多系統程序的自動編程方法及其裝置的製作方法
2023-11-01 06:47:32 1
專利名稱：多系統程序的自動編程方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及多系統程序的自動編程方法及其裝置。
背景技術：
在生成加工時間最短的多系統用加工程序時，操作者通過進行複雜的計算，需要決定以下三個(1)加工時間最短的、執行加工工序的系統；(2)加工時間最短的、執行加工工序的順序，以及(3)同時加工的加工工序。在日本特開平10-86040號公報中公開有下述技術根據在各系統中能夠加工的工具信息、與加工工序對應的工件信息、優先系統決定規則，自動地生成(1)能執行加工工序的系統、(2)各系統中的加工工序的加工順序、(3)系統間的等待的信息，生成多系統車床用程序。但是，在該技術中，無法生成加工時間最短的程序。另一方面，在日本特開平7-68448號公報中公開有下述技術決定加工時間為最短的加工順序，自動調整不能同時加工的加工工序的切入量，以便能夠同時加工。但是，在該技術中，加工工序的順序和執行加工工序的系統是預先決定的，都無法自動決定。並且， 在該技術中，僅決定加工時間最短的同時加工的組合，無法替換加工工序的順序以及執行系統。此外，在該技術中存在每次計算加工時間時，必須在進行排序嘗試的同時，探索最短的加工程序的問題。
發明內容
因此本發明是鑑於上述現有技術的問題而提出的，其目的在於提供一種自動編程裝置，其能夠生成滿足操作者輸入的(1)能執行加工工序的系統、( 能執行加工工序的順序、以及(3)能同時加工的加工工序這三個條件的全部的加工程序，根據每個加工工序的加工時間選出加工時間最短的加工程序，由此生成加工時間最短的多系統用加工程序。為了達成上述目的，本發明的自動編程裝置生成機械的多系統程序，該機械通過多個控制系統中的各個控制系統執行多個加工工序構成的加工程序來進行加工對象物的加工，該自動編程裝置具備加工工序生成單元，其生成用於對加工對象物進行加工的所述加工工序；計算單元，其計算每個所述加工工序的加工時間；系統輸入單元，其對於所述加工工序生成單元生成的各加工工序，輸入能夠執行的系統；加工順序輸入單元，其輸入所述加工工序的能夠執行的加工順序；同時執行加工工序輸入單元，其對於所述各加工工序，在存在能夠同時執行的其他加工工序時，輸入該能夠同時執行的加工工序；以及選出單元，其根據所述加工工序生成單元生成的加工工序、所述計算單元計算出的加工時間、所述系統輸入單元輸入的能夠執行的系統、所述加工順序輸入單元輸入的能夠執行的加工順序、以及所述同時執行加工工序輸入單元輸入的能夠同時執行的加工工序，選出加工時間最短的加工程序。
此外，本發明的自動編程方法，其生成機械的多系統程序，該機械通過多個控制系統中的各個控制系統執行多個加工工序構成的加工程序來進行加工對象物的加工，該自動編程方法具備(1)生成用於對加工對象物進行加工的所述加工工序的步驟；( 計算每個所述加工工序的加工時間的步驟；C3)對於所述加工工序生成單元生成的各加工工序，輸入能夠執行的系統的步驟；(4)輸入所述加工工序的能夠執行的加工順序的步驟；(5)對於所述各加工工序，在存在能夠同時執行的其他加工工序時，輸入能夠同時執行的加工工序的步驟；以及(6)根據所述第1步驟生成的加工工序、所述第二步驟計算出的加工時間、所述第三步驟輸入的能夠執行的系統、所述第四步驟輸入的能夠執行的加工順序、以及所述第5步驟輸入的能夠同時執行的加工工序，來選出加工時間最短的加工程序。根據本發明，能夠提供一種自動編程裝置及其方法，能夠生成滿足操作者輸入的能執行加工工序的系統、能執行加工工序的順序、以及能同時加工的加工工序這三個條件的全部的加工程序，根據每個加工工序的加工時間選出加工時間最短的加工程序，由此生成加工時間最短的多系統用加工程序。
通過參照附圖對以下的實施例進行說明，本發明的上述以及其他的目的以及特徵
將會變得明確。在這些附圖中，
圖IA是說明雙系統車床(1主軸)的圖。
圖IB是說明在雙系統車床(1主軸)中帶有銑頭的圖。
圖IC是說明雙系統車床O主軸)的圖。
圖2A是說明雙系統車床O主軸)的圖。
圖2B是說明在雙系統車床O主軸)中帶有銑頭的圖。
圖3A是說明3系統車床O主軸)的圖。
圖3B是說明在3系統車床O主軸)中帶有銑頭的圖。
圖4是說明4系統車床O主軸)的圖。
圖5是具有本發明的多系統自動編程裝置的功能的數值控制裝置的概要圖。
圖6說明通過加工工序(1) 加工工序(4)加工的區域。
圖7是說明操作者輸入的條件的圖。
圖8是表示對多系統程序進行自動編程的全部處理的算法的流程圖。
圖9是表示求出滿足可執行順序的條件的執行序列的全部組合的處理的算法的流程圖。
圖10是說明執行圖9所示的流程圖時的向處理的輸入、在存儲區域中生成的序列緩衝區、和對決定的執行序列進行存儲的區域的圖。圖11是表示對執行加工工序的系統的組合進行計算的算法的流程圖。圖12是說明執行圖11所示的流程圖時的向處理的輸入、在存儲區域中生成的執行系統緩衝區、和對決定的執行系統進行存儲的區域的圖。圖13是表示在前後的工序能夠同時加工的情況下、計算同時加工的全部組合的算法的流程圖。圖14是說明執行圖13所示的流程圖時的向處理的輸入、在存儲區域中生成的同
4時加工緩衝區、和對決定的同時加工工序的存儲區域的圖。圖15是說明求出滿足可執行順序的條件的執行序列的全部組合的圖。圖16是說明計算執行加工工序的系統的全部組合的圖。圖17是表示在前後的工序能夠同時加工的情況下，計算同時加工的全部組合的算法的流程圖。圖18是說明求出每個加工工序的加工時間的圖。圖19是說明選出加工時間最短的加工程序的圖。
具體實施例方式圖IA 圖4A是說明多系統車床的圖。圖IA說明雙系統車床(1主軸)，圖IB說明帶有銑頭的雙系統車床(1主軸)，圖IC是說明雙系統車床O主軸)的圖。圖2A是說明雙系統車床O主軸)，圖2B是說明帶有銑頭的雙系統車床O主軸)的圖。圖3A是說明3 系統車床O主軸)、圖;3B是說明帶有銑頭的3系統車床O主軸)的圖。圖4是說明4系統車床O主軸)的圖。圖5是具有本發明的多系統自動編程裝置的功能的數值控制裝置的概要圖。數值控制裝置50能夠按照加工程序對圖IA 圖4所示的多系統車床進行驅動控制來對工件進行加工。數值控制裝置50具備處理器51、通過總線56與該處理器51連接的ROM、RAM、非易失性RAM等存儲器52、由液晶顯示裝置等構成的顯示裝置53、由輸入數據或指令的鍵盤等構成的輸入單元M、對驅動各多系統的可動軸的電動機進行控制的第1 第η系統軸控制電路55-1 55-η。在存儲器52中存儲各系統的程序，並且存儲有程序的編譯處理的軟體，特別是存儲有用於執行與本發明有關的多系統的自動程序的軟體。第1 第η系統軸控制部55-1 55_η基於處理器51執行各系統的程序分配的移動指令和來自設置在電動機的位置/速度檢測器的反饋信號，進行位置/速度的反饋控制， 並且進行電流反饋，來控制各系統的電動機，在相互協調各系統的各軸的同時進行同步，或獨立地使其移動。基於該數值控制裝置50的多系統的驅動控制動作與現有的具有多系統控制功能的數值控制裝置的驅動控制動作相同。另外，可以由個人計算機等信息處理裝置來構成本發明的自動編程裝置。圖6是說明根據加工工序(1) 加工工序(4)加工的區域的圖。圖6中的(1) ⑷的符號表示加工工件的順序。圖6表示使用圖IA 圖IC和圖2Α以及圖2Β所示的2 系統車床，根據加工工序(1) 加工工序(4)對工件W進行加工的例子。根據圖6可知，操作者需要在加工工序(1)之後執行加工工序O)，在加工工序
