控制切齿机的方法和切齿机技术

本发明专利技术涉及一种控制切齿机的方法，该切齿机具有至少一个用于在装夹在工件座中的工件上切削齿轮的刀具，其中，机床控制在齿轮切削加工过程中进行了三维碰撞监测。

【技术实现步骤摘要】
控制切齿机的方法和切齿机
本专利技术涉及一种控制切齿机的方法，该切齿机具有至少一个用于在被装夹在工件座上的工件上切削齿轮的刀具。
技术介绍
现有的切齿机包括多个受控的CNC轴，用来产生刀具、工件或者用于工件的齿轮加工的其他机床部件所需要的径向运动、切向运动、轴向运动、旋转运动、枢轴运动或者垂直运动。切齿机的CNC控制接管了各个数控轴驱动的程控控制。 现代切齿机越来越多地采用通用配置，这样他们能够通过可调整的机床部件，被配置和编程用于不同的齿轮加工应用。可调整的机床部件包括例如加工头或装夹在其中的工作心轴(该心轴上安装有一个或多个刀具)，以及用于装夹工件的器具或工件本身。所使用的可调整的机床部件的多样性和复杂性使机床控制的编程越来越困难。另外，关于各个可调整机床部件的大量机床参数被程控的齿轮加工过程的机床配置所需要。通常，它们需要由操作员手动输入到控制中。 上述问题会导致切齿机的操作风险增大，因为在齿轮加工过程中会由于不正确的输入或者由于程序代码出错而发生碰撞。为此，需要一些知道如何防止碰撞危险的复杂的保护措施。
技术实现思路
本专利技术的目的通过具有权利要求1所述的特征的方法实现。该方法的优选实施例是从属于该独立权利要求的从属权利要求的主题。 根据权利要求1，提供了一种控制切齿机的方法，该切齿机具有用于在装夹在工件座上的工件上切削齿轮的刀具。所述切齿机适用于制造具有内齿和外齿的带齿的齿轮。根据本专利技术，机床控制在齿轮切削加工过程中执行三维碰撞监测。因此，在齿轮切削加工过程中，碰撞监测实时进行。理想地，齿轮切削工艺的每个加工步骤都被监控可能的碰撞。 在齿轮加工过程中对特定机床部件的动力学特性在三维空间中进行监测。各个机床部件在机床控制中采用三维物体被虚拟模拟，他们的运动例程被用来实时监控碰撞。整个齿轮加工过程在三维空间模型中被模拟，以监测碰撞或可能的碰撞。另外，决策逻辑必须区分允许的碰撞(例如刀具特别是刀刃和工件之间的碰撞)和不允许的碰撞。 理想地，齿轮加工过程中进行依赖于过程的运动的几乎所有机床部件都进行了碰撞监测。这些运动包括进给运动、径向运动或枢轴运动。碰撞监测不再限于只监测刀刃，而是对所有可移动的机床部件的都总外围或实际总外围都通过碰撞监测来检测。 碰撞监测优选包括安装在切齿机上的依赖于将要进行的齿轮加工过程的可调整的机床部件。可调整的机床部件特别是加工头、装夹在其中的并有一个或多个刀具安装其上的工作心轴、用于装夹工件的器具以及工件本身。由于这些可调整的机床部件的使用必须采用手动的配置输入或修改机床控制，所以它们的碰撞风险有所增大。为此，对这些可调整部件进行直接的碰撞监测是特别优选的。 根据该方法的一个优选实施例，待监测的所述机床部件被建模为虚拟的三维物体，并且它们关于彼此之间的间距的动力学特性在三维空间中被监视。当小于设定的最小间距时，碰撞监测可以识别出可能的碰撞并通知操作员。用于特定星座或机床部件的不同的限制值是可以想到的。 可以想到的是，例如虚拟三维建模基于包络函数实现，其中包络是覆盖在相应的机床部件上的。因此，可以在使用不同的三维包络的三维模型中监测齿轮切削操作。 可以想到的是，包络或包络体的分辨率，即建模的精度由与至少一个其他机床部件的距离确定。分辨率优选随着距离的减小而增大。当距离充分大的时候，碰撞的可能性较小，因此较小的分辨率足以用来建模。由于分辨率较小，机床控制可以进行较少资源集中的操作。随着距离的减小，由于碰撞的可能性增加，因此需要高分辨率。 在本专利技术的一个优选实施例中，碰撞监测能够在CNC控制的齿轮加工过程中和/或手动控制的齿轮加工过程中进行。除了纯齿轮切削加工监测碰撞以外，还可以在工件更换或刀具更换过程中监测碰撞，这是因为在这些特定的加工过程中，也存在与特定机床部件即将发生碰撞的风险。 碰撞监测优选以预测的方式进行，在该方式中，机床部件的将来的运动被用来监测程序例程中的碰撞。更多的运动参数能够从机床控制的程序代码中得到。当切齿机采用手动机床控制时，一个或多个机床部件的将来的运动参数通过合适的预测过程进行估计。 如果碰撞监测识别出碰撞，切齿机的机床控制能够停止、减慢或打断齿轮切削加工。这同时应用于碰撞的可能风险的识别和直接在碰撞发生之前识别。在识别碰撞风险之后或者识别碰撞之后，机床控制能够在合适的显示装置上输出警报。碰撞状态的可视画面，特别是具有涉及到的机床部件的可视画面，是容易想到的。 可以想到的是，可以离线执行碰撞监测。当在切齿机的调整过程之后且在齿轮加工过程开始之前就识别出可能发生碰撞的点和危险，被进一步直接避免时，离线执行的碰撞监测是特别有用的。在这一点上，可以相信的是，在切齿机完整配置以后，机床控制中进行预期的齿轮加工过程的虚拟仿真，从而可以识别出可能发生碰撞的点。在齿轮加工过程开始之前，可以采取合适的防护措施以尽可能地降低风险。 本专利技术还涉及一种切齿机，该切齿机具有用于执行本专利技术的方法的机床控制或者用于执行本专利技术的方法的优选实施例的机床控制。切齿机显然具有和本专利技术的方法相同的有点和性能，因此这里不再进行重复描述。 除了所述切齿机，本专利技术还涉及存储在数据载体上的用于执行本专利技术的方法或者所述方法的优选实施例的控制软件。该控制软件可以加载到切齿机的相应的机床控制中，用于在齿轮加工过程中执行本专利技术的方法。 【附图说明】 下面将参照附图中显示的实施例对本专利技术的优点和特性进行详细描述，图中: 图1显示了现有的数控切齿机； 图2为从装载门(loading door)开始的切齿机的内部机床空间的部分示意图； 图3为从装载侧看到的机床床身的立体示意图； 图4为具有已供应的环装载机的切齿机的机床空间的侧视图；及 图5为图4的相反侧的立体示意图。 【具体实施方式】 图1显示了现有的用于制造带齿工件的数控(CNC)切齿机。这里显示的CNC切齿机具有已知的布局，因此不再详细描述。不同的运动方向在用于范成或成形加工的数控铣床或磨床的立体示意图中表示出来。图中可以看到数控机床的五个标准轴，它们被分为三个线性轴X1、ZU Vl以及三个旋转轴Al、BI和C2。旋转轴Al提供刀具的内部转动，图中未示出；旋转轴BI负责使用的刀具的旋转运动；而旋转轴C2被指派给将要在工件工作台7上加工的工件的旋转运动，图中同样未示出。三个线性轴X1、Z1和Vl提供刀具的径向运动(XI)、刀具的进给运动(Zl)和刀具的切向运动(VI)。 另外，图中还显示了一个靠背架(back rest)，其可以接管不同的功能，例如，可以集成副夹臂(a counter-holder arm)、环装载机(a ring loader)等。旋转轴C3适用于例如执行环装载机的旋转动作。 图2显示了工件12的切割加工过程中的机床空间。从图中可以看到，切割头5支撑刀具架绕轴Al转动。另外，切割头5可以沿轴Zl的方向垂直进给从而实现刀具的进给运动，也可以沿轴Xl的方向水平地以线性方式进给从而实现刀具15的径向运动。 图3显示了从装载侧看到的切齿机的内部空间，其中并未显示自动监控器(automat1n)或者靠背架。从图中可以看到，切割头5以设定的摆角绕着轴Al转动，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制切齿机的方法，所述切齿机具有至少一个用于在装夹在工具座上的工件中切削齿轮的刀具，其特征在于，所述机床控制在齿轮切削加工过程中进行三维碰撞监测。

【技术特征摘要】
2013.09.13 DE 102013015234.81.一种控制切齿机的方法，所述切齿机具有至少一个用于在装夹在工具座上的工件中切削齿轮的刀具，其特征在于，所述机床控制在齿轮切削加工过程中进行三维碰撞监测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，指定的机床部件，特别是可调整的机床部件被建模为三维物体，用于碰撞监测，并且优选监测虚拟三维物体的运动例程中他们彼此之间的距离。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包络覆盖在机床部件上，用于指定机床部件的虚拟三维建模。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，机床部件的三维建模的分辨率由与至少一个另外的机床零件的距离决定，所述分辨率优选随着距离的减小而增大。5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，被建模的机床部件为一个或多个刀具、具有安装在心轴上的刀具的工作轴、加工头、用于装夹工件的器具、工件、机床工作台、机床床身、环装载机、...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安·舒昂，
申请(专利权)人：利勃海尔齿轮技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE