DE4039132C2 - Verfahren zur Erzeugung von NC-Kodes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von NC-Kodes für die Steuerung einer numerisch gesteuerten oder NC-Werkzeugmaschine.

Seit einiger Zeit sind automatische Programmiersysteme zum Steuern einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine unter Verwendung eines Computers in großem Umfang in Ge­ brauch gekommen.

Derartige automatische Programmiersysteme sind unter den Namen APT, EXAPT, AUTOSPOT, FAFT und dergleichen bekannt. Das APT-System berechnet geometrische Werkzeugwege und kann Werkzeugwege einer gleichzeitig eine Mehrzahl von Spindeln steuernden Werkzeugmaschine berechnen. Das EXAPT-Systen kann zusätzlich zum Werkzeugweg einer Bohrmaschine, einer Drehbank oder ähnlichem den Betriebszustand derselben berechnen. Wenn eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine durch ein derartiges automa­ tisches Programmiersystem gesteuert wird, muß ein Band oder allgemein eine Aufzeichnung für die numerische Steuerung erstellt werden. Für die Er­ stellung dieses Bandes für die numerische Steuerung muß wiederum zunächst ein Teileprogramm vorbereitet werden. Das Teileprogramm ist ein Programm, in dem die Bewegung des Werkzeugs in der Systemsprache geschrieben ist. Das vorbereitete Teileprogramm wird in einen Hauptprozessor eingegeben und für eine geometrische Operation verwendet, wobei CL-Daten erhalten werden, in denen die Werkzeugwege unter Verwendung eines verallgemeinerten Koordinatensy­ stems dargestellt werden. Danach werden die CL-Daten in einen Postprozessor eingegeben und in ein Maschinen-Koor­ dinatensystem transformiert, wodurch korrigierte Werte erhalten werden, die mit dem Aufzeichnungsformat der numerisch ge­ steuerten Werkzeugmaschine übereinstimmen. Dann werden vorgegebene NC-Kodes (Kodes für numerische Steuerung) wie etwa G, F, T, M und ähnliches eingesetzt.

Das Teileprogramm kann jedoch nicht direkt aus den dreidi­ mensionalen Designdaten eines mittels CAD (computergestützte Konstruktion) erstellten Formmodells eines Produktes erhalten werden. Der Grund hierfür liegt darin, daß, obwohl dreidimensionale Designdaten Daten über die Position eines jeden zu bearbeitenden Bereichs und, wenn der zu bearbeitende Bereich beispielsweise ein Loch ist, über die Position des Lochzentrums, enthalten, die dreidimensionalen Designdaten keine Daten über Merk­ male der auszuführenden Bearbeitung wie etwa solche, die angeben, ob das Loch ein geriebenes Loch oder ein Ge­ windeloch ist, enthalten. Daher muß die Bedienungsperson die Eigenschaften der auszuführenden Bearbeitung für je­ den Bereich vorgeben, und das Teileprogramm wird durch Kombi­ nation der durch die Bedienungsperson bestimmten Bearbei­ tungseigenschaft mit den Daten über die Position eines jeden zu bearbeitenden Bereichs erstellt. Daher dau­ ert es in herkömmlichen Systemen sehr lange, ein Teilepro­ gramm zu erstellen, und ferner mußte das Teileprogramm zunächst in CL-Daten und die CL-Daten weiterhin in NC-Ko­ des transformiert werden.

Da das Teileprogramm ferner Daten über die Position eines jeden zu bearbeitenden Bereichs enthält, muß das Teilepro­ gramm für jede Produktart gesondert erstellt werden.

Dem Artikel von o. Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. W. Eversheim und Dipl.-Ing. Marczinski, Aachen, Industrie-Anzeiger 85/1989, Seiten 30-34, mit dem Titel "Neue Anforderungen an Schnittstellen und Datenmodelle" ist ein Verfahren zur Erzeugung von NC-Kodes zur Steuerung einer NC-Werkzeugmaschine auf der Grundlage eines CAD-Formmodells des herzustellenden Teils zu entnehmen.

Insbesondere aus dem Bild 5 auf Seite 34 der Entgegenhaltung geht hervor, daß bei dem bekannten Verfahren zunächst zur Datengenerierung die Bearbeitungsaufgabe definiert und daraus u. a. die Geometriedaten der Produktgestalt erhalten werden. Aus den Geometriedaten der Produktgestalt werden auch die Positionsdaten von zu bearbeitenden Bereichen des Formmodells der Bearbeitungsaufgabe erhalten. Anhand der Positionsdaten wird dann die Arbeitsvorgangsfolge bestimmt.

Dann wird unter Berücksichtigung der durch die Produktgestalt vorgegebenen Bearbeitungselemente eine Teilarbeitsvorgangsfolge festgelegt. D. h., es werden die zu bearbeitenden Bereiche des Formmodells bzw. der Bearbeitungsaufgabe erfaßt und jedem zu bearbeitenden Bereich auf Basis der in letzterem auszuführenden Bearbeitung vorgegebene Bearbeitungstypen zugeordnet.

Grundtypen von Bearbeitungen sind das Bohren z. B. von Löchern der Gewindebohrungen, Profilierungen und Formarbeiten.

Die Teilarbeitsvorgangsfolge führt schließlich zu den NC-Programmen, die die Betriebsmittel, d. h. die Maschinen und Werkzeuge berücksichtigen. Dabei werden für letztere die Einsatzreihenfolge und die Betriebsdaten festgelegt, so daß die Bearbeitungswege der Werkzeuge innerhalb jedes Bereiches auf Basis der in letzteren auszuführenden Bearbeitung bestimmt werden können.

Dadurch, daß dieses bekannte Verfahren von einer anhand der Positionsdaten bestimmten Arbeitsvorgangsfolge ausgeht, müssen einerseits während des gesamten Verfahrensablaufs große Datenmengen behandelt werden und ist es andererseits erforderlich, selbst bei nur geringfügigen Änderungen, z. B. eines Lochdurchmessers, das gesamte Verahren zur Erstellung der NC-Programme neu durchzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein rationelles Verfahren zur Erzeugung von NC-Kodes zur Steuerung einer NC- Werkzeugmaschine auf der Grundlage eines CAD-Formmodells des herzustellenden Teils zu schaffen.

Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist demnach folgender Verfahrensablauf vorgesehen:
A: Erfassen der zu bearbeitenden Bereiche des Formmodells,
B: Zuordnen von vorgegebenen Bearbeitungstypen zu jedem zu bearbeitenden Bereich auf Basis der in letzterem auszuführenden Bearbeitung,
C: Übernehmen der Einsatzreihenfolge und der Betriebsdaten der Werkzeuge aus einer Arbeitsablauftabelle bzw. einer Werkzeugbetriebsdatentabelle für jeden Bearbeitungstyp,
D: Bestimmung der Bearbeitungswege der Werkzeuge innerhalb jedes Bereiches auf Basis der in letzterem auszuführenden Bearbeitung, und
E: Erzeugung der NC-Kodes aus Positionsdaten jedes zu bearbeitenden Bereichs und den im vorhergehenden Schritt erhaltenen Bearbeitungswegen der Werkzeuge.

Die Einbeziehung der Positionsdaten für die zu bearbeitenden Bereiche erfolgt somit erfindungsgemäß erst bei der Erzeugung der NC-Kodes entsprechend Punkt E. Die Rationalisierung gegenüber den bekannten Verfahren und insbesondere gegenüber dem der Veröffentlichung "Neue Anforderungen an Schnittstellen und Datenmodelle" zu entnehmenden Verfahren liegt vor allem darin, daß während der Bearbeitungen gemäß den Punkten A bis D die Positionsdaten über Ort und Lage der Bearbeitungstypen nicht berücksichtigt werden müssen. Auf Grund der somit wesentlich geringeren Datenmenge, die behandelt werden muß, kann das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise zum einen schneller oder zum anderen unter Verwendung einfacherer Einrichtungen ausgeführt werden, was zu Zeit-, Aufwands- und letztlich Kosteneinsparungen führt.

Als weiterer Vorteil können Änderungen an den NC-Kodes auf Grund von Änderungen des Formmodells besonders einfach und unaufwendig vorgenommen werden. Z. B. muß für eine Positionsänderung einer Profilierung nicht das gesamte Verfahren nochmals durchgeführt werden, sondern es genügt, den Verfahrensschritt gemäß Punkt E unter Berücksichtigung neuer Positionsdaten für dieselbe Profilierung durchzuführen. Aber auch eine Änderung beispielsweise eines Lochdurchmessers für ein ansonsten beibehaltenes Loch kann durch Anpassen der Betriebsdaten des entsprechenden Werkzeugs, d. h. des Durchmessers des zu verwendenden Bohrers leicht durchgeführt werden, ohne die gesamte von den Positionsdaten ausgehende Prozedur durchzuführen.

Erfindungsgemäß werden die in der Datei für die dreidimensionalen Designdaten gespeicherten Positionsdaten für jeden zu bearbeitenden Bereich erst bei Erreichen des Punktes E ausgelesen und zur Erzeugung des NC-Kodes verwendet. Bis dahin findet keine Verarbeitung dieser Positionsdaten statt. Somit können die Daten zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine auf der Grundlage eines Formmodells schnell und mit hoher Effizienz erzeugt werden.

Die Daten über die Reihenfolge, in der die Werkzeuge ein­ gesetzt werden, und die Daten über den Betriebszustand, die auf die oben beschriebene Weise erhalten werden, wer­ den mit den Positionsdaten für die zu bearbeitenden Be­ reiche des Formmodells kombiniert, um in der Endstufe der Programmierung einen Schneideweg zu erhalten. Folglich muß bis zur Endstufe nur die Programmierung der Bearbei­ tungseigenschaft weiterentwickelt werden, während die Programmierung für die Positionsdaten der zu bearbeiten­ den Bereiche, deren Werte sich bei verschiedenen Formmo­ dellen unterscheiden, nicht weiterentwickelt werden müs­ sen. Daher kann dieselbe Bearbeitungsinformationsdatei verwendet werden, um Daten über die Reihenfolge, in der die Werkzeuge verwendet werden, und Daten über die Bear­ beitungszustände bei verschiedenen Formmodellen zu erhal­ ten.

