用于机床、机器人等设备的数字化控制方法技术

一种用于机床、机器人等设备的数字化控制。对每一加工任务，通过在数字化控制中执行一种过程控制，所属的与刀具有关的工序（ＴＯ）和位置元（ＧＯ）就根据它们在加工程序中与技术相关的顺序而进行处理，使得一个工序（ＴＯ）的所有循环被依次选作模态循环，而一个位置元（ＧＯ）的所有循环被依次选作一个工序（ＴＯ）的每一循环；在一个工序（ＴＯ）的下一个循环被选作模态循环之前，相应的工序（ＴＯ）就在对应位置元（ＧＯ）的位置处进行。这样就避免了不必要的刀具更换，这一点缩短了一个加工程序的延续时间，并因而提高了加工效率。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Digital control method for machine tool, robot and other equipment

A digital control for machines, robots, and other equipment. For each processing task, through the implementation of a process control in the digital control system, and the related process tool (TO) and position (GO) and Yuan processed according to them in process and technology related to the order, make a process (TO) all cycles are sequentially selected for the modal cycle, a position element (GO) of all cycles are sequentially selected for a procedure (TO) of each cycle; in one step (TO) before the next cycle was chosen as the mode of circulation, the corresponding procedure (TO) in the corresponding position of the element (GO) position. This avoids unnecessary tool change, which shortens the duration of a machining program and thus improves machining efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于机床、机器人等设备的数字化控制，它具有由一个考虑与刀具有关的工序和位置元的加工程序带来的控制可能性。尤其在采用数控机床或机器人单件制造或小批量制造工件时，数字化控制的编程过程是影响成本的主要因数，因为即便在今天，首先在小型制作企业，在针对车间进行编程的
内占主导地位的仍是针对机床进行编程。在此，编程时间和机床停车时间叠加，在所加工工件的单价中占到一个可观的比例。现有数字化控制及其编程语言的一个主要缺点是由DIN 66025对语句结构的限制。一方面，该标准以有关G函数和M函数方面的基础知识为前提条件；然而另一方面，它还要求掌握相应的控制语言。这样，研制新一代数控机床或机器人不仅会在培训工作人员方面产生高昂费用，而且每次还需培养出一位新的专家，在发生故障时他的作用仅仅有限地或根本不可能由其同事所承担，因为现行的做法是由程序设计员在编制程序时就确定一个加工过程的过程控制。下面借助一个例子对这种常规编程方法作进一步详细说明。附图说明图1示出一个工件W，在其上面要加工出不同的内螺纹。以下将加工步骤表示成工序或加工目标，位置表示成位置元。相应地，所述内螺纹表示为位置元GO1至GO4以及GO5至GO8，它们分别描述一条由四个线性排列的孔组成的孔列。工序和位置的一个闭环顺序即为一个加工任务。如果至少一个位置元紧随至少一个工序，那么这个顺序视作闭环的。为了用一台机床攻出一个图1所示的螺纹，原则上必须完成下列加工步骤1.用一个中心钻头定中心·在孔列1的位置·在孔列2的位置2.用泥芯孔钻钻孔·在孔列1的位置·在孔列2的位置3.用丝锥攻丝·在孔列1的位置·在孔列2的位置在此，用1.、2.、3.表示的加工步骤是指在位置元上完成的各工序。通常情况下，这种与刀具有关的加工通过制作一个CNC程序来解决。在一个CNC加工程序中，按照模式发挥作用的循环(模态循环(modalerZyklus))作为工序被调用，随后输入代表位置的位置元(请比较前述例子)。因为循环按照模式发挥作用，所以它们由机床在加工程序运行时在各个相随的位置上完成。一个CNC加工程序的制作可以由工人在机床上通过直接编制程序来实现，或通过一个来自一个CAD/CAM程序的后处理程序(Postprozessorlauf)来实现。因此，过程的控制就由程序设计员或由CAD/CAM系统在编制程序时所确定。出于这一原因，过程的控制和与此相关的加工过程的延续时间在很大程度上就取决于在机床上进行编程的工人的能力和经验。与此相关，还可能出现各刀具的多次更换-这视加工过程在加工程序方面的优化程度而定。因此本专利技术的目的是控制一个加工任务的过程，使得所给定的工序在所有的位置元上仅需要换一次刀具就得以完成。