[发明专利]用于驱动虚拟传感器的方法、虚拟传感器以及机床

说明书

本发明涉及一种用于运行用于确定机床(6)的刀架(4)、例如机床(6)的主轴的状态的虚拟传感器(2)的方法，该机床具有至少一个刀架(4)和至少一个可固定或被固定在刀架(4)处的刀具(8)，通过该刀具可由机器程序的运行加工工件(10)，且该机床具有至少一个包括至少一个传感器件(16)的控制单元(12)。

技术领域

本发明涉及一种用于驱动(Betreiben)用于确定机床刀架的状态的虚拟传感器的方法、一种用于确定刀架的状态的虚拟传感器以及一种机床。

背景技术

在以机床工作的情形中，工件(也被称作半成品)通过机床的刀具被切削加工。在此，刀具被夹紧在机床的刀架、例如主轴中。

作用到刀架上、例如到主轴上的径向力(垂直于刀架转动轴的力)在加工工件的情形中取决于大量参数。这些力到对于机床而言可良好兼容上的限制是在设定用于加工工件的机器程序的情形中的主要标准。对于这些径向力而言的经确定的极限的持久或反复的超出可能导致刀架的损坏或毁坏。

在已知的机床的情形中，作用到刀架上的力的直接测量是麻烦的，因此在已知的机床的情形中作用到刀架上的径向力不被用于控制机床。此外，在其中通过安装额外的传感装置使得作用到刀架上的力的直接检测成为可能的机床是已知的。

这被证实是麻烦且成本密集的。

发明内容

本发明的一个实施例的目的是提出一种用于驱动虚拟传感器的方法、一种可通过这样的方法来驱动的虚拟传感器以及一种机床，通过该方法/通过该虚拟传感器/在该机床中使得作用到刀架上的力的检测变得容易。

该目的通过一种用于驱动用于确定机床的刀架(Werkzeughalter)、例如机床的主轴(Spindel)的状态的虚拟传感器的方法来实现，该机床包括至少一个刀架和至少一个可固定或被固定在刀架处的刀具(Werkzeug)，通过该刀具可由机器程序的运行(Ablaufen)来加工工件，且该机床具有至少一个包括至少一个传感器件的控制单元，该方法带有如下步骤：

a.检测工件、刀具、刀架和/或至少一个驱动轴的至少一个尤其取决于时间的物体数据、例如材料和/或几何形状；

b.检测工件、刀具、刀架和/或至少一个驱动轴的至少一个取决于时间的空间数据、例如相对于机床的惯性坐标原点的位置和/或定向；

c.检测刀架的至少一个取决于时间的运行数据、例如进给速度、转数或转动速度；和/或检测刀架和/或至少一个驱动轴的至少一个尤其构成力矩的电流强度；

d.通过控制单元的至少一个传感器件检测机器程序的一个或多个步骤的取决于时间的真实的总能量消耗(Gesamt-Energieaufnahme)；以及通过机器程序的虚拟模拟由控制单元基于经检测的物体数据、空间数据和运行数据计算一个或多个步骤的取决于时间的虚拟的总能量消耗；以及

e.至少由取决于时间的真实的总能量消耗和取决于时间的虚拟的总能量消耗的差通过控制单元确定或计算作用在刀架处的径向力。

通过使作用在刀架处的径向力由真实的总能量消耗和虚拟的总能量消耗的差通过控制单元实现，在机床处不设置额外的传感装置。由此，机床可紧凑地且低成本构造。

真实的总能量消耗可通过例如所需要的真实的电功率的简单的检测来确定。

“虚拟”作如下理解，即，为此不使用物理对象或构件，而是基于现存的测量系统和实时模拟实现的计算构成虚拟传感器。

通过根据本发明的方法，在机器程序的执行的任意时刻可检测作用在刀架处的力、尤其径向力。该检测可例如在机器程序变化的情形中实现或实时实现。