DE112020006668T5

DE112020006668T5 - Numerische Steuerungsvorrichtung und numerisches Steuerungsverfahren

Info

Publication number: DE112020006668T5
Application number: DE112020006668.1T
Authority: DE
Inventors: Kensuke Baba
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2023-04-06
Also published as: CN115362420A; JP7004868B1; WO2022014042A1; JPWO2022014042A1

Abstract

Eine numerische Steuerungsvorrichtung (1) steuert eine Werkzeugmaschine (2), die ein Werkstück schneidet, und einen Roboter (3), der ein Werkzeug aufweist, das angebracht ist, um das Werkstück zu entgraten. Die numerische Steuerungsvorrichtung (1) umfasst eine Randpunktberechnungseinheit (34), die eine Mehrzahl von Randpunkten berechnet, die einen Rand eines Bereichs angeben, der von dem Werkstück durch Schneiden zu entfernen ist, und zwar auf der Grundlage eines Ergebnisses einer Analyse eines Bearbeitungsprogramms (21), das ausgeführt wird, um das Schneiden zu steuern; und eine Roboterprogrammerzeugungseinheit (32), die ein Roboterprogramm (22) erzeugt, das die Bewegung des Werkzeugs entlang eines Pfads veranlasst, der der Mehrzahl von Randpunkten folgt.

Description

Bereich
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine numerische Steuerungsvorrichtung und ein numerisches Steuerungsverfahren zum Steuern einer Werkzeugmaschine, die ein Werkstück bearbeitet, und eines Roboters, der das Werkstück entgratet.
Hintergrund
Es gibt Fälle, in denen ein Werkstück, das durch eine Werkzeugmaschine geschnitten wurde, mit einem Werkzeug entgratet wird, das an einem Roboter angebracht ist. Das robotergetriebene Entgraten verlangt eine Positionssteuerung des Roboters beim Bewegen des Werkzeugs. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Werkzeug, das an der Werkzeugmaschine zur Verwendung beim Schneiden angebracht ist, als ein Bearbeitungswerkzeug bezeichnet, und das Werkzeug, das an dem Roboter zur Verwendung beim Entgraten angebracht ist, wird als Roboterwerkzeug bezeichnet.
Bei einem in Patentliteratur 1 offenbarten Verfahren werden Daten für eine ideale Gestalt eines Werkstücks aus computergestützten Designdaten (CAD-Daten) erhalten, welches Designdaten für das Werkstück sind, und ein Roboterwerkzeug wird entlang einer idealen Gestalt bewegt, die durch die Idealgestaltdaten angegeben sind.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2012-20348
Überblick
Technisches Problem
Eine numerische Steuerungsvorrichtung steuert das Bearbeitungswerkzeug durch Ausführen eines Bearbeitungsprogramms, welches ein numerisches Steuerungsprogramm (NC-Programm) ist. Es gibt Fälle, in denen im Hinblick auf eine kürzere Schneidzeit oder andere Zwecke die numerische Steuerungsvorrichtung eine Positionssteuerung der Werkzeugmaschine durchführt, die dazu führt, dass das Bearbeitungswerkzeug sich entlang eines Pfads bewegt, der sich von dem Pfad leicht unterscheidet, der entlang Befehlspunkten führt, die basierend auf den CAD-Daten erzeugt sind. Gemäß der in Patentliteratur 1 offenbarten obigen herkömmlichen Technik wird die Positionssteuerung eines Roboters durchgeführt, ohne die Gestalt eines Werkstücks zu berücksichtigen, die durch eine Werkzeugmaschine geschnitten wurde, und sie bedingt damit Schwierigkeiten beim Entgraten des geschnittenen Werkstücks mit höherer Genauigkeit.
Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der obigen Ausführungen getätigt, und es ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine numerische Steuerungsvorrichtung zu erhalten, die ein genaueres Entgraten eines geschnittenen Werkstücks erlaubt.
Lösung des Problems
Um die obigen Probleme zu lösen und das Ziel zu erreichen, steuert eine numerische Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück schneidet, und einen Roboter, der ein Werkzeug umfasst, welches an diesem angebracht ist, um das Werkstück zu entgraten. Die numerische Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine Randpunktberechnungseinheit, um eine Mehrzahl von Randpunkten zu berechnen, die einen Rand eines von dem Werkstück durch Schneiden zu entfernenden Bereichs angeben, und zwar auf Grundlage eines Ergebnisses der Analyse eines Bearbeitungsprogramms, das ausgeführt wird, um das Schneiden zu steuern; und eine Roboterprogrammerzeugungseinheit, um ein Roboterprogramm zu erzeugen, das dazu führt, dass sich das Werkzeug entlang eines Pfads bewegt, der der Mehrzahl von Randpunkten folgt.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Die numerische Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung führt dazu, dass ein genaueres Entgraten eines geschnittenen Werkstücks möglich ist.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein Steuerungssystem, das eine numerische Steuerungsvorrichtung umfasst, gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform und eine Konfiguration einer Werkzeugmaschine zeigt.
4 ist ein Diagramm, das eine Verarbeitung in einer Simulationseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Diagramm, das eine Verarbeitung in einer Randpunktberechnungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Diagramm, das die Verarbeitung in der Randpunktberechnungseinheit und eine Verarbeitung in einer Roboterprogrammerzeugungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch eine Interpolationspunktberechnungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zu befolgen ist.
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch die Randpunktberechnungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zu befolgen ist.
9 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch die Roboterprogrammerzeugungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zu befolgen ist.
10 ist ein Diagramm, das Beispiele eines Bearbeitungsprogramms und eines Roboterprogramms zeigt, die in der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gespeichert sind.
11 ist ein Flussdiagramm, das eine Bearbeitungsprozedur der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wenn die numerische Steuerungsvorrichtung das Bearbeitungsprogramm oder das Roboterprogramm automatisch startet.
12 ist ein Diagramm, das zur Erläuterung eines Beispiels des Entgratens durch Ausführen des Roboterprogramms dient, das in der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt wurde.
13 ist ein Diagramm, das Beispiele eines Bearbeitungsprogramms und eines Roboterprogramms zeigt, die in einer numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform gespeichert sind.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildschirms zeigt, der ein Ergebnis von Randpunktberechnungen durch die numerische Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
15 ist ein Diagramm, das zeigt, wie eine Werkzeugmaschine und ein Roboter arbeiten, wenn das Bearbeitungsprogramm und das Roboterprogramm auf der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt werden.
16 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch eine Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zu befolgen ist.
17 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch eine Interpolationspunktberechnungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zu befolgen ist.
18 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch eine Randpunktberechnungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zu befolgen ist.
19 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch eine Roboterprogrammerzeugungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zu befolgen ist.
20 ist ein Flussdiagramm, das eine Bearbeitungsprozedur der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt, wenn die numerische Steuerungsvorrichtung das Bearbeitungsprogramm oder das Roboterprogramm automatisch startet.

Beschreibung von Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nachfolgend eine detaillierte Beschreibung von numerischen Steuerungsvorrichtungen und numerischen Steuerungsverfahren gemäß Ausführungsformen angegeben.
Erste Ausführungsform.
1 ist ein Diagramm, das ein Steuerungssystem zeigt, das eine numerische Steuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform aufweist. Das Steuerungssystem umfasst die numerische Steuerungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform; eine Werkzeugmaschine 2, die Werkstücke schneidet; einen Roboter 3, der ein Entgraten als eine zusätzliche Bearbeitung ausführt; eine Robotersteuerung 4, die den Roboter 3 treibt; und eine Eingabebetätigungseinheit 5, die Betätigungen der numerische Steuerungsvorrichtung 1 und des Roboters 3 annimmt. Der Roboter 3 entgratet die Werkstücke, die geschnitten wurden. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 steuert die Werkzeugmaschine 2 und den Roboter 3 durch Ausführen von NC-Programmen.
Die Werkzeugmaschine 2 ist eine NC-Werkzeugmaschine, und sie ist mit der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 verbunden. Der Roboter 3 ist mit der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 über die Robotersteuerung 4 verbunden. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 und die Werkzeugmaschine 2 und die Robotersteuerung 4 sind jeweils über ein Kommunikationsnetzwerk verbunden, sodass sie miteinander kommunizieren können. Das Kommunikationsnetzwerk ist beispielsweise ein Local-Area-Network (LAN). Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 steuert den Roboter 3 über die Robotersteuerung 4. Die Steuerung des Roboters 3 durch die numerische Steuerungsvorrichtung 1 kann nachfolgend ohne die Robotersteuerung 4 beschrieben werden, die als ein Zwischenglied dient.
Die Eingabebetätigungseinheit 5 umfasst eine Eingabe-Ausgabe-Einheit 6, ein Bedienpult 7, einen Handgriff 8 und einen Not-aus-Knopf 9. Das Bedienpult 7 akzeptiert Betätigungen eines Benutzers und überträgt Signale, die den Betätigungen entsprechen, an die Eingabe-Ausgabe-Einheit 6. Der Not-aus-Knopf 9 sendet, wenn er durch den Benutzer gedrückt wird, an die Robotersteuerung 4 ein Signal, das die Robotersteuerung 4 stoppt, und er sendet an die Eingabe-Ausgabe-Einheit 6 ein Signal, das die Werkzeugmaschine 2 stoppt. Die Eingabe-Ausgabe-Einheit 6 sendet die Signale von dem Bedienpult 7 und das Signal von dem Not-aus-Knopf 9 an die numerische Steuerungsvorrichtung 1. Der Not-aus-Knopf 9 und die Eingabe-Ausgabe-Einheit 6 können in dem Bedienpult 7 liegen. Bei Erhalt des Signals von dem Not-aus-Knopf 9 bringt die Robotersteuerung 4 den Roboter 3 zu einem Not-Stopp. Bei Erhalt des Signals, das die Werkzeugmaschine 2 stoppt, von der Eingabe-Ausgabe-Einheit 6 bringt die numerische Steuerungsvorrichtung 1 die Werkzeugmaschine 2 zu einem Not-Stopp.
