DE10139081A1

DE10139081A1 - Verfahren zur Lageeinstellung

Info

Publication number: DE10139081A1
Application number: DE2001139081
Authority: DE
Inventors: Norbert Rottmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2003-02-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Lage insbesondere eines Werkstücks (1) durch wenigstens eine Antriebsvorrichtung (5), wobei das Werkstück mit wenigstens einer Sensorvorrichtung (6a, 6b) verbunden ist, die wenigstens eine Bewegungsinformation (v, {xn}) an eine Steuerungsvorrichtung (7) ausgibt, mit den Schritten: Erfassen eines Lageistwertes (11) des Werkstücks durch die Steuerungsvorrichtung, Bilden eines Lagezielwertes (12) des Werkstückes durch die Steuerungsvorrichtung, Aktivieren der wenigstens einen Antriebsvorrichtung (5) des Werkstücks durch die Steuerungsvorrichtung, Erfassen der wenigstens einen Bewegungsgröße (v, {xn}) und Berechnen eines Lagemomentanwertes (13) des Werkstückes durch die Steuerungsvorrichtung, Beenden der Aktivierung der Antriebsvorrichtung durch die Steuerungsvorrichtung, wenn der Lagemomentanwert (13) im Wesentlichen gleich dem Lagezielwert (12) ist. DOLLAR A Um eine genauere Lageeinstellung zu ermöglichen, ist das Verfahren erfindungsgemäß gekennzeichnet durch Erfassen des Lageistwertes (11) des Werkstückes durch die Steuerungsvorrichtung nach Beenden der Aktivierung der Antriebsvorrichtung und Bilden eines Differenzwertes zwischen dem Lageistwert (11) und dem Lagezielwert (12) des Werkstückes und Abspeichern des Differenzwertes in einem Register (14), wobei die Steuerungsvorrichtung bei dem Bilden eines weiteren Lagezielwertes des Werkstückes den Differenzwert in dem Register berücksichtigt.

Description

Die Erfindung betrifft die Steuerung einer Verfahrbewegung. Eine Verfahrbewegung erfolgt zur Lageeinstellung insbesondere eines Werkstücks, wobei eine Antriebsvorrichtung des Werkstücks aktiviert wird, so dass sich das Werkstück von einem Lageistwert zu einem Lagezielwert bewegt, und die Antriebsvorrichtung deaktiviert wird, wenn das Werkstück im Wesentlichen den Lagezielwert erreicht hat.
Bei Verpackungsmaschinen, Fahrstuhl- und Transporteinrichtungen, Holzbearbeitungsmaschinen (z. B. Profilierungsmaschinen), Papierherstellungs- und Druckmaschinen, Kunststoff- und Kunststoffverarbeitungsmaschinen (der Spritzgusstechnik) sowie Maschinen und Maschinenteilen in der Bauindustrie wird zur Lageeinstellung ein Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsollwert erzeugt. Mit anderen Worten, es wird bei dem gesteuerten Positionieren einer Anlage zu jeder Bewegung oder Verkettung von Bewegungen ein entsprechendes Verfahrprofil als Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsollwert generiert. Der Antrieb folgt diesem Sollwert mit entsprechender Trägheit. Zur Lageistwerterfassung werden heute üblicherweise Inkrementalweggeber in Verbindung mit einem Vorwärts-/Rückwärts-Zähler oder Absolutweggeber mit SSI-Schnittstelle (synchron-serielles Interface) eingesetzt. Jede Verfahrbewegung lässt sich in mehrere Abschnitte einteilen. Der Übergang von einem zum nächsten Abschnitt erfolgt lageistwertabhängig und muss reproduzierbar erkannt werden. Dies ist insbesondere beim Abschaltpunkt wichtig, da ab diesem Punkt der Antrieb nicht mehr bestromt ist und somit die Positioniergenauigkeit weitestgehend von der Reproduzierbarkeit des Abschaltpunktes abhängt.
Wird ein Punkt als erreicht bzw. als überschritten erkannt, muss ein Vergleich in Bezug auf den folgenden Wegpunkt erfolgen. Dies kann mit oder ohne Hardware-Vergleicher (d. h. einem herkömmlichen, mit absoluten Einheiten arbeitenden, fest verdrahteten Vergleicher) erfolgen. Ohne Hardware- Vergleicher ist eine aufwendige, rechenintensive zyklische Verfolgung des Lageistwertes notwendig. Reaktionen sind nur mit der zeitlichen Genauigkeit ("Übertragungszeit") möglich, mit der der Lageistwert erfasst und ausgewertet wird: die Übertragungszeit bestimmt die Genauigkeit der Positionierung der Anlage. Daher müssen die einzelnen Wegpunkte genügend große Abstände aufweisen, die mindestens der Übertragungszeit entsprechen.
Mit herkömmlichen Hardware-Vergleichern, die mit absoluten Einheiten (i. Ggs. zu relativen Einheiten) arbeiten, wird die Steuerung des Verfahrprofils von der tatsächlichen Bewegung der Achse entkoppelt. Je nach Art der Lageistwerterfassung müssen zwei Fälle unterschieden werden: während bei einem Inkrementalweggeber ein Vergleich eines Zählers auf Gleichheit erfolgt und jeder Zählimpuls (Flanke eines Weggebersignals) im Vergleicher verarbeitet wird, muss bei Absolutweggebern mit SSI-Schnittstelle ein Vergleich der eingelesenen Weginformation auf größer/gleich oder kleiner/gleich möglich sein, da infolge von Reaktionszeiten im Weggeber und der Übertragungsdauer der Weginformation nicht jede Wegposition erkannt wird. Daher können bei Absolutwertgebern Wegpunkte über oder nahe dem Nulldurchgang des Weggebers vom Vergleicher nicht direkt erkannt werden. Der Vergleich erfolgt nach jedem als fehlerfrei erkannten SSI-Telegramm. Der Vergleicher arbeitet üblicherweise direkt mit der vom Weggeber gelieferten Weginformation. Das bedeutet, dass bei einer Rundachsenanwendung durch Hardware-Vergleicher nur Wegpunkte innerhalb des Rundachsenbereichs erkannt werden können, bei Fahrten über mehrere Runden kann daher ein solcher Vergleicher nicht direkt verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine genauere Lageeinstellung bei Linearbewegung eines Gegenstandes entlang eines Weges oder bei Drehung einer Rundachse als beim Stand der Technik ermöglicht wird, und zwar unabhängig von absoluten Wegpunkten und ohne zeitliche Einschränkungen für die Auswerteeinheit.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß werden zwei Logikblöcke "Lageistwerterfassung mit Verarbeitung" und "Lageistwerterfassung mit Vergleicher" definiert. Diese beiden Blöcke haben unabhängig von der Art der Lageistwerterfassung einheitliche Algorithmen und einheitliche Schnittstellen. Es werden nicht absolute Wegpunkte erkannt und verglichen, sondern entsprechend der Sollbewegung ein Vorwärtszähler/Rückwärtszähler mit Unterlauferkennung/Überlauferkennung gesteuert. Somit lassen sich ausgewählte Wegpunkte bzw. die sich ergebenden Wegabschnitte genauer und einfacher erkennen und verarbeiten.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einstellen der Lage insbesondere eines Werkstücks durch wenigstens eine Antriebsvorrichtung, wobei das Werkstück mit wenigstens einer Sensorvorrichtung verbunden ist, die wenigstens eine Bewegungsinformation (v, {xn}) an eine Steuerungsvorrichtung ausgibt, mit den Schritten: Erfassen eines Lageistwertes des Werkstückes durch die Steuerungsvorrichtung, Bilden eines Lagezielwertes des Werkstückes durch die Steuerungsvorrichtung, Aktivieren der wenigstens einen Antriebsvorrichtung des Werkstücks durch die Steuerungsvorrichtung, Erfassen der wenigstens einen Bewegungsgröße (v, {xn}) und Berechnen eines Lagemomentanwertes des Werkstückes durch die Steuerungsvorrichtung, Beenden der Aktivierung der Antriebsvorrichtung durch die Steuerungsvorrichtung, wenn der Lagemomentanwert im Wesentlichen gleich dem Lagezielwert ist, ist gekennzeichnet durch Erfassen des Lageistwertes des Werkstückes durch die Steuerungsvorrichtung nach Beenden der Aktivierung der Antriebsvorrichtung, Bilden eines Differenzwertes zwischen dem Lageistwert und dem Lagezielwert des Werkstückes und Abspeichern des Differenzwertes in einem Register, wobei die Steuerungsvorrichtung bei dem Bilden eines weiteren Lagezielwertes des Werkstückes den Differenzwert in dem Register berücksichtigt. Unter Aktivierung wird hier und im Folgenden das Einschalten oder Umschalten der Antriebsvorrichtung verstanden, also allgemein die Veränderung des momentanen Bewegungszustandes der Antriebsvorrichtung wie z. B. das Abbremsen bzw. Beschleunigen der Antriebsvorrichtung aus einer gleichförmigen Bewegung (Stillstand) heraus. Der Lageistwert ist dabei die tatsächliche oder physikalische Position des Werkstückes, und der Lagemomentanwert ist die dem System bekannte oder logische Position des Werkstückes. Werkstück ist der Gegenstand, der verfahren wird, also z. B. ein zu bearbeitender Gegenstand bzw. ein Gegenstand zum Bearbeiten. Beispiele für derartige gesteuerte Positionierungsvorgänge sind das Positionieren eines Hafen-Ladekrans und eines Transportgerätes in einem Hochregallager.

Insbesondere erfolgt das Einstellen der Lage des Werkstücks durch wenigstens eine Antriebsvorrichtung ausgehend von einer vorgegebenen Startposition in eine vorgegebene Zielposition oder entlang eines vorgegebenen Verfahrweges. Hier und im Folgenden wird unter der Startposition die Position verstanden, an der sich der zu verfahrende Gegenstand befindet, wenn überhaupt noch keine Bewegung stattgefunden hat bzw. unmittelbar vorher ein Referenzieren bzw. Setzen eines Bezugspunktes (Eichung der logischen Position mit der physikalischen Position) erfolgt ist.

Vorzugsweise umfasst die wenigstens eine Sensorvorrichtung des Werkstücks einen Weggeber und enthält die wenigstens eine Bewegungsinformation Weginformation.

Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform umfasst die wenigstens eine Sensorvorrichtung des Werkstücks einen Geschwindigkeitsgeber und enthält die wenigstens eine Bewegungsinformation eine Geschwindigkeitsinformation.

Vorzugsweise fragt die Steuerungsvorrichtung die wenigstens eine Bewegungsinformation (v, {xn}) zyklisch nach einem Zeitintervall ab, dessen Länge von einem externen Taktgeber vorgegeben ist, oder die Steuerungsvorrichtung fragt die wenigstens eine Bewegungsinformation (v, {xn}) ab, sobald ein Datentelegramm mit der Bewegungsinformation fehlerfrei empfangen worden ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die wenigstens eine Antriebsvorrichtung derart durch die Steuerungsvorrichtung aktiviert, dass das Einstellen der Lage des Werkstücks durch die wenigstens eine Antriebsvorrichtung in wenigstens einem ersten Intervall mit einer hohen Geschwindigkeit (Eilgeschwindigkeit) und in wenigstens einem zweiten Intervall mit einer niedrigen Geschwindigkeit (Schleichgeschwindigkeit) erfolgt.

Besonders bevorzugt weist der Differenzwert zwischen dem Lageistwert und dem Lagezielwert des Werkstückes je nach Bewegungsrichtung des Werkstückes ein Vorzeichen auf.

Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass die Differenz zwischen dem Lageistwert und dem Lagezielwert des Werkstückes jederzeit erfasst werden kann und zur Restweganzeige verwendet werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, bei der Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Werkzeug, das über einem Werkstückhalter beweglich angeordnet ist.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für den Wert in einem Register bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist als Werkzeug 1 ein Bohrkopf mit Bohrfutter 2 und Bohrer 3 dargestellt. Das Werkzeug 1 wird über einem Werkstückträger 4 bewegt. Das Werkzeug 1 ist dazu mit einer Antriebsvorrichtung 5 verbunden. Diese bewegt das Werkzeug 1 i. a. in einer Ebene, die parallel zu dem Werkstückträger 4 liegt. Die Bewegung des Werkzeugs 1 ist durch zwei Doppelpfeile in einer Ebene über dem Werkzeug 1 angedeutet. Zur Überwachung der augenblicklichen Position des Werkzeugs 1 über dem Werkstückträger 4 ist das Werkzeug 1 mit einer Sensorvorrichtung verbunden, die in Fig. 1 schematisch durch zwei Maßstäbe 6a und 6b eines Maßsystems 6 dargestellt ist. Die Sensorvorrichtung 6 gibt die Bewegungsinformation des Werkzeugs 1 aus, nämlich Information über den Ort, d. h. eine Folge {xn} von Ortskoordinaten, oder Information über die Geschwindigkeit v des Werkzeugs 1. Die Daten des Maßsystems 6 werden von einer Steuerungsvorrichtung 7 eingelesen und ausgewertet. Aufgrund der Positionsdaten des Maßsystems 6 steuert die Steuerungsvorrichtung 7 den Antrieb 5 an, so dass das Werkzeug 1 von einer Startposition entlang eines Verfahrweges 10 zu einer (endgültigen) Zielposition 9 bewegt wird.
Im Einzelnen wird durch die Steuerungsvorrichtung 7 laufend ein Lageistwert 11 des Werkstückes 1 erfasst. In Abhängigkeit von einem vorgegebenen Lagezielwert 12 (d. h. Endpunkt eines Teilabschnittes des Verfahrweges 10) des Werkstückes 1 wird die Antriebsvorrichtung 5 angesteuert, d. h. die Antriebsvorrichtung 5 wird aktiviert, so dass das Werkstück bewegt wird. Bei der Bewegung wird eine Bewegungsgröße, nämlich die Ortskoordinaten {xn} oder die Geschwindigkeit v erfasst. Aus der übertragenen Bewegungsgröße des Werkzeugs 1 errechnet die Steuerungsvorrichtung 7 einen Lagemomentanwert 13 des Werkzeugs 1. Dieser hat die in Fig. 1 dargestellten Koordinaten 13a und 13b auf den beiden Maßstäben 6a und 6b. Die Antriebsvorrichtung 5 wird durch die Steuerungsvorrichtung 7 deaktiviert, wenn der Lagemomentanwert 13 im Wesentlichen mit dem Lagezielwert 12 übereinstimmt, d. h. wenn der Lagezielwert 12 erreicht bzw. überschritten ist.
Aufgrund der endlichen Reaktionszeit der Steuerungsvorrichtung 7, nämlich Erfassen eines Wegpunktes, d. h. der Dauer ("Übertragungszeit"), die für die Übertragung der Bewegungsinformation von der Sensorvorrichtung 6 zu der Steuerungsvorrichtung 7 benötigt wird, Laden eines Wertes in den Vergleicher, Ausführen des Vergleichs, usw. befindet sich das Werkzeug 1 zu dem Zeitpunkt, zu dem die Steuerungsvorrichtung 7 die Bewegungsinformation erhalten hat, nicht mehr exakt an der übertragenen Position, d. h. an der Position mit den Koordinaten 13a und 13b, sondern in Bewegungsrichtung gesehen bereits hinter diesem Wegpunkt. (Wenn äußere Kräfte auf das Werkzeug wirken, so kann es sich auch in Bewegungsrichtung gesehen wieder vor diesem Wegpunkt befinden.) Mit anderen Worten, der Steuerungsvorrichtung 7 ist die genaue Position des Werkzeugs 1 nach Beendigung der Bewegung u. U. nicht bekannt, u. a. aufgrund ihrer endlichen Rechenzeit. Diese Situation ist in Fig. 1 dadurch angedeutet, dass die "Symmetrieachse" des Werkzeugs 1 nicht genau vertikal verläuft, sonder schräg gezeichnet ist: der obere Teil, der dem Lagemomentanwert 13 entspricht, "läuft" dem Lageistwert 11 über dem Werkstückträger 4 hinterher. Durch diesen Unterschied zwischen berechneter Position und physikalischer Position kommt es zu Fehlsteuerungen bei folgenden Bewegungen des Werkzeugs, da die genaue Startposition 8 für die nachfolgenden Bewegungen nicht bekannt ist.
Um eine derartige Fehlsteuerung bei späteren Bewegungen des Werkzeugs 1 zu vermeiden, wird erfindungsgemäß am Ende eines Teilabschnitts des Verfahrweges 10 nach der Deaktivierung der Antriebsvorrichtung 5 des Werkzeugs noch einmal der Lageistwert 11 des Werkzeugs durch die Steuerungsvorrichtung erfasst. Zu diesem Zeitpunkt ruht das Werkzeug 1 in der Regel, und es gibt keine Differenz zwischen dem Lagemomentanwert 13, der aus den im ruhenden Zustand übertragenen Bewegungsinformationen berechnet wurde, und dem Lageistwert 11 des Werkzeugs 1. Mit anderen Worten, in dieser Situation stimmen Lageistwert 11 und Lagemomentanwert 13 überein. Im Idealfall ist neue Lageistwert 11 identisch mit dem Lagezielwert 12. In der Praxis ist diese Übereinstimmung jedoch nicht immer gegeben, und es ergibt sich eine Differenz zwischen dem Lageistwert 11 und dem Lagezielwert 12. Der Wert dieser Differenz zwischen dem Lageistwert 11 und dem Lagezielwert 12 wird für die Berücksichtigung bei späteren Bewegungen des Werkzeugs 1 zyklisch bestimmt und in einem Register 14 abgespeichert. Er wird in der Steuerungsvorrichtung 7 beim Bilden des Lagezielwertes des Werkzeugs 1 bei einer weiteren Bewegung hinzugefügt, so dass der tatsächlich durchfahrene zweite Verfahrweg 10 zwischen dem Lagezielwert 12 und der Zielposition 9 je nach Abweichung zwischen dem Lageistwert 11 und dem Lagezielwert 12 kürzer oder länger ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird so sichergestellt, dass der "Fehler" bei dem ersten Verfahrweg 10 zwischen den Punkten 8 und 12 sich nicht auf die folgenden Teilabschnitte des Verfahrwegs 10, beispielsweise zwischen den Punkten 12 und 9, auswirkt.
Ein Beispiel für den Ablauf einer Bewegung mit Korrektur eines Lagezielwertfehlers aufgrund einer vorigen Bewegung ist in Fig. 2 gezeigt. In dem Beispiel nach Fig. 2 ist das Werkzeug 1 mit einem Weggeber verbunden, und die Bewegungsinformation enthält dementsprechend Weginformation {xn}. Die Wegerfassung bildet den aktuellen Lageistwert in einem parametrierbaren Wertebereich ab und berechnet zusätzlich eine vorzeichenbehaftete Inkrementdifferenz zum vorherigen Lageistwert. Diese Inkrementdifferenz wird einer (nicht dargestellten) Vergleicherlogik zugeführt. Der Vergleicher wird mit einer Anzahl von zu verfahrenden Inkrementen (Wegstücken) unter Berücksichtigung des Vorzeichens geladen. Entweder werden die zu verfahrenden Inkremente direkt geladen oder es werden die zu verfahrenden Inkremente zum aktuellen Inhalt des Vergleichers addiert. Unterschreitet der neu gebildete Vergleicherwert den Wert Null, ist der Vergleich erfüllt, und das Ereignis wird gemeldet. Weitere Inkrementdifferenzen werden unabhängig vom Ansprechen des Vergleichers weiter im Vergleicher verrechnet.
Der Wert V in dem Register 14 wird zu Beginn einer ersten Bewegung, d. h. zum Zeitpunkt t1 in den Vergleicher ausgegeben. Dieser Wert wird bei einer Wegänderung unter Berücksichtigung des Vorzeichens verändert. Zum Zeitpunkt t2 ist der Vergleichswert erreicht, und ein Interrupt (Exception) wird erzeugt. Im Weiteren werden die Inkremente im aktuellen Vergleichswert berücksichtigt. Zum Zeitpunkt t3 wird der Vergleicher erneut durch Vorgabe eines Wertes V' aktiviert, bei dem die aktuelle Vergleichsdifferenz berücksichtigt ist, d. h. der jetzige Wert ist in der dargestellten Ausführungsform kleiner als V. Die Situation ist anschließend die gleiche wie zwischen t1 und t2, und schließlich wird zum Zeitpunkt t4 erneut ein Interrupt generiert etc.
Der aktuelle Vergleicherwert kann jederzeit gelesen und zur Restweganzeige verwendet werden. Wird das Ansprechen des Vergleichers erkannt, erfolgt üblicherweise ein Umladen des Vergleichers. Er kann unabhängig von der aktuellen Änderung des Lageistwertes und unabhängig davon, ob der aktuelle Vergleicherwert zum Zeitpunkt des Umladens größer oder kleiner ist als der neue Vergleicherwert, mit einem neuen Wegstück geladen werden. Durch das Laden wird der Vergleicher wieder aktiviert.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 3 dargestellt. Der momentane Lageistwert 11 wird in Schritt 15 erfasst. Der Lagezielwert 12 wird in Schritt 16gebildet. Selbstverständlich kann die Reihenfolge von Schritt 15 und Schritt 16 jedoch auch umgekehrt werden, da der aktuelle Lageistwert 11 und der Lagezielwert 12 unabhängig voneinander sind.
In Schritt 17 wird abgefragt, ob die folgende Bewegung des Werkzeugs 1 die erste Bewegung ist oder nicht. Mit anderen Worten, es wird überprüft, ob die jetzige Position des Werkzeugs 1 zuverlässig ist oder ob bereits eine Abweichung von der Startposition vorliegt. Ist die anstehenden Bewegung nicht die Anfangsbewegung des Werkzeugs, so wird in Schritt 18 der Registerwert aus dem Register 14 geladen und mit diesem der Lagezielwert entsprechend modifiziert. Danach springt das Verfahren zu der Aktivierung der Antriebsvorrichtung 5 in Schritt 19. Die Aktivierung der Antriebsvorrichtung in Schritt 19 folgt direkt auf die Abfrage in Schritt 17, wenn die anstehende Bewegung des Werkzeugs 1 die erste Bewegung ist.
Bei der Bewegung des Werkzeugs 1 wird die Bewegungsgröße des Werkzeugs in Schritt 20 fortlaufend abgefragt, wobei es aufgrund der endlichen Übertragungsgeschwindigkeit und der endlichen Rechengeschwindigkeit des Vergleichers immer zu einer Diskrepanz zwischen dem von der Steuerungsvorrichtung berechneten Lagemomentanwert und dem Lageistwert des Werkzeugs kommt.
In Schritt 21 wird abgefragt, ob der Lagezielwert 12 erreicht wurde. Wenn dies noch nicht der Fall ist, werden die Schritte 19 und 20 wiederholt, bis der Lagemomentanwert 13 gleich dem Lagezielwert 12 ist, d. h. bis der Vergleich erfüllt ist. Dabei kann implizit eine Differenz zwischen dem Lagemomentanwert 13 und dem Lagezielwert 12 vorgesehen sein, mit der die Trägheit des Werkzeugs 1 bei der Bewegung nach der Deaktivierung der Antriebsvorrichtung berücksichtigt wird.
Wird dagegen in Schritt 21 festgestellt, dass das Werkzeug an dem Lagezielwert angekommen ist (Vergleich erfüllt), wird in Schritt 22 die Antriebsvorrichtung 5 deaktiviert. Weiterhin wird erfindungsgemäß in Schritt 23 der Lageistwert nach Stillstand des Werkzeugs erfasst, und in Schritt 23 wird die Differenz zwischen Lagezielwert und Lageistwert gebildet und in dem Register 14 gespeichert. Dadurch ist gewährleistet, dass Lageistwertänderungen zwischen zwei Verfahrbewegungen z. B. durch äußere Kräfte immer berücksichtigt werden. Die Steuerungsvorrichtung 7 ist zeitlich entkoppelt, da quasi beliebig viel Zeit zwischen dem Ansprechen der Vergleicherlogik und dem erneuten Laden der Vergleicherlogik vergehen kann.
Anschließend wird die Routine beendet, es erfolgt ein Rücksprung zum nächsten Durchlauf, der wiederum mit Schritt 15 beginnt.
Die Wegerfassung in Schritt 20 arbeitet zyklisch. Entweder wird sie dabei durch einen Taktgeber (zeitäquidistant) angesteuert oder durch Zählflanken bzw. fehlerfrei empfangenem Telegramm (kontinuierlich) angesteuert. Jeder fehlerfrei übertragene Wert wird sofort weiterverarbeitet, und aus den eingetakteten Datenbits wird ein normierter Geberwert erzeugt. Der ermittelte Lageistwert liegt immer im Wertebereich zwischen 0 und Maximalwert (Maxink-Register, Rundachsenende). Jeder Zählimpuls verändert den 32Bit Vorwärts-/Rückwärts-Zähler. Durch Vorgabe einer Vergleichsdifferenz wird der entsprechende Vergleichswert als Vergleichsdifferenz geladen. Bei Eintrag eines Vergleichswertes wird stets eine Übertragung angestoßen und eine Inkrementdifferenz ermittelt. Nach oder bei Erreichen des Vergleichswertes wird ein Interrupt ausgelöst. Nach erfüllter Vergleichsbedingung werden im Vergleichsregister die weiteren Inkremente weiterhin aufsummiert, es erfolgt jedoch keine weitere Reaktion mehr, bis erneut der Vergleich aktiviert wird.
Vorzugsweise wird bei der Bildung der Differenz das Vorzeichen der Differenz berücksichtigt. Bei einem Ladevorgang mit positivem Vergleichswert ist der Vergleich erfüllt, wenn der aktuelle Vergleichswert kleiner oder gleich dem geladenen Vergleichswert ist. Bei einem Ladevorgang mit negativem Vergleichswert ist der Vergleich erfüllt, wenn der aktuelle Vergleichswert größer oder gleich dem geladenen Vergleichswert ist.
Die Erfindung wurde oben anhand eines Werkzeugs erläutert, das gegenüber einem Werkstückträger bewegt wird. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass die Erfindung ebenso gut anwendbar ist, wenn ein Werkstück gegenüber einem Werkzeug bewegt wird oder allgemein sonstige Gegenstände relativ zueinander bewegt werden.
Ferner wurde in der obigen Beschreibung davon ausgegangen, dass die Bewegungsinformation Weginformation {xn} enthält. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass die Bewegungsinformation statt dessen oder zusätzlich ebenso gut eine Geschwindigkeitsinformation v enthalten kann. So kann bei Übermittlung von Geschwindigkeitsinformation die Antriebsvorrichtung 5 derart aktiviert werden, dass das Einstellen der Lage des Werkstücks in wenigstens einem ersten Intervall mit einer hohen Geschwindigkeit (Eilgeschwindigkeit) und in wenigstens einem zweiten Intervall mit einer niedrigen Geschwindigkeit (Schleichgeschwindigkeit) erfolgt. Dazu muss allerdings die Geschwindigkeitsinformation vor der Verarbeitung durch die Steuerungsvorrichtung 7 in eine Weginformation gewandelt werden.
Die Erfindung wurde anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem ein Rückwärtszähler eingesetzt wurde. Die Erfindung kann aber ebenso gut mit einem Vorwärtszähler implementiert werden. Dazu muss die oben beschriebene Logik invertiert werden, was dem Fachmann allgemein bekannt ist.

Claims

1. Verfahren zum Einstellen der Lage insbesondere eines Werkstücks (1) durch wenigstens eine Antriebsvorrichtung (5), wobei das Werkstück mit wenigstens einer Sensorvorrichtung (6a, 6b) verbunden ist, die wenigstens eine Bewegungsinformation (v, {xn}) an eine Steuerungsvorrichtung (7) ausgibt, mit den Schritten:

- Erfassen eines Lageistwertes (11) des Werkstückes durch die Steuerungsvorrichtung,

- Bilden eines Lagezielwertes (12) des Werkstückes durch die Steuerungsvorrichtung,

- Aktivieren der wenigstens einen Antriebsvorrichtung (5) des Werkstücks durch die Steuerungsvorrichtung,

- Erfassen der wenigstens einen Bewegungsgröße (v, {xn}) und Berechnen eines Lagemomentanwertes (13) des Werkstückes durch die Steuerungsvorrichtung,

- Beenden der Aktivierung der Antriebsvorrichtung durch die Steuerungsvorrichtung, wenn der Lagemomentanwert (13) im Wesentlichen gleich dem Lagezielwert (12) ist,

gekennzeichnet durch,

- Erfassen des Lageistwertes (11) des Werkstückes durch die Steuerungsvorrichtung nach Beenden der Aktivierung der Antriebsvorrichtung,

- Bilden eines Differenzwertes zwischen dem Lageistwert (11) und dem Lagezielwert (12) des Werkstückes und Abspeichern des Differenzwertes in einem Register (14), wobei die Steuerungsvorrichtung bei dem Bilden eines weiteren Lagezielwertes des Werkstückes den Differenzwert in dem Register berücksichtigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen der Lage des Werkstücks (1) durch wenigstens eine Antriebsvorrichtung ausgehend von einer vorgegebenen Startposition (8) in eine vorgegebene Zielposition (9) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellen der Lage des Werkstücks durch wenigstens eine Antriebsvorrichtung entlang eines vorgegebenen Verfahrweges (10) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung (6a, 6b) des Werkstücks einen Weggeber umfasst und die wenigstens eine Bewegungsinformation (v, {xn}) Weginformation enthält.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensorvorrichtung (6a, 6b) des Werkstücks einen Geschwindigkeitsgeber umfasst und die wenigstens eine Bewegungsinformation (v, {xn}) eine Geschwindigkeitsinformation enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung die wenigstens eine Bewegungsinformation (v, {xn}) zyklisch nach einem Zeitintervall abfragt, dessen Länge von einem externen Taktgeber vorgegeben ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsvorrichtung die wenigstens eine Bewegungsinformation (v, {xn}) abfragt, sobald ein Datentelegramm mit der Bewegungsinformation fehlerfrei empfangen worden ist.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Antriebsvorrichtung derart durch die Steuerungsvorrichtung aktiviert wird, dass das Einstellen der Lage des Werkstücks durch die wenigstens eine Antriebsvorrichtung in wenigstens einem ersten Intervall mit einer hohen Geschwindigkeit (Eilgeschwindigkeit) und in wenigstens einem zweiten Intervall mit einer niedrigen Geschwindigkeit (Schleichgeschwindigkeit) erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzwert zwischen dem Lageistwert (11) und dem Lagezielwert (12) des Werkstückes je nach Bewegungsrichtung des Werkstückes ein Vorzeichen aufweist.