加工时间预测系统的制作方法

本发明涉及一种加工时间预测系统，特别涉及由多个cnc机床协作并执行加工时间预测的加工时间预测系统。

背景技术：

生成或修正nc程序的操作员在生成或修正nc系统时，大多希望确认nc程序的加工时间。

因此，作为加工前的一个模拟，通过加工时间预测功能预测实际加工所需要的时间。

为了高速地在短时间内进行加工时间预测，需要cpu的高性能运算性能和充分的存储器等硬件的资源。

然而，在加工的形状复杂或作业人员执行其他的应用而使用cpu和存储器时等硬件的资源不足的情况下，加工时间的预测要花费时间，担心不能够执行。

日本特开2004-227028号公报中公开以下技术，在控制装置中，按加工工序来分割用于加工工件的加工程序，通过控制装置计算每个被分割后的加工工序的循环时间(加工时间)，将其结果显示在显示部。

日本特开2006-106858号公报中公开一种分散处理系统相关的技术，为了有效地计算大量的数据，统括计算任务的分散处理的主服务器与经由网络与其主服务器连接并执行分散后的计算任务的计算处理的多个从服务器连接，使计算任务分散进行处理。

在上述日本特开2004-227028号公报中公开的技术，计算工件加工程序的每个加工工序的循环时间，但是只通过1台控制装置进行计算，循环时间的计算目的也是为了由操作者判断对工件进行的加工顺序是否适当。因此，当控制装置的硬件的资源不足时，循环时间的计算可能会花费时间。

上述日本特开2006-106858号公报中公开的技术，分割计算任务并分散至多个从服务器进行处理，但是即使假设将各个从服务器的累积计算量进行平均，由于不考虑各个从服务器的处理能力等，因此仍有可能会由于从服务器的状况而不能够以适当的时间进行计算。

技术实现要素：

因此，本发明的目的为提供一种加工时间预测系统，其能够在cnc机床的加工时间预测中缩短处理时间。

本发明的一个方式即预测加工时间的加工时间预测系统具有：加工程序分割单元，其将通过机床执行的加工程序分割为多个；加工程序传送单元，其将分割后的上述加工程序传送给至少一个运算单元；加工时间接收单元，其接收通过上述运算单元计算出的加工时间；以及加工时间累积单元，其对通过上述加工时间接收单元接收到的加工时间进行累积。

根据该方式的加工时间预测系统，特别在用于计算加工时间的运算处理的硬件资源不足时等，由其他管理装置和机床等合作进行必要的运算，从而能够实现处理时间的缩短，或者通过防止负荷偏向于一部分的机床来减轻负荷，从而能够实现网络上的资源的有效的使用。

上述加工程序分割单元能够在上述加工程序所记载的指令中的使上述机床的所有轴停止的指令的位置分割上述加工程序。

在该实施方式中，由于在机床的所有轴停止的指令的位置进行加工程序的分割，因此能够不受加工程序的分割位置的前后动作的影响来确切地计算整体的加工时间。

上述加工程序分割单元使上述加工程序在分割位置的前后重叠并进行分割，另外，上述加工时间累积单元可以在进行了由上述加工时间接收单元接收到的加工时间的累积后，减去上述重叠的部分的加工时间。

在该实施方式中，在分割位置的前后使加工程序的分割重叠并进行分割，减去累积时重叠部分的加工时间，因此能够不受加工程序的分割位置的前后动作的影响而确切地计算整体的加工时间。

本发明一个方式的机床能够用于预测加工时间的加工时间预测系统，具有：加工程序分割单元，其将加工程序分割为多个；加工程序传送单元，其将分割后的上述加工程序传送给至少一个运算单元；加工时间接收单元，其接收通过上述运算单元计算出的加工时间；以及加工时间累积单元，其累积通过上述加工时间接收单元接收到的加工时间。

上述加工程序分割单元能够在上述加工程序所记载的指令中的使上述机床的所有轴停止的指令的位置分割上述加工程序。

上述加工程序分割单元使上述加工程序在分割位置的前后重叠并进行分割，另外，上述加工时间累积单元在进行了由上述加工时间接收单元接收到的加工时间的累积后，能够减去使上述重叠的部分的加工时间。

本发明的一个方式的管理装置能够用于预测加工时间的加工时间预测系统，该管理装置具有：加工程序分割单元，其将通过机床执行的加工程序分割为多个；加工程序传送单元，其将分割后的上述加工程序传送给至少一个运算单元；加工时间接收单元，其接收通过上述运算单元计算出的加工时间；以及加工时间累积单元，其累积通过上述加工时间接收单元接收到的加工时间。

上述加工程序分割单元能够在上述加工程序所记载的指令中的使上述机床的所有轴停止的指令的位置分割上述加工程序。

上述加工程序分割单元使上述加工程序在分割位置的前后重叠并进行分割，另外，上述加工时间累积单元可以在进行了对由上述加工时间接收单元接收到的加工时间的累积后，减去上述重叠的部分的加工时间。

根据本发明，能够提供一种加工时间预测系统，其能够在cnc机床的加工时间预测中缩短处理时间。

附图说明

图1是表示本发明整体结构的示意图。

图2是本发明实施方式的主要部件框图。

图3是本发明实施方式的运算处理装置的功能框图。

图4是说明本发明实施方式的处理流程的流程图。

图5是图3所示的运算处理装置的功能框图中提取出分割nc程序时所使用的功能的图。

图6是图3所示的运算处理装置的功能框图中提取出不分割nc程序时所使用的功能的图。

图7是用于说明nc程序的分割方法的图。

图8是用于说明其他机床等的加工时间的计算的图。

图9是表示加工时间的计算结果的一例的图。

图10是用于说明nc程序的分割方法。

具体实施方式

(第一实施方式)

本发明的加工时间预测系统由管理装置的pc等和各个机床构成。图1是表示本发明的加工时间预测系统的整体结构的示意图。

如图1所示，本发明的加工时间预测系统将pc400、机床1(500a)～机床4(500d)中的各个机床500与网络300连接，能够将特有的加减速度等的参数、模态信息等机器状态信息等相互传送给nc程序32和各个机床500。

图2是本实施方式的pc400和各个机床500内的运算处理装置100等的主要部件框图。

运算处理装置100经由总线17将进行运算处理的处理器即cpu10、由ram和rom组成的存储器12、控制显示器140的显示控制器14、通过来自电源开关160的接通/切断信号来接通/切断控制运算处理装置100的电源的电源控制器16、控制外部输入设备180的输入设备控制器18、判定cpu10和存储器12等硬件资源的状态的硬件资源判定单元40、将程序发送给其他机床500的程序发送单元50、接收来自其他机床500等的程序的程序接收单元60、以及接收通过其他机床500计算出的加工时间的加工时间接收单元70连接起来。

存储器12是对用于机床加工的nc程序32、每个机床特有的加减速参数和模态信息等参数34、通过外部输入设备180等从外部输入的各种数据进行预先存储的存储单元。作为外部输入设备180的例子有键盘等，来自外部输入设备180的输入数据通过输入设备控制器18被输入到运算处理装置100中。对于其他硬件资源判定单元40、程序发送单元50、程序接收单元60、加工时间接收单元70的功能将予以后述。

图3是本发明实施方式的运算处理装置100的功能框图。

运算处理装置100具备：硬件资源判定单元40、发送目的地决定单元42、程序分割单元44、程序发送单元50、加工时间接收单元70、程序接收单元60、加工时间运算单元80、加工时间发送单元52、加工时间累积单元90。

硬件资源判定单元40参照存储在存储器12中的nc程序32和各种参数34，在组装有该运算处理装置100的pc400和各个机床500中，确认运算处理装置100内的cpu10和存储器12的动作状况，判定关于该运算处理装置100的动作处理的余量。另外，如后所述，接收基于其他机床中的硬件资源判定单元40的组装有该运算处理装置100的机床500中的cpu10和存储器12的动作状况和动作处理中的余量。

在本实施方式中，硬件资源判定单元40中，确认运算处理装置100的cpu10和存储器12等硬件资源，操作员进行其他的作业等，当判定为硬件资源中没有针对动作处理的余量时，将分割后的程序以及计算所需要的参数传送给其他机床500和pc400，在各个机床500和pc400中针对分割后的程序执行加工时间的计算。

以下，详细说明这些处理。图4是说明本发明实施方式的处理流程的流程图。图5是在图3所示的运算处理装置100的功能框图中提取出分割nc程序32时所使用的功能的图。图6是在图3所示的运算处理装置100的功能框图中提取出不分割nc程序32时所使用的功能的图。

接着，根据图4的流程图按步骤说明本实施方式的动作。

(步骤sa1)硬件资源判定单元40在该机床500的运算处理装置100中，判定是否有用于计算nc程序32整体的加工时间预测的充分的硬件资源。当有充分的硬件资源时(是)，进入步骤sa8，当硬件资源不充足时(否)，进入步骤sa2。

图5表示从以下的步骤sa2到sa7的动作(硬件资源不充足时进行的功能)。

(步骤sa2)与步骤sa1同样，接收在其他机床500等的硬件资源判定单元中判定出的上述其它机床500的硬件资源的判定结果。

(步骤sa3)发送目的地决定单元42决定作为运算分割后的程序的运算单元的发送目的地。关于发送目的地的决定，参照在步骤sa2接收到的其他机床500的台数和上述其它机床500中的硬件资源判定单元的判定结果来决定程序的发送目的地。作为发送目的地的决定方法，当其他机床500中的硬件资源的使用状况为超过预定的阈值时，判断为没有计算加工时间预测的余量，按照没有超过阈值的机床的台数对nc程序32进行平均分割并发送。另外，也可以根据每个机床500的cpu10等的处理能力来变更所分割的程序量的比率并进行发送。

(步骤sa4)程序分割单元44分割程序。具体地说，程序分割单元44可以将程序分割为与其他机床500的硬件资源的使用状况没有超过阈值的机床的台数一致的数量，也可以无关于发送目的地的机床台数而在程序可分割的点分割程序。后者的情况下，在程序分割后，需要与发送目的地的机床一致地汇总处理分割后的程序。另外分割后的程序可以发送给所有其他的机床，也可以一部分不发送而在该运算处理装置100内进行计算。对程序的分割处理的详细内容予以后述。

(步骤sa5)将在程序分割单元44中分割好的nc程序32以及nc程序32的加工时间计算所必需的参数34发送给由发送目的地决定单元42决定的程序的发送目的地。关于发送后的其他机床500的nc程序32的加工时间的计算将予以后述。

(步骤sa6)程序分割单元44在不发送一部分nc程序32而在该运算处理装置100内进行计算时，通过加工时间运算单元80计算未发送的nc程序32的加工时间。

(步骤sa7)加工时间接收单元70接收在其他机床500中计算出的nc程序32的加工时间。

(步骤sa8)由于能够不分割nc程序32而计算出加工时间，因此加工时间运算单元80计算nc程序32整体的加工时间。

(步骤sa9)加工时间累积单元90累积在该运算处理装置100内进行运算的加工时间以及在其他机床500中计算出的加工时间。

对于nc程序的加工时间的计算，可以使用目前进行的一般计算方法。在一般的加工中，可以根据加工长度和加工速度的关系来计算加工时间，进而使用时间常数参数将上升、下降时的时间相加并计算整体的加工时间。另外，作为其他方法，在将刀具路径分割为细切片的段的基础上，按照每个段使用段的长度和段内的刀具移动速度来进行加工时间的计算以及累积。另外，当分割后的nc程序为辅助功能时，通过表格形式等预先存储该辅助功能花费的时间，读出上述数据，从而能够计算出时间。

图7用于说明nc程序32的分割方法。

程序分割单元44按照每个程序块来处理从存储器12读入的nc程序32，判别“区间分割条件”并对多个程序块中的每个程序块的区间进行划分处理。

这里，关于“区间分割条件”的判别，首先为了区分nc程序的各个区间，分为包括辅助代码的程序块和开头具有子程序调用命令的程序块，在此基础上，将t代码和m代码的刀具更换所需要的代码的部分和停留指令等使所有轴停止的指令的部分作为本实施方式的“区间分割条件”，由此分割nc程序。

程序分割单元44可以在满足这些区间分割条件的所有场所分割nc程序32，也可以考虑由发送目的地决定单元42判定的发送目的地的台数等，来变更所分割的场所的数量和被分割后的程序块的程序的分量。

图8用于说明在图4的流程图中的步骤sa6中，在由发送决定单元42决定的其它机床500等的程序的发送目的地的加工时间的计算。用于计算该加工时间的基本结构与图3所示的运算处理装置100的功能块图同样，提取计算被分割后的nc程序32的加工时间所使用的功能。

程序接收单元60接收从其他机床500等发送来的被分割后的nc程序32。接收到的nc程序32被发送给加工时间运算单元80，加工时间运算单元80运算该发送来的被分割的nc程序32的加工时间，并发送给加工时间发送单元52，加工时间发送单元52将加工时间发送给发送源的其它机床500等。

这样，对分割后的nc程序32在各个机床500等中进行加工时间的运算，发送源的加工时间接收单元70接收运算出的加工时间，并且也接收在其他机床500中计算出的加工时间并将它们集合。然后，加工时间累积单元90对在该运算处理装置100内运算出的加工时间以及在其他机床500中计算出的加工时间进行累积，由此计算整体的加工时间。

图9是表示加工时间的计算结果的一例的图，将nc程序32区分为4个部分，在各个机床500中计算出加工时间后，进行加工时间的累积，由此合计的加工时间被计算为7分钟。

另外，在分割nc程序32并计算加工时间时，与在nc程序32整体中计算加工时间的情况相比，也会有在分割前后的场所等进行处理的时间产生差的情况，但是在本实施例的说明中，为了容易地理解本发明的特征，不考虑该差造成的影响来进行说明。

(第二实施方式)

接着，根据图10说明本实施方式。在本实施方式中，与之前的实施方式的基本结构相同，但是，在nc程序32的分割方法的方面不同。在之前的实施方式中，在nc程序32的刀具更换部分和停留指令的位置等所有轴停止的部分进行了程序的分割，但是在本实施方式中，如图10所示，关于分割，使分割场所的前后部分重叠并进行分割。

如在图10的区间2和区间3之间所看到的那样，作为区间的分割场所，在切换g00和g01等插值方法的部分中重叠并分割。关于将分割后的nc程序32发送给其它机床500等来进行运算的方面，与之前的实施方式相同。在分割并计算出加工时间后，发送源的加工时间接收单元70接收该计算出的加工时间，并且也接收在其他的机床500中计算出的加工时间并将它们集中。然后，加工时间累积单元90在将在该传送处理装置100内运算出的加工时间以及在其他机床500中计算出的加工时间进行累积后，删除重叠部分，从而计算整体的加工时间。在重叠部分的加工时间的计算中，可以根据重叠后的加工距离以及加工速度来进行计算。

另外，在这些实施方式的说明中说明了以下例子：当一个机床500的nc程序32在该机床500的传送处理装置100中的硬件资源不充足时，将该nc程序32分割，将分割后的nc程序32发送至硬件资源的使用状况没有超过阈值的其它机床500，但不限于此例。在这些实施方式中，说明了将被分割后的nc程序32发送给其它多个机床500的例子，但是作为运算单元的发送目的地，可以不分割nc程序32而统一发送给例如其他的1台处理能力高的机床500、pc400等的管理装置并计算加工时间，将分割数设为2，通过该机床500和另1台机床500共2台来计算加工时间。

另外，其他机床500的硬件资源的使用状况是否超过阈值的判定由其他机床500自身的传送处理装置100内的硬件资源判定单元40进行，但是发送nc程序32的那一侧的机床500可以判定其他机床500的硬件资源，或者通过网络300上所连接的pc400等的管理装置来进行判定。

进一步地，对于在想要进行nc程序32的加工时间预测的机床500中硬件资源是否不充足的判定、之后的nc程序32的分割、分割后的程序向其他机床500的传送、计算出加工时间后的加工时间的累积处理等，也可以在pc400等的管理装置中进行，以代替机床500。