Nun wird beschrieben, wie die numerische Steuerungsvorrichtung 1 konfiguriert ist. 2 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 ist ein Computersystem, wie etwa ein Personalcomputer. Ein Steuerprogramm ist auf dem Computersystem installiert, um die Steuerungen zu verwalten, die in der ersten Ausführungsform beschrieben werden. In 2 sind eine funktionelle Konfiguration der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 und eine Hardwarekonfiguration beschrieben, die die Funktionen der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 implementiert.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 umfasst einen Prozessor 10, der als eine Prozessoreinheit dient, die verschiedene Prozesse ausführt; einen Speicher 11, der als ein interner Speicher dient; eine Speichervorrichtung 12, die Information speichert, und eine Schnittstelle 13, die mit Vorrichtungen außerhalb der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 verbunden ist.
Der Prozessor 10 ist eine zentrale Prozessierungseinheit (CPU). Der Prozessor 10 kann eine Prozessierungseinheit, eine Arithmetikeinheit, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer oder ein digitaler Signalprozessor (DSP) sein. Der Speicher 11 ist ein Wahlzugriffsspeicher (RAM), ein Nur-Lese-Speicher (ROM), ein Flash-Speicher, ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROM) oder ein elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EEPROM, geschützter Handelsname) sein. Die Speichervorrichtung 12 ist ein Festplattenlaufwerk (HDD) oder ein Festkörperlaufwerk (SSD). Das Steuerprogramm ist in der Speichervorrichtung 12 gespeichert. Der Prozessor 10 liest das Steuerprogramm, das in der Speichervorrichtung 12 gespeichert ist, in den Speicher 11 und führt das Steuerprogramm aus. Die Schnittstelle 13 ist mit der Werkzeugmaschine 2, der Robotersteuerung 4 und der Eingabebetätigungseinheit 5 verbunden.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 umfasst eine Programmanalyseeinheit 14, die die NC-Programme analysiert, eine Bearbeitungssteuerungseinheit 15, die die Werkzeugmaschine 2 steuert, und eine Robotersteuerungseinheit 16, die den Roboter 3 steuert. Die Bearbeitungssteuerungseinheit 15 steuert die Werkzeugmaschine 2, wenn das NC-Programm, d. h. ein Bearbeitungsprogramm, ausgeführt wird. Die Robotersteuerungseinheit 16 steuert den Roboter 3, wenn das NC-Programm, d. h. ein Roboterprogramm, ausgeführt wird. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 umfasst eine Roboterprogrammerzeugungseinheit 17, die einen Prozess des Erzeugens des Roboterprogramms ausführt, und eine Eingabe-Ausgabe-Prozessierungseinheit 18, die Eingaben von der Eingabebetätigungseinheit 5 prozessiert und Prozesse zur Ausgabe an die Eingabebetätigungseinheit 5 ausführt.
Funktionen der Programmanalyseeinheit 14, der Bearbeitungsteuerungseinheit 15, der Robotersteuerungseinheit 16, der Roboterprogrammerzeugungsprozessierungseinheit 17 und der Eingabe-Ausgabe-Prozessierungseinheit 18 sind durch eine Kombination aus dem Prozessor 10 und Software implementiert. Diese Funktionen können durch eine Kombination des Prozessors 10 mit Firmware oder eine Kombination des Prozessors 10 mit Software und Firmware implementiert sein. Die Software oder die Firmware sind als Programme beschrieben und in der Speichervorrichtung 12 gespeichert. Eine detaillierte Beschreibung jeder der Funktionen erfolgt später.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform und eine Konfiguration der Werkzeugmaschine zeigt. 3 zeigt auch den Roboter 3, die Robotersteuerung 4 und die Eingabe-Ausgabe-Einheit 5.
Die Werkzeugmaschine 2 umfasst einen Aktuator 40, der ein Bearbeitungswerkzeug und ein Werkstück bewegt. Der Aktuator 40 bewegt das Bearbeitungswerkzeug geradlinig, während er das Werkstück drehend bewegt. Das Bearbeitungswerkzeug kann geradlinig in drei Richtungen bewegt werden: eine X-Achsenrichtung, eine Y-Achsenrichtung und eine Z-Achsenrichtung. Eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse sind drei zueinander orthogonale Achsen. Die Werkzeugmaschine 2 ist nicht darauf beschränkt, dass sich das Bearbeitungswerkzeug in die obigen drei Richtungen geradlinig bewegen lässt. Richtungen, in die das Bearbeitungswerkzeug geradlinig bewegt werden kann, können in Übereinstimmung damit, wie die Werkzeugmaschine 2 konfiguriert ist, geeignet ausgewählt werden.
Der Aktuator 40 umfasst Servomotoren 44, Antriebsschäfte, die sich bei Erhalt von Antriebskräften, die durch die Servomotoren 4 erzeugt werden, drehen, und Mechanismen, um die Drehbewegungen der Antriebsschäfte in geradlinige Bewegungen umwandeln. In der nachfolgenden Beschreibung werden die Antriebsschäfte, die die geradlinige Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs hervorrufen, als geradlinige Schäfte bezeichnet. Die geradlinigen Schäfte und die Mechanismen hierzu sind in 3 nicht dargestellt.
Der Aktuator 40 weist einen geradlinigen Schaft auf, der die geradlinige Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs in die X-Achsenrichtung bewirkt, den geradlinigen Schaft, der die geradlinige Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs in die Y-Achsenrichtung bewirkt, und den geradlinigen Schaft, der die geradlinige Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs in die Z-Achsenrichtung bewirkt. Der Aktuator 40 umfasst Detektoren 48, die Drehwinkel und Geschwindigkeiten der Servomotoren 40 detektieren. Eine Antriebssteuerung 41 des Aktuators 40 empfängt Bewegungsbefehle von der numerischen Steuerungsvorrichtung 1. Die Antriebssteuerung 41 umfasst Servosteuerungseinheiten 42, die die Servomotoren 44 auf der Grundlage der Bewegungsbefehle von der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 steuern. Die Servosteuerungseinheiten 42 führen eine Rückkopplungssteuerung der Servomotoren 44 auf der Grundlage der Detektionsergebnisse der Detektoren 48 aus.
Der Aktuator 40 umfasst eine Kombination der Servosteuerungseinheit 42, des Servomotors 44 und des Detektors 48 zum geradlinigen Antrieb in die X-Achsenrichtung, eine Kombination der Servosteuerungseinheit 42, des Servomotors 44 und des Detektors 48 zum geradlinigen Antrieb in die Y-Achsenrichtung und eine Kombination der Servosteuerungseinheit 42, des Servomotors 44 und des Detektors 48 zum geradlinigen Antrieb in die Z-Achsenrichtung. Die Werkzeugmaschine 2 kann zwei oder mehr Werkzeugaufnahmen zum gleichzeitigen Bearbeiten von zwei oder mehr Werkstücken aufweisen. In diesem Fall weist der Aktuator 40 die obigen Kombinationen für jede Werkzeugaufnahme auf.
Der Aktuator 40 umfasst einen drehenden Schaft, der eine Spindel zum Drehen des Werkstücks ist, und einen Spindelmotor 45, der an dem drehenden Schaft eine Antriebskraft anlegt. Die Werkzeugmaschine 2 ändert die Lage des Werkstücks relativ zu dem Bearbeitungswerkzeug durch den drehenden Antrieb um den drehenden Schaft herum. Der drehende Schaft ist in 3 nicht dargestellt. Der Aktuator 40 umfasst einen Detektor 49, der einen Drehwinkel und eine Geschwindigkeit des Spindelmotors 45 detektiert. Der Aktuator 40 weist einen einzigen drehenden Schaft oder eine Mehrzahl der drehenden Schäfte auf. Die Werkzeugmaschine kann die Lage des Werkstücks relativ zu dem Bearbeitungswerkzeug durch Drehen des Bearbeitungswerkzeugs relativ zu dem Werkstück ändern. Deshalb ist der drehende Schaft des Aktuators 40 nicht auf den drehenden Schaft beschränkt, der das Werkstück dreht, und es kann der drehende Schaft sein, der das Bearbeitungswerkzeug dreht.
Die Antriebssteuerung 41 umfasst eine Spindelsteuerungseinheit 43, die den Spindelmotor 45 auf der Grundlage von Bewegungsbefehlen von der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 steuert. Die Spindelsteuerungseinheit 43 führt eine Rückkopplungssteuerung des Spindelmotors 45 auf der Grundlage von Detektionsergebnissen des Detektors 49 durch. In dem Fall, in dem die Werkzeugmaschine 2 zwei oder mehr Werkzeugaufnahmen aufweist, weist der Aktuator 40 eine Kombination der Spindelsteuerungseinheit 43, des Spindelmotors 45 und des Detektors 49 für jede Werkzeugaufnahme auf.
Die Robotersteuerung 4 erhält Roboterbefehle von der numerischen Steuerungsvorrichtung 1. Auf der Grundlage des Roboterbefehls berechnet die Robotersteuerung 4 Befehle, die eine Mehrzahl von Gelenken des Roboters 3 antreiben. Die Robotersteuerung 4 treibt den Roboter 3 an, indem die berechneten Befehle an den Roboter 3 übertragen werden.
Die Eingabebetätigungseinheit 5 umfasst eine Anzeigeeinheit 46 die einen Bildschirm anzeigt, der geeignet ist, um Daten anzuzeigen, die von der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 eingegeben werden, und eine Eingabeeinheit 47, die Betätigungen der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 annehmen. Die Funktionen der Displayeinheit 46 und der Eingabeeinheit 47 sind mit einer Eingabevorrichtung implementiert, die ein Berührungspult umfassen. Knöpfe, die die Eingabeeinheit 47 bilden, sind auf der Anzeigeeinheit 46 dargestellt. Das Bedienpult 7, der Handgriff 8 und der Not-aus-Knopf 9, die in 1 gezeigt sind, können in der Eingabeeinheit 47 enthalten sein. Die Eingabe-Ausgabe-Einheit 6 kann in der Eingabevorrichtung bereitgestellt sein.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 umfasst eine Speichereinheit 20. Eine Funktion der Speichereinheit 20 ist durch die Speichervorrichtung 12 implementiert. Die Speichereinheit 20 speichert ein Bearbeitungsprogramm 21 und ein Roboterprogramm 22. Das Bearbeitungsprogramm 21 ist ein NC-Programm, das durch eine computergestützte Herstellungsvorrichtung (CAM-Vorrichtung) erzeugt wurde. Das Roboterprogramm 22 ist ein NC-Programm, das durch die Roboterprogrammerzeugungsprozessierungseinheit 17 erzeugt wurde. Die Speichereinheit 20 speichert Werkzeugmaschinendaten 23, Werkstückdaten 24, Bearbeitungswerkzeugdaten 25 und Roboterwerkzeugdaten 26.
