[发明专利]运行运动控制系统的方法和运动控制系统和方法执行程序

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行运动控制系统的方法。此外，本发明还涉及一种用于执行该方法的装置、即一种根据该方法工作的运动控制系统，以及一种用于执行该方法的计算机程序和一种计算机程序产品、即其上存储了这种计算机程序的数据载体和类似产品。

背景技术

运动控制系统(在专业术语中通常称为Motion Control System)在此并且以下应该理解为用于协调地控制和/或监控轴、例如生产型机床或加工机床(机器)的轴的装置。如果耦合了多个轴，那么这也称为电子同步连接或者简称为同步连接。每个实现了材料的运输、检验、以及加工或处理的运动控制应用都应考虑作为所述机器。

在此类机器中，通常通过同步连接或通过其他的引导值(位置和时间)形成轴的额定值。

为此，上述类型的运动控制系统提供了特殊的功能、例如所谓的电子凸轮传动机构(VDI2143)，其中通过所谓的凸轮盘定义了在引导值和从属值之间的通常非线性的关系。在此，还存在以下可能性，这种电子凸轮盘以及类似部件通过其从属值范围(纵坐标)和引导值范围(横坐标)来标定。然而在此涉及线性的标定。但是，当凸轮盘的从属值不变并且因此存在从轴时，在需要C₂连续性时，基于所产生的在导数中的不连续性仅仅在所谓的间歇区域中能够使用线性的逐段的标定(VDI2143)。

发明内容

因此，本发明的目的在于，给出一种标定相应的从属值区域和引导值区域的改进的可行性。应用情形是在传动机构同步和凸轮同步时预定偏移角、压力标记校准或者调整多轴的同步运动。

根据本发明，该目的利用权利要求1的特征来实现。为此，在用于运行运动控制系统、特别是用于协调地控制和/或监控至少一个引导值和从属值的方法中提出，为了逐段地标定运动轨迹而使用C²连续函数作为标定函数。借助这种标定函数来标定的目的在于，通过标定不影响同步连接中现有的C²连续性。

上述目的同样通过用于执行该方法的装置、即根据该方法工作的运动控制系统来实现。为此提出，该装置或运动控制系统包括用于执行该方法的工具。

特别地，考虑用于执行该方法和其中包括的方法步骤的计算机程序作为这种工具。因此，本发明一方面还是一种具有能够由计算机、即运动控制系统和其包括的处理单元来实施的程序编码指令的计算机程序，并且另一方面是具有这种计算机程序的存储介质、即具有程序编码工具的计算机程序产品，以及最后是一种具有存储器的运动控制系统，所述这种计算机程序作为用于执行该方法和其设计方案的工具加载或者能够加载到存储器中。

在此，本发明由以下认知出发，即通过借助所谓的贝塞尔曲线(Bezierspline)、更确切地说借助4阶贝塞尔曲线定义标定区域的方式，能够实现C²连续标定函数。通过加权点(加权)预定贝塞尔曲线的斜率和曲率。加权点根据公知的样条算法(Spline Algorithmen)(例如：Numerik-Algorithmen数字算法，Springer出版ISBN 3-540-62669-7)来算出。通过适当地选择加权点，实现了具有均匀的曲率分布的贝塞尔曲线的单调变化。

相应地，本方法的一种实施方式的特征在于，算出多边形的加权点，所述多边形围成了C²连续函数并且确定其变化走向，加权点确保了C²连续标定函数的单调变化走向和沿着C²连续标定函数的均匀的曲率分布。

本发明的优点在于，基于标定函数的C²连续性，同步连接的凸轮盘的变化能够与同步连接在全部的引导和从属区域中的传递函数无关地逐段地C²连续地延伸或压缩。

对于在此所提出的用于逐段地延伸或压缩在同步连接中协调了的轴(局部非线性的标定)的可能性的应用领域是偏移角的预定、压力标记校准和多轴的同步运动。

具体的实例涉及在持续运行的机器中的质量保证和在该处对在第一轴(Master主轴)和第二轴(Slave从轴)之间的偏移角的预定。在此，通过一种机制检查持续运行过程的每个第n个产品。质量保证的位置应该根据能预定的产品数量来更换。这例如能通过对重叠的偏置的预定来实现。然而，如果该偏置由于重叠的定位而移位，那么这导致了以下缺点，即在补偿运动的时间点在主轴和从轴之间不存在固定耦合。如果在该时间点停止主轴(例如由于紧急制动)，那么这能够导致从轴反向地运行。然而这在许多机器中是不可靠的。该实例在具体说明部分继续详细地说明。

附图说明