用于模拟在机床上加工工件的工序的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于模拟在机床上加工工件的工序的装置和方法。本发明专利技术的特征在于整体模拟方法。特定来说，ＰＬＣ控制构件７２３和ＰＬＣ工序模拟构件７２５帮助模拟机床的ＰＬＣ移动工序。这实现了机床在其所有实质方面中的现实模拟，从而获得尤其在培训领域中和在确定机器利用时间期间的相当大的优点。

Device and method for simulating the process of processing workpieces on a machine tool

The present invention relates to an apparatus and method for simulating the process of processing workpieces on a machine tool. The invention is characterized in an overall simulation method. Specifically, the PLC control component 723 and the PLC process simulation component 725 help to simulate the PLC movement process of the machine tool. This implements a realistic simulation of the machine tool in all its essential aspects, thus obtaining considerable advantages, especially in the field of training and in determining the time to use the machine.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。特定来说，其使得可模拟CNC (计算机化数字控制)机器上的工序。技术背景术语CNC指包括一个或多个用于执行控制功能的微处理器的数字 控制装置。CNC的外部特征为显示屏和键盘。数字控制装置(CNC)由 CNC程序操作，所述程序包括所有必要功能，例如插补、姿态控制和速 度控制。通过使用所述一个或多个微处理器和CNC程序，实施通常将由 机器用户指定的取决于工件的CNC零件程序。CNC零件程序由逐步描述用于加工工件的机器的总操作工序的任 意数目的语句组成。程序中的每一语句表示几何加工步骤和/或特定机器 功能。语句可含有不同指令。在其间作出区分-几何指令，通过其控制刀具与工件之间的相对移动， -技术指令，通过其确定进给速率、锭轴转速和刀具， -行进指令，其确定移动类型，例如快速移动、直线插补、圆形插补 和水平面选择，-切换命令，用于选择刀具、转位工作台位置、冷却剂供应， -校正调用，例如用于刀具长度校正、铣刀直径校正、切割边缘半径 校正和零点偏移，以及-循环或子程序调用，用于频繁递归程序段。除了数字控制、CNC程序和CNC零件程序以外，另外需要对要控 制的机器的逻辑控制程序(PLC程序)，所述逻辑控制程序将被产生并 集成到机器制造商的存储程序逻辑控制(SPS:PLC(可编程逻辑控制器)) 中。其中，确定用于特定功能工序(例如用于刀具更换、工件更换和轮 轴限制)的所有机器定向的联动装置和联锁装置。期望强调针对CNC与PLC之间进一步限制的一些差异。用于加工工件的CNC零件程序由机器用户产生。CNC零件程序可由用户随机改 变或修改。然而，PLC程序由机器制造商产生并约束性地存储在(例如) ROM (只读存储器)上。仅在异常情况下才需要改动或改变PLC程序。 特定来说，在操作期间的任何编程都不在PLC中执行。PLC程序必须针 对每一 PLC (存储程序逻辑控制器)产生且无法针对其它PLC商标而编 译。基于这个重要差异的结果在于，每台机器可能有高达几千个CNC 零件程序。CNC零件程序由机器用户产生，固定循环和子程序可无论如 何均由制造商提供。通常，对一个PLC仅有一个固定的针对现场的程序。 所述程序由机器的制造商产生，主要通过使用可用的操作单元产生。用 于模拟机床对工件的移动的模拟系统在现有技术中是已知的。在此过程 中，工件和例如由机床对其执行的移动被三维视觉化。可从不同角度观 看视觉化工件。在此基础上已知使得用户能够在使工件和机床零件视觉化的图形环 境中指定加工工序的系统，所述工序可在系统中的虚拟模型上测试并随 后转译为CNC零件程序。EP 0 902 343中揭示了如上所述的现有技术的实例。其中描述的系 统允许通过使用至少一个虚拟操作单元而针对虚拟工件产生CNC零件 程序。在此系统中，用户可使用数据输入构件指定虚拟动作。虚拟操作 单元上的预定虚拟动作自动转换为控制程序的控制指令，所述指令允许 无冲突的动作，其中考虑到预定机器和控制配置。在此系统中，用户不 必知道机器和控制器配置。机器和控制器配置中包含的复杂性从用户转 移到数据处理构件，使得用户能够完全集中于将模拟的虚拟动作和虚拟 操作单元。
技术实现思路
从现有技术开始，本专利技术的目的是提供一种用于模拟机床上工序的装置和方法，其实现对机床上的移动工序的增强模拟。根据本专利技术，通过包括根据权利要求1所述的特征的装置、通过包 括根据权利要求5所述的特征的方法以及包括根据权利要求9所述的特 征的计算机程序产品来实现所述目的。此外，本专利技术包括用于产生包含 根据权利要求10所述的特征的PLC机床工序数据的方法和包含根据权利要求11所述的特征的PLC工序模拟构件，其可设计为包括根据权利 要求12所述的特征的计算机程序产品以便帮助实现上述目的。在附属权利要求中陈述本专利技术的有利发展和优选实施例。 本专利技术描述一种用于模拟在机床上加工工件的工序的装置。根据本专利技术，此装置包括第一存储构件，用于存储用于产生机床虚拟图像的 机床数据；第二存储构件，用于存储用于产生至少一个工件的虚拟图像 的工件数据；以及第三存储构件，用于存储用于产生至少一个资源的虚 拟图像的资源数据。由于这些构件的缘故，提供产生机床实际图像所需的数据。这不仅 包含对刀具台和工件的说明，还包含详细表示模拟期间夹持情况的可能 性。此外，可以用各种配置展示机床，例如包含保护室(即，作为外观)， 或在近观中用于专门显示连同工件和刀具的刀具台。相应数据由相应构 件供应到总模拟设备。因此，实际上提供装载有工件和刀具的机床。根据本专利技术通过提供彼此之间执行必要数据交换的CNC控制构件、 PLC控制构件和PLC工序模拟构件来实现尤其接近于现实的机床上的工 件加工过程的表示。由此，依据由相应构件(例如输入构件)、由用户或 数据载体提供的控制数据，CNC控制构件产生对应于机床上相应控制信 号和/或机床相应状态的CNC数据。在此专利技术装置中，PLC模拟具有特别的重要性。在本专利技术中，通过 用于产生PLC控制输出数据的PLC控制构件以及用于依据PLC控制输 出数据和机床数据而产生PLC模拟数据和PLC控制输入数据的PLC工 序模拟构件的相互作用来实现相同情况。此处，PLC控制构件的功能是产生PLC控制输出数据。这些可例如通过CNC零件程序的相应语句来 检索，且对应于涉及机床加工状态的指令。作为对其的反应，PLC工序 模拟构件产生PLC控制输入数据，其将机床的操作状态通知PLC控制 构件。这实现处理操作的完整工序的描述，其中包含CNC和PLC控制 输出的指令。而且，PLC工序模拟构件产生描述PLC受控移动工序的PLC模拟 数据。总模拟构件接收PLC模拟数据和CNC数据，且因此结合CNC控 制构件、PLC控制构件和PLC工序模拟而使得首次可模拟可在真实机床 上实施的所有移动工序。基于此概念，本专利技术装置提供一种结构，其以简单的方式使得可用 模拟的形式按照真实机床上的功能实施所有功能。举例来说，例如可通 过合适的模块以简单方式用模拟形式显示加工功能，例如台、头和锭轴 的倍率或手动移动操作。这允许提供一种与数据处理技术相关的基本结 构，其较大程度适合于机床上的真实数据处理工序且可在受到请求时被 连续修正。换句话说，CNC控制构件、PLC控制构件、PLC工序模拟构件和总 模拟装置之间的相互作用详细地实现了整体模拟方法，其中由于考虑到 加工工件时的相应部分功能而可提供尤其接近现实的模拟。由此，本专利技术模拟装置可完成目前为止常规模拟方法无法完成的任 务。举例来说，可检测所有即将发生的冲突，尤其是PLC工序可能导致 的冲突。同样可模拟例如刀具的自动更换(刀具自动化)和工件的自动 更换(工件自动化)。由此可检测例如由于以下事实而造成的冲突当到 刀具库的门片关闭时将执行刀具更换；刀具将容纳在锭轴中，但另一刀 具仍夹持在其中；或从锭轴中取出的刀具将插入刀具库的定点中，在所 述定点中已放置另一刀具。在工件自动化模拟的框架内，也可模拟例如 可以圆形形式或以架子形式建置的托盘存储装置。可检测例如由以下事 实造成的冲突刀具不正确地夹持在托盘上，使得当将托盘引入机床时将存在冲击。而且，本专利技术模拟装置由于以下事实而实现对机器利用时间的现实 估计PLC控制构件能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于模拟在机床上加工工件的工序的装置（７０１），其包括　　　　第一存储构件（７０２），用于存储用于产生机床虚拟图像的机床数据，　　　　第二存储构件（７０６），用于存储用于产生至少一个工件的虚拟图像的工件数据，　　　　第三存储构件（７０７），用于存储用于产生至少一个资源的虚拟图像的资源数据，　　　　用于提供控制数据的构件（７１０），用于执行结合机床上的工件加工的工序，　　　　ＣＮＣ控制构件（７２０），用于依据所述控制数据产生ＣＮＣ数据，　　　　ＰＬＣ控制构件（７２３），用于产生ＰＬＣ控制输出数据，　　　　ＰＬＣ工序模拟构件（７２５），用于依据所述ＰＬＣ控制输出数据和所述机床数据来产生ＰＬＣ模拟数据和ＰＬＣ控制输入数据，　　　　总模拟构件（７３１），用于依据所述ＣＮＣ数据、所述ＰＬＣ模拟数据、所述机床数据、所述工件数据和所述资源数据来产生关于在所述机床上加工工件的工序的总模拟数据，以及　　　　视觉化构件（７３５），用于视觉化所述总模拟数据，其包括用于显示在所述机床上加工工件的工序的显示构件（７３６）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：鲁道夫哈恩，曼弗雷德赫斯，
申请(专利权)人：普夫隆腾德克尔马豪有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]