DE102016220577A1 - Verfahren zum Optimieren von Bewegungskonturen eines Manipulators - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Optimieren von Bewegungskonturen eines Manipulators in einem zeitlichen Überschleifbereich (14) eines Satzübergangs zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sätzen aus einem zeitlich vorrangigen Satz (12a) und einem zeitlich nachrangigen Satz (12b), umfassend ein Anpassen des zeitlich vorrangigen Satzes (12a) und/oder des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) im Überschleifbereich (14) derart, dass zu jedem Zeitpunkt während des Überschleifbereichs (14) eine Beschleunigung in einer einleitenden Beschleunigungsphase (16) des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) höchstens so groß ist wie eine Verzögerung in einer ausleitenden Verzögerungsphase (20) des zeitlich vorrangigen Satzes (12a), wobei das Anpassen derart erfolgt, dass Längen von gemäß dem zeitlich vorrangigen Satz (12a) und gemäß dem zeitlich nachrangigen Satz (12b) zurückzulegenden Wegstrecken unverändert bleiben.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Optimieren von Bewegungskonturen eines Manipulators.
  • Stand der Technik
  • Die Erfindung behandelt grundsätzlich die Bewegungssteuerung eines Manipulators, wie z.B. eines Roboters, wie z.B. in der EP 2 255 931 A2 oder EP 1 332 841 A2 beschrieben, oder einer Werkzeugmaschine o.ä.
  • Programmierte Konturen zur Verwendung beispielsweise in numerischen Steuerungen für Werkzeugmaschinen und/oder Robotern weisen häufig an Satzübergängen eine Ecke bzw. einen nicht-differenzierbaren Kurvenverlauf, d.h. mit Knick, auf. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn zwei nicht kollineare Linearsätze aufeinander folgen. Fährt die Steuerung solche programmierten Verläufe ohne eine starke Geschwindigkeitsabsenkung direkt an, so resultieren in Folge von Achsgeschwindigkeitssprüngen, die beim Abfahren eines Knickes auf der zu beschreibenden Kontur auftreten, Beschleunigungsimpulse, die Getriebe und Maschine stark belasten. So erzeugte Beschleunigungsstöße an der Maschine können beispielsweise zur Folge haben, dass sogenannte Loseeffekte, die sich z.B. in einem an die Maschine angeschlossenen Getriebe im Laufe der Betriebszeit in Form eines Spieles zwischen den Zahnrädern eingestellt haben, weiter verstärkt werden. Auch können die beschriebenen Beschleunigungsimpulse erhebliche Schwingungen an der Maschine hervorrufen, welche unerwünscht sind, da sie zu einer Verschlechterung der Maßhaltigkeit bei der Fertigung führen können. Aus diesem Grunde ist man bestrebt, Geschwindigkeitsführungen bei modernden Antrieben derart zu gestalten, dass an Satzübergängen, welche nicht-tangentiale Übergänge aufweisen, Achsgeschwindigkeitssprünge und dadurch bedingte Beschleunigungsimpulse möglichst begrenzt werden.
  • Derartige Nachteile können durch das Überschleifen aufeinanderfolgender Bewegungssätze, zwischen welchen beispielsweise eine Ecke ausgebildet ist, zumindest teilweise vermieden werden.
  • Beispielsweise kann ein Überschleifverfahren verwendet werden, bei welchem ein verfrühtes Starten des darauffolgenden Satzes erfolgt, wenn der Überschleifbereich erreicht ist. Dabei werden im zeitlichen Überschleifbereich beide Sätze zumindest teilweise parallel abgearbeitet. Durch die vektorielle Addition der Bewegungen ergibt sich sodann eine Überschleifbewegung. Dabei kann sich jedoch bei der Bewegung während des Überschleifbereichs eine undefinierte Pfad-Geschwindigkeit und/oder -beschleunigung ergeben.
  • EP 0 706 104 B1 offenbart beispielsweise ein Verfahren zum Überschleifen mit maximaler Achsbeschleunigung. Dabei werden die Achsverläufe mittels eines Polynoms berechnet und die Achsverläufe innerhalb der Überschleifbereiche approximativ bestimmt. Die Weite des Überschleifbereichs wird iterativ soweit reduziert, wie dies die maximale Bahngeschwindigkeitsgrenze und Bahnbeschleunigungsgrenze zulassen.
  • Die US 4,600,985 A offenbart ein Verfahren um beim Führen eines Werkzeuges um eine Ecke die Abrundung der Ecke so gering wie möglich zu halten und mit dem Werkzeug eine vorbestimmte Bahngeschwindigkeit nicht zu unterschreiten.
  • Ferner offenbart die EP 2 022 608 B1 ein Verfahren zum Überschleifen, welches der Erzeugung von symmetrischen Trajektorien dient.
  • Es ist wünschenswert, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem eine definierte Bewegung in dem Überschleifbereich erzielt werden kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Optimieren von Bewegungskonturen eines Manipulators sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Optimieren von Bewegungskonturen eines Manipulators in einem zeitlichen Überschleifbereich eines Satzübergangs zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sätzen aus einem zeitlich vorrangigen Satz und einem zeitlich nachrangigen Satz, umfassend ein Anpassen des zeitlich vorrangigen Satzes und/oder des zeitlich nachrangigen Satzes im Überschleifbereich derart, dass zu jedem Zeitpunkt während des Überschleifbereichs eine Beschleunigung in einer einleitenden Beschleunigungsphase des zeitlich nachrangigen Satzes höchstens so groß ist wie eine Verzögerung in einer ausleitenden Verzögerungsphase des zeitlich vorrangigen Satzes, wobei das Anpassen derart erfolgt, dass gemäß dem zeitlich vorrangigen Satz und gemäß dem zeitlich nachrangigen Satz zurückzulegende Wegstrecken unverändert bleiben.
  • Der Satzübergang zwischen dem zeitlich vorrangigen Satz und dem zeitlich nachrangigen Satz, oder mit anderen Worten zwischen einem ersten und einem zweiten Satz, ist dabei insbesondere zwischen zwei aufeinanderfolgende Bewegungen bzw. Bewegungsabläufen, welche zur Ausführung beispielsweise durch einem Manipulator vorgesehen sind oder von diesem ausgeführt werden. Beispielsweise kann ein Bewegungssatz zeitlich aufeinanderfolgend eine einleitende Beschleunigungsphase, ein Phase mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit und/oder eine ausleitende Verzögerungsphase bzw. Bremsphase umfassen.
  • Die Erfindung bietet dabei den Vorteil, dass überhöhte Bahngeschwindigkeiten und/oder Bahnbeschleunigungen und/oder Rucke (d.h. zeitliche Ableitung der Beschleunigung) im Überschleifbereich reduziert und/oder vermieden werden können. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass im Überschleifbereich, d.h. in einem Zeitbereich, in welchem bereits Beschleunigungen und/oder Geschwindigkeiten aufgrund des zweiten Satzes auftreten und zur Bahngeschwindigkeit beitragen, sichergestellt wird, dass der zweite Satz nur so stark beschleunigt, wie der erste verzögert. Auf diese Weise kann eine Überhöhung der Bahngeschwindigkeit reduziert oder gar ganz vermieden werden. Folglich bietet die Erfindung den Vorteil, dass die Bahngeschwindigkeit einen vorbestimmten Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs- und/oder Ruckgrenzwert nicht überschreitet, um große mechanische Belastungen des Manipulators durch starke Beschleunigungs- und/oder Richtungsänderungen zu vermeiden.
