[go: up one dir, main page]

DE102006025165A1 - Machine part`s e.g. rotating printer roller, movement guiding device for e.g. printing machine, has reference value calculating unit for determining reference value and outputting reference value to drive device for regulating motor - Google Patents

Machine part`s e.g. rotating printer roller, movement guiding device for e.g. printing machine, has reference value calculating unit for determining reference value and outputting reference value to drive device for regulating motor Download PDF

Info

Publication number
DE102006025165A1
DE102006025165A1 DE102006025165A DE102006025165A DE102006025165A1 DE 102006025165 A1 DE102006025165 A1 DE 102006025165A1 DE 102006025165 A DE102006025165 A DE 102006025165A DE 102006025165 A DE102006025165 A DE 102006025165A DE 102006025165 A1 DE102006025165 A1 DE 102006025165A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
model
setpoint
machine
reference value
calculation means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102006025165A
Other languages
German (de)
Inventor
Jochen Dr. Bretschneider
Winfried Glück
Jens Dr. Hamann
Elmar Dr. Schäfers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE102006025165A priority Critical patent/DE102006025165A1/en
Priority to PCT/EP2007/052143 priority patent/WO2007137886A1/en
Publication of DE102006025165A1 publication Critical patent/DE102006025165A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical 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
    • G05B19/406—Numerical 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 monitoring or safety
    • G05B19/4069—Simulating machining process on screen
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/33—Director till display
    • G05B2219/33301—Simulation during machining
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35304—Real time analysis, check of program, just before machining
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35308—Update simulator with actual machine, control parameters before start simulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

The device has a reference value calculating unit (1) for determining a reference value (xsoll) and outputting the reference value to a drive device for regulating a motor. A model reference value calculating unit (9) is provided for temporally determining a model reference value (xsollm) before the reference value and outputting the model reference value to an evaluation unit (2). The reference value calculating unit and the model reference value calculating unit are integral part of a control unit for controlling a machine e.g. production machine. An independent claim is also included for a method of guiding movement of a machine part of a machine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bewegungsführung eines Maschinenelementes einer Maschine.The The invention relates to a device for guiding movement of a Machine element of a machine.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein diesbezügliches Verfahren.Farther The invention relates to a related method.

Bearbeitungsprozesse sind insbesondere bei Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen und/oder bei Robotern häufig komplex, zeitaufwendig und die an dem Prozess beteiligten Materialien und Werkzeuge sind teuer. Beim Bearbeitungsprozess können bei einer handelsüblichen Maschine viele Fehler auftreten, die trotzt intensiver Vorplanung oftmals erst während des Bearbeitungsprozesses erkannt werden. So kommt es oftmals während des Bearbeitungsvorganges zu so genannten kritischen Prozesszuständen wie z.B. Auftreten von Ratterschwingungen, drohenden Kollisionen zwischen einem Maschinenelement und einem zu bearbeitenden Werkstück, Temperaturüberhöhung eines Antriebs, vorzeitiges Verschleißen von Werkzeugen, Verfahren des Maschinenelementes in die Endschalterposition und/oder ein fehlendes Werkzeug im Magazin. Diese Fehler und/oder Störungen führen häufig zu einem vorzeitigen Abbruch des Bearbeitungsprozesses.machining processes are in particular in machine tools, production machines and / or common in robots complex, time consuming and the materials involved in the process and Tools are expensive. When editing process can be at a commercial Machine many errors occur, which defies intense pre-planning often only during of the machining process are detected. This often happens during the Processing process to so-called critical process conditions such as e.g. Occurrence of chatter vibrations, imminent collisions between one Machine element and a workpiece to be machined, temperature increase of a Drive, premature wear of tools, moving the machine element into the limit switch position and / or a missing tool in the magazine. These errors and / or disorders to lead often to a premature termination of the machining process.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen optimierten Bearbeitungsprozess zu ermöglichen.It The object of the invention is an optimized machining process to enable.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung zur Bewegungsführung eines Maschinenelements einer Maschine, wobei die Einrichtung ein Sollwertberechungsmittel aufweist, wobei das Sollwertberechungsmittel Sollwerte bestimmt und zur Regelung eines Motors an eine Antriebseinrichtung ausgibt, wobei die Einrichtung ein Sollwertberechungsmittelmodell, das Modellsollwerte bestimmt und an ein Auswertemittel ausgibt, aufweist, wobei die Modellsollwerte zeitlich vor den Sollwerten vom Sollwertberechungsmittelmodell bestimmt und an das Auswertemittel ausgegeben werden.These Task is solved by a device for guiding the movement of a machine element a machine, wherein the device is a setpoint calculation means wherein the setpoint calculation means determines setpoints and outputs for controlling a motor to a drive device, wherein the device comprises a setpoint calculation means model, the model setpoints determined and outputs to an evaluation, has, wherein the Model setpoint values ahead of the setpoint values from the setpoint calculation means model determined and output to the evaluation.

Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Bewegungsführung eines Maschinenelements einer Maschine, wobei mittels eines Sollwertberechungsmittels Sollwerte bestimmt werden und zur Regelung eines Motors an eine Antriebseinrichtung ausgegeben werden, wobei mittels eines Sollwertberechungsmittelmodells Modellsollwerte bestimmt und an ein Auswertemittel ausgegeben werden, wobei die Modellsollwerte zeitlich vor den Sollwerten vom Sollwertberechungsmittelmodell bestimmt und an das Auswertemittel ausgegeben werden.Farther this task is solved by a method for moving a machine element a machine, wherein by means of a setpoint calculation means setpoints be determined and for controlling a motor to a drive device output, wherein by means of a setpoint calculation means model Model setpoint values are determined and output to an evaluation means, wherein the model setpoint values are timed before the setpoint values from the setpoint calculation mean model determined and output to the evaluation.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.advantageous Embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens ergeben sich analog zu den vorteilhaften Ausbildungen der Einrichtung und umgekehrt.advantageous Embodiments of the method are analogous to the advantageous Training of the institution and vice versa.

Es erweist sich als vorteilhaft wenn das Sollwertberechungsmittelmodell im Wesentlichen mit dem Sollwertberechnungsmittel übereinstimmt, insbesondere mit dem Sollwertberechnungsmittel übereinstimmt. Hierdurch wird eine optimale Nachbildung des Sollwertberechnungsmittels erzielt.It proves to be advantageous if the setpoint calculation means model substantially coincides with the setpoint calculation means, in particular coincides with the setpoint calculation means. This will achieved an optimal replica of the setpoint calculation means.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die aktuellen Betriebsparameter des Sollwertberechungsmittels vor Bestimmung der Modellsollwerte auf das Sollwertberechungsmittelmodell übertragen werden. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Sollwertberechnungsmittelmodell immer mit den aktuellen Betriebsparametern, die auch das Sollwertberechnungsmittel zur Berechnung der Sollwerte verwendet, arbeitet.Further proves to be advantageous if the current operating parameters of the setpoint calculation means before determining the model setpoint values the setpoint calculation model is transmitted. hereby is ensured that the setpoint calculation means model always with the current operating parameters, which also includes the setpoint calculation means used to calculate the setpoints works.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn dass das Sollwertberechungsmittelmodell die Modellsollwerte an ein An triebsmodell ausgibt, wobei das Antriebsmodell die regelungstechnischen und/oder mechanischen Eigenschaften der Antriebseinrichtung nachbildet. Wenn nicht nur mit Hilfe eines Sollwertberechnungsmittelmodells das Sollwertberechnungsmittel nachgebildet wird, sondern ebenfalls die Antriebseinrichtung in Form eines Antriebsmodells, so können auch die regelungstechnischen und/oder mechanischen Eigenschaften der Antriebseinrichtung in der Simulation berücksichtigt werden.Farther it proves to be advantageous if that the setpoint calculation means model outputs the model setpoints to a drive model, the drive model the control and / or mechanical properties of the Drive device simulates. If not only with the help of a setpoint calculation model the setpoint calculation means is simulated but also the drive device in the form of a drive model, so can also the control and / or mechanical properties of the Drive device can be considered in the simulation.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die aktuellen Betriebsparameter der Antriebseinrichtung vor Bestimmung der Modellsollwerte auf das Antriebsmodell übertragen werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Antriebsmodell immer auf Basis der tatsächlichen aktuellen Betriebsparameter der Antriebseinrichtung arbeitet.Further proves to be advantageous if the current operating parameters the drive device before determining the model setpoints on the Transfer drive model become. In this way it is ensured that the drive model always based on the actual current operating parameters of the drive device operates.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Antriebseinrichtung eine Regelung und/oder einen Stromrichter und/oder einen Motor und/oder ein Getriebe und/oder das Maschinenelement umfasst. Eine Regelung, ein Stromrichter, ein Motor, ein Getriebe und ein Maschinenelement stellen übliche Komponenten einer Antriebseinrichtung dar.Further it proves to be advantageous if the drive means a Control and / or a power converter and / or a motor and / or a transmission and / or the machine element comprises. A regulation, a power converter, a motor, a transmission and a machine element make usual components a drive device.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Sollwertberechnungsmittel und das Sollwertberechungsmittelmodell integraler Bestandteil einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Maschine ist. Durch diese Maßnahme wird eine kompakte Bauform der Einrichtung erzielt.Further it proves to be advantageous if the setpoint calculation means and the setpoint calculation means model integral to a controller to control the machine. This measure is a compact design achieved the establishment.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Antriebsmodell integraler Bestandteil einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Maschine ist. Durch diese Maßnahme wird eine besonders kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielt.Furthermore, it proves to be advantageous if the drive model is an integral part of a control device for controlling the machine. By this measure, a particularly compact design of the device according to the invention is achieved.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Sollwertberechnungsmittel integraler Bestandteil einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Maschine ist und das Sollwertbere chungsmittelmodell und/oder das Antriebsmodell integraler Bestandteil einer externen Recheneinrichtung ist. Diese Maßnahme erlaubt eine Realisierung der Erfindung auch wenn die Rechenleistung der Steuerungseinrichtung nicht ausreicht um zusätzlich das Sollwertberechnungsmittelmodell und/oder das Antriebsmodell mit Ablaufen zu lassen.Further it proves to be advantageous if the setpoint calculation means integral part of a control device for control the machine is and the Sollabere chungsmittelmodell and / or the drive model is an integral part of an external computing device is. This measure allows a realization of the invention even if the computing power the control device is insufficient to additionally the setpoint calculation means model and / or to let the drive model with expiration.

