CN102193522A - 使自动化机器的机器元件运动的方法和驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使自动化机器(36)的机器元件(8)运动的方法，其中机器元件(8)的运动具有在共同的方向(X)上走向的第一和第二运动分量(x_c，ist，x_f，ist)；其中第一运动分量(x_c，ist)借助于第一驱动轴(20a)进行并且第二运动分量(x_f，ist)借助于第二驱动轴(20b)进行；其中第一驱动轴具有第一调节器(16a)并且第二驱动轴具有第二调节器(16b)；其中通过第一调节器进行对第一运动分量的调节并且通过第二调节器进行对第二运动分量的调节。本发明涉及一种驱动系统。借助于具有取决于频率的转移函数(V(S))的过滤器(27)能实现机器(36)的机器元件(8)的运动，在运动中减少了由机器元件(8)磨损的轮廓的轮廓误差。

Description

使自动化机器的机器元件运动的方法和驱动系统

技术领域

本发明涉及一种用于使自动化机器的机器元件运动的方法和一种驱动系统。

背景技术

特别地，机床经常设计带有所谓冗余的运动学装置(Kinematik)。冗余的运动学装置在此理解为这种可能性，即借助于两个分开的驱动轴，使得例如可以以工具安装装置的形式或以压紧在工具安装装置中的工具的形式存在的机器元件沿着一个方向运动。

在图1中根据示意性示出的机床36示出了冗余的运动学装置的原理。借助于两个直线电机3和4，支架5可以在方向X上运动。由两个支柱1和2确保在X方向上引导运动。用于引导第二直线电机7的运动的另一个支柱6固定在支架5上。直线电机7同样执行在X方向上的运动。直线电机3，4和7的运动方向通过示出的箭头37，12和13指明。在直线电机7上安装了机器元件8，该机器元件在实施例的范畴中以工具安装装置的形式存在。工具9压紧在工具安装装置中。

当然，机床36还具有另外的电机，其允许机器元件8例如在Y方向和Z方向上的运动，然而由于简明的原因并且对于理解本发明并不是主要的，所以在图1中并未示出这些电机。

为了测量说明了支柱6相对于机器的静止的机架35的位置的第一实际值x_c，ist，机器36具有第一测量装置，其由于简明的原因在图1中并未示出。为了测量说明了机器元件8相对于支柱6的位置的第二实际值x_f，ist，机床36具有第二测量装置，其由于简明的原因在图1中同样并未示出。

如果机器元件8在X方向上应移动一个规定的位置额定值，那么出现的问题是，应怎样在两个直线电机3和4与直线电机7之间划分为此所需的运动。由于直线电机7仅需使小质量物体运动(机器元件8和工具9)，因此该直线电机能够在X方向上进行动态的运动(例如具有高加速度的运动)，而由于通过两个直线电机所促成运动的物体质量较大，两个直线电机3和4仅仅可以进行相对缓慢的运动。因此有意义的是，将机器元件的运动划分成由两个直线电机3和4进行的第一运动分量和由直线电机7进行的第二运动分量。第一运动分量包括低动态的、即低频率的运动过程，而第二运动分量包括机器元件的动态的、即高频的运动过程。

在图2中在示意性的框图显示的范畴中示出了用于机床36的市场上常见的已知的驱动系统。控制装置14例如可以以CNC-控制装置的形式存在，通常是控制装置的组成部分的额定值产生单元15产生了第一额定值x_soll，其在根据图1的实施例的范畴中以位置额定值的形式存在，并且说明了机器元件8相对于机架35的期望的位置。将第一额定值x_soll作为用于调节机器元件8的第一运动分量的调节额定值传输到第一调节器16a。此外，将借助于第一测量装置10测定的第一实际值x_c，ist传输到调节器16a、第一调节器16a作为调节实际值，该第一实际值在根据图1的实施例的范畴中说明了支柱6相对于机架35的位置。第一实际值x_c，ist说明了机器元件8的第一运动分量，这由此实现，即该实际值在根据图1的实施例的范畴中说明了支柱6相对于机架35的位置。

第一调节器16a相应于第一额定值x_soll和第一实际值x_c，ist控制第一整流器17a，这通过箭头18a在图2中示出。第一额定值x_soll是用于调节机器元件8的第一运动分量的调节额定值。第一整流器17a相应地控制两个直线电机3和4，这通过箭头19a示出，其中直线电机3和4使负载19运动。负载19在此包括通过直线电机3和4在X方向上运动的所有的元件。第一调节器16a、第一整流器17a、直线电机3和4、负载19和测量装置10构成了第一驱动轴20a，机器元件8的第一运动分量借助于该第一驱动轴进行。

为了调节机器元件8的第二运动分量，在现有技术中求出了所谓的滞后误差s，这由此实现，即借助于减法器22从第一额定值x_soll中减去第一实际值x_c，ist。滞后误差s作为用于调节机器元件8的第二运动分量的调节额定值传输到第二调节器16b。此外，将借助于第二测量装置11测定的第二实际值x_f，ist传输到调节器16b、第二调节器16b作为调节实际值，该第二实际值在根据图1的实施例的范畴中说明了机器元件8相对于支柱6的位置。第二实际值x_f，ist说明了机器元件8的第二运动分量，这由此实现，即该第二实际值在根据图1的实施例的范畴中说明了机器元件8相对于支柱6的位置。

第二调节器16b相应于滞后误差s和第二实际值x_f，ist控制第二整流器17b，这通过箭头18b在图2中示出。第二整流器17b相应地控制直线电机7，这通过箭头19b示出，其中直线电机7使负载21运动。负载21在此包括通过直线电机7在X方向上运动的所有的元件。第二调节器16b、第二整流器17b、直线电机7、负载21和测量装置11构成了第二驱动轴20b，机器元件8的第二运动分量借助于该第二驱动轴进行。

在此补充说明的是，用于控制驱动轴的运动的额定值产生单元15同样产生相应的额定值，借助于驱动轴的运动实现了机器元件在Y方向和Z方向上的运动。由于简明的原因并且对于理解本发明并不是主要的，所以未在图2和后续的附图中示出额定值产生单元和驱动轴，借助于该驱动轴的运动实现了机器元件在Y方向和Z方向上的运动。

在图3中又一次以功能框图的形式示出了在图2中示出的驱动系统。同样的元件在此具有和在图2中一样的参考标号。第一驱动轴20a具有转移函数G(S)并且第二驱动轴20b具有转移函数F(S)。机器元件8的总位置x_ist、即机器元件相对于机架35的位置(参看图1)通过第一实际值x_c，ist和第二实际值x_f，ist相加而得出。

在图4中示出了由现有技术已知的另外的驱动系统，在该驱动系统中实现将运动分为第一和第二运动分量。根据图4的实施方式和根据图2(只要其涉及第一驱动轴20a和20b)的实施方式相同。同样的元件在图4中具有和在图2中一样的参考标号。在根据图4的实施方式中的主要区别之处在于，控制装置14′相对于根据图2的控制装置14扩展了一个划分单元23。额定值产生单元15产生了相应于根据图2的第一额定值x_soll的额定值x′_soll。划分单元23从额定值x′_soll求出第一额定值x_c，sollg，该额定值作为调节额定值传输到调节器16a，并且第二额定值x_f，soll作为调节额定值传输到调节器16b。

在图5中再次详细地示出了控制装置14′和特别是划分单元23，其中同样的元件在图5中具有和在图4中一样的参考标号。为了划分运动，额定值x′_soll借助于低通过滤器24过滤并且以这种方式产生用于第一驱动轴20a的第一额定值x _c，soll。借助于减法器26从额定值x′_soll中减去第一额定值x_c，soll，并且以这种方式产生用于第二驱动轴20b的第二额定值x_f，soll。

在图6中示出了划分单元23′形式的划分单元的、由现有技术已知的另外的实现方案。同样的元件在图6中具有和在图5中一样的参考标号。根据图6的实施方式与根据图5的实施方式的主要区别之处仅仅在于，为了补偿额定值x_c，soll的由于低通过滤器24引起的时间上的延迟，在额定值作为输入值传输到减法器26之前，额定值x′_soll借助于延时器25延迟了一个规定的时间。

在图7中再次简化地示出了在图6中示出的驱动系统。同样的元件在此具有和在图6中一样的参考标号。第一驱动轴20a在此具有转移函数G(S)并且第二驱动轴20b具有转移函数F(S)。机器元件8的总位置x_ist、即机器元件相对于机架35的位置通过第一实际值x_c，ist和第二实际值x_f，ist相加而得出。

由EP 1 688 807 A1已知了一种用于对在工件和机床的工具之间的相对运动进行运动划分的方法。

由US 5,798,927、US 5,751,585、DE 103 55 614 A1、DE102 005 06 1570 A1和US 5,109,148已知了一种用于对机器的机器元件的运动进行运动划分的方法和一种定位方法。

根据所谓的“滞后误差补偿”方案对于机器的机器元件的运动进行的运动划分由公开文献“Two-Stage Actuation for Improved Accuracy of Contouring”，Proceedings of the American Control，S.Staroselsky，K.A.Stelson，Atlanta 1988公开。

在公开的方法中，机械的总动力通过缓慢的第一驱动轴(粗驱动轴)确定。因此动力学的第二驱动轴(细驱动轴)的势能并不被充分利用。

此外，在用于运动划分的已知的方法中通常出现了较大的轮廓误差。因此在额定值迅速改变时，例如在已知的方法中经常出现过调，以及对于将由机器元件磨损的圆形轮廓而言出现轮廓扩大。

这因此例如从将由机器元件磨损的圆形轮廓中得出椭圆形轮廓。

发明内容

本发明的目的在于，实现自动化机器的机器元件的运动，该自动化机器具有冗余的运动学装置，其中减少了由机器元件磨损出的轮廓的轮廓误差。

轮廓误差在此是预定的额定轮廓和实际上由机器元件磨损出的实际轮廓之间的偏差。

此外通过本发明实现提高机器元件的运动的动力。

该目的通过一种用于使自动化机器的机器元件运动的方法实现，

-其中机器元件的运动具有在共同的方向上走向的第一和第二运动分量，

-其中第一运动分量借助于第一驱动轴进行并且第二运动分量借助于第二驱动轴进行，

-其中第一驱动轴具有第一调节器并且第二驱动轴具有第二调节器，

-其中通过第一调节器进行对第一运动分量的调节并且通过第二调节器进行对第二运动分量的调节，

-其中将用于由第一运动分量和第二运动分量组成的总运动的第一额定值作为用于调节第一运动分量的调节额定值传输到第一调节器，

-其中将测定的、说明第一运动分量的第一实际值作为用于调节第一运动分量的调节实际值传输到第一调节器，

-其中第一额定值借助于具有取决于频率的转移函数的过滤器过滤并且以这种方式求出过滤的第一额定值，和

-其中求出过滤的第一额定值和第一实际值的差值，并且将该差值作为用于调节第二运动分量的调节额定值传输到第二调节器。

此外该目的通过一种用于使自动化机器的机器元件运动的方法实现，

-其中机器元件的运动具有在共同的方向上走向的第一和第二运动分量，

-其中第一运动分量借助于第一驱动轴进行并且所述第二运动分量借助于第二驱动轴进行，

-其中第一驱动轴具有第一调节器并且第二驱动轴具有第二调节器，

-其中通过第一调节器进行对第一运动分量的调节并且通过第二调节器进行对第二运动分量的调节，

-其中将第一额定值作为用于调节第一运动分量的调节额定值传输到第一调节器，

-其中将测定的、说明第一运动分量的第一实际值作为用于调节第一运动分量的调节实际值传输到第一调节器，

-其中第一额定值借助于具有取决于频率的转移函数的过滤器过滤并且以这种方法求出过滤的第一额定值，

-其中求出过滤的第一额定值和第二额定值的总和并且以这种方式求出总值，和

-其中求出总值和第一实际值的差值，并且将该差值作为用于调节第二运动分量的调节额定值传输到第二调节器。

此外，该目的通过一种驱动系统实现，

-其中借助于驱动系统使自动化机器的机器元件进行运动，

-其中机器元件的运动具有在共同的方向上走向的第一和第二运动分量，

-其中驱动系统具有第一和第二驱动轴，

-其中这样设计驱动系统，即第一运动分量借助于第一驱动轴进行并且第二运动分量借助于第二驱动轴进行，

-其中第一驱动轴具有第一调节器并且第二驱动轴具有第二调节器，

-其中通过第一调节器进行对第一运动分量的调节并且通过第二调节器进行对第二运动分量的调节，

-其中这样设计驱动系统，即将用于由第一运动分量和第二运动分量组成的总运动的第一额定值作为用于调节第一运动分量的调节额定值传输到第一调节器，

-其中这样设计驱动系统，即将测定的、说明第一运动分量的第一实际值作为用于调节第一运动分量的调节实际值传输到第一调节器，

-其中这样设计驱动系统，即第一额定值借助于具有取决于频率的转移函数的过滤器过滤并且以这种方法求出过滤的第一额定值，和

-其中这样设计驱动系统，即求出过滤的第一额定值和第一实际值的差值，并且将该差值作为用于调节第二运动分量的调节额定值传输到第二调节器。

此外，该目的通过一种驱动系统实现，

-其中借助于驱动系统使自动化机器的机器元件进行运动，

-其中机器元件的运动具有在共同的方向上走向的第一和第二运动分量，

-其中驱动系统具有第一和第二驱动轴，

-其中这样设计驱动系统，即第一运动分量借助于第一驱动轴进行并且第二运动分量借助于第二驱动轴进行，

-其中第一驱动轴具有第一调节器并且第二驱动轴具有第二调节器，

-其中通过第一调节器进行对第一运动分量的调节并且通过第二调节器进行对第二运动分量的调节，

-其中这样设计驱动系统，即将第一额定值作为用于调节第一运动分量的调节额定值传输到第一调节器，

-其中这样设计驱动系统，即将测定的、说明第一运动分量的第一实际值作为用于调节第一运动分量的调节实际值传输到第一调节器，

-其中这样设计驱动系统，即第一额定值借助于具有取决于频率的转移函数的过滤器过滤并且以这种方式求出过滤的第一额定值，

-其中这样设计驱动系统，即求出过滤的第一额定值和第二额定值的总和并且以这种方式求出总值，和

-其中这样设计驱动系统，即求出总值和第一实际值的差值，并且将该差值作为用于调节第二运动分量的调节额定值传输到第二调节器。

本发明有利的实施方式由从属权利要求说明。本方法的有利的实施方式类似地由驱动系统的有利的实施方式说明，并且反之亦然。

证明为有利的是，过滤器的取决于频率的转移函数V(s)基本上是：

$V\left(s\right)=1+G\left(s\right)-\frac{G\left(s\right)}{F\left(s\right)}$

其中G(S)是第一驱动轴的转移函数并且F(S)是第二驱动轴的转移函数，并且

s＝j·2·π·f+σ

其中f是频率，和j是虚数单位，以及σ是s的实部，这是因为随后出现的轮廓误差特别小。

自动化机器可以例如设计为机床。在机床中正好需要使机器元件高精度地运动。然而本发明自然也可以应用在其他类型的自动化机器中。

附图说明

在附图中示出本发明的两个实施例并且以下详细地说明。图中示出：

图1是示意性示出的已知的机床，

图2是市场上常见的已知的驱动系统，

图3是功能框图形式的简化示出的已知的驱动系统，

图4是另一种市场上常见的已知的驱动系统，

图5是已知的控制装置，

图6是另外一种已知的控制装置，

图7是另一种简化示出的已知的驱动系统，

图8是根据本发明的驱动系统的第一实施方式，

图9是根据本发明的驱动系统的第一实施方式的功能框图，

图10是根据本发明的驱动系统的第二实施方式，

图11是根据本发明的驱动系统的第二实施方式的功能框图，

图12是第一驱动轴的控制技术的框图，

图13是第二驱动轴的控制技术的框图。

具体实施方式

在图8中以示意性的框形图示示出了根据本发明的驱动系统的第一实施例。根据本发明的驱动系统根据图8在此相应于根据图2由现有技术已知的驱动系统，其中，根据本发明插入具有取决于频率的转移函数V(s)的过滤器27。同样的元件在图8中具有和在图2中一样的参考标号。根据本发明，第一额定值x_soll借助于过滤器27过滤并且以这种方式求出过滤的第一额定值x_sollg。随后求出过滤的第一额定值x_sollg和第一实际值x_c，ist的差值d，其方法是，即借助于减法器22从过滤的第一额定值x_sollg中减去第一实际值x_c，ist。差值d作为用于调节机器元件8的第二运动分量的运动的调节额定值传输到第二调节器16b。

在图9中示出了属于图8的功能框图。第一驱动轴20a具有转移函数G(S)并且第二驱动轴20b具有转移函数F(S)。过滤器27具有转移函数V(s)。这些参考标号和在图8中示出的元件相符。

时间上的值在该申请的范畴中利用小写字母示出。以下分别说明具有大写字母的时间上的值的拉普拉斯变换结果，即拉普拉斯变换结果X(s)相应地从根据时间t的值x(t)得出：

