本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于計算機(jī)支持地控制具有至少兩個機(jī)器人（1，2）的機(jī)器人組的方法，具有步驟：確定至少一個過程段點(diǎn)（q1,E，q2,E）；為該過程段點(diǎn)確定過程段時間（T）；根據(jù)過程段時間（T）為機(jī)器人組的至少一個機(jī)器人（1）預(yù)先設(shè)定段時間（T）；并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的段時間（T1+⊿T）對機(jī)器人（1）的工作流程（q1(S(t)）進(jìn)行優(yōu)化。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種用于計算機(jī)支持地控制具有至少兩個機(jī)器人的機(jī)器人組的方法和一種控制裝置。
技術(shù)介紹
在具有兩個或多個機(jī)器人的機(jī)器人組中，協(xié)作過程與合作過程的區(qū)別在于在合作過程中，機(jī)器人如同虛擬的超級機(jī)器人的軸同步作用，使得例如由這些機(jī)器人承載的有效負(fù)荷共同運(yùn)動，而在機(jī)器人協(xié)作運(yùn)行中，機(jī)器人獨(dú)立于其他的機(jī)器人先驗(yàn)地執(zhí)行部分任務(wù)。在此為了避免發(fā)生碰撞，根據(jù)企業(yè)內(nèi)部的實(shí)際情況將過程劃分為過程段，這些過程段首先必須由所有有碰撞危險的機(jī)器人完成后，才允許開始后續(xù)的過程段。如果例如有兩個機(jī)器人在同一個工作空間中交替地使有效負(fù)荷運(yùn)動，則可以通過使一個機(jī)器人從工作空間中退出來預(yù)先設(shè)定這樣的過程段，從而使另一個機(jī)器人在后續(xù)的過程段中才被允許進(jìn)入現(xiàn)在是空的工作空間中。但是，通常對各個機(jī)器人的工作流程、特別是運(yùn)動時間優(yōu)化地進(jìn)行控制，S卩，使機(jī)器人在最短可能的時間內(nèi)完成工作流程，這例如可能是由驅(qū)動力和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩、關(guān)節(jié)速度和關(guān)節(jié)加速度和/或參考點(diǎn)(例如TCP)的笛卡爾速度的限制造成的。這導(dǎo)致在上述以過程段為節(jié)拍的協(xié)作過程中，一個或多個較快的機(jī)器人、即以更少的最短時間完成相應(yīng)過程段的機(jī)器人在過程段結(jié)束時要等待最慢的機(jī)器人，并因此在其時間優(yōu)化的工作流程中消耗很多不必要的能源。專利文獻(xiàn)DE 19625637A1提出，為了在多機(jī)器人運(yùn)行中避免碰撞，將碰撞區(qū)域投影在共同的關(guān)節(jié)坐標(biāo)的空間中，并在那里設(shè)計時間優(yōu)化的無碰撞軌跡。在此較快的機(jī)器人的結(jié)束時間將根據(jù)較慢的機(jī)器人的結(jié)束時間按比例決定，以便能夠同步地到達(dá)關(guān)節(jié)坐標(biāo)空間中的相同點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于改進(jìn)對具有至少兩個機(jī)器人的機(jī)器人組的控制。本專利技術(shù)的目的通過一種具有權(quán)利要求I特征的方法實(shí)現(xiàn)。權(quán)利要求9提出了一種控制裝置，權(quán)利要求11提出了一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，特別是一種機(jī)械可讀的數(shù)據(jù)載體或存儲介質(zhì)，用于受保護(hù)地執(zhí)行根據(jù)本專利技術(shù)的方法，在此，本專利技術(shù)思想中的裝置同樣可以硬件技術(shù)和/或軟件技術(shù)地構(gòu)成，即，特別包括相應(yīng)的加工、計算、存儲和/或數(shù)據(jù)傳輸裝置和/或程序、程序模塊等等。優(yōu)選的擴(kuò)展方案由從屬權(quán)利要求給出。本專利技術(shù)的基本思想是利用機(jī)器人組的最慢機(jī)器人完成過程段所需的時間和機(jī)器人組的較快的機(jī)器人在時間優(yōu)化的運(yùn)行中所需的時間之間的時間差，對較快的機(jī)器人的工作流程進(jìn)行優(yōu)化，特別是在考慮能源消耗的情況下進(jìn)行優(yōu)化。相對于純粹地使較快機(jī)器人的最短結(jié)束時間與較慢機(jī)器人的最短結(jié)束時間相匹配，在此通過優(yōu)化可以產(chǎn)生顯著的節(jié)能效果。根據(jù)本專利技術(shù)的方法通常包括首先確定一個或多個過程段點(diǎn)(Prozessabschnittspunkte)ο在此,優(yōu)選將要由機(jī)器人組執(zhí)行的整個過程劃分成兩個或多個子過程或過程段(Prozessabschnitt)。這些子過程特別是可以在避免碰撞的框架下給出，例如通過要求始終只能有一個機(jī)器人在共有的、優(yōu)選為可變的工作區(qū)域內(nèi)工作。附加或替代地，過程段點(diǎn)還可以是同步點(diǎn)，在該點(diǎn)上此時兩個或多個機(jī)器人必須在同一時間采取特定的配置，例如傳遞有效負(fù)荷或者對由一個機(jī)器人固定的工件通過另一個機(jī)器人引導(dǎo)的工具進(jìn)行處理。過程段點(diǎn)例如可以由與機(jī)器人組共同作用的輸送機(jī)的輸送時鐘(R甘dertakt)給出。為了更緊湊地說明，在本專利技術(shù)的意義下也可以將整個過程無分割地視為一個過程段，這樣，其唯一的過程段點(diǎn)構(gòu)成整個過程的終點(diǎn)。在本專利技術(shù)的意義下，通常特別是將過程段點(diǎn)理解為描述機(jī)器人組的兩個或多個機(jī)器人的狀態(tài)、特別是機(jī)器人的姿勢的點(diǎn)，例如在加工過程或傳送運(yùn)動結(jié)束時的姿勢。如果機(jī)器人組的機(jī)器人i的工作流程通過其關(guān)節(jié)坐標(biāo)Qi關(guān)于過程狀態(tài)參數(shù)S0 ^ s ^ sE的變化過程進(jìn)行描述，而整個過程則相應(yīng)地通過機(jī)器人組的機(jī)器人的關(guān)節(jié)坐標(biāo) q(s) = Lq1(S), q2(S), ...]描述，則過程段點(diǎn)例如可以通過過程狀態(tài)參數(shù)s的值或所屬的關(guān)節(jié)坐標(biāo)或機(jī)器人姿勢給出。過程段點(diǎn)可以手動地(例如通過點(diǎn)擊過程的圖形顯示或在過程示教期間輸入)和/或自動地(例如以預(yù)設(shè)的過程狀態(tài)參數(shù)的間隔)確定。然后需要為各個過程段點(diǎn)確定過程段時間。在此特別將過程段時間理解為機(jī)器人組在機(jī)器人組的機(jī)器人完成相應(yīng)過程段的情況下到達(dá)過程段點(diǎn)所需要的時間。為此，在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為機(jī)器人組的兩個或多個機(jī)器人、特別是所有的機(jī)器人確定各機(jī)器人完成它們各自的過程段所需要的最小段時間。優(yōu)選該最小段時間可以在考慮最大允許驅(qū)動力和驅(qū)動力矩、關(guān)節(jié)速度和關(guān)節(jié)加速度和/或參考點(diǎn)、特別是TCP的笛卡爾速度的情況下，在時間優(yōu)化地設(shè)計的工作流程中實(shí)現(xiàn)。這樣，可以基于該最小段時間來確定過程段時間，特別是作為最大的最小段時間。同樣，也可以基于其他過程因子確定過程段時間，例如使工件達(dá)到使著色劑、密封劑或粘合劑干燥所需的預(yù)設(shè)溫度所需的時間，或者工具機(jī)或注模機(jī)處理工件所需要的時間。一般可以將機(jī)器人、工具、工件和/或其他的處理裝置(例如工具機(jī)、輸送機(jī)等等)分別到達(dá)過程段點(diǎn)最小需要的時間中的最長的時間確定為過程段時間。在一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，可以將由最小時間確定的過程段時間提高一個預(yù)定值，以便為最慢的處理裝置也提供裕度(Reserve )而不增加其負(fù)擔(dān)。為此還可以相同的方式將各個處理裝置的各自的最小時間提高一個預(yù)定的、優(yōu)選為個性化的值。現(xiàn)在根據(jù)過程段時間，為機(jī)器人組的一個或多個機(jī)器人、優(yōu)選只為其最小段時間不決定過程段時間的機(jī)器人預(yù)先給定段時間。特別是可以將過程段時間本身作為段時間來預(yù)先給定。同樣為了也不增加最慢的處理裝置的負(fù)擔(dān)，可以相對于過程段時間將段時間例如提高一個預(yù)定的值。段時間例如可以被設(shè)定為各個機(jī)器人完成過程段的處理所需要的全部時間，或者也可以作為相對于事先確定的最小段時間的時間差來預(yù)先給定。然后根據(jù)預(yù)先設(shè)定的段時間對一個或多個機(jī)器人的工作流程進(jìn)行優(yōu)化。在此，可以預(yù)先設(shè)定機(jī)器人i的軌跡曲線，該軌跡曲線例如可以通過其關(guān)于軌跡參數(shù)s的關(guān)節(jié)角度Qi的預(yù)設(shè)值來描述，以便在預(yù)設(shè)的笛卡爾軌跡上引導(dǎo)例如TCP，并由此例如避免碰撞、進(jìn)行焊接或沿預(yù)設(shè)的涂覆軌跡涂覆粘合劑或著色劑。在此情況下，可以對機(jī)器人利用其在預(yù)設(shè)的軌跡上行駛的軌跡速度特征(Bahngeschwindigkeitsprofil) s (t)進(jìn)行優(yōu)化。如果由于例如利用邊界條件只預(yù)先確定了用于拿起和放下有效負(fù)荷的初始姿勢和結(jié)束姿勢而沒有預(yù)先設(shè)定機(jī)器人的軌跡曲線，在尚能自由選擇在這兩種姿勢之間的運(yùn)輸軌跡時，則也可以對軌跡曲線本身進(jìn)行優(yōu)化。為此，例如可以在優(yōu)化程序中使用支持點(diǎn)(Stiitzpunkte)或其他通常用于描述軌跡曲線的參數(shù)(例如樣條函數(shù)(Spline)的系數(shù)等)作為可變的優(yōu)化參數(shù)。附加或替代地在此還可以對軌跡速度特征實(shí)施優(yōu)化，特別是在描述軌跡曲線相對于時間的關(guān)系的一階方法(einstufigenVerfahren)中。在本專利技術(shù)的意義下，特別是將優(yōu)化理解為對工作流程的預(yù)先設(shè)定，例如軌跡曲線和/或軌跡速度特征，對于該優(yōu)化一個或多個質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到極值，特別是最小值。可以對多個質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一起進(jìn)行帕累托(pareto)優(yōu)化，優(yōu)選作為加權(quán)和進(jìn)行帕累托優(yōu)化。對于經(jīng)優(yōu)化的工作流程，一個或多個質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不必在全局達(dá)到極值，特別是當(dāng)確定不能完成或需要較高的數(shù)值開銷時。相應(yīng)地，在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中對工作流程進(jìn)行優(yōu)化，其中，對于(一起)確定工作流程的參數(shù)(如上述本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：克里斯蒂安·松納，彼得·克呂格爾，約翰內(nèi)斯·庫爾特，曼弗雷德·許滕霍夫爾，
申請(專利權(quán))人：庫卡羅伯特有限公司，
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