DE112016007478B4

DE112016007478B4 - Numerische Steuervorrichtung, Programmkonvertierungsvorrichtung, numerisches Steuerungsverfahren und Programmkonvertierungsverfahren

Info

Publication number: DE112016007478B4
Application number: DE112016007478.6T
Authority: DE
Inventors: Hiroki Kaneko; Kenji Nishiwaki; Kenji Iriguchi; Takeshi Tsuda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2021-11-25
Anticipated expiration: 2036-12-28
Also published as: JP6289765B1; JPWO2018122988A1; CN110100211A; DE112016007478T5; WO2018122988A1; CN110100211B

Abstract

Numerische Steuervorrichtung (10, 10a), die aufweist:eine Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit (11) zum Eingeben eines Bearbeitungsprogramms, das einen Verfahrbefehl für ein Werkzeug oder einen Verfahrbefehl für ein Werkstück enthält; undeine Kurvenbahnerzeugungseinheit (14) zum Erzeugen einer Kurvenbahn basierend auf dem Verfahrbefehl und Formeigenschaftsinformationen, die eine Charakteristik einer Form einer Werkzeugbahn repräsentieren, die durch eine durch den Verfahrbefehl angegebene Befehlsposition verläuft,wobei ein tangentialer Richtungsvektor an der Befehlsposition die Formeigenschaftsinformationen bildet,die Kurvenbahnerzeugungseinheit (14) eine Kurvenbahn so erzeugt, dass eine tangentiale Richtung an der dem tangentialen Richtungsvektor zugeordneten Befehlsposition mit einer Orientierung des entsprechenden tangentialen Richtungsvektors übereinstimmt,die Formeigenschaftsinformationen in dem Bearbeitungsprogramm enthalten sind, unddie numerische Steuervorrichtung eine Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit (13) zum Analysieren des Bearbeitungsprogramms umfasst, um die Befehlsposition und die Formeigenschaftsinformationen zu erhalten.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuervorrichtung, die Teil einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine ist, eine Programmkonvertierungsvorrichtung zum Konvertieren eines Bearbeitungsprogramms für eine numerische Steuerung, ein numerisches Steuerungsverfahren und ein Programmkonvertierungsverfahren.
Hintergrund
Damit eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine ein Werkstück bearbeiten kann, wird ein Bearbeitungsprogramm für eine numerische Steuerung (im Folgenden einfach als „Bearbeitungsprogramm“ bezeichnet) verwendet, das Verfahranweisungen zum Verfahren des Werkstücks oder eines an der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine angebrachten Werkzeugs auf einer vorgegebenen Bahn enthält. Ein Bearbeitungsprogramm wird beispielsweise mit Hilfe einer handelsüblichen Vorrichtung zur rechnergestützten Konstruktion (CAD; computer-aided design)/rechnergestützten Fertigung (CAM; computer-aided manufacturing) erstellt und ist aus Zeichenfolgen in einem vorgegebenen Format wie G-Code und Makrotexten aufgebaut. Einer der in der numerischen Steuerung verwendeten Befehlscodes ist der G-Code, bei dem es sich um einen Befehlscode handelt, der in einem Bearbeitungsprogramm zur Durchführung von Positionierung, Linearinterpolation, Kreisinterpolation oder Ebenenbestimmung eines Steuerobjekts enthalten ist.
Üblicherweise wird zur Bearbeitung eines Werkstücks, dessen Form eine Freiformfläche umfasst, eine CAD/CAM-Vorrichtung zum Erstellen einer Bahn (im Folgenden „Werkzeugbahn“ genannt), die durch Approximieren einer idealen Bahn mit winzigen Liniensegmenten, die eine Gerade, einen Bogen, eine Kurve oder dergleichen umfassen, erhalten wird, verwendet, entlang der ein an der Freiformfläche des Werkstücks anliegendes Werkzeug virtuell verfahrt wird, wobei eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine das Werkzeug bei einer spanenden Bearbeitung des Werkstücks entlang der Werkzeugbahn verfährt.
Die von der CAD/CAM-Vorrichtung ausgegebene Werkzeugbahn ist in einem Bearbeitungsprogramm in Form von G-Code-Verfahrbefehlen wiedergegeben, die von der numerischen Steuervorrichtung kompiliert werden können, wobei das Bearbeitungsprogramm in die numerische Steuervorrichtung der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine eingegeben wird. Durch Lesen und Kompilieren des Bearbeitungsprogramms erzeugt die numerische Steuervorrichtung Interpolationsdaten, die bei jedem Interpolationszyklus aus dem Verfahrbefehl durch Interpolation der Werkzeugbahn erhalten werden. Die numerische Steuervorrichtung steuert jede Achse der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine auf Basis der erstellten Interpolationsdaten und verfährt das Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks in eine Sollposition.
Es wird eine allgemeine Prozedur zum Erstellen einer Werkzeugbahn für eine Bearbeitung einer Freiformfläche mit Hilfe einer CAD/CAM-Vorrichtung beschrieben. Beim Erstellen einer Werkzeugbahn berechnet die CAD/CAM-Vorrichtung zunächst aus einer zu bearbeitenden gekrümmten Fläche des Werkstücks (nachfolgend als „gekrümmte Bearbeitungsfläche“ bezeichnet) eine ideale Bahn, die zum Verfahren des Werkzeugs in Berührung mit der gekrümmten Bearbeitungsfläche erforderlich ist. Als Nächstes bezieht die CAD/CAM-Vorrichtung Informationen über einen Fehlerbereich, erfasst Befehlspunkte an der berechneten idealen Bahn, so dass die maximale Abweichung von der idealen Bahn kleiner oder gleich dem Fehlerbereich ist, und nähert zum Erzeugen der Werkzeugbahn ein zwischen den Befehlspunkten gelegenes Stück durch ein winziges Liniensegment an, das durch Interpolieren des Stücks mit einer Geraden erhalten wird. Die gekrümmte Bearbeitungsfläche wird entsprechend der auf diese Weise durch Interpolieren eines zwischen den angenäherten Befehlspunkten gelegenen Stücks mit einer Geraden erzeugten Werkzeugbahn bearbeitet, was in Bezug auf eine Verschlechterung der Bearbeitungsqualität des Bearbeitungsergebnisses ein Problem darstellt. Um dieses Problem zu lösen, stellt die numerische Steuervorrichtung die von der CAD/CAM-Vorrichtung erhaltenen Werkzeugbahn üblicherweise teilweise als Kurvenbahn wieder her, um eine Kurve, beispielsweise eine Spline-Kurve, abzuschätzen und wiederherzustellen, und interpoliert die wiederhergestellte Kurvenbahn für eine Bearbeitung. Dabei wird erwartet, dass ein glattes Bearbeitungsergebnis erzielt wird.
Wenn jedoch eine Kurvenbahn abgeschätzt und wiederhergestellt wird, indem nur die Befehlspunkte verwendet werden, die auf Basis des Fehlergrenze approximiert werden, entspricht die wiederhergestellte Kurvenbahn nicht der Form der idealen wiederherzustellenden Bahn, und das Bearbeitungsergebnis kann von der Form der gekrümmten Bearbeitungsfläche abweichen. Wenn ein Bereich, der als Kurvenbahn von Befehlspunkten wiederhergestellt werden soll, nicht richtig bestimmt wird, kann eine Form, die ursprünglich eine Gerade war, fälschlicherweise als Kurve wiederhergestellt werden, und umgekehrt kann eine Form, die ursprünglich eine Kurve war, fälschlicherweise als gerade Linie wiederhergestellt werden. Somit besteht bei der Bearbeitung entlang der Kurvenbahn, die nur mit den approximierten Befehlspunkten abgeschätzt und wiederhergestellt wird, das Problem einer mangelhaften Bearbeitungsgenauigkeit und Bearbeitungsqualität.
Als Lösung für dieses Problem offenbart das Patentdokument 1 eine innovative Technik, bei der eine numerische Steuervorrichtung einem Bearbeitungsprogramm nützliche Informationen zur Wiederherstellung einer Kurvenbahn hinzufügt. Bei der in dem Patentdokument 1 beschriebenen innovativen Technik ist ein Bearbeitungsprogramm so ausgebildet, dass Verfahrbefehle für eine der ursprünglichen Form angenäherte Werkzeugbahn und Informationen über die ursprüngliche Form, die anzeigen, ob die ursprüngliche Form der Werkzeugbahn eine Gerade oder eine Kurve ist, enthalten sind, wobei, wenn die Informationen über die ursprüngliche Form eine Gerade angeben, die Werkzeugbahn in Form einer ursprünglichen gerade Linie wiederhergestellt wird, und, wenn die Informationen über die ursprüngliche Form jedoch eine Kurve angeben, die Werkzeugbahn in Form einer Kurvenbahn wiederhergestellt wird.
Liste der Zitate
Patentliteratur
Patentdokument 1: JP 4 560 191 B2
Kurzbeschreibung
Technische Problemstellung
Bei der in dem Patentdokument 1 beschriebenen innovativen Technik geben die im Bearbeitungsprogramm enthaltenen Informationen über die ursprüngliche Form jedoch nur an, ob die ursprüngliche Form der Werkzeugbahn eine Gerade oder eine Kurve ist, und nicht die konkrete Form der wiederherzustellenden idealen Kurvenbahn. Daher entspricht die wiederhergestellte Kurvenbahn nicht der Form der wiederherzustellenden idealen Bahn, sodass eine Bearbeitung, die die gewünschte Bearbeitungsgenauigkeit und Bearbeitungsqualität erreicht, schwierig zu realisieren ist.
Bei der in dem Patentdokument 1 beschriebenen innovativen Technik ermöglichen die Informationen über die ursprüngliche Form eine Bestimmung, ob die ursprüngliche Form eine Gerade oder eine Kurve ist, diese können jedoch nicht für eine Bestimmung der Übergänge zwischen Teilen der ursprünglichen Form verwendet werden, so dass der ideale Kurvenverlauf möglicherweise nicht wiederhergestellt werden kann. Beispielsweise ermöglichen die Informationen über die ursprüngliche Form bei einer Werkzeugbahn zur Bearbeitung entlang mehrerer gekrümmter Bearbeitungsflächen eine Bestimmung, dass es sich bei der ursprünglichen Form der Werkzeugbahn um eine Kurve handelt, Informationen über die ursprüngliche Form können jedoch nicht für eine Bestimmung verwendet werden, ob die Übergänge zwischen benachbarten gekrümmten Bearbeitungsflächen tangential stetig oder gekrümmt stetig sind oder eine keine der beiden Stetigkeiten aufweisende Kante bilden. Daher kann die wiederhergestellte Kurvenbahn, selbst dann keine Kante aufweisen, wenn bei der ursprünglichen Form eine Kante vorhanden ist. Umgekehrt kann die wiederhergestellte Kurvenbahn auch bei einer tangentialen Stetigkeit der ursprünglichen Form eine Kante aufweisen. Darüber hinaus kann selbst bei einer Werkzeugbahn zur Bearbeitung entlang einer einzelnen gekrümmten Bearbeitungsfläche wenn sich an der Werkzeugbahn in der Mitte der gekrümmten Bearbeitungsfläche eine Stelle mit einer Krümmungsunstetigkeit oder eine tangential nicht stetige Stelle befindet, keine Kurve wiederhergestellt werden, bei der die Unstetigkeit bei der Krümmung oder der tangentialen Richtung berücksichtigt wird. Wie vorstehend beschrieben bestehen bei der in dem Patentdokument 1 beschriebenen innovativen Technik Schwierigkeiten bei der Wiederherstellung einer idealen Kurvenbahnform.
Ferner muss eine Bedienperson bei der in dem Patentdokument 1 beschriebenen innovativen Technik bei jedem Verfahrbefehl des Bearbeitungsprogramms bestimmen, ob die ursprüngliche Form eine gerade Linie oder eine Kurve ist, und die Informationen über die ursprüngliche Form in das Bearbeitungsprogramm aufnehmen. Aus diesem Grund sind der Arbeitsaufwand und damit die Belastung für die Bedienperson sehr hoch, sodass eine problematische Verringerung der Arbeitseffizienz die Folge ist.
Die vorliegende Erfindung entstand angesichts der oben genannten Umstände, wobei eine Aufgabe darin besteht, eine numerische Steuervorrichtung mit verbesserter Bearbeitungsgenauigkeit und Bearbeitungsqualität anzugeben.
Lösung der Problemstellung
Die oben genannte Problemstellung und Aufgabe werden erfindungsgemäß durch die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Gegenstände gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Der vorteilhafte Effekt einer numerischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht in der Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit und der Bearbeitungsqualität des Bearbeitungsergebnisses.
Figurenliste

1 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Konfigurationsbeispiels für eine numerische Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Funktionsbeispiels für eine numerische Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
3 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines ersten konkreten Beispiels für ein Bearbeitungsprogramm, das in die numerische Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform eingegeben wird.
4 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines ersten konkreten Funktionsbeispiels der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zum Erzeugen von Kurvenbahnen.
5 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines zweiten konkreten Beispiels für ein Bearbeitungsprogramm, das in eine numerische Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform eingegeben wird.
6 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines zweiten konkreten Funktionsbeispiels der numerischen Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zum Erzeugen von Kurvenbahnen.
7 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Konfigurationsbeispiels für eine numerische Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
8 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Funktionsbeispiels für eine numerische Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform.
9 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche bei einem Bearbeitungsformmodell, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Kugelfräswerkzeugs repräsentieren.

10 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungsformmodells, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Kugelfräswerkzeugs repräsentieren.
11 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungsformmodells, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Kugelfräswerkzeugs repräsentieren.
12 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungsformmodells, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Radiusfräswerkzeugs repräsentieren.
13 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungsformmodells, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Radiusfräswerkzeugs repräsentieren.
14 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungsformmodells, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Radiusfräswerkzeugs repräsentieren.
15 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungsformmodells, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Schaftfräswerkzeugs repräsentieren.
16 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungsformmodells, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Schaftfräswerkzeugs repräsentieren.
17 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungsformmodells, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Schaftfräswerkzeugs repräsentieren.
18 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines konkreten Beispiels für ein Bearbeitungsprogramm und Befehlspositionen, die in eine numerische Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform eingegeben werden.
19 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines konkreten Beispiels für ein Bearbeitungsprogramm und Befehlspositionen, die in eine numerische Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform eingegeben werden.
20 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines konkreten Beispiels für ein Bearbeitungsformmodell.
21 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines konkreten Beispiels für ein Bearbeitungsformmodell.
22 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines konkreten Beispiels für ein Werkzeugmodell.
23 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Berechnung von Schneidpunkten.
24 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung von Kurvenbahnabschnitten.
25 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer Prozedur zur Berechnung von tangentialen Richtungsvektoren.
26 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines konkreten Beispiels für tangentiale Richtungsvektoren.
27 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines konkreten Beispiels für Starttangentialrichtungsvektoren und Endtangentialrichtungsvektoren.
28 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Konfigurationsbeispiels für eine Programmkonvertierungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
29 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Funktionsbeispiels einer Programmkonvertierungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform.
30 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines konkreten Beispiels für ein Postkonversionsbearbeitungsprogramm, das von einer Programmkonvertierungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform erzeugt wird.
31 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Hardwarekonfiguration einer numerischen Steuervorrichtung und einer Programmkonvertierungsvorrichtung.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden eine numerische Steuervorrichtung, eine Programmkonvertierungsvorrichtung, ein numerisches Steuerungsverfahren und ein Programmkonvertierungsverfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Figuren ausführlich beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht unbedingt auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
1 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Konfigurationsbeispiels für eine numerische Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. Die numerische Steuervorrichtung 10 ist eine Vorrichtung, die eine numerische Steuerung einer Werkzeugmaschine (nicht dargestellt) über eine Motorantriebseinheit 16 ausführt.
Die numerische Steuervorrichtung 10 umfasst eine Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11, die ein von außerhalb eingegebenes Bearbeitungsprogramm erhält, eine Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12, die das Bearbeitungsprogramm speichert, eine Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13, die das Bearbeitungsprogramm analysiert, eine Kurvenbahnerzeugungseinheit 14, die eine Kurvenbahn basierend auf dem Ergebnis der Analyse des Bearbeitungsprogramms erzeugt, und eine Kurvenbahninterpolationseinheit 15, die eine Interpolationsprozedur an der Kurvenbahn durchführt. Die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13 umfasst eine Werkzeugbahnanalyseeinheit 131, die das Bearbeitungsprogramm analysiert, um Befehlspositionen zu erhalten, aus denen sich eine Werkzeugbahn zusammensetzt, und eine Formeigenschaftsinformationsanalyseeinheit 132, die das Bearbeitungsprogramm analysiert, um später zu beschreibende Formeigenschaftsinformationen zu erhalten. Wenn von außerhalb ein Bearbeitungsprogramm eingegeben wird, analysiert die numerische Steuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Bearbeitungsprogramm, um eine Werkzeugbahn zu erzeugen, und gibt die Werkzeugbahn an die Motorantriebseinheit 16 aus.
Es wird nun eine Prozedur zum Erzeugen einer Werkzeugbahn mit Hilfe der in 1 dargestellten numerischen Steuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Zunächst wird die Prozedur zum Erzeugen einer Werkzeugbahn mit Hilfe der numerischen Steuervorrichtung 10 beschrieben, dann werden konkrete Funktionsbeispiele für die Erzeugung einer Werkzeugbahn beschrieben. In dieser Ausführungsform werden zwei konkrete Beispiele beschrieben.
