通過便攜式自動機加工設備控制機加工工件的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種通過便攜式自動機加工設備控制機加工工件的方法。
【背景技術】
[0002]機加工設備一般包括機加工工具，所述機加工工具被構造為按照包括多個階段的機加工循環機加工工件，所述多個階段例如為:
[0003]-使機加工工具從初始位置接近工件，
[0004]-將機加工工具貫入到工件中(機加工或鉆削)，
[0005]-從工件退出機加工工具，
[0006]-利用機械橋臺收回或縮回機加工工具以使其回復至其初始位置。
[0007]通常，在機加工循環中使用潤滑劑，并且在整個機加工循環中(即，從工具接近至工具返回其初始位置)連續地進行工具潤滑。
[0008]從而，即使在機加工或鉆削操作之后(在工具已經從工件退出時)以及在工具返回至其初始位置的過程中繼續進行潤滑。
[0009]這形成了環境污染源，其中執行機加工并形成廢潤滑劑。
[0010]另外，產生了潤滑劑煙塵，這需要操作者佩戴防護面具。
【發明內容】
[0011]本發明的目的是通過提出一種用于通過便攜式自動機加工設備控制機加工工件的控制方法來克服上述缺點中的至少一個，該機加工設備包括至少一個機加工工具以及至少一個機加工支承裝置單元，所述至少一個機加工工具被設置為在給送到機加工設備的加壓流體的作用下并且遵循包括多個階段的機加工循環而機加工工件，在機加工工件的過程中所述至少一個機加工支承裝置單元與所述至少一個機加工工具相配合，該控制方法的特征在于其包括以下步驟:
[0012]-在機加工設備的外部測量流體的壓力，
[0013]-分析所測量的壓力，以根據按時測量的壓力來檢測通過所述至少一個機加工工具而機加工工件的至少一個階段，
[0014]-根據檢測到的機加工循環的所述至少一個階段，控制所述至少一個機加工支承裝置單元。
[0015]對用于使工具運行的流體(氣體或液體)的壓力(或者所述流體壓力的波動)進行測量是工件的機加工循環的各階段的代表。因而，獲知了壓力或壓力變化能夠推斷機加工設備的當前階段。由于這個原因，獲知了機加工循環的階段使得能夠合適地控制工具的潤滑，從而避免了現有技術中遇到的問題。
[0016]根據單獨使用或互相組合的其它特征:
[0017]-控制所述至少一個機加工支承裝置單元的步驟是通過向致動器發送信號而執行的，所述致動器作用在所述至少一個機加工支承裝置單元上；
[0018]-本方法包括在壓力測量步驟之前的稱作空載循環的步驟，所述被稱為空載循環的步驟初始化至少一個變量的至少一個參考值，所述至少一個變量代表機加工工件中涉及的物理量；
[0019]-所述至少一個變量選自于時間和壓力；
[0020]-本方法包括根據在一段時間內測得的壓力而確定作為時間的函數的壓力的一階導數的步驟；
[0021]-本方法包括根據在一段時間內測得的壓力而確定作為時間的函數的壓力的二階導數的步驟；
[0022]-本方法包括將壓力的二階導數與預定閾值進行比較的步驟以及根據比較結果而檢測機加工開始的步驟，所述機加工開始的特征在于機加工工具進入工件中；
[0023]-本方法包括將壓力的一階導數與預定閾值進行比較的步驟以及根據比較結果而檢測機加工結束的步驟，所述機加工結束的特征在于機加工工具從工件退出；
[0024]-本方法包括將機加工持續時間與在空載循環步驟中測量的閾值進行比較的步驟以及根據比較結果而檢測機加工結束的步驟，所述機加工結束的特征在于機加工工具從工件退出；
[0025]-檢測機加工結束的步驟之后是控制所述至少一個機加工支承裝置單元的步驟。
[0026]本發明的另一目的是提供一種用于控制機加工工件的系統，其特征在于，所述系統包括:
[0027]-自動機加工設備(便攜的或非便攜)，其包括:至少一個機加工工具，所述至少一個機加工工具被構造成用以遵循包括多個階段的機加工循環而機加工工件；至少一個機加工支承裝置單元，所述至少一個機加工支承裝置單元包括支承所述至少一個機加工工具的芯軸；用于驅動所述芯軸運動的驅動單元；所述自動機加工設備的加壓流體給送部以及從所述自動機加工設備輸出流體的輸出部，通過所述自動機加工設備的加壓流體給送部而操作所述驅動單元，
[0028]-測量器件，所述測量器件用于測量在所述自動機加工設備的出口處的流體的壓力，
[0029]-分析器件，所述分析器件用于分析通過所述測量器件測量的壓力，以便于根據按時測量的壓力來檢測通過所述至少一個機加工工具而機加工工件的機加工循環的至少一個階段，
[0030]-控制器件，所述控制器件根據檢測的所述機加工循環的所述至少一個階段而控制所述至少一個機加工支承裝置單元。
[0031]根據單獨使用或互相組合的其它特征:
[0032]-所述至少一個機加工支承裝置單元包括潤滑劑箱；
[0033]-所述控制裝置并入到移動式多軸機械工具中。
【附圖說明】
[0034]參考附圖并根據以下僅作為非限制性示例的說明，其它特征將變得顯而易見，在附圖中:
[0035]圖1a是根據本發明的一個實施例的用于控制機加工工件的系統的示意圖；
[0036]圖1b是圖1a的系統的機加工設備的細節圖；
[0037]圖2a和圖2b示出了用于控制工具從機加工設備12縮回的器件；
[0038]圖3a_c示出了根據本發明的一個實施例的用于控制機加工工件的方法的操作算法;
[0039]圖4在曲線圖中以對所測得壓力進行時間求導的一階導數和二階導數示出了所測得壓力的變化的曲線；
[0040]圖5和6示出了在由兩個工件組成的組件中進行鉆削(圖5)和具有不同厚度的一個工件中進行鉆削(圖6)。
【具體實施方式】
[0041]在圖1中示意性地示出了以附圖標記10指代的用于控制機加工工件的系統，所述系統包括便攜式自動機加工工件的設備12，所述設備例如是用于鉆削/鉆孔的設備。
[0042]如圖1b中所示(此處當作非限制性示例描述)，便攜式自動機加工設備12包括容納機加工工具14的空心尾架Z，所述機加工工具通過其一個端部而聯接至稱為芯軸Y的第一機加工支承裝置單元，所述芯軸例如是部分或全部帶有螺紋的軸。
[0043]“機加工支承裝置單元”應當理解為一種在通過機加工工具機加工工件期間與機加工工具在功能性上相配合的裝置單元(機械地并入或不并入到所述便攜式自動機加工設備中)。例如，工具是切割工具或尖底擴孔工具。芯軸Y支承第一橋臺Yl (稱為前橋臺)和第二橋臺Y2 (稱為后橋臺)。第三橋臺Y3 (稱為固定橋臺)位于空心尾架Z的介于后橋臺和前橋臺之間的內壁上。
[0044]便攜式自動機加工設備12還包括用于驅動芯軸Y運動因而驅動機加工工具14運動的驅動單元16。驅動單元16包括氣動馬達16a(例如，使用加壓流體的禍輪機)和齒輪類型的機械組件16b (或一組行星齒輪組)，所述機械組件將渦輪機16a聯接至與機加工工具14相聯的芯軸Y。
[0045]另外，便攜式自動機加工設備12還包括用于接收加壓流體給送部A的入口 18。加壓流體對于驅動單元16的運行而言是必需的。設備12包括用于已經被驅動單元16使用了的流體的出口 20。流體例如是加壓空氣。
[0046]便攜式自動機加工設備12還包括控制裝置S(例如，按鈕)，所述控制裝置作用在機械組件16b上，以移動芯軸Y直至后橋臺Y2與固定橋臺Y3接觸為止。因此，當壓力作用在按鈕S上時，機加工工具14被收回至初始位置。
[0047]便攜式自動機加工設備12包括在圖1b中標記為E的第二機加工支承裝置單元(BP，潤滑劑箱)，所述第二機加工支承裝置單元可被嵌入(如圖所示)或者可位于遠處。內部活塞(未示出)和位于潤滑劑箱E和空心尾架的第一端部El之間的聯接管T使得能夠將潤滑劑從潤滑劑箱E帶至機加工工具14。潤滑劑在芯軸Y和機加工工具14中循環并且通過機加工工具14的與聯接到芯軸Y的端部相對的端部而排出。連續施加壓力到鎖定機構V，使得能夠切斷機加工工具14的潤滑。
[0048]當致動控制裝置S時也會自動地停止潤滑。
[0049]在加壓流體的作用下，渦輪機16a開始旋轉，并且機械組件16b將渦輪機16a的輸出軸(未示出)的旋轉運動轉換為芯軸Y的平移和旋轉運動，進而轉換為機加工工具14平移和旋轉運動。所述平移和旋轉運動包括機加工工具的軸向位移(平移)(如在圖1b中由雙箭頭指示)以及機加工工具自身的用于機加工工件的旋轉。
[0050]隨著芯軸Y和機加工工具14的位移，前橋臺Yl和后橋臺Y2在與機加工工具14相同的方向上移動。在一個被稱為推進方向的方向上，機加工工具14經過第二端部E2從空心尾架Z出來，并且當前橋臺Yl與固定橋臺Y3接觸時停止位移；在另一個被稱為收回方向的方向上，機加工工具14經過第二端部E2返回至空心尾架Z中，并且當后橋臺Y2與固定橋臺Y3接觸時停止位移。在初始位置中，機加工工具14的整個長度都位于空心尾架Z內。
[0051]