DE102015223258A1 - Method for editing the surface of a three-dimensional object - Google Patents
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Abstract
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bearbeiten der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts, z.B. eines Karosserieteils, wobei wenigstens ein Werkzeug zum Bearbeiten, z.B. ein Tintenstrahl-Druckkopf oder ein Trockner, oder das Objekt von einem Manipulator, z.B. einem Gelenkarm-Roboter, derart entlang wenigstens einer Bearbeitungsbahn bewegt wird, dass eine Relativbewegung zwischen Werkzeug und Objekt erzeugt wird, und wobei der Manipulator mehrere Achsen mit veränderlichen Achsstellungen aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass ein A-priori-Achsstellungsverlauf für Bearbeitungsbahnen berechnet wird (Schritt 7).A method according to the invention for processing the surface of a three-dimensional object, e.g. a body part, wherein at least one tool for processing, e.g. an ink jet printhead or dryer, or the object from a manipulator, e.g. An articulated arm robot is moved along at least one machining path in such a way that a relative movement is generated between the tool and the object, and wherein the manipulator has a plurality of axes with variable axis positions, characterized in that an a priori axis course for machining paths is calculated (Step 7).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. The invention relates to a method having the features of the preamble of claim 1.
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet des Bedruckens von Oberflächen von dreidimensionalen Objekten mittels Tintenstrahl-Technologie (Inkjet). Dabei wird entweder der Inkjet-Druckkopf oder das Objekt oder beide bewegt: bei großen Objekten wie z.B. Karosserieteilen bevorzugt der Druckkopf; bei kleinen Objekten wie z.B. Bällen bevorzugt das Objekt. Die Bewegung wird bevorzugt durch einen Roboter wie z.B. einen Gelenkarm-Roboter bewirkt. Für die Bewegung beim Bedrucken beliebiger, beliebig geformter und/oder wechselnder Objekte kann die Planung einer (Bewegungs-)Bahn erforderlich sein. In den deutschen Patentanmeldungen derselben Patentanmelderin
Aus dem Stand der Technik ist bisher die Problematik der Bahnplanung für alternierende Druck- und Trocknungsbahnen oder gar die gemeinsame Anordnung von Druckkopf und Trockner mit unterschiedlichen Winkeln auf einem Träger am Roboterflansch noch nicht bekannt. Bei flächigem Druck oder flächigem Lackieren sind entweder sägezahnförmige oder mäanderförmige Bahnen vorgesehen, je nachdem, ob seitlich aneinandergrenzende Druckbahnen näherungsweise in die gleiche oder die entgegengesetzte Richtung verlaufen. From the state of the art, the problem of web planning for alternating printing and drying webs or even the common arrangement of print head and dryer at different angles on a carrier on the robot flange has hitherto not been known. In the case of surface printing or surface coating, either sawtooth-shaped or meander-shaped paths are provided, depending on whether laterally adjoining pressure paths extend approximately in the same or the opposite direction.
Allerdings gibt es Patentschriften und Literatur zur allgemeinen Problematik der Bahnplanung:
Das Verfahren beschreibt nicht die konkrete Ausführung der Bahnplanung zwischen zwei Punkten, sondern nennt nur die beiden Möglichkeiten der PTP-Bewegung (achssynchrone Bewegung) und der Continuous-Path-Bewegung (im kartesischen Raum geplante Bewegung). Das Verfahren sieht außerdem die präzise Simulation geplanter Bahnen für verschiedene Anordnungen der Aufgabe relativ zum Roboter mit Hilfe einer Robotersteuerung vor und weist folglich selbst wiederholt darauf hin, dass dies lange dauert, d.h. das Verfahren ist langsam. The method does not describe the concrete execution of the path planning between two points, but only mentions the two possibilities of the PTP movement (axis-synchronous movement) and the continuous path movement (movement planned in the Cartesian space). The method also provides for the precise simulation of planned paths for different arrangements of the task relative to the robot by means of a robot control, and consequently repeatedly indicates that this takes a long time, i. the process is slow.
Das Verfahren der Octrees dient allgemein der Planung einer kollisionsfreien Roboterbahn von einer Start- bis zu einer Zielposition. Es erfordert einen erheblichen Rechenaufwand für die einzelne Bahn. Zudem löst es nicht die Problematik unterschiedlich möglicher Achsstellungsmöglichkeiten für die gleiche Start- und Zielposition. Zudem ist bei diesem Verfahren nicht sichergestellt, dass eine Lösung für die Planungsaufgabe gefunden wird, auch wenn eine existiert. The process of octrees generally serves to plan a collision-free robot path from a start to a target position. It requires a considerable amount of computation for the single web. In addition, it does not solve the problem of different possible Achsstellungsmöglichkeiten for the same start and finish position. In addition, this method does not ensure that a solution for the planning task is found, even if one exists.
Die Potentialfeldmethode berücksichtigt Restriktionen in Form von abstoßenden Kräften. Auch diese zeigt keine Lösung auf für die spezielle Problematik, dass zu kartesisch geplanten Bearbeitungsbahnen mehrere Achsstellungsverläufe möglich sind. The potential field method takes into account restrictions in the form of repulsive forces. This also shows no solution to the special problem that to Cartesian planned processing tracks multiple Achsstellungsverläufe are possible.
Das Verfahren ist speziell dazu ausgelegt, Bahnen unter Unsicherheit zu planen, wie es z.B. bei der Medizintechnik auftreten kann, wenn Raumbereiche von Personen nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit eingenommen werden. Für die hier vorliegende Aufgabenstellung, bei der sich keine Personen im Arbeitsbereich des Roboters aufhalten, offenbart es keine vorteilhafte Lösung. The method is specifically designed to schedule paths under uncertainty, as e.g. can occur in medical technology, if areas of people are taken only with a certain probability. For the present task, in which there are no people in the workspace of the robot, it reveals no advantageous solution.
Erfindung invention
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu schaffen, welches es ermöglicht, automatisiert, schnell und zuverlässig Bahnplanungen für den Manipulator durchzuführen. It is an object of the invention to provide a comparison with the prior art improved method, which makes it possible to perform automated, fast and reliable path planning for the manipulator.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bearbeiten der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts, wobei wenigstens ein Werkzeug zum Bearbeiten oder das Objekt von einem Manipulator derart entlang wenigstens einer Bearbeitungsbahn bewegt wird, dass eine Relativbewegung zwischen Werkzeug und Objekt erzeugt wird, und wobei der Manipulator mehrere Achsen mit veränderlichen Achsstellungen aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass ein A-priori-Achsstellungsverlauf für Bearbeitungsbahnen berechnet wird (Schritt
Als Werkzeuge können insbesondere Tintenstrahl-Druckköpfe, Trockner, insbesondere UV-Strahlungsstrockner und/oder Plasmadüsen zum Einsatz kommen. In particular, ink jet printing heads, dryers, in particular UV radiation dryers and / or plasma nozzles can be used as tools.
