DE19605258A1

DE19605258A1 - Numerisches Steuerverfahren mit einer Spiegelbildfunktion

Info

Publication number: DE19605258A1
Application number: DE19605258A
Authority: DE
Inventors: Moon Kang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2016-02-14
Also published as: JPH08249039A; GB2297851A; US5739656A; GB9602795D0; DE19605258B4; KR960032124A; GB2297851B; KR0160672B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein numerisches Steuerverfahren für eine Werkzeugmaschine, insbesondere auf ein numerisches Steuerverfahren mit einer Spiegelbildfunktion, bei dem eine gleichmäßige Bearbeitungsgenauigkeit erreicht wird, indem es einer Werkzeugmaschine zum Spiegelbildbearbeiten eines Werkstücks ermöglicht wird, die gleiche Schneiderichtung beizubehalten, wie die hinsichtlich der ursprünglichen Form.

Eine numerische Steuereinrichtung, die bei einer Werkzeugmaschine benutzt wird, hat normalerweise eine Spiegelbildfunktion zum Invertieren eines Werkzeugverschiebe-Befehlscodes eines numerischen Steuerprogramms.

Fig. 1 ist eine Darstellung zum Erläutern der Spiegelbildfunktion einer solchen herkömmlichen numerischen Steuereinrichtung.

Wie in Fig. 1 dargestellt, kann ein Werkstück, das eine Form A aufweist, die durch drei Eckpunkte P1, P2 und P3 definiert ist, entlang von vier Bearbeitungswegen geschnitten werden. D.h., das Werkstück kann in der ursprünglichen Form A geschnitten werden, wie im ersten Quadranten gezeigt, oder in einem der Spiegelbilder A_x, A_y, bzw. A_xY, wie im zweiten, dritten bzw. vierten Quadranten dargestellt, wenn man einen Punkt 0′ als einen Bezugspunkt annimmt. Hier bezeichnen Xm bzw. Ym Spiegelachsen bezüglich der X-Achse bzw. Y-Achse.

Wenn ein Spiegelbild sowohl bezüglich der X- als auch der Y-Achse mit der herkömmlichen numerischen Steuereinrichtung, die eine solche Spiegelbildfunktion aufweist, gebildet wird, so ist die Schneiderichtung am Spiegelbild, wie im vierten Quadranten der Fig. 1 gezeigt, die gleiche, wie im ersten Quadranten gezeigt, gemäß der ursprünglichen Form. Wenn z. B. die ursprüngliche Schneiderichtung beständig abwärts ist, so wird daher durch Verwenden des Spiegelbildes A_XY ein Werkstück in die gleiche Abwärtsrichtung geschnitten. Andererseits wird die Schneiderichtung umgekehrt, wie im zweiten und dritten Quadranten gezeigt, wenn ein Spiegelbild nur bezüglich der X- oder der Y-Achse gebildet wird. Ein solches Aufwärtsschneiden erzeugt schlechte Bearbeitungsergebnisse. Dieses Problem wird auch bei der numerischen Steuereinrichtung beobachtet, die eine programmierbare Spiegelbildfunktion aufweist, wie im U.S. Patent Nr. 4,734,864 offenbart, welche zum Stand der Technik zählt.

Um das obige Problem zu lösen, ist es Aufgabe der Erfindung, ein numerisches Steuerverfahren mit einer Spiegelbildfunktion vorzusehen, das in der Lage ist, eine gleichmäßige Bearbeitungsgenauigkeit zu erhalten, indem es ermöglicht wird, ein Werkstück in die gleiche Schneiderichtung zu schneiden, wie die Schneiderichtung zum Herstellen der ursprünglichen Form (z. B. vor dem Spiegeln), unabhängig von der Spiegelachse.

Obige Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Darstellung zur Erläuterung einer Spiegelbildfunktion bei einer herkömmlichen numerischen Steuervorrichtung;

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer numerischen Steuervorrichtung zum Erläutern eines numerischen Steuerverfahrens mit einer Spiegelbildfunktion gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ein Flußdiagramm zum Erläutern des numerischen Steuerverfahrens der numerischen Steuervorrichtung aus Fig. 2; und

Fig. 4 eine Abbildung zum Erläutern einer Spiegelbildfunktion bei dem numerischen Steuerverfahren gemäß der Erfindung.

Bezugnehmend auf Fig. 2 weist eine numerische Steuervorrichtung, die ein numerisches Steuerverfahren mit einer Spiegelbildfunktion verwendet, gemäß der Erfindung auf: eine Zentraleinheit (CPU) 51 zum Steuern des gesamten Systems, einen Festwertspeicher (ROM) 52 als einen Hauptspeicher zum Speichern eines Gesamtsteuerprogramms des Systems, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 53 als einen Hilfsspeicher zum zeitweisen Speichern von Daten, die für eine Operation und Steuerung benötigt werden, und der bearbeiteten Ergebnisse davon, einen Eingabe- und Ausgabe- (I/O-) Schaltkreis 54 zum Verbinden mit einer Werkzeugmaschine 58, eine manuelle Eingabeeinheit 55 zum direkten Eingeben von Daten oder eines Signales durch eine Bedienungsperson, ein Lagesteuerwerk 56 zum Steuern eines Servomotors 61 der Werkzeugmaschine 58 über einen Servoschaltkreis 59 zum Antreiben des Servomotors 61 und eine Anzeige 57 zum Anzeigen von Daten und Bearbeitungsergebnissen des gesamten Systems. Obwohl ein Computermonitor als Anzeige 57 verwendet wird, können hier andere Anzeigen vorhanden sein, soweit sie mit dem Computersystem zusammenarbeiten können. Bezugszeichen 60 bezeichnet einen Systembus zum Verbinden aller Vorrichtungselemente.

Das numerische Steuerverfahren der Erfindung wird in Verbindung mit der oben dargestellten numerischen Steuervorrichtung beschrieben.

Bei dem numerischen Steuerverfahren der Erfindung wird eine Spiegelachse zum Ausführen einer Spiegelbildfunktion durch eine Anweisung "G51.1 X Y ," festgelegt, wobei G51.1 einen Spiegelbild-Befehlscode angibt sowie X und Y die Spiegelachsen angeben (mit Koordinaten statt der Leerzeichen).

Angenommen, daß der ausgeführte Befehl "G51.1 X100," ist, so ist die X-Koordinate einer Spiegelachse gleich 100. In ähnlicher Weise sind bei einem Befehl "G51.1 Y100" bzw. "G51.1 X100 Y100," die Y-Koordinate einer Spiegelachse 100 bzw. die X- und Y-Koordinate der Spiegelachsen beide 100.

Zwischenzeitlich wird eine Spiegelbildfunktion durch einen Befehl G50.1 gelöscht, woraufhin der Werkzeugweg eines Bewegungsbefehls mit einem ursprünglichen Werkzeugweg zusammenfällt, d. h. die Schneiderichtung entspricht daraufhin der ursprünglichen Schneiderichtung.

Dies wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 3 detaillierter beschrieben, die das numerische Steuerverfahren der numerischen Steuervorrichtung aus Fig. 2 darstellt. Die verschiedenen Modi der Spiegelbildoperation können hier in der folgenden Tabelle zusammengefaßt werden.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, liest die CPU 51 beim Schritt 71 einen Befehlsblock aus einem numerischen Steuerprogramm (NC-Programm) aus. Beim Schritt 72 wird entschieden, ob der zuletzt gelesene Befehl zum Beenden des Programms ist und wenn dem so ist, z. B. wenn die Antwort JA ist, stoppt das Programm. Wenn beim Schritt 72 die Antwort NEIN ist, entscheidet die CPU 51 beim Schritt 73, ob der Befehl ein Befehlscode G50.1 zum Löschen des Spiegelbilds ist. Wenn beim Schritt 73 kein solcher Code gefunden wird, entscheidet die CPU 51 beim Schritt 74, ob der Befehl ein Spiegelbild-Befehlscode G51.1 ist und, falls dies der Fall ist, wird beim Schritt 75 der Spiegelbildmodus auf "0" gesetzt. (Der Spiegelbildmodus bestimmt die Ausführung einer Spiegelbildfunktion beruhend auf obiger Tabelle). Ist der Spiegelbildmodus 0 und sollte beim Schritt 76 ein Befehl für eine X-Achsenkoordinate ausgegeben werden, so wird der Spiegelbildmodus um 1 inkrementiert und die X-Achsenkoordinate wird beim Schritt 77 in Xm (die Spiegelachse bezüglich der X-Achse) gespeichert; und sollte beim Schritt 78 ein Befehl für eine Y-Achsenkoordinate ausgegeben werden, so wird der Spiegelbildmodus um 1 inkrementiert und die Y- Achsenkoordinate wird beim Schritt 79 in einer Spiegelachse Ym (die Spiegelachse bezüglich der Y-Achse) gespeichert. Wenn beim Schritt 76 bzw. 78 keine X-Koordinate bzw. Y- Koordinate vorgefunden wird, werden die Modusinkrementierungsschritte 77 bzw. 79 umgangen. Danach wird der nächste Befehl ausgelesen und die obige Prozedur wiederholt.

Wenn kein Spiegelbild-Befehlscode G51.1 gefunden wird (z. B. wenn die Antwort beim Schritt 74 NEIN lautet), schreitet das Programm zwischenzeitlich zum Schritt 80. Angenommen hier ist der Spiegelbildmodus nicht Modus 0 sondern Modus 2, so folgt auf den Schritt 81 der Schritt 84 und die Spiegelbildfunktion wird bezüglich beider Achsen durchgeführt, indem beim Schritt 84 eine Ziellage (X₀, Y₀) gemäß der beiden folgenden Gleichungen berechnet wird:

X₀ = 2Xm-Xi
Y₀ = 2Ym-Yi

wobei Xi bzw. Yi Verschiebungskoordinatenwerte sind bezüglich der X- bzw. Y-Achse, wie beim numerischen Steuerprogramm vorgeschrieben. Danach werden beim Schritt 85 die Koordinatenwerte X₀ und Y₀ der berechneten Ziellage ausgegeben.

Wenn jedoch beim Schritt 80 der Spiegelbildmodus Modus 0 ist, was anzeigt, daß die Spiegelbildfunktion nicht durchgeführt wird, so fällt beim Schritt 83 die befohlene Schneiderichtung mit einer ursprünglichen Schneiderichtung zusammen.

Wenn beim Schritt 82 der Spiegelbildmodus als Modus 1 ermittelt wurde, so muß das Spiegeln nur bezüglich einer Achse durchgeführt werden und beim Schritt 86 wird die Spiegelbildfunktion für die einzige Achse (X oder Y) durchgeführt. D. h, falls Xm ≠ 0, wird das Werkstück im X- Achsenspiegelbild (X₀ = 2Xm-Xi) geschnitten und falls Ym ≠ 0 wird das Werkstück gemäß dem Y-Achsenspiegelbild (Y₀ = 2Ym-Yi) geschnitten.

Um die gleiche Schneiderichtung zu erhalten, die beim Herstellen der ursprünglichen Form verwendet wird, werden beim Schritt 87 die so erhaltenen Ziel lagen X₀ und Y₀ zusammen mit festgelegten Interpolationsdaten gespeichert. Die Schritte 86 und 87 werden durchgeführt, bis der Spiegelbild-Löschbefehl G50.1 ausgegeben wird.

Wird andererseits beim Schritt 73 ein Spiegelbild-Löschcode G50.1 vorgefunden, so wird beim Schritt 88 entschieden, ob der Spiegelbildmodus Modus 1 ist und, falls das der Fall ist, was anzeigt, daß ein Spiegelbild bezüglich nur einer Achse gebildet wird, werden die gespeicherten Daten in umgekehrter Reihenfolge bezüglich des Abspeicherns der Daten ausgelesen, um X₀ und Y₀ auszugeben (Schritte 89 und 90). Dieses Verfahren wird durchgeführt bis beim Schritt 91 die Daten gespeichert sind. Falls beim Schritt 88 der Spiegelbildmodus nicht Modus 1 ist, was anzeigt, daß ein Spiegelbild bezüglich der X- als auch der Y-Achse gebildet wurde, so wird der Spiegelbildmodus auf Modus 0 gesetzt.

Fig. 4 ist eine Darstellung zum Erläutern der Spiegelbildfunktion gemäß des numerischen Steuerverfahrens der Erfindung. Es sollte angemerkt werden, daß hier die Schneiderichtung in allen Quadranten die gleiche ist. In Fig. 4 kennzeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente wie in Fig. 1.

Wie oben beschrieben, wird ein Spiegelbild, das bezüglich beider Achsen gebildet wurde, auf die herkömmliche Weise behandelt und ein Spiegelbild, das nur bezüglich einer Achse gebildet wurde, wird mit der gleichen Schneiderichtung bearbeitet, die beim Herstellen der ursprünglichen Form verwendet wird, indem der Schneideweg entgegengesetzt zu dem des Befehls eingestellt wird.

Was einen Bewegungsbefehl der Z-Achse betrifft, so wird im allgemeinen eine solche Bewegung schnell vor dem Schneiden durchgeführt und eine lineare Interpolation wird zu einem Zeitpunkt des Schneidens durchgeführt. Demzufolge sollte, wenn die Bewegung eines Werkzeugs in umgekehrter Reihenfolge zum Befehlsweg gemäß der Erfindung ausgeführt wird, die Bewegung entlang der Z-Achse geändert werden. Wenn die Bewegung z. B. abwärts entlang der Z-Achse gerichtet ist, wird eine lineare Interpolation durchgeführt, und wenn die Bewegung aufwärts entlang der Z- Achse gerichtet ist, wird eine schnelle Bewegung ausgeführt.

Wie oben beschrieben, wird gemäß dem numerischen Steuerverfahren zum Steuern eines Spiegelbildes die gleiche Schneiderichtung, wie zum Herstellen der ursprünglichen Form, bei der Spiegelbildform angewendet, die bezüglich einer einzigen Achse als auch beider Achsen gebildet wurde. Daher kann immer eine gleichmäßige Bearbeitungspräzision erreicht werden - sogar für ein Einachsenspiegelbild.

Claims

Numerisches Steuerverfahren zum Steuern eines Spiegelbildes, wobei das Verfahren bei einer Werkzeugmaschine Verwendung findet und folgende Schritte aufweist:
- (a) Auslesen eines Befehlsblocks aus einem numerischen Steuerprogramm;
- (b) Bestimmen, ob ein festgelegter Spiegelbildcode im Befehlsblock ist;
- (c) Bestimmen der Koordinaten einer Ziellage gemäß des Spiegelbildcodes, wenn der Spiegelbildcode beim Schritt (b) gefunden wird;
- (d) Hinzufügen vorbestimmter Interpolationsdaten zu den Koordinaten der beim Schritt (c) bestimmten Ziellage, um eine gleiche Schneiderichtung wie eine ursprüngliche Schneiderichtung zu erzielen;
- (e) Bewegen eines Werkzeugs gemäß der beim Schritt (d) eingefügten Koordinaten der Ziellage; und
- (f) Bewegen des Werkzeugs in die ursprüngliche Schneiderichtung wie im numerischen Steuerprogramm vorgeschrieben, wenn beim Schritt (b) kein Spiegelbildcode gefunden wird.