KR101133456B1 - Device and method for machine control - Google Patents

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KR101133456B1 KR1020040116504A KR20040116504A KR101133456B1 KR 101133456 B1 KR101133456 B1 KR 101133456B1 KR 1020040116504 A KR1020040116504 A KR 1020040116504A KR 20040116504 A KR20040116504 A KR 20040116504A KR 101133456 B1 KR101133456 B1 KR 101133456B1
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시마코브마이클
딜거크리스티안
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발테르 마쉬넨바우 게엠베하
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation

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Abstract

시간 효율적이고 충돌이 없는 이송 경로를 결정하기 위해 연삭기의 기계 제어를 위한 데이터 베이스(D)가 제공되며, 상기 데이터 베이스는 각각의 개별적인 좌표 지점 X, Y, Z, 및 A에 및 개별적인 공구 타입들(WZI)과 가공물 타입들(WSJ)의 각각의 조합에 대해 "0", "1"의 충돌 변수를 갖는다. 상기 충돌 변수는 가공물(11)과 공구(3)의 상대 위치를 의미하는 상응하는 좌표 지점 X, Y, Z, 및 A에 할당된 좌표관계(constellation)가 공구와 가공물의 충돌 또는 공간적으로 오버랩(overlapping)하게 되는지 여부를 나타낸다. 상기 데이터 베이스(D)는 주어진 경로들 또는 팽창 또는 경로의 단계별 배치(layout)를 확인하는데 사용될 수 있는 참조 표(lookup table)를 형성한다. 시간 소모가 심하고 연산량이 많은 충돌 연산이 생략되기 때문에 시간에 있어서 효율적인 경로들의 연산이 심지어 한정된 연산 성능에서도 수 초 내에 수행될 수 있다. 이를 위해 미리-연산된 참조 표가 참조된다.A database (D) is provided for the machine control of the grinding machine to determine a time-efficient and collision-free transfer path, which database is at each individual coordinate point X, Y, Z, and A and for individual tool types. Has a collision variable of "0", "1" for each combination of (WZI) and workpiece types (WSJ). The collision variable is defined by the relative constellations assigned to the corresponding coordinate points X, Y, Z, and A, which represent the relative positions of the workpiece 11 and the tool 3, to a collision or spatial overlap of the tool and the workpiece. overlapping). The database D forms a lookup table that can be used to identify given paths or expansions or layout of the paths. Since time-consuming and computationally expensive collision operations are omitted, computation of efficient paths in time can be performed in seconds, even with limited computational performance. Reference is made to the pre-computed reference table for this.

제어, 연삭기, 이송 경로, 가공물, 충돌Control, grinding machine, feed path, workpiece, collision

Description

기계 제어용 장치 및 방법{Device and method for machine control}Device and method for machine control

도 1은 연삭기 및 그 제어 장치의 매우 개략적인 도면.1 is a very schematic view of a grinding machine and its control device.

도 2는 서로 오버랩하는 개별적인 가공물 타입 및 개별적인 공구 타입과 함께 도시한 2차원의 개별적인 작업 영역의 개략도.2 is a schematic representation of a two-dimensional individual working area, shown with individual workpiece types and individual tool types overlapping one another.

도 3은 개별적인 공구 타입들의 개략도.3 is a schematic representation of individual tool types.

도 4는 다른 개별적인 공구 타입들의 개략도.4 is a schematic representation of other individual tool types.

도 5는 충돌 변수들을 결정하는 데이터 베이스의 구조체의 공식을 도시하는 도면.5 shows a formula of a structure of a database for determining collision variables.

도 6은 2차원 예의 작업 영역에서 이격된 장애물 둘레의 충돌하지 않는 경로 결정의 개략 예시도.6 is a schematic illustration of a non-collision path determination around obstacles spaced apart in the work area of the two-dimensional example.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※[Description of Reference Numerals]

1: 연삭기 2: 연삭 스핀들 캐리어1: grinding machine 2: grinding spindle carrier

3: 공구 4, 5, 6: 구동 장치3: tool 4, 5, 6: drive unit

7: 제어 유닛 8: 메모리 유닛7: control unit 8: memory unit

9: 가공물 캐리어 11: 가공물9: workpiece carrier 11: workpiece

12: 구동 장치 14: 내부 영역12: drive unit 14: internal area

본 발명은 연삭기용 또는 유사한 기계용 기계 제어 장치와, 공구, 특히 연삭 공구 및/또는 상응하는 가공물의 이송 경로를 결정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a machine control device for a grinding machine or similar machine, and to a method for determining the conveying path of a tool, in particular a grinding tool and / or a corresponding workpiece.

