通过便携式自动机加工设备控制机加工工件的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种通过便携式自动机加工设备控制机加工工件的方 法。

背景技术

机加工设备一般包括机加工工具，所述机加工工具被构造为按照 包括多个阶段的机加工循环机加工工件，所述多个阶段例如为：

-使机加工工具从初始位置接近工件，

-将机加工工具贯入到工件中(机加工或钻削)，

-从工件退出机加工工具，

-利用机械桥台收回或缩回机加工工具以使其回复至其初始位 置。

通常，在机加工循环中使用润滑剂，并且在整个机加工循环中(即， 从工具接近至工具返回其初始位置)连续地进行工具润滑。

从而，即使在机加工或钻削操作之后(在工具已经从工件退出时) 以及在工具返回至其初始位置的过程中继续进行润滑。

这形成了环境污染源，其中执行机加工并形成废润滑剂。

另外，产生了润滑剂烟尘，这需要操作者佩戴防护面具。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种用于通过便携式自动机加工设备控 制机加工工件的控制方法来克服上述缺点中的至少一个，该机加工设 备包括至少一个机加工工具以及至少一个机加工支承装置单元，所述 至少一个机加工工具被设置为在给送到机加工设备的加压流体的作用 下并且遵循包括多个阶段的机加工循环而机加工工件，在机加工工件 的过程中所述至少一个机加工支承装置单元与所述至少一个机加工工 具相配合，该控制方法的特征在于其包括以下步骤：

-在机加工设备的外部测量流体的压力，

-分析所测量的压力，以根据按时测量的压力来检测通过所述至 少一个机加工工具而机加工工件的至少一个阶段，

-根据检测到的机加工循环的所述至少一个阶段，控制所述至少 一个机加工支承装置单元。

对用于使工具运行的流体(气体或液体)的压力(或者所述流体 压力的波动)进行测量是工件的机加工循环的各阶段的代表。因而， 获知了压力或压力变化能够推断机加工设备的当前阶段。由于这个原 因，获知了机加工循环的阶段使得能够合适地控制工具的润滑，从而 避免了现有技术中遇到的问题。

根据单独使用或互相组合的其它特征：

-控制所述至少一个机加工支承装置单元的步骤是通过向致动器 发送信号而执行的，所述致动器作用在所述至少一个机加工支承装置 单元上；

-本方法包括在压力测量步骤之前的称作空载循环的步骤，所述 被称为空载循环的步骤初始化至少一个变量的至少一个参考值，所述 至少一个变量代表机加工工件中涉及的物理量；

-所述至少一个变量选自于时间和压力；

-本方法包括根据在一段时间内测得的压力而确定作为时间的函 数的压力的一阶导数的步骤；

-本方法包括根据在一段时间内测得的压力而确定作为时间的函 数的压力的二阶导数的步骤；

-本方法包括将压力的二阶导数与预定阈值进行比较的步骤以及 根据比较结果而检测机加工开始的步骤，所述机加工开始的特征在于 机加工工具进入工件中；

-本方法包括将压力的一阶导数与预定阈值进行比较的步骤以及 根据比较结果而检测机加工结束的步骤，所述机加工结束的特征在于 机加工工具从工件退出；

-本方法包括将机加工持续时间与在空载循环步骤中测量的阈值 进行比较的步骤以及根据比较结果而检测机加工结束的步骤，所述机 加工结束的特征在于机加工工具从工件退出；

-检测机加工结束的步骤之后是控制所述至少一个机加工支承装 置单元的步骤。

本发明的另一目的是提供一种用于控制机加工工件的系统，其特 征在于，所述系统包括：

-自动机加工设备(便携的或非便携)，其包括：至少一个机加 工工具，所述至少一个机加工工具被构造成用以遵循包括多个阶段的 机加工循环而机加工工件；至少一个机加工支承装置单元，所述至少 一个机加工支承装置单元包括支承所述至少一个机加工工具的芯轴； 用于驱动所述芯轴运动的驱动单元；所述自动机加工设备的加压流体 给送部以及从所述自动机加工设备输出流体的输出部，通过所述自动 机加工设备的加压流体给送部而操作所述驱动单元，

-测量器件，所述测量器件用于测量在所述自动机加工设备的出 口处的流体的压力，

-分析器件，所述分析器件用于分析通过所述测量器件测量的压 力，以便于根据按时测量的压力来检测通过所述至少一个机加工工具 而机加工工件的机加工循环的至少一个阶段，

-控制器件，所述控制器件根据检测的所述机加工循环的所述至 少一个阶段而控制所述至少一个机加工支承装置单元。

根据单独使用或互相组合的其它特征：

-所述至少一个机加工支承装置单元包括润滑剂箱；

-所述控制装置并入到移动式多轴机械工具中。

附图说明

参考附图并根据以下仅作为非限制性示例的说明，其它特征将变 得显而易见，在附图中：

图1a是根据本发明的一个实施例的用于控制机加工工件的系统 的示意图；

图1b是图1a的系统的机加工设备的细节图；

图2a和图2b示出了用于控制工具从机加工设备12缩回的器件；

图3a-c示出了根据本发明的一个实施例的用于控制机加工工件的 方法的操作算法；

图4在曲线图中以对所测得压力进行时间求导的一阶导数和二阶 导数示出了所测得压力的变化的曲线；

图5和6示出了在由两个工件组成的组件中进行钻削(图5)和 具有不同厚度的一个工件中进行钻削(图6)。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了以附图标记10指代的用于控制机加工工 件的系统，所述系统包括便携式自动机加工工件的设备12，所述设备 例如是用于钻削/钻孔的设备。

如图1b中所示(此处当作非限制性示例描述)，便携式自动机加 工设备12包括容纳机加工工具14的空心尾架Z，所述机加工工具通 过其一个端部而联接至称为芯轴Y的第一机加工支承装置单元，所述 芯轴例如是部分或全部带有螺纹的轴。

“机加工支承装置单元”应当理解为一种在通过机加工工具机加工 工件期间与机加工工具在功能性上相配合的装置单元(机械地并入或 不并入到所述便携式自动机加工设备中)。例如，工具是切割工具或 尖底扩孔工具。芯轴Y支承第一桥台Y1(称为前桥台)和第二桥台 Y2(称为后桥台)。第三桥台Y3(称为固定桥台)位于空心尾架Z 的介于后桥台和前桥台之间的内壁上。

便携式自动机加工设备12还包括用于驱动芯轴Y运动因而驱动 机加工工具14运动的驱动单元16。驱动单元16包括气动马达16a(例 如，使用加压流体的涡轮机)和齿轮类型的机械组件16b(或一组行 星齿轮组)，所述机械组件将涡轮机16a联接至与机加工工具14相联 的芯轴Y。

另外，便携式自动机加工设备12还包括用于接收加压流体给送部 A的入口18。加压流体对于驱动单元16的运行而言是必需的。设备 12包括用于已经被驱动单元16使用了的流体的出口20。流体例如是 加压空气。

便携式自动机加工设备12还包括控制装置S(例如，按钮)，所 述控制装置作用在机械组件16b上，以移动芯轴Y直至后桥台Y2与 固定桥台Y3接触为止。因此，当压力作用在按钮S上时，机加工工 具14被收回至初始位置。

便携式自动机加工设备12包括在图1b中标记为E的第二机加工 支承装置单元(即，润滑剂箱)，所述第二机加工支承装置单元可被 嵌入(如图所示)或者可位于远处。内部活塞(未示出)和位于润滑 剂箱E和空心尾架的第一端部E1之间的联接管T使得能够将润滑剂 从润滑剂箱E带至机加工工具14。润滑剂在芯轴Y和机加工工具14 中循环并且通过机加工工具14的与联接到芯轴Y的端部相对的端部 而排出。连续施加压力到锁定机构V，使得能够切断机加工工具14 的润滑。

当致动控制装置S时也会自动地停止润滑。

在加压流体的作用下，涡轮机16a开始旋转，并且机械组件16b 将涡轮机16a的输出轴(未示出)的旋转运动转换为芯轴Y的平移和 旋转运动，进而转换为机加工工具14平移和旋转运动。所述平移和旋 转运动包括机加工工具的轴向位移(平移)(如在图1b中由双箭头指 示)以及机加工工具自身的用于机加工工件的旋转。

随着芯轴Y和机加工工具14的位移，前桥台Y1和后桥台Y2在 与机加工工具14相同的方向上移动。在一个被称为推进方向的方向 上，机加工工具14经过第二端部E2从空心尾架Z出来，并且当前桥 台Y1与固定桥台Y3接触时停止位移；在另一个被称为收回方向的方 向上，机加工工具14经过第二端部E2返回至空心尾架Z中，并且当 后桥台Y2与固定桥台Y3接触时停止位移。在初始位置中，机加工工 具14的整个长度都位于空心尾架Z内。

这些不同的元件使得能够相对于定位在机加工工具14的位移路 径上的工件而推进或收回机加工工具14，如图1a所示。因此，工件 可由联接至芯轴Y的机加工工具14(用于钻削或钻孔的切割工具、用 于扩孔的尖底扩孔工具、用于在一道工序中钻削/钻孔/扩孔的组合工 具)进行机加工。

由这种便携式自动机加工设备12进行的工件P的机加工通过以 下机加工循环进行，所述机加工循环包括多个阶段，即：

-相对于工件P从初始位置接近并且同时转动工具14的阶段，

-使工具14经过所谓的进入面而贯入至工件P中的阶段(钻削阶 段、或更通常地机加工阶段)，

-从工件P退出工具14的阶段，在这个阶段期间工具经过与进入 面相对的所谓退出面而退出工件，

-缩回或收回工具(也称为“芯轴返回”)的阶段，在这个阶段期 间工具14返回至其初始位置。

根据本发明，在图1a中示出的控制系统10包括数据处理单元30 (例如，微控制器)，所述数据处理单元被构造成用以处理输入数据以 及根据按时处理的数据而向用于致动机加工支承装置单元的器件产生 控制命令(例如，以电子信号的形式)。数据处理单元30还包括用于 存储输入数据和由处理所获得的数据的一个或多个存储区域。

控制系统10还包括用于测量(通常连续地进行测量)设备12的 出口20处的流体压力的器件32，这些器件被构造成用以向数据处理 单元30递送输出压力信号或一组数字压力值。

有利地，控制系统10包括告知用户当前循环(空载循环、钻削循 环等)的显示屏幕(未示出)。

数据处理单元30被构造成特别地用于处理由测量器件32提供的 数据(压力信号或一组数字压力值)以及用于根据这些按时处理的数 据而检测机加工循环的一个或多个阶段。

系统10包括多个命令/控制器件，所述命令/控制器件基于来自数 据处理单元30的命令而命令/控制设备12的一个或多个机加工支承装 置单元的操作。这种控制受到测量的压力和所检测的机加工循环阶段 的支配。

通常，这些命令/控制器件包括：

-介于处理单元30和由处理单元30的信号控制的致动器(例如， 电磁阀)之间的有线联接件(例如，电线)，

-用于致动机加工支承装置单元的机构，所述机构由按时受控的 致动器致动或执行。

更特别地，图1a的系统10包括：

-用于命令/控制润滑剂箱E的操作的器件34，以及

-用于命令/控制芯轴Y的操作的器件36。

器件34和器件36类型相同，在下面仅详细描述器件36。

器件36被构造成用以在处理单元30已经检测到机加工工具从工 件退出时控制支承工具14的芯轴Y的返回或润滑的停止。

作为示例，器件36包括通过电线联接至处理单元30的电磁阀38 和联接至所述电磁阀的致动器40。处理单元30通过电线向电磁阀38 发送信号以控制所述电磁阀的打开或关闭，进而允许或阻止例如空气 (例如，来自设备12内部的空气回路的空气)的流体通过从而注入到 致动器内。然后，致动器40作用在用于致动芯轴Y的机构(即，上 述的控制装置S)上。

并行地，器件34的致动器能够作用在用于致动润滑剂箱的机构 (即，上述锁定机构V的内部活塞)上。

图2a和2b示出了器件36的示例性实施例，所述器件36用于控 制芯轴Y的收回进而控制机加工设备14的返回，这间接地作用于驱 动单元16的操作。

如图2a中所示，设备12包括致动或控制器件S(例如，按钮)， 通过按下所述致动或控制器件所进行的致动而控制工具14的收回(芯 轴的返回；在图2a中仅示出了芯轴Y)。在这个示例中，通过图1a 中的致动器40实施控制，这将机械地模拟由用户人工实施的按压动 作。因此，根据处理单元30发送的控制命令而自动地执行所述控制。

例如，该致动器采用图2a和2b中示出的形式。该致动器包括穿 有通孔40a1的基座40a，缸体40b安装在所述通孔上，活塞形成元件 40c可以通过径向密封件以密封的方式在所述缸体内滑动。缸体40b 在其两个相对端部处打开以允许在与通孔40a1相一致的端部40b1处 供应流体(来自设备中的管路的加压空气)以及在相对端部40b2处通 过空气，在处理单元30发送停止命令信号时由电磁阀38允许供应流 体(以便于填充缸体和移动活塞40c)。通过端部40b排出的空气的 压力足以按压控制装置S。基座为细长形式，以允许将固定元件放置 在设备12本体的外部的合适位置中。

图3a-c示出了控制系统10的操作算法，这形成了用于控制由根 据本发明的一个实施例的设备12机加工工件的方法的基础。

该算法存储在单元30内。

在所述算法中使用了多个输入变量，即：

-流体(压缩空气)的压力P，其是被连续测量和存储的持续变 量，

-时间t，其是被连续测量和存储的持续变量，

-当前循环的状态，其是离散变量，

-机加工支承装置单元的状态，其在此处描述的示例中是润滑剂 箱和被称为EV-润滑的对应状态变量。

更特别地，当前循环的状态变量可对应于：

-空载循环执行时的空载循环状态变量，并且其采用以下数值：

·0在当前不存在空载循环时

·1当启动空载循环时

·2当结束空载循环时

-当执行机加工/钻削循环时的钻削状态变量，其采用以下数值：

·0在当前不存在钻削循环时

·1当启动钻削循环时

·2当进行钻削循环时

·3当结束钻削循环并且不再需要润滑时

在描述的示例性实施例中，在所进行的压力测量上进行两种类型 的计算：

-对16个样本进行平均，以平滑曲线并且去除异常值，

-对四个样本进行平均，以降低由于基于16个样本执行计算而产 生的延迟效应以及获得变量的瞬时值。

算法从第一测试步骤S1开始(图3a)，以获知是否已经出现空 载循环。

如果没有出现空载循环，则执行下面的步骤：

-S2：在与处理单元30相关联的屏幕上显示指明将要执行的空载 循环的信息，

-S3：将空载循环变量Pmax和tmax初始化为0；

-S4：例如以规律时间间隔(特别地每10ms)获得测量压力P和 时间t；

-S5：进行检测以获知是否开始空载循环。

如果空载循环状态变量的值为0值，则开始空载循环并且在步骤 S5之后进行步骤S6，所述步骤6相对于预定的第一阈值(例如0.5bar) 检查测量压力P的值。

如果P≤0.5bar，则由于压力不足因而算法返回至上述步骤S4。

相反地，如果P≥0.5bar，则压力足以启动空载循环，并且执行 下面的步骤：

-S7：空载循环状态变量的值变为1，记录启动初始循环的时间值， 以及记录当前压力值Pmax；

-S8：在屏幕上显示指示空载循环正在进行的信息。

然后算法继续执行上述步骤S4。

返回至前述检查步骤S5，当空载循环状态变量不为0时，在下个 步骤S9中执行另一检测以确定空载循环状态变量是否为1(空载循环 正在进行中)。

如果是，则下一步骤S10相对于第二预定阈值(例如，0.3bar) 检查所测量的压力值。

如果P＜0.3bar，则这表示结束钻削。

下一步骤S11记录空载循环的结束时间tmax，这使得能够根据在 步骤S7中记录的循环起始时间而确定(然后记录)空载循环持续的时 间。

然后空载循环状态变量变为2(循环结束)，并且在步骤S11之 后执行已经描述过的步骤S4。

需要注意的是，执行单一的空载循环而不考虑钻削操作的数量。

相反地，如果P≥0.3bar，则在步骤S9之后执行步骤S12，在步 骤12中进行检查以确定压力是否大于Pmax(在空载循环过程中在步 骤S7中记录的压力)。

如果是，则记录所测量压力的新值，其对应于Pmax的新值。有 利地，在步骤S13中将空载循环状态变量设定为1(循环结束)以确 保其状态。

然后再次执行已经描述过的步骤S4。

需要注意的是，可以使用多个流体(压缩空气)给送组，连接至 给送回路的流体给送组的数量发生变化。Pmax值的更新使得能够消 除这些变化。

