WO2022258240A1 - Method for machining a workpiece - Google Patents

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WO2022258240A1
WO2022258240A1 PCT/EP2022/058477 EP2022058477W WO2022258240A1 WO 2022258240 A1 WO2022258240 A1 WO 2022258240A1 EP 2022058477 W EP2022058477 W EP 2022058477W WO 2022258240 A1 WO2022258240 A1 WO 2022258240A1
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good part
good
tool
workpiece
machining
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PCT/EP2022/058477
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German (de)
French (fr)
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Thomas Wuhrmann
Patrick Waibel
Nikola PASCHER
Alwin HAENSEL
Gunnar KEITZEL
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Kistler Holding Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for machining a workpiece.
  • a machine tool which has a tool, is used for machining the workpiece.
  • the tool exerts a tool force on the workpiece and removes material from the workpiece. In this way, the workpiece is processed into a unit load.
  • a well-known machine tool is a lathe, a milling machine, a sawing machine, etc.
  • the workpiece is made of any material such as metal, wood, plastic, etc.
  • the tool is made of hard, solid and tough cutting material such as metal, ceramics, etc.
  • Well-known tools for machining a workpiece are chisels, turning tools, milling cutters, countersinks, saw blades, etc.
  • the tool suffers wear and tear when the workpiece is machined.
  • the wear comes from the tool force as well as from increased temperatures during the machining of the workpiece.
  • the wear changes the cutting edge geometry of the tool.
  • a worn tool requires a greater tool force for the machining of the workpiece, which is reflected in a higher energy consumption of the machine tool expressed and which also reduces the surface quality and the dimensional accuracy of the workpiece.
  • Document US2019/0210176A1 discloses a method for machining a workpiece, where a large number of parameters of the machine tool are measured several times in a learning phase before the actual machining of the tool.
  • Each set of parameters includes machine tool vibration and noise, tool force exerted by the tool, and machine tool load and power consumption.
  • Each set of parameters is represented as a vector and classified in a vector space using machine learning. Only normal vectors that correspond to an unworn tool are classified in the vector space. The actual machining of the tool follows the learning phase.
  • a large number of parameters are measured each time a tool is machined and it is checked whether the large number of measured parameters represent a normal vector. If so, the normal vector is binned into vector space. If this is not the case, the machining of the workpiece is interrupted and the tool is checked for wear.
  • the object of the present invention is to simplify the method disclosed in US2019/0210176A1 for machining a workpiece.
  • the invention relates to a method for the machining of a workpiece, which workpiece is processed in a time sequence of several machining operations by several tools required to form a unit load, with a tool force being applied to the workpiece in each machining operation by a required tool exercised, which tool force is measured in each machining process as a time sequence of measurement signals; wherein in a first step of the method a first workpiece is machined to form a first piece good; in a second step of the method, it is checked whether the first piece good has at least one quality feature and is a good part; in a third step of the method, at least one good-part characteristic value is determined for each temporal sequence of measurement signals of the machining operations that led to the good part; wherein in a fourth step of the method for each machining process that has led to the good part, the good part characteristic value is classified into at least one good part class; wherein in a fifth step of the method, which takes place chronologically after the first four steps of the method, a further workpiece is processed to form
  • the inventors have surprisingly found out that to determine whether a tool is worn out during machining of a workpiece or not, a large number of parameters of the machine tool do not have to be measured, but that it is sufficient here for the To measure tool force, which simplifies the method according to the invention in comparison with that of the document US2019/0210176A1.
  • the difficulty to be overcome has been that the tool force in the machining operations due to the different types of machining such as roughing, drilling, turning, finishing, parting has various large amounts and the amounts of the tool force also vary greatly. Only by reducing the time sequence of measurement signals to a good part characteristic and by classifying the good part characteristic in a good part class is the tool force for machining processes with different types of machining qualitatively comparable.
  • a first workpiece that has been turned into a good part in several machining processes leads has determined a good part parameter. And this good part parameter is classified in a good part class. If another workpiece is now processed, only a piece goods characteristic value has to be determined for this further piece goods characteristic value is then automatically classified into the good part class without having to check whether the further piece goods have at least one quality feature , because if the piece goods parameter cannot be classified into the good part class, the part is a bad part.
  • Fig. 2 shows a schematic view of parts of a machine tool 10, a profilometer 20 and an evaluation unit 30 for carrying out the method according to FIG. 1; and Fig. 3 a decision tree Ej, for carrying out steps V4 and V7 of the method according to FIG.
  • FIG. 1 shows a flow chart with several steps VI-V7 of the method for machining a workpiece 0, 0'.
  • the workpiece 0, 0' is finished in a chronological sequence of several machining operations Bj to form a unit load 1, 1'.
  • a first workpiece 0 is machined into a first item 1 .
  • a second step V2 of the method it is checked whether the first piece good 1 has at least one quality feature Q and whether it is a good part G.
  • a further workpiece 0' is processed into a further piece goods 1'.
  • Fig. 2 shows a machine tool 10 and an evaluation unit 20 for carrying out the method for machining the workpiece 0, 0' into an item 1, 1' according to Fig. 1.
  • the workpiece 0, 0 ' is made of any material such as metal, wood, plastic, etc.
  • the workpiece 0, 0' summarizes at least one first workpiece 0 and at least one another workpiece 10'.
  • the piece goods 1, 1' comprise at least one first piece good 1 and at least one further piece good
  • the machine tool 10 is arranged in an orthogonal coordinate system with three axes x, y, z, the three axes are also referred to as the transverse axis x, horizontal axis y and vertical axis z.
  • the tool slide 13 moves the tool holder tion 11 along the three axes x, y and z.
  • a fourth machining operation Bj, j 4 from finishing
  • a fifth machining operation Bj, j 5 from parting off.
  • the required tools 12j, j perform a cutting movement in a transverse plane spanned by the transverse axis x and the vertical axis z during the machining of the workpiece 0, 0'.
  • the tool force F has three force components. Due to the cutting movement, the tool force F has a main cutting force component Fx in the direction of the transverse axis x and a passive force component Fz in the direction of the vertical axis z. And due to the feed movement, the tool force F has a feed force component Fy in the direction of the horizontal axis y.
  • the tool force F has different magnitudes for each of the different types of machining such as roughing, drilling, turning, finishing, parting off, and the magnitudes also fluctuate to different extents.
  • the machine tool 10 has at least one force transducer 14 .
  • the force transducer 14 is spatially arranged between the tool holder 11 and the tool carriage 13 .
  • the force transducer 14 is held by the tool holder 11.
  • the force transducer 14 measures the tool force F.
  • the force transducer 14 is preferably a piezoelectric force transducer.
  • the piezoelectric force transducer comprises piezoelectric material made of single crystal such as quartz (S1O2), calcium gallo-germanate (Ca 3 Ga2Ge40i4 or CGG), langasite (La3Ga5SiOi4 or LGS), tourmaline, gallium orthophosphate, etc. and piezoelectric ceramics such as lead -zirconate-titanate (Pb [Zr x Tii- x ]0 3 , 0 ⁇ x ⁇ l), etc.
  • the tool force F to be measured acts on the surfaces of the piezoelectric material. Under the action of the tool force F, the piezoelectric material generates piezoelectric charges. The amount of piezoelectric charges is proportional to the size of the tool force F.
  • the sensitivity of the piezoelectric material is typically 7pC/NDh for a tool force F of 150N, 1050pC electric polarization charges are generated.
  • the amount of piezoelectric charges per measurement is the measurement signal.
  • the piezoelectric force transducer has electrodes.
  • the electrodes are made of electrically conductive material such as copper, gold, etc. Each electrode is arranged directly on a surface of the piezoelectric material.
  • the piezoelectric force transducer has a measurement signal cable 141 .
  • the electrodes are electrically connected to the measurement signal cable 141 .
  • the profilometer 20 is a measuring device for three-dimensional measurement of a surface topography.
  • the profiler 20 is a diamond probe, an interferometer, etc. With the profiler 20 at least one quality feature Q of the first piece 1 is measured.
  • the quality feature Q can be a surface quality of the first piece good 1, a dimensional accuracy of the first piece good 1, and so on.
  • the profilometer 20 is an interferometer that optically measures the surface topography of the first piece good 1 with a measurement accuracy in the range of +/-1pm.
  • the profiler 20 generates quality signals QS for the measured quality feature Q.
  • the quality signals QS are preferably digital data.
  • the profilometer 20 has a quality signal cable 201 .
  • the quality signals QS are derived via the quality signal cable 201.
  • the evaluation unit 30 has at least one computer 301, at least one converter unit 302, at least one interface 303, at least one input unit 304 and at least one output unit 305.
  • the computer 301 has at least one data processor and at least one data memory. At least one computer program C is stored in the data memory and can be loaded into the data processor. The computer program C loaded into the data processor causes the computer 301 to carry out a step of the method. The computer 301 performs a step of the method automatically.
  • the adjective "automatically” means carrying out a step of the method without the involvement of a person.
  • the computer program C generates commands.
  • the force transducer 14 is preferably electrically connected to the converter unit 302 via the measurement signal cable 141.
  • the profilometer 20 is connected to the interface 303 via the quality signal cable 201 .
  • the quality signals QS can be loaded into the data processor from the interface 303 .
  • the quality signals QS can be stored in the data memory by the interface 303 .
  • the computer 301 can be operated via the input unit 304.
  • the input unit 304 can be a keyboard for entering commands.
  • the verb "operate" means that the computer 301 is started, controlled and switched off by a person using the input unit 304 with commands.
  • the person is a person.
  • the person is trained to use the machine tool 10, the profilometer 20 and to operate the evaluation unit 30.
  • the output unit 305 can be a screen for graphically displaying digital data.
  • the second step V2 of the method can be carried out by the person.
  • at least one quality feature of a good part G is stored as quality data QD in the data memory.
  • the person commands the computer 301 to load the quality signals QS into the data processor.
  • At least one quality feature of a good part G is stored as quality data QD in the data memory.
  • the quality data QD is digital data.
  • the person commands the computer 301 to load the quality data QD into the data processor.
  • the person commands the computer 301 to compare the quality signals QS with the quality data QD.
  • the second step V2 can also be carried out automatically by the computer 301.
  • the computer program C commands the computer 301 to load the quality signals QS into the data processor.
  • the computer program C commands the computer 301 to load the quality data QD into the data processor.
  • the computer program C commands the computer 301 to compare the quality signals QS with the quality data QD.
  • the comparison can have a positive result or a negative result. If the result is positive, the quality signals QS correspond to the quality data QD within the scope of the measuring accuracy of the profilometer 20 . If the result is negative, the quality signals QS deviate from the quality data QD within the scope of the measuring accuracy of the profilometer 20 .
  • the comparison is therefore a check as to whether the first piece good 1 has at least one quality feature Q and is a good part G.
  • the computer 301 graphically displays the positive result or the negative result on the output unit 305.
  • the computer 201 stores the positive result or the negative result as digital data in the data memory.
  • the computer program C loaded into the data processor causes the computer 301 to carry out the third step V3 of the method.
  • a sixth good part characteristic value GK6j is a
  • Good part measured value deviation value GK6 of the time sequence from of a machining process Bj ines standard measured value of a machining process Bj
  • a seventh good part parameter GK7j is a
  • An eighth good part parameter GK8j is a
  • the chronological sequence of good part expected values GK8 is standardized to zero.
  • the computer program C loaded into the data processor causes the computer 301 to carry out the fourth step V4 of the method.
  • the learning phase of the first four steps VI-V4 of the method is preferably repeated several times.
  • a sixth piece goods parameter SK6j is a piece goods measured value deviation value SK6 of the time sequence of measured values Xj, of a machining operation Bj, with respect to a standard measurement value of a machining operation Bj,
  • a seventh piece goods parameter SK7j is a
  • Piece goods curve integral value SK7 of the time sequence of measured values Xj, of a machining operation Bj, j 1...m.
  • An eight piece goods parameter SK8j is a
  • the chronological sequence of expected piece goods values SK8 is standardized to zero.
  • the computer program C loaded into the data processor causes the computer 301 to carry out the seventh step V7 of the method.
  • This application of the decision rule leads to a decision E with two answers.
  • the computer program C orders the computer 301 another one in the data memory. stored attribute in the interior nodes E3j, to load and the decision tree Ej, continue recursively.

Abstract

The invention relates to a method for machining a workpiece (0, 0') into a piece good (1, 1') in multiple machining processes (Bj) using a machine tool (10) with multiple tools (12j). In each machining process (Bj), the tool force (F) exerted onto the workpiece (0, 0') is measured as a chronological sequence of measurement signals (Sj) by means of a piezo electric force sensor (14), wherein in a learning phase (V1, V2, V3, V4), a first workpiece (0) is machined, a quality feature (Q) is checked, and an accepted-part characteristic (GKij) is ascertained and is classified into an accepted-part class (GCj); and in a subsequent phase (V5, V6, V7), another workpiece (0') is machined, and a piece good characteristic (SKij) is ascertained and is classified into the accepted-part class (GCj). Thus, a first workpiece (0) is identified as an accepted part and is classified into an accepted-part class, and for a subsequently machined workpiece (0'), the workpiece characteristic (SKij) is used to ascertain whether the subsequently machined workpiece is classified into the accepted-part class (GCj) without needing to check whether the additional piece good has the quality feature (Q). The classification of the piece good characteristic (SKij) into the accepted-part class (GCj) is used to automatically arrive at two conclusions as to whether the additional piece good is an accepted part or a rejected part and whether required tools are worn or not, and if so which of the required tools are worn.

Description

Verfahren zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes Process for machining a workpiece
Technisches Gebiet technical field
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes. Zur spanenden Bearbeitung des Werkstückes wird eine Werkzeugmaschine verwendet, welche ein Werkzeug aufweist. Das Werkzeug übt eine Werkzeugkraft auf das Werkstück aus und trägt Werkstoff vom Werkstück ab. Auf diese Weise wird das Werkstück zu einem Stückgut fertig bear beitet. The invention relates to a method for machining a workpiece. A machine tool, which has a tool, is used for machining the workpiece. The tool exerts a tool force on the workpiece and removes material from the workpiece. In this way, the workpiece is processed into a unit load.
Stand der Technik State of the art
[0002] Eine bekannte Werkzeugmaschine ist eine Drehmaschi ne, eine Fräsmaschine, eine Sägemaschine, usw. Das Werkstück ist aus beliebigem Werkstoff wie Metall, Holz, Kunststoff, usw. Das Werkzeug ist aus hartem, festem und zähem Schneid stoff wie Metall, Keramik, usw. Bekannte Werkzeuge zur spa nenden Bearbeitung eines Werkstückes sind Meissei, Drehmeis- sel, Fräser, Plansenker, Sägeblätter, usw. A well-known machine tool is a lathe, a milling machine, a sawing machine, etc. The workpiece is made of any material such as metal, wood, plastic, etc. The tool is made of hard, solid and tough cutting material such as metal, ceramics, etc. Well-known tools for machining a workpiece are chisels, turning tools, milling cutters, countersinks, saw blades, etc.
[0003] Nun erleidet das Werkzeug bei der spanenden Bear beitung des Werkstückes einen Verschleiss. Der Verschleiss stammt sowohl von der Werkzeugkraft als auch von erhöhten Temperaturen bei der spanenden Bearbeitung des Werkstückes. Der Verschleiss verändert die Schneidengeometrie des Werkzeu ges. Ein verschlissenes Werkzeug benötigt für die spanende Bearbeitung des Werkstückes eine grösser Werkzeugkraft, was sich in einem höheren Energieverbrauch der Werkzeugmaschine äussert und was zudem die Oberflächengüte und die Masshaltig- keit des Werkstückes erniedrigt. [0003] Now the tool suffers wear and tear when the workpiece is machined. The wear comes from the tool force as well as from increased temperatures during the machining of the workpiece. The wear changes the cutting edge geometry of the tool. A worn tool requires a greater tool force for the machining of the workpiece, which is reflected in a higher energy consumption of the machine tool expressed and which also reduces the surface quality and the dimensional accuracy of the workpiece.
[0004] Für eine kostengünstige und qualitativ konstante spanende Bearbeitung des Werkstückes ist es daher wünschens wert, die Werkzeugkraft zu messen, um so den Verschleiss des Werkzeuges frühzeitig zu erfassen und zu vermeiden. For a cost-effective and qualitatively constant machining of the workpiece, it is therefore desirable to measure the tool force in order to detect wear and tear of the tool at an early stage and to avoid it.
[0005] Die Schrift US2019/0210176A1 offenbart ein Verfah ren zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes, wo in einer Lernphase vor der eigentlichen spanenden Bearbeitung des Werkzeuges eine Vielzahl von Parametern der Werkzeugmaschine mehrmals gemessen werden. Jede Vielzahl von Parameter umfasst Vibrationen und Geräusche der Werkzeugmaschine, die vom Werk zeug ausgeübte Werkzeugkraft sowie Last und Stromverbrauch der Werkzeugmaschine. Jede Vielzahl von Parameter wird als Vektor repräsentiert und mit maschinellem Lernen in einem Vektorraum klassiert. In den Vektorraum werden nur normale Vektoren klassiert, die einem nicht verschlissenen Werkzeug entsprechen. Auf die Lernphase hin folgt die eigentliche spa nende Bearbeitung des Werkzeuges. Auch hier wird bei jeder spanenden Bearbeitung eines Werkzeuges eine Vielzahl von Pa rametern gemessen und es wird überprüft, ob die Vielzahl der gemessenen Parameter einen normalen Vektor repräsentiert. Wenn dies der Fall ist, wird der normale Vektor in den Vek torraum klassiert. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die spanende Bearbeitung des Werkstückes unterbrochen und das Werkzeug wird auf Verschleiss hin untersucht. [0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das in der Schrift US2019/0210176A1 offenbarte Verfahren zur spanen den Bearbeitung eines Werkstückes zu vereinfachen. [0005] Document US2019/0210176A1 discloses a method for machining a workpiece, where a large number of parameters of the machine tool are measured several times in a learning phase before the actual machining of the tool. Each set of parameters includes machine tool vibration and noise, tool force exerted by the tool, and machine tool load and power consumption. Each set of parameters is represented as a vector and classified in a vector space using machine learning. Only normal vectors that correspond to an unworn tool are classified in the vector space. The actual machining of the tool follows the learning phase. Here, too, a large number of parameters are measured each time a tool is machined and it is checked whether the large number of measured parameters represent a normal vector. If so, the normal vector is binned into vector space. If this is not the case, the machining of the workpiece is interrupted and the tool is checked for wear. [0006] The object of the present invention is to simplify the method disclosed in US2019/0210176A1 for machining a workpiece.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhän gigen Anspruches gelöst. [0007] This object is achieved by the features of the independent claim.
[0008] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes, welches Werkstück in einer zeitlichen Abfolge von mehreren Bearbeitungsvorgängen von mehreren benötigten Werkzeugen zu einem Stückgut fertig bear beitet wird, dabei wird in jedem Bearbeitungsvorgang von ei nem benötigten Werkzeug eine Werkzeugkraft auf das Werkstück ausgeübt, welche Werkzeugkraft in jedem Bearbeitungsvorgang als zeitliche Folge von Messsignalen gemessen wird; wobei in einem ersten Schritt des Verfahrens ein erstes Werkstück zu einem ersten Stückgut bearbeitet wird; wobei in einem zweiten Schritt des Verfahrens geprüft wird, ob das erste Stückgut mindestens ein Qualitätsmerkmal aufweist und ein Gutteil ist; wobei in einem dritten Schritt des Verfahrens für jede zeit liche Folge von Messsignalen der Bearbeitungsvorgänge die zu dem Gutteil geführt haben, mindestens ein Gutteil-Kennwert ermittelt wird; wobei in einem vierten Schritt des Verfahrens für jeden Bearbeitungsvorgang der zu dem Gutteil geführt hat, der Gutteil-Kennwert in mindestens eine Gutteil-Klasse klas siert wird; wobei in einem fünften Schritt des Verfahrens, der zeitlich nach den ersten vier Schritten des Verfahrens erfolgt, ein weiteres Werkstück zu einem weiteren Stückgut bearbeitet wird; wobei in einem sechsten Schritt des Verfah- rens für jede zeitliche Folge von Messsignalen der Bearbei tungsvorgänge die zu dem weiteren Stückgut geführt haben, mindestens ein Stückgut-Kennwert automatisch ermittelt wird; und wobei in einem siebten Schritt des Verfahrens für jeden Bearbeitungsvorgang der zu dem weiteren Stückgut geführt hat, der Stückgut-Kennwert automatisch in die Gutteil-Klasse klas siert wird. The invention relates to a method for the machining of a workpiece, which workpiece is processed in a time sequence of several machining operations by several tools required to form a unit load, with a tool force being applied to the workpiece in each machining operation by a required tool exercised, which tool force is measured in each machining process as a time sequence of measurement signals; wherein in a first step of the method a first workpiece is machined to form a first piece good; in a second step of the method, it is checked whether the first piece good has at least one quality feature and is a good part; in a third step of the method, at least one good-part characteristic value is determined for each temporal sequence of measurement signals of the machining operations that led to the good part; wherein in a fourth step of the method for each machining process that has led to the good part, the good part characteristic value is classified into at least one good part class; wherein in a fifth step of the method, which takes place chronologically after the first four steps of the method, a further workpiece is processed to form a further piece good; wherein in a sixth step of the process at least one piece goods characteristic value is automatically determined for each time sequence of measurement signals of the processing operations that led to the further piece goods; and wherein in a seventh step of the method for each processing operation that has led to the further piece goods, the piece goods characteristic value is automatically classified in the good part class.
[0009] Die Erfinder haben überraschenderweise herausgefun den, dass zur Ermittlung, ob bei der spanenden Bearbeitung eines Werkstückes ein Werkzeug verschlissen ist oder nicht, nicht eine Vielzahl von Parametern der Werkzeugmaschine ge messen werden müssen, sondern dass es ausreichend ist, hier für alleine die Werkzeugkraft zu messen, was das erfindungs- gemässe Verfahren im Vergleich mit demjenigen der Schrift US2019/0210176A1 vereinfacht. The inventors have surprisingly found out that to determine whether a tool is worn out during machining of a workpiece or not, a large number of parameters of the machine tool do not have to be measured, but that it is sufficient here for the To measure tool force, which simplifies the method according to the invention in comparison with that of the document US2019/0210176A1.
[0010] Dabei ist aber die Schwierigkeit zu überwinden ge wesen, dass die Werkzeugkraft bei den Bearbeitungsvorgängen aufgrund der verschiedenen Arten der spanenden Bearbeitung wie Schruppen Bohren, Drehen, Schlichten, Abstechen verschie den grosse Beträge aufweist und die Beträge der Werkzeugkraft auch unterschiedlich stark schwanken. Erst durch eine Redu zierung der zeitlichen Folge von Messsignalen auf einen Gut teil-Kennwert und durch Klassierung des Gutteil-Kennwertes in eine Gutteil-Klasse wird die Werkzeugkraft für Bearbeitungs vorgänge mit verschiedenen Arten der spanenden Bearbeitung qualitativ vergleichbar. However, the difficulty to be overcome has been that the tool force in the machining operations due to the different types of machining such as roughing, drilling, turning, finishing, parting has various large amounts and the amounts of the tool force also vary greatly. Only by reducing the time sequence of measurement signals to a good part characteristic and by classifying the good part characteristic in a good part class is the tool force for machining processes with different types of machining qualitatively comparable.
[0011] In einer Lernphase wird für ein erstes Werkstück, das in mehreren Bearbeitungsvorgängen zu einem Gutteil ge- führt hat, ein Gutteil-Kennwert ermittelt. Und dieser Gut teil-Kennwert wird in eine Gutteil-Klasse klassiert. Wenn nun ein weiteres Werkstück bearbeitet wird, so muss für dieses weitere Werkstück lediglich ein Stückgut-Kennwert ermittelt werden, welcher Stückgut-Kennwert daraufhin automatisch in die Gutteil-Klasse klassiert wird, ohne dass geprüft werden muss, ob das weitere Stückgut mindestens ein Qualitätsmerkmal aufweist, denn wenn der Stückgut-Kennwert nicht in die Gut teil-Klasse klassierbar ist, liegt ein Schlechtteil vor. [0011] In a learning phase, a first workpiece that has been turned into a good part in several machining processes leads has determined a good part parameter. And this good part parameter is classified in a good part class. If another workpiece is now processed, only a piece goods characteristic value has to be determined for this further piece goods characteristic value is then automatically classified into the good part class without having to check whether the further piece goods have at least one quality feature , because if the piece goods parameter cannot be classified into the good part class, the part is a bad part.
[0012] Mit der Klassierung des Stückgut-Kennwertes in die Gutteil-Klasse werden automatisch zwei Aussagen getroffen, dass das weitere Stückgut ein Gutteil oder ein Schlechtteil ist, und ob und welches der benötigten Werkzeuge verschlies- sen ist oder nicht. [0012] With the classification of the piece goods characteristic value in the good part class, two statements are automatically made, that the other piece goods are a good part or a bad part, and whether and which of the required tools is closed or not.
[0013] Weitere Ausbildungen des Erfindungsgegenstandes werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht. Further developments of the subject invention are claimed in the dependent claims.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
[0014] Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Beizug der Figuren näher erklärt. Es zeigen The invention is explained in more detail below by way of example with reference to the figures. Show it
Fig. 1 ein Flussdiagramm mit Schritten VI bis V7 des Ver fahrens zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes 0, 0' zu einem Stückgut 1, 1'; 1 shows a flowchart with steps VI to V7 of the method for machining a workpiece 0, 0' into a piece good 1, 1';
Fig. 2 schematisch eine Ansicht von Teilen einer Werkzeug maschine 10, eines Profilometers 20 und einer Aus werteeinheit 30 zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 1; und Fig. 3 einen Entscheidungsbaum Ej,
Figure imgf000008_0001
zur Durchfüh rung der Schritte V4 und V7 des Verfahrens nach Fig.1.
Fig. 2 shows a schematic view of parts of a machine tool 10, a profilometer 20 and an evaluation unit 30 for carrying out the method according to FIG. 1; and Fig. 3 a decision tree Ej,
Figure imgf000008_0001
for carrying out steps V4 and V7 of the method according to FIG.
[0015] Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche Gegenstände. The same reference symbols designate the same objects in the figures.
