2. Beschreibung der einschlägigen Technik
Wenn
ein Herstellungszeitplan oder dergleichen erstellt wird, wird ein
Zeitplan auf Grundlage der erforderlichen Zeit für jeden Produktionsprozess
und unter Berücksichtigung
des Betriebszustands der Produktionsanlage und der Belastung einer
Bedienperson erstellt, damit der Zeitplan effektiv ist und eine Vergeudung
von Ressourcen minimiert wird. Die erforderliche Zeit für jeden
Produktionsprozess wird durch Sammeln der Leistung in der Vergangenheit und
durch die Erfahrung abgeschätzt.
Die
erforderliche Zeit für
einen Bearbeitungsschritt unter Verwendung einer NC-Werkzeugmaschine
hängt stark
von einem Konstruktionsteil-Programm ab. In einem durch CAM (Computer-Aided-Manufacturing-System)
erzeugten Konstruktionsteil-Programm verfügt das CAM über eine Einheit zum Berechnen
der Bearbeitungszeit, und typischerweise wird diese gemeinsam mit
dem Konstruktionsteil-Programm ausgegeben. Außerdem ist eine Vorrichtung
bekannt, bei der eine Bearbeitungszeit-Abschätzeinheit in einer numerisch
gesteuerten Maschine vorhanden ist, die eine NC-Werkzeugmaschine
betreibt und steuert und in der die Bearbeitungszeit auf Grundlage
des eingegebenen Konstruktionsteil-Programms berechnet wird. Die
Vorrichtung zum Berechnen der Bearbeitungszeit bei diesen Vorrichtungen
berechnet die Achsverstellzeit durch Teilen eines Achsverstellwegs,
der der Relativbewegungsweg zwischen dem Werkzeug und dem Konstruktionsteil
ist, durch die Achsvorschubgeschwindigkeit.
Die 3 zeigt beispielhaft eine
Vorrichtung für
numerische Steuerung, in der eine Einheit zum Berechnen einer Bearbeitungszeit
vorhanden ist. Die Vorrichtung für
numerische Steuerung verfügt über eine
Ist-Bearbeitungszeit-Recheneinheit 121, die die Ist-Bearbeitungszeit
eines Antriebsmechanismus 102 in Relation zu einer Hilfsfunktion
berechnet, die eine andere Funktion als die Achsverstellfunktion
ist, und sie aktualisiert in einer Datenbank 122 gespeicherte
Daten unter Verwendung der berechneten Ist-Bearbeitungszeit. Ein
in einer Programmspeichereinheit 111 gespeichertes NC-Programm
wird Block für
Block analysiert, und auf Grundlage des Analyseergebnisses wird
eine abgeschätzte
Achsverstellzeit berechnet. Die Vorrichtung für numerische Steuerung durchsucht
auch die Datenbank 122, um eine Ist-Bearbeitungszeit einer
entsprechenden Hilfsfunktion zu erhalten. Es ist eine Bearbeitungszeit-Abschätzeinheit 124 vorhanden,
um eine Bearbeitungszeit für
jeden Block auf Grundlage der erhaltenen abgeschätzten Achsverstellzeit und
der Ist-Bearbeitungszeit für
die Hilfsfunktion zu berechnen, und um durch Addieren derselben
eine abgeschätzte
Bearbeitungszeit zu berechnen. Bei dieser Struktur wird die abgeschätzte Achsverstellzeit
auf Grundlage eines Achsverstellwegs und einer Achsvorschubgeschwindigkeit,
die aus einer Achsverstellanweisung bestimmt werden, unter Berücksichtigung
der Beschleunigungs- /Verzögerungsrate
der Achsverstellung, wie sie in einer Parameterspeichereinheit 114 gespeichert
ist, berechnet.
Die
Ist-Bearbeitungszeit-Recheneinheit 121 der numerisch gesteuerten
Maschine auf Grundlage eines von einer Programmanalysiereinheit 112 ausgegebenen
Steuersignals und eines Betriebsabschlusssignals vom Antriebsmechanismus 102.
Es ist auch möglich,
die Bearbeitungszeit für
jeden Block auf Grundlage der Ist-Bearbeitungszeit für die Achsverstellung
und der erhaltenen Ist-Bearbeitungszeit für die Hilfsfunktion zu berechnen
und dann die Bearbeitungszeiten zu addieren, um eine Ist-Bearbeitungszeit
zu berechnen (siehe z.B. die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung
Nr. 2003-175439).
Nun
wird unter Bezugnahme auf die 4 unter
Konzentration auf den Achsverstellvorgang die Struktur einer numerisch
gesteuerten Maschine beschrieben, die eine typische NC-Werkzeugmaschine steuert.
Ein
Konstruktionsteil-Programm 1 weist eine Bearbeitungsoperation
in Einheiten von Blöcken
an, und es verfügt über eine
Achsverstellanweisung für eine
Relativverstellung des Werkzeugs und des Konstruktionsteils sowie
eine Hilfsfunktionsanweisung für andere
Funktionen als die Achsverstellung, wie eine Rotationsanweisung
für die
Spindel und eine Werkzeugaustausch-Anweisung. Eine NC-Parameter-Speichereinheit 4 speichert
NC-Parameter, die erforderliche Maschineninformationen sind, für die Vorrichtung
für numerische
Steuerung, um die NC-Werkzeugmaschine auf Grundlage des Konstruktionsteil-Programms,
wie z.B. des Werts eines Bearbeitungs-Koordinatenursprungs in Bezug
auf einen Maschinen-Koordinatenursprung, der Werkzeuglänge und
des Werkzeugradius für
einen Werkzeugversatz, und der maximalen Vorschubgeschwindigkeit
und der zulässigen
Beschleunigung einer Maschine, zu betrei ben und anzusteuern. Die
maximale Vorschubgeschwindigkeit und die zulässige Beschleunigung einer
Maschine werden vorab durch den Werkzeugmaschinen-Hersteller eingestellt,
und Werte wie der Bearbeitungs-Koordinatenursprung, die Werkzeuglänge und
der Werkzeugradius werden durch den Bediener der Maschine unter
Verwendung einer NC-Parameter-Einstelleinheit 3 vor dem
Abarbeiten des Programms auf geeignete Werte eingestellt.
Eine
Programminterpretiereinheit 12 liest das Konstruktionsteil-Programm 1,
sie interpretiert Anweisungen Block für Block auf sequenzielle Weise,
und sie erzeugt Bearbeitungsdaten für jeden Block. Die erzeugten
Bearbeitungsdaten werden in einem Ausführungsdatenpuffer 15 gespeichert.
Bei diesem Prozess wird nach Bedarf auf die in der NC-Parameter-Speichereinheit gespeicherten NC-Parameter
Bezug genommen.
Eine
Interpolationseinheit 16 verfügt über die folgenden Funktionen.
Als Erstes liest diese Interpolationseinheit 16 sequenziell
im Ausführungsdatenpuffer 15 gespeicherte
Konstruktionsteildaten in Einheiten von Blöcken, und sie ermittelt, ob
die gelesenen Konstruktionsteildaten einer Achsverstellanweisung
entsprechen oder nicht. Wenn die gelesenen Konstruktionsteildaten
eine Achsverstellanweisung bilden, ermittelt die Interpolationseinheit 16 die
Position eines Werkzeugs am Konstruktionsteil auf sequenzielle Weise
unter Berücksichtigung
der dem Block entsprechenden, angewiesenen Form. Anders gesagt,
interpoliert die Interpolationseinheit 16 sequenziell den
Relativverstellweg des Werkzeugs in Bezug auf das Konstruktionsteil,
damit sich das Werkzeug mit der angewiesenen Vorschubgeschwindigkeit
am Konstruktionsteil entlangbewegt, um Interpolationspunkte als
Position des Werkzeugs am Konstruktionsteil zu bestimmen. Das Timing
zum Ermitteln der Interpolationspunkte wird mit einem Synchronisiersignal
synchronisiert, das in einer vorbestimmten Perio de (Interpolationszyklus
nachfolgend als "Steuerungsperiode" bezeichnet) von
einer Synchronisiereinheit 19 ausgegeben wird. Die während der Ermittlung
der Interpolationseinheit benötigte
Steuerungsperiode bezieht sich auf den in der NC-Parameter-Speichereinheit 4 gespeicherten
NC-Parameter. Außerdem
ermittelt die Interpolationseinheit 16 die Differenz zwischen
dem ermittelten Interpolationspunkt und einem Interpolationspunkt,
der in einer vorigen Steuerungsperiode ermittelt wurde, und sie
gibt die Differenz als inkrementelle Verstellanweisung an eine Regelungseinheit 17 aus.
Die Regelungseinheit 17 für eine Regelung für einen
Motor 18 auf Grundlage der inkrementellen Verstellanweisung
synchron mit dem von der Synchronisiereinheit 19 ausgegebenen
Synchronisiersignal mit jeder Steuerungsperiode aus, um eine Vorschubachse
der Werkzeugmaschine (nicht dargestellt) entsprechend der Achsverstellanweisung
anzusteuern.
Abhängig von
der ins Auge gefassten NC-Werkzeugmaschine und der Vorrichtung für numerische
Steuerung sind verschiedene Interpolationsalgorithmen zum Interpolieren,
in jeder Steuerungsperiode, des durch die Achsverstellanweisung angewiesenen
Verstellpfads verfügbar.
Daher differieren die Achsverstellzeiten, abhängig vom Interpolationsalgorithmus,
auch deutlich.
Als
Beispiel sei ein Fall betrachtet, bei dem ein sektorförmiges Konstruktionsteil,
wie es in der 5A dargestellt
ist, mit einem in der 5B veranschaulichten
Konstruktionsteilprogramm und dem Verstellpfad Pa → Pb → Pc → Pa bearbeitet
wird.
Ein
grundlegender Interpolationsalgorithmus ist ein Verfahren, bei dem
das Werkzeug mit einer eingestellten Beschleunigungszeitkonstante
von einem Verstellstartpunkt für
jeden Block auf eine spezifizierte Vorschubgeschwindigkeit be schleunigt
wird, das Werkzeug mit konstanter bewegt wird und es dann mit einer
eingestellten Verzögerungszeitkonstante
von einem Punkt vor einem Verstellungsabschlusspunkt verzögert wird.
Die 6 zeigt die Vorschubgeschwindigkeit,
wenn ein sektorförmiges
Konstruktionsteil gemäß der 5A durch eine Vorrichtung
für numerische
Steuerung mit einem derartigen Interpolationsalgorithmus zu bearbeiten
ist. Die Achsverstellzeit der Vorrichtung für numerische Steuerung unter
Verwendung eines derartigen Algorithmus kann aus einem Achsverstellweg,
einer Achs-Vorschubgeschwindigkeit und der Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstante
für jeden
Block bestimmt werden. Daher ist es, wenn der grundlegende Interpolationsalgorithmus
verwendet wird, möglich,
die Achsverstellzeit selbst mit der Bearbeitungszeit-Berechnungsvorrichtung
gemäß der einschlägigen Technik
genau zu berechnen.
Jedoch
verfügen
fortschrittliche Vorrichtungen für
numerische Steuerung, wie sie in jüngerer Zeit entwickelt wurden,
häufig über eine
Funktion zum optimalen Einstellen der Vorschubgeschwindigkeit und
der Beschleunigung/Verzögerung,
um die Bearbeitungsgenauigkeit und -qualität zu verbessern. Die 7 zeigt eine beispielhafte
Vorschubgeschwindigkeit, wenn das sektorförmige Konstruktionsteil der 5A durch eine Vorrichtung
für numerische
Steuerung mit einem Interpolationsalgorithmus zu bearbeiten ist,
der einer derartigen Konfiguration entspricht. Mit dem Interpolationsalgorithmus
in dieser Vorrichtung für
numerische Steuerung wird, wenn sich die Relativverstellrichtung
des Werkzeugs und des Konstruktionsteils ändert, die Vorschubgeschwindigkeit
optimal entsprechend dem Änderungswert
eingestellt. Bei der veranschaulichten Beispielsstruktur wird die
Vorschubgeschwindigkeit auf eine optimale Vorschubgeschwindigkeit
v1 im Vergleich zum Fall, in dem der grundlegende Interpolationsalgorithmus
verwendet wird, an den Bearbeitungspunkten Pb und Pc verringert,
an denen sich die Verstellrichtung drastisch ändert, wie es in der 5A dargestellt ist, und
zwar entsprechend dem Änderungsgrad
bei der Vorschubgeschwindigkeit und der Verstellrichtung vor und
nach dem Punkt der drastischen Änderung.
Außerdem
wird, da sich die Verstellrichtung im Bogenabschnitt kontinuierlich ändert, die
Vorschubgeschwindigkeit im Vergleich zum Fall, bei dem der grundlegende
Interpolationsalgorithmus verwendet wird, auf Grundlage des Krümmungsradius
verringert.
Bei
einer Bearbeitungszeit-Berechnungsvorrichtung gemäß der einschlägigen Technik,
die die Achsverstellzeit unter Verwendung des grundlegenden Interpolationsalgorithmus
alleine aus dem Achsverstellweg, der Achs-Vorschubgeschwindigkeit
und der Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstante berechnet,
kann die Interpolationsalgorithmuszeit mit der oben beschriebenen
Konfiguration nicht genau berechnet werden. D.h., es ist nicht möglich, die Achsverstellzeit
in einem Bearbeitungsprozess durch eine Vorrichtung für numerische
Steuerung mit diesem Interpolationsalgorithmus genau zu berechnen, um
die Vorschubgeschwindigkeit und die Beschleunigung/Verzögerung automatisch
einzustellen. Z.B. ergibt sich bei einem Bearbeitungsvorgang, wie
bei der Bearbeitung eines Formwerkzeugs, bei der die Achsverstellzeit
einen großen
Anteil der Zeit im Vergleich zu derjenigen Zeit einnimmt, während der
die Hilfsfunktion ausgeführt
wird, eine große
Differenz zwischen der abgeschätzten
Bearbeitungszeit und der Ist-Bearbeitungszeit aus einem Fehler beim
Berechnen der Achsverstellzeit, wodurch bei der Produktionsplanung
oder der Bestellerfüllung
ein deutliches Problem geschaffen wird. So bestand ein Problem dahingehend,
dass der erhaltene Schätzwert
nicht ohne weitere Verarbeitung zur Produktionsplanung verwendet
werden konnte.
Bei
einer derartigen Konfiguration korrigiert ein Bediener die berechnete
Bearbeitungszeit aus seiner Erfahrung, und er verwendet die korrigierte Bearbeitungszeit.
Jedoch werden in einer Vorrichtung für numerische Steuerung die
Vorschubgeschwindigkeit und die Beschleunigung/Verzögerung häufig kontinuierlich
optimal auf Grundlage verschiedener Faktoren wie einer durch das
Konstruktionsteilprogramm angewiesenen Form, dem Ausmaß der Annäherung an
die Form, einer Obergrenze für
die Vorschubgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Achsverstellung
sowie der zulässigen
Beschleunigung der Achsverstellung eingestellt. Die Achsverstellzeit
kann selbst dann deutlich variieren, wenn sich ein Faktor leicht ändert, und
so war es schwierig, die Erfahrung zu nutzen und die berechnete
Bearbeitungszeit genau zu korrigieren.
In
der einschlägigen
Technik existiert ein anderes Verfahren zum Verwenden einer Ist-Bearbeitungszeit
für die
Achsverstellung, die als Funktion der Ist-Bearbeitungszeit-Ausgabeeinheit
ermittelt wird. Jedoch ist es bei diesem Verfahren erforderlich,
die NC-Werkzeugmaschine unter Verwendung des Soll-Konstruktionsteilprogramms
tatsächlich
zu betreiben und so ist bei einem Bearbeitungsprozess wie der Bearbeitung
eines Formwerkzeugs, der einige wenige Stunden bis einige zehn Stunden
benötigt, diese
Zeit dazu erforderlich, die Bearbeitungszeit abzuschätzen. Darüber hinaus
ist dieses Verfahren nicht praxisgerecht, da die NC-Werkzeugmaschine während dieser
Periode nicht für
andere Zwecke, wie zur tatsächlichen
Bearbeitung und zur Bearbeitungsvorbereitung, verwendet werden kann.
Außerdem
erfordert es dieses Verfahren, dass eine Ist-Bearbeitungszeit-Berechnungseinheit
direkt mit der NC-Werkzeugmaschine verbunden wird, und daher ist
dieses Verfahren für
ein System nicht geeignet, bei dem die benötigte Zeit für jeden
Produktionsprozess berechnet wird und ein Produktionsplan auf Grundlage
der berechneten Zeit erstellt wird.
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
Die
Erfindung erfolgte unter Berücksichtigung
des oben beschriebenen Problems, und durch sie ist in vorteilhafter
Weise eine Bearbeitungszeit-Berechnungsvorrichtung geschaffen, die
die Bearbeitungszeit, insbesondere die Achsverstellzeit, selbst
bei einem Bearbeitungsprozess unter Verwendung einer Vorrichtung
für numerische
Steuerung mit einer Funktion zum optimalen Einstellen der Vorschubgeschwindigkeit
und der Beschleunigung/Verzögerung
schnell und genau berechnen kann.
Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung ist Folgendes geschaffen: eine Bearbeitungszeit-Berechnungsvorrichtung,
die eine Bearbeitungszeit berechnet, wenn eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine
auf Grundlage eines Konstruktionsteil-Programms betrieben und angesteuert
wird, um ein Konstruktionsteil zu bearbeiten, mit: einer Parameterspeichereinheit,
die einen Parameter speichert, wie er zu verwenden ist, wenn eine
Vorrichtung für
numerische Steuerung die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine betreibt
und steuert einer Programminterpretiereinheit, die das Konstruktionsteil-Programm
liest und interpretiert, um Bearbeitungsdaten für jeden Block zu erzeugen;
einer Interpolationseinheit, die ermittelt, ob die Bearbeitungsdaten
für einen
Block einer Achsverstellanweisung entsprechen oder nicht, und die,
wenn die Bearbeitungsdaten einer Achsverstellanweisung entsprechen,
einen in dieser angewiesenen Verstellpfad unter Bezugnahme auf einen
in der Parameterspeichereinheit gespeicherten Parameter und unter
Verwendung eines Interpolationsalgorithmus interpoliert, der mit
einem Betriebs- und Steuerungs-Interpolationsalgorithmus der Vorrichtung
für numerische
Steuerung identisch ist; einer Interpolationswert-Zähleinheit,
die eine Interpolationszahl im durch die Achsverstellanweisung angewiesenen
Verstellpfad zählt;
und – einer
Achsverstellzeit-Berechnungseinheit, die einen Interpolationszyklus,
wenn die Vorrichtung für
numerische Steuerung die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine betreibt
und steuert, und die gezählte Interpolationszahl
multipliziert, um die Achsverstellzeit zur Achsverstellanweisung
zu berechnen.
Gemäß einer
anderen Erscheinungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass, in
der Bearbeitungszeit-Berechnungsvorrichtung, die Parameterspeichereinheit
einen gewünschten
Parameter aus mehreren Parametern auswählt, die entsprechend mehreren
Vorrichtungen für
numerische Steuerung gespeichert sind.
Gemäß einer
anderen Erscheinungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass in
der Bearbeitungszeit-Berechnungsvorrichtung die Interpolationseinheit
einen gewünschten
Betriebs- und Steuerungs-Interpolationsalgorithmus
aus mehreren Betriebs- und Steuerungs-Interpolationsalgorithmen, die
entsprechend mehreren Vorrichtungen für numerische Steuerung gespeichert
sind, auswählt.
Mit
einer Vorrichtung gemäß einer
ersten Erscheinungsform der Erfindung ist es möglich, die Achsverstellzeit
selbst bei einem Bearbeitungsprozess zu berechnen, der eine Vorrichtung
für numerische
Steuerung mit einer Funktion zum optimalen Einstellen der Vorschubgeschwindigkeit
und der Beschleunigung/Verzögerung
genau zu berechnen. Daher ist es, durch Aufstellen eines Produktionsplans unter
Verwendung der durch die erfindungsgemäße Bearbeitung-Berechnungsvorrichtung
berechneten Achsverstellzeit möglich,
bearbeitete Produkte ohne Abfall effektiver herzustellen.
Z.B.
kann die Erfindung bei einem Formwerkzeug-Bearbeitungsprozess, bei
dem Erfahrung von geringem Nutzen ist, um die Genauigkeit bei der Abschätzung der
Bearbeitungszeit zu verbessern, da Bearbeitungszeiten zwischen einigen
wenigen Stunden und einigen zehn Stunden variieren und der Anteil
der Achsverstellzeit sehr hoch ist, einen großen Vorteil bieten. Außerdem ist
es, da die NC-Werkzeugmaschine nicht tatsächlich betrieben werden muss
und die Bearbeitungszeit schnell abgeschätzt werden kann, nicht erforderlich,
eine teure NC-Werkzeugmaschine zum Abschätzen der Bearbeitungszeit zu
verwenden, was es ermöglicht,
statt dessen die NC-Werkzeugmaschine
effizient und effektiv für ihren
vorgesehenen, profitablen Bearbeitungsgebrauch zu nutzen.
Bei
einer Vorrichtung gemäß einer
weiteren Erscheinungsform der Erfindung wird ein NC-Parameter wie
die Obergrenze der Vorschubgeschwindigkeit und die zulässige Beschleunigung
einer Maschine, wie er verwendet wird, wenn eine Vorrichtung für numerische
Steuerung eine NC-Werkzeugmaschine betreibt und steuert, für jede Vorrichtung
für numerische
Steuerung gespeichert, und es wird ein gewünschter NC-Parameter ausgewählt. Mit
dieser Struktur ist es möglich,
die Achsverstellzeit selbst dann genau zu berechnen, wenn die Vorrichtung
für numerische
Steuerung mehrere NC-Werkzeugmaschinen mit verschiedenen Eigenschaften
steuert, und selbst dann, wenn verschiedene Typen von Vorrichtungen
für numerische
Steuerung verwendet werden.
Bei
der Vorrichtung gemäß der dritten
Erscheinungsform der Erfindung sind verschiedene Interpolationsalgorithmen
entsprechend den Vorrichtungen für
numerische Steuerung gespeichert, und es wird ein Interpolationsalgorithmus
ausgewählt,
für den
eine Bearbeitungszeitberechnung erwünscht ist. Bei dieser Struktur
ist es möglich,
die Achsverstellzeit selbst in einer Vorrichtung für numerische
Steuerung, die einen anderen Interpolationsalgorithmus verwendet,
genau zu berechnen.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden auf Grundlage der folgenden Figuren detailliert
beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm,
das eine Struktur gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm,
das eine Struktur gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
3 ist ein Blockdiagramm,
das eine Struktur gemäß einer
einschlägigen
Technik zeigt;
4 ist ein Blockdiagramm,
das eine Struktur einer NC-Werkzeugmaschine
zeigt;
5A ist ein Diagramm zum
Veranschaulichen einer beispielhaften Form bei einem spanabhebenden
Bearbeitungsprozess;
5B ist ein Diagramm zum
Veranschaulichen eines beispielhaften Konstruktionsteil-Programms
entsprechend der beispielhaften Form bei einem spanabhebenden Bearbeitungsprozess;
6 ist ein Diagramm, das
eine beispielhafte Vorschubgeschwindigkeit beim Bearbeiten der Form
der 5A zeigt;
7 ist ein Diagramm, das
eine andere beispielhafte Vorschubgeschwindigkeit beim Bearbeiten der
Form der 5A zeigt; und
8 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Interpolations verfahrens
für einen
Verstellweg.
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun
wird eine erste bevorzugte Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 1 und
einen beispielhaften Achsverstellvorgang beschrieben. Ein Konstruktionsteil-Programm 1,
eine NC-Parameter-Einstelleinheit 3 und eine NC-Parameter-Speichereinheit 4 sind
mit denen identisch, die hinsichtlich der Vorrichtung für numerische
Steuerung gemäß der einschlägigen Technik
beschrieben wurden, und sie werden nicht erneut beschrieben.
Eine
Programminterpretiereinheit Bearbeitungszeit liest das Konstruktionsteil-Programm 1,
das das Ziel bildet, für
das die Bearbeitungszeit zu berechnen ist, sie interpretiert das
Konstruktionsteil-Programm 1 sequenziell für jeden
Block, sie erzeugt Bearbeitungsdaten für jeden Block, und sie speichert
diese in einer Ausführungsdaten-Speichereinheit 5.
Bei diesem Prozess nimmt die Programminterpretiereinheit 2 auf
einen NC-Parameter wie eine Systemeinheit einer Programmanweisung
und einen Werkzeugradius, die in der NC-Parameter-Speichereinheit 4 gespeichert
sind, Bezug. Die erzeugten Bearbeitungsdaten für jeden Block sind Daten, die
den Bearbeitungsdaten für
jeden Block ähnlich
sind, wie sie in Bezug auf die Vorrichtung für numerische Steuerung gemäß der einschlägigen Technik
erläutert
wurden.
Eine
Interpolationseinheit 6 liest die in der Ausführungsdaten-Speichereinheit 5 gespeicherten Bearbeitungsdaten
für jeden
Block, und sie ermittelt, ob die gelesenen Bearbeitungsdaten einer
Achsverstellanweisung entsprechen oder nicht. Wenn die gelesenen
Bearbeitungsdaten eine Hilf sfunktionsanweisung für eine andere
Funktion als die Achsverstellung sind, berechnet die Interpolationseinheit 6 durch ein bekanntes
Verfahren eine Hilfsfunktions-Betriebszeit.
Wenn
die gelesenen Bearbeitungsdaten einer Achsverstellanweisung entsprechen,
werden Positionen des Werkzeugs am Konstruktionsteil in Bezug auf
die im Block angewiesene Form sequenziell unter Verwendung eines
Interpolationsverfahrens bestimmt. Genauer gesagt, wird das Ausmaß der Achsverstellung
für jede
Steuerungsperiode auf Grundlage eines Interpolationsalgorithmus
berechnet, der mit demjenigen der Vorrichtung für numerische Steuerung, für die die
Bearbeitungszeit zu berechnen ist, identisch ist, damit sich das
Werkzeug mit optimaler Vorschubgeschwindigkeit am Konstruktionsteil
entlangbewegt, und der Relativverstellweg des Werkzeugs in Bezug
auf das Konstruktionsteil wird sequenziell interpoliert, und dann
werden Interpolationspunkte als Positionen des Werkzeugs am Konstruktionsteil
bestimmt (8).
Wenn
z.B. die ins Auge gefasste Vorrichtung für numerische Steuerung eine
Vorrichtung ist, die die Vorschubgeschwindigkeit entsprechend dem Ausmaß einer Änderung
optimal einstellt, wenn sich die Relativverstellrichtung zwischen
dem Werkzeug und dem Konstruktionsteil ändert, berechnet die Interpolationseinheit 6 das
Ausmaß der Änderung
der Verstellrichtung zwischen mehreren Blöcken oder innerhalb eines speziellen
Blocks unter Verwendung eines Interpolationsalgorithmus, der mit
dem der Vorrichtung für
numerische Steuerung identisch ist. Auf Grundlage des Ausmaßes der Änderung
der Verstellrichtung kann die Achs-Vorschubgeschwindigkeit auf eine
optimale Vorschubgeschwindigkeit v1 verringert werden, oder die
Achs-Vorschubgeschwindigkeit kann von der ursprünglich im Konstruktionsteil-Programm
spezifizierten Vorschubgeschwindigkeit entsprechend der Änderung
der Verstellrichtung zwischen einem vorigen und einem nächsten Interpolationspunkt,
die sequenziell bestimmt werden, verringert werden. Bei diesem Prozess
ermittelt die Interpolationsein heit 6, unter Bezugnahme
auf den in der NC-Parameter-Speichereinheit 4 gespeicherten NC-Parameter,
das Ausmaß der
Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit entsprechend der Änderung
der Verstellrichtung.
Jedesmal
dann, wenn die Interpolationseinheit 6 einen Interpolationspunkt
ermittelt, gibt sie ein Interpolationspunkt-Berechnungssignal an eine Interpolationszahl-Zähleinheit 7 aus.
Dann berechnet die Interpolationseinheit 6, unter Verwendung
der Achs-Vorschubgeschwindigkeit, das Ausmaß der Achsverstellung für jede Steuerungsperiode,
und sie bestimmt die Position des nächsten Interpolationspunkts.
Die
Interpolationseinheit 6 ermittelt sequenziell einen Interpolationspunkt
unter Verwendung eines Interpolationsalgorithmus, der demjenigen
der Vorrichtung für
numerische Steuerung ähnlich
ist. Wenn die Interpolation für
einen Endpunkt der in den Bearbeitungsdaten für jeden Block angewiesenen Form
abgeschlossen ist, gibt die Interpolationseinheit 6 ein
Interpolationspunkt-Berechnungsabschlusssignal an die Interpolationszahl-Zähleinheit 7 aus.
Die
Interpolationszahl-Zähleinheit 7 zählt die von
der Interpolationseinheit 6 übertragenen Interpolationspunkt-Berechnungssignale
durch Addition, und sie gibt den durch Zählen mittels Addition bestimmten
Zählwert
an eine Achsverstellzeit-Berechnungseinheit 8 als Zählwert für alle Interpolationen für diesen
Block aus, wenn das Interpolationspunkt-Berechnungsabschlusssignal übertragen
wird.
Die
Achsverstellzeit-Berechnungseinheit 8 berechnet die Achsverstellzeit
des Blocks durch Multiplizieren des Zählwerts für alle Interpolationen für den Block,
wie von der Interpolationszahl-Zähleinheit 7 übertragen,
und des in der NC-Parameter-Speichereinheit 4 gespeicherten
Interpolations zyklus.
Auf
diese Weise wird die Berechnung der Hilf sfunktions-Betriebszeit
und der Achsverstellzeit für jeden
Block bis zum abschließenden
Block des Konstruktionsteil-Programms wiederholt. Dann wird die Rechenzeit
für den
Zielblock akkumuliert, so dass eine Bearbeitungszeit für den Fall
berechnet wird, dass die NC-Werkzeugmaschine durch das Konstruktionsteil-Programm
betrieben und gesteuert wird. Die berechnete, genaue Bearbeitungszeit
wird an eine Ausgabeeinheit 9, wie eine Kathodenstrahlröhre und
einen Drucker, ausgegeben, und sie wird zum Erzeugen eines Produktionsplans
oder dergleichen verwendet.
Die
Ausführungsdaten-Speichereinheit 5 kann
so aufgebaut sein, dass sie die Bearbeitungsdaten für alle Blöcke des
Konstruktionsteil-Programms 1 speichert, oder alternativ
kann sie so aufgebaut sein, dass sie die Bearbeitungsdaten für eine erforderliche
Anzahl von Blöcken
speichert.
Es
ist auch möglich,
dass die Interpolationseinheit 6 direkt Bearbeitungsdaten
für jeden
Block liest, wie durch die Programminterpretiereinheit 2 interpretiert,
und sie die Bearbeitungszeit auf Grundlage der gelesenen Daten berechnet,
anstatt dass gelesene Bearbeitungsdaten für jeden Block in der Ausführungsdaten-Speichereinheit 5 gespeichert
werden.
Nun
wird unter Bezugnahme auf die 2 eine
zweite bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
Ein
NC-Parameter ist ein Datenwert, wie er verwendet wird, wenn die
Vorrichtung für
numerische Steuerung eine NC-Werkzeugmaschine betreibt und ansteuert,
und für
verschiedene Typen zu steuernder NC-Werkzeugmaschinen und für verschiedene
Typen von Vorrichtungen für
numerische Steuerung werden verschiedene Werte der NC-Parameter
verwendet. Um eine Berechnung einer Achsverstellzeit von NC-Werkzeugmaschinen
oder Vorrichtungen für numerische
Steuerung verschiedener Typen zu ermöglichen, speichert eine NC-Parameter-Speichereinheit 4-1 bei
der zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung mehrere Typen von NC-Parametern.
Außerdem speichert
eine Interpolationseinheit 6-1 mehrere Typen von Interpolationsalgorithmen,
um eine Berechnung der Achsverstellzeit mehrerer Vorrichtungen für numerische
Steuerung mit verschiedenen Interpolationsalgorithmen zu ermöglichen.
Eine
Steuerungsvorrichtungs-Auswähleinheit 10 wählt einen
NC-Parameter entsprechend der Vorrichtung für numerische Steuerung, für die die
Bearbeitungszeit zu berechnen ist, aus den mehreren in der NC-Parameter-Speichereinheit 4-1 gespeicherten
NC-Parameter aus. Alternativ wählt
die Steuerungsvorrichtungs-Auswähleinheit 10 einen
Interpolationsalgorithmus entsprechend der Vorrichtung für numerische
Steuerung, für
die eine Bearbeitungszeit zu berechnen ist, aus den mehreren in
der Interpolationseinheit 6-1 gespeicherten Interpolationsalgorithmen
aus.
Wenn
die Interpolationszeit zu berechnen ist, gibt der Bediener in die
Steuerungsvorrichtungs-Auswähleinheit 10,
entsprechend dem Konstruktionsteil-Programm 1, den Namen
der Vorrichtung für
numerische Steuerung, für
die die Bearbeitungszeit zu berechnen ist, ein, um einen gewünschten
NC-Parameter und
einen gewünschten
Interpolationsalgorithmus auszuwählen.
Dann interpoliert, ähnlich
wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die
Interpolationseinheit 6-1 die durch das Konstruktionsteil-Programm
angewiesene Form, und zwar auf Grundlage des durch die Programminterpretiereinheit 2 gelesenen
Konstruktionsteil-Pro gramms 1 und unter Verwendung des
Interpolationsalgorithmus und des NC-Parameters, wie sie durch die
Steuerungsvorrichtungs-Auswähleinheit 10 ausgewählt wurden,
und die Achsverstellzeit-Berechnungseinheit 8 berechnet
die Achsverstellzeit.