DE102016122811B4

DE102016122811B4 - Controller, der Mittel zur Bestätigung in Vorbereitung auf Synchronbetrieb beim Lehren von Daten beinhaltet

Info

Publication number: DE102016122811B4
Application number: DE102016122811.7A
Authority: DE
Inventors: Takehiro Yamaguchi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2019-10-17
Anticipated expiration: 2036-11-26
Also published as: CN106814721A; US10289074B2; US20170160705A1; DE102016122811A1; JP6348099B2; JP2017102730A; CN106814721B

Abstract

Controller (1), welcher einen Lehrpunkt einer oder mehrerer Slave-Achsen entsprechend einer Master-Achse lehrt, um so Synchronbetrieb durchzuführen, wobei der Controller (1) Folgendes umfasst:eine Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster-Auswahleinheit (10), die ein Bewegungsgeschwindigkeitsmuster der Master-Achse auswählt, das vorbereitend registriert ist;eine Einstelleinheit (11) einer zulässigen Geschwindigkeit einer Slave-Achse, die vorbereitend eine zulässige Geschwindigkeit bei einem Betrieb der Slave-Achse einstellt;eine Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12), die einen Lehrbereich eines folgenden Lehrpunktes, in welchem das Lehren durchgeführt werden kann, berechnet; undeine Lehrpunktbereich-Informationsanzeigeeinheit (13), die, auf einem Anzeigegerät (2), den durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12) berechneten Lehrbereich anzeigt; wobeidie Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12) konfiguriert ist zum Berechnen des Lehrbereiches basierend auf dem Bewegungsgeschwindigkeitsmuster der Master-Achse, das durch die Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster-Auswahleinheit (10) ausgewählt wird, der zulässigen Geschwindigkeit bei einem Betrieb der Slave-Achse, die durch die Einstelleinheit (11) einer zulässigen Geschwindigkeit einer Slave-Achse eingestellt wird, und Positionen vergangener Lehrpunkte der Master-Achse und der Slave-Achse, wobei eine Bewegungszeit Tm der Master-Achse basierend auf der erfassten Geschwindigkeit durch Tm = (2*Xm)/Fm berechnet wird, wobei Xm ein Bewegungsbetrag der Master-Achse ist und Fm eine Geschwindigkeit der Master-Achse ist, und wobei die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12) basierend auf der Bewegungszeit Tm gemäß Xs ≤ Fs* Tm einen Bereich einer Position eines Lehrpunktes berechnet, in welchem die Slave-Achse eine zulässige Geschwindigkeit und eine zulässige Beschleunigungsrate nicht überschreitet, wobei Xs ein Bewegungsbetrag der Slave-Achse ist und Fseine maximal zulässige Geschwindigkeit der Slave-Achse ist.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Controller, und betrifft insbesondere einen Controller, welcher die Zeit verkürzt, die zum Lehren einer Slave-Achse erforderlich ist.
Beschreibung des Standes der Technik
In einem Fall, in welchem Steuerung durchgeführt wird, damit eine Slave-Achse einen bestimmten Betrieb in einer Art und Weise durchführt, die es der Slave-Achse gestattet, einer Bewegung einer Master-Achse zu folgen, wird eine Position der Slave-Achse, die jeder Position der Master-Achse entspricht, durch Lehren eingestellt. In diesem Fall ändert sich, wenn ein Betrieb tatsächlich durchgeführt wird, nachdem das Lehren einer Position der Slave-Achse ausgeführt wurde, eine Geschwindigkeit der Slave-Achse, die der Master-Achse folgt, in Übereinstimmung mit einem Bewegungsmuster der Master-Achse. Jedoch wird die Geschwindigkeit der Slave-Achse in Abhängigkeit von einem Bewegungsmuster der Master-Achse gelegentlich übermäßig erhöht. In diesem Fall ist es notwendig, einen erneuten Einstellbetrieb durchzuführen, indem ein erneutes Lehren der Position der Slave-Achse ausgeführt wird, was in einer Verlängerung einer Zeit resultiert, die für das Lehren aufgewendet wird. Ferner erzeugt die Geschwindigkeitsänderung der Slave-Achse basierend auf dem Bewegungsmuster der Master-Achse einen derartigen Zustand, dass die Slave-Achse keinen reibungslosen Folgebetrieb durchführen kann, wodurch auch die Betriebsgenauigkeit herabgesetzt wird.
Als eines von Mitteln zum Lösen dieser Probleme ist in der JP 2014-172159 A eine Technik bekannt, bei welcher, wenn das Lehren ausgeführt wird, während eine Fördervorrichtung mit einer Fördergeschwindigkeit zum Lehren der Zeit, welche langsamer als eine Fördergeschwindigkeit für eine tatsächliche Betriebszeit der Fördervorrichtung ist, betrieben wird, die maximale förderbare Geschwindigkeit der Fördervorrichtung, wenn ein Roboter einen tatsächlichen Betrieb basierend auf einer gelehrten Trajektorie des Roboters durchführt, berechnet wird, um die maximale förderbare Geschwindigkeit der Fördervorrichtung auf einer Anzeigeeinheit anzuzeigen.