(1)之後執行加工工序(3)，在加工工序C3)之後執行加工工序G)。此外，能夠認識到加工工序O)能夠與加工工序C3)或加工工序同時執行，加工工序C3)能夠與加工工序
(2)同時執行，加工工序(4)能夠與加工工序O)同時執行。此外，操作者能夠根據各個加工工序的加工內容來認識在哪個系統中執行各加工工序。圖7是輸入畫面例。操作者如圖6說明的那樣，能夠向多系統程序的自動編程裝置(參照圖幻輸入加工工序的能夠執行的序順的條件、能夠執行加工工序的系統、以及與能夠同時加工的加工工序有關的數據。多系統程序的自動編程裝置將操作者輸入的信息存儲在存儲裝置(在圖5中為存儲器52)。NO. (1)、Ν0·⑵、NO.⑶、NO. (4)表示加工工序的編號，「加工種類」表示各加工工序的加工種類。在加工工序的執行條件中，針對每個加工工序設定能夠執行的順序。對各個加工工序設定能夠執行的系統。並且，存儲與能夠同時加工的加工工序相關的數據。在圖7所示的輸入畫面例中，「加工工序」是4個，「能夠執行的系統」是系統1和系統2這2個。但是，「加工工序」不限定於4個，此外，「能夠執行的系統」不限定於系統1、 系統2這兩個。圖7如上所述，是在使用具備系統1、系統2的機械，通過由4個工序構成的加工程序來對工件W進行加工的情況下，對自動編程裝置進行輸入時的例子。在工序的數目增加， 機械的系統增加時，顯示與這些對應的輸入顯示畫面。圖8是表示對多系統程序進行自動編程的全部處理的算法的流程圖。以下按照各步驟進行說明。「步驟SA100」在整個加工工序中求出每個加工工序的加工時間。另外，根據可動軸的移動速度、加工距離等數據求出加工工序的加工時間的方法是現有公知的方法，所以省略詳細記載。「步驟SA101」將表示嵌套計數器以及序列編號的「h」初始化為h = 1「步驟SA102」求出滿足可執行順序的條件的執行序列的全部組合。關於具體的求法，能夠通過圖9的流程圖的處理，求出執行序列的所有組合。「步驟SA103」設K= 1。K表示滿足可執行順序的條件的序列的編號。「步驟SA104」將表示嵌套計數器以及序列編號的「j」初始化為j = 1。「步驟SA105」計算第K執行序列的執行系統的全部組合。具體地說，通過圖11的流程圖的處理，來計算執行系統的全部組合。「步驟SA106」設L= 1。L是第K執行序列的執行系統的組合的編號。「步驟SA107」將表示嵌套計數器以及序列編號的「S」初始化為s = 1。「步驟SA108」計算在第L執行系統的組合中的能夠同時加工的全部組合。具體地說，通過圖13的流程圖的處理來計算能夠同時加工的全部組合。「步驟SA109」設M = 1。M是第L執行系統的組合中能夠同時加工的加工工序的
組合的編號。「步驟SA110」計算第M能夠同時加工的組合中的全體程序的加工時間。「步驟SA111」判斷加工時間是否最短，在為最短時轉移到步驟SA112，在不是最短時轉移到步驟SAl 13。「步驟SA112」存儲最短的加工時間以及加工時間最短的程序。「步驟SAl 13」把對M加上1後的值重新賦予M。「步驟SAl 14」判斷M是否大於Mmax，在大時轉移到步驟SAl 15，在不大時轉移到步驟 SAl10。「步驟SAl 15」把對L加上1後的值重新賦予L。「步驟SAl 16」判斷L是否比Lmax大，在大時轉移到步驟SAl 17，在不大時轉移到步驟 SA107。「步驟SAl 17」把對K加上1後的值重新賦予K。