用于规划和／或控制机器人应用的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于系统参数和／或过程参数（Ｍ１，…，Ｍ７，Ｇ１，…，Ｇ７，Ｂ１，Ｋ１，Ｓ１，Ｈ１，Ｗ１，Ｆ１，Ｕ１，Ｒ１）对机器人应用（１）进行规划和／或控制的方法，具有如下步骤：存储参数值；基于所存储的参数值对所述应用进行规划和／或控制，其中，利用图结构（图２）管理参数值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于系统参数和/或过程参数对机器人应用进行规划和/或控制 的方法和装置。
技术介绍
目前，对一个或多个机器人的工作过程部分是基于过程模型和/或机器人模型离 线地进行规划，并在运行中基于诸如调节器系数和经校正的模型参数的系统参数对其进行 控制。迄今为止，对这样的系统参数和过程参数是分开管理的，例如，一部分在路径规划系 统中，一部分在全系统控制器中，还有一部分是在各个机器人控制器中。这使得对机器人应 用的规划和/或控制变得困难，特别是使对其的优化和对现有机器人的替换和去除以及添 加诸如其它机器人工具、其它机器人等新的应用组件变得困难。专利文献WO 0025185 Al提出一种分层的知识库，用以将工件样本与过程样本、也 就是所谓的模板相关联。专利文献DE 10206903 Al提出一种树结构的制造执行系统(英 语“Manufacturing Execution System”，MES)，在该系统中，将传感器对象、执行器对象和 SPS对象彼此相关联。但是采用图结构管理机器人应用的系统参数和过程参数并非源于该 面向对象的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改善基于系统参数和/或过程参数对机器人应用的规划和/ 或控制。本专利技术的目的通过一种基于系统参数和/或过程参数对机器人应用进行规划和/ 或控制的方法得以实现。本专利技术还提出了一种基于系统参数和/或过程参数对机器人应用 进行规划和/或控制的装置和一种计算机程序或计算机程序产品，特别是一种数据载体或 存储介质，用以执行本专利技术所提出的方法。根据本专利技术的方法或装置用以在系统参数和/或过程参数的基础上，对机器人应 用进行规划和/或控制。在此，在本专利技术意义下的机器人应用特别是包括一个或多个机器人、优选是工业 机器人的组成和/工作过程。对机器人应用的规划相应地可以特别包括一方面是对至少 一个机器人、机器人操作的工具和/或机器人控制装置的选择、确定大小、配置和/或参数 化；另一方面是过程规划、特别是轨迹规划并优选对其进行优化。对机器人应用的控制可以 相应地特别是包括对一个或多个机器人以及其他诸如机器人操作的工具、传输装置等应用 组件的工作流程、特别是运动流程的控制。在此，为了更紧凑地显示，也将调整(Regelung)、 也就是在反馈传感器值的情况下向执行器的调整参数的输出称为本专利技术意义下的控制。对于应用基于所存储的系统参数和/或过程参数来规划或控制。这些参数特别是 可以包括应用组件的、尤其是机器人或机器人组件的运动学模型或动态模型的模型参数， 例如质量(η)、重心位置(η)、惯性力矩(e)、刚度(en)、衰减(en)、摩擦系数(en)、几何尺寸(η)(如轴位置(η)和一个或多个轴距)、传动比(en)、控制参数(例如调节器系数)和/或 诸如工件参数、接触刚度(en)、材料粘度(en)等环境参数和过程参数。例如，可以基于动态 模型的参数对因弹性变形或温度引起的变形而引起的机器人TCP的位置和/或方向的偏离 进行补偿。根据本专利技术，对这样的参数、优选对所有在规划或控制时考虑的应用的参数，利用 图结构(Graphenstruktur)、优选利用中央图结构进行管理，特别是进行存储。在此，在本专利技术的意义下，图结构特别是包括一个或多个节点，这些节点被分别赋 予一个或多个参数，并且在这些节点之间存在单射、满射和双射关系，这些关系在图论中也 称为线或边。图结构可以设计为有方向或没有方向的、有多条边或没有多条边以及多重图 或超图，并优选具有树结构，在树结构中每个节点都恰好对应一个前辈(VorgSnger)。优选在中央图结构中对参数进行管理，这使得可以对参数值进行更有效地存储和 访问，以例如在(再)校准、参数识别或优化时对这些参数值赋值。此外，还可以保证应用 的参数的一致性。特别是可以针对各个具体应用或应用组件来个性化地调整参数值。因此，可以例 如在更换组件后进行绝对校准的机器人当中，对所更换组件的参数有目的地进行识别和/ 或更新。还可以针对应用或应用组件来个性化地调整图结构。因此，例如可以针对应用的 机器人的运动学、驱动技术和/或传感技术来调整图结构。然后，可以借助图结构由这些参数连续地、例如动态地建立诸如机器人模型或过 程模型这样的应用或应用组件的模型。这可以确保始终利用当前的参数值进行规划或调 整。根据一种优选的实施方式，对参数进行丛(geclustert)管理。在这里，可以将两 个或更多的参数(例如只能共同识别或只在其整体效果中识别的参数)组合成一个节点。 这有利地减少了图结构的复杂性，并更好地描述了物理接口。优选从存储的参数或设置在图结构中的参数中选择用于规划和/或控制应用的 各相关参数。例如，可以在驱动器中设置用于转矩波动(Momentenripple)补偿或齿槽 (Cogging)补偿的参数，但这些仅适用于早期的缓慢的机器人运动。因此，为了规划和控制 快速的机器人运动，就有目的地不选择这些不相关的参数，这又降低了图结构的复杂性，并 简化了优化。根据一种优选的实施方式，将参数值预设为标称值。这使得可以在无需首先确定 和存储这些参数的个别值的情况下进行规划和控制。同样，例如可以通过预先给定零标称 值而将相应的参数作为非相关参数不再选择。附加地或替代地，参数值可以特别是可选择的、可变的，以便能够例如将它们与机 器人个别地相匹配。这种可变性是可选的，特别可以是特定于授权或特定于用户的。因 此，例如可以设定只有制造商的服务人员才允许改变与安全相关的参数，例如涉及到紧急 情况的参数；运营商的有资质的调试人员可以重新配置调整参数和预先给定附加轴参数 (Zusatzachsparameter)，而普通操作人员例如可以记录工具参数。附加地或替代地，可以 对可变参数预先给出允许的(边界)值或值域。在一种优选的实施方式中，特别是为了能够跟踪客户问题，而且也为了能够简单地恢复先前的或原始的配置，在变化之前应对一个或多个参数值进行保护。这例如可以通 过在变化之前将可变参数的值存储到图结构及其参数值的副本中、例如存储到机器人控 制器或单独的数据处理装置中来实现。同样，反之亦然，可以基于更新的、原始图结构及其 参数值的副本进行规划或控制，在此，该副本具有已改变的参数值，并因此具有当前的系统 状态。根据一种优选的实施方式，当对应用组件进行替换、修改、添加和/或去除时，自 动地对对应的参数或参数值进行匹配。优选为应用组件、例如另一机器人工具提供特定于 组件的、包含各参数值的数据组。优选将对应的参数值存储在组件本身，并在其与整个系统 连接时，例如在将工具连接到机器人上时，以即插即用技术来将参数值传输到图结构中。附图说明在以下的描述中给出了本专利技术的其他优点和特征。为此，部分示意性地示出了 图1 根据本专利技术实施方式的具有控制器的机器人；图2 根据本专利技术的实施方式，在图1所示的控制器中的图结构。具体实施例方式图1示出根据本专利技术的一种实施方式的六轴曲臂机器人1，其具有与其连接的机 器人控制器2。机器人1的驱动器Al到A6以及夹具W的驱动器A7通过填为黑色的矩形表 示，并以箭头表示机器人的运动可能性。机器人1具有基座B、转盘(Karussell)K、摇臂S、手臂Ar和腕Sl(Zentralhand)。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于系统参数和／或过程参数（Ｍ１，…，Ｍ７，Ｇ１，…，Ｇ７，Ｂ１，Ｋ１，Ｓ１，Ｈ１，Ｗ１，Ｆ１，Ｕ１，Ｒ１）对机器人应用（１）进行规划和／或控制的方法，具有如下步骤：存储参数值；以及基于所存储的参数值对所述应用进行规划和／或控制，其特征在于，利用图结构管理参数值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤玛斯邦加特，德克雅各布，托马斯科勒，克劳斯斯利奇肯里德，马丁魏斯，
申请(专利权)人：库卡罗伯特有限公司，
类型：发明
国别省市：DE