DE102008006982A1

DE102008006982A1 - Roboter und Verfahren zum Parametrieren eines Robotermodells

Info

Publication number: DE102008006982A1
Application number: DE102008006982A
Authority: DE
Inventors: Tobias Ortmaier; Dirk Jacob; Thomas Neff
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV; KUKA Roboter GmbH
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV; KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-13
Also published as: WO2009095350A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Roboter und ein Verfahren zum Parametrieren eines Robotermodells (20). Es wird ein Werkzeug (21-24, 51-54) an einer Befestigungsvorrichtung (18) des Roboters befestigt. Das Werkzeug (21-24, 51-54) weist einen Transponder (25-28, 55-58) auf, in dem dem Werkzeug (21-24, 51-54) zugeordnete erste Daten 31-34, 61-64) gespeichert sind. Die ersten Daten (31-34, 61-64) des am Roboter befestigten Werkzeugs (21-24, 51-54) werden mittels eines Lesegerätes (19) ausgelesen und aufgrund der ausgelesenen ersten Daten (31-34, 61-64) wird insbesondere automatisch ein den Roboter beschreibendes Robotermodell (20) parametriert, so dass das parametrierte Robotermodell automatisch an das an der Befestigungsvorrichtung (18) befestigte Werkzeug (21-24, 51-54) angepasst ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Roboter und ein Verfahren zum Parametrieren eines Robotermodells.
Roboter sind Arbeitsmaschinen, die zur automatischen Handhabung und/oder Bearbeitung von Objekten mit Werkzeugen ausgerüstet werden können und in mehreren Bewegungsachsen beispielsweise hinsichtlich Orientierung, Position und Arbeitsablauf programmierbar sind. Roboter weisen üblicherweise programmierbare Steuerungen (Steuerungsvorrichtungen) auf, die während des Betriebs die Bewegungsabläufe des Roboters steuern.
Für eine zufrieden stellende Steuerung oder Regelung des Roboters weisen diese Robotermodelle auf. Die allgemeinen räumlichen Bewegungen des Roboters werden mit einem kinematischen Robotermodell modelliert, das im Wesentlichen die Geometrie des Roboters beschreibt. Für eine verbesserte dynamische Steuerung oder Regelung kann auch die Dynamik des Roboters berücksichtigt werden, die z. B. durch ein System der Bewegungsdifferentialgleichungen des Roboters in der Form der Newton-Eulerischen Gleichungen für holonome Systeme modelliert wird.
Roboter sind in der Regel mit Werkzeugen versehen, deren Parameter, z. B. deren Massen oder Trägheitsmomente, in die Steuerungsvorrichtung für eine Parametrierung des Robotermodells eingegeben werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein vereinfachtes Verfahren zum Parametrieren eines Robotermodells anzugeben.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Roboter anzugeben, dessen Robotermodell einfacher parametrierbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Parametrieren eines Robotermodells, aufweisend folgende Verfahrensschritte:

– Befestigen eines Werkzeugs an einer Befestigungsvorrichtung eines Roboters, wobei das Werkzeug wenigstens einen Transponder aufweist, in dem dem Werkzeug zugeordnete erste Daten gespeichert sind,
– Auslesen der ersten Daten des am Roboter befestigten Werkzeugs mittels eines Lesegerätes und
– aufgrund der ausgelesenen ersten Daten, insbesondere automatisches Parametrisieren eines den Roboter beschreibenden Robotermodells, so dass das parametrierte Robotermodell automatisch an das an der Befestigungsvorrichtung befestigte Werkzeug angepasst ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch einen Roboter, aufweisend:

– einen Roboterarm mit mehreren bewegbaren Achsen und einer Befestigungsvorrichtung, an der ein wenigstens einen Transponder aufweisendes Werkzeug befestigbar ist,
– ein Lesegerät, das eingerichtet ist, in dem Transponder gespeicherte und dem an der Befestigungsvorrichtung befestigten Werkzeug zugeordnete erste Daten auszulesen, und
– eine Steuervorrichtung, in der ein Robotermodell des Roboters gespeichert ist und die eingerichtet ist, aufgrund des Robotermodells die Achsen des Roboterarms mittels Antrieben zu bewegen, wobei die Steuervorrichtung ferner eingerichtet ist, aufgrund der ausgelesenen ersten Daten automatisch das Robotermodell zu parametrieren, so dass das parametrierte Robotermodell insbesondere automatisch an das an der Befestigungsvorrichtung befestigte Werkzeug angepasst ist.

