DE102022204141A1 - CONTROL SYSTEM, CONTROL PROCEDURE AND PROGRAM - Google Patents
CONTROL SYSTEM, CONTROL PROCEDURE AND PROGRAM Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022204141A1 DE102022204141A1 DE102022204141.0A DE102022204141A DE102022204141A1 DE 102022204141 A1 DE102022204141 A1 DE 102022204141A1 DE 102022204141 A DE102022204141 A DE 102022204141A DE 102022204141 A1 DE102022204141 A1 DE 102022204141A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- moving
- time
- target
- speed
- acceleration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/30—Accessories, mechanical or electrical features
- G01N2223/33—Accessories, mechanical or electrical features scanning, i.e. relative motion for measurement of successive object-parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Es wird eine Technik bereitgestellt, bei der in einem Gerät mit mehreren beweglichen Teilen die Geschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt des beweglichen Teils die Sollgeschwindigkeit ist, und die mehreren beweglichen Teile synchron bewegt werden. Steuersystem eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen, die sich bewegen können, gekennzeichnet durch:
ein Mittel zur Berechnung einer Bewegungsbahn, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungsbahn berechnet,
ein Mittel zur Berechnung einer Bewegungszeit, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, bei der eine Sollendgeschwindigkeit realisiert werden kann,
ein Mittel zur Bestimmung einer gemeinsamen Bewegungszeit, das auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit realisieren kann, und
ein Steuerbefehlsmittel, das das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.
A technique is provided in which, in an apparatus having a plurality of moving parts, the speed at the trajectory end point of the moving part is the target speed, and the plurality of moving parts are moved synchronously. Control system of a device with several moving parts that can move, characterized by:
a trajectory calculation means that calculates a trajectory for each of the plurality of moving parts,
a moving time calculation means that calculates, for each of the plurality of moving parts, a moving time at which a target final speed can be realized,
a common moving time determination means that determines a single common moving time at which each of the plurality of moving parts can realize the target final speed based on the plurality of moving times calculated for each of the plurality of moving parts, and
a control command means that causes the apparatus to perform control including speed control in which each of the plurality of moving parts moves from the one point to the end point on each of the detected moving trajectories with the common moving time.
Description
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATION
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr.
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung einer Vorrichtung mit mehreren beweglichen Teilen, die sich zumindest zweidimensional bewegen können.The present invention relates to the control of a device with several moving parts that can move at least two-dimensionally.
HINTERGRUNDTECHNIKBACKGROUND TECHNOLOGY
Herkömmlicherweise wurden häufig Vorrichtungen verwendet, bei denen mehrere bewegliche Teile (im Folgenden auch als Achsgruppen bezeichnet) koordiniert werden, um Arbeiten durchzuführen. Es gibt verschiedene Arten und Verwendungszwecke solcher Vorrichtungen, z. B. Röntgenprüfgeräte, bei denen Röntgenbilder eines zu prüfenden Objekts, z B. einer Grundplattenoberfläche, aus mehreren Richtungen aufgenommen werden, dreidimensionale Daten aus den mehreren aufgenommenen Röntgenbildern erstellt werden, und die innere Struktur der Prüfstelle geprüft wird.Conventionally, devices in which a plurality of moving parts (hereinafter also referred to as axle groups) are coordinated to perform works have often been used. There are various types and uses of such devices, e.g. B. X-ray inspection apparatuses in which X-ray images of an object to be inspected, e.g.
In solchen Röntgenprüfgeräten werden Röntgenstrahlen von einer Röntgenquelle auf die Prüfstelle des zu prüfenden Objekts abgestrahlt und die durchgelassenen Röntgenstrahlen von einer Röntgenkamera aufgenommen. Dann werden mehrere Röntgenbilder aufgenommen, wobei die relative Position zwischen der Röntgenquelle, dem zu prüfenden Objekt und der Röntgenkamera verändert wird. Hierbei wird mindestens eine der Röntgenquelle, des zu prüfenden Objekts und der Röntgenkamera in Schwenkbewegung gebracht, wodurch ihre relative Position verändert wird, und wenn eine Schwenkbewegung beendet und die Aufnahme der Prüfstelle beendet ist, wird eine Fortbewegung in die Aufnahmeposition für die Aufnahme der nächsten Prüfstelle vorgenommen und eine weitere Schwenkbewegung erfolgt. Hierbei war es üblich, dass die beweglichen Teile, wie z. B. die Röntgenquelle, zum Übergangszeitpunkt zwischen der Fort- und der Schwenkbewegung, also vor und nach der Schwenkbewegung, angehalten werden und dann die nächste Fort- und Schwenkbewegung wieder gestartet wird.In such X-ray inspection devices, X-rays are radiated from an X-ray source onto the inspection site of the object to be inspected and the transmitted X-rays are recorded by an X-ray camera. Then several X-ray images are taken, changing the relative position between the X-ray source, the object to be examined and the X-ray camera. Here, at least one of the X-ray source, the object to be inspected and the X-ray camera is made to swing, thereby changing their relative position, and when a swing movement is completed and the inspection point is finished, it is moved to the imaging position for imaging the next inspection point made and another pivoting movement takes place. Here it was common that the moving parts such. B. the X-ray source, at the transition time between the forward and the pivoting movement, ie before and after the pivoting movement, stopped and then the next forward and pivoting movement is started again.
Ein solcher Anhaltevorgang selbst verursacht eine Verlängerung der Gesamtprüfzeit, und bei einer Schwenk- und Fortbewegung aus dem Stillstand sind die Röntgenquelle und Röntgenkamera aufgrund von Beschleunigungsänderungen anfällig für Schwingungen und die Bildqualität reduziert sich, so dass eine Leerzeit vorliegt, in der keine Prüfbilder aufgenommen werden können, bis die Schwingung nachlässt, was die Prüfzeit weiter verlängert.Such a stopping operation itself causes an increase in the total inspection time, and when panning and moving from a standstill, the X-ray source and X-ray camera are susceptible to vibration due to changes in acceleration and the image quality is reduced, so that there is an idle time in which no inspection images can be taken until the vibration subsides, further increasing the test time.
Daher ist es denkbar, die Prüfzeit zu verkürzen, indem die Anhaltezeit vor und nach der Schwenkbewegung eliminiert und die Schwenk- und Fortbewegung mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit (Beschleunigung, Ruck) verbindet. Da jedoch die Röntgenquelle und die Röntgenkamera in Bezug auf das zu prüfende Objekt gegenüberliegend positioniert werden müssen, muss die Bewegungszeit der beiden gleich lang sein, um die Anhaltzeit zu eliminieren und das Timing des Beginns der Schwenkbewegung der Röntgenquelle und der Röntgenkamera aufeinander abzustimmen.Therefore, it is conceivable to shorten the test time by eliminating the stopping time before and after the slewing motion and connecting the slewing and locomotion with a continuous speed (acceleration, jerk). However, since the X-ray source and the X-ray camera must be oppositely positioned with respect to the object to be inspected, the movement time of the two must be equal in order to eliminate the stop time and to match the timing of the beginning of the panning movement of the X-ray source and the X-ray camera.
Um die Bewegungszeit zwischen zwei Punkten festzulegen und die beiden glatt zu verbinden, damit die Beschleunigung nicht diskontinuierlich ist, ist es denkbar, das bewegliche Teil mittels einer Bahn zu bewegen, die eine quintische Interpolation verwendet, wie z. B. in Tsuneo Yoshikawa, Fundamentals of Robot Control, CORONA Publishing Co., Ltd., 1988, S. 132-133 offenbart ist. Die Bewegungswege der Röntgenquelle und der Röntgenkamera stimmen jedoch nicht unbedingt überein, und wenn der Bewegungsweg einer der beiden kurz ist, kann sich eine zur Anpassung der Bewegungszeit erzeugte Bewegungsbahn größer als nötig ausdehnen und den beweglichen Bereich des Geräts überschreiten.In order to fix the moving time between two points and to connect the two smoothly so that the acceleration is not discontinuous, it is conceivable to move the moving part by means of a trajectory using a quintic interpolation, such as e.g. as disclosed in Tsuneo Yoshikawa, Fundamentals of Robot Control, CORONA Publishing Co., Ltd., 1988, pp. 132-133. However, the movement paths of the X-ray source and the X-ray camera do not necessarily coincide, and if the movement path of either one is short, a movement path generated to adjust the movement time may expand more than necessary and exceed the movable range of the device.
In dieser Hinsicht beschreibt
ÜBERSICHT DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die in
Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf das obige Problem, und das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Technik bereitzustellen, die in einem Gerät mit mehreren beweglichen Teilen eine geeignete Bewegungsbahn für jedes bewegliche Teil erzeugt und eine Steuerung realisiert, bei der die Geschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt jedes beweglichen Teils die Sollgeschwindigkeit ist, und die mehreren beweglichen Teile synchron bewegt werden.The present invention has been made in view of the above problem, and the object of the present invention is to provide a technique which, in an apparatus having a plurality of moving parts, generates an appropriate trajectory for each moving part and realizes control in which the speed at Trajectory end point of each moving part is the target speed, and the plurality of moving parts are moved synchronously.
Die vorliegende Erfindung zu Lösen der obigen Aufgabe wendet die folgende Ausbildung an: Steuersystem eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen, gekennzeichnet durch;
ein Mittel zur Berechnung einer Bewegungsbahn, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine ermittelte Bewegungsbahn berechnet, die ein Weg ist, der einen Startpunkt und einen Endpunkt für die Bewegung des beweglichen Teils verbindet und unter Verwendung eines Polynoms ermittelt wird,
ein Mittel zur Berechnung einer Bewegungszeit, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, die eine Zeit ist, die für die Bewegung von einem Punkt zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn erforderlich ist, und bei der eine Sollendgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil am Endpunkt beibehalten soll, realisiert werden kann,
ein Mittel zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit, das auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit am Endpunkt realisieren kann, und
ein Steuerbefehlsmittel, das das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.The present invention to achieve the above object adopts the following structure: Control system of an apparatus with multiple moving parts, characterized by;
a trajectory calculation means that calculates, for each of the plurality of movable parts, a determined trajectory that is a path connecting a start point and an end point for the movement of the movable part and is determined using a polynomial,
a moving time calculating means which calculates, for each of the plurality of moving parts, a moving time which is a time required for moving from a point to the end point on the detected moving trajectory and at which a final target speed which is a predetermined speed , which is to keep the moving part at the end point, can be realized
a common moving time determination means that determines a single common moving time at which each of the plurality of moving parts can realize the final target speed at the end point, based on the plurality of moving times calculated for each of the plurality of moving parts, and
a control command means that causes the apparatus to perform control including speed control in which each of the plurality of moving parts moves from the one point to the end point on each of the detected moving trajectories with the common moving time.
Hierdurch ist es möglich, in einem Gerät mit mehreren beweglichen Teilen für jedes bewegliche Teil eine geeignete Bewegungsbahn zu erzeugen, und derart zu steuern, dass die Geschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt jedes beweglichen Teils die Sollgeschwindigkeit ist, und sich die mehreren beweglichen Teile synchron bewegen.This makes it possible to create an appropriate trajectory for each movable part in an apparatus having multiple moving parts, and to control such that the speed at the trajectory end point of each moving part is the target speed and the multiple moving parts move synchronously.
Das Mittel zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit kann ferner die längste der mehreren für jedes der mehreren beweglichen Teile berechneten Bewegungszeiten als gemeinsame Bewegungszeit bestimmten. Hierdurch ist es möglich, eine gemeinsame Bewegungszeit festzulegen, bei der sich alle beweglichen Teile problemlos bewegen können, und bei der sich jedes bewegliche Teil als Gesamtgerät am effizientesten bewegen kann.The common moving time determination means may further determine the longest of the plural moving times calculated for each of the plural moving parts as a common moving time. This makes it possible to set a common moving time where all moving parts can move smoothly and where each moving part can move most efficiently as a whole device.
Das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit kann ferner eine Bewegungszeit restlicher Bahn berechnen, die erforderlich ist, um den Endpunkt von der aktuellen Position jedes der mehreren beweglichen Teile in jedem vorbestimmten Steuerzyklus bei der Bewegungssteuerung der beweglichen Teile zu erreichen,
das Mittel zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit kann auf der Basis der Bewegungszeit restlicher Bahn, die für jedes der mehreren beweglichen Teile in jedem vorbestimmten Steuerzyklus berechnet wird, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn in jedem vorbestimmten Steuerzyklus bestimmen und aktualisieren, und
das Steuerbefehlsmittel kann das Gerät zur Durchführung einer Steuerung veranlassen, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von jeder der aktuellen Position zum Endpunkt mit der neuesten gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn bewegt, die in jedem Steuerzyklus aktualisiert wird.The moving time calculation means may further calculate a remaining path moving time required to reach the end point from the current position of each of the plurality of movable parts in each predetermined control cycle in the movement control of the movable parts.
the common moving time determining means may determine and update a single common remaining orbit moving time in each predetermined control cycle based on the remaining orbit moving time calculated for each of the plurality of movable parts in each predetermined control cycle, and
the control command means may cause the apparatus to perform control in which each of the plurality of moving parts moves from each of the current position to the end point with the latest remaining path common moving time updated in each control cycle.
Durch diese Ausbildung ist die synchrone Steuerung von mehreren beweglichen Teilen in Echtzeit möglich. Daher kann die Bewegung der beweglichen Teile gesteuert werden, ohne die Bewegungszeit vorab zu berechnen. Auch wenn es aus irgendeinem Grund unmöglich wird, dass die beweglichen Teile die Bewegung innerhalb der berechneten Bewegungszeit abschließen, ist es möglich, die Bewegungszeit in Echtzeit zu korrigieren und die synchrone Steuerung der mehreren beweglichen Teile fortzusetzen.With this design, the synchronous control of multiple moving parts in real time is possible. Therefore, the movement of the moving parts can be controlled without calculating the movement time in advance. Even if for some reason it becomes impossible for the moving parts to complete the movement within the calculated moving time, it is possible to correct the moving time in real time and continue the synchronous control of the multiple moving parts.
Das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit kann ferner die Bewegungszeit restlicher Bahn unter Verwendung der aktuellen Geschwindigkeit des beweglichen Teils, der Sollendgeschwindigkeit und der restlichen Bahnlänge des beweglichen Teils von der aktuellen Position bis zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn berechnen. Die restliche Bahnlänge kann z. B. mit einem Sensor gemessen oder mit Hilfe einer elementaren Funktion usw. rechnerisch ermittelt werden.The moving time calculation means may further calculate the remaining trajectory moving time using the current speed of the moving part, the final target speed and the remaining trajectory length of the moving part from the current position to the end point of the detected moving trajectory. The remaining track length can be B. measured with a sensor or calculated using an elementary function, etc. are determined.
Das Steuersystem weist ein Mittel zur Berechnung der Beschleunigung weiter auf, das in jedem Steuerzyklus und für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Sollbeschleunigung oder einen Sollruck zum Erreichen des Endpunkts der ermittelten Bewegungsbahn berechnet, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann, und das Steuerbefehlsmittel kann das Gerät zur Durchführung einer Bewegungssteuerung für jedes der mehreren beweglichen Teile veranlassen, die die Sollbeschleunigung oder den Sollruck erfüllt, die in jedem Steuerzyklus berechnet werden.The control system further includes an acceleration calculation means that calculates a target acceleration or a target jerk for reaching the end point of the determined moving trajectory in each control cycle and for each of the plurality of moving parts, so that the target final speed can be realized in the common moving time remaining trajectory , and the control command means may cause the apparatus to perform motion control for each of the plurality of moving parts that satisfies the target acceleration or jerk calculated in each control cycle.
Außerdem kann das Mittel zur Berechnung der Beschleunigung in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung accRefNonLimited, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die aktuelle Geschwindigkeit actVel, die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn tLeft, und die Geschwindigkeit Vnec ist, die erforderlich ist, um den Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn zu erreichen, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann, die Sollbeschleunigung durch folgende Gleichung berechnen: accRefNonLimited = (2 x Vnec - refVelEnd - actVel)/tLeft.In addition, the means for calculating the acceleration can be used on the assumption that the target acceleration is accRefNonLimited, the target final velocity refVelEnd, the actual velocity is actVel, the common remaining trajectory moving time tLeft, and the velocity Vnec required to reach the end point of the detected trajectory reach so that the target final speed can be realized in the common movement time of the remaining path, calculate the target acceleration using the following equation: accRefNonLimited = (2 x Vnec - refVelEnd - actVel)/tLeft.
Das Mittel zur Berechnung der Beschleunigung kann ferner unter Verwendung eines vorbestimmten Beschleunigungskorrekturfaktors α und in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung accRefNonLimited, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die aktuelle Geschwindigkeit actVel, die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn tLeft, und die Geschwindigkeit Vnec ist, die erforderlich ist, um den Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn zu erreichen, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann, die Sollbeschleunigung durch folgende Gleichung berechnen: accRefNonLimited = (Vnec - actVel + α × (Vnec - refVelEnd))/tLeft.The means for calculating the acceleration can further be calculated using a predetermined acceleration correction factor α and assuming that the target acceleration is accRefNonLimited, the target final velocity refVelEnd, the actual velocity is actVel, the common remaining path moving time tLeft, and the velocity Vnec required In order to reach the end point of the determined trajectory so that the target final speed can be realized in the common movement time of the remaining trajectory, calculate the target acceleration using the following equation: accRefNonLimited = (Vnec - actVel + α × (Vnec - refVelEnd))/tLeft.
Die gemeinsame Bewegungszeit wird durch die in jedem Steuerzyklus berechnete Bewegungszeit restlicher Bahn aktualisiert, was zu einer Erhöhung der Beschleunigung am Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn führen kann. In diesem Fall wird unter Verwendung des oben beschriebenen Beschleunigungskorrekturfaktors α eine Beschleunigung berechnet, die größer ist als die zur Realisierung der Sollendgeschwindigkeit erforderliche Beschleunigung, und die Geschwindigkeit des beweglichen Teils wird vorab erhöht, wodurch verhindert werden kann, dass die Beschleunigung am Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn diskontinuierlich ist (sich die Beschleunigung plötzlich ändert).The common moving time is updated by the remaining trajectory moving time calculated in each control cycle, which may result in an increase in acceleration at the end point of the calculated moving trajectory. In this case, using the acceleration correction factor α described above, an acceleration greater than the acceleration required to realize the target final speed is calculated, and the speed of the moving part is increased in advance, which can prevent the acceleration from occurring at the end point of the detected trajectory is discontinuous (acceleration changes suddenly).
Wenn die berechnete Sollbeschleunigung oder der Sollruck einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, kann das Mittel zur Berechnung der Beschleunigung ferner den Grenzwert als Sollbeschleunigung oder Sollruck ausgeben. In einer solchen Ausbildung können die Beschleunigung und der Ruck beschränkt werden, so dass der vorbestimmte Grenzwert, der auf der Grundlage der Belastung des Geräts usw. festgelegt wird, nicht überschritten wird.Further, when the calculated target acceleration or jerk exceeds a predetermined limit value, the acceleration calculating means may output the limit value as a target acceleration or jerk. With such a configuration, the acceleration and the jerk can be restrained so as not to exceed the predetermined limit value set based on the load on the device, etc.
