DE102016004837C5 - Steuerung eines aktorisch angetriebenen Robotermanipulators - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines aktorisch angetriebenen Robotermanipulators, bei dem ein distales Ende des Robotermanipulators eine vorgegebene Soll-BewegungBsoll=Bsoll(s→pfad1,s→˙pfad1,s→¨pfad1)entlang eines vorgegebenen ersten Pfads pfad1 ausführt und entlang des ersten Pfads pfad1 einen Soll-KraftwinderK→=[F→, L→]auf eine Umgebung ausübt. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Bereitstellen (101) von die Soll-Bewegung Bsollund den Soll-KraftwinderK→definierenden ParameternP(Bsoll,K→)von einer Speichereinheit, während der Ausführung der Bewegung Bsollund/oder während der Ausübung des Soll-KraftwindersK→Ermitteln(102) eines in den Robotermanipulator eingebrachten externen KraftwindersK→ext=[F→ext, L→ext]Korrigieren (103) der vorgegebenen Soll-BewegungBsoll(s→pfad1,s→˙pfad1,s→¨pfad1)abhängig von dem KraftwinderK→extzu einer korrigierten Soll-Bewegung:Bsoll*=Bsoll*(s→pfadx*(K→ext),s→˙pfadx(K→ext),s→¨pfadx(K→ext))und/oder Korrigieren (103) des vorgegebenen Soll-KraftwindersK→abhängig von dem KraftwinderK→extzu einem korrigierten Soll-KraftwinderK→*=K→*(K→,K→ext)=[F→*,L→*],und Speichern (105) von die Soll-Bewegung Bsoll* und den korrigierten Soll-KraftwinderK→*definierenden ParameternP(Bsoll*,K→*)auf der Speichereinheit.
Description
- Die Erfindung betrifft Verfahren zur Steuerung eines aktorisch angetriebenen Robotermanipulators, bei dem ein distales Ende des Robotermanipulators eine vorgegebene Soll-Bewegung entlang eines vorgegebenen ersten Pfads ausführt und entlang des ersten Pfads einen Soll-Kraftwinder auf eine Umgebung ausübt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung eines ebensolchen Robotermanipulators.
- Die Steuerung von aktorisch angetriebenen Robotermanipulatoren basiert typischerweise auf vorgegebenen Roboterprogrammen. Diese Roboterprogramme definieren die Bewegungen und Aktionen des Robotermanipulators und überwachen deren Durchführung. Zur Erstellung von Roboterprogrammen gibt es grundsätzlich die Verfahren der Online-Programmierung und der Offline-Programmierung. Änderungen der Programmierung ändern bei Ausführung des Programms konsequenterweise die Steuerung des betreffenden Robotermanipulators.
- Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines aktorisch angetriebenen Robotermanipulators anzugeben, das/die eine einfache und intuitive Onlineprogrammierung während der Ausführung eines aktuellen Steuerprogramms ermöglicht.
- Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
- Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines aktorisch angetriebenen Robotermanipulators, bei dem ein distales Ende des Robotermanipulators eine vorgegebene Soll-Bewegung
-
- Dabei gibt
- Der erste Pfad pfad1 ist vorteilhaft in Gelenkkoordinaten oder in Taskkoordinaten definiert.
- Die Parameter der Soll-Bewegung
- Vorliegend bezeichnet
-
- Das vorgeschlagene Verfahren umfasst folgende Schritte. In einem ersten Schritt erfolgt ein Bereitstellen von die Soll-Bewegung Bsoll und den Soll-Kraftwinder
-
-
- Der Begriff „Ermitteln“ umfasst vorliegend beispielsweise das Schätzen oder das Messen von Größen.
-
-
-
- Vorliegend bezeichnet
- Durch den auf den Roboterarm während der Ausführung der Soll Bewegung
-
- Vorteilhaft erfolgt die Ausführung der korrigierten Soll-Bewegung Bsoll* bzw. des korrigierten Kraftwinders
- In einem weiteren Schritt erfolgt ein Speichern von die Soll-Bewegung Bsoll* und den Soll-Kraftwinder:
-
- Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine einfache und intuitive Anpassung/Korrektur eines Steuerprogramms zur Steuerung eines Robotermanipulators, während der Robotermanipulator eine vorgegebene Soll-Bewegung ausführt bzw. dabei einen Kraftwinder auf eine Roboterumgebung ausübt. Eine erfolgte Anpassung/Korrektur der Steuerprogramms bzw. der die Änderung/Korrektur angegebenen Parameter wird in einer Speichereinheit gespeichert, sodass weitere Ausführungen der Soll-Bewegung/des Soll-Kraftwinders auf Basis der gespeicherten korrigierten Parameter erfolgen.
-
- - erster Änderungsmodus zur Änderung des Pfads
- - zweiter Änderungsmodus zur Änderung der Geschwindigkeit
- - dritter Änderungsmodus zur Änderung der Beschleunigung
- - vierter Änderungsmodus zur Änderung des Kraftwinders
-
- Vorteilhaft erfolgt im ersten Änderungsmodus ausschließlich eine Korrektur des gesamten ersten Pfads pfad1 mit den Punkten
- In einer weiteren vorteilhaften Alternative des ersten Änderungsmodus wird ausschließlich eine Korrektur des gesamten ersten Pfads pfad1 mit den Punkten
- Vorteilhaft erfolgt im zweiten Änderungsmodus ausschließlich eine Korrektur der Geschwindigkeit
- Vorteilhaft ergibt sich eine Änderung der Geschwindigkeit
-
- Vorteilhaft gibt die korrigierte Geschwindigkeit
- In einer weiteren Variante wird ein Schwellwert für den Betrag der extern einwirkenden Kraft
-
- Vorteilhaft erfolgt im dritten Änderungsmodus ausschließlich eine Korrektur der Beschleunigung
- Vorteilhaft ergibt sich eine Änderung der Beschleunigung
- Vorteilhaft gibt die korrigierte Beschleunigung
- In einer weiteren Variante wird ein Schwellwert für den Betrag der extern einwirkenden Kraft
- Vorteilhaft wird im zweiten und im dritten Modus die Methode der Zeitskalierung angewandt. In beiden Moden bleibt der ursprüngliche Bewegungspfad erhalten. Es ändern sich im zweiten Modus das Profil der Geschwindigkeit entlang des Bewegungspfades und im dritten Modus das Profil der Beschleunigung entlang des Bewegungspfades. Es ist somit erforderlich, in beiden Moden sicherzustellen, dass trotz der Änderung der Profile der ursprüngliche Bewegungspfad (also die entsprechenden Positionen) erhalten bleibt. Die Zeitskalierung, also das Skalieren einer Zeitbasis basierend auf der Kraft
-
-
- Die Aufgabe der Erfindung ist weiterhin gelöst durch ein Computersystem, mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass ein Verfahren, wie vorstehend angegeben, auf der Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.
- Zudem wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein digitales Speichermedium mit elektronisch aus lesbaren Steuersignalen, wobei die Steuersignale so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass ein Verfahren, wie vorstehend angegeben, ausgeführt wird.
- Ferner wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Computer-Programm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens, wie vorstehend angegeben, wenn der Programmcode auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.
- Weiterhin betrifft die Erfindung ein Computer-Programm mit Programmcodes zur Durchführung des Verfahrens, wie vorstehend angegeben, wenn das Programm auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung abläuft. Dazu kann die Datenverarbeitungsvorrichtung als ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Computersystem ausgestaltet sein.
- Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung eines aktorisch angetriebenen Robotermanipulators, und zur Ausführung des vorstehend erläuterten Verfahrens , bei dem ein distales Ende des Robotermanipulators eine vorgegebene Soll-Bewegung
- den ersten Pfad pfad1 definierende Positionen des distalen Endes des Robotermanipulators,
- vorgegebene Geschwindigkeiten des distalen Endes des Robotermanipulators entlang des ersten Pfades,
- vorgegebene Beschleunigungen des distalen Endes des Robotermanipulators entlang des ersten Pfades,
- Die vorgeschlagene Vorrichtung umfasst eine Schnittstelle zum Bereitstellen von die Soll-Bewegung Bsoll und den Soll-Kraftwinder
Positionen des distalen Endes des Robotermanipulators auf dem abhängig von dem Kraftwinder abhängig von dem Kraftwinder abhängig von dem Kraftwinder abhängig von den Kraftwindern - Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, die derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass nach der Korrektur der Soll-Bewegung
- Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der vorgeschlagenen Vorrichtung ergeben sich durch analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Verfahren gemachten Ausführungen.
- Schließlich betrifft die Erfindung einen Roboter mit einer Vorrichtung, wie vorstehend beschrieben.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
- Es zeigen:
-
1 einen schematisierten dargestellten Ablauf eines vorgeschlagenen Verfahrens, sowie -
2 eine schematisierte Darstellung des Aufbaus einer vorgeschlagenen Vorrichtung. -
1 zeigt einen schematisierten dargestellten Ablauf eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Steuerung eines aktorisch angetriebenen Robotermanipulators, bei dem ein distales Ende des Robotermanipulators eine vorgegebene Soll-Bewegung -
-
2 zeigt eine schematisierte Darstellung des Aufbaus einer vorgeschlagenen Vorrichtung zur Steuerung eines aktorisch angetriebenen Robotermanipulators, bei dem ein distales Ende des Robotermanipulators eine vorgegebene Soll-Bewegung - Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
- Bezugszeichenliste
-
- 101 -105
- Verfahrensschritte
- 201
- Schnittstelle
- 202
- Speichereinheit
- 203
- Ermittlungseinheit
- 204
- Korrektureinheit
- 205
- Steuereinheit
Claims (9)
- Verfahren zur Steuerung eines aktorisch angetriebenen Robotermanipulators, bei dem ein distales Ende des Robotermanipulators eine vorgegebene Soll-Bewegung
Positionen des distalen Endes des Robotermanipulators auf dem abhängig von dem Kraftwinder abhängig von dem Kraftwinder abhängig von dem Kraftwinder abhängig von den Kraftwindern - Verfahren nach
Anspruch 1 , bei dem das Korrigieren (103) der vorgegebenen Soll-Bewegung - Verfahren nach
Anspruch 2 , bei dem im ersten Änderungsmodus ausschließlich eine Korrektur des gesamten ersten Pfads pfad1 mit den Punkten - Verfahren nach
Anspruch 2 , bei dem im zweiten Änderungsmodus ausschließlich eine Korrektur der Geschwindigkeit - Verfahren nach
Anspruch 2 , bei dem im dritten Änderungsmodus ausschließlich eine Korrektur der Beschleunigung - Verfahren nach
Anspruch 2 , bei dem im vierten Änderungsmodus ausschließlich eine Korrektur des Kraftwinders - Vorrichtung zur Steuerung eines aktorisch angetriebenen Robotermanipulators, und zur Ausführung eines Verfahrens gemäß den vorstehenden Ansprüchen, bei dem ein distales Ende des Robotermanipulators eine vorgegebene Soll-Bewegung
Positionen des distalen Endes des Robotermanipulators auf dem abhängig von dem Kraftwinder abhängig von dem Kraftwinder abhängig von dem Kraftwinder Beschleunigung des distalen Endes des Robotermanipulators auf dem Pfad - Roboter mit einer Vorrichtung nach
Anspruch 8 .
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1057592A1 (de) | 1998-01-22 | 2000-12-06 | Nitta Corporation | Press-schleifmaschine |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1057592A1 (de) | 1998-01-22 | 2000-12-06 | Nitta Corporation | Press-schleifmaschine |
EP2258521A1 (de) | 2008-02-28 | 2010-12-08 | Panasonic Corporation | Steuervorrichtung und steuerverfahren für einen roboterarm, roboter, steuerprogramm für einen roboterarm und integrierter elektronischer schaltkreis zur steuerung eines roboterarms |
DE102011006679A1 (de) | 2011-03-16 | 2012-09-20 | Ferrobotics Compliant Robot Technology Gmbh | Aktive Handhabungsvorrichtung und Verfahren für Kontaktaufgaben |
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