补偿误差的方法、单元、系统、测量设施、介质技术方案

补偿误差的方法、单元、系统、测量设施、介质。本申请涉及用于补偿生产过程中出现的误差的方法。该方法(100)包括：生成实际属性数据，该实际属性数据包括根据生产模型在生产组件中生产的至少一个样本物体的属性的所获得的值；执行利用物体的实际属性数据的属性的所获得的值和标定属性数据的相应属性的设定值的标定‑实际值比较(150)，从而生成偏差数据；以及基于标定属性数据和基于偏差数据来自动创建(170)适合的生产模型，其中，适合的生产模型在用于在生产组件中生产适合的物体的适合的生产过程中是能够使用的，并且与标定属性数据不同，使得在生产过程中出现的误差在适合的生产过程中被至少部分地补偿。本申请还涉及用于执行该方法(100)的自补偿制造系统、测量单元及误差补偿单元。

【技术实现步骤摘要】
补偿误差的方法、单元、系统、测量设施、介质
本专利技术属于生产过程的质量保证的领域。更具体地，本专利技术涉及一种用于基于生产过程的输出的样本的测量来控制生产设施并且用于补偿生产过程中出现的系统误差的系统和方法，该输出由标定(nominal)数据定义，例如，作为机械图和/或CAD模型被提供。
技术介绍
这是商品(诸如，汽车)的工业生产期间用来测量其不同零件的特征和属性的惯常做法。可以在特殊的测量单元中借助于接触或非接触测量仪表(例如，基于激光或摄影测量原理)实施这些测量。例如，在DE19544240A1中公开了这种过程。US7,672,500公开了一种用于监测和可视化生产过程的输出的方法，该生产过程的输出材料或物品由一个或更多个检查单元进行检查。检查单元扫描或否则检查通过生产过程生产的一系列物品或材料中的每个，并且产生表示所检查的物品中的每个的图像，其中，可以可视地编码物品之间的差异。这种方法的目的是，在产品开发、发行期间或在生产期间确定所测量的物体的可能的错误。然而，不利的是，在测量过程中，有可能会出现防止物体的错误的判定，或使物体的错误的判定复杂化的各种附加的错误。尤其是如果需要错误的高精度检测的情况。受控的生产过程中的产量可以位于单件生产和大量生产的范围内。在可以包含大规模的不同的制造工艺和技术的生产设施中生产零件。设施的安装设置可以随特定制造技术而变化。例如，如果将通过铣削或车削来制造零件，则生产设施可以包括CNC机床-包括编程装置以及电子控制器装置。由结合适当的公差定义零件的理论尺寸的图和/或CAD模型中的标定数据来指定将所生产的零件。公差定义了标定数据的指定的理论尺寸和所产生的零件的实际尺寸之间的可接受的偏差。所指的制造过程还包括质量控制步骤，其中，采取措施以确保所生产的零件的期望质量(即，以确保“良好零件”的百分比不低于定义的最小值)。质量控制步骤由以下两个子步骤组成：-测量步骤，用于通过用适当的测量设施测量适当的数量来检测所生产的零件的质量；以及-校正步骤，用于在测量步骤的结果显示出不满意值(例如，没有足够的“良好零件”)的情况下改善产品质量。今天，在上述类型的制造过程中，检测所生产的零件的质量的测量设施可以是例如坐标测量机(coordinatemeasurementmachine)或铰接臂(例如，测量机器人臂)。利用该测量设备，通过测量一个或更多个定义的零件尺寸来检测“良好零件”。如果测量示出了所测量的零件尺寸和标定数据中定义的理论值之间的偏差超出可接受的公差，则生产设施的适当的参数值被修改以补偿这些生产误差。在CNC机床的上述示例中，这可以是例如如果铣削工具由于磨损改变其特性的情况。然而，该参数值修改具有这样的强缺点，其需要关于设施的一般安装设置、设施的当前构造以及关于生产误差的原因的良好的知识。这需要高技术人才，并且此外-由于生产误差原因往往并不被确切地知道-在许多情况下，不得不执行试错法(try-and-errorapproach)，这是耗时并昂贵的。因此，用于补偿生产误差而不改变生产设施的参数值(即，其中，生产设施可被视为“黑盒子”)的可能性将是非常有利的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，提供一种用于在生产设施中控制物体的生产过程的改进的方法和改进的系统。具体的目的是，提供这样的方法和这样的系统，其中在生产设施中不需要修改。进一步的目的是，提供这样的方法和这样的系统，其中质量控制的强度可适应于生产过程的输出。进一步的目的是，提供误差补偿单元作为用于控制生产过程的系统的一部分，以便补偿生产过程中的误差，而不必须执行生产设施中的修改。