(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の機械軸線（１０，１２）の各属する駆動手段（５２）の動作中の、各第１および第２の目標値フィルタ（２６，２８）を備える機械制御部（５０）のためのフィルタ切り換え方法（１００）であって、当該フィルタ切り換え方法は、前記第１の機械軸線（１０）に対して、
ステップａ）前記駆動手段（５２）に出力される第１の出力信号（２３）を作成する前記第１の目標値フィルタ（２６）に入力信号（２０）を加える、
ステップｂ）第２の出力信号（３３）を作成する前記第２の目標値フィルタ（２８）に前記入力信号（２０）を加える、
ステップｃ）減算ユニット（３６）によって前記第１の出力信号（２３）と前記第２の出力信号（３３）との間の偏差を求める、
ステップｄ）ステップｃ）における前記偏差が調整可能な閾値を下回る場合に、前記第１の目標値フィルタ（２６）を前記駆動手段（５２）からすぐに切り離し、前記第２の目標値フィルタ（２８）を前記駆動手段（５２）と接続する、
を含んでおり、
前記第１の目標値フィルタ（２６）と前記第２の目標値フィルタ（２８）とは異なる実行時間（１９）を有している、方法において、
前記ステップａ）からｄ）は、前記第２の機械軸線（１２）に対しても実行され、
前記駆動手段（５２）からの前記第１の目標値フィルタ（２６）の切り離しと、前記駆動手段との前記第２の目標値フィルタ（２８）の接続は、前記第１の機械軸線（１０）および前記第２の機械軸線（１２）において実質的に同時に行われ、
前記第１の機械軸線（１０）および前記第２の機械軸線（１２）の前記第１の目標値フィルタ（２６）の前記切り離しおよび前記第２の目標値フィルタ（２８）の前記駆動手段（５２）との相応する前記接続は、２つの機械軸線（１０，１２）において、２つの偏差が自身の各閾値を同時に下回る場合に実行される、
ことを特徴とする、フィルタ切り換え方法（１００）。
【請求項２】
前記出力信号（２３，３３）のうちの少なくとも１つが少なくとも１つの遅延素子（３０，３１）によって、調整可能なデッドタイム（２５）で遅延される、請求項１記載のフィルタ切り換え方法（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの遅延素子（３０，３１）の前記デッドタイム（２５）は、前記入力信号（２０）のクロックの長さの非整数倍に相当する、請求項２記載のフィルタ切り換え方法（１００）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの遅延素子（３０，３１）の前記デッドタイム（２５）の長さは、前記第１の目標値フィルタ（２６）と前記第２の目標値フィルタ（２８）の前記実行時間（１９）の差に相当する、請求項２または３記載のフィルタ切り換え方法（１００）。
【請求項５】
前記入力信号（２０）は、前記駆動手段（５２）に対する位置目標値、速度目標値、加速度目標値および／またはジャーク目標値を含んでいる、請求項１から４までのいずれか１項記載のフィルタ切り換え方法（１００）。
【請求項６】
前記ステップｃ）において、前記第１の出力信号（２３）および前記第２の出力信号（３３）において、前記位置目標値の偏差が求められる、請求項５記載のフィルタ切り換え方法（１００）。
【請求項７】
前記ステップｄ）において、前記出力信号（２３，３３）において、前記速度目標値、前記加速度目標値および／または前記ジャーク目標値の間で、連続的な移行が行われる、請求項５または６記載のフィルタ切り換え方法（１００）。
【請求項８】
前記目標値フィルタの少なくとも１つは平均値形成器である、請求項１から７までのいずれか１項記載のフィルタ切り換え方法（１００）。
【請求項９】
少なくとも１つの機械軸線（１０，１２）の前記入力信号（２０）が、少なくとも１つの前記機械軸線（１０，１２）に沿って、実質的に一定の速度で運動を生起させるように作成する、ルックアヘッド機能によって、フィルタ切り換えに適した切り換え期間が識別される、請求項１から８までのいずれか１項記載のフィルタ切り換え方法（１００）。
【請求項１０】
機械の制御ユニットにおいて格納および実施されるプログラムであって、
前記機械の少なくとも１つの駆動手段に命令を出力するように構成されている、プログラムにおいて、
当該プログラムは、請求項１から９までの少なくとも１項記載の方法（１００）を実施するように構成されている、
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
請求項１０記載のプログラムを格納および実施するためのメモリと計算ユニットを含んでいる、機械の制御ユニット。
【請求項１２】
少なくとも工具と属する駆動手段とを含んでいる機械であって、
請求項１１記載の制御ユニットを含んでいる、
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、動作中の機械の駆動手段のための機械制御部の目標値フィルタ間の切り換えのための方法に関する。本発明は、プログラム、機械の制御ユニットおよびこの種の機械にも関する。
【０００２】
欧州特許出願公開第０４７７４１２号明細書（EP 0 477 412 A1）から、機械制御部のためのフィルタリング方法が公知である。ここでは、デジタル信号が、フィルタリングによって平滑化される。その間で切り換えが行われる複数のフィルタは、異なるフィルタの長さを有している。ここで、目標値によって設定されている距離と、フィルタの結果、低減された進む距離との間の距離の差が求められる。切り換え時には、信号入力側でのフィードバックループの計算による修正によって、運動方向に沿った距離の偏差が最少化される。
【０００３】
欧州特許第０１３５０２４号明細書（EP 0 135 024 B1）は、オーディオ信号に対する伝送装置を開示している。この装置は２つの信号分岐を有しており、ここで各信号分岐に、デジタルの伝送素子が配置されている。各伝送素子は、自身のコンフィギュレーションのために係数セットを有している。これらの信号分岐の間には、弁別装置が取り付けられている。この弁別装置には、２つの伝送素子の出力信号が供給される。２つの伝送素子の出力信号の間の差の数学的な符号が検出され、符号の変化時に、伝送素子に対して切り換え信号が与えられる。
欧州特許出願公開第２４１８７７３号明細書（EP 2 418 773 A1）は、デジタルフィルタを開示している。このデジタルフィルタは、第１および第２のＦＩＲフィルタを含んでいる。２つのＦＩＲフィルタは別個のフィルタラインに配置されており、選択的にそれぞれスイッチを介して出力側と接続可能である。２つのＦＩＲフィルタは異なる通過時間を有している。第１のＦＩＲフィルタの前には、自身のフィルタラインにおいて、遅延素子が接続されている。フィルタラインにおける遅延素子と第１のＦＩＲフィルタとの組み合わせによって、その通過時間は、第２のＦＩＲフィルタを備えるフィルタラインの通過時間に整合可能である。
【０００４】
異なるフィルタ間の切り換えのためのこれらの公知の手法の欠点は、この際に、機械の駆動部を駆動制御する駆動制御信号の目標値において階段状の、すなわち連続的でない移行の顕著な恐れが生じてしまうということである。例えば、精密さを要する用途において必要である、あるフィルタから別のフィルタへの十分にスムーズな移行は、典型的に、各機械軸線の静止状態を必要とする。さらに、出力信号の階段状の移行の恐れの発生が低減された切り換え方法は、高い計算性能を必要とする。確実に、機械運動中の異なるフィルタ間のスムーズな切り換えを可能にし、かつ実行時の計算性能に関する要求が低い、従来技術からの欠点を克服するフィルタ切り換え方法が必要とされている。
【０００５】
上述の課題は、本発明の方法によって解決される。本発明のフィルタ切り換え方法は、第１の機械軸線に属する駆動手段の動作中に、機械制御部において実施される。機械制御部は、この機械軸線に対して第１の目標値フィルタと第２の目標値フィルタとを有しており、これらの間で切り換えが行われる。第１のステップでは、機械制御部の別の構成素子から入力ユニットを介して提供された入力信号が第１の目標値フィルタに加えられる。この入力信号は、第１の目標値フィルタによって処理されて、第１の出力信号が作成される。この第１の出力信号は、機械の動作中に、駆動手段に転送される。
【０００６】
さらなるステップでは、入力信号が複製され、同時に第２の目標値フィルタに加えられる。第２の目標値フィルタは、この入力信号に基づいて第２の出力信号を作成する。次のステップでは、第１の出力信号と第２の出力信号とが減算ユニットに転送され、この減算ユニットが第１の出力信号と第２の出力信号との間の差を形成する。形成されたこの差は、第１の出力信号と第２の出力信号との相互の偏差であり、これは後続のステップにおいて、コンパレータにおいてさらに評価される。
【０００７】
第１の目標値フィルタと第２の目標値フィルタとの間の偏差が設定可能な閾値を下回る場合に、これらの目標値フィルタ間の切り換えの際に、最少化された非連続性が存在する。したがって、第１の機械軸線は、自身の設定された軌道から極めて僅かにしか偏差しない。閾値は、フィルタ切り換えの際に、この適用ケースにおいて甘受され得る、非連続性の程度を規定する。減算ユニットによって求められた偏差が閾値を下回る場合に、第１の目標値フィルタが駆動手段からすぐに切り離され、実質的に同時に、第２の目標値フィルタが駆動手段と接続される。第１もしくは第２の目標値フィルタの迅速な切り離しおよび接続は、ここで、得られる最高の操作速度で行われる。すなわち、回避可能な時間損失を無くして、避けて行われる。
【０００８】
本発明の方法では、第１の目標値フィルタと第２の目標値フィルタとは異なる実行時間を有している。実行時間は、今日の一般的な目標値フィルタでは、駆動手段の操作時の得られるダイナミクスおよび運動精度に対する尺度である。短い実行時間を有する目標値フィルタは、高い程度のダイナミクスを保証する。すなわち、高いジャークと加速度を保証する。これに対して、高い運動精度用に設計された目標値フィルタは、典型的に、長い実行時間を有する。本発明の基になる驚くべき知識は、説明される切り換え方法が、異なる実行時間を有する目標値フィルタの場合でも、目標値フィルタの間の予期しないスムーズな切り換えを実現する、ということである。
【０００９】
本発明の方法は、第１の機械軸線に対する駆動手段を、使用の必要性に応じて、異なる動作モード間で切り換えることを可能にする。典型的に、機械が高いダイナミクスで動作する補助加工時間運動は、例えば、ワークピースの切削加工時とは異なる目標値フィルタを必要とする。本発明の方法では、２つの目標値フィルタが出力信号に関して、並行に実行されることだけが必要とされる。これは、迅速かつ容易に、出力信号の減算によって検出可能な条件である。さらに本発明の方法は連続的である。すなわち、フィルタ切り換えは、最少化されたジャークおよび加速度のもとでのみ行われる。これによって駆動手段の過度の摩滅および酷使が回避される。本発明の方法は、任意の実行時間を有する目標値フィルタの切り換えを可能にし、幅広い使用の多彩さを有している。
【００１０】
本発明の方法の個々のステップは、第２の機械軸線に対しても実施される。第２の機械軸線の場合には同様に、異なる目標値フィルタでの出力信号が検査され、偏差が閾値を下回る場合に、目標値フィルタ間の切り換えが実現される。第１の機械軸線および第２の機械軸線の第１の目標値フィルタの切り離しおよび第１および第２の機械軸線の駆動手段との第２の目標値フィルタの相応する接続が、２つの機械軸線において、２つの偏差が自身の各閾値を同時に下回る場合に実行される。これによって、第１の目標値フィルタと第２の目標値フィルタとの間の切り換えが、２つの機械軸線において実質的に同時に行われる。
【００１１】
２つの機械軸線での目標値フィルタの同時の切り換えによって、２つの機械軸線の重畳によって、例えば工具の斜め運動によって生起される、機械の運動時に切り換え過程を実行することが可能になる。第１の機械軸線と第２の機械軸線の時間的にずらされたフィルタ切り換えの場合には、２つの切り換え過程の間に機械の位置ずれが発生するという危険が生じてしまう。これは例えば、補助加工時間運動から加工運動への切り換えの際に、得られる製造精度にとって有害となる。さらに、この種の位置ずれは合算され、得られる製造精度は、製造プログラムの実行時間が長い場合に、著しく低減する。本発明の方法は、複数の機械軸線における実質的に同時のフィルタ切り換えを保証し、これによって製造プログラムが長い場合にも、精度損失の危険に対抗する。これによって、機械の得られる操作精度が高められ、その技術的な可能性がさらに利用し尽くされる。本発明の方法は、同様に、３つ以上の機械軸線にも転用可能である。
【００１２】
本発明の有利な実施例では、駆動手段からの第１の目標値フィルタの切り離しおよび第２の目標値フィルタと駆動手段との接続は、第１の機械軸線に沿った運動中に行われる。この切り離しおよび接続の前提条件は、複数の目標値フィルタでの出力信号が少なくとも時々、並行に伝搬することである。第１の機械軸線に沿った運動の間の目標値フィルタの切り換えは、機械の静止状態時間を回避し、機械の効率を高める。この結果、本発明の方法によって、機械の技術的な可能性がさらに利用し尽くされることが可能になる。
【００１３】
さらに有利には、本発明の方法では、機械制御部内に、少なくとも１つの遅延素子が配置されている。この遅延素子は、入力信号または出力信号の各フィルタラインを通る通過を減速する。この遅延素子は、入力信号もしくは出力信号の内容に対して、中性的な性質を有しており、唯一のパラメータとして自身のデッドタイムを有している。遅延素子は、有利にはソフトウェアによって形成されており、したがって機械制御部によって調整可能であり、遅延素子のデッドタイムは整合可能である。遅延素子のデッドタイムと、属する目標値フィルタの実行時間との総計は、フィルタラインの総実行時間を形成する。遅延素子によって、第１の目標値フィルタを備える第１のフィルタラインの総実行時間を、第２のフィルタラインの総実行時間に整合させることができる。これによって、出力信号間の偏差を求める際に、常に、出力信号の相互に対応する区間を相互に比較することが保証される。例えば、常に、第１の出力信号の信号開始部分と第２の出力信号の信号開始部分とが相互に減算される。これによって、目標値フィルタの切り換えに適した状態が、迅速かつ確実に識別される。これによって、短期間しか存在しない適切な状態も、フィルタ切り換えのために利用することができる。したがって本発明の方法は、高い能力を有する。
【００１４】
本発明の方法の特に有利な実施例では、少なくとも１つの遅延素子のデッドタイムは、入力信号のクロックの長さの非整数倍に相当する。この結果、フィルタラインの総デッドタイムを、任意の程度ぶんだけ長くすることができる。したがって本発明の方法を、容易に、多くの適用ケースに整合させることができる。
【００１５】
さらに有利には、少なくとも１つの遅延素子のデッドタイムの長さは、第１の目標値フィルタと第２の目標値フィルタのデッドタイムの差に相当し得る。この種のデッドタイムによって、フィルタラインの総実行時間を、並行するフィルタラインの総実行時間が得られるまで長くすることができる。この結果、全てのフィルタラインの総実行時間は、本発明の方法において最少に保たれる。したがって、特許請求されている方法が必要とする、信号バッファの容量は低減される。このフィルタ切り換え方法を、容易に、少ない計算能力を備える機械制御部において改良することもできる。
【００１６】
さらに、入力信号は、特許請求されている方法において、駆動手段に対する位置目標値、速度目標値、加速度目標値および／またはジャーク目標値を含んでいてよい。したがって出力信号の偏差を求める場合には、選択的に、得ようとされる位置、速度、加速度、ジャークまたはこれら複数の変数の組み合わせに関する差が計算され得る。適用ケースに応じて、これらの変数のうちの特定の変数が、スムーズなフィルタ切り換えが可能である状態を、最も適切に特徴付けていてよい。例えば、速度目標値は、補助加工時間運動から正確な加工運動へのフィルタ切り換えに対して、これに適している情報が存在するか否かに関する特に正確な情報を供給する。さらに、上述した複数の目標値を組み合わせることによって、その時々の適用ケースに対して、最も有意な、任意に整合された判断基準を選択することができる。
【００１７】
本発明の特に有利な実施形態では、複数の出力信号の偏差を求める際に、これらの出力信号における位置目標値の偏差だけが求められる。位置目標値は、機械制御部内に直接的に存在している。速度目標値、加速度目標値およびジャーク目標値は導出された変数であり、これらは機械制御部内の付加的な構成素子によって求められるべきである。位置目標値は、多くの機械制御部において、直接的に、下位の制御部によって、部分プログラムおよび／または補助加工時間制御部に基づいて提供される目標値である。驚くべきことに、位置目標値の使用は、単独で、既に、多くの用途にとって十分にスムーズな、目標値フィルタ間の移行を保証する。したがって本発明の方法は、少ない計算能力を備える機械制御部においても効率的に使用可能である。特許請求された方法は、改良パッケージの一部として実装されるのに適している。
【００１８】
特に有利には、本発明の方法では、第２の機械軸線において、遅延素子の調整可能なデッドタイムが付加によって次のように整合される。すなわち、２つの機械軸線の出力信号の出力が、実質的に同時に行われるように整合される。これによって、減算ユニットおよびコンパレータにおいて、２つの機械軸線の場合に、相互に一致する出力信号が同時に比較される。したがって、本発明の方法は、最少の遅延で、スムーズなフィルタ切り換えに適している状態の存在を識別することを可能にする。この結果、短期間しか存在しない適切な状態も利用可能になり、フィルタ切り換え時の機械制御部の柔軟性が上昇する。
【００１９】
本発明の別の有利な実施形態では、目標値フィルタのうちの少なくとも１つは、平均値形成器として形成されている。平均値形成器は簡易かつ迅速な目標値フィルタであり、確実に、突発的な階段状の入力信号を、連続的な出力信号に平滑化するのに適している。平均値形成器は、著しく上昇するまたは下降する入力信号に対してもロバストであり、調整システムの複雑性を最少の程度にしか高めない。さらに、平均値形成器は、リニアフェーズを有しており、グループ実行時間は周波数に関連しない。平均値形成器を目標値フィルタとして使用することによって、本発明の方法の効率がさらに上がる。
【００２０】
さらに有利には、本発明の方法では、ルックアヘッド機能によって、少なくとも１つの機械軸線に沿った、将来実行されるべき運動が事前計算されるもしくは先読みされる。詳細には、ここでは、このために必要な入力信号が識別され、評価される。先読みされた入力信号は、フィルタ切り換えに適した、機械制御部の状態が存在することがいつ予期されるべきかに関して評価される。出力信号の求められた偏差が閾値を下回る場合に、フィルタ切り換えのための適切な状態が存在する。この状態は、最少時間期間を介して、機械軸線の運動が、実質的に一定の速度で、入力信号によって生起される場合に先読み可能である。
【００２１】
したがって本発明の方法は、製造プログラムの経過時に、フィルタ切り換えに対する最適な時点を識別することを可能にする。例えば、加工運動から補助加工時間運動への切り換え時には、できるだけ早いフィルタ切り換えが望まれる。さらに、補助加工時間運動から加工運動への切り換え時には、できるだけ遅いフィルタ切り換えが望まれる。本発明の方法は、製造プログラムの計画時に、フィルタ切り換えに関する最適な可能性を、正確に表すことを可能にする。これによって、加工運動と補助加工時間運動とを備える製造プログラムの最適化が容易になる。
【００２２】
基になる課題は、本発明のプログラムによっても解決される。特許請求されているプログラムは、機械制御部の制御ユニットにおいて格納され、実施されるように構成されている。ここでこのプログラムは、属する機械の少なくとも１つの駆動手段に命令を出力するのに適している。特許請求されているプログラムはさらに、本発明の方法の少なくとも１つの実施形態を実施し、機械上で実現するように構成されている。本発明のプログラムによって、機械の技術的な可能性をより利用し尽くし、製造過程を加速することが可能になり、さらに、必要とする計算性能は少なくなる。これによってこのプログラムは、既存の機械制御部上で、容易かつコスト効率の良い改良の進行中に実施可能である。
【００２３】
上述の課題はさらに、メモリと計算ユニットとを有している制御ユニットによって解決される。このメモリと計算ユニットは、本発明のプログラムを格納し、実施するのに適している。同様に、本発明の課題は、工具と駆動手段とを有しており、さらに本発明の制御ユニットが装備されている機械によって解決される。
【００２４】
本発明を以下で、個々の実施形態の図面に基づいて詳細に説明する。図示された実施形態の個々の特徴は専門的な知識の範囲において相互に組み合わされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】特許請求されている方法の第１の実施形態を実施する調整システムの概略的な構造
【図２】特許請求されている方法の第２の実施形態を実施する調整システムの概略的な構造
【図３】特許請求されている方法の第３の実施形態を実施する調整システムの概略的な構造
【図４】特許請求されている方法の第３の実施形態に即したフローチャート
【図５】特許請求されている方法の第４の実施形態のフローチャート
【００２６】
図１は、機械制御部５０において本発明の方法１００の第１の実施形態を実施するように設計された調整システムを示している。ここでは、第１の機械軸線１０に対して入力信号２０が供給され、入力ユニット２２で、特許請求されている方法１００に加えられる。入力ユニット２２から出発して、信号通過３５が出力ユニット４４の方向で行われる。この出力ユニット４４は、出力信号４０を詳細に示されていない駆動手段５２に出力する。入力ユニット２２から出発して、入力信号２０の複製２４が行われ、第１の目標値フィルタ２６と第２の目標値フィルタ２８に同一の入力信号２０が供給される。ここで第１の目標値フィルタ２６は第１のフィルタライン３２内に配置されており、第２の目標値フィルタ２８は並行している第２のフィルタライン３４内に配置されている。２つの目標値フィルタ２６、２８は、それぞれ、異なる実行時間１９を有している。第１の目標値フィルタ２６は、入力信号２０から第１の出力信号２３を作成する。これに並行して、第２の目標値フィルタ２８は入力信号２０から第２の出力信号３３を作成する。この第２の出力信号３３は遅延素子３１に転送される。遅延素子３１は、調整可能なデッドタイム２５を有しており、第２の出力信号３３に対して中性的な性質を有している。第２の出力信号３３は、信号分岐２９を介して、減算ユニット３６に転送される。第１の目標値フィルタ２６からの第１の出力信号２３も、信号分岐２９を介して減算ユニット３６に転送される。減算ユニット３６は、第１の出力信号２３と第２の出力信号３３との間の差３７を形成し、この差３７をコンパレータ３８に転送する。コンパレータ３８は、差３７が、調整可能な閾値を下回っているか否かを識別するように構成されている。調整可能な閾値よりも低い差３７の存在は、命令ユニット３９に転送される。命令ユニット３９は、上位の制御部から切り換え命令４２を受信するように構成されており、コンパレータ３８によって同時に、閾値を下回る出力信号２３、３３の差３７が通知された場合に切り換え命令４３を出力する。この切り換え命令４３によって、切り換え手段４６の切り換え過程４８が生起される。切り換え手段４６は、自身の切り換え状態によって、２つの目標値フィルタ２６、２８のうちのどれが出力ユニット４４と接続されているのかを特定する。
【００２７】
図１に示された実施形態では、第２の目標値フィルタ２８もしくは遅延素子３１の実行時間１９とデッドタイム２５との総計は、実質的に、第１の目標値フィルタ２６の実行時間１９に相当する。この結果、減算ユニット３６には常に、一致する、すなわち同期する出力信号２３、３３が加えられる。これによって、切り換え過程４８がスムーズに行われる状態が最少の遅延で識別される。これによって、目標値フィルタ２６、２８の切り換えのために、短期間しか、スムーズなフィルタ切り換えに適していない状態も利用できるようになる。
【００２８】
図２は、機械制御部５０において本発明の方法１００の第２の実施形態を実施するように構成された調整システムを示している。ここでは、第１の機械軸線１０に対して入力信号２０が供給され、入力ユニット２２で、特許請求されている方法１００に加えられる。入力ユニット２２から出発して、信号通過３５が出力ユニット４４の方向で行われる。この出力ユニット４４は、出力信号４０を詳細に示されていない駆動手段５２に出力する。入力ユニット２２から出発して、入力信号２０の複製２４が行われ、第１の目標値フィルタ２６および第２の目標値フィルタ２８に同一の入力信号２０が供給される。ここで第１の目標値フィルタ２６は第１のフィルタライン３２内に配置されており、第２の目標値フィルタ２８は並行している第２のフィルタライン３４内に配置されている。２つの目標値フィルタ２６、２８は、それぞれ、異なる実行時間１９を有している。第１の目標値フィルタ２６は、入力信号２０から第１の出力信号２３を作成する。この第１の出力信号２３は第１の遅延素子３０に転送される。これに並行して、第２の目標値フィルタ２８は入力信号２０から第２の出力信号３３を作成する。この第２の出力信号３３は第２の遅延素子３１に転送される。遅延素子３０、３１はそれぞれ、調整可能なデッドタイム２５を有しており、それぞれ第１の出力信号２３および第２の出力信号３３に対して中性的な性質を有している。第２の出力信号３３は、信号通過３５に沿って、第２の遅延素子３１の後方で、信号分岐２９を介して、減算ユニット３６に転送される。第１の出力信号２３も、第１の遅延素子３０の後に、信号分岐２９を介して減算ユニット３６に転送される。減算ユニット３６は、第１の出力信号２３と第２の出力信号３３との間の差３７を形成し、この差３７をコンパレータ３８に転送する。コンパレータ３８は、差３７が、調整可能な閾値を下回っているか否かを識別するように構成されている。調整可能な閾値よりも低い差３７の存在は、命令ユニット３９に転送される。命令ユニット３９は、上位の制御部から切り換え命令４２を受信するように構成されており、コンパレータ３８によって同時に、閾値を下回る出力信号２３、３３の差３７が通知された場合に切り換え命令４３を出力する。この切り換え命令４３によって、切り換え手段４６の切り換え過程４８が生起される。切り換え手段４６は、自身の切り換え状態によって、２つの目標値フィルタ２６、２８のうちのどれが出力ユニット４４と接続されているのかを特定する。
【００２９】
図２に示された実施形態では、第２の目標値フィルタ２８もしくは遅延素子３１の実行時間１９とデッドタイム２５との総計は、実質的に、第１の遅延素子３０のデッドタイム２５と組み合わされた第１の目標値フィルタ２６の実行時間１９に相当する。この結果、減算ユニット３６には常に、一致する、すなわち同期する出力信号２３、３３が加えられる。これによって、切り換え過程４８がスムーズに行われる状態が最少の遅延で識別される。これによって、目標値フィルタ２６、２８の切り換えのために、短期間しか、スムーズなフィルタ切り換えに適していない状態も利用できるようになる。
【００３０】
図３には、本発明の方法１００の第３の実施形態が概略的に示されている。ここではそれぞれ、目標値フィルタ２６、２８の切り換え過程４８が、第１の機械軸線１０および第２の機械軸線１２に対して実行される。第１の機械軸線１０および第２の機械軸線１２に対してそれぞれ入力信号２０が供給され、入力ユニット２２で、特許請求されている方法１００に加えられる。２つの機械軸線１０、１２に関して、入力信号２０は相互に関連していない。入力ユニット２２から出発して、信号通過３５が出力ユニット４４の方向で行われる。この出力ユニット４４は、出力信号４０を詳細に示されていない駆動手段５２に出力する。入力ユニット２２から出発して、入力信号２０の複製２４が行われ、第１の目標値フィルタ２６および第２の目標値フィルタ２８に同一の入力信号２０が供給される。ここで第１の目標値フィルタ２６は第１のフィルタライン３２内に配置されており、第２の目標値フィルタ２８は並行している第２のフィルタライン３４内に配置されている。２つの目標値フィルタ２６、２８は、それぞれ、異なる実行時間１９を有している。第１の目標値フィルタ２６は、入力信号２０から第１の出力信号２３を作成する。この第１の出力信号２３は第１の遅延素子３０に転送される。これと並行して、第２の目標値フィルタ２８は入力信号２０から第２の出力信号３３を作成する。この第２の出力信号３３は第２の遅延素子３１に転送される。遅延素子３０、３１はそれぞれ、調整可能なデッドタイム２５を有しており、それぞれ第１の出力信号２３および第２の出力信号３３に対して中性的な性質を有している。第２の出力信号３３は、信号通過３５に沿って、第２の遅延素子３１の後方で、信号分岐２９を介して、減算ユニット３６に転送される。第１の出力信号２３も、第１の遅延素子３０の後に、信号分岐２９を介して減算ユニット３６に転送される。減算ユニット３６は、第１の出力信号２３と第２の出力信号３３との間の差３７を形成し、この差３７をコンパレータ３８に転送する。コンパレータ３８は、差３７が、調整可能な閾値を下回っているか否かを識別するように構成されている。調整可能な閾値よりも低い差３７の存在は、命令ユニット３９に転送される。これらの命令ユニット３９はそれぞれ、上位の制御部から切り換え命令４２を受信するように構成されており、属するコンパレータ３８によって同時に、各機械軸線１０、１２に対して、各閾値を下回る出力信号２３、３３の差３７がそれぞれ通知された場合に、それぞれ切り換え命令４３を出力する。この切り換え命令４３によって、切り換え手段４６の別個の切り換え過程４８が生起される。各切り換え手段４６は、自身の切り換え状態によって、２つの目標値フィルタ２６、２８のうちのどれが出力ユニット４４と接続されているのかを特定する。
【００３１】
図３に示された実施形態では、第１および第２の機械軸線１０、１２の遅延素子３０、３１におけるデッドタイム２５は次のように選択されている。すなわち、２つの機械軸線１０、１２におけるフィルタライン３２、３４の組み合わされた実行時間１９とデッドタイム２５がそれぞれ実質的に同じであるように選択されている。この結果、第１および第２の機械軸線１０、１２において減算ユニット３６には、入力信号２０が関連していないのにもかかわらず、常に、相互に一致する、すなわち実質的に同期する出力信号２３、３３が加えられる。これによって、２つの機械軸線１０、１２に対して同時に、スムーズなフィルタ切り換えが実現される。
【００３２】
図４は、本発明の方法１００の第４の実施形態のフローチャートを示している。このチャートは時間軸９０を示しており、この時間軸９０に沿って信号通過３５が行われる。ここで鉛直な破線は、時間軸９０で同時に発生するイベントを表している。図４には、詳細に示されていない上位の制御部の制御入力４２が存在し、これに従って、２つの機械軸線１０、１２に対するフィルタ切り換えが実行される。ここで、２つの入力信号２０は異なる時点で複製２４に達し、複製２４の後で、各機械軸線１０、１２において、それぞれ目標値フィルタ２６、２８を備える２つの別個のフィルタライン３２、３４に導かれる。入力信号２０は、ここで、位置目標値、速度目標値および加速度目標値を含んでおり、これらは図４において複数の矢印によって暗示されている。２つの機械軸線１０、１２の個々のフィルタライン３２、３４に対して、各目標値フィルタ２６、２８に対して異なる実行時間１９が存在する。この実行時間１９の持続時間は、ここで、目標値フィルタ２６、２８に割り当てられている面の大きさによって表されている。機械軸線１０、１２における各目標値フィルタ２６、２８に、１つの遅延素子３０、３１が割り当てられている。この遅延素子３０、３１は同様に、それぞれ、調整可能な固有のデッドタイム２５を有している。出力信号２３、３３の信号通過３５は各フィルタライン３２、３４において、属する目標値フィルタ２６、２８もしくは自身の遅延素子３０、３１の実行時間１９とデッドタイム２５の総計ぶんだけ遅延される。遅延素子３０、３１の調整可能なデッドタイム２５は、次のように選択されている。すなわち、各機械軸線１０、１２のフィルタライン３２、３４に対して実質的に同じ総実行時間２７が生じるように選択されている。
【００３３】
出力信号２３、３３は、機械軸線１０、１２において異なる出力時点４５で、自身の割り当てられている減算ユニット３６、ひいては各コンパレータ３８および命令ユニット３９にも転送される。切り換え過程４８に適している状態が、図４において、各個々の機械軸線１０、１２に対して存在しているので、各機械軸線１０、１２に対して、別個の切り換え命令４３が、切り換え手段４６の操作のために与えられる。切り換え命令４３の実行はここで時間的にずらして行われる。
【００３４】
本発明の方法１００の別の実施形態が図５に示されている。これは、本発明の方法１００の第５の実施形態のフローチャートを示している。このチャートは、時間軸９０を示しており、この時間軸９０に沿って信号通過３５が行われる。ここで鉛直な破線は、時間軸９０で同時に発生するイベントを表している。図５には、詳細に示されていない上位の制御部の制御入力４２が存在し、これに従って、２つの機械軸線１０、１２に対するフィルタ切り換えが実行される。ここで、２つの入力信号２０は異なる時点で複製２４に達し、複製２４の後で、各機械軸線１０、１２において、それぞれ目標値フィルタ２６、２８を備える２つの別個のフィルタライン３２、３４に導かれる。入力信号２０は、ここで、位置目標値、速度目標値および加速度目標値を含んでおり、これらは図５において複数の矢印によって暗示されている。２つの機械軸線１０、１２の個々のフィルタライン３２、３４に対して、各目標値フィルタ２６、２８に対して異なる実行時間１９が存在する。この実行時間１９の持続時間は、ここで、目標値フィルタ２６、２８に割り当てられている面の大きさによって表されている。機械軸線１０、１２における各目標値フィルタ２６、２８に、１つの遅延素子３０、３１が割り当てられている。この遅延素子３０、３１は同様に、それぞれ、調整可能な固有のデッドタイム２５を有している。出力信号２３、３３の信号通過３５は各フィルタライン３２、３４において、属する目標値フィルタ２６、２８もしくは自身の遅延素子３０、３１の実行時間１９とデッドタイム２５の総計ぶんだけ遅延される。遅延素子３０、３１の調整可能なデッドタイム２５は、はじめに、２つの機械軸線１０、１２において次のように選択されている。すなわち、各機械軸線１０、１２のフィルタライン３２、３４に対して実質的に同じ総実行時間２７が生じるように選択されている。第２の機械軸線１２では次に、整合４７によって、第１および第２の遅延素子３０、３１のデッドタイム２５の持続時間が長くされる。デッドタイム２５の付加４７は次のように設計されている。すなわち、第１および第２の機械軸線１０、１２の出力信号２３、３３が同じ出力時点４５で、各減算ユニット３６に転送されるように構成されている。
【００３５】
出力信号２３、３３は、機械軸線１０、１２において同じ出力時点４５で、自身の割り当てられている減算ユニット３６、ひいては各コンパレータ３８および命令ユニット３９にも転送される。切り換え過程４８に適している状態が、図５において、各個々の機械軸線１０、１２に対して存在しているので、２つの機械軸線１０、１２に対して、別個の切り換え命令４３が、切り換え手段４６の操作のために与えられる。切り換え命令４３の実行、ひいては切り換え過程４８の実行はここでは同時に行われる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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