Der A-priori-Achsstellungsverlauf für Bearbeitungsbahnen kann auch ein hypothetischer A-priori-Achsstellungsverlauf sein (Begriffserklärungen: siehe folgende vier Absätze). The a priori Achsstellungsverlauf for Bearbeitungsbahnen can also be a hypothetical A-priori Achsstellungverlauf (definitions: see the following four paragraphs).
Der Begriff „Achsstellungsverlauf“ beschreibt in dieser Anmeldung den zeitlichen Verlauf der Stellung jeder Achse – der n Achsen, n bevorzugt 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 – des Manipulators zwischen einer Anfangs- und Endachsstellung, z.B. in konstanten Zeitabständen. Eine Achsstellung kann bei einem Manipulator mit ausschließlich Drehachsen als Menge von n Winkelwerten, je nach Achsbeschränkung z.B. zwischen –350° und 350°, angegeben sein. Die Achsbeschränkungen können durch mechanische Anschläge und/oder durch Softwareschranken gegeben und für jede Achse unterschiedlich sein. Eine Achsstellung kann bei einem Manipulator mit ausschließlich Linearachsen als Menge von n Längenwerten angegeben sein. Auch „gemischte“ Achsstellungen (Winkelwerte und Längenwerte) sind bei entsprechend ausgestattetem Manipulator möglich. The term "axis course" in this application describes the time course of the position of each axis - the n axes, n preferably 1, 2, 3, 4, 5 or 6 - of the manipulator between an initial and final axial position, e.g. at constant intervals. An axle position can be calculated as a set of n angle values for a manipulator with exclusively axes of rotation, depending on the axle restriction, e.g. between -350 ° and 350 °. The axis constraints may be due to mechanical stops and / or software barriers and may be different for each axis. An axis position can be specified in a manipulator with only linear axes as a set of n length values. Even "mixed" axis positions (angle values and length values) are possible with appropriately equipped manipulator.
Ein Beispiel für eine Achsstellung aus einem Achsstellungsverlauf eines Manipulators mit sechs Drehachsen: [–106.27, –80.88, 140.40, –222.13, 78.08, –246.21]. Hierbei beschreibt jeder Wert in den Klammern den Winkelwert der Stellung einer der Achsen des Manipulators. An example of an axis position from an axis position curve of a manipulator with six axes of rotation: [-106.27, -80.88, 140.40, -222.13, 78.08, -246.21]. Each value in the parentheses describes the angular value of the position of one of the axes of the manipulator.
Der Begriff „A-Priori“ in Verbindung mit dem Begriff „Achsstellungsverlauf“ beschreibt in dieser Anmeldung den Sachverhalt, dass ein Achsstellungsverlauf berechnet wird, der als Basis bzw. Ausgangs-Achsstellungsverlauf für die weiteren Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen kann. The term "a priori" in connection with the term "Achsstellungsverlauf" describes in this application the fact that an Achsstellungsverlauf is calculated, which can serve as the basis or output Achsstellungsverlauf for the further steps of the method according to the invention.
Der Begriff „hypothetisch“ in Verbindung mit dem Begriff „A-Priori-Achsstellungsverlauf“ beschreibt in dieser Anmeldung den Sachverhalt, dass sich der A-Priori Achsstellungsverlauf im Zuge der Durchführung weiterer Verfahrensschritte als – in der Praxis; wegen vorhandener Restriktionen – nicht realisierbar darstellt und daher verworfen oder modifiziert wird. The term "hypothetical" in connection with the term "A-Priori Achsstellungsverlauf" describes in this application the fact that the A-Priori Achsstellungsverlauf in the course of performing further process steps as - in practice; because of existing restrictions - is not feasible and therefore discarded or modified.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass sie die komplexe Aufgabe einer vollständigen vollautomatischen Bahnplanung für Roboter oder andere Maschinen zur Bebilderung von 3D-Objekten so in Teilaufgaben zerlegt, dass die Bahnplanung ohne nachteiligen Einfluss auf die Bearbeitungsbahnen schnell und zuverlässig ausgeführt werden kann. Dadurch findet sie schnell eine sehr vorteilhafte oder sogar die beste Bahnplanungslösung. Statt die Bahnen entsprechend der Ausführungsreihenfolge sequentiell zu planen, erfolgt erfindungsgemäß erst die Bahnplanung der Bearbeitungsbahnen und dann die der Übergangsbahnen. An advantage of the invention is that it decomposes the complex task of complete fully automatic path planning for robots or other machines for imaging 3D objects into subtasks so that the path planning can be carried out quickly and reliably without adversely affecting the processing paths. As a result, it quickly finds a very advantageous or even the best path planning solution. Instead of sequentially planning the tracks according to the execution order, according to the invention, only the path planning of the processing paths and then the transition paths takes place.
Ein weiterer Vorteil ist, dass im Gegensatz zum Stand der Technik die Erfindung vorsieht, dass bei detektierter Kollision eines Werkzeugs mit der Oberfläche auf einer Übergangsbahn durch Überlagerung der Ursprungsbahn mit einer parabelförmigen oder kreisförmigen Verschiebung weg von der Oberfläche eine kollisionsfreie Übergangsbahn so geplant wird, dass an der Stelle der größten Annäherung entfernt von Anfangs- und Endpunkt der Bahn gerade der vorgegebene Mindestabstand eingehalten wird. Another advantage is that in contrast to the prior art, the invention provides that upon collision of a tool with the surface on a transition path by superimposing the original web on a parabolic or circular displacement away from the surface, a collision-free transition path is planned so that at the point of closest approach away from the start and end point of the web just the predetermined minimum distance is maintained.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind:
Die Gesamtheit der geplanten Bahnen zwischen einer Anfangsstellung und einer Endstellung des Roboters/Manipulators besteht aus Bearbeitungsbahnen und Übergangsbahnen zwischen Anfangsstellung, den Bearbeitungsbahnen und der Endstellung. Bei den Bearbeitungsbahnen, z.B. Druckbahnen oder Trocknungsbahnen, ist der kartesische Bahnverlauf (Positions- und Orientierungsverlauf) des Werkzeugs direkt relevant für den Prozess (und beeinflusst z.B. das Druckergebnis), bei den Übergangsbahnen höchstens indirekt (z.B. erlauben schneller ausführbare Übergangsbahnen zwischen den Druck- und Trocknungsbahnen größere Druckbahnlängen bei gleicher Trocknungszeit der Tinte und ein sanfter Verlauf der Übergangsbahnen senkt das Risiko unvollständiger Drucke wegen Düsenausfällen). Further advantages of the method according to the invention are:
The totality of the planned paths between an initial position and an end position of the robot / manipulator consists of machining paths and transition paths between the starting position, the machining paths and the end position. In the case of the processing paths, eg printing webs or drying trajectories, the Cartesian trajectory (position and orientation course) of the tool is directly relevant to the process (and influences, for example, the printing result), at the transition paths at most indirectly (eg faster executable transition paths between the printing and traversing paths Drying Trails Larger web lengths with the same drying time of the ink and a smooth course of the transition paths reduces the risk of incomplete printing due to nozzle failures).
