Berechnung der Synchronisierungsphase
Bei der Berechnung der Synchronisierungsphase wird versucht, unter Einhaltung der vom Benutzer angegebenen Randbedingungen eine optimale Lösung zu finden. Wenn die vorgegebenen Randbedingungen nicht eingehalten werden können, wird die Kopplung mit einem entsprechenden Fehler abgelehnt.
Optimierungen
Wie in dem unten dargestellten Ablaufdiagramm ersichtlich ist, beeinflussen die einzelnen Bitmasken zum Teil die internen Optimierungsschritte der Profilberechnung, da je nach vorgegebenen Regeln (s. Parametrierbare Randbedingungen) ein Optimum gesucht wird. Im Wesentlichen wird ein Polynom 5. Ordnung oder eine Kombination aus einem Polynom 5. Ordnung mit einem Polynom 1. Ordnung verwendet. Ein Polynom 5. Ordnung ist im Allgemeinen nicht überschwingungsfrei, die Beschleunigungen sind aber moderater als bei der Kombination aus einem Polynom 5. Ordnung mit einem Polynom 1. Ordnung. Die Kombination der Polynome aus 1. und 5. Ordnung wird so berechnet, das diese immer überschwingungsfrei ist. Bei ihr treten aber höhere Beschleunigungen und Verzögerungen auf. Falls zum Beispiel die Istgeschwindigkeit mit der Synchrongeschwindigkeit übereinstimmt, aber eine bestimmte Positionsdifferenz ausgeglichen werden muss. Dann wird intern die optimale Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der maximalen Beschleunigung errechnet. Ergebnis ist ein Polynom 5ter Potenz ein Polynom 1. Ordnung mit der errechneten Geschwindigkeit und ein Polynom 5ter Potenz. Mindestens eines der beiden Polynome 5ter Potenz nutzt die maximale Beschleunigung aus. Damit es dabei nicht zu extremen Ruckwerten kommt, sollte die Überprüfung des Ruckes eingeschaltet sein.
 | Die dargestellten Optimierungen können nur dann durchgeführt werden, wenn zum Koppelzeitpunkt sowohl die Master- als auch die Slave-Achse beschleunigungsfrei sind. Bei beschleunigten Achsen wird zur Synchronisation ein Polynom 5. Ordnung verwendet, welches auf die Einhaltung der vorgegebenen Randbedingungen geprüft wird, aber nicht optimiert werden kann. |
Hinweis | |
Handelt es sich bei der Masterachse um eine Encoderachse („fremdes Encodersystem“), die üblicherweise mathematisch niemals beschleunigungsfrei ist, muss besondere Sorgfalt auf die Filterung der Istbeschleunigung gelegt werden (oder beim Encoder die Ermittlung der Istbeschleunigung abgewählt werden, d. h. zu Null gesetzt werden). Ferner gibt es für diese Kombination (Masterencoderachse mit der Universellen Fliegenden Säge als Slave) intern in der NC einen Algorithmus, der Masterbeschleunigungen, die betragsmäßig kleiner als (2.0 • Skalierungsfaktor / Zykluszeit2) sind, im Ankoppelmoment zu Null setzt. |
Optimierungsschritt 1:
Zielsetzung: “Unter- bzw. überschwingungsfreies Geschwindigkeitsprofil“
Es wird zunächst versucht ein Profil zu berechnen, dass in der Geschwindigkeit über- bzw. unterschwingungsfrei aufsynchronisiert (Kombination aus Polynom 1ter Ordnung und Polynom 5ter Ordnung bzw. umgekehrt, kurz Polynom1+Polynom5 bzw. Polynom5+Polynom1). Wenn hierbei der Check der Beschleunigungen aktiv ist und mindestens einer dieser Grenzwerte (Acc, Dec) überschritten wird, dann wird ein weiteres allgemein nicht-überschwingunsfreies Profil (Polynom5) berechnet. Wenn auch dieses Profil einen der aktiven Grenzwerte (Acc, Dec) überschreitet, wird letztlich das Aufsynchronisierungskommando mit einem Fehlercode abgelehnt.
Optimierungsschritt 2:
Zielsetzung: “Limitierung auf maximal erlaubte Geschwindigkeit“
Wenn der Optimierungsschritt 1 nicht möglich gewesen ist, wird im Optimierungsschritt 2 für ein allgemeines Standardprofil (Polynom5) geprüft, ob die maximal erlaubte Geschwindigkeit der Slave-Achse überschritten wird. Wenn dies der Fall ist, wird versucht ein Profil zu erzeugen, welches als maximale Profilgeschwindigkeit genau die maximal erlaubte Geschwindigkeit der Slave-Achse (Maschinendaten) besitzt (Polynom5+Polynom1+Polynom5). Angemerkt sei, dass dieser Optimierungsversuch in der Regel zu größeren Beschleunigungen bzw. Verzögerungen führt.
Wenn nun der Check der Bescheunigungen aktiv ist und mindestens einer der Grenzwerte überschritten wird, wird dieser Optimierungsschritt 2 verworfen und letztlich ein allgemein nicht-überschwingunsfreies Profil (Polynom5) errechnet. Wenn auch dieses Profil einen der aktiven Grenzwerte (Acc, Dec) überschreitet, wird letztlich das Aufsynchronisierungskommando mit einem Fehlercode abgelehnt.
Ablaufdiagramm der durchgeführten Optimierungen:
Die intern durchgeführten Optimierungen sind in dem folgenden Ablaufdiagramm graphisch dargestellt. Im Wesentlichen wird das Slave-Sollwertprofil als Polynom 5. Ordnung berechnet. Dieses Polynom 5. Ordnung kann mit einem Polynom 1. Ordnung kombiniert werden, um die parametrierten Randbedingungen einzuhalten. Dem unten dargestellten Ablaufdiagramm kann entnommen werden, wie die einzelnen Randbedingungen die Auswahl der Polynome und somit den Verlauf des Sollwertprofils beeinflussen. Mit der Beschriftung "Polynom n und Polynom m" wird zum Ausdruck gebracht, dass in der Synchronisierungsphase erst das Polynom n und danach das Polynom m zum Einsatz kommt.
