模拟机床或专用机床的控制特性和/或机器特性的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于模拟机床或专用机床（１）的控制特性和／或机器特性的方法和装置，其中，通过企业内部网（２）和／或互联网（２）将有关所述机床或专用机床（１）的数据（５）从所述机床或专用机床传输到模拟设备（３）上。可将所述数据（５）自动传输到所述模拟设备（３）上，其中，特定而言至少在所述数据（５）中的一个数据发生变化后，至少将这个数据传输给所述模拟设备（３）。

A method of simulating the control characteristics and / or machine characteristics of a machine tool or a special machine tool

The present invention relates to a simulated machine or special machine for (1) of the control characteristics and / or machine characteristics method and device, which, through the internal network (2) and / or the Internet (2) of the machine or special machine (1) of the data (5) from the machine or a special machine to simulate the transmission device (3). The data (5) automatic transmission to the analog device (3), which in particular, at least in the data (5) a data change, at least to transmit the data to the analog devices (3).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于模拟机床或专用机床的控制特性和/或机器特性的 方法和装置。
技术介绍
随着在机床或专用机床(也包括机器人)的应用领域中对质量和经济性 方面的要求不断提高，这些机器的复杂性也不断增长。新型的机械动力学和 复杂的机电一体化功能在功能性能方面对机械系统、驱动系统和控制系统的 要求越来越高。但这些系统的设计和开发工作并不简单。因此，制造商越发 急需在产品开发阶段就通过模拟对机器的生产率，对控制信号、传感器信号 和单个轴运动的精确特性乃至碰撞控制进行评估和优化。其中，不仅可对机器的机械特性、驱动装置的特性进行模拟，还可模拟控制系统的功能。只有 这样才能精确模拟机械系统、驱动装置和数控系统的时间特性，例如对数控 加工或换刀进行模拟。目前使用各种细节层次的模型来模拟机床的机械特性，例如 —几何运动模型(只对机器元件的几何构型加以考虑，而不考虑其质 量和弹性)，—用于流程模拟的代用模型，例如佩特里网、网络化功能模块，一用于多刚体系统(尤其是与柔性连接元件相连的多刚体系统)的模型，一多质量模型(对传动系中的质量和弹性一并加以考虑)， 一多柔体系统，以及—有限元模型(通过有限元可实现机械系统的彻底离散化)。可通过软件模拟将控制系统整合在模型中，或者使用包含有原始软件的 原始控制硬件。其中，数控系统主要由例如数控核(NCK)和可编程逻辑控制器(PLC)构成，数控核用于在复合内插系统(Interpolationsverbund) (例如沿圓形路径移动)中对数控轴进行控制，可编程逻辑控制器通常用于 为例如换刀装置控制非受控轴。但在某些情况下，PLC也用于控制受控轴。 因此控制系统中就集成了复合内插系统中(例如曲线描图)的受控轴和进行 受控和非受控移动的副轴/进给轴。如果机床或专用机床(例如塑料注射成型机、印刷机、自动包装机等) 是由制造商提供及装配，这种机床或专用机床最初就会处于一种已知的确定 状态。在生产过程中，机器的状态和配置数据会由于新的生产流程、维护、 修理、磨损等等而发生变化。准确获知机器状态通常是必要的，例如 可重新^f吏4几组加速， 可制订下一次的维护计划， 进行生产规划， 可实现当前机器模型的模拟，以及/或者 可在当前机器状态的基础上进行新子程序的优化。 对必要的机床状态参数的持续检测和记录比较复杂，因而通常并不实施 这项工作。为能在机床上实现工件的建构，需要确定例如几何、工艺、经济和质量 参数。这些参数会对加工机床的选择问题相应构成限制。因此，为能在机床 上以最佳方式制造工件，有必要准确获知这个机器的效率和技术性能。工艺 参数的范围 一方面会加大最适用机床的选择难度，另 一方面也会加大数控程 序员设计数控程序的难度。完成这两项任务须以广泛的专业知识和准确获知 机器参数及机器技术为前提。只有在最大限度地达到各种制造标准(例如制 造成本、表面质量、产量、尺寸、工艺等)的情况下才能实现最适用机床。 例如最佳工件质量与最短生产时间相结合方能产生最佳数控程序。迄今为止，操作人员 一直把在哪台机器上制造工件这一决定建立在他们的经验和对 有关机器的知识的基础上。操作人员也可依靠模拟来决定机床的选用问题。如果进行工件加工模 拟，就须单独为每台机器进行模拟运行。当然，这种处理方式也可应用于专 用机床。为能进行机床模拟，必须了解数控子程序。迄今为止，这种程序不是借助CAM系统在生产规划阶段进行编制，就是直接在机床上进行现场编制。传统技术中的一种更可靠但成本也更高的机床选择及数控程序优化方 案是分别在各机器上制造样品。随后对这个工件进行肉眼鉴定。对样品进行 精确测量不仅成本很高，而且还很费时。选择制造出最满足所需标准的样品 的机床来完成制造任务。数控程序的设计也同样如此。如果样品的质量达到 了最佳程度，就可在子程序上完成数控编程。.在这两种应用情况下，程序员 或生产规划员必须在机器现场进行工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是对模拟机床或专用机床的控制性能和/或机器性能的方 法进行改进，以及更好地利用模拟结果。这个目的通过一种具有权利要求1所述特征的方法和一种具有权利要求7所述特征的装置而达成。从属权利要求2至6涉及的是本专利技术的有利改进 方案。实施本专利技术的模拟机床或专用机床的控制性能和/或机器性能的方法 时，通过企业内部网和/或互联网将有关机床或专用机床的数据从机床或专 用机床传输到模拟设备上。这些数据涉及的主要是在机器的运行和/或优化 过程中有可能发生变化的状态数据和/或参数数据，例如放大参数、停滞时 间、延迟元件、调节设备积分元件的参数等诸如此类的参数。此外，这些数 据还可以是例如有关性能、控制质量、机器配置水平的信息。这些数据涉及 的是有关专用机床或机床的数据，其中，这些数据也可以是用于调节和/或 控制专用机床或机床的设备的数据。这些数据主要是参数数据和/或配置数据和/或硬件数据和/或程序数据(例如子程序)和/或性能数据。机床或专用机床的数据由机床或专用机床通过网络传输给模拟设备。也 就是说，例如用于调节和/或控制机床或专用机床的调节设备和/或控制设备 将数据传输到服务器上。这个服务器通过互联网与其他服务器相连，由其他 服务器接收数据。在此情况下，这个其他服务器自身就是模拟设备，或者用 于将数据传输到与其之间存在数据链路的模拟设备上。根据一种有利建构方案，如果机床或专用机床具有调节和/或控制设备， 就可在分立的计算机或连接在这个调节和/或控制设备下游的计算机上对这 个调节和/或控制设备进行模拟或仿真。这个计算机就是模拟设备，其中， 计算机和机器在一个分布在世界范围内的局域网内以可以传输数据的方式彼此相连。举例而言，通过计算机与真实机器之间的这种连接可上传机器的 当前配置数据(机器数据)。也可进行下载。尽管机器的控制硬件彼此间往往存在一定差别，且与具体机器有关，但 如果模拟设备使用的并非是原始的调节和/或控制设备，就可用统一 的硬件来建构本专利技术的装置。采用本专利技术的方法时，在模拟设备上使用虛拟NCK是有利的。.另 一建构方案是在模拟设备上进行实时模拟。借此可以简单的方式为使 用者提供时间上准确的制造过程模型。本专利技术的另一建构方案是将专用机床或机床的配置数据和/或状态数据 传输给与专用机床或机床同步的模拟模型。在模拟设备上计算这个模拟模 型。其中的同步主要是指使用相同的数据库和/或时间同步模拟。在传统技术中，生产和/或制造设备的规划和监测系统所基于的生产和/ 或制造设备状态有别于生产和/或制造设备的真实状态，其原因在于未对变 化情况加以考虑。这一点例如涉及刀具配置、机器元件的磨损等。其后果是， 往往会在即将开始制造时或甚至在制造过程中才发现操作器具或刀具不适 用，或者缺少操作器具或刀具，从而必须付出高昂的成本对制造任务重新进行规划。通过采用本专利技术的向模拟设备传输数据的方法，可改善模拟效果， 进而使与模拟相关的规划方法也得到改善。此处起主要作用的是向模拟设备 传输磨损数据。向模拟设备传输数据例如由机床或专用机床的操作人员触发，或者根据本专利技术的另一建构方案，也可自动进行这种数据传输。举例而言，至少在数据中的一个数据发生变化后向模拟设备自动传输数据，其中，至少将这个数 ^"^d:建:to ;5"夂A补S 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟机床或专用机床（１）的控制特性和／或机器特性的方法，其特征在于，通过企业内部网（２）和／或互联网（２）将有关所述机床或专用机床（１）的数据（５）从所述机床或专用机床传输到模拟设备（３）上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯门泽尔，马克霍尔兹，马赛厄斯迪泽尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]