專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在機(jī)床中避免工具和工件之間不期望的碰撞的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在機(jī)床中避免工具和工件之間不期望的碰撞的方法。此外本發(fā)明還設(shè)計(jì)一種用于控制機(jī)床的裝置。
背景技術(shù)：
在借助于機(jī)床加工工件時(shí)必須避免在工具和工件之間不期望的碰撞，該碰撞能導(dǎo)致工具和/或工件損壞。此外在程序中、特別是其間中斷執(zhí)行控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)的子程序，并且在手動(dòng)操作中將工具從工件處移開(kāi)，并且接著在手動(dòng)操作中的初始位置上再次移回用于延 續(xù)程序時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)在工具和工件之間不期望的碰撞，這是因?yàn)闉榱藢?shí)現(xiàn)操作者手動(dòng)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)，機(jī)床軸以所謂的插值聯(lián)合方法(Interpolationsverbund)工作，并且因此使多個(gè)的用于使工件和/或工具運(yùn)動(dòng)的機(jī)床軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)，從而經(jīng)常會(huì)使操作者難于評(píng)估，機(jī)床的手動(dòng)輸入的運(yùn)動(dòng)默認(rèn)值怎樣轉(zhuǎn)變。由于工件在碰撞后不再能用，則因此使經(jīng)常在機(jī)床上持續(xù)多個(gè)小時(shí)或甚至整天的進(jìn)行加工變得徒勞無(wú)功。由公開(kāi)文獻(xiàn)“Gegen den Kollisionskurs”,驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)02/2007已知了一種避免碰撞系統(tǒng)，其中借助于模擬在加工工件時(shí)計(jì)算工件模型并且根據(jù)該工件模型實(shí)現(xiàn)避免碰撞。但是計(jì)算工件模型需要非常多的計(jì)算時(shí)間，因此一方面需要較高的計(jì)算功率用于運(yùn)行這種避免碰撞系統(tǒng)，并且另一方面可以在工件的實(shí)際加工之前開(kāi)始，在實(shí)際的工件加工開(kāi)始之前必須運(yùn)行具有在時(shí)間上有優(yōu)勢(shì)的模擬，這是因?yàn)橥ǔ１M管計(jì)算功率較高，但是對(duì)工件模型的測(cè)定并不和實(shí)際加工工件同時(shí)進(jìn)行。在實(shí)際中這導(dǎo)致的是，當(dāng)操作者按壓開(kāi)始鍵進(jìn)行加工時(shí)，初次在機(jī)床上沒(méi)有動(dòng)作，這是因?yàn)闄C(jī)床首先經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間段必須事先計(jì)算在通過(guò)工具加工工件時(shí)產(chǎn)生的實(shí)際的幾何上的工件形狀，即工件模型。由此增加了對(duì)于工件的加工時(shí)間。此外特別在手動(dòng)操作時(shí)需要在工件和工具之間相對(duì)較大的安全間隔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種方法，用于在機(jī)床中避免工具和工件之間不期望的碰撞，以及提出一種用于控制機(jī)床的裝置，其可以縮短對(duì)工件的加工時(shí)間。該目的通過(guò)一種用于在機(jī)床中避免工具和工件之間不期望的碰撞的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中在開(kāi)始執(zhí)行子程序時(shí)，開(kāi)始得出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，用于根據(jù)子程序控制在工具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且根據(jù)得出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值開(kāi)始得出通過(guò)工具在工件處的材料損耗，其中在結(jié)束或中斷執(zhí)行子程序后使相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)得出的材料損耗得出工件模型，其中根據(jù)手動(dòng)操作輸入得出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，其中根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值得出所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，其中根據(jù)所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值得出工具的制動(dòng)結(jié)束布置，其中根據(jù)所述工具的制動(dòng)結(jié)束布置和描述所述工具的幾何形狀的工具形狀模型得出工具模型，其中檢測(cè)工具模型是否和工件模型相交，其中在確定相交的情況下對(duì)工具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)，直至相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)(Stillstand)。此外，該目的通過(guò)一種用于控制機(jī)床的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中該裝置具有