연삭기 또는 예를 들어, 침식(erosion) 장치 등과 같은 유사 장치들에서, 충돌이 일어나지 않도록 가공물 및/또는 공구를 서로에 대해 빈번히 조정할 필요가 있다. 예를 들어, 연삭 공구로 수행되는 기계가공 공정이 완료되고 다른 연삭 공구가 가공물과 접촉하게 되는 경우가 그러하다. 가공물과 연삭 공구의 위치결정 및 이송될 경로들의 제어는 기계 조정 전문가 또는 기계 조작자가 다소 지능형 프로그래밍의 도움을 받으면서 만들어야 하는 기계 제어 프로그램의 목적이다. 일반적으로, 기계 조정 전문가가 시간에 대해 최적화된 위치 경로들을 제공할 수는 없다. 이는 특히 이러한 경로들이 장애물들을 우회하여 충돌을 회피하기 위해 직선일 수 없는 경우에 적용된다. 기계 제어 프로그램이 생성되면, 다음에 연삭 공구들 또는 가공물들이 서로 충돌하거나 또는 이들이 다른 부품들과 충돌하는 것을 회피하기 위해 그 충돌로부터 자유로움에 대해 장기간에 걸쳐 주의깊게 시험되어야 한다. 명백히 보다 안전한 경로들이 충돌을 회피하기 위해 취해져 작업이 끝난 후에 각각의 공구들이 소위 안전하게 정지된 위치로 이동되고, 예를 들어 이후의 작업 단계의 시작 위치가 상기 정지 위치로부터 접근되거나 또는 다른 정지된 위치가 상기 제 1 정지 위치로부터 접근되면, 이송 경로들이 길어지고 위치결정 시간이 길어진다. 위치결정 시간이 합해지면 상당한 시간 손실이 되며, 이는 특히 복잡한 가공물, 예를 들어 드릴, 커터 등에 대한 연삭 작업 중에 회피되어야 한다.In grinding machines or similar devices such as, for example, erosion devices, it is necessary to frequently adjust the workpieces and / or tools with respect to each other so that collisions do not occur. This is the case, for example, when the machining process performed with the grinding tool is completed and the other grinding tool comes into contact with the workpiece. The positioning of the workpiece and the grinding tool and the control of the paths to be transported are the purpose of the machine control program, which must be made by a machine control expert or machine operator with the aid of some intelligent programming. In general, a machine coordinator cannot provide position paths optimized over time. This is particularly true where these paths cannot be straight to bypass obstacles and avoid collisions. Once the machine control program is created, the grinding tools or workpieces must then be carefully tested for a long time to be free from the collision in order to avoid colliding with each other or with other parts. Obviously safer paths are taken to avoid collisions so that after the end of the work each tool is moved to a so-called safely stopped position, for example the starting position of a subsequent working step is approached or otherwise stopped Is approached from the first stop position, the transport paths are long and the positioning time is lengthened. The sum of the positioning times is a significant time loss, which must be avoided during grinding operations, especially for complex workpieces, for example drills, cutters and the like.

그러므로, 본 발명의 목적은 공구 및/또는 가공물들의 이송 경로들이 짧은 위치결정 시간을 요구하는 간단한 방식으로 단시간에 결정될 수 있는 위치결정 방법 및 상응하는 기계 제어 장치를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a positioning method and a corresponding machine control apparatus in which the feed paths of tools and / or workpieces can be determined in a short time in a simple manner requiring a short positioning time.

이러한 목적은 청구범위 제 1 항에 따른 기계 제어 장치와 제 12항에 따른 방법에 의해 달성된다.This object is achieved by a machine control device according to claim 1 and a method according to claim 12.

본 발명에 따른 기계 제어 장치는 짧은 위치결정 시간을 요구하는 이송 경로들의 결정 또는 입력에 있어서 프로그래머를 돕는다. 상기 기계 제어 장치는 이러한 이송 경로들을 자동적으로 정하도록 구비될 수 있다. 기계 제어 장치 및 이에 관련한 제어 방법의 특징은 미리-연산된 데이터 베이스가 제공된다는 사실에 근거하고, 이는 개별적인 작업 영역에 적용되며 각각의 공구와 각각의 공구 위치 및 각각의 가공물과 가공물 위치 및 가공 영역의 각각의 분리 요소(separation element)에 대한 충돌 변수를 포함한다. 예를 들어, 이러한 변수는 충돌이 없을 때 "0", 각각의 가공물 위치 및 공구 위치가 충돌할 때(상기 공구 위치는 기계장치 좌표 영역 내의 위치에 의해 정해짐) "1"이고, 이는 공구와 가공물의 오버랩 경로임을 의미한다. 작업 영역에 걸친 가공물 및/또는 작업 영역에 걸친 공구의 특수한 경로가 제공되면, 제안된 경로가 충돌을 포함하는지 여부가 간단한 데이터 검색을 통해 판정된다. 이는 예정된 경로들을 검색하는 방식으로 이루어질 수 있고, 이송 경로들의 결정 중에 확인시켜주는 측정값(supporting measure)일 수 있다.The machine control device according to the invention assists the programmer in the determination or input of feed paths requiring short positioning times. The machine control device may be provided to automatically define these transport paths. The characteristics of the machine control device and the control method associated therewith are based on the fact that a pre-computed database is provided, which applies to the individual working areas and which each tool and each tool position and each workpiece and workpiece position and machining area It includes a collision variable for each separation element of. For example, this variable is "0" when there is no collision, when each workpiece position and tool position collide (the tool position is determined by a position in the machine coordinate area), which is the It means the overlapping path of the workpiece. Given the special path of the workpiece over the work area and / or the tool over the work area, it is determined via simple data retrieval whether the proposed path contains a collision. This can be done by searching for predetermined routes and can be a supporting measure to confirm during the determination of the transfer routes.

