(57)【要約】コンピュータ（２０）は自らに設定された機能指令を用いて制御ベクトル（１６）のシーケンスを算出し、これらの制御ベクトルの各々が複数のベクトル要素（１７）を有している。各々のベクトル要素（１７）は、機械（１）の最大１つの軸駆動ユニット（２〜４）のために指定されている。各々の制御ベクトル（１６）は、機械（１）の各々の軸駆動ユニット（２〜４）について、少なくとも１つのベクトル要素（１７）を有している。各々の軸駆動ユニット（２〜４）について、少なくとも１つの位置決め要素（ｓ*）が存在している。コンピュータ（２０）は算出された制御ベクトル（１６）のシーケンスを、制御ファイル（１１）として記憶する。機械（１）の制御装置（６）へ伝送された後、この制御装置は制御ファイル（１１）を呼び出し、そこに記憶されている制御ベクトル（１６）のシーケンスを実行する。制御装置は、直接連続する制御ベクトル（１６）を、所定の時間サイクル（δｔ）の分だけ時間的にずらして実行する。制御装置は各時点について機械（１）の各々の軸駆動ユニット（２〜４）の制御状態を、当該軸駆動ユニット（２〜４）のために指定されたベクトル要素（１７）を用いて規定し、それに応じて軸駆動ユニット（２〜４）を制御する。
2007537521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの軸駆動ユニット（２〜４）を備える機械（１）を制御するための制御装置（６）の制御ファイル（１１）の作成方法において、
前記機械（１）によって具体化されるべき加工作業が機能指令としてコンピュータ（２０）に設定され、
前記コンピュータ（２０）は機能指令を用いて作成プログラム（２２）を処理しながら制御ベクトル（１６）のシーケンスを算出し、
各々の制御ベクトル（１６）は複数のベクトル要素（１７）を有しており、
各々のベクトル要素（１７）は前記機械（１）の最大１つの軸駆動ユニット（２〜４）のために指定されており、
各々の制御ベクトル（１６）は前記機械（１）の各軸駆動ユニット（２〜４）について少なくとも１つのベクトル要素（１７）を有しており、
前記軸駆動ユニット（２〜４）のために指定されたベクトル要素（１７）は少なくとも１つの位置決め目標値（ｓ*）を含んでおり、
直接連続する制御ベクトル（１６）は前記制御装置（６）により所定の最小サイクル時間（δｔ’）の分だけ時間的にずらされて実行され、
前記コンピュータ（２０）は算出された制御ベクトル（１６）のシーケンスを制御ファイル（１１，１１’）として記憶しておき、
各時点について前記機械（１）の各軸駆動ユニット（２〜４）の制御状態を前記制御装置（６）により当該軸駆動ユニット（２〜４）のために指定されたベクトル要素（１７）を用いて規定可能である作成方法。
【請求項２】
前記コンピュータ（２０）は制御ベクトル（１６）のシーケンスをその実行とは切り離して算出することを特徴とする、請求項１に記載の作成方法。
【請求項３】
機能指令は目下の機械状態の記述の形態および変更指令の形態で前記コンピュータ（２０）に設定され、前記制御ファイル（１１’）は（請求項１とは異なり）少なくとも１つの制御ベクトル（１６）しか有していないことを特徴とする、請求項２に記載の作成方法。
【請求項４】
機能指令は指令ステップ（２５）を含むアプリケーションプログラム（２４）の形態で、例えばＣＡＭファイル（２６）の形態で前記コンピュータ（２０）に設定されることを特徴とする、請求項１または２に記載の作成方法。
【請求項５】
前記コンピュータ（２０）は制御ベクトル（１６）のシーケンスをパラメータ化可能な前記機械（１）のモデル（２７）を用いて算出し、前記コンピュータ（２０）には機械パラメータ（ＭＰ）が設定され、これを用いて前記コンピュータ（２０）が前記モデル（２７）をパラメータ化することを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項６】
前記コンピュータ（２０）に選択コマンドが設定され、前記コンピュータ（２０）は前記選択コマンドに依存して、複数の作成プログラム（２２）のうちどれを実行するかを決定することを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項７】
前記コンピュータ（２０）に対する設定はコンピュータ・コンピュータ接続（１４）を介して、例えばインターネットやＬＡＮを介して行われることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項８】
前記コンピュータ（２０）は制御ベクトル（１６）のシーケンスを用いて加工作業の予想される結果（２８）、例えば加工された工作物を記述するデータセットを算出し、結果ファイル（２８）として保存しておくことを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項９】
前記コンピュータ（２０）に加工作業の目標結果（２８’）が供給され、例えばＣＡＤファイル（２８’）が供給され、前記コンピュータ（２０）は予想される結果（２８）と前記目標結果（２８’）との比較によって自動的に、または利用者のサポートのもとで制御ベクトル（１６）のシーケンスを最適化することを特徴とする、請求項８に記載の作成方法。
【請求項１０】
保存された前記ファイル（１１，１１’，２８）は前記コンピュータ（２０）によりコンピュータ・コンピュータ接続（１４）を介して、例えばインターネットやＬＡＮを介して出力されることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項１１】
前記位置決め目標値（ｓ*）は位置目標値（ｓ*）であり、または位置目標値（ｓ*）の下位レベルにある目標値（Ｉ*，Ｕ*）であり、例えば電流目標値や電圧目標値（Ｉ*，Ｕ*）であることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項１２】
前記軸駆動ユニット（２〜４）のために指定されたベクトル要素（１７）は少なくとも１つの補足値（ｅ）も含んでおり、例えば前記位置決め目標値（ｓ*）の時間微分を含んでいることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項１３】
制御ベクトル（１６）は前記機械（１）の軸駆動ユニットではない少なくとも１つの別の駆動ユニット（５）について、当該別の駆動ユニット（５）の少なくとも１つのオン／オフ状態を規定するベクトル要素（１７）を有していることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項１４】
前記別の駆動ユニット（５）のために指定されたベクトル要素（１７）は連続的に調整可能な量（ｎ）の目標値（ｎ*）、例えば回転数目標値（ｎ*）を含んでいることを特徴とする、請求項１３に記載の作成方法。
【請求項１５】
前記機械（１）は少なくとも２つの軸駆動ユニット（２〜４）を有しており、前記コンピュータ（２０）は（場合により制御ベクトル依存的な）非常停止遅延（Ｎ）も算出して前記制御ファイル（１１）に保存することを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項１６】
前記コンピュータ（２０）は制御ベクトル（１６）とともに前記機械（１）のセンサ素子（１９’）の目標状態ベクトル（Ｖ）も算出して制御ベクトル（１６）に割り当て、前記コンピュータ（２０）は前記目標状態ベクトル（Ｖ）を制御ベクトル（１６）とともに前記制御ファイル（１１，１１’）に保存することを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の作成方法。
