DE102011055329A1

DE102011055329A1 - Antriebssteuervorrichtung und Antriebssteuerverfahren für Stellglieder

Info

Publication number: DE102011055329A1
Application number: DE102011055329A
Authority: DE
Inventors: Hisashi Yajima; Nobuhiro Fujiwara
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2012-05-16
Also published as: CN102467101B; CN102467101A; JP2012108608A; KR20120052870A; TW201243526A; TWI547780B; US20120123564A1

Abstract

Eine Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) umfasst ein Bewegungsstreckeneinstellmittel (47a) zum Einstellen einer Bewegungsstrecke eines verschiebbaren Elements (16), ein Bewegungszeiteinstellmittel (47b) zum Einstellen einer Bewegungszeit, ein Zielwertberechnungsmittel (40) zum Berechnen eines Zielwertes eines Verschiebungsweges oder einer Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) an einem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis der Verschiebungsstrecke und der Verschiebungszeit und eine Antriebssteuerung (26) zum Generieren einer Antriebsleistung (P) auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit und zum Senden der Antriebsleistung (P) zu einem Stellglied (12).

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stellglied-Antriebssteuervorrichtung und ein Stellglied-Antriebssteuerverfahren zum Verschieben eines verschiebbaren Elementes, das ein Stellglied aufweist, zu einer festgelegten Position.
Es sind Stellglieder bekannt, die als Antriebsmechanismen zum Verschieben eines verschiebbaren Elementes auf der Basis einer Steuerung durch eine Stellglied-Antriebssteuervorrichtung ausgestaltet sind. Die Stellglied-Antriebssteuervorrichtung umfasst verschiedene Steuermittel und Schaltkreise, etc. zum Verschieben des verschiebbaren Elementes entsprechend den gewünschten Operationen (vgl. bspw. die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 09-308282 A oder die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 08-272422 A ). Bei diesen Konfigurationen werden detaillierte Operationen eingestellt, bspw. die Beschleunigung, eine konstante Geschwindigkeit, Verzögerung oder dergleichen, damit das verschiebbare Element mit hoher Präzision verschoben werden kann.
Bspw. sind bei der einen Geschwindigkeitsbefehl generierenden Vorrichtung, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 09-308282 A beschrieben ist als Konfiguration zur Steuerung eines beweglichen Körpers eines Bewegungsmechanismus ein Konstanten-Eingabemittel, ein Beschleunigungsbefehlmittel, ein Mittel zur Erzeugung eines Befehls für eine konstante Geschwindigkeit, ein Mittel zur Synthesisierung eines Geschwindigkeitsbefehls usw. vorgesehen. Unter Verwendung aller dieser Mittel wird durch Generierung eines Geschwindigkeitsbefehls, der für einen bestimmten Verschiebungsweg des beweglichen Körpers erforderlich ist, eine Antriebssteuerung eines Motors (Stellglied) durchgeführt.
Außerdem weist eine Robotersteuervorrichtung, wie sie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 08-272422 A beschrieben ist, als Hardware eine Schnittstelle, eine Zentraleinheit (CPU), einen nur Lesespeicher (ROM) und dergleichen auf, wobei Grundantriebsmuster des Roboters in der Hardware eingestellt sind und der Roboter auf der Basis dieser Grundantriebsmuster betrieben wird.
Außerdem werden bei der Vorrichtung zur Generierung eines Geschwindigkeitsbefehls, wie sie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 09-308282 beschrieben ist, zur Steuerung des Antriebs des beweglichen Körpers eine Größe der Gesamtbewegung, eine Konstante zur Umwandlung der Geschwindigkeit in eine Position, eine maximale Geschwindigkeit, eine Konstante zur Umwandlung eines Motorstroms in eine Geschwindigkeit, ein maximaler Motorstrom und eine Beschleunigungszeit in die Konstanten-Eingabemittel eingegeben. Der Nutzer muss vorab diese verschiedenen Werte auf der Basis der Bewegungsstrecke und der Bewegungszeit des beweglichen Körpers, der durch den Bewegungsmechanismus verschoben wird, berechnen.
Auch bei der in der japanischen Offenlegungsschrift JP 08-272422 A beschriebenen Robotersteuervorrichtung ist außerdem eine Konfiguration vorgesehen, bei welcher als Basisbedingungen für den gesteuerten Antrieb eines Roboters eine eingestellte maximale Geschwindigkeit während der Bewegung und eine eingestellte Beschleunigung/Verzögerung bis die eingestellte maximale Geschwindigkeit erreicht ist, eingegeben werden. Es ist weiterhin erforderlich, dass der Nutzer jeden dieser Werte vorab berechnet.
Um den Antrieb eines Stellgliedes zu steuern, muss der Nutzer aber abgesehen von der anfangs bestimmten Bewegungsstrecke und der Bewegungszeit des verschiebbaren Elements Berechnungen für die detaillierten Antriebsbedingungen (bspw. die Geschwindigkeit des verschiebbaren Elementes oder die Zeiten die hinsichtlich der Geschwindigkeit gefordert werden) berechnen. Dies bringt das Problem mit sich, dass dem Nutzer eine große Arbeitslast aufgebürdet wird. Auch können menschliche Berechnungsfehler auftreten.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stellgliedantriebssteuervorrichtung und ein Stellgliedantriebssteuerverfahren vorzuschlagen, die die oben genannten Probleme vermeiden und lösen, wobei durch Einstellen einer Bewegungsstrecke und einer Bewegungszeit eines verschiebbaren Elementes eines Stellgliedes detaillierte Operationen des verschiebbaren Elementes festgelegt werde können und das verschiebbare Element mit hoher Präzision verschoben werden kann. Dementsprechend kann die dem Nutzer aufgebürdete Arbeitslast verringert werden, und das Auftreten von Fehlfunktionen, die durch menschliche Fehler bewirkt werden, kann vermieden werden.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 15 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zur Lösung der oben genannten Aufgaben eine Stellgliedantriebssteuervorrichtung zur Verschiebung eines verschiebbaren Elementes eines Stellgliedes zu einer festgelegten Position vorgesehen, mit einem Bewegungsstreckeneinstellmittel zum Einstellen einer Bewegungsstrecke des verschiebbaren Elementes von einem Bewegungsstartpunkt zu der festgelegten Position, einem Bewegungszeiteinstellmittel zum Einstellen einer Bewegungszeit, in welcher sich das verschiebbare Element von dem Bewegungsstartpunkt zu der festgelegten Position bewegt, einem Zielwertberechnungsmittel zum automatischen Dividieren der Bewegungszeit in eine Beschleunigungszeit, eine Konstantgeschwindigkeitszeit und eine Verzögerungszeit auf der Basis von voreingestellten Informationen, die sich auf eine Verschiebungsgeschwindigkeit beziehen, wenn das Verschiebungselement verschoben wird, und zum Berechnen eines Zielwertes eines Verschiebungsweges oder einer Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes an einem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis der dividierten Bewegungszeit und der Bewegungsgeschwindigkeit, sowie einem Antriebssteuermittel zum Verschieben des verschiebbaren Elementes zu der festgelegten Position durch gesteuertes Antreiben des Stellgliedes auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes.
Dementsprechend wird durch einfaches Einstellen der Bewegungsstrecke und der Bewegungszeit des verschiebbaren Elementes die Bewegungszeit automatisch in eine Beschleunigungszeit, eine Konstantgeschwindigkeitszeit und eine Verzögerungszeit dividiert, und ein Zielwert eines Verschiebungswertes oder einer Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes an einem beliebigen Zeitpunkt kann erhalten werden. Hierdurch kann während der Antriebssteuerung des Stellgliedes das verschiebbare Element mit hoher Präzision entsprechend dem Zielwert verschoben werden. Bspw. kann in dem Fall, das ein Werkstück durch das verschiebbare Element transportiert oder gepresst wird, um eine festgelegte Position zu erreichen, das Werkstück innerhalb einer gewünschten Zeit zu einer präzisen Position verschoben werden. Da der Nutzer keine detaillierten Antriebsbedingungen, wie die Geschwindigkeit, die Zeit, über welche die Geschwindigkeit aufrecht erhalten wird, und dergleichen berechnen muss, kann die dem Nutzer aufgebürdete Arbeitslast signifikant verringert werden. Auch können Fehlfunktionen, die durch menschliche Fehler hervorgerufen werden, vermieden werden.
In diesem Fall ist die sich auf die Verschiebungsgeschwindigkeit beziehende Information ein Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit des verschiebbaren Elementes, und die Zielberechnungsmittel sind in der Lage, die Bewegungszeit auf der Basis des Zeitverhältnisses automatisch zu dividieren (berechnen).
In der oben beschriebenen Weise kann durch automatisches Dividieren der Bewegungszeit unter Verwendung des Zeitverhältnisses der Beschleunigungszeit, der Zeit mit konstanter Geschwindigkeit und der Verzögerungszeit beim Verschieben des verschiebbaren Elementes ein Zielwert eines Verschiebungsweges oder eine Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements zu jedem beliebigem Zeitpunkt einfach erhalten werden.
Außerdem ist die auf die Verschiebungsgeschwindigkeit bezogene Information ein Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit des verschiebbaren Elementes, und die Zielwertberechnungsmittel bestimmen ein Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit, wobei wenigstens zwei Zeiten aus der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit verwendet werden, und dividiert (berechnet) automatisch die Bewegungszeit auf der Basis des Zeitverhältnisses.
Indem wenigstens zwei Zeiten aus der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit verwendet werden, kann auf diese Weise eine weitere dieser Zeiten aus der Bewegungszeit des verschiebbaren Elementes bestimmt werden. Als Folge hiervon kann das Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit berechnet werden, und die Bewegungszeit des verschiebbaren Elementes kann einfach dividiert werden.
Außerdem umfasst die auf die Verschiebungsgeschwindigkeit bezogene Information die Beschleunigung und Verzögerung (Abbremsung) des verschiebbaren Elementes, und die Zielwertberechnungsmittel können die Bewegungszeit automatisch durch die Beschleunigung und Verzögerung dividieren.
Wenn die Beschleunigung und die Verzögerung bei der Verschiebung des verschiebbaren Elementes vorab eingestellt sind, kann die konstante Geschwindigkeit aus der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungszeit berechnet werden. Da die Beschleunigungszeit und die Verzögerungszeit beim Verschieben des verschiebbaren Elementes auch berechnet werden können, kann außerdem der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes an jedem beliebigen Zeitpunkt einfach erhalten werden.
Außerdem umfasst die auf die Verschiebungsgeschwindigkeit bezogene Information eine konstante Geschwindigkeit des verschiebbaren Elementes und die Zielwertberechnungsmittel können die Bewegungszeit automatisch durch die konstante Geschwindigkeit dividieren.
Wenn eine konstante Geschwindigkeit bei der Verschiebung des verschiebbaren Elementes voreingestellt ist, so kann die Zeit der konstanten Geschwindigkeit des verschiebbaren Elementes aus der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungszeit bestimmt werden. Da die Verhältnisse der Beschleunigungszeit und der Verzögerungszeit aus der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Bewegungszeit des verschiebbaren Elementes bestimmt werden können, kann dementsprechend der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes zu jedem beliebigen Zeitpunkt einfach erhalten werden.
Die Zielwertberechnungsmittel können dazu vorgesehen sein, die Beschleunigung, die Beschleunigungszeit, die konstante Geschwindigkeit, die Konstantgeschwindigkeitszeit, die Verzögerung und die Verzögerungszeit des verschiebbaren Elementes jeweils aus der Information hinsichtlich der Verschiebungsgeschwindigkeit, der Bewegungsstrecke und der Bewegungszeit zu berechnen. Auf der Basis des Berechnungsergebnisses kann der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes zu dem beliebigen Zeitpunkt berechnet werden.
Durch entsprechende Berechnung der Beschleunigung, der Beschleunigungszeit, der konstanten Geschwindigkeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit, der Verzögerung und die Verzögerungszeit des verschiebbaren Elementes können auf diese Weise detaillierte Operationen des verschiebbaren Elementes bestimmt werden. Der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes kann einfach an jedem beliebigen Zeitpunkt erhalten werden.
Zusätzlich steuert das Antriebssteuermittel vorzugsweise den Antrieb des Stellgliedes so, dass sich die Verschiebungsgeschwindigkeit während einer Verschiebung des verschiebbaren Elementes nacheinander durch eine Beschleunigungsphase, eine Konstantgeschwindigkeitsphase und eine Verzögerungs(Abbrems-)phase ändert.
Indem eine Konfiguration geschaffen wird, bei welcher bei einer Verschiebung des verschiebbaren Elementes die Verschiebungsgeschwindigkeit sich durch eine Beschleunigungsphase, eine Konstantgeschwindigkeitsphase und eine Verzögerungsphase ändert, kann das Verschiebungselement auf der Basis von Grundoperationen verschoben werden, so dass das verschiebbare Element beim Beginn des Antriebs allmählich beschleunigt, in einem mittleren Zeitpunkt des Antriebs das verschiebbare Element stabil mit einer festgelegten Geschwindigkeit verschoben wird, und wenn der Antrieb angehalten wird, das verschiebbare Element sanft angehalten wird.
In diesem Fall können die Zielwertberechnungsmittel den Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes an dem beliebigen Zeitpunkt so berechnen, dass die Beschleunigungszeit kürzer ist als die Verzögerungszeit.
Durch Berechnen des Zielwertes derart das, bei einer Verschiebung des verschiebbaren Elementes die Beschleunigungszeit kürzer ist als die Verzögerungszeit, kann das verschiebbare Element sehr schnell beschleunigt werden, bis es eine konstante Geschwindigkeit erreicht, wenn der Antrieb des Stellgliedes gestartet wird. Das verschiebbare Element kann sanft abgebremst werden, wenn es sich einer festgelegten Position annähert, und das verschiebbare Element kann noch genauer zu der festgelegten Position verschoben werden.
Die Antriebssteuermittel können dazu ausgestaltet sein, das Stellglied durch Generieren eines Antriebssignals auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes anzutreiben. Außerdem kann ein Spezifikationsdateneinstellmittel vorgesehen sein, um Spezifikationsdaten des Stellgliedes, das gesteuert wird, als Spezifikationsdaten von Stellgliedern, die durch verschiedene Typen oder Modelle gebildet werden, einzustellen. Dies erfolgt anhand einer Datenbank, in welcher wenigstens ein Wert aus folgender Gruppe vorab gespeichert wurde: ein Widerstandswert, eine Schubkraftkonstante, ein Gewicht des verschiebbaren Elementes, und ein Hub des verschiebbaren Elementes. Das Antriebssteuermittel kann außerdem ein Spezifikationsdatenverstärkungseinstellmittel aufweisen, welches ein Verstärkungseinstellmittel überträgt, um das Antriebsmittel, das in den Antriebssteuermitteln generiert wird, auf der Basis der eingestellten Spezifikationsdaten anzupassen.
Auf die oben beschriebene Weise kann durch die Vornahme von Anpassungen der Verstärkung des Antriebssignals, welches den Antrieb des Stellgliedes auf der Basis von Spezifikationsdaten wie einem Widerstandswert, einer Schubkraftkonstante, einem Gewicht des verschiebbaren Elements und einem Hub des verschiebbaren Elements, steuert, eine optimale Antriebskraft entsprechend den Spezifikationen des Stellgliedes auf das verschiebbare Element übertragen werden. Dementsprechend können bspw. in dem Fall, dass der Widerstandswert des Stellgliedes, dessen Antrieb gerade gesteuert wird, höher ist als der anderer Stellglieder, Anpassungen derart vorgenommen werden, dass das Antriebssignal, das dem Stellglied zugeführt wird, verstärkt wird.
Außerdem können die Antriebssteuermittel derart ausgestaltet sein, dass sie den Antrieb des Stellgliedes durch Generieren eines Antriebssignals auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes steuern. Außerdem kann ein Werkstückinformationseinstellmittel vorgesehen sein, um als eine Werkstückinformation zur Durchführung einer festgelegten Operation zusammen mit der Verschiebung des verschiebbaren Elementes einen Wert einzustellen, der ein Gewicht, eine Haltung und/oder eine Last aufweist, zusammen mit einem Werkstückinformationverstärkungsanpassungsmittel, welches ein Verstärkungseinstellsignal zum Anpassen des Antriebssignals, das in dem Antriebssteuermittel generiert wird, auf der Basis der Werkstückinformation, die eingestellt wurde, überträgt.
Auf die oben beschriebene Weise kann durch Vornahme von Anpassungen der Verstärkung des Antriebssignals, welches den Antrieb des Stellgliedes auf der Basis von Informationen über das Gewicht, die Haltung und die Last des Werkstücks steuert, eine optimale Antriebskraft auf das Verschiebungselement entsprechend der Information des Werkstücks übertragen werden. Dementsprechend kann bspw. in dem Fall, dass ein schweres Werkstück durch das verschiebbare Element transportiert wird, eine derartige Anpassung vorgenommen werden, dass das Antriebssignal oder die Antriebskraft, die dem Stellglied zugeführt wird, erhöht wird.
Außerdem kann das Antriebssteuermittel dazu ausgestaltet sein, den Antrieb des Stellglieds durch Generieren eines Antriebssignals auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes zu steuern. Außerdem kann ein Bewegungsinformationsverstärkungsanpassungsmittel vorgesehen sein, welches ein Verstärkungsanpassungssignal zum Anpassen des Antriebssignals, das in dem Antriebssteuermittel generiert wird, auf der Basis der Bewegungsstrecke, die durch das Bewegungsstreckeneinstellmittel eingestellt wurde, oder der Bewegungszeit, die durch das Bewegungszeiteinstellmittel eingestellt wurde, überträgt.
Auf diese Weise kann durch Vornahme von Anpassungen der Verstärkung des Antriebssignals, welches den Antrieb des Stellgliedes auf der Basis der Bewegungsstrecke oder der Bewegungszeit steuert, eine optimale Antriebskraft entsprechend der Bewegungsstrecke oder der Bewegungszeit auf das verschiebbare Element übertragen werden. Bspw. kann in dem Fall, dass die Bewegungsstrecke des verschiebbaren Elementes lang ist, während die Bewegungszeit kurz ist, schnell ein Überschießen des Antriebssignals auftreten, was zu der Möglichkeit führt, dass das verschiebbare Element nicht präzise zu der festgelegten Position verschoben werden kann. Um das Auftreten dieser Art des Überschießens oder dergleichen zu vermeiden, ist das Bewegungsinformationsverstärkungseinstellmittel in der Lage, Anpassungen vorzunehmen, um das Antriebssignal oder die Antriebskraft, die dem Stellglied zugeführt wird, zu reduzieren.
Außerdem kann ein Betriebsmoduseinstellmittel vorgesehen sein, um irgendeinen Modus aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi einzustellen, falls mehrere Betriebsmodi, deren Beschleunigungszeit, Konstantgeschwindigkeitszeit und Verzögerungszeit sich unterscheiden, vorab gespeichert wurden, wobei das Zielwertberechnungsmittel den Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements zu dem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis des eingestellten Betriebsmodus berechnet.
Durch Speichern der Betriebsmodi, die jeweils eine unterschiedliche Beschleunigungszeit, Konstantgeschwindigkeitszeit und Verzögerungszeit haben, kann in dem Fall, dass der Nutzer eine Steuerung zum Antreiben des Stellglieds einrichtet, ein gewünschter Betriebsmodus einfach aus den mehreren Betriebsmodi ausgewählt werden. Außerdem kann entsprechend dem ausgewählten Betriebsmodus und der Verschiebungsstrecke und der Verschiebungszeit des verschiebbaren Elementes der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes an jedem beliebigen Zeitpunkt einfach berechnet werden.
In diesem Fall kann eine Geschwindigkeit des verschiebbaren Elementes an der festgelegten Position in dem Betriebsmodus eingestellt werden. Durch Einstellen der Geschwindigkeit des verschiebbaren Elementes an der festgelegten Position, nachdem das verschiebbare Element zu der festgelegten Position verschoben wurde, kann eine weitere Antriebssteuerung implementiert werden, um das verschiebbare Element weiter zu verschieben.
Außerdem kann eine externe Vorrichtung, die in der Lage ist, mehrere Betriebsmodi einzustellen, an die Stellgliedantriebssteuervorrichtung angeschlossen werden. Die Betriebsmoduseinstellmittel können den Betriebsmodus einstellen, der zu einem festgelegten Zeitpunkt von der externen Vorrichtung gesandt wurde. Der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes kann auf der Basis des eingestellten Betriebsmodus berechnet werden.
Auf diese Weise kann durch Einstellen des Betriebsmodus, der zu einem festgelegten Zeitpunkt von der externen Vorrichtung gesandt wurde, und durch Berechnen des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes auf der Basis des eingestellten Betriebsmodus eine Mehrzahl von Betriebsmodi nacheinander ausgeführt werden. Die Arbeitsschritte können signifikant reduziert werden.
Zur Lösung der oben genannten Aufgaben ist gemäß der vorliegenden Erfindung außerdem ein Stellgliedantriebssteuerverfahren zum Verschieben eines verschiebbaren Elementes eines Stellgliedes zu einer festgelegten Position vorgesehen, welches einen Bewegungsstreckeneinstellschritt zum Einstellen einer Bewegungsstrecke des verschiebbaren Elements von einem Bewegungsstartpunkt zu der festgelegten Position, einen Bewegungszeiteinstellschritt zum Einstellen einer Bewegungszeit, innerhalb welcher sich das verschiebbare Element von dem Bewegungsstartpunkt zu der festgelegten Position verschieben soll, einen Zielwertberechnungsschritt, in dem die Bewegungszeit auf der Basis von voreingestellten Informationen hinsichtlich einer Verschiebungsgeschwindigkeit automatisch in eine Beschleunigungszeit, eine Konstantgeschwindigkeitszeit und Verzögerungszeit, wenn das verschiebbare Element verschoben wird, und zum Berechnen eines Zielwertes eines Verschiebungsweges oder einer Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes an einem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis der dividierten Bewegungszeit und der Bewegungsstrecke, und einen Antriebssteuerschritt zur Verschiebung des verschiebbaren Elementes zu der festgelegten Position durch gesteuertes Antreiben des Stellgliedes auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes umfasst.
In diesem Fall ist die auf die Verschiebungsgeschwindigkeit bezogene Information ein Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit des verschiebbaren Elementes. In dem Zielwertberechnungsschritt kann die Bewegungszeit automatisch auf der Basis des Zeitverhältnisses dividiert werden.
Außerdem ist die auf die Verschiebungsgeschwindigkeit bezogene Information ein Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit des verschiebbaren Elementes. In dem Zielwertberechnungsschritt kann das Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit bestimmt werden, indem wenigstens zwei Zeiten der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit verwendet werden. Die Bewegungszeit kann auf der Basis des Zeitverhältnisses automatisch dividiert werden.
Außerdem kann die auf die Verschiebungsgeschwindigkeit bezogene Information die Beschleunigung und die Verzögerung des verschiebbaren Elementes umfassen. Der Zielwertberechnungsschritt kann die Bewegungszeit automatisch durch die Beschleunigung und die Verzögerung dividieren.
Außerdem kann die auf die Verschiebungsgeschwindigkeit bezogene Information eine konstante Geschwindigkeit des verschiebbaren Elementes aufweisen. Der Zielwertberechnungsschritt kann die Bewegungszeit automatisch durch die konstante Geschwindigkeit dividieren.
In dem Zielwertberechnungsschritt werden vorzugsweise die Beschleunigung, die Beschleunigungszeit, die konstante Geschwindigkeit, die Konstantgeschwindigkeitszeit, die Verzögerung und die Verzögerungszeit des verschiebbaren Elementes jeweils aus der auf die Verschiebungsgeschwindigkeit, die Bewegungsstrecke und die Verschiebungszeit bezogene Information berechnet. Auf der Basis eines Berechnungsergebnisses wird dann der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes an den beliebigen Zeitpunkt errechnet.
Außerdem wird in dem Antriebssteuerschritt der Antrieb des Stellgliedes so gesteuert, dass sich die Verschiebungsgeschwindigkeit während einer Verschiebung des verschiebbaren Elementes nacheinander durch eine Beschleunigungsphase, eine Konstantgeschwindigkeitsphase und eine Abbremsphase ändert.
In diesem Fall kann in dem Zielwertberechnungsschritt der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements an dem beliebigen Zeitpunkt derart berechnet werden, dass die Beschleunigungszeit kürzer ist als die Verzögerungszeit.
In dem Antriebssteuerschritt wird ein Antriebssignal zum Steuern des Antriebs des Stellgliedes auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements generiert. Außerdem kann ein Spezifikationsdateneinstellschritt vorgesehen sein, um Spezifikationsdaten des Stellgliedes, das gesteuert wird, als Spezifikationsdaten von Stellgliedern, die aus mehreren Typen oder Modellen bestehen, auf der Basis einer Datenbank, in welcher wenigstens ein Wert bestehend aus einem Widerstandswert, einer Schubkraftkonstante, einem Gewicht des verschiebbaren Elements und/oder einem Hub des verschiebbaren Elements vorab gespeichert ist, einzustellen. In einem Spezifikationsdatenverstärkungsanpassungsschritt wird ein Verstärkungsanpassungssignal zum Anpassen des Antriebssignals, das in dem Antriebssteuerschritt generiert wird, auf der Basis der eingestellten Spezifikationsdaten übertragen.
Außerdem wird in dem Antriebssteuerschritt ein Antriebssignal zum Steuern des Antriebs des Stellgliedes auf der Basis des Zielwerts des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes generiert. Außerdem kann ein Werkstückinformationseinstellschritt zum Einstellen eines Wertes bestehend aus einem Gewicht, einer Haltung und/oder einer Last als Werkstückinformation zur Durchführung einer festgelegten Operation zusammen mit der Verschiebung des verschiebbaren Elementes vorgesehen sein. In einem Werkstückinformationsverstärkungsanpassungsschritt kann ein Verstärkungsanpassungsschritt zum Anpassen des Antriebssignals, das in dem Antriebssteuerschritt generiert wurde, auf der Basis der eingestellten Werkstückinformation übertragen werden.
Außerdem wird in dem Antriebssteuerschritt ein Antriebssignal generiert zum Steuern des Antriebs des Stellgliedes auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes. Außerdem kann ein Bewegungsinformationsverstärkungsanpassungsschritt zum Übertragen eines Verstärkungsanpassungssignals zum Anpassen des Antriebssignals, das in dem Antriebssteuerschritt generiert wurde, auf der Basis der Bewegungsstrecke, die durch den Bewegungsstreckeneinstellschritt eingestellt wurde, oder der Bewegungszeit, die durch den Bewegungszeiteinstellschritt eingestellt wurde, vorgesehen sein.
Weiterhin kann ein Betriebsmoduseinstellschritt zum Einstellen eines von mehreren Betriebsmodi vorgesehen sein, sofern mehrere Betriebsmodi, deren Beschleunigungszeit, Konstantgeschwindigkeitszeit und Verzögerungszeit sich unterscheiden, vorab gespeichert wurden. Hierbei wird in dem Zielwertberechnungsschritt der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements an dem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis des eingestellten Operationsmodus berechnet.
In diesem Fall kann eine Geschwindigkeit des verschiebbaren Elements an der festgelegten Position in den mehreren Betriebsmodi eingestellt sein.
Außerdem kann eine externe Vorrichtung, die in der Lage ist, mehrere Betriebsmodi einzustellen, an die Stellgliedantriebssteuervorrichtung angeschlossen sein. Der Betriebsmoduseinstellschritt kann den Betriebsmodus einstellen, der zu einem festgelegten Zeitpunkt von der externen Vorrichtung gesandt wurde. Der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes kann auf der Basis des eingestellten Betriebsmodus berechnet werden.
Indem gemäß der vorliegenden Erfindung die Bewegungsstrecke und die Bewegungszeit des verschiebbaren Elementes des Stellgliedes eingestellt werden, können detaillierte Operationen des verschiebbaren Elementes eingestellt werden, und das verschiebbare Element kann mit hoher Präzision verschoben werden. Da der Nutzer keine detaillierten Antriebsbedingungen, wie die Geschwindigkeit des verschiebbaren Elements, die Zeit bei dieser Geschwindigkeit und dergleichen berechnen muss, kann die dem Nutzer aufgebürdete Arbeitslast signifikant verringert werden. Fehlfunktionen, die durch menschliche Fehler bewirkt werden, können vermieden werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auf der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Stellgliedantriebssteuervorrichtung, ein Stellglied und einen Computer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Zielwertes eines Verschiebungsweges oder einer Verschiebungsgeschwindigkeit eines verschiebbaren Elementes bei einem ersten Betriebsmodus;
3 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Zielwertes eines Verschiebungsweges oder einer Verschiebungsgeschwindigkeit eines verschiebbaren Elementes bei einem zweiten Betriebsmodus;
4A ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Zeit und der Geschwindigkeit darstellt, die ein weiteres Verfahren zur Berechnung des Zielwertes einer Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes beschreibt;
4B ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Zeit und der Geschwindigkeit zeigt, die ein anderes Verfahren zur Berechnung des Zielwertes einer Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements beschreibt;
5 ist ein Fließdiagramm, das eine Prozesssequenz bei der Verschiebung des verschiebbaren Elements durch die Stellgliedantriebssteuervorrichtung zeigt; und
6 ist ein Fließdiagramm einer Prozesssequenz bei der Implementierung einer Verstärkungsanpassung bzgl. eines Antriebssignals.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend werden eine Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 und ein Stellgliedantriebssteuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung über Kabel mit einem Stellglied 12 und einem Computer 15 sowie einer PLC (programmierbare Steuerung) 15 verbunden. Ein Benutzer verwendet Steuerbefehle, um Daten einzugeben oder den Antrieb der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 von dem Computer 14 (oder der PLC 15) aus zu initiieren. Dementsprechend führt die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 Befehle aus, um das Stellglied 12 anzutreiben.
Das Stellglied 12 umfasst ein verschiebbares Element 16, das gemäß Antriebsbefehlen linear verschiebbar ist, und eine Antriebseinheit 18 zum Übertragen einer Antriebskraft auf das bewegliche Element 16, sowie einen Verschiebungsdetektor 20 zur Erfassung eines Verschiebungsweges des verschiebbaren Elementes 12.
Die Antriebseinheit 18, die als ein Mechanismus zum Übertragen einer Antriebskraft auf das verschiebbare Element 16 dient, kann bspw. bei einem Linearmotor eingesetzt werden, der über eine Spule und Permanentmagneten eine lineare Verschiebung (Gleiten) des verschiebbaren Elementes 16 bewirkt. Entsprechend der elektrischen Energie der Antriebskraft, die von der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 übertragen wird, wandelt die Antriebseinheit 18 die elektromagnetische Kraft, die in der Spule generiert wird, um und steuert einen Verschiebungsweg und eine Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements 16 proportional zu der elektromagnetischen Kraft. Außerdem kann entsprechend einem Schaltsignal von der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 die Linearbewegungsrichtung (vorwärts, rückwärts) des verschiebbaren Elementes 16 umgeschaltet werden. Abgesehen davon kann als Antriebseinheit 18 auch ein Servomotor, bspw. ein Schrittmotor, ein Gleichstrommotor mit Bürsten, ein bürstenloser Gleichstrommotor oder dergleichen eingesetzt werden, soweit diese dazu ausgestaltet sind, eine Drehantriebskraft des Motors auf das verschiebbare Element 16 zu übertragen.
Durch das Übertragen einer Antriebskraft der Antriebseinheit 18 in der oben beschriebenen Weise wird das verschiebbare Element 16 (in einer durch Führungselemente oder dergleichen geführten Richtung) linear verschoben. Als Verschiebungselement 16 kann eine Gestaltung vorgesehen sein, die aus einer Bühne (Gleittisch) besteht, auf welcher ein Werkstück angeordnet wird. Alternativ kann ein Kolben oder dergleichen vorgesehen sein, der das Werksrück presst.
Andererseits erfasst der Verschiebungsdetektor 20 des Stellgliedes 12 die Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 und führt seinen Detektionswert zu der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10. Der Detektionswert der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 kann bspw. dadurch erhalten werden, dass ein Verschiebungssensor an dem verschiebbaren Element 16 angebracht wird, der einen Verschiebungsweg sowie die verstrichene Zeit erfasst. Dadurch kann der Detektionswert der Verschiebungsgeschwindigkeit aus dem erfassten Verschiebungsweg und der vergangenen Zeit bestimmt werden. Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 kann das Antriebssignal (Antriebsleistung), das der Antriebseinheit 18 auf der Basis des detektierten Wertes zugeführt wird, korrigieren, um dadurch eine Regelung der Verschiebung des verschiebbaren Elementes 16 zu erreichen. In dem Fall, dass ein Servomotor mit der Antriebseinheit 18 verwendet wird, kann der Verschiebungsdetektor 20 einen Encoder, einen Drehmelder (Resolver) oder dergleichen einsetzen. Außerdem kann der Verschiebungsdetektor 20 separat von dem Stellglied 12 vorgesehen sein.
Indem das Stellglied 12 in der oben beschriebenen Weise aufgebaut wird, wird die Antriebssteuerung der Antriebseinheit 18 durchgeführt, und der Verschiebungsweg und die Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 werden durch die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10, die angeschlossen ist, gesteuert. Hierdurch kann bspw. in einem Zustand, in welchem der Grundkörper des Stellgliedes 12 fixiert ist, das verschiebbare Element 16 mit hoher Genauigkeit zu einer festgelegten Position (Zielposition) verschoben (positioniert) werden.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform wird bei einem Stellglied 12 eingesetzt, welches ein verschiebbares Element 16 durch einen Linearmotor verschiebt. Das Stellglied 12, das gesteuert werden soll, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Bspw. kann ein Verschiebungsmechanismus, welcher das verschiebbare Element 16 mittels eines elektrischen Zylinders oder einer Kugelspindel verschiebt, an die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 angeschlossen sein und die Antriebssteuerung kann hiermit durchgeführt werden.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 umfasst, im Inneren eines nicht dargestellten Vorrichtungsgrundkörpers, einen Speicher 22, eine arithmetische Operationseinheit 24 und eine Antriebssteuerung 26. Außerdem wird aus der Umgebung des Vorrichtungsgrundkörpers elektrischer Strom (von einer Gleichstromquelle) 28 zugeführt.
Der Speicher 22 umfasst ein ROM (nur Lesespeicher) und ein RAM (Schreib-Lese-Speicher). Wesentliche Steuerprogramme zum Steuern des Antriebs des Stellgliedes 12 werden vorab in dem ROM gespeichert. Mehrere Datenbereiche zum Speichern von Daten, die für die Antriebssteuerung des Stellgliedes 12 verwendet werden, werden entsprechenden Adressen des RAM-Speichers zugeordnet. Im Einzelnen sind als Datenbereiche des Speichers 22 ein Bewegungsstreckenbereich 30, ein Bewegungszeitbereich 32, ein Spezifikationsdatenbereich 34, ein Werkstückinformationsbereich 36, und ein Betriebsmodusbereich 38 vorgesehen. Außerdem ist die Verschiebungsposition usw. des verschiebbaren Elementes 16, wenn dieses verschoben wird, ebenfalls in dem Speicher 22 angelegt.
Von diesen Bereichen werden die Daten, die von dem Benutzer über den Computer 14 eingegeben werden, in dem Bewegungsstreckenbereich 30, dem Bewegungszeitbereich 32 und dem Werkstückinformationsbereich 36 gespeichert. Im Einzelnen werden die Bewegungsstreckendaten, welche die Strecke (Verschiebungsweg), um welche sich das Verschiebungselement 16 von einer Bewegungsstartposition bis zum Erreichen einer festgelegten Position bewegt, anzeigen, in dem Bewegungsstreckenbereich 30 gespeichert. Außerdem werden die Bewegungszeitdaten, welche die Zeit angeben, über welche sich das verschiebbare Element 16 von dem Bewegungsstartpunkt zu der festgelegten Position bewegt, in dem Bewegungszeitbereich 32 gespeichert. Außerdem werden als Informationen eines Objekts (Werkstück), an welchem das verschiebbare Element 16 Aktionen, wie ein Transportieren oder Pressen des Objekts, durchführt, das Gewicht, die Gestaltung und Last etc. des Objektes in dem Werkstückinformationsbereich 36 gespeichert. Der Benutzer gibt vor dem Steuern des Antriebs des Stellgliedes 12 eine gewünschte Bewegungsstrecke und eine gewünschte Bewegungszeit des verschiebbaren Elementes 16 oder die Informationen (Gewicht, Haltung, Last etc.) des Werkstücks, das durch das verschiebbare Element 16 transportiert oder gepresst wird, ein. Wenn der Antrieb des Stellgliedes 12 gesteuert wird, werden aus diesem Grund die Verschiebungsstrecke, die Verschiebungszeit und Werkstückinformationen betreffend das verschiebbare Element 16 eingestellt und diese entsprechenden gespeicherten Daten durch die arithmetische Operationseinheit 24 gelesen. In dem Fall, dass ein Transport oder ein Pressen des Werkstücks durch das verschiebbare Element 16 nicht durchgeführt wird, oder in dem Fall, dass durch das Werkstück auf die Verschiebung des verschiebbaren Elementes 16 so gut wie kein Einfluss ausgeübt wird, müssen die Werkstückinformationen nicht eingestellt werden. Außerdem müssen die Werkstückinformationen (Gewicht, Stellung, Last usw.) nicht allein durch den Benutzer eingestellt werden, sondern es kann auch eine Gestaltung vorgesehen sein, bei welcher ein Sensor in dem Stellglied 12 integriert ist und die Werkstückinformationen mit Hilfe eines solchen Sensors erfasst wird.
Andererseits werden als Spezifikationsdaten von Stellgliedern 12, die aus mehreren Typen oder Modellen bestehen, ein Widerstandswert, eine Schubkonstante, das Gewicht des verschiebbaren Elements 16, der Hub des verschiebbaren Elements 16 usw. vorab in dem Spezifikationsdatenbereich 34 gespeichert. Vor der Steuerung des Antriebs des Stellglieds 12 wählt der Benutzer den Typ oder das Modell des Stellglieds 12, das tatsächlich gesteuert wird, aus einer Datenbank aus, die in dem Spezifikationsdatenbereich 34 gespeichert ist. Hierdurch werden die Spezifikationsdaten des Stellgliedes 12 eingestellt und die Spezifikationsdaten werden durch die arithmetische Operationseinheit 24 gelesen. Spezifikationsdaten des Stellgliedes 12 müssen nicht allein durch den Nutzer ausgewählt werden, sondern es kann auch eine automatische Auswahl durchgeführt werden. Im Einzelnen kann eine Konfiguration vorgesehen sein, bei welcher einzigartige Identifizierungsinformationen von Stellgliedern, die aus verschiedenen Typen oder Modellen bestehen, in dem Stellglied 12 eingestellt werden. Durch Anschließen des Stellgliedes 12 an die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 werden diese Identifizierungsinformationen automatisch ausgelesen, um diese Informationen in dem Spezifikationsdatenbereich 34 zu speichern.
Außerdem werden Daten von Betriebsmodi, die von Zielwerten eines Verschiebungsweges oder einer Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements 16 an einem beliebigen Zeitpunkt abgeleitet werden, in großem Umfang vorab in dem Betriebsmodusbereich 38 gespeichert. Der Betriebsmodus ist als ein Verschiebungs (Operations)-Muster des verschiebbaren Elementes 16 während der Antriebssteuerung des Stellgliedes 12 definiert. Bspw. können, wie in den 2 und 3 gezeigt ist, verschiedene Betriebsmodi gespeichert sein, bspw. Betriebsmodi, bei welchen Zeitverhältnisse einer Beschleunigungszeit, einer Konstantgeschwindigkeitszeit und einer Verzögerungszeit sich unterscheiden, oder Betriebsmodi, bei denen die Geschwindigkeit des verschiebbaren Elements an bestimmten Positionen variiert, usw.
Die 2 und illustrieren schematisch eine Beziehung zwischen der Zeit und einem Verschiebungsweg (obere Kurve) und zwischen der Zeit und der Geschwindigkeit (untere Kurve) des verschiebbaren Elements 16. Um die in den 2 und 3 gezeigten Betriebsmodi im Detail zu erläutern, ist der in 2 gezeigte Betriebsmodus (nachfolgend als ein erster Betriebsmodus bezeichnet) ein Verschiebungsmuster, bei welchem das verschiebbare Element 16 einmal angetrieben wird, um zu einer festgelegten Position verschoben (bewegt) zu werden. In diesem Fall wird das verschiebbare Element 16 aus einem Zustand, in dem dessen Betätigung anfänglich angehalten ist, beschleunigt. Wenn eine gewünschte Geschwindigkeit erreicht ist, wird diese Geschwindigkeit für eine festgelegte Zeit konstant beibehalten. Dann wird das verschiebbare Element 16 bei Erreichen einer Zielposition abgebremst (negative Beschleunigung, Verzögerung) bis das verschiebbare Element 16 schließlich an der festgelegten Position angehalten wird.
Dagegen ist der in 3 gezeigte Betriebsmodus (nachfolgend als ein zweiter Betriebsmodus bezeichnet) ein Verschiebungsmuster, bei welchem das verschiebbare Element 16 nach Einreichen einer festgelegten Position weiter mit einer konstanten Geschwindigkeit verschoben wird. Bspw. kann der zweite Betriebsmodus für einen Fall ausgewählt werden, bei dem ein Werkstück in einer festgelegten Position angebracht ist. Nachdem das verschiebbare Element 16 zu der festgelegten Position verschoben wurde, wird das verschiebbare Element 16 betätigt, um das Werkstück mit einer beliebigen Geschwindigkeit herauszudrücken.
Auch bei den ersten und zweiten Modi wird, wenn die Verhältnisse der Beschleunigungszeit (nachfolgend als eine „Beschleunigungsperiode” bezeichnet), der Konstantgeschwindigkeitszeit (nachfolgend als eine „Periode konstanter Geschwindigkeit” bezeichnet) und der Verzögerungszeit (nachfolgend als eine „Verzögerungsperiode” bezeichnet) geändert werden, außerdem auch das Verschiebungsmuster des verschiebbaren Elements 16 geändert. Daher werden vorzugsweise mehrere Betriebsmodi, in welchen sich die Zeitverhältnisse jeder dieser Perioden unterscheiden, vorbereitet. Alternativ können die Zeitverhältnisse jeder dieser Perioden durch den Nutzer eingestellt werden. Wenn der Antrieb des Stellglieds 12 gesteuert wird, ist es dadurch möglich, das verschiebbare Element 16 mit größerer Genauigkeit über die Zeit zu verschieben.
Bevor der Antrieb des Stellglieds 12 gesteuert wird, wählt der Nutzer einen gewünschten Betriebsmodus aus den mehreren Betriebsmodi, die in dem Betriebsmodusbereich 38 gespeichert sind, aus. Somit wird der ausgewählte Betriebsmodus eingestellt und der eingestellte Betriebsmodus wird durch die arithmetische Operationseinheit 24 gelesen. Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, werden die mehreren Betriebsmodi, die durch den Nutzer ausgewählt werden, vorzugsweise auf einem Monitor (nicht dargestellt) des Computers 14 als Diagramme dargestellt, in welchen eine Beziehung zwischen der Zeit und dem Verschiebungsweg oder eine Beziehung zwischen der Zeit und der Geschwindigkeit dargestellt ist. Durch Anzeigen der Betriebsmodi auf diese Weise kann der Nutzer einen Betriebsmodus einfach auswählen, der seinen Wünschen entspricht.
Auch wenn die Betriebsmodi nicht in der oben beschriebenen Weise ausgewählt werden, kann die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 so aufgebaut sein, dass sie Zielwerte des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 entsprechend einem voreingestellten Basisbetriebsmodus (bspw. dem ersten Betriebsmodus) berechnet.
Zurück zu 1 kann die arithmetische Operationseinheit 24 durch Verwenden eines Mikrocomputers oder dergleichen ausgebildet werden, welcher Daten aus dem Speicher 22 liest, diese arithmetisch verarbeitet und Steuerbefehlssignale (Verschiebungssteuerbefehlssignal X_S, Verstärkungseinstellsignal G_S) an die Antriebssteuerung 26 überträgt, um den Antrieb des Stellglieds 12 zu steuern. In der arithmetischen Operationseinheit 24 sind ein Zielwertrechner (Zielwertberechnungsmittel) 40, ein Verstärkungseinsteller (Verstärkungseinstellmittel) 42, ein Bewegungsstreckeneinsteller (Bewegungsstreckeneinstellmittel) 47a, ein Bewegungszeiteinsteller (Bewegungszeiteinstellmittel) 47b, ein Spezifikationsdateneinsteller (Spezifikationsdateneinstellmittel) 47c, ein Werkstückinformationseinsteller (Werkstückinformationseinstellmittel) 47d und ein Betriebsmoduseinsteller (Betriebsmoduseinstellmittel) 47e vorgesehen.
Der Zielwertrechner 40 liest Bewegungsstreckendaten des verschiebbaren Elementes 16 aus dem Bewegungsstreckenbereich 30 und liest Bewegungszeitdaten des verschiebbaren Elements 16 aus dem Bewegungszeitbereich 32. Außerdem werden auf der Basis der ausgelesenen Bewegungsstreckendaten und der ausgelesenen Bewegungszeitdaten eine Beschleunigung, eine Beschleunigungszeit, eine Konstantgeschwindigkeit, eine Konstantgeschwindigkeitszeit, eine Verzögerung und eine Verzögerungszeit berechnet. Aus den Rechenergebnissen wird ein Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements 16 an einem beliebigen Zeitpunkt berechnet.
Eine Beschleunigung a₁, eine Beschleunigungszeit t₁, eine konstante Geschwindigkeit v₀, eine Konstantgeschwindigkeitszeit t₂, eine Verzögerung a₃, und eine Verzögerungszeit t₃, die in den Zielwertrechner 40 berechnet werden, bilden wesentliche Parameter, die dazu benötigt werden, das verschiebbare Element 16 mit hoher Präzision zu verschieben. Im Einzelnen wird in dem Fall, dass das Stellglied 12 das verschiebbare Element 16 nach der Initiierung des Antriebs aus einem angehaltenen Zustand verschiebt, normalerweise das verschiebbare Element 16 beschleunigt, bis es eine Konstantgeschwindigkeit erreicht. Nach Erreichen einer festgelegten Geschwindigkeit wird das verschiebbare Element 16 mit der konstanten Geschwindigkeit verschoben und anschließend aus einem Bewegungszustand abgebremst bis das verschiebbare Element 16 angehalten wird (vgl. den in 2 gezeigten ersten Betriebsmodus). Dementsprechend können durch Berechnung der Beschleunigung a₁, der Beschleunigungszeit t₁, der konstanten Geschwindigkeit v₀, der Konstantgeschwindigkeitszeit t₂, der Verzögerung a₃, und der Verzögerungszeit t₃ alle Verschiebungsgeschwindigkeiten und Verschiebungszeiten, die während der Verschiebung des Verschiebungselements erforderlich sind, nacheinander bestimmt werden. Als Folge hiervon können Zielwerte des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit zu jedem beliebigen Zeitpunkt einfach bestimmt werden.
Zielwerte des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 an einem beliebigen Zeitpunkt, die in dem Zielwertrechner 40 berechnet werden, können an einem Monitor des Computers 14 bspw. in Form eines Diagramms dargestellt werden, wie es in den 2 und 3 gezeigt ist. Ein Verfahren zum Berechnen von Zielwerten des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements 16 zu einem beliebigen Zeitpunkt (Verfahren zur Erstellung der Kurven) wird später beschrieben.
Die Zielwerte des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 zu einem beliebigen Zeitpunkt, die durch den Zielwertrechner 40 berechnet werden, werden kontinuierlich über die Zeit zu der Antriebssteuerung 26 als Verschiebungssteuerbefehlssignal X_S übertragen.
Der Verstärkungseinsteller 42 umfasst einen ersten Einsteller (Spezifikationsdatenverstärkungseinstellmittel) 44, der Spezifikationsdaten aus dem Spezifikationsdatenbereich 24 liest, der sich auf das von dem Nutzer ausgewählte Stellglied 12 bezieht, einen zweiten Einsteller (Werkstückinformationsverstärkungseinstellmittel) 45 zum Lesen von Information (Werkstückinformationsdaten) der Werkstückeingabe durch den Nutzer aus dem Werkstückinformationsbereich 36, und einen dritten Einsteller (Bewegungsinformationsverstärkungseinstellmittel) 46 zum Lesen von Bewegungsstreckendaten und Bewegungszeitdaten aus dem Bewegungsstreckenbereich 30 und dem Bewegungszeitbereich 32. Der Verstärkungseinsteller 42 generiert Verstärkungseinstellsignale GS zum Ändern der Spannung oder der Stromwerte des Antriebssignals in der Antriebssteuerung 26.
Bspw. in dem Fall, dass der Widerstandswert des Stellgliedes 12, dessen Antrieb gerade gesteuert wird, im Vergleich zu dem anderer Stellglieder hoch ist, reicht die Antriebsspannung, die zur Antriebssteuerung des Stellgliedes 12 benötigt wird, nicht aus, und das verschiebbare Element 16 kann nicht genau zu einer festgelegten Position verschoben werden. Dementsprechend wird in dem ersten Einsteller 44 auf der Basis des Widerstandswertes aus den ausgelesenen Spezifikationsdaten des Stellgliedes 12, ein erstes Einstellsignal generiert, um den Antriebssignalwert, der zu dem Stellglied 12 gesandt wird, zu erhöhen. Umgekehrt wird in dem Fall, dass der Widerstandswert des Stellgliedes 12, dessen Antrieb gerade gesteuert wird, im Vergleich zu dem anderer Stellglieder klein ist, ein erstes Einstellsignal generiert, um den Antriebssignalwert, der zu dem Stellglied 12 gesandt wird, zu verringern.
Außerdem kann bspw. in dem Fall, dass das Werkstück, welches durch das verschiebbare Element 16 transportiert wird, sehr schwer ist, weil eine Last auf das verschiebbare Element 16 aufgebracht wird, das verschiebbare Element 16 nicht genau zu einer festgelegten Position verschoben werden. Dementsprechend wird in dem zweiten Einsteller 45 auf der Basis des Gewichts des Werkstücks, das ausgelesen wird, ein zweites Einstellsignal generiert, um den Antriebssignalwert, der zu dem Stellglied 12 gesandt wird, zu erhöhen. Umgekehrt wird in dem Fall, dass das Gewicht des Werkstücks relativ gering ist, ein zweites Einstellsignal generiert, um das Antriebssignal, das zu dem Stellglied 12 gesandt wird, zu verringern.
Außerdem kann in dem Fall, dass die Bewegungsstrecke des verschiebbaren Elementes 16 lang ist, während seine Bewegungszeit kurz ist, schnell ein Überschießen des Antriebssignals auftreten und es besteht die Möglichkeit, dass das verschiebbare Element 16 nicht genau zu einer festgelegten Position verschoben werden kann. Dementsprechend wird in dem dritten Einsteller 46 auf der Basis der Bewegungsstrecke und der Bewegungszeit des verschiebbaren Elementes 16, die ausgelesen werden, ein drittes Einstellsignal generiert, um den Antriebssignalwert, der zu dem Stellglied 12 gesandt wird, zu verringern. Umgekehrt wird in dem Fall, dass die Bewegungsstrecke des verschiebbaren Elementes 16 kurz ist, während seine Bewegungszeit lang ist, ein drittes Einstellsignal generiert, um den Wert des zu den Stellglieds 12 gesandten Antriebssignals zu erhöhen, so dass das verschiebbare Element 16 zuverlässig verschoben wird.
Die ersten bis dritten Einstellsignale, die durch die ersten bis dritten Einsteller 44, 45, 46 generiert werden, werden in dem Verstärkungseinsteller 42 integriert und als ein Verstärkungseinstellsignal G_S zu der Antriebssteuerung 26 übertragen. Es versteht sich, dass der Verstärkungseinsteller 42 das Verstärkungseinstellsignal G_S auch auf der Basis verschiedener Gründe generieren kann, die einen Einfluss auf die Verschiebung des verschiebbaren Elements 16 ausüben, und nicht allein auf der Basis der Spezifikationsdaten des Stellglieds 12, der Information über das transportierte Werkstück, der Bewegungsstrecke oder der Bewegungszeit. Außerdem kann die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 eine Antriebssteuerung des Stellglieds 12 vornehmen, ohne eine Verstärkungseinstellung auszuführen.
Andererseits umfasst jeder der Einsteller 47a bis 47e der arithmetischen Operationseinheit 24 eine Funktion zum Speichern der entsprechenden Steuerdaten, die eingegeben oder von dem Computer 14 ausgewählt werden, in den entsprechenden Bereichen des Speichers 22. Im Einzelnen speichert der Bewegungsstreckeneinsteller 47a Bewegungsstreckendaten, die von dem Nutzer über den Computer 14 in den Bewegungsstreckenbereich 30 eingegeben werden. In ähnlicher Weise speichert der Bewegungszeiteinsteller 47b Bewegungszeitdaten, die von dem Benutzer in den Bewegungszeitbereich 32 eingegeben werden. Außerdem speichert der Spezifikationsdateneinsteller 47c Spezifikationsdaten des Stellgliedes 12, die durch den Nutzer über den Computer 14 ausgewählt werden, in dem Spezifikationsdatenbereich 34. Außerdem speichert der Werkstückinformationseinsteller 47d Werkstückinformationsdaten, die von dem Nutzer in den Werkstückinformationsbereich 36 eingegeben werden. Schließlich speichert der Betriebsmoduseinsteller 47e den Betriebsmodus, der durch den Nutzer ausgewählt wird, in dem Betriebsmodusbereich 38.
Die Antriebssteuerung 26 in der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 umfasst eine Recheneinheit 48, einen PID-Regler 50 und einen Leistungsverstärker 52. Auf der Basis des Verschiebungssteuerbefehlssignals X_S und des Verstärkungseinstellsignals G_S, das durch die arithmetische Operationseinheit 24 übertragen wird, wird eine Antriebsleistung P zur Steuerung des Stellgliedes 12 generiert.
Die Recheneinheit 48 kann bspw. Schaltkreise, wie Operationsverstärker oder dergleichen aufweisen, so dass durch negative Rückführung der erfassten Werte (Rückführsignal), die von dem Verschiebungsdetektor 20 zu dem Stellglied 12 übertragen werden, Korrekturen des Verschiebungssteuerbefehlssignals X_S, das von dem Zielwertrechner 40 ausgegeben wird, durchgeführt werden können. Hierdurch kann die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Rückführsteuerung (Regelung) des Antriebs (d. h. der Verschiebung des verschiebbaren Elements 16) des Stellglieds 12 durchführen.
Der PID-Regler 50 ist an der Ausgangsseite der Rechnereinheit 48 vorgesehen, und ihm wird ein von der Recheneinheit 48 ausgegebenes korrigiertes Verschiebungssteuerbefehlssignal X_S' zugeführt. In dem PID-Regler 50 wird eine proportionale Steuerung durchgeführt, um zu erreichen, dass das korrigierte Verschiebungssteuerbefehlssignal X_S' sich entsprechend dem Zielwert der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 dem Antriebssignal D_S annähert. Gleichzeitig wird mittels einer Differentialsteuerung, Integralsteuerung oder dergleichen das Antriebssignal D_S stabilisiert und dann zu dem Leistungsverstärker 52 ausgegeben.
Außerdem führt der PID-Regler 50 durch Eingabe des Verstärkungseinstellsignals G_S, das von dem Verstärkungseinsteller 42 übertragen wird, eine Anpassung des Antriebssteuersignals (Spannungswert oder Stromwert) auf der Basis des Verstärkungseinstellsignals G_S durch. Hierdurch nimmt ein von dem PID-Regler 50 ausgegebenes Antriebssignal D_S einen Signalwert an, der optimal mit den Spezifikationsdaten des Stellgliedes 12, das gesteuert werden soll, den Werkstückinformationen des Werkstücks, das transportiert oder gepresst wird, und der Bewegungsstrecke und der Bewegungszeit des verschiebbaren Elements 16 korrespondiert.
Der Leistungsverstärker 52 wird durch einen Spannungsverstärkungsschaltkreis und einen Stromverstärkungsschaltkreis gebildet und verstärkt die Spannung und den Strom des Antriebssignals DS, das von dem PID-Regler 50 ausgegeben wird. Das Signal wird dann als Antriebsleistung P dem Stellglied 12 zugeführt. Das Stellglied 12 kann den Antrieb der Antriebseinheit 18 durch die Zufuhr der Antriebsleistung P steuern und das verschiebbare Element 16 verschieben. Der Leistungsverstärker 52 muss nicht innerhalb der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 angeordnet sein, sondern kann auch außerhalb desselben vorgesehen sein.
Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform eine Gestaltung vorgeschlagen wird, bei welcher eine Antriebsleistung P dem Stellglied 12 durch die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 zugeführt wird, kann das Stellglied 12 auch so aufgebaut sein, dass es eine Stromquelleneinheit aufweist, der Strom direkt von der Umgebung ohne Durchlaufen der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 zugeführt wird. In diesem Fall kann die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 dazu ausgestaltet sein, das Antriebssignal D_S', welches den zugeführten Strom im Hinblick auf das Stellglied 12 steuert, auszusenden, um dadurch die elektrische Energie des von außen zugeführten Stromes zu steuern.
Als Computer 14, der mit der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 verbunden ist, kann ein Allzweckcomputer eingesetzt werden, der eine CPU (Zentraleinheit), einen Speicher, eine Tastatur, einen Monitor und dergleichen (nicht dargestellt) aufweist. Ein Programm zur Steuerung des Stellgliedes 12 ist in dem Computer 14 gespeichert. Wenn das Programm ausgeführt wird, wird eine Stellgliedsteuereingabemaske auf dem Monitor angezeigt. In die Eingabemaske gibt der Nutzer Bewegungsstreckendaten, und Bewegungszeitdaten des verschiebbaren Elementes 16 und Werkstückinformationsdaten ein und wählt gleichzeitig ein Stellglied 12, das gesteuert werden soll, aus. Außerdem wählt er den Operationsmodus für das verschiebbare Element 16. Verschiedene Dateneingaben in die Eingabemaske werden zu der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 gesandt und in den entsprechenden Bereichen des Speichers 22 gespeichert.
Die PLC 15 ist an die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 so angeschlossen, dass sie parallel die Übertragung und den Empfang von Signalen etc. durchführen kann, um Signale oder optionale Stufendaten zur Steuerung des Antriebs des Stellgliedes 12 auszuwählen. Die Stufendaten sind Daten zur Vereinfachung des Betriebsmodus des verschiebbaren Elementes 16, einschließlich Informationen über die Bewegungsstreckendaten (oder vorbestimmte Positionsdaten) und Bewegungszeitdaten des verschiebbaren Elementes 16. In diesem Fall ist die PLC 15 in der Lage, die Signale zum Auswählen der Stufendaten und die Signale zur Steuerung des Antriebs des Stellgliedes 12 simultan zu übertragen und kann dadurch die Antriebssteuerung des Stellgliedes 12 vereinfachen. Außerdem ist die PLC 15 in der Lage, gleichzeitig die Stufendaten bspw. als 4-bit Stufendaten zu übertragen.
Wenn der Antrieb des Stellgliedes 12 gesteuert wird, wird ein Antriebsinitiierungssignal B_S von dem Computer 14 (oder der PLC 15) zu der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 übertragen, um die Antriebssteuerung des Stellgliedes 12 zu initiieren. Wenn die Antriebssteuerung des Stellgliedes abgeschlossen ist, wird außerdem ein Antriebsabschlusssignal F_S von der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 zu dem Computer 14 (oder der PLC 15) gesandt.
Außerdem wird in dem Fall, dass ein Fehler auftritt, während der Antrieb des Stellgliedes 12 gesteuert wird, ein Antriebsfehlersignal Es von der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 zu dem Computer 14 (oder der PLC 15) gesandt.
Die Signale, die durch die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 und den Computer 14 (oder die PLC 15) übertragen und empfangen werden, sind nicht allein auf das Antriebsinitiierungssignal B_S, das Antriebsabschlusssignal F_S und das Antriebsfehlersignal Es beschränkt. Bspw. können auch Informationen über die aktuelle Position des verschiebbaren Elementes 16, die Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 und die Strommenge des Antriebskraftsoutputs zu dem Stellglied 12 usw. von der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 zu dem Computer 14 gesandt werden und auf dem Monitor des Computers 14 angezeigt werden. Außerdem können ein Signal zum Ausschalten der Bewegung des verschiebbaren Elementes 16, ein Signal zum Einschalten der Bewegung des verschiebbaren Elementes 16 in der Nähe der vorbestimmten Position, ein Signal, das in der Nähe des Zielwertes der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 einschaltet, und ein Signal, das in der Nähe der Zielschubkraft des verschiebbaren Elementes 16 ausschaltet, etc. von dem Computer 14 ausgegeben werden.
Außerdem können in dem Fall, dass die PLC 15 verwendet wird, die Bewegungsstreckendaten (oder die vorbestimmten Positionsdaten) und die Bewegungszeitdaten durch die PLC 15 als mehrere Schrittdaten eingegeben werden. Wenn der Nutzer bspw. mehrere Schrittdaten aus der PLC 15 auswählt, so werden die ausgewählten mehreren Schrittdaten von der PLC 15 zu der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 gesandt, wodurch die Bewegungsstreckendaten und die Bewegungszeitdaten in dem Bewegungsstreckenbereich 30 und dem Bewegungszeitbereich 32 individuell für jeden Gegenstand der Schrittdaten gespeichert werden. In diesem Fall führt die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 mehrere Berechnungen von Zielwerten des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 auf der Basis der mehreren Schrittdaten (Bewegungsstrecke und Bewegungszeit) durch. Außerdem können in einem Zustand, in dem spezifizierte Schrittdaten (Zielwerte) ausgewählt werden, die Antriebssteuerung des Stellgliedes 12 initiiert werden, indem Signale von der PLC 15 ausgesandt werden, um den Antrieb des Stellglieds 12 zu steuern.
Weiterhin können die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 und die PLC 15 miteinander durch ein serielles Übertragungsanschlusskabel verbunden werden. Im Einzelnen werden die Schrittdaten durch eine serielle Übertragung von der PLC 15 zu der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 übertragen. In dem Fall, dass die serielle Transmission in dieser Weise genutzt wird, kann die Übertragung der Signale (Daten), die unten beschrieben wird, und die Antriebssteuerung des Stellglieds 12 durchgeführt werden.
Im Einzelnen werden bei der PLC 15 während der Einstellstufe mehrere Schrittdaten (Betriebsmodi) und die Reihenfolge der Operationen (Antriebssteuerung) vorab eingestellt, so dass vor dem Antreiben des Stellglieds 12 und auf der Basis der Reihenfolge, in welcher das Stellglied 12 angetrieben werden soll, ein einzelnes Datenwort oder Stufendatum durch serielle Übertragung gesandt wird. Der Betriebsmoduseinsteller 47e der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 speichert die Stufendaten in dem Speicher 22 (bspw. in dem Betriebsmodusbereich 38). Wenn das Antriebsstartsignal B_S durch serielle Übertragung empfangen wird, berechnet außerdem die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 (der Zielwertrechner 40) einen Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 auf der Basis der gespeicherten Schrittdaten, und die Steuerung (Verschiebung des verschiebbaren Elementes 16) des Stellglieds 12 wird durchgeführt. Außerdem wird während des Antriebs (oder nach dem Antreiben) des Stellglieds 12 die PLC 15 das nächste Datenwort oder Schrittdatum aussenden, das wiederum in der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 gespeichert wird. Daraufhin berechnet die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 einen Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 auf der Basis des nächsten Datenworts der Schrittdaten, und die Antriebssteuerung des Stellgliedes 12 kann erneut durchgeführt werden.
Mit dem oben beschriebenen Aufbau kann auch dann, wenn die Schrittdaten von der PLC 15 durch serielle Übertragung übertragen werden, eine Verschlechterung der Gesamtbetriebszeit des Stellglieds 12 vermieden werden. Außerdem ist es nicht notwendig, die Schrittdaten am Ende jeder Bewegung des verschiebbaren Elementes 16 auszuwählen. Dadurch können die Betriebsprozesse signifikant verringert werden und die Antriebssteuerung der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 kann sanft und gleichmäßig durchgeführt werden.
Da ein preiswertes Kabel, das kostengünstiger ist als Kabel, die zur parallelen Übertragung verwendet werden, als das Verbindungskabel für die serielle Übertragung verwendet werden kann, lassen sich außerdem die Kosten reduzieren. Da die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 und die PLC 15 bei der seriellen Übertragung einfach durch ein einzelnes Anschlusskabel angeschlossen werden können, kann außerdem der Verdrahtungsaufwand minimiert werden. Insbesondere in dem Fall, dass die Antriebssteuerung mehrerer Stellglieder 12 durchgeführt werden soll, kann durch Verringerung der Zahl der Drähte und Kabel, die verwendet werden, die Verdrahtung zwischen den Stellgliedern 12 einfach durchgeführt werden.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10, das Stellglied 12 und der Computer 14 (oder die PLC 15) gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes erfolgt eine Erläuterung im Hinblick auf den Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements 16 an einem beliebigen Zeitpunkt, der durch den Zielwertrechner 40 berechnet wird, in einem Fall, in dem die Antriebssteuerung des Stellglieds 12 tatsächlich durchgeführt wird.
Wie bereits dargelegt, werden in der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10, wie in den 2 und 3 gezeigt, mehrere Betriebsmodi in dem Betriebsmodusbereich 38 gespeichert. Indem der Nutzer einen der Betriebsmodi auswählt, kann der Verschiebungsweg oder die Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements 16 über der Zeit einfach eingestellt werden.
Vor dem Durchführen einer Operation zur Verschiebung des verschiebbaren Elements 16 wird eine Antriebssteuerung durchgeführt, um das verschiebbare Element zu einem Bewegungsstartpunkt zu bewegen. Bspw. kann der Bewegungsstartpunkt eine Ursprungsposition (bspw. ein Hubende des Stellglieds 12 oder eine Ursprungssignalposition eines Verschiebungssensors) sein, die vorab in dem Stellglied 12 eingestellt wurde. Die Verschiebung zu der Ursprungsposition des verschiebbaren Elementes 16 durch die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 kann durch eine Steuerung durchgeführt werden, die ähnlich der ist, die verwendet wird, wenn das verschiebbare Element 16 gemäß dem ersten Betriebsmodus zu einer festgelegten Position verschoben wird.
Wenn eine Konfiguration vorgesehen ist, bei welcher die Verschiebungsposition des verschiebbaren Elementes 16 bei der vorherigen Verschiebung in dem Speicher 22 gespeichert werden kann, so kann die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 außerdem zu der Bewegungsstartposition bewegt werden, die von dem Nutzer auf der Basis der vorherigen Verschiebungsposition eingestellt wurde. Im Einzelnen kann bei einem Bewegungsstartpunkt an einer Position, die sich von der Ursprungsposition unterscheidet, nach der Eingabe der Position des Bewegungsstartpunktes durch den Nutzer eine Strecke von der vorherigen Verschiebungsposition zu dem Bewegungsstartpunkt berechnet werden, und das verschiebbare Element 16 kann auf der Basis der berechneten Bewegungsstrecke zu dem Bewegungsstartpunkt verschoben werden.
Nachdem das verschiebbare Element 16 zu dem Bewegungsstartpunkt verschoben wurde, wird nun entsprechend dem von dem Nutzer ausgewählten Betriebsmodus der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 an einem beliebigen Zeitpunkt berechnet. Als nächstes werden die Rechenverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform zum Berechnen der Zielwerte in dem in 2 gezeigten ersten Betriebsmodus und dem in 3 gezeigten zweiten Betriebsmodus erläutert.
Der Zielwertrechner 40 ist so programmiert, dass er die Bewegungszeit automatisch zu einer Beschleunigungszeit, einer Konstantgeschwindigkeitszeit und einer Verzögerungszeit dividiert. Dies erfolgt auf der Basis von Informationen über die Verschiebungsgeschwindigkeit, wenn das verschiebbare Element 16 verschoben wird. In dem Fall, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit durch ein Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit definiert wird, so dass a (Beschleunigungszeitanteil):b(Konstantgeschwindigkeitszeitanteil):c(Verzögerungszeitanteil), wenn der erste Betriebsmodus ausgewählt wird, wird die Bewegungszeit t₀, die aus dem Bewegungszeitbereich 32 ausgelesen wird, auf der Basis des Zeitverhältnisses a:b:c jeder der Geschwindigkeiten, die für den Betriebsmodus eingestellt wurden, dividiert. In diesem Fall kann auf der Basis der Bewegungszeit t₀ die Beschleunigungszeit t₁ unter Verwendung der Gleichung (1) berechnet werden, die Konstantgeschwindigkeitszeit t₂ kann unter Verwendung der Gleichung (2) berechnet werden und die Verzögerungszeit t₃ kann unter Verwendung der Gleichung (3) berechnet werden. Die Gleichungen (1) bis (3) sind nachfolgend wiedergegeben: t₁ = a·t₀/(a + b + c) (1) t₂ = b·t₀/(a + b + c) (2) t₃ = c·t₀/(a + b + c) (3)
Auf diese Weise kann durch Berechnen der Beschleunigungszeit t₁, der Konstantgeschwindigkeitszeit t₂ und der Verzögerungszeit t₃, wenn das verschiebbare Element 16 mit Hilfe des Zeitverhältnisses a:b:c verschoben wird, auf der Basis der obigen Gleichungen (1) bis (3) die Bewegungszeit t₀ automatisch dividiert werden.
In dem Fall, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit durch die Beschleunigungszeit t₁, die Konstantgeschwindigkeitszeit t₂ und die Verzögerungszeit t₃ des verschiebbaren Elementes 16 gegeben wird, wenn wenigstens zwei Zeiten dieser Zeiten vorab eingestellt wurden, können das Zeitverhältnis a:b:c der Beschleunigungszeit t₁, der Konstantgeschwindigkeitszeit t₂ und der Verzögerungszeit t₃ einfach berechnet werden, da die andere dieser Zeiten aus der Gesamtbewegungszeit t₀ des verschiebbaren Elements 16 bestimmt werden kann. Dementsprechend kann auch in diesem Fall die Bewegungszeit t₀ des verschiebbaren Elements 16 einfach dividiert werden.
Außerdem können während der Antriebssteuerung des Stellglieds 12 die Beschleunigung a₁, die Konstantgeschwindigkeit v₀ (die Beschleunigung a₂ in der Periode konstanter Geschwindigkeit ist null, weil die Geschwindigkeit in dieser Periode konstant ist) und die Verzögerung a₃, die essentielle Parameter darstellen, wenn das verschiebbare Element 16 verschoben wird, auf der Basis der nachfolgenden Rechenausdrücke, die als Ausdruck 1 unten gezeigt sind, bestimmt werden. S1 = 1 / 2· a / a + b + c·t₀·ν₀ (4)
Wie in Ausdruck 1 gezeigt ist, kann die Verschiebungsstrecke S₁ des verschiebbaren Elements 16 während der Beschleunigungsperiode durch die obige Gleichung (4) berechnet werden. Die Bewegungsstrecke S₂ des verschiebbaren Elementes 16 während der Periode konstanter Geschwindigkeit kann durch die obige Gleichung (5) berechnet werden, und die Bewegungsstrecke S₃ des verschiebbaren Elementes 16 während der Verzögerungsperiode kann durch die obige Gleichung (6) berechnet werden.
Außerdem wird die gesamte Bewegungsstrecke (Verschiebungsweg) S, wenn das verschiebbare Element 16 zu der festgelegten Position verschoben wird, durch S₁ + S₂ + S₃ angegeben. Wie in der obigen Gleichung (7) gezeigt, kann somit die Bewegungsstrecke S durch Addition der Gleichungen (4), (5) und (6) ausgedrückt werden. Außerdem kann durch Konvertierung der Form der Gleichung (7) in die obige Gleichung (8) eine Gleichung erhalten werden, die es ermöglicht, die konstante Geschwindigkeit v₀ zu bestimmen. Somit kann durch Substituieren der aus dem Bewegungsstreckenbereich 30 ausgelesenen Bewegungsstreckendaten auch die konstante Geschwindigkeit v₀ berechnet werden.
Außerdem kann die Beschleunigung a₁ während der Beschleunigungsperiode durch die obige Gleichung (9) ausgedrückt werden. Indem darin die in Gleichung (8) bestimmte konstante Geschwindigkeit v₀ eingesetzt wird, kann dementsprechend die Beschleunigung a₁ berechnet werden.
In ähnlicher Weise kann die Verzögerung a₃ während der Verzögerungsperiode durch die obige Gleichung (11) ausgedrückt werden. Indem die konstante Geschwindigkeit v₀ in die obige Gleichung (12) eingesetzt, die aus der Gleichung (11) erhalten wird, kann die Verzögerung a₃ berechnet werden.
In der oben beschriebenen Weise ist der Zielwertrechner 40 während des ersten Betriebsmodus, in welchem das verschiebbare Element 16 zu der festgelegten Position in einem Zug verschoben (bewegt) wird, in der Lage, die Werte der Beschleunigung a₁, der Beschleunigungszeit t₁, der konstanten Geschwindigkeit v₀, der Konstantgeschwindigkeitszeit t₂, der Verzögerung a₃ und der Verzögerungszeit t₃ in einfacher Weise zu berechnen.
Hierdurch kann in dem Zielwertrechner 40 auf der Basis aller obiger berechneter Werte eine Kurve (siehe den oberen Teil des Diagramms in 2) aus einer Beziehung zwischen der Bewegungszeit und dem Verschiebungsweg des verschiebbaren Elementes 16 oder eine Kurve (siehe den unteren Teil des Diagramms in 2), die aus einer Beziehung zwischen der Bewegungszeit und der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 besteht, gebildet werden. Somit kann ein Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements 16, dessen Antrieb gesteuert werden soll, an einem beliebigen Zeitpunkt des ersten Betriebsmodus erhalten werden.
Außerdem kann in dem ersten Betriebsmodus durch Berechnen des Zielwertes derart, dass die Beschleunigungszeit t₁ kürzer ist als die Verzögerungszeit t₃, das verschiebbare Element 16 schnell beschleunigt werden bis es die konstante Geschwindigkeit v₀ erreicht, wenn der Antrieb des Stellglieds 12 gestartet wird. Das verschiebbare Element 16 kann außerdem sanft abgebremst werden, wenn es die Nähe der festgelegten Position erreicht. Hierdurch kann das verschiebbare Element 16 präziser zu der festgelegten Position bewegt werden.
Wenn der in 3 gezeigte zweite Betriebsmodus ausgewählt wird, kann der Zielwertrechner 40 außerdem die Beschleunigungszeit t₁, die Konstantgeschwindigkeitszeit t₂ und die Verzögerungszeit t₃ mit den obigen Gleichungen (1), (2) und (3) in der gleichen Weise wie bei dem ersten Betriebsmodus auf der Basis des Zeitverhältnisses a:b:c der Beschleunigungszeit t₁, der Konstantgeschwindigkeitszeit t₂ und der Verzögerungszeit t₃ berechnen, die für den Betriebsmodus eingestellt wurden.
Außerdem kann während der Antriebssteuerung des Stellglieds 12 die Beschleunigung a₁, die konstante Geschwindigkeit v₀ und die Verzögerung a₃, die die wesentlichen Parameter darstellen, wenn das verschiebbare Element 16 verschoben wird, durch die folgenden Rechenausdrücke gemäß dem nachfolgend gezeigten Ausdruck 2 bestimmt werden:
Wie in Ausdruck 2 gezeigt ist, kann die Bewegungsstrecke S₁ des verschiebbaren Elementes 16 während der Beschleunigungsperiode aus der Gleichung (4) in Ausdruck 1 berechnet werden, und die Bewegungsstrecke S₂ des verschiebbaren Elementes 16 während der Periode konstanter Geschwindigkeit kann durch die Gleichung (5) in Ausdruck 1 berechnet werden. Andererseits kann die Bewegungsstrecke S₃ des verschiebbaren Elementes 16 während der Verzögerungsperiode durch die obige Gleichung (13) berechnet werden. Die Geschwindigkeit v₁ in der Gleichung (13) ist eine Verschiebungsgeschwindigkeit (konstante Geschwindigkeit), wenn das verschiebbare Element 16 weiter bewegt wird, nachdem es zu der festgelegten Position bewegt wurde, so dass v₁ durch den Nutzer frei eingestellt werden kann.
Dementsprechend wird die gesamte Bewegungsstrecke (Verschiebungsweg) S, wenn das verschiebbare Element 16 nach Abschluss der Verzögerungsperiode zu der vorbestimmten Position verschoben wird, durch die obige Gleichung 14 bestimmt. Da durch Umwandeln der Gleichung (14) in die Form der obigen Gleichung (15) eine Gleichung zum Bestimmen der konstanten Geschwindigkeit v₀ erhalten wird, indem darin die aus dem Bewegungsstreckenbereich 30 ausgelesenen Bewegungsdaten eingesetzt werden, kann auch die konstante Geschwindigkeit v₀ berechnet werden.
Außerdem kann die Beschleunigung a₁ während der Beschleunigungsperiode des zweiten Betriebsmodus durch die obige Gleichung (16) berechnet werden, indem die in Gleichung (15) berechnete konstante Geschwindigkeit v₀ in die Gleichung (9) des Ausdrucks 1 eingesetzt wird.
In ähnlicher Weise kann die Verzögerung a₃ während der Verzögerungsperiode durch die obige Gleichung (17) ausgedrückt werden. Somit kann durch Einsetzen der konstanten Geschwindigkeit v₀ in die obige Gleichung (18), die durch Umwandlung der Gleichung (17) erhalten wird, auch die Verzögerung a₃ berechnet werden.
Auch während des zweiten Betriebsmodus, bei welchem das verschiebbare Element 16 mit einer konstanten Geschwindigkeit weiter verschoben wird, nachdem es zu der festgelegten Position verschoben wurde, kann der Zielwertrechner 40 in der oben beschriebenen Weise Werte der Beschleunigung a₁, der Beschleunigungszeit t₁, der konstanten Geschwindigkeit v₀, der Konstantgeschwindigkeitszeit t₂, der Verzögerung a₃ und der Verzögerungszeit t₃ in einfacher Weise berechnen.
In dem Zielwertrechner 40 kann auf der Basis der obigen berechneten Werte eine Kurve (vgl. den oberen Teil des Diagramms in 3), die durch die Beziehung zwischen der Bewegungszeit und dem Verschiebungsweg des verschiebbaren Elementes 16 gebildet wird, oder eine Kurve (vgl. den unteren Teil des Diagramms in 3), die durch eine Beziehung zwischen der Bewegungszeit und der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 gebildet wird, gebildet werden. Somit können detaillierte Verschiebungsoperationen des verschiebbaren Elementes 16 bestimmt werden, und ein Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16, dessen Antrieb gesteuert werden soll, kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt des zweiten Betriebsmodus erhalten werden.
Es versteht sich, dass der Zielwertrechner 40 durch Verwendung anderer Methoden (Rechenprozesse) auch einen Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16, dessen Antrieb gesteuert werden soll, zu jedem beliebigen Zeitpunkt bestimmen kann.
Die 4A und 4B sind Kurven, die die Beziehung zwischen der Zeit und der Geschwindigkeit zeigen, welche für andere Verfahren zum Berechnen des Zielwertes eines Verschiebungsweges oder einer Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 stehen. Durch Änderung der Informationen über die Verschiebungsgeschwindigkeit kann abgesehen von den oben beschriebenen Verfahren zur Berechnung des Zielwertes die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 ein Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 zu einem beliebigen Zeitpunkt auch mit den folgenden Verfahren erhalten werden.
Bspw. sind in dem Fall, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit die Beschleunigung a₁ und die Verzögerung a₃ ist, die Steigungen der Beschleunigung und der Verzögerung in der Kurve gemäß 4A konstant. Außerdem entspricht die Bewegungsstrecke S des verschiebbaren Elementes 16 der Gesamtfläche unterhalb des durch die Bewegungszeit t₀ und die Verschiebungsgeschwindigkeit gebildeten Trapezoids (vgl. den in 4A schraffierten Bereich). Da die Form des durch die Bewegungszeit t₀ und die Verschiebungsgeschwindigkeit gebildeten Trapezes durch Einstellen der Bewegungsstrecke S, der Bewegungszeit t₀, der Beschleunigung a₁ und der Verzögerung a₃ des verschiebbaren Elementes 16 spezifiziert werden kann, können im Einzelnen die anderen Parameter (d. h. die Beschleunigungszeit t₁, die konstante Geschwindigkeit v₀, die Konstantgeschwindigkeitszeit t₂ und die Verzögerungszeit t₃) berechnet werden.
Außerdem kann in dem Fall, dass die Bewegungsstrecke S des verschiebbaren Elementes 16 groß ist, dann, wie durch die strichpunktierte Linie in 4A gezeigt, durch Verlängerung der Beschleunigungszeit t₁ und der Verzögerungszeit t₃ und dadurch Änderung des Wertes der konstanten Geschwindigkeit v₀ (in diesem Fall wird die Konstantgeschwindigkeitszeit t₂ kürzer) der zur Verschiebung des verschiebbaren Elementes 16 erforderliche Zielwert berechnet werden, ohne die voreingestellte Beschleunigung a₁ und Verzögerung a₃ zu ändern. Auf diese Weise kann der Zielwertrechner 40 die Bewegungszeit t₀ des verschiebbaren Elementes 16 automatisch dividieren, auch wenn die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit lediglich in der Beschleunigung a₁ und der Verzögerung a₃ des verschiebbaren Elementes 16 besteht.
Andererseits wird in dem Fall, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit die konstante Geschwindigkeit v₀ des verschiebbaren Elementes 16 ist, die Höhe des durch die Bewegungszeit t₀ und die Verschiebungsgeschwindigkeit in der Kurve gemäß 4B gebildeten Trapezes konstant. Dementsprechend kann durch Einstellen der Bewegungsstrecke S, der Bewegungszeit t₀ und der konstanten Geschwindigkeit v₀ die Konstantgeschwindigkeitszeit t₂ spezifiziert werden. Außerdem können aus der Konstantgeschwindigkeitszeit t₂ und der Bewegungszeit t₀ die prozentualen Anteile der Beschleunigungszeit t₁ und der Verzögerungszeit t₃ beim Verschieben des verschiebbaren Elementes bestimmt werden. Entsprechend diesen Anteilen können die Beschleunigung a₁ und die Verzögerung a₃ berechnet werden.
Außerdem kann in dem Fall, dass die Bewegungsstrecke S des verschiebbaren Elementes 16 groß ist, dann, wie durch die strichpunktierte Linie in 4B gezeigt ist, durch Verlängerung der Länge der Konstantgeschwindigkeitszeit t₂ und Änderung der Werte der Beschleunigung a₁, der Beschleunigungszeit t₁, der Verzögerung a₃ und der Verzögerungszeit t₃ der zur Verschiebung des verschiebbaren Elementes 16 erforderliche Zielwert berechnet werden, ohne die voreingestellte konstante Geschwindigkeit v₀ zu ändern. In diesem Fall kann der Zielwertrechner 40 die Bewegungszeit t₀ des verschiebbaren Elementes 16 automatisch dividieren, auch wenn die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit lediglich in der konstanten Geschwindigkeit v₀ besteht.
Außerdem kann anders als in der Situation, in welcher die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 konstante Werte für die Beschleunigung a₁ und die Verzögerung a₃ behält (d. h. der Situation der 2 bis 4, bei welchen sich die Geschwindigkeiten während der Beschleunigungsperiode und der Verzögerungsperiode linear ändern), eine Konfiguration vorgesehen sein, bei welcher sich die Beschleunigung a₁ oder die Verzögerung a₃ allmählich ändern. Bspw. kann eine Konfiguration vorgesehen sein, bei welcher die Beschleunigung a₁ und/oder die Verzögerung a₃ durch eine voreingestellte quadratische Funktion zweiter Ordnung parabelförmig vergrößert oder verkleinert werden.
Als nächstes wird mit Bezug auf das Fließdiagramm gemäß 5 der Prozessablauf bei einem Fall erläutert, bei welchem das verschiebbare Element 16 durch die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 verschoben wird.
In dem Fall, dass das verschiebbare Element 16 verschoben werden soll, stellt zuerst der Operationsmoduseinsteller 47e der arithmetischen Operationseinheit 24 einen Betriebsmodus aus den mehreren Betriebsmodi ein, in welchem die Zielwerte des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 zu einem beliebigen Zeitpunkt modelliert sind (Schritt S1: Betriebsmoduseinstellschritt). Im Einzelnen wird ein Betriebsmodus, wie er in den 2, 3 usw. gezeigt ist, durch den Nutzer ausgewählt und der ausgewählte Betriebsmodus wird in dem Betriebsmodusbereich 38 gespeichert (eingestellt). Hierdurch kann nach Bedarf die arithmetische Operationseinheit 24 den gewählten Betriebsmodus auslesen.
Als nächstes wird in der arithmetischen Betriebseinheit 24 durch den Bewegungsstreckeneinsteller 47a die Bewegungsstrecke des verschiebbaren Elementes 16 von dem Bewegungsstartpunkt zu der festgelegten Position eingestellt (Schritt S11: Bewegungsstreckeneinstellschritt). Indem der Nutzer die vorbestimmte Position eingibt, wird die Bewegungsstrecke des verschiebbaren Elementes 16 automatisch als Bewegungsstreckendatum berechnet. Außerdem werden die berechneten Bewegungsstreckendaten durch den Bewegungsstreckeneinsteller 47a eingestellt, indem sie in dem Bewegungsstreckenbereich 30 gespeichert werden, so dass die arithmetische Operationseinheit 24 die Bewegungsstreckendaten nach Bedarf auslesen kann. Selbstverständlich können die Bewegungsstreckendaten auch direkt durch den Nutzer eingegeben und in dem Bewegungsstreckenbereich 30 gespeichert werden.
Als nächstes wird in der arithmetischen Betriebseinheit 24 die Bewegungszeit des verschiebbaren Elementes 16 von dem Bewegungsstartpunkt zu der festgelegten Position durch den Bewegungszeiteinsteller 47b eingestellt (Schritt S12: Bewegungszeiteinstellschritt). Die Bewegungszeitdaten werden durch den Nutzer eingestellt, indem sie in dem Bewegungszeitbereich 32 gespeichert werden, so dass die arithmetische Operationseinheit 24 die Bewegungszeitdaten nach Bedarf auslesen kann.
Außerdem stellt die arithmetische Operationseinheit 24 beim Verschieben des verschiebbaren Elements 16 ausgehend von dem in Schritt S10 ausgewählten Betriebsmodus das Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit ein (Schritt S13).
Im Anschluss an Schritt S13 beurteilt die arithmetische Operationseinheit 24, ob ein Antriebsstartsignal B_S zur Durchführung der Antriebssteuerung des Stellglieds 12 von dem Computer 14 empfangen wurde oder nicht (Schritt S14).
Wenn das Antriebsstartsignal B_S von dem Computer 14 empfangen wird, berechnet der Zielwertrechner 40 unter Verwendung der oben beschriebenen Prozesse außerdem die Beschleunigung, die Beschleunigungszeit, die konstante Geschwindigkeit, die Konstantgeschwindigkeitszeit, die Verzögerung und die Verzögerungszeit aus der eingestellten Information (d. h. das Zeitverhältnis entsprechend dem vorliegenden Prozessdiagramm) über die Verschiebungsgeschwindigkeit, wenn das verschiebbare Element 16 verschoben wird, die Bewegungsstreckendaten und die Bewegungszeitdaten (Schritt S15: Zielwertberechnungsschritt (1)). Auf diese Weise wird durch Berechnen der Verschiebungsgeschwindigkeit usw. des verschiebbaren Elementes 16 zu dem Zeitpunkt, in dem das Antriebsstartsignal B_S empfangen wird, die Position, an welcher das Antriebsstartsignal B_S empfangen wird, als die Bewegungsstartposition eingestellt.
Hieraus kann die Bewegungsstrecke zu der festgelegten Position berechnet werden.
Außerdem berechnet der Zielwertrechner 40 einen Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 an einem beliebigen Zeitpunkt aus jedem der Werte der berechneten Beschleunigung, der Beschleunigungszeit, der konstanten Geschwindigkeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit, der Verzögerung und der Verzögerungszeit (Schritt S16: Zielwertberechnungsschritt (2)). Als Folge hiervon wird eine Kurve (bspw. der obere Teil des Diagramms in 2), die durch eine Beziehung zwischen der Bewegungszeit und dem Verschiebungsweg des verschiebbaren Elementes 16 gebildet wird, oder eine Kurve (bspw. der untere Teil des Diagramms in 2), der durch eine Beziehung zwischen der Bewegungszeit und der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 gebildet wird, erhalten.
Anschließend generiert der Zielwertrechner 40 der arithmetischen Operationseinheit 24 Verschiebungssteuerungsbefehlssignale X_S über die Zeit entsprechend dem Zielwert des verschiebbaren Elementes 16, der in Schritt S16 erhalten wurde, und gibt die Verschiebungssteuerungsbefehlssignale X_S an die Antriebssteuerung 26 aus (Schritt S17).
Bei der Antriebssteuerung 26 wird das Verschiebungssteuerungsbefehlssignal X_S durch die Rechnereinheit 48 korrigiert. Außerdem wird ein Antriebssignal D_S entsprechend dem Zielwert generiert und durch den PID-Regler 50 ausgegeben (Schritt S18: Antriebssteuerungsschritt). Durch Eingabe des Antriebssignals D_S in den Leistungsverstärker 52 wird das Antriebssignal D_S verstärkt und als Antriebsleistung P an das Stellglied 12 ausgegeben.
Anschließend beurteilt die arithmetische Operationseinheit 24 durch Bestimmung der verstrichenen Zeit, ob das verschiebbare Element 16 die vorbestimmte Position erreicht hat oder nicht (Schritt S19). Hat das verschiebbare Element 16 die vorbestimmte Position nicht erreicht, so wird zu Schritt S17 zurückgegangen und die Verschiebungssteuerbefehlssignals X_S werden erneut über die Zeit ausgegeben.
Andererseits kann in dem Fall, dass man zu dem Ergebnis kommt, dass das verschiebbare Element 16 die vorbestimmte Position erreicht hat, durch Anhalten des Verschiebungssteuerungsbefehlssignals X_S die Zufuhr von Antriebsleistung angehalten werden (Schritt S20). Hierdurch kann das verschiebbare Element 16 an der vorbestimmten Position angehalten werden. Zusammen mit dem Anhalten des verschiebbaren Elementes 16 wird außerdem ein Operation abgeschlossen Signal F_S an den Computer 14 gesandt, woraufhin die Tatsache, dass das verschiebbare Element 16 angehalten wurde, an dem Monitor oder dergleichen des Computers 14 angezeigt wird. Entsprechend der Durchführung der obigen Schritte kann die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 das verschiebbare Element 16 sehr genau zu der vorbestimmten Position verschieben.
Wenn das verschiebbare Element 16 durch die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 verschoben wird, wird außerdem in dem Fall, dass die Verstärkungssteuerung des Antriebssignals D_S durchgeführt wird, der in 6 gezeigte Prozessablauf durchgeführt.
In Schritt S30 (Spezifikationsdateneinstellschritt) werden Spezifikationsdaten eines Stellglieds 12, das gesteuert werden soll, aus einer Datenbank eingestellt, in welcher Spezifikationsdaten von Stellgliedern 12 (d. h. ein Widerstandswert, eine Schubkonstante, das Gewicht des verschiebbaren Elementes 16, der Hub des verschiebbaren Elementes 16 usw.), die aus mehreren Typen oder Modellen bestehen, gespeichert sind. Im Einzelnen speichert der Spezifikationsdateneinsteller 47c die Spezifikationsdaten des Stellglieds 12 in dem Spezifikationsdatenbereich 34, wenn ein Stellglied 12, das tatsächlich verwendet werden soll, durch den Nutzer ausgewählt wird. Als Folge hiervon kann die arithmetische Operationseinheit 24 die Spezifikationsdaten nach Bedarf auslesen.
Als nächstes generiert der erste Einsteller 44 auf der Basis der Spezifikationsdaten, die in Schritt S30 eingestellt wurden, ein erstes Einstellsignal zum Einstellen des Antriebssignals (Schritt S31: Spezifikationsdatenverstärkungseinstellschritt).
Außerdem speichert der Werkstückinformationseinsteller 47d der arithmetischen Operationseinheit 24 in Schritt S32 (Werkstückinformationseinstellschritt) in dem Werkstückinformationsbereich 36 Werte des Gewichts, der Haltung, Last usw. des Werkstücks als Information über das Werkstück, an dem vorbestimmte Handlungen vorgenommen werden sollen, zusammen mit der Verschiebung des verschiebbaren Elementes 16. Dementsprechend kann die arithmetische Operationseinheit 24 die Werte des Gewichts, der Haltung, der Last usw. nach Bedarf auslesen.
Als nächstes generiert der zweite Einsteller 45 auf der Basis der in Schritt S32 eingestellten Werkstückinformation ein zweites Einstellsignal zum Einstellen des Antriebssignals (Schritt S33: Werkstückinformationsverstärkungseinstellschritt).
Außerdem liest der Bewegungsstreckeneinsteller 47a der arithmetischen Operationseinheit 24 in Schritt S34 (Bewegungsinformationsverstärkungseinstellschritt) die eingestellte Bewegungsstrecke, oder der Bewegungszeiteinsteller 47b der arithmetischen Operationseinheit 24 liest die eingestellte Bewegungszeit. Auf der Basis der Bewegungsstrecke und der Bewegungszeit, die eingestellt wurden, wird ein drittes Einstellsignal in dem dritten Einsteller 46 generiert, um das Antriebssignal einzustellen.
Anschließend werden in der arithmetischen Operationseinheit 24 die ersten bis dritten Einstellsignale integriert und ein Verstärkungseinstellsignal G_S wird generiert, um zu dem Verstärkungseinsteller 42 ausgegeben zu werden. Das Verstärkungseinstellsignal G_S wird zu der Antriebssteuerung 26 gesandt (Schritt S35).
Die Antriebssteuerung 26 kann nach Empfang des Verstärkungseinstellsignals G_S das in Schritt S18 generierte Antriebssignal D_S in geeigneter Weise einstellen (anpassen). Die Antriebsleistung P, die aus dem eingestellten Antriebssignal D_S abgeleitet wird, wird von der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 ausgegeben, wodurch das verschiebbare Element 16 mit hoher Präzision verschoben werden kann.
In der oben beschriebenen Weise können mit Hilfe der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Einstellen der Verschiebungsstrecke und der Verschiebungszeit des verschiebbaren Elementes 16 des Stellgliedes 12 detaillierte Operationen des verschiebbaren Elementes 16 bestimmt werden, und das verschiebbare Element 16 kann mit hoher Präzision verschoben werden. Somit kann das Werkstück bspw. in dem Fall, dass ein Werkstück durch das verschiebbare Element 16 zu einer bestimmten Position transportiert oder gepresst werden soll, innerhalb einer gewünschten Zeit zu der festgelegten Position verschoben werden. Da der Nutzer keine detaillierten Antriebsbedingungen berechnen muss, wie die Geschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16, die Zeit, über welche die Geschwindelt beibehalten wird, und dergleichen, kann außerdem die Arbeitslast des Nutzers signifikant gesenkt werden.
Da die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 den Computer 14 mit dem Ziel der Dateneingabe der Betriebszustände des verschiebbaren Elementes 16 verwendet, kann außerdem im Vergleich zu einem Fall, bei welchem Zielwerte des verschiebbaren Elementes 16 innerhalb des Computers 14 berechnet werden und das verschiebbare Element 16 hierdurch gesteuert wird, die Datenübertragungsrate verringert werden. Außerdem ist es möglich, ein preiswertes Verbindungskabel für serielle Übertragung oder dergleichen, das für eine geringe Übertragungsrate geeignet ist, zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Es versteht sich, dass verschiedene zusätzliche oder modifizierte Gestaltungen verwendet werden können, ohne den Rahmen und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bspw. ist bei der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem Zielwertrechner 40 eine Gestaltung vorgesehen, bei der ein Verschiebungssteuerbefehlssignal X_S als ein Signal zum Steuern der Verschiebung des verschiebbaren Elements 16 generiert wird. Der Zielwertrechner 40 kann aber auch so konfiguriert sein, dass er ein Geschwindigkeitssteuerbefehlssignal generiert, um die Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes 16 zu steuern, wodurch das verschiebbare Element 16 in Abhängigkeit von diesem Geschwindigkeitssteuerbefehlssignal verschoben wird.
Mittels des Prozessablaufs der Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 gemäß 6 können außerdem Berechnungen durchgeführt werden, nachdem die Bewegungsstrecke und die Bewegungszeit des verschiebbaren Elements 16 und das Antriebsstartsignal B_S empfangen wurden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Merkmal beschränkt. Bspw. können Berechnungen auch durchgeführt werden, wenn eine bestimmte Position und Bewegungszeit bei der Verschiebung des verschiebbaren Elements 16 eingegeben werden.
Außerdem ist die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 nicht allein auf eine Gestaltung beschränkt, bei welcher die Stellgliedantriebssteuervorrichtung 10 separat von dem Computer 14 oder der PLC 15 aufgebaut ist. Vielmehr kann das Stellglied 12 auch integral als eine einzige Steuervorrichtung zum Durchführen der Antriebssteuerung ausgebildet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 09-308282 A [0002, 0003]
JP 08-272422 A [0002, 0004, 0006]
JP 09-308282 [0005]

Claims

Eine Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) zum Verschieben eines verschiebbaren Elementes (16) eines Stellglieds (12) zu einer bestimmten Position, mit: einem Bewegungsstreckeneinstellmittel (47a) zum Einstellen einer Bewegungsstrecke des verschiebbaren Elementes (16) von einem Bewegungsstartpunkt zu der bestimmten Position; einem Bewegungszeiteinstellmittel (47b) zum Einstellen einer Bewegungszeit, um das verschiebbare Element (16) von dem Bewegungsstartpunkt zu der bestimmten Position zu bewegen; einem Zielwertberechnungsmittel (40) zum automatischen Dividieren der Bewegungszeit zu einer Beschleunigungszeit, einer Konstantgeschwindigkeitszeit und einer Verzögerungszeit auf der Basis von voreingestellten Informationen über eine Verschiebungsgeschwindigkeit, wenn das verschiebbare Element (16) verschoben wird und zum Berechnen eines Zielwertes eines Verschiebungsweges oder einer Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) an einem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis der dividierten Bewegungszeit und der Bewegungsstrecke; und einem Antriebssteuermittel (26) zum Verschieben des verschiebbaren Elements (16) zu der bestimmten Position durch gesteuertes Antreiben des Stellgliedes (12) auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16).
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit ein Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit des verschiebbaren Elements (16) ist und dass das Zielwertberechnungsmittel (40) die Bewegungszeit auf der Basis des Zeitverhältnisses automatisch dividiert.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit die Beschleunigungszeit, die Konstantgeschwindigkeitszeit und die Verzögerungszeit des verschiebbaren Elements (16) ist, und dass das Zielwertberechnungsmittel (40) ein Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit unter Verwendung von wenigstens zwei Zeiten, die aus der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit ausgewählt werden, bestimmt und die Bewegungszeit auf der Basis des Zeitverhältnisses automatisch dividiert.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit die Beschleunigung und Verzögerung des verschiebbaren Elementes (16) umfasst und dass die Zielwertberechnungsmittel (40) die Bewegungszeit automatisch durch die Beschleunigung und die Verzögerung dividieren.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit eine konstante Geschwindigkeit des verschiebbaren Elementes (16) umfasst und dass die Zielwertberechnungsmittel (40) die Bewegungszeit automatisch durch die konstante Geschwindigkeit dividieren.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielwertberechnungsmittel (40) die Beschleunigung, die Beschleunigungszeit, die konstante Geschwindigkeit, die Konstantgeschwindigkeitszeit, die Verzögerung und die Verzögerungszeit des verschiebbaren Elementes (16) jeweils aus der Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit, die Bewegungsstrecke und die Bewegungszeit berechnet und auf der Basis dieses Berechnungsergebnisses den Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) zu einem beliebigen Zeitpunkt berechnet.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuermittel (26) den Antrieb des Stellgliedes (12) derart steuern, dass die Verschiebungsgeschwindigkeit sich während einer Verschiebung des verschiebbaren Elements (16) nacheinander durch eine Beschleunigungsphase, eine Konstantgeschwindigkeitsphase und eine Verzögerungsphase ändert.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielwertberechnungsmittel (40) den Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes (16) an dem beliebigen Zeitpunkt derart berechnen, dass die Beschleunigungszeit kürzer ist als die Verzögerungszeit.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuermittel (26) dazu ausgestaltet sind, den Antrieb des Stellglieds (12) durch Generieren eines Antriebssignals auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes (16) zu steuern, und dass die Vorrichtung außerdem umfasst: ein Spezifikationsdateneinstellmittel (47c) zum Einstellen von Spezifikationsdaten des gesteuerten Stellgliedes (12), auf der Basis einer Datenbank, in welcher wenigstens ein Wert, der aus der Gruppe eines Widerstandswerts, einer Schubkraftkonstante, eines Gewichts des Verschiebungselements (16) und eines Hubes des Verschiebungselements (16) ausgewählt ist, vorab gespeichert ist, als Spezifikationsdaten von Stellgliedern (12), die aus mehreren Typen oder Modellen bestehen, und ein Spezifikationsdatenverstärkungseinstellmittel (44) welches ein Verstärkungseinstellsignal zum Einstellen des in dem Antriebssteuermittel (26) generierten Antriebssignals auf der Basis der eingestellten Spezifikationsdaten überträgt.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuermittel (26) dazu ausgestaltet sind, das Stellglied (12) durch Generieren eines Antriebssignals auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) anzutreiben, wobei die Vorrichtung außerdem umfasst: ein Werkstückinformationseinstellmittel (47d) zum Einstellen eines Wertes des Gewichts, der Haltung und/oder der Last als Werkstückinformation zum Durchführen einer festgelegten Operation zusammen mit der Verschiebung des verschiebbaren Elementes (16), und ein Werkstückinformationsverstärkungseinstellmittel (45), welches ein Verstärkungseinstellsignal zum Einstellen des in den Antriebssteuermitteln (26) generierten Antriebssignals auf der Basis der eingestellten Werkstückinformation überträgt.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuermittel (26) dazu ausgestaltet sind, den Antrieb des Stellglieds (12) durch Generieren eines Antriebssignals auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) zu steuern, wobei die Vorrichtung außerdem umfasst: ein Bewegungsinformationsverstärkungseinstellmittel (46), welches ein Verstärkungseinstellsignal zum Einstellen des in den Antriebssteuermitteln (26) generierten Antriebssignals auf der Basis einer Bewegungsstrecke, die durch die Bewegungsstreckeneinstellmittel (47a) eingestellt wurden, oder der Bewegungszeit, die durch die Bewegungszeiteinstellmittel (47b) eingestellt wurden, überträgt.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Operationsmoduseinstellmittel (47e) zum Einstellen irgendeines einer Mehrzahl von Betriebsmodi, sofern eine Mehrzahl von Betriebsmodi, deren Beschleunigungszeit, Konstantgeschwindigkeitszeit und Verzögerungszeit sich unterscheiden, vorab gespeichert sind, wobei die Zielwertberechnungsmittel (40) den Zielwert des Verschiebungsweges oder Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elementes (16) zu dem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis des ausgewählten Operationsmodus berechnet.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) an der vorbestimmten Position durch den Betriebsmodus eingestellt ist.
Die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine externe Vorrichtung (15), welche eine Mehrzahl von Betriebsmodi einstellen kann, an die Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) angeschlossen ist, dass die Betriebsmoduseinstellmittel (47e) den Betriebsmodus einstellen, der zu einem festgelegten Zeitpunkt von der externen Vorrichtung (15) gesandt wurde, und dass der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) auf der Basis des Betriebsmodus berechnet wird.
Ein Stellgliedantriebssteuerverfahren zum Verschieben eines verschiebbaren Elementes (16) eines Stellgliedes (12) zu einer festgelegten Position mit: einem Bewegungsstreckeneinstellschritt zum Einstellen einer Bewegungsstrecke des verschiebbaren Elements (16) von einem Bewegungsstartpunkt zu der vorbestimmten Position, einem Bewegungszeiteinstellschritt zum Einstellen einer Bewegungszeit, in welcher das verschiebbare Element (16) von dem Bewegungsstartpunkt zu der vorbestimmten Position bewegt wird, einem Zielwertberechnungsschritt zum automatischen Dividieren der Bewegungszeit in eine Beschleunigungszeit, eine Konstantgeschwindigkeitszeit und eine Verzögerungszeit auf der Basis der eingestellten Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit, wenn das verschiebbare Element (16) verschoben wird, und zum Berechnen eines Zielwertes eines Verschiebungsweges oder einer Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) zu einem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis der dividierten Bewegungszeit und der Bewegungsstrecke, und einem Antriebssteuerschritt zum Verschieben des verschiebbaren Elements (16) zu der vorbestimmten Position durch gesteuertes Antreiben des Stellglieds (12) auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16).
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit ein Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit des verschiebbaren Elements (16) ist, und dass in dem Zielwertberechnungsschritt die Bewegungszeit automatisch auf der Basis des Zeitverhältnisses dividiert wird.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit ein Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit des verschiebbaren Elements (16) ist, und dass in dem Zielwertberechnungsschritt das Zeitverhältnis der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit unter Verwendung von wenigstens zwei Zeiten, ausgewählt aus der Beschleunigungszeit, der Konstantgeschwindigkeitszeit und der Verzögerungszeit, bestimmt wird, und dass die Bewegungszeit automatisch auf der Basis des Zeitverhältnisses dividiert wird.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit die Beschleunigung und die Verzögerung des verschiebbaren Elements (16) umfasst und dass der Zielwertberechnungsschritt die Bewegungszeit automatisch durch die Beschleunigung und die Verzögerung dividiert.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit eine konstante Geschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) aufweist und dass der Zielwertberechnungschritt die Bewegungszeit automatisch durch die konstante Geschwindigkeit dividiert.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zielwertberechnungsschritt die Beschleunigung, die Beschleunigungszeit, die konstante Geschwindigkeit, die Konstantgeschwindigkeitszeit, die Verzögerung und die Verzögerungszeit des verschiebbaren Elements (16) jeweils aus der Information über die Verschiebungsgeschwindigkeit, die Bewegungsstrecke und die Bewegungszeit berechnet wird, und dass auf der Basis dieses Berechnungsergebnisses der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) an dem beliebigen Zeitpunkt berechnet wird.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antriebssteuerschritt der Antrieb des Stellglieds (12) derart gesteuert wird, dass sich die Verschiebungsgeschwindigkeit während einer Verschiebung des verschiebbaren Elements (16) nacheinander durch eine Beschleunigungsphase, eine Konstantgeschwindigkeitsphase und eine Verzögerungsphase ändert.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zielwertberechnungsschritt der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) an dem beliebigen Zeitpunkt derart berechnet wird, dass die Beschleunigungszeit kürzer ist als die Verzögerungszeit.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antriebssteuerungsschritt ein Antriebssignal zum Steuern des Antriebs des Stellglieds (12) auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) generiert wird, wobei das Verfahren außerdem umfasst: einen Spezifikationsdateneinstellschritt zum Einstellen von Spezifikationsdaten des Stellglieds (12), das gesteuert wird, auf der Basis einer Datenbank, in welcher wenigstens ein Wert, ausgewählt aus einem Widerstandswert, einem Schubkraftwert, einem Gewicht des verschiebbaren Elements (16) und einem Hub des verschiebbaren Elements (16), vorab gespeichert ist, als Spezifikationsdaten von Stellgliedern (12), die aus einer Mehrzahl von Typen oder Modellen bestehen, und einem Spezifikationsdatenverstärkungseinstellschritt, in dem ein Verstärkungseinstellsignal zum Einstellen des Antriebssignals, das in dem Antriebssteuerungsschritt generiert wurde, auf der Basis der eingestellten Spezifikationsdaten übertragen wird.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antriebssteuerschritt ein Antriebssignal zum Steuern des Antriebs des Stellgliedes (12) auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) generiert wird, wobei das Verfahren außerdem umfasst: einen Werkstückinformationseinstellschritt zum Einstellen eines Wertes des Gewichts, der Haltung und/oder der Last als eine Werkstückinformation für die Durchführung einer festgelegten Operation zusammen mit der Verschiebung des verschiebbaren Elements (16), und einen Werkstückinformationsverstärkungseinstellschritt zum Übertragen eines Verstärkungseinstellsignals zum Einstellen des Antriebssignals, das in dem Antriebssteuerungsschritt generiert wurde, auf der Basis der eingestellten Werkstückinformation.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antriebssteuerungsschritt ein Antriebssignal zum Steuern des Antriebs des Stellglieds (12) auf der Basis des Zielwertes des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) generiert wird, wobei das Verfahren außerdem umfasst: einen Bewegungsinformationsverstärkungseinstellschritt zum Übertragen eines Verstärkungseinstellsignals zum Einstellen des Antriebssignals, das in dem Antriebssteuerungsschritt generiert wurde, auf der Basis der Bewegungsstrecke, die in dem Bewegungsstreckeneinstellschritt eingestellt wurde, oder der Bewegungszeit, die in dem Bewegungszeiteinstellschritt eingestellt wurde.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch einen Betriebsmoduseinstellschritt zum Einstellen eines einer Mehrzahl von Betriebsmodi deren Beschleunigungszeit, Konstantgeschwindigkeitszeit und Verzögerungszeit sich voneinander unterscheiden, wobei in dem Zielwertberechnungsschritt der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) an dem beliebigen Zeitpunkt auf der Basis des eingestellten Betriebsmodus berechnet wird.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeit des verschiebbaren Elements (16) an der vorbestimmten Position in dem Betriebsmodus eingestellt wird.
Das Stellgliedantriebssteuerverfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine externe Vorrichtung (15), die in der Lage ist, eine Mehrzahl der Betriebsmodi einzustellen, an eine Stellgliedantriebssteuervorrichtung (10) angeschlossen ist, welche den Antrieb des Stellglieds (12) steuert, dass in dem Betriebsmoduseinstellschritt der Betriebsmodus, der zu einem festgelegten Zeitpunkt von der externen Vorrichtung (15) gesandt wurde, eingestellt wird, und dass in dem Zielwertberechnungsschritt der Zielwert des Verschiebungsweges oder der Verschiebungsgeschwindigkeit des Verschiebungselements (16) auf der Basis des eingestellten Betriebsmodus berechnet wird.