「步驟SAl 18」判斷K是否比Kmax大，在大時結束處理，在不大時轉移到步驟SA104 繼續進行處理。在上述流程圖中，Kmax是滿足可執行順序的條件的執行序列數，Lmax是執行序列中的執行系統的組合數，Mmax是能夠同時的組合中的能夠同時加工的組合數。圖9是表示求出滿足可執行順序的條件的執行序列的全部組合的處理的算法的流程圖。以下，按照各步驟進行說明。但是，η是工序總數，h是嵌套計數器以及序列編號。「步驟SB100」將表示加工工序的編號的i初始化為i = 1。「步驟SB101」將嵌套h-Ι用序列緩衝區的數據複製到嵌套h用序列緩衝區。另外， 在h = 1時，因為沒有複製的數據所以不進行該步驟的處理。「步驟SB102」判斷在嵌套h用序列緩衝區中是否存在工序(i)，當存在時轉移到步驟SB110，當不存在時轉移到步驟SB103。「步驟SB103」判斷工序⑴是否處於能夠執行的順序，當是能夠執行的順序時轉移到步驟SB104，在不是能夠執行的順序時，轉移到步驟SB110。「步驟SB104」將工序(i)存儲在嵌套h用序列緩衝區的第h。「步驟SB105」判斷在嵌套h用序列緩衝區中是否存儲了 η個工序，當存儲了時轉移到步驟SB106，當沒有存儲時轉移到步驟SB107。「步驟SB106」存儲決定的執行序列。「步驟SB107」把對h加上1後的值重新賦予h。「步驟SB108」遞歸調用。「步驟SB109」把從h減去1後的值重新賦予h。「步驟SBl 10」把對i加上1後的值重新賦予i。「步驟SB111」判斷i是否大於n，當比η大時結束處理，當不大於η時返回到步驟 SB102繼續進行處理。圖10說明執行圖9所示的流程圖時的向處理的輸入、在存儲區域中生成的序列緩衝區、和對決定的執行序列進行存儲的區域。圖10(a)的「向處理的輸入」是在進行圖9 的流程圖的處理時從圖8的流程圖的處理轉交的數據。對圖9的流程圖的處理輸入的數據如圖10(a)記載的那樣，是工序總數η、加工工序的可執行順序、以及表示嵌套計數器以及序列編號的h。圖10(b)是在執行圖9的步驟SB108的遞歸處理過程中生成的緩衝區。圖 10(c)說明在圖9的步驟SB106中進行存儲的決定的執行序列的存儲區域。圖11是表示對執行加工工序的系統的組合進行計算的算法的流程圖。以下，按照各步驟進行說明。但是，η是工序總數、j是序列編號。「步驟SC100」將嵌套j-Ι用加工系統緩衝區的數據複製到嵌套j用加工系統緩衝區。另外，在j = 1時，由於沒有複製的數據，所以不進行該步驟的處理。「步驟SC101」判斷嵌套j用加工系統緩衝區的第j工序能否在系統1中執行，當能夠執行時轉移到步驟SC102，當不能執行時轉移到步驟SC109。「步驟SC102」對嵌套j用加工系統緩衝區的第j工序的執行系統設定1。「步驟SC103」判斷嵌套j用加工系統緩衝區的η個工序的執行系統是否已決定，當已決定時，轉移到步驟SC104，當沒有決定時轉移到步驟SC105。「步驟SC104」存儲已決定的執行系統，轉移到步驟SC108。「步驟SC105」把對j加上1後的值重新賦予j。「步驟SC106」遞歸調用。「步驟SC107」把從j減1後的值重新賦予j。「步驟SC108」判斷嵌套j用加工系統緩衝區的第j工序能否在系統2中執行，當能夠執行時轉移到步驟SC109，當無法執行時轉移到步驟SC110。「步驟SC109」對嵌套j用加工系統緩衝區的第j工序的執行系統設定2。「步驟SC110」判斷嵌套j用加工系統緩衝區的η個工序的執行系統是否已決定， 當已決定時轉移到步驟SC111，當沒有決定時轉移到步驟SCl 12。「步驟SC111」存儲已決定的執行系統。「步驟SCl 12」把對j加上1後的值重新賦予j。「步驟SC113」遞歸調用。「步驟SCl 14」將從j減1後的值重新賦予j，結束處理。圖12說明執行圖11所示的流程圖時的向處理的輸入、在存儲區域中生成的執行系統緩衝區、和對決定的執行系統進行存儲的區域。圖12(a)的「向處理的輸入」是在進行圖11的流程圖的處理時從圖8以及圖9的流程圖的處理轉交的數據。圖12(b)是在執行圖11的步驟SC106以及步驟SC113的遞歸處理的過程中生成的緩衝區。圖12(c)是說明在圖11的步驟SC104以及步驟SClll中存儲的、已決定的執行系統的存儲區域的圖。圖13是表示在前後的工序能夠同時加工的情況下，對同時加工的全部組合進行計算的算法的流程圖。下面，按照各步驟說明。其中，η是工序總數，s是序列編號。「步驟SD100」將嵌套S-I用同時加工緩衝區的數據複製到嵌套S用同時加工緩衝區。「步驟SD101」判斷嵌套s用同時加工緩衝區的第s同時加工工序編號是否已經設定完畢，當設定完畢時轉移到步驟SD111，當還沒有設定時轉移到步驟SD102。「步驟SD102」判斷嵌套s用同時加工緩衝區的第s工序與第s_l工序能否同時加工，當能夠同時加工時轉移到步驟SD103，當無法同時加工時轉移到步驟SD104。「步驟SD103」對嵌套s用同時加工緩衝區的第s同時加工工序編號設定s_l。「步驟SD104」判斷是否決定了嵌套s用同時加工緩衝區的η個工序的同時加工， 當決定了同時加工時轉移到步驟SD105，當沒有決定時轉移到步驟SD106。「步驟SD105」存儲已決定的、同時加工的組合。「步驟SD106」把對s加上1後的值重新賦給S。「步驟SD107」進行遞歸調用的處理。「步驟SD108」把從s減1後的值重新賦給S。「步驟SD109」判斷嵌套s用同時加工緩衝區的第s和第s+1工序能否同時加工， 當能夠同時加工時轉移到步驟SD110，當無法同時加工時轉移到步驟SD111。「步驟SD110」對嵌套S用同時加工緩衝區的第S個同時加工工序編號設定s+1。「步驟SD111」判斷嵌套s用同時加工緩衝區的η個工序的同時加工是否已決定， 當已決定時轉移到步驟SDl 12，當沒有決定時轉移到步驟SDl 13。
「步驟SDl 12」存儲已決定的、同時加工的組合。「步驟SDl 13」把對s加上1後的值重新賦給S。「步驟SDl 14」進行遞歸調用的處理。「步驟SD115」把從s減1後的值重新賦給s，結束該處理。圖14說明執行圖13所示的流程圖時的向處理的輸入、在存儲區域中生成的同時加工緩衝區、和對決定的同時加工工序進行存儲的區域。圖14(a)的「向處理的輸入」是在進行圖13的流程圖的處理時從圖8、圖9、圖11的流程圖的處理轉交的數據。圖14(b)是在執行圖13的步驟SD107以及步驟SD104的遞歸處理的過程中生成的緩衝區。圖14(c) 說明在圖13的步驟SD105以及步驟SD112中存儲的、已決定的同時加工工序的存儲區域。然後，使用在圖6、圖7、圖15 圖19中表示的實施例來說明圖8、圖9、圖11以及圖13的處理。如前所述，圖6表示根據加工工序(1) (4)對工件W進行加工。此外圖7說明在進行圖6所示的加工時，對多系統自動編程裝置(例如，數值控制裝置50)輸入的條件。 圖7是說明操作者輸入的條件的圖。操作者輸入加工工序的能夠執行的順序的條件、能夠執行加工工序的系統、能夠同時加工的加工工序的條件。圖15是說明求出滿足可執行順序的條件的執行序列的全部組合的圖。通過圖9 所示的算法的處理，滿足圖7所示的可執行順序的條件的執行序列是通過圖15的符號1、符號3、符號4表示的3個序列。然後，對於滿足可執行順序的條件的執行序列，通過圖11所示的算法的處理，執行滿足圖7所示的條件的加工工序的系統的組合被計算為圖16(A) 圖16(F)所示的6個。 圖16是說明計算執行加工工序的系統的全部組合的圖。圖16的符號(1-1)以及符號(1-2)是按照圖15的符號1的序列，執行加工工序的系統的全部組合。符號(3-1)以及符號(3-2)是通過圖15的符號3的序列執行加工工序的系統的全部組合。此外，符號以及符號(4-2)是通過圖15的符號4的序列執行加工工序的系統的全部組合。然後，對於圖16所示的執行加工工序的系統的全部組合，通過圖13所示的算法的處理，滿足圖7所示的條件的全部組合是圖17所示的符號(1-1-1)、符號(3-2-1)、符號 (3-2-2)這三個。然後，通過圖8所示的算法的處理，求出通過圖17的符號(1-1-1)、符號(3_2_1)、 符號(1-1-2)表示的每個加工工序的加工時間，如18所示，能夠得到符號(1-1-1-1)、符號 (3-2-1-1)、符號(1-1-2-2)表示的計算結果。並且，加工時間最短的是圖19所示的符號 (3-2-1-1)的序列構成的加工程序和符號(1-1-2-2)的序列構成的加工程序這兩個。
權利要求
1.一種自動編程裝置，其生成機械的多系統程序，該機械通過多個控制系統中的各個控制系統執行多個加工工序構成的加工程序來進行加工對象物的加工，所述自動編程裝置的特徵在於，具備加工工序生成單元，其生成用於對加工對象物進行加工的所述加工工序； 計算單元，其計算每個所述加工工序的加工時間；系統輸入單元，其對於所述加工工序生成單元生成的各加工工序，輸入能夠執行的系統；加工順序輸入單元，其輸入所述加工工序的能夠執行的加工順序； 同時執行加工工序輸入單元，其對於所述各加工工序，在存在能夠同時執行的其他加工工序時，輸入該能夠同時執行的加工工序；以及選出單元，其根據所述加工工序生成單元生成的加工工序、所述計算單元計算出的加工時間、所述系統輸入單元輸入的能夠執行的系統、所述加工順序輸入單元輸入的能夠執行的加工順序、以及所述同時執行加工工序輸入單元輸入的能夠同時執行的加工工序，選出加工時間最短的加工程序。
2.一種自動編程方法，其生成機械的多系統程序，該機械通過多個控制系統中的各個控制系統執行多個加工工序構成的加工程序來進行加工對象物的加工，所述自動編程方法的特徵在於，具備第一步驟，生成用於對加工對象物進行加工的所述加工工序； 第二步驟，計算每個所述加工工序的加工時間；第三步驟，對於所述第一步驟生成的各加工工序，輸入能夠執行的系統； 第四步驟，輸入所述加工工序的能夠執行的加工順序；第五步驟，對於所述各加工工序，在存在能夠同時執行的其他加工工序時，輸入能夠同時執行的加工工序；以及第六步驟，根據所述第1步驟生成的加工工序、所述第二步驟計算出的加工時間、所述第三步驟輸入的能夠執行的系統、所述第四步驟輸入的能夠執行的加工順序、以及所述第5 步驟輸入的能夠同時執行的加工工序，來選出加工時間最短的加工程序。
全文摘要
本發明提供一種多系統程序的自動編程方法及其裝置。在生成機械的多系統程序的自動編程中，計算每個加工工序的加工時間，對於各加工工序輸入能夠執行的系統，然後，輸入加工工序的能夠執行的加工順序，上述機械通過多個控制系統中的各個控制系統，執行多個加工工序構成的加工程序來進行加工對象物的加工。然後，對於各加工工序，在存在能夠同時執行的其他加工工序時，輸入能夠同時執行的加工工序。使用以上結果，選出加工時間最短的加工程序。
文檔編號G05B19/4093GK102221827SQ201110064848
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月15日 優先權日2010年4月16日
發明者中村真也, 前田英朗 申請人:發那科株式會社