-控制單元，該控制單元設(shè)計(jì)用于在開(kāi)始執(zhí)行子程序時(shí)，得出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，用于根據(jù)子程序控制在工具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且根據(jù)得出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值開(kāi)始得出通過(guò)工具在工件處的材料損耗，其中控制單元還設(shè)計(jì)用于根據(jù)手動(dòng)操作輸入得出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，用于控制在工件和工具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，-材料損耗測(cè)定單元，該材料損耗測(cè)定單元設(shè)計(jì)用于根據(jù)得出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值得出通過(guò)工具在工件處的材料損耗；-工件模型測(cè)定單元，該工件模型測(cè)定單元設(shè)計(jì)用于在結(jié)束或中斷執(zhí)行子程序后 使相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，根據(jù)得出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值得出工件模型，-制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元，該制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元設(shè)計(jì)用于根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值得出所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，其中制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元設(shè)計(jì)用于根據(jù)所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值得出工具的制動(dòng)結(jié)束布置，-工具模型測(cè)定單元，該工具模型測(cè)定單元設(shè)計(jì)用于根據(jù)制動(dòng)結(jié)束布置和描述所述工具的幾何形狀的工具形狀模型得出工具模型，和-檢測(cè)單元，該檢測(cè)單元設(shè)計(jì)用于檢測(cè)工具模型是否和工件模型相交，其中檢測(cè)單元設(shè)計(jì)用于在確定相交的情況下對(duì)工具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)，直至相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。本發(fā)明無(wú)需在工件和工件之間的安全距離，從而使根據(jù)本發(fā)明的方法也在工件非常精細(xì)、并且特別小時(shí)執(zhí)行。本發(fā)明有利的設(shè)計(jì)方案由從屬權(quán)利要求得出。方法的有利的設(shè)計(jì)方案類(lèi)似于裝置的有利的設(shè)計(jì)方案得出，并且反之亦然。用于控制機(jī)床的裝置在此可以例如以CNC控制器的形式存在，其中CNC控制器例如可以以單個(gè)的或多個(gè)計(jì)算單元的形式存在，在其上運(yùn)行有一個(gè)或多個(gè)具有程序編碼的計(jì)算機(jī)程序，用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。這個(gè)或這些計(jì)算單元因此可以分別具有一個(gè)或多個(gè)處理器，在其上運(yùn)行有這個(gè)或者這些計(jì)算機(jī)程序。


在附圖中示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，并且在以下將詳細(xì)說(shuō)明。其中示出圖I是機(jī)床，圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于控制機(jī)床的裝置，圖3是運(yùn)動(dòng)軌跡S，用于加工工件的銑刀沿著該運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)。
具體實(shí)施例方式在圖I中示意性地示出了機(jī)床11。機(jī)床11在本實(shí)施例的范疇中具有五個(gè)機(jī)床軸，通過(guò)它們可以執(zhí)行在本實(shí)施例的范疇中以銑刀形式存在的工具18和工件21之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。工具18在此被壓入被電機(jī)15旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的工具容納部17中。電機(jī)15和進(jìn)而工具18可以出于簡(jiǎn)明的原因未在圖I中示出的驅(qū)動(dòng)裝置一起在X-，Y-和Z方向上平移運(yùn)動(dòng)，并且在a方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。此外工件21可以借助于被驅(qū)動(dòng)的圓工作臺(tái)25在P方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。圓工作臺(tái)25在此能轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在靜止的機(jī)架19上。工件21通過(guò)夾緊裝置20固定在圓工作臺(tái)25上。
機(jī)床11因此具有五個(gè)機(jī)床軸，也就是說(shuō)其是所謂的5軸機(jī)床。在此需要注意的是，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床顯然也可以具有多余或少于五個(gè)的機(jī)床軸。在圖2中以框圖的形式示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置10，其用于控制機(jī)床。也就是說(shuō)在機(jī)床11的實(shí)施例的范疇中控制機(jī)床，以及用于使工具和工件運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。裝置10具有控制單元2，其根據(jù)子程序3和/或手動(dòng)輸入得出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值x，y，z和ov，用于控制在工具18和工件21之間進(jìn)行的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。控制單元2根據(jù)子程序3得出工件運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，其中由工具參照工件執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)以命令的形式被定義。附加地，也可以 借助于經(jīng)過(guò)操作裝置I輸入的手動(dòng)輸入由操作者立即在機(jī)床處預(yù)定出工具和/或工件的運(yùn)動(dòng)。操作裝置I例如可以是手輪和/或鍵盤(pán)。在此通常由CAM/CAD系統(tǒng)和由可能后接于CAM/CAD系統(tǒng)的所謂的后處理程序產(chǎn)生子程序3。在子程序中參照靜止的工件21定義工具18的運(yùn)動(dòng)(參見(jiàn)圖3)。工具18因此沿著運(yùn)動(dòng)軌跡S運(yùn)動(dòng)。由控制單元2得出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值在本實(shí)施例的范疇中以位置目標(biāo)值X, y和z的形式存在,其說(shuō)明了工具18的所謂的Toolcenter Points (工具中心點(diǎn))TP在X-，Y-和Z方向上、即在3維空間中的運(yùn)動(dòng)。工具中心點(diǎn)TP在此是優(yōu)選地限定在工具18的轉(zhuǎn)軸上的點(diǎn)。此外也由控制單元2得出方向矢量值作為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，其中所述方向矢量值說(shuō)明了工具的方向矢量值OV的方向以及工具在3維空間中的取向，當(dāng)工具18在運(yùn)動(dòng)軌跡S上運(yùn)動(dòng)時(shí)。通過(guò)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，參照在運(yùn)動(dòng)軌跡S上的工件對(duì)于運(yùn)動(dòng)軌跡S的每個(gè)點(diǎn)定義工具的位置和方向。根據(jù)子程序在開(kāi)始運(yùn)行子程序時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值的測(cè)定，用于控制在工具和工件之間進(jìn)行的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。與此并行地，根據(jù)得出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值開(kāi)始得出在工件處的材料損耗M。為了得出材料損耗M，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值x，y，z和ov直接在以插值聯(lián)合方法(Interpolationsverbund)對(duì)其測(cè)定之后(例如每4ms)被傳輸給材料損耗測(cè)定單元30,材料損耗測(cè)定單元3根據(jù)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值計(jì)算出通過(guò)利用工具加工工件在工件處產(chǎn)生的材料損耗M。此外為了得出材料損耗M，將描述工具的毛坯的幾何形狀(工件在通過(guò)工具加工之前的幾何形狀)并存儲(chǔ)在裝置10的存儲(chǔ)器中的工件毛坯數(shù)據(jù)R由控制單元2傳遞給材料損耗測(cè)定單元30。此外也將存儲(chǔ)在裝置10的存儲(chǔ)器中的、描述工具的幾何形狀的工具形狀模型WFM由控制單元2傳遞給材料損耗損耗測(cè)定單元30。材料損耗測(cè)定單元30然后根據(jù)工具形狀模型WFM、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值以及工件毛坯數(shù)據(jù)R得出通過(guò)工具在工件上的加工產(chǎn)生的材料損耗M。在本實(shí)施例的范疇中優(yōu)選地和測(cè)定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值實(shí)時(shí)的進(jìn)行材料損耗的測(cè)定?？刂茊卧?在此通常優(yōu)選地以固定的時(shí)間節(jié)拍產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，該時(shí)間節(jié)拍是所謂的插值節(jié)拍(Interpolationstakt)。如果例如在本實(shí)施例的范疇中通過(guò)控制單元2每四毫秒就產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，則優(yōu)選地相應(yīng)于每四毫秒重新計(jì)算并更新材料損耗M。但顯然也可以非實(shí)時(shí)地進(jìn)行對(duì)材料損耗M的測(cè)定。如果在結(jié)束、即在完全執(zhí)行了子程序或子程序被中斷后，工件和工具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)(Stillstand)，則由工件模型測(cè)定單元31根據(jù)得出的材料損耗M和工件毛坯數(shù)據(jù)R得出描述工件的幾何形狀的工件模型WSM。工件毛坯數(shù)據(jù)R由控制單元2被傳遞給工件模型測(cè)定單元31。例如可以通過(guò)操作者實(shí)現(xiàn)中斷子程序的運(yùn)行，例如通過(guò)從自動(dòng)運(yùn)行轉(zhuǎn)換到手動(dòng)運(yùn)行。為了得出工件模型WSM，在本實(shí)施例的范疇中由工件模型測(cè)定單元31計(jì)算坐標(biāo)網(wǎng)格，即 將位于工件表面上彼此相鄰的點(diǎn)相互連接，從而工件模型WSM在本實(shí)施例的范疇中以所謂的體積模型的形式存在，所述體積模型通過(guò)坐標(biāo)網(wǎng)格構(gòu)成。根據(jù)材料損耗M和工件毛坯數(shù)據(jù)R得出工件模型WSM是很耗費(fèi)計(jì)算量的，因此這不能實(shí)時(shí)地、即在時(shí)間上和實(shí)際進(jìn)行的在機(jī)床上的真實(shí)加工并行地執(zhí)行。如果在子程序結(jié)束或被中斷后工件和工具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)，則由控制單元2將一個(gè)開(kāi)始信號(hào)S傳遞給工件模型測(cè)定單元31。一旦工件模型測(cè)定單元31接收開(kāi)始信號(hào)S，工件模型測(cè)定單元31就由然后不再改變的材料損耗M得出工件模型WSM。通過(guò)工件模型測(cè)定單元31進(jìn)行對(duì)工件模型WSM的測(cè)定，工件模型測(cè)定單元31將用于手動(dòng)輸入的封鎖信號(hào)(Blockiersignal)BL發(fā)送給控制單元2,直至工件模型被計(jì)算完。在封鎖信號(hào)BL存在期間，由機(jī)床的操作者在操作裝置I處輸入的手動(dòng)輸入指令被鎖定，該手動(dòng)輸入指令用于控制工具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于工件模型測(cè)定單元31使材料損耗M完全作為輸入?yún)?shù)存在，并且根據(jù)材料損耗M可以由工件模型測(cè)定單元31相對(duì)迅速地計(jì)算工件模型WSM，對(duì)手動(dòng)操作輸入指令的鎖定僅僅持續(xù)短暫的時(shí)間。