DE60316395T2 - Filtereinrichtung für eine Maschinensteuerung - Google Patents

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Yaskawa Electric Corp
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/416Numerical 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
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung, die dazu verwendet wird, Positionier-Befehle einer Maschinen-Steuereinheit so zu verarbeiten, dass die Schwingung eines mechanischen Systems bei Beschleunigung und Abbremsung unterdrückt wird.
  • Herkömmlich ist ein Segmentfilter (Bewegungsmittelungsfilter) als eine Softwarefunktion bekannt, um die Schwingung eines mechanischen Systems während einer Beschleunigung und einer Abbremsung zu unterdrücken; und um weich einen Motor in einer Maschinen-Steuereinheit, die in einer Positionierungsvorrichtung, oder dergleichen, verwendet wird, zu drehen. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Segmentfilters und 4 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Betriebsablauf zum Zeitpunkt einer Änderung einer Zeitkonstanten dieses Filters darstellt.
  • Das herkömmliche Filter ist, wie 3 zeigt, aus einer Eingangs- und einer Ausgangseinheit und einem einzelnen Filter aufgebaut. Ein Vorgang wird angewandt, bei dem eingegebene Segmente aufeinanderfolgend einer Filterverarbeitung unterworfen werden und durch eine Software ausgegeben werden (z.B. JP-A-2001-306118 ).
  • Allerdings werden mit dem herkömmlichen Segmentfilter dann, wenn fortlaufende Eingabebefehle eingegeben werden, um eine Positionierung vorzunehmen, die folgenden zwei Verfahren angewandt, um die Filterkonstante umzuändern, ohne einen positionsmäßigen Fehler zu verursachen.
    • (1) Der Vorgang wartet auf den Abschluss der Löschung eines vorherigen Filters.
    • (2) Der verbleibende Betrag des Filters wird auf einmal ausgegeben.
  • Allerdings ist, in Verbindung mit dem Verfahren (1), ein Problem dahingehend vorhanden, dass, da die Zeit zum Warten auf den Abschluss des Löschens des vorherigen Filters zum Zeitpunkt einer Änderung der Zeitkonstanten eines Filters vorhanden ist, die Taktzeit im Verhältnis zu der Zeitkonstanten des Filters lang wird. Mit dem Verfahren (2) wird, da alle Befehle in einem Puffer des Filters auf einmal ausgegeben werden, ein Befehl eines extrem großen Werts in einem einzelnen Befehl ausgegeben, so dass der Filterausgang nicht mehr gleichmäßig ist. Demzufolge ist dabei ein Problem dahingehend vorhanden, dass eine Beschädigung bei der Maschine hervorgerufen wird, die durch einen solchen Befehlt gesteuert wird.
  • Die Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen, verschiedene Probleme gemacht worden und deren Aufgabe ist es, eine Filtervorrichtung zu schaffen, die dazu geeignet ist, eine Erhöhung in der Taktzeit, die durch die Änderung einer Zeitkonstanten des Filters hervorgerufen wird, zu verringern, ohne einen positionsmäßigen Fehler zu verursachen, und dazu geeignet ist, den Filterausgang glatt zu gestalten.
  • Die vorstehenden und andere Aufgaben der Erfindung werden durch eine Filtervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
  • Aufgrund der charakteristischen Merkmale der Erfindung ist es möglich, die Filterzeitkonstante zu ändern, ohne auf den Abschluss des Löschens des vorherigen Filters zu warten, und der Motor kann störungsfrei gedreht werden.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Filtervorrichtung für eine Maschinen-Steuereinheit gemäß der Erfindung darstellt;
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsvorgang des Verfahrens gemäß der Erfindung darstellt;
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Filters einer herkömmlichen Maschinen-Steuereinheit darstellt;
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm, das den Betriebsablauf des herkömmlichen Filters darstellt; und
  • 5 zeigt ein Diagramm, das den Effekt der Erfindung darstellt.
  • Nachfolgend wird eine Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen angegeben. 1 zeigt ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Filtervorrichtung für eine Maschinen-Steuereinheit gemäß der Erfindung darstellt. Die Filtervorrichtung für die Maschinen-Steuereinheit der Erfindung ist, wie in der Zeichnung dargestellt ist, aus Eingangs-/Ausgangseinheiten, einem Schalter zum Umschalten des Eingangs und einer Mehrzahl unabhängiger Filter aufgebaut. In der Zeichnung wird eine Vielzahl unabhängiger Filter für eine Filterverarbeitung verwendet, was herkömmlich durch einen einzelnen Filter durchgeführt wird, und eine Umschaltung der Filterzeitkonstante wird durch Ändern des Eingangs zu einem Filter hin, für den das Löschen des Filters abgeschlossen worden ist, realisiert.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsvorgang in der Filtervorrichtung der Maschinen-Steuereinheit, die in 1 dargestellt ist, zeigt. Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird eine Beschreibung vorgenommen, um ein Beispiel anzugeben, in dem die Filtervorrichtung der Maschinen-Steuereinheit der Erfindung zwei Filter aufweist.
  • In diesem Beispiel wird die Filterverarbeitung mit einer Filterzeitkonstanten 1 vorgenommen, die sich auf einen Befehl 1 bezieht, und die Filterverarbeitung wird auch mit einer Filterzeitkonstanten 2 vorgenommen, die sich auf einen Befehl 2 bezieht, während Befehl 1 und Befehl 2 verarbeitet werden. Wenn der Befehl 1 in die Filtervorrichtung eingegeben ist, wird ein Segment des Befehls 1 zu dem Filter 1 eingegeben, der die Filterzeitkonstante 1 besitzt, um dadurch die Filterverarbeitung 1 zu bewirken. Wenn das Löschen des Befehls 1 abgeschlossen ist und der Befehl 2 in die Filtervorrichtung eingegeben ist, wird die Segment-Eingabe umgeändert und das Segment des Befehls 2 wird zu dem Filter 2 eingegeben, der die Filterzeitkonstante 2 besitzt, um dadurch eine Filterverarbeitung 2 zu bewirken. An diesem Punkt wird das Segment des Befehls 2 nicht zu dem Filter 1 eingegeben, sondern die Filterverarbeitung wird fortgeführt, bis die verbleibende Menge der Segmente in dem Filter 0 wird. Dann wird die Summe der Segmente, die durch die Filter 1 und 2 verarbeitet ist, ausgegeben.
  • Demzufolge kann die Filterzeitkonstante gerade dann, wenn eine verbleibende Menge an Segmenten in dem Filter 1 vorhanden ist, dadurch umgeändert werden, dass eine Umschaltung zu dem Filter 2 vorgenommen wird, ohne auf den Abschluss des Löschens des Filters 1 zu warten und ohne Löschen der verbleibenden Menge der Segmente in dem Filter auf einmal. Zusätzlich wird die Filterverarbeitung, da die Summe der Segmente, die durch die Filter 1 und 2 verarbeitet ist, ausgegeben wird, möglich gemacht, ohne einen positionsmäßigen Fehler hervorzurufen.
  • 5 zeigt ein Diagramm, das einen Effekt der Erfindung darstellt, in dem ein Vergleich in der Taktzeit zwischen der konventionellen Filterverarbeitung und der Filterverarbeitung, bei der das Verfahren der Erfindung in einem Fall angewandt wird, vorgenommen wird, bei dem eine angemessene Beschleunigung und Abbremsung von einem Punkt A zu einem Punkt B vorgenommen werden (Filterzeitkonstante ist groß) und eine starke Beschleunigung und Abbremsung von Punkt B zu dem Punkt C vorgenommen werden (Filterzeitkonstante ist kurz). Es kann anhand der Zeichnung gesehen werden, dass die Taktzeit durch die Verwendung der Filter, bei denen das Verfahren der Erfindung angewandt wird, verglichen mit dem herkömmlichen Fall verringert wird.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, wird, entsprechend dem Verfahren der Erfindung, ein Vorgang angewandt, bei dem der Eingang durch Verwenden einer Vielzahl von unabhängigen Filtern geändert wird. Deshalb werden Vorteile dahingehend erzielt, dass eine Erhöhung in der Taktzeit, die sich durch die Änderung der Filterzeitkonstante ergibt, was ein Problem des herkömmlichen Segmentfilters gewesen ist, verringert werden kann, ohne einen positionsmäßigen Fehler zu verursachen, und dass der Filterausgang geglättet werden kann, so dass keine nutzlose Beschädigung an der Maschine hervorgerufen wird.

Claims (1)

  1. Filtervorrichtung, die verwendet wird, um Positionier-Befehle für eine Maschinen-Steuereinheit so zu verarbeiten, dass die Schwingung eines mechanischen Systems bei Beschleunigung und Abbremsung unterdrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: zwei unabhängige Filter, deren Filterzeitkonstanten sich unterscheiden; einen Umschalter zum Umschalten erster und zweiter Befehle, die in die Filtervorrichtung eingegeben werden, so dass der erste Befehl in das erste Filter und der zweite Befehl in das zweite Filter eingegeben wird; und ein Addierer zum Addieren von Ausgängen der zwei Filter, um den Ausgang der Filtervorrichtung zu erzeugen.
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