CN103728921B - 具备nc程序生成功能的电火花线切割机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备数值控制程序生成功能的电火花线切割机。在CAD图形数据中包含与加工形状对应的信息、线种类、线颜色、线粗细、图层中的至少一个属性信息。根据设定单元的设定，从CAD图形数据中提取与加工形状对应的图形数据，根据该提取出的图形数据生成数值控制程序。由此，即使不进行人工检查，也能够提取与加工形状对应的图形数据。

Description

具备NC程序生成功能的电火花线切割机
技术领域
本发明涉及一种被构成为向数值控制装置输入CAD数据使得能够通过内置于数值控制装置中的CAM功能容易地生成数值控制(NC：NumericalControl)程序(加工形状)的电火花线切割机。
背景技术
在电火花线切割机中，为了控制加工形状，必须生成用于规定加工形状的NC程序并登记到数值控制装置中。
以前，按照以下这样的步骤生成NC程序并登记到数值控制装置中。
(1)通过个人计算机的CAD将希望的加工形状图形化。
(2)通过个人计算机的CAM对图形化后的形状进行加工条件等的设定，生成NC程序。
(3)将NC程序传送到数值控制装置并登记。
在上述(1)的对加工形状进行图形化时，作为发送到CAD的图形数据，有时除了进行加工的加工形状以外，还包含机械的工件设置部、机械的运转部、工件安装用的夹具、***设备、尺寸线、面粗糙度、标注事项、图纸的框线等附加信息。
但是，在通过现有的CAD进行图形化和其后的通过CAM功能生成NC程序时，实际上不区别生成NC程序所需要的加工形状的图形数据和附加信息的图形数据，因此如果根据从CAD发送来的图形数据直接生成NC程序，则还会根据附加信息的图形数据将其作为加工形状来生成NC程序。其结果是变得与实际的加工形状不同。因此，必须进行以下这样的操作，即在生成NC程序之前通过人工来区别加工形状的图形数据和附加信息的图形数据，在删除了附加信息的基础上向CAM发送图形数据，进行NC程序的生成。
特别在复杂地组合了加工形状的图形数据和附加信息的情况下，有时也会有难以判断两者的情形，另外，在图形数据大等情况下，对全部进行检查并不容易。
另外，即使这样生成NC程序，在其后加工形状、加工位置变更的情况下，也必须再次通过人工根据附加了附加信息的CAM图纸重新进行研究，来分离加工形状的图形数据和附加信息的图形数据，删除附加信息来进行CAM操作。
进而，在加工形状有多个，要求面粗糙度对每个形状不同的情况下，在CAM操作中必须一边个别地选择加工形状数据一边进行加工条件的设定。
在此，多数情况下通过与数值控制装置不同的个人计算机上的软件来进行上述(2)的CAM功能部分，在该情况下，如果数值控制装置和个人计算机的CPU、算法不同，则两者的运算处理不同。
因此，会产生通过个人计算机上的软件进行的加工路径的运算处理在电火花线切割机中不正确地动作的情况，但对于其确认，必须在实际使用数值控制装置的描绘功能进行描绘的基础上，目视地确认偏差。但是，目视确认操作既繁琐，在加工形状有多个的情况、细致的加工形状的情况下，又难以确认到其细节部分。
下述的专利文献揭示了关于这样的加工形状和附加信息的区别的技术。
在日本特开平08-022316号公报中揭示了以下的技术，即在使用设计图纸的CAD数据生成用于在数值控制机床中对加工形状进行加工的NC数据的CAD/CAM装置中，在数据库上设定未加工的形状和已加工的形状，使形状数据具有未加工/已加工的属性。该技术在设定单元中设定是否已加工的属性并登记到数据库中，因此必须生成、登记该数据库，还会产生通过设定单元设定属性的操作。
在日本特开昭61-160108号公报中揭示了以下的技术，即在通过数值控制机床进行的加工控制中，根据图形数据群判别图形数据的种类，根据其判别结果生成程序。该技术虽然根据图形数据群判别图形数据的种类，但关于其具体的判断方法并不明确，根据所采用的判断方法有可能产生大的负荷。
在日本特开平02-072413号公报中，揭示以下的技术，即在数值控制装置用程序生成装置中，与加工的种类对应地，由操作员输入粗糙度等加工所需要的加工信息而生成加工程序。该技术会产生根据加工物由操作员输入与形状数据有关的信息的操作。
在日本特开平05-204434号公报中揭示了以下的技术，即向通过CAD***生成的图纸的预定位置附加表示被加工物的表面的加工精度的完成记号，由此指定被加工物的表面完成精度。该技术在通过CAD***生成的图纸的预定位置标记表示被加工物的加工精度的完成记号、表面记号，因此只能够进行图纸整体的加工精度的指定，特别在公型和母型的接触面那样的多条线重叠那样的图纸中，即使在图纸中标记表示加工精度的记号，也难以区别该记号表示哪条线的加工精度。
在日本特开平07-093013号公报中揭示了以下的技术，即在CAD/CAM装置中，在关联部中将产品图中的图形要素的图形数据和标注/记号数据关联起来，根据关联后的图形数据和标注/记号数据自动地定义加工条件、加工形状。该技术会产生在关联部中将图形要素的图形数据和标注/记号数据关联起来的操作。因此，必须在每次图形要素的图形数据和加工条件变更时进行关联，操作变得繁琐。
发明内容
因此，本发明的目的在于：提供一种电火花线切割机，其将加工形状的图形数据和附加信息的图形数据共存的CAD数据输入到数值控制装置，能够容易地生成NC程序。
本发明的电火花线切割机具备根据CAD图形数据生成NC程序的NC程序生成功能，在上述CAD图形数据中包含构成图形的线和该线的属性信息。另外，在该线的属性信息中包含线的种类、颜色、粗细以及图层中的至少一个。另外，该电火花线切割机具备：设定单元，其设定从上述CAD图形数据中作为加工形状提取出的线的属性；提取单元，其根据上述设定单元的设定，提取与从上述CAD图形数据中提取出的加工形状对应的图形数据；NC程序生成单元，其根据由上述提取单元提取出的与上述加工形状对应的图形数据，生成NC程序。
在本发明的电火花线切割机中，在CAD图形数据中在构成图形的线中包含线种类、线颜色、线粗细、图层等属性信息，通过设定单元设定与加工形状对应的属性，因此能够根据所设定的属性提取与加工形状对应的图形数据。因此，不需要通过人工区别加工形状的图形数据和附加信息的图形数据，能够容易地生成NC程序。
可以由CAD装置生成上述CAD图形，上述电火花线切割机还具备：CAD图形数据读入单元，其读入由上述CAD装置生成的上述CAD图形数据。
在该电火花线切割机中，即使是由外部的CAD装置生成的CAD图形数据，也通过CAD图形数据读入单元进行读入，由此能够容易地生成NC程序。
上述电火花线切割机可以还具备：CAD图形数据生成单元，其生成上述CAD图形数据。
在该电火花线切割机中，在电火花线切割机自身的内部具备CAD图形数据生成单元，由此即使在外部不具有CAD装置的情况下，也能够通过电火花线切割机自身生成CAD图形数据，然后容易地生成NC程序。
上述电火花线切割机还可以具备：面粗糙度信息存储单元，其存储有与上述属性信息对应的面粗糙度信息；加工条件设定单元，其设定了与上述面粗糙度对应的加工条件，另外，上述NC程序生成单元根据与由上述提取单元提取出的加工形状对应的图形数据、与上述提取出的加工形状对应的图形数据的属性信息、上述面粗糙度信息和上述加工条件，生成NC程序。
在该电火花线切割机中，具备：面粗糙度信息存储单元，其存储有属性信息和面粗糙度信息的对应关系；加工条件设定单元，其设定了与面粗糙度对应的加工条件，由此通过预先设定成为希望的面粗糙度、加工条件这样的属性信息，能够容易地设定生成NC程序时的面粗糙度和加工条件。
上述电火花线切割机可以还具备：加工路径计算单元，其根据生成的上述NC程序，计算进行描绘时的加工路径；比较单元，其对计算出的上述加工路径的起点和终点的坐标、与上述CAD图形数据的加工形状对应的线的起点和终点的坐标进行比较；判定单元，其判定由上述比较单元所比较的坐标是否一致；通知单元，其通知上述判定单元的判定结果。
在该电火花线切割机中，实际进行描绘即使不是通过人工进行确认，通过比较进行描绘时的图形数据和CAD的图形数据，也能够检查是否正确地生成了NC程序。
根据本发明，能够提供一种电火花线切割机。在该电火花线切割机中具备将CAD数据输入到数值控制装置而能够在数值控制装置内部容易地生成NC程序的NC程序生成功能。
附图说明
图1是表示本发明的电火花线切割机所具备的数值控制装置和个人计算机的概要的框图。
图2是CAD图形数据的例子。
图3是表示CAD图形数据的线种类和图形数据的类别的关系的图。
图4是表示CAD图形数据的线颜色和图形数据的类别的关系的图。
图5是表示CAD图形数据的图层和图形数据的类别的关系的图。
图6是表示CAD图形数据的数据种类、线种类、线粗细、线颜色、图层的关系的图。
图7是表示从CAD图形数据中提取加工形状的图形数据的处理的流程的图。
图8是从CAD图形数据中提取出的加工形状的图形数据的例子。
图9是表示对加工形状的图形数据进行加工条件的设定的处理的流程的图。
图10是表示CAD图形数据的线粗细和面粗糙度的关系的图。
图11是表示CAD图形数据的线颜色和面粗糙度的关系的图。
图12是表示面粗糙度和加工条件的关系的图。
图13是表示数据种类和加工条件的关系的图。
图14是表示来自四边形的CAD图形数据的坐标、无偏移地进行描绘时的坐标、有偏移地进行描绘时的坐标的关系的图。
图15是表示与进行描绘时比较加工形状的图形数据的流程的图。
图16是表示CAD数据的加工形状的坐标数据的图。
图17是表示无偏移地进行描绘时的加工形状的坐标数据的图。
图18是表示有偏移地进行描绘时的加工形状的坐标数据的图。
具体实施方式
使用图1说明本发明的电火花线切割机的数值控制装置和个人计算机。
在电火花线切割机中具备数值控制装置10，在该数值控制装置10中包含CPU11、RAM12、SRAM13、CAD/CAM装置14以及监视器15，这些要素通过总线16相互连接。在CPU11中，进行后述的提取设定、加工条件的设定、描绘运算等。
另外，根据需要在电火花线切割机的数值控制装置10上连接有生成CAD图形数据或将该生成的CAD图形数据传送到电火花线切割机的数值控制装置的个人计算机20。在该个人计算机20中包含CPU21、硬盘22、CAD/CAM装置24以及监视器25，这些要素通过总线26相互连接。在CPU21中，进行后述的提取设定、加工条件的设定。
图2是CAD图形数据的例子，图3是表示CAD图形数据中的线种类和图形数据的类别的关系的表，图4是表示线颜色和图形数据的类别的关系的表，图5是表示图层(layer)和图形数据的类别的关系的表。在此，图层表示为了重叠地显示多个图像而使用的层。
在本实施方式中，如图3所示，设定为线种类是实线表示加工形状，其他的线种类表示附加信息。另外，如图4所示，设定为线颜色是黑色表示加工形状，其他颜色表示附加信息。进而，如图5所示，设定为图层是1表示加工形状，其他的图层表示附加信息。
图6是根据图3、图4、图5的关系表示图2所示的CAD数据的数据种类、线种类、线粗细、线颜色、图层的关系的表。
如图2和图6所示，符号1是三角形的加工形状数据，线种类是实线，线粗细是极粗，线颜色是黑色，图层是1。符号2是四边形的加工形状数据，线种类是实线，线粗细是粗，线颜色是黑色，图层是1。符号3是圆形的加工形状数据，线种类是实线，线粗细是细，线颜色是黑色，图层是1。符号4是表示成为加工的对象的工件的数据，线种类是点划线，线粗细是极粗，线颜色是；蓝色(但是，在图2中无法识别)，图层是2。符号5是表示设置工件的设置台的数据，线种类是点划线，线粗细是粗，线颜色是绿色(但是，在图2中无法识别)，图层是2。符号6是表示固定工件的工件夹紧装置的数据，线种类是点划线，线粗细是细，线颜色是红色(但是，在图2中无法识别)，图层是2。符号7是表示尺寸线的数据，线种类是虚线，线颜色是灰色(但是，在图2中无法识别)，图层是3。符号8是标注，线颜色是灰色(但是，在图2中无法识别)，图层是用3记载。符号9是表示图纸框的数据，线种类是单点划线，线颜色是灰色(但是，在图2中无法识别)，图层是4。
图7是表示从CAD图形数据中提取加工形状的图形数据的处理的流程的图。以下对每个步骤进行说明。
[步骤SA1]首先读入应该作为加工形状数据提取的数据的属性信息的设定数据。
[步骤SA2]接着，读入加工形状数据和附加信息数据共存的CAD图形数据。
[步骤SA3]判定线种类是否表示加工形状。该处理的例子(图3)中，判定线种类是否是实线。在是实线的情况下(是)，前进到步骤SA7，在不是实线的情况下(否)，前进到步骤SA4。
[步骤SA4]判定线颜色是否表示加工形状。在该处理的例子(图4)中，判定线颜色是否是黑色。在线颜色是黑色的情况下(是)前进到步骤SA7，在不是黑色的情况下(否)前进到步骤SA5。
[步骤SA5]判定图层是否表示加工形状。在该处理的例子(图5)中，判定图层是否是1。在图层是1的情况下(是)前进到步骤SA7，在不是1的情况下(否)前进到步骤SA6。
[步骤SA6]判定线粗细是否表示加工形状。在该处理的例子(图6)中，判定线粗细是否是极粗、粗、细的任意一个。在线粗细是极粗、粗、细的任意一个的情况下(是)前进到步骤SA7，在线粗细既不是极粗也不是粗或细的情况下(否)前进到步骤SA8。
[步骤SA7]附加图形数据是表示加工形状的信息。
[步骤SA8]将图形数据和是否是加工形状的信息一起保存。
[步骤SA9]判定是否有下一个CAD图形数据。在有下一个CAD图形数据的情况下(是)返回到步骤SA2，读入下一个CAD图形数据，另一方面，在没有下一个CAD图形数据的情况下(否)，结束该处理(提取加工形状的图形数据的处理)。
由此，在CAM操作时，不需要从CAD数据中删除附加信息的图形数据。另外，在该处理的例子中，在提取加工形状的图形数据时，在线种类是实线、线颜色是黑色、图层是1的多个要素的任意一个都满足时，提取加工形状的图形数据，但如图7的流程图所示那样，可以根据任意一个要素进行区别而判断为是加工形状的图形数据。
如果只显示由此提取的加工形状数据，则如图8那样只提取三角形、四边形、圆形的加工形状数据。
接着，在希望对加工形状设定加工条件的情况下，也利用CAD图形数据的任意一个要素。在本实施方式中，利用CAD图形数据的线的粗细，如图10所示那样，预先设定线的粗细和要加工的面粗糙度的关系。在该处理的例子中，在线粗细是极粗时设定面粗糙度为aaμm，在线粗细是粗时设定面粗糙度为bbμm，在线粗细是普通时设定面粗糙度为ccμm，在线粗细是细时设定面粗糙度为ddμm，在线粗细是极细时设定面粗糙度为eeμm。另外，在无法通过CAD设定线的粗细，或者在区别不明确的情况下，也可以如图11所示那样，根据线颜色等其他区别要素进行判别。
图9是表示对加工形状的图形数据设定加工条件的处理的流程的图。以下对每个步骤进行说明。
[步骤SB1]首先读入图10和图11所示那样的属性信息和要求面的粗糙度的设定数据。
[步骤SB2]接着读入图形数据。
[步骤SB3]判定是否通过线种类设定了面粗糙度。在设定了的情况下(是)前进到步骤SB7，在没有设定的情况下(否)前进到步骤SB4。
[步骤SB4]判定是否通过线颜色设定了面粗糙度。在设定了的情况下(是)前进到步骤SB7，在没有设定的情况下(否)前进到步骤SB5。
[步骤SB5]判定是否通过图层设定了面粗糙度。在设定了的情况下(是)前进到步骤SB7，在没有设定的情况下(否)前进到步骤SB6。
[步骤SB6]判定是否通过线粗细设定了面粗糙度。如图10所示那样，在通过线的粗细设定了加工面的面粗糙度的情况下(是)前进到步骤SB7，另一方面，在没有通过线的粗细设定加工面的面粗糙度的情况下(否)前进到步骤SB8。
[步骤SB7]设定面粗糙度。
[步骤SB8]检索加工条件。具体地说，预先确定图12所示那样的面粗糙度和加工条件的关系，决定与在步骤SB7中设定的面粗糙度对应的加工条件。
[步骤SB9]将图形数据与在步骤SB7中设定的面粗糙度设定以及在步骤SB8中设定的加工条件一起保存。
[步骤SB10]判定是否有下一个CAD图形数据。在有下一个CAD图形数据的情况下(是)返回到步骤SB2，读入下一个CAD图形数据，在没有下一个CAD图形数据的情况下(否)，结束该处理(对加工形状的图形数据设定加工条件的处理)。
在本例子的情况下，如图6所示，在加工形状是三角形的情况下，将线粗细设定为极粗，因此要求面粗糙度为aaμm(参照图10)，加工条件为xxxxaa(参照图12)。图13表示其数据种类和加工条件的关系。
这时，也可以在个人计算机侧、数值控制装置侧的任意一个进行加工条件的检索，但如果在数值控制装置侧进行，则成为装载到实际的加工机中的最新的数据，因此是更好的数据，是理想的。但是，在个人计算机侧使用适当的数据的情况下，当然也可以在个人计算机侧进行加工条件的检索。
接着，必须检查所生成的NC程序是否是正确生成的NC程序。在此，在只在个人计算机侧有CAD数据的情况下，必须如现有技术所示那样在数值控制装置中进行描绘，通过目视确认程序是否正确。
但是，在能够将CAD数据输入到数值控制装置的情况下，通过比较在数值控制装置中进行描绘时的图形数据和CAD的图形数据，能够更正确、容易地进行程序的检查。
图14是表示作为加工形状的四边形的来自CAD数据的坐标、无偏移的实际的描绘数据的坐标、有偏移的实际的描绘数据的坐标的关系的图。图16是表示图14的CAD数据的加工形状数据的起点和终点的坐标的图，图17同样是表示无偏移时的实际的描绘数据的起点和终点的坐标的图，图18同样是表示有偏移的实际的描绘数据的起点和终点的坐标的图。如在图14中作为A-A’所示那样，在实际的描绘中，产生考虑到刀具的大小的偏移量的偏差。因此，在挖通内侧的冲模形状的情况下，在内侧，在切削外侧引起的冲孔形状的情况下，产生向外侧的偏差，而在坐标中产生偏差。在图14的例子中，由于是冲模形状，所以产生向内侧的加工内侧的刀具的量的偏移量。
在此，如果首先考虑到偏移量来比较描绘数据的坐标和CAD数据的坐标，则比较描绘数据的坐标和CAD数据的坐标的计算变得复杂，因此在检查NC程序时，用无偏移量的数据比较描绘数据的坐标和CAD数据的坐标比较好。在图14的例子中，由于正确地生成了NC程序，因此来自CAD数据的坐标和无偏移的实际的描绘数据的坐标一致，可知正确地生成了NC程序。
在图15中，是表示比较实际进行描绘的图形数据和CAD的图形数据的处理的流程的图。以下对每个步骤进行说明。
[步骤SC1]首先执行描绘。
[步骤SC2]接着保存描绘出的图形数据的内容。
[步骤SC3]读入CAD图形数据。
[步骤SC4]判断CAD图形数据和描绘的图形数据是否一致，在一致的情况下(是)前进到步骤SC5，在不一致的情况下(否)前进到步骤SC6。
[步骤SC5]判断是否有下一个CAD图形数据，在有下一个CAD图形数据的情况下(是)，返回到步骤SC3，读入下一个CAD图形数据，在没有下一个CAD图形数据的情况下(否)，结束该处理。
[步骤SC6]警告地显示CAD图形数据和描绘图形数据不一致的信息，结束该处理(比较实际进行描绘的图形数据和CAD的图形数据的处理)。
此外，在本实施方式中，假设了加工形状为线种类是实线、线颜色是黑色、图层是1，但是，当然并不限于此，可以适当地确定。
另外，在本实施方式中，在数值控制装置内部进行NC程序的检查，但也可以在个人计算机侧进行。进而，在检查时，在CAD的图形数据和描绘图形数据不一致时，进行警告显示，但并不一定必须通过显示进行通知，也可以是通过鸣响警告音等其他方法进行的通知。

Claims (5)

1.一种具备NC程序生成功能的电火花线切割机，该NC程序生成功能根据CAD图形数据来生成NC程序，该具备NC程序生成功能的电火花线切割机的特征在于，
上述CAD图形数据包含构成图形的线和关于该线的线种类、线颜色、线粗细、图层中的至少一个属性信息，
上述电火花线切割机具备：
设定单元，其设定从上述CAD图形数据中作为加工形状而提取出的线的属性；
提取单元，其根据上述设定单元的设定，从上述CAD图形数据中提取与加工形状对应的图形数据；
NC程序生成单元，其根据由上述提取单元提取出的与上述加工形状对应的图形数据，生成NC程序。
2.根据权利要求1所述的具备NC程序生成功能的电火花线切割机，其特征在于，
由CAD装置生成上述CAD图形数据，
上述电火花线切割机具备：CAD图形数据读入单元，其读入由上述CAD装置生成的上述CAD图形数据。
3.根据权利要求1所述的具备NC程序生成功能的电火花线切割机，其特征在于，
具备：CAD图形数据生成单元，其生成上述CAD图形数据。
4.根据权利要求1所述的具备NC程序生成功能的电火花线切割机，其特征在于，
上述电火花线切割机具备：面粗糙度信息存储单元，其存储有与上述属性信息对应的面粗糙度信息；以及
加工条件设定单元，其设定了与上述面粗糙度对应的加工条件，其中，
上述NC程序生成单元根据由上述提取单元提取出的与加工形状对应的图形数据、上述提取出的与加工形状对应的图形数据的属性信息、上述面粗糙度信息和上述加工条件，生成NC程序。
5.根据权利要求1所述的具备NC程序生成功能的电火花线切割机，其特征在于，
上述电火花线切割机具备：
加工路径计算单元，其根据生成的上述NC程序，计算进行描绘时的加工路径；
比较单元，其对计算出的上述加工路径的起点和终点的坐标、上述CAD图形数据的与加工形状对应的线的起点和终点的坐标进行比较；
判定单元，其判定由上述比较单元所比较的坐标是否一致；
通知单元，其通知上述判定单元的判定结果。
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