專利名稱：用于制造具有螺旋殼面的工件的機床的中性數據－計算機控制系統(tǒng)和配合的機床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機床的具有計算機系統(tǒng)、計算機程序和計算機程序產品，以及配合的機床的中性數據(Neutraldaten)-計算機控制系統(tǒng)。
目前制造機床時，面臨越來越多的相互交織的生產過程，所述生產過程的標準化在工業(yè)界是首先加以考慮的問題，同時還要將用于控制機床必要的計算機系統(tǒng)一并在該生產過程加以考慮。其中的一個目的在于實現(xiàn)技術上可行的統(tǒng)一的機床控制系統(tǒng)，所述機床控制系統(tǒng)可以使使用者在對具體的機床類型進行更換時或甚至在更新數據庫和存儲數據時為根據工件程序加工產品提供盡可能高的機床控制參數的一致性。
一段時間以來已經針對不同的機床類型不斷地探索這種措施，其中在此特別對錐齒輪切齒機給予了很大的重視。
在此，對于錐齒輪切齒機目前的解決方案是，整個機床系列的機床控制參數被匯集在一個具有所有的在機床系列中有關的有待控制的軸的統(tǒng)一的數據模型中，所述數據模型然后根據相應的實際的機床的具體情況-在可行的情況下，即用機床控制參數控制的軸實際存在的情況下-生成。
對于用于成形銑削或成形磨削具有螺旋殼面的工件，特別是圓柱齒輪、蝸桿和轉子的切齒機，顯然出于上述考慮需要有這樣一種系統(tǒng)，但實際上還沒有這種系統(tǒng)。
其原因特別在于在對工件進行成形磨削時很難克服如下技術難題機床所需的多軸定位系統(tǒng)需要對具體的各個移動進行相互同步，從而形成在三維空間內的定義的曲線。實現(xiàn)此點的方案在于，其中的一個軸不僅用于對自己進行定位，還作為導向軸用于實現(xiàn)與其它的有待定位的軸的同步。
在EP0784525中披露了這樣一種作為現(xiàn)有技術的方法，其中涉及一種用于制作錐齒輪進行齒面改型的方法。優(yōu)選利用下式的多項式函數對所述的軸進行控制f(Θ)=a0+a11!·ΔΘ+a22!·ΔΘ2+a33!·ΔΘ3+a34!·ΔΘ4]]>其中相應的有待控制的軸的定位函數f(θ)取決于導向軸θ的移動。其中系數a0、a1、a2、a3和a4作為通過函數f(θ)進行控制的相應的軸的定位控制的其它的參數。
根據現(xiàn)有技術，總是用機床的可控制的機械軸中的一個軸作為導向軸。根據滾切方法工作的和因此如EP 0 784 525中所述具有一個搖臺的錐齒輪切齒機中，通常將該始終必要的搖臺作為導向軸，因此其滾切移動作為用于實現(xiàn)與其它的軸移動同步的導向移動。與相應的機床類型的其它具體設計無關，采用該方式一直用一個機床軸作為滾切工藝條件下的統(tǒng)一的導向軸。
但成形磨削機床與上述相反，不具有搖臺或類似的軸，因此對于不同的機床類型的機床控制參數的統(tǒng)一化的嘗試將面臨對這樣一個統(tǒng)一的導向軸進行相應的選擇的問題或放棄該選擇的問題。
原則上講，當然可以放棄這種統(tǒng)一的導向軸并且替代這種導向軸在機床控制參數中給出根據具體情況作為導向軸加以采用的軸。提出這樣一種方案可以使機床控制參數實現(xiàn)一定程度的統(tǒng)一。但此點仍不能令人滿意，這是因為隨后在在更換機床類型情況下，當所述機床不具有選用的導向軸時，不僅產生提出針對導向軸新的機床控制參數的問題，而且由于上述其它軸對導向軸的依賴關系同時還需要為所有其它取決于導向軸的軸生成新的機床控制參數。如果與此相反，不存在作為導向軸的另外一個軸，則可以嘗試以如下方式在工件上實現(xiàn)其定位結果，即對另外的在新的機床類型上存在的其它軸通過機床控制參數進行相應控制，其中其余的軸的相應的機床控制參數保持不變。
這樣可以用利用工件在水平向上的旋轉實現(xiàn)工件和工具的相對擺動的擺動軸取代利用工具軸在垂直向上的旋轉實現(xiàn)工件和工具相對擺動的不存在的可定位的擺動軸，同時并不涉及夾頭的用于對在工件夾具上的工件進行旋轉的徑向進給軸或可定位的旋轉軸的機床控制參數。
然而對此的前提是，為所有加以考慮的機床類型的總體控制方案必須可以提出一個統(tǒng)一的導向軸。此點在成形磨床上是行不通的，這是因為如上所述，與根據滾切方法工作的機床不同，不存在原則上一直必要的可以作為導向移動的滾切移動。
因此，本發(fā)明的目的在于提出一種用于制造具有螺旋殼面的工件的機床的計算機控制系統(tǒng)，其中可以實現(xiàn)對具有不同的可控軸的不同的機床類型的相應的機床控制參數的應用，從而在更換有待控制的機床時(在幾何尺寸允許范圍內)新形成的用于對軸進行控制的機床控制參數影盡可能少。
此點通過一種用于制造具有螺旋殼面的工件的多軸機床得以實現(xiàn)，所述機床具有用于固定工件的工件夾具、工具、用于對工件進行加工或用于對工件和工具進行相對定位的可控的機械軸以及用于對軸進行控制的控制和/或調節(jié)裝置和本發(fā)明的特征在于，至少設有一虛擬軸，所述虛擬軸作為其它軸的導向軸被參數化和僅用于實現(xiàn)其它軸的同步。
采用此方式建立了一種附加的虛擬軸，該虛擬軸本身并不對機床的機械軸進行控制，但卻可以實現(xiàn)其它軸的同步。此點可以用一個取決于時間的多項式表示如下LVirt(t)＝avirt.，0+avirt.，1·t+avirt.，2·t2+avirt.，3·t3即，求出的數值LVirt(t)用于對機床的機械軸進行直接控制。確切地說，所述的數值如如下所示Achspos1(LVirt(t))＝a1，0+a1，1·LVirt(t)+a1，2·LVirt(t)2+a1，3·LVirt(t)3Achspos2(LVirt(t))＝a2，0+a2，1·LVirt(t)+a2，2·LVirt(t)2+a2，3·LVirt(t)3Achspos3(LVirt(t))＝a3，0+a3，1·LVirt(t)+a3，2·LVirt(t)2+a3，3·LVirt(t)3
同步地形成實際用于控制機械軸時采用的位置值Achspos1＝(在此為3個軸，即i＝1-3)。
因此，通過設定這樣一個虛擬軸可以完全與機床的每個軸的每個實際移動無關地生成用于控制機械軸的軸位置，因此實現(xiàn)了在更換有待控制的機床時(在幾何尺寸允許的范圍內)僅新形成控制那些在新的機床中添加的軸的機床控制參數。與此相反，那些在機床更換之前和之后仍然存在的軸的機床控制參數可以保持不變。在上述多項式中不必重新形成對這些軸的軌跡曲線進行定義的系數a1，J。
在此就所用的虛擬軸的概念針對現(xiàn)有技術中對該概念的應用要說明一點的是，就此而言形成統(tǒng)一的概念，該概念系指僅在相應采用的控制和/或調節(jié)裝置中形成的軸，所述軸在相應的機床的實際存在的機械軸中并不存在直接的對應物。與現(xiàn)有技術DE 42 91 619 C1的區(qū)別在于，在現(xiàn)有技術中的虛擬軸(下面稱作軟軸)用于對機械軸進行直接控制，由所述機械軸在一定程度上以軟的方式結合成虛擬軸。與此相反，本發(fā)明的虛擬軸不用于對機械軸的固有的控制，特別是不用于對附加的在有待控制的機床中沒有相應的對應物的軸的軟合成，而僅用于對其它軸的控制的同步。
因此，也可以通過用于控制本發(fā)明的多軸機床的方法實現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中首先把作為其它軸的導向軸的虛擬軸參數化，然后在機床對工件加工作業(yè)時在對其它的軸在定位時該虛擬的導向軸僅用于同步。
本發(fā)明的多軸機床優(yōu)選具有至少五個可控的機械軸，用于對工件和工具進行相互定位，從而實現(xiàn)對旋轉對稱的工件的加工制作。在制作諸如蝸桿等非旋轉對稱的工件時，則需要至少一附加的軸，所述軸用于實現(xiàn)工件和砂輪在水平向上的可以觀視到的相對擺動。
特別優(yōu)選的是，本發(fā)明的多軸機床的特征在于，所述工具是砂輪和作為所述機械軸至少設有-砂輪的用χ標示的可定位的徑向進給軸，-與徑向進給軸水平正交的可定位的用ζ標示的用于對砂輪在砂輪架滑座的移動方向定位的砂輪架滑座，-夾頭的可定位的用β標示的對在工件夾具上的工件進行旋轉的旋轉軸，-可定位的用τ標示的用于利用砂輪軸的旋轉或其在垂直平面B上的平行投影對工件和砂輪進行相對擺動的擺動軸，-用于驅動砂輪的旋轉軸ω。
也可以用可定位的移動軸δ作為機械軸，用于對砂輪沿砂輪軸的進給位置的控制。
本發(fā)明的多軸機床優(yōu)選具有一個擺動軸σ，所述擺動軸作為機械軸用于利用砂輪軸的旋轉或其在水平平面A上的平行投影實現(xiàn)工件和砂輪的相對擺動，此點也可以實現(xiàn)上述討論的對非旋轉對稱的工件的制作。
根據對上述實施的替代或附加的實施方式，也可以用γ標示的機械軸利用工件的旋轉或其在水平平面A上平行投影實現(xiàn)工件和砂輪的相對擺動。
另外還可以設置移動軸η作為機械軸，所述移動軸用于對工件和砂輪進行相對垂直移動。
特別優(yōu)選的是由控制和/或調節(jié)裝置利用可任意選擇的函數或關系生成虛擬軸，所述函數或者關系優(yōu)選取決于時間，和根據本發(fā)明的實施方式僅取決于時間。但也可以使虛擬軸不取決于時間，而是取決于其它的(也可以是外部的)事件或數值，諸如機器人等例如外部機器到達的位置。
本發(fā)明的利用可任意選擇的函數或關系生成虛擬軸的實施方式的優(yōu)點是在磨削具有螺旋殼面的工件，例如圓柱齒輪(螺旋面，所述螺旋面的螺紋傾斜為零，即直齒)、蝸桿或者轉子時經常會出現(xiàn)采用一個唯一的非虛擬的導向軸常常不能滿足整個工件加工過程的要求的情況，這是因為它的導向運動或導向移動考慮到在實際中限定的數值精度常常很小，以便根據此還可以計算出具有其它軸的充分的移動的控制函數(或關系)的緣故。特別明顯的是，當例如一用于對砂輪在砂輪架滑座的移動方向上進行定位的與徑向進給軸水平正交可定位的砂輪架滑座作為導向軸加以應用和在工件上銑削作為螺旋殼面終結的與工件旋轉軸垂直伸展邊棱時，在大多數工件上具有多個被圓的軸段相互分隔開的或至少不同于其幾何形狀的螺旋面。(就此需要說明的是，具有這種部分或分段的螺旋面的工件也被視為本發(fā)明的具有螺旋殼面的工件。)在上述的情況下砂輪架滑座的在對工件軸的垂線上的位置上的移動是完全直立的并且因此在數字分辨率不受限制的情況下不再作為導向移動，因此砂輪架滑座在此位置上時不能作為導向軸加以使用。所以需要在這類位置上時對導向軸進行更換，此點將將進一步增大了實現(xiàn)用于不同機床模型的統(tǒng)一機床控制參數的難度，這是因為在更換機床時將出現(xiàn)上述已經提及的對新的機床的適配調整的難題，特別是對所采用的導向軸進行適配調整的難題的緣故。另外還要注意到，在工件的所述位置上對軸進行更換，基于伴隨出現(xiàn)的對軸控制的不穩(wěn)定性將導致在制作的工件上出現(xiàn)不希望出現(xiàn)的加工痕跡。
在利用可任意選擇的函數或關系形成本發(fā)明的虛擬軸的情況下，則該虛擬軸在整個加工過程中都是適用的，而不必更換導向軸，因為采用這種方式由于可以任意選擇，因而避免了導向軸對每種由制造過程決定的依賴關系的緣故。采用這種方式，本發(fā)明有益地也適用于僅唯一一種加以考慮的機床類型的作業(yè)的情況，這是因為在這種情況下在采用本發(fā)明的可任意選擇的虛擬軸時根本不存在上述的更換導向軸的問題，因此在工件上不會出現(xiàn)由于所述問題帶來的誤差。與此相反，在對虛擬軸固定選擇的情況下，則很有可能不能排出由工藝決定的依賴關系，則將會導致出現(xiàn)數字條件不利的系統(tǒng)。
如上舉例所述，特別是多項式函數可以作為可任意選擇的多項式函數，但也可以用圓關系作為可任意選擇的多項式函數。同樣也可以用數值表對可任意選擇的多項式函數進行定義。
而且也可以通過控制和/或調節(jié)裝置利用可任意選擇的函數或關系實現(xiàn)對相應機械軸的控制，其中相應的機械軸如上所述優(yōu)選取決于起著導向軸作用的虛擬軸，以便實現(xiàn)軸位置相互的同步。
當然其中相應的軸的實現(xiàn)所需的位置值的控制也可以與其它的參數有關。如上所述，多項式函數作為可任意選擇的函數，所述多項式函數還取決于其中的一個虛擬軸和多項式系數。
同樣圓關系也適用于作為相應的機械軸的可任意選擇的關系，所述圓關系取決于其中的一個虛擬軸和圓常數，優(yōu)選取決于圓半徑和通過坐標對設定的中點以及旋轉方向。
同樣情況也適用于對相應機械軸的控制，所述控制是通過控制和/或調節(jié)裝置利用可任意選擇的關系實現(xiàn)的，所述關系是由坐標的表格設定的，同樣也適用于所有其它的旨在實現(xiàn)工件的幾何形狀適用的函數和/或關系。
在采用通過坐標表格形成的關系時，所述坐標表格優(yōu)選由一X坐標、一Y坐標和一優(yōu)選在端面上觀察的法角構成。
根據本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式，多軸機床的特征在于，還設置有存儲器，在該存儲器中存儲機床控制參數，控制和/或調節(jié)裝置可對這些機床控制參數進行存取，因此通過計算機控制可以靈活地實現(xiàn)本發(fā)明。
在所述存儲器中設置有數據結構，所述數據結構可以實現(xiàn)作為其它軸的導向軸的虛擬軸的參數化，其中也可以設置實現(xiàn)作為其它軸的導向軸任意一個機械軸參數化的數據結構，以便可以采用那些舊的尚未與本發(fā)明的計算機系統(tǒng)協(xié)調一致的機床控制參數。
而且在存儲器內還可以存儲用于生成虛擬軸的函數或關系定義，用于通過控制和/或調節(jié)裝置對相應的機械軸進行控制的函數或關系定義。
其中數據區(qū)用于識別預定義的函數或關系類型，所述函數或關系類型用于相應機械軸的函數或關系定義。這種對經常采用的函數和/或關系類型的預定義便于在存儲器內對定義的存儲。這種預定義的函數類型優(yōu)選例如是具有作為參數的多項式系數的多項式函數(例如六次(Grad)多項式)，或可以是具有作為參數的圓半徑和由坐標對設定的中點以及旋轉方向的圓關系。同樣也可以用具有作為參數的坐標的坐標表格對關系類型預定義，其中優(yōu)選分別用X坐標、Y坐標和優(yōu)選從端面觀察的法角作為坐標。
根據本發(fā)明的多軸機床的另一優(yōu)選實施方式，在存儲有機床控制參數的存儲器中存在數據結構，由控制和/或調節(jié)裝置對所述機床控制參數進行存取，所述數據結構用于接收通過控制和/或調節(jié)裝置對相應的機械軸的控制進行加工的工件側面的標志，優(yōu)選右或左側面的標志。機床在對例如對蝸桿進行加工時采用的非對稱的砂輪的情況下對所述參數加以應用，以便用工具的正確的側面貼抵工件的相應的側面。而且該控制參數還實現(xiàn)了與相應的側面相符的力的控制或調節(jié)。
優(yōu)選在存儲有機床控制參數的控制和/或調節(jié)裝置可對所述機床控制參數存取的存儲器中還有一數據結構，所述數據結構將至少一組與工件的分范圍相符的機床控制參數作為區(qū)段匯集在一共同的區(qū)段標識下，優(yōu)選一區(qū)段編號下，其中優(yōu)選這樣的一組機床控制參數被匯集成區(qū)段，其中相同的軸作為導向軸被參數化。
將機床控制參數分區(qū)段劃分實現(xiàn)了在對機床控制參數分區(qū)段結構化時也實現(xiàn)了與工件上的實際分區(qū)段相符的劃分，從而實現(xiàn)了機床控制參數簡明并改善了其對工件切削的可能。
本發(fā)明的具有存儲器的多軸機床的所述實施方式用于說明在存儲內的機床控制參數，所機床控制參數在機床工作時將生成用于對工件進行加工的機床函數。但此點不僅通過在機床的存儲器中存儲實現(xiàn)的，而且還通過具有相應的機床控制參數的諸如軟盤、CD或DVD等數據載體的寫入，或者也可以通過將具有機床控制參數的電子載體信號通過數據線路，例如在數據網中采用的數據線路對本發(fā)明的多軸機床的寫入實現(xiàn)。這種數據載體或這種數據載體信號根據本發(fā)明用于將上述根據本發(fā)明的結構的數據寫入本發(fā)明的多軸的機床，用于根據本發(fā)明對多軸機床進行控制。
在任何情況下，這種數據載體或這種電子載體信號根據本發(fā)明用機床控制參數寫入多軸機床中，被參數化，其中在數據載體或者電子載體信號上至少存在一數據結構，所述數據結構具有一數據區(qū)，所述數據區(qū)可以實現(xiàn)作為其它軸的導向軸的虛擬軸的參數化以用于其它軸和數據載體或電子載體信號利用該數據結構在寫入時或寫入后根據本發(fā)明的方法對機床進行控制。
一種用于生成多軸機床的機床控制參數的方法用于實施本發(fā)明，本發(fā)明的方法的特征在于，如上所述生成具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號。當然所述方法也可以在具有至少一個數據處理單元和至少一個存儲器的計算機系統(tǒng)上實現(xiàn)，通常作為計算機程序具有相應的指令，所述指令用于實施本發(fā)明的方法。這種計算機程序可以是任何一種形式的，特別是在作為計算機程序產品的計算機可讀取的介質上，例如在軟盤、CD或DVD上，其中所述介質具有計算機程序編碼工具，其中分別在裝入計算機程序后促使計算機通過程序實施本發(fā)明的方法。
根據本發(fā)明的上述各個不同的部分從總體上看，一種用于制造具有螺旋殼面的工件的多軸機床的中性數據-計算機控制系統(tǒng)具有-本發(fā)明的計算機系統(tǒng)，用于生成用于多軸線機床的機床控制參數，具有至少一個數據處理單元和一個存儲器，其中數據處理單元的程序設計應使其可以生成至少一個本發(fā)明的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號，或-這種計算機程序或計算機程序產品，-和至少一個本發(fā)明的多軸機床。
下面將對照附圖舉例對本發(fā)明的實施例加以說明，所述實施例僅旨在便于對本發(fā)明的理解，并不構成本發(fā)明的保護范圍的限定。圖中示出

圖1示出本發(fā)明的用于多軸機床的中性數據-計算機控制系統(tǒng)，其中所述多軸機床用于制造具有螺旋殼面的工件；圖2示出本發(fā)明的多軸機床的抽象的模型，其中所述多軸機床用不同的機械軸制造具有螺旋殼面的工件，和圖3示出在本發(fā)明的多軸機床上制造的具有螺旋殼面的工件。
圖1示出本發(fā)明的用于多軸機床的中性數據-計算機控制系統(tǒng)，所述多軸機床用于制造具有螺旋殼面的工件，和所述中性數據-計算機控制系統(tǒng)具有本發(fā)明的計算機系統(tǒng)1，用于生成多軸機床2，2a的機床控制參數，具有至少一個數據處理單元和至少一個存儲器，其中所述數據處理單元的程序設計應能根據本發(fā)明在一數據網中生成具有機床控制參數的電子載體信號3，和本發(fā)明的第一種多軸機床2以及第二種多軸機床2a。
根據本發(fā)明的第一種機床2(除了其它軸外)具有一機械擺動軸σ，所述機械擺動軸用于利用砂輪軸的旋轉或砂輪軸在水平平面A上的平行投影對工件和砂輪進行相對擺動；這種方式的擺動在第二種多軸機床2a上是不能實現(xiàn)的。但該第二種多軸機床通過一擺動軸γ利用工件軸的旋轉或其在水平平面A上的平行投影實現(xiàn)工件和砂輪的相對擺動。在本發(fā)明的中性數據-計算機控制系統(tǒng)中，在生成的機床控制參數采用本發(fā)明的虛擬的導向軸的情況下，可以很容易地實現(xiàn)對由計算機系統(tǒng)1為本發(fā)明的第一種多軸機床2生成的以及為本發(fā)明的第二種多軸機床2a生成的機床控制參數的應用。兩種機床2，2a具有虛擬導向軸，從而在從第一種機床2變換到第二機床2a上時僅生成用于擺動軸γ的，而不是擺動軸σ的機床控制參數。由于通過虛擬導向軸進行邏輯連接，所以所有其它的機床控制參數可以保持不變。
圖2示出本發(fā)明的多軸機床的抽象的(覆蓋不同的具體的設計方案)模型，所述多軸機床用于用不同的機械軸制造具有螺旋殼面的工件，所述模型具有砂輪的可定位的徑向進給軸χ，與徑向進給軸水平垂直的可定位的砂輪架滑座ζ，用于在砂輪架滑座的進給方向上對砂輪進行定位，夾頭的可定位的旋轉軸β，所述夾頭用于對在工件夾具上的工件進行旋轉，可定位的擺動軸τ，用于利用砂輪軸或其在垂直平面B上的平行投影對工件和砂輪進行相對擺動，用于驅動砂輪的旋轉軸ω，可定位的移動軸δ，用于對砂輪沿砂輪軸的進給位置進行控制，擺動軸σ，用于利用砂輪軸的旋轉或其在水平面A上的平行投影對工件和砂輪進行相對擺動，移動軸η，用于利用工件軸的旋轉或其在水平面A上的平行投影對工件和砂輪進行相對垂直移動，以及擺動軸γ，用于利用工件的旋轉或其在水平面A上的平行投影對工件和砂輪進行相對擺動。
上述描述清楚形象的說明了加以考慮的幾何關系。
圖3示出本發(fā)明的多軸機床上制造的具有螺旋殼面的工件，所述工件(例如，危險、高、中或低)。
2.4用戶風險用戶風險114收集并存儲安全事件數據的歷史。用戶風險114還使用歷史安全事件數據來計算各個用戶的風險狀態(tài)。在一個實施例中，用戶風險114的輸出通過跟蹤隨時間生成的用戶告警的歷史來描述與用戶相關聯(lián)的風險級別(例如，低、中、高或危險)。
在不同的實施例中，沒有先前網絡使用歷史的用戶可被分別對待。在一個實施例中，最低風險級別可以被分配給不具有可能出于惡意的犯罪行為的歷史的用戶。
表2給出了用戶風險級別函數或用戶風險114 User_Risk_State(t，T2)的示例。
表2，User_Risk_State(t，T2)
特定用戶風險狀態(tài)的危險程度(例如，其被標記為低、中、高還是危險)可以取決于網絡大小和所提供的服務類型(例如，商業(yè)重要應用vs扁平速率標準住宅因特網接入)。在一個實施例中，服務供應商可以因此設置用戶風險114的用戶風險級別(例如，危險、高、中或低)。
2.5健康健康118從性能管理系統(tǒng)113取得網絡健康數據，并導出網絡的健康狀態(tài)。健康118可以是監(jiān)視網絡健康的一個或多個設備或系統(tǒng)。盡管健康118和性能管理系統(tǒng)113在圖1中示為不同的單元，但是在替換實施例中，它們可以是控制器110內部或外部的相同單元。
如上Decision(t，T1，T2，T3)方程所指出的，由健康118生成的健康狀態(tài)可以是時間窗口T3和開始時刻t的函數，并且可因此寫為及按照下述比例的關系和/或函數A，B，C(在一個坐標表內)的數值表圓[C作為識別字母]R=(x-A)2+(y-B)2]]>其中R列中的數值為半徑，C為旋轉方向，其中-1表示順時針旋轉(順時針方向，cw)和+1表示逆時針旋轉(逆時針方向，ccw)，多項式[P作為識別字母]Y＝A+B·x+C·x2+D·x3+E·x4+F·x5+G·x6坐標表格的坐標(點)[K為識別字母]A列中的數值X坐標，B列中的值Y坐標，C列中的數值法角，一直存儲在端面中。
舉例
權利要求
1.一種用于制造具有螺旋殼面的工件的多軸機床(2)，具有用于固定工件的工件夾具、工具、用于對工件進行加工的或用于對工件和工具相對定位的可控的機械軸，以及用于對軸進行控制的控制和/或調節(jié)裝置，其特征在于，設置有至少一個虛擬軸，所述虛擬軸作為其它軸的導向軸被參數化并且僅用于實現(xiàn)其它軸的同步。
2.按照權利要求1所述的多軸機床(2)，其特征在于，至少設置有五個用于對工件和工具進行相對定位的可控的機械軸。
3.按照權利要求2所述的多軸機床(2)，其特征在于，設置有作為工具的砂輪；作為機械軸的至少一個砂輪的可定位的徑向進給軸(χ)；對應于徑向進給軸水平垂直的可定位的砂輪架滑座(ζ)，用于在砂輪架滑座的移動方向上對砂輪進行定位；夾頭的可定位的旋轉軸(β)，用于對在工件夾具上的工件進行旋轉；可定位的擺動軸(τ)，用于利用砂輪軸的旋轉或其在垂直平面(B)上的平行投影對工件和砂輪進行相對擺動，以及用于驅動砂輪的旋轉軸(ω)。
4.按照權利要求3所述的多軸機床(2)，其特征在于，還設置有作為機械軸的可定位的移動軸(δ)，所述移動軸(δ)用于對砂輪沿砂輪軸的進給位置進行控制。
5.按照權利要求3或4所述的多軸機床(2)，其特征在于，還設置有作為機械軸的擺動軸(σ)，所述擺動軸利用砂輪軸的旋轉或其在水平平面(A)上的平行投影對工件和砂輪進行相對擺動。
6.按照權利要求3至5中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，還設置有作為機械軸的移動軸(η)，所述移動軸用于對工件和砂輪進行相對垂直移動。
7.按照權利要求3至6中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，還設置有作為機械軸的擺動軸(γ)，所述擺動軸用于利用工件的旋轉或其在水平平面(A)上的平行投影對工件和砂輪進行相對擺動。
8.按照權利要求1至7中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，控制和/或調節(jié)裝置利用可任意選擇的函數或關系生成所述虛擬軸。
9.按照權利要求8所述的多軸機床(2)，其特征在于，控制和/或調節(jié)裝置利用取決于時間的可任意選擇的函數或關系生成所述虛擬軸。
10.按照權利要求8或9所述的多軸機床(2)，其特征在于，可任意選擇的函數是一個多項式函數。
11.按照權利要求8或9所述的多軸機床(2)，其特征在于，可任意選擇的關系是一圓關系。
12.按照權利要求8或9所述的多軸機床(2)，其特征在于，可任意選擇的關系是一數值表格給出的關系。
13.按照權利要求1至12中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，通過控制和/或調節(jié)裝置利用可任意選擇的函數或關系實現(xiàn)對相應的機械軸的控制。
14.按照權利要求8至13中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，通過控制和/或調節(jié)裝置利用可任意選擇的函數或關系實現(xiàn)對相應機械軸的控制，所述函數或關系取決于其中的一個虛擬軸的數值。
15.按照權利要求14所述的多軸機床(2)，其特征在于，通過控制和/或調節(jié)裝置利用可任意選擇的函數或關系實現(xiàn)對相應的機械軸的控制，所述函數或關系還取決于其它參數的值。
16.按照權利要求15所述的多軸機床(2)，其特征在于，可任意選擇的函數是一個多項式函數，所述多項式函數取決于其中的一個虛擬軸的數值和多項式系數。
17.按照權利要求15所述的多軸機床(2)，其特征在于，可任意選擇的關系是一圓關系，所述圓關系取決于其中的一個虛擬軸的值和圓的常數，優(yōu)選取決于圓的半徑和一由坐標對給定的中點以及旋轉方向。
18.按照權利要求8至17中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，通過控制和/或調節(jié)裝置利用可任意選擇的關系實現(xiàn)對相應的機械軸的控制，所述關系由坐標表格給定。
19.按照權利要求18所述的多軸機床(2)，其特征在于，采用X坐標、Y坐標和優(yōu)選從端面觀察的法角作為坐標表格的坐標。
20.按照權利要求1至19中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，還設置有存儲器，在所述存儲器內存儲有機床控制參數，從控制和/或調節(jié)裝置對所述機床控制參數進行存取。
21.按照權利要求1至20中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，在存儲有機床控制參數的可從控制和/或調節(jié)裝置對所述機床控制參數進行存取的存儲器中存在數據結構，所述數據結構可實現(xiàn)對作為其它軸的導向軸的虛擬軸的參數化。
22.按照權利要求21所述的多軸機床(2)，其特征在于，在存儲有機床控制參數的和從控制和/或調節(jié)裝置對所述機床控制參數進行存取的存儲器中存在數據結構，所述數據結構可實現(xiàn)對作為其它軸的導向軸的任意一個機械軸參數化。
23.按照權利要求1至22中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，在存儲有機床控制參數的和從控制和/或調節(jié)裝置對所述機床控制參數進行存取的存儲器中存在數據結構，所述數據結構用于接收函數或關系定義，所述函數或關系定義用于通過控制和/或調節(jié)裝置生成虛擬軸。
