DE10221062A1 - System for planning and design of cam discs in multi-axis combination esp. electrical disc cams, uses common planning and design and/or parameterizing of several axes assigned to master axis - Google Patents

System for planning and design of cam discs in multi-axis combination esp. electrical disc cams, uses common planning and design and/or parameterizing of several axes assigned to master axis

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DE10221062A1
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Alexandra Wolf
Frank Jochim
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Lenze GmbH and Co Kg
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    • 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
    • G05B19/182—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 the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract

A planning/design system (1) for developing and optimizing disc cams, has an input device (4) for delivering technologically-relevant part data of a required cam disc and the planning/design system has a device for common planning/design and/or parameterizing of several axes which are constructively assigned to a master axis. Independent claims are given for the following: (A) A method for developing and optimizing disc cams. (B) A computer program product with planning system.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Projektierung von Kurvenscheiben, insbesondere zur Entwicklung und Optimierung von elektri­ schen Kurvenscheiben, sowie ein Computerprogrammprodukt mit einem derartigen Projektierungssystem.The invention relates to a system and a method for projecting Cam discs, especially for the development and optimization of electri cams, and a computer program product with a such a project planning system.

Ein derartiges Projektierungssystem findet beispielsweise im Bereich der Automatisierungs- und Antriebstechnik Anwendung.Such a project planning system takes place, for example, in the area of Automation and drive technology application.

In der Vergangenheit wurden Kopplungen von mehreren Bewegungen im wesentlichen durch mechanische Kurvenscheiben realisiert. Aufgrund der Trends zu einem höheren Automatisierungsgrad und zur Ablösung mechani­ scher durch elektrische Komponenten werden Lösungen mit mechanischen Kurvenscheiben zunehmend durch elektrische Kurvenscheiben ersetzt. Da­ bei kann der Entwurf von Kurvenscheiben im wesentlichen durch die Vorga­ be aller Segmentabschnitte erfolgen, die dann durch entsprechende mathe­ matische Verfahren parametriert werden müssen (Berechnung der Koeffizi­ enten). Trotz Unterstützung mit mathematischen Hilfsmitteln und Tabellen­ werken ist der Entwurf der Kurvenscheibe und deren Parametrierung ein Prozess, der hohe Anforderungen an die Qualifikation des Entwicklers stellt.In the past, coupling of multiple movements in the essentially realized by mechanical cams. Due to the Trends towards a higher degree of automation and the replacement of mechani Solutions with mechanical components are sheared by electrical components Cam disks are increasingly being replaced by electrical cam disks. because in the design of cams can essentially by the Vorga be done in all segment sections, which are then by appropriate math must be parameterized (calculation of the coefficient ducks). Despite support with mathematical tools and tables the design of the cam disc and its parameterization Process that places high demands on the qualification of the developer.

Aus DE 100 27 864 ist ein Projektierungssystem zur Entwicklung und Opti­ mierung von Kurvenscheiben, insbesondere von elektrischen Kurvenschei­ ben bekannt. Dabei werden für die gesamte Definition einer kompletten elektrischen Kurvenscheibe nur noch die technologisch relevanten Ab­ schnitte vorgegeben. Das Projektierungssystem ergänzt automatisch die fehlenden Teilabschnitte durch Bewegungselemente, wobei der Gesamtver­ lauf der durch die Kurvenscheibe beschriebenen Bewegung auf der Basis der physikalischen Bewegungsgesetze berechnet und hinsichtlich Ruckfrei­ heit, Energieverbrauch und/oder Schwingungsreduzierung optimiert wird.DE 100 27 864 is a project planning system for development and opti lubrication of cams, in particular of electrical cams ben known. In doing so, a complete electrical cam disc only the technologically relevant Ab cuts given. The configuration system automatically supplements the missing sections by movement elements, the total ver run of the movement described by the cam on the base  of the physical laws of motion calculated and with regard to jerk-free unit, energy consumption and / or vibration reduction is optimized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System sowie ein Verfahren zur Projektierung von Kurvenscheiben anzugeben, das auf einfache Weise eine gemeinsame Projektierung von mehrachsigen Kurvenscheiben ermög­ licht.The invention has for its object a system and a method for project planning of cam disks to indicate that in a simple way joint project planning of multi-axis cams is possible light.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der in den unabhängigen An­ sprüchen angegebenen Merkmale gelöst.This task is achieved through the combination of the in the independent An characteristics specified resolved.

Dadurch, dass das Projektierungssystem Mittel zur gemeinsamen Projektie­ rung und/oder Parametrierung von mehreren Achsen, die konstruktiv einer Master-Achse zugeordnet sind, aufweist, entsteht die Möglichkeit für eine Multi-Slave-Bearbeitung. Dabei besteht die Möglichkeit, einer Master-Achse mehrere Slave-Achsen zuzuordnen. Im Entwicklungsprozess von Kurven­ scheiben, bei denen mehrere Achsen im Verbund vorhanden sind, kann man jetzt das Zusammenspiel der Bewegungen auf einem "Arbeitsblatt" analysie­ ren. Ein neues Fenster, das Projektfenster, zeigt in einer Baumstruktur die Hierarchie der Achsen. Es können Slave-Achsen neu hinzugefügt, kopiert, eingefügt und gelöscht werden. Alle Slave-Achsen beziehen sich dabei auf eine Master-Achse.Because the project planning system means for joint project planning tion and / or parameterization of several axes, which constructively one Are assigned to the master axis, the possibility arises for one Multi-slave processing. There is the possibility of a master axis assign several slave axes. In the development process of curves disks with several axes in combination can be used now analyze the interplay of movements on a "worksheet" Ren. A new window, the project window, shows the in a tree structure Hierarchy of axes. Slave axes can be added, copied, inserted and deleted. All slave axes refer to a master axis.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsform sind Slave-Achsen, denen weite­ re Slave-Achsen untergeordnet sind, Kombinatorische Achsen sind und die Einzelbewegungen der untergeordneten Achsen als Verknüpfung in einer Gesamtbewegung abgebildet wird. Mögliche Anwendungsfälle für Kombina­ torische Achsen sind beispielsweise solche, bei denen sich zwei oder mehre­ re Bewegungen überlagern. Eine fliegende Fräse beispielsweise muss sich zuerst auf die Bewegung der Holzplatte aufsynchronisieren und kann erst dann eine Kontur bearbeiten.In an advantageous embodiment, slave axes are wide re slave axes are subordinate, are combinatorial axes and the Individual movements of the subordinate axes as a link in one Overall movement is mapped. Possible applications for Kombina Toric axes are, for example, those with two or more overlay movements. A flying milling machine, for example, must first synchronize with the movement of the wooden plate and can only then edit a contour.

Diese Problemstellung wird mit den Kombinatorischen Achsen gelöst. Dazu werden einer Slave-Achse zwei oder mehrere Achsen untergeordnet. Für je­ de dieser Achsen kann ein eigenes Bewegungsprofil entwickelt werden. Die Summe dieser Einzelbewegung wird dann der übergeordneten Achse über­ geben. Für die übergeordnete Achse erscheint diese summarische Bewe­ gung in einem virtuellen Objekt mit der Bezeichnung CombiSlave. In der übergeordneten Achse können weitere Bewegungsobjekte hinzugefügt und mit dem Objekt CombiSlave verknüpft werden.This problem is solved with the combinatorial axes. To two or more axes are subordinated to a slave axis. For each de these axes can be developed their own movement profile. The  The sum of this single movement is then transferred to the higher-level axis give. This summary movement appears for the superordinate axis in a virtual object called CombiSlave. In the parent axis, additional motion objects can be added and can be linked to the CombiSlave object.

Eine Überwachung eines aktuellen Bearbeitungsstandes eines Projektes kann dadurch sichergestellt werden, dass ein Algorithmus vergleicht, ob die Vorgaben einer projektierten Kurvenscheibe mit den interpolierten Daten übereinstimmen und ob die Daten schon an die Steuerung oder an ein ande­ res Datenziel, wie beispielsweise eine Exportdatei, übergeben wurden.Monitoring of the current processing status of a project can be ensured that an algorithm compares whether the Specifications of a configured cam with the interpolated data agree and whether the data is already sent to the controller or to another res data target, such as an export file.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.Further advantageous configurations result from the subclaims chen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.In the following, the invention is illustrated by the figures Exemplary embodiments described and explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Projektierungssystems mit automati­ sierter Generierung von Kurvenscheiben, Fig. 1 is a schematic diagram of a configuration system with auto-automated generation of cam discs,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Anzeigefeldes eines Projektie­ rungssystems für eine gemeinsame Projektierung mehrerer einer Master-Achse zugeordneten Achsen, Fig. 2 shows an embodiment of a display panel of a configu ration system for configuring a common multiple of a master axis associated axes,

Fig. 3a ein Ausführungsbeispiel eines weiteren Anzeigefeldes eines Pro­ jektierungssystems für eine gemeinsame Projektierung mehrerer sich überlagernder Bewegungen von einer Master-Achse zuge­ ordneten Slave-Achsen, Fig. 3a shows an embodiment of another display panel of an jektierungssystems Pro supplied for a common configuration of a number of overlapping motion of a master axis disposed slave axes,

Fig. 3b ein Anzeigefeld mit einer beispielhaften Anzeige von Stützpunkt­ koordinaten der in den Fig. 3a, c und d dargestellten zu überla­ gernden Kurven, FIG. 3b, a display panel with an exemplary display of the base coordinate, in the Fig. 3a, c and d shown to Überla gernden curves

Fig. 3c ein Anzeigefeld bestehend aus aus den Teilbewegungen "Hub" im Vordergrund und der Teilbewegung "Synchronlauf" im Hinter­ grund, die gemeinsam zur Bewegung "Vorschub" verknüpft wer­ den,Linked Fig. 3c, a display panel consisting of the partial movements "hub" in the foreground, and the portion motion "synchronous operation" in the background, which together for movement "feed" who the,

Fig. 3d ein Anzeigefeld mit Darstellung der kompletten Kurvenscheibe aus der überlagerten Darstellung nach Fig. 3c, Fig. 3d, a display panel showing the complete cam from the superposed view of Fig. 3c,

Fig. 4 ein beispielhaftes Tabellenobjekt einer Kurvenscheibe mit Stütz­ punkttabellen, Fig. 4 is an exemplary table object point tables with a cam support,

Fig. 5 ein aus Stützpunkttabellen generiertes Tabellenobjekt als Teil ei­ ner Kurvenscheibe, Fig. 5 a generated from base tables Table object as part ei ner cam

Fig. 6 eine beispielhafte Darstellung von zwei Teilkurvenverläufen und Fig. 6 shows an exemplary representation of two partial curves and

