[发明专利]控制切齿机的方法和切齿机

说明书

本发明涉及一种控制切齿机的方法，该切齿机具有至少一个用于在装夹在工件座中的工件上切削齿轮的刀具，其中，机床控制在齿轮切削加工过程中进行了三维碰撞监测。

技术领域

本发明涉及一种控制切齿机的方法，该切齿机具有至少一个用于在被装夹在工件座上的工件上切削齿轮的刀具。

背景技术

现有的切齿机包括多个受控的CNC轴，用来产生刀具、工件或者用于工件的齿轮加工的其他机床部件所需要的径向运动、切向运动、轴向运动、旋转运动、枢轴运动或者垂直运动。切齿机的CNC控制接管了各个数控轴驱动的程控控制。

现代切齿机越来越多地采用通用配置，这样他们能够通过可调整的机床部件，被配置和编程用于不同的齿轮加工应用。可调整的机床部件包括例如加工头或装夹在其中的工作心轴(该心轴上安装有一个或多个刀具)，以及用于装夹工件的器具或工件本身。所使用的可调整的机床部件的多样性和复杂性使机床控制的编程越来越困难。另外，关于各个可调整机床部件的大量机床参数被程控的齿轮加工过程的机床配置所需要。通常，它们需要由操作员手动输入到控制中。

上述问题会导致切齿机的操作风险增大，因为在齿轮加工过程中会由于不正确的输入或者由于程序代码出错而发生碰撞。为此，需要一些知道如何防止碰撞危险的复杂的保护措施。

发明内容

本发明的目的通过具有权利要求1所述的特征的方法实现。该方法的优选实施例是从属于该独立权利要求的从属权利要求的主题。

根据权利要求1，提供了一种控制切齿机的方法，该切齿机具有用于在装夹在工件座上的工件上切削齿轮的刀具。所述切齿机适用于制造具有内齿和外齿的带齿的齿轮。根据本发明，机床控制在齿轮切削加工过程中执行三维碰撞监测。因此，在齿轮切削加工过程中，碰撞监测实时进行。理想地，齿轮切削工艺的每个加工步骤都被监控可能的碰撞。

在齿轮加工过程中对特定机床部件的动力学特性在三维空间中进行监测。各个机床部件在机床控制中采用三维物体被虚拟模拟，他们的运动例程被用来实时监控碰撞。整个齿轮加工过程在三维空间模型中被模拟，以监测碰撞或可能的碰撞。另外，决策逻辑必须区分允许的碰撞(例如刀具特别是刀刃和工件之间的碰撞)和不允许的碰撞。

理想地，齿轮加工过程中进行依赖于过程的运动的几乎所有机床部件都进行了碰撞监测。这些运动包括进给运动、径向运动或枢轴运动。碰撞监测不再限于只监测刀刃，而是对所有可移动的机床部件的都总外围或实际总外围都通过碰撞监测来检测。

碰撞监测优选包括安装在切齿机上的依赖于将要进行的齿轮加工过程的可调整的机床部件。可调整的机床部件特别是加工头、装夹在其中的并有一个或多个刀具安装其上的工作心轴、用于装夹工件的器具以及工件本身。由于这些可调整的机床部件的使用必须采用手动的配置输入或修改机床控制，所以它们的碰撞风险有所增大。为此，对这些可调整部件进行直接的碰撞监测是特别优选的。

根据该方法的一个优选实施例，待监测的所述机床部件被建模为虚拟的三维物体，并且它们关于彼此之间的间距的动力学特性在三维空间中被监视。当小于设定的最小间距时，碰撞监测可以识别出可能的碰撞并通知操作员。用于特定星座或机床部件的不同的限制值是可以想到的。

可以想到的是，例如虚拟三维建模基于包络函数实现，其中包络是覆盖在相应的机床部件上的。因此，可以在使用不同的三维包络的三维模型中监测齿轮切削操作。

可以想到的是，包络或包络体的分辨率，即建模的精度由与至少一个其他机床部件的距离确定。分辨率优选随着距离的减小而增大。当距离充分大的时候，碰撞的可能性较小，因此较小的分辨率足以用来建模。由于分辨率较小，机床控制可以进行较少资源集中的操作。随着距离的减小，由于碰撞的可能性增加，因此需要高分辨率。