Vorzugsweise wird die Eigenschaft der auszuführenden Bearbeitung für einen gegebenen zu bearbeitenden Bereich durch Erfassen des zu bearbeitenden Bereichs spezifiziert, wobei die Daten über die Reihenfolge, in der die Werkzeuge verwendet werden, und die Daten über den Betriebszustand in bezug auf die Eigenschaft der Bearbeitung aus einer Bearbeitungsinformationsdatei erhalten werden. Daher kann das Programm über die Bearbeitungseigenschaft automatisch erhalten werden, ohne daß die Bedienungsperson ein Teileprogramm herstellt. Folglich müssen erfindungsgemäß das Teileprogramm und die CL-Daten, die im Stand der Technik vorbereitet werden müssen, nicht erstellt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und deren Kombinationen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung von Daten für die Bearbeitung eines Werkstückes mittels einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine;

Fig. 2 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Produktes;

Fig. 3 ein Beispiel für eine dreidimen­ sionale Designdatendatei;

Fig. 4 ein Beispiel einer Bearbeitungstyptabelle und Arbeitsablauftabelle;

Fig. 5 ein Beispiel einer Werkzeugbetriebsdatentabelle;

Fig. 6 ein Beispiel einer Bearbeitungsin­ formation-Zwischendatei;

Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels einer Werkzeugmagazin-Setztabelle;

Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels einer Werkzeugwechsel-Ablaufdatei; und

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels eines Werkzeugweges, der auf NC-Bearbeitungsdaten ba­ siert, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Daten, die nachfolgend mit "NC-Bearbeitungsdaten" oder "NC-Kodes" bezeichnet werden, für die Bearbeitung eines Werkstückes mit einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine entsprechend dem in der Fig. 1 gezeigten Flußdiagramm er­ stellt.

Das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Herstellung einer in der Fig. 2 gezeig­ ten Positionsgeberplatte beschrieben, die beim Zusammenbau einer Fahrzeugkarosserie als Aufspannvorrichtung verwendet wird.

Um für alle zu bearbeitenden Bereiche eines mittels CAD erstellten Formmodells eines Produktes NC-Kodes zu er­ stellen, müssen nacheinander sämtliche zu bearbeitenden Bereiche erfaßt und spezifiziert werden. Das dreidimensionale Form­ modell der Positionsgeberplatte besitzt eine große Anzahl von zu bearbeitenden Bereichen. Die Bearbeitungen werden in drei Grundtypen unterschieden: Bohren, Profilfräsen und Formarbeiten. Die Stoßlöcher 11 und die Gewindelöcher 12 werden durch Bohren ausgebildet, während die Seiten­ fläche 13 durch Profilfräsen ausgeschnitten wird und die gekrümmte Außenseite 14 durch Formarbeiten ausgebildet wird. Die Stoßlöcher 11 und die Gewindelöcher 12 werden auf verschiedene Arten bearbeitet, wobei das erstere ge­ rieben und in das letztere ein Innengewinde geschnitten wird. Alle diese zu bearbeitenden Bereiche müssen erfaßt und spezi­ fiziert werden.

Im ersten Schritt (Schritt S1), der der Erstellung der NC-Bearbeitungsdaten oder -kodes dient, werden die zu bearbeitenden Bereiche oder zu bearbeitenden Teile erfaßt. Im nächsten Schritt S2 werden die Bearbeitungstypen zugeordnet. Hierbei werden aus einer dreidimensionalen Desi­ gndatendatei A1, die das Formmodell des Produktes spezi­ fiziert, Daten über die in den zu bearbeitenden Bereichen jeweils auszuführenden Bearbeitungen ausgelesen und die Arten von Bearbeitungen entsprechendes Bearbei­ tungstypen auf der Grundlage der Bearbeitungstyptabelle F2 in einer Bearbeitungsinformationsdatei F1 zugeordnet. Der nächste Schritt S3 ist ein Arbeitsablauf- Entwicklungsschritt, in dem die Einsatzreihenfolge der Werkzeuge auf der Grundlage einer Arbeitsablauftabelle F3 in der Be­ arbeitungsinformationsdatei F1 entsprechend den im Schritt S2 identifizierten Bearbeitungstypen bestimmt wird. Ferner werden in diesem Schritt auf der Grundlage ei­ ner Werkzeugbetriebsdatentabelle F4 in der Bearbeitungsin­ formationsdatei F1 die Betriebsdaten für jedes Werkzeug bestimmt. Im nächsten Schritt S4 werden die Bearbeitungswege der Werkzeuge für jeden Bereich be­ stimmt. Die Bearbeitungswege der Werkzeuge enthalten nicht die Schneiderwege, längs denen die Werkzeuge von einem zu be­ arbeitenden Bereich zu einem weiteren zu bearbeitenden Bereich bewegt werden, sondern Wege, an denen entlang die Werkzeuge innerhalb von Bereichen bewegt werden, um letztere zu bearbeiten; sie werden entsprechend dem Bearbei­ tungstyp, dem Arbeitsablauf, den Betriebsdaten usw. automatisch bestimmt. Die im Schritt S4 bestimmten Bearbeitungswege der Werkzeuge werden in einer Datei A2 für die Daten der Bearbeitungswege gespeichert. Die Daten der Bearbeitungstypen, der Arbeitsabläufe und des Werkzeugbetriebs werden für jeden Bereich in einer Bear­ beitungsinformation-Zwischendatei A3 gespeichert. Der Schritt S5 ist ein Aufbereitungsschritt, in dem die in der Bearbeitungsinformation-Zwischendatei A3 gespeicher­ ten Daten für eine Optimierung des Arbeitsablaufs aufbereitet werden. Im Schritt S5 wird die Reihenfolge der zu verwendenden Werk­ zeuge so umgeordnet, daß die numerisch gesteuerte Werk­ zeugmaschine mit größerer Effizienz arbeitet. Danach wer­ den im Schritt S6 NC-Kodes für eine NC-Werkzeugmaschine oder allgemein Programmablaufanlage erzeugt. Im Schritt S6 werden die im Schritt S5 aufberei­ teten Daten, die in der dreidimensionalen Designdatenda­ tei A1 gespeicherten Positionsdaten eines jeden zu bear­ beitenden Bereichs und die Daten der Bearbeitungswege der Werkzeuge, die in der entsprechenden Datei A2 gespei­ chert sind, miteinander kombiniert und auf der Grundlage einer Werkzeugmagazin-Setztabelle F6 und einer Werkzeug­ wechsel-Ablaufdatei F7 einer Maschinenspezi­ fikationsdatei F5 in für den Programmablauf der NC-Werkzeugmaschine ge­ eignet NC-Kodes als NC-Bearbeitungsda­ ten transformiert. Die Bearbeitungsinformationdatei F1 und die Maschinenspezifikationsdatei F5 sind Dateien, die im voraus erstellt worden und für die Erzeugung von NC-Kodes für Produkte verschie­ dener Formen verwendbar sind. Wenn NC-Kodes für verschiedene Produkte erstellt werden, muß die Bedie­ nungsperson nur diejenigen Daten vorbereiten, die in der Datei A1 für die dreidimensionalen Designdaten gesetzt werden sollen.

Nun wird das in der Fig. 1 gezeigte Flußdiagramm im einzelnen beschrieben. In der Fig. 3 ist die Datei A1 für die dreidi­ mensionalen Designdaten in Tabellenform gezeigt. Die dreidimensionalen Designdaten enthalten für die geometrischen Informationen der zu bearbeitenden Bereiche eine Tabelle T1, die die Positionsdaten für die jeweiligen Bereiche bereitstellt, und eine Bearbeitungstabelle T2, die die jeweils auszuführenden Bearbeitungen für diese Bereiche bereitstellt. Die Tabelle T1 für geometrische In­ formationen wird dadurch erhalten, daß die vom CAD-Prozeß ausgegebenen Daten tabelliert werden. In dieser Tabelle T1 wird jeder der zu bearbeitenden Bereiche des Formmo­ dells (zum Beispiel ein Loch, eine Außenseite und der­ gleichen) durch eine den Bereich spezifizierende Dia­ grammnummer dargestellt, so daß die zu bearbeitenden Bereiche durch die jeweilige Diagrammnummer festgelegt sind. Im allgemeinen werden für ein Produkt einige Tausende solcher Diagrammnummern erstellt. Jeder Diagrammnummer sind ein Diagramm des zu bearbeitenden Bereichs (zum Bei­ spiel ein Kreis und eine Krümmung), die geometrischen Informationen, d. h. die Position des zu bearbeitenden Be­ reichs in bezug auf das gesamte Produkt definierende Po­ sitionsdaten, und ein Verbindungszeiger zugeordnet, der die Ver­ bindung zweier Diagramme erleichtert, wenn der zu bear­ beitende Bereich aus zwei miteinander verbundenen Diagram­ men besteht.

