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Dokumentenidentifikation DE102004016124A1 28.10.2004
Titel Automatische Programmiervorrichtung
Anmelder Mori Seiki Co., Ltd., Yamatokouriyama, Nara, JP;
Intelligent Manufacturing Systems International, Sacramento, Calif., US
Erfinder Nakamura, Takayuki, Yamatokoriyama, Nara, JP
Vertreter PAe Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR, 80801 München
DE-Anmeldedatum 01.04.2004
DE-Aktenzeichen 102004016124
Offenlegungstag 28.10.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.10.2004
IPC-Hauptklasse G05B 19/19
Zusammenfassung Eine automatische Programmiervorrichtung enthält: die Speicherabschnitte 11, 12, 13 und 14 zum Speichern von Formdaten eines eine Aussparung und einen in der Bodenfläche der Aussparung gebildeten Vorsprung aufweisenden Produktes, von Werkstückdaten, Werkzeugdaten und Bearbeitungszustandsdaten; einen Speicherabschnitt 15 des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs zum Speichern der Kennungsdaten einer Vielzahl an Werkzeugen, welche im Voraus als die zur Bearbeitung der Aussparung zu verwendenden Werkzeuge ausgewählt wurden; einen Abschnitt 16 zum Erzeugen von CL-Daten, um Bezug auf die Kennungsdaten zu nehmen und dadurch eine Vielzahl von Werkzeugkombinationen einzustellen, und zum anschließenden Erzeugen von CL-Daten der Aussparung für jede Kombination; einen Abschnitt 18 zum Berechnen der Bearbeitungszeit für jede Kombination, basierend auf den CL-Daten; und einen ein NC-Programm erzeugenden Abschnitt 20 zum Erzeugen eines NC-Programms unter Verwendung der CL-Daten mit der geringsten Bearbeitungszeit.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Programmiervorrichtung zum Erzeugen eines NC-Programms zum numerischen Steuern einer Werkzeugmaschine, um hervorzurufen, dass ein spanabhebendes Werkzeug ein Werkstück spanabhebend in eine Produktform bearbeitet, welche eine Aussparung und einen oder mehrere in der Bodenfläche in der Aussparung gebildete Vorsprünge enthält.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Ein Beispiel des Stands der Technik einer solchen automatischen Programmiervorrichtung ist eine in 14 gezeigte Vorrichtung zur automatischen Erzeugung von NC-Daten. Wie in der Figur gezeigt, enthält die Vorrichtung 60 zur automatischen Erzeugung von NC-Daten eine Speichereinrichtung 61 der Werkzeugdaten, eine Formerkennungseinrichtung 62, eine Einrichtung 63 zum Einteilen der Bearbeitungsbereiche, eine Einrichtung 64 zum Auswählen des Werkzeugs und Erzeugen der Werkzeugwegdaten und eine Einrichtung 65 zum Erzeugen von NC-Daten (siehe japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-228786).

Die Speichereinrichtung 61 der Werkzeugdaten speichert im Voraus Daten, welche zumindest den Werkzeugkennungscode und den Werkzeugdurchmesser jedes einzelnen Werkzeugs aus einer Vielzahl an bei der spanabhebenden Bearbeitung verwendeten Werkzeugen (wie z.B. Schaftfräser) enthält.

Basierend auf entsprechend eingegebenen CAD-Daten (Produktformdaten) führt die Formerkennungseinrichtung 62 das Verfahren zum Erkennen einer Produktform (die Form eines endbearbeiteten Werkstücks) durch, welche eine Aussparung und einen oder mehrere in der Bodenfläche in der Aussparung gebildete Vorsprünge aufweist. Basierend auf dieser erkannten Produktform führt die Einrichtung 63 zum Einteilen der Bearbeitungsbereiche das Verfahren zum Einteilen der Werkstückform in eine Vielzahl an Bearbeitungsbereichen durch, welche jeweils unter Verwendung eines einzelnen Werkzeugs spanabhebend bearbeitet werden können.

Die Einrichtung 64 zum Auswählen des Werkzeugs und Erzeugen der Werkzeugwegdaten führt das Verfahren zum Auswählen eines für jeden eingeteilten Bearbeitungsbereich zu verwendenden Werkzeugs aus den Werkzeugen, deren Daten in der Speichereinrichtung 61 für die Werkzeugdaten gespeichert sind, und dann das Verfahren zum Erzeugen der Werkzeugwegdaten für das ausgewählte Werkzeug durch.

Genau wird, wenn beispielsweise ein Bearbeitungsbereich in die Form des Produkts 50 spanabhebend zu bearbeiten ist, welche eine Aussparung 51 und einen Vorsprung 52 aufweist, wie in den 2 und 3 gezeigt, zuerst eine konkave Oberfläche 53 mit dem geringsten Rundungsradius aus einer Vielzahl an konkaven Oberflächen 53 in der Aussparung 51 ermittelt. Dann wird ein Werkzeug mit einem Durchmesser, welcher kleiner als der doppelte Rundungsradius der ermittelten konkaven Oberfläche 53 ist, aus der Speichereinrichtung 61 der Werkzeugdaten abgefragt. Außerdem wird ein Wandspalt 54 mit dem geringsten Abstand aus einer Vielzahl an Spalten der Wand 54 in der Aussparung 51 ermittelt. Anschließend wird ein Werkzeug mit einem Durchmesser, welcher kleiner als der Abstand des ermittelten Spalts der Wand 54 ist, aus der Speichereinrichtung 61 der Werkzeugdaten abgefragt.

Aus den zwei abgefragten Werkzeugen wird dann das mit dem kleineren Durchmesser als Werkzeug ausgewählt, welches zur Bearbeitung des Bearbeitungsbereiches verwendet werden soll. Dann werden Werkzeugwegdaten für das ausgewählte Werkzeug erzeugt. Danach werden der Werkzugkennungscode und die Werkzeugwegdaten des ausgewählten Werkzeugs einander zugeordnet und dann zur Einrichtung 65 zum Erzeugen von NC-Daten übertragen.

Basierend auf dem Werkzeugkennungscode und den Werkzeugwegdaten jedes Bearbeitungsbereiches, welche von der Einrichtung 64 zur Werkzeugauswahl und Werkzeugwegdatenerzeugung empfangen wurden, erzeugt die Einrichtung 65 zum Erzeugen von NC-Daten eine NC-Datenserie für alle Bearbeitungsbereiche.

Bei der Erzeugung der Werkzeugwegdaten in der Vorrichtung 60 zur automatischen Erzeugung von NC-Daten werden an sich der geringste Rundungsradius der konkaven Oberflächen 53 in der Aussparung 51 und der geringste Abstand der Spalte der Wand 54 in der Aussparung 51 für jeden Bearbeitungsbereich erkannt, damit ein geeignetes, zu verwendendes Werkzeug basierend auf dieser Erkennung automatisch ausgewählt wird. Dann werden die Werkzeugwegdaten für das ausgewählte Werkzeug erzeugt. Basierend auf den für jeden Bearbeitungsbereich erzeugten Werkzeugwegdaten werden NC-Daten für alle Bearbeitungsbereiche erzeugt.

