用于校准操作装置的系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于校准操作装置（４）的系统和方法。根据本发明专利技术，当通过布置在操作装置（４）和工具（６）之间的至少一个测量装置来移动工件（２）时，测量至少一个控制变量。使用检测的控制变量测量值，使测量装置（８）、工具（６）和工件（２）相互作用，来确定在多维空间中工件（２）的至少两个表面（Ａ，Ｂ）。根据所述面的合成交叉线（Ｓ）来确定和／或准备用于转换的优化轨迹轮廓的轨迹坐标。

【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为了工艺优化的目的而校准操作装置的系统和方法，尤其是对于将被加工或处理的工件。具体地，本专利技术还涉及例如使用操作装置进行的铸造的自动后处理和前处理，而无论用于进一步生产工艺的材料或生产方法如何。
技术介绍
用于生产工件的铸造方法被广泛地用在工业生产中，并且是许多领域中的技术标准。可能目前已知最好并且最古老的铸造形式是金已经增加了诸如塑料的其他材料。该生产工艺已经在铸造学中的各个领域变得非常经济，其通常被称为注射成型。在自动化概念的需求之前，对任何类型和任何生产方法的铸造的大量扩张增加使用曾经贡献很大，其几乎覆盖了整个生产工艺。这还意味着铸造和/或注射成型部件的重做显著增加。在该领域中，与手工加工相比，自动化总是发现新的机会，尤其是有关生产量、生产率、质量和生产成本。相比较而言，完全的自动化、可复制工艺使得显著增加和/或提升了产品质量和生产稳定性。在铸造和/或注射成型部件的重做期间，最频繁的两种加工工艺为：·通过自动机械对复杂3D模型的铣削，·通过自动机械对复杂3D铸造的修边。由于生产工艺，用于铸造的生产公差差不多是明确的。在这种环境下，尤其是边缘的重做实现了使铸造的尺寸在进一步生产工艺所需的公差内的目的。在这种情况下，相对于工具定位工件已经是第一障碍，这是因为各个自动机械程序或控制程序激励空间中的位置点，并且通常不可能仅仅由于产生公差和/或不规则性而充分确保工件的精确位置。另一个难题在于对工件本身大大改变过度铸造的外观。因此，-->例如，在修边工艺期间需要从工件上拿掉或去除的材料也在数量方面发生变化。在传统的系统中，直接从各个工件的CAD绘图中创建自动机械程序和/或控制程序。然而，如果这种CAD绘图无效，则例如使用“示教”法和/或通过手工坐标输入直接在原型部件(也称为“母版部件”，其已经表现了工件的最终形状和几何图形)上创建程序。这些方法通常非常耗时和/或易于产生误差，并且后面生产的部件的质量仅仅与母版部件本身的质量一样好。通常，至少部分地通过校准被加工的对象和工具操作点来手动执行工具和工件之间的校准(包括确定工件的实际情况和/或定位)。已知例如在自动焊接工艺期间通过激光进行测量以更新操作装置的操作点。工业图像处理也可以用于通过结合为操作装置进行轨迹校正的相机系统来对铸件加工铸造公差。在这种情况下，用于加工的面或平面根据视觉系统(图像处理系统)的数字信息来计算并且向自动机械传送作为位置数据。然而，这假定了数字图像处理器具或组合的位置已相对于工具被测量，并且这些坐标被考虑到程序序列中。由于相机系统或校准中的测量误差而产生的微小差异可以表示工件在加工期间不可用。上述难题在各种加工方法中以不同形式出现。
技术实现思路
本专利技术基于以下目的：当校准操作装置时尽可能避免上述缺点，以及扩展工业操作系统的应用范围。该目的通过具有权利要求1的特征的系统来实现。在其他权利要求和以下描述中指定根据本专利技术的用于校准操作装置的系统和方法的有利实施例和发展。用于校准操作装置的上述系统包括操作装置，尤其是自动机械，以及至少一个工具或至少一个配置在其上的工件，以及还包括至少一个用于记录至少一个可控变量的测量装置，其中，当测量装置、工具和工件相互作用而横移(traverse)工件时，设置调整装置，其使用-->至少一个可控变量来确定多维空间中的至少两个面，并提供控制装置以所述面的交叉合成线作为用于实施的优化轨迹轮廓的轨迹坐标。有利地，还可以提供用于操作装置的处理控制和/或运动控制的控制装置。在本专利技术的一个有利实施例中，设置了至少一个用于有线或无线通信和/或数据传输的接口，其可以用于向用于实施的操作装置传输所提供的轨迹坐标和/或优化轨迹轮廓。在另一个实施例中，可将调整装置集成到控制装置中和/或形成为控制装置的一部分的形式，其中，可选地，可将调整装置集成到测量装置中和/或可以形成为测量装置的一部分的形式。有利地，确定轨迹坐标和/或优化的轨迹轮廓使得相对于工件对工具进行校准。在一个开发的系统中，考虑到可预定的参数，各种加工和/或处理工艺被执行一次或多次，直到当前被执行的各个工具和/或操作装置的加工轨迹对应于使用面的相互作用线确定的优化轨迹轮廓，使得被加工和/或处理的工件的最终几何形状在可预定的公差内。有利地，可以使用多轴操作装置，尤其是六轴操作装置(例如，六轴工业自动机械)或单轴操作装置，其中，其一个开发的系统中，操作装置的至少一个轴的坐标或参照系统可以被用作用于确定轨迹坐标和/或轨迹曲线的参照。具体地，有利地，可相对于将被加工的工件来校准操作装置，和/或可以在加工和/或处理工艺之前和/或在加工和/或处理工艺期间确定用于获得优化轨迹轮廓的轨迹坐标。在一个开发的系统中，尤其是基于可预定的参数和/或环境条件(例如，基于位置和/或情况和/或在边缘、材料转变、表面粗糙度的影响下)，可以连续或循环或不连续地执行校准，尤其使得校准操作能够被执行或者在程序控制下被执行。在这种情况下，特别在操作装置的末端配置至少一个测量装置，还可以在操作装置和各个工具和/或与其物理连接的装置之间配置处于操作装置末端的至少一个测量装置。-->还可以设置保持装置，用于保持至少一个工具或至少一个工件和/或被配置在操作装置的末端，其中，尤其是还处于操作装置末端的至少一个测量装置物理连接或可以物理连接至保持装置。在这种情况下，连接尤其是螺钉、焊接、箝位、结合销钉、磁性或法兰接头的形式。在一个优选实施例中，至少一个测量装置具有至少一个用于记录力和/或力矩和/或力和/或力矩差的传感器，尤其使用一个下列类型的传感器：-压电传感器；在压电传感器中，压力(即，每单位面积上的力)用于在晶体中产生电压，在晶体中隔离电荷(压电效应)。在这种情况下，电压与力成比例地在预定范围内变化。这种效应还在周围其他路线上起作用，使得对压电传感器施加电压引起后者的变形。此外，压电传感器提供了若干优点，例如，它们对高温不敏感，不要求外部电源，以及它们的效率相比较而言较高。-力传感器；当使用力传感器时，力的作用引起弹簧元件的弹性变形，需要在指定方向上拉紧力。由力的作用导致的弹簧体(通常为金属)的变形通过扩展测量条被转换为电压。然后，例如适当提供的测量放大器被用于记录由力的作用导致的电压并由此记录扩展变化，和/或所述电压并由此导致的扩展变化可以基于弹簧体的弹性特性转换为力测量值。-差动压力计；其测量两个绝对压力之间的差，即通常所说的压差。该差动压力传感器可具有两个测量室，它们通过隔膜彼此密封地相互隔离。于是，隔膜中的可测量偏差是压差大小的测量。测量室可填充有液体，尤其还填充有适当粘性的凝胶。在系统的一个实施例中，用于确定力和/或力矩或用于确定力和/或力矩差的至少一个测量装置被配置在操作装置的至少一个轴或旋转轴的区域中。还系统可以以操作装置中的动态或动态系统和/或移动装置的一部分的形式设置至少一个测量装置。还可以使至少一个测量装置形成或从其得到的记录可控变量测-->量值和/或各个测量信号输出和/或作为绝对值传送。可选地，可以使相关值和/或信号输出和/或作为相对值传送。有利地，例如，还可以使记录可控变量测量值和/或各个得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于校准操作装置的系统，尤其是相对于工件校准所述操作装置，却具有操作装置（４），尤其是自动机械（４），其中，所述操作装置具有至少一个工具（６）或至少一个工件（２）以及用于记录设置于其上的至少一个可控变量（Ｆ）的至少一个测量装置（８），其中，当所述测量装置（８）、所述工具（６）和所述工件（２）相互作用而横移所述工件时设置的调整装置（１０）使用所述至少一个可控变量（Ｆ）来确定多维空间中的至少两个面（Ａ，Ｂ），并提供所述面的合成交叉线（Ｓ）作为用于实施的优化轨迹轮廓的轨迹坐标。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2006-10-19 102006049957.31.一种用于校准操作装置的系统，尤其是相对于工件校准所述操作装置，却具有操作装置(4)，尤其是自动机械(4)，其中，所述操作装置具有至少一个工具(6)或至少一个工件(2)以及用于记录设置于其上的至少一个可控变量(F)的至少一个测量装置(8)，其中，当所述测量装置(8)、所述工具(6)和所述工件(2)相互作用而横移所述工件时设置的调整装置(10)使用所述至少一个可控变量(F)来确定多维空间中的至少两个面(A，B)，并提供所述面的合成交叉线(S)作为用于实施的优化轨迹轮廓的轨迹坐标。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，设置控制装置(14)用于所述操作装置(4)的工艺控制和/或运动控制。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，设置用于有线或无线通信和/或数据传输的至少一个接口可用于向用于实施的所述操作装置(4)的所述控制装置(14)传输所提供的轨迹坐标和/或所述优化轨迹轮廓。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述调整装置(10)可集成在所述控制装置(14)中，和/或为所述控制装置(14)的一部分的形式。5.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述调整装置(10)可集成在所述测量装置(8)中，和/或为所述测量装置(8)的一部分的形式。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，确定所述轨迹坐标和/或所述优化轨迹轮廓相对于所述工件(2)校准所述工具(6)。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，考虑到预定参数，执行各个加工和/或处理工艺一次或多次，直到当前被执行的所述工具(6)和/或操作装置(4)的各个加工轨迹对应于使用用于所述面的所述交叉线(S)确定的轨迹轮廓，使得被加工和/或处理的所述工件(2)的最终几何形状在预定公差内。8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述操作装置(4)的至少一个轴的坐标系统被用作用于确定所述轨迹坐标和/或轨迹曲线的参考。