用于以优化的加工时间在机床中加工工件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于以优化的加工时间在机床中加工工件的方法。为了优化在机床中加工工件时的加工时间，将原始的部件程序加载到机床控制装置中。模拟借助原始的部件程序加工工件，其中确定机床中的由原始的部件程序产生的运动轨迹(8)。运动轨迹(8)分类成至少一个潜在的优化区域(14)，在该优化区域中不存在工件接触。将容限空间(20)与至少一个潜在的优化区域(14)相关联。在容限空间(20)之内确定优化的运动轨迹(21)。模拟借助改变的部件程序(22)加工工件。显示和标记优化的运动轨迹。随后，通过用户启用部件程序(26)的改变并且随后借助改变的部件程序加工(28)工件。

Method for machining workpieces in a machine tool with optimized processing time

The present invention relates to a method for machining workpieces in a machine tool with optimized processing time. In order to optimize the processing time of the workpiece in the machine tool, the original part program is loaded into the machine tool control device. The simulation processes the workpiece with the aid of the original part program, which determines the trajectory of the machine tool generated by the original component program (8). The motion track (8) is classified into at least one potential optimization region (14), where no workpiece contact exists in the optimized region. The tolerance space (20) is associated with at least one potential optimization region (14). The optimized trajectory (21) is determined within the tolerance space (20). The simulation processes the workpiece by means of a changed part program (22). Display and mark optimized motion trajectories. Subsequently, the workpiece is processed (28) by means of a user enabled component program (26), and then by means of a changed part program.

【技术实现步骤摘要】
用于以优化的加工时间在机床中加工工件的方法
本专利技术涉及一种用于以优化的加工时间在数控机床中加工工件的方法，其中数控机床与机床控制装置连接，并且其中由在机床控制装置中运行的部件程序(Teileprogramm)控制加工，所述部件程序描述在机床中的工件的加工。
技术介绍
在机床中加工工件借助所谓的部件程序或NC(数控)程序。这种NC程序例如能够在于：在工件中以特定的间距钻一定数量的钻孔。在制造工件时，加工所需的时间是重要的经济因素。在多种范围中，尤其在制造高件数的复杂工件时，例如在汽车-或还有航天-领域中尝试：将加工时间最小化，以便能够以更短的时间在机床上制造更多的工件。如此，在大型机械或大型机器制造商中存在如下专业部门，所述专业部门致力于“在加工时间方面优化部件程序”。在此，手动进行优化。手动表示：在加工程序的流程期间，例如关于时间绘制全部运动的轴线的轴位置s(t)和轴速度v(t)，专家评估该s(t)-和/或v(t)-图表并且寻找相应的部件程序位置的结论，以便能够执行局部的改进。随后，改变部件程序位置，和/或以更短的加工时间为目的而改变机器参数，所述机器参数影响要优化的位置的特征。
技术实现思路
本专利技术所基于目的是：提供一种用于在数控机床中加工工件的方法，其中自动地优化加工时间。与借助具体的机床中的部件程序原始所需的加工时间相比，工件的优化的加工时间应当降低。在此，工件的加工类型或加工顺序不应当被改变。仅非直接地在工件轮廓处进行的运动能够在加工时间的优化方面进行改变。所述目的通过根据本专利技术的方法来实现。据此，所述方法包括如下步骤：-将原始的部件程序加载到机床控制装置中，-将运动轨迹分类成至少一个潜在的优化区域，在该优化区域中不存在工件接触，-将容限空间与至少一个潜在的优化区域相关联，在该容限空间中运动轨迹的走向是开放的，-在容限空间之内确定优化的运动轨迹，其中通过部件程序中的相应的改变，沿着容限空间中的优化的运动轨迹的所需时间比沿着容限空间中的原始的运动轨迹的所需时间更短，-模拟借助改变的部件程序加工工件，-显示和标记容限空间中的优化的运动轨迹-通过用户启用部件程序中的改变，并且-借助改变的部件程序加工工件。与至今常见的方式相比，部件程序在载入机床控制装置中之后不直接地被激活以加工工件，而是利用机床的具体的参数经受预处理。在模拟分析中，部件程序自动地由机床控制装置查询，以便找出加工时间中的优化潜力。在此，不考虑机床自身的机器周期，因为机床制造商本身已经注意到该机器自身的周期的最佳进程。预处理仅涉及部件程序本身。由于例如机器操作者的输入，在机床控制装置中启动部件程序预处理。在该预处理中不进行机床的动作，例如运动或工具更换。机床控制装置上的部件程序的模拟在相关的真实的条件下进行。该点是重要的，因为不同的机床上的部件程序能够具有不同的优化潜力。在具有低动态的机床中、即在具有轴运动的更确切地说低最大加速度值的机床中，优化潜力的重点例如在于“过角(Eckenfahren)”。相反，在具有轴运动的高动态、即高最大加速度值的机床中，“过角”通常不是占优势的。在这种类型的机床中，会的确重要的是：“并行化”功能。这在部件程序中尤其涉及不同的机器功能的控制命令。这是在部件程序中的M命令，所述部件程序应用所谓的G代码。经由M命令例如控制主轴和控制冷却和润滑。如果原始的部件程序提出：在开动运动和加工运动之间接通主轴冷却装置(在命令“M8”中的G代码)，那么为了优化加工时间进行并行化，使得在开动运动期间进行接通冷却水。潜在的优化区域是机床的缓慢运动，所述缓慢运动通过非故意的编程环境或控制内部事务来形成。同样潜在的优化区域是如下范围，所述区域尽管故意地被编程，然而没有意图在那里产生缓慢的轨迹运动。缓慢的轨迹运动通过部件程序与机床动态、如最大可能的加速度和/或最大可能的冲击的共同作用才产生。将经由不存在工件接触的标准识别的潜在的优化区域与容限空间相关联。这通过例如允许用于转移运动(例如从一个铣削袋至下一个的运动)的缩回平面或缩回空间进一步远离工件以便获得更大的操纵区域的方式，来自动地进行。在容限空间之内，运动轨迹是开放的并且随后以降低在容限空间之内的沿着运动轨迹所需要的时间为目的来改变。换言之，进入到容限空间和从容限空间中离开之间的时间在优化之后比在应用原始的部件程序时更短。出于安全理由，借助这样自动改变的部件程序又启动工件加工的模拟并且显示结果，其中于是标记优化的运动轨迹。仅在通过用户启用之后，开始以改变的部件程序进行工件加工。加工时间的根据本专利技术的优化不改变加工类型和加工顺序。仅工件或工件支架的不在工件的轮廓处发生的运动被进一步分析，并且必要时被改变。该优化产生时间优势，但是不产生加工中的质量损失。通过本专利技术提出一个有利的设计方案。据此，显示至少一个潜在的优化区域连同原始的部件程序的一个部段，所述原始的部件程序预设在至少一个潜在的优化区域中的轨迹运动。借此，为机器操作者说明优化方法的重要的中间结果。这能够以图形的方式或也在部件程序编辑器中进行。关于此点，也能够提供机器操作者干预优化方法的可行性。尤其在低动态机器中的一个尤其有利的设计方案通过本专利技术得出。据此，将潜在的优化区域的确定限制于运动轨迹的如下区域，所述区域预设快速运动中的工具运动。在那里，轴运动理论上必须以最大的速度进行。在运动轨迹的该区域中当然不存在工件接触。本专利技术还提出另一有利的设计方案。据此，至少一个潜在的优化区域的确定包括用于部件程序中的辅助函数的指令。借此，为了优化加工时间，与用于轴运动的指令部分并行地实施用于辅助函数的部件程序中的指令，所述辅助函数例如是G代码中的M函数。附图说明结合实施例的下述描述，本专利技术的上文所描述的特性、特征和优点以及如何实现这些的方式和方法在理解方面变得更加清楚且显而易见，其中所述实施例结合附图详细阐述。在此以示意图示出：图1示出用于以优化的加工时间在数控机床中加工工件的方法的第一变型形式的主要步骤的方框图，和图2示出用于以优化的加工时间在在数控机床中加工工件的方法的第二变型形式的主要步骤的方框图。