專利名稱：機床和操作這種機床的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種操作機床的方法，這種機床具有相對于工件運動的刀架以及用于控制刀架關于工件的相對工作運動的第一控制器，該方法包括如下步驟—借助于在第一控制器中裝載的第一控制程序控制刀架的第一相對運動軌道，其中控制程序定義了一系列連續(xù)的加工過程，—當出現(xiàn)意外的情況時，停止刀架的相對工作運動，以及—從開始位置重新開始刀架的相對工作運動。
本發(fā)明進一步涉及一種機床，特別是用于金屬工件金屬切削加工的機床，其具有相對于工件運動的刀架以及第一控制器，該第一控制器借助于定義有一系列連續(xù)加工過程的第一控制程序控制刀架的第一相對運動軌道。
背景技術：
由于這樣的方法和相應的機床的使用，它們是公知的。此外，例如一種類似的方法和相應的機床已經在WO 00/66320中公開，但是氣中具有第一控制程序的第一控制器沒有詳細地描述。
現(xiàn)代的用于金屬工件的金屬切削加工機床能夠以自動的方式執(zhí)行大量復雜的加工過程。加工過程能夠包括，例如銑削、車削、鉆孔、研磨等等，其中大量的刀具和刀具類型被夾緊于刀架中。刀架一般包括工作桿，其帶動被夾持的元件進入旋轉運動(尤其在鉆孔和銑削時)。在很多情況下，工作桿另外可以在多個空間方向上運動，以致于它能夠作用在要被加工的工件上不同空間點。然而，刀架也能夠是剛性的并且與相應運動的工件夾具互相作用，這種情況特別是在車削情況下。此外，工件也能夠保持可移動地。最后，在刀具和要加工工件之間發(fā)生的相對運動，其沿著所謂的NC軸線進行。
通常通過所謂的NC控制(數(shù)字控制)控制工件的加工。機床的操作者將是所謂NC程序的(第一)程序裝載到NC控制器中。NC程序包括大量的連續(xù)要執(zhí)行的語句，利用這些語句為每一加工步驟控制在刀具和工件的相對運動。
在傳統(tǒng)意義上的NC控制的功能限制于NC軸的運動。此外，利用第二個控制器控制機床的不同輔助裝置，第二控制器通常是PLC(可編程邏輯控制器)。輔助單元特別包括其中存有必須刀具(銑刀、鉆子、車刀等)的刀庫；用于從刀庫和刀架中插入或者除去刀具的換刀器；可轉動的工作臺，工件被夾緊于其上面；以及用于供應壓縮空氣等制冷介質的裝置。應該理解，NC控制器和PLC互相必須協(xié)調好，經常通過合適的端口的數(shù)據(jù)交換進行。NC控制器和PLC經常也結合成一個結構單元在現(xiàn)在的機器中，以便僅存在一個控制單元體，但是本質上有兩種功能。
上述類型的現(xiàn)代機床能夠以高加工速度和穩(wěn)定的質量生產工件。機床運行的越快，能生產更多的零件。然而，現(xiàn)在已經構成的非常有效的生產順序以感應的方式中斷，如果在機床運行過程中，出現(xiàn)不期望/意外的中斷，諸如電源故障，自動地觸發(fā)或者用手緊急停機，以無意識手動干涉方式的錯誤操作，或者例如由刀具破壞導致的過載情況。在這些情況下，或多或少突然中斷已編程的運動程序。為了重新開始生產順序，首先必須用手降機床重新設在開始狀態(tài)，從這里能夠進行重新開始，特別是再進入NC程序。根據(jù)意外停機的原因并且依據(jù)現(xiàn)在產生中斷的運行情況，通常是很難將機床設置在合適的開始狀態(tài)。與此相關的停車時間對生產順序是有害的。另外，在這種情況下存在由于錯誤操作的“碰撞”的危險。
在前述的WO 00/66320中，已知監(jiān)測機床的電源，為了在探測到電源故障時能夠激活機械能量存儲，其能維持一段時間的電源。使用機械產生的“殘余能量”，將工作主軸移動到停車位置。以這種方式，已經基本能較容易在電源故障后重新啟動機床。
但是，這種解決途徑受到電源供應意外中斷的情況的限制。此外存在比較的解決途徑，根據(jù)這些途徑例如在緊急停車情況下在緊急停車命令觸發(fā)后的第一秒或者幾分之一秒內進行控制停車。盡管這種單獨措施剩下一系列的情況，其中機床的重新啟動是復雜并且需要長時間，這導致機床長的停車時間。

發(fā)明內容
針對這種背景，本發(fā)明的目的是提供一種在開頭提及的機床和方法，其使得生產過程中產生的意外中斷所導致的停車時間顯著地減小。
