具有芯轴头的工具机以及用于对工具机的芯轴头进行定位的方法_2

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能够以适当的方式彼此相对取向和定向地布置。例如这些传感器件能够呈十字形、蔷薇花状或类型类似方式布置。
[0029]原则上也可以设想的是:对由操作部承受的扭转负荷引起的变形加以检测。按照这种方式,工具机的功能例如能够以如下程度扩展:芯轴头绕一个轴(例如B轴)以受限定的方式受马达驱动的旋转或枢转能够通过操作人员作用得到控制。
[0030]根据前述构造方案的改进方案,优选的是:控制装置被构造用于产生控制指令,所述控制指令具有至少一个运动参数,所述运动参数与所探测到的操作力相关,特别是至少与操作力的大小或方向相关。
[0031]在控制指令中有所反映的运动参数可以例如包括运动方向、行程、速度、加速度、减速度等。另外,例如可以与阈值相关地产生AN(开)信号或AUS(关)信号,以便选择性地实现或停止芯轴头受限定的以马达驱动的移位。为此目的,还可以调用所谓的同意-信息。同意-信息可以被传送给控制装置或者在控制装置中产生。对于“同意”这一概念可以理解为由操作人员有意识地放行移位运动。同意-信息例如可以反映:操作人员有否操作激活开关或同意开关。按照这种方式,能够避免并非有意的、由于有误操作引起的移位运动。同意信息例如可以包含数字信号,该数字信号可以表现为“存在同意”的状态和“不存在同意”的状态。
[0032]根据这种构造方案的改进方案,控制指令包括受限定的移位速度,其与探测到的操作力相关。
[0033]被(间接)检测的操作力能够被加以评估,以便获取对于芯轴头所希望的移位速度。换言之,也可以通过对操作力大小和方向的检测来确定操作力矢量。操作力矢量在芯轴移位矢量方面得到反映,芯轴移位矢量例如通过移位方向和移位速度表明特征。
[0034]不言而喻的是:控制装置可替换地例如也可以被构造用于,当传感器单单是检测到操作人员作用的存在(而不涉及其实际大小)时,使芯轴头沿一个轴或者沿由至少两个轴形成的平面以基本上恒定的移位速度移位。按照这种方式,能够实现“数字式”的控制。移位控制例如可以用在蠕行档中,以便以较低速度达到基准点。不言而喻的是,即便是不对操作人员作用(例如操作力)的(绝对)大小加以检测的话,也可以对操作人员作用的方向加以检测和评估。
[0035]根据另一能够可替换地或附加地执行的构造方案,控制指令包括与所探测的操作力的方向分量相关的移位方向。
[0036]操作力的检测到的方向能够被用于芯轴头移位所希望的方向。据此,当例如两个轴(例如X轴和Z轴)被相协调地操控并且赋予控制指令时,能够实现芯轴头的“斜向”移位。
[0037]还可以有利的是,控制装置被构造用于产生用以使芯轴头移位的控制指令,所述控制指令与至少另一影响因素相关,特别是与芯轴头的位置相关。
[0038]在此,控制指令原则上例如可以是AN(开)信号或(关)AUS信号。按照这种方式能够保证:对于操作部无意的作用不导致芯轴头不希望的运动。可以考虑其他功能。例如可以对至少另一影响因素加以评估,以便确定:芯轴头是以快速档移位还是以蠕行档移位。
[0039]这种措施以如下方式改进:控制装置被构造用于当芯轴头移位时进入限定的区域中的话,使芯轴头的移位速度得到匹配或者停止芯轴头的移位。
[0040]芯轴头的例如能够通过机床上的引导部的构造预设的原则上可行的运动区域能够被划分为:芯轴头在其中可以快速移位的区域,还有在其中可以较慢移位的区域,以及最后还有在其中不希望芯轴头发生移位的区域。
[0041]按照这种方式,例如能够实现碰撞监控,以便防止:芯轴头在手动控制地移位时与工具机的部件发生碰撞。由此,能够进一步提高安全性。
[0042]在其中不受到碰撞风险威胁的区域原则上能够与高移位速度相联系。另外可以设想的是:设置有近场区域,所述近场区域例如包围基准点或一定的工件几何形状。近场区域也可以理解为错位区。当芯轴头进入近场区域中时,控制装置能够以如下方式作用于移位驱动装置:仅蠕行档是可行的。按照这种方式,操作人员能够使芯轴头高精度地移位,以便例如达到基准点或工件几何形体。在其余的允许的运动区域中,芯轴头能够相反地以高移位速度定位和运动。总体上,由此能够在定位精度与定位速度之间获得出色的折衷。
[0043]另外,可以在(理论上可行的)运动区域中限定出所谓的停止区域,该停止区域例如能够理解为围绕机器几何形状的包络,并且限定出(虚拟的)移位边界。按照这种方式,能够在手动控制的移位时避免芯轴头发生不希望的碰撞。
[0044]当在允许快速档的区域与允许蠕行档的区域之间变换时,能够在相对应的“特征域”之间变换,用以将所检测到的对操作部的作用与移位速度相关联。
[0045]各个区域的确定,即例如划分为运动区域、近场区域以及停止区域的过程能够以不同方式实现。例如可以利用针对工件几何形状的原始数据和工具机几何形状的额定数据,用以至少接近地确定出包围起来的近场区域和停止区域。优选的是,近场区域和停止区域距所基于的元件具有错位量。按照这种方式,伴随对芯轴头额定位置以及实际位置的粗略检测随之带来粗略运动的足够精度和改善的防碰撞安全性。
[0046]根据工具机的另一方面,操作部被构造为操作把手,其中,操作部具有探测区域,探测区域能够弹性变形并且特别是具有高刚度,并且将至少一个传感器加设在探测区域中。
[0047]换言之,可以优选的是,操作部基本上刚性地实施,并且固定不动地固定在芯轴头上(例如固定在芯轴头的壳体上)。几乎不引起注意的变形可以凭借至少一个传感器来检测并且为了控制芯轴头的移位过程而对该变型加以评估。
[0048]由此,操作部本身仅能够执行极小的偏转。这样做的优点是,通过芯轴头本身的移位得到的反馈几乎不由操作人员过滤并且直接能够被感到或识别。不用进行例如当出现明显变形的手操作的情况下进行的“缓冲”。即便是操作人员仅“间接地”作用于芯轴头使其移动,也能获得“直接”作用的这样更为明显的印象。
[0049]操作部的探测区域例如可以由具有高弹性模量的材料形成。另外,操作部的探测区域可以具有足够的横截面,以便具备足够的刚性。即便刚度很大,也可能由于操作人员的作用而至少产生最微小的变形,这种变形能够通过传感器加以检测或探测。
[0050]与构造在至少一个传感器中的传感元件的类型相关地,出于例如100至大约2000 μ m/m范围内的表面应变就能够足以产生明显的信号。这一数值例如对应大约ε =0.0001至0.002的相对应变量(Epsilon)。当然,所提到的数值可以与所要应用的传感元件的选用相关并且原则上可以与所提到的范围有所偏差。所提到的最小相对应变实现了:即便是发生一般操作人员觉察不到的弹性变形,也能够可靠而且足够准确地检测到操作人员对于操作部的作用。
[0051]根据另一构造方案,有利的是:为操作部配设激活开关。激活开关也可以称为同意-开关,并且例如呈同意按键形式来构造。
[0052]激活开关可以被用于,与由操作人员所施加的作用相关地选择性地放行或阻止芯轴头的移位。
[0053]例如能够设想的是,激活开关以如下方式构造:所述激活开关在移位时必须被持续操纵,以便实现芯轴头手动受控的移位。这种构造方案是优选的并且能够有助于避免有误操作和与之相关的对工具机或工件的损伤。同样可以设想的是,激活开关在手动控制的移位过程开始时被一次性操作,用以实现释放或者说放行。
[0054]激活开关例如可以直接接纳在操作部上。按照这种方式例如可以实现单手操作。同样可以设想的是,激活开关与操作部分开地例如布置在芯轴头上或者相对于机架固定地布置在工具机的另一部件上。按照这种方式可以实现双手操作。
[0055]根据另一构造方案,控制装置还被构造用于与至少一个影响因素相关地在操作部上产生选择性的触感反馈。
[0056]向操作人员的触感反馈例如可以通过在操作部上感觉到的振动来获得。影响因素例如可以包括实际位置、实际速度、实际操作力或上述因素的组合。可以考虑的是其他影响因素,例如超出确定的运动区域。
[0057]根据这种构造方案的改进方案,通过至少一个加设在操作部上的振动发生器或者通过芯轴头的移位驱动装置中的运动脉冲来产生触感反馈。
[0058]振动发生器例如可以通过振动马达来形成。同样可以设想的是:以如下方式操控移位驱动装置-对于在操作部上进行干预的操作人员获得了可感知的顿挫或震颤。为此芯轴头的移位驱动装置例如可以凭借震荡脉冲来操控。
[0059]触感反馈例如可以当芯轴头从允许的移位区域出发越过近场区域或者达到停止区域时产生。按照这种方式,对于操作人员例如能够明确:(本来要进入停止区域的)所打算的运动是不被允许的。当进入近场区域时,对于操作人员能够借助触感反馈明确传达:芯轴头在这时以蠕行档移位。
[0060]可以考虑其他能够在操作部上触发选择性的触感反馈的事件。例如,能够以这种方式通过信号传达超出或未达到一定的数值范围。这例如可以涉及操作力、移位行程、移位速度等。碰撞监控例如也可以通过检测驱动装置中的被用于移位运动的力或力矩来实现。在驱动马达中突然的力的升高或力矩升高可以被定为是发生了碰撞的指示。这样的事件也可以借助触感反馈向操作人员传达。
[0061]根据另一构造方案,设置为:在芯轴头移位时,驱动装置的驱动功率或移位速度降低至如下程度:使得移位虽然还是可行的,但是当芯轴头发生碰撞时,预计不会有过大的力或冲击。按照这种方式,能够在尽可能大的(允许的)运动区域、高的移位灵活性以及尽可能高的机器安全性之间实现很好的折衷。优选的是,这种构型与对力、力矩或与之相对应的数值的
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