DE102006017945A1 - Robot control system, has personal computer connected with robot control and robot power data monitoring unit so that computer responds to power data to use optimization routines and to change robot control system parameter in real time - Google Patents

Robot control system, has personal computer connected with robot control and robot power data monitoring unit so that computer responds to power data to use optimization routines and to change robot control system parameter in real time Download PDF

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Abstract

The system has a robot control, connected with a robot, implementing a control program including control system parameters, where the robot is operated in compliance with the parameters. A personal computer (PC) is connected with the robot control and a robot power data monitoring unit, such that the PC responds to the robot power data (22) to use the optimization routines and to change the system parameter in real time. The monitoring unit monitors the actual power data of the robot during the operation of the robot. An independent claim is also included for a method for optimization of a robot path program within given specifications and acceptance variations.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft grundsätzlich ein Verfahren und ein Gerät zur Veränderung eines Robotersteuerungsprogramms, um Leistungsziele zu erreichen.The The present invention relates generally to a method and a Device for change a robot control program to achieve performance goals.

Der nächstliegende Stand der Technik zu dieser Erfindung basiert auf dem folgenden Prinzip:
Eine Robotersteuerung ist mit einer externen Rechenvorrichtung, wie einem Personal Computer, über eine Kommunikationsverbindung verbunden. Die externe Vorrichtung (beispielsweise ein Personalcomputer oder ein "PC") greift auf den Speicherbereich der Robotersteuerung zu. In dem Speicherbereich gespeicherte Benutzerprogramme können daher über die externe Vorrichtung verändert werden.The closest prior art to this invention is based on the following principle:
A robot controller is connected to an external computing device, such as a personal computer, via a communication link. The external device (for example, a personal computer or a "PC") accesses the storage area of the robot controller. User programs stored in the memory area can therefore be changed via the external device.

Das Hauptkonzept dieser Vorrichtung aus dem Stand der Technik dient entweder der Verbindung von mehreren Robotern, um Benutzerprogramme zu übertragen, oder zu Datenspeicherzwecken. Es gibt keine Echtzeitwechselwirkung zur Pfadleistungsoptimierung zwischen der Robotersteuerung und der externen Rechenvorrichtung.The Main concept of this device from the prior art is used either connecting multiple robots to user programs transferred to, or for data storage purposes. There is no real-time interaction for path performance optimization between the robot controller and the external computing device.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Robotersteuerungsbetriebsoptimierung. Die vorliegende Erfindung verwendet nicht nur einen Kommunikationskanal, um die Robotersteuerung mit der externen Rechenvorrichtung (einem üblichen PC) zu verwenden, sondern nutzt die CPU-Leistung des externen PCs, um den Roboterpfad in Echtzeit zu analysieren und zu optimieren. Dieser externe PC wird zu einem hochflexiblen, rekonfigurierbaren und dennoch leistungsfähigen zweiten Prozessor für die Robotersteuerung.The The present invention relates to a method and apparatus for robot control operation optimization. The present invention not only uses a communication channel, to the robot controller with the external computing device (a conventional PC), but uses the CPU power of the external PC, to analyze and optimize the robot path in real time. This External PC becomes a highly flexible, reconfigurable and yet powerful second processor for the robot control.

Das Verfahren und das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung sind zum Kleinformschnitt/zur Kleinformerzeugung sehr hilfreich, da die Qualität dieser Art Prozesse mühsam und zeitaufwendig zu untersuchen und nachzuprüfen ist. Auch können das Verfahren und das Gerät Roboterpfade und Zykluszeiten für Aufladen-Abladen und andere Materialhandhabungsanwendungen erfolgreich optimieren. Darüber hinaus bilden das Verfahren und das Gerät die perfekte Grundlagenarbeit für eine weitergehende Roboteroptimierung in anderen Anwendungen, wie Palletieren, Punktschweißen, etc.The Procedure and the device according to the present Invention are very small form cut / small form production helpful as the quality of this Kind processes laborious and time consuming to investigate and verify. Also, the procedure can and the device Robot paths and cycle times for Charging-unloading and other material handling applications successfully optimize. About that In addition, the process and the device form the perfect foundation work for one advanced robot optimization in other applications, such as palletizing, Spot welding, Etc.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENDESCRIPTION THE DRAWINGS