$X\left(s\right):=L\left[x\left(t\right)\right]\left(s\right):={\∫}_0^{\∞}x\left(t\right)e^{-\mathrm{st}}\mathrm{dt}---\left(1\right)$

其中

s＝j·2·π·f+σ，(2)

其中f是频率，和j是虚数单位，以及σ是s的实部。

因此根据图9得出根据本发明的驱动系统的转移函数H(s)

$H\left(s\right)=\frac{X_{\mathrm{ist}}\left(s\right)}{X_{\mathrm{soll}}\left(s\right)}=(V\left(s\right)-G\left(s\right))\·F\left(s\right)+G\left(s\right)---\left(3\right)$

能够实现特别显著地减小轮廓误差，此时过滤器27的转移函数选择为：

$V\left(s\right)=1+G\left(s\right)-\frac{G\left(s\right)}{F\left(s\right)}---\left(4\right)$

如果将方程(4)引入方程(3)，则得出驱动系统的转移函数H(s)：

H(s)＝F(s)    (5)

这就是说，利用第二驱动轴20b的动力进行机器元件8的运动，并且表面上在控制技术上不再存在非动力学的驱动轴、即缓慢的驱动轴20a。如果转移函数G(S)和F(s)是因果的，这实际上经常始终符合实际情况，则总是存在可实现的转移函数V(s)。

在图12中示出了第一驱动轴20a的控制技术上的框图。控制器16a在实施例的范畴中具有位置控制器30a以及速度控制器31a。利用模拟功能块33a模拟第一整流器17a以及两个直线电机3和4和负载19。第一实际值x_c，ist借助于微分器32a对时间t求导数，并且以这种方式计算第一实际速度v_c，ist。在图12中示出的圆形符号分别是减法器，其将一个输出值从另一个输出值中减去并且输出差值。在功能块(矩形框符)中说明的函数是功能块的转移函数。

系数c在此表示为第一驱动轴20a的参数。系数c可以调节为上标或下标。

因此在实施例的范畴中对于第一驱动轴20a的转移函数G(S)得出：

$G\left(s\right)=\frac{X_{c,\mathrm{ist}}\left(s\right)}{X_{\mathrm{soll}}\left(s\right)}=\frac{1}{1+s\frac{1}{{\mathrm{Kv}}_c}+s^2\frac{1}{{\mathrm{Kv}}_c}{\mathrm{Kr}}_c{\mathrm{\τ}}^c+s^3\frac{1}{{\mathrm{Kv}}_c}{\mathrm{\τ}}^c{T}_m^c+s^4\frac{1}{{\mathrm{Kv}}_c}{T}_{\mathrm{ers}}^c{\mathrm{\τ}}^c{T}_m^c}---\left(6\right)$

其中

Kv_e控制放大位置控制器

Kr_e控制放大转速控制器

τ^c转速控制器的积分时间常数

电流控制回路的等效时间常数

机械的时间常数

在图13中示出了第二驱动轴20b的控制技术上的框图。控制器16b在实施例的范畴中具有位置控制器30b以及速度控制器31b。利用模拟功能块33b模拟第二整流器17b以及直线电机7和负载19。第二实际值x_f，ist借助于微分器32b对时间t求导数，并且以这种方式计算第二实际速度v_f，ist。在图13中示出的圆形符号分别是减法器，其将一个输出值从另一个输出值中减去并且输出差值。在功能块(矩形框符)中说明的函数是功能块的转移函数。

系数f在此表示为第二驱动轴20b的参数。系数f可以调节为上标或下标。

因此在实施例的范畴中对于第二驱动轴20b的转移函数F(S)说明：

$F\left(s\right)=\frac{X_{f,\mathrm{ist}}\left(s\right)}{D\left(s\right)}=\frac{1}{1+s\frac{1}{K{v}_f}+s^2\frac{1}{K{v}_f}K{r}_f{\mathrm{\τ}}^f+s^3\frac{1}{K{v}_f}{\mathrm{\τ}}^f{T}_m^f+s^4\frac{1}{K{v}_f}{T}_{\mathrm{ers}}^f{\mathrm{\τ}}^f{T}_m^f}---\left(7\right)$

其中

Kv_f控制放大位置控制器

Kr_f控制放大转速控制器

τ^f转速控制器的积分时间常数

电流控制回路的等效时间常数

机械的时间常数

D(s)：差值d(参看图8和图9)的拉普拉斯变换结果

过滤器27的转移函数V(s)因此通过将方程(6)和方程(7)引入方程(4)中得出：

$\begin{array}{c}V\left(s\right)=\frac{1+s(\frac{1}{{\mathrm{Kv}}_c}-\frac{1}{{\mathrm{Kv}}_f})+s^2(\frac{{\mathrm{Kr}}_c{\mathrm{\τ}}^c}{{\mathrm{Kv}}_c}-\frac{{\mathrm{Kr}}_f{\mathrm{\τ}}^f}{{\mathrm{Kv}}_f})+s^3(\frac{{\mathrm{\τ}}^c{T}_m^c}{{\mathrm{Kv}}_c}-\frac{{\mathrm{\τ}}^f{T}_m^f}{{\mathrm{Kv}}_f})+s^4(\frac{T_{\mathrm{ers}}^c{\mathrm{\τ}}^{c}T}{{\mathrm{Kv}}_c}-\frac{T_{\mathrm{ers}}^f{\mathrm{\τ}}^{f}T}{{\mathrm{Kv}}_f})}{1+s\frac{1}{K{v}_c}+s^2\frac{{\mathrm{Kr}}_c{\mathrm{\τ}}^c}{{\mathrm{Kv}}_c}+s^3\frac{{\mathrm{\τ}}^c{T}_m^c}{{\mathrm{Kv}}_c}+s^4\frac{T_{\mathrm{ers}}^c{\mathrm{\τ}}^c{T}_m^c}{{\mathrm{Kv}}_c}}\\ \left(8\right)\end{array}$

转移函数V(s)是可以实现的。

如根据方程(8)看出的那样，得出了过滤器的简单的可编程性。

根据正如说明分别对应的驱动轴的传递特性的转移函数G(s)和F(s)所求出的那样，得出了有效的或非常有效的过滤器，从而通过本发明实现明显地或非常明显地减小轮廓误差。如果可以忽略方程(8)中的三次项和更高级，则过滤器的转移函数V(s)得出：

$V\left(s\right)=\frac{1+s(\frac{1}{K{v}_c}-\frac{1}{K{v}_f})}{1+s\frac{1}{K{v}_c}}---\left(9\right)$

示出的是，即使在根据方程(9)简化地选择过滤器的转移函数时，还总是得出轮廓误差的非常明显的减小。

拉普拉斯逆变换(10)定义为：

拉普拉斯变换的所谓的卷积定理是：

$L^{-1}[X\left(s\right)\·Y\left(s\right)]=x\left(t\right)*y\left(t\right)={\∫}_0^{t}x(t-\mathrm{\τ})\·y\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}---\left(11\right)$

因此借助于方程(10)和方程(11)得出过滤的第一实际值x_sollg：

x_sollg(t)＝L^-1[X_sollg(s)](t)

＝L^-1[V(s)·X_soll(s)](t)

＝L^-1[V(s)](t)*L^-1[X_soll(s)](t)

＝L^-1[V(s)](t)*x_soll(t)，t＞0    (12)

在图10中以示意性的框图示出了根据本发明的驱动系统的第二实施例。根据图10的根据本发明的驱动系统在此相应于根据图4的现有技术中已知的驱动系统，其中，根据本发明插入具有取决于频率的转移函数V(s)的过滤器27。同样的元件在图10中具有和在图4中一样的参考标号。根据本发明，第一额定值x_c，soll借助于过滤器27过滤并且以这种方式求出过滤的第一额定值x_c，sollg。

随后求出过滤的第一额定值x_c，sollg和第二额定值x_f，soll的总和并且以这种方式求出总值sg。随后求出总值sg和第一实际值x_c，ist的差值d′，这由此实现，即从总值sg中减去第一实际值x_c，ist。差值d′作为用于调节第二运动分量的调节额定值传输到第二调节器16b。

图11示出了属于图10的功能框图。第一驱动轴20a具有转移函数G(S)并且第二驱动轴20b具有转移函数F(S)。过滤器27具有转移函数V(s)。这些参考标号和在图8中示出的元件相符。

方程(1)，(2)，(4)和(6)至(9)和上述对于第一实施例相关的说明相应地适合于转移函数G(S)，H(S)和第二实施例的过滤器27的转移函数V(S)，从而在此处参照对于第一实施例的说明，其中在方程(6)中x_soll(s)代替了x_c，soll(s)并且在方程(7)中D(s)代替了D′(s)。D′(s)是差值d′(参看图10和图11)的拉普拉斯变换结果。过滤器27的根据(第二实施例的)图10和图11的转移函数V(s)与过滤器27的根据(第一实施例的)图8和图9的转移函数V(s)相符。

因此相应于方程(10)和(11)在第二实施例中得出过滤的第一额定值x_c，sollg：

x_c，sollg(t)＝L^-1[X_c，sollg(s)](t)

＝L^-1[V(s)·X_c，soll(s)](t)

＝L^-1[V(s)](t)*L^-1[X_c，soll(s)](t)

＝L^-1[V(s)](t)*x_c，soll(t)，t＞0   (13)

在此补充说明的是，第一控制器16a、第二控制器16b、减法器22和加法器28通常以可执行的软件编码的形式实现，该软件编码由单个的处理器或多个处理器执行。处理器可以物理地布置在驱动系统的单个的或不同的组件中。

此外在此补充说明的是，上面进行的数学推导对于非常一般性的时间连续的情况成立。对于时间离散的系统的特殊情况，过滤器的一般性连续的转移函数V(s)转变为时间离散的转移函数V(z＝e^sT)，其中T是采样时间。

Claims (6)

1.一种用于使自动化机器(36)的机器元件(8)运动的方法，

-其中所述机器元件(8)的运动具有在共同的方向(X)上走向的第一运动分量(x_c，ist)和第二运动分量(x_f，ist)，

-其中所述第一运动分量(x_c，ist)借助于第一驱动轴(20a)执行并且所述第二运动分量(x_f，ist)借助于第二驱动轴(20b)执行，

-其中所述第一驱动轴(20a)具有第一调节器(16a)并且所述第二驱动轴(20b)具有第二调节器(16b)，

-其中通过所述第一调节器(16a)进行对所述第一运动分量(x_{c， ist})的调节并且通过所述第二调节器(16b)进行对所述第二运动分量(x_f，ist)的调节，

-其中将用于由所述第一运动分量和所述第二运动分量组成的总运动(x_ist)的第一额定值(x_soll)作为用于调节所述第一运动分量(x_c，ist)的调节额定值传输到所述第一调节器(16a)，

-其中将测定的、说明所述第一运动分量(x_c，ist)的第一实际值(x_c，ist)作为用于调节所述第一运动分量(x_c，ist)的调节实际值传输到所述第一调节器(16a)，

-其中所述第一额定值(x_soll)借助于具有取决于频率的转移函数(V(S))的过滤器(27)过滤并且以这种方式求出过滤的第一额定值(x_sollg)，和

-其中求出所述过滤的第一额定值(x_sollg)和所述第一实际值(x_{c， ist})的差值(d)，并且将所述差值作为用于调节所述第二运动分量(x_{f， ist})的调节额定值传输到所述第二调节器(16b)。

2.一种用于使自动化机器(36)的机器元件(8)运动的方法，

-其中所述机器元件(8)的运动具有在共同的方向(X)上走向的第一运动分量(x_c，ist)和第二运动分量(x_f，ist)，

-其中所述第一运动分量(x_c，ist)借助于第一驱动轴(20a)执行并且所述第二运动分量(x_f，ist)借助于第二驱动轴(20b)执行，

-其中所述第一驱动轴(20a)具有第一调节器(16a)并且所述第二驱动轴(20b)具有第二调节器(16b)，

-其中通过所述第一调节器(16a)进行对所述第一运动分量(X_{c， ist})的调节并且通过所述第二调节器(16b)进行对所述第二运动分量(x_f，ist)的调节，

-其中将第一额定值(x_c，soll)作为用于调节所述第一运动分量(x_c，ist)的调节额定值传输到所述第一调节器(16a)，

-其中将测定的、说明所述第一运动分量(x_c，ist)的第一实际值作为用于调节所述第一运动分量(x_c，ist)的调节实际值传输到所述第一调节器(16a)，

-其中所述第一额定值(x_soll)借助于具有取决于频率的转移函数(V(S))的过滤器(27)过滤并且以这种方式求出过滤的第一额定值(x_c，sollg)，

-其中求出所述过滤的第一额定值(x_c，sollg)和第二额定值(x_{f， soll})的总和并且以这种方式求出总值(sg)，和

-其中求出所述总值(sg)和所述第一实际值(x_c，ist)的差值(d′)，并且将所述差值作为用于调节所述第二运动分量(x_f，ist)的调节额定值传输到所述第二调节器(16b)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述过滤器(27)的所述取决于频率的转移函数V(S)基本上是：

$V\left(s\right)=1+G\left(s\right)-\frac{G\left(s\right)}{F\left(s\right)}$

其中G(S)是所述第一驱动轴(20a)的转移函数并且F(S)是所述第二驱动轴(20b)的转移函数，并且

s＝j·2·π·f+σ

其中f是频率，和j是虚数单位，以及σ是s的实部。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述机器(36)设计为机床。

5.一种驱动系统，

-其中借助于所述驱动系统使自动化机器(36)的机器元件(8)进行运动，

-其中所述机器元件(8)的运动具有在共同的方向(X)上走向的第一运动分量(x_c，ist)和第二运动分量(x_f，ist)，

-其中所述驱动系统具有第一驱动轴和第二驱动轴，

-其中这样设计所述驱动系统，即所述第一运动分量(x_c，ist)借助于第一驱动轴(20a)执行并且所述第二运动分量(x_f，ist)借助于第二驱动轴(20b)执行，

-其中所述第一驱动轴(20a)具有第一调节器(16a)并且所述第二驱动轴(20b)具有第二调节器(16b)，

-其中通过所述第一调节器(16a)进行对所述第一运动分量(x_{c， ist})的调节并且通过所述第二调节器(16b)进行对所述第二运动分量(x_f，ist)的调节，

-其中这样设计所述驱动系统，即将用于由所述第一运动分量和所述第二运动分量组成的总运动(x_ist)的第一额定值(x_soll)作为用于调节所述第一运动分量(x_c，ist)的调节额定值传输到所述第一调节器(16a)，

-其中这样设计所述驱动系统，即将测定的、说明所述第一运动分量(x_c，ist)的第一实际值(x_c，ist)作为用于调节所述第一运动分量(x_c，ist)的调节实际值传输到所述第一调节器(16a)，

-其中这样设计所述驱动系统，即所述第一额定值(x_soll)借助于具有取决于频率的转移函数(V(S))的过滤器(27)过滤并且以这种方式求出过滤的第一额定值(x_sollg)，和

-其中这样设计所述驱动系统，即求出所述过滤的第一额定值(x_sollg)和所述第一实际值(x_c，ist)的差值(d)，并且将所述差值作为用于调节所述第二运动分量(x_f，ist)的调节额定值传输到所述第二调节器(16b)。

6.一种驱动系统，

-其中借助于所述驱动系统使自动化机器(36)的机器元件(8)进行运动，

-其中所述机器元件(8)的运动具有在共同的方向(X)上走向的第一运动分量(x_c，ist)和第二运动分量(x_f，ist)，

-其中所述驱动系统具有第一驱动轴和第二驱动轴，

-其中这样设计所述驱动系统，即所述第一运动分量(x_c，ist)借助于第一驱动轴(20a)执行并且所述第二运动分量(x_f，ist)借助于第二驱动轴(20b)执行，

-其中所述第一驱动轴(20a)具有第一调节器(16a)并且所述第二驱动轴(20b)具有第二调节器(16b)，

-其中通过所述第一调节器(16a)进行对所述第一运动分量(x_{c， ist})的调节并且通过所述第二调节器(16b)进行对所述第二运动分量(x_f，ist)的调节，

-其中这样设计所述驱动系统，即将第一额定值(x_c，soll)作为用于调节所述第一运动分量(x_c，ist)的调节额定值传输到所述第一调节器(16a)，

-其中这样设计所述驱动系统，即将测定的、说明所述第一运动分量(x_c，ist)的第一实际值(x_c，ist)作为用于调节所述第一运动分量(x_c，ist)的调节实际值传输到所述第一调节器(16a)，

-其中这样设计所述驱动系统，即所述第一额定值(x_c，soll)借助于具有取决于频率的转移函数(V(S))的过滤器(27)过滤并且以这种方式求出过滤的第一额定值(x_c，sollg)，

-其中这样设计所述驱动系统，即求出所述过滤的第一额定值(x_c，sollg)和第二额定值(x_f，soll)的总和并且以这种方式求出总值(sg)，和

-其中这样设计所述驱动系统，即求出所述总值(sg)和所述第一实际值(x_c，ist)的差值(d′)，并且将所述差值作为用于调节所述第二运动分量(x_f，ist)的调节额定值传输到所述第二调节器(16b)。

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