Die Eigenschaften der für den zu bearbeitenden Bereich aus­ zuführenden Bearbeitung können jedoch nicht allein aus den Daten in der Tabelle T1 für geometrische Informationen erhalten werden. Wenn zum Beispiel die Diagrammnummer 1200 angegeben wird, kann gemäß dem Ausführungsbeispiel daraus entnommen werden, daß die Form des zu bearbeitenden Bereichs ein Kreis ist, d. h., daß der Bereich ein Loch ist, während die Posi­ tion des Lochzentrums aus den geometrischen Informationen entnommen werden kann; es kann jedoch anhand dieser Daten nicht in Erfahrung gebracht werden, ob das Loch ein ge­ riebenes Loch oder ein Gewindeloch ist. Ferner kann we­ der der Durchmesser des Lochs noch die Tiefe desselben entnommen werden. In dieser Ausführungsform steht ein Be­ arbeitungskode, der für jeden zu bearbeitenden Bereich weitere Eigenschaften der auszuführenden Bearbeitung darstellt, in der Bearbeitungstabelle T2 zu der Diagrammnummer für den jeweiligen zu bearbeitenden Bereich in Beziehung. Wenn daher eine Diagrammnummer festgelegt wird, können die Ei­ genschaften der auszuführenden Bearbeitung für den der Dia­ grammnummer entsprechenden Bereich anhand der Bearbei­ tungstabelle T2 in Erfahrung gebracht werden. Hinsichtlich der zu bearbeitenden Bereiche, bei denen die Eigenschaften der auszuführenden Bearbeitung die gleichen sind, können alle diese Bereiche durch Bestimmen der Diagrammnummer auf der Grundlage des Bearbeitungskodes nacheinander aufgesucht werden. Der Bearbeitungskode enthält den Bearbeitungstyp, den Au­ ßendurchmesser, die Tiefe und dergleichen. Beispielsweise bedeutet im Bearbeitungskode H220010 für die Diagrammnum­ mer 1200 der Kode "H2", daß das Loch gerieben werden soll, der Kode "20" den Durchmesser des fertiggestellten Lochs und der Kode "010" die Tiefe des Lochs. Der Kode "MO" bedeutet das Bohren eines Gewindelochs, der Kode "PO" bedeutet ein Profilfräsen und der Kode "CO" hat die Bedeutung einer Formarbeit.

Die Daten über die Bearbeitungseigenschaften werden im Schritt S2 aus der in der Fig. 3 gezeigten Datei A1 für die dreidimensionalen Designdaten ausgelesen. Der Typ der in ei­ nem gegebenen zu bearbeitenden Bereich auszuführenden Be­ arbeitung kann erkannt werden, indem ein Strukturver­ gleich der Kodes der ersten zwei Stellen in den aus der Datei A1 für die dreidimensionalen Designdaten ausgelese­ nen Daten mit den in der Bearbeitungstyptabelle F2 ge­ speicherten Kodes vorgenommen wird. Die Bearbeitungstyptabelle F2 steht zur Arbeitsablauftabelle F3, die für den Arbeitsablauf-Entwicklungsschritt S3 verwendet wird, in einer in Fig. 4 gezeigten Beziehung. Wenn beispiels­ weise die Diagrammnummer 1210 herangezogen wird, wird der Bearbeitungskode MO12030 ausgelesen, um einen Struk­ turvergleich des Bearbeitungstyp-Kodezeichens (die ersten zwei Stellen "MO", die ein Gewindeloch darstellen) mit Angaben in der Bearbeitungstyptabelle F2 vorzunehmen. Wenn in der Bearbeitungstyptabelle F2 das Zeichen "MO" er­ mittelt wird, wird der Arbeitsablauf-Entwicklungsschritt S3 unter Verwendung der Arbeitsablauftabelle F3 ausge­ führt. In der Arbeitsablauftabelle F3 sind die Werk­ zeuge, die bei der Ausführung des Bearbeitungstyps, der durch jedes der Bearbeitungstyp-Kodezeichen dargestellt wird, in der Reihenfolge angeordnet, in der sie verwendet werden sollen. Wenn beispielsweise das Zeichen "MO" er­ mittelt wird, werden die in der in der Fig. 4 gezeigten Ta­ belle in der Spalte unterhalb des Zeichens "MO" angeord­ neten Werkzeuge in der Reihenfolge von oben nach unten ausgelesen. D. h., daß ein Körner, ein Bohrer für ein bohrfertiges Loch, ein Anfasbohrer und ein Innengewinde­ schneider in dieser Reihenfolge ausgelesen werden.

Wenn das Formarbeiten ausgeführt wird, kann in dem Fall, in dem der zu bearbeitende Bereich gegen die Achse des Werkzeugs geneigt ist und der Bereich für das Werkzeug nur schwer zugänglich ist, vorteilhaft eine Drahtschnei­ demaschine verwendet werden.

Wenn auf diese Weise die Reihenfolge, in der die Werkzeuge verwendet wer­ den, bestimmt ist, werden aus der Werkzeugbetriebsdatentabelle F4 die Betriebsdaten für die Werkzeuge ausgelesen. Wie in der Fig. 5 gezeigt ist, stehen die Werkzeugbetriebsdatentabelle F4, die axiale und/oder radiale Förderrate (F) des Werkzeugs und die Drehzahl (S) des Werkzeugs mit der Werkzeugart, dem Durchmesser des Werkzeugs und dem Material des Werkstücks in Bezie­ hung. Der Durchmesser (⌀D) des Werkzeuges ist gleich dem für jedes Werk­ zeug auf der Basis des Durchmessers des fertigge­ stellten Lochs bestimmten Durchmesser des bereitgestellten Lochs, wobei der Durchmesser des fertiggestellten Lochs im Arbeitsablauf-Entwicklungs­ schritt S3 bestimmt worden ist.