Das Obige, sowie andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels offensichtlich, wenn sie im Lichte der beigefügten Zeichnungen betrachtet werden:The The above, as well as other advantages of the present invention will become One skilled in the art from the following detailed description of a preferred embodiment obviously, when viewed in the light of the attached drawings:

1 ist ein Blockschaltbild eines Roboterprogrammoptimierungsgerätes in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung; 1 Fig. 10 is a block diagram of a robot program optimization apparatus in accordance with the present invention;

2 ist ein Blockschaltbild der Robotersteuerung, die in 1 gezeigt ist; 2 is a block diagram of the robot controller used in 1 is shown;

3 ist ein Blockschaltbild eines externen Personal Computers, der in 1 gezeigt ist; und 3 is a block diagram of an external personal computer that is in 1 is shown; and

4 ist ein Flußdiagramm des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. 4 is a flowchart of the method according to the present invention.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Herkömmlicherweise wird ein Roboterprogramm unabhängig von dem Robotersystem entwickelt und gelegentlich optimiert, um einige Leistungsvorgaben, wie eine höhere Genauigkeit oder eine bessere Zykluszeit, zu erreichen. Wenn das Programm auf verschiedenen Robotern ausgeführt wird, die gewöhnlicherweise nicht exakt identisch sind, variiert gewöhnlicherweise die Leistung der Roboter und einige könnten die erwünschten Vorgaben nicht erreichen. Diese Abweichung ist dem Bedürfnis nach unterschiedlichen Manipulatoren für unterschiedliche "Systemparame ter", wie Beschleunigungszeit, Überspannungsschutzgrenzen, Regelkreisverstärkungen, Coulomb-Reibungsparametern, Integrationsgewinnen, Federkonstanten, etc., die gewöhnlich für spezifische Manipulatormodelle feststehen, zuzuschreiben.traditionally, a robot program becomes independent developed by the robot system and occasionally optimized to some performance specifications, such as a higher accuracy or better Cycle time to reach. If the program is on different robots accomplished which is usually are not exactly identical, usually varies the performance the robot and some could the desired ones Do not reach specifications. This deviation is in need of different ones Manipulators for different "system parameters", such as acceleration time, overvoltage protection limits, Loop gains, Coulomb friction parameters, Integration gains, spring constants, etc., which are usually for specific Determine manipulator models, ascribable.

Die vorliegende Erfindung erkennt, daß Unterschiede zwischen Manipulatoren und Arbeitsbedingungen die Roboterleistung beeinflussen, und stellt ein Verfahren bereit, sowohl das Roboterprogramm zu optimieren, als auch die Systemparameter gemäß dem Robotersystem (Steuerung und Manipulator) und den Betriebsbedingungen zu optimieren. Das Roboterprogramm, das in traditioneller Art entwickelt sein kann, wird durch das Robotersystem ausgeführt, für welches bestimmte Parameter, gewöhnlicherweise Geberpositionsdaten und Motorstromdaten, überwacht werden und während des Roboterbetriebs an einen zweiten Prozessor zur Optimierung übertragen werden. Während des Roboterbetriebs wendet der Sekundärprozessor Optimierungsroutinen an, um vorbestimmte Vorgaben zu erreichen und verändert nicht nur das Roboterprogramm, sondern auch die Steuerungssystemparameter. Die Optimierung berücksichtigt das gesamte Robotermodell, nicht nur individuelle Antriebsachsen, und überwacht die Entwicklung spezifischer Leistungsparametergruppen, um optimale Steuerungssystemparameter zu erreichen. Dieser Prozeß wird wiederholt während der Roboter im Betrieb ist, bis die Optimierungsvorgaben erreicht worden sind, zu welchem Zeitpunkt das Programm beendet wird und die Systemparameter für den produktiven Betrieb eingestellt werden.The present invention recognizes that differences between manipulators and working conditions affect robot performance, and provides a method to both optimize the robot program and to optimize system parameters according to the robotic system (controller and manipulator) and operating conditions. The robot program, which may be developed in a traditional manner, is executed by the robot system for which certain parameters, usually encoder position data and motor current data, are monitored and transmitted during robot operation to a second processor for optimization. During robot operation, the secondary processor applies optimization routines NEN to achieve predetermined specifications and changed not only the robot program, but also the control system parameters. The optimization takes into account the entire robot model, not just individual drive axes, and monitors the development of specific performance parameter groups to achieve optimal control system parameters. This process is repeated while the robot is in operation until the optimization targets have been reached, at which time the program is terminated and the system parameters set for productive operation.

