DE202011110733U1

DE202011110733U1 - Ein prädiktives Steuerungs- und virtuelles Anzeigesystem für ein numerisch gesteuertes Maschinenwerkzeug

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Publication number: DE202011110733U1
Application number: DE202011110733.0U
Authority: DE
Original assignee: Fidia SpA
Current assignee: Fidia SpA
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2015-12-14
Anticipated expiration: 2021-08-06
Also published as: RU2012125163A; WO2012017419A1; JP2013515313A; RU2543949C2; BR112012015932A2; CN105867306A; JP5816632B2; CA2784720A1; CA2784720C; US20120290122A1; IT1401373B1; EP3761128A1; US9317029B2; ITTO20100683A1; EP2499543A1; CN102754039A

Abstract

Ein Steuerungs- und virtuelles Anzeigesystem (PS) zur Verwendung, wenn eine Bearbeitung in einem Maschinenwerkzeug (M) erfolgt, das umfasst: einen Halter (2) für ein Werkzeug (T), einen Träger (3) für ein Werkstück (W), das mittels des Werkzeugs (T) zu bearbeiten ist, und mehrere Aktuator-Einrichtungen (A1, ..., AN), die durch zugehörige Ansteuereinrichtungen (D1, ..., DN) steuerbar sind, um relative Verschiebungen zwischen dem Werkzeug (T) und dem Werkstück (W) entlang jeweiliger Achsel hervorzurufen; wobei dem Maschinenwerkzeug (M) zugeordnet ist: eine numerische Steuerung (NC), die mit den Ansteuereinrichtungen (D1, ..., DN) verbunden und geeignet ist, ein Bearbeitungsprogramm zu implementieren, das entsprechend den Eigenschaften des zu erzeugenden Werkstücks (W) und den Eigenschaften des Werkzeugs (T) vorbestimmt ist; wobei die numerische Steuerung (NC) geeignet ist, auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms Sollkoordinaten zu berechnen, die Positionen des Werkzeugs (T) entlang den Achsen definieren, die durch die Aktivierung der zugehörigen Aktuator-Einrichtungen (A1, ..., AN) zu erreichen sind; und eine Bildanzeigeeinrichtung (ID); wobei das System (PS) dadurch gekennzeichnet ist, dass es ein Verarbeitungssystem (P) aufweist, das in der numerischen Steuerung (NC) enthalten und/oder damit verbunden ist, um die berechneten Soll-Koordinatenwerte zu empfangen, und das ausgebildet ist, während der Bearbeitung und auf der Grundlage der Sollkoordinaten und gespeicherter mathematischer Modelle der Maschine (M), des Werkstücks (W) und des Werkzeugs (T) Bilddaten zu erzeugen, die geeignet sind, auf der Bildanzeigeeinrichtung (ID) eine virtuelle, zweidimensionale Darstellung der Positionen zu erzeugen, die von dem Werkstück (W) und von der Maschine (M) in einem im Voraus eingestellten „prädiktiven Zeitfenster“ eingenommen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft generell das Gebiet numerisch gesteuerter Maschinenwerkzeuge.
Insbesondere ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Steuerungssystem für ein Maschinenwerkzeug, das in bekannter Weise umfasst:
einen Halter für ein Werkzeug,
einen Träger für ein Werkstück, das durch das Werkzeug zu bearbeiten ist, und
mehrere Aktuator-Einrichtungen, die von zugehörigen Ansteuereinrichtungen gesteuert werden können, um gesteuerte relative Verschiebungen zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück entlang entsprechender Achsen zu bewirken;
wobei das Steuerungssystem umfasst:
eine numerische Steuerung, die mit den Ansteuereinrichtungen verbunden und zur Implementierung eines Verarbeitungsprogramms geeignet ist, das entsprechend den Eigenschaften des zu erzeugenden Werkstückes und den Eigenschaften des verwendeten Werkzeugs vorbestimmt ist; wobei die numerische Steuerung geeignet ist, auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms Soll-Koordinatenwerte bzw. Ziel-Koordinatenwerte zu berechnen, die Positionen des Werkzeugs entlang den Achsen festlegen, wobei die Positionen durch Aktivierung der zugehörigen Aktuator-Einrichtungen zu erreichen sind.
Es gibt bekannte Steuerungssysteme für Maschinenwerkzeuge, die auch Bildanzeigeeinrichtungen aufweisen und die die Echtzeit-Anzeige von realen oder virtuellen Bildern gestatten, die das Werkstück und das Werkzeug in ihren aktuellen Positionen zeigen.
Ein Steuerungssystem dieser Art ist beispielsweise in dem US-Patent 6 546 127 B1 beschrieben.
Eine Steuerungs- und Anzeigesystem für ein numerisch gesteuertes Maschinenwerkzeug ist ferner aus der US-Patentanmeldung 2010/00063616 A1 bekannt; in diesem System werden reale Bilder, die mittels einer oder mehrerer Video-Kameras gewonnen werden, oder virtuelle Bilder, die durch Rechenmittel gewonnen werden, selektiv angezeigt. Reale Bilder werden angezeigt, wenn keine Kühlflüssigkeit in die Arbeitszone der Maschine geführt wird, wohingegen virtuelle Bilder angezeigt werden, wenn die Zufuhr der Kühlflüssigkeit im Gange ist. Bekannte Steuerungs- und Anzeigesysteme erlauben in jedem Falle nur das Anzeigen realer oder virtueller Bilder davon, was in der Arbeitszone zur fraglichen Zeit passiert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Steuerungs- und Anzeigesystem bereitzustellen, das eine vorläufige grafische Prüfung der Bewegungen erlaubt, die von dem Maschinenwerkzeug ausgeführt werden, sobald der Bediener den Befehl zum Starten des Bearbeitungsprogramms gibt.
Systeme zur Simulation von Bearbeitungsprogrammen sind ebenfalls bekannt; diese prüfen die Wege der Werkzeuge, bevor sie zu der Maschine gesendet werden. In vielen Gebieten, beispielsweise in der Bearbeitung von Gießformen, gibt der Maschinenbediener häufig Transformationen in die numerische Steuerung ein, die auf das Bearbeitungsprogramm anzuwenden sind (beispielsweise geradlinige Verschiebungen, Drehungen, Skalierungsfaktoren, Korrekturen des Radius des Werkzeugs, usw.), die naturgemäß durch Simulationssysteme nicht geprüft werden können.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bewegungen der Achsen des Maschenwerkzeugs „nachgeordnet“ zu allen Transformationen, die von dem Bediener eingestellt sind, anzuzeigen und zu ermöglichen, dass diese grafisch geprüft werden, bevor sie in der Maschine ausgeführt werden, um zu ermöglichen, dass ein potentieller Fehler erkannt wird, und um damit eine Schädigung des Werkzeugs, des Werkstücks oder der Maschine zu verhindern.
Diese und andere Aufgaben werden gemäß der Erfindung durch ein Steuerungssystem der Art gelöst, das zuvor definiert ist, das ferner umfasst:
eine Bildanzeigeeinrichtung, und
ein Verarbeitungssystem, das in der numerischen Steuerung eingebaut und/oder damit verbunden ist, um die berechneten Soll-Koordinatenwerte bzw. Ziel-Koordinatenwerte zu empfangen, und das ausgebildet ist, auf der Grundlage der Sollkoordinaten (Zielkoordinaten) und von gespeicherten mathematischen Modellen des Werkstücks, des Werkzeugs, der Klemmanordnungen und des Maschinenwerkzeugs selbst Bilddaten zu erzeugen, die geeignet sind, auf der Anzeigeeinrichtung eine prädiktive (bzw. vorausschauende), virtuelle, zweidimensionale Darstellung der Positionen, die von dem Werkstück und von dem Werkzeug eingenommen werden, bis zu einem vorgewählten künftigen Zeitpunkt zu erzeugen.
Der Bediener des Maschinenwerkzeugs kann damit ein „Fenster“ für die Prüfung und Anzeige der Bewegungen festlegen, die in nachfolgenden Zeiten ausgeführt werden, indem die Anzahl an „Ausführungsblöcken“ oder die Größe des Abstands (zurückgelegte Entfernung) festgelegt werden, die das System im Voraus anzuzeigen und zu prüfen hat. Dieses Konzept wird im Weiteren durch den Begriff „prädiktives (bzw. vorausschauendes) Fenster“ bezeichnet.
Ein „Ausführungsblock“ bedeutet die elementare Ausführungseinheit eines Bearbeitungsprogramms. Ein Bearbeitungsprogramm ist im Wesentlichen eine Datei, die hauptsächlich durch eine Reihe von Befehlen für Bewegung der Achsen gebildet ist, wovon jede als eine Reihe elementarer Bewegungen (oder Ausführungsblöcke) des Maschenwerkzeugs ausgedrückt ist.
Aufgrund dieser Eigenschaften ermöglicht es das Steuerungs- und virtuelle Anzeigesystem gemäß der Erfindung, beispielsweise Probleme oder gefährliche Situationen, etwa künftige mögliche Kollisionen des Werkzeugs mit Teilen der Maschine, oder von Teilen der Maschine mit dem Werkstück und übermäßigen Abtrag von Material von dem Werkstück im Voraus visuell zu prüfen. Das System kann sich ferner als geeignet erweisen, die Ausführung der Bearbeitung in dem Maschinenwerkzeug anzuhalten, wenn es in die Lage versetzt wird, die zuvor genannten gefährlichen Situationen im Voraus zu erkennen.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die lediglich mittels eines nicht-beschränkteren Beispiels mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen angegeben ist, in denen:
1 und 2 Blockansichten zweier Ausführungsformen eines Steuerungs- und virtuellen Anzeigesystems für ein Maschinenwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung sind;
3 ein Flussdiagramm ist, das das Verfahren der Funktionsweise eines Steuerungs- und virtuellen Anzeigesystems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und
4 ein Beispiel eines virtuellen Bilds zeigt, das in einem System gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
1 zeigt teilweise und schematisch ein Maschinenwerkzeug M, das mit einem prädiktiven Steuerungs- und virtuellen Anzeigesystem gemäß der Erfindung verbunden ist und allgemein als PS bezeichnet ist.
Das Maschinenwerkzeug M umfasst in bekannter Weise einen Werkzeughalter 2, der beispielsweise ein Fräswerkzeug T trägt.
Das Maschinenwerkzeug M umfasst in bekannter Weise ein Gehäuse, eine Haltestruktur und einen Tisch.
Die Maschine M umfasst ferner einen Werkstückträger 2, der ein zu bearbeitendes Werkstück W trägt und der normalerweise während der Bearbeitung dynamisch „aktualisiert“ werden kann.
Mehrere Aktuator-Einrichtungen A1, ..., AN, beispielsweise Elektromotoren, sind in der Maschine M vorgesehen und können mittels zugehöriger Ansteuereinrichtungen D1, ..., DN gesteuert werden, um gesteuerte relative Verschiebungen zwischen dem Werkzeug T und dem gerade bearbeiteten Werkstück W entlang jeweiliger Achsen hervorzurufen.
Entsprechende Detektoreinrichtungen S1, ..., SN, die zur Bereitstellung entsprechender elektrischer Signale oder Positionsdaten geeignet sind, sind den Aktuatoren A1, ..., AN zugeordnet.
Eine numerische Steuerung NC ist mit dem Maschinenwerkzeug M verbunden. Die numerische Steuerung NC ist mit den Ansteuereinrichtungen D1, ..., DN verbunden und ausgebildet, ein Bearbeitungsprogramm zu implementieren, das entsprechend den Eigenschaften des zu erzeugenden Werkstückes und den Eigenschaften des Maschinenwerkzeugs M und des Werkzeugs T, die verwendet werden, vorbestimmt ist. Insbesondere kann die numerische Steuerung NC auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms die Soll-Koordinatenwerte berechnen, diejenigen Positionen des Werkzeugs T entlang der Achsen der Maschine M definieren, durch die Aktivierung der zugehörigen Aktuator-Einrichtungen A1, ..., AN zu erreichen sind.
Der Bediener der Maschine M kann mit der numerischen Steuerung NC mittels einer Steuertafel CP interagieren.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform haben das prädiktive Steuerungssystem PS und die numerische Steuerung NC eine Bildanzeigeeinrichtung ID und das oder ein Modul P der numerischen Steuerung NC, das die berechneten Soll-Koordinatenwerte verwendet, gemeinsam. Auf der Grundlage dieser Werte sowie gespeicherter mathematischer Modelle des Werkstücks W, der Maschine M und des Werkzeugs T erzeugt das Modul P Bilddatensignale, die es der Anzeigeeinrichtung ID zuführt.
Das Steuerungssystem PS ist insbesondere ausgebildet, Bildessignale zu erzeugen, die es ermöglichen, eine zweidimensionale, virtuelle Darstellung der relativen Positionen, die von der Maschine M und dem Werkstück W einzunehmen sind, auf der Anzeigeeinrichtung ID zu erzeugen.
Insbesondere ist das Steuerungssystem PS ausgebildet, Bilder zu erzeugen, die selektiv die Erzeugung zulassen von:

– einer sofortigen, virtuellen, zweidimensionalen Darstellung der aktuellen Position des Werkstücks W und des Werkzeugs T in Echtzeit; diese Darstellung ersetzt in der Praxis die Bilder, die beispielsweise mittels einer Videokamera erhalten werden könnten, um dem Bediener zu zeigen, was zur fraglichen Zeit in der Arbeitszone des Maschinenwerkzeug M geschieht; oder
– eine prädiktive, virtuelle, zweidimensionale Darstellung der Positionen, die von dem Werkstück W, von dem Werkzeug T und dem Maschinenwerkzeug M ab Beginn der Bearbeitung bis zum Ende des „prädiktiven Fensters“ eingenommen werden, das von dem Bediener der Maschine M beispielsweise mittels der Steuertafel CP festgelegt wird.

Die zuvor genannten Darstellungen werden vorteilhafter Weise auf der Grundlage der Soll-Koordinatenwerte erzeugt, die von der numerischen Steuerung NC und von den mathematischen Modellen des Maschinenwerkzeugs M, des Werkzeughalters, des Werkzeugs T, der Klemmvorrichtung, des dynamischen nicht fertiggestellten Werkstücks, und von einem beliebigen theoretischen Modell des Werkstücks, das bei Beendigung der Bearbeitung erhalten werden soll, berechnet werden.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Zeichnung sind Teile und Komponenten, die bereits beschrieben sind, wieder mit den alphanumerischen Bezugszeichen belegt, die zuvor verwendet wurden.
In der Ausführungsform der 2 umfasst das prädiktive Steuerungs- und Anzeigesystem PS seine eigene Steuertafel (Tastatur und/oder Maus, usw.) CP1, einen eigenen Prozessor P und seine eigene Anzeigeeinrichtung ID1, die separat sind zu jenen (CP und ID), die zu der numerischen Steuerung NC gehören.
Ansonsten entsprechen die Eigenschaften und Verfahren zum Betreiben des Systems der 2 jenen, die bereits mit Bezug zu den Systemen der 1 beschrieben sind.
4 zeigt anhand eines Beispiels ein virtuelles, zweidimensionales Bild, das entsprechend auf der Anzeigeeinrichtung ID dargestellt werden kann; in diesem Bild sind die alphanumerischen Symbole, die zuvor zur Unterscheidung der diversen Teile verwendet sind, zur einfacheren Erkennung für den Leser hinzugefügt.
Wenn das System in Verwendung ist, kann die folgende Abfolge an Schritten stattfinden:

a) der Bediener des Maschinenwerkzeugs wählt das Bearbeitungsprogramm aus;
b) der Bediener definiert das „prädiktive Fenster“;
c) der Bediener kann die virtuellen Bewegungen der Maschine und des Werkzeugs anzeigen, um die Richtigkeit des Bearbeitungsprogramms zu prüfen, indem die Position des Werkzeugs vorwärts und rückwärts innerhalb des „prädiktiven Fensters“ angezeigt wird;
d) der Bediener drückt den Startknopf und legt die Vorschubgeschwindigkeit fest; die numerische Steuerung veranlasst die Bewegung der Achsen der Maschine entsprechend dem ausgewählten Bearbeitungsprogramm;
e) der Bediener des Maschinenwerkzeugs kann die Position des Werkzeugs und der Achsen der Maschine relativ zu dem Werkstück im Voraus und entsprechend der definierten Größe des „prädiktiven Fensters“ anzeigen; und
f) wenn der Bediener wünscht, andere Prüfungen vorzunehmen, stellt er den Wert der Vorschubgeschwindigkeit auf null oder hält die Maschine an, und das System kehrt zum Punkt c) zurück.

3 der angefügten Zeichnungen zeigt ein mögliches vereinfachtes Flussdiagramm der Schritte, die dem prädiktiven Steuerungs- und virtuellen Anzeigesystem, das zuvor beschrieben ist, ausgeführt werden können.
In 3 ist der Schritt zum Starten des Betriebs als 10 angegeben und es folgt ein Schritt 11 zum Auslesen des zuvor gespeicherten Bearbeitungsprogramms durch die numerische Steuerung NC, oder für die Annahme der manuellen Befehle, die von den Maschinenbediener mittels der Steuertafel CP eingegeben werden.
Danach folgt ein Schritt 12 zum Prüfen, ob das Bearbeitungsprogramm abgeschlossen ist; wenn dies der Fall ist, geht der Prozess weiter zu einem Endschritt 13, wohingegen, wenn dies nicht der Fall ist, es zu einem Schritt 25 geht, in welchem geprüft wird, ob der Startbefehl und die Vorschubgeschwindigkeit ungleich null sind, oder ob der Bediener die Breite des „prädiktiven Fensters“ geändert hat. Wenn nicht, kehrt das System zum Schritt 12 zurück; wenn ja, springt es zu einem Schritt 14, in welchem die numerische Steuerung NC für die Berechnung der Sollkoordinaten für die diversen Achsen des Maschinenwerkzeugs M in dem „prädiktiven Fenster“ sorgt, das von dem Bediener festgelegt ist.
An diesen Schritt schließt sich ein Schritt 26 an, um den Startbefehl und die Vorschubgeschwindigkeit zu prüfen; wenn diese null sind, kehrt das System zum Schritt 12 zurück, ansonsten geht es zu einem Schritt 15, um die Aktuatoren A1, ..., AN zu betreiben, die den Achsen zugeordnet sind, um die durch die Sollkoordinaten angegebenen Positionen zu erreichen. Danach folgen ein Schritt 16 für das Erhalten der Positionssignale, die von den Detektoren S1, ..., SN bereitgestellt werden, die den Achsen zugeordnet sind, und ein Schritt 17, in welchem die tatsächlichen Positionen, die durch die Detektoren S1, ..., SN angegeben werden, mit den entsprechenden Soll-Koordinatenwerten verglichen werden.
Die Differenzen zwischen den tatsächlichen Positionen und den Sollkoordinaten, oder die Positionsfehler, werden für die Rückkopplungs-„Einstellung“ der Aktuatoren A1, ..., N berechnet, die den Achsen des Maschinenwerkzeugs M zugeordnet sind.
Als Folge des Startens des zuvor beschriebenen Prozesses wird in einem Schritt, der in der Darstellung der 3 als 18 angegeben ist, geprüft, ob der Anwender die Erzeugung einer virtuellen Anzeige der laufenden Bearbeitung in der Maschine M angefordert hat. Wenn dies der Fall ist, geht das System zu einem Schritt 19 weiter, in welchem die Sollkoordinaten, die der Reihe nach von der numerischen Steuerung NC berechnet werden, von dem Verarbeitungssystem PS erlangt werden.
In einem nachfolgenden Schritt 20 wird geprüft, ob der Anwender die Erzeugung einer virtuellen Anzeige in Echtzeit davon angefordert hat, was aktuell in der Arbeitszone des Maschinenwerkzeugs M passiert. Wenn dies der Fall ist, verarbeitet das Verarbeitungssystem PS die virtuellen, zweidimensionalen Bilder im nächsten Schritt 21 und diese werden dann für den Anwender auf der Anzeigeeinrichtung ID im Schritt 22 präsentiert.
