JP2006258816A - 機械における運動時にエラーが発生した際のエラー応答方法、コンピュータシステム、コンピュータプログラムならびにコンピュータ読出可能担体 - Google Patents

Abstract

【課題】機械における運動時にエラーが発生した際、殊に上に述べた従来技術の欠点が改善されたエラー応答方法を提供できるようにすること。
【解決手段】マスタ軸情報が伝送される機械における運動時に、例えば駆動器にてエラーないしは障害が発生した際のエラー応答方法において、上記運動は、少なくとも１つのマスタ軸と、少なくとも１つの入力側および出力側を有しかつこのマスタ軸によって制御されるカムプレートとを使用することによって行われ、マスタ軸情報の伝送時に障害が発生した際には、少なくとも１つのカムプレートの少なくとも１つの入力側に加わっているプロセス変量を使用して、上記エラー応答を開始して実行することを特徴とするエラー応答方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、機械における運動時に、例えば駆動器においてエラーが発生した際にこのエラーに応答する方法およびコンピュータシステムに関する。さらに本発明は、相応するコンピュータプログラム、コンピュータプログラムならびにコンピュータ読出可能担体に関する。

本発明は、機械における運動時に、例えば駆動器においてエラーが発生した際にこのエラーに応答する方法に関し、ここでこの運動は、少なくとも１つのマスタ軸（Leitachse）と、少なくとも１つの入力側および出力側を有しかつマスタ軸によって制御される少なくとも１つのカムプレート（Kurvenscheibe）との使用によって行われる。一般的にカムプレートは、マスタ軸を介して駆動制御される。マスタ軸位置の各点に対して、カムプレートの曲線記憶装置（Kurvenspeicher）に記憶された等価値が存在する。曲線記憶装置は、この等価値、すなわちいわゆるカムプレートの位置目標値を例えばテーブルの形式で含んでいるのである。これによってマスタ軸の運動に対し、このカムプレートについての所定の運動プロフィールがあらかじめ設定される。ここでカムプレートは、実際に存在するマスタ軸を介して制御することができる。マスタ軸位置の各ポジションにはカムプレートの１ポジションが結びつけられる。カムプレートは、上記の曲線記憶装置に格納された運動プロフィールによってマスタ軸に追従する。

ここから得られる結合は、シャフトによる２つのモジュールの機械的な結合に相応する。マスタ軸位置を検出するため、検出ユニットが設けられており、この検出ユニットそのものはカムプレートの入力側に結合されている。さらにカムプレートを仮想的なマスタ軸によって制御することも考えられる。この際にもマスタ軸位置の各ポジションと、カムプレートのポジションとを結びつける。ここでもカムプレートは、曲線記憶装置に格納されている運動プロフィールによってマスタ軸に追従する。

カムプレート内の機能により、カムプレートに格納されている表を用いて、マスタ軸のいわゆるガイド値（Leitwert）の運動をいわゆる位置目標値プロフィールに変換することが公知である。ここでマスタ軸のガイド値とは、例えば、マスタ軸ポジションまたはマスタ軸速度とすることが可能である。通例、ガイド値の運動は、一定の運動であり、例えば機械の速度ないしは機械ガイド角度である。カムプレートのテーブルに含まれている位置目標値プロフィールは、一般的に任意の運動法則によって、例えば、部分多項式によって設定される。

機械における運動時に、例えば駆動器においてエラーが発生した際、今日ではプロセス変量に基づき、カムプレート、すなわちカムプレートテーブルにしたがって制御技術的にさまざまないわゆるエラー応答が実行される。ここでエラー応答とは、例えばいわゆるモーメント解除（Momentenfreischaltung），速度目標値ゼロ切換（Geschwindigkeitssollwert-Nullschaltung）または位置決め運動（Positionierbewegung）などである。速度目標値ゼロ切換においては、場合によっては例えば加速度または圧力などの限界条件を設定することができる。位置決め運動においても、速度、加速度または圧力などの限界条件を設定することができる。

通信システムを介して周期的にガイド値が伝送され、分散された関与体（Teilnehmer）によって分散形に構成されたシステムでは、エラーが生じた時点から通信が途絶えると、分散された関与体おいてガイド値の情報がなくなってしまう。

分散実行されるエラー応答において、例えば中央の制御によってマスタ軸のガイド値情報が通信システムを介して分散処理部、例えば駆動器に伝送されかつこの通信システムが破壊された場合に分散実行されるエラー応答において、今日の従来技術によればすべての軸は、例えばあらかじめ設定可能な遅延を伴って停止状態まで一定に制動される。しかしながらこのような制動運動は、カムプレート機能によって発生し得る一般には一定でない通常の運動を考慮していない。さらにガイド値に関連する出力信号はもはや求められず、出力されない。それはこの出力信号に対するガイド値をもはや変更できないからである。すなわち、今日使用されているエラー応答は、軸ないしは軸グループに発生する現実の運動プロフィールを考慮していないのである。例えばエラー応答として回転数目標値ゼロ切換を使用する場合、採用した線形の運動方程式によって一定の遅延が設定される。これは必ずしも実際の運動プロフィールには相応せず、ないしは通例、実際の運動プロフィールには相応しない。その結果、例えば衝突または機械の障害が発生するおそれがある。

さらにガイド値に関連した出力信号が求められないことによって同様に損傷が発生し得る。このようなガイド値に関連した出力信号は、例えば付加ユニットを制御するカムないしはセンサエミュレーション信号とすることが可能である。

本発明の課題は、機械における運動時にエラーが発生した際、殊に上に述べた従来技術の欠点が改善されたエラー応答方法を提供できるようにすることである。また別の課題は、この方法を実施するためのコンピュータシステム、コンピュータプログラムおよびコンピュータ読出可能担体を提供することである。

上記の方法についての課題は、本発明の請求項１によって解決される。コンピュータシステムについての課題は本発明の請求項１０によって、コンピュータプログラムについての課題は本発明の請求項１３によって、またコンピュータ読出可能担体についての課題は本発明の請求項１５によってそれぞれ解決される。

請求項１によれば、マスタ軸情報が伝送される機械における運動時に、例えば駆動器においてエラーないしは障害が発生した際にエラー応答する方法が提案される。ここでは上記の運動は、少なくとも１つのマスタ軸と、少なくとも１つの入力および出力側を有しかつ上記マスタ軸によって制御されるカムプレートとを使用して行われる。ここではマスタ軸情報の伝送時に障害が発生すると、少なくとも１つのカムプレートの少なくとも１つの入力側に加わってるプロセス変量を使用して、上記のエラー応答を開始して実行する。

本発明の方法の別の実施形態では、上記のプロセス変量を、マスタ軸によって設定されるガイド値によって決定する。ここでこれは例えば、ガイド値ポジション、ガイド値速度、ガイド値加速度および／またはガイド値ジャークである。

本発明の方法の別の実施形態では、エラー応答として、速度目標値ゼロ切換を実行する。さらにエラー応答として考えられるのは、いわゆる位置決め運動を行うことである。いずれの場合も例えば加速度またはジャークなどの限界条件をあらかじめ設定することができる。

本発明の方法の別の実施形態では、マスタ軸として中央のマスタ軸を選択し、エラー応答を分散して実行する。ここで上記のマスタ軸は、分散動作するシステムの要素としての少なくとも１つのカムプレートにガイド通信システム（Fuehrungskommunikationssystem）を介して結合されている。これにより、制御部によって、すなわち中央のマスタ軸によって中央で制御され、分散動作するシステムにガイド通信システムを介して伝送される上記のような運動において、ガイド通信システムの故障によって開始されて実行され得るエラー応答が改善される。中央の制御部ないしは中央のマスタ軸においてガイド値は、前と同様に生成され、また通常時にはガイド通信システムを介して、例えばいわゆるSERCOSインタフェースを介してインテリジェントな駆動器に伝送される。ここでカムプレート機能部は、分散して駆動器に含まれるか、ないしはこれらの駆動器に前置接続される。ガイド通信システムが故障した際には、本発明の方法にしたがい、前記のエラー応答が分散して開始される。

