專利名稱：用于引導(dǎo)數(shù)控機(jī)床的可移動(dòng)機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于引導(dǎo)數(shù)控機(jī)床的可移動(dòng)機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)的方法和裝 置，其中機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)路線分解為連續(xù)的運(yùn)動(dòng)段，其中借助機(jī)床軸的預(yù)定限 制給定最大可能的路線速度、最大可能的加速度和最大可能的路線加速度率。
背景技術(shù)：
在圖1中以結(jié)構(gòu)框圖的形式示出機(jī)床、工作母機(jī)和/或機(jī)床人的常用的電驅(qū)
動(dòng)系統(tǒng)?？刂蒲b置l在圖1示例性示出的雙軸機(jī)床中控制機(jī)床的兩個(gè)機(jī)床軸6a 和6b。機(jī)床軸6a在此由調(diào)節(jié)裝置2a、逆變器3a、驅(qū)動(dòng)電機(jī)4a和與驅(qū)動(dòng)電機(jī) 4a連接的機(jī)構(gòu)5a組成。機(jī)床軸6b在此由調(diào)節(jié)裝置2b、逆變器3b、驅(qū)動(dòng)電機(jī) 4b和與驅(qū)動(dòng)電機(jī)4b連接的機(jī)構(gòu)5b組成?？刂蒲b置1預(yù)先向每個(gè)機(jī)床軸的調(diào)節(jié) 裝置2a和2b分開地給定對(duì)應(yīng)于可借助機(jī)床軸6a和6b運(yùn)動(dòng)的機(jī)床部件的預(yù)定 運(yùn)動(dòng)路線的位置額定值。調(diào)節(jié)裝置2a和2b通過逆變器3a和3b調(diào)節(jié)電機(jī)4a和 4b對(duì)應(yīng)于由控制裝置預(yù)先給定的額定值的各所屬電機(jī)位置角，從而借助與各驅(qū) 動(dòng)電機(jī)4a和4b連接的結(jié)構(gòu)5a和5b執(zhí)行機(jī)床部件的預(yù)定運(yùn)動(dòng)路線。在此，機(jī) 床部件應(yīng)理解為例如在加工過程期間的工具如4先頭以及工件。
在圖2中示例性示出用于按照?qǐng)D1的雙軸機(jī)床的這種運(yùn)動(dòng)路線S。在此在 運(yùn)動(dòng)路線S上引導(dǎo)實(shí)施為銑頭的機(jī)床部件8。圖1的機(jī)床軸6a在此負(fù)責(zé)x方向 上的加工運(yùn)動(dòng)，而機(jī)床軸6b負(fù)責(zé)在y方向上的加工運(yùn)動(dòng)。
按照?qǐng)D1的數(shù)控裝置1為此處理例如用CAD/CAM系統(tǒng)產(chǎn)生的子程序。在 控制裝置1中存放了例如用于處理工件的幾何數(shù)據(jù)。控制裝置1的任務(wù)在于， 產(chǎn)生針對(duì)該機(jī)床的機(jī)床軸的額定參數(shù)，使得在期望的運(yùn)動(dòng)路線S上引導(dǎo)機(jī)床部 件8。為此需要額外的工藝信息，尤其是該機(jī)床特性的知識(shí)。這些特性如驅(qū)動(dòng) 裝置的最大轉(zhuǎn)數(shù)、驅(qū)動(dòng)裝置的最大可能加速度或驅(qū)動(dòng)裝置的最大驅(qū)動(dòng)力矩存儲(chǔ) 在機(jī)床數(shù)據(jù)中，并且控制裝置1是知道的。所述運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)必須由控制裝置1這 樣進(jìn)行，使得不會(huì)破壞上述預(yù)定限制(例如驅(qū)動(dòng)裝置的最大可能的加速度)。由
此產(chǎn)生的機(jī)床的各個(gè)才幾床軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)曲線一定可以實(shí)現(xiàn)。為此市場(chǎng)上 常見的對(duì)該運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)的計(jì)劃采用對(duì)路線長(zhǎng)度S的時(shí)間導(dǎo)數(shù)。
在圖3中示意性示出對(duì)機(jī)床部件的這種運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)的原理性規(guī)劃。對(duì)應(yīng)于預(yù) 定的運(yùn)動(dòng)路線S以及由機(jī)床部件8經(jīng)過的路線長(zhǎng)度S,由路線加速度率'i'('i' =￡(S))
