專利名稱：用于分析數控加工中的數控程序的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于分析數控(NC)加工中的數控程序的方法和裝置，且更具體地，涉及一種改進的用于對使用數控信息執行多種加工控制的數控加工中的一數控程序進行分析的方法和裝置，其中通過所述數控信息可能從被用于實際加工的一數控程序中抽取不同的機械中工信息或加工條件并存儲它們作為可廣泛地用于一數控機床或另一種數控機床的通用信息。
近年來，數控機床(其中該機床的動作可通過一輸入的數控程序而被自動地控制)作為通過與微處理器技術、電力電子學技術、或軟件技術相組合所得到的計算機數控機床(CNC機床)已被廣泛地運用在各種工業領域。
例如數控程序的數控信息典型地包括例如一機床檢索指令、一主軸轉動速度指令、一進給速度指令、一移動和插入指令、或一輔助功能指令、和一加工歷程的唯一信息。待被機床控制的加工所需的數控信息被形成為一用于每個機床的數控程序。
在現有技術中，在材料數據和最終部件形狀被給出的情況下，使用CAD/CAM或一自動編程工具將數控信息形成為一期望的數控程序，通過反復模擬在一加工工位的一實際機床并進行切削試驗而進行(調整即進行修正和刪改)，并最終被用于作為一實際的加工數控程序對加工進行控制。下面將參照
圖1對這樣一現有的生成一數控程序的過程進行說明。
材料數據和由加工形狀、制圖(drawing)數據等組成的最后部件形狀被提供給一處理設計部分1，根據自機床說明書數據庫2、夾具或夾持器數據庫3讀取的關于機床工具、和夾具或夾持器的信息來確定相應的處理。術語“處理”是指其中一工件未改變其被固定的位置的一組全部加工步驟。術語“加工步驟”是指在該工件的相同加工位置的一組作業要素。換言之，術語“作業要素”是指由一工具執行的一單一加工或處理，例如鉆或銑，且術語“加工步驟”是指通過組合多個作業要素來完成在該工件的相同的加工位置上的一單一加工操作。例如，在螺絲孔切削中，一單一加工步驟由三個作業要素中心孔加工、制備孔加工和攻絲加工組成。
在處理設計部分1確定了上述處理后，在加工設計部分4中，根據作業展開數據庫5識別待在相應處理和作業要素執行的加工步驟，這些相應的處理和作業要素是完成這些加工步驟所需的。接著通過使用來自工具數據庫6、切削條件數據庫7和加工時間計算數據庫8的作業信息，形成如參考數字9和10所示的用于相應作業要素的一工具目錄和作業指令表。而且所示的如第一處理NC程序、第二處理NC程序等的初始數字控制信息被輸出。存在有一個問題就是所形成的該初始NC程序不意味著它是一個最佳程序。因此該初始的NC程序被傳送給一NC程序修正和編輯部分11，在該部分，根據該輸出的數字控制信息執行一模擬、一空載操作或一試驗切削以最優化工具路徑和例如切削速度、進給速度或切削深度的切削條件。需要結合在一實際加工工位所獲得的技術訣竅以對該程序和上述的模擬或試驗切削方法進行最優化。
然而，在現有技術中，由于沒有進行這樣修正工作的數據庫，在通常情況下是由熟練的操作人員手動完成的。
例如，在當自CAM輸出的數字控制信息為試驗切削時在一工件的一部分產生振動的情況下，數字控制信息被要求以修正并改變該部件的進給速度或轉動頻率以改變切削的寬度或深度。在現有技術中，這樣的修正是由在加工工位的熟練的操作人員完成的，并且該初始NC程序在NC程序修正及編輯部分11被直接修正。
而且，當工具路徑也要求被精密地修正時，由于在許多情況下缺少CAM能力等而不可能執行這樣的反饋。即使需要改變數據庫；因此由加工工位的操作人員所擁有的技術訣竅幾乎不被反饋給數據庫以形成一NC程序。
還有，在現有技術中，要求對在一加工工位的初始NC程序進行修正的原因是用于一唯一工件的該初始NC程序不是總被應用于一唯一的機床。因此，可根據機床的性能或說明書要求數字控制信息的改變，進而需要再次計算一加工時間并改變作業指令表。
在完成這一優化后，工具目錄和作業指令表被再次形成，并作為修正的第一處理工具目錄和作業指令表12和修正的第二處理工具目錄和作業指令表13被發送給數字控制部分14。因此，在現有技術中，在實際的加工工位，這些修正的第一處理NC程序、第二處理NC程序等被用作為實際加工NC程序。
如上所述，在常規的NC加工系統中，存在有這樣的問題未重復地利用、反饋或存儲進行修正和編輯數字控制信息的作業以使作為技術訣竅可再使用。有一較大的問題是由于如上所述，在現有技術中數據的修正完全依靠于熟練的操作人員使得難以再使用程序修正及編輯數據，例如在一加工工位獲得的各種技術訣竅。這意味著在現有技術中可使用CAD/CAM系統或自動編程系統容易地形成的一初始NC程序不能被直接應用于各單獨的機床；且因此程序的編輯及修正對于每一加工處理都是需要的。在完成這些復雜的處理后可得到在加工工位可用的，作為用于大量生產的加工程序的一實際加工NC程序。因此，從簡單且易于使用的觀點來看，不能充分滿足機床使用者的要求。
而且，當機床的類型被改變時，需要很大程度地修正NC程序。進而，這種情況導致了當引進不同類型或同一類型但帶有改進說明的新機床時，原先形成的NC程序不能被利用。
鑒于上述問題，本發明的目的在于分析已被修正及編輯的一實際加工NC程序以從在一加工工位實際使用的用于大量生產的一實際加工NC程序抽取各種加工條件，例如在該加工工位獲得的技術訣竅或最優加工信息或用于一唯一工件的加工條件，并使它們作為數據庫被使用。通過與材料信息、拉延信息、機床信息，工具信息或測量的數據等系統地相關聯，所抽取的加工信息或加工信息或加工條件將保持在各機床中固有一最優加工方法或一最優加工條件，進而使用于各加工工位和各種情況的最優加工程序從反饋的數據庫自動地且立刻地被進行編程。這些數據庫不僅可提供給一種機床也可以被提供給另一種機床。因此，通過對構成一CAM(計算機集成生產)的所有機床開放這些數據庫，將可不依靠于熟練的操作人員而根據與這些數據庫的問答執行全部或主要部分的修正和編輯。
本發明提供了一種用于分析NC加工中的NC程序的裝置，其中該NC加工是由該NC程序控制的，該裝置包括加工方法分析裝置，用于通過分析該NC程序來抽取加工信息或加工條件；和一存儲裝置，用于可重寫地存儲該加工條件。
本發明提供了一種用于分析NC加工中的NC程序的裝置，其中該NC加工是由該NC程序控制的，該裝置包括加工方法分析裝置，用于通過分析該NC程序來抽取用于各作業要素加工的加工信息或加工條件；和存儲裝置，用于可重寫地存儲該加工條件以對應于各作業要素加工。
本發明提供了一種用于執行由一NC程序控制的NC加工的NC加工裝置，該裝置包括加工方法分析裝置，一實際加工NC程序、材料數據和一工具目錄被輸入給其，用于通過分析該實際加工NC程序來抽取用于各作業要素加工的加工信息或加工條件；數據庫形成裝置，用于將用于各作業要素加工的被抽取的該加工信息或加工條件轉換成形成該NC程序所需的一數據庫；和NC程序形成數據庫，用于可重寫地存儲該加工條件以對應于各作業要素加工。
而且，本發明提供了一種根據權利要求1、2或3的用于分析NC加工中的NC程序的裝置，其中所述加工方法分析裝置包括一劃分部分，用于將一實際加工NC程序劃分成各作業要素加工；和一加工條件抽取部分，用于從該實際加工NC程序抽取一加工條件。
而且，本發明提供了一種根據權利要求4的用于分析NC加工中的NC程序的裝置，其中用于自一工具加工軌跡核對并判定作業要素加工的一圖形定義存儲部分被連接至該用于將實際加工NC程序劃分成各作業要素加工的劃分部分。
而且，本發明提供了一種根據權利要求3的用于重形成NC加工的NC加工裝置，其中該數據庫包含至少一切削條件數據庫和一工具數據庫。
在另一方面，本發明提供了一種用于分析NC加工中的NC程序的方法，其中該NC加工是由該NC程序控制的，該方法包括加工方法分析步驟，用于通過分析該NC程序來抽取加工信息或加工條件；和存儲步驟，用于可重寫地存儲該加工條件。
而且，本發明提供了一種用于執行由NC程序控制的NC加工的方法，包括加工方法分析步驟，用于通過分析該NC程序來抽取加工信息或加工條件；和存儲步驟，用于可重寫地存儲該加工條件以對應于各作業要素加工。
而且，本發明提供了一種用于執行由NC程序控制的NC加工的方法，包括加工方法分析步驟，一實際加工NC程序、材料數據和工具目錄被輸入給其，用于通過分析該實際加工NC程序來抽取用于各作業要素加工的加工信息或加工條件；和數據庫形成步驟，用于可重寫地存儲用于各作業要素加工的被抽取的該加工信息或加工條件以對應于各作業要素加工，作為形成該NC程序所需的一數據庫。
在另一方面，本發明提供了一種由計算機執行的計算機程序產品，包括一記錄介質，具有記錄在其上的一組計算機程序指令，該計算機程序產品包括加工方法分析手段，被記錄在該記錄介質上，用于通過分析NC程序來抽取加工信息或加工條件；和存儲手段，被記錄在該記錄介質上，用于可重寫地存儲該加工條件。
圖1為現有技術中NC程序形成過程的示意圖；圖2為其中結合有根據本發明的用于分析NC程序的方法和裝置的一數字控制系統的整體構成的方框圖；圖3為圖2所示的系統中的與本發明有關的一NC加工系統的主要部分的方框圖；圖4A、4B和4C示出了在本發明的一實施例中所用的一實際加工NC程序的一個例子；圖5為在本發明的一實施例中所用的材料的形狀的示意圖；圖6為根據本發明的一實施例的一加工后的最后形狀的示意圖；圖7為根據本發明的一實施例的工具目錄的示意圖；圖8A、8B、8C、8D、8E為根據本發明的一實施例的從該實際加工NC程序獲得的G碼展開目錄；圖9為根據本發明的一實施例的關于一單獨的加工步驟的作業要素、所用工具和程序分析方法的目錄；圖10為一作業要素目錄；圖11示出了根據本發明的一實施例的作為中間數據庫的一工件數據庫的一個例子；圖12示出了根據本發明的一實施例的作為中間數據庫的一加工圖形目錄數據庫的一個例子；圖13示出了根據本發明的一實施例的作為中間數據庫的一鉆孔要素目錄數據庫(以分析次序)的一個例子；圖14示出了根據本發明的一實施例的作為中間數據庫的一鉆孔要素目錄數據庫(以同一孔次序)的一個例子；圖15示出了根據本發明的一實施例的一切削條件數據庫的一個例子，其中該切削條件數據庫示出了用于各作業要素加工的加工條件；圖16示出了根據本發明的實施例的一工具數據庫的一個例子，其中該工具數據庫示出了用于各作業要素加工的工具加工條件；
圖17示出了根據本發明的一實施例的加工圖形定義的一個例子。
下面將參照附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明。
參見圖2，示出了其中結合有根據本發明的用于分析NC程序的方法和裝置的一數字控制系統的整體構成。
在給出材料數據和最后部件形狀的條件下形成一NC程序，與現有技術類似。在圖中，該材料數據包括材料的形狀和類型。NC程序形成裝置20根據輸入的材料數據和最后部件形狀加上自各種不同的數據庫給出的預先存儲的技術訣竅數據，形成一期望的NC程序。在本實施例中，這些數據庫由作業展開數據庫21、切削條件數據庫22、工具數據庫23和加工歷程數據庫24組成。以前在一加工工位所獲得的技術訣竅、實際加工所需的條件和對所用的機床是唯一的條件作為用于形成一NC程序的參考數據被從各數據庫21、22、23和24提供給NC程序形成裝置20。
如上所述形成的NC程序和一工具目錄被發送給一數字控制裝置25，然后執行一所需空轉操作，試驗切削或模擬，且如圖1所述的，該NC程序被進一步修正和編輯，從而通過數字控制裝置25完成可用于一實際一加工工位的一實際加工NC程序。該NC程序的修正及編輯部分未在圖2中詳細示出。
數字控制裝置25包括用于操作機床26的一NC程序執行裝置27、一伺服控制裝置28和一誤差修正裝置29。該NC程序、工具目錄和材料數據被輸入給NC程序執行裝置27。該NC程序執行裝置27可使用輸入數據，同時參照后面所述的測量結果，根據一適當的進給速度進行內插，并將一伺服控制信號提供給伺服控制裝置28，進而根據該NC程序，使機床26的進給操作可通過伺服控制裝置28的輸出操作信號而被適當地控制。所提供的用于修正由于溫度變化所致的機床26的位置和/或尺寸誤差的誤差修正裝置29可使用安裝在機床26上的一測量儀器的輸出信號修正由溫度變化所引起的誤差等。
因此，機床26根據該NC程序對工件30執行期望的作業要素加工、加工步驟加工和一處理加工，完成在工件30的第一位置上的加工。
在工件30的第一位置上的處理加工完成后，測量儀器31根據測量控制裝置32的一測量程序測量工件30的坐標。測量結果經測量結果分析裝置33被反饋給NC程序執行裝置27和加工方法分析裝置34，并如果需要還被提供給各數據庫21、22、23和24。如上所述，可根據所形成的NC程序對工件30執行一期望的數控加工。在完成第一位置上的處理加工后，工件30的位置被改變，且與第一位置相類似地，在第二位置上連續執行根據該NC程序的加工。
本發明的特征部分在于由數字控制裝置25執行的實際加工NC程序的內容被適當地分析以抽取該實際加工NC程序中包括的例如加工技術訣竅的加工信息，且可重寫地存儲該所抽取的加工信息。在本發明中該加工信息被自該NC程序的分析結果中抽取作為用于各作業要素加工的加工條件，且這些加工條件被存儲在一存儲裝置中以對應于各作業要素加工。
在圖2中，加工程序、工具目錄和測量結果被提供給加工方法分析裝置34，該加工方法分析裝置34根據一在后所述的預定算法抽取所需的加工信息。然后，所抽取的加工信息被提供給一數據庫形成裝置35，在該數據庫形成裝置35中，按各項被分類的加工信息被寫入并作為對應于各作業要素加工的加工條件存儲在相應的數據庫中作業展開數據庫21、切削條件數據庫22、工具數據庫23和加工歷程數據庫24。
因此，在通過機床26執行工件30的實際加工后，各數據庫21至24可總能獲得反映實際加工的例如一加工工位的技術訣竅的加工信息，并更新這些數據庫的內容，且更新后的數據庫的內容可被反映在當前的加工中，當形成下一NC程序時，使該加工信息被給出作為最佳的數據庫。
如上所述，根據本發明的NC加工系統，可獲得以下所述的顯著的優點。在現有技術中僅被用于修正和編輯初始NC程序的例如一加工工位上的技術訣竅的加工信息被自用于該加工工位的修正的實際加工NC程序進行分析和抽取，并結果所抽取的信息可被立即反映在這些數據庫中。因此，由于加工信息反映在這些數據庫中，NC程序形成裝置可一直形成一結合在該加工工位的最新的技術訣竅的NC程序，相對于現有技術，顯著地簡化了從一初始加工程序到一實際加工程序的修正及編輯工作。
