【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及机器人操纵器的控制。特别地，提供了控制包括操纵器的工业装置的方法、用于控制包括操纵器的工业装置的控制系统，以及包括操纵器和控制系统的工业装置。
技术介绍
1、用于机器人操纵器的机器人程序通常包括多个经编程的目标点，用于确定与操纵器的末端执行器相关联的工具中心点(tcp)的移动路径。机器人程序可以确定连续目标点之间的完全限定的移动路径，例如通过假设目标点之间的连续移动段的线性或样条插值。
2、先前已知的是限定与移动路径的一个或多个目标点相关联的飞越区域。然后，目标点可以被称为飞越点。通过限定在飞越点周围的飞越区域，当执行移动路径时，考虑到正离开的移动段相对于正进入的移动段是倾斜的，由于运动方向在到达目标点之前被改变，所以tcp从未到达飞越点。
3、还已知的是限定与目标点相关联的重新取向区域和次级区域。末端执行器的取向可以被编程为在tcp通过重新取向区域的时间期间从第一取向改变到第二取向。类似地，次级致动器可以被编程为在tcp通过次级区域的时间期间从第一状态(例如第一位置或开启状态)改变到第二状态(例如第二位置或关闭状态)。第一状态和第二状态可以是次级致动器的不同姿态(位置和取向)。
4、在许多应用中，需要平滑的移动路径以获得操纵器的平滑移动。以此方式，通常可以减少周期时间。通过选择相对大的飞越区域可以获得平滑的移动路径。
5、wo 2020007458a1公开了一种用于控制工业致动器的方法，该方法包括将移动路径限定为多个连续移动段的序列，其中每个移动段被限定在两点之间
技术实现思路
1、如今，与用于机器人操纵器的目标点相关联的区域通常由人类用户手动限定。然而，即使对于有经验的用户，也可能很难知道应该如何选择这些区域来为操纵器或包括操纵器的工业装置的特定实现提供最佳性能。这些区域的最佳限定很大程度上取决于特定的实现。此外，许多参数通常可用于限定这些区域，并且这些区域可以具有至少三种不同类型(飞越区域，重新取向区域和次级区域)。尽管可以用默认尺寸来设置这些区域，但是对于用户限定这些区域没有其它的辅助。
2、与针对给定应用最佳的区域相比，用户经常用错误的、通常较小的区域来进行编程。然而，使这些区域尽可能大并不总是最佳的。例如，在输送机跟踪中，与在拾取点和放置点之间移动物体的水平距离相比，操纵器的拾取路径和放置路径的竖直距离通常是非常短的。在这种应用中，尽可能多地延伸飞越区域可能是不合适的。大的飞越区域还可能增加操纵器进入奇点的风险，从而致使操纵器停止。
3、本公开的一个目的是提供控制包括操纵器的工业装置的改进的方法。
4、本公开的另一个目的是提供控制包括操纵器的工业装置的方法，该方法使得能够改进操纵器和/或工业装置的性能。
5、本公开的又一目的是提供控制工业装置的方法，该方法使得能够改进与目标点相关联的区域的限定。
6、本公开的又另一目的是提供控制工业装置的方法，该方法易于由用户使用。
7、本公开的又另一个目的是提供控制工业装置的方法，该方法组合地解决了前述目的中的几个或全部。
8、本公开的又另一目的是提供用于控制包括操纵器的工业装置的控制系统，该控制系统解决了前述目的中的一个、几个或全部。
9、本公开的又另一目的是提供包括操纵器和控制系统的工业装置，该工业装置解决了前述目的中的一个、几个或全部。
10、根据第一方面，提供了控制包括操纵器的工业装置的方法，该方法包括：为该操纵器提供多个连续目标点；提供多个备选区域组，其中每个区域组包括与目标点相关联的至少一个区域；对于每个区域组，评估工业装置的性能参数的性能值，性能参数与由操纵器执行移动路径相关联，该移动路径与目标点和至少一个区域相关联；基于评估，选择区域组中的一个区域组；以及基于所选择的区域组，控制工业装置，该控制包括由操纵器执行与所选择的区域组相关联的移动路径。
11、通过评估针对若干不同区域组的性能值并且基于该评估选择区域组中的一个区域组，可以获得工业装置的更好性能。因此可以选择具有最佳性能值的区域组。性能参数可以是与工业装置和可以被测量或分类的目标点相关联的一些标准。性能参数的示例包括由操纵器执行移动路径的总时间或部分时间、当由操纵器执行移动路径时工业装置上的总磨损或最大磨损、当由操纵器执行移动路径时作用在工业装置上的最大力或最大转矩以及指示操纵器的奇点的出现的奇点参数。
12、目标点可以是工业装置的机器人程序中的编程位置。目标点可以由用户输入和/或可以由机器人程序确定。
13、该方法可以采用算法，将目标点输入到算法中。基于目标点，该算法可以提供备选区域组、评估性能参数并且选择一个区域组中的一个区域组。该算法可以输出所选择的区域组和与其相关联的移动路径以由操纵器执行。
14、可以利用先行功能实时地在线执行该方法。例如，可以在操纵器执行与一组上游目标点相关联的移动路径的同时针对一组下游目标点执行该方法。因此，不必停止操纵器来执行该方法。此外，在这种情况下，与下游目标点相关联的区域可能受到与上游目标点相关联的区域影响。备选地，可以离线执行目标点的提供、备选区域组的提供、性能值的评估和区域组中的一个区域组的选择。
15、当操纵器移动通过该区域时，每个区域可以限定工业装置的行为。每个区域组可以具有与目标点中的一个目标点相关联的至少一个唯一区域。因此，每个区域组是唯一的。
16、可以借助于在控制工业装置的控制系统中实现的机器人程序来自动执行该方法。基于一组目标点，用户可以可选地让机器人程序完全确定区域。
17、该方法还可以包括提供针对工业装置的一个或多个约束。在这种情况下，可以基于这些一个或多个约束来提供多个备选区域组和/或评估针对每个区域组的性能值。一个或多个约束可以由用户输入和/或可以由机器人程序确定。
18、约束的示例可以包括操纵器(例如其末端执行器)的最大速度和加速度以及空间约束，例如物体(操纵器的工作空间中不应该与其碰撞)。末端执行器的最大速度和加速度可以被限定为在多个区域中的一个或多个区域内部、在区域之间和/或用于整个移动路径。
19、约束的另外示例可以包括控制系统的时间步长、驱动操纵器或工业装置的关节的一个或多个马达的时间步长、或与工业装置相关联的一些其它离散化时间，即对工业装置的控制的离散化程度。因此，多个备选区域组的提供和/或针对每个区域组的性能值的评估可以至少部分地基于一个或多个离散化值来进行。以此方式，可以确保备选区域组之间的差异实际上没有被离散化所消除，并且备选区域组实际上提供不同的性能。
20、该评估可以包括检查操纵器在移动路径的执行期间是否将进入或接近奇点。然后，性能值可以反映该检查本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种控制包括操纵器(12)的工业装置(10)的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中每个区域组(44a-44h)包括一个或多个飞越区域(46b-46d)，并且其中所述性能参数与由所述操纵器(12)执行基于所述目标点(42a-42e)和所述区域组(44a-44h)的所述至少一个飞越区域(46b-46d)所创建的移动路径(48a-48f)相关联。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：对于每个区域组(44a-44h)，基于所述目标点(42a-42e)和所述区域组(44a-44h)的所述至少一个飞越区域(46b-46d)创建移动路径(48a-48f)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述所创建的移动路径(48a-48f)进行所述评估。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述评估包括，对于每个移动路径(48a-48f)，模拟对所述工业装置(10)的所述控制。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：基于所述评估提供至少一个附加区域组(44a-44h)，并且其中还基于所述至少一个附加
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在评估所述性能值之前，从用户(16)接收指示多个不同的性能参数中的所述性能参数的选择。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个区域(46a-46e；50b-50d；52b-52d)包括一个或多个重新取向区域(50b-50d)，并且其中所述方法还包括：当由所述操纵器(12)执行所述移动路径(48a-48f)时，基于所述重新取向区域(50b-50d)控制所述操纵器(12)的末端执行器(24)的重新取向。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个区域(46a-46e；50b-50d；52b-52d)包括一个或多个次级区域(52b-52d)，并且其中所述方法还包括：当由所述操纵器(12)执行所述移动路径(48a-48f)时，基于所述次级区域(52b-52d)控制所述工业装置(10)的次级致动器(28)的致动。
11.一种用于控制包括操纵器(12)的工业装置(10)的控制系统(14)，所述控制系统(14)包括至少一个数据处理装置(38)和至少一个存储器(40)，所述存储器(40)具有存储在其上的至少一个计算机程序，所述至少一个计算机程序包括程序代码，当由所述至少一个数据处理装置(38)执行所述程序代码时，所述程序代码致使所述至少一个数据处理装置(38)执行以下步骤：
12.根据权利要求11所述的控制系统(14)，其中所述至少一个计算机程序还包括程序代码，当由所述至少一个数据处理装置(38)执行所述程序代码时，所述程序代码致使所述至少一个数据处理装置(38)执行根据权利要求2至10中任一项所述的方法。
13.一种包括操纵器(12)和根据权利要求11或12所述的控制系统(14)的工业装置(10)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种控制包括操纵器(12)的工业装置(10)的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中每个区域组(44a-44h)包括一个或多个飞越区域(46b-46d)，并且其中所述性能参数与由所述操纵器(12)执行基于所述目标点(42a-42e)和所述区域组(44a-44h)的所述至少一个飞越区域(46b-46d)所创建的移动路径(48a-48f)相关联。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：对于每个区域组(44a-44h)，基于所述目标点(42a-42e)和所述区域组(44a-44h)的所述至少一个飞越区域(46b-46d)创建移动路径(48a-48f)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中基于所述所创建的移动路径(48a-48f)进行所述评估。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述评估包括，对于每个移动路径(48a-48f)，模拟对所述工业装置(10)的所述控制。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：基于所述评估提供至少一个附加区域组(44a-44h)，并且其中还基于所述至少一个附加区域组(44a-44h)进行所述选择。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在评估所述性能值之前，从用户(16)接收指示多个不同的性能参数中的所述性能参数的选择。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少一个区域(46a-46...
【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·恩贝格，汉斯·安德森，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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