Die Werkzeugmaschinendaten 23 sind im Wesentlichen strukturelle Daten, die die Struktur der Werkzeugmaschine 2 angeben, und sie umfassen Daten, die Spezifikationen der Werkzeugmaschine 2 angeben. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 verwendet die Werkzeugmaschinendaten 23 beispielsweise zum Identifizieren von Positionen der Werkzeugmaschine. Die Werkstückdaten 24 umfassen Daten, die die Größe des Werkstücks und einen Ort des Werkstücks angeben. Die Bearbeitungswerkzeugdaten 25 sind Daten zu einer Gestalt des Bearbeitungswerkzeugs, das durch die Werkzeugmaschine 2 zum Schneiden zu verwenden ist. Die Bearbeitungswerkzeugdaten 25 umfassen Daten, wie etwa einen Durchmesser des Bearbeitungswerkzeugs und eine Länge des Bearbeitungswerkzeugs. Die Roboterwerkzeugdaten 26 sind Daten zu einer Gestalt eines Roboterwerkzeugs, das durch den Roboter 3 beim Entgraten zu verwenden ist. Die Roboterwerkzeugdaten 26 umfassen Daten, wie etwa einen Radius des Roboterwerkzeugs und eine Länge des Roboterwerkzeugs.
Die Programmanalyseeinheit 14 liest das Bearbeitungsprogramm 21 von der Speichereinheit 20. Die Programmanalyseeinheit 14 analysiert Befehlspositionen und Befehlsgeschwindigkeiten von Bearbeitungsdetails, die in dem Bearbeitungsprogramm 21 beschrieben sind. Die Programmanalyseeinheit 14 analysiert Befehlswinkel für das Werkstück von den Bearbeitungsdetails, die in dem Bearbeitungsprogramm 21 beschrieben sind. Die Programmanalyseeinheit 14 gibt an die Bearbeitungsteuerungseinheit 15 ein Ergebnis der Analyse der Befehlspositionen und der Befehlsgeschwindigkeiten und ein Ergebnis der Analyse der Befehlswinkel aus.
Die Bearbeitungssteuerungseinheit 15 umfasst eine Interpolationsprozessierungseinheit 27, eine Beschleunigungs- und Verzögerungsprozessierungseinheit 28 und eine Achsenbefehlausgabeeinheit 29. Auf der Grundlage des Ergebnisses der Analyse der Befehlspositionen und der Befehlsgeschwindigkeiten von der Programmanalyseeinheit 14 bestimmt die Interpolationsprozessierungseinheit 27 für jede Steuerungsperiode einen Betrag der Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs für den geradlinigen Antrieb in jede der drei Richtungen. Durch Durchführen eines Interpolationsprozesses erzeugt die Interpolationsprozessierungseinheit 27 Interpolationspunkte, die eine Position des Bearbeitungswerkzeugs für jede Steuerungsperiode repräsentieren. Die Interpolationsprozessierungseinheit 27 bestimmt auch, für jede Steuerungsperiode, einen Drehwinkel für das Werkstück auf der Grundlage des Ergebnisses der Analyse der Befehlswinkel von der Programmanalyseeinheit 14. Durch Durchführen eines Interpolationsprozesses erzeugt die Interpolationsprozessierungseinheit 27 Interpolationspunkte, die den Drehwinkel des Werkstücks für jede Steuerungsperiode repräsentieren. Die Interpolationsprozessierungseinheit 27 gibt die erzeugten Interpolationspunkte als Interpolationsergebnisse aus.
Die Beschleunigungs- und Verzögerungsprozessierungseinheit 28 führt einen Beschleunigungs- und Verzögerungsprozess auf der Grundlage der Interpolationsergebnisse durch. Auf der Grundlage der Interpolationsergebnisse, die den Beschleunigungs- und Verzögerungsprozess durchlaufen haben, erzeugt die Achsenbefehlsausgabeeinheit 29 Bewegungsbefehle für den geradlinigen Antrieb der Werkzeugmaschine in die Achsrichtungen. Auf der Grundlage der Interpolationsergebnisse, die den Beschleunigungs- und Verzögerungsprozess durchlaufen haben, erzeugt die Achsenbefehlsausgabeeinheit 29 einen Bewegungsbefehl für einen Drehantrieb des Werkstücks. Der Bewegungsbefehl ist eine Interpolationspunktgruppe für jede Steuerungsperiode. Die Achsenbefehlsausgabeeinheit 29 gibt die erzeugten Bewegungsbefehle an die Servosteuerungseinheiten 42 und die Spindelsteuerungseinheit 43 aus.
Die Programmanalyseeinheit 14 liest das Roboterprogramm 22 von der Speichereinheit 20. Die Programmanalyseeinheit 14 analysiert Befehlspositionen und Befehlsgeschwindigkeiten für das Roboterwerkzeug aus Prozessierungsdetails, die in dem Roboterprogramm 22 beschrieben sind. Die Programmanalyseeinheit 14 gibt an die Robotersteuerungseinheit 16 ein Ergebnis der Analyse der Befehlspositionen und der Befehlsgeschwindigkeiten aus. Auf der Grundlage des Analyseergebnisses erzeugt die Robotersteuerungseinheit 16 eine Interpolationspunktgruppe für jede Zeiteinheit. Die Robotersteuerungseinheit 16 wandelt die erzeugte Interpolationspunktgruppe in einen Roboterbefehl um, welches ein Befehl in einem Format ist, der durch die Robotersteuerung 4 interpretiert werden kann. Die Robotersteuerungseinheit 16 gibt den Roboterbefehl an die Robotersteuerung 4 aus.
Die Eingabe-Ausgabe-Prozessierungseinheit 18 umfasst eine Bildprozessierungseinheit 35, die Bilddaten erzeugt, und eine Eingabesteuerungseinheit 36, die Eingaben von der Eingabebetätigungseinheit 5 prozessiert. Die Bildprozessierungseinheit 35 gibt die erzeugten Bilddaten an die Anzeigeeinheit 46 aus. Wenn ein auf der Anzeigeeinheit 46 angezeigter Knopf gedrückt wird, benachrichtigt die Eingabeeinheit 47 die Eingabesteuerungseinheit 36 über den Betätigungsinhalt.
Die Anzeigeeinheit 46 zeigt einen Start-Knopf an, der verwendet wird, um den Start der Roboterprogrammerzeugungseinheit zu befehlen. Wenn der Start-Knopf gedrückt wird, benachrichtigt die Eingabeeinheit 47 die Eingabesteuerungseinheit 36, dass der Start der Roboterprogrammerzeugung befohlen wurde. In Übereinstimmung mit dieser Benachrichtigung startet die Eingabesteuerungseinheit 36 die Roboterprogrammerzeugungsprozessierungseinheit 17.
Die Roboterprogrammerzeugungsprozessierungseinheit 17 umfasst eine Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30, eine Simulationseinheit 31 und eine Roboterprogrammerzeugungseinheit 32. Mit dem Start der Roboterprogrammerzeugungsprozessierungseinheit 17 liest die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 das Bearbeitungsprogramm 21 von der Speichereinheit 20. Die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 analysiert die Befehlsposition und die Befehlsgeschwindigkeit für das Bearbeitungswerkzeug in jedem der Blöcke des Bearbeitungsprogramms 21 durch Analyse des Bearbeitungsprogramms 21. Die Analyse betrifft beispielsweise eine Zeichenkettenanalyse. Die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 analysiert auch den Befehlswinkel für das Werkstück in jedem Block des Bearbeitungsprogramms 21. Die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 gibt an die Simulationseinheit 31 Ergebnisse der Analysen der Befehlsposition, der Befehlsgeschwindigkeit und des Befehlswinkels aus.
Die Simulationseinheit 31 umfasst eine Interpolationspunktberechnungseinheit 33 und eine Randpunktberechnungseinheit 34. Auf der Grundlage der Analyseergebnisse von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 berechnet die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 für jede Zeiteinheit Interpolationspunkte in Bezug auf den geradlinigen und den Drehantrieb. Die Zeiteinheit repräsentiert eine Interpolationsdauer in der Interpolationspunktberechnungseinheit 33. Die Interpolationspunkte die durch die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 berechnet wurden, sind die gleichen wie die Interpolationspunkte für das tatsächliche Schneiden. Die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 gibt Ausgabedaten zu den berechneten Interpolationspunkten an die Randpunktberechnungseinheit 34 aus.
Auf der Grundlage der Ergebnisse der Analysen des Bearbeitungsprogramms 21 berechnet die Randpunktberechnungseinheit 34 eine Mehrzahl von Randpunkten, die einen Rand eines Bereichs angeben, der durch Schneiden von dem Werkstück zu entfernen ist. Insbesondere berechnet die Randpunktberechnungseinheit 34 die Mehrzahl von Randpunkten auf der Grundlage der Bearbeitungswerkzeugdaten 25 und der mehreren Interpolationspunkte, die auf der Grundlage der Ergebnisse der Analysen des Bearbeitungsprogramms 21 berechnet wurden.
