运动控制装置的参数化的自动优化的制作方法

本发明基于用于运动控制装置的包括多个参数的参数集的检验方法，

-其中，在处理限定了有效加工的子程序的框架中，运动控制装置将参数用于：根据子程序的命令和由运动控制装置控制的机器的多个轴的实际值来确定用于机器的与轴相关联的驱动器的控制命令，并且驱动器加载所确定的控制命令。

背景技术：

机床或生产机器或机器人的轴的性能质量尤其根据如下标准评估：能够以何种精度和以何种时间移进位置，能够以何种速度和精度补偿干扰，并且在多轴轮廓磨损的情况下有多大程度的误差。所有这些标准都显著地受到对运动控制装置的多个驱动器参数和多个控制参数的参数化的影响。所有参数的最优设定都要求对电气系统(驱动器和其驱控)一方和机械系统(转化为机械运动)另一方的相互作用有详细分析和深刻了解。参数的最优设定因此仅可通过专业人员实现。

虽然最优设定仅可由专业人员实现，但仍然可行的是：通过简单的规则至少检验一部分参数化对极限值的遵守情况和合理性。这种测试的目的尤其是：避免可能危害机器安全性的严重错误的运动控制装置参数化。另一个目的是检验参数的一致性和在技术或工艺上有意义的值。

驱动器参数和控制参数通常仅以列表的方式存在。不进行智能的或自动的检验，而是仅在出现问题的个别情况下智能地执行检验。检验需要关于驱动器参数和控制参数的含义、不同参数的共同作用以及各个参数的有意义的值和值范围的专业知识。

参考文献wo2005/022279a1披露一种用于参数化自动化装置的方法，在该自动化装置中执行或者运行一个过程，其中，借助于自动生成的装置特定和/或过程特定的参数对自动化装置进行参数化。

参考文献de102006025903a1披露一种用于在制造电子或微机械器件时进行过程调节的方法以及一种用于制造这种器件的生产设施。在此，对所生产的产品进行抽样测量并且在每次测量之后重新自动计算设施参数，进而自动校正设施部件的通常的漂移和偏差。

参考文献de19740974a1披露一种书本制造系统，其包括：具有多个制造机器的书本生产线、用于监控机器参数的传感器、用于设定机器参数的执行器、用于用户引导的显示设备、用于控制和操作的输入设备以及计算机，借助所述计算机处理受程序控制的任务数据、执行装置措施并且监控机器过程。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种可行方案，借助该可行方案以简单且可靠的方式实现了对运动控制装置的参数集自动进行全面的检验。

所述目的通过具有权利要求1的特征的检验方法来实现。检验方法的有利设计方案是从属权利要求2至12的主题。

根据本发明，提供了一种用于运动控制装置的这种参数集的检验方法，其中，检验装置分别检验参数是否遵守由相应的物理特征限定的条件。

在许多情况下，物理特征不是绝对固有的。在这种情况下例如可行的是：检验装置分别根据参数集的其他参数确定相应的物理特征。

待检验的参数例如能够是驱动器中的一个驱动器的电学特征变量或机电特征变量。在该情况下，物理特征能够是由相应的驱动器驱动的轴的机械特征变量。

可选地，待检验的参数例如能够是实际值过滤器的平滑时间。在该情况下，物理特征能够是编码器的编码器分辨率，该编码器的实际值传送给实际值过滤器。

可选地，待检验的参数例如能够是作用于驱动器中的一个驱动器上的调节器的调节器参数。在该情况下，物理特征能够是用以运行调节器的至少一个节拍时间和由相应的驱动器驱动的轴的质量(或与其对等的变量、即例如转动惯量)的组合。

可选地，待检验的参数能够是由运动控制装置控制机器而闭合的调节回路的频率响应的增益的最大值。在该情况下，物理特征能够是极限增益系数。

可选地，待检验的参数例如能够是实际值过滤器的激活状态。在该情况下，物理特征能够是编码器的编码器分辨率，编码器的实际值传送给实际值过滤器。

在一些情况下，待检验的参数例如能够是dsc(＝dynamicstiffnesscontrol动力刚度控制或者dynamicservocontrol动力伺服控制)或所属的位置实际值的逆(inv)。在该情况下，物理特征能够分别相反地是位置实际值的相应的逆或所属的dsc。

可选地，待检验的参数例如能够是机器的一个轴的静态和/或动态的性能。在该情况下，物理特征能够是机器的另一轴的静态和/或动态的性能。

可选地，待检验的参数例如能够是至少一个节拍时间，运动控制装置以节拍时间来确定控制命令。在该情况下，物理特征能够是轴的数量和处理器容量的组合。

可选地，待检验的参数例如能够是作为整体能够由运动控制装置选择的、用于运动控制装置的第一运行模式的参数矢量。在该情况下，物理特征能够是作为整体能够被选择的、用于运动控制装置的第二运行模式的参数矢量。

可选地，待检验的参数例如能够是沿着一个轴的移动路径在第一地点处出现的第一补偿值。在该情况下，物理特征能够是沿着该轴的移动路径在第二地点处出现的第二补偿值。

所述目的还通过一种计算机程序来实现，其包括机器代码，机器代码能够由检验装置处理，其中，由检验装置处理机器代码，使得检验装置实施这种检验方法。

所述目的还通过一种检验装置来实现，其中，检验装置借助这种计算机程序来编程，使得检验装置在运行时实施这种检验方法。

附图说明

本发明的上面描述的特性、特征和优点以及如何实现其的方式和方法结合实施例的下面的示意描述理解上变得更加清晰和明确，实施例结合附图详细阐明。在此以示意图示出：

图1示出子程序、运动控制装置和检验装置；

图2至4分别示出参数和检验，

图5示出频率响应，

图6至9分别示出参数和检验，

图10示出参数组检验，以及

图11示出补偿值和检验。

具体实施方式

根据图1，运动控制装置1处理子程序2。特别地，子程序2包括多个命令3。子程序2的处理引起工具5对工件4进行有效加工。有效加工因此由子程序2来定义。在处理子程序2的框架中，运动控制装置1访问参数集6。参数集6存储在运动控制装置1中。该参数集包括多个参数。稍后还要对一些参数进行更详细的阐述。参数由运动控制装置1用于：根据子程序2的命令3和由运动控制装置1控制的机器的n个轴a的实际值x(用于位置)和v(用于速度)来确定与轴a相关联的驱动器d的控制命令，并且驱动器d加载所确定的控制命令。n个轴a通常为三个或更多(例如四个、五个或六个轴a)。

检验装置7用于检验子程序1。检验装置7能够是运动控制装置1的组成部分，或者是与运动控制装置1不同的装置。利用计算机程序8对检验装置7进行编程。计算机程序5包括机器代码9，该机器代码能够由检验装置7处理。通过检验装置7处理机器代码9使得检验装置7在运行时实施检验方法。在实施检验方法期间，检验装置7分别检验参数集6的参数是否遵守由相应的物理特征限定的条件。这可从对其他附图的后续阐述中了解。可行的是：绝对地限定相应的物理特征，或者明确地预设检验装置7。然而在多种情况下可行的是：检验装置7分别借助于参数集6的其他参数来确定相应的物理特征。这也可从对其他附图的后续阐述中了解。

因此，例如根据图2中的视图：待检验的参数能够是驱动器d中的一个的电学的或机电的特征变量。在该情况下，物理特征是由相应的驱动器d驱动的轴a的机械特征变量。例如，能够设置机电特征变量“最大转速”nmax。在该情况下，检验装置7能够根据在通常情况下同样作为参数预设的机械特征变量“最大速度”vmax结合速比k来检验：在考虑速比k的情况下特征变量“最大转速”nmax是否精确地或至少基本上(例如以±10％的精确度或±20％的精确度)与机械特征变量“最大速度”vmax相对应。可选地或附加地，能够设置机电特征变量“最大转矩”mmax。在该情况下，检验装置7能够根据在通常情况下同样作为参数预设的机械特征变量“最大加速度”amax和质量“m”结合速比k来检验：在考虑速比k的情况下特征变量“最大转矩”mmax是否精确地或至少基本上(例如以±10％的精确度或±20％的精确度)与机械特征变量“最大加速度”amax相对应。代替机电特征变量“最大转矩”mmax，可选地也能够使用电学特征变量“最大电流”imax来结合换算常数k'。

图2因此同时也示出如下实例，其中检验装置7根据参数集6的其他参数确定物理特征。此外，图2的处理方式能够单独地针对每个驱动器d和所属的轴a来实现。

可选地或附加地，根据图3，待检验的参数能够是实际值过滤器10(参见图1)的平滑时间t。在该情况下，物理特征能够是编码器11的编码器分辨率l，该编码器的实际值传送给实际值过滤器10。特别地，检验装置7能够检验：平滑时间t是否位于最小值tmin和最大值tmax之间，其中，最小值tmin和最大值tmax由检验装置7根据编码器分辨率l来确定。

还可行的是：检验装置7仅当编码器分辨率l具有相对小的值(低于编码器分辨率l')时才执行检验。当进行该检验时，在编码器分辨率l高于极限分辨率l'的情况下，可选地能够检验：是否真的激活了实际值过滤器10。因为在编码器分辨率l足够高的情况下，通常不仅不需要过滤，而且过滤甚至是不利的。在该情况下，待检验的参数是实际值过滤器10的激活状态z(on开启或off关闭)。在该情况下，物理特征是编码器11的编码器分辨率l。在图1中仅示出了唯一的轴a的驱动器d的实际值过滤器10和编码器11。然而，通常对于每个驱动器d都有实际值过滤器和编码器。

平滑时间t和编码器分辨率l还有激活状态z都能够被定义为参数。因此，根据图3的设计方案也示出如下实例，其中检验装置7根据参数集6的其他参数确定物理特征。此外，图3的处理方式能够单独地针对每个编码器10实现。

此外，根据图4中的视图可行的是：待检验的参数是作用于驱动器d中的一个上的调节器的调节参数kp。在该情况下，物理特征能够是至少一个节拍时间t’、t“和由相应的驱动器d驱动的轴a的质量m的组合，其中调节器以该节拍时间运行。如果例如t’是驱动器d中的一个的转速调节的插值节拍并且t“是电流调节的插值节拍，则如下关系应当适用于比例调节的增益系数kp：即该增益系数位于α倍与β倍的质量m除以节拍时间t’、t“之和之间。α和β是适当选择的常数。例如，针对常数α适用的是：其位于0.10和0.15之间的范围内，尤其例如为0.125。常数β的值应当大致为常数α的两倍。因此，常数β应位于0.20和0.30之间的范围内。

因此，根据图4的设计方案也示出如下实例，其中检验装置7根据参数集6的其他参数确定物理特征。此外，根据图3的处理方式能够单独地针对每个驱动器d实现。

此外，根据图5中的视图：参数集6能够包括对频率响应的描述。频率响应包括频率f的函数形式的调节差的增益v和所属的相位特性。增益v在图5中向上以对数形式(即以分贝为单位)绘出。频率f同样在图5中以对数形式绘出。在频率响应为参数的情况下，检验装置7能够检验：增益v的最大值vmax是否最大与极限增益系数vlim一样大。极限增益系数vlim就其而言允许最大具有值1。因此，在根据图5的设计方案的情况下，待检验的参数是最大值vmax，物理特征是极限增益系数vlim。可以将极限增益系数vlim设置为参数。可选地，可以由检验装置7将极限增益系数vlim的值设定为1。

此外，根据图6中的视图，参数集6能够包括参数dsc。在该情况下，参数集6也还能够包括实际值的逆inv作为参数。实际值的逆inv引起所属的位置实际值的倒置。在一些情况下，或者必须设置参数dsc和inv两者或者两者都不设置。因此，在这种情况下，能够根据偏好将两个参数之一视作为待检验的参数并且将相应另一参数视作为物理特征。这在图6中以布尔代数计数法绘出。

下面，结合图7和8对相应的附图标记增加数字1和2。以便能够将各个轴a1、a2和其所属的参数相互区分。

可行的是：待检验的参数是机器的一个轴a1的静态性能，并且物理特征是机器的另一轴a2的静态性能。例如，能够将定位精度δ1、δ2定义为参数集6的参数。精度δ1根据图7中的视图说明：能够以何种精度沿第一方向r1借助第一轴a1移进原则上任意的位置p。以类似的方式，定位精度δ2说明：能够以何种精度沿第二方向r2借助于第二轴a1移进位置p。根据图7中的视图，由检验装置7执行的检验能够是：检验定位精度δ1、δ2的商是否大致上(例如以±10％或±20％的精度)具有值1。

可选地或附加地，待检验的参数能够是轴a1的动态性能，并且物理特征是另一轴a2的动态性能。例如，根据图8中的视图，能够对最大速度vmax1、vmax2和/或最大加速度amax1、amax2进行检验：最大速度vmax1、vmax2或最大加速度amax1、amax2的商是否大致上(例如以±10％或±20％的精度)具有值1。还能够检验：轴a1、a2的阶跃响应是否彼此协调，特别是具有基本上相同的时间常数。时间常数能够这样给出。可选地，时间常数能够根据节拍时间t1’和t2’或t1“和t2“结合所属的增益系数kp1、kp2来确定。

因此，根据图7和8的设计方案示出如下实例，其中检验装置7根据参数集6的其他参数确定物理特征。此外，图7和8的处理方式能够单独地针对每对轴a实现。

可选地或附加地，根据图9中的视图，待检验的参数能够是至少一个节拍时间t1’、……、tn’、t1“、……、tn“，运动控制装置1以节拍时间确定用于轴a的控制命令。在该情况下，物理特征能够是处理器容量cap(即关于运动控制装置1的处理器的效能的参数)和轴a的数量n的组合。特别地，检验装置7能够因此检验：是否超出运动控制装置1的处理器的能力。

甚至可行的是：将参数集6的整个参数组相互比较。例如，针对不同的处理模式(例如粗加工和精加工)能够定义相应的参数矢量pv1、pv2。在处理子程序2的框架中，参数矢量pv1、pv2能够分别作为整体由运动控制装置1来选择。参数矢量pv1、pv2例如能够是所谓的g组。根据图10中的视图，每个参数矢量pv1、pv2分别包括多个单个参数pv11、……、pv1m或pv21、……、pv2m。在该情况下，根据图10中的视图，检验装置7能够一方面检验：两个参数矢量pv1、pv2是否彼此完全不同，或者其是否是相同的。根据图10中的视图，检验装置7能够另一方面检验：第一参数矢量pv1的特定的参数pv11、……、pv1m是否大于或小于另一参数矢量pv2的参数pv21、……、pv2m。

在运动控制装置1中，根据图11中的视图，作为参数集6的组成部分通常也为每个轴a存储：作为相应的轴a的移动路径x的函数的相应的轴a的系统定位误差δx是多大。关于系统定位误差δx的知识使得能够通过相应的补偿值的相应补偿。可行的是：待检验的参数是沿着轴a的移动路径在第一地点x1处出现的第一补偿值δx1。物理特征在该情况下能够是沿着移动路径x在第二地点x2处出现的第二补偿值δx2。特别地，能够对补偿值的变化检验单调性、阶跃或最小值和最大值的地点。

上面结合图2至11阐述的处理方式根据需要能够单独地或以任意的组合的方式实现。

由检验装置7执行的检验的结果例如能够作为列表输出给用户12(参见图1)。出现问题的部位能够在输出中被可视化地强调。在经由可视化设备输出时，动态变化是可行的，例如闪光。在经由可视设备输出时和在经由打印机等输出时，强调例如通过加框、通过粗体印刷或通过着色(例如红色用于临界值，黄色用于警告并且绿色或非强调的色用于正常的值)。可能地，检验装置7能够为用户12甚至建议用于参数集6的参数的改进值。

综上，本发明因此涉及如下事实：

在处理限定有效加工的子程序2的框架中，运动控制装置1将包括的多个参数的参数集6的参数用于，根据子程序2的命令3和由运动控制装置1控制的机器的多个(n)轴a的实际值x、v确定用于机器的与轴a相关联的驱动器d的控制命令，并且使驱动器d加载所确定的控制命令。检验装置7分别检验参数是否遵守通过相应的物理特征限定的条件。在多个情况下，检验装置7能够分别根据参数集6的其他参数来确定相应的物理特征。

本发明具有多种优点。特别地，能够以简单且可靠的方式对参数集6进行全面的测试和优化。在多种情况下，检测装置7甚至能够根据参数集6本身确定测试条件。

尽管详细地通过优选的实施例详细地阐述和表述了本发明，然而本发明不局限于所公开的实例，并且能够由本领域技术人员从中推导出其他的变型形式，而没有偏离本发明的保护范围。