用于显示真实机床加工单元动作的虚拟机床制造技术

本发明专利技术涉及一种用于显示机床加工单元动作的虚拟机床，特别是用于显示在根据ＣＮＣ加工程序包加工工件时的动作的虚拟机床，其中借助至少一个第一可视化单元以呈虚拟加工单元动作的形式进行显示，所述虚拟机床包括具有至少一个第一数据处理单元的动作控制装置，该动作控制装置利用对ＣＮＣ加工程序包的ＣＮＣ数据组进行处理的控制程序来获知对于虚拟加工单元动作的控制指令，还包括具有至少一个第二数据处理单元的可视化控制装置，该可视化控制装置利用可视化程序结合所储存的机床模型几何形状的配置数据和由动作控制装置所获知的控制指令在第一可视化单元上显示虚拟加工单元的动作，以及包括具有第三数据处理单元的操作控制装置，该操作控制装置利用操作程序使动作控制装置运行，为对这种虚拟机床以如下方式进行改进，即，使对虚拟工件加工的模拟尽可能接近真实情况，提出：虚拟机床包括刀具建模系统，利用该刀具建模系统可以为至少一个虚拟刀具由刀具数据和刀具模型来生成刀具配置数据并输送给可视化程序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于显示机床加工单元动作的虚拟机床，特别是用于显示在根据数控机床(CNC)加工程序包加工工件时的动作的虚拟机床，其中借助至少一个第一可视化 单元以呈虚拟加工单元动作的形式进行显示，所述虚拟机床包括具有至少一个第一数据 处理单元的动作控制装置，其利用对CNC加工程序包的CNC数据组进行处理的控制程序来 获知虚拟加工单元动作的控制指令；具有至少一个第二数据处理单元的可视化控制装置， 其利用可视化程序结合所储存的机床模型几何形状的配置数据和由动作控制装置所获知 的控制指令在第一可视化单元上显示虚拟加工单元的动作；以及具有第三数据处理单元的 操作控制装置，其利用操作程序使动作控制装置运行。
技术介绍
这种虚拟机床由现有技术例如DE 10 2005 045 028 Al有所公开。该虚拟机床中存在的问题是，对虚拟工件在这种虚拟机床上的加工进行的模拟与 真实情况有所偏差。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，对这种虚拟机床以如下方式进行改进，使虚拟工件加工 的模拟尽可能接近真实。该任务在一种开头所述类型的虚拟机床中依据本专利技术以如下方式得以实现，即， 虚拟机床包括刀具建模系统，利用该系统可以为至少一个刀具由刀具数据和刀具模型生成 刀具配置数据并输送到可视化程序。依据本专利技术的解决方案的优点在于，实现如下可能性，S卩，以简单的方式生成刀具 配置数据，这些刀具配置数据一方面基于刀具数据和另一方面基于几何形状数据并且与以 往公开的解决方案相比，一方面以简单的方式和另一方面尽可能接近真实情况地生成。特别有益的是，刀具建模系统所需的刀具数据具有相应于CNC加工程序包刀具数 据结构的结构，真实机床动作控制装置的控制程序利用所述刀具数据来工作。这种解决方案的主要优点在于，因此真实机床的本来存在的和CNC加工程序包中 至少直接在加工真实工件之前存在的刀具数据可以被接收。在此，特别适用的是，操作程序具有包括刀具数据接收模块的刀具功能，利用该收 据接收模块可以将配属于CNC加工程序包的刀具数据传送到刀具建模系统，以生成刀具配置数据。这种解决方案的优点在于，因此存在如下可能性，即，真实机床的真实刀具数据在 真实工件的加工之前转送到虚拟机床内并在虚拟机床上再次模拟虚拟工件的加工，以便再 次利用真实刀具的刀具数据例如对整个CNC加工程序包在发生碰撞的危险方面进行检验。为可以简单方式将刀具数据传送到刀具建模系统，优选设置为刀具数据接收模 块读出与CNC加工程序包共同储存在操作控制装置内的刀具数据并传送到刀具建模系统。在此，依据本专利技术的刀具建模系统能够以不同的方式构成。特别是在刀具建模系统内部的刀具配置数据的生成方面，到目前尚未作出详细说 明。因此设置如下的具有优点的解决方案，S卩，刀具建模系统由刀具的零件储存在刀 具模型内的几何形状数据以及刀具数据而生成刀具配置数据。在此，几何形状数据以不同的类型和方式构成。非常接近真实情况的解决方案设置为，刀具零件的几何形状数据为例如由零件的 结构图导出的三维几何形状数据。另一种具有优点的解决方案设置为，刀具建模系统由 刀具的近似体积模型储存在 刀具模型内的几何形状数据和刀具数据而生成刀具配置数据。这种方式生成的刀具配置数据不太精确，但优点是为此无需刀具分量的三维几何 形状数据，而是可以从操作者方面以简单方式通过确定近似的体积模型而生成刀具的几何 形状数据。特别是在这种情况下体积模型的几何形状数据是通过刀具数据形状可变的单块 体的几何形状数据，从而单块体在其形状上与刀具数据相应地配合。因此，虽然刀具配置数据不是基于与真实尺寸相应的物体，但刀具配置数据至少 在对加工重要的刀具数据方面进行精确确定。