4 ist ein Diagramm, das eine Prozessierung in der Simulationseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 liest die Werkzeugmaschinendaten 23, die Werkstückdaten 24 und die Bearbeitungswerkzeugdaten 25, die in der Speichereinheit 20 gespeichert sind. Auf der Grundlage eines Interpolationspunktberechnungsergebnisses für jede Zeiteinheit, der Werkzeugmaschinendaten 23 und der Bearbeitungswerkzeugdaten 25 berechnet die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 eine Bearbeitungswerkzeugsposition für jede Zeiteinheit. Die Bearbeitungswerkzeugdaten 25 umfassen Daten zu einem Bearbeitungswerkzeug 51, wie etwa einen Werkzeugdurchmesser R und eine Werkzeuglänge L.
5 ist ein Diagramm, das die Prozessierung in der Randpunktberechnungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 5 zeigt, wie eine Vorderkante 53 des Bearbeitungswerkzeugs 51 von einer oberen Fläche 52 eines Werkstücks 50 durch Schneiden vorgerückt ist. Randpunkte P zeigen eine Grenze zwischen einem Bereich AR, der durch Schneiden zu entfernen ist, und einem Bereich, der an der oberen Fläche 52 des Werkstücks 50 unentfernt verbleiben soll.
In den Fällen, in denen angenommen wird, dass das Bearbeitungswerkzeug 51 an einer bestimmten Bearbeitungswerkzeugsposition Schneiden durchführen soll, wobei ein Mittelpunkt des Bearbeitungswerkzeugs 51 mit der Bearbeitungswerkzeugsposition ausgerichtet ist, sind die Bearbeitungspunkte P dort, wo der Rand des Bearbeitungswerkzeugs 51 ist. Die Randpunktberechnungseinheit 34 simuliert die Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs 51 zu jeder Zeiteinheit in Übereinstimmung mit dem Bearbeitungsprogramm 21 und berechnet Koordinaten, die Positionen der Randpunkte P angeben, auf der Grundlage der Bearbeitungswerkzeugsposition und der Werkstückdaten 24.
Bei Bedarf löscht die Bearbeitungspunktberechnungseinheit 34 einen Randpunkt P', der nicht mehr an dem Rand des Bereichs AR liegt, wenn das Bearbeitungswerkzeug 51 das Schneiden fortsetzt. Auf diese Weise bestimmt die Randpunktberechnungseinheit 34 die Mehrzahl von Randpunkten P am Ende des Schneidens für den Bereich AR.
Die Randpunktberechnungseinheit 34 fügt den Koordinaten der Randpunkte P des Bereichs AR Zeitreihendaten hinzu, die die Schneidreihenfolge repräsentieren. Unter Bezugnahme auf einen Bewegungspfad des Bearbeitungswerkzeugs 51, den das Bearbeitungsprogramm 21 angibt, berechnet die Randpunktberechnungseinheit 34 eine Zeit zwischen dem Beginn des Schneidens des Bereichs AR bis das Bearbeitungswerkzeug 51 jede Bearbeitungswerkzeugsposition erreicht. Auf der Grundlage eines Zeitberechnungsergebnisses erzeugt die Randpunkterzeugungseinheit 34 die Zeitreihendaten für die Randpunkte P. Die Zeitreihendaten sind Daten, die die berechneten Zeiten repräsentieren. Die Zeitreihendaten können numerische Werte sein, die die Schneidreihenfolge repräsentieren. Auf der Grundlage der berechneten Zeiten ist die Randpunktberechnungseinheit 34 in der Lage, die numerischen Werte zu bestimmen, die die Reihenfolge repräsentieren. Die Randpunktberechnungseinheit 34 gibt an die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die Koordinaten der Randpunkte P und die zu den Koordinaten hinzugefügten Zeitreihendaten aus.
Die Koordinaten der mehreren Randpunkte P des Bereichs AR und die den Koordinaten hinzugefügten Zeitreihendaten werden der Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 eingegeben. Die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 legt einen Pfad fest, der der Mehrzahl von Randpunkten P in der durch die Zeitreihendaten repräsentierten Reihenfolge folgt. Die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 erzeugt das Roboterprogramm, das das Bearbeitungswerkzeug veranlasst, sich entlang dieses Pfads zu bewegen.
6 ist ein Diagramm, das die Prozessierung in der Randpunktberechnungseinheit und die Prozessierung in der Roboterprogrammerzeugungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt. Vier Randpunkte Pt0, die in 6 gezeigt sind, sind Punkte auf einem Rand, die durch Schneiden an einer ersten Bearbeitungswerkzeugsposition für einen Bereich AR gebildet wurden. Den Koordinaten der Randpunkte Pt0 hinzugefügt sind Zeitreihendaten, die eine Zeit t0 repräsentieren, die sich darauf beziehen, wann die Bearbeitung beginnt. Zwei Randpunkte Pt1, die in 6 gezeigt sind, sind Punkte auf dem Rand, die durch Schneiden an einer zweiten Bearbeitungswerkzeugsposition für den Bereich AR gebildet wurden. Den Koordinaten der Randpunkte Pt1 hinzugefügt sind Zeitreihendaten, die eine Zeit t1 zwischen dem Beginn der Bearbeitung bis zum Erreichen dieser Werkzeugsposition durch das Bearbeitungswerkzeug 51 repräsentieren. Das gleiche Verfahren wie für die Randpunkte Pt0 und Pt1 wird für Randpunkte Pt2, Pt3, Pt4, Pt5, Pt6 und Pt7 angewendet.
Die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 liest die Roboterwerkzeugdaten 26, die in der Speichereinheit 20 gespeichert sind. Die Roboterwerkzeugdaten 26 umfassen die Daten zu dem Roboterwerkzeug, wie etwa einen Werkzeugdurchmesser und eine Werkzeuglänge. Auf der Grundlage der Koordinaten der Randpunkte Pt0 bis Pt7 und die Zeitreihendaten erzeugt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 das Roboterprogramm 22, das die Bewegung des Roboterwerkzeugs entlang einem Pfad veranlasst, der den Randpunkten Pt0 bis Pt7 mit dem gleichen Zeitablauf wie das Schneiden folgt. Die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 erzeugt das Roboterprogramm, das die Gestalt des Roboterwerkzeugs auf der Grundlage der gelesenen Roboterwerkzeugdaten 26 berücksichtigt.
Für Randpunkte, zu denen die gleichen Zeitreihendaten hinzugefügt sind, legt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 einen Pfad fest, der den Randpunkten der Reihenfolge nach folgt, und zwar beginnend mit einem Randpunkt, der unter den Randpunkten am weitesten entfernt ist, zu dem Zeitreihendaten hinzugefügt sind, die auf die in Betracht gezogenen Zeitreihendaten folgen. Beispielsweise weisen die vier Randpunkte Pt0 jeweils die hinzugefügten Zeitreihendaten auf, die die gleiche Zeit t0 repräsentieren. Für einen Startpunkt legt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 einen der vier Randpunkte Pt0 fest, der von den Randpunkten Pt1 am weitesten entfernt ist, zu denen die Zeitreihendaten hinzugefügt sind, die die Zeit t1 repräsentieren. Die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 legt den Pfad fest, der von dem Randpunkt Pt0, der als der Startpunkt festgelegt ist, in die Richtung der Randpunkte Pt1 verläuft.
Auf diese Weise legt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 den Pfad fest, der nacheinander in 6 gezeigten Pfaden Qt1, Qt2, Qt3, Qt4 und Qt5 folgt. Die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 erzeugt Roboterbefehle, d. h. Bewegungsbefehle, um das Roboterwerkzeug entlang dem festgelegten Pfad zu bewegen. Die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 erzeugt das Roboterprogramm 22, das die erzeugten Roboterbefehle enthält. Die Speichereinheit 20 speichert das Roboterprogramm 22, das durch die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 erzeugt wurde.
Nun erfolgt eine Beschreibung von Prozeduren der funktionellen Einheiten der Roboterprogrammerzeugungseinheit 17. 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch die Interpolationspunktberechnungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zu befolgen ist. Bei einem Schritt S1 gewinnt die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 ein Ergebnis der Analyse einer Befehlsposition und einer Befehlsgeschwindigkeit von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30. Bei einem Schritt S2 berechnet die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 Interpolationspunkte in Bezug auf die geradlinigen Antriebe und Drehantrieb. Die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 gibt an die Randpunktberechnungseinheit 34 Koordinaten aus, die die berechneten Interpolationspunkte angeben. Die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 beendet dann die auf der in 7 gezeigten Prozedur basierende Prozessierung.
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch die Randpunktberechnungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zu befolgen ist. Bei einem Schritt S11 erhält die Randpunktberechnungseinheit 34 die Koordinaten der Interpolationspunkte von der Interpolationspunktberechnungseinheit 33. Bei einem Schritt S12 liest die Randpunktberechnungseinheit 34 die Werkzeugmaschinendaten 23 und die Bearbeitungswerkzeugdaten 25 von der Speichereinheit 20.
Bei Schritt S13 berechnet die Randpunktberechnungseinheit 34 eine Bearbeitungswerkzeugsposition für jede Zeiteinheit auf der Grundlage der Koordinaten der Interpolationspunkte, der Werkzeugmaschinendaten 23 und der Bearbeitungswerkzeugdaten 25. Bei Schritt S14 liest die Randpunktberechnungseinheit 34 die Werkstückdaten 24 von der Speichereinheit 20. Bei Schritt S15 berechnet die Randpunktberechnungseinheit 34 einen von dem Werkstück 50 durch Schneiden zu entfernenden Bereich auf der Grundlage der berechneten Bearbeitungswerkzeugspositionen und der Werkstückdaten 24.
Bei Schritt S16 bestimmt die Randpunktberechnungseinheit 34 ob ein Schneiden des Werkstücks 50 stattfindet oder nicht. Wenn das Schneiden des Werkstücks 50 stattfindet (Schritt S 16, Ja), berechnet die Randpunktberechnungseinheit 34 bei Schritt S17 Koordinaten der Randpunkte in Bezug auf die berechnete Bearbeitungswerkzeugsposition. Die Bestimmung bei Schritt S16 und die Berechnung der Koordinaten der Randpunkte werden durch die Randpunktberechnungseinheit 34 für jede Bearbeitungswerkzeugsposition pro Zeiteinheit durchgeführt. Bei Schritt S18 ordnet die Randpunktberechnungseinheit 34 den berechneten Koordinaten der Randpunkte Zeitreihendaten zu. Wenn kein Schneiden des Werkstücks 50 stattfindet (Schritt S16, Nein), oder nachdem Schritt S18 ausgeführt ist, beendet die Randpunktberechnungseinheit 34 die auf der in 8 gezeigten Prozedur basierende Prozessierung.
9 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch die Roboterprogrammerzeugungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zu befolgen ist. In Bezug auf die mehreren Randpunkte des durch Schneiden zu entfernenden Bereichs erhält die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 bei Schritt S21 die Koordinaten der Randpunkte und die den Koordinaten zugeordneten Zeitreihendaten. Bei Schritt S22 liest die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die Roboterwerkzeugdaten 26 von der Speichereinheit 20.
Bei Schritt S23 sortiert die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die Koordinaten der bei Schritt S21 gelesenen Randpunkte gemäß einer zeitlichen Abfolge. Bei Schritt S24 erzeugt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 Roboterkommandos, die das Roboterwerkzeug entlang eines Pfads durch die Randpunkte bewegen, und zwar in der zeitlichen Reihenfolge der Randpunkte. Der Pfad weist die Randpunkte auf, die miteinander durch gerade Linien verbunden sind. Bei Schritt S25 fügt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die bei Schritt S24 erzeugten Roboterbefehle zu dem Roboterprogramm 22 hinzu. Die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 beendet dann ihre auf der in 9 gezeigten Prozedur basierende Prozessierung.
10 ist ein Diagramm, das jeweilige Beispiele des Bearbeitungsprogramms und des Roboterprogramms zeigt, die in der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gespeichert sind. In dem in 10 gezeigten Beispiel ist ein Block mit einer laufenden Nummer „N1“ als ein Kopf bzw. Beginn des Bearbeitungsprogramms 21 beschrieben. Das Bearbeitungsprogramm 21 umfasst Beschreibungen von Positionen des Werkstücks 50 und der Werkzeugmaschine 20, einen Rotationsbefehl für die Spindel und Schneidbefehle, welches Befehle zum Schneiden sind. Zum Schneiden des Werkstücks 50 mit beliebiger Gestalt umfasst das in 10 gezeigte Bearbeitungsprogramm 21 eine Beschreibung eines G1-Befehls, d. h. eines Befehls für lineare Interpolation zur Bewegung entlang einer geraden Linie zwischen zwei Punkten.
Ein Block mit einer laufenden Nummer „N1001“ ist als ein Kopf des Roboterprogramms 22 beschrieben. Das Roboterprogramm 22 umfasst Beschreibungen der Positionierung des Werkstücks 50 und des Roboters 3 und zusätzliche Bearbeitungsbefehle, die Befehle zum Entgraten sind. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 erzeugt das Roboterprogramm 22, das das Entgraten des Werkstücks 50 bewirkt, das durch die Ausführung des vorangehend beschriebenen Bearbeitungsprogramms 21 bearbeitet wurde.
11 ist ein Flussdiagramm, das eine Bearbeitungsprozedur der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wenn die numerische Steuerungsvorrichtung das Bearbeitungsprogramm oder das Roboterprogramm automatisch startet. Bei Schritt S31 bestimmt die Programmanalyseeinheit 14, ob das Bearbeitungsprogramm 21 ein Programm als momentanes Analyseziel ist oder nicht. Basierend auf den Inhalten von Blöcken in dem Analyseziel bestimmt die Programmanalyseeinheit 14 ob das Analyseziel das Bearbeitungsprogramm 21 oder das Roboterprogramm 22 ist. Die Programmanalyseeinheit 14 analysiert eine Endposition oder eine Befehlsgeschwindigkeit in jedem der Befehle.
Wenn das Analyseziel das Bearbeitungsprogramm 21 ist (Schritt S31, Ja), analysiert die Programmanalyseeinheit 14 das Bearbeitungsprogramm 21 bei Schritt S32. Die Programmanalyseeinheit 14 gibt ein Analyseergebnis an die Interpolationsprozessierungseinheit 27 aus. Bei Schritt S34 führt die Interpolationsprozessierungseinheit 27 die Interpolationsprozesse durch, um Interpolationspunkte zu erzeugen. Bei Schritt S35 führt die Beschleunigungs- und Verzögerungsprozessierungseinheit 28 den Beschleunigungs- und Verzögerungsprozess durch. Auf der Grundlage der Interpolationsergebnisse, die den Beschleunigungs- und Verzögerungsprozess durchlaufen haben, erzeugt die Achsenbefehlsausgabeeinheit 29 alle Bewegungsbefehle zum geradlinigen Antreiben der Werkzeugmaschine und alle Bewegungsbefehle zum Drehantreiben des Werkstücks 50. Bei Schritt S36 gibt die Achsenbefehlsausgabeeinheit 29 die erzeugten Bewegungsbefehle an die Antriebssteuerung 41 aus.
Wenn andererseits das Analyseziel nicht das Bearbeitungsprogramm 21 ist (Schritt S31, Nein), d. h., wenn das Bearbeitungsziel das Roboterprogramm 22 ist, analysiert die Programmanalyseeinheit 14 das Roboterprogramm 22 bei Schritt S33. Die Programmanalyseeinheit 14 gibt ein Analyseergebnis an die Robotersteuerungseinheit 16 aus. Auf der Grundlage des Analyseergebnisses erzeugt die Robotersteuerungseinheit 16 Roboterkommandos in dem Format, das durch die Robotersteuerung 4 interpretiert werden kann. Bei Schritt S37 gibt die Robotersteuerungseinheit 16 die erzeugten Roboterkommandos an die Robotersteuerung 4 aus. Nach der Ausführung von Schritt S36 oder Schritt S37 beendet die numerische Steuerungsvorrichtung 1 ihren auf der in 11 gezeigten Prozedur basierenden Betrieb.
12 ist ein Diagramm, das beim Erläutern eines Beispiels des Entgratens durch Ausführen des Roboterprogramms verwendet wird, das in der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt wird. Es gibt Fälle, in denen die numerische Steuerungsvorrichtung 1 eine Positionssteuerung der Werkzeugmaschine durchführt, aufgrund der sich das Bearbeitungswerkzeug entlang einem Pfad bewegt, der von einem Pfad leicht verschieden ist, der Befehlspunkten folgt, die auf der Grundlage von CAD-Daten zum Zwecke der kürzeren Schneidzeit erzeugt wurden. Deshalb kann sich das Bearbeitungswerkzeug entlang dem Pfad bewegen, der leicht verschieden ist von dem Pfad durch die aufgrund der CAD-Daten erzeugten Befehlspunkte.
Es sei, wie beispielsweise in 12 gezeigt, angenommen, dass das Bearbeitungswerkzeug sich nicht entlang des Pfads CR durch die Befehlspunkte CP1, CP2, CP3 und CP4 bewegt, sondern entlang eines Pfads TR entlang einer Kurve zwischen den Befehlspunkte CP1 und CP4. Selbst wenn in diesem Fall das Roboterwerkzeug entlang einer durch die CAD-Daten angegebenen idealen Gestalt bewegt, erreicht das Roboterwerkzeug nicht die Befehlspunkte CP2 und CP3, was dazu führt, dass nahe den Befehlspunkten CP2 und CP3 keine Entgratung durchgeführt wird.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform berechnet eine Mehrzahl von Randpunkten, die einen Rand eines durch Schneiden zu entfernenden Bereichs angeben, zur Erzeugung des Roboterprogramms 22, weshalb sich das Roboterwerkzeug entlang eines Pfads bewegt, der der Mehrzahl von Randpunkten folgt. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 ist in der Lage, das Roboterprogramm 22 zu erzeugen, dass es dem Roboterwerkzeug ermöglicht, sich entlang einer Gestalt des Werkstücks 50 zu bewegen, welches geschnitten wurde. Durch Ausführen eines solchen Roboterprogramms 22 ermöglicht die numerische Steuerungsvorrichtung 1 ein genaueres Entgraten, dass auf die Gestalt des Werkstücks 50 abgestimmt ist. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 ermöglicht das auf die Gestalt des geschnittenen Werkstücks 50 abgeschnittene Entgraten ohne Verwendung einer Kamera oder dergleichen, welche die Gestalt des Werkstücks 50 misst. Deshalb erlaubt die numerische Steuerungsvorrichtung 1 das genauere Entgraten des geschnittenen Werkstücks 50.
Zweite Ausführungsform.
In der zweiten Ausführungsform wird beschrieben, wie die numerische Steuerungsvorrichtung 1 arbeitet, um das Entgraten als zusätzliche Bearbeitung durch den Roboter 3 gleichzeitig mit dem Schneiden durch die Werkzeugmaschine 2 zu bewirken. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform weist eine Konfiguration ähnlich der numerischen Steuerungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform auf. In der zweiten Ausführungsform haben konstituierende Elemente, die denen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gleich sind, die gleichen Bezugszeichen, und eine Beschreibung wird hauptsächlich in Bezug auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erfolgen.
Bei der tatsächlichen Bearbeitung führt ein Steuerungssystem das Schneiden und das zusätzliche Bearbeiten parallel aus, indem die zusätzliche Bearbeitung mit dem Roboter 3 gestartet wird, nachdem das Schneiden bis zu einem gewissen Punkt an einem Werkstück 50 vorbei ist. Das Steuerungssystem ermöglicht eine kürzere Taktzeit, in dem das Schneiden und die zusätzliche Bearbeitung parallel durchgeführt werden. Folglich ermöglicht das Steuerungssystem eine kürzere Bearbeitungszeit.
13 ist ein Diagramm, das Beispiele eines Bearbeitungsprogramms und eines Roboterprogramms zeigt, die in der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform gespeichert sind. In der zweiten Ausführungsform fügt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 dem Roboterprogramm 22, das die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 erzeugt, zusätzliche Wartebefehle hinzu. Durch Hinzufügen der zusätzlichen Wartebefehle ermöglicht es die numerische Steuerungsvorrichtung 1, dass das Schneiden und das zusätzliche Bearbeiten parallel ausgeführt werden und somit eine Auswirkung im Hinblick auf das Verkürzen der Bearbeitungszeit hat.
Das Bearbeitungsprogramm 21 umfasst Befehle, die Bearbeitungsbereiche des Roboters 3 bezeichnen. In 13 sind die Label „LABEL_A“, „LABEL_B“ und „LABEL_C“ Befehle, die jeweils Bereiche bezeichnen, die eine zusätzliche Bearbeitung durch den Roboter 3 durchlaufen sollen. Das Label „Label_A“ bezeichnet den Bereich A. Das Label „Label_B“ bezeichnet den Bereich B. Das Label „Label_C“ bezeichnet den Bereich C. Ein Benutzer des Steuerungssystems kann dem Bearbeitungsprogramm 21, das durch eine CAM-Vorrichtung erzeugt wurde, einen beliebigen Befehl hinzufügen, um einen Bearbeitungsbereich zu bezeichnen. Für jeden dieser Bereiche wird zu dem Bearbeitungsprogramm 21 ein Befehl hinzugefügt, der einen Start des Bearbeitungsbereichs bezeichnet, sowie ein Befehl, der ein Ende des Bearbeitungsbereichs bezeichnet.
Die Roboterprogrammerzeugungsprozessierungseinheit 17 gemäß der zweiten Ausführungsform weist eine Konfiguration auf, die der Roboterprogrammerzeugungsprozessierungseinheit 17 gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich ist. Bei der zweiten Ausführungsform fügt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die oben beschriebenen Labels den Ergebnissen der Analysen der Befehlspositionen und Befehlsgeschwindigkeiten von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 hinzu. Zudem fügt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die oben beschriebenen Labels zu Randpunkten hinzu, die durch die Simulationseinheit 31 berechnet wurden. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 fügt dem Roboterprogramm 22 die zusätzlichen Bearbeitungswartebefehle hinzu, die den Befehlen entsprechen, die in dem Bearbeitungsprogramm 21 Bearbeitungsbereiche bezeichnen. Der zusätzliche Bearbeitungswartebefehl ist ein Wartebefehl, der das zusätzliche Bearbeiten in eine Warteposition versetzt. Wenn ein Befehl, der den Bearbeitungsbereich nicht angibt, ausgeführt wird, fügt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 den zusätzlichen Bearbeitungswartebefehl dem Roboterprogramm 22 hinzu.
Das in 13 gezeigte Roboterprogramm 22 hat einen zusätzlichen Bearbeitungswartebefehl für den Bereich A, der vor dem Befehl zur zusätzlichen Bearbeitung zum Entgraten des Bereichs A hinzugefügt wurde. Der zusätzliche Bearbeitungswartebefehl für den Bereich B wird vor dem zusätzlichen Bearbeitungsbefehl zum Entgraten des Bereichs B hinzugefügt. Der zusätzliche Bearbeitungswartebefehl für den Bereich C wird vor dem zusätzlichen Bearbeitungsbefehl zum Entgraten des Bereichs C hinzugefügt.
Die in 3 gezeigte Bildverarbeitungseinheit erzeugt Bilddaten zur Anzeige eines Ergebnisses der Randpunktberechnungen der Simulationseinheit 31. Die Anzeigeeinheit 46 zeigt das Ergebnis der Randpunktberechnungen auf der Grundlage der Bilddaten an. 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildschirms zeigt, der das Ergebnis der Randpunktberechnungen durch die numerische Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
14 zeigt ein Beispiel, bei dem die zwei Label „LABEL_A“ und „LABEL_B“ in dem Bearbeitungsprogramm 21 enthalten sind. In 14 gibt „CUTTING RANGE WITH LABEL A“ den durch „LABEL_A“ bezeichneten Bereich A an. „COORDINATE DATA WITH LABEL A“ gibt Koordinaten der Randpunkte des Bereichs A an. „CUTTING RANGE WITH LABEL B“ gibt den durch „LABEL_B“ bezeichneten Bereich B an. „COORDINATE DATA WITH LABEL B“ gibt Koordinaten der Randpunkte des Bereichs B an. Die Anzeigeeinheit 46 zeigt das Ergebnis der entsprechend dem Label klassifizierten Randpunktberechnungen an.
15 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Werkzeugmaschine und der Roboter arbeiten, wenn das Bearbeitungsprogramm und das Roboterprogramm auf der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform gleichzeitig ausgeführt werden. Bei der zweiten Ausführungsform hat die numerische Steuerungsvorrichtung 1 mehrere Systeme. Jedes der mehreren Systeme ist ein Prozessierungssystem, das ein NC-Programm ausführt. Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 führt das Bearbeitungsprogramm 21 und das Roboterprogramm 22 in den verschiedenen Systemen aus. In der nachfolgenden Beschreibung wird das System, das das Bearbeitungsprogramm 21 ausführt, als ein erstes System bezeichnet, und das System, das das Roboterprogramm 22 ausführt, wird als ein zweites System bezeichnet. In 15 repräsentiert ein Bereich AR1 den Bereich A, und ein Bereich AR2 repräsentiert den Bereich B.
Während die Werkzeugmaschine 2 den Bereich AR1 mit dem Bearbeitungswerkzeug 51 schneidet, ist der Roboter 3 in Warteposition zum Entgraten als zusätzliche Bearbeitung für den Bereich AR1 in Übereinstimmung mit dem zusätzlichen Bearbeitungswartebefehl, der in dem Roboterprogramm 22 enthalten ist. Der Roboter 3 ist in Warteposition für die zusätzliche Bearbeitung, bis der Befehl in dem Bearbeitungsprogramm 21, der das Ende des Bearbeitungsbereichs für den Bereich AR1 bezeichnet, ausgeführt wird.
Wenn das Schneiden des Bereichs AR1 endet und der Befehl, der das Ende des Bearbeitungsbereichs für den Bereich AR1 bezeichnet, ausgeführt wird, startet der Roboter 3 das Entgraten des Bereichs AR1 mit einem Roboterwerkzeug 60. Parallel mit dem Entgraten des Bereichs AR1 schneidet die Werkzeugmaschine 2 den Bereich AR2. Auf diese Weise setzt die numerische Steuerungsvorrichtung 1 das Entgraten des Bereichs AR1 in Warteposition, bis das Schneiden des Bereichs AR1 vorbei ist. Nachdem das Schneiden des Bereichs AR1 vorbei ist, veranlasst die numerische Steuerungsvorrichtung 1 das Entgraten von AR1 und das Schneiden des Bereichs AR2 parallel zueinander.
Nun werden Prozeduren der funktionellen Einheiten der Roboterprogrammerzeugungsprozessierungseinheit 17 beschrieben. 16 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zu befolgen ist. Bei Schritt S41 bestimmt die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30, ob ein von dem Bearbeitungsprogramm 21 gelesener Block ein Befehl ist, der einen Start eines Bearbeitungsbereichs für den Roboter 3 bezeichnet.
Wenn der gelesene Block der Befehl ist, der den Start des Bearbeitungsbereichs bezeichnet (Schritt S41, Ja), schaltet die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 bei Schritt S42 die Programmerzeugung in einen Modus, der ein Versehen mit Labels ermöglicht. In dem Modus, in dem das Versehen mit Labels ermöglicht ist, fügt die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 die vorangehend beschriebenen Label einem Ergebnis der Analyse einer Befehlsposition und einer Befehlsgeschwindigkeit hinzu.
Wenn andererseits der gelesene Block kein Befehl ist, der den Start des Bearbeitungsbereichs angibt (Schritt S41, Nein), bestimmt die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 bei Schritt S43, ob der von dem Bearbeitungsprogramm 21 gelesene Block ein Befehl ist, der ein Ende eines Bearbeitungsbereichs für den Roboter 3 bezeichnet, oder nicht.
Wenn der gelesene Block der Befehl ist, der das Ende des Bearbeitungsbereichs bezeichnet (Schritt S43, Ja), schaltet die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 bei Schritt S44 die Programmerzeugungseinheit in einen Modus, der das Versehen mit Labels unterbindet. In dem Modus, in dem das Versehen mit Labels unterbunden ist, fügt die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 das oben beschriebene Label einem Ergebnis der Analyse einer Befehlsposition und einer Befehlsgeschwindigkeit nicht hinzu.
Wenn andererseits der gelesene Block kein Befehl ist, der das Ende des Bearbeitungsbereichs bezeichnet (Schritt S43, Nein), bestimmt die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 bei Schritt S45, ob der momentane Programmerzeugungsmodus der Modus ist, der das Versehen mit Labels ermöglicht, oder nicht. Wenn der momentane Programmerzeugungsmodus der Modus ist, der das Versehen mit Labels ermöglicht (Schritt S45, Ja), gibt die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 bei Schritt S46 ein mit Labels versehenes Analyseergebnis an die Simulationseinheit 31 aus. Wenn der momentane Programmerzeugungsmodus der Modus ist, in dem das Versehen mit Labels unterbunden ist (Schritt S45, Nein), gibt die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 bei Schritt S47 ein nicht mit Labels versehenes Analyseergebnis an die Simulationseinheit 31 aus. Nach dem Ausführen von Schritt S42, Schritt S44, Schritt S46 oder Schritt S47 beendet die Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30 ihren auf der in 16 gezeigten Prozedur basierenden Betrieb.
17 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch die Interpolationspunktberechnungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zu befolgen ist. Bei Schritt S51 erhält die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 das Ergebnis der Analyse der Befehlsposition und der Befehlsgeschwindigkeit von der Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit 30. Bei Schritt S52 berechnet die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 Interpolationspunkte für geradlinige und drehende Bewegungen.
Bei Schritt S53 bestimmt die Interpolationspunktberechnungseinheit 33, ob das bei S51 erhaltene Analyseergebnis ein mit Labels versehenes Ergebnis ist. Wenn das erhaltene Analyseergebnis das mit Labels versehene Analyseergebnis ist (Schritt S53, Ja), ordnet die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 das Label mit den Koordinaten des berechneten Interpolationspunkts bei Schritt S54 zu. Die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 gibt die Koordinaten des Interpolationspunkts, der dem Label zugeordnet wurde, an die Randpunktberechnungseinheit 34 aus.
