防止機(jī)械部件之間的干擾并檢測(cè)機(jī)械部件之間的碰撞的方法
【專利摘要】一種方法，其用于關(guān)于固定位置控制至少兩個(gè)操作單元(11，111)或一個(gè)操作單元的機(jī)械部件(17，23)之間的干擾和碰撞。至少一個(gè)操作單元與位置檢測(cè)器或位置模擬器相關(guān)聯(lián)，并且裝備有電機(jī)(15，21)，其驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件(17，23)。所述方法由管理和控制單元(13)管理。對(duì)操作單元(11，111)的控制在兩個(gè)階段發(fā)生，根據(jù)當(dāng)前動(dòng)力學(xué)和制動(dòng)或加速時(shí)間和空間對(duì)機(jī)械部件(17，23)的位置進(jìn)行逐點(diǎn)驗(yàn)證(第一階段)，并且將提供給至少一個(gè)電機(jī)(15，21)的電流的強(qiáng)度進(jìn)行逐點(diǎn)驗(yàn)證(第二階段)。
【專利說明】防止機(jī)械部件之間的干擾并檢測(cè)機(jī)械部件之間的碰撞的方法發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及特別適于控制由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械部件的干擾和/或碰撞的方法，電機(jī)例如可以是無刷類型的。本發(fā)明也涉及與實(shí)質(zhì)上時(shí)序邏輯相關(guān)地進(jìn)行操作的有關(guān)系統(tǒng)。
[0002]發(fā)明背景
[0003]已知自動(dòng)化單元包括一個(gè)或多個(gè)操作單元,操作單元包括驅(qū)動(dòng)部件、機(jī)械部件、位置檢測(cè)裝置，即:數(shù)學(xué)地模擬驅(qū)動(dòng)軸位置的實(shí)體。操作單元的機(jī)械部件因此通常由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并直接連接到后者的軸，或者通過運(yùn)動(dòng)減少單元連接到后者的軸。受中央管理和控制單元指令控制的電機(jī)以預(yù)先確定的循環(huán)并以協(xié)調(diào)方式驅(qū)動(dòng)操作單元來獲得期望的相互作用，例如使得它們與產(chǎn)品相互作用以對(duì)其操作。
[0004]這種工作單元的一個(gè)缺點(diǎn)是在阻塞、易變形、磨損或其它異常的情況下，在機(jī)械部件的假設(shè)的逐點(diǎn)位置和理論或期望位置之間產(chǎn)生相位移。
[0005]由于這個(gè)原因，已知的工作單元包括離合器、機(jī)械解鎖裝置或能量吸收器，其在碰撞時(shí)進(jìn)行干預(yù)，以減少損壞。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種控制干擾的方法，以在沒有使用離合器、機(jī)械解鎖或其它的情況下，防止操作單元的機(jī)械部件之間的碰撞和/或檢測(cè)操作單元的機(jī)械部件之間的碰撞。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的是獲得一種系統(tǒng)，其用于移動(dòng)快速、協(xié)調(diào)和可靠的機(jī)械部件，控制、提供和/或防止干擾，以及足夠快速地檢測(cè)碰撞，以防止破損。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)目的是完善一種方法，以控制干擾和碰撞，其簡(jiǎn)化機(jī)械部件，使得它們更加經(jīng)濟(jì)、易于維護(hù)、便于校準(zhǔn)和啟動(dòng)循環(huán)。
[0009]另一個(gè)目的是能夠管理操作單元，其執(zhí)行具有高節(jié)奏的相互依存過程，高節(jié)奏即高達(dá)每分鐘600循環(huán)和更多。
[0010]在提到機(jī)械部件時(shí)，根據(jù)具體要求，我們的意思是指曲柄、伸縮式系統(tǒng)、凸輪或其它。
[0011] 申請(qǐng)人:已經(jīng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和實(shí)施了本發(fā)明，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并獲得這些和其它目的和優(yōu)點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明在獨(dú)立權(quán)利要求中得以闡述和表征，同時(shí)從屬權(quán)利要求描述本發(fā)明的其它特征或主要發(fā)明思想的變體。
[0013]根據(jù)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種控制干擾和/或碰撞的方法應(yīng)用到自動(dòng)化單元，其與實(shí)質(zhì)上順序邏輯相關(guān)地進(jìn)行操作。自動(dòng)化單元包括相對(duì)于第二操作單元或相對(duì)于可能的對(duì)比元件控制第一操作單元。機(jī)械部件在其中干擾或碰撞能夠發(fā)生的區(qū)域執(zhí)行它們的操作循環(huán)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，在兩個(gè)操作單元的情況下，所述方法包括防止干擾的第一階段，其中管理和控制單元連續(xù)地檢測(cè)電機(jī)的至少一個(gè)軸的位置或以期望的周期檢測(cè)電機(jī)的至少一個(gè)軸的位置。
[0015]根據(jù)變體，檢測(cè)相對(duì)于機(jī)械部件的逐點(diǎn)位置做出。所述檢測(cè)的進(jìn)行考慮到根據(jù)它的逐點(diǎn)位置動(dòng)力學(xué)啟動(dòng)的具體操作單元的制動(dòng)時(shí)間和空間。位置被檢測(cè)并利用可能的對(duì)比元件與可能的干擾的位置進(jìn)行對(duì)比。
[0016]根據(jù)變體，一個(gè)機(jī)械部件相對(duì)于其它機(jī)械部件的相互逐點(diǎn)位置被連續(xù)控制或根據(jù)所述周期進(jìn)行控制。
[0017]根據(jù)另一個(gè)變體，機(jī)械部件位置通過與電機(jī)轉(zhuǎn)軸、或機(jī)械部件自身直接相關(guān)聯(lián)的各自的位置檢測(cè)器來檢測(cè)，或在可能的減少之后或再次關(guān)于位置模擬器例如數(shù)學(xué)位置模擬器被檢測(cè)。
[0018]根據(jù)另一個(gè)變體，驅(qū)動(dòng)軸的位置通過在各自循環(huán)內(nèi)控制時(shí)間和逐點(diǎn)位置來檢測(cè)。
[0019]根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸的角位置來檢測(cè)位置也是一種變體。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，存在檢測(cè)碰撞的第二階段，其中，循環(huán)被分成由基本角度單元或時(shí)間單元組成的“η”個(gè)子階段。針對(duì)每個(gè)子階段“η”或“η”的倍數(shù)，實(shí)際電流與參考電流進(jìn)行比較，并且提供的電流是逐點(diǎn)受限，使得其不超出預(yù)期的逐點(diǎn)閾值。按絕對(duì)值表示的電流誤差與根據(jù)應(yīng)用到理論逐點(diǎn)參考電流的兩個(gè)閾值形成的可接受性窗口進(jìn)行比較，兩個(gè)閾值中的一個(gè)大于參考電流值，一個(gè)小于參考電流值。這允許檢測(cè)在加速和減速兩種情況中的碰撞以及檢測(cè)力學(xué)是否突然改變慣性，其影響例如可與破損有關(guān)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，兩個(gè)操作單元的管理程序提供所有的其中可存在至少一個(gè)操作單元的物理狀態(tài)和能導(dǎo)致干擾或碰撞的情況。
[0022]根據(jù)變體，程序包括兩個(gè)操作單元的所有物理狀態(tài)。
[0023]在兩個(gè)操作單元被控制的情況下，進(jìn)行兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的位置的逐點(diǎn)檢測(cè)。基于這些檢測(cè)，管理和控制單元將每個(gè)操作單元的逐點(diǎn)位置關(guān)于可能干擾的未來位置進(jìn)行比較。這種比較考慮在部件仍在行進(jìn)情況下的動(dòng)力學(xué)和在部件使用最大允許轉(zhuǎn)矩能夠停止情況下的動(dòng)力學(xué)而做出。如果一個(gè)操作單元的逐點(diǎn)位置在操作循環(huán)持續(xù)時(shí)指示了其它操作單元干擾的可能性，則管理和控制單元進(jìn)行干預(yù)。
[0024]如果由于任何原因，沒有對(duì)干擾進(jìn)行控制，則碰撞控制對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)并繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行阻斷，因此防止可能的破損。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)控制可以獨(dú)立，盡管它們同時(shí)起作用。
[0026]鑒于所預(yù)期的未來位置，第一控制(第一階段)管理相互逐點(diǎn)共面位置。管理考慮一個(gè)和/或其它操作單元的連續(xù)可能制動(dòng)空間或用于減速/加速的空間。第二控制(第二階段)管理提供給電機(jī)的電流，使得對(duì)循環(huán)的“η”或“η”的倍數(shù)個(gè)子階段中的每個(gè)子階段，如果應(yīng)該接近根據(jù)機(jī)械部件的逐點(diǎn)慣性和逐點(diǎn)加速所計(jì)算的理論參考值的電流是在所允許的最小值-最大值范圍之外(見圖10)，則第二控制干預(yù)和繼續(xù)阻斷。
[0027]第二控制也將電流限制為最大限制允許逐點(diǎn)(逐點(diǎn)參考+最大耐受閾值)。
[0028]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，理論參考電流值是根據(jù)循環(huán)節(jié)奏、子階段“η”的位置而被自學(xué)習(xí)的，并被存儲(chǔ)在表格中。
[0029]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方式，兩個(gè)控制由相同的但是在兩個(gè)獨(dú)立級(jí)別的程序管理。
[0030]所述方法也提供了一個(gè)或多個(gè)中央控制單元、或管理和控制單元，其控制和命令操作單元。
[0031]在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的方法用于關(guān)于固定位置控制至少兩個(gè)操作單元或至少一個(gè)操作單元的機(jī)械部件之間的干擾和/或碰撞，用于執(zhí)行操作循環(huán)，其中，至少一個(gè)操作單元與位置檢測(cè)器或位置模擬器相關(guān)聯(lián)，并且裝備有驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件的至少一個(gè)電機(jī)。
[0032]在一些實(shí)施方式中，方法由管理和控制單元管理，并且提供在兩個(gè)階段發(fā)生的操作單元的控制，兩個(gè)階段為第一階段和第二階段，第一階段為防止干擾，在第一階段中，在確定的時(shí)刻，根據(jù)當(dāng)前動(dòng)力學(xué)和制動(dòng)或加速時(shí)間和空間對(duì)機(jī)械部件的實(shí)際位置進(jìn)行驗(yàn)證，并且第二階段為檢測(cè)碰撞，在第二階段中，在確定的時(shí)刻，提供給至少一個(gè)電機(jī)的電流的實(shí)際強(qiáng)度被驗(yàn)證，將所述操作循環(huán)劃分成“η”個(gè)子階段，針對(duì)每個(gè)子階段“η”，實(shí)際電流與參考電流進(jìn)行比較，以便識(shí)別按絕對(duì)值表示的電流誤差，按絕對(duì)值表示的電流誤差與根據(jù)適用于參考電流值的兩個(gè)閾值形成的可接受性窗口進(jìn)行比較，兩個(gè)閾值中的一個(gè)大于參考電流值，一個(gè)小于參考電流值，限制在確定的時(shí)刻提供的電流，使得其不超出針對(duì)確定的時(shí)刻定義的閾值，其中對(duì)于“η”個(gè)或“η”的倍數(shù)個(gè)子階段中的每個(gè)子階段，存在參考電流的自學(xué)習(xí)動(dòng)作。
[0033]在實(shí)施方式變體中，對(duì)于自學(xué)習(xí)動(dòng)作，參考電流使用自學(xué)習(xí)程序存儲(chǔ)在表格中，所述表格被查詢以獲得要使用的參考，將該參考與提供的實(shí)際電流值進(jìn)行比較。
[0034]附圖簡(jiǎn)述
[0035]根據(jù)實(shí)施方式的一種形式的以下描述，本發(fā)明的這些和其它特征將變得明顯，其參照附圖作為非限制性示例，附圖中:
[0036]-圖1是根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)化單元的示意圖；
[0037]-圖2示意性示出了在操作單元和控制單元之間的可能的相互作用；
[0038]-圖3、4和5示意性示出了在機(jī)械部件之間的絕對(duì)干擾的一些情況；
[0039]-圖6和7示意性示出了在機(jī)械部件之間的相對(duì)干擾的兩種情況；
[0040]-圖8和9是在它停止跟隨干擾或碰撞的檢測(cè)時(shí)的電機(jī)的供電電流的兩個(gè)示意性曲線圖；
[0041]-圖10是提供給電機(jī)的電流和相應(yīng)的控制干預(yù)限制的曲線圖；
[0042]-圖11是根據(jù)本發(fā)明的控制方法的實(shí)際可能的實(shí)施方式的框圖。
[0043]為了便于理解，在可能的情況下，已經(jīng)使用了相同的參考號(hào)碼用于識(shí)別在附圖中的共同元件。
[0044]實(shí)施方式的一些優(yōu)選形式的詳細(xì)描述
[0045]關(guān)于圖1，用以控制干擾和/或控制碰撞的方法適用于自動(dòng)化單元10，其包括與多個(gè)操作單元111、112、113、114相配合的操作單元11。操作單元11、111、112、113、114由管理和控制單元13支配。正如我們所述，兩種方法能夠以不同的形式進(jìn)行操作，也就是，它們能夠:
[0046]-以獨(dú)特和自動(dòng)模式操作
[0047]-以集成但獨(dú)立的模式操作
[0048]-以集成和實(shí)質(zhì)上順序模式操作
[0049]關(guān)于圖2，操作單元11具有使得其不允許相位移或漂移的位置檢測(cè)器和電機(jī)15。
[0050]電機(jī)15的軸連接到機(jī)械部件17。以相同的方式，另一個(gè)操作單元111與其自身的位置檢測(cè)器和電機(jī)21相關(guān)聯(lián)，電機(jī)21直接連接到機(jī)械部件23。機(jī)械部件17和23沿著相互干擾的軌跡運(yùn)動(dòng)(見圖2)。
[0051]位置檢測(cè)器可以與機(jī)械部件17、23相關(guān)聯(lián)，或也與電機(jī)15、21相關(guān)聯(lián)。
[0052]操作單元11、111的位置檢測(cè)器裝置適于將機(jī)械部件17或23的逐點(diǎn)位置傳遞到管理和控制單元13。
[0053]管理和控制單元13從位置檢測(cè)器裝置接收數(shù)據(jù)，并連續(xù)地或根據(jù)期望節(jié)奏對(duì)它們進(jìn)行處理。
[0054]管理和控制單元13在其自身內(nèi)部具有每個(gè)操作單元111、112、113和114的操作圖表。在與各個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的位置或操作單元相關(guān)聯(lián)的操作圖表中，也提供可能的干擾的情況。
[0055]此外，對(duì)于每個(gè)逐點(diǎn)電流強(qiáng)度(見圖10)，關(guān)于操作圖表中的校準(zhǔn)值，存在最小和最大偏移。偏移用于控制在機(jī)械部件17、23之間的碰撞。
[0056]因此，考慮到操作單元11、111、112、113和114相對(duì)于另一個(gè)操作單元的制動(dòng)時(shí)間和空間，管理和控制單元13在每種情況下控制每個(gè)操作單元11、111、112、113和114的位置。控制因此在成對(duì)操作單元11、111、112、113和114中，關(guān)于操作單元11、111、112、113、114同時(shí)和連續(xù)地發(fā)生，相對(duì)于理論共面位置和吸收電流的強(qiáng)度分析相互角度逐點(diǎn)位置。
[0057]根據(jù)示例，管理和控制單元13相對(duì)于操作單元111控制操作單元11、相對(duì)于操作單元11控制操作單元111 ;相對(duì)于操作單元112控制操作單元11、相對(duì)于操作單元11控制操作單元112，等。
[0058]管理和控制單元13因此間接執(zhí)行對(duì)每個(gè)機(jī)械部件17、23的位置的多重控制(相對(duì)于附近的機(jī)械部件)，驗(yàn)證逐點(diǎn)空間位置以控制在逐點(diǎn)位置和理論位置之間不存在相位移。如果相位移使得引起逐點(diǎn)位置位于靠近任何干擾可以啟動(dòng)的地方，則程序干預(yù)。
[0059]根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)操作單元11、111、112、113和114的整個(gè)工作循環(huán)劃分成階段，每個(gè)階段與電機(jī)15和21的軸線的角扇區(qū)相對(duì)應(yīng)。此外，工作循環(huán)被劃分成基本的角度單元或子階段，其具有由公式α/η表征的有限的幅度，其中α是驅(qū)動(dòng)軸以開展工作循環(huán)所需的角度，其可以是周角或更多，并且η是劃分因子或子階段。
[0060]根據(jù)變體，工作循環(huán)能夠被分成“η”個(gè)子階段，其是循環(huán)時(shí)間的函數(shù)。根據(jù)另一個(gè)變體，“η”個(gè)子階段依賴于數(shù)學(xué)實(shí)體。
[0061]另一變體是認(rèn)為循環(huán)以假想的周角執(zhí)行。
[0062]管理和控制單元13包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中，存儲(chǔ)了被基本單元?jiǎng)澐值膶⒈粓?zhí)行的工作循環(huán)的階段。管理和控制單元13因此包含每個(gè)階段和每個(gè)子階段“η”的具體位置。它也包含操作單元11、111的其它參數(shù)，例如在每種情況下機(jī)械部件17和23具有的慣性和在每種情況下相對(duì)于設(shè)計(jì)規(guī)范的具有最小值和最大值的電流。
[0063]如果機(jī)械部件17和23沿著形成不同于零的角度的軸線移動(dòng)，則干擾可以是絕對(duì)類型的(圖3、4或5)，或者，如果機(jī)械部件17和23實(shí)質(zhì)上在相同軸線上移動(dòng)，則干擾可以是相對(duì)類型(圖6和7)的。
[0064]圖3示出了一對(duì)機(jī)械部件17和23。第一機(jī)械部件17以速度Vl沿著第一軸線X向第二機(jī)械部件23移動(dòng)，第二移動(dòng)部件23以速度V2沿著第二軸線Y移動(dòng)。
[0065]根據(jù)在數(shù)據(jù)庫中示出的值，考慮到制動(dòng)時(shí)間和空間，管理和控制單元13針對(duì)每個(gè)基本單元“η”或“η”的倍數(shù)計(jì)算在兩個(gè)機(jī)械部件17和23之間是否存在任何干擾。如果存在，則管理和控制單元13計(jì)算分別保證第一和/或第二機(jī)械部件17、23的制動(dòng)或加速空間和時(shí)間，并通過錯(cuò)開干預(yù)繼續(xù)，以防止干擾。
[0066]以相同的方式，在圖4和5中，以圓周速度旋轉(zhuǎn)或以速度Vl移動(dòng)的第一機(jī)械部件17能夠干涉以速度V2移動(dòng)的第二機(jī)械部件23。管理和控制單元13執(zhí)行如先前情況一樣的操作。
[0067]關(guān)于圖6和7，兩個(gè)機(jī)械部件17和23分別在相同軸線上以速度Vl和速度V2在相同的方向移動(dòng)。在這種情況下，對(duì)于每個(gè)子階段“η”或“η”的倍數(shù)，管理和控制單元13計(jì)算兩個(gè)機(jī)械部件17和23之間的距離，并且，依賴于它們的動(dòng)力學(xué)和考慮到停止時(shí)間和空間，預(yù)計(jì)是否會(huì)有任何干擾發(fā)生。如果會(huì)有任何干擾發(fā)生，管理和控制單元13計(jì)算兩個(gè)機(jī)械部件17和23的中的至少一個(gè)的停止時(shí)間和坐標(biāo)以防止碰撞，并命令制動(dòng)或加速。
[0068]制動(dòng)或加速通過給相應(yīng)電機(jī)提供電流而被開動(dòng)，電流例如可以具有圖8中所示的顯示圖，用于通過電機(jī)15或21制動(dòng)和夾緊機(jī)械部件17或23。在其它實(shí)施方式中，電流可以具有類似于圖9中示出的顯示圖，以便由于考慮到碰撞而以無限減速來減緩或停止機(jī)械部件17或23。
[0069]干擾的機(jī)械部件17和23的制動(dòng)時(shí)間和空間取決于它們具有的慣性和已經(jīng)通過管理和控制單元13提供給電機(jī)15和21的電流的強(qiáng)度。
[0070]管理和控制單元13管理和控制機(jī)械部件17和23的相互位置。管理和控制單元23也在內(nèi)部存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)在正常循環(huán)期間或自學(xué)習(xí)循環(huán)期間由電機(jī)提供的電流，這取決于循環(huán)的節(jié)奏。執(zhí)行這種機(jī)械化，使得它能與逐點(diǎn)電流進(jìn)行比較；這種比較用于推斷可能引起對(duì)干預(yù)的控制的可能的誤差，該控制涉及立即執(zhí)行機(jī)械部件17、23的減速或停止。
[0071]這種自學(xué)習(xí)/存儲(chǔ)技術(shù)允許以透明的方式管理摩擦、輕碰、磨損和取代/替換。管理和控制單元13根據(jù)由位置檢測(cè)器收集的信息更新數(shù)據(jù)庫，并從它獲得數(shù)據(jù)，以便采用高效和逐點(diǎn)方式管理在機(jī)械部件17和23之間的可能干擾或碰撞。
[0072]在一些實(shí)施方式中，在自學(xué)習(xí)動(dòng)作中，用自學(xué)習(xí)程序?qū)⒖茧娏鞔鎯?chǔ)在與所述數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)的表格中，查詢所述表格，以便獲得參考電流，參考電流用于與所提供的實(shí)際電流值進(jìn)行比較。
[0073]在一些實(shí)施方式中，自學(xué)習(xí)動(dòng)作針對(duì)每個(gè)子階段“η”執(zhí)行。
[0074]為了保證碰撞控制正確運(yùn)行，校正因子被添加到參考電流，所述校正因子是由于在循環(huán)中的預(yù)期的加速或減速(在循環(huán)節(jié)奏中的變化或單個(gè)操作單元的停止或重新啟動(dòng))而導(dǎo)致的。
[0075]碰撞控制提供電流限制，管理和控制單元13能夠有效地根據(jù)“η”個(gè)或“η”的倍數(shù)個(gè)子階段來提供該電流限制。
[0076]為了達(dá)到這個(gè)目的，管理和控制單元分配給“η”個(gè)或“η”的倍數(shù)個(gè)子階段中的每一個(gè)子階段確定的絕對(duì)不能被超出的電流強(qiáng)度的極限(最小值和最大值)。如果電流強(qiáng)度超出關(guān)于理論層次預(yù)先確定的并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫的窗口(見圖10)，管理和控制單元13將此解釋為碰撞，并立即執(zhí)行所涉及的以及這些可能連接的機(jī)械部件的減速或停止。
[0077]關(guān)于圖11，提供用以控制由電機(jī)移動(dòng)的機(jī)械部件的干擾和碰撞的方法，以考慮各成對(duì)的操作單元11、111。尤其是，選擇成通過“Α”表示第一操作單元11的第一機(jī)械部件17和通過“B”表示第二操作單元111的第二機(jī)械部件23。
[0078]在圖11中示出的方法包括與第一控制相關(guān)的部分，即，干擾控制31 ;與第二控制相關(guān)的部分，即，碰撞控制33 ;以及用于管理誤差的額外部分35。用于管理誤差的額外部分35檢測(cè)由于在操作單元11、111、112、113、114或管理和控制單元13內(nèi)部的故障或破損引起的功能中的可能異常。
[0079]干擾控制31、碰撞控制33和用于管理誤差的額外部分35并行和同時(shí)發(fā)生；此外，干擾控制31針對(duì)能夠互相干擾的操作單元11、111、112、113、114的每個(gè)可能的對(duì)發(fā)生。
[0080]很清楚，可以對(duì)方法做出修改和/或添加部件，以控制如上所述的干擾和碰撞，而不超出本發(fā)明的領(lǐng)域和范圍。
[0081]也很清楚，盡管已經(jīng)參考一些具體例子描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將確定地能夠?qū)崿F(xiàn)控制干擾和碰撞的方法的很多其它等效形式，其具有如在權(quán)利要求中闡述的特性并且因此都位于由此定義的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種控制方法，其用于關(guān)于固定位置控制至少兩個(gè)操作單元(11，111)或至少一個(gè)操作單元的機(jī)械部件(17，23)之間的干擾和/或碰撞，用于執(zhí)行操作循環(huán)，所述至少一個(gè)操作單元與位置檢測(cè)器相關(guān)聯(lián)或與位置模擬器相關(guān)聯(lián)，并裝備有至少一個(gè)電機(jī)(15，21)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件(17，23)，并且所述方法由管理和控制單元(13)管理，所述方法特征在于:對(duì)所述操作單元(11，111)的控制發(fā)生在兩個(gè)階段中，即第一階段和第二階段，所述第一階段為防止干擾，在所述第一階段中，在確定的時(shí)刻，根據(jù)當(dāng)前動(dòng)力學(xué)和制動(dòng)或加速時(shí)間和空間對(duì)所述機(jī)械部件(17，23)的實(shí)際位置進(jìn)行驗(yàn)證，所述第二階段為檢測(cè)碰撞，在所述第二階段中，在確定的時(shí)刻，供應(yīng)給所述至少一個(gè)電機(jī)(15，21)的電流的實(shí)際強(qiáng)度被驗(yàn)證，劃分所述操作循環(huán)為“η”個(gè)子階段，相對(duì)于每個(gè)所述子階段“n”，實(shí)際電流與參考電流進(jìn)行比較，以便識(shí)別按絕對(duì)值表示的電流誤差，所述按絕對(duì)值表示的電流誤差與根據(jù)適用于參考電流值的兩個(gè)閾值形成的可接受性窗口進(jìn)行比較，所述兩個(gè)閾值中的一個(gè)大于所述參考電流值，一個(gè)小于所述參考電流值，在所述確定的時(shí)刻限制供應(yīng)的電流，使得該電流不超出針對(duì)所述確定的時(shí)刻定義的閾值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:在所述兩個(gè)操作單元(11，111)每個(gè)都設(shè)置有電機(jī)(15，21)的情況下，對(duì)所述操作單元(11，111)的控制發(fā)生在相同的時(shí)間，并且發(fā)生在兩個(gè)所述電機(jī)(15,21)上或相對(duì)于另一個(gè)電機(jī)發(fā)生在一個(gè)電機(jī)(15,21)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述干擾控制被連續(xù)執(zhí)行，考慮了所述制動(dòng)或加速時(shí)間和空間。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于:為了執(zhí)行所述第一階段和/或所述第二階段的任務(wù)，至少一個(gè)操作單元(11，111)的操作循環(huán)被劃分為“η”個(gè)子階段或“η”的倍數(shù)個(gè)子階段。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于:所述參考電流使用自學(xué)習(xí)程序存儲(chǔ)在表格中，所述表格被查詢以便獲得要使用的參考，將該參考與供應(yīng)的實(shí)際電流值進(jìn)行比較。
6.如權(quán)利要求4和5所述的方法，其特征在于:所述參考電流的強(qiáng)度值是由所述管理和控制單元(13)根據(jù)所述子階段“η”和所述循環(huán)的節(jié)奏而自學(xué)習(xí)的。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:由于所述循環(huán)的加速而導(dǎo)致的校正因子被添加到所述參考電流，所述加速在機(jī)器的速度變化期間或各操作單元的停止和重新啟動(dòng)期間出現(xiàn)。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于:所述碰撞控制提供了由于所述操作循環(huán)的細(xì)分部的所述“η”個(gè)或“η”的倍數(shù)個(gè)子階段，所述管理和控制單元(13)能夠?qū)嶋H供應(yīng)的電流的最大限制。
9.如權(quán)利要求4、6或7所述的方法，其特征在于:針對(duì)所述“η”個(gè)或“η”的倍數(shù)個(gè)子階段中的每個(gè)子階段，定義了能夠供應(yīng)的電流的最大限制。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于:所述管理和控制單元(13)控制供應(yīng)給每個(gè)電機(jī)(15，21)的電流強(qiáng)度，并在所述電流超出圍繞理論參考電流的可接受性窗口時(shí)阻斷該電流。
11.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于:所述循環(huán)以涉及循環(huán)的周角或假定的數(shù)學(xué)實(shí)體的“η”個(gè)子階段表示、或再次以將被跟隨的另一個(gè)參考驅(qū)動(dòng)軸的“η”個(gè)子階段表示、或以所述機(jī)械部件自身的驅(qū)動(dòng)軸的“η”個(gè)子階段表示。
12.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于:所述操作循環(huán)以直接得自于所述循環(huán)時(shí)間的“η”個(gè)子階段表示。
13.—種控制方法，其用于關(guān)于固定位置控制至少兩個(gè)操作單元(11，111)或至少一個(gè)操作單元的機(jī)械部件(17，23)之間的干擾和/或碰撞，用于執(zhí)行操作循環(huán)，所述至少一個(gè)操作單元與位置檢測(cè)器或位置模擬器相關(guān)聯(lián)，并且裝備有至少一個(gè)電機(jī)(15，21)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械部件(17，23)，并且所述方法由管理和控制單元(13)管理，所述方法特征在于:對(duì)所述操作單元(11，111)的控制發(fā)生在兩個(gè)階段中，即第一階段和第二階段，所述第一階段為防止干擾，在所述第一階段中，在確定的時(shí)刻，根據(jù)當(dāng)前動(dòng)力學(xué)和制動(dòng)或加速時(shí)間和空間，對(duì)所述機(jī)械部件(17，23)的實(shí)際位置進(jìn)行驗(yàn)證，所述第二階段為檢測(cè)碰撞，在所述第二階段中，在確定的時(shí)刻，供應(yīng)給所述至少一個(gè)電機(jī)(15，21)的電流的實(shí)際強(qiáng)度被驗(yàn)證，將所述操作循環(huán)劃分為“η”個(gè)子階段，針對(duì)每個(gè)子階段“η”，所述實(shí)際電流與參考電流進(jìn)行比較，以便識(shí)別按絕對(duì)值表示的電流誤差，所述按絕對(duì)值表示的電流誤差與根據(jù)適用于參考電流值的兩個(gè)閾值形成的可接受性窗口進(jìn)行比較，所述兩個(gè)閾值中的一個(gè)大于所述參考電流值，一個(gè)小于所述參考電流值，在所述確定的時(shí)刻限制所供應(yīng)的電流，使得該電流不超出針對(duì)所述確定的時(shí)刻定義的閾值； 其中，針對(duì)所述“η”個(gè)或“η”的倍數(shù)個(gè)子階段中的每個(gè)子階段，存在對(duì)所述參考電流值的自學(xué)習(xí)動(dòng)作。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于:針對(duì)所述自學(xué)習(xí)動(dòng)作，使用自學(xué)習(xí)程序?qū)⑺鰠⒖茧娏鞔鎯?chǔ)在表格中，所述表格被查詢以便獲得要使用的參考，將該參考與供應(yīng)的實(shí)際電流值進(jìn)行比較。
【文檔編號(hào)】G05B19/4061GK104137012SQ201280061055
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月13日
【發(fā)明者】尤里·莫納里, 菲奧倫佐·德拉蓋蒂 申請(qǐng)人:Gima Tt 有限責(zé)任公司