【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确定容纳装置的尺寸的方法。本专利技术还涉及一种用于制造容纳装置的方法，该容纳装置根据这种类型的方法来确定尺寸。另外，本专利技术还涉及一种包括至少一个处理器的控制单元。此外，本专利技术涉及一种包括程序代码的计算机程序，该程序代码能够由至少一个处理器执行并且使得至少一个处理器执行这种类型的方法。
技术介绍
1、在机床上制造部件时，部件被固定在工作空间中。这种类型的机床被设计为例如铣床或车床。机械固定借助容纳装置实现，该容纳装置例如被设计为夹紧装置。这种类型的容纳装置被设计用于，使得待容纳的部件在出现的处理力的情况下被牢固地保持在限定位置，这就是为什么容纳装置必须具有足够的弹性、特别是机械弹性，并且不会因公差而变形并严格抵抗制造过程的动态力。此外，动态影响为夹具台相对于刀具的相对运动，反之亦然。
2、对这种类型的容纳装置的进一步要求是它同时在制造和材料方面便宜并且重量轻以实现良好的操作和机器动力学。为了实现容纳装置的优化设计，必须考虑机床的运动学和动态特性。动态属性尤其能够包括待执行以制造目标几何形状的特定于制造工艺和/或特定于零件程序的运动。
3、philipp的网络出版物“动力车床卡盘的轻型结构”描述了在ansys中实现的拓扑优化的初始模型，其包含必要的边界条件，例如力和轴承。
4、已公开的未经审查的专利申请de 10360 530a1描述了一种用于调试机器的方法，其中，将包含至少一个机器参数的至少一个参数集馈送到数字机器模拟器，并且利用机器模拟器来测试机器调试的执行。p>
技术实现思路
1、在此背景下，本专利技术的目的是给出一种用于确定容纳装置尺寸的改进方法。
2、根据本专利技术，该目的通过一种用于确定容纳装置的尺寸的方法来实现，该容纳装置配置用于工业过程中，该方法包括以下步骤：使用虚拟控制器来模拟工业过程的控制，根据虚拟控制器的模拟来输出动态控制变量，根据动态控制变量来确定动态过程变量以及通过考虑所确定的动态过程变量来确定容纳装置的尺寸。
3、此外，根据本专利技术，该目的通过一种用于制造容纳装置的方法来实现，该容纳装置根据这种类型的方法确定尺寸。
4、此外，根据本专利技术，该目的通过一种包括至少一个处理器的控制单元来实现，该控制单元被设置用于执行以下步骤：使用虚拟控制器来模拟工业过程的控制，根据虚拟控制器的模拟来输出动态控制变量，根据动态控制变量来确定动态过程变量，并且通过考虑所确定的动态过程变量来确定容纳装置的尺寸。
5、另外，根据本专利技术，该目的通过一种包括程序代码的计算机程序来实现，该程序代码能够由至少一个处理器执行并且使得该至少一个处理器执行这种类型的方法。
6、下面列出的关于该方法的优点和优选实施例能够类似地转移到控制单元和计算机程序。
7、本专利技术的考虑在于，通过引入动态过程变量，例如待由容纳装置接收的力和力矩来改进对容纳装置的尺寸确定，该容纳装置例如被配置用于在工业过程中容纳工件。这种类型的尺寸确定尤其能够包括定位和固定有效表面，例如工件和/或夹板上的夹紧点。例如，容纳装置被设计为夹紧装置并且被插入到机床中。工业过程尤其能够包括铣削，特别是cnc铣削、车削和/或增材方法。
8、通过使用虚拟控制器来模拟工业过程的控制，分析加工轨迹、加工顺序和路径。这种类型的虚拟控制器例如是虚拟sinumerik，简称vnck，它能够动态模拟加工过程。特别地，随着时间的推移计算工业过程中由控制器控制的组件的相关位置。附加地或替代地，能够计算动态部件、轴和/或至少一个主轴、特别是刀具主轴的操纵变量。根据虚拟控制器的模拟结果输出动态控制变量。例如，输出动态配置、调节器参数的设置、轴的设置和控制器的补偿变量。在进一步的步骤中，基于动态控制变量来确定动态过程变量。除了作用在工件上的处理力和力矩之外，动态过程变量还能够包括未来的运动步骤。特别地，对于所有相关位置，随时间计算由容纳装置接收的力和力矩。在接下来的步骤中，考虑所确定的动态过程变量来确定容纳装置的尺寸。当确定尺寸时，例如，进一步的模拟将与工业过程相关的部件(其至少包括容纳装置)的模型(特别是三维模型)与所确定的动态过程变量相结合，使得容纳装置能够相对于在工业过程中发生的处理力最佳地设计。此外，最佳设计意味着足够的弹性(尤其是机械弹性)与轻量级设计相结合，以实现良好的操作和机器动力学以及较低的制造成本。例如，使用描述机床运动学的3d模型对机床进行模拟。控制单元的处理器尤其能够被设计为微处理器、微控制器或asic(专用集成电路)。计算机程序能够包括“数字孪生”，或者能够被设计为数字孪生。例如，在已出版未经审查的出版物us2017/0286572 al中示出了这种类型的数字孪生。us2017/0286572 a1的公开内容通过引用并入本申请。例如，“数字孪生”是与工业过程相关的组件的数字表示。