9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，使用多轴操作装置(4)，尤其是六轴操作装置(4)。10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，使用单轴操作装置(4)。11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，可相对于将被加工的工件(2)校准所述操作装置(4)，和/或可以在加工和/或处理工艺之前和/或在加工和/或处理工艺期间确定用于获得优化轨迹轮廓的轨迹坐标。12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，可相对于将被加工的工件(2)校准所述操作装置(4)，和/或尤其基于预定参数，连续或循环或不连续地确定用于获得优化轨迹轮廓的轨迹坐标。13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，在程序控制下和/或基于参数，相对于将被加工的工件(2)校准所述操作装置(4)。14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个测量装置(8)被配置在所述操作装置(4)的末端。15.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，在所述操作装置(4)和所述工具(6)之间将所述至少一个测量装置(8)配置在所述操作装置(4)的末端和/或与它们物理连接。16.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个测量装置(8)具有用于记录力和/或力矩和/或力和/或力矩差的至少一个传感器。17.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，保持装置(20)被设置用于保持所述至少一个工具(6)和/或至少一个工件(2)，和/或配置在所述操作装置(4)的末端。18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，配置在所述操作装置(4)的末端的所述至少一个测量装置(8)物理连接至所述保持装置(20)。19.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，来自所述至少一个测量装置(8)的可控变量测量值和/或各个合成测量信号可作为绝对值输出。20.根据前述权利要求1至18中任一项所述的系统，其特征在于，可控变量测量值和/或各个合成测量信号可作为相对值输出。21.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，可控变量测量值和/或各个合成测量信号可作为模拟或数字值输出。22.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，可通过高级管理和/或控制系统和/或网络将可控变量测量值和/或用于优化轨迹轮廓的轨迹坐标和/或轨迹校正数据传输至所述操作装置(4)的所述控制装置(14)。23.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，通过外部控制系统将可控变量测量值和/或合成测量信号传送至所述操作装置(4)的所述控制装置(14)。24.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，提示由工艺得到的物理变量的测量。25.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，确定动态测量变量。26.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个测量装置(8)为所述操作装置(4)的运动的一部分的形式和/或移动装置的一部分的形式。27.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，当所述测量装置(8)和所述控制装置(14)相互作用时，所记录的可控变量测量值可被用于执行轨迹的柔性变化。28.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述可控变量被确定为单维或多维变量。29.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述可控变量测量值和/或所述合成测量信号还可以被用于绝对地校准所述操作装置(4)。30.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，考虑到产生在所述工具(6)和将被加工的所述工件(2)之间的加工角度，和/或它们不影响所述测量装置(8)或所述调整装置(...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁科尔梅尔，赖纳克拉平格，
申请(专利权)人：ABB股份有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]