此外，开头所称的任务依据本专利技术通过一种用于显示真实机床加工单元动作的方 法，特别是用于显示在根据CNC加工程序包加工工件时的动作的方法，其中借助至少一个 第一可视化单元以呈虚拟机床的虚拟加工单元动作的形式进行显示，其中，动作控制装置 利用对CNC加工程序包的CNC数据组进行处理的控制程序来获知对于虚拟加工单元动作的 控制指令，其中，操作控制装置利用操作程序使动作控制装置运行以及其中，可视化控制装 置利用可视化程序借助所储存的机床模型的配置数据和由动作控制装置获知的控制指令 在第一可视化单元上显示虚拟加工单元的动作，依据本专利技术以如下方式来解决，即，设置有 刀具建模系统，该刀具建模系统为至少一个刀具由刀具数据和几何形状数据而生成用于可 视化程序的刀具配置数据。在此，特别具有优点的是，由刀具建模系统处理的刀具数据具有相应于真实机床 CNC加工程序包刀具数据结构的结构，从而因此存在的可能性是刀具数据在真实机床与 虚拟机床之间进行交换。在这种情况下特别有益的是，虚拟刀具数据相应于真实机床的真实刀具装备时所 获知的至少一个刀具的刀具数据。在此，至少一个刀具优选是处于担心最有可能出现碰撞的工作位置上的刀具。在对真实刀具装备时的刀具数据获知方面，到目前尚未详细说明。因此，具有优点的解决方案设置为，真实刀具装备的刀具数据在真实刀具预调整 时获知。此外，在刀具数据方面始终需要考虑的是，刀具的尺寸例如由于磨损而改变。出于这一原因优选设置为，刀具数据与刀具的磨损相应地进行修正。依据本专利技术的方法的其他特征已经结合依据本专利技术的虚拟机床进行了说明，从而 为此可以对这些实施方案的全部内容进行参弓I。附图说明此外，本专利技术的其他特征和优点是下列说明以及对一些实施例图示表达的主题。在图中图1示出依据本专利技术的真实机床实施例的配置方案的示意图；图2示出依据本专利技术的真实机床实施例的程序配置方案的示意图；图3示出用于依照图2的依据本专利技术的真实机床的实施例的程序配置方案的配置 参数分配的示意图；图4示出依据本专利技术的虚拟机床的实施例的配置方案的示意图；图5示出依据本专利技术的虚拟机床的实施例的程序配置方案的示意图；图6示出用于对依照图2的依据本专利技术的虚拟机床的实施例进行程序配置的参数 配置分配方案的示意图；图7示出依据本专利技术的刀具建模系统在依据本专利技术的虚拟机床程序配置内部的 第一实施例的示意图；图8示出依据本专利技术的虚拟机床中虚拟刀具的结构示意图；图9示出图8虚拟刀具生成的示意图；图10示出依据本专利技术的刀具建模系统的第一实施例中刀具数据生成的示意图；图11示出依据本专利技术的刀具建模系统在虚拟机床的程序配置内部的第二实施例 类似于图7的示意图；以及图12示出依据本专利技术的刀具建模系统第二实施例的虚拟刀具生成的类似于图9 的示意图。具体实施例方式在图1至3中所示的、整体采用附图符号10标注的真实机床包括床身12，上面设 置用于加工工件WS的大量加工单元H^HyH3和144。例如加工单元H1为工件主轴，加工单元142为刀架，加工单元143为另一刀架以 及加工单元144为用于支撑工件WS的尾座。在此，工件主轴H1容纳工件WS并能够环绕主轴轴线S旋转式地驱动工件WS。刀架142例如构成为多重刀架并携带大量的刀具WZ，其中，各一个刀具都可以用在 工件WS上。在此，刀架142例如相对于床身12并也相对于工件主轴H1可以通过三条彼此正 交分布的NC轴，例如X轴X2、Y轴Y2和Z轴Z2利用相应的驱动装置运动，也就是利用X轴 驱动装置、Y轴驱动装置和Z轴驱动装置运动，以便本文档来自技高网...

【技术保护点】
虚拟机床（Ｖ１０），用于显示机床的加工单元（Ｖ１４）的动作，特别是用于显示在根据ＣＮＣ加工程序包（７８）加工工件（ＶＷＳ）时的动作，其中借助至少一个第一可视化单元（２１０）以呈虚拟加工单元（Ｖ１４）动作的形式进行显示，所述虚拟机床（Ｖ１０）包括；具有至少一个第一数据处理单元（Ｖ３２）的动作控制装置（Ｖ３０），所述动作控制装置（Ｖ３０）利用对ＣＮＣ加工程序包的ＣＮＣ数据组进行处理的控制程序（Ｖ３８）来获知对于所述虚拟加工单元（Ｖ１４）动作的控制指令（Ｖ４４）；具有至少一个第二数据处理单元（２２２）的可视化控制装置（２２０），所述可视化控制装置（２２０）利用可视化程序（２３８）结合所储存的机床模型（２４０）的几何形状配置数据和由所述动作控制装置（Ｖ３０）所获知的控制指令（Ｖ４４）在所述第一可视化单元（２１０）上显示所述虚拟加工单元（Ｖ１４）的动作；以及具有第三数据处理单元的操作控制装置（Ｖ７０），所述操作控制装置（Ｖ７０）利用操作程序（Ｖ８０）使所述动作控制装置（Ｖ３０）运行，其特征在于，所述虚拟机床（Ｖ１０）包括刀具建模系统（２５０），利用所述刀具建模系统（２５０）能够为至少一个虚拟刀具（ＶＷＺ）由刀具数据（Ｖ２８０）和刀具模型（２７０）生成刀具配置数据（２９２）并将所述刀具配制数据（２９２）输送给所述可视化程序（２３８）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃伯哈德贝克，马蒂亚斯埃瑟利，斯特凡格罗斯曼，约尔格朱津格，
申请(专利权)人：哈恩和特斯基工件指数有限商业两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]