本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)化關于一個給定數(shù)控程序的至少一臺計算機數(shù)控機器的加工進程的生產(chǎn)率的方法。

背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及的計算機數(shù)控機器通常包括可由一個或多個驅(qū)動軸移動的至少一個加工工具。所述加工進程本身由一個給定數(shù)控程序所控制，該給定數(shù)控程序定義了用于所述至少一個加工工具的至少一個工具路徑，以及沿著所述工具路徑的一個路徑速度分布。

關于數(shù)控編程的進程，主要目標主要集中在確保機器產(chǎn)生所需的部件幾何形狀和部件表面質(zhì)量。對于執(zhí)行銑削、磨削和車削等切削加工的機器工具，切削參數(shù)的編程方式首先和最重要的在于切削速度(刀刃和材料之間的速度)符合材料屬性和計算機數(shù)控機器的性能。然而，今天的數(shù)控編程大多數(shù)沒有最大化機器的全部加工潛力，因為其動態(tài)性能尚未完全被理解或者未被充分考慮，如現(xiàn)在關于銑削進程將要描述的那樣。因此，計算機數(shù)控機器的實際生產(chǎn)率通常遠低于理論最大生產(chǎn)率。

仔細觀察銑削進程后，數(shù)控編程人員正在使用cam(計算機輔助制造)系統(tǒng)為計算機數(shù)控機器生成數(shù)控程序。銑削加工的生產(chǎn)率很大程度上取決于計算機輔助制造系統(tǒng)設置的參數(shù)，如軸速度、軸加速度、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度和銑削工具的切削量。截至今天，這些參數(shù)通常如下確定。

每個驅(qū)動軸的最大速度和加速度由機器制造商提供。在對工具路徑的參數(shù)進行編程時(在銑削進程中機器工具沿著工具路徑前行)，數(shù)控編程人員會考慮這些數(shù)字。為了避免任何質(zhì)量問題，數(shù)控程序員通常選擇遠低于指定最大值的速度和加速度值，以確保所需的部件質(zhì)量。

刀具的切削刃與材料之間的速度是切削速度，切削速度取決于銑削工具沿著工具路徑的路徑速度(進給速度)、用于轉(zhuǎn)動銑削工具的主軸轉(zhuǎn)速(公轉(zhuǎn))和銑刀的幾何設計，對此主軸轉(zhuǎn)速為主要參數(shù)。優(yōu)選的也是最大切削速度由刀具供應商定義，而這對不同材質(zhì)是不同的。在數(shù)控編程進程中，實際切割速度通常選擇為低于刀具供應商的最大定義速度，因為數(shù)控程序員希望避免機器過載的風險、刀具老化速度非?？斓娘L險，以及加工導致不良部件表面的風險。

在刀具與材料之間的體積交集以及刀具沿著工具路徑的行程限定了在銑削期間被移除的體積。切割量越大，所需的切削力越高，材料去除所需的切割功率越高。關于所需的切削力和功率，限制因素由銑削工具本身、主軸的最大功率以及計算機數(shù)控機器結(jié)構(gòu)的動態(tài)剛度給出。然而，今天的計算機輔助制造系統(tǒng)不提供任何智能或算法對數(shù)控編程進程的這些限制進行考慮，至少不適用于5軸銑削操作。因此，數(shù)控程序在最大切割量和最大切割負載方面再次采用非常保守的做法。

由計算機輔助制造系統(tǒng)生成的數(shù)控程序由后處理器進一步處理，后處理器使數(shù)控程序適配于特定的計算機數(shù)控控制器和目標機器的功能。后處理的結(jié)果是，生產(chǎn)率進一步降低。最后，如果首次將一個新數(shù)控程序加載到一臺計算機數(shù)控控制器中，則新的制造進程的實施和設置由機器操作員或數(shù)控程序員完成，在加工進程中出于安全考慮，他們通常會在此之前再次降低機器的進給速度和機器速度。

結(jié)果是，加工進程產(chǎn)生符合所有質(zhì)量要求的良好部件。然而，關于每部分生產(chǎn)時間方面的生產(chǎn)率，這個進程大多遠離最大可能。我們在鉆削、車削、激光切割、水刀切割和焊接進程方面也發(fā)現(xiàn)了相同的情況。

總之，可以說，加工進程的現(xiàn)實最大生產(chǎn)率遠遠低于實際使用的生產(chǎn)率，原因如下：

-數(shù)控程序員的安全和保守思維；

-計算機輔助制造系統(tǒng)使用簡化的、不切實際的機型；

-計算機輔助制造系統(tǒng)不為5軸操作考慮切割量；

-缺少用于生產(chǎn)率分析和優(yōu)化的分析it工具；

-后處理器操作缺陷；

-機器操作員的安全和保守思維；

因此，由于對于驅(qū)動軸的動力限制、工具的最大切削速度、切削量的考慮不足，今天的數(shù)控加工進程并不能最大限度地發(fā)揮其生產(chǎn)率潛力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供用于優(yōu)化由一個給定數(shù)控程序定義的至少一臺計算機數(shù)控機器的一個給定加工進程的生產(chǎn)率的一種方法。

根據(jù)本發(fā)明，該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法來實現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的方法包括：

-與所述給定數(shù)控程序所定義的所述路徑速度分布相比，迭代地提高沿著所述工具路徑的所述路徑速度，其中沿著所述工具路徑提高所述路徑速度的實現(xiàn)適當考慮了所述一個或多個驅(qū)動軸中的每個驅(qū)動軸的所述相應動力限制，特別是適當考慮了所述一個或多個驅(qū)動軸中的每個驅(qū)動軸的最大軸速度和最大軸加速度，以及適當考慮了由于所述計算機數(shù)控機器的加工能力影響所述路徑速度的加工極限，特別是所述加工工具；

以及

-通過沿著所述工具路徑的所述提高的路徑速度，來適配所述給定數(shù)控程序。

根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)認識到數(shù)控編程中的常見安全思想忽略了機器制造商定義的最大速度和加速度值實際上不反映關于適當工件質(zhì)量的任何限制值，而是反映了關于計算機數(shù)控機器的損傷閾值及其動力能力的最大允許值。同樣地，也已經(jīng)意識到到目前為止，對影響路徑速度的加工參數(shù)作為加工極限是非常小心的，因此影響了加工進程的生產(chǎn)率。

例如，銑削工具的轉(zhuǎn)速經(jīng)常被選擇為低于工具的實際允許的最大切削速度，因為數(shù)控程序員希望避免機器過載、刀具老化和不良部件表面的風險。然而，減少轉(zhuǎn)速通常伴隨著路徑速度的降低，由于其他原因主軸轉(zhuǎn)速(公轉(zhuǎn))和路徑速度之間的固定比例將被保持。由于工具路徑速度與給定進程的生產(chǎn)率成正比，因此路徑速度的任何不必要的降低都自動意味著生產(chǎn)率的損失。

因此，在第一階段中，本發(fā)明教導了與所述給定數(shù)控程序所定義的所述路徑速度分布相比，迭代地提高沿著所述工具路徑的所述路徑速度，適當考慮了所述一個或多個驅(qū)動軸中的每個驅(qū)動軸的所述相應動力限制，特別是適當考慮了所述一個或多個驅(qū)動軸中的每個驅(qū)動軸的最大軸速度和最大軸加速度，以及適當考慮了由于所述計算機數(shù)控機器的加工能力影響所述路徑速度的實際加工極限。這樣做，通過沿著所述工具路徑(路徑速度分布)的所述提高的路徑速度，可適配所述給定數(shù)控程序。

根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，提高沿著工具路徑的路徑速度包括最大化沿著工具路徑的路徑速度，直到到達所述多個驅(qū)動軸中的一個或至少一個驅(qū)動軸的相應動力限制或者達到至少所述加工極限之一。

提高或最大化路徑速度優(yōu)選在整個數(shù)控程序上逐段執(zhí)行，該數(shù)控程序通常包括多個數(shù)控程序段，即數(shù)控程序的每個程序段。每個數(shù)控程序段定義一個特定子程序，該子程序包括一個相應子工具路徑、一個相應子路徑速度和其他加工參數(shù)，例如在銑削進程的情形下驅(qū)動所述銑削工具的主軸轉(zhuǎn)速(公轉(zhuǎn))。每個數(shù)控程序段可定義相應工具路徑的(子)路徑速度的一個單值，該值表示相應工具路徑的幾何形狀。例如，如果一個工具路徑非常彎曲，那么與一條直線工具路徑相比，工具路徑速度通常要小得多。

當然，路徑速度不能任意提高。總體限制由要實現(xiàn)的預定義工件質(zhì)量決定。確定關于預定義工件質(zhì)量的絕對最大路徑速度的最簡單方法是一種試錯法，即迭代地提高數(shù)控程序中沿著工具路徑的路徑速度，并就每個迭代加工一個工件，并對該工件進行質(zhì)量測量。重復這個迭代進程，直到加工的工件超出了對于工件質(zhì)量的預定標準，或直到達到多個驅(qū)動軸中的一個或至少其中一個驅(qū)動軸的相應動力限制，或直到達到至少一個加工極限。

然而，使用今天的測量系統(tǒng)確定工件質(zhì)量非常耗時，因為在下一次迭代之前必須等待各個相應測量的結(jié)果。如果加工的工件非常復雜，則可能需要幾天甚至幾周才能確定工件的質(zhì)量。截至今天，實現(xiàn)部件測量的最常用方法是將成品部件轉(zhuǎn)移到一個測量裝置。這種方法的缺點是制造和測量是兩個顯著斷開的進程。通常，在機器內(nèi)部沒有測量，除了在某些情況下僅僅允許簡單測量的進程中測量，例如測量一個孔的位置。

根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，可使用用于計算機數(shù)控加工進程的“在線”質(zhì)量分析的基于模擬的方法來實現(xiàn)優(yōu)化生產(chǎn)率，如在美國臨時專利申請us62/073,381(名稱為“離散部件制造中的虛擬質(zhì)量和進程控制”)所公開的、如美國臨時專利申請us62/073,350(名稱為“數(shù)字機器模型”)所公開的、并且如pct國際專利申請(名稱：“計算機實現(xiàn)的方法用于由至少一臺計算機數(shù)控機加工的工件的部件分析”；代理人案卷號：be-22975-wo；由與us62/073,381、us62/073,350和本申請的同一申請人于2015年10月30日申請)所公開的。基本想法是通過計算機數(shù)控機器的數(shù)字機器模型(配有加工進程中記錄的實時和非實時加工數(shù)據(jù))，模擬所考慮的相應加工進程。模擬產(chǎn)生了實際加工的工件的虛擬重新設計的模型，該模型可容易地與工件的理想cad模型實現(xiàn)比較。基于該比較，可直接確定工件的質(zhì)量。數(shù)字機器模型可是所述計算機數(shù)控機器的一個多體模擬模型、一個有限元(fem)模型或僅僅是一個純幾何運動模型。

該方法可作為在所述記錄被傳送到的基于云的平臺上的服務器應用來實施。來自計算機數(shù)控機器的數(shù)據(jù)記錄以及對于所述云平臺的數(shù)據(jù)傳輸可通過一個客戶端裝置來完成，如美國臨時專利申請us62/073,398(名稱“嵌入式系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)客戶端”)所公開的以及pct國際專利申請(名稱為“用于對來自至少一臺計算機數(shù)控機器或工業(yè)機器人的與進程有關的大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集和預處理的客戶端裝置”)(代理人案卷號：be-22976-wo；由與us62/073,398和本申請相同的申請人于2015年10月30日提交)所公開的。

由于上述描述的方法基于與加工并行的加工數(shù)據(jù)的“在線”記錄，并且由于優(yōu)選地在基于云的服務器上實施該方法，因此上述質(zhì)量分析應用的結(jié)果在加工進程結(jié)束后不久或幾乎可立即使用。因此，關于工件的幾何形狀和表面或表面粗糙度信息可分別在加工進程中或在加工進程之后立即獲得，從而立即產(chǎn)生關于工件質(zhì)量的信息。因此，如上所述，該分析方法可極大地減少如上所述的使用試錯法優(yōu)化路徑速度的時間。

因此，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，最大化路徑速度包括：

a)基于所述實際數(shù)控程序加工一個工件，并在所考慮的所述加工進程期間對實時和非實時加工數(shù)據(jù)進行記錄；

b)通過配有所述記錄的實時和非實時加工數(shù)據(jù)的一個數(shù)字機器模型來模擬所考慮的所述加工進程，以在所考慮的所述加工進程期間對所述加工工件實現(xiàn)虛擬重新設計；

c)通過將所述虛擬重新設計工件與所述工件的一個計算機輔助設計(cad)模型實現(xiàn)比較，來確定所述加工工件關于一個預定義質(zhì)量標準的質(zhì)量；

d)提高數(shù)控程序中沿著所述工具路徑的所述路徑速度；

e)重復步驟a)至d)，直到所述虛擬重新設計工件超出了用于所述工件質(zhì)量的所述預定義標準，或直到達到所述多個驅(qū)動軸中的一個或至少一個驅(qū)動軸的相應動力限制，或者直到達到至少所述一個加工極限。

對于要記錄的數(shù)據(jù)，所述記錄的實時加工數(shù)據(jù)可主要是包括工具路徑參數(shù)，特別是關于所述計算機數(shù)控機器的驅(qū)動軸的指令和/或?qū)嶋H位置、指令和/或?qū)嶋H速度、指令和/或?qū)嶋H加速度、指令和/或?qū)嶋H沖擊、指令和/或?qū)嶋H轉(zhuǎn)矩、指令和/或?qū)嶋H驅(qū)動力和/或指令和/或?qū)嶋H驅(qū)動電流。此外，實時數(shù)據(jù)可包括來自附接到計算機數(shù)控機器的外部測量裝置的數(shù)據(jù)。所述記錄的非實時加工數(shù)據(jù)可包括數(shù)控程序代碼、機器配置數(shù)據(jù)、控制器配置數(shù)據(jù)、驅(qū)動配置數(shù)據(jù)、工件的材料屬性、加工進程中的用戶動作和/或加工工具的配置數(shù)據(jù)，特別是工具幾何和/或工具特性。

根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例，該方法包括-作為用于優(yōu)化生產(chǎn)率的第二階段-提高影響路徑速度的加工極限，以進一步提高沿著工具路徑的路徑速度，而該實現(xiàn)反過來又適當考慮到所述一個或多個驅(qū)動軸中的每個驅(qū)動軸的相應動力限制以及適當考慮到現(xiàn)在提高的加工極限。

優(yōu)選地，提高加工極限以進一步提高路徑速度可通過提高加工能力來實現(xiàn)，而加工能力又可通過提高能夠提高加工能力的至少一個加工參數(shù)來實現(xiàn)。關于路徑速度和生產(chǎn)率的最大化，優(yōu)選地提高至少一個加工參數(shù)，直到達到相應的加工參數(shù)的一個限制。

根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)認識到，除了數(shù)控機器的動力限制之外，由于影響路徑速度的計算機數(shù)控機器的有限加工能力的加工極限通常是整體生產(chǎn)率的主要限制。例如，考慮允許最大速度為100米/分鐘和加速度為1g的激光切割機。激光束能量是例如是1千瓦。假設材料是厚度為10毫米的鋼板，則在該進程中可能施加的最大激光速度僅在幾米/分鐘的范圍內(nèi)，因為如果機器轉(zhuǎn)得更快，激光束能量將不足以切割10毫米厚的鋼。在這種情況下，機器軸不是激光切割進程的限制因素。反之亦然，如果相同的激光切割機(最大速度100米/分鐘；最大加速度1g；最大激光功率1千瓦)是為了切割厚度為0.1毫米的非常薄的金屬片，即使以超過100米/分鐘的速度切割這種薄材料,激光功率也足夠高。在這種情況下，機器軸的最大速度和加速度將成為限制因素。

通常，能夠提高加工能力的至少一個加工參數(shù)可是以下之一：

-在銑削或鉆削機器的情況下：用于驅(qū)動所述銑削或鉆削工具的所述主軸的主軸轉(zhuǎn)速和主軸功率；

-在車床的情況下：用于驅(qū)動所述工件的所述主軸的主軸轉(zhuǎn)速和主軸功率；

-在激光切割機的情況：激光束的功率、激光束的能量密度和激光束的光斑尺寸；

-在水刀切割機的情況下：水刀的壓力、水刀的點尺寸(spotsize)、添加磨料的量。

關于相應加工參數(shù)的限制，可由下述確定：

-在銑削或鉆削機器的情況下：用于驅(qū)動所述銑削或鉆削工具的所述主軸的最大主軸轉(zhuǎn)速和/或最大主軸功率，和/或所述銑削或鉆削工具的最大切削速度,和/或所述銑削或鉆削工具的每次最大切削量,和/或最大切削負載；

-在車床的情況下：用于驅(qū)動所述工件的所述主軸的最大主軸轉(zhuǎn)速和/或最大主軸功率，和/或所述車削刀具的最大切割速度，和/或所述車削刀具每次的最大切割量，和/或最大切割負荷；

-在激光切割機的情況下：激光束的最大功率，和/或激光束的最大能量密度，和/或激光束的最小光斑尺寸；

-在水刀切割機的情況下：所述水刀的最大壓力、所述水刀的最小點尺寸、添加磨料的最大量。

再次涉及激光切割的上述例子，如果實際激光功率(如當前在給定數(shù)控程序中所設置的)是路徑速度的主要限制，并且如果最大激光功率允許進一步提高加工能力，則實際激光功率可提高，以提高該加工極限并允許進一步提高路徑速度。

為了考慮到提高的加工極限，該方法還可包括通過能夠提高所述加工能力的所述至少一個提高加工參數(shù)，對所述給定數(shù)控程序適配。

關于每次最大切割負載或最大切割量成為加工極限，該方法還可包括：對于使用材料去除模擬的一個給定數(shù)控程序，確定鉆削、銑削或銑削工具的最大和/或?qū)嶋H切割量和/或最大和/或?qū)嶋H切割負載。這種材料去除模擬，特別是對于5軸機器，可由計算機輔助制造系統(tǒng)提供，該系統(tǒng)實現(xiàn)通過沿著其路徑的旋轉(zhuǎn)刀具的包絡體與所述材料和機器行進之間的交集，確定被移除的材料體積。

可選地或另外，在運行加工進程中，對于給定數(shù)控程序，可實時地測量/記錄鉆削、銑削或銑削工具的最大和/或?qū)嶋H切削量和/或最大和/或?qū)嶋H切削負載。對于粗加工應用，切削力與主軸電機消耗的電流成比例。因此，通過記錄主軸電動機電流，可計算出切削力和切削負荷?；蛘?，銑削主軸可配備有在加工進程中測量銑削力的測功機傳感器。此外，可使用包括集成傳感器的新的所謂“智能工具”來測量偏差、加速度、切削力、溫度和動量。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，該方法還可提供關于給定數(shù)控程序的未使用生產(chǎn)率潛力的措施或信息。為此，該方法還可包括通過確定要優(yōu)化的給定數(shù)控程序的加工時間與適配的數(shù)控程序的加工時間之間的差異來確定給定數(shù)控程序的未使用生產(chǎn)率潛力?？赏ㄟ^運行數(shù)控程序的模擬來確定給定數(shù)控以及優(yōu)化程序的加工時間，從而測量加工時間。或者，可在加工進程中實時地直接測量加工時間。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，在銑床的情況下，影響路徑速度的加工極限可通過下述來適配加工策略而進一步提高：

-提高切割深度；和/或

-使用較大的銑刀；和/或

-使用不同幾何形狀的銑刀；和/或

-適配要切削工件的夾具。

通過使用下文中所示的示例性實施例并結(jié)合附圖，展現(xiàn)本發(fā)明的其它優(yōu)點。

附圖1示出了可用于根據(jù)本發(fā)明的方法的一個系統(tǒng)架構(gòu)的示例，用于優(yōu)化計算機數(shù)控機器的加工進程的生產(chǎn)率。

為了示出根據(jù)本發(fā)明所述方法的細節(jié)，考慮使用一臺5軸計算機數(shù)控銑床的一個銑削進程，該進程由一個給定數(shù)控程序所定義。根據(jù)本發(fā)明，與所述給定數(shù)控程序所定義的所述路徑速度分布相比，通過提高(優(yōu)選最大化)沿著所述工具路徑的所述路徑速度，來優(yōu)化所述數(shù)控程序。對此，沿著所述工具路徑提高所述路徑速度的實現(xiàn)必須適當考慮所述五個驅(qū)動軸中的每個驅(qū)動軸的所述相應動力限制，特別是適當考慮每個驅(qū)動軸的最大軸速度和最大軸加速度。

然而，沿著所述工具路徑提高所述路徑速度的實現(xiàn)，必須適當考慮由于計算機數(shù)控機器的加工能力而影響路徑速度的加工極限，特別是銑削工具。在本示例中，影響所述路徑速度的加工極限分別是最大切割速度以及最大切割負載或最大切割量。最大切割速度又受到刀具技術(shù)和刀具材料的限制。與切削力成比例的最大切割負荷/最大切割量呈現(xiàn)刀具上的靜態(tài)和動態(tài)載荷。刀具、刀架、主軸和最后整個機器結(jié)構(gòu)只能處理有限的靜態(tài)和動態(tài)力。如果力超過整個機器的結(jié)構(gòu)能力，這可能導致由于機器結(jié)構(gòu)的偏轉(zhuǎn)和扭曲引起的路徑偏差，由于刀具和材料之間的角度和距離錯誤導致的表面質(zhì)量問題，由于振動導致的表面粗糙度問題，以及快速的工具磨損。由于用于提高生產(chǎn)率的總體基準由待實現(xiàn)的工件質(zhì)量確定，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化方法的優(yōu)選實施例教導了通過以下步驟來最大化路徑速度：

a)基于所述實際數(shù)控程序加工一個工件，并在所考慮的所述加工進程期間對實時和非實時加工數(shù)據(jù)進行記錄；

b)通過配有所述記錄的實時和非實時加工數(shù)據(jù)的一個數(shù)字機器模型來模擬所考慮的所述加工進程，以在所考慮的所述加工進程期間對所述加工工件實現(xiàn)虛擬重新設計；

c)通過將所述虛擬重新設計工件與所述工件的一個計算機輔助設計(cad)模型實現(xiàn)比較，來確定所述加工工件關于一個預定義質(zhì)量標準的質(zhì)量；

d)提高數(shù)控程序中沿著所述工具路徑的所述路徑速度；

e)重復步驟a)至d)，直到所述虛擬重新設計工件超出了用于所述工件質(zhì)量的所述預定義標準，或直到達到所述多個驅(qū)動軸中的一個或至少一個驅(qū)動軸的相應動力限制，或者直到達到至少所述一個加工極限。

附圖說明

圖1示意性地示出了如步驟b)和c)所要求的用于立即分析工件質(zhì)量的一個系統(tǒng)架構(gòu)。該系統(tǒng)實現(xiàn)記錄一臺計算機數(shù)控機器10的實時和非實時加工數(shù)據(jù)，并且用于將所述數(shù)據(jù)傳送給一個云平臺20，在該平臺上可能使用一種質(zhì)量分析方法。

具體實施方式

所述計算機數(shù)控機器10由一臺計算機數(shù)控控制器11操作，并且包括所述相應機器軸的每個致動器15.1-15.5的電驅(qū)動13.1-13.5。由于所述給定數(shù)控程序，所述計算機數(shù)控機器對一個特定工件的加工是基于加工指令的，所述給定數(shù)控程序由所述計算機數(shù)控機器10轉(zhuǎn)換成加工動作，即轉(zhuǎn)換成不同機器軸的致動器14.1-14.5的運動，和轉(zhuǎn)換成所述銑削工具的一個主軸致動器16的一個旋轉(zhuǎn)運動。這些致動器屬于計算機數(shù)控機器10的機械/加工部件18。為此，所述計算機數(shù)控控制器11對于每個軸和銑削工具產(chǎn)生相應的指令值，經(jīng)由一個本地現(xiàn)場總線12向所有軸電動驅(qū)動器13.1-13.5和主軸致動器16的電主軸驅(qū)動器17傳送。現(xiàn)場總線12是用于所述計算機數(shù)控控制器11和電驅(qū)動器13.1-13.5,17之間的所述數(shù)控機器10的內(nèi)部通信的實時通信現(xiàn)場總線。用于測量每個軸的實際位置的機器嵌入式測量設備/傳感器15.1-15.5也可連接到所述現(xiàn)場總線12。為了控制沿著每個軸的移動，機器嵌入式測量設備15.1-15.5，例如高分辨率線性比例尺，通過現(xiàn)場總線12，連續(xù)測量用于向計算機數(shù)控控制器11的實際位置反饋。

依舊涉及附圖1，如美國臨時專利申請us62/073,398(名稱“嵌入式系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)客戶端”)所公開，以及如pct國際專利申請(名稱為“用于對來自至少一臺計算機數(shù)控機器或工業(yè)機器人的與進程有關的大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集和預處理的客戶端裝置”)(代理人案卷號：be-22976-wo；由與us62/073,398和本申請相同的申請人于2015年10月30日提交)所公開的，所述計算機數(shù)控機10連接到客戶端裝置1。