데이터 베이스의 검색은 매우 시간이 소모되는 처리이지만, 이는 단 한번에 수행되어야 한다. 예를 들어, 모두 3개의 공간 방향에서 100개의 개별적인 단계(step)로 각각 분할된 작업 영역이 있다면 여기에는 이미 10,000개의 분리 요소가 생성되어 있다. 예를 들어, 제 1 및 개별적인 공구는 가공물의 예정된 방향에서 10,000개의 상이한 위치를 취할 수 있다. 가공물이 100개의 개별적인 방향을 취할 수 있다면, 개별적인 작업 영역은 1,000,000개의 지점을 갖는다. "0" 또는 "1"의 충돌 변수는 각각의 지점에 대해 전체 작업 영역의 각각의 분리 요소(셀;cell)에 할당되며, 이는 각각의 개별적인 가공물-공구 좌표관계(작업 영역에서 가공물 위치와 공구 위치)에 대한 것을 의미한다. 가공물과 공구가 서로 접촉하거나 또는 서로 중첩하지 않으면, 모든 셀은 "0"이다. 접촉 또는 오버랩이 발생하면 특정한 셀들만이 "1"이며, 여기에서는 예를 들어 접촉 또는 오버랩이 일어난다.Searching the database is a very time consuming process, but it must be done only once. For example, if there is a work area that is divided into 100 individual steps in all three spatial directions, there are already 10,000 separate elements. For example, the first and individual tools may take 10,000 different positions in the predetermined direction of the workpiece. If the workpiece can take 100 individual directions, the individual working areas have 1,000,000 points. Collision variables of "0" or "1" are assigned to each separate element (cell) of the entire work area for each point, which means that each individual work-tool coordinate relationship (workpiece position and tool in the work area) Position). If the workpiece and the tool are in contact with each other or do not overlap each other, all the cells are "0". If contact or overlap occurs, only certain cells are "1", where contact or overlap occurs, for example.

상술한 방식의 충돌 변수들의 결정은 바람직하게는 이제 각각의 개별적인 타입의 가공물과 조합하여 각각의 개별적인 타입의 공구에 대해 이루어지며, 바람직하게는 미가공 부재의 기하학적 형상이 가공물로서 선택된다. 그 다음에 모든 좌표관계가 데이터 베이스에 입력된다. 이러한 데이터 베이스의 연산은 고성능 컴퓨터에서도 1일 이상 걸릴 수 있다. 데이터 베이스는 참조 표를 형성하고, 이를 통해 연삭 공구 및/또는 가공물의 제안된 경로가 대응하는 데이터 배치에서 수 초 이내에 충돌에 대해 자유로운지 점검될 수 있다.The determination of the collision parameters in the manner described above is now preferably made for each individual type of tool in combination with each individual type of workpiece, and preferably the geometry of the raw member is selected as the workpiece. Then all coordinate relationships are entered into the database. Computing these databases can take a day or more, even on high-performance computers. The database forms a reference table through which the proposed path of the grinding tool and / or workpiece can be checked for collisions within a few seconds in the corresponding data batch.

본 발명의 방법과 기계 제어 장치는 이송 경로들의 프로그래밍 중에 또는 상 기 이송 경로들의 자동적인 생성 중에 충돌이 없는지 점검될 수 있는 독자적인 근거에 의해 달성한다. 특히, 시간 효율적인 이송 경로들이 데이터 베이스에 대한 반복적인 응답(return)을 통해 매우 신속하게 결정될 수 있다.The method and machine control device of the present invention achieves on a sole basis that can be checked for collisions during the programming of the transfer paths or during the automatic generation of the transfer paths. In particular, time efficient transfer paths can be determined very quickly through an iterative return to the database.

데이터 베이스는 기계 제조업자에 의해 단 한번에 설치되어야 한다. 이러한 데이터 베이스는 이후에 기존의 모든 기계 또는 연삭기들에 복사될 수 있고, 그 다음에 가능한 한 바람직한 이송 경로를 결정하게 된다. 예를 들어, 충돌 경로가 결정되는 경로의 시작점과 종결점 사이에서 모든 가능한 경로들 중에 부가적으로 선택되며, 이는 가능한 한 최적 경로에 가깝게 된다. 공지된 표준화 방법들이 부가적으로 사용될 수 있다.The database must be installed at one time by the machine manufacturer. This database can then be copied to all existing machines or grinding machines, and then to determine the desired transport path as much as possible. For example, a collision path is additionally selected among all possible paths between the starting and ending points of the path to be determined, which is as close as possible to the optimal path. Known standardization methods can additionally be used.

개개의 경우에, 데이터 베이스가 작업 영역의 분리 요소들과 그 충돌 변수들만 포함하면 충분할 수 있고, 이들은 위치결정 중에 점검되어야 한다. 작업 영역의 여유 영역들(marginal region)과 관련한 분리 요소들은 생략될 수 있다. 그러나, 충돌 가능한 각각의 경우가 데이터 베이스에 포함되도록 작업 영역의 모든 분리 요소들이 포함되는 것이 유리하다고 생각된다.In individual cases, it may be sufficient for the database to include only the separate elements of the work area and its conflicting variables, which must be checked during positioning. Separation elements associated with marginal regions of the work area may be omitted. However, it is contemplated that all the separate elements of the work area be included so that each conflictable case is included in the database.

또한, 각각의 기계에 사용되는 모든 공구들을 고려하여, 공구들이 공구의 각각의 타입을 형성하는 공구 분리 요소들에 의해 묘사되는 것이 바람직하다. 가공물들도 분리되어 각각의 연삭기에서 가공될 미완성 부품들이 개별적으로 가공물들에 대한 설계에 따라 사용되고 상기 가공물들이 실린더들, 원추들, 계단식(stepped) 실린더 등과 같은 간단한 기하학적 형상을 갖는다.In addition, taking into account all the tools used in each machine, it is preferred that the tools are depicted by tool separating elements forming each type of tool. The workpieces are also separated and the unfinished parts to be machined in each grinding machine are individually used according to the design of the workpieces and the workpieces have a simple geometry such as cylinders, cones, stepped cylinders and the like.