采用这种方式就确保了工件加工时间的优化和生产率的提高与编程工人的能力无关。为实现这一目的，对权利要求1前序部分所述的数字化控制作改进设计，通过采用循环而进行的数字化控制包括一个过程控制，根据该过程控制，对每一加工任务，所属的工序和位置元就可依赖于它们在加工程序中与技术相关的顺序来进行处理，使得一个工序的所有循环被分别选作模态循环，其中，一个位置元的所有循环被依次选作一个加工目标的每一循环；在一个工序的下一个循环被选作模态循环之前，相应的工序就在对应位置元的位置处进行处理。在本专利技术数字化控制的一个有利设计中，设置一个加工缓冲器来特别有效地实现所述过程控制。对每一加工任务，所属加工目标和位置元的数据可写入该缓冲器。这一点尤其可在加工程序运行时实现。在本专利技术数字化控制的另一有利设计中，本专利技术的过程控制可在程序处理时进行。这一点是这么实现的，即，所述过程控制在加工程序运行时实时运行。这一点又通过加工缓冲器的判读和所描述过程之后的控制来实现。此外，按照另一有利设计可减轻描述几何结构的工作量，其中，位置元也可以描述位置模式(Positionsmuster)，尤其是位置列、位置点阵或位置圆以及障碍。此外在本专利技术的数字化控制的另一有利设计中实现了一种在刀具轴线内的工艺路径优化。这一点是这么实现的，即，通过对各循环中处于不同高度位置元的过程控制，可避免在一个总体退刀平面上的退刀运动，因为反向定位只进行到处于较高位置的位置元的一个局部安全平面。此外在本专利技术的数字化控制的另一有利设计中有效地执行加工程序。这一点是这么实现的，即，位置元可多次应用于不同的工序。下面借助附图所示实施例对本专利技术的其他细节和优点作进一步说明。在此，具有同一功能的元件在各附图中用相同的附图标记表示。附图中图1示出在一个工件中加工内螺纹的技术任务；图2示出用一个粗加工和精加工刀具铣削四个同样的凹槽的技术任务；图3以一块带有不同高度的位置元的工件为例，示出在刀具轴内的工艺路径优化。前面已借助对现有加工程序的阐述，说明了图1的内容。这种在现有技术中的NC加工程序给出其原理性过程，其中，并不用一个具体的句法进行处理，因为不同的控制制作者所作句法是不同的。图1所示技术加工任务是在一个工件W内加工内螺纹，它们的第一孔列包括位置1至位置4，表示为位置GO1至GO4；第二孔列包括位置1至位置4，表示为位置GO5至GO8。对这样的加工任务，由原理性过程给定的现有技术中的NC加工程序如下N30 换刀具-中心钻N40 用于定中心的循环(模态)N50 1.位置1.孔列N60 2.位置1.孔列N70 3.位置1.孔列N80 4.位置1.孔列N90 1.位置2.孔列N100 2.位置2.孔列N110 3.位置2.孔列N120 4.位置2.孔列N130 换刀具-泥芯孔钻N140 用于钻孔的循环(模态)N150 1.位置1.孔列N160 2.位置1.孔列N170 3.位置1.孔列N180 4.位置1.孔列N190 1.位置2.孔列N200 2.位置2.孔列N210 3.位置2.孔列N220 4.位置2.孔列N230 换刀具-丝锥N240 用于攻丝的循环(模态)N250 1.位置1.孔列N260 2.位置1.孔列N270 3.位置1.孔列N280 4.位置1.孔列N290 1.位置2.孔列N300 2.位置2.孔列N310 3.位置2.孔列N320 4.位置2.孔列N330 模态循环结束为了避免必须多次写入位置，位置也可写入子程序中，随后再调用它们N30 换刀具-中心钻N40 用于定中心的循环(模态)N50 调用UP 4711N60 换刀具-泥芯孔钻N70 用于钻孔的循环(模态)N80 调用UP 4711N90 换刀具-丝锥N100 用于攻丝的循环(模态)N110 调用UP 4711N120 模态循环结束…UP 4711N10 1.位置1.孔列N20 2.位置1.孔列N30 3.位置1.孔列N40 4.位置1.孔列N50 1.位置2.孔列N60 2.位置2.孔列N70 3.位置2.孔列N80 4.位置2.孔列此外在这种现有方法中，还有这种扩展改进可能性，即将一个子程序的序列写在主程序中的两个符号之间并通过这两个符号调用它们。然而采用本专利技术可以做到通过正确调用一个循环就显示各工序(在所述例子中指钻中心孔、钻芯孔、攻丝)和各位置元。在此，过程控制不是在编制程序时而是在程序处理时实时运行。为此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机床、机器人等设备的数字化控制，它具有由一个考虑与刀具有关的工序（ＴＯ１…ＴＯｎ）和位置元（ＧＯ１…ＧＯｍ）的加工程序带来的控制可能性，其特征在于：通过采用循环而进行的数字化控制包括一个过程控制（ＭＺ），根据这一过程控制，对每一加工任务，所属的与刀具有关的工序（ＴＯ１…ＴＯｎ）和位置元（ＧＯ１…ＧＯｍ）就可根据它们在加工程序中与技术相关的顺序来进行处理，使得一个工序（ＴＯ１…ＴＯｎ）的所有循环被分别选作模态循环，其中，一个位置元（ＧＯ１…ＧＯｍ）的所有循环被依次选作一个加工目标（ＴＯ１…ＴＯｎ）的每一循环；在一个工序（ＴＯ１…ＴＯｎ）的下一个循环被选作模态循环之前，相应的工序（ＴＯ１…ＴＯｎ）就在对应位置元（ＧＯ１…ＧＯｍ）的位置处进行。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫弗里德里克，斯蒂芬佩施克，约翰尼斯詹内森，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]