CN116057483A

CN116057483A - 利用机床制造能由锥体部段确定的表面

Info

Publication number: CN116057483A
Application number: CN202180058839.9A
Authority: CN
Inventors: 约亨·布雷特施奈德; 拉尔斯·伊门罗特; 安德烈·菲韦格
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2021-07-07
Publication date: 2023-05-02
Also published as: EP3945381A1; WO2022022963A1; EP4143648A1; US20230244206A1

Abstract

本发明涉及一种利用机床(20)制造和/或加工工件(5，41，43，W)的能由锥体(50，K)的部段确定的非锥形表面的方法，该表面特别是多偏心截止阀(40)的密封面，其中，机床(20)为了产生工具(1，60)与工件(5，41，43，W)之间的相对运动而具有至少两个线性轴(X，Y，Z)和至少一个旋转轴(A，B，C)以及用于控制轴(X，Y，Z，A，B，C)的数控装置(30)，该方法具有以下步骤：‑在数控装置(30)上提供循环(34)，‑由机床(20)的用户调用循环(34)，‑由用户进行循环(34)的参数设置，‑通过循环(34)和数控装置(30)生成能由数控装置(30)处理的子程序(33)，‑为了制造和/或加工工件(5，41，43，W)的表面，通过数控装置(30)执行子程序(33)以产生沿着由子程序(33)确定的路径(70)的相对运动。

Description

利用机床制造能由锥体部段确定的表面

技术领域

本发明涉及一种利用机床制造和/或加工工件的非锥形的表面的方法，该表面能由锥体的部段确定，其中，该机床为了产生工具与工件之间的相对运动而具有至少两个线性轴和至少一个旋转轴以及用于控制这些轴的数控装置。此外，本发明涉及用于执行这种方法的循环、具有这种循环的数控装置和具有这种数控装置的机床。

背景技术

如今，机床借助于诸如CNC(计算机数控)控制器等控制装置进行控制。在此，控制装置根据子程序来“控制”机器元件的运动，并进而“控制”例如通过工具保持装置安装在机床中的工具相对于工件的运动，该工件也被安装在机床中。在此，本领域技术人员很清楚术语“控制”是通常表述，而不是控制调节技术的意义上的“控制”。这里的“控制”首先是指轴的位置控制，这隐藏了调节技术意义上的调节过程。

子程序至少主要由控制装置读入和解释的控制指令组成。根据控制指令，控制装置控制机床的机器元件的运动并因此控制工具相对于工件的运动。

在此，为了创建子程序，CAM(计算机辅助制造)系统优选以标准化数据格式生成关于工具要执行的运动的运动信息，并由下游后置处理器读取该信息。后置处理器基于由CAM系统生成的运动信息生成机床的运动和机器数据以及CNC控制装置的指令集和PLC(可编程逻辑控制器)控制装置的指令集，对于在其上应该实行加工过程的专门的机床来说适合的子程序，该子程序有适合机床的专门的控制装置的控制指令的形式。通过这种方式，由CAM系统优选以标准化的数据格式生成的运动信息由后置处理器转换为控制指令，控制装置能够读取这些控制指令并适用于相应的控制装置。

除了专门提供的CNC指令集外，后置处理器还考虑了机床的具体机床特定的运动学条件、例如运动学、几何比例、驱动轴的最大行驶范围和机器元件的最大速度。该数据采用机器数据的形式。此外，后置处理器在生成控制指令时会考虑机器特定的PLC(可编程逻辑控制器)功能，例如考虑润滑、换刀、门锁定等，其中，将可专门提供的PLC功能以PLC指令集的形式提供给后置处理器。

循环是存储在CNC控制装置中的程序，其能够以子程序的形式被调用并且能够以方便的方式直接在机床上实现编程和特殊加工的执行，即无需外部CAM系统的干预。在大多数情况下，编程或加工只需要循环调用和用户输入少量参数即可。然后CNC控制装置自动生成或以参数设置相应的子程序以加工工件。钻孔循环、铣削循环或车削循环的生成和使用是已知的。特别地，车削循环是已知的，借助于该车削循环能够通过规定两个半径和高度规格来车削部件、特别是轴上的旋转对称的圆锥体。