9、另一实施例提出，为了确定容纳装置的尺寸，执行工业过程的fem模拟，向其馈送确定的动态过程变量。特别地，fem模拟包括与工业过程相关的组件的三维模型，该模型至少包括容纳装置。确定的动态过程变量与fem模拟相结合，以便能够根据工业过程中出现的处理力对容纳装置进行优化设计。例如，使用fem解算器对带有容纳装置的机床进行模拟，该机床以描述机床运动学的3d模型的形式实现。通过将虚拟控制器(特别是虚拟sinumerik)的模拟结果与fem模拟相结合，能够实现高精度，从而能够实现优化方面的高可靠性。例如，这意味着能够针对发生的静态和动态负载非常精确地设置和优化夹紧装置。
10、另一实施例提出，动态过程变量包括由容纳装置作用在工件上的力和力矩，其中，在工业过程的fem模拟中考虑到力和力矩。例如，通过使用虚拟控制器，真实机器的动态配置基本上能够1:1映射。特别是使用来自虚拟控制器的模拟的结果来确定力和力矩。因此，能够针对出现的静态和动态负载精确且可靠地设置和优化容纳装置。
11、另一实施例提出，确定夹紧装置的尺寸，其中，必要的夹紧力借助fem模拟来确定，其中，夹紧装置的尺寸被确定时考虑了必要的夹紧力。这种类型的夹紧装置能够被设计为机械、液压、磁性或真空技术夹紧装置。对夹紧装置的要求包括工件的牢固夹紧和夹紧过程中工件的最小变形。借助fem模拟，考虑到必要的夹紧力，能够优化地确定夹紧装置的尺寸，特别是针对这些要求。
12、另一实施例提出，当确定容纳装置的尺寸时，模拟工业过程的关键处理步骤。这种类型的关键处理步骤包括具有负载峰值、力矩峰值、窄半径、反向运动、穿透工件、特别是初始接触和离开工件的步骤。特别地，仅对工业过程的关键处理步骤进行模拟，这导致计算时间较短，同时保证了模拟的高可靠性。
13、另一实施例提出，工业过程包括切削方法，其中，附加地执行切削模拟来确定容纳装置的尺寸。例如，在切削模拟的背景下，进行切削力计算以确定预期力，从而提高精度。
14、另一个实施例提出，在尺寸确定期间模拟容纳装置上的静态和动态负载。这会提高模拟精本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定容纳装置的尺寸的方法，所述容纳装置被配置用于工业过程，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，
3.根据权利要求1或2所述的方法，
4.根据权利要求2或3所述的方法，
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
8.根据权利要求7所述的方法，
9.一种用于制造(16)容纳装置的方法，所述容纳装置的尺寸根据前述权利要求中的任一项来确定，其中，将与确定(14)所述容纳装置的尺寸相关的数据传输到机床，
10.一种控制单元，包括至少一个处理器，所述处理器被设计用于执行以下步骤：
11.根据权利要求10所述的控制单元，
12.一种包括程序代码的计算机程序，能够由至少一个处理器执行所述程序代码并且所述程序代码使至少一个所述处理器执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定容纳装置的尺寸的方法，所述容纳装置被配置用于工业过程，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，
3.根据权利要求1或2所述的方法，
4.根据权利要求2或3所述的方法，
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
8.根据权利要求7所述的方法，
9....
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯·菲尔斯特，托比亚斯·耶格，斯特凡·龙德，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：
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