Die Kinematik des Roboters sowie Randbedingungen durch Achsrestriktionen, Kollisionsrestriktionen und ggf. Leitungsrestriktionen sind vorhanden, schränken die kartesisch möglichen Bewegungen ein und werden von dem Verfahren berücksichtigt. The kinematics of the robot as well as boundary conditions due to axle restrictions, collision restrictions and possibly line restrictions are present, restricting the Cartesian possible movements and are taken into account by the method.
Die Bahnen werden nicht sequentiell entsprechend ihrer Ausführungsreihenfolge geplant, sondern erst wird der kartesische Verlauf der Bearbeitungsbahnen geplant, dann wird eine vorteilhafte (möglichst die optimale) Kombination von Achsstellungsverläufen der Bearbeitungsbahnen geplant bzw. ausgewählt und dann werden die Übergangsbahnen geplant. Dabei können Schritte auch mehrfach ausgeführt werden, wenn nach ihrer Ausführung festgestellt wird, dass mit ihrem Ergebnis in den späteren Schritten keine realisierbaren Bahnen geplant werden können. The webs are not sequentially planned according to their execution order, but only the Cartesian course of the processing paths is planned, then an advantageous (possibly the optimal) combination of Achsstellungsverläufen the processing paths planned or selected and then the transition paths are planned. In this case, steps can also be executed several times if, after their execution, it is determined that no feasible paths can be planned with their result in the later steps.
Für die Bestimmung der optimalen bzw. einer vorteilhaften Kombination von Achsstellungsverläufen der Bearbeitungsbahnen wird nicht der tatsächliche Verlauf der Übergangsbahnen berücksichtigt (der da ja noch nicht bekannt ist), sondern ein Kriterium, welches das Durchfahren von Singularitätsstellungen (Achskonfigurationswechsel) und die maximale Achswinkeländerung auf der jeweiligen Übergangsbahn einschließt. For the determination of the optimal or an advantageous combination of Achsstellungsverläufen the processing tracks is not the takes into account the actual course of the transition lanes (which is not yet known), but a criterion which includes passing through singularity positions (change of axle configuration) and the maximum axle angle change on the respective transition lane.
Es kann mit Zeitersparnis auf einen aufwändigen Simulationslauf und bei vollständiger Datenbasis auch auf einen Testlauf der generierten Bahnen verzichtet werden. It can be dispensed with time savings on a complex simulation run and a complete database even on a test run of the generated lanes.
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass mögliche Achsstellungsverläufe für die Bearbeitungsbahnen ermittelt werden (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass geprüft wird, ob alle Bearbeitungsbahnen realisierbar sind (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass präferierte Achsstellungsverläufe für jede Bearbeitungsbahn ausgewählt werden (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass Übergangsbahnen zwischen einer Startstellung und einer Bearbeitungsbahn, zwischen wenigstens zwei Bearbeitungsbahnen oder zwischen einer Bearbeitungsbahn und einer Endstellung eines Werkzeugs oder mehrere Werkzeuge geplant werden (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass geprüft wird, ob alle Übergangsbahnen gefunden sind (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass aus den Bearbeitungsbahnen ein Steuerprogramm für den Manipulator erzeugt wird (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass das Steuerprogramm ausgeführt wird (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass zuvor 3D-Oberflächendaten und Bilddaten bereitgestellt werden (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass zuvor Abbildungsparameter festgelegt werden (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass zuvor Planungsparameter bestimmt werden (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass zuvor der kartesische Verlauf der Bearbeitungsbahnen geplant wird (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass zuvor geprüft wird, ob die Bahnplanung zulässig ist (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass im Falle des Prüfungsergebnisses „nein“ geprüft wird, ob die Planungsparameter optimal sind (Schritt
Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass der Manipulator höchstens sechs Achsen (Bewegungsfreiheitsgrade) besitzt. A development of the invention may provide that the manipulator has at most six axes (degrees of freedom of movement).
Ausführungsbeispiele embodiments
Die Erfindung und deren vorteilhafte Weiterbildungen werden im Folgenden am Beispiel konkreter Ausführungsformen und mit Bezug zu den Figuren beschrieben. Die Figuren zeigen: The invention and its advantageous developments are described below using the example of specific embodiments and with reference to the figures. The figures show:
In der bevorzugten Ausführungsform wird die Erfindung für die automatische Bahnplanung und Erzeugung eines Roboterprogramms für einen Tintenstrahldrucker für 3D-Oberflächen genutzt. Der Tintenstrahldrucker besteht dabei zumindest aus einem Roboter oder Manipulator und einem Tintenstrahldruckkopf (Ink-Jet-Kopf) zum Aufsprühen von Farbe (Tinte, Lack) auf die zu bebildernde Oberfläche, kann aber auch weitere Komponenten enthalten, wie zusätzliche Druckköpfe für mehrfarbigen Druck, Pinning-Module, UV-Trockner, IR-Trockner, Grundierungseinrichtungen, Plasma- oder Beflammungsdüsen, Tintenversorgungen. Der Roboter kann den Druckkopf, die Druckköpfe oder anderen Werkzeuge relativ zur 3D-Oberfläche bewegen. Möglich ist, dass der Druckkopf und ggf. weitere Werkzeuge vom Roboter über die 3D-Oberfläche bewegt werden oder der Roboter das Objekt mit der zu bebildernden 3D-Oberfläche relativ zum Druckkopf und ggf. weiteren Werkzeugen bewegt. Bei dem Roboter handelt es sich vorzugsweise um einen Roboter mit 6 Achsen (Bewegungsfreiheitsgraden; vgl. Bezugszeichen
Erfindungsgemäß wird auf Basis eines 3D-Modells der Oberfläche des zu bebildernden Objekts, der Aufgabendefinition zur Platzierung eines Bildes auf der Oberfläche sowie der das Bild beschreibenden Daten automatisiert ein Roboterprogramm erzeugt, das die Bewegungen des Roboters beschreibt und Steuerbefehle für die Komponenten des Tintenstrahldruckers enthält, wie z.B. zur Synchronisierung von Ink-Jet-System und Trockner mit der Roboterbewegung. Dieses Programm kann der Roboter zum Bebildern der Oberfläche des Objekts dann ausführen. Der Begriff Bild schließt auch Schrift ein, so dass die Erfindung auch das Beschriften von 3D-Oberflächen umfasst. According to the invention, based on a 3D model of the surface of the object to be imaged, the task definition for the placement of an image On the surface as well as the data describing the image, a robot program automatically generates, which describes the movements of the robot and contains control commands for the components of the inkjet printer, such as for synchronization of ink-jet system and dryer with the robot movement. This program can then be executed by the robot to image the surface of the object. The term image also includes writing, so that the invention also includes the labeling of 3D surfaces.
Bei den gezeigten Beispielen wurden separate Druckbahnen für das Drucken mit einem Druckkopf und Trocknungsbahnen mit einem Strahlungstrockner geplant, wobei Druckkopf und Trockner in einem direkte Strahlung zwischen Trockner und Druckkopf verhindernden Winkel auf einem gemeinsamen Träger am Flansch eines Roboters montiert sind. In the examples shown, separate printing webs were designed for printing with a printhead and drying webs with a radiation dryer wherein printhead and dryer are mounted in direct radiation between dryer and printhead preventing angles on a common support on the flange of a robot.
Die Bahnplanung erfolgt auf Basis von 3D-Oberflächendaten der zu bebildernden oder zu behandelnden Oberfläche. Diese können z.B. in Form von Dreiecken im STL-Format, durch NURBS oder als CAD-Daten gegeben sein. Um die Roboterbahnen zur Bebilderung der 3D-Oberfläche planen zu können, sind noch die digitalen Bilddaten bereitzustellen und die Lage des Bildes auf der Oberfläche und ggf. weitere Abbildungsparameter festzulegen. Zudem stellt noch die Lage der 3D-Oberfläche relativ zum Roboter einen wesentlichen Planungsparameter dar, welcher durch Verschieben und Verdrehen der 3D-Oberfläche relativ zum Roboter angepasst werden kann. The path planning is based on 3D surface data of the surface to be imaged or treated. These may e.g. in the form of triangles in STL format, by NURBS or as CAD data. In order to be able to plan the robot paths for imaging the 3D surface, the digital image data must still be provided and the position of the image on the surface and, if necessary, further imaging parameters defined. In addition, the position of the 3D surface relative to the robot represents a significant planning parameter, which can be adjusted by moving and rotating the 3D surface relative to the robot.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die kartesische Planung der Bearbeitungsbahnen mit den in den deutschen Patentanmeldungen derselben Patentanmelderin
In
3D-Oberflächendaten und Bilddaten bereitstellen (Schritt
Abbildungsparameter festlegen (Schritt
Planungsparameter bestimmen (Schritt
Kartesischen Verlauf der Bearbeitungsbahnen (Messbahnen, Vorbehandlungsbahnen, Druckbahnen, Trocknungsbahnen, etc.) planen (Schritt
Wenn die Planungsparameter, z.B. im Rahmen einer Optimierung gemäß der oben genannten
Prüfung, ob die Bahnplanung zulässig ist (Schritt
Prüfung, ob die Planungsparameter optimal sind (Schritt
Die folgenden Absätze beschreiben Verfahrensschritte, die die erfindungswesentlichen Verfahrensschritte darstellen:
(Hypothetischen) A priori Achsstellungsverlauf für die Bearbeitungsbahnen berechnen (Schritt
(Hypothetical) Calculate a priori axis position curve for the machining paths (step
Da es für jede Bearbeitungsbahn in der Regel mehrere zu deren kartesischem Verlauf passende Achsstellungsverläufe gibt und für die dazwischen verlaufenden Übergangsbahnen prinzipiell unendlich viele Möglichkeiten zulässiger Bahnverläufe existieren, stellt die vollständige automatische Bahnplanung ein komplexes Planungsproblem dar, dessen Lösung die Voraussetzung für eine wirtschaftliche Losgröße 1-Produktion ist. Nicht nur durch die erforderliche Kenntnis der Achsstellungsverläufe und den häufig großen Aufwand zur Berechnung der inversen Kinematik sind die Berechnung und der Vergleich aller möglichen Bahnkombinationen in der Regel nicht möglich oder mit hohen Planungszeiten verbunden. Since there are usually several axis position profiles which are suitable for each machining path and, in principle, there are infinite possibilities for permissible path paths for the intermediate transition paths, complete automatic path planning represents a complex planning problem whose solution is the prerequisite for an economical lot size. Production is. Not only due to the required knowledge of the axis position curves and the often great effort for calculating the inverse kinematics, the calculation and the comparison of all possible path combinations are usually not possible or associated with high planning times.
Zur erfindungsgemäßen Lösung des komplexen Planungsproblems wird die Bahnplanung in Teilprobleme zerlegt, welche es erlauben, die Zahl der erforderlichen Berechnungen der inversen Kinematik und damit die Rechenzeit weitgehend zu reduzieren. For solving the complex planning problem according to the invention, the path planning is subdivided into subproblems which make it possible to largely reduce the number of calculations required for inverse kinematics and thus the computing time.
Zu dem kartesischen Verlauf jeder Bearbeitungsbahn wird mit Hilfe der inversen Kinematik zunächst ein zugehöriger (hypothetischer) a priori Achsstellungsverlauf ermittelt. Dabei ist die Einhaltung von Restriktionen unerheblich, da es sich in der Regel nicht um den endgültig geplanten Achsstellungsverlauf handelt. For the Cartesian course of each machining path, an associated (hypothetical) a priori Achsstellungverlauf is determined using the inverse kinematics first. It is the compliance of Restrictions irrelevant, since it is usually not the final planned Achsstellungsverlauf.
Mögliche Achsstellungsverläufe für die Bearbeitungsbahnen ermitteln (Schritt
Prüfung, ob alle Bahnen realisierbar sind (Schritt
Präferierten Achsstellungsverlauf für jede Bearbeitungsbahn auswählen (Schritt
Kriterien zur Auswahl der präferierten Achsstellungsverläufe sind die Vermeidung von Achskonfigurationswechseln (Vermeidung des Durchfahrens von Singularitäten auch auf den Übergangsbahnen) und ein insgesamt möglichst kurzer Bahnverlauf. Da die Länge der Bearbeitungsbahnen bereits feststeht, reicht eine Betrachtung der Übergangsbahnen. Deren Anfangs- und Endachsstellung ist durch die End- und Anfangsachsstellung der Bearbeitungsbahnen sowie die Start- und Endachsstellungen der Gesamtplanung gegeben, von welcher der Manipulator am Anfang startet und bei der er zum Schluss wieder endet. Criteria for selecting the preferred axle position curves are the avoidance of axle configuration changes (avoiding the passage of singularities also on the transition tracks) and a total track trajectory that is as short as possible. Since the length of the processing paths is already fixed, a consideration of the transition paths is sufficient. Their initial and final axial position is given by the final and initial axial position of the machining paths and the start and Endachsstellungen the overall planning, from which the manipulator starts at the beginning and ends at the end again.
Im ersten Schritt wird versucht, die Menge der Achsstellungsverläufe auf solche mit einheitlicher Achskonfiguration zu reduzieren, nach Möglichkeit mit der Achskonfiguration der Startstellung. Die Achskonfiguration der Achse 5 (vgl. Bezugszeichen
Im zweiten Schritt des bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die bezüglich einer Gütefunktion am besten bewertete Kombination von Achsstellungsverläufen der Bearbeitungsbahnen gewählt. Weil der konkrete Verlauf der Übergangsbahnen erst später geplant wird, erfolgt die Bewertung an Hand von bereits bekannten Eigenschaften, wie die Häufigkeit erforderlichen Durchfahrens von Singularitätsstellungen, die maximal erforderliche Achsstellungsänderung auf den Übergangsbahnen und ggf. die maximale Leitungsbelastung. Die Leitungsbelastung ist dann relevant, wenn Leitungen, z.B. zur Tintenversorgung, zu durch den Manipulator bewegten Werkzeugen führen. Selbst bei Einhaltung der Leitungsrestriktionen werden Leitungen tendenziell stärker belastet, wenn sie stärker verdreht oder gebogen werden. Leitungsbelastung und die Einhaltung von Leitungsrestriktionen können bei geeigneter Leitungsführung z.B. über die Relativstellung der Achsen 4 und 6 grob bestimmt oder mit Hilfe eines umfassenderen die Leitungsführung einschließenden mechanischen Modells des Manipulators genauer berechnet werden. Mit der maximal erforderlichen Achsstellungsänderung einer Übergangsbahn zwischen der letzten Achsstellung der vorhergehenden Bearbeitungsbahn und der ersten Achsstellung der nachfolgenden Bearbeitungsbahn steigt unter Annahme einer PTP-Bewegung auch die Zeitdauer für die Übergangsbahn. Da der genaue Bahnverlauf der Übergangsbahnen zu diesem Zeitpunkt noch nicht feststeht, ist diese Annahme ein wesentlicher Baustein, die Komplexität der Bahnplanung durch eine gütebasierte Vorabauswahl der Achsstellungsverläufe der Bearbeitungsbahnen zu reduzieren. Folgt auf jede Druckbahn eine separate Trocknungsbahn, z.B. um gedruckte UV-Tinte innerhalb eines begrenzten Verlaufszeitfensters mit einem UV-Strahler zu trocknen, so ist für den Prozess die Zeitdauer der Übergangsbahn zwischen Druckbahn und Trocknungsbahn relevant. Dafür wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel die Gewichtung der maximal erforderlichen Achsstellungsänderung dieser Übergangsbahnen in der Gütefunktion höher gewählt als die der anderen Übergangsbahnen, deren Länge ja nur die Gesamtdauer aller Bahnen beeinflusst, nicht jedoch die Prozessqualität. In the second step of the preferred embodiment, the best rated combination of axis position curves of the machining paths is selected. Since the concrete course of the transition lanes will be planned later, the evaluation is done on the basis of already known properties, such as the frequency required to pass through singularity positions, the maximum required Achsstellungsänderung on the transition lanes and possibly the maximum line load. The line load is relevant when lines, eg for ink supply, lead to moving tools through the manipulator. Even if the line restrictions are adhered to, lines tend to be more heavily loaded if they are twisted or bent more. Line loading and compliance with line restrictions can be coarsely determined with suitable routing, for example via the relative position of the
Um die bezüglich der Gütefunktion besten Achsstellungsverläufe für alle Bearbeitungsbahnen auszuwählen, müssen alle Kombinationen möglicher Achsstellungsverläufe berücksichtigt werden. Bei umfangreicheren Planungsaufgaben können sich allerdings sehr viele Kombinationsmöglichkeiten ergeben, bei 10 Druck- mit nachfolgenden Trocknungsbahnen mit je vier möglichen Achsstellungsverläufen z.B. bereits über eine Billion (genau 4^20 = 1.099.511.627.776). Erfindungsgemäß wird das umfangreiche Planungsproblem deshalb an dieser Stelle wieder in unabhängig lösbare Teilprobleme zerlegt. Abhängig von der Kinematik des Manipulators, der Anordnung der Werkzeuge auf dem Manipulator und der Lage sowie der Orientierung der Oberfläche zum Manipulator (oder bei bewegter Oberfläche der Anordnung der Oberfläche auf dem Manipulator und der Lage sowie der Orientierung der Werkzeuge zum Manipulator), ergibt sich für manche Bearbeitungsbahnen häufig nur ein möglicher Achsstellungsverlauf, während für andere viele Möglichkeiten existieren. Die Erfindung sieht daher vor, Blöcke aufeinanderfolgender Bearbeitungsbahnen mit mehreren möglichen Achsstellungsverläufen zwischen Bearbeitungsbahnen mit nur einem möglichen Achsstellungsverlauf zu bilden und in diesen Blöcken separat die beste Kombination von Achsstellungsverläufen zu ermitteln. Im obigen Beispiel reduzieren sich z.B. die Zahl der zu untersuchenden Kombinationsmöglichkeiten um einen Faktor 838.861 auf 4^9 + 4^10 = 1.310.720, falls es für die fünfte Trocknerbahn nur einen möglichen Achsstellungsverlauf gibt. Häufig resultieren sogar Blöcke der Länge 1, wenn etwa durch die Anordnung der unterschiedlichen Werkzeuge auf dem Manipulator für alle Trocknungsbahnen nur jeweils ein Achsstellungsverlauf möglich ist. Trotzdem können sich auch innerhalb der Blöcke sehr viele Kombinationsmöglichkeiten ergeben. Die Erfindung sieht daher vor, dass nur bis zu einem Grenzwert (z.B. 1024) alle möglichen Kombinationen (Brute Force) innerhalb der Blöcke berücksichtigt werden. Übersteigt die Zahl möglicher Kombinationsmöglichkeiten den Grenzwert, dann werden heuristikbasiert nur solche ausgewählt, zu denen erfahrungsgemäß die beste Kombinationsmöglichkeit gehört. Für mehrere näherungsweise in die gleiche Richtung verlaufende Bearbeitungsbahnen, wie sie sich beim Aufbau eines Druckbildes aus seitlich aneinandergrenzenden Bahnen ergeben, werden im bevorzugten Ausführungsbeispiel dann nur jene untersucht, bei denen die Achsstellungen benachbarter Bahnen für das selbe Werkzeug am ähnlichsten sind. Bei abwechselnden Druck- und Trocknungsbahnen reicht es dann aus, alle Kombinationen möglicher Achsstellungsverläufe der ersten Druckbahn und der ersten Trocknungsbahn eines Blockes zu untersuchen und für die weiteren Bearbeitungsbahnen des Blockes nur jenen Achsstellungsverlauf zu kombinieren, bei welchem der Betrag der maximalen Achsstellungsdifferenz zur vorhergehenden Druck- bzw. Trocknungsbahn bei der Anfangsachsstellung am kleinsten ist. Die Zahl der zu untersuchenden Kombinationsmöglichkeiten würde sich bei obigem Beispiel dann um den Faktor 68.719.476.736 auf 16 reduzieren, so dass eine kurze Planungszeit ermöglicht wird, wobei eine nahezu optimale mit hoher Wahrscheinlichkeit sogar die optimale Kombination der Achsstellungsverläufe gefunden wird. In order to select the best axis position curves for all machining paths with regard to the quality function, all combinations of possible axis position curves must be taken into account. In the case of more extensive planning tasks, however, a great many combination possibilities can result, for 10 printing presses with subsequent drying paths, each with four possible axis position curves, e.g. already over a trillion (exactly 4 ^ 20 = 1,099,511,627,776). According to the invention, the extensive planning problem is therefore decomposed at this point again into independently solvable sub-problems. Depending on the kinematics of the manipulator, the arrangement of the tools on the manipulator and the position and the orientation of the surface to the manipulator (or moving surface of the arrangement of the surface on the manipulator and the position and the orientation of the tools to the manipulator), arises For some machining paths often only one possible Achsstellungsverlauf, while for others many possibilities exist. The invention therefore provides to form blocks of consecutive machining paths with multiple possible Achsstellungsverläufen between machining paths with only one possible Achsstellungsverlauf and to determine separately in these blocks the best combination of Achsstellungsverläufen. In the above example, e.g. the number of possible combinations to be examined by a factor of 838,861 to 4 ^ 9 + 4 ^ 10 = 1,310,720, if there is only one possible Achsstellungsverlauf for the fifth dryer web. Often even blocks of length 1 result if, for example, by the arrangement of the different tools on the manipulator for all drying paths only one Achsstellungsverlauf is possible. Nevertheless, there can also be very many possible combinations within the blocks. The invention therefore provides that only up to a limit value (for example 1024) are all possible combinations (brute force) within the blocks taken into account. If the number of possible combination possibilities exceeds the limit value, then heuristically based only those are selected, to which experience has shown that the best combination possibility belongs. For several approximately in the same direction extending processing paths, as they result in the construction of a print image of laterally adjacent tracks, only those are examined in the preferred embodiment, in which the axis positions of adjacent tracks for the same tool are most similar. In the case of alternating pressure and drying paths, it is then sufficient to examine all combinations of possible axis position curves of the first pressure path and of the first drying path of a block and to combine for the further processing paths of the block only that axis position curve in which the magnitude of the maximum axle position difference with respect to the preceding pressure curve. or drying path is smallest at the initial axial position. In the above example, the number of possible combinations to be examined would then be reduced by the factor 68,719,476,736 to 16, so that a short planning time is made possible, whereby a nearly optimal and with a high probability even the optimal combination of the axis position courses is found.
Übergangsbahnen zwischen Startstellung, Bearbeitungsbahnen und Endstellung planen (Kartesischer und Achsstellungsverlauf) (Schritt
Unterliegt das Werkzeug starken dynamischen Beschränkungen, z.B. durch die Gefahr von Druckproblemen nach großen Beschleunigungen des Druckkopfes, so wird die Dauer der Übergangsbahnen in erster Linie durch kartesische Dynamikgrenzwerte statt durch die Dynamikgrenzwerte der Achsen bestimmt. Für das Werkzeug kartesisch kurz geplante Bahnen sind dann schneller ausführbar als PTP-Bewegungen. In der bevorzugten Ausführungsform werden deshalb zunächst kurz verlaufende Übergangsbahnen zwischen der Anfangsstellung und der Endstellung berechnet, auf Realisierbarkeit und Einhaltung der geforderten Endachsstellung geprüft und im positiven Fall gewählt. Dabei ergeben sich einige Freiheitsgrade, welche zu alternativen Bahnverläufen führen, die ebenso geprüft werden können, bis eine geeignete Bahn gefunden wurde. Wenn mehrere Werkzeuge für verschiedene Bearbeitungsbahnen vom Manipulator gleichzeitig bewegt werden, z.B. ein Druckkopf und ein Trockner, so kann die kartesische Planung prinzipiell für jedes dieser Werkzeuge erfolgen, am besten aber für einen Werkzeugpunkt, welcher zu einer möglichst geringen Belastung der empfindlichsten Komponente, z.B. des Druckkopfs führt. Ein kurzer Übergang ergibt sich aus einer geraden Verbindung der Anfangsstellung mit der Endstellung, entlang der Stützstellen in geeignetem Abstand berechnet werden können. Die Rotation des Werkzeugs von der kartesischen Anfangs- in die Endorientierung erfolgt entsprechend, so dass zwischen einer Beschleunigungs- und einer Bremsphase eine konstante Bewegungs- und Rotationsgeschwindigkeit resultiert. Für die kartesische Rotation ergeben sich unterschiedliche Drehrichtungsmöglichkeiten und auch Drehungen um mehr als 360° sind möglich. Zulässige Bahnen überführen die Anfangsachsstellung in die korrekte Endachsstellung und halten Kollisions-, Achs- und ggf. Leitungsrestriktionen ein. Sind Kollisionsrestriktionen verletzt, so können die Bahnen wie bei den achsstellungsbasierten Übergangsbahnen oben beschriebenen durch Verschiebungsfunktionen angepasst werden. If the tool is subject to strong dynamic constraints, e.g. due to the risk of printing problems after large accelerations of the printhead, the duration of the transition paths is determined primarily by Cartesian dynamics limits, rather than the dynamic limits of the axes. For the tool Cartesian briefly planned lanes are then faster executable than PTP movements. In the preferred embodiment, therefore initially short transition paths between the initial position and the end position are calculated, tested for feasibility and compliance with the required Endachsstellung and selected in the positive case. This results in some degrees of freedom, which lead to alternative trajectories, which can also be tested until a suitable track was found. When several tools for different machining paths are moved simultaneously by the manipulator, e.g. a printhead and a dryer, cartesian planning can in principle be done for any of these tools, but best for a tool point which minimizes stress on the most sensitive component, e.g. of the printhead. A short transition results from a straight connection of the initial position with the end position, along which support points can be calculated at a suitable distance. The rotation of the tool from the Cartesian start to the end orientation is carried out accordingly, so that a constant movement and rotation speed results between an acceleration and a braking phase. For the Cartesian rotation arise different directions of rotation and also rotations by more than 360 ° are possible. Permitted webs transfer the initial axial position into the correct final axis position and maintain collision, axis and possibly line restrictions. If collision restrictions are violated, then the tracks can be adapted by means of shift functions as described above for the axis-based transition paths.
Die Verletzung von Achsstellungs- oder Leitungsrestriktionen kann eventuell ebenfalls mit Hilfe von Verschiebungsfunktionen eliminiert werden, z.B. wenn auf einer kreisförmigen Übergangsbahn die Achsrestriktionen eingehalten werden, auf einer geraden Übergangsbahn aber nicht. Da es hier sehr viele Möglichkeiten der Anpassung gibt und eine geeignete Anpassung nicht nur von der Roboterkinematik, sondern auch von der Lage der Oberfläche (bzw. der Lage der Werkzeuge bei bewegter Oberfläche) zum Manipulator abhängt, ist die Umsetzung der Anpassung aufwendig. Die bevorzugte Ausführungsform sieht daher vor, dass zunächst nicht angepasste kartesisch geplante gerade Übergangsbahnen geplant werden und falls keine davon alle Restriktionen einhält, dann die oben beschriebenen auf Basis der Achsstellungen geplanten und ggf. mit Verschiebungsfunktionen angepassten Übergangsbahnen geplant werden. The violation of axis position or line restrictions may possibly also be eliminated by means of shift functions, e.g. if the axle restrictions are adhered to on a circular transition track, but not on a straight transition track. Since there are very many possibilities of adaptation and a suitable adaptation depends not only on the robot kinematics, but also on the position of the surface (or the position of the tools in a moving surface) to the manipulator, the implementation of the adaptation is complicated. The preferred embodiment therefore provides that initially unmatched Cartesian straight straight transition paths are planned and if none of them complies with all restrictions, then the above-described planned on the basis of the axis positions and possibly adapted with shift functions transition paths are planned.
Prüfung, ob alle Bahnen gefunden sind (Schritt
Die folgenden Absätze beschreiben Verfahrensschritte, die der Umsetzung der erfindungswesentlichen Verfahrensschritte bzw. der daraus erhaltenen Ergebnisse auf einem Roboter dienen. The following paragraphs describe method steps that serve to implement the method steps essential to the invention or the results obtained therefrom on a robot.
Steuerprogramm aus geplanten Bahnen erzeugen (Schritt
Steuerprogramm ausführen und 3D-Oberfläche behandeln (Vorbehandeln, Bedrucken, Trocknen, etc.) (Schritt
In den
Durch die gewählte, gewinkelte Anordnung von Druckkopf
In
Die Übergangsbahn zwischen diesen beiden Bahnen zeigt
Die Vorteilhaftigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Folgenden an Hand der Achsbereichsdaten eines sehr einfachen Beispiels mit einer Druck- und einer Trocknungsbahn besonders deutlich:
Für die in
For the in
Druckbahn print web
- Möglichkeit 1: [–106.27, –80.88, 140.40, –222.13, 78.08, –246.21] ... [–76.46, –81.12, 123.63, –194.97, 41.89, –243.23] Possibility Number 1: [-106.27, -80.88, 140.40, -222.13, 78.08, -246.21] ... [-76.46, -81.12, 123.63, -194.97, 41.89, -243.23]
- Möglichkeit 2: [–106.27, –80.88, 140.40, –222.13, 78.08, 113.79] ... [–76.46, –81.12, 123.63, –194.97, 41.89, 116.77] Option 2: [-106.27, -80.88, 140.40, -222.13, 78.08, 113.79] ... [-76.46, -81.12, 123.63, -19.4.97, 41.89, 116.77]
- Möglichkeit 3: [–106.27, –80.88, 140.40, –42.13, –78.08, –66.21] ... [–76.46, –81.12, 123.63, –14.97, –41.89, –63.23] Option 3: [-106.27, -80.88, 140.40, -42.13, -78.08, -66.21] ... [-76.46, -81.12, 123.63, -14.97, -41.89, -63.23]
- Möglichkeit 4: [–106.27, –80.88, 140.40, –42.13, –78.08, 293.79] ... [–76.46, –81.12, 123.63, –14.97, –41.89, 296.77] Option 4: [-106.27, -80.88, 140.40, -42.13, -78.08, 293.79] ... [-76.46, -81.12, 123.63, -14.97, -41.89, 296.77]
- Möglichkeit 5: [–106.27, –80.88, 140.40, 137.87, 78.08, –246.21] ... [–76.46, –81.12, 123.63, 165.03, 41.89, –243.23] Option 5: [-106.27, -80.88, 140.40, 137.87, 78.08, -246.21] ... [-76.46, -81.12, 123.63, 165.03, 41.89, -243.23]
- Möglichkeit 6: [–106.27, –80.88, 140.40, 137.87, 78.08, 113.79] ... [–76.46, –81.12, 123.63, 165.03, 41.89, 116.77] Option 6: [-106.27, -80.88, 140.40, 137.87, 78.08, 113.79] ... [-76.46, -81.12, 123.63, 165.03, 41.89, 116.77]
- Möglichkeit 7: [–106.27, –80.88, 140.40, 317.87, –78.08, –66.21] ... [–76.46, –81.12, 123.63, 345.03, –41.89, –63.23] Option 7: [-106.27, -80.88, 140.40, 317.87, -78.08, -66.21] ... [-76.46, -81.12, 123.63, 345.03, -41.89, -63.23]
- Möglichkeit 8: [–106.27, –80.88, 140.40, 317.87, –78.08, 293.79] ... [–76.46, –81.12, 123.63, 345.03, –41.89, 296.77] Option 8: [-106.27, -80.88, 140.40, 317.87, -78.08, 293.79] ... [-76.46, -81.12, 123.63, 345.03, -41.89, 296.77]
Trocknungsbahn drying track
- Möglichkeit 1: [–109.52, –83.91, 144.79, –224.91, 80.17, –5.96] ... [–75.80, –83.92, 126.29, –192.05, 41.13, –5.27] Possibility Number 1: [-109.52, -83.91, 144.79, -224.91, 80.17, -5.96] ... [-75.80, -83.92, 126.29, -192.05, 41.13, -5.27]
- Möglichkeit 2: [–109.52, –83.91, 144.79, –44.91, –80.17, –185.96] ... [–75.80, –83.92, 126.29, –12.05, –41.13, –185.27] Option 2: [-109.52, -83.91, 144.79, -44.91, -80.17, -185.96] ... [-75.80, -83.92, 126.29, -12.05, -41.13, -185.27]
- Möglichkeit 3: [–109.52, –83.91, 144.79, –44.91, –80.17, 174.04] ... [–75.80, –83.92, 126.29, –12.05, –41.13, 174.73] Option 3: [-109.52, -83.91, 144.79, -44.91, -80.17, 174.04] ... [-75.80, -83.92, 126.29, -12.05, -41.13, 174.73]
- Möglichkeit 4: [–109.52, –83.91, 144.79, 135.09, 80.17, –5.96] ... [–75.80, –83.92, 126.29, 167.95, 41.13, –5.27] Option 4: [-109.52, -83.91, 144.79, 135.09, 80.17, -5.96] ... [-75.80, -83.92, 126.29, 167.95, 41.13, -5.27]
- Möglichkeit 5: [–109.52, –83.91, 144.79, 315.09, –80.17, –185.96] ... [–75.80, –83.92, 126.29, 347.95, –41.13, –185.27] Option 5: [-109.52, -83.91, 144.79, 315.09, -80.17, -185.96] ... [-75.80, -83.92, 126.29, 347.95, -41.13, -185.27]
- Möglichkeit 6: [–109.52, –83.91, 144.79, 315.09, –80.17, 174.04] ... [–75.80, –83.92, 126.29, 347.95, –41.13, 174.73] Option 6: [-109.52, -83.91, 144.79, 315.09, -80.17, 174.04] ... [-75.80, -83.92, 126.29, 347.95, -41.13, 174.73]
Im Schritt
Im Schritt
Damit verbleiben 8 mögliche Kombinationen von Druck- und Trocknungsbahn. Ein Vergleich der erforderlichen Achswinkeländerungen auf den Übergangsbahnen ergibt, dass die Kombination von Möglichkeit 2 der Druckbahn und Möglichkeit 1 der Trocknungsbahn am besten und die Kombination von Möglichkeit 5 der Druckbahn und Möglichkeit 1 der Trocknungsbahn am zweitbesten ist. This leaves 8 possible combinations of printing and drying path. A comparison of the required Achswinkeländerungen on the transition tracks shows that the combination of
Weil die Trocknungszeit der Tinte zwischen Druck und Trocknung im Beispielprozess beschränkt ist, wird die maximale Achswinkeländerung dieser Übergangsbahn höher gewichtet als jene der anderen Übergangsbahnen. Because the drying time of the ink between printing and drying is limited in the example process, the maximum axis angle change of this transition path is weighted higher than that of the other transition paths.
Bei sequentiell gemäß der zeitlichen Ausführungsreihenfolge erfolgender Bahnplanung wäre die Wahl der Möglichkeit 5 der Druckbahn optimal, bei der ja die erste Übergangsbahn besser ist als Möglichkeit 2 der Druckbahn. Dabei ergäben sich aber Nachteile für den Prozess weil die Übergangsbahn zwischen Druck- und Trocknungsbahn länger und für den Druckkopf belastender wäre, was insbesondere auch die maximal druckbare Bahnlänge reduzieren würde. Zudem würde erst sehr spät festgestellt, wenn überhaupt keine realisierbare Lösung für eine Bearbeitungsbahn existiert, so dass sich die mittlere Gesamtplanungszeit wesentlich verlängern würde. In sequentially according to the temporal execution order of successive path planning, the choice of the possibility 5 of the printing web would be optimal, in which yes the first transition path is better than
Wenn andererseits alle möglichen Bahnkombinationsmöglichkeiten simuliert und verglichen würden, wie z.B. im Stand der Technik gemäß
Das erfindungsgemäße Verfahren findet dagegen durch Vergleich der möglichen Bearbeitungsbahnkombinationen mit Hilfe der maximalen Achswinkeländerungen auf den Übergangsbahnen trotz kurzer Planungszeit einen sehr vorteilhaften oder sogar den bestmöglichen Bahnverlauf. By contrast, by comparing the possible machining path combinations with the aid of the maximum axle angle changes on the transition tracks despite a short planning time, the method according to the invention finds a very advantageous or even the best possible track course.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 bis 14 1 to 14
- Verfahrensschritte steps
- 20 20
- Objekt bzw. dessen zu bedruckende Oberfläche Object or its surface to be printed
- 21 21
- Verarbeitungs-/Druck-/Trocknungsbahn Processing / printing / drying track
- 22 22
- Linien lines
- 23 23
- Manipulator manipulator
- 23.1 bis 23.6 23.1 to 23.6
- Manipulatorachsen manipulator axes
- 24 24
- Verbindung/Träger Compound / carrier
- 25 25
- Verbindung/Träger Compound / carrier
- 26 26
- Druckkopf printhead
- 27 27
- Trockner dryer
- 28 28
- Roboterflansch robot flange
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
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