操作者隨后、即在結(jié)束對(duì)工件模型WSM的測(cè)定后可以通過(guò)手動(dòng)操作輸入指令在操作裝置I上預(yù)定工具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以便例如借助于機(jī)床軸使工具從工件處運(yùn)動(dòng)走?？刂茊卧?根據(jù)手動(dòng)操作輸入指令以類(lèi)似于前述通過(guò)子程序控制進(jìn)行的過(guò)程得出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值x，1，z和ov。工件模型WSM被傳遞給檢測(cè)單元7。此外將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值從控制單元2輸送給制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元27并且在其內(nèi)部作為輸入變量被輸送給第一計(jì)算單元4。制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元27的第一計(jì)算單元4由當(dāng)前運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值x，y，z和ov分別得出將來(lái)所期待的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值X'，y'，z'和ov'。所期待的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值在此在本實(shí)施例的范疇中通過(guò)外推法由當(dāng)前由控制單元2產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值和由進(jìn)一步在以前存在的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值得出。因此例如可以由當(dāng)前運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值和在以前存在的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值計(jì)算出工具在每個(gè)方向上的速度，并且根據(jù)該速度得出工具的所期待的位置。以類(lèi)似的方式，也可以外推出工具的方向矢量值在將來(lái)的方向。此外優(yōu)選地，現(xiàn)在僅僅以控制單元的所謂的插值節(jié)拍或者說(shuō)插值周期(Interpolationstakt)、即通常僅僅是將來(lái)的幾毫秒在先地計(jì)算出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值。所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值因此非常準(zhǔn)確地和實(shí)際上將來(lái)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值對(duì)應(yīng)一致，由控制單元2在下一個(gè)插值節(jié)拍中產(chǎn)生所述將來(lái)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值。但顯然也可以所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值進(jìn)一步在將來(lái)不是處于僅僅幾毫秒。所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值X' , y/，z'和ov'接著被傳遞給制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元27的第二計(jì)算單元5。第二計(jì)算單元5根據(jù)所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值X' ,y' ,z'和ov'得出工具18的制動(dòng)結(jié)束布置BA(Bremsendanordnung)。此外，當(dāng)根據(jù)所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值可能執(zhí)行對(duì)在工具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)直至相對(duì)運(yùn)動(dòng)靜止時(shí)，制動(dòng)結(jié)束布置BA給出了在工具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)處于靜止時(shí)工具的位置和方向。制動(dòng)結(jié)束布置BA接著被傳遞給工具模型測(cè)定單元6，該工具模型測(cè)定單元根據(jù)制動(dòng)結(jié)束布置BA和描述工具的幾何形狀的工具形狀模型WMF得出工具模型WM。工具模型WM因此在本實(shí)施例的范疇中描述了工具的幾何形狀、工具的位置以及工具的方向。控制單元2在此將工具的工具形狀模型WFM傳遞給工具模型測(cè)定單元6。工具形狀模型存儲(chǔ)在裝置10的存儲(chǔ)器中。工具模型WM接著被傳遞給檢測(cè)單元7，其中檢測(cè)工具模型WM是否和工件模型WSM相交(Uberschneidet)。如果檢測(cè)單元7確定工具模型WM和工件模型WSM相交，則由檢測(cè)單元7引起對(duì)工具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)直至相對(duì)運(yùn)動(dòng)靜止。如果檢測(cè)單元7在此在工具模型和工件模型相交的情況下產(chǎn)生制動(dòng)信號(hào)BS，并且將其傳遞給控制單元2，控制單元經(jīng)過(guò)相應(yīng)地產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值引起對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)直至相對(duì)運(yùn)動(dòng)靜止。在時(shí)間上看與將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值由控制單元2傳遞給制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元27并行地，將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值傳遞給坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元28，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元相應(yīng)于工具的運(yùn)動(dòng)特性(Kinematik)、即實(shí)際提供使工具和/或工件運(yùn)動(dòng)的機(jī)床的機(jī)床軸，產(chǎn)生位置目標(biāo)值xS()11，Ysoll^ Zsoll, 03()11和P S()11，作為調(diào)節(jié)目標(biāo)值用于控制驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)，以使機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)特性被如何設(shè)計(jì)，工件和/或工具進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，用于實(shí)現(xiàn)在工件和工具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此例如當(dāng)機(jī)床具有運(yùn)動(dòng)學(xué)狀態(tài)時(shí)，其中利用機(jī)床僅僅工件可以運(yùn)動(dòng)而工具靜止地布置，則工件運(yùn)動(dòng)用于實(shí)現(xiàn)工件和工具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 用于控制驅(qū)動(dòng)裝置的位置目標(biāo)值被傳遞給各個(gè)所屬的調(diào)節(jié)器8a，8b，8c，8d和Se，它們相應(yīng)地控制對(duì)應(yīng)的整流器22a，22b，22c，22d和22e。整流器為分別對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)23a，23b，23c，23d和23e供電，這些電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)各一個(gè)機(jī)床軸。由鑒于簡(jiǎn)明的原因未在圖2中示出的位置傳感器將位置實(shí)際值xist，yist，zist，aist和Pist作為用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)實(shí)際值傳遞給調(diào)節(jié)器8a，8b，8c，8d和8e。因此與工具和/或工件實(shí)際上在機(jī)器上執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)并行地進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的、用于避免不期望的碰撞的方法。因此在開(kāi)始運(yùn)行子程序后也不再需要一個(gè)時(shí)間段，在所述該時(shí)間段中在可以開(kāi)始工具的實(shí)際加工之前事先對(duì)模擬進(jìn)行計(jì)算。因此通過(guò)本發(fā)明減少了工件加工的加工時(shí)間。由于本方法優(yōu)選地只經(jīng)過(guò)一個(gè)相對(duì)較短的時(shí)間間隔得出將來(lái)的所期待的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值，因此其高精度地進(jìn)行，因此無(wú)需在工件和工具之間的安全間隔，并且因此該方法也可以用于制造非常小并且特別纖細(xì)的工件。在此需要注意的是，在本實(shí)施例的范疇中，控制單元2、制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元27、工具模型測(cè)定單元6、檢測(cè)單元7、材料損耗測(cè)定單元30、工件模型測(cè)定單元31，以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元28以程序代碼片段的形式存在，它們可以在一個(gè)或多個(gè)處理器上運(yùn)行。單個(gè)的單元在此可以在單個(gè)的、可以具有單個(gè)的或多個(gè)處理器計(jì)算單元上運(yùn)行，但也可以在多個(gè)彼此分離的處理器上運(yùn)行。因此例如控制單元2、制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元27、工具模型測(cè)定單元6、檢測(cè)單元7以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換單元28可以在第一計(jì)算單元上運(yùn)行，并且材料損耗測(cè)定單元30和工件模型測(cè)定單元31可以在例如個(gè)人計(jì)算機(jī)的第二計(jì)算單元上運(yùn)行。但顯然也可以使所有單元在一個(gè)唯一的計(jì)算單元上運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種用于在機(jī)床(11)中避免工具(18)和工件(21)之間不期望的碰撞的方法，其中在開(kāi)始執(zhí)行子程序⑶時(shí)，開(kāi)始得出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(x，1，z, ov)，用于根據(jù)所述子程序(3)控制在所述工具(18)和所述工件(21)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且根據(jù)得出的所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(X，y,z,ov)開(kāi)始得出通過(guò)所述工具(18)在所述工件(21)處的材料損耗(M)，其中在結(jié)束或中斷執(zhí)行所述子程序(3)后使所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)所述得出的材料損耗(M)得出工件模型(WSM)，其中根據(jù)手動(dòng)操作輸入得出所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(x，y，z, ov)，其中根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(X, y, z, ov)得出所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(X' ,y' ,z' , ov'),其中根據(jù)所述所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(X' ,1' ,z' ,oy')得出所述工具(18)的制動(dòng)結(jié)束布置(BA)，其中根據(jù)所述工具(18)的所述制動(dòng)結(jié)束布置(BA)和描述所述工具(18)的幾何形狀的工具形狀模型(WFM)得出工具模型(WM)，其中檢測(cè)所述工具模型(WM)是否和所述工件模型(WSM)相交，其中在確定相交的情況下對(duì)所述工具(18)和工件(21)之間的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)，直至所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。
2.一種計(jì)算機(jī)程序或具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，用于在至少一個(gè)計(jì)算單元上運(yùn)行所述計(jì)算機(jī)程序或具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序時(shí)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法。
3.一種用于控制機(jī)床(11)的裝置，其中所述裝置具有 -控制單元(2)，所述控制單元設(shè)計(jì)用于在開(kāi)始執(zhí)行子程序(3)時(shí)，得出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(X，1，z, ov)，用于根據(jù)所述子程序(3)控制在所述工具(18)和所述工件(21)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且根據(jù)得出的所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(x，y，z，0V)開(kāi)始得出通過(guò)所述工具(18)在所述工件(21)處的材料損耗(M)，其中所述控制單元(2)還設(shè)計(jì)用于根據(jù)手動(dòng)操作輸入得出所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(x，y，z，ov)，用于控制在所述工件(21)和所述工具(18)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， -材料損耗測(cè)定單元(30)，所述材料損耗測(cè)定單元設(shè)計(jì)用于根據(jù)得出的所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(x，y，z, ov)得出通過(guò)所述工具(18)在所述工件(21)處的材料損耗(M)， -工件模型測(cè)定單元(31)，所述工件模型測(cè)定單元設(shè)計(jì)用于在結(jié)束或中斷執(zhí)行所述子程序(3)后使所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，根據(jù)得出的所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(x，y，z, ov)得出工件模型(WSM)， -制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元(27)，所述制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元設(shè)計(jì)用于根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(X, y, z, ov)得出所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(X' ,y' ,z' , ov'),其中所述制動(dòng)結(jié)束布置測(cè)定單元設(shè)計(jì)用于根據(jù)所述所期待的將來(lái)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(X' ,1' ,z' ,oy')得出所述工具(18)的制動(dòng)結(jié)束布置(BA)， -工具模型測(cè)定單元，所述工具模型測(cè)定單元設(shè)計(jì)用于根據(jù)所述制動(dòng)結(jié)束布置(BA)和描述所述工具(18)的幾何形狀的工具形狀模型(WFM)得出工具模型(WM)，和 -檢測(cè)單元(17)，所述檢測(cè)單元設(shè)計(jì)用于檢測(cè)所述工具模型(WM)是否和所述工件模型(WSM)相交，其中所述檢測(cè)單元(17)設(shè)計(jì)用于在確定相交的情況下對(duì)所述工具(18)和工件(21)之間的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)，直至所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。
4.一種機(jī)床(11)，其中所述機(jī)床(11)具有根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在機(jī)床(11)中避免工具(18)和工件(21)之間不期望的碰撞的方法，其中在開(kāi)始執(zhí)行子程序(3)時(shí)，開(kāi)始得出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(x，y，z，ov)，用于根據(jù)子程序(3)控制在工具(18)和工件(21)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且根據(jù)得出的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)值(x，y，z，ov)開(kāi)始得出通過(guò)工具在工件處的材料損耗(M)，其中得出工具模型(WM)，其中檢測(cè)工具模型(WM)是否和工件模型(WSM)相交，其中在確定相交的情況下對(duì)工具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)，直至相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。此外本發(fā)明涉及一種與此相關(guān)的裝置，其用于控制機(jī)床。本發(fā)明能夠在機(jī)床(11)中避免工具和工件之間不期望的碰撞，其中達(dá)到了工件的短暫加工時(shí)間。
文檔編號(hào)G05B19/4061GK102749886SQ201210115500
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者湯姆·托爾克米特 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司