Jedoch kann bei der obengenannten, in der JP. 2014-172159 A offenbarten Technik ein Geschwindigkeitsüberschuss der Slave-Achse nur basierend auf einer Geschwindigkeit, die nach dem Lehren mitgeteilt wird, festgehalten werden, sodass ein Problem auftritt, dass das Lehren der Slave-Achse wiederholt ausgeführt werden muss, um einen Lehrpunkt zu finden, an welchem es nicht zu einem Geschwindigkeitsüberschuss kommt.
DE 10 2014 018 973 A1 offenbart eine numerische Steuerung, bei der Positionen, die mit einem Referenzwert synchronisiert werden, als Befehlsdaten in Tabellenform gespeichert werden, und Geschwindigkeitsänderungspunkte eines durch die Daten festgelegten Werkzeugwegs berechnet werden. Der Werkzeugweg wird dann unter Verwendung der Geschwindigkeitsänderungspunkte geglättet.
US 2016/0 023 355 A1 bzw. WO 2014/148032 A1 zeigen ein Steuerungsverfahren für ein Robotersystem, wobei eine Transformationsmatrix, welche eine Positionsbeziehung zwischen einem ersten und einem zweiten Slave-Roboter angibt, erzeugt und in einem Master-Roboter gespeichert wird, so dass der Master-Roboter auf Grundlage der Transformationsmatrix koordinierte Befehle an alle Slave-Roboter ausgeben kann.
US 2007/0 213 873 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Korrektur einer Mehrzahl von Lehrpositionen eines Roboters, wobei der Roboter nacheinander zu den Lehrpositionen bewegt wird und Korrekturbeträge der Lehrpositionen ermittelt werden, welche Korrekturbeträge auch beim Anfahren von nachfolgenden Lehrpositionen berücksichtigt werden.
JP 2013 - 59 852 A zeigt ein Lehrverfahren für einen Roboter, wobei auf Grundlage einer durch einen Benutzer eingegeben Lehrbedienung ermittelt wird, ob die daraus resultierende Bewegung innerhalb zulässiger Grenzen für Motordrehzahlen oder Motordrehmomente des Roboters liegt.
JP H09 - 300 256 A offenbart ein Verfahren, wobei vor Beginn eines Lehrvorgangs ein zulässiger Bewegungsbereich für jeden Freiheitsgrad eines Roboters voreingestellt wird, und die Bewegung des Roboters während des Lehrvorgangs auf den zulässigen Bewegungsbereich beschränkt wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Controllers, welcher vorbereitend einen Lehrbereich mitteilt, in welchem es nicht zu einem Geschwindigkeitsüberschuss der Slave-Achse kommt, um eine Verkürzung der Zeit zu ermöglichen, die zum Lehren der Slave-Achse erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Controller gemäß Anspruch 1 gelöst. Ein Controller gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert zum Lehren eines Lehrpunktes von einer oder mehreren Slave-Achsen, die einer Master-Achse entspricht/entsprechen, um Synchronbetrieb durchzuführen, und beinhaltet: eine Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster-Auswahleinheit, die ein Bewegungsgeschwindigkeitsmuster der Master-Achse auswählt, das vorbereitend registriert ist; eine Einstelleinheit der zulässigen Geschwindigkeit einer Slave-Achse, die vorbereitend eine zulässige Geschwindigkeit bei einem Betrieb der Slave-Achse einstellt; eine Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit, die einen Lehrbereich eines folgenden Lehrpunktes, an welchem das Lehren durchgeführt werden kann, berechnet; und eine Lehrpunktbereich-Informationsanzeigeeinheit, die, auf einem Anzeigegerät, den Lehrbereich, der durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit berechnet wird, anzeigt. Die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit ist konfiguriert zum Berechnen des Lehrbereiches basierend auf dem Bewegungsgeschwindigkeitsmuster der Master-Achse, das durch die Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster-Auswahleinheit ausgewählt wird, der zulässigen Geschwindigkeit bei einem Betrieb der Slave-Achse, die durch die Einstelleinheit der zulässigen Geschwindigkeit der Slave-Achse eingestellt wird, und Positionen vorheriger Lehrpunkte der Master-Achse und der Slave-Achse.
Der Controller kann ferner Folgendes beinhalten: eine Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit, die bestimmt, ob sich eine Position eines Lehrpunktes der Slave-Achse, die durch einen Bediener eingestellt wird, innerhalb des Lehrbereiches, der durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit berechnet wird, befindet oder nicht; eine Warnungsanzeigeeinheit bei Einstellung außerhalb des Bereiches, die eine Warnmeldung anzeigt, wenn die Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit bestimmt, dass es sich bei einer Position eines Lehrpunktes der Slave-Achse um eine Position außerhalb des Lehrbereiches handelt; eine Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit, die konfiguriert ist zum Ändern einer Form einer Bewegungskurve der Slave-Achse, wenn die Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit bestimmt, dass es sich bei der eingestellten Position des Lehrpunktes der Slave-Achse um eine Position außerhalb des Lehrbereiches handelt; und eine Master-Lehrposition-Anpassungseinheit, welche die Master-Achse in eine Position bewegt, in welcher sich eine Geschwindigkeit der Slave-Achse in einem zulässigen Bereich befindet, wenn die Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit bestimmt, dass es sich bei der eingestellten Position des Lehrpunktes der Slave-Achse um eine Position außerhalb des Lehrbereiches handelt.
Die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit kann eine Position der Master-Achse überwachen und führt eine erneute Berechnung des Lehrbereiches durch, wenn sich die Master-Achse bewegt.
Die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit kann zum Speichern von Positionen der Master-Achse und der Slave-Achse in einem Speicher konfiguriert sein, welcher durch eine Batterie gesichert ist, selbst wenn der Controller mitten im Betrieb abgeschaltet wird, um zu ermöglichen, dass der Lehrbetrieb ab einem Haltepunkt ausgeführt wird, wenn der Controller wieder eingeschaltet wird.
Die Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit kann einen Interferenzgefahrenbereich der Master-Achse und der Slave-Achse bei der Bestimmung dessen verwenden, ob man sich in einem Bereich, der durch den Lehrbereich dargestellt wird, befindet oder nicht.
Die Warnungsanzeigeeinheit bei Einstellung außerhalb des Bereiches kann zum Anzeigen einer Warnmeldung und auch zum Verriegeln von Bewegungen der Master-Achse und der Slave-Achse konfiguriert sein, um zu verhindern, dass sich die Achsen bewegen.
Die Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit kann zum erneuten Einstellen einer Art einer Bewegungskurve, welche auswählbar ist, konfiguriert sein.
Die Master-Lehrposition-Anpassungseinheit kann zum Anwenden einer Drehmomentbegrenzung auf die Master-Achse oder zum Anzeigen einer Warnmeldung, wenn die Master-Achse bewegt wird, konfiguriert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn eine synchrone Bewegung einer Slave-Achse in Bezug auf eine Position einer Master-Achse durch Lehren eingestellt wird, die Bewegung der Slave-Achse durch einen tatsächlichen Betrieb nach dem Lehrbetrieb bestätigt, und ein Betrieb zum Wiederholen des Lehrbetriebs in einem Fall, in welchem es zu einem Geschwindigkeitsüberschuss kommt, kann eliminiert werden, wodurch ermöglicht wird, die Zahl der Schritte im Zusammenhang mit dem Lehr-Einstellbetrieb zu verringern.
Figurenliste
Die vorstehenden und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlich sein, wobei:

1 ein schematisches Blockdiagramm ist, welches einen Controller gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2A ein Beispiel eines Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmusters veranschaulicht;
2B ein Beispiel eines zulässigen Geschwindigkeitsmusters einer Slave-Achse veranschaulicht;
3 ein Beispiel eines Bereiches eines Lehrpunktes in Bezug auf ein Anzeigebetriebsgerät veranschaulicht;
4 Beispiele einer Bewegungskurve der Slave-Achse, welche durch eine Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit ausgewählt werden kann, veranschaulicht;
5 ein Beispiel einer Änderung einer Bewegungsgeschwindigkeit der Slave-Achse von einer konstanten Geschwindigkeit zu einer Geschwindigkeit einer einfachen harmonischen Bewegung durch die Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit veranschaulicht;
6 ein Flussdiagramm ist, welches einen Verarbeitungsfluss, der auf dem Controller von 1 ausgeführt wird, veranschaulicht;
7 Daten von Kombinationen zwischen Bereichen einer Master-Achsen-Position und Slave-Achsen-Positionen, in Fällen, in welchen Interferenz auftritt, veranschaulicht; und
8 ein Registrierungsbeispiel einer Bewegungskurve, die einem zulässigen Geschwindigkeitsmuster einer Slave-Achse entspricht, veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das ein funktionales Mittel eines Controllers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Ein Controller 1 beinhaltet eine Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster-Auswahleinheit 10, eine Einstelleinheit einer zulässigen Geschwindigkeit einer Slave-Achse 11, eine Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12, eine Lehrpunktbereich-Informationsanzeigeeinheit 13, eine Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit 14, eine Warnungsanzeigeeinheit bei Einstellung außerhalb des Bereiches 15, eine Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit 16 und eine Master-Lehrposition-Anpassungseinheit 17. Ferner ist der Controller 1 derart konfiguriert, dass er in der Lage ist, eine Lehrpunkt-Einstellbedienung von einem Bediener zu empfangen, und ferner ist er derart konfiguriert, dass er in der Lage ist, mit einem Anzeigebetriebsgerät 2 zu kommunizieren, welches Informationen zu einem Bereich eines Lehrpunktes, welcher in Bezug auf die Slave-Achse eingestellt werden kann, anzeigt.
