用于材料切除地加工工件的方法_2

文档序号:8548038阅读:来源:国知局
可以如此依次执行,直至执行所述运动序列的所有额定-工件运动并且完全加工工件。按照本发明的工件质量减小(实时)的检测典型地在运动序列的或总轨迹的每个运动中实现。该检测尤其与运动序列是否包括恒定加速度或者恒定速度的阶段无关地实现。
[0017]在本发明的第一优选变型中,对当前工件质量的近似值的求取包括以下步骤:创建通过工件、工件接收部以及电动机驱动器所形成的驱动系的动态模型;确定当前工件质量的初始近似值;根据该模型基于当前工件质量的近似值来模拟所述额定-工件运动;基于经模拟的额定-工件运动来求取到电动机驱动器的经模拟的额定激励电流;通过将经模拟的额定激励电流与电动机驱动器在执行所述额定-工件运动期间所检测到的实际激励电流相比较来确定激励电流偏差;基于求取到的激励电流偏差来计算出当前工件质量的新的近似值;以及重复执行最后四个步骤直至所述激励电流偏差低于限定的中断值。
[0018]在按照该方法变型对当前工件质量的近似值的求取中,有利地不需要保留事前在测量技术上检测到的、电动机驱动器的负荷与工件的质量或惯性矩之间的关系。取而代之地,这种关系仅仅对于当前(负荷)情况(也就是对于实际存在的且要确定的工件质量)实时地通过驱动系的动态模型的可计算的模拟过程来求取。通过该方法变型可以在求取当前工件质量时实现高精确的结果,从而调节参数可以相应地高精确地匹配于质量减小。
[0019]在该第一方法变型中,为了求取到当前工件质量,将电动机驱动器在执行额定-工件运动期间所检测到的实际激励电流考虑作为用于分别借助于动态模型通过迭代模拟所计算出的额定激励电流的标准尺度。迭代模拟或迭代比较的目的在于,使得实际激励电流与分别计算出的额定激励电流之间的偏差或误差最小化,至少直到一预定的中断值,从而于是在模拟所述中断的时刻所存在的近似值可以理解为实际的当前的工件质量。额定激励电流的第一模拟计算还基于开始已确定的或者以适合的方式开始估算出的工件质量初始近似值,而额定激励电流的随后模拟计算则分别基于工件质量在各自事前的迭代步骤中所计算出的新的近似值来实现。按照本发明,将各自事前求取到的激励电流偏差考虑作为用于计算出工件质量的各个新的近似值的输入变量。
[0020]所述当前工件质量的实时求取理解为如下求取:该求取典型地需要10毫米以下的计算持续时间(用于依据模拟计算的迭代比较),也就是如下时间间隔:该时间间隔明显短于典型的额定-工件运动的持续时间。当前工件质量的通过前述方法变型所获得的结果必要时可以附加地通过通常的估算来检验可信度,该通常的估算基于工件材料、工件尺寸以及切除材料部分的尺寸(为此参阅例如由本申请人销售的子程序“TruTops”)。
[0021]在第一方法变型的优选改进方案中,基于模型对当前工件质量的各个新的近似值的计算借助于滤波器(特别是借助于卡尔曼滤波器和/或借助于龙伯格观测器)实现。卡尔曼滤波器或者(龙伯格)观测器的渐进稳定的方案引起了对工件质量非常准确的估算并且促成了在工件加工中精确的结果。事前求取到的激励电流偏差作为该工件质量的新计算出的近似值被反馈到动态模拟模型中的形式,此外有利地促成了模拟结果的快速一致和/或中断标准的快速实现。
[0022]在第二优选方法变型中,对当前工件质量的近似值的求取包括以下步骤:
[0023]-确定用于在没有工件的情况下按照额定-工件运动使工件接收部运动所需要的负荷;
[0024]-通过将该确定的负荷与电动机驱动器在该额定-工件运动期间所检测到的负荷相比较来求取到负荷偏差;以及
[0025]-基于所求取到的负荷偏差来计算出当前工件质量的近似值。
[0026]在按照第二方法变型来求取该当前工件质量的近似值的情况下,有利地执行负荷的实际-额定-比较,由该实际-额定-比较的负荷偏差来确定该当前的工件质量。而且在该第二方法变型中,不必考虑到事前在测量技术上要检测的、电动机驱动器的负荷与工件的质量或惯性矩之间的关系。
[0027]取而代之地,同样实时地以高的准确度来求取到实际存在的且要确定的工件质量。
[0028]在第二方法变型中,要比较的负荷通常涉及到(转)力矩,该(转)力矩例如以简单的方式和方法通过对流经驱动系的电动机驱动器的(形成力矩的激励)电流的检测或记录来确定。在负荷比较中,用于在无工件的情况下按照额定-工件运动来使工件接收部运动所需要的负荷是要求的负荷或要求的力矩,相比之下,电动机驱动器在额定-工件运动期间被检测到的负荷是真实的(实际)负荷或者说真实的实际力矩,其包含当前工件质量。实际负荷或实际力矩被提供,其方法是,一级联(kaskadieren)的调节器起作用。该级联的调节器例如可以补偿摩擦或者非优化调节的均衡性。所需要的负荷或所需要的力矩由内插器(或者说额定轨迹)以及可能激活的速度及加速度预控制来得出。在求取所述负荷偏差时,按照本发明可以共同考虑到摩擦力矩(例如通过与准静态模型的斯特里贝克曲线相结合)。总体上运动的质量典型地包括:转动的(驱动)马达件、可能存在的传动装置的转动的构件、运动的工件接收部连同相应的夹具装置的已知质量;以及经夹紧的工件的首先未知的质量。而且当前工件质量的因此获得的结果必要时可附加地能够通过一般估算来检验可信度。此外,在该方法变型中,对当前工件质量的计算借助于智能滤波器(过滤器)、例如借助于低通滤波器(通过该低通滤波器能实现对误差处理的触发)促成了当前工件质量的准确结果。
[0029]特别优选地,此外还在板式工件的情况下,为了防止由碰撞决定的波纹板形成,在计算用于中断加工方法的阈值中考虑到当前工件质量的近似值。由此,波纹板形成的识别以及加工方法的中断可以更好地匹配于板式工件的实际加工步骤,由此可以降低了次品不期望的产生以及加工机器由维修决定的停机时间。特别是可以省去了通过光学系统对加工方法进行监控,所述光学系统需要附加的和成本加强的测量技术。不同于已知的方法一一所述已知的方法为了保护免于在超过确定的阈值时通过碰撞或夹住对机器构件损坏而触发了机器的紧急停止一一(首先可变的)阈值可以分别调适到板式工件的质量。由此,不仅在比较大的板厚而且特别是也在薄壁的情况下阻止了波纹板形成,针对这种波纹板形成而言过载电流的已知监控是不足够的。薄板通常具有直至2毫米的厚度。
[0030]有利地,依据对工件运动而言的计算的需要的负荷与实际负荷关于阈值超过的比较、或者依据对工件运动而言需要的负荷与计算出的阈值的比较来触发所述加工方法的中断。针对产生波纹板所施加的负荷(实际负荷)引起了:为了使板式工件运动而在电动机驱动器中所消耗的(激励)电流的按照数值的上升超出了所需要的负荷值(额定负荷)。该偏差或超出能够通过额定-实际-比较以简单的方式和方法来检测并且用于加工过程的中断或者用于对应措施的引入。该计算的需要的负荷可以有利地根据当前工件质量来确定。
[0031]有利地,在夹紧的工件的运动中也分析处理该工件的振动性能(振动谱)。根据振动性能够
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