数字控制方法技术

一种用分组作用的基本内插对多轴机床或机器进行数控的方法和装置，多执行一或多个使引导运动转成跟随运动的传动内插，每个传动内插配给一或多个基本内插并与基本内插数组边界无关地在传动内插程序段内控制。其耦合状态借一耦合系数，一表格存储的控制曲线或一函数等式存储的控制曲线达到。传动内插可通过传动内插单元实现并可被串联。它们可反馈并变化地与已有电源和执行元件交接。除产生几何指令信号外也可用于过程控制和过程监视。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Digital control method

A packet of basic interpolation of NC multi axis machine tool or machine method and apparatus, multiple execution of one or more of the guiding movement into the drive to follow the movement of the interpolation, each gear interpolation is assigned one or more basic interpolation and basic interpolation array boundary independent drive in insert program period control. The coupling state, a coupling coefficient, a control curve stored in a table, or a control curve stored by a function equation. The drive insert can be implemented by means of a drive interpolation unit and can be connected in series. They can be switched back and dynamically to existing power and actuator components. In addition to generating geometric instruction signals, it can also be used for process control and process monitoring.

【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数字控制的方法及装置，特别适用于以分组起作用的基本内插法作用于多轴机床或机器人。目前，一般采用的尤其是对机床或机器人的数字控制中，通过相连排列的用于流程控制的基本内插器的所谓基本内插段，对多轴的工作流程进行编程。为此，相应于有关的轴运动，可由有限的配置数以及不同的内插形式，如直线内插、圆形内插和齿形内插(Sp-lineinterpolation)进行选择。运动间隔和与此相关的内插形式及走刀在此通常是分批进行。为此分别由一预先给定的控制数据程序或子程序处理一含在其中的控制数据组。基本内插法的输入值始终为轨迹参数，其输出值不是额定位置，就是相应的速度。对于一个复杂的多轴运动，例如一个复杂切削过程，必须提供多个轴指令参数用于多个同步进行通道，这对于例如齿轮开槽的切割运动、进给运动及横向进给运动是必要的，其中所述的通道对于机床而言就被称为NC-通道。目前尚没有用于过程控制或者说是过程调节的直接与几何形状形成相关的指令值内插来提供这些轴指令值。此外，尚没有CNC-复合的，直接与几何形状形成相关的监控系统公知。已往，过程调节控制参数或过程监视控制参数与变化的工艺过程条件的匹配仅仅通过与控制数据程序内的数组交换结合才成为可能。由于这个原因，所以贯穿整个加工段，对于一个内插程序段只能对比较粗略的监控值进行编程，而并非对与加工段整个过程精确相符的监控值编程。仅仅当数组交换时才可能使控制参数或指令值与工艺过程条件匹配。在传统的基本内插中，一般要求一个预定轨迹的几何图形分解成很多的轨迹段或数组，但由于频繁的并因此需要大量计算的数组准备，就不允许具有高的轨迹进给速度的高速加工。还有，目前对于机床监控而言，当例如一铣刀作为活动工具被换入铣刀心轴上时或在加工过程中被起动时，监控极限值就已经转换成有效。在一个控制程序组中，监控指令值保持不变。本专利技术的目的在于，提供一种开头所述形式的方法及装置，能使复杂的几何形状的和为此配置或相关的工艺额定曲线，尤其对特殊工艺，如齿轮滚铣、齿轮开槽、齿轮磨削或凸轮轴磨削，格外简单地实现。同时实现的应该还有用于过程监控的公差带曲线或极限值曲线。在控制通道内由一个控制数据子程序控制的加工过程应扩展到多个相关的，同时进行的内插段上。为此过程控制或过程调节的指令值内插应直接与几何形状形成相结合，此外还应提供一种直接与几何形状形成相结合的监控系统。另外，过程调节或过程监视控制参数与变化的工艺过程条件的匹配应与控制程序内的数组交换无关并使得一个在加工段整个过程上更详细分割的对监控值的分析成为可能。