所述客戶端裝置1被配置為用于記錄和預處理來自所述計算機數(shù)控機器10的進程大量數(shù)據(jù)，以及將所述進程大量數(shù)據(jù)傳送到所述云平臺20。為此，所述客戶端裝置1包括所述計算機數(shù)控機器10的所述計算機數(shù)控控制器11的第一數(shù)據(jù)通信接口2，用于經(jīng)由一個實時數(shù)據(jù)通道7連續(xù)記錄實時加工數(shù)據(jù)，并用于經(jīng)由至少一個非實時數(shù)據(jù)通道8記錄非實時加工數(shù)據(jù)。為了質(zhì)量控制之目的，所述記錄的實時加工數(shù)據(jù)可主要包括工具路徑參數(shù)，特別是指令和/或?qū)嶋H位置，以及如上所述的那些數(shù)據(jù)。另外，一個力傳感器30被安裝在所述銑削工具16的所述主軸致動器17中，經(jīng)由所述另外數(shù)據(jù)接口4直接連接到所述客戶端裝置1。在訪問這些銑削力數(shù)據(jù)之后，可確定切削負載，如上所述，該切削負載是影響所述切削進程的生產(chǎn)率的加工極限。此外，關于質(zhì)量分析，所述記錄的非實時加工數(shù)據(jù)可主要包括加工工具的配置數(shù)據(jù)，特別是工具幾何和/或工具特性以及數(shù)控程序代碼、機器配置數(shù)據(jù)、控制器配置數(shù)據(jù)、驅(qū)動器配置數(shù)據(jù)和工件的材料特性。

所述客戶端裝置1還包括用于將所述記錄的加工數(shù)據(jù)發(fā)送到所述云平臺20的一個第二數(shù)據(jù)通信接口3。所述客戶端裝置還被配置為在傳送到所述服務器20之前，對所述記錄的數(shù)據(jù)實現(xiàn)預處理，特別是如上所述將所述記錄的非實時數(shù)據(jù)語境化到所述記錄的實時數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在再次涉及本方法的本示例性實施例的步驟b)和c)，可通過首先基于一臺數(shù)字機器模型(配備有在加工進程中記錄的實時和非實時加工數(shù)據(jù))來計算所述銑削工具的工具路徑，來實現(xiàn)由銑床10加工的工件的重新設計。最容易地，所述實際工具路徑的計算，可通過向所述計算機數(shù)控機器10的一個運動學模型提供在每個加工進程中記錄的用于移動所述銑削工具的所述驅(qū)動軸的實際位置。隨后，必須考慮所述銑削工具的幾何和銑削特性，以便重新設計沿著所述模擬工具路徑的所述工件表面。如通常來自現(xiàn)有技術(shù)所知的，這種虛擬重新設計可簡單地通過材料去除模擬來實現(xiàn)。對于每次迭代，這種重新設計產(chǎn)生了所述實際加工工件的虛擬表面，并且最重要的是，對于所述銑削進程結(jié)束而言，幾乎是立即的。

由于所描述的質(zhì)量分析方法的這種快速響應時間，使用所述試錯法，可有效地完成關于所述預定義工件質(zhì)量的路徑速度最大化，即迭代地提高數(shù)控程序中沿著工具路徑的路徑速度，并為每次迭代，加工質(zhì)量由所述質(zhì)量分析方法決定的一個工件，直到所述加工工件超出了對于所述工件質(zhì)量的預定標準，或直到達到相應所述多個驅(qū)動軸中的一個或至少一個的動力限制，或者直到達到至少一個加工極限。特別是對于串聯(lián)生產(chǎn)，根據(jù)基于前向模擬的優(yōu)化方法的復雜性，這種試錯法可是合理的。

此外，所述記錄的實時和非實時數(shù)據(jù)自動包括用于每次迭代的加工相應工件的加工時間。因此，所描述的方法還自動提供關于給定數(shù)控程序的未使用生產(chǎn)率潛力的信息，其為要優(yōu)化的所述給定(啟動)數(shù)控程序的所述加工時間與所述適配數(shù)控程序的所述加工時間之間的差。