본 발명의 방법은 특히 재료의 적은 양만이 절삭되게 하여 가공물이 기계가 공 중에 그 형상이 아주 적게 변화되는 연삭기들에 사용하기 적합하다. 미가공된 부품의 가공물 디자인은 가공물에 대한 기계가공 과정 중에도 일반적으로 동일하게 유지된다.The method of the present invention is particularly suitable for use in grinding machines where only a small amount of material is cut so that the workpiece changes very little in shape during machining. The workpiece design of the raw part remains generally the same during the machining of the workpiece.

데이터 베이스는 색인된 리스트(indexed listing)로 구성되며, 이는 규칙적으로 나타나는 일련의 0(zero)들을 의미한다. 데이터 압축이 수행될 수 있고 각각 짝을 이루는 공구 타입들과 가공물들에 제한되어 부분적인 데이터 베이스만이 특정한 가공물 및 특정한 공구의 경로들의 충돌 없는지를 확인하기 위해 압축되지 않아(압축이 풀려) 있어야 한다.The database consists of an indexed listing, which means a set of zeros that appear regularly. Data compression can be performed and limited to each of the paired tool types and workpieces so that only a partial database must be uncompressed (compressed) to ensure that there is no collision between the particular workpiece and the path of the particular tool. .

본 발명의 유익한 실시예들의 다른 세부사항들은 도면, 상세한 설명, 또는 청구범위에 도시되어 있다.Other details of advantageous embodiments of the invention are shown in the drawings, the description, or the claims.

연삭기(1)가 도 1에 매우 간략하게 예시되어 있다. 상기 연삭기(1)는 공구(3), 특히 연삭 공구를 갖는 연삭 스핀들 캐리어(2)를 포함한다. 도 1에는 공구(3)의 일예로서 연삭 휠이 도시되어 있다. 연삭 스핀들 캐리어(2)는 여러 방향, 예를 들어 3 방향 X, Y, Z에서 선형으로 조정될 수 있다. 대응하는 구동 장치들(4, 5, 6)은 조정을 위해 사용되며, 상기 구동 장치들은 제어 라인들을 통해 제어 유닛(7)에 연결되어 있다. 상기 제어 유닛은 예를 들어 메모리 유닛(8)에 연결된 기계 제어용 컴퓨터이다. 연삭기(1)는 가공물 캐리어(9)를 부가적으로 포함하며, 봉(rod) 형상의 가공물(11)이 도 1에 예시된 바와 같이 캐리어에 장착된다. 이와 같이, 미가공된 부품의 가하학적 형상이 가공물(11)로서 선택된다. 예를 들어, 가공물 캐리어(9)는 축 A 둘레에 회전가능하게 장착될 수 있다. 대응하는 구동 장치(12)가 제어 유닛(7)에 연결된다. 연삭 스핀들 캐리어(2)가 Y 및 Z 방향으로만 움직일 수 있다면, 가공물 캐리어(9)가 부가적으로 X 방향으로 움직일 수 있다. 그 다음에, 구동 장치(4)가 공구 캐리어(9)에 연결된다.The grinding machine 1 is illustrated very briefly in FIG. 1. The grinding machine 1 comprises a tool 3, in particular a grinding spindle carrier 2 with a grinding tool. 1 shows a grinding wheel as an example of a tool 3. The grinding spindle carrier 2 can be adjusted linearly in several directions, for example in three directions X, Y, Z. Corresponding drive devices 4, 5, 6 are used for the adjustment, which are connected to the control unit 7 via control lines. The control unit is, for example, a machine control computer connected to the memory unit 8. The grinding machine 1 additionally includes a workpiece carrier 9, in which a rod-shaped workpiece 11 is mounted to the carrier as illustrated in FIG. 1. As such, the geometrical shape of the unworked part is selected as the work piece 11. For example, the workpiece carrier 9 can be rotatably mounted about axis A. The corresponding drive device 12 is connected to the control unit 7. If the grinding spindle carrier 2 can only move in the Y and Z directions, the workpiece carrier 9 can additionally move in the X direction. Then, the drive device 4 is connected to the tool carrier 9.

좌표 X, Y, Z, 및 A는 공구(3)와 가공물(11)의 움직임에 대한 4차원 작업 영역을 형성한다. 제어 유닛(7)은 원하는 연삭 결과를 얻기 위해 공구(3)와 가공물(11)의 움직임을 제어한다. 이는 부가적으로 예를 들어, 상이한 공구들이 가공물(11)과 차례대로 접촉하게 될 수 있도록 공구(3) 및/또는 가공물(11)의 움직임을 제어한다. 공구(3)와 가공물(11)은 가능한 한 최단 시간에 움직여야 하며, 이는 시간에 대해 최적화된, 또는 시간에 대해 거의 최적화된, 또는 적어도 시간에 대해 효율적인 이송 경로들이 추구됨을 의미한다. 무엇보다도, 공구(3)와 가공물(11) 또는 임의의 다른 부재들 간에는 어떠한 충돌도 일어나지 않아야 한다. 그러므로, 제어 유닛(7)은 4차원 작업 영역에서 제안된 경로에 대해 충돌을 점검하는 역할을 한다. 이는 개별적인 4차원 작업 영역에서 가능한 공구(3)와 가공물(11)의 모든 위치들에 대한 충돌 변수를 포함하는 메모리 유닛(8)에 제공된 데이터 베이스를 사용한다. 이는 가공물(11)의 모든 개별적인 회전 위치(A)와 조합하여 공구(3)의 모든 개별적인 X, Y, Z 위치에 대해, 공구(3)와 가공물(11)의 체적에 관한 오버랩(충돌)이 일어나는지 판정됨을 의미한다. 이러한 경우를 예시하기 위해 2차원 예가 작업 영역(R)에 대해 도 2에 도시되어 있다. 개별적인 좌표들은 X0 내지 Xn 및 Y0 내지 Ym으로 연장한다. 개별적인 작업 영역(R)은 2축에서 조정이 있을 때(X에서와 Y에서의 조정)에만 공구(3)와 가공물(11)의 모든 가능한 개별적인 상대 위치를 포함한다. 좌표(Xk, Yl)에 의해 인식되는 공구(3)는 이제 시험적으로 개별적인 작업 영역의 각각의 지점에서 움직이며 그 좌표(Xk, Yl)는 오버랩이 있을 때 충돌 변수"1"이 할당되고, 그렇지 않으면 "0"이다. 격자 정사각형(grid square) "0"이 도 2에 빈 것으로 도시되어 있다.The coordinates X, Y, Z, and A form a four dimensional working area for the movement of the tool 3 and the workpiece 11. The control unit 7 controls the movement of the tool 3 and the workpiece 11 to achieve the desired grinding result. This additionally controls the movement of the tool 3 and / or the workpiece 11, for example, so that different tools may come in contact with the workpiece 11 in turn. The tool 3 and the work piece 11 should move in the shortest possible time, which means that efficient transport paths are pursued which are optimized for time or nearly optimized for time or at least for time. First of all, no collision should occur between the tool 3 and the workpiece 11 or any other member. Therefore, the control unit 7 serves to check the collision for the proposed path in the four-dimensional work area. It uses a database provided in the memory unit 8 which contains the collision parameters for all positions of the tool 3 and the workpiece 11 which are possible in separate four-dimensional working areas. This means that for every individual X, Y, Z position of the tool 3 in combination with every individual rotational position A of the workpiece 11, there is an overlap (collision) about the volume of the tool 3 and the workpiece 11. It is determined whether it happens. A two-dimensional example is shown in FIG. 2 for the work area R to illustrate this case. Individual coordinates extend from X 0 to X n and Y 0 to Y m . The individual working area R includes all possible individual relative positions of the tool 3 and the workpiece 11 only when there are adjustments in the two axes (adjustments in X and Y). The tool 3, recognized by the coordinates (X k , Y l ), is now experimentally moved at each point in the individual working area and the coordinates (X k , Y l ) are at the collision variable "1" when there is overlap. Is assigned, otherwise "0". A grid square "0" is shown empty in FIG.

충돌 변수 "0"과 "1"은 3차원 또는 4차원 작업 영역을 위해 상응하여 결정되며, 이는 각각의 충돌 변수가 공구의 각각의 가능한 위치 또는 가공물(11)의 각각의 가능한 위치를 위해 결정됨을 의미한다. 충돌 변수들은 메모리 유닛(8)에 데이터 베이스(D)로서 저장된다. 개략적으로 표현하면, 데이터 베이스(D)는 전체 작업 영역(R)에 대한 가공물(11)과 공구(3)의 오버랩을 포함한다. 연산자(operator) "overl"로 여기에 개략적으로 도시한 오버랩은 개별적인 작업 영역에서 공구(3)와 가공물(11)의 각각의 상대 위치에 대한 교차 검사(test of intersection)를 포함한다.Collision variables "0" and "1" are correspondingly determined for a three or four dimensional working area, which means that each collision variable is determined for each possible position of the tool or for each possible position of the workpiece 11. it means. Collision variables are stored as a database D in the memory unit 8. Expressed schematically, the database D comprises an overlap of the workpiece 11 and the tool 3 over the entire working area R. FIG. The overlap, shown here schematically with the operator "overl", includes a test of intersection for each relative position of the tool 3 and the workpiece 11 in a separate working area.

제어 유닛(7)은 이제 도 6의 다른 2차원 예의 도움을 받아 도시된 바와 같이 다음과 같이 경로(P)를 결정한다.The control unit 7 now determines the path P as follows with the help of another two-dimensional example of FIG. 6.

충돌 없는 경로가 개별적인 작업 영역(여기에서는 2차원 X, Y임)에서 A로부터 B로 검색된다. 상기 경로는 상당히 짧아야 한다. 충돌의 위험이 있는 영역들은 사선들로 표시되고 이들은 데이터 베이스(D)에서 각각 "1"로 인식된다. 본 발명의 방법은 이제 충돌 위험이 있는 영역을 돌아나가는 분리에 의해 격자(grid)에서 경로를 검색한다. 이러한 경로는 내부 영역(14)을 따라 직접 연장하는 최적 경로이고 곡선에 의해 한정되며 상기 영역(14)은 충돌 영역으로 인식된다. 그러나, 경로(P)는 도 6에 개략적으로 입력된, 정지 위치(parked position)들에 걸쳐 나아가는 전통적인 관통-진행(through-going) 경로(P0)보다 훨씬 더 바람직하다.The path without collision is retrieved from A to B in separate working areas (here two-dimensional X, Y). The route should be fairly short. Areas at risk of collision are indicated by diagonal lines and these are each recognized as "1" in the database D. FIG. The method of the present invention now searches for paths in the grid by separation leaving the area at risk of collision. This path is an optimal path that extends directly along the interior area 14 and is defined by a curve and the area 14 is recognized as a collision area. However, the path P is much more desirable than the traditional through-going path P 0 , which travels through the parked positions, schematically input in FIG. 6.

2차원 격자는 실제의 연삭기(1)에 대해 충분하지 않으므로 4차원 작업 영역에 대응하게 작업이 수행되어야 한다. 이는 충돌 변수 "0", "1"이 모두 4개의 좌표 X, Y, Z, A에 대해 정해지고 저장되어야 함을 의미하며, 이는 공구와 가공물의 가능한 상대 위치를 각각 의미한다. 그 다음에, 이러한 데이터 베이스는 조작자가 입력한 부분적 경로, 또는 최근에 정해진 부분적 경로, 또는 선택된 경로가 충돌이 없는 경로인지 여부를 판정하기 위해 경로에 대한 검색에 사용될 수 있고, 이는 연산하는 수고 없이 저장된 값들을 확인하여 이루어진다.Since the two-dimensional grating is not sufficient for the actual grinding machine 1, the work must be performed corresponding to the four-dimensional working area. This means that the collision variables "0" and "1" must all be defined and stored for four coordinates X, Y, Z and A, which means the possible relative positions of the tool and the workpiece, respectively. This database can then be used in a search for a path to determine whether the operator entered a partial path, or a recently determined partial path, or a selected path is a path without collisions, which is effortless to compute. This is done by checking the stored values.

충돌 변수들은 바람직하게는 특정한 가공물과 특정한 공구 그리고 전체 다차원 작업 영역에 대해 판정될 뿐만 아니라, 동시에 모든 개별적인 공구 및 모든 개별적인 가공물에 대해 판정된다. 이는 도 3 및 도 4에 예시되어 있다. 도 3은 공구들(WZ1, WZ2, WZ3)을 도시하며, 이는 예를 들어, 한 세트의 격자 내의 모든 기존의 사이즈 및 형상의 연삭 휠을 포함할 수 있다. 원칙적으로, 공구 타입의 개수는 제한되지 않는다. 현재의 예에는 3개의 타입이 있다. 몇 개의 타입의 가공물도 도시되어 있고, 특히 이들은 상이한 사이즈의 원통형 미가공 부품들에 대한 3가지 타입의 가공물이다. 상이한 타입들 또는 가공물(WS1, WS2, WS3)은 바람직하게는 주어진 분리 범위(separation) 내에서 하나의 분리 단계만큼 각각 상이하다. 대략적으로 계단식 배치가 도 4에 도시된 바와 같이 선택될 수도 있다. 이제, 모든 타입의 가공물과 모든 타입의 공구의 오버랩이 도 5에 예시된 바와 같이 데이터 베이스를 만들기 위해 전체 개별적인 작업 영역(R)에 대해 설정된다. 이러한 데이터 베이스는 가능한 상대 위치결정에 대해 그리고 각각의 가능한 쌍(WZI, WSJ)(I와 J는 각각 공구 타입과 가공물 타입의 번호를 나타냄)에 대해 개별적인 작업 영역(R)의 각각의 지점에 대해 할당되는 충돌 변수들을 포함한다. 각각의 충돌 변수는 1 비트만을 요구하지만, 데이터 베이스는 4차원 작업 영역에 대해 몇 기가바이트를 포함하고, 상기 작업 영역의 좌표는 100개의 개별적인 단계로 각각 분할된다. 이는 예를 들어 3가지 타입의 공구와 3가지 타입의 가공물의 비교적 적은 양만이 사용되는 경우에도 적용된다. 이러한 양의 데이터를 연산하는 데에는 특정한 상황하에서 매우 고 사양의 컴퓨터로도 수일 걸릴 수 있다. 그러나, 만들어진 데이터 베이스는 제안된 타입의 연삭기에 광범위하게 적용되며, 이는 상기 데이터 베이스가 제조된 임의의 연삭기에 어려움 없이 복사될 수 있음을 의미한다. 그 다음에는 새로운 연산은 필요하지 않다.Collision variables are preferably determined not only for a particular workpiece and for a particular tool and for the entire multidimensional working area, but also for all individual tools and for every individual workpiece at the same time. This is illustrated in FIGS. 3 and 4. 3 shows tools WZ1, WZ2, WZ3, which may include, for example, grinding wheels of all existing sizes and shapes in a set of gratings. In principle, the number of tool types is not limited. There are three types of current examples. Several types of workpieces are also shown, in particular these are three types of workpieces for cylindrically shaped parts of different sizes. The different types or workpieces WS1, WS2, WS3 are preferably each different by one separation step within a given separation. An approximately stepped arrangement may be selected as shown in FIG. 4. Now, overlaps of all types of workpieces and all types of tools are set up for the entire individual working area R to make a database as illustrated in FIG. 5. Such a database is available for each point in the individual work area R for possible relative positioning and for each possible pair (WZI, WSJ), where I and J represent the number of the tool type and the workpiece type, respectively. Contains conflicting variables that are assigned. Each collision variable requires only one bit, but the database contains several gigabytes for a four-dimensional working area, the coordinates of which are each divided into 100 separate steps. This applies for example when only a relatively small amount of three types of tools and three types of workpieces are used. Computing this amount of data can take days, even on very high-end computers, under certain circumstances. However, the database produced is widely applied to the grinding machine of the proposed type, which means that the database can be copied without difficulty to any grinding machine manufactured. After that, no new operations are needed.

상술한 바와 같이 데이터 베이스는 압축된 형태로 저장될 수 있다. 데이터 베이스는 바람직하게는 부분적인 데이터 베이스로 분할되어 있고 각각의 부분적 데이터 베이스는 공구-가공물 쌍을 나타낸다(DT = WZI overl WSJ/R). 그 다음에 부분적 데이터 베이스만이 압축이 풀려 관심이 있는 특정한 공구 또는 가공물에 적용되는 위치결정 경로의 충돌 여부가 판정된다. 압축이 풀린 데이터 베이스는 경로를 판정 또는 점검하는데 사용될 수 있고, 결과는 즉시 실제로 사용될 수 있다.As described above, the database may be stored in a compressed form. The database is preferably divided into partial databases and each partial database represents a tool-workpiece pair (DT = WZI overl WSJ / R). Then only a partial database is decompressed to determine if there is a collision of the positioning path applied to the particular tool or workpiece of interest. The decompressed database can be used to determine or check the path and the results can be used immediately in practice.

데이터 베이스(D)는 시간 효율적인 충돌 없는 경로를 판정하기 위해 연삭기의 기계 제어에 사용될 수 있고, 상기 데이터 베이스는 각각의 개별적인 좌표 지점 X, Y, Z, A에 대해 그리고 개별적인 공구 타입(WZI)과 가공물 타입(WSJ)의 각각의 조합에 대해 "0", "1"의 충돌 변수를 갖는다. 상기 충돌 변수는 대응하는 좌표 지점 X, Y, Z, A에 할당된 좌표 관계에 대해 공구와 가공물의 충돌 또는 공간적 오버랩이 일어나는지 여부를 보여주며, 좌표 관계는 가공물(11)과 공구(3)의 상대 위치를 의미한다. 이러한 데이터 베이스(D)는 경로의 단계별 배치에 대해 또는 확장에 대해 또는 주어진 경로를 점검하기 위해 사용될 수 있는 참조 표를 형성한다. 시간 소모적이고 연산 강도가 높은 충돌 연산이 제거되므로, 시간에 있어 효율적인 경로의 연산은 제한된 연산 용량에서도 수초 내에 수행될 수 있다. 미리-연산된 참조 표가 이를 위해 참조된다.The database D can be used for machine control of the grinding machine to determine a time-efficient collision free path, the database for each individual coordinate point X, Y, Z, A and with a separate tool type (WZI) For each combination of workpiece type WSJ there is a collision variable of "0", "1". The collision variable shows whether a collision or spatial overlap of the tool and the workpiece occurs with respect to the coordinate relationship assigned to the corresponding coordinate points X, Y, Z, A, where the coordinate relationship of the workpiece 11 and the tool 3 It means relative position. This database D forms a reference table that can be used for stepwise placement of paths or for expansion or to check a given path. Since time-consuming and computationally-intensive collision operations are eliminated, computation of paths that are efficient in time can be performed within seconds, even with limited computational capacity. A pre-computed reference table is referenced for this.

Claims (12)

구동 장치(4, 5, 6, 12)에 의해 작업 영역(R)에서 여러 방향 X, Y, Z, A로 서로에 대해 움직일 수 있는 연삭 스핀들 캐리어(2)와 가공물 캐리어(9); 및 상기 구동 장치(4, 5, 6, 12)와 연결되며, 메모리 유닛(8)을 갖는 제어 유닛(7);을 포함하는 연삭기(1)용 기계 제어 장치에 있어서,A grinding spindle carrier 2 and a workpiece carrier 9 which are movable relative to each other in the various directions X, Y, Z, A in the working region R by means of drive devices 4, 5, 6, 12; And a control unit (7) connected to the drive devices (4, 5, 6, 12) and having a memory unit (8). 상기 메모리 유닛(8)은 분리 요소들로 분할되는 상기 작업 영역(R)에 대해 사용가능한 데이터 베이스(D)를 갖고,The memory unit 8 has a database D usable for the working area R, which is divided into separate elements, 상기 데이터 베이스(D)는, 충돌 변수들(0 또는 1)이 각각 예정된 위치들에서 예정된 공구(3)들과 예정된 가공물(11)들을 위한 상기 분리 요소들에 미리-할당되도록, 미리-연산되며,The database D is pre-computed such that collision variables 0 or 1 are pre-assigned to the separating elements for the predetermined tools 3 and the predetermined workpieces 11 at the predetermined positions, respectively. , 상기 데이터 베이스(D)에 포함된 기존의 상기 충돌 변수들(0 또는 1)을 판정함으로써, 이송 경로(P)의 충돌이 회피되는 것을 특징으로 하는 연삭기용 기계 제어 장치.By determining the existing collision variables (0 or 1) contained in the database (D), the collision of the feed path (P) is avoided. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 베이스(D)는 상기 작업 영역(R)의 모든 분리 요소들을 포함하는 연삭기용 기계 제어 장치.The machine control apparatus according to claim 1, wherein the database (D) comprises all the separating elements of the working area (R). 제 1 항에 있어서, 상기 공구(3)들은 개별적인 공구 타입들(WZ1, WZ2, WZ3)로 표현되는 연삭기용 기계 제어 장치.The machine control device according to claim 1, wherein the tools (3) are represented by individual tool types (WZ1, WZ2, WZ3). 제 1 항에 있어서, 상기 가공물(11)들은 개별적인 가공물 타입들(WS1, WS2, WS3)로 표현되는 연삭기용 기계 제어 장치.2. The machine control device according to claim 1, wherein the workpieces are represented as individual workpiece types (WS1, WS2, WS3). 제 1 항에 있어서, 상기 가공물(11)들은 미가공된 부품들의 기하학적 형상들을 갖는 연삭기용 기계 제어 장치.2. The machine control apparatus according to claim 1, wherein the workpieces (11) have the geometric shapes of the raw parts. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 베이스(D)는, 전체 작업 영역에 대해 그리고 가공물이 배치될 수 있는 모든 위치들에 대해, 적어도 하나의 가공물 타입(WS1)과 적어도 하나의 공구 타입(WZ1)을 위한 상기 분리 요소들에 미리-할당된 충돌 변수들(0 또는 1)을 포함하는 연삭기용 기계 제어 장치.2. The database (D) according to claim 1, wherein the database (D) identifies at least one workpiece type (WS1) and at least one tool type (WZ1) for the entire working area and for all positions in which the workpiece can be placed. Machine control device for a grinding machine comprising collision variables (0 or 1) pre-assigned to said separating elements for control. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 베이스(D)는, 전체 작업 영역에 대해 그리고 공구가 배치될 수 있는 모든 위치들에 대해, 적어도 하나의 가공물 타입(WS1)과 적어도 하나의 공구 타입(WZ1)을 위한 상기 분리 요소들에 미리-할당된 충돌 변수들(0 또는 1)을 포함하는 연삭기용 기계 제어 장치.2. The database (D) according to claim 1, wherein the database (D) identifies at least one workpiece type (WS1) and at least one tool type (WZ1) for the entire working area and for all positions in which the tool can be placed. Machine control device for a grinding machine comprising collision variables (0 or 1) pre-assigned to said separating elements for control. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 베이스(D)는, 전체 작업 영역에 대해 그리고 가공물이 배치될 수 있는 모든 위치들에 대해, 모든 가공물 타입들(WS1, WS2, WS3, . . .)과 모든 공구 타입들(WZ1, WZ2, WZ3, . . .)을 위한 상기 분리 요소들에 미리-할당된 충돌 변수들(0 또는 1)을 포함하는 연삭기용 기계 제어 장치.2. The workpiece (D) according to claim 1, wherein the database (D) includes all workpiece types (WS1, WS2, WS3, ...) and all tools, for the entire working area and for all positions in which the workpiece can be placed. Machine control device for a grinding machine comprising collision variables (0 or 1) pre-assigned to the separating elements for types (WZ1, WZ2, WZ3, ...). 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 베이스(D)는 압축된 형태로 저장될 수 있는 연삭기용 기계 제어 장치.The machine control apparatus according to claim 1, wherein the database (D) can be stored in a compressed form. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 베이스(D)는 부분적 데이터 베이스들로 분할되고, 상기 부분적 데이터 베이스들은, 가공물과 공구가 배치될 수 있는 모든 위치들에 대해, 가공물-공구 조합(WZ1-WS1; WZ1-WS2; WZ1-WS3; WZ2-WS1; WZ2-WS2 . . .)을 위한 상기 분리 요소들에 미리-할당된 충돌 변수들(0 또는 1)을 포함하는 연삭기용 기계 제어 장치.2. The method of claim 1, wherein the database (D) is divided into partial databases, wherein the partial databases comprise a workpiece-tool combination (WZ1-WS1) for all positions in which the workpiece and the tool can be placed; Machine control apparatus for a grinding machine comprising collision variables (0 or 1) pre-assigned to the separating elements for WZ1-WS2; WZ1-WS3; WZ2-WS1; WZ2-WS2. 제 10 항에 있어서, 상기 부분적 데이터 베이스들은 개별적으로 각각 압축된 형태로 저장될 수 있는 연삭기용 기계 제어 장치.11. The machine control apparatus according to claim 10, wherein the partial databases can be stored separately in respective compressed forms. 구동 장치(4, 5, 6, 12)에 의해 작업 영역(R)에서 여러 방향 X, Y, Z, A로 서로에 대해 움직일 수 있는 연삭 스핀들 캐리어(2)와 가공물 캐리어(9); 및 상기 구동 장치(4, 5, 6, 12)와 연결되며, 메모리 유닛(8)을 갖는 제어 유닛(7);을 포함하는 연삭기(1) 상의 공구(3), 가공물(11), 또는 공구(3) 및 가공물(11)의 이송 경로를 결정하기 위한 방법에 있어서,A grinding spindle carrier 2 and a workpiece carrier 9 which are movable relative to each other in the various directions X, Y, Z, A in the working region R by means of drive devices 4, 5, 6, 12; And a control unit 7 connected to the drive devices 4, 5, 6, 12, and having a memory unit 8; a tool 3, a workpiece 11, or a tool on the grinding machine 1. (3) and the method for determining the conveyance path of the workpiece 11, 상기 메모리 유닛(8)은 분리 요소들로 분할되는 상기 작업 영역(R)에 대해 사용가능한 데이터 베이스(D)를 갖고,The memory unit 8 has a database D usable for the working area R, which is divided into separate elements, 상기 데이터 베이스(D)는, 충돌 변수들(0 또는 1)이 각각 예정된 위치들에서 예정된 공구(3)들과 예정된 가공물(11)들을 위한 상기 분리 요소들에 미리-할당되도록, 미리-연산되며,The database D is pre-computed such that collision variables 0 or 1 are pre-assigned to the separating elements for the predetermined tools 3 and the predetermined workpieces 11 at the predetermined positions, respectively. , 상기 데이터 베이스(D)에 포함된, 미리-연산되어 변하지 않은 기존의 상기 충돌 변수들(0 또는 1)을 판정함으로써, 이송 경로(P)의 충돌이 회피되는 이송 경로 결정 방법.A method of determining a conveying path in which collision of a conveying path (P) is avoided by determining the existing collision variables (0 or 1) which are pre-computed and unchanged included in the database (D).
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