Insbesondere bei Maschinen, wie z.B. Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen und/oder bei Robotern ist eine Anwendung der Erfindung vorteilhaft, da bei diesen Maschinen die Bearbeitungsprozesse komplex und zeitaufwendig sind. Es sei aber an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass selbstverständlich die Erfindung auch bei anderen Maschinen einsetzbar ist.Especially in machines such as e.g. Machine tools, production machines and / or robots, an application of the invention is advantageous, because with these machines, the machining processes are complex and time-consuming are. It should be noted at this point that, of course, the Invention is also applicable to other machines.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:Two embodiments The invention is illustrated in the drawings and will be described below explained in more detail. there demonstrate:

1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung und 1 a first embodiment of the device according to the invention and

2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung. 2 a second embodiment of the device according to the invention.

In 1 ist in Form eines Blockschaltbildes eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Eine Steuereinrichtung 5 weist ein Sollwertberechnungsmittel 1 und ein Auswertemittel 2 auf. Die Steuereinrichtung 5 steuert eine Maschine (z.B. eine Werkzeugmaschine), insbesondere steuert sie die Bewegung eines Maschinenelementes 8, das z.B. in Form eines Werkstückschlittens oder eine Werkzeughaltevorrichtung oder eines Werkzeugs vorliegen kann. Das Maschinenelement 8 kann aber auch z.B. bei einer Druckmaschine in Form einer sich drehenden Druckerwalze vorliegen. Die Steuereinrichtung 5 kann dabei in Form einer so genannten numerischen Steuerung vorliegen. Selbstverständlich weist die Steuereinrichtung 5 noch andere Elemente auf, die jedoch, da sie für das Verständnis der vorliegenden Erfindung unwesentlich sind, der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Mit Hilfe des Sollwertberechnungsmittels 1 werden im Rahmen des Ausführungsbeispiels Lagesollwerte xsoll, die eine zu verfahrende Sollbewegung des Maschinenelementes 8 vorgeben, als Regelsollgröße an eine Regelung 4 vorgegeben. Die Regelung 4 steuert entsprechend einen Stromrichter 16 an, der wiederum einen Motor 6 entsprechend ansteuert, was durch entsprechende Pfeile in 1 angedeutet ist. Die Istlage xist des Motors 6 wird von einem Lagegeber 15 erfasst und als Regelistgröße an die Regelung 4 zurückgeführt. Der Motor 6 bewegt über ein Getriebe 7 das Maschinenelement 8. Die Regelung 4, der Stromrichter 16, der Motor 6, das Getriebe 7 und das Maschinenelement 8 sind im Rahmen des Ausführungsbeispiels Bestandteil einer Antriebseinrichtung 3. Das Sollwertberechnungsmittel 1 berechnet die Lagesollwerte xsoll anhand von Betriebsparametern die vom Anwender z.B. in Form einer gewünschten Bewegung vorgegeben werden. Weiterhin liegen die Betriebsparameter aber z.B. auch in Form von maximal möglichen Beschleunigungsgrenzen der Bewegung des Maschinenelements und den Leistungsdaten des Motors 6 und/oder des Stromrichters 16 vor. Die Betriebsparameter der Antriebseinrichtung 3 können an die Steuereinrichtung 5 und insbesondere an das Sollwertberechnungsmittel 1 übertragen werden, was durch einen Pfeil 11 angedeutet ist. Die bis jetzt beschriebene Ausführung der Steuereinrichtung 5 und der Antriebseinrichtung 3 entspricht der Ausführung wie bei einer handelsüblichen Maschine, wobei das Sollwertberechnungsmittel 1 handelsüblich in Form eines so genannten Numerischen Control Kernel (NCK). vorliegt.In 1 is shown in the form of a block diagram, a first embodiment of the invention. A control device 5 has a setpoint calculation means 1 and an evaluation means 2 on. The control device 5 controls a machine (eg a machine tool), in particular it controls the movement of a machine element 8th , which may be in the form of a workpiece carriage or a tool holder or a tool, for example. The machine element 8th but can also be present for example in a printing machine in the form of a rotating printer roller. The control device 5 can be present in the form of a so-called numerical control. Of course, the control device 5 yet other elements, which, however, since they are immaterial to the understanding of the present invention, are not shown for clarity. With the help of the setpoint calculation means 1 are within the scope of the embodiment position setpoint x soll , which is to be traversed desired movement of the machine element 8th pretend, as a controlled setpoint to a regulation 4 specified. The regulation 4 controls a power converter accordingly 16 which in turn is an engine 6 accordingly controls what is indicated by corresponding arrows in 1 is indicated. The actual position x is the motor 6 is from a position provider 15 recorded and as Regelistgröße to the scheme 4 recycled. The motor 6 moved over a gearbox 7 the machine element 8th , The regulation 4 , the power converter 16 , the motor 6 , The gear 7 and the machine element 8th are part of a drive device in the context of the embodiment 3 , The setpoint calculation means 1 calculates the position setpoints x soll on the basis of operating parameters which are specified by the user eg in the form of a desired movement. Furthermore, the operating parameters but also, for example, in the form of maximum possible acceleration limits of the movement of the machine element and the performance of the engine 6 and / or the power converter 16 in front. The operating parameters of the drive device 3 can contact the controller 5 and more particularly to the set point calculation means 1 be transmitted, what by an arrow 11 is indicated. The embodiment of the control device described so far 5 and the drive device 3 corresponds to the execution as in a commercial machine, wherein the setpoint calculation means 1 commercially available in the form of a so-called numerical control kernel (NCK). is present.

Der Nachteil einer solchen handelsüblichen Maschine ist, dass wie schon eingangs erwähnt, Fehler oft erst während Bearbeitungsprozess auftreten und erkannt werden und der Bearbeitungsprozess infolge gestoppt werden muss.Of the Disadvantage of such a commercially available machine is that, as already mentioned, Mistakes often only during Machining process occur and be recognized and the machining process as a result must be stopped.

Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, unmittelbar vor dem an der Maschine ablaufenden Bearbeitungsprozess diesen zumindest teilweise oder vollständig zu simulieren um vor dem Bearbeitungsprozess anhand der Simulationsergebnisse zu überprüfen ob der reale Bearbeitungsprozess fehlerfrei durchge führt werden wird. Dabei kann z.B. das Auftreten von Ratterschwingungen schon im Vorfeld erkannt werden und entsprechend die Betriebsparameter vor dem Starten des realen Bearbeitungsprozesses geändert werden.Therefore, according to the invention proposed, immediately before the running on the machine machining process to at least partially or completely simulate this before the Check the machining process based on the simulation results real machining process will be carried out faultlessly. It can e.g. the occurrence of chatter vibrations already detected in advance and according to the operating parameters before starting the Changed real machining process become.

Die Einrichtung weist neben der Steuereinrichtung 5 eine externe Recheneinrichtung 13 auf, die in Form von einem einzelnen Rechner oder mehreren Rechnern vorliegen kann. Die Steuereinrichtung 5 ist mit der externen Recheneinrichtung 13 zum Austausch von Daten verbunden, was durch einen Pfeil 12 dargestellt ist. Die externe Recheneinrichtung 13 weist ein Sollwertberechnungsmittelmodell 9 auf, das mit dem Sollwertberechnungsmittel 1 übereinstimmt, so dass im Idealfall das Sollwertberechnungsmittelmodell 9 eine Kopie des Sollwertberechnungsmittel 1 ist. Das Sollwertberechnungsmittelmodell 9 liegt somit in Form eines Virtuellen Numerical Control Kernels (VNCK) vor. Unmittelbar (z.B. 1 bis 10 Min. vorher) vor dem Start der Simulation d.h. bevor der virtuelle Bearbeitungsprozess gestartet wird, d.h. bevor die Modelllagesollwerte xsollm vom Modellsollwertberechnungsmittel 9 erzeugt werden, werden die Betriebsparameter über die Verbindung 12 an das Sollwertberechnungsmittel 9 übertragen. Vom Sollwertberechnungsmittelmodell 9 werden darauf hin Modellsollwerte xsollm berechnet und zur Auswertung einem Auswertemittel 2 als Eingangsgröße zugeführt. Das Auswertemittel 2 kann nun anhand der solchermaßen simulierten Modellsollwerte xsollm mit zeitlichen Vorlauf erkennen, ob beim realen Bearbeitungsprozess Störungen oder Fehler auftreten werden, so dass der reale Bearbeitungsprozess erst gar nicht gestartet wird oder aber rechtzeitig vor Auftreten von Fehlern und/oder Störungen angehalten wird, um z.B. eine drohende Kollision des Maschinenelementes 8 mit einem anderen Maschinenelement oder einem Werkstück zu vermeiden. Die simulierten Modellsollwerte xsollm können aber auch innerhalb des Auswertemittels 2 weitergehend analysiert werden um z.B. das Auftreten von Ratterschwingungen schon im Vorfeld festzustellen.The device has next to the control device 5 an external computing device 13 which may be in the form of a single computer or multiple computers. The control device 5 is with the external computing device 13 connected to the exchange of data, what by an arrow 12 is shown. The external computing device 13 has a setpoint calculation means model 9 on, with the setpoint calculation means 1 so ideally, the set point calculation means model 9 a copy of the setpoint calculation means 1 is. The setpoint calculation model 9 is thus in the form of a virtual numerical control Ker nels (VNCK). Immediately (eg 1 to 10 min. Before) before the start of the simulation, ie before the virtual machining process is started, ie before the model position command values x sollm from the model reference value calculation means 9 are generated, the operating parameters over the connection 12 to the setpoint calculation means 9 transfer. From the setpoint calculation model 9 Model setpoint values x sollm are then calculated and evaluated for evaluation 2 supplied as input. The evaluation means 2 can now recognize on the basis of the thus simulated model setpoint x sollm with lead time, whether the real machining process faults or errors will occur, so that the real machining process does not even start or stopped in good time before the occurrence of errors and / or disturbances, eg a threatening collision of the machine element 8th to avoid with another machine element or a workpiece. However, the simulated model setpoint values x sollm can also be used within the evaluation means 2 be further analyzed to eg the occurrence of chatter vibrations in advance to determine.

Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß 1, weist die externe Recheneinrichtung 13 zusätzlich ein Antriebsmodell 10 auf, das die regelungstechnischen und/oder mechanischen Eigenschaften der Antriebseinrichtung 3 nachbildet, auf. Das Antriebsmodell 10 kann dabei z.B. in Form eines linearen Mehr-Körper-Modells, als räumliches Mehr-Körper-Modell mit Berücksichtigung der Maschinenkinematik bis hin zu einem Finite-Elemente-Modell vorliegen, wobei gegebenenfalls nicht lineares Maschinenverhaltens wie Reibung und Lose ebenfalls im Modell berücksichtigt werden können. Dabei werden vorzugsweise die Eigenschaften der Regelung 4, des Stromrichters 16 und des Motors 6 mit berücksichtigt.In the embodiment of the invention according to 1 , assigns the external computing device 13 additionally a drive model 10 on, that the control technical and / or mechanical properties of the drive device 3 emulates, on. The drive model 10 can be present eg in the form of a linear multi-body model, as a spatial multi-body model with consideration of the machine kinematics up to a finite element model, where appropriate non-linear machine behavior such as friction and lots can also be taken into account in the model , In this case, preferably the properties of the scheme 4 , of the power converter 16 and the engine 6 taken into account.

Die vom Antriebsmodell 10 erzeugten Daten, wie z.B. entsprechende Istwerte werden dem Sollwertberechnungsmittel 9 zugeführt, was durch einen Pfeil 14 angedeutet ist. Die solchermaßen erzeugten Istwerte können dann bei Bedarf an das Auswertemittel 2 weitergeleitet werden, was durch einen Pfeil 12 angedeutet ist. So kann z.B. wenn sich innerhalb des Antriebsmodells 10 eine zu hohe Temperatur z.B. eines nachgebildeten Motors ergibt, diese an das Auswertemittel 2 gesandt werden, worauf dieses eine entsprechende Warnmeldung an den Bediener der Maschine ausgibt. Umgekehrt werden unmittelbar vor Start der Simulation (z.B. 1 bis 10 Min. vorher) die aktuellen Betriebsparameter des Sollwertberechnungsmittels und der Antriebseinrichtung 3 über die Datenleitung 12 an das Sollwertberechnungsmittelmodell 9 und an das Antriebsmodell 10 übertragen. Solchermaßen ist sichergestellt, dass das Sollwertberechnungsmittelmodell 9 und das Antriebsmodell mit den Daten der realen Maschine quasi online abgeglichen, z.B. hinsichtlich auftretender Reibung, Werkstückmasse, Regelparameter und Werkzeugzustand. Durch diesen Abgleich ist sichergestellt, dass das Sollwertberechnungsmittelmodell und das Antriebsmodell immer konsistent mit der sich veränderten realen Maschine und Bearbeitungstechnologie bleiben und Ihre Gültigkeit behalten.The from the drive model 10 generated data, such as corresponding actual values are the setpoint calculation means 9 fed, what an arrow 14 is indicated. The actual values thus generated can then be sent to the evaluation means if required 2 be forwarded, which is indicated by an arrow 12 is indicated. For example, if within the drive model 10 too high a temperature, for example, of a simulated engine, this results in the evaluation 2 be sent, whereupon this outputs a corresponding warning message to the operator of the machine. Conversely, immediately before the start of the simulation (eg 1 to 10 min. Before), the current operating parameters of the setpoint calculation means and the drive device 3 over the data line 12 to the setpoint calculation means model 9 and to the drive model 10 transfer. In this way, it is ensured that the setpoint calculation model 9 and the drive model with the data of the real machine quasi online adjusted, eg with regard to friction occurring, workpiece mass, control parameters and tool state. This alignment ensures that the setpoint calculator model and the drive model always remain consistent with the changed real machine and machining technology and remain valid.

Stellt der Anwender fest, dass beim simulierten Bearbeitungsprozesses Fehler auftreten, so kann er die entsprechenden Betriebsparameter unmittelbar an der Maschine ändern, einen erneuten Testdurchlauf starten und wenn dieser fehlerfrei verläuft, den realen Bearbeitungsprozess starten.provides the user determines that there are errors in the simulated machining process occur, so he can set the appropriate operating parameters immediately change at the machine, start a new test run and if this error free runs, the start real machining process.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung können Prozessgrößen und das Prozessverhalten vorherbestimmt und gegebenenfalls Anpassungen wie z.B. eine Optimierung der Spindeldrehzahl und/oder der Spanntiefe zur Vermeidung von Ratterschwingungen vorgenommen werden. Weiterhin können Regelparameter angepasst und optimiert werden, wenn sich z.B. Randbedingungen wie die Werkstückmasse während der Bearbeitung verändern. Die Werkstückmasse wird hierzu gemessen und anschließend die Regelparameter nach durchgeführter Simulation optimiert. Dadurch wird die Bearbeitung nicht durch aufwendige Messungen behindert. Weiterhin kann auch die Genauigkeit des Bearbeitungsprozesses vor der eigentlichen Bearbeitung bestimmt und gegebenenfalls die entsprechenden Betriebsparameter wie Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Ruck, der die beim Bewegungsvorgang des Maschinenelementes 8 auftreten, entsprechend verändert werden. Weiterhin können auch physikalische Größen der Maschine, die nicht direkt oder nur mit großem Aufwand gemessen werden können mit Hilfe des Modells im Vorfelds ermittelt werden. Die Diagnosemöglichkeiten der Maschine werden damit erweitert ohne zusätzliche Messtechnik.With the aid of the device according to the invention, process variables and the process behavior can be predetermined and, if necessary, adjustments such as, for example, optimization of the spindle speed and / or the clamping depth can be made to avoid chatter vibrations. Furthermore, control parameters can be adapted and optimized if, for example, boundary conditions such as the workpiece mass change during machining. The workpiece mass is measured for this purpose and then the control parameters are optimized after performing a simulation. As a result, the processing is not hindered by complex measurements. Furthermore, the accuracy of the machining process can also be determined before the actual machining and, if appropriate, the corresponding operating parameters such as speed, acceleration or jerk, which are the during the movement process of the machine element 8th occur, be changed accordingly. Furthermore, physical parameters of the machine, which can not be measured directly or only with great effort can be determined with the help of the model in advance. The diagnostic options of the machine are thus extended without additional measuring technology.

Die in 2 dargestellte Ausführungsform entspricht von der Funktionsweise im Wesentlichen der vorstehend in 1 beschriebenen Ausführungsform. Gleiche Elemente sind daher in 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in 1. Der einzige wesentliche Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1 besteht darin, dass bei der Ausführungsform gemäß 2 das Sollwertberechnungsmittelmodell 9 und das Antriebsmodell 10 integraler Bestandteil der Steuereinrichtung 5 sind. Diese Ausführungsform hat gegenüber der Ausführungsform gemäß 1 den Vorteil, dass keine zusätzliche Hardware notwendig ist als die ohnehin vorhandene Hardware der Steuerein richtung 5 der Maschine. Um Rechenzeit zu sparen, ist es nicht unbedingt notwendig dass das Sollwertberechnungsmittelmodell 9 und das Antriebsmodell 10 unbedingt wie das Sollwertberechnungsmittel 1 in Echtzeit abgearbeitet werden. Auf diese Weise kann die Rechenleistung gespart werden.In the 2 illustrated embodiment corresponds to the operation of substantially the above in 1 described embodiment. Same elements are therefore in 2 provided with the same reference numerals as in 1 , The only significant difference from the embodiment according to 1 is that in the embodiment according to 2 the setpoint calculation means model 9 and the drive model 10 integral part of the control device 5 are. This embodiment has over the embodiment according to 1 the advantage that no additional hardware is required as the already existing hardware of Steuerein direction 5 the machine. In order to save computation time, it is not absolutely necessary that the setpoint computation model 9 and the drive model 10 necessarily like the setpoint calculation means 1 Abgear in real time be processed. In this way, the computing power can be saved.

Es ist jedoch auch möglich während des Bearbeitungsprozesses (d.h. bei laufenden Bearbeitungsprozess) die Modellsollwerte und/oder andere Daten vom Sollwertberechnungsmittelmodell 9 und/oder dem Antriebsmodell 10 zeitlich konstant (z.B. konstant einige Minuten im Voraus) im Voraus zu berechnen um z.B. eine mögliche Kollision bei laufenden Bearbeitungsprozess zeitlich im Voraus erkennen zu können und den Bearbeitungsprozess entsprechend vorausschauend verändern oder Notfalls stoppen zu können. Bei dieser Betriebsweise der Erfindung muss das Sollwertberechnungsmittelmodell 9 und falls vorhanden das Antriebsmodell 10 ebenfalls in Echtzeit ablaufen.However, it is also possible during the machining process (ie, when the machining process is in progress) the model target values and / or other data from the target value calculation means model 9 and / or the drive model 10 constant in time (eg constant a few minutes in advance) to calculate in advance, for example, to be able to detect a possible collision in the current machining process in advance in advance and change the machining process accordingly forward or emergency stop. In this mode of operation of the invention, the setpoint calculation means model must 9 and if available the drive model 10 also run in real time.

Claims (11)

Einrichtung zur Bewegungsführung eines Maschinenelements (8) einer Maschine, wobei die Einrichtung ein Sollwertberechungsmittel (1) aufweist, wobei das Sollwertberechungsmittel (1) Sollwerte (xsoll) bestimmt und zur Regelung eines Motors (8) an eine Antriebseinrichtung (3) ausgibt, wobei die Einrichtung ein Sollwertberechungsmittelmodell (9), das Modellsollwerte (xsollm) bestimmt und an ein Auswertemittel (2) ausgibt, aufweist, wobei die Modellsollwerte (xsollm) zeitlich vor den Sollwerten (xsoll) vom Sollwertberechungsmittelmodell (9) bestimmt und an das Auswertemittel (2) ausgegeben werden.Device for guiding the movement of a machine element ( 8th ) of a machine, the device comprising a setpoint calculation means ( 1 ), wherein the setpoint calculation means ( 1 ) Setpoint values (x soll ) are determined and used to control an engine ( 8th ) to a drive device ( 3 ), the apparatus issuing a setpoint calculation model ( 9 ), which determines model setpoint values (x sollm ) and to an evaluation means ( 2 ), wherein the model setpoint values (x sollm ) are timed before the setpoint values (x soll ) from the setpoint calculation means model ( 9 ) and to the evaluation means ( 2 ). Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollwertberechungsmittelmodell (9) im Wesentlichen mit dem Sollwertberechnungsmittel (1) übereinstimmt.Device according to claim 1, characterized in that the setpoint calculation means model ( 9 ) substantially with the setpoint calculation means ( 1 ) matches. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen Betriebsparameter des Sollwertberechungsmittels (1) vor Bestimmung der Modellsollwerte (xsollm) auf das Sollwertberechungsmittelmodell (9) übertragen werden.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the current operating parameters of the setpoint calculation means ( 1 ) before determining the model setpoint values (x sollm ) on the setpoint calculation model ( 9 ) be transmitted. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollwertberechungsmittelmodell (9) die Modellsollwerte (xsollm) an ein Antriebsmodell (10) ausgibt, wobei das Antriebsmodell (10) die regelungstechnischen und/oder mechanischen Eigenschaften der Antriebseinrichtung (3) nachbildet.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the setpoint calculation means model ( 9 ) The model target values (x sollm) (to a drive model 10 ), whereby the drive model ( 10 ) the control engineering and / or mechanical properties of the drive device ( 3 ). Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuellen Betriebsparameter der Antriebseinrichtung (3) vor Bestimmung der Modellsollwerte (xsollm) auf das Antriebsmodell (10) übertragen werden.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the current operating parameters of the drive device ( 3 ) before determining the model setpoint values (x sollm ) on the drive model ( 10 ) be transmitted. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (3) eine Regelung (4) und/oder einen Stromrichter (16) und/oder einen Motor (6) und/oder ein Getriebe (7) und/oder das Maschinenelement (8) umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device ( 3 ) a regulation ( 4 ) and / or a power converter ( 16 ) and / or an engine ( 6 ) and / or a transmission ( 7 ) and / or the machine element ( 8th ). Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollwertberechnungsmittel (1) und das Sollwertberechungsmittelmodell (9) integraler Bestandteil einer Steuerungseinrichtung (5) zur Steuerung der Maschine ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the setpoint calculation means ( 1 ) and the setpoint calculation model ( 9 ) integral part of a control device ( 5 ) for controlling the machine. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass das das Antriebsmodell (10) integraler Bestandteil einer Steuerungseinrichtung (5) zur Steuerung der Maschine ist.Device according to claim 7, characterized in that the drive model ( 10 ) integral part of a control device ( 5 ) for controlling the machine. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sollwertberechnungsmittel (1) integraler Bestandteil einer Steuerungseinrichtung (5) zur Steuerung der Maschine ist und das Sollwertberechungsmittelmodell (9) und/oder das Antriebsmodell (10) integraler Bestandteil einer externen Recheneinrichtung (13) ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the setpoint calculation means ( 1 ) integral part of a control device ( 5 ) for controlling the machine and the setpoint calculation means model ( 9 ) and / or the drive model ( 10 ) integral part of an external computing device ( 13 ). Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder Roboter mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Machine tool, production machine and / or robot with a device according to one of claims 1 to 9. Verfahren zur Bewegungsführung eines Maschinenelements (8) einer Maschine, wobei mittels eines Sollwertberechungsmittels (1) Sollwerte (xsoll) bestimmt werden und zur Regelung eines Motors (6) an eine Antriebseinrichtung (3) ausgegeben werden, wobei mittels eines Sollwertberechungsmittelmodells (9) Modellsollwerte (xsollm) bestimmt und an ein Auswertemittel (2) ausgegeben werden, wobei die Modellsollwerte (xsollm) zeitlich vor den Sollwerten (xsoll) vom Sollwertberechungsmittelmodell (xsollm) bestimmt und an das Auswertemittel (2) ausgegeben werden.Method for guiding the movement of a machine element ( 8th ) of a machine, wherein by means of a nominal value calculation means ( 1 ) Setpoints (x soll ) are determined and for controlling an engine ( 6 ) to a drive device ( 3 ), whereby by means of a setpoint calculation model ( 9 ) Model setpoint values (x sollm ) and to an evaluation means ( 2 Are output), the model target values (x sollm) chronologically before the target values (x soll) (from Sollwertberechungsmittelmodell sollm x) and determines (at the evaluation means 2 ).
DE102006025165A 2006-05-30 2006-05-30 Machine part`s e.g. rotating printer roller, movement guiding device for e.g. printing machine, has reference value calculating unit for determining reference value and outputting reference value to drive device for regulating motor Ceased DE102006025165A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006025165A DE102006025165A1 (en) 2006-05-30 2006-05-30 Machine part`s e.g. rotating printer roller, movement guiding device for e.g. printing machine, has reference value calculating unit for determining reference value and outputting reference value to drive device for regulating motor
PCT/EP2007/052143 WO2007137886A1 (en) 2006-05-30 2007-03-07 Device for guiding the movement of a machine element of a machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006025165A DE102006025165A1 (en) 2006-05-30 2006-05-30 Machine part`s e.g. rotating printer roller, movement guiding device for e.g. printing machine, has reference value calculating unit for determining reference value and outputting reference value to drive device for regulating motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006025165A1 true DE102006025165A1 (en) 2007-10-18

Family

ID=38461900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006025165A Ceased DE102006025165A1 (en) 2006-05-30 2006-05-30 Machine part`s e.g. rotating printer roller, movement guiding device for e.g. printing machine, has reference value calculating unit for determining reference value and outputting reference value to drive device for regulating motor

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102006025165A1 (en)
WO (1) WO2007137886A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011047759A1 (en) * 2009-10-21 2011-04-28 Robert Bosch Gmbh System and method for performing a simulation operating mode for simulating a drive of a drive device
WO2012153157A3 (en) * 2011-05-09 2013-03-07 Pécsi Tudományegyetem Method for optimizing cutting forces in a milling process and computer-controlled milling machine using the same method
DE102009018665B4 (en) 2009-04-23 2026-01-15 Robert Bosch Gmbh Drive system for simulating the operation of the drive device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2839925B1 (en) * 2012-04-17 2020-12-02 Makino Milling Machine Co., Ltd. Interference determination method and interference determination device for machine tool

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10114811A1 (en) * 2001-03-26 2002-10-10 Volkswagen Ag System for producing multi-axis machining processes on workpieces, determines current path data and/or deviation while taking into account material removed by workpiece machining
DE10346589A1 (en) * 2003-10-07 2005-05-12 P&L Gmbh & Co Kg Method for automatically optimizing material removal during machining of a workpiece
DE102005025338A1 (en) * 2005-05-31 2006-12-07 Siemens Ag Method for processing a workpiece

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0889383B1 (en) * 1996-11-26 2008-10-29 Fanuc Ltd Robot control device having operation route simulation function
DE10044306A1 (en) * 2000-09-07 2002-04-04 Juergen Roeders machine tool
DE10307261A1 (en) * 2003-02-20 2004-09-09 Siemens Ag Programming platform for creating part programs for machine tools or production machines
DE10352815B4 (en) * 2003-11-12 2009-06-25 Siemens Ag Simulation method for machining a workpiece by a machine tool and corresponding computer
DE10353051A1 (en) * 2003-11-13 2005-06-09 Siemens Ag Method for simulating an automation system
DE10360530A1 (en) * 2003-12-22 2005-03-10 Siemens Ag Machine commissioning testing method in which virtual commissioning is implemented with a machine simulator using at least one parameter set of the machine to be commissioned

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10114811A1 (en) * 2001-03-26 2002-10-10 Volkswagen Ag System for producing multi-axis machining processes on workpieces, determines current path data and/or deviation while taking into account material removed by workpiece machining
DE10346589A1 (en) * 2003-10-07 2005-05-12 P&L Gmbh & Co Kg Method for automatically optimizing material removal during machining of a workpiece
DE102005025338A1 (en) * 2005-05-31 2006-12-07 Siemens Ag Method for processing a workpiece

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009018665B4 (en) 2009-04-23 2026-01-15 Robert Bosch Gmbh Drive system for simulating the operation of the drive device
WO2011047759A1 (en) * 2009-10-21 2011-04-28 Robert Bosch Gmbh System and method for performing a simulation operating mode for simulating a drive of a drive device
WO2012153157A3 (en) * 2011-05-09 2013-03-07 Pécsi Tudományegyetem Method for optimizing cutting forces in a milling process and computer-controlled milling machine using the same method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007137886A1 (en) 2007-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1894068B1 (en) Method for quality control for an operating industrial machine
WO2021214061A1 (en) Machine tool control and method for characteristic diagram-based error compensation on a machine tool
EP2223191B1 (en) Industrial robot and method for programming an industrial robot
EP2058717B1 (en) Method and device for operating a machine tool
DE102011011679B4 (en) Robot with learning control function
DE102015007132B4 (en) Motor controller
DE112014005564B4 (en) Friction identification method and friction identification device
DE102019108804B4 (en) ROBOT SYSTEM FOR PERFORMING LEARNING CONTROL USING MOTOR ENCODER AND SENSOR
DE102011104445A1 (en) Numerical control for a machine tool with a speed control function of a sheet guide
DE112012006074T5 (en) Track control apparatus
EP3873703B1 (en) Computer-aided optimization of a numerically controlled machining of a workpiece
EP1934660B1 (en) Method and device for guiding the displacement of a displaceable machine element in a machine
DE102017009760A1 (en) Numerical control device and control method for a numerical control device
DE102017009751A1 (en) Numerical control device
DE102017129948B4 (en) Method for controlling or regulating a closing mechanism of a forming machine and forming machine
DE102005047466B3 (en) Method for optimizing the machining process in a machine
DE102012223806B4 (en) Method for material-removing machining of a workpiece and associated computer program product
WO2007137886A1 (en) Device for guiding the movement of a machine element of a machine
WO2018158181A1 (en) Drive system and assessment thereof
EP3309635A1 (en) Determination of a sub-program optimised for each working machine
DE102016007898B4 (en) Numerical control with advance notification of the execution of an auxiliary function
DE102005058038B3 (en) Method and control device for determining the time until necessary maintenance of a machine element
EP2515192A1 (en) Method for avoiding an unwanted collision between a tool and a workpiece with a machine tool
EP3955073A1 (en) Operation of a machine tool with at least two axes
EP4162332B1 (en) Device and method for machining a workpiece

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection