协调外部装置运动与独立移动器运动的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于对外部装置与独立移动器之间的运动进行协调的改进的系统和方法，独立移动器沿着线性驱动系统行进，其包括生成用于外部装置和用于独立移动器中的每个独立移动器两者的运动命令的运动控制器。在运动控制器中限定与轨道和外部装置相对应的坐标系，独立移动器中的每个独立移动器沿着轨道行进。还限定了坐标系之间的偏移量。运动控制器接收用于协调运动的命令并且在一个坐标系中生成用于独立移动器和外部装置的运动命令，以实现命令协调运动。与其中生成运动命令的坐标系相对应的运动命令被直接传送，并且与第二坐标系相关联的运动命令首先使用偏移量而被变换到第二坐标系。

A Method and Device for Coordinating the Motion of External Devices with the Motion of Independent Movers

【技术实现步骤摘要】
协调外部装置运动与独立移动器运动的方法和装置
本文中所公开的主题涉及运动控制系统，并且更具体地涉及用于在线性驱动系统中对外部装置的运动与沿着轨道行进的多个独立移动器的运动进行协调的方法和装置。
技术介绍
利用了移动器和线性马达的运动控制系统可以用于各种各样的过程(例如包装、制造和加工)中，并且可以提供优于常规传送带系统的具有增强的灵活性、极高的速度运动和机械简单性的优点。运动控制系统包括一组独立控制的“移动器”，每个“移动器”支承在轨道上用于沿着轨道进行运动。轨道由多个轨道部段构成，所述多个轨道部段又保持能够单独控制的电线圈。线圈的连续激活建立了移动的电磁场，电磁场与移动器相互作用并且使移动器沿着轨道行进。传感器可以在固定位置处沿着轨道和/或在移动器上间隔开，以提供关于移动器的位置和速度的信息。移动器中的每个移动器可以响应于由线圈产生的移动电磁场而沿着轨道独立地移动和定位。在典型系统中，轨道形成闭合路径，每个移动器在闭合路径上重复地行进。在沿着轨道的某些位置处，其他致动器可以与每个移动器相互作用。例如，移动器可以在装载站处停止，在该装载站处，第一致动器将产品放置在移动器上。移动器然后可以沿着轨道的处理部段移动，其中各种其他致动器可以填充、加工、定位移动器上的产品或以其他方式与移动器上的产品相互作用。移动器可以编程为在各个位置处停止或者编程为以受控速度移动经过其他致动器中的每个致动器。在执行了各种处理之后，移动器可以经过卸载站或者在卸载站处停止，在该卸载站处，产品被从移动器移除。移动器随后通过返回装载站以接纳另一产品单元而完成沿着闭合路径的循环。传统地，移动器沿着轨道的位置相对于沿着轨道的线性位置是确定的。对于闭合轨道，即其中轨道的“端部”连接轨道的“起始”的轨道，使得移动器在沿单个方向行进时将重复行进轨道的长度，轨道的起始可以被分配一位置，比如零的位置，这建立了参考位置。当移动器沿着轨道行进时，无论是在直线路径还是弯曲路径上，沿着轨道的位置增加直到移动器到达轨道的端部为止。当移动器从端部转回到起始时，移动器的位置被重置为初始或参考位置。因此，单个坐标可以用于限定每个移动器沿着轨道的位置。单个坐标系适用于在中央控制器仅需要对每个移动器相对于其他移动器的位置进行协调时限定移动器沿着轨道的位置。然而，在某些应用中，可能期望的是，当移动器沿着轨道行进时外部装置搬起存在于移动器上的货物或者与存在于移动器上的货物相互作用。为了使外部装置与移动器相互作用，移动器的运动必须与外部装置的运动协调。从历史上看，外部装置与移动器之间的运动协调受到限制。例如，外部装置可以构造成与移动器并行行进。传感器、用于移动器的位置反馈信息等可以指示移动器何时到达起始位置。系统控制器可以使用传感器或位置反馈信息来发起外部装置与移动器的协同行进。外部装置可以是例如填充机构，其在移动器行进时将产品分配到移动器上的容器中。当第二传感器或随后的位置反馈信息指示移动器已经到达端部位置时，系统控制器可以指示外部装置停止填充容器并返回到起始位置。然而，移动器与外部装置之间的这种运动协调方式在可以执行的应用中受限于可以与移动器的线性行进相匹配的那些应用。因此，期望提供用于对外部装置与沿着线性驱动系统行进的独立移动器之间的运动进行协调的改进的系统和方法。
技术实现思路
本文中所公开的主题描述了一种用于对外部装置与沿着线性驱动系统行进的独立移动器之间的运动进行协调的改进的系统和方法。运动控制器生成用于外部装置和用于独立移动器中的每个独立移动器两者的运动命令。在运动控制器中限定了与轨道相对应的第一坐标系，独立移动器中的每个独立移动器沿着轨道行进。在运动控制器中限定了与外部装置相对应的第二坐标系。在运动控制器中限定了第一坐标系与第二坐标系之间的偏移量。运动控制器接收用于协调运动的命令，该命令要求至少一个独立移动器和外部装置的运动，并且运动控制器在一个坐标系中生成用于独立移动器和外部装置的运动命令，以实现命令的协调运动。与其中生成运动命令的坐标系相对应的用于移动器或外部装置的运动命令被直接利用，以对移动器或外部装置的运动进行控制。用于移动器或外部装置的与第二坐标系相关联的运动命令首先使用偏移量而被变换到第二坐标系。然后利用变换的运动命令来对移动器或外部装置的运动进行控制。根据本专利技术的一个实施方式，公开了一种用于在线性驱动系统中对外部装置与至少一个移动器之间的运动进行协调的方法，其中线性驱动系统包括具有多个部段的轨道。在运动控制器中限定了第一坐标系和第二坐标系。第一坐标系和第二坐标系中的每一者与外部装置或轨道相对应，并且外部装置和轨道中的每一者由坐标系中的一个坐标系限定。坐标系偏移量被存储在运动控制器的存储器中。坐标系偏移量是第一坐标系与第二坐标系之间的偏移量。在运动控制器处接收用于外部装置的协调运动命令，并且协调运动命令对至少一个移动器进行识别以与外部装置协同移动。在运动控制器处从协调运动命令生成第一运动命令和第二运动命令。第一运动命令在第一坐标系中限定用于至少一个移动器的运动，并且第二运动命令在第一坐标系中限定用于外部装置的运动。在运动控制器处通过根据坐标系偏移量将第一运动命令或第二运动命令变换到运动控制器中的第二坐标系来生成变换的运动命令。根据变换的运动命令和未变换到第二坐标系的第一运动命令或第二运动命令对外部装置和至少一个移动器的操作进行控制。根据本专利技术的另一实施方式，公开了一种用于在线性驱动系统中对外部装置与至少一个移动器之间的运动进行协调的装置，其中线性驱动系统包括多个部段。装置包括运动控制器和多个部段控制器。运动控制器包括存储器和处理器。存储器操作成对第一坐标系、第二坐标系、第一坐标系与第二坐标系之间的坐标系偏移量、和至少一个控制程序进行存储。处理器操作成执行控制程序以：接收用于外部装置和至少一个移动器的协调运动命令；从协调运动命令生成第一运动命令，第一运动命令在第一坐标系中限定用于至少一个移动器的运动；从协调运动命令生成第二运动命令，第二运动命令在第一坐标系中限定用于外部装置的运动；根据坐标系偏移量将第二运动命令从第一坐标系变换到第二坐标系；将变换的第二运动命令传送至外部控制器，其中，外部控制器操作成对外部装置进行控制；以及将第一运动命令传送至多个部段控制器。多个部段控制器中的每个部段控制器操作成沿着多个部段中的一个部段驱动至少一个移动器。根据本专利技术的又一实施方式，公开了一种用于在线性驱动系统中对外部装置与至少一个移动器之间的运动进行协调的方法，其中，线性驱动系统包括具有多个部段的轨道。在运动控制器中限定了第一坐标系和第二坐标系。第一坐标系与轨道相对应，并且第二坐标系与外部装置相对应。坐标系偏移量被存储在运动控制器的存储器中。坐标系偏移量是第一坐标系与第二坐标系之间的偏移量。在运动控制器处接收用于外部装置的协调运动命令，并且协调运动命令限定至少一个移动器以与外部装置协同移动。在运动控制器处从协调运动命令生成第一运动命令和第二运动命令。第一运动命令在第一坐标系中限定用于至少一个移动器的运动，并且第二运动命令在第一坐标系中限定用于外部装置的运动。在运动控制器处通过根据坐标系偏移量将第二运动命令变换成运动控制器中的第二坐标系来生成变换的运动命令。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在线性驱动系统中对外部装置与至少一个移动器之间的运动进行协调的方法，其中，所述线性驱动系统包括轨道，每个移动器沿着所述轨道行进，所述方法包括下述步骤：在运动控制器中限定第一坐标系，其中，所述第一坐标系与所述外部装置和所述轨道中的一者相对应；在所述运动控制器中限定第二坐标系，其中，所述第二坐标系与所述外部装置和所述轨道中的一者相对应，并且其中，所述外部装置和所述轨道中的每一者由所述第一坐标系和所述第二坐标系中的一者限定；将坐标系偏移量存储在所述运动控制器的存储器中，其中，所述坐标系偏移量是所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移量；在所述运动控制器处接收用于所述外部装置的协调运动命令，其中，所述协调运动命令对所述至少一个移动器进行识别以与所述外部装置协同移动；在所述运动控制器处从所述协调运动命令生成第一运动命令，其中，所述第一运动命令在所述第一坐标系中限定用于所述至少一个移动器的运动；在所述运动控制器处从所述协调运动命令生成第二运动命令，其中，所述第二运动命令在所述第一坐标系中限定用于所述外部装置的运动；在所述运动控制器处通过根据所述坐标系偏移量将所述第一运动命令和所述第二运动命令中的一者变换到所述运动控制器中的所述第二坐标系来生成变换的运动命令；以及根据所述变换的运动命令和未变换到所述第二坐标系的所述第一运动命令或所述第二运动命令对所述外部装置和所述至少一个移动器的操作进行控制。...

【技术特征摘要】
2018.03.05 US 15/911,6361.一种用于在线性驱动系统中对外部装置与至少一个移动器之间的运动进行协调的方法，其中，所述线性驱动系统包括轨道，每个移动器沿着所述轨道行进，所述方法包括下述步骤：在运动控制器中限定第一坐标系，其中，所述第一坐标系与所述外部装置和所述轨道中的一者相对应；在所述运动控制器中限定第二坐标系，其中，所述第二坐标系与所述外部装置和所述轨道中的一者相对应，并且其中，所述外部装置和所述轨道中的每一者由所述第一坐标系和所述第二坐标系中的一者限定；将坐标系偏移量存储在所述运动控制器的存储器中，其中，所述坐标系偏移量是所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移量；在所述运动控制器处接收用于所述外部装置的协调运动命令，其中，所述协调运动命令对所述至少一个移动器进行识别以与所述外部装置协同移动；在所述运动控制器处从所述协调运动命令生成第一运动命令，其中，所述第一运动命令在所述第一坐标系中限定用于所述至少一个移动器的运动；在所述运动控制器处从所述协调运动命令生成第二运动命令，其中，所述第二运动命令在所述第一坐标系中限定用于所述外部装置的运动；在所述运动控制器处通过根据所述坐标系偏移量将所述第一运动命令和所述第二运动命令中的一者变换到所述运动控制器中的所述第二坐标系来生成变换的运动命令；以及根据所述变换的运动命令和未变换到所述第二坐标系的所述第一运动命令或所述第二运动命令对所述外部装置和所述至少一个移动器的操作进行控制。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一坐标系与所述轨道相对应，所述第二坐标系与所述外部装置相对应，所述第二运动命令根据所述坐标系偏移量变换成所述变换的运动命令，并且所述第一运动命令用于对所述至少一个移动器的操作进行控制。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述轨道包括多个部段，所述方法还包括下述步骤：在所述运动控制器中生成多个部段运动命令，其中，每个部段运动命令根据所述第一运动命令生成；将所述多个部段运动命令中的每个部段运动命令传送至所述线性驱动系统的所述多个部段中的一个部段中的部段控制器；以及根据由对应的所述部段控制器接收到的部段运动命令对所述至少一个移动器在沿着所述轨道的每个部段处的操作进行控制。4.根据权利要求2所述的方法，还包括将所述第一运动命令变换成线性运动命令的步骤，其中，所述线性运动命令与沿着所述轨道的距离相对应。5.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一坐标系与所述轨道相对应，所述第二坐标系与所述外部装置相对应，所述第一运动命令根据所述坐标系偏移量变换成所述变换的运动命令，并且所述第二运动命令用于对所述外部装置的操作进行控制。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述轨道包括多个部段，所述方法还包括下述步骤：在所述运动控制器中生成多个部段运动命令，其中，每个部段运动命令根据所述变换的运动命令生成；将所述多个部段运动命令中的每个部段运动命令传送至所述线性驱动系统的所述多个部段中的一个部段中的部段控制器；以及根据由对应的所述部段控制器接收到的部段运动命令对所述至少一个移动器在沿着所述轨道的每个部段处的操作进行控制。7.根据权利要求1所述的方法，还包括下述步骤：对用于所述至少一个移动器的移动器配置文件进行识别，其中，每个移动器配置文件与所述至少一个移动器中的一个移动器相对应，并且每个移动器配置文件被存储在所述运动控制器中；从对应的所述移动器配置文件中获取用于所述至少一个移动器中的每个移动器的移动器偏移量；以及将所述移动器偏移量添加至所述第一坐标系中的所述第二运动命令。8.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述外部装置的操作进行控制的步骤还包括将所述第二运动命令和所述变换的运动命令中的一者传送至外部控制器的步骤，其中，所述外部控制器操作成驱动所述外部装置。9.根据权利要求9所述的方法，还包括下述步骤：通过所述外部装置获取至少一个附加偏移量，其中，所述至少一个附加偏移量被存储在所述外部控制器的存储器中，以及根据所述附加偏移量将所述第二运动命令或所述变换的运动命令变换成外部运动命令。10.一种用于在线性驱动系统中对外部装置与至少一个移动器之间的运动进行协调的装置，其中，所述线性驱动系统包括多个部段，所述装置包括：运动控制器，所述运动控制器具有：存储器，所述存储器操作成对第一坐标系、第二坐标系、第一坐标系与第二坐标系之间的坐标系偏移量、和至少一个控制程序进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：热斯·R·邓纳姆，贾丁·P·巴特，巴努·K·古达，
申请(专利权)人：罗克韦尔自动化技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US