【請求項１７】
前記請求項のいずれか一項に記載の作成方法を実施するために、データ媒体に記憶された作成プログラム（２２）を備えているデータ媒体。
【請求項１８】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の作成方法を実施するためのコンピュータにおいて、大容量記憶装置（２１）を有しており、前記大容量記憶装置には作成プログラム（２２）が保存されており、それにより、前記作成プログラム（２２）が呼び出されると前記コンピュータにより請求項１から１６のいずれか一項に記載の作成方法が実施されるようになっているコンピュータ。
【請求項１９】
前記コンピュータは前記機械（１）を制御する制御装置（６）としては構成されていないことを特徴とする、請求項１８に記載のコンピュータ。
【請求項２０】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の作成方法に基づいて作成された、データ媒体に記憶された制御ファイル（１１）を備えているデータ媒体。
【請求項２１】
少なくとも１つの軸駆動ユニット（２〜４）を備える機械（１）の制御装置（６）の作動方法において、
前記制御装置（６）は動作プログラム（１０）を処理しながら制御ファイル（１１）を呼び出し、前記制御ファイル（１１）に記憶されている制御ベクトル（１６）のシーケンスを実行し、
各々の制御ベクトル（１６）は複数のベクトル要素（１７）を有しており、
各々のベクトル要素（１７）は前記機械（１）の最大１つの軸駆動ユニット（２〜４）のために指定されており、
各々の制御ベクトル（１６）は前記機械（１）の各軸駆動ユニット（２〜４）について少なくとも１つのベクトル要素（１７）を有しており、
前記軸駆動ユニット（２〜４）のために指定されたベクトル要素（１７）は少なくとも１つの位置決め目標値（ｓ*）を含んでおり、
前記制御装置（６）は各時点について前記機械（１）の各軸駆動ユニット（２〜４）の制御状態を当該軸駆動ユニット（２〜４）のために指定されたベクトル要素（１７）を用いて規定し、それに応じて当該軸駆動ユニット（２〜４）を制御し、
前記制御装置（６）は直接連続する制御ベクトル（１６）を所定のサイクル時間（δｔ）の分だけ時間的にずらして実行する作動方法。
【請求項２２】
前記制御ファイル（１１）はコンピュータ・コンピュータ接続（１４）を介して、例えばインターネットやＬＡＮを介して、またはデータ媒体（１３）を介して前記制御装置（６）に供給されることを特徴とする、請求項２１に記載の作動方法。
【請求項２３】
前記位置決め目標値（ｓ*）は位置目標値（ｓ*）であり、または位置目標値（ｓ*）の下位レベルにある目標値（Ｉ*，Ｕ*）であり、例えば電流目標値や電圧目標値（Ｉ*，Ｕ*）であることを特徴とする、請求項２１または２２に記載の作動方法。
【請求項２４】
前記軸駆動ユニット（２〜４）のために指定されたベクトル要素（１７）は少なくとも１つの補足値（ｅ）も含んでおり、例えば前記位置決め目標値（ｓ*）の時間微分を含んでいることを特徴とする、請求項２３に記載の作動方法。
【請求項２５】
制御ベクトル（１６）は前記機械（１）の軸駆動ユニットではない少なくとも１つの別の駆動ユニット（５）について、当該別の駆動ユニット（５）の少なくとも１つのオン／オフ状態を規定するベクトル要素（１７）を有していることを特徴とする、請求項２１から２４のいずれか一項に記載の作動方法。
【請求項２６】
前記別の駆動ユニット（５）のために指定されたベクトル要素（１７）は連続的に調整可能な量（ｎ）の目標値（ｎ*）、例えば回転数目標値（ｎ*）を含んでいることを特徴とする、請求項２５に記載の作動方法。
【請求項２７】
前記作動方法は前記制御装置（６）の基本モードのときにのみ実行され、前記制御装置（６）は付加モードのときには前記制御ファイル（１１）に記憶されている制御ベクトル（１６）のシーケンスを実行せず、その代わりに目下の機械状態の記述と変更指令とを前記コンピュータ（２０）に送り、それから前記制御装置（６）は別の制御ファイル（１１’）が前記コンピュータ（２０）から送られてくるまで待機し、前記制御装置（６）は最終的に前記別の制御ファイル（１１’）に含まれている制御ベクトル（１６）のシーケンスを１回実行することを特徴とする、請求項２１から２６のいずれか一項に記載の作動方法。
【請求項２８】
前記制御装置（６）はコンピュータ・コンピュータ接続（１４）を介して、例えばインターネットやＬＡＮを介して前記コンピュータ（２０）と通信することを特徴とする、請求項２７に記載の作動方法。
【請求項２９】
前記制御装置（６）のサイクル時間（δｔ）は利用者（１５）によってインタラクティブに設定されることを特徴とする、請求項２１から２８のいずれか一項に記載の作動方法。
【請求項３０】
利用者（１５）は前記サイクル時間（δｔ）を無限にセットすることができることを特徴とする、請求項２９に記載の作動方法。
【請求項３１】
前記制御装置（６）はセンサ素子（１９’）を介して前記機械（１）の実際状態（ｉ）を検出し、検出された前記機械（１）の実際状態がそれぞれの制御ベクトル（１６）に付属する目標状態ベクトル（Ｖ）と対応している場合にのみ、それぞれの制御ベクトル（１６）を実行することを特徴とする、請求項２１から３０のいずれか一項に記載の作動方法。
【請求項３２】
前記目標状態ベクトル（Ｖ）は前記制御ファイル（１１）の構成要素であることを特徴とする、請求項３１に記載の作動方法。
【請求項３３】
前記機械（１）は少なくとも２つの軸駆動ユニット（２〜４）を有しており、前記制御装置（６）には例えば前記制御ファイル（１１）または利用者（１５）によって非常停止遅延（Ｎ）が設定され、前記制御装置（６）は非常停止要求が出された場合に、制御ベクトル（１６）のシーケンスによって定義される前記軸駆動ユニット（２〜４）の整合性が維持されるように前記軸駆動ユニット（２〜４）を制御することを特徴とする、請求項２１から３２のいずれか一項に記載の作動方法。
【請求項３４】
前記制御装置（６）は各時点について前記軸駆動ユニット（２〜４）の制御状態を、それぞれの前記軸駆動ユニット（２〜４）のために指定されたベクトル要素（１７）を用いて、加算または乗算により修正値（δ２からδ４）を考慮しながら規定することを特徴とする、請求項２１から３３のいずれか一項に記載の作動方法。
【請求項３５】
請求項２１から3４のいずれか一項に記載の作動方法を実施するためにデータ媒体に記憶された動作プログラム（１０）を備えているデータ媒体。
【請求項３６】
少なくとも１つの軸駆動ユニット（２〜４）を備える機械（１）を制御するための制御装置において、大容量記憶装置（９）を有しており、前記大容量記憶装置には動作プログラム（１０）が保存されており、それにより、前記動作プログラム（１０）が呼び出されると前記制御装置により請求項２１から３４のいずれか一項に記載の作動方法が実施されるようになっている制御装置。
【請求項３７】
前記制御装置は請求項２１から３４のいずれか一項に記載の作動方法だけに基づいて作動可能であることを特徴とする、請求項３６に記載の制御装置。
【請求項３８】
少なくとも１つの軸駆動ユニット（２〜４）を備える機械、特に工作機械において、請求項３６または３７に記載の制御装置（６）を有していることを特徴とする機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの軸駆動ユニットを備える機械を制御するための制御装置の制御ファイルの作成方法に関する。さらに本発明は、データ媒体に記憶された作成プログラムを含んでいるデータ媒体、およびこのような作成方法を実施するためのコンピュータに関する。
【０００２】
さらに本発明は、少なくとも１つの軸駆動ユニットを備える機械の制御装置の作動方法に関する。また本発明は、データ媒体に記憶された動作プログラムを含んでいるデータ媒体、およびこのような作動方法を実施するための制御装置に関する。
【０００３】
最後に本発明は、少なくとも１つの軸駆動ユニットを備える機械、およびデータ媒体に記憶された制御ファイルを備えるデータ媒体に関する。
【背景技術】
【０００４】
少なくとも１つの軸駆動ユニットを備える機械は一般に知られている。このような種類の機械の例としては工作機械、生産機械、製造機械などがある。従来技術では、このような機械は数値制御により制御される。数値制御装置は、例えばＤＩＮ６６０２５に定める部分プログラムのような機能指令ステップで構成されるアプリケーションプログラムを処理する。例えばアプリケーションプログラムは、どのような機械進行手順が行われるべきか、例えばどのような移動運動が行われるべきかを規定する。
【０００５】
数値制御装置は、操作部とリアルタイム部とを有するシステムソフトウェアを有している。操作部は非周期的に処理され、すなわちリアルタイムで処理されるのではない。リアルタイム部はデータ前処理部と、軌道計画部と、速度管理部と、場合によりこれらに加えて座標変換部および／または補間部とを含んでいる。リアルタイム部は、アプリケーションプログラムの指令ステップを、機械依存的な制御コマンドへ変換させる。このときリアルタイム部は、そのような変換がリアルタイムで行われるように働く。
【０００６】
つまり、出願人の知見によれば従来技術で例外なく採用されているこのような手法では、数値制御装置そのものにコンピュータが設けられており、機械によって具体化されるべき加工作業は、機能指令として、このコンピュータに対して設定される。このようなコンピュータは機能指令を用いて制御ベクトルのシーケンスを算出する。このとき制御ベクトルの算出と実行は、相互に結びついている。
【０００７】
各々の制御ベクトルは複数のベクトル要素を有している。各々のベクトル要素は、機械の最大１つの軸駆動ユニットのために指定されている。機械の各々の軸駆動ユニットについて、少なくとも１つのベクトル要素が存在している。軸駆動ユニットのために指定されているベクトル要素は、少なくとも１つの位置決め目標値を含んでいる。直接連続する制御ベクトルは、制御装置により、所定のサイクル時間の分だけ時間的にずらされて実行される。このとき各時点について、機械の各軸駆動ユニットの制御状態を、当該軸駆動ユニットのために指定されているベクトル要素を用いて制御装置により規定可能である。
【０００８】
そして軸駆動ユニットは、制御装置が規定した制御状態に応じて、制御装置により制御される。このように制御ベクトルは、従来技術では数値制御装置により常にオンラインで、かつその実行と時間的に密接に結びつけられて算出されてから、軸駆動ユニットへ出力される。制御ファイルの形態での記憶は行われない。
【０００９】
このような手法には多くの欠点がある。例えば制御ベクトルを算出するコンピュータが故障する可能性がある。その結果、機械の停止時間と修理コストが発生する。
【００１０】
さらに、コンピュータは制御ベクトルをリアルタイムで算出しなくてはならない。機械の軸駆動ユニットを制御するために制御ベクトルが、そのまま援用されるからである。そのために、コンピュータの計算能力が高くなければならず、このことは相応のコストを結果として伴う。あるいはサイクル時間を短く選択することができなくなり、それにより、場合によっては工作機械の加工精度が制約されてしまう。
【００１１】
また、数値制御装置の制御ソフトウェアの更新や、機能指令の最適化も現場でしか行うことができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、上に述べたような欠点を解消する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は、作成方法については、
機械によって具体化されるべき加工作業が機能指令としてコンピュータに設定され、
コンピュータは機能指令を用いて作成プログラムを処理しながら制御ベクトルのシーケンスを算出し、
各々の制御ベクトルは複数のベクトル要素を有しており、
各々のベクトル要素は機械の最大１つの軸駆動ユニットのために指定されており、
各々の制御ベクトルは機械の各軸駆動ユニットについて少なくとも１つのベクトル要素を有しており、
軸駆動ユニットのために指定されたベクトル要素は少なくとも１つの位置決め目標値を含んでおり、
直接連続する制御ベクトルは制御装置により所定のサイクル時間分だけ時間的にずらされて実行され、
コンピュータは算出された制御ベクトルのシーケンスを制御ファイルとして記憶しておき、
各時点について機械の各軸駆動ユニットの制御状態を制御装置により当該軸駆動ユニットのために指定されたベクトル要素を用いて規定可能である、
ことによって解決される。
【００１４】
上記に呼応して、前述の課題は制御装置の作動方法については、
制御装置は動作プログラムを処理しながら制御ファイルを呼び出し、制御ファイルに記憶されている制御ベクトルのシーケンスを実行し、
各々の制御ベクトルは複数のベクトル要素を有しており、
各々のベクトル要素は機械の最大１つの軸駆動ユニットのために指定されており、
各々の制御ベクトルは機械の各軸駆動ユニットについて少なくとも１つのベクトル要素を有しており、
軸駆動ユニットのために指定されたベクトル要素は少なくとも１つの位置決め目標値を含んでおり、
制御装置は各時点について機械の各軸駆動ユニットの制御状態を当該軸駆動ユニットのために指定されたベクトル要素を用いて規定し、それに応じて当該軸駆動ユニットを制御し、
制御装置は直接連続する制御ベクトルを所定のサイクル時間分だけ時間的にずらして実行する、
ことによって解決される。
【００１５】
このとき制御ファイルは、別案としてコンピュータ・コンピュータ接続を介して、例えばインターネットやＬＡＮ（＝ローカルエリアネットワーク）を介して、あるいは制御ファイルが記憶されているデータ媒体を介して、制御装置に供給することができる。
【００１６】
さらに前述の課題は、上に述べた種類の作成方法を実施するための作成プログラム、ないし上に述べた種類の作動方法を実施するための動作プログラム、あるいは上に述べた種類の制御ファイルが記憶されたデータ媒体によって解決される。
【００１７】
装置工学の面においては、前述の課題は、コンピュータにより作成プログラムが呼び出されると上記のような種類の作成方法が実行されるように作成プログラムが記憶されている、大容量記憶装置を有するコンピュータによって解決される。また、前述の課題は装置工学の面からは、制御装置により作成プログラムが呼び出されると上に述べた種類の作動方法が実行されるように動作プログラムが記憶されている、大容量記憶装置を有する、少なくとも１つの軸駆動ユニットを備える機械を制御するための制御装置によって解決される。
【００１８】
さらに、最後に前述の課題は、上に述べた種類の制御装置を有する、少なくとも１つの軸駆動ユニットを備える機械によって解決される。
【００１９】
コンピュータによる制御ベクトルのシーケンスの算出は、本発明によるやり方では、制御ユニットによる制御ベクトルの実行からは切り離されている。したがって、特にコンピュータは、機械を制御する制御装置としては構成されていないことも考えられる。
【００２０】
個別ケースにおいては、機能指令は目下の機械状態の記述の形態で、および変更指令の形態で、コンピュータに設定することができる。この場合、特に、例えばいわゆるセットアップのときや障害除去のときに必要となる寸動運転を具体化可能である。このとき制御ファイルは、例外的に、ただ１つの制御ベクトルだけを有することができる。しかしながら機能指令は指令ステップを含むアプリケーションプログラムの形態で、例えばＣＡＭファイルの形態で、コンピュータに設定されるのが通常である。
【００２１】
コンピュータが機械のパラメータ化可能なモデルを用いて制御コマンドのシーケンスを算出し、コンピュータに対して機械パラメータが設定され、この機械パラメータを用いてコンピュータがモデルをパラメータ化すれば、作成方法を特別に多面的に活用することができる。
【００２２】
選択コマンドがコンピュータに設定され、コンピュータが選択コマンドに依存して、複数の作成プログラムのうちどれを処理するかを決定すれば、本発明による作成方法をいっそう多面的に活用することができる。
【００２３】
コンピュータ・コンピュータ接続を介して、例えばインターネットやＬＡＮを介して、コンピュータへの設定を行うことが可能である。このやり方は、特に上に述べた寸動運転との関連で好ましい。
【００２４】
コンピュータが制御ベクトルのシーケンスを用いて加工作業の予想される結果を算出し、例えば加工された工作材料を記述するデータセットを算出し、結果ファイルとして記憶しておくと、特に、算出された制御ベクトルが希望どおりの工作材料の加工を惹起するかどうかをコンピュータ側でチェックすることができる。
【００２５】
コンピュータに加工作業の目標結果が供給され、例えばＣＡＤファイルが供給され、コンピュータが予想される結果と目標結果との比較によって制御ベクトルのシーケンスを最適化すると、特に、実際の加工工程の品質とダイナミクスを最適化することができる。このときコンピュータは制御ベクトルのシーケンスの最適化を、自動的に行うか、または利用者のサポートのもとで行うことができる。
【００２６】
記憶されたファイルがコンピュータからコンピュータ・コンピュータ接続を介して、例えばインターネットやＬＡＮを介して出力されると、例えば機械の制御装置など他の場所へのファイルの転送が、格別に簡単なやり方で可能である。特に上に述べた寸動運転との関連でも、このようなやり方が同じく好ましい。
【００２７】
位置決め目標値は位置目標値であってよい。あるいは位置決め目標値は、位置目標値の下位レベルにある目標値、例えば回転数目標値、電流目標値、電圧目標値などであってもよい。
【００２８】
軸駆動ユニットのために指定されたベクトル要素が少なくとも１つの補足値、例えば位置決め目標値の時間微分を含んでいると、制御装置はいっそう正確に作動する。
【００２９】
さらに機械は、軸駆動ユニットではない少なくとも１つの別の駆動ユニットを有しているのが通常である。この別の駆動ユニットについて、制御ベクトルは、この別の駆動ユニットの少なくとも１つのオン／オフ状態を決めるベクトル要素を有しているのが好ましい。このとき、この別の駆動ユニットのために指定されたベクトル要素は、連続的に調整可能な量の目標値、例えば回転数目標値を含んでいるのが好ましい。
【００３０】
機械が少なくとも２つの軸駆動ユニットを有しているとき、コンピュータは、（場合により制御ベクトル依存的な）非常停止遅延をも算出し、これを制御ファイルに保存しておくのが好ましい。というのも、そうすれば非常停止要求が出された場合でも、それぞれの軸駆動ユニットの制動と停止が正常動作のときと同じ整合性に従うように、軸駆動ユニットを制御することが可能だからである。
【００３１】
コンピュータが制御ベクトルとともに機械のセンサ素子に対する目標状態ベクトルも算出して制御ベクトルに割り当て、ならびに、目標状態ベクトルが制御ベクトルとともに制御ファイルに記憶されれば、プログラム記憶可能な制御の機能性をも制御ファイルに組み込むことが簡単なやり方で可能である。この場合、制御装置はセンサ素子を介して機械の実際状態を検出し、検出された機械の実際状態が付属の目標状態ベクトルと対応している場合にのみ、それぞれの制御ベクトルを実行する。
【００３２】
制御ファイルに記憶されている制御ベクトルのシーケンスの実行は、基本モードのときにのみ行われるのが好ましい。制御装置の寸動運転を簡単なやり方で可能にするために、制御装置は付加モードのときにはこの制御ベクトルを実行せず、その代わりに目下の機械状態の記述と変更指令をコンピュータに送ってから、さらに別の制御ファイルがコンピュータから送られてくるまで待機し、最終的に、この別の制御ファイルに含まれている制御ベクトルのシーケンスを１回実行することが意図される。この別の制御ファイルは、個別ケースにおいては、ただ１つの制御ベクトルを有しているだけでよい。しかしながら、別の制御ファイルは複数の制御ベクトルを含んでいるのが通常である。このようなやり方により、制御装置が上に述べた種類の制御ファイルだけしか実行できない場合でさえ、すなわち機能指令を制御ベクトルのシーケンスに変換することができない場合でさえ、寸動運転が可能である。
【００３３】
サイクル時間は、正常運転のときには事前設定されている。しかしながら、制御装置のサイクル時間を利用者により設定することが可能である（いわゆるオーバーライド）。このとき、利用者はサイクル時間を無限にセットすることさえ可能であってよく、これは機械の停止に相当している。
【００３４】
通常の場合、制御装置は制御ベクトルをいかなる修正もせずに実行する。しかし個別ケースでは、例えば工具の磨耗や軽微な誤差調節などを考慮するために、制御装置が各時点について軸駆動ユニットの制御状態を、各軸駆動ユニットのために指定されたベクトル要素を用いて、加算または乗算により修正値を考慮しながら規定すると有意義な場合がある。
【００３５】
上記以外の利点や具体的事項は、図面と関連する実施例についての以下の説明から明らかである。各図面は原理図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１では、機械１は複数の駆動ユニット２〜５と、制御装置６とを有している。駆動ユニット２〜５のうちの少なくとも１つは軸駆動ユニットであり、少なくとも１つは軸駆動ユニットではない。図１の実施例では、一例として駆動ユニット２〜４が軸駆動ユニットであり、駆動ユニット５は軸駆動ユニットではない。
【００３７】
機械１は任意の機械であってよい。しかし以下においては（純粋に一例として）工作機械１を前提とする。あるいは機械１はこれ以外の機械であってもよく、例えば工作機械ではない生産機械や、それ以外の製造装置であってよい。
【００３８】
駆動ユニット２〜５はそれぞれ１つまたは複数の駆動装置を有している。そこで以下においては便宜上、各々の駆動ユニット２〜５がただ１つの駆動装置しか有していないものと仮定する。したがって、駆動ユニット２〜５は以下においては簡略に駆動装置２〜５と呼ぶ。
【００３９】
図１の制御装置6も単一のユニットとして図示されている。しかしながら制御装置は、分散型の制御装置として具体化されていてもよい。その場合には各々の駆動装置２〜５に、特に駆動装置内部の制御ユニットで具体化されていてよい独自の部分制御装置が割り当てられることになる。
【００４０】
軸駆動装置２〜４により、工具７、例えばドリル７’が保持されたドリルチャック７を、互いに垂直な３つの方向へ移動させることができる。これらの方向は以下においてはｘ、ｙおよびｚと呼び、例えば直角な右手系のデカルト座標を形成している。駆動装置５によって、ドリルチャック７をその対称軸８を中心として回転させることができる。つまり、図１の（一例としての）工作機械１は穿孔機械１である。
【００４１】
図１では、制御装置６は特に大容量記憶装置９を有しており、例えばハードディスク９を有している。大容量記憶装置９には動作プログラム１０と制御ファイル１１が保存されている。このとき動作プログラム１０と制御ファイル１１は、図１に破線で図示しているように、動作プログラム１０ないし制御ファイル１１が機械で読み取れる形式で（のみ）記憶されたデータ媒体１２，１３を介して、あらかじめ制御装置６に供給されていてよい。このような種類のデータ媒体１２，１３の一例はＣＤ−ＲＯＭ１２，１３である。あるいは別案として、これ以外の方法で、例えばコンピュータ・コンピュータ接続１４を介して、動作プログラム１０および／または制御ファイル１１を制御装置６へ供給することも可能である。コンピュータ・コンピュータ接続１４は、例えばＬＡＮやインターネットであってよい。
【００４２】
動作プログラム１０は、制御装置６の起動時に自動的に呼び出されて始動するのが好ましい。あるいは別案として、利用者１５による手動での呼び出しも可能である。動作プログラム１０が呼び出されると、制御装置６は動作プログラムを処理しながら、以下において図２との関連で詳しく説明する作動方法を実行する。
【００４３】
図２によれば、制御装置６はまずステップＳ１で制御ファイル１１を呼び出す。大容量記憶装置９に複数の制御ファイル１１が保存されているときは、当然ながら、あらかじめ利用者１５によって選択を行うことができる。
【００４４】
制御ファイル１１は、図３に示すように、制御ベクトル１６のシーケンスで構成されている。このとき各々の制御ベクトル１６は、複数のベクトル要素１７を有している。各々のベクトル要素１７は、工作機械１の最大１つの駆動装置２〜５のために指定されている。逆に各々の制御ベクトル１６は、工作機械１の各々の駆動装置２〜５について、少なくとも１つのベクトル要素１７を有している。このとき図３では、（あくまでも本発明のより良い理解のために）各ベクトル要素１７の先頭部に、それぞれのベクトル要素１７がどの駆動装置２〜５のために指定されているのかが括弧に入れて表記されている。
【００４５】
例えば駆動装置２のためには、図３では、各制御ベクトル１６の最初の２つのベクトル要素１７が指定されている。これらのベクトル要素１７のうちの最初のベクトル要素は、この駆動装置２に対する位置決め目標値ｓ*を表している。このとき位置決め目標値ｓ*は、この駆動装置２に対する位置目標値ｓ*であるのが好ましい。あるいは別案として、位置目標値ｓ*の下位レベルにある目標値Ｉ*，Ｕ*を設定することもでき、例えば図３に括弧に入れて表記しているように、電流目標値Ｉ*や電圧目標値Ｕ*を設定することもできる。回転数目標値の設定も可能である。
【００４６】
このような位置決め目標値ｓ*に加えて、図３ではこの駆動装置２について、位置決め目標値ｓ*の補足値ｅを含む別のベクトル要素１７がさらにある。補足値ｅは、例えば位置決め目標値ｓ*の時間微分であってよい。位置目標値ｓ*を設定するときには、例えば速度目標値、加速度目標値、ジャーク目標値などを設定することができる。
【００４７】
制御装置６は、軸駆動装置２のために指定されている上に述べたベクトル要素１７に基づき、これらのベクトル要素１７を用いて各時点について軸駆動装置２の制御状態を規定することができる。このとき、現在実行されるべき制御ベクトル１６の相応のベクトル要素１７だけが援用されるのが好ましい。あるいは場合によっては、その直前に実行された制御ベクトル１６のベクトル要素１７、および／またはその直後に実行される制御ベクトル１６の相応のベクトル要素１７も援用することができる。
【００４８】
同様のやり方で、その他の軸駆動装置３，４についても相応のベクトル要素１７がある。この場合にも制御装置６は各時点について、各駆動装置３，４のために指定されたベクトル要素１７を用いてその制御状態を規定することができる。
【００４９】
駆動装置５は、すでに述べたように軸駆動装置ではない。したがって、この駆動装置５のために指定されたベクトル要素１７は、位置決め目標値に相当するのではなく、駆動装置５の少なくとも１つのオン／オフ状態を規定する。例えばこれに該当するベクトル要素１７は、この駆動装置５の連続的に調整可能な量の目標値ｎ、例えば回転数目標値ｎ*を含んでいる。しかし、この駆動装置５に関しても制御装置６は各時点について、この駆動装置５のために指定されたベクトル要素１７を用いてその制御状態を規定することができる。
【００５０】
通常、制御装置６は駆動装置２〜５の制御状態を、それぞれの駆動装置２〜５に割り当てられたベクトル要素１７だけを用いて規定する。しかしながら、制御装置６が追加的に修正値δ２からδ５を加算または乗算により考慮することも可能である。それにより、特に軽微な調節誤差および／または場合により生じる工具の磨耗を局所的に補償することができ、制御ベクトル１６のシーケンスを新たに算出する必要がない。
【００５１】
さらに制御ベクトル１６は、場合により、駆動装置２〜５とは異なるコンポーネントのために指定された、さらに別のベクトル要素１７を含むことができる。このことは、本発明の枠内においては副次的な意義しかないが、場合によっては考慮に含めることができる。これについては後でまた詳しく説明する。
【００５２】
図２から明らかにわかるとおり、制御装置６はステップＳ２からＳ５で構成されるループを実行する。ステップＳ２で制御装置６は、制御ベクトル１６のシーケンスの第１の制御ベクトル１６を呼び出してこれを実行する。つまり制御装置は、各々の駆動装置２〜５について、その制御ベクトル１６のそれぞれの駆動装置２〜５のために指定されたベクトル要素１７を用いてその制御状態を規定し、それに応じて各々の駆動装置２〜５を制御する。ステップＳ３で制御装置６は、制御ベクトル１６のシーケンスを完全に処理したかどうかチェックする。制御装置が制御ベクトル１６のシーケンスをまだ完全に処理していないとき、制御装置はステップＳ４で、制御ベクトル１６のシーケンスの次の制御ベクトル１６を実行する。制御装置はステップＳ４から再びステップＳ３へ戻る。
【００５３】
制御ベクトル１６の構造に基づき、各制御ベクトル１６を実行するためにはサイクル時間δｔが必要である。このときサイクル時間δｔは、利用者１５の側から修正の入力が行われない限り、事前設定された最小値δｔ’に等しい。すなわち通常動作であるこのケースでは、制御装置６は、直接連続する制御ベクトル１６を事前設定された最小値δｔ’の分だけ時間的にずらして実行する（図３参照）。
【００５４】
それに対して、利用者１５がいわゆるオーバーライド信号をインタラクティブに入力すると、このことは、一時的にサイクル時間δｔの増大につながる。つまり、制御ベクトル１６のシーケンスが低速で実行される。このとき完全なオーバーライドにすれば、制御ベクトル１６の実行は続行されない。つまり利用者１５は、その結果、サイクル時間δｔを無限にセットすることさえできる。
【００５５】
制御装置６がステップＳ３で、制御ベクトル１６のシーケンスが完全に実行されたことを確認すると、制御装置はステップＳ５で、制御ファイル１１の処理を終了させるべきかどうか検討する。終了させるべきであれば、作動方法は完結する。終了させるべきでなければ、制御装置６はステップＳ２へ戻り、制御ファイル１１の第１の制御ベクトル１６から制御ファイル１１の処理を続行する。つまりこの場合、制御ファイル１１に記憶された制御ベクトル１６のシーケンスの周期的な実行が行われる。
【００５６】
制御ベクトル１６のシーケンスの１回の実行が行われるのか、それとも周期的な実行が行われるのかは、さまざまな影響量に依存して決めることができる。例えば工作機械１は連続動作で運転することができる。この場合には、制御ベクトル１６のシーケンスの周期的な処理が行われる。別案として、工作機械１は試運転または例えば個別生産や少量生産で運転することもできる。この場合には、制御ベクトル１６のシーケンスの１回だけの処理が行われる。補足として述べておくと、例えば利用者１５から、あるいはその他の経路で、停止信号または非常停止信号が設定されれば、制御ベクトル１６のシーケンスの処理は随時中断される。
【００５７】
このように本発明の制御装置６は（工作機械に対する従来式の制御とは異なり）、もはや機能指令を用いて制御ベクトル16を算出してから、その算出と時間的に密接な結びつきでこれを実行するのではない。むしろ制御装置は、設定された制御ベクトル１６のシーケンスを（厳密にサイクルどおりに）実行するにすぎない。したがって本発明による制御装置６は、このような種類の機能指令を処理するためのインテリジェンスを含んでいる必要がなくなる。むしろ、制御装置は上に説明した作動方法のみに基づいて作動可能であれば足りる。
【００５８】
機能指令を用いて制御ベクトル１６のシーケンスを算出するコンピュータが、制御装置６に固定的に割り当てられていることが考えられる。しかしこの場合にも、制御ベクトル１６のシーケンスはすべて事前に算出されて、制御装置６に制御ファイル１１として提供される。つまりこの場合にも、制御ベクトル１６のシーケンスの算出はその実行とは全面的に切り離されている。だだし、コンピュータは制御装置６とは異なっているほうが好ましい。
【００５９】
次に、上に一般的に説明した手法について、図４および図５と関連させながら単純な例を使って再度説明する。
【００６０】
一例として、工具７が当初は座標原点０にあり、２つのドリル穴１８，１９をあけようとしているものと仮定する。第１の穴１８は、ｘ１＝１０かつｙ１＝１０のｘｙ平面座標ｘ１，ｙ１を有している。第１のドリル穴１８の穴の深さｚ１は５であるとし、希望するドリル回転数ｎは３００回転／分であるとする。第２のドリル穴１９は、ｘｙ平面においてｘ２＝３０かつｙ２＝４０に位置しているとする。この第２のドリル穴１９の穴の深さｚ２は１０であるとし、ドリル回転数ｎは２００回転／分とする。機能指令では、この加工プロセスを例えば次のように記述することができる：
（ＯＮ／３００）
（１０／１０／０／ｖｍａｘ）
（１０／１０／５／ｖ１）
（１０／１０／０／ｖ１）
（ＯＮ／２００）
（３０／４０／０／ｖｍａｘ）
（３０／４０／１０／ｖ１）
（３０／４０／０／ｖ１）
（ＯＦＦ）
（０／０／０／ｖｍａｘ）
【００６１】
第１のコマンドによりドリルチャック７の駆動装置５のスイッチが入り、３００回転／分の目標回転数ｎ*が設定される。第２のコマンドにより、ドリルチャック７は最高速度ｖｍａｘで第１のドリル穴１８の位置へと移動する。第３のコマンドにより、希望する穴深さｚ１でドリル穴１８の穿設が行われる。このときの送りは、作業速度ｖ１で行われる。
【００６２】
第４のコマンドにより、ドリル７’が再びドリル穴１８から引き出される。第５のコマンドは、目標回転数ｎ*を２００回転／分まで下げる。第６のコマンドにより、ドリル７’は最高速度ｖｍａｘで第２のドリル穴１９の個所へと移動する。その次の２つのステップにより、ドリル穴１９の穿設とドリル７’の引き抜きとが行われ、この両者は作業速度ｖ１で行われる。最後から１つ前のコマンドで、ドリル７’の駆動装置５のスイッチがオフになる。最後のコマンドにより、ドリル７’が再び座標原点０に復帰する。この移動運動は最高の移動速度ｖｍａｘで行われる。
【００６３】
一例としてのこの単純なコマンド進行を見ただけですぐ容易にわかるように、工作機械１の各々の駆動装置２〜５に対する各指令がどれも要素を含んでいるのではない。しかし特に明らかなのは、個々の指令を実行するための時間がそれぞれ等しくなくてよいということである。例えば第２、第６、および第１０（最後）の指令は、互いに異なる区間を含む移動運動をそれぞれ定義しているが、いずれも最高の移動速度ｖｍａｘで行われるようになっている。同様に、指令３および４の実行は論理的に指令７および８の実行よりも短い時間しか必要としない。したがって、機能指令ステップを設定するときに、すべての機能指令が同じサイクル時間δｔで実行されることを保証することは、原理的に不可能である。むしろ従来技術では数値制御装置が機能指令を用いて、対応する制御ベクトル１６のシーケンスを算出している。例えば座標原点から第１のドリル穴１８へ移動させて第１のドリル穴１８を穿設させる制御ベクトル１６は、例えば次のようなものであり得ることになる：
（０／ａｍａｘ／０／ａｍａｘ／０／０／３００／Ｖ／Ｎ）
（０，２５／ａｍａｘ／０，２５／ａｍａｘ／０／０／３００／Ｖ／Ｎ）
（１／０／１／０／０／０／３００／Ｖ／Ｎ）
（２／０／２／０／０／０／３００／Ｖ／Ｎ）
（８／０／８／０／０／０／３００／Ｖ／Ｎ）
（９／−ａｍａｘ／９／−ａｍａｘ／０／０／３００／Ｖ／Ｎ）
（９，７５／−ａｍａｘ／９，７５／−ａｍａｘ／０／０／３００／Ｖ／Ｎ）
（１０／０／１０／０／０／ａ１／３００／Ｖ／Ｎ）
（１０／０／１０／０／０，１２５／ａ１／３００／Ｖ／Ｎ）
（１０／０／１０／０／０，５／０／３００／Ｖ／Ｎ）
．
．
．
（１０／０／１０／０／４，５／−ａ１／３００／Ｖ／Ｎ）
（１０／０／１０／０／４，８７５／−ａ１／３００／Ｖ／Ｎ）
（１０／０／１０／０／５／−ａ１／３００／Ｖ／Ｎ）
（１０／０／１０／０／４，８７５／−ａ１／３００／Ｖ／Ｎ）
（１０／０／１０／０／４，５／０／３００／Ｖ／Ｎ）
．
．
．
このとき、各々の制御ベクトル１６の第１、第３、および第５のベクトル要素１７は、それぞれの軸駆動装置２〜４の目下の目標座標を設定しており、第２、第４、および第６の座標は目下の加速度を設定している。第７のベクトル要素１７は駆動装置５の目標回転数ｎ*をそのつど定義しており、すなわち、駆動装置５がオンになっているかオフになっているかも暗黙のうちに定義している。
【００６４】
最後から１つ前のベクトル要素１７は、それ自体、機械１のセンサ素子１９’についての目標状態ベクトルＶである。したがって、制御装置６がセンサ素子１９’を介して機械１の実際状態ｉを検出し、そのつどの制御ベクトル１６のそのつどの目標状態ベクトルＶと比較することが可能である。本来の制御ベクトル１６、すなわち目標状態ベクトルＶを除いたこの制御ベクトル１６のベクトル素子１７は、検出された実際状態ｉが目標状態ベクトルＶと対応している場合に限り、制御装置６によって実行される。
【００６５】
このように、制御ベクトル１６に目標状態ベクトルＶが割り当てられているので、目標状態ベクトルＶも制御ファイル１１の構成要素である。
【００６６】
最後のベクトル要素１７は非常停止遅延Ｎである。このベクトル要素はすべての制御ベクトル１６について同じであってよい。あるいはこのベクトル要素は、それぞれの制御ベクトル１６について固有であってもよい。このベクトル要素は、非常停止要求が出された場合に、機械１がどれくらいの速さで停止状態へ移行するかを表している。したがって、非常停止遅延Ｎが適切に設定されていれば、制御装置６は、軸軸駆動装置に非常停止要求が設定されたときでも、制御ベクトル１６のシーケンスによって定義された軸駆動装置２〜４の整合性を維持することができる。つまり制御装置は、この場合でも軸駆動装置２〜４を適宜制御することができる。このとき非常停止要求は、別案として、利用者１５または制御ファイル１１によって、すなわち実際状態ｉが目標状態ベクトルＶと一致していないときに、制御装置６に設定することもできる。
【００６７】
直線状ではない線について、例えば図６に示すような四分円弧について機能指令が設定されるときには、本発明のやり方と従来技術のやり方との相違がいっそう明らかとなる。
【００６８】
図６では、Ｐ１はｘｙ平面における四分円の始点であり、Ｐ２が終点である。四分円弧の走行は所定の速度ｖで行われるものとする。そのための機能指令は、例えば次のようなものであり得る：
（Ｋ，Ｍ，Ｐ１，α，ｖ）
このときＫは、円弧の走行が行われるべきであることを意味している。Ｍは円Ｋの中心点を定義しており、Ｐ１は円Ｋにおける始点を定義しており、すなわちその半径を暗黙のうちに定義している。αは、どれだけの角度が走行されるべきかを表している。ｖは希望する移動速度である。
【００６９】
この機能指令を実行するために必要な時間が機能指令のパラメータに依存していること、特に、点ＭとＰ１によって定義される半径、通過されるべき角度α、および希望する移動速度ｖに依存していることは、ただちに容易にわかる。
【００７０】
そして、これに相当する制御ファイル１１の対応する制御ベクトル１６は、すべての中間位置ＺＰ１，．．．，ＺＰｎの座標とこれに対応する加速度とを定義する。このとき、サイクル時間δｔが経過するたびに、次の中間点ＺＰｉに到着する。つまり相応の制御ベクトル１６は例えば次のようになる。
（Ｐ１ｘ／ａ０ｘ／Ｐ１ｙ／ａ０ｙ）
（ＺＰ１ｘ／ａ１ｘ／ＺＰｌｙ／ａ１ｙ）
（ＺＰ２ｘ／ａ２ｘ／ＺＰ２ｙ／ａ２ｙ）
．
．
．
（ＺＰｎｘ／ａｎｘ／Ｚｐｎｙ／ａｎｙ）
（Ｐ２ｘ／０／Ｐ２ｙ／０）
【００７１】
話をわかりやすくするため、上記においては軸駆動装置２および３についてのベクトル要素１７だけを列挙している。それ以外のベクトル要素１７は省略してある。
【００７２】
制御ベクトル１６のシーケンスは、当然ながら適正に作成されていなくてはならない。そのために、図７に示すようにコンピュータ２０が設けられている。このときコンピュータ２０は、工作機械１を制御することができる制御装置として構成されるのではない。コンピュータは、例えば市販のリアルタイム能力のないＰＣであり、または、リアルタイム能力のないワークステーションであってよい。あるいはコンピュータは、すでに述べたように制御装置６に固定的に割り当てられていてもよく、特に制御装置６の構成要素であってもよいであろう。
【００７３】
コンピュータ２０も特に大容量記憶装置２１を有しており、例えばハードディスク２１を有している。大容量記憶装置２１には作成プログラム２２が保存されている。このとき作成プログラム２２は、図７に破線で図示しているように、作成プログラム２２が機械に読み取れる形式で（のみ）記憶されたデータ媒体２３を介して、コンピュータ２０にあらかじめ供給されていてもよい。このような種類のデータ媒体２３の一例は、やはりＣＤ−ＲＯＭ２３である。あるいは作成プログラム２２はそれ以外の方法で、例えば同じくコンピュータ・コンピュータ接続１４を介して、コンピュータ２０に供給されていてもよい。
【００７４】
コンピュータ２０に設定された呼出しコマンドにより、作成プログラム２２を呼び出すことができる。呼出しコマンドは、例えば利用者１５’によってコンピュータ２０に設定することができる。このとき利用者１５’は工作機械１の利用者１５と異なっていてよい。あるいは特に制御装置６から、またはその他の図示しないコンピュータから、コンピュータ・コンピュータ接続１４を介して間接的な呼出しをすることも可能である。
【００７５】
作成プログラム２２が呼び出されると、コンピュータ２０は作成プログラム２２を処理しながら、後で図８との関連で詳しく説明する制御ファイル１１の作成方法を実行する。このとき制御ファイル１１は、工作機械１およびその制御装置６との関連で上に説明したのと同一の制御ファイル１１である。さらに、大容量記憶装置２１に複数の作成プログラム２２が保存されているときは、当然ながら、呼出しコマンドは選択コマンドに相当しており、コンピュータ２０はこの選択コマンドを用いて、どの作成プログラム２２を処理するかを決める。
【００７６】
図８に示すように、まずステップＳ６で、工作機械１により具体化されるべき加工作業がコンピュータ２０に機能指令として設定される。機能指令は、図７に模式的に図示しているように、例えば個々の指令ステップ２５を含むアプリケーションプログラム２４の形態で、もしくはＣＡＭファイル２６の形態で、コンピュータ２０に設定することができる。
【００７７】
制御ベクトル１６のシーケンスおよびこれに伴う制御ファイル１１を適正に作成できるようにするためには、当然ながら、工作機械１および制御装置６の完全な記述がコンピュータ２０に既知となっていなくてはならない。例えば工作機械１の機械パラメータＭＰが、コンピュータ２０に既知となっていなければならない。機械パラメータＭＰは、例えばどの軸が存在しているのか、どの軸がどの駆動装置２〜５により制御されるか、軸駆動装置２〜４はどのようなダイナミクスを有しているのか、軸および軸駆動装置２〜４はどれくらいの（場合により負荷依存的および／または状態依存的な）弾性を有しているのかといった内容を含むことができる。場合によっては、モデリングの一環として位置依存的な固有振動や、重力に起因する撓曲などをさらに考慮することさえ可能である。
【００７８】
工作機械１のモデリングのために、コンピュータ２０の内部には、工作機械１をその機械パラメータＭＰとともに完全に記述する工作機械１のモデル２７が実装されている。このときモデル２７は変更不可能であってよく、すなわち、モデリングされるべき工作機械１の専用として作成されていてよい。しかしながら、モデル２７はパラメータ化可能であるのが好ましい。この場合、機械パラメータＭＰはステップＳ７でコンピュータ２０に設定される。コンピュータ２０は、この場合、ステップＳ８で所定の機械パラメータＭＰに準じてモデル２７をパラメータ化する。
【００７９】
そして、機能指令例えばアプリケーションプログラム２４を用いて、および工作機械１とその制御装置６のモデル２７を用いて、コンピュータ２０はステップＳ９で、希望する制御ベクトル１６のシーケンスを、センサ素子１９’の目標状態ベクトルＶを含めて算出する。コンピュータはこの制御ベクトル１６のシーケンスをステップＳ１０で制御ファイル１１として保存する。すなわち、コンピュータ２０は本来の制御ベクトル１６に目標状態ベクトルＶを割り当てて、これを本来の制御ベクトル１６とともに制御ファイル１１に保存する。
【００８０】
コンピュータ２０は、制御ベクトル１６のシーケンスを用いて、加工作業の予想される結果２８も同時に算出するのが好ましい。例えばコンピュータ２０は、加工された工作物の記述を含むデータセットを含む結果ファイル２８を算出して保存する。このような種類の結果ファイルの作成に関する詳細は、本発明の出願日の時点ではまだ公開されていない本件出願人の先行する独国特許出願第１０３４０４０３．１号に記載されている。この引用をもって、同出願の開示内容を本件出願にも取り入れる。
【００８１】
コンピュータ２０は、予想される結果２８だけを算出して保存することが可能である。しかしながら加工作業の目標結果２８’、例えば工作物のＣＡＤファイル２８’なども、コンピュータ２０に供給されるのが好ましい。というのもその場合、コンピュータ２０は、予想される結果２８を目標結果２８’と比較し、この比較を用いて、制御ベクトル１６のシーケンスを（場合により反復的に）最適化することができるからである。例えばコンピュータ２０は制御ベクトル１６のダイナミクスを、所定の公差がまだちょうど守られるように調整することができる。このときコンピュータ２０は、自動的に、または利用者のサポートのもとで、最適化を行うことができる。
【００８２】
すでに述べたとおり、制御ファイル１１および制御ファイル１１に含まれる制御ベクトル１６は、形式と内容の点で、図１から図６との関連で上に説明した制御ファイル１１および制御ベクトル１６に相当している。すなわち、各々の制御ベクトル１６は複数のベクトル要素１７を有しており、各々のベクトル要素１７は工作機械１の最大１つの駆動装置２〜５のために指定されている。このとき、工作機械１の各々の駆動装置２〜５について、各々の制御ベクトル１６に少なくとも１つのベクトル要素１７がある。直接連続する制御ベクトル１６は、工作機械１の制御装置６により、事前設定された最小サイクル時間δｔ’の分だけ時間的にずらされて実行される。各時点について、工作機械１の各駆動装置２〜５の制御状態を、制御装置６により、当該駆動装置２〜５のために指定されたベクトル要素１７を用いて規定することができる。ここのベクトル要素１７の内容も、図１から図６との関連で上に説明した内容に対応している。したがって、特に制御ファイル１１は、コンピュータ２０により算出された非常停止遅延Ｎも含んでいる。
【００８３】
機能指令の設定と機械パラメータＭＰの設定は、いずれも原則として任意の方法で行うことができる。例えば特に、コンピュータ２０への前者および後者の設定を、コンピュータ・コンピュータ接続１４を介して行うことが可能である。同様に、保存されているファイル１１，２８をコンピュータ２０から任意のやり方で出力することができる。特にこの場合、コンピュータ・コンピュータ接続１４を介しての出力が同じく可能である。
【００８４】
コンピュータ２０は、通常、工作機械１の駆動装置２〜５の制御を直接惹起するのではない。つまりコンピュータは、工作機械１を制御する制御装置６として構成されるのではないのが普通である。したがって、コンピュータ２０が制御ベクトル１６のシーケンスをその実行と時間的に密接に結びつけて算出する必要はない。
【００８５】
すでに述べたとおり、制御装置６は、図１〜図６との関連で上に説明した作動方法にのみ基づいて作動可能であるのが好ましい。つまり制御装置は、本発明による制御ファイル１１が設定された場合に限り、適正に機能する。このような動作は制御装置６の基本モードに相当している。逆に制御装置は、機能指示を用いて必要な制御ベクトル１６を自分で算出することはできない。
【００８６】
制御装置６のこのような構成にもかかわらず、工作機械１の手動制御、いわゆる寸動運転を可能にできるようにするために、制御装置６の付加モードでは制御ファイル１１が実行されない。その代わりに、図９に示すように次の手順が行われる：
【００８７】
図９によれば、まずステップＳ１１でコンピュータ２０と制御装置６の間の接続が成立し、例えばコンピュータ・コンピュータ接続１４が成立する。次いで、制御装置６の入力装置のキーが操作される。このキーの操作は、工作機械１の目下の状態を変更するための変更指令に相当している。この操作は制御装置６によりステップＳ１２で検出される。
【００８８】
制御装置６はステップＳ１３でこの変更指令を、工作機械１の目下の状態の完全な記述とともにコンピュータ２０へと伝送する。次いで制御装置はステップＳ１４で、コンピュータ２０から別の制御ファイル１１’が送られてくるまで待機する。この別の制御ファイル１１’を制御装置はステップＳ１５で受けとる。ステップＳ１６で制御装置は、この別の制御ファイル１１’に含まれている制御ベクトル１６のシーケンスを１回実行する。このとき個別ケースにおいては、この別の制御ファイル１１’はただ１つの制御ベクトル１６を含んでいる。しかし通常、この制御ファイルは（制御ファイル１１と同様に）複数の制御ベクトル１６を含んでいる。次いで、制御装置はステップＳ１７で、寸動運転を終わらせるべきかどうか検討する。終わらせるべきであれば寸動運転から離脱し、そうでなければステップＳ１２へジャンプして戻る。
【００８９】
コンピュータ２０の側では本質的に何も変わらない。これまで説明してきたやり方との唯一の相違点は、コンピュータ２０に機能指令として目下の機械状態の記述と変更指令が設定されることであるある。このとき、工作機械１はそれ自体としてモデル２７に基づきコンピュータに既知であるので、１つの制御ベクトル１６ないし複数の制御ベクトル１６の算出がコンピュータ２０にとって可能である。
【００９０】
さらにこの場合、コンピュータ２０は別の制御ファイル１１’を、これがコンピュータにより作成されたものである限り、当然ながら制御装置６へ伝送する。しかし寸動運転のときでさえ（および通常運転のときにはもともと）、コンピュータ２０は工作機械１を制御しない。
【００９１】
したがって、このような変形例によって、例えばセットアップのときや障害除去のときに必要となる寸動運転を具体化することができる。
【００９２】
このように本発明の利点は、基本的に、制御ベクトル１６のシーケンスがコンピュータ２０により事前に、すなわちその実行から切り離されて、算出されればよいという点にある。さらに、複数の同種の工作機械１が並行して使用されている場合でも、制御ファイル１１の作成がただ１回しか必要ない。しかも、サイクル時間δｔはコンピュータ２０の計算能力に左右されるのではなく、制御ベクトル１６のシーケンスを処理するときの制御装置６の性能にしか左右されない。
【００９３】
また、従来技術の数値制御の制御中枢に相当する作成プログラム２２を中央から更新し、次いで、新しい制御ファイル１１を作成することも可能であり、現場で制御装置６の動作プログラム１０の変更を行う必要がない。というのも、新しい作成プログラム２２を使って更新された制御ファイル１１を作成し、制御装置６からアクセスできるようにするだけでよいからである。同じく制御装置６は、個々の駆動装置２〜５を整合させて作動させることができさえすればよい。位置目標値ｓ*の下位レベルにある目標値Ｉ*，Ｕ*を設定しておけば、位置制御さえも不要にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】工作機械を示す模式図である。
【図２】フローチャートである。
【図３】制御ファイルと、この制御ファイルの制御ベクトルである。
【図４】希望する加工作業を示す模式図である。
【図５】希望する加工作業を示す模式図である。
【図６】希望する加工作業を示す模式図である。
【図７】コンピュータを示す模式図である。
【図８】フローチャートである。
【図９】フローチャートである。
【図１】
2007537521.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007537521.tif 000011
【国際調査報告】
2007537521.tif 000012
2007537521.tif 000013