  • Besonders vorteilhaft ist dabei, dass während des Überschleifbereichs die Verzögerung und/oder der Ruck gemäß dem ersten Satz zumindest genauso groß sind, wie die Beschleunigung bzw. der Ruck gemäß dem zweiten Satz. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist zu jedem Zeitpunkt während des Überschleifbereichs ein Betrag einer Beschleunigung und/oder des Rucks gemäß dem zeitlich nachrangigen Satz kleiner oder gleich einem Betrag einer zeitgleichen Verzögerung bzw. deren Ruck gemäß dem zeitlich vorrangigen Satz. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass sich die Verzögerung und Beschleunigung (bzw. die zugehörigen Rucke) im Überschleifbereich gegenseitig zumindest teilweise kompensieren bzw. aufheben und es daher nicht zu einer effektiven Beschleunigung kommt, so dass die Gesamtgeschwindigkeit bzw. die effektive bzw. tatsächliche Geschwindigkeit des Manipulators einen Maximalwert nicht übersteigt, und bevorzugt die Geschwindigkeit, welcher in einer Phase mit konstanter Geschwindigkeit vorliegt, nicht überschreitet.
  • Besonders bevorzugt können die Beschleunigung und die Verzögerung (und vorzugsweise deren Rucke) im Überschleifbereich derart angepasst werden, dass diese sich genau kompensieren, d.h. dass es im Überschleifbereich weder zu einer Erhöhung noch zu einer Verringerung der Gesamtgeschwindigkeit bzw. der Bahngeschwindigkeit bzw. der Summe der Einzelgeschwindigkeiten kommt.
  • Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass die Bewegung im Überschleifbereich harmonischer wird, indem scharfe Kurven, Ecken und/oder Phasen mit überhöhter Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung vermieden werden. Dies hat den vorteilhaften Effekt, dass die Mechanik von Werkzeugmaschinen, welche sich gemäß einer derart optimierten Bewegungskontur bewegen, geschont wird.
  • Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass mechanische Schwingungen der Werkzeugmaschine oder zumindest von Teilen davon reduziert und/oder vermieden werden. Insbesondere der erfindungsgemäße Vorteil, dass erfindungsgemäß eine harmonischere Bewegung durchgeführt werden kann, kann zu diesem Effekt beitragen, da ein oftmaliger Wechsel zwischen Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen vermieden werden kann. Dies bietet ferner den Vorteil, dass auch eine bessere Handhabbarkeit der Werkzeugmaschine bzw. ein besseres Handling erreicht werden kann.
  • Vorteilhafterweise umfasst das Anpassen des zeitlich vorrangigen Satzes, dass ein Eintritt der ausleitenden Verzögerungsphase des zeitlich vorrangigen Satzes bereits mit einem Eintritt der Beschleunigungsphase des zeitlich nachrangigen Satzes erfolgt. Mit anderen Worten wird die ausleitende Verzögerungsphase des zeitlich vorrangigen Satzes - falls sie erst nach der einleitenden Beschleunigungsphase des zeitlich nachrangigen Satzes beginnen würde - vorgezogen, um mit dieser gleichzeitig zu beginnen.
  • Vorzugsweise wird beim Anpassen des ersten Satzes, sofern die zeitliche Dauer der ausleitenden Verzögerung verlängert wird, der Betrag der Verzögerung zumindest teilweise reduziert. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass eine gemäß dem ersten Satz zurückzulegende Wegstrecke gleich bleibt.
  • Vorteilhafterweise umfasst das Anpassen des zeitlich nachrangigen Satzes, dass ein Eintritt der einleitenden Beschleunigungsphase des zeitlich nachrangigen Satzes erst mit einem Eintritt der ausleitenden Verzögerungsphase des zeitlich vorrangigen Satzes erfolgt. Mit anderen Worten wird die einleitende Beschleunigungsphase des zeitlich nachrangigen Satzes - falls sie bereits vor der ausleitenden Verzögerungsphase des zeitlich vorrangigen Satzes beginnen würde - verzögert, um mit dieser gleichzeitig zu beginnen. Dies kann den Vorteil mit sich bringen, dass eine Änderung bzw. Anpassung der Beträge der Verzögerung und/oder Beschleunigung nicht zwingend erforderlich ist.
  • Bevorzugt werden die Verzögerung in der ausleitenden Verzögerungsphase des ersten Satzes und die Beschleunigung in der einleitenden Beschleunigungsphase des zweiten Satzes während des Überschleifbereichs so angepasst, dass die Bahngeschwindigkeit, welche sich aus der Summe der Einzelgeschwindigkeiten gemäß dem ersten Satz und dem zweiten Satz zusammensetzt, eine vorbestimmte Höchstgeschwindigkeit nicht überschreitet und vorzugsweise konstant bleibt. Die Bahngeschwindigkeit kann dabei der Betrag der resultierenden Bahnbewegung sein, wobei sich die Bahnbewegung mittels Vektoraddition der Einzelbewegungen gemäß dem ersten und dem zweiten Satz ermitteln lässt.
  • Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät einer Werkzeugmaschine und/oder ein Computer, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
  • Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung von Bewegungskonturen für einen Manipulator einer Werkzeugmaschine in verschiedenen Ausführungen.
    • 2 zeigt ein Zeit-Geschwindigkeits-Diagramm eines Bewegungsablaufs gemäß einem herkömmlichen Überschleifverfahren.
    • 3 zeigt ein Zeit-Geschwindigkeits-Diagramm eines Bewegungsablaufs gemäß eines Zwischenschrittes einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
    • 4zeigt ein Zeit-Geschwindigkeits-Diagramm eines Bewegungsablaufs gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
    • 5 zeigt ein Zeit-Geschwindigkeits-Diagramm eines Bewegungsablaufs gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung Bewegungskonturen 10 für einen Manipulator, beispielsweise einer Werkzeugmaschine oder eines Roboters, (z.B. eines Fräskopfes oder eines Roboterarms) in verschiedenen Ausführungen. Die Bewegungskonturen 10 zeigen dabei schematisch die vorgesehenen Bewegungsverläufe für den Manipulator. Die Bewegungskonturen 10 setzen sich jeweils aus einem ersten Satz 12a bzw. einem zeitlich vorrangigen Satz 12a und einem zweiten Satz 12b, bzw. einem zeitlich nachrangigen Satz 12b zusammen. Der Pfeil 100 zeigt dabei die vorgesehene Bewegungsrichtung an.
  • An der Grenze des ersten Satzes 12a zu dem zweiten Satz 12b sowie um diese Grenze herum ist dabei der Überschleifbereich 14 angeordnet, in welchem prinzipiell eine überlagerte bzw. überlappende Ausführung sowohl des ersten Satzes 12a als auch des zweiten Satzes 12b erfolgen soll.
  • Die Bewegungskontur 10a zeigt zum besseren Verständnis den Bewegungsablauf, welcher ohne ein Überschleifen erfolgen würde, d.h. wenn zunächst die Ausführung des ersten Satzes 12a vollständig und/oder abschließend ausgeführt werden würde, und erst im Anschluss die Ausführung des zweiten Satzes 12b erfolgen würde. In diesem Fall wäre eine scharfe Ecke an der Grenze zwischen dem ersten Satz 12a und dem zweiten Satz 12b ausgebildet, welche aus den einleitend genannten Gründen zu vermeiden ist.
  • Die Bewegungskontur 10b zeigt den Bewegungsablauf, welcher mit einem herkömmlichen Überschleifen erreichbar ist, d.h. wenn die Verzögerungsphasen und Beschleunigungsphasen wie in 2 dargestellt ausgebildet sind. In diesem Fall ist eine Überhöhung der Bahngeschwindigkeit im Überschleifbereich 14 nicht ausgeschlossen.
  • Die Bewegungskontur 10c zeigt einen Bewegungsablauf, welcher durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erreichbar ist. Wie dargestellt, findet im Überschleifbereich 14 ein harmonischer und abgerundeter Bewegungsablauf statt, welcher die oben genannten Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren bietet. Eine Überhöhung der Bahngeschwindigkeit kann dadurch auch im Überschleifbereich 14 vermieden werden.
  • 2 zeigt ein Zeit-Geschwindigkeits-Diagramm eines Bewegungsablaufs gemäß einem herkömmlichen Überschleifverfahren, wobei auf der horizontalen Achse die Zeit t und auf der vertikalen Achse die Bahngeschwindigkeit v aufgetragen sind. Insbesondere liegt ein zeitlicher Verlauf der Bewegung gemäß der Darstellung in 2 dann vor, wenn eine herkömmliche Bewegungskontur 10b wie in 1 dargestellt zur Anwendung gelangt. Sowohl der erste Satz 12a als auch der zweite Satz 12b weisen dabei jeweils eine einleitende Beschleunigungsphase 16 auf, in welcher die Geschwindigkeit zunimmt, eine Phase mit konstanter Geschwindigkeit 18, sowie eine ausleitende Verzögerungsphase 20, in welcher die Geschwindigkeit abnimmt. Wenngleich die Beschleunigungen und Verzögerungen in den Beschleunigungsphasen 16 bzw. den Verzögerungsphasen 20 als gleichmäßige, lineare Geschwindigkeiten 20 dargestellt sind, ist dies nicht zwingend erforderlich. Vielmehr können in anderen Fällen auch ungleichmäßige Beschleunigungen und/oder Verzögerungen auftreten und/oder vorgesehen sein.
  • Im Überschleifbereich 14 kommt es gemäß diesem herkömmlichen Verfahren, bei welchem im Überschleifbereich 14 sowohl eine Geschwindigkeit aus dem ersten Satz 12a als auch aus dem zweiten Satz 12b zur Bahngeschwindigkeit beitragen, zu einer Geschwindigkeitsüberhöhung 22, welche in einer höheren Bahngeschwindigkeit als in den Phasen mit konstanter Geschwindigkeit 18 außerhalb des Überschleifbereichs 14 resultiert. Da aus Effizienzgründen oftmals die Geschwindigkeit in den Phasen mit konstanter Geschwindigkeit 18 auf eine zulässige Höchstgeschwindigkeit festgelegt wird, kann daher im Überschleifbereich 14 eine Übertretung dieser zulässigen Höchstgeschwindigkeit auftreten. Wie bereits oben beschrieben, kann dies Nachteile mit sich bringen und ist daher zu vermeiden.
  • 3 zeigt zum besseren Verständnis ein Zeit-Geschwindigkeits-Diagramm gemäß einem Zwischenschritt eines Bewegungsablaufs gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Gezeigte Elemente, welche solchen in anderen Figuren entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Dabei wurde gemäß dem Zwischenschritt der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der erste Satz 12a im Überschleifbereich 14 angepasst. Die gestrichelte Linie zeigt den ursprünglichen Geschwindigkeitsverlauf, wie dieser herkömmlich, einhergehend mit der Bewegungskontur 10b vorliegen würde. Davon abweichend wird gemäß der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform bei Eintritt des Überschleifbereichs 14 die Phase mit konstanter Geschwindigkeit 18 des ersten Satzes 12a beendet und anstatt dessen die Verzögerungsphase 20a eingeleitet. Anstatt der herkömmlichen Verzögerungsphase 20 beginnt somit die angepasste Verzögerungsphase 20a bereits mit Eintritt des Überschleifbereichs 14. Zudem wurde gemäß der gezeigten Ausführungsform die Verzögerungsphase 20a auch zeitlich verlängert, so dass auch der Überschleifbereich 14a zeitlich verlängert wurde. Insbesondere wurde die zeitliche Dauer der Verzögerungsphase 20a und der zeitliche Verlauf des Betrags der Verzögerung derart angepasst, dass die zurückzulegende Wegstrecke gemäß dem ersten Satz 12a unverändert bleibt.
  • Gemäß diesem Zwischenschritt der gezeigten Ausführungsform kann somit bereits erreicht werden, dass bei Eintritt der Beschleunigungsphase 16 des zweiten Satzes 12b auch gleichzeitig eine Verzögerungsphase 20a des ersten Satzes 12a vorliegt und sich auf diese Weise die Beschleunigung und die Verzögerung zumindest teilweise kompensieren.
  • 4 zeigt ein Zeit-Geschwindigkeits-Diagramm eines Bewegungsablaufs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Zusätzlich zu den Maßnahmen gemäß dem in 3 gezeigten Zwischenschritt, wird gemäß der bevorzugten Ausführungsform die Beschleunigungsphase 16 des zweiten Satzes 12b hin zu einer angepassten Beschleunigungsphase 16a angepasst. Der Betrag der Beschleunigung wird auf den Betrag der Verzögerung begrenzt. Dadurch wird die Beschleunigungsphase 16a derart zeitlich verlängert, dass diese zeitlich vollständig mit der angepassten Verzögerungsphase 20a des ersten Satzes 12a überlappt und zusammenfällt. Dies hat den Vorteil, dass sich die Beschleunigungen und Verzögerungen (und Rucke) vollständig kompensieren, so dass zu jeder Zeit im Überschleifbereich 14a eine Bewegung mit konstanter Bahngeschwindigkeit vorliegt, wobei die Bahngeschwindigkeit im Überschleifbereich 14a gleich der Geschwindigkeit in den Phasen mit konstanter Geschwindigkeit 18 des ersten Satzes 12a und/oder des zweiten Satzes 12b ist. Auf diese Weise kann eine besonders harmonische Bewegung der Werkzeugmaschine entlang des Bewegungsprofils realisiert werden.
  • 5 zeigt ein Zeit-Geschwindigkeits-Diagramm eines Bewegungsablaufs gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In dem gezeigten Diagramm stellt sich die Ausgangslage dar, wie sie in 2 dargestellt ist, wobei der ursprüngliche zweite Satz 12b (mit gestrichelter Linie dargestellt) derart vorgesehen ist, dass dessen ursprüngliche Beschleunigungsphase 16 bereits während der Phase mit konstanter Geschwindigkeit 18 des ersten Satzes 12a beginnen hätte sollen. Gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird das Auftreten einer Geschwindigkeitsüberhöhung 22 (siehe 2) dadurch vermieden, dass der zweite Satz 12b bzw. der Beginn dessen Beschleunigungsphase 16a zeitlich verzögert wird, so dass die Beschleunigungsphase 16a des zweiten Satzes 12b erst mit Eintritt der Verzögerungsphase 20 des ersten Satzes 12a beginnt. Um einer unveränderten Erhaltung der gemäß dem ersten Satz 12a und dem zweiten Satz 12b zurückzulegenden Wegstrecken Rechnung zu tragen, kann der zweite Satz 12b in seiner Gesamtheit zeitlich verzögert werden, d.h. dass auch die Phase mit konstanter Geschwindigkeit 18 und die Verzögerungsphase 20a zeitlich verzögert bzw. nach hinten verschoben werden. Dies bietet den Vorteil, dass nicht immer Beschleunigungen und/oder Verzögerungen in ihrem Betrag angepasst werden müssen, nämlich wenn der Betrag der Beschleunigung höchstens so groß ist wie der Betrag der Verzögerung. Auch muss keine Anpassung des ersten Satzes 12a erfolgen. Mit anderen Worten wird gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Eintritt bzw. Beginn des Überschleifbereichs 14 derart verzögert bzw. zeitlich verschoben, dass dieser erst mit Eintritt der Verzögerungsphase 20 des ersten Satzes 12a beginnt. Auf diese Weise können sowohl die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen, als auch der resultierende Ruck besonders effizient unverändert erhalten werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2255931 A2 [0002]
    • EP 1332841 A2 [0002]
    • EP 0706104 B1 [0006]
    • US 4600985 A [0007]
    • EP 2022608 B1 [0008]

Claims (12)

  1. Verfahren zum Optimieren von Bewegungskonturen eines Manipulators in einem zeitlichen Überschleifbereich (14) eines Satzübergangs zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sätzen aus einem zeitlich vorrangigen Satz (12a) und einem zeitlich nachrangigen Satz (12b), umfassend ein Anpassen des zeitlich vorrangigen Satzes (12a) und/oder des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) im Überschleifbereich (14) derart, dass zu jedem Zeitpunkt während des Überschleifbereichs (14) eine Beschleunigung in einer einleitenden Beschleunigungsphase (16) des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) höchstens so groß ist wie eine Verzögerung in einer ausleitenden Verzögerungsphase (20) des zeitlich vorrangigen Satzes (12a), wobei das Anpassen derart erfolgt, dass gemäß dem zeitlich vorrangigen Satz (12a) und gemäß dem zeitlich nachrangigen Satz (12b) zurückzulegende Wegstrecken unverändert bleiben.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Anpassen derart erfolgt, dass eine Gesamtbeschleunigung im Überschleifbereich (14), welche durch die Verzögerung des zeitlich vorrangigen Satzes (12a) und die Beschleunigung des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) bestimmt ist, einen vorbestimmten Maximalbetrage der Gesamtbeschleunigung nicht überschreitet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Anpassen derart erfolgt, dass zu jedem Zeitpunkt während des Überschleifbereichs (14) der Betrag des Rucks in der einleitenden Beschleunigungsphase (16) des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) höchstens so groß ist wie der Betrag des Rucks in der ausleitenden Verzögerungsphase (20) des zeitlich vorrangigen Satzes (12a).
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Anpassen derart erfolgt, dass ein Gesamtruck im Überschleifbereich (14), welcher durch den Ruck des zeitlich vorrangigen Satzes (12a) und den Ruck des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) bestimmt ist, einen vorbestimmter Maximalbetrag des Ruckes nicht überschreitet.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anpassen des zeitlich vorrangigen Satzes (12a) umfasst, dass ein Eintritt der ausleitenden Verzögerungsphase (20) des zeitlich vorrangigen Satzes (12a) bereits mit einem Eintritt der einleitenden Beschleunigungsphase (16) des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei zumindest teilweise ein Betrag der Verzögerung in der ausleitenden Verzögerungsphase (20) des zeitlich vorrangigen Satzes (12a) reduziert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anpassen des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) umfasst, dass ein Eintritt der einleitenden Beschleunigungsphase (16) des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) erst mit einem Eintritt der ausleitenden Verzögerungsphase (20) des zeitlich vorrangigen Satzes (12a) erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die einleitende Beschleunigungsphase (16) des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) derart angepasst wird, dass die Summe aus einer Einzelgeschwindigkeit einer Bewegung aufgrund des zeitlich vorrangigen Satzes (12a) und einer Einzelgeschwindigkeit einer Bewegung aufgrund des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) während des Überschleifbereichs (14) im Wesentlichen konstant bleibt, wobei die Summe mittels Vektoraddition und/oder mittels Addition der Beträge der beiden Einzelgeschwindigkeiten ermittelt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anpassen sowohl ein Anpassen der ausleitenden Verzögerungsphase (16) des zeitlich vorrangigen Satzes (12a) als auch ein Anpassen der einleitenden Beschleunigungsphase (20) des zeitlich nachrangigen Satzes (12b) umfasst, wobei das Anpassen vorzugsweise derart erfolgt, dass die ausleitende Verzögerungsphase (16) des zeitlich vorrangigen Satzes (12a) und die einleitende Beschleunigungsphase (20) zeitlich überlappen und besonders bevorzugt gleichzeitig beginnen und/oder gleichzeitig enden.
  10. Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
  11. Computerprogramm, das eine Recheneinheit veranlasst, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird.
  12. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 11.
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