[发明专利]用于监测工件加工过程的方法

说明书

本发明涉及一种用于监测工件加工过程的方法，该方法包括以下步骤：a.根据在加工过程中要实现的工件的预设最终形状以及要获得的工件最终形状的质量特征来规划加工过程。b.在计算机辅助模拟(I)中对计划的加工过程进行模拟。c.记录并存储在计算机辅助模拟(I)中发生的模拟加工过程的特征值的目标值。d.在规划并模拟的加工过程之后执行的实际加工过程(III)中，监测在模拟(I)中考虑的特征值并记录其实际值。e.通过将实际加工过程中记录的特征值的实际值和在模拟(I)中记录的这些特征值的目标值进行比较，评估加工过程和/或加工工件的质量。

技术领域

本发明涉及一种用于在工件加工中的监测加工过程的方法。

背景技术

机械加工即使不是最重要的制造形式也仍然是最重要的加工形式之一。此外，由不同材料，例如金属、塑料或复合材料构成的大量工件通过铣削或车削来制造，通常也通过磨削来完成。这同样适用于小型工件，例如变速器的齿轮，还有适用于大型工件，例如涡轮叶片等。机械加工既可用于批量生产，也可用于小批量工件的加工，还可用于单个零件的生产。质量监测和保证是一个特殊的方面，它已变得越来越重要，并将继续变得越来越重要。

在规划要在机床，例如尤其是铣床、车床或磨机上执行的加工过程时，通常将规划软件用于机床的流程规划和编程。在此，设计数据，即通常从设计程序导出的文件，被读入这种规划软件中，在所述规划软件中然后可以规划加工过程。在此，特别地，规划在工件表面上的工具路径，以便一方面找到一种加工进程，所述加工进程既能安全地排除工具与工件可能发生的碰撞，另一方面又能在尽可能合理的加工时间内安全可靠地加工工件。例如，可以强调间隔均匀的切削路径，使加工后的工件具有较高的表面质量，或者强调在特别关键的工件部分采用间隔较窄的切削路径，以实现那里的强度和工件稳定性。

现在，为了一方面在实践中对在这种规划范围中获得的加工流程中所获得的加工结果的质量方面进行验证，并且另一方面为了获得监测加工过程的基础，在实践中根据规划的加工流程在机床上加工参考件，并且评估参考件的质量并且在加工参考件时记录并存储加工过程的特征值，例如工具主轴马达的电流消耗。然后，在随后加工真正工件的实际加工过程中将所述值用作为参考值，并且与在实际加工过程中记录的特征值进行比较。如果这些值在先前确定的公差范围内一致，则就可以断定加工过程是按照目标规格进行的，并且加工工件的结果是高质量的。

然而，该过程是麻烦的，因为其首先需要加工参考件，并且将在此检测到的特征值记录为标称值。此外，尤其当随后仅加工小批量工件或者甚至仅在单独件制造范围中加工单个工件时，创建参考件是成本驱动因素。

发明内容

本发明的目的在于，创建一种在工件加工中监测加工过程而不必借助于参考件的加工的可能性。

本发明的目的通过具有本发明实施例的特征的方法实现。本发明的有利的改进形式在本发明的其他实施例中表示。

根据本发明，一种用于监测工件加工过程的方法包括以下步骤：

a.根据在加工过程中要实现的工件的预设最终形状以及要获得的工件最终形状的质量特征来规划加工过程。

b.在计算机辅助模拟中对规划的加工过程进行模拟。这通常是通过一个模拟程序完成的，该程序还特别包括机床的类型和设计以及相关的操作参数和所用加工工具的类型和设计。

c.在计算机辅助模拟的框架内，记录并存储模拟加工过程中发生的模拟加工过程的特征值的目标值。在此，尤其在真实机床处使用的传感器和测量记录器可以共同映射在所使用的模拟软件中，使得借助在那里虚拟存在的传感器和测量记录器可以在模拟中记录特征值。

d.在规划并模拟的加工过程之后执行的实际加工过程(III)中，监测在模拟(I)中考虑的特征值并记录其实际值。在此，通常采用真实的传感器和测量记录器，所述真实的传感器和测量记录器在虚拟机床的模拟软件中以同样方式镜像实现。