用于在机器的机器元件与物体发生接触时产生明确反应的方法和控制装置制造方法及图纸

一种在一机器的一机器元件（４，６）与一物体（５，７）发生接触时产生明确反应的方法和一种与此相关的控制装置（１４），其中，对所述机器元件（４，６）与所述物体（５，７）之间的接触情况进行识别；其中，在识别出二者间发生接触的情况下，如果发生接触时机轴在一控制装置（１４）的控制下自动以快速移动模式进行移动，就通过立即中断对所述机轴（３，４１，４２，４３）的驱动（４２，４３）来中止所述机轴（３，４１，４２，４３）的进一步移动；在识别出二者间发生接触的情况下，如果发生接触时所述机轴（３，４１）在一控制装置（１４）的控制下自动以低速移动模式进行移动，就进行碰撞识别，其中，在识别出碰撞的情况下，中止所述机轴（３，４１，４２，４３）的进一步移动。本发明专利技术借此达到了尽可能减小机器的机器元件（４，６）与物体（５，７）发生碰撞时所产生的影响的目的。

A method and a control device for generating a definite response when a machine element of a machine is in contact with an object

A machine element of a machine (4, 6) and an object (5, 7) method to produce clear reaction contact and a control device and the related (14), wherein, the machine element (4, 6) with the object (5, 7) identify the contact state between the contact; in the event of recognition between the two, if there is contact when the shaft of a control device (14) under the control of the automatic moving fast moving mode, immediately interrupt the through shaft (3, 41, 42, 43) (drive 42, 43) to suspend the shaft (3, 41, 42, 43) further move; in the event of contact identified among the two, if the contact occurs when the shaft (3, 41) in a control device (14) under the control of the automatic mode with low speed mobile mobile, for collision recognition, which identified in case of collision, the suspension shaft (3, 41, 42, 43) further move. The present invention achieves the purpose of minimizing as much as possible the impact of machine elements (4, 6) of a machine in collision with an object (5, 7).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在机器的机器元件与物体发生接触时产生明确反应的方法和控制装置技术领， 。、，- ',、应(targeted reaction )的方法。此外，本专利技术还涉及一种具有一程序存储器的控制装置，所述程序存储 器内存储有一含有代码段的计算机程序，所述控制装置在调用所述计算机程 序时通过这些代码^度可实施上述方法。
技术介绍
对于才几床、专用才几床(production machine )和/或才几器人这才羊的才几器而言， 除较高的加工速度和加工精度外，还需具有较高的过程精度(process accuracy )。机器元件(例如刀具或机轴)与物体(例如工件、拖板或夹具) 之间的碰撞是一种过程故障。与其他类型的过程故障相比，碰撞所引起的维修费用最高，停车时间最长。为避免或至少降低因维修和停车而造成的损失，迄今为止已研发出各种 不同的系统和策略。市场上可以购得带有传感器的机械式装置或系统，其缺 点在于，其只有在发生接触并经过机械结构中形成力所需的额外延时后才发 生作用，因而只能起到减少损失的效果。被动式机械系统(例如过载离合器) 的原理是，当滑动离合器或制动离合器引起过高的进给力时，出现的力会受 到限制。但碰撞这样的结果在移动速度较大的情况下只能得到一定的限制。 其缺点在于，通常会由于系统反应过慢而出现严重故障，特別是对制造精度 带来不利影响，因为系统只有在组件明显过载(即所出现的力已经很大且往 往已引发故障)的情况下才会产生反应。此外，即使在移动速度很小的情况 下，发生碰撞后也须对主轴和刀具的平衡进行检验，极端情况下还需对机器 重新校准，这意味着极大的投入。如果像实际操作中普遍所做的那样，对一待移动机轴的驱动装置的驱动 转矩进行分析，则反应过慢的情况不仅也会发生，而且会更严重，因为只有 在已经形成很大的驱动力的情况下，碰撞现象才会被识别出来。通过控制
的解决方案可提前识别出 一系列碰撞并对其加以预 防。控制组件故障所引起的碰撞可借助机器的数字控制装置中的安全功能来 排除。数字控制装置可对防护区(例如夹爪和尾座周围或者边界轮廓)进行 监测。但从市场上可以购得的解决方案大多有其局限性，举例而言，这些解 决方案往往只能对一主动式刀具的顶端进行监测，只能将简单的几何轮廓界 定为防护区。这些解决方案的另一个缺点在于一般情况下没有将组件考虑在 内。通过NC程序的仿真，可识别出例如组件与刀具之间的碰撞。在这种情况下，仿真时釆用的是假设的刀具尺寸和部件尺寸，因而无法识别出所装载 的错误工件(错误的目测判断，铸件未移除)和错误刀具。同样，设置程序 时所出现的误差也无法识别出来。
技术实现思路
本专利技术的目的是尽可能减小机器的机器元件与物体发生碰撞时所产生 的影响。这个目的通过一种在机器的机器元件与物体发生接触时产生明确反应 的方法而达成，其中，一借助机器的一机轴使机器元件和/或物体进行移动，一机器具有一低速移动模式与一快速移动模式，—对机器元件与物体之间的接触情况进行识别，一在识别出二者间发生接触的情况下，如果发生接触时机轴在一控制 装置的控制下自动以快速移动模式进行移动，就通过立即中断对机轴的驱动 来中止其进一步移动，—在识别出二者间发生接触的情况下，如果发生接触时机轴在一控制 装置的控制下自动以低速移动模式进行移动，就进行碰撞识别，随着碰撞被 识别出来，机轴的进一步移动也被阻止。此外，这个目的还通过一种具有一程序存储器的控制装置而达成，所述 程序存储器内存储有一含有代码段的计算机程序，所述控制装置在调用所述 计算机程序时通过这些代码段可实施上述方法。一种有利方案是在识别出有接触发生的情况下，如果发生接触时机轴 由一操作者手动移动且该操作者发出一加工信号，就进行碰撞识别，其中， 随着碰撞被识别出来，机轴的进一步移动也被阻止。通过这种方法，即使是 由操作者进行手动移动，也能在识別出有接触情况发生时产生明确反应。另一种有利方案是在识别出有接触发生的情况下，如果发生接触时机 轴由一操作者手动移动且该操作者并未发出加工信号，就中断机轴的进一步 移动。通过这种方法，即使是由操作者进行手动移动，也能在识别出有接触 情况发生时产生明确反应。另一种有利方案是通过将一每刃进给量与一每刃进给量极限值相比较来进行碰撞识别，其中，如果每刃进给量超过每刃进给量极限值，就判定发 生了碰撞。借此可实现简单的碰撞识别。另 一种有利方案是通过将一切削力增长量与 一切削力增长极限值相比 较来进行碰撞识别，其中，如果切削力增长量超过切削力增长极限值，就判 定发生了碰撞。借此可实现一种特别简单的碰撞识别。另一种有利方案是对机轴的驱动电流进行高通滤波或带通滤波，将其 与一驱动电流极限值相比较，其中，如果驱动电流超过驱动电流极限值，就 判定发生了碰撞。借此可实现筒单的碰撞识别。另 一种有利方案是通过将作用在机器元件上的力与一力极限值相比较 和/或通过将物体和/或机器元件的加速度与 一加速度极限值相比较来进行碰 撞识别，其中，如果作用在机器元件上的力超过力极限值Fmg和/或物体和/ 或机器元件的加速度超过加速度极限值，就判定发生了碰撞。借助这一措施 可实现简单的碰撞识别。另一种有利方案是为阻止机轴的进一步移动，先4全验通过机轴的适当 减速是否还可及时中止它的移动；如果可以，就通过适当减速来中止机轴的 移动，如果不可以，就立即中断对机轴的驱动。借此可实现与具体情况相匹 配的停车反应。另一种有利方案是机器元件采取与物体电绝缘的布置方式，在机器元 件与物体之间施加一电压，其中，通过检测接触时所产生的检测电流来对机 器元件与物体之间的接触情况进行识别。借助这一措施可实现简单而可靠的 4妄触识别。在此情况下，有利的方案是如果在检测出有接触发生后，在超过一预 定时间段的时间内，检测电流持续超过一检测电流极限值，就判定发生了碰 撞。借此可实现简单而可靠的碰撞识别。另 一种识别机器元件与物体间的接触情况的有利方案是如果机轴的移 动速度出现非期望的变化，就判定发生了接触。借助这一措施可实现简单而 可靠的接触识别。此外，事实证明，将机器元件建构为刀具或主轴是有利的。将机器元件 建构为刀具或主轴的方案是常见的机器元件建构方案。事实证明，将物体建构为部件、拖板或夹具是有利的。将物体建构为工 件、拖板或夹具的方案是这种物体的常见建构方案。一种立即中断机轴的驱动的有利方案是先进行检验，通过对驱动进行 制动是否能有效减少损失；如果可以，就通过驱动装置中止机轴的移动，如 果不可以，就使用附加制动器来实现中断和/或断开能流。借助这一措施可以 最佳方式中止机轴的移动。此外，已证明将机器建构为机床、专用机床和/或机器人是有利的。将机 器建构为机床、专用机床和/或机器人的方案是常见的机器建构方案，当然， 本专利技术也适用于其他类型的机器。此外，已证明为本专利技术的控制装置配备一计算机程序产品是有利的，借 助于所述计算机程序产品所包含的代码段可实施本专利技术的方法。此外，已证明为一机床、专用机床和/或机器人配备本专利技术的控制装置是 有利的。所述控制装置的有利建构方案与所述方法的有利建构方案相似，反之亦然。下面对附图所示的实施例进行详细说明，其中 附图说明图1为一机床；图2为本专利技术的方法的一流程图；图3为一种通过分析每刃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在一机器的一机器元件（４，６）与一物体（５，７）发生接触时产生明确反应的方法，其中，借助所述机器的一机轴（３，４１，４２，４３）使所述机器元件（４，６）和／或所述物体（５，７）进行移动，所述机器具有一低速移动模式与一快速 移动模式，对所述机器元件（４，６）与所述物体（５，７）之间的接触情况进行识别，在识别出二者间发生接触的情况下，如果发生接触时所述机轴在一控制装置（１４）的控制下自动以快速移动模式进行移动，就通过立即中断对所述机轴（３，４１， ４２，４３）的驱动（４２，４３）来中止所述机轴（３，４１，４２，４３）的进一步移动，在识别出二者间发生接触的情况下，如果发生接触时所述机轴（３，４１）在一控制装置（１４）的控制下自动以低速移动模式进行移动，就进行碰撞识别，其中，在识 别出碰撞的情况下，中止所述机轴（３，４１，４２，４３）的进一步移动。

【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：斯蒂芬普拉滕，迈克尔凯弗，罗伯特格利斯曼，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]