WO2018041476A1 - Method and system for the computer-assisted optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece - Google Patents

Method and system for the computer-assisted optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece Download PDF

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WO2018041476A1
WO2018041476A1 PCT/EP2017/068747 EP2017068747W WO2018041476A1 WO 2018041476 A1 WO2018041476 A1 WO 2018041476A1 EP 2017068747 W EP2017068747 W EP 2017068747W WO 2018041476 A1 WO2018041476 A1 WO 2018041476A1
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WO
WIPO (PCT)
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optimization
sequence
control commands
machining
workpiece
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/068747
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German (de)
French (fr)
Inventor
Florian Ulli Wolfgang SCHNÖS
Dirk Hartmann
Birgit OBST
Utz Wever
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G05B19/4069—Simulating machining process on screen

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for computer-optimized optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece with a machining module, which comprises at least one numerically controlled machine tool, which is controlled by a sequence of control commands.
  • NC code numerical control code
  • Process parameters The selection of a production strategy, the detailed implementation of tool paths, a selection of tools and a definition of the process parameters are the responsibility of an NC programmer. Thus, all manufacturing steps and the associated quality of the processing ⁇ process and the workpiece to be produced depends on the level of knowledge and experience of the NC programmer.
  • the NC code can either be written by hand or created using a computer-aided manufacturing program, also known as computer-aided manufacturing CAM software.
  • a computer-aided manufacturing program also known as computer-aided manufacturing CAM software.
  • CAM software For the selection of the tools, the creation of the process parameters and the definition of the production strategy, a lot of manual effort and knowledge is required on the user side.
  • the result of CAM planning largely depends on the experience and knowledge of the user. So this is for example for the selection of the fundamental manufacturing strategy, the Spindle speed, the feed parameters, the return heights, the tools, the delivery, the division in roughing and finishing operations and the coolant options responsible. For their setting, machine, tool and process-specific boundary conditions must be adhered to.
  • One aspect of the invention relates to a method for computer-aided optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece with a machining module, which is characterized in that in a first procedural step the machining process is simulated on the basis of a predetermined workpiece geometry and a sequence of control commands for controlling the machining module. Subsequently, a parameter of the machining process is determined from the resulting simulation result Minim ⁇ least. The at least one parameter is checked against at least one predetermined optimization variable for a machining process of the workpiece with the machining module.
  • the sequence of Steuerbe ⁇ missing is adjusted using a determined deviation between the at least one parameter and the at least one Opti ⁇ m istsucc and the process steps of the simulation, the Befitteins and checking with the adjusted sequence of control commands carried out again. If all optimization criteria are met, the resulting sequence of control commands for producing the workpiece is provided by the processing module.
  • the process described is a digital ⁇ tool chain for the production of workpieces on machine tools, which are numerically controlled via a sequence of control commands expanded. This simplifies and improves the generation of a sequence of control commands, ie NC code.
  • a "resulting sequence” is to be understood as meaning the sequence of control commands used in the first simulation if the method does not detect any deviation from at least one of the optimization variables was adapted and immediately following iteration results in no deviate ⁇ monitoring of at least one optimization size.
  • the rich He ⁇ the number of maximum iterations for example, can be output.
  • the resulting sequence of control commands can either be provided for the production of the workpiece as in method step e) or an indication of the termination criterion can be provided.
  • control commands for example, control commands for STEU ⁇ augmentation of a numerical control of machines, in particular machine tools understood, for example, be present as program code and vice in the working or movement sequences be set.
  • NC code is used synonymously.
  • computer-aided can-making in connection with the inventions, for example, be an implementation of the method ver ⁇ stood, in which in particular a microprocessor performs at least one step of the method.
  • processing module is to be understood least a machine tool, an arrangement of at controlled by min ⁇ least a numerical control.
  • a “parameter of the machining process” is at ⁇ play, a processing time of the workpiece surface quality, a top or understood to be a dimensional accuracy of the geometry of the workpiece or a degree of loading of the machine tools and the tools contained in the processing module.
  • the terms "perform,””compute,””compute,””compute,””determine,””generate,””configure,””reconstruct,””simulate,” and the like. preferably on actions and / or processes
  • the at least one optimization are input variable and / or at least one boundary condition of the machining process, for example before tion passage Simulationsbe ⁇ beginning or after checking the characteristic size in a simulation.
  • Optimization criteria may refer, for example, to the dimensional accuracy and / or surface quality of the workpiece or, for example, to a production time of the workpiece or to a tool life
  • a optimization variable is a value, in particular a numerical value, based on an optimization criterion.
  • the adaptation of the sequence of control commands takes place while maintaining the predetermined boundary conditions.
  • Optimization criteria that are not being as optimization variable ⁇ selected may be limited in the form of boundary conditions.
  • a user could, for example, specify as Opti ⁇ m istsschreib a numerical value for the lifetime of the processing module or of the associated tools or at least one machine tool as the optimization criterion and preset as a boundary condition, a maximum processing time.
  • the simulation is carried out using operative relationships for the machine tools contained in the processing module, operative relationships for the tools used and operative relationships for the machining process.
  • Such an operative relationship of a machine tool can be, for example, the influence that a specific embodiment of a machine tool has on the guidance of a tool the machining of a specific workpiece blank has.
  • the operative relationship between a robot arm as a guide of a milling tool and a semifinished material differs, for example, the operative relationship of a conventional milling machine and the same semi-finished material in the tool ⁇ path of the milling tool.
  • Effect relationships are also known as Mo ⁇ delle, such as a machine tool model or work ⁇ convincing model or process model.
  • the effects are provided by a central database.
  • a "machine tool” is to be understood with tools in particular a machine for the production of workpieces.
  • a robot in particular understood to be a Industriero ⁇ boter leading a tool for machining a workpiece.
  • cause-effect relationships to be determined using measured values from previous baysprozes ⁇ sen. This makes it possible to record instead of ⁇ found contexts in the previous processing and to take into account in the next Simu ⁇ lations trimgang. But it can be applies also determined effect relationships after completion of the entire editing process ⁇ and comparable for subsequent machining processes. Interdependencies can be determined, for example, by measuring the workpiece.
  • action relationships are determined on the basis of information about the state of the processing module that is detected during the processing of the workpiece.
  • the measured values are determined by additional sensors in the processing module.
  • additional sensors can in particular also be mounted spatially at particularly relevant positions of the processing module.
  • existing causal relationships are compared and updated with the ascertained functional relationships.
  • the determined causal relationships are used for decision-making about the optimization process, in particular when checking the optimization variables.
  • a further variant of the present invention relates to a system for computer-aided optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece with a numerical control unit, an optimization unit and a machining module.
  • the numerical control unit is adapted on the basis of a sequence of control commands a machining process of a processing module to steu ⁇ s.
  • the optimization unit is adapted to perform a) simulation of the machining process, based on a specified differently surrounded workpiece geometry and a sequence of control commands,
  • the processing module comprises at least one machine tool that performs the processing of the workpiece based on the resulting sequence of control commands.
  • the system is connected to a central database and the system is designed such, operative relationships for in the processing module contained machine tools, knits for the tools used and Wirkzusammenschitz the passspro ⁇ zesses of the database to receive.
  • the processing module to sensors detect the measurement values of the passspro ⁇ zesses and provide the optimization unit and / or the As ⁇ tenbank.
  • One aspect of the present invention relates to a computer program product that is directly loadable into a memory of a digital processor and includes program code portions that are adapted to perform the described method.
  • Figure 1 shows an embodiment of an inventive
  • Figure 2 shows an embodiment of the invention sys tems in a schematic representation
  • FIG. 3 shows an exemplary information flow of the method according to the invention in a schematic representation.
  • 1 now illustrates an exemplary sequence of the process.
  • the initial state 10 is a first version of a Se acid sequence of control commands and information about the geometry of the manufactured workpiece before.
  • the tool path ie the path with which the tool is guided during machining, is specified by the sequence of the control commands.
  • general information about a tool path, about process parameters and about the clamping position can be given.
  • step 11 is now a simulation of the machining process, in particular a machine tool and Pro ⁇ zess simulated by means of the predetermined sequence of control commands and the workpiece geometry.
  • At least one parameter of the machining process is determined in step 12 from the Simula ⁇ tion result.
  • a characteristic size refers for example to a required for machining ⁇ tung working, a surface quality of the workpiece, a resulting workpiece geometry or a load contained in the processing module tool ⁇ machinery and tools used.
  • the at least one characteristic to at least a predetermined optimization ⁇ approximate size is then checked for the machining process in process step. 13
  • the dimensional accuracy of the workpiece, the surface quality, the production time or the tool life of tools can be used as optimization criteria.
  • the optimization variables are one or more values that are predefined for at least one of the optimization criteria.
  • a user can also specify or change one or more optimization criteria or optimization variables, for example, before the entire optimization procedure or between individual optimization steps. Optimization criteria, for which no optimization variable has been selected can be selected as constraints and restricted.
  • the sequence of control commands is adjusted using the deviation determined in the method step Ver ⁇ fourteenth
  • the machine tool and process behavior is simulated again.
  • the key figures are used for the next iteration of the optimization process by the work ⁇ convincing path is adjusted based on empirical effect relationships.
  • the optimization is finished as soon as all optimization variables are reached in compliance with the boundary conditions or as soon as a predefined number of iteration steps has been exceeded.
  • the resulting sequence of control commands is then provided in step 15 for the manufacture of the work piece ⁇ by the processing module.
  • At least one optimization variable but also several optimization variables can be specified.
  • one or more boundary conditions can also be fixed in the optimization process or specified as required.
  • FIG. 2 shows by way of example a system 50 for optimizing a numerically controlled machining process.
  • the system includes a numerical control unit 51, a Optim michsmo- dul 52 and a processing module 53.
  • the numerical control ⁇ unit 51 that is, the sequence of control commands controls an editing process of the baysmo ⁇ duls 53 based on the NC codes.
  • This numerical control unit may be part ei ⁇ ner or several machine tools or a central controller for all used in the process module tool ⁇ machine.
  • An input and output unit 59 is connected to the integrated Optimtechniksein ⁇ 53rd For example, a first version of the NC code can be entered or read in via this input / output unit 59.
  • At least one optimization variable and / or one or more boundary conditions which are to be maintained during the machining process are input via the input / output unit 59.
  • messages from the optimization unit 52 can be output at the input / output unit 59. For example, a message indicating that the maximum number of iteration steps has been reached and further ⁇ a deviation be- see the determined parameters and the predetermined optimization variables or constraints present.
  • the optimization unit 52 has a simulation unit 60, a comparison unit 61 and an adaptation unit 62.
  • the simulation unit is designed in this case to carry out the simulation of the machining process on the basis of the desired workpiece geometry, the sequence of control commands and the use of interactive relationships.
  • the at least one parameter is also determined by an evaluation of the simulation result and this parameter or parameters compared to the predetermined or set optimization variables.
  • the interactions that are often referred to as models, and there is a work ⁇ generating machine, a tool and process behavior itself, are necessary for the simulation.
  • This information can be read, for example, from a central database 54.
  • the machine manufacturer provides machine models determined experimentally or simulatively, which describe, for example, the dynamic compliance behavior.
  • performance data and a kinematic model of the machine tool are stored in these models.
  • information is stored in the database 54 on the basis of measured values from previous machining processes and made available for the simulation.
  • the processing module 53 comprises two machine tools 70, 71, which are guided respectively by control instructions from egg ⁇ ne numerical control.
  • This machine tool 70 comprises sensors 56, 57, the machine tool 71 detect a Sen ⁇ sor 58 which specifically relevant for the manufacturing process parameters of the processing module 53, and examples play, via a machine interface 55 provide the Opti ⁇ m iststechnik 52nd.
  • sensors for measuring the process forces, the acceleration at selected points of the machine tool structure and the relative position between the workpiece and the tool are of particular interest.
  • the state of the machining module can also be read out via a machine interface 55 of the CNC control during machining of a workpiece.
  • the information determined from the current machining process can be provided via the machine interface 55 of the optimization unit 52 and in particular the Simulationsein ⁇ standardized 60 which matches the existing models and effect relationships with the current data from the manufacturing or updated, and for example, a ⁇ n ⁇ determination of the NC code and, for example, via an interface 63 to the processing module 53 provides.
  • This feedback can be used to calibrate the NC code during regular production.
  • the time to compile the code can be shortened and adapted for example for the herstel ⁇ development of small quantities of various products.
  • the processing module 53, the optimization unit 52, the loading ⁇ processing module 53, as well as the numerical control 51 and the input / output unit 59 may be configured as a se- parate physical units in various ways.
  • FIG. 3 shows an exemplary information flow during the process.
  • the process extends the digital tool chain for the production of workpieces, for example on NC-controlled machine tools.
  • the geometry of a workpiece 101 onsvon designed in a computer-protected constructive workpiece is transferred to a computerun ⁇ terconstitutedes production tool 102nd
  • the computer-aided manufacturing system 102 is supplemented by a simulation 119 of the machine tools and the process parameters.
  • the resulting optimized NC code is provided to the processing module 104.
  • predefined or custom optimization variables 103 are entered for optimization ⁇ approximately criteria and boundary conditions are respected in the optimization.
  • additional information 125 such as estimated machine or tool life is output.
  • the simulation 119 returns the result 124 already key figures, such as machining ⁇ -up time 121, 122 surface quality, workpiece geometry 123, and for example, the load of machines and work ⁇ testify 120th
  • the centra ⁇ le database can be configured as a cloud service.
  • the operative relationships of the machine tools 113 used have mostly been determined experimentally or simulatively by the manufacturer or supplier and can be provided in the database 112.
  • performance as well as a kinematic model of the horrma ⁇ machine are stored in these models.
  • the tool manufacturer and the semi-finished parts manufacturer provide process-relevant data records, such as tool geometry 114 and specific cutting parameters 115.
  • semi-finished product is meant the raw material from which the workpiece is to be manufactured.
  • the operative relationships can be determined and refined via workpiece measurements 109, which are determined on the manufactured workpiece after its production or via online measurements by additional sensors in the machine tools.
  • workpiece measurements 109 which are determined on the manufactured workpiece after its production or via online measurements by additional sensors in the machine tools.
  • a measurement of the process forces 108, the acceleration 106 at selected points of the machine structure and the relative position between the workpiece and the tool 107 is of interest.
  • the state of the machining module is read out during machining via a machine interface 105 of the NC controller.
  • This state of the machining module includes, for example, the position and Geschwin ⁇ speed signals of the kinematic axes, the spindle speed, the temperature of individual components and information on the use of cooling lubricants.
  • a workpiece measurement 109 is used to record further information about the achieved surface quality and dimensional accuracy of the workpiece.
  • the described information 111 is used to compare the model parameters or the functional relationships 112 and as a database for decision-making for the optimization process.
  • Knowledge of machine, tool and process behavior also lays the foundation for the estimation of tool life and the lifetime of machine components 125, which may be provided as output parameters to the user.
  • the method and system allows automated opti mized ⁇ NC code for controlling machine tools and the production of workpieces to produce on the basis of Maschinen Anlagengeome ⁇ trie. The necessary knowledge on the part of the user is eliminated for the generation of the NC code.
  • the generation of the NC code can be actively influenced and adapted to the respective requirements.
  • the automated Op ⁇ optimization of the necessary time required for CAM design can be reduced.
  • the costs can be reduced during the production of the workpieces.
  • the service life of components and tool life of tools can be estimated by continuous planning of machine and tool use.

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Abstract

The invention relates to a method for the computer-assisted optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece using a machining module. The method is characterized in that in a first step, the machining process is simulated (11) using a specified workpiece geometry and a sequence of control commands for controlling the machining module. Using the resulting simulation result, at least one characteristic variable of the machining process is then ascertained (12). The at least one characteristic variable is checked (13) with respect to at least one specified optimization variable for a machining process of the workpiece using the machining module. If a deviation from at least one optimization variable is ascertained during the check, the sequence of control commands are adapted (14) using an ascertained deviation between the at least one characteristic variable and the at least one optimization variable, and the simulating (11), ascertaining (12), and checking (13) steps are carried out again using the adapted sequence of control commands. If all optimization criteria are satisfied, the resulting sequence of control commands is provided (15) in order to produce the workpiece using the machining module. The aforementioned method expands a digital tool chain for manufacturing workpieces on machine tools which are numerically controlled using a sequence of control commands, thereby simplifying and improving the production of a sequence of control commands, i.e. NC code.

Description

Beschreibung description
Verfahren und System zum rechnergestützten Optimieren eines numerisch gesteuerten Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks Method and system for computer-aided optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum rechnergestützten Optimieren eines numerisch gesteuerten Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks mit einem Bearbeitungsmodul, das mindestens eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine um- fasst, die über eine Sequenz von Steuerbefehlen gesteuert wird . The invention relates to a method and a system for computer-optimized optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece with a machining module, which comprises at least one numerically controlled machine tool, which is controlled by a sequence of control commands.
Für eine Fertigung von Werkstücken auf Werkzeugmaschinen, die über eine Sequenz von Steuerbefehlen einer numerischen Steue- rung betrieben werden, muss anhand einer Soll-Geometrie des gewünschten Werkstücks eine Sequenz von Steuerbefehlen, die auch als Numerical Control Code oder NC-Code bezeichnet wird, erstellt werden. Dieser NC-Code ist für die Steuerung der Werkzeugmaschine verantwortlich und enthält Informationen über die zu verwendenden Werkzeuge, einen Werkzeugpfad undFor manufacturing workpieces on machine tools which are operated via a sequence of control commands from a numerical control, a sequence of control commands, which is also referred to as numerical control code or NC code, must be created based on a desired geometry of the desired workpiece become. This NC code is responsible for the control of the machine tool and contains information about the tools to be used, a tool path and
Prozessparameter. Die Auswahl einer Fertigungsstrategie, die detaillierte Umsetzung von Werkzeugbahnen, eine Auswahl der Werkzeuge und eine Festlegung der Prozessparameter obliegen dabei einem NC-Programmierer . Damit sind alle Fertigungs- schritte und die damit verbundene Qualität des Bearbeitungs¬ prozesses und des zu fertigenden Werkstücks abhängig vom Kenntnisstand und der Erfahrung des NC-Programmierers . Process parameters. The selection of a production strategy, the detailed implementation of tool paths, a selection of tools and a definition of the process parameters are the responsibility of an NC programmer. Thus, all manufacturing steps and the associated quality of the processing ¬ process and the workpiece to be produced depends on the level of knowledge and experience of the NC programmer.
Der NC-Code kann herkömmlicherweise entweder von Hand ge- schrieben oder mit Hilfe eines computergestützten Herstellungsprogramms, auch als Computer-Aided-Manufacturing CAM - Software bezeichnet, erstellt werden. Für die Auswahl der Werkzeuge, die Erstellung der Prozessparameter und die Festlegung der Fertigungsstrategie ist dabei viel manueller Auf- wand und Wissen auf Anwenderseite notwendig. Das Ergebnis der CAM-Planung hängt dabei in großem Maße von der Erfahrung und dem Wissen des Anwenders ab. So ist dieser beispielsweise für die Auswahl der grundsätzlichen Fertigungsstrategie, der Spindeldrehzahl, den Vorschubparametern, der Rückzughöhen, der Werkzeuge, der Zustellung, der Aufteilung in Schrupp- und Schlichtoperationen und der Kühlmitteloptionen verantwortlich. Für deren Einstellung müssen Maschinen-, Werkzeug- und Prozess-spezifische Randbedingungen eingehalten werden. Die Einhaltung dieser Randbedingungen muss händisch auf Grundlage der Erfahrung des Anwenders, der Angaben der Maschinen- oder Werkzeughersteller, der Werkzeugspezifikationen und der Anforderungen an den Fertigungsprozess eingehalten werden. Die hohe Anzahl der Freiheitsgrade, die hohe Anzahl der Randbe¬ dingungen und oft nur qualitativ vorliegende Optimierungszie¬ le erschweren dabei die Erzeugung des NC-Codes. Die Auswirkungen der Fertigungsschritte auf die Standzeit der Werkzeuge und die Lebensdauer von Maschinenkomponenten wird nach dem Stand der Technik nicht in einer CAM-Softwareumgebung berücksichtigt . Conventionally, the NC code can either be written by hand or created using a computer-aided manufacturing program, also known as computer-aided manufacturing CAM software. For the selection of the tools, the creation of the process parameters and the definition of the production strategy, a lot of manual effort and knowledge is required on the user side. The result of CAM planning largely depends on the experience and knowledge of the user. So this is for example for the selection of the fundamental manufacturing strategy, the Spindle speed, the feed parameters, the return heights, the tools, the delivery, the division in roughing and finishing operations and the coolant options responsible. For their setting, machine, tool and process-specific boundary conditions must be adhered to. Compliance with these boundary conditions must be maintained manually based on the experience of the user, the specifications of the machine or tool manufacturer, the tool specifications and the requirements of the manufacturing process. The high number of degrees of freedom, the high number of Randbe ¬ conditions and often only qualitatively present optimization zie ¬ le complicate the generation of the NC code. The effects of manufacturing steps on tool life and machine component life are not considered in the CAM software environment in the prior art.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren sowie ein System zu schaffen, welches die Erzeugung eines op- timierten NC-Programms ermöglicht. It is the object of the present invention to provide a method and a system which enables the generation of an optimized NC program.
Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dargestellt. The object is achieved by the measures described in the independent claims. In the dependent claims advantageous developments of the invention are shown.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum rechnergestützten Optimieren eines numerisch gesteuerten Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks mit einem Bearbeitungsmodul, das sich dadurch auszeichnet, dass in einem ersten Verfah- rensschritt der Bearbeitungsprozess anhand einer vorgegebenen Werkstückgeometrie und einer Sequenz von Steuerbefehlen zur Steuerung des Bearbeitungsmoduls simuliert wird. Nachfolgend wird anhand des resultierenden Simulationsergebnisses mindes¬ tens eine Kenngröße des Bearbeitungsprozesses ermittelt. Die mindestens eine Kenngröße wird gegenüber mindestens einer vorgegebener Optimierungsgröße für einen Bearbeitungsprozess des Werkstücks mit dem Bearbeitungsmodul überprüft. Falls bei der Überprüfung eine Abweichung von mindestens einer Optimie- rungsgröße festgestellt wird, wird die Sequenz von Steuerbe¬ fehlen unter Verwendung einer ermittelten Abweichung zwischen der mindestens einen Kenngröße und der mindestens einen Opti¬ mierungsgröße angepasst und die Verfahrensschritte der Simu- lation, des Ermitteins und des Überprüfens mit der abgepass- ten Sequenz von Steuerbefehlen erneut durchgeführt. Falls al¬ le Optimierungskriterien erfüllt sind, wird die resultierende Sequenz von Steuerbefehlen zur Herstellung des Werkstücks durch das Bearbeitungsmodul bereitgestellt. One aspect of the invention relates to a method for computer-aided optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece with a machining module, which is characterized in that in a first procedural step the machining process is simulated on the basis of a predetermined workpiece geometry and a sequence of control commands for controlling the machining module. Subsequently, a parameter of the machining process is determined from the resulting simulation result Minim ¬ least. The at least one parameter is checked against at least one predetermined optimization variable for a machining process of the workpiece with the machining module. If the check reveals a deviation from at least one optimization is determined size, the sequence of Steuerbe ¬ missing is adjusted using a determined deviation between the at least one parameter and the at least one Opti ¬ mierungsgröße and the process steps of the simulation, the Befitteins and checking with the adjusted sequence of control commands carried out again. If all optimization criteria are met, the resulting sequence of control commands for producing the workpiece is provided by the processing module.
Durch das beschriebene Verfahren wird eine digitale Werkzeug¬ kette zur Fertigung von Werkstücken auf Werkzeugmaschinen, die über eine Sequenz von Steuerbefehlen numerisch gesteuert sind, erweitert. Dies vereinfacht und verbessert die Erzeu- gung von einer Sequenz von Steuerbefehlen, d.h. NC-Code. The process described is a digital ¬ tool chain for the production of workpieces on machine tools, which are numerically controlled via a sequence of control commands expanded. This simplifies and improves the generation of a sequence of control commands, ie NC code.
Unter einer „resultierenden Sequenz" ist einerseits die bei der ersten Simulation verwendete Sequenz von Steuerbefehlen zu verstehen, falls das Verfahren keine Abweichung von min- destens einer der Optimierungsgrößen feststellt. Andererseits ist als resultierende Sequenz von Steuerbefehlen die Sequenz zu verstehen, die in einem Iterationsschritt angepasst wurde und im direkt darauffolgenden Iterationsschritt keine Abwei¬ chung von mindestens einer Optimierungsgröße ergibt. On the one hand, a "resulting sequence" is to be understood as meaning the sequence of control commands used in the first simulation if the method does not detect any deviation from at least one of the optimization variables was adapted and immediately following iteration results in no deviate ¬ monitoring of at least one optimization size.
Ist eine vorgegebene maximale Anzahl von Iterationsschritten erreicht, wird keine weitere Simulation durchgeführt. Das Er¬ reichen der Anzahl von maximalen Iterationen kann beispielsweise ausgegeben werden. Die resultierende Sequenz von Steu- erbefehlen kann entweder wie im Verfahrensschritt e) zur Herstellung des Werkstücks bereitgestellt oder aber ein Hinweis auf das Abbruchkriterium bereitgestellt werden. If a predefined maximum number of iteration steps has been reached, no further simulation is carried out. The rich He ¬ the number of maximum iterations for example, can be output. The resulting sequence of control commands can either be provided for the production of the workpiece as in method step e) or an indication of the termination criterion can be provided.
Unter einer „Sequenz von Steuerbefehlen" werden im Zusammen- hang mit der Erfindung beispielsweise Steuerbefehle zur Steu¬ erung einer Numerischen Steuerung von Maschinen, insbesondere Werkzeugmaschinen verstanden, die beispielsweise als Programmcode vorliegen und in Arbeits- bzw. Bewegungsabläufe um- gesetzt werden. Im Weiteren wird gleichbedeutend der Ausdruck NC-Code verwendet. A "sequence of control commands" will hang in connection with the invention, for example, control commands for STEU ¬ augmentation of a numerical control of machines, in particular machine tools understood, for example, be present as program code and vice in the working or movement sequences be set. In addition, the term NC code is used synonymously.
Unter „rechnergestützt" kann im Zusammenhang mit der Erfin- dung beispielsweise eine Implementierung des Verfahrens ver¬ standen werden, bei dem insbesondere ein Mikroprozessor mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt. The term "computer-aided" can-making in connection with the inventions, for example, be an implementation of the method ver ¬ stood, in which in particular a microprocessor performs at least one step of the method.
Unter einem „Bearbeitungsmodul" ist eine Anordnung von min- destens einer Werkzeugmaschine zu verstehen, die durch min¬ destens eine Numerische Steuerung gesteuert wird. The term "processing module" is to be understood least a machine tool, an arrangement of at controlled by min ¬ least a numerical control.
Unter einer „Kenngröße des Bearbeitungsprozesses" ist bei¬ spielsweise eine Bearbeitungszeit des Werkstücks, eine Ober- flächenqualität oder eine Maßhaltigkeit der Geometrie des Werkstücks oder auch ein Grad an Belastung der im Bearbeitungsmodul enthaltenen Werkzeugmaschinen und Werkzeuge zu verstehen . Soweit es in der nachfolgenden Beschreibung nicht anders angegeben ist, beziehen sich die Begriffe „Durchführen", „Berechnen", „rechnergestützt", „Rechnen", „Feststellen", „Generieren", „Konfigurieren", „Rekonstruieren", „Simulieren" und dergl . , vorzugsweise auf Handlungen und/oder Prozesse A "parameter of the machining process" is at ¬ play, a processing time of the workpiece surface quality, a top or understood to be a dimensional accuracy of the geometry of the workpiece or a degree of loading of the machine tools and the tools contained in the processing module. As far as it is not in the following description otherwise, the terms "perform,""compute,""compute,""compute,""determine,""generate,""configure,""reconstruct,""simulate," and the like. , preferably on actions and / or processes
und/oder Verarbeitungsschritte, die Daten verändern und/oder erzeugen und/oder die Daten in andere Daten überführen, wobei die Daten insbesondere als physikalische Größen dargestellt werden oder vorliegen können, beispielsweise als elektrische Impulse. Insbesondere sollte der Ausdruck „Computer" mög- liehst weit ausgelegt werden, um insbesondere alle elektroni¬ schen Geräten mit Datenverarbeitungseigenschaften abzudecken. Computer können insbesondere somit beispielsweise Personal Computer, Server, Handheld-Computer-Systeme, Pocket-PC-Gerä- te, Mobilfunkgeräte und andere Kommunikationsgeräte, die rechnergestützt Daten verarbeiten können, Prozessoren und andere elektronische Geräte zur Datenverarbeitung sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die mindestens eine Optimierungsgröße und/oder mindestens eine Randbedingung des Bearbeitungsprozesses, beispielsweise vor Simulationsbe¬ ginn oder nach dem Überprüfen der Kenngröße in einem Simula- tionsdurchgang, eingegeben. and / or processing steps that modify and / or generate data and / or convert the data into other data, wherein the data may be represented or may be present in particular as physical quantities, for example as electrical impulses. In particular, the term "computer" should be possible liehst broadly interpreted to cover in particular all electronic ¬ rule devices with data processing properties. Computers can in particular thus for example, personal computers, servers, handheld computer systems, Pocket PC device-te, mobile devices and other communication devices capable of processing data by computer, processors and other electronic data processing equipment. In an advantageous embodiment, the at least one optimization are input variable and / or at least one boundary condition of the machining process, for example before tion passage Simulationsbe ¬ beginning or after checking the characteristic size in a simulation.
„Optimierungskriterien" können sich beispielsweise auf die Maßhaltigkeit und/oder Oberflächenqualität des Werkstücks oder beispielsweise eine Fertigungszeit des Werkstücks oder eine Standzeit der Werkzeuge beziehen. Eine Optimierungsgröße ist ein Wert, insbesondere ein numerischer Wert, bezogen auf ein Optimierungskriterium. "Optimization criteria" may refer, for example, to the dimensional accuracy and / or surface quality of the workpiece or, for example, to a production time of the workpiece or to a tool life A optimization variable is a value, in particular a numerical value, based on an optimization criterion.
Dies ermöglicht eine flexible Optimierung des Bearbeitungs- prozesses auf unterschiedliche Optimierungsgrößen. This allows a flexible optimization of the processing process to different optimization sizes.
In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Anpassung der Sequenz von Steuerbefehlen unter Einhaltung der vorgegebenen Randbedingungen. In an advantageous embodiment, the adaptation of the sequence of control commands takes place while maintaining the predetermined boundary conditions.
Optimierungskriterien, die nicht als Optimierungsgröße ausge¬ wählt werden, können in Form von Randbedingungen eingeschränkt werden. Ein Anwender könnte beispielsweise als Opti¬ mierungsgröße einen numerischen Wert für die Standzeit des Bearbeitungsmoduls oder eines der enthaltenen Werkzeuge oder mindestens einer Werkzeugmaschinen als Optimierungskriterium vorgeben und als Randbedingung eine maximalen Bearbeitungszeit vorgeben. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Simulation unter Verwendung von Wirkzusammenhängen für die im Bearbeitungsmodul enthaltenen Werkzeugmaschinen, Wirkzusammenhänge für die verwendeten Werkzeuge und Wirkzusammenhänge für den Bearbeitungsprozess durchgeführt . Optimization criteria that are not being as optimization variable ¬ selected may be limited in the form of boundary conditions. A user could, for example, specify as Opti ¬ mierungsgröße a numerical value for the lifetime of the processing module or of the associated tools or at least one machine tool as the optimization criterion and preset as a boundary condition, a maximum processing time. In an advantageous embodiment, the simulation is carried out using operative relationships for the machine tools contained in the processing module, operative relationships for the tools used and operative relationships for the machining process.
Ein solcher Wirkzusammenhang einer Werkzeugmaschine kann beispielsweise der Einfluss sein, den eine bestimmte Ausführung einer Werkzeugmaschine auf die Führung eines Werkzeugs bei der Bearbeitung eines bestimmten Werkstückrohlings hat. Der Wirkzusammenhang zwischen einem Roboterarm als Führung eines Fräswerkzeugs und einem Halbzeugmaterial unterscheidet sich beispielsweise vom Wirkzusammenhang einer konventionellen Fräsmaschine und dem gleichen Halbzeugmaterial im Werkzeug¬ pfad des Fräswerkzeugs. Wirkzusammenhänge werden auch als Mo¬ delle, beispielsweise als Werkzeugmaschinenmodell oder Werk¬ zeugmodell oder Prozessmodell bezeichnet. In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Wirkzusammenhänge von einer zentralen Datenbank bereitgestellt. Such an operative relationship of a machine tool can be, for example, the influence that a specific embodiment of a machine tool has on the guidance of a tool the machining of a specific workpiece blank has. The operative relationship between a robot arm as a guide of a milling tool and a semifinished material differs, for example, the operative relationship of a conventional milling machine and the same semi-finished material in the tool ¬ path of the milling tool. Effect relationships are also known as Mo ¬ delle, such as a machine tool model or work ¬ convincing model or process model. In an advantageous embodiment, the effects are provided by a central database.
Dies ermöglicht es, Wirkzusammenhänge aus vorangegangenen Be¬ arbeitungsprozessen für eine spätere Optimierung des gleichen Bearbeitungsprozesses wiederzuverwenden . Des Weiteren können Wirkzusammenhänge, die an einer Werkzeugmaschine ermittelt wurden von anderen Werkzeugmaschinen des gleichen Typs verwendet werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Wirkzusammenhänge von Lieferanten der Werkzeugmaschinen und Werkzeuge bereitgestellt . This makes it possible to reuse effect relationships from previous Be ¬ processing processes for subsequent optimization of the same machining process. Furthermore, knits that have been detected on a machine tool can be used by other machine tools of the same type. In an advantageous embodiment, the interactions of the suppliers of machine tools and tools are provided.
Dies hat den Vorteil, dass Lieferanten wie beispielsweise Ma- schinenherstellern Maschinenmodelle experimentell oder simu- lativ ermitteln und somit in den meisten Fällen verfügbar sind. Solche Werkzeugmaschinenmodelle bzw. Wirkzusammenhänge beschreiben beispielsweise das dynamische Nachgiebigkeitsverhalten einer Werkzeugmaschine. This has the advantage that suppliers such as machine manufacturers can determine machine models experimentally or simul- taneously and thus are available in most cases. Such machine tool models or operative relationships describe, for example, the dynamic compliance behavior of a machine tool.
Unter einer „Werkzeugmaschine" ist insbesondere eine Maschine zur Fertigung von Werkstücken mit Werkzeugen zu verstehen. Darunter ist auch ein Roboter, insbesondere ein Industriero¬ boter zu verstehen, der ein Werkzeug zur Bearbeitung eines Werkstücks führt. In einer vorteilhaften Ausführungsform werden Wirkzusammenhänge anhand von Messwerte aus vorherigen Bearbeitungsprozes¬ sen ermittelt. Dies ermöglicht es, im vorherigen Bearbeitungsprozess statt¬ gefundene Wirkzusammenhänge zu erfassen und im nächsten Simu¬ lationsdurchgang zu berücksichtigen. Es können aber auch Wirkzusammenhänge nach Abschluss des gesamten Bearbeitungs¬ vorgangs ermittelt und für spätere Bearbeitungsprozesse ver- wendet werden. Wirkzusammenhänge können beispielsweise durch Vermessung des Werkstücks ermittelt werden. A "machine tool" is to be understood with tools in particular a machine for the production of workpieces. Among them is a robot, in particular understood to be a Industriero ¬ boter leading a tool for machining a workpiece. In an advantageous embodiment of cause-effect relationships to be determined using measured values from previous Bearbeitungsprozes ¬ sen. This makes it possible to record instead of ¬ found contexts in the previous processing and to take into account in the next Simu ¬ lationsdurchgang. But it can be applies also determined effect relationships after completion of the entire editing process ¬ and comparable for subsequent machining processes. Interdependencies can be determined, for example, by measuring the workpiece.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden Wirkzusammenhänge anhand von Information über den Zustand des Be- arbeitungsmoduls , die während der Bearbeitung des Werkstücks erfasst wird, ermittelt. In a further advantageous embodiment, action relationships are determined on the basis of information about the state of the processing module that is detected during the processing of the workpiece.
Dies erlaubt eine direkte Rückkopplung von erfassten Wirkzu¬ sammenhängen auf den Bearbeitungsprozess. Dadurch kann der Zeitaufwand für die Optimierung reduziert werden. This allows a direct feedback of detected Wirkzu ¬ sammenhängen on the machining process. This can reduce the time required for optimization.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Messwerte durch zusätzliche Sensoren im Bearbeitungsmodul ermittelt. Durch zusätzliche Sensoren können insbesondere kritische Pa¬ rameter oder Parameter mit großem Einfluss auf den Bearbeitungsprozess erfasst werden. Solche zusätzlichen Sensoren können insbesondere auch räumlich an besonders relevanten Positionen des Bearbeitungsmoduls angebracht werden. In an advantageous embodiment, the measured values are determined by additional sensors in the processing module. Especially critical Pa ¬ parameters or parameters can be captured with great influence on the machining process by additional sensors. Such additional sensors can in particular also be mounted spatially at particularly relevant positions of the processing module.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden vorhandene Wirkzusammenhänge mit den ermittelten Wirkzusammenhängen abgeglichen und aktualisiert. Damit kann eine kontinuierliche Optimierung der Wirkzusammenhänge zwischen aufeinanderfolgenden Bearbeitungsprozessen oder auch innerhalb eines betrachteten Bearbeitungsprozesses erreicht werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die ermittelten Wirkzusammenhänge zur Entscheidungsfindung über den Optimie- rungsprozess , insbesondere bei der Überprüfung der Optimie- rungsgrößen, eingesetzt. In an advantageous embodiment, existing causal relationships are compared and updated with the ascertained functional relationships. Thus, a continuous optimization of the interaction between successive machining processes or within a considered machining process can be achieved. In an advantageous embodiment, the determined causal relationships are used for decision-making about the optimization process, in particular when checking the optimization variables.
Eine weitere Variante der vorliegenden Erfindung betrifft ein System zum rechnergestützten Optimieren eines numerisch gesteuerten Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks mit einer numerischen Steuerungseinheit, einer Optimierungseinheit und einem Bearbeitungsmodul. Die numerische Steuereinheit ist derart ausgebildet, anhand einer Sequenz von Steuerbefehlen einen Bearbeitungsprozess eines Bearbeitungsmoduls zu steu¬ ern. Die Optimierungseinheit ist derart ausgebildet, eine a) Simulation des Bearbeitungsprozesses anhand einer vorgege¬ benen Werkstückgeometrie und einer Sequenz von Steuerbefehlen durchzuführen, A further variant of the present invention relates to a system for computer-aided optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece with a numerical control unit, an optimization unit and a machining module. The numerical control unit is adapted on the basis of a sequence of control commands a machining process of a processing module to steu ¬ s. The optimization unit is adapted to perform a) simulation of the machining process, based on a specified differently surrounded workpiece geometry and a sequence of control commands,
b) mindestens eine Kenngröße des Bearbeitungsprozesses anhand eines Simulationsergebnisses zu ermitteln, b) to determine at least one parameter of the machining process based on a simulation result,
c) die mindestens eine Kenngröße gegenüber mindestens einer vorgegebenen Optimierungsgröße für den Bearbeitungsprozess zu überprüfen, c) to check the at least one parameter relative to at least one predetermined optimization variable for the machining process,
d) falls bei der Überprüfung eine Abweichung zwischen der mindestens einen Kenngröße und der mindestens einen Optimie- rungsgröße festgestellt wird, die Sequenz von Steuerbefehlen unter Verwendung einer ermittelten Abweichung anzupassen, und die Verfahrensschritte a) bis c) mit der angepassten Sequenz von Steuerbefehlen durchzuführen d) if during the check a deviation between the at least one parameter and the at least one optimization variable is determined, adjust the sequence of control commands using a determined deviation, and perform the steps a) to c) with the adjusted sequence of control commands
e) falls alle Optimierungskriterien erfüllt sind, die Sequenz von Steuerbefehlen zur Herstellung des Werkstücks durch dase) if all optimization criteria are met, the sequence of control commands for manufacturing the workpiece by the
Bearbeitungssystem bereitzustellen, durchzuführen. Das Bearbeitungsmodul umfasst mindestens eine Werkzeugmaschine, die anhand der resultierenden Sequenz von Steuerbefehlen die Bearbeitung des Werkstücks durchführt. Provide processing system to perform. The processing module comprises at least one machine tool that performs the processing of the workpiece based on the resulting sequence of control commands.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das System mit einer zentralen Datenbank verbunden und das System ist derart ausgebildet, Wirkzusammenhänge für die im Bearbeitungsmodul enthaltenen Werkzeugmaschinen, Wirkzusammenhänge für die verwendeten Werkzeuge und Wirkzusammenhänge des Bearbeitungspro¬ zesses von der Datenbank zu empfangen. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Bearbeitungsmodul Sensoren auf, die Messwerte des Bearbeitungspro¬ zesses ermitteln und der Optimierungseinheit und/oder der Da¬ tenbank bereitstellen. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die numerische Steuereinheit eine Maschinen-Schnittstelle zum Bearbeitungs¬ modul, insbesondere zu den enthaltenen Werkzeugmaschinen, auf und liest darüber Information über den Zustand des Bearbei¬ tungsmoduls während der Bearbeitung des Werkstücks aus. In an advantageous embodiment, the system is connected to a central database and the system is designed such, operative relationships for in the processing module contained machine tools, knits for the tools used and Wirkzusammenhänge the Bearbeitungspro ¬ zesses of the database to receive. In an advantageous embodiment, the processing module to sensors detect the measurement values of the Bearbeitungspro ¬ zesses and provide the optimization unit and / or the As ¬ tenbank. In an advantageous embodiment, the numerical control unit, a machine-interface for editing ¬ module, in particular to the information contained machine tools, and also reads information about the state of machining ¬ processing module during the machining of the workpiece.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, das direkt in einen Speicher eines digitalen Prozessors ladbar ist und Programmcodeteile umfasst, die dazu geeignet sind, das beschriebene Verfahren durchzuführen. One aspect of the present invention relates to a computer program product that is directly loadable into a memory of a digital processor and includes program code portions that are adapted to perform the described method.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems sind in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Be¬ schreibung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the method according to the invention and of the system according to the invention are shown by way of example in the drawings and are explained in more detail by the following Be ¬ sensitive. Show it:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Figure 1 shows an embodiment of an inventive
Verfahrens als Flussdiagramm;  Method as a flowchart;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sys tems in schematischer Darstellung; und Figure 2 shows an embodiment of the invention sys tems in a schematic representation; and
Figur 3 einen beispielhaften Informationsfluss des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung . 3 shows an exemplary information flow of the method according to the invention in a schematic representation.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Figur 1 stellt nun einen beispielhaften Ablauf des Verfahrens dar. Im Ausgangszustand 10 liegt eine erste Version einer Se¬ quenz von Steuerbefehlen sowie Angaben zur Geometrie des zu fertigenden Werkstücks vor. Der Werkzeugpfad, d.h. der Pfad mit dem das Werkzeug bei der Bearbeitung geführt wird, ist durch die Sequenz der Steuerbefehle vorgegeben. Als erste Version der Sequenz von Steuerbefehlen können allgemein Informationen über einen Werkzeugpfad, über Prozessparameter und zur Spannposition vorgegeben sein. Diese werden nun als Eingabeparameter in ein Software-basiertes Tool zur Unterstützung des Herstellungsprozesses, beispielsweise einem Com¬ puter Aided Manufacuring CAM Tool, eingegeben. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals. 1 now illustrates an exemplary sequence of the process. In the initial state 10 is a first version of a Se acid sequence of control commands and information about the geometry of the manufactured workpiece before. The tool path, ie the path with which the tool is guided during machining, is specified by the sequence of the control commands. As the first version of the sequence of control commands, general information about a tool path, about process parameters and about the clamping position can be given. These will now be entered as an input parameter in a software-based tool to support the manufacturing process, such as a Com ¬ puter Aided Manufacuring CAM tool.
Im Verfahrensschritt 11 wird nun eine Simulation des Bearbei- tungsprozesses , insbesondere ein Werkzeugmaschinen- und Pro¬ zessverhalten, anhand der vorgegebenen Sequenz von Steuerbefehlen und der Werkstückgeometrie simuliert. Aus dem Simula¬ tionsergebnis wird im Verfahrensschritt 12 mindestens eine Kenngröße des Bearbeitungsprozesses ermittelt. Eine solche Kenngröße bezieht sich beispielsweise auf eine zur Bearbei¬ tung benötigten Arbeitszeit, eine Oberflächenqualität des Werkstücks, eine resultierende Werkstückgeometrie oder auch eine Belastung der im Bearbeitungsmodul enthaltenen Werkzeug¬ maschinen und eingesetzten Werkzeuge. In process step 11 is now a simulation of the machining process, in particular a machine tool and Pro ¬ zessverhalten simulated by means of the predetermined sequence of control commands and the workpiece geometry. At least one parameter of the machining process is determined in step 12 from the Simula ¬ tion result. Such a characteristic size refers for example to a required for machining ¬ tung working, a surface quality of the workpiece, a resulting workpiece geometry or a load contained in the processing module tool ¬ machinery and tools used.
Anschließend wird im Verfahrensschritt 13 die mindestens eine Kenngröße gegenüber mindestens einer vorgegebenen Optimie¬ rungsgröße für den Bearbeitungsprozess überprüft. Beispiels¬ weise können als Optimierungskriterien die Maßhaltigkeit des Werkstücks, die Oberflächenqualität, die Fertigungszeit oder die Standzeit von Werkzeugen umfassen. Die Optimierungsgrößen sind dabei ein oder mehrere Werte, die für mindestens eines der Optimierungskriterien vorgegeben sind. Es kann aber auch ein Anwender ein oder mehrere Optimierungskriterien bzw. Op- timierungsgrößen beispielsweise vor der gesamten Optimierungsprozedur oder auch zwischen einzelnen Optimierungsschritten festlegen bzw. ändern. Optimierungskriterien, für die keine Optimierungsgröße ausgewählt wurde, können als Randbedingungen ausgewählt und eingeschränkt werden. The at least one characteristic to at least a predetermined optimization ¬ approximate size is then checked for the machining process in process step. 13 By way of example, the dimensional accuracy of the workpiece, the surface quality, the production time or the tool life of tools can be used as optimization criteria. The optimization variables are one or more values that are predefined for at least one of the optimization criteria. However, a user can also specify or change one or more optimization criteria or optimization variables, for example, before the entire optimization procedure or between individual optimization steps. Optimization criteria, for which no optimization variable has been selected can be selected as constraints and restricted.
Wird nun eine Abweichung der ermittelten Kenngrößen von min- destens einer Optimierungsgröße festgestellt, so wird im Ver¬ fahrensschritt 14 die Sequenz von Steuerbefehlen unter Verwendung der ermittelten Abweichung angepasst. Mit diesen an- gepassten Steuerbefehlssequenzen bzw. diesem angepassten NC- Code wird erneut das Werkzeugmaschinen- und Prozessverhalten simuliert. Die Kennzahlen werden für den nächsten Iterationsschritt des Optimierungsverfahrens genutzt, indem der Werk¬ zeugpfad anhand empirischer Wirkzusammenhänge angepasst wird. Now, if a deviation of the determined parameters of at least a determined size optimization, the sequence of control commands is adjusted using the deviation determined in the method step Ver ¬ fourteenth With these adapted control command sequences or this adapted NC code, the machine tool and process behavior is simulated again. The key figures are used for the next iteration of the optimization process by the work ¬ convincing path is adjusted based on empirical effect relationships.
Die Optimierung ist beendet, sobald alle Optimierungsgrößen unter Einhaltung der Randbedingungen erreicht sind oder sobald eine vorgegebene Anzahl von Iterationsschritten überschritten wurde. Die resultierende Sequenz von Steuerbefehlen wird dann im Verfahrensschritt 15 zur Herstellung des Werk¬ stücks durch das Bearbeitungsmodul bereitgestellt. The optimization is finished as soon as all optimization variables are reached in compliance with the boundary conditions or as soon as a predefined number of iteration steps has been exceeded. The resulting sequence of control commands is then provided in step 15 for the manufacture of the work piece ¬ by the processing module.
Es können mindestens eine Optimierungsgröße aber auch mehrere Optimierungsgrößen vorgegeben werden. Des Weiteren können eine oder mehrere Randbedingungen ebenfalls im Optimierungspro- zess fest vorgegeben sein oder je nach Anforderung vorgegeben werden. At least one optimization variable but also several optimization variables can be specified. Furthermore, one or more boundary conditions can also be fixed in the optimization process or specified as required.
In Figur 2 zeigt beispielhaft ein System 50 zur Optimierung eines numerisch gesteuerten Bearbeitungsprozesses. Das System umfasst eine numerische Steuereinheit 51, ein Optimierungsmo- dul 52 sowie ein Bearbeitungsmodul 53. Die numerische Steuer¬ einheit 51, die anhand des NC-Codes, d.h. der Sequenz von Steuerbefehlen einen Bearbeitungsprozess des Bearbeitungsmo¬ duls 53 steuert. Diese numerische Steuereinheit kann Teil ei¬ ner bzw. mehrerer Werkzeugmaschinen sein oder eine zentrale Steuerung für alle im Bearbeitungsmodul verwendeten Werkzeug¬ maschinen . Eine Ein- und Ausgabeeinheit 59 ist mit der Optimierungsein¬ heit 53 verbunden. Über diese Ein-/Ausgabeeinheit 59 kann beispielsweise eine erste Version des NC-Codes eingegeben oder eingelesen werden. Es kann aber auch lediglich eine Konstruktionszeichnung, die mittels computerunterstützter Konstruktionstools erstellt wurde, als Eingangsparameter übergeben werden. Des Weiteren werden über die Ein-/Ausgabe- einheit 59 mindestens eine Optimierungsgröße und/oder eine oder mehrere Randbedingungen, die beim Bearbeitungsprozess eingehalten werden sollen, eingegeben. Des Weiteren können an der Ein-/Ausgabeeinheit 59 Meldungen aus der Optimierungseinheit 52 ausgegeben werden. Beispielsweise kann eine Meldung darauf hinweisen, dass die maximale Anzahl von Iterations¬ schritten erreicht wurde und weiterhin eine Abweichung zwi- sehen den ermittelten Kenngrößen und den vorgegebenen Optimierungsgrößen bzw. Randbedingungen vorliegt. FIG. 2 shows by way of example a system 50 for optimizing a numerically controlled machining process. The system includes a numerical control unit 51, a Optimierungsmo- dul 52 and a processing module 53. The numerical control ¬ unit 51 that is, the sequence of control commands controls an editing process of the Bearbeitungsmo ¬ duls 53 based on the NC codes. This numerical control unit may be part ei ¬ ner or several machine tools or a central controller for all used in the process module tool ¬ machine. An input and output unit 59 is connected to the integrated Optimierungsein ¬ 53rd For example, a first version of the NC code can be entered or read in via this input / output unit 59. However, it is also possible to pass only a design drawing created by means of computer-aided design tools as input parameters. Furthermore, at least one optimization variable and / or one or more boundary conditions which are to be maintained during the machining process are input via the input / output unit 59. Furthermore, messages from the optimization unit 52 can be output at the input / output unit 59. For example, a message indicating that the maximum number of iteration steps has been reached and further ¬ a deviation be- see the determined parameters and the predetermined optimization variables or constraints present.
Die Optimierungseinheit 52 weist eine Simulationseinheit 60, eine Vergleichseinheit 61 sowie eine Anpassungseinheit 62 auf. Die Simulationseinheit ist dabei derart ausgebildet, die Simulation des Bearbeitungsprozesses anhand der gewünschten Werkstückgeometrie, der Sequenz von Steuerbefehlen und unter Verwendung von Wirkzusammenhängen durchzuführen. Dort wird ebenfalls die mindestens eine Kenngröße durch eine Auswertung des Simulationsergebnisses ermittelt und diese Kenngröße oder Kenngrößen gegenüber den vorgegebenen oder eingestellten Optimierungsgrößen überprüft. Die Wirkzusammenhänge, die häufig auch als Modelle bezeichnet werden, und die es für eine Werk¬ zeugmaschine, ein Werkzeug und das Prozessverhalten selbst gibt, sind für die Simulation notwendig. Diese Information kann beispielsweise aus einer zentralen Datenbank 54 ausgelesen werden. Für die Simulation des Maschinenverhaltens stellt beispielsweise der Maschinenhersteller experimentell oder simulativ ermittelte Maschinenmodelle bereit, die beispiels- weise das dynamische Nachgiebigkeitsverhalten beschreiben. Darüber hinaus sind in diesen Modellen Leistungsdaten sowie ein kinematisches Modell der Werkzeugmaschine hinterlegt. Neben den Informationen der Hersteller oder Lieferanten werden in der Datenbank 54 Informationen auf der Basis von Messwerten aus vorherigen Bearbeitungsprozessen gespeichert und für die Simulation bereitgestellt. The optimization unit 52 has a simulation unit 60, a comparison unit 61 and an adaptation unit 62. The simulation unit is designed in this case to carry out the simulation of the machining process on the basis of the desired workpiece geometry, the sequence of control commands and the use of interactive relationships. There, the at least one parameter is also determined by an evaluation of the simulation result and this parameter or parameters compared to the predetermined or set optimization variables. The interactions that are often referred to as models, and there is a work ¬ generating machine, a tool and process behavior itself, are necessary for the simulation. This information can be read, for example, from a central database 54. For the simulation of the machine behavior, for example, the machine manufacturer provides machine models determined experimentally or simulatively, which describe, for example, the dynamic compliance behavior. In addition, performance data and a kinematic model of the machine tool are stored in these models. In addition to the information from the manufacturers or suppliers, information is stored in the database 54 on the basis of measured values from previous machining processes and made available for the simulation.
Des Weiteren können auch Informationen über den Zustand des Bearbeitungsmoduls während der Bearbeitung des Werkstücks durch das Bearbeitungsmodul 53 ermittelt werden. Im darge¬ stellten Beispiel umfasst das Bearbeitungsmodul 53 zwei Werk- zeugmaschinen 70, 71, die jeweils durch Steuerbefehle von ei¬ ne numerische Steuerung geführt sind. Diese Werkzeugmaschine 70 weist Sensoren 56, 57, die Werkzeugmaschine 71 einen Sen¬ sor 58 auf, die speziell für den Fertigungsprozess relevante Parameter des Bearbeitungsmoduls 53 detektieren und bei- spielsweise über eine Maschinenschnittstelle 55 an die Opti¬ mierungseinheit 52 bereitstellen. Hierbei sind insbesondere Sensor zur Messung der Prozesskräfte, der Beschleunigung an ausgewählten Punkten der Werkzeugmaschinenstruktur und der relativen Lage zwischen Werkstück und Werkzeug von Interesse. Furthermore, information about the state of the processing module during processing of the workpiece by the processing module 53 can be determined. In Darge ¬ presented example, the processing module 53 comprises two machine tools 70, 71, which are guided respectively by control instructions from egg ¬ ne numerical control. This machine tool 70 comprises sensors 56, 57, the machine tool 71 detect a Sen ¬ sor 58 which specifically relevant for the manufacturing process parameters of the processing module 53, and examples play, via a machine interface 55 provide the Opti ¬ mierungseinheit 52nd In this case, sensors for measuring the process forces, the acceleration at selected points of the machine tool structure and the relative position between the workpiece and the tool are of particular interest.
Neben Wirkzusammenhängen, die aus vergangenen Bearbeitungsprozessen ermittelt wurden, kann auch während der Bearbeitung eines Werkstücks der Zustand des Bearbeitungsmoduls über eine Maschinenschnittstelle 55 der CNC-Steuerung ausgelesen wer- den. Die aus dem laufenden Bearbeitungsprozess ermittelten Informationen können über das Maschinenschnittstelle 55 der Optimierungseinheit 52 und insbesondere der Simulationsein¬ heit 60 bereitgestellt werden, die die vorhandenen Modelle bzw. Wirkzusammenhänge mit den aktuellen Daten aus der Ferti- gung abgleicht bzw. aktualisiert und beispielsweise eine Än¬ derung des NC-Codes ermittelt und beispielsweise über eine Schnittstelle 63 dem Bearbeitungsmodul 53 bereitstellt. Diese Rückkopplung kann zu einer Kalibrierung des NC-Codes während der regulären Fertigung verwendet werden. Durch diese opti- mierte Erstellung vom NC-Code kann die Dauer zur Erstellung des Codes verkürzt werden und beispielsweise für die Herstel¬ lung kleiner Stückzahlen verschiedener Produkte angepasst werden . Das Bearbeitungsmodul 53, die Optimierungseinheit 52, das Be¬ arbeitungsmodul 53, sowie die Numerische Steuerung 51 und die Ein-/Ausgabeeinheit 59 können in verschiedener Weise als se- parate physische Einheiten ausgebildet sein. In addition to functional relationships that were determined from past machining processes, the state of the machining module can also be read out via a machine interface 55 of the CNC control during machining of a workpiece. The information determined from the current machining process can be provided via the machine interface 55 of the optimization unit 52 and in particular the Simulationsein ¬ standardized 60 which matches the existing models and effect relationships with the current data from the manufacturing or updated, and for example, a Än ¬ determination of the NC code and, for example, via an interface 63 to the processing module 53 provides. This feedback can be used to calibrate the NC code during regular production. Through this optimized creation of the NC code, the time to compile the code can be shortened and adapted for example for the herstel ¬ development of small quantities of various products. The processing module 53, the optimization unit 52, the loading ¬ processing module 53, as well as the numerical control 51 and the input / output unit 59 may be configured as a se- parate physical units in various ways.
In Figur 3 ist nun ein beispielhafter Informationsfluss während des Verfahrens aufgezeigt. Das Verfahren erweitert die digitale Werkzeugkette zur Fertigung von Werkstücken bei- spielsweise auf NC-gesteuerten Werkzeugmaschinen. Die Werkstückgeometrie eines in einem computergeschützten Konstrukti- onsprozess 101 entworfenen Werkstücks wird an ein computerun¬ terstütztes Herstellungstool 102 übergeben. Erfindungsgemäß wird das computerunterstützte Herstellungssystem 102 durch eine Simulation 119 der Werkzeugmaschinen und der Prozessparameter ergänzt. Der resultierende optimierte NC-Code wird dem Bearbeitungsmodul 104 bereitgestellt. FIG. 3 shows an exemplary information flow during the process. The process extends the digital tool chain for the production of workpieces, for example on NC-controlled machine tools. The geometry of a workpiece 101 onsprozess designed in a computer-protected constructive workpiece is transferred to a computerun ¬ terstütztes production tool 102nd According to the invention, the computer-aided manufacturing system 102 is supplemented by a simulation 119 of the machine tools and the process parameters. The resulting optimized NC code is provided to the processing module 104.
Als Eingangsparameter für die Optimierung durch das computer- unterstützte Herstellungstool 102 werden entweder vorgegebene oder benutzerdefinierte Optimierungsgrößen 103 für Optimie¬ rungskriterien sowie Randbedingungen, die bei der Optimierung eingehalten werden, eingegeben. Neben dem optimierten NC-Code werden zusätzliche Angaben 125 wie beispielsweise geschätzte Maschinen- oder werkzeugstandzeiten ausgegeben. As input parameters for optimization by the computer-aided manufacturing tool 102 either predefined or custom optimization variables 103 are entered for optimization ¬ approximately criteria and boundary conditions are respected in the optimization. In addition to the optimized NC code, additional information 125 such as estimated machine or tool life is output.
Zur Optimierung der Werkzeugpfade sind als Eingabeparameter für die Simulation Informationen 118 Prozessparameter, Werkzeug- und Spannposition sowie eine erste Version des Werk- zeugpfads 117 bereitzustellen. Die Simulation 119 liefert als Ergebnis 124 die bereits Kennzahlen, beispielsweise Bearbei¬ tungszeit 121, Oberflächenqualität 122, Werkstückgeometrie 123 und beispielsweise die Belastung von Maschinen und Werk¬ zeugen 120. To optimize the tool paths, information 118 process parameters, tool and clamping position and a first version of the tool path 117 must be provided as input parameters for the simulation. The simulation 119 returns the result 124 already key figures, such as machining ¬-up time 121, 122 surface quality, workpiece geometry 123, and for example, the load of machines and work ¬ testify 120th
Für die Simulation 119 des Maschinen- und Prozessverhaltens sind Informationen über die Werkzeuge, die Werkzeugmaschinen und im Prozess in Form von Wirkzusammenhängen 112 oder Model- len notwendig. Diese sind in der zentralen Datenbank enthal¬ ten und werden der Simulation 119 bereitgestellt. Die zentra¬ le Datenbank kann als Cloud Dienst ausgebildet sein. Die Wirkzusammenhänge der eingesetzten Werkzeugmaschinen 113 sind beim Hersteller bzw. Lieferanten meist experimentell oder simulativ ermittelt worden und können in der Datenbank 112 bereitgestellt werden. Darüber hinaus sind in diesen Modellen Leistungsdaten sowie ein kinematisches Modell der Werkzeugma¬ schine hinterlegt. Der Werkzeughersteller und der Halbzeug- hersteiler stellen prozessrelevante Datensätze, wie etwa die Werkzeuggeometrie 114 und spezifische Schnittparameter 115 zur Verfügung. Unter Halbzeug ist dabei das Rohmaterial zu verstehen, aus dem das Werkstück gefertigt werden soll. Die Wirkzusammenhänge können des Weiteren über Werkstückmessungen 109, die am gefertigten Werkstück nach dessen Herstellung ermittelt werden oder über Online-Messungen durch zusätzliche Sensorik in den Werkzeugmaschinen ermittelt und verfeinert werden. Insbesondere ist eine Messung der Prozesskräfte 108, der Beschleunigung 106 an ausgewählten Punkten der Maschinen- struktur und der relativen Lage zwischen Werkstück und Werkzeug 107 von Interesse. For the simulation 119 of the machine and process behavior, information about the tools, the machine tools and in the process in the form of interactive relationships 112 or model necessary. These are contained ¬ th in the central database and the simulation 119 are provided. The centra ¬ le database can be configured as a cloud service. The operative relationships of the machine tools 113 used have mostly been determined experimentally or simulatively by the manufacturer or supplier and can be provided in the database 112. In addition, performance as well as a kinematic model of the Werkzeugma ¬ machine are stored in these models. The tool manufacturer and the semi-finished parts manufacturer provide process-relevant data records, such as tool geometry 114 and specific cutting parameters 115. By semi-finished product is meant the raw material from which the workpiece is to be manufactured. Furthermore, the operative relationships can be determined and refined via workpiece measurements 109, which are determined on the manufactured workpiece after its production or via online measurements by additional sensors in the machine tools. In particular, a measurement of the process forces 108, the acceleration 106 at selected points of the machine structure and the relative position between the workpiece and the tool 107 is of interest.
Darüber hinaus wird während der Bearbeitung der Zustand des Bearbeitungsmoduls über eine Maschinenschnittstelle 105 der NC-Steuerung ausgelesen. Zu diesem Zustand des Bearbeitungsmoduls zählen beispielsweise die Position und die Geschwin¬ digkeitssignale der kinematischen Achsen, die Spindeldrehzahl, die Temperatur einzelner Komponenten und Informationen über den Einsatz von Kühlschmierstoffen. In addition, the state of the machining module is read out during machining via a machine interface 105 of the NC controller. This state of the machining module includes, for example, the position and Geschwin ¬ speed signals of the kinematic axes, the spindle speed, the temperature of individual components and information on the use of cooling lubricants.
Im Anschluss an den Bearbeitungsprozess werden anhand einer Werkstückvermessung 109 weitere Informationen über die erzielte Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit des Werkstücks erfasst. Die beschriebenen Informationen 111 werden zum Ab- gleich der Modellparameter bzw. der Wirkzusammenhänge 112 und als Datenbasis zur Entscheidungsfindung für den Optimierungs- prozess eingesetzt. Die Kenntnis des Maschinen-, Werkzeug- und Prozessverhaltens legt darüber hinaus die Grundlage für die Abschätzung der Standzeit von Werkzeugen und der Lebenszeit von Maschinenkomponenten 125, die als Ausgabeparameter dem Anwender bereitgestellt werden kann. Das Verfahren und System ermöglicht es automatisiert opti¬ mierten NC-Code für die Steuerung von Werkzeugmaschinen und die Fertigung von Werkstücken auf Basis der Werkstückgeome¬ trie zu erzeugen. Das notwendige Wissen auf Seiten des Anwenders entfällt für die Erzeugung des NC-Codes. Durch die Vor- gäbe von Randbedingungen und Optimierungskriterien kann die Erzeugung des NC-Codes aktiv beeinflusst und den jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Durch die automatisierte Op¬ timierung kann der notwendige Zeitaufwand für die CAM-Planung gesenkt werden. Durch die Optimierung des NC-Codes hinsicht- lieh kritischer fertigungsspezifischer Größen können die Kosten während der Herstellung der Werkstücke gesenkt werden. Neben der Senkung der Kosten kann die Lebensdauer von Komponenten und Standzeit von Werkzeugen mittels einer durchgängigen Planung des Maschinen- und Werkzeugeinsatzes abgeschätzt werden. Subsequent to the machining process, a workpiece measurement 109 is used to record further information about the achieved surface quality and dimensional accuracy of the workpiece. The described information 111 is used to compare the model parameters or the functional relationships 112 and as a database for decision-making for the optimization process. Knowledge of machine, tool and process behavior also lays the foundation for the estimation of tool life and the lifetime of machine components 125, which may be provided as output parameters to the user. The method and system allows automated opti mized ¬ NC code for controlling machine tools and the production of workpieces to produce on the basis of Werkstückgeome ¬ trie. The necessary knowledge on the part of the user is eliminated for the generation of the NC code. Due to the specification of boundary conditions and optimization criteria, the generation of the NC code can be actively influenced and adapted to the respective requirements. The automated Op ¬ optimization of the necessary time required for CAM design can be reduced. By optimizing the NC code with regard to critical production-specific variables, the costs can be reduced during the production of the workpieces. In addition to reducing costs, the service life of components and tool life of tools can be estimated by continuous planning of machine and tool use.
Diese Vorteile ergeben sich durch die iterative Optimierung des NC-Codes 117, 118, 119, 124 während der computergestütz¬ ten Fertigungsplanung 102 auf Basis von Optimierungskriterien 103 und die Rückkopplung von Messgrößen aus dem Fertigungs- prozess 111. Durch die zentrale Speicherung 112 des ferti¬ gungsrelevanten Wissens in einer Datenbank können alle Anwender der Software auf das verfügbare Expertenwissen zugreifen. Alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale können im Rahmen der Erfindung vorteilhaft miteinander kombiniert werden. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. These advantages result of ferti during computergestütz ¬ th production planning 102 on the basis of optimization criteria 103 and the feedback of measured variables of the manufacturing process 111. The central storage 112 by the iterative optimization of the NC codes 117, 118, 119, 124 ¬ tion-relevant knowledge in a database, all users of the software can access the available expert knowledge. All described and / or drawn features can be advantageously combined with each other within the scope of the invention. The invention is not limited to the described embodiments.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum rechnergestützten Optimieren eines numerisch gesteuerten Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks mit einem Bearbeitungsmodul mit folgenden Verfahrensschritten: 1. A method for computer-aided optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece with a machining module with the following method steps:
a) Simulation (11) des Bearbeitungsprozesses anhand einer vorgegebenen Werkstückgeometrie und einer Sequenz von Steuerbefehlen zur Steuerung des Bearbeitungsmoduls, a) simulation (11) of the machining process on the basis of a given workpiece geometry and a sequence of control commands for controlling the machining module,
b) Ermitteln (12) von mindestens einer Kenngröße des Bearbei- tungsprozesses anhand eines Simulationsergebnisses, b) determining (12) at least one parameter of the processing process based on a simulation result,
c) Überprüfen (13) der mindestens einen Kenngröße gegenüber mindestens einer vorgegebenen Optimierungsgröße für den Bearbeitungsprozess , c) checking (13) the at least one parameter compared to at least one predetermined optimization variable for the machining process,
d) Anpassen (14) der Sequenz von Steuerbefehlen unter Verwen- dung einer ermittelten Abweichung zwischen der mindestens einen Kenngröße und der mindestens einen Optimierungsgröße, falls bei der Überprüfung eine Abweichung von mindestens einer Optimierungsgröße festgestellt wird, und Durchführen der Verfahrensschritte a) bis c) mit der angepassten Sequenz von Steuerbefehlen, und d) adapting (14) the sequence of control commands using a determined deviation between the at least one parameter and the at least one optimization parameter if a deviation of at least one optimization parameter is detected during the test and performing method steps a) to c) with the adapted sequence of control commands, and
e) Bereitstellen (15) der resultierenden Sequenz von Steuerbefehlen zur Herstellung des Werkstücks durch das Bearbeitungsmodul, falls alle Optimierungsgrößen erfüllt sind. e) providing (15) the resulting sequence of control commands for manufacturing the workpiece by the processing module, if all optimization quantities are met.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Opti¬ mierungsgröße (103) und/oder mindestens eine Randbedingung des Bearbeitungsprozesses, insbesondere vor dem Simulations¬ beginn, eingegeben werden. 2. The method of claim 1, wherein the at least one Opti ¬ mierungsgröße (103) and / or at least one boundary condition of the machining process, are inputted in particular in the simulation ¬ beginning.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Anpassung (14) der3. The method of claim 2, wherein the adaptation (14) of
Sequenz von Steuerbefehlen unter Einhaltung der vorgegebenen Randbedingung erfolgt. Sequence of control commands in compliance with the specified boundary condition takes place.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Simulation (11) unter Verwendung von Wirkzusammenhängen (112) für die im Bearbeitungsmodul enthaltenen Werkzeugma¬ schinen, Wirkzusammenhänge für die verwendeten Werkzeuge und Wirkzusammenhänge für den Bearbeitungsprozess durchgeführt wird . 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the simulation (11) using active contexts (112) for the information contained in the processing module Werkzeugma ¬ machines, cause-effect relationships for the used tools and Interdependencies for the machining process is performed.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Wirkzusammenhänge (112) von einer zentralen Datenbank (54) bereitgestellt werden . The method of claim 4, wherein the interaction (112) is provided from a central database (54).
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Wirkzusammenhänge (112) von Lieferanten der Werkzeugmaschinen und Werk- zeuge bereitgestellt werden. 6. The method of claim 4 or 5, wherein the Wirkzusammenhänge (112) of suppliers of machine tools and tools are provided.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei Wirkzu¬ sammenhänge (112) anhand von Messwerten (109) aus vorherigen Bearbeitungsprozessen ermittelt werden. 7. The method according to any one of claims 4 to 6, wherein Wirkzu ¬ sammenhänge (112) are determined based on measured values (109) from previous machining processes.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei Wirkzu¬ sammenhänge (112) anhand von Information über den Zustand des Bearbeitungsmoduls, die während der Bearbeitung des Werk¬ stücks erfasst wird, ermittelt werden. 8. The method according to any one of claims 4 to 7, wherein Wirkzu ¬ sammenhänge (112) based on information about the state of the processing module, which is detected during the processing of the work ¬ piece, are determined.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Messwerte (109) durch zusätzliche Sensoren (56, 57, 58) im Bearbei¬ tungsmodul ermittelt werden. 9. The method of claim 7 or 8, wherein the measured values (109) by additional sensors (56, 57, 58) in the machining ¬ processing module can be determined.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei vorhandenen Wirkzusammenhänge (112) mit den ermittelten Wirkzusammenhängen abgeglichen und aktualisiert werden. 10. The method according to any one of claims 4 to 9, wherein existing causal relationships (112) are compared with the determined correlations and updated.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei die ermittelten Wirkzusammenhänge (112) zur Entscheidungsfindung für den Optimierungsprozess , insbesondere bei der Überprüfung der Optimierungskriterien, eingesetzt werden. 11. The method according to any one of claims 4 to 10, wherein the determined causal relationships (112) are used for decision-making for the optimization process, in particular in the review of the optimization criteria.
12. System (50) zum rechnergestützten Optimieren eines nume- risch gesteuerten Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks ent¬ haltend : - eine Numerische Steuerungseinheit (51), die anhand einer Sequenz von Steuerbefehlen einen Bearbeitungsprozess eines Bearbeitungsmodul steuert, 12. System (50) for the computer-aided optimization of a numerically controlled machining process of a workpiece ent ¬ holding: a numerical control unit (51) which controls a machining process of a machining module on the basis of a sequence of control commands,
- eine Optimierungseinheit (52), das derart ausgebildet ist eine  - An optimization unit (52), which is designed such a
a) Simulation des Bearbeitungsprozesses anhand einer vorgege¬ benen Werkstückgeometrie und einer Sequenz von Steuerbefehlen durchzuführen, perform a) simulation of the machining process, based on a specified differently surrounded workpiece geometry and a sequence of control commands,
b) mindestens eine Kenngröße des Bearbeitungsprozesses anhand eines Simulationsergebnisses zu ermitteln, b) to determine at least one parameter of the machining process based on a simulation result,
c) die mindestens eine Kenngröße gegenüber mindestens einer vorgegebenen Optimierungsgröße für den Bearbeitungsprozess zu überprüfen, c) to check the at least one parameter relative to at least one predetermined optimization variable for the machining process,
d) falls bei der Überprüfung eine Abweichung zwischen der mindestens einen Kenngröße und der mindestens einen Optimie¬ rungsgröße festgestellt wird, die Sequenz von Steuerbefehlen unter Verwendung einer ermittelten Abweichung anzupassen, und die Verfahrensschritte a) bis c) mit der angepassten Sequenz von Steuerbefehlen durchzuführen d) if a deviation between the at least one parameter and the at least one optimization ¬ approximate size is in the review found to match the sequence of control commands using a determined deviation, and perform the method steps a) to c) with the adjusted sequence of control commands
e) die Sequenz von Steuerbefehlen zur Herstellung des Werkstücks durch das Bearbeitungsmodul bereitzustellen, falls al¬ le Optimierungskriterien erfüllt sind, und e) to provide the sequence of control commands for the production of the workpiece by the processing module, if all optimization criteria are met, and
- ein Bearbeitungsmodul (53) umfassend mindestens eine Werk¬ zeugmaschine (70, 71), die anhand der optimierten Sequenz von Steuerbefehlen die Bearbeitung des Werkstücks durchführt. - A processing module (53) comprising at least one work ¬ machine tool (70, 71), which performs the processing of the workpiece based on the optimized sequence of control commands.
13. System nach Anspruch 12, wobei das System (50) mit einer zentralen Datenbank (54) verbunden ist, und das System (50) derart ausgebildet ist, Wirkzusammenhänge für die im Bearbei- tungsmodul (53) enthaltenen Werkzeugmaschinen (70, 71), Wirkzusammenhänge für die verwendeten Werkzeuge und Wirkzusammen¬ hänge des Bearbeitungsprozesses von der Datenbank zu empfan¬ gen . 13. The system of claim 12, wherein the system (50) is connected to a central database (54), and the system (50) is configured to provide interrelations for the machine tools (70, 71) contained in the processing module (53). , cause-effect relationships for the used tools and effect relationships ¬ hang the machining process of the database are received, ¬ gen.
14. System nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Bearbeitungsmodul (53) Sensoren (55) aufweist, die Messwerte des Bearbei¬ tungsprozesses ermitteln und der Optimierungseinheit (52) und/oder der Datenbank (54) bereitstellen. 14. System according to claim 12 or 13, wherein the processing module (53) sensors (55), determine the measurement values of the machining ¬ processing process and provide the optimization unit (52) and / or the database (54).
15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Nu¬ merische Steuerungseinheit (51) eine Maschinen-Schnittstelle (55) zum Bearbeitungsmodul (53) , insbesondere den enthaltenen Werkzeugmaschine (70, 71), aufweist und darüber Information über den Zustand des Bearbeitungsmoduls während der Bearbei¬ tung des Werkstücks ausliest. 15. System according to one of claims 12 to 14, wherein the Nu ¬ merische control unit (51) has a machine interface (55) to the processing module (53), in particular the machine tool contained (70, 71), and information about the state the processing module during the machining of the workpiece ¬ tung reads.
16. Computerprogrammprodukt, das direkt in einen Speicher ei- nes digitalen Prozessors ladbar ist, umfassend Programmcode¬ teile, die dazu geeignet sind, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen. 16. A computer program product directly loadable into a memory egg nes digital processor, comprising program code parts ¬, which are adapted to perform the steps of the method according to any one of claims 1 to 11.
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