24.按照權利要求1至23中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，在存儲有機床控制參數的和從控制和/或調節(jié)裝置對所述機床控制參數進行存取的存儲器中存在數據結構，所述數據結構用于接收函數或關系定義，所述函數或關系定義用于通過控制和/或調節(jié)裝置對相應的機械軸進行控制。
25.按照權利要求24所述的多軸機床(2)，其特征在于，設置有至少一個預定義的函數或關系類型和所述數據結構具有至少一個用于識別預定義的函數或關系類型的數據區(qū)，所述數據區(qū)用于對相應的機械軸的函數或關系定義。
26.按照權利要求25所述的多軸機床(2)，其特征在于，用作為參數的多項式系數對多項式函數，優(yōu)選對六次多項式函數進行預定義。
27.按照權利要求24或25所述的多軸機床(2)，其特征在于，用作為參數的圓半徑和一通過坐標對給定的中點以及旋轉方向對作為關系類型的圓關系進行預定義。
28.按照權利要求24至27中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，用作為參數的坐標對作為關系類型的具有坐標的坐標表格進行預定義。
29.按照權利要求28所述的多軸機床(2)，其特征在于，分別采用X坐標、Y坐標和優(yōu)選從端面觀察的法角作為坐標。
30.按照權利要求24至29中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，機床控制參數存儲在存儲器內，從控制和/或調節(jié)裝置對機床控制參數進行存取，在所述存儲器內存在數據結構，所述數據結構用于接收通過控制和/或調節(jié)裝置對相應的機械軸控制加工的工件側面的標志，優(yōu)選右或左側面的標志。
31.按照權利要求24至30中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，機床控制參數存儲在存儲器內，從控制和/或調節(jié)裝置對機床控制參數進行存取，在所述存儲器內存在數據結構，所述數據結構將與工件的部分范圍相符的至少一組機床控制參數匯集成在一共同的分段標志下的，優(yōu)選一分段編號下的分段。
32.按照權利要求31所述的多軸機床(2)，其特征在于，總是有這樣一組機床控制參數被匯集成分段，其中同一軸作為導向軸被參數化。
33.一種對權利要求1至32中任一項所述的多軸機床(2)進行控制的方法，其中首先將一虛擬軸作為其它軸的導向軸參數化，和接著在機床對工件進行加工作業(yè)時利用虛擬軸實現(xiàn)其它軸定位時的同步。
34.一種用于寫入按照權利要求1至32所述的多軸機床(2)內的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號(3)，其特征在于，在所述數據載體或者電子載體信號上至少存在一數據結構，所述數據結構具有一數據區(qū)，該數據區(qū)可實現(xiàn)作為其它軸的導向軸的虛擬軸的參數化，和在按照權利要求33所述的方法寫入或寫入后數據載體或者電子載體信號(3)利用所述數據結構對機床(2)進行控制。
35.按照權利要求34所述的用于寫入按照權利要求1至32所述的多軸機床(2)內的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號(3)，其特征在于，在所述數據載體或者電子載體信號上至少存在一數據結構，所述數據結構可實現(xiàn)對作為其它軸的導向軸的任意一個機械軸的參數化。
36.按照權利要求34或35的用于寫入按照權利要求1至32所述的多軸機床(2)內的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號(3)，其特征在于，在所述數據載體或電子載體信號上至少存在一數據結構，所述數據結構用于接收函數或關系定義，所述函數或關系定義用于通過控制和/或調節(jié)裝置生成虛擬軸。
37.按照權利要求34至36中任一項所述的用于寫入按照權利要求1至32所述的多軸機床(2)內的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號(3)，其特征在于，在所述數據載體或者電子載體信號上存在至少一數據結構，所述數據結構用于接收函數或關系定義，所述函數或關系定義用于通過控制和/或調節(jié)裝置對相應的機械軸進行控制。
