DE102013002252A1 - Machining device and machining method for machining a workpiece - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung (10) zur Bearbeitung eines Werkstücks durch eine mindestens ein Bearbeitungswerkzeug (40) für eine Bearbeitung des Werkstücks aufweisende Werkzeugmaschine (30), wobei die Bearbeitungsvorrichtung aufweist:
– eine Messeinrichtung (45) zur Erfassung einer Istkontur (I) des Werkstücks anhand einer Messeinrichtung (45) und Erzeugung eines das Werkstück abbildenden Ist-Datensatzes (50), wobei die Istkontur (I) des Werkstücks erstmals vor einer ersten Bearbeitung des Werkstücks erfasst wird,
– eine Steuerungseinrichtung (11) zur Erzeugung eines Ausführung-Bearbeitungsprogramms (53; 56) zur Ansteuerung der Werkzeugmaschine (30) anhand des Ist-Datensatzes (50) und eines zur Bearbeitung des Werkstücks entsprechend einer Sollkontur (S) vorgesehenen Vorgabe-Datensatzes (51), wobei der Vorgabe-Datensatz (51) die Sollkontur (S) des Werkstücks definierende Sollwerte und/oder ein Vorgabe-Bearbeitungsprogramm (51) zur Bearbeitung des Werkstücks entsprechend der Sollkontur (S) enthält, und
– eine durch die Steuerungseinrichtung (11) anhand des Ausführung-Bearbeitungsprogramms (53; 56) ansteuerbare Stelleinrichtung zur Verstellung des mindestens einen Bearbeitungswerkzeugs (40) zur Bearbeitung des Werkstücks.The invention relates to a machining device (10) for machining a workpiece by a machine tool (30) having at least one machining tool (40) for machining the workpiece, wherein the machining device comprises:
- A measuring device (45) for detecting an actual contour (I) of the workpiece by means of a measuring device (45) and generating the workpiece imaging actual data set (50), wherein the actual contour (I) of the workpiece first detected before a first processing of the workpiece becomes,
- a control device (11) for generating an execution-processing program (53; 56) for controlling the machine tool (30) on the basis of the actual data set (50) and a for processing the workpiece according to a desired contour (S) provided default data set (51 ), wherein the default data set (51) contains the desired contour (S) of the workpiece defining setpoints and / or a default machining program (51) for machining the workpiece according to the desired contour (S), and
- A by the control device (11) based on the execution processing program (53; 56) controllable adjusting device for adjusting the at least one machining tool (40) for machining the workpiece.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks durch eine mindestens ein Bearbeitungswerkzeug für eine Bearbeitung des Werkstücks aufweisende Werkzeugmaschine. Die Erfindung betrifft ferner ein Bearbeitungsverfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks durch eine mindestens ein Bearbeitungswerkzeug für eine Bearbeitung des Werkstücks aufweisende Werkzeugmaschine.The invention relates to a machining device for machining a workpiece by a machine tool having at least one machining tool for machining the workpiece. The invention further relates to a machining method for machining a workpiece by a machine tool having at least one machining tool for machining the workpiece.
Bei der Bearbeitung von Werkstücken, die z. B. schon vorverarbeitet sind, beispielsweise durch eine Fräsbearbeitung, Schleifbearbeitung oder dergleichen, ergeben sich in der Praxis Probleme, weil beispielsweise das Bearbeitungsprogramm der Bearbeitungsvorrichtung, beispielsweise einer Werkzeugmaschine, nicht an die aktuellen Gegebenheiten des Werkstücks angepasst ist. Das Werkstück kann beschädigt oder sozusagen falsch bearbeitet werden, so dass letztlich Ausschuss produziert wird. Manche Werkstücke verhalten sich auch nicht ideal, wenn sie bearbeitet werden oder zur Bearbeitung anstehen. Beispielsweise biegen sich relativ große Werkstücke zwischen Auflagepunkten durch, an denen sie abgestützt sind.When machining workpieces that z. B. are already preprocessed, for example, by a milling, grinding or the like, arise in practice problems because, for example, the machining program of the processing device, such as a machine tool, is not adapted to the current conditions of the workpiece. The workpiece can be damaged or, so to speak, incorrectly processed, so that ultimately rejects are produced. Also, some workpieces do not behave ideally when they are being machined or waiting to be processed. For example, relatively large workpieces bend through support points on which they are supported.
Davon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Bearbeitungsverfahren sowie eine verbesserte Bearbeitungsvorrichtung zur Werkstück-Bearbeitung bereitzustellen.On this basis, it is the object of the present invention to provide an improved machining method and an improved machining device for workpiece machining.
Zur Lösung der Aufgabe sind vorgesehen:
Eine Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks durch eine mindestens ein Bearbeitungswerkzeug für eine Bearbeitung des Werkstücks aufweisende Werkzeugmaschine, wobei die Bearbeitungsvorrichtung aufweist:
- – eine Messeinrichtung zur Erfassung einer Istkontur des Werkstücks anhand einer Messeinrichtung und Erzeugung eines das Werkstück abbildenden Ist-Datensatzes, wobei die Istkontur des Werkstücks erstmals vor einer ersten Bearbeitung des Werkstücks erfasst wird,
- – eine Steuerungseinrichtung zur Erzeugung eines Ausführung-Bearbeitungsprogramms zur Ansteuerung der Werkzeugmaschine anhand des Ist-Datensatzes und eines zur Bearbeitung des Werkstücks entsprechend einer Sollkontur vorgesehenen Vorgabe-Datensatzes, wobei der Vorgabe-Datensatz die Sollkontur des Werkstücks definierende Sollwerte und/oder ein Vorgabe-Bearbeitungsprogramm zur Bearbeitung des Werkstücks entsprechend der Sollkontur enthält, und
- – eine durch die Steuerungseinrichtung anhand des Ausführung-Bearbeitungsprogramms ansteuerbare Stelleinrichtung zur Verstellung des mindestens einen Bearbeitungswerkzeugs zur Bearbeitung des Werkstücks,
- – Erfassung einer Istkontur des Werkstücks anhand einer Messeinrichtung und Erzeugung eines das Werkstück abbildenden Ist-Datensatzes durch eine Messeinrichtung, wobei die Istkontur des Werkstücks erstmals vor einer ersten Bearbeitung des Werkstücks erfasst wird,
- – Erzeugung eines Ausführung-Bearbeitungsprogramms zur Ansteuerung der Werkzeugmaschine anhand des Ist-Datensatzes und eines zur Bearbeitung des Werkstücks entsprechend einer Sollkontur vorgesehenen Vorgabe-Datensatzes durch eine Steuerungseinrichtung, wobei der Vorgabe-Datensatz die Sollkontur des Werkstücks definierende Sollwerte und/oder ein Vorgabe-Bearbeitungsprogramm zur Bearbeitung des Werkstücks entsprechend der Sollkontur enthält, und
- – Ansteuerung einer Stelleinrichtung zur Verstellung des mindestens einen Bearbeitungswerkzeugs zur Bearbeitung des Werkstücks anhand des Ausführung-Bearbeitungsprogramms durch die Steuerungseinrichtung.
A machining device for machining a workpiece by a machine tool having at least one machining tool for machining the workpiece, wherein the machining device comprises:
- A measuring device for detecting an actual contour of the workpiece by means of a measuring device and generating an actual data record which images the workpiece, the actual contour of the workpiece being detected for the first time before a first machining of the workpiece,
- A control device for generating an execution machining program for controlling the machine tool on the basis of the actual data record and a data set for machining the workpiece corresponding to a target contour default data set, wherein the default data set the target contour of the workpiece defining target values and / or a default machining program for machining the workpiece according to the nominal contour contains, and
- A control device controllable by the control device on the basis of the execution machining program for adjusting the at least one machining tool for machining the workpiece,
- Detecting an actual contour of the workpiece by means of a measuring device and generating an actual data record which images the workpiece by a measuring device, wherein the actual contour of the workpiece is detected for the first time before a first machining of the workpiece,
- - Generation of an execution-processing program for controlling the machine tool based on the actual data set and a provided for processing the workpiece according to a target contour default data set by a control device, the default data set the target contour of the workpiece defining setpoints and / or a default machining program for machining the workpiece according to the nominal contour contains, and
- - Control of an adjusting device for adjusting the at least one machining tool for machining the workpiece based on the execution-machining program by the control device.
Es ist ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung, dass ohne eine vorherige Erfassung des Istzustandes des zu bearbeitenden Werkstückes keine Bearbeitung erfolgt, sondern dass zunächst die Ist-Situation erfasst wird, bevor dann auf innovative Weise unter Berücksichtigung der Istkontur des Werkstücks die Bearbeitung beginnt.It is a basic idea of the present invention that no processing is carried out without a prior detection of the actual state of the workpiece to be machined, but that first the actual situation is detected before then the processing begins in an innovative way, taking into account the actual contour of the workpiece.
Bei der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Fräsmaschine, Schleifmaschine, Drehmaschine oder auch ein Bearbeitungszentrum handeln. Mithin ist also eine spanende Werkstückbearbeitung bevorzugt. Die Bearbeitungsvorrichtung kann auch eine Portal-Fräsmaschine umfassen, d. h. jedenfalls eine Werkzeugmaschine, die zur Bearbeitung sehr großer Werkstücke, beispielsweise Flügeln eines Flugzeuges, Propeller-Flügeln eines Windrads oder dergleichen, geeignet ist.The processing device according to the invention may be, for example, a milling machine, grinding machine, lathe or even a machining center. Thus, therefore, a cutting workpiece machining is preferred. The processing apparatus may also include a gantry milling machine, i. H. In any case, a machine tool, which is suitable for processing very large workpieces, such as wings of an aircraft, propeller blades of a wind turbine or the like.
Weitere Anwendungsbereiche für die Erfindung sind Werkstücke, die in einem sozusagen undefinierten Zustand zur Bearbeitung anstehen. Beispielsweise sind relativ weiche Kunststoffteile häufig vor der Bearbeitung noch nicht einwandfrei definiert. Z. B. kann ein Verkleidungsteil für einen Fahrzeug-Innenraum eines Kraftfahrzeugs zunächst von der Bearbeitungsvorrichtung erfasst werden. Das Verkleidungsteil weist beispielsweise gewisse, sich durch einen vorherigen Klebe- und/oder Guss-Prozess ergebende Verformungen auf, die im Rahmen der Messung der Istkontur von der Bearbeitungsvorrichtung erfassbar sind. Beispielsweise erfasst die Messeinrichtung den Verlauf eines Spalts, der in einem weiteren Bearbeitungsschritt dann etwas breiter gefräst, geschliffen oder dergleichen anderweitig verbreitert werden soll.Further fields of application for the invention are workpieces which are to be processed in a virtually undefined state. For example, relatively soft plastic parts are often not defined properly before processing. For example, a trim part for a vehicle interior of a motor vehicle can first be detected by the processing device. The trim part has, for example, certain deformations resulting from a previous gluing and / or casting process which can be detected by the processing device during the measurement of the actual contour. For example, the measuring device detects the course of a gap in a further machining step then milled a bit wider, sanded or the like should be widened otherwise.
Die Sollwerte können beispielsweise die Sollkontur des Werkstücks definieren. Die Bearbeitungsvorrichtung erzeugt aus diesen Sollwerten sowie der Istkontur bzw. dem Ist-Datensatz das Ausführung-Bearbeitungsprogramm. Die Sollkontur kann beispielsweise der vorgenannte Spalt in dem verbreiteten Zustand sein.The setpoints can for example define the desired contour of the workpiece. The processing device generates from these setpoints and the actual contour or the actual data record the execution-processing program. The desired contour can be, for example, the aforementioned gap in the diffused state.
Die Sollkontur kann auch eine mehrdimensionale Oberfläche sein. Mithin muss die Sollkontur nicht das gesamte Werkstück definieren, sondern kann auch nur den jeweils durch die Bearbeitungsvorrichtung zu bearbeitenden Bereich definieren, zum Beispiel den Spalt an dem Verkleidungsteil. Es ist selbstverständlich möglich, dass die Sollkontur jedoch auch das gesamte Werkstück, jedenfalls den gesamten, zu bearbeitenden Bereich des Werkstücks definiert, zweckmäßigerweise abgesehen von Bereichen, an denen sich das Werkstück auf einem Untergrund abstützt oder von einer Werkstück-Halterung gehalten wird.The nominal contour can also be a multi-dimensional surface. Thus, the desired contour does not have to define the entire workpiece, but can also define only the region to be processed by the processing device, for example the gap on the covering part. However, it is of course possible that the nominal contour also defines the entire workpiece, in any case the entire area of the workpiece to be machined, expediently apart from areas on which the workpiece is supported on a substrate or held by a workpiece holder.
Die Bearbeitungsvorrichtung kann jedoch auch dazu vorgesehen sein, ein Vorgabe-Bearbeitungsprogramm zu erhalten und dieses dann entsprechend der Istkontur zu modifizieren. Beispielsweise können Ausgabewerte um eine Differenz zwischen Sollkontur und Istkontur korrigiert werden.However, the processing device can also be provided to obtain a default machining program and then modify it according to the actual contour. For example, output values can be corrected by a difference between nominal contour and actual contour.
Die oben bereits beschriebenen und nachfolgend noch zu beschreibenden vorteilhaften Ausgestaltungen der Bearbeitungsvorrichtung gelten sinngemäß auch für das Bearbeitungsverfahren. Mithin lassen sich also die entsprechenden Arbeitsschritte auch im Rahmen des Bearbeitungsverfahrens definieren.The advantageous embodiments of the processing device already described above and to be described below also apply mutatis mutandis to the processing method. Thus, the corresponding work steps can also be defined within the scope of the machining process.
Die Steuerungseinrichtung ist zweckmäßigerweise zu Korrektur des Vorgabe-Datensatzes oder des Vorgabe-Bearbeitungsprogramms anhand mindestens eines Korrekturdatensatzes ausgestaltet. Mithin ist also eine weitere Schnittstelle vorhanden, um eine Korrektur vorzunehmen.The control device is expediently designed to correct the default data set or the default machining program based on at least one correction data set. Consequently, therefore, another interface is available to make a correction.
Es können einer oder mehrere Korrekturdatensätze vorgesehen sein. Die Korrekturdatensätze oder ein jeweiliger Korrekturdatensatz kann Verschiedenes repräsentieren:
- – eine Durchbiegung des Werkstücks in Abhängigkeit vom Bearbeitungsfortschritt und/oder
- – eine Durchbiegung des Werkstücks in Abhängigkeit von einer Fixierung des Werkstücks für die Bearbeitung durch die Bearbeitungsvorrichtung und/oder
- – eine thermische Verformung des Werkstücks und/oder
- – eine Ausweichbewegung oder Belastungsverformung oder Schwingung des Werkstücks oder des Bearbeitungswerkzeugs bei der Bearbeitung des Werkstücks.
- - A deflection of the workpiece depending on the processing progress and / or
- A deflection of the workpiece as a function of a fixation of the workpiece for the processing by the processing device and / or
- A thermal deformation of the workpiece and / or
- - An evasive movement or load deformation or vibration of the workpiece or the machining tool in the machining of the workpiece.
Der Korrekturdatensatz berücksichtigt beispielsweise, dass sich das Werkstück abhängig vom Bearbeitungsfortschritt verändert, beispielsweise weil weniger stützendes oder versteifendes Material vorhanden ist. Die Steuerungseinrichtung kann sozusagen dieser Änderung des Werkstücks während der Bearbeitung anhand des Korrekturdatensatzes antizipieren.The correction data set takes into account, for example, that the workpiece changes depending on the processing progress, for example, because less supportive or stiffening material is present. The control device can, so to speak, anticipate this change in the workpiece during processing on the basis of the correction data set.
Die Durchbiegung des Werkstücks kann aber auch in Abhängigkeit von einer Fixierung des Werkstücks für die Bearbeitung durch die Bearbeitungsvorrichtung individuell sein. Der entsprechende Korrekturdatensatz berücksichtigt dies. Beispielsweise ist ein relativ lang gestrecktes Bauteil, zum Beispiel ein Flügel für ein Flugzeug oder ein Windrad, nur an wenigen Stellen abgestützt, während es von der Bearbeitungsvorrichtung bearbeitet wird. Zwischen den Stützstellen biegt sich das Werkstück durch, was der Korrekturdatensatz sozusagen vorausschauend berücksichtigt. Die erfindungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung kann nach Einlesen dieses ”Durchbiege-Datensatzes” das Ausführung-Bearbeitungsprogramm entsprechend modifizieren, beispielsweise abhängig von der Durchbiegung des Werkstücks, z. B. des Flügels, mehr oder weniger Materialabtrag bei der Bearbeitung durch das Bearbeitungswerkzeug vorsehen.The deflection of the workpiece can also be individual depending on a fixation of the workpiece for processing by the processing device. The corresponding correction data record takes this into account. For example, a relatively elongated member, for example a wing for an airplane or a wind turbine, is only supported in a few places while it is being machined by the machining device. Between the support points, the workpiece bends through what the correction data set takes into account, so to speak, with foresight. The processing device according to the invention can modify the execution machining program accordingly after reading in this "deflection data set", for example, depending on the deflection of the workpiece, for. As the wing, provide more or less material removal during processing by the machining tool.
Auch eine thermische Verformung des Werkstücks kann Gegenstand eines Korrekturdatensatzes sein. Vorzugsweise weist die Bearbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung mindestens einen Temperatursensor auf. Somit ist es möglich, dass die Bearbeitungsvorrichtung beispielsweise einen einer jeweiligen Temperatur zugeordneten Korrekturdatensatz einliest, zum Beispiel aus einem Speicher. Es ist auch möglich, dass die Bearbeitungsvorrichtung den Korrekturdatensatz, der die thermische Verformung des Werkstücks zum Gegenstand hat, in Abhängigkeit von einer jeweiligen Umgebungstemperatur des Werkstücks und/oder einer Temperatur des Werkstücks selbst modifiziert.A thermal deformation of the workpiece may also be the subject of a correction data set. Preferably, the processing device according to the invention has at least one temperature sensor. Thus, it is possible that the processing device, for example, reads in a correction data set assigned to a respective temperature, for example from a memory. It is also possible for the processing device to modify the correction data set relating to the thermal deformation of the workpiece as a function of a respective ambient temperature of the workpiece and / or a temperature of the workpiece itself.
Auch eine Ausweichbewegung oder Belastungsverformung oder Schwingung des Werkstücks kann Gegenstand eines Korrekturdatensatzes sein. Ferner ist es möglich, dass auch eine Ausweichbewegung oder Belastungsverformung oder Schwingung des Bearbeitungswerkzeugs bei der Bearbeitung des Werkstücks Gegenstand eines Korrekturdatensatzes, beispielsweise einer entsprechenden Tabelle, ist. So ist es beispielsweise möglich, dass sich ein Portalabschnitt, an dem das mindestens eine Bearbeitungswerkzeug angeordnet ist, im mittleren Bereich etwas durchbiegt, was der entsprechende Korrekturdatensatz berücksichtigt.An evasive movement or load deformation or oscillation of the workpiece can also be the subject of a correction data record. Furthermore, it is also possible that an evasive movement or load deformation or oscillation of the machining tool during machining of the workpiece is the subject of a correction data record, for example a corresponding table. For example, it is possible for a portal section on which the at least one machining tool is arranged to be located in the middle Slightly deflects what the corresponding correction data set takes into account.
Es ist auch möglich, dass der Korrekturdatensatz anhand einer Finite-Elemente-Berechnung erstellt ist. Diese kann beispielsweise durch die Bearbeitungsvorrichtung, zum Beispiel deren Steuerungseinrichtung, vorgenommen werden. Es ist aber auch möglich, dass Finite-Elemente-Daten über eine entsprechende Schnittstelle in die Bearbeitungsvorrichtung geladen werden.It is also possible that the correction data set is created on the basis of a finite element calculation. This can be done, for example, by the processing device, for example its control device. But it is also possible that finite element data is loaded via a corresponding interface in the processing device.
Bevorzugt ist ein iteratives Verfahren, bei dem die Bearbeitungsvorrichtung den Schritt der Erfassung der Istkontur wiederholt, wenn das Werkstück zumindest einmal bearbeitet ist. Wenn das Ergebnis der Überprüfung positiv ist, das heißt dass das Werkstück die Sollkontur aufweist, jedenfalls innerhalb eines Toleranzbereiches der Sollkontur liegt, gilt das Werkstück als fertig gestellt. Die Bearbeitungsvorrichtung ist vorzugsweise dazu in der Lage, einen entsprechendes Signal auszugeben, beispielsweise optisch, akustisch oder dergleichen.An iterative method is preferred in which the processing device repeats the step of detecting the actual contour when the workpiece has been processed at least once. If the result of the check is positive, that is, that the workpiece has the desired contour, in any case lies within a tolerance range of the desired contour, the workpiece is considered completed. The processing device is preferably capable of outputting a corresponding signal, for example optically, acoustically or the like.
Der Toleranzbereich kann beispielsweise 1–2% eines vordefinierten Bezugsmaßes, z. B. einer Bezugslänge, betragen. Der Toleranzbereich kann aber auch gleich Null oder fast Null sein, d. h. dass nur exakt der Sollkontur entsprechende Werkstücke freigegeben werden.The tolerance range can, for example, 1-2% of a predefined reference dimension, z. B. a reference length. The tolerance range can also be zero or almost zero, d. H. that only exactly the desired contour corresponding workpieces are released.
Wenn das Werkstück nicht innerhalb der Toleranz liegt, wird es erneut bearbeitet oder ausgeschieden, wenn der Toleranzbereich auch durch eine erneute Bearbeitung nicht erzielbar ist. Bevorzugt ist es dabei, dass die Steuerungseinrichtung das Ausführung-Bearbeitungsprogramm entsprechend modifiziert, das heißt dass die neu erfassten Ist-Daten des Werkstücks nach der vorherigen Bearbeitung bei der Erzeugung des Ausführung-Bearbeitungsprogramms berücksichtigt werden.If the workpiece is not within tolerance, it will be re-machined or rejected if the tolerance range can not be achieved by re-machining. In this case, it is preferable that the control device appropriately modifies the execution machining program, that is, that the newly acquired actual data of the workpiece after the previous machining are taken into account in the generation of the execution machining program.
Die Steuerungseinrichtung ist zweckmäßigerweise zur Erzeugung des Ausführung-Bearbeitungsprogramms derart ausgestaltet, dass das mindestens eine Bearbeitungswerkzeug bei der Bearbeitung des Werkstücks nur einen Teil der Abweichung zwischen der Istkontur und der Sollkontur des Werkstücks abträgt. Die Bearbeitungsvorrichtung arbeitet sozusagen vorsichtig, d. h. sie trägt nur einen Teil des an sich berechneten Materialabtrags ab, so dass iterativ in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt ein weiterer Materialabtrag erfolgen kann. Es kann nämlich sein, dass gerade bei großen Werkstücken das Werkstück nach dem ersten Bearbeitungsschritt eine andere Durchbiegung aufweist als vorher berechnet, weil nämlich weniger das Werkstück versteifendes Material vorhanden ist. Durch diesen vorsichtigen, interaktiven Materialabtrag kann dann beispielsweise die Durchbiegung des Werkstücks nach dem jeweiligen Bearbeitungsschritt erfasst werden, indem nämlich wiederum die Istkontur des Werkstücks durch die Messeinrichtung erfasst wird, worauf im Folge-Bearbeitungsschritt eine weitere Nachbearbeitung folgen kann oder das Werkstück vielleicht sogar als fertig gestellt markiert wird.The control device is expediently designed to generate the execution machining program such that the at least one machining tool removes only part of the deviation between the actual contour and the desired contour of the workpiece during machining of the workpiece. The processing device works as it were carefully, d. H. it carries only a part of the material removal calculated per se, so that iteratively in a subsequent processing step, a further material removal can take place. It may in fact be the case that, in the case of large workpieces, the workpiece has a different deflection after the first processing step than previously calculated, because less material stiffening the workpiece is present. By this careful, interactive removal of material then, for example, the deflection of the workpiece can be detected after the respective processing step, namely, in turn, the actual contour of the workpiece is detected by the measuring device, which can follow in the subsequent processing step, a further post-processing or perhaps even finished the workpiece is marked.
Die Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise lernfähig. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Steuerungseinrichtung zur Korrektur des Ausgabe-Bearbeitungsprogramms zu einem kleineren Materialabtrag ausgestaltet ist, wenn der bei einer vorherigen Bearbeitung des Werkstücks erzielte Materialabtrag größer als ein für die vorherige Bearbeitung geplanter Materialabtrag war. Wenn hingegen die vorherige Bearbeitung nicht ausreichend war, d. h. dass bei einer vorherigen Bearbeitung des Werkstücks der erzielte Materialabtrag kleiner als ein für diese vorherige Bearbeitung geplanter Materialabtrag war, korrigiert die Steuerungseinrichtung zweckmäßigerweise das Ausgabe-Bearbeitungsprogramm zu einem größeren Materialabtrag.The control device is preferably adaptive. A preferred embodiment of the invention provides that the control device is configured for correcting the output machining program to a smaller material removal when the material removal achieved in a previous machining of the workpiece was greater than a planned for the previous processing material removal. If, however, the previous processing was not sufficient, d. H. that in a previous processing of the workpiece, the material removal achieved was smaller than planned for this previous processing material removal, the control device expediently corrects the output machining program to a larger material removal.
Die Steuerungseinrichtung ist zweckmäßigerweise zu einer räumlichen Korrektur des Vorgabe-Datensatzes in Abhängigkeit von dem Ist-Datensatz ausgestaltet, derart, dass die Werte des Vorgabe-Datensatzes innerhalb einer räumlichen Umhüllenden des Ist-Datensatzes angeordnet sind. Gerade bei relativ großen Werkstücken kann es nämlich sein, dass diese nicht optimal positioniert sind, beispielsweise nicht in einer Normalenrichtung zum Untergrund. Das erfindungsgemäße Konzept sieht dann vor, dass die Vorgabe-Daten sozusagen räumlich korrigiert werden und die aktuelle Lage des Werkstückes abbilden. Somit wird verhindert, dass an bestimmten Stellen zu viel Material abgetragen wird, an anderen Stellen jedoch zu wenig.The control device is expediently designed for a spatial correction of the default data set as a function of the actual data record such that the values of the default data record are arranged within a spatial envelope of the actual data record. Especially with relatively large workpieces, it may be that they are not optimally positioned, for example, not in a normal direction to the ground. The concept according to the invention then provides that the default data are spatially corrected as it were and represent the current position of the workpiece. This prevents that too much material is removed in certain places, but in other places too little.
Die Steuerungseinrichtung ist vorzugsweise zur Erfassung einer Ist-Verformung des Werkstücks anhand des Ist-Datensatzes und zur anschließenden Korrektur des Ausführung-Bearbeitungsprogramms anhand der ermittelten Ist-Verformung ausgestaltet. Dadurch, dass die Ist-Daten und somit die Istkontur des Werkstücks erfasst werden, kann auch eine Abweichung, die sich beispielsweise durch Durchbiegung oder anderweitige Verformung des Werkstücks ergibt, bereits vor der Bearbeitung berücksichtigt werden. Der Materialabtrag durch beispielsweise Fräsen, Drehen oder Schleifen, erfolgt sozusagen an der richtigen Stelle. Dort wo sich das Werkstück beispielsweise näher zum Bearbeitungswerkzeug hin erstreckt, wird dann entsprechend weniger Material abgetragen, während das Bearbeitungswerkzeug sozusagen einer Durchbiegung folgt und sich dort näher zum Werkstück hinbewegt, wo dieses weiter durchgebogen ist.The control device is preferably designed for detecting an actual deformation of the workpiece on the basis of the actual data set and for the subsequent correction of the execution machining program on the basis of the determined actual deformation. Due to the fact that the actual data and thus the actual contour of the workpiece are detected, a deviation, which results, for example, from bending or other deformation of the workpiece, can also be taken into account before processing. The material removal by, for example, milling, turning or grinding, takes place in the right place, so to speak. Where, for example, the workpiece extends closer to the machining tool, less material is then correspondingly removed, while the machining tool, so to speak, follows a deflection and moves there closer to the workpiece, where it is further bent.
Eingangs wurde bereits erwähnt, dass auch die Sollkontur des Werkstücks definierende Sollwerte bei der Erzeugung des Ausgabe-Bearbeitungsprogramms genutzt werden können. Diese Sollwerte können beispielsweise an einer Bedienschnittstelle eingegeben werden und/oder auch als CAD-Daten von der Steuerungseinrichtung oder der Bearbeitungsvorrichtung eingelesen werden. It has already been mentioned at the beginning that setpoint values defining the target contour of the workpiece can also be used in the generation of the output processing program. These setpoint values can be input, for example, at an operator interface and / or also read in as CAD data from the control device or the processing device.
Bevorzugt ist eine Bedienschnittstelle zur Eingabe zumindest eines Abschnitts der Sollkontur durch einen Bediener vorhanden. Somit kann beispielsweise die Bearbeitungsvorrichtung die Sollwerte anhand der über die Bedienschnittstelle eingegebenen Werte angeben. Die Bedienschnittstelle ist vorzugsweise eine grafische Bedienschnittstelle. Beispielsweise wird an der Bedienschnittstelle die Istkontur des Werkstücks angezeigt, beispielsweise räumlich, so dass der Bediener diejenigen Bereiche, die bearbeitet werden sollen, angeben kann, z. B. mittels einer Maus, eines Stifts oder dergleichen markieren kann. An der Bedienschnittstelle kann der Bediener beispielsweise die Breite des bereits erwähnten Spalts an dem Verkleidungsteil oder einem sonstigen Werkstück vorgegeben.Preferably, an operator interface for the input of at least a portion of the desired contour by an operator is present. Thus, for example, the processing device can specify the setpoint values based on the values entered via the user interface. The operator interface is preferably a graphical user interface. For example, the actual contour of the workpiece is displayed on the operating interface, for example spatially, so that the operator can specify the areas that are to be processed, eg. B. by means of a mouse, a pen or the like can mark. At the operator interface, for example, the operator can specify the width of the gap already mentioned on the trim part or another workpiece.
Zur Erfassung der Istkontur können bei der Messeinrichtung unterschiedliche, insbesondere berührungslose, Sensoren vorgesehen sein, auch in Kombination. Beispielsweise ist eine optische oder sonstige berührungslose Erfassung des Werkstücks vorteilhaft, z. B. auch mittels Mikrowellen, Ultraschall oder dergleichen. Aber auch eine taktile Erfassung kann günstig sein. In diesem Fall hat die Messeinrichtung mindestens einen Tastsensor. Die Messeinrichtung umfasst ferner mindestens einen Laser. Bevorzugt ist die Erfassung mittels eines Linienscanners.To detect the actual contour, different, in particular non-contact, sensors can be provided in the measuring device, also in combination. For example, an optical or other non-contact detection of the workpiece is advantageous, for. B. also by means of microwaves, ultrasound or the like. But a tactile detection can be beneficial. In this case, the measuring device has at least one touch sensor. The measuring device further comprises at least one laser. Preferably, the detection by means of a line scanner.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Messeinrichtung zur dreidimensionalen Erfassung der Istkontur ausgestaltet ist.It has proved to be advantageous if the measuring device is designed for the three-dimensional detection of the actual contour.
Zur Vermeidung von Fehlern ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die Bearbeitungsvorrichtung zum Ausgeben einer Warnung ausgestaltet ist, wenn insbesondere beim erstmaligen Erfassen der Istkontur durch die Messeinrichtung festgestellt wird, dass das Werkstück keine zur Bearbeitung durch die Bearbeitungsvorrichtung geeignete Position einnimmt. Aber auch nach einer ersten Bearbeitung kann sich die Position des Werkstücks verändern, so dass dann die vorgenannte Warnung zweckmäßig ist.In order to avoid errors, it is also expedient if the processing device is designed to output a warning, if in particular the first time the actual contour is detected by the measuring device, the workpiece assumes no suitable position for processing by the processing device. But even after a first processing, the position of the workpiece can change, so that then the aforementioned warning is appropriate.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch durch ein Computerprogramm realisierbar sein, das durch einen Prozessor, beispielsweise einen Prozessor der Steuerungseinrichtung, ausführbar ist. Das Computerprogramm hat entsprechende Programmbefehle, um die Verfahrensschritte, nämlich insbesondere zur Erzeugung des Ausgabe-Bearbeitungsprogramms anhand der Ist-Daten bzw. des Ist-Datensatzes sowie der Sollwerte und/oder des Vorgabe-Bearbeitungsprogramms durchzuführen.The method according to the invention can also be realized by a computer program which can be executed by a processor, for example a processor of the control device. The computer program has corresponding program instructions for carrying out the method steps, namely in particular for generating the output processing program on the basis of the actual data or the actual data set as well as the setpoint values and / or the default processing program.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:Hereinafter, an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawing. Show it:
Eine in
Die Steuerungseinrichtung
An dem Portal
An dem Werkzeugkopf
Das Portal
Das Bearbeitungswerkzeug
Die Werkzeugmaschine
Am Messkopf
Insbesondere dann, wenn verschiedene Messverfahren zur Anwendung kommen sollen, ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich noch ein Messkopf-Magazin
Selbstverständlich kann auch ein Roboter oder ein sonstiges Handling-Element vorgesehen sein, um den Werkzeugkopf
Eine zum erläuterten Ausführungsbeispiel alternative oder dieses ergänzende Ausführungsform, die nur in gestrichelten Linien dargestellt ist, sieht beispielsweise ein weiteres, an den Schienen
Eine weitere Ausführungsform sei kann vorsehen, dass am Läufer
Die Bearbeitungsvorrichtung
Das Werkstück
Ein sich zwischen den Längsenden
Insbesondere im Bereich des Flugzeugbaus, bei Windrädern oder dergleichen sind Werkstücke zu bearbeiten, die zu einer Durchbiegung neigen. Das Werkzeug
Die Durchbiegung D wird noch größer, wenn das Bearbeitungswerkzeug
In einem Schritt S2 liest das Programm
Der Vorgabe-Datensatz
In einem Schritt S3 erzeugt die Steuerungseinrichtung
In dem Schritt S3 kann auch vorgesehen sein, dass das Programm
In einem Schritt S4 überträgt die Steuerungseinrichtung
Die lokale Steuerung
Der Korrekturdatensatz
Das in dem Schritt S5 erzeugte korrigierte Ausführung-Bearbeitungsprogramm
In einem weiteren Schritt S7 erfasst die Bearbeitungsvorrichtung
In einem Schritt S8 ermittelt die Bearbeitungsvorrichtung
Wenn diese Abweichung im Toleranzbereich ist, verzweigt der Ablauf in einem Verzweigungsschritt E9 entweder in einen Zweig
Wenn jedoch im Entscheidungsschritt E9 festgestellt wird, das die Toleranz so überschritten ist, dass das Werkstück
Wenn das Werkstück
Für ein in
In dem Schritt S1 erfasst die Bearbeitungsvorrichtung
An der eine Bedienschnittstelle für einen Bediener darstellenden Bedienoberfläche
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