返回至步骤S12，如果P≤Pmax，则下一步骤S14将空载循环状 态的变量设定为2(循环结束)，并且再次执行已经描述过的步骤S4。

返回至步骤S9，当空载循环状态的变量不等于1时，在步骤S9 之后执行步骤S15(图3b)，以相对于值2(空载循环结束)检查空 载循环状态的变量的值。

如果空载循环状态的变量的值不等于2，则空载循环没有结束并 且算法返回至步骤S1。

相反地，如果空载循环状态的变量的值等于2(空载循环结束)， 则下一步骤S16在屏幕上显示指示钻削循环将开始的信息。

下一步骤S17组成钻削循环的第一步骤并且例如以规律时间间隔 (特别地每10ms)获得压力P和时间t的值。

在步骤S17中，进行以下计算：

-16个压力测量值的平均值，其表示为pm16，

-压力的一阶导数dp，二阶导数ddp，

-一阶导数的4个样本的平均值，表示为mdp4，

-一阶导数的16个样本的平均值，表示为mdp16。

对压力的二阶导数的计算使得能够安装包括多级钻头的机加工工 具14，并去除对应于不同级钻头进入材料和退出材料的压力变化。

需要注意的是，当在步骤S1中进行的检测显示已经记录空载循环 时，在步骤S1之后直接进行步骤S17。

在下一步骤S18中，从设备的计数器的存储器中读取由设备制造 的孔的个数(一个钻削循环对应于钻一个孔)。

以下步骤描述了算法的循环，其目的是检查钻削操作是否已经开 始。

步骤S19检查是否已经开始钻削。

如果钻削状态的变量为0(没有进行钻削)，步骤S19之后是将 EV润滑的变量初始化为值OFF(没有润滑)的步骤S20。

下一步骤S21出于安全考虑而检查在整个预定的时间段获得的压 力P。

如果P≤1bar的持续时间超出了预定的时间段(例如，100ms)， 则算法返回至已经描述过的步骤S19，因为压力不足。

相反，如果P＞1bar的持续时间大于100ms，则认为压力足够启 动润滑并且在步骤S22中将钻削状态的变量变为1(由用户根据芯轴 Y的位移而确定钻削循环的开始)。当前时间的值以变量t0存储在存 储器30内。

在步骤S22之后是已经描述过的步骤S19。

当在步骤S19中进行的检测显示钻削状态的变量不等于0时，则 下一步骤S23(图3c)对钻削状态变量的值进行另一测试。

如果钻削状态的变量等于1，则下一步骤S24将EV润滑变量更 新为值ON(润滑实现或进行中)，并且不同的机加工支承装置单元 自动地启动。因此，当工具进入待钻削工件中时，已经开始进行润滑， 这避免了在润滑开始前进入材料的任何风险。

在步骤S25的过程中，检查测量的压力P的值以确定其在预定的 阈值之上(例如，设定1bar)(安全)。

如果不是这种情形，则该方法返回至已经描述过的步骤S19，因 为压力不足，使得不能够致动润滑。

否则，该方法切换至检测压力的二阶导数的值的步骤S26。

更特别地，步骤S26确定在预定的时间段(例如100ms)内值ddp 是否低于预定阈值，所述预定阈值例如占在空载循环中记录的压力 Pmax的一定百分比。

例如，阈值等于0.42Pmax。

此阈值的值在预备校准阶段中基于通过已知堆叠方式形成的参考 工件而确定的，并且对应于工具进入材料时(因而即开始钻削时)的 压力变化。

因此该检测使得能够在机加工/钻削/循环过程中检测对应于钻削 开始阶段的压力变化。需要注意的是，一阶导数使得能够识别对应于 工具进入和退出时的压力变化。一阶导数对于仅具有单级钻头的简单 工具而言是足够的，但对具有多级钻头的工具而言是不够的。对于这 种具有多级钻头的工具就使用压力的二阶导数。

需要注意的是，Pmax数值的42％对应于通常是铝的金属的机加 工。

在下一步骤S27期间中，计算和测试时间当前值t和存储在步骤 S22中的值t0之间的差值。将所述差值与时间值tref进行比较，所述 时间值tref对应于工具14在初始位置和进入材料处之间的轴向位移。 该时间值tref是在之前描述的校准阶段中确定的。

如果差值(t-t0)小于tref，则该方法进入到步骤S28。如果差值 (t-t0)大于tref，则意味着工具14还没有进入材料中以及工具被折断 了。然后方法进入到步骤S29，在这个步骤中润滑状态变量设定为值 OFF(工具的润滑没有致动)并且钻削状态变量设定为0。在实践中， 图1的处理单元30向图1a的器件34的电磁阀发送停止信号。

在步骤S28中，钻削状态变量设定为2(进行钻削中)，并且可 选地，由设备钻削的孔的数量增多并且被存储在计数器的存储器中。

在步骤S28之后进行已经描述过的步骤S19。

返回至步骤S23，当钻削状态变量不等于1时，相对于值2进行 另一测量(步骤S30)。

如果钻削状态等于2(进行钻削中)，则下一步骤S31检查所获 得的压力P以确定其在预定阈值(例如，设定为1bar)(安全)之上。

如果不是这种情形，则该方法返回至已经描述过的步骤S19，因 为压力不足而使得不能致动润滑。

否则，方法进入到步骤S32，所述步骤S32检测值mdp16(一阶 导数值的平均值)。

更特别地，这确定是否值mdp16在预定的时间段(例如，150ms) 内高于预定阈值，所述预定阈值例如为在空载循环中记录的压力Pmax 的一定百分比。

例如，所述预定阈值等于0.5Pmax，这对应于通常为铝的金属的 机加工。

所述预定阈值的值是在初步校准阶段确定的并且对应于工具退出 材料时(因而即钻削结束时)的压力变化。

预定时间也是在初步校准阶段确定的，并且使得能够去除mdp16 的异常(非正常)值。

因而该检测使得能够在机加工/钻削循环过程中检测钻削结束阶 段(检测工具完全退出)。

需要注意的是，当与mdp16的值相关的条件不满足时，则基于与 空载循环的持续时间tmax进行比较的时间在步骤S32中执行另外的 检查。

从而，当步骤S32中的测试显示以下时：

-在150ms的时间段内mdp16＞0.5Pmax，

-或者t＞tmax，

则下一步骤S33将钻削状态变量更新为值3(钻削结束，工具已 经从材料退出，从而不再需要润滑)并且方法返回至步骤S19。

返回步骤S30，当钻削状态变量不等于2时，在步骤S34中进行 另一检测。

如果钻削状态变量不同于3，则在步骤S34之后进行上述步骤S1。

如果钻削状态变量等于3，则这意味着不再需要润滑，并且步骤 S35将润滑状态变量更新为值OFF(工具的润滑不被致动)。在实践 中，图1的处理单元30向图1a中的器件34的电磁阀发送信号。

在步骤S36中，相对于预定阈值(例如等于1bar)(安全)检查 所测量的压力P的值。

如果压力不足，则在步骤S36之后进行上述步骤S19。

相反地，如果P＞1bar，则在下一步骤S37中通过采用与步骤S32 的检测中相同的逻辑算法而检测值mdp4(瞬时平均值)(不与tmax 进行比较)。

更特别地，执行检查以确定在预定的时间(例如，200ms)内mdp4 是否高于压力Pmax的一定百分比(例如设定为压力Pmax的50％)。

如果是，则在步骤S37后进行步骤S38，将钻削状态变量更新为 0，并且通过将使得工具14返回至其初始位置的停止信号(工具收回 命令)发送至对应的电磁阀而致动芯轴(机加工支承装置单元)。

在步骤S38之后进行已经描述过的步骤S19。

然后可以进行新的钻削。

需要注意的是，为了检查钻削是否结束，在循环中检测材料(例 如铝/复合材料堆叠)的改变，从而停止工具的润滑。

在机加工/钻削循环之前的校准阶段中，记录工具贯入材料时发生 的压力变化并且相应地调整mdp4的比较阈值。

需要注意的是，通常，当工具进入到材料中时、当在机加工过程 中改变材料时以及当工具从材料中退出时，设备的流体给送压力会经 历明显的变化。

根据测量压力而获得这些压力变化，并且计算所述压力的一阶导 数和二阶导数，从而使得能够通过与预定阈值进行比较来检测不同的 事件，如机加工循环的阶段(机加工开始和结束)、材料的改变等。

图4在同一曲线图中示出了所测量压力的变化(曲线C1)、所测 量压力的一阶导数的变化(曲线C2)以及所测量压力的二阶导数的变 化(曲线C3)。

二阶导数的曲线C3示出了以1至4指代的水平线，所述水平线 对应于一旦启动设备后由设备执行的机加工循环的不同阶段。当启动 设备时，机加工工具14还没被润滑。

水平线1对应于工具的转动及其接近待机加工工件的进入面。

水平线2对应于实际机加工工件的组成材料的阶段(钻削)。在 此阶段中，驱动工具旋转并且将工具向下推进到材料中(图1a)。在 机加工阶段开始时(工具贯入材料内)控制工具的润滑。如上所述， 通过对给送设备的压缩空气的压力进行检查而控制润滑。

水平线3对应于工具经过退出面从工件退出的阶段。阶段2向阶 段3的转变是通过压力的二阶导数(ddp)的值的增加而检测到的。 检测到的这种阶段改变引起润滑的停止。

水平线4对应于可选的扩孔阶段，在所述扩孔阶段中工件被扩孔， 之后芯轴自动地返回(在前桥台Y1到达固定桥台Y3时)，以使工具 14返回至其初始位置。

图5示出了通过图1a-b的工具14而钻削由工件P11和P12所形 成的组件P1。并列布置并且以附图标记1-5示出的五个视图表示在机 加工/钻削循环中工具的不同连续位置。如前所述，通过图1的控制系 统10控制钻削使得能够检测工具经过组件P1的退出面而退出材料。 当工具处于第二位置时(图5中的第二视图)，检测的工具退出经由 图1a的器件34而控制润滑的停止。

另外，检测的工具退出还通过图1a-b和2a-b的器件36而控制工 具的收回/移出(芯轴返回)，如图5中的最后两个位置所示。

需要注意的是，两个工件P11和P12之间的材料改变可通过上述 方法而检测。

图6示出了通过图1a-b的工具钻削由不同厚度的工件P21和P22 所形成的组件P2。如前所述，通过图1a的控制系统10控制钻削使得 能够检测工具经过组件P2的退出面而退出材料、以及控制芯轴的返 回和润滑的停止。因而，工具退出的检测使得能够使同一钻削工具适 应于不同厚度工件中的润滑。

之前，即使工具用于产生两个钻孔，工具的钻削行程也是针对工 件的最大厚度设定的。因此，与在工件的厚度更小部分中进行的钻削 相比润滑时间更长，因为润滑时间的关键是在工件的厚度更大部分中 进行的钻削。通过上述方法，检测的工具退出通过图1a的处理单元 30和器件34而控制润滑的终止。

而且，检测的工具退出控制工具14的收回/移出，而不需要等待 桥台机械行程的结束。这对于在工件的厚度降低部分中进行钻孔而言 是特别有利的。

需要注意的是，之前需要更换钻削工具以在同一工件的厚度不同 的两个部分中进行钻削。

根据本方法，大量的使用同一工具，因为两孔之间不同的参数仅 仅是厚度。

尽管根据本发明的机加工方法和机加工系统10被描述成用于特 定的机加工(即，钻削)，但是在不改变本发明构思的情况下可以设 想一些修改。因而，机加工支承装置单元存在多个状态变量，就如存 在多个机加工支承装置单元，并且芯轴的返回是根据芯轴状态变量的 ON/OFF状态而控制的。

根据一个变形实施例，控制器件34、36是可移动的多轴式机械工 具，所述可移动的多轴式机械工具包括主模块(称为控制器)、根据 本发明的机加工系统10和机加工支承装置单元。更特别地，在这个变 形实施例中，控制器件34、36位于主模块中。

根据一个未示出的变形实施例，在机加工工具14包括单个钻头时 使用机加工系统10，为此操作算法的步骤S26使用压力的一阶导数的 16个样本的平均值、而不是压力的二阶导数的16样本的平均值。

很明显，当机加工支承装置单元的状态变量采用的值倒置时，可 使用“倒置”型的电磁阀。

根据一个未示出的变形实施例，器件30被构造成用以测量设备入 口18处的给送流体压力和设备出口20处的流体压力之间的流体压力 变化。

在这个变形实施例中，上述测量流体出口处压力的方法保持相同 的功能。