Wie oben beschrieben wurde, werden im Schritt S4 für jeden zu bearbeitenden Bereich Daten der Bearbeitungswege des Werkzeuges erzeugt. Im Falle eines Bohrvorgangs, in dem das Werkzeug nur in Richtung der Tiefe des zu bohrenden Lochs bewegt wird, wird kein Bearbeitungsweg des Werk­ zeugs erzeugt; Daten für den Bearbeitungsweg der Werkzeuge werden vielmehr für das Profilfräsen und die Formarbeit erzeugt. Die im Schritt S4 erzeugten Daten werden in der Datei A2 für die Daten der Bearbeitungswege der Werkzeuge gespeichert, während der Bearbei­ tungskode, die Namen der Werkzeuge, die Reihenfolge, in der die Werkzeuge verwendet werden, die Vorschubraten der Werkzeuge (F), die Drehzahlen der Werkzeuge (S) und der­ gleichen in der Bearbeitungsinformation-Zwischendatei A3 gespeichert werden. Die Bearbeitungsinformation-Zwischen­ datei A3 ist eine Datei, in der die Namen der Werkzeuge oder dergleichen, die in den vorhergehenden Schritten er­ halten wurden, temporär gespeichert werden, wenn momentan keine NC-Kodes erzeugt werden. Wenn daher augen­ blicklich NC-Kodes erzeugt werden, braucht die Bearbeitungsinfor­ mation-Zwischendatei A3 nicht verwendet zu werden.

In der Fig. 6 ist eine Tabelle gezeigt, in der die Bearbei­ tungsinformation-Zwischendatei A3 dargestellt ist. In dieser Tabelle stellt die Eintragungsnummer 1 denjenigen zu bearbeitenden Bereich dar, der in der in der Fig. 3 ge­ zeigten Tabelle der Diagrammnummer 1200 entspricht, wäh­ rend die Eintragungsnummer 10 denjenigen zu bearbeitenden Bereich darstellt, der in der in der Fig. 3 gezeigten Tabelle der Diagrammnummer 1800 entspricht. Die Inhalte der Ta­ belle für die jeweiligen Eintragungsnummern unterscheiden sich aufgrund der unterschiedlichen Operationen. Unter der Eintragungsnummer 1 sind für jedes Werkzeug die Bear­ beitungsstarttiefe und die Bearbeitungsendtiefe gespei­ chert. Unter der Eintragungsnummer 10 sind für jedes Werkzeug die Bearbeitungsstartkoordinaten (X, Y, Z) ge­ speichert. Die Bearbeitungsstarttiefe, die Bearbeitungs­ endtiefe und die Bearbeitungsstartkoordinaten (X, Y, Z) werden aus den geometrischen Daten der dreidimensionalen Designdaten erhalten. In der in der Fig. 6 gezeigten Tabelle stellt der Durchmesser den Durchmesser des Werkzeuges dar, während die Priorität die Werkzeugverwendungsreihenfolge darstellt, die bei der Aufbereitung des Arbeitsablaufs im Schritt S5 verwendet wird.

Wenn die NC-Kodes erzeugt werden, werden die in der Bear­ beitungsinformation-Zwischendatei A3 gespeicherten Daten ausgelesen und bei der Aufbereitung des Arbeitsablaufs im Schritt S5 verwendet. Der Aufbereitungsschritt S5 wird ausgeführt, um die Effizienz der Bearbeitung zu erhöhen. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß zunächst für sämtliche Löcher der Körner verwendet wird, ist es effi­ zienter, zunächst das Körnen kontinuierlich bei sämtlichen zu bohrenden Löchern auszuführen, als zunächst für ein Loch sämtliche Bohrschritte auszuführen und anschließend sämtliche Bohrschritte bei einem weiteren Loch auszufüh­ ren. In einem solchen Fall wird die Reihenfolge, in der die Werkzeuge verwendet werden, umgeordnet.

Nach dem Arbeitsablauf-Aufbereitungsschritt S5 werden im Schritt S6 die NC-Kodes für eine Programmablaufanlage er­ zeugt. Im Schritt S6 werden die beim Schritt S5 ausgege­ benen Daten über die Bearbeitungseigenschaften, die Daten über die Bearbeitungswege der Werkzeuge für jeden zu be­ arbeitenden Bereich und die Positionsdaten für jeden zu bearbeitenden Bereich miteinander kombiniert, um so auf der Grundlage dieser Daten NC-Kodes zu erzeugen, die die Spezifikation NC-Werkzeugmaschine oder allgemein der Programmablaufanlage erfüllen. D. h., daß die in der Datei A1 für die dreidimensio­ nalen Designdaten gespeicherten Positionsdaten für jeden zu bearbeitenden Bereich erst bei Erreichen des Schrittes S6 ausgelesen werden, und daß bis dahin keine Verarbeitung dieser Positionsdaten stattfindet. Folglich kann die Vorbe­ reitung des Teileprogramms und die Transformation der CL- Daten unterbleiben. Die Maschinenspezifikati­ onsdatei F5, die dazu dient, die in dem Schritt S4 oder ggf. S5 erhaltenen Daten mit der Spezifi­ kation der NC-Werkzeugmaschine in Übereinstimmung zu bringen, enthält die Werkzeugmagazin-Setztabelle F6 und die Werkzeugwechsel-Ablaufdatei F7, wie oben bereits be­ schrieben worden ist.

