[發明專利]具有能運動的機械結構的振動補償裝置的加工機床

有效

• 申請號: 201210371472.9
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103034165A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 烏韋·拉德拉;埃爾瑪·謝菲爾斯;托爾斯滕·舒爾曼;迪特馬·施托伊貝爾
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發明涉及一種用于加工機床的運行方法，其中，加工機床的軸驅動裝置由加工機床的控制裝置相應于額定移動運動或者說額定位移運動（Sollverfahrbewegung）來控制，從而使加工機床的機械結構借助于軸驅動裝置相應于額定移動運動而移動或者說位移（verfahren）。

此外，本發明還涉及一種包括機器代碼的控制程序，該機器代碼能夠由控制裝置為加工機床直接執行，其中，通過控制裝置執行機器代碼導致這樣的效果，即控制裝置使得加工機床根據這種運行方法來運行。

此外，本發明還涉及一種用于加工機床的控制裝置，其中，控制裝置這樣設計或者編程，即控制裝置使得加工機床根據這種運行方法來運行。

此外，本發明還涉及一種加工機床，

-其中，加工機床具有軸驅動裝置，該軸驅動裝置能夠由加工機床的控制裝置相應于額定移動運動來控制，

-其中，加工機床具有機械結構，該機械結構能夠借助于軸驅動裝置相應于額定移動運動而移動。

背景技術

在機床、工業機器人等等的加工過程中通常會出現振動。振動導致加工的不精確性。在某些情況下，加工的不精確性是被允許的。在其它情況下，加工的不精確性則是不被允許的。在某些情況下，振動甚至特別地可能導致這樣的后果，即加工機床開始發出隆隆響聲。在這種情況下，必須例如以較低的傳送率進行工作，由此降低了生產效率。

根據加工機床的不同，出現的振動方式可能具有不同的特征。例如在懸臂中通常會出現典型的彎曲振動（象鼻運動“Rüsselbewegung”）。也有可能出現線性振動或者扭曲振動。

減弱振動的可能性在現有技術中是受限的。在傳統的機械制造中使用例如被動減振器。被動減振器是一種輔助減振塊，其彈簧彈性地安裝在能移動的機械結構上并且被調適至與待減弱的頻率一致。

此外，在現有技術中已知了：為了減弱機械結構的振動而使用主動減振器。在主動減振器中，借助于相應的傳感裝置確定機械結構在活動范圍內的絕對運動。通過對絕對運動進行分析，確定用于減弱機械結構的振動的平衡塊的補償運動。相應于確定的補償運動來控制對平衡塊起作用的、布置在機械結構上的平衡驅動裝置，從而使平衡塊借助于平衡驅動裝置相對于機械結構相應于補償運動而移動。

在主動減振器中所采用的典型的處理方式不能容易地在-或多或少持久地-移動的機械機構中應用。特別是主動減振器可能對預期的額定移動運動起反作用并因此阻礙該額定移動運動。

發明內容

本發明的目的在于，提供多種可能性，借助于這些可能性能夠以簡單的方式借助于主動減振器減弱能移動的機械結構的振動。

該目的通過具有權利要求1所述特征的運行方法實現。根據本發明的運行方法的有利的設計方案在從屬權利要求2至8中進行說明。

根據本發明設計為，開頭所述類型的運行方法這樣設計，

-由控制裝置確定機械結構在活動范圍內的絕對運動，

-為了減弱機械結構的振動，由控制裝置根據確定的絕對運動，考慮機械結構的額定移動運動確定用于平衡塊的補償運動，和

-對平衡塊起作用的、布置在機械結構上的平衡驅動裝置由控制裝置相應于確定的平衡運動來控制，從而使平衡塊借助于平衡驅動裝置相對于機械結構相應于補償運動而移動。

在確定補償運動時，特別地通過考慮額定移動運動達到這一效果，即補償運動并不阻礙機械結構的正常的、符合運行所要求的移動，而是僅僅起到減弱不符合預期的振動的作用。

補償運動優選地由控制裝置根據機械結構在活動范圍內的實際加速度和與機械結構的額定移動運動一致的額定加速度之間的差來確定。通過該設計方案能夠以特別簡單的方式考慮到額定移動運動。

為了達到機械結構在活動范圍內的實際加速度，一方面可以由控制裝置接收表征機械結構在活動范圍內的實際加速度的信號。通過這一處理方式，可直接地和迅速地提供實際加速度。

可能的替換方案是，機械結構在活動范圍內的實際加速度由控制裝置根據不等于機械結構在活動范圍內的實際加速度的測量值來確定。在該設計方案中不需要設有加速度傳感器。在此情況下，所使用的測量值特別地可以包括平衡驅動裝置的實際值、和/或平衡塊相對于機械結構的位置、和/或平衡塊相對于機械結構的位置的至少一個時間導數。測量值例如可以一方面包括平衡驅動裝置的實際電流或實際力矩，另一方面可以包括平衡塊相對于機械結構的位置的第一時間導數。