【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于調節驅動器的驅動軸的運動的方法，其中通過預給定運動的運動應有值以預給定的調節時間步長來調節驅動軸的運動，由此在每個調節時間步長中得到驅動軸的運動的運動階段，其中對于驅動軸的運動預給定呈目標位置、目標速度和目標加速度形式的目標運動階段，并且從呈起始位置、起始速度和起始加速度形式的起始運動階段出發在遵守預給定的運動限制的情況下通過運動曲線調設目標運動階段，并且其中在每個調節時間步長中由運動曲線獲得運動應有值。
技術介紹
1、驅動器的驅動軸的調節存在于多種應用中。驅動軸基本上由驅動單元如電動機構成，該驅動單元作用到驅動器的運動的驅動部件上，以便使運動的驅動部件以期望的方式平移或旋轉地運動。驅動軸通常引起沿一個方向的運動。當然，可以設置多個驅動軸，以便使運動的驅動部件沿多個方向運動。對于存在驅動軸的應用的示例是起重機、機器人、輸送裝置、機床、線性驅動器等，其中該列表當然不是限制性的。
2、長定子線性馬達通常在制造、加工、裝配設備和類似設備中被用作柔性的輸送裝置。長定子線性馬達已知地基本上由呈多個彼此相繼地布置的磁場生成單元如驅動線圈或可運動的磁體形式的長定子和多個具有激勵磁體(例如永磁體、電磁體或短路繞組)的運輸單元組成，所述激勵磁體沿著長定子運動，在該長定子中，磁場生成單元產生可運動的電磁場，該電磁場與運輸單元上的激勵磁體共同作用，以便使運輸單元運動。驅動線圈例如可以被加載以電流，以便產生可運動的電磁場。因此，通過長定子形成輸送路徑，運輸單元可以沿著該輸送路徑運動。因此可以將每個運輸單元在其運動(位置
3、長定子線性馬達可以實施為具有一個驅動軸或多個驅動軸。在后一種情況下，也經常成為平面馬達。在平面馬達中，磁場生成單元布置在一個平面中，由此形成平面的輸送路徑，運輸單元可以在該輸送路徑中沿兩個方向運動。附加地，運輸單元還可以至少在一定限度內也正常地運動至平面的輸送路徑，這構成另一驅動軸。這種長定子線性馬達是充分已知的。
4、驅動軸的所有應用的共同之處是驅動軸的運動被調節。因此，存在驅動調節器，該驅動調節器以期望的方式調節通過驅動軸運動的驅動部件的運動。對于驅動軸調節可以設置驅動軸應遵循的運動應有值。
5、通常對于驅動軸給定目標運動階段，該目標運動階段被運動的驅動部件接近，例如在長定子線性馬達上的確定的目標位置，該目標位置應被運動的驅動部件以確定的目標速度和/或目標加速度達到。運動階段被理解為驅動軸的運動的驅動部件在運動的確定時間點的運動狀態，即位置、速度、加速度。因此，必須通過預給定運動應有值來調節驅動部件，使得從起始運動階段出發達到該目標運動階段。通常被要求盡可能精確地接近目標位置并且運動的驅動部件在目標位置處靜止、即在目標位置處的速度和加速度為零。
6、運動應有值通常以運動變量的運動曲線的形式，例如以運動的驅動部件應遵循的速度曲線或位置曲線的形式被預給定，以便達到目標運動階段。然后，由運動曲線在運動的任何時間點求取對應的在驅動調節的當前時間點要預給定的運動應有值，例如確定的速度應有值或位置應有值，其可以借助驅動調節器在當前時間點調節。然后，由于驅動調節，在任何時間點出現當前運動階段。
7、對于運動曲線的創建通常也考慮已知的運動限制，例如最大速度或最大加速度。通常對于驅動軸的運動預給定對于定義為加速度的時間導數的沖擊的限制作為運動限制，以便減少由于大的加速度變化而對驅動軸的機械負載。為此，通常使用限制加速度變化(即沖擊)的所謂的沖擊過濾器。這種沖擊過濾器通常實施為低通過濾器或平均值過濾器。在此創建運動曲線，例如位置曲線或速度曲線，然后在沖擊過濾器中調整該運動曲線，以便實現沖擊限制。然而，這種沖擊過濾器需要許多存儲空間，因為為了求平均必須存儲過去運動應有值的多個值。除此之外，沖擊過濾器也始終與過去相關，因為沖擊過濾器也處理過去的值。由此也引起沖擊過濾器的停滯時間，因為在沖擊過濾器正常工作之前必須首先存在足夠的過去的值。由此也導致運動曲線不能簡單地切換，例如通過預給定新的目標運動階段。
8、當然，也可以生成本質上受沖擊限制的運動曲線。然而，生成這樣的運動曲線是計算量非常大的。尤其在如呈存在大量要運動的運輸單元的長定子線性馬達形式的輸送裝置等應用中很快達到可用的計算能力的極限。因此，在許多應用中僅為驅動軸產生簡單的加速度限制的運動曲線，該運動曲線之后在沖擊過濾器中受沖擊限制。
9、此外，實踐中存在這樣的問題，即驅動軸調節離散地實施、即在一定的、預給定的調節時間步長中預給定新的運動應有值，驅動軸調節器由該運動應有值在每個調節時間步長中計算用于驅動軸的驅動單元的執行參量，利用該執行參量操控驅動單元，以便調整當前運動應有值。在此，當然也檢測運動的實際值，例如實際位置并提供給驅動軸調節器。通常也在每個調節時間步長中檢測實際值。執行參量例如是可以在長定子線性馬達的驅動線圈上調設的電流或電壓，或電動機的電流。由此表明運動應有值僅能夠在通過調節時間步長預給定的離散的時間點上變化。例如，如果運動應有值是速度，這將導致具有速度跳躍的速度曲線的階躍函數。這些速度跳躍導致加速度中的大的跳躍部位和從而大的沖擊。因此又需要使用沖擊過濾器以消除這些跳躍部位，然而，這又與上述缺點相關。
技術實現思路
1、因此，有利的是，在驅動軸的離散的驅動調節中預給定運動應有值，使得沖擊受限制并且使用沖擊過濾器是過時的，其中能夠盡可能簡單地創建沖擊限制的運動曲線。
2、該任務通過運動曲線由起始運動曲線和目標運動曲線組成來解決，其中起始運動曲線在起始運動階段處開始并且過渡到目標運動曲線中，該目標運動曲線在初始運動階段中開始并在目標運動階段中結束。起始運動曲線在此是任意的并且可以假定為已知的或預給定的。在多個調節時間步長上利用加速度曲線求取目標運動曲線，其中，每個調節時間步長中的加速度變化最大相應于預給定的最大沖擊，使得目標運動曲線的加速度曲線作為階躍函數存在，在該階躍函數中，加速度曲線是在調節時間步長k處的時間上離散的一系列加速度值。因此，可能的加速度變化位于零和預給定的最大沖擊之間。在遵守預給定的運動限制的情況下創建階躍函數，使得在階躍函數下方的面積相應于初始運動階段的初始速度和目標運動階段的目標速度之間的速度變化。利用求出的目標運動曲線求取目標路徑，該目標路徑通過目標運動曲線經過，并且根據目標路徑求取時間點(確定的調節時間步長)，在該時間點處開始所求出的目標運動曲線，以便達到目標運動階段的目標位置。
3、因此可以以簡單的方式純分析地創建運動曲線的沖擊限制的目標運動曲線。目標運動曲線確保在遵守沖擊限制的情況下從初始運動階段達到目標運動階段。
4、有利地，創建目標運動曲線，其方式是：加速度從第一加速度區段中的初始加速度出發在多本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于調節驅動器的驅動軸(1)的運動的方法，其中通過預給定所述運動的運動應有值(BS)以預給定的調節時間步長k調節所述驅動軸(l)的所述運動，由此，在每個調節時間步長k中得到所述驅動軸(1)的所述運動的運動階段(p、v、a)，其中對于所述驅動軸(1)的所述運動預給定呈目標位置(pZ)、目標速度(vZ)和目標加速度(aZ)的形式的目標運動階段(pZ、vZ、aZ)并且從呈起始位置(pS)、起始速度(vS)和起始加速度(aS)的形式的起始運動階段(pS、vS、aS)出發通過運動曲線(5)在遵守預給定的運動限制的情況下調設所述目標運動階段(pZ、vZ、aZ)，并且其中在每個調節時間步長k中從所述運動曲線(5)獲得所述運動應有值(BS)，
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述加速度曲線中的加速度從第一加速度區段(7a)中的初始加速度(aA)出發在多個調節時間步長k中減小或增大了最大所述預給定的最大沖擊(jmax)，然后第二加速度區段(7b)中的加速度在多個調節時間步長k中增大或減小了最大所述預給定的最大沖擊(jmax)，直至達到所述目標加速度(aA)。
<...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種用于調節驅動器的驅動軸(1)的運動的方法，其中通過預給定所述運動的運動應有值(bs)以預給定的調節時間步長k調節所述驅動軸(l)的所述運動，由此，在每個調節時間步長k中得到所述驅動軸(1)的所述運動的運動階段(p、v、a)，其中對于所述驅動軸(1)的所述運動預給定呈目標位置(pz)、目標速度(vz)和目標加速度(az)的形式的目標運動階段(pz、vz、az)并且從呈起始位置(ps)、起始速度(vs)和起始加速度(as)的形式的起始運動階段(ps、vs、as)出發通過運動曲線(5)在遵守預給定的運動限制的情況下調設所述目標運動階段(pz、vz、az)，并且其中在每個調節時間步長k中從所述運動曲線(5)獲得所述運動應有值(bs)，
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述加速度曲線中的加速度從第一加速度區段(7a)中的初始加速度(aa)出發在多個調節時間步長k中減小或增大了最大所述預給定的最大沖擊(jmax)，然后第二加速度區段(7b)中的加速度在多個調節時間步長k中增大或減小了最大所述預給定的最大沖擊(jmax)，直至達到所述目標加速度(aa)。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，加速度從在第一加速度區段(7a)中的初始加速度(aa)出發在多個調節時間步長k中減小或增大了最大所述預給定的最大沖擊(jmax)，直至達到預給定的最小加速度(amin)或最大加速度(amax)，然后所述加速度在第三加速度區段(7c)中對于多個調節時間步長k保持為所述最小加速度(amin)或最大加速度(amax)，并且然后所述加速度在第二加速度區段(7b)中在多個調節時間步長k中增加或減小了最大所述預給定的最大沖擊(jmax)，直至達到所述目標加速度(aa)。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，如果所述預給定的運動限制允許，使得在所述階躍函數下方的所述面積除了殘...
【專利技術屬性】
技術研發人員：克里斯托弗·胡特爾，赫爾穆特·赫爾佐格，邁克爾·豪爾，
申請(專利權)人：B和R工業自動化有限公司，
類型：發明
國別省市：
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