Die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn kann auch als ganzzahliges Vielfaches des Steuerzyklus bestimmt werden. Ist die berechnete Bewegungszeit kein ganzzahliges Vielfaches des Steuerzyklus, so bestehen die Probleme, dass die Beschleunigung am Bahnverbindungspunkt (Start- und Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn) diskontinuierlich ist und das Rauschen am Bahnverbindungspunkt auftritt, so dass diese Ausbildung vorzuziehen ist.The common movement time of the remaining path can also be determined as an integer multiple of the control cycle. When the calculated moving time is not an integral multiple of the control cycle, there are problems that the acceleration at the trajectory connection point (starting and ending point of the detected moving trajectory) is discontinuous and the noise occurs at the trajectory connection point, so this configuration is preferable.
Das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit kann vor der Bewegungssteuerung der beweglichen Teile eine Bewegungszeit gesamter Bahn, die die Bewegungszeit vom Startpunkt zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn ist, für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnen, und das Mittel zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit kann auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten gesamter Bahn, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit gesamter Bahn bestimmen. Hierdurch kann die Bewegungssteuerung reibungslos durchgeführt werden, nachdem die Bewegungszeit des beweglichen Teils vorab berechnet wird.The moving time calculation means may calculate a total trajectory moving time, which is the moving time from the start point to the end point of the detected moving trajectory, for each of the plurality of moving parts before the moving parts are controlled, and the common moving time determining means may based on of the multiple total path travel times calculated for each of the multiple moving parts, a single common motion determine the running time of the entire track. Thereby, the movement control can be performed smoothly after the movement time of the moving part is calculated in advance.
Außerdem kann das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit in der Annahme, dass zumindest eine Sollanfangsgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil an dem Startpunkt beibehalten soll, und die Sollendgeschwindigkeit Eingangsinformationen sind, eine Zeit, in der die Beschleunigung von der Sollanfangsgeschwindigkeit bis zum Erreichen der Sollendgeschwindigkeit konstant ist, wenn sich das bewegliche Teil vom Startpunkt bis zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn bewegt, als Bewegungszeit berechnen. Hierdurch kann das bewegliche Teil vom Bewegungsbahnendpunkt glatter zur nächsten Bewegung übergehen, da die Beschleunigung vom Startpunkt bis zum Endpunkt der Bewegungsbahn konstant und kontinuierlich ist.In addition, assuming that at least an initial target speed which is a predetermined speed that the moving part is to maintain at the starting point, and the final target speed are input information, the moving time calculation means may calculate a time in which the acceleration is to be accelerated from the initial target speed to is constant to reach the target final speed when the moving part moves from the starting point to the end point of the determined trajectory as the movement time. This allows the moving part to transition from the trajectory end point to the next motion more smoothly because the acceleration from the start point to the end point of the trajectory is constant and continuous.
Das Mittel zur Berechnung der Bewegungszeit kann ferner in der Annahme, dass die Sollanfangsgeschwindigkeit, die Sollendgeschwindigkeit und eine Grenzbeschleunigung, die ein Grenzwert der Beschleunigung ist, bis das bewegliche Teil von der Sollanfangsgeschwindigkeit die Sollendgeschwindigkeit erreicht, Eingangsinformationen sind, durch Suchen der Bewegungszeit mit einer Beschleunigung, die die Grenzbeschleunigung nicht überschreitet, die Bewegungszeit berechnen.The moving time calculation means may further, assuming that the initial target speed, the final target speed, and a limit acceleration that is a limit value of the acceleration until the moving part reaches the final target speed from the target initial speed are input information, by searching the moving time with an acceleration , which does not exceed the limit acceleration, calculate the movement time.
In der Annahme, dass die Grenzbeschleunigung eine Grenzsollbeschleunigung refAcc von der Sollanfangsgeschwindigkeit bis zum Erreichen der Sollendgeschwindigkeit des beweglichen Teils ist, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd ist, die Sollanfangsgeschwindigkeit refVelStart ist und die restliche Bahnlänge bis zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn resLen ist, kann die Grenzsollbeschleunigung durch folgende Gleichung bestimmt werden: refAcc = (refVelEnd2 - refVelStart2)/(2 × resLen).Assuming that the limiting acceleration is a target acceleration limit refAcc from the target initial speed until the target final speed of the moving part is reached, the target final speed is refVelEnd, the target initial speed is refVelStart and the remaining path length to the end point on the determined trajectory is resLen, the limit target acceleration can be the following equation can be determined: refAcc = (refVelEnd 2 - refVelStart 2 )/(2 × resLen).
Das Polynom kann eine Bezier-Kurve oder Klothoiden-Kurve zeigen. Hierdurch kann die Bewegungsbahn ohne weiteres entworfen werden, bei der jedes bewegliche Teil nicht von einem vorgegebenen Bewegungsbereich abweicht.The polynomial can exhibit a Bezier curve or Clothoid curve. As a result, the trajectory in which each moving part does not deviate from a predetermined range of movement can be easily designed.
Das Gerät kann ein Röntgenprüfgerät sein, das mit einer Röntgenquelle, die Röntgenstrahlen erzeugt, die auf ein Prüfobjekt abgestrahlt werden, einer Röntgenkamera, die Röntgenbilder durch die von der Röntgenquelle auf das Prüfobjekt abgestrahlten Röntgenstrahlen aufnimmt, und einem Halteteil, der das Prüfobjekt hält, versehen ist,
wobei zu den mehreren beweglichen Teilen mindestens zwei oder mehr der Röntgenquelle, der Röntgenkamera und des Halteteils gehören. Die vorliegende Erfindung ist für solche Geräte geeignet.The apparatus may be an X-ray inspection apparatus provided with an X-ray source that generates X-rays irradiated on an inspection object, an X-ray camera that takes X-ray images by the X-rays irradiated on the inspection object from the X-ray source, and a holding part that holds the inspection object is,
wherein the plurality of moving parts includes at least two or more of the x-ray source, the x-ray camera, and the holding part. The present invention is suitable for such devices.
Die Erfindung kann auch als Steuerverfahren eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen aufgefasst werden, gekennzeichnet durch:
- einen Schritt zur Berechnung einer Bewegungsbahn, der für jedes der mehreren beweglichen Teile eine ermittelte Bewegungsbahn berechnet, die ein Weg ist, der einen Startpunkt und einen Endpunkt für die Bewegung des beweglichen Teils verbindet und unter Verwendung eines Polynoms ermittelt wird,
- einen Schritt zur Berechnung einer Bewegungszeit, der für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, die eine Zeit ist, die für die Bewegung von einem Punkt zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn erforderlich ist, und bei der eine Sollendgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil am Endpunkt beibehalten soll, realisiert werden kann,
- einen Schritt zur Bestimmung einer gemeinsamen Bewegungszeit, der auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit am Endpunkt realisieren kann, und
- einen Steuerbefehlsschritt, der das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.
- a moving trajectory calculation step that calculates, for each of the plurality of moving parts, an estimated moving trajectory that is a path connecting a start point and an end point for movement of the moving part and is determined using a polynomial,
- a moving time calculating step that calculates, for each of the plurality of moving parts, a moving time that is a time required for moving from a point to the end point on the detected moving trajectory and a final target speed that is a predetermined speed , which is to keep the moving part at the end point, can be realized
- a common moving time determination step of determining a single common moving time at which each of the plurality of moving parts can realize the target final speed at the end point, based on the plurality of moving times calculated for each of the plurality of moving parts, and
- a control command step that causes the apparatus to perform control including speed control in which each of the plurality of moving parts moves from the one point to the end point on each of the detected moving trajectories with the common moving time.
Die vorliegende Erfindung kann ferner auch als Programm, das einen Computer veranlasst, jeden der obigen Schritte durchzuführen, oder als computerlesbares Speichermedium, in dem ein solches Programms nicht temporär gespeichert ist, aufgefasst werden.The present invention can also be construed as a program that causes a computer to perform each of the above steps, or a computer-readable storage medium in which such a program is not temporarily stored.
Die jeweiligen obigen Ausbildungen und Verarbeitungen können miteinander kombiniert werden, um die vorliegende Erfindung auszubilden, sofern sich kein technischer Widerspruch ergibt.The above respective formations and processings can be combined with each other to form the present invention unless there is a technical contradiction.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Technik bereitzustellen, die in einem Gerät mit mehreren beweglichen Teilen eine geeignete Bewegungsbahn für jedes bewegliche Teil erzeugt und eine Steuerung realisiert, bei der die Geschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt jedes beweglichen Teils die Sollgeschwindigkeit ist, und die mehreren beweglichen Teile synchron bewegt werden.According to the present invention, it is possible to provide a technique that generates an appropriate trajectory for each movable part in an apparatus with multiple movable parts and realizes control in which the speed at the trajectory end point of each movable part is the target speed, and the multiple movable Parts are moved synchronously.
Figurenlistecharacter list
Es zeigt:
-
1 eine Ansicht für den Überblick eines Röntgenprüfgeräts im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
2A eine Ansicht für die Beziehung zwischen einer Schwenk- und Fortbewegung einer Röntgenquelle oder einer Röntgenkamera in herkömmlichem Beispiel;2B eine Ansicht für die Beziehung zwischen einer Schwenk- und Fortbewegung einer Röntgenquelle oder einer Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
3 eine Ansicht für ein Beispiel einer Bahn der Schwenk- und Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
4 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Bewegungsbahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
5 eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung der Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
6 eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung der Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
7A eine Ansicht für ein Beispiel der Bewegungsbahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;7B ein Diagramm für Beispiel der Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
8A eine Ansicht für ein Beispiel der Bewegungsbahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle 10 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;8B ein Diagramm für die Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenquelle 10 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;8C eine Ansicht für ein Beispiel der Bewegungsbahn bei der Fortbewegung der Röntgenkamera 20 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;8D ein Diagramm für die Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenkamera 20 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
9A eine Ansicht für ein Beispiel der Bewegungsbahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle 10 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;9B ein Diagramm für die Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Bewegungszeit bei der Fortbewegung der Röntgenquelle 10 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
10 eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung einer Bewegungszeit restlicher Bahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
11 eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung einer Bewegungszeit restlicher Bahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
12A eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung einer Bewegungszeit restlicher Bahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;12B eine Ansicht zur Veranschaulichung einer Verarbeitung zur Berechnung einer Bewegungszeit restlicher Bahn bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
13 ein Blockdiagramm, das den Ablauf einer Informationsverarbeitung zur Berechnung einer aktuellen Position bei der Fortbewegung der Röntgenquelle oder der Röntgenkamera im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; -
14 ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer Verarbeitung zu einer synchronen Bewegung der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
1 Fig. 14 is an outline view of an X-ray inspection apparatus in the embodiment of the present invention; -
2A Fig. 12 is a view for the relationship between panning and moving of an X-ray source or an X-ray camera in a conventional example;2 B Fig. 12 is a view for the relationship between panning and traveling of an X-ray source or an X-ray camera in the embodiment of the present invention; -
3 12 is a view showing an example of a trajectory of panning and traveling of the X-ray source or the X-ray camera in the embodiment of the present invention; -
4 Fig. 12 is a view showing the trajectory of movement of the X-ray source or the X-ray camera in the embodiment of the present invention; -
5 Fig. 14 is a view showing processing for calculating the moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention; -
6 Fig. 14 is a view showing processing for calculating the moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention; -
7A Fig. 12 is a view showing an example of the trajectory of moving the X-ray source or the X-ray camera in the embodiment of the present invention;7B Fig. 12 is a diagram showing an example of the relationship between speed and moving time in moving the X-ray source or the X-ray camera in the embodiment of the present invention; -
8A Fig. 12 is a view showing an example of the trajectory of moving theX-ray source 10 in the embodiment of the present invention;8B Fig. 12 is a graph showing the relationship between speed and moving time when theX-ray source 10 moves in the embodiment of the present invention;8C Fig. 12 is a view showing an example of the trajectory when theX-ray camera 20 moves in the embodiment of the present invention;8D Fig. 12 is a graph showing the relationship between speed and moving time when theX-ray camera 20 moves in the embodiment of the present invention; -
9A Fig. 12 is a view showing an example of the trajectory of moving theX-ray source 10 in the embodiment of the present invention;9B Fig. 12 is a graph showing the relationship between speed and moving time when theX-ray source 10 moves in the embodiment of the present invention; -
10 Fig. 14 is a view showing processing for calculating a remaining path moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention; -
11 Fig. 14 is a view showing processing for calculating a remaining path moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention; -
12A Fig. 14 is a view showing processing for calculating a remaining path moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention;12B Fig. 14 is a view showing processing for calculating a remaining path moving time when the X-ray source or the X-ray camera moves in the embodiment of the present invention; -
13 12 is a block diagram showing the flow of information processing for calculating a current position when the X-ray source or the X-ray camera is advanced in the embodiment of the present invention; -
14 FIG. 14 is a flow chart showing the flow of processing for synchronous movement of theX-ray source 10 and theX-ray camera 20 in the embodiment of the present invention.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS OF THE INVENTION
<Anwendungsbeispiel><Application example>
Im Folgenden wird ein Überblick eines Anwendungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit einigen Zeichnungen erläutert. Die Erfindung kann auf ein Röntgenprüfgerät 1 gemäß
Die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 nehmen jeweils eine Schwenkbewegung auf den Schwenkkreisen 121 und 122 vor, und an mehreren Positionen auf der Bahn werden Röntgenbilder des zu prüfenden Objekts S aufgenommen. Danach nehmen sowohl die Röntgenquelle 10 als auch die Röntgenkamera 20 eine Fortbewegung zum nächsten Schwenkkreis vor, um weitere Prüfstellen zu prüfen, und die Röntgenbilder werden unter weiterer Schwenkbewegung auf den Schwenkkreisen aufgenommen. Die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 können im Folgenden auch als „bewegliche Teile“ oder „Achsgruppen“ bezeichnet werden.The
Wenn die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 von einer Schwenkbewegung in eine Fortbewegung übergehen, war herkömmlicherweise, wie in
Im vorliegenden Anwendungsbeispiel wird, wie in
Es ist notwendig, dass die obige Bewegungsbahn, die den Schwenkendpunkt und den Schwenkstartpunkt glatt verbindet, im Bereich der Geschwindigkeit, der Beschleunigung und des Bewegungsbereichs der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 liegen, der die zulässigen Grenzen nicht überschreitet.It is necessary that the above moving trajectory smoothly connecting the panning end point and the panning start point is within the range of speed, acceleration and moving range of the
Um eine Bewegungsbahn zu erhalten, die die zulässigen Grenzen des Bewegungsbereichs nicht überschreitet, wird im vorliegenden Anwendungsbeispiel, wie in
Übrigens, auch wenn die Bewegungsbahn für jeden der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 erhalten werden können, wie oben beschrieben, ist die geeignete Bewegungszeit zum Erfüllen der zulässigen Werte für Geschwindigkeit und Beschleunigung am Bewegungsbahnendpunkt zwischen der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 ggf. unterschiedlich. Um den Anhaltabschnitt beim Übergang von der Schwenkbewegung in die Fortbewegung zu eliminieren, ist es anderseits notwendig, den Zeitpunkt zum Erreichen jeder der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 zum Bewegungsbahnendpunkt (also Startpunkt des nächsten Schwenkkreises) zu synchronisieren.Incidentally, although the trajectories for each of the
Daher wird im vorliegenden Anwendungsbeispiel für die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 jeweils eine geeignete Bewegungszeit berechnet, die nicht von den Geschwindigkeits- und Beschleunigungsgrenzbereichen abweicht, und die Bewegungszeit des beweglichen Teils mit der längeren berechneten Bewegungszeit wird als gemeinsame Bewegungszeit angenommen. D. h., von der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 wird das bewegliche Teil mit der kürzeren berechneten Bewegungszeit (also der Teil, der früher den Bewegungsbahnendpunkt erreicht) derart gesteuert, dass das den Bewegungsbahnendpunkt tatsächlich in der gleichen Bewegungszeit erreicht wie das andere bewegte Bauteil. Konkret erfolgt die Geschwindigkeitssteuerung derart, dass die Geschwindigkeit während der Fortbewegung reduziert wird, um die Bewegungszeit bis zum Bewegungsbahnendpunkt an die des anderen beweglichen Bauteils anzupassen, während die Sollgeschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt realisiert werden kann. Im vorliegenden Anwendungsbeispiel wird die Nenndrehzahl des Servomotors als Grenzgeschwindigkeit verwendet, jedoch in Fällen, in denen die Nenndrehzahl vorübergehend überschritten werden darf, kann die kürzere Bewegungszeit als gemeinsame Bewegungszeit verwendet werden, oder eine in Bezug auf die momentane Höchstdrehzahl ermittelte Bewegungszeit kann als gemeinsame Bewegungszeit verwendet werden.Therefore, in the present application example, the
Der oben beschriebene Verarbeitungsablauf wird nun anhand von
Gemäß dem oben beschriebenen vorliegenden Anwendungsbeispiel kann im Röntgenprüfgerät mit mehreren beweglichen Teilen einschließlich der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 für jedes bewegliche Teil eine geeignete Bewegungsbahn erzeugt werden, die nicht von den zulässigen Grenzen des Bewegungsbereichs abweicht. Es ist auch möglich, eine Steuerung der Bewegung jedes beweglichen Teils zu realisieren, so dass die Geschwindigkeit am Bewegungsbahnendpunkt jedes beweglichen Teils einer vorbestimmten Sollgeschwindigkeit entspricht (die von den zulässigen Grenzen nicht abweicht), wobei der Zeitpunkt synchronisiert wird, zu dem die mehreren beweglichen Teile den Bewegungsbahnendpunkt erreichen.According to the present application example described above, in the X-ray inspection apparatus having a plurality of moving parts including the
Wie im Anwendungsbeispiel gezeigt, kann die vorliegende Erfindung auf ein Röntgenprüfgerät 1 angewendet werden, bei dem das zu prüfende Objekt S fixiert ist und die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 schwenkend über und unter ihm bewegt werden, jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Röntgenprüfgerät angewendet werden, bei dem die Röntgenquelle 10 fixiert ist und die Röntgenkamera 20 und das zu prüfende Objekt S schwenkend bewegt werden.As shown in the application example, the present invention can be applied to an
<Ausführungsbeispiel 1><
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die jeweiligen Zeichnungen (einschließlich der bereits beim obigen Anwendungsbeispiel erläuterten Zeichnungen) die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beispielhaft näher erläutert. Die in diesem Ausführungsbeispiel angegebenen konkreten Ausbildungen sind jedoch nicht dazu gedacht, den Anwendungsbereich der Erfindung auf diese allein zu beschränken, sofern nicht anders angegeben.In the following, the embodiments of the present invention are explained in more detail by way of example with reference to the respective drawings (including the drawings already explained in the above application example). However, the specific configurations given in this embodiment are not intended to limit the scope of the invention to these alone unless otherwise specified.
Das Röntgenprüfgerät 1 gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung betrifft z. B. ein Gerät zur Beurteilung der Qualität des Lötzustandes von elektronischen Bauteilen, die auf eine Leiterplatte gelötet werden, oder des Bumps eines Ball-Grid-Arrays (BGA). Konkret werden die Röntgenquelle und das zu prüfende Objekt relativ zueinander bewegt und mehrmalige Röntgenbildaufnahmen vorgenommen, um den inneren Zustand des zu prüfenden Ortes zu erhalten, ein Schnittbild an einer geeigneten Position zu erzeugen und anhand des Schnittbildes die Qualität zu prüfen.The
<Gerätausbildung><Device Training>
Jeder Teil des Röntgenprüfgeräts 1 wird durch ein Steuersignal von einem Steuerung 100 gesteuert. Das Röntgenprüfgerät 1 ist als Steuerung 100 mit einer Steuerung 101 für eine XY-Auflage für die Kamera, einer Kamerasteuerung 102 und einer Steuerung 107 für eine XY-Auflage für die Röntgenquelle versehen. Darüber hinaus ist das Röntgenprüfgerät 1 mit einer Höhenmessung 103, einer Steuerung 104 für die Position des Prüfobjekts, einer Röntgenquellensteuerung 105 und einer Bildaufnahmehöhensteuerung 106 vorgesehen. Darüber hinaus ist das Röntgenprüfgerät 1 mit einem Rechenteil 111, einem Hauptspeicherteil 112, einem Hilfsspeicherteil 113, einem Eingang 114 und einem Ausgang 115 versehen.Each part of the
Die Steuerung 101 für die XY-Auflage für die Kamera sendet ein Steuersignal, um die XY-Auflage für die Kamera (nicht dargestellt) anzusteuern und die Röntgenkamera 20 in horizontaler Richtung zu bewegen. Die Kamerasteuerung 102 sendet ein Steuersignal für die Aufnahme von Röntgenbildern durch die Röntgenkamera 20. Die Höhenmessung 103 empfängt das Signal von einem Wegaufnehmer 30 und misst die Höhe der geprüften Stelle des zu prüfenden Objekts S. Die Steuerung 104 für die Position des Prüfobjekts sendet ein Steuersignal an die Förderrolle und den Halteteil 40 des zu prüfenden Objekts S, um die horizontale Position und die vertikale Position des zu prüfenden Objekts S in die optimale Position für die Aufnahme zu steuern.The camera
Die Röntgenquellensteuerung 105 sendet ein Signal zur Einstellung des Beginns und des Endes der Röntgenabstrahlung durch die Röntgenquelle 10 sowie der Röntgenintensität. Die Bildaufnahmehöhensteuerung 106 sendet ein Signal zur Steuerung der Höhe der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20. Die Steuerung 107 für die XY-Auflage für die Röntgenquelle sendet ein Signal, um die XY-Auflage für die Röntgenquelle (nicht dargestellt) anzusteuern und die Röntgenquelle 10 in horizontaler Richtung zu bewegen. Die Signale, die von der Steuerung 101 für die XY-Auflage für die Kamera, der Kamerasteuerung 102, der Steuerung 104 für die Position des Prüfobjekts, der Röntgenquellensteuerung 105, der Bildaufnahmehöhensteuerung 106, und der Steuerung 107 für die XY-Auflage für die Röntgenquelle ausgegeben werden, werden auf der Basis der Berechnungsergebnisse des Rechenteils 111 und der im Hauptspeicherteil 112 und Hilfsspeicherteil 113 gespeicherten Informationen bestimmt.The
Der Rechenteil 111 umfasst auch Funktionsmodule, eine Bahnberechnungseinheit 111a, eine Bewegungszeitberechnungseinheit 111b, eine Einheit 111c zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit, und eine Beschleunigungsberechnungseinheit 111d, wie unten beschrieben. Die Übertragung von Informationen wie Einstellungsinformationen und Prüfergebnissen zum und vom Benutzer erfolgt ferner über den Eingang 114 und den Ausgang 115.The
Die Röntgenkamera 20 ist ein zweidimensionaler Röntgendetektor, der die von der Röntgenquelle 10 abgestrahlte und durch das zu prüfende Objekt S hindurchgehende Röntgenstrahlung erfasst. Als Röntgenkamera 20 kann ein I.I.-Rohr (Image Intensifier) oder ein FPD (Flat Panel Detector) eingesetzt werden. Obwohl hier lediglich eine Röntgenkamera 20 verwendet wird, können mehrere Röntgenkameras eingesetzt werden.The
Der Wegaufnehmer 30 misst den Abstand zum zu prüfenden Objekt S an mehreren Positionen des zu prüfenden Objekts S. Daher kann der Wegaufnehmer 30 die Krümmung oder Neigung des zu prüfenden Objekts S messen. Im Herstellungsprozess des zu prüfenden Objekts S kann es zu Krümmungen und Neigungen kommen, deren Menge je nach dem einzelnen Stück unterschiedlich sind. Daher werden die Krümmung und Neigung jedes zu prüfenden Objekts S gemessen, um die Höhenposition des Halteteils 40 einzustellen und eine geeignete Röntgenaufnahme durchzuführen.The
Mit der obigen Ausbildung kann das Röntgenprüfgerät 1 die Position der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 derart steuern, dass die Grundplatte aus verschiedenen Richtungen aufgenommen werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden auf der Basis der Ergebnisse einer solchen Bildaufnahme aus verschiedenen Richtungen und unter Verwendung einer dreidimensionalen Datenerzeugungsmethode namens CT (Computertomographie) dreidimensionale Daten der geprüften Stelle des zu prüfenden Objekts S erzeugt.With the above configuration, the
Als Rechenteil 111 kann eine Allzweck-Recheneinheit namens CPU (Central Processing Unit) verwendet werden. Als Hauptspeicherteil 112 kann ein Speicher wie RAM verwendet werden. Als Hilfsspeicherteil 113 kann ein ROM oder eine HDD verwendet werden. Der Eingang 114 ist eine beliebige Vorrichtung, die es dem Benutzer ermöglicht, Anweisungen in den Rechenteil 111 einzugeben, wie eine Tastatur, eine Taste, ein Schalter, eine Maus usw. Der Ausgang 115 ist eine beliebige Vorrichtung, die dem Benutzer die Ausgabe des Rechenteils 111 in Form von Bildern, Tönen usw. präsentieren kann, wie ein Display oder ein Lautsprecher. D. h., unter Verwendung eines allgemeinen Computersystems können diese Funktionen realisiert werden. Indem ein im Hilfsspeicherteil 113 gespeichertes Programm vom Rechenteil 111 gelesen und ausgeführt wird, wird die Bewegungssteuerung der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 durch jedes Funktionsmodul der Bahnberechnungseinheit 111a, der Bewegungszeitberechnungseinheit 111b, der Einheit 111c zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit, und der Beschleunigungsberechnungseinheit 111d durchgeführt. Der Rechenteil 111 im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann parallel betrieben werden und kann mehrere CPUs umfassen oder mehrere Parallelbetriebsfunktionen in einer einzigen CPU umfassen.As the
Hier bewegen sich die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20, wie in
(Berechnung der Bewegungsbahn)(Calculation of the trajectory)
Ebenfalls wird nach dem Ende der Fortbewegung und nach dem Anhalten des beweglichen Teils wieder eine Beschleunigungsbewegung vorgenommen, wobei das bewegliche Teil vor dem Erreichen des Schwenkstartpunktes der Schwenkbewegung auf eine vorgegebene Geschwindigkeit beschleunigt wird, und dann die n+1-te Schwenkbewegung (360°) gestartet wird. Mit anderen Worten, nachdem die Bildaufnahme in der n-ten Schwenkbewegung beendet wird, hält das bewegliche Teil nach einem Verzögerungsbremsweg kurzzeitig an, nimmt für die n+1-te Schwenkbewegung eine Fortbewegung mit der Beschleunigung und Verzögerung vor und hält nach der Bewegung an. Danach erfolgt eine Beschleunigung entlang der Schwenkbahn, so dass die n+1-te Aufnahme ausgeführt werden kann. So muss bei der herkömmlichen Steuerung das bewegliche Teil anhalten und die Schwenkbewegung zur Beschleunigung und Verzögerung vor und nach dem Anhalten ist notwendig, so dass die Unannehmlichkeit besteht, dass die Prüfzeit lang ist.Also, after the end of the advancement and after the moving part stops, an acceleration movement is performed again, the moving part is accelerated to a predetermined speed before reaching the swivel start point of the swivel movement, and then the n+1th swivel movement (360°) is started. In other words, after the image pickup is finished in the n-th swing, the moving part stops momentarily after a deceleration braking distance, advances with the acceleration and deceleration for the n+1-th swing, and stops after the movement. This is followed by acceleration along the pivoting path, so that the n+1-th recording can be carried out. Thus, in the conventional control, the moving part has to stop and the pivoting movement for acceleration and deceleration before and after stopping is necessary, so there is the inconvenience that the checking time is long.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird demgegenüber, wie in
(Berechnung der Bewegungszeit)(Calculation of movement time)
Die Bahn, die den Schwenkkreis der n-ten Schwenkbewegung und den Schwenkkreis der n+1-ten Schwenkbewegung glatt miteinander verbindet, kann eine Bahn sein, bei der die lineare Geschwindigkeit des beweglichen Teils am Schwenkendpunkt und/oder am Schwenkstartpunkt kontinuierlich ist. Alternativ wird eine Bahn erwünscht, bei der die lineare Geschwindigkeit und die Beschleunigung des beweglichen Teils am Schwenkendpunkt und/oder am Schwenkstartpunkt kontinuierlich sind. Wenn die Beschleunigung kontinuierlich ist, beträgt die Beschleunigung idealerweise Null.The trajectory that smoothly connects the slew circle of the nth swing and the slew circle of the n+1th swing may be a trajectory in which the linear velocity of the movable part is continuous at the swing end point and/or the swing start point. Alternatively, a trajectory is desired in which the linear velocity and acceleration of the moving part are continuous at the slew end point and/or at the slew start point. Ideally, if the acceleration is continuous, the acceleration is zero.
Die Bewegungszeitberechnungseinheit 111 b dient zur Berechnung einer optimalen Bewegungszeit (Bewegungszeit gesamter Bahn) Te bei der Bewegung vom Startpunkt zum Endpunkt auf der obigen ermittelten Bewegungsbahn für jedes der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 unter Erfüllung der Bedingungen der Geschwindigkeit und der Beschleunigung. Für die Berechnung der Bewegungszeit können verschiedene Methoden angewendet werden.The moving
So werden bspw. die Geschwindigkeit (Sollanfangsgeschwindigkeit), die das bewegliche Teil am Startpunkt der ermittelten Bewegungsbahn beibehalten soll, und die Geschwindigkeit (Sollendgeschwindigkeit), die das bewegliche Teil am Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn beibehalten soll, als Eingangsinformationen verwendet, und die Zeit, die zur Verbindung zwischen den beiden mit konstanter Beschleunigung erforderlich ist, kann als Bewegungszeit Te genommen werden. In
Außerdem kann z. B. unter der Bedingung der Maximalbeschleunigungsbeschränkung Amax, die für jedes bewegliche Teil (oder bewegliche Achse, die in dem beweglichen Teil enthalten ist) die Bewegungszeit, bei der die Differenz zwischen der Maximalbeschleunigungsbeschränkung Amax und der maximalen Beschleunigung auf der durch Verleihen einer vorläufigen Bewegungszeit erzeugten Bewegungsbahn Null ist, durch Simulationsoperationen als Bewegungszeit Te ermittelt werden. Konkret wird die Bewegungszeit Te durch Simulation gesucht, wobei die Sollanfangsgeschwindigkeit, die Sollendgeschwindigkeit und die vorläufige Bewegungszeit als Eingangsinformationen verwendet werden. Da die Bahnlänge vom Startpunkt bis zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn feststeht, kann die der Zeit und der Position entsprechende Beschleunigung auf der Basis der obigen Eingangsinformationen ermittelt werden.
Die Maximalbeschleunigungsbeschränkung Amax kann auch als Sollbeschleunigung refAcc bei Minimierung der Bewegungszeit Te des beweglichen Teils bezeichnet werden. Die Sollbeschleunigung kann in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung refAcc, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die Sollanfangsgeschwindigkeit refVelStart, und die restliche Bahnlänge bis zum Endpunkt der ermittelten beweglichen Bahn resLen ist, durch folgende Gleichung berechnet werden:
Die Sollbeschleunigung entspricht hierbei der Grenzsollbeschleunigung.The setpoint acceleration here corresponds to the limit setpoint acceleration.
Es ist auch möglich, die Sollanfangsgeschwindigkeit und die Sollendgeschwindigkeit für jedes bewegte Teil gleich zu setzen und mit der Annahme von Sollbeschleunigung auf 0 m/s^2 (d. h. mit konstanter Geschwindigkeit) die Bewegungszeit für die Bewegung auf der ermittelten Bewegungsbahn zu ermitteln.
Die Bewegungszeitberechnungseinheit 111b berechnet auf diese Weise für jede der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 die Bewegungszeit Ten.
Wie in
(Berechnung der gemeinsamen Bewegungszeit)(Calculation of the common movement time)
Hierbei sind die berechneten Bewegungszeiten der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 unterschiedlich, jedoch muss der Zeitpunkt, zu dem die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 jeweils den Endpunkt ihrer Bewegungsbahn (also den Startpunkt des nächsten Schwenkkreises) erreichen, synchronisiert werden. Daher wird durch die Einheit 111c zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit eine einzige gemeinsame Bewegungszeit Tec bestimmt, die sowohl auf die Röntgenquelle 10 als auch auf die Röntgenkamera 20 angewendet wird. Konkret wird die längere der Bewegungszeit Te1 der Röntgenquelle 10 und der Bewegungszeit Te2 der Röntgenkamera 20, hierbei die Bewegungszeit Te2 der Röntgenkamera 20, die 1,066 s benötigt, als gemeinsame Bewegungszeit (gemeinsame Bewegungszeit gesamter Bahn) Tec bestimmt.The calculated movement times of the
(Bewegungssteuerbefehl)(movement control command)
Dann steuert die Steuerung 100 (Steuerung 101 für die XY-Auflage für die Kamera, Steuerung 107 für die XY-Auflage für die Röntgenquelle) bei der Steuerung der Bewegung der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 derart, dass sich die Röntgenquelle 10 und die Röntgenkamera 20 mit einer gemeinsamen Bewegungszeit Tec jeweils vom Startpunkt zum Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn bewegen. Hierbei, wenn sich die Röntgenquelle 10 mit einer Beschleunigung von 0 m/s^2 bewegt, wird die Bewegungszeit Te1 von 0,644 s auf 1,066 s reduziert, so dass die Geschwindigkeit während der Fortbewegung auf der ermittelten Bewegungsbahn reduziert wird.Then, the controller 100 (
(Korrektur während der Durchführung der Bewegungssteuerung)(Correction while performing motion control)
Wie oben beschrieben, ist es möglich, die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungszeit jedes beweglichen Bauteils durch Simulation vorab zu berechnen und auf dieser Basis zu steuern. Wenn jedoch bei der eigentlichen Bewegungssteuerung ein bewegliches Teil eine unerwartete Bewegung ausführen muss, z. B. um ein Hindernis zu vermeiden, ergibt sich die Unannehmlichkeit, bei dem nicht alle beweglichen Teile synchronisiert werden können.As described above, it is possible to calculate the moving speed and the moving time of each movable member in advance by simulation and control them based thereon. However, when actual motion control requires a moving part to perform an unexpected movement, e.g. B. to avoid an obstacle, the inconvenience arises that all moving parts cannot be synchronized.
Daher führt die Bewegungszeitberechnungseinheit 111b für jedes bewegliche Teil in jedem vorbestimmten Steuerzyklus eine Verarbeitung zur Berechnung der Bewegungszeit restlicher Bahn durch, die erforderlich ist, um den Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn zu erreichen, in Bezug auf die aktuelle Position des beweglichen Teils auf der ermittelten Bewegungsbahn, damit die Sollendgeschwindigkeit realisiert werden kann. Die Einheit 111c zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit führt dann in jedem Steuerzyklus Verarbeitungen zur Bestimmung der längsten Bewegungszeit restlicher Bahn von den in jedem Steuerzyklus berechneten Bewegungszeiten restlicher Bahn für jedes beweglichen Teil als gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn und zur Aktualisierung der gemeinsamen Bewegungszeit und der in vorangehendem Steuerzyklus bestimmten gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn durch. Dann führt die Steuerung 100 (Steuerung 101 für die XY-Auflage für die Kamera, Steuerung 107 für die XY-Auflage für die Röntgenquelle) mit der neuesten gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn, die in jedem Steuerzyklus bestimmt wird, eine Bewegungssteuerung der Röntgenquelle 10 und der Röntgenkamera 20 durch. Auf diese Weise kann die gemeinsame Bewegungszeit in Echtzeit aktualisiert werden, und selbst wenn eine Situation eintritt, in der der Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn nicht in der ursprünglich vorgegebenen Bewegungszeit erreicht werden kann, kann die Bewegungssteuerung vorgenommen werden, so dass jedes bewegliche Teil synchronisiert wird und die Sollendgeschwindigkeit realisiert werden kann.Therefore, the moving
Die Suche nach einer Bewegungszeit, bei der alle beweglichen Teile die Maximalbeschleunigungsbeschränkung erfüllen, nimmt viel Zeit in Anspruch, und es ist nicht realistisch, die Berechnung der Bewegungszeit fortzusetzen, während eine solche Suche in Echtzeit durchgeführt wird. Um jedoch eine Synchronisierung in Echtzeit zu erreichen, soll die Bewegungszeit restlicher Bahn ab dem aktuellen Zeitpunkt für alle beweglichen Teile gleich sein, auch wenn die Bewegungszeit Te nicht feststeht. Daher berechnet die Bewegungszeitberechnungseinheit 111b die Zeit, die erforderlich ist, um zwischen der aktuellen Geschwindigkeit und der Sollendgeschwindigkeit jedes beweglichen Teils bei einer konstanten Beschleunigung zu verbinden, als Bewegungszeit restlicher Bahn. Hierbei berechnet die Beschleunigungsberechnungseinheit 111d für jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollbeschleunigung (obige konstante Beschleunigung) zum Erreichen des Endpunkts der ermittelten Bewegungsbahn, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann.Searching for a movement time at which all moving parts satisfy the maximum acceleration constraint takes a long time, and it is not realistic to continue calculating the movement time while such a search is performed in real time. However, in order to achieve real-time synchronization, the travel time of the remaining path from the current point in time should be the same for all moving parts, even if the travel time Te is not fixed. Therefore, the moving
D. h., die Bewegungszeit restlicher Bahn wird unter Verwendung der aktuellen Geschwindigkeit des beweglichen Teils, der Sollendgeschwindigkeit und der restlichen Bahnlänge bis zum Erreichen des Endpunkts der ermittelten Bewegungsbahn berechnet.That is, the remaining path travel time is calculated using the current speed of the moving part, the final target speed, and the remaining path length to reach the end point of the detected moving path.
(Unterdrückung der Bahnendbeschleunigung)(Suppression of the final path acceleration)
Es besteht die Gefahr, dass bei einer dynamischen Änderung der Bewegungszeit die Beschleunigung am Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn zu groß wird, um die Sollendgeschwindigkeit zu erfüllen, und die Beschleunigung mit der Beschleunigung (0 m/s^2) bei der nächsten Schwenkbewegung diskontinuierlich ist. Da dies unter dem Gesichtspunkt der Gerätbelastung und der Qualität der aufgenommenen Bilder unerwünscht ist, muss die Beschleunigung am Bewegungsbahnendpunkt bei der Änderung der Bewegungszeit restlicher Bahn unterdrückt werden.There is a risk that when the movement time is dynamically changed, the acceleration at the end point on the determined movement path will become too great to meet the target final speed, and the acceleration will be discontinuous with the acceleration (0 m/s^2) in the next swing movement . Since this is from the point of view of the device load and the quality of the captured images which is undesirable, the acceleration at the end point of the motion path must be suppressed when changing the motion time of the remaining path.
Daher führt die Beschleunigungsberechnungseinheit 111d bei der Berechnung der Sollbeschleunigung unter Verwendung eines vorgegebenen Korrekturfaktors eine Berechnung durch und berechnet eine Sollbeschleunigung, die die Geschwindigkeit des beweglichen Teils vorab erhöht, so dass sich die Beschleunigung in der Nähe des Endpunkts der ermittelten Bewegungsbahn allmählich reduzieren kann. Konkret kann die Sollbeschleunigung in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung accRefNonLimited, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die aktuelle Geschwindigkeit des beweglichen Teils actVel, die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn tLeft, die Geschwindigkeit Vnec, die erforderlich ist, um den Endpunkt der ermittelten Bewegungsbahn zu erreichen, so dass die Sollendgeschwindigkeit in der gemeinsamen Bewegungszeit restlicher Bahn realisiert werden kann, und der Korrekturfaktor α ist, durch folgende Gleichung berechnet werden:
Die erforderliche Geschwindigkeit Vnec kann durch folgende Gleichung berechnet werden:
Wie in
(Berechnung der aktuellen Position des beweglichen Teils)(Calculation of the current position of the moving part)
Wie oben erwähnt, werden zur Berechnung der Bewegungszeit restlicher Bahn die Positionsinformationen des beweglichen Teils (auf der ermittelten Bewegungsbahn) in jedem Steuerzyklus benötigt. Im Folgenden wird die Verarbeitung zur Ermittlung einer solchen Position des beweglichen Teils in jedem Steuerzyklus anhand von
Wie in
Als nächstes werden im Modul 303 zur Berechnung der Befehlsgeschwindigkeit die Befehlsbeschleunigung accRef, die aktuelle Geschwindigkeit actVel und der vorgegebene Steuerzyklus Ts als Eingaben verwendet, um die Befehlsgeschwindigkeit vor der Beschränkung velRefNonLimited zu berechnen. Im Modul 304 für die obere und untere Grenze der Geschwindigkeit wird anschließend beurteilt, ob die Befehlsgeschwindigkeit vor der Beschränkung nicht von den vorgegebenen oberen und unteren Grenzen abweicht. Weicht die Befehlsgeschwindigkeit vor der Beschränkung nicht von den oberen und unteren Grenzen ab, so wird die Befehlsgeschwindigkeit vor der Beschränkung als Befehlsgeschwindigkeit velRef festgestellt. Weicht dagegen die Befehlsgeschwindigkeit vor der Beschränkung von den oberen und unteren Grenzen ab, so wird der abweichende Grenzwert als Befehlsgeschwindigkeit festgestellt.Next, in the command
Als Nächstes werden im Modul 305 zur Berechnung des Bewegungsausmaß im Steuerzyklus die Sollgeschwindigkeit velRef und der Steuerzyklus Ts als Eingaben verwendet, um das Bewegungsausmaß im Steuerzyklus (delta L) zu berechnen. Dann werden im Modul 306 zur Berechnung des Bezierkurven-Parametererhöhungsbetrags das Bewegungsausmaß im Steuerzyklus und der Bezierkurven-Parameterwert R als Eingaben verwendet, um den Bezierkurven-Parametererhöhungsbetrag (delta R) zu berechnen. Im Bezierkurven-Parameterwert-Berechnungsmodul 307 wird dann der Bezierkurven-Parameterwert R berechnet.Next, in the control cycle amount of
Hierbei gilt für den Bezierkurven-Parameterwert R der Wert 0 ≤ R ≤ 1, und, in der Annahme, dass der Startpunkt P1 der ermittelten Bewegungsbahn 0 und der Endpunkt P4 1 ist, wie in
Dann werden der auf diese Weise ermittelte Bezierkurven-Parameterwert R und die Koordinaten (oder Kontrollvektoren) des Startpunkts P1, des Endpunkts P4 und der Steuerungspunkte P2 und P3 als Eingaben verwendet, um die Position P des beweglichen Teils in jedem Steuerzyklus vom Modul 308 zur Berechnung der Bezier-Kurve zu berechnen.Then the thus determined Bezier curve parameter value R and the coordinates (or control vectors) of the start point P1, the end point P4 and the control points P2 and P3 are used as inputs to calculate the position P of the movable part in each control cycle by the
Bei dem im obigen vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigten Röntgenprüfgerät 1 ist es möglich, intuitiv die Bewegungsbahn der beweglichen Teile zu konstruieren, die nicht vom Bewegungsbereich abweicht, und eine synchrone Steuerung mehrerer beweglicher Teile zu realisieren, wobei die Geschwindigkeit des Verbindungspunkts zwischen der Schwenkbewegung und der Fortbewegung geschützt wird. Außerdem kann die synchrone Steuerung mehrerer beweglicher Teile in Echtzeit ohne vorherigen Schritt zur Bahngenerierung erfolgen. Daher kann die Belastung des Geräts reduziert und die Prüfgeschwindigkeit erhöht werden.With the
<Sonstiges><Other>
Die Erläuterung des obigen Ausführungsbeispiels ist lediglich eine beispielhafte Erläuterung der vorliegenden Erfindung und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen konkreten Formen beschränkt. Im Rahmen des technischen Gedankens sind verschiedene Varianten und Kombinationen der vorliegenden Erfindung möglich. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde z. B. das Röntgenprüfgerät 1 derart ausgebildet, dass es auch als Steuersystem dient, jedoch es ist auch eine Ausbildung möglich, bei der das als Steuersystem dienende Informationsverarbeitungsterminal und das zu steuernde Gerät separate Einheiten sind. Es ist auch eine Ausbildung möglich, bei der die Bestandteile des Steuersystems auf mehrere Terminals verteilt sind.The explanation of the above embodiment is only an exemplary explanation of the present invention, and the present invention is not limited to the above concrete forms. Various variants and combinations of the present invention are possible within the scope of the technical concept. In the present embodiment z. For example, the
Im obigen Ausführungsbeispiel wurde eine Gleichung gezeigt, in der die Beschleunigungsberechnungseinheit 111d die Sollbeschleunigung unter Verwendung eines Korrekturfaktors berechnet, jedoch es ist nicht unbedingt notwendig, die Sollbeschleunigung unter Verwendung einer solchen Gleichung zu berechnen. Bspw. kann die Sollbeschleunigung in der Annahme, dass die Sollbeschleunigung accRefNonLimited, die Sollendgeschwindigkeit refVelEnd, die aktuelle Geschwindigkeit actVel, die gemeinsame Bewegungszeit restlicher Bahn tLeft und die erforderliche Geschwindigkeit Vnec ist, durch folgende Gleichung berechnet werden:
In jedem der obigen Beispiele wurde der Fall erläutert, dass die Bewegungsbahn des beweglichen Teils eine Bezier-Kurve ist, es kann sich jedoch auch um jede andere gekrümmte Bahn handeln, die durch Polynome definiert ist, z. B. eine Klothoiden-Kurve. In jedem der obigen Beispiele wurde die gemeinsame Bewegungszeit entsprechend der längsten Bewegungszeit von Bewegungszeiten jedes beweglichen Teils bestimmt, jedoch das Verfahren zur Bestimmung der gemeinsamen Bewegungszeit ist nicht darauf beschränkt. Bspw. kann die früheste Bewegungszeit angenommen werden, wenn diese innerhalb des zulässigen Bereichs des Geräts liegt, oder es kann der Durchschnitts- oder Mittelwert mehrerer Bewegungszeiten als gemeinsame Bewegungszeit verwendet werden.In each of the above examples, the case where the trajectory of movement of the movable part is a Bezier curve has been explained, but it can also be any other curved trajectory defined by polynomials, e.g. B. a clothoid curve. In each of the above examples, the common moving time was determined according to the longest moving time of moving times of each moving part, but the method of determining the common moving time is not limited to this. For example, the earliest move time can be assumed if it is within the allowable range of the device, or the average or median of multiple move times can be used as the common move time.
Im obigen Ausführungsbeispiel wurde die Bewegungszeit durch Simulation in Bezug auf den Startpunkt der ermittelten Bewegungsbahn vor dem Start der Bewegungssteuerung des Geräts berechnet, jedoch ist es auch möglich, dass die Simulation nicht erfolgt und die aktuelle Position und die aktuelle Geschwindigkeit des beweglichen Teils vom Startpunkt der ermittelten Bewegungsbahn als Eingabeinformationen verwendet, um die Bewegungszeit zu berechnen. D. h., am Startpunkt der ermittelten Bewegungsbahn kann eine Verarbeitung zur Berechnung der Bewegungszeit unter Verwendung der Gesamtlänge der ermittelten Bewegungsbahn als restliche Bahnlänge vorgenommen werden, um die Bewegungssteuerung durchzuführen.In the above embodiment, the moving time was calculated by simulation with respect to the starting point of the detected moving trajectory before starting the movement control of the device, but it is also possible that the simulation is not performed and the current position and speed of the moving part are different from the starting point of the determined trajectory is used as input information to calculate the movement time. That is, at the starting point of the detected trajectory, processing for calculating the moving time using the total length of the detected trajectory as the remaining trajectory length can be performed to perform the motion control.
In jedem der obigen Beispiele wurde das Röntgenprüfgerät als Beispiel erläutert, kann die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch auf verschiedene andere Geräte angewandt werden, z. B. in bevorzugter Weise auf Industrieroboter und NC (Numerical Control)-Werkzeugmaschinen.In each of the above examples, the X-ray inspection apparatus was explained as an example, of course, the present invention can be applied to various other apparatuses, e.g. B. preferably on industrial robots and NC (numerical control) machine tools.
<Nachtrag 1><
Steuersystem (1) eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen (10, 20), gekennzeichnet durch:
- ein Mittel (111a) zur Berechnung einer Bewegungsbahn, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine ermittelte Bewegungsbahn berechnet, die ein Weg ist, der einen Startpunkt und einen Endpunkt für die Bewegung des beweglichen Teils verbindet und unter Verwendung eines Polynoms ermittelt wird,
- ein Mittel (111b) zur Berechnung einer Bewegungszeit, das für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, die eine Zeit ist, die für die Bewegung von einem Punkt zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn erforderlich ist, und bei der eine Sollendgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil am Endpunkt beibehalten soll, realisiert werden kann,
- ein Mittel (111c) zur Bestimmung einer gemeinsamen Bewegungszeit, das auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit am Endpunkt realisieren kann, und
- ein Steuerbefehlsmittel (100), das das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.
- a moving trajectory calculating means (111a) which calculates, for each of the plurality of moving parts, a detected moving trajectory which is a path connecting a starting point and an end point for moving the moving part and is detected using a polynomial,
- a moving time calculating means (111b) which calculates, for each of the plurality of moving parts, a moving time which is a time required for moving from a point to the end point on the detected moving trajectory and at which a final target speed, the one is a predetermined speed that the moving part should maintain at the end point can be realized,
- a common moving time determination means (111c) that determines a single common moving time at which each of the plurality of moving parts can realize the target final speed at the end point, based on the plurality of moving times calculated for each of the plurality of moving parts, and
- control command means (100) for causing the apparatus to perform control including speed control in which each of the plurality of movable parts moves from the one point to the end point on each of the detected moving trajectories with the common moving time.
<Nachtrag 2><
Steuerverfahren eines Geräts mit mehreren beweglichen Teilen, gekennzeichnet durch:
- einen Schritt (S101) zur Berechnung einer Bewegungsbahn, der für jedes der mehreren beweglichen Teile eine ermittelte Bewegungsbahn berechnet, die ein Weg ist, der einen Startpunkt und einen Endpunkt für die Bewegung des beweglichen Teils verbindet und unter Verwendung eines Polynoms ermittelt wird,
- einen Schritt (S102) zur Berechnung einer Bewegungszeit, der für jedes der mehreren beweglichen Teile eine Bewegungszeit berechnet, die eine Zeit ist, die für die Bewegung von einem Punkt zum Endpunkt auf der ermittelten Bewegungsbahn erforderlich ist, und bei der eine Sollendgeschwindigkeit, die eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, die das bewegliche Teil am Endpunkt beibehalten soll, realisiert werden kann,
- einen Schritt (S103) zur Bestimmung einer gemeinsamen Bewegungszeit, der auf der Basis der mehreren Bewegungszeiten, die für jedes der mehreren beweglichen Teile berechnet werden, eine einzige gemeinsame Bewegungszeit bestimmt, bei der jedes der mehreren beweglichen Teile die Sollendgeschwindigkeit am Endpunkt realisieren kann, und
- einen Steuerbefehlsschritt (S104), der das Gerät zur Durchführung einer Steuerung einschließlich einer Geschwindigkeitssteuerung veranlasst, bei der sich jedes der mehreren beweglichen Teile von dem einen Punkt zum Endpunkt auf jeder der ermittelten Bewegungsbahn mit der gemeinsamen Bewegungszeit bewegt.
- a trajectory calculation step (S101) that calculates, for each of the plurality of moving parts, a detected trajectory that is a path connecting a start point and an end point for movement of the moving part and is detected using a polynomial,
- a moving time calculation step (S102) that calculates, for each of the plurality of moving parts, a moving time that is a time required for moving from a point to the end point on the detected moving trajectory, and at which a final target speed, the one is a predetermined speed that the moving part should maintain at the end point can be realized,
- a common moving time determination step (S103) of determining a single common moving time at which each of the plurality of moving parts can realize the target final speed at the end point, based on the plurality of moving times calculated for each of the plurality of moving parts, and
- a control instruction step (S104) for causing the apparatus to perform control including speed control in which each of the plurality of moving parts moves from the one point to the end point on each of the detected moving trajectories at the common moving time.
Bezugszeichenlistereference list
- 1,111:11
- RöntgenprüfgerätX-ray inspection device
- 1010
- Röntgenquellex-ray source
- 2020
- Röntgenkamerax-ray camera
- 3030
- Wegaufnehmerdisplacement transducer
- 4040
- Halteteilholding part
- 100100
- Steuerungsteering
- 111111
- Rechenteilcomputing part
- 111a111a
- Bahnberechnungseinheittrajectory calculation unit
- 121121
- Schwenkbewegungschwenkkreis von RöntgenquellePan movement pan circle of X-ray source
- 122122
- Schwenkbewegungschwenkkreis von RöntgenkameraPan movement pan circle of X-ray camera
- 123123
- Fortbewegungsbahntrajectory
- SS
- zu prüfendes Objekt (Grundplatte)object to be tested (base plate)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- JP 2021085177 [0001]JP 2021085177 [0001]
- JP 2012083982 A [0008, 0009]JP 2012083982 A [0008, 0009]
Claims (17)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021085177A JP2022178404A (en) | 2021-05-20 | 2021-05-20 | Control system, control method and program |
JP2021-085177 | 2021-05-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022204141A1 true DE102022204141A1 (en) | 2022-11-24 |
Family
ID=83898847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022204141.0A Pending DE102022204141A1 (en) | 2021-05-20 | 2022-04-28 | CONTROL SYSTEM, CONTROL PROCEDURE AND PROGRAM |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022178404A (en) |
CN (1) | CN115452866A (en) |
DE (1) | DE102022204141A1 (en) |
TW (1) | TWI825680B (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012083982A (en) | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Omron Corp | Controller, control system, and control method |
JP2021085177A (en) | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 押谷産業株式会社 | Temporary railroad crossing board |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5650703B1 (en) * | 1990-06-28 | 1999-03-02 | Hk Systems Inc | Downward compatible agv system and methods |
US5281901A (en) * | 1990-12-03 | 1994-01-25 | Eaton-Kenway, Inc. | Downward compatible AGV system and methods |
US8120304B2 (en) * | 2008-12-12 | 2012-02-21 | Formfactor, Inc. | Method for improving motion times of a stage |
JP6167622B2 (en) * | 2013-04-08 | 2017-07-26 | オムロン株式会社 | Control system and control method |
-
2021
- 2021-05-20 JP JP2021085177A patent/JP2022178404A/en active Pending
-
2022
- 2022-04-19 TW TW111114794A patent/TWI825680B/en active
- 2022-04-22 CN CN202210427471.5A patent/CN115452866A/en active Pending
- 2022-04-28 DE DE102022204141.0A patent/DE102022204141A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012083982A (en) | 2010-10-13 | 2012-04-26 | Omron Corp | Controller, control system, and control method |
JP2021085177A (en) | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 押谷産業株式会社 | Temporary railroad crossing board |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI825680B (en) | 2023-12-11 |
JP2022178404A (en) | 2022-12-02 |
TW202246921A (en) | 2022-12-01 |
CN115452866A (en) | 2022-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112007001360B4 (en) | Stent Inspection System | |
DE60129009T2 (en) | MOTION CORRECTION OF AN INDUSTRIAL ROBOT | |
DE602004005776T2 (en) | A method of controlling the welding of a three-dimensional structure with the capture of a two-dimensional image of the structure and with real-time alignments in the third dimension | |
DE102019007720B4 (en) | robotic device | |
DE102011015296B4 (en) | Numerical control for a multi-axis machine tool | |
EP3166312A1 (en) | Device and method for adjusting and/or calibrating a multi-camera module and use of such a device | |
EP1708828B1 (en) | Method for determining the co-ordinates of a workpiece | |
DE69933609T2 (en) | Device for checking masks with reduced test time | |
DE19748239A1 (en) | Automobile wheel alignment measurement machine | |
DE102019005974B4 (en) | TEACHING DEVICE FOR LASER PROCESSING | |
DE102018123363A1 (en) | Collision avoidance method and laser processing machine | |
EP0438095A1 (en) | Correction procedure for coordinate measuring devices | |
DE2917021A1 (en) | DEVICE FOR MEASURING INTERIOR PROFILES IN A CLOSED SPACE | |
EP3710777B1 (en) | Device for the optical measurement of the external thread profile of pipes | |
DE2202626A1 (en) | Method and device for centering optical elements | |
DE10296416T5 (en) | Method and device for controlling registration in production by exposure | |
DE3235453A1 (en) | TRACK TREATMENT MACHINE | |
DE60008512T2 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR CHECKING THE POSITION OF A TOOL OF A MACHINE TOOL | |
WO2019197227A1 (en) | Laser beam positioning system, laser processing device and control method | |
DE102011012929B4 (en) | Image measuring apparatus, image measuring method and computer program product | |
EP1150186A1 (en) | Modell based on-line optimization | |
DE10351741A1 (en) | Precise X-ray inspection system that uses multiple linear sensors | |
DE102018103474A1 (en) | A SYSTEM AND METHOD FOR OBJECT DISTANCE DETECTION AND POSITIONING | |
EP1460375A2 (en) | Method and apparatus for measuring the geometry of a material strip | |
DE102022204141A1 (en) | CONTROL SYSTEM, CONTROL PROCEDURE AND PROGRAM |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |