(57)【要約】  本発明は、数値制御機械の移動可能な機械要素の移動案内のための方法および装置に関する。機械軸の予め与えられた制限に基づいて、最大可能な軌道速度、最大可能な軌道加速度および最大可能な軌道衝撃が与えられている。最大可能な軌道速度の局所的な最小域が決定される。各局所的な最小域についてそれぞれ付属の左側および右側の軌道速度部分が次によって決定される。すなわち、それぞれの最小域の左側および右側における移動軌道の軌道値について、軌道速度が最小域の左側および右側において最大可能な軌道速度を上回るまでは、最大可能な軌道衝撃および最大可能な軌道加速度を利用し尽くしながら、結果として生じる軌道速度を決定することによって決定される。このようなやり方にて移動案内のための軌道衝撃が求められる。本発明は、機械の機械軸の制限ができるだけ良好に利用し尽される数値制御機械の移動可能な機械要素の移動案内のための簡単な方法および簡単な装置を提供する。
2008523487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
数値制御機械の移動可能な機械要素（８）の移動案内のための方法において、
機械要素（８）の移動軌道（Ｓ）が相前後する移動区間に分解されていて、
機械軸（６ａ，６ｂ）の予め与えられた制限に基づいて、最大可能な軌道速度（ｖｌｉｍ（ｓ））、最大可能な軌道加速度（ａｌｉｍ（ｓ））および最大可能な軌道衝撃（ｒｌｉｍ（ｓ））が与えられていて、
最大可能な軌道速度（ｖｌｉｍ（ｓ））の局所的な最小域（Ｍ１〜Ｍ４）が決定され、
各局所的な最小域（Ｍ１〜Ｍ４）について、それぞれ付属の左側および右側の軌道速度部分（ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ））が次によって決定され、すなわち、それぞれの最小域（Ｍ１〜Ｍ４）の左側および右側における移動軌道（Ｓ）の軌道値（ｓ）について、軌道速度（ｖ（ｓ））が最小域（Ｍ１〜Ｍ４）の左側および右側において最大可能な軌道速度（ｖｌｉｍ（ｓ））を上回るまでの間は、最大可能な軌道衝撃（ｒｌｉｍ（ｓ））および最大可能な軌道加速度（ａｌｉｍ（ｓ））を利用し尽くしながら、結果として生じる軌道速度（ｖ（ｓ））を決定することによって決定され、このようなやり方にて移動案内のための軌道衝撃（ｒ（ｓ））が求められることを特徴とする方法。
【請求項２】
最大可能な軌道衝撃（ｒｌｉｍ（ｓ））および最大可能な軌道加速度（ａｌｉｍ（ｓ））の厳守のもとで少なくとも１つの接続点（ａ１〜ａ４）において軌道加速度（ａ（ｓ））が零の値を取るように、２つの隣接する最小域（Ｍ１〜Ｍ４）の互いに隣接する軌道速度部分（ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ））が互いに接続されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
少なくとも２つの接続点（ａ１〜ａ４）において軌道加速度（ａ（ｓ））が零の値を取ることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
２つよりも多い接続点（ａ１〜ａ４）において軌道加速度（ａ（ｓ））が零の値を取ることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
機械が工作機械として、生産機械として、および／またはロボットとして構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
数値制御機械の移動可能な機械要素の移動案内のための装置であって、機械要素の移動軌道（Ｓ）が相前後する移動区間に分解されている装置において、装置が次の手段を有する、すなわち、
機械軸（６ａ，６ｂ）の予め与えられた制限に基づいて、最大可能な軌道速度（ｖｌｉｍ（ｓ））、最大可能な軌道加速度（ａｌｉｍ（ｓ））および最大可能な軌道衝撃（ｒｌｉｍ（ｓ））を予め与えるための手段、
最大可能な軌道速度（ｖｌｉｍ（ｓ））の局所的な最小域（Ｍ１〜Ｍ４）を決定するための手段、
各局所的な最小域（Ｍ１〜Ｍ４）について、それぞれ付属の左側および右側の軌道速度部分（ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ））を次によって決定するための手段、すなわち、それぞれの最小域（Ｍ１〜Ｍ４）の左側および右側における移動軌道（Ｓ）の軌道値（ｓ）について、軌道速度（ｖ（ｓ））が最小域（Ｍ１〜Ｍ４）の左側および右側において最大可能な軌道速度（ｖｌｉｍ（ｓ））を上回るまでは、最大可能な軌道衝撃（ｒｌｉｍ（ｓ））および最大可能な軌道加速度（ａｌｉｍ（ｓ））を利用し尽くしながら、結果として生じる軌道速度（ｖ（ｓ））が決定されることによって決定するための手段、
