[發(fā)明專利]控制切齒機的方法和切齒機

有效

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• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104460519B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 弗洛里安·舒昂
• 申請（專利權）人: 利勃海爾-齒輪技術有限責任公司
• 主分類號: G05B19/406
• 分類號: G05B19/406
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

本發(fā)明涉及一種控制切齒機的方法，該切齒機具有至少一個用于在裝夾在工件座中的工件上切削齒輪的刀具，其中，機床控制在齒輪切削加工過程中進行了三維碰撞監(jiān)測。

技術領域

本發(fā)明涉及一種控制切齒機的方法，該切齒機具有至少一個用于在被裝夾在工件座上的工件上切削齒輪的刀具。

背景技術

現有的切齒機包括多個受控的CNC軸，用來產生刀具、工件或者用于工件的齒輪加工的其他機床部件所需要的徑向運動、切向運動、軸向運動、旋轉運動、樞軸運動或者垂直運動。切齒機的CNC控制接管了各個數控軸驅動的程控控制。

現代切齒機越來越多地采用通用配置，這樣他們能夠通過可調整的機床部件，被配置和編程用于不同的齒輪加工應用。可調整的機床部件包括例如加工頭或裝夾在其中的工作心軸(該心軸上安裝有一個或多個刀具)，以及用于裝夾工件的器具或工件本身。所使用的可調整的機床部件的多樣性和復雜性使機床控制的編程越來越困難。另外，關于各個可調整機床部件的大量機床參數被程控的齒輪加工過程的機床配置所需要。通常，它們需要由操作員手動輸入到控制中。

上述問題會導致切齒機的操作風險增大，因為在齒輪加工過程中會由于不正確的輸入或者由于程序代碼出錯而發(fā)生碰撞。為此，需要一些知道如何防止碰撞危險的復雜的保護措施。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的通過具有權利要求1所述的特征的方法實現。該方法的優(yōu)選實施例是從屬于該獨立權利要求的從屬權利要求的主題。

根據權利要求1，提供了一種控制切齒機的方法，該切齒機具有用于在裝夾在工件座上的工件上切削齒輪的刀具。所述切齒機適用于制造具有內齒和外齒的帶齒的齒輪。根據本發(fā)明，機床控制在齒輪切削加工過程中執(zhí)行三維碰撞監(jiān)測。因此，在齒輪切削加工過程中，碰撞監(jiān)測實時進行。理想地，齒輪切削工藝的每個加工步驟都被監(jiān)控可能的碰撞。

在齒輪加工過程中對特定機床部件的動力學特性在三維空間中進行監(jiān)測。各個機床部件在機床控制中采用三維物體被虛擬模擬，他們的運動例程被用來實時監(jiān)控碰撞。整個齒輪加工過程在三維空間模型中被模擬，以監(jiān)測碰撞或可能的碰撞。另外，決策邏輯必須區(qū)分允許的碰撞(例如刀具特別是刀刃和工件之間的碰撞)和不允許的碰撞。

理想地，齒輪加工過程中進行依賴于過程的運動的幾乎所有機床部件都進行了碰撞監(jiān)測。這些運動包括進給運動、徑向運動或樞軸運動。碰撞監(jiān)測不再限于只監(jiān)測刀刃，而是對所有可移動的機床部件的都總外圍或實際總外圍都通過碰撞監(jiān)測來檢測。

碰撞監(jiān)測優(yōu)選包括安裝在切齒機上的依賴于將要進行的齒輪加工過程的可調整的機床部件。可調整的機床部件特別是加工頭、裝夾在其中的并有一個或多個刀具安裝其上的工作心軸、用于裝夾工件的器具以及工件本身。由于這些可調整的機床部件的使用必須采用手動的配置輸入或修改機床控制，所以它們的碰撞風險有所增大。為此，對這些可調整部件進行直接的碰撞監(jiān)測是特別優(yōu)選的。

根據該方法的一個優(yōu)選實施例，待監(jiān)測的所述機床部件被建模為虛擬的三維物體，并且它們關于彼此之間的間距的動力學特性在三維空間中被監(jiān)視。當小于設定的最小間距時，碰撞監(jiān)測可以識別出可能的碰撞并通知操作員。用于特定星座或機床部件的不同的限制值是可以想到的。

可以想到的是，例如虛擬三維建模基于包絡函數實現，其中包絡是覆蓋在相應的機床部件上的。因此，可以在使用不同的三維包絡的三維模型中監(jiān)測齒輪切削操作。

可以想到的是，包絡或包絡體的分辨率，即建模的精度由與至少一個其他機床部件的距離確定。分辨率優(yōu)選隨著距離的減小而增大。當距離充分大的時候，碰撞的可能性較小，因此較小的分辨率足以用來建模。由于分辨率較小，機床控制可以進行較少資源集中的操作。隨著距離的減小，由于碰撞的可能性增加，因此需要高分辨率。