Die Werkzeugmagazin-Setztabelle F6 ist eine Tabelle, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, in der Werkzeugnummern, die Werkzeugfächern der Programmablaufanlage zugeteilt wer­ den, zu den Arten der Werkzeuge in den jeweiligen Werk­ zeugfächern in Beziehung stehen. D. h., daß eine derartige Werkzeugmagazin-Setztabelle F6 für jede der verwendeten Maschinen erstellt wird, wobei jede Werkzeugmagazin-Setz­ tabelle S6 mit einer der Tabelle zugeordneten Tabellen­ nummer versehen ist. Die in der Fig. 7 gezeigte Werkzeugmaga­ zin-Setztabelle F6 gehört zu einer Maschine mit 30 Werk­ zeugfächern, in denen die Werkzeuge, die sich voneinander durch ihre Art und/oder ihren Durchmesser unterscheiden, vorgesehen sind. Jedes der Werkzeuge ist mit einer Werk­ zeugnummer und einer Korrekturnummer, die für das Werk­ zeug spezifisch ist, versehen. Die Korrekturnummer für jedes Werkzeug entspricht einem Korrekturwert, der die vertikale Verschiebung des Werkzeugs angibt. Wenn folg­ lich, wie in der Fig. 7 gezeigt ist, Daten, in denen der Name der NC-Werkzeugmaschine oder Programmablaufanlage, die Nummer der Werkzeugmagazin- Setztabelle F6, die Art des Werkzeuges und der Durchmes­ ser des Werkzeuges spezifiziert sind, eingegeben werden, werden die Werkzeugnummer und die Korrekturnummer ausge­ geben.

Die Werkzeugwechsel-Ablaufdatei F7 ist eine Datei, in der die Namen der Programmablaufanlage oder NC-Werkzeugmaschine und die Werkzeugnum­ mern mit den Werkzeugwechselabläufen in Beziehung stehen, wie dies in der Fig. 8 gezeigt ist. Da sich die Abläufe zum Wechseln der Werkzeuge entsprechend den Typen von Maschi­ nen und den Arten von Werkzeugen unterscheiden, wird ein Werkzeugwechsel-NC-Kodeblock vorgesehen, der eine Reihe von Werkzeugwechsel-NC-Kodes umfaßt, wie zum Beispiel NC-Kodes, die Anweisungen wie etwa "Beenden des stationären Zyklus", "Verschieben zur Werkzeugwechselposition", "Werkzeugwechsel", "Verschieben zum Ausgangspunkt der Be­ arbeitung", "Spindel ein" und "Kühlmittel ein" und dergleichen darstel­ len. Derartige Werkzeugwechsel-NC-Kodeblöcke wer­ den für jede Kombination einer Maschine und eines Werk­ zeugs erstellt. Durch die Eingabe des Namens der NC-Werkzeugmaschine, der Werkzeugnummer und der Korrekturnummer werden die Werkzeugwechsel-NC-Kodes, die der Kombination der Maschine und dem Werkzeug entsprechen, aus der Werk­ zeugwechsel-Ablaufdatei F7 ausgegeben.

Die numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine arbeitet mit den so gebildeten NC-Bearbeitungsdaten, wodurch ein Pro­ dukt geschaffen wird, das mit dem durch einen CAD-Prozeß erzeugten dreidimensionalen Formmodell übereinstimmt. In der Fig. 9 ist ein Beispiel eines Werkzeugweges gezeigt, der auf NC-Bearbeitungsdaten basiert, die entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren erstellt worden sind, um aus einer einzigen Metallplatte vier Paare von Teilen 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A und 4B auszuschneiden, wobei sich je­ weils ein Element eines jeden Paars in der linken Hälfte und das jeweils andere Element des Paars in der rechten Hälfte befindet. Wenn, wie in der Fig. 9 gezeigt, aus einer einzigen Platte eine Mehrzahl von Produkten oder aus ei­ ner Mehrzahl von auf gleicher Höhe angeordneten Platten Produkte ausgeschnitten werden und die zu bearbeitenden Bereiche in verschiedenen Produkten, die hinsichtlich der Bearbeitung und der Art des zu verwendenden Werkzeugs gleich sind, kontinuierlich bearbeitet werden, kann die Anzahl der Werkzeugwechsel verringert und die Bearbei­ tungseffizienz erhöht werden.