Der Stand der Technik beinhaltet Offline-Programmierung, mit der das Roboterprogramm unter Verwendung eines Sekundärprozessors gewöhnlicherweise offline verändert wird, um bestimmte Vorgaben zu erreichen. Die Veränderungen werden unabhängig von den Steuerungssystemparametern vorgenommen und werden nicht in Echtzeit auf die tatsächliche Leistung geprüft. Entsprechend kann dasselbe Programm durch unterschiedliche Manipulatoren oder durch denselben Manipulator unter verschiedenen Betriebsbedingungen unterschiedlich ausgeführt werden.Of the The state of the art includes offline programming, with which the Robot program using a secondary processor usually changed offline is to achieve certain specifications. The changes become independent are made by the control system parameters and will not in real time to the actual Performance tested. Accordingly, the same program can be done by different manipulators or by the same manipulator under different operating conditions executed differently become.

Eine Lernsteuerung verändert das Roboterprogramm auch in Echtzeit und kann einige Steuerunsgssystemparameter verändern. Jedoch werden bei der Lernsteuerung Optimierungswiederholungen auf einer Intervall-zu-Intervall-Basis durchgeführt, wobei sich die Zustandsbedingung des Servosystems mit einem Instabilitätsrisiko verändert. Mit seinem inhärent langsamen Umsetzungsprozeß können nur wenige Parameter iteriert werden, gewöhnlicherweise Servozuwächse und Dämpfkoeffizienten.A Learning control changed The robot program also in real time and can control some system parameters change. However, in the learning control, optimization repeats occur an interval-to-interval basis, where the condition condition the servo system with an instability risk changed. With his inherent slow implementation process can only few parameters are iterated, usually servo gains and Damping coefficient.

Die vorliegende Erfindung iteriert in einem festen Zustand auf dem PC für eine schnellere Umsetzung und ohne ein Instabilitätsrisiko. Dies erlaubt auch mehr Steuerparameter innerhalb einer gegebenen Zeitperiode zu optimieren, und erlaubt somit eine bessere Leistungsoptimierung.The The present invention iterates in a solid state on the PC for one faster implementation and without an instability risk. This also allows to optimize more control parameters within a given time period, and thus allows better performance optimization.

Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung nimmt kein Verfahren aus dem Stand der Technik eine Eingabe des Motorstroms auf, die für die Verhinderung von einer Motorenüberlastung und Haltbarkeitsreduzierung des Roboters wesentlich ist. Auch nehmen sie keine Veränderungen der Federkonstanten auf, wodurch sie der Vibrationsleistung des Roboters schaden.in the Contrary to the present invention does not take a method from the Prior art, an input of the motor current, which for the prevention from an engine overload and durability reduction of the robot is essential. Also take they do not change the spring constant, thereby reducing the vibration performance of the Robot damage.

Die vorliegende Erfindung verwendet einen iterativen Ansatz, um prädiktive Änderungen der Steuerungsparameter auf dem PC auszuwerten, wobei das dynamische Robotermodell verwendet wird. Im Gegensatz zur Lernsteuerung, die den tatsächlichen Roboter verwenden muß, um den Effekt der Änderungen auszuwerten, kann die vorliegende Erfindung das Modell auf dem PC viel öfter unter denselben Bedingungen laufen lassen und wendet die Änderungen nur an, wenn eine Vorgabe einmal erreicht ist. Dieser schnelle iterative Ansatz vermeidet auch das Instabilitätsrisiko.The The present invention uses an iterative approach to predictive changes evaluate the control parameters on the PC, the dynamic Robot model is used. In contrast to the learning control, the the actual Must use robots to the effect of the changes To evaluate the present invention, the model on the PC much more often run under the same conditions and apply the changes only if a preset has been reached. This fast iterative Approach also avoids the instability risk.

Entsprechend kombiniert die vorliegende Erfindung die Vorteile einer Offline-Programmierung, bei der die Programmänderungen unabhängig von dem Roboter ausgeführt werden können, mit jenen der Lernsteuerung, bei der iterative Vorgänge zu optimierten Parametern führen. Bei einer Lernsteuerung wird die Iteration auf einer Intervall-zu-Intervall-Basis ausgeführt, wobei sich die Zustandsbedingung des Servosystems mit einem Instabilitätsrisiko ändern, die vorliegende Erfindung jedoch iteriert in einem festen Zustand für eine schnellere Umsetzung und ohne Instabilitätsrisiko. Darüber hinaus kann bei der Lernsteuerung eine Änderung eines Parameters nicht unter denselben dynamischen Zustandsbedingungen ausgewertet werden, bis das gesamte Programm ausgeführt wurde, was ein sehr langsamer Prozeß ist. Auch wird der Ansatz der Lernsteuerung dadurch beeinträchtigt, daß die Evaluierung in dem folgenden Zeitintervall unter einer neuen Zustandsbedingung durchgeführt wird. Das macht es schwierig, eine Stabilität der Iteration zu erreichen.Corresponding The present invention combines the advantages of off-line programming the program changes independently executed by the robot can be with those of the learning control, in the iterative processes to be optimized Parameters lead. In learning control, the iteration is on an interval-by-interval basis executed wherein the state condition of the servo system changes with an instability risk, the however, the present invention iterates in a solid state for a faster one Implementation and without instability risk. About that In addition, in the learning control, a change of a parameter can not evaluated under the same dynamic condition conditions, until the entire program runs became what is a very slow process. Also, the approach is the learning control is affected by the fact that the evaluation in the following Time interval is performed under a new condition condition. This makes it difficult to achieve stability of the iteration.

Roboterpfadoptimierung ist eine CPU-intensive Aufgabe und ist sehr von der Roboter-TCP-Position und der Roboterarm-Konfiguration abhängig. Darüber hinaus handhabt die CPU in einer Robotersteuereinrichtung gewöhnlicherweise exzessive Aufgaben, wie Bewegungsplanung, Programm-Management und Speicher-Management, etc. Daher war es in der Vergangenheit schwierig, Pfadoptimierung mit der Haupt-CPU der Robotersteuereinrichtung zu erreichen. Das Verfahren und das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung stellen eine praktikable Maßnahme bereit, Echtzeit-Roboterpfadoptimierung möglich zu machen.Robot path optimization is a CPU-intensive task and is very much of the robotic TCP position and the robotic arm configuration dependent. Furthermore usually handles the CPU in a robot controller excessive tasks, such as motion planning, program management and Memory management, etc. Therefore, it has been difficult in the past to optimize paths to reach with the main CPU of the robot controller. The Procedure and the device according to the present Invention provides a viable measure to enable real-time robotic path optimization do.

Das Hauptkonzept dieser Erfindung ist es, daß eine externe Rechenvorrichtung (ein allgemeiner PC) und eine Robotersteuerung in Echtzeit interagieren. Die Rückkopplung der Bewegungsleistung kann Benutzern auf jedem PC mit einer Netzkarte durch entweder eine dedizierte Verbindung zwischen der Robotersteuerung und dem PC oder über ein Netz angezeigt werden. Diese visuelle Anzeige kann hilfreiche Information von der Steuerung bereitstellen, wie Pfadabweichung und Zykluszeit, mit oder ohne tatsächliche Durchführung des Prozesses.The The main concept of this invention is that an external computing device (a general PC) and a robot controller interact in real time. The feedback The motion performance can be users on any PC with a network card by either a dedicated connection between the robot controller and the pc or over a network will be displayed. This visual display can be helpful Provide information from the controller, such as path deviation and cycle time, with or without actual execution of the Process.

Um eine Bewegungsleistung zu visualisieren und dem Benutzer darzustellen, werden jedes Mal, wenn das Programm ausgeführt wird, kritische Bewegungsdaten und der System-/Servostatus in Echtzeit an den PC übertragen. Auch wird jeder Datensatz zur späteren Bezugnahme basierend auf den Wünschen des Benutzers analysiert und gespeichert. Nach der Analyse wird die CPU-Leistung des externen PC dazu verwendet, die Kompensationsdaten für die Optimierungsiteration zu berechnen. Diese wichtigen Kompensationsdaten werden dann an die Robotersteuerung in Echtzeit zurückübertragen, und der nächste Iterationsversuch wird automatisch gestartet. Dieser Prozeß wird fortgesetzt, bis das benutzerdefinierte Kriterium erreicht ist.To visualize a motion performance and present it to the user, critical motion data and system / servo status are transmitted to the PC in real time each time the program is executed. Also, each record will be referenced later for reference Desired by the user analyzed and saved. After the analysis, the CPU power of the external PC is used to calculate the optimization generation compensation data. These important compensation data are then transferred back to the robot controller in real time, and the next iteration attempt is automatically started. This process continues until the user-defined criterion is reached.

In 1 ist ein Gerät 10 zur Optimierung eines Robotersteuerungsprogramms gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein erstes Steuerungsmittel 11, wie eine Robotersteuerung, ist mit einem zweiten Steuerungsmittel 12, wie einem Personal Computer (PC) über eine Kommunikationsverbindung 13, wie einem Computernetz, verbunden. Obwohl ein PC als zweites Steuerungsmittel bevorzugt wird, kann jeder geeignete Computer verwendet werden. Die Steuerung 11 beinhaltet ein Bewegungssystem 14, ein Servosystem 15 und einen Kommunikationsclient/-server 16. Der PC 12 beinhaltet ein Pfadanalysemodul 17, ein Optimierungsmodul 18 und einen Kommunikationsclient/-server 19.In 1 is a device 10 for optimizing a robot control program according to the present invention. A first control means 11 , like a robot controller, is equipped with a second control means 12 as a personal computer (PC) via a communication link 13 connected to a computer network. Although a PC is preferred as the second control means, any suitable computer can be used. The control 11 includes a movement system 14 , a servo system 15 and a communication client / server 16 , The computer 12 includes a path analysis module 17 , an optimization module 18 and a communication client / server 19 ,

Wie in 2 gezeigt ist, ist in der Robotersteuerung 11 das Bewegungssystem 14 mit dem Servosystem 15 verbunden und führt ein Steuerungsprogramm aus, um "Bewegungsbefehle" und "Servosystemanpassungs"-Signale für das Servosystem 15 zu erzeugen. Das Servosystem 15 ist mit Motoren 20 des Roboters verbunden und führt die Bewegungsbefehle aus, um die Motoren 20 zu bedienen, und empfängt Rückkopplungssignale, die einen Motorstrom der Motoren 20 beinhalten. Mehrere Steuerungsprogramme können in einem Benutzerprogrammspeicher 21 gespeichert werden, der mit dem Kommunikationsserver/-client 16 verbunden ist. Das Bewegungssystem 14 sendet "Leistungsdaten" an den und empfängt "optimierte Daten" von dem Kommunikationsserver/-client 16. Die "optimierten Daten" werden dazu verwendet, die "Servosystemanpassungs"-Signale zur Leistungsoptimierung zu erzeugen.As in 2 is shown in the robot controller 11 the movement system 14 with the servo system 15 connected and executes a control program to "motion commands" and "servo system adjustment" signals for the servo system 15 to create. The servo system 15 is with engines 20 connected to the robot and executes the movement commands to the motors 20 to operate, and receives feedback signals representing a motor current of the motors 20 include. Several control programs can be stored in a user program memory 21 stored with the communication server / client 16 connected is. The movement system 14 sends "performance data" to and receives "optimized data" from the communication server / client 16 , The "optimized data" is used to generate the "servo system adjustment" signals for performance optimization.

Der externe PC 12 ist in 3 gezeigt und beinhaltet den Kommunikationsserver/-client 19, der verbunden ist, um die "Leistungsdaten" an einen Leistungsdatenspeicher 22 auszuliefern. Ein Kinematik-/Dynamikmodellespeicher 23 speichert solche Modelle des Roboters. Der Datenspeicher 22 und der Modellespeicher 23 sind mit einem Roboterleistungsmodul 24 verbunden, um die tatsächliche Leistung des Roboters "herzustellen". Das Modul 24 ist mit einem analysiere-Pfad-mit-Simulator-Modul 25 verbunden, das eine Simulation zur Analyse des Roboterpfades basierend auf der Roboterleistung verwendet. Das Ergebnis des Moduls 25 wird einem Optimierungsiterationsmodul 26 zugeführt. Die "optimierten Daten" des Moduls 26 werden über einen Regelkreis an das Simulatormodul 25 zurückgegeben, um den Pfad basierend auf den "optimierten Daten" zu prüfen. Bei einer Bestätigung, daß die "optimierten Daten" in Echtzeit eine bessere Leistung des Roboters erzeugen, werden die "optimierten Daten" über die Kommunikationsserver/-clients 19 und 16 der Kommunikationsverbindung 13 an das Bewegungssystem aus 2 gesendet.The external PC 12 is in 3 and contains the communication server / client 19 connected to the "performance data" to a performance data store 22 deliver. A kinematics / dynamics model memory 23 stores such models of the robot. The data store 22 and the model memory 23 are with a robot power module 24 connected to "produce" the actual performance of the robot. The module 24 is with an analyze-path-with-simulator module 25 which uses a simulation to analyze the robot path based on the robot performance. The result of the module 25 becomes an optimization iteration module 26 fed. The "optimized data" of the module 26 are sent via a control loop to the simulator module 25 returned to check the path based on the "optimized data". Upon confirmation that the "optimized data" is producing better performance of the robot in real time, the "optimized data" will be transmitted via the communication servers / clients 19 and 16 the communication connection 13 to the movement system 2 Posted.

4 ist ein Flußdiagramm des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren beginnt mit einer "Verbinde zur Robotersteuerung"-Anweisungsgruppe 30, wobei sich der externe PC 12 mit der Robotersteuerung 11 wie in 1 gezeigt verbindet. Dann führt der PC eine "Synchronisiere mit der Steuerung"-Anweisungsgruppe 31 aus, wobei der PC 12 mit dem Betrieb der Robotersteuerung 11 in Echtzeit synchronisiert wird. Der PC 12 empfängt Daten von der Steuerung 11 in einer "Empfange Leistungsdaten von der Steuerung"-Anweisungsgruppe 32. Die Ausführung der Anweisungsgruppe 31 verursacht auch die Ausführung einer "Erzeuge einen Kinematik-/Dynamiksimulator"-Anweisungsgruppe 33. Die in Schritt 32 empfangenen Leistungsdaten und der in Schritt 33 erzeugte Simulator werden dazu verwendet, eine "Analysiere Roboterleistung"-Anweisungsgruppe 34 auszuführen. Der Schritt 34 führt zu einer "Benutzer spezifiziert Optimierungsvorgaben und Bedingungen"-Anweisungsgruppe 35. Die Schritte 33 und 35 führen zu einer "Optimiere unter Verwendung des Benutzerprogramms und des Simulators"-Anweisungsgruppe 36, die ein potentiell optimiertes Programm erzeugt. An dem "befriedige Vorgaben?"-Entscheidungspunkt 37 verzweigt das Verfahren bei "N", wenn das optimierte Programm die benutzerspezifizierten Vorgaben nicht erreicht, um zu dem Optimierungsschritt 36 zurückzukehren. Wenn das Optimierungsprogramm die benutzerspezifizierten Vorgaben befriedigt, verzweigt das Verfahren bei "J" zu einer "übermittle notwendige Systemparameter und/oder Benutzerprogramme zurück an die Steuerung"-Anweisungsgruppe 38 und der Optimierungsprozeß ist vollendet. Jetzt kann die Robotersteuerung 11 das optimierte Programm ausführen und/oder die Steuerungssystemparamter ändern. 4 is a flowchart of the method according to the present invention. The process begins with a "Connect to Robot Control" instruction group 30 , whereby the external PC 12 with the robot controller 11 as in 1 shown connects. Then the PC will run a "Synchronize with the controller" instruction group 31 out, with the PC 12 with the operation of the robot controller 11 synchronized in real time. The computer 12 receives data from the controller 11 in a "receive performance data from the controller" instruction group 32 , The execution of the statement set 31 also causes execution of a "Create Kinematics / Dynamics Simulator" instruction set 33 , The in step 32 received performance data and in step 33 generated simulator are used to create an "Analyze Robot Performance" instruction set 34 perform. The step 34 results in a "user specified optimization constraints and conditions" instruction set 35 , The steps 33 and 35 result in an "Optimize Using the User Program and Simulator" instruction set 36 which generates a potentially optimized program. At the "Satisfactory Defaults?" Decision point 37 at N, if the optimized program does not meet the user-specified specifications, the process branches to the optimization step 36 to return. If the optimizer satisfies the user specified specifications, at "J" the process branches to a "Submit necessary system parameters and / or user programs back to the controller" instruction group 38 and the optimization process is completed. Now the robot controller 11 execute the optimized program and / or change the control system parameters.

In Übereinstimmung mit den Vorschriften der Patentstatuten, wurde die vorliegende Erfindung durch etwas beschrieben, was als Darstellung ihres bevorzugten Ausführungsbeispiels betrachtet wird. Jedoch sei angemerkt, daß die Erfindung anders ausgeführt sein kann als so spezifisch dargestellt und beschrieben, ohne aus deren Geist oder Umfang zu fallen.In accordance with the provisions of the patent statutes, the present invention was achieved by something described as representing her preferred embodiment is looked at. However, it should be noted that the invention may be embodied differently can be described and described as specific without omitting it Spirit or scope to fall.

Claims (14)

Ein Robotersteuerungssystem, aufweisend: einen Roboter; ein erstes Steuerungsmittel, das mit dem Roboter verbunden ist und ein Steuerungsprogramm ausführt, wobei der Roboter in Übereinstimmung mit Steuerungssystemparametern betrieben wird, die in dem Steuerungsprogramm spezifiziert sind; Mittel zur Überwachung tatsächlicher Leistungsdaten des Roboters während des Betriebs des Roboters; und ein zweites Steuerungsmittel, das mit dem ersten Steuerungsmittel und mit dem Überwachungsmittel verbunden ist, wobei das zweite Steuerungsmittel auf die tatsächlichen Leistungsdaten reagiert, um Optimierungsroutinen anzuwenden, um die Steuerungssystemparameter in dem Steuerungsprogramm in Echtzeit zu ändern.A robot control system comprising: a robot; first control means connected to the robot and executing a control program, the robot being operated in accordance with control system parameters specified in the control program; Means for monitoring actual performance data of the robot during operation of the robot; and second control means connected to the first control means and to the monitoring means, the second control means responsive to the actual performance data for applying optimization routines to change the control system parameters in the control program in real time. Das Robotersteuerungssystem gemäß Anspruch 1, wobei das erste Steuerungsmittel eine Robotersteuerung und das zweite Steuerungsmittel ein Personal Computer ist.The robot control system of claim 1, wherein the first Control means a robot controller and the second control means a personal computer is. Das Robotersteuerungssystem gemäß Anspruch 1, wobei das erste Steuerungsmittel, das Überwachungsmittel und das zweite Steuerungsmittel über eine Kommunikationsverbindung zum Datentransfer verbunden sind.The robot control system of claim 1, wherein the first Control means, the monitoring means and the second control means a communication connection for data transfer are connected. Das Robotersteuerungssystem gemäß Anspruch 3, wobei die Kommunikationsverbindung ein Computernetz ist.The robot control system of claim 3, wherein the communication link is a computer network. Das Robotersteuerungssystem gemäß Anspruch 1, wobei das Mittel zur Überwachung Mittel zur Erzeugung von Rückkopplungssignalen von Motoren, die den Roboter betreiben, beinhaltet.The robot control system of claim 1, wherein the means for monitoring Means for generating feedback signals of motors that operate the robot includes. Das Robotersteuerungssystem gemäß Anspruch 5, wobei das Rückkopplungssignal Motorströme der Motoren beinhaltet.The robot control system of claim 5, wherein the feedback signal motor currents includes the motors. Das Robotersteuerungssystem gemäß Anspruch 1, wobei das zweite Steuerungsmittel einen Kinematik-/Dynamiksimulator zur Überwachung und Mittel zur Veränderung der Steuerungssystemparameter beinhaltet.The robot control system of claim 1, wherein the second Control means a kinematics / dynamics simulator for monitoring and means of change the control system parameter includes. Das Robotersteuerungssystem gemäß Anspruch 1, wobei das zweite Steuerungsmittel benutzerspezifizierte Optimierungsvorgaben und -bedingungen zur Veränderung der Steuerungssystemparameter beinhaltet.The robot control system of claim 1, wherein the second Control means user-specified optimization specifications and conditions for change the control system parameter includes. Ein Verfahren in einem Robotersystem, das einen Manipulator und eine Steuerung beinhaltet, zur Optimierung eines Roboterpfadprogramms innerhalb gegebener Vorgaben und Aufnahmevariationen bei der dynamischen Leistung unter ansonsten ähnlichen Robotern, die Schritte aufweisend: a. Erzeugen eines Pfadprogramms für einen Roboter durch ein herkömmliches Roboterlehrverfahren; b. Versehen eines Computers mit einem dynamischen Modell des Roboters und seines Steuerungssystems und einem Optimierungsprogramm; c. Versehen des Computers mit Zielleistungsvorgaben; d. Verbinden des Steuerungssystems zur Kommunikation mit dem Computer; e. Betreiben des Roboters durch ein Steuerungssystem, das das Pfadprogramm unter einer voreingestellten Gruppe von Steuerungssystemparametern ausführt; f. Überwachen einer Gruppe von Leistungsvariablen des Roboters während des Betriebs; g. Übertragen der Leistungsvariablen an den Computer; h. Ausführen des Optimierungsprogramms auf dem Computer unter Verwendung des dynamischen Modells und der Leistungsvariablen, um die Zielleistungsvorgaben zu erreichen; i. Erzeugen einer neuen Gruppe von Steuerungssystemparametern; j. Übertragen der neuen Gruppe von Steuerungssystemparametern auf das Steuerungssystem; k. Zuweisen der neuen Gruppe von Steuerungssystemparametern an das Pfadprogramm als voreingestellte Gruppe von Steuerungssystemparametern; l. Wiederholen der Schritte e. bis k., bis die neue Gruppe von Steuerungssystemparametern im wesentlichen gleich der derzeitigen voreingestellten Gruppe von Steuerungssystemparametern ist, was zu einer optimierten voreingestellten Gruppe von Systemsteuerungsparametern führt; und m. Trennen des Computers von dem Steuerungssystem, wobei das Steuerungssystem fortfährt, den Roboter durch Ausführung des Pfadprogramms mit der optimierten voreingestellten Gruppe von Steuerungssystemparametern zu betreiben.A method in a robotic system that uses a manipulator and a controller for optimizing a robot path program within given specifications and recording variations in the dynamic Performance under otherwise similar Robots, having the steps: a. Create a path program for one Robot by a conventional Robot teaching method; b. Provide a computer with one dynamic model of the robot and its control system and an optimizer; c. Providing the computer with target performance targets; d. Connecting the control system to communicate with the computer; e. Operate the robot through a control system that has the path program under a preset group of control system parameters; f. Monitor a set of performance variables of the robot during the operation; G. Transfer the performance variable to the computer; H. Running the Optimizer on the computer using dynamic Model and the performance variable to the target performance targets to reach; i. Generating a new group of control system parameters; j. Transfer the new set of control system parameters on the control system; k. Assign the new set of control system parameters to the Path program as a default set of control system parameters; l. Repeat steps e. until k., until the new set of control system parameters essentially the same as the current preset group of Control system parameters is what an optimized preset Group of system control parameters results; and m. Separating the Computer from the control system, the control system continues, the Robot by execution of the path program with the optimized default group of To operate control system parameters. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Zielleistungsvorgabe eine Zykluszeit des Roboters ist.The method of claim 9, wherein the target power target is a cycle time of the robot. Das Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Leistungsvariablen Achsenmotorstrom und Achsengeberzählungen beinhaltet.The method of claim 10, wherein the performance variables Axis motor current and encoder counts. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei eine der Zielleistungsvorgaben eine Roboterpfadgenauigkeit ist.The method according to claim 9, wherein one of the Target performance specifications is a robot path accuracy. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Leistungsvariablen Achsengeberfehler, Achsenmotorstrom, Achsengeberzählungen und Servozuwächse beinhalten.Method according to claim 12, wherein the power variables axis encoder error, axis motor current, Axis encoder counts and servo gains include. Ein Robotersteuerungssystem, aufweisend: einen Roboter; eine Robotersteuerung, die mit dem Roboter verbunden ist und ein Steuerungsprogramm ausführt, wobei der Roboter in Übereinstimmung mit Steuerungssystemparametern betrieben wird, die in dem Steuerungsprogramm spezifiziert sind; Mittel zur Überwachung tatsächlicher Leistungsdaten des Roboters während des Betriebs des Roboters; und einen Computer, der mit der Robotersteuerung und dem Überwachungsmittel über eine Kommunikationsverbindung verbunden ist, wobei der Computer auf die tatsächlichen Leistungsdaten reagiert, um Optimierungsroutinen anzuwenden, um die Steuerungssystemparameter in dem Steuerungsprogramm in Echtzeit zu ändern.A robot control system comprising: a robot; a robot controller connected to the robot and executing a control program, wherein the robot is controlled in accordance with control sys operating parameters specified in the control program; Means for monitoring actual performance data of the robot during operation of the robot; and a computer connected to the robot controller and the monitoring means via a communication link, the computer responsive to the actual performance data to apply optimization routines to change the control system parameters in the control program in real time.
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