Fig. 7 ein Tabellenobjekt, das in einen gesamten Bewegungsverlauf ein­ gebunden ist. Fig. 7 is a table object that is bound in an entire course of movement.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Projektierungssystems 1 mit auto­ matisierter Generierung von Kurvenscheiben. Das Projektierungssystem 1 dient zur Entwicklung und Optimierung von Kurvenscheiben 7, insbesondere von elektrischen Kurvenscheiben im Bereich der Automatisierungs- und An­ triebstechnik. Das Projektierungssystem 1 umfaßt Eingabemittel 4 zur Vor­ gabe von technologisch relevanten Teildaten einer gewünschten Kurven­ scheibe durch einen Anwender 10. Das Projektierungssystem 1 weist dar­ über hinaus Rechnermittel 8 zur automatischen Ergänzung fehlender Teilab­ schnitte auf. Die Rechnermittel 8 enthalten ein Expertensystem 11 zur auto­ matische Ergänzung der durch die Teildaten vorgegeben Teilabschnitte durch Bewegungselemente. Dem Expertensystem 11 ist eine erste Daten­ verarbeitungseinheit 12 nachgeschaltet, die auf der Datenbasis einer defi­ nierten Kurvenscheibe eine Interpolation in Form von Geraden berechnet. Der ersten Datenverarbeitungseinheit 12 ist eine zweite Datenverarbeitungs­ einheit 13 parallelgeschaltet, die auf der Datenbasis einer definierten Kur­ venscheibe eine Interpolation in Form von Polynomen geringer Ordnung be­ rechnet. Das Projektierungssystem 1 umfaßt mehrere Bedienebenen B1, B2, B3, die so angeordnet sind, dass die Funktionen Dateneingabe, Kurvenver­ bindung und Interpolation auf getrennten Ebenen angeordnet sind. Die Da­ ten der jeweils darunterliegenden Ebenen werden dabei sowohl in daten­ technischer als auch in grafischer Hinsicht jeweils automatisch an die dar­ überliegenden Ebenen übergeben. Dies führt zu einer einfachen und intuiti­ ven Bedienung und somit zu einer erfolgreichen Entwicklung von Kurven­ scheiben. Fig. 1 shows a schematic diagram of a project planning system 1 with automated generation of cams. The project planning system 1 is used for the development and optimization of cams 7 , in particular of electrical cams in the field of automation and drive technology. The configuration system 1 comprises input means 4 for the provision of technologically relevant partial data of a desired cam disc by a user 10 . The configuration system 1 also has computer means 8 for automatically adding missing sections. The computer means 8 contain an expert system 11 for the automatic supplementation of the partial sections specified by the partial data by means of movement elements. The expert system 11 is followed by a first data processing unit 12 which calculates an interpolation in the form of straight lines on the basis of a defined cam disc. The first data processing unit 12 is a second data processing unit 13 connected in parallel, which calculates an interpolation in the form of low-order polynomials on the basis of a defined cam disk. The configuration system 1 comprises a plurality of operating levels B1, B2, B3, which are arranged in such a way that the functions data input, curve connection and interpolation are arranged on separate levels. The data of the levels below are automatically transferred to the levels above, both from a technical and graphic point of view. This leads to simple and intuitive operation and thus to the successful development of cam discs.

Mit Hilfe des in Fig. 1 dargestellten Projektierungssystems kann der Gesamt­ verlauf der durch die Kurvenscheibe beschriebenen Bewegung auf der Ba­ sis der physikalischen Bewegungsgesetze berechnet und hinsichtlich Ruck­ freiheit, Energieverbrauch und/oder Schwingungsreduzierung optimiert wer­ den.With the help of the configuration system shown in FIG. 1, the overall course of the movement described by the cam disc can be calculated on the basis of the physical laws of motion and optimized with regard to jerk freedom, energy consumption and / or vibration reduction.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Anzeigefeldes eines Projektie­ rungssystems für eine gemeinsame Projektierung mehrerer einer Master- Achse zugeordneten Achsen. Das Projektierungssystem ermöglicht eine Multi-Slave-Bearbeitung möglich. Es können mehrere Slave-Achsen in ei­ nem Projekt vorhanden sein, die der Master-Achse oder einer übergeordne­ ten Slave-Achse, einer sogenannten Kombinatorischen Achse, zugeordnet sind. Es ist möglich, Slave-Achsen neu hinzuzufügen, zu kopieren, einzufü­ gen oder zu löschen. Dabei ist immer die ausgewählte Slave-Achse inklusive der ihr untergeordneten Achsen betroffen. Das Fenster für die Projektstruktur zeigt alle Achsen in ihrer hierarchischen Anordnung an. Die Slave-Achse, die sich in Bearbeitung befindet, ist rot markiert. Um eine beliebige Achse für die Bearbeitung zu aktivieren, muss man mit der Maus einen Doppelklick auf das entsprechende Achssymbol ausführen. Der Name einer Slave-Achse kann im Fenster für die Projektstruktur oder in der Eigenschaftsseite für die jeweilige Slave-Achse geändert werden. Beim Neueinfügen von Slave- Achsen wird ein Name automatisch generiert, der aus der Bezeichnung "Sla­ ve" und einer Nummer besteht. Die Nummer wird errechnet sich aus der Po­ sition der Achse in der entsprechenden Hierarchiestufe. Slave-Achsen, ne­ ben denen ein farbiges Häkchen angezeigt wird, werden auch im Hinter­ grund gezeichnet. Die Farbe des Häkchens entspricht dabei in etwa der Far­ be der Hintergrundzeichnung. Die Eigenschaft für das Hintergrundzeichnen und die dazugehörige Farbe können in der Eigenschaftsseite der Slave- Achse eingestellt werden. Fig. 2 shows an embodiment of a display panel of a project planning system for joint project planning of several axes assigned to a master axis. The configuration system enables multi-slave processing. There can be several slave axes in a project, which are assigned to the master axis or a higher-level slave axis, a so-called combinatorial axis. It is possible to add, copy, paste or delete slave axes. The selected slave axis including its subordinate axes are always affected. The window for the project structure shows all axes in their hierarchical arrangement. The slave axis that is being processed is marked in red. To activate any axis for machining, you have to double-click on the corresponding axis symbol with the mouse. The name of a slave axis can be changed in the window for the project structure or in the properties page for the respective slave axis. When slave axes are reinserted, a name is generated automatically, which consists of the name "slave" and a number. The number is calculated from the position of the axis in the corresponding hierarchy level. Slave axes with a colored check mark are also drawn in the background. The color of the check mark corresponds approximately to the color of the background drawing. The property for the background drawing and the associated color can be set on the property page of the slave axis.

Fig. 3a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines weiteren Anzeigefeldes eines Projektierungssystems für eine gemeinsame Projektierung mehrerer sich überlagernder Bewegungen von einer Master-Achse zugeordneten Slave- Achsen. Fig. 3b zeigt ein Anzeigefeld mit einer beispielhaften Anzeige von Stützpunktkoordinaten der in den Fig. 3a, c und d dargestellten zu überla­ gernden Kurven. Fig. 3c zeigt ein Anzeigefeld mit einer Sinus-Gerade- Kombination und Fig. 3d zeigt ein Anzeigefeld mit Darstellung der komplet­ ten Kurvenscheibe aus der überlagerten Darstellung nach Fig. 3c. Es gibt Anwendungsfälle, bei denen sich zwei oder mehrere Bewegungen überla­ gern. Eine fliegende Fräse beispielsweise muss sich zuerst auf die Bewe­ gung der Holzplatte aufsynchronisieren und kann erst dann eine Kontur be­ arbeiten. Diese Problemstellung wird durch ein Projektierungssystem mit Kombinatorischen Achsen gelöst. Dazu werden einer Slave-Achse zwei oder mehrere Achsen untergeordnet. Für jede dieser Achsen kann ein eigenes Bewegungsprofil entwickelt werden. Die Summe dieser Einzelbewegung wird dann der übergeordneten Achse übergeben. Für die übergeordnete Achse erscheint diese summarische Bewegung in einem virtuellen Objekt mit der Bezeichnung CombiSlave. Dieses Objekt befindet sich von der Bedienhier­ archie her unterhalb der Ebene des Eingabemodus. Es kann über den Be­ fehl "Alle unteren Ebenen" in der Liste der Objekte sichtbar gemacht aber nicht bearbeitet werden. Eine Bearbeitung der Kurve ist nur über die Bear­ beitung der untergeordneten Achsen möglich. Ein Löschen des Objektes CombiSlave ist ebenfalls nicht möglich. Es wird nach dem Löschen aller un­ tergeordneten Achsen automatisch entfernt. In der übergeordneten Achse können weitere Bewegungsobjekte hinzugefügt und mit dem Objekt Com­ biSlave verknüpft werden. In dem in den Fig. 3a-d gezeigten Beispiel wer­ den der Kombinatorischen Achse "Vorschub" die beiden Achsen "Synchron­ lauf' und "Hub" untergeordnet. Die Achse "Hub" ist in Bearbeitung. Ausge­ hend von der Position 0 wird eine Bewegung um über einen ersten Umkehr­ punkt (+10 mm) und danach über einen zweiten Umkehrpunkt (-10 mm) projektiert. Die Achse "Synchronlauf", die sich in der gleichen Hierarchie be­ findet, beschreibt ebenfalls eine Bewegung zwischen Umkehrpunkten und ist mittels einer Sinus-Gerade-Kombination realisiert. Die Hintergrunddarstel­ lung der Achse ist aktiviert. Fig. 3a shows an embodiment of a further display field of a configuration system for a common configuration of a number of overlapping motion of a master axis associated slave axes. FIG. 3b shows a display field with an exemplary display of reference point coordinates of the curves to be superimposed in FIGS . 3a, c and d. Fig. 3c shows a display panel with a sine-straight combination and Fig. 3d shows a display panel showing the complete cam from the superimposed representation of Fig. 3c. There are applications in which two or more movements overlap. A flying milling machine, for example, must first synchronize with the movement of the wooden plate and only then can it machine a contour. This problem is solved by a project planning system with combinatorial axes. To do this, two or more axes are subordinated to a slave axis. A separate motion profile can be developed for each of these axes. The sum of this single movement is then transferred to the higher-level axis. For the higher-level axis, this summary movement appears in a virtual object called CombiSlave. From the operating hierarchy, this object is located below the level of the input mode. It can be made visible in the list of objects using the "All lower levels" command, but cannot be edited. The curve can only be processed by editing the subordinate axes. It is also not possible to delete the CombiSlave object. It is automatically removed after deleting all subordinate axes. Additional motion objects can be added in the higher-level axis and linked to the Com biSlave object. In the example shown in FIGS. 3a-d as who "subordinate. The axis" the combinatorial axis "feed" the two axes "synchronous operation" and "Stroke Stroke" is in progress. Substituted is from the position 0 motion by a first reversal point (+10 mm) and then a second reversal point (-10 mm) The axis "synchronous operation", which is located in the same hierarchy, also describes a movement between reversal points and is by means of a sine - Straight line combination implemented The background representation of the axis is activated.

Die Summe der beiden Bewegungen ist als Objekt CombiSlave ein Be­ standteil der Achse "Vorschub". Für die Gesamtdefinition der Kurvenscheibe wurden im Eingabemodus noch Bewegungsaufgaben für Rast R, Konstante Geschwindigkeit G und Umkehr U hinzugefügt. Im Kurvenmodus wurden dann diese Bewegungsaufgaben inklusive des vordefinierten Objektes Com­ biSlave automatisch zu einer geschlossenen Kurvenscheibe verbunden. Als automatisch generierte Kurvensegmente wurden im vorliegenden Beispiel Modifizierte Sinuslinien und ein Polynom 5. Grades vom Expertensystem ausgewählt.The sum of the two movements is a Be as a CombiSlave object part of the "feed" axis. For the overall definition of the cam were motion tasks for Rast R, constant in the input mode Speed G and Reverse U added. In curve mode then these movement tasks including the predefined object Com biSlave automatically connected to a closed cam. As Automatically generated curve segments were in the present example Modified sine lines and a 5th degree polynomial from the expert system selected.

Fig. 4 zeigt ein beispielhaftes Tabellenobjekt einer Kurvenscheibe mit Stütz­ punkttabellen. Im Interpolationsmodus wird automatisch ein grafisches Ob­ jekt mit der Bezeichnung Punkttabelle (Polygon) generiert. Die Stützpunkte aus dieser Tabelle werden für den Export von Daten verwendet. Fig. 4 shows an exemplary table object of a cam with support point tables. In the interpolation mode, a graphic object called point table (polygon) is automatically generated. The bases from this table are used for the export of data.

Das Projektierungssystem unterstützt auch das Einfügen und Bearbeiten von Punkttabellen im Eingabemodus. Beim grafischen Einfügen einer Punktta­ belle wird ein neues Polygon bestehend aus 3 Stützpunkten generiert. Die Stützpunkte eines Polygons können grafisch mit der Maus verschoben wer­ den. Diese Option ist in der Eigenschaftsseite ein- und ausschaltbar. Bei manuell eingefügten Polygonen ist diese Option standardmäßig eingeschal­ tet. Bei automatisch eingefügten Polygonen, die im Interpolationsmodus er­ zeugt werden, ist diese Option ausgeschaltet.The configuration system also supports the insertion and editing of Point tables in input mode. When graphically inserting a point ta belle a new polygon consisting of 3 support points is generated. The Points of a polygon can be moved graphically with the mouse the. This option can be switched on and off in the properties page. at manually inserted polygons, this option is selected by default tet. For automatically inserted polygons that are in interpolation mode this option is disabled.

Durch das Öffnen der Eigenschaftsseite kann man die Stützpunkte in der Tabelle bearbeiten. Es können Punkte eingefügt, bearbeitet und gelöscht werden. Es sind minimal 1 Punkt und maximal 1024 Punkte zulässig. Ein Import von Punkten aus einer Textdatei ist ebenfalls möglich. Es können nur Punkte eingefügt werden, die innerhalb des Definitionsbereiches von Master- und Slave-Achse liegen. Gegebenenfalls wird nur eine Teilmenge eingefügt. Das Importieren führt zum Löschen aller bisher in der Tabelle vorhandenen Punkte. Beim Export in eine Textdatei kann man als Dezimaltrennzeichen wahlweise das Komma oder den Punkt vorsehen. By opening the properties page you can see the bases in the Edit table. Points can be inserted, edited and deleted become. A minimum of 1 point and a maximum of 1024 points are permitted. On It is also possible to import points from a text file. It can only Points are inserted which are within the domain of master and slave axis. If necessary, only a subset is inserted. The import leads to the deletion of all existing ones in the table Points. When exporting to a text file, you can use a decimal separator optionally provide the comma or the period.  

Fig. 5 zeigt eine aus einer Stützpunkttabelle gemäß Fig. 4 generierte Kur­ venscheibe. Eine weitere Besonderheit gibt es bei der Definition der Rand­ werte. Durch die Annäherung einer idealen Kurve durch ein Polygon können die zeitlichen Ableitungen nur näherungsweise berechnet werden. Um aber trotzdem ein Polygon als Objekt in einer Kurvenscheibe sinnvoll verwenden zu können, kann man das automatische Berechnen der Randwerte aus­ schalten. Bei den automatisch berechneten Polygonen aus dem Interpolati­ onsmodus ist diese Option standardmäßig ausgeschaltet und die Randwerte sind auf die exakten Werte der idealen Kurvenscheibe gesetzt. Wenn die Ei­ genschaftsseite Punkte geöffnet ist, können die Werte in der Tabelle editiert werden. Der Punkt, der in der Zeile der Tabelle ausgewählt ist, wird auch im Arbeitsblatt markiert. Polygone, die im Eingabemodus angeordnet sind, zei­ gen bei den zeitlichen Ableitungen die mathematisch korrekten Funktions­ verläufe an. Die Geschwindigkeit wird als Treppe und die Beschleunigung als Impuls angezeigt. Eine Ruckfunktion wird nicht dargestellt. Fig. 5 shows a curve generated from a base table according to FIG. 4 vensscheibe. There is another special feature when defining the boundary values. By approximating an ideal curve through a polygon, the time derivatives can only be calculated approximately. However, in order to be able to use a polygon as a useful object in a cam, you can switch off the automatic calculation of the boundary values. For the automatically calculated polygons from interpolation mode, this option is switched off by default and the boundary values are set to the exact values of the ideal cam. When the Points property page is open, the values in the table can be edited. The point selected in the row of the table is also marked in the worksheet. Polygons, which are arranged in the input mode, show the mathematically correct course of the functions in the time derivatives. The speed is displayed as stairs and the acceleration as impulse. A jerk function is not shown.

Fig. 6 zeigt eine beispielhafte Darstellung von zwei Teilkurvenverläufen. Die dunkle Kurve in Fig. 6 zeigt die Kurvenscheibe, die sich aktuell in Bearbei­ tung befindet. Da die Bewegung dieser Achse (hier als "Slave 2" bezeichnet) mit dem Bewegungsverlauf der Hintergrundachse ("Slave 1") koordiniert werden muss, wird die Hintergrundachse als hellgraue Kurve in den Arbeits­ bereich eingeblendet. Die senkrechten Striche in der Hintergrundachse kennzeichnen die Grenzen der einzelnen Objekte. Fig. 6 shows an exemplary illustration of two partial curves. The dark curve in Fig. 6 shows the cam which is currently in processing. Since the movement of this axis (referred to here as "slave 2") has to be coordinated with the movement of the background axis ("slave 1"), the background axis is shown as a light gray curve in the work area. The vertical lines in the background axis mark the boundaries of the individual objects.

Fig. 7 zeigt ein Tabellenobjekt (dunkler Kurventeil mit Markierung der Stütz­ punkte), das in einen gesamten Bewegungsverlauf eingebunden ist. Im vor­ liegenden Beispiel wurden die Stützpunkte des Tabellenobjektes von einem externen Werkzeug anhand einer mathematischen Formel berechnet und in das Tabellenobjekt importiert. Erfindungsgemäß werden zusätzlich zu den Stützpunkten auch noch die Geschwindigkeits- (v) und Beschleunigungs­ werte (a) in das Tabellenobjekt übernommen, so dass die Einbindung in den gesamten Bewegungsverlauf stoß- und ruckfrei erfolgen kann. Fig. 7 shows a table object (dark part of the curve with marking of the support points), which is integrated into an entire course of movement. In the previous example, the base points of the table object were calculated by an external tool using a mathematical formula and imported into the table object. According to the invention, in addition to the support points, the speed (v) and acceleration values (a) are also adopted in the table object, so that the integration into the entire course of movement can be carried out smoothly and smoothly.

In den Fällen, wo keine direkte Übernahme der Randwerte (v, a) erfolgen kann, können erfindungsgemäß diese Randwerte entweder aus den Stütz­ punkten heraus automatisch berechnet oder manuell eingegeben werden.In cases where the boundary values (v, a) are not directly adopted can, according to the invention, these boundary values either from the supports points are calculated automatically or entered manually.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung somit ein Projektierungssystem zur Entwicklung und Optimierung von Kurvenscheiben, insbesondere von elek­ tronischen Kurvenscheiben, bei dem mehrere Slave-Achsen konstruktiv ei­ ner Master-Achse zugeordnet sind und die gemeinsam projektiert und para- metriert werden. Die Achsen sind in einer hierarchischen Struktur angeord­ net, wobei die einzelnen Slave-Achsen direkt der Master-Achse oder einer übergeordneten Slave-Achse untergeordnet sind. Slave-Achsen, denen weitere Slave-Achsen untergeordnet sind, verknüpfen als Kombinatorische Achsen die Einzelbewegungen der untergeordneten Achsen.In summary, the invention thus relates to a project planning system for Development and optimization of cams, especially elec tronic cams, in which several slave axes constructively are assigned to a master axis and are configured and configured together be measured. The axes are arranged in a hierarchical structure net, where the individual slave axes directly the master axis or one subordinate slave axis. Slave axes to which other slave axes are subordinate, link as combinatorial Axes the individual movements of the subordinate axes.

Claims (35)

1. Projektierungssystem (1) zur Entwicklung und Optimierung von Kurven­ scheiben (7), insbesondere von elektronischen Kurvenscheiben im Bereich der Automatisierungs- und Antriebstechnik, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektierungssystem (1) Eingabemittel (4) zur Vorgabe von tech­ nologisch relevanten Teildaten (6a . . . 6e) einer gewünschten Kurvenscheibe (7) aufweist und daß Projektierungssystem Mittel zur gemeinsamen Projek­ tierung und/oder Parametrierung von mehreren Achsen, die konstruktiv einer Master-Achse zugeordnet sind, aufweist.1. Project planning system ( 1 ) for the development and optimization of cam disks ( 7 ), in particular electronic cam disks in the field of automation and drive technology, characterized in that the project planning system ( 1 ) input means ( 4 ) for specifying technologically relevant partial data ( 6 a... 6 e) of a desired cam disc ( 7 ) and that the configuration system has means for joint projecting and / or parameterization of several axes, which are structurally assigned to a master axis. 2. Projektierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich immer eine Achse aktiv im Vordergrund befindet und projektiert wird während die anderen Achsen im Hintergrund dargestellt werden.2. Project planning system according to claim 1, characterized, that an axis is always actively in the foreground and configured will be displayed in the background while the other axes. 3. Projektierungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung der einzelnen Achsen im Hintergrund ein- und ausge­ schaltet werden kann und die Darstellungsart, wie Farbe und Linienstil, wählbar ist.3. Project planning system according to one of claims 1 or 2, characterized, that the representation of the individual axes in the background on and off can be switched and the display type, such as color and line style, is selectable. 4. Projektierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Slave-Achsen in einer hierarchischen Struktur angeordnet sind und dabei entweder direkt der Master-Achse oder einer übergeordneten Slave- Achse untergeordnet sind.4. Project planning system according to one of claims 1 to 3, characterized, that the slave axes are arranged in a hierarchical structure and either directly to the master axis or a higher-level slave Axis are subordinate. 5. Projektierungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Slave-Achsen, denen weitere Slave-Achsen untergeordnet sind, Kom­ binatorische Achsen sind und die Einzelbewegungen der untergeordneten Achsen als Verknüpfung in einer Gesamtbewegung abgebildet wird. 5. Project planning system according to claim 4, characterized, that slave axes, to which further slave axes are subordinate, com are binatory axes and the individual movements of the subordinate Axes are mapped as a link in an overall movement.   6. Projektierungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfung der Einzelbewegungen summarisch erfolgt.6. Project planning system according to claim 5, characterized, that the linkage of the individual movements is summarized. 7. Projektierungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfung der Einzelbewegungen über beliebige mathematische Funktionen erfolgen kann.7. Project planning system according to claim 5, characterized, that the linking of the individual movements via any mathematical Functions can be done. 8. Projektierungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der übergeordneten Achse die Verknüpfung der Einzelbewegungen der untergeordneten Achsen als ein eigenes Bewegungsobjekt visualisiert, parametriert und/oder projektiert wird.8. Project planning system according to one of claims 4 to 7, characterized, that the linkage of the individual movements in the superordinate axis the subordinate axes visualized as a separate movement object, parameterized and / or configured. 9. Projektierungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der übergeordneten Achse die Verknüpfung der Bewegung der un­ tergeordneten Achsen mit weiteren Bewegungsobjekten zu einer Gesamt­ bewegung kombiniert werden kann.9. Project planning system according to one of claims 5 to 8, characterized, that the link between the movement of the un subordinate axes with further motion objects to a total movement can be combined. 10. Projektierungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination aus der Verknüpfung und den Bewegungsobjekten so optimiert wird, dass eine ruckfreie Gesamtbewegung entsteht.10. Project planning system according to claim 9, characterized, that the combination of the link and the moving objects so is optimized so that a jerk-free overall movement arises. 11. Projektierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrstufiger Algorithmus über die Integrität der Daten wacht und sicherstellt, dass irgendeine Änderung in der Projektierung auch zu einer Korrektur der Daten in der Steuerung oder einem anderen Datenziel führt. 11. Project planning system according to one of claims 1 to 8, characterized, that a multi-level algorithm watches over the integrity of the data and ensures that any change in the configuration also results in a Correction of the data in the controller or another data target leads.   12. Projektierungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus vergleicht, ob die Vorgaben einer projektierten Kurven­ scheibe mit den interpolierten Daten übereinstimmen und ob die Daten schon an die Steuerung oder an ein anderes Datenziel, wie beispielsweise eine Exportdatei, übergeben wurden.12. Project planning system according to claim 11, characterized, that the algorithm compares whether the specifications of a configured curve disc match the interpolated data and whether the data already to the controller or to another data target, such as an export file. 13. Projektierungssystem nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Abweichung der Bediener eine Unterstützung zur Wie­ derherstellung der Datenintegrität bekommt.13. Project planning system according to one of claims 11 or 12, characterized, that in the event of a deviation from the operator, support for how manufacturing data integrity. 14. Projektierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten der Stützpunkttabellen in einem speziellen Bewegungsobjekt abgebildet werden, das parametriert und projektiert werden kann.14. Project planning system according to one of claims 1 to 13, characterized, that the data of the base tables in a special movement object that can be parameterized and configured. 15. Projektierungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Randwerte für Geschwindigkeit und Beschleunigung dieses Tabel­ lenobjektes aus den Daten der Tabelle selbst berechnet werden.15. Project planning system according to claim 14, characterized, that the boundary values for speed and acceleration of this table lenobject can be calculated from the data in the table itself. 16. Projektierungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Randwerte für Geschwindigkeit und Beschleunigung dieses Tabel­ lenobjektes durch manuelle Vorgaben eingestellt werden können.16. Project planning system according to claim 14, characterized, that the boundary values for speed and acceleration of this table len Object can be set by manual specifications. 17. Projektierungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Randwerte für Geschwindigkeit und Beschleunigung dieses Tabel­ lenobjektes aus den Daten einer idealen Bewegung, wie beispielsweise einer Kurvenscheibe oder einer mathematischen Gleichung, die als Ursprung dient, übernommen werden. 17. Project planning system according to claim 14, characterized, that the boundary values for speed and acceleration of this table lenobject from the data of an ideal movement, such as one Cam or a mathematical equation that originates serves to be taken over.   18. Verfahren zur Entwicklung und Optimierung von Kurvenscheiben (7), insbesondere von elektronischen Kurvenscheiben im Bereich der Automati­ sierungs- und Antriebstechnik, dadurch gekennzeichnet, dass das Projektierungssystem (1) Eingabemittel (4) zur Vorgabe von tech­ nologisch relevanten Teildaten (6a . . . 6e) einer gewünschten Kurvenscheibe (7) aufweist und daß Projektierungssystem Mittel zur gemeinsamen Projek­ tierung und/oder Parametrierung von mehreren Achsen, die konstruktiv einer Master-Achse zugeordnet sind, aufweist.18. Process for the development and optimization of cams ( 7 ), in particular electronic cams in the field of automation and drive technology, characterized in that the project planning system ( 1 ) input means ( 4 ) for specifying technologically relevant partial data ( 6 a. 6 e) has a desired cam ( 7 ) and that the projecting system has means for joint projecting and / or parameterization of several axes, which are structurally assigned to a master axis. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich immer eine Achse aktiv im Vordergrund befindet und projektiert wird während die anderen Achsen im Hintergrund dargestellt werden.19. The method according to claim 18, characterized, that an axis is always actively in the foreground and configured will be displayed in the background while the other axes. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung der einzelnen Achsen im Hintergrund ein- und ausge­ schaltet werden kann und die Darstellungsart, wie Farbe und Linienstil, wählbar ist.20. The method according to any one of claims 18 or 19, characterized, that the representation of the individual axes in the background on and off can be switched and the display type, such as color and line style, is selectable. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Slave-Achsen in einer hierarchischen Struktur angeordnet sind und dabei entweder direkt der Master-Achse oder einer übergeordneten Slave- Achse untergeordnet sind.21. The method according to any one of claims 18 to 20, characterized, that the slave axes are arranged in a hierarchical structure and either directly to the master axis or a higher-level slave Axis are subordinate. 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass Slave-Achsen, denen weitere Slave-Achsen untergeordnet sind, Kom­ binatorische Achsen sind und die Einzelbewegungen der untergeordneten Achsen als Verknüpfung in einer Gesamtbewegung abgebildet wird. 22. The method according to claim 21, characterized, that slave axes, to which further slave axes are subordinate, com are binatory axes and the individual movements of the subordinate Axes are mapped as a link in an overall movement.   23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfung der Einzelbewegungen summarisch erfolgt.23. The method according to claim 22, characterized, that the linkage of the individual movements is summarized. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknüpfung der Einzelbewegungen über beliebige mathematische Funktionen erfolgen kann.24. The method according to claim 23, characterized, that the linking of the individual movements via any mathematical Functions can be done. 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23 dadurch gekennzeichnet, dass in der übergeordneten Achse die Verknüpfung der Einzelbewegungen der untergeordneten Achsen als ein eigenes Bewegungsobjekt visualisiert, parametriert und/oder projektiert wird.25. The method according to any one of claims 20 to 23 characterized, that the linkage of the individual movements in the superordinate axis the subordinate axes visualized as a separate movement object, parameterized and / or configured. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in der übergeordneten Achse die Verknüpfung der Bewegung der un­ tergeordneten Achsen mit weiteren Bewegungsobjekten zu einer Gesamt­ bewegung kombiniert werden kann.26. The method according to any one of claims 21 to 24, characterized, that the link between the movement of the un subordinate axes with further motion objects to a total movement can be combined. 27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombination aus der Verknüpfung und den Bewegungsobjekten so optimiert wird, dass eine ruckfreie Gesamtbewegung entsteht.27. The method according to claim 26, characterized, that the combination of the link and the moving objects so is optimized so that a jerk-free overall movement arises. 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrstufiger Algorithmus über die Integrität der Daten wacht und sicherstellt, dass irgendeine Änderung in der Projektierung auch zu einer Korrektur der Daten in der Steuerung oder einem anderen Datenziel führt.28. The method according to any one of claims 18 to 27, characterized, that a multi-level algorithm watches over the integrity of the data and ensures that any change in the configuration also results in a Correction of the data in the controller or another data target leads. 29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus vergleicht, ob die Vorgaben einer projektierten Kurven­ scheibe mit den interpolierten Daten übereinstimmen und ob die Daten schon an die Steuerung oder an ein anderes Datenziel, wie beispielsweise eine Exportdatei, übergeben wurden.29. The method according to claim 28, characterized,  that the algorithm compares whether the specifications of a configured curve disc match the interpolated data and whether the data already to the controller or to another data target, such as an export file. 30. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Abweichung der Bediener eine Unterstützung zur Wie­ derherstellung der Datenintegrität bekommt.30. The method according to any one of claims 28 or 29, characterized, that in the event of a deviation from the operator, support for how manufacturing data integrity. 31. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten der Stützpunkttabellen in einem speziellen Bewegungsobjekt abgebildet werden, das parametriert und projektiert werden kann.31. The method according to any one of claims 18 to 30, characterized, that the data of the base tables in a special movement object that can be parameterized and configured. 32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Randwerte für Geschwindigkeit und Beschleunigung dieses Tabel­ lenobjektes aus den Daten der Tabelle selbst berechnet werden.32. The method according to claim 31, characterized, that the boundary values for speed and acceleration of this table lenobject can be calculated from the data in the table itself. 33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Randwerte für Geschwindigkeit und Beschleunigung dieses Tabel­ lenobjektes durch manuelle Vorgaben eingestellt werden können.33. The method according to claim 31, characterized, that the boundary values for speed and acceleration of this table len Object can be set by manual specifications. 34. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Randwerte für Geschwindigkeit und Beschleunigung dieses Tabel­ lenobjektes aus den Daten einer idealen Bewegung, wie beispielsweise einer Kurvenscheibe oder einer mathematischen Gleichung, die als Ursprung dient, übernommen werden.34. The method according to claim 31, characterized, that the boundary values for speed and acceleration of this table lenobject from the data of an ideal movement, such as one Cam or a mathematical equation that originates serves to be taken over. 35. Computerprogrammprodukt mit einem Projektierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17.35. Computer program product with a project planning system according to one of claims 1 to 17.
DE10221062A 2001-05-10 2002-05-10 System for planning and design of cam discs in multi-axis combination esp. electrical disc cams, uses common planning and design and/or parameterizing of several axes assigned to master axis Ceased DE10221062A1 (en)

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DE102007006422A1 (en) * 2007-02-05 2008-08-07 Robert Bosch Gmbh Method of operating machines with adjustable motion profiles
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US11373017B2 (en) 2014-11-24 2022-06-28 Lenze Automation Gmbh Computer-based design system for an electric drive system

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