Die Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster-Auswahleinheit 10 wählt ein Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster im Zusammenhang mit einer Bewegung der Master-Achse, welches als eine Referenz eines Lehrbetriebs dient, aus mehreren Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmustern, welche vorbereitend in einem Speicher (nicht gezeigt) des Controllers 1 registriert sind, basierend auf einer Bedienung oder dergleichen eines Bedieners aus.
Ein Beispiel eines Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmusters ist in 2A veranschaulicht. Das Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster kann zum Beispiel als Daten, welche eine Bewegungsgeschwindigkeit der Master-Achse in jedem Betriebszeitraum darstellen, definiert sein. Zum Beispiel erhöht bei dem in 2A veranschaulichten Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster die Master-Achse ihre Geschwindigkeit in den ersten drei Betriebszeiträumen bis auf 30 mm/s, hält die Geschwindigkeit (30 mm/s) in den folgenden beiden Betriebszeiträumen und senkt dann die Geschwindigkeit in allen drei Zeiträumen um 10 mm/s ab. Die Master-Achse bewegt sich unter Geschwindigkeitskontrolle, die in Übereinstimmung mit dem Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster durchgeführt wird, das durch die Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster-Auswahleinheit 10 ausgewählt wird.
Die Einstelleinheit einer zulässigen Geschwindigkeit einer Slave-Achse 11 stellt vorbereitend ein zulässiges Geschwindigkeitsmuster der Slave-Achse für jeden Betriebszeitraum des Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmusters, das, basierend auf einer Bedienung eines Bedieners, durch die Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster-Auswahleinheit 10 ausgewählt wird, ein, um das zulässige Geschwindigkeitsmuster in einem Speicher (nicht gezeigt) des Controllers 1 zu speichern.
Ein Beispiel eines zulässigen Geschwindigkeitsmusters einer Slave-Achse ist in 2B veranschaulicht. Das zulässige Geschwindigkeitsmuster der Slave-Achse kann zum Beispiel als Daten, die eine zulässige Bewegungsgeschwindigkeit der Slave-Achse für jeden Betriebszeitraum darstellen, definiert sein. Zum Beispiel ist bei dem in 2B veranschaulichten zulässigen Geschwindigkeitsmuster der Slave-Achse die zulässige Geschwindigkeit der Slave-Achse als 100 bis 500 mm/s für jeden Betriebszeitraum eingestellt.
Nach Abschluss der Einstellung eines zulässigen Geschwindigkeitsmusters einer Slave-Achse, die durch die Einstelleinheit einer zulässigen Geschwindigkeit einer Slave-Achse 11 durchgeführt wird, bewegt ein Bediener die Master-Achse der Reihe nach in Übereinstimmung mit dem ausgewählten Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster, stoppt die Master-Achse an einer Position von jedem Lehrpunkt der Master-Achse und bedient das Anzeigebetriebsgerät 2 zum Lehren (Eingeben) einer Position eines Lehrpunktes der Slave-Achse, die der Position des Lehrpunktes der Master-Achse entspricht.
Die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 berechnet einen Bereich einer Position eines Lehrpunktes, in welchem die Slave-Achse bewegt werden kann, basierend auf dem Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster, das an der Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster-Auswahleinheit 10 ausgewählt wird, dem zulässigen Geschwindigkeitsmuster der Slave-Achse, das durch die Einstelleinheit einer zulässigen Geschwindigkeit einer Slave-Achse 11 eingestellt wird, und einer Position eines Lehrpunktes der Slave-Achse, die durch eine Bedienung des Anzeigebetriebsgerätes 2, das durch einen Bediener bedient wird, gelehrt wird.
Die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 bezieht sich auf das Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster zum Erfassen einer Geschwindigkeit von einer Position des vorhergehenden Lehrpunktes der Master-Achse zu einer Position des aktuellen Lehrpunktes und berechnet so eine Bewegungszeit Tm der Master-Achse basierend auf der erfassten Geschwindigkeit durch Verwendung der folgenden Formel (Formel 2 unten). Dann berechnet die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12, basierend auf der berechneten Bewegungszeit Tm, einen Bereich einer Position eines Lehrpunktes (Formel 4 unten), in welchem die Slave-Achse eine zulässige Geschwindigkeit und eine zulässige Beschleunigungsrate, die in dem zulässigen Geschwindigkeitsmuster der Slave-Achse eingestellt ist, nicht überschreitet. $X m = \frac{1}{2} \times F m \times T m$
$T m = \frac{(2 \times X m)}{F m}$
$F s = \frac{X s}{T m} \leq F s_{m a x}$
$X s \leq F s_{m a x} \times T m$
Wobei Xm eine Bewegungsmenge der Master-Achse ist, Fm eine Geschwindigkeit der Master-Achse ist, Tm eine Bewegungszeit der Master-Achse ist, Xs eine Bewegungsmenge der Slave-Achse ist, Fs eine Geschwindigkeit der Slave-Achse ist und Fs_max eine maximal zulässige Geschwindigkeit der Slave-Achse ist.
Formel 1 bis 4 oben sind Formeln für einen Fall, in welchem sich die Master-Achse mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. In einem Fall, in welchem sich die Master-Achse bewegt, während sie einer Kurve einer Kreisbewegung mit konstanter Geschwindigkeit folgt, wird durch Verwendung der folgenden Formeln eine Bewegungszeit Tm der Master-Achse basierend auf der Geschwindigkeit der Master-Achse berechnet (Formel 8) und ein Bereich einer Position eines Lehrpunktes innerhalb der zulässigen Geschwindigkeit und der zulässigen Beschleunigungsrate wird basierend auf der Bewegungszeit der Master-Achse berechnet (Formel 10). In Formel 5 bis 10 bezeichnet Aa einen Wert einer Beschleunigungsrate der Master-Achse an einem Umschaltpunkt von einer Kurve zu einer geraden Linie oder von einer geraden Linie zu einer Kurve. $A (t) = (1 - \frac{1}{T m}) A a$
$F (t) = \int_{m}^{T m} A (t) d t = (t - \frac{t^{2}}{2 T m}) A a$
$X m = \int_{m}^{T m} F (t) d t = \frac{T m^{2}}{6} A a$
$T m = \sqrt{\frac{6 X m}{A a}}$
$F s = \frac{X s}{T m} \leq F s_{m a x}$
$X s \leq F s_{m a x} \times T m$
Wobei Xm eine Bewegungsmenge der Master-Achse ist, Tm eine Bewegungszeit der Master-Achse ist, Aa eine Beschleunigungsrate der Master-Achse ist, t eine Zeit in Bewegung ist (Bereich 0 bis Tm), A(t) eine Funktion der Beschleunigungsrate ist, F(t) eine Funktion der Geschwindigkeit ist, Xs eine Bewegungsmenge der Slave-Achse ist, Fs eine Geschwindigkeit der Slave-Achse ist und Fs_max eine maximal zulässige Geschwindigkeit der Slave-Achse ist.
Die Lehrpunktbereich-Informationsanzeigeeinheit 13 zeigt, auf dem Anzeigebetriebsgerät 2, einen Bereich einer Position eines Lehrpunktes an, in welchem die Slave-Achse die zulässige Geschwindigkeit und die zulässige Beschleunigung nicht überschreitet und welcher durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 berechnet wird.
3 veranschaulicht ein Anzeigebeispiel eines Bereiches einer Position eines Lehrpunktes der Slave-Achse. Ein Bereich einer Position eines Lehrpunktes der Slave-Achse kann durch einen Bereich von Ziffern einer Koordinatenposition sowie das Anzeigeverfahren von 3 angezeigt werden.
Die Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit 14 bestimmt, ob sich eine eingegebene Position eines aktuellen Lehrpunktes der Slave-Achse innerhalb des Bereiches der Position des Lehrpunktes der Slave-Achse, welcher durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 berechnet wird, in welchem die Slave-Achse die zulässige Geschwindigkeit und die zulässige Beschleunigung nicht übersteigt, befindet oder nicht, basierend auf der Position des aktuellen Lehrpunktes der Slave-Achse, den ein Bediener eingegeben hat, während er/sie sich den Bereich der Position des Lehrpunktes der Slave-Achse, welcher durch die Lehrpunktbereich-Informationsanzeigeeinheit 13 angezeigt wird, anschaut. In einem Fall, in welchem sich die Position des aktuellen Lehrpunktes der Slave-Achse, welche durch einen Bediener eingegeben wird, außerhalb des Bereiches der Position des Lehrpunktes, welcher durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 berechnet wird, befindet, wird eine Anweisung ausgegeben, um, wie angemessen, entweder die Warnungsanzeigeeinheit bei Einstellung außerhalb des Bereiches 15, die Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit 16 oder die Master-Lehrposition-Anpassungseinheit 17 zu bedienen. Die aus der Warnungsanzeigeeinheit bei Einstellung außerhalb des Bereiches 15, der Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit 16 und der Master-Lehrposition-Anpassungseinheit 17 zu bedienende Einheit kann vorbereitend in einem Einstellbereich, der in einem Speicher (nicht gezeigt) des Controllers 1 bereitgestellt ist, eingestellt sein oder kann durch einen Bediener zu Beginn eines Lehrbetriebs ausgewählt werden.
In einem Fall, in welchem ein Bediener einen Punkt, welcher sich außerhalb des Bereiches einer Position des Lehrpunktes der Slave-Achse, welcher durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 berechnet wird, befindet, als einen Lehrpunkt spezifiziert (Lehr-Einstellbetrieb), zeigt die Warnungsanzeigeeinheit bei Einstellung außerhalb des Bereiches 15 eine Warnmeldung auf dem Anzeigebetriebsgerät 2 an.
In einem Fall, in welchem ein Bediener einen Punkt, welcher sich außerhalb des Bereiches der Position des Lehrpunktes der Slave-Achse, welcher durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 berechnet wird, befindet, als einen Lehrpunkt spezifiziert (Lehr-Einstellbetrieb), ändert die Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit 16 eine Bewegungskurve von dem vorhergehenden Lehrpunkt der Slave-Achse zu dem aktuellen Lehrpunkt basierend auf einer Auswahl durch den Bediener.
4 veranschaulicht Bewegungskurven, welche durch einen Bediener ausgewählt werden können. Ferner veranschaulicht 5 eine Änderung einer Bewegungsgeschwindigkeit der Slave-Achse in einem Fall, in welchem ein Bediener eine Bewegungskurve von einer Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit zum Beispiel zu einer einfachen harmonischen Bewegung (Bewegung in einer Sinuskurve) ändert. Eine derartige Änderung einer Bewegungskurve in Übereinstimmung mit einem Bewegungszustand der Slave-Achse ermöglicht es der Slave-Achse, sich innerhalb eines Bereiches zu bewegen, in welchem die Slave-Achse die zulässige Geschwindigkeit und die zulässige Beschleunigung nicht übersteigt.
Die Master-Lehrposition-Anpassungseinheit 17 stellt eine Position der Master-Achse wieder zu einer Position her, in welcher sich die Geschwindigkeit der Slave-Achse innerhalb des zulässigen Bereiches befindet, entlang eines Pfades von dem vorhergehenden Lehrpunkt zu dem aktuellen Lehrpunkt. Mit dieser Wiederherstellung kann ein Bediener erneut eine Position eines Lehrpunktes eingeben. Hier kann die Master-Lehrposition-Anpassungseinheit 17 Sicherheitsmaßnahmen ergreifen, wie z.B. das Einstellen einer Drehmomentbegrenzung und das Anzeigen einer Warnmeldung vor der Bewegung der Master-Achse.
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsfluss im Zusammenhang mit einem einmaligen Lehrbetrieb in Bezug auf die Slave-Achse, die am Controller 1 ausgeführt wird, veranschaulicht. Die Beschreibung erfolgt in Übereinstimmung mit jedem Schritt des Flussdiagramms.
[Schritt SA01] Die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 liest eine aktuelle Position A der Master-Achse.
[Schritt SA02] Die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 liest, aus einem Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster, eine Bewegungsgeschwindigkeit Vm der Master-Achse auf einem Bewegungspfad von einer Position des vorhergehenden Lehrpunktes der Master-Achse zu der aktuellen Position A.
[Schritt SA03] Die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 berechnet eine Bewegungszeit T von der Position des vorhergehenden Lehrpunktes der Master-Achse zu der aktuellen Position A der Master-Achse basierend auf der aktuellen Position A der Master-Achse und der Bewegungsgeschwindigkeit Vm der Master-Achse auf dem Bewegungspfad.
[Schritt SA04] Die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 liest eine zulässige Geschwindigkeit Smax der Slave-Achse.
[Schritt SA05] Die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 berechnet einen Bewegungsbereich Sr der Slave-Achse basierend auf der zulässigen Geschwindigkeit Smax der Slave-Achse und der in Schritt SA03 berechneten Bewegungszeit T.
[Schritt SA06] Die Lehrpunktbereich-Informationsanzeigeeinheit 13 zeigt den Bewegungsbereich Sr der Slave-Achse, welcher in Schritt SA05 berechnet wird, auf dem Anzeigebetriebsgerät 2 an.
[Schritt SA07] Die Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit 14 bestimmt, ob ein Entscheidungsbetrieb des Lehrpunktes durchgeführt wird oder nicht, nachdem ein Bediener einen Lehrbetrieb an der Slave-Achse ausführt, indem er das Anzeigebetriebsgerät 2 bedient. In dem Fall, in welchem der Entscheidungsbetrieb des Lehrpunktes durchgeführt wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA08 fort. In dem Fall, in welchem der Entscheidungsbetrieb des Lehrpunktes nicht durchgeführt wird, kehrt die Verarbeitung zu Schritt SA01 zurück.
[Schritt SA08] Die Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit 14 bestimmt, ob sich die Position des Lehrpunktes der Slave-Achse, welche durch die Bedienung des Anzeigebetriebsgerätes 2, das durch einen Bediener bedient wird, bestimmt wird, innerhalb des Bewegungsbereiches der Slave-Achse, der in Schritt SA05 berechnet wird, befindet oder nicht. In dem Fall, in welchem sich die Position innerhalb des Bewegungsbereiches der Slave-Achse befindet, wird die Verarbeitung beendet. In dem Fall, in welchem sich die Position außerhalb des Bewegungsbereiches der Slave-Achse befindet, fährt die Verarbeitung mit Schritt SA09 fort.
[Schritt SA09] In Übereinstimmung mit einer Einstellung oder einer Bedienung durch einen Bediener erfolgt eines aus einer Warnungsanzeigeverarbeitung bei Einstellung außerhalb des Bereiches durch die Warnungsanzeigeeinheit bei Einstellung außerhalb des Bereiches 15, eine Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahlverarbeitung durch die Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit 16 und einer Master-Lehrposition-Anpassungsverarbeitung durch die Master-Lehrposition-Anpassungseinheit 17 und dann wird die Verarbeitung beendet.
Während oben Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf die oben beschriebenen Beispiele von Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedenen Aspekten ausgeführt werden, indem angemessene Modifikationen daran vorgenommen werden.
Zum Beispiel kann der Controller 1 derart konfiguriert sein, dass die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit aktuelle Positionen der Master-Achse und der Slave-Achse in einem Speicher speichert, welcher durch eine Batterie (nicht gezeigt) gesichert ist, wenn der Controller 1 mitten im Lehrbetrieb eines Lehrpunktes abgeschaltet wird, und der Lehrbetrieb kann ab einem Haltepunkt des Betriebs ausgeführt werden, wenn der Controller 1 wieder eingeschaltet wird.
Ferner können Informationen, wie z.B. ein Interferenzgefahrenbereich, vorbereitend von einer Maschine erfasst werden, bei welcher es sich um ein Lehrobjekt handelt, um die Informationen bei der Bestimmung der Angemessenheit eines Lehrpunktes der Slave-Achse, welcher durch einen Bediener eingestellt wird, mittels der Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit zu verwenden.
Zum Beispiel können, wie in 7 gezeigt, Daten, welche Kombinationen von Bereichen einer Master-Achsen-Position und Slave-Achsen-Positionen für entsprechende Fälle, in welchen Interferenz auftritt, darstellen, vorbereitend in dem Speicher des Controllers registriert werden. In einem Fall, in welchem eine Master-Achsen-Position und Slave-Achsen-Positionen eines Lehrpunktes einer der Kombinationen von Bereichen dieser Achsenpositionen in Interferenzfällen entsprechen, kann bestimmt werden, dass die gelehrten Achsenpositionen in dem Interferenzgefahrenbereich liegen, und es kann bestimmt werden, dass die Lehrposition in Schritt SA08 in dem Flussdiagramm von 6 nicht angemessen ist, wodurch die Verarbeitung in Schritt SA09 ausgeführt wird.
Ferner kann eine Verriegelung auf eine axiale Bewegung der Slave-Achse angewandt werden, wenn ein Bediener dabei ist, die Slave-Achse nach außerhalb eines Hubbereiches, welcher durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit 12 berechnet wird, zu bewegen, um zu verhindern, dass sich die Slave-Achse in eine Region außerhalb des Hubbereiches bewegt.
Ferner kann eine derartige Konfiguration eingesetzt werden, dass ein Bediener andere Arten von Bewegungskurven als die in 4 gezeigten Bewegungskurven neu registrieren kann, welche durch die Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit 16 ausgewählt werden können. Zum Beispiel kann eine Art einer Bewegungskurve im Vorhinein in Übereinstimmung mit einem zulässigen Geschwindigkeitsmuster einer Slave-Achse, wie in 8 gezeigt, neu eingestellt und registriert werden.

Claims

Controller (1), welcher einen Lehrpunkt einer oder mehrerer Slave-Achsen entsprechend einer Master-Achse lehrt, um so Synchronbetrieb durchzuführen, wobei der Controller (1) Folgendes umfasst: eine Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster-Auswahleinheit (10), die ein Bewegungsgeschwindigkeitsmuster der Master-Achse auswählt, das vorbereitend registriert ist; eine Einstelleinheit (11) einer zulässigen Geschwindigkeit einer Slave-Achse, die vorbereitend eine zulässige Geschwindigkeit bei einem Betrieb der Slave-Achse einstellt; eine Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12), die einen Lehrbereich eines folgenden Lehrpunktes, in welchem das Lehren durchgeführt werden kann, berechnet; und eine Lehrpunktbereich-Informationsanzeigeeinheit (13), die, auf einem Anzeigegerät (2), den durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12) berechneten Lehrbereich anzeigt; wobei die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12) konfiguriert ist zum Berechnen des Lehrbereiches basierend auf dem Bewegungsgeschwindigkeitsmuster der Master-Achse, das durch die Master-Achsen-Bewegungsgeschwindigkeitsmuster-Auswahleinheit (10) ausgewählt wird, der zulässigen Geschwindigkeit bei einem Betrieb der Slave-Achse, die durch die Einstelleinheit (11) einer zulässigen Geschwindigkeit einer Slave-Achse eingestellt wird, und Positionen vergangener Lehrpunkte der Master-Achse und der Slave-Achse, wobei eine Bewegungszeit Tm der Master-Achse basierend auf der erfassten Geschwindigkeit durch Tm = (2*Xm)/Fm berechnet wird, wobei Xm ein Bewegungsbetrag der Master-Achse ist und Fm eine Geschwindigkeit der Master-Achse ist, und wobei die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12) basierend auf der Bewegungszeit Tm gemäß Xs ≤ Fs_max * Tm einen Bereich einer Position eines Lehrpunktes berechnet, in welchem die Slave-Achse eine zulässige Geschwindigkeit und eine zulässige Beschleunigungsrate nicht überschreitet, wobei Xs ein Bewegungsbetrag der Slave-Achse ist und Fs_max eine maximal zulässige Geschwindigkeit der Slave-Achse ist.
Controller (1) nach Anspruch 1, welcher ferner Folgendes umfasst: eine Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit (14), die bestimmt, ob sich eine Position eines Lehrpunktes der Slave-Achse, die durch einen Bediener eingestellt wird, innerhalb des Lehrbereiches, der durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12) berechnet wird, befindet oder nicht; eine Warnungsanzeigeeinheit (15) bei Einstellung außerhalb des Bereiches, die eine Warnmeldung anzeigt, wenn die Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit (14) bestimmt, dass es sich bei einer Position eines Lehrpunktes der Slave-Achse um eine Position außerhalb des Lehrbereiches handelt; eine Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit (16), die dazu konfiguriert ist, eine Form einer Bewegungskurve der Slave-Achse zu ändern, wenn die Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit (14) bestimmt, dass es sich bei der Einstellposition des Lehrpunktes der Slave-Achse um eine Position außerhalb des Lehrbereiches handelt; und eine Master-Lehrposition-Anpassungseinheit (17), welche die Master-Achse zu einer Position bewegt, bei welcher eine Geschwindigkeit der Slave-Achse in einem zulässigen Bereich liegt, wenn die Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit (14) bestimmt, dass es sich bei der Einstellposition des Lehrpunktes der Slave-Achse um eine Position außerhalb des Lehrbereiches handelt.
Controller (1) nach Anspruch 1, wobei die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12) eine Position der Master-Achse überwacht und eine erneute Berechnung des Lehrbereiches ausführt, wenn sich die Master-Achse bewegt.
Controller (1) nach Anspruch 1, wobei die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12) konfiguriert ist zum Speichern von Positionen der Master-Achse und der Slave-Achse in einem Speicher, welcher durch eine Batterie gesichert ist, selbst wenn der Controller mitten im Betrieb abgeschaltet wird, um zu ermöglichen, dass ein Lehrbetrieb ab einem Haltepunkt ausgeführt werden kann, wenn der Controller (1) wieder eingeschaltet wird.
Controller (1) nach Anspruch 2, wobei die Lehr-Einstellposition-Angemessenheitsbestätigungseinheit (14) einen Interferenzgefahrenbereich der Master-Achse und der Slave-Achse bei der Bestimmung dessen, ob man sich in einem Bereich, der durch den Lehrbereich dargestellt wird, befindet oder nicht, verwendet.
Controller (1) nach Anspruch 2, wobei eine Verriegelung auf eine axiale Bewegung der Slave-Achse angewandt wird, wenn die Slave-Achse nach außerhalb eines Hubbereiches, welcher durch die Lehrpunktbereich-Berechnungseinheit (12) berechnet wird, bewegt wird.
Controller (1) nach Anspruch 2, wobei die Slave-Achsen-Bewegungskurven-Auswahleinheit (16) konfiguriert ist, eine Art einer Bewegungskurve, welche auswählbar ist, neu einzustellen.
Controller (1) nach Anspruch 2, wobei die Master-Lehrposition-Anpassungseinheit (17) konfiguriert ist zum Anwenden einer Drehmomentbegrenzung auf die Master-Achse oder zum Anzeigen einer Warnmeldung, wenn die Master-Achse bewegt wird.