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Funktionsbeispiels für die numerische Steuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Das Flussdiagramm von 2 veranschaulicht eine Prozedur zum Erzeugen einer Werkzeugbahn mit Hilfe der numerischen Steuervorrichtung 10.
Bei der Prozedur zum Erzeugen einer Werkzeugbahn durch die numerische Steuervorrichtung 10 wird in einem ersten Schritt ein Bearbeitungsprogramm in die numerische Steuervorrichtung 10 eingegeben (Schritt S101). Das bedeutet, dass bei der numerischen Steuervorrichtung 10 die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11 ein Bearbeitungsprogramm zum numerischen Steuern einer Werkzeugmaschine von außerhalb einliest. Das Bearbeitungsprogramm enthält Angaben zu Verfahrbefehlen zum Verfahren eines Werkstücks, bei dem es sich um ein zu bearbeitendes Objekt handelt, oder eines Werkzeugs auf einer vorgegebenen Bahn und Angaben zu Formeigenschaftsinformationen, die die Formcharakteristik einer Kurvenbahn repräsentieren, entlang derer sich das Werkzeug durch die Befehlspositionen bewegt, die durch die Verfahrbefehle angegeben sind. Eine Werkzeugbahn wird durch Befehlspositionen gebildet, die in einer vorgegebenen Reihenfolge verbunden sind. Es wird eine Werkzeugbahn gebildet, die ein oder mehrere Kurvenbahnpaare umfasst. Daher können die Formeigenschaftsinformationen auch als Informationen definiert werden, die die Charakteristik der Form einer Werkzeugbahn repräsentieren.
Formeigenschaftsinformationen umfassen Kurvenabbruchinformationen, die eine Befehlsposition angeben, an der die Erzeugung der Kurvenbahn abgebrochen werden soll, sowie einen tangentialen Richtungsvektor, der die tangentiale Richtung der Kurvenbahn an einer Befehlsposition angibt. Die Formeigenschaftsinformationen umfassen auch eine Kombination aus einem tangentialen Richtungsvektor, der die tangentiale Richtung an einem Kurvenbahnstartpunkt eines Verfahrbefehls angibt, wobei die Befehlsposition einen Startpunkt bildet, und einen tangentialen Richtungsvektor, der die tangentiale Richtung an einem Kurvenbahnendpunkt eines Verfahrbefehls anzeigt, wobei die Befehlsposition einen Endpunkt bildet. Die Formeigenschaftsinformationen umfassen auch die Krümmung der Kurvenbahn an einer Befehlsposition, Kurvenbahnabschnittsinformationen, die einen Kurvenbahnabschnitt angeben, und dergleichen. Die Formeigenschaftsinformationen bestehen aus einer dieser Informationen oder aus einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr dieser Informationen.
Die Eingabe eines Bearbeitungsprogramms, die als Schritt S101 durchgeführt wird, erfolgt durch Lesen einer Datei, die beispielsweise in einem G-Code-Format geschrieben ist, und von einem CAD/CAM-System ausgegeben wird. Alternativ erfolgt die Eingabe von Schritt S101, wenn die Bedienperson die erforderlichen Informationen eingibt, indem sie zum Erstellen des Bearbeitungsprogramms ein Eingabemittel wie beispielsweise eine Tastatur bedient. Die numerische Steuervorrichtung 10 speichert das über die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11 eingegebene Bearbeitungsprogramm in der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12.
Anschließend analysiert die numerische Steuervorrichtung 10 das Bearbeitungsprogramm (Schritt S102), das in Ausführung von Schritt S101 bezogen wurde. In Schritt S102 liest die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13 zunächst das Bearbeitungsprogramm aus der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12 aus und erhält mit Hilfe der Werkzeugbahnanalyseeinheit 131 die Befehlspositionen, die durch die im gelesenen Bearbeitungsprogramm enthaltenen Verfahrbefehle angegeben werden. Gleichzeitig erhält die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13 unter Verwendung der Formeigenschaftsinformationsanalyseeinheit 132 die im Bearbeitungsprogramm angegebenen Formeigenschaftsinformationen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Formeigenschaftsinformationen mit einer jeweiligen Befehlsposition verknüpft erhalten. Das bedeutet, dass die Werkzeugbahnanalyseeinheit 131 und die Formeigenschaftsinformationsanalyseeinheit 132 der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13 das Bearbeitungsprogramm analysieren, um die durch einen jeweiligen Verfahrbefehl angegebene Befehlsposition und die jeder Befehlsposition zugeordneten Formeigenschaftsinformationen zu erhalten. Die Werkzeugbahnanalyseeinheit 131 und die Formeigenschaftsinformationsanalyseeinheit 132 übergeben die erhaltenen Befehlspositionen und Formeigenschaftsinformationen an die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14.
Anschließend erzeugt die numerische Steuervorrichtung 10 Kurvenbahnen (Schritt S103). Das bedeutet, dass die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 der numerischen Steuervorrichtung 10 eine Kurvenbahn basierend auf der Befehlsposition und der Formeigenschaftsinformationen, die von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13 erhalten wurden, erzeugt. Die hierbei erzeugte Kurvenbahn umfasst auch eine gerade Bahn mit einer Geraden zwischen zwei oder mehreren Befehlspositionen.
Wenn die Formeigenschaftsinformationen beispielsweise Kurvenabbruchinformationen enthalten, erzeugt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 ab der ersten Befehlsposition sequentiell eine Kurvenbahn, und bricht die Erzeugung der Kurvenbahn bei Erreichen der mit den Kurvenabbruchinformationen verknüpften Befehlsposition vorübergehend ab. Anschließend erzeugt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 sequentiell ab der Befehlsposition, an der die Erzeugung der Kurvenbahn abgebrochen wurde, eine Kurvenbahn und setzt die Prozedur fort, bis alle Befehlspositionen verarbeitet sind, wodurch mehrere Kurvenbahnen als Ganzes erzeugt werden. Wenn zwei oder mehr Kurvenabbruchinformationen enthalten sind, bricht die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 die Erzeugung einer Kurvenbahn jedes Mal ab, wenn sie die einer der Kurvenabbruchinformationen zugeordnete Befehlsposition erreicht, und startet die Erzeugung dann erneut.
Ferner erzeugt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14, wenn beispielsweise ein tangentialer Richtungsvektor als Formmerkmalsinformation enthalten ist, sequentiell ab der ersten Befehlsposition eine Kurvenbahn und erzeugt eine Kurvenbahn beim Erreichen einer mit dem tangentialen Richtungsvektor verknüpften Befehlsposition so, dass die tangentiale Richtung der durch diese Befehlsposition verlaufenden Kurvenbahn mit der Orientierung des zugehörigen tangentialen Richtungsvektors übereinstimmt.
Wenn die Formmerkmalsinformationen eine Kombination aus einem tangentialen Richtungsvektor, der die tangentiale Richtung am Startpunkt einer Kurvenbahn angibt, und einem tangentialen Richtungsvektor, der die tangentiale Richtung am Endpunkt der Kurvenbahn eines Verfahrbefehls angibt, enthalten wobei die Befehlsposition einen Endpunkt bildet, enthalten ist, wird eine Kurvenbahn konkret auf folgende Weise erzeugt. Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 erzeugt eine Kurvenbahn sequentiell ab einer Anfangsbefehlsposition, wobei sie beim Erreichen einer den oben genannten Formeigenschaftsinformationen zugeordneten Befehlsposition eine Kurvenbahn so erzeugt, dass die tangentiale Richtung der Kurvenbahn beim Erreichen der Befehlsposition mit der Orientierung des zugehörigen tangentialen Richtungsvektors übereinstimmt, wobei eine Kurvenbahn so erzeugt wird, dass die tangentiale Richtung der Kurvenbahn, die von dieser Befehlsposition abgeht, mit der Orientierung des zugehörigen tangentialen Richtungsvektors übereinstimmt. In diesem Fall bedeutet „Erreichen einer den oben genannten Formeigenschaftsinformationen zugeordneten Befehlsposition“ ein Erreichen einer Befehlsposition, die mit einer Kombination aus einem tangentialen Richtungsvektor, der die tangentiale Richtung am Startpunkt einer Kurvenbahn angibt, und einem tangentialen Richtungsvektor, der die tangentiale Richtung am Endpunkt der Kurvenbahn eines Verfahrbefehls angibt, verknüpft, wobei die Befehlsposition einen Endpunkt bildet.
Ferner erzeugt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14, wenn die einer bestimmten Befehlsposition zugeordneten Formeigenschaftsinformationen einen tangentialen Richtungsvektor umfassen, der die tangentiale Richtung an einem Endpunkt der Kurvenbahn eines Verfahrbefehls angibt, wobei die Befehlsposition einen Endpunkt bildet, aber keinen tangentialen Richtungsvektor, der die tangentiale Richtung am Anfangspunkt einer Kurvenbahn angibt, die Kurvenbahn mit der den Startpunkt bildenden Befehlsposition unter Verwendung des tangentialen Richtungsvektors, der mit dieser Befehlsposition verknüpft ist und die tangentiale Richtung am Endpunkt der Kurvenbahn angibt.
Wenn die einer bestimmten Befehlsposition zugeordneten Formeigenschaftsinformationen weder einen tangentialen Richtungsvektor, der die tangentiale Richtung an einem Endpunkt der Kurvenbahn eines Verfahrbefehls angibt, wobei die Befehlsposition einen Endpunkt bildet, noch einen tangentialen Richtungsvektor aufweist, der die tangentiale Richtung am Anfangspunkt einer Kurvenbahn angibt, d. h. wenn es eine Befehlsposition gibt, der kein tangentialer Richtungsvektor zugeordnet ist, berechnet die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 den tangentialen Richtungsvektor an dieser Befehlsposition basierend auf einer anderen Befehlsposition, die zusammen mit dieser Befehlsposition eine Kurvenbahn bildet, und erzeugt eine Kurvenbahn mit dem berechneten tangentialen Richtungsvektor. Als Verfahren zum Erzeugen einer Kurvenbahn durch Berechnen von tangentialen Richtungsvektoren auf Basis der Befehlspositionen, die die Kurvenbahn bilden, kann beispielsweise das in dem japanischen Patent Nr. 1930085 oder der japanischen Offenlegungsschrift Nr. H2-36406 offenbarte Verfahren verwendet werden.
Nach Abschluss der Erzeugung der Kurvenbahnen übergibt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 die erzeugten Kurvenbahnen an die Kurvenbahninterpolationseinheit 15.
Anschließend interpoliert die numerische Steuervorrichtung 10 die Kurvenbahnen (Schritt S104). Das bedeutet, dass die Kurvenbahninterpolationseinheit 15 der numerischen Steuervorrichtung 10 an den von der Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 erhaltenen Kurvenbahnen Interpolationspunkte erzeugt, indem sie die Werkzeugbewegung pro Interpolationszyklus, bei dem es sich um eine Zeiteinheit handelt, berechnet und interpoliert. Die nach dem Interpolationsprozess von Schritt S104 erhaltenen Kurvenbahnen bilden eine Werkzeugbahn. Nach Abschluss der Erzeugung der Interpolationspunkte übergibt die Kurvenbahninterpolationseinheit 15 die Interpolationspunkte an die Motorantriebseinheit 16.
Bei der numerischen Steuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform wird eine Werkzeugbahn nach dem oben beschriebenen Verfahren erzeugt.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 ein konkretes Funktionsbeispiel für die numerische Steuervorrichtung 10, d. h. das erste konkrete Beispiel für ein Ausführen der in 2 dargestellten Schritte S101 bis S104 zum Erzeugen einer Werkzeugbahn, beschrieben. 3 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung des ersten konkreten Beispiels eines in die numerische Steuervorrichtung 10 eingegebenen Bearbeitungsprogramms, und 4 zeigt eine Darstellung, die das erste konkrete Funktionsbeispiel der numerischen Steuervorrichtung 10 zum Erzeugen von Kurvenbahnen veranschaulicht.
In dem in 2 dargestellten Schritt S101 bezieht die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11 der numerischen Steuervorrichtung 10 ein in wie 3 dargestelltes Bearbeitungsprogramm 100 und speichert das Bearbeitungsprogramm 100 in der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12. Das in 3 dargestellte Bearbeitungsprogramm 100 ist im G-Code-Format geschrieben und besteht aus Sätzen von einzeiligen Einheiten, die als „Blöcke“ bezeichnet werden und die die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine jeweils anweisen, eine Aktion auszuführen. Ein Block setzt sich aus einem Satz von Einheiten zusammen, die Wörter genannt werden und eine Anweisung für eine Aktion enthalten. Ein Wort besteht aus einem Adresse genannten Buchstaben und einem numerischen Wert. Im Bearbeitungsprogramm 100 besteht jeder Block aus mehreren Wörtern, die eine Sequenznummer 101 und einen Verfahrbefehl 102 umfassen. Die Sequenznummer 101 wird aus einer Adresse „N“ und einem nachfolgenden numerischen Wert gebildet. Die Sequenznummer ist ein Index des Blocks. Der Verfahrbefehl 102 setzt sich aus einer Adresse „G“ und einem nachfolgenden numerischen Wert, einer Adresse „X“ und einem nachfolgenden numerischen Wert sowie einer Adresse „Y“ und einem nachfolgenden numerischen Wert zusammen. Die Adresse „G“ und die Ziffer „01“ bedeuten einen Befehl zum Bewegen einer Achse auf Basis einer linearen Interpolation, und die Adressen „X“ und „Y“ und die nachfolgenden numerischen Werte bedeuten die Koordinaten der Befehlsposition, zu der die Achse bewegt wird. So ist beispielsweise der in 3 dargestellte Verfahrbefehl „G01 X0.0 Y20.0“ der Sequenznummer N01 ein Befehl, der ein Verfahren der Achse durch lineare Interpolation auf die Befehlsposition der Koordinaten „X0.0 Y20.0“ bedeutet. Die Kurvenabbruchinformation 103 im Format einer Adresse „L“ und eines nachfolgenden numerischen Wertes „0“ gibt an, dass die Erzeugung der Kurvenbahn an der Befehlsposition abgebrochen werden soll, die in dem Block, in dem die Kurvenabbruchinformation 103 vorliegt, angegeben ist. So setzt sich der in 3 dargestellte Block mit der Sequenznummer N03 beispielsweise aus einem Verfahrbefehl „G01 X30.0 Y20.0“ und der Kurvenabbruchinformation „LO“ zusammen. Der Block mit der Sequenznummer N03 bedeutet daher, dass die Achse dem Verfahrbefehl entsprechend auf die Befehlsposition der Koordinate „X30.0 Y20.0“ bewegt und die Erzeugung der Kurvenbahn an dieser Befehlsposition danach abgebrochen werden soll. Bei dem in 3 dargestellten Bearbeitungsprogramm 100 werden die Koordinaten der Befehlspositionen zur besseren Darstellung zweidimensional angegeben, d. h. nur mit den Koordinatenadressen „X“ und „Y“. Bei einem Bearbeitungsprogramm, das in die numerische Steuerung einer echten numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine eingegeben wird, werden die Koordinaten einer Befehlsposition jedoch durch die dreidimensionalen Koordinatenadressen „X“, „Y“ und „Z“ und nachfolgende numerisch Werte angegeben.
In Schritt S102, der in 2 dargestellt ist, analysiert die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13 der numerischen Steuervorrichtung 10 das Bearbeitungsprogramm 100, um die Befehlspositionen CL1 bis CL10 zu erhalten, die durch die Verfahrbefehle der in 4(a) dargestellten Blöcke angegeben werden. Die Befehlsposition CL1 zeigt hierbei die Befehlsposition an, die durch den Verfahrbefehl des Blocks mit der Sequenznummer N01 angegeben wird. Gleiches gilt für CL2 bis CL10.
Die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13 erhält auch die Befehlspositionen CL3 und CL8, in denen Kurvenabbruchinformationen angegeben werden. Die Befehlspositionen der Blöcke mit der Sequenznummer „N03“ und der Sequenznummer „N08“, in denen Kurvenabbruchinformationen enthalten sind, entsprechen den in 4(a) dargestellten Befehlspositionen CL3 und CL8.
In dem in 2 dargestellten Schritt S103 erzeugt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 der numerischen Steuervorrichtung 10 Kurvenbahnen auf Basis der Befehlspositionen CL1 bis CL10 und der in den Befehlspositionen CL3 und CL8 angegebenen Kurvenabbruchinformationen.
4(b) veranschaulicht, wie Kurvenbahnen erzeugt werden, die ausgehend von der Befehlsposition CL1, die sich am Anfang der Werkzeugbahn befindet, der Reihe nach durch die Befehlspositionen verlaufen. Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 erzeugt zunächst eine Kurvenbahn, die durch die Befehlspositionen CL1, CL2 und CL3 verläuft. Da bei CL3 die Kurvenabbruchinformation angegeben wird, stoppt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 nun die Erzeugung der Kurvenbahn, wobei CL3 als Endpunkt der Kurvenbahn betrachtet wird. In dem in 4 dargestellten Beispiel wird, da sich die Befehlspositionen CL1, CL2 und CL3 auf einer Geraden befinden, die Kurvenbahn #1 als gerade Bahn erzeugt. Anschließend startet die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 die Erzeugung einer Kurvenbahn ab der Befehlsposition CL3 als Startpunkt erneut und erzeugt eine Kurvenbahn, die durch CL3, CL4, CL5, CL6, CL7 und CL8 verläuft. Da bei CL8 eine Kurvenabbruchinformation angegeben ist, stoppt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 nun die Erzeugung der Kurvenbahn, wobei CL8 als Endpunkt betrachtet wird. Dadurch wird eine Kurvenbahn #2 erzeugt. Anschließend startet die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 die Erzeugung einer Kurvenbahn ab der Befehlsposition CL8 als Startpunkt erneut und erzeugt eine Kurvenbahn, die durch CL8, CL9 und CL10 verläuft. Dadurch wird eine Kurvenbahn #3 erzeugt.
In dem in 2 dargestellten Schritt S104 erzeugt die Kurvenbahninterpolationseinheit 15 der numerischen Steuervorrichtung 10 Interpolationspunkte, indem sie die Werkzeugbewegung pro Interpolationszyklus der von der Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 erzeugten Kurvenbahnen #1 bis #3 entsprechend berechnet und interpoliert, und die Interpolationspunkte an die Motorantriebseinheit 16 übergibt. Wenn die Zeit, die das Werkzeug zum Verfahren zwischen benachbarten Befehlspositionen benötigt, das N-fache des Interpolationszyklus beträgt, erzeugt die Kurvenbahninterpolationseinheit 15 zwischen den Befehlspositionen N-1-Interpolationspunkte.
Als Nächstes wird das zweite konkrete Funktionsbeispiel der numerischen Steuervorrichtung 10 unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben. 5 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung des zweiten konkreten Beispiels eines in die numerische Steuervorrichtung 10 eingegebenen Bearbeitungsprogramms, und 6 zeigt eine Darstellung, die das zweite spezifische Funktionsbeispiel der numerischen Steuervorrichtung 10 zum Erzeugen von Kurvenbahnen veranschaulicht.
In Schritt S101, der in 2 dargestellt ist, bezieht die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11 der numerischen Steuervorrichtung 10 ein in 5 dargestelltes Bearbeitungsprogramm 200 und speichert das Bearbeitungsprogramm 200 in der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12. Da das Bearbeitungsprogramm 200 die gleichen Sequenznummern und Verfahrbefehle enthält wie das in 3 dargestellte Bearbeitungsprogramm 100, entfällt deren Beschreibung. Ein Starttangentialrichtungsvektor 201 besteht aus den Adressen „VA“, „VB“ und „VC“ und nachfolgenden numerischen Werten. Der Starttangentialrichtungsvektor 201 stellt eine Vektorinformation dar, die die tangentiale Richtung am Startpunkt der Kurvenbahn in Richtung der Befehlsposition des Verfahrbefehls des Blocks des Starttangentialrichtungsvektors 201 repräsentiert, d. h. an der Befehlsposition des Verfahrbefehls des unmittelbar vorhergehenden Blocks. So ist beispielsweise der in dem in 5 dargestellten Block mit der Sequenznummer N02 enthaltene Starttangentialrichtungsvektor 201 eine Vektorinformationen, die die tangentiale Richtung an der durch den Block mit der Sequenznummer N01 angegebenen Befehlsposition repräsentiert, d. h. der Befehlsposition mit den Koordinaten „X0.0 Y20.0“. Die Adressen „VA“, „VB“ und „VC“ des Starttangentialrichtungsvektors 201 stellen die X-, Y- und Z-Komponenten des Vektors dar. Ein Endtangentialrichtungsvektor 202 ist eine Vektorinformation, die unter Verwendung der Adressen „VD“, „VE“ und „VF“ und nachfolgender numerischer Werte die tangentiale Richtung am Endpunkt der Kurvenbahn in Richtung der Befehlsposition des Verfahrbefehls des Blocks des Endtangentialrichtungsvektors 202 repräsentiert. So ist beispielsweise der in dem in 5 dargestellten Block mit der Sequenznummer N05 enthaltene Endtangentialrichtungsvektor 202 eine Vektorinformation, die die tangentiale Richtung an der durch den gleichen Block angegebenen Befehlsposition repräsentiert, d. h. den Block mit der Sequenznummer N05, das heißt der Befehlsposition mit den Koordinaten „X53.5 Y15.5“. Die Adressen „VD“, „VE“ und „VF“ des Endtangentialrichtungsvektors 202 stellen jeweils X-, Y- und Z-Komponenten des Vektors dar.
In dem in 2 dargestellten Schritt S102 analysiert die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13 der numerischen Steuervorrichtung 10 das Bearbeitungsprogramm 200, um die in 6(a) dargestellten Befehlspositionen CL1 bis CL10 zu erhalten, die durch die Verfahrbefehle der Blöcke angegeben werden. Hierbei stellt die Befehlsposition CL1 die Befehlsposition dar, die durch den Verfahrbefehl des Blocks mit der Sequenznummer N01 angegeben wird. Gleiches gilt für CL2 bis CL10.
Wie in 6(a) dargestellt erhält die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13 auch die Starttangentialrichtungsvektoren SV2, SV4 und SV9 und Endtangentialrichtungsvektoren EV2 bis EV10 an den Befehlspositionen CL1 bis CL10 der Verfahrbefehle der Blöcke.
In dem in 2 dargestellten Schritt S103 erzeugt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 der numerischen Steuervorrichtung 10 Kurvenbahnen basierend auf den Befehlspositionen CL1 bis CL10, den Starttangentialrichtungsvektoren SV2, SV4 und SV9 und den Endtangentialrichtungsvektoren EV2 bis EV10.
6(b) veranschaulicht, wie Kurvenbahnen erzeugt werden, die ausgehend von der Befehlsposition CL1, die sich am Anfang der Werkzeugbahn befindet, der Reihe nach durch die Befehlspositionen verlaufen. Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 erzeugt zunächst eine Kurvenbahn, die durch die Befehlspositionen CL1, CL2 und CL3 verläuft. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Kurvenbahn erzeugt, die sich von der Befehlsposition CL1 bis zur Befehlsposition CL2 erstreckt, so dass CL1, bei der es sich um einen Startpunkt der Kurvenbahn handelt, die durch den Starttangentialrichtungsvektor SV2 angezeigte tangentiale Richtung aufweist, und dass CL2, bei der es sich um einen Endpunkt der Kurvenbahn handelt, die durch den Endtangentialrichtungsvektor EV2 angezeigte tangentiale Richtung aufweist. Die anschließende Kurvenbahn, die sich von der Befehlsposition CL2 zur Befehlsposition CL3 erstreckt, wird so erzeugt, dass CL2, die wiederum ein Startpunkt der Kurvenbahn ist, die durch den Endtangentialrichtungsvektor EV2 bei CL2 angezeigte Tangentialrichtung aufweist, da bei CL2 kein Starttangentialrichtungsvektor angegeben ist, und dass CL3, bei der es sich um einen Endpunkt der Kurvenbahn handelt, die durch den Endtangentialrichtungsvektor EV3 angezeigte Tangentialrichtung aufweist. In Bezug auf die folgende Kurvenbahn, die sich von der Befehlsposition CL3 zur Befehlsposition CL4 erstreckt, wird, da der Starttangentialrichtungsvektor SV4 an der Befehlsposition CL3, die ein Startpunkt der Kurvenbahn ist, angegeben ist, die Erzeugung der Kurvenbahn an der Befehlsposition CL3 vorübergehend gestoppt. Dadurch wird eine Kurvenbahn #4 erzeugt. Anschließend werden nach der gleichen Prozedur eine Kurvenbahn #5 und eine Kurvenbahn #6 erzeugt. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird bei der auf dem in 5 dargestellten Bearbeitungsprogramm 200 basierenden Erzeugung einer Kurvenbahn die Erzeugung der Kurvenbahn vorübergehend an der durch die Koordinaten in dem den Starttangentialrichtungsvektor 201 enthaltenden Block angegebenen Befehlsposition angehalten, wobei die Erzeugung der nächsten Kurvenbahn mit der Befehlsposition als Startpunkt gestartet wird.
In dem in 2 dargestellten Schritt S104 erzeugt die Kurvenbahninterpolationseinheit 15 der numerischen Steuervorrichtung 10 Interpolationspunkte, indem sie die Werkzeugbewegung pro Interpolationszyklus entsprechend jeder der von der Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 erzeugten Kurvenbahnen #4 bis #6 berechnet und interpoliert und die Interpolationspunkte an die Motorantriebseinheit 16 übergibt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, erzeugt die numerische Steuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als Reaktion auf das Empfangen einer Eingabe eines Bearbeitungsprogramms, das Verfahrbefehle zum Verfahren eines Werkzeugs oder eines Werkstücks und Formeigenschaftsinformationen enthält, die die Charakteristik der Form der Bahn an einer bestimmten Befehlsposition der Werkzeugbahn wiedergeben, basierend auf den Verfahrbefehlen und den Formeigenschaftsinformationen Kurvenbahnen, die die Werkzeugbahn bilden.
Die numerische Steuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann Kurvenbahnen basierend auf den Formeigenschaftsinformationen der Kurvenbahnen erzeugen, die durch die Befehlspositionen der Verfahrbefehle verlaufen, und den Grad der Übereinstimmung zwischen den wiederhergestellten Kurvenbahnen und den wiederherzustellenden idealen Kurvenbahnen erhöhen, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit und die Bearbeitungsqualität des Bearbeitungsergebnisses verbessert werden. Weiterhin verwendet die numerische Steuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als Formeigenschaftsinformationen Kurvenabbruchinformationen, sodass sie die Erzeugung von Kurvenbahnen den Kurvenabbruchinformationen entsprechend abbrechen kann. Dadurch können die wiederhergestellten Kurvenbahnen näher an die idealen wiederherzustellenden Kurvenbahnen gebracht werden. Dadurch werden die Bearbeitungsgenauigkeit und die Bearbeitungsqualität des Bearbeitungsergebnisses verbessert.
Da die numerische Steuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Starttangentialrichtungsvektor und einen Endtangentialrichtungsvektor als Formeigenschaftsinformationen verwendet, kann die numerische Steuervorrichtung 10 außerdem dem Starttangentialrichtungsvektor und dem Endtangentialrichtungsvektor entsprechende Kurvenbahnen erzeugen. Konkret erzeugt die numerische Steuervorrichtung 10 die Kurvenbahnen so, dass eine tangentiale Richtung einer Kurvenbahn, die durch eine Befehlsposition verläuft, mit den Richtungen eines Starttangentialrichtungsvektors und eines Endtangentialrichtungsvektors übereinstimmt. Auf diese Weise kann eine wiederhergestellte Kurvenbahn näher an die ideale wiederherzustellende Kurvenbahn gebracht und die Bearbeitungsgenauigkeit und Bearbeitungsqualität des Bearbeitungsergebnisses verbessert werden.
Ferner wird bei der numerischen Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform, wenn am Startpunkt eines Verfahrbefehls gleichzeitig zur Ausgabe des Verfahrbefehls kein tangentialer Richtungsvektor angegeben ist, der tangentiale Richtungsvektor am Endpunkt des unmittelbar vorhergehenden Verfahrbefehls als tangentialer Richtungsvektor am Startpunkt des Verfahrbefehls verwendet. Wenn also der tangentiale Richtungsvektor am Endpunkt eines bestimmten Verfahrbefehls im Bearbeitungsprogramm mit dem tangentialen Richtungsvektor am Startpunkt des unmittelbar folgenden Verfahrbefehls übereinstimmt, muss nur der tangentiale Richtungsvektor am Endpunkt des Verfahrbefehls angegeben werden. Dadurch kann der Umfang des Bearbeitungsprogramms reduziert werden, und die Arbeitsbelastung und der Aufwand, die die Bedienperson benötigt, um das Bearbeitungsprogramm zu erstellen, können reduziert werden, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert werden kann.
Ferner wird gemäß der numerischen Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform, wenn mit der Ausgabe eines Verfahrbefehls nicht gleichzeitig ein tangentialer Richtungsvektor angegeben ist, der tangentiale Richtungsvektor an einer durch den Verfahrbefehl angegebenen Befehlsposition basierend auf einer anderen Befehlsposition berechnet, die die Kurvenbahn zusammen mit der einen Befehlsposition bildet. Daher muss die Bedienperson nur für einen Teil des Bearbeitungsprogramms einen tangentialen Richtungsvektor angeben, wenn die Bedienperson die Bearbeitungsgenauigkeit und die Bearbeitungsqualität des Bearbeitungsergebnisses verbessern möchte. Dadurch kann der Umfang des Bearbeitungsprogramms reduziert werden, wodurch die Arbeitsbelastung und der Aufwand, die die Bedienperson benötigt, um das Bearbeitungsprogramm zu erstellen, verringert werden können, was zu einer Verbesserung der Arbeitseffizienz führt.
Zweite Ausführungsform
7 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Konfigurationsbeispiels für eine numerische Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform. In 7 sind Komponenten, die mit denen der in der ersten Ausführungsform beschriebenen numerischen Steuervorrichtung 10 identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden Beschreibungen von Komponenten, die mit denen der numerischen Steuervorrichtung 10 identisch sind, weggelassen.
Die numerische Steuervorrichtung 10a gemäß der zweiten Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, bei der die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13 und die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 der numerischen Steuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform durch eine Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a bzw. eine Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a ersetzt sind, wobei ferner eine Werkzeugdateneingabeeinheit 21, eine Werkzeugdatenspeichereinheit 22, eine Formdateneingabeeinheit 23, eine Formdatenspeichereinheit 24 und eine Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit 25 zusätzlich enthalten sind. Die Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit 25 umfasst eine Schneidpunktberechnungseinheit 251, eine Schneidpunktspeichereinheit 252, eine Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253, eine Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254, eine Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 und eine Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256.
Wie vorstehend beschrieben ist bei der numerischen Steuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform ein Bearbeitungsprogramm mit Formeigenschaftsinformationen ein zu bearbeitendes Ziel, wobei Kurvenbahnen wiederhergestellt werden, um eine Werkzeugbahn basierend auf den Verfahrbefehlen und den im Bearbeitungsprogramm enthaltenen Formeigenschaftsinformationen zu erzeugen. Im Gegensatz dazu werden bei der numerischen Steuervorrichtung 10a gemäß der vorliegenden Ausführungsform Formeigenschaftsinformationen aus Werkzeugdaten und später beschriebenen Formdaten berechnet.
Die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a analysiert ein Bearbeitungsprogramm, um die Befehlspositionen zu erhalten, die durch die im Bearbeitungsprogramm beschriebenen Verfahrbefehle angegeben werden.
Die Werkzeugdateneingabeeinheit 21 erhält die von außerhalb eingegebenen Werkzeugdaten. Die Werkzeugdaten sind Informationen zur Definition eines Werkzeugs zur Bearbeitung eines Werkstücks. Die Werkzeugdaten sind Informationen zur Bezeichnung des Typs eines Werkzeugs oder Informationen zur Bezeichnung der Form des Werkzeugs, wie Werkzeugdurchmesser, Werkzeugschneidkantenradius und Werkzeuglänge. Die numerische Steuervorrichtung 10a kann ein Werkzeugmodell basierend auf den Werkzeugdaten erzeugen. Das bedeutet, dass die Werkzeugdaten so aufgebaut sind, dass sie verschiedene Arten von Informationen enthalten, die für die numerische Steuervorrichtung 10a zum Erzeugen eines Werkzeugmodells erforderlich sind. Die Werkzeugdatenspeichereinheit 22 speichert die in die Werkzeugdateneingabeeinheit 21 eingegebenen Werkzeugdaten.
Die Formdateneingabeeinheit erhält die von außerhalb eingegebenen Formdaten. Die einzugebenden Formdaten sind Daten zur Definition des Bearbeitungsformmodells für ein Werkstück, d. h. Daten, die die Form des Bearbeitungsformmodells repräsentieren. Das Bearbeitungsformmodell weist eine gekrümmte Bearbeitungsfläche auf, bei der es sich um eine mit einem Werkzeug zu bearbeitende gekrümmte Fläche handelt, und eine interferierende gekrümmte Fläche, bei der es sich um eine gekrümmte Fläche handelt, die nicht beeinträchtigt werden soll. Das Bearbeitungsformmodell stellt eine ideale Form des Werkstücks dar, die durch die Bearbeitung des Werkstücks mit einer Werkzeugmaschine gemäß einem Bearbeitungsprogramm erhalten wird. Die Werkzeugmaschine bearbeitet das Werkstück so, dass die Abweichung zwischen dem Bearbeitungsformmodell und dem Werkstück verringert wird.
Die Formdatenspeichereinheit 24 erhält die in die Formdateneingabeeinheit 23 eingegebenen Formdaten und speichert die erhaltenen Formdaten.
Die Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit 25 berechnet Formeigenschaftsinformationen basierend auf den Befehlspositionen, die durch die im Bearbeitungsprogramm beschriebenen Verfahrbefehle angegeben werden, den Werkzeugdaten und den Formdaten.
Die Schneidpunktberechnungseinheit 251 berechnet Schneidpunkte auf dem Werkstück basierend auf den vom Bearbeitungsprogramm angegebenen Befehlspositionen, den Werkzeugdaten und den Formdaten. Die Schneidpunktspeichereinheit 252 speichert die von der Schneidpunktberechnungseinheit 251 berechneten Schneidpunkte.
Die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 berechnet Kurvenbahnabschnitte basierend auf den Formdaten und den in der Schneidpunktspeichereinheit 252 gespeicherten Schneidpunkten. Die Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 speichert die von der Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 berechneten Kurvenbahnabschnitte.
Basierend auf den Formdaten, den in der Schneidpunktspeichereinheit 252 gespeicherten Schneidpunkten und den in der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 gespeicherten Kurvenbahnabschnitten berechnet die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 an jedem Schneidpunkt einen tangentialen Richtungsvektor.
Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a erzeugt Kurvenbahnen basierend auf den Befehlspositionen, die durch die im Bearbeitungsprogramm beschriebenen Verfahrbefehle angegeben sind, den in der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 gespeicherten Kurvenbahnabschnitten und den in der Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256 gespeicherten tangentialen Richtungsvektoren.
Es wird nun eine Prozedur zum Erzeugen einer Werkzeugbahn durch die in 7 dargestellte numerische Steuervorrichtung 10a gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird zunächst die Prozedur zum Erzeugen einer Werkzeugbahn durch die numerische Steuervorrichtung 10a beschrieben und anschließend ein konkretes Funktionsbeispiel zum Erzeugen einer Werkzeugbahn.
8 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Funktionsbeispiels für die numerische Steuervorrichtung 10a gemäß der zweiten Ausführungsform. Das Flussdiagramm von 8 veranschaulicht eine Prozedur zum Erzeugen einer Werkzeugbahn durch die numerische Steuervorrichtung 10a.
Zum Erzeugen einer Werkzeugbahn durch die numerische Steuervorrichtung 10a werden zunächst ein Bearbeitungsprogramm, Werkzeugdaten und Formdaten in die numerische Steuervorrichtung 10a eingegeben (Schritt S201). Das heißt, bei der numerischen Steuervorrichtung 10a liest die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11 von außerhalb ein Bearbeitungsprogramm, die Werkzeugdateneingabeeinheit 21 von außerhalb Werkzeugdaten und die Formdateneingabeeinheit 23 von außerhalb Formdaten ein. Die numerische Steuervorrichtung 1 speichert das über die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11 eingegebene Bearbeitungsprogramm in der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12, die über die Werkzeugdateneingabeeinheit 21 eingegebenen Werkzeugdaten in der Werkzeugdatenspeichereinheit 22 und die über die Formdateneingabeeinheit 23 eingegebenen Formdaten in der Formdatenspeichereinheit 24.
Die in Schritt S201 auszuführende Eingabe eines Bearbeitungsprogramms erfolgt durch Lesen einer Datei, die beispielsweise in einem G-Code-Format geschrieben ist und von einem CAD/CAM-System ausgegeben wird. Alternativ erfolgt die Eingabe eines Bearbeitungsprogramms, wenn die Bedienperson die erforderlichen Informationen eingibt, indem sie zum Erstellen des Bearbeitungsprogramms ein Eingabemittel wie beispielsweise eine Tastatur bedient. Die in Schritt S201 auszuführende Eingabe der Werkzeugdaten erfolgt, wenn die Bedienperson die Werkzeugdaten eingibt, indem sie ein Eingabemittel wie beispielsweise eine Tastatur bedient. Alternativ erfolgt die Eingabe von Werkzeugdaten, wenn die Werkzeugdateneingabeeinheit 21 die von außerhalb eingegebenen CAD-Daten in Werkzeugdaten konvertiert. Die in Schritt S201 auszuführende Eingabe von Formdaten erfolgt, wenn die Bedienperson die Formdaten durch Bedienen eines Eingabemittels, wie beispielsweise einer Tastatur, eingibt. Alternativ erfolgt die Eingabe von Formdaten, wenn die Formdateneingabeeinheit 23 die von außerhalb eingegebenen CAD-Daten in Formdaten konvertiert.
Anschließend analysiert die numerische Steuervorrichtung 10a das in Schritt S201 eingegebene Bearbeitungsprogramm (Schritt S202). In Schritt S202 liest die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a das Bearbeitungsprogramm aus der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12 aus, um die Befehlspositionen der in dem gelesenen Bearbeitungsprogramm enthaltenen Verfahrbefehle zu erhalten. Die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a übergibt die erhaltenen Befehlspositionen an die Schneidpunktberechnungseinheit 251.
Anschließend berechnet die numerische Steuervorrichtung 10a Schneidpunkte basierend auf den in Schritt S202 erhaltenen Befehlspositionen, den in der Werkzeugdatenspeichereinheit 22 gespeicherten Werkzeugdaten und den in der Formdatenspeichereinheit 24 gespeicherten Formdaten (Schritt S203). Schneidpunkte werden von der Schneidpunktberechnungseinheit 251 berechnet.
In Schritt S203 erhält die Schneidpunktberechnungseinheit 251 zunächst die Befehlspositionen von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a, liest die Werkzeugdaten aus der Werkzeugdatenspeichereinheit 22 und die Formdaten aus der Formdatenspeichereinheit 24 aus. Anschließend erstellt die Schneidpunktberechnungseinheit 251 basierend auf den Werkzeugdaten ein Werkzeugmodell, das die Form des Werkzeugs repräsentiert, und erstellt basierend auf den Formdaten ein Bearbeitungsformmodell, das die dem Werkstück entsprechende Bearbeitungsform repräsentiert. Das Bearbeitungsformmodell wird aus mehreren gekrümmten Bearbeitungsflächen gebildet. Anschließend erhält die Schneidpunktberechnungseinheit 251 einen Schneidpunkt, bei dem es sich um einen virtuellen Bearbeitungspunkt auf einer gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells handelt, wenn ein Werkzeugmodell in jede der Befehlspositionen gebracht wird. Eine Befehlsposition stellt die Position des Werkzeugs relativ zum Werkstück bei einer Bearbeitung des Werkstücks mit dem Werkzeug dar. Wenn das Werkzeugmodell in eine jeweilige Befehlspositionen gebracht wird, steht das Werkzeugmodell idealerweise in jeder der Befehlspositionen in Kontakt mit einer gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells. An einigen Befehlspositionen befindet sich das Werkzeugmodell jedoch aufgrund einer Abweichung oder dergleichen nicht mit einer gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells in Kontakt. Um einer solchen Situation zu begegnen, berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 die Schneidpunkte einem in den 9 bis 17 dargestellten Verfahren gemäß. Das Verfahren zur Berechnung von Schneidpunkten durch die Schneidpunktberechnungseinheit 251 wird unter Bezugnahme auf die 9 bis 17 beschrieben. Im Normalfall wird für jede Befehlsposition ein Schneidpunkt berechnet. Für eine Befehlsposition, die eine bestimmte Bedingung erfüllt, werden jedoch zwei oder mehr Schneidpunkte berechnet, solange die Befehlsposition die bestimmte Bedingung erfüllt.
Die Darstellungen der 9 bis 11 veranschaulichen jeweils ein Beispiel für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungsformmodells, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Kugelfräswerkzeugs wiedergeben. 9 veranschaulicht einen Zustand, bei dem das sich an der Befehlsposition befindende Werkzeugmodell zu der gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells beabstandet ist. Wenn das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche zueinander beabstandet sind, berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 als Schneidpunkt einen Punkt auf der gekrümmten Bearbeitungsfläche, der den kürzesten Abstand zwischen dem Werkzeugmodell und der gekrümmten Bearbeitungsfläche ergibt. 10 veranschaulicht einen Zustand, bei dem das sich an der Befehlsposition befindende Werkzeugmodell an der gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells anliegt. Wenn das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche miteinander in Kontakt stehen, berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 als Schneidpunkt einen Punkt, an dem das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche miteinander in Kontakt stehen. 11 veranschaulicht einen Zustand, bei dem das sich an der Befehlsposition befindende Werkzeugmodell die gekrümmte Bearbeitungsfläche durchdringt. Wenn das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche so interferieren, versetzt die Schneidpunktberechnungseinheit 251 das Werkzeugmodell nach innen, bis das Werkzeugmodell mit der gekrümmten Bearbeitungsfläche in Kontakt kommt, und berechnet als Schneidpunkt einen Punkt, an dem sich das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche in Kontakt befinden, wenn das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche in Kontakt gebracht wurden.
Die Darstellungen der 12 bis 14 veranschaulichen jeweils ein Beispiel für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungsformmodells, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Radiusfräswerkzeugs wiedergeben. 12 veranschaulicht einen Zustand, bei dem das sich an der Befehlsposition befindende Werkzeugmodell zu der gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells beabstandet ist. Wenn das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche zueinander beabstandet sind, berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 als Schneidpunkt einen Punkt auf der gekrümmten Bearbeitungsfläche, der den kürzesten Abstand zwischen dem Werkzeugmodell und der gekrümmten Bearbeitungsfläche ergibt. 13 veranschaulicht einen Zustand, bei dem das sich an der Befehlsposition befindende Werkzeugmodell an der gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells anliegt. Wenn das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche miteinander in Kontakt stehen, berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 als Schneidpunkt einen Punkt, an dem das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche miteinander in Kontakt stehen. 14 veranschaulicht einen Zustand, bei dem das sich an der Befehlsposition befindende Werkzeugmodell die gekrümmte Bearbeitungsfläche durchdringt. Wenn das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche so interferieren, versetzt die Schneidpunktberechnungseinheit 251 das Werkzeugmodell nach innen, bis das Werkzeugmodell mit der gekrümmten Bearbeitungsfläche in Kontakt kommt, und berechnet als Schneidpunkt einen Punkt, an dem das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche bei Erreichen eines Kontaktzustands zwischen ihnen in Kontakt stehen.
Die Darstellungen der 15 bis 17 veranschaulichen jeweils ein Beispiel für die Beziehung zwischen einer Befehlsposition, einem Werkzeugmodell und einer gekrümmten Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungsformmodells, wobei die Werkzeuginformationen die Form eines Schaftfräswerkzeugs wiedergeben. 15 veranschaulicht einen Zustand, bei dem das sich an der Befehlsposition befindende Werkzeugmodell zu der gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells beabstandet ist. Wenn das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche zueinander beabstandet sind, berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 als Schneidpunkt einen Punkt auf der gekrümmten Bearbeitungsfläche, der den kürzesten Abstand zwischen dem Werkzeugmodell und der gekrümmten Bearbeitungsfläche ergibt. 16 veranschaulicht einen Zustand, bei dem das sich an der Befehlsposition befindende Werkzeugmodell an der gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells anliegt. Wenn das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche miteinander in Kontakt stehen, berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 als Schneidpunkt einen Punkt, an dem das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche miteinander in Kontakt stehen. 17 veranschaulicht einen Zustand, bei dem das sich an der Befehlsposition befindende Werkzeugmodell die gekrümmte Bearbeitungsfläche durchdringt. Wenn das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche so interferieren, versetzt die Schneidpunktberechnungseinheit 251 das Werkzeugmodell nach innen, bis das Werkzeugmodell mit der gekrümmten Bearbeitungsfläche in Kontakt kommt, und berechnet als Schneidpunkt einen Punkt, an dem das Werkzeugmodell und die gekrümmte Bearbeitungsfläche bei Erreichen eines Kontaktzustands zwischen ihnen in Kontakt stehen.
Das Bearbeitungsprogramm kann nicht nur Verfahrbefehle für das Werkzeug, sondern auch einen Drehbefehl für eine Drehachse umfassen, und auch wenn durch den Drehbefehl oder dergleichen eine Werkzeugachsenrichtung angegeben wird, wird das Werkzeugmodell an der Befehlsposition in die angegebene Werkzeugachsenrichtung gekippt, worauf der entsprechende Schneidpunkt in ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben erhalten wird. Wenn sich das Werkzeugmodell bei einer Anordnung des Werkzeugmodells an einer Befehlsposition in der Nähe von mehreren gekrümmten Bearbeitungsflächen befindet, berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 einen Schneidpunkt für jede der gekrümmten Bearbeitungsflächen.
Wenn sich ein berechneter Schneidpunkt am Übergang zwischen den gekrümmten Bearbeitungsflächen befindet, bestimmt die Schneidpunktberechnungseinheit 251, dass sich der Schneidpunkt auf jeder der gekrümmten Bearbeitungsflächen befindet und berücksichtigt diese Bestimmung.
In der Praxis muss die Schneidpunktberechnungseinheit 251 nur dann einen Schneidpunkt berechnen, wenn der kürzeste Abstand zwischen dem sich an einer Befehlsposition befindenden Werkzeugmodell und jeder der gekrümmten Bearbeitungsflächen kleiner oder gleich einem vorgegebener Schwellwert ist.
Die Schneidpunktberechnungseinheit 251 speichert die wie vorstehend beschrieben erhaltenen Schneidpunkte in der Schneidpunktspeichereinheit 252 verknüpft mit den Befehlspositionen, an denen die Schneidpunkte berechnet wurden, sowie den gekrümmten Bearbeitungsflächen, an denen die Schneidpunkte vorliegen. Das heißt, dass die Schneidpunktspeichereinheit 252 jeden der von der Schneidpunktberechnungseinheit 251 berechneten Schneidpunkte zusammen mit Informationen speichert, die angeben, bei welcher Befehlsposition beim Anordnen des Werkzeugmodells der Schneidpunkt erhalten wurde, und mit Informationen, die angeben, auf welcher gekrümmten Bearbeitungsfläche sich der Schneidpunkt befindet. Im Folgenden bedeuten Attributinformationen gelegentlich Informationen, die anzeigen, an welcher Befehlsposition der Schneidpunkt beim Anordnen des Werkzeugmodells erhalten wurde, in Kombination mit Informationen, die angeben, auf welcher gekrümmten Bearbeitungsfläche sich der Schneidpunkt befindet, die zusammen mit den Schneidpunkten gespeichert werden sollen.
Anschließend berechnet die numerische Steuervorrichtung 10a Kurvenbahnabschnitte basierend auf den Schneidpunkten und den Attributinformationen, die in der Schneidpunktspeichereinheit 252 gespeichert sind, und den in der Formdatenspeichereinheit 24 gespeicherten Formdaten (Schritt S204). Kurvenbahnabschnitte werden von der Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 berechnet.
In Schritt S204 liest die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 zunächst die Schneidpunkte und Attributinformationen aus der Schneidpunktspeichereinheit 252 aus, liest die Formdaten aus der Formdatenspeichereinheit 24 aus und erzeugt auf Basis der Formdaten ein Bearbeitungsformmodell. Anschließend gruppiert die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 die Befehlspositionen auf einer Kurvenbahn sequentiell ab einer Anfangsbefehlsposition, um einen Kurvenbahnabschnitt zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt überprüft die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 den der jeweiligen Befehlsposition entsprechenden Schneidpunkt. Wenn ein Schneidpunkt eine bestimmte Bedingung erfüllt, legt die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 die entsprechende Befehlsposition als Ende des Kurvenbahnabschnitts fest. Ob ein Schneidpunkt eine bestimmte Bedingung erfüllt, wird aus den Attributinformationen ermittelt. Wenn beispielsweise einer der unten genannten Punkte (1) bis (4) erfüllt ist, bestimmt die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253, dass der Schneidpunkt eine bestimmte Bedingung erfüllt, und legt die entsprechende Befehlsposition als Ende des Kurvenbahnabschnitts fest.

(1) Wenn sich der einer Befehlsposition entsprechende Schneidpunkt am Übergang zwischen gekrümmten Bearbeitungsflächen befindet, d. h. wenn die Attributinformationen des Schneidpunkts angeben, dass sich der Schneidpunkt am Übergang zwischen zwei oder mehr gekrümmten Bearbeitungsflächen befindet, oder wenn sich der einer Befehlsposition entsprechende Schneidpunkt auf zwei oder mehr gekrümmten Bearbeitungsflächen befindet, erfüllt der Schneidpunkt eine bestimmte Bedingung.
(2) Wenn die gekrümmte Bearbeitungsfläche, die mit dem Werkzeug in Kontakt steht, an einer Befehlsposition wechselt, d. h. wenn die gekrümmte Bearbeitungsfläche, an der ein einer bestimmten Befehlsposition entsprechender Schneidpunkt vorhanden ist, eine andere ist als die gekrümmte Bearbeitungsfläche, bei der ein der unmittelbar folgenden Befehlsposition entsprechender Schneidpunkt vorhanden ist, erfüllt der Schneidpunkt eine bestimmte Bedingung.
(3) Befindet sich der einer Befehlsposition entsprechende Schneidpunkt an einer Krümmungsunstetigkeitsposition, d. h. wenn festgestellt wird, dass die bewertete Kontinuität der gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells am Schneidpunkt keiner stetigen Krümmung entspricht, erfüllt der Schneidpunkt eine bestimmte Bedingung.
(4) Befindet sich der einer Befehlsposition entsprechende Schneidpunkt an einer tangentialen Unstetigkeitsposition, d. h. wenn festgestellt wird, dass die bewertete Kontinuität der gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells am Schneidpunkt keiner tangentialen Stetigkeit entspricht, erfüllt der Schneidpunkt eine bestimmte Bedingung.

Die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 kann bestimmen, ob eine Befehlsposition unter Verwendung einer der Bedingungen (1) bis (4) oder einer von diesen verschiedenen Bedingung als Ende des Kurvenbahnabschnitts festgelegt werden soll.
Sobald ein Kurvenbahnabschnitt erhalten wurde, legt die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 als Anfang des nächsten Kurvenbahnabschnitts die Befehlsposition fest, die als Ende des erhaltenen Kurvenbahnabschnitts verwendet wurde. Anschließend überprüft die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 nacheinander die Befehlspositionen und auch die den Befehlspositionen entsprechenden Schneidpunkte und berechnet einen neuen Kurvenbahnabschnitt. Die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 führt die gleiche Prozedur zur Berechnung von Kurvenbahnabschnitten durch, bis die Überprüfung aller den jeweiligen Befehlspositionen entsprechenden Schneidpunkte abgeschlossen ist. Die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 speichert die berechneten Kurvenbahnabschnitte in der Kurvenbahnabschnittspeichereinheit 254.
Anschließend berechnet die numerische Steuervorrichtung 10a tangentiale Richtungsvektoren basierend auf den Schneidpunkten und Attributinformationen, die in der Schneidpunktspeichereinheit 252 gespeichert sind, den in der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 gespeicherten Kurvenbahnabschnitten und den in der Formdatenspeichereinheit 24 gespeicherten Formdaten (Schritt S205). Die tangentialen Richtungsvektoren werden von der Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 berechnet.