Wenn andererseits das erhaltene Analyseergebnis das nicht mit Labels versehene Analyseergebnis ist (Schritt S53, Nein), überspringt die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 Schritt S54. Die Interpolationspunktberechnungseinheit 33 gibt an die Randpunktberechnungseinheit 34 die Koordinaten des Interpolationspunkts aus, die nicht einem Label zugeordnet sind. Nach dem Ausführen oder dem Überspringen von Schritt S54 beendet die Interpolationspunkberechnungseinheit 33 ihre auf der in 17 gezeigten Prozedur basierende Prozessierung.
18 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch die Randpunktberechnungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zu befolgen ist. Bei Schritt S61 erhält die Randpunktberechnungseinheit 34 die Koordinaten der Interpolationspunkte von der Interpolationspunktberechnungseinheit 33. Bei Schritt S52 liest die Randpunktberechnungseinheit 34 die Werkzeugmaschinendaten 23 und die Bearbeitungswerkzeugsdaten 25 von der Speichereinheit 20.
Bei Schritt S63 berechnet die Randpunktberechnungseinheit 34 eine Bearbeitungswerkzeugsposition für jede Zeiteinheit auf der Grundlage der Koordinaten der Interpolationspunkte, der Werkzeugmaschinendaten 23 und der Bearbeitungswerkzeugdaten 25. Bei Schritt S64 liest die Randpunktberechnungseinheit 34 die Werkstückdaten 24 von der Speichereinheit 20. Bei Schritt S65 berechnet die Randpunktberechnungseinheit 34 einen durch Schneiden von dem Werkstück 50 zu entfernenden Bereich auf der Grundlage der berechneten Bearbeitungswerkzeugpositionen und der Werkstückdaten 24.
Bei Schritt S66 bestimmt die Randpunktberechnungseinheit 34 ob ein Schneiden des Werkstücks 50 stattfindet oder nicht. Wenn das Schneiden des Werkstücks 50 stattfindet (Schritt S66, Ja), berechnet die Randpunktberechnungseinheit 34 bei Schritt S67 Koordinaten der Randpunkte in Bezug auf die berechnete Bearbeitungswerkzeugsposition. Die Bestimmung bei Schritt S66 und die Berechnung der Koordinaten der Randpunkte werden durch die Randpunktberechnungseinheit 34 für jede Bearbeitungswerkzeugsposition pro Zeiteinheit durchgeführt. Bei Schritt S68 ordnet die Randpunktberechnungseinheit 34 den berechneten Koordinaten der Randpunkte Zeitreihendaten zu.
Bei Schritt S69 bestimmt die Randpunktberechnungseinheit 34 ob die berechneten Randpunkte Randpunkte in Bezug auf die mit Label versehenen Interpolationspunkte sind oder nicht. Wenn die berechneten Randpunkte Randpunkte in Bezug auf die mit Labels versehenen Interpolationspunkte sind (Schritt S69, Ja), ordnet die Randpunktberechnungseinheit 34 dem Label den berechneten Koordinaten der Randpunkte bei Schritt S70 zu. Die Randpunktberechnungseinheit 34 gibt an die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die Koordinaten der Randpunkte aus, denen die Label und die Zeitreihendaten zugeordnet wurden.
Wenn andererseits die berechneten Randpunkte keine Randpunkte in Bezug auf die mit Labels versehenen Interpolationspunkte sind (Schritt S69, Nein), überspringt die Randpunktberechnungseinheit 34 Schritt S70. Die Randpunktberechnungseinheit 34 gibt an die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die Koordinaten der Randpunkte aus, denen nur die Zeitreihendaten zugeordnet wurden, und nicht die mit den Zeitreihendaten und dem Label. Nach dem Ausführen oder dem Überspringen von Schritt S70 beendet die Randpunktberechnungseinheit 34 ihre auf der in 18 gezeigten Prozedur basierende Prozessierung. Wenn kein Schneiden des Werkstücks 50 stattfindet (Schritt S66, Nein), beendet die Randpunkberechnungseinheit 34 ihre auf der in 18 gezeigten Prozedur basierende Prozessierung.
19 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zeigt, die durch die Roboterprogrammerzeugungseinheit der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zu befolgen ist. Bei Schritt S81 erhält die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die Koordinaten der Randpunkte und der den Koordinaten zugeordneten Zeitreihendaten in Bezug auf die mehreren Randpunkte des durch Schneiden zu entfernenden Bereichs.
Bei Schritt S82 bestimmt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32, ob die bei Schritt S81 erhaltenen Randpunkte mit Labels versehene Randpunkte sind. Wenn die Randpunkte keine mit Labels versehenen Randpunkte sind (Schritt S82, Nein), fährt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 bei Schritt S86 in der Prozedur fort.
Wenn andererseits die Randpunkte mit Labels versehene Randpunkte sind (Schritt S82, Ja), bestimmt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 bei Schritt S83, ob die früheren Randpunkte nicht mit Labels versehene Randpunkte sind oder nicht. Die früheren Randpunkte beziehen sich auf Randpunkte, die durch die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 vor den in Schritt S81 erhaltenen Randpunkten erhalten wurden. Wenn die früheren Randpunkte nicht mit Labels versehene Randpunkte waren (Schritt S83, Ja), schreitet die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 zu Schritt S85 in der Prozedur vor.
Wenn andererseits die früheren Randpunkte nicht die nicht mit Labels versehenen Randpunkte waren (Schritt S83, Nein), bestimmt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 bei Schritt S84 ob das Label des bei Schritt S81 erhaltenen Randpunkts verschieden ist von dem Label des früheren Randpunkts oder nicht. Wenn die bei Schritt S81 erhaltenen Randpunkte das gleiche Label haben wie die früheren Randpunkte (Schritt S84, Nein), schreitet die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 zu Schritt S86 in der Prozedur fort. Wenn andererseits das Label des bei Schritt S81 erhaltenen Randpunkts verschieden ist von dem Label des früheren Randpunkts (Schritt S84, Ja), schreitet die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 zu Schritt S85 in der Prozedur fort.
Bei Schritt S85 fügt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 zu dem Roboterprogramm 22 einen zusätzlichen Bearbeitungswartebefehl hinzu, der dem Label des bei Schritt S81 erhaltenen Randpunkts entspricht. Nach der Ausführung von Schritt S85 schreitet sie Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 zu Schritt S86 in der Prozedur fort.
Bei Schritt S86 liest die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die Roboterwerkzeugdaten 26 von der Speichereinheit 20. Bei Schritt S87 sortiert die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die Koordinaten der bei Schritt S81 gelesenen Randpunkte in eine Zeitreihe. Bei Schritt S88 erzeugt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 Roboterbefehle, die das Roboterwerkzeug entlang einem Pfad durch die Randpunkte in Übereinstimmung mit der zeitlichen Reihenfolge der Randpunkte bewegt. In dem Pfad sind die Randpunkte miteinander durch eine gerade Linie verbunden. Bei Schritt S89 fügt die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 die bei Schritt S88 erzeugten Roboterbefehle dem Roboterprogramm 22 hinzu. Die Roboterprogrammerzeugungseinheit 32 beendet dann ihre auf der in 19 gezeigten Prozedur basierende Prozessierung.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 führt das Bearbeitungsprogramm 21 in dem ersten System und das Roboterprogramm 22 in dem zweiten System aus. Auf diese Weise führt das Steuerungssystem das Schneiden mit der Werkzeugmaschine 2 und die zusätzliche Bearbeitung mit dem Roboter 3 gleichzeitig aus.
24 ist ein Flussdiagramm, dass eine Bearbeitungsprozedur der numerischen Steuerungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt, wenn die numerische Steuerungsvorrichtung das Bearbeitungsprogramm oder das Roboterprogramm automatisch startet. Bei Schritt S91 bestimmt die Programmanalyseeinheit 14 ob ein Programm, das das momentane Analyseziel ist, das Bearbeitungsprogramm 21 ist.
Wenn das Analyseziel das Bearbeitungsprogramm 21 ist (Schritt S91, Ja), analysiert die Programmanalyseeinheit 14 das Bearbeitungsprogramm 21 bei Schritt S92. Bei Schritt S94 bestimmt die Programmanalyseeinheit 14 ob ein auszuführender Block ein Block ist, der einem Befehl entspricht, der ein Ende eines Bearbeitungsbereichs für den Roboter 3 bezeichnet.
Wenn der auszuführende Block der Block ist, der dem Befehl entspricht, der das Ende des Bearbeitungsbereichs bezeichnet (Schritt S94, Ja), stellt die Programmanalyseeinheit 14 bei Schritt S95 das Label fest, das dem Beenden des Bearbeitungsbereichs entspricht. Die Programmanalyseeinheit 14 belässt das Label dort, um anzugeben, dass das Schneiden für diesen Bearbeitungsbereich beendet ist. Auf der Grundlage dieses Labels bestimmt der Roboter 3, der die zusätzliche Bearbeitung durchführt, ob das Schneiden, welches eine Voraussetzung für die zusätzliche Bearbeitung ist, für den Bearbeitungsbereich, der ein zusätzliches Bearbeitungsziel ist, beendet wurde oder nicht. Wenn andererseits der auszuführende Block nicht der Block ist, der dem Befehl entspricht, der das Ende des Bearbeitungsbereichs bezeichnet (Schritt S94, Nein), überspringt die Programmanalyseeinheit 14 den Schritt S95. Die Programmanalyseeinheit 14 gibt ein Analyseergebnis an die Interpolationsprozessierungseinheit 27 aus. Nach dem Ausführen oder dem Überspringen von Schritt S95 schreitet die numerische Steuerungsvorrichtung 1 zu Schritt S96 in der Prozedur fort.