的運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)來計(jì)算，該路線加速度率表示路線長(zhǎng)度s的3倍時(shí)間導(dǎo)數(shù)并且作為 輸入?yún)?shù)輸入在圖3中示出的所謂三存儲(chǔ)模型中。路線加速度率'i'在由積分9a、 9b、 9c形成的積分鏈中是最高的時(shí)間導(dǎo)數(shù)。從路線加速度率》'中計(jì)算出路線加 速度S U-a(s))，通過其它積分由路線加速度S計(jì)算出路線速度iO:v(s)),通過 其它積分由路線速度計(jì)算出路線長(zhǎng)度s。
從路線長(zhǎng)度s、路線速度i、路線加速度S和路線加速度率y中，可以根據(jù) 對(duì)相應(yīng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)有效的、專業(yè)人員已知的特殊運(yùn)動(dòng)學(xué)變換為機(jī)床的每個(gè)參與 運(yùn)動(dòng)的電機(jī)計(jì)算出所屬的電機(jī)位置額定角 ,、所屬的電機(jī)額定角速度&5、所 屬的電機(jī)額定角加速度^巡以及所屬的電機(jī)額定角加速率》MS 。各電機(jī)位置額定 角形成針對(duì)按照?qǐng)D1的主管調(diào)節(jié)裝置2a或2b的各所屬位置調(diào)節(jié)電路的額定 值(為每個(gè)機(jī)床軸交付一個(gè)所屬的電機(jī)位置額定角，即在圖3所示的電路針對(duì) 機(jī)床的每個(gè)機(jī)床軸分開存在)。這保證了機(jī)床部件(例如銑頭或其它工具或工件) 的當(dāng)前位置遵循預(yù)定的額定值。
通過有針對(duì)性地預(yù)先給定輸入?yún)?shù)路線加速度率'i',所有其它參數(shù)(路線 速度i、路線加速度i'、路線長(zhǎng)度s)都可以通過積分從一個(gè)狀態(tài)經(jīng)過合適的中 間值轉(zhuǎn)換到另一個(gè)狀態(tài)，從而可以檢查和保持所有邊界。這些邊界確定了加工 過程的最小持續(xù)時(shí)間。反過來這意味著只有在任何時(shí)刻至少一個(gè)參數(shù)達(dá)到其可 能的最大值，所述運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)才是時(shí)間最佳的。在該運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)時(shí)必須考慮的限制 在真實(shí)的機(jī)床上存在對(duì)應(yīng)。從而例如驅(qū)動(dòng)裝置的最大轉(zhuǎn)數(shù)與傳動(dòng)比和例如球形 滾軸的軸螺距一起給出最大可能的路線速度作為邊界。
借助上述機(jī)床軸的預(yù)定限制，根據(jù)針對(duì)預(yù)定運(yùn)動(dòng)路線S的現(xiàn)有技術(shù)，為為 了確定而分為接續(xù)的運(yùn)動(dòng)段的預(yù)定運(yùn)動(dòng)路線S確定最大可能的路線速度 vlim(s)、最大可能的路線加速度alim(s)和最大可能的路線加速度率rlim(s)。這 就是現(xiàn)有技術(shù)。
在圖4中示出最大可能的路線速度vlim(s)、最大可能的路線加速度alim(s) 和最大可能的路線加速度率rlim(s)在運(yùn)動(dòng)路線S的路線長(zhǎng)度s上的變化曲線。 最大可能的路線加速度alim(s)在此既理解為在正方向上的最大可能路線加速度
alim(s),即路線加速度的正值，又理解為在負(fù)方向上的最大可能路線加速度 alim(s),即路線加速度的負(fù)值。最大可能的路線加速度率rlim(s)在此既理解為 在正方向上的最大可能路線加速度率rlim(s)，即路線加速度率的正值，又理解 為在負(fù)方向上的最大可能路線加速度率rlim(s),即路線加速度率的負(fù)值。
