工业机器人和对工业机器人编程的方法技术

本发明专利技术涉及一种工业机器人和一种用于对工业机器人编程的方法，为此在空间中的虚拟平面（２５）上手动引导工业机器人，在到达该虚拟平面（２５）时，使对该工业机器人的控制不再通过手动引导。然后如果试图在到达虚拟平面（２５）的情况下继续手动引导工业机器人，确定并存储作用在工业机器人上的力（Ｆ）和／或转矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于对工业机器人编程的方法和一种工业机器人。
技术介绍
工业机器人是执行机器，其装备有特定的工具，并可对多个运动轴、特别是关于方 向、位置和工作流程编程，以自动地处理对象。对工业机器人编程的方法(编程方法)可以 理解为用于生成应用程序的有计划的过程。一种普遍公知的编程方法是所谓的回放法(Play-Back Verfahren)，其中，通过 沿所希望的空间曲线手动引导工业机器人来对工作过程进行编程。在此，将位置实际值 (Lage-Ist Werte)，也就是工业机器人在定义的时间栅格或路径栅格中的TCP位置(工具 中心点位置)，接受到应用程序中。专利文献EP 1508396A1公开了 一种控制由工业机器人引导的焊把 (Schweisszange)的弹压力(Andruckskraft)的方法。在焊接期间测量作用在焊把上的力 并调整机器人，使得作用在焊把上的力等于预先给定的额定力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种用于对工业机器人编程的方法，该方法使工业机器人 的操作人员能以相对简单的方式对工业机器人编程，使得工业机器人在执行相应的应用程 序时具有预设的力特性和/或力矩特性。本专利技术的另一个目的在于提出一种相应的工业机器人。本专利技术的目的通过一种用于对工业机器人编程的方法实现，该方法包括以下步 骤在空间的虚拟平面上手动引导工业机器人，在到达该虚拟平面时，使对工业机器 人的控制不再通过手动引导，确定作用在工业机器人上的力和/或转矩，如果试图在到达虚拟平面的情况下继 续手动引导工业机器人的话，以及存储力和/或转矩。本专利技术的目的还通过一种工业机器人实现，该工业机器人设置成能够手动引导并 具有机器人臂，其具有法兰和多个可通过驱动装置运动的轴，控制装置，其设置为，控制驱动装置以使轴运动，以及在手动引导工业机器人时， 在到达空间中的虚拟平面时控制所述驱动装置，使得所述工业机器人不再通过手动引导， 以及用于确定力和/或转矩的装置，该装置设置用于在到达所述虚拟平面时试图继续 手动引导所述工业机器人的情况下确定作用在所述工业机器人上的力和/或转矩，在此， 控制装置设置用于存储力和/或转矩。4根据本专利技术的工业机器人设置用于执行根据本专利技术的方法。根据本专利技术的工业机器人可以设置为手动引导。通过手动弓丨导能够对工业机器人 的运动、例如工业机器人的法兰的运行轨迹进行编程，其中，沿轨迹引导法兰并保存轨迹的 至少几个点。例如，通过至少间接地牵拉法兰实现手动引导。在工业机器人的运行中，可以将工 具例如固定在法兰上。如果工业机器人处于手动引导模式，则可以将法兰设置为，将替代工 具的手柄固定在法兰上，利用手柄可以手动引导工业机器人。通过牵拉手柄间接地牵拉法 兰。手柄也可以具有输入装置，例如按键，通过操作按键将法兰的当前位置和/或方向或者 轴的状态存储在控制装置中。但是，根据本专利技术的工业机器人还可以设置为，利用手动引导替代或附加地对适 用于工业机器人的力和/或适用于工业机器人的转矩编程。为此设置了虚拟平面，当到达 虚拟平面时，工业机器人的控制装置控制驱动装置，使工业机器人不再通过手动引导运动。 如果仍试图继续手动引导工业机器人，即试图例如继续沿虚拟平面的方向牵拉工业机器 人，则继续牵拉法兰或手柄(一般的手动引导)会引起作用在工业机器人上的力和/或转 矩，利用用于确定力和/或转矩的装置可以确定作用在工业机器人上的力和/或转矩。还 可以利用工业机器人的当前位置和/或方向存储施加在工业机器人上的力和/或施加在工 业机器人上的转矩，从而在工业机器人的其中控制装置控制工业机器人的驱动装置以自动 运动的运行中，使工业机器人将存储的力和/或存储转矩施加在例如工件上。用于确定力和/或转矩的装置例如可以是工业机器人内部的力传感器和/或转矩 传感器，它们被设置在例如法兰上、在手柄/工具和法兰之间或者在法兰和其余机器人臂 之间，并测量直接作用在法兰上的力和/或直接作用在法兰上的转矩。但是，也可以通过确 定由工业机器人的驱动装置所引发的转矩来实现用于确定力和/或转矩的装置。如果该驱 动装置是电驱动装置，则可以例如通过分析电驱动装置的电动机电流来确定驱动装置的转 矩。根据本专利技术方法的一种实施方式，虚拟平面是基于要利用工业机器人处理的工件 的计算机模型的虚拟环境模型的一部分。为此，根据本专利技术的工业机器人可以例如用于自 动处理工件。为了进行自动处理，必须对所给定的力和/或转矩的特征(profil)进行编 程。根据这种变形，例如可以沿虚拟环境模型手动引导工业机器人，以例如对工业机器人的 位置和/或方向、但是也可以对所施加的力和/或转矩进行编程。虚拟环境模型尤其包括 有关在利用工业机器人进行自动处理期间工件所处的位置和/或方向的信息。通过使用虚 拟环境模型和不使用真实工具进行编程，可以通过牵拉法兰(或手柄等)对所施加的力和 /或转矩编程。在利用按照本专利技术的工业机器人对工件自动处理期间所施加的力和/或转 矩等于在编程期间通过牵拉(手动引导)作用在工业机器人上的力(转矩)。但是，如果将真实的工件(或者真实的虚拟工件)用于对工业机器人的编程，则在 接触工件并同时进一步牵拉工业机器人时无法测量到力，因为力被真实的工件吸收了。根据本专利技术的方法或根据本专利技术的工业机器人的另一种实施方式，在空间中对准 虚拟平面，使得虚拟平面至少部分覆盖利用工业机器人待处理的工件，从而使工业机器人 在接触到工件之前停止基于手动引导实施的运动。通过这种变形使操作人员能够观察到在 利用工业机器人进行自动处理期间工件所处的位置和/或方向。通过使虚拟平面至少部分地覆盖工件，根据本专利技术的工业机器人在手动引导期间快速停止在工件之前而不接触工 件。此外，仍然有可能确定在继续手动牵拉法兰时作用在工业机器人上的力或转矩。根据本专利技术的工业机器人可以被手动引导。为了方便操作人员手动引导，可以对 根据本专利技术的工业机器人进行重力平衡。为了实现重力平衡，根据本专利技术的工业机器人的 每个关节都配备转矩传感器，并且为了平衡动态和静态的力，尤其是重力，根据本专利技术的工 业机器人具有相应的规则和相应的模型。通过所使用的虚拟平面，根据本专利技术的工业机器人在编程期间并不接触真实的部 件。因此，为了采集“虚拟”的环境力可以使用根据本专利技术的工业机器人的开放的运动学 (Kinematik)，该“虚拟”的环境力对应于通过牵拉工业机器人所产生的力。为了能够实现上述目的，应该计算在利用根据本专利技术的工业机器人自动处理部件 期间发生在真实部件上的力，并按照操作人员的实施方式加以表示。利用已知的方法基于 触觉可以实现这个子目的(Teilaufgabe)。对此还可以运用算法，该算法由例如CAD数据 形式的计算机模型和当前的机器人位置计算出相应的作用力。现在可以使用该作用力来调 整工业机器人的转矩，使得操作人员感觉到相应的阻力。在这里，当基于位置计算相应的力 时，还存在一种公知的方法，该方法根据使用者的力量计算相应的位置。在此操作人员也感 觉到相应的接触力。对所确定的力和/或转矩尤其可以时间相关地或位置相关地进行存储。所记录的 对应于力或转矩的数据可以在发生演变(Abspielen)(生成应用程序)之前通过数据处理 加以改变(数据缩减，样条(Spli本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对工业机器人编程的方法，该方法包括以下步骤：－在空间的虚拟平面（２５）上手动引导工业机器人，在到达该虚拟平面（２５）时，使对所述工业机器人的控制不再通过手动引导，－如果试图在到达所述虚拟平面（２５）的情况下继续手动引导所述工业机器人，确定作用在所述工业机器人上的力（Ｆ）和／或转矩，以及－存储所述力（Ｆ）和／或转矩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌韦齐默尔曼，
申请(专利权)人：库卡罗伯特有限公司，
类型：发明
国别省市：DE