38.按照權利要求37的用于寫入按照權利要求1至32所述的多軸機床(2)內的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號(3)，其特征在于，所述數據結構具有至少一個用于識別預定義的函數或關系類型，優(yōu)選多項式函數類型、圓關系類型或坐標表格類型的數據區(qū)，所述函數或關系類型用于對相應機械軸的函數或關系定義。
39.按照權利要求36至38中任意一項的用于寫入按照權利要求1至32所述的多軸機床(2)內的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號(3)，其特征在于，在所述數據載體或電子載體信號上至少存在一數據結構，所述數據結構用于接收通過控制和/或調節(jié)裝置對相應的機械軸的控制進行加工的工件側面的標志，優(yōu)選右或左側面的標志。
40.按照權利要求34至39中任意一項所述的用于寫入按照權利要求1至32所述的多軸機床(2)內的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號(3)，其特征在于，在所述數據載體或者電子載體信號上至少存在一數據結構，所述數據結構將與工件的部分范圍相符的至少一組機床控制參數匯集成在一共同的分段標志下的，優(yōu)選一分段編號下的分段。
41.按照權利要求40所述的用于寫入按照權利要求1至32所述的多軸機床(2)內的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號(3)，其特征在于，總是有這樣一組機床控制參數被匯集成分段，其中相同的軸作為導向軸被參數化。
42.按照權利要求1至32中任一項所述的多軸機床(2)，其特征在于，所述多軸機床還具有將按照權利要求34至41中任一項所述的數據載體或電子載體信號(3)中的用于控制和/或調節(jié)裝置的機床控制參數寫入所述存儲器中的裝置。
43.一種為按照權利要求1至32中任一項以及42所述的多軸機床(2)生成機床控制參數的方法，其特征在于，生成至少一個按照權利要求34至41中任一項的所述的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號(3)。
44.一種用于為按照權利要求1至32中任一項以及42所述的多軸機床(2)生成機床控制參數的計算機系統(tǒng)(1)，具有至少一個數據處理單元和至少一個存儲器，其特征在于，所述數據處理單元的程序設計應使其生成至少一個按照權利要求34至41中任一項所述的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號(3)。
45.一種計算機程序，具有指令，所述指令用于實施按照權利要求43所述的方法。
46.一種計算機程序產品，具有一帶計算機程序編碼工具的可由計算機讀取的介質，其中在分別裝入計算機程序后通過程序使計算機實施按照權利要求43所述的方法。
47.一種計算機程序產品，具有在電子載體信號上的計算機程序，其中在分別裝入計算機程序后通過程序使計算機實施按照權利要求43所述的方法。
48.一種用于制造具有螺旋殼面的工件的多軸機床的中性數據計算機控制系統(tǒng)，具有用于為按照權利要求1至32中任一項以及42所述的機床(2)生成機床控制參數的計算機系統(tǒng)(1)，所述計算機系統(tǒng)具有至少一個數據處理單元和至少一個存儲器，其中所述數據處理單元的程序設計應使其生成至少一個按照權利要求34至41中任一項所述的具有機床控制參數的數據載體或電子載體信號(3)，或具有按照權利要求45所述的計算機程序，或具有按照權利要求46或47所述的計算機程序產品，和至少一個按照權利要求1至32中任一項以及42所述的多軸機床(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造具有螺旋殼面的工件的多軸機床的中性數據計算機控制系統(tǒng)，具有可選計算機系統(tǒng)(1)，用于生成用于多軸機床(2，2a)的機床控制參數，在所述機床上設置有至少一虛擬軸，所述虛擬軸作為其它軸的導向軸被參數化和僅用于實現(xiàn)其它軸同步，所述計算機系統(tǒng)具有至少一數據處理單元和至少一存儲器，其中所述數據處理單元的程序設計應使其生成至少一個具有機床(2，2a)控制參數的數據載體或電子載體信號(3)；或具有可選計算機程序或為此的計算機成產品和至少一個這種多軸機床(2，2a)。
文檔編號G05B19/414GK1860421SQ200380110545
公開日2006年11月8日 申請日期2003年10月17日 優(yōu)先權日2003年10月17日
發(fā)明者曼弗雷德·布倫貝格, 斯特凡·迪利希, 沃爾夫岡·隆登, 加利·特普費爾 申請人:特林納瑞設備制造有限公司