数控机床的加工时间预测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种数控机床的加工时间预测装置，其为计算刀具根据NC指令在指定的刀具路径上移动所需要的时间(刀具移动时间)，把刀具路径分割为多个段，求出分割后的各段的切向的速度，根据所求出的切向的速度，计算刀具在各段上移动需要的时间，进而，求出这样算出的在各段上移动的时间的总和作为刀具移动时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算通过NC(数控)指令使刀具在指定的路径上移动所需要的时间的、数控机床的加工时间预测装置。
技术介绍
预先预测通过数控机床的加工时间对于高效率地运用机床十分重要。为预测加工时间必须了解刀具的移动速度。作为预测刀具实际的移动速度的方法已知下述几种。在日本特开2007-25945号公报中公开了这样的技术把根据加工机的机种以及加工方式的至少一方设定的速度控制参数做成数据库，把对移动指令数据编程后的NC数据(NC指令)输入加工时间预测模块，通过上述加工时间预测模块读出与选择的加工机的机种或者加工方式对应的速度控制参数，根据该读出的速度控制参数和上述移动指令预测加工时间。在日本特开2009-98981号公报中公开了这样的技术求用小间隔分割刀具轨迹的分割轨迹，，求出使刀具以按照所指定的移动速度的速度在上述分割轨迹上移动而加工工件时的该分割轨迹上的任意位置的刀具位置、和各分割轨迹上的各轴方向的刀具移动速度的时间变化作为轴控数据，根据以该求出的轴控数据指定的上述各轴方向的移动速度的时间变化来计算加工所要时间。在日本特开2005-301440号公报中公开了这样的技术用与NC机床(数控机床) 的驱动用插补算法相同的插补算法插补对于机床的轴移动指令中所指令的移动轨迹，对上述轴移动指令中所指令的移动轨迹的插补次数进行计数，在驱动控制上述NC机床时的插补周期上乘以上述计数的插补次数，计算轴移动指令的轴移动时间。如上所述，为预测加工时间，必须了解刀具的移动速度，但是加工过程中刀具的实际的速度，与通过把在CNC的参数中设定的加减速应用于由NC指令给予的指令速度而得到的速度不同。目前的CNC为抑制对于设备的冲击实现平滑的刀具运动，以非常短的周期控制刀具的移动速度，所以沿刀具路径切向的刀具的移动速度时时刻刻在变化。因此，如在上述的日本特开2007-25945号公报中公开的那样，在考虑块单位的速度的方法中，不能收到以比块长度短的单位变化的速度的效果。另外，在如金属模具加工那样费时间的加工中，除了预测的加工时间的精度之外， 预测需要的时间(处理时间)要短也是重要的。在上述日本特开2009-98981号公报中公开的技术中，因为为使用各轴中每一轴的速度数据需要把刀具的运动分解为各轴的动作， 所以计算需要时间，处理时间变长。另外在上述日本特开2005-301440号公报中公开的方法中，因为利用CNC的插补处理，所以从NC指令的解读到插补执行CNC的大部分功能，与实际的加工相比，不能大幅缩短处理时间
技术实现思路
因此，本专利技术是鉴于上述现有技术的问题而提出的，其目的是提供一种预测数控机床的加工时间的预测方法以及预测装置，其能够提高加工时间的预测精度和缩短用于预测加工时间的处理时间。本专利技术的数控机床的加工时间预测装置是计算刀具根据NC指令在指定的刀具路径上移动所需要的时间的装置，具有把上述刀具路径分割为多个段的刀具路径分割单元； 求出通过上述刀具路径分割单元分割而得的各段的切向的速度的速度计算单元；根据通过上述速度计算单元求出的切向的速度，计算刀具在各段上移动所需要的时间的段移动时间计算单元；以及求出通过上述段移动时间计算单元算出的在各段上移动的时间的总和作为刀具在指定的刀具路径上移动所需要的时间的刀具移动时间计算单元。通过上述结构，能够比以往更正确地预测加工需要的时间，所以事前能够精细地把握各个加工中使用设备的时间，能够减少设备的空闲时间、高效率地运用设备，另外，因为能够比以往更正确地预想到加工结束的时间，所以能够正确地制定生产计划。上述刀具路径分割单元可以在根据上述NC指令的指令速度上乘以预定的系数、 或者基于刀具路径的曲率决定的系数，求出刀具的速度，刀具以该求得的速度移动，用预定的时间间隔分割上述刀具路径，并且把这样分割后的各区间作为段。此外，可以使分割上述刀具路径的上述预定的时间间隔可变。由此，除了以NC指令的指令速度进行加工的情况之夕卜，还能够求出达到了速度超越(override)时的加工时间。另外，能够兼顾加工时间的预测值的精度缩短处理时间。上述速度计算单元是从各段的起点到终点计算该段的切向的速度的单元，该速度计算单元可以具有根据各段与相邻段之间的速度差、加速度差、加加速度差、刀具路径的曲率、速度计算中使用的段数中的至少一个来决定各段终点的速度的终点速度计算单元； 把段的切向的加速度作为通过上述NC指令驱动的轴向的成分不超过各轴的最大加速度的最大的值的切向加速度计算单元；比较在指令速度上乘以预定的系数而得的值和基于刀具路径的曲率的预定的值，以决定段的上限速度的上限速度计算单元；以及速度曲线计算单元，其使用通过上述切向加速度计算单元求出的切向加速度，使得不超过通过上述上限速度计算单元决定的上述上限速度，而且使段终点的速度不超过通过上述终点速度计算单元求出的速度地计算作为该段的切向的速度的速度曲线。由此，即使在需要根据速度、加速度、加加速度、刀具路径的曲率的速度控制的情况下也能够正确地预测加工时间。上述速度曲线计算单元能够选择预先准备的多个速度曲线计算单元中的一个计算单元，通过该选择的计算单元计算速度曲线。由此能够兼顾加工时间的预测值的精度缩短处理时间。本专利技术通过具有以上的结构，能够提供能够提高加工时间的预测精度、缩短用于预测加工时间的处理时间的预测数控机床的加工时间的预测装置。附图说明根据参照附图的以下的实施例的说明能够明了本专利技术的上述以及其它的目的以及特征。附图中图1是表示加工时间预测装置的功能框图；图2是说明减速曲线的求法的图3是说明沿刀具路径测量的距离和切线速度的图；图4是说明段内部的速度曲线的图；图5是说明容许速度的求法的图；图6是表示使用段数据计算刀具的移动时间的过程的流程图；图7是表示刀具移动一段需要的时间的计算过程的流程图；图8A-图8D是说明求出速度曲线的第二方法的图。具体实施例方式在本专利技术中，把刀具路径分割为多个段，求出表示从各段的起点到终点切向的速度的变化的速度曲线，刀具按照该求得的速度曲线运动，计算在所述段上移动所需要的时间。在全部刀具路径上移动需要的时间由每一段的移动时间的总和给出。通过考虑对于通过在相邻段间的速度的差、加速度的差或者加加速度的差、以及刀具路径的曲率、或者速度计算中使用的段数据的数目决定的速度的限制，决定速度曲线， 能够提高计算出的加工时间的精度。根据本专利技术，因为能够不把刀具的动作分解为各轴的动作，而作为处理切向的速度的一维的问题处理，所以能够缩短处理时间。另外，通过使对段的分割间隔可变，能够调整移动时间的预测值和该预测值的精度。图1是说明本专利技术的一种实施方式的框图。加工时间预测装置1包含NC指令解读部10、速度限制处理部20、段数据生成部30、中间存储器(缓冲存储器)40、段移动时间计算部50、以及全部移动时间计算部60。NC指令解读部10接受NC指令(加工程序)2作为输入，解读其内容，分割NC指令 (加工程序)2中记述的每一块的指令数据，生成块数据。输入的NC指令2与输入到CNC (数控装置)的指令相同，文本文件或者在CNC的程序存储器中存储的二进制数据等，各种形式均可。NC指令解读部10生成的块数据表示构成原来的NC指令(加工程序)2的各块的指令内容，包含块的起点和终点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：水野彻，千叶琢司，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：