用于对工业机械手的运动或流程进行编程或预设的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于对工业机械手（2）或其它可多轴控制的操纵装置的运动或流程进行编程或预设的方法。在此，通过要由操作人员手动引导的运动预设机构（10）生成用于工业机械手（2）的运动控制或流程编程的至少一部分数据和控制命令。控制命令然后由工业机械手（2）基本上不延迟地转换。在此重要的是，从通过要手动引导的运动预设机构（10）的运动预设中和/或从传感测定的由工业机械手（2）实施的运动的测量值中和/或从由控制系统（1）生成的控制命令中确定运动特性参量并且与上极限值对比，并且在逾越上极限值时，立即或在定义限制的尾随阶段之后停止工业机械手（2）的运动或流程改变，和/或在运动特性参量按照定义地接近上极限值时或在逾越小于上极限值的下极限值时，通过发送警告信号向操作人员用信号传递邻近或接近上极限值。

【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如权利要求I所述的用于对工业机械手的或其它可多轴控制的操纵装置的运动或流程进行编程或预设的方法。
技术介绍
从现有技术中已知了用于工业机械手或可比的、可多轴控制的操纵装置的导向系统或者引导系统，这些导向系统或者引导系统的原理基于将操作人员用要手动引导的运动预设机构实施的运动直接传递到工业机械手上。在此，用内嵌的和/或外部的传感器来测定要手动引导的运动预设机构的自由运动，从中算出运动预设机构的运动，并且进一步算出工业机械手的相应的运动。在此，工业机械手的运动可以局限于工业机械手的臂或者操作轴的转动或平移。同样可能的是，根据需要限制或者选择工业机械手的自由度或仅允许平移运动或转动或者所述平移运动和转动的组合。同样已知的是，设置用于相对于工业机械手的运动来变换要手动弓I导的运动预设机构的运动的恒定的或变动的、平移的或转动的比例因子。因此例如可以通过运动预设机构的适度的运动空间方便地覆盖工业机械手的更大的运动空间。另一方面可以通过所述比例因子结合运动的变换来用要手动引导的运动预设机构进行相应地足够远的、并且因此对于操作人员来说可良好感知的和可良好实施的运动，从而也可以精确地或者敏感地实施工业机械手的相对精密的调节或者运动。因此，在通过操作人员的运动预设与通过工业机械手的运动转换之间的比例在变大的方向上和缩小的方向上是适宜的。此外从现有技术中已知特别适宜的是工业机械手的或者其抓钳或工具的运动立即、也就是说直接且不延迟地跟随运动预设机构的运动，操作人员不必考虑不同的坐标系统和操作行为向工业机械手的所期望的运动的变换。将运动预设机构的运动这样直接耦联地传递到工业机械手上能够实现对工业机械手的非常直观的引导，并且因此这种措施特别是对仅仅相对少地操作工业机械手的、不熟练的使用者是特别有利的。工业机械手的这种操作在此在一定程度上类似于用计算机鼠标进行光标控制，但是要对用于工业机械手的运动控制扩展一些附加的自由度。在此，关于工业机械手的运动的视觉反馈显示了对操作人员来说在所述操作行为或者运动预设中的重要作用。特别是通过对操作人员的视觉反馈能够实现或者进行在操作人员方面对运动预设机构的运动或位置的立即修正，以最终将工业机械手或者其工具或抓钳以所期望的方式定位。为此，特别是在工业机械手的所期望的运动与运动预设机构的为此必要的运动之间的直观且清楚的关联是重要的。因此，操作人员自动地代表一种类型的“人工调整器”，该人工调整器通过相应地引导运动预设机构的或强或弱地调整或者或多或少地补偿在所期望的位置或者额定位置与实际位置之间的偏差。这仅在联合尽可能同时或者同步地实施通过操作人员的运动预设和通过工业机械手的相应的转换的情况下是可能的。然而，为将要手动引导的运动预设机构的运动尽可能立即且直接地传递到工业机械手的相应的运动上的期望设置有不同的技术的和安全决定的界限。在超出这样的界限时，在工业机械手不再能够或不再允许立即跟随使用者的运动预设之后，会出现例如直接的或者立即的耦联断开的紧急状态。这样的限制例如可以通过由技术决定的极限值或通过由安全决定的界限、特别是通过速度限制给出，由此工业机械手不能足够快速地跟随操作人员的运动预设。但是，也可以存在力界限、力矩界限或功率界限，所述力界限、力矩界限或功率界限可以对最大可实现的加速度、速度和偏移产生作用。此外，也可以存在绝对的空间限制或位置限制，通过所述绝对的空间限制或位置限制例如阻止了与相邻的设备部件或机械手部件的碰撞。但是也可以存在由运动学决定的限制和界限，例如工业机械手的最大的有效距离或最大的轴间夹角或枢转角。对于操作人员、特别是对于不熟练的操作人员来说并不总能立即识别达到由结构或环境决定的界限。如果操作人员在视觉上确定在工业机械手的所期望的运动、也就是说额定运动与事实上的运动、也就是说实际运动之间的偏差，那么所述操作人员会尝试通过运动预设机构的运动中的改变来修正将所述偏差。在此，操作人员信赖与工业机械手的立即的、直接的耦联，并且由此期待将工业机械手立即重新定位或者重新引导到所期望的位置中。但是由于存在的界限，在通过运动预设机构的位置和/或定向预设与工业机械手的事实上的运动或者位置之间的偏差会明显地变大或者恶化。虚拟的、直接耦联的在此对操作人员来说意外的或不可实行的断开或者在操作人员的操作行为与工业机械手的运动之间的偏离会导致操作人员的困惑和不相称的对抗反应。操作人员的过度反应例如可以是要手动引导的运动预设机构进入所期望的位置的猛的或有力的运动或者是工业机械手的调节运动。在最坏的情况下，由于所述偏离而产生对人员或物体来说显著的危险状态，特别是人员损伤、工具损坏或工件损坏。但是，在每种情况下都会出现操作人员的强烈的不安全感，并且因此导致应能够实现工业机械手的尽可能不延迟的引导或者直接的耦联的运动预设机构的差的可接受性。DE4303264A1公开了用于工业机械手的操作方法的基本元素，其中测定可支承的操作仪器的运动和定向并且将运动和定向数据直接转换成工业机械手的相应的运动。此外描述了关于工业机械手的规定地预先选择的自由度的运动限制和运动的比例。然而并未识别并且由此并未处理关于按具体情况存在的位置限制或速度限制的问题或者当在运动预设机构与工业机械手之间的直接的、控制技术上的耦联消失或彼此偏离时的问题。还从DE102004020099A1或者EP1588806B1中已知一种。按照这种已知的系统设置有一种手动引导的影响机构，通过该影响机构能够在控制技术上影响多轴的工业机械手。为此测量所述影响机构在空间中的位置和地点或者定向，并且将所述位置和地点或者定向用来影响所述工业机械手。根据该专利技术，在此应实施手动引导的影响机构的交替运动和工业机械手的相应的运动。通过将工业机械手的运动按建议分解为短的、分别由影响机构影响的分运动，尽管所使用的传感装置、特别是惯性传感装置的由物理学决定的不准确性，仍然实现了相对准确的、安全的且直观的影响，特别是实现了工业机械手的运动编程。在所述文献中，还初步研究了工业机械手的速度的安全技术问题和/或工业机械手的运动的空间比例和时间比例的问题。但是，所述文献原则上由如下的操作原理出发，通过该操作原理，操作人员用手动引导的影响机构示出短的分运动，并且在这之后才使工业机械手仿做该分运动。多次重复这个次序，直至整个轨迹或者额定路线被经过或者编程。但是通过交替地示出运动和跟踪运动完全没有使用工业机械手的立即耦联或者直接耦联的优点。因此，也完全不产生直接耦联消失的问题或者在操作人员的运动预设与工业机械手的运动之间的假定同步的、可能成比例的耦联的彼此偏离的问题。按具体情况也通过用于工业机械手的有效的安全标准、例如通过DIN ENIS010218 一 I加重或者参与造成在操作人员的运动预设与通过工业机械手的运动实施之间的偏移问题或者逐渐的不同步问题。该有效的安全标准例如确定了不同的运行类型。此外规定了“手动减小的速度”的运行类型。在对于手动地预设运动、特别是对于所谓的教导相对重要的运行类型中，工业机械手在工具容纳部上或者在工具容纳点(TCP)上的运动不允许逾越250mm/s的速度。这种速度限制用于保护操作人员的安全，这些操作人员可能直接在工业机械手处或者紧邻于运动的机器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：C·米特迈尔，
申请(专利权)人：KEBA股份公司，
类型：
国别省市：