[发明专利]用于优化计算机数控机器加工进程生产率的方法

权利要求书

1.一种用于优化至少一台计算机数控机器加工进程的生产率的方法，所述计算机数控机器包括由一个或多个驱动轴移动的至少一个加工工具，所述加工进程被一个给定数控程序所控制，所述给定数控程序定义了用于所述至少一个加工工具的至少一个工具路径，以及沿着所述工具路径的一个路径速度分布，其中所述方法包括：

-与所述给定数控程序所定义的所述路径速度分布相比，迭代地提高沿着所述工具路径的所述路径速度，其中迭代地提高沿着所述工具路径的所述路径速度的实现适当考虑了所述一个或多个驱动轴中的每个驱动轴的相应动力限制，以及适当考虑了由于所述计算机数控机器的加工能力影响所述路径速度的加工极限；

-通过沿着所述工具路径的所述提高的路径速度来适配所述给定数控程序。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述驱动轴的相应动力限制为驱动轴的最大轴速度和最大轴加速度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中迭代地提高沿着所述工具路径的所述路径速度包括最大化沿着所述工具路径的所述路径速度，直到达到所述多个驱动轴中的至少一个驱动轴的所述相应动力限制或者直到达到至少一个所述加工极限。

4.根据权利要求3所述的方法，其中最大化所述路径速度包括：

a)基于实际数控程序加工一个工件，并在所考虑的所述加工进程期间对实时和非实时加工数据进行记录；

b)通过配有所述记录的实时和非实时加工数据的一个数字机器模型来模拟所考虑的所述加工进程，以在所考虑的所述加工进程期间对所述加工工件实现虚拟重新设计；

c)通过将所述虚拟重新设计工件与所述工件的一个计算机辅助设计(CAD)模型实现比较，来确定所述加工工件关于一个预定义质量标准的质量；

d)提高数控程序中沿着所述工具路径的所述路径速度；

e)重复步骤a)至d)，直到所述虚拟重新设计工件超出了用于所述工件质量的所述预定义质量标准，或直到达到所述多个驱动轴中的至少一个驱动轴的相应动力限制，或者直到达到至少所述一个加工极限。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述记录的实时加工数据包括：

-至少一个加工工具的工具路径参数，和/或

-所述计算机数控机器的至少一部分的加工相关力、转矩、压力、扭矩、弯曲、应变、振动、温度和/或能量消耗；

并且其中所述记录的非实时加工数据包括：

-一个数控程序代码和/或数控程序配置数据；和/或

-机器配置数据、驱动器配置数据和/或控制器配置数据；和/或

-所述工件的材料性能；和/或

-在所述加工进程中的用户动作；和/或

-加工工具的配置数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其中：

-所述至少一个加工工具的工具路径参数是：关于至少一个线性或旋转驱动轴的指令和/或实际位置、指令和/或实际速度、指令和/或实际加速度、指令和/或实际冲击、指令和/或实际转矩、指令和/或实际驱动力和/或指令和/或实际驱动电流中的至少一个；

-所述一个数控程序代码和/或数控程序配置数据是：相应的主动数控程序行或数控程序段；

-所述加工工具的配置数据是：工具几何和/或工具特性。

7.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述机器模型是所述计算机数控机器的运动学模型、多体模拟模型或有限元法(FEM)模型。

8.根据权利要求1、2、4、5、6中的任意一项所述的方法，其中所述方法包括提高影响所述路径速度的所述加工极限，以进一步提高沿着所述工具路径的所述路径速度，同时适当考虑所述一个或多个驱动轴的每一个驱动轴的相应动力限制，并适当考虑到所述提高的加工极限。

9.根据权利要求8所述的方法，其中对所述路径速度的所述加工极限的提高包括通过提高能够提高所述加工能力的至少一个加工参数来提高所述加工能力。