具体实施方式数控机床首先包括机床本身，用所述机床将工件借助于加工工具更多或更少自动化地加工至期望的制成部件。机床控制装置与机床连接，在所述机床控制装置中存储机床的详细说明。属于此的是机器数据、例如通常的机器数据、通道特定的机器数据、轴特定的机器数据、驱动机器数据等和设定数据，所述设定数据能够由用户设定。工件的自动化加工通过部件程序或NC程序来预设，所述部件程序或NC程序说明要制造的工件的期望的形状和要应用的工艺。机床控制装置的核心功能在于：在考虑机床本身的动态事实的情况下，从部件程序的预设中产生用于机床的各个运动轴的额定值或参考变量，所述动态事实作为机器数据存储在控制装置中。机床控制装置包含具有用于计算几何元素的运算程序的运动计算程序。为了加工工件借助于部件程序为机床控制装置提供用于根据函数或轨迹元素(点到点、直线、圆)计算内插点(Stützpunkten)处的几何形状的指令，该函数或轨迹元素具有用于轨迹速度的说明和其他的预设值，例如辅助函数的控制(例如命令M8：接通冷却机构)等。在控制装置中解释说明或处理几何命令或运动命令，并且为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于以优化的加工时间在数控机床中加工工件的方法，其中所述数控机床与机床控制装置连接，并且其中由在机床控制装置中运行的部件程序控制加工，所述部件程序描述在机床中的所述工件的加工，所述方法具有如下步骤：将原始的部件程序加载(2)到所述机床控制装置中，模拟(4)借助所述原始的部件程序加工所述工件，其中确定所述机床中的由原始的部件程序产生的运动轨迹(8)，将所述运动轨迹(8)分类(10，10A)成至少一个潜在的优化区域(14)，在所述至少一个潜在的优化区域中不存在工件接触，将容限空间(20)与所述至少一个潜在的优化区域(14)相关联(18)，在所述容限空间中所述运动轨迹(8)的走向是开放的，在所述容限空间(20)之内确定优化的运动轨迹(21)，其中通过所述部件程序中的相应的改变，沿着所述容限空间(20)中的所述优化的运动轨迹的运动时间比沿着所述容限空间(20)中的所述原始的运动轨迹(8)的运动时间更短，模拟借助改变的部件程序(22)加工所述工件(24)，显示和标记(26)所述优化的运动轨迹通过用户启用在所述部件程序中的所述改变(28)，并且借助改变的部件程序加工工件(30)。

【技术特征摘要】
2016.03.16 EP 16160679.31.一种用于以优化的加工时间在数控机床中加工工件的方法，其中所述数控机床与机床控制装置连接，并且其中由在机床控制装置中运行的部件程序控制加工，所述部件程序描述在机床中的所述工件的加工，所述方法具有如下步骤：将原始的部件程序加载(2)到所述机床控制装置中，模拟(4)借助所述原始的部件程序加工所述工件，其中确定所述机床中的由原始的部件程序产生的运动轨迹(8)，将所述运动轨迹(8)分类(10，10A)成至少一个潜在的优化区域(14)，在所述至少一个潜在的优化区域中不存在工件接触，将容限空间(20)与所述至少一个潜在的优化区域(14)相关联(18)，在所述容限空间中所述运动轨迹(8)的走向是开放的，在所述容限空间(20)之内确定优化的运动轨迹(21)，其中通过所述部件程序中的相应的改变，沿着所述容限空间(20)中的所述优化的运动轨迹的运动时间比沿着所述容限空间(20)中的所述原始的运动轨迹(8)的运动时间更短，模拟借助改变的部件程序(22)加工所述工件(24)，显示和标记(26)所述优化的运动轨迹通过用户启用在所述部件程序中的所述改变(28)，并且借助改变的部件程序加工工件(30)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在应用通过所述机床的几何值预设的第一子容限空间(20.1)的情况下形成所述容限空间(20)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在应用通过所述机床的动态值预设的第二子容限空间(20.2)的情况下形成所述容限空间(20)。4.根据权利要求2和3所述的方法，其特征在于，由所述第一子容限空间(20.1)和所述第二子容限空间(20.2)中的最小者形成所述容限空间(20)。5.根据上述权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·皮茨，拉尔夫·施皮尔曼，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE