用于材料切除地加工工件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于借助于工具機(jī)、特別是借助于沖壓機(jī)或沖壓/激光組合機(jī)對(duì)夾緊在工件接收部上的工件進(jìn)行材料切除地加工的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在對(duì)可運(yùn)動(dòng)地支承的工件進(jìn)行材料切除的加工中，加工機(jī)的動(dòng)態(tài)性能(特別是可運(yùn)動(dòng)的且電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的工件接收部的動(dòng)態(tài)性能)通過(guò)所接收的且要加工的工件的慣性和/或慣性矩來(lái)共同決定。而且工件的通過(guò)材料切除地加工所決定的在時(shí)間上漸進(jìn)的質(zhì)量減小超越了加工過(guò)程的持續(xù)時(shí)間地影響到動(dòng)態(tài)性能。
[0003]然而，動(dòng)態(tài)性能也通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)主要共同決定，該調(diào)節(jié)參數(shù)存儲(chǔ)在加工機(jī)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中并且預(yù)給定了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的工件接收部在工件加工期間的運(yùn)動(dòng)。這些調(diào)節(jié)參數(shù)在已知的加工機(jī)中典型地預(yù)調(diào)節(jié)成工件所假定的平均質(zhì)量，因此在實(shí)際中經(jīng)常出現(xiàn)如下問(wèn)題，即，在對(duì)具有與該平均質(zhì)量不同的質(zhì)量的工件進(jìn)行加工中，沒(méi)有優(yōu)化地適配所述調(diào)節(jié)參數(shù)，而是守恒地調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)參數(shù)。工件加工的快速性和精確性進(jìn)而產(chǎn)品結(jié)果的好壞以及經(jīng)濟(jì)性然而決定性地與預(yù)調(diào)節(jié)好的調(diào)節(jié)參數(shù)的品質(zhì)相關(guān)。調(diào)節(jié)參數(shù)的品質(zhì)甚至可能會(huì)很大地(并且必要時(shí)可能會(huì)負(fù)面地)影響到加工運(yùn)行的安全。
[0004]為了使得用于工件運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)參數(shù)匹配于實(shí)際要加工的工件且不必以守恒的調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)執(zhí)行工件運(yùn)動(dòng)，由文獻(xiàn)EP 2 209 053 A2已知的是，在原本的工件加工之前的方法步驟中，測(cè)量具有不同的事前所限定的負(fù)荷狀態(tài)的不同運(yùn)動(dòng)過(guò)程并且由此生成數(shù)據(jù)(例如特性曲線族)，這些數(shù)據(jù)提供電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的負(fù)荷為一方與工件的質(zhì)量或慣性矩為另一方之間的關(guān)系。在執(zhí)行用于設(shè)立加工機(jī)的方法之后，實(shí)際要加工的工件的質(zhì)量可以通過(guò)將驅(qū)動(dòng)器的負(fù)荷與事前生成的特性曲線族相比較來(lái)求取。通過(guò)該方法，雖然可以使得調(diào)節(jié)參數(shù)在加工不同工件的情況下匹配于這些工件的各自不同的工件質(zhì)量，然而由此不考慮通過(guò)在工件加工時(shí)出現(xiàn)的材料切除所產(chǎn)生的質(zhì)量減小或慣性矩變化。就這點(diǎn)而言，在已知方法中保留了在調(diào)節(jié)參數(shù)匹配于加工期間當(dāng)前工件質(zhì)量的情況下的剩余不準(zhǔn)確度。該剩余不準(zhǔn)確度或者說(shuō)“剩余失調(diào)”然而可能是顯著的并且可能會(huì)導(dǎo)致在加工持續(xù)期間不匹配的調(diào)節(jié)參數(shù)?？赡軙?huì)導(dǎo)致:由于變化的工件慣性矩所引起的不期望的不平衡以及由定位和加工誤差所引起的過(guò)于緩慢或者不準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。除此之外，要事前執(zhí)行的特性曲線族生成是耗時(shí)且昂貴的。
[0005]原則上，由文獻(xiàn)EP I 143 316 BI還已知一種用于改善調(diào)節(jié)品質(zhì)的自動(dòng)化工件質(zhì)量識(shí)別，其中，求取到實(shí)際在工件臺(tái)上存在的工件質(zhì)量。求取到的工件質(zhì)量按照該教導(dǎo)來(lái)間接作為調(diào)節(jié)變量納入到進(jìn)給調(diào)節(jié)中并且因此影響到調(diào)節(jié)的品質(zhì)。在該方法中需要多個(gè)具有不同速度和加速度預(yù)定的測(cè)試過(guò)程，以便檢測(cè)機(jī)械從動(dòng)軸的實(shí)際加速度。該實(shí)際加速度于是用于計(jì)算實(shí)際工件質(zhì)量。然而在該方法中不利的是，一般比較小的準(zhǔn)確度，以及如下情況，即，對(duì)內(nèi)插器或額定值生成器沒(méi)有產(chǎn)生影響。
[0006]此外，由文獻(xiàn)DE 10 2009 058 443 Al已知一種控制器和一種控制系統(tǒng)，該控制器和控制系統(tǒng)可以在短的時(shí)間間隔中在電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行范圍小的情況下確定要驅(qū)動(dòng)對(duì)象的慣性。用于馬達(dá)的控制機(jī)構(gòu)包括:慣性估算部分，該慣性估算部分具有正弦波指令生成部分，該正弦波指令生成部分將正弦波命令添加至用于馬達(dá)的扭矩指令；電流反饋采樣部分，其求取到馬達(dá)的電流值；速度反饋采樣部分，其檢測(cè)到馬達(dá)的速度反饋；加速度計(jì)算部分，其基于速度反饋來(lái)計(jì)算出加速度值；以及慣性估算值計(jì)算部分，其基于馬達(dá)的代表的電流值、代表的加速度值和扭矩常數(shù)來(lái)計(jì)算出對(duì)象的慣性，所述電流值、加速度值和扭矩常數(shù)由在正弦波指令的多個(gè)周期中的電流值和加速度值來(lái)計(jì)算并且存儲(chǔ)在采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]相比之下，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種方法，通過(guò)該方法能實(shí)現(xiàn)將機(jī)器的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行高精確地、快速地且經(jīng)濟(jì)地匹配于工件接收部的當(dāng)前負(fù)荷狀態(tài)。
[0008]該任務(wù)按照本發(fā)明通過(guò)一種用于借助于工具機(jī)、特別是借助于沖壓機(jī)或沖壓/激光組合機(jī)對(duì)夾緊在工件接收部上的工件進(jìn)行材料切除地加工的方法來(lái)解決，其中，為了引起對(duì)于工件加工所需要的、在額定-工件運(yùn)動(dòng)上的運(yùn)動(dòng)序列，所述工件接收部被可運(yùn)動(dòng)地支承并且被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，該方法包括以下方法步驟:
[0009]-確定與工件質(zhì)量無(wú)關(guān)的初始調(diào)節(jié)參數(shù)，用于調(diào)節(jié)所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器；
[0010]-基于所述調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)執(zhí)行所述額定-工件運(yùn)動(dòng)之一；
[0011]-求取到當(dāng)前工件質(zhì)量的近似值；
[0012]-將所述調(diào)節(jié)參數(shù)匹配于該工件質(zhì)量的近似值；以及
[0013]-重復(fù)執(zhí)行最后三個(gè)方法步驟，直到運(yùn)動(dòng)序列結(jié)束。
[0014]通過(guò)按照本發(fā)明的方法，有利地實(shí)時(shí)(并且立即)檢測(cè)到通過(guò)材料切除加工所決定的質(zhì)量減小，由此更精確地實(shí)現(xiàn)了剩余的工件質(zhì)量的確定并且可以使調(diào)節(jié)參數(shù)更準(zhǔn)確地與加工機(jī)的當(dāng)前負(fù)荷情況相協(xié)調(diào)。為此，以特別有利的方式和方法不必執(zhí)行具有不同的事前限定的負(fù)荷狀態(tài)的、在原本的工件加工過(guò)程之前要進(jìn)行的測(cè)試過(guò)程或運(yùn)動(dòng)過(guò)程。此外有利的是，為了工件加工過(guò)程的(品質(zhì))安全，依據(jù)已鑒別的工件質(zhì)量在事前至少大致已知的工件尺寸的情況下能夠檢查:是否正確的工件被夾緊在工件接收部上。
[0015]在按照本發(fā)明的方法中，對(duì)工件進(jìn)行材料切除地加工可以通過(guò)例如車削、銑削和/或切削來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，然而要加工的工件涉及到板材，該板材通過(guò)沖壓和/或激光切削來(lái)經(jīng)受材料切除。為了加工工件，按照本發(fā)明，一個(gè)或多個(gè)工具(例如車削工具、銑削工具、切削工具或沖壓工具)與夾緊在工件接收部中的工件共同作用。為此，工件根據(jù)期望的運(yùn)動(dòng)序列超越了工件加工的持續(xù)時(shí)間地分別不同地定位。該運(yùn)動(dòng)序列(總軌跡)典型地包括多個(gè)額定-工件運(yùn)動(dòng)(多個(gè)額定軌跡)，例如從工件的第一沖壓位置至另一沖壓位置的首先加速而隨后減速的運(yùn)動(dòng)。這些單個(gè)的額定-工件運(yùn)動(dòng)可以是直線的或者旋轉(zhuǎn)的或者組合式運(yùn)動(dòng)過(guò)程。為了執(zhí)行所述運(yùn)動(dòng)序列或所述單個(gè)額定-工件運(yùn)動(dòng)，工件接收部被可運(yùn)動(dòng)地支承并且被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了執(zhí)行運(yùn)動(dòng)序列或額定-工件運(yùn)動(dòng)，例如可以應(yīng)用或采用伺服驅(qū)動(dòng)器或具有小齒輪-齒輪桿-傳動(dòng)裝置(小齒輪-齒輪桿驅(qū)動(dòng)器)的扭矩驅(qū)動(dòng)器、球-主軸驅(qū)動(dòng)器或者線性直接驅(qū)動(dòng)器。
[0016]按照本發(fā)明，首先確定與工件質(zhì)量無(wú)關(guān)的初始調(diào)節(jié)參數(shù)。通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)預(yù)給定由內(nèi)插器關(guān)于動(dòng)力規(guī)劃的額定軌跡。這些調(diào)節(jié)參數(shù)可以是加工機(jī)的預(yù)調(diào)節(jié)好的調(diào)節(jié)參數(shù)或者通過(guò)適合的估算所產(chǎn)生的調(diào)節(jié)參數(shù)。在這種意義上所適合的估算例如可以是基于工件材料和大致已知的工件尺寸的估算。在基于這些預(yù)調(diào)節(jié)好的或者估算出的調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)執(zhí)行第一額定-工件運(yùn)動(dòng)并且求取到當(dāng)前工件質(zhì)量的第一近似值之后，通過(guò)與當(dāng)前工件質(zhì)量相匹配的調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)代替所述預(yù)調(diào)節(jié)好的或者估算出的調(diào)節(jié)參數(shù)?，F(xiàn)在，按照本發(fā)明可以執(zhí)行另一(第二)額定-工件運(yùn)動(dòng)并且求取到通過(guò)在此期間所引起的材料切除而改變的當(dāng)前工件質(zhì)量的另一(第二)近似值。所述的按照本發(fā)明的方法步驟