而且，可在從實際加工開始后完成了幾個加工步驟的一周期內執行將加工信息反映入這些數據庫中，從而使應用連續性的NC程序或進行重調整的一當前NC程序成為可能。
而且，根據本發明，包括有所反映的加工信息的各數據庫可被自由地應用于構成一CIM的任一機床。自然，可使用與機床有關的一部分數據庫。因此，通過將這樣的數據開放給構成CIM的所有終端設備，這些數據對于形成任何數字控制信息或對于執行任何數字控制信息是可用的。本發明的這些顯著的優點依據于事實在本實施例中，加工信息被模數化為用于各作業要素加工的加工條件，其使所存儲的數據庫的靈活性被顯著地增多。
接下來將詳細描述加工方法分析裝置34中NC程序的分析處理和加工信息或加工條件的抽取處理的一個例子。
圖3為圖2的數字控制系統中根據本發明的程序分析裝置的詳細方框圖。實際加工NC程序、材料數據和工具目錄被輸入給加工方法分析裝置34。如果需要，最后加工形狀和測量結果也被輸入。
在加工方法分析裝置34中，各輸入數據被存儲在存儲裝置40中，實際加工NC程序在數字數據轉換部分41中被每塊地進行分析并被進行數據轉換，且各數據在G碼展開目錄生成部分42中被登記為一G碼展開目錄。在根據Rs-274-D格式被展開成基本指令后，具有多個用于一程序塊例如宏程序或子程序的操作的一程序被登記在G碼展開目錄中。在本發明，這樣到G碼的展開不是總被需要的。然而，在本實施例中，由于使用一計算機處理實際加工NC程序，數據被展開成G碼，使分析變得很方便。
在加工方法分析裝置34中，參照G碼展開目錄，連續的實際加工程序在劃分部分43中被劃分成各作業要素。當被劃分成各作業要素的G碼展開程序涉及圖形定義存儲部分44中存儲的一圖形定義時，用于各作業要素的加工條件在加工條件抽取部分45中被抽取。所抽取的用于各作業要素的加工條件如上所述地經數據庫形成裝置35，被存儲在作業展開數據庫21、切削條件數據庫22、工具數據庫23和加工歷程數據庫24中。
通常，在劃分部分43中執行對各作業要素加工的程序進行劃分的同時記錄一序列號(N號)、工具劃分碼(T碼)、工具替換(M6)和隨意停止(M01)。具體地，在對各作業要素的程序進行劃分中，首先記錄工具替換，且當一工具被更換而使用一單一工具時，其可被認為是一作業要素的結束。但是，由于可使用同一工具執行多個作業要素加工，例如可用同樣的鉆頭鉆多個制備孔，最好除工具替換外，讀取一工具軌跡圖形，從而可靠地執行對各作業要素加工的程序的劃分。
加工條件抽取部分45從備劃分的用于各作業要素的程序中抽取抽需的加工條件。在本實施例中，當難以直接抽取這些加工條件時，抽取部分45首先從劃分區域中的工具軌跡和一加工形狀識別出這些作業要素的內容并自識別的結果形成一用于各圖形目錄的作為一中間數據庫的工件數據庫。例如在鉆孔情況下一鉆孔要素目錄被指定為上述圖形目錄。
在本實施例中，上述加工條件被寫在各數據庫中用于各作業要素加工。通常，加工的材料、所用的工具和各切削條件被存儲作為用于各作業要素加工的相關數據。在此情況下，這些切削條件最好被存儲為各工具的切削速度，和每齒或每轉的進給量，而非通常所用的工具的轉動速度或進給量，使形成靈活的模數化數據，從而使得每當需要時可從這些基本數據計算出具有一近似直徑的工具的切削條件。
程序分析的一個例子圖4A、4B和4C示出了在本發明中所用的帶有程序號O0001的一實際加工NC程序的示例。
圖5示出了通過實際加工NC程序所加工的材料形狀。圖6示出了通過該實際加工程序從圖5所示的材料制做出的加工后的最后形狀。材料數據包括材料的類型和加工后的最后形狀，其被提供給加工方法分析裝置34。如圖6中所示，在加工過程中要求在頂面和側面上進行銑，在前面上鉆出兩個螺孔，在頂面上鉆出四個帶倒角的孔，及挖一個槽。
對這樣的加工，NC程序形成裝置20確定一加工程序，把它展開成若干作業要素，確定用于各作業要素的工具，并確定各工具的一切削條件。
圖7示出了在程序O0001中所用的工具目錄，其中各工具號以T碼表示且各工具數據如圖所示地被列出，如上所述地，該工具目錄被提供給加工方法分析裝置34。
在加工方法分析裝置34中，在實際加工NC程序被存儲在存儲裝置40中后，該存儲的數據經數字數據轉換部分41被傳送給G碼展開目錄生成部分42，在該部分42中，該數據被轉換成G碼展開目錄，計算機使用G碼展開目錄進行分析是方便的。圖8A、8B、8C、8D和8E示出了實際加工NC程序O0001的G碼展開目錄。圖4A至4C中所示的程序和圖8A至8E中所示的G碼展開目錄通過行號被連接，且它們基本上具有相同的內容。
