CN101261501A - 受控制的机器的运行方法 - Google Patents

Abstract

受控制的机器的运行方法，其中在应用了专用于此运动的运动曲线的情况下，对机器上至少一个可移动的机器元件的运动进行控制，其中机器元件的运动的运动曲线被分为多个曲线部分。按照本发明，至少一个运动条件分配给至少一个曲线部分，其对曲线部分产生影响，每个运动条件具有至少一个触发事件和至少一个动作事件，此动作事件分配给此触发事件并可从此触发事件中触发，其中动作事件对曲线部分产生影响。

Description

受控制的机器的运行方法

技术领域

本发明涉及一种运行机器的方法，尤其是电气控制的机器，还涉及一种运行控制机器的控制装置。按本发明的方法和按本发明的装置是指包装机、纺织机或类似的机器。但还可以指出的是，所述方法和装置也可用于其它类型的机器，例如印制机或自动设备。此外，本发明还适用于电子、液压或气动控制的机器。

背景技术

运行机器的这种方法早就为现有技术所知。这种控制使例如机器上可活动的机器元件实现了活动。在应用了专用于此运动的运动曲线的情况下，来控制这些机器元件。现有技术水平已知的是，相应的运动曲线或盘形凸轮构成为僵硬的、循环的运动轨道。因此例如DIN 21 43是以这种控制为基础的(其中盘形凸轮是僵硬的、循环的运动轨道)。

但在现有技术的方法中，盘形凸轮的线路仅仅是循环的，从开始到结尾是固定的。因此只有通过手工的转换，才能把运动轨道改到另一个盘形凸轮中。

EP 1 220 069 B1描述了一种方法，通过控制程序或应用程序来实现盘形凸轮的灵活功能。其中逐步描述了盘形凸轮的功能，其是指机器元件的运动，其中一连串的运动部段通过部分或点来确定，并按可预先规定的插入指示，插入到这些运动部段之间。此外，还设置有预先规定的命令，用来在运行时间内插入点、部分和插入指示，其中通过在机器控制的运行系统中的命令，来实现盘形凸轮的功能。同时在EP 1 220 069 B1中描述了循环或僵硬的运动线路，在运动线路的单个运动步骤中不能实现跳跃。而且单个的运动轨道也只能受限制地改变。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种受控制的机器的运行方法，其一方面可对外部的操作条件或使用者的规定进行灵活的反应，另一方面，在对这种影响做出反应的情况下，还可以实现运动轨道的改变。此外对使用者来说，还应该有利于运动轨道的改变。确切地说，应该设计出一种针对事件的盘形凸轮或针对事件的运动曲线，其条件可自由设定，并因此有利于实现运动的导向。

按本发明，此目的通过按权利要求1所述的方法，和按权利要求9所述的控制装置得以实现。有利的实施例和改进是从属权利要求的内容。

在按本发明的受控制的机器的运行方法中，在应用了专用于此运动的运动曲线的情况下，来控制机器上的至少一个的、可活动机器元件的运动，这些机器元件运动的运动曲线被分成多个部分。按本发明，至少一个运动条件分配给至少一个、优选多个，特别优选每个曲线部分，此运动条件会影响它的曲线部分。每个运动条件都具有至少一个触发事件和至少一个动作事件，此动作事件分配给此触发事件并可从此触发事件中触发，其中动作事件影响曲线部分。

因此，运动条件应理解成由至少一个触发事件和一个分配给此触发事件的动作事件的组合。优选的是，每个触发事件正好分配给一个动作事件。相反，也可以是多个触发事件分配给一个动作事件。曲线部分可理解为整个运动曲线的部段。优选的是，依次设置单个的曲线部分，并在整体上再次形成机器元件的运动的整个运动曲线。运动条件也可以分配给整个运动曲线或多个曲线部分。

通过为单个的曲线部分设置运动条件，可在曲线部分上产生直接的影响，并可实现从某一曲线部分跳到另一个曲线部分上。因此例如在存在某一触发事件的情况下，可从第三个曲线部分跳到第七个曲线部分上。

