[发明专利]用于优化地控制机床的方法和控制设备

说明书

本发明涉及一种用于产生控制数据的方法，控制数据用于控制机床上的工具，机床用于通过加工过程、尤其是切削来加工夹紧的工件，其中机床包括控制设备和工具，并且方法用于通过如下方式相对于夹紧的工件利用三维的自由的工具运动控制工具：根据用于控制机床的、由额定几何形状生成的额定参数产生轨迹程序(6)，其中轨迹程序(6)描述至少一个轨迹，其中轨迹由多个支点(2)和线元素(3)构成并且每个线元素(3)将一对支点(2)彼此连接；依照所产生的轨迹程序(6)控制机床；通过反馈回路(21)检测加工过程的实际参数(24)；为了生成具有新轨迹(49的新轨迹程序(26)，根据所检测的实际参数(24)迭代地优化轨迹程序(6)，在机床的加工期间动态地实时供应新轨迹程序和新轨迹，并且它们在加工期间动态地改变和/或动态地取代至今为止的轨迹程序(6)和至今为止的轨迹，其中设有用于改变支点(2)的顺序的CAM功能，并且其中能够实时地实行CAM功能。

技术领域

本发明涉及一种用于产生控制数据的方法，所述控制数据用于控制机床上的工具，所述机床用于通过加工过程、尤其是切削来加工夹紧的工件，其中机床包括控制设备和工具，并且所述方法用于通过如下方式相对于夹紧的工件利用三维自由的工具运动控制工具：根据用于控制机床的、由额定几何形状生成的额定参数产生轨迹程序，其中轨迹程序描述至少一个轨迹，其中轨迹由多个支点和线元素构成，并且每个线元素将一对支点彼此连接；并且依照所产生的轨迹程序控制机床。此外，本发明还涉及一种控制设备。

背景技术

下面，将线元素在此例如理解为直线、圆元素或更高阶的几何元素(例如样条)或它们的组合。

在加工工件(在工具建造和模具建造中)时，在各种情况下使用基于CNC的轨迹程序，以控制相应的机器，尤其铣削机器。轨迹程序(也称作部件程序)如今主要通过CAD/CAM/PP系统生成。在此，要制造的主体或物体首先利用CAD程序设计(计算机辅助设计)并且随后通过CAM程序(计算机辅助制造)转译成机器无关的代码(描述加工流程)。后置处理(PP)将机器无关的代码转译成机器相关的代码，即所谓的基于CNC的轨迹程序，所述轨迹程序能够用于驱控各具体的机器。加工在此划分成不同的步骤，例如粗加工、预抛光和抛光。

在抛光过程中例如将要加工的或要制造的表面基本上分解成以相同间距进行的轨迹程序，所述轨迹程序描述工件的表面轮廓，随后例如在切削过程中通过铣削机经过所述表面轮廓。这种轨迹程序是由支点构成的轨迹，所述支点成对地通过线元素(下面也称作为线组)连接。

这种程序或其图形可视化在图1中部分地描述。在此，应利用大量并排伸展的铣削轨迹1(即具有彼此间近似相同间距的铣削轨迹部段)产生表面轮廓。每个铣削轨迹由多个支承点2和多个线部段3构成。在各两个相邻的支承点2之间存在线元素或线组，所述线元素或线组将这两个支点2连接。

在CAD/CAM/PP系统中产生的轨迹程序通常安装到具有NC控制器的机器上，并且随后通过机器操作员借助于NC控制器在机器上运行。在此，NC控制器以到未来的某个时间和距离视界单独地考虑每个铣削轨迹部段(展望未来)并且评估偏差。

能够以CNC编程语言建立的轨迹程序在此事先建立并且在通过CNC控制器处理的时间点不再修改。在此，在轨迹程序中事先确定加工技术、工具、如主轴转速的技术参数、机器功能、要经过的轨迹曲线和取向以及所属的进刀速。在轨迹程序中确定的值在各种情况下不由CNC控制器询问。轨迹程序在加工之前在CAM系统或其他的编程系统中建立，并且此后告知CNC控制器用于加工。

该方式不允许在通过CNC控制器处理CNC程序的时间点自动地修改轨迹几何形状或所属的技术参数，除非通过操作员手动干预。由此，不能够在最小的加工时间或完全利用工具和机器可行性、例如工具待机时间、切削功率或动力方面实现可行的最佳效果。

此外，由不同的程序员不同地实现相同的加工任务并且在不同的机器类型上不同地经过。即使在机器特性相同的情况下，即机器类型相同的情况下，在不同的加工运行中由于不同的程序知识和策略实现关于加工时间、质量和成本不同的生产率。