(57)【要約】【課題】少なくとも１つの機械加工ジェットにより一連の工作物２１を機械加工するための方法を提供すること。【解決手段】本方法は、以下のステップを含む：各工作物２１は、工作物を一意的に識別するための識別子と関連付けられ；それぞれの工作物の機械加工中に、機械加工ジェットの時間特性が少なくとも１つのセンサ３０により検出され；検出された時間特性は、少なくとも１つの比較値を得るべく評価され；不正確な機械加工を検出するために、少なくとも１つの比較値が少なくとも１つの閾値と比較される。【選択図】図１
2014144528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの機械加工ジェットにより一連の工作物（２１）を機械加工するための方法であって、
前記各工作物（２１）は、前記工作物を一意的に識別するための識別子と関連付けられ、
それぞれの工作物の機械加工中に、前記少なくとも１つの機械加工ジェットの時間特性（４０）が少なくとも１つのセンサ（３０）により検出され、
前記検出された時間特性（４０）は、少なくとも１つの比較値（Ｕｖ）を得るべく評価され、
不正確な機械加工を検出するために、前記少なくとも１つの比較値が少なくとも１つの閾値（Ｕｓ）と比較される、
方法。
【請求項２】
前記それぞれの工作物（２１）は、前記少なくとも１つの閾値からの前記少なくとも１つの比較値のずれの関数として決定されるエラー指標と関連付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エラー指標がフラグを備え、且つ／又は前記エラー指標から情報を得ることができ、前記情報は、前記工作物（２１）が前記機械加工ジェットにより機械加工された機械加工領域（２５）のうちのいずれかにおいて、前記少なくとも１つの比較値の絶対値が前記少なくとも１つの閾値よりも大きいことを示す、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの比較値Ｕｖが所定の期待値Ｕｅの関数として形成され、前記少なくとも１つの比較値Ｕｖが前記少なくとも１つのセンサ（３０）の測定信号Ｕと前記期待値Ｕｅとの間の差の絶対値として形成される、すなわち、Ｕｖ＝｜Ｕ−Ｕｅ｜であることが好ましい、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
機械加工中のエラーの存在は、以下の基準、すなわち、１つの工作物（２１）を機械加工するときに、少なくとも所定の時間にわたって持続する少なくとも１つの時間区間が存在し、この時間区間中にわたって前記少なくとも１つの比較値の絶対値が前記少なくとも１つの閾値を超えるという基準の関数として決定される、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
較正が行なわれ、この較正では、前記少なくとも１つの機械加工ジェットが出された状態で、前記少なくとも１つのセンサ（３０）の信号（Ｕ０）が、原点（ＮＰ）からの前記少なくとも１つの機械加工ジェットの距離（ｄ）の関数として検出され、前記較正が好ましくは前記一連の工作物（２１）の機械加工前に行なわれる、請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのセンサ（３０）は、前記少なくとも１つの閾値からの前記少なくとも１つの比較値のずれに応じて前記少なくとも１つの機械加工ジェットの特性を変えるための閉ループ制御の一部である、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記閉ループ制御は、以下の構成要素、すなわち、
前記少なくとも１つの機械加工ジェットを移動させるためのドライブ、
前記少なくとも１つの機械加工ジェットを加圧下で機械加工ヘッド（１０）から噴出するためのポンプ、
研磨材を前記少なくとも１つの機械加工ジェットに加えるための注入装置
のうちの少なくとも１つを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの比較値が前記少なくとも１つの閾値を連続して数回上回る、又は下回る場合には、工作物（２１）の機械加工が中断される、請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
機械加工中に、前記それぞれの工作物（２１）は、前記少なくとも１つのセンサ（３０）を備える工作物支持体（２０）上に支持される、請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのセンサ（３０）は、
固形物、液体、及び／又は空気の振動を検出し、
前記少なくとも１つの機械加工ジェットが前記工作物支持体（２０）及び／又は前記工作物（２１）に対して及ぼす圧力を検出し、且つ／或いは
前記少なくとも１つの機械加工ジェットを光学的に、特にカメラの形態で検出する
ように構成される、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの機械加工ジェットは、研磨粒子を伴う或いは伴わない液体から、気体及び／又は光子から形成され、前記少なくとも１つの機械加工ジェットが材料層を貫いて切断するための切断ジェットであることが好ましい、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの比較値（Ｕｖ）を得ることは、前記検出された時間特性（４０）と較正値との比較を含み、前記較正値は、前記少なくとも１つの機械加工ジェットと前記少なくとも１つのセンサ（３０）との間の距離が変えられるときの前記少なくとも１つのセンサ（３０）の信号の変化を定義する、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
不正確な設定を検出するために、前記少なくとも１つの比較値（Ｕｖ）は、前記取得された時間特性（４０）を評価して、前記取得された時間特性（４０）と記憶データとを比較することによって得られ、前記記憶データは、設定パラメータと予期されるべきセンサ信号との間の関係を定義するとともに、前記少なくとも１つの閾値（Ｕｓ）を得るために使用され、好ましくは前記比較が周波数スペクトルで行なわれる、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記それぞれの機械加工された工作物に関して、識別子と前記検出された時間特性に関する情報とを備えるデータが記憶され、前記データは、要求される生産条件の検証に役立つ、請求項１から１４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
動作中に、工作物（２１）を機械加工するための少なくとも１つの機械加工ジェットを発生させ、
前記工作物を機械加工するときに前記少なくとも１つの機械加工ジェットの時間特性（４０）を検出するための少なくとも１つのセンサ（３０）を備える
請求項１から１５までのいずれか一項に記載の方法を実施できる機械加工装置であって、
機械加工装置には、プログラムが備えられており、前記プログラムの実行中に、前記方法を行なうことができる、
機械加工装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのセンサ（３０）を備える工作物支持体（２０）を有し、機械加工中に前記工作物支持体（２０）上に前記工作物（２１）が支持される、請求項１６に記載の機械加工装置。
【請求項１８】
前記工作物支持体がフレーム（２０）を備え、このフレーム（２０）上に前記工作物（２１）を保持手段（２２）により締結できる、請求項１６又は請求項１７に記載の機械加工装置。
【請求項１９】
工作物を機械加工するための、特に、工作物表面を構造化する且つ／若しくは圧縮成形するため、切断するため、及び／又はドリル加工するための、請求項１から１５までのいずれか一項に記載の方法、並びに／或いは、請求項１６から１８までのいずれか一項に記載の機械加工装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの機械加工ジェットにより一連の工作物を機械加工するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械加工ジェットを発生させるために、様々な媒体、例えば流体、光子、及び／又は気体が使用される。前記ジェットは、固定した形態を有さず、その時間特性が変化しやすい一種の動的な工具を形成する。例えば、研磨材を含む水から液体ジェットが形成される場合には、一時的に研磨材が少ない度合で水に供給され、したがって、液体ジェットが少ないエネルギーを伴って工作物に作用することが起こり得る。レーザ、ガス切断、又はプラズマジェットを用いた機械加工時には、例えば、溶融材料が例えばビードの形態で工作物の表面上に沈着することが起こり得る。工作物が依然として機械加工されるべき機械加工領域上にこれらのビードが見出され得る場合、機械加工ジェットは、意図されたものとは異なる形態を伴って、工作物に作用することになる。
【０００３】
機械加工ジェットの時間的変化により、結果として工作物が様々な品質で機械加工される可能性がある。従来の方法では、品質がより低い工作物を見つけることができるように最終検査中に各工作物がチェックされることが必要である。結果として、工作物の製造は、比較的複雑であり、スクラップの増加をもたらす。
【０００４】
欧州特許出願公開第１５７７７２７号には、例えば２つのプレートをレーザ溶接するときに品質制御を行なうために基準信号が取得されて評価される方法が記載される。一連の幾つかの工作物が機械加工されるべきときにそのような制御を簡略化するための手段は提供されない。
【０００５】
欧州特許出願公開第０８１６９５７号は、アブレイシブウォータージェット切断のための方法について記載し、この方法では、ノズル内の圧力が検出されて、対応する信号が制御ユニットに供給される。この方法においてもやはり、一連の工作物において品質制御を簡略化するための手段が提供されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１５７７７２７号
【特許文献２】欧州特許出願公開第０８１６９５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、一連の工作物を機械加工ジェットにより機械加工するためのより効率的な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成する方法は、請求項１において規定される。さらなる請求項は、方法と、方法を実施できる機械加工装置と、方法及び／又は機械加工装置の使用との好ましい実施形態を与える。
【０００９】
請求項１に係る方法において、各工作物は、一意的な識別のための識別子と関連付けられ、また、それぞれの工作物の機械加工中の機械加工ジェットの時間特性が、少なくとも１つのセンサにより検出されて、評価され、少なくとも１つの閾値と比較される。それにより、機械加工エラーを簡単な方法で検出できる。
【００１０】
好ましくは、エラー指標が工作物と関連付けられる。それにより、工作物の実際の機械加工品質のための最終検査中に、プラスのエラー指標を有する工作物を明確にチェックできる。
【００１１】
以下、図を参照して、本発明を例示的な実施形態により説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る機械加工装置の斜視図である。
【図２】機械加工されるべき工作物の一例の平面図である。
【図３】センサと機械加工領域との間の距離の関数としてのセンサの信号を示すグラフである。
【図４】図４ａは、図１に係る機械加工装置の動作中の測定信号の時間的経過を示すグラフである。図４ｂは、予期されるセンサ信号の時間的経過を示すグラフである。図４ｃは、測定信号と予期されるセンサ信号との間の差を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、床上に立つフレーム構造８を有する機械加工装置を示し、フレーム構造８上には可動ブリッジ９が配置される。前記ブリッジには機械加工ヘッド１０が配置され、この機械加工ヘッド１０は、ブリッジ９に対して横方向に移動させられ、したがって、水平面内で移動させられ得る。また、機械加工ヘッド１０は、この水平面に対して垂直に移動させられ得る。したがって、機械加工ヘッドは、少なくとも３つの独立する軸に沿って移動させられ得る。機械加工ヘッド１０の制御は、コントローラ１５、例えばＣＮＣコントローラの形態で数値制御器によって行なわれる。
【００１４】
機械加工装置には、機械加工ジェットを動作中に発生させるために通常の構成要素が設けられ、機械加工ジェットは、機械加工ヘッド１０から出射するときに工作物２１を機械加工する。機械加工は、例えば、高圧下の液体、又は熱的に、すなわち、熱の影響を受けた液体により形成されるジェットを用いて、或いはその組合せを用いて行なわれる。機械加工ジェットの例は以下の通りである。
−  ピュアウォータージェット切断のための純水によるウォータージェット
−  アブレイシブウォータージェット切断のための研磨材の付加を伴う水によるウォータージェット（ウォーターアブレイシブ懸濁液ジェットを形成するために、研磨材を予め高圧ポンプで付加していても、又はアブレイシブインジェクタジェットを形成するために、研磨材を機械加工ヘッド１０においてのみ付加してもよい）
−  付加的な研磨材を伴う又は伴わない、水以外の液体から形成されるジェット
−  光子及び／又は気体などの他の媒体から形成されるジェット、例えばレーザージェット、プラズマジェット、ガス切断ジェットなど
【００１５】
機械加工は、様々なプロセス、例えば以下のプロセスを含むことができる。
−  材料層を貫いて切断するプロセス、特に工作物を例えば輪郭に沿って切断することにより、又は穴をドリル加工することにより、工作物を切断するプロセス
−  工作物表面を構造化するプロセス、特に彫り込む且つ／又は材料を除去するプロセス
−  工作物表面を圧縮成形するプロセス
【００１６】
コントローラ１５は、キーボード、モニタ、及び／又はポインティングデバイス（例えば、タッチスクリーン）など、情報を入出力するための従来の装置と、データ処理のため及び動作中に機械加工ヘッド１０の移動をもたらす制御信号を生成するための手段とを備える。好ましくは、これらの手段は、中央処理ユニット（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、及び例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）の形態のメモリ、及び／又はハードディスクを有するコンピュータを備える。
【００１７】
機械加工装置は工作物支持体２０を備え、工作物支持体２０上には、機械加工されるべき工作物が支持される。この例示的な実施形態において、工作物支持体２０には内側領域に凹部２０ａが設けられ、したがって、工作物支持体２０は、工作物２１がその縁部上で支持されるフレームを形成する。機械加工装置には、工作物２１を保持するための保持手段２２が設けられる。保持手段２２は例えばクランプとして形成され、これらの保持手段を用いて工作物２１が工作物支持体２０に押し付けられる。
【００１８】
機械加工ジェットが液体ジェットして形成される場合には、図１に係る例示的な実施形態において本明細書中に示されるように、水を充填可能な収集タンク２９（「ジェットキャッチャー」）がフレーム構造８内に配置される。収集タンク２９は、工作物２１を貫通した後の液体ジェットに固有の残留エネルギーを消散させるのに役立つ。
【００１９】
機械加工ジェットの時間特性を検出するために、機械加工装置は少なくとも１つのセンサ３０を有する。前記センサはコントローラ１５に接続され、コントローラ１５において、センサ３０から供給されるデータが評価される。
【００２０】
機械加工ジェットの形態に応じて、異なるタイプのセンサ、例えば、音響センサ、光センサ、特に撮像センサ、及び、圧力センサを使用できる。以下、想定し得るタイプのセンサについて詳しく説明する。
【００２１】
ａ）固体伝搬音を検出するためのサウンドセンサ
機械加工ジェットを使用する機械加工中、エネルギーが工作物２１中で局所的に解放され、それにより、工作物２１中を伝搬していわゆる固体伝搬音を発生させる弾性波の生成がもたらされる。
【００２２】
図３及び図４を参照して後述するように、機械加工ジェットの特性の時間的変化は、音響レベルの対応する変化を引き起こす。
【００２３】
固体伝搬音を検出するために、センサ３０は、工作物上に或いは機械加工装置自体の上に、例えば図１に示されるように工作物支持体２０に配置される。この第２の変形例では、工作物２１から工作物支持体２０への音響伝達は、工作物２１が保持手段２２によって強固にクランプされるという点において確保される。機械加工ジェットにより引き起こされる悪影響から及び／又は汚染物質からセンサ３０を保護するために、凹部を工作物支持体２０に設けることができ、凹部の中にセンサ３０が受け入れられ、凹部は、少なくとも工作物２１又は機械加工ジェットへ向けて面する側で閉じられるように形成される。
【００２４】
意図される使用に応じて、センサ３０は、機械加工装置の他の場所に、例えば、切断ヘッド１０上又は切断ヘッド１０内、ポンプ、などに配置することもできる。
【００２５】
センサとしては、特に、アコースティックエミッションセンサが適している。アコースティックエミッションセンサは、例えば、圧電測定素子が内部に配置されるセンサハウジングの形態を成して構成される。センサ３０は、工作物支持体２０の振動が圧電測定素子に伝えられるように、例えばネジを用いて或いは磁気的に、工作物支持体２０上に固定される。
【００２６】
ｂ）機械加工ジェットにより発生させられる音を検出するためのサウンドセンサ
液体ジェットが機械加工ジェットとして使用される場合、このジェットは、機械加工ヘッド１０から高速で出射する。これは、特に、空気中で伝搬する音を発生させる。これらの振動を検出するのに適するのは、例えば、マイクロフォンである。
【００２７】
前述した固体伝搬音と同様に、機械加工ジェットの特性の変化は、空気伝搬音の変化をもたらす。
【００２８】
ｃ）圧力を検出するためのセンサ
特に、機械加工ジェットとして使用される液体ジェットは、機械加工中に特定の圧力を伴って工作物２１に作用する。圧力は、機械加工ジェットの特性が作用的に変化すれば変わる。圧力は、例えば工作物２１と工作物支持体２０との間に配置される圧力センサによって検出され得る。
【００２９】
ｄ）撮像センサ
カメラの形態を成す撮像センサを用いて機械加工ジェットの特性を検出することもできる。
【００３０】
例えば液体ジェットを用いた機械加工中、液体及び工作物２１から除去される材料のクラウドが機械加工領域で生じる。液体ジェットの特性の変化が、クラウドの形態、例えばクラウドのサイズを変えるということが本発明との関連で分かった。クラウドを捕らえて画像を評価することにより、液体ジェットの現在の特性を決定することができる。
【００３１】
機械加工が熱の影響下で行なわれる場合には、機械加工ジェット及び機械加工領域を画像内で捕捉するためにサーモグラフィカメラを使用できる。ここでも、画像を評価することによって機械加工ジェットの特性の変化を検出できる。
【００３２】
図２は、工作物２１としてのプレートの一例を示し、この工作物２１から所定の形状２１’が切り取られるようになっている。この形状は輪郭２５によって規定される。この例において、形状２１’は、２つのカットアウトを有し、輪郭２５が、外側輪郭２５ａと２つの内側輪郭２５ｂ、２５ｃとから構成されるようになっている。機械加工ジェットの形態に応じて、工作物２１の材料層を貫く切断により生じる壁は、工作物２１の上面に対して正確に垂直にはならない。この場合、工作物の下側の輪郭は、上側の輪郭２５と正確に一致しないことになる。したがって、所要の品質を得るために、必要に応じて、切断壁が再加工されることになる。
【００３３】
図２は、ＸＹ座標系も示しており、以下の説明では、センサ３０としての音響センサが座標系の原点ＮＰに配置されると仮定する。センサ３０は固定されており、一方、機械加工ジェットを輪郭２５に沿って移動させるように、機械加工ヘッド１０が移動させられる。したがって、センサ３０と機械加工ヘッド１０との間、したがってセンサ３０と機械加工ジェットとの間の距離ｄは、経時的に変化することになる。それに対応して、センサの測定信号がより強くなり又はより弱くなることになる。
【００３４】
工作物２１を機械加工するときのこのシステムに固有の変化をフィルタにかけて除去するために、測定信号が予め較正される。この目的のため、機械加工ジェットを用いて、例えば原点ＮＰから最小距離を隔てて前記ジェットを移動させることにより、少なくとも１つの試験工作物が機械加工され、距離ｄの関数として測定信号が検出される。図３は、距離ｄの関数として変動する例示的な測定信号Ｕ０を示す。測定信号Ｕ０は、典型的には、音の強度に対応する電圧値である。信号Ｕ０と距離ｄとの間の相関関係を精密化するために、機械加工ジェットが複数の機械加工経路に沿って移動することができ、また、それぞれの測定値を平均化できる。
【００３５】
その後、例えば、収集された測定値に対して数学関数があてはめられる。前記関数は、実線で描かれる曲線３５によって図３に示される。或いは、信号値Ｕ０と関連する距離値ｄとを含むテーブルを作成することもできる。
【００３６】
関数又はテーブルの形態を成すこれらの較正データは、その後、所定の工作物２１に対する機械加工動作に関して予期されるセンサ信号Ｕｅを時間ｔにおいて計算するためにコントローラ１５によって使用される。切断されるべき輪郭２５を規定するデータから、コントローラ１５は、プログラムを用いて、距離ｄの時間的経過を決定し、その後、較正データを用いて、予期されるべきセンサ信号Ｕｅの時間的進行を決定する。したがって、Ｕｅは、工作物２１を機械加工する際に測定される信号Ｕと比較され得る標準値を与える。
【００３７】
図４ｂは、時間ｔに応じた予期されるべき例示的なセンサ信号Ｕｅを示す。図４ａは、工作物２１を機械加工する際にセンサ３０により与えられる測定信号Ｕの例示的な時間的経過４０を示す。図４ｃに係る一番下の図は、Ｕ−Ｕｅ、すなわち、測定信号Ｕと予期されるセンサ信号Ｕｅとの間の差を示す。
