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Welche Bewegungsarten können Sie mit mehrachsigen Linearsystemen erzeugen?

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Punkt-zu-Punkt-Bewegung, Mischbewegung, Konturierte Bewegung.

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Für viele Aufgaben fahren mehrachsige Linearsysteme - kartesische Roboter, X-Y-Tische und Portalsysteme - in geraden Linien, um schnelle Punkt-zu-Punkt-Bewegungen zu erreichen. Aber einige Anwendungen, wie das Dosieren und Schneiden, erfordern, dass das System einem Kreisweg oder einer komplexen Form folgt, die nicht durch einfache Linien und Bögen erzeugt werden kann. Glücklicherweise verfügen moderne Steuerungen über die Rechenleistung und Rechengeschwindigkeit, um komplexe Bewegungstrajektorien für Mehrachssysteme mit zwei, drei oder noch mehr Bewegungsachsen zu bestimmen und auszuführen

Punkt-zu-Punkt-Bewegung

Die Grundprämisse der Punkt-zu-Punkt-Bewegung ist es, einen bestimmten Punkt ohne Rücksicht auf den zurückgelegten Weg zu erreichen. In seiner einfachsten Form bewegt die Punkt-zu-Punkt-Bewegung jede Achse unabhängig voneinander, um die Zielposition zu erreichen. Um sich beispielsweise von Punkt (0,0) zu Punkt (200,500) zu bewegen, bewegt sich die X-Achse in Millimetern um 200 mm, und sobald sie ihre Position erreicht hat, bewegt sich die Y-Achse um 500 mm. Das unabhängige Bewegen in zwei Segmenten ist typischerweise die langsamste Methode, um von einem Punkt zum anderen zu gelangen, so dass diese Form der Punkt-zu-Punkt-Bewegung selten verwendet wird.

Die andere Möglichkeit der Punkt-zu-Punkt-Bewegung besteht darin, die Achsen gleichzeitig mit dem gleichen Bewegungsprofil zu bewegen. In dem obigen Beispiel - von (0,0) bis (200, 500) bewegend - würde die X-Achse ihre Bewegung beenden, bevor die Y-Achse ihre Bewegung beendet hat, so dass der Bewegungspfad aus zwei verbundenen Linien bestehen würde.

Mischbewegung

Eine Variation der Punkt-zu-Punkt-Bewegung für mehrachsige Linearsysteme ist eine Mischbewegung. Um eine gemischte Bewegung zu erzeugen, überlappt oder vermischt die Steuerung die Bewegungsprofile zweier Achsen. Wenn eine Achse ihre Bewegung beendet, beginnt die andere Achse ihre Bewegung, ohne darauf zu warten, dass die vorherige Achse vollständig stoppt. Ein benutzerdefinierter "Mischfaktor" definiert den Ort, die Zeit oder den Geschwindigkeitswert, ab dem sich die zweite Achse bewegen soll.

Eine gemischte Bewegung erzeugt einen Radius und keine scharfe Ecke, wenn die Bewegung die Richtung ändert. Anwendungen wie das Dosieren und Schneiden können eine Mischbewegung erfordern, wenn das zu verfolgende Teil oder Element abgerundete Ecken aufweist. Und selbst wenn kein Radius (Kurve) an der Ecke einer Bewegung erforderlich ist, bietet die Mischbewegung den Vorteil, dass die Achsen in Bewegung bleiben und die Verzögerungs- und Beschleunigungszeit vermieden wird, die zum Stoppen und Wiederanfahren erforderlich ist, wenn die Bewegung abrupt die Richtung ändert.

Lineare Interpolation

Eine häufigere Bewegungsart für Mehrachssysteme ist die Linearinterpolation, die die Bewegung zwischen den Achsen koordiniert. Bei der linearen Interpolation bestimmt die Steuerung für jede Achse das passende Fahrprofil, so dass alle Achsen gleichzeitig die Zielposition erreichen. Das Ergebnis ist eine gerade Linie - der kürzeste Weg - zwischen Start- und Endpunkt. Die lineare Interpolation kann für 2- und 3-Achssysteme eingesetzt werden.

Kreisinterpolation

Für kreisförmige Bewegungspfade oder Bewegungen entlang eines Bogens können mehrachsige Linearsysteme die Kreisinterpolation verwenden. Diese Bewegungsart funktioniert ähnlich wie die lineare Interpolation, erfordert aber die Kenntnis der zu verfolgenden Parameter des Kreises oder Bogens, wie Mittelpunkt, Radius und Richtung, oder Mittelpunkt, Startwinkel, Richtung und Endwinkel. Die Kreisinterpolation findet in zwei Achsen (typischerweise X und Y) statt, aber wenn die Bewegung der Z-Achse addiert wird, ergibt sich eine Helixinterpolation.

Konturierte Bewegung

Das Konturieren wird verwendet, wenn ein Mehrachssystem einem bestimmten Weg folgen soll, um den Endpunkt zu erreichen, aber die Trajektorie ist zu komplex, um sie mit einer Reihe von Geraden und/oder Bögen zu definieren. Um eine konturierte Bewegung zu erreichen, wird bei der Steuerungsprogrammierung eine Reihe von Punkten zusammen mit der Zeit für die Bewegung bereitgestellt, und die Bewegungssteuerung verwendet lineare und kreisförmige Interpolation, um einen kontinuierlichen Weg zu bilden, der durch die Punkte verläuft.

Eine Variation der konturierten Bewegung, die als PVT-Bewegung (Position, Geschwindigkeit und Zeit) bezeichnet wird, vermeidet abrupte Geschwindigkeitsänderungen und glättet die Trajektorien zwischen den Punkten, indem die Zielgeschwindigkeit (zusätzlich zu Position und Zeit) an jedem Punkt angegeben wird.