CN108349055A - 移动行进体的方法、直线驱动器和生产机器或包装机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将行进体(L)移动到区段(Seg)上的方法，一种直线驱动器(LA)，具有这样的直线驱动器(LA)的一种生产机器、机床和包装机。在行进体(L)移动到区段(Seg)上时，借助分配给区段(Seg)的传感器(PS)测定行进体(L)的实际速度(v‑实际)。实际速度(v‑实际)由控制单元(U)选择作为行进体(L)的第一额定速度(v‑额定)。在确定行进体(L)的额定速度(v‑额定)之后，激活对行进体(L)的实际速度(v‑实际)的闭环控制。然后，根据常规闭环控制来实现对行进体(L)的实际速度(v‑实际)的闭环控制，其中，调节变量是测定的实际速度(v‑实际)和/或行进体(L)的位置。通过前面实施的方法避免了在行进体(L)过渡到区段(Seg)上时的急动或不希望的加速。

Description

移动行进体的方法、直线驱动器和生产机器或包装机

技术领域

本发明涉及一种用于移动行进体的方法，一种直线驱动器和一种生产机器、机床或者包装机。

背景技术

直线驱动器也被称为线性传输系统或多载体系统，广泛用于生产机器、包装机或机床领域。直线驱动器用于在区段上移动行进体。区段可以设计为直线电机的初级元件。在区段上，一个或多个行进体被移动。在这种情况下，行进体如直线电机的次级元件一样地设计。行进体用于运输货物或工件。

在行进体从一区段过渡到另一区段或从受调节运行过渡到受控运行(反之亦然)时，可能导致不期望的加速(急动)。通常情况下，急动被理解为元件的加速度的时间变化。

发明内容

因此，本发明的目的是在行进体于区段上移动时避免不期望的加速或不期望的急动。

该目的通过用于将行进体移动到区段上的第一方法来实现，该方法具有以下方法步骤：

-将行进体至少部分地移动到区段上，

-测定行进体的实际速度，

-将测定的实际速度提供给控制单元，

-在行进体移动到区段上时，由行进体的实际速度确定行进体的额定速度，

-由控制单元为区段提供用于使行进体以额定速度移动的电流，

其中，根据额定速度提供电流，其中，在将行进体移动到区段上之后，额定速度等同于行进体的实际速度。

此外，该目的通过一种用于将行进体从一个区段移动到传输路径上的第二方法实现，该方法具有以下方法步骤：

-将行进体至少部分地移动到区段上，

-确定行进体的额定逃逸速度，其中，选择额定逃逸速度，使得行进体能够离开区段，

-由控制单元为区段提供用于使行进体至少以额定逃逸速度移动的电流。

此外，该目的通过一种用于将行进体的受控移动过渡到行进体的、尤其在直线驱动器的区段上的受调节移动的第三方法实现，这通过具有区段和至少一个行进体的直线驱动器来实现，

其中，行进体设计用于在区段上移动，

其中，从受控移动转变成受调节移动时，用于受调节移动的调节器被预初始化，使得该过渡基本上无急动地完成。

行进体从受调节的移动到行进体的受控移动(反之亦然)的无急动过渡理解为，输送给区段的电流或电压连续地并尽可能没有意外变化地运行。

此外，该目的通过一种用于将行进体的受调节移动过渡到行进体的、特别是在直线驱动器的区段上的受控移动的方法来实现，这通过具有区段和至少一个行进体的直线驱动器来实现，其中，行进体设计用于在区段上移动，其中在从受调节移动过渡到受控移动时，用于受控移动的预设的换向角被预初始化，使得过渡基本上无急动地完成。

该目的还通过一种直线驱动器来实现，其设计用于执行上述方法之一。

该目的还通过具有这种直线驱动器的生产机器、机床和包装机实现。

本发明的有利实施例和改进方案是从属权利要求的主题。

区段被理解为直线电机的固定体或直线电机的初级元件。行进体可以设计为直线电机的次级元件。

该区段用于沿着一个方向移动区段上的行进体。该移动优选由磁场激发。

借助于区段的线圈通过电流产生磁场，其中电流通过控制单元提供。优选地，为一个区段相应分配一个控制单元。

区段有利地依次并排定位，使得行进体可以沿着多个区段移动。这些区段也可以被设计用于移动多个行进体。

直线驱动器可以部分地以传送带来补充。传送带也可以设计用于从一个区段接收行进体。传送带通常费用低廉地用于长距离运输行进体。

有利地，行进体的实际速度由传感器测定，其中传感器被分配给区段。有利地，在行进体移动到区段上之前和/或期间，传感器可以测定行进体的实际速度。

本发明的一个特征是，在行进体移动到区段上、特别是从传送带移动到区段上期间，对实际速度的闭环控制首先是去激活的。在行进体移动到区段上之后，即只要行进体的一部分处于区段上，就会激活速度闭环控制。对实际速度的闭环控制只发生在受调节的区域中，也就是在分配有传感器的区段上。

在此提出了一种将行进体从受控移动过渡到受调节移动的方法。此外，提出了一种方法，其中行进体从受调节移动过渡到受控移动。

从受控移动到行进体在一个区段上的受调节移动的过渡可以应用于移动到该区段上的行进体并且也可以应用于已经处于该区段上的行进体。

行进体到区段上的移动例如理解为新到该区段上的行进体的移动。

具有一个或多个传感器的一个或多个连续区段在本文中被称为受调节区域。有利地，为了对移动进行闭环调节，可以将传感器分配给区段。在此，将不具有用于确定行进体的速度和/或位置的传感器的区段或传送带称为受控区域。传感器可以设计为位置传感器。传感器与控制单元连接并为控制单元提供行进体的测定的位置和/或实际速度。

行进体有利地具有用于为行进体配备工件或其他物品(例如待填充或待标记的容器)的构件。

1.闭环控制的一般说明

行进体以实际速度在区段上移动。额定速度有利地在控制单元中计算出。额定速度给定了由控制单元为配属的区段提供的电流。在行进体的实际速度与额定速度存在偏差时，可以校正用于该区段的电流。

如果在行进体于区段上移动时实际速度偏离额定速度，则可以借助比例调节器(P调节器)、比例积分调节器(PI调节器)和/或比例积分微分调节器(PID调节器)减少差值。通过P调节器、PI调节器或PID调节器使得以加速度尽可能小的方式实现实际速度朝向额定速度的改变。

有利地，可以在从受控区域过渡到受调节区域时使用该方法。在该方法中，分配给区段的传感器在行进体到达区段和/或行进体已经部分地处于区段上时的第一时间点测定行进体的实际速度。

控制单元可以在第一时间点接收实际速度。控制单元在第一时间点已准备好。在第一时间点，对行进体的实际速度的闭环控制不是激活的。所测定的行进体实际速度成为第二时间点的额定速度。控制装置在第二时间点接通对实际速度的闭环控制。在第一时间点测定的行进体实际速度用作为在第二时间点的行进体额定速度。第一时间点与第二时间点之间的时间间隔有利地小于500毫秒。

第二时间点之后，行进体处于受调节区域中。在受调节区域中，根据预设的额定速度对实际速度进行闭环控制。

如果区段具有用于提供磁场的、加载有三相交流电的多个线圈，则速度由三相交流电压的频率来预设。在行进体被接收到磁场中时，三相交流电的相位角有利地被校正，使得磁场在没有相移的情况下匹配于行进体的移动。

在该方法的有利的设计方案中，实际速度的测定借助于分配给区段的传感器来实现。

传感器可以是光学传感器、霍尔传感器或基于磁致伸缩的传感器。有利地，其中传感器可以测定位置和/或速度的区域不限于区段的长度。传感器可以集成到区段中。传感器例如可以检测光信号或磁场(从行进体出发)以测定位置和/或速度。

通过将传感器分配给区段，可以为对应的控制单元提供行进体在区段上的所测定的实际速度或所测定的位置的明确对应关系。

在该方法的另一有利的设计方案中，在移动到区段上时测定实际速度，并且根据测定的实际速度和/或额定速度为区段提供电流。

电流，特别是三相交流电，用于产生使得行进体在区段上移动的磁场。额定速度根据行进体的任务而预设。

由控制单元为区段提供电流，该区段被分配给该控制单元。在相位和强度方面，根据与行进体实际速度相关的额定速度来计算、产生电流，并将该电流传输给区段。

有利地，根据移动过程预设行进体的额定速度，其中移动过程被预设给控制单元。移动过程可以指明行进体何时应该在预设位置以何种速度移动。

通过该设计方案，可以实现行进体在区段上的移动的快速和简单的闭环控制。

2.作为从属权利要求的主题的有利的设计方案和改进方案

在本发明的另一有利设计方案中，特别是在首次提出的方法中，行进体借助传送带或另外的区段移动到区段上。

利用传送带或另外的区段将行进体移动到区段上。行进体可在区段的任何点处移动、尤其是放置到区段上。通常，行进体在区段的一端处被推到区段上，从而区段的磁场能够接收行进体。磁场能够在区段接收了行进体之后立刻匹配于行进体的速度。在这之后才通过使实际速度匹配于额定速度来改变行进体的实际速度。

通过该方法的上述设计方案，行进体可以被带入到区段上，而急动或加速度没有对行进体产生不利影响。

在本发明的另一有利设计方案中，特别是在所提出的第二方法中，测定行进体在区段上的实际速度，其中测定的实际速度被提供给控制单元。

在本发明的另一个有利的设计方案中，特别是所提出的第一或第二方法中，在移动时测定实际速度并且根据所测定的实际速度和/或额定速度来为区段提供电流。

在本发明的另一有利设计方案中，特别是所提出的第三方法中，包括以下方法步骤：

-确定行进体在区段上的速度并得出电流矢量的换向角，

-从(即将过渡之前)预设的换向角和所得出的换向角来得出电流矢量的力生成电流，

-利用速度调节电路对行进体的速度进行闭环控制，其中，速度调节电路预设用于电流调节电路的力生成电流的额定值，

-通过得出的力生成电流对速度调节器的积分部分进行预初始化。

在此，尤其在即将过渡之前还对预设的换向角进行预设。

相应地，根据所提出的第三方法预初始化的、用于受调节移动的调节器具有速度调节电路和电流调节电路。

在本发明的另一有利实施例中，特别是所提出的第四方法中，包括以下方法步骤：

-确定行进体在区段上的速度以及在受调节运行中得出电流的换向角，

-利用速度调节电路对行进体的速度进行闭环控制，其中，速度调节电路预设用于电流调节电路的力生成电流的额定值，

-由力生成电流和得出的换向角预初始化预设的换向角，

-通过预设以从额定速度得出的频率旋转的电流矢量来对行进体的速度进行开环控制。

在此，在过渡之前、即还在受调节的运行中执行一些所提出的方法步骤，并且其他所提出的方法步骤在过渡期间或过渡之后执行、即通常已经处于受控的运行中执行。还在受调节移动中时就确定行进体的速度、得出换向角并且对速度进行闭环控制。在过渡期间或在受控移动期间，预设的换向角被预初始化并且对行进体的速度进行开环控制。

在方法的另一个有利的设计方案中，传感器具有超出区段的测定范围，其中，根据计算平均值来测定行进体的位置和/或测定行进体的实际速度。平均值的计算可以通过对传感器信号进行滤波来实现。

有利地，在控制单元中计算平均值。只要行进体移动到区段上，就通过计算在传感器的测定区域的多个位置处测定的实际速度来形成实际速度的平均值。由以短时间间隔来测定的行进体的多个位置，可以借助控制单元计算出行进体的实际速度的变化曲线。实际值的变化曲线的平均值可用作为在区段上接收时的行进体额定速度的基础。有利地，通过求取在行进体耦合到区段的磁场之前的行进体移动区域上的实际速度平均值，可以以较高精度确定实际速度。

在直线驱动器的一个有利的设计方案中，直线驱动器具有至少一个区段、至少一个传感器和至少一个控制单元，其中，控制单元被分配给区段，其中，位置传感器被分配给区段，其中，设置有用于将行进体移动到区段上的另一区段或传送带，其中，传感器设置用于确定行进体的实际速度，其中，控制单元设计用于为区段提供电流，其中，电流设置用于根据额定速度来移动行进体，其中，在行进体移动到区段上之后，额定速度等同于实际速度。

在直线驱动器的一个替代设计方案中，直线驱动器具有至少一个区段和至少一个行进体，其中，区段特别具有传感器，其中，直线驱动器具有调节电路并且该调节电路设计用于对行进体在区段上的速度进行闭环控制，其中，在行进体的受控移动转变成行进体的受调节移动时，提供所提出的第三方法和/或在行进体的受调节移动转变成行进体的受控移动时，提供第四方法。

在直线驱动器的另一个有利的设计方案中，传感器具有超出区段的测定范围。

在本设计方案中，传感器可以检测行进体的位置和/或实际速度，虽然行进体尚未到达区段。通过该设计方案，因为位置和/或实际速度从测定范围的一开始就被测定，实现了对实际速度的特别精确的确定。

在直线驱动器的另一有利的设计方案中，控制装置具有变流器并且变流器设置用于为区段提供电流。

变流器有利地为区段提供可调频率的三相交流电。三相交流电的频率与行进体的额定速度成正比。选择三相交流电的相位，使得行进体被同步地引入到磁场。通过将用于计算行进体的所测定的位置和/或实际速度的控制装置与用于为区段提供电流的变流器相组合，使传输时间很短。

因此，有利地，可以实时地计算额定速度和/或提供对此必要的电流。

在一个有利的设计方案中，直线驱动器被设计用于执行上述方法。

通过直线驱动器的设计，行进体尤其可以无急动地移动。特别是在行进体从受控区域过渡到受调节区域中时以及从受调节区域过渡到受控区域中时，行进体的移动可以在没有不利的急动的情况下实现。

在直线驱动器的有利的实施方式中，其具有控制装置，其中控制装置设计用于对行进体的移动进行开环控制和/或闭环控制。

控制装置结合控制单元引起对移动的改进的开环控制和/或闭环控制。控制装置用于控制单元彼此之间的通信。控制装置还可以设计用于将行进体的额定速度提供给控制单元。特别是多个行进体在直线驱动器上和/或区段上移动的情况下，控制装置用于提供信号，控制单元通过该信号确保对行进体在相应区段上的移动的彼此协调的开环控制和/或闭环控制。控制装置也可以设计用于根据一个或多个行进体的预设的移动过程来提供信号。

在受控的运行中，在从第一区段过渡到另一区段上时，根据第一区段的或相应配属的控制装置的运行状态实现另一区段的取向。

有利地，通过控制装置与多个控制单元的组合能够形成对行进体的移动的简化的开环控制和/或闭环控制。

在另一个有利的设计方案中，直线驱动器具有多个区段，其中相应区段指派有一个控制单元，其中区段至少部分地具有传感器，其中控制装置设置用于为多个控制单元提供信号，其中，控制单元设计用于根据行进体的额定速度来对行进体的实际速度进行闭环控制。

有利地，用于对行进体的实际速度进行闭环控制的所有控制单元都设置在其配属的区段上。

控制单元与区段的对应关系用于对区段的改进的开环控制。此外，良好地适用于驱动区段的控制单元可以在市场上买到。例如，西门子股份公司的SINAMICS S120适用于驱控区段。控制单元还有利地通过通信网络彼此连接。通信网络可以是具有实时能力的网络，例如快速网络连接(Drive-CLiQ)。

控制装置用于为控制单元提供信号。控制装置还可以用于根据移动过程来协调行进体的移动。通过将信号输出到参与过渡的控制单元，控制装置可以协调行进体从一个区段到另一区段的移动。

此外，控制装置也可以用于使控制装置的各个功能初始化。例如，控制装置用于暂时切断上面有行进体移动的区段的控制单元的速度闭环控制。

移动控制器，例如SIMOTION移动控制器或SIMATIC移动控制器(分别由西门子公司提供)适于作为控制装置。

有利地，通过控制单元的协调，经由控制装置来改进通信，并且可以降低开环控制和/或闭环控制的误差敏感度。

本发明有利地应用于使用了在此描述的直线驱动器的包装机，贴标机，灌装设备，机床或工业设备。

如下所述地实现行进体从区段到传送带上的运送，其中，传送带与区段邻接。

从受调节运行转换为受控运行时，必须区分以下情况。

目的相应地是从受调节移动过渡到受控移动，而不会引发行进体在区段上的急动或意外的加速。

3.行进体从区段运送到传送带上。

在行进体于(区段或直线驱动器的)受调节运行中移动时，速度调节电路v-RK将速度至少调节到逃逸速度，以便将导体从区段运送到传输路径上、例如传送带上。逃逸速度如下地设定，即行进体可以由于其惯性而离开区段并且可以克服在区段与行进体之间的磁场的势垒。

随后是速度调节电路的去激活。现在，通过逃逸速度使行进体被动地运送到传送带上。

4.从受控移动转换为行进体在区段上的受调节移动。

用于从受控移动过渡到受调节移动的方法通过以下来实现，即由在递交之前预设的换向角和实际存在的、得出的换向角来得出力生成电流。通过速度调节器，电流的力生成部分被设定为额定值，为此，速度调节器的积分部分由所得出的力生成电流来预初始化。特别地，力生成电流的额定值再次与对应的、所测量的实际值相比较，以最终在电流调节器中得出合适的电压。因此，在过渡到受调节移动时，流动与在过渡之前一样的力生成电流。

为了得出电流的力生成部分(＝电流的力生成分量I-q)，确定在受控运行中假设的换向角与实际的换向角之间的换向角差这尤其在电流闭环控制的I/f运行中实现。由换向角特别是换向角差确定对于受调节运行来说必要的力生成电流。

通过提出的措施能够实现从受控移动到受调节移动的无急动过渡。

从受调节移动到行进体在区段上的受控移动的转换是以下部分的主题。

在从相应的行进体的受调节移动过渡到行进体的受控移动时，确定行进体的速度并且得出还处于受调节运行中的换向角，为此继续利用速度调节电路来对行进体的速度进行闭环调节。为此，速度调节电路给定了用于电流调节电路的力生成电流的额定值。在I/f运行中假设的换向角基于所测量的换向角和在受调节运行中所得出的力生成电流来预初始化。因此，在受调节移动时的力生成电流分量成为受控运行中的力生成电流分量。

预初始化可以理解为将一个值预设为用于闭环控制的第一额定值。

通过能够将行进体的受控移动过渡到行进体在区段上的受调节移动并且反之亦然，区段或直线驱动器例如可以分成区段或者直线驱动器的受调节部分以及区段或者直线驱动器的受控部分。

直线驱动器的一个设计方案具有至少一个区段和至少一个行进体，其中，区段具有传感器，其中，直线驱动器具有调节电路，并且调节电路设计用于对行进体在区段上的速度进行闭环控制，其中，在行进体的受控移动转变成行进体的受调节移动时提供之前实施的方法，和/或，在行进体的受调节移动转变成行进体的受控移动时提供之前实施的另一方法。

有利地，调节电路集成在控制单元和/或控制装置中。有利地，调节电路包括电流调节电路、速度调节电路和位置调节电路。在此，位置调节电路设计用于对行进体在相应的一个或者多个区段上的位置进行闭环控制。此外，速度调节电路设计用于对行进体在相应的一个或者多个区段上的速度进行闭环控制。此外，电流调节电路设计用于对用于区段的电流进行闭环控制。有利地，电流调节电路在直线驱动器的运行期间被激活。优选地，当至少一个行进体在一个或多个区段上处于受调节运行中时，激活速度调节电路。

如果行进体的位置有着重要意义，则优选地激活位置的闭环控制。这些调节电路可以以彼此为基础来构建，从而速度调节电路能够访问电流调节电路和/或可以向其施加额定值。此外，位置调节电路可为速度调节电路预设额定值或干预其功能。