Bei Schritt S96 führt die Interpolationsprozessierungseinheit 27 die Interpolationsprozesse zum Erzeugen der Interpolationspunkte durch. Bei Schritt S97 führt die Beschleunigungs- und Verzögerungsprozessierungseinheit 28 den Beschleunigungs- und Verzögerungsprozess durch. Auf der Grundlage der Interpolationsergebnisse, die den Beschleunigungs- und Verzögerungsprozess durchlaufen haben, erzeugt die Achsenbefehlsausgabeeinheit 29 alle Bewegungsbefehle für geradlinige Bewegungen der Werkzeugmaschine und alle Bewegungsbefehle für Drehbewegungen des Werkstücks 50. Bei Schritt S98 gibt die Achsenbefehlsausgabeeinheit 29 die erzeugten Bewegungsbefehle an die Antriebssteuerung 41 aus.
Wenn andererseits das Analyseziel nicht das Bearbeitungsprogramm 21 ist (Schritt S91, Nein), d. h., wenn das Bearbeitungsziel das Roboterprogramm 22 ist, analysiert die Analyseeinheit 14 das Roboterprogramm 22 bei Schritt S93. Bei Schritt S99 bestimmt die Programmanalyseeinheit 14, ob ein auszuführender Block ein Block ist, der einem zusätzlichen Bearbeitungswartebefehl entspricht, oder nicht. Wenn der auszuführende Block nicht der Block ist, der dem zusätzlichen Bearbeitungswartebefehl entspricht (Schritt S99, Nein), überspringt die numerische Steuerungsvorrichtung 1 den Schritt S 100 und schreitet zu Schritt S101 in der Prozedur fort.
Wenn andererseits der auszuführender Block der Block ist, der dem zusätzlichen Bearbeitungswartebefehl entspricht (Schritt S99, Ja), bestimmt die Programmanalyseeinheit 14 bei Schritt S100, ob der Block, der dem Befehl entspricht, der das Ende des Bearbeitungsbereichs bezeichnet, ausgeführt wurde. Wenn der Block, der dem Befehl entspricht, der das Ende des Bearbeitungsbereichs bezeichnet, ausgeführt wurde (Schritt S 100, Ja), schreitet die numerische Steuerungsvorrichtung 1 zu Schritt S101 in der Prozedur fort. Wenn andererseits der Block, der dem Befehl entspricht, der das Ende des Bearbeitungsbereichs bezeichnet, nicht ausgeführt wurde (Schritt S 100, Nein), wiederholt die numerische Steuerungsvorrichtung 1 die Bestimmung bei Schritt S100, bis der Befehl, der das Ende des Bearbeitungsbereichs bezeichnet, ausgeführt wird. Die Programmanalyseeinheit 14 gibt ein Analyseergebnis an die Robotersteuerungseinheit 16 aus.
Auf der Grundlage des Analyseergebnisses erzeugt die Robotersteuerungseinheit 16 Roboterbefehle in einem Format, das durch die Robotersteuerung 4 interpretiert werden kann. Bei Schritt S101 gibt die Robotersteuerungseinheit 16 die erzeugten Roboterbefehle an die Robotersteuerung 4 aus. Nach der Ausführung von Schritt S98 oder Schritt S 101 beendet die numerische Steuerungsvorrichtung 1 ihren basierend auf der in 20 gezeigten Prozedur basierenden Betrieb. Bei den Schritten S99 und S 100 bestimmt die Programmanalyseeinheit 14, ob das Schneiden bis zu dem durch den bei dem oben beschriebenen Schritt S95 belassenen Label angegebenen Bearbeitungsbereich vorbei ist oder nicht. Wenn das Schneiden bis zu diesen Bearbeitungsbereich vorüber ist, startet die numerische Steuerungsvorrichtung 1 die zusätzliche Bearbeitung bis zu diesem Bearbeitungsbereich.
Die numerische Steuerungsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform setzt das Entgraten eines Bereichs mit dem Roboter 3 in eine Warteposition, bis das Schneiden des zu schneidenden Bereichs beendet ist. Ferner ermöglicht die numerische Steuerungsvorrichtung 1 die gleichzeitige Ausführung des Entgratens des Bereichs mit dem Roboter 3 und des Schneidens eines Bereichs, der nach diesem Bereich mit der Werkzeugmaschine 2 zu schneiden ist. Bevor das Schneiden des gesamten Werkstücks 50 endet, kann das Robotersystem das Entgraten von dem Bereich starten, wo das Schneiden beendet ist, sodass eine kürzere Bearbeitungszeit ermöglicht wird.
Die vorangehend in den Ausführungsformen erläuterten Konfigurationen sind erläuternd für die Inhalte der vorliegenden Offenbarung. Die Konfigurationen der Ausführungsformen können mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden. Die Konfigurationen der Ausführungsformen können miteinander auf geeignete Weise kombiniert werden. Die Konfigurationen der Ausführungsformen können teilweise weggelassen oder geändert werden, ohne von dem Gedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: numerische Steuerungsvorrichtung;
2: Werkzeugmaschine;
3: Roboter;
4: Robotersteuerung;
5: Eingabebetriebseinheit;
6: Eingabe-Ausgabe-Einheit;
7: Bedienpult;
8: Handgriff;
9: Not-aus-Knopf;
10: Prozessor;
11: Speicher;
12: Speichervorrichtung;
13: Schnittstelle;
14: Programmanalyseeinheit;
15: Bearbeitungssteuerungseinheit;
16: Robotersteuerungseinheit;
17: Roboterprogrammerzeugungsprozessierungseinheit;
18: Eingabe-Ausgabe-Prozessierungseinheit;
20: Speichereinheit;
21: Bearbeitungsprogramm;
22: Roboterprogramm;
23: Werkzeugmaschinendaten;
24: Werkstückdaten;
25: Bearbeitungswerkzeugsdaten;
26: Roboterwerkzeugsdaten;
27: Interpolationsprozessierungseinheit;
28: Beschleunigungs- und Verzögerungseinheit;
29: Achsenbefehlsausgabeeinheit;
30: Bearbeitungsprogrammanalyseeinheit;
31: Simulationseinheit;
32: Roboterprogrammerzeugungseinheit;
33: Interpolationspunktberechnungseinheit;
34: Randpunktberechnungseinheit;
35: Bildprozessierungseinheit;
36: Eingabesteuerungseinheit;
40: Aktuator;
41: Antriebssteuerung;
42: Servosteuerungseinheit;
43: Spindelsteuerungseinheit;
44: Servomotor;
45: Spindelmotor;
46: Anzeigeeinheit;
47: Eingabeeinheit;
48, 49: Detektor;
50: Werkstück;
51: Bearbeitungswerkzeug;
52: Oberfläche;
53: Vorderkante;
60: Roboterwerkzeug.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 201220348 [0004]

Claims

Numerische Steuerungsvorrichtung, um eine Werkzeugmaschine, die ein Werkstück schneidet, und einen Roboter zu steuern, der ein Werkzeug aufweist, das angebracht ist, um das Werkstück zu entgraten, wobei die numerische Steuerungsvorrichtung umfasst: eine Randpunktberechnungseinheit, um eine Mehrzahl von Randpunkten zu berechnen, die einen Rand eines Bereichs angeben, der von dem Werkstück durch das Schneiden zu entfernen ist, und zwar auf der Grundlage eines Ergebnisses der Analyse eines Bearbeitungsprogramms, das ausgeführt wird, um das Schneiden zu steuern; und eine Roboterprogrammerzeugungseinheit, um ein Roboterprogramm zu erzeugen, das eine Bewegung des Werkzeugs entlang einem Pfad veranlasst, der der Mehrzahl von Randpunkten folgt
Numerische Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, umfassend: eine Speichereinheit, um Bearbeitungswerkzeugdaten zu bewahren, wobei die Bearbeitungswerkzeugdaten Daten zu einer Gestalt eines Bearbeitungswerkzeugs sind, wobei das Bearbeitungswerkzeug ein Werkzeug für das Schneiden ist; und eine Interpolationspunktberechnungseinheit, um Interpolationspunkte zu berechnen, die eine Position des Bearbeitungswerkzeugs für jede Zeiteinheit angeben, und zwar auf der Grundlage eines Ergebnisses der Analyse des Bearbeitungsprogramms, wobei die Randpunktberechnungseinheit die Mehrzahl von Randpunkten auf der Grundlage der Bearbeitungswerkzeugdaten und der Interpolationspunkte berechnet.
Numerische Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Randpunktberechnungseinheit jedem der Mehrzahl von Randpunkten Zeitreihendaten hinzufügt, die eine Schneidreihenfolge repräsentieren, und wobei die Roboterprogrammerzeugungseinheit den Pfad, der der Mehrzahl von Randpunkten folgt, in einer Reihenfolge festgelegt, die durch die Zeitreihendaten repräsentiert ist, die jedem der Mehrzahl von Randpunkten hinzugefügt sind.
Numerische Steuerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Befehl, der einen Bearbeitungsbereich bezeichnet, an dem Schneiden durchzuführen ist, dem Bearbeitungsprogramm hinzugefügt werden kann, und wobei dann, wenn der Befehl auszuführen ist, die Roboterprogrammerzeugungseinheit dem Roboterprogramm einen Wartebefehl hinzufügt, der das Entgraten in eine Warteposition versetzt.
Numerisches Steuerungsverfahren für eine numerische Steuerungsvorrichtung beim Steuern einer Werkzeugmaschine, die ein Werkstück schneidet, und eines Roboters, der ein Werkzeug aufweist, das zur Entgratung des Werkstücks angebracht ist, wobei das numerische Steuerungsverfahren umfasst: einen Schritt des Berechnens einer Mehrzahl von Randpunkten, die einen Bereich angeben, der von dem Werkstück durch Schneiden zu entfernen ist, und zwar auf der Grundlage eines Ergebnisses einer Analyse eines Bearbeitungsprogramms, das ausgeführt wird, um das Schneiden zu steuern; und einen Schritt des Erzeugens eines Roboterprogramms, das die Bewegung des Werkzeugs entlang einem Pfad veranlasst, der der Mehrzahl von Randpunkten folgt.