在加工仿真期间执行撤销操作和重做操作的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及对NC加工进行仿真，并且更具体地涉及执行仿真加工操作的撤销和重做。
【背景技术】
[0002]NC 加工
[0003]仿真的数控(NC)加工在计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)中是至关重要的。在仿真期间，使用NC加工工具的计算机表示和一组NC加工工具运动对工件的计算机模型加以编辑以仿真加工过程。
[0004]能够在仿真期间使工件模型和工具表示可视化以检测零件(诸如工件和工具架)之间的潜在碰撞，并且在仿真之后验证工件的最终形状。
[0005]工件的最终形状受工具和工具运动的选择的影响。用于控制这些运动的指令通常是使用计算机辅助制造系统从工件的期望的最终形状的图形表示生成的。所述运动通常使用还被称为预备代码或G代码的数控编程语言来实现，参见以下标准RS274D和DIN 66025/ISO 6983ο
[0006]由CAM系统生成的G代码可能不产生所期望的形状的确切复制。另外，NC工具的移动受到用于NC加工的电机支配，电机的速度、运动的范围以及用于加速和减速的能力受到限制，使得实际的工具运动可能不确切地遵循NC机器指令。
[0007]工件的实际的最终形状与工件的期望形状之间的差异可能非常小。在一些情形下，这些差异可能在工件的最终形状的表面中导致具有在深度和宽度上大约几微米并且在长度上几十微米的大小的不希望的孔或缺口。
[0008]通常，NC加工指令的集合是通过在对期望的零件进行机器加工之前对由较软的不太昂贵的材料制成的测试工件进行机器加工来测试的。如果测试工件的目视检查定位了测试工件中的不希望的差异，则能够相应地修改NC机器指令。
[0009]这种人工测试是费时的且昂贵的。用于用机器加工单个测试工件的时间可能是大约数个小时，并且可能在达到NC机器指令的可接受集合之前需要数次重复。因此，期望使用基于计算机的仿真和呈现对这些差异进行测试。
[0010]对产生大型和/或负复杂工件所需的加工指令进行仿真是费时的。因此，能够撤销包含缺陷的一组加工指令的仿真效果并且用无缺陷的一组另选的加工指令代替它们可能是有用的。此外，能够迅速地撤销到该组加工指令内的任一任意加工指令使能定位应对仿真缺陷负责的加工指令。因此，可以期望具有撤销仿真加工操作的能力。
[0011]常规解决方案仅提供了顺序的撤销/重做操作，即，每次根据需要任意重复一个变化或操作。然而，加工的仿真可包括几百万个操作，并且按顺序的撤销/重做操作可能是缓慢的且效率低的。例如，美国2010/0050188中描述的方法存储表示的起始点和对表示的改变的历史。为了撤销回到特定步骤，重新载入起始点并且重新应用历史中的步骤直到达到了期望的步骤为止。该解决方案不适合于大型加工仿真程序，因为它导致需要存储的许多文件。并且，该方法仅提供连续的即顺序的撤销操作。
[0012]因此，期望提供对物体的加工的仿真的迅速撤销/重做操作。使撤销/重做操作变快允许加工的各个阶段的独立分析。
【发明内容】
[0013]本发明的一些实施方式的目标是提供一种利用用于加工的仿真器来执行撤销/重做操作的方法。一些实施方式的目的还提供一种适合于确定工件的中间表示的方法，该中间表示与来自加工指令的集合的中间指令相对应，所述加工指令对由复合自适应距离场(cADF)表示的工件的加工进行仿真。
[0014]本发明的各种实施方式基于以下来实现，S卩，如果用于对工件的加工进行仿真的中间加工指令在按照所述中间加工指令对加工进行仿真时与复合表面相关联，则可以使用关联的复合表面来恢复与所述中间指令相对应的工件的中间表示，这减少或避免了将仿真的效果逐次地倒回到所述中间加工指令的必要性。
[0015]因此，本发明的一些实施方式使仿真的表示的各个几何要素与在形成工件的复合表面时改变几何要素的类型的加工指令相关联以产生关联的至少一部分。所述关联被用来响应于接收到用于将加工的仿真撤销回到中间加工指令的命令来识别在按照所述中间加工指令进行仿真时形成工件的复合表面的几何要素的子集。