有利的是，在实施时间点内对前面所述的条件进行监控，并被实时处理。各个轨道更改或运动曲线更改都是通过这些条件触发的，都可以实时地重新算出。以这种方式可以达到实时的控制事件的运动，并使运动曲线快速且灵活地与外面的事件相适应。如同所提到的一样，在运动曲线内在部分之间还可以实现跳跃，这在直觉操作的意义方面可以实现较高的轨道计算灵活性和较高的使用方便性。此外，还可以对过程事件进行较快的反应。

优选通过触发事件，可导致至少一个曲线部分的改变。但也可以通过触发事件，对多个曲线部分产生影响。触发事件可以是不同的状态或输送大小。

曲线部分的改变优选可实时地算出，这提高了此方法的灵活性。

有利的是，计算曲线部分或运动曲线的变化是通过预先规定的运动定律来进行的，特别优选实时地进行。运动定律确定了例如驱动函数和从动函数之间的规律性，一般用来运动曲线来描述，并确定轨道的路线。一般说来，通过行程参数、主动进给部段或数学意义上的用于函数f(X)的X轴上的部段、相关部段的临界值和转折点的移位，来清楚地确定运动定律。临界值可分别通过速度、加速度和加速度变化的参数来描述。此加速度变化可理解为加速度随时间降低。

例如N次多项式，特别是五次或七次、线状间歇、修改过的加速度梯形或类似情况都可作为(标准化)的转换函数。在此描述的框架内，把行程确定为主动进给部段的函数。

此外，还可以通过选择不同的(标准)运动定律，来确定许多运动轨道。因此例如在这样的情况下，即在部分的开始，相关元件处于静止状态，在部分的结尾，相关元件也处于静止状态(间歇)。通过线状的间歇(部段或直线)、简单的正弦(也就是说简单的下凹线)、倾斜的正弦(如伯斯特(Bestehom)的正弦线)、倾向加速度优化的下凹线、倾向环境优化的下凹线、古特曼(gutman)的正弦、修改的正弦、修改的加速度梯形、五次多项式或七次多项式，来描述其间的部段。其它的运动定律也是可能的。

如果要把第一速度转换到第二速度，则这可通过例如线状的插入、五次多项式或七次多项式、修改的正弦线，通过限制加速度的梯形或类似情况来实现。

可执行运动定律如齿条、点格、自由选择的函数和类似情况，作为轨道实时计算的其它运动定律。通过触发事件，可查看和联想到不同输送大小和当前运动步骤的不同状态。

优选把至少一个基本函数作为运动曲线的基础。此函数是指未破坏的状态或没有外部事件的状态。此运动曲线优选可以是分部段的。此基本函数也可以从上面的函数种类中选择。本发明允许对改变的状态做出快速的反应，所述状态还会影响基本函数。整个运动曲线可通过例如五次多项式来描述。在出现外部事件的情况下，例如还会使运动曲线的部分改变，或中断在某一部分内的运动，并继续延伸到另一部分中。此外，单个的部分优选组成部分组，特别是相同的条件应用在组合在一起的部段上时。

有利的是，触发事件或标准从标准组中选择，其包括：相对于运动步骤开始的(机器元件的)位置、相对于运动曲线开始的(机器元件的)位置、从SPS的进入信号、外部入口的进入信号、完成期限、其它条件的事件、方案调整、它们的组合体或类似情况。在此通过某一曲线部分来描述某一运动步骤。

例如可指出，机器元件的某一绝对位置可以是触发事件，其可再次触发动作事件。如果例如此机器元件在一运动步骤中位于某一位置上，则可通过确定此位置来触发命令，并移动此机器元件。完成期限涉及到运动曲线的单个步骤的实施，或还涉及到整个运动曲线。与额定值相比，太长或太短的完成期限都可能触发某一动作。单个的条件也可以彼此结合在一起，例如其它条件的事件，也就是说执行的反应事件再次成为触发事件的基础。触发的标准可以是方案调整，或由使用者规定的条件。

优选的是，反应事件从事件组中选出，其包含：运动步骤的中断、到另一运动步骤的即时跳跃、在完全结束当前运动步骤后到另一运动步骤的跳跃、SPS入口或外部入口的触发、当前运动步骤的性能和边缘条件的改变、由它们的组合体或类似情况。在此可唤起单个的反应事件，作为对相应触发标准的反应。如果例如确定存在着触发标准，则要执行分配给此发标准的动作。

