ITTO980437A1

ITTO980437A1 - Procedimento ed apparecchio per la creazione di sequenze di direttive di lavoro per macchine utensili a controllo numerico.

Info

Publication number: ITTO980437A1
Application number: IT98TO000437A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Morfino
Original assignee: Fidia Spa
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1998-08-22
Also published as: IT1304684B1; JP2002517031A; EP1078306A1; AU754524B2; AU3846899A; DE69910375T2; ES2203127T3; BR9911044A; WO1999061963A1; CN1302394A; EP1078306B1; CA2331960A1; DE69910375D1

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale avente per titolo:

"Procedimento ed apparecchio per la creazione di sequenze di direttive di lavoro per macchine utensili a controllo numerico"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento ed un apparecchio per la creazione di sequenze di direttive di lavoro per macchine utensili a controllo numerico.

Sono noti nella tecnica procedimenti di questo tipo ed apparecchi per realizzarli. Finora, è stata pratica comune che i percorsi di lavorazione fossero creati dall'operatore progettista CAM (Computer Aided Manufacturing = Fabbricazione Assistita dal Calcolatore) e trasferiti o trasmessi all'operatore di officina, che provvedeva a realizzarli nella pratica. In caso di riuscita non ottimale del pezzo finale, l'operatore di officina doveva consultare l'operatore CAM, il quale procedeva ad eventuali modifiche ai percorsi creati, per riconsegnare i nuovi percorsi all'operatore. Si procedeva quindi con una serie di ritarature successive, basate sui risultati pratici finali, che potevano essere anche numerose.

Pertanto, tali procedimenti, con l'avvento di una specializzazione sempre più spinta in questo campo, hanno cominciato a comportare problemi in aziende di dimensioni medio-grandi, anche per la tendenza a responsabilizzare maggiormente l'operatore di officina, che possiede comunque caratteristiche ed esperienze pratiche tali da consentirgli una efficace ritaratura del programma sulla base dei risultati. Sono stati ‘quindi sviluppati sistemi che consentivano all'operatore di officina un'interazione più diretta con i programmi di controllo della macchina, allo scopo di perfezionare il percorso direttamente "sul campo". Questi sistemi, tuttavia, comportano problemi organizzativi e personali, nel senso che in questo caso è l'operatore CAM a risultare privato di una parte del suo ruolo di coordinamento, che nelle aziende medio-grandi è anche garanzia di tutela delle linee-guida generali sviluppate dall'azienda stessa, proprio in virtù della centralizzazione degli ordini di lavoro a cui sono preposti in generale gli operatori CAM.

Scopo della presente invenzione è quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore, fornendo un procedimento ed un apparecchio che riducano i costi di realizzazione dei percorsi di lavorazione per macchine utensili a controllo numerico.

□n ulteriore scopo della presente invenzione è quello di ottimizzare lo sfruttamento delle potenzialità delle risorse umane applicate alla suddetta realizzazione, aumentando da una parte -la responsabilizzazione e quindi la soddisfazione degli operatori di officina in queste fasi di preparazione, e dall'altra mantenendo per gli operatori CAM una funzione di indirizzamento generale nella preparazione degli ordini di lavoro.

I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell'invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un procedimento ed un apparecchio come quelli descritti rispettivamente nelle rivendicazioni 1, 2 e 8. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l'oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

La presente invenzione verrà meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alla figura 1 dei disegni allegata, che è un diagramma a blocchi schematico di una forma di realizzazione preferita di un sistema che attua la presente invenzione.

Con riferimento alla Fig. 1, una realizzazione di un sistema per attuare l'invenzione comprende, come è noto nella tecnica, una stazione di lavoro 1, che comunemente può essere costituita da un'unità di elaborazione centrale (CPU) 3, un video 5 ed una tastiera 7. La stazione di lavoro 1 è collegata tramite linee 9 o mezzi equivalenti ad un'unità a controllo numerico computerizzato 11, che può essere anch'essa costituita da una CPU con video e tastiera, la quale è a sua volta collegata ad una macchina utensile 13, ad esempio una fresatrice. L'apparecchio della presente invenzione trova la sua collocazione in parte nella stazione di lavoro 1, per tutti gli aspetti relativi alla progettazione ed alla definizione delle fasi di lavoro da parte di un operatore CAM, ed in parte nell'unità a controllo numerico computerizzato 11, per tutti gli aspetti relativi alla ritaratura dei parametri relativi alle fasi di . lavoro ed alla generazione ed esecuzione dei percorsi utensile ad esse associati da parte di un operatore di officina .

Infatti, grazie al procedimento ed all'apparecchio della presente invenzione, risulta possibile da una parte investire l'operatore di officina di quella parte di lavoro di risistemazione dei parametri, creati dall'operatore CAM, che viene facilitata dalle sue conoscenze ed esperienze pratiche dirette,<" >e che consente di risparmiare le lunghe fasi intermedie dei procedimenti precedenti, e dall'altra investire l'operatore CAM della stesura generale degli ordini di lavoro.

Secondo l'invenzione, è previsto un procedimento con una serie di fasi, che vengono realizzate in pratica da un relativo-apparecchio atto allo scopo: per semplicità, verrà pertanto descritto soltanto l'apparecchio della presente invenzione, le fasi del procedimento che esso attua essendo evidenti dalla sua stessa composizione.

Pertanto, l'apparecchio per la creazione di percorsi di lavorazione per macchine utensili a controllo numerico dell'invenzione comprende innanzitutto, in modo noto, mezzi per la lettura della descrizione matematica di un oggetto da lavorare. Tali mezzi sono costituiti, ad esempio, da un file scritto seguendo uno dei formati per la descrizione di superfici matematiche, quali IGES (Initial Graphics Exchange Specification) o VDA-FS (Verband der Automobilindustrie Flaechen Schnittstelle) .

L'apparecchio comprende inoltre mezzi per il calcolo del modello matematico interno dell'oggetto sulla base dei dati ottenuti dai mezzi di lettura della descrizione matematica; tali mezzi comprendono algoritmi di tipo generale e noto, in grado di approssimare superfici matematiche con rappresentazioni opportune. In effetti, questa fase potrebbe anche non esistere o comunque variare in grande misura da un sistema ad un altro.

Sono presenti inoltre mezzi per la preparazione dell'area di lavoro per l'oggetto da lavorare partendo dal modello matematico calcolato, i quali comprendono algoritmi generali noti per la gestione dell'interfaccia verso l'operatore in grado di permettere la definizione delle aree stesse per mezzo di dispositivi di puntamento(quali i mouse o le tavolette grafiche), o l'introduzione tramite tastiera dei parametri e dei relativi valori atti a descriverla.

Sono previsti quindi mezzi per la definizione dei parametri di lavorazione in base all'oggetto da lavorare ed all'area di lavoro definita, i quali comprendono algoritmi specifici atti a memorizzare in un file di tipo testo una pluralità di parametri ed i loro relativi valori definiti dall'operatore per la lavorazione in questione. Un esempio della procedura prodotta in questa fase, e composta da una pluralità di Comandi e Parametri .con i loro relativi valori, è illustrato in Tabella I.

Tabella I

Procedure Example

Tali mezzi di definizione dei parametri di lavoro traducono i dati di lavorazione ed i dati tecnologici introdotti dall'operatore in una pluralità di parametri con relativo<' >valore: uno degli aspetti innovativi di tale operazione è che i valori di tali parametri sono modificabili da parte dell'utente finale, essendo essi memorizzati in un file di parametri e valori che viene visualizzato su uno schermo sotto forma di finestre modificabili secondo modalità comuni nella tecnica. Ad esempio, secondo un'altra possibile variante che consente tale modifica, il file di parametri e valori viene visualizzato sullo schermo sotto forma di programma modificabile direttamente dall'utente.

L'apparecchio dell'invenzione comprende inoltre mezzi per la creazione di percorsi di lavorazione sulla base dell'area di lavoro preparata e dei parametri di lavorazione preparati, che in una realizzazione pratica comprendono algoritmi in grado di scrivere un file contenente una pluralità di parametri ed i loro relativi valori in una sequenza ordinata in modo da permettere ad un controllo numerico la loro interpretazione e la conseguente movimentazione dell'utensile. Il file è scritto in uno dei formati comunemente interpretati dai controlli numerici (per esempio ISO 6983), ed un esempio di percorso utensile generato è illustrato in Tabella II.

Tabella II

ISO Part Program

Infine, l'apparecchio comprende mezzi per l'utilizzo, da parte dell'utente finale, dei percorsi di lavorazione creati per comandare la macchina utensile per la realizzazione dell'oggetto, secondo una prassi comune nel campo. I mezzi di utilizzo dei parametri di lavorazione consentono, in modo innovativo, un utilizzo a passi da parte dell'utente finale, che è abilitato a modificare i valori dei parametri in ciascuno dei passi di lavorazione a seconda dei risultati pratici che vorrà ottenere.

La flessibilità dell'apparecchio della presente invenzione comporta il fatto che tutti i suddetti mezzi di lettura della descrizione matematica, calcolo del modello, preparazione dell'area di lavoro, definizione dei parametri di lavorazione e creazione dei percorsi traducono ed esprimono i propri dati di controllo in una pluralità di parametri con relativi valori modificabili da parte dell'utente finale.

L'apparecchio dell'invenzione consente di suddividere i compiti in ambito CAM in due fasi distinte: nella prima, l'operatore CAM con conoscenze specifiche di progettazione, seguendo anche le direttive aziendali, definisce le strategie e tutti i parametri per la generazione dei percorsi utensile; nella seconda fase, a bordo macchina, l'operatore di officina riceve quanto definito nella prima fase ed innesca il processo di generazione dei percorsi con la loro conseguente operazione sulla macchina a controllo numerico, con la possibilità di intervenire per l'eventuale modifica dei suddetti parametri in modo da affrontare meglio le necessità di lavorazione del momento, ad esempio rivedendo quanto definito, aggiungendo o eliminando alcune fasi, ecc.

Claims

RIVENDICAZ IONI 1. Procedimento per la creazione di sequenze di direttive di lavoro per macchine utensili a controllo numerico, detto procedimento comprendendo le fasi di: lettura della descrizione matematica di un oggetto da lavorare; calcolo del modello matematico di detto oggetto sulla base dei dati ottenuti da detta fase di lettura della descrizione matematica; preparazione dell'area di lavoro per detto oggetto dal modello matematico calcolato; definizione dei parametri di lavorazione in base all'oggetto da lavorare ed all'area di lavoro definita; creazione di percorsi di lavorazione sulla base di detta area di lavoro preparata e di detti parametri di lavorazione preparati; utilizzo, da parte dell'utente finale, dei percorsi di lavorazione creati per comandare la macchina utensile per la realizzazione dell'oggetto; caratterizzato dal fatto che: detta fase di definizione dei parametri di lavoro consiste nella traduzione dei dati di lavorazione e dei dati tecnologici introdotti dall'operatore, in una pluralità di parametri con relativo valore, detti valori di detti parametri essendo modificabili da parte dell'utente finale; e detta fase di utilizzo dei parametri di lavorazione avviene a passi, l'utente finale essendo abilitato a modificare detti valori di detti parametri in ciascuno di detti passi.
2. Procedimento per la creazione di sequenze di direttive di lavoro per macchine utensili a controllo numerico, detto procedimento comprendendo le fasi di: lettura della descrizione matematica di un oggetto da lavorare; preparazione dell'area di lavoro per detto oggetto da un modello matematico predisposto; definizione dei parametri di lavorazione in base all'oggetto da lavorare ed all'area di lavoro definita; - creazione di percorsi di lavorazione sulla base di detta area di lavoro preparata e di detti parametri di lavorazione preparati; utilizzo, da parte dell'utente finale, dei percorsi di lavorazione creati per comandare la macchina utensile per la realizzazione dell'oggetto; caratterizzato dal fatto che: detta fase di definizione dei parametri di lavoro consiste nella traduzione dei dati di lavorazione e dei dati tecnologici introdotti dall'operatore, in una pluralità di parametri con relativo valore, detti valori di detti parametri essendo modificabili da parte dell'utente finale; e - detta fase di utilizzo dei parametri di lavorazione avviene a passi, l'utente finale essendo abilitato a modificare detti valori di detti parametri in ciascuno di detti passi.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta traduzione consiste nella creazione di un file di parametri con i relativi valori.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto file di parametri e valori viene visualizzato su uno schermo sotto forma di .finestre modificabili.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detto file di parametri e valori viene visualizzato su uno schermo sotto forma di programma modificabile.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che tutte dette fasi dì lettura della descrizione matematica, eventuale calcolo del modello, preparazione dell'area di lavoro, definizione dei parametri di lavorazione e creazione dei percorsi sono atte ad essere tradotte ed espresse in una pluralità di parametri con relativi valori modificabili da parte dell'utente finale.
7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'utente finale è l'operatore di officina addetto alla lavorazione su macchine utensili a controllo numerico e l'operatore è l'operatore CAM.
8. Apparecchio per la creazione di sequenze di direttive di lavoro per macchine utensili a controllo numerico, detto apparecchio comprendendo: mezzi per la lettura della descrizione matematica di un oggetto da lavorare; - eventuali mezzi per il calcolo del modello matematico di detto oggetto sulla base dei dati ottenuti da detti mezzi di lettura della descrizione matematica; - mezzi per la preparazione dell'area di lavoro per detto oggetto dal modello matematico calcolato; - mezzi per la definizione dei parametri di lavorazione in base all'oggetto da lavorare ed all'area di lavoro definita; - mezzi per la creazione di percorsi di lavorazione sulla base di detta area di lavoro preparata e di detti parametri di lavorazione preparati; mezzi per l'utilizzo, da parte dell'utente finale, dei percorsi di lavorazione creati per comandare la macchina utensile per la realizzazione dell'oggetto; caratterizzato dal fatto che: detti mezzi di definizione dei parametri di lavoro traducono i dati di lavorazione ed i dati tecnologici introdotti dall'operatore in una pluralità di parametri con relativo valore, detti valori di detti parametri essendo modificabili da parte dell'utente finale; e detti mezzi di utilizzo dei parametri di lavorazione consentono un utilizzo a passi, l'utente finale essendo abilitato a modificare detti valori di detti parametri in ciascuno di detti passi.
9. Apparecchio secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di traduzione creano un file di parametri con i relativi valori.
10. Apparecchio secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto file di parametri e valori viene visualizzato su uno schermo sotto forma di finestre modificabili.
11. Apparecchio secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto file di parametri e valori viene visualizzato su uno schermo sotto forma di programma modificabile.
12. Apparecchio secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per la lettura della descrizione matematica di un oggetto da lavorare comprendono un file scritto seguendo uno dei formati per la descrizione di superfici matematiche quali IGES o VDA.
13. Apparecchio secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per il calcolo del modello matematico di detto oggetto comprendono algoritmi di tipo generale in grado di approssimare superfici matematiche con rappresentazioni geometriche equivalenti.
14. Apparecchio secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per la preparazione dell'area di lavoro per detto oggetto dal modello matematico calcolato comprendono algoritmi generali per la gestione dell'interfaccia verso l'operatore in grado di permettere la definizione delle aree stesse per mezzo di dispositivi di puntamento, o l'introduzione tramite tastiera dei parametri e dei relativi valori atti a descriverla.
15. Apparecchio secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per la definizione dei parametri di lavorazione in base all'oggetto da lavorare comprendono algoritmi specifici atti a memorizzare in un file di tipo testo una pluralità di parametri ed i loro relativi valori definiti dall'operatore per la lavorazione in questione.
16. Apparecchio secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per la creazione di percorsi di lavorazione comprendono algoritmi in grado di scrivere un file contenente una pluralità di parametri ed i loro relativi valori in una sequenza ordinata in modo da permettere ad un controllo numerico la loro interpretazione e la conseguente movimentazione dell'utensile, detto file essendo scritto in uno dei formati comunemente interpretati dai controlli numerici.
17. Apparecchio secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che tutti detti mezzi di lettura della descrizione matematica, eventuale calcolo del modello, preparazione dell'area di lavoro, definizione dei parametri di lavorazione e creazione dei percorsi traducono ed esprimono i propri dati di controllo in una pluralità di parametri con relativi valori modificabili da parte dell'utente finale.
18. Apparecchio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 17, caratterizzato dal fatto che l'utente finale è l'operatore di officina addetto alla lavorazione su macchine utensili a controllo numerico e l'operatore l'operatore CAM.