Procedimiento y sistema para satisfacer condiciones terminales en un sistema de control de movimiento.

Un procedimiento para satisfacer condiciones terminales de un plan de recorrido,

utilizando el procedimiento ungenerador (4) de recorrido, comprendiendo el procedimiento:

emitir instrucciones (21) de control desde el generador (4) de recorrido para un movimiento en un plan derecorrido;

caracterizado porque el procedimiento comprende, además:

calcular el tiempo restante para completar el movimiento en dicho plan de recorrido;

determinar (23) si el tiempo restante es menor que la duración de un periodo de muestreo; y

calcular valores terminales al sustituir (24) dicho tiempo restante por la duración del periodo demuestreo cuando el tiempo restante es menor que el periodo de muestreo, de forma que el controladorde tiempo discreto emitirá la instrucción para las condiciones terminales a un elemento controlado.

Procedimiento y sistema para satisfacer condiciones terminales en un sistema de control de movimiento

Antecedentes de la invención

Campo de la invención

La materia descrita en el presente documento versa, en general, acerca de un sistema y un procedimiento para satisfacer condiciones terminales determinadas por un procedimiento de planificación de recorrido de tiempo continuo para sistemas de control de movimiento, y más en particular acerca de planificadores de recorrido.

Técnica relacionada

Normalmente, los planificadores de recorrido o generadores de recorrido comprenden controladores de movimiento que son utilizados para controlar motores. Los motores que emplean una planificación de recorrido pueden encontrarse en diversos sistemas industriales tales como de fabricación, de montaje, de embalaje y otros capacidades. Normalmente, estos motores controlan los movimientos de elementos tales como brocas o brazos robóticos. Los generadores de recorrido determinan los movimientos de los elementos controlados. El documento US-A 5 070 287 divulga un sistema de control para operaciones mediante sistemas motorizados de accionamiento.

Los generadores de recorrido utilizan diversos algoritmos de recorrido cinético junto con controladores de tiempo discreto. El uso de controladores de tiempo discreto con algoritmos de planificación de recorrido de tiempo continuo crea problemas para satisfacer las condiciones terminales del plan de recorrido. El plan de recorrido comprende movimientos que son determinados de forma continua y no durante un periodo de muestreo. Un controlador de tiempo discreto está limitado a la salida de datos en un periodo predeterminado de muestreo. Un ejemplo de un problema que surge en la anterior situación es que el movimiento determinado puede ser una condición terminal tal como una instrucción para detenerse en un instante en el tiempo que ocurre antes del siguiente periodo de muestreo. Este problema puede tener como resultado que el controlador de tiempo discreto no dé instrucciones al motor de detenerse antes del siguiente periodo de muestreo, teniendo como resultado, posiblemente, que se sigua un recorrido menos deseable que viole las restricciones del movimiento, por ejemplo.

Los anteriores generadores de recorrido implementaban un esquema de compensación que alteraba las condiciones iniciales al inicio de la desaceleración, de forma que se alcanzarían las condiciones terminales en un periodo homogéneo de muestreo, por ejemplo, cada 5 ms. Aunque es deseable de cara al cálculo, no es deseable para la aplicación del controlador dado que introduce un cambio no controlado de etapa a la salida en ese instante. Esto crea una discontinuidad en el recorrido planeado. De forma similar, otros esquemas conocidos de compensación temporal no son deseables debido a aumentos significativos de la carga de cálculo.

En consecuencia, existe una necesidad de un esquema mejorado más preciso de compensación temporal cuando se utiliza una planificación de recorrido de tiempo continuo con un controlador de tiempo discreto para satisfacer condiciones terminales.

Breve resumen de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento para satisfacer condiciones terminales de un plan de recorrido como se define en la reivindicación 1 y un sistema como se define en la reivindicación 3.

Una realización de la invención es un sistema y un procedimiento para satisfacer condiciones terminales de un plan de recorrido que implementa un generador de recorrido que genera continuamente instrucciones para un plan de recorrido mientras que hace un seguimiento del tiempo total transcurrido para el plan de recorrido. El generador de recorrido calcula el tiempo restante en el plan de recorrido y sustituye el tiempo restante por la duración del periodo final de muestreo cuando la duración de tiempo restante es menor que la duración de un periodo completo de muestreo.

Breve descripción de los dibujos

La FIG. 1 es un diagrama esquemático de un sistema de control que implementa un plan de recorrido según el procedimiento de una realización de la invención.

La FIG. 2 es una representación gráfica apilada de los siete segmentos de un tipo de movimiento básico generado por el plan de recorrido de la FIG. 1.

La FIG. 3 es una representación gráfica de aceleración y velocidad con respecto al tiempo que se aproxima al final del plan de recorrido.

La FIG. 4 es una vista ampliada de la FIG. 3.

La FIG. 5 es un procedimiento según una realización de la invención para que un generador de recorrido satisfaga las condiciones terminales de un plan de recorrido.

Descripción detallada de la invención

Una realización de la presente invención incluye un procedimiento y un sistema para planificar un recorrido utilizando un plan de recorrido continuo implementado en un controlador de tiempo discreto.

