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用于生成加工數(shù)據(jù)的方法和裝置的制作方法

文檔序號(hào):6323120閱讀:135來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:用于生成加工數(shù)據(jù)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及為加工機(jī)床(tool machine)生成數(shù)據(jù)的信息處理技術(shù)。
背景技術(shù)
當(dāng)通過(guò)數(shù)控(NC)加工機(jī)床切削諸如金屬模具的一物體時(shí),必須為該NC加工機(jī)床生成數(shù)據(jù)(之后,稱其為“NC數(shù)據(jù)”)。該NC數(shù)據(jù)包括粗加工的路徑信息,例如,計(jì)算機(jī)輔助制造(Computer Aided Manufacturing;CAM)軟件常用來(lái)生成該NC數(shù)據(jù)。例如,負(fù)責(zé)生成NC數(shù)據(jù)的一用戶基于他或她的經(jīng)驗(yàn)從一些CAM軟件支持的粗加工類型中選擇任何的粗加工類型(例如輪廓平行偏移粗加工(contour parallel offset roughing)、鉆孔、平面臺(tái)階化(plane stepping)和清根加工(pencil cut)等。有關(guān)該細(xì)節(jié),請(qǐng)參見(jiàn)ByoungK.Choi等人的《雕塑曲面加工理論和應(yīng)用》(Sculptured Surface MachiningTheory and Applications)第7章,由KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS1999年1月出版,ISBN0412780208)。然后,該CAM軟件基于用戶選定的粗加工類型執(zhí)行一個(gè)刀具路徑計(jì)算處理,以產(chǎn)生該NC數(shù)據(jù)。
另外,估計(jì)加工過(guò)程中施加到該刀具上的負(fù)載的技術(shù)也被公開(kāi)了,例如,在shinji Iwata,Hideki Aoyama的會(huì)議論文“估計(jì)切削阻力的模塊”(Moduleto estimate cutting resisting power)中,2001鑄造和模具工程師會(huì)議,鑄造和模具技術(shù)委員會(huì),2001年6月24日,第200-201頁(yè)。
然而,當(dāng)粗加工該金屬模具時(shí),例如,有許多情況該切削負(fù)載是不平穩(wěn)的,因此由上述的傳統(tǒng)方法很難實(shí)現(xiàn)有效的加工。即,當(dāng)粗加工整個(gè)金屬模具僅僅是由用戶選定的特定粗加工類型來(lái)進(jìn)行時(shí),除非加工后的金屬模具是一種諸如管體的簡(jiǎn)單形式,則當(dāng)加工該金屬模具的特定部位時(shí),負(fù)載就被集中到刀具上。這樣,當(dāng)加工包含這種引起高負(fù)載的部位的物體時(shí),有必要減慢進(jìn)給速率,以防止刀具的損壞和震動(dòng),則加工該金屬模具的時(shí)間總體上就會(huì)變長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的是提供一種NC數(shù)據(jù)生成技術(shù),以提高加工效率。
本發(fā)明的一種用于加工的NC數(shù)據(jù)生成方法,包括如下步驟生成加工一物體的一第一部位的NC數(shù)據(jù),其中所述第一部位基于所述物體的一推定(supposed)切削負(fù)載分布而被指定;在加工了所述物體的所述第一部位之后,生成加工所述物體的NC數(shù)據(jù)。
這樣,生成了至少包含兩個(gè)加工階段的NC數(shù)據(jù),其基于推定切削負(fù)載的高或低被分開(kāi)。也就是說(shuō),一機(jī)床是分步驟地處理該物體。因此,可以提前加工一個(gè)部位,可以確定的是,最好基于該推定切削負(fù)載分布提前加工,該加工之后的該物體被分離地(separately)加工。需要說(shuō)明的是,該切削負(fù)載是指在加工該物體時(shí)施加到工具上的負(fù)載,例如,其通常表現(xiàn)為一定數(shù)量的切削力(chop)或扭矩。
另外,上述第一生成步驟包括如下步驟生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的NC數(shù)據(jù),并將所述數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給一用戶;和從所述用戶接收一指定所述第一部位的輸入,并將所述第一部位的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。
由此配置,用戶能夠參考該切削負(fù)載的模擬數(shù)據(jù),并指定一部位,其似乎最好是提前加工。
而且,上述第一生成步驟包括如下步驟生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的NC數(shù)據(jù);及將所述推定切削負(fù)載高于一預(yù)定參考值的一部位指定為所述第一部位,并將所述第一部位的NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。
由此配置,可以自動(dòng)指定其推定切削負(fù)載高于該預(yù)定參考值的該部位,其似乎最好是提前加工。
另外,該第一部位可以是切削負(fù)載被推定大于該物體除該第一部位之外的其他部位的一部位。由此配置,能夠計(jì)劃提前加工切削負(fù)載被推定相對(duì)較高的一部位。
另外,上述第二生成步驟可以包括在加工了所述第一部位之后,基于加工了所述第一部位之后的一物體造型生成加工所述物體的數(shù)據(jù)的步驟。這樣,能夠在加工該第一部位之后指定該物體造型,以生成NC數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)一步以適于加工后物體的方式加工該物體。
另外,用于在加工了所述第一部位之后加工所述物體的所述NC數(shù)據(jù)包括這樣的數(shù)據(jù),即其具有的進(jìn)給率高于當(dāng)生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的NC數(shù)據(jù)時(shí)的進(jìn)給率集合(feed rate set)。
這樣,當(dāng)在提前加工特定部位之后進(jìn)一步加工物體時(shí),與不提前加工該特定部位而加工整個(gè)物體時(shí)的進(jìn)給率相比,可以生成具有較高進(jìn)給率的NC數(shù)據(jù)。因此,提高了加工效率。
另外,加工該第一部位的NC數(shù)據(jù)可以是用于開(kāi)孔的NC數(shù)據(jù)。這樣,通過(guò)諸如鉆孔、螺旋銑之類的開(kāi)孔方式,該特定部位可以被提前加工。也就是說(shuō),通過(guò)開(kāi)孔提前加工一個(gè)部位,在該部位由輪廓平行位移粗加工或平面臺(tái)階化加工施加較大的負(fù)載到該工具。
另外,加工所述第一部位的所述NC數(shù)據(jù)和在加工了所述第一部位之后加工所述物體的NC數(shù)據(jù)是用于粗加工的NC數(shù)據(jù)。這是因?yàn)槿绻谴旨庸ぃ植襟E加工該物體不會(huì)引起任何問(wèn)題。
另外,在所述第一部位包括多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)的情況下,上述的第一生成步驟還包括,基于所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)之間的一距離,指定一用于所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)的加工方法。由此配置,能夠基于該距離為被確定為最好提前加工的該部位指定一適當(dāng)?shù)募庸し椒ā?br> 另外,在所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)之間的距離小于一預(yù)定距離的情況下,上述加工方法是一起加工所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)的加工方法。也就是說(shuō),在有多個(gè)較高負(fù)載點(diǎn)并彼此鄰接的情況下,采用諸如開(kāi)槽之類使得該多個(gè)較高負(fù)載點(diǎn)一次被加工的一加工方法。
另外,在所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)之間的一距離等于或大于一預(yù)定距離時(shí),上述加工方法可以是單獨(dú)加工所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)的加工方法。也就是說(shuō),在具有多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)并彼此分開(kāi)的情況下,采用諸如鉆孔、螺旋銑之類適于單獨(dú)加工該高負(fù)載點(diǎn)的加工方法。
另外,根據(jù)本發(fā)明的用于加工的NC數(shù)據(jù)生成裝置包括一第一生成器,生成加工一物體的一第一部位的NC數(shù)據(jù),其中所述第一部位基于所述物體的一推定切削負(fù)載分布而被指定;一第二生成器,在加工了所述物體的所述第一部位之后生成加工所述物體的NC數(shù)據(jù);以及一輸出設(shè)備,輸出加工所述物體的所述第一部位的所述NC數(shù)據(jù),并輸出在加工了所述物體的所述第一部位之后加工所述物體的所述NC數(shù)據(jù)。
順便需要說(shuō)明的是,使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述方法的程序被存儲(chǔ)在一存儲(chǔ)介質(zhì)或一存儲(chǔ)設(shè)備中,例如,一軟盤、一CD-ROM、一磁光盤(magneto-opticaldisk)、一半導(dǎo)體存儲(chǔ)器或一硬盤中。另外,也有程序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)字信號(hào)被分發(fā)的情況。需要說(shuō)明的是,中間處理數(shù)據(jù)被臨時(shí)地存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的諸如一主存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)設(shè)備中。


圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例的功能方框圖;圖2顯示了本發(fā)明的實(shí)施例的主要處理流程圖;圖3是由CAD數(shù)據(jù)描繪的一造型的示例;圖4是負(fù)載模擬屏幕的一個(gè)例子;圖5是切削的草圖;圖6示出了由CAD數(shù)據(jù)描繪的該造型的第二個(gè)例子;圖7是負(fù)載模擬屏幕的另一個(gè)例子;圖8示出了由CAD數(shù)據(jù)描繪的該造型的第三個(gè)例子;圖9是負(fù)載模擬屏幕的第三個(gè)例子;及圖10顯示了本發(fā)明實(shí)施例的NC加工的一第二處理流程。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的NC數(shù)據(jù)生成裝置100的功能方框圖。該NC數(shù)據(jù)生成裝置100是一個(gè)諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站之類的的計(jì)算機(jī),包括一中央處理單元、內(nèi)存、文件存儲(chǔ)器之類(未示出)。另外,該NC數(shù)據(jù)生成裝置100包括一切削負(fù)載計(jì)算器102、第一加工方法指定單元104、第一NC數(shù)據(jù)計(jì)算器106和第二NC數(shù)據(jù)計(jì)算器108。這些處理內(nèi)容將在對(duì)下面的處理流程的解釋中作描述。
然后,該NC數(shù)據(jù)生成裝置100連接到諸如鼠標(biāo)、鍵盤之類的一輸入設(shè)備112,顯示設(shè)備114、造型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器120、材料數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器122、加工方法數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器124、工具數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器126和NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器128。另外,該NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器128與一NC機(jī)床130連接。
在造型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器120中,存儲(chǔ)有諸如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)數(shù)據(jù)之類的描述加工后造型的數(shù)據(jù)。在材料數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器122中,儲(chǔ)存了有關(guān)要加工的材料的數(shù)據(jù)。在加工方法數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器124中,存儲(chǔ)有涉及諸如輪廓平行偏移粗加工、開(kāi)孔、平面臺(tái)階化和清根加工之類粗加工類型的數(shù)據(jù)。在工具數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器126中,存儲(chǔ)了有關(guān)諸如切削刀具類型的切削刀具的數(shù)據(jù)。
另外,在NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器128中,存儲(chǔ)了由NC數(shù)據(jù)生成裝置100的第一NC數(shù)據(jù)計(jì)算器106和第二NC數(shù)據(jù)計(jì)算器108生成的NC數(shù)據(jù)。順便說(shuō)明一下,存儲(chǔ)在該NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器128中的NC數(shù)據(jù)是NC機(jī)床130將要引用的數(shù)據(jù),由該第一NC數(shù)據(jù)計(jì)算器106和第二NC數(shù)據(jù)計(jì)算器108生成的該NC數(shù)據(jù)也可直接輸出到該NC機(jī)床130,而不臨時(shí)存儲(chǔ)在該NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器128中。
接下來(lái),解釋圖1中示出的該NC數(shù)據(jù)生成裝置100的處理流程。首先,該NC數(shù)據(jù)生成裝置100的該切削負(fù)載計(jì)算器102根據(jù)負(fù)責(zé)該NC數(shù)據(jù)生成的使用者的操作,接收有關(guān)加工前和加工后的造型數(shù)據(jù)(例如,CAD數(shù)據(jù))、材料數(shù)據(jù)、加工方法數(shù)據(jù)和工具數(shù)據(jù)的選擇輸入,并將該接收到的數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)到一存儲(chǔ)設(shè)備(步驟S1)。
例如,存儲(chǔ)在造型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器120、材料數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器122、加工方法數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器124和工具數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器126中的數(shù)據(jù)顯示在顯示設(shè)備114上,并通過(guò)該輸入設(shè)備112來(lái)接收該選擇輸入。
圖3示出了由加工數(shù)據(jù)描述的一個(gè)造型的例子。圖3示出了一個(gè)金屬模具造型300,其是具有一精加工余量(finishing allowance)和一高負(fù)載點(diǎn)302的一個(gè)產(chǎn)品造型。這里,該金屬模具造型300是一個(gè)將要通過(guò)粗加工制成的造型。該高負(fù)載點(diǎn)302將在下文解釋。該造型數(shù)據(jù)可以通過(guò)組合有關(guān)最終產(chǎn)品造型的數(shù)據(jù)和有關(guān)精加工余量的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行配置。
返回到圖2的處理流程,該切削負(fù)載計(jì)算器102基于該接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)切削模擬來(lái)計(jì)算在切削工作中施加到刀具上的切削負(fù)載,并將計(jì)算結(jié)果顯示在該顯示設(shè)備114上(步驟S3)。至于該切削負(fù)載的計(jì)算方法,可使用上文提到的傳統(tǒng)的方法(已在背景技術(shù)部分作了解釋)。也就是說(shuō),計(jì)算切削區(qū)域的面積和切削深度,并基于該切削區(qū)域面積和該切削深度來(lái)計(jì)算該切削負(fù)載。順便要說(shuō)明的是,如果可以計(jì)算出切削負(fù)載,就可以設(shè)置適合于該切削負(fù)載的切削速度。例如,當(dāng)切削速度設(shè)置得慢時(shí),加工時(shí)間變長(zhǎng)。因此,在切削負(fù)載集中到一特定部位的情況下,該切削時(shí)間周期變長(zhǎng),從而整個(gè)加工時(shí)間也變長(zhǎng)。
圖4示出了作為該切削負(fù)載的計(jì)算結(jié)果而得到的第一負(fù)載模擬屏幕的例子,其是。圖4示出的是圖3示出的造型被粗加工情況下的負(fù)載模擬屏幕的例子,并示出了一負(fù)載曲線400和高負(fù)載區(qū)402。縱軸代表了在恒定進(jìn)給速率下的材料去除率(mm3/mm),橫軸代表了刀具的切削移動(dòng)距離(mm)。也就是說(shuō),該負(fù)載曲線400代表了當(dāng)沿預(yù)設(shè)的刀具路徑切削該物體時(shí),相對(duì)于刀具位置的、由該材料去除率表示的負(fù)載。順便提一句,該縱軸并不限于該材料去除率,其可以是代表該切削負(fù)載的其他值(例如,扭矩)。
該負(fù)載曲線400包括重復(fù)的相似曲線段。這是因?yàn)樵谇邢鬟^(guò)程中,物體是被一層一層地反復(fù)切削的。也就是說(shuō),在本實(shí)施例中,當(dāng)將物體作為一個(gè)平面觀察時(shí),由于計(jì)算出了在同樣的位置相似的切削負(fù)載,所以重復(fù)顯示了相似的曲線段。另外,在此模擬中,由于在切削刀具路徑被設(shè)定之后才計(jì)算切削負(fù)載,因此可以從該切削運(yùn)動(dòng)距離中檢測(cè)出該刀具位置。
那么,該高負(fù)載區(qū)402包括切削負(fù)載相對(duì)較高、具有較大的材料去除率的一區(qū)域。在本實(shí)施例中,該高負(fù)載區(qū)402是基于有關(guān)材料去除率的一個(gè)預(yù)定的參考值來(lái)自動(dòng)檢測(cè)的。然而因?yàn)槟康氖谴_定該相關(guān)數(shù)據(jù),因此如圖4所示的幀或許不會(huì)被顯示出來(lái)。另外,可以采用用戶能夠指出該高負(fù)載區(qū)402的一配置(configuration)。順便說(shuō)一句,在該高負(fù)載區(qū)402中包含兩個(gè)尖峰,這兩個(gè)尖峰代表相鄰的兩個(gè)點(diǎn)。這兩個(gè)點(diǎn)作為該高負(fù)載點(diǎn)302在圖3中示出。
在此,用圖5解釋該造型的一個(gè)例子,其中切削負(fù)載在該高負(fù)載點(diǎn)302(圖3)變高,并說(shuō)明為何當(dāng)工件被加工成這樣一個(gè)造型時(shí)切削負(fù)載會(huì)變高。
圖5是切削的示意圖。圖5顯示了一個(gè)橫截面,該橫截面包括刀具500、加工表面(perform surface)502、產(chǎn)品成形表面504和高負(fù)載形狀506。該刀具500切削該加工表面502以形成該產(chǎn)品成形表面504。這時(shí),通過(guò)輪廓平行位移粗加工或平面臺(tái)階化之后,在圖5所示的兩邊緣的被加工成平面的部分,切削負(fù)載足夠小。然而,在高負(fù)載形狀506所示的凹陷區(qū)域,切削負(fù)載較大。這是因?yàn)樵诩庸r(shí),刀具500和加工表面502的接觸面積增大了很多。也就是說(shuō),高負(fù)載點(diǎn)302(圖3)即是位于所示高負(fù)載形狀506的那部分,在該部分,同時(shí)切削較寬的面積。因此,切削負(fù)載變高了。
返回到圖2的處理流程,該NC數(shù)據(jù)生成裝置100的該第一加工方法指定單元104基于該切削負(fù)載計(jì)算器102的上述處理結(jié)果指定該高負(fù)載部位(步驟S5)。也就是說(shuō),通過(guò)使用圖4中示出的負(fù)載模擬結(jié)果,指定包括在該高負(fù)載區(qū)402內(nèi)(圖4)的位置。例如,指定了如圖3所示的高負(fù)載點(diǎn)302。
然后,該第一加工方法指定單元104指定用于該高負(fù)載點(diǎn)302(圖3)的一種加工方法(步驟S7)。例如,在該高負(fù)載點(diǎn)302(圖3)的橫截面具有圖5所示的高負(fù)載形狀506的一造型時(shí),指定諸如螺旋銑之類的可歸入鉆孔類的加工方法??赡軙?huì)自動(dòng)設(shè)定到螺旋銑或鉆孔,或讓用戶選擇加工方法。
在執(zhí)行自動(dòng)設(shè)置的情況下,例如,當(dāng)多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)是相鄰的(間隔比預(yù)定距離短)時(shí),設(shè)定為螺旋銑,當(dāng)存在一個(gè)高負(fù)載點(diǎn)或多個(gè)較高負(fù)載點(diǎn)不相鄰時(shí)(間隔等于或大于預(yù)定距離(例如,對(duì)于螺旋銑加工來(lái)說(shuō)適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度)),設(shè)定為鉆孔。在此實(shí)施例中,由于從圖4的高負(fù)載區(qū)402中的負(fù)載曲線中可得知,該高負(fù)載點(diǎn)302(圖3)包括兩個(gè)相鄰的較高負(fù)載點(diǎn),所以設(shè)定為螺旋銑。
然后,該NC數(shù)據(jù)生成裝置100的第一NC數(shù)據(jù)計(jì)算器106為該高負(fù)載部位計(jì)算NC數(shù)據(jù),并將其存儲(chǔ)在NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器128中(步驟S9)。也就是說(shuō),生成了由步驟S7指定的加工方法來(lái)加工步驟S5指定的高負(fù)載部位的NC數(shù)據(jù)。例如,生成了由該螺旋銑加工該高負(fù)載點(diǎn)302(圖3)的NC數(shù)據(jù)。順便說(shuō)明一下,由于NC數(shù)據(jù)生成功能在CAM軟件中是一個(gè)普通功能,所以略去了解釋。該生成的NC數(shù)據(jù)包括NC機(jī)床130進(jìn)行NC加工所必要的數(shù)據(jù),諸如工具數(shù)據(jù),材料數(shù)據(jù),工具路徑數(shù)據(jù),切削速度數(shù)據(jù)之類。
圖6顯示了基于步驟S9(圖2)中生成的NC數(shù)據(jù)執(zhí)行了加工之后的一物體造型的例子。圖6示出了一物體造型600,該物體造型包括一個(gè)加工過(guò)的部位602。該加工過(guò)的部位602是相應(yīng)于該高負(fù)載點(diǎn)302(圖3)的一個(gè)部位,它是如上文所述由螺旋銑形成的一個(gè)孔。
回到圖2的處理流程,該NC數(shù)據(jù)生成裝置100的該切削負(fù)載計(jì)算器102基于在加工完高負(fù)載部位之后的材料造型通過(guò)加工模擬計(jì)算切削負(fù)載(步驟S11)。例如,計(jì)算當(dāng)將如圖6所示的加工后的物體造型進(jìn)一步切削成如圖3所示造型時(shí)的切削負(fù)載。
圖7示出了作為該切削負(fù)載計(jì)算結(jié)果的第二負(fù)載模擬屏幕的一個(gè)例子。圖7示出如圖4的負(fù)載曲線。然而,因?yàn)槭褂昧藢?duì)該高負(fù)載部位(例如高負(fù)載點(diǎn)302(圖3))進(jìn)行加工之后的造型數(shù)據(jù),因此在圖7中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)包含在高負(fù)載區(qū)402(圖4)內(nèi)的具有高切削負(fù)載的區(qū)域。也就是說(shuō),與圖4的例子相比,可以看到尖峰完全降低了。
返回到圖2所示的處理流程,該NC數(shù)據(jù)生成裝置100的該切削負(fù)載計(jì)算器102判斷是否從用戶處接收到了重新計(jì)算指令(步驟S13)。例如,在圖7的屏幕上,當(dāng)材料去除率被用戶指定為一個(gè)新的參考值時(shí),或者當(dāng)在圖形中指定了高負(fù)載區(qū)并點(diǎn)擊了重新計(jì)算按鈕(未示出)時(shí),該切削負(fù)載計(jì)算器102就接收了該重新計(jì)算指令。該用戶觀察如圖7示出的屏幕,當(dāng)他或她想要更提前地降低該切削負(fù)載時(shí),他或她就會(huì)指示重新計(jì)算。
如果判定結(jié)果是沒(méi)有進(jìn)行任何的重新計(jì)算指令(步驟13“否”的路線),則該NC數(shù)據(jù)生成裝置100的該第二NC數(shù)據(jù)計(jì)算器108基于對(duì)該高負(fù)載部位進(jìn)行加工之后的材料造型計(jì)算NC數(shù)據(jù),并將其存儲(chǔ)到該NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器128(步驟S15)。例如,計(jì)算該NC數(shù)據(jù),用于將如圖6所示的該加工過(guò)的物體造型切削到如圖3所示的造型。由于此NC數(shù)據(jù)是基于如下所述的物體造型計(jì)算出來(lái)的,即該物體造型由模擬加工而預(yù)期能引起較高切削負(fù)載的部位已經(jīng)被切削了,所以與沒(méi)有進(jìn)行過(guò)加工的物體的情況,諸如直接加工長(zhǎng)方體相比,切削負(fù)載相對(duì)較小,這樣可以提高切削速度。例如,根據(jù)該切削負(fù)載下降率的倒數(shù)將切削速度設(shè)置為的一個(gè)值。因此,可以縮短加工時(shí)間。順便說(shuō)明一下,至于諸如工具數(shù)據(jù)、不同于加工前該物體造型的其他造型等其他加工條件,與加工模擬時(shí)的條件完全相同。
另一方面,在判斷有重新計(jì)算指令的情況下(步驟S13“是”路徑),該處理返回到該步驟S5。也就是說(shuō),該第一加工方法指定單元104基于在圖7中的屏幕上指定的新條件指定高負(fù)載部位。這里,除了該在圖4的屏幕上指定的高負(fù)載部位之外,還要進(jìn)一步指定高負(fù)載部位,或者擴(kuò)展指定高負(fù)載部位的區(qū)域。然后,重新進(jìn)行如上所述的步驟S7到S11的處理過(guò)程。
圖8示出了一物體造型的一個(gè)例子,該造型是在基于又一次執(zhí)行步驟S9(圖2)而生成的NC數(shù)據(jù)進(jìn)行加工之后的造型。圖8示出了一個(gè)物體造型800,該物體造型800包括第一加工部位802、第二加工部位804、第三加工部位806、第四加工部位808和第五加工部位810。該第三加工部位806對(duì)應(yīng)于圖6中的加工部位602。那么,當(dāng)將該物體造型600與該物體造型800相比較時(shí),可以明白加工部位增多了。該加工部位804、806和808和加工部位602(圖6)一樣,例如是由螺旋銑加工成的孔。那就是說(shuō),這些加工部位是多個(gè)點(diǎn)的螺旋銑部位,所述多個(gè)點(diǎn)彼此以一預(yù)定間隔相鄰,其中,例如在恒定進(jìn)給率的情況下,材料去除率等于或大于諸如50(mm3/mm)的條件被指定為圖7上的高負(fù)載點(diǎn)的閾值。另一方面,由于該加工部位802和810與其他高負(fù)載點(diǎn)的距離超過(guò)了預(yù)定距離,所以它們是通過(guò)鉆孔的方式形成。
順便說(shuō)一下,當(dāng)加工如第二加工部位804那樣的細(xì)長(zhǎng)孔時(shí),可能需要開(kāi)槽。另外,多個(gè)鄰近的部位,諸如該第一加工部位802和第二加工部位804可通過(guò)開(kāi)槽的方式一起加工出來(lái)。這樣,為了大幅地降低切削負(fù)載,有必要事先在多個(gè)部位開(kāi)孔。
圖9示出了作為切削負(fù)載計(jì)算結(jié)果的第三負(fù)載模擬屏幕的例子。圖9示出了如圖4和圖7的負(fù)載曲線。然而,由于計(jì)算的是當(dāng)從如圖8所示的物體造型加工到如圖3所示的造型的負(fù)載,因此可以明白該尖峰完全被降低了。也就是說(shuō),與圖4和圖7相比,由于切削負(fù)載降低了,可以提高切削速度。用戶可以發(fā)出重復(fù)計(jì)算的指令,直到他或她在屏幕上看到滿意的圖形為止。
這樣,通過(guò)進(jìn)行切削負(fù)載模擬,并且從其他部位的加工步驟中分離出切削負(fù)載推定較高部位的加工步驟,生成了能夠使得切削負(fù)載全部降低的NC數(shù)據(jù)。由此配置,與沒(méi)有分離該加工步驟就進(jìn)行加工的情況相比,可以提高加工速度。
接下來(lái),使用圖10解釋圖1示出的NC機(jī)床130的處理流程。首先,該NC機(jī)床130從存儲(chǔ)在該NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器128中的數(shù)據(jù)讀出用于高負(fù)載部位的NC數(shù)據(jù)(步驟S21)。該用于高負(fù)載部位的NC數(shù)據(jù)是指在步驟S9(圖2)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
然后,該NC機(jī)床130根據(jù)讀出的NC數(shù)據(jù)對(duì)該高負(fù)載部位進(jìn)行加工(步驟S23)。例如,通過(guò)螺旋銑進(jìn)行預(yù)先開(kāi)孔。
然后,該NC機(jī)床130從存儲(chǔ)在NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器128的NC數(shù)據(jù)中,讀出基于對(duì)高負(fù)載部位進(jìn)行加工之后的材料造型的該NC數(shù)據(jù)(步驟S25)。這里讀出的該NC數(shù)據(jù)是在步驟S15(圖2)中存儲(chǔ)的NC數(shù)據(jù)。順便說(shuō)明的是,在步驟S21中,NC數(shù)據(jù)也可從一存儲(chǔ)器中讀出,并寫入該存儲(chǔ)器中。然后,該NC機(jī)床130根據(jù)步驟S25中讀出的該NC數(shù)據(jù),對(duì)加工了該高負(fù)載部位之后的材料進(jìn)行粗加工(步驟S27)。
這樣,根據(jù)由該NC數(shù)據(jù)生成裝置100生成的NC數(shù)據(jù),一步步地執(zhí)行該加工。
盡管以上說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,但是本發(fā)明并不限于本實(shí)施例。例如,圖1中示出的NC數(shù)據(jù)生成裝置100的功能方框僅僅是示例性的,并不總是對(duì)應(yīng)于實(shí)際的程序模塊。另外,在圖4、圖7和圖9中示出的屏幕示例也僅僅是為了舉例,同樣的數(shù)據(jù)也可用其他方式來(lái)表達(dá)。例如,可以配置這樣一屏幕,其中,可以直接顯示出一位置,以便用戶能夠容易地識(shí)別出該高負(fù)載部位。
另外,該NC數(shù)據(jù)生成裝置100可以被配置為一臺(tái)計(jì)算機(jī)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)。相似地,該輸入設(shè)備112,顯示設(shè)備114和NC機(jī)床130可以分別配置為多個(gè)設(shè)備。需要說(shuō)明的是,盡管上文描述的實(shí)施例中示出了用于金屬模具加工的一個(gè)例子,但是本發(fā)明的技術(shù)可以被應(yīng)用到任何其他物體的加工上,并不限于金屬模具。
盡管通過(guò)一個(gè)特定的優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明,熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以從中受到啟示得出各種變化和改進(jìn),但需指出本發(fā)明包括所有這些屬于權(quán)利要求書的范圍的變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于加工的NC數(shù)據(jù)生成方法,包括生成加工一物體的一第一部位的NC數(shù)據(jù),所述第一部位基于所述物體的一推定切削負(fù)載分布而被指定;在加工了所述物體的所述第一部位之后,生成加工所述物體的NC數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的NC數(shù)據(jù)生成方法,其中所述第一生成步驟包括生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的NC數(shù)據(jù),并將所述數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給一用戶;和從所述用戶接收一指定所述第一部位的輸入,并將所述第一部位的NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的NC數(shù)據(jù)生成方法,其中所述第一生成步驟包括生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的數(shù)據(jù);和將所述推定切削負(fù)載高于一預(yù)定參考值的一部位指定為所述第一部位,并將所述第一部位的NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的NC數(shù)據(jù)生成方法,其中所述第一部位是這樣的一部位,即一刀具負(fù)載在該部位被推定高于所述物體的除所述第一部位之外的一部位。
5.如權(quán)利要求1所述的NC數(shù)據(jù)生成方法,其中所述第二生成步驟包括,在加工了所述第一部位之后,基于對(duì)所述第一部位進(jìn)行加工之后的一物體造型生成加工所述物體的NC數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的NC數(shù)據(jù)生成方法,其中在加工了所述第一部位之后加工所述物體的所述NC數(shù)據(jù)包括這樣的NC數(shù)據(jù),即其具有的進(jìn)給率高于當(dāng)生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的NC數(shù)據(jù)時(shí)的進(jìn)給率集合。
7.如權(quán)利要求1所述的NC數(shù)據(jù)生成方法,其中加工所述第一部位的所述NC數(shù)據(jù)是用于開(kāi)孔的NC數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的NC數(shù)據(jù)生成方法,其中加工所述第一部位的所述NC數(shù)據(jù)和在加工了所述第一部位之后加工所述物體的NC數(shù)據(jù)是用于粗加工的NC數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求1所述的NC數(shù)據(jù)生成方法,其中在所述第一部位包括多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)的情況下,所述第一生成步驟包括基于所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)之間的一距離指定一用于所述多個(gè)較高負(fù)載點(diǎn)的加工方法。
10.如權(quán)利要求9所述的NC數(shù)據(jù)生成方法,其中在所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)之間的一距離小于一預(yù)定距離的情況下,所述加工方法是一起加工所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)的加工方法。
11.如權(quán)利要求9所述的NC數(shù)據(jù)生成方法,其中在所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)之間的一距離等于或大于一預(yù)定距離時(shí),所述加工方法是單獨(dú)加工所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)的加工方法。
12.一種使一計(jì)算機(jī)生成加工用的NC數(shù)據(jù)的程序,儲(chǔ)存在一介質(zhì)上,所述程序包括生成加工一物體的一第一部位的NC數(shù)據(jù),所述第一部位基于所述物體的一推定切削負(fù)載分布而被指定;在加工了所述物體的所述第一部位之后,生成加工所述物體的NC數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求12所述的程序,其中所述第一生成步驟包括生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的數(shù)據(jù),并將所述數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給一用戶;和從所述用戶接收一指定所述第一部位的輸入,并將所述第一部位的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。
14.如權(quán)利要求12所述的程序,其中所述第一生成步驟包括生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的NC數(shù)據(jù);和將所述推定切削負(fù)載高于一預(yù)定參考值的一部位指定為所述第一部位,并將所述第一部位的NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。
15.如權(quán)利要求12所述的程序,其中用于在加工了所述第一部位之后加工所述物體的所述數(shù)據(jù)包括這樣的NC數(shù)據(jù),即其具有的進(jìn)給率高于當(dāng)生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的NC數(shù)據(jù)時(shí)的進(jìn)給率集合。
16.如權(quán)利要求12所述的程序,其中在所述第一部位包括多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)的情況下,所述第一生成步驟包括基于所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)之間的一距離指定一用于所述多個(gè)較高負(fù)載點(diǎn)的加工方法。
17.一種用于加工的NC數(shù)據(jù)生成裝置,包括一第一生成器,生成加工一物體的一第一部位的NC數(shù)據(jù),所述第一部位基于所述物體的一推定切削負(fù)載分布而被指定;一第二生成器,在加工了所述物體的所述第一部位之后,生成加工所述物體的NC數(shù)據(jù)。一輸出設(shè)備,輸出加工所述物體的所述第一部位的所述NC數(shù)據(jù),并輸出在加工了所述物體的所述第一部位之后加工所述物體的所述NC數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求17所述的NC數(shù)據(jù)生成裝置,其中所述第一生成器包括一生成器,生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的NC數(shù)據(jù),并將所述NC數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給一用戶;和一輸入接收器,從所述用戶接收一指定所述第一部位的輸入,并將所述第一部位的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。
19.如權(quán)利要求17所述的NC數(shù)據(jù)生成裝置,其中所述第一生成器包括一生成器,生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的NC數(shù)據(jù);和一指定單元,將所述推定切削負(fù)載高于一預(yù)定參考值的一部位指定為所述第一部位,并將所述第一部位的NC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。
20.如權(quán)利要求17所述的NC數(shù)據(jù)生成裝置,其中在加工了所述第一部位之后加工所述物體的所述數(shù)據(jù)包括這樣的NC數(shù)據(jù),即其具有的進(jìn)給率高于當(dāng)生成所述物體的所述推定切削負(fù)載分布的NC數(shù)據(jù)時(shí)的進(jìn)給率集合。
21.如權(quán)利要求17所述的NC數(shù)據(jù)生成裝置,其中所述第一生成器包括一指定單元,其在所述第一部位包括多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)的情況下,基于所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)之間的一距離指定一用于所述多個(gè)高負(fù)載點(diǎn)的加工方法。
全文摘要
本發(fā)明的目的是生成NC(Numerical Control數(shù)控)數(shù)據(jù)以提高加工效率。本發(fā)明包括下列步驟生成加工一物體的一第一部位的NC數(shù)據(jù),其中該第一部位基于該物體的一推定切削負(fù)載分布而被指定;和在加工了所述物體的所述第一部位之后生成加工所述物體的NC數(shù)據(jù)。這樣,至少生成了兩個(gè)階段的加工數(shù)據(jù),其基于諸如該推定切削負(fù)載的高或低而被分開(kāi)。也就是說(shuō),機(jī)床分步驟地處理該物體。因此,可以提前加工一個(gè)部位,并且可以確定的是最好基于該推定切削負(fù)載分布提前加工,該加工之后的該物體被分離地加工。
文檔編號(hào)G05B19/18GK1540466SQ200410007239
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2004年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月21日
發(fā)明者池田滿, 中辻正浩, 浩, 河田健治, 治, 柴田房雄, 雄 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社
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