Die Aufgabe der Erfindung besteht
deshalb in der Schaffung eines Verfahrens zum Erzeugen abgesonderter
Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte, bei dem die Bearbeitungsfähigkeit
als eine Eigenschaft der Maschine berücksichtigt wird, die eine Optimierung
der Schneideeinrichtungsbahn ermöglicht,
um das NC-Bearbeitungserfordernis
der Erhöhung
der Bewegungsgeschwindigkeit der Schneideeinrichtung während der
NC-Bearbeitung zu
erfüllen.5
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Verfahren gemäß Patentanspruch
1 und 2 gelöst, wobei
die abhängigen
Patentansprüche
Weiterbildungen der Erfindung darstellen.
Bei den Verfahren gemäß Patentanspruch
1 und 2 wird der Raumabstand der abgesonderten Punkte auf der Grundlage
der Beziehung zwischen dem Krümmungsradius
der Schneideeinrichtungsbahn, dem Raumabstand der abgesonderten
Punkte und der Bewegungsgeschwindigkeit der Schneideeinrichtung
berechnet. Die Beziehung stellt die Bearbeitungsfähigkeit
der individuellen Maschine dar. Das heißt, dass bei dem vorstehenden
Verfahren der Raumabstand unter Berücksichtigung der Bearbeitungsfähigkeit
derart berechnet wird, dass die Bewegungsgeschwindigkeit so weit
wie möglich
vergrößert wird.
Bei dem herkömmlichen Verfahren zum Erzeugen
der Folge von abgesonderten Punkten wird die vorgegebene Toleranzabweichung
der durch die Folge der abgesonderten Punkte angenäherten Schneideeinrichtungsbahn
von der Soll-Schneideeinrichtungsbahn
zum Erzeugen berücksichtigt,
wie vorstehend beschrieben ist. Im Allgemeinen hat der Betrag der
Abweichung der durch die erzeugten Punkte definierten Schneideeinrichtungsbahn
von der Soll-Schneideeinrichtungsbahn bei dem herkömmlichen
Verfahren die Neigung, viel kleiner als die vorgegebene Toleranz
zu sein. Es ist unmöglich, eine
Software zu gestalten, die durch eine Ausübung des herkömmlichen
Verfahrens die abgesonderten Punkte derart erzeugt, dass der Betrag
der Abweichung im Wesentlichen mit der vorgegebenen Toleranz übereinstimmt.
Folglich wird eine übermäßig große Anzahl
an abgesonderten Punkten erzeugt. Bei den Verfahren gemäß Anspruch
1 und 2 wird andererseits eine reduzierte Anzahl an abgesonderten Punkten
erzeugt, da der Raumabstand beim Erzeugen der abgesonderten Punkte
unter Berücksichtigung
des Krümmungsradius
festgelegt wird.
Der Ausdruck "Raumabstand der abgesonderten Punkte" wird im Allgemeinen
so interpretiert, dass er eine Länge
von jeder der geraden Linien der angenäherten Schneideeinrichtungsbahn
bedeutet, die durch die abgesonderten Punkte definiert ist, kann
aber auch so interpretiert werden, dass er eine Länge von
jeder der gekrümmten
Linien einer nominalen Schneideeinrichtungsbahn bedeutet, auf der die
abgesonderten Punkte angeordnet sind.
Der Ausdruck "Vergrößern der Bewegungsgeschwindigkeit
so weit wie möglich" wird nicht nur so
interpretiert, dass er bedeutet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit
im Wesentlichen den Maximalwert annimmt, sondern auch so interpretiert,
dass die Bewegungsgeschwindigkeit einen Wert nahe dem Maximalwert
annimmt (beispielsweise einen Wert gleich oder größer als
80% des Maximalwerts) bei einer Bedingung, die durch eine Beziehung
zwischen dem Raumabstand und der Bewegungsgeschwindigkeit definiert
ist, wobei der Krümmungsradius
einen besonderen Wert annimmt. Die Beziehung zwischen dem Raumabstand
und der Bewegungsgeschwindigkeit wird durch eine zweidimensionale
Kurve ausgedrückt,
die in 9B gezeigt ist.
Diese zweidimensionale Kurve ist gleichwertig mit einem Querschnitt
einer dreidimensionalen Kurve, die in 9A gezeigt
ist. Der Querschnitt verläuft
entlang einer Fläche,
auf der der Krümmungsradius
R den berechneten Wert annimmt.
Darüber hinaus kann die in den
Unteransprüchen
angesprochene "Schneideeinrichtungsgröße, die
den Abstand zwischen dem Bezugspunkt und dem Schneidepunkt darstellt" so interpretiert
werden, dass sie dem Radius der Schneideeinrichtung entspricht.
Bei dem Verfahren gemäß Patentanspruch
5 wird ein angenäherter
Wert des Krümmungsradius der
Soll-Schneideeinrichtungsbahn ohne Anwendung der Daten, die die
Soll-Schneideeinrichtungsbahn
darstellen, auf der Grundlage der Annahme berechnet, dass ein Krümmungsradius
eines Abschnitts, auf dem ein vorgegebener Punkt angeordnet ist
und der ein Teil der Schnittlinie der versetzten Fläche und
der Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche ist, sich dem Krümmungsradius
der Soll-Schneideeinrichtungsbahn nähert.
Bei dem Verfahren gemäß Patentanspruch
6 wird die Vielzahl von abgesonderten Punkten aufeinanderfolgend
erzeugt, ohne dass die Soll-Schneideeinrichtungsbahn vor dem Erzeugen
der Punkte berechnet wird. Der Raumabstand von jedem Punktepaar
wird unter Berücksichtigung
der Bearbeitungsfähigkeit
der Maschine, d.h. der vorstehend beschriebenen Beziehung der Maschine,
berechnet.
Bei dem Verfahren gemäß Patentanspruch
8 wird die durch die Beziehung dargestellte Bearbeitungsfähigkeit
berücksichtigt,
um den Raumabstand beim Schritt des Erzeugens der abgesonderten Punkte
zu berechnen, die aufeinanderfolgend zu den bei dem NC-Bearbeitungsschritt
verwendeten NC-Daten verarbeitet werden, so dass die Schneideeinrichtung
nicht unnötig
durch die Steuervorrichtung beschleunigt und verzögert wird.
Somit lässt
mit dieser bevorzugten Gestalt die Bewegungsgeschwindigkeit der
Schneideeinrichtung zum Bearbeiten des Werkstücks einfach erhöhen.
Als herkömmliche Verfahren zum Erhalten der
Schneideeinrichtungsbahn auf der Grundlage des Soll-Schnittprofils
gibt es im Übrigen
ein Vorsprungverfahren (project method) und ein Umkehrversatzverfahren
(reverseoffset method), die in der Technik gut bekannt sind und
die jeweils in den 28 und 29 gezeigt sind.
