DE69214757T2

DE69214757T2 - Numerische Steuerungseinheit mit Positionszählersteuerung und Anzeige

Info

Publication number: DE69214757T2
Application number: DE69214757T
Authority: DE
Inventors: Tomomitsu Niwa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: EP0529239A2; JPH058152A; EP0529239A3; US5734573A; DE69214757D1; JP2757590B2; HK1004296A1; EP0529239B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerische Steuereinheit zum Ausgeben von Ansteuersignalen an eine Servomotoreinrichtung eines Maschinenwerkzeugs zum Bearbeiten eines Werkstücks gemäß einem Bearbeitungsprogramm. Eine derartige numerische Steuereinheit ist insbesondere auf ein numerisch gesteuertes Maschinenwerkzeug anwendbar und beinhaltet eine Zählersteuerung des Maschinenwerkzeugs.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Eine numerische Steuereinheit ist dafür ausgelegt, eine numerische Steuerverarbeitung auf Grundlage von Befehlen in einem Bearbeitungsprogramm, welches auf ein Papierband oder dergleichen geschrieben ist, auszuführen und ein Maschinenwerkzeug gemäß der Ergebnisse von dieser Verarbeitung anzusteuern, wodurch ein Werkstück gemäß der Befehle bearbeitet wird.
US-A-4 115 859 betrifft eine digitale Steuereinrichtung zum Ansteuern eines Rückmessers, der in Zusammenarbeit mit einer Druckbremse arbeitet. Diese Maschine ermöglicht die Spezifikation einer Vielzahl von Biegesequenzen, die jeweils bestimmte Dimensionszyklen und Schritte aufweisen. Die Dimensionen werden alle in einem "English file" oder einem "metric file" spezifiziert. Somit wird der Betreiber in die Lage versetzt, eine Vielzahl von Schritten für jede von der Druckbremse auszuführenden Biegesequenz einzustellen. In der Tat können die einzelnen Schritte und Abfolgen über eine "Eingabe-"Taste auf dem Schaltfeld eingegeben werden. Ferner existiert eine Anzeige der Daten für die einzelnen Biegetoleranzen. Abgesehen von der Eingabe von einigen Prozeßdaten in einem "metrischen" XYZ-Koordinatensystem, bei dem Daten in zehn getrennten Blöcken definiert werden, stellt dieses Dokument keine Lösung für ein Störungs- und Datenproblem bereit, auf das die vorliegende Erfindung gerichtet ist.
JP-A-62 099 050 offenbart eine numerische Steuereinheit, die die Bereitstellung von XYZ-Koordinatendaten für die Steuerung eines Maschinenwerkzeugs ermöglicht, wobei neue dreidimensionale Koordinatenwerte XN, YN, ZN in einem bestimmten Schritt je nach Anforderung berechnet werden. Jedoch offenbart dieses Dokument überhaupt keine Einstellung von Benutzerdaten in einer Vielzahl von Benutzerzählern und stellt überhaupt keine Störungsüberprüfung bereit.
JP-A-56 0520 152 betrifft eine Werkzeugkantenpositions-Anzeigevorrichtung. Hier wird die Kantenposition eines neuen Werkzeugs als die Differenz zwischen Positionsvektoren der Kanten der neuen und alten Werkzeuge berechnet, wenn das alte Werkzeug durch das neue Werkzeug ersetzt werden soll. Diese Prozedur betrifft somit die Berechnung von Vektorpositionen, um eine Kantenposition eines neuen Werkzeugs zu erfassen. Dieses Dokument betrifft noch nicht einmal die Berechnung einer gegenseitigen Störung eines Werkzeugs und eines Werkstücks, sondern offenbart lediglich die neue Positioniereinstellung, wenn ein Werkzeug ersetzt wird.
Die Veröffentlichung "Robotersysteme, Band 5, Nr. 1, März 1989, Seiten 9-16" offenbart eine Kollisionsberechnung eines sich bewegenden Roboters, der sich einem Objekt annähert. Während das Ziel in diesem Dokument offensichtlich ist, einen frühen Störungsalarm bereitzustellen, wenn ein Roboter beinahe das Objekt kontaktiert, verwendet diese Offenbarung eine spezielle Einstellung von Operationsausdrücken und Benutzerdaten nicht.
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild einer numerischen Steuereinheit, die in dem Gebiet bekannt ist. Ein von einem Bandleser 11 abgelesenes Bearbeitungsprogramm wird in einem Speicher 12 gespeichert. Wenn es ausgeführt wird, wird das Bearbeitungsprogramm Block für Block aus dem Speicher 12 gelesen und zuerst von einer Steuereinrichtung 17 verarbeitet, die eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einen Steuerprogrammspeicher und andere herkömmliche Komponenten enthält. Die Steuereinrichtung 17 führt dann eine numerische Steuerverarbeitung gemäß dem Bearbeitungsprogramm aus, wobei der Servomotor eines Maschinenwerkzeugs 1 zum Bewegen eines Tisches oder eines Drehbankkopfes gemäß einem Bewegungsbefehl angesteuert oder eine Steuerung ausgeführt wird, z.B. Maschinenwerkzeug 1 Kühlmittel EiN/AUS, Spindelvorwärtsdrehung/Rückwärts, Drehung/Stop und dergleichen über einen Steuerkasten 13. Die Zahl 16 bezeichnet ein Steuerschaltfeld, welches Steuerungen zum Bereitstellen von Nulldurchgangs-, Anlauf- und anderen Befehlen hält, 14 eine manuelle Dateneingabeeinrichtung (als die "MDI" bezeichnet), die zum manuellen Eingeben von verschiedenen Daten in die Steuereinrichtung 17 verwendet wird, und 15 eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen der gegenwärtigen Position und von anderen Daten der Maschine. Die Einrichtungen 11 bis 17 umfassen eine Computernumerik-Steuereinheit (als die "CNC" bezeichnet). Einschließlich der CPU, des Steuerprogrammspeichers und anderer herkömmlicher Komponenten, wie voranstehend beschrieben, führt die Steuereinrichtung 17 in der CNC eine vorgegebene numerische Steuerverarbeitung auf Grundlage des Steuerprogramms und des Bearbeitungsprogramms aus, um dadurch das Maschinenwerkzeug 1 zu steuern.
Allgemein kennt ein Benutzer, der das Maschinenwerkzeug verwendet, eine Werkzeugposition aus Zählerwerten, die auf einem ORT-Schirm 41 der Anzeigeeinheit 15 der CNC angezeigt werden, wie in Fig. 13 gezeigt, und überprüft, ob eine richtige Bearbeitung ausgeführt wird oder nicht. Die Zählerwerte, die auf dem CRT-Schirm 41 angezeigt werden, sind nämlich für den Betreiber beim Ausführen einer Bearbeitung sehr aussagekräftig.
Unter Bezugnahme auf Fig. 13 zeigt ein Zähler, der durch:

< ABSOLUT>

dargestellt wird, die gegenwärtige Position des Werkzeugs in einem absoluten Koordinatensystem an. Das absolute System wird von dem Benutzer als ein Standardreferenzpunkt für sämtliche Bearbeitungsaktivät eingerichtet. In Fig. 13 sind Werte der X-Achse und der Z-Achse angezeigt.
Wiederum Bezug nehmend auf Fig. 13 zeigt ein Zähler, der mit:

< RELATIV>

dargestellt ist, die gegenwärtige Position des Werkzeugs in einem relativen Koordinatensystem dar. In Fig. 13 sind auch Werte der X-Achse und der Z-Achse angezeigt. Ein relativer Referenzpunkt kann durch einen Benutzer irgendwo auf dem Werkstück gesetzt werden und wird relativ zu dem absoluten Referenzpunkt eingerichtet. Oft ist es für den Betreiber einfacher, getrennte Referenzpunkte für jede Bearbeitungsoperation auf einem einzelnen Arbeitsprodukt zu haben.
Ein Zähler, der durch:

< MASCHINE>

dargestellt ist, zeigt die gegenwärtige Position des Werkzeugs in einem Maschinenkoordinatensystem an. Der Maschinenreferenzpunkt ist der Startpunkt der Maschine, wenn eine Energie zum ersten Mal eingeschaltet wird. Die Mitte eines derartigen Koordinatensystems befindet sich oft in der Mitte des Maschinentischs. Dies ist ein wichtiges System für die Maschine, kann aber von dem Betreiber zur Steuerung einer bestimmten Bearbeitungsoperation nicht effizient verwendet werden.
Ein Zähler, der mit:

< BEWEGUNGSABSTAND>

bezeichnet ist, zeigt den verbleibenden Abstand an, um den sich ein Werkzeug entlang jeder Achse für einen gegebenen Block bewegen muß. Dieser Wert basiert auf der gegenwärtigen Werkzeugposition.
Alle diese Zähler werden seriell aktualisiert, wenn sich das Werkzeug bewegt.
Fig. 12 ist ein Blockschaltbild von Hauptteilen, die eine allgemeine Abfolge einer Zählerverarbeitung darstellen, die in dem Gebiet bekannt ist. In einem Programmabarbeitungsmodus wird das Bearbeitungsprogramm, welches in dem Speicher 12 gespeichert ist, auf einer Blockbasis gelesen und wird von einem Bearbeitungsprogramm-Analyseprozessor 21 verarbeitet, in dem der Bewegungsbefehl jeder Achse extrahiert wird. Bei einem manuellen Betriebsmodus wird der Bewegungsbefehl der Achse, die zu dem Anlaufschalter gehört, durch Drücken des Anlaufschalters oder dergleichen auf dem Steuerschaltfeld 16 extrahiert. Diese Achsenbewegungsbefehle werden von einem Impulsverteilungsprozessor 22 verarbeitet, der sie dann an eine Servosteuereinrichtung 5 als Achsenbewegungs-Befehlsimpulse überträgt. Auf Grundlage dieser Daten stellt die Servosteuereinrichtung 5 einen Drehbefehl an einen Servomotor 6 bereit, der auf dem Maschinenwerkzeug 1 angebracht ist. Die Drehung des Servomotors 6 wird von einem Detektor 7 erfaßt, dessen Ausgangsdetektionsimpulse an die Servosteuereinrichtung 5 zurückgeführt werden, wodurch eine Servoschleife gebildet wird. Die Achsenbewegungs-Befehlsimpulse, die von dem Impulsverteilungsprozessor 22 an die Servosteuereinrichtung 5 geliefert werden, werden von den CNC-Zählern 30 addiert, wodurch die Zählerwerte aktualisiert werden. Die Zähleranzeigen werden bereitgestellt, indem die Werte des CNC-Zählers 30 auf der Anzeigeeinheit 15 angezeigt werden. Diese Zählerwerte zu irgendeiner gegebenen Zeit sind die Akkumulationen von Achsenbewegungswerten, wenn das Werkzeug durch die Achsenbewegungsbefehle bewegt wird. Durch Zurücksetzen (Löschen) der Zählerwerte auf Null an einem bestimmten Punkt oder durch Setzen von bestimmten Werten in den Zähleranzeigen, können relative Bewegungswerte oder dergleichen von diesem Punkt angezeigt werden.
Bezüglich der Zähleranzeigen sei erwähnt, daß diese herkömmliche Designs sind, so wie sie beispielsweise in der japanischen Patentoffenbarungsveröffentlichung Nr. 52152 aus 1981 oder der japanischen Patentoffenbarungsveröffentlichung Nr. 99059 aus 1987 gelehrt werden, die bewirken, daß die tatsächliche Position einer Werkzeugnase angezeigt wird, indem die Zählerwerte durch sogenannte "Werkzeugpositionsversetzungs-"Werte verschoben werden.
Wie in Fig. 16 gezeigt, ist der Betrag, um den sich ein Werkzeug tatsächlich bewegen kann, aufgrund des Aufbaus des Maschinenwerkzeugs 1 und des Aufbaus der Maschinenwerkzeughalterungen 8 begrenzt. Wenn diese Grenze überschritten wird, ist es wahrscheinlich, daß das Werkzeug und/oder seine Zusatzaufbauten mit anderen Maschinenwerkzeugaufbauten in die Quere kommt (interferiert) Um zu verhindern, daß sich das Werkzeug über das Ende jeder Achse des Bearbeitungswerkzeugs 1 hinaus bewegt, ist ein Begrenzungsschalter 9 an dem Ende jede Achse des Maschinenwerkzeugs 1 vorgesehen. Der Betrag, um den sich das Werkzeug wie durch die Begrenzungsschalter 9 beschränkt bewegen kann, wird als ein Bewegungsbereich 58 bezeichnet. Zusätzlich kann ein Bereich, zu dem das Werkzeug keinen Zutritt besitzt, so wie dies für eine bestimmte Bearbeitungsoperation benötigt wird, innerhalb des Bewegungsbereichs 58 definiert werden. Dies ist als ein Sperrgebiet 59 bezeichnet.
Eine Vielzahl von derartigen Sperrgebieten 59 können definiert werden, wie in Fig. 17 gezeigt, wobei jedes der Sperrgebiete 59 durch Spezifizieren der Koordinatenwerte von zwei gegenüberliegenden Ecken A und B in Parametern, die in dem Bearbeitungsprogramm oder CNC eingestellt sind, definiert werden, wie in Fig. 18 gezeigt.
Während einer Bearbeitungsoperation überprüft die CNC die Zählerwerte, um nachzusehen, ob sich das Werkzeug in Richtung auf irgendeinen dieser Sperrgebiete 59 hin bewegt hat. Wenn das Werkzeug versucht, sich in das Sperrgebiet 59 hinein fortzubewegen, wie mit der Bearbeitungskurve zwischen einem Startpunkt 5 und einem Endpunkt E in Fig. 19A oder 19B gezeigt ist, stoppt die CNC das Werkzeug an einem Punkt a unmittelbar bevor das Werkzeug den Bereich 59 betritt und zeigt einen Alarm auf dem CRT-Schirm 41 der Anzeigeeinheit 15 an.
Eine alternative Kollisionsüberprüfung ist in Fig. 20 dargestellt, wobei die Tatsache, ob ein Werkzeuggebiet 62 mit einem Spannwerkzeuggebiet 61 und/oder einem Reitstockgebiet 63 kollidiert oder nicht, überprüft wird. Mit Daten, die den Umfang jedes in dem internen Speicher der CNC 7 vorgespeicherten Gebiets definieren, wird bei jeder Bewegung des Werkzeugs überprüft, ob die Bereiche miteinander kollidieren oder nicht. In diesem System ist die Gestalt der zu überprüfenden Gebiete allgemein vereinfacht, weil ein übermäßiger Zeitbetrag benötigt wird, um eine Kollisionsüberprüfungsbeurteilung durchzuführen, wenn die tatsächliche Gestalt komplex ist.
Gemäß einer Verwendung der voranstehend erwähnten Funktionen stellen die herkömmlichen Anzeigen des CNC-Zählers nur die Koordinatenwerte jede Achse an.
Die Fig. 14A und 14B sind Bearbeitungsdiagramme, die zur Bearbeitung von sechs Gewindelöchern 43 in einem Material 42 auf einem Bearbeitungszentrum verwendet werden. Die Zahl 44 bezeichnet eine Bearbeitung auf einer XY-Ebene und 45 eine Bearbeitung auf einer XZ-Ebene. In diesem Fall werden die Gewindelöcher 43 in gleichen Abständen von der Mitte eines Umfangs mit 50 mm Durchmesser bearbeitet, jeweils in einem Abstand von 60º zueinander in bezug auf die Mitte. Bei diesem Gewindeschneidevorgang ist der Referenzpunkt die Mitte eines Kreises, aber der CNC-Zähler zeigt nur X- und Y-Koordinatenwerte an. Ob die Gewindelöcher 43 in Intervallen von 60º bearbeitet worden sind oder nicht, ist deshalb nur aus den X- und Y-Werten unbekannt, außer wenn eine Berechnung aus den X- und Y-Koordinatenwerten durchgeführt wird. Dies würde erfordern, daß der Betreiber die Bearbeitung stoppt und Berechnungen ausführt, um die Mitte jedes Lochs und seine Größe zu bestimmen, um sicherzustellen, daß sich das Werkzeug an der richtigen Stelle befindet. Die Anzeige kann bei der Durchführung einer Bearbeitung auf Grundlage von Radius- und Winkelwerten in einer Weise, die von dem Betreiber verstanden würde, in Echtzeit nicht anzeigen, wo sich ein Loch von der Mitte des Kreises befindet.
