AT522075B1 - Process for optimizing motion sequences - Google Patents
Process for optimizing motion sequences Download PDFInfo
- Publication number
- AT522075B1 AT522075B1 ATA50409/2019A AT504092019A AT522075B1 AT 522075 B1 AT522075 B1 AT 522075B1 AT 504092019 A AT504092019 A AT 504092019A AT 522075 B1 AT522075 B1 AT 522075B1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- molding machine
- manipulation device
- movement
- selected component
- movement sequence
- 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 movement sequence of the manipulation device and / or the movement sequence of the at least one selected component of a molding machine - providing 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
[0001] 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 des Anspruchs 8. The invention relates to a method having the features of the preamble of claim 1 and / or claim 2 and an arrangement having the features of the preamble of claim 8.
[0002] 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 eine Verkürzung der Zykluszeit beschränkt. 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 method is limited to a selected component in the form of a mold mounting plate of the molding machine and to a reduction in the cycle time.
[0003] 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 Verfahrens konfiguriert ist. The object of the invention is to provide a generic method in which it is possible to choose what kind of quality functional optimization is to take place and which can be used more universally with regard to the selected component of the molding machine and an arrangement which is configured to carry out such a method is.
[0004] 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 definiert. [0004] This object is achieved by a method having the features of claim 1 and / or claim 2 and an arrangement having the features of claim 8. Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
[0005] 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 in den einzelnen Bewegungsabläufen vermieden werden. 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 molding machine with respect to a quality functional in an optimized manner are performed synchronously and not so that each movement is optimized for itself, but that the optimization relates to the overall system of the two motion sequences to be optimized. In this way, dead and waiting times in the individual movement sequences can be avoided.
[0006] Die Berücksichtigung des Gesamtsystems erfolgt durch ein sich auf das Gesamtsystem beziehendes Gütefunktional oder durch ein Gütefunktional, welches sich nur auf einen der beiden zu optimierenden Bewegungsabläufe bezieht. Im letzteren Fall erfolgt der Bezug auf das Gesamtsystem über den Einfluss des anderen Bewegungsablaufs auf die zu wählenden Restriktionen. The overall system is taken into account by a quality functional that relates to the overall system or by a quality functional that only relates to one of the two motion sequences to be optimized. In the latter case, the reference to the overall system takes place via the influence of the other movement sequence on the restrictions to be selected.
[0007] 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 einzelnen Bewegungsabläufe werden festgelegt (d. h. ermittelt oder berechnet). 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 individual movement sequences are determined (i.e. determined or calculated).
[0008] 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 und eine Geschwindigkeit besitzen. Instead of a starting point, a starting area could be defined, d. 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 “form”) and can have a variable position and speed relative to space.
[0009] Ein Startparameterset kann aus einer vorab optimierten Trajektorie oder einer in einem Arbeitszyklus gemessenen Trajektorie stammen. A start parameter set can originate from a previously optimized trajectory or from a trajectory measured in a work cycle.
[0010] 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 zumindest einen ausgewählten Komponente einer Formgebungsmaschine erforderlich. 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 at least one selected component of a molding machine is required.
[0011] Die Berechnung der sich ergebenden Trajektorie für den Bewegungsablauf 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 Restriktionen erfolgen. The calculation of the resulting trajectory for the sequence of movements of the manipulation device and / or the sequence of movements of the at least one selected component of a shaping machine can be carried out in a manner known per se by extremalizing the quality functional taking into account the restrictions.
[0012] Die Manipulationsvorrichtung kann beispielsweise in Form einer Handlingvorrichtung The manipulation device can, for example, in the form of a handling device
(Roboter) ausgebildet sein, wobei an einem Endpunkt (TCP - „tool center point“) der Handlingvorrichtung ein relativ zur Handlingvorrichtung bewegbarer Greifer angeordnet sein kann. (Robot), it being possible for a gripper that can be moved relative to the handling device to be arranged at an end point (TCP - “tool center point”) of the handling device.
[0013] 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.
[001 41! Das Beispiel umfasst die Schritte: [001 41! 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. For example: »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 Handlingvor-- 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 handling
richtung und den Greifer verlängert wird direction and the gripper is extended
» Energiebedarf für die Bewegungen »Energy requirements 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 Bewegungsabläufe auf Basis von Simulations- oder Messdaten - Implementation of the optimization online or offline by solving the optimization problem or alternatively by iterative adaptation of the motion sequences on the basis of simulation or measurement data
[0015] Sind bereits Bewegungsabläufe für die Manipulationsvorrichtung oder die ausgewählte Komponente der Formgebungsmaschine festgelegt, so kann mittels der Erfindung bei Anderung eines der Bewegungsabläufe eine optimierte Anpassung des anderen Bewegungsablaufs erfolgen. Hierzu erfolgt die Bereitstellung einer Trajektorie in Bezug auf den geänderten Bewegungsablauf. [0015] If movement sequences for the manipulation device or the selected component of the shaping machine have already been defined, then by means of the invention, when one of the movement sequences is changed, the other movement sequence can be optimally adapted. For this purpose, a trajectory is provided in relation to the changed sequence of movements.
[0016] Durch die Formgebungsmaschine vorgegebene (bestehend aus hardwaretechnischen 0der sicherheitstechnischen) Restriktionen für beide Bewegungsabläufe müssen berücksichtigt werden. Zusätzlich können durch einen Bediener variable (prozessabhängige) Restriktionen für eine oder beide Bewegungsabläufe eingegeben werden. [0016] Restrictions prescribed by the shaping machine (consisting of hardware-related or safety-related) restrictions for both motion sequences must be taken into account. In addition, an operator can enter variable (process-dependent) restrictions for one or both motion sequences.
[0017] Es kann ein Gütefunktional in Bezug auf das Gesamtsystem bestehend aus der Manipulationsvorrichtung und der zumindest einen ausgewählten Komponente der Formgebungsmaschine bereitgestellt werden. A quality functional with respect to the overall system consisting of the manipulation device and the at least one selected component of the molding machine can be provided.
[0018] Es erfolgt eine Berechnung der sich ergebenden Trajektorie für die andere Bewegung durch Extremalisierung des Gütefunktionals unter Berücksichtigung der Restriktionen. There is a calculation of the resulting trajectory for the other movement by extremalization of the quality functional taking into account the restrictions.
[0019] Beispiele für Restriktionen sind (z. B. dynamische) Störkonturen und/oder Positionen, die zu bestimmten Zeiten erreicht sein müssen. Restriktionen können in Form von Straftermen im Gütefunktional berücksichtigt werden. Examples of restrictions are (z. B. dynamic) interfering contours and / or positions that must be reached at certain times. Restrictions can be taken into account in the quality functional in the form of penalty terms.
[0020] 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 Wirkungsgrad einer Rückspeiseeinheit). 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. operating point-dependent efficiency of a regenerative unit).
[0021] Bei der Formgebungsmaschine handelt es sich bevorzugt um eine Kunststoff-Spritzgießmaschine. The molding machine is preferably a plastic injection molding machine.
[0022] Bei der Manipulationsvorrichtung handelt es sich bevorzugt um eine Handlingvorrichtung mit einem Arm oder mehreren Armen und gegebenenfalls inklusive eines Greifers. [0022] The manipulation device is preferably a handling device with one arm or several arms and optionally including a gripper.
[0023] 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 berechnet wird und anschließend eine Modifikation des Bewegungsablaufs oder der 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 Anderung des Gütefunktionals mehr ergibt. Diese Iterative Anpassung kann dabei sowohl auf Basis realer Messdaten als auch mittels Simulationsergebnissen erfolgen. The optimization can take place in a single step such that the optimization problem is solved with an optimization tool. The optimization can alternatively take place iteratively in such a way that first a first movement sequence for the manipulation device and / or the shaping machine is run and the quality functional resulting for this movement sequence or movement sequences is calculated and then a modification of the movement sequence or the movement sequences is carried out so that then the quality function resulting for the modified movement sequence or the modified movement sequences is greater or less (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 take place both on the basis of real measurement data and by means of simulation results.
[0024] Ausführungsbeispiel: [0024] Embodiment:
[0025] 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 Formaufspannplatte der Formgebungsmaschine angeordnet sei: - 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 (Ausfahren) und ggf. Schließtrajektorie des Werkzeugteils - Ausgangssituation der Optimierung: » 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) » 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): As an example, 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 arranged on a movable platen of the molding machine: - Here a division of the optimization problem is possible: = 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 (extension) and, if applicable, the closing trajectory of the tool part - initial situation for optimization:» 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) »the dynamic model of the handling device, the gripper and the shaping machine is known (possibly l. even the elastic model, which in addition to the rigid body movements also includes the elastic movements):
d IS v aelı) - [M-2(r —G6, „l » 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 repräsentiert, die Massenmatrix M die Massen der Handlingvorrichtung, 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) » die aktuellen Istwerte der Formgebungsmaschine können bekannt sein - Formulierung des Optimierungsproblems zur Berechnung einer optimalen Trajektorie: d IS v aelı) - [M-2 (r —G6, “l» where the vector s represents the positions of the handling device, the gripper and the forming machine, the vector v represents the speeds of the handling device, the gripper and the forming machine, which Mass matrix M represents the masses of the handling device, 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 other dynamic (disruptive) influences. »The maximum moments, accelerations, speeds , ... the handling device and the gripper are known (also for the emergency stop case) »the maximum torques, accelerations, speeds, ... of the forming machine are known (also for the emergency stop case)» the current actual values of the Molding machines can be known - formulation of the optimization problem to calculate an optimal trajectory:
[0026] Die oben angeführten Bedingungen lassen sich folgendermaßen als Optimierungsproblem formulieren: The above conditions can be formulated as an optimization problem as follows:
LA min / = M{(x(te)) +J LO. u(D)de " 0 unter Berücksichtigung von LA min / = M {(x (te)) + J LO. u (D) de "0 taking into account
x(t) = fF(x(t), u(t)), x(0)=xo Vte [0,te] g(x(te)) =0 h(x(t), u(t)) <0 x (t) = fF (x (t), u (t)), x (0) = xo Vte [0, te] g (x (te)) = 0 h (x (t), u (t) ) <0
[0027] 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(f))) zusammen. Letzterer kann dabei sowohl eine Funktion der Steuergrößen / Optimierungsvariablen u{(f) als auch der Systemzustände x(7) sein. £ ist die Trajektoriendauer. The quality functional to be minimized / - generally also referred to as 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 (f))). The latter can be a function of both the control variables / optimization variables u {(f) and the system states x (7). £ is the trajectory duration.
[0028] Beschränkungen und Restriktionen können dabei in Form eines dynamischen Systems %(t) = fF(x(t), u(t)), als Gleichungsbedingungen g(x(t2)) = 0 oder in Form von Ungleichungsbedingungen h(x(t), u(t)) < 0 berücksichtigt werden. Limitations and restrictions can be in the form of a dynamic system% (t) = fF (x (t), u (t)), as equation conditions g (x (t2)) = 0 or in the form of inequality conditions h (x (t), u (t)) <0 must be taken into account.
- Vorgangsweise zur Berechnung einer optimalen Trajektorie: » Erarbeiten einer Problembeschreibung » Definition Optimierungsvariablen = Definition von Restriktionen » Bereitstellen eines Gütefunktionals - Procedure for calculating an optimal trajectory: »Working out a description of the problem» Definition of optimization variables = definition of restrictions »Provision of a quality functional
[0029] Problembeschreibung: [0029] Description of the problem:
- Trajektorie zum Entnahmepunkt: - Trajectory to the sampling point:
» Festlegen des Startpunktes oder Startbereichs (Zeitpunkt frei), die Handlingvorrichtung und der Greifer befinden sich außerhalb des Schließbereiches (das ist der Bewegungsbereich) der Formgebungsmaschine »Define 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.: »Determination of 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 place, 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 »The trajectory of the movable platen is 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 »The trajectory of the movable platen is 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 Ubernahmekopf 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 take-over head or a tool part of the shaping 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 place and time due to the movement of the movable platen
» Kontaktpunkt als Funktion von Ort und Zeit durch die Bewegung der bewegbaren Formaufspannplatte in Echtzeit bekannt »Contact point known as a function of place and time through the movement of the movable platen 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 Schließbereiches 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 molding machine
» Festlegen des Entnahmepunktes oder eines Endbereichs. Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten, z. B.: »Define the extraction 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 beweglichen Formaufspannplatte) »Location variable and part of the optimization (or equivalent: difference between an absolute position of the gripper and the handling device relative to the movable platen)
[0030] Optimierungsvariablen: [0030] Optimization variables:
- Version 1a: » Der zeitliche und geometrische Verlauf der Trajektorie der Handlingvorrichtung und - Version 1a: »The temporal and geometric course of the trajectory of the handling device and
des Greifers wird durch die Optimierung bestimmt. of 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 Handlingvorrichtung und des Greifers sind fixiert. »Starting points and end points or the associated areas of 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. - Version 1b: = The temporal and geometric course of the trajectory of the gripper and the handling device 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.
=» 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 shaping 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 Handlingvorrichtung und des Greifers sind fixiert. »Starting points and end points or the associated areas of the handling device and the gripper are fixed.
- Version 1c: =» Zusatz zu Version 1 a und/oder 1 b » 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 nachstehend diskutierten Versionen 2 bis 5 erfolgen. - Version 1c: = »Addition to version 1 a and / or 1 b» 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 in versions 2 to 5 discussed below.
- Version 2: = Der zeitliche und geometrische Verlauf der Trajektorie des Greifers und der Handlingvorrichtung wird durch die Optimierung bestimmt. - Version 2: = The temporal and geometric course of the trajectory of the gripper and the 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 point of withdrawal is determined by the optimization in terms of time and location. 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 shaping machine ideally follows its trajectory.
=» Startpunkte und Endpunkte oder die dazugehörigen Bereiche des Greifers und der Handlingvorrichtung sind fixiert. = »Starting points and end points or the associated areas of the gripper and the handling device are fixed.
- Version 3: = Der zeitliche und geometrische Verlauf der Trajektorie des Greifers und der Handlingvorrichtung werden durch die Optimierung bestimmt. - Version 3: = The temporal and geometric course of the trajectory of the gripper and the handling device 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 »The point of withdrawal is determined by the optimization in terms of time and location. The gripper and the handling device are in the removal point in that sense
bewegungssynchronisiert (in Echtzeit) als sie die gleiche Geschwindigkeit wie die bewegbare Formaufspannplatte aufweisen. motion synchronized (in real time) when they are at the same speed as the movable platen.
=» Startpunkte und Endpunkte oder die dazugehörigen Bereiche des Greifers und der Handlingvorrichtung sind fixiert. = »Starting points and end points or the associated areas of the gripper and the handling device are fixed.
- Version 4: = Der zeitliche und geometrische Verlauf der Trajektorie des Greifers und der Handlingvorrichtung wird durch die Optimierung bestimmt. - Version 4: = The temporal and geometric course of the trajectory of the gripper and the 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 point of withdrawal is determined by the optimization in terms of time and location. 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 und der Handlingvorrichtung sind fixiert. = »Starting points and end points or the associated areas of the gripper and the handling device are fixed.
- Version 5: = Der zeitliche und geometrische Verlauf der Trajektorie des Greifers und der Handlingvorrichtung werden durch die Optimierung bestimmt. - Version 5: = The temporal and geometric course of the trajectory of the gripper and the handling device 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 wie die bewegbare Formaufspannplatte aufweisen. »The point of withdrawal is determined by the optimization in terms of time and location. 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 und der Handlingvorrichtung sind fixiert. = »Starting points and end points or the associated areas of the gripper and the handling device are fixed.
[0031] Nebenbedingungen: [0031] 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 nicht überschritten werden. - 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 temporally variable 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: »Time or duration» Time at which an absolute position of an ejector of the tool of the forming machine, the handling device and the gripper are at least approximately equivalent »Time at which a speed of the tool changes Do not distinguish between the molding machine and the gripper and the handling device by more than a predetermined amount - opening path> demolding path - maximum vibrations or bending moments in the handling device must not be exceeded.
[0032] Gütefunktional (verschiedene Möglichkeiten): - Zeitoptimierung: [0032] Quality-functional (different possibilities): - Time optimization:
= Minimierung einer Verlängerung einer Entnahmezeit durch Eingriff der Handlingvorrichtung und des Greifers im Vergleich zu einer Öffnungszeit der Formgebungsmaschine ohne Eingriff der Handlingvorrichtung und des Greifers. = Minimizing an extension of a removal time through intervention of the handling device and the gripper compared to an opening time of the molding 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. “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.
- Energieoptimierung - Energy optimization
- Stabilität hinsichtlich Schwingungen der Handlingvorrichtung (Bahn, Dynamik, Reibungen, Kollisionen usw.) - Stability with regard to vibrations of the handling device (path, dynamics, friction, collisions, etc.)
- Wärmeentwicklung in den elektrischen Komponenten (Schaltschrank, Regler, ... ) - Heat development in the electrical components (switch cabinet, controller, ...)
- Optimal hinsichtlich einer Spitzenwertbelastung der Handlingvorrichtung und/oder der - Optimal with regard to a peak load on the handling device and / or the
Formgebungsmaschine Forming machine
- Gewichtung von verschiedenen Kriterien (Zeit, Energie, Spitzenwert usw.) - Prozessstabilität hinsichtlich verschiedener Kriterien, wie etwa Gesamtzykluszeit. - Weighting of various criteria (time, energy, peak value, etc.) - Process stability with regard to various criteria, such as total cycle time.
[0033] 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 (als ausgewählte Komponente der Formgebungsmaschine) behandelt werden. Alternatively or additionally, the insertion of an insert by the handling device and the gripper (as the manipulation device assigned to the shaping machine) in a tool of the shaping machine (as a selected component of the shaping machine) could be treated in a similar manner.
[0034] 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 bewegungsgekoppelt ist. For the purposes of the invention, a produced molded part and the like (such as, for example, a spout) is understood as a component of the molding machine as long as it is located in the area of the molding machine, in particular is movement-coupled with it.
[0035] Alternativ oder zusätzlich könnte in ähnlicher Weise das Entfernen des Angusses durch die Handlingvorrichtung und den Greifer (als der Formgebungsmaschine zugeordnete Manipulationsvorrichtung) behandelt werden. Alternatively or in addition, the removal of the sprue by the handling device and the gripper (as the manipulation device assigned to the molding machine) could be treated in a similar manner.
[0036] Die Durchführung der Optimierung bei einer erfindungsgemäßen Formgebungsmaschine durch einen Bediener kann wie folgt erfolgen: The optimization in a molding machine according to the invention can be carried out by an operator 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 vorteilhafterweise auch optimiert werden) werden. A starting position for the handling device can be taught (or advantageously also 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 Formgebungs-- 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 to a minimum position in the molding
maschine, 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. machine, so that it can close as far as possible »The forming machine closes until immediately before a collision with the gripper» The gripper moves out of the forming machine so that it can close.
- Entnahmeposition - Removal position
» Eine Entnahmeposition für die Handlingvorrichtung kann geteacht (oder vorteilhafterweise auch optimiert werden) werden. »A removal position for the handling device can be taught (or advantageously also optimized).
» Kann in einem formfesten Koordinatensystem in Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, ... fixiert werden. »Can be fixed in position, speed, acceleration, ... in a dimensionally stable coordinate system.
» Kann mittels externen Sensorikausrüstungen automatisch ermittelt werden, wie etwa einem Kamerasystem oder einer Positionierung mit RFID oder NFS Systemen. »Can be determined automatically using external sensor equipment, such as a camera system or positioning with RFID or NFS systems.
[0037] Für einen konkreten Anwendungsfall würde sich beispielsweise nachfolgendes Gütefunktional anbieten. For a specific application, for example, the following quality functional would be appropriate.
te in|/ = kı + k,FTF)dt min / 0 (k, + k,F*F) unter Berücksichtigung von: te in | / = kı + k, FTF) dt min / 0 (k, + k, F * F) taking into account:
aM = [mr _ G(s, „N x(0) = [ol x(te) = Xe aM = [mr _ G (s, "N x (0) = [ol x (te) = Xe
Fin [0038] Dabei wird der Mayer Term beispielsweise mit M(x(£.)) = 0 gewählt. Mit den Gewichtungsfaktoren kı und k, erfolgt eine Gewichtung zwischen Zeit- und Energieoptimalität. Der Sonderfall kı = 1 und k; =0 liefert die zeitoptimale Lösung. £ ist die Trajektoriendauer. Die erste Nebenbedingung beschreibt das dynamische System mit den Zuständen s (Position) und v (Geschwindigkeit). M kennzeichnet die Massenmatrix, der Term G&ös,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(? = 0) = vo festgelegt. Das Erreichen eines definierten Endzustandes wird durch die Gleichungsbedingung x(£) = x. mit Xe = [se ve]” gefordert. [0039] Stellgrößen- sowie Zustandsbeschränkungen können in Form von Ungleichungsbedingungen berücksichtigt werden (Fmin < F< Fmaxs VS Vmax)[0040] Die Vorteile einer gesamtheitlichen Optimierung sollen durch die nachfolgenden beispielhaften Signalverläufe verdeutlicht werden. [0041] Figur 1a zeigt eine Gegenüberstellung eines Standardzyklus nach dem Stand der Technik und einer zeitoptimierten Lösung: [0042] Der Roboter startet mit der Bewegung (q; und q,), sobald die Form (qr) die Endposition erreicht hat (dünne Linien, Trajektoriendauer 7.,) - mit einer zeitoptimalen Lösung - Roboter erhält Frühstartsignal und synchronisiert sich schnellstmöglich auf die Form (dicke Linien, Trajektoriendauer 7.2), wobei die Reduktion der Zykluszeit Ar. 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). [0043] 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. [0044] 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). [0045] Wie Figur 2a beispielhaft zeigt, erreicht die Form q- die Endposition zum Zeitpunkt #z., und somit schneller als der Roboter (q:; und q2) und muss dort auf diesen warten (dünne Linien). Durch die gesamtheitliche Optimierung (dicke Linien) erhöht sich zwar die Trajektoriendauer der Form auf fre2, auf die Gesamtdauer der Entnahme hat dies jedoch keinen Einfluss. Durch die reduzierte Dynamik der Form ergibt sich eine Energieeinsparung (vgl. niedrigere dicke Linie in Figur 2b). [0046] Eine Berechnung der Optimierung kann in einer lokalen Steuerung der Formgebungsmaschine und/oder der Handlingvorrichtung oder über eine Datenfernverbindung in einem entfernten Rechner erfolgen. [0047] Bevorzugt ist eine berechnete optimierte Trajektorie Teil eines Teiledatensatzes für die konkrete Formgebungsmaschine und die konkrete ausgewählte Komponente der Formgebungsmaschine. Fin [0038] The Mayer term is chosen with M (x (£.)) = 0, for example. With the weighting factors kı and k, there is a weighting between time and energy optimality. The special case kı = 1 and k; = 0 delivers the time-optimal solution. £ is the trajectory duration. The first secondary condition describes the dynamic system with the states s (position) and v (speed). M denotes the mass matrix, the term G & ös, v) contains all other and possibly non-linear terms, such as friction or gravitation terms. The starting state of the system is defined in the form of initial conditions for position s (t = 0) = so and speed v (? = 0) = vo. Reaching a defined final state is determined by the equation condition x (£) = x. with Xe = [se ve] ”required. Manipulated variable and status restrictions can be taken into account in the form of inequality conditions (Fmin <F <Fmaxs VS Vmax). The advantages of an overall optimization should be illustrated by the following exemplary signal curves. FIG. 1a shows a comparison of a standard cycle according to the prior art and a time-optimized solution: The robot starts with the movement (q; and q,) as soon as the shape (qr) has reached the end position (thin lines , Trajectory duration 7.,) - 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 7.2), whereby the reduction in cycle time Ar. can be clearly seen. Also shown is the total energy expenditure E (see FIG. 1b) for the robot and shape movement (time-optimal: thick line, not optimized: thin line). 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 can lead to unnecessary downtimes of the individual components and on the other hand to an avoidably high energy consumption. By taking a holistic view, however, it is possible to reduce the removal time to a technologically possible minimum and at the same time to minimize the energy consumption (see FIG. 2). As FIG. 2a shows by way of example, the shape q- reaches the end position at time #z., And thus faster than the robot (q :; and q2) and has to wait there for it (thin lines). The overall optimization (thick lines) increases the trajectory duration of the shape to fre2, but this has no influence on the total duration of the removal. The reduced dynamics of the shape result in energy savings (cf. lower thick line in FIG. 2b). 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. Preferably, a calculated, optimized trajectory is part of a parts data set for the specific shaping machine and the specific selected component of the shaping machine.
[0039] Stellgrößen- sowie Zustandsbeschränkungen können in Form von Ungleichungsbedingungen berücksichtigt werden (Fmin < F< Fmaxs VS Vmax)-Manipulated variable and status restrictions can be taken into account in the form of inequality conditions (Fmin <F <Fmaxs VS Vmax) -
[0040] Die Vorteile einer gesamtheitlichen Optimierung sollen durch die nachfolgenden beispielhaften Signalverläufe verdeutlicht werden. The advantages of an overall optimization are to be illustrated by the following exemplary signal curves.
[0041] Figur 1a zeigt eine Gegenüberstellung eines Standardzyklus nach dem Stand der Technik und einer zeitoptimierten Lösung: Figure 1a shows a comparison of a standard cycle according to the prior art and a time-optimized solution:
[0042] Der Roboter startet mit der Bewegung (q; und q,), sobald die Form (qr) die Endposition erreicht hat (dünne Linien, Trajektoriendauer 7.,) - mit einer zeitoptimalen Lösung - Roboter erhält Frühstartsignal und synchronisiert sich schnellstmöglich auf die Form (dicke Linien, Trajektoriendauer 7.2), wobei die Reduktion der Zykluszeit Ar. 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). The robot starts with the movement (q; and q,) as soon as the shape (qr) has reached the end position (thin lines, trajectory duration 7th,) - with a time-optimal solution - the robot receives an early start signal and synchronizes itself as quickly as possible the shape (thick lines, trajectory duration 7.2), whereby the reduction in cycle time Ar. can be clearly seen. Also shown is the total energy expenditure E (see FIG. 1b) for the robot and shape movement (time-optimal: thick line, not optimized: thin line).
[0043] 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. 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 can lead to unnecessary downtimes of the individual components and on the other hand to an avoidable high energy consumption.
[0044] 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). By taking a holistic view, however, it is possible to reduce the removal time to a technologically possible minimum and at the same time to minimize the energy consumption (see FIG. 2).
[0045] Wie Figur 2a beispielhaft zeigt, erreicht die Form q- die Endposition zum Zeitpunkt #z., und somit schneller als der Roboter (q:; und q2) und muss dort auf diesen warten (dünne Linien). Durch die gesamtheitliche Optimierung (dicke Linien) erhöht sich zwar die Trajektoriendauer der Form auf fre2, auf die Gesamtdauer der Entnahme hat dies jedoch keinen Einfluss. Durch die reduzierte Dynamik der Form ergibt sich eine Energieeinsparung (vgl. niedrigere dicke Linie in Figur 2b). As FIG. 2a shows by way of example, the shape q- reaches the end position at time #z., And thus faster than the robot (q :; and q2) and has to wait there for it (thin lines). The overall optimization (thick lines) increases the trajectory duration of the shape to fre2, but this has no influence on the total duration of the removal. The reduced dynamics of the shape result in energy savings (cf. lower thick line in FIG. 2b).
[0046] 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.
[0047] Bevorzugt ist eine berechnete optimierte Trajektorie Teil eines Teiledatensatzes für die konkrete Formgebungsmaschine und die konkrete ausgewählte Komponente der Formgebungsmaschine. Preferably, a calculated, optimized trajectory is part of a parts data set for the specific shaping machine and the specific selected component of the shaping machine.
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 AT522075A4 (en) | 2020-08-15 |
| AT522075B1 true 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) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT525189B1 (en) | 2021-06-16 | 2023-06-15 | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111907025B (en) | 2022-02-08 |
| DE102020109950A1 (en) | 2020-11-12 |
| AT522075A4 (en) | 2020-08-15 |
| CN111907025A (en) | 2020-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AT519508B1 (en) | Regulating device for a handling device | |
| EP2905111B1 (en) | Method for programming an industrial robot and associated industrial robot | |
| DE112016002013T5 (en) | Systems and methods for controlling robotic manipulation | |
| DE4121531C2 (en) | Motion control device | |
| EP2851162A2 (en) | Method for manually handled adjustment of the pose of an industrial robot manipulator arm of an industrial robot and associated industrial robot | |
| DE102008062622A1 (en) | Method for command input in controller of manipulator, particularly robot, involves detecting force, which acts on manipulator in specific direction, and comparing detected force with stored forces | |
| DE112007002616T5 (en) | Servo-servo device and control method for the same | |
| DE112017004812T5 (en) | AUTOMATIC SYNCHRONIZATION OF PRESS MACHINES AND ROBOTS | |
| EP3037221A2 (en) | Method and manipulator assembly for conditional stopping of at least one manipulator on a sheet | |
| AT522075B1 (en) | Process for optimizing motion sequences | |
| EP0837379B1 (en) | Hydraulic transfer press | |
| EP2560802B1 (en) | Method for removing injection-molded items and apparatus therefor | |
| EP2208584A1 (en) | Method and device for controlling industrial robots | |
| DE102018124671B4 (en) | Method and device for creating a robot control program | |
| DE19716777C2 (en) | Method for operating a handling device on a plastics processing machine | |
| DE4218818A1 (en) | Transport device | |
| AT502382A4 (en) | METHOD FOR CONTROLLING AND / OR REGULATING AN INJECTION MOLDING MACHINE | |
| EP2169492A1 (en) | Operating method for a control device of a machine | |
| EP3157727A1 (en) | Method for operating an injection-moulding machine | |
| DE4323831A1 (en) | Method for controlling transfer axes | |
| WO2019201873A1 (en) | Method for ascertaining an intention of a partner with respect to multi-link actuated kinematics | |
| DE102020100304A1 (en) | Method for setting a molding machine | |
| DE102010060158B4 (en) | Control device and method for controlling the stations of a production line | |
| EP3884347B1 (en) | Collision detection based on high quality geometry | |
| EP3507096B1 (en) | Processing machine with several stations for processing bodies |