ガイド値に基づいてエラー応答を開始して実行することに起因して、本発明の方法により、可能になるのは、分散され分配された同時のエラー応答を行うことである。ここでこれらのエラー応答により、エラーの場合に機械は、ガイド値運動があたかも中央で設定されているのと同じように応答することになる。本発明の方法を適用することによって、外部に出力される信号は引き続き出力され、また正しい時点に出力される。ここで外部に出力信号は、ガイド値に関連するカム、位置目標値に関連するカム、ガイド値に関連するアナログの速度および／またはガイド値に関連するいわゆるセンサシミュレーション信号とすることが可能である。

本発明の方法を適用する際、例えば駆動器軸は、エラーが発生する前の作動状態、例えば速度制御または位置制御にとどまる。今日、一般的に駆動器軸の作動状態は変化する。そのため、今日の公知技術によれば、例えば、位置制御される軸の回転数目標値ゼロ切換により、場合によっては一層不利なプロセス技術ないし制御技術的な特性によって、速度制御の作動状態が変化するのである。

本発明の方法によれば、エラー応答は、制御技術的にカムプレート機能に追従するプロセス変量に基づいて行われるのではなく、制御技術的に先行するプロセス変量に基づいて行われるのである。すなわち、ガイド値のプロセス変量に基づいて、例えばガイド値位置、ガイド値速度、ガイド値加速度および／またはガイド値ジャークなどに基づき、ローカルに形成されたガイド軸関数を用いて、エラー応答が開始されるのである。本発明では、今日、個々の軸において行い得るほとんどすべてのエラー応答を考えることが可能である。すでに述べた速度目標値ゼロ切換および位置決め運動のほかに、別の可能性を考えることができる。ここでは可能であるのは、例えば、遅延期間ないしはガイド値パス（Leitwertweg）をあらかじめ設定してエラー応答を開始することである。これによって例えば、多段の機械を同期化して空転させることが可能になる。ここでこれはシフトレジスタに類似して、作製物を機械の段に順次に処理されないようにすることによって行われる。位置決め運動の場合には、これは例えば、回転または機械の周期などの複数のガイド値サイクルを含むガイド目標位置を介して達成することも可能である。

遅延期間内に元のように解消される一時的なエラーが、分散され遅延された遮断に結びつくようにしたい場合、すでに開始されて実行されている分散されたエラー応答を、例えば中央の制御によって元のようにリセットすることができる。

本発明の方法の別の実施形態において、エラーが発生した際に目下のプロセス変量を用いて、少なくとも１つのカムプレートを制御する仮想的な、殊にローカルに仮想的なマスタ軸に切り換える。

さらに本発明は、機械における運動時にエラーが発生した際、このエラー応答するためのコンピュータシステムに関する。ここで上記の運動は、少なくとも１つのマスタ軸と、少なくとも１つの入力および出力側を有しかつマスタ軸によって制御される少なくとも１つのカムプレートとを使用することによって行われる。本発明のコンピュータシステムは、エラーの発生を識別する少なくとも１つの制御ユニットと、少なくとも１つのカムプレートの少なくとも１つの入力側に加わっている目下のプロセス変量を読み出す少なくとも１つの読出ユニットと、読み出したこのプロセス変量を用いてエラー応答を開始して実行する少なくとも１つの処理ユニットとを有する。

さらに本発明のコンピュータシステムには上記の処理ユニットに切換ユニットを設けることができる。ここでこの切換ユニットは、エラーが発生した場合、目下のプロセス変量によって、少なくとも１つのカムプレートの制御を、分散システムに関してローカルで仮想的なマスタ軸に自動的に切り換えることができる。

さらに本発明のコンピュータシステムにおいて、呼び出し可能な１つまたは複数のエラー応答を格納する記憶ユニットを設けることが考えられる。

さらに本発明は、本発明の方法を実施するための製品に関しており、ここでこの製品は、プログラムコードを有するコンピュータプログラムであり、コンピュータにおいて上記のコンピュータプログラムを実行する際、このプログラムコードは、本発明の方法を実行するのに適したプログラムコードである。さらにこのコンピュータプログラムは、コンピュータに読み出し可能な媒体に記憶することができる。

本発明にはさらに、コンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読み出し可能なデータ担体が含まれており、ここでこのコンピュータプログラムにはプログラムコードが含まれており、コンピュータにおいて上記のコンピュータプログラムを実行する際、このプログラムコードは、本発明の方法を実行するのに適したプログラムコードである。

本発明はまた、記憶手段を有するコンピュータシステムにも関しており、この記憶手段には、プログラムコードを有するコンピュータプログラムが含まれており、ここでコンピュータにおいて上記のコンピュータプログラムを実行する際、このプログラムコードは、本発明の方法を実行するのに適したプログラムコードである。

本発明の別の利点および実施形態は、上記の説明および添付の図面から得られる。

上に述べた特徴および以下にさらに説明は、それぞれ示した組み合わせにおいてだけではなく、本発明の範囲を逸脱することなく別の組み合わせにおいて、または単独で使用可能であることは明らかである。

実施例に基づいて本発明を図面に概略的に示し、またこの図面に関連して以下で詳しく説明する。

ここにはマスタ軸１が示されており、これは回転し、その際にいわゆるガイド値を生成する。このガイド値はマスタ軸ポジションないしはマスタ軸角度またはマスタ軸速度とすることが可能である。通信システム２を介して、ガイド値情報が、分散された処理部、例えば駆動器に伝送される。これらの分散された処理部ないしは駆動器にはそれぞれカムプレート１０ないしは２０が前置接続されている。カムプレート１０ないしは２０はそれぞれ、これらに通知されたガイド値の１つずつの運動を、テーブルないしはこれらにそれぞれ格納された運動プロフィールＰ１ないしはＰ２によって、相応する位置目標値プロフィールに変換する。通常、ガイド値の運動は、一定の運動であり、テーブルに含まれる位置目標プロフィールＰ１ないしはＰ２は、通例、任意の運動法則によってあらかじめ設定される。例えば通信システム２の破壊などのエラーが発生した場合、プロセス変量に基づいてエラー応答を行う。ここでこのプロセス変量は、制御技術的に、カムプレート１０ないしは２０の機能に先行する。このことが意味するのは、エラー応答がガイド量に基づいて直接開始されることである。ここでこのガイド量は、前述したように、ガイド量ポジション、ガイド量速度、ガイド量加速度またはガイド量ジャークとすることが可能である。ここでガイド量ないしはガイド量情報は、カムプレート１０ないしは２０のそれぞれの入力側Ｅ１ないしはＥ２においてまたはその前で読み出され、エラー応答の開始および実行に使用される。

エラー応答としては、今日において個々の軸において行い得るほとんどすべてのエラー応答を考えることができる。これらは例えば、場合によってはあらかじめ設定可能な限界条件を有する速度目標値ゼロ切換であり、ならびにまた場合によってはあらかじめ設定可能な限界条件を有する位置決め運動である。別のオプションとしては実際のエラー応答を開始する前に、遅延期間ないしはガイド値パスをあらかじめ設定することも可能である。これによって可能になるのは例えば、多数の段を有する機械を同期化して空転させることであり、ここでこれはシフトレジスタと類似に機械の段にある作製物を順次に処理しないようにすることによって行われる。この例ではマスタ軸１によってガイド量が生成される。ここでは例えばガイド通信２の故障のようなエラーの場合、システムＣ１およびＣ２により、生成されたガイド量に基づいてエラー応答が開始され実施される。このガイド量に基づくエラー応答によって、分散され分配された同時のエラー応答が可能になり、これにより、エラーの場合に機械は、ガイド量運動があたかも中央で設定されているのと同じように応答することになる。さらに外部に送出される信号は、引き続き出力され、また正しい時点に出力される。各出力側Ａ１ないしはＡ２に接続されている駆動軸は、エラーが発生する前の動作モードにとどまる。

本発明の方法の実施形態を概略的な実施例によって示す図である。

符号の説明

１ マスタ軸、 ２ 通信システム、 １０，２０ カムプレート、 Ａ１，Ａ２ 出力側、 Ｃ１，Ｃ２ システム、 Ｅ１，Ｅ２ 入力側、 Ｐ１，Ｐ２ 運動プロフィール

Claims (16)

1. マスタ軸情報が伝送される機械における運動時に、例えば駆動器にてエラーないしは障害が発生した際にエラーに応答する方法において、
   前記運動は、少なくとも１つのマスタ軸と、少なくとも１つの入力側および出力側を有しかつ該マスタ軸によって制御されるカムプレートとを使用することによって行われ、
   マスタ軸情報の伝送時に障害が発生した際には、少なくとも１つのカムプレートの少なくとも１つの入力側に加わっているプロセス変量を使用して、前記エラー応答を開始して実行することを特徴とする、
   エラー応答方法。
2. 前記のプロセス変量を、マスタ軸によって設定されるガイド値によって決定する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記のガイド量のプロセス変量としてガイド量ポジション、ガイド量速度、ガイド量加速度および／またはガイド量ジャークを使用する、
   請求項２に記載の方法。
4. エラー応答として速度目標値ゼロ切換を実行する、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. エラー応答として位置決め運動を行う、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
6. マスタ軸として中央のマスタ軸を選択し、
   前記のエラー応答を分散して実行し、
   ここで前記マスタ軸は、分散動作するシステムの素子としての少なくとも１つのカムプレートにガイド通信システムを介して結合されている、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
7. エラー応答の前および／またはエラー応答を開始する際に、遅延期間および／またはガイド値パスを設定する、
   請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
8. エラーが解消された後、すでに開始したエラー応答をリセットする、
   請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
9. エラーが発生した際には存在するプロセス変量を用いて、前記の少なくとも１つのカムプレートを制御する仮想的なマスタ軸に切り換える、
   請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
10. 機械における運動時にエラーが発生した際、エラー応答するためのコンピュータシステムにおいて、
    前記運動は、少なくとも１つのマスタ軸と、少なくとも１つの入力側および出力側を有しかつ該マスタ軸によって制御される少なくとも１つのカムプレートとを使用することによって行われ、
    前記コンピュータシステムは、
    エラーの発生を識別する少なくとも１つの制御ユニットと、
    少なくとも１つのカムプレートの少なくとも１つの入力側に加わっている目下のプロセス変量を読み出す少なくとも１つの読出ユニットと、
    読み出した当該のプロセス変量を用いてエラー応答を開始して実行する少なくとも１つの処理ユニットとを有することを特徴とする
    コンピュータシステム。
11. 前記処理ユニットに切換ユニットが設けられており、
    エラーが発生した場合、該切換ユニットにより、加えられているプロセス変量によって、少なくとも１つのカムプレートの制御がマスタ軸に切り換えられる、
    請求項１０に記載のコンピュータシステム。
12. 呼び出し可能な１つまたは複数のエラー応答を格納する記憶ユニットが設けられている、
    請求項１０または１１に記載のコンピュータシステム。
13. 方法を実施するための製品において、
    該製品は、プログラムコードを有するコンピュータプログラムであり、ここでコンピュータにてコンピュータプログラムを実行する際、該プログラムコードは、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法を実行するのに適したプログラムコードであることを特徴とする、
    請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法を実施するための製品。
14. 前記コンピュータプログラムは、コンピュータに読み出し可能な媒体に記録されている、
    請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
15. コンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読み出し可能なデータ担体において、
    前記コンピュータプログラムにはプログラムコードが含まれており、コンピュータにおいて前記コンピュータプログラムを実行する際、該プログラムコードは、請求項１から９まずのいずれか１項に記載の方法を実行するのに適したプログラムコードであることを特徴とする
    コンピュータ読出可能データ担体。
16. 記憶手段を有するコンピュータシステムにおいて、
    前記記憶手段には、プログラムコードを有するコンピュータプログラムが含まれており、
    コンピュータにおいて前記コンピュータプログラムを実行する際、前記プログラムコードは、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法を実行するのに適したプログラムコードであることを特徴とする、
    記憶手段を有するコンピュータシステム。

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