Wenn andererseits im Schritt 20 der Anwender die virtuelle Darstellung der aktuellen Arbeitssituation in Echtzeit nicht angefordert hat, dann kann das System zum Schritt 23 gehen, in welchem eine prädiktive, virtuelle, zweidimensionale Darstellung der Positionen erzeugt wird, die von der Maschine M, dem Werkstück W und dem Werkzeug T ab dem Start der Bearbeitung bis zum Ende des „prädiktiven Fensters“, das von dem Bediener eingestellt wird, eingenommen werden.
Das Ende des „prädiktiven Fensters“ kann von dem Bediener durch die Angabe der entsprechenden Anzahl an Programm-„Blöcken“, die dem künftigen interessierenden Zeitfenster entsprechen, oder durch die Angabe der vom Werkzeug T zurückzulegenden Strecke festgelegt werden, wie im Schritt 24 angegeben ist.
Der Prozessor arbeitet dann zyklisch entsprechend den Schritten oder Stufen, die zuvor angegeben sind, weiter.
Das System PS kann so ausgebildet sein, dass während der normalen Ausführung eines Bearbeitungsprogramms das virtuelle Bild, das dem Ende des festgelegten „prädiktiven Fensters“ entspricht, nach und nach auf der Anzeigeeinrichtung ID präsentiert wird.
Das Verarbeitungssystem PS kann vorteilhafter Weise ausgebildet sein zu prüfen, ob die berechneten künftigen Positionen des Werkzeugs T dafür verantwortlich sind, dass sie zu gefährlichen Kollisionen mit Teilen des Maschinenwerkzeugs M oder des Werkstücks W führen und möglicherweise die Aussendung eines Alarmsignals und/oder ein Anhalten der Bearbeitung hervorrufen.
Das Verarbeitungssystem PS kann ferner vorteilhaft ausgebildet sein, die folgenden Größen zu berechnen:

– die gesamte Menge an Material, die von dem Werkstück W, das gerade bearbeitet wird, zu entfernen ist;
– die gesamte noch verbleibende Menge, die noch von dem Werkstück W abzutragen ist, und
– jegliche überschüssige Abtragung von Material von dem Werkstück W, und
– die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs T auf der Grundlage des Materialvolumens, das von dem Werkstück W abgetragen wird, der Art des Materials, der Art des verwendeten Werkzeugs T und den Eigenschaften des Maschinenwerkzeugs M zu berechnen und einzustellen, um die verbleibende Nutzungsdauer des Werkzeugs T auf der Grundlage dieser Parameter abzuschätzen.

Naturgemäß können unter Beibehaltung des Prinzips der Erfindung die Formen von Ausführungsformen und Details des Aufbaus in breiter Weise in Bezug auf jene, die nur durch ein nicht beschränkendes Beispiel beschrieben und gezeigt sind, variiert werden, ohne damit von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie sie in den angefügten Patentansprüchen definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6546127 B1 [0004]

Claims

Ein Steuerungs- und virtuelles Anzeigesystem (PS) zur Verwendung, wenn eine Bearbeitung in einem Maschinenwerkzeug (M) erfolgt, das umfasst: einen Halter (2) für ein Werkzeug (T), einen Träger (3) für ein Werkstück (W), das mittels des Werkzeugs (T) zu bearbeiten ist, und mehrere Aktuator-Einrichtungen (A1, ..., AN), die durch zugehörige Ansteuereinrichtungen (D1, ..., DN) steuerbar sind, um relative Verschiebungen zwischen dem Werkzeug (T) und dem Werkstück (W) entlang jeweiliger Achsel hervorzurufen; wobei dem Maschinenwerkzeug (M) zugeordnet ist: eine numerische Steuerung (NC), die mit den Ansteuereinrichtungen (D1, ..., DN) verbunden und geeignet ist, ein Bearbeitungsprogramm zu implementieren, das entsprechend den Eigenschaften des zu erzeugenden Werkstücks (W) und den Eigenschaften des Werkzeugs (T) vorbestimmt ist; wobei die numerische Steuerung (NC) geeignet ist, auf der Grundlage des Bearbeitungsprogramms Sollkoordinaten zu berechnen, die Positionen des Werkzeugs (T) entlang den Achsen definieren, die durch die Aktivierung der zugehörigen Aktuator-Einrichtungen (A1, ..., AN) zu erreichen sind; und eine Bildanzeigeeinrichtung (ID); wobei das System (PS) dadurch gekennzeichnet ist, dass es ein Verarbeitungssystem (P) aufweist, das in der numerischen Steuerung (NC) enthalten und/oder damit verbunden ist, um die berechneten Soll-Koordinatenwerte zu empfangen, und das ausgebildet ist, während der Bearbeitung und auf der Grundlage der Sollkoordinaten und gespeicherter mathematischer Modelle der Maschine (M), des Werkstücks (W) und des Werkzeugs (T) Bilddaten zu erzeugen, die geeignet sind, auf der Bildanzeigeeinrichtung (ID) eine virtuelle, zweidimensionale Darstellung der Positionen zu erzeugen, die von dem Werkstück (W) und von der Maschine (M) in einem im Voraus eingestellten „prädiktiven Zeitfenster“ eingenommen werden.
Ein Steuerungs- und virtuelles Anzeigesystem nach Anspruch 1, wobei das Verarbeitungssystem (P) zur selektiven Erzeugung von Bilddaten ausgebildet ist, die geeignet sind, auf der Bildanzeigeeinrichtung (ID) eine aktuelle, virtuelle, zweidimensionale Darstellung in Echtzeit der aktuellen Positionen des Werkstücks (W) und des Werkzeugs (D) zu erzeugen.
Ein System nach Anspruch 1 oder 2, das eine Einstelleinrichtung (CP) aufweist, die es ermöglicht, die Größe des gewünschten „prädiktiven Fensters“ auszuwählen.
Ein System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verarbeitungssystem (P) ausgebildet ist zu prüfen, ob die berechneten künftigen Positionen des Werkzeugs (T) verantwortlich sind, mögliche Kollisionen hervorzurufen.
Ein System nach Anspruch 4, wobei das Verarbeitungssystem (P) ausgebildet ist, die Ausgabe eines Alarmsignals zu veranlassen und/oder das Anhalten der Bearbeitung zu veranlassen, wenn die berechneten künftigen Positionen des Werkzeugs (T) verantwortlich sind, mögliche Kollisionen hervorzurufen.
Ein System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verarbeitungssystem (P) ausgebildet ist, die gesamte Menge an Material, das von dem Werkstück (W) abzutragen ist, in dem festgelegten anzeigten „prädiktiven Fenster“, und/oder die gesamte verbleibende Menge an Material, die noch von dem Werkstück (W) bis zum Abschluss der Bearbeitung innerhalb des festgelegten „prädiktiven Fensters“ abzutragen ist, zu berechnen.
Ein System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verarbeitungssystem (P) ausgebildet ist, selektiv eine mögliche künftige übermäßige Abtragung an Material von dem Werkstück (W) zu berechnen.
Ein System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verarbeitungssystem (P) ausgebildet ist, die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs (T) auf der Grundlage des Volumens an Material, das von dem Werkstück (W) abzutragen ist, der Art des Materials, der Art des verwendeten Werkzeugs und den Eigenschaften des Maschinenwerkzeugs (M) zu berechnen und einzustellen.
Ein System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verarbeitungssystem (P) ausgebildet es, während der Ausführung eines Bearbeitungsprogramms die Darstellung eines virtuellen Bildes, das dem Ende des festgelegten „prädiktiven Fensters“ entspricht, nach und nach auf der Bildanzeigeeinrichtungen (ID) hervorzufrufen.
Ein System nach Anspruch 9, wobei das Verarbeitungssystem (P) ausgebildet ist, die verbleibende Gebrauchsdauer des Werkzeugs (T) abzuschätzen.