert ist, oder dem Format definiert werden, das in der ISO (International Standard Organization) definiert ist. In den folgenden Beschreibungen wird das Format, das in der EIA definiert ist, als „EIA-Format” bezeichnet, und das Format, das in der ISO definiert ist, wird als „ISO-Format” bezeichnet. Der G-Code ist ein Befehlscode, der in einem NC-Bearbeitungsprogramm beschrieben ist, um einen Befehl für Positionieren, lineares Interpolieren, zirkulares Interpolieren, Ebenenbezeichnung und dergleichen auszuführen.
Das hergestellte NC-Bearbeitungsprogramm muss im Voraus vor dem tatsächlichen Betrieb bestätigt werden. Es ist jedoch schwierig, das NC-Bearbeitungsprogramm allein dadurch zu bestätigen, dass man es sich ansieht. Daher wird bei der Bestätigung eines NC-Bearbeitungsprogramms ein in dem NC-Bearbeitungsprogramm beschriebener Bewegungsbefehl in einen Werkzeugpfad umgewandelt, und der umgewandelte Werkzeugpfad wird zum Beispiel auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt. Die zu verwendende Anzeigevorrichtung ist ein KSR(Kathodenstrahlröhren)-Gerät oder das Display eines Flüssigkristallmonitors.
Des Weiteren wird die bestrichene Form eines Werkzeugs, die erhalten wird, wenn sich das Werkzeug entlang des NC-Bearbeitungspfades bewegt, generiert, und die generierte Form wird von der Materialform entfernt, um eine Bearbeitungsendform zu generieren. Die generierte Bearbeitungsendform wird dann auf einer Anzeigevorrichtung wie zum Beispiel einem CRT-Gerät oder dem Display eines Flüssigkristallmonitors angezeigt.
In Bezug auf den oben beschriebenen Hintergrund offenbart Patentliteratur 1 eine Technik zum Darstellen eines hochpräzisen Modells, welches das bestrichene Volumen eines Werkzeug zeigt, um die Raum- und Zeiteffizienz für das Rendering zu verbessern.
Des Weiteren offenbart Patentliteratur 2 eine Technik zum Speichern der Ergebnisse einer schneidenden/spanenden (engl. cutting) Bearbeitung als eine nicht-fertigbare (non-manifold) Datenstruktur, damit ein Bediener eine optimale schneidende Bearbeitung durch interaktive Verarbeitung finden kann. Die offenbarte Technik ermöglicht nicht nur die Berechnung eines Gesamtvolumens des tatsächlichen Raumes während der schneidenden Bearbeitung und das Anzeigen der Halbfertigform, sondern stellt selbst dann schnell und einfach eine optimale schneidende Bearbeitung bereit, wenn die schneidende Bearbeitung geändert wird, um die Simulation der schneidenden Bearbeitung auszuführen. Bei dieser Technik führt ein Bediener, der schnell die Ergebnisse der Simulation der schneidenden Bearbeitung entsprechend der geänderten schneidenden Bearbeitung bereitstellt, logische Operationen durch interaktive Verarbeitung ohne erneutes Ausführen geometrischer Einstelloperationen aus, um einen geringeren Berechnungsaufwand zu erreichen.
Darüber hinaus offenbart Patentliteratur 3 eine Technik zum Simulieren eines schneidenden Bearbeitungsprozesses unter Verwendung einer Verarbeitungsvorrichtung und einer Anzeigeeinheit für 3D-Grafiken von Festkörpern, um die Form eines maschinell bearbeiteten Werkstück zu visualisieren. Bei dieser Technik können die Probleme der maschinellen Bearbeitung, wie zum Beispiel das übermäßige Hineinschneiden in ein Gesenk oder das unzureichende Hineinschneiden in ein Gesenk, noch vor der eigentlichen maschinellen Bearbeitung detektiert und bestätigt werden. Dadurch können die Zeit und der Aufwand, die für die maschinelle Bearbeitung erforderlich sind, reduziert werden.
Zitierungsliste
Dokumente der Patentliteratur

Patentliteratur 1: japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2010-277585
Patentliteratur 2: japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. H07-175507
Patentliteratur 3: japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2000-235407

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der Simulationsvorrichtung und dem Simulationsverfahren des Standes der Technik generiert eine NC-Vorrichtung einen NC-Bearbeitungspfad. Daher muss die NC-Vorrichtung zuerst ein NC-Bearbeitungsprogramm lesen und dann sequenziell einen NC-Bearbeitungspfad ab dem Beginn des NC-Bearbeitungsprogramms generieren. Um also durch die Simulation zu bestätigen, ob die Editierungen in dem NC-Bearbeitungsprogramm korrekt sind, ist es notwendig, einen NC-Bearbeitungspfad sequenziell ab dem Beginn des NC-Bearbeitungsprogramms zu generieren.
Gemäß den Techniken in der Patentliteratur 1 bis 3 gibt es kein Verfahren zum Suchen jeder Zeile des NC-Bearbeitungsprogramms, wobei jede Zeile als „Block” des NC-Bearbeitungsprogramms bezeichnet wird und jedem Bearbeitungsabschnitt der Bearbeitungsendform entspricht. Aus diesem Grund wird das Editieren des NC-Bearbeitungsprogramms nicht effizient ausgeführt und nimmt somit viel Zeit in Anspruch. Dementsprechend besteht Bedarf an einem effizienten Editieren des NC-Bearbeitungsprogramms.
Die vorliegende Erfindung dient der Lösung der oben beschriebenen Probleme, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer numerischen Steuervorrichtung, die das Editieren eines NC-Bearbeitungsprogramm einfach und effizient ausführen kann.
Lösung des Problems
Um das oben beschriebene Problem zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung eine numerische Steuervorrichtung bereit, die Folgendes umfasst: eine NC-Bearbeitungsprogramm-Leseeinheit zum Lesen eines NC-Bearbeitungsprogramms; eine Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform durch einen Block des NC-Bearbeitungsprogramms; eine Werkzeugdaten-Sucheinheit zum Suchen nach Werkzeugdaten, die in dem NC-Bearbeitungsprogramm zu verwenden sind; eine Bearbeitungsendform-Generierungseinheit zum Generieren einer Bearbeitungsendform anhand der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit generierten Bearbeitungsabtragsform; und eine Bearbeitungsabtragsform-Speichereinheit zum Speichern der Bearbeitungsabtragsform.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Editieren eines NC-Bearbeitungsprogramms einfach und effizient ausgeführt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Funktionsblockschaubild einer NC-Bearbeitungsmaschine zum Ausführen einer NC-Bearbeitung unter Verwendung einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform eines NC-Bearbeitungsprogrammblocks in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
4 ist ein Schaubild, das ein Beispiel einer Bearbeitungsabtragsform in der NC-Bearbeitung unter Verwendung der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Generieren einer Bearbeitungsabtragsform eines NC-Bearbeitungsprogrammblocks eines festen Bohrtaktes gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist ein Schaubild, das eine Bearbeitungsabtragsform eines NC-Bearbeitungsprogrammblocks eines festen Bohrtaktes veranschaulicht, der durch den Prozess in einem maschinellen Bearbeitungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform generiert wird.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform eines NC-Bearbeitungsprogrammblocks eines festen Drehtaktes gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
8 ist ein Schaubild, das eine Bearbeitungsabtragsform des NC-Bearbeitungsprogrammblocks des festen Drehtaktes gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
9 ist ein Schaubild, das eine Bearbeitungsabtragsform und eine Bearbeitungsendform des NC-Bearbeitungsprogrammblocks des festen Drehtaktes gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
10 ist ein Schaubild, das eine Bearbeitungsabtragsform und eine Bearbeitungsendform eines NC-Bearbeitungsprogrammblocks gemäß mehreren Dateneinstellbefehlen in einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
11 ist ein Schaubild, das eine Bearbeitungsabtragsform und eine Bearbeitungsendform eines NC-Bearbeitungsprogrammblocks gemäß mehreren Dateneinstellbefehlen in der vierten Ausführungsform veranschaulicht.
12 ist ein Schaubild, das eine Bearbeitungsabtragsform und eine Bearbeitungsendform eines NC-Bearbeitungsprogrammblocks gemäß mehreren Dateneinstellbefehlen in der vierten Ausführungsform veranschaulicht.
13 ist ein Schaubild, das Pfade und Bearbeitungsendformen, die in den 10 bis 12 veranschaulicht sind, einer Reihe von NC-Bearbeitungsprogrammblöcken veranschaulicht.
14 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Einstellen einer Farbe auf einer Bearbeitungsabtragsform in einer Bearbeitungsabtragsform-Farbeinstelleinheit gemäß einer fünften Ausführungsform veranschaulicht.
15 ist ein Flussdiagramm, das einen Bearbeitungssimulationsprozess gemäß einer sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
16 ist ein Flussdiagramm, das einen Interferenzüberprüfungsprozess gemäß einer siebten Ausführungsform veranschaulicht.
17 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Hervorheben einer Bearbeitungsabtragsform gemäß einer achten Ausführungsform veranschaulicht.
18 ist ein Schaubild, das das Hervorheben einer Bearbeitungsabtragsform auf einer Bearbeitungsendform gemäß der achten Ausführungsform veranschaulicht.
Beschreibung von Ausführungsformen
Beispielhafte Ausführungsformen einer numerischen Steuervorrichtung, einer NC-Bearbeitungsmaschine und eines NC-Bearbeitungsverfahrens werden unten im Detail mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung wird nicht durch die Ausführungsformen eingeschränkt.
Erste Ausführungsform.
1 ist ein Funktionsblockschaubild einer NC-Bearbeitungsmaschine zum Ausführen einer NC-Bearbeitung unter Verwendung einer numerischen Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Steuern einer Werkzeugmaschine. Die NC-Bearbeitungsmaschine der ersten Ausführungsform ist durch Ausführen einer blockweisen 3D-Formverarbeitung in einem NC-Bearbeitungsprogramm 10 gekennzeichnet. Diese NC-Bearbeitungsmaschine wird durch eine numerische Steuervorrichtung 100 und eine durch die numerische Steuervorrichtung 100 gesteuerte Werkzeugmaschine 200 ausgebildet. Wie in 1 veranschaulicht, ist die numerische Steuervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet, dass sie Folgendes umfasst: eine NC-Bearbeitungsprogramm-Leseeinheit 101 zum Lesen des NC-Bearbeitungsprogramms 10, eine NC-Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 102 zum Speichern des gelesenen NC-Bearbeitungsprogramms, eine Bearbeitungssimulationseinheit 103 zum Ausführen einer Bearbeitungssimulation auf der Basis des NC-Bearbeitungsprogramms 10, eine 3D-Formverarbeitungseinheit 110 zum Ausführen einer 3D-Formverarbeitung durch den Block des NC-Bearbeitungsprogramms, eine Werkzeugdatenspeichereinheit 120 zum Speichern von Werkzeugdaten und eine Bearbeitungsabtragsform-Speichereinheit 130 zum Speichern einer durch die 3D-Formverarbeitungseinheit 110 generierten Bearbeitungsabtragsform. Der Begriff „Block” im Sinne des vorliegenden Textes bezeichnet eine einzelne Zeile des NC-Programms.
Die 3D-Formverarbeitungseinheit 110 wird ausgebildet durch: eine Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform mittels Bearbeitungssimulation durch den Block des NC-Bearbeitungsprogramms, eine Werkzeugdaten-Sucheinheit 112 zum Suchen nach Werkzeugdaten, die in dem NC-Bearbeitungsprogramm zu verwenden sind, aus der Werkzeugdatenspeichereinheit 120, eine Materialform-Generierungseinheit 113 zum Generieren einer Materialform anhand von Materialdaten, eine Bearbeitungsendform-Generierungseinheit 114 zum Generieren einer Bearbeitungsendform anhand der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 generierten Bearbeitungsabtragsform, eine Bearbeitungsabtragsform-Farbeinstelleinheit 115 zum Einstellen einer Farbe der Bearbeitungsabtragsform auf der Basis der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 generierten Daten, eine 3D-Form-Anzeigeverarbeitungseinheit 116, eine Interferenzüberprüfungseinheit 117 zum Überprüfen von Interferenz zwischen der Materialform und der Bearbeitungsabtragsform, und eine Mechanisches-Zubehör-Formgenerierungseinheit 118 zum Generieren einer Form eines mechanischen Zubehörs, das für die maschinelle Bearbeitung zu verwenden ist, wie zum Beispiel ein Spannfutter und ein Tisch.
Die Werkzeugmaschine 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist dafür ausgebildet, Folgendes zu umfassen: eine Interaktivoperationsverarbeitungseinheit 201, mit der ein Bediener, das heißt ein Arbeiter, die optimale schneidende Bearbeitung durch interaktive Verarbeitung finden kann, eine Anzeigeeinheit 202 zum Anzeigen eines Betriebsstatus, und eine Befehlseingabeeinheit 203 zum Empfangen einer Eingabe eines Betriebsbefehls.
Als Nächstes werden die numerische Steuervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und der Betrieb der numerischen Steuervorrichtung 100 in Bezug auf jede in 1 veranschaulichte Einheit beschrieben.
Die NC-Bearbeitungsprogramm-Leseeinheit 101 liest das NC-Bearbeitungsprogramm 10 und speichert das gelesene Programm 10 in der NC-Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 102. Wie im Abschnitt „Hintergrund” beschrieben, ist das NC-Bearbeitungsprogramm 10 ein Programm, das zum Beispiel durch handelsübliche CAM-Software hergestellt wird, und wird beispielsweise in einem G-Code und einer Makrozeichenkette beschrieben, die gemäß dem EIA Format oder dem ISO-Format definiert sind. In diesem Programm werden zum Beispiel ein Bewegungsbefehl zum Bewegen eines Werkstücks oder eines Bearbeitungswerkzeugs entlang eines voreingestellten Pfades, ein Hilfsbetriebsbefehl für eine Werkzeugmaschine und eingestellte Werte von Bearbeitungsbedingungen beschrieben. Obgleich die vorliegende Ausführungsform ein Programm erläutert, das in einem G-Code beschrieben wird, ist es auch möglich, ein zweckmäßiges Programmbeschreibungsverfahren auszuwählen.
Die Materialform-Generierungseinheit 113 der 3D-Formverarbeitungseinheit 110 generiert eine Materialform mittels des in der NC-Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 102 gespeicherten NC-Bearbeitungsprogramms. Die Werkzeugdaten-Sucheinheit 112 der 3D-Formverarbeitungseinheit 110 sucht nach Werkzeugdaten, die in dem NC-Bearbeitungsprogramm zu verwenden sind, unter den in der Werkzeugdatenspeichereinheit 120 gespeicherten Werkzeugdaten. Die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 der 3D-Formverarbeitungseinheit 110 generiert eine Bearbeitungsabtragsform durch jeden Block des NC-Bearbeitungsprogramms gemäß dem zu verwendenden Werkzeug anhand des NC-Bearbeitungsprogramms und der durch die Werkzeugdaten-Sucheinheit 112 gesuchten Werkzeugdaten. Die generierte Bearbeitungsabtragsform wird in der Bearbeitungsabtragsform-Speichereinheit 130 gespeichert.
Die Bearbeitungsendform-Generierungseinheit 114 der 3D-Formverarbeitungseinheit 110 generiert eine Bearbeitungsendform durch Abtragen der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 generierten Bearbeitungsabtragsform anhand der durch die Materialform-Generierungseinheit 113 generierten Materialform.
Die Bearbeitungsabtragsform-Farbeinstelleinheit 115 der 3D-Formverarbeitungseinheit 110 stellt eine Bearbeitungsabtragsform-Farbe der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 generierten Bearbeitungsabtragsform ein. Die Bearbeitungsendform-Generierungseinheit 114 fügt die durch die Bearbeitungsabtragsform-Farbeinstelleinheit 115 eingestellte Farbe zu der Oberfläche der durch die Bearbeitungsabtragsform definierten Bearbeitungsendform hinzu, wenn die Bearbeitungsabtragsform, deren Bearbeitungsabtragsform-Farbe eingestellt wurde, von der durch die Materialform-Generierungseinheit 113 generierten Materialform abgetragen wird. Die Anzeigeeinheit 202 zeigt die Bearbeitungsendform und die Bearbeitungsabtragsform in Farben gemäß den Farbinformationen über die Oberfläche an.
Die Bearbeitungssimulationseinheit 103 führt eine Bearbeitungssimulation aus, indem sie – als eine Halbfertigbearbeitungsform – eine Eingabe der durch die Bearbeitungsendform-Generierungseinheit 114 der 3D-Form-Verarbeitungseinheit 110 generierten Bearbeitungsendform empfängt, dann eine Werkzeugbestreichungsform gemäß einem Servointerpolationsbefehl von dem in der NC-Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 102 gespeicherten NC-Bearbeitungsprogramm generiert und die Werkzeugbestreichungsform von der eingegebenen Halbfertigbearbeitungsform abträgt. Der Servointerpolationsbefehl ist ein Positionsbefehl je Servotakt. Die NC-Vorrichtung generiert einen Positionsbefehl je Servotakt für eine Servovorrichtung auf jeder Achse der Werkzeugmaschine, wodurch das Verhalten der Werkzeugmaschine gesteuert wird.
Die 3D-Formverarbeitungseinheit 110 führt eine Interferenzüberprüfung zwischen der Bearbeitungsabtragsform eines Nicht-Schneidbefehls, wie zum Beispiel eines Positionierungsbefehls G00, der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 generiert wird, und der durch die Materialform-Generierungseinheit 113 generierten Materialform aus, oder führt eine Interferenzüberprüfung zwischen der Bearbeitungsabtragsform und der Form eines mechanischen Zubehörs, wie zum Beispiel eines Spannfutters und eines Tisches, der durch die Mechanisches-Zubehör-Formgenerierungseinheit 118 generiert wird, aus.
Die durch die 3D-Formverarbeitungseinheit 110 generierte Form wird zu der Werkzeugmaschine 200 übertragen und auf der Anzeigeeinheit 202 der Werkzeugmaschine 200 angezeigt.
Die Interaktivoperationsverarbeitungseinheit 201 ist eine Schnittstellenverarbeitungseinheit zwischen einem Arbeiter und der Werkzeugmaschine 200 und zwischen der numerischen Steuervorrichtung 100 und der Werkzeugmaschine 200. Zum Beispiel kann die Interaktivoperationsverarbeitungseinheit 201 die Operationsverarbeitung von der numerischen Steuervorrichtung 100 empfangen und diese Operationsverarbeitung auf der Anzeigeeinheit 202 anzeigen. Des Weiteren kann die Interaktivoperationsverarbeitungseinheit 201 zu der numerischen Steuervorrichtung 100 Befehlsinformationen übertragen, die durch einen Arbeiter über die Befehlseingabeeinheit 203 eingegeben wurden.
2 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess in der numerischen Steuervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht. Der Prozess wird unten entsprechend den Funktionsblöcken beschrieben, die in 1 veranschaulicht sind.
Zuerst liest bei Schritt ST1001 die NC-Bearbeitungsprogramm-Leseeinheit 101 das NC-Bearbeitungsprogramm 10 und speichert das gelesene Programm 10 in der NC-Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 102.
Als Nächstes generiert bei Schritt ST1002 die Materialform-Generierungseinheit 113 eine Materialform anhand des in der NC-Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 102 gespeicherten NC-Bearbeitungsprogramms. Zu diesem Zeitpunkt generiert die Materialform-Generierungseinheit 113 eine Quaderform und eine zylindrische Form, so dass der gesamte Befehlspfad des NC-Bearbeitungsprogramms enthalten ist. Die Materialform kann mit der Art und den Abmessungen der Form generiert werden, wie zum Beispiel einer Quaderform und einer zylindrischen Form, die in dem NC-Bearbeitungsprogramm als Einstell-Informationen über die Materialform eingestellt wurden. Des Weiteren kann die Materialform gemäß der Art und den Abmessungen der Form generiert werden, die durch einen Arbeiter über die Interaktivoperationsverarbeitungseinheit 201 der Werkzeugmaschine 200 eingestellt wurden. Darüber hinaus kann die im Voraus durch CAD oder dergleichen erzeugte Form gelesen werden, um die Materialform bereitzustellen.
Als Nächstes liest bei Schritt ST1003 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 alle Blöcke des in der NC-Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 102 gespeicherten NC-Bearbeitungsprogramms und generiert blockweise eine Bearbeitungsabtragsform.
Anschließend speichert bei Schritt ST1004 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 die generierte Bearbeitungsabtragsform in der Bearbeitungsabtragsform-Speichereinheit 130.
Als Nächstes trägt die Bearbeitungsendform-Generierungseinheit 114 bei Schritt ST1005 die durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 generierte Bearbeitungsabtragsform von der durch die Materialform-Generierungseinheit 113 generierten Materialform ab, um eine Bearbeitungsendform zu generieren.
Es werden nun die jeweiligen Schritte beschrieben, die in Schritt ST1003 ausgeführt werden, der ein Schritt zum blockweisen Generieren einer Bearbeitungsabtragsform in dem in 2 veranschaulichten Prozess ist. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform anhand des NC-Bearbeitungsprogrammblocks in der numerischen Steuervorrichtung veranschaulicht.
Zuerst sucht bei Schritt ST1101 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 nach einem zu verwendenden Werkzeug. In der Praxis extrahiert die Werkzeugdaten-Sucheinheit 112 im Fall des NC-Bearbeitungsprogrammblocks, der aus einem Positionierungsbefehl G00 und einem Bewegungsbefehl wie zum Beispiel einem Linearinterpolationsbefehl G01 oder eines Zirkularinterpolationsbefehl G02 besteht, die durch einen Werkzeugwechselbefehl genannte Werkzeugnummer und sucht nach Werkzeugdaten zu dem zu verwendenden Werkzeug entsprechend der extrahierten Werkzeugnummer aus der Werkzeugdatenspeichereinheit 120.
Als Nächstes generiert bei Schritt ST1102 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 einen Werkzeugpfad anhand des Bewegungsbefehls und des Positionsbefehls in dem NC-Bearbeitungsprogrammblock. Im Fall des Positionierungsbefehls G00 beispielsweise ist der Werkzeugpfad ein gerader Pfad von einer Befehlsposition G1 des Vorheriger-Block-Positionsbefehls zu einer Befehlsposition G2 des Aktueller-Block-Positionsbefehls, wie die durch diesen Prozess generierte Bearbeitungsabtragsform von 4. Im Fall des Linearinterpolationsbefehls G01 ist, wenn die Form des zu verwendenden Werkzeugs mit dem Bezugszeichen T bezeichnet ist, der Werkzeugpfad ein gerader Pfad L₁₂ von der Befehlsposition G1 des Vorheriger-Block-Positionsbefehls zur Befehlsposition G2 des Aktueller-Block-Positionsbefehls. Des Weiteren ist im Fall des Zirkularinterpolationsbefehls G02, obgleich in 4 nicht veranschaulicht, der Werkzeugpfad ein kreisförmiger Pfad von der Befehlsposition G1 des Vorheriger-Block-Positionsbefehls zur Befehlsposition G2 des Aktueller-Block-Positionsbefehls.
Als Nächstes generiert bei Schritt ST1103 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 eine Werkzeugform anhand der bei Schritt ST1101 gesuchten Werkzeugdaten und generiert, als eine Bearbeitungsabtragsform, eine Form, die durch Bestreichen der Werkzeugform entlang des bei Schritt ST1102 generierten Pfades erhalten wird.
4 veranschaulicht eine durch den Prozess in 3 generierte Bearbeitungsabtragsform F12. Die Bearbeitungsabtragsform F12 wird durch Bestreichen der Werkzeugform T entlang der geraden Linie L₁₂ von der Befehlsposition G1 des Vorheriger-Block-Positionsbefehls zur Befehlsposition G2 des Aktueller-Block-Positionsbefehls generiert. Auf diese Weise wird die Bearbeitungsabtragsform, die durch einen geraden Nut-Teil gebildet wird, generiert.
Die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform generiert eine Bearbeitungsendform durch den Block des NC-Bearbeitungsprogramms. Daher kann die numerische Steuervorrichtung die Bearbeitungsendform mit weniger Berechnungsaufwand als die Bearbeitungssimulation gemäß einem Servointerpolationsbefehl generieren und kann somit entsprechend die Bearbeitungsendform in einer kürzeren Zeit generieren.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Bearbeitungsabtragsform und die Bearbeitungsendform durch den Block, anhand des NC-Bearbeitungsprogramms, generiert, und die Bearbeitungsendform kann durch den Block beim Editieren des NC-Bearbeitungsprogramm bestätigt werden. Dementsprechend kann eine Bestätigung des NC-Bearbeitungsprogramms leicht und effizient erfolgen.
Zweite Ausführungsform.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform des NC-Bearbeitungsprogrammblocks eines festen Bohrtaktes als eine zweite Ausführungsform beschrieben. Die in 1 veranschaulichte NC-Bearbeitungsmaschine der ersten Ausführungsform wird in der vorliegenden Ausführungsform als eine NC-Bearbeitungsmaschine verwendet. 5 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform des NC-Bearbeitungsprogrammblocks eines festen Bohrtaktes gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Der Prozess wird unten beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die NC-Bearbeitungsmaschine den festen Bohrtakt aus, in dem ein Bearbeitungsprogramm zum Positionieren und Bohren, Gewindeschneiden oder dergleichen gemäß einer zuvor festgelegten Koordinatensequenz durch einen Ein-Block-Befehl ausgeführt wird. Die NC-Bearbeitungsprogramm-Leseeinheit 101 liest den NC-Bearbeitungsprogrammblock des festen Bohrtaktes aus dem NC-Bearbeitungsprogramm 10 und speichert den gelesenen Programmblock in der NC-Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 102. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Fall beschrieben, dass der NC-Bearbeitungsprogrammblock ein fester Bohrtakt ist, in dem ein Bearbeitungsprogramm zum Positionieren und Bohren, Gewindeschneiden oder dergleichen gemäß einer zuvor festgelegten Koordinatensequenz durch einen Ein-Block-Befehl ausgeführt wird.
Bei Schritt ST1201 erfasst die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 Bohrdaten und Lochpositionsdaten des NC-Bearbeitungsprogrammblocks.
Als Nächstes sucht bei Schritt ST1202 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 nach einem zu verwendenden Werkzeug. In der Praxis sucht die Werkzeugdaten-Sucheinheit 112 – nach einem Werkzeugwechselbefehl vor dem aktuellen Block – nach einem zu verwendenden Werkzeug anhand der durch diesen Werkzeugwechselbefehl angegebenen Werkzeugdaten.
Als Nächstes generiert bei Schritt ST1203 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 einen Pfad anhand der Lochpositionsdaten und der Bohrdaten, die bei Schritt ST1201 erfasst wurden.
Anschließend generiert bei Schritt ST1204 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 eine Bohrwerkzeugform anhand der bei Schritt ST1202 gesuchten Werkzeugdaten und generiert eine Bearbeitungsabtragsform, die eine Form ist, die durch Bestreichen der Werkzeugform entlang des bei Schritt ST1203 generierten Pfades erhalten wird.
6 ist ein Schaubild, das die Bearbeitungsabtragsform des festen Bohrtaktes veranschaulicht, die durch den Prozess in dem Bearbeitungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform generiert wird. Der aus dem festen Bohrtakt bestehende NC-Bearbeitungsprogrammblock generiert die Bearbeitungsabtragsform durch Generieren eines Pfades anhand der Bohrdaten und der Lochpositionsdaten und anschließendes Bestreichen entlang des Pfades der zu verwendenden Werkzeugform T. Im Fall des Positionierungsbefehls G00 ist der Pfad der gerade Pfad L₁₂ von der Befehlsposition G1 des Vorheriger-Block-Positionsbefehls zur Befehlsposition G2 des Aktueller-Block-Positionsbefehls. Im Fall des Linearinterpolationsbefehls G01 ist der Pfad der gerade Pfad L₁₂ von der Befehlsposition G1 des Vorheriger-Block-Positionsbefehls zur Befehlsposition G2 des Aktueller-Block-Positionsbefehls. Die anschließende Bewegung zu einer Befehlsposition G3 des Positionsbefehls in einer Richtung senkrecht zu der geraden Linie L₁₂ gemäß dem Linearinterpolationsbefehl G01 ergibt einen geraden Pfad L₂₃. Dies generiert eine Bearbeitungsabtragsform, die aus der Bearbeitungsabtragsform F12 und einer Bearbeitungsabtragsform F23 besteht, die eine gerade Nut bzw. ein Loch sind.
Des Weiteren werden in der vorliegenden Ausführungsform die Bearbeitungsabtragsform und die Bearbeitungsendform durch den Block, anhand des NC-Bearbeitungsprogramms, generiert, und die Bearbeitungsendform kann durch den Block beim Editieren des NC-Bearbeitungsprogramms bestätigt werden. Dementsprechend auf der Basis des in dem Bearbeitungssimulationsschritt erhaltenen Simulationsergebnisses und der Ziel-Bearbeitungsendform kann die Bestätigung des NC-Bearbeitungsprogramms zum Editieren des NC-Bearbeitungsprogramms durch den Block leicht und effizient erfolgen.
Dritte Ausführungsform.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform des NC-Bearbeitungsprogrammblocks eines festen Drehtaktes als eine dritte Ausführungsform beschrieben. Die in 1 veranschaulichte NC-Bearbeitungsmaschine der ersten Ausführungsform wird in der vorliegenden Ausführungsform als eine NC-Bearbeitungsmaschine verwendet.
7 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform des NC-Bearbeitungsprogrammblocks eines festen Drehtaktes gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Der Prozess wird unten beschrieben.
Die vorliegende Ausführungsform führt einen NC-Bearbeitungsprogrammblock aus, der aus dem festen Drehtakt besteht, was es einem einzelnen Block ermöglicht, eine Form anzuweisen, die ansonsten durch mehrere Blöcke angewiesen wird. Die NC-Bearbeitungsprogramm-Leseeinheit 101 liest den NC-Bearbeitungsprogrammblock des festen Drehtaktes aus dem NC-Bearbeitungsprogramm 10 und speichert den gelesenen Programmblock in der NC-Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit 102.
Zuerst erfasst bei Schritt ST1301 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 Befehlspositionsdaten des NC-Bearbeitungsprogrammblocks, der aus dem festen Drehtakt besteht, was es einem einzelnen Block ermöglicht, eine Form anzuweisen, die ansonsten durch mehrere Blöcke angewiesen wird. Im Fall eines Außendurchmesser- und Innendurchmesser-Drehtakt-G290-Befehls werden die Befehlspositionsdaten von X-Befehls- und Z-Befehlswerte des NC-Bearbeitungsprogramms erhalten. Der feste Drehtakt ermöglicht es einem einzelnen Block, eine Form anzuweisen, die ansonsten durch mehrere Blöcke bei einem Dreharbeitsgang angewiesen wird. G290 bezieht sich auf einen Außendurchmesser- und Innendurchmesser-Drehtakt. Mit eingestelltem Bearbeitungsendpunkt wird das Drehen ausgeführt, um eine kontinuierliche schneidende Bearbeitung ab dem Bearbeitungsstartpunkt in der axialen Richtung des Zylinders auszuführen.
Als Nächstes erhält bei Schritt ST1302 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 von dem festen Drehtakt die Positionsdaten zu dem Bearbeitungsstartpunkt und den Zeilensegmentstartpunkt und den Zeilensegmentendpunkt, welche die Bearbeitungsform des festen Drehtaktes definieren.
Anschließend generiert bei Schritt ST1303 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 eine Drehabtragsquerschnittsform anhand der bei Schritt ST1301 erfassten Positionsdaten und der bei Schritt ST1302 erfassten Positionsdaten. Anhand der bei Schritt ST1301 erfassten Positionsdaten und der bei Schritt ST1302 erfassten Positionsdaten, wie in 8 veranschaulicht, werden eine Bearbeitungsstartpunktposition G₀ (X₀, Z₀), die ein oberer rechter Punkt P₀₀ ist, und ein Zeilensegmentstartpunkt G₁ (X₁, Z₀), der die Bearbeitungsform des festen Drehtaktes definiert, durch eine gerade Linie verbunden, und der Zeilensegmentstartpunkt G₁ (X₁, Z₀) wird des Weiteren mit einem Zeilensegmentendpunkt G₂ (X₁, Z₁) durch eine gerade Linie verbunden. Als Nächstes wird ein Punkt G₃ (X₀, Z₁), der durch X₀ des Bearbeitungsstartpunktes und Z₁ der Zeilensegmentendpunkt definiert wird, generiert, G₂ und G₃ werden miteinander durch eine gerade Linie verbunden, und G₃ und G₀ werden miteinander durch eine gerade Linie verbunden, wodurch ein Rechteck F12s generiert wird. Das oben beschriebene Verfahren ist ein Beispiel des Verfahrens zum Generieren einer Drehabtragsquerschnittsform.
Als Nächstes bestreicht bei Schritt ST1304 die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 rotational das Rechteck F12s der bei Schritt ST1303 generierten Drehquerschnittsform um eine Drehrotationsmittelachse Z um 360 Grad zum Generieren einer bestrichenen Form als eine Bearbeitungsabtragsform F12.
8 ist ein Schaubild, das eine Bearbeitungsabtragsform des festen Drehtaktes veranschaulicht, die durch den Prozess in dieser Ausführungsform generiert wird. Dies ist die Bearbeitungsabtragsform F12, die durch den NC-Bearbeitungsprogrammblock generiert wird, der aus dem festen Drehtakt besteht.
9 ist ein Schaubild, das eine Bearbeitungsendform F_m und eine Bearbeitungsabtragsform F_t des NC-Bearbeitungsprogrammblocks des festen Drehtaktes veranschaulicht. Die in 8 beschriebene Bearbeitungsabtragsform F12 aus der Materialform entspricht der Bearbeitungsabtragsform F_t. Die Bearbeitungsabtragsform Ft wird erhalten, indem G₀ (X₀, Z₀), was ein Bearbeitungsstartpunkt des Drehschritttaktes ist, G₁ (X₁, Z₀), was ein Zeilensegmentstartpunkt ist, der die Drehform definiert, und G₂ (X₁, Z₁), was ein Bearbeitungsendpunkt ist, eingestellt werden.
Des Weiteren werden in der vorliegenden Ausführungsform die Bearbeitungsabtragsform und die Bearbeitungsendform durch den Block, anhand des NC-Bearbeitungsprogramms, generiert, und die Bearbeitungsendform kann durch den Block beim Editieren des NC-Bearbeitungsprogramms bestätigt werden. Dementsprechend kann die Bestätigung des NC-Bearbeitungsprogramms leicht und effizient erfolgen.
Vierte Ausführungsform.
Als Nächstes wird eine spezifische Form als eine vierte Ausführungsform beschrieben, wenn die Bearbeitungsabtragsformen der NC-Bearbeitungsprogrammblöcke, die in den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen erläutert wurden, sequenziell generiert werden. Die in 1 veranschaulichte NC-Bearbeitungsvorrichtung der ersten Ausführungsform wird in der vorliegenden Ausführungsform als eine NC-Bearbeitungsmaschine verwendet. 10 bis 13 sind Schaubilder, die eine Bearbeitungsendform und eine Bearbeitungsabtragsform des NC-Bearbeitungsprogrammblocks gemäß mehreren Dateneinstellbefehlen in der vierten Ausführungsform veranschaulichen.
Im Anschluss an 9, welche die Bearbeitungsabtragsform veranschaulicht, die durch Ausführen des in der dritten Ausführungsform beschriebenen festen Drehbearbeitungsprogramms gebildet wird, ist 10 ein Schaubild, das die Bearbeitungsendform F_m und die Bearbeitungsabtragsform F_t des NC-Bearbeitungsprogrammblocks gemäß mehreren Dateneinstellbefehlen G10 veranschaulicht. In 10 wird die Werkzeugform T von dem Punkt G₀₀ (X₅, Y_–6) durch den Punkt G₀₁ (X₅, Y₆), den Punkt G₀₂ (X₃, Y₆), den Punkt G₀₃ (X₃, Y_–6), den Punkt G₀₄ (X₁, Y_–6) zum Punkt G₁₀ (X₁, Y₆) in dem Verfahren in der ersten Ausführungsform bestrichen, wodurch die Bearbeitungsabtragsform F_t und die Bearbeitungsendform F_m bereitstellt werden.
Im Anschluss an 10 ist 11 ein Schaubild, das die Bearbeitungsendform F_m und die Bearbeitungsabtragsform F_t des NC-Bearbeitungsprogrammblocks veranschaulicht, wenn eine NC-Bearbeitung gemäß dem Linearinterpolationsbefehl G01 ausgeführt wird. Des Weiteren wird in 11 die Werkzeugform T von dem Punkt G₁ (X₀, Y₀, Z₀) zum Punkt G₂ (X₁, Y₁, Z₀) in dem Verfahren in der ersten Ausführungsform bestrichen, wodurch die Bearbeitungsabtragsform F_t und die Bearbeitungsendform F_m bereitstellt werden.
Im Anschluss an 11 ist 12 ein Schaubild, das die Bearbeitungsendform F_m und die Bearbeitungsabtragsform F_t des NC-Bearbeitungsprogrammblocks des festen Bohrtaktes veranschaulicht, wenn das Bohren ausgeführt wird. Des Weiteren wird in 12 die Bohrarbeitswerkzeugform T von dem Punkt G₀₀ (X₀, Y₀, Z₀) zum Punkt G₀, (X₀, Y₀, Z₁) in dem Verfahren in der zweiten Ausführungsform bestrichen, wodurch die Bearbeitungsabtragsform F_t und die Bearbeitungsendform F_m bereitstellt werden.
13 veranschaulicht zusammen die in den 10 bis 12 veranschaulichten Pfade und Bearbeitungsendformen einer Reihe des NC-Bearbeitungsprogramms in der vierten Ausführungsform. Die Bearbeitungsabtragsform F_t und die Bearbeitungsendform F_m, die in den 10 bis 13 veranschaulicht sind, sind die gleichen wie die, die in den jeweiligen Bearbeitungsschritten erhalten wurden, die in den ersten bis dritten Ausführungsformen beschrieben sind, weshalb auf ihre detaillierten Beschreibungen verzichtet wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden selbst dann, wenn eine Reihe von Schritten sequenziell ausgeführt werden, um die Bearbeitungsendform zu erhalten, die Bearbeitungsabtragsform und die Bearbeitungsendform sequenziell durch den Block, anhand des NC-Bearbeitungsprogramms, generiert, und die Bearbeitungsendform kann durch den Block beim Editieren des NC-Bearbeitungsprogramms bestätigt werden. Dementsprechend kann eine Bestätigung des NC-Bearbeitungsprogramms leicht und effizient erfolgen.
Fünfte Ausführungsform.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Einstellen einer Farbe auf einer Bearbeitungsabtragsform des NC-Bearbeitungsprogrammsblocks als eine fünfte Ausführungsform beschrieben. Die in 1 veranschaulichte NC-Bearbeitungsmaschine der ersten Ausführungsform wird in der vorliegenden Ausführungsform als eine NC-Bearbeitungsmaschine verwendet.
14 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess zum Einstellen einer Farbe auf der Bearbeitungsabtragsform in der Bearbeitungsabtragsform-Farbeinstelleinheit 115 in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform veranschaulicht. Der Prozess wird unten beschrieben.
Zuerst stellt bei Schritt ST1401 die Bearbeitungsabtragsform-Farbeinstelleinheit 115 Farbinformationen über die durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 generierte Bearbeitungsabtragsform gemäß dem Typ des G-Code ein, der einen Befehlstyp des NC-Bearbeitungsprogrammsblocks bezeichnet. Beispiele der Farbinformationseinstellungen sind unten veranschaulicht.
G0-Befehl RGB (0, 0, 255)
G1-Befehl RGB (32, 32, 255)
G2-Befehl RGB (64, 64, 255)
Fester-Bohrtakt-Befehl RGB (96, 96, 255)
Fester-Drehtakt-Befehl RGB (128, 128, 255)
Die numerischen Werte in Klammern nach RGB stellen die RGB-Gradation dar. Zum Beispiel stellt RGB (0, 0, 0) Schwarz dar. RGB (255, 255, 255) stellt Weiß dar. RGB (255, 0, 0) stellt Rot dar. RGB (0, 255, 0) stellt Grün dar. RGB (0, 0, 255) stellt Blau dar.
Als Nächstes erhält bei Schritt ST1402 die Bearbeitungsabtragsform-Farbeinstelleinheit 115 einen F-Befehl (Vorschubrate [mm/U]) und einen S-Befehl (Spindelumdrehung [U/min]), die vor dem aktuellen Block liegen, und erhält dann Daten zu dem zu verwendenden Werkzeug, die durch die Werkzeugdaten-Sucheinheit 112 gesucht wurden, mit Bezug auf die durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit 111 generierte Bearbeitungsabtragsform. Gemäß den Schneidbedingungen/Spanungsbedingungen (engl. cutting conditions), die aus dem F-Befehl, dem S-Befehl und den Werkzeugdaten erhalten werden, werden RGB-Farbinformationen erhalten, um die Farbe einzustellen.

Zum Beispiel werden die RGB-Farbinformationen im Hinblick auf den Wert von Vorschub je Zahn = F/(S × Anzahl der Zähne in den Daten des zu verwendenden Werkzeugs) eingestellt.

Vorschub je Zahn 0,00 bis 0,05	RGB (255, 32, 32)
Vorschub je Zahn 0,05 bis 0,10	RGB (255, 64, 64)
Vorschub je Zahn 0,10 bis 0,15	RGB (255, 96, 96)
Vorschub je Zahn 0,15 bis 0,20	RGB (255, 128, 128)

Des Weiteren werden in der vorliegenden Ausführungsform die Bearbeitungsabtragsform und die Bearbeitungsendform durch den Block, anhand des NC-Bearbeitungsprogramms, generiert, und die Bearbeitungsendform und die Bearbeitungsabtragsform, die farbcodiert sind, können unter Verwendung der Anzeigeeinheit 202 durch den Block beim Editieren des NC-Bearbeitungsprogramms angezeigt werden. Dementsprechend kann die Bestätigung des NC-Bearbeitungsprogramms leicht und effizient erfolgen.
Des Weiteren kann die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Farbinformationen über die Bearbeitungsendform und die Bearbeitungsabtragsform gemäß dem G-Code-Befehl und den Schneidbedingungen hinzufügen. Daher können der G-Code-Befehl oder die Schneidbedingungen visuell durch die Tiefe oder Helligkeit der Farben der Oberflächen der Bearbeitungsendform und der Bearbeitungsabtragsform bestätigt werden. Dementsprechend kann ein Programmfehler auf einfache Weise erkannt werden.
Sechste Ausführungsform.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform jedes Blocks des NC-Bearbeitungsprogramms während der Ausführung des Programms veranschaulicht. Die in 1 veranschaulichte NC-Bearbeitungsmaschine der ersten Ausführungsform wird in der vorliegenden Ausführungsform als eine NC-Bearbeitungsmaschine verwendet.
15 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess der Bearbeitungssimulation in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform veranschaulicht. Der Prozess wird unten beschrieben.
Bei Schritt ST1501 generiert die Bearbeitungsendform-Generierungseinheit 114 der 3D-Formverarbeitungseinheit 110 eine Halbfertigbearbeitungsform, die eine Bearbeitungsendform von dem Anfangsblock des NC-Bearbeitungsprogramms bis zu einem Block ist, der sich unmittelbar vor dem NC-Bearbeitungsprogrammsblock befindet, der durch einen Arbeiter über die Interaktivoperationsverarbeitungseinheit 201 in der Werkzeugmaschine 200 angegeben wird.
Als Nächstes analysiert die Bearbeitungssimulationseinheit 103 das NC-Bearbeitungsprogramm, generiert einen Servointerpolationsbefehl und generiert einen Interpolationspfad anhand des Servointerpolationsbefehls. Anschließend sucht die Werkzeugdaten-Sucheinheit 112 – nach einem Werkzeugwechselbefehl vor dem aktuellen Block – nach durch diesen Werkzeugwechselbefehl angegebenen Werkzeugdaten, woraufhin die bestrichene Form, die durch Bestreichen der anhand der Werkzeugdaten generierten Werkzeugform entlang des generierten Interpolationspfades erhalten wird, von der Halbfertigbearbeitungsform abgetragen wird, wodurch die Bearbeitungssimulation bei Schritt ST1502 ausgeführt wird.
Als Nächstes analysiert die Bearbeitungssimulationseinheit 103 das NC-Bearbeitungsprogramm, generiert einen Servointerpolationsbefehl und generiert einen Interpolationspfad anhand des Servointerpolationsbefehls. Anschließend wird die durch den Werkzeugwechselbefehl angegebene Werkzeugnummer extrahiert, um nach Werkzeugdaten, die dieser Werkzeugnummer entsprechen, aus der Werkzeugdatenspeichereinheit 120 zu suchen. Als Nächstes wird eine Werkzeugform anhand der gesuchten Werkzeugdaten generiert. Anschließend wird bei Schritt ST1502 die bestrichene Form, die durch Bestreichen der Werkzeugform entlang des Interpolationspfades erhalten wird, von der Halbfertigbearbeitungsform abgetragen, um dadurch die Bearbeitungssimulation auszuführen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Bearbeitungsabtragsform und die Bearbeitungsendform durch den Block, anhand des NC-Bearbeitungsprogramms, generiert, und die Bearbeitungsendform kann durch den Block beim Editieren des NC-Bearbeitungsprogramms bestätigt werden. Dementsprechend können die Bestätigung und die Korrektur des NC-Bearbeitungsprogramms während des Bearbeitungsprozesses einfach und effizient erfolgen.
Des Weiteren generiert die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Halbfertigbearbeitungsform durch den Block, anhand des NC-Bearbeitungsprogramms, bis zu dem Block, der sich unmittelbar vor dem vom Arbeiter gewünschten Block befindet. Ab dem vom Arbeiter gewünschten Block wechselt die numerische Steuervorrichtung gemäß dem Servointerpolationsbefehl zu der Bearbeitungssimulation und kann daher die Bearbeitungssimulation gemäß einem Servointerpolationsbefehl an den Blöcken nach dem vom Arbeiter gewünschten Block ausführen. Dementsprechend kann die Bearbeitungssimulation gemäß dem Servointerpolationsbefehl, die der tatsächlichen Bearbeitungszeit entspricht, die einen großen Berechnungsaufwand erfordert, die Position für die Interferenzüberprüfung mit hoher Genauigkeit eingrenzen, wodurch die effiziente Bestätigung des NC-Bearbeitungsprogramms erreicht wird.
Siebte Ausführungsform.
Als Nächstes wird ein Interferenzüberprüfungsverarbeitungsverfahren in der numerischen Steuervorrichtung als eine siebte Ausführungsform beschrieben. Die in 1 veranschaulichte NC-Bearbeitungsmaschine der ersten Ausführungsform wird in der vorliegenden Ausführungsform als eine NC-Bearbeitungsmaschine verwendet.
16 ist ein Flussdiagramm, das den Interferenzüberprüfungsprozess in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform veranschaulicht. Der Prozessfluss wird unten beschrieben.
Zuerst fügt die Bearbeitungsendform-Generierungseinheit 114 bei Schritt ST1601, wenn der aktuelle Block der Positionierungsbefehl G0 ist, ein G0-Attribut zur Bearbeitungsabtragsform beim Generieren der Bearbeitungsendform hinzu.
Als Nächstes erhält bei Schritt ST1602 die Mechanisches-Zubehör-Formgenerierungseinheit 118 von der Werkzeugmaschine Informationen über ein Spannfutter, einen Tisch und dergleichen, welche die Werkzeugmaschine bilden, um die Form von mechanischem Zubehör zu generieren.
Anschließend führt die Interferenzüberprüfungseinheit 117 bei Schritt ST1603 die Interferenzüberprüfung zwischen der Form von mechanischem Zubehör und der Bearbeitungsabtragsform, der das G0-Attribut hinzugefügt wurde, aus. Das Interferenzüberprüfungsverfahren führt Multiplikationsoperationen an der Bearbeitungsabtragsform und der Form von mechanischem Zubehör durch die 3D-Formverarbeitung aus, und wenn die aus den Multiplikationsoperationen resultierende Form generiert wird, so bestimmt sie, dass eine Interferenz eingetreten ist. Wenn die aus den Multiplikationsoperationen resultierende Form nicht generiert wird, aber die Bearbeitungsabtragsform und die Form von mechanischem Zubehör einander berühren, so wird bestimmt, dass eine Interferenz eingetreten ist.
Als Nächstes führt die Interferenzüberprüfungseinheit 117 bei Schritt ST1604 die Interferenzüberprüfung zwischen der Bearbeitungsabtragsform, der das G0-Attribut hinzugefügt wurde, und der durch die Bearbeitungsendform-Generierungseinheit 114 generierten Bearbeitungsendform bis zu dem Block aus, der sich unmittelbar vor dem aktuellen Block befindet.
Anstelle des Ausführens der Bearbeitungssimulation gemäß dem Servointerpolationsbefehl führt die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Interferenzüberprüfung an einer Bearbeitungsabtragsform eines Nicht-Schneidbefehls/Nicht-Spanabhebebefehls (engl. non-cutting command), wie zum Beispiel des Positionierungsbefehls G0, aus. Daher kann die numerische Steuervorrichtung die Interferenzüberprüfung an der Bearbeitungsabtragsform des Nicht-Schneidbefehls, wie zum Beispiel des Positionierungsbefehls G0, mit geringerem Berechnungsaufwand ausführen als die Bearbeitungssimulation gemäß einem Servointerpolationsbefehl.
Des Weiteren werden in der vorliegenden Ausführungsform die Bearbeitungsabtragsform und die Bearbeitungsendform durch den Block, anhand des NC-Bearbeitungsprogramms, generiert, und die Interferenz mit der durch die Bearbeitungsendform-Generierungseinheit 114 generierten Bearbeitungsendform bis zu dem Block, der sich unmittelbar vor dem aktuellen Block befindet, kann beim Editieren des NC-Bearbeitungsprogramms überprüft werden. Dementsprechend kann die Bestätigung des NC-Bearbeitungsprogramms leicht und effizient erfolgen.
Achte Ausführungsform.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Hervorheben der Bearbeitungsabtragsform an der Bearbeitungsendform in einer numerischen Steuervorrichtung als eine achte Ausführungsform beschrieben. Die in 1 veranschaulichte NC-Bearbeitungsmaschine der ersten Ausführungsform wird in der vorliegenden Ausführungsform als eine NC-Bearbeitungsmaschine verwendet.
17 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess des Hervorhebens der Bearbeitungsabtragsform an der Bearbeitungsendform in der numerischen Steuervorrichtung gemäß der achten Ausführungsform veranschaulicht. Der Prozess wird unten beschrieben.
Zuerst sucht bei Schritt ST1701 die 3D-Formverarbeitungseinheit 110 nach einer Bearbeitungsabtragsform, die dem Block des NC-Bearbeitungsprogramms entspricht, aus der Bearbeitungsabtragsform-Speichereinheit 130. Beim Generieren einer Bearbeitungsabtragsform wird die Blocknummer des NC-Bearbeitungsprogramms zu der Bearbeitungsabtragsform hinzugefügt, wodurch die Suche nach der entsprechenden Bearbeitungsabtragsform anhand der Blocknummer des NC-Bearbeitungsprogramms ermöglicht wird.
Als Nächstes werden bei Schritt ST1702 sowohl die Bearbeitungsendform als auch die Bearbeitungsabtragsform auf der Anzeigeeinheit 202 der Werkzeugmaschine 200 hervorgehoben. Es ist bevorzugt, die Bearbeitungsabtragsform halbtransparent nach dem Abschatten der Anzeige der Bearbeitungsendform anzuzeigen.
18 ist ein Schaubild, das die Bearbeitungsendform und die Bearbeitungsabtragsform eines spezifischen Blocks des NC-Bearbeitungsprogramms gemäß dem Verfahren der achten Ausführungsform veranschaulicht. Das Schaubild von 18 veranschaulicht die Bearbeitungsendform F_m und die Bearbeitungsabtragsform F_t des NC-Bearbeitungsprogrammsblocks gemäß einem Dateneinstellbefehl. Des Weiteren wird in 18 die Werkzeugform T ab dem Punkt G₀₂ (X₃, Y₆) bis zum Punkt G₀₃ (X₃, Y_–6) bestrichen, wodurch die Bearbeitungsabtragsform F_t und die Bearbeitungsendform F_m bereitstellt werden.
Gemäß den Techniken in den oben beschriebenen Dokumenten der Patentliteratur 1, 2 und 3 gibt es kein technisches Konzept zum blockweisen Generieren einer Bearbeitungsabtragsform in dem NC-Bearbeitungsprogramm zum Generieren und Bestätigen einer Bearbeitungsendform. Bei den Dokumenten der Patentliteratur 1, 2 und 3 ist es des Weiteren nicht möglich, die Bearbeitungsendform sequenziell durch den Block während des Editierens des NC-Bearbeitungsprogramms zu bestätigen. Darüber hinaus gibt es kein technisches Konzept zum Bestätigen der Bearbeitungsabtragsform, die dem Block des NC-Bearbeitungsprogramms entspricht, und es ist nicht möglich, einen Abschnitt der Bearbeitungsabtragsform jedes Blocks des NC-Bearbeitungsprogramms an der Bearbeitungsendform sequenziell zu bestätigen.
Im Gegensatz dazu zeigt die numerische Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform an der Bearbeitungsendform die Bearbeitungsabtragsform, die dem Block des NC-Bearbeitungsprogramms entspricht, dergestalt an, dass ein Bearbeitungsabschnitt des Blocks des NC-Bearbeitungsprogramms auf einfache Weise erkannt werden kann. Dementsprechend kann ein Arbeiter auf einfache Weise den Editierabschnitt des NC-Bearbeitungsprogramms identifizieren.
Wie oben beschrieben, kann die numerische Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Bearbeitungsendform durch den Block generieren. Während des Editierens des NC-Bearbeitungsprogramms kann daher ein Arbeiter die Bearbeitungsendform und die Bearbeitungsabtragsform visuell bestätigen und kann auf einfache Weise einen Programmfehler erkennen.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen meint der Begriff „Block” jede Zeile des NC-Programms. Es ist jedoch auch möglich, einen großen Block durch Kombinieren einer Reihe von Blöcken bis zu einem bestimmten G-Code-Befehl zu bilden, wie zum Beispiel durch Kombinieren einer Reihe von Blöcken bis zu einem Werkzeugwechsel oder durch Kombinieren einer Reihe von Blöcken bis zu einer Rückkehr zum Referenzpunkt, um eine Bearbeitungsendform und eine Bearbeitungsabtragsform durch jeden großen Block zu bilden. Dies ermöglicht es einem Arbeiter, das NC-Bearbeitungsprogramm effizienter zu editieren.
Die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen Ausgestaltungen sind nur Beispiele des Inhalts der vorliegenden Erfindung. Die Ausgestaltungen können mit anderen allgemein bekannten Techniken kombiniert werden und können ausgebildet werden, während sie modifiziert werden, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung durch Weglassen eines Teils der Ausgestaltungen verlassen wird.
Bezugszeichenliste

10: NC-Bearbeitungsprogramm,
100: numerische Steuervorrichtung,
101: NC-Bearbeitungsprogramm-Leseeinheit,
102: NC-Bearbeitungsprogramm-Speichereinheit,
103: Bearbeitungssimulationseinheit,
110: 3D-Formverarbeitungseinheit,
111: Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit,
112: Werkzeugdaten-Sucheinheit,
113: Materialform-Generierungseinheit,
114: Bearbeitungsendform-Generierungseinheit,
115: Bearbeitungsabtragsform-Farbeinstelleinheit,
116: 3D-Form-Anzeigeverarbeitungseinheit,
117: Interferenzüberprüfungseinheit,
118: Mechanisches-Zubehör-Formgenerierungseinheit,
120: Werkzeugdatenspeichereinheit,
130: Bearbeitungsabtragsform-Speichereinheit,
200: Werkzeugmaschine,
201: Interaktivoperationsverarbeitungseinheit,
202: Anzeigeeinheit,
203: Befehlseingabeeinheit,
G1: Befehlsposition des Vorheriger-Block-Positionsbefehls,
G2: Befehlsposition des Aktueller-Block-Positionsbefehls,
F12, F23: Bearbeitungsabtragsform,
F_m: Bearbeitungsendform,
F_t: Bearbeitungsabtragsform.

Claims

Numerische Steuervorrichtung, umfassend: eine NC-Bearbeitungsprogramm-Leseeinheit zum Lesen eines NC-Bearbeitungsprogramms; eine Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform durch einen Block des NC-Bearbeitungsprogramms; eine Werkzeugdaten-Sucheinheit zum Suchen nach Werkzeugdaten, die in dem NC-Bearbeitungsprogramm zu verwenden sind; eine Bearbeitungsendform-Generierungseinheit zum Generieren einer Bearbeitungsendform anhand der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit generierten Bearbeitungsabtragsform; und eine Bearbeitungsabtragsform-Speichereinheit zum Speichern der Bearbeitungsabtragsform.
Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, umfassend: eine Materialform-Generierungseinheit zum Generieren einer Materialform des NC-Bearbeitungsprogramms, wobei die Bearbeitungsendform-Generierungseinheit die Bearbeitungsendform durch Abtragen der Bearbeitungsabtragsform von der durch die Materialform-Generierungseinheit erhaltenen Materialform generiert.
Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, umfassend: eine Bearbeitungsabtragsform-Farbeinstelleinheit zum Einstellen von Farbinformationen über die durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit generierte Bearbeitungsabtragsform gemäß einem Befehl oder einer Schneidbedingung; und eine Bearbeitungsendform-Generierungseinheit zum Hinzufügen der eingestellten Farbinformationen über die Bearbeitungsabtragsform zu einer Oberfläche der Bearbeitungsendform.
Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, umfassend: eine Bearbeitungssimulationseinheit zum Ausführen einer Bearbeitungssimulation gemäß einem Servointerpolationsbefehl durch Generieren einer bestrichenen Bearbeitungsform gemäß dem Servointerpolationsbefehl und Abtragen der bestrichenen Bearbeitungsform von der durch die Bearbeitungsendform-Generierungseinheit generierten Bearbeitungsendform als eine Halbfertigbearbeitungsform.
Numerische Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: eine Mechanisches-Zubehör-Formgenerierungseinheit zum Generieren einer Form einer mechanischen Zubehörkomponente; und eine Interferenzüberprüfungseinheit zum Ausführen einer Interferenzüberprüfung zwischen einer Form der mechanischen Zubehörkomponente und einer Bearbeitungsabtragsform eines Positionierungsbefehls in der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit generierten Bearbeitungsabtragsform.
Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 5, die eine Interferenzüberprüfungseinheit zum Ausführen einer Interferenzüberprüfung zwischen einer Bearbeitungsabtragsform eines Positionierungsbefehls in der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit generierten Bearbeitungsabtragsform und der durch die Bearbeitungsendform-Generierungseinheit generierten Bearbeitungsendform bis unmittelbar vor der Interferenzüberprüfung umfasst.
Numerische Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die eine 3D-Formverarbeitungseinheit zum Suchen nach einer Bearbeitungsabtragsform, die einer Blocknummer des NC-Bearbeitungsprogramms entspricht, aus der Bearbeitungsabtragsform-Speichereinheit und zum Hervorheben der gesuchten Bearbeitungsabtragsform umfasst.
NC-Bearbeitungsmaschine, umfassend: eine numerische Steuervorrichtung; und eine Werkzeugmaschine, die auf der Basis der numerischen Steuervorrichtung angesteuert werden soll, wobei die numerische Steuervorrichtung Folgendes umfasst: eine NC-Bearbeitungsprogramm-Leseeinheit zum Lesen eines NC-Bearbeitungsprogramms, eine Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform durch einen Block des NC-Bearbeitungsprogramms, eine Werkzeugdaten-Sucheinheit zum Suchen nach Werkzeugdaten, die in dem NC-Bearbeitungsprogramm zu verwenden sind, eine Bearbeitungsendform-Generierungseinheit zum Generieren einer Bearbeitungsendform anhand der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit generierten Bearbeitungsabtragsform, und eine Bearbeitungsabtragsform-Speichereinheit zum Speichern der Bearbeitungsabtragsform.
NC-Bearbeitungsverfahren, umfassend: einen NC-Bearbeitungsprogramm-Leseschritt zum Lesen eines NC-Bearbeitungsprogramms; einen Bearbeitungsabtragsform-Generierungsschritt zum Generieren einer Bearbeitungsabtragsform durch einen Block des NC-Bearbeitungsprogramms; einen Werkzeugdaten-Suchschritt zum Suchen nach Werkzeugdaten, die in dem NC-Bearbeitungsprogramm zu verwenden sind; einen Bearbeitungsendform-Generierungsschritt zum Generieren einer Bearbeitungsendform anhand der in dem Bearbeitungsabtragsform-Generierungsschritt generierten Bearbeitungsabtragsform; und einen Bearbeitungsabtragsform-Speicherschritt zum Speichern der Bearbeitungsabtragsform.
NC-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 9, das einen Materialform-Generierungsschritt zum Generieren einer Materialform anhand des NC-Bearbeitungsprogramms umfasst, wobei der Bearbeitungsendform-Generierungsschritt ein Schritt zum Generieren der Bearbeitungsendform durch Abtragen der Bearbeitungsabtragsform von der in dem Materialform-Generierungsschritt erhaltenen Materialform ist.
NC-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 9, umfassend: einen Bearbeitungsabtragsform-Farbeinstellschritt zum Einstellen von Farbinformationen über die in dem Bearbeitungsabtragsform-Generierungsschritt generierte Bearbeitungsabtragsform gemäß einem Befehl oder einer Schneidbedingung; und einen Bearbeitungsendform-Generierungsschritt zum Hinzufügen der eingestellten Farbinformationen über die Bearbeitungsabtragsform zu der Oberfläche der Bearbeitungsendform.
NC-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 9, das einen Bearbeitungssimulationsschritt zum Ausführen einer Bearbeitungssimulation gemäß einem Servointerpolationsbefehl durch Generieren einer bestrichenen Bearbeitungsform gemäß dem Servointerpolationsbefehl und zum Abtragen der bestrichenen Bearbeitungsform von der in dem Bearbeitungsendform-Generierungsschritt generierten Bearbeitungsendform als eine Halbfertigbearbeitungsform umfasst.
NC-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 12, das einen Editierschritt zum Editieren des NC-Bearbeitungsprogramms durch einen Block des Programms auf der Basis eines in dem Bearbeitungssimulationsschritt erhaltenen Simulationsergebnisses und einer Ziel-Bearbeitungsendform umfasst.
NC-Bearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, umfassend: einen Mechanisches-Zubehör-Formgenerierungsschritt zum Generieren einer Form einer mechanischen Zubehörkomponente; und einen Interferenzüberprüfungsschritt zum Ausführen einer Interferenzüberprüfung zwischen einer Form der mechanischen Zubehörkomponente und einer Bearbeitungsabtragsform eines Positionierungsbefehls in der in dem Bearbeitungsabtragsform-Generierungsschritt generierten Bearbeitungsabtragsform.
NC-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 14, das einen Interferenzüberprüfungsschritt zum Ausführen einer Interferenzüberprüfung zwischen einer Bearbeitungsabtragsform eines Positionierungsbefehls in der durch die Bearbeitungsabtragsform-Generierungseinheit generierten Bearbeitungsabtragsform und der in dem Bearbeitungsendform-Generierungsschritt generierten Bearbeitungsendform bis unmittelbar vor der Interferenzüberprüfung umfasst.
NC-Bearbeitungsverfahren nach Anspruch 9, das einen 3D-Formverarbeitungsschritt zum Suchen nach einer Bearbeitungsabtragsform, die einer Blocknummer des NC-Bearbeitungsprogramms entspricht, aus dem Bearbeitungsabtragsform-Speicherschritt und zum Hervorheben der gesuchten Bearbeitungsabtragsform umfasst.