本发明专利技术涉及一种用于在机床(11)中避免工具(18)和工件(21)之间不期望的碰撞的方法，其中在开始执行子程序(3)时，开始得出运动目标值(x，y，z，ov)，用于根据子程序(3)控制在工具(18)和工件(21)之间的相对运动，并且根据得出的运动目标值(x，y，z，ov)开始得出通过工具在工件处的材料损耗(M)，其中得出工具模型(WM)，其中检测工具模型(WM)是否和工件模型(WSM)相交，其中在确定相交的情况下对工具和工件之间的相对运动进行制动，直至相对运动进入停止状态。此外本发明专利技术涉及一种与此相关的装置，其用于控制机床。本发明专利技术能够在机床(11)中避免工具和工件之间不期望的碰撞，其中达到了工件的短暂加工时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。此外本专利技术还设计一种用于控制机床的装置。
技术介绍
在借助于机床加工工件时必须避免在工具和工件之间不期望的碰撞，该碰撞能导致工具和/或工件损坏。此外在程序中、特别是其间中断执行控制机床运动的子程序，并且在手动操作中将工具从工件处移开，并且接着在手动操作中的初始位置上再次移回用于延 续程序时，经常出现在工具和工件之间不期望的碰撞，这是因为为了实现操作者手动预定的运动，机床轴以所谓的插值联合方法(Interpolationsverbund)工作，并且因此使多个的用于使工件和/或工具运动的机床轴同时运动，从而经常会使操作者难于评估，机床的手动输入的运动默认值怎样转变。由于工件在碰撞后不再能用，则因此使经常在机床上持续多个小时或甚至整天的进行加工变得徒劳无功。由公开文献“Gegen den Kollisionskurs”,驱动试验02/2007已知了一种避免碰撞系统，其中借助于模拟在加工工件时计算工件模型并且根据该工件模型实现避免碰撞。但是计算工件模型需要非常多的计算时间，因此一方面需要较高的计算功率用于运行这种避免碰撞系统，并且另一方面可以在工件的实际加工之前开始，在实际的工件加工开始之前必须运行具有在时间上有优势的模拟，这是因为通常尽管计算功率较高，但是对工件模型的测定并不和实际加工工件同时进行。在实际中这导致的是，当操作者按压开始键进行加工时，初次在机床上没有动作，这是因为机床首先经过一定的时间段必须事先计算在通过工具加工工件时产生的实际的几何上的工件形状，即工件模型。由此增加了对于工件的加工时间。此外特别在手动操作时需要在工件和工具之间相对较大的安全间隔。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种方法，用于在机床中避免工具和工件之间不期望的碰撞，以及提出一种用于控制机床的装置，其可以缩短对工件的加工时间。该目的通过一种来实现，其中在开始执行子程序时，开始得出运动目标值，用于根据子程序控制在工具和工件之间的相对运动，并且根据得出的运动目标值开始得出通过工具在工件处的材料损耗，其中在结束或中断执行子程序后使相对运动进入静止状态，根据得出的材料损耗得出工件模型，其中根据手动操作输入得出运动目标值，其中根据运动目标值得出所期待的将来运动目标值，其中根据所期待的将来运动目标值得出工具的制动结束布置，其中根据所述工具的制动结束布置和描述所述工具的几何形状的工具形状模型得出工具模型，其中检测工具模型是否和工件模型相交，其中在确定相交的情况下对工具和工件之间的相对运动进行制动，直至相对运动进入停止状态(Stillstand)。此外，该目的通过一种用于控制机床的装置来实现，其中该装置具有-控制单元，该控制单元设计用于在开始执行子程序时，得出运动目标值，用于根据子程序控制在工具和工件之间的相对运动，并且根据得出的运动目标值开始得出通过工具在工件处的材料损耗，其中控制单元还设计用于根据手动操作输入得出运动目标值，用于控制在工件和工具之间的相对运动，-材料损耗测定单元，该材料损耗测定单元设计用于根据得出的运动目标值得出通过工具在工件处的材料损耗；-工件模型测定单元，该工件模型测定单元设计用于在结束或中断执行子程序后 使相对运动进入静止状态时，根据得出的运动目标值得出工件模型，-制动结束布置测定单元，该制动结束布置测定单元设计用于根据运动目标值得出所期待的将来运动目标值，其中制动结束布置测定单元设计用于根据所期待的将来运动目标值得出工具的制动结束布置，-工具模型测定单元，该工具模型测定单元设计用于根据制动结束布置和描述所述工具的几何形状的工具形状模型得出工具模型，和-检测单元，该检测单元设计用于检测工具模型是否和工件模型相交，其中检测单元设计用于在确定相交的情况下对工具和工件之间的相对运动进行制动，直至相对运动进入停止状态。本专利技术无需在工件和工件之间的安全距离，从而使根据本专利技术的方法也在工件非常精细、并且特别小时执行。本专利技术有利的设计方案由从属权利要求得出。方法的有利的设计方案类似于装置的有利的设计方案得出，并且反之亦然。用于控制机床的装置在此可以例如以CNC控制器的形式存在，其中CNC控制器例如可以以单个的或多个计算单元的形式存在，在其上运行有一个或多个具有程序编码的计算机程序，用于执行根据本专利技术的方法。这个或这些计算单元因此可以分别具有一个或多个处理器，在其上运行有这个或者这些计算机程序。附图说明在附图中示出了本专利技术的一个实施例，并且在以下将详细说明。其中示出图I是机床，图2是根据本专利技术的用于控制机床的装置，图3是运动轨迹S，用于加工工件的铣刀沿着该运动轨迹运动。具体实施例方式在图I中示意性地示出了机床11。机床11在本实施例的范畴中具有五个机床轴，通过它们可以执行在本实施例的范畴中以铣刀形式存在的工具18和工件21之间的相对运动。工具18在此被压入被电机15旋转驱动的工具容纳部17中。电机15和进而工具18可以出于简明的原因未在图I中示出的驱动装置一起在X-，Y-和Z方向上平移运动，并且在a方向上转动。此外工件21可以借助于被驱动的圆工作台25在P方向上转动。圆工作台25在此能转动地支撑在静止的机架19上。工件21通过夹紧装置20固定在圆工作台25上。机床11因此具有五个机床轴，也就是说其是所谓的5轴机床。在此需要注意的是，根据本专利技术的机床显然也可以具有多余或少于五个的机床轴。在图2中以框图的形式示出了根据本专利技术的装置10，其用于控制机床。也就是说在机床11的实施例的范畴中控制机床，以及用于使工具和工件运动的驱动装置。装置10具有控制单元2，其根据子程序3和/或手动输入得出运动目标值x，y，z和ov，用于控制在工具18和工件21之间进行的相对运动。控制单元2根据子程序3得出工件运动目标值，其中由工具参照工件执行的运动以命令的形式被定义。附加地，也可以 借助于经过操作装置I输入的手动输入由操作者立即在机床处预定出工具和/或工件的运动。操作装置I例如可以是手轮和/或键盘。在此通常由CAM/CAD系统和由可能后接于CAM/CAD系统的所谓的后处理程序产生子程序3。在子程序中参照静止的工件21定义工具18的运动(参见图3)。工具18因此沿着运动轨迹S运动。由控制单元2得出的运动目标值在本实施例的范畴中以位置目标值X, y和z的形式存在,其说明了工具18的所谓的Toolcenter Points (工具中心点)TP在X-，Y-和Z方向上、即在3维空间中的运动。工具中心点TP在此是优选地限定在工具18的转轴上的点。此外也由控制单元2得出方向矢量值作为运动目标值，其中所述方向矢量值说明了工具的方向矢量值OV的方向以及工具在3维空间中的取向，当工具18在运动轨迹S上运动时。通过运动目标值，参照在运动轨迹S上的工件对于运动轨迹S的每个点定义工具的位置和方向。根据子程序在开始运行子程序时进行运动目标值的测定，用于控制在工具和工件之间进行的相对运动。与此并行地，根据得出的运动目标值开始得出在工件处的材料损耗M。为了得出材料损耗M，运动目标值x，y，z和ov直接在以插值联合方法(Interpolationsverbund)对其测定之后(例如每4ms)被传输给材料损耗测定单元30,材料损耗测定单元3根据运动目标值计算出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在机床(11)中避免工具(18)和工件(21)之间不期望的碰撞的方法，其中在开始执行子程序(3)时，开始得出运动目标值(x，y，z，ov)，用于根据所述子程序(3)控制在所述工具(18)和所述工件(21)之间的相对运动，并且根据得出的所述运动目标值(x，y，z，ov)开始得出通过所述工具(18)在所述工件(21)处的材料损耗(M)，其中在结束或中断执行所述子程序(3)后使所述相对运动进入静止状态，根据所述得出的材料损耗(M)得出工件模型(WSM)，其中根据手动操作输入得出所述运动目标值(x，y，z，ov)，其中根据所述运动目标值(x，y，z，ov)得出所期待的将来运动目标值(x′，y′，z′，ov′)，其中根据所述所期待的将来运动目标值(x′，y′，z′，ov′)得出所述工具(18)的制动结束布置(BA)，其中根据所述工具(18)的所述制动结束布置(BA)和描述所述工具(18)的几何形状的工具形状模型(WFM)得出工具模型(WM)，其中检测所述工具模型(WM)是否和所述工件模型(WSM)相交，其中在确定相交的情况下对所述工具(18)和工件(21)之间的所述相对运动进行制动，直至所述相对运动进入停止状态。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤姆·托尔克米特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：
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