[0016]本发明的各种实施方式使用加工工件的不同类型的表示。例如，本发明的一些实施方式是在加工的工件的特定表示(即，复合自适应采样距离场(cADF)表示)的背景下描述的。所述特定表示允许修改所述关联以使能快速确定形成复合表面的几何要素。
[0017]因此，本发明的一个实施方式公开了一种用于确定工件的中间表示的方法，该中间表示与加工指令的集合中的中间指令相对应，所述加工指令对由复合自适应距离场(cADF)表示的工件的加工进行仿真。该方法包括:使所述cADF中的单元与在形成所述工件的复合表面时改变所述单元的类型或所述单元中的距离场的类型的加工指令相关联，以产生关联的至少一部分；使所述单元中的所述距离场与在形成所述工件的所述复合表面时改变所述距离场的类型的加工指令相关联，以产生所述关联的至少一部分；利用所述关联并且响应于接收到用于将所述加工的仿真撤销回到所述中间加工指令的命令，识别在按照所述中间加工指令进行所述仿真时形成所述工件的所述复合表面的单元的子集和距离场的子集；以及利用单元的所述子集和距离场的所述子集来确定所述工件的所述中间表示。该方法的步骤由处理器执行。
[0018]另一实施方式公开了一种用于确定工件的中间表不的方法，该中间表不与来自加工指令的集合的中间指令相对应，所述加工指令对工件的加工进行仿真。该方法包括:使各个几何要素与在形成所述工件的复合表面时改变几何要素的类型的所述加工指令相关联，以产生关联的至少一部分，使得所述几何要素至少与使所述几何要素开始形成所述工件的所述复合表面的一部分的加工指令以及使所述几何要素停止形成所述工件的所述复合表面的所述部分的加工指令中的一个或组合相关联；利用所述关联并且响应于接收到用于将所述加工的仿真撤销回到所述中间加工指令的命令，识别在按照所述中间加工指令进行所述仿真时形成所述工件的所述复合表面的几何要素的子集；以及利用几何要素的所述子集来确定所述工件的所述中间表示。该方法的步骤由处理器执行。
[0019]又一个实施方式公开了一种数控(NC)加工仿真系统，该NC加工仿真系统包括:存储器，其存储工件的计算机辅助设计(CAD)模型；NC加工控制台，其用于确定加工指令的集合；处理器，其用于根据所述加工指令对所述工件的加工进行仿真，其中，所述处理器使各个几何要素与在形成所述工件的复合表面时改变几何要素的类型的所述加工指令相关联以产生关联；以及显示装置，其中，所述处理器被配置成基于所述关联来呈现与中间加工指令相对应的经加工的工件的中间表示。
【附图说明】
[0020]图1是根据本发明实施方式的NC加工机器以及用于仿真NC加工的系统和方法的流程图；
[0021]图2A是用于加工的典型工具以及通过沿着路径移动这样的工具制成的工件的典型编辑的图；
[0022]图2B是通过沿着弯曲路径扫描2D形状而确定的扫描容积的简图；
[0023]图3A是工具的直线路径的简图；
[0024]图3B是工具的圆弧路径的图，其中工具轴沿着所述路径改变；
[0025]图3C是工具的曲线路径的简图；
[0026]图4是根据本发明实施方式的使用G代码或NC机器指令的集合来利用工具形状仿真工件的加工的方法的流程图；
[0027]图5是复合ADF的简图；
[0028]图6A是根据本发明一个实施方式的确定工件的中间表示的方法的框图；
[0029]图6B是本发明一个实施方式的二维例示；
[0030]图6C是根据本发明一个实施方式的确定由复合自适应距离场表示的工件的中间表示的方法的框图；
[0031]图6D是由本发明的一些实施方式使用的关联的示例；
[0032]图7A是根据本发明一个实施方式的呈现工件的中间表示的方法的流程图；
[0033]图7B是根据本发明一个实施方式的确定形成工件的中间表示的复合表面的单元的子集和距离场的子集的方法的流程图；
[0034]图8A是例示了根据本发明一个实施方式的针对中间加工指令T的永久撤销的