を有することを特徴とする装置。
【請求項７】
装置が移動案内のための衝撃経過（ｒ（ｓ））を求めるための手段を有し、最大可能な軌道衝撃（ｒｌｉｍ（ｓ））および最大可能な軌道加速度（ａｌｉｍ（ｓ））の厳守のもとで、少なくとも１つの接続点（ａ１〜ａ４）において軌道加速度（ａ（ｓ））が零の値を取るように、２つの隣接する最小域（Ｍ１〜Ｍ４）の互いに隣接する軌道速度部分（ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ））が互いに接続されることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
装置が、機械の制御のための制御装置として構成されていることを特徴とする請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
請求項１乃至５の１つに記載の方法が実行可能であるコード部分を含んでいる装置用コンピュータプログラム生産物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御機械の移動可能な機械要素の移動案内のための方法および装置であって、機械要素の移動軌道が連続する移動区間に分解されていて、機械軸の予め与えられた制限に基づいて最大可能な軌道速度、最大可能な加速度および最大可能な軌道衝撃が与えられている方法および装置に関する。
【０００２】
図１には、工作機械、生産機械および／またはロボットの一般的に使用される電気駆動システムがブロック図の形で示されている。制御装置１が、図１に模範的に示されている２軸機械の場合には、機械の両機械軸６ａおよび６ｂを制御する。この場合に機械軸６ａは調節部２ａ、電力変換器３ａ、駆動電動機４ａ、駆動電動機４ａに接続された機械装置５ａから成る。機械軸６ｂは調節部２ｂ、電力変換器３ｂ、駆動電動機４ｂ、駆動電動機４ｂに接続された機械装置５ｂから成る。制御装置１は、各機械軸のための調節部２ａおよび調節部２ｂに、機械軸６ａおよび６ｂにより移動可能な機械要素の予め与えられた移動軌道に応じた別々の位置目標値が予め与えられる。調節部２ａもしくは２ｂは、電力変換器３ａもしくは３ｂを介して、電動機４ａもしくは４ｂのそれぞれに付属の電動機位置角度を、制御装置による目標設定に応じて調節する。その結果、それぞれの駆動電動機４ａもしくは４ｂに接続された機械装置５ａもしくは５ｂの助けにより、機械要素の予め与えられた移動軌道が達成される。この場合に機械要素とは、例えば加工プロセス中においては、例えば切削ヘッドの如き工具であると同様に工作物でもあると理解される。
【０００３】
図２には図１による２軸機械のためのこのような移動軌道Ｓが模範的に示されている。切削ヘッドとして形成されている機械要素８が移動軌道Ｓ上にて案内される。この場合に、図１からの機械軸６ａはｘ方向の移動に対して責任を負うのに対して、機械軸６ｂはｙ方向の移動に対して責任を負う。
【０００４】
このために、図１による数値制御装置１は、例えばＣＡＤ／ＣＡＭシステムにて作成された部分プログラムを処理する。制御装置１には、例えば工作物の加工のための幾何学データが格納されている。制御装置１の課題は、機械要素８が所望の移動軌道Ｓ上を案内されるように、機械の機械軸のための目標量を発生することにある。このために付加的な技術情報、特に機械の特性の知識が必要である。例えば駆動装置の最大回転数、駆動装置の最大可能な加速度もしくは駆動電動機の最大駆動トルクのようなこれらの特性は、機械データ中に保存されていて、制御装置１にとって既知である。移動案内は、今や制御装置１によって、上述の（例えば駆動装置の最大可能な加速度のような）予め与えられた制限を侵害しないように計画される。この結果として生じる機械の個々の機械軸の駆動電動機の移動輪郭は実現可能でなければならない。移動案内の計画は、このために一般的に軌道距離ｓの時間微分を使用する。
【０００５】
機械要素のこのような移動案内の原理的な計画が図３に概略的に示されている。機械要素８によって通過される軌道距離ｓを有する移動軌道Ｓに応じて、移動案内によって、軌道衝撃ｓ’’’（ｓ’’’＝ｒ（ｓ））が算定される。軌道衝撃ｓ’’’は、軌道距離ｓの３次の時間微分であり、図３に示されているいわゆる３メモリモデルに入力量として導かれる。軌道衝撃ｓ’’’は、積分器９ａ，９ｂ，９ｃから構成された縦続積分器において、最高次の時間微分である。軌道衝撃ｓ’’’から軌道加速度ｓ’’ （ｓ’’＝ａ（ｓ））が算定され、更なる積分によって軌道加速度ｓ’’ から軌道速度ｓ' （ｓ'＝ｖ（ｓ））が算定され、そして更なる積分によって軌道速度ｓ' から軌道距離ｓが算定される。
【０００６】
軌道距離ｓ、軌道速度ｓ’、軌道加速度ｓ’’および軌道衝撃ｓ’’’から、それぞれの固有の運動に適切な変換、すなわち専門家にとって公知の固有の運動学的変換にしたがって、機械における移動に関与させられる各電動機について、付属の電動機位置目標角φMS、付属の電動機目標角速度φMS’、付属の電動機目標角加速度φMS’’、ならびに付属の電動機目標角衝撃φMS’’が算定される。それぞれに付属の電動機位置目標角φMSは、図１による当該調節部２ａまたは２ｂのそれぞれに付属の位置調節回路のためのそれぞれの目標値を成す（機械軸ごとに付属の電動機位置目標角φMSが与えられ、すなわち図３に示されている回路が機械の各機械軸について別々に存在する。）。これらは、機械要素（例えば切削ヘッドまたは他の工具、あるいは工作物も）の実際の位置（ポジション）が予め与えられた目標値に追従することを補償する。
【０００７】
図示の軌道衝撃ｓ’’’なる入力量の設定によって、全ての他の量（軌道加速度ｓ’’、軌道速度ｓ’および軌道距離ｓ）を、積分によって、或る状態から適切な中間値を介して他の状態に移行させることができるので、全ての限界をチェックして守ることができる。これらの限界は加工プロセスの最小時間を確定する。逆の推論において、これは、各時点で少なくとも１つの量がそれの可能な最大値に到達したときのみ移動案内が時間的に最適であり得ることを意味する。移動案内時に考慮されなければならない制限は、本当の機械に対する適合性を有する。例えば、駆動装置の最大回転数は、ギヤ比、例えば玉ころがり主軸の主軸勾配、限界としての最大軌道速度と一緒にもたらされる。
【０００８】
機械軸の予め与えられた制限に基づいて、予め与えられた移動軌道Ｓに対する従来技術によれば、算定のために連続する移動区間に分解されている予め与えられた移動軌道Ｓについて、最大可能な軌道速度ｖｌｉｍ（ｓ）、最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）および最大可能な軌道衝撃ｒｌｉｍ（ｓ）が算定される。これが従来技術である。
【０００９】
図４には、移動軌道Ｓの軌道距離ｓにわたる最大可能な軌道速度ｖｌｉｍ（ｓ）、最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）および最大可能な軌道衝撃ｒｌｉｍ（ｓ）の経過が示されている。この場合に、最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）の概念は、正方向における、すなわち軌道加速度の正の値についての最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）を含むと同様に、負方向における、すなわち軌道加速度の負の値についての最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）も含む。この場合に、最大可能な衝撃ｒｌｉｍ（ｓ）の概念は、正方向における、すなわち軌道衝撃の正の値についての最大可能な軌道衝撃ｒｌｉｍ（ｓ）を含むと同様に、負方向における、すなわち軌道衝撃の負の値についての最大可能な軌道衝撃ｒｌｉｍ（ｓ）も含む。
【００１０】
これらの予め与えられた限界内において、移動軌道Ｓに沿った移動案内は、時間的に最適に、すなわち、できるだけ高い軌道速度ｖ（ｓ）にて行なわれるように展開されるべきである。したがって、軌道衝撃ｒ（ｓ）の衝撃経過は、１つの移動区間（図４において移動区間の始端および終端が垂直な破線にて示されている。）内において、両最大値間で行ったり来たり揺れ動く。この場合に、従来技術においては、付加的な条件として、各軌道区間の終端で軌道加速度ａ（ｓ）が零の値を取ることが守られなければならない。このことは次の理由から必要である。すなわち、後で移動軌道Ｓが不連続性を持たないように、見つけ出された解が時間により２重に連続的に微分可能でなければならないからである。この場合に、従来技術によれば、次のことが意識的に我慢される。すなわち、このようなやり方で求められた移動輪郭が最適でないことであり、つまり、特に最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）および最大可能な軌道速度ｖｌｉｍ（ｓ）が不十分にしか利用し尽くされていないことである。軌道距離ｓ自体がまたしても時間ｔの関数であることから、数学的な意味において、軌道速度ｖ（ｓ）、軌道加速度ａ（ｓ）および軌道衝撃ｒ（ｓ）は、いわゆる軌跡であり、図４による表示はいわゆる位相平面における表示である。
