CN202011020U - 用于根据运动控制参数集来控制工业机器人的系统 - Google Patents

用于根据运动控制参数集来控制工业机器人的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN202011020U
CN202011020U CN2008901003611U CN200890100361U CN202011020U CN 202011020 U CN202011020 U CN 202011020U CN 2008901003611 U CN2008901003611 U CN 2008901003611U CN 200890100361 U CN200890100361 U CN 200890100361U CN 202011020 U CN202011020 U CN 202011020U
Authority
CN
China
Prior art keywords
motion control
parameter set
control parameter
control system
robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN2008901003611U
Other languages
English (en)
Inventor
S·莫伯格
W·雅科布逊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Technology AG filed Critical ABB Technology AG
Application granted granted Critical
Publication of CN202011020U publication Critical patent/CN202011020U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/33—Director till display
    • G05B2219/33116—Configuration of motion control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/33—Director till display
    • G05B2219/33119—Servo parameters in memory, configuration of control parameters
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35398—Machining, change parameters as function of machining type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种包括运动控制部分(3)的用于控制工业机器人的控制系统，其中该运动控制部分被配置成根据控制程序和运动控制参数集来操作机器人。该控制系统包括用于存储适合于不同应用类型的多个可选运动控制参数集的数据储存器(10)，并且控制系统被配置成接收关于所选应用类型的信息，并且运动控制部分被配置成根据属于所选应用类型的运动控制参数集来操作机器人。

Description

用于根据运动控制参数集来控制工业机器人的系统
技术领域
本实用新型涉及一种包括运动控制部分的用于控制工业机器人的控制系统，其中运动控制部分被配置成根据控制程序和运动控制参数集来操作机器人。
背景技术
工业机器人包括操控器和用于根据控制程序来控制操控器的运动的控制系统，该控制程序包括与在执行程序期间操控器将遵循的期望路径有关的信息。该路径包括操控器沿着路径的位置和速度以及可能也包括其它要求，例如用户加速度限制。控制程序包括用机器人语言编写的一系列程序指令。控制系统包括适合于执行控制程序的程序执行器和运动控制部分。运动控制部分包括适合于从控制程序接收指令并且基于指令为运动生成参考值的轨迹插值器，以及配置成基于参考值和来自操控器的测量值生成至操控器的控制信号的伺服控制器。运动控制部分的性能取决于多个运动控制参数，比如控制器增益、模型参数、最大电机转矩、最大变速箱转矩和在操控器的机械结构上的最大应力。
工业机器人是用于工业自动化的通用机器。要求和操作条件随着不同应用类型变化。一般而言，对运动控制系统的要求在于根据针对具体应用的准确度规范来遵循期望路径。传统上，机器人供应商关于机器人的主要应用或者关于要求可能有冲突的成组应用，来优化机器人控制系统的运动控制部分。对运动控制部分的优化包括确定最优运动控制参数。然而难以发现对于许多应用类型而言最优的运动参数。结果是机器人的性能对于一个或者少数应用、但是并非对于所有应用类型而言最优。对于机器人用户而言难以进行对运 动控制参数的优化，因为它需要关于机器人运动控制部分的专家知识。如今，如果机器人的性能并不令人满意，则机器人供应商必须派遣具有专业知识的人员前往现场以调节运动控制参数。
公开号为US2007/0244599的专利申请公开了一种用于借助外部计算机来优化机器人性能的装置和方法，该外部计算机连接到机器人控制系统用于在控制器执行路径程序时接收机器人的性能数据。外部计算机使用性能数据、用户指定的优化目标和约束以及运动/动态仿真器来生成新的控制系统参数集，以替代控制系统中的默认集。计算机重复该过程直至新的控制参数集得以优化。根据当前机器人系统和操作条件来优化参数。这一方法的一些弊端在于它需要连接到机器人的外部计算机，它由于迭代方式而耗时，并且它并未利用针对某个应用类型的现有专家知识。
实用新型内容
本实用新型的目的在于向用户提供容易地针对机器人的当前应用来优化机器人运动控制部分的性能的可能性。
根据本实用新型的一个方面，这一目的由如本实用新型限定的控制系统来实现。
这样的控制系统包括用于存储适合于不同应用类型的多个可选运动控制参数集的数据储存器，并且控制系统被配置成接收关于所选应用类型的信息，并且运动控制部分被配置成根据属于所选应用类型的运动控制参数集来操作机器人。
针对多个不同应用类型预先优化多个运动控制参数集。为各应用类型提供有针对该应用类型而优化的运动控制参数集。例如，应用类型是离散过程类型、连续高速过程类型和连续低速过程类型。取而代之，应用类型可以更具体，比如点焊、涂刷、粘合、水切割和激光切割。
利用根据本实用新型的控制系统，不再需要机器人供应商派遣人员前往机器人现场以便调节运动控制参数。用户可以利用一个单 一的命令改变机器人的性能。本实用新型的一个优点在于，易于让用户根据当前应用来优化机器人的性能，而无需具备机器人运动控制部分的详细知识。另一优点在于，无需外部计算机用于优化。
根据本实用新型的一个实施例，运动控制参数集包括针对轨迹插值的约束，比如最大电机转矩、最大速率和最大加速度导数。
根据本实用新型的一个实施例，运动控制参数集包括伺服控制参数、即反馈和前馈控制器中的参数，比如控制器增益和模型参数。
根据本实用新型的一个优选实施例，运动控制参数集包括针对轨迹插值的约束以及伺服控制参数。因此有可能优化轨迹插值以及对机器人的伺服控制。
根据本实用新型的一个实施例，运动控制参数集包括默认运动控制参数集，并且控制系统被配置成依据请求激活对运动控制参数集的改变。
根据本实用新型的一个实施例，在执行控制程序中的具体命令时激活对参数集的改变。这一实施例使得有可能在执行控制程序期间和在操作机器人期间在线地改变运动控制参数集。例如，如果应用具有冲突命令，则有可能在机器人循环期间一次或者多次改变应用类型。
根据本实用新型的一个实施例，控制系统包括配置数据库，该配置数据库包括关于机器人进行的应用类型的信息，并且控制系统被配置成通过改变配置数据库中的应用类型来激活所述对运动控制参数集的改变。这一实施例使得有可能让用户通过简单地改变配置数据库中的应用类型针对新应用来优化运动控制参数。例如，控制系统提供用户接口从而允许用户选择应用类型。
附图说明
现在将通过描述本实用新型的不同实施例并且参照以下附图来更详细地说明本实用新型。
图1示出了根据本实用新型的实施例的控制系统。
具体实施方式
图1示出了根据本实用新型的实施例的操控器1和用于控制操控器的运动的控制系统。控制系统包括：程序执行器2，适合于执行包括关于所需期望路径的信息的控制程序；以及运动控制部分3。运动控制部分3包括：轨迹插值器5，适合于从程序执行器2接收指令p并且为运动生成参考值r；以及伺服控制器6，配置为基于参考值r和来自操控器的测量值u生成至操控器1的控制信号y。轨迹插值器通过进行对指令的移动的插值来计划应当如何进行指令的移动。插值包括将指令的移动划分成多个小增量并且针对各增量为操控器的所有轴计算联合角度。然后将联合角度转换成伺服控制器参考r。向伺服控制器6发送伺服控制器参考r。操控器配备有不同测量设备，比如用于提供电机位置反馈信号的角度测量设备和测量机器人手臂的加速度的加速度计。向伺服控制器6传送来自测量设备的反馈信号u。伺服控制器6包括反馈控制器并且可能也包括前馈控制器。
运动控制部分的性能例如取决于用于轨迹插值和用于伺服控制的算法，即轨迹插值器和伺服控制使用哪些模型结构、机器人的运动模型和动态模型将使用哪些模型参数、设置对轨迹插值的哪些约束以及使用哪些伺服控制参数。
根据本实用新型，确定并且在机器人控制系统中或者在机器人控制系统容易访问的地方存储针对不同应用类型而优化的多个运动控制参数集。各运动控制参数集连同与它所属的应用类型有关的信息一起存储。在图1中所示示例中，控制系统包括用于存储适合于不同应用类型的运动控制参数集的数据储存器10。运动控制参数决定运动控制部分的行为并且因此决定机器人的性能。预定义运动控制参数集应当包括哪些参数可以随本实用新型的不同实施例变化。优选地，运动控制参数集至少应当包括限定对轨迹插值的约束的参数和用于伺服控制器的控制参数。在其它实施例中，运动控制参数集可以包括用于选择哪些算法将用于轨迹插值和用于伺服控制的参 数、用于选择轨迹插值器和伺服控制将使用哪些模型结构的参数以及机器人的运动模型和动态模型的模型参数。
针对不同应用类型来优化运动控制部分。各优化生成针对应用类型而优化的运动控制参数集。结果是大量的运动控制参数集，其中各参数集针对具体应用类型来优化机器人的性能。应用类型的数目并且因此预定义运动控制参数集的数目可以随本实用新型的不同实施例变化。例如，可选应用类型数目为三：离散过程、连续高速过程和连续低速过程。离散过程例如是材料操纵(拾取和放置应用)和点焊。离散过程通常对循环时间具有高要求、但是对路径准确度的要求较低，这将影响对用于离散过程的控制参数的优化。连续高速过程的示例是粘合、涂刷、喷水切割和研磨。连续高速过程的要求例如在于路径误差少于1mm，这将影响对用于连续高速过程的控制参数的优化。针对连续高速过程的主要误差源是变速箱和操控器手臂的弹性，这也将影响优化。连续低速过程的示例是激光切割和弧焊。连续低速过程的要求例如在于路径误差少于0.1mm，这将影响对用于连续低速过程的控制参数的优化。针对连续低速过程的主要误差源是摩擦和电机脉动，这也将影响优化。
运动控制参数集可以包括默认运动控制参数集，于是控制系统被配置成依据请求激活对运动控制参数集的改变。可以例如根据机器人编程语言，或者在执行机器人控制程序之前，例如通过改变数据储存器10中存储的配置数据库中的应用类型，来在线地改变运动控制参数。机器人控制系统具有用户接口12，例如所谓的示教器单元或者外部计算机。用户接口使得有可能让用户通过选择应用类型之一来选择参数集之一。例如，可供选择的应用类型显示于用户接口12的显示屏上，并且用户通过选择显示的应用类型之一来改变运动控制参数集。控制系统被配置成接收关于所选应用类型的信息并且例如在配置数据库中存储所选应用类型。运动控制部分被配置成根据属于所选应用类型的运动控制参数集来操作机器人。
本实用新型向机器人用户提供随应用而优化的易用运动控制 参数。用户无需运动控制部分的任何详细知识。本实用新型并不限于公开的实施例，而是可以在所附权利要求书的范围内加以变化和修改。例如，应用类型和参数可以在本实用新型的不同实施例中变化。

Claims (5)

1.一种包括运动控制部分(3)的用于控制工业机器人的控制系统，所述运动控制部分包括伺服控制器(6)和轨迹插值器(5)，其中所述运动控制部分被配置成根据控制程序和运动控制参数集来操作机器人，并且所述控制系统包括用于存储包括伺服控制参数的多个可选运动控制参数集的数据储存器(10)，其特征在于，
所述运动控制参数集还包括针对轨迹插值的约束，
所述运动控制参数集包括针对离散过程类型而优化的运动控制参数集和针对连续过程类型而优化的运动控制参数集，
所述控制系统被配置成接收关于选择的过程类型的信息，并且
所述运动控制部分被配置成根据属于所述选择的过程类型的所述运动控制参数集来操作所述机器人。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述运动控制参数集包括默认运动控制参数集，并且所述控制系统被配置成依据请求激活对所述运动控制参数集的改变。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，在执行所述控制程序中的具体命令时激活对参数集的改变。
4.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括配置数据库，所述配置数据库包括关于所述机器人进行的应用类型的信息，并且所述控制系统被配置成通过改变所述配置数据库中的应用类型来激活所述对运动控制参数集的改变。
5.根据任一前述权利要求所述的控制系统，其特征在于，所述运动控制参数集包括针对连续高速过程类型而优化的运动控制参数集和针对连续低速过程类型而优化的运动控制参数集。 
CN2008901003611U 2008-05-21 2008-05-21 用于根据运动控制参数集来控制工业机器人的系统 Expired - Lifetime CN202011020U (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2008/056225 WO2009141006A1 (en) 2008-05-21 2008-05-21 A method and a system for controlling an industrial robot in accordance with a set of motion control parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202011020U true CN202011020U (zh) 2011-10-19

Family

ID=40240445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008901003611U Expired - Lifetime CN202011020U (zh) 2008-05-21 2008-05-21 用于根据运动控制参数集来控制工业机器人的系统

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN202011020U (zh)
DE (1) DE112008003870T5 (zh)
WO (1) WO2009141006A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107092230A (zh) * 2016-02-18 2017-08-25 Abb技术有限公司 计算机化的方法、自动化设备、驱动系统及程序产品
CN109844477A (zh) * 2016-10-28 2019-06-04 阿自倍尓株式会社 外力检测方法
CN114474039A (zh) * 2020-10-27 2022-05-13 精工爱普生株式会社 支持机器人的参数集的调整的方法以及信息处理装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109690429A (zh) * 2017-06-26 2019-04-26 深圳配天智能技术研究院有限公司 机器人操作机的控制设备及其控制方法、机器人系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0268491A3 (en) * 1986-11-20 1988-08-03 Unimation Inc. Multiaxis robot having improved motion control
JPS6478308A (en) * 1987-09-19 1989-03-23 Fanuc Ltd Robot control system based on load conditions
JPH06222819A (ja) * 1993-01-26 1994-08-12 Fanuc Ltd Ｎｃ装置の加工プログラム実行方法
JP2003140715A (ja) * 2001-10-30 2003-05-16 Toshiba Mach Co Ltd 数値制御装置
US7853356B2 (en) * 2006-04-14 2010-12-14 Fanuc Robotics America, Inc. Method for optimizing a robot program and a robot system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107092230A (zh) * 2016-02-18 2017-08-25 Abb技术有限公司 计算机化的方法、自动化设备、驱动系统及程序产品
US10572162B2 (en) 2016-02-18 2020-02-25 ABE Schweiz AG Storing application information on an automation device
CN109844477A (zh) * 2016-10-28 2019-06-04 阿自倍尓株式会社 外力检测方法
CN109844477B (zh) * 2016-10-28 2020-10-30 阿自倍尓株式会社 外力检测方法
CN114474039A (zh) * 2020-10-27 2022-05-13 精工爱普生株式会社 支持机器人的参数集的调整的方法以及信息处理装置
CN114474039B (zh) * 2020-10-27 2023-06-06 精工爱普生株式会社 支持机器人的参数集的调整的方法以及信息处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009141006A1 (en) 2009-11-26
DE112008003870T5 (de) 2011-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101791801B (zh) 工业机器人运动规划与性能测试系统及其实现方法
CN102216037A (zh) 用于优化工业机器人的编程移动路径的方法和装置
CN104010774B (zh) 用于自动生成机器人程序的系统和方法
JP4137909B2 (ja) ロボットプログラム補正装置
CN1903523A (zh) 机器人程序评价、修正方法及机器人程序评价、修正装置
CN103085072A (zh) 基于三维建模软件实现工业机器人离线编程的方法
CN202011020U (zh) 用于根据运动控制参数集来控制工业机器人的系统
CN101850552A (zh) 一种工业机器人综合控制平台及其控制方法
US9429928B2 (en) Control method, non-transitory computer readable medium and controller of numerical control machine tool
CN109531577B (zh) 机械臂标定方法、装置、系统、介质、控制器及机械臂
WO2010068622A1 (en) Method and system for in-production optimization of the parameters of a robot used for assembly
CN1935470A (zh) 优化机器人程序的方法以及机器人系统
CN201856249U (zh) 工业机器人运动规划与性能测试系统
US20110125320A1 (en) Method And Apparatus For Planning And/Or Control Of A Robot Application
CN111152226B (zh) 一种机器人工作轨迹规划方法及系统
CN104626139A (zh) 一种组态机器人
CN113103262A (zh) 机器人控制装置和用于控制机器人的方法
CN115026842B (zh) 示教轨迹处理方法、装置、终端设备以及存储介质
CN111113423A (zh) 一种轮毂去毛刺机器人编程系统
JP2007136671A (ja) ロボットプログラム評価・修正方法及びロボットプログラム評価・修正装置
CN115097816B (zh) 一种模块化多机器人协作控制方法
Beisheim et al. Using AutomationML to Generate Digital Twins of Tooling Machines for the Purpose of Developing Energy Efficient Production Systems
CN105415375A (zh) 一种离线编程装置
CN101995849B (zh) 数值控制系统的路径轨迹点计算装置及其计算方法
CN114800497A (zh) 一种基于组件拼接的码垛机器人控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: ABB T + D TECHNOLOGY LTD.

Free format text: FORMER OWNER: ABB TECHNOLOGIES CORP.

Effective date: 20120524

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20120524

Address after: Zurich

Patentee after: ABB T & D Technology Ltd.

Address before: Sweden Westrm J

Patentee before: ABB Technology AB

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180524

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ABB TECHNOLOGY LTD.

Address before: Zurich

Patentee before: ABB T & D Technology Ltd.

CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20111019