Dennoch wird nach der Konfiguration dieser Vorrichtung 60 zur automatischen Erzeugung von NC-Daten, die Aussparung 51 unter Verwendung eines einzigen Werkzeugs während der ganzen Bearbeitung bearbeitet, welche vom Vorschneiden zur Endbearbeitung reicht. Dann wird ein Werkzeug mit einem Durchmesser verwendet, welcher kleiner als der geringste Rundungsradius der konkaven Oberflächen 53 in der Aussparung 51 und als der geringste Abstand der Spalte der Wand 54 in der Aussparung 51 ist. Diese Konfiguration ist für die Endbearbeitung aber nicht für das Vorschneiden geeignet, da beim Vorschneiden eine Vielzahl an Schneideoperationen notwendig ist, wenn ein abzuschneidender Abschnitt größer als der Werkzeugdurchmesser ist, um den Abschnitt vollständig abzuschneiden. Dies führt die Schwierigkeit einer längeren Bearbeitungszeit mit sich.

D.h., beim Vorschneiden würde, wenn ein Werkzeug mit dem größten verwendbaren Durchmesser verwendet werden würde, die Anzahl der notwendigen Schneideoperationen sowie die Bearbeitungszeit verringert bzw. verkürzt werden. Trotzdem wird solch eine Verkürzung der Bearbeitungszeit eigentlich nicht in der oben beschriebenen Vorrichtung 60 zur automatischen Erzeugung von NC-Daten durchgeführt.

Dann muss für die optimale Bearbeitung zusätzlich zur oben genannten Auswahl des Werkzeugdurchmessers, die Form und das Material des Werkzeugs ausgewählt oder die Werkzeuglänge eingestellt werden, welche vom Material, von der Bearbeitungsform des Werkstücks und der erforderten Bearbeitungsgenauigkeit abhängt. Diese Auswahl und Einstellung erfordern das Fachwissen oder Know-how eines Formgebungsspezialisten (Anwenders). Folglich wird bei der Auswahl des zu verwendenden Werkzeugs vorgezogen, dass die Konfiguration der Vorrichtung den Anwender das zu verwendende Werkzeug entsprechend auswählen lässt.

Die Erfindung wurde in Anbetracht dieser Situationen ausgearbeitet. Eine Aufgabe der Erfindung ist eine automatische Programmiervorrichtung zum Erzeugen eines NC-Programms zu liefern, welches eine effiziente Bearbeitung ermöglicht und das Bearbeitungs-Know-how eines einzelnen Anwenders widerspiegelt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, betrifft die Erfindung eine automatische Programmiervorrichtung zum Erzeugen eines NC-Programms zum Verursachen, dass ein Schneidewerkzeug ein Werkstück in eine Produktform spanabhebend bearbeitet, welche eine Aussparung und einen oder mehrere Vorsprünge aufweist, welche in der Bodenfläche in der Aussparung gebildet sind, wobei die automatische Programmiervorrichtung Folgendes enthält:

einen Speicherbereich der Produktformdaten zum Speichern von Formdaten, welche die Produktform definieren;

einen Speicherbereich der Werkstückdaten zum Speichern von das Werkstück betreffenden Daten, wie beispielsweise der Form und dem Material des Werkstücks;

einen Speicherbereich der Werkzeugdaten zum Speichern von das Werkzeug betreffenden Daten, wie z.B. dem Typ, der Größe und dem Material des Werkzeugs;

einen Speicherbereich der Bearbeitungszustandsdaten zum Speichern von Daten, welche einen Bearbeitungszustand betreffen, welcher abhängig vom Werkstück und Werkzeug eingestellt wurde;

einen Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten zum Einstellen der Bearbeitungsbereiche und anschließenden Erzeugen von CL-Daten, welche zumindest ein zu verwendendes Werkzeug, die Vorschubgeschwindigkeit desselben und die Wegpositionen des zu verwendenden Werkzeugs in einem Arbeitskoordinatensystem für alle Bearbeitungsbereiche enthalten, welche basierend auf den Daten eingestellt worden sind, welche im Speicherabschnitt der Produktformdaten, dem Speicherabschnitt der Werkstückdaten, dem Speicherabschnitt der Werkzeugdaten und dem Speicherabschnitt der Bearbeitungszustandsdaten gespeichert sind; und

einen ein NC-Programm erzeugender Abschnitt zum Erzeugen eines NC-Programms basierend auf den Wegpositionen im Arbeitskoordinatensystem, welche in den durch den Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten erzeugten CL-Daten enthalten sind; wobei

die automatische Programmiervorrichtung weiter Folgendes enthält:

einen Speicherabschnitt eines einen konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs zum Speichern der Kennungsdaten einer Vielzahl an Werkzeugen, welche, um zur Bearbeitung der Aussparung verwendet zu werden, im Voraus aus den Werkzeugen ausgewählt werden, deren Daten im Speicherabschnitt der Werkzeugdaten gespeichert sind und welche sich voneinander unterscheidende Durchmesser aufweisen und zumindest Folgendes enthalten: ein Werkzeug mit einem geringsten Durchmesser, welches einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner als der doppelte geringste Rundungsradius der konkaven Oberflächen in der Aussparung des Produkts und als der geringste Abstand der Wandspalte in der Aussparung aufweist; und ein Werkzeug mit einem Durchmesser, welcher größer als der des Werkzeugs mit dem geringsten Durchmesser ist; und

einen die Bearbeitungszeit berechnenden Abschnitt zum Berechnen der Bearbeitungszeit basierend auf den durch den Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten erzeugten CL-Daten; wobei

der Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten Folgendes der Reihe nach durchführt, wenn der eingestellte Bearbeitungsbereich die Aussparung ist: ein Kombinationseinstellverfahren zum Bezug nehmen auf die Kennungsdaten, welche im Speicherabschnitt des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeichert sind, wodurch ein oder mehrere Werkzeuge aus der Vielzahl an im Voraus ausgewählten Werkzeugen abgefragt werden und dadurch eine Vielzahl an Werkzeugkombinationen eingestellt wird, einschließlich von zumindest dem Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser; und ein CL-Daten erzeugendes Verfahren zum Erzeugen von CL-Daten des Vorschneidens für jede eingestellte Kombination, damit das Vorschneiden durch die aufeinanderfolgende Verwendung der Werkzeuge in der absteigenden Reihenfolge des Werkzeugdurchmessers, beginnend mit dem Werkzeug mit dem größten Durchmesser, durchgeführt wird, und zum anschließenden Erzeugen von CL-Daten zur Endbearbeitung, damit die Endbearbeitung unter Verwendung des Werkzeugs mit dem geringsten Durchmesser durchgeführt wird; wobei

der Abschnitt zum Berechnen der Bearbeitungszeit die Bearbeitungszeit für jede Kombination basierend auf den für jede Kombination erzeugten CL-Daten berechnet; und wobei

der Abschnitt zum Erzeugen eines NC-Programms das NC-Programm unter Verwendung der CL-Daten erzeugt, welche die geringste Bearbeitungszeit unter den durch den Abschnitt zum Berechnen der Bearbeitungszeit berechneten Bearbeitungszeiten aufweisen.

Nach der Erfindung speichert der Speicherabschnitt der Produktformdaten Formdaten, welche die Form eines Produkts definieren, welches eine Aussparung und einen oder mehrere in der Bodenfläche in der Aussparung gebildete Vorsprünge aufweist. Die Formdaten enthalten zumindest: die durch die Koordinatenwerte im dreidimensionalen Raum ausgedrückten Scheitelpunktwerte; Gleichungswerte zum Ausdrücken der Kanten, welche durch das Zusammenfügen zweier Scheitelpunkte gebildet sind; Kantenwerte zum Zuordnen jeder Kante zu den zwei Scheitelpunkten; Gleichungswerte zum Ausdrücken der Flächen, welche jeweils durch das Umgebensein durch Kanten gebildet sind; und Flächenwerte zum Zuordnen jeder Fläche zu den Kanten.

Der Speicherabschnitt der Werkstückdaten speichert das Werkstück betreffende Daten, wie beispielsweise die Form und das Material des Werkstücks. Der Speicherabschnitt der Werkzeugdaten speichert das Werkzeug betreffende Daten, wie z.B. den Werkzeugtyp (z.B. einen Bohrer, einen Schaftfräser und einen Stirnfräser), den Werkzeugdurchmesser, die Werkzeuglänge, das Werkzeugmaterial und die Werkzeugnummer.

Der Speicherabschnitt der Bearbeitungszustandsdaten speichert einen Bearbeitungszustand betreffende Daten. Diese Bearbeitungszustandsdaten enthalten die Vorschubgeschwindigkeit (beispielsweise die Vorschubgeschwindigkeit pro Zahn bei einem Stirn- oder Schaftfräser und die Vorschubgeschwindigkeit pro Umdrehung bei einem Bohrer) und die Schneidegeschwindigkeit des Werkzeugs, und wird für jedes Werkzeug abhängig vom Bearbeitungsverfahren (wie z.B. Vorschneiden und Endbearbeiten), Werkstückmaterial und Werkzeugmaterial eingestellt.

Der Speicherabschnitt des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs speichert die Kennungsdaten einer Vielzahl an Werkzeugen, welche im Voraus als zur Bearbeitung der Aussparung zu verwendende Werkzeuge (Schaftfräser) aus den Werkzeugen ausgewählt wurden, deren Daten im Speicherabschnitt der Werkzeugdaten gespeichert sind, und welche sich voneinander unterscheidende Durchmesser aufweisen und zumindest Folgendes enthalten: ein Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser, welches einen Durchmesser aufweist, der kleiner als der doppelte geringste Rundungsradius der konkaven Oberflächen in der Aussparung des Produkts und als der geringste Abstand der Wandspalte in der Aussparung ist; ein Werkzeug mit einem Durchmesser, welcher größer als der des Werkzeugs mit dem geringsten Durchmesser ist.

Diese Werkzeugauswahl wird durch einen Anwender basierend auf dem Fachwissen oder Know-how des Anwenders entsprechend durchgeführt. Folglich wird ein Werkzeug ausgewählt, welches eine Form, ein Material, eine Werkzeuglänge und ähnliches aufweist, von welchen erwartet wird, dass sie für die Bearbeitung abhängig vom Werkstückmaterial, der Bearbeitungsform, der erforderten Bearbeitungsgenauigkeit und ähnlichem die Optimalen sind. Wie durch den wörtlichen Sinn angegeben wird, geben die Kennungsdaten Daten zur Werkzeugkennung an. Diese Kennungsdaten können aus einer Werkzeugzahl und ähnlichem bestehen.

Basierend auf verschiedenen Daten, welche im Speicherabschnitt der Produktformdaten, dem Speicherabschnitt der Werkstückdaten, dem Speicherabschnitt der Werkzeugdaten, dem Speicherabschnitt der Bearbeitungszustandsdaten und dem Speicherabschnitt des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeichert sind, erzeugt der Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten, welche zumindest ein zu verwendendes Werkzeug, die Vorschubgeschwindigkeit desselben und die Wegpositionen des zu verwendendenden Werkzeugs in einem Arbeitskoordinatensystem enthalten.

Insbesondere werden basierend auf den im Speicherabschnitt der Produktformdaten gespeicherten Formdaten und den im Speicherabschnitt der Werkstückdaten gespeicherten Werkstückdaten die zu bearbeitenden Abschnitte und ihre Formmerkmale erkannt, und dann wird die Bearbeitungsreihenfolge für die erkannten Abschnitte bestimmt, welche zu bearbeiten sind.

Dann wird nach der bestimmten Bearbeitungsreihenfolge in jedem zu bearbeitenden Abschnitt bestimmt, ob der zu bearbeitende Abschnitt eine oben erwähnte Aussparung ist oder nicht. Wenn der Abschnitt keine Aussparung ist, werden die beim Vorschneiden bzw. Endbearbeiten zu verwendenden Werkzeuge des zu bearbeitenden Abschnitts basierend auf den im Speicherabschnitt der Werkstückdaten gespeicherten Werkstückmaterialdaten und in Bezug auf die im Speicherabschnitt der Werkzeugdaten gespeicherten Daten eingestellt.

Dann wird Bezug auf die im Speicherabschnitt der Bearbeitungszustandsdaten gespeicherten Daten genommen, damit ein dem eingestellten Werkzeug entsprechender Bearbeitungszustand eingestellt wird. Basierend auf diesem eingestellten Bearbeitungszustand werden Daten erzeugt, welche die Vorschubgeschwindigkeit und ähnliches des Werkzeugs betreffen. Dann werden die Wegpositionsdaten des Werkzeugs im Arbeitskoordinatensystem für das Vorschneiden bzw. Endbearbeiten erzeugt. Folglich werden die oben beschriebenen CL-Daten erhalten.

Wenn der zu bearbeitende Abschnitt im Gegensatz dazu eine Aussparung ist, wird Bezug auf die im Speicherabschnitt des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs genommen, damit ein oder mehrere Werkzeuge aus einer Vielzahl an im Voraus ausgewählten Werkzeugen (ausgewählten Werkzeugen) abgefragt werden, damit eine Vielzahl an Werkzeugkombinationen eingestellt wird, um zumindest das oben beschriebene Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser zu enthalten.

Wenn beispielsweise die Kennungsdaten der Werkzeuge mit Durchmessern von ϕ 40, ϕ 20, ϕ 16 und ϕ 12 im Speicherabschnitt des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeichert sind, werden ein oder mehrere Werkzeuge aus diesen Werkzeugen entsprechend ausgewählt, um zumindest das Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser (das Werkzeug mit ϕ 12) zu enthalten. Folglich wird eine Vielzahl an Werkzeugkombinationen, welche das Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser enthalten, beispielsweise als (1) die Werkzeuge mit ϕ 40, ϕ 20, ϕ 16, und ϕ 12, (2) die Werkzeuge mit ϕ 40, ϕ 20 und ϕ 12, (3) die Werkzeuge mit ϕ 40, ϕ 16 und ϕ 12, (4) die Werkzeuge mit ϕ 40 und ϕ 12, (5) die Werkzeuge mit ϕ 20, ϕ 16 und ϕ 12, (6) die Werkzeuge mit ϕ 20 und ϕ 12, (7) die Werkzeuge mit ϕ 16 und ϕ 12 und (8) das Werkzeug mit ϕ 12 eingestellt.

Dann werden für jede eingestellte Kombination CL-Daten zum Vorschneiden erzeugt. D.h., für jede Kombination werden Werkzeuge eingestellt, um nacheinander in der Reihenfolge beginnend mit dem Werkzeug mit dem größten Durchmesser innerhalb der Kombination zum Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser verwendet zu werden. Dann wird Bezug auf im Speicherabschnitt der Bearbeitungszustandsdaten gespeicherte Daten genommen, damit ein Bearbeitungszustand entsprechend dem eingestellten Werkzeug eingestellt wird. Basierend auf dem eingestellten Bearbeitungszustand werden die Drehgeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit betreffende Daten und dann die Wegpositionsdaten des Werkzeugs im Arbeitskoordinatensystem erzeugt, damit CL-Daten zum Vorschneiden erhalten werden.

Bei der Kombination aus Werkzeugen mit ϕ 40, ϕ 20 und ϕ 12 werden beispielsweise zuerst CL-Daten zur Verwendung des Werkzeugs mit ϕ 40 erzeugt. Dann werden zur Verarbeitung des übrigen Bearbeitungsbereiches verwendete Daten durch das Verwenden des Werkzeugs mit ϕ 20 erzeugt und schließlich die zur Bearbeitung der noch übrigen Bearbeitungsbereiche verwendeten CL-Daten durch das Verwenden des Werkzeugs mit ϕ 12 erzeugt.

Dann wird das Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser (in diesem Beispiel das Werkzeug mit ϕ 12) eingestellt, um verwendet zu werden, damit CL-Daten zur Endbearbeitung erzeugt werden. D.h., ähnlich dem oben erwähnten Verfahren, wird Bezug auf die im Speicherabschnitt der Bearbeitungsdaten gespeicherten Daten genommen, damit ein Bearbeitungszustand entsprechend dem eingestellten Werkzeug eingestellt wird.

Basierend auf dem eingestellten Bearbeitungszustand, werden die Drehgeschwindigkeit und die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs betreffende Daten und dann die Wegpositionsdaten des Werkzeugs im Arbeitskoordinatensystem erzeugt, damit CL-Daten zur Endbearbeitung erhalten werden.

Wenn der Bearbeitungsbereich die Aussparung ist, erzeugt der Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten an sich CL-Daten zum Vorschneiden für jede eingestellte Werkzeugkombination aus den oben erwähnten, ausgewählten Werkzeugen und erzeugt dann ein Stück der CL-Daten zum Endbearbeiten.

Basierend auf jedem Stück der CL-Daten zum Vorschneiden der Aussparung, welches durch den Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten erzeugt wurde, berechnet der Abschnitt zum Berechnen der Bearbeitungszeit die Bearbeitungszeit für jedes Stück. Basierend auf vor allem den Wegpositionen und der Vorschubgeschwindigkeit des im Stück der CL-Daten enthaltenen Werkzeugs, sowie der für einen Werkzeugwechsel benötigten Zeit, berechnet der Abschnitt zum Berechnen der Bearbeitungszeit die Bearbeitungszeit für jedes Stück der CL-Daten.

Dann wird im Abschnitt zum Erzeugen des NC-Programms, was die CL-Daten zum Vorschneiden der Aussparung betrifft, Bezug auf die durch den Abschnitt zum Berechnen der Bearbeitungszeit berechneten Werte der Bearbeitungszeit genommen, damit die CL-Daten zum Vorschneiden mit der geringsten Bearbeitungszeit aufgenommen werden. Was die CL-Daten zur Endbearbeitung der Aussparung und zum Vorschneiden und zur Endbearbeitung eines Abschnitts außer der Aussparung betrifft, werden die gleichförmigen CL-Daten verwendet, welche erzeugt wurden. Dann wird ein NC-Programm für die Gesamtbearbeitung aus den Wegpositionen im Arbeitskoordinatensystem erzeugt, welches in jedem Stück der CL-Daten enthalten ist.

Das Arbeitskoordinatensystem zeigt ein Koordinatensystem an, welches relativ zum Werkstück definiert ist, welches auf einer Werkzeugmaschine befestigt ist.

Wie oben beschrieben wurde, werden nach der automatischen Programmiervorrichtung der Erfindung bei der Erzeugung der CL-Daten zum Vorschneiden der Aussparung ein oder mehrere Werkzeuge aus den Werkzeugen ausgewählt, welche im Voraus ausgewählt wurden, um bei der spanabhebenden Bearbeitung der Aussparung verwendet zu werden, damit eine Vielzahl an Kombinationen von zu verwendenden Werkzeugen eingestellt wird. Dann werden CL-Daten zum Vorschneiden für alle Werkzeugkombinationen erzeugt und anschließend wird die Bearbeitungszeit für jedes Stück der erzeugten CL-Daten zum Vorschneiden berechnet. Dann werden bei der Erzeugung des NC-Programms die CL-Daten mit der geringsten Bearbeitungszeit ausgewählt, damit ein NC-Programm basierend auf den ausgewählten CL-Daten erzeugt wird.

Folglich kann diese automatische Programmiervorrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration ein NC-Programm erzeugen, welches eine Verkürzung der Bearbeitungszeit ermöglicht und daher die Effektivität bei der Bearbeitung im Vergleich zu automatischen Programmiervorrichtungen des Stands der Technik verbessert, welche zur Bearbeitung der Aussparung unter Verwendung eines einzigen Werkzeugs während der gesamten Bearbeitung dienen, welche vom Vorschneiden zur Endbearbeitung reicht.

Außerdem kann bei der Werkzeugauswahl die die Bearbeitung ausführende Person das Werkzeug willkürlich einstellen. Folglich kann das Know-how zur Bearbeitung der die Einstellung ausführenden Person bei der Einstellung der ausgewählten Werkzeuge widergespiegelt werden. Dies ermöglicht eine effektive Erzeugung eines NC-Programms für die optimale Bearbeitung.

In der automatischen Programmiervorrichtung kann sich der Speicherabschnitt des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs in Werkzeuggruppen einer Vielzahl an Werkzeugen unterteilen, welche als die zur Bearbeitung der Aussparung zu verwendenden Werkzeuge ausgewählt wurden, und dann die Kennungsdaten der einen Teil bildenden Werkzeuge für alle Werkzeuggruppen speichern, deren Werkzeuge sich unterscheiden, welche einen Teil bilden. Außerdem kann der Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten von Außen ein Signal zum Auswählen einer Werkzeuggruppe aus einer Vielzahl an Werkzeuggruppen empfangen, dann Bezug auf die Erkennungsdaten der Werkzeuggruppe nehmen, welche dem im Speicherabschnitt des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeicherten Auswahlsignal entspricht, und dadurch das Kombinationseinstellverfahren und das Verfahren zum Erzeugen der CL-Daten nacheinander durchführen.

Folglich werden die zur Bearbeitung der Aussparung geeigneten Werkzeuge aus einer Vielzahl an Werkzeuggruppen entsprechend ausgewählt. Dies verhindert vorteilhafter Weise die Notwendigkeit, die ausgewählten Werkzeuge beispielsweise jedes Mal erneut einstellen zu müssen, wenn ein Wechsel in der zu bearbeitenden Produktform auftritt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Blockdiagramm, welches schematisch die Konfiguration einer automatischen Programmiervorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

2 ist eine Draufsicht, welche eine Produktform (nach der spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks) nach der vorliegenden Ausführungsform zeigt.

3 ist eine Querschnittsansicht der 2 in Richtung der Pfeile A-A.

4 ist ein Diagramm, welches die Formdaten nach der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

5 ist ein Diagramm, welches die Datenstruktur der im Speicherabschnitt der Produktformdaten gespeicherten Formdaten nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.

6 ist ein Diagramm, welches die Datenstruktur der in einem Speicherabschnitt der Werkzeugdaten gespeicherten Werkzeugdaten nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.

7 ist ein Diagramm, welches die Datenstruktur von in einem Speicherabschnitt des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeicherten Daten nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.

8 und 9 sind Ablaufpläne, welche das Verarbeitungsverfahren in einem Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten nach der vorliegenden Ausführungsform zeigen.

1013 sind Diagramme, welche einen Bewegungsweg in den nach der vorliegenden Ausführungsform erzeugten CL-Daten veranschaulichen.

14 ist ein Blockdiagramm, welches die schematische Konfiguration einer Vorrichtung zur automatischen Erzeugung von NC-Daten nach dem Stand der Technik zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden unten in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden. 1 ist ein Blockdiagramm, welches schematisch die Konfiguration einer automatischen Programmiervorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Wie in 1 gezeigt, enthält eine automatische Programmiervorrichtung 1 nach der vorliegende Ausführungsform einen Speicherabschnitt 11 der Produktformdaten, einen Speicherabschnitt 12 der Werkstückdaten, einen Speicherabschnitt 13 der Werkzeugdaten, einen Speicherabschnitt 14 der Bearbeitungszustandsdaten, einen Speicherabschnitt 15 des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs, einen Abschnitt 16 zum Erzeugen von CL-Daten, einen Speicherabschnitt 17 der CL-Daten, einen Abschnitt 18 zum Berechnen der Bearbeitungszeit, einen Speicherabschnitt 19 der Werkzeugmaschinendaten, einen Abschnitt 20 zum Erzeugen eines NC-Programms und einen Speicherabschnitt 21 des NC-Programms.

Der Speicherabschnitt 11 der Produktformdaten und der Speicherabschnitt 12 der Werkstückdaten sind an einer CAD-Einheit angeschlossen. Der Speicherabschnitt 12 der Werkstückdaten, der Speicherabschnitt 13 der Werkzeugdaten, der Speicherabschnitt 14 der Bearbeitungsdaten, der Speicherabschnitt 15 des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs, der Abschnitt 16 zum Erzeugen von CL-Daten und der Speicherabschnitt 19 der Werkzeugmaschinendaten sind an einer Eingabeeinheit 32 angeschlossen. Der Speicherabschnitt 21 des NC-Programms ist an einer Ausgabeeinheit 33 angeschlossen.

Der Speicherabschnitt 11 der Produktformdaten speichert durch die CAD-Einheit 31 erzeugte Produktformdaten. In der vorliegenden Ausführungsform werden Formdaten gespeichert, welche die Form eines Produkts 50 definieren, welches eine Aussparung 51 und einen in der Bodenfläche in der Aussparung 51 gebildeten Vorsprung 52 aufweist, wie in den 2 und 3 gezeigt.

Die Formdaten enthalten: durch Koordinatenwerte im dreidimensionalen Raum ausgedrückte Scheitelpunktwerte; Gleichungswerte zum Ausdrücken der Kanten, welche jeweils durch das Zusammenfügen von zwei Scheitelpunkten gebildet sind; Kantenwerte zum Zuordnen jeder Kante zu den zwei Scheitelpunkten; Gleichungswerte zum Ausdrücken der Flächen, welche jeweils durch das Umgebensein durch Kanten gebildet sind; und Flächenwerte zum Zuordnen jeder Fläche zu den Kanten. Bei der rechtwinkligen Parallelverlegung der 4 ist die Datenstruktur so, wie in 5 gezeigt wird.

Der Speicherabschnitt 12 der Werkstückdaten speichert das Werkstück betreffende Daten. Die Werkstückdaten enthalten die oben erwähnten Formdaten und das Material des Werkstücks und werden durch die CAD-Einheit 31 erzeugt oder durch die Eingabeeinheit 32 eingegeben, um im Speicherabschnitt 12 der Werkstückdaten gespeichert zu werden.

Der Speicherabschnitt 13 der Werkzeugdaten speichert das Werkzeug betreffende Daten. Die Werkzeugdaten enthalten den Werkzeugtyp (beispielsweise einen Bohrer, einen Schaftfräser und einen Stirnfräser), den Werkzeugdurchmesser, die Werkzeuglänge, das Werkzeugmaterial und die Werkzeugnummer und werden durch die Eingabeeinheit 32 im Speicherabschnitt 13 der Werkzeugdaten in Form einer Datentabelle der 6 oder ähnlichem gespeichert.

Der Speicherabschnitt 14 der Bearbeitungszustandsdaten speichert einen Bearbeitungszustand betreffende Daten. Diese Bearbeitungszustandsdaten enthalten die Vorschubgeschwindigkeit (beispielsweise die Vorschubgeschwindigkeit pro Zahn bei einem Stirn- oder Schaftfräsers und die Vorschubgeschwindigkeit pro Umdrehung bei einem Bohrer) und die Schneidegeschwindigkeit des Werkzeugs, und wird für jedes Werkzeug abhängig vom Bearbeitungsverfahren (wie z.B. Vorschneiden und Endbearbeiten), Werkstückmaterial und Werkzeugmaterial eingestellt. Diese Daten werden durch die Eingabeeinheit 32 im Speicherabschnitt 14 der Bearbeitungszustandsdaten gespeichert.

Der Speicherabschnitt 15 des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs ist in eine Werkzeuggruppe einer Vielzahl an Werkzeugen unterteilt, welche als die zur Bearbeitung der Aussparung 51 zu verwendenden Werkzeuge ausgewählt wurden, und speichert dann die Daten, welche die einen Teil bildenden Werkzeuge für jede Werkzeuggruppe betreffen, in Form einer Datentabelle der 7 oder ähnlichem.

Zumindest ein Teil der einen Teil bildenden Werkzeuge unterscheiden sich zwischen diesen Gruppen. Jede Gruppe enthält zumindest: ein Werkzeug mit einem geringsten Durchmesser, welches einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner als der doppelte Rundungsradius der konkaven Oberflächen 53 in der Aussparung 51 und als der geringste Abstand der Spalte der Wand 54 in der Aussparung 51 ist; und ein Werkzeug mit einem größeren Durchmesser als das Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser.

Diese Auswahl der einen Teil bildenden Werkzeuge jeder Gruppe wird durch eine Person durchgeführt, welche die Bearbeitung basierend auf dem Bearbeitungs-Know-how des Anwenders durchführt. D.h., die Werkzeuge, welche eine Form, ein Material, eine Werkzeuglänge und ähnliches aufweisen, von welchen abhängig vom Werkstückmaterial, der Bearbeitungsform, der erforderten Bearbeitungsgenauigkeit und ähnlichem erwartet wird, dass sie zur Bearbeitung die Optimalen sind, werden entsprechend aus den Werkzeugen ausgewählt, welche im Speicherabschnitt 13 der Werkzeugdaten gespeichert sind. Dann werden diese Werkzeuge in Gruppen eingeteilt und durch die Eingabeeinheit 32 eingegeben, um im Speicherabschnitt 15 des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeug gespeichert zu werden.

Die im Speicherabschnitt 15 des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeicherten Daten sind nicht auf die der 7 beschränkt, aber müssen zumindest die Kennungsdaten zum Identifizieren der Werkzeuge enthalten. In der Ausführungsform der 7 dienen die die Werkzeugzahl betreffenden Daten als Kennungsdaten.

Basierend auf den verschiedenen Daten, welche im Speicherabschnitt 11 der Produktformdaten, dem Speicherabschnitt 12 der Werkstückdaten, dem Speicherabschnitt 13 der Werkzeugdaten, dem Speicherabschnitt 14 der Bearbeitungszustandsdaten und im Speicherabschnitt 15 des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeichert sind, erzeugt der CL-Daten erzeugende Abschnitt 16 CL-Daten, welche zumindest ein zu verwendendes Werkzeug, dessen Vorschubgeschwindigkeit und die Wegpositionen des zu verwendenden Werkzeugs in einem Arbeitskoordinatensystem enthalten.

Insbesondere werden die Verfahren der 8 und 9 in dieser Konfiguration nacheinander durchgeführt. Die folgende Beschreibung ist für den Fall erstellt, dass ein die Form der 4 aufweisendes Werkstück in die Produktform der 2 und 3 bearbeitet wird. In der Beschreibung wird vorausgesetzt, dass ein Signal zum Auswählen einer Werkzeuggruppe aus einer Vielzahl an im Speicherabschnitt 15 des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeicherten Werkzeuggruppen bereits durch die Eingabeeinheit 32 richtig eingegeben wurde, um durch den Abschnitt 16 zum Erzeugen von CL-Daten empfangen zu werden.

Der Abschnitt 16 zum Erzeugen von CL-Daten liest zuerst die Formdaten des Produkts 50, welche im Speicherabschnitt 11 der Produktformdaten gespeichert sind (Schritt S1) und liest dann die Formdaten und die Materialdaten des Werkstücks aus dem Speicherabschnitt 12 der Werkstückdaten (Schritt S2).

Basierend auf den gelesenen Produktformdaten und Werkstückformdaten werden zu bearbeitende Abschnitte und ihre Formmerkmale erkannt (Schritt S3) und dann wird die Bearbeitungsreihenfolge für die erkannten, zu bearbeitenden Abschnitte bestimmt (Schritt 54).

Dann wird ein Zähler n eingestellt, um Eins zu sein (Schritt S5). Danach wird für den ersten zu bearbeitenden Abschnitt bestimmt, ob der zu bearbeitende Abschnitt eine oben erwähnte Aussparung 51 ist oder nicht (Schritt S6). Wenn der Abschnitt nicht die Aussparung 51 ist, geht das Verfahren zum Schritt S7.

Beim Schritt S7 wird ein bei der spanabhebenden Bearbeitung zu verwendendes Werkzeug basierend auf den Werkstückmaterialdaten und in Bezug auf die im Speicherabschnitt 13 der Werkzeugdaten gespeicherten Daten eingestellt. Wenn beispielsweise die Oberfläche des Produkts 50 zu bearbeiten ist, wird der Stirnfräser als das zu verwendende Werkzeug eingestellt. Wenn die Seitenfläche des Produkts 50 zu bearbeiten ist, wird der Schaftfräser als das zu verwendende Werkzeug eingestellt.

Dann wird basierend auf den Werkstückmaterialdaten und den Daten des zu verwendenden Werkzeugs Bezug auf die im Speicherabschnitt 14 der Bearbeitungszustandsdaten gespeicherten Daten genommen, damit der Bearbeitungszustand für diesen zu bearbeitenden Abschnitt eingestellt wird (Schritt S8).

Basierend auf den diesen den Bearbeitungszustand betreffenden Daten, welche eingestellt wurden, werden Daten erzeugt, welche die Dreh- und Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs betreffen, und dann werden die Wegpositionsdaten des Werkzeugs im Arbeitskoordinatensystem erzeugt, damit die CL-Daten für den zu bearbeitenden Abschnitt erhalten werden (Schritt S9). Danach geht das Verfahren zum Schritt 521.

Die Verfahren der Schritte S7 bis S9 werden für die Bearbeitungsverfahren des Vorschneidens bzw. der Endbearbeitung durchgeführt, damit die CL-Daten für jedes Bearbeitungsverfahren erzeugt werden.

Im Gegensatz zum Schritt S6 wird, wenn der zu bearbeitende Abschnitt als die Aussparung 51 bestimmt wird, Bezug auf die im Speicherabschnitt 15 des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeicherten Kennungsdaten (Werkzeugnummer) und die Daten genommen, welche die dem durch die Eingabeeinheit 32 eingegebenen Auswahlsignal entsprechende Werkzeuggruppe betreffen, damit ein oder mehrere Werkzeuge aus der ausgewählten Werkzeuggruppe herausgesucht werden, damit eine Vielzahl an Werkzeugkombinationen so eingestellt wird, um zumindest das oben beschriebene Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser zu enthalten (Schritt S11).

Wenn die Kennungsdaten einen Teil bildenden Werkzeuge der ausgewählten Werkzeuggruppe aus Werkzeugen mit Durchmessern von ϕ 40, ϕ 20, ϕ 16 und ϕ 12 (bei der Werkzeuggruppe A) bestehen, werden ein oder mehrere Werkzeuge aus diesen Werkzeugen entsprechend ausgewählt, um zumindest das Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser (das Werkzeug mit ϕ 12) zu enthalten. Folglich werden acht Werkzeugkombinationen, welche das Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser enthalten, als (1) die Werkzeuge mit ϕ 40, ϕ 20, ϕ 16, und ϕ 12, (2) die Werkzeuge mit ϕ 40, ϕ 20 und ϕ 12, (3) die Werkzeuge mit ϕ 40, ϕ 16 und ϕ 12, (4) die Werkzeuge mit ϕ 40 und ϕ 12, (5) die Werkzeuge mit ϕ 20, ϕ 16 und ϕ 12, (6) die Werkzeuge mit ϕ 20 und ϕ 12, (7) die Werkzeuge mit ϕ 16 und ϕ 12 und (8) das Werkzeug mit ϕ 12 eingestellt.

Dann wird ein Zähler m eingestellt um Eins zu sein (Schritt S12). Danach werden für die erste Kombination Werkzeuge eingestellt, um der Reihe nach beginnend mit dem Werkzeug mit dem größten Durchmesser innerhalb der Kombination bis zum Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser verwendet zu werden (Schritt S13). Dann wird Bezug auf die im Speicherabschnitt 12 der Werkstückdaten gespeicherten Werkstückmaterialdaten, die im Speicherabschnitt 13 der Werkzeugdaten gespeicherten Werkzeugdaten und die im Speicherabschnitt 14 der Bearbeitungszustandsdaten gespeicherten Bearbeitungszustandsdaten genommen, damit ein Bearbeitungszustand entsprechend dem zu verwendenden Werkzeug und dem Werkstückmaterial eingestellt wird (Schritt S14). Basierend auf dem eingestellten Bearbeitungszustand werden die Dreh- und Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs betreffende Daten erzeugt und dann die Wegpositionsdaten des Werkzeugs im Arbeitskoordinatensystem erzeugt, damit die CL-Daten zum Vorschneiden erhalten werden (Schritt S15).

Wenn die erste, wie oben beschrieben eingestellte Kombination aus Werkzeugen mit ϕ 40, ϕ 20, ϕ 16 und ϕ 12 besteht, werden zuerst CL-Daten zur Verwendung des Werkzeugs mit ϕ 40 erzeugt. Wie in 10 gezeigt, wird der Bewegungsweg des Werkzeugs so eingestellt, um eine Form zu bilden, welche durch das Hinzufügen einer geeigneten Endbearbeitungstoleranz zur Form der in gestrichelter Linie veranschaulichten Aussparung 51 erzeugt wird, damit ein so großer Bereich, wie möglich, durch das Werkzeug bearbeitet wird (die Richtung des Bewegungsweges in der Figur ist P1 → P21).

Dann werden die für das Werkzeug mit ϕ 20 verwendeten Daten zur Bearbeitung des übrigen Bearbeitungsbereiches erzeugt, welcher nicht durch das Werkzeug mit ϕ 40 bearbeitet wurde. Anschließend werden für das Werkzeug mit ϕ 16 verwendete CL-Daten zur Bearbeitung des übrigen Bearbeitungsbereiches erzeugt, welcher nicht durch das Werkzeug mit ϕ 20 bearbeitet wurde. Schließlich werden die für das Werkzeug mit ϕ 12 verwendeten CL-Daten zur Bearbeitung des übrigen Abschnitts erzeugt, welcher nicht durch das Werkzeug mit ϕ 16 bearbeitet wurde, aber noch eine Endbearbeitungstoleranz erhält. 11 zeigt den Bewegungsweg (P1 → P14) des Werkzeugs mit ϕ 20. 12 zeigt den Bewegungsweg (P1 → P14) des Werkzeugs mit ϕ 16. 13 zeigt den Bewegungsweg (P1 → P13 und P14 → P20) des Werkzeugs mit ϕ 12.

Der Bewegungsweg ist offensichtlich nicht auf die 10-13 beschränkt und kann der Bewegungsweg sein, welcher durch verschiedene Logikschaltungen erzeugt wurde. Außerdem hat der Bewegungsweg in der vorliegenden Ausführungsform im letzteren Verfahren einen Bewegungsweg zum Abtasten des im vorhergehenden Verfahren bearbeiteten Abschnitts enthalten, so dass nur eine Endbearbeitungstoleranz erhalten bleibt (d.h., der Abschnitt, in welchem des Vorschneiden beendet wurde). Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und ein solcher Abtastweg kann ausgelassen werden. D.h. der Bewegungsweg kann beispielsweise solch ein Bewegungsweg sein, welcher nur den Abschnitt bearbeitet, welcher eine Bearbeitungstoleranz aufweist, welche größer als die Endbearbeitungstoleranz ist (d.h., den Abschnitt, in welchem das Vorschneiden noch nicht vollständig durchgeführt wurde).

Die CL-Daten zum Vorschneiden werden an sich für jede Kombination der ausgewählten Werkzeuge erzeugt (Schritte S16 und S17).

Dann wird das Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser (in der vorliegenden Ausführungsform das Werkzeug mit ϕ 12) eingestellt, um verwendet zu werden (Schritt S18), damit ein Bearbeitungszustand entsprechend dem zu verwendenden Werkzeug und dem Werkstückmaterial eingestellt wird (Schritt S19). Basierend auf dem eingestellten Bearbeitungszustand werden die die Dreh- und Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs betreffenden Daten und anschließend die Wegpositionsdaten des Werkzeugs im Arbeitskoordinatensystem erzeugt, damit die CL-Daten zur Endbearbeitung erhalten werden (Schritt S20).

Mit dem Erhöhen des Zählers n werden danach die Verfahren der Schritte S6 – S20 wiederholt und wenn die CL-Daten dann für alle zu bearbeitenden Abschnitte erzeugt worden sind, werden die erzeugten CL-Daten im Speicherabschnitt 17 der CL-Daten gespeichert. Dann ist das Verfahren vollendet (Schritt S23).

In Bezug auf die im Speicherabschnitt 17 der CL-Daten gespeicherten CL-Daten und basierend auf jedem Stück der CL-Daten zum Vorschneiden der Aussparung 51, berechnet der Abschnitt 18 zum Berechnen der Bearbeitungszeit die Bearbeitungszeit für jedes Stück. Insbesondere basierend auf den Wegpositionen und der Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs, welche in jedem Stück der CL-Daten enthalten ist, sowie auf der für einen Werkzeugwechsel benötigten Zeit berechnet der Abschnitt 18 zum Berechnen der Bearbeitungszeit die Bearbeitungszeit (Operationszeit) für jedes Stück der CL-Daten. Dann werden die die berechnete Bearbeitungszeit betreffenden Daten in einem Zustand, welcher den entsprechenden CL-Daten zugeordnet wird, im Speicherabschnitt 17 der CL-Daten gespeichert.

Der Speicherabschnitt 19 der Werkzeugmaschinendaten speichert die Werkzeugmaschine betreffende Daten. Die Werkzeugmaschinendaten enthalten den Typ (wie beispielsweise ein Bearbeitungszentrum und eine Drehmaschine) und die Struktur der Werkzeugmaschine, und werden durch die Eingabeeinheit 32 im Speicherabschnitt 19 der Werkzeugmaschinendaten gespeichert.

Basierend auf den im Speicherabschnitt 17 der CL-Daten gespeicherten CL-Daten und den im Speicherabschnitt 19 der Werkzeugmaschinendaten gespeicherten Werkzeugmaschinendaten erzeugt der Abschnitt 20 zum Erzeugen eines NC-Programms dann ein NC-Programm aus den Wegpositionen im Arbeitskoordinatensystem, welches in den CL-Daten enthalten ist. Zu dieser Zeit wird, was die CL-Daten zum Vorschneiden der Aussparung 51 angeht, Bezug auf die durch den Abschnitt 18 zum Berechnen der Bearbeitungszeit berechneten Werte genommen (d.h., es wird Bezug auf die Bearbeitungszeitdaten genommen, welche im Speicherabschnitt 17 der CL-Daten gespeichert sind), damit die CL-Daten zum Vorschneiden mit der Mindestbearbeitungszeit übernommen werden. Was die CL-Daten zum Endbearbeiten der Aussparung 51 und zum Vorschneiden und Endbearbeiten eines anderen Abschnitts als der Aussparung 51 betrifft, werden die gleichförmigen CL-Daten verwendet, welche erzeugt wurden. Dann wird ein NC-Programm für die gesamte Bearbeitung aus den Wegpositionen im Arbeitskoordinatensystem erzeugt, welche in jedem Stück der CL-Daten enthalten sind.

Das durch den Abschnitt 20 zum Erzeugen eines NC-Programms erzeugte NC-Programm wird im Speicherabschnitt 21 des NC-Programms gespeichert und dann durch die Ausgabeeinheit 33 entsprechend ausgegeben.

Das Arbeitskoordinatensystem zeigt ein Koordinatensystem an, welches relativ zum auf einer Werkzeugmaschine befestigten Werkstück definiert ist.

Wie oben beschrieben wurde, werden nach der automatischen Programmiervorrichtung 1 mit der oben erwähnten Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform zuerst die Daten im Speicherabschnitt 15 des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeichert, welche die Werkzeuge einer Vielzahl an Werkzeuggruppen betreffen, welche im Voraus ausgewählt wurden, um bei der Bearbeitung der Aussparung 51 verwendet zu werden.

Dann wird im Abschnitt 16 zum Erzeugen von CL-Daten bei der Erzeugung der CL-Daten zum Vorschneiden der Aussparung 51 Bezug auf die im Speicherabschnitt 15 des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs genommen, damit ein oder mehrere Werkzeuge aus der Werkzeuggruppe ausgewählt werden, welche dem durch die Eingabeeinheit 32 eingegebenen Signal entspricht, damit eine Vielzahl an Werkzeugkombinationen eingestellt wird, um zumindest das Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser zu enthalten. Dann werden CL-Daten für das Vorschneiden für jede Werkzeugkombination erzeugt und anschließend berechnet der Abschnitt 18 zum berechnen der Bearbeitungszeit die Bearbeitungszeit für jedes Stück der erzeugten CL-Daten zum Vorschneiden. Dann werden bei der Erzeugung des NC-Programms die CL-Daten mit der geringsten Bearbeitungszeit ausgewählt, damit ein NC-Programm basierend auf den ausgewählten CL-Daten erzeugt wird.

Nach der automatischen Programmiervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform wird bei der Erzeugung der CL-Daten der Aussparung 51 an sich eine Vielzahl an Werkzeugen verwendet und außerdem eine Vielzahl an Werkzeugkombinationen eingestellt. Dann werden die CL-Daten für jede Kombination erzeugt und anschließend die Bearbeitungszeit für jedes Stück der CL-Daten berechnet, damit die CL-Daten mit der geringsten Bearbeitungszeit übernommen werden, damit ein NC-Programm erzeugt wird. Folglich kann diese automatische Programmiervorrichtung ein NC-Programm erzeugen, welches, im Vergleich zu den automatischen Programmiervorrichtungen des Stands der Technik zur Bearbeitung der Aussparung unter Verwendung eines einzigen Werkzeugs (das Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser) während der ganzen Bearbeitung, welche vom Vorschneiden bis zum Endbearbeiten reicht, eine Verkürzung der Bearbeitungszeit ermöglicht und also die Effektivität bei der Bearbeitung verbessert.

Außerdem kann die die spanabhebende Bearbeitung ausführende Person bei der Werkzeugauswahl das Werkzeug willkürlich einstellen. Folglich kann das Bearbeitungs-Know-how der die Einstellung ausführenden Person beim Einstellen der ausgewählten Werkzeuge wiedergespiegelt werden. Dies ermöglicht eine effiziente Erzeugung eines NC-Programms für die optimale Bearbeitung.

Außerdem wird eine Vielzahl an Werkzeuggruppen für die Werkzeuge zur spanabhebenden Beabreitung der Aussparung 51 eingestellt. Folglich werden die zur Bearbeitung der Aussparung 51 geeigneten Werkzeuge entsprechend aus einer Vielzahl an Werkzeuggruppen ausgewählt. Dies verhindert vorteilhafter Weise die Notwendigkeit die ausgewählten Werkzeuge, beispielsweise jedes Mal, wenn ein Wechsel in der zu bearbeitenden Produktform auftritt, neu einstellen zu müssen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wurde oben beschrieben. Die Ausführungsformen der Erfindung sind jedoch nicht auf speziell die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt.


Anspruch[de]
  1. Automatische Programmiervorrichtung zum Erzeugen eines NC-Programms zum Verursachen, dass ein Schneidewerkzeug ein Werkstück spanabhebend in eine Form eines Produktes 50 bearbeitet, welche eine Aussparung (51) und einen oder mehrere Vorsprünge (52) aufweist, welche in der Bodenfläche in der Aussparung gebildet sind, wobei die automatische Programmiervorrichtung Folgendes enthält:

    einen Speicherabschnitt 11 der Produktformdaten zum Speichern der die Produktform definierenden Formdaten;

    einen Speicherabschnitt 12 der Werkstückdaten zum Speichern von das Werkstück betreffenden Daten, wie z.B. der Form und dem Material des Werkstücks;

    einen Speicherabschnitt 13 der Werkzeugdaten zum Speichern von das Werkzeug betreffenden Daten, wie z.B. dem Typ, dem Ausmaß und dem Material des Werkzeugs;

    einen Speicherabschnitt 14 der Bearbeitungszustandsdaten zum Speichern von einen Bearbeitungszustand betreffenden Daten, welcher abhängig vom Werkstück und Werkzeug eingestellt wurde;

    einen Abschnitt 16 zum Erzeugen von CL-Daten zum Einstellen der Bearbeitungsbereiche und anschließenden Erzeugen von CL-Daten, welche zumindest ein zu verwendendes Werkzeug enthalten, wobei die Vorschubgeschwindigkeit desselben und die Wegpositionen des zu verwendenden Werkzeugs in einem Arbeitskoordinatensystem für jeden Bearbeitungsbereich basierend auf den Daten eingestellt wurden, welche im Speicherabschnitt der Produktformdaten, im Speicherabschnitt der Werkstückdaten, im Speicherabschnitt der Werkzeugdaten und im Speicherabschnitt der Bearbeitungszustandsdaten gespeichert sind; und

    einen ein NC-Programm erzeugenden Abschnitt (20) zum Erzeugen eines NC-Programms basierend auf den Wegpositionen im Arbeitskoordinatensystem, welches in den durch den Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten erzeugten CL-Daten enthalten ist;

    dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Programmiervorrichtung weiter Folgendes enthält:

    einen Speicherabschnitt (15) des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs zum Speichern der Kennungsdaten einer Vielzahl an Werkzeugen, welche, um zur Bearbeitung der Aussparung verwendet zu werden, im Voraus aus den Werkzeugen ausgewählt wurden, deren Daten im Speicherabschnitt der Werkzeugdaten gespeichert sind und welche sich voneinander unterscheidende Durchmesser aufweisen und zumindest Folgendes enthalten: ein Werkzeug mit einem geringsten Durchmesser, welches einen Durchmesser aufweist, welcher kleiner als der doppelte geringste Rundungsradius der konkaven Oberflächen (53) in der Aussparung des Produkts und als der geringste Abstand der Spalte der Wand (54) in der Aussparung aufweist; und ein Werkzeug mit einem Durchmesser, welcher größer als der des Werkzeugs mit dem geringsten Durchmesser ist; und

    einen die Bearbeitungszeit berechnenden Abschnitt (18) zum Berechnen der Bearbeitungszeit basierend auf den durch den Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten erzeugten CL-Daten; wobei,

    der Abschnitt zum Erzeugen von CL-Daten Folgendes der Reihe nach durchführt, wenn der eingestellte Bearbeitungsbereich die Aussparung ist: ein Kombinationseinstellverfahren zum Bezug nehmen auf die Kennungsdaten, welche im Speicherabschnitt des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeichert sind, wodurch ein oder mehrere Werkzeuge aus der Vielzahl an Werkzeugen im Voraus abgefragt werden und eine Vielzahl an Werkzeugkombinationen eingestellt wird, welche zumindest das Werkzeug mit dem geringsten Durchmesser enthalten; und ein Verfahren zum Erzeugen von CL-Daten zum Vorschneiden für alle eingestellten Kombinationen zum Ausführen des Vorschneidens, welches durch die aufeinanderfolgende Verwendung der Werkzeugen in der absteigenden Reihenfolge des Werkzeugdurchmessers beginnend mit dem Werkzeug mit dem größten Durchmesser durchgeführt wird, und zum anschließenden Erzeugen von endbearbeitenden CL-Daten zur Endbearbeitung, welche unter Verwendung des Werkzeugs mit dem geringsten Durchmesser durchgeführt wird;

    der Abschnitt zum Berechnen der Bearbeitungszeit die Bearbeitungszeit für jede Kombination basierend auf den CL-Daten berechnet, welche für jede Kombination erzeugt wurden; und

    der Abschnitt zum Erzeugen eines NC-Programms das NC-Programm unter Verwendung der CL-Daten erzeugt, welche die geringste Bearbeitungszeit unter den durch den Abschnitt zum Berechnen der Bearbeitungszeit berechneten Bearbeitungszeiten aufweisen.
  2. Automatische Programmiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei

    der Speicherabschnitt des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs sich in Werkzeuggruppen einer Vielzahl an Werkzeugen unterteilt, welche als die zur Bearbeitung der Aussparung zu verwendenden Werkzeuge ausgewählt wurden, und dann die Kennungsdaten der einen Teil bildenden Werkzeuge für alle Werkzeuggruppen speichert, deren Werkzeuge sich voneinander unterscheiden, welche einen Teil bilden, und

    der Abschnitt zum Erzeugen der CL-Daten von Außen ein Signal zum Auswählen einer Werkzeuggruppe aus einer Vielzahl an Werkzeuggruppen empfängt und dann Bezug auf die Kennungsdaten der Werkzeuggruppe nimmt, welche dem im Speicherabschnitt des den konkaven Abschnitt bearbeitenden Werkzeugs gespeicherten Auswahlsignal entspricht, und dadurch das Kombinationseinstellverfahren und das Verfahren zum Erzeugen der CL-Daten nacheinander durchführt.
Es folgen 11 Blatt Zeichnungen






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