有利地，调节电路相应地设计为P调节器、PI调节器和/或PID调节器。

在此描述了行进体的速度的闭环控制。行进体具有一个称为实际速度的速度。行进体的速度(作为调节变量)被称为实际速度。借助传感器，测量该实际速度。

下面，行进体的受控移动或受调节移动与受控运行或者受调节运行同义地使用。

附图说明

下面根据附图详细描述和阐述本发明。附图示出的实施方式以及其技术特征能够由本领域技术人员组合成本发明的新的实施方式，这并不脱离本发明的保护范围。在此示出：

图1示出了具有传送带的直线驱动器，

图2示出了依次相继的区段，

图3示出了区段和传感器，

图4示出了电流图，

图5示出了用于对行进体在区段上的实际速度进行闭环控制的方法，

图6示出了调节电路，

图7示出了所提出的第三方法的一个设计方案的示意图，

图8示出了所提出的第四方法的一个设计方案的示意图。

具体实施方式

图1示出了具有传送带FB的直线驱动器LA。传送带FB用于为区段Seg提供行进体L，其中，区段和传送带并排布置。传送带FB具有用于移动的电机M，其中，电机M由控制单元U控制。区段Seg布置在传送带FB旁边，其中，区段Seg分别与控制单元U相连。分别为区段Seg分配传感器PS。传感器PS用于测定行进体L在分配有传感器PS的区段Seg上的位置和/或实际速度v-实际。传感器PS分别与分配给区段Seg的控制单元U连接。在有利的设计方案中，传感器PS集成到区段Seg中。

控制单元U与控制装置SE连接。控制装置SE用于为相应的控制单元U提供信号S。在此所示的实施方案中，区段Seg可以被实现为直线电机的初级元件。控制单元U分别实施为逆变器或变流器。控制单元U用于为区段Seg提供电压或提供电流。区段Seg的电流I用于通过区段Seg的线圈来产生磁场。磁场用于将行进体L定位在区段Seg上。行进体L规律地移动经过多个区段Seg。区段Seg和传感器PS形成受调节区域CL(闭环)。电机M可以配备发送器G。电机的可选的发送器G用于确保电机M的正常功能并进而确保传送带FB的正常功能。如果行进体L例如通过传送带FB或从相邻的区段Seg移动到一个区段Seg上，则传感器PS用于测定行进体的实际速度v-实际。实际速度v-实际在行进体L移动到区段Seg上时被测定。实际速度v-实际被提供给控制单元U。控制单元U将行进体L的实际速度v-实际用作为对行进体L在分配给该控制单元U的区段Seg上的实际速度v-实际进行闭环控制的输入变量。实际速度v-实际从传感器PS传输到控制单元U。

通过在此所示的实施方式，例如，行进体可以从受控区域OL(开环)移动到受调节区域CL。

图2示出了依次相继的区段Seg。这些区段Seg部分具有传感器PS。传感器PS具有延伸超出区段Seg的边界的测定范围。为区段Seg分配有传感器PS的区域称为受调节区域CL。不具有传感器PS或没有分配传感器PS的区段Seg称为受控区域OL。

在受控区域OL中，仅仅通过预设给控制单元U的预设来对行进体的移动、特别是行进体L的实际速度v-实际进行开环控制。

在受调节区域CL中，根据测定的实际速度来对行进体L的移动、特别是行进体L的实际速度v-实际进行闭环控制。

实际速度v-实际的闭环控制在控制装置SE和/或控制单元U中实现。

受调节区域CL的区段Seg以及受控区域OL的区段Seg都用于移动行进体L。传感器PS例如设计为光学传感器、霍尔传感器或磁致伸缩传感器。仅设计用于测定行进体L的位置的传感器PS能够将一个行进体的多个测定位置传输到控制单元U。控制单元U由行进体L的多个位置和传输的时间计算出行进体L的实际速度。

然后，在控制单元U或在控制装置SE中计算行进体L的实际速度v-实际。根据实际速度V-实际实现对行进体L的实际速度v-实际的闭环控制，尤其在行进体L从一个区段Seg过渡到另一区段Seg时。

图3示出了区段Seg和传感器PS。中间区段Seg的传感器PS具有大于区段Seg的长度的测定范围。如在传感器下方以箭头所示的那样，传感器PS的测定范围延伸经过传感器PS的整个长度。

图4示出了电流图。该电流图示出了电流的力生成分量I-q和电流的场生成分量I-d以及换向角或在假设的换向角与实际的换向角之间的差值换向角给定了电流矢量Iz的(实际)方向。差值给出在电流的预定的场生成分量I-d`和电流的实际存在的场生成分量I-d之间的角度。在行进体(L)的受控移动期间，假设的换向角可以由控制单元U预设。

如果要实现行进体(L)的受控移动与行进体(L)的受调节移动的过渡，那么电流I-q的力生成部分就根据假设的换向角与实际的换向角的差值来预初始化。然后，电流的力生成分量的变化是零并且在从受调节移动过渡到受控移动期间没有力冲击到行进体上。

同样内容以反向的方式和方法适用于从行进体L的受调节移动到行进体L的受控移动的过渡。在此，使对于I/f受控运行所假设的换向角预初始化，从而电流的力生成部分I-q保持恒定。

在受调节运行中，换向角或者被测量出或者通过模型(根据驱动参数)被计算出。

图5示出了用于对行进体L在区段Seg上的实际速度v-实际进行闭环控制的方法。在第一步骤1中，行进体L移动到区段Seg上。第一步骤1在第一时间范围DT1中实现。行进体L或者从传送带FB或者从另一区段Seg移动到区段Seg上。在第二步骤中，在行进体L移动到区段Seg上时测定行进体L的实际速度v-实际。在第一时间范围DT1中，实际速度v-实际的闭环控制尚未激活。行进体L的所测定的实际速度v-实际被传输给控制单元U和/或控制装置SE。控制单元U或控制装置SE接收行进体的所测定的实际速度。所测定的实际速度v-实际用作为确定在实际速度闭环控制中的额定速度v-额定的基础。在第二方法步骤2中，额定速度v-额定被设为与所测定的实际速度一样。在第三方法步骤3中，在第一时间范围DT1结束时，激活行进体L的实际速度v-实际的闭环控制。

在第四方法步骤中，行进体再次移动到另一区段Seg或传送带FB上。如果另一区段Seg同样也分配有传感器PS，则可以重复执行上述方法步骤1、2和3。

如果另一区段Seg或传送带FB没有分配有传感器PS，则借助行进体从其出发移动到另一区段或传送带上的区段Seg的传感器测定在第二时间范围DT2中的实际速度。为此有利的是，传感器PS的测定范围超出区段Seg的端部。

在这种情况下，区段的所测定的实际速度v-实际被传输到控制单元U，其被分配给另一区段Seg或传送带FB。分配给另一区段Seg或传送带EB的控制单元U将行进体在区段Seg的端部处的实际速度v-实际设定为行进体L在另一区段Seg或者传送带FB上的新的额定速度V-额定。根据新的额定速度v-额定对行进体L在另一区段Seg或者传送带FB上的移动进行开环控制。

有利地，尤其是在第一时间范围DT1和/或第二时间范围DT2内的多个时间点，测定在多个点处的实际速度。

在将多个行进体依序移动到区段Seg上时可以使用之前描述的方法。为此可能需要缩短第一时间范围DT1和/或第二时间范围DT2。

图6示出了具有调节电路RK的区段Seg和控制单元U。区段Seg具有传感器PS。传感器PS设计用于测定行进体L的速度和/或测定行进体L在区段Seg上的位置。传感器PS将行进体L的测定位置和/或行进体L的测定速度提供给调节电路RK。调节电路RK在此集成在控制单元U中。控制电路RK也可以至少部分地集成在直线驱动器LA的控制装置SE中。与行进体L和控制单元U连接的区段Seg可以或者处于受控运行OL或者处于受调节运行CL中。

调节电路RK具有电流调节电路I-RK、速度调节电路v-RK和位置调节电路Pos-RK。电流调节电路I-RK用于对电流进行闭环控制以便为区段Seg供电。速度调节电路V-RK用于对行进体L在区段Seg上的速度进行闭环控制。位置调节电路Pos-RK设计用于对行进体L在区段Seg上的位置进行闭环控制。

在行进体L在区段Seg上的移动的受调节运行CL中，激活速度调节电路v-RK。在速度调节电路v-RK的激活状态中，传感器PS用于提供行进体L在区段Seg上的速度的实际值。

在从受控运行OL切换到受调节运行CL时，速度调节电路v-RK被去激活。然而，电流调节电路I-RK在受控运行OL中也保持激活。电流调节电路I-RK通过速度调节电路v-RK或从控制装置SE获得其额定值。

有利地，在受调节运行中，速度调节电路v-RK预设用于电流调节电路I-RK的(例如电流的)至少一个额定值。

有利地，电流调节电路I-RK设置用于在电流的场生成分量I-d、其力生成分量I-q方面对电流I-q、I-d进行闭环控制，并进而设置用于预设和/或得出、尤其是测量或者计算换向角

图7示出了所提出的第三方法的设计方案的示意图。为了使行进体L的受控移动OL过渡到行进体L的受调节移动CL，用于受调节移动CL的调节器v-RK，I-RK被预初始化，使得过渡基本上无急动地完成。

为此，首先确定行进体L在区段Seg上的速度v-实际，并且得出电流矢量I的换向角由即将过渡之前所假设的换向角和得出的换向角来得出电流矢量Iz的力生成电流I-q-erm，其中，该力生成电流I-q-erm应用于速度调节器v-RK的积分部分的预初始化。

在图7中，设计方案的一种可行性是由额定速度v-额定与实际速度v-实际形成差值。速度差值被运送到PI调节器。PI调节器在一个分支中有积分器Int和积分放大器I。PI调节器在另一个分支中有比例放大器P。积分器Int具有电流的所得出的力生成部分I-q-erm来作为附加输入变量。电流的所得出的力生成部分I-q-erm尤其用于确定积分值的输出的初始值。

这两个分支的输出被相加成为电流的力生成分量的额定值I-q-额定。

因此，为了对速度v进行闭环控制，速度调节电路v-RK得出力生成电流的额定值I-q-额定。力生成电流的额定值I-q-额定被输送给电流调节电路I-RK。电流调节电路I-RK最终得出合适的电压，为此目的，如果需要，则使用测量出的力生成电流I-q-实际。电压被提供给对应的控制单元U和/或控制装置SE。

图8示出了所提出的第四方法的一个设计方案的示意图。为了从行进体L的受调节移动CL过渡到行进体L的受控移动OL，用于受控移动的假设的换向角被预初始化，使得过渡基本上无急动地完成。

为此，由额定速度v-额定得出假设的换向角特别地，借助对额定速度的积分来得出假设的换向角假设的换向角被输送给电流调节电路I-RK。电流调节电路具有所得出的(三相交流)电流I-erm作为另外的输入变量。为了标志所得出的电流I-erm是三相交流电，使用说明(U V W)。借助假设的换向角利用分流器T从电流I-erm分出电流的场生成部分的实际值I-d-实际和电流的力生成部分的实际值I-q-实际。

电流的相应的实际值I-q-实际、I-d-实际与对应的额定值I-q-额定、I-d-额定进行比较。对应的电流值的差值分别用作为各一个PI调节器(比例积分调节器)PI的输入变量。PI调节器PI的输出有利地用作相应控制单元U的输入变量。

相应的PI调节器的输出可以有利地借助变换器(未示出)转换成电压。然后有利地，这些电压传输到控制单元并且用于为相应的区段Seg预设供电电压。

换而言之，首先由行进体L的受调节移动来得出速度v-额定。为了得出受调节移动CL，确定行进体L在区段Seg上的速度v-实际。接下来，得出电流I的假设的换向角在此，在受调节移动CL期间，速度调节电路v-RK为电流调节电路I-RK预设力生成电流I-q的额定值。为了过渡到受控移动中，来自力生成电流I-q和所得出的换向角的假设的换向角被预初始化，其中，通过预设电流矢量I来对行进体L的速度进行开环控制并且根据电流调节电路I-RK来得出电流矢量(Iz，见图4)的分量I-q和I-d。

总之，本发明涉及一种用于在区段Seg上移动行进体L的方法，一种直线驱动器LA、具有这种直线驱动器的生产机器、机床和包装机。在行进体L在区段Seg上移动时，借助于分配给区段Seg的传感器PS测定行进体的实际速度v-实际。实际速度v-实际由控制单元U选择为行进体L的第一额定速度v-额定。在确定了行进体L的额定速度v-额定之后，激活对行进体L的实际速度v-实际的闭环控制。然后，根据常规闭环控制来实现对行进体L的实际速度v-实际的闭环控制，其中调节变量是测定的实际速度v-实际和/或行进体L的位置。通过上述方法，避免了行进体L在过渡到区段Seg上时的急动或不希望的加速。

Claims (19)

1.一种用于将行进体(L)移动到区段(Seg)上的方法，包括以下方法步骤：

-将所述行进体(L)至少部分地移动到所述区段(Seg)上，

-测定所述行进体(L)的实际速度(v-实际)，

-将测定的所述实际速度(v-实际)提供给控制单元(U)，

-在所述行进体(L)移动到所述区段(Seg)上时，由所述行进体(L)的所述实际速度(v-实际)确定所述行进体(L)的额定速度(v-额定)，

-由所述控制单元(U)为所述区段(Seg)提供用于使所述行进体(L)以所述额定速度(v-额定)移动的电流(I)，

其中，根据所述额定速度(v-额定)提供所述电流(I)，其中，在所述行进体(L)移动到所述区段(Seg)上之后，所述额定速度(v-额定)对应于所述行进体(L)的所述实际速度(v-实际)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述行进体(L)借助传送带(FB)或另一区段(Seg)移动到所述区段(Seg)上。

3.一种用于将行进体(L)从区段(Seg)移动到传输路径上的方法，包括以下方法步骤：

-将所述行进体(L)至少部分地移动到所述区段(Seg)上，

-确定所述行进体(L)的额定逃逸速度(v-F-额定)，其中，选择所述额定逃逸速度(v-F-额定)，使得所述行进体(L)能够离开所述区段(Seg)，

-由控制单元(U)为所述区段(Seg)提供用于使得所述行进体(L)至少以所述额定逃逸速度(v-F-额定)移动的电流(I)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，测定所述行进体(L)在所述区段(Seg)上的实际速度(v-实际)，其中，将所测定的所述实际速度(v-实际)提供给所述控制单元(U)。

5.根据权利要求1、2或4中任一项所述的方法，其中，在移动期间测定所述实际速度(v-实际)并且根据所测定的所述实际速度(v-实际)和/或所述额定速度(v-额定)提供用于所述区段(Seg)的所述电流(I)。

6.一种用于将行进体(L)的受控移动过渡到行进体(L)的、特别是在直线驱动器(LA)的区段(Seg)上的受调节移动的方法，其中，直线驱动器(LA)具有区段(Seg)和至少一个行进体(L)，其中，所述行进体(L)设计用于在所述区段(Seg)上移动，其中，从所述受控移动转变成所述受调节移动时，用于所述受调节移动的调节器被预初始化，使得所述过渡基本上无急动地完成。

7.根据权利要求6所述的方法，包括以下方法步骤：

-确定所述行进体(L)在所述区段(Seg)上的速度(v-实际)并得出电流矢量(I-d、I-q、I)的换向角

-从预设的换向角和所得出的换向角得出所述电流矢量(I)的力生成电流(I-q-erm)，

-利用速度调节电路(RK-v)调节所述行进体(L)的速度(v)，其中，所述速度调节电路(RK-v)预设用于电流调节电路(RK-I)的力生成电流(I-q)的额定值，

-通过得出的所述力生成电流(I-q-erm)对速度调节器(RK-v)的积分部分进行预初始化。

8.一种用于将行进体(L)的受调节移动过渡到行进体(L)的、特别是在直线驱动器(LA)的区段(Seg)上的受控移动的方法，其中，直线驱动器(LA)具有区段(Seg)和至少一个行进体(LA)，其中，所述行进体(L)设计为在所述区段(Seg)上移动，其中在从所述受调节移动过渡到所述受控移动时，用于所述受控移动的预设的换向角被预初始化，使得所述过渡基本上无急动地完成。

9.根据权利要求8所述的方法，包括以下方法步骤：

-确定所述行进体(L)在所述区段(Seg)上的速度(v-实际)以及在闭环控制运行中得出电流(I-d、I-q、I)的换向角

-利用速度调节电路(RK-v)对所述行进体(L)的速度(V)进行闭环控制，其中，所述速度调节电路(RK-v)预设用于电流调节电路(RK-I)的力生成电流(Iq)的额定值，

-由所述力生成电流(I-q)和得出的换向角对预设的换向角进行预初始化，

-通过预设以由额定速度(v-额定)得出的频率旋转的电流矢量(I)来对所述行进体的速度进行开环控制。

10.根据权利要求1、2、4、5、7至9中任一项所述的方法，其中，借助分配给所述区段(Seg)的传感器(PS)来测定实际速度(v-实际)。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述传感器(PS)具有超出所述区段(Seg)的测定范围，其中，通过计算平均值来得出所述行进体(L)的位置和/或得出所述行进体(L)的实际速度(v-实际)。

12.一种直线驱动器(LA)，设计用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

13.根据权利要求12所述的直线驱动器(LA)，具有至少一个区段(Seg)、至少一个传感器(PS)、至少一个控制单元(U)，其中，所述控制单元(U)被分配给所述区段，其中，为所述区段(Seg)分配位置传感器(PS)，其中，设置有用于将行进体(L)移动到所述区段(Seg)上的另一区段(Seg)或传送带(FB)，其中，所述传感器(PS)设置用于确定所述行进体(L)的实际速度(v-实际)，其中，所述控制单元设计用于为所述区段(Seg)提供电流(I)，其中，该电流(I)设置用于根据额定速度(v-额定)移动所述行进体(L)，其中，在所述行进体(L)移动到所述区段(Seg)上之后，所述额定速度(v-额定)对应于实际速度(v-实际)。

14.根据权利要求12所述的直线驱动器，具有至少一个区段(Seg)和至少一个行进体，其中，所述区段(Seg)特别具有传感器(PS)，其中，所述直线驱动器具有调节电路并且所述调节电路设计用于对所述行进体(L)在所述区段(Seg)上的速度进行闭环控制，其中，在所述行进体(L)的受控移动转变成所述行进体(L)的受调节移动时，至少提供根据权利要求6所述的方法和/或在所述行进体(L)的所述受调节移动转变成所述行进体(L)的所述受控移动时，至少提供根据权利要求8所述的方法。

15.根据权利要求12或14所述的直线驱动器(LA)，其中，所述传感器(PS)具有超出所述区段(Seg)的测定范围。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的直线驱动器(LA)，其中，所述控制单元(U)具有变流器，并且所述变流器设置用于为所述区段(Seg)提供电流(I)。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的直线驱动器(LA)，还具有控制装置(SE)，其中，所述控制装置(SE)设计用于对所述行进体(L)的移动进行开环控制和/或闭环控制。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的直线驱动器(LA)，具有多个区段(Seg)，其中，为所述区段(Seg)指派控制单元(U)，其中，所述区段(Seg)部分具有传感器(PS)，其中，所述控制装置(SE)设计用于向多个控制单元(U)提供信号(S)，其中，所述控制单元(SE)设计用于根据所述行进体(L)的额定速度(v-额定)对所述行进体(L)的实际速度(v-实际)进行闭环控制。

19.一种生产机器、机床或包装机，具有根据权利要求12至18中任一项所述的直线驱动器(LA)。