此外，本发明还涉及一种控制装置，用来对控制机器进行驱动，其中在应用了专用于此运动的运动曲线的情况下，对机器上至少一个可移动的机器元件的运动进行控制。其中此运动曲线是分部段或分部分的。按本发明，设置有控制装置，其实现了，至少一个运动条件從屬於曲线部分中的至少一个，所述曲线部段中分布有运动曲线，所述运动条件会影响曲线部分，其中每个运动条件具有至少一个触发事件和至少一个动作事件，此动作事件分配给此触发事件并可从此触发事件中触发，其中动作事件影响曲线部分。优选的是，此控制装置具有核查装置，核查是否出现了某一触发事件。优选的是，至少一个运动条件配属于各个曲线元件。

此外，控制装置优选把某一动作事件分配给某一触发事件。为此可以查核不同输送大小的不同状态。

附图说明

从附图中描述了其它优点和实施例。其中：

图1描述了运动曲线可能的改变；

图2描述了运动定律的图表；

图3运动简图的图表；

图4运动简图的图表，具有间断条件；

图5在允许的时间条件下的运动曲线；

图6两个其它的动作事件的图表；

图7运动曲线的另一个图表。

具体实施方式

图1示出了一运动简图，用来描述本发明的方法。其中标记8是指主动轴位置，标记9指从动轴位置。从数学意义上说，从动轴位置是指函数f(X)，其通过轴8上的X值确定。因此运动曲线4描述了在正常状态下机器元件的运动。此运动曲线4分为四个部段或部分I-IV。标记3代表确定的主动轴。在部分II内出现了一种条件和一个跳跃命令(动作事件)。这个跳跃命令产生了一个新的运动曲线6，其通过虚线示出。它在部分II中与原来的运动曲线6不一样，并在部分III和部分IV之间的过渡区域中，再次回到原来的运动曲线4上。

因此执行的动作可以在下面的情况下进行，即实际的运动步骤被立即中断，并跳到另一个运动步骤中，也就是到部分4中。除了部分这个概念外，下面还使用了部分组这个概念。为此还理解为，多个部分可组合成一个部分组。

在此可这样来计算新的轨道或新的运动曲线6，在曲线中没有出现跳跃，或在数学意义上说没有弯曲。因此相应的机器元件可实现无加速度变化的运动。但还可能的是，按机器的要求还可计算到其它的轨道或运动曲线。为计算轨道还可以引出不同的运动定律，下面会详细解释。

如同所说的一样，在运动曲线内部的曲线部分之间，能以这种方式进行跳跃，其中还可以确保很高的轨道灵活性。因此可快速且特别使用方便地对过程事件做出反应。

除了示出的动作事件以外，还可以改变当前运动步骤的性能和条件，例如通过标记11标出的主动轴上的从动轴位置，或相应的主动轴12本身。专门人员知道，还可以考虑非常多数量的动作，其特别还与机器控制器的要求有关，或还与例如被此机器操作的物体有关。

图2示出了应用的运动定律。一般说来，运动定律确定了驱动函数和输出函数之间、或主动进给部段和相应的从动轴部段之间的规律性，并因此确定了轨道的路线。通常，通过行程参数(从动轴部段8b)、主动进给部段8a、在部段左边的临界值、在部段右边的临界值(Rw(v、a、j))、转折点的移位和相应的标准转换函数，来确定运动定律。在此种情况下，分别描述的参数可能是指在各自范围内的速度v、加速度a和加速度变化值j。此变化可理解为加速度随时间降低。标记4a示出了运动曲线4的部段。

例如五次多项式、线性间歇(从v＝0传输到v＝0)、修改的正弦线、修改的加速度梯形和其它更多情况都可考虑是标准的传输函数。

如同开始时解释的一样，整个运动曲线4分成不同的部分，其中对每个部分，都可应用不同的传输函数或运动定律。通过选择不同的标准运动定律，可确定许多运动曲线4或运动轨道。

除了所述的传输函数外，还可以应用零次点格插入、线状插入或三次齿条插入。

图3表示运动简图或运动曲线，其由多个部段组成，此处总共是七个部段。缩写R表示间歇，缩写G表示速度。部段或曲线部分用标记I-VII标出。在第一部段中，进行R→G的传输，也就是说从速度v＝0传输到某一末速度V1。同时，经过了一定的输出函数或行程Δh，并在主动轴8上也同样经过了某一主动轴部分Δx。部段1在此通过修改过的正弦曲线来描述。

在第二个部段II中，以固定的加速度从第一速度V1加速到第二速度V2，因此在此可实现线状的状态(G→G的传输)。在第三部段III中，速度V2跳到最高速度V3，其中再次应用了修改过的正弦曲线，作为运动定律，来避免运动曲线上的弯曲(G→R的传输)。在部分IV中，保持了速度V3，因此这一部分可通过线性的间歇来描述(R→R的传输)。相应地，这里也没有出现行程改变，因为开始速度和末速度在此部分IV中都是0。在第五个部分V中，再次应用了修改过的正弦曲线，作为运动定律，在右边的部分VI(G→G)中是线性状态。在第七个部分VII中，为使速度达到静止状态，再次应用了修改过的正弦曲线。

参考图4可得知，借助一种条件，在图3中示出的部分II，也就是线性的同步运输可受时间控制地中断。在此需指出的是，在现有技术水平中还存在着这样的可能性，即单个的曲线部分的控制与主动轴无关，而是与时间控制有关。

在图4中，标记11A是指在图3中示出的部分II的第一部段。在第一步骤中确定了第二部分组，其应该通过稍后的条件来开始。在此是指静止位置，也就是在图3中示出的末端点29。但也可以选择其它的部分组或点。因此，此第二部分组通过稍后的条件来开始，并因此可以确定为中断曲线。

为了在图4中从点G达到上面的点R，要把五次多项式作为运动定律。在此经过了一个行程Δh和主动进给部段Δx。从上面的点R到下面的点R之间的传输同样也是应用了五次多项式，其中在这个部分中总是传输到从动轴0°的位置。在此分别把主动进给部段8当作主动轴来用。

此外，还可以使用时间性的操作器。可能的是，在图4中示出的部分组IIA分配给这样一种条件，即一旦达到例如预先规定的时间，例如120千分之一秒，其应该触发一项跳跃到部分I(图3)或部分IIIA中。

优选的是，可插入一个中间部分，其具有绝对的从动轴-目标位置，可用来使从动轴在图4中示出的部分组IIA的端部再次处于0°的位置，在部分开始时与从动轴的位置无关。因此优选在部分组IIIA的内部总是传输到从动轴0°位置上。此外，作为从动部分，为此部分组3a优选再次确定了在图4中未示的、但在图3中示出的部分组1或部分。

因此不仅触发事件以此为基础，例如达到相对的主动进给位置，而且附加的时间操作器也是，例如在另外的主动进给位置上运行120千分之一秒的路线，也就是说时间点或时间范围。待执行的动作是立即中断当前的部分，其中为此使用了一确定的、代表中断的部分。确切的说，这个部分是指目标部分，应该再次传输到这个目标部分上。

通过加上额外的时间条件，例如可按不同的主动轴速度来实现不同。如果在一般的例子中，一个部分经过120千分之一秒后就会中断，这种条件在图5示出的左边部分的情况下就不适合了，因此运动曲线在这里保持不变。但如果主动轴的速度下降，则像图5右边部分所示的一样(半速)，因此相应的部分在正好经过120千分之一秒后就会中断，并跳到部分组35中，其也是代表中断。因此也可以插入时间条件，例如观察，经过了规定的时间后是否达到了某一规定的额定状态。

图6示出了跳跃条件的其它实施例。左图示出了部分组14或用于连接过程的部分，而右图示出了用于停顿过程的部分组15。在左图的情况中，从间歇位置R，也就是速度＝0连到G点的末速度V。在此再次应用了五次多项式作为运动定律，其中在这两种情况下都把主动轴8当作主动进给部段。在右图的情况中，从预先规定的速度驶向静止状态，并因此达到停顿位置。在此也同样应用了五次多项式作为运动定律。这两个部分组，应该是从上面所示的标准曲线中连接或断开，可包括全部示出的可能性。示出的从动轴位置80°在这可看作是“停顿位置”。

其它的条件可能是，例如从一个部分或从部分组中的一个(标准)朝另一个部分组的跳跃是“中断“，原因是SPS进入。触发的距离在此也可以是例如触发的SPS变化。一旦操作者确定存在有这种事件，则就会在当前的部分结束后，让它跳到另一个部分或新的行驶部分中。

图7示意性地示出了用于跳跃条件的其它实施例。运动曲线在此是以部分组41开始的，其特征是用于连接过程的，随后跳到标准的部分组42上，在随后的时间里出现例如SPS触发器，也就是说，出现某一触发事件。由此触发一个跳跃条件，并跳到部分组43中，其特征是用于停顿过程的。运动曲线在此结束。

只要相对于现有技术来说，它们单个地或组合起来是新的，在申请数据中公开的特征都可以作为本发明的权利要求。

附图标记清单

3             某一主动轴

4             运动曲线

6             运动曲线

8             主动轴位置

9             从动轴位置

11            某一从动轴位置

12            某一主动轴位置

14、15        部分组

35、41、42、43部分组

I-IV          部分

IIIa          部分组

Claims (11)

1.受控制的机器的运行方法，其中对机器的至少一个可运动的机器元件的运动在应用对该运动特定的运动曲线(4)的情况下进行控制，其中机器元件的运动的该运动曲线被分为多个曲线部分(I、II、III、IV)，其特征在于，至少一个运动条件分配给至少一个曲线部分(I、II、III、IV)，所述运动条件对曲线部分(I、II、III、IV)产生影响，每个运动条件具有至少一个要触发的事件和至少一个动作事件，该动作事件配属于此要触发的事件并可从该可触发的事件触发，其中动作事件有关的曲线部分(I、II、III、IV)产生影响。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，运动条件被实时地处理。

3.按上述权利要求中至少之一所述的方法，其特征在于，要触发的事件会导致曲线部分(I、II、III、IV)变化。

4.按权利要求1所述的方法，其特征在于，曲线部分(I、II、III、IV)的变化被实时地计算。

5.按上述权利要求3-4中的至少一个所述的方法，其特征在于，可通过预先规定的运动定律计算曲线部分的变化。

6.按上述权利要求中至少之一所述的方法，其特征在于，至少一个基本函数作为运动曲线(4)的基础。

7.按上述权利要求中至少之一所述的方法，其特征在于，触发的标准从标准组中选择，其包括：机器元件相对于运动步骤开始的位置、机器元件相对于运动曲线开始的位置、来自SPS的进入信号、外部入口的进入信号、实施期限、其它条件的事件、它们的组合体或类似情况。

8.按上述权利要求中至少之一所述的方法，其特征在于，反应事件从事件组中选出，其包含：运动步骤的中断、到另一运动步骤的实时跳跃、在完全结束当前运动步骤后到另一运动步骤的跳跃、SPS出口或外部出口的触发、当前运动步骤的性能和边缘条件的改变、它们的组合体或类似情况。

9.用于运行受控制的机器的控制装置，其中对至少一个可运动的机器元件的运动在应用该运动特定的运动曲线(4)的情况下进行控制，该运动曲线被分为多个曲线部分(I、II、III、IV)，其特征在于，设置有控制装置，他使得至少一个运动条件分配给至少一个曲线部分(I、II、III、IV)，所述运动条件对曲线部分(I、II、III、IV)产生影响，其中每个运动条件具有至少一个要触发的事件和至少一个动作事件，该动作事件配属于该要触发的事件并可从该要触发的事件中触发，其中动作事件对曲线部分产生影响。

10.按权利要求9所述的控制装置，其特征在于，该控制装置具有核查装置，它核查某一要触发的事件是否出现。

11.按上述权利要求9-10中至少之一所述的控制装置，其特征在于，控制装置把某一动作事件配属于某一要触发的事件。

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