用于材料切除地加工工件的方法_3

文档序号:8548038阅读:来源:国知局
例如基于自身不稳定的剩余格栅来识别出加速的工件的不稳定性,因为这种不稳定的工件示出了与稳定的工件不同的加速性能(“振动性能”)。
[0032]此外,本发明还涉及一种计算机程序产品,其包含程序代码器件,所述程序代码器件与调节机构如此相互作用,使得实施按照本发明的方法。计算机程序可以有利地在现有的加工机器或其NC控制机构上调用和利用,而无需附加的测量系统。加工机器的控制器和电动机驱动器典型地已经能够生成针对按照本发明的利用而言的信息本身(例如基于其它功能性对驱动器的形成力矩的激励电流进行检测)。
【附图说明】
[0033]本发明另外的优点由权利要求书、说明书以及附图产生。同样地,前述的和还将进一步解释的特征可以分别自身地或者多个任意组合地得以应用。所示出的和所述的实施形式不应理解为穷尽的列举,而是具有对于本发明的描述示例性的特征。附图示出:
[0034]图1:用于材料切除地加工工件的工具机;
[0035]图2:用于匹配调节参数的按照本发明的方法流程;
[0036]图3:图2的方法步骤的变型;
[0037]图4:图3的备选变型;以及
[0038]图5a、5b:用于防止波纹板形成的另外的方法变型。
【具体实施方式】
[0039]图1示出了工具机1,借助于该工具机能实现材料切除地加工工件2,该工件借助于夹紧装置4夹紧在工件接收部3上。工件接收部3相对于工具机I的位置固定的机器基体6可运动地(特别是绕着旋转轴线5可转动地)支承并且可以借助于电动机驱动器7驱动。驱动器7为此例如具有设置在位置固定的机器基体6上的定子8和设置在可运动的工件接收部3上的转子9。
[0040]为了材料切除地加工工件,在工具机I的加工头10上设置的工具11例如车削工具、铣削工具、(激光)切削工具或者冲压工具以相协调的方式与夹紧在工件接收部3上的工件2共同作用。在此,工件2通常在多个不同位置上通过相应的工具11加工并且为此运动到不同位置中(例如,工件2可以为了占据不同冲压位置而连续绕旋转轴线5进一步旋转),或者工件2为了材料切除地加工而相对于工具11运动(例如在铣削或车削过程中)。总而言之,工件2因此为了其加工的目的而具有运动序列,该运动序列包括多个前后相继的额定-工件运动并且与工具11或可能的工具运动相协调。
[0041]通过在该工件2上在其加工期间渐进地材料切除,使运动部分的动态性能连续改变,从而在工具机I的调节机构12中所存储的并且预给定了工件接收部3的运动流程的调节参数不再与优化值相适配,而是偏离了该优化值。为了实现快速但是却高度精确的工件加工,调节参数的品质却是决定性重要的。在图1中所示出的情况下,运动部分的已改变的动态性能典型地基于通过渐进的材料切除(质量减小)所引起的工件2的惯性矩的变化。不言而喻,在直线可运动的应用中(例如在工件支承于可移动的工件台上的情况下),质量减小也影响到运动部分的动态性能(由于工件的已改变的惯性)。
[0042]图2示出了本方法的流程,通过该方法能够实时地将调节参数匹配于工件加工期间的当前工件质量。在第一方法步骤a中,确定了初始调节参数,用于调节所述电动机驱动器7。调节参数的这些初始值能够完全与工件质量无关地确定或者有利地借助于适合的和已知的估算方法来大致地求取,所述适合的和已知的估算方法例如考虑到工件尺寸和工件质量。在紧接着的方法步骤b中,基于(已确定的)调节参数来执行(第一)额定-工件运动并且检测且暂时存储为此所需要的负荷、特别是电动机驱动器7的(实际)激励电流。在下一方法步骤c中(对此参阅图3和图4的实施方案)求取当前工件质量的近似值,从而在另一方法步骤d中可以将该调节参数匹配于之前求取到的工件质量近似值。该匹配有利地引起:调节参数在紧接的(第二或另一)额定-工件运动期间优化地匹配于实际存在的工件质量,从而在加工速度比较高的情况下也可以高精确地实现工件加工。为此,根据最后的方法步骤e如此多次重复地执行所述方法步骤b至d,直至运动序列完全结束。在此,在方法步骤b中代替开始已确定的调节参数来考虑在执行上一个额定-工件运动时分别在前一个方法步骤d中最后所匹配的调节参数。
[0043]图3示出了图2的方法的有利的方法变型的流程,其中,按照方法步骤c对当前工件质量的近似值的求取依据以下的其它步骤来实现。首先在第一步骤i中创建了通过工件2、工件接收部3以及电动机驱动器7的运动部分所形成的驱动系的动态模型。为此,典型地使得驱动系离散化,其方法是,将参数例如(点形理想化的)惯性、惯性矩、物理尺寸、衰减特征、刚性等导入用于模型化。此外,在适合描述模型的坐标系统和适合的轴承类型(固定轴承、浮动轴承等)方面进行假定。此后可以通过冲量和动量定理的公式来建立基于运动系统的运动方程(运动微分方程)。这些运动方程除了状态变量(如位置、速度和加速度)之外也具有如下项,所述项与驱动系通过电动机驱动器7所产生的强制运动相对应。驱动器7的可测量且可检测的激励电流纳入到这些项中,因为在输出的扭矩与电动机驱动器7的消耗电功率之间的关系通常(例如由驱动器7的数据页)已知。
[0044]在紧接于动态建模之后,在第二步骤ii中确定了当前工件质量的初始近似值。工件质量的该开始值可以有利地借助于适合的和已知的估算方法大致地求取,所述估算方法考虑到工件尺寸和工件材料。随后,在紧接着的步骤iii中,依据所创建的动态模型来执行按照方法步骤b所实施的额定-工件运动的模拟,其中,应用了工件质量的近似值作为该模拟的输入变量。按照另一步骤iv,随后基于经模拟的额定-工件运动来求取到电动机驱动器7的经模拟的额定激励电流。紧接着在另一步骤V中,通过将经模拟的额定激励电流与电动机驱动器7在方法步骤b中所检测到的或所存储的实际激励电流相比较来求取到激励电流偏差。随后可以在另一步骤Vi中由所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。该计算优选借助于卡尔曼滤波器或龙伯格观测器实现。重复所述步骤iii至Vi直到激励电流偏差低于限定的中断值,也就是说,直到实际激励电流和额定激励电流除了预定的公差之外相一致并且随后可以将当前工件质量的存在的近似值理解为实际的当前工件质量并且按照方法步骤d输出用于再处理。
[0045]在图4中示出了图2的方法的备选方法变型的流程,其中,按照方法步骤c对当前工件质量的近似值的求取依据以下的其它步骤来实现。在第一步骤I中,确定了用于在没有工件2的情况下按照额定-工件运动使工件接收部3运动所需要的负荷。此后可以在第二步骤II中将方法步骤b中电动机驱动器7在执行额定-工件运动时所检测的和所存储的负荷与之前所确定的负荷相比较并且由此求取到负荷偏差。该负荷偏差可以最后在最终步骤III中实现计算出当前工件质量的近似值。通过该方法变型以高的准确度来求取到当前工件质量的近似值。在此,总共运动(转动运动和/或直线运动)的质量通常包括:电动机驱动器7的转动部件、可能连接的传动装置的转动构件、
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