本专利技术的目的是这样实现的，即1.1额外执行一个或多个使引导运动转换成跟随运动的传动内插，1.2每一个传动内插并行地配属于一个或多个基本内插，1.3传动内插与基本内插的数组边界无关，在自身的传动内插程序段内控制。在本专利技术的另一优选结构中，传动内插的原理(按照这一原理引导运动驱动跟随运动)被特别灵活和方便地实施。如由德国技术G 92 06 933.9所公开的，为了在扫描一个所存储的额定轴轨迹的情况下产生额定轨迹，将一个这样的额定轴轨迹与一表格的表址指示器相关地存储。从上述文献查得，为产生这样的一个额定轨迹，不是一个而是两个额定轴轨迹被存入一个表中并由此可被扫描出来。按照本专利技术，在一个传动内插之内耦合的可能性被大大地扩大，因此对任意多的额定轴轨迹和其它的额定参数曲线，如额定指令参数都可被存储。此外，通过其它耦合方法使得在一个传动内插之内的耦合可能性得以改善。这一任务将通过如下方式解决2.1一个传动内插的耦合状态将借助一个耦合因子和/或一个表形式存储的控制曲线(尤其对任意多的额定轴轨迹和/或额定指令参数)，和/或一个作为数学函数等式存储的控制曲线被编程。在本专利技术的另一优选实施例中，所采用的传动内插的应用可能性被扩大并设计得特别灵活。这一优选结构可使新采用的传动内插能自由配置地同已有的基准内插一起工作，这将通过下面方式达到，即3.1传动内插被串联和/或3.2通过使用一个或多个传动内插的输出值作为自身的和/或一个基本内插和/或其它传动内插的输入值，使传动内插直接或间接地/回馈，和/或3.3传动内插分别按需要，变化地同任何给出的电源和执行元件交接。在另外一个优选结构中可达到，传动内插和它的参数可在基本内插中已有的并对于NC-子程序或控制数据程序是通常形式的范围内编程，这可通过下面方式实现，即4.1传动内插在控制数据程序中与传动内插程序段的接通条件和断开条件和/或一个耦合系数或一个控制曲线的分配，和/或多个内插的逻辑系统结构相关地被分组编程。在本专利技术提出的方法的另一优选结构中，传动内插与基本内插的极限值分开，因此，一种具有更大的灵活性，更好的和尤其是更精确的，为控制任务设置的传动内插的应用成为可能，这可通过以下方式实现，5.1传动内插在一个控制程序运动期间，与其数组边界无关地按照其所编程的接通条件被起动或按照其所编程的断开条件被中断。在本专利技术方法的另一优选结构中，传动内插的配置参数从通常在基本内插中为值变化规定的数组边界分开，以使在一控制数据程序段内的任何位置，可进行传动内插的参数变更。这一任务可通过以下方式解决，即6.1一传动内插程序段的耦合因子和/或控制曲线借助于接通条件和/或转换条件被参数化，并通过这些参数与控制程序的数组边界无关地进行接通或转换。在另一优选结构中，本专利技术的传动内插的应用可能性被大大地扩大了，因为这不仅用于产生几何额定值，而且还用于其它的控制和监测目的。这通过下面方式达到，即7.1一个或多个传动内插的输出除用于几何内插外，尤其对过程控制和过程监视也可用于指令值内插。在本专利技术方法的另一优选结构中，对于使引导运动转换成跟随运动的传动内插的耦合状态，参数化的可能性被扩大，这是由于对预定的控制曲线的耦合状态其内以表格形式存储的值不必固定地预先给出。这通过下面方式来解决，即8.1掌握传动内插耦合状态的控制曲线，尤其是通过采用神经网络。在本专利技术方法的另一优选结构中可达到，一次进行的传动内插的配置不必被持续认可，只要该配置整体上能使用到一所希望的配置变化即可。这可通过以下方式实现，即9.1一个或多个传动内插的配置各超出控制程序组和该控制程序有效，直至其明确地不再被选择。用于实施本专利技术方法的优选设备的特点是用简单的方式和有限的费用就可以有效地实现。另外，它能够特别简单地用已有的数字控制装置集成。此外，考虑到已有的基本内插单元要另外采取措施，使已公开的基本内插单元与新引入的传动内插单元能进行一种特别灵活的结合。这通过下面方式达到。即10.1额外设置一个或多个传动内插单元，10.2传动内插单元通过一个具有指令参数的配置转换块相互之间和/或与一个基本内插单元交接，10.3传动内插单元和/或基本内插单元的输出通过配置转换块反馈到其输入端。利用本专利技术所达到的优点尤其在于，可以同时产生复杂的几何图形和与其相配或相关的工艺额定值曲线。除形成额定轨迹外还存在如下可能性同时对一个过程控制或过程监控给定公差带曲线或开关阀值。这样就可实现，在一个NC-通道内，不需要多个用于控制加工过程的子程序，而仍然用一个单一的子程序工作，这是通过使这种被控制的加工过程扩展到多个相关的、同时进行的内插而做到的。为此可能的指令本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控方法，特别是采用分组起作用的基本内插对具有多轴（Ｘ、Ｙ、Ｚ）的机床或机器人进行数字控制的方法，其特征是，１．１另外执行一个或多个使引导运动转换成跟随运动的传动内插（ＧＩＥ１……ＧＩＥ７），１．２每个传动内插（ＧＩＥ１……ＧＩ Ｅ７）并行地配属于一个或多个基本内插（ＢＩＥ），１．３传动内插（ＧＩＥ１……ＧＩＥ７）与基本内插（ＢＩＥ）的数组边界无关地在自身的传动内插程序段内控制。

【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：西格弗里德施莱彻尔，约翰尼斯韦尔克，伯恩德夸施纳，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]