【００１１】
独国特許出願公開第１９９４４６０７号明細書から、数値制御工作機械またはロボットにおけるブロック包括的な速度案内のための方法が公知である。
【００１２】
独国特許出願第１０３２１９７０．６号明細書から、数値制御工作機械または生産機械の移動可能な機械要素の移動案内のための方法が知られている。
【００１３】
本発明の課題は、機械の機械軸の制限ができるだけ良好に利用し尽される数値制御機械の移動可能な機械要素の移動案内のための簡単な方法および簡単な装置を提供することにある。
【００１４】
この課題は、数値制御機械の移動可能な機械要素の移動案内のための方法において、次によって解決される。すなわち、
機械要素の移動軌道が相前後する移動区間に分解されていて、
機械軸の予め与えられた制限に基づいて、最大可能な軌道速度、最大可能な軌道加速度および最大可能な軌道衝撃が与えられていて、
最大可能な軌道速度の局所的な最小域が決定され、
各局所的な最小域について、それぞれ付属の左側および右側の軌道速度部分が次によって決定され、すなわち、それぞれの最小域の左側および右側における移動軌道の軌道値について、軌道速度が最小域の左側および右側において最大可能な軌道速度を上回るまでは、最大可能な軌道衝撃および最大可能な軌道加速度を利用し尽くしながら、結果として生じる軌道速度を決定することによって決定され、このようなやり方にて移動案内のための軌道衝撃が求められる。
【００１５】
更に、この課題は、数値制御機械の移動可能な機械要素の移動案内のための装置において、機械要素の移動軌道が相前後する移動区間に分解されていて、装置が次の手段を有することによって解決される。
機械軸の予め与えられた制限に基づいて、最大可能な軌道速度、最大可能な軌道加速度および最大可能な軌道衝撃を予め与えるための手段、
最大可能な軌道速度の局所的な最小域を決定するための手段、
各局所的な最小域について、それぞれ付属の左側および右側の軌道速度部分を次によって決定するための手段、すなわち、それぞれの最小域の左側および右側における移動軌道の軌道値について、軌道速度が最小域の左側および右側において最大可能な軌道速度を上回るまでは、最大可能な軌道衝撃および最大可能な軌道加速度を利用し尽くしながら、結果として生じる軌道速度を決定することによって決定するための手段。
【００１６】
最大可能な軌道衝撃および最大可能な軌道加速度の厳守のもとで、少なくとも１つの接続点において軌道加速度が零の値を取るように、２つの隣接する最小域の互いに隣接する軌道速度部分が互いに接続されるならば、本発明にとって有利あることが分かった。これは、軌道速度部分を互いに接続し、かつ時間ｔによる軌道距離ｓの２重の連続的な微分可能性に基づく必要条件を厳守する特に簡単な可能性を具現する。
【００１７】
更に、少なくとも２つの接続点において軌道加速度が零の値を取るならば有利であることが分かった。
【００１８】
更に、２つよりも多い接続点において軌道加速度が零の値を取ることが有利であることが分かった。
【００１９】
更に、機械が工作機械として、生産機械として、および／またはロボットとして構成されていることが有利であることが分かった。なぜならば、これらの技術分野では移動可能な機械要素の移動案内のための方法が特に大いに要求されるからである。
【００２０】
更に、装置が移動案内のための衝撃経過を求めるための手段を有し、最大可能な軌道衝撃および最大可能な軌道加速度の厳守のもとで、少なくとも１つの接続点において軌道加速度が零の値を取るように、２つの隣接する最小域の互いに隣接する軌道速度部分が互いに接続されることが有利であることが分かった。これは、軌道速度部分を互いに接続し、かつ時間ｔによる２重の連続的な微分可能性に基づく必要条件を厳守する簡単な可能性を具現する。
【００２１】
更に、装置が機械の制御のための制御装置として構成されているならば有利であることが分かった。装置が機械の制御のための制御装置として構成されている場合には、機械の制御のための別個の制御装置は必要でない。
【００２２】
更に、本発明による方法が実行可能であるコード部分を含む本発明による装置のためのコンピュータプログラム生産物が用意されていること有利であることが分かった。
【００２３】
装置の有利な構成は方法の有利な構成に類似してもたらされ、かつその逆もまたそうである。
【００２４】
本発明の実施例を図面に示し、以下において詳細に説明する。図面において、図１は２つの機械軸を有する機械の駆動システムを示し、図２は機械要素の移動軌道を示し、図３は移動案内を決定するための３メモリシステムを示し、図４は従来技術による軌道衝撃の決定を示し、図５は本発明による方法および本発明による装置による軌道速度部分の決定を示し、図６は本発明による方法および本発明による装置による軌道衝撃経過の決定を示す。
【００２５】
図５および図６には本発明による方法が示されている。
【００２６】
図５および図６においては、このために、本方法に限界値として予め与えられる最大可能な軌道速度ｖｌｉｍ（ｓ）、最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）および最大可能な軌道衝撃ｒｌｉｍ（ｓ）が軌道距離ｓにわたって描かれている。方法ステップにおいて、先ず最大可能な軌道速度ｖｌｉｍ（ｓ）の局所的な最小域が決定される。局所的な最小域は、図５に、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３およびＭ４にて表示されている。この場合に、局所的な最小域とは次の如き範囲であると理解すべきである。すなわち、これらの範囲の左右において最大可能な軌道速度ｖｌｉｍ（ｓ）が再び上昇するという範囲のことである。この場合に、最大可能な軌道速度ｖｌｉｍ（ｓ）の始点および終点が同様に局所的な最小域として得られる。
【００２７】
その結果、各最小域の左右において、いわゆる、それぞれの最小域に付属する左側および右側の軌道速度部分、すなわち部分的な軌道速度経過ｖ（ｓ）が決定される。それにより、各最小域では、以下において左側の軌道速度部分と呼ぶところのそれぞれの最小域の左側に存在する軌道速度部分と、以下において右側の軌道速度部分と呼ぶところのそれぞれの最小域の右側に存在する軌道速度部分とがもたらされる。したがって、図５に模範的に示す軌道距離ｓを有する移動軌道Ｓに沿った移動経過の一部については、左側の軌道速度部分ｔｒ２（ｓ），ｔｒ４（ｓ），ｔｒ６（ｓ）と、右側の軌道速度部分ｔｒ１（ｓ），ｔｒ３（ｓ），ｔｒ５（ｓ）とが生じる。
【００２８】
したがって、各局所的最小域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３およびＭ４について、それぞれの最小域Ｍ１〜Ｍ４の左側および右側における軌道距離ｓの個々の軌道値に対するそれぞれ付属の左側および右側の軌道速度部分ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ）が、最大可能な軌道衝撃ｒｌｉｍ（ｓ）および最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）を利用し尽くした上で決定される。この場合に、軌道速度ｖ（ｓ）がそれぞれの最小域の左側および右側における最大可能な軌道速度ｖｌｉｍ（ｓ）を上回るまでは、結果として生じる軌道速度ｖ（ｓ）、すなわちそれぞれの軌道速度部分ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ）が決定される。それぞれの軌道速度部分ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ）、すなわち軌道速度ｖ（ｓ）が最大可能な軌道速度ｖｌｉｍ（ｓ）を上回る個所が、図５にはU１〜U６により示されている。
【００２９】
この場合に、それぞれの軌道速度部分ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ）の算定は、既に述べたように、最大可能な軌道衝撃ｒｌｉｍ（ｓ）および最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）を利用し尽くして行なわれる。軌道速度部分ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ）は、各軌道速度について最適化されたそれぞれ付属の衝撃経過ｒ１（ｓ）〜ｒ６（ｓ）が決定される。このために、第１の最適化基準として、できるだけ大きな軌道衝撃が選択される。すなわち、最大可能な軌道衝撃ｒｌｉｍ（ｓ）を有する移動が実行される。時間ｔにわたる衝撃経過ｒ１（ｓ）〜ｒ６（ｓ）の積分によって、それらはそれぞれ付属の軌道加速度経過ａ１（ｓ）〜ａ６（ｓ）を生じる。例えば、軌道衝撃ｒ１（ｓ）の経過から軌道加速度ａ１（ｓ）が生じ、時間ｔにわたる再度の積分によって軌道加速度ａ１（ｓ）から付属の軌道速度ｔｒ１（ｓ）が生じる。
【００３０】
既に述べたように軌道距離ｓ自体はまたもや時間ｔの関数であることから、図４、図５および図６において時間ｔにわたる積分は軌道距離ｓにわたる積分に対応する。
【００３１】
この場合に、それぞれの軌道衝撃ｒ１（ｓ）〜ｒ６（ｓ）の算定時に、軌道速度部分ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ）のそれぞれ付属の軌道加速度ａ１（ｓ）〜ａ６（ｓ）が最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）を上回らないことが厳守される。例えば、軌道衝撃ｒ３（ｓ）は、軌道速度部分ｔｒ３（ｓ）のための付属の軌道加速度ａ３（ｓ）が個所ＳＴ１において許容できないほどに超過した際に、即座に零の値に低下させられる。このやり方にて、定められた移動区間についての２重積分によって、衝撃経過ｒ１（ｓ）〜ｒ６（ｓ）からそれぞれ付属の軌道速度部分ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ）が決定される。
【００３２】
この場合に、最小域Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３およびＭ４の範囲における軌道距離ｓの軌道値のために、付属の軌道衝撃ｒ（ｓ）が零と仮定され、このことは図５において図の見易さのために示されていない。なぜならば、そこでは図の見易さのために軌道速度部分の範囲における経過のみが示されているからである。
【００３３】
更なるステップにおいて、今や、２つの隣接する最小域の互いに隣接する軌道速度部分が、最大可能な軌道衝撃ｒｌｉｍ（ｓ）および最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）の厳守のもとに、少なくとも１つの接続点で軌道加速度が零の値を取るように互いに接続される。２つの隣接する最小域の隣接する軌道速度部分の間の接続は多数の相前後する接続点から構成されている。
【００３４】
図５の上側には接続ＶＢ１，ＶＢ２およびＶＢ３が示されている。実施例において、軌道速度部分ｔｒ１（ｓ）およびｔｒ２（ｓ）が互いに隣接している。更に、軌道速度部分ｔｒ３（ｓ）および軌道速度部分ｔｒ４（ｓ）が互いに隣接し、軌道速度部分ｔｒ５（ｓ）および軌道速度部分ｔｒ６（ｓ）が互いに隣接している。この場合に、それぞれの接続ＶＢ１〜ＶＢ３は、適切な軌道衝撃経過ｒ（ｓ）の決定によって、各接続における少なくとも１つの接続点において軌道加速度ａ（ｓ）が零の値を取るように決定される。これによって、時間ｔによる軌道距離ｓの２重の連続的な微分可能性への要求が満たされる。
【００３５】
前述のステップにおいて図５の下側に示された個々の軌道速度部分のための軌道衝撃ｒ（ｓ）から出発して、軌道衝撃ｒ（ｓ）の経過は、各接続において接続の少なくとも１つの接続点で軌道加速度ａ（ｓ）が零の値を取るように調整される。
の
【００３６】
図６には、軌道速度ｖ（ｓ）、軌道加速度ａ（ｓ）および軌道衝撃ｒ（ｓ）の結果として生じる相応の経過が示されている。この場合に、隣接する軌道速度部分ｔｒ１（ｓ）およびｔｒ２（ｓ）は、図６にしたがって、ちょうど接続点ａ１が軌道加速度ａ（ｓ）において零の値を取るように互いに接続されている。隣接する軌道速度部分ｔｒ３（ｓ）およびｔｒ４（ｓ）は、少なくとも２つの接続点ａ２およびａ３において軌道加速度ａ（ｓ）が零の値を取るように互いに接続されている。隣接する軌道速度部分ｔｒ５（ｓ）およびｔｒ６（ｓ）は、この実施例では、２つよりも多い接続点において軌道加速度ａ（ｓ）において零の値を取るように互いに接続されていて、このことが図６には範囲ａ４によって示されている。もちろん、軌道衝撃ｒ（ｓ）の経過は、最大可能な軌道加速度ａｌｉｍ（ｓ）および最大可能な軌道衝撃ｒｌｉｍ（ｓ）が厳守されるように調整されなければならない。
【００３７】
軌道衝撃ｒ（ｓ）の経過の決定は、互いに隣接する軌道速度部分の間における２重の時間による連続的な微分が可能な接続を形成する目的で、専門家に一般的に知られている例えば二分法のような数値的解法の助けにより行なわれる。二分法は、定められた間隔での反復分割によって解を求める数値的な探索法である。刊行物「Ｎｕｍｅｒｉｓｃｈｅ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｋ  １，Ｌｉｎｅａｒｅ  ｕｎｄ  ｎｉｃｈｔｌｉｎｅａｒｅ  Ｇｌｅｉｃｈｕｎｇｓｓｙｓｔｅｍｅ，Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ，ｎｕｍｅｒｉｓｃｈｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；Ｊｏｃｈｅｎ  Ｗｅｒｎｅｒ；Ｖｉｅｗｅｇ−Ｓｔｕｄｉｕｍ；Ｂｄ．３２：Ａｕｆｂａｕｋｕｒｓ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｋ；１９９２」には、二分法が記載されている。
【００３８】
軌道衝撃ｒ（ｓ）の経過は、好ましくは、他の付随条件のもとで、接続範囲において軌道速度ｖ（ｓ）ができるだけ大きくなるように決定される。
【００３９】
図６の上部の軌道速度ｖ（ｓ）の経過から明らかのように、最大可能な軌道速度ｖｌｉｍ（ｓ）の最大可能な経過に比較的近くにある軌道速度ｖ（ｓ）の経過がもたらされる。したがって、数値制御機械の移動可能な機械要素の移動案内は、できるだけ高い速度で行なわれる。軌道速度ｖ（ｓ）の経過の最適度が、本発明による方法および本発明による装置では、通例の方法により決定される図４に示された軌道速度ｖ（ｓ）に比べて著しく高められる。
【００４０】
更に、各移動区間において軌道加速度が零に低下させられる必要がないことから、従来技術に比べて円滑な移動輪郭も生じる。
【００４１】
更に、本発明による方法は、結果の良好性がもはや極端に従来技術におけるように移動区間の幅に依存することがないという利点を有する。全体最適化を局所的最小域の周りおいて多数の小さな最適化に分割することによって、問題の解を比較的簡単に算定することができる。
【００４２】
もちろん、隣接する軌道速度部分の間の接続が他のやり方にて算定されることも、特にどの接続点でも軌道加速度が零の値を取らないように算定されることも考えられ得る。しかしながら、求められる移動軌道ｓの勾配に関して欠点が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】２つの機械軸を有する機械の駆動システムを示すブロック図
【図２】機械要素の移動軌道を示すダイアグラム
【図３】移動案内を決定するための３メモリシステムを示すブロック図
【図４】従来技術による軌道衝撃の決定を示すダイアグラム
【図５】本発明による方法および本発明による装置による軌道速度部分の決定を示すダイアグラム
【図６】、本発明による方法および本発明による装置による軌道衝撃経過の決定を示すダイアグラム
【符号の説明】
【００４４】
１                          制御装置
２ａ，２ｂ                  調節部
３ａ，３ｂ                  電力変換器
４ａ，４ｂ                  駆動電動機
５ａ，５ｂ                  機械装置
６ａ，６ｂ                  機械軸
８                          機械要素
９ａ，９ｂ，９ｃ            積分器
Ｓ                          移動軌道
ｓ                          軌道距離
ｖ，ｖ（ｓ）                軌道速度
ａ，ａ（ｓ）                軌道加速度
ｒ，ｒ（ｓ）                軌道衝撃
ｖｌｉｍ（ｓ）              最大可能な軌道速度
ａｌｉｍ（ｓ）              最大可能な軌道加速度
ｒｌｉｍ（ｓ）              最大可能な軌道衝撃
Ｍ１〜Ｍ４                  局所的最小域
ｔｒ１（ｓ）〜ｔｒ６（ｓ）  軌道速度部分
ａ１（ｓ）〜ａ６（ｓ）      軌道加速度
ｒ１（ｓ）〜ｒ６（ｓ）      軌道衝撃
ＶＢ１〜ＶＢ３              接続
ａ１〜ａ４                  接続点
【図１】
2008523487.tif 000003
【図２】
2008523487.tif 000004
【図３】
2008523487.tif 000005
【図４】
2008523487.tif 000006
【図５】
2008523487.tif 000007
【図６】
2008523487.tif 000008
【国際調査報告】
2008523487.tif 000009
2008523487.tif 000010
2008523487.tif 000011
2008523487.tif 000012
2008523487.tif 000013
2008523487.tif 000014