Con referencia ahora a la FIG. 1, se muestra un diagrama de bloques de un sistema 1 de movimiento de tipo controlador automático programable (PAC) para la planificación de recorrido según una realización de la presente invención. El sistema 1 de PAC incluye un controlador 9 de movimiento de tipo sistema de PAC, un bloque terminal 5 de fibra del módulo de movimiento de tipo sistema de PAC (PMM) y una placa base (PMM) 2 que consiste en un subsistema 3 de microprocesador. La placa base PMM incluye, además, varios subsistemas que incluyen un generador 4 de recorrido. El generador 4 de recorrido es un subsistema de soporte lógico inalterable que se ejecuta en el microprocesador 3 que está dedicado a una planificación de recorrido. Otros subsistemas de soporte lógico inalterable que soportan las funciones de la placa base PMM incluyen un bus 6 de comunicaciones, tal como una tarjeta base PCI, y otras funciones asociadas de soporte de hardware.

El bloque terminal 5 de fibra PMM incluye un subsistema de matriz de puertas de campo programable (FPGA) que incluye módulos 7 de entrada/salida (módulo I/O) . Aunque solo se muestra un módulo I/O en la FIG. 1, el sistema de PAC puede incluir múltiples módulos I/O, por ejemplo, un módulo I/O para conectarse con un motor, o un módulo I/O para recibir diversas señales de estado, de alarma, o de entrada procedentes de los dispositivos. Los módulos I/O están acoplados a dispositivos de entrada y de salida.

El sistema de movimiento de PAC también incluye una placa 8 de servocontrol PMM. La placa 8 de servocontrol puede ser una placa dependiente que está albergada en el módulo de control de movimiento (PMM) . La placa de servocontrol sirve de controlador de movimiento para los elementos controlados tales como brazos robóticos, por ejemplo.

El generador 4 de recorrido se ocupa de una generación de recorrido. Generación de recorrido hace referencia a la derivación de una trayectoria ordenada en tiempo real entre una posición inicial y una posición objetivo. Según una realización de la presente invención, el generador 4 de recorrido define el recorrido de tiempo mínimo entre una posición inicial y una posición objetivo sin violar los valores de instrucción de entrada suministrados por el usuario. El generador de recorrido proporciona un perfil de recorrido en base a parámetros especificados de movimiento. Los parámetros especificados de movimiento incluyen las siguientes entradas de instrucciones: posición terminal, máxima velocidad, máxima aceleración, máxima desaceleración, y la vibración ordenada. Las condiciones iniciales de un movimiento están definidas por el estado actual del generador de recorrido, haciendo que la posición inicial, la velocidad inicial, la aceleración inicial, y la vibración inicial sean valores conocidos.

La vibración está definida como la tasa de cambio de aceleración o la pendiente de aceleración. Por lo tanto, vibración es la derivada de la aceleración y es una variable importante en muchas aplicaciones en las que se requiere un arranque suave. El control de vibración también es importante para reducir el desgaste de la máquina. Las ecuaciones cinemáticas para generar recorridos de vibración constante desde una posición inicial hasta una posición final sujeta a restricciones de aceleración, de desaceleración, y de velocidad son bien conocidas. Por lo tanto, los valores conocidos indicados anteriormente junto con las ecuaciones cinemáticas forman... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para satisfacer condiciones terminales de un plan de recorrido, utilizando el procedimiento un generador (4) de recorrido, comprendiendo el procedimiento:

emitir instrucciones (21) de control desde el generador (4) de recorrido para un movimiento en un plan de 5 recorrido; caracterizado porque el procedimiento comprende, además:

calcular el tiempo restante para completar el movimiento en dicho plan de recorrido; determinar (23) si el tiempo restante es menor que la duración de un periodo de muestreo; y calcular valores terminales al sustituir (24) dicho tiempo restante por la duración del periodo de

muestreo cuando el tiempo restante es menor que el periodo de muestreo, de forma que el controlador de tiempo discreto emitirá la instrucción para las condiciones terminales a un elemento controlado.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, que comprende, además:

comprobar dichos valores terminales con las condiciones terminales finales del movimiento.

3. Un sistema para satisfacer condiciones terminales de un plan de recorrido, comprendiendo el sistema un 15 generador (4) de recorrido dispuesto para:

generar instrucciones para un plan de recorrido; caracterizado porque el generador de recorrido está dispuesto, además, para:

calcular el tiempo restante para completar un movimiento en dicho plan de recorrido; determinar si el tiempo restante es menor que la duración de un periodo de muestreo; y

calcular valores terminales al sustituir dicho tiempo restante por la duración del periodo de muestreo cuando el tiempo restante es menor que el periodo de muestreo, de forma que el controlador de tiempo discreto emitirá la instrucción para las condiciones terminales a un elemento controlado.

4. El sistema de la reivindicación 3, en el que dicho generador (4) de recorrido es un subsistema de soporte lógico

inalterable de un microprocesador (3) ; y dicho subsistema generador de recorrido está dedicado a una 25 planificación de recorrido.

5. El sistema de la reivindicación 3, en el que el sistema es un controlador automático dispuesto para satisfacer condiciones terminales de un plan de recorrido, comprendiendo además el sistema:

un bloque terminal (5) de fibra que comprende un subsistema de matriz de puertas de campo programable; al menos un módulo (6, 7) de entrada/salida; 30 un servocontrolador (8) ; y un generador (4) de recorrido.

6. El sistema de la reivindicación 3, estando dispuesto el generador (4) de recorrido para comprobar dichos valores terminales con las condiciones terminales finales del movimiento.

7. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, que comprende, además, un controlador de tiempo 35 discreto dispuesto para emitir una instrucción para las condiciones terminales a un elemento controlado (25) .

8. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, que incluye un microprocesador (3) que comprende el generador (4) de recorrido.