【００３８】
図４に係る例では、異なる時間点ｔ１〜ｔ８が時間軸ｔ上にマークされ、これらは以下の機械加工状態を示す。
【００３９】
時間ｔ＝０〜ｔ＝ｔ１及び時間ｔ８から先では、いずれの場合にも、機械加工装置が動作中であるが、機械加工ジェットが止まった状態にある。
【００４０】
ｔ１では、機械加工ジェットが出て工作物に衝突する。このとき、センサ３０の信号Ｕが特定の領域で変動する。時間区間ｔ１−ｔ２間、ｔ３−ｔ４間、ｔ５−ｔ６間、及び、ｔ７−ｔ８間では、いずれの場合にも、機械加工ジェットは、予期される特性にほぼ対応し、したがって、変動は僅かである。
【００４１】
ｔ２−ｔ３間、ｔ４−ｔ５間、ｔ６−ｔ７間では、機械加工ジェットの特性は著しく変化しており、したがって、ジェットがもはや標準状態に対応しない。例えば、アブレイシブウォータージェット切断中に、研磨材が少ない度合で水に供給され、したがって、機械加工ジェットが少ないエネルギーを伴って工作物に作用することが起こり得る。
【００４２】
標準状態からのずれは、信号値Ｕがかなり低いレベルまで降下するという事実に起因して、信号進行曲線４０において見える。そして、図４ｃに係る信号進行は、値Ｕ−Ｕｅがゼロとはかなり異なるということを示す。
【００４３】
標準状態からのそのようなずれを検出するため、コントローラ１５は、特定の基準に基づいて信号進行４０を評価する。例えば、もはや許容できないずれは、以下の基準が満たされる場合に与えられる：ｔ１〜ｔ８の時間内において、値Ｕは、所定の時間ｔｓ又はそれよりも長い時間の間に、少なくとも１回、所定の閾値Ｕｓよりも大きい値だけ標準値Ｕｅからずれる。すなわち、時間間隔ｔ＞ｔｓにおいて｜Ｕ−Ｕｅ｜＞Ｕｓである。
【００４４】
比較値を得るために、機械加工ジェットの移動時にシステム固有の変化をフィルタにかけて除去するべく、機械加工中に移動平均が計算されてそこから値Ｕｅが差し引かれるように、取得されたセンサ信号Ｕを評価することもできる。
【００４５】
機械加工ジェットの特性の変化により、結果として低品質の工作物が機械加工される可能性がある。本明細書中に記載される機械加工装置は、一連の工作物を機械加工する際に、低品質な機械加工が施されている可能性のあるそれらの工作物に関して指標（「エラー指標」）を得ることができるようにする。したがって、最終検査中、全ての工作物を徹底的にチェックする必要がなく、むしろ、プラスのエラー指標を有する工作物をチェックすれば足りる。
【００４６】
機械加工のための方法は、例えば以下のように行なわれる。
−  一連の工作物のそれぞれは、工作物を識別できるようにする識別子と関連付けられる。識別子は、例えば、コントローラ１５によって生成される昇順の数字であってもよく、又は、工作物を機械加工する日付及び時間に対応するデータを識別子として使用することが考えられる。
−  それぞれの工作物を機械加工するときに、機械加工ジェットの時間特性がセンサ３０によって検出される。したがって、先に示された例によれば、信号Ｕ（ｔ）が工作物ごとに得られる。
−  検出された時間特性は、少なくとも１つの比較値を得るべく評価される。先に示された例によれば、差Ｕｖ＝｜Ｕ−Ｕｅ｜が形成される。この場合、Ｕｅは、較正に基づいて決定されるセンサ３０の期待値レベルに対応し、また、Ｕは、ｔ１〜ｔ８の区間における値である。機械加工ジェットが止められているときに、したがって、ｔ１の前及びｔ８の後に測定されるＵの値は、ここでは考慮に入れられない。
−  工作物は、少なくとも１つの標準値からの少なくとも１つの比較値のずれの関数として定義されるエラー指標と関連付けられる。先に示された例によれば、工作物は、少なくともｔｓ中に差ＵｖがＵｓよりも１倍又は数倍大きい場合に、すなわち、時間間隔ｔ＞ｔｓにおいてＵｖ＞Ｕｓである場合に、エラー指標と関連付けられる。エラー指標は例えばフラグの形態であってもよい。例えば、
「ずれが検出されない」場合には「０」、及び
「ずれが検出される」場合には「１」。
−  最終検査中、そのフラグが「１」に設定される工作物は、それらの機械加工品質に関してさらに徹底的にチェックされる。
【００４７】
フラグと共に、又はフラグに代えて、工作物ごとに他のデータを記憶することもできる。
【００４８】
例えば、機械加工ジェットが工作物２１上の所定の機械加工領域を機械加工した時間ｔに対する関係を与えるデータ（以下、「ＸＹデータ」と称される）を記憶することが考えられる。機械加工装置の構造に応じて、これらのＸＹデータは、例えば、平面内又は空間内の機械加工領域の座標となることができ、及び／又は工作物上の複数の領域が機械加工される場合には、それぞれの機械加工領域に関連付けられる数字となることができる。
【００４９】
したがって、閾値Ｕｓよりも大きいずれＵｖを、この望ましくないずれが生じた機械加工領域の座標と共に記憶することができる。これは、特に機械加工ジェットの特性の異常が生じた場所で工作物をそれらの所望の機械加工品質に関してチェックできるため、特に簡単な最終検査を可能にする。
【００５０】
例えば、タービンブレードの製造中には、多数の穴がドリル加工されるようになっている。穴の数は数百個になる可能性があり、そのため、各穴の測定に非常に時間がかかる。機械加工ジェットの位置の時間的進行を表わすＸＹデータを付加的に記録することにより、それぞれのタービンブレードの場合に、センサ３０により測定される値が望ましくないずれを示す穴を明確に見つけて測定することができる。
【００５１】
機械加工ジェットの位置の時間的進行を表わすＸＹデータは、以下のように様々な方法で得ることができる。
【００５２】
例えば、コントローラ１５は、それぞれの機械加工ごとに機械加工ヘッド１０の時間的な動きを決定するプログラムデータからＸＹデータを読み出す及び／又は生成することができるように構成される。これは、例えば、ＰＬＣ（「Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（プログラマブル論理コントローラ）」）を含むコントローラ１５の場合に可能である。
【００５３】
機械加工ヘッド１０の正確な位置決めのため、機械加工装置には、殆どの場合に、フィードバック制御が備えられ、このフィードバック制御により、機械加工ヘッド１０を移動させるためのモータがフィードバック制御される。ここで、実際の値は、位置変化及び／又は角度変化を検出するのに適したセンサ、例えばインクリメンタルエンコーダにより検出され、また、位置が設定値のずれにしたがって補正される。したがって、センサの信号から、機械加工ヘッド１０の時間的な動きを決定できる。
【００５４】
また、機械加工ヘッド１０の経時的な動きを検出するために、１つ又は複数のセンサを含む別個の測定システムを設けることが考えられる。
【００５５】
さらなる変形形態として、以下のいくつかの情報のうちの１つ又は複数を含むプロトコルを作成して記憶することが考えられる：
−  工作物の識別子
−  エラー指標
−  時間及び／又は距離の関数としての機械加工された領域の座標（Ｘｂ、Ｙｂ）
−  工作物上の複数の機械加工領域の場合には、それぞれの機械加工領域に関連付けられる固有の数字Ｎ（例えば、工作物は、例えば１〜Ｎ１の数字が付される所定数の輪郭線を機械加工領域として有する。）
−  時間、数字Ｎ、及び／又は座標（Ｘｂ、Ｙｂ）の関数としての信号Ｕ
−  時間、数字Ｎ、及び／又は座標（Ｘｂ、Ｙｂ）の関数としての較正レベルＵｅ
−  時間、数字Ｎ、及び／又は座標（Ｘｂ、Ｙｂ）の関数としてのずれＵｖ
【００５６】
前述した座標（Ｘｂ、Ｙｂ）は、Ｘ座標、Ｙ座標、及び／又はＺ座標を備えてもよい。
【００５７】
例えば、安全性に関して特に高い要件が満たされなければならない分野において、例えば航空機構造、医療技術、タービン構造などにおいて、機械加工されるべき工作物が使用されるようになっている場合には、プロトコルの作成が有益である。
【００５８】
製造プロセスに関するデータの生成及び記憶は、先に概説したように、それぞれの工作物の製造の進展を遡及的に検証できる可能性を与える。これは、例えば、保証や責任の問題が生じるときに行なうことができる。
【００５９】
例示された実施形態において、Ｘ位置、Ｙ位置、及び、Ｚ位置は、コントローラから読み出されて、測定信号と共に適時に記録される。想定し得る評価をオフラインモードで行なうこともできる。日付、時間、パラメータセット、プログラム、工作物の数、輪郭の数、及び、輪郭上の位置などの固有の識別表示がデータに加えられる。
【００６０】
さらなる変形形態として、機械加工プロセスを制御してこのように前記プロセスを最適化するために、検出されたずれＵｖを使用することも考えられる。この目的のため、少なくとも１つのセンサ３０は、ずれＵｖに基づいて機械加工ジェットの特性を変えるように構成される閉ループ制御の一部である。フィードバック制御中、Ｕｖの現在の値が、コントローラ１５によって「実際の値」として連続的に計算されて、ここではゼロである予め設定された「設定値」と比較される。システムずれが非常に大き過ぎる場合（先の例によれば、実際の値と設定値との間の差が閾値を上回る場合）、コントローラ１５は、特定のプロセスパラメータが変えられるように機械工具を制御する。例えば、機械加工ジェットの移動速度及び／又は機械加工ジェットの作用する機械加工エネルギーを減少させることができる。したがって、例えば、液体ジェットによる機械加工中の圧力は、ジェットがより低速で機械加工ヘッド１０から出射するように減少させられる。液体ジェットが研磨材と共に使用される場合には、付加される研磨材の量が変えられるという点において、調整可能なプロセスパラメータも与えられる。
【００６１】
フィードバック制御は、ずれＵｖが閾値を上回った後に再び閾値を下回る事象の頻度が増大する場合に機械工具に関する設定をチェックする機会をユーザに与えるべく機械加工プロセスが中断されるようにセットアップすることもできる。例えば、アブレイシブウォータージェット切断においては、研磨材がバッチ状態で水へ供給され、それにより、液体ジェットの望ましくない脈動動作がもたらされることが起こり得る。
【００６２】
さらなる変形形態として、選択された設定のエラーを検出するために工作物機械加工プロセスの初めに取得される時間特性を使用することが考えられる。例えば、機械加工されるべき工作物の材料タイプ、工作物の厚さ、圧力、及び、アブレイシブウォータージェット切断の場合には研磨材のタイプなどの幾つかの設定パラメータを設定のために入力することができる。コントローラ１５には、設定パラメータと予期されるべきセンサ信号との間の関係を規定するテーブルが記憶される。このテーブルは、実験的に、及び／又はテストランによって及び／又は実験的に取得されたデータと式とに基づく計算からの結果によって、得ることができる。例えば、テーブルは、特定の与えられた設定パラメータにおいて予期されるべきセンサ信号が所定の周波数範囲内にあるように構成される。動作中、コントローラ１５は、測定されたセンサ信号が、入力された設定パラメータにおいて予期されるべき周波数に対応するかどうかを制御する。これが当てはまらない場合には、コントローラ１５がエラーメッセージを生成する。その後、ユーザは、実際の設定をチェックして、それにしたがってそれらの設定を補正できる。
【００６３】
予期されるべき値と測定された値との間の比較のため、特定の基準材料に関して予期されるべき周波数及び／又はエネルギーを含む記憶データを使用することもできる。
【００６４】
概して、特定の適した材料に関する生産制御及び生産検証は、例えば医療技術のための部品の生産において有利となり得る。
【００６５】
以上の説明から、特許請求の範囲により定義される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者が多くの変更を自由に成すことができる。
【００６６】
機械加工ジェットの時間特性を検出するために２つ以上のセンサ３０を使用することが考えられる。センサ３０は機械加工装置上の異なる場所に配置され、そのため、レベル及び／又は時間に関する信号進行が通常は異なる。複数のセンサ３０を用いた測定により、とりわけ、機械加工ジェットの特性の望ましくないずれの発生と実際の測定値との間の時間遅延を正確に決定することができる。そのため、望ましくないずれを、ずれが発生した工作物上の機械加工領域に対して、したがって、機械加工が最適でなかった可能性がある工作物上の機械加工領域に対して非常に正確に割り当てることができる。
【００６７】
簡略的な実施形態では、時間的な補正値を計算に含めることによって、単一のセンサ３０による測定中に時間遅延を考慮に入れることもでき、前記補正値は例えば実験的に決定される。
【符号の説明】
【００６８】
８  フレーム構造
９  可動ブリッジ
１０  機械加工ヘッド
１５  コントローラ
２０  工作物支持体
２０ａ  凹部
２１  工作物
２２  保持手段
２５  輪郭、機械加工領域
３０  センサ
４０  時間的経過、信号進行曲線、信号進行、時間特性
Ｕｅ  センサ信号、標準値、較正レベル、期待値
Ｕｓ  閾値
Ｕｖ  ずれ、比較値
【図１】
2014144528.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2014144528000001.pdf