Wie bereits in der Einleitung erwähnt, benötigt ein Roboter ein Robotermodell, um zufrieden stellend gesteuert bzw. geregelt werden zu können. Das Robotermodell ist z. B. in der Steuervorrichtung des Roboters gespeichert. Des Weiteren wird ein Roboter in der Regel mit einem Werkzeug versehen, das an der Befestigungsvorrichtung, die üblicherweise ein Flansch des Roboters ist, befestigt wird. Da sich verschiedene Werkzeuge z. B. in ihren Massen, Trägheitsmomenten oder Ausdehnungen unterscheiden, muss das Robotermodell entsprechend dem aktuell verwendeten Werkzeug parametriert werden.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, das Werkzeug mit einem Transponder zu versehen, in dem die ersten Daten gespeichert sind, die wiederum dem relevanten Werkzeug zugeordnet sind. Ein Transponder ist dabei eine Vorrichtung, die aufgrund eines z. B. von einem Lesegerät stammenden drahtlos empfangenen Signals automatisch ein weiteres Signal erzeugt und drahtlos an das Lesegerät sendet. Transponder bedienen sich der so genannten RFID (Radio Frequency Identification) Technik und werden auch als RFID-Tags bezeichnet. Transponder können aktive und passive Transponder sein. Aktive Transponder weisen eine eigene aktive Energiequelle, z. B. eine Batterie oder einen Akku, auf. Passive Transponder umfassen dagegen keine aktive Energiequelle und werden durch das elektromagnetische Feld des Lesegerätes mit elektrischer Energie versorgt, indem z. B. ein Kondensator des Transponders durch das elektromagnetische Feld des Lesegerätes geladen wird.
Die ersten Daten sind dem Werkzeug zugeordnet, an dem der Transponder angeordnet ist. Der Transponder kann z. B. außerhalb am Werkzeug oder auch innerhalb des Werkzeugs angeordnet sein. Die ersten Daten sind dem Werkzeug zugeordnet, so dass aufgrund der mit dem Lesegerät ausgelesenen ersten Daten erfindungsgemäß das Robotermodell gemäß dem am Roboter befestigten Werkzeug automatisch parametriert wird. Die ersten Daten könne z. B. zyklisch ausgelesen werden.
Die ersten Daten können nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Roboters für das Parametrieren des Robotermodells mit dem Werkzeug notwendige Parameter des Werkzeugs aufweisen. Diese Parameter sind z. B. eine Angabe über die Masse, über den Kassenschwerpunkt, über die Trägheit oder über die räumliche Ausdehnung des Werkzeugs. Aufgrund der ausgelesenen ersten Daten ist es dann direkt möglich, das Robotermodell automatisch entsprechend dem verwendeten Werkzeug zu parametrieren.
Nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Roboters werden zumindest teilweises die im Transponder gespeicherten ersten Daten durch aktualisierte erste Daten nach dem Auslesen der ersten Daten überschrieben. Dies kann z. B. dann nützlich sein, wenn die aktuelle Betriebszeit des Werkzeugs dokumentiert werden soll. Insbesondere bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Roboters im medizinischen Umfeld, wenn es sich also bei dem Werkzeug um ein vom Roboter zu bewegendes medizinisches Instrument handelt, kann es sinnvoll sein, beispielsweise auch eine Angabe über die Anzahl von Sterilisierungen des Werkzeugs (medizinischen Instruments) oder eines Sterilisierungs-Bits mit den ersten Daten abzuspeichern. Das Überschreiben kann auch zyklisch durchgeführt werden. Das Über schreiben kann automatisch oder nach einer vorhergehenden manuellen Freigabe durchgeführt werden.
Weisen die ersten Daten dagegen keine oder keine vollständige Angabe über die benötigten Parameter auf, dann kann es nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Roboters vorgesehen sein, eine Datenbank aufgrund der ausgelesenen ersten Daten zu kontaktieren, wobei die Datenbank eine Mehrzahl von zweiten Daten aufweist, die einer Mehrzahl von Werkzeugen zugeordnet ist, und die zweiten Daten für das Parametrieren des Robotermodells mit dem relevanten Werkzeug notwendige Parameter des relevanten Werkzeugs aufweisen, und das Robotermodells mittels der relevanten zweiten Daten zu parametrieren, so dass das parametrierte Robotermodell automatisch an das an der Befestigungsvorrichtung befestigte Werkzeug angepasst ist. Die Datenbank kann z. B. im Steuerrechner des erfindungsgemäßen Roboters hinterlegt sein. Somit brauchen die ersten Daten lediglich eine Angabe über das verwendete Werkzeug, z. B. dessen Seriennummer, umfassen, um automatisch das Robotermodell zu parametrieren.
Die zweiten Daten können ebenfalls durch aktualisierte zweite Daten zumindest teilweise überschrieben werden. Die kann automatisch, auch zyklisch durchgeführt werden. Das Überschreiben kann automatisch oder nach einer vorhergehenden manuellen Freigabe durchgeführt werden.
Das Lesegerät kann z. B. direkt am erfindungsgemäßen Roboter, insbesondere an dessen Roboterarm angeordnet sein.
Der erfindungsgemäße Roboter kann Eingabemittel zum Initiieren des Auslesens der ersten Daten nach dem Befestigen des Werkzeugs an der Befestigungsvorrichtung aufweisen. Der erfindungsgemäße Roboter kann auch Eingabemittel zum manuellen Bestätigen aufweisen, dass aufgrund der ausgelesenen ersten Daten das den Roboter beschreibende Robotermodell parametriert wird.
RFID-Systeme weisen in der Regel eine relativ geringe Reichweite auf. Ist das Lesegerät gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Roboters derart am Roboter angeordnet, dass unabhängig von der Stellung des Roboterarms das Lesegerät den Transponder des am Roboter befestigten Werkzeugs auslesen kann, dann sind Vorraussetzungen für ein zuverlässiges Auslesen der ersten Daten gegeben. Das Lesegerät kann für diesen Fall z. B. in der Nähe oder an der Befestigungsvorrichtung angeordnet sein. Durch die relativ geringe Reichweite des Lesegerätes von beispielsweise einigen Zentimetern kann beim Befestigen des Werkzeugs die Parametrierung des Robotermodells automatisch gestartet werden, sobald das Werkzeug in den Bereich des Lesegerätes kommt und das Lesegerät die ersten Daten vom Transponder empfängt.
Der erfindungsgemäße Roboter kann z. B. im medizinischen Umfeld, beispielsweise bei chirurgischen Eingriffen, eingesetzt werden. Für eine relativ hohe Flexibilität kann der erfindungsgemäße Roboter mit unterschiedlichen Werkzeugen ausgestattet werden. Die relativ hohen Sicherheitsanforderungen insbesondere an einen chirurgischen Roboter setzen die Überprüfung der Montage des korrekten Werkzeugs an der Befestigungsvorrichtung, z. B. Flansch, voraus.
Wird der erfindungsgemäße Roboter im medizinischen Umfeld verwendet, dann sollte darauf geachtet werden, dass der Transponder am Werkzeug derart angeordnet ist, dass er eine Sterilisierung des Werkzeugs schadlos übersteht.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungemäßen Roboters wird die Anpassung des Robotermodells an das montierte Werkzeug ohne Benutzereingaben ermöglicht. Gegebenfalls kann eine Bestätigung/Ergänzung der ausgelesenen Parameter durch eine Bedienperson erfolgen. Um die zwischen Roboter und Werkzeug liegende Sterilbarriere im Falle einer medizinischen Verwendung zu überwinden, wird erfindungsgemäß zur Kommunikation die RFID-Technik eingesetzt. Der Anpassungsvorgang kann z. B. auch eine Überprüfung des montierten Werkzeugs (korrektes Werkzeug, Werkzeug sterilisiert, vorgegebene Einsatzdauer des Werkzeugs nicht überschritten) aufweisen.
Die Anpassung (Parametrierung) des Robotermodells betrifft beispielsweise die Berücksichtigung der Werkzeugeigenschaften Schwerpunkt und Masse für die Schwerkraftkompensation, die Kinematik des Roboters oder die mechanische Trägheit des Systems.
Darüber hinaus kann der Informationsfluss auch in die entgegen gesetzte Richtung, also vom Roboter zum Werkzeug, erfolgen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die bisherige Einsatzdauer, der Bedienperson oder auftretende Prozessparameter (z. B. max. Kräfte) auf dem Transponder zu hinterlegen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 einen Roboter,
2 mehrere Werkzeuge, die am Roboter befestigbar sind,
3 ein Flussdiagramme zur Veranschaulichung einer Parametrierung eines Robotermodells des Roboters,
4 weitere Werkzeuge, die am Roboter befestigbar sind, und
5 ein weiteres Flussdiagramme zur Veranschaulichung einer Parametrierung des Robotermodells des Roboters.
Die 1 zeigt einen Roboter mit einem Roboterarm M, der im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels auf einem Sockel S befestigt ist. Der Roboterarm M stellt im Wesentlichen den beweglichen Teil des Roboters dar und umfasst mehrere Achsen 1–6, mehrere Hebel 7–10 und einen Flansch 18, an dem in der 2 gezeigte Werkzeuge 21–24 befestigbar sind. Die Werkzeuge 21–24 können, wie dies im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels vorgesehen ist, medizinische Instrumente, insbesondere chirurgische Instrumente sein.
Jede der Achsen 1–6 wird mit einem Antrieb, beispielsweise einem elektrischen Antrieb 11–16 bewegt, die in nicht dargestellter Weise mit einem Steuerrechner 17 des Roboters elektrisch verbunden sind, so dass der Steuerrechner 17 bzw. ein auf dem Steuerrechner 17 laufendes Rechnerprogramm die elektrischen Antriebe 11–16 derart ansteuern kann, dass die Position und Orientierung des Flansches 18 des Roboters im Wesentlichen frei im Raum ausgerichtet werden kann. Die elektrischen Antriebe 11–16 des Roboters umfassen z. B. jeweils einen elektrischen Motor und gegebenenfalls eine die Motoren ansteuernde Leistungselektronik.
Damit der Steuerrechner 17 den Roboter zufriedenstellend steuern bzw. regeln kann, ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels im Steuerrechner 17 ein allgemein bekanntes Robotermodell 20 vom Roboter gespeichert. Ist am Flansch 18 eines der Werkzeuge 21–24 befestigt, dann ist es zweckmäßig, das Robotermodell 20 mittels des am Flansch 18 befes tigten Werkzeugs zugeordneten Parametern zu parametrieren. Eine Parametrierung als solche ist im Prinzip allgemein bekannt und wird üblicherweise manuell durchgeführt.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird dieses Parametrieren jedoch nicht manuell, sondern, wie nachfolgend beschrieben, automatisiert durchgeführt. Einzelne Schritte der Parametrierung sind dabei in einem in der 3 dargestellten Flussdiagramm zusammengefasst.
Für das Parametrieren des Robotermodells 20 ist an jedem der Werkzeuge 21–24 jeweils mindestens ein RFID-Transponder 25–28 angeordnet, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels passive Transponder sind. Transponder sind vom Prinzip her dem Fachmann bekannt, weshalb die Transponder 25–28 nicht näher dargestellt sind und deren Funktionalität nicht weiter erläutert wird.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist in jedem der Transponder 25–28 ein Parameterdatensatz 31–34 gespeichert. Der Parameterdatensatz 31 umfasst Parameter des Werkzeugs 21, die dafür vorgesehen sind, das Robotermodell 20 zu parametrieren, wenn das Werkzeug 21 am Flansch 18 befestigt ist. Der Parameterdatensatz 32 umfasst Parameter des Werkzeugs 22, die dafür vorgesehen sind, das Robotermodell 20 zu parametrieren, wenn das Werkzeug 22 am Flansch 18 befestigt ist. Der Parameterdatensatz 33 umfasst Parameter des Werkzeugs 23, die dafür vorgesehen sind, das Robotermodell 20 zu parametrieren, wenn das Werkzeug 23 am Flansch 18 befestigt ist. Der Parameterdatensatz 34 umfasst Parameter des Werkzeugs 24, die dafür vorgesehen sind, das Robotermodell 20 zu parametrieren, wenn das Werkzeug 24 am Flansch 18 befestigt ist.
Ferner ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels am Flansch 18 des Roboters ein Lesegerät 19 befestigt, das in nicht dargestellter Weise mit dem Steuerrechner 17 verbunden ist.
Wird nun eines der Werkzeuge 21–24 am Flansch 18 des Roboters befestigt, dann sendet nach dem Beenden des Befestigens das Lesegerät 19 ein Signal aus, das vom Transponder des am Flansch 18 befestigten Werkzeugs empfangen wird. In dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiels wurde das Werkzeug 21 am Flansch 18 befestigt, woraufhin der Transponder 25 des Werkzeugs 21 das vom Lesegerät 19 erhaltene Signal empfängt und daraufhin automatisch ein Antwortsignal erzeugt und dieses an das Lesegerät 19 sendet. Das Antwortsignal weist den Parameterdatensatz 31 des Werkzeugs 21 auf. Das Lesegerät 19 empfängt das Antwortsignal vom Transponder 25 und übermittelt dieses dem Steuerrechner 17, Schritt S1 des in der 3 gezeigten Flussdiagramms.
Aufgrund des weitergeleiteten Antwortsignals erhält der Steuerrechner 17 den Parameterdatensatz 31 des aktuell am Flansch 18 befestigten Werkzeugs 21. Aufgrund des Parameterdatensatzes 31 parametriert daraufhin automatisch der Steuerrechner 17 das Robotermodell 20 mit den Parametern des Parameterdatensatzes 31, Schritt S2 des Flussdiagramms der 3. Somit ist das Robotermodell 20 mit den Parametern des aktuell am Flansch 18 befestigten Werkzeugs 21 parametriert.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weisen die Parameterdatensätze 31–34 auch eine Angabe über die aktuelle Betriebszeit der Werkzeuge 21–24 auf. Diese Angabe wird ebenfalls im Steuerrechner 17 gespeichert. Wird das aktuelle Werkzeug, hier also das Werkzeug 21 wieder vom Flansch 18 entfernt, sendet automatisch das Lesegerät 19 ein Signal an den Transponder 25. Dieses Signal umfasst eine Angabe über die aktuelle Betriebszeit des Werkzeugs 21, wobei diese Angabe im Transponder 25 gespeichert, der Parameterdatensatz 31 also aktualisiert wird, Schritt S3 des Flussdiagramms der 3.
In den Parameterdatensätzen 31–34 können auch eine Angabe enthalten sein, ob das relevante Werkzeug 21–24 sterilisiert wurde. Diese Angabe kann z. B. mittels eines Sterilisations-Bits über das Lesegerät 19 an den Steuerrechner 17 übermittelt werden. Dieser kann dann eine Bedienperson über die erfolgte Sterilisation des Werkzeugs informieren.
Wird ein anderes Werkzeug am Flansch 18 befestigt, dann liest das Lesegerät 19 wieder den Transponder dieses Werkzeugs aus, so dass das Steuergerät 17 die relevanten Parameter dieses Werkzeugs erhält, um das Robotermodell 20 neu zu parametrieren.
Die 4 und 5 veranschaulichen ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die 4 zeigt dabei weitere Werkzeuge 51–54, die am Flansch 18 des Roboters befestigt werden können. Jedes der Werkzeuge 51–54 ist ebenfalls mit einem RFID-Transponder 55–58 versehen, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels passive Transponder sind.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist in jedem der Transponder 55–58 die Seriennummer 61–64 des relevanten Werkzeugs 51–54 gespeichert, allgemein also eine Angabe, die zur Identifizierung des Typs des relevanten Werkzeugs 51–54 geeignet ist. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist also in dem am Werkzeug 51 angeordneten Transponder 55 die Seriennummer 61 des Werkzeugs 51, in dem am Werkzeug 52 angeordneten Transponder 56 die Seriennummer 62 des Werkzeugs 52, in dem am Werkzeug 53 angeordneten Transponder 57 die Seriennummer 63 des Werkzeugs 53 und in dem am Werkzeug 54 angeordneten Transponder 58 die Seriennummer 64 des Werkzeugs 54 gespeichert.
Wird nun eines der Werkzeuge 51–54 am Flansch 18 des Roboters befestigt, dann sendet nach dem Beenden des Befestigens das Lesegerät 19 ein Signal aus, das vom Transponder des am Flansch 18 befestigten Werkzeugs empfangen wird. Wird z. B. das Werkzeug 51 am Flansch 18 befestigt, dann empfängt der Transponder 55 des Werkzeugs 51 das vom Lesegerät 19 gesendete Signal und erzeugt automatisch ein Antwortsignal, das er an das Lesegerät 19 sendet. Das Antwortsignal weist die Seriennummer 61 des Werkzeugs 51 auf. Das Lesegerät 19 empfängt das Antwortsignal vom Transponder 55 und übermittelt dieses dem Steuerrechner 17, Schritt A des in der 5 gezeigten Flussdiagramms.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist auf dem Steuerrechner 17 eine Datenbank 40 hinterlegt, die zum Parametrieren des Robotermodells 20 vorgesehene Parameterdatensätze 41–44 aufweist. Der Parameterdatensatz 41 umfasst Parameter des Werkzeugs 51, die dafür vorgesehen sind, das Robotermodell 20 zu parametrieren, wenn das Werkzeug 51 am Flansch 18 befestigt ist. Der Parameterdatensatz 42 umfasst Parameter des Werkzeugs 52, die dafür vorgesehen sind, das Robotermodell 20 zu parametrieren, wenn das Werkzeug 52 am Flansch 18 befestigt ist. Der Parameterdatensatz 43 umfasst Parameter des Werkzeugs 53, die dafür vorgesehen sind, das Robotermodell 20 zu parametrieren, wenn das Werkzeug 53 am Flansch 18 befestigt ist. Der Parameterdatensatz 44 umfasst Parameter des Werkzeugs 54, die dafür vorgesehen sind, das Robotermodell 20 zu parametrieren, wenn das Werkzeug 54 am Flansch 18 befestigt ist.
Aufgrund des weitergeleiteten Antwortsignals erhält der Steuerrechner 17 die Seriennummer 61 des aktuell am Flansch 18 befestigten Werkzeugs 51. Des Weiteren ist der Steuerrechner 17 eingerichtet, aufgrund der Seriennummer 61 des aktuell am Flansch 18 befestigten Werkzeugs 51 den dem Werkzeug 51 zugeordneten Parameterdatensatz 41 aus der Datenbank 40 abzurufen, Schritt B des Flussdiagramms der 5.
Aufgrund des abgerufenen Parameterdatensatzes 41 parametriert daraufhin automatisch der Steuerrechner 17 das Robotermodell 20 mit den Parametern des Parameterdatensatzes 41, Schritt C des Flussdiagramms der 3. Somit ist das Robotermodell 20 mit den Parametern des aktuell am Flansch 18 befestigten Werkzeugs 51 parametriert.
Wird ein anderes Werkzeug am Flansch 18 befestigt, dann liest das Lesegerät 19 wieder den Transponder dieses Werkzeugs aus, so dass das Steuergerät 17 die relevanten Parameter aus der Datenbank 40 abruft, um das Robotermodell 20 neu zu parametrieren.

Claims

Verfahren zum Parametrieren eines Robotermodells, aufweisend folgende Verfahrensschritte: – Befestigen eines Werkzeugs (21–24, 51–54) an einer Befestigungsvorrichtung (18) eines Roboters, wobei das Werkzeug (21–24, 51–54) wenigstens einen Transponder (25–28, 55–58) aufweist, in dem dem Werkzeug (21–24, 51–54) zugeordnete erste Daten (31–34, 61–64) gespeichert sind, – Auslesen der ersten Daten (31–34, 61–64) des am Roboter befestigten Werkzeugs (21–24, 51–54) mittels eines Lesegerätes (19) und – aufgrund der ausgelesenen ersten Daten (31–34, 61–64), insbesondere automatisches Parametrieren eines den Roboter beschreibenden Robotermodells (20), so dass das parametrierte Robotermodell automatisch an das an der Befestigungsvorrichtung (18) befestigte Werkzeug (21–24, 51–54) angepasst ist.
Verfahren nach Anspruch 1, zusätzlich aufweisend: – Kontaktieren einer Datenbank (40) aufgrund der ausgelesenen ersten Daten (61–64), wobei die Datenbank (40) eine Mehrzahl von zweiten Daten (41–44) aufweist, die einer Mehrzahl von Werkzeugen (51–54) zugeordnet ist, und die zweiten Daten (41–44) für das Parametrieren des Robotermodells (20) mit dem relevanten Werkzeug (51–54) notwendige Parameter des relevanten Werkzeugs (51–54) aufweisen, und – automatisches Parametrieren des Robotermodells (20) mittels der relevanten zweiten Daten (41–44), so dass das parametrierte Robotermodell automatisch an das an der Befestigungsvorrichtung (18) befestigte Werkzeug (51–54) angepasst ist.
Verfahren nach Anspruch 2, zusätzlich aufweisend zumindest teilweises Überschreiben der in der Datenbank (40) gespeicherten zweiten Daten (41–44) durch aktualisierte zweite Daten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die ersten Daten (31–34) für das Parametrieren des Robotermodells (20) mit dem Werkzeug (21–24) notwendige Parameter des Werkzeugs (21–24) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 4, zusätzlich aufweisend zumindest teilweises Überschreiben der im Transponder (25–28) gespeicherten ersten Daten (31–34) durch aktualisierte erste Daten vorzugsweise nach dem Auslesen der ersten Daten (31–34).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem – die Befestigungsvorrichtung ein Flansch (18) des Roboters ist, – das Werkzeug (21–24, 51–54) ein vom Roboter automatisch bewegbares medizinisches Instrument ist, – das Lesegerät (19) am Roboter angeordnet ist, – das Lesegerät (19) in der Nähe oder an der Befestigungsvorrichtung (18) angeordnet ist und/oder – der Transponder (25–28, 55–58) ein passiver Transponder ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zusätzlich aufweisend: – Manuelles Initiieren des Auslesens der ersten Daten (31–34, 61–64) nach dem Befestigen des Werkzeugs (21–24, 51–54) an der Befestigungsvorrichtung (18), und/ oder – aufgrund der ausgelesenen ersten Daten (31–34, 61–64) und aufgrund einer manuellen Bestätigung Parametrieren des den Roboter beschreibenden Robotermodells (20), so dass das parametrierte Robotermodell automatisch an das an der Befestigungsvorrichtung (18) befestigte Werkzeug (21–24, 51–54) angepasst ist.
Roboter, aufweisend: – einen Roboterarm (M) mit mehreren bewegbaren Achsen (1–6) und einer Befestigungsvorrichtung (18), an der ein einen Transponder (25–28, 55–58) aufweisendes Werkzeug (21–24, 51–54) befestigbar ist, – ein Lesegerät (19), das eingerichtet ist, in dem Transponder (25–28, 55–58) gespeicherte und dem an der Befestigungsvorrichtung (18) befestigten Werkzeug (21–24, 51–54) zugeordnete erste Daten (31–34, 61–64) auszulesen, und – eine Steuervorrichtung (17), in dem ein Robotermodell (20) des Roboters gespeichert ist und die eingerichtet ist, aufgrund des Robotermodells (20) die Achsen (1–6) des Roboterarms (M) mittels Antrieben (11–16) zu bewe gen, wobei die Steuervorrichtung (17) ferner eingerichtet ist, aufgrund der ausgelesenen ersten Daten (31–34, 61–64) insbesondere automatisch das Robotermodell (20) zu parametrieren, so dass das parametrierte Robotermodell automatisch an das an der Befestigungsvorrichtung (18) befestigte Werkzeug (21–24, 51–54) angepasst ist.
Roboter nach Anspruch 8, zusätzlich aufweisend eine Datenbank (40), in der eine Mehrzahl von zweiten Daten (41–44) gespeichert ist, die einer Mehrzahl von Werkzeugen (51–54) zugeordnet ist, und die zweiten Daten (41–44) für das Parametrieren des Robotermodells (20) mit dem relevanten Werkzeug (51–54) notwendige Parameter des relevanten Werkzeugs (51–54) aufweisen, wobei die Steuervorrichtung (17) ferner eingerichtet ist, aufgrund der ausgelesenen ersten Daten (61–64) automatisch die Datenbank (40) zu kontaktieren, um die relevanten zweiten Daten (41–44) abzurufen, so dass das parametrierte Robotermodell automatisch an das an der Befestigungsvorrichtung (18) befestigte Werkzeug (51–54) angepasst ist.
Roboter nach Anspruch 9, der eingerichtet ist, die zweiten Daten (41–44) zumindest teilweise mit aktualisierten zweiten Daten zu überschreiben.
Roboter nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die ersten Daten (31–34) für das Parametrieren des Robotermodells (20) mit dem an der Befestigungsvorrichtung (18) befestigten Werkzeug (21–24) notwendige Parameter des Werkzeugs (21–24) aufweisen.
Roboter nach Anspruch 11, dessen Lesegerät (19) eingerichtet ist, nach dem Auslesen der ersten Daten (31–34) diese im Transponder (25–28) zumindest teilweise mit aktualisierten ersten Daten zu überschreiben.
Roboter nach einem der Ansprüche 8 bis 12, zusätzlich aufweisend – Eingabemittel zum Initiieren des Auslesens der ersten Daten (31–34, 61–64) nach dem Befestigen des Werkzeugs (21–24, 51–54) an der Befestigungsvorrichtung (18), und/ oder – Eingabemittel zum manuellen Bestätigen, dass aufgrund der ausgelesenen ersten Daten (31–34, 61–64) das den Roboter beschreibende Robotermodell (20) parametriert wird.
Roboter nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem – die Befestigungsvorrichtung ein Flansch (18) des Roboters ist, – das Werkzeug (21–24, 51–54) ein vom Roboter bewegbares medizinisches Instrument ist, – das Lesegerät (19) am Roboter angeordnet ist, – das Lesegerät (19) am Roboterarm (M) insbesondere in der Nähe oder an der Befestigungsvorrichtung (18) angeordnet ist und/oder – der Transponder (25–28, 55–58) ein passiver Transponder ist.