該目的通過前面所述類型的這種方法如此實現(xiàn)在重新啟動時刀架首先沿著規(guī)定的第二相對運動軌道運行到開始位置，其中第二相對運動軌道依據(jù)意外情況產生的加工過程自動地確定。
在前面所述類型的這種機床具有根據(jù)本發(fā)明的開始邏輯，其如此設置，在加工過程的意外中斷后，刀架首先沿著規(guī)定的第二相對運動軌道移動到開始位置，其中依據(jù)中斷所發(fā)生的加工過程自動地確定第二相對運動軌道。
在新的方法和新的機床中，刀架(在關于工件的相對運動中)在重新開始時，不受意外中斷的類型和原因的影響而首先從它停車后的當前位置一次移動到規(guī)定的開始位置。在這種情況下，用于執(zhí)行這個的第二相對運動軌道通過使用至少代表中斷加工過程的數(shù)據(jù)而(特別過程數(shù)據(jù)、機床參數(shù)等等)自動地確定。機床的操作員不需要特別的知識用于將機床移動到開始位置。
優(yōu)選地不受各個中斷的類型和原因影響的機床到達相同的開始位置，從該位置加工過程的重新開始一般是可以的。在特別優(yōu)選的情況下，開始位置包括例如，工作主軸放置最后夾持的刀具到刀庫中并且移動到靜止位置。
新方法與在WO 00/66320中進行的解決途徑是不同的，尤其在于，在機床重新開始時移動開始位置表示第一自動步驟。因此得到，在中斷的時間點和在停車期間，開始位置不受刀架的加工位置影響。在中斷的時間點上實際的軸向位置與優(yōu)選的用于重新開始的開始位置的距離多遠是沒有作用的，因為開始位置不是在中斷后的最后幾秒或者幾分之一秒內而是在重新開始的一開始時移動，例如就在供電重新建立起來后。在停車后刀架直接位于的相對位置僅在這方面是重要的條件，該位置構成為用于自動確定的第二運動軌道的開始點。
因此新方法不一定代替在WO 00/66320中描述的類型的解決途徑，而是相反能夠成為它的補充。在中斷時間點或者在其緊接的時間內首先試圖使得刀具和/或工件盡可能快地以“緊急剎車”方式運動到安全的位置。因為對于“緊急剎車”僅受到時間和可能的能量限制，但是因此能實現(xiàn)的停車位置依據(jù)具體的單獨情況并且受到限制。另外，存在的機器單元通常不配合，而是在任何情況下“急速”到安全。在這一點上根據(jù)本發(fā)明新方法開始并且導致機器快速并且簡單地處于規(guī)定的開始狀態(tài)。
基于前述的原理，移動的開始位置可以自由的選擇并且它們因此能夠被單獨地優(yōu)化，從而可以在所有可想象的情況組合下特別簡單和快的重新開始。通過該優(yōu)化已經可以縮短用于重新開始的時間。
另外新的方法和相應的機床具有如下優(yōu)點，用于重新開始的開始位置沿著自動確定的第二運動軌道移動。在停車后可能的長時間分析和合適的“返回策略”的選擇因此通過操作員進行。這有助于本質上縮短停車時間。停車時間的顯著減少導致這樣的情況，其中另外必需叫來有經驗的操作員到停車的機器處，為了以經驗的方式進行情況的分析。
令人吃驚地示出，根據(jù)數(shù)據(jù)單獨自動確定第二相對運動軌道在很多實際情況下是可以的，這些數(shù)據(jù)根據(jù)編程的加工過程和已知的機床參數(shù)已經存在機床中。僅對于相對少量的特殊情況下，如果在生產過程開始前另外的數(shù)據(jù)存儲在機床上是有利的。這首先涉及特別復雜和/或特別大的工件的加工，因為在這些情況下沿著第二相對運動軌道的刀架的路徑能夠被工件幾何形狀阻擋。
不應放棄附加數(shù)據(jù)的輸入，雖然不可能是所有的，但至少是意外產生情況的明顯部分能夠被簡單快速地處理。實現(xiàn)可能情況的實際完全處理可能具有相對小的附加效果，其將在下面根據(jù)幾個實施例詳細地說明?？傊还鼙景l(fā)明的“膨脹階段”，能夠取得顯著地停車時間的減少和因此較高的生產效率。
因此前述的任務被完全解決。
在本發(fā)明的進一步結構中，在加工過程期間主軸從一套可能的刀具中夾持一個刀具，并且第二相對運動軌道依據(jù)當意外情況產生時夾持于刀架的刀具而被確定。因此相應的機床包括具有一套不同的刀具的刀庫，其中開始邏輯如此構成，使得第二相對運動軌道依據(jù)在意外中斷產生時刀架中所夾持的刀具而被確定。
已經示出，當將中斷時間點夾持在刀架中的刀具的特征作為重要因素考慮的時候，可以非常有效地確定第二相對運動軌道。例如，如果相關的刀具是用于內輪廓的銑刀頭，那么用于第二運動軌道的簡單有效的策略是，內銑刀(相對于工件)首先沿z方向退回，接著繞著主軸移動刀開始位置。對于用于外加工的垂直旋轉的車刀，與前面相反地合適的策略是首先沿y方向相對運動。對于攻絲器，另外特別有利的是，如果在單獨情況下不是完全必須的，在退回的同時旋轉主軸。
根據(jù)本發(fā)明進一步構造，不同的刀具和刀具類型通常導致單獨和也許互相偏差的第二運動軌道。但是在進一步構造中，在機床控制器中存在的用于確定第二運動軌道的策略的數(shù)量急劇地減少。因此根據(jù)本發(fā)明方法的實現(xiàn)可以非常有效和完全有效。
在另一個結構中，第二相對運動軌道從一套準備好的第二相對運動軌道中選擇。優(yōu)選地，該套存儲于新機床的開始邏輯。
這種措施構成簡單實際的實現(xiàn)，其中對于大量可以想象的情況，合適的策略被準備并且存儲在機床中。因此第二運動軌道以對比的方式很快地確定。此外，該措施具有如下優(yōu)點，有經驗的機床操作員/開發(fā)員的分析能力被以相當簡單的方式構成于機床的控制器中。因此一種實現(xiàn)是可以的，這種實現(xiàn)不具有在使用控制器的運行系統(tǒng)中的根本改變或者干涉。因此首先這是特別的優(yōu)點，因為現(xiàn)代機床的制造者通常取得控制器作為供應部分，并且因此沒有直接訪問控制器的內部運行程序，也就是說操作系統(tǒng)。因此機床的制造者能夠在沒有相關控制器制造者的輔助下實現(xiàn)新的方法。
在另一種結構中，第二運動軌道依據(jù)第一參數(shù)確定，該第一參數(shù)在加工過程之前存儲在第一控制器中，優(yōu)選地在第一控制程序中。
如已經提到的，示出在大量情況下第二運動軌道能夠僅僅依靠數(shù)據(jù)確定，這些數(shù)據(jù)已經存在于傳統(tǒng)機床的運行程序中。對此的例子是其他上面提到的數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)能夠互相區(qū)分不同的刀具類型。但是在一些情況中，為了盡可能有效地確定第二運動軌道，其他的數(shù)據(jù)也是有益的。例如在銑刀加工外輪廓的情況下，為了將銑刀從加工的外輪廓側向提起，知道在外輪廓周圍多少空間是可用的是有幫助的。但是，該信息在每種情況下與加工的工件緊密地相關，也就是說它通常不能被機床的開發(fā)者從開始就確定。但是前述的結構提供如下可能，當確定第二運動軌道時以相當簡單的方式考慮工件依靠的信息，即使這些信息不是必須的。例如該信息能夠被用作確定第二相對運動軌道的參考點。
其他相關生產過程的信息優(yōu)選地在制造NC程序時集成，因為這里所有已經要求的工件具體數(shù)據(jù)被存儲。利用小的附加花費，在這種結構中可以得到用于機床重新開始的實際完全的自動化。
在另外一種結構中，第二運動軌道依據(jù)第二參數(shù)確定，該參數(shù)存儲于非易失性存儲器。
可以看出，如果對于傳統(tǒng)的NC控制器在控制語句結束后不再必須的確定信息被永久地存儲，那么第二運動軌道的確定基本上變得更容易。對此的例子是攻絲器的螺旋角。通過永久的存儲，即使在完全電源故障之后也能提供這種數(shù)據(jù)并且然后能夠在考慮著這種數(shù)據(jù)的情況下輕易地確定第二運動軌道。另一方面，能夠減少由操作員另外輸入信息的數(shù)量，而同時不減少自動應付的情況數(shù)目。因此改善操作員的方便程度。
在另一個結構中，第二相對運動軌道根據(jù)在第一控制程序中規(guī)定的第一相對運動軌道確定。有利地，因此機床的開始邏輯包括邏輯部分，利用邏輯部分確定作為第一相對運動軌道的沿向回方向運動的圖像的第二相對運動軌道。
該措施要求在迄今提供的NC控制器的操作系統(tǒng)中擴展。因此這種實際的實現(xiàn)首先比至此已經描述的措施明顯更貴(至少從機床的制造者的觀點來看，其通常不獨立地訪問NC控制器的操作系統(tǒng))。另一方面，該措施具有如下優(yōu)點，通過第一運動軌道和相應的“反向運行”的完全改造，第二運動軌道在實際所有想象的情況下優(yōu)選地確定。自動化程度和效率還可以進一步提高。
在一個“消瘦”的變型中，然而第二運動軌道依據(jù)第一運動軌道的參數(shù)來確定，而不完全以“反向運行”為基礎，這也是可以想象的。在這種情況下控制器制造者的這部分費用減小了，然而另一個方面用于自動確定第二運動軌道的許多可想象的情況已經被管理了。
在另一個結構中，在重新開始時操作參數(shù)被讀入并且依據(jù)讀入的操作參數(shù)重新開始意外情況發(fā)生的加工過程。
通過該措施以簡單的方式達到，機床的操作員考慮已經部分加工的工件是否應該被加工完畢或者是否應該開始一個完全新的加工周期，能夠影響其他主要的自動重新開始。如果引起機床停車的意外情況已經導致直接加工的工件的損壞或者損傷，那么新的加工周期是特別理想的。特別對于存在極高精度要求的工件，完全開始新的加工周期是有利的。如果能接收小的制造誤差，如果已經部分加工的工件被完全加工，那么整個加工過程會更有效率地構成。
在進一步的結構中，機床具有其他的輔助裝置，它們與刀架的第一相對運動軌道協(xié)調一致地被驅動并且在重新開始時候所有的輔助裝置移動到開始位置，這些開始位置依據(jù)產生意外情況的加工過程自動地被確定。優(yōu)選地在這種情況下機床具有用于控制輔助裝置的第二控制器，其中開始邏輯至少在意外中斷后的重新開始時協(xié)調第一和第二控制器。
在這種結構中，根據(jù)本發(fā)明的解決途徑形成為全面、集成的總的概念，其中優(yōu)選地加工過程包括的所有主要裝置和輔助裝置都被合并于自動的重新開始。因此提供一種特別舒服方法，為了在中斷后能夠快速并簡單地重新開始復雜的機床。通過并入輔助裝置的運動，操作員的其他要求的干涉的數(shù)目將進一步減少。此外，將更可靠地避免錯誤的操作。在這種情況下，特別有利的是，如果輔助裝置的運動也是單獨地由中斷的加工過程的“歷史”確定，也就是說，依據(jù)中斷的加工過程確定。
在進一步的結構中，刀架沿第二相對運動軌道的移動速度比沿著第一相對運動軌道的速度低。
該措施乍看能夠導致機床的停車時間被不必要地延長了，這有些與本發(fā)明的目的互相矛盾。但是實際上，該時間延遲與利用新的解決途徑通常可以贏得的時間相比是很小的。另一方面，這里所述的措施具有如下優(yōu)點，如果由于不合適環(huán)境結構產生不可預見的問題，操作員能夠更好地監(jiān)測并且也許干涉開始位置的自動移動。特別有利的是，如果在第二運動軌道運行時使用的速度能夠被操作員改變，因為在這種情況下，操作員即使沒有關于實際加工過程的專業(yè)知識也能夠很好地監(jiān)測自動順序，然而同時延遲時間被最小化。在單獨的情況下，例如停車時間被減少了幾小時，然而由于使用低速度使得延時僅幾秒或者幾分鐘的范圍。
可以理解，在不脫離本發(fā)明精神的范圍內，上述和下面還將說明的特征不僅在各個明確的組合中，而且也在其他組合中或者單獨中使用。


在附圖中示出本發(fā)明的實施例，并且在下面的說明中詳細地解釋這些實施例。其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明機床的示意總圖；圖2示出圖1種機床的控制單元的示意功能框圖；
圖3示出當銑刀用于內加工時第二運動軌道的示意圖；圖4示出當銑刀用于外加工時第二運動軌道的示意圖；圖5示出用于解釋新方法的整個順序的示意功能圖；圖6示出用于解釋在意外中斷后圖1的機床重新開始的示意功能圖；圖7示出用于解釋在根據(jù)圖6的方法中優(yōu)選的實施例的示意功能圖；以及圖8示出用于解釋在根據(jù)圖6的方法中被選的優(yōu)選實施例的示意功能圖；具體實施方式
在圖1中，根據(jù)本發(fā)明的機床全部使用標號10表示。
機床10具有帶有工作主軸12的主軸箱11，其在本發(fā)明中意義是刀架。這里主軸箱11通過第一導輪14沿箭頭16的方向可移動地安裝在機器零件18上。沿箭頭16方向的運動通將表示為沿z方向的運動。
機器零件18通過第二導輪20安裝在另一個機器零件22上，并且可以沿著箭頭24的方向，也就是y方向相應地運動。機器零件22也可運動地安裝在導軌26上，其中通常用標號28表示垂直于紙面的運動方向(x方向)?？傊?，帶有工作主軸12的主軸箱11因此能夠在所有三個空間方向運動，在相應控制時，沿著實際任意的運動軌道。
應該注意，這里示出的工作主軸12的裝配表示但前機床的典型例子(并且這里簡化了)。然而，本發(fā)明不限于這種類型的加工結構并且一般也用在其他運動方面中，例如所謂的六腳裝置或者固定刀架的加工方面中。
在工作主軸12的下端安裝有刀具插口30，其中安裝有刀具32。刀具32通過工作主軸12能夠繞著z軸34旋轉，其允許不同的加工過程。
標號36表示工作臺，在工作臺上工件40夾緊于夾具38中。在這里示出的實施例中工作臺36可繞著軸42轉動，這表示刀具32和工件40的相對位置的另一個自由度。但是為了好的順序，應該指出本發(fā)明不限于在機床上具有可旋轉的工作臺36。更確切地，在機床中可使用其他可移動的工件夾具，例如用于加工桿形工件，同樣也可以在機床中沒有可移動的工件夾具。
標號44表示刀庫，其中存儲大量的刀架46。每一個刀架46設有一個用于加工過程的刀具，該刀具借助于刀架46能夠被夾緊于主軸12的刀具安裝30中。在這里示出的實施例中，刀架46安裝于能繞軸線50轉動的鏈48。因此每個刀架46對每次換刀能夠處于合適的交換位置52。借助于這里僅示意性表示換刀器54，夾持于工作主軸12中的刀架能夠被刀庫44中的另一個刀架替換。
再一次為了完全性的目的，應該指出，也可以使用鏈式運輸器，其他刀庫概念代替現(xiàn)在示出的刀庫。而且，可轉動的工作臺36和帶有換刀器54的刀庫44作為輔助裝置的典型例子示出，它們必須在機床10運行過程中與工作主軸12的運動協(xié)調。其他的輔助裝置例如是空氣壓縮機、冷卻液泵和其他旋轉或轉動驅動器。
標號56表示控制單元，其中以通常的方式執(zhí)行NC和PLC的控制功能。標號58表示控制單元56的操作臺。
控制單元56從在機床10上的不同傳感器上獲得狀態(tài)信號60，基于這些信號產生用于控制加工過程的控制信號62。
在圖2中，合并地示意性示出控制單元56的兩個功能單元。但是可以理解，這種結構僅是一種可能的典型實現(xiàn)，并且也能夠用其他的組合實現(xiàn)示出的功能組。原則上，可以在傳統(tǒng)的PC上實現(xiàn)控制單元56的所有控制功能。這里示出的兩部分功能結構能夠利用僅一個處理器和共同的存儲器實現(xiàn)。
操作臺58尤其包括，用于數(shù)據(jù)輸入的鍵盤66，以及用于顯示功能狀態(tài)和其他數(shù)據(jù)輸出的顯示器，其在這里未示出。而且，這里示意性地示出一些端口68，通過這些端口例如可以讀入NC控制程序。
如前面已經提到的，控制單元56包括兩部分功能，即一個已知的用于控制主軸12的工作運動的NC控制器70，以及一個用于控制所有其他的工作運動和過程的PLC。至少當兩個控制器在不同的硬件平臺上時候，它們至少分別具有處理器74、76，工作存儲器78、80以及永久存儲器82、84。在NC控制器70的工作存儲器78中尤其裝載NC程序86，其利用大量要連續(xù)執(zhí)行的語句87確定主軸12的工作運動。另一方面，NC控制器70的操作系統(tǒng)88安裝在永久存儲器82中。機床的操作者通常對操作系統(tǒng)沒有影響，但是他可以自己生成NC程序86并且將它裝載到工作存儲器78中。這在圖2中用箭頭89示出。
標號90和92表示兩個I/O模塊，使用它們處理器74、76能夠讀入和輸出數(shù)據(jù)。在其他的事情中，也經過這些端口進行在NC控制器70和PLC 72之間的數(shù)據(jù)交換。
標號94表示開始邏輯，借助于其在這里實現(xiàn)用于重新開始機床10的新方法。開始邏輯94包括程序模塊96、98，它們不僅依據(jù)NC控制器70的功能而且依據(jù)PLC 72的功能。而且開始邏輯94包括用于存儲用于輕松確定第二運動軌道的非易失性存儲器100。
為了說明根據(jù)本發(fā)明的方法，在圖3和4中示出兩個運動順序的例子。它們涉及在夾緊裝置38上的示意俯視圖，在夾緊裝置上夾有工件40。在圖3中，例如用銑刀頭110加工工件40，為了銑內輪廓112。在這種情況下，銑刀頭110沿著第一(相對)運動軌道114運行，并且特別根據(jù)存儲于NC控制器70中的控制語句87。
如果現(xiàn)在出現(xiàn)加工過程的意外中斷，例如由于緊急停車命令或者電源供應中斷，機床10處于不確定的狀態(tài)。優(yōu)選地，雖然機床10包括緊急線路，利用緊急線路當發(fā)生意外情況時能夠以緊急制動的方式停止銑刀頭110，如從前述的WO 00/66320中得知。但是，這一點對于新方法的實現(xiàn)不是必須要求。
根據(jù)新的方法，現(xiàn)在不管銑刀頭110是否在可控緊急制動過程中或者由于意外情況以不可控的方式停止，銑刀頭110自動沿著確定的第二運動軌道116移動到規(guī)定的開始點118。在該例子中，第二運動軌道包括，銑刀頭110(借助于主軸12)首先沿z方向遠離工件40運動。接著控制銑刀頭110向開始位置118移動。在特別優(yōu)選的實施例中，規(guī)定的開始位置118是刀庫44，因為機床10以這種方式被移動到有利的基本狀態(tài)。另外，銑刀頭110位于刀庫44中允許簡單檢查銑刀頭110是否損壞。當然，基本上開始位置118也能夠以其他方式確定。
圖4示出在其他相同關于運行過程假定下的另一種情況。但是與圖3種不同，這里利用銑刀頭110加工工件40的外側，也就是說，將沿著第一運動軌道120對工件進行銑削。對這種情況，在機床10的重新開始期間沿著工件40的徑向方向提起銑刀頭110已經被證明是一種有利的策略。接著才沿著z方向退回銑刀頭110并且接著將它移動到開始位置118。相應的第二運動軌道在圖4中用標號122表示。
從圖3和圖4中可以容易地理解，兩個運動軌道116和122是不同的，因為在圖3的情況中銑刀頭110直接沿著z方向向回運動，然而在根據(jù)圖4中的情況中首先將銑刀頭110從工件40中徑向地提升。因此，第二運動軌道116、122的確定依據(jù)生產過程的意外中斷所發(fā)生的加工過程。
在圖4的情況中，如果開始邏輯94具有銑刀頭110能夠被從工件40的外輪廓提升多遠的信息，那么能夠有效地確定合適的第二運動軌道122。相應的距離在圖4中用標號124表示。因此，對于在圖4中示出類型的情況，使用的空間優(yōu)選地作為參數(shù)存儲，特別是存在NC程序87中。
在有利的實施例中，用于第二運動軌道116、122的不同控制語句存儲于開始邏輯94中。各個合適的控制語句將作為意外中斷所發(fā)生的情況的功能被選擇?？紤]每種情況使用刀具類型進行特別優(yōu)選的選擇，其中刀具組合構成合適的組。在實施例中，以下列方式進行第二運動軌道的選擇

上述組的名稱借用德國Siemens公司在NC控制中用來管理刀具所廣泛使用的分類。但是，可以理解，能夠使用不同于這個的其他分類系統(tǒng)。
在特別優(yōu)選的實施例中，所有輔助裝置的協(xié)調驅動，特別是作為開始位置將刀具存放在其中的刀庫44的協(xié)調運動與NC控制器70的功能平行進行。在這種情況下，如果可能要求，液壓活塞和其他驅動器首先移動到規(guī)定的位置，為了與工作主軸的運動進行協(xié)調的運動順序。
參考下列流程圖，將進一步解釋根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實施例。
圖5示出關于機床10的整個加工過程的概覽圖。在第一步130中，根據(jù)所解釋的情景，用于準備的第二運動軌道116、122的控制語句首先被讀入。但是，優(yōu)選地機床制造者將這些準備的第二運動軌道存儲于NC控制器70的永久存儲器82中。在步驟132和134中，進行輸入?yún)⒖键c以及裝載用于提供加工過程的NC程序86。根據(jù)步驟132的有利地進行參考點輸入，為了能夠使在工作臺的端部上述的“后退策略”。如果忽略根據(jù)步驟132的參考點輸入，不可能進行這個后退策略。但是，基于在意外中斷時候出現(xiàn)的情況能夠執(zhí)行其他策略。即使在新方法的減少的實現(xiàn)中，已經達到顯著地減小停車時間。
步驟132(讀入?yún)⒖键c)和134(讀入NC程序)也能夠組合成一個步驟，不同于這里所描述的，通過插入到NC程序86中的參考點執(zhí)行。依據(jù)實現(xiàn)，分開的但是相反順序也是可能的。
在步驟136中，所有數(shù)據(jù)都存儲在非易失性存儲器100中，其中數(shù)據(jù)包括用于控制第一運動軌道114、120的NC程序86中存在的數(shù)據(jù)和用于適當確定第二運動軌道116、122所要求的數(shù)據(jù)。然后，在程序塊140、142中，開始加工過程。程序塊140象征在NC程序86的形式中單句執(zhí)行控制語句，而程序塊142表示在PLC中的并行地執(zhí)行控制命令。箭頭表示在兩個程序塊之間能夠進行用于相互協(xié)調的數(shù)據(jù)交換。標號144、146表示示意性地示出緊急路線，其在控制器的框架下在出現(xiàn)意外情況時候執(zhí)行。如果發(fā)生意外中斷，將借助于緊急路線停止機床。
圖6示出在機床10借助于緊急線路144、146停車后的加工過程。
在步驟150中，為了使機床10重新開始，首先讀入機器操作者發(fā)出的開始命令。在程序塊152、154中，然后進行第二軌道確定，這里優(yōu)選地不僅并行地用于工作主軸12(一般對于所有NC軸來說)，而且用于機床10的其他輔助裝置。接著工作主軸12和輔助裝置進入它們的規(guī)定的開始位置，這通過程序塊156、158表示。在程序步驟160中，然后決定是否在部分加工的工件上繼續(xù)中斷的加工過程或者是否開始對新工件開始新的制造循環(huán)。依據(jù)這個，控制進入到NC發(fā)生中斷的控制步驟(步驟162)，或者利用第一NC控制步驟(步驟164)重新開始。
圖7示出用于確定第二運動軌道的優(yōu)選實施例。根據(jù)步驟170，首先確定刀具類型和中斷所發(fā)生的模式。接著，進行緊急中斷，通過從大量準備的控制語句中選擇出合適第二運動軌道的控制語句。在優(yōu)選的實施例中，從在上述說明表格中解釋的策略中做出選擇。不同的策略在圖7中用標號172、174、176、178、180和182表示。在選擇合適的策略后，工作主軸12和其中夾持的刀具32沿著預定的第二運動軌道到達開始位置118。
另一個優(yōu)選的實施例在圖8中示出。在這種情況下，在步驟190中再一次確定其中發(fā)生意外中斷的模式。然后在程序塊192中，根據(jù)直到進行加工步驟的時間點進行第二運動軌道的確定。換句話說，通過至今為止穿過的第一軌道反向運行確定第二運動軌道。在這種情況下，以非易失方式保護的NC程序86能產生相應的控制數(shù)據(jù)。
權利要求
1.一種操作機床(10)的方法，這種機床具有相對于工件(40)運動的刀架(12)以及用于控制刀架(12)關于工件(40)相對工作運動的第一控制器(56、70)，該方法包括如下步驟—借助于在第一控制器(56、70)中裝載的第一控制程序(86)控制刀架(12)的第一相對運動軌道(114、120)，其中控制程序定義了一系列連續(xù)的加工過程，—當出現(xiàn)意外的情況時，停止(144、146)刀架(12)的相對工作運動，以及—從開始位置(118)重新開始刀架(12)的相對工作運動。其特征在于，在重新開始時刀架(12)首先沿著規(guī)定的第二相對運動軌道(116、122)運行到開始位置(118)，其中第二相對運動軌道(116、122)依據(jù)其中發(fā)生意外情況的加工過程自動地確定。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，刀架(12)在加工過程中夾持來自一套(44)可能的刀具(46)中的刀具(32)，并且當發(fā)生意外情況時第二相對運動軌道(116、122)依據(jù)夾持于刀架(12)中的刀具(32)被確定。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，第二相對運動軌道(116、122)是從一組(172-182)準備的第二相對運動軌道(116、122)中選擇出來的。
4.如權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，第二相對運動軌道(116、122)依據(jù)第一參數(shù)確定(132)，該參數(shù)在加工過程之前存儲于第一控制器(56、70)，優(yōu)選地存儲于第一控制程序(86)。
5.如權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，第二相對運動軌道(116、122)依據(jù)第二參數(shù)確定(136)，該參數(shù)存儲于只讀存儲器(100)。
6.如權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)在第一控制程序(86)規(guī)定的第一相對運動軌道(114、120)確定第二相對運動軌道(116、122)。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，第二相對運動軌道(116、122)被確定為第一相對運動軌道(114、120)的倒像。
8.如權利要求1-7中任一項所述的方法，其特征在于，在重新開始時讀入操作參數(shù)(170)，并且產生了意外情況的加工過程依據(jù)讀入的操作參數(shù)將重新開始(160)。
9.如權利要求1-8中任一項所述的方法，其特征在于，機床(10)還包括與刀架(12)的第一相對運動軌道(114、120)協(xié)調驅動的輔助裝置(36、44)，并且在重新開始時，所有輔助裝置(36、44)位于依據(jù)產生意外情況的加工過程自動確定的各個開始位置。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，借助于第二控制器(72)控制輔助裝置(36、44)的運動順序，并且第一和第二控制器(70、72)通過開始邏輯(94)協(xié)調。
11.如權利要求1-10中任一項所述的方法，其特征在于，刀架(12)沿著第二相對運動軌道(116、122)的速度比沿著第一相對運動軌道的速度小。
12.一種機床，特別是用于金屬切削加工金屬工件(40)，具有相對于工件(40)可移動的刀架(12)，并且具有第一控制器(56、70)，其用于通過規(guī)定一系列連續(xù)的加工過程的第一控制程序(86)控制刀架(12)的第一相對運動軌道(114、120)，其特征在于開始邏輯(94)，其如此設置，在加工過程的意外中斷后，刀架(12)首先沿著規(guī)定的第二相對運動軌道(116、122)移動到開始位置(118)，其中依據(jù)中斷所發(fā)生的加工過程自動地確定第二相對運動軌道(116、112)。
13.如權利要求12所述的機床，其特征在于，刀庫(44)提供一套用于刀架(12)的不同刀具(46)，其中開始邏輯(94)如此構成，以便當產生意外中斷時依據(jù)在刀架(12)夾持的刀具(32)確定第二相對運動軌道(116、122)。
14.如權利要求12或13所述的機床，其特征在于，開始邏輯(94)包括對準備的相對運動軌道(116、122)可選擇的一套控制模塊(172-182)。
15.如權利要求12至14中任一項所述的機床，其特征在于，開始邏輯(94)包括邏輯部分(192)，利用邏輯部分確定作為第一相對運動軌道(114、120)的沿向回方向運動的圖像的第二相對運動軌道(116、122)。
16.如權利要求12至15中任一項所述的機床，其特征在于，用于控制輔助裝置(36、44)的第二控制器(72)，其中開始邏輯(94)至少在意外中斷產生后的重新開始時協(xié)調第一和第二控制器(70、72)。
17.一種用于機床的運行程序模塊，包括程序代碼裝置，當在機床控制器上執(zhí)行程序時候，該裝置用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1-11中任一項所述方法的所有步驟。
18.具有數(shù)據(jù)存儲介質的計算機程序產品，在存儲介質上存儲有根據(jù)權利要求17所述的運行程序模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于操作機床的方法，該機床具有可相對于工件(40)移動并且夾持刀具(110)的刀架，該機床還具有用于控制刀具(110)和工件(40)的相對運動的控制器。借助于控制器中裝載的控制程序，控制刀具(110)的第一相對運動軌道(114)。在產生意外情況時，沿第一相對運動軌道(114)的相對運動停止并且接著從開始位置(118)重新開始。在這種情況時，刀具沿著規(guī)定的第二相對運動軌道(116)移動到開始位置(118)，并且第二相對運動軌道(116)是依據(jù)產生意外情況的加工過程而自動確定的。
文檔編號G06F19/00GK1714320SQ200380103642
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月5日 優(yōu)先權日2002年11月19日
發(fā)明者彼得·格倫德, 羅爾夫·庫平格, 卡爾·弗羅默 申請人:斯塔馬機床制造有限公司