AT522075A4 - Process for optimizing motion sequences - Google Patents
Process for optimizing motion sequences Download PDFInfo
- Publication number
- AT522075A4 AT522075A4 ATA50409/2019A AT504092019A AT522075A4 AT 522075 A4 AT522075 A4 AT 522075A4 AT 504092019 A AT504092019 A AT 504092019A AT 522075 A4 AT522075 A4 AT 522075A4
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- manipulation device
- molding machine
- movement
- selected component
- time
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/7626—Measuring, controlling or regulating the ejection or removal of moulded articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/40—Removing or ejecting moulded articles
- B29C45/42—Removing or ejecting moulded articles using means movable from outside the mould between mould parts, e.g. robots
- B29C2045/4275—Related movements between the robot gripper and the movable mould or ejector
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/7626—Measuring, controlling or regulating the ejection or removal of moulded articles
- B29C2045/7633—Take out or gripping means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76494—Controlled parameter
- B29C2945/76568—Position
- B29C2945/76581—Position distance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76655—Location of control
- B29C2945/76792—Auxiliary devices
- B29C2945/76795—Auxiliary devices robots, grippers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76929—Controlling method
- B29C2945/76939—Using stored or historical data sets
- B29C2945/76943—Using stored or historical data sets compare with thresholds
-
- 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
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39143—One program in robot controller for both robot and machine, press, mold
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Verfahren zum Optimieren eines zumindest eine durchzuführende Bewegung aufweisenden Bewegungsablaufs einer einer Formgebungsmaschine zugeordneten Manipulationsvorrichtung und eines zumindest eine durchzuführende Bewegung aufweisenden Bewegungsablaufs zumindest einer ausgewählten Komponente dieser Formgebungsmaschine, wobei die Optimierung hinsichtlich des Gesamtsystems bestehend aus der Manipulationsvorrichtung und der zumindest einen ausgewählten Komponente der Formgebungsmaschine erfolgt, und zumindest folgende Schritte vorgesehen sind: - Definition von wenigstens einer - vorzugsweise geometrischen und/oder kinematischen und/oder dynamischen - Restriktion hinsichtlich des Bewegungsablaufs der Manipulationsvorrichtung und/oder des Bewegungsablaufs der zumindest einen ausgewählten Komponente einer Formgebungsmaschine - Bereitstellen zumindest eines Gütefunktionals, wobei sich das bereitgestellte zumindest eine Gütefunktional nur auf einen der Bewegungsabläufe bezieht und das Gesamtsystem bestehend aus der Manipulationsvorrichtung und der zumindest einen ausgewählten Komponente der Formgebungsmaschine durch eine sich auf das Gesamtsystem beziehende Restriktion repräsentiert ist oder sich das bereitgestellte zumindest eine Gütefunktional auf das Gesamtsystem bestehend aus der Manipulationsvorrichtung und der zumindest einen ausgewählten Komponente der Formgebungsmaschine bezieht - Berechnung der sich ergebenden Trajektorie für den Bewegungsablauf der Manipulationsvorrichtung und den Bewegungsablauf der zumindest einen ausgewählten Komponente der Formgebungsmaschine durch Extremalisierung des zumindest einen Gütefunktionals unter Berücksichtigung der wenigstens einen Restriktion.Method for optimizing a movement sequence having at least one movement to be carried out of a manipulation device assigned to a shaping machine and a movement sequence having at least one movement to be carried out of at least one selected component of this shaping machine, the optimization being carried out with regard to the overall system consisting of the manipulation device and the at least one selected component of the shaping machine, and at least the following steps are provided: - definition of at least one - preferably geometric and / or kinematic and / or dynamic - restriction with regard to the sequence of movements of the manipulation device and / or the sequence of movements of the at least one selected component of a molding machine - provision of at least one quality functional, whereby the provided at least one quality function only relates to one of the movement sequences and the overall system em consisting of the manipulation device and the at least one selected component of the shaping machine is represented by a restriction relating to the overall system or the provided at least one quality function relates to the overall system consisting of the manipulation device and the at least one selected component of the shaping machine - calculation of the resulting trajectory for the movement sequence of the manipulation device and the movement sequence of the at least one selected component of the molding machine by extremalization of the at least one quality functional taking into account the at least one restriction.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und/oder des Anspruchs 2 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs The invention relates to a method with the features of the preamble of claim 1 and / or claim 2 and an arrangement with the features of the preamble
des Anspruchs 8. of claim 8.
DE 10 2006 037 976 B4 beschreibt ein Verfahren zur synchronen Bewegung einer einer Formgebungsmaschine zugeordneten Manipulationsvorrichtung und einer Bewegung zumindest einer ausgewählten Komponente der Formgebungsmaschine. Es ergibt sich eine gewisse Verkürzung der Zykluszeit. Dieses Verfahren ist auf eine ausgewählte Komponente in Form einer Formaufspannplatte der Formgebungsmaschine und auf DE 10 2006 037 976 B4 describes a method for the synchronous movement of a manipulation device assigned to a molding machine and a movement of at least one selected component of the molding machine. There is a certain reduction in the cycle time. This process is on a selected component in the form of a platen of the molding machine and on
eine Verkürzung der Zykluszeit beschränkt. a shortening of the cycle time.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines gattungsgemäßen Verfahrens bei welchem wählbar ist, in Bezug auf was für ein Gütefunktional eine Optimierung erfolgen soll und das hinsichtlich der ausgewählten Komponente der Formgebungsmaschine universeller einsetzbar ist und einer Anordnung, welche zur Durchführung eines solchen The object of the invention is to provide a generic method in which it is possible to select the type of quality functional to be optimized and which can be used more universally with regard to the selected component of the shaping machine and an arrangement which can be used to carry out such a function
Verfahrens konfiguriert ist. Procedure is configured.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder des Anspruchs 2 und eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen This object is achieved by a method with the features of claim 1 and / or claim 2 and an arrangement with the features of claim 8. Advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims
definiert. Are defined.
Die Grundidee der Erfindung liegt darin, dass die Trajektorien von Bewegungsabläufen der Manipulationsvorrichtung und zumindest einer ausgewählten Komponente der Formgebungsmaschine in Bezug auf ein Gütefunktional in optimierter Weise synchron ausgeführt werden und zwar nicht so, dass jeder Bewegungsablauf für sich optimiert wird, sondern dass sich die Optimierung im Hinblick auf das Gesamtsystem der beiden zu optimierenden Bewegungsabläufe bezieht. Hierdurch können Tot- und Wartezeiten The basic idea of the invention is that the trajectories of movement sequences of the manipulation device and at least one selected component of the shaping machine with regard to a quality function are carried out synchronously in an optimized manner and not so that each movement sequence is optimized for itself, but that the optimization with regard to the overall system of the two motion sequences to be optimized. This can lead to dead and waiting times
in den einzelnen Bewegungsabläufen vermieden werden. Die Berücksichtigung des Gesamtsystems erfolgt durch ein sich auf das Gesamtsystem can be avoided in the individual motion sequences. The overall system is taken into account by referring to the overall system
beziehendes Gütefunktional oder durch ein Gütefunktional, welches sich nur auf einen related quality functional or by a quality functional which only relates to one
der beiden zu optimierenden Bewegungsabläufe bezieht. Im letzteren Fall erfolgt der of the two motion sequences to be optimized. In the latter case, the
Bezug auf das Gesamtsystem über den Einfluss des anderen Bewegungsablaufs auf Relation to the overall system on the influence of the other movement sequence
die zu wählenden Restriktionen. the restrictions to be chosen.
Nicht nur die Startzeitpunkte für die einzelnen Bewegungsabläufe sondern die Trajektorien (d. h. die zurückgelegten Bahnen als Ganzes von einem Startpunkt bis zu einem Endpunkt einschließlich der zwischen diesen Punkten liegenden Punkte) für die Not only the starting times for the individual movement sequences but the trajectories (i.e. the paths covered as a whole from a starting point to an end point including the points between these points) for the
einzelnen Bewegungsabläufe werden festgelegt (d. h. ermittelt oder berechnet). individual motion sequences are specified (i.e. determined or calculated).
Anstelle eines Startpunktes könnte ein Startbereich definiert werden, d. h. Geschwindigkeit und Position können in einer gewissen Form variabel, aber (nicht vorab) bekannt sein. Der Startpunkt selbst könnte eine Optimierungsvariable sein. Der Endpunkt ist bevorzugt in einem relativ zum Werkzeug (auch als „Form“ bezeichnet) festen Koordinatensystem definiert und kann relativ zum Raum eine variable Position Instead of a starting point, a starting area could be defined, i. H. Speed and position can be variable in a certain way, but can be known (not in advance). The starting point itself could be an optimization variable. The end point is preferably defined in a coordinate system that is fixed relative to the tool (also referred to as “shape”) and can have a variable position relative to the space
und eine Geschwindigkeit besitzen. and have a speed.
Ein Startparameterset kann aus einer vorab optimierten Trajektorie oder einer in einem A start parameter set can be made up of a previously optimized trajectory or one in one
Arbeitszyklus gemessenen Trajektorie stammen. Duty cycle measured trajectory originate.
Für die Optimierung ist eine Definition von geometrischen und/oder kinematischen und/oder dynamischen und/oder prozesstechnischen Restriktionen hinsichtlich des Bewegungsablaufs der Manipulationsvorrichtung und/oder des Bewegungsablaufs der For the optimization, a definition of geometric and / or kinematic and / or dynamic and / or process-related restrictions with regard to the sequence of movements of the manipulation device and / or the sequence of movements of the
zumindest einen ausgewählten Komponente einer Formgebungsmaschine erforderlich. at least one selected component of a molding machine is required.
Die Berechnung der sich ergebenden Trajektorie für den Bewegungsablauf The calculation of the resulting trajectory for the motion sequence
der Manipulationsvorrichtung und/oder den Bewegungsablauf der zumindest einen ausgewählten Komponente einer Formgebungsmaschine kann in an sich bekannter Weise durch Extremalisierung des Gütefunktionals unter Berücksichtigung der the manipulation device and / or the sequence of movements of the at least one selected component of a molding machine can be implemented in a manner known per se by extremalization of the quality functional taking into account the
Restriktionen erfolgen. Restrictions take place.
Die Manipulationsvorrichtung kann beispielsweise in Form einer Handlingvorrichtung (Roboter) ausgebildet sein, wobei an einem Endpunkt (TCP — „tool center point“) der Handlingvorrichtung ein relativ zur Handlingvorrichtung bewegbarer Greifer angeordnet The manipulation device can be designed, for example, in the form of a handling device (robot), a gripper that can be moved relative to the handling device being arranged at an end point (TCP - “tool center point”) of the handling device
sein kann. can be.
Als Beispiel sei die Optimierung eines Gesamtsystems bestehend aus einem Greifer, einer Handlingvorrichtung (als Beispiel einer der Formgebungsmaschine zugeordneten Manipulationsvorrichtung) und eines Werkzeugs einer Formgebungsmaschine (als Beispiel für die wenigstens eine ausgewählte Komponente der Formgebungsmaschine) diskutiert. As an example, the optimization of an overall system consisting of a gripper, a handling device (as an example of a manipulation device assigned to the shaping machine) and a tool of a shaping machine (as an example of the at least one selected component of the shaping machine) will be discussed.
Das Beispiel umfasst die Schritte: The example includes the steps:
- Bereitstellen eines mathematischen Modells für beide Mehrkörpersysteme (Handlingvorrichtung und Greifer einerseits und Formgebungsmaschine mit Werkzeug andererseits) - Provision of a mathematical model for both multi-body systems (handling device and gripper on the one hand and shaping machine with tool on the other)
- Bestimmung der Restriktionen (Nebenbedingungen), z. B.: = Minimaler Abstand zwischen Handlingvorrichtung und Greifer und Werkzeug =» Einhaltung des minimalen Abstands auch im Falle eines Not-Halt - Determination of the restrictions (secondary conditions), e.g. B .: = Minimum distance between handling device and gripper and tool = »Compliance with the minimum distance even in the event of an emergency stop
- Festlegung der Startbedingungen/Randbedingungen - Definition of the start conditions / boundary conditions
- Wahl eines gemeinsamen Gütefunktionals für die Handlingvorrichtung, den Greifer und das Werkzeug, z. B. in Bezug auf: =» Zykluszeit - insbesondere die Zeit, um welche die Entnahme durch die - Choice of a common quality functional for the handling device, the gripper and the tool, e.g. B. in relation to: = »cycle time - in particular the time by which the removal by the
Handlingvorrichtung und den Greifer verlängert wird =» Energiebedarf für die Bewegungen Handling device and the gripper is extended = »energy requirement for the movements
- Parametrierung der Trajektorien (Punkt-zu-Punkt Optimierung) als Funktion eines Bahnparameters - Parameterization of the trajectories (point-to-point optimization) as a function of a path parameter
- Durchführung der Optimierung online oder offline durch Lösung des Optimierungsproblems oder alternativ durch iterative Anpassung der - Implementation of the optimization online or offline by solving the optimization problem or alternatively by iterative adaptation of the
Bewegungsabläufe auf Basis von Simulations- oder Messdaten Motion sequences based on simulation or measurement data
Sind bereits Bewegungsabläufe für die Manipulationsvorrichtung oder die ausgewählte Komponente der Formgebungsmaschine festgelegt, so kann mittels der Erfindung bei Änderung eines der Bewegungsabläufe eine optimierte Anpassung des anderen Bewegungsablaufs erfolgen. Hierzu erfolgt die Bereitstellung einer Trajektorie in Bezug If movement sequences have already been defined for the manipulation device or the selected component of the shaping machine, the invention can be used to optimize the adaptation of the other movement sequence when one of the movement sequences is changed. A trajectory is provided in relation to this
auf den geänderten Bewegungsablauf. Durch die Formgebungsmaschine vorgegebene (bestehend aus hardwaretechnischen on the changed sequence of movements. Specified by the molding machine (consisting of hardware
oder sicherheitstechnischen) Restriktionen für beide Bewegungsabläufe müssen or safety-related) restrictions for both movement sequences
berücksichtigt werden. Zusätzlich können durch einen Bediener variable be taken into account. In addition, variable by an operator
(prozessabhängige) Restriktionen für eine oder beide Bewegungsabläufe eingegeben (process-dependent) restrictions entered for one or both motion sequences
werden. become.
Es kann ein Gütefunktional in Bezug auf das Gesamtsystem bestehend aus der Manipulationsvorrichtung und der zumindest einen ausgewählten Komponente der It can be a quality functional in relation to the overall system consisting of the manipulation device and the at least one selected component of the
Formgebungsmaschine bereitgestellt werden. Molding machine are provided.
Es erfolgt eine Berechnung der sich ergebenden Trajektorie für die andere Bewegung The resulting trajectory for the other movement is calculated
durch Extremalisierung des Gütefunktionals unter Berücksichtigung der Restriktionen. by extremalization of the quality functional taking into account the restrictions.
Beispiele für Restriktionen sind (z. B. dynamische) Störkonturen und/oder Positionen, die zu bestimmten Zeiten erreicht sein müssen. Restriktionen können in Form von Examples of restrictions are (e.g. dynamic) interfering contours and / or positions that must be reached at certain times. Restrictions can be in the form of
Straftermen im Gütefunktional berücksichtigt werden. Penalty terms are taken into account in the quality functional.
Das Gütefunktional kann sich auf eine gesamte Zykluszeit eines Arbeitszyklus der Formgebungsmaschine oder eine Teilzeit der gesamten Zykluszeit der Formgebungsmaschine beziehen. Alternativ oder zusätzlich kann sich das Gütefunktional auf den Energiebedarf beider Bewegungen beziehen. Dies kann von der elektrischen Architektur des Gesamtsystems abhängen (z. B. arbeitspunktabhängiger The quality functional can relate to a total cycle time of a working cycle of the molding machine or a part of the total cycle time of the molding machine. Alternatively or additionally, the quality functional can relate to the energy requirement of both movements. This can depend on the electrical architecture of the overall system (e.g. more dependent on the operating point
Wirkungsgrad einer Rückspeiseeinheit). Efficiency of a feedback unit).
Bei der Formgebungsmaschine handelt es sich bevorzugt um eine Kunststoff-The molding machine is preferably a plastic
SpritzgieRmaschine. Injection molding machine.
Bei der Manipulationsvorrichtung handelt es sich bevorzugt um eine Handlingvorrichtung mit einem Arm oder mehreren Armen und gegebenenfalls inklusive The manipulation device is preferably a handling device with one arm or a plurality of arms and optionally including
eines Greifers. a gripper.
Die Optimierung kann in einem einzigen Schritt so erfolgen, dass das Optimierungsproblem mit einem Optimierungstool gelöst wird. Die Optimierung kann alternativ iterativ so erfolgen, dass zunächst ein erster Bewegungsablauf für die Manipulationsvorrichtung und/oder die Formgebungsmaschine gefahren wird und das sich für diesen Bewegungsablauf bzw. Bewegungsabläufe ergebende Gütefunktional The optimization can be done in a single step so that the optimization problem is solved with an optimization tool. The optimization can alternatively take place iteratively in such a way that initially a first movement sequence is run for the manipulation device and / or the shaping machine and the quality functional resulting for this movement sequence or movement sequences
berechnet wird und anschließend eine Modifikation des Bewegungsablaufs oder der is calculated and then a modification of the movement sequence or the
Bewegungsabläufe so durchgeführt wird, dass sich dann das für den modifizierten Bewegungsablauf oder die modifizierten Bewegungsabläufe ergebende Gütefunktional größer oder kleiner (je nach Optimierungsproblem) ist. Dies wird sooft durchgeführt, bis sich keine wesentliche Änderung des Gütefunktionals mehr ergibt. Diese Iterative Anpassung kann dabei sowohl auf Basis realer Messdaten als auch mittels Movement sequences are carried out in such a way that the quality function resulting for the modified movement sequence or the modified movement sequences is greater or smaller (depending on the optimization problem). This is carried out until there is no longer any significant change in the quality functional. This iterative adaptation can be based on real measurement data as well as using
Simulationsergebnissen erfolgen. Ausführungsbeispiel: Simulation results take place. Embodiment:
Als Beispiel sei eine Entnahme eines in einem Werkzeugteil eines Werkzeugs der Formgebungsmaschine geformten Teils durch einen am TCP einer Handlingvorrichtung angeordneten Greifer genannt, wobei das Werkzeugteil an einer bewegbaren An example is the removal of a part formed in a tool part of a tool of the molding machine by a gripper arranged on the TCP of a handling device, the tool part being movable on a
Formaufspannplatte der Formgebungsmaschine angeordnet sei: The platen of the molding machine is arranged:
- Hier bietet sich eine Teilung des Optimierungsproblems an: = Trajektorie der Handlingvorrichtung und des Greifers zum Entnahmepunkt (Einfahren und Entformen) und Öffnungstrajektorie des Werkzeugteils und Entformungstrajektorie des Werkzeugs = Trajektorie der Handlingvorrichtung und des Greifers vom Entnahmepunkt - Here the optimization problem can be divided: = trajectory of the handling device and the gripper to the removal point (retraction and demolding) and opening trajectory of the tool part and demolding trajectory of the tool = trajectory of the handling device and the gripper from the removal point
(Ausfahren) und ggf. Schließtrajektorie des Werkzeugteils (Extend) and, if necessary, the closing trajectory of the tool part
- Ausgangssituation der Optimierung: - Initial situation of the optimization:
= die Trajektorie der Handlingvorrichtung und des Greifers ist Teil der Optimierung und wird nicht vorgegeben (nur Randbedingungen wie Start- und Endpunkt oder Start- oder Endbereich) = the trajectory of the handling device and the gripper is part of the optimization and is not specified (only boundary conditions such as start and end point or start or end area)
=" das dynamische Modell der Handlingvorrichtung, des Greifers und der Formgebungsmaschine ist bekannt (evtl. sogar das elastische Modell, welches neben den Starrkörperbewegungen auch die elastischen Bewegungen beinhaltet): = "The dynamic model of the handling device, the gripper and the shaping machine is known (possibly even the elastic model, which includes the elastic movements in addition to the rigid body movements):
d Is v = bl = mc —G(s, lb = wobei der Vektor s die Positionen der Handlingvorrichtung, des Greifers und der Formgebungsmaschine repräsentiert, der Vektor v die Geschwindigkeiten der Handlingvorrichtung, des Greifers und der Formgebungsmaschine d Is v = bl = mc —G (s, lb = where the vector s represents the positions of the handling device, the gripper and the shaping machine, the vector v the speeds of the handling device, the gripper and the shaping machine
repräsentiert, die Massenmatrix M die Massen der Handlingvorrichtung, des represents the mass matrix M the masses of the handling device, des
Greifers und der Formgebungsmaschine repräsentiert, der Vektor F die Eingangskräfte (z. B. Systemeingänge oder Motormomente) repräsentiert und der Vektor G weitere dynamische (Stör-)Einflüsse repräsentiert. = Die maximalen Momente, Beschleunigungen, Geschwindigkeiten, ... der Handlingvorrichtung und des Greifers sind bekannt (auch für den Not-Halt Fall) =" die maximalen Momente, Beschleunigungen, Geschwindigkeiten, ... der Formgebungsmaschine sind bekannt (auch für den Not-Halt Fall) The gripper and the shaping machine, the vector F represents the input forces (e.g. system inputs or engine torques) and the vector G represents further dynamic (disruptive) influences. = The maximum moments, accelerations, speeds, ... of the handling device and the gripper are known (also for the emergency stop case) = "The maximum moments, accelerations, speeds, ... of the shaping machine are known (also for emergency -Hold case)
=» die aktuellen Istwerte der Formgebungsmaschine können bekannt sein = »The current actual values of the forming machine can be known
- Formulierung des Optimierungsproblems zur Berechnung einer optimalen - Formulation of the optimization problem to calculate an optimal one
Trajektorie: Trajectory:
Die oben angeführten Bedingungen lassen sich folgendermaßen als The above conditions can be expressed as follows
Optimierungsproblem formulieren: Formulate optimization problem:
min / = M(x(t,)) + | "Lx@, u) u(.) 0 min / = M (x (t,)) + | "Lx @, u) u (.) 0
unter Berücksichtigung von taking into account
&(t) = f(x(t),u(®), x(0)=xg Vte [0,t.] & (t) = f (x (t), u (®), x (0) = xg Vte [0, t.]
g(x(t.)) =0 h(x(t),u(t)) <0 g (x (t.)) = 0 h (x (t), u (t)) <0
Das zu minimierende Gütefunktional / - im Allgemeinen auch als Bolza Gütefunktional bezeichnet — setzt sich aus einer Funktion des Endzustandes (Mayer Term M(x(t,), nicht zu verwechseln mit der Massenmatrix) und einem integralen Anteil (Lagrange Term L(x(t), u(t))) zusammen. Letzterer kann dabei sowohl eine Funktion der Steuergrößen / Optimierungsvariablen u(t) als auch der Systemzustände x(t) sein. t, The quality functional to be minimized / - generally also called Bolza quality functional - consists of a function of the final state (Mayer term M (x (t,), not to be confused with the mass matrix) and an integral part (Lagrange term L (x ( t), u (t))). The latter can be a function of both the control parameters / optimization variables u (t) and the system states x (t). t,
ist die Trajektoriendauer. Beschränkungen und Restriktionen können dabei in Form eines dynamischen Systems is the trajectory duration. Limitations and restrictions can take the form of a dynamic system
&(t) = f(x(t),u(t)), als Gleichungsbedingungen g(x(t.)) = 0 oder in Form von Ungleichungsbedingungen h(x(t ), u(t)) < 0 berücksichtigt werden. & (t) = f (x (t), u (t)), considered as equation conditions g (x (t.)) = 0 or in the form of inequality conditions h (x (t), u (t)) <0 become.
- Vorgangsweise zur Berechnung einer optimalen Trajektorie: =» Erarbeiten einer Problembeschreibung = Definition Optimierungsvariablen = Definition von Restriktionen - Procedure for calculating an optimal trajectory: = »Working out a problem description = Definition of optimization variables = Definition of restrictions
= Bereitstellen eines Gütefunktionals = Providing a quality functional
Problembeschreibung: Problem Description:
- Trajektorie zum Entnahmepunkt: - Trajectory to the sampling point:
= Festlegen des Startpunktes oder Startbereichs (Zeitpunkt frei), die Handlingvorrichtung und der Greifer befinden sich außerhalb des SchlieRbereiches (das ist der Bewegungsbereich) der Formgebungsmaschine = Determination of the starting point or starting area (time free), the handling device and the gripper are located outside the closing area (that is the movement area) of the molding machine
=» Festlegen des Entnahmepunktes oder des Entnahmebereichs. Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten, z. B.: = »Define the extraction point or the extraction area. There are various options here, e.g. B .:
= fester Ort, feste Geschwindigkeit, fester Zeitpunkt = fixed place, fixed speed, fixed time
= Bereich des Orts, Bereich einer Geschwindigkeit, Bereich eines Zeitpunkts = Area of location, area of a speed, area of a point in time
=» Trajektorie der bewegbaren Formaufspannplatte variabel aber zeitlich vorab bekannt -> synchronisieren der Bahn der Handlingvorrichtung und des Greifers mit der Bahn der bewegbaren Formaufspannplatte = »Trajectory of the movable platen variable but known in advance -> synchronize the path of the handling device and the gripper with the path of the movable platen
=» Trajektorie der bewegbaren Formaufspannplatte variabel aber in Echtzeit bekannt -> synchronisieren der Bahn der Handlingvorrichtung und des Greifers mit der Bahn der bewegbaren Formaufspannplatte = »Trajectory of the movable platen variable but known in real time -> synchronize the path of the handling device and the gripper with the path of the movable platen
= Festlegen eines Kontaktpunktes der Handlingvorrichtung und des Greifers mit einem Übernahmekopf oder einem Werkzeugteil der Formgebungsmaschine. Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten, z. B.: = Establishing a contact point of the handling device and the gripper with a transfer head or a tool part of the forming machine. There are various options here, e.g. B .:
= Fester oder berechenbarer Ort, Zeitpunkt über die Freigabe (durch die Bewegung der bewegbaren Formaufspannplatte) veränderbar = Fixed or calculable location, point in time can be changed via the release (by moving the movable platen)
= Kontaktpunkt als Funktion von Ort und Zeit durch die Bewegung der bewegbaren Formaufspannplatte vorab bekannt = Contact point known in advance as a function of location and time due to the movement of the movable platen
= Kontaktpunkt als Funktion von Ort und Zeit durch die Bewegung der = Contact point as a function of place and time due to the movement of the
bewegbaren Formaufspannplatte in Echtzeit bekannt movable platen known in real time
- Trajektorie vom Entnahmepunkt: - Trajectory from the sampling point:
= Festlegen des Endpunktes (fester Ort des Greifers, Zeitpunkt frei) oder eines Endbereichs, Handlingvorrichtung und Greifer befinden sich außerhalb des SchlieRbereiches der Formgebungsmaschine = Definition of the end point (fixed location of the gripper, time free) or an end area, handling device and gripper are located outside the closing area of the forming machine
=» Festlegen des Entnahmepunktes oder eines Endbereichs. Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten, z. B.: = »Definition of the sampling point or an end area. There are various options here, e.g. B .:
= Fester Ort, feste Geschwindigkeit, Zeitpunkt fest und bekannt = Fixed place, fixed speed, time fixed and known
= Bereich des Orts, Bereich einer Geschwindigkeit, Bereich eines Zeitpunkts (Zeitraum) = Area of location, area of a speed, area of a point in time (period)
= Ort variabel aber zeitlich vorbekannt, Geschwindigkeit variabel aber zeitlich vorbekannt, Zeitpunkt fest und bekannt = Location variable but known in advance, speed variable but known in advance, time fixed and known
= Ort variabel und Teil der Optimierung (oder äquivalent: Differenz einer absoluten Position des Greifers und der Handlingvorrichtung relativ zur = Location variable and part of the optimization (or equivalent: difference in an absolute position of the gripper and the handling device relative to the
beweglichen Formaufspannplatte) movable platen)
Optimierungsvariablen: Optimization variables:
- Version 1a: = Der zeitliche und geometrische Verlauf der Trajektorie der Handlingvorrichtung - Version 1a: = The temporal and geometric course of the trajectory of the handling device
und des Greifers wird durch die Optimierung bestimmt. and the gripper is determined by the optimization.
= Soll-Bahn der bewegbaren Formaufspannplatte und eines Auswerfers der Formgebungsmaschine sind vorab bekannt. = The target path of the movable platen and an ejector of the molding machine are known in advance.
=» Entnahmepunkt ist zeitlich und örtlich bekannt. Es gibt keine Anpassung des Entnahmepunkts auf eine Isttrajektorie. = »The sampling point is known in terms of time and location. There is no adjustment of the sampling point to an actual trajectory.
=» Annahme: Formgebungsmaschine folgt ideal ihrer Trajektorie. = »Assumption: The shaping machine ideally follows its trajectory.
= Startpunkte und Endpunkte oder die dazugehörigen Bereiche der = Start points and end points or the associated areas of the
Handlingvorrichtung und des Greifers sind fixiert. The handling device and the gripper are fixed.
- Version 1b: = Der zeitliche und geometrische Verlauf der Trajektorie des Greifers und der Handlingvorrichtung wird durch die Optimierung bestimmt. = Soll - Bahn der bewegbaren Formaufspannplatte und eines Auswerfers der - Version 1b: = The temporal and geometric course of the trajectory of the gripper and the handling device is determined by the optimization. = Target path of the movable platen and an ejector of the
Formgebungsmaschine sind vorab bekannt. Molding machines are known in advance.
=» Berechnung der idealen (nach einem mechatronischen Modell berechneten) Ist - Bahn der bewegbaren Formaufspannplatte und eines Auswerfers der Formgebungsmaschine. = »Calculation of the ideal (calculated according to a mechatronic model) actual path of the movable platen and an ejector of the molding machine.
=» Entnahmepunkt ist zeitlich und örtlich bekannt. Es gibt keine Anpassung des Entnahmepunkts auf eine Istbahn. = »The sampling point is known in terms of time and location. There is no adjustment of the extraction point to an actual path.
=» Annahme: Formgebungsmaschine folgt ihrer Trajektorie mit dem berechneten physikalischen Verhalten, sodass die berechnete Ist - Bahn gut mit der tatsächlichen Ist - Bahn übereinstimmt. = »Assumption: The forming machine follows its trajectory with the calculated physical behavior so that the calculated actual path agrees well with the actual actual path.
= Startpunkte und Endpunkte oder die dazugehörigen Bereiche der = Start points and end points or the associated areas of the
Handlingvorrichtung und des Greifers sind fixiert. The handling device and the gripper are fixed.
- Version 1c: =" Zusatz zu Version 1a und/oder 1b =» Wenn keine Veränderung, welche die Werkzeug-Bewegung beeinflussen, durchgeführt wurden, kann das Optimierungsergebnis aus dem vorherigen Zyklus verwendet werden. Eine solche Vorgehensweise kann auch bei den - Version 1c: = "Addition to Version 1a and / or 1b =» If no changes that affect the tool movement have been made, the optimization result from the previous cycle can be used. Such a procedure can also be used with the
nachstehend diskutierten Versionen 2 bis 5 erfolgen. Versions 2 through 5 discussed below take place.
- Version 2: = Der zeitliche und geometrische Verlauf der Trajektorie des Greifers und der - Version 2: = The temporal and geometric course of the trajectory of the gripper and the
Handlingvorrichtung wird durch die Optimierung bestimmt. Handling device is determined by the optimization.
=» Trajektorie der bewegbaren Formaufspannplatte und eines Auswerfers der Formgebungsmaschine sind vorab bekannt (immer gleich). = »The trajectory of the movable platen and an ejector of the molding machine are known in advance (always the same).
= Entnahmepunkt wird zeitlich und örtlich von der Optimierung bestimmt. Der Greifer und die Handlingvorrichtung sind im Entnahmepunkt in dem Sinne bewegungssynchronisiert als sie die gleiche Geschwindigkeit wie die bewegbare Formaufspannplatte aufweisen. = The sampling point is determined in terms of time and location by the optimization. The gripper and the handling device are movement-synchronized at the removal point in the sense that they have the same speed as the movable platen.
=" Annahme: Formgebungsmaschine folgt ideal ihrer Trajektorie. = "Assumption: The molding machine ideally follows its trajectory.
= Startpunkte und Endpunkte oder die dazugehörigen Bereiche des Greifers = Start points and end points or the associated areas of the gripper
und der Handlingvorrichtung sind fixiert. - Version 3: and the handling device are fixed. - Version 3:
= Der zeitliche und geometrische Verlauf der Trajektorie des Greifers und der = The temporal and geometric course of the trajectory of the gripper and the
Handlingvorrichtung werden durch die Optimierung bestimmt. Handling devices are determined by the optimization.
=» Trajektorie der bewegbaren Formaufspannplatte und eines Auswerfers der Formgebungsmaschine sind vorab nicht bekannt und werden einer Bewegungssteuerung des Greifers und der Handlingvorrichtung in Echtzeit bekannt gegeben. = »The trajectory of the movable platen and an ejector of the molding machine are not known in advance and are made known to a movement control of the gripper and the handling device in real time.
= Entnahmepunkt wird zeitlich und örtlich von der Optimierung bestimmt. Der Greifer und die Handlingvorrichtung sind im Entnahmepunkt in dem Sinne bewegungssynchronisiert (in Echtzeit) als sie die gleiche Geschwindigkeit wie die bewegbare Formaufspannplatte aufweisen. = The sampling point is determined in terms of time and location by the optimization. The gripper and the handling device are movement-synchronized (in real time) at the removal point in the sense that they have the same speed as the movable platen.
= Startpunkte und Endpunkte oder die dazugehörigen Bereiche des Greifers = Start points and end points or the associated areas of the gripper
und der Handlingvorrichtung sind fixiert. and the handling device are fixed.
- Version 4: = Der zeitliche und geometrische Verlauf der Trajektorie des Greifers und der - Version 4: = The temporal and geometric course of the trajectory of the gripper and the
Handlingvorrichtung wird durch die Optimierung bestimmt. Handling device is determined by the optimization.
= Der zeitliche Verlauf der Trajektorie der bewegbaren Formaufspannplatte und eines Auswerfers der Formgebungsmaschine werden durch die Optimierung bestimmt. = The time course of the trajectory of the movable platen and an ejector of the molding machine are determined by the optimization.
= Entnahmepunkt wird zeitlich und örtlich von der Optimierung bestimmt. Der Greifer und die Handlingvorrichtung sind im Entnahmepunkt in dem Sinne bewegungssynchronisiert als sie die gleiche Geschwindigkeit wie die bewegbare Formaufspannplatte aufweisen. = The sampling point is determined in terms of time and location by the optimization. The gripper and the handling device are movement-synchronized at the removal point in the sense that they have the same speed as the movable platen.
= Startpunkte und Endpunkte oder die dazugehörigen Bereiche des Greifers = Start points and end points or the associated areas of the gripper
und der Handlingvorrichtung sind fixiert. and the handling device are fixed.
- Version 5: = Der zeitliche und geometrische Verlauf der Trajektorie des Greifers und der - Version 5: = The temporal and geometric course of the trajectory of the gripper and the
Handlingvorrichtung werden durch die Optimierung bestimmt. Handling devices are determined by the optimization.
= Der zeitliche Verlauf der Trajektorie der bewegbaren Formaufspannplatte und eines Auswerfers der Formgebungsmaschine werden durch die Optimierung bestimmt. = The time course of the trajectory of the movable platen and an ejector of the molding machine are determined by the optimization.
= Entnahmepunkt wird zeitlich und örtlich von der Optimierung bestimmt. Der Greifer und die Handlingvorrichtung sind im Entnahmepunkt in dem Sinne bewegungssynchronisiert (in Echtzeit) als sie die gleiche Geschwindigkeit = The sampling point is determined in terms of time and location by the optimization. The gripper and the handling device are movement-synchronized at the removal point in the sense that they are at the same speed (in real time)
wie die bewegbare Formaufspannplatte aufweisen. such as the movable platen.
= Startpunkte und Endpunkte oder die dazugehörigen Bereiche des Greifers = Start points and end points or the associated areas of the gripper
und der Handlingvorrichtung sind fixiert. and the handling device are fixed.
Nebenbedingungen: Constraints:
- Keine Kollision zwischen Greifer, Handlingvorrichtung und Formgebungsmaschine: =» Keine Verletzung des zeitlich variablen Arbeitsraumes von Handlingvorrichtung, Greifer und Formgebungsmaschine. = Keine Verletzung des zeitlich variablen Arbeitsraums von Handlingvorrichtung und Formgebungsmaschine bei Notaus von Formgebungsmaschine und/oder Handlingvorrichtung. - Kinematische Grenzwerte der Formgebungsmaschine und der Handlingvorrichtung und des Greifers dürfen nicht überschritten werden. - Kinetische Grenzwerte der Formgebungsmaschine (nicht linear) und der Handlingvorrichtung und des Greifers dürfen nicht überschritten werden. - Definition (kann auch variabel sein) des Entnahmepunkts: = Zeitpunkt oder Zeitdauer = Zeitpunkt, zu welchem eine absolute Position eines Auswerfers des Werkzeugs der Formgebungsmaschine, der Handlingvorrichtung und des Greifers zumindest annähernd äquivalent sind = Zeitpunkt, zu welchem sich eine Geschwindigkeit des Werkzeugs der Formgebungsmaschine und des Greifers und der Handlingvorrichtung nicht mehr als um ein vorbestimmtes Maß unterscheiden - Öffnungsweg > Entformungsweg - Maximale Schwingungen oder Biegemomente in der Handlingvorrichtung dürfen - No collision between gripper, handling device and shaping machine: = »No violation of the time-varying working area of the handling device, gripper and shaping machine. = No violation of the time-varying working area of the handling device and the molding machine in the event of an emergency shutdown of the molding machine and / or handling device. - Kinematic limit values of the forming machine and the handling device and the gripper must not be exceeded. - Kinetic limit values of the molding machine (non-linear) and the handling device and the gripper must not be exceeded. - Definition (can also be variable) of the removal point: = point in time or duration = point in time at which an absolute position of an ejector of the tool of the molding machine, the handling device and the gripper are at least approximately equivalent = point in time at which a speed of the tool changes The molding machine and the gripper and the handling device must not differ by more than a predetermined amount - opening path> demolding path - maximum vibrations or bending moments in the handling device
nicht überschritten werden. Gütefunktional (verschiedene Möglichkeiten): - Zeitoptimierung: =» Minimierung einer Verlängerung einer Entnahmezeit durch Eingriff der not be exceeded. Quality-functional (different possibilities): - Time optimization: = »Minimizing an extension of a removal time through intervention of the
Handlingvorrichtung und des Greifers im Vergleich zu einer Öffnungszeit der Handling device and the gripper compared to an opening time of the
Formgebungsmaschine ohne Eingriff der Handlingvorrichtung und des Greifers. Forming machine without intervention of the handling device and the gripper.
=" Event. könnte ein elastisches Modell mitberechnet werden und in die Optimierung eingehen, um Schwingungen des Gesamtsystems und somit die Einschwingdauer zu minimieren. - Energieoptimierung - Stabilität hinsichtlich Schwingungen der Handlingvorrichtung (Bahn, Dynamik, Reibungen, Kollisionen usw.) - Wärmeentwicklung in den elektrischen Komponenten (Schaltschrank, Regler, ... ) - Optimal hinsichtlich einer Spitzenwertbelastung der Handlingvorrichtung und/oder der Formgebungsmaschine - Gewichtung von verschiedenen Kriterien (Zeit, Energie, Spitzenwert usw.) = "Event. An elastic model could be included in the calculation and included in the optimization in order to minimize vibrations of the overall system and thus the settling time. - Energy optimization - Stability with regard to vibrations of the handling device (path, dynamics, friction, collisions, etc.) - Heat development in the electrical components (switch cabinet, controller, ...) - Optimal with regard to a peak load on the handling device and / or the molding machine - Weighting of various criteria (time, energy, peak value, etc.)
- Prozessstabilität hinsichtlich verschiedener Kriterien, wie etwa Gesamtzykluszeit. - Process stability with regard to various criteria, such as total cycle time.
Alternativ oder zusätzlich könnte in ähnlicher Weise das Einlegen eines Einlegeteils durch die Handlingvorrichtung und den Greifer (als der Formgebungsmaschine zugeordnete Manipulationsvorrichtung) in ein Werkzeug der Formgebungsmaschine Alternatively or additionally, the insertion of an insert by the handling device and the gripper (as the manipulation device assigned to the shaping machine) into a tool of the shaping machine could in a similar manner
(als ausgewählte Komponente der Formgebungsmaschine) behandelt werden. (as a selected component of the molding machine).
Für die Zwecke der Erfindung wird ein hergestelltes Formteil und Ähnliches (wie bspw. ein Ausguss) solange als Komponente der Formgebungsmaschine verstanden, wie es sich im Bereich der Formgebungsmaschine befindet, insbesondere damit For the purposes of the invention, a produced molded part and the like (such as a spout, for example) are understood to be a component of the molding machine as long as it is located in the area of the molding machine, in particular with it
bewegungsgekoppelt ist. is motion-coupled.
Alternativ oder zusätzlich könnte in ähnlicher Weise das Entfernen des Angusses durch die Handlingvorrichtung und den Greifer (als der Formgebungsmaschine zugeordnete Alternatively or in addition, the removal of the sprue by the handling device and the gripper (as assigned to the molding machine
Manipulationsvorrichtung) behandelt werden. Manipulation device) are treated.
Die Durchführung der Optimierung bei einer erfindungsgemäßen Formgebungsmaschine durch einen Bediener kann wie folgt erfolgen: The optimization can be carried out by an operator in a molding machine according to the invention as follows:
- Beispielsweise kann bequem eine Auswahl der Optimierungsvariablen der oben diskutierten Varianten 1 — 5 in einer Combobox (Drop-Down-Menü) und/oder anschaulichen Symbolbildern erfolgen. For example, the optimization variables of the variants 1 - 5 discussed above can conveniently be selected in a combo box (drop-down menu) and / or clear symbol images.
- Ebenso kann eine bequeme Auswahl des Gütefunktionals erfolgen. The quality functional can also be conveniently selected.
- Eine Startposition für die Handlingvorrichtung kann geteacht (oder - A starting position for the handling device can be taught (or
vorteilhafterweise auch optimiert werden) werden. advantageously also be optimized).
- Eine Grenzposition für die Formgebungsmaschine und die Handlingvorrichtung kann geteacht (oder automatisiert ermittelt) werden: =» Werkzeugbereich der Formgebungsmaschine öffnen = Greifer der Handlingvorrichtung fährt in eine minimale Position in die Formgebungsmaschine, so dass diese möglichst weit schließen kann =» Formgebungsmaschine schließt bis unmittelbar vor einer Kollision mit dem Greifer = Greifer fährt soweit aus der Formgebungsmaschine, dass diese schließen kann. - Entnahmeposition =» Eine Entnahmeposition für die Handlingvorrichtung kann geteacht (oder vorteilhafterweise auch optimiert werden) werden. = Kann in einem formfesten Koordinatensystem in Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, ... fixiert werden. = Kann mittels externen Sensorikausrüstungen automatisch ermittelt werden, wie etwa einem Kamerasystem oder einer Positionierung mit RFID oder NFS - A limit position for the molding machine and the handling device can be taught (or automatically determined): = »Open the mold area of the molding machine = The gripper of the handling device moves into a minimum position in the molding machine so that it can close as far as possible =» The molding machine closes immediately before a collision with the gripper = the gripper moves far enough out of the forming machine that it can close. - Removal position = »A removal position for the handling device can be taught (or advantageously also optimized). = Can be fixed in position, speed, acceleration, ... in a dimensionally stable coordinate system. = Can be determined automatically using external sensor equipment, such as a camera system or positioning with RFID or NFS
Systemen. Systems.
Für einen konkreten Anwendungsfall würde sich beispielsweise nachfolgendes For a specific application, for example, the following would apply
Gütefunktional anbieten. Offer quality-functional.
te min | = | (kı + k,F' F)dt FÜ 0 te min | = | (kı + k, F 'F) dt FÜ 0
unter Berücksichtigung von: taking into account:
d d
dt M - lm Cr _ 66, »yl x(0) = [] x(te) = Xe dt M - lm Cr - 66, »yl x (0) = [] x (te) = Xe
Fin VD S< VDmax Dabei wird der Mayer Term beispielsweise mit M(x(t.)) = 0 gewählt. Mit den Gewichtungsfaktoren k, und k, erfolgt eine Gewichtung zwischen Zeit- und Energieoptimalität. Der Sonderfall k, = 1undk, = 0 liefert die zeitoptimale Lösung. t, ist die Trajektoriendauer. Die erste Nebenbedingung beschreibt das dynamische System mit den Zuständen s (Position) und v (Geschwindigkeit). M kennzeichnet die Fin VD S <VDmax The Mayer term is chosen with M (x (t.)) = 0, for example. The weighting factors k and k are used to weight between time and energy optimality. The special case k, = 1 and k, = 0 provides the time-optimal solution. t is the trajectory duration. The first secondary condition describes the dynamic system with the states s (position) and v (speed). M denotes the
Dabei wird der Mayer Term beispielsweise mit M(x(t.)) = 0 gewählt. Mit den Gewichtungsfaktoren k, und k, erfolgt eine Gewichtung zwischen Zeit- und Energieoptimalität. Der Sonderfall k, = 1undk, = 0 liefert die zeitoptimale Lösung. t, ist die Trajektoriendauer. Die erste Nebenbedingung beschreibt das dynamische The Mayer term is chosen with M (x (t.)) = 0, for example. The weighting factors k and k are used to weight between time and energy optimality. The special case k, = 1 and k, = 0 provides the time-optimal solution. t is the trajectory duration. The first secondary condition describes the dynamic
System mit den Zuständen s (Position) und v (Geschwindigkeit). M kennzeichnet die System with the states s (position) and v (speed). M denotes the
Massenmatrix, der Term G(s, v) enthält alle übrigen und eventuell nichtlinearen Terme, wie Reibungen oder Gravitationsterme. Der Startzustand des Systems wird in Form von Anfangsbedingungen für Position s(t = 0) = so und Geschwindigkeit v(t = 0) = v festgelegt. Das Erreichen eines definierten Endzustandes wird durch die Mass matrix, the term G (s, v) contains all other and possibly non-linear terms, such as friction or gravitational terms. The starting state of the system is defined in the form of initial conditions for position s (t = 0) = so and speed v (t = 0) = v. The achievement of a defined final state is ensured by the
Gleichungsbedingung x(t,) = x, mit x, = [s. ve]” gefordert. Equation condition x (t,) = x, with x, = [s. ve] ”is required.
StellgröRen- sowie Zustandsbeschränkungen können in Form von Ungleichungsbedingungen berücksichtigt werden (Fin Die Vorteile einer gesamtheitlichen Optimierung sollen durch die nachfolgenden beispielhaften Signalverläufe verdeutlicht werden. Figur 1a zeigt eine Gegenüberstellung eines Standardzyklus nach dem Stand der Technik und einer zeitoptimierten Lösung: Der Roboter startet mit der Bewegung (q, und q,), sobald die Form (q;) die Endposition erreicht hat (dünne Linien, Trajektoriendauer t,) - mit einer zeitoptimalen Lösung Roboter erhält Frühstartsignal und synchronisiert sich schnellstmöglich auf die Form (dicke Linien, Trajektoriendauer t,,), wobei die Reduktion der Zykluszeit At, deutlich auszumachen ist. Weiters dargestellt ist der gesamte Energieaufwand E (vgl. Figur 1b) für die Roboter- und Formbewegung (zeitoptimal: dicke Linie, nicht optimiert: dünne Linie). Bei einer zeitoptimalen Bahnplanung der Einzelkomponenten fährt jede Komponente für sich so schnell wie möglich. Es zeigt sich, dass die Optimierung der Einzelbewegungen nicht zwangsläufig zu einem Optimum des Gesamtsystems führt, was zum einen zu unnötigen Stillstandszeiten der Einzelkomponenten und zum anderen zu einem vermeidbar hohen Energieverbrauch führen kann. Durch eine gesamtheitliche Betrachtung ist es jedoch möglich, die Entnahmezeit auf ein technologisch mögliches Minimum zu reduzieren und gleichzeitig den Energieaufwand zu minimieren (vgl. Fig. 2). Manipulated variable and status restrictions can be taken into account in the form of inequality conditions (Fin The advantages of a holistic optimization should be illustrated by the following exemplary signal curves. Figure 1a shows a comparison of a standard cycle according to the prior art and a time-optimized solution: The robot starts moving (q, and q,) as soon as the shape (q;) has reached the end position (thin lines, trajectory duration t,) - with a time-optimized solution, the robot receives an early start signal and synchronizes itself to the shape as quickly as possible (thick lines, trajectory duration t ,, ), whereby the reduction of the cycle time At can be clearly seen. Also shown is the total energy expenditure E (see Figure 1b) for the robot and mold movement (time-optimal: thick line, not optimized: thin line) Each component moves individual components as quickly as possible It turns out that the optimization of the individual movements does not necessarily lead to an optimum of the overall system, which on the one hand can lead to unnecessary downtimes of the individual components and on the other hand to an avoidable high energy consumption. However, by taking a holistic view, it is possible to reduce the removal time to a technologically possible minimum and at the same time to minimize the energy expenditure (see FIG. 2).
beispielhaften Signalverläufe verdeutlicht werden. exemplary signal curves are illustrated.
Figur 1a zeigt eine Gegenüberstellung eines Standardzyklus nach dem Stand der FIG. 1a shows a comparison of a standard cycle according to the prior art
Technik und einer zeitoptimierten Lösung: Technology and a time-optimized solution:
Der Roboter startet mit der Bewegung (q, und q,), sobald die Form (q;) die Endposition erreicht hat (dünne Linien, Trajektoriendauer t,) - mit einer zeitoptimalen Lösung Roboter erhält Frühstartsignal und synchronisiert sich schnellstmöglich auf die Form (dicke Linien, Trajektoriendauer t,,), wobei die Reduktion der Zykluszeit At, deutlich auszumachen ist. Weiters dargestellt ist der gesamte Energieaufwand E (vgl. Figur 1b) für die Roboter- und Formbewegung (zeitoptimal: dicke Linie, nicht optimiert: dünne The robot starts with the movement (q, and q,) as soon as the shape (q;) has reached the end position (thin lines, trajectory duration t,) - with a time-optimized solution, the robot receives an early start signal and synchronizes itself to the shape (thick Lines, trajectory duration t ,,), the reduction of the cycle time At, being clearly discernible. Also shown is the total energy expenditure E (see FIG. 1b) for the robot and shape movement (time-optimized: thick line, not optimized: thin
Linie). Line).
Bei einer zeitoptimalen Bahnplanung der Einzelkomponenten fährt jede Komponente für sich so schnell wie möglich. Es zeigt sich, dass die Optimierung der Einzelbewegungen nicht zwangsläufig zu einem Optimum des Gesamtsystems führt, was zum einen zu unnötigen Stillstandszeiten der Einzelkomponenten und zum anderen zu einem With a time-optimized path planning of the individual components, each component moves as quickly as possible. It turns out that the optimization of the individual movements does not necessarily lead to an optimum of the overall system, which on the one hand leads to unnecessary downtimes of the individual components and on the other hand
vermeidbar hohen Energieverbrauch führen kann. Durch eine gesamtheitliche Betrachtung ist es jedoch möglich, die Entnahmezeit auf ein can lead to avoidably high energy consumption. However, through a holistic view it is possible to reduce the removal time to one
technologisch mögliches Minimum zu reduzieren und gleichzeitig den Energieaufwand To reduce the technologically possible minimum and at the same time reduce energy consumption
zu minimieren (vgl. Fig. 2). to minimize (see. Fig. 2).
Wie Figur 2a beispielhaft zeigt, erreicht die Form q; die Endposition zum Zeitpunkt tpe1 und somit schneller als der Roboter (q, und q,) und muss dort auf diesen warten (dünne Linien). Durch die gesamtheitliche Optimierung (dicke Linien) erhöht sich zwar die Trajektoriendauer der Form auf t;.,, auf die Gesamtdauer der Entnahme hat dies jedoch keinen Einfluss. Durch die reduzierte Dynamik der Form ergibt sich eine As FIG. 2a shows by way of example, the shape q; the end position at time tpe1 and thus faster than the robot (q, and q,) and has to wait for it there (thin lines). Due to the overall optimization (thick lines), the trajectory duration of the form increases to t;. ,, but this has no influence on the total duration of the removal. The reduced dynamic of the form results in a
Energieeinsparung (vgl. niedrigere dicke Linie in Figur 2b). Energy saving (see lower thick line in Figure 2b).
Eine Berechnung der Optimierung kann in einer lokalen Steuerung der Formgebungsmaschine und/oder der Handlingvorrichtung oder über eine Datenfernverbindung in einem entfernten Rechner erfolgen. The optimization can be calculated in a local control of the molding machine and / or the handling device or via a remote data connection in a remote computer.
Bevorzugt ist eine berechnete optimierte Trajektorie Teil eines Teiledatensatzes für die A calculated optimized trajectory is preferably part of a parts data set for the
konkrete Formgebungsmaschine und die konkrete ausgewählte Komponente der specific shaping machine and the specific selected component of the
Formgebungsmaschine. Forming machine.
Innsbruck, am 6. Mai 2019 Innsbruck, May 6, 2019
Claims (8)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50409/2019A AT522075B1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Process for optimizing motion sequences |
| DE102020109950.9A DE102020109950A1 (en) | 2019-05-07 | 2020-04-09 | Process for optimizing motion sequences |
| CN202010368630.XA CN111907025B (en) | 2019-05-07 | 2020-04-28 | Method and system for optimizing the course of movement of a molding machine assembly or handling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ATA50409/2019A AT522075B1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Process for optimizing motion sequences |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT522075A4 true AT522075A4 (en) | 2020-08-15 |
| AT522075B1 AT522075B1 (en) | 2020-08-15 |
Family
ID=72192632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ATA50409/2019A AT522075B1 (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Process for optimizing motion sequences |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111907025B (en) |
| AT (1) | AT522075B1 (en) |
| DE (1) | DE102020109950A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102022114857A1 (en) | 2021-06-16 | 2022-12-22 | Engel Austria Gmbh | Method and computer program product for improving a cycle time |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10316527A1 (en) * | 2003-04-10 | 2004-10-28 | Hekuma Gmbh | Method and device for controlling the movement sequences between a production machine and a handling system |
| DE102010052253A1 (en) * | 2010-11-23 | 2012-05-24 | Kuka Roboter Gmbh | Method and control means for controlling a robot arrangement |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT501716B1 (en) * | 2005-09-26 | 2006-11-15 | Engel Austria Gmbh | METHOD FOR OPERATING AN INJECTION MOLDING MACHINE |
| EP1801681A1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-06-27 | Asea Brown Boveri Ab | An industrial system comprising an industrial robot and a machine receiving movement instructions from the robot controller |
| AT519491A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-07-15 | Engel Austria Gmbh | Method for optimizing a process optimization system and method for simulating a shaping process |
| CN108326852B (en) * | 2018-01-16 | 2021-01-05 | 西北工业大学 | Multi-objective optimization space manipulator trajectory planning method |
-
2019
- 2019-05-07 AT ATA50409/2019A patent/AT522075B1/en active
-
2020
- 2020-04-09 DE DE102020109950.9A patent/DE102020109950A1/en active Pending
- 2020-04-28 CN CN202010368630.XA patent/CN111907025B/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10316527A1 (en) * | 2003-04-10 | 2004-10-28 | Hekuma Gmbh | Method and device for controlling the movement sequences between a production machine and a handling system |
| DE102010052253A1 (en) * | 2010-11-23 | 2012-05-24 | Kuka Roboter Gmbh | Method and control means for controlling a robot arrangement |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102022114857A1 (en) | 2021-06-16 | 2022-12-22 | Engel Austria Gmbh | Method and computer program product for improving a cycle time |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111907025A (en) | 2020-11-10 |
| DE102020109950A1 (en) | 2020-11-12 |
| AT522075B1 (en) | 2020-08-15 |
| CN111907025B (en) | 2022-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2905111B1 (en) | Method for programming an industrial robot and associated industrial robot | |
| DE102017124182B4 (en) | Regulating device for a handling device | |
| EP3241081B1 (en) | Method for compensating for a deviation of an operating point | |
| EP2851162A2 (en) | Method for manually handled adjustment of the pose of an industrial robot manipulator arm of an industrial robot and associated industrial robot | |
| EP2987592A2 (en) | Method for programming an industrial robot and associated industrial robot | |
| WO2007028685A2 (en) | Method and/or device for controlling and/or monitoring the movement of industrial machines | |
| EP2768636B1 (en) | Operating method for a positioning system | |
| DE102012222728A1 (en) | ROBOT CONTROL AT AN EMERGENCY HOLDING EVENT | |
| DE112017004812T5 (en) | AUTOMATIC SYNCHRONIZATION OF PRESS MACHINES AND ROBOTS | |
| DE102014103370A1 (en) | Method and device for discrete-time control of a manipulator | |
| EP3037221A2 (en) | Method and manipulator assembly for conditional stopping of at least one manipulator on a sheet | |
| DE102013016019B3 (en) | Method for operating a multi-unit manipulator | |
| AT519253B1 (en) | Control unit for a molding machine | |
| AT522075B1 (en) | Process for optimizing motion sequences | |
| EP3356894B1 (en) | Method for the automatic configuration of an external control system for the open-loop and/or closed-loop control of a robot system | |
| WO2018228762A1 (en) | Controlling a robot | |
| DE202006021039U1 (en) | Device for controlling an injection molding machine | |
| DE102015002280B4 (en) | Method and installation for automated straightening of a casting | |
| EP3370925B1 (en) | Robot with control system for discrete manual input of positions and/or poses | |
| DE102019125326B3 (en) | Predicted braking range of a robot manipulator | |
| DE102018124671B4 (en) | Method and device for creating a robot control program | |
| DE102006041579A1 (en) | Controlling an injection molding machine with a toggle clamp comprises determining limiting values for the movement of the moving platen and the crosshead and calculating a time-optimized trajectory | |
| EP3157727A1 (en) | Method for operating an injection-moulding machine | |
| WO2019201873A1 (en) | Method for ascertaining an intention of a partner with respect to multi-link actuated kinematics | |
| DE10336469A1 (en) | Method and device for forming a workpiece with subsequent lifting of the workpiece |