【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在遵循确定的极值的情况下为工业机器人确定时间优化的轨迹。
技术介绍
1、工业机器人分为串行和并行的运动学，利用不同数量的驱动器或关节以旋转的或直线的实施方式进行所述运动学。通常地，这样的机器人实施运动，从而在末端执行器的的(笛卡尔)空间内的特征点、大多为工具中心点(tcp，德语例如为werkzeugmittelpunkt)驶过确定的轨道。。在此存在执行不同工作流程、例如从分别相应的储备中收集多个构件的机器人亦或例如在加工任务中总是执行相同的运动的机器人。
2、按照常见的vdi准则，工业机器人定义为“[…]具有多个轴的能普遍应用的自动操作机器，其运动在运动次序和路径或角度方面能自由(亦即在没有机械介入的情况下)编程并且必要时由传感器引导。所述工业机器人能装配有夹具、工具或其他制造器件并且可以执行操作和/或制造任务。
3、因为处于效率和经济原因通常尽可能快的处理是期望的，值得期望的是驶过尽可能优化的、亦即时间优化的轨道。
4、在要驶过的轨道中基本上存在两种不同的轨道：几何上在空间中已定义的轨道和几何上在空间中自由的轨道。所述几何上在空间中已定义的轨道一般涉及从起点引导至终点的轨道、例如直线或弓形区段。除了边界点以外，在此也预定义轨道的几何形状。这样的轨道通常被称为cp轨道，英语为连续路径(continuous path)。
5、另一个运动方式是ptp轨道、即英语点对点(point to point)，其中，大多仅预定轴坐标的起点和终点，不预定义在tcp本身的空间中的笛卡尔
6、两个轨道类型cp和ptp经受边界条件、例如确定极值，所述极值大多用于保护机器人和/或有效载荷或工具。一方面，机器人仅允许在确定的区域中运动，因为应避免例如障碍物或其他机器人的运动区域，另一方面存在机器人的机械载荷极限，所述载荷极限不允许被超过。过程本身也可以要求极值、例如在粘接或焊接时的速度。但也鉴于应被驶过的轨道的准确性(例如：铣削)以动力学中的极值为条件。
7、在现有技术中已知如下方法，所述方法基于运动参数、例如速度说明和加速度说明在机器人控制上的轨道。在此，计算的速度大多比按照最低的行驶时间达到的优化结果更重要。此外已知分别个别地计算cp和ptp轨道的方法。
8、以传统的方式，在运动开始时不完整地计算轨道，按在整个要穿过的轨道的每个采样时刻所有关节角度的完整列表的意义，以便可以响应于轨道点(例如在网格点处)的改变(例如：在拾起时的改变的位置，因为被接纳的零件在位置中改变)。在此也称为“离线”计算方法。普遍地使用前导指针和程序指针。但这具有巨大的缺点，即，必须为计算提供非常快速的方法(按执行时间的意义)。这以如下为条件，必须追溯次优的解，以便在给定的计算时间内完全可以提供结果。
9、在确定cp轨道中以常见的方式也仅优化速度、加速度并且在特殊情况下也优化要期待的马达力矩(所述马达力矩可以通过机器人的动力学模型映)，以便所述问题再数学上按优化函数保持凸出(konvex)，并且因此能简单计算。通过路线参数σ的不同的滤波(平均值滤波器、贝塞尔滤波器或类似的滤波器)可以以可选的方式“平滑”轨道并且因此在定部分上考虑并因此局限加加速度(加速度对时间的导数)。
10、在确定组合的ptp轨道、即具有多个应穿过的支持点时或者在cp-ptp组合时一般以常规的方式追溯循环。在此，个别地计算所有部分路段(利用速度为零的边界条件)，并且接着通过说明区域(例如：关于研磨球的半径)，在那里允许离开所述子路段、置入插入件(大多其他ptp轨道)。由此可简单地、但也较不优化地计算轨道。也称之为所谓的fly-by点。
11、在已知的方法中的缺点因此是结果的不足的效率以及按行驶时间的意义对于确定这样的混合的轨道缺少时间优化的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的任务在于，克服现有技术的缺点并且提出用于轨道规划的改善的或至少一个备选的方法。
2、所述任务通过按照权利要求书的方法和设备来解决。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.用于确定时间优化的轨迹的计算机实现的方法(1500、1600)，所述时间优化的轨迹在运动开始之前为工业机器人(100、200)在一个轨道上的通过运动参数预定的运动在遵循预确定的极值的情况下确定，所述轨道通过轨道参数定义，所述轨道参数包括至少一个起点(121、1010)和终点(122、1040)和至少一个轨道类型，所述方法包括：
2.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，
3.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述部分轨道(141、144、242、1020、1030、1050、1410；142、143、241、243、910、1420)包括：
4.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述轨道参数还包括网格点(131、132、133、213、232、1210、1310)，所述网格点构成两个部分轨道的连接点或者在一个或多个轨道之内的点。
5.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，
6.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述方法包括两次运行对所述方法的各步骤的预确定数量的重复的实施，其中，
7.按照前述
8.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述极值包括以下值中的一个或多个：位置、加速度、加加速度、每个轴的轴速度、每个轴的马达力矩和轨道速度。
9.用于确定时间优化的轨迹的设备、优选计算机，所述时间优化的轨迹在运动开始之前为工业机器人(100、200)在一个轨道上的通过运动参数预定的运动在遵循预确定的极值的情况下确定，所述轨道通过轨道参数定义，所述轨道参数包括至少一个起点(121、1010)和终点(122、1040)和至少一个轨道类型，其中，所述设备设置为用于执行按照前述权利要求之一所述的方法，并且所述设备包括计算单元，所述计算单元设置为用于：
10.具有用于数据处理装置的程序的计算机程序产品，所述程序包括用于在数据处理装置上执行所述程序时执行按照权利要求1至8之一的步骤的软件代码段。
11.按照权利要求10所述的计算机程序产品，其中，所述计算机程序产品包括计算机可读介质，在所述计算机可读介质上存储有软件代码段，其中，所述程序能直接加载到数据处理装置的内部存储器中。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于确定时间优化的轨迹的计算机实现的方法(1500、1600)，所述时间优化的轨迹在运动开始之前为工业机器人(100、200)在一个轨道上的通过运动参数预定的运动在遵循预确定的极值的情况下确定，所述轨道通过轨道参数定义，所述轨道参数包括至少一个起点(121、1010)和终点(122、1040)和至少一个轨道类型，所述方法包括：
2.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，
3.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述部分轨道(141、144、242、1020、1030、1050、1410；142、143、241、243、910、1420)包括：
4.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述轨道参数还包括网格点(131、132、133、213、232、1210、1310)，所述网格点构成两个部分轨道的连接点或者在一个或多个轨道之内的点。
5.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，
6.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述方法包括两次运行对所述方法的各步骤的预确定数量的重复的实施，其中，
7.按照前述权利要求之一所述的方法，其中，所述极值描...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·斯托弗，M·保迪茨，
申请(专利权)人：施特万AMS有限公司，
类型：发明
国别省市：
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