本发明专利技术涉及一种用于利用自动化机床加工一个或多个工件的方法，其中加工头和工件相对于彼此沿着加工轨迹运动，该方法具有以下分别被实施用于加工一个或多个工件中的一个的步骤：根据预先给定的加工参数沿着加工轨迹加工工件；在沿着加工轨迹加工工件期间测量一个或多个加工参量；借助于基于成本函数和至少一个边界条件的优化方法来优化加工参数，其中借助于加工模型，根据在优化时考虑的加工参数来确定建模的加工参量和配属于建模的加工参量的不确定参量，其中边界条件与围绕建模的加工参量的、取决于预先给定的概率的数值范围相关，其中建模的加工参量、不确定参量和预先给定的概率说明围绕经建模的加工参量的数值范围。
【技术实现步骤摘要】
用于利用机床来自动化加工工件的方法和装置
本专利技术涉及一种用于自动控制用于加工工件的机床的方法。本方法尤其涉及加工轨迹的优化，根据该加工轨迹通过机床来加工工件。
技术介绍
在通过自动化机床进行工件的切削加工时，各种因素可能影响加工时间、加工质量和经加工的工件的质量。通常，为了加工而预先给定加工轨迹，机床的加工头以该加工轨迹相对于待加工的工件运动。在此，根据多个加工参数实现在加工轨迹的驶离（Abfahren），所述加工参数对于加工时间、加工质量和经加工的工件的质量是决定性的。加工方法可以包括切削技术、像比如钻孔、铣削、锯、焊接等，切削技术、像比如激光切割，热处理、像比如钎焊、烧结等，以及连接技术、像比如粘合、粘接等，以及一般其他方法，其中刀具相对于工件运动，并且在此实施材料相关的（stofflich）措施，即材料改变的措施和/或形状改变的措施。
技术实现思路
根据本专利技术，提出了一种根据权利要求1所述的用于利用机床来加工工件的方法以及一种根据并列权利要求所述的相应的装置和机床。其它设计方案在从属权利要求中说明。根据第一方面，提出一种用于利用自动化机床加工工件的方法，其中，加工头和工件相对于彼此沿着加工轨迹运动，其中，所述加工轨迹通过加工参数确定，所述方法具有以下步骤：-沿着加工轨迹根据预先给定的加工参数加工工件；-在沿着加工轨迹加工工件期间测量一个或多个加工参量、特别是加工参量的一条或多条变化曲线；-借助于基于成本函数和至少一个边界条件的优化方法来优化加工参数，其中，借助于加工模型，根据在优化时考虑的加工参数来确定建模的加工参量和配属于该建模的加工参量的不确定参量，所述加工模型设置为回归模型，其中，所述边界条件与用于所述建模的加工参量的、取决于预先给定的概率的数值范围相关，其中，所述建模的加工参量、所述不确定参量和所述预先给定的概率说明（angeben）围绕经建模的加工参量的数值范围。工件的加工在自动化的加工方法中通常通过刀具的加工头相对于工件的运动来进行，从而实现工件的材料变化或形状变化。加工头的运动沿着加工轨迹进行并且可以通过加工参数来表征。加工轨迹可以被定义为由加工参数予以参数化的轨迹，或者可以被划分为由例如由相应单独的加工参数的线性的区段变化曲线所定义的轨迹区段。根据加工方法的类型，加工参数可以是进给速度、加工刀具到工件上的进给力、刀具转速（在旋转的加工头中，像比如在钻孔时）、加工头的加工温度等。加工轨迹的轨迹区段由区段时间（Abschnittszeit）或区段距离来定义。区段时间或者区段距离可以具有相同或者不同的持续时间或者长度。加工方法在每个轨迹区段中根据为此预先给定的加工参数实施加工。参数过渡可以根据其物理意义通过内插得到平滑处理。因此，例如进给速度或刀具温度不会阶跃式变化。视在各个加工轨迹中加工的加工参数的选择而定，加工的速度、持续时间和/或质量更好或更差。因此可以规定，对于优化所考虑的成本函数取决于用于加工的总持续时间和/或一个或多个质量参数，所述质量参数说明加工的质量并且取决于建模的加工参量，其中，一个或多个质量参数特别是通过建模的加工参量的变化曲线来确定，并且特别是作为建模的加工参量的变化曲线的平均值、最大值、最小值针对整个加工轨迹或单独地针对一个、一些或所有轨迹区段来说明。这种加工方法的优化根据成本函数和考虑边界条件来进行。边界条件可以在优化过程期间单独地或作为成本函数的一部分被考虑。优化可以自动地通过优化过程进行，其中，通过一个或多个相应的边界条件关于具有优化的加工参数的质量参数来确保加工质量。边界条件关于加工参量来定义。由于在优化的计算过程中不能测量加工参量，因此这些加工参量根据加工模型作为建模的加工参量被提供。因为加工模型经常是有缺陷的，所以对于上述方法，回归模型被用作加工模型，其除了模型值之外还提供了不确定参量，该不确定参量说明模型值的可靠性。通过定义具有如下数值范围的边界条件，所考虑的加工参量的真值以通过边界条件预先给定的概率处于所述数值范围中，可以通过避免过长持续时间内处于数值范围之外的加工参量来避免加工的质量。虽然可能的是，加工参量的真值有时位于通过边界条件定义的数值范围之外，然而这由于预先给定的概率仅在相对短的时间段中是这种情况。根据上述方法，现在在概率性地遵守边界条件的情况下优化通过总成本的最小化预先给定的加工目标。为此，计算目标参量的加工模型的梯度并且如此程度地跟随该梯度，使得至少以确定的预先给定的概率遵守边界条件，即，相关加工参量的边界值以预先确定的概率位于相关加工参量的数值范围内。例如，刀具的特定进给速度决定了作用在工件上的特定的进给力（加工参量）。在加工工件时，该进给力可以关于进给速度（加工参数）被记录并且相应的加工模型被学习。作为优化时的边界条件，进给力由于刀具保护或磨损减少的原因可以被限制。通过加工模型的训练，在进给力和进给速度之间产生具有不确定界限的回归。现在可以预先给定适用于优化的边界条件，使得以特定的概率不超过对于进给力（加工参量）的预先给定的边界值。这种方法使得能够更好地进行用于机床的加工轨迹的轨迹确定。这种加工方法的优化可以自动地通过优化过程进行，其中，还根据质量参数定义成本函数，并且基于成本函数优化每个轨迹区段的加工参数。成本函数说明取决于质量参数的成本值，所述质量参数分别表示加工方法或其一部分的评估。例如，质量参数可以说明用于加工工件的时间耗费、在工件的加工期间的振动的出现、加工头的材料磨损和关于经加工的工件的加工精度、工件的温度、加工头的温度和/或作用于加工头的进给力。上述方法使用经由在加工工件时的物理作用关系的可训练的加工模型，以便改善对于加工轨迹的优化。这通过选择模型作为加工模型来实现，该加工模型一方面提供模型值的回归曲线，并且另一方面提供回归曲线的各个模型值的相应的不确定性。因此，可训练的模型能够实现成本函数的可靠优化。在使用例如梯度下降方法时，通过模型不仅可以计算用于优化的梯度，而且可以求取其可靠边界的间隔，在所述可靠边界中说明建模的加工参数。原则上，优化方法通过根据优化目标优化加工参数来进行，优化目标例如可以作为加工时间的最小化或一般地作为成本的最小化根据成本函数来预先给定，并且可以考虑边界条件、像比如质量和加工以及刀具的磨损。在此，加工参数通过成本的最小化来优化，同时遵守边界条件。可以规定，加工模型被选择为可训练的加工模型，其中，基于关于用预先给定的加工参数进行的加工所测量的一个或多个加工参量来执行学习过程。由此可以规定，在每次或相应多次加工工序之后更新可训练的加工模型，其中，在学习过程中根据所使用的加工参数考虑加工结果。可训练的加工模型可以是还能够提供模型值相对于加工参数中的每一个的不确定的任意的回归模型。此外，如下回归模型是有利的，该回归模型还说明关于加工参数中的每个的梯度。特别地，可以使用高斯过程模型、贝叶斯线性回归模型、规则内核脊形回归模型和/或贝叶斯神经网络等。附图说明<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于利用自动化机床（1）加工一个或多个工件（2）的方法，其中，加工头（6）和工件（2）相对于彼此沿着加工轨迹运动，其中，所述加工轨迹通过加工参数来确定，所述方法具有以下步骤，所述步骤分别被实施用于加工一个或多个工件（2）中的一个：/n - 根据预先给定的加工参数沿着所述加工轨迹加工（S1）所述工件（2）；/n- 在沿着所述加工轨迹加工所述工件（2）期间测量（S2）一个或多个加工参量、特别是加工参量的一条或多条变化曲线；/n- 借助于基于成本函数和至少一个边界条件的优化方法来优化（S4）加工参数，/n其中，借助于加工模型，根据在优化时考虑的加工参数来确定建模的加工参量和配属于该建模的加工参量的不确定参量，所述加工模型设置为回归模型，/n其中，所述边界条件与围绕所述建模的加工参量的、取决于预先给定的概率的数值范围相关，/n其中，所述建模的加工参量、所述不确定参量和所述预先给定的概率说明围绕经建模的加工参量的数值范围。/n
【技术特征摘要】
20190116 DE 102019200482.21.一种用于利用自动化机床（1）加工一个或多个工件（2）的方法，其中，加工头（6）和工件（2）相对于彼此沿着加工轨迹运动，其中，所述加工轨迹通过加工参数来确定，所述方法具有以下步骤，所述步骤分别被实施用于加工一个或多个工件（2）中的一个：
-根据预先给定的加工参数沿着所述加工轨迹加工（S1）所述工件（2）；
-在沿着所述加工轨迹加工所述工件（2）期间测量（S2）一个或多个加工参量、特别是加工参量的一条或多条变化曲线；
-借助于基于成本函数和至少一个边界条件的优化方法来优化（S4）加工参数，
其中，借助于加工模型，根据在优化时考虑的加工参数来确定建模的加工参量和配属于该建模的加工参量的不确定参量，所述加工模型设置为回归模型，
其中，所述边界条件与围绕所述建模的加工参量的、取决于预先给定的概率的数值范围相关，
其中，所述建模的加工参量、所述不确定参量和所述预先给定的概率说明围绕经建模的加工参量的数值范围。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当预先给定的边界值位于用于加工参量的数值范围内时，满足边界条件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述加工轨迹被划分为如下轨迹区段，在所述轨迹区段中，基于一个或多个加工参数来加工所述工件（2）。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，针对优化所考虑的成本函数取决于一个或多个取决于所建模的加工参量的质量参数，其中，所述一个或多个质量参数尤其通过所建模的加工参量的变化曲线来确定或取决于所建模的加工参量的变化曲线，并且尤其作为所建模的加工参量的变化曲线的平均值、最大值、最小值针对整个加工轨迹或单独地针对一个、一些或所有轨迹区段来说明。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述加工参量包括下述参量中的一个或多个的度量：
-在加工所述工件（2）期间出现振动，
-所述加工头（6）的材料磨损；
-所述工件（2）的温度；
-所述加工头（6）的温度；
-作用于所述加工头（6）和所述工件（2）的进给力；和
-关于经加工的工件（2）的...
【专利技术属性】
技术研发人员：E克伦斯克，M瓦尔特，C丹尼尔，M施皮纳，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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