In ähnlicher Weise sind die Fig. 15A und 15B Bearbeitungsdiagramme, die zum Bearbeiten des Taschenbereichs 47 in einem Material 46 auf einem Bearbeitungszentrum verwendet werden. Die Zahl 48 bezeichnet eine Bearbeitung auf einer großen X-Y-Ebene und 49 eine Bearbeitung auf einer X-Z-Ebene. Das Gebiet 47 wird bei 20º zu den X-Y-Koordinaten bearbeitet. Auch bei dieser Bearbeitung zeigen die CNC-Zähler nur X- und Y-Koordinatenwerte an. Somit ist nicht bekannt, ob die Bearbeitung gemäß der Zeichnung ausgeführt worden ist oder nicht, d.h., ob 30 mm Breiten geschnitten worden sind, wie in Fig. 15A gezeigt, außer wenn eine Berechnung auf den X- und Y-Koordinatenwerten durchgeführt wird.
Die Fig. 21 stellt dar, wie ein Drehbankkopf 50 Werkzeuge 51 aufnimmt. Da die Werkzeuge 51 auf dem Drehbankkopf 50 wie dargestellt in nächster Nähe zueinander angeordnet sind, können die anderen Werkzeuge als dasjenige, welches gerade zum Bearbeiten eines Werkstücks verwendet wird, mit dem Werkstück, dem Spannwerkzeug oder dem Reitstock kollidieren. Somit ist eine Kollisionsüberprüfung unzureichend, wenn sie nur für das Werkzeug durchgeführt wird, welches zum Bearbeiten des Werkstücks gerade verwendet wird.
Fig. 22 zeigt einen Drehbetrieb, bei dem ein Werkstück 54 durch ein Spannwerkzeug 55 ergriffen wird und das Werkstück durch ein Werkzeug 52, welches auf dem Drehbankkopf 50 angebracht ist, gedreht wird. In diesem Fall kann ein Werkzeug 53 (ein anderes als das Werkzeug 52, welches gerade zum Abdrehen verwendet wird) gefährlicherweise mit einer Wand 56 auf der Spannwerkzeugseite kollidieren. Wie voranstehend beschrieben ist eine vollständige Kollisionsüberprüfung extrem kompliziert und ist auch hinsichtlich einer Verarbeitungszeit schwierig.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Somit ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer numerischen Steuereinheit, die ermöglicht, den Betreiber mit geeigneten Zähleranzeigen zu versehen, um dem Betreiber zu ermöglichen, das Bearbeitungsergebnis leicht zu überprüfen, und um eine Kollision bei einer kürzeren Verarbeitungszeit und in zuverlässiger Weise an dem am besten geeigneten Abschnitt gemäß dem auszuführenden Bearbeitungsbetrieb zu erfassen.
In einem Aspekt der Erfindung, der mit dem Anspruch 1 definiert ist, werden Operationsausdrücke bereitgestellt, deren Betrieb dazu dient, die herkömmlichen axialen Zählwerte in einem orthogonalen Referenzsystem in Bewegungswerte in einem am besten passenden Referenzsystem umzuwandeln.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in der Anwendung von ausgewählten Operationsausdrücken auf die axialen Zählwerte und der Erzeugung von Bewegungswerten, die zum Zweck einer Anzeige an einen Betreiber in einer verständlichen Form gespeichert werden können.
Insbesondere verwendet die vorliegende Erfindung die gespeicherten Bewegungswerte, um eine mögliche Kollision mit anderen Bearbeitungsaufbauten zu bestimmen, die genau in dem gleichen Referenzsystem dargestellt sind.
Operationsausdrücke, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können manuell eingegeben werden, und zwar unter einer Programmsteuerung, oder sie können automatisch erzeugt werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
Nachstehend wird die Erfindung weiter durch Beschreiben von Ausführungsformen davon unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches die Hauptkomponenten einer NC-Bearbeitungsvorrichtung zeigt, die sich auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht;
Fig. 2A ein Anzeigebeispiel eines Eingabeschirms bezüglich einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2B eine Tabelle, die sich auf eine Funktion der Erfindung bezieht;
Fig. 3 ein Flußdiagramm für eine Menüverarbeitung bezüglich einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Beschreibungsbeispiel eines Bearbeitungsprogramms, welches sich auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht;
Fig. 5 ein Flußdiagramm für eine Bearbeitungsprogrammverarbeitung bezüglich einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein Flußdiagramm für eine Zählungsverarbeitung bezüglich einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ein Flußdiagramm für eine Anzeigeverarbeitung bezüglich einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ein Schirmanzeigebeispiel bezüglich einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ein Flußdiagramm für eine Überprüfungsverarbeitung bezüglich einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 die Überprüfungsverarbeitung bezüglich einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ein Blockschaltbild, welches die Hauptkomponenten einer numerischen Steuereinheit zeigt;
Fig. 12 ein Blockschaltbild, welches bestimmte Komponenten einer bislang bekannten numerischen Steuereinheit darstellt;
Fig. 13 ein Beispiel einer Zähleranzeige der bekannten numerischen Steuereinheit;
Fig. 14A und 14B ein erstes Beispiel eines Bearbeitungsdiagramms zum Erläutern der Nachteile in dem herkömmlichen Ansatz;
Fig. 15A und 15B ein zweites Beispiel eines Bearbeitungsdiagramms zum Erläutern der Nachteile in dem herkömmlichen Design;
Fig. 16 eine Ansicht der Bearbeitungsvorrichtung zusammen mit Beschränkungen für das Bewegungsgebiet für das Werkzeug im herkömmlichen Design;
Fig. 17 Sperrgebiete, die als ein zweiter Überprüfungsmechanismus in dem herkömmlichen Design dienen;
Fig. 18 die Vorgehensweise, mit der die Sperrgebiete in dem herkömmlichen Design definiert werden können;
Fig. 19A und 19B die Vorgehensweise, mit der die Sperrgebiete die Ortskurve einer Werkzeugbewegung in dem herkömmlichen Design beeinträchtigen;
Fig. 20 die Vorgehensweise, bei der eine Werkzeug- und Aufbaukollision im herkömmlichen Design existieren kann;
Fig. 21 Werkzeuge in den installierten Zuständen zum Darstellen der Nachteile in dem herkömmlichen Design; und
Fig. 22 ein Beispiel einer Werkzeugkollision zum Darstellen der Nachteile in dem herkömmlichen Ansatz.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches die Hauptkomponenten einer NC-Maschine darstellt, die eine CNC-Zählerverarbeitung bezüglich der vorliegenden Erfindung enthält. Im Vergleich mit der in Fig. 12 gezeigten herkömmlichen Zählerverarbeitung bestehen Merkmale der vorliegenden Ausführungsform in der Hinzufügung eines Zählerprozessors 23, eines Zählerüberprüfungsprozessors 24, einer Parametertabelle 31, einer Zählerinformationstabelle 22 und von Benutzerzählern 33.
Wie bei der herkömmlichen Zählerverarbeitung werden die Zählerwerte, die die gegenwärtige Position eines Werkzeugs anzeigen, in NC-Zählern 30 gespeichert. Die Zählerwerte werden auf Operationsausdrücke angewendet, die in der Zählerinformationstabelle 32 gespeichert sind, und die Ergebnisse werden in den Benutzerzählern 33 gespeichert. Bei der Durchführung des Betriebs werden nicht nur die Werte des NC-Zählers 30, sondern auch die Werte der Parametertabelle 31 und der Benutzerzähler 33 verwendet. Die Werte des Benutzerzählers 33 können auf der Anzeigeeinheit 15 der CNC in der gleichen Weise angezeigt werden, in der die Werte in den NC-Zählern 30 angezeigt werden, wobei die bekannte Zähleranzeige 15 verwendet wird.
Die Werte des Benutzerzählers 33 werden von dem Zählerüberprüfungsprozessor 24 überprüft, um zu bestimmen, ob eine Kollision vorhanden ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, daß eine Kollisionsbedingung existiert, kann ein Alarm ausgelöst werden, und die Servosteuereinrichtung 5 kann alarmiert werden, wobei typischerweise ermöglicht wird, daß das Werkzeug seine Bewegung stoppt und die Anzeigeeinheit 15 einen Alarm anzeigt.
Fig. 2A zeigt einen Dateneinstelleschirm für die CNC-Zählerverarbeitung bezüglich der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 2A gezeigt werden verschiedene Daten auf dem CRT-Schirm 41 der Anzeigeeinheit 15 angezeigt.
Menüanzeigen 67 sind in dem unteren Abschnitt des Schirms vorgesehen und irgendein Menü kann durch Drücken einer entsprechenden Menütaste 66 gewählt werden. Die Zahl 65 bezeichnet eine Hauptmenütaste, die, wenn sie gedrückt wird, bewirkt, daß ein Hauptmenü (nicht dargestellt) in der Menüanzeige 67 angezeigt wird. Der Schirm in Fig. 2A wird durch Drücken der Menütaste 66 entsprechend einem "ZÄHLEN" Menü (nicht gezeigt) in dem Hauptmenü angezeigt.
Von dem Menüs wird das "ZÄHLEN" Menü verwendet, um zwischen einem aktivierten und nichtaktivierten Zustand der Zählungsverarbeitung der Benutzerzähler umzuschalten, ein "ANZEIGEN" Menü wird verwendet, um zwischen einem aktivierten und einem deaktivierten Zustand der Anzeige der Benutzerzähler umzuschalten, ein "ÜBERPRÜFEN" Menü wird verwendet, um zwischen einem aktivierten und einem deaktivierten Zustand einer Kollisionsüberprüfung umzuschalten und ein "EINSTELLEN" Menü wird verwendet, um eine Einstellung von verschiedenen Daten zu ermöglichen.
Diese Menüverarbeitung wird nachstehend gemäß einem in Fig. 3 gezeigten Flußdiagramm beschrieben. Wenn die "ZÄHLEN" Menütaste gedrückt wird (Schritt 101), werden Zählungsflaggen überprüft (Schritt 102). Wenn sie ausgeschaltet sind, werden die Zählungsflaggen eingeschaltet (Schritt 103). Dies bewirkt, daß das "ZÄHLEN" Menü hervorleuchtet (Schritt 104), was anzeigt, daß die Zählungsverarbeitung der Benutzerzähler aktiviert ist, d.h. die Zählungsverarbeitung durchgeführt werden wird. Wenn die Zählungsflaggen eingeschaltet sind, werden sie ausgeschaltet (Schritt 105), um das hervorleuchtende Zählungsmenü auf einen normalen Zustand zurückzubringen (Schritt 106). Dies bewirkt, daß das Zählungsmenü den Zustand einer gewöhnlichen Anzeige annimmt, was anzeigt, daß die Zählungsverarbeitung der Benutzerzähler gesperrt ist, d.h. die Zählungsverarbeitung nicht durchgeführt werden wird. In gleicher Weise werden die Anzeigeflagge und Überprüfungsflagge EIN/AUS-geschaltet und eine Menü-Hervorleuchtung/eine gewöhnliche Anzeige für das "ANZEIGEN" Menü und das "ÜBERPRÜFEN" Menü gesteuert (Schritte 107 bis 118). Wenn die "EINSTELLEN" Menütaste gedrückt wird (Schritt 119), wird die Einstellungsverarbeitung für verschiedene Daten ausgeführt (Schritt 120).
Diese Einstellungsverarbeitung wird nachstehend in bezug auf Fig. 2A beschrieben. Wenn die "EINSTELLEN" Menütaste gedrückt wird, leuchtet das "EINSTELLEN" Menü hervor, was anzeigt, daß Daten eingestellt werden können. Ferner wird ein Cursor 70 auf dem CRT-Schirm 41 angezeigt. Die Zahl 71 bezeichnet einen Bereich, der zum Anzeigen und Einstellen von verschiedenen Daten bezüglich der Benutzerzähler verwendet wird, mit acht Zählern von "C1" bis "C8", die als die Benutzerzähler bereitgestellt sind.
Ein "ANZEIGE"-Bereich 76 wird verwendet, um die Zähler zu wählen, die als die Benutzerzähler angezeigt werden sollen, wobei der gewählte Zähler mit "*" markiert wird, um anzuzeigen, daß er gewählt worden ist. Das Beispiel in Fig. 2A zeigt, daß "C1" und "C2" als Zähler gewählt worden sind, die angezeigt werden sollen. Um diese Auswahl EIN/AUS-zuschalten, wird der Cursor 70 an die Position des zu wählenden Zählers bewegt und eine "1" Taste (nicht gezeigt) gedrückt. Die Auswahl wird dann eingeschaltet und die "*" Marke erscheint. Ein Drücken einer "0" Taste (nicht gezeigt) schaltet die Auswahl aus und löscht den "ANZEIGE" Abschnitt. Der Cursor 70 wird durch Drücken von Tasten für die Aufwärts-, Abwärts-, Links- und Rechtsrichtung (nicht dargestellt) bewegt.
Ein "ZÄHLEN" Bereich 77 wird verwendet, um die Zähler zum Ausführen einer Zählungsverarbeitung als die Benutzerzähler zu wählen, wobei der gewählte Zähler mit einem "*" markiert wird, um anzuzeigen, daß er gewählt worden ist. Das Beispiel in Fig. 2A zeigt, daß fünf Zähler von "C1", "C2", "C6", "C7" und "C8" gewählt worden sind. Die Art eines EIN/AUS-Schaltens der Auswahl ist ähnlich wie diejenige für den "ANZEIGE" Abschnitt 76.
Ein "NAME" Abschnitt 78 wird verwendet, um den Namen des Benutzerzählers zu definieren, dessen Inhalt auf dem CRT-Schirm unter diesem Namen angezeigt wird. Um den Inhalt eines entsprechenden Benutzerzählers anzuzeigen, wird der Cursor 70 an die erforderliche Benutzerzählerposition bewegt und irgendein Name von der Tastatur eingegeben. Das Beispiel in Fig. 2A zeigt, daß der "C1" Zähler mit "R" benannt worden ist, der "C2" Zähler mit "θ", der "C6" Zähler mit "CHKX1", der "C7" Zähler mit "CHKZ1", und der "C8" Zähler mit "CHKT1".
Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Benutzerzähleranzeige. Der in Fig. 13 gezeigte herkömmliche Zähleranzeigeabschnitt ist zusätzlich mit einem Benutzerzähler-Anzeigeabschnitt 75 versehen, an dem die in Fig. 2A definierten Benutzerzähler angezeigt werden. Fig. 8 zeigt ein Anzeigebeispiel der Daten in Fig. 2A, wobei die Zähler "C1" und "C2", die in dem Anzeigeabschnitt 76 in Fig. 2A bestimmt sind, unter dem Namen von "R" und "θ", die in dem Namenabschnitt 78 definiert sind, angezeigt werden.
Zurückkehrend auf Fig. 2A wird ein "OPERATIONSAUSDRUOK" Abschnitt 79 verwendet, um zu definieren, welches Operationsergebnis für jeden Benutzerzähler bereitgestellt ist. Verfügbare Variablen sind die Werte der NC-Zähler, die mit 74 bezeichnet sind, d.h. auf die Werte der in Fig. 1 gezeigten NC-Zähler 30 kann durch die Variablennamen "N1", "N2", "N3", "N4", "N5" und "N6" Bezug genommen werden.
Zusätzlich kann der Betreiber optional Parameter einstellen, die die Werte der Parametertabelle 31 in Fig. 1 sind. Wie mit 73 in Fig. 2A angezeigt, kann der Betreiber irgendwelche Werte mit Vorzeichen in zehn Parametern von "P0" bis "P9" einstellen, auf die unter den Variablennamen "P0" bis "P9" Bezug genommen werden kann.
Auf die Werte der Benutzerzähler selbst kann auch durch die Variablennamen "C1" bis "C8" Bezug genommen werden. Zusätzlich zu den Variablen und Konstanten (tatsächlichen numerischen Werten) kann folgendes zur Darstellung von Operationsausdrücken verwendet werden:

Arithmetische Ausdrücke

+: Addition
-: Subtraktion
*: Multiplikation
/: Divison
**: Potenzierung

Funktionen:

Sin: Sinus
CCS: Cosinus
TAN: Tangens
ATAN: Arcus Tangens
ASIN: Arcus Sinus
ACOS: Arcus osinus
SQRT: Quadratwurzel
ABS: Absolutwert
LN: natürlicher Logarithmus
EXP: Exponent
Ferner können Klammern in dem Operationsausdruck verwendet werden.
In dem in Fig. 2A gezeigten Beispiel ist jeder Benutzerzähler wie folgt berechnet:
C1 = N3**2.0+N4**2.0
C2 = KAKUDO (N3, N4)
C6 = N5-20000
C7 = 500000-N6
C8 = N5-2*N6+800000
Hierbei bedeutet "KAKUDO" eine Funktion, um einen Winkel N3/N4 zu erhalten. Wenn:
ist, dann ist KAKUDO eine Funktion, um einen Winkel von 0 < θ < 360º gemäß der DX-, DY-Werte zu erhalten, wie in der Tabelle in Fig. 28 gezeigt. Der Winkel C2 dort kann durch die Werte von θ = tan&supmin;¹ DY/DX für (-90º < θ < 90º) in Abhängigkeit von den Werten von DX und DY spezifiziert oder bestimmt werden.
Eine Diskriminante zur Verwendung bei der Kollisionsüberprüfung wird durch einen Überprüfungsausdruck-Einstellabschnitt 72 eingestellt und durch die logische Operation der Benutzerzähler "C1" bis "C8" dargestellt:
.UND.: logisches Produkt
.ODER: logische Addition
wobei die Benutzerzähler als Variablen verwendet werden.
Die Benutzerzähler "C1" bis "C8" werden logisch als wahr ("d.h. "1") betrieben, wenn ihre Werte positiv sind und als unwahr (d.h. "0"), wenn sie null oder negativ sind.
In den in Fig. 2A gezeigten Beispiel wird die logische Operation von:
(C6 und C7) oder (C8 und -C7)
unter Verwendung der Werte der Benutzerzähler "C6", "C7" und "C8" ausgeführt, wobei nur, wenn der Wert des Benutzerzählers "C6" positiv ist und der "C7" Wert positiv ist oder der "C8" Wert positiv ist und der "C7" Wert negativ ist, der obige Operationsausdruck wahr ist und als die Abwesenheit einer Kollision angesehen wird, und in jedem anderen Fall ist er unwahr und wird als die Existenz einer Kollision angesehen.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel von Zählersteuerbefehlen, die in einem Bearbeitungsprogramm beschrieben sind. Indem Befehle, die mit "$" beginnen, in einem gewöhnlichen NC-Bearbeitungsprogramm 80 beschrieben werden, können verschiedene in Fig. 2A gezeigte Daten eingestellt werden.
In Fig. 4 definiert
$ Cn = (n = 1 bis 8)
den Benutzerzähler, d.h., definiert den Namenabschnitt 78 und einen Operationsausdrucks-Abschnitt 79 in Fig. 2A.
$ C1=R, SQR(N3**2+N4**2)
$ C2=O, ATAN(N3/N4)
$ 06=OHKX1, N5-200000
$ 07=OHKZ1, 500000-N6
$ 08=OHKT1, N5-2*N6+800000
definieren in dem Bearbeitungsprogramm die Daten des Namenabschnitts 78 und des Operationsausdruck-Abschnitts 79, die in Fig. 2A gezeigt sind.
$ C1 = R, SQR(N3**2+N4**2)
bezeichnet, daß der Name des Benutzerparameters "C2" als "R" und der Operationsausdruck als SQR(N32+N4**2) definiert wird.
$ CK=(C6.UND.C7).ODER.(C8.UND.-C7)
definiert den Überprüfungsausdruck-Einstellabschnitt 72 in Fig. 2A.
$ ANZEIGE
schaltet den Anzeigeabschnitt 76 in Fig. 2A ein/aus.
$ ANZEIGE C1,C2 EINSTELLUNG
bezeichnet, daß Benutzerzähler "C1" und "C2" eingeschaltet werden.
Um den Anzeigeabschnitt 76 der Benutzerzähler auszuschalten, kann der Befehl wie folgt beschrieben werden:
$ ANZEIGE C1,C2 RÜCKSETZUNG
$ ZÄHLUNG
schaltet den Zählerabschnitt 77 in Fig. 2A ein/aus.
$ ZÄHLUNG C1,C2,C6,C7,C8 EINSTELLUNG
bezeichnet, daß die Benutzerzähler "C1", "C2", "C6", "C7" und "C8" eingeschaltet werden.
Um den Zählerabschnitt 77 der Benutzerzähler auszuschalten, kann der Befehl wie folgt beschrieben werden:
$ ZÄHLUNG C1,C2,C6,C7,C8 RÜCKSETZUNG
$ ZÄHLUNG EIN
schaltet die Zählungsflaggen ein und ist das Äquivalent des "ZÄHLEN" Menüs, welches durch Drücken der Menütaste 66 entsprechend dem "ZÄHLEN" Menü, welches in dem Menüanzeigeabschnitt 67 in Fig. 2A angezeigt ist, hervorleuchtet.
Um die Zählungsflaggen auszuschalten, wird der Befehl wie folgt beschrieben:
$ ZÄHLUNG AUS
$ ANZEIGE EIN
schaltet die Anzeigeflaggen ein und ist das Äquivalent zu dem "ANZEIGEN" Menü, welches durch Drücken der Menütaste 66 entsprechend dem "ANZEIGEN" Menü, welches in dem Menüanzeigeabschnitt 67 in Fig. 2A angezeigt wird, hervorleuchtet.
Um die Anzeigeflaggen auszuschalten, wird der Befehl wie folgt beschrieben:
$ ANZEIGE AUS
$ ÜBERPRÜFUNG EIN
schaltet die Überprüfungsflaggen ein und ist das Äquivalent zu dem "ÜBERPRÜFEN" Menü, welches durch Drücken der Menütaste 66 entsprechend dem "ÜBERPRÜFEN" Menü, welches in dem Menüanzeigerabschnitt 67 in Fig. 2A angezeigt wird, hervorleuchtet.
Um die Überprüfungsflaggen auszuschalten, wird der Befehl wie folgt beschrieben:
$ ÜBERPRÜFUNG AUS
Wie voranstehend beschrieben unterteilt die "$" Marke, die jedem Zählersteuerbefehl vorangeht, den Befehl von den anderen gewöhnlichen Bearbeitungsprogrammabschnitten. Jeder Abschnitt, dem die "$" Marke vorangeht, wird wie in Fig. 5 gezeigt, verarbeitet.
Wenn zuerst
"Cn" (n = 1 bis 8)
vorgegeben worden ist (Schritt 201), werden der Name und der Operationsausdruck, der für den spezifischen Benutzerzähler (irgendeiner von C1 bis C8) definiert ist, registriert (Schritt 202). Zu dieser Zeit wird der andere oder kein definierter Name und/oder Operationsausdruck als ein Befehl angesehen, der die bereits registrierten Daten löscht. Wenn beispielsweise:
$ C1=, N3+20000
mit dem Namen von "R" spezifiziert und der Operationsausdruck von "SQR(N3**2+N4**2) bereits für den "C1" Benutzerzähler registriert worden ist, zeigt der Befehl an, daß der Name "R" gelöscht wird, der Namenabschnitt 78 gelöscht wird, und der Operationsausdruck "N3+20000" geändert wird. Wenn:
$ C1-Radius,
vorgegeben worden ist, zeigt der Befehl an, daß der Name "R" auf "Radius" geändert wird und der Operationsausdruck unverändert bleibt. Wenn "," nicht vorgegeben ist, wie nachstehend angegeben:
$ C1=Radius
führt dieser Datenwert zu einem Bearbeitungsprogrammfehler und wird ignoriert, was bewirkt, daß ein Fehler auf dem CRT-Schirm 41 angezeigt wird.
Wenn:
$ C1=,
oder
$ C1=
spezifiziert worden ist, werden sowohl der Name als auch der Operationsausdruck des Benutzerzählers "C1" gelöscht und sowohl der Namenabschnitt 78 als auch der Operationsausdruckabschnitt 79 werden gelöscht.
Wenn dann "CK" bezeichnet worden ist (Schritt 203), wird der definierte Überprüfungsausdruck registriert (Schritt 204). Wenn "ANZEIGEEINSTELLUNG" spezifiziert worden ist (Schritt 205), wird die Anzeigeflagge für jeden spezifizierten Zähler eingeschaltet (Schritt 206). Wenn "ANZEIGERÜCKSETZUNG" spezifiziert worden ist (Schritt 207), wird die 24 Anzeigeflagge für jeden spezifizierten Zähler ausgeschaltet (Schritt 208). In ähnlicher Weise werden "EINSTELLUNG" und "RÜCKSETZUNG" von "ZÄHLUNG" überprüft (Schritte 209, 211), und jede Zählungsflagge wird ein-/ausgeschaltet (Schritte 210, 212). Wenn "ZÄHLUNG EIN" bestimmt worden ist (Schritt 213), werden die Zählungsflaggen eingeschaltet (Schritt 214) und wenn "ZÄHLUNG AUS" bestimmt worden ist (Schritt 215), werden die Zählungsflaggen ausgeschaltet (Schritt 216).
In einer ähnlichen Weise werden "EIN" und "AUS" von "ANZEIGE" und "ÜBERPRÜFUNG" beurteilt (Schritte 217, 219, 221, 223), und die entsprechenden Flaggen werden ein-/ausgeschaltet (Schritte 218, 220, 222, 224).
Wie voranstehend beschrieben, können verschiedene Daten für eine Zählersteuerung entweder manuell auf dem in Fig. 2A gezeigten Schirm oder in dem in Fig. 4 gezeigten Bearbeitungsprogramm eingestellt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird nachstehend nun die Zählungsverarbeitung von jedem Benutzerzähler gemäß dem Flußdiagramm beschrieben. Es wird bestimmt, ob die Zählungsflaggen ein- oder ausgeschaltet sind (Schritt 301). Wenn sie ausgeschaltet sind, wird keine Zählungsverarbeitung durchgeführt. Die Zählungsflaggen sind eingeschaltet, wenn das "ZAHLEN" Menü in dem Menüanzeigeabschnitt 67 in Fig. 2A hervorleuchtet. Wenn die Zählungsflaggen eingeschaltet sind, wird eine Verarbeitung für jeden Benutzerzähler ausgeführt (Schritte 302, 303). Es wird beurteilt, ob die Zählungsfiagge für den Benutzerzähler "Cn (n=1 bis 8)" ein- oder ausgeschaltet ist (Schritt 304). Wenn sie ausgeschaltet ist, geht die Verarbeitung zu derjenigen für den nächsten Benutzerzähler über. Wenn sie eingeschaltet ist, wird eine Operationsverarbeitung gemäß dem Operationsausdruck ausgeführt, der für "Cn" definiert ist, und das Operationsergebnis wird in den Zähler "Cn" gespeichert (Schritt 305). Der Wert des Zählers "Cn" wird in den Abschnitt des Benutzerzählers 33 in Fig. 1 gespeichert.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches eine Abfolge einer Benutzerzähler-Anzeigeverarbeitung darstellt. Es wird bestimmt, ob die Anzeigeflaggen ein- oder ausgeschaltet sind (Schritt 401). Wenn sie ausgeschaltet sind, wird keine Anzeigeverarbeitung ausgeführt. Die Anzeigeflaggen sind eingeschaltet, wenn das "ANZEIGE" Menü in dem Menüanzeigeabschnitt 67 in Fig. 2A hervorleuchtet. Wenn die Anzeigeflaggen eingeschaltet sind, wird eine Anzeigeverarbeitung für jeden Benutzerzähler ausgeführt. Zunächst wird eine Initialisierungsverarbeitung ausgeführt, um n auf 1 und m auf 1 einzustellen (Schritte 402).
n wird verwendet, um die Anzahl von Benutzerzählern zu überprüfen. Da die vorliegende Ausführungsform acht Benutzerzähler umfaßt, wird überprüft, um nachzusehen, ob eine Verarbeitung für die acht Zähler ausgeführt worden ist (Schritt 403). m wird verwendet, um die Anzahl von angezeigten Benutzerzählern zu überprüfen. Da die vorliegende Ausführungsform dafür ausgelegt ist, bis zu vier Benutzerzähler gleichzeitig anzuzeigen, wird überprüft, um nachzusehen, ob die Benutzerzähler angezeigt werden oder ob mehr als vier Zähler angezeigt werden (Schritt 404). Es wird überprüft, ob die Anzeigeflagge für den Benutzerzähler "Cn (n1 bis 8)" eingeschaltet ist (Schritt 405). Diese Anzeigeflagge ist eingeschaltet, wenn "*" gerade in dem Anzeigeabschnitt 76 in Fig. 2A angezeigt wird. Wenn die Anzeigeflagge ausgeschaltet ist, geht die Verarbeitung zum Schritt 409, wobei sie zu der Verarbeitung des nächsten Zählers fortschreitet. Wenn die Anzeigeflagge eingeschaltet ist, wird der Name des Benutzerzählers "Cn (n=1 bis 8)" in der "m"-ten Position des Benutzerzähler-Anzeigeabschnitts 77 auf dem CRT-Schirm 41 der Anzeigeeinheit 15 angezeigt (Schritt 406). Dieser Name ist derjenige des Benutzerzählers, der in dem Namenabschnitt 78 in Fig. 2A definiert ist. Der tatsächliche Zählerwert wird dann angezeigt (Schritt 407).Der Zähleranzeigeabschnitt wird aktualisiert (Schritt 408). Der zu verarbeitende Zähler wird aktualisiert (Schritt 409).
Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Benutzerzähleranzeige, wobei bis zu vier spezifizierte Benutzerzähler in dem Benutzerzähler-Anzeigeabschnitt 75 angezeigt werden.
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, welches eine Abfolge einer Kollisionsüberprüfungs-Verarbeitung für die Benutzerzähler darstellt.
Es wird bestimmt, ob die Überprüfungsflaggen ein- oder ausgeschaltet sind (Schritt 501). Wenn sie ausgeschaltet sind, wird keine Verarbeitung einer Kollisionsüberprüfung 27 durchgeführt. Die Überprüfungsflaggen sind eingeschaltet, wenn das "ÜBERPRÜFEN" Menü in dem Menüanzeigeabschnitt 67 in Fig. 2A hervorleuchtet. Wenn die Überprüfungsflaggen eingeschaltet sind, wird eine Kollisionsüberprüfungs-Verarbeitung ausgeführt. Zuerst wird bestimmt, ob ein Überprüfungsausdruck registriert worden ist (Schritt 502). Diese Bestimmung wird durchgeführt, um nachzusehen, ob der Überprüfungsausdruck in dem Überprüfungsausdruck-Einstellabschnitt 72 in Fig. 2A definiert worden ist. Wenn der Überprüfungsausdruck noch nicht definiert worden ist, wird die Kollisionsüberprüfungs-Verarbeitung nicht ausgeführt. Wenn er bereits registriert worden ist, wird der Überprüfungsausdruck ausgeführt (Schritt 503). Wenn der Überprüfungsausdruck selbst zu dieser Zeit fehlerhaft ist, wird das Operationsergebnis auf "1" gesetzt. Wenn das Operationsergebnis für den Überprüfungsausdruck wahr (d.h. "1") ist, wird angenommen, daß keine Kollision aufgetreten ist. Wenn das Operationsergebnis unwahr (d.h. "0") ist, wird angenommen, daß eine Kollision stattgefunden hat (Schritt 504). Wenn bestimmt wird, daß eine Kollision aufgetreten ist, wird ein Werkzeugvorschub an einen Halt gebracht und gleichzeitig wird auf dem CRT-Schirm 41 (Schritt 505) ein Alarm angezeigt.
Fig. 10 zeigt ein Kollisionsüberprüfungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei gezeigt ist, daß eine Überprüfung für die Kollision zwischen einem Werkzeugbereich 62 und einem Reitstockbereich 63 durchgeführt wird. Es sei angenommen, daß ein Werkzeugnasenpunkt P durch die NC-Zähler "N5" (BEARBEITUNG X) und "N6" (BEARBEITUNG Z) angezeigt wird. Es sei angenommen, daß die Kollision oder Störung zwischen dem Werkstück und dem Reitstock auftritt, wenn der Werkzeugnasenpunkt P in den Reitstockbereich 63 eintritt. Die Koordinatenwerte (Z, X) des Punkts A sind mit (0, 0) angenommen und diejenigen des Punktes B mit (500000, 200000).
N5-200000 für "C6" wird verwendet, um zu bestimmen, ob ein Punkt P oberhalb oder unterhalb des Punkts B existiert.
500000-N6 für "C7" wird verwendet, um zu bestimmen, ob sich ein Punkt P auf der rechten oder linken Seite des Punkts B befindet.
N5-2*N6+800000 für "C8" wird verwendet, um zu bestimmen, ob der Punkt P oberhalb oder unterhalb einer geraden Linie ist, die durch die Punkte A und B verläuft. In dem Überprüfungsausdruck (C6.UND.C7).ODER.(C8.UND.-C7) wird
C6.UND.C7
als wahr betrachtet, d.h. als das Vorliegen einer Kollision, wenn die Werte von sowohl C6 als auch C7 negativ sind, was anzeigt, daß sich der Punkt P unterhalb und auf der rechten Seite des Punkts B befindet, d.h. in den Reitstockbereich 63 eingetreten ist.
C8.UND.-C7
wird als wahr angesehen, d.h. als das Vorliegen einer Störung, wenn C8 negativ ist und C7 positiv ist, was anzeigt, daß sich der Punkt P unterhalb der geraden Linie, die durch die Punkte A und B verläuft, und auf der linken Seite des Punkts B befindet, d.h. sich in den Reitstockbereich 63 vorbewegt hat. In dem obigen Fall wird die Kollisionsüberprüfung mit dem in zwei Abschnitte aufgeteilten Reitstockbereich 63 ausgeführt. In diesem Fall ist die Konfiguration des Reitstockbereichs 63 anders als der in Fig. 20 gezeigte Reitstockbereich 63. In einem in Fig. 20 gezeigten Beispiel sind die Konfigurationen des Werkzeuggebiets 26 und des Reitstockgebiets 63 vereinfacht und definiert, aber wenn ein in Fig. 10 gezeigter Reitstockbereich definiert ist, ist eine Grenzlinie, auf der irgendein Teil eines Werkzeugs mit einem Reitstock kollidiert, definiert, indem ein Ort des Werkzeugnasenpunkts P betrachtet wird.
Es erübrigt sich zu erwähnen, daß in dieser Ausführungsform die Anzahl von Benutzerzählern (acht), diejenige von gleichzeitig anzeigbaren Benutzerzählern (vier) und diejenige von Parametern (zehn) optional je nach Anforderung verändert werden kann.
Zusätzlich kann die "$" Marke, die jeden Block des Zählersteuerbefehls in dem Bearbeitungsprogramm anführt, durch ein anderes Symbol ersetzt werden, und auch das Befehlsformat selbst kann verändert werden. Ferner wird in der obigen Ausführungsform als ein Operationsausdruck zum Überprüfen einer Kollision ein Operationsausdruck und ein Überprüfungsausdruck zum Erhalten eines gewünschten Werts aus dem Wert des NC-Zählers 30 getrennt eingestellt, aber sie können als ein Operationsausdruck vereint werden.
Ferner ist in der obigen Ausführungsform ein Beispiel erläutert, bei dem ein Zählerprozessor 23 und ein Zählerüberprüfungsprozessor 24 als eine Einrichtung zum Überprüfen einer Kollision verwendet werden, aber dieser Zählerprozessor 23 und der Zählerüberprüfungsprozessor 24 können zusammengefaßt werden.
Es ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung, so wie sie oben beschrieben wurde, ein Zähleranzeigesystem erzielt, welches dem Betreiber die einfachste Form eines Verstehens des Bearbeitungsstatus anbietet, wodurch dem Betreiber ermöglicht wird, leicht zu überprüfen, ob eine richtige Bearbeitung gemäß der Befehle ausgeführt wird.
Die Zähleranzeigen sind nicht gemäß mathematischer Ausdrücke bereitgestellt, die in der numerischen Steuereinheit festgelegt sind, wie bei den herkömmlichen Zähleranzeigen, sondern gemäß der Operationsausdrücke, die von dem Betreiber gewählt und optional geschaffen werden, wodurch die verfügbare Vielfalt von Zähleranzeigen beträchtlich vergrößert wird.
Die vorliegende Erfindung führt auch ursprüngliche Kollisionsüberprüfungen durch, wodurch ermöglicht wird, daß eine Bearbeitung sicher ausgeführt wird, z.B. während einer Testbearbeitung.
Die Zähler in dem Bearbeitungsprogramm können gesteuert werden, wodurch dem Betreiber die geeignetsten Zähleranzeigen angeboten werden und er leicht überprüfen kann, ob eine Bearbeitung richtig ausgeführt wird oder nicht.
Kollisionsüberprüfungen können in dem Bearbeitungsprogramm so gesteuert werden, um so entsprechend von Bearbeitungsbedingungen ausgeführt zu werden. Dies hat eine geringere Auflösung für die Kollisionsüberprüfungen ermöglicht und hat die Ineffizienz, die sich vom Abarbeiten von Kollisionsüberprüfungen ergibt, beseitigt, wodurch Abschnitte, die sich niemals gegenseitig stören würden, noch getestet werden
Sobald eine Kollisionsüberprüfung durchgeführt und für gut befunden worden ist, muß keine nachfolgende Kollisionsüberprüfung durchgeführt werden, z.B. wenn mehrere identische Werkstücke bearbeitet werden sollen. In einem derartigen Fall würden nachfolgende Kollisionsüberprüfungen bedeutungslos sein (eine Kollision kann nicht auftreten), wenn bei dem ersten Werkstück eine Kollision bei der Kollisionsüberprüfung nicht stattfindet. Demzufolge ist es möglich, durch das Bearbeitungsprogramm eine Steuerung so auszuführen, daß die Kollisionsüberprüfung von dem zweiten Mal an nicht ausgeführt wird.
Wenn ferner nur ein Werkstück für eine Testbearbeitung und eine Kollisionsüberprüfung verwendet wird und wenn diese Überprüfung zu einer Kollision führt, wird während einer tatsächlichen Bearbeitung keine weitere Kollisionsüberprüfung gewünscht oder benötigt. Anstelle davon kann ein Block, der die Kollisionsüberprüfung befiehlt, als ein Blocklöschungs-Block beschrieben werden, z.B.:
/$ ÜBERPRÜFUNG EIN
Wenn dann eine tatsächliche Bearbeitung mit der EIN-geschalteten Blocklöschung ausgeführt wird, kann ohne Durchführen von weiteren Kollisionsüberprüfungen eine Bearbeitung ausgeführt werden.
Eine weitere Ausführungsform, die automatisch Operationsausdrücke bestimmen kann, um eine beliebige Werkzeugnasenposition zu lokalisieren und in einer beliebigen Position eine Kollision zu überprüfen, kann mit einer NC-Einheit implementiert werden, die eine automatische Programmierfunktion aufweist.
Bis hierhin sind zwei Fälle beschrieben worden. In einem werden verschiedene Daten bezüglich einer Zählerverarbeitung direkt aus dem Anzeigeschirm der NC-Einheit eingestellt. In dem anderen werden sie in dem Bearbeitungsprogramm definiert. Als ein anderes Anwendungsbeispiel ist es aber möglich, die Erfindung in einer NC-Einheit mit einer automatischen Programmierfunktion zu verwenden. Da eine NC-Einheit mit einer automatischen Programmierfunktion normalerweise gemäß voreingestellter Bearbeitungsmuster bearbeitet, ist es möglich, automatisch zu bestimmen, welche Art von Zähleranzeige auf der NC-Seite Betreiber mit geeigneter Bearbeitungsinformation für dieses Muster versorgen kann.
Deshalb ist es im Fall, daß eine Zähleranzeige oder eine Kollisionsüberprüfung dieser Erfindung in einer NC-Einheit mit einer automatischen Programmierfunktion verwendet wird, möglich, Daten in einer Zählerinformationstabelle 32 in Fig. 1 während einer Analyse von Bearbeitungsdaten, die von dem Eingabeabschnitt eingegeben werden, einzustellen, vorausgesetzt, sie besitzt eine automatische Programmierfunktion vom Übersetzer-Typ, d.h. einem Typ einer Maschine, die definierte Bearbeitungsdaten analysiert. Jedoch ist es für den Fall, daß die NC-Einheit eine automatische Programmierfunktion vom Compiler-Typ aufweist, d.h. bei der definierte Bearbeitungsdaten analysiert und dann in ein gewöhnliches Bearbeitungsprogramm (Bearbeitungsprogramm vom EIA/ISO-Typ) vor einer Bearbeitung umgewandelt werden, erforderlich, Befehle zum Steuern der in Fig. 4 gezeigten Zähler in dem umgewandelten Bearbeitungsprogramm einzuschreiben.
Wenn beispielsweise bei einer in Fig. 15A gezeigten Bearbeitung X, Y Koordinatenwerte und θ Grad die Konfiguration und ihren Abstand von den X, Y Achsen definieren und diese Werte an die automatische Programmierfunktion gegeben werden, wird die automatische Programmierfunktion gewisse Daten in einer Zählerinformationstabelle 32 in Fig. 1 einstellen, wie durch das nachstehende Beispiel erläutert.
Wenn eine automatische Programmierfunktion vom Übersetzer-Typ abläuft:
(1) Schalte die "Anzeige" von Zähler "C3" und "C4" "EIN".
(2) Schalte die Zählungen von Zähler "C1", "C2", "C3" und "C4" ein.
(3) Zähler "C3" wird "X" genannt.
(4) Zähler "C4" wird "Y" genannt.
(5) Ein Mittenkoordinatenwert "X" wird im Parameter "P0" gesetzt.
(6) Ein Mittenkoordinatenwerte "Y" wird im Parameter "P1" gesetzt.
(7) Eine Neigung von 0 Grad wird im Parameter "P2" gesetzt.
(8) Ein Operationsausdruck des Zählers "C1" wird wie folgt definiert.
(9) Ein Operationsausdruck des Zählers "C2" wird wie folgt definiert:
KAKUDO (N3 - P0), (N4 - P1) - P2
(10) Ein Operationsausdruck des Zählers "C3" wird wie folgt definiert:
Po + C1 * COS (C2)
(11) Ein Operationsausdruck des Zählers "C4" wird wie folgt definiert:
PO + C1 * SIN (C2)
Hierbei zeigt N3 einen X-Koordinatenwert an und N4 zeigt einen Y-Koordinatenwert einer absoluten Koordinate eines NC-Zählers an.
Durch Setzen von benötigter Information für eine Parametertabelle 31 oder eine Zählerinformationstabelle 32, die in Fig. 1 gezeigt sind, wenn eine in Fig. 15A gezeigte Bearbeitung mit einer automatischen Programmierfunktion ausgeführt wird, kann in dieser Weise in einem Benutzerzähler-Anzeigeabschnitt 75 in Fig. 8 eine Zähleranzeige mit einer kompensierten Neigung (d.h. eine Zähleranzeige, nachdem eine Neigung von X-, Y-Achsen, die aus X-, Y-Koordinatenwerten gebildet ist, die von der automatischen Funktion als Mittenpunkte bestimmt werden, so weit in eine umgekehrte Richtung gedreht ist) angezeigt werden.

Claims

1. Numerische Steuereinheit (5-7; 12, 15, 16, 21-24, 30-33) zum Ausgeben von Ansteuersignalen (22) an eine Servomotoreinrichtung (5-7) eines Maschinenwerkzeugs (1, 43, 51, 52, 62), um ein Werkstück (54) gemäß einem Bearbeitungsprogramm (12, 21, 80) zu bearbeiten, umfassend:

a) eine Anzeigeeinheit (15, 41), um Prozeßdaten (71-74, 76-79) einem Betreiber anzuzeigen;

b) eine ersten Zählereinrichtung (30, 74) zum Bereitstellen von absoluten Prozeßdaten (N3, N4) des Maschinenwerkzeugs in einem absoluten Koordinatensystem, von relativen Prozeßdaten (N1, N2) des Maschinenwerkzeugs in einem relativen Koordinatensystem und von Maschinenprozeßdaten (N5, N6) des Maschinenwerkzeugs in einem Maschinenkoordinatensystem;

c) eine Parametertabelle (31, 41, 73) zum Einstellen einer Anzahl von benutzerwählbaren Parametern (P0- P9, 73, 41) für den Bearbeitungsprozeß;

d) eine zweite Zählereinrichtung (23, 31-33) zum Wählen von Benutzerzählern (33, C1-C8) und zum Einstellen von Benutzerdaten in einer Vielzahl von Benutzerzählern (33, C1-C8), wobei die Benutzerdaten jeweils umfassen:

d1) Anzeigesteuerdaten (76) zum Steuern einer Anzeige des jeweiligen Benutzerzählers (C1-C8) auf der Anzeige (15);

d2) Wähldaten (77) zum Anzeigen der Auswahl eines jeweiligen Benutzerzählers (C1-C8);

d3) Namensdaten (78), um einem Benutzerzähler (C1-C8) einen Namen (78) zuzuordnen; und

d4) Operationsausdrucksdaten (79, 32), die ein spezifisches Operationsergebnis anzeigen, welches von einem jeweiligen Benutzerzähler (33) gemäß der Prozeßdaten (N1-N6) der ersten Zählereinrichtung (30), von arithmetischen Ausdrücken/Funktionen und den in der Parametertabelle (31) eingestellten Parametern (P0-P9, 73, 41) bereitgestellt werden soll;

e) eine Kollisionsüberprüfungseinrichtung (24) zum Einstellen eines Überprüfungsausdrucks (72) in einem Überprüfungsausdruck-Einstellabschnitt (72) als eine logische Operation von Operationsausdruckergebnissen (C1-C8), die von den Benutzerzählern (33) bereitgestellt werden;

f) wobei die Benutzerdaten (76-79) der Benutzerzähler (33) und der Überprüfungsausdruck (72) als Zählersteuerbefehle (80) in dem Bearbeitungsprogramm (80) verwendet werden;

g) wobei eine Zählerprozessoreinrichtung (23) zum Steuern der Anzeige (15, 41) bereitgestellt ist, um wenigstens die Prozeßdaten (N1-N6) der ersten Zählereinrichtung (30) und Operationsausdruckergebnisse und Namen (R, θ) von Benutzerzählern (33) anzuzeigen, die von den Steuerbefehlen (80) des Bearbeitungsprogramms (80) gewählt werden; und

h) wobei die Kollisionsüberprüfungseinrichtung (24, 505) den Überprüfungsausdruck (72) auswertet und einen Alarm (505) ausgibt, daß eine Kollision stattgefunden hat, wenn der logische Ausdruck wahr ist, und eine Bearbeitung des Bearbeitungswerkzeugs stoppt.

2. Numerische Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen bereitgestellt sind, um die Operationsausdruckdaten (79, 32) der Benutzerdaten manuell einzugeben.

3. Numerische Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen bereitgestellt sind, um die Operationsausdruckdaten der Benutzerdaten unter einer Programmsteuerung einzugeben.

4. Numerische Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß automatische Erzeugungseinrichtungen vorgesehen sind, um die Operationsausdruckdaten der Benutzerdaten automatisch zu erzeugen.

5. Numerische Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zählereinrichtung (23, 31-33) dafür ausgelegt ist, um eine Vielzahl von Menüs ("ZÄHLEN", "ANZEIGEN", "ÜBERPRÜFEN", 67; Fig. 2A) und Steuertasten (65, 66) auf einer Anzeige (15) der Anzeigeeinheit (15, 41) für eine manuelle Benutzerauswahl von Benutzerzählern (33, C1-C8) und zum Einstellen der Benutzerdaten anzuzeigen.

6. Numerische Steuereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menüs für eine manuelle Benutzereinstellung der Parameter (P0-P9, 73, 41) in der Parametertabelle (31, 41, 73) vorgesehen sind.

7. Numerische Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die arithmetischen Ausdrücke/Funktionen umfassen: eine Addition und/oder eine Subtraktion und/oder eine Multiplikation und/oder eine Division und/oder eine Potenzierung und/oder Sinus- und/oder Quadratwert- und/oder Cosinus- und/oder Tangens- und/oder Arcustangens- und/oder Arcussinus- und/oder Absolutwert- und/oder natürliche Logarithmus- und/oder Exponential-Funktionen.

8. Numerische Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfungsausdruck-Einstelleinrichtung (72) als logische Operation verwendet: .UND.- (logisches Produkt) und/oder .ODER.- (logische Addition) Ausdrücke.

9. Numerische Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollisionsüberprüfungseinrichtung (24, 505) einen Überprüfungsausdruck (72) auswertet, um zu überprüfen, ob eine Kollision zwischen einem Werkzeugbereich (62) und einem Reitstockbereich (63) einer Bearbeitungsvorrichtung aufgetreten ist.