Wege zur Ausführung der Erfindung Ways to carry out the invention
[0016] Fig. 1 zeigt ein Flussdiagram mit mehreren Schrit ten VI - V7 des Verfahrens zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes 0, 0'. Das Werkstück 0, 0' wird in einer zeitli chen Abfolge von mehreren Bearbeitungsvorgängen Bj zu einem Stückgut 1, 1' fertig bearbeitet. Der Bearbeitungsvorgang-1 shows a flow chart with several steps VI-V7 of the method for machining a workpiece 0, 0'. The workpiece 0, 0' is finished in a chronological sequence of several machining operations Bj to form a unit load 1, 1'. The editing process-
Index j ist eine positive ganze Zahl m, j=l...m. Die spanende Bearbeitung des Werkstückes 0, 0' erfolgt mit mehreren benö tigten Werkzeugen 12j, j=l...m. In jedem BearbeitungsvorgangIndex j is a positive integer m, j=l...m. The machining of the workpiece 0, 0' takes place with several required tools 12j, j=l...m. In every machining process
Bj, j=l...m wird von einem benötigten Werkzeug 12j, j=l...m eine Werkzeugkraft F auf das Werkstück 0, 0' ausgeübt. DieBj, j=l...m, a tool force F is exerted on the workpiece 0, 0' by a required tool 12j, j=l...m. the
Werkzeugkraft F wird in jedem Bearbeitungsvorgang Bj, j=l...m als zeitliche Folge von Messsignalen Sj, j=l...m gemessen. Tool force F is measured in each machining process Bj, j=l...m as a time sequence of measurement signals Sj, j=l...m.
[0017] In einem ersten Schritt VI des Verfahrens wird ein erstes Werkstück 0 zu einem ersten Stückgut 1 bearbeitet. In a first step VI of the method, a first workpiece 0 is machined into a first item 1 .
[0018] In einem zweiten Schritt V2 des Verfahrens wird ge prüft, ob das erste Stückgut 1 mindestens ein Qualitätsmerk mal Q aufweist und ein Gutteil G ist. In a second step V2 of the method, it is checked whether the first piece good 1 has at least one quality feature Q and whether it is a good part G.
[0019] In einem dritten Schritt V3 des Verfahrens wird für jede zeitliche Folge von Messsignalen Sj, j=l...m der Bear beitungsvorgänge Bj, j=l...m die zu dem Gutteil G geführt ha- ben, mindestens ein Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n,
Figure imgf000009_0001
ermittelt.
In a third step V3 of the method, for each chronological sequence of measurement signals Sj, j=l...m of the machining processes Bj, j=l...m that led to the good part G ben, at least one good part parameter GKij, i=l...n,
Figure imgf000009_0001
determined.
[0020] In einem vierten Schritt V4 des Verfahrens wird für jeden Bearbeitungsvorgang Bj, j=l...m der Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m in eine Gutteil-Klasse GCj, j=l...m klassiert. In a fourth step V4 of the method, for each processing operation Bj, j=l...m, the good-part characteristic value GKij, i=l...n, j=l...m is put into a good-part class GCj , j=l...m classified.
[0021] In einem fünften Schritt V5 des Verfahrens, der zeitlich nach den ersten vier Schritten VI - V4 des Verfah rens erfolgt, wird ein weiteres Werkstück 0' zu einem weite ren Stückgut 1' bearbeitet. In a fifth step V5 of the method, which takes place after the first four steps VI-V4 of the method, a further workpiece 0' is processed into a further piece goods 1'.
[0022] In einem sechsten Schritt V6 des Verfahrens wird für jede zeitliche Folge von Messsignalen Sj, j=l...m der Be arbeitungsvorgänge Bj, j=l...m die zu dem weiteren Stückgut 1' geführt haben, mindestens ein Stückgut-Kennwert SKij, i=l...n, j=l...m automatisch ermittelt. In a sixth step V6 of the method, for each time sequence of measurement signals Sj, j=l...m of the processing operations Bj, j=l...m that have led to the further piece goods 1', at least one Piece goods parameter SKij, i=l...n, j=l...m automatically determined.
[0023] In einem siebten Schritt V7 des Verfahrens wird für jeden Bearbeitungsvorgang Bj, j=l...m der Stückgut-Kennwert SKij, i=l...n, j=l...m automatisch in die Gutteil-Klasse GCj, j=l...m klassiert wird. In a seventh step V7 of the method, the piece goods characteristic value SKij, i=l...n, j=l...m is automatically assigned to the good part class for each processing operation Bj, j=l...m GCj, j=l...m is classified.
[0024] Fig. 2 zeigt eine Werkzeugmaschine 10 und eine Aus werteeinheit 20 zur Durchführung des Verfahrens zur spanenden Bearbeitung des Werkstückes 0, 0' zu einem Stückgut 1, 1' ge mäss Fig. 1. Fig. 2 shows a machine tool 10 and an evaluation unit 20 for carrying out the method for machining the workpiece 0, 0' into an item 1, 1' according to Fig. 1.
[0025] Das Werkstück 0, 0' ist aus beliebigem Werkstoff wie Metall, Holz, Kunststoff, usw. Das Werkstück 0, 0' um fasst mindestens ein erstes Werkstück 0 und mindestens ein weiteres Werkstück 10'. Das Stückgut 1, 1' umfasst mindestens ein erstes Stückgut 1 und mindestens ein weiteres StückgutThe workpiece 0, 0 'is made of any material such as metal, wood, plastic, etc. The workpiece 0, 0' summarizes at least one first workpiece 0 and at least one another workpiece 10'. The piece goods 1, 1' comprise at least one first piece good 1 and at least one further piece good
1 . 1 .
[ 0026 ] Die Werkzeugmaschine 10 ist in einem orthogonalen Koordinatensystem mit drei Achsen x, y, z angeordnet, die drei Achsen werden auch als Querachse x, Horizontalachse y und Vertikalachse z bezeichnet. Die Werkzeugmaschine 10 weist eine Werkzeughalterung 11, mehrere benötigte Werkzeuge 12j, j=l...m und einen Werkzeugschlitten 13 auf. Die Werkzeughal terung 11 hält die benötigten Werkzeuge 12j, j=l...m gleich zeitig in verschiedenen Bearbeitungspositionen p=l...m. Die Bearbeitungsposition p ist eine positive ganze Zahl m (p=l...m). Der Werkzeugschlitten 13 bewegt die Werkzeughalte rung 11 entlang der drei Achsen x, y und z. Auf diese Weise muss das Verfahren zur spanende Bearbeitung des Werkstückes 0, 0' zu einem fertigen Stückgut 1, 1' nicht unterbrochen werden, um ein Werkzeug zu wechseln, denn alle benötigten Werkzeuge 12j, j=l...m werden von der Werkzeughalterung 11 bereits getragen und durch Bewegung der Werkzeughalterung 11 durch den Werkzeugschlitten 13 wird jeweils eines der benö tigten Werkzeuge 12j, j=l...m am Werkstück 0, 0' zur Anlage gebracht. The machine tool 10 is arranged in an orthogonal coordinate system with three axes x, y, z, the three axes are also referred to as the transverse axis x, horizontal axis y and vertical axis z. The machine tool 10 has a tool holder 11, several required tools 12j, j=l...m and a tool carriage 13. The tool holder 11 holds the required tools 12j, j=l...m at the same time in different machining positions p=l...m. The machining position p is a positive integer m (p=l...m). The tool slide 13 moves the tool holder tion 11 along the three axes x, y and z. In this way, the process for machining the workpiece 0, 0' into a finished unit good 1, 1' does not have to be interrupted in order to change a tool, since all the required tools 12j, j=l...m are removed from the tool holder 11 is already worn and by moving the tool holder 11 through the tool carriage 13, one of the required tools 12j, j=l...m is brought into contact with the workpiece 0, 0'.
[ 0027 ] Mit den benötigten Werkzeugen 12j, j=l...m erfolgt die spanende Bearbeitung des Werkstückes 0, 0' in einer zeit lichen Abfolge von mehreren Bearbeitungsvorgängen Bj, j=l...m. Die benötigten Werkzeuge 12j, j=l...m führen ver schiedene Arten der spanenden Bearbeitung wie Schruppen, Boh ren, Drehen, Schlichten, Abstechen, usw. aus. Beispielsweise besteht ein erster Bearbeitungsvorgang Bj, j=l aus Schruppen, ein zweiter Bearbeitungsvorgang Bj, j=2 aus Bohren, ein drit ter Bearbeitungsvorgang Bj, j=3 aus Drehen, ein vierter Bear beitungsvorgang Bj, j=4 aus Schlichten, ein fünfter Bearbei tungsvorgang Bj, j=5 aus Abstechen. The required tools 12j, j=l...m are used to machine the workpiece 0, 0' in a chronological sequence of several machining processes Bj, j=l...m. The required tools 12j, j=l...m carry out various types of machining such as roughing, drilling, turning, finishing, parting off, and so on. For example, a first machining operation Bj, j=l consists of roughing, a second machining operation Bj, j=2 from drilling, a third machining operation Bj, j=3 from turning, a fourth machining operation Bj, j=4 from finishing, a fifth machining operation Bj, j=5 from parting off.
[ 0028 ] Die benötigten Werkzeuge 12j, j=
Figure imgf000011_0001
führen bei der spanenden Bearbeitung des Werkstückes 0, 0' eine Schnitt bewegung in einer von der Querachse x und der Vertikalachse z aufgespannten Querebene xy aus. Auch führen die benötigten Werkzeuge 12j, j=l...m bei der spanenden Formgebung des Werk stückes 0, 0' eine Vorschubbewegung entlang der Horizon talachse y aus. Dabei üben die benötigten Werkzeuge 12, j=l...m eine Werkzeugkraft F auf das Werkstück 0, 0' aus. Die Werkzeugkraft F weist drei Kraftkomponenten auf. Aufgrund der Schnittbewegung weist die Werkzeugkraft F eine Hauptschnitt- kraftkomponente Fx in Richtung der Querachse x und eine Pas- sivkraftkomponente Fz in Richtung der Vertikalachse z auf. Und aufgrund der Vorschubbewegung weist die Werkzeugkraft F eine Vorschubkraftkomponente Fy in Richtung der Horizon talachse y auf.
The required tools 12j, j=
Figure imgf000011_0001
perform a cutting movement in a transverse plane spanned by the transverse axis x and the vertical axis z during the machining of the workpiece 0, 0'. The required tools 12j, j=l...m also carry out a feed motion along the horizontal axis y during the machining of the workpiece 0, 0'. The required tools 12, j=l...m exert a tool force F on the workpiece 0, 0'. The tool force F has three force components. Due to the cutting movement, the tool force F has a main cutting force component Fx in the direction of the transverse axis x and a passive force component Fz in the direction of the vertical axis z. And due to the feed movement, the tool force F has a feed force component Fy in the direction of the horizontal axis y.
[ 0029 ] Die Werkzeugkraft F weist für jede der verschiede nen Arten der spanenden Bearbeitung wie Schruppen Bohren, Drehen, Schlichten, Abstechen verschieden grosse Beträge auf und die Beträge schwanken auch unterschiedlich stark. Im Sin ne der Erfindung bezieht sich das Adjektiv „qualitativ" auf die Qualität des fertig bearbeiteten Stückgutes 1, 1', ob das Stückgut 1, 1' ein Gutteil ist oder nicht, sowie auf die Qua lität jedes der benötigten Werkzeuge 12j, j=l...m, ob eines der benötigten Werkzeuge 12j, j=l...m verschliessen ist oder nicht. [0030] Die Werkzeugmaschine 10 weist mindestens einen Kraftaufnehmer 14 auf. Der Kraftaufnehmer 14 ist räumlich zwischen der Werkzeughalterung 11 und dem Werkzeugschlitten 13 angeordnet. Der Kraftaufnehmer 14 wird von der Werkzeug halterung 11 gehalten. Der Kraftaufnehmer 14 misst die Werk zeugkraft F. The tool force F has different magnitudes for each of the different types of machining such as roughing, drilling, turning, finishing, parting off, and the magnitudes also fluctuate to different extents. In the sense of the invention, the adjective "qualitative" refers to the quality of the finished piece goods 1, 1', whether the piece goods 1, 1' is a good part or not, and to the quality of each of the required tools 12j, j= l...m whether one of the required tools 12j, j=l...m is closed or not. The machine tool 10 has at least one force transducer 14 . The force transducer 14 is spatially arranged between the tool holder 11 and the tool carriage 13 . The force transducer 14 is held by the tool holder 11. The force transducer 14 measures the tool force F.
[0031] Der Kraftaufnehmer 14 ist vorzugsweise ein piezoe lektrischer Kraftaufnehmer. The force transducer 14 is preferably a piezoelectric force transducer.
[0032] Der piezoelektrische Kraftaufnehmer weist piezoe lektrisches Material aus einem Einkristall wie Quarz (S1O2), Calcium-Gallo-Germanat (Ca3Ga2Ge40i4 oder CGG), Langasit (La3Ga5SiOi4 oder LGS), Turmalin, Galliumorthophosphat, usw. und aus Piezokeramik wie Blei-Zirkonat-Titanat (Pb [ZrxTii-x]03, 0<x<l), usw. auf. Die zu messende Werkzeug kraft F wirkt auf Oberflächen des piezoelektrischen Materi als. Unter der Wirkung der Werkzeugkraft F erzeugt das piezo elektrische Material piezoelektrische Ladungen. Die Menge der piezoelektrischen Ladungen ist proportional zur Grösse der Werkzeugkraft F. Die Empfindlichkeit des piezoelektrischen Materials beträgt typischerweise 7pC/N. D.h. für eine Werk zeugkraft F von 150N werden 1050pC elektrische Polarisations ladungen erzeugt. Die Menge der piezoelektrischen Ladungen pro Messung ist das Messsignal. The piezoelectric force transducer comprises piezoelectric material made of single crystal such as quartz (S1O2), calcium gallo-germanate (Ca 3 Ga2Ge40i4 or CGG), langasite (La3Ga5SiOi4 or LGS), tourmaline, gallium orthophosphate, etc. and piezoelectric ceramics such as lead -zirconate-titanate (Pb [Zr x Tii- x ]0 3 , 0<x<l), etc. The tool force F to be measured acts on the surfaces of the piezoelectric material. Under the action of the tool force F, the piezoelectric material generates piezoelectric charges. The amount of piezoelectric charges is proportional to the size of the tool force F. The sensitivity of the piezoelectric material is typically 7pC/NDh for a tool force F of 150N, 1050pC electric polarization charges are generated. The amount of piezoelectric charges per measurement is the measurement signal.
[0033] Der piezoelektrische Kraftaufnehmer misst die Werk zeugkraft F mit einer zeitlichen Auflösung von kleiner/gleich 0.01Hz. D.h. pro Zeiteinheit von lsec misst der piezoelektri sche Kraftaufnehmer die Werkzeugkraft F mindestens lOOMal und liefert mindestens eine Anzahl z=100 Messungen. Für einen Be- arbeitungsvorgang Bj,
Figure imgf000013_0001
von 20sec Dauer misst der pie zoelektrische Kraftaufnehmer die Werkzeugkraft F somit min destens 2000Mal und liefert mindestens eine Anzahl z=2000 Messungen. In jedem Bearbeitungsvorgang Bj, j=l...m wird eine zeitliche Folgen von Messsignalen Sj, j=l...m gemessen.
The piezoelectric force transducer measures the tool force F with a temporal resolution of less than/equal to 0.01Hz. This means that the piezoelectric force transducer measures the tool force F at least 100 times per time unit of lsec and supplies at least a number z=100 measurements. For a work process Bj,
Figure imgf000013_0001
For a period of 20 seconds, the piezoelectric force transducer measures the tool force F at least 2000 times and supplies at least a number z=2000 measurements. In each processing operation Bj, j=l...m, a time sequence of measurement signals Sj, j=l...m is measured.
[0034] Der piezoelektrische Kraftaufnehmer weist Elektro den auf. Die Elektroden sind aus elektrisch leitfähigem Mate rial wie Kupfer, Gold, usw. Je eine Elektrode ist direkt auf einer Oberfläche des piezoelektrischen Materials angeordnet. Die elektrischen Polarisationsladungen werden von den Elekt roden als zeitliche Folgen von Messsignalen Sj, j=l...m abge griffen . The piezoelectric force transducer has electrodes. The electrodes are made of electrically conductive material such as copper, gold, etc. Each electrode is arranged directly on a surface of the piezoelectric material. The electrical polarization charges are picked up by the electrodes as time sequences of measurement signals Sj, j=l...m.
[0035] Der piezoelektrische Kraftaufnehmer weist ein Mess signalkabel 141 auf. Die Elektroden sind elektrisch mit dem Messsignalkabel 141 verbunden. Über das Messsignalkabel 141 werden die abgegriffenen zeitlichen Folgen von Messsignalen Sj, j=l...m abgeleitet. The piezoelectric force transducer has a measurement signal cable 141 . The electrodes are electrically connected to the measurement signal cable 141 . The tapped time sequences of measurement signals Sj, j=l . . . m are derived via the measurement signal cable 141 .
[0036] Der Kraftaufnehmer 14 kann ein Mehrkomponenten- Kraftaufnehmer sein, der die Hauptschnittkraftkomponente Fx, Vorschubkraftkomponente Fy und die Passivkraftkomponente Fz misst. Da die drei Kraftkomponenten der Werkzeugkraft F in den Bearbeitungsvorgängen Bj, j=l...m je nach benötigtem Werkzeuge 12j, j=l...m unterschiedlich ausgeprägt sind, ist bildet Messung von allen drei Kraftkomponenten der Werkzeug kraft F die Grundlage für eine Vergleichbarkeit der Messsig nalen Sj, j=l...m der verschiedenen Bearbeitungsvorgänge Bj, j=l...m. Der Kraftaufnehmer 14 kann aber auch ein Einkompo- nenten-Kraftaufnehmer sein, der nur die Hauptschnittkraftkom- ponente Fx aufnimmt. Ein Einkomponenten-Kraftaufnehmer ist günstiger in der Anschaffung als ein Mehrkomponenten- Kraftaufnehmer . Der Kraftaufnehmer 14 kann auch aus mehreren Kraftaufnehmern bestehen und die Werkzeugkraft F redundant messen. Eine redundante Kraftmessung weist eine höhere Mess genauigkeit auf. So können zwei Einkomponenten-Kraftaufnehmer die gleiche Werkzeugkraft F messen. Das Messergebnis ist dann das arithmetische Mittel der zeitlichen Folgen von Messsigna len Sj, j=l...m der beiden Einkomponenten-Kraftaufnehmer kor rigiert um einen Faktor der Entfernung eines jeden der Ein komponenten-Kraftaufnehmer zur Bearbeitungsposition p, p=l...m des benötigten Werkzeuges 12j, j=l...m, dessen Werk zeugkraft F gemessen wird. The force transducer 14 can be a multi-component force transducer that measures the main cutting force component Fx, feed force component Fy and the passive force component Fz. Since the three force components of the tool force F in the machining processes Bj, j=l...m are different depending on the required tools 12j, j=l...m, measurement of all three force components of the tool force F forms the basis for a comparability of the measurement signals Sj, j=l...m of the various machining processes Bj, j=l...m. However, the force transducer 14 can also be a one-component force transducer which only measures the main cutting force component. component Fx. A single-component force transducer is cheaper to buy than a multi-component force transducer. The force transducer 14 can also consist of several force transducers and measure the tool force F redundantly. A redundant force measurement has a higher measurement accuracy. In this way, two single-component force transducers can measure the same tool force F. The measurement result is then the arithmetic mean of the temporal sequences of measurement signals Sj, j=l...m of the two single-component force transducers, corrected by a factor of the distance of each of the single-component force transducers from the machining position p, p=l... .m of the required tool 12j, j=l...m, whose tool force F is measured.
[ 0037 ] Das Profilometer 20 ist ein Messgerät zur dreidi mensionalen Vermessung einer Oberflächentopographie. Das Pro filometer 20 ist ein Diamanttaster, ein Interferometer, usw. Mit dem Profilometer 20 wird mindestens ein Qualitätsmerkmal Q des ersten Stückgutes 1 gemessen. Das Qualitätsmerkmal Q kann eine Oberflächengüte des ersten Stückgutes 1, eine Mass- haltigkeit des ersten Stückgutes 1, usw. sein. Im Beispiel nach Fig. 2 ist das Profilometer 20 ein Interferometer, das die Oberflächentopographie des ersten Stückgutes 1 mit einer Messgenauigkeit im Bereich von +/-lpm optisch misst. Das Pro filometer 20 erzeugt für das gemessene Qualitätsmerkmal Q Qualitätssignale QS. Vorzugsweise sind die Qualitätssignale QS digitale Daten. Das Profilometer 20 weist ein Qualitäts signalkabel 201 auf. Die Qualitätssignale QS werden über das Qualitätssignalkabel 201 abgeleitet. [0038] Die Auswerteeinheit 30 weist mindestens einen Com puter 301, mindestens eine Wandlereinheit 302, mindestens ei ne Schnittstelle 303, mindestens eine Eingabeeinheit 304 und mindestens eine Ausgabeeinheit 305 auf. The profilometer 20 is a measuring device for three-dimensional measurement of a surface topography. The profiler 20 is a diamond probe, an interferometer, etc. With the profiler 20 at least one quality feature Q of the first piece 1 is measured. The quality feature Q can be a surface quality of the first piece good 1, a dimensional accuracy of the first piece good 1, and so on. In the example according to FIG. 2, the profilometer 20 is an interferometer that optically measures the surface topography of the first piece good 1 with a measurement accuracy in the range of +/-1pm. The profiler 20 generates quality signals QS for the measured quality feature Q. The quality signals QS are preferably digital data. The profilometer 20 has a quality signal cable 201 . The quality signals QS are derived via the quality signal cable 201. The evaluation unit 30 has at least one computer 301, at least one converter unit 302, at least one interface 303, at least one input unit 304 and at least one output unit 305.
[0039] Der Computer 301 weist mindestens einen Datenpro zessor und mindestens einen Datenspeicher auf. Mindestens ein Computerprogramm C ist im Datenspeicher gespeichert und in den Datenprozessor ladbar. Das in den Datenprozessor geladene Computerprogramm C veranlasst den Computer 301 einen Schritt des Verfahrens durchzuführen. Der Computer 301 führt einen Schritt des Verfahrens automatisch durch. Im Sinne der Erfin dung bedeutet das Adjektiv „automatisch" die Durchführung ei nes Schrittes des Verfahrens ohne Mitwirkung einer Person. Dazu erzeugt das Computerprogramm C Befehle. The computer 301 has at least one data processor and at least one data memory. At least one computer program C is stored in the data memory and can be loaded into the data processor. The computer program C loaded into the data processor causes the computer 301 to carry out a step of the method. The computer 301 performs a step of the method automatically. For the purposes of the invention, the adjective "automatically" means carrying out a step of the method without the involvement of a person. For this purpose, the computer program C generates commands.
[0040] Der Kraftaufnehmer 14 übermittelt die zeitlichen Folgen von Messsignalen Sj, j=l...m an die Wandlereinheit 302. Vorzugsweise ist der Kraftaufnehmer 14 über das Messsig nalkabel 141 elektrisch mit der Wandlereinheit 302 verbunden. Die Wandlereinheit 302 wandelt die zeitliche Folgen von Mess signalen Sj, j=l...m in zeitliche Folgen von Messwerten Xj, j=l...m. Vorzugsweise ist die Wandlereinheit 302 ein elektri scher Ladungsverstärker, der zeitliche Folgen von Messsigna len Sj, j=l...m in Form von elektrischen Polarisationsladun gen automatisch in elektrische Gleichspannungen wandelt und automatisch digitalisiert. Die zeitlichen Folgen von Messwer ten Xj, j=l...m sind digitale Daten. Die zeitlichen Folgen von Messwerten Xj, j=l...m sind in den Datenprozessor ladbar. Die zeitlichen Folgen von Messwerten Xj, j=l...m sind im Da tenspeicher speicherbar. [0041] Das Profilometer 20 ist über das Qualitätssignalka bel 201 mit der Schnittstelle 303 verbunden. Von die Schnitt stelle 303 sind die Qualitätssignale QS in den Datenprozessor ladbar. Von der Schnittstelle 303 sind die Qualitätssignale QS im Datenspeicher speicherbar. The force transducer 14 transmits the time sequences of measurement signals Sj, j=l...m to the converter unit 302. The force transducer 14 is preferably electrically connected to the converter unit 302 via the measurement signal cable 141. The converter unit 302 converts the time sequences of measurement signals Sj, j=l...m into time sequences of measured values Xj, j=l...m. The converter unit 302 is preferably an electrical charge amplifier which automatically converts temporal sequences of measurement signals Sj, j=l...m in the form of electrical polarization charges into electrical direct voltages and automatically digitizes them. The time series of measured values Xj, j=l...m are digital data. The chronological sequences of measured values Xj, j=l...m can be loaded into the data processor. The temporal sequences of measured values Xj, j=l...m can be stored in the data memory. The profilometer 20 is connected to the interface 303 via the quality signal cable 201 . The quality signals QS can be loaded into the data processor from the interface 303 . The quality signals QS can be stored in the data memory by the interface 303 .
[0042] Der Computer 301 ist über die Eingabeeinheit 304 bedienbar. Die Eingabeeinheit 304 kann eine Tastatur sein, zur Eingabe von Befehlen. Im Sinne der Erfindung bedeutet das Verb „Bedienen", dass der Computer 301 von einer Person über die Eingabeeinheit 304 mit Befehlen gestartet, gesteuert und ausgeschaltet wird. Die Person ist ein Mensch. Die Person ist ausgebildet, um die Werkzeugmaschine 10, das Profilometer 20 und die Auswerteeinheit 30 zu bedienen. Die Ausgabeeinheit 305 kann ein Bildschirm sein, zur graphischen Darstellung von digitalen Daten. The computer 301 can be operated via the input unit 304. The input unit 304 can be a keyboard for entering commands. For the purposes of the invention, the verb "operate" means that the computer 301 is started, controlled and switched off by a person using the input unit 304 with commands. The person is a person. The person is trained to use the machine tool 10, the profilometer 20 and to operate the evaluation unit 30. The output unit 305 can be a screen for graphically displaying digital data.
[0043] Der zweiten Schritt V2 des Verfahrens kann von der Person ausgeführt werden. Dazu ist im Datenspeicher mindes tens ein Qualitätsmerkmal eines Gutteils G als Qualitätsdaten QD gespeichert. Die Person befiehlt dem Computer 301 die Qua- litätssignale QS in den Datenprozessor zu laden. Im Daten speicher ist mindestens ein Qualitätsmerkmal eines Gutteils G als Qualitätsdaten QD gespeichert. Die Qualitätsdaten QD sind digitale Daten. Die Person befielt dem Computer 301 die Qua litätsdaten QD in den Datenprozessor zu laden. Die Person be fiehlt dem Computer 301 die Qualitätssignale QS mit den Qua litätsdaten QD zu vergleichen. The second step V2 of the method can be carried out by the person. For this purpose, at least one quality feature of a good part G is stored as quality data QD in the data memory. The person commands the computer 301 to load the quality signals QS into the data processor. At least one quality feature of a good part G is stored as quality data QD in the data memory. The quality data QD is digital data. The person commands the computer 301 to load the quality data QD into the data processor. The person commands the computer 301 to compare the quality signals QS with the quality data QD.
[0044] Der zweite Schritt V2 kann aber auch automatisch vom Computer 301 durchgeführt werden. Dazu veranlasst das in den Datenprozessor geladene Computerprogramm C den Computer 301, den zweiten Schritt V2 des Verfahrens durchzuführen. Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 die Qualitäts signale QS in den Datenprozessor zu laden. Das Computerpro gramm C befiehlt dem Computer 301 die Qualitätsdaten QD in den Datenprozessor zu laden. Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 die Qualitätssignale QS mit den Qualitätsda ten QD zu vergleichen. The second step V2 can also be carried out automatically by the computer 301. This causes the in the computer program C loaded into the data processor directs the computer 301 to carry out the second step V2 of the method. The computer program C commands the computer 301 to load the quality signals QS into the data processor. The computer program C commands the computer 301 to load the quality data QD into the data processor. The computer program C commands the computer 301 to compare the quality signals QS with the quality data QD.
[0045] Der Vergleich kann ein positives Ergebnis oder ein negatives Ergebnis haben. Bei einem positiven Ergebnis ent sprechen die Qualitätssignale QS im Rahmen der Messgenauig keit des Profilometers 20 den Qualitätsdaten QD. Bei einem negativen Ergebnis weichen die Qualitätssignale QS im Rahmen der Messgenauigkeit des Profilometers 20 von den Qualitätsda ten QD ab. Der Vergleich ist also eine Prüfung, ob das erste Stückgut 1 mindestens ein Qualitätsmerkmal Q aufweist und ein Gutteil G ist. Der Computer 301 gibt das positive Ergebnis oder das negative Ergebnis auf der Ausgabeeinheit 305 gra phisch dar. Der Computer 201 speichert das das positive Er gebnis oder das negative Ergebnis als digitale Daten im Da tenspeicher. The comparison can have a positive result or a negative result. If the result is positive, the quality signals QS correspond to the quality data QD within the scope of the measuring accuracy of the profilometer 20 . If the result is negative, the quality signals QS deviate from the quality data QD within the scope of the measuring accuracy of the profilometer 20 . The comparison is therefore a check as to whether the first piece good 1 has at least one quality feature Q and is a good part G. The computer 301 graphically displays the positive result or the negative result on the output unit 305. The computer 201 stores the positive result or the negative result as digital data in the data memory.
[0046] Das in den Datenprozessor geladene Computerprogramm C veranlasst den Computer 301 den dritten Schritt V3 des Ver fahrens durchzuführen. Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 für jede zeitliche Folge von Messsignalen Sj, j=l...m der Bearbeitungsvorgänge Bj, j=l...m die zu dem Gut teil G geführt haben, mindestens ein Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m zu ermitteln. [0047] Dazu befiehlt das Computerprogramm C dem Computer 301 für jeden Bearbeitungsvorgang Bj, j=l...m der zu einem Gutteil G geführt hat, die zeitliche Folge von Messwerten Xj, j=l...m in den Datenprozessor zu laden. The computer program C loaded into the data processor causes the computer 301 to carry out the third step V3 of the method. The computer program C orders the computer 301 for each temporal sequence of measurement signals Sj, j=l...m of the processing operations Bj, j=l...m that led to the good part G, at least one good part characteristic value GKij, i =l...n, j=l...m to be determined. For this purpose, the computer program C commands the computer 301 for each processing operation Bj, j=l...m which has led to a good part G to load the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m into the data processor .
[0048] Nun befiehlt das Computerprogramm C dem Computer 301 für jede zeitliche Folge von Messwerten Xj, j=l...m min destens einen der folgenden Gutteil-Kennwerte GKij, i=l...n, j=l...m zu ermitteln. Der Kennwert-Index i ist eine positive ganze Zahl i=l...n, n ist die Kennwert-Zahl. The computer program C now orders the computer 301 for each time sequence of measured values Xj, j=l...m at least one of the following good part characteristic values GKij, i=l...n, j=l... m to determine. The characteristic index i is a positive integer i=l...n, n is the characteristic number.
[0049] Ein erster Gutteil-Kennwert GKI ist ein Gutteil- Mittelwert GKlj, j=l...m der zeitlichen Folge von Messwerten Xj, j=l...m eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m. A first good-part characteristic value GKI is a good-part mean value GKlj, j=l...m of the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m of a machining process Bj, j=l...m.
[0050] Ein zweiter Gutteil-Kennwert GK2 ist ein kleinster Gutteil-Wert GK2j, j=l...m der zeitlichen Folge von Messwer ten Xj, j=l...m eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m. A second good-part characteristic value GK2 is a smallest good-part value GK2j, j=l...m of the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m of a machining operation Bj, j=l...m .
[0051] Ein dritter Gutteil-Kennwert GK3j, j=l...m ist ein grösster Gutteil-Wert GK3 der zeitlichen Folge von Messwerten Xj, j=l...m eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m. A third good part characteristic value GK3j, j=l...m is a largest good part value GK3 of the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m of a machining operation Bj, j=l...m.
[0052] Ein vierter Gutteil-Kennwert GK4j, j=l...m ist ein Gutteil-Messzeitdauerwert GK4 der zeitlichen Folge von Mess werten Xj, j=l...m eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m. A fourth good-part characteristic value GK4j, j=l...m is a good-part measurement duration value GK4 of the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m of a machining process Bj, j=l...m.
[0053] Ein fünfter Gutteil-Kennwert GK5j, j=l...m ist ein Gutteil-Messzeitdauerabweichungswert GK5 der zeitlichen Folge von Messwerten Xj, j=l...m eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m bezüglich einer Standardmesszeitdauer eines Bearbei tungsvorganges Bj, j=l...m. [0054] Ein sechster Gutteil-Kennwert GK6j,
Figure imgf000019_0001
ist ein
A fifth good part characteristic value GK5j, j=l...m is a good part measurement time deviation value GK5 of the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m of a machining process Bj, j=l...m with respect to a Standard measurement duration of a machining process Bj, j=l...m. A sixth good part characteristic value GK6j,
Figure imgf000019_0001
is a
Gutteil-Messwertabweichungswert GK6 der zeitlichen Folge von
Figure imgf000019_0002
eines Bearbeitungsvorganges Bj,
Figure imgf000019_0003
ines Standardmesswertes eines Bearbei tungsvorganges Bj,
Figure imgf000019_0004
Good part measured value deviation value GK6 of the time sequence from
Figure imgf000019_0002
of a machining process Bj,
Figure imgf000019_0003
ines standard measured value of a machining process Bj,
Figure imgf000019_0004
[0055] Ein siebter Gutteil-Kennwert GK7j,
Figure imgf000019_0005
ist ein
A seventh good part parameter GK7j,
Figure imgf000019_0005
is a
Gutteil-Kurvenintegralwert GK7 der zeitlichen Folge von Mess werten Xj,
Figure imgf000019_0006
eines Bearbeitungsvorganges Bj,
Figure imgf000019_0007
Good part curve integral value GK7 of the time sequence of measured values Xj,
Figure imgf000019_0006
of a machining operation Bj,
Figure imgf000019_0007
[0056] Ein achter Gutteil-Kennwert GK8j,
Figure imgf000019_0008
ist ein
An eighth good part parameter GK8j,
Figure imgf000019_0008
is a
Gutteil-Erwartungswert GK8 der zeitlichen Folge von Messwer ten Xj, j=
Figure imgf000019_0009
eines Bearbeitungsvorganges Bj,
Figure imgf000019_0010
be züglich des Standardmesswertes eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m. Die zeitliche Folge von Gutteil-Erwartungswerten GK8 ist auf Null standardisiert.
Good part expected value GK8 of the time sequence of measured values Xj, j=
Figure imgf000019_0009
of a machining operation Bj,
Figure imgf000019_0010
regarding the standard measured value of a machining operation Bj, j=l...m. The chronological sequence of good part expected values GK8 is standardized to zero.
[0057] Somit wird für jeden Bearbeitungsvorgang Bj, j=l...m, der zu dem Gutteil G geführt hat, die zeitliche Fol ge von Messwerten Xj, j=l...m auf einen Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m reduziert. Thus, for each machining process Bj, j=l...m that has led to the good part G, the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m is based on a good part characteristic value GKij, i= l...n, j=l...m reduced.
[0058] Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 für jeden Bearbeitungsvorgang Bj, j=1...6 den Gutteil- Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m im Datenspeicher als beste henden Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m abzuspeichern. The computer program C orders the computer 301 for each processing operation Bj, j=1...6 the good part characteristic value GKij, i=l...n, j=l...m in the data memory as the existing good part to store characteristic value GKij, i=l...n, j=l...m.
[0059] Das in den Datenprozessor geladene Computerprogramm C veranlasst den Computer 301 den vierten Schritt V4 des Ver fahrens durchzuführen. Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 den mindestens einen Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n,
Figure imgf000020_0001
eine Gutteil-Klasse GCj, i=l...m zu klas sieren.
The computer program C loaded into the data processor causes the computer 301 to carry out the fourth step V4 of the method. The computer program C commands the computer 301 the at least one good part characteristic value GKij, i=l...n,
Figure imgf000020_0001
to classify a good part class GCj, i=l...m.
[0060] Eine Ermittlung der Gutteil-Klasse GCj, j=l...m er folgt durch maschinelles Lernen. Vorzugsweise erfolgt ein überwachtes maschinelles Lernen mit einem Entscheidungsbaum Ej, j=l...m zur graphischen Darstellung von hierarchisch auf einanderfolgenden Entscheidungen. Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines Entscheidungsbaumes Ej, j=l...m. Mit dem Entscheidungs baum Ej, j=l...m wird das erste Stückgut 1 durch den Gutteil- Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m als Gutteil G klassiert. Ge sucht wird eine Gutteil-Klasse GCj, j=l...m. Das Adjektiv „überwacht" besagt, dass die für die Entscheidung notwendigen Daten wie ein Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m, Attri bute, Entscheidungsregeln und die Gutteil-Klasse GCj, j=l...m dem Computer bereitgestellt und im Datenspeicher gespeichert sind. Die Attribute und Entscheidungsregeln sind ausformu liertes Expertenwissen und erklären, warum das erste Stückgut 1 durch den Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m einem Gutteil entspricht und deshalb in der Gutteil-Klasse GCj, j=l...m klassiert ist. Jeder Entscheidungsbaum Ej, j=l...m weist einen Wurzelknoten Elj, j=l...m, Pfade E2j, j=l...m, innere Knoten E3j, j=l...m und Blätter E4j, j=l...m auf. Vor zugsweise ist der Entscheidungsbaum Bj, j=l...m ein binärer Baum mit zwei Pfaden E2j, j=l...m, die vom Wurzelknoten Elj, j=l...m zu zwei inneren Knoten E3j, j=l...m führen. Von jedem inneren Knoten E3j, j=l...m führen zwei Pfade E2j, j=l...m zu mindestens einem weiteren inneren Knoten E3j, j=l...m oder zu mindestens einem Blatt E4j, j=l...m. [ 0061 ] Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 für jeden Bearbeitungsvorgang Bj, j=l...m der zu einem Gut teil G geführt hat, den mindestens einen Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m in den Datenprozessor zu laden. Der Computer gibt den Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m in den Wurzelknoten Elj, j=l...m ein. Das Computerprogramm C be fiehlt dem Computer 301 im Datenspeicher gespeicherte Attri bute in die inneren Knoten E3j, j=l...m einzugeben. Die At tribute sind dem Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m zu geordnet. Die Attribute kennzeichnen den Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m als Gutteil G oder als Schlechtteil S. Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer C eine im Daten speicher gespeicherte Entscheidungsregel auf den Gutteil- Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m und die im zugeordneten At tribute anzuwenden. Diese Anwendung der Entscheidungsregel führt zu einer Entscheidung E mit zwei Antworten. Jede Ant wort kann ein weiterer innerer Knoten E3j, j=l...m oder ein Blatt E4j, j=l...m sein. Wenn die Antwort ein weiterer inne rer Knoten E3j, j=l...m ist, befiehlt das Computerprogramm C dem Computer 301 ein weiteres im Datenspeicher gespeichertes Attribut in den inneren Knoten E3j, j=l...m zu laden und den Entscheidungsbaum Bj, j=l...m rekursiv weiterzuführen. Wenn die Antwort ein Blatt E4j, j=l...m ist, liegt die gesuchte Gutteil-Klasse GCj, j=l...m vor. The good part class GCj, j=l...m is determined by machine learning. Preferably, a monitored machine learning takes place with a decision tree Ej, j=l . . . m for the graphical representation of hierarchically consecutive decisions. Fig. 3 shows an example of a decision tree Ej, j=l...m. With the decision tree Ej, j=l...m, the first unit good 1 is classified as a good part G by the good part parameter GKij, i=l...n, j=l...m. A good part class GCj, j=l...m is sought. The adjective "monitored" means that the data necessary for the decision, such as a good part characteristic value GKij, i=l...n, j=l...m, attributes, decision rules and the good part class GCj, j= l...m are provided on the computer and stored in the data memory.The attributes and decision rules are formulated expert knowledge and explain why the first general good 1 is replaced by the good part characteristic value GKij, i=l...n, j=l... .m corresponds to a good part and is therefore classified in the good part class GCj, j=l...m Each decision tree Ej, j=l...m has a root node Elj, j=l...m, paths E2j , j=l...m, interior nodes E3j, j=l...m and leaves E4j, j=l...m Preferably, the decision tree Bj, j=l...m is a binary tree with two paths E2j, j=l...m leading from the root node Elj, j=l...m to two interior nodes E3j, j=l...m From each interior node E3j, j=l. ..m two paths E2j, j=l...m lead to at least one further inner node E3j, j=l...m or to at least one Bl att E4j, j=l...m. The computer program C commands the computer 301 for each processing operation Bj, j=l...m that has led to a good part G, the at least one good part characteristic value GKij, i=l...n, j=l ...m to load into the data processor. The computer inputs the good part index GKij, i=l...n, j=l...m into the root node Elj, j=l...m. The computer program C commands the computer 301 to enter attributes stored in the data memory into the interior nodes E3j, j=l...m. The attributes are assigned to the good part parameter GKij, i=l...n, j=l...m. The attributes identify the good part characteristic value GKij, i=l...n, j=l...m as a good part G or as a bad part S. The computer program C commands the computer C a decision rule stored in the data memory for the good part characteristic value GKij, i=l...n, j=l...m and the associated attributes apply. This application of the decision rule leads to a decision E with two answers. Each response can be another interior node E3j, j=l...m or a leaf E4j, j=l...m. If the answer is another interior node E3j, j=l...m, the computer program C commands the computer 301 to load another attribute stored in data memory into the interior node E3j, j=l...m and the decision tree Bj, j=l...m recursively. If the answer is a leaf E4j, j=l...m, the required good part class GCj, j=l...m is available.
[ 0062 ] Vorzugsweise wird ein ganzer Wald mit vielen Ent scheidungsbäumen Ej , j=l...m verwendet. Durch Regression lernt ein verstärkter Entscheidungsbaum Ej, j=l...m von früheren Entscheidungsbäumen Ej, j=l...m. Die früheren Ent scheidungsbäume Ej, j=l...m sind schwache Entscheidungsbäume, die nicht zur Gutteil-Klasse GCj, j=l...m geführt haben, oder es sind starke Entscheidungsbäume, die zu mehreren Gutteil- Klassen GCj, j=l...m geführt haben. Erst eine Klassierung in eine einzige Gutteil-Klasse GCj, j=l...m ist auch eine sehr genaue Klassierung. Das Computerprogramm C befiehlt dem Com puter 301 durch gezielte Selektion und Kombination der starke Entscheidungsbäume einen verstärkten Entscheidungsbaum Ej, j=l...m zu bilden. Die regressive Bildung von verstärkten Entscheidungsbäumen Ej, j=l...m wird solange fortgesetzt, bis eine einzige Gutteil-Klasse GCj, j=l...m als Blatt vorliegt. Preferably a whole forest with many decision trees Ej , j=l...m is used. Through regression, a augmented decision tree Ej,j=l...m learns from previous decision trees Ej,j=l...m. The earlier decision trees Ej, j=l...m are weak decision trees that did not lead to the good part class GCj, j=l...m, or they are strong decision trees that have led to several good part classes GCj, j=l...m. Only a classification into a single good part class GCj, j=l...m is also a very accurate classification. The computer program C commands the computer 301 to form a reinforced decision tree Ej, j=l...m by means of a targeted selection and combination of the strong decision trees. The regressive formation of reinforced decision trees Ej, j=l...m is continued until a single good part class GCj, j=l...m is available as a leaf.
[0063] Vorzugsweise werden mehrere Gutteil-Kennwerte GKij, i=l...n, j=l...m in die Gutteil-Klasse GCj, j=l...m klas siert. Dadurch wird die Güte der Klassierung verbessert. Im Sinne der Erfindung bezeichnet der Begriff „Güte" die Wahr scheinlichkeit bezeichnet, mit der ein Gutteil G tatsächlich auch in die Gutteil-Klasse GCj, j=l...m klassiert. [0063]Preferably, several good-part characteristic values GKij, i=l...n, j=l...m are classified into the good-part class GCj, j=l...m. This improves the quality of the classification. For the purposes of the invention, the term "quality" denotes the probability with which a good part G is actually classified in the good part class GCj, j=l...m.
[0064] Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 für jeden Bearbeitungsvorgang Bj, j=1...6 die Gutteil-Klasse GCj, j=l...m im Datenspeicher als bestehende Gutteil-Klasse GCj, j=l...m abzuspeichern. The computer program C commands the computer 301 for each processing operation Bj, j=1...6 the good part class GCj, j=l...m in the data memory as an existing good part class GCj, j=l... m to save.
[0065] Vorzugsweise wird die Lernphase der ersten vier Schritte VI - V4 des Verfahrens mehrmals wiederholt. Zu jedem Bearbeitungsvorgang Bj, j=l...m wird für den mindestens einen mehrmals wiederholten Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m ein arithmetisches Mittel gebildet. Nach dem Gesetz der gros sen Zahlen konvergiert der mehrmals wiederholte Gutteil- Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m in das arithmetische Mittel, das den wahrscheinlichsten Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m darstellt. Das Computerprogramm C befiehlt dem Compu- ter 301 zu jedem Bearbeitungsvorgang Bj, j=1...6 ein arithme tisches Mittel der mehrmals wiederholten Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m zu bilden und das ein arithmetische Mittel im Datenspeicher als bestehenden Gutteil-Kennwert GK+i, i=l...n abzuspeichern. Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 zu jedem Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) für den mindestens einen wahrscheinlichsten Gutteil-Kennwert GK+i, i=l...n eine optimierte Gutteil-Klasse GC+i, i=l...n zu ermitteln. Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 die optimierte Gutteil-Klasse GC+i, i=l...n im Datenspeicher abzuspeichern. Die optimierte Gutteil-Klasse GC+i, j=l...n wird im siebten Schritt V7 des Verfahrens als Gutteil-Klasse GCj, j=l...m verwendet. The learning phase of the first four steps VI-V4 of the method is preferably repeated several times. For each processing operation Bj, j=l...m, an arithmetic mean is formed for the at least one good part characteristic value GKij, i=l...n, j=l...m, which is repeated several times. According to the law of large numbers, the good part characteristic value GKij, i=l...n, j=l...m, which is repeated several times, converges to the arithmetic mean, which yields the most probable good part characteristic value GKij, i=l... n, j=l...m. The computer program C commands the computer ter 301 for each processing operation Bj, j=1 to be saved as an existing good part parameter GK+i, i=l...n. The computer program C orders the computer 301 an optimized good part class GC+i, i for each processing operation (Bj, j=l...m) for the at least one most probable good part characteristic value GK+i, i=l...n =l...n to determine. The computer program C commands the computer 301 to store the optimized good part class GC+i, i=l...n in the data memory. The optimized good part class GC+i, j=l...n is used as the good part class GCj, j=l...m in the seventh step V7 of the method.
[ 0066 ] Die optimierte Gutteil-Klasse GC+i, i=l...n weist die höchste Empfindlichkeit bei der Klassierung von Stückgut 1, 1' als Gutteil G oder Schlechtteil S auf. Dadurch redu ziert die optimierte Gutteil-Klasse GC+i, i=l...n die Wahr scheinlichkeit, dass ein Stückgut 1', 1' als falsch positiv oder falsch negativ klassiert wird. Insbesondere für ein in der Fertigung teures Stückgut 1, 1' werden dadurch die Ferti gungskosten so tief wie möglich gehalten. The optimized good part class GC+i, i=l...n has the highest sensitivity when classifying piece goods 1, 1′ as good part G or bad part S. As a result, the optimized good part class GC+i, i=l...n reduces the probability that a piece good 1', 1' will be classified as false positive or false negative. This keeps the manufacturing costs as low as possible, particularly for piece goods 1, 1' that are expensive to manufacture.
[ 0067 ] Für ein im fünften Schritt V5 des Verfahrens zu ei nem weiteren Stückgut 1' bearbeitetes Werkstück 0' wird im sechsten Schritt des Verfahrens wird im sechsten Schritt V6 des Verfahrens für jede zeitliche Folge von Messsignalen Sj, j=l...m der Bearbeitungsvorgänge Bj, j=l...m die zu dem wei teren Stückgut 1' geführt haben, mindestens ein Stückgut- Kennwert SKij, i=l...n, j=l...m automatisch ermittelt. [0068] Dazu befiehlt das Computerprogramm C dem Computer 301 für jeden Bearbeitungsvorgang Bj, j=l...m der zu dem Stückgut 1 geführt hat, die zeitliche Folge von Messwerten Xj, j=l...m in den Datenprozessor zu laden. For a workpiece 0' machined in the fifth step V5 of the method to form a further piece good 1', in the sixth step of the method, in the sixth step V6 of the method for each time sequence of measurement signals Sj, j=l...m of the processing operations Bj, j=l...m which have led to the further piece goods 1', at least one piece goods characteristic value SKij, i=l...n, j=l...m is automatically determined. For this purpose, the computer program C commands the computer 301 to load the time sequence of measured values Xj, j=l...m into the data processor for each processing operation Bj, j=l...m that has led to the item 1 .
[0069] Nun befiehlt das Computerprogramm C dem Computer 301 für jede zeitliche Folge von Messwerten Xj, j=l...m min destens einen der folgenden Stückgut-Kennwerte SKij, i=l...n, j=l...m zu ermitteln. Der Kennwert-Index i ist eine positive ganze Zahl i=l...n. The computer program C now commands the computer 301 for each time sequence of measured values Xj, j=l...m at least one of the following piece goods characteristic values SKij, i=l...n, j=l... m to determine. The characteristic index i is a positive integer i=l...n.
[0070] Ein erster Stückgut-Kennwert SKlj, j=l...m ist ein Stückgut-Mittelwert SKI der zeitlichen Folge von Messwerten Xj, j=l...m eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m. A first piece goods characteristic value SKlj, j=l...m is a piece goods mean value SKI of the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m of a processing operation Bj, j=l...m.
[0071] Ein zweiter Stückgut-Kennwert SK2j, j=l...m ist ein kleinster Stückgut-Wert SK2 der zeitlichen Folge von Messwer ten Xj, j=l...m eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m. A second piece goods characteristic value SK2j, j=l...m is a smallest piece goods value SK2 of the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m of a processing operation Bj, j=l...m .
[0072] Ein dritter Stückgut-Kennwert SK3j, j=l...m ist ein grösster Stückgut-Wert SK3 der zeitlichen Folge von Messwer ten Xj, j=l...m eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m. A third piece goods characteristic value SK3j, j=l...m is a largest piece goods value SK3 of the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m of a processing operation Bj, j=l...m .
[0073] Ein vierter Stückgut-Kennwert SK4j, j=l...m ist ein Stückgut-Messzeitdauerwert SK4 der zeitlichen Folge von Mess werten Xj, j=l...m eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m. A fourth piece goods characteristic value SK4j, j=l...m is a piece goods measurement duration value SK4 of the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m of a processing operation Bj, j=l...m.
[0074] Ein fünfter Stückgut-Kennwert SK5j, j=l...m ist ein Stückgut-Messzeitdauerabweichungswert SK5 der zeitlichen Fol ge von Messwerten Xj, j=l...m eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m bezüglich einer Standardmesszeitdauer eines Bearbei tungsvorganges Bj, j=l...m. [0075] Ein sechster Stückgut-Kennwert SK6j,
Figure imgf000025_0001
ist ein Stückgut-Messwertabweichungswert SK6 der zeitlichen Folge von Messwerten Xj,
Figure imgf000025_0002
eines Bearbeitungsvorganges Bj, bezüglich eines Standardmesswertes eines Bearbei tungsvorganges Bj,
Figure imgf000025_0003
A fifth piece goods characteristic value SK5j, j=l...m is a piece goods measurement time deviation value SK5 of the chronological sequence of measured values Xj, j=l...m of a processing operation Bj, j=l...m a standard measuring time duration of a machining process Bj, j=l...m. A sixth piece goods parameter SK6j,
Figure imgf000025_0001
is a piece goods measured value deviation value SK6 of the time sequence of measured values Xj,
Figure imgf000025_0002
of a machining operation Bj, with respect to a standard measurement value of a machining operation Bj,
Figure imgf000025_0003
[0076] Ein siebter Stückgut-Kennwert SK7j,
Figure imgf000025_0004
ist ein
A seventh piece goods parameter SK7j,
Figure imgf000025_0004
is a
Stückgut-Kurvenintegralwert SK7 der zeitlichen Folge von Messwerten Xj,
Figure imgf000025_0005
eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=1...m.
Piece goods curve integral value SK7 of the time sequence of measured values Xj,
Figure imgf000025_0005
of a machining operation Bj, j=1...m.
[0077] Ein achter Stückgut-Kennwert SK8j,
Figure imgf000025_0006
ist ein
An eight piece goods parameter SK8j,
Figure imgf000025_0006
is a
Stückgut-Erwartungswert SK8 der zeitlichen Folge von Messwer ten Xj, j=
Figure imgf000025_0007
eines Bearbeitungsvorganges Bj,
Figure imgf000025_0008
be züglich des Standardmesswertes eines Bearbeitungsvorganges Bj, j=l...m. Die zeitliche Folge von Stückgut- Erwartungswerten SK8 ist auf Null standardisiert.
Expected piece goods value SK8 of the time sequence of measured values Xj, j=
Figure imgf000025_0007
of a machining operation Bj,
Figure imgf000025_0008
regarding the standard measured value of a machining operation Bj, j=l...m. The chronological sequence of expected piece goods values SK8 is standardized to zero.
[0078] Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 für jeden Bearbeitungsvorgang Bj, j=1...6 der zum Stückgut 1 geführt hat, den Stückgut-Kennwert SKij, i=l...n, j=l...m imThe computer program C commands the computer 301 for each processing operation Bj, j=1...6 that has led to the piece good 1, the piece good characteristic value SKij, i=l...n, j=l...m in the
Datenspeicher als bestehenden Stückgut-Kennwert SKij, i=l...n, j=l...m abzuspeichern. store the data memory as an existing piece goods parameter SKij, i=l...n, j=l...m.
[0079] Das in den Datenprozessor geladene Computerprogramm C veranlasst den Computer 301 den siebten Schritt V7 des Ver fahrens durchzuführen. The computer program C loaded into the data processor causes the computer 301 to carry out the seventh step V7 of the method.
[0080] Dazu befiehlt das Computerprogramm C dem Computer 301 für jeden Bearbeitungsvorgang Bj, j=l...m der zum weite ren Stückgut 1 geführt hat, den Stückgut-Kennwert SKij, i=l...n,
Figure imgf000026_0001
und die bestehende Gutteil-Klasse GCj, j=l...m in den Datenprozessor zu laden.
For this purpose, the computer program C commands the computer 301 for each processing operation Bj, j=l...m which has led to the further piece good 1, the piece good characteristic value SKij, i=l...n,
Figure imgf000026_0001
and load the existing good part class GCj, j=l...m into the data processor.
[0081] Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 den Stückgut-Kennwert SKij, i=l...n, j=l...m in die Gutteil- Klasse GCj, i=l...m zu klassieren. Eine Schlechtteilklasse liegt vor, wenn der Stückgut-Kennwert SKij, i=l...n, j=l...m nicht in die Gutteil-Klasse GCj, i=l...m klassierbar ist. Da zu wird wieder ein Entscheidungsbaum Ej, j=l...m wie in Fig. 3 beispielhaft dargestellt mit einem Wurzelknoten Elj, j=l...m, Pfaden E2j, j=l...m, inneren Knoten E3j, j=l...m und Blättern E4j, j=l...m verwendet. The computer program C commands the computer 301 to classify the piece goods parameter SKij, i=l...n, j=l...m into the good part class GCj, i=l...m. A bad part class is present if the piece goods parameter SKij, i=l...n, j=l...m cannot be classified into the good part class GCj, i=l...m. A decision tree Ej, j=l...m as shown in FIG. 3 with a root node Elj, j=l...m, paths E2j, j=l...m, inner nodes E3j, j=l...m and leaves E4j, j=l...m used.
[0082] Der Computer gibt den Stückteil-Kennwert SKij, i=l...n, j=l...m in den Wurzelknoten Elj, j=l...m ein. Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer 301 im Datenspeicher gespeicherte Attribute in die inneren Knoten E3j, j=l...m einzugeben. Die Attribute sind einem Gutteil-Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m zugeordnet, dessen Kennwert-Index i iden tisch mit dem Kennwert-Index i des Stückteil-Kennwertes SKij, i=l...n, j=l...m ist. Die Attribute kennzeichnen den Gutteil- Kennwert GKij, i=l...n, j=l...m als Gutteil G oder als Schlechtteil S. Das Computerprogramm C befiehlt dem Computer C eine im Datenspeicher gespeicherte Entscheidungsregel auf den Stückgut-Kennwert SKij, i=l...n, j=l...m und die im zuge ordneten Attribute anzuwenden. Diese Anwendung der Entschei dungsregel führt zu einer Entscheidung E mit zwei Antworten. Jede Antwort kann ein weiterer innerer Knoten E3j, j=l...m oder ein Blatt E4j, j=l...m sein. Wenn die Antwort ein weite rer innerer Knoten E3j, j=l...m ist, befiehlt das Computer programm C dem Computer 301 ein weiteres im Datenspeicher ge- speichertes Attribut in den inneren Knoten E3j,
Figure imgf000027_0001
zu laden und den Entscheidungsbaum Ej,
Figure imgf000027_0002
rekursiv weiter zuführen. Wenn die Antwort ein Blatt E4j,
Figure imgf000027_0003
ist, liegt die Gutteil-Klasse GCj,
Figure imgf000027_0004
vor. Wenn ein Stückgut- Kennwert SKij, i=l...n, j=l...m nicht in die Gutteil-Klasse GCj, j=l...m klassierbar ist, liegt ein Schlechtteil vor.
The computer inputs the piece-part identifier SKij, i=l...n, j=l...m into the root node Elj, j=l...m. The computer program C commands the computer 301 to enter attributes stored in the data memory into the interior nodes E3j, j=l...m. The attributes are assigned to a good part characteristic value GKij, i=l...n, j=l...m, whose characteristic value index i is identical to the characteristic value index i of the piece part characteristic value SKij, i=l... .n, j=l...m. The attributes identify the good part characteristic value GKij, i=l , i=l...n, j=l...m and the associated attributes. This application of the decision rule leads to a decision E with two answers. Each response can be another interior node E3j, j=l...m or a leaf E4j, j=l...m. If the answer is another inner node E3j, j=l...m, the computer program C orders the computer 301 another one in the data memory. stored attribute in the interior nodes E3j,
Figure imgf000027_0001
to load and the decision tree Ej,
Figure imgf000027_0002
continue recursively. If the answer is a sheet E4j,
Figure imgf000027_0003
is, the good part class is GCj,
Figure imgf000027_0004
before. If a piece goods characteristic value SKij, i=l...n, j=l...m cannot be classified into the good part class GCj, j=l...m, there is a bad part.
Bezugszeichenliste reference list
0, 0' Werkstück 1, 1 Stückgut 0, 0' workpiece 1, 1 piece goods
10 Werkzeugmaschine 10 machine tool
11 Werkzeughalterung 11 tool holder
12j benötigtes Werkzeug 12j required tool
13 Werkzeugschlitten 13 tool slides
14 Kraftaufnehmer 141 Messsignalkabel 20 Profilometer 201 Qualitätssignalkabel 30 Auswerteeinheit 14 force transducer 141 measuring signal cable 20 profilometer 201 quality signal cable 30 evaluation unit
301 Computer 301 computers
302 Wandlereinheit 302 converter unit
303 Schnittstelle 303 interface
304 Eingabeeinheit 304 input unit
305 Ausgabeeinheit Bj Bearbeitungsvorgang C Computerprogramm 305 Output unit Bj Machining process C Computer program
E Entscheidung Ej Entscheidungsbaum Elj Wurzelknoten E2j Pfad E3j innerer Knoten E4j Blatt F Werkzeugkraft E decision Ej decision tree Elj root node E2j path E3j inner node E4j leaf F tool force
Fx HauptschnittkraftkompenenteFx main cutting force component
Fy Voschubkraftkomponente Fy feed force component
Fz Passivkraftkomponente Fz passive power component
G Gutteil G good part
GCij Gutteil-Klasse GCij good part class
GC+ij optimierte Gutteil-Klasse GKij Gutteil-Kennwert GKlj Guttei1-Mitteiwert GK2j kleinster Gutteil-Wert GK3j grösster Gutteil-Wert GK4j Guttei1-Messzeitdauerwert GK5j Guttei1-Messzeitdauerabweichungswert GK6j Guttei1-Messwertabweichungswert GK7j Gutteil-Kurvenintegralwert GK8j Gutteil-Erwartungswert GK+ij wahrscheinlichster Gutteil-KennwertGC+ij optimized good part class GKij Good part characteristic value GKlj Good part1 average value GK2j Smallest good part value GK3j Largest good part value GK4j Good part1 measurement time duration value GK5j Good part1 measurement time duration deviation value GK6j Good part1 measured value deviation value GK7j Good part curve integral value GK8j Good part expected value GK+ij most probable good part characteristic value
Kennwert-Index j Bearbeitungs organg-Index Parameter index j Machining process index
VI - V7 Schritt VI - V7 step
N Newton m Zahl n Kennwert-Zahl N Newton m number n index number
P Bearbeitungsposition P processing position
Q Qualitätsmerkmal Q quality feature
QD Qualitätsdaten QD quality data
QS Qualitätssignal QS quality signal
Sj Messsignal Sj measurement signal
SKij Stückgutei1-Kennwert SKlj Stückgut-Mittelwert SK2j kleinster Stückgut-Wert SK3j grösster Stückgut-Wert SK4j Stückgut-Messzeitdauerwert SK5j Stückgut-Messzeitdauerabweichungswert SK6j Stückgut-Messwertabweichungswert SK7j Stückgut-Kurvenintegralwert SK8j Stückgut-Erwartungswert xj Messwert z Anzahl SKij Piece goods i1 characteristic value SKlj Piece goods mean value SK2j Smallest piece goods value SK3j Largest piece goods value SK4j Piece goods measurement time duration value SK5j Piece goods measurement time duration deviation value SK6j Piece goods measured value deviation value SK7j Piece goods curve integral value SK8j Piece goods expected value xj Measured value z number

Claims

Patentansprüche patent claims
1.Verfahren zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes (0, 0'), welches Werkstück (0, 0') in einer zeitlichen Abfolge von mehreren Bearbeitungsvorgängen (Bj, j=l...m) von meh reren benötigten Werkzeugen (12j, j=l...m) zu einem Stück gut (1, 1') fertig bearbeitet wird, dabei wird in jedem1. Method for machining a workpiece (0, 0'), which workpiece (0, 0') in a time sequence of several machining operations (Bj, j = l ... m) of several required tools (12j, j =l...m) is finished to a piece well (1, 1'), thereby in each
Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) von einem benötigten Werkzeug (12j, j=l...m) eine Werkzeugkraft (F) auf das Werkstück (0, 0') ausgeübt, welche Werkzeugkraft (F) in jedem Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) als zeitliche Fol ge von Messsignalen (Sj, j=l...m) gemessen wird; wobei in einem ersten Schritt (VI) des Verfahrens ein ers tes Werkstück (0) zu einem ersten Stückgut (1) bearbeitet wird; wobei in einem zweiten Schritt (V2) des Verfahrens geprüft wird, ob das erste Stückgut (1) mindestens ein Qualitäts merkmal (Q) aufweist und ein Gutteil (G) ist; wobei in einem dritten Schritt (V3) des Verfahrens für je de zeitliche Folge von Messsignalen (Sj, j=l...m) der Be arbeitungsvorgänge (Bj, j=l...m) die zu dem Gutteil (G) geführt haben, mindestens ein Gutteil-Kennwert (GKij, i=l...n, j=l...m) ermittelt wird; wobei in einem vierten Schritt (V4) des Verfahrens für je den Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) der zu dem Gutteil (G) geführt hat, der Gutteil-Kennwert (GKij, i=l...n, j=l...m) in eine Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) klassiert wird; wobei in einem fünften Schritt (V5) des Verfahrens, der zeitlich nach den ersten vier Schritten (VI - V4) des Ver- fahrens erfolgt, ein weiteres Werkstück (0') zu einem wei teren Stückgut (1') bearbeitet wird; wobei in einem sechsten Schritt (V6) des Verfahrens für jede zeitliche Folge von Messsignalen (Sj, j=l...m) der Bearbeitungsvorgänge (Bj, j=l...m) die zu dem weiteren Stückgut (1') geführt haben, mindestens ein Stückgut- Kennwert (SKij, i=l...n, j=l...m) automatisch ermittelt wird; und wobei in einem siebten Schritt (V7) des Verfahrens für je den Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) der zu dem weiteren Stückgut (1') geführt hat, der Stückgut-Kennwert (SKij, i=l...n, j=l...m) automatisch in die Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) klassiert wird. Machining operation (Bj, j=l...m) exerted by a required tool (12j, j=l...m) a tool force (F) on the workpiece (0, 0'), which tool force (F) in each Machining process (Bj, j=l...m) as a temporal sequence of measurement signals (Sj, j=l...m) is measured; wherein in a first step (VI) of the method, a first workpiece (0) is processed to form a first piece good (1); wherein in a second step (V2) of the method it is checked whether the first piece good (1) has at least one quality feature (Q) and is a good part (G); wherein in a third step (V3) of the method for each de time sequence of measurement signals (Sj, j = l ... m) of the Be processing operations (Bj, j = l ... m) led to the good part (G). have, at least one good part parameter (GKij, i=l...n, j=l...m) is determined; in a fourth step (V4) of the method for each machining operation (Bj, j=l...m) which led to the good part (G), the good part characteristic value (GKij, i=l...n, j=l...m) is classified into a good part class (GCj, j=l...m); wherein in a fifth step (V5) of the method, which takes place after the first four steps (VI - V4) of the method driving takes place, another workpiece (0 ') to a white direct piece goods (1') is processed; in a sixth step (V6) of the method for each temporal sequence of measurement signals (Sj, j=l...m) of the processing operations (Bj, j=l...m) leading to the further piece goods (1'). have, at least one piece goods characteristic value (SKij, i=l...n, j=l...m) is automatically determined; and wherein in a seventh step (V7) of the method for each processing operation (Bj, j=l...m) that led to the further piece goods (1'), the piece goods characteristic value (SKij, i=l... .n, j=l...m) is automatically classified into the good part class (GCj, j=l...m).
2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten vier Schritte (VI - V4) des Verfahrens mehrmals wiederholt werden; dass zu jedem Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) für den mindestens einen mehrmals wiederholten Gutteil-Kennwert (GKij, i=l...n, j=l...m) ein wahrschein lichster Gutteil-Kennwert (GK+i, i=l...n) gebildet wird; dass zu jedem Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) für den wahrscheinlichsten Gutteil-Kennwert (GK+i, i=l...n) eine optimierte Gutteil-Klasse (GC+i, i=l...n) ermittelt wird; und dass die optimierte Gutteil-Klasse (GC+i, j=l...n) im siebten Schritt (V7) des Verfahrens als Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) verwendet wird. 2. Method according to claim 1, characterized in that the first four steps (VI - V4) of the method are repeated several times; that for each processing operation (Bj, j=l...m) for the at least one good part characteristic value (GKij, i=l...n, j=l...m) repeated several times, a most probable good part characteristic value ( GK+i, i=l...n); that for each machining process (Bj, j=l...m) for the most probable good part characteristic value (GK+i, i=l...n) an optimized good part class (GC+i, i=l... n) is determined; and that the optimized good part class (GC+i, j=l...n) is used as the good part class (GCj, j=l...m) in the seventh step (V7) of the method.
3.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gef- ten kennzeichnet, dass im vierten Schritt (V4) des Verfah rens mehrere Gutteil-Kennwerte (GKij, i=l...n, j=l...m) in die Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) klassiert werden; und dass im siebten Schritt (V7) des Verfahrens mehrere Stück gut-Kennwerte (SKij, i=l...n, j=l...m) automatisch in die3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the fourth step (V4) of the method several good part characteristic values (GKij, i=l...n, j=l...m) be classified into the good part class (GCj, j=l...m); and that in the seventh step (V7) of the method, several piece good parameters (SKij, i=l...n, j=l...m) automatically in the
Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) klassiert werden. Good part class (GCj, j=l...m) are classified.
4.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gef- ten kennzeichnet, dass im vierten Schritt (V4) des Verfah rens mehr als fünf Gutteil-Kennwerte (GKij, i=l...n, j=l...m) in die Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) klassiert werden; und dass im siebten Schritt (V7) des Verfahrens mehr als fünf Stückgut-Kennwerte (SKij, i=l...n, j=l...m) automatisch in die Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) klassiert werden . 4. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the fourth step (V4) of the method, more than five good part characteristic values (GKij, i=l...n, j=l... m) classified into the good part class (GCj, j=l...m); and that in the seventh step (V7) of the method, more than five piece goods characteristic values (SKij, i=l...n, j=l...m) are automatically assigned to the good part class (GCj, j=l... m) be classified.
5.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass im dritten Schritt (V3) des Verfahrens mindestens einer der folgenden Gutteil-Kennwerte (GKij, i=l...n, j=l...m) ermittelt wird: ein Gutteil-Mittelwert (GKij, j=l...m), ein kleinster Gutteil-Wert (GK2j, j=l...m), ein grösster Gutteil-Wert (GK3j, j=l...m), ein Gutteil-Messzeitdauerwert (GK4j, j=l...m), ein Gutteil-Messzeitdauerabweichungswert (GK5j, j=l...m), ein Gutteil-Messwertabweichungswert (GK6j, j=l...m), ein Gutteil-Kurvenintegralwert (GK7j, j=l...m), ein Gutteil-Erwartungswert (GK8j, j=l...m). 5. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the third step (V3) of the method at least one of the following good part parameters (GKij, i=l...n, j=l...m) is determined: a mean value for a good part (GKij, j=l...m), a smallest good part value (GK2j, j=l...m), a largest good part value (GK3j, j=l... m), a good part measurement duration value (GK4j, j=l...m), a good part measurement duration deviation value (GK5j, j=l...m), a good part measurement deviation value (GK6j, j=l...m) , a good part curve integral value (GK7j, j=l...m), a good part expected value (GK8j, j=l...m).
6.Verfahren nach einem der Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass im sechsten Schritt (V6) des Verfahrens mindes tens einer der folgenden Stückgut-Kennwerte (SKij, i=l...n, j=l...m) automatisch ermittelt wird: ein Stückgut-Mittelwert (SKij, j=l...m), ein kleinster Stückgut-Wert (SK2j, j=l...m), ein grösster Stückgut-Wert (SK3j, j=l...m), ein Stückgut-Messzeitdauerwert (SK4j, j=l...m), ein Stückgut-Messzeitdauerabweichungswert (SK5j, j=l...m), ein Stückgut-Messwertabweichungswert (SK6j, j=l...m), ein Stückgut-Kurvenintegralwert (SK7j, j=l...m), ein Stückgut-Erwartungswert (SK8j, j=l...m). 6. Method according to one of claim 5, characterized in that in the sixth step (V6) of the method at least one of the following piece goods characteristic values (SKij, i=l...n, j=l...m) automatically is determined: a piece goods mean value (SKij, j=l...m), a smallest piece goods value (SK2j, j=l...m), a largest piece goods value (SK3j, j=l...m), a piece goods measurement duration value (SK4j, j=l...m), an article measurement time deviation value (SK5j, j=l...m), an article measurement deviation value (SK6j, j=l...m), an article curve integral value (SK7j, j=l...m), an article - Expected value (SK8j, j=l...m).
7.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch geften kennzeichnet, dass für einen Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) dessen Stückgut-Kennwert (SKij, i=l...n, j=l...m) im siebten Schritt (V7) des Verfahrens automatisch in die Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) klassiert wird, das in die sem Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) benötigte Werkzeug (12j, , j=l...m) nicht verschlissen ist; und für einen Be arbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) dessen Stückgut-Kennwert (SKij, i=l...n, j=l...m) im siebten Schritt (V7) des Ver fahrens automatisch nicht in die Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) klassierbar ist, das in diesem Bearbeitungsvor gang (Bj, j=l...m) benötigte Werkzeug (12j, , j=l...m) verschlissen ist. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that for a machining operation (Bj, j=l...m) its piece goods parameter (SKij, i=l...n, j=l... .m) in the seventh step (V7) of the process is automatically classified into the good part class (GCj, j=l...m), the tool ( 12j, , j=l...m) is not worn out; and for a processing operation (Bj, j=l...m) its piece goods parameter (SKij, i=l...n, j=l...m) in the seventh step (V7) of the process automatically not can be classified into the good part class (GCj, j=l...m), the tool (12j, , j=l...m) required in this machining process (Bj, j=l...m) is worn out is.
8.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch geften kennzeichnet, dass ein weiteres Stückgut (lf), das im siebten Schritt (V7) des Verfahrens in allen Bearbeitungs vorgängen (Bj, j=l...m) automatisch in die Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) klassiert wird, ein Gutteil (G) ist; und dass ein weiteres Stückgut (1'), das im siebten Schritt (V7) des Verfahrens in allen Bearbeitungsvorgängen (Bj, j=l...m) automatisch nicht in die Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) klassierbar ist, ein Schlechtteil (S) ist. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that another piece of goods (l f ), which in the seventh step (V7) of the method in all processing operations (Bj, j = l ... m) automatically in the good part class (GCj, j=l...m) is classified, is a good part (G); and that a further piece good (1'), which in the seventh step (V7) of the method in all processing operations (Bj, j=l...m) automatically does not belong to the good part class (GCj, j=l...m ) can be classified, is a bad part (S).
9.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch geften kennzeichnet, dass im vierten Schritt (V4) des Verfahrens die Ermittlung der Gutteil-Klasse (GCj, j=l...m) durch überwachtes maschinelles Lernen mit einem Entscheidungs baum zur graphischen Darstellung von hierarchisch aufei nanderfolgenden Entscheidungen erfolgt; und dass mit dem Entscheidungsbaum das erste Stückgut (1) durch den Gut teil-Kennwert (GKij, i=l...n, j=l...m) als Gutteil (G) klassiert wird. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that in the fourth step (V4) of the method, the determination of the good part class (GCj, j = l ... m) by monitored machine learning with a decision tree for graphical representation of hierarchically sequential decisions; and that with the decision tree the first piece good (1) is classified as a good part (G) by the good part characteristic value (GKij, i=l...n, j=l...m).
10. Werkzeugmaschine (10) zur Durchführung des Verfahrens zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes (0, 0') nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine (10) eine Werkzeughalterung (11), mehrere benötigte Werkzeuge (12j, j=l...m) und einen Werk zeugschlitten (13) aufweist, welche Werkzeughalterung (11) die benötigten Werkzeuge (12j, j=l...m) gleichzeitig in verschiedenen Bearbeitungspositionen (p=l...m) hält; und dass mit den benötigten Werkzeugen (12j, j=l...m) die spa nende Bearbeitung des Werkstückes (0, 0') in einer zeitli chen Abfolge von mehreren Bearbeitungsvorgängen (Bj, j= 1...m) erfolgt. 10. Machine tool (10) for carrying out the method for machining a workpiece (0, 0') according to one of claims 1 to 9, characterized in that the machine tool (10) has a tool holder (11), several required tools (12j, j=l...m) and a tool slide (13), which tool holder (11) holds the required tools (12j, j=l...m) simultaneously in different machining positions (p=l...m). ; and that the required tools (12j, j=l...m) are used to machine the workpiece (0, 0') in a chronological sequence of several machining processes (Bj, j=1...m).
11. Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, dass die Werkzeugmaschine (10) einen piezoe lektrischen Kraftaufnehmer (14) aufweist, welcher piezoe lektrischen Kraftaufnehmer (14) die Werkzeugkraft (F) in jedem Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) als eine zeitliche Folge von Messsignalen (Sj, j=l...m) in Form von elektri schen Polarisationsladungen misst; und dass der piezoe lektrische Kraftaufnehmer (14) ein Mehrkomponenten- Kraftaufnehmer ist, der eine Hauptschnittkraftkomponente (Fx), eine Vorschubkraftkomponente (Fy) und eine Passiv- kraftkomponente (Fz) der Werkzeugkraft (F) misst. 11. Machine tool (10) according to claim 10, characterized in that the machine tool (10) has a piezoelectric force transducer (14), which piezoelectric force transducer (14) measures the tool force (F) in each machining process (Bj, j=l ...m) as a time sequence of measurement signals (Sj, j=l...m) in the form of electrical polarization charges; and that the piezoelectric force transducer (14) is a multi-component is a force transducer that measures a main cutting force component (Fx), a feed force component (Fy) and a passive force component (Fz) of the tool force (F).
12. Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, dass die Werkzeugmaschine (10) einen piezoe lektrischen Kraftaufnehmer (14) aufweist, welcher piezoe lektrischen Kraftaufnehmer (14) die Werkzeugkraft (F) in jedem Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) als eine zeitliche Folge von Messsignalen (Sj, j=l...m) in Form von elektri schen Polarisationsladungen misst; und dass der piezoe lektrische Kraftaufnehmer (14) ein Einkomponenten- Kraftaufnehmer ist, der eine Hauptschnittkraftkomponente (Fx) der Werkzeugkraft (F) misst. 12. Machine tool (10) according to claim 10, characterized in that the machine tool (10) has a piezoelectric force transducer (14), which piezoelectric force transducer (14) measures the tool force (F) in each machining process (Bj, j=l ...m) as a time sequence of measurement signals (Sj, j=l...m) in the form of electrical polarization charges; and that the piezoelectric force transducer (14) is a one-component force transducer which measures a main cutting force component (Fx) of the tool force (F).
13. Auswerteeinheit (30) zur Durchführung des Verfahrens zur spanenden Bearbeitung eines Werkstückes (0, 0') nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die13. Evaluation unit (30) for carrying out the method for machining a workpiece (0, 0 ') according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the
Auswerteeinheit (30) mindestens einen Computer (301) auf weist; dass der Computer (301) mindestens einen Datenpro zessor und mindestens einen Datenspeicher aufweist; dass mindestens ein Computerprogramm (C) im Datenspeicher ge speichert und in den Datenprozessor ladbar ist; dass das in den Datenprozessor geladene Computerprogramm (C) den Computer (301) veranlasst, den dritten Schritt (V3) des Verfahrens, den vierten Schritt V4) des Verfahrens, den sechsten Schritt (V6) des Verfahrens und den siebten Schritt (V7) des Verfahrens durchzuführen. Evaluation unit (30) has at least one computer (301); that the computer (301) has at least one data processor and at least one data memory; that at least one computer program (C) is stored in the data memory and can be loaded into the data processor; that the computer program (C) loaded into the data processor causes the computer (301) to carry out the third step (V3) of the method, the fourth step V4) of the method, the sixth step (V6) of the method and the seventh step (V7) of the to carry out the procedure.
14. Auswerteeinheit (30) nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, dass die Auswerteeinheit (30) mindestens eine Wandlereinheit (302) aufweist; dass ein Kraftaufnehmer (14) die Werkzeugkraft (F) in jedem Bearbeitungsvorgang (Bj, j=l...m) als eine zeitliche Folge von Messsignalen (Sj, j=l...m) misst; dass der Kraftaufnehmer (14) die zeitliche Folge von Messsignalen (Sj, j=l...m) an die Wandlereinheit (302) übermittelt; und dass die Wandlerein heit (302) im ersten Schritt (VI) des Verfahrens und im fünften Schritt (V5) des Verfahrens für jeden Bearbei tungsvorgang (Bj, j=l...m) die zeitliche Folge von Mess signalen (Sj, j=l...m) in Form von elektrischen Polarisa tionsladungen automatisch in elektrische Gleichspannungen wandelt und automatisch in eine zeitliche Folge von Mess werten (Xj, j=l...m) digitalisiert. 14. Evaluation unit (30) according to claim 13, characterized in that the evaluation unit (30) has at least one converter unit (302); that a force transducer (14) measures the tool force (F) in each machining process (Bj, j=l...m) as a time sequence of measurement signals (Sj, j=l...m); that the force transducer (14) transmits the time sequence of measurement signals (Sj, j=l...m) to the converter unit (302); and that the converter unit (302) in the first step (VI) of the method and in the fifth step (V5) of the method for each processing operation (Bj, j=l...m) the temporal sequence of measurement signals (Sj, j =l...m) in the form of electrical polarization charges automatically into electrical DC voltages and automatically digitized into a chronological sequence of measured values (Xj, j=l...m).
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DE102007005221A1 (en) * 2006-02-03 2007-08-23 Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering Use of piezoceramic transducers to control the machining of workpieces
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