在該預(yù)定邊界內(nèi)，應(yīng)當(dāng)這樣進(jìn)行沿著運(yùn)動(dòng)路線S的運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)，使得該運(yùn)動(dòng) 引導(dǎo)是時(shí)間最佳的，即用盡可能高的路線速度v(s)進(jìn)行該運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)。為此市場(chǎng) 上常見的是這樣來進(jìn)行該運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)，使得完全利用最大可能的路線加速度率 rlim(s)。由此該路線加速度率r(s)的加速率變化曲線在一個(gè)運(yùn)動(dòng)段內(nèi)(在圖4中 通過垂直的虛線示出運(yùn)動(dòng)段的開始和結(jié)束)在兩個(gè)最大值之間搖擺，其中在現(xiàn) 有技術(shù)中作為附加的條件必須遵守，在每個(gè)路線片段結(jié)束時(shí)路線加速度a(s)為0 值。這是必須的，因?yàn)樗业降慕鈶?yīng)當(dāng)可以根據(jù)時(shí)間二次連續(xù)地微分，由此稍 后該運(yùn)動(dòng)路線S沒有中斷。在此根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)要以這樣確定的運(yùn)動(dòng)曲線不是時(shí) 間最佳的為代價(jià)，即只能不充分地利用尤其是最大可能的路線加速度alim(s)和 最大可能的路線速度vlim(s)。由于路線長(zhǎng)度s本身又是時(shí)間t的函數(shù)，因此在 數(shù)學(xué)范疇內(nèi)路線速度、路線加速度a(s)和路線加速度率r(s)是所謂的軌跡，圖4 的顯示是在所謂的相平面中的顯示。
由德國(guó)公開文本DE19944607A1公開了 一種用于在數(shù)控工具機(jī)床或機(jī)器人 中記錄重疊地(satzuebergreifend)進(jìn)行速度引導(dǎo)的方法。
德國(guó)專利申請(qǐng)10321970.6公開了一種用于對(duì)數(shù)控工具機(jī)床或生產(chǎn)母機(jī)的 可運(yùn)動(dòng)機(jī)床部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種簡(jiǎn)單的方法和筒單的裝置用于對(duì)數(shù) 控機(jī)床的可運(yùn)動(dòng)機(jī)床部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)，其中盡可能充分地利用對(duì)機(jī)床的機(jī)床 軸的限制。
方法解決，其中，
-機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)路線分解為彼此接續(xù)的運(yùn)動(dòng)片段，
-借助機(jī)床軸的可預(yù)定限制給出最大可能的路線速度、最大可能的路線加 速度和最大可能的路線加速度率，
-確定最大可能的路線速度的局部極小值，
-對(duì)每個(gè)局部極小值分別確定一個(gè)所屬的左側(cè)和右側(cè)的路線速度段，其中 對(duì)該極小值左邊和右邊的運(yùn)動(dòng)路線的路線值， 一直利用最大可能的路線加速度 率和最大可能的路線加速度確定結(jié)果路線速度，直到路線速度超過該極小值左 邊和右邊的最大可能的路線速度，其中這樣為所述運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)確定路線加速度率 的變化曲線。
此外，該技術(shù)問題還通過一種用于對(duì)數(shù)控機(jī)床的可運(yùn)動(dòng)機(jī)床部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng) 引導(dǎo)的裝置解決，其中機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)路線分解為彼此接續(xù)的運(yùn)動(dòng)片段，該裝 置具有，
-用于借助機(jī)床軸的預(yù)定限制預(yù)先給定最大可能的路線速度、最大可能的 路線加速度和最大可能的路線加速度率的裝置，
-用于確定最大可能的路線速度的局部極小值的裝置，
_用于對(duì)每個(gè)局部極小值分別確定一個(gè)所屬的左側(cè)和右側(cè)的路線速度段 的裝置，其中對(duì)該極小值左邊和右邊的運(yùn)動(dòng)路線的路線值， 一直利用最大可能 的路線加速度率和最大可能的路線加速度確定結(jié)果路線速度，直到路線速度超 過該極小值左邊和右邊的最大可能的路線速度。
對(duì)于本發(fā)明證明是優(yōu)選的是，在遵守最大可能的路線加速度率以及最大可 能的路線加速度的條件下將兩個(gè)相鄰極小值的相鄰的路線速度段彼此連接，使 得在至少一個(gè)連接點(diǎn)路線加速度為0值。這可以特別簡(jiǎn)單地將路線速度段彼此 連接，并且遵守所要求的路線長(zhǎng)度S根據(jù)時(shí)間t可二次連續(xù)微分的條件。 此外證明是優(yōu)選的是，在至少兩個(gè)連接點(diǎn)所述路線加速度釆取0值。 此外證明是優(yōu)選的是，在多于兩個(gè)連接點(diǎn)所述路線加速度采取0值。 此外證明是優(yōu)選的是，所述機(jī)床實(shí)施為工具機(jī)床、生產(chǎn)母機(jī)和/或機(jī)器人， 因?yàn)樵谶@些技術(shù)領(lǐng)域按照特殊的規(guī)模需要用于對(duì)可運(yùn)動(dòng)機(jī)床部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)引導(dǎo) 的方法。
此外證明是優(yōu)選的是，所述裝置具有用于為運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)確定加速率變化曲線 的裝置，其中在遵守最大可能的路線加速度率以及最大可能的路線加速度的條 件下將兩個(gè)相鄰極小值的相鄰的路線速度段彼此連接，使得在至少一個(gè)連接點(diǎn)
路線加速度是0值。這可以特別筒單地將路線速度段彼此連接，并且遵守所要 求的路線長(zhǎng)度s根據(jù)時(shí)間t可二次連續(xù)微分的條件。
此外證明是優(yōu)選的是，所述裝置實(shí)施為用于控制機(jī)床的控制裝置。如果所 述裝置實(shí)施為用于控制機(jī)床的控制裝置，則不需要單獨(dú)的控制裝置來控制機(jī)床。
此外證明是優(yōu)選的是，具有用于本發(fā)明裝置的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包含可 用于執(zhí)行本發(fā)明方法的代碼段的裝置。
裝置的優(yōu)選實(shí)施方式類似于方法的優(yōu)選實(shí)施方式，反之亦然。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并在下面詳細(xì)解釋。在此
圖1示出具有兩個(gè)才幾床軸的機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，
圖2示出一個(gè)機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)路線，
圖3示出用于確定運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)的三存儲(chǔ)器系統(tǒng)，
圖4示出按照現(xiàn)有技術(shù)對(duì)路線加速度率的確定，
圖5示出按照本發(fā)明方法和本發(fā)明裝置的對(duì)路線速度段的確定，
圖6示出按照本發(fā)明方法和本發(fā)明裝置的對(duì)路線加速度率變化曲線的確定。
具體實(shí)施例方式
在圖5和圖6中示出本發(fā)明的方法。
為此在圖5和圖6中在路線長(zhǎng)度s上繪制出最大可能的路線速度vlim(s)、 最大可能的路線加速度alim(s)和最大可能的路線加速度率rlim(s)，它們是作為 邊界值為本方法預(yù)先給定的。在一個(gè)方法步驟中首先確定最大可能的速度 vlim(s)的局部極小值。局部極小值在圖5中用Ml、 M2、 M3、 M4表示。在此 局部極小值應(yīng)理解為這樣的區(qū)域，在這些區(qū)域的左側(cè)和右側(cè)最大可能的速度 vlim(s)再次上升。在此，最大可能速度vlim(s)的起點(diǎn)和終點(diǎn)同樣是局部極小值。
接著在每個(gè)極小值的左側(cè)和右側(cè)確定一個(gè)所謂的、屬于該極小值的左側(cè)和 右側(cè)的路線速度段，即按段的路線速度變化曲線v(s)。由此在每個(gè)極小值處都 給出位于該極小值左側(cè)的路線速度段，下面將其稱為左側(cè)路線速度段，而且在 每個(gè)極小值處都給出位于該極小值右側(cè)的所屬的路線速度段，下面稱為右側(cè)路 線速度段。由此對(duì)于圖5示例性示出的沿著具有路線長(zhǎng)度s的運(yùn)動(dòng)路線S的運(yùn) 動(dòng)過程片段，產(chǎn)生左側(cè)路線速度段tr2(s)、 tr4(s)、 tr6(s)和右側(cè)路線速度段trl(s)、 tr3(s)和tr5(s)。
因此對(duì)于每個(gè)局部極小值M1、 M2、 M3、 M4利用最大可能路線加速度率 rlim(s)和最大可能路線加速度alim(s)為在該極小值M1至M4左側(cè)和右側(cè)的路線
長(zhǎng)度s的各個(gè)路線值分別確定一個(gè)所屬的左側(cè)和右側(cè)路線速度段trl(s)至tr6(s), 其中一直確定結(jié)果路線速度v(s)、即相應(yīng)的路線速度段trl(s)至tr6(s)，直到路 線速度v(s)超過該極小值左側(cè)和右側(cè)的最大可能路線速度vlim(s)為止。相應(yīng)的 路線速度段trl(s)至tr6(s)、即路線速度v(s)超過最大可能路線速度vlim(s)的位 置在圖5中用tJl至t)6表示。
各路線速度段trl(s)至tr6(s)的計(jì)算在此如上所述是在利用最大可能路線加 速度率rlim(s)和最大可能路線加速度alim(s)的條件下進(jìn)行的。通過為每個(gè)路線 速度段確定分別所屬的最佳的加速率變化曲線rl(s)至r6(s),來確定路線速度段 trl(s)至tr6(s)。為此選擇盡可能大的路線加速度率來作為第一優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，即用 最大可能的路線加速度率rlim(s)來執(zhí)行運(yùn)動(dòng)。通過在時(shí)間t上對(duì)加速率變化曲 線rl(s)至r6(s)積分，產(chǎn)生分別所屬的路線加速度變化曲線al(s)至a6(s)。從路 線加速度率rl(s)的變化曲線中例如產(chǎn)生路線加速度al(s)，其中通過路線加速度 al(s)再次在時(shí)間t上積分來產(chǎn)生所屬的路線速度段trl(s)。
由于如上所述路線長(zhǎng)度s本身又是時(shí)間t的函數(shù)，在圖4、 5、 6中在時(shí)間t 上的積分對(duì)應(yīng)于在路線長(zhǎng)度s上的積分。
在確定各路線加速度率變化曲線rl(s)至r6(s)時(shí)，要注意各所屬的路線加速 度al(s)至a6(s)、路線速度段trl(s)至tr6(s)不能超過最大可能路線加速度alim(s)。 從而當(dāng)屬于路線速度段tr3(s)的路線加速度a3(s)例如在位置ST1就要以不可靠 的方式被超過時(shí)，路線加速度率r3(s)例如立即降為0。通過這種方式，通過兩 次對(duì)特定的運(yùn)動(dòng)片段進(jìn)行每個(gè)加速率變化曲線rl(s)至r6(s)的積分來確定各所屬 的路線速度段trl(s)至tr6(s)。
對(duì)于在極小值M1、 M2、 M3、 M4范圍內(nèi)的路線長(zhǎng)度s的路線值，在此所 屬的路線加速度率r(s)采取O值，這在圖5中為給出概況起見而沒有示出，因 為在此為給出概況起見只示出在路線速度段范圍內(nèi)的變化曲線。
在另 一個(gè)步驟中，在遵守最大可能路線加速度率rlim(s)和最大可能路線加 速度alim(s)的條件下將兩個(gè)相鄰極小值的相鄰路線速度段彼此連接，使得在至 少一個(gè)連接點(diǎn)路線加速度是0值。兩個(gè)相鄰極小值的相鄰路線速度段之間的連 接在此由多個(gè)彼此接續(xù)的連接點(diǎn)組成。
在圖5的上部點(diǎn)狀地示出連接VB1 、 VB2、 VB3。在該實(shí)施例中，路線速 度段trl(s)和tr2(s)彼此相鄰。此外，路線速度段tr3(s)和路線速度段tr4(s)彼此 相鄰，路線速度段tr5(s)和路線速度段tr6(s)彼此相鄰。各連接VB1至VB3在
此必須通過確定合適的路線加速度率變化曲線r(s)來這樣確定，使得在每個(gè)連 接上的至少一個(gè)連接點(diǎn)處路線加速度a(s)采取0值。由此滿足對(duì)路線長(zhǎng)度s可 以根據(jù)時(shí)間t二次連續(xù)微分的要求。
從前面的步驟中、在圖5下部示出的針對(duì)各個(gè)路線速度段的路線加速度率 r(s)的變化曲線出發(fā)，這樣來匹配該路線加速度率r(s)的變化曲線，使得在每個(gè) 連接中、在該連接的至少一個(gè)連接點(diǎn)處路線加速度a(s)采取0值。
在圖6中示出路線速度v(s)、路線加速度a(s)和路線加速度率r(s)的相應(yīng)結(jié) 果變化曲線。在此，相鄰的路線速度段trl(s)和tr2(s)彼此連接，使得按照?qǐng)D6 恰好在一個(gè)連接點(diǎn)al路線加速度a(s)是0值。相鄰的路線速度段tr2(s)和tr3(s) 彼此連接，使得在至少兩個(gè)連接點(diǎn)a2和a3路線加速度a(s)是0值。相鄰的路 線速度段tr5(s)和tr6(s)彼此連接，使得在超過兩個(gè)連接點(diǎn)處路線加速度a(s)是0 值，這在圖6中通過一個(gè)范圍a4表示。當(dāng)然必須匹配路線加速度率r(s)的變化 曲線，使得最大可能路線加速度alim(s)和最大可能路線加速度率rlim(s)得到遵 守。
確定路線加速度率r(s)的變化曲線，其目標(biāo)是在相鄰的路線速度段之間建 立可根據(jù)時(shí)間二次連續(xù)微分的連接，是借助專業(yè)人員普遍公知的數(shù)值求解方法 如平分法進(jìn)行的。平分法是一種數(shù)值的搜索方法，其通過在特定的間隔內(nèi)重復(fù) i也一分為二來近4以i也確定解。在文獻(xiàn)"Numerische Mathematik 1, Lineare und nichtlineare Gleichungssysteme, Interpolation, numerische Integration; Jochen Werner; Vieweg-Studium; Bd. 32: Aufbaukurs Mathematik; 1992"中描述了平分 法。
路線加速度率r(s)的變化曲線在此優(yōu)選在其它補(bǔ)充條件下這樣確定，使得 在連接的區(qū)域內(nèi)路線速度v(s)盡可能的大。
如從圖6上部的路線速度v(s)的變化曲線中看出的那樣，給出路線速度v(s) 的變化曲線，其相對(duì)接近最大可能路線速度vlim(s)的最大可能變化曲線。數(shù)控 機(jī)床的可運(yùn)動(dòng)機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)由此以盡可能高的速度進(jìn)行。相對(duì)于用市面 上常見的方法確定并且在圖4中示出的路線速度v(s)的變化曲線，在本發(fā)明方 法和本發(fā)明裝置中路線速度v(s)的變化曲線的最優(yōu)化程度明顯提高。
此外還產(chǎn)生了相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)更為平滑的運(yùn)動(dòng)曲線，因?yàn)椴槐卦诿總€(gè)運(yùn)動(dòng) 片段中都將路線加速度降為0。
此外，本發(fā)明的方法還具有以下優(yōu)點(diǎn)結(jié)果的品質(zhì)不再象在現(xiàn)有技術(shù)中那
樣很強(qiáng)烈地取決于運(yùn)動(dòng)片段的寬度。通過將整體最優(yōu)化分為圍繞局部極小值的 多個(gè)小最優(yōu)化，可以比較簡(jiǎn)單地計(jì)算出該問題的解。
當(dāng)然還可以考慮通過其它方式來計(jì)算相鄰路線速度段之間的連接，尤其是 這樣計(jì)算，使得在任何連接點(diǎn)中路線加速度都不為0。但是由此產(chǎn)生涉及所獲 得的運(yùn)動(dòng)路線S的連續(xù)性的缺陷。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)數(shù)控機(jī)床的可運(yùn)動(dòng)機(jī)床部件(8)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)的方法，其中，將機(jī)床部件(8)的運(yùn)動(dòng)路線(S)分解為彼此接續(xù)的運(yùn)動(dòng)片段，借助機(jī)床軸(6a，6b)的預(yù)定限制給出最大可能的路線速度(vlim(s))、最大可能的路線加速度(alim(s))和最大可能的路線加速度率(rlim(s))，確定最大可能的路線速度(vlim(s))的局部極小值(M1-M4)，對(duì)每個(gè)局部極小值(M1-M4)分別確定一個(gè)所屬的左側(cè)和右側(cè)路線速度段(tr1(s)-tr6(s))，其中對(duì)各極小值(M1-M4)左邊和右邊的運(yùn)動(dòng)路線(S)的路線值(s)利用最大可能的路線加速度率(rlim(s))和最大可能的路線加速度(alim(s))確定結(jié)果路線速度(v(s))，直到該路線速度(v(s))超過該極小值(M1-M4)左邊和右邊的最大可能的路線速度(vlim(s))，其中，就這樣為所述運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)確定路線加速度率的變化(r(s))。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在遵守最大可能的路線加 速度率(rlim(s))以及最大可能的路線加速度(alim(s))的條件下將兩個(gè)相鄰極小 值(Ml -M4)的相鄰路線速度段(trl(s)-tr6(s))彼此連接，使得在至少一個(gè)連 接點(diǎn)(al - a4)路線加速度(a(s))的值為0。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述路線加速度(a(s))在 至少兩個(gè)連接點(diǎn)(al-a4)采取0值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述路線加速度(a(s))在 多于兩個(gè)連接點(diǎn)(al-a4)采取O值。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述機(jī)床實(shí)施為工 具機(jī)床、生產(chǎn)母機(jī)和/或機(jī)器人。