通过根据权利要求1的用于控制生产组件中物体的生产过程的方法、根据权利要求5的制造系统、根据权利要求9的测量设施、根据权利要求12的误差补偿单元、和/或本专利技术的附属权利要求来实现这些目的中的至少一个。本专利技术的第一方面涉及一种用于控制生产组件中物体的生产过程并且用于补偿在生产过程中出现的误差的方法，该方法包括如下步骤：生成实际属性数据，该实际属性数据包括根据生产模型在生产组件中生产的至少一个样本物体的属性的所获得的值；执行利用物体的实际属性数据的属性的所获得的值和标定属性数据的相应属性的设定值的标定-实际值比较，从而生成偏差数据；以及基于标定属性数据和基于偏差数据来自动创建适合的生产模型。适合的生产模型在用于在生产组件中生产的适合的物体的适合的生产过程中是能够使用的，并且与标定属性数据不同，使得生产过程中出现的误差在适合的生产过程中被至少部分地补偿。在根据本专利技术的方法的一个实施方式中，生成实际属性数据包括：在测量设施中测量至少一个样本物体的属性，其中，已经根据生产模型在生产组件中生产该物体。在根据本专利技术的方法的另一个实施方式中，生成实际属性数据包括：可预测地计算根据生产模型和根据所提供的生产设施模型在生产组件中实际生产的物体的属性。在根据本专利技术的方法的又一个实施方式中，创建适合的生产模型是基于与生产组件的机器参数有关的信息，具体地基于可用的处理装置(诸如，生产组件的工具)、和/或处理装置的可调整型。具体地，偏差数据描述了：所获得的值与相应的设定值之间的偏差，和/或所获得的值与生产模型的相应的生产值之间的偏差。在该方法的一个实施方式中，创建适合的生产模型包括：基于物体的标定属性数据和各自的属性的偏差数据来调节至少一个设定或生产值，使得适合的生产模型包括物体的至少一个属性的至少一个适合的值，其中，相对于设定或生产值来修改适合的值，以这样的方式使得根据适合的生产模型在生产组件中生产的适合的物体与比至少一个样本物体相比，具有相对于标定属性数据的更小偏差。在一个实施方式中，标定属性数据被提供作为物体的模型(具体地，计算机辅助设计模型或机械图)。在另一个实施方式中，生产模型是基于标定属性数据。在另一个实施方式中，相对于标定属性数据修改生产模型，和/或该方法包括修改生产模型，其中，该修改是基于与生产组件有关的信息，具体地，基于与已知系统误差有关的信息。在又一个实施方式中，创建适合的生产模型也基于生产模型。在又一个实施方式中，生产模型包括用于控制生产过程的控制命令，并且适合的生产模型包括用于控制适合的生产过程的适合的控制命令。在再一个实施方式中，标定属性数据包括针对设定值的阈值，每个阈值描述与各自的设定值的最大可允许的偏差，其中，适合的生产模型包括适合的控制命令，该适合的控制命令适于在生产组件中生产具有属性的至少一个适合的值的适合的物体(该属性的各自的所获得的值超出各自的阈值)，并且其中，至少一个适合的值偏离各自的设定值，以这种方式使得当生产适合的物体时设定值与相应的获得值之间的偏差被至少部分地补偿。在一个实施方式中，根据本专利技术的方法包括如下步骤：-为生产组件提供适合的生产模型；-基于适合的生产模型在生产组件中生产一个或更多个适合的物体；-生成适合的实际属性数据，该适合的实际属性数据包括：根据适合的生产模型在生产组件中生产的至少一个适合的样本物体的属性的值；-执行利用适合的实际属性数据的属性的值和标定属性数据的相应的属性的设定值的标定-实际值比较，具体地，描述以下偏差：适合的实际属性数据的值与设定值之间的偏差；和/或适合的实际属性数据的值与适合的生产模型的相应的适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制生产组件(10)中的物体(3)的生产过程并且用于补偿在所述生产过程中出现的误差的方法(100)，所述方法(100)包括如下步骤：·生成实际属性数据，所述实际属性数据包括根据生产模型(31)在所述生产组件(10)中生产的至少一个样本物体的属性的所获得的值；·执行利用所述物体(3)的所述实际属性数据的属性的所获得的值和标定属性数据(30)的相应属性的设定值的标定‑实际值比较(150)，从而生成偏差数据(34)；以及·基于所述标定属性数据(30)并基于所述偏差数据(34)来自动创建(170)适合的生产模型(36)，其中，所述适合的生产模型(36)：·在用于在所述生产组件(10)中生产适合的物体(3’)的适合的生产过程中是能够使用的；以及·与所述标定属性数据(30)不同，使得在所述生产过程中出现的所述误差在所述适合的生产过程中被至少部分地补偿。

【技术特征摘要】
2015.01.14 EP 15151145.81.一种用于控制生产组件(10)中的物体(3)的生产过程并且用于补偿在所述生产过程中出现的误差的方法(100)，所述方法(100)包括如下步骤：●生成实际属性数据，所述实际属性数据包括根据生产模型(31)在所述生产组件(10)中生产的至少一个样本物体的属性的所获得的值；●执行利用所述物体(3)的所述实际属性数据的属性的所获得的值和标定属性数据(30)的相应属性的设定值的标定-实际值比较(150)，从而生成偏差数据(34)；以及●基于所述标定属性数据(30)并基于所述偏差数据(34)来自动创建(170)适合的生产模型(36)，其中，所述适合的生产模型(36)：●在用于在所述生产组件(10)中生产适合的物体(3’)的适合的生产过程中是能够使用的；以及●与所述标定属性数据(30)不同，使得在所述生产过程中出现的所述误差在所述适合的生产过程中被至少部分地补偿，所述方法还包括以下步骤：●从根据所述适合的生产模型(36)已经在所述生产组件(10)中生产的多个物体选择(130)至少一个适合的样本物体；和/或●在测量设施(4)中测量(140)根据所述适合的生产模型(36)已经在所述生产组件(10)中生产的至少一个适合的样本物体的属性，其中，选择(130)步骤和/或测量(140)步骤经受统计过程控制步骤，所述统计过程控制步骤包括监测测量结果，并且包括如下步骤：●相对于随时间的变化分析所述测量结果；●分析所述测量结果的统计分布；●监测周围环境和生产组件参数，并且确定它们之间的相关性；和/或●监测周围环境和/或生产组件参数，并且确定这些参数中的至少一个与所述测量结果之间的相关性，●其中，所述方法包括：基于所监测的测量结果、基于当前所监测的周围环境和/或生产组件参数、和/或基于所识别的相关性来调节所述测量设施(4)的测量程序。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，生成所述实际属性数据包括：在测量设施(4)中测量(140)根据所述生产模型(30)已经在所述生产组件(10)中生产的至少一个样本物体的属性。3.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，生成所述实际属性数据包括：可预测地计算根据所述生产模型(30)和根据所提供的生产设施模型在所述生产组件(10)中实际生产的物体的属性。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法(100)，其特征在于，创建(170)所述适合的生产模型(36)是基于与所述生产组件(10)的机器参数有关的信息，其中，●所述偏差数据(34)描述了以下偏差：■所获得的值与相应设定值之间的偏差，和/或■所获得的值与所述生产模型(31)的相应生产值之间的偏差；●创建(170)所述适合的生产模型(36)包括：基于所述物体(3)的标定属性数据(30)和各自属性的偏差数据(34)来调节至少一个设定或生产值，使得所述适合的生产模型(36)包括所述物体(3)的至少一个属性的至少一个适合的值，其中，相对于所述设定或生产值来修改所述适合的值，使得根据所述适合的生产模型(36)在所述生产组件(10)中生产的适合的物体(3’)与所述至少一个样本物体(3)相比，具有相对于所述标定属性数据(30)的更小偏差；●所述标定属性数据(30)被提供作为所述物体(3)的模型，其中，所述模型是计算机辅助设计模型或机械图；●所述生产模型(31)是基于所述标定属性数据(30)；●相对于所述标定属性数据修改所述生产模型(31)，和/或所述方法包括修改所述生产模型(31)，其中，所述修改是基于与所述生产组件(10)有关的信息；●所述生产模型(31)包括用于控制所述生产过程的控制命令，并且所述适合的生产模型(36)包括用于控制所述适合的生产过程的适合的控制命令；●创建(170)所述适合的生产模型(36)是基于所述生产模型(31)；和/或●所述标定属性数据(30)包括针对所述设定值的阈值，每个阈值描述与各自的设定值的最大可允许的偏差，其中，所述适合的生产模型(36)包括适合的控制命令，所述适合的控制命令适于在所述生产组件(10)中生产具有属性的至少一个适合的值的适合的物体(3’)，属性的各自所获得的值超出各自的阈值，并且其中，所述至少一个适合的值偏离各自的设定值，使得当生产所述适合的物体(3’)时所述设定值与相应的所获得的值之间的偏差被至少部分地补偿。5.根据权利要求4所述的方法(100)，其特征在于，创建(170)所述适合的生产模型(36)是基于所述生产组件(10)的可用处理装置和/或所述处理装置的可调整性。6.根据权利要求4所述的方法(100)，其特征在于，所述与所述生产组件(10)有关的信息基于与已知系统误差有关的信息。7.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，●为所述生产组件(10)提供所述适合的生产模型(36)；●基于所述适合的生产模型(36)在所述生产组件(10)中生产一个或更多个适合的物体(3’)；●生成适合的实际属性数据，所述适合的实际属性数据包括：根据所述适合的生产模型(36)在所述生产组件(10)中生产的至少一个适合的样本物体的属性的值；●执行利用所述适合的实际属性数据的值和所述标定属性数据(30)的相应属性的设定值的标定-实际值比较(150)，从而生成适合的偏差数据，所述适合的偏差数据描述以下偏差：■所述适合的实际属性数据的值与所述设定值之间的偏差，和/或■所述适合的实际属性数据的值与所述适合的生产模型(36)的相应的适合的生产值之间的偏差；以及●基于所述标定属性数据(30)并基于所述适合的偏差数据来自动创建(170)进一步适合的生产模型(36’)。8.根据权利要求1所述的方法(100)，●其中，分析所述统计分布包括：分析均值、标准差、统计分布函数的类型、异常值的数量和分布、稳定性和/或趋势；和/或●所述周围环境和/或生产组件参数包括：■室温、相关位置处的机器温度；■空气湿度和气压；■基底和/或所述机器的振动；■噪声水平、照明亮度；■一天的时间、周几、日历日期；■当前在所述生产组件(10)处工作的人员的数量和/或身份；■自上次维修或工具更换的机时、上次维护的种类；■所述至少一个样本物体的储存时间和条件；■生产批次的当前批号和/或总号；和/或■处理的材料。9.一种适于在生产组件(10)中生产至少一个物体(3)的自补偿制造系统，所述生产组件(10)包括：●生产设施(1)，所述生产设施(1)具有至少一个处理装置，并且适于生产所述物体(3)；以及●生产控制单元(11)，所述生产控制单元(11)具有用于存储和/或获得生产模型(31)的装置，并且适于基于所述生产模型(31)来控制所述生产设施(1)的生产过程，其特征在于，测量设施(4)；误差补偿单元(6)，所述误差补偿单元(6)用于补偿所述物体(3)的生产过程中的误差，所述误差补偿单元(6)适于进行如下操作：●获得所述物体(3)的标定属性数据(30)和偏差数据(34)，该偏差数据(34)已经在利用至少一个样本物体的实际属性数据的属性的所获得的值和所述标定属性数据(30)的相应属性的设定值的标定-实际值比较(150)期间生成；●基于所述标定属性数据(30)并基于所述偏差数据(34)来自动创建(170)适合的生产模型(36)；以及●针对适合的物体(3’)的适合的生产过程，向所述生产控制单元(11)提供所述适合的生产模型(36)，其中，所述适合的生产模型(36)与所述标定属性数据(30)不同，使得在所述生产过程中出现的误差在所述适合的生产过程中被至少部分地补偿，统计过程控制单元(8)，所述统计过程控制单元(8)具有用于执行统计过程控制步骤的计算装置，所述统计过程控制步骤包括监测测量结果以及如下步骤：●相对于随时间的变化来分析所述测量结果；●分析所述测量结果的统计分布；●监测周围环境和生产组件参数，并且确定它们之间的相关性；和/或●监测周围环境和/或生产组件参数，并且确定这些参数中的至少一个与所述测量结果之间的相关性，其中，所述统计过程控制步骤还包括：控制属性的测量和/或从已在所述生产组件(10)中生产的多个物体选择(130)样本物体，该控制步骤是基于所分析的测量结果，其中，所述统计过程控制单元(8)适于基于所监测的测量结果、基于所监测的周围环境和/或生产组件参数和/或基于所识别的相关性来调节所述测量设施(4)的测量程序。10.根据权利要求9所述的自补偿制造系统，其特征在于，●所述测量设施(4)适于通过测量根据所述生产模型(31)已经在所述生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：波·佩特尔松，克努特·西尔克斯，
申请(专利权)人：赫克斯冈技术中心，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH