CN113396031A - 生产机器的至少一个元件在手动运行中的力限制的行进 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产机器的至少一个元件在手动运行中的力限制的行进。生产机器的控制装置(3)从操作者(6)在生产机器的手动运行中经由输入装置(7)接收当前轨迹(B)和行进命令(C1)。沿着当前轨迹应当借助于位置调节的轴(1)使得生产机器的至少一个元件(2)在行进方向中行进。控制装置(3)在行进命令(C1)的基础上得出用于轴(1)的位置额定值(x*)的序列。位置额定值(x*)以额定速度(v*)在行进方向上沿着当前轨迹(B)前进。控制装置(3)根据位置额定值(x*)和相应的位置实际值(x)得出用于驱动轴(1)的驱动器(12)的控制命令(C2)并且相应地驱控驱动器(12)。控制装置(3)得出控制命令(C2)为，使得将至少一个元件(2)影响其周围环境利用的接触力(F)限制为对控制装置(3)预设的力边界值(F0)。控制装置(3)监视驱动器(12)的随动误差(δx)是否遵守预设的最大值(MAX)并且在达到最大值(MAX)时抑制生产机器的至少一个元件(2)的继续行进。

Description

生产机器的至少一个元件在手动运行中的力限制的行进

技术领域

本发明从用于生产机器的运行方法出发，

-其中，在生产机器的手动运行中，生产机器的控制装置从生产机器的操作者经由人机界面的输入装置接收当前轨迹和行进命令，

-其中，生产机器的至少一个元件应当借助于位置调节的轴沿着当前轨迹在行进方向中行进，

-其中，控制装置基于行进命令得出用于轴的位置额定值的序列，

-其中，位置额定值以额定速度在行进方向上沿着当前轨迹前进，

-其中，控制装置根据位置额定值和相应的位置实际值得出用于驱动轴的驱动器的控制命令并且相应地驱控驱动器，

-其中，控制装置得出控制命令为，使得接触力被限制为对控制装置预设的力边界值，其中，至少一个元件利用该接触力影响元件的周围环境。

本发明还从用于生产机器的控制装置的控制程序出发，其中，控制程序包括机器代码，其能由控制装置处理，其中，通过控制装置处理机器代码引起控制装置根据这样的运行方法运行生产机器。

本发明还从生产机器的控制装置出发，其中，控制装置利用这样的控制程序被编程，从而控制装置在运行中根据这样的运行方法运行生产机器。

本发明还从生产机器出发，其中，生产机器具有至少一个位置调节的轴，借助于其使得生产机器的至少一个元件位置调节地行进，其中，生产机器由这样的控制装置控制。

背景技术

在数控机床和其它数控生产机器中，手动运行是已知的。在手动运行中，生产机器的操作者通过手动预设行进命令使得机器轴行进。行进能够不仅单独为相应的轴、还能够相联系地进行。手动的运行例如能够在布置、测量或单字组操作模式中采用。

在手动运行中，能够轻易发生操作者将生产机器操纵到混乱的情况中，在这种情况中，如何再次离开该情况并且不明显。尤其当生产机器的行进的元件已经接触或接近接触生产机器的其它的元件的时候，常常非常小的运动已经能够导致生产机器或借助于生产机器加工的工件的损坏。这样不期望的碰撞尽管应当尽可能避免，但有时确实会发生。

在现有技术中已知的是，根据历史类型记录行进运动，从而在碰撞的情况下，也能够在采用位置的准确的相同的路径上再次行驶回出发点(收缩)。该处理方法不总是可行的，并且也不总是实际的。尤其在已经导致各种工件的碰撞并且由此例如导致元件的弯曲的情况下，该处理方法也能够失败。

另外的可行性方案在于，并行于行进，利用虚拟机模型执行碰撞计算。这一方面要求必要的计算能力。另外，该模型必须是完整和正确的。尤其在已经发生碰撞并且由于碰撞出现元件的弯曲的情况下，利用该措施也不再能够给出可靠的保护。此外，这样的碰撞计算不在所有的生产机器中存在。

因此，在现有技术中，结果通常仅留给生产机器的操作者的可行性为，非常小心和谨慎地操作，并且将元件再次从复杂的环境中驶出。在此，选择单个错误的移动方向以及元件的随后的行进是致命的。因此，操作错误存在高风险。如果操作者对情况不了解(尝尝是这种情况)，这尤其使用。

从DE 10 2015 012 230 A1中已知了机器人控制器，其具有多个位置调节的轴。特别地，在DE 10 2015 012 230 A1中，在那里被称为返回运行中进行从位置A到位置B的位置调节的行进，其中，在从位置A到位置B的行进期间转矩限制起作用。位置A之前由操作者手动启动。位置B通过具有位置的序列的程序产生。位置B从位置A出发启动，以及操作者释放行进。

从DE 10 2017 005 581 A1中已知了用于机器人的运行方法，其中，预设额定力，允许以额定力作用于接触位置，并且其中，此外还在到达该额定力之前制动机器人。

从DE 10 2016 210 060 A1中已知了机器手系统，其中，机器手直接由机器操做。机器手能够位置调节地并且同时力限制地行进。

从DE 10 2005 015 317 A1中已知了生产机器，其中，机器元件位置调节地行进，并且一旦作用在机器元件上的力超过力边界值就识别为碰撞。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种能简单地实现的可行性方案，借助于其能够可靠地避免生产机器的元件的损坏。

该目的通过具有根据权利要求1所述的运行方法实现。根据本发明的运行方法的有利的设计方案是从属权利要求2至12的内容。

根据本发明，开头类型的运行方法由此设计为，使得控制装置监视驱动器的随动误差是否遵守预设的最大值并且在达到最大值时抑制生产机器的至少一个元件的继续行进。

由此，当生产机器的至少一个元件撞在障碍物处，能够简单地识别，并且由此相应地做出反应，使得调节前进的位置额定值的另外的预设。

可行的是，接触力被限制为绝对值。替代地或附加地可行的是，逐个部件地针对各个轴限制接触力和/或逐个部件地针对相互正交的方向限制接触力。

优选地，控装置得出用于驱动器的控制命令为，使得控制装置首先借助于与驱动器相关联的位置调节器根据位置额定值和相应的位置实际值得出用于位置调节器的下游的速度调节器的速度额定值，然后，根据速度额定值和相应的速度实际值得出用于速度调节器的下游以及驱动器上游的力调节器，将力额定值限制为预设的力边界值或推导出的值，并且借助于力调节器得出用于驱动器的控制命令。以该方式能够以简单的方式将接触力的限制为所期望的边界值。在此提到的是，速度调节器能够是“真正的”速度调节器。替代地，对此也能够是等效的调节器。以类似的方式这也适用于力调节器。在此，对此替代地也能够是等效的调节器。

优选地，位置调节器构造为P调节器。

优选地，控制装置接收用于行进力的测量值，利用行进力使得驱动器作用于至少一个元件(即由驱动器实际施加的力)，控制装置根据接收的测量值得出接触力，如果当并且一旦得出的接触力达到预设的力边界值，控制装置抑制至少一个元件在行进方向上的继续行进。由此，能够以简单、快速和可靠的方式对元件撞在障碍物处做出反应。

在最简单的情况下，用于行进力的测量值如其那样作为接触力被使用。只要需要，仅实施运动学的换算。然而，优选地，控制装置根据轴的位置实际值得出至少一个元件的加速度和/或行进速度，并且控制装置在得出接触力时得出并且考虑通过至少一个元件的加速度和/或速度引起的力分量。由此，能够改进实际的接触力当前是多大的评估。

优选地，控制装置将额定速度限制为对控制装置预设的速度边界值。由此，实现通过生产机器的至少一个元件的行进产生的动能保持相应较小。

在一个优选的设计方案中，控制装置监视接触力，并且控制装置在达到预设的力边界值时翻转行进方向、额定速度的方向和/或额定力的方向。由此，自动抵抗生产机器的至少一个元件与障碍物不期望地建立接触力。

在本发明的一个特别有利的设计方案中提出，控制装置暂时在缓存器中存储位置额定值的序列和/或配属的位置实际值，并且控制装置在控制装置根据生产机器的至少一个元件在行进方向上的行进使得生产机器的至少一个元件逆着行进方向地行进的情况下以与存储器相反的顺序利用在缓存器中存储的位置额定值和/或位置实际值。由此，能够以简单的方式使生产机器的元件驶回到正确的路径上。

优选地，控制装置经由人机界面为操作者显示接触力作为逐个部件地针对各个轴和/或逐个部件地针对相互正交的方向的绝对值。基于显示为生产机器的操作者在任何时间都提供有关出现的接触力的信息。

优选地，控制装置对用于预设行进命令的操作元件施加取决于接触力的在触觉上能检测的反馈。由此，当操作者不能够看见人机界面的显示装置的时候，在任何时候都为生产机器的操作者提供关于出现的接触力的信息。

可行的是，在手动运行中，控制装置在任何时间都实施根据本发明的方法。然而同样可行的是，控制装置仅当控制装置事先从操作者经由人机界面接收激活命令并且此外生产机器的至少一个元件在没有将接触力限制为力边界值的情况下行进的时候实施根据本发明的方法。由此能够根据各个情况的形势引起生产机器的元件的更快的行进。

该目的还通过具有权利要求13所述的特征的控制程序实现。根据本发明，开头所述类型的控制程序设计为，使得通过控制装置处理机器代码引起控制装置根据本发明的运行方法运行生产机器。

该目的还通过具有权利要求14所述的特征的控制装置实现。根据本发明，开头所述类型的控制装置利用根据本发明的控制程序被编程，从而使得控制装置在运行中根据本发明的运行方法运行生产机器。

该目的还通过具有权利要求15所述的特征的生产机器实现。根据本发明，开头所述类型的生产机器由根据本发明的控制装置控制。

附图说明

下面，根据结合附图对实施例的描述，更详细和清楚地解释本发明的特征、特点和优点、以及如何实现他们的方法和方式。在此，示意性地示出：

图1是生产机器和配属的构件，

图2是流程图，

图3是二维的行进运动，

图4是调节器结构，

图5是另外的调节器结构，

图6是流程图，

图7是调节器结构，

图8是流程图，

图9是流程图，

图10是缓存器，

图11是人机界面的显示，

图12是流程图，并且

图13是另外的流程图。

具体实施方式

根据图1，生产机器具有至少一个位置调节的轴1。通常甚至存在多个位置调节的轴1。借助于位置调节的轴1使得生产机器的至少一个元件2(例如在机床的情况下为刀具)位置调节地行进。

生产机器由控制装置3控制。控制装置3是数控系统(CNC)或类似作用的用于驱控位置调节的轴1的运动控制器。控制装置3利用控制程序4被编程。控制程序4包括机器代码5，能够由控制装置3处理机器代码。通过控制装置3处理机器代码5引起控制装置3根据运行方法运行生产机器，这在接下来(首先结合图2)详细阐述。

生产机器在本发明的范畴中在手动运行中运行。根据图2，控制装置3在手动运行中在步骤S1中从生产机器的操作者6接收当前轨迹B。沿着当前轨迹B至少一个元件2应当在行进方向上行进。轨迹B称为当前轨迹B，因为其当前由操作者6预设。在许多情况下，轨迹B还能够由操作者6原则上在任何时间改变。仅在单字组运行模式中处理子程序时事先确定地预设轨迹B自身。在该情况下，操作者6也通过选择出子程序的相应的各个块(Satz)来预设轨迹B并且首先根据相应的轨迹B的选择预设行进命令C1。

经由控制装置3的人机界面8(HMI＝human machine interface 8)的输入装置7由操作者6预设当前轨迹B。输入装置7例如能够是控制装置3的键盘或控制面板。

此外，控制装置3在步骤S2中从操作者6接收行进命令C1。行进命令C1的预设例如能够经由人机界面8的操作元件9实现。特别地，操作元件9能够是按键或旋转开关。

可行的是，操作者6相互分开地预设当前轨迹B和行进命令C1。例如操作者6能够首先(例如借助于所谓的G1命令)预设至少一个元件2的要启动的位置并且随后预设行进命令C1。在该情况下，至少一个元件2从行进命令C1的预设起行进到要启动的位置。该运行方式对于专业人员来说作为概念MDA已知。

同样可行的是，操作者6预设当前轨迹B和行进命令C1总体作为不能分离的单元。例如，操作者6能够选出各个轴1并且随后操作选出的轴1的用于向前方向的方向按键或用于向后方向的方向按键。代替方向按键也能够存在转轮，即操作者能够向前或向后转。在预设当前轨迹B和行进命令C1整体作为不能分离的单元的情况下，至少一个元件2(从当前位置出发)一直继续行进。直到操作者6不再预设行进命令C1。

混合形式也是可行的。例如，操作者6能够预设方向，其中，为了至少一个元件2在该方向上的行进必须驱控多个轴1，但至少一个元件2在预设的方向上的行进仅在操作者6预设行进命令C1(在可能的情况下区分前进/后退)时进行。在该情况下，操作者6直接或间接地限定一个关系或多个关系，其中，在至少一个元件2的之后的行进中同时驱控生产机器的多个轴1。当例如轴1中的每一个将至少一个元件2在笛卡尔坐标系的x-、y-和z-方向上行进时，操作者6例如能够预设方向，该方向根据图3的示图尽管主要在x-方向上延伸，但附加地也具有小的y分量。行进方向在图3中通过在那里标记的箭头10的方向得出。然而，显而易见地也能预设其它的轨迹B。甚至可行的是，预设当前轨迹B，其不是直线延伸，例如是环形轨迹。

在接下来的阐述的范畴中始终仅涉及x分量。但是相应的实施方案原则上也适用于y分量和z分量以及(假如存在)其它的分量，例如至少一个元件2在空间中的方向。

在步骤S3中，控制装置3分别得出用于轴1的位置额定值、例如x*。得出的位置额定值x*(在图3中通过各个点在轨迹B上示出)根据图3的示图逐步地在当前轨迹B上前进，其中，还保持直接连续的位置额定值x*的最大允许的间距δ。因为位置额定值x*通常由控制装置3有节奏地生成(例如以1ms的时间间隔)，位置额定值x*的序列与额定速度v*相应一致，下面也称为速度额定值v*。额定速度v*作为相应的间距δ和时间上的间距的商得出。

位置额定值x*与额定速度v*沿着当前轨迹B前进的表达应当意味着位置额定值x*根据当前轨迹B改变。在正常情况下，这也与元件2的相应的运动以及实际速度v有关。因此，在正常情况下相应的位置实际值x也相应地改变。然而，在步骤S3的范畴中仅要求的是，位置额定值x*相应地改变。因此，不排除的是，至少一个元件2不跟随实际期望的运动(如其通过位置额定值x*限定的那样)，因此，要么根本不改变位置实际值x或者至少仅不足够地跟随位置额定值x*。

控制装置3通常得出位置额定值x*为，使得位置额定值x*相互具有恒定的间距，从而额定速度v*也是恒定的。然而，在各种情况下，控制装置3将额定速度v*限制为速度边界值v0。为控制装置3预设速度边界值v0。例如能够通过控制程序4确定速度边界值。然而，也可行的是，控制装置3的速度边界值由操作者6或在其它方面预设。额定速度v*的限制是附加的安全措施。

与控制装置3以哪种类型和方式预设速度边界值v0无关，相对小地选择速度边界值v0。由此，保证在至少一个元件2由于行进运动撞在障碍物11(例如加工的工件或生产机器的其它的元件)上的情况下，在至少一个元件2和/或障碍物11处不出现或至少仅出现相对小损坏。对此，具体需要的速度边界值v0从参与的轴1的惯性结合生产机器的元件2的刚性得出。

在下面的步骤S4中，控制装置3根据位置额定值x*和相应的位置实际值x得出用于驱动轴1的驱动器12的控制命令C2。步骤S4的得出实现为，使得接触力F限制为力边界值F0。接触力F是至少一个元件2作用在其周围环境上的力。在此，周围环境不是周围的空气等，而是生产机器的其它的元件2或其它的静止的障碍物11等。接触力F的限制能够根据需要实现为逐个部件地针对各个轴1的和/或逐个部件地针对相互正交的方向的绝对值。控制命令C2的得出例如能够根据图4的示图在应用位置调节器13的情况下实现。位置调节器13(只要存在)与各个驱动器12相关联。

根据图4的处理方法首先涵盖至少一个元件2在确定的方向上行进并且在此正交地碰到障碍物的情况。然而，根据图4的处理方法也涵盖至少一个元件2在确定的方向上行进并且在此在偏移90°角的情况下(尤其较小的角度)碰到障碍物11的情况。因为通过碰到障碍物11上出现的接触力F不仅在至少一个元件2行进的方向上具有分量、还具有与其正交的分量。正交的分量能够容易地得出，例如在检测为了保持位置所需要的电流的基础上。因此，通过考虑接触力F在空间中的各个分量或接触力F的值或用于所有的轴1的分量，能够因此即使在这样的情况下容易地检测并且一并涵盖。

为控制装置3预设力边界值F0。例如能够通过控制程序4确定力边界值。然而，也可行的是，控制装置3的力边界值F0由操作者6或其它来预设。与控制装置3以哪种类型和方式为预设力边界值F0无关，相对小地选择力边界值F0，使得即使当元件2由于行进运动撞在障碍物11时，也尽可能小地保持行进的元件2和/或障碍物11处的损坏。

在步骤S5中，控制装置3向驱动器12给出得出的控制命令C2，并且由此相应地驱控驱动器12。因此，作为结果，控制装置3不仅得出用于驱动器12的控制命令C2，还相应地驱控驱动器12。然而，由此作用的接触力F由于在步骤S4中相应的得出而被限制为预设的力边界值F0。

在步骤S6中，控制装置3检查是否应当结束图2的处理方法。如果并且只要其不是该情况，控制装置3就返回至步骤S2或S3。只要需要，就重新检查操作者6是否继续预设行进命令C1。步骤S6本身不是本发明的内容。

为了保证在步骤S4中得出并且在步骤S5中输出给驱动器12的控制命令C2实际引起接触力F被限制为力边界值F0，各种方法是可行的。例如，根据图4的示图可行的是，控制装置3包括速度调节器13’和力调节器14。速度调节器13’在位置调节器13的下游，力调节器14又在速度调节器13’的下游。力调节器14布置在驱动器12的上游。

速度调节器13’能够是“真正的”速度调节器。替代地，对此也能够是等效的调节器，例如转速调节器等。以类似的方式，力调节器14能够是“真正的”力调节器。替代地，对此也能够是等效的调节器，例如转矩调节器或电流调节器。

控制装置3借助于位置调节器13根据位置额定值x*和相应的位置实际值x得出用于下游的速度调节器13’的速度额定值v*。此外，控制装置3借助于速度调节器13’根据速度额定值x*和相应的速度实际值v得出用于力调节器14的力额定值Fx*。另一方面，控制装置3将力额定值Fx*限制为预设的力边界值F0或由此推导出的值。

为了限制力额定值Fx*，能够在位置调节器13与力调节器14之间布置限制器15，限制器将力额定值Fx*限制为预设的力边界值F0或(例如当力边界值F0分配到多个轴1上时)由此推导出的值。如果速度调节器13’根据图4的示图构造为PI调节器，那么限制器15就必须布置在速度调节器13’之后，即布置在速度调节器13’与力调节器14之间。也当速度调节器13’根据图5的示图构造为纯P调节器的时候，限制器15能够布置在速度调节器13’之后，即布置在速度调节器13’和力调节器14之间。在这种情况下，替代地但是同样可行的是，使得限制器15布置在速度调节器13’上游，即布置在位置调节器13与速度调节器13’之间，或者甚至布置在位置调节器13上游。

控制装置3在根据图4和5的设计方案的情况下借助于力调节器14得出用于驱动器12的控制命令C2。因为给力调节器14输送相应限制的力额定值(还有配属的力实际值Fx)，所以也相应地得出控制命令C2。

然而，首先能够实现下面结合图6阐述的处理方法。该处理方法能够根据需要与根据图4的设计方案和/或根据图5的设计方案组合。

在图6的设计方案中，控制装置3也包括用于轴1(通常具有下游的转速调节器13’)的位置调节器13和力调节器14。通常由控制装置3输送位置额定值x*和位置实际值x给位置调节器13。位置调节器13优选地构造为纯P调节器。如果存在，优选地也将速度调节器13’构造为纯P调节器。当存在具有下游的力调节器14的位置调节器13的时候，根据图6的示图通过步骤S11至S14代替步骤S4。

在步骤S11中，控制装置3得出驱动器12的随动误差δx。“随动误差”的概念对于专业人员来具有明确的含义。随动误差是位置额定值x*和位置实际值x的差、或者还是该误差的绝对值。随动误差δx因此对应配属的位置调节器13的调节偏差。在步骤S12中，控制装置3监视随动误差δx是否遵守预设的最大值MAX。如果并且只要随动误差δx保持低于最大值MAX时，控制装置3在步骤S13中(要么同样如在步骤S4中在限制、或替代地不限制可能的力额定值Fx*的情况下)得出用于驱动器12的控制命令C2，并且在步骤S5中向驱动器12输出控制命令C2。然而，只要随动误差δx超过最大值MAX，那么控制装置3就过渡到步骤S14。在步骤S14中，控制装置3抑制元件2的继续行进。为了良好的秩序，提到在个别的随动误差δx正好等于最大值MAX的情况下，根据需要还得出控制命令C2并且能够输出给驱动器12或者能够抑制元件2的继续行进。

特别地，图6的处理方法的优点在于，位置调节器13和转速调节器13’根据图5的示图构造为比例调节器，即位置调节器13的输出信号与随动误差δx成比例，并且转速调节器13’不具有积分部分。位置调节器13的输出信号与随动误差δx之间的商、即位置调节器13的比例放大在该情况下与力额定值Fx*成比例。因此，可行的是，随动误差δx确定为，使得力额定值Fx*保持在预设的力边界值F0之下。

同样可行的是，控制装置3根据图7的示图接收驱动器12作用于元件2的行进力F’的测量值I。例如，控制装置3能够从驱动器12接收相应的电流测量值，该电流测量值基本上对应于由相应的驱动器12生成的转矩以及与由相应的驱动器12施加的力。

在该情况下可行的是，控制装置3根据图8的示图在步骤S21中接收相应的测量值I，并且由此得出行进力F’。随后，控制装置3在步骤S22中得出配属的接触力F。在最简单的情况下，在步骤S22中将得出的行进力F’纯粹地接收为接触力F。

然而，优选地，控制装置3在步骤S22中得出行进速度v，并且基于行进速度v得出取决于速度的力分量Fv。取决于速度的力分量Fv基本上对应于必须施加以行进元件2的摩擦力。替代地或附加地，控制装置3能够在步骤S22中得出元件2的加速度a并且基于加速度a得出取决于加速度的力分量Fa。取决于加速度的力分量Fa对应必须施加用于元件2的加速的力。这样的力分量Fa、Fv的得出是专业人员已知的。纯示例性地能够参考根据Sinumerik的IMD(综合监视诊断(Integrated Monitoring und Diagnosis))。

根据进行两个得出中的哪个，控制装置3在步骤S22中在得出接触力F时考虑取决于速度的力分量Fv和/或取决于加速度的力分量Fa。特别地，控制装置3在步骤S22中能够通过从在步骤S21中得出的行进力F’减去取决于速度的力分量Fv和/或取决于加速度的力分量Fa来得出接触力F。

与步骤S22如何具体设计无关，控制装置3在步骤S23中监视接触力F是否遵守预设的力边界值F0。如果并且只要接触力F不超过预设的力边界值F0时，控制装置3(在限制或不限制可能的力分量Fx*的情况下)还得出用于驱动器12的控制命令C2，并且将控制命令C2输出给驱动器12。然而，一旦接触力F超过预设的力边界值F0，那么控制装置3就过渡到步骤S24。在步骤S24中，控制装置3抑制元件2的继续行进。考虑到良好的秩序，提到在个别的接触力F正好等于预设的力边界值F0的情况下根据需要还得出控制命令C2并且能够输出给驱动器12或者能够抑制元件2的继续行进。

比纯停止更好地是立刻减小接触力F。这接下来结合图9详细阐述。

在根据图9的处理方法的范畴中，控制装置3(类似于图8的处理方法)监视接触力F是否遵守预设的力边界值F0。然而，通过步骤S31代替步骤S24，或者能够通过步骤S32补充步骤S31。在步骤S31中，控制装置3翻转行进方向。因此，控制装置3使得元件2在与元件2之前出来的方向相反的方向上行进。在步骤S32中，能够将相应的消息输出给操作者6。例如，相应的信息能够在人机界面8的显示器上发亮或者闪烁。

为了实施步骤S31，可行的是，控制装置3翻转行进方向本身。替代地或附加地，可行的是，控制装置3翻转额定速度v*的方向和/或额定力Fx*的方向。特别地，额定力Fx*的方向的翻转常常比纯行进方向的翻转更快地导致行进运动的实际的方向翻转。

可行的是，控制装置3从步骤S31或从步骤S32中直接返回步骤S2或步骤S3。然而，也可行的是，步骤S31或步骤S32根据图9的示图布置在步骤S33和S34之后。在该情况下，控制装置3在步骤S33中自动地启动返回。例如，能够为确定的路程实现返回或实现返回直到接触力F变得足够小。在步骤S34中，在该情况下进行重新的方向翻转，从而再次在原始的行进方向上行进。

特别地，为了能够以简单和有效率的方式实现自动返回，存储装置3(见图1)能够具有缓存器16。在元件2在行进方向上行进时，控制装置3将位置额定值x*的序列和/或配属的位置实际值x临时存储在缓存器16中。存储例如能够实现为，使得当前的位置额定值x*和/或当前的位置实际值x如图10通过箭头17表示那样始终存储在缓存器16的相同的存储位置。已经在缓存器16中存储的位置额定值x*和/或位置实际值x如图10通过箭头18表示那样根据移位寄存器的类型总是继续移位一个存储位置。当缓存器16满了的时候，相应地删除最早存储的值。由此，在缓存器16中存储迄今为止的运动序列有限的时间。时间边界通过缓存器16的大小确定。

当行进方向翻转时，即元件2应当返回的时候，在缓存器16中存储的值由控制装置3以一定的顺序利用，该顺序相对于存储来说是颠倒的、因此，就如在后进先出存储器(在此典型的实例是堆栈)中那样，首先读取最后存入的值，随后直接读取之前存入的值等。这在图10中通过箭头19表示。读取的值在返回时用作为新的位置额定值。因此，通过该处理方法使得元件2在翻转的方向上行进。能够与逆着行进方向的行进是否自动地或者基于操作者6的行进命令C1、C1’的实现无关地实现该处理方法。在两个情况下，返回能够正好在操作者6之前向前行进元件2的相同的路径上进行。

本发明还能够以另外的方式设计。

因此，例如根据图11的示图可行的是，控制装置3经由人机界面的显示装置20为操作者提供关于接触力F的视觉的反馈。在此，优选地，不仅显示接触力F的值，还以接触力的各个部件Fx、Fy、Fz(或者包括符号)显示接触力的分解。接触力F在各个部件中的分解能够根据需要为各个轴1或为相互正交的方向实施。或者也能够实施两个分解。

此外，可行的是，控制装置根据图12的示图在步骤S41中根据之前得出的接触力F得出用于操作元件9的能在触觉上检测的反馈R，并且在步骤S42中，为操作元件9施加能在触觉上检测的反馈R。因此，操作元件9的反馈R取决于接触力F。例如，反馈R能够为，接触力F越大，操作员6就必须越强地操作操作元件9。也可行的是，使得控制装置3根据接触力F调节控制装置驱控操作元件9所利用的振动的频率。优选地，在该情况下，接触力F越大，频率就越大。

此外，可行的是，根据图13设计图2的处理方法，其以类似的方式也适用于其它的处理方法。

在根据图13的设计方案中，步骤S51在步骤S2上游。在步骤S51中，控制装置3检查操作者6是否为其预设激活命令A。只要操作者6预设激活命令A，那么控制装置3就在步骤S52中将标记A’置为值1。否则，控制装置3在步骤S53中将标记A’置为值0。激活命令A的预设例如能够通过操作附加的按键来实现。其它的处理方法也是可行的。

在步骤S54中，控制装置3检查标记A’是否具有值1。当其是这样的情况的时候，控制装置3就实施步骤S4。由此(至少在结果中)得出用于驱动器12的控制命令C2为，接触力F包括力边界值F0。当标记A’相反地具有值0的时候，控制装置实施步骤S55。在步骤S55中，控制装置3(类似于步骤S13)得出用于驱动器12的控制命令C2。与步骤S4相反并且与步骤S13一致地，控制命令C2的得出相反地不受限为将接触力F限制为力边界值F0。

因此，通过图13的处理方法可行的是，操作员6能够根据各个情况的形式在任何时候决定其是否激活或不激活根据本发明的方法。

因此总之本发明涉及以下情况：

在生产机器的手动运行中，生产机器的控制装置3从操作者6经由输入装置7接收当前轨迹B和行进命令C1。沿着当前轨迹应当借助于位置调节的轴1使得生产机器的至少一个元件2在行进方向中行进。控制装置3基于行进命令C1得出用于轴1的位置额定值x*的序列。位置额定值x*以额定速度v*在行进方向上沿着当前轨迹B前进。控制装置3根据位置额定值x*和相应的位置实际值x得出用于驱动轴1的驱动器12的控制命令C2并且相应地驱控驱动器12。控制装置3得出控制命令C2为，使得至少一个元件2影响其周围环境利用的接触力F限制为控制装置3预设的力边界值F0。控制装置3监视驱动器12的随动误差δx是否遵守预设的最大值MAX，并且在达到最大值MAX时抑制生产机器的至少一个元件2的继续行进。

本发明具有许多优点。特别地，其在每种情况下都导致生产机器的行为，其中，生产机器的元件2不损坏或仅在很小的程度上损坏。然后，如果通过其它事故已经改变了生产机器或工件的几何形状，这也是适用的。

尽管通过优选的实施例在细节上详细地阐述并描述了本发明，但本发明并不受所公开的实例的限制，并且在不脱离本发明的保护范围内，本领域的技术人员能够由此推导出其他变体方案。

Claims (15)

1.一种用于生产机器的运行方法，

-其中，在所述生产机器的手动运行中，所述生产机器的控制装置(3)由所述生产机器的操作者(6)经由人机界面(8)的输入装置(7)接收当前轨迹(B)和行进命令(C1)，

-其中，所述生产机器的至少一个元件(2)应当借助于位置调节的轴(1)沿着所述当前轨迹(B)在行进方向中行进，

-其中，所述控制装置(3)基于所述行进命令(C1)得出用于所述轴(1)的位置额定值(x*)的序列，

-其中，所述位置额定值(x*)以额定速度(v*)在所述行进方向上沿着所述当前轨迹(B)前进，

-其中，所述控制装置(3)根据所述位置额定值(x*)和相应的位置实际值(x)得出用于驱动所述轴(1)的驱动器(12)的控制命令(C2)并且相应地驱控所述驱动器(12)，

-其中，所述控制装置(3)得出所述控制命令(C2)为，使得将接触力(F)限制为对所述控制装置(3)预设的力边界值(F0)，其中，至少一个所述元件(2)利用所述接触力作用周围环境，

其特征在于，

所述控制装置(3)监视所述驱动器(12)的随动误差(δx)是否遵守预设的最大值(MAX)，并且在达到所述最大值(MAX)时，抑制所述生产机器的至少一个所述元件(2)的继续行进。

2.根据权利要求1所述的运行方法，

其特征在于，

所述接触力(F)逐个部件地针对各个所述轴(1)和/或逐个部件地针对相互正交的方向被限制为绝对值。

3.根据权利要求1或2所述的运行方法，

其特征在于，

所述控制装置(3)得出用于所述驱动器(12)的所述控制命令(C2)，通过所述控制装置

-借助于与所述驱动器(12)相关联的位置调节器(13)，根据所述位置额定值(x*)和相应的所述位置实际值(x)得出用于所述位置调节器(13)的下游的速度调节器(13’)的所述速度额定值(v*)，

-根据所述速度额定值(v*)和相应的速度实际值(v)得出用于所述速度调节器(13’)的下游的、以及所述驱动器(12)上游的力调节器(14)，

-将力额定值(Fx*)限制为预设的所述力边界值(F0)或推导出的值，并且

-借助于所述力调节器(14)得出用于所述驱动器(12)的所述控制命令(C2)。

4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的运行方法，

其特征在于，所述控制装置(3)包括与所述驱动器(12)相关联的位置调节器(13)和直接或间接在位置调节器(13)下游的力调节器(14)，并且所述位置调节器(13)构造为P调节器。

5.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法，

其特征在于，

-所述控制装置(3)接收用于行进力(F’)的测量值(I)，利用所述行进力使得所述驱动器(12)作用于至少一个所述元件(2)，

-所述控制装置(3)根据接收的所述测量值(I)得出所述接触力(F)，并且

-如果并且只要得出的所述接触力(F)达到预设的所述力边界值(F0)时，所述控制装置(3)抑制至少一个所述元件(2)在所述行进方向上的继续行进。

6.根据权利要求5所述的运行方法，

其特征在于，所述控制装置(3)根据所述轴(1)的所述位置实际值(x)得出至少一个所述元件(2)的加速度(a)和/或行进速度(v)，并且所述控制装置(3)在得出所述接触力(F)时得出并且考虑所述行进力(F’)的通过至少一个所述元件(2)的所述加速度(a)和/或所述速度(v)引起的力分量(Fa、Fv)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法，

其特征在于，所述控制装置(3)将所述额定速度(v*)限制为对所述控制装置(3)预设的速度边界值(v0)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法，

其特征在于，所述控制装置(3)监视所述接触力(F)，并且所述控制装置(3)在达到预设的所述力边界值(F0)时翻转所述行进方向、所述额定速度(v*)的方向和/或所述额定力(Fx*)的方向。

9.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法，

其特征在于，所述控制装置(3)临时在缓存器(16)中存储所述位置额定值(x*)的所述序列和/或配属的所述位置实际值(x)，并且在所述控制装置在所述生产机器的至少一个所述元件(2)在所述行进方向上行进后逆着所述行进方向行进所述生产机器的至少一个所述元件(2)的情况下，所述控制装置(3)以与存储器相反的顺序利用在所述缓存器(16)中存储的所述位置额定值(x*)和/或所述位置实际值(x)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法，

其特征在于，所述控制装置(3)经由所述人机界面(8)为所述操作者(6)显示所述接触力(F)作为逐个部件地针对各个所述轴(1)和/或逐个部件地针对相互正交的方向的绝对值。

11.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法，

其特征在于，所述控制装置(3)对用于预设所述行进命令(C1)的操作元件(9)施加取决于所述接触力(F)的在触觉上能检测的反馈(R)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的运行方法，

其特征在于，所述控制装置(3)仅当所述控制装置(3)事先由所述操作者(6)经由所述人机界面(8)接收到激活命令(A)时才实施根据本发明的方法，并且否则，所述生产机器的至少一个所述元件(2)在没有将所述接触力(F)的限制的情况下行进到所述力边界值(F0)。

13.一种用于生产机器的控制装置(3)的控制程序，其中，所述控制程序产品包括机器代码(5)，所述机器代码能由所述控制装置(3)处理，其中，通过所述控制装置(3)处理所述机器代码(5)引起所述控制装置(3)根据前述权利要求中任一项所述的运行方法运行所述生产机器。

14.一种用于生产机器的控制装置，

其中，所述控制装置利用根据权利要求13所述的控制程序产品被编程，从而所述控制装置在运行中根据权利要求1至12中任一项所述的运行方法运行所述生产机器。

15.一种生产机器，

其中，所述生产机器具有至少一个位置调节的轴(1)，借助于所述轴使得所述生产机器的至少一个元件(2)位置调节地行进，其中，所述生产机器由根据权利要求14所述的控制装置(3)控制。

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