操縱器的能量優(yōu)化配置的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于配置操縱器進(jìn)程、特別是機(jī)器人進(jìn)程的方法和一種用于配置 操縱器進(jìn)程的配置裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)應(yīng)用中的操縱器、特別是機(jī)器人通常執(zhí)行重復(fù)的、結(jié)構(gòu)化的任務(wù)。為此，大多 數(shù)情況下需要提前通過操縱器控制器和相應(yīng)的編程裝置來預(yù)先給定操縱器的軌跡。
[0003] 這樣的軌跡通常由多個(gè)不同的軌跡區(qū)段組成。例如，如果應(yīng)該通過操縱器所引導(dǎo) 的粘合劑分配器在工件上產(chǎn)生多個(gè)粘接跡線，其中，粘接跡線在幾何形狀上被設(shè)置為，每個(gè) 粘接跡線均構(gòu)成由粘接跡線所限定的矩形的一側(cè)，則每個(gè)粘接跡線均對應(yīng)于一預(yù)設(shè)的軌跡 區(qū)段，該軌跡區(qū)段在對應(yīng)的預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段被駛?cè)搿?br>[0004] 在兩個(gè)相鄰的預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段之間，操縱器必須相應(yīng)地調(diào)整其運(yùn)動(dòng)方向，以便例如 能夠進(jìn)入下一個(gè)粘接跡線。
[0005] -般情況下，整個(gè)軌跡上的不同的預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段不僅具有不同的運(yùn)動(dòng)方向，而且 關(guān)于操縱器的其他狀態(tài)、特別是關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)參量也可以是有差別的。這種運(yùn)動(dòng)學(xué)參量特別 可以是操縱器的位置、速度和/或加速度。在粘接進(jìn)程的上述示例中，這樣的差別可以涉及 到例如操縱器以之設(shè)置粘接跡線并用于調(diào)整粘接跡線厚度的速度。這樣的粘接跡線例如可 以通過預(yù)設(shè)的操縱器的恒定速度來實(shí)現(xiàn)，從而使得粘接跡線獲得恒定的厚度。
[0006] 相應(yīng)地，為了從一個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段轉(zhuǎn)換到另一個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段，除了調(diào)整方向之 外，在大多數(shù)情況下還需要調(diào)整操縱器的一個(gè)或多個(gè)其他的運(yùn)動(dòng)學(xué)參量。
[0007] 根據(jù)企業(yè)內(nèi)部的實(shí)際情況，這種調(diào)整目前是以下述方式進(jìn)行的：操縱器在開始新 的預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段之前被制動(dòng)并相應(yīng)地調(diào)節(jié)其位置，特別是使工具升高或下降，然后再對操 縱器加速。這些調(diào)整大多關(guān)系到能量接收和/或能量消耗。
[0008] 在此，并非總是必須或可能在兩個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段之間的過渡點(diǎn)上才調(diào)整操縱器的 狀態(tài)。例如，在兩個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段之間的過渡點(diǎn)上(其定義了軌跡的方向變換），允許操縱器 與將發(fā)生這種過渡的預(yù)設(shè)軌跡區(qū)段之間存在位置偏差。在此已知的是，操縱器在這些區(qū)域 中是通過所謂的"飛越（（jberschleifen )"或"拖拽(Verschleifen)"從一個(gè)軌跡區(qū)段轉(zhuǎn)換 到下一個(gè)軌跡區(qū)段，因此操縱器在過渡期間的運(yùn)動(dòng)會(huì)偏離預(yù)設(shè)的軌跡區(qū)段。由此可以在上 述示例中避免：當(dāng)在兩個(gè)彼此相接的預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段之間進(jìn)行方向變換時(shí)，在對應(yīng)的預(yù)設(shè)軌 跡區(qū)段之間的過渡點(diǎn)上必須位置準(zhǔn)確地駛過所存在的拐角。在這種情況下，操縱器進(jìn)程包 括預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段和可變運(yùn)動(dòng)階段，而兩個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段之間的過渡通過該可變運(yùn)動(dòng)階段來 表述。
[0009] 因此，例如專利文獻(xiàn)EP0706104B1教導(dǎo)了一種用于在已編程輪廓中拖拽非相切區(qū) 域的方法，特別是應(yīng)用于數(shù)控工具機(jī)控制器中。在此需要近似地確定機(jī)器軸在飛越元件內(nèi) 部的走向。其目的是由此來設(shè)計(jì)一種用于在已編程輪廓中拖拽非連續(xù)區(qū)域的方法，以便能 夠限制會(huì)因此而有條件地發(fā)生在機(jī)器軸中的軸速度躍變和在此基礎(chǔ)上的加速度沖量 (Beschleunigungsimpulse)〇

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的操縱器進(jìn)程。
[0011] 本發(fā)明的目的通過一種具有權(quán)利要求1所述特征的、用于配置操縱器進(jìn)程的方法 來實(shí)現(xiàn)。權(quán)利要求11要求保護(hù)一種配置裝置，權(quán)利要求12要求保護(hù)一種用于執(zhí)行相應(yīng)方法 的計(jì)算機(jī)程序，權(quán)利要求13要求保護(hù)一種相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選擴(kuò)展 方案由從屬權(quán)利要求給出。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的用于配置操縱器進(jìn)程的方法可以特別用于配置由一個(gè)或多個(gè)特別 是協(xié)作式機(jī)器人執(zhí)行的機(jī)器人進(jìn)程。
[0013] 操縱器進(jìn)程具有一個(gè)或多個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段和一個(gè)或多個(gè)可變運(yùn)動(dòng)階段。預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng) 階段特別可以基于加工和/或運(yùn)輸任務(wù)被預(yù)先設(shè)定或是被預(yù)先設(shè)定的，例如基于由一個(gè)或 多個(gè)機(jī)器人駛過的加工或運(yùn)輸軌跡，例如粘接、焊接或噴漆軌跡或者從輸送帶接收或放置 在輸送帶上。本發(fā)明意義上的可變運(yùn)動(dòng)階段特別可以是一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人的自由轉(zhuǎn)移軌 跡，這種自由轉(zhuǎn)移軌跡使一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人從一個(gè)預(yù)設(shè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)預(yù)設(shè)狀態(tài)中，特 別是還有靜止?fàn)顟B(tài)中，而不需要例如基于由一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人駛過的加工或運(yùn)輸軌跡來預(yù) 先設(shè)定?？勺冞\(yùn)動(dòng)階段特別也可以是不實(shí)行加工進(jìn)程(例如粘接、焊接或噴漆)的軌跡。在此 情況下，這些預(yù)設(shè)狀態(tài)的過渡特別是可以發(fā)生在前一運(yùn)動(dòng)階段的終點(diǎn)和下一個(gè)預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階 段的開頭。在本發(fā)明中，優(yōu)選將預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段與可變運(yùn)動(dòng)階段之間或可變運(yùn)動(dòng)階段與預(yù)設(shè) 運(yùn)動(dòng)階段之間發(fā)生變換的時(shí)間點(diǎn)稱為過渡。
[0014] 相應(yīng)地，在可變運(yùn)動(dòng)階段與前一預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段和/或后一預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段之間的過 渡上預(yù)先設(shè)定操縱器進(jìn)程的運(yùn)動(dòng)學(xué)參量。例如，粘接帶末端上的位置和速度和接下來將要 駛過的粘接帶開始時(shí)的位置和速度可以根據(jù)粘接進(jìn)程來設(shè)定，也就是說，對粘接進(jìn)程的設(shè) 定在預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)階段中具有粘接帶的形狀，在可變運(yùn)動(dòng)階段中具有去往下一個(gè)粘接帶的轉(zhuǎn)移 軌跡的形狀，并從該可變運(yùn)動(dòng)階段到緊接著的運(yùn)動(dòng)階段中的過渡開始又再次具有粘接帶的 形狀。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在一個(gè)或多個(gè)可變運(yùn)動(dòng)階段中，特別是完全在一個(gè)或多 個(gè)可變運(yùn)動(dòng)階段期間自動(dòng)地預(yù)先設(shè)定一運(yùn)動(dòng)學(xué)參量，以降低一能量參量。
[0016] 由此，例如可以在操縱器支持的粘接進(jìn)程中，有利地使機(jī)器人在一粘接跡線末端 上的動(dòng)能能夠被用于使機(jī)器人行進(jìn)到下一個(gè)粘接跡線開始的地方，而無需使機(jī)器人完全停 止并且機(jī)器人的動(dòng)能在此也沒有在未被利用的情況下轉(zhuǎn)換成熱量。
[0017] 本發(fā)明意義下的操縱器進(jìn)程可以是由操縱器組目的明確地執(zhí)行的過程，特別是粘 接進(jìn)程、焊接、擠壓鏈接進(jìn)程、焊接電流(SchweiPstrom)、軸或其他驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行。在此，操 縱器組特別可以包括一個(gè)或多個(gè)操縱器、特別是機(jī)器人，但是也可以包括其他的裝置，例如 附加軸、輸送帶、工具等。操縱器進(jìn)程可以包括以算法運(yùn)行的信息處理。進(jìn)程特別可以是通 過程序來控制的過程，這樣的程序特別是為了實(shí)施而需要處理器，該處理器優(yōu)選由控制裝 置提供。
[0018] 本發(fā)明意義下的運(yùn)動(dòng)階段特別是指操縱器進(jìn)程的使操縱器進(jìn)程的狀態(tài)具有確定 的值的時(shí)間區(qū)段或軌跡區(qū)段。操縱器進(jìn)程的狀態(tài)在下文中特別是指參與操縱器進(jìn)程的一個(gè) 或多個(gè)裝置、特別是一個(gè)或多個(gè)操縱器的物理狀態(tài)，也就是操縱器組的狀態(tài)。在運(yùn)動(dòng)階段期 間，這樣的狀態(tài)具有確定的值。例如，一個(gè)或多個(gè)操縱器可以具有確定的位置、速度、加速度 等。這些確定的位置、速度、加速度至少部分可以被預(yù)先設(shè)定或是被預(yù)先設(shè)定的。操縱器進(jìn) 程的狀態(tài)同樣可以根據(jù)操縱器進(jìn)程的或者說參與操縱器進(jìn)程的裝置的預(yù)設(shè)狀態(tài)和/或輔助 條件來獲得。例如，一個(gè)或多個(gè)操縱器、特別是其中一部分操縱器可以具有確定的勢能和/ 或動(dòng)能，和/或操縱器進(jìn)程的一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)特別是在一定的界限之內(nèi)可以是變化的。
[0019] 本發(fā)明意義下的設(shè)定可以包括特別是自動(dòng)的設(shè)定，這種設(shè)定特別可以通過配置裝 置來進(jìn)行。優(yōu)選地，設(shè)定與操縱器進(jìn)程的狀態(tài)、特別是操縱器組的一個(gè)或多個(gè)操縱器的狀態(tài) 和/或操縱器組的一個(gè)操縱器的一個(gè)或多個(gè)工具的狀態(tài)有關(guān)。設(shè)定可以與操縱器組的一個(gè) 或多個(gè)工件有關(guān)。附加地或替換地，設(shè)定可以通過與操縱器組配合作用的裝置進(jìn)行通訊。
[0020] 本發(fā)明意義下的裝置可以通過硬件技術(shù)和/或軟件技術(shù)地實(shí)現(xiàn)。該裝置特別可以 是優(yōu)選與存儲(chǔ)系統(tǒng)和/或總線系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)或信號(hào)連接的處理單元，特別是數(shù)字處理單元， 尤其是微處理器單元(CPU)，和/或可以具有一個(gè)或多個(gè)程序或程序模塊。CPU可以被設(shè)計(jì)用 于:執(zhí)行被設(shè)計(jì)為存儲(chǔ)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中的程序的指令，檢測數(shù)據(jù)總線的輸入信號(hào)和/或?qū)⑤敵?信號(hào)輸送到數(shù)據(jù)總線上。存儲(chǔ)系統(tǒng)可以具有一個(gè)或多個(gè)特別是不同的存儲(chǔ)介質(zhì)，特別是光 學(xué)、磁性、固體和/或其他非易失性的介質(zhì)。程序可以被設(shè)計(jì)為能夠體現(xiàn)或?qū)嵤┰诖嗣枋龅?方法，從而使CHJ能夠執(zhí)行該方法的步驟，并由此特別是能夠?qū)Σ倏v器進(jìn)程進(jìn)行配置或設(shè) 定。
[0021] 配置裝置特別可以具有用于一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人的機(jī)器人控制器，特別可以是