多轴机器的轴控制的调整制造技术

提出了一种用于调谐多轴机器（30）的轴控制的系统（10）和操作该系统（10）的方法（40）。系统（10）包括知识库（11），用于采集（41）和维护与轴控制的调谐相关联的事实知识（20）。所述事实知识（20）具有统一的本体（21）和统一的数据表示，并且包括与已知输出事实（212）相关联的已知输入事实（211）。系统（10）进一步包括推理单元（12），用于根据事实知识（20）自动推理（42）与给定的新的输入事实相关联的新的输出事实。给定的新的输入事实相关联的新的输出事实。给定的新的输入事实相关联的新的输出事实。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多轴机器的轴控制的调整


[0001]本专利技术涉及特别用于材料处理的多轴机器的轴控制的调整。本专利技术的各种实施例涉及用于调整多轴机器的轴控制的系统以及操作这样的系统的对应方法。

技术介绍

[0002]加工涉及制造处理，在该处理中，使用计算机数字控制（CNC）机床以通过减法制造——即，通过受控材料移除，例如通过切削或者或铣削——来将刚性材料件（即，工件）成形为期望的形状和大小。加工尤其对于工件的表面质量、精度和切削时间等有很高的要求。
[0003]多轴加工涉及基于与各自空间自由度相关联的多个轴的加工。通过移动工件所附接的工作台，或者通过移动工具，实现移动的每个轴。多个轴促进了上述要求的实现，并且还使得能够制造更复杂的工件。
[0004]为了使得轴能够根据机器要求移动，轴的反馈回路以及计算机数字控制和驱动控制的附加功能，诸如急动限制或摩擦补偿，必须以对应的方式进行调整。存在许多不同的控制特征，所述控制特征用于补偿轴的传动系的机械特性，或用于实现特定的调整目标，诸如高速切削或压膜（mold&die）。每个特征具有不同的模式和参数，以面对不同的机械情况和不同的要求。此外，还存在目标冲突的特征。为了实现期望的运动质量，即，精度、点到点时间并且没有激励或振动，必须选择相关特征，必须关于实际轴特性并且根据机器要求确定相关模式和参数。
[0005]多轴加工需要有经验的工程师选择相关特征，并在实际轴上测试其有效性。更进一步地，必须通过阅读文档或反复试验来找到该特征的最便利模式。使特征参数适应于特定的轴特性，并关于机器要求调整这些参数是一项具有多次迭代的耗时任务。如果调整没有成功，则难以确定以下各项是否成立：
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特征的组合是正确的，
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已经使用了所有相关特征，
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已经使用了对应的特征模式，
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有机会通过轴调整影响工件质量问题，
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有机会通过应用控制特征来解决轴移动质量问题。
[0006]如今，只有机器制造商处的少数领域专家/工程师负责并且能够调整对应的控制和驱动设置。他们必须收集关于特征的信息，并获得在分析问题方面的经验。更进一步地，负责的专家必须通过适配控制参数来决定在当前环境下是否能够成功地实现工件质量和机器要求，诸如机器轴特性、可用的控制特征和可用特征模式。除了测试和测量的时间消耗和努力之外，还不确定在切削时间或工件质量方面有多大的改进。如果工程师没有记住或报告其分析的发现，那么来自这些调整结果的任何数据/经验都不能被重复使用。更进一步地，不可能对轴类型、结果和经证明的方法进行分类。
[0007]已知的解决方案基于由个人用户收集的原始数据。

技术实现思路

[0008]鉴于以上所述，在本领域中需要用于调整多轴机器的轴控制的系统以及操作这样的系统的方法，其解决了上述一些需求。
[0009]本专利技术的这些基本目的每个都由独立权利要求所定义的系统和方法来解决。从属权利要求中阐述了本专利技术的优选实施例。
[0010]根据第一方面，提供了一种用于调整多轴机器的轴控制的系统。该系统包括用于采集和维护与轴控制的调整相关联的事实知识的知识库。事实知识具有统一的本体和统一的数据表示。此外，事实知识包括已知的输入事实和相关的已知输出事实。该系统进一步包括推理单元，用于根据事实知识自动推理与给定的新的输入事实相关联的新的输出事实。
[0011]根据事实知识自动推理与给定的新的输入事实相关联的新的输出事实促进以下各项：
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获得具有更高成功率的调整推荐，
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通过减少迭代次数来减少用于调整的时间，
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在使用已知的调整策略时，获得用于预期改进的建议，以及
‑
获得每个步骤的预期值（策略、模式、测量条件、结果）。
[0012]此外，统一的本体和统一的数据表示促进从多个源采集事实知识，所述多个源可能在其数据收集中使用了不同的方法和/或度量。
[0013]本文使用的术语“调整”可以指代根据给定的调整要求/目标、尤其是在计算机数字控制下的系统和方法的优化。
[0014]术语“计算机数字控制”或“CNC”，可以指代借助于计算机对加工工具进行自动控制，以根据给定的要求处理工件。
[0015]本文使用的术语“轴控制”可以指代反馈回路的控制和/或轴的数字控制特征，包括例如实际驱动/马达的速度控制，并且不包括其基本电压和/或电流控制。
[0016]本文使用的术语“本体”可以指代具有逻辑关系的信息系统。例如，本体可以定义存在哪些信息实体，以及这样的实体可以如何被分组、在层次结构中相关联以及根据相似性和差异被细分。
[0017]本文使用的术语“统一数据表示”可以指代在语法和语义上以相同方式表示相似数据的情况。作为语法示例，实值数字可以以统一的浮点数据格式来表示。作为进一步的示例，字符串可以以统一的字符串数据格式来表示，等等。提供在使用中赋予特定数据格式或表示的标识符可以是有用的。特别地，如果数据是从多个源收集的，所述多个源可能在其数据收集中使用了不同的方法和/或度量，则可能需要执行将数据转换成适当的统一数据表示。作为语义示例，可以为要求、多个轴的动态行为和/或调整结果的评级定义统一的品质因数。例如，合期望的可以是描述以下各项：
‑
调整成功的程度，这可以是测量的表面质量、测量的轮廓精度和测量的处理时间之间的折衷，
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测量的精度程度，
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调整结果的挑战程度，以及
‑
满足整体或个体要求的困难程度。
[0018]所述多个轴中的每个轴的轴控制可以分别与多个可用轴控制特征、与所述多个可
用轴控制特征相关联的多个可用轴控制模式、以及与所述多个可用轴控制模式相关联的多个可用轴控制参数相关联。
[0019]输入事实可以相应地包括可容许的表面质量、可容许的精度和可容许的加工时间中的至少一个。
[0020]输入事实可以进一步包括如下各项的统一的、机器可读的描述：
‑
机器类型，诸如具有一个主轴的三轴立式加工中心、具有实际五轴切削的五轴加工中心、车床、车铣加工中心等，
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机器轴类型，诸如单轴、耦合轴、具有齿轮箱、丝杠或直接驱动的水平/垂直/旋转机械传动系等，
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应用类型，诸如铣削、磨削、车削、激光切削，
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机器要求，以及
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工件要求，诸如加工材料，特别是金属。
[0021]本文使用的术语“可容许表面质量”可以指代成形表面与完美成形表面（诸如，完美平坦的表面）不一致的可容许程度。
[0022]本文使用的术语“可容许精度”可以指代尺寸的量度与该量度的预定义规格不一致的可容许程度。
[0023]本文使用的术语“可容许加工时间”可以指代使用相同的输出事实集合来至少部分成形工件或其细节所要求的可容许时间段。
[0024]输出事实可以相应地包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于调整多轴机器（30）的轴控制的系统（10），包括知识库（11 ），用于采集（41）和维护与轴控制的调整相关联的事实知识（20），所述事实知识（20）具有统一的本体（21）和统一的数据表示，并且所述事实知识（20）包括与已知输出事实（212）相关联的已知输入事实（211）；和推理单元（12），用于根据事实知识（20）自动推理（42）与给定的新的输入事实相关联的新的输出事实；所述输出事实相应地包括多个可用轴控制特征（213）中的至少一个，与所述多个可用轴控制特征（213）中的至少一个中的每个相关联的多个可用轴控制模式（214）中的至少一个，与所述多个可用轴控制模式（214）中的至少一个中的每个相关联的多个可用轴控制参数（215）中的至少一个，以及所述多个可用轴控制参数中的至少一个中的每个的可接受值（215）；和其中根据已知的试探法，通过矛盾的输出事实的相互排斥或限制来防止相应输出事实内的矛盾。2.根据权利要求1所述的系统（10），所述多个轴中的每一个的轴控制相应地与如下各项相关联多个可用的轴控制特征（213），与所述多个可用轴控制特征（213）相关联的多个可用轴控制模式（214），以及与所述多个可用轴控制模式（214）相关联的多个可用轴控制参数（215）。3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统（10），输入事实相应地包括加工方法、加工工具、加工材料、可容许表面质量、可容许精度和可容许加工时间中的至少一个。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统（10），知识库（11）被配置用于从多个多轴机器（30）上的多个制造或测试用例采集（41）事实知识（20）。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统（10），所述推理单元（12）被配置用于如果新的输入事实表示一些已知输入事实（211）的内插或外推，则根据事实知识（20）自动推理（42）与新的输入事实相关联的新的输出事实。6.根据前述权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：