Bei dem Vorsprungverfahren wird angenommen,
dass es eine Vielzahl von identischen Schneideeinrichtungen gibt,
die derart angeordnet sind, dass die Schneideeinrichtungen aus der
horizontalen Richtung in der Abbildung gesehen um einen vorgegebenen
Abstand gleich voneinander beabstandet sind, und derart, dass die
kugelige Oberfläche
von jeder der Schneideeinrichtungen tangential zu der Oberfläche des
Soll-Schnittprofils ist. Bei diesem Verfahren wird eine Vielzahl
von geraden Linien, von denen jede die Bezugspunkte von benachbarten zwei
Schneideeinrichtungen verbindet, als die Schneideeinrichtungsbahn
festgelegt.
Bei dem Umkehrversatzverfahren ist
eine Vielzahl von identischen Schneideeinrichtungen begrifflich
derart angeordnet, dass die Schneideeinrichtungen aus der horizontalen
Richtung in der Abbildung gesehen um einen vorgegebenen Abstand gleich
voneinander beabstandet sind, wie bei dem Vorsprungverfahren. Dabei
ist jede der Schneideeinrichtungen jedoch derart angeordnet, dass
eines der axial entgegengesetzten Enden mit der kugeligen Oberfläche nach
oben vorsteht, und zwar derart, dass der Bezugspunkt an der Oberfläche des Soll-Schnittprofils
gehalten wird. Und dann wird angenommen, dass es eine Vielzahl von
Flächen
gibt (die durch gestrichelte Linien dargestellt werden, die sich
in der Abbildung vertikal erstrecken), die aus der horizontalen
Richtung gesehen um einen vorgegebenen Abstand gleich voneinander
beabstandet sind. Bei diesem Verfahren wird eine Vielzahl von geraden Linien,
von denen jede zwei benachbarte Schnittpunkte zwischen den kugeligen
Oberflächen
der Schneideeinrichtungen und den Flächen verbindet, als die Schneideeinrichtungsbahn
festgelegt.
Die vorstehenden Verfahren leiden
jedoch unter den folgenden Nachteilen. Zunächst ist bei dem Vorsprungverfahren
der Abstand zwischen benachbarten zwei Schneideeinrichtungen nicht
notwendigerweise gleich dem kürzesten
Abstand (Raumabstand) zwischen den Bezugspunkten der benachbarten
Schneideeinrichtungen, während
bei dem Umkehrversatzverfahren der Abstand zwischen jeweils zwei
benachbarten Flächen
nicht notwendigerweise gleich dem kürzesten Abstand (Raumabstand)
zwischen den entsprechenden zwei benachbarten Schnittpunkten ist.
Zweitens ist es unmöglich,
die Änderung
des Krümmungsradius
des Soll-Schnittprofils beim Festlegen des Abstands zwischen den
Schneideeinrichtungen oder den Flächen zu berücksichtigen. Drittens, wenn
der Abstand der Schneideeinrichtungen größer als der Abstand der Flächen bei dem
Umkehrversatzverfahren ist, weichen, wie in 29 gezeigt ist, einige der Schnittpunkte
beträchtlich
von einer gekrümmten
Fläche
ab, die präzise
von dem Soll-Schnittprofil um einen gleichen Abstand wie ein Radius
der Schneideeinrichtung versetzt ist. Folglich wird die durch die
vorstehenden Verfahren erhaltene Schneideeinrichtungsbahn wahrscheinlich dem
Soll-Schnittprofil
nicht genau folgen.
Bei dem Verfahren gemäß Patentanspruch
9 kann der Raumabstand der abgesonderten Punkte andererseits frei
festgelegt werden, um das Erzeugen der abgesonderten Punkte derart
zu ermöglichen,
dass die abgesonderten Punkte um einen optimalen Raumabstand voneinander
beabstandet sind. Da des Weiteren alle abgesonderten Punkte bei
dem vorliegenden Verfahren auf der gekrümmten Fläche angeordnet sind, die präzise von
dem Soll-Schnittprofil versetzt ist, folgt die bei dem vorliegenden
Verfahren erhaltene Schneideeinrichtungsbahn genau dem Soll-Schnittprofil.
Somit kann das vorliegende Verfahren die Bewegungsgeschwindigkeit
der Schneideeinrichtung zum Bearbeiten des Werkstücks erhöhen, während die
Bearbeitungsgenauigkeit gewährleistet
wird.
Die vorstehende Aufgabe, die Merkmale,
die Vorteile und die technische und industrielle Tragweite der Erfindung
wird durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden
bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung besser verständlich,
wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet
wird, wobei:
1 eine
Ansicht zeigt, die schematisch die Schritte eines Verfahrens zum
Erzeugen abgesonderter Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
2 eine
dreidimensionale Kurve zeigt, die die Bearbeitungsfähigkeit
einer durch Steuervorrichtungen gesteuerten NC-Maschine zeigt, denen
Daten zugeführt
werden, die die abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte
darstellen;
3 ein
Blockdiagramm eines Schneideeinrichtungsbahndatenerzeugungsgerät zeigt,
das zum Durchführen
des Verfahrens der Erfindung geeignet ist;
4 ein
Ablaufdiagramm eines Programms darstellt, das ausgeführt wird,
wie es durch einen Computer des Geräts der 3 benötigt
wird, und das auf einem Datenspeicherträger in einer externen Speichervorrichtung
des Geräts
gespeichert ist;
5 ein
Ablaufdiagramm einer Routine zum Erzeugen von Krümmungsdefinitionsgleichungen
darstellt, die beim Schritt S2 des Ablaufdiagramms der 4 ausgeführt wird;
6 eine
perspektivische Ansicht zeigt, die einen Vorgang beim Schritt S2
des Ablaufdiagramms der 4 schematisch
darstellt;
7 ein
Ablaufdiagramm zeigt, das eine Routine zum Erzeugen abgesonderter
Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte beim Schritt S3 des Ablaufdiagramms
der 4 darstellt;
8 eine
perspektivische Ansicht zeigt, die schematisch einen Vorgang beim
Schritt S3 des Ablaufdiagramms der 4 darstellt;
9A und 9B Kurven zum Erläutern der Vorgänge bei
den Schritten S25 und S26 des Ablaufdiagramms der 7 zeigen;
10 eine
perspektivische Ansicht zeigt, die schematisch einen Vorgang beim
Schritt S27 des Ablaufdiagramms der 7 darstellt;
11, 12, 13, 14 und 15 Kurven zum Erläutern eines
Vorgangs beim Schritt S28 des Ablaufdiagramms der 7 zeigen;
16 eine
perspektivische Ansicht zeigt, die schematisch einen Vorgang beim
Schritt S29 des Ablaufdiagramms der 7 darstellt;
17 eine
perspektivische Ansicht zeigt, die schematisch einen Vorgang beim
Schritt S4 des Ablaufdiagramms der 4 darstellt;
18 ein
Ablaufdiagramm einer Routine darstellt, die durch einen Computer
ausgeführt
wird, der zum Durchführen
eines Schneideeinrichtungsbahndatenerzeugungsverfahrens gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung geeignet ist, um Krümmungsdefinitionsgleichungen
zu erzeugen;
19 ein
Ablaufdiagramm einer Routine darstellt, die durch einen Computer
ausgeführt
wird, der zum Durchführen
eines Schneideeinrichtungsbahndatenerzeugungsverfahrens gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung geeignet ist, um abgesonderte Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte
zu erzeugen;
20 eine
perspektivische Ansicht zeigt, die die Vorgänge bei den Schritten S103
und S107 des Ablaufdiagramms der 19 schematisch
darstellt;
21 eine
perspektivische Ansicht zeigt, die einen Vorgang beim Schritt S109
des Ablaufdiagramms der 19 schematisch
darstellt;
22 eine
perspektivische Ansicht zeigt, die einen Vorgang beim Schritt S111
des Ablaufdiagramms der 19 schematisch
darstellt;
23 eine
Ansicht zeigt, die eine Reihe von Schritten eines Verfahrens zum
Bearbeiten eines Werkstücks
auf einer NC-Maschine zeigt;
24 eine
Ansicht zum Erläutern
einer bei einem NC-Bearbeitungsschritt
der 23 ausgeführten Geschwindigkeitssteuerung
zeigt;
25 eine
Ansicht zum Erläutern
einer herkömmlichen
Technik zum Definieren einer Schneideeinrichtungsbahn durch die
abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte zeigt;
26A eine
Ansicht eines Unterschieds zwischen einer idealen Schneideeinrichtungsbahn und
einer angenäherten Schneideeinrichtungsbahn zeigt,
die durch die abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte
durch die herkömmliche Technik
definiert ist;
26B eine
Kurve eines Unterschieds der Geschwindigkeitsänderungen zeigt, wenn eine Schneideeinrichtung
entlang einer idealen Schneideeinrichtungsbahn bewegt wird und wenn
die Schneideeinrichtung entlang der angenäherten Schneideeinrichtungsbahn
bewegt wird;
27A, 27B und 27C Kurven der Geschwindigkeitsänderungen
zeigen, die verschiedenen Befehlswerten der Bewegungsgeschwindigkeit bei
der herkömmlichen
Technik entsprechen;
28 eine
Ansicht zeigt, um ein herkömmliches
Verfahren zum Erhalten einer Schneideeinrichtungsbahn auf der Grundlage
eines Soll-Schnittprofils zu erläutern;
29 eine
Ansicht zeigt, um ein anderes herkömmliches Verfahren zum Erhalten
der Schneideeinrichtungsbahn auf der Grundlage des Soll-Schnittprofils
zu erläutern;
30 eine
Ansicht zeigt, um eine vorteilhafte Wirkung der Krümmungsdefinitionsfunktionsgleichungen
zu erläutern,
die Krümmungen
darstellen, die die Schneideeinrichtungsbahnen bei der Erfindung
darstellen.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird
nun ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben, das auf einen in 23 gezeigten CAM-Datenverarbeitungsschritt
anwendbar ist, der geeignet ist, einen NC-Bearbeitungsvorgang an
einem Werkstück
mit einer Schneideeinrichtung, z.B. in der Gestalt eines Kugelfräsers wie
in 28, auszuführen.
Zunächst wird das vorliegende Ausführungsbeispiel
nur kurz erläutert.
Bei dem CAM-Datenverarbeitungsschritt wird,
wie in 1 gezeigt ist,
eine Reihe von Vorgängen
ausgeführt.
Anfangs empfängt
eine CAM-Verarbeitungseinrichtung Teilgeometriedaten, wie beispielsweise
Oberflächenmodelle
oder Körpermodelle,
die bei einem CAD-Datenverarbeitungsschritt erzeugt wurden. Dann
werden Berechnungsvorgänge auf
der Grundlage der Teilgeometriedaten und Schneideeinrichtungsgeometriedaten
ausgeführt, die
Daten umfassen, die einen Radius der Schneideeinrichtung darstellen,
um Krümmungsdefinitionsfunktionsgleichungen
(die nachfolgend als "Krümmungsdefinitionsgleichungen" bezeichnet werden) zu
erhalten, die Krümmungen
darstellen, die generell eine Soll-Schneideeinrichtungsbahn definieren,
entlang der ein Bezugspunkt (d.h. der Mittelpunkt) der Schneideeinrichtung
bewegt werden sollte. Nachfolgend werden zum Erzeugen einer Folge
von abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkten auf
der Soll-Schneideeinrichtungsbahn optimale Raumabstände zwischen
zwei benachbarten abgesonderten Punkten auf der Grundlage der Krümmungsdefinitionsgleichungen
festgelegt, und dadurch werden die abgesonderten Punkte auf der Soll-Schneideeinrichtungsbahn
derart festgelegt, dass die zwei benachbarten abgesonderten Punkte in
der Richtung der Folge um die optimalen Raumabstände voneinander beabstandet
sind. Dann werden Schneideeinrichtungsbahndaten berechnet, die die abgesonderten
Punkte darstellen. Die Schneideeinrichtungsbahndaten werden einem
Nachverarbeitungsvorgang ausgesetzt, wodurch NC-Daten erzeugt werden,
die den Schneideeinrichtungsbahndaten entsprechen. Die somit erhaltenen
NC-Daten können
durch eine DNC (verteilte numerische Steuerung) 10 verarbeitet
werden, die in 23 gezeigt
ist.
Bei dem NC-Bearbeitungsschritt wird
eine Maschine 14 durch eine CNC (numerische Steuerung) 12 gesteuert,
die die NC-Daten von der DNC 10 derart empfängt, dass
eine Schneideeinrichtung 16 und ein Werkstück 18 in
Relation zueinander bewegt werden, um das Werkstück 18 zu einem Soll-Schnittprofil
zu verarbeiten.
Die Maschine 14 hat eine
Vielzahl von Achsen, die durch die DNC 10 und die CNC 12 gesteuert werden.
Die DNC 10 und CNC 12 steuern die Vielzahl von
Achsen, um die Schneideeinrichtung 16 gegenüber dem
Werkstück 18 gemäß einer
vorgegebenen Beziehung zwischen einem Krümmungsradius der Soll-Schneideeinrichtungsbahn,
dem Raumabstand und der Geschwindigkeit der Bewegung zu bewegen.
Die Beziehung wird auf der Grundlage
einer Vielzahl von unterschiedlichen Bedingungen festgelegt, die
mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Schneideeinrichtung 16 zusammenhängen. Die
Vielzahl von Bedingungen umfasst eine erste, zweite, dritte und
vierte Bedingung. Die erste Bedingung ist, dass die resultierende
Bewegungsgeschwindigkeit der Schneideeinrichtung 16 derart
festgelegt werden sollte, dass die tatsächliche Querbeschleunigung
der Schneideeinrichtung 16 während ihrer Bewegung nicht
größer als
der obere Grenzwert der tatsächlichen
Querbeschleunigung ist. Die erste Bedingung wird durch die folgende
Gleichung ausgedrückt: V ≤ f1 (R) ≤ √(Gp) × √(R)
mit V: resultierende Bewegungsgeschwindigkeit
R:
(variabler) Krümmungsradius
der Schneideeinrichtungsbahn
Gp: (konstanter) oberer Grenzwert
der tatsächlichen Querbeschleunigung.
Der Krümmungsradius der Schneideeinrichtungsbahn
wird durch die CNC 12 auf der Grundlage der NC-Daten berechnet,
die dieser von der DNC 10 zugeführt werden. Da die NC-Daten
nicht direkt die Schneideeinrichtungsbahn darstellen, sondern die abgesonderten
Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte darstellen, definiert
die CNC 12 begrifflich eine kontinuierliche Bahn, die der
Schneideeinrichtungsbahn auf der Grundlage der abgesonderten Punkte
angenähert
ist, um dadurch den Krümmungsradius
auf der Grundlage der kontinuierlichen Bahn zu berechnen. Genauer
gesagt ist die kontinuierliche Bahn ein Bogen, der durch die folgenden
drei der abgesonderten Punkte verläuft, und ein Radius des Bogens
wird als der Krümmungsradius
festgelegt.
Die zweite Bedingung ist, dass die
resultierende Bewegungsgeschwindigkeit der Schneideeinrichtung 16 unter
Berücksichtigung
der Datenverarbeitungsfähigkeit
der Steuervorrichtungen in der Gestalt der DNC 10 und der
CNC 12 festgelegt werden sollte. Die zweite Bedingung wird
durch die folgende Gleichung ausgedrückt: V ≤ f2 (L) ≤ MIN
(L ÷ t,
b × L ÷ B)mit
V: resultierende Bewegungsgeschwindigkeit
L: (variabler) Raumabstand
der abgesonderten Punkte
b: maximale (konstante) Datenmenge,
die in einer vorgegebenen Zeit von der DNC 10 zu der CNC 12 übertragen
werden kann
B: (konstante) Datenmenge einer Zeile von NC-Daten, die von der
DNC 10 zu der CNC 12 übertragen werden
t: (konstante)
erforderliche Zeit zum Verarbeiten der Datenmenge, die einer Bewegung
der Schneideeinrichtung 16 entspricht.
Die dritte Bedingung ist, dass die
resultierende Bewegungsgeschwindigkeit der Schneideeinrichtung 16 derart
festgelegt werden sollte, dass die Änderung der Vorschubgeschwindigkeit
der Schneideeinrichtung 16 entlang jeder der steuerbaren
Achsen nicht größer als
ein oberer Grenzwert der Änderung ist.
Die Änderung
ist ein Änderungsbetrag
der Vorschubgeschwindigkeit der Schneideeinrichtung zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Bewegungen der Schneideeinrichtung. Die dritte
Bedingung wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt: V ≤ f3 (R, L) ≤ ΔVp ÷ sin {2
sin–1 (L ÷ (2 × R))}mit
v: resultierende Bewegungsgeschwindigkeit
R: (variabler) Krümmungsradius
L:
(variabler) Raumabstand
ΔVp:
(konstanter) oberer Grenzwert der Änderung der Vorschubgeschwindigkeit.
Die vierte Bedingung ist, dass die
resultierende Bewegungsgeschwindigkeit der Schneideeinrichtung 16 derart
festgelegt werden sollte, dass die resultierende Bewegungsgeschwindigkeit
nicht größer als
ein Befehlswert ist, der durch den Benutzer der Maschine in die
DNC 10 oder CNC 12 eingegeben wird. Die vierte
Bedingung wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt: V ≤ f4 ≤ VD mit V: resultierende Bewegungsgeschwindigkeit
VD: (konstanter) angewiesener Wert.
Die CNC 12 berechnet Maximalwerte
der resultierenden Bewegungsgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit den jeweiligen
vorstehend beschriebenen Bedingungen gemäß den vorstehend beschriebenen
vier Gleichungen. Dann legt die CNC 12 einen der vier Maximalwerte,
der kleiner als die anderen ist, als eine optimale Bewegungsgeschwindigkeit
fest, um der Maschine 14 ein Pulssignal zuzuführen, das einen
Bewegungsbefehl darstellt, so dass die Schneideeinrichtung 16 durch
die Maschine 14 mit der optimalen Bewegungsgeschwindigkeit
bewegt wird. Die Beziehung zwischen der somit festgelegten optimalen
Bewegungsgeschwindigkeit, dem Krümmungsradius
und dem Raumabstand kann durch eine dreidimensionale Kurve ausgedrückt werden,
wie in 2 gezeigt ist.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nun detailliert beschrieben.
Der CAM-Datenverarbeitungsschritt
wird, wie in 23 gezeigt
ist, durch eine CAM-Verarbeitungseinrichtung in der Gestalt eines
CAM-Computers 20 durchgeführt. Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der Computer 20 eine
Datenverarbeitungseinrichtung 22, beispielsweise eine CPU
(zentrale Verarbeitungseinheit), und eine Speichervorrichtung 24, beispielsweise
einen Nur-Lese-Speicher (ROM = Read Only Memory) und einen flüchtigen
Zugriffs speicher (RAM = Random Access Memory). Der Computer 20 ist
mit einer externen Speichervorrichtung 26 verbunden, die
mit einem geeigneten Datenspeicherträger 28, beispielsweise
einer Diskette, betreibbar ist. Ein auf dem Datenspeicherträger 28 gespeichertes
geeignetes Programm wird in die Speichervorrichtung 24 des
Computers 20 eingelesen und wird zeitweilig in der Speichervorrichtung 24 gespeichert,
so dass das Programm ausgeführt
wird, wie es von der Datenverarbeitungseinrichtung 22 benötigt wird,
um die Schneideeinrichtungsbahndaten, die die abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte
darstellen, auf der Grundlage der Teilgeometriedaten zu erzeugen,
und um die Schneideeinrichtungsbahndaten in die entsprechenden NC-Daten umzuwandeln.
Der Computer 20 ist auch
mit einer Eingabevorrichtung 30 verbunden, beispielsweise
einer Tastatur oder einer Maus, durch die der Benutzer verschiedene
Befehle in den Computer 20 eingibt. Eine Ausgabevorrichtung 32,
beispielsweise eine CRT, eine Flüssigkristallanzeige
oder ein Drucker, ist mit dem Computer 20 verbunden, so
dass während
der Datenverarbeitung durch den Computer 20 erhaltene Daten
oder ein Ergebnis der Datenverarbeitung zu der Ausgabevorrichtung 32 geliefert
werden.
Eine in dem Ablaufdiagramm der 4 dargestellte Routine wird
durch die Datenverarbeitungseinrichtung 22 des CAM-Computers 20 gemäß dem in
der Speichervorrichtung 24 gespeicherten Programm ausgeführt.
Die Routine der 4 wird mit Schritt S1 begonnen, wobei
eine Bedingung oder Bedingungen vom Benutzer durch die Eingabevorrichtung 30 in den
CAM-Computer 20 eingegeben werden, die zum Erzeugen der
abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte erforderlich
sind. Nach dem Schritt S1 folgt Schritt S2, wobei ein Gleichungserzeugungsprogramm
aus der externen Speichervorrichtung 26 ausgelesen wird
und in die Speichervorrichtung 24 des CAM-Computers 20 eingelesen
wird und durch die Datenverarbeitungseinrichtung 22 ausgeführt wird,
um die Krümmungsdefinitionsgleichungen
auf der Grundlage der Teilgeometriedaten und der vorstehend beschriebenen
Schneideeinrichtungsdaten zu erzeugen.
Ein Beispiel einer gemäß dem Gleichungserzeugungsprogramm
ausgeführten
Routine ist in dem Ablaufdiagramm der 5 dargestellt.
Die Routine der 5 wird mit Schritt S11 begonnen, wobei
der CAM-Computer 20 verschiedene Datenarten empfängt, wie
beispielsweise die Teilgeometriedaten und die Schneideeinrichtungsradiusdaten.
Dann geht der Steuerablauf zum Schritt
S12, wobei eine erste Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche DP1
auf der Grundlage der Teilgeometriedaten und der Schneideeinrichtungsradiusdaten
berechnet wird. Die erste Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche DP1
ist in der Normalrichtung des Soll-Schnittprofils um einen durch
den Radius der Schneideeinrichtung festgelegten Abstand von dem Soll-Schnittprofil
des Werkstücks 18 versetzt,
das durch die Teilgeometriedaten dargestellt wird. Eine Schneideeinrichtungsbahn,
entlang der die Schneideeinrichtung 16 bewegt wird, ist
als eine Schnittlinie zwischen zwei Schneideeinrichtungsbahndefinitionsflächen definiert.
Eine dieser beiden Flächen
ist die erste Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche DP1,
die in der Normalrichtung des Soll-Schnittprofils des Werkstücks von
dem Schnittprofil des Werkstücks 18 um
den durch den Schneideeinrichtungsradius festgelegten Abstand versetzt
ist.
Nach dem Schritt S12 folgt Schritt
S13, wobei ein Vielzahl von zweiten Schneideeinrichtungsbahndefinitionsflächen DP2
berechnet wird. Um das Soll-Schnittprofil des Werkstücks 18 zu
erhalten, muss die Schneideeinrichtung 16 entlang einer
Vielzahl von Schneideeinrichtungsbahnen bewegt werden, die auf der
ersten Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche DP1 angeordnet sind. Somit
wird am Ende jeder Schneideeinrichtungsbahn die Schneideeinrichtung
um einen vorgegebenen Abstand (der nachfolgend als "Vorschubabstand" bezeichnet wird) in
eine senkrechte Richtung zu der Richtung der Schneideeinrichtungsbahn
bewegt und die Schneideeinrichtung wird entlang der nachfolgenden Schneideeinrichtungsbahn
bewegt. Die Vielzahl von zweiten Schneideeinrichtungsbahndefinitionsflächen DP2
wird auf der Grundlage des Vorschubabstands berechnet. Genauer gesagt
wird eine Vielzahl von flachen oder gekrümmten Flächen, die um einen gleichen
Abstand wie der Vorschubabstand voneinander beabstandet sind, als
die zweiten Schneideeinrichtungsbahndefinitionsflächen DP2
erhalten.
Dann geht der Steuerablauf zum Schritt
S14, um die Schnittlinien zwischen der ersten Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche DP1
und den zweiten Schneideeinrichtungsbahndefinitionsflächen DP2
zu erhalten. Diese Schnittlinien stimmen mit der Vielzahl von Schneideeinrichtungsbahnen überein.
Krümmungsdefinitionsgleichungen
werden erhalten, die diese Schneideeinrichtungsbahnen darstellen.
Beispielsweise stellen die Krümmungsdefinitionsgleichungen
Bezierkrümmungen
dar. Die Vielzahl von Schneideeinrichtungsbahnen ist in 6 als Beispiel durch Pfeillinien
gezeigt. Bei diesem bestimmten Beispiel der 6 sind die zweiten Schneideeinrichtungsbahndefinitionsflächen DP2 gekrümmte Flächen. Es
soll beachtet werden, dass Schritt S14 so festgelegt ist, dass die
Krümmungsdefinitionsgleichungen
erhalten werden, die jeweilige Abschnitte darstellen, die zum Definieren
der Schneideeinrichtungsbahn miteinander verbunden sind.
Nachdem die Krümmungsdefinitionsgleichungen
wie vorstehend beschrieben erhalten wurden, wird ein Programm zum
Erzeugen abgesonderter Punkte von der externen Speichervorrichtung 26 zu
der Speichervorrichtung 24 des CAM-Computers 20 übertragen
und wird durch die Datenverarbeitungseinrichtung 22 ausgeführt. Folglich
wird eine in dem Ablaufdiagramm der 7 dargestellte
Routine gemäß dem entsprechenden
Programm zum Erzeugen abgesonderter Punkte ausgeführt. Diese
Routine der 7 wird für jeden
Abschnitt der Vielzahl von Schneideeinrichtungsbahnen wiederholt
ausgeführt.
Die Routine der 7 wird mit Schritt S21 begonnen, wobei
der Benutzer verschiedene Datenarten, die zum Berechnen des Raumabstands
L der abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte erforderlich
sind, in den CAM-Computer 20 eingibt. Die verschiedenen
Datenarten umfassen den oberen Grenzwert Gp der tatsächlichen
Querbeschleunigung, die maximale Datenmenge b, die in einer vorgegebenen
Zeit von der DNC 10 zu der CNC 12 übertragen
werden kann, die Datenmenge B der einen Zeile von NC-Daten, die
erforderliche Zeit t zum Verarbeiten einer Datenmenge, die einer
Bewegung der Schneideeinrichtung 16 entspricht, den oberen
Grenzwert ΔVp
der Änderung
der Vorschubgeschwindigkeit und den Befehlswert VD für die resultierende
Bewegungsgeschwindigkeit.
Nach Schritt S21 folgt Schritt S22,
wobei eine Abfolgeanzahl i eines ersten Abschnitts auf "1" gesetzt wird. Der erste Abschnitt bezieht
sich auf einen der Abschnitte, für
den die abgesonderten Punkte durch die vorliegende Routine zuerst
erzeugt werden.
Dann wird der Schritt S23 durchgeführt, um eine
der Krümmungsdefinitionsgleichungen
aus der Speichervorrichtung 24 auszulesen, die den ersten Abschnitt
darstellt.
Nach Schritt S23 folgt Schritt S24,
wobei auf der Grundlage der Krümmungsdefinitionsgleichung, die
beim Schritt S23 aus der Speichervorrichtung 24 ausgelesen
wurde, wie in 10 gezeigt
ein minimaler Krümmungsradius
RMIN des ersten Abschnitts berechnet wird.
Der minimale Krümmungsradius
RMIN kann ein Krümmungsradius eines Anteils
von gekrümmten
Anteilen des ersten Abschnitts sein, der den kleinsten Radius hat.
Dann wird der Schritt S25 durchgeführt, um die
vorstehend beschriebenen vier Gleichungen auf der Grundlage des
berechneten minimalen Krümmungsradius
RMIN und der eingegebenen verschiedenen
Datenarten zu berechnen, um eine Beziehung zwischen der resultierenden
Bewegungsgeschwindigkeit V und dem Raumabstand L zu erhalten, wenn der
Krümmungsradius
R den berechneten Wert annimmt (der nachfolgend als "Beziehung V zu L" bezeichnet wird).
Die Beziehung V zu L kann durch eine zweidimensionale Kurve ausgedrückt werden,
die in 9B gezeigt ist.
Diese zweidimensionale Kurve ist einem Querschnitt einer dreidimensionalen
Kurve gleichwertig, die in 9A gezeigt
ist und die dieselbe Kurve wie in 2 ist.
Der Querschnitt verläuft entlang
einer Fläche,
auf der der Krümmungsradius R
den berechneten Wert annimmt.
Nach Schritt S25 folgt Schritt S26,
um auf der Grundlage der Beziehung V zu L einen ersten Kandidatenwert
L1 des Raumabstands L festzulegen. Der erste
Kandidatenwert L1 wird als ein Wert des
Raumabstands L festgelegt, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit V
den höchsten
Wert der Beziehung V zu L annimmt. Bei der in 9B gezeigten zweidimensionalen Kurve
reicht der erste Raumabstandskandidatenwert L1 von
b nach c.
Dann wird Schritt S27 durchgeführt, um,
wie in 10 gezeigt ist,
einen linearen Abschnitt zu erhalten, der zum Annähern an
einen Bogen mit dem berechneten Wert des Krümmungsradius R gedacht ist,
so dass ein Abweichungsbetrag des linearen Abschnitts von dem Bogen
gleich einem vorgegebenen zulässigen
maximalen Betrag ist, und um einen Abstand zwischen zwei Schnittpunkten
des linearen Abschnitts und des Bogens zu berechnen. Der Abstand wird
als ein zweiter Kandidatenwert L2 des Raumabstands
festgelegt. Das heißt,
dass der zweite Kandidatenwert L2 auf der
Grundlage des Abweichungsbetrags des linearen Abschnitts von dem
Bogen festgelegt wird, während
der erste Kandidatenwert L1 auf der Grundlage
der vorstehend beschriebenen Beziehung V zu L festgelegt wird.
Dann wird beim Schritt S28 derjenige
des ersten und zweiten Kandidatenwerts L1,
L2, der kleiner als der andere ist, als
ein optimaler Raumabstand LO
PT festgelegt.
Bei dem in 11 gezeigten Muster 1, in dem
der erste Kandidatenwert L1 von b nach c
reicht (b ≤ L1 ≤ c)
und in dem sowohl b als auch c kleiner als der zweite Kandidatenwert
L2 sind, der gleich d ist (b > d = L2,
c < d = L2) , kann der optimale Raumabstand LOPT als ein beliebiger Wert von b, der der
untere Grenzwert des ersten Kandidatenwerts L1 ist,
c, der der obere Grenzwert des ersten Kandidatenwerts L1 ist,
und dem Mittelwert von b und c festgelegt werden.
Bei dem in 12 gezeigten Muster 2, in dem
der erste Kandidatenwert L1 von b nach c
reicht (b ≤ L1 ≤ c)
und in dem b kleiner als der zweite Kandidatenwert L2 ist,
der gleich d ist, während
c größer als
d ist (b < d =
L2 < C) kann der
optimale Raumabstand LOPT als ein beliebiger
Wert von b, der der untere Grenzwert des ersten Kandidatenwerts
L1 ist, d, der den zweiten Kandidatenwert
L2 darstellt, und dem Mittelwert zwischen
b und d festgelegt werden.
Bei dem in 13 gezeigten Muster 3, in dem
der erste Kandidatenwert L1 von b nach c
reicht (b ≤ L1 ≤ c) und in
dem sowohl b als auch c größer als
der zweite Kandidatenwert L2 sind, der gleich
d ist (d = L2 < b, d = L2 < c) , wird der optimale
Raumabstand LOPT als d festgelegt, das den
zweiten Kandidatenwert L2 darstellt.
Bei dem in 14 gezeigten
Muster 4, in dem der erste Kandidatenwert L1 aus
einem einzelnen Wert besteht (L1 = b = c)
und in dem der erste Kandidatenwert L1 kleiner
als der zweite Kandidatenwert L2 ist, der
gleich d ist (b < d
= L2, c < d
= L2) , wird der optimale Raumabstand LOPT als der erste Kandidatenwert L1 festgelegt.
Bei dem in 15 gezeigten Muster 5, in dem
der erste Kandidatenwert L1 aus einem einzelnen
Wert besteht (L1 = B = c), und in dem der
erste Kandidatenwert L1 größer als
der zweite Raumabstand L2 ist, der gleich
d ist (d = L2 < b, d = L2 < c), wird der optimale
Raumabstand LOPT als d festgelegt, das den
zweiten Kandidatenwert L2 darstellt.
Nachdem der optimale Raumabstand
LOP
T beim Schritt
S28 wie vorstehend beschrieben festgelegt wurde, wird Schritt S29
ausgeführt,
um die abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte zu
erzeugen, die auf dem ersten Abschnitt liegen und die um einen gleichen
Abstand wie der festgelegte optimale Raumabstand LOPT voneinander
beabstandet sind.
Bezugnehmend auf 16 wird nun genauer beschrieben, wie
sich eine Kugel mit einem gleichen Radius wie der festgelegte optimale
Raumabstand LOP
T bewegt,
so dass die Mitte der Kugel auf dem betreffenden Abschnitt der Soll-Schneideeinrichtungsbahn
gehalten wird. Anfangs ist die Mitte der Kugel an einem Ende des
betreffenden Abschnitts angeordnet. Die Position dieses einen Endes des
betreffenden Abschnitts wird als der erste abgesonderte Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkt festgelegt,
der auf dem betreffenden Abschnitt liegt. Dann wird die Kugel um
den Abstand gleich ihrem Radius LOPT bewegt.
Einer der beiden Schnittpunkte zwischen der Kugel und dem betreffenden
Abschnitt, der von dem vorstehend angezeigten einen Ende des betreffenden
Abschnitts entfernt ist, wird als der zweite Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkt
festgelegt. Die Bewegung der Kugel und die Festlegung des Schnittpunkts
werden wiederholt, bis der von dem vorstehend angezeigten Ende des
gekrümmten betreffenden
Abschnitts entfernte Schnittpunkt auf dem nachfolgenden Abschnitt
liegt. Auf diese Weise werden beim ersten Durchlauf der Ausführung der Routine
der 7 die abgesonderten
Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte auf dem ersten Abschnitt
erzeugt.
Gewöhnlich liegt der Schnittpunkt
der Kugel und der Soll-Schneideeinrichtungsbahn,
der durch die letzte Bewegung der Kugel entlang dem vorliegenden
Abschnitt erhalten wird, nicht auf dem anderen Ende des vorliegenden
Abschnitts. Dabei wird dieser Schnittpunkt nicht als der letzte
abgesonderte Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkt verwendet,
der für
den vorliegenden Abschnitt erhalten wird, sondern das vorstehend
angezeigte andere Ende des vorliegenden Abschnitts wird als der
letzte abgesonderte Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkt festgelegt.
Somit werden alle Endpunkte der jeweiligen Abschnitte als die abgesonderten
Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte festgelegt.
Der letzte erzeugte Schnittpunkt,
der auf dem nachfolgenden Abschnitt liegt, kann jedoch als der letzte
abgesonderte Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkt für den vorliegenden
Abschnitt festgelegt werden. Dabei wird der Endpunkt des vorliegenden
Abschnitts nicht als der abgesonderte Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkt
verwendet.
Dann wird Schritt S30 ausgeführt, um
zu beurteilen, ob die Abfolgeanzahl i des vorliegenden Abschnitts
gleich oder größer als
eine maximale Anzahl iMIN ist, die die Anzahl
aller Abschnitte darstellt, die die betreffende Soll-Schneideeinrichtungsbahn
bilden. Wenn die Abfolgeanzahl i kleiner als die maximale Anzahl
iM
IN ist, wird beim
Schritt S30 eine negative Beurteilung erhalten. Der negativen Beurteilung
beim Schritt S30 folgt Schritt S31, wobei zu der Abfolgeanzahl i
des Abschnitts "1" addiert wird, und
dann geht die Ablaufsteuerung zurück zum Schritt S23 und den folgenden
Schritten, um die abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte
für den nachfolgenden
Abschnitt zu erzeugen, dessen Abfolgeanzahl (i + 1) ist. Die Schritt
S23 bis S31 werden für
jeden der Abschnitte der Soll-Schneideeinrichtungsbahn wiederholt
ausgeführt,
bis beim Schritt S30 eine positive Beurteilung erhalten wird.
Wenn die Routine für jede Soll-Schneideeinrichtungsbahn
aus der Vielzahl von Soll-Schneideeinrichtungsbahnen, wie in 6 gezeigt ist, wiederholt
ausgeführt
wird, wird, wie in 8 gezeigt
ist, eine Vielzahl von Linien von abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkten
auf der Vielzahl von Soll-Schneideeinrichtungsbahnen erzeugt.
Nachdem in der Routine S21 bis S31
die abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte wie
vorstehend beschrieben auf den Soll-Schneideeinrichtungsbahnen erzeugt
wurden, geht die Ablaufsteuerung zu Schritt S4 der 4, wobei Hilfsbewegungsdaten erzeugt
werden, um Hilfsbewegungen der Schneideeinrichtung 16 zu steuern,
die zum Ermöglichen
des Schnittvorgangs nötig
sind, der gemäß den Schneideeinrichtungsbahndaten
auszuführen
ist, die durch die abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte dargestellt
werden. Diese Hilfsbewegungsdaten umfassen beispielsweise Daten
für eine
schnittfreie Bewegung (schnelle Querbewegung) der Schneideeinrichtung 16 von
einer vorgegebenen Position (d.h. Maschinenruheposition) zu einer
Maschinenstartposition, Daten für
eine schnittfreie Bewegung (schnelle Querbewegung) der Schneideeinrichtung 16 von
einer Maschinenendposition zu einer vorgegebenen Position und Daten
für eine
Bewegung über
den Vorschubabstand der Schneideeinrichtung 16 von der Position
von einer der Schneideeinrichtungsbahnen zu der nachfolgenden der
Schneideeinrichtungsbahnen, wie in 17 durch
Pfeillinien angezeigt ist.
Dann geht die Ablaufsteuerung zum
Schritt S5, wobei die Schneideeinrichtungsbahndaten in NC-Daten
umgewandelt werden, die durch die CNC 12 verarbeitet werden
können.
Somit ist ein Durchlauf der Ausführung
der Routine der 4 vervollständigt.
Bezugnehmend auf 18 wird als Nächstes ein zweites Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung beschrieben.
In der Routine zum Erzeugen von Krümmungsdefinitionsgleichungen,
die in der 5 des ersten
Ausführungsbeispiels
gezeigt ist, werden die Krümmungsdefinitionsgleichungen
direkt auf der Grundlage der Teilgeometriedaten erzeugt, und die abgesonderten
Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte werden auf der Grundlage
der Krümmungsdefinitionsgleichungen
erzeugt. In einer Routine zum Erzeugen von Krümmungsdefinitionsgleichungen,
die in 18 des vorliegenden
zweiten Ausführungsbeispiels
gezeigt ist, werden vorläufige abgesonderte
Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte auf der Grundlage von
Teilgeometriedaten erzeugt, und diese vorläufigen abgesonderten Punkte werden
zum Erzeugen der Krümmungsdefinitionsgleichungen
verwendet, die zum Erzeugen von endgültigen Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkten
verwendet werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
der CAM-Computer 20 geeignet,
die in dem Ablaufdiagramm der 18 dargestellte
Routine auszuführen.
Ein Programm zum Ausführen
dieser Routine ist auf dem Datenspeicherträger 28 der externen Speichervorrichtung 26 gespeichert.
Die Routine der 18 wird mit Schritt S71 begonnen, wobei
der CAM-Computer 20 verschiedene Datenarten empfängt, wie
beispielsweise die vorstehend beschriebenen Teilgeometriedaten,
Schneideeinrichtungsvorschubdaten, die den vorstehend beschriebenen
Vorschubabstand darstellen, und die Schneideeinrichtungsradiusdaten,
die den Radius der Schneideeinrichtung 16 darstellen.
Nach dem Schritt S71 folgt Schritt
S72, um eine Berechnung zum Erhalten von Querschnittsprofilen des
Teils auf der Grundlage von bei dem Schritt S71 erhaltenen Daten
auszuführen.
Das heißt,
dass die äußeren Profile
oder Entwürfe
des Teils in gleichmäßig beabstandeten
Querschnittsflächen
erhalten werden. Die Querschnittsflächen sind um einen gleichen
Abstand wie der Vorschubabstand voneinander beabstandet.
Dann geht die Ablaufsteuerung zum
Schritt S73, um vorläufige
abgesonderte Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte auf der Grundlage
der Querschnittsprofile des Teils und des Radius der Schneideeinrichtung 16 zu
erzeugen. Diese vorläufigen
abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte sind um
einen durch den Schneideeinrichtungsradius festgelegten Abstand
von den Querschnittsprofilen in der Normalrichtung des Werkstücks 18 versetzt
und sind um einen vorgegebenen kleinen Abstand im Wesentlichen gleich
voneinander beabstandet.
Dann wird Schritt S74 ausgeführt, um
eine Funktionsgleichung zu erzeugen, die eine gekrümmte Linie
darstellt (d.h. eine Bezierkrümmung),
die durch die beim Schritt S73 erhaltenen vorläufigen abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte
verläuft.
Diese Funktionsgleichung wird für
jeden der Abschnitte von jeder Soll-Schneideeinrichtungsbahn erhalten.
Dann werden endgültige abgesonderte Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte
auf dieselbe Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel erzeugt.
Bezugnehmend auf 19 wird als Nächstes ein drittes Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist
mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel identisch
bis auf das Programm zum Erzeugen der abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte,
wobei dieses Programm nachfolgend beschrieben wird.
19 zeigt
das bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ausgeführte
Programm zum Erzeugen abgesonderter Punkte. Die Routine des Programms
beginnt mit Schritt S101, wobei der Benutzer Teilgeometriedaten
in den Computer 20 eingibt, die eine Soll-Schnittfläche PL1
des Werkstücks 18 darstellen.
Dann werden beim Schritt S102 die Schneideeinrichtungsgrößendaten
in der Gestalt von Schneideeinrichtungsradiusdaten in den CAM-Computer 20 eingegeben.
Nach dem Schritt S102 folgt Schritt S103, wobei eine versetzte Fläche PL2
auf der Grundlage der Teilgeometriedaten und der Schneideeinrichtungsradiusdaten
berechnet werden. Die versetzte Fläche PL2 ist, wie in 20 gezeigt ist, eine Fläche, die
um einen gleichen Abstand wie ein Radius der Schneideeinrichtung 16 in
der Normalrichtung der Soll-Schnittfläche PL1 von der Soll-Schnittfläche PL1
versetzt ist. Dann geht die Ablaufsteuerung zum Schritt S104, wobei
der Benutzer Daten in den CAM-Computer 20 eingibt, die
eine Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche PL3 darstellen. Die Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche PL3
ist durch eine Bezugslinie definiert, die durch einen Bezugspunkt
der Schneideeinrichtung 16 und einen Schneidepunkt der
Schneideeinrichtung 16 während der Bewegung der Schneide einrichtung 16 verläuft. Das
heißt,
dass die versetzte Fläche
PL2 und die Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche PL3
jeweils der ersten Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche DP1
und der zweiten Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche DP2
beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
entsprechen.
Nach dem Schritt S104 folgt Schritt
S105, wobei eine Abfolgeanzahl einer ersten Bahn auf "1" gesetzt wird. Die erste Bahn bezieht
sich auf eine Soll-Schneideeinrichtungsbahn aus der Vielzahl von Soll-Schneideeinrichtungsbahnen,
für die
die abgesonderten Punkte durch die vorliegende Routine zuerst erzeugt
werden.
Dann geht die Ablaufsteuerung zum
Schritt S106, wobei eine Abfolgeanzahl n eines ersten Punkts auf "1" eingerichtet wird. Der erste Punkt
bezieht sich auf einen aus der Vielzahl von abgesonderten Punkten
der betreffenden Soll-Schneideeinrichtungsbahn, wobei der Punkt
zuerst zu erhalten ist. Nach Schritt S106 folgt Schritt S107, wobei
der erste Punkt CL(1), wie in 20 gezeigt ist, als einer
der Punkte festgelegt wird, die an entgegengesetzten Enden der Schnittlinie
der versetzten Fläche
PL2 und der Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche PL3 angeordnet
sind. Bei diesem Schritt jedoch kann der Benutzer einen der beiden
Punkte als den ersten Punkt CL(
1
) auswählen.
Nach dem Schritt S107 folgt dann Schritt S108, wobei der erste Punkt
CL(1) als ein Startpunkt CLST des
ersten Punktepaars festgelegt wird, das eines aus einer Vielzahl
von Punktepaaren ist und das zuerst zu erzeugen ist. Die Vielzahl
von Punktepaaren bildet die abgesonderten Punkte, die auf der betreffenden
Soll-Schneideeinrichtungsbahn anzuordnen sind. Jedes der Paare besteht
aus benachbarten zwei der abgesonderten Punkte.
Dann geht die Ablaufsteuerung zum
Schritt S109, wobei ein Krümmungsradius
R berechnet wird. Der berechnete Krümmungsradius R ist, wie in 21 gezeigt ist, ein Krümmungsradius
eines Anteils der versetzten Ebene PL2, auf dem der Startpunkt CLST (CL(1)) angeordnet
ist. Im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
wurde der Krümmungsradius
R gemäß den Krümmungsdefinitionsgleichungen in
Schritt S24 berechnet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jedoch
der Krümmungsradius R
ohne die Krümmungsdefinitionsgleichungen
auf der Grundlage der Teilgeometriedaten, der Daten, die die Schneideeinrichtungsbahndefinitionsflächen darstellen,
und den Daten, die den Startpunkt CLST darstellen,
berechnet.
Dann geht die Ablaufsteuerung zum
Schritt S110, wobei wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
unter Berücksichtigung
der Bearbeitungsfähigkeit
der Maschine 14, d.h. der vorstehend beschriebenen Beziehung
v zu L der Maschine 14, ein Raumabstand zwischen dem Startpunkt
CLST (CL(1)) und
dem folgenden Punkt berechnet wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird jedoch kein Raumabstand wie der zweite Kandidatenwert L2 berechnet, der in Schritt S27 des ersten
und zweiten Ausführungsbeispiels
auf der Grundlage des Abweichungsbetrags festgelegt wird. Bei diesem
Schritt S110 werden daher dieselben Prozeduren ausgeführt, wie
sie bei den in 7 gezeigten
Schritten S25, S26 und S28 ausgeführt werden. Wenn der unter
Berücksichtigung
der Beziehung V zu L berechnete Raumabstand aus einem einzelnen
Wert besteht, wird der einzelne Wert als ein endgültiger Raumabstand
L festgelegt. Wenn andererseits der berechnete Raumabstand aus einer
Vielzahl von Werten besteht, wird einer aus dem Maximalwert, dem
Minimalwert und dem Mittelwert als der endgültige Raumabstand L festgelegt.
Dann geht die Ablaufsteuerung zum
Schritt S111, wobei der vorstehend beschriebene folgende Endpunkt
als ein Endpunkt CLED (CL(2))
des ersten Punktepaars festgelegt wird. Der Endpunkt CLED ist, wie
in 22 gezeigt ist, auf
der versetzten Fläche PL2
und auf der Schneideeinrichtungsbahndefinitionsfläche PL3
angeordnet und ist um einen gleichen Abstand wie der endgültige Raumabstand
L von dem Startpunkt CLST (CL(
1)) beabstandet.
Nach Schritt S111 folgt Schritt S112,
wobei der Endpunkt CLED als ein endgültiger Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkt
CL(n+1) mit einer Abfolgeanzahl (n + 1)
festgelegt wird. Dann wird Schritt S113 durchgeführt, um zu beurteilen, ob der
Endpunkt CLED dem letzten Punkt der betreffenden Soll-Schneideeinrichtungsbahn
entspricht oder nicht. Wenn beim Schritt S113 eine negative Beurteilung erhalten
wird, wird Schritt S114 durchgeführt,
um den Endpunkt CLED als einen Startpunkt
CLST des folgenden Punktepaars festzulegen.
Dann geht die Ablaufsteuerung zum Schritt S115, wobei zu der Abfolgeanzahl
n des Punkts "1" addiert wird. Nach
Schritt S115 folgt Schritt S109.
Die Schritte S109 bis S115 werden
solange wiederholt, bis eine positive Beurteilung beim Schritt S113
erhalten wird. Wenn die positive Beurteilung beim Schritt S113 erhalten
wird, wird Schritt S116 durchgeführt,
um eine Abfolgeanzahl j der betreffenden Soll-Schneideeinrichtungsbahn
festzulegen, die gleich oder größer als
die maximale Anzahl jMAX ist. Wenn beim
Schritt S116 eine negative Beurteilung erhalten wird, geht die Ablauf steuerung
zum Schritt S117, wobei zu der Abfolgeanzahl j "1" addiert
wird. Nach Schritt S117 folgt Schritt S106.
Wenn alle der abgesonderten Schneideeinrichtungsbahndefinitionspunkte
erzeugt sind, d.h. wenn beim Schritt S116 eine positive Beurteilung
erhalten wird, ist ein Durchlauf der Ausführung der Routine der 19 vervollständigt.