Die Datei A1 für die dreidimensionalen Designdaten, die Datei A2 für die Bearbeitungswege der Werkzeuge, die Bearbeitungsinformation-Zwischendatei A3, die Bearbei­ tungsinformationsdatei F1 und die Maschinenspe­ zifikationsdatei F5 werden jeweils in ladbaren Spei­ chern (etwa einer Magnetplatte, einer optischen Platte oder dergleichen) gespeichert. Das Auslesen der Eigen­ schaft der Bearbeitung aus der Datei A1 für die dreidi­ mensionalen Designdaten, die Eingabe und die Ausgabe von Daten in bzw. aus den Speichern, die Änderung der Daten und die Transformation der Daten werden aufgrund von Be­ fehlen einer Steuervorrichtung, in die eine (nicht ge­ zeigte) CPU eingebaut ist, ausgeführt.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, viel­ mehr kann die beschriebene Ausführungsform auf vielerlei Arten abgewandelt werden. Wenn beispielsweise die NC-Ko­ des unmittelbar nach dem Schritt des Bestimmens der Bearbeitungswege der Werkzeuge (Schritt S4) erzeugt wer­ den, brauchen die Daten über die Bearbeitungsart, den Ar­ beitsablauf und die Werkzeugbetriebsdaten nicht in der Be­ arbeitungsinformation-Zwischendatei A3 gespeichert wer­ den. Wenn ferner der Bearbeitungsablauf nicht sehr kom­ pliziert ist, braucht der Bearbeitungsablauf-Aufberei­ tungsschritt S5 nicht ausgeführt zu werden. Ferner kann die anlagenspezifische oder Maschinenspezifikationsdatei F5 weggelas­ sen werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Erzeugung von NC-Kodes zur Steuerung einer NC-Werkzeugmaschine auf der Grundlage eines CAD-Formmodells des herzustellenden Teils mit folgenden Schritten:
A: Erfassen der zu bearbeitenden Bereiche des Formmodells,
B: Zuordnen von vorgegebenen Bearbeitungstypen zu jedem zu bearbeitenden Bereich auf Basis der in letzterem auszuführenden Bearbeitung (Schritt S2),
C: Übernehmen der Einsatzreihenfolge und der Betriebsdaten der Werkzeuge aus einer Arbeitsablauftabelle (F3) bzw. einer Werkzeugbetriebsdatentabelle (F4) für jeden Bearbeitungstyp (Schritt S3),
D: Bestimmung der Bearbeitungswege der Werkzeuge innerhalb jedes Bereiches auf Basis der in letzterem auszuführenden Bearbeitung (Schritt S4), und
E: Erzeugung der NC-Kodes aus Positionsdaten jedes zu bearbeitenden Bereichs und den im Schritt S4 erhaltenen Bearbeitungswegen der Werkzeuge (Schritt S6).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die im Schritt S4 für jedes Werkzeug bestimmten Berbeitungswege in einer Bearbeitungswegdatei (A2) gespeichert werden, aus der sie dann zur Erzeugung der NC-Kodes im Schritt ausgelesen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei aus den Schritten S2 und S3 erhaltene Daten in einer Bearbeitungsinformation- Zwischendatei (A3) im Schritt S4 speicherbar sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die in der Bearbeitungsinformation- Zwischendatei (A3) gespeicherten Daten in einem Schritt S5 derart aufbereitet werden, daß die Reihenfolge der zu verwendenden Werkzeuge für eine möglichst große Effizienz des Werkzeugmaschinenbetriebs umgeordnet wird, und wobei die aufbereiteten Daten im Schritt S6 bei der Erzeugung der NC-Kodes berücksichtigt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt S2 enthält:
Zuordnen von Bearbeitungstypen zu jedem zu bearbeitenden Bereich durch
Erfassen der auszuführenden Bearbeitung jedes zu bearbeitenden Bereichs aus einer Bearbeitungstabelle (T2) einer Designdatendatei (A1) des Formmodells und
Zuordnen der den Bearbeitungen jeweils entsprechenden Bearbeitungstypen auf Grundlage einer Bearbeitungstyptabelle (F2) einer Bearbeitungsinformationsdatei (F1).

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Arbeitsablauftabelle (F3) und die Werkzeugbetriebsdatentabelle (F4) in einer Bearbeitungsinformationsdatei (F1) enthalten sind.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die im Schritt S6 berücksichtigten Positionsdaten eines jeden zu bearbeitenden Bereichs in einer Geometrietabelle (T1) einer Designdatendatei (A1) enthalten sind.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Schritt S6 Werkzeugstandortdaten aus einer Werkzeugmagazin- Setztabelle (F6) und Werkzeugwechselinformationen aus einer Werkzeugwechsel-Ablauftabelle (F7) zur Erzeugung der NC-Kodes berücksichtigt werden, wobei beide Tabellen (F6 und F7) in einer Maschinenspezifikationsdatei (F5) enthalten sind.