在路径生成时的一个特殊挑战是生成用于制造截止阀的阀座或关闭件的运动路径。例如，在化学工业、石油和天然气工业或水和废水工业中，使用所谓的偏心截止阀很常见。除了二通偏心阀外，三通偏心阀(三偏心蝶阀)和四通偏心阀在工业上的应用也越来越多。

通过偏心性，阀门的密封面具有复杂的、特别是关于相关部件的表面法线或工件轴线非旋转对称的并进而非锥形的表面几何轮廓，因此至今为止为其生成而需要以开头部分所述的方式借助于CAD(计算机辅助设计)/CAM系统和后置处理器来创建子程序。

由文献DE102019100474A1已知一种用于控制机床的方法，其包括：提供机床；提供包括多个制造步骤的制造顺序，其中为每个制造步骤定义至少一个工具和工具路径；生成控制数据，其包括：控制指令，其中，控制指令根据制造顺序的制造步骤规定机床的加工操作，并且机床被设置成将控制指令转换为加工操作，以及附加数据，其中，附加数据包括列表，该列表规定由控制指令提取的参数；在机床的控制单元中提供控制数据；在控制单元中接收输入数据，其中输入数据指示用户输入；通过控制单元生成修改的控制指令，其中，该修改的控制指令是根据附加数据和输入数据由控制指令生成的；通过控制单元使用修改后的控制指令驱控机床。

由文献EP2216698A2公开了用于生成转换控制数据的方法和设备，以便控制机床上的工具，以通过机加工来加工夹紧在机床夹紧装置中的工件，其具有以下方法步骤：确定控制数据，当工件根据指示出工件夹持在夹紧装置中的夹持额定状态的夹持情况额定状态被夹持在夹紧装置中时，该控制数据指示出通过机床的工具以哪些第一工具指向行驶哪些第一工具路径，以加工被夹紧的工件，其特征在于另外的方法步骤，其中确定夹持情况实际状态，其指出在夹紧工具中夹持的工件的夹持情况的实际状态，检测在夹持情况实际状态与夹持情况额定状态之间的夹持情况偏差，其指出夹持情况实际状态与夹持情况额定状态之间的偏差，以及通过根据检测出的夹持情况偏差实施的确定的控制数据的至少一部分的转换来生成转换的控制数据，其中，当工件对应于具有确定夹持情况偏差的检测夹持情况实际状态被夹持在夹紧装置中时，该转换的控制数据指出，机床的工具要以哪些第二工具指向行驶哪些第二工具路径，以加工夹紧的工件。

文件EP3151073A1公开了一种用于生成控制数据的方法，其用于控制机床上的工具，以通过加工过程、特别是机加工来加工夹紧的工件，其中机床包括控制装置和工具，以用于使工具以三维自由工具运动针对夹紧的工件被控制，通过根据由额定几何轮廓生成的额定参数来生成路径程序，从而控制机床，其中，路径由多个支撑点和线元组成并且每个线元将一对支撑点彼此连接，并且根据产生的路径程序实现对机床的控制。该方法包括以下步骤：-通过反馈回路记录加工过程的实际参数，-通过记录的实际参数迭代优化路径程序以生成具有新路径的新路径程序，其在机床的加工期间被提供并且其动态地改变和/或动态地替换以前的路径程序和以前的路径。

发明内容

本发明的目的是简化多偏心止回阀的情况中的密封面的制造或加工。

该目的通过一种利用机床制造和/或加工工件的能由锥体的部段确定的非锥形表面的方法来实现，其中，该机床为了在工具和工件之间产生相对运动而具有至少两个线性轴和至少一个旋转轴以及用于控制这些轴的数控装置，方法的步骤如下：

-在数控装置上提供循环，

-由机床的用户调用循环，

-由用户进行循环的参数设置，

-通过循环和数控装置生成能由数控装置处理的子程序，

-为了制造或加工工件的表面，通过数控装置执行子程序以产生沿着路径的相对运动。

在本发明的一个优选的设计方案中，工件加工以车削加工的形式实现。然而，本发明不限于此设计方案。例如，铣削加工工件也是可能的。

此外，本发明不限于通过机加工对工件进行加工，而是其他加工也是可能的，例如材料施加加工。

能由数控装置处理的子程序的生成能够直接在调用循环并由操作者使用输入需要的参数后通过循环和数控装置直接实现。此外，能由数控装置处理的子程序也能由数控装置在运行时生成，即在调用循环时处理更高级别的CNC程序期间实现。