在本實施例中，實際NC程序被分類成九種類型，1至9個序列號N。該九個序列被區分為各使用一不同工具的處理。自然，根據本發明，即使使用相同的工具，材料的一不同的部分通過其被加工的一作業要素被識別為一不同的作業要素。這樣，如上所述，該程序根據一工具的加工軌跡圖形而被劃分成各作業要素。然而，為簡化說明，對九個序列號N說明各作業要素的加工條件的抽取N1中的作業要素的分析一命令T1被給出在行號4中，而一命令M6被給出在行號5中，可以理解一工具T1被用于進行自行號7開始的加工直至下一命令M6(工具更換)被給出。在本實施例中，盡管一組這樣的程序被表示為序列號N1，顯然這樣一序列號對于實際機械NC程序中的一機床無任何意義。
可以理解自圖7所示的工具目錄中的T碼1可看到工具T1為一具有直徑100mm的平面銑刀。在本實施例中行號7確定一加工坐標系G54，其表示被確定為進行第一處理的加工的圖6中所示的加工后的最后形狀的頂面。
在行號10中，首次給出用于進行切削的進給，其中切削面為坐標Z0.1(行號9)。平面銑刀的落點被設定在行號7中的X-Y坐標系中的(160,50)。可從行號10至13理解到Z坐標沒有改變而一移動軸例如從X到Y到X到Y交替地移動。通過將這一工具軌跡圖形與圖形定義存儲部分44中存儲的定義數據相對比，可能將一作業要素判定為一面加工步驟。在圖9示出作業要素和一加工步驟所用的工具，及程序分析方法的一圖形定義的一個例子。通過使用這樣的圖形定義來執行各作業要素加工的識別。
圖10示出了一作業要素目錄的一個例子。在本實施例中，加工條件被形成為用于各作業要素加工的多個中間目錄，并作為靈活的模數化數據最后存儲在圖3中所示的數據庫21至24中。自然，圖10中所示的作業要素的目錄是一個例子。在本發明中，也可最好定義通過將圖10中所示的相對大的作業要素進行劃分而得到的若干作業要素，并根據為各步驟定義的作業要素形成一加工條件數據庫。可根據機床的精度或整個加工系統的分辨力而自由地定義作業要素的定義的水平。
在執行了對各作業要素加工的劃分后，其結果作為一中間加工條件目錄而被存儲。在本實施例中，準備了三種類型的目錄，一工件數據庫、一加工圖形目錄數據庫和鉆孔要素目錄。
圖11示出該工件數據庫的一個例子。用于各加工步驟的工件的作業要素的組合，和各加工步驟所用的工具被列出。類似地，生成用于各作業要素的一工件文件和一軌跡目錄文件。在圖11中，號1和2示出用兩個作業要素，一粗銑和一精銑，執行面加工，且不同的工具被用于不同的軌跡。
圖12示出了加工圖形目錄數據，各加工圖形被分類為一面加工步驟、一坑加工步驟、一芯加工步驟、一槽加工步驟或一鉆孔要素，且各加工步驟由若干作業要素組成，且加工的深度和切削方法被順序地記錄。
圖13和14示出了鉆孔要素目錄。圖13以分析次序圖示，而圖14則以同一孔的次序圖示。
在本實施例中，當利用上述三個中間目錄數據庫分析各作業要素時，各作業要素的期望的加工條件被抽取，且所抽取的條件被寫在這些中間數據庫中。如上所述，由于序列號N1的作業要素被判定為一面加工步驟，自該結果將期望的項目設定至面加工圖形目錄數據庫，且進而寫入自主軸轉動頻率和進給速度導出的所要求的切削條件。
該程序將被進一步分析以用于該序列號N1。判定行號15、16和17為精加工，因為行號10、11和12和行號15、16、和17具有帶一不同Z坐標的相同軌跡且沒有用相同工具的作業要素。由于該作業要素是一面加工步驟，材料的直徑被轉換成連續的點要素，被存儲在工件數據庫中的工件文件AAA1中(參見圖11)，并作為一面加工步驟被存儲在工件數據庫NO.1和2中。同時行號15、16和17被存儲在一軌跡目錄文件中，并與工件數據NO.1和2相關聯。接著，行號19至30被判定為一第二處理，由于它們指示加工坐標系G55，即用于在本實施例中的圖6中所示的加工后的最后形狀的前面加工的坐標系。判定行號22、23和24為粗加工，而行號27、28和29為精加工，因為行號22、23和24和行號27、28和29具有帶一不同Z坐標的相同軌跡且該Z坐標上差值為0.1。進而，一切削區域被判定為一面加工步驟，由于它覆蓋了整個工件，且與第一處理相類似地被登記在該工件數據庫中。
如上所述，序列N包括多個作業要素，該多個作業要素根據該分析被寫在這些中間數據庫中，而且，加工條件被從這些數據庫寫至切削條件數據庫，如圖15中所示。該切削條件數據庫在圖2和3中被以參考數字22表示，從這些附圖中顯見該加工條件被存儲以對應于各作業要素加工。在該實施例中，該加工條件為這樣以使一工具號指示一所用工具，一加工材料指示材料的類型，且該工具的切削速度、每齒的進給量(F1)、每轉的進給量(F2)、W(每次進給的切削寬度)、和H(每次進給的切削高度)被使為數據庫。因此，通過使用該切削條件數據庫，用于該工件材料的類型的最佳選擇的工具和最佳加工條件被存儲用于各作業要素。這樣，可能選擇用于各作業要素的最佳加工切削速度、進給和切削，如果為各作業要素確定工件或工具的類型，意味著當形成一NC加工程序時，這些模數化的數據庫使最佳程序被直接地選擇而不需要進行如現有技術中的復雜的修正和編輯。
這樣的原因是在考慮到該加工工位的技術訣竅、模擬和試驗切削后，圖15中所示的切削條件數據庫已表示在該些特定情況下的最佳條件，使在相同的情況下的一加工條件或其后生成的條件被容易地從這樣的數據庫中檢索到。自然，準備這樣一個用于所有情況的切削條件數據庫實際上是困難的。但是，根據本發明的NC加工系統，數據被連續地累積在這些數據庫中，其自由地且靈活地不僅可用于一單個機床而且可用于構成一CIM的所有機床或另一機床。另外，每當形成一新的NC程序時，所累積的數據量增大，且因此這些數據庫繼續地增大。而且，即使另一機床處于空閑的狀態，也能易于將由該特定的機床所獲得的加工結果反映入一NC程序。因此，本實施例的NC加工系統具有優點它具有極好的增長性和展開力。
本實施例的圖15中所示的切削條件數據庫還存儲反映自測量結果分析裝置獲得的測量結果的一切削時間、一切削距離和被設定作為切削邊的多個尖端點，還有該工件在圖中的五個點1至5被接觸的次數、一切削開始角、和一切削結束角，從而自一工具的這些利用結果獲得一展開的效果。
一工具的利用結果的數據可被用于圖16中所示的一工具數據庫以反映它。在圖2和3中所示的工具數據庫23中，一耐用壽命值、一磨損量和一剩余壽命值可被寫入，如圖16所示，且為了特定的利用結果應記錄磨損的歷程及一工具的一基本耐用壽命值可被存儲。使考慮到當形成一NC程序時所采用的一最佳工具選擇、一工具更換、及一最后加工后的形狀和一工具之間的關系等而形成該NC程序。
在上述中，已描述了根據本發明的序列N1的作業要素分析、和加工條件的抽取、特定的加工方法、該抽取、及存入這些數據庫中的動作。接下來將簡潔地說明序列N2至N9的作業要素的分析。
N2中的作業要素的分析主軸工具將是轉換到N2中的作業要素的行號31的T2。工具T2被自圖7中所示的工具目錄識別為具有直徑3mm的一中心鉆頭，導致N2中的作業要素被判定為鉆孔要素。第一處理中的五個作業要素和第二處理中的兩個作業要素被居中地存儲在圖13和14中所示的鉆孔要素目錄中，所獲得的加工條件被存儲在圖15中所示的切削條件數據庫和圖16中所示的工具數據庫中以對應于各作業要素加工。
第一處理(G54)
坐標1(70.000,50.000) 坐標2(-70.000,50.000)坐標3(-70.000,50.000) 坐標4(70.000,-50.000)坐標5(30.000,0.000)第二處理(G55)坐標1(40.000,0.000)坐標2(-40.000,0.000)N3中的作業要素的分析主軸工具將是轉換到N3中的作業要素的行號47的T3。工具T3被自工具目錄識別為具有直徑20mm的一鉆頭，導致N3的作業要素被判定為鉆孔要素。以下所述的五個作業要素被寫在鉆孔要素目錄19和20中，且與上述序列相類似地被存儲在切削條件數據庫和工具數據庫中。
第一處理(G54)坐標1(70.000,50.000)坐標2(-70.000,50.000)坐標3(-70.000,50.000)坐標4(70.000,-50.000)N4中的作業要素的分析主軸工具將是行號57和T4。工具T4被自工具目錄識別為具有直徑30mm的一鉆頭，導致N4中的作業要素被判定為鉆孔要素。以下所述的三個作業要素被設定在該鉆孔要素目錄中，并被存儲在切削條件數據庫和工具數據庫中。
第一處理(G54)坐標1(30.000,0.000,-19.9)第二處理(G55)坐標1(40.000,0.000,-21.0)坐標2(-40.000,0.000,-21.0)N5中的作業要素的分析主軸將是T5，即通過行號68被改變成具有直徑25mm的一立銑刀。
通常，難以僅從使用的上具判定作業要素的類型，因為有許多加工圖形對應于例如立銑刀或平面銑刀。在本實施例中，通過將一工具加工軌跡與一加工圖形定義相對比來執行該判定。盡管已為一平面銑刀和一鉆頭示出一些例子，還在圖17中示出該加工圖形定義與這些加工步驟之間的對應關系的一個例子。
返回到序列N5中的作業要素，行號71至74示出落下到在處理1(G54)和坐標3(30,0)的加工面(Z-19.9)，行號75至81示出在同一平面中的移動，由于行號75中的坐標(-50,0)和行號80中的坐標(-50,0)相同，使一軌跡被判定為一環或封閉的圖形。因為在行號75中執行G41的左側修正，行號75至80被判定為相對于該軌跡的內部。通過G41提供了相對于該軌跡被移位過該工具的半徑到內部的一軌跡，而且相對于該軌跡被移位過該工具的半徑的一軌跡被發現。然而，該軌跡已被消除。當該工具從行號75移至80時，從這些工具軌跡判定出在內部未有切削的殘跡，使其被判定為坑加工步驟。這是當一立銑刀被用于該坑加工步驟時來自圖17中所示的加工圖形定義的一圖形。因此能利用圖17所示的圖形定義而可靠地分析一程序，即使對于這樣一復雜的程序。
行號75中的移動被判定為接近，而行號81中的移動被判定為退出。接近量和退出量被存儲在圖12中所示的一坑加工步驟圖形目錄中。
在行號82中，它在加工面上移動，在行號83中，它被定位在第二處理(G55)的坐標(40,0)上。在行號86至88中，它在同一面中移動，在行號87中，移動通過圓周的軌跡，且由于在行號86中，為該軌跡執行G41的左側修正而被判定為相對于該軌跡的內部。通過G41求出被移位過該工具的半徑到該內部的一軌跡，且被移位過該工具的半徑的一跡軌被求出。然而，通過判定1，該軌跡被消除。因此判定在該內部中沒有切削殘跡，使其被判定為坑加工步驟。類似地，行號93至59被判定為坑加工步驟。然而，從這些坐標中該坑加工步驟的中心坐標被判定為一鉆孔要素，其通過序列N2和N4中的該作業要素而被預加工且該坑的形狀為一圓，因此，能利用該加工反映在該數據庫。在本實施例中，當用于各作業要素加工的加工條件被圖形定義識別用于序列N5的作業要素，并將確定的加工條件作為包含技術訣竅的加工的加工條件被存儲在圖15中所示的切削條件數據庫和圖16中所示的工具數據庫中，上述的分析的結果自然被提供圖2和圖3所示的作業展開數據庫21和加工歷程數據庫24，并被存儲用于各作業要素。
N6中的作業要素的分析主軸工具將是行號97和T6，即具有直徑25mm的立銑刀。
行號105至108示出在同一面中的移動，由于行號105和108中的坐標是相同的，使一形狀被定為一環。該軌跡和這些工具在判定1中被對比。從判定結果中判定出在內部中沒有切削殘跡，使其被判定為坑加工步驟。然后，該軌跡可被判定為一精加工，因為它與序列N5中的一樣，而序列5中的作業要素1的加工可被判定為粗加工。然后，行號105至108中的這些點被判定為一精加工形狀，被存儲在一工件文件BBB1中(圖11中的工件數據庫)，且作為一坑作業要素被存府在工件數據庫中的No.5.6。
N7中的作業要素的分析主軸工具將是行號111的的T7。工具T7被識別為具有直徑8.2mm的一鉆頭。因此，序列N7被判定為一鉆孔要素，且以下作業要素被存儲在鉆孔要素目錄中。
第一處理(G55)坐標1(40.000,0.000)坐標2(-40.000,0.000)N8中的作業要素的分析主軸工具將是行號119的T8。工具T8被識別為具有直徑25mm的一倒角工具。由于它由G81的一鉆孔周期所固定直至在行號124至128中出現Z軸，N8中的作業要素被判定為一鉆孔要素，且以下的作業要素被存儲在鉆孔要素目錄中。
第一處理(G54)坐標1(70.000,50.000)坐標2(-70.000,50.000)坐標3(-70.000,-50.000)坐標4(70.000,-50.000)第二處理(G55)坐標1(40.000,0.000)坐標2(-40.000,0.000)N9中的作業要素的分析主軸工具將是行號134中的T9，用M10螺絲攻更換一工具。因此，序列N9被判定為一鉆孔要素，且以下作業要素被存儲在鉆孔要素目錄中。
第一處理(G55)坐標1(40.000,0.000)坐標2(-40.000,0.000)如上所述，實際加工程序被順序地分析，且工件數據庫(圖11)、加工圖形目錄數據庫(圖12)、和鉆孔要素目錄數據庫(圖13和14)被形成為用于各作業要素的中間數據庫。而且，切削條件數據庫(圖15)和工具數據庫(圖16)在這些中間數據庫的基礎上被形成。且類似地自該實際加工NC程序抽取的加工條件被直接地存儲或記憶在作業展開數據庫21和加工歷程庫24中(未被詳細示出)。
各上述中間數據庫自身具有需要的數據，且這些中間數據庫可被用作為用于NC程序形成裝置20的輔助數據庫。即自然被用作為本發明中的輔助存儲裝置。
在本發明中，該分析程序可被形成為一記錄介質，通常為軟盤、硬盤、ROM或CD存儲器等，其中記錄有一加工方法分析程序和一數據庫形成程序。
本發明的效果如上所述，根據本發明的CN加工系統，從被用于一加工位的實際加工的一NC加工程序分析加工方法以抽取一需要的加工條件。而且當形成NC程序時可將條件反映入具有數據的數據庫中。因此可通過可靠地抽取包括僅從加工工位技術訣竅、一試驗切削、或一模擬獲得的該程序的修正和編輯的加工條件而形成一數據庫，進而使一有用的信息數據庫被容易地構成。
根據本發明，在每當要求進行加工時所形成的數字控制信息的基礎上，一材料形狀、一加工后的最后形狀，若干加工處理、工具信息和切削條件被累積以與使用該數字控制信息、加工中的精確測量數據，或一加工時間的機床的能力相關聯，進而使通過結合例如由數字控制信息擁有的技術訣竅和在一加工工位獲得的各種技術訣竅的所有信息而得到的加工條件被形成為一數據庫。
結果，即使當先前的數字控制信息改變時，能通過簡單自動的編程而不必通過現有技術所需的測試切削或模擬而笨拙地利用最佳加工技術訣竅，自動地形成包含該最佳加工技術訣竅的一數字控制程序。這樣，能根據先前的數字控制信息消除加工條件的不規則性，意味著可用該最佳加工條件有效地執行加工，使加工技術質量被保持或提高并使加工時間被縮短。
還有，當為一特定的機床形成的一程序被提供給具有一不同加工能力的另一機床時，能通過個別地使用模數化的加工條件，同時考慮到為其形成一程序的機床和一新的改進的機床之間的加工能力之間的差別而自動地形成一新的數字控制程序。例如，通過一較老類型機床所累積的加工數據被用作為用于一新型機床的信息，除了被改變的點外，而只有與這些被改變的點有關的新信息被加上。這樣，即使對于自動的編程，可容易地執行反映以前累積的數據的最佳編程。
結果，能提高工廠整個生產過程的生產率。
而且，根據本發明的NC加工系統中所用的各作業要素加工的加工條件可被用于任何其它機床的加工。因此，通過使用用于整個CIM的加工信息提高整體的加工效率并通過共用這樣一數據庫而能獲得一連續增長的數據庫。
權利要求
1.一種用于分析NC加工中的一NC程序的裝置，其中該NC加工是由該NC程序控制的，該裝置包括加工方法分析裝置，用于通過分析該NC程序而抽取加工信息或一加工條件，及存儲裝置，用于可重寫地存儲該加工條件。
2.一種用于分析NC加工中的一NC程序的裝置，其中該NC加工是由該NC程序控制的，該裝置包括加工方法分析裝置，用于通過分析該NC程序而抽取用于各作業要素加工的加工信息或一加工條件；及存儲裝置，用于可重寫地存儲該加工條件以對應于各作業要素加工。
3.一種用于執行由一NC程序控制的NC加工的NC加工裝置，包括加工方法分析裝置，一實際加工NC程序、材料數據和一工具目錄被輸入給其，用于通過分析該實際加工NC程序而抽取用于各作業要素加工的加工信息或加工條件；數據庫形成裝置，用于將該被抽取的用于各作業要素的加工信息或加工條件轉換成形成該NC程序所需的數據庫；及一NC程序形成數據庫，用于可重寫地存儲該加工條件以對應于各作業要素加工。
4.根據權利要求1、2或3的用于分析NC加工的一NC程序的裝置，其中所述加工方法分析裝置包括一劃分部分，用于將一實際加工NC程序劃分成各自作業要素加工；及一加工條件抽取部分，用于從該實際加工NC程序抽取一加工條件。
5.根據權利要求4的用于分析NC加工中的一NC程序的裝置，其中一用于從一工具加工軌跡進行對比并判定該作業要素加工的圖形定義存儲部分被連接至一用于將該實際加工NC程序劃分成各自作業要素加工的劃分部分。
6.根據權利要求3的用于執行NC加工的NC加工裝置，其中該數據庫包括至少一切削條件數據庫和一工具數據庫。
7.一種用于分析NC加工中的一NC程序的方法，其中該NC中工由該NC程序控制，該方法包括一加工方法分析步驟，用于通過分析該NC程序而抽取加工信息或一加工條件；及一存儲步驟，用于可重寫地存儲該加工條件。
8.一種用于執行由一NC程序控制的NC加工的方法，包括一加工方法分析步驟，用于通過分析該NC程序而抽取用于各作業要素加工的加工信息或一加工條件；及一存儲步驟，用于可重寫地存儲該加工條件以對應于各作業要素加工。
9.一種用于執行由一NC程序控制的NC加工的方法，包括一加工方法分析步驟，一實際加工NC程序、材料數據和一工具目錄被輸入給其，用于通過分析該實際加工NC程序而抽取用于各作業要素加工的加工信息或一加工條件；及一數據庫形成步驟，用于可重寫地存儲該被抽取的用于各作業要素加工的加工條件以對應于各作業要素加工，作為形成該NC程序所需的一數據庫。
10.一種由計算機執行的計算機程序制品。包括一其上記錄有一組計算機程序指令的記錄介質，該計算機程序制品包括加工方法分析手段，被記錄在該記錄介質上，用于通過分析一NC程序而抽取加工信息或一加工條件；及存儲手段，被記錄在該記錄介質上，用于可重寫地存儲該加工條件。
全文摘要
一種用于分析NC程序的裝置具有一加工方法分析裝置(34),其通過分析一實際NC加工程序而抽取用于各加工作業要素的加工條件;和一數據庫形成裝置(35)。該裝置從該實際NC加工的程序提取所需的加工信息并使該數據庫(21、22、23和24)反映該信息。
文檔編號B23Q15/00GK1214001SQ9618019
公開日1999年4月14日 申請日期1996年11月7日 優先權日1996年11月7日
發明者山崎和雄, 森田尚起, 松宮貞行, 深谷安司 申請人:株式會社森精機制作所, 三豐株式會社, 大隈株式會社, 山崎和雄