专利名称：机器上的探测系统和方法
技术领域：
本申请涉及一种建立一种机械工具上可执行程序的系统和方法。尤其是，本发明涉及一种建立在机械工具上可用于探针操作的程序的系统和方法。
背景技术：
计算机辅助制造(CAM)是一个与部件制造和设计的许多方面联系在一起的术语。典型地，要求的部件结构作为数字模型被建立，其能够通过采用图形用户界面而被修改和处理。数字模型被用于产生由机械工具执行的指令。部件几何形状从数字模型到用于数字控制的机器语言的转换以不同的特性级别完成。第一级别是普通级别，其中部件的几何形状被转换为不特定于任何一台机器的数字控制程序。表示要求的部件制造指令的该普通数字程序然后能够被转到许多不同数字控制器上。该普通数字程序然后被后处理器修改，以产生特定于个别机器的数字程序。该特定数字程序提供施加给个别机器的适应个别需要的指令。
在一些实例中，需要在机器运转期间测量部件的一部分。该测量由于各种原因而被利用，例如确定在部件内产生的要求的特征，或根据特定部件的当前尺度来改变子程序操作。机器探测器典型地执行该测量操作。典型地，机器探测器利用移至特定坐标的触敏设备。当开启内部开关及中断其电路被时，检测探测器和部件的联系。这时记录坐标。
当探测器的程序运转和操作与加工操作混杂时困难增加。不像例如刀具、钻孔机、磨粉机等机械工具，自动地从数字模型和普通程序取得指令，用于探测器操作的多个指令典型地被手动输入，特定于个别机械工具。因为用于探测器操作的指令对于每个机器常常是唯一的，用于探测器的多个指令需要手动输入指令而不是被自动编程。这种手动程序是冗长、复杂和耗时的。
因此，需要开发一种用于自动产生探测器操作指令的方法，该指令能够包括在普通数字程序内并为每个特定机床定制。
发明内容
本发明是一种用于从数字模型产生探测指令以在驱动三或多个坐标系的数字控制器上执行的系统和方法。
该系统和方法利用与计算机辅助制造程序成对运行的探测器模块。该探测器模块利用数字模型来产生探测操作的指令，该探测器操作在机器操作期间完成。由计算机辅助制造程序产生的加工指令以及由探测器模块产生的探测操作指令是普通的。所产生的指令的普通性质为许多不同结构的机械工具提供适应性。该普通指令被输入到包括特定探测码的后处理器。该探测码与探测模块联系以将普通探测操作指令转换为机械工具的特定可执行指令。
因此，本发明的系统和方法提供与加工指令混杂的探测指令的产生，由此排除探测操作的个别程序的冗长性。
本发明的这些或其它特征通过下面的说明书和附图能够被更好的理解，其下是简短描述。
图1是根据本发明的用于产生计算机数字控制程序的系统的一个实施例的示意图。
图2是示出了用于特定机械工具产生指令的步骤的方框图。
图3是示出了本发明的工艺流程的一个实施例的方框图。
具体实施例方式
参考图1，系统10被概略地示出，用于从部件的数字模型中产生探测操作指令。系统10包括显示部件几何形状的图形用户界面12，和提供例如在计算机辅助设计(CAD)系统的CAM中生成的该部件的特定特征的交互作用和选择的用户输入设备13。该图形用户界面12是计算机系统19的一部分，该计算机系统19包括微处理器11，存储器15以及至少一个计算机可读存储介质17。该计算机可读存储介质17包括已知的器件，例如随机存取存储器，硬盘，光、电和磁存储器连同其它已知介质。
计算机辅助制造程序14利用数字模型，在机械工具上产生可执行指令以制作出该部件。计算机辅助制造程序14可以是许多可商业获得的程序的任何一种，例如由Unigraphics提供，用于将数字模型转换为机器可执行指令的程序。本发明的系统10包括探测模块16，该探测模块16与计算机辅助制造程序14紧密配合来运行。探测模块16与图形用户界面12相联系，并利用部件的数字模型来产生探测操作与加工操作共同执行的指令。
由计算机辅助制造程序14产生的加工指令以及由探测模块16产生的探测操作指令是普通的。生成的指令的普通性质为机械工具的许多不同结构提供适应性。该普通指令输入包括探测码20的后处理器18中。该探测码20与探测模块16联系，以将普通的探测操作指令转换为可被机械工具22以及机械工具22上的探测器26执行的特定指令。
机械工具22包括若干探测子程序24，该探测子程序24用于探测部件的所选特征以产生的指令触发。该子程序24可包括探测器26的操作，数据采集和处理程序，也包括任何其它在探测操作期间涉及数据收集和处理的程序或指令。系统10被概略地示出，并以特定特征描述，然而，本领域熟练的技术人员在该公开的益处的情况下，会理解其它单元也可包括在系统10内。
系统10执行一种混杂了加工操作的探测器操作的图形程序的方法。本发明的系统10利用数字地定义部件几何形状以确定所要求的探测坐标。一旦为了探测而与部件上所要求的特征相联系的目标坐标被确定，系统10就会在产生的普通计算机数字控制程序内产生一组探测指令。这样，探测命令与加工操作指令成为一体，并在后处理器内连同加工指令一起由普通指令转换为用于所要求的机械工具的特殊指令。
参考图2，方框图概略地示出了本发明的一个可能的方法30，并包括识别和定义部件的数字模型，如步骤32所表示。数字模型提供图形用户界面12的使用方式，用于在步骤34中为了探测而选择部件的特征。该选择过程通过图形用户界面12和用户输入装置31来完成。图形用户界面12提供部件上任何特征的选择。部件的特征可包括提供部件特征所期望关系的孔、面或点和面的组合。一旦用于探测的所要求的特征被选择，在步骤36中，系统10就为选择的特征确定部分坐标。该部分坐标相对于如数字模型所表示的部件自身被确定。
在步骤38中，该部分坐标被利用来产生普通数字控制程序39。该普通数字控制程序39包括可被机械工具22执行的指令，也包括在加工操作中隔行扫描的探测器26的操作指令。探测指令和加工指令可同时产生。然而，探测操作指令与加工指令同时产生不是必须的。从数字部件几何形状中产生的指令可在如40所表示的后处理步骤前的任意处，被添加到普通程序中。
普通数字控制程序39提供在多个不同构造的机械工具上使用的部分。如已知的，每个机械工具包括唯一的特征和程序设计要求。后处理器18将在步骤38中产生的普通指令转换为对特定机械工具唯一的特定指令。本发明的后处理器18包括探测码20，该探测码20被利用来将用于探测操作的普通操作指令转变为给特定机械工具的特定指令。
后处理步骤40包括在步骤42中根据与数字模型有关的确定的部件坐标来确定机器坐标的步骤。部件坐标的确定是鉴于数字模型表示的特定特征来确定的。在步骤42中确定的机器坐标是根据特定机械工具将那些部件坐标转换为一组坐标的结果。机器坐标的确定建立用于机器设施内的部件的坐标。此外，该转换包括矢量信息，该矢量信息用于制造的直接操作或探测在特定要求的机械工具设施内的部件。
然后在步骤44中在机械工具上执行上述指令。只有个别机械工具才有的上述指令包括在个别机械工具内触发探测子程序的指令。该个别子程序24能提供用于数据采集、处理、以及机器指令的同时修正的许多不同要求的性能以及操作参数。
参考图3，如58所示方框图描述了一个从数字模型直到特定机械工具的数据流通的可能的实施例，如52所示，探测模块16与计算机辅助制造程序14连接或者是计算机辅助制造程序14的一部分，以抽出在数字模型内表示的信息。探测模块16将用户从图形用户界面12的输入转换为探测命令，该探测命令并入由机械工具识别和可执行的普通数字控制程序，如54用示意图所示。产生的一些探测操作表示最好的工业实践和技术。其它指令在后处理器内被转换以实现特定功能，计算和数据采集。
在普通数字控制程序54内产生的探测命令通过后处理器输入，如56所示。后处理器18包括用于采用到特定机械工具的特定特征。每个机械工具22A，22B和22C典型地的关于彼此是唯一的，并且因此唯一的后处理探测码20A，20B和20C被包括在每个机械工具22A，22B和22C的后处理步骤56中。在后处理步骤56中，确定特定机器坐标和矢量。后处理器18包括被连接到探测模块16以及特定于机械工具22A，22B和22C的探测代码20A，20B和20C。后处理器18被修正以包括探测代码20A，20B和20C，其辨认、解释并转换普通指令为在每个相应的机械工具22A，22B和22C上探测操作的特定指令。
一旦普通数字程序39通过后处理器18运行，其就被下载到特定机械工具22A，22B和22C内，如58所示。每个机械工具22A，22B和22C执行包括探测命令和机器命令的指令。探测指令能够包括在每个机械工具22A，22B和22C内的固有控测子程序的触发。
本发明的方法和系统提供从数字模型派生而来的机械工具的可执行探测指令的自动产生。探测模块是作为附加到产生机器指令的计算机制造程序的模块来运行的，或者与计算机制造程序整体地运行。探测模块提供探测操作，探测操作与加工操作一起被编程，在部件的制造期间提供探测和加工操作的混杂。
尽管本发明的优选实施例已经被公开，本领域的普通技术人员会认识到在本发明的范围内可有一些修改。因为，随后的权利要求将被研究以确定本发明的确切范围和内容。
权利要求
1.一种为工具产生探测指令的方法，包括步骤(a)选择部件的至少一个特征用以探测；(b)确定该至少一个选择的特征的部件坐标；以及(c)在确定的部件坐标处产生用于执行该至少一个选择的特征的探测的指令。
2.如权利要求1中所述的方法，其中所述步骤(c)在可执行机器操作指令产生的同时产生探测指令。
3.如权利要求2中所述的方法，其中所述步骤(c)包括将上述指令转换为在机械工具上可执行的探测指令。
4.如权利要求3中所述的方法，其中所述转换步骤由后处理器执行。
5.如权利要求1中所述的方法，其中所述步骤(c)包括产生包括在机械工具上用于执行探测的所述指令和用于执行机器操作的所述指令的普通指令的步骤。
6.如权利要求5中所述的方法，包括将所述普通指令转换为对个别机械工具唯一的特定指令的步骤。
7.如权利要求6中所述的方法，其中所述对个别机械工具唯一的指令包括在个别机械工具内触发探测子程序的指令。
8.如权利要求1中所述的方法，其中所述步骤(c)包括产生由机械工具执行的指令。
9.如权利要求1中所述的方法，其中所述步骤(a)包括产生表示部件几何形状的模型。
10.如权利要求1中所述的方法，其中所述步骤(a)包括从表示部件几何形状的模型探测的选择的特征。
11.如权利要求1中所述的方法，其中所述步骤(c)包括将确定的部件坐标转换为机器坐标的步骤。
12.如权利要求1中所述的方法，其中所述步骤(c)包括产生探测指令，该探测指令可转换为操作特定机械工具的特定指令。
13.如权利要求1中所述的方法，其中所述这些步骤包含存储在计算机可读取介质上的多数可执行指令。
14.一种产生操作机械工具的指令的方法，所述方法包括步骤(a)选择部件的至少一个特征用以在制作期间探测；(b)确定该至少一个选择的特征的部件坐标；以及(c)产生一组用于制造和检查该部件的普通指令。
15.如权利要求14中所述的方法，其中所述一组指令可转换为在个别机械工具上可执行的指令。
16.如权利要求14中所述的方法，包括由于所述一组普通指令，产生在所要求的机械工具上可执行的特定指令的步骤。
17.如权利要求16中所述的方法，其中所述特定指令产生步骤由后处理器执行。
18.如权利要求14中所述的方法，包括由于所述确定的部件坐标产生机器坐标的步骤。
19.如权利要求16中所述的方法，其中所述特定指令包括用于在要求的机械工具内当前子程序的初始操作的触发器。
20.一种用于产生机械工具可执行指令的系统，包括用于从数字模型提取属于所要求的几何形状的信息的探测模块；以及用于将从所述探测模块提取的信息转换为机械工具可执行指令的后处理器。
21.如权利要求20中所述的系统，其中所述探测模块与计算机辅助制造程序连接。
22.如权利要求20中所述的系统，包括用于从数字模型选择预定几何形状的图形用户界面。
23.如权利要求20中所述的系统，其中所述机械工具可执行指令包括用于探测操作的指令和用于加工操作的指令。
24.一种计算机辅助制造系统包括用于选择部件的至少一个特征以在制作期间检查的设备；用于确定所述至少一个选择的特征的坐标的设备；用于产生指令以在所述确定的坐标处检查所述至少一个选择的特征的设备。
25.如权利要求24中所述的系统，包括用于产生与加工操作指令结合的探测操作的机械工具可执行的指令。
26.如权利要求24中所述的系统，包括用于修整产生的指令以为特定机械工具检查所述至少一个选择的特征的设备。
27.一种产生机器探测指令的方法，包括步骤(a)用计算机辅助制造程序来为机械工具产生机器指令以及检查指令；以及(b)提供机器指令和检查指令给机械工具。
28.如权利要求27中所述的方法，其中所述提供步骤包括用后处理器来将所述机器指令和所述探测指令转换为机械工具的特定指令。
全文摘要
一种产生用于在机械工具上执行探测操作的指令的方法和系统，包括与计算机辅助制造程序连接的探测模块。选自数字模型的特征被利用来确定用于探测的部件特征。这些特征的坐标用于来产生与用于制造该部件的加工指令相结合和混杂的指令。该探测指令然后被后处理器转换为供特定机械工具使用的可执行指令。
文档编号G05B15/02GK1776553SQ20051011657
公开日2006年5月24日 申请日期2005年9月15日 优先权日2004年9月16日
发明者C·杰西 申请人:联合工艺公司