本发明的优点在于，现在能够借助于所谓的“面向车间的编程”在CNC控制装置上直接为能够由锥体的部段确定的非圆锥表面进行“编程”，即无需外部CAM系统的干预。然而，这不是经典意义上的编程问题，其中工具和工件之间的相对运动必须逐段规定(“编程”)，但过程仅限于相关循环的调用和参数输入(参数设置)，然后由CNC控制装置自动生成用于加工工件的路径。

此外，该措施允许机器操作员根据情况进行简单的调整，而无需在外部工作站重新创建CNC程序。这种调整的例子是：

-考虑工件的特定夹紧，例如通过规定偏移量实现；

-工具半径或工具磨损的说明；

-包含相关轴的动态值(例如最大转数)；

-检查或确定用于制造的可用工作空间(例如轴限制)；

-检查或确定正确的轴标识符(例如x，z，c1)；

这种面向车间的编程的其他优点是：

-子程序中循环的所有输入参数都保留用于文档目的；

-无需耗时的工作准备。

根据定义，锥体是一个几何体，其是通过将位于一个平面内的有界和连贯的面块的所有点与平面外的一个点(顶点)连接而创建的。

该面块称为底面，其边界线是准曲线，点是锥体的尖端或顶点。锥体有一个尖端(顶点)、一条边(准曲线)和两个面(侧面和底面)。如果这个面块(底面)是一个圆盘，这样形成的物体就叫做圆锥体。然而，底面能够是任何设计，特别是非圆形或非椭圆形。

特别要区分具有圆形底面和垂直穿过底面中心延伸的高度线的锥体(直圆锥或旋转锥)或具有圆形底部但其高度线不包括圆心的锥体(斜圆锥或椭圆锥)。

“圆锥面”或简称锥面是一个旋转对称的表面，其对应于直圆锥(旋转锥)的截锥的侧面形状。

在锥体的外罩面上的每个任意面被理解为本发明的意义上的作为本发明意义上的“锥体的部段”(锥体部段)。

对于许多技术应用，尤其是与本发明有关的特定应用，能由斜锥、特别是斜圆锥的部段确定的表面的制造或加工是特别令人感兴趣的。

此外，结合本发明强调对于许多技术应用感兴趣的这种表面的制造或加工，其可通过锥体的部段、尤其是具有不平行与工件法线的指向高度线的直圆锥体来确定。因此，所讨论的锥体不平行于工件(相对于工件的表面法线)指向，而是在空间中相对于此偏转(旋转)。虽然直角圆锥与工件的这种交点意味着所有交点都位于直角圆锥的侧面，因此是一个旋转对称体，但工件不具有旋转对称性，因此也是非圆锥形的(截)面。

因此，本发明意义上的工件的“非锥形的表面”的产生可能是由于所讨论的锥体本身不是旋转对称的，例如斜锥体，或者锥体是旋转对称的(即旋转锥体)，但其如上所述相对于工件在空间中偏转。

如果通过2个平面切割锥体，则外罩面的中间的部分在下文中称为锥体的环形闭合段。因此，这两个平面和锥体部段形成连贯的封闭面。这两个平面在锥体的外罩面上形成了一个闭合的带。

由锥体与两个平行平面相交产生的环形闭合的锥体部段在技术应用中特别受关注。

然而，本发明不限于锥体部段的上述优选的几何变体，而是原则上可用于能由锥体部段确定(可几何描述)的任何非锥形的表面。

从数学的角度来看，通过相关锥体的几何形状的相关规定以及在锥体的外罩面上的尺寸和位置的相关规定，还通过相应的用户输入，能够在控制装置上确定用于根据本发明的制造或加工的每个表面。

有利地，结合本发明，成品工件的相关表面(即工件表面)的几何描述足以使循环能够从其中产生适当的子程序。例如，如果在一个工作步骤中无法制造所需的表面(工件表面)，例如因为所用工具的最大可能进给不允许这样做，则与循环相关的CNC控制器以已知的方式自动实现几个工作步骤的划分。

根据本发明的方法特别适用于加工或制造截止阀的封闭件或阀座(封闭件的相应配合件)的密封面。此类阀座通常采用空心圆柱形金属件作为工件毛坯，而圆柱形金属件用于封闭件。

当截止阀是偏心截止阀、特别是多偏心截止阀、例如三偏心截止阀(三偏心蝶阀)时，本发明的优点特别明显。由于此类阀门的密封面的几何形状复杂，因此不再可能“手动”对加工所需的路径进行编程。没有本发明，必要的子程序将无法再在CNC控制器本身上运行，但是只有在外部CAM系统上才能由训练有素的专家创建。

通过车削制造多偏心截止阀的密封面有几种不同的方法，这也取决于所使用的机器类型。

一方面，产生偏心度所需的补偿运动能够在线性轴中沿径向发生并且相应地被编程。

在本设计方案中，优选地以极坐标格式生成子程序。除了提到的线性轴外，还需要进给轴(Z方向)和旋转轴作为附加轴。因此，能够使用相对简单的3轴机床进行加工。

另一种变体提供了产生偏心度所需的沿两个线性轴的径向补偿运动。子程序优选以笛卡尔格式生成，其包括指向，这必须基于主动转换。

机床必须具有以下运动特性：

-一个可定位的旋转轴，

-与旋转轴共线的线性轴(进给运动)，

-与旋转轴成径向的直线轴(进给运动/补偿运动)，

-与旋转轴成径向的直线轴(进给运动/补偿运动)。

因此至少需要一台4轴机床来执行加工。

制造密封面所需的几何说明有利地由操作者经由循环掩码输入CNC控制器。

开头所述的目的还通过根据权利要求14的用于执行方法的数控装置的循环来实现。

开头所述的目的也通过根据权利要求15的用于执行循环的数控装置来实现。

开头所述的目的也通过根据权利要求16的具有数控装置的机床来实现。

附图说明

下面使用实施例更详细地阐述本发明。附图示出：

图1示出了用于执行根据本发明的方法的机床，

图2示出了三偏心截止阀，

图3以示意图示出了三偏心截止阀，

图4示出了以补充运动通过机床的线性轴对图2和图3所示的三偏心截止阀的密封面的车削加工，

图5示出了一些在循环调用时调用的与密封面的几何形状有关的参数，

图6示出了由大量直接相邻的样条组成的工具路径，

图7示出了用于样条形成的椭圆部段上的点的图，

图8示出了用于一圈的样条部段，

图9示出了执行根据本发明的方法时的方法步骤。

具体实施方式

图1中示意性地示出了机床20。在本实施例的范围内，机床20具有六个加工轴，通过它们在工具1(在实施例的范围内呈车床工具1的形式)和工件5(在实施例中作为多偏心截止阀的阀座5)之间实现相对运动。工具1被夹持在工具保持器2中，该工具保持器连接到由位置受控的马达22驱动的工具主轴21。工件5通过夹紧装置6固定到工件台7。

车床工具1能够利用在实施例中所示的机器20使用驱动器以位置受控的方式在X，Y和Z方向上平移移动，为了清楚起见，驱动器在图1中未示出。除了三个线性轴之外，所示的机床20还包括两个位置受控的旋转轴A和B，这也能够在图1中看到，利用这两个旋转轴，工具1围绕相应的轴旋转并且同样位置受控地通过角度位置α和β相对于工件5指向。

此外，机器20具有第三位置受控的旋转轴C，其平行于Z轴延伸，并且工件台7相对于其可相对于静止的机架23旋转地安装。由此，工件5也能够相对于工具1定位在角位置γ中。为了清楚，驱动器也未在此示出。

根据要执行的加工，在所示的机床20中也能够相对于旋转轴A和/或C进行转速受控的操作。

因此，根据实施例的机床20具有六个机床轴(3个直线轴X，Y和Z以及3个旋转轴A，B和C)，即所谓的6轴机床(6轴机器)20。

在这一点上需要注意的是，机床20当然也能够具有更多轴，但也能够少于六个机床轴。

机床20连接到数控装置30，数控装置30根据子程序33和/或手动输入来确定位置额定值x，y，z，α，β和γ，以控制工具1和工件5之间发生的相对运动。数控装置30根据子程序33确定位置额定值，其中以命令的形式定义工具1相对于工件5执行的运动。备选地或附加地，工具1和/或工件5的运动也能够由现场的操作者在机床20处通过操作装置31结合数控装置30的显示装置32的手动操作者输入来规定。为此，操作装置31尤其具有输入区、按钮和旋转调节器。

子程序33通常由外部CAM/CAD系统(未示出)和所谓的后置处理器(未示出)在数控装置30外部生成，后置处理器能够连接到CAM/CAD系统的下游，并从那里传输到数控装置30上。

在处理子程序33时，数控装置30在特定周期、插值周期中产生线性轴的位置额定值x，y和z以及旋转轴的α，β和γ(角度位置)。通过这些参考位置值，工具1沿着移动路径以相对于工件5的预定指向移动。

根据本发明，在根据实施例的数控装置30上，存在用于制造和/或加工工件5的非锥形的表面的循环34，其能够由锥体的部段确定，也就是说其能够用数学来描述。如图所示，本实施例中的工件5为三偏心截止阀的阀座5。通过循环34的适当参数设置(稍后将更详细地讨论)，密封面的所需加工、特别是车削是可能的。

除了前面提到的阀座5的车削之外，所示的6轴机器也能够用于例如执行阀座5的铣削，其中工具1被设计为围绕主轴轴线A旋转的铣刀(未示出)，其在X，Y和Z方向上以位置受控的方式定位，并且阀座5优选地固定在适当位置。铣刀将由马达22和主轴21以转速受控的方式驱动。

图2示出了例如在化学工业、石油和天然气工业或水和废水工业中使用的三偏心截止阀(三偏心蝶阀)。这些阀门的一个特殊挑战是制造必要的密封面，例如图1中所示的阀座。以前只能使用CAD/CAM系统为用于制造这些密封面的机床创建子程序。

图3以示意图示出三偏心截止阀40。从图中能够看到带有密封面42的截止阀40的阀座41。此外，能够看到具有密封面44的截止阀40的可旋转安装的封闭部件43。

密封面42和44的几何形状能够根据同样在图3中示例性地示出的、具有底面51、半径52、高度53、尖端54和偏差55的斜圆锥体50来描述。阀座41和封闭件43的两个平行表面在锥体50的侧面上形成作为交点的环形封闭锥体部段57。密封面42和44位于该锥体50的外罩面的环形封闭锥体部段57上并因此能够在数学上精确地描述。

此外，图3示出截止阀40的三个偏心度。第一偏心度45由封闭部件43的旋转点48相对于在竖直方向上延伸的截止阀40的第一中心线59的偏移在截止阀40的穿流方向49中产生。第二偏心度46由封闭部件43的旋转点48相对于水平方向延伸的截止阀40的第二中心线56的偏移在垂直于截止阀的流动方向49的方向中产生。第三偏心度对应于截止阀40的水平的第二中心线56和穿过锥体50的底面的中心点和锥体50的尖端54延伸的锥体轴线58之间的角度47。

图4示出了根据图3的三偏心截止阀40的阀座41的车削加工(仅示出了阀座41的基本上空心圆柱形的对于加工必不可少的部分)。为了进行加工，阀座41(相应于图1中的工件5)以优选恒定的角速度围绕旋转轴线C(也参见图1)旋转并且至少在两个线性轴上可调节的车床工具60(对应于图1中的工具1)执行铣削加工。能够看到车床工具60的补偿运动，以沿第一线性轴61(例如图1中示出的X轴)补偿上述的偏心度，其中，补偿运动与阀座41的每个环周的阀座41的旋转运动(旋转)同步地实现。此外，能够看到用于车床工具60的进刀运动的第二线性轴62，例如图1中所示的Z轴。

除了上面已经提到的围绕旋转轴C的旋转的恒定角速度之外，原则上能够考虑任何角速度，甚至是随时间变化的角速度。在优选实施例中，旋转的角速度以本身已知的方式被确定，从而产生恒定切割速度。

根据本发明，为了在数控机床上对阀座41进行相应的加工，启动并执行相应的循环。加工优选从空心圆柱形毛坯工件开始执行。

操作员能够通过CNC控制器的HMI(人机接口)屏幕上显示的循环掩码轻松查询制造密封面所需的几何说明以及制造相关的信息。或者也能够通过在子程序中手动输入参数来执行制造循环(没有HMI掩码)。

下面的表1包含CNC控制器上可交互式编辑参数的示例性概述，其能够在相应的循环调用后使用循环掩码查询。除了各个参数的优选名称外，表1还示出了简短描述，必要时还示出了相关参数的测量单位。根据描述的形式，所需的特定参数条目可能会有所不同，或者能够从此处未提及的其他信息中导出。

表1：CNC控制器上的加工循环的输入参数。

图5以图形方式示出了循环调用时调用的、表1示出的一些参数。

通过示出的参数提供了所有用于确定可见的直锥体K以及进而用于几何描述待生产的面所需的信息。尤其是从图中能够看出锥体K相对于工件在Z方向中延伸的表面法线在空间中偏转(“旋转”)。即直锥体的高度线h与底面的中心点M不平行于工件的表面法线，因此不平行于机床的Z轴指向。

在输入所有必需的参数后，通过CNC控制器全自动地生成(CNC)子程序，子程序能够立即在机床上启动，或者可替代地也能够根据用户输入在运行时生成并执行。因此，不需要特殊的后置处理器，如在通过CAM系统创建程序时所必须的那样，因为在此对于算法所需的机器信息(轴的数量，类型和位置；轴的最大运行范围等)都能够直接提供或是已知的。

由工具相对于工件所经过的工具路径通常在所讨论的锥体部段的外罩面上延伸。在实施例中，锥体是直锥体K并且锥体曲段是锥体K的外罩面的环形闭合曲段，其由锥体K与工件W相交得到。然而，本发明不限于这种锥形或壳形。特别地，涉及的斜锥体、特别是斜圆锥体的表面也与技术应用相关。寻找的面通常由相关锥体与工件毛坯相交获得(见图5)。

在根据图5的实施例中，其中直锥体K相对于工件的表面法线旋转，即在空间中偏转，锥体穿过平行于工件W的工件表面的平面的截面产生一个椭圆。

如果忽略横向进给运动(Z方向)，则加工过程将产生椭圆路径。考虑进给运动，获得基本上椭圆形的、螺旋形地围绕相关锥体部段延伸的路径部段，如图5中所示的曲线所示。这样的工具路径70(也称为移动路径或仅路径)也在图6中以示例的方式示出，其中在Z方向中的进给出于说明目的而基本上相对于根据实际加工的进给放大地示出。为了加工相应的工件W，工具因此必须基本上沿着椭圆形、螺旋形延伸的路径部段相对于工件运动。

在根据本发明的循环中，运动路径70有利地以大量彼此直接相邻的样条的形式描述或产生，即通过最高n次多项式。当此类样条由CNC控制器直接处理时，这是特别有利的，即能够用于通过调用适当的命令来控制工具和工件之间的相对运动，例如在西门子公司的控制器SINUMERIK840D CNC的情况中高达5次的多项式就是这种情况。这里的输出格式不是通常的由直线或圆弧部段组成的G代码，而是多项式代码。类似于子程序中常见的G代码，能够以多项式调用的形式逐块生成各个程序指令(命令)，然后进行处理。以这种方式生成的样条(多项式)代码使各个样条段能够“平滑地”合并到另一个(多个，连续可微)。

在图6中示出的运动路径70由许多样条71形式的路径部段组成，也就是说以多重可微分的方式相互合并的多项式。由于样条之间的“平滑”过渡，无法识别移动路径70中的单个样条71的开始和结束。

下面描述在锥体的外罩面上并因此在提到的样条上生成路径的优选实施例。

对于技术描述，路径在锥体(想象中)上展开。在此必须注意每圈的一定的进给。作为说明，考虑一个球头立铣刀，其围绕锥体面旋转并且在此连续向下(或向上)在锥体上移动。

例如，为了计算从0°到360°的旋转，要细分为32个角曲段。因此，角曲段的宽度为11.52°。在一个角部段内，在角部段的起点高度和角部段的终点高度之间计算出六个均等分布的水平截面。然后确定椭圆上的六个点。第一个点位于第一个椭圆的0°处。第二个点位于第二个椭圆的2.304°处。第三个点在第三个椭圆的4.608°处。其他点按此方案进一步确定。

所示的过程在图7中说明。示出了上述六个椭圆部段E1至E6以及位于椭圆部段上的点P1至P6。位于椭圆E1到E6上的点P1到P6用样条80连接。通过连续确定其他角部段的样条，能够确定围绕圆锥旋转一圈的连续路径。相应的路径部段81在图8中说明。这种类型的许多连续路径部段最终导致图6所示的路径70。

有利地，联系到本发明，工具路径的描述不是在笛卡尔坐标系中实现的，而是在更适合于至少基本上圆形运动的极坐标系中实现的。西门子的CNC控制器SINUMERIK 840D也非常适合于此。在根据本发明的循环的一个设计方案中，不同坐标系之间的坐标变换也是可能的。

此外，在本发明的优选设计方案中，在使用工具加工工件时执行本身已知的工具半径校正。工具半径矫正允许独立于所用工具的几何形状对工件轮廓进行编程。因此，当循环参数设置时，也能够有利地记录在借助数控装置生成路径时考虑的工具半径。

执行根据本发明的方法的基本方法步骤在下面以根据图9的流程图的形式再次说明。

在第一方法步骤S1中，在连接到控制装置的机床数控装置上提供可执行的循环，用于制造和/或加工工件的能由锥体部段确定的非圆锥面。

在方法步骤S2中，通过机床的用户在机床的数控装置的图形用户界面上调用循环。

在方法步骤S3中，用户在数控装置的图形用户界面上输入工件的预期表面的制造或加工所需的技术和几何说明。循环由此被“参数化”。

在方法步骤S4中，考虑到在方法步骤S3中进行的输入，能由数控装置处理的子程序由数控装置生成并存储在数控装置的存储器中。这意味着在制造或加工相同的工件时能够再次访问子程序。

除了通常的G代码指令外，多项式代码指令也有利地生成在以这种方式生成的子程序中，使得由子程序定义的工具路径的各个部段不仅由直线和圆弧段组成，但至少部分也是多项式部段(样条)。

在方法步骤S5中，在数控装置上并因此在机床上执行以这种方式创建的子程序，以制造或加工工件的非锥形的表面，该非锥形的表面能够由锥体的部段确定。这伴随着子程序定义的工具和工件之间的相对运动。

Claims

1.一种利用机床(20)制造和/或加工工件(5，41，43，W)的非锥形的表面(42，44)的方法，所述表面能由锥体(50，K)的部段确定，其中，所述机床(20)为了产生工具(1)与所述工件(5，41，43，W)之间的相对运动而具有至少两个线性轴(X，Y，Z)和至少一个旋转轴(A，B，C)以及用于控制轴(X，Y，Z，A，B，C)的数控装置(30)，所述方法具有以下步骤：

-在所述数控装置(30)上提供循环(34)，

-由所述机床(20)的用户调用所述循环(34)，

-由所述用户进行所述循环(34)的参数设置，其中检测至少一个与所述锥体相关的参数，

-借助于所述循环(34)和所述数控装置(30)生成能由所述数控装置(30)处理的子程序(33)，

-为了制造或加工所述工件(5，41，43，W)的所述表面，借助于所述数控装置(30)执行所述子程序(33)以产生沿着由所述子程序(33)确定的路径(70)的所述相对运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面能够由斜锥体、特别是斜圆锥体(50)的部段确定。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面能够由具有不平行于工件法线地定向的高度线(h)的锥体、特别是直圆锥体(K)的部段确定。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述表面被设计为环形闭合锥体部段(57)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，执行对所述工件(5，41，43，W)的车削加工。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述表面是封闭部件(43)的密封面(44)或者截止阀(40)的阀座(41)的密封面(42)。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述截止阀(40)是偏心截止阀，特别是多偏心截止阀(40)。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述机床(20)的至少一个线性轴线(X)上沿径向进行用于补偿偏心度的补偿运动。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少部分地以极坐标格式生成所述子程序(33)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少部分地以笛卡尔格式生成所述子程序(33)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，经由能在所述数控装置(30)的显示设备(32)上显示的循环掩码，由操作员输入关于所述工件(5，41，43，W)的所述表面的几何说明和/或关于所述工件(5，41，43，W)的制造或加工的生产工艺说明。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述循环(34)至少部分地以直接相邻样条(71)、特别是5阶样条的形式产生所述路径(70)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，能够为使用的工具(1，60)规定工具的半径，并且在考虑到所述半径的情况下，尤其以工具半径校正的方式，借助于所述循环(34)生成能由所述数控装置(30)处理的所述子程序(33)。

14.一种用于数控装置的循环(34)，所述数控装置用于执行根据权利要求1至13中任一项所述的方法。

15.一种数控装置(30)，具有根据权利要求14所述的循环(34)。

16.一种机床(20)，具有根据权利要求15所述的数控装置(30)。