6. —種用于對(duì)數(shù)控機(jī)床的可運(yùn)動(dòng)機(jī)床部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)的裝置，其中機(jī) 床部件的運(yùn)動(dòng)路線(S)被分解為彼此接續(xù)的運(yùn)動(dòng)片段，該裝置具有，用于借助機(jī)床軸(6a， 6b)的預(yù)定限制預(yù)先給定最大可能的路線速度 (vlim(s))、最大可能的路線加速度(alim(s))和最大可能的路線加速度率(rlim(s)) 的裝置，用于確定最大可能的路線速度(vlim(s))的局部極小值(Ml-M4)的裝置，用于對(duì)每個(gè)局部極小值(Ml-M4)分別確定一個(gè)所屬的左側(cè)和右側(cè)路線 速度段(trl(s)-tr6(s))的裝置，其中對(duì)該極小值(Ml - M4)左邊和右邊的運(yùn)動(dòng) 路線(S)的路線值(s)利用最大可能的路線加速度率(rlim(s))和最大可能的路 線加速度(alim(s))確定結(jié)果路線速度(v(s))，直到該路線速度(v(s))超過該 極小值(Ml-M4)左邊和右邊的最大可能的路線速度(vlim(s))。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置具有用于為運(yùn)動(dòng) 引導(dǎo)確定加速率變化(r(s))的裝置，其中在遵守最大可能的路線加速度率(rlim(s)) 以及最大可能的路線加速度(alim(s))的條件下將兩個(gè)相鄰極小值(Ml-M4) 的相鄰的路線速度段(trl(s)-tr6(s))彼此連接，使得在至少一個(gè)連接點(diǎn)(al - a4 ) 路線加速度(a(s))的值為0。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述裝置實(shí)施為用于 控制機(jī)床的控制裝置。
9. 一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包含用于執(zhí)行權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述 方法的代碼段的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)數(shù)控機(jī)床的可運(yùn)動(dòng)機(jī)床部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)的方法和裝置，其中，借助機(jī)床軸的預(yù)定限制給出最大可能路線速度、最大可能路線加速度和最大可能路線加速度率，其中確定最大可能路線速度的局部極小值，對(duì)每個(gè)局部極小值分別確定一個(gè)所屬的左側(cè)和右側(cè)路線速度段，其中對(duì)該極小值左邊和右邊的運(yùn)動(dòng)路線的路線值，一直利用最大可能路線加速度率和最大可能路線加速度來確定結(jié)果路線速度，直到該路線速度超過該極小值左邊和右邊的最大可能的路線速度，如此為所述運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)確定路線加速度率的變化。本發(fā)明涉及一種用于對(duì)數(shù)控機(jī)床的可運(yùn)動(dòng)機(jī)床部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)的簡(jiǎn)單方法和簡(jiǎn)單裝置，其中盡可能充分地利用機(jī)床軸的限制。
文檔編號(hào)G05B19/416GK101116043SQ200580048068
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2005年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者托馬斯·索爾, 沃爾夫?qū)づ疗柲峥? 沃爾特·霍夫曼 申請(qǐng)人:西門子公司