Im Schritt S205 liest die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 zunächst die Schneidpunkte und Attributinformationen aus der Schneidpunktspeichereinheit 252, die Kurvenbahnabschnitte aus der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 und ferner die Formdaten aus der Formdatenspeichereinheit 24 aus. Anschließend erzeugt die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 ein Bearbeitungsformmodell basierend auf den Formdaten und berechnet für jeden der Kurvenbahnabschnitte den tangentialen Richtungsvektor der Kurvenbahn, die durch die jeweilige Befehlsposition verläuft.
Bei der Berechnung der tangentialen Richtungsvektoren von Kurvenbahnen extrahiert die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 zunächst einen Kurvenbahnabschnitt und extrahiert die im Kurvenbahnabschnitt enthaltenen Befehlspositionen und die den Befehlspositionen entsprechenden Schneidpunkte. Anschließend berechnet die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 Normalenvektoren an den Schneidpunkten auf der gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells. Als Verfahren zum Berechnen von Normalenvektoren gibt es für eine gekrümmte Bearbeitungsfläche, bei der es sich um eine durch Parameter wiedergegebene parametrische gekrümmte Fläche handelt, beispielsweise ein Verfahren zum Berechnen des Kreuzproduktes von Vektoren, die die Richtungen der Parameter an den Schneidpunkten auf der gekrümmten Bearbeitungsfläche angeben, um Normalenvektoren zu erhalten. Anschließend erhält die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 die tangentialen Richtungsvektoren der Kurvenbahn an der Befehlsposition, die dem jeweiligen Schneidpunkt entspricht, so dass die tangentialen Richtungsvektoren senkrecht zu den entsprechenden berechneten Normalenvektoren sind. Die erhaltenen tangentialen Richtungsvektoren sind parallel zur gekrümmten Bearbeitungsfläche an den entsprechenden Schneidpunkten auf der gekrümmten Bearbeitungsfläche des Bearbeitungsformmodells.
Wenn zwei oder mehr Schneidpunkte, die einer Befehlsposition entsprechen, vorhanden sind, wählt die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 einen Schneidpunkt auf einer gekrümmten Bearbeitungsfläche aus, die identisch mit einer gekrümmten Bearbeitungsfläche ist, die einen Schneidpunkt aufweist, der einer der Befehlsposition unmittelbar vorhergehenden Befehlsposition entspricht. Alternativ wählt die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 einen Schneidpunkt auf einer gekrümmten Bearbeitungsfläche aus, die identisch zu einer gekrümmten Bearbeitungsfläche ist, die einen Schneidpunkt aufweist, der einer der Befehlsposition unmittelbar nachfolgenden Befehlsposition entspricht. Anschließend berechnet die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 einen tangentialen Richtungsvektor unter Verwendung des Normalenvektors an dem gewählten Schneidpunkt. Mit anderen Worten berechnet die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 tangentiale Richtungsvektoren unter Verwendung der Normalenvektoren an den Schneidpunkten auf der gekrümmten Bearbeitungsfläche, die zu dem extrahierten Kurvenbahnabschnitt gehören.
Als Verfahren zum Berechnen von tangentialen Richtungsvektoren gibt es beispielsweise ein Verfahren, um eine durch die Befehlspositionen verlaufende Kurvenbahn vorab als vorläufige Kurvenbahn zu erzeugen, und um einen vorläufigen tangentialen Richtungsvektor, bei dem es sich um einen tangentialen Richtungsvektor an den Befehlspositionen auf der vorläufigen Kurvenbahn handelt, so zu korrigieren, dass der vorläufige tangentiale Richtungsvektor senkrecht zum Normalenvektor ist, um so einen endgültigen tangentialen Richtungsvektor zu erhalten. Darüber hinaus gibt es ein weiteres Verfahren, bei dem Befehlspositionen vor und nach der Zielposition verwendet werden, an der ein tangentialer Richtungsvektor erhalten werden soll, um vorab einen vorläufigen tangentialen Richtungsvektor zu erhalten, der von der unmittelbar vorhergehenden Befehlsposition zur unmittelbar nachfolgenden Befehlsposition gerichtet ist, und um den vorläufigen tangentialen Richtungsvektor so zu korrigieren, dass der vorläufige tangentiale Richtungsvektor senkrecht zum Normalenvektor ist, um so einen endgültigen tangentialen Richtungsvektor zu erhalten.
Nach Abschluss der Berechnung des tangentialen Richtungsvektors an jeder in einem Kurvenbahnabschnitt enthaltenen Befehlsposition extrahiert die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 den nächsten Kurvenbahnabschnitt und führt den gleichen Prozess aus, um den tangentialen Richtungsvektor an jeder Befehlsposition zu berechnen. Die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 wiederholt den gleichen Prozess, um den tangentialen Richtungsvektor an jeder Befehlsposition für alle in der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 gespeicherten Kurvenbahnabschnitte zu berechnen. Die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 speichert in der Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256 jeden der berechneten tangentialen Richtungsvektoren zusammen mit Informationen über die jeweiligen Befehlspositionen.
Als Nächstes erzeugt die numerische Steuervorrichtung 10a Kurvenbahnen basierend auf den durch die Analyse des Bearbeitungsprogramms erhaltenen Befehlspositionen, den in der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 gespeicherten Kurvenbahnabschnitten und den in der Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256 gespeicherten Tangentialrichtungsvektoren (Schritt S206). Kurvenbahnen werden von der Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a erzeugt.
In Schritt S206 empfängt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a zunächst die Befehlspositionen von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a, liest die Kurvenbahnabschnitte aus der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 aus und liest die tangentialen Richtungsvektoren aus der Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256 aus.
Anschließend bestimmt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a basierend auf den Kurvenbahnabschnitten eine Befehlsposition, für die Kurvenabbruchinformationen angezeigt sein sollten. Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a bestimmt eine am Ende jedes Kurvenbahnabschnitts befindliche Befehlsposition als Befehlsposition, für die Kurvenabbruchinformationen angegeben sein sollten.
Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a bestimmt dann an jeder der Befehlspositionen basierend auf den tangentialen Richtungsvektoren einen Starttangentialrichtungsvektor und einen Endtangentialrichtungsvektor. Der Starttangentialrichtungsvektor und der Endtangentialrichtungsvektor entsprechen dem Starttangentialrichtungsvektor und dem Endtangentialrichtungsvektor, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden. Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a bestimmt einen tangentialen Richtungsvektor, der zu einer Anfangsbefehlsposition eines Kurvenbahnabschnitts gehört, als Starttangentialrichtungsvektor an der Befehlsposition, und bestimmt einen tangentialen Richtungsvektor, der zu einer anderen Befehlsposition als der Anfangsbefehlsposition des Kurvenbahnabschnitts gehört, als Endtangentialrichtungsvektor an der Befehlsposition.
Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a erzeugt anschließend Kurvenbahnen entsprechend den Befehlspositionen, den Kurvenabbruchinformationen, den Starttangentialrichtungsvektoren und den Endtangentialrichtungsvektoren. Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a erzeugt Kurvenbahnen nach dem gleichen Verfahren zum Erzeugen von Kurvenbahnen wie die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14 der ersten Ausführungsform.
Anschließend interpoliert die numerische Steuervorrichtung 10a die Kurvenbahnen (Schritt S207). Da der Prozess von Schritt S207 dem bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Prozess von Schritt S104 ähnlich ist, entfällt dessen Beschreibung.
Eine Werkzeugbahn wird von der numerische Steuervorrichtung 10a gemäß der zweiten Ausführungsform nach dem oben beschriebenen Verfahren erzeugt.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 18 bis 27 ein konkretes Funktionsbeispiel der numerischen Steuervorrichtung 10a beschrieben, d. h. ein konkretes Beispiel für die Ausführung der in 8 dargestellten Schritte S201 bis S207 zum Erzeugen einer Werkzeugbahn. Die 18 und 19 zeigen Darstellungen zur Veranschaulichung eines konkreten Beispiels für ein Bearbeitungsprogramm und Befehlspositionen, die in die numerische Steuervorrichtung 10a eingegeben werden. Die 20 und 21 zeigen Darstellungen zur Veranschaulichung eines konkreten Beispiels für ein Bearbeitungsformmodell. 22 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines konkreten Beispiels für ein Werkzeugmodell. 23 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Berechnung von Schneidpunkten. 24 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung von Kurvenbahnabschnitten. 25 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Berechnung von tangentialen Richtungsvektoren. 26 zeigt eine Darstellung, die konkrete Beispiele für tangentiale Richtungsvektoren veranschaulicht. 27 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung konkreter Beispiele für einen Starttangentialrichtungsvektor und einen Endtangentialrichtungsvektor.
In dem in 8 dargestellten Schritt S201 bezieht die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11 der numerischen Steuervorrichtung 10a ein in 18 dargestelltes Bearbeitungsprogramm 300 und speichert das Bearbeitungsprogramm 300 in der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12. Bei dem in 18 dargestellten Bearbeitungsprogramm 300 werden die Koordinaten einer Befehlsposition zweidimensional dargestellt, d. h. nur durch die Koordinatenadressen „X“ und „Z“. Bei einem Bearbeitungsprogramm, das tatsächlich in die numerische Steuervorrichtung einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine eingegeben wird, werden die Koordinaten einer Befehlsposition jedoch durch die dreidimensionalen Koordinatenadressen „X“, „Y“ und „Z“ und nachfolgende numerische Werte dargestellt.
In Schritt S201, der in 8 dargestellt ist, bezieht die Werkzeugdateneingabeeinheit 21 der numerischen Steuervorrichtung 10a Werkzeugdaten zum Erzeugen eines in 22 dargestellten Werkzeugmodells T10 und speichert die Werkzeugdaten in der Werkzeugdatenspeichereinheit 22.
In dem in 8 dargestellten Schritt S201 bezieht die Formdateneingabeeinheit 23 der numerischen Steuervorrichtung 10a Formdaten zum Erzeugen eines in 20 dargestellten Bearbeitungsformmodells M1, und die Formdatenspeichereinheit 24 speichert die Formdaten. Das Bearbeitungsformmodell M1 wird von einem CAD/CAM-System erzeugt. Die in die numerische Steuervorrichtung 10a eingegebenen Formdaten entsprechen CAD-Daten in einem vorgegebenen Format. Das Bearbeitungsformmodell M1 weist gekrümmte Bearbeitungsflächen S0 bis S3 auf. Wie in der Querschnittsansicht des Bearbeitungsformmodells M1 von 21 dargestellt ist, sind die gekrümmten Bearbeitungsflächen S0 und S1 an einer Übergangsposition e0, die gekrümmten Bearbeitungsflächen S1 und S2 an einer Übergangsposition e1 und die gekrümmten Bearbeitungsflächen S2 und S3 an einer Übergangsposition e2 miteinander verbunden. An den Übergangspositionen e0 und e2 sind die gekrümmten Bearbeitungsflächen tangential stetig miteinander verbunden. An der Übergangsposition e1 sind die gekrümmten Bearbeitungsflächen ortskontinuierlich verbunden.
In Schritt S202, der in 8 dargestellt ist, analysiert die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a der numerischen Steuervorrichtung 10a das Bearbeitungsprogramm 300, um die in 19 dargestellten Befehlspositionen CL11 bis CL25 zu erhalten, die durch die Verfahrbefehle der Blöcke angegeben sind. Die Befehlsposition CL11 bedeutet hierbei eine Befehlsposition, die durch den Verfahrbefehl für den Block mit der Sequenznummer N11 angegeben wird. Die gleiche Nummerierung gilt für CL12 bis CL25. Die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a überträgt die erhaltenen Befehlspositionen an die Schneidpunktberechnungseinheit 251 und die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a.
In Schritt S203, der in 8 dargestellt ist, erzeugt die Schneidpunktberechnungseinheit 251 der numerischen Steuervorrichtung 10a zunächst das Werkzeugmodell T10 basierend auf den Werkzeugdaten und erzeugt dann das Bearbeitungsformmodell M1 basierend auf den Formdaten. Anschließend berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251, wenn das Werkzeugmodell T10 bei jeder der Befehlspositionen CL11 bis CL25 angeordnet wird, einen Schneidpunkt an dem Bearbeitungsformmodell M1.
23(a) zeigt eine Querschnittsansicht des Werkzeugmodells T10 und des Bearbeitungsformmodells M1, wobei das Werkzeugmodell T10 an der Befehlsposition CL11 angeordnet ist. In 23(a) sind auch die Befehlspositionen CL12 bis CL25 dargestellt.
23(b) zeigt, wie die Schneidpunktberechnungseinheit 251 für jede der Befehlspositionen CL11 bis CL25 einen oder zwei Schneidpunkte berechnet. Zunächst berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 CP1 10, wobei es sich um einen Punkt auf der gekrümmten Bearbeitungsfläche S0 handelt, als Schneidpunkt, wenn sich das Werkzeugmodell T10 an der Befehlsposition CL11 befindet. Anschließend berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 einen Schneidpunkt CP120, der ein Punkt an der Übergangsposition e0 zwischen den gekrümmten Bearbeitungsflächen S0 und S1 ist, als Schneidpunkt, wenn sich das Werkzeugmodell T10 an der Befehlsposition CL12 befindet. Zu diesem Zeitpunkt fügt die Schneidpunktberechnungseinheit 251 dem Schneidpunkt CP120 Attributinformationen hinzu, dass sich der Schneidpunkt CP120 an der Übergangsposition zwischen den gekrümmten Bearbeitungsflächen befindet. Anschließend berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 einen Schneidpunkt CP130, der ein Punkt auf der gekrümmten Bearbeitungsfläche S1 ist, als Schneidpunkt, wenn sich das Werkzeugmodell T10 an die Befehlsposition CL13 befindet. Anschließend berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 die Schneidpunkte CP140 bis CP210 für die Befehlspositionen CL14 bis CL21 nach dem gleichen Verfahren. Wenn sich das Werkzeugmodell T10 an der Befehlsposition CL22 befindet, befindet sich das Werkzeugmodell T10 in der Nähe von zwei gekrümmten Bearbeitungsflächen, nämlich der gekrümmten Bearbeitungsfläche S1 und der gekrümmten Bearbeitungsfläche S2. Daher berechnet die Schneidpunktberechnungseinheit 251 als die der Befehlsposition CL22 zugeordneten Schneidpunkte einen Schneidpunkt CP220, der ein Punkt auf der gekrümmten Bearbeitungsfläche S1 ist, und einen Schneidpunkt CP221, der ein Punkt auf der gekrümmten Bearbeitungsfläche S2 ist. Die Schneidpunktberechnungseinheit 251 berechnet auch einen Schneidpunkt CP230 als den der Befehlsposition CL23 zugeordneten Schneidpunkt, einen Schneidpunkt CP240 als den der Befehlsposition CL24 zugeordneten Schneidpunkt und einen Schneidpunkt CP250 als den der Befehlsposition CL25 zugeordneten Schneidpunkt. Die Schneidpunktberechnungseinheit 251 überträgt die berechneten Schneidpunkte und deren Attributinformationen an die Schneidpunktspeichereinheit 252, wobei die Schneidpunktspeichereinheit 252 diese speichert.
In Schritt S204, der in 8 dargestellt ist, berechnet die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 der numerischen Steuervorrichtung 10a den Befehlspositionen CL11 bis CL25 entsprechende Kurvenbahnabschnitte basierend auf den Schneidpunkten und Attributinformationen, die in der Schneidpunktspeichereinheit 252 gespeichert sind.
24 zeigt eine Darstellung, die die Beziehung zwischen den von der Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 berechneten Kurvenbahnabschnitten und den Befehlspositionen CL11 bis CL25 veranschaulicht. Wenn ein Schneidpunkt oder eine Befehlsposition eine der folgenden Bedingungen erfüllt, bestimmt die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253, dass die Befehlsposition, die dem Schneidpunkt entspricht, der die Bedingung erfüllt, oder die Befehlsposition, die die Bedingung erfüllt, zu dem Ende des Kurvenbahnabschnitts gehört, und berechnet entsprechend eine Kurvenbahn.
(Bedingung 1) Die Attributinformationen eines Schneidpunktes geben an, dass sich der Schneidpunkt an der Übergangsposition zwischen gekrümmten Bearbeitungsflächen befindet.
(Bedingung 2) Für eine Befehlsposition sind zwei oder mehr Schneidpunkte vorhanden, d. h. eine Befehlsposition hat Schneidpunkte auf zwei oder mehreren gekrümmten Bearbeitungsflächen.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf einen Vorgang, bei dem die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 die in 24 dargestellten Kurvenbahnabschnitte CR0 bis CR3 unter Verwendung der oben angegebenen (Bedingung 1) und (Bedingung 2) berechnet.
Zunächst legt die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 die Befehlsposition CL11 als Anfang des ersten Kurvenbahnabschnitts fest und überprüft dann die nachfolgende Befehlsposition CL12. Die Überprüfung der Befehlsposition CL12 durch die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 stellt hierbei die Überprüfung eines Schneidpunkts dar, der der Befehlsposition CL12 und den Attributinformationen des Schneidpunkts entspricht. Auch die anderen Befehlspositionen werden in gleicher Weise überprüft. Der der Befehlsposition CL12 entsprechende Schneidpunkt ist der Schneidpunkt CP120, und CP120 befindet sich an der Übergangsposition e0. Daher bestimmt die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253, dass die obige (Bedingung 1) erfüllt ist. Dementsprechend bestimmt die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253, dass die Befehlsposition CL12 dem Ende des Kurvenbahnabschnitts entspricht. Dadurch erhält man den Kurvenbahnabschnitt CR0, der durch die Befehlspositionen CL11 und CL12 gebildet wird. Anschließend legt die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 die Befehlsposition CL12, die das Ende des Kurvenbahnabschnitts CR0 bildet, als Anfang des nächsten Kurvenbahnabschnitts fest, und überprüft die nachfolgende Befehlsposition CL13. Da die Befehlsposition CL13 die obige (Bedingung 2) nicht erfüllt und der der Befehlsposition CL13 entsprechende Schneidpunkt CP130 die obige (Bedingung 1) nicht erfüllt, bestimmt die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253, dass die Befehlsposition CL13 nicht dem Ende des Kurvenbahnabschnitts entspricht. Die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 überprüft die Befehlspositionen CL14 bis CL21 nach dem gleichen Verfahren und stellt fest, dass keine dieser Befehlspositionen dem Ende des Kurvenbahnabschnitts entspricht. Anschließend überprüft die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 die Befehlsposition CL22. Die Befehlsposition CL22 hat zwei oder mehr Schneidpunkte, da die der Befehlsposition CL22 zugeordneten Schneidpunkte die Schneidpunkte CP220 und CP221 umfassen. Daher erfüllt die Befehlsposition CL22 die oben genannte (Bedingung 2). Somit bestimmt die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253, dass die Befehlsposition CL22 dem Ende des Kurvenbahnabschnitts entspricht. Dadurch erhält man den Kurvenbahnabschnitt CR1, der durch die Befehlspositionen CP13 bis CP22 gebildet wird. Die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 überprüft die restlichen Befehlspositionen CL23 bis CL25 unter Verwendung der gleichen Prozedur zur Berechnung der Kurvenbahnabschnitte CR2 und CR3. Die Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit 253 überträgt die berechneten Kurvenbahnabschnitte CR0 bis CR3 an die Kurvenbahnabschnittspeichereinheit 254, wobei die Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 diese speichert.
In Schritt S205, der in 8 dargestellt ist, berechnet die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 der numerischen Steuervorrichtung 10a tangentiale Richtungsvektoren für die Befehlspositionen CL11 bis CL25 basierend auf den in der Schneidpunktspeichereinheit 252 gespeicherten Schneidpunkten und Attributinformationen, den in der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 gespeicherten Kurvenbahnabschnitten und den in der Formdatenspeichereinheit 24 gespeicherten Formdaten.
Bei der Berechnung von tangentialen Richtungsvektoren erzeugt die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 zunächst das Bearbeitungsformmodell M1 aus den Formdaten und berechnet dann die in 25(a) dargestellten Normalenvektoren, insbesondere die Normalenvektoren NV120 bis NV221 an den Schneidpunkten CP120 bis CP221, die den Befehlspositionen CL12 bis CL22 (siehe 23) entsprechen, die in dem in 24 dargestellten Kurvenbahnabschnitt CR1 enthalten sind. Die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 berechnet an jedem Schneidpunkt einen Normalenvektor, indem sie die gekrümmte Bearbeitungsfläche an den Schneidpunkten CP120 bis CP221 auswertet.
Als Nächstes erzeugt die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 eine vorläufige Kurvenbahn, die durch die Befehlspositionen CL12 bis CL22 verläuft, konkret eine in 25(b) dargestellte vorläufige Kurvenbahn PCV1. Zu diesem Zeitpunkt erhält die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 als vorläufige tangentiale Richtungsvektoren PV121 bis PV220 die tangentialen Richtungsvektoren der durch die Befehlspositionen verlaufenden vorläufigen Kurvenbahn PCV1.
Als Nächstes erhält die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 die in 25(c) dargestellten endgültigen tangentialen Richtungsvektoren TV121 bis TV220 durch Korrektur der erhaltenen vorläufigen tangentialen Richtungsvektoren PV121 bis PV220. 25(c) veranschaulicht ein Beispiel, bei dem die vorläufigen tangentialen Richtungsvektoren PV121 bis PV220 an den Befehlspositionen CL12 bis CL22 so korrigiert werden, dass sie an den den Befehlspositionen entsprechenden Schneidpunkten senkrecht zu den Normalenvektoren NV120 bis NV221 sind.
Bei der Korrektur der vorläufigen tangentialen Richtungsvektoren PV121 bis PV220 korrigiert die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 zunächst den vorläufigen tangentialen Richtungsvektor PV121 der durch die Befehlsposition CL12 verlaufenden vorläufigen Kurvenbahn PCV1 so, dass der vorläufige tangentiale Richtungsvektor PV121 senkrecht zum Normalenvektor NV120 an dem der Befehlsposition CL12 entsprechenden Schneidpunkt CP120 ist, um so den endgültigen tangentialen Richtungsvektor TV121 zu erhalten. Für die nachfolgenden Befehlspositionen CL13 bis CL21 erhält die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 ebenfalls die Tangentialrichtungsvektoren TV130 bis TV210. In der Befehlsposition CL22 sind zwei Punkte vorhanden, nämlich die Schneidpunkte CP220 und CP221, die der Befehlsposition CL22 zugeordnet sind. Daher wählt die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 den Schneidpunkt aus, der für die Berechnung verwendet werden soll. Hierbei befindet sich der Schneidpunkt CP210, der zu der Befehlsposition CL21 gehört, die unmittelbar vor der Befehlsposition CL22 angeordnet ist, auf der gekrümmte Bearbeitungsfläche S1.
Daher wählt die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 den Schneidpunkt CP220 auf der gleichen Bearbeitungsfläche S1 aus. Anschließend korrigiert die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 den vorläufigen tangentialen Richtungsvektor PV220 so, dass der vorläufige tangentiale Richtungsvektor PV220 an dem ausgewählten Schneidpunkt CP220 senkrecht zum Normalenvektor NV220 ist, um so den endgültigen tangentialen Richtungsvektor TV220 zu erhalten.
Die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 berechnet die tangentialen Richtungsvektoren TV121 bis TV220 an den Befehlspositionen CL12 bis CL22, die in dem Kurvenbahnabschnitt CR1 enthalten sind, nach dem obigen Verfahren. Die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 berechnet auch tangentiale Richtungsvektoren an den Befehlspositionen für die anderen Kurvenbahnabschnitte CR0, CR2 und CR3 nach dem gleichen Verfahren. 26 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung von Normalenvektoren und tangentialen Richtungsvektoren an den jeweiligen Kurvenbahnabschnitten CR0, CR2 und CR3. 26(a) veranschaulicht die Normalenvektoren NV110 bis NV120 an den Schneidpunkten für die Befehlspositionen CL11 bis CL12 und die tangentialen Richtungsvektoren TV110 bis TV120, die unter Verwendung der Normalenvektoren NV110 bis NV120 berechnet wurden. 26(b) zeigt die Normalenvektoren NV221 bis NV240 an den Schneidpunkten für die Befehlspositionen CL22 bis CL24 und die tangentialen Richtungsvektoren TV221 bis TV240, die unter Verwendung der Normalenvektoren NV221 bis NV240 berechnet wurden. 26(c) veranschaulicht die Normalenvektoren NV240 bis NV250 an den Schneidpunkten für die Befehlspositionen CL24 bis CL25 und die tangentialen Richtungsvektoren TV240 bis TV250, die unter Verwendung der Normalenvektoren NV240 bis NV250 berechnet wurden.
Die Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit 255 überträgt die berechneten tangentialen Richtungsvektoren TV110 bis TV250 für die Befehlspositionen an die Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256, wobei die Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256 diese speichert.
In Schritt S206, der in 8 dargestellt ist, erzeugt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a der numerischen Steuervorrichtung 10a Kurvenbahnen basierend auf den von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a ausgegebenen Befehlspositionen, den in der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 gespeicherten Kurvenbahnabschnitten und den in der Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256 gespeicherten Tangentialrichtungsvektoren.
Bei der Erzeugung von Kurvenbahnen bestimmt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a zunächst die Befehlspositionen, für die Kurvenabbruchinformationen angegeben sein sollten, basierend auf den aus der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 ausgelesenen Kurvenbahnabschnitten CR0 bis CR3. Konkret legt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a die Befehlspositionen CL12, CL22, CL24 und CL25, die die Enden ihrer jeweiligen Kurvenbahnabschnitte sind, als Befehlspositionen fest, für die die Kurvenabbruchinformationen angegeben werden sollen.
Als Nächstes erhält die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a Starttangentialrichtungsvektoren und Endtangentialrichtungsvektoren an den Befehlspositionen, die in jedem der aus den aus der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 ausgelesenen Kurvenbahnabschnitten enthalten sind. Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a erhält zunächst einen Starttangentialrichtungsvektor und einen Endtangentialrichtungsvektor an den Befehlspositionen CL11 und CL12 des Kurvenbahnabschnitts CR0. Da die Befehlsposition CL11 der Anfang des Kurvenbahnabschnitts CR0 ist, legt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a den tangentialen Richtungsvektor TV110 als Starttangentialrichtungsvektor SV12 für die Befehlsposition CL11 fest. Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a legt auch den tangentialen Richtungsvektor TV120 an der Befehlsposition CL12 als Endtangentialrichtungsvektor EV12 für die Befehlsposition CL12 fest. Anschließend erhält die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a Starttangentialrichtungsvektoren und Endtangentialrichtungsvektoren an den Befehlspositionen CL12 bis CL22 des Kurvenbahnabschnitts CR1. Da die Befehlsposition CL12 der Anfang des Kurvenbahnabschnitts CR1 ist, legt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a den tangentialen Richtungsvektor TV121 als Starttangentialrichtungsvektor SV13 an der Befehlsposition CL12 fest und legt den tangentialen Richtungsvektor TV130 an der Befehlsposition CL13 als Endtangentialrichtungsvektor EV13 an der Befehlsposition CL13 fest. Anschließend erhält die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a ebenfalls Starttangentialrichtungsvektoren und Endtangentialrichtungsvektoren an den Befehlspositionen CL14 bis CL22. Auch für die Kurvenbahnabschnitte CR2 und CR3 erhält die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a an jeder der Befehlspositionen einen Starttangentialrichtungsvektor und einen Endtangentialrichtungsvektor. 27(a) veranschaulicht die Starttangentialrichtungsvektoren und die Endtangentialrichtungsvektoren, die von der Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a nach dem obigen Verfahren erhalten wurden.
In 27 ist eine Befehlsposition, der sowohl ein Endtangentialrichtungsvektor als auch ein Starttangentialrichtungsvektor zugeordnet ist, eine Befehlsposition, für die Kurvenabbruchinformationen angegeben sein sollten. Denn eine Befehlsposition, für die Kurvenabbruchinformationen angegeben sein sollten, entspricht dem Ende eines bestimmten Kurvenbahnabschnitts und auch dem Anfang des nächsten Kurvenbahnabschnitts. Da die Befehlsposition CL12 (siehe 23(a)) das Ende des Kurvenbahnabschnitts CR0 und gleichzeitig der Anfang des Kurvenbahnabschnitts CR1 ist, ist, wie in 24 dargestellt ist, beispielsweise der Befehlsposition CL12 sowohl der Endtangentialrichtungsvektor EV12 als auch der Starttangentialrichtungsvektor SV13 zugeordnet. Kurvenabbruchinformationen, ein Endtangentialrichtungsvektor und ein Starttangentialrichtungsvektor sind Formeigenschaftsinformationen gemäß der zweiten Ausführungsform.
Als Nächstes erzeugt die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a Kurvenbahnen basierend auf den von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a ausgegebenen Befehlspositionen CL11 bis CL25, den Befehlspositionen CL12, CL22, CL24 und CL25, die als Befehlspositionen erhalten werden, für die Kurvenabbruchinformationen angegeben sein sollten, und den Starttangentialrichtungsvektoren SV12, SV13, SV23 und SV25 sowie den Endtangentialrichtungsvektoren EV12 bis EV25, die für die Kurvenbahnabschnitte CR0 bis CR3 erhalten wurden. Die Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a erzeugt Kurvenbahnen #7 bis #10, die in 27(b) dargestellt sind.
In Schritt S207, der in 8 dargestellt ist, erzeugt die Kurvenbahninterpolationseinheit 15 der numerischen Steuervorrichtung 10a Interpolationspunkte, die durch Berechnen und Interpolieren der Werkzeugbewegung pro Interpolationszyklus entsprechend jeder der von der Kurvenbahnerzeugungseinheit 14a erzeugten Kurvenbahnen #7 bis #10 erhalten werden, und überträgt die Interpolationspunkte an die Motorantriebseinheit 16.
Wie vorstehend beschrieben ist die numerische Steuervorrichtung 10a gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet, Formeigenschaftsinformationen, die einer jeweiligen Befehlsposition entsprechen, basierend auf den Befehlspositionen, die durch die in einem Bearbeitungsprogramm enthaltenen Verfahrbefehle angegeben werden, Werkzeugdaten, einschließlich Informationen, die den Typ, die Form und dergleichen eines für die Bearbeitung zu verwendenden Werkzeugs angeben, und Formdaten zu berechnen, die das Bearbeitungsformmodell für ein Werkstück definieren, und um Kurvenbahnen zu erzeugen, die eine Werkzeugbahn basierend auf den Befehlspositionen und den berechneten Formeigenschaftsinformationen bilden. Die Formeigenschaftsinformationen sind die oben beschriebenen Kurvenabbbruchinformationen, der Starttangentialrichtungsvektor und der Endtangentialrichtungsvektor.
Die numerische Steuervorrichtung 10a gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine interpolierte Kurve basierend auf den Formeigenschaftsinformationen erzeugen, auch wenn ein Bearbeitungsprogramm die Formeigenschaftsinformationen nicht enthält, und kann den Grad der Übereinstimmung zwischen der wiederhergestellten Kurvenbahn und der idealen wiederherzustellenden Kurvenbahn erhöhen und so die Bearbeitungsgenauigkeit und Bearbeitungsqualität des Bearbeitungsergebnisses in der gleichen Weise verbessern wie die numerische Steuervorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Arbeitsbelastung und der Aufwand, die die Bedienperson für die Erstellung des Bearbeitungsprogramms benötigt, können reduziert werden, wodurch die Arbeitseffizienz verbessern kann.
Dritte Ausführungsform
Bei der zweiten Ausführungsform berechnet die numerische Steuervorrichtung Formeigenschaftsinformationen basierend auf den in einem Bearbeitungsprogramm enthaltenen Verfahrbefehlen, Werkzeugdaten und Formdaten und erzeugt Kurvenbahnen unter Berücksichtigung der berechneten Formeigenschaftsinformationen. Andererseits wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine Programmkonvertierungsvorrichtung beschrieben, die ausgebildet ist, ein Bearbeitungsprogramm unter Berücksichtigung von Formeigenschaftsinformationen zu konvertieren und ein Bearbeitungsprogramm zu erzeugen, das es einer numerischen Steuervorrichtung, die keine Funktion zum Erzeugen von Kurvenbahnen unter Berücksichtigung von Formeigenschaftsinformationen aufweist, ermöglicht, Kurvenbahnen ähnlich denen der zweiten Ausführungsform zu erzeugen.
28 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Konfigurationsbeispiels für eine Programmkonvertierungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform. Die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 gemäß der dritten Ausführungsform umfasst die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11, die Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12, die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a, die Werkzeugdateneingabeeinheit 21, die Werkzeugdatenspeichereinheit 22, die Formdateneingabeeinheit 23, die Formdatenspeichereinheit 24, die Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit 25, eine Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31, eine Postkonversionsbearbeitungsprogrammspeichereinheit 32 und eine Postkonversionsbearbeitungsprogrammausgabeeinheit 33.
Von den einzelnen Komponenten der Programmkonvertierungsvorrichtung 30 entsprechen die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11, die Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12, die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a, die Werkzeugdateneingabeeinheit 21, die Werkzeugdatenspeichereinheit 22, die Formdateneingabeeinheit 23, die Formdatenspeichereinheit 24 und die Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit 25 jeweils der Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11, der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12, der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a, der Werkzeugdateneingabeeinheit 21, der Werkzeugdatenspeichereinheit 22, der Formdateneingabeeinheit 23, der Formdatenspeichereinheit 24 und der Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit 25 der numerischen Steuervorrichtung 10a gemäß der zweiten Ausführungsform. Daher entfällt die Beschreibung dieser Komponenten.
Die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 konvertiert ein Bearbeitungsprogramm basierend auf den von der Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit 25 berechneten Formeigenschaftsinformationen. Konkret konvertiert die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 das in der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12 gespeicherte Bearbeitungsprogramm basierend auf den von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a ausgegebenen Befehlspositionen, den in der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 gespeicherten Kurvenbahnabschnitten und den in der Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256 gespeicherten tangentialen Richtungsvektoren.
Die Postkonversionsbearbeitungsprogrammspeichereinheit 32 speichert ein Bearbeitungsprogramm nach der Konvertierung, bei dem es sich um ein Bearbeitungsprogramm handelt, das durch eine Konvertierung mit Hilfe der Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 erhalten wurde.
Die Postkonversionsbearbeitungsprogrammausgabeeinheit 33 liest das in der Postkonversionsbearbeitungsprogrammspeichereinheit 32 gespeicherte Postkonversionsbearbeitungsprogramm und gibt es nach außerhalb aus.
29 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Funktionsbeispiel für die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht. Das Flussdiagramm von 29 veranschaulicht die Prozedur, mit der die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 ein Bearbeitungsprogramm konvertiert und das Postkonversionsbearbeitungsprogramm nach außerhalb ausgibt.
Die Konvertierung eines Bearbeitungsprogramms und die Ausgabe des Postkonversionsbearbeitungsprogramms nach außerhalb durch die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 beginnt mit der Eingabe eines Bearbeitungsprogramms, von Werkzeugdaten und Formdaten in die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 (Schritt S301). Da der Schritt S301 dem Schritt S201 ähnlich ist, der von der bei der zweiten Ausführungsform beschriebenen numerischen Steuervorrichtung 10a ausgeführt wird, entfällt dessen Beschreibung.
Anschließend analysiert die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 das in Schritt S301 eingegebene Bearbeitungsprogramm (Schritt S302). Da der Schritt S302 dem Schritt S202 ähnlich ist, der von der bei der zweiten Ausführungsform beschriebenen numerischen Steuervorrichtung 10a ausgeführt wird, entfällt dessen Beschreibung.
Als Nächstes berechnet die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 Schneidpunkte basierend auf den in Schritt S302 erhaltenen Befehlspositionen, den in der Werkzeugdatenspeichereinheit 22 gespeicherten Werkzeugdaten und den in der Formdatenspeichereinheit 24 gespeicherten Formdaten (Schritt S303). Da der Schritt S303 dem Schritt S203 ähnlich ist, der von der bei der zweiten Ausführungsform beschriebenen numerischen Steuervorrichtung 10a ausgeführt wird, entfällt dessen Beschreibung.
Als Nächstes berechnet die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 Kurvenbahnabschnitte basierend auf den in der Schneidpunktspeichereinheit 252 gespeicherten Schneidpunkten und Attributinformationen sowie den in der Formdatenspeichereinheit 24 gespeicherten Formdaten (Schritt S304). Da der Schritt S304 dem Schritt S204 ähnlich ist, der von der bei der zweiten Ausführungsform beschriebenen numerischen Steuervorrichtung 10a ausgeführt wird, entfällt dessen Beschreibung.
Als Nächstes berechnet die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 tangentiale Richtungsvektoren basierend auf den in der Schneidpunktspeichereinheit 252 gespeicherten Schneidpunkten und Attributinformationen, den in der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 gespeicherten Kurvenbahnabschnitten und den in der Formdatenspeichereinheit 24 gespeicherten Formdaten (Schritt S305). Da der Schritt S305 dem Schritt S205 ähnlich ist, der von der bei der zweiten Ausführungsform beschriebenen numerischen Steuervorrichtung 10a ausgeführt wird, entfällt dessen Beschreibung.
Als Nächstes konvertiert die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 das in der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12 gespeicherte Bearbeitungsprogramm, um ein Postkonversionsbearbeitungsprogramm basierend auf den von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a ausgegebenen Befehlspositionen, den in der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 gespeicherten Kurvenbahnabschnitten und den in der Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256 gespeicherten tangentialen Richtungsvektoren zu erzeugen, und gibt das Postkonversionsbearbeitungsprogramm nach außerhalb aus (Schritt S306). In Schritt S306 erzeugt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 ein Postkonversionsbearbeitungsprogramm, und die Postkonversionsbearbeitungsprogrammausgabeeinheit 33 gibt das Postkonversionsbearbeitungsprogramm aus.
In Schritt S306 empfängt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 zunächst die Befehlspositionen von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a, liest die Kurvenbahnabschnitte aus der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 aus und liest die tangentialen Richtungsvektoren aus der Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256 aus.
Anschließend bestimmt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 basierend auf den Kurvenbahnabschnitten eine Befehlsposition, für die Kurvenabbruchinformationen angezeigt sein sollten. Die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 legt die Befehlsposition am Ende jedes Kurvenbahnabschnitts als Befehlsposition fest, für die Kurvenabbruchinformationen angezeigt werden sollen.
Als Nächstes bestimmt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 basierend auf den tangentialen Richtungsvektoren einen Starttangentialrichtungsvektor und einen Endtangentialrichtungsvektor für jede der Befehlspositionen. Der Starttangentialrichtungsvektor und der Endtangentialrichtungsvektor entsprechen dem Starttangentialrichtungsvektor bzw. Endtangentialrichtungsvektor, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurden. Die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 legt den tangentialen Richtungsvektor, der zu einer Anfangsbefehlsposition eines Kurvenbahnabschnitts gehört, als Starttangentialrichtungsvektor an der Befehlsposition fest, und legt den tangentialen Richtungsvektor, der einer anderen Befehlsposition als der Anfangsbefehlsposition des Kurvenbahnabschnitts gehört, als Endtangentialrichtungsvektor an der Befehlsposition fest.
Als Nächstes liest die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 das Bearbeitungsprogramm aus der Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12 aus und konvertiert das ausgelesene Bearbeitungsprogramm basierend auf den Befehlspositionen, für die Kurvenabbruchinformationen angegeben sind, dem Starttangentialrichtungsvektor und dem Endtangentialrichtungsvektor für jede der Befehlspositionen. Konkret erzeugt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 ein Postkonversionsbearbeitungsprogramm, indem sie die Kurvenabbruchinformationen zu einem Block der Blöcke des Bearbeitungsprogramms hinzufügt, der der Befehlsposition entspricht, für die die Kurvenabbruchinformationen angegeben sind, wobei sie dem Block, der der jeweiligen Befehlsposition entspricht, ferner den Starttangentialrichtungsvektor und/oder den Endtangentialrichtungsvektor hinzufügt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 dem Block, der einer bestimmten Befehlsposition entspricht, für die kein Starttangentialrichtungsvektor erforderlich ist, keinen Starttangentialrichtungsvektor hinzufügen kann, oder einen Endtangentialrichtungsvektor an der bestimmten Befehlsposition als Starttangentialrichtungsvektor hinzufügen kann.
Das von der Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 erzeugte Postkonversionsbearbeitungsprogramm wird in der Postkonversionsbearbeitungsprogrammspeichereinheit 32 gespeichert. Die Postkonversionsbearbeitungsprogrammausgabeeinheit 33 liest das Postkonversionsbearbeitungsprogramm aus der Postkonversionsbearbeitungsprogrammspeichereinheit 32 aus und gibt es nach außerhalb aus. Das Postkonversionsbearbeitungsprogramm kann im gleichen Format wie das Bearbeitungsprogramm, das in die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11 eingegeben wird, oder in einem anderen Format nach außerhalb ausgegeben werden. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Bearbeitungsprogramm in einem Format wie einem Textformat oder einem Binärformat in die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11 eingegeben wird.
Als Nächstes wird ein konkretes Beispiel für die Funktionsweise der Konvertierung eines eingegebenen Bearbeitungsprogramms und dessen Ausgabe als Postkonversionsbearbeitungsprogramm mit Hilfe der Programmkonvertierungsvorrichtung 30 beschrieben. Die folgende Beschreibung basiert auf den 12 bis 22 und den 27 bis 30. 30 zeigt eine Darstellung, die ein konkretes Beispiel für ein von der Programmkonvertierungsvorrichtung 30 konvertiertes Postkonversionsbearbeitungsprogramm veranschaulicht.
In Schritt S301, der in 29 dargestellt ist, bezieht die Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit 11 der Programmkonvertierungsvorrichtung 30 das in 18 dargestellte Bearbeitungsprogramm 300, und die Bearbeitungsprogrammspeichereinheit 12 speichert das Bearbeitungsprogramm 300.
In Schritt S301, der in 29 dargestellt ist, bezieht die Werkzeugdateneingabeeinheit 21 der Programmkonvertierungsvorrichtung 30 Werkzeugdaten zur Erzeugung des in 22 dargestellten Werkzeugmodells T10, und die Werkzeugdatenspeichereinheit 22 speichert die Werkzeugdaten.
In Schritt S301, der in 29 dargestellt ist, bezieht die Formdateneingabeeinheit 23 der Programmkonvertierungsvorrichtung 30 Formdaten zur Erzeugung des in 20 dargestellten Bearbeitungsformmodells M1, und die Formdatenspeichereinheit 24 speichert die Formdaten. Das Bearbeitungsformmodell M1 wird von einem CAD/CAM-System erzeugt. Die in die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 eingegebenen Formdaten sind CAD-Daten in einem vorgegebenen Format. Das Bearbeitungsformmodell M1 umfasst die gekrümmten Bearbeitungsflächen S0 bis S3. Wie in der Querschnittsansicht von 21 dargestellt ist, sind die gekrümmten Bearbeitungsflächen S0 und S1 an der Übergangsposition e0, die gekrümmten Bearbeitungsflächen S1 und S2 an der Übergangsposition e1 und die gekrümmten Bearbeitungsflächen S2 und S3 an der Übergangsposition e2 verbunden. An den Übergangspositionen e0 und e2 sind die gekrümmten Bearbeitungsflächen tangential stetig verbunden. An der Übergangsposition e1 sind die gekrümmten Bearbeitungsflächen ortskontinuierlich verbunden. Die Prozedur von Schritt S301 ist ähnlich der Prozedur von Schritt S201, der von der numerischen Steuervorrichtung 10a ausgeführt wird, die in der zweiten Ausführungsform beschrieben ist.
In den in 29 dargestellten Schritten S302 bis S305 führt die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 den Schritten S202 bis S205 ähnliche Prozeduren aus, die von der in der zweiten Ausführungsform beschriebenen numerischen Steuervorrichtung 10a ausgeführt werden.
In Schritt S306, der in 29 dargestellt ist, erhält die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 der Programmkonvertierungsvorrichtung 30 zunächst die Befehlspositionen CL11 bis CL25 von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 13a (siehe 23(a)), liest die Kurvenbahnabschnitte CR0 bis CR3 aus der Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit 254 aus (siehe 24) und liest die tangentialen Richtungsvektoren TV121 bis TV220 aus der Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit 256 aus (siehe 25 (c)).
Anschließend bestimmt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 basierend auf den Kurvenbahnabschnitten CR0 bis CR3 eine Befehlsposition, für die Kurvenabbruchinformationen angegeben sein sollten. Konkret legt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 die Befehlspositionen CL12, CL22, CL24 und CL25, bei denen es sich um die Enden der Kurvenbahnabschnitte handelt, als Befehlspositionen fest, für die Kurvenabbruchinformationen angegeben werden sollen.
Als Nächstes erhält die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 Starttangentialrichtungsvektoren und Endtangentialrichtungsvektoren an den in jedem der Kurvenbahnabschnitte enthaltenen Befehlspositionen der Kurvenbahnabschnitte, die aus der Kurvenbahnabschnittspeichereinheit 254 ausgelesen werden. Die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 erhält zunächst einen Starttangentialrichtungsvektor und einen Endtangentialrichtungsvektor an den Befehlspositionen CL11 und CL12 des Kurvenbahnabschnitts CR0. Konkret legt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31, da die Befehlsposition CL11 am Anfang des Kurvenbahnabschnitts CR0 liegt, den tangentialen Richtungsvektor TV110 als Starttangentialrichtungsvektor SV12 an der Befehlsposition CL11 fest. Die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 legt auch den tangentialen Richtungsvektor TV120 an der Befehlsposition CL12 als Endtangentialrichtungsvektor EV12 an der Befehlsposition CL12 fest. Anschließend erhält die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 Starttangentialrichtungsvektoren und Endtangentialrichtungsvektoren an den Befehlspositionen CL12 bis CL22 des Kurvenbahnabschnitts CR1. Konkret legt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31, da die Befehlsposition CL12 am Anfang des Kurvenbahnabschnitts CR1 liegt, den tangentialen Richtungsvektor TV121 als Starttangentialrichtungsvektor SV13 an der Befehlsposition CL12 und den tangentialen Richtungsvektor TV130 an der Befehlsposition CL13 als Endtangentialrichtungsvektor EV13 an der Befehlsposition CL13 fest. Anschließend erhält die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 ebenfalls Starttangentialrichtungsvektoren und Endtangentialrichtungsvektoren an den Befehlspositionen CL14 bis CL22. Auch für die Kurvenbahnabschnitte CR2 und CR3 erhält die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 für jede Befehlsposition ebenfalls einen Starttangentialrichtungsvektor und einen Endtangentialrichtungsvektor. Die Starttangentialrichtungsvektoren und die Endtangentialrichtungsvektoren, die von der Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 nach dem obigen Verfahren erhalten wurden, sind in 27(a) dargestellt.
Als Nächstes konvertiert die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 das Bearbeitungsprogramm 300 basierend auf den Befehlspositionen, für die die Kurvenabbruchinformationen angezeigt werden sollen, und den Starttangentialrichtungsvektoren und den Endtangentialrichtungsvektoren an den Befehlspositionen, die bei dem oben genannten Prozess bestimmt wurden, und erzeugt ein in 30 dargestelltes Postkonversionsbearbeitungsprogramm 400. Das bedeutet, dass die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 die Kurvenabbruchinformationen zu einem Block der das Bearbeitungsprogramm 300 bildenden Blöcke, der zu der Befehlsposition gehört, bei der die Kurvenabbruchinformationen angezeigt werden sollen, hinzufügt und zu jedem Block einen Starttangentialrichtungsvektor und einen Endtangentialrichtungsvektor an der entsprechenden Befehlsposition hinzufügt. Wie in 30 dargestellt fügt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31, wenn die durch den Verfahrbefehl eines jeweiligen Blocks des Bearbeitungsprogramms 300 vor der Konvertierung angegebene Befehlsposition eine Befehlsposition ist, für die die Kurvenabbruchinformation angegeben ist, den Zahlenwert „0“ zur Adresse „L“ hinzu, um einen Befehl 403 „LO“ zu erzeugen, und fügt dem Block den Befehl 403 als Kurvenabbruchinformation hinzu. Wenn es einen Starttangentialrichtungsvektor gibt, der der durch den Verfahrbefehl eines jeweiligen Blocks angegebenen Befehlsposition entspricht, stellt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 die X-, Y- und Z-Komponenten des Vektors als Adressen „VA“, „VB“ und „VC“ dar und fügt ihnen Komponentenwerte hinzu, um einen Befehl 401 zu erzeugen, und fügt den Befehl 401 als Starttangentialrichtungsvektor hinzu. Wenn es einen Endtangentialrichtungsvektor gibt, der der durch den Verfahrbefehl eines jeweiligen Blocks angegebenen Befehlsposition entspricht, stellt die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 die X-, Y- und Z-Komponenten des Vektors als Adressen „VD“, „VE“ und „VF“ dar und fügt ihnen Komponentenwerte hinzu, um einen Befehl 402 zu erzeugen, und fügt den Befehl 402 als Endtangentialrichtungsvektor hinzu.
Nach Abschluss der Erzeugung des Postkonversionsbearbeitungsprogramms 400 speichert die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit 31 das Postkonversionsbearbeitungsprogramm 400 in der Postkonversionsbearbeitungsprogrammspeichereinheit 32, und die Postkonversionsbearbeitungsprogrammausgabeeinheit 33 liest es und gibt es nach außerhalb aus.
Wie vorstehend beschrieben berechnet die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform Formeigenschaftsinformationen, die einer jeweiligen Befehlsposition entsprechen, basierend auf Befehlspositionen, die durch die in einem Bearbeitungsprogramm enthaltenen Verfahrbefehle angegeben werden, Werkzeugdaten, einschließlich Informationen, die den Typ, die Form und dergleichen eines für die Bearbeitung verwendeten Werkzeugs angeben, und Formdaten, die das Bearbeitungsformmodell für ein Werkstück definieren, und konvertiert das Bearbeitungsprogramm basierend auf den Formeigenschaftsinformationen.
Die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ein Bearbeitungsprogramm ohne Formeigenschaftsinformationen in ein Bearbeitungsprogramm mit Formeigenschaftsinformationen konvertieren. Die Arbeitsbelastung und der Aufwand, die die Bedienperson benötigt, um das Bearbeitungsprogramm zu erstellen, können reduziert werden, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert werden kann.
Die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhält einen Schneidpunkt auf der Bearbeitungsform, wenn sich ein Werkzeug durch die Befehlsposition eines jeweiligen Verfahrbefehls bewegt. Wenn sich der Schneidpunkt an einer Grenze zwischen gekrümmten Bearbeitungsflächen des Bearbeitungsformmodells befindet oder wenn sich der Schneidpunkt gleichzeitig an zwei oder mehr gekrümmten Bearbeitungsflächen des Bearbeitungsformmodells befindet, konvertiert die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 das Bearbeitungsprogramm in ein Konvertierungsergebnis, so dass die Kurvenabbruchinformation zusammen mit dem Verfahrbefehl bereitgestellt wird. Selbst wenn das Bearbeitungsprogramm keine Kurvenabbruchinformationen enthält, kann daher automatisch ein Bearbeitungsprogramm erhalten werden, das Kurvenabbruchinformationen enthält. Dadurch können die Arbeitsbelastung und der Aufwand, die die Bedienperson benötigt, um das Bearbeitungsprogramm zu erstellen, verringert werden, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert werden kann. Da außerdem die Interpolationskurven, die beim Bewegen des Werkzeugs über die Grenze zwischen gekrümmten Bearbeitungsflächen gebildet werden, und die Kantenposition, die von den gekrümmten Bearbeitungsflächen gebildet wird, aufgehoben werden, kann die Bearbeitungsgenauigkeit des Bearbeitungsergebnisses verbessert werden.
Die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhält einen Schneidpunkt auf der Bearbeitungsform, wenn sich ein Werkzeug durch die Befehlsposition eines jeweiligen Verfahrbefehls bewegt. Wenn sich der Schneidpunkt in einer krümmungsdiskontinuierlichen Position auf der Bearbeitungsform befindet, wandelt die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 das Bearbeitungsprogramm in ein Konvertierungsergebnis um, so dass zusammen mit dem Verfahrbefehl eine Kurvenabbruchinformation bereitgestellt wird. Selbst wenn das Bearbeitungsprogramm keine Kurvenabbruchinformationen enthält, kann daher automatisch ein Bearbeitungsprogramm erhalten werden, das Kurvenabbruchinformationen enthält. Dadurch können die Arbeitsbelastung und der Aufwand, die die Bedienperson benötigt, um das Bearbeitungsprogramm zu erstellen, verringert werden, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert werden kann. Da außerdem die Interpolationskurven, die beim Bewegen des Werkzeugs über die Grenze zwischen gekrümmten Bearbeitungsflächen gebildet werden, und die Kantenposition, die von den gekrümmten Bearbeitungsflächen gebildet wird, aufgehoben werden, kann die Bearbeitungsgenauigkeit des Bearbeitungsergebnisses verbessert werden.
Die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhält einen Schneidpunkt auf der Bearbeitungsform, wenn sich ein Werkzeug durch die Befehlsposition eines jeweiligen Verfahrbefehls bewegt, berechnet den tangentialen Richtungsvektor der gekrümmten Bearbeitungsfläche der Bearbeitungsform am Schneidpunkt und konvertiert das Bearbeitungsprogramm in ein Konvertierungsergebnis, so dass der berechnete tangentiale Richtungsvektor zusammen mit dem Verfahrbefehl bereitgestellt wird. Selbst wenn das Bearbeitungsprogramm keine tangentialen Richtungsvektoren enthält, kann die Programmkonvertierungsvorrichtung 30 daher automatisch ein Bearbeitungsprogramm erhalten, das einen tangentialen Richtungsvektor enthält. Dadurch können die Arbeitsbelastung und der Aufwand, die die Bedienperson benötigt, um das Bearbeitungsprogramm zu erstellen, verringert werden, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert werden kann. Da außerdem die Interpolationskurven, die beim Bewegen des Werkzeugs über die Grenze zwischen gekrümmten Bearbeitungsflächen gebildet werden, und die Position, an der von den gekrümmten Bearbeitungsflächen ein Kantenelement gebildet wird, aufgehoben werden, kann die Bearbeitungsgenauigkeit des Bearbeitungsergebnisses verbessert werden.
31 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Hardwarekonfiguration der numerischen Steuervorrichtung und der Programmkonvertierungsvorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die in 31 dargestellte Hardware umfasst einen Prozessor 51, der eine arithmetische Verarbeitung durchführt, einen Speicher 52, der von dem Prozessor 51 als Arbeitsbereich verwendet wird, eine Speichervorrichtung 53, in der ein Programm für den Betrieb als numerische Steuervorrichtung oder Programmkonvertierungsvorrichtung gespeichert ist, eine Eingabevorrichtung 54, die eine Eingabeschnittstelle für einen Benutzer darstellt, eine Anzeigevorrichtung 55, die dem Benutzer Informationen anzeigt, und eine Kommunikationsvorrichtung 56, die eine Funktion zur Kommunikation mit einer gesteuerten Vorrichtung, anderen numerischen Steuervorrichtungen oder verschiedenen anderen Arten von Vorrichtungen aufweist. Der Prozessor 51, der Speicher 52, die Speichervorrichtung 53, die Eingabevorrichtung 54, die Anzeigevorrichtung 55 und die Kommunikationsvorrichtung 56 sind über einen Datenbus 50 verbunden. Der Prozessor 51 kann eine Verarbeitungsvorrichtung, eine arithmetische Vorrichtung, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer, eine Zentraleinheit (CPU) oder ein digitaler Signalprozessor (DSP) sein. Beispiele für den Speicher 52 umfassen einen nichtflüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher, eine Magnetplatte, eine Diskette, eine optische Disk, eine Compact-Disk, eine Mini-Disk, eine Digital Versatile Disc (DVD) und dergleichen. Beispiele für den nichtflüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher umfassen einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen Flash-Speicher, einen löschbaren programmierbaren ROM (EPROM), einen elektrisch löschbaren EPROM (EEPROM) und dergleichen.
Die numerische Steuervorrichtung und die Programmkonvertierungsvorrichtung, die in den Ausführungsformen jeweils beschrieben wurden, können dadurch realisiert werden, dass der Prozessor 51 ein Programm zum Betrieb als numerische Steuervorrichtung oder Programmkonvertierungsvorrichtung aus der Speichervorrichtung 53 ausliest und das Programm ausführt.
Bezugszeichenliste

10, 10a: Numerische Steuervorrichtung;
11: Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit;
12: Bearbeitungsprogrammspeichereinheit;
13, 13a: Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit;
14, 14a: Kurvenbahnerzeugungseinheit;
15: Kurvenbahninterpolationseinheit;
16: Motorantriebseinheit;
21: Werkzeugdateneingabeeinheit;
22: Werkzeugdatenspeichereinheit;
23: Formdateneingabeeinheit;
24: Formdatenspeichereinheit;
25: Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit;
30: Programmkonvertierungsvorrichtung;
31: Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit;
32: Postkonversionsbearbeitungsprogrammspeichereinheit;
33: Postkonversionsbearbeitungsprogrammausgabeeinheit;
131: Werkzeugbahnanalyseeinheit;
132: Formeigenschaftsinformationsanalyseeinheit;
251: Schneidpunktberechnungseinheit;
252: Schneidpunktspeichereinheit;
253: Kurvenbahnabschnittsberechnungseinheit;
254: Kurvenbahnabschnittsspeichereinheit;
255: Tangentialrichtungsvektorberechnungseinheit;
256: Tangentialrichtungsvektorspeichereinheit.

Claims

Numerische Steuervorrichtung (10, 10a), die aufweist: eine Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit (11) zum Eingeben eines Bearbeitungsprogramms, das einen Verfahrbefehl für ein Werkzeug oder einen Verfahrbefehl für ein Werkstück enthält; und eine Kurvenbahnerzeugungseinheit (14) zum Erzeugen einer Kurvenbahn basierend auf dem Verfahrbefehl und Formeigenschaftsinformationen, die eine Charakteristik einer Form einer Werkzeugbahn repräsentieren, die durch eine durch den Verfahrbefehl angegebene Befehlsposition verläuft, wobei ein tangentialer Richtungsvektor an der Befehlsposition die Formeigenschaftsinformationen bildet, die Kurvenbahnerzeugungseinheit (14) eine Kurvenbahn so erzeugt, dass eine tangentiale Richtung an der dem tangentialen Richtungsvektor zugeordneten Befehlsposition mit einer Orientierung des entsprechenden tangentialen Richtungsvektors übereinstimmt, die Formeigenschaftsinformationen in dem Bearbeitungsprogramm enthalten sind, und die numerische Steuervorrichtung eine Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit (13) zum Analysieren des Bearbeitungsprogramms umfasst, um die Befehlsposition und die Formeigenschaftsinformationen zu erhalten.
Numerische Steuervorrichtung (10, 10a) nach Anspruch 1, wobei die Formeigenschaftsinformationen von dem tangentialen Richtungsvektor und Kurvenabbruchinformationen, die angeben, dass ein Erzeugen der Kurvenbahn vorübergehend gestoppt werden soll, gebildet sind und die Kurvenbahnerzeugungseinheit (14) ein Erzeugen der Kurvenbahn an einer Befehlsposition stoppt, die den Kurvenabbruchinformationen zugeordnet ist, wobei die Befehlsposition als Endpunkt der Kurvenbahn festgelegt wird, und mit dem Erzeugen einer neuen Kurvenbahn beginnt, wobei die Befehlsposition als Startpunkt festgelegt wird.
Numerische Steuervorrichtung (10, 10a) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der tangentiale Richtungsvektor ein tangentialer Richtungsvektor an einer Befehlsposition am Anfang der Kurvenbahn und ein tangentialer Richtungsvektor an einer Befehlsposition am Ende der Kurvenbahn ist, und die Kurvenbahnerzeugungseinheit (14) eine Kurvenbahn so erzeugt, dass eine tangentiale Richtung an der Befehlsposition am Anfang der Kurvenbahn mit einer Orientierung des entsprechenden tangentialen Richtungsvektors übereinstimmt und eine tangentiale Richtung an der Befehlsposition am Ende der Kurvenbahn mit einer Orientierung des entsprechenden tangentialen Richtungsvektors übereinstimmt.
Numerische Steuervorrichtung (10, 10a) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenn es eine bestimmte Befehlsposition gibt, die nicht dem tangentialen Richtungsvektor zugeordnet ist, die Kurvenbahnerzeugungseinheit (14) einen tangentialen Richtungsvektor an der bestimmten Befehlsposition basierend auf einer Befehlsposition berechnet, die zusammen mit der bestimmten Befehlsposition zum Bilden einer Kurvenbahn verwendet wird.
Numerische Steuervorrichtung (10, 10a) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kurvenbahnerzeugungseinheit (14), wenn es keinen tangentialen Richtungsvektor gibt, der einer Befehlsposition am Anfang einer bestimmten Kurvenbahn zugeordnet ist, und wenn es einen tangentialen Richtungsvektor gibt, der einer Befehlsposition am Ende einer Kurvenbahn zugeordnet ist, die unmittelbar vor der bestimmten Kurvenbahn angeordnet ist, den tangentialen Richtungsvektor, der der Befehlsposition am Ende der Kurvenbahn zugeordnet ist, die unmittelbar vor der bestimmten Kurvenbahn angeordnet ist, als tangentialen Richtungsvektor an der Anfangsbefehlsposition festlegt, die keinem tangentialen Richtungsvektor zugeordnet ist.
Numerische Steuervorrichtung (10, 10a), die aufweist: eine Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit (11) zum Eingeben eines Bearbeitungsprogramms, das einen Verfahrbefehl für ein Werkzeug oder einen Verfahrbefehl für ein Werkstück enthält; eine Werkzeugdateneingabeeinheit (21) zum Eingeben von Werkzeugdaten, bei denen es sich um Informationen handelt, die das Werkzeug definieren; eine Formdateneingabeeinheit (23) zum Eingeben von Formdaten, die ein Bearbeitungsformmodell für das Werkstück definieren; und eine Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit (25), um basierend auf einer durch den Verfahrbefehl angegebenen Befehlsposition, den Werkzeugdaten und den Formdaten Formeigenschaftsinformationen zu berechnen, die eine Charakteristik einer Form einer durch die Befehlsposition verlaufenden Werkzeugbahn repräsentieren, wobei die Formeigenschaftsinformationen Informationen über einen tangentialen Richtungsvektor an der Befehlsposition umfassen, die Formeigenschaftsinformationen in dem Bearbeitungsprogramm enthalten sind, und die numerische Steuervorrichtung eine Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit (13) zum Analysieren des Bearbeitungsprogramms umfasst, um die Befehlsposition und die Formeigenschaftsinformationen zu erhalten.
Programmkonvertierungsvorrichtung (30), die aufweist: eine Bearbeitungsprogrammeingabeeinheit (11) zum Eingeben eines Bearbeitungsprogramms, das einen Verfahrbefehl für ein Werkzeug oder einen Verfahrbefehl für ein Werkstück enthält; eine Werkzeugdateneingabeeinheit (21) zum Eingeben von Werkzeugdaten, bei denen es sich um Informationen handelt, die das Werkzeug definieren; eine Formdateneingabeeinheit (23) zum Eingeben von Formdaten, die ein Bearbeitungsformmodell für das Werkstück definieren; und eine Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit (25), um basierend auf einer durch den Verfahrbefehl angegebenen Befehlsposition, den Werkzeugdaten und den Formdaten Formeigenschaftsinformationen zu berechnen, die eine Charakteristik einer Form einer durch die Befehlsposition verlaufenden Werkzeugbahn repräsentieren; und eine Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit (31), um das Bearbeitungsprogramm basierend auf der Befehlsposition und den Formeigenschaften zu konvertieren, wobei die Formeigenschaftsinformationen Informationen über einen tangentialen Richtungsvektor an der Befehlsposition umfassen, die Formeigenschaftsinformationen in dem Bearbeitungsprogramm enthalten sind, und die numerische Programmkonvertierungsvorrichtung eine Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit (13) zum Analysieren des Bearbeitungsprogramms umfasst, um die Befehlsposition und die Formeigenschaftsinformationen zu erhalten.
Programmkonvertierungsvorrichtung (30) nach Anspruch 7, wobei die Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit (25) für jede Befehlsposition einen Schneidpunkt auf einer Bearbeitungsform berechnet, wenn sich ein Werkzeug durch jede der Befehlspositionen bewegt, und bestimmt, ob jeder berechnete Schneidpunkt an einer Grenze zwischen gekrümmten Bearbeitungsflächen der Bearbeitungsform liegt und ob ein einer Befehlsposition entsprechender Schneidpunkt auf zwei oder mehr gekrümmten Bearbeitungsflächen der Bearbeitungsform liegt, und die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit (31), wenn bestimmt wird, dass der Schneidpunkt an der Grenze zwischen den gekrümmten Bearbeitungsflächen der Bearbeitungsform liegt und ein Schneidpunkt, der einer Befehlsposition entspricht, auf zwei oder mehr gekrümmten Bearbeitungsflächen liegt, dem Verfahrbefehl, der die dem Schneidpunkt entsprechende Befehlsposition angibt, Kurvenabbruchinformationen hinzufügt, die angeben, dass ein Erzeugen der Kurvenbahn vorübergehend gestoppt werden soll.
Programmkonvertierungsvorrichtung (30) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit (25) für jede Befehlsposition einen Schneidpunkt auf einer Bearbeitungsform berechnet, wenn sich ein Werkzeug durch jede der Befehlspositionen bewegt, und bestimmt, ob jeder berechnete Schneidpunkt in einer krümmungsdiskontinuierlichen Position auf der Bearbeitungsform liegt, und die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit (31), wenn bestimmt wird, dass sich der Schneidpunkt an der krümmungsdiskontinuierlichen Position auf der Bearbeitungsform befindet, dem Verfahrbefehl, der eine dem Schneidpunkt entsprechende Befehlsposition angibt, Kurvenabbruchinformationen hinzufügt, die angeben, dass ein Erzeugen der Kurvenbahn vorübergehend gestoppt werden soll.
Programmkonvertierungsvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Formeigenschaftsinformationsberechnungseinheit (25) für jede Befehlsposition einen Schneidpunkt auf einer Bearbeitungsform berechnet, wenn sich ein Werkzeug durch jede der Befehlspositionen bewegt, und einen tangentialen Richtungsvektor an jeder der den berechneten Schneidpunkten entsprechenden Befehlspositionen berechnet, und die Bearbeitungsprogrammkonvertierungseinheit (31) den berechneten tangentialen Richtungsvektor dem Verfahrbefehl hinzufügt, der die jeweilige Befehlsposition angibt.
Numerisches Steuerungsverfahren, das umfasst: einen Bearbeitungsprogrammbezugsschritt zum Erhalten eines Bearbeitungsprogramms, das einen Verfahrbefehl für ein Werkzeug oder einen Verfahrbefehl für ein Werkstück enthält; einen Kurvenbahnerzeugungsschritt zum Erzeugen einer Kurvenbahn basierend auf dem Verfahrbefehl und Formeigenschaftsinformationen, die eine Charakteristik einer Form einer Werkzeugbahn repräsentieren, die durch eine durch den Verfahrbefehl angegebene Befehlsposition verläuft; und einen Werkzeugbahnerzeugungsschritt zum Durchführen eines Interpolationsprozesses an der Kurvenbahn, um die Werkzeugbahn zu erzeugen, wobei ein tangentialer Richtungsvektor an der Befehlsposition die Formeigenschaftsinformationen bildet, im Kurvenbahnerzeugungsschritt eine Kurvenbahn so erzeugt wird, dass eine tangentiale Richtung an der dem tangentialen Richtungsvektor zugeordneten Befehlsposition mit einer Orientierung des entsprechenden tangentialen Richtungsvektors übereinstimmt, die Formeigenschaftsinformationen in dem Bearbeitungsprogramm enthalten sind, und das numerische Steuerungsverfahren einen Bearbeitungsprogrammanalyseschritt zum Analysieren des Bearbeitungsprogramms umfasst, um die Befehlsposition und die Formeigenschaftsinformationen zu erhalten.
Programmkonvertierungsverfahren, das umfasst: einen Bearbeitungsprogrammbezugsschritt zum Erhalten eines Bearbeitungsprogramms, das einen Verfahrbefehl für ein Werkzeug oder einen Verfahrbefehl für ein Werkstück enthält; einen Werkzeugdatenbezugsschritt zum Erhalten von Werkzeugdaten, bei denen es sich um Informationen handelt, die das Werkzeug definieren; einen Formdatenbezugsschritt zum Erhalten von Formdaten, die ein Bearbeitungsformmodell für das Werkstück definieren; einen Formeigenschaftsinformationsberechnungsschritt, um basierend auf einer durch den Verfahrbefehl angegebenen Befehlsposition, den Werkzeugdaten und den Formdaten Formeigenschaftsinformationen zu berechnen, die eine Charakteristik einer Form einer durch die Befehlsposition verlaufenden Werkzeugbahn repräsentieren; und einen Bearbeitungsprogrammkonvertierungsschritt zum Konvertieren des Bearbeitungsprogramms basierend auf der Befehlsposition und den Formeigenschaftsinformationen, wobei die Formeigenschaftsinformationen Informationen über einen tangentialen Richtungsvektor an der Befehlsposition umfassen, die Formeigenschaftsinformationen in dem Bearbeitungsprogramm enthalten sind, und das numerische Steuerungsverfahren einen Bearbeitungsprogrammanalyseschritt zum Analysieren des Bearbeitungsprogramms umfasst, um die Befehlsposition und die Formeigenschaftsinformationen zu erhalten.