DE102018207354B3 - Method and system for controlling a robot - Google Patents
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Abstract
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern eines Roboters (10), wobei, insbesondere manuell, zwischen einem ersten Betriebsmodus (S10), in dem für wenigstens ein Gelenk (A; A) des Roboters bei einer ersten Geschwindigkeit (ω) dieses Gelenks eine erste Reibungskompensation durchgeführt wird, und einem zweiten Betriebsmodus (S11) umschaltbar ist, in dem für dieses Gelenk bei der ersten Geschwindigkeit keine oder eine von der ersten Reibungskompensation verschiedene Reibungskompensation durchgeführt wird.A method according to the invention for controlling a robot (10), wherein, in particular manually, between a first operating mode (S10) in which at least one joint (A; A) of the robot performs a first friction compensation at a first speed (ω) of this joint is switchable and a second operating mode (S11), in which for this joint at the first speed, no friction compensation or a different from the first friction compensation is performed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zum Steuern eines Roboters.The present invention relates to a method and system for controlling a robot.
Robotergelenke sind reibungsbehaftet, wobei die Reibung einer Bewegungsrichtung des Gelenks entgegengerichtet ist.Robotic joints are subject to friction, the friction being directed counter to a direction of movement of the joint.
Wird aufgrund von Messrauschen oder dergleichen irrtümlich bei stillstehendem Gelenk eine Bewegung des Gelenks, insbesondere in wechselnden Richtungen, erfasst, führt dies entsprechend zu einer fälschlichen Annahme (wechselnder) Reiblasten.If, due to measuring noise or the like, a movement of the joint, in particular in changing directions, is erroneously detected when the joint is stationary, this leads correspondingly to a false assumption of (changing) friction loads.
Aus der
Nachteilig erhöht dies den Energieverbrauch, was besonders bei mobilen Robotern mit autonomer Energieversorgung unerwünscht ist.Disadvantageously, this increases the energy consumption, which is undesirable especially in mobile robots with autonomous power supply.
Aus der
Nach einem aus der
Ein aus der
Aus der
Nach der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb eines Roboters zu verbessern, vorzugsweise den oben genannten Nachteil zu reduzieren.The object of the present invention is to improve the operation of a robot, preferably to reduce the above-mentioned disadvantage.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 10 stellt ein System zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.This object is achieved by a method having the features of
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird beim bzw. zum Steuern eines Roboters manuell bzw. aktiv zwischen einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus umgeschaltet, wobei
- - in dem ersten Betriebsmodus für ein oder mehrere Gelenke des Roboters (jeweils) bei einer ersten Geschwindigkeit dieses Gelenks eine erste Reibungskompensation durchgeführt wird, und
- - in dem zweiten Betriebsmodus für dieses bzw. das jeweilige Gelenk (jeweils) bei der(selben) ersten Geschwindigkeit eine von dieser ersten Reibungskompensation verschiedene, insbesondere schwächere, Reibungskompensation durchgeführt wird.
- - In the first operating mode for one or more joints of the robot (each) at a first speed of this joint, a first friction compensation is performed, and
- - In the second mode of operation for this or the respective joint (respectively) at the (same) first speed, a different from this first friction compensation, in particular weaker, friction compensation is performed.
Somit kann in einer Ausführung wahlweise in dem ersten Betriebsmodus die Reibungskompensation abhängig von einer erfassten Geschwindigkeit des Gelenks sein bzw. durchgeführt werden oder stattdessen in dem zweiten Betriebsmodus entfallen oder von einer (erfassten) Geschwindigkeit des Gelenks wenigstens bereichsweise unabhängig sein bzw. durchgeführt werden.Thus, in one embodiment, optionally in the first operating mode, the friction compensation may be dependent on a sensed speed of the joint or may instead be omitted in the second operating mode or at least partially independent of a (detected) speed of the joint.
Auf diese Weise kann in einer Ausführung einerseits im zweiten Betriebsmodus ein Energieverbrauch reduziert und trotzdem im ersten Betriebsmodus insbesondere auch bei einem Bewegungsstart bzw. kleinen Geschwindigkeiten eine vorteilhafte Reibungskompensation durchgeführt werden.In this way, in one embodiment, on the one hand in the second operating mode, energy consumption is reduced and, nevertheless, in the first operating mode, and in particular also during a movement start or low speeds, an advantageous friction compensation can be performed.
Das bzw. die Gelenk(e) ist/sind in einer Ausführung (jeweils) ein Gelenk, insbesondere Dreh- oder Schubgelenk, eines, in einer Ausführung mobilen, mehr-, in einer Ausführung wenigstens drei-, insbesondere wenigstens sechs-, in einer Ausführung wenigstens siebenachsigen Roboters, insbesondere einer Zusatzachse zum Bewegen eines, insbesondere wenigstens sechs-, in einer Ausführung wenigstens siebenachsigen Roboterarms.The joint (s) is / are in one embodiment (each) a joint, in particular rotary or sliding joint, one, in one embodiment mobile, more, in one embodiment at least three, in particular at least six, in one Execution at least seven-axis robot, in particular an additional axis for moving a, in particular at least six, in one embodiment at least seven-axis robot arm.
Bei solchen Robotern bzw. Gelenken kann die vorliegende Erfindung, insbesondere aufgrund der dort regelmäßig höheren Reiblasten und/oder fehlenden Gelenklastsensoren, mit besonderem Vorteil verwendet werden.In such robots or joints, the present invention can be used with particular advantage, in particular due to the regularly higher friction loads and / or lack of joint load sensors.
Eine Reibungskompensationen kann insbesondere das Ermitteln einer virtuellen Reibung, die in einer Ausführung in einem dynamischen Modell zum, insbesondere nachgiebigen, Regeln des Roboters verwendet bzw. berücksichtigt wird, und/oder das Aufprägen einer, insbesondere modellgestützt(ermittelt)en Kompensationslast, insbesondere einer Kompensationskraft bzw. eines Kompensationsmoments, zur Kompensation von Reibung am, insbesondere im, Gelenk aufweisen, insbesondere sein. Entsprechend wird in einer Ausführung
- - in dem ersten Betriebsmodus bei der ersten Geschwindigkeit eine erste virtuelle Reibung ermittelt bzw. eine erste Kompensationslast aufgeprägt und
- - in dem zweiten Betriebsmodus bei der(selben) ersten Geschwindigkeit keine virtuelle Reibung ermittelt bzw. Kompensationslast aufgeprägt bzw. eine von der ersten virtuellen Reibung verschiedene, insbesondere schwächere, virtuelle Reibung ermittelt bzw. eine von der ersten Kompensationslast verschiedene, insbesondere schwächere, Kompensationslast aufgeprägt.
- - In the first operating mode at the first speed, a first virtual friction determined or imprinted a first compensation load and
- in the second operating mode at the (same) first speed, no virtual friction is determined or impressed compensation load or different from the first virtual friction, in particular weaker, virtual friction or impressed on the first compensation load different, in particular weaker, compensation load ,
In einer Ausführung ist bzw. wird, insbesondere manuell bzw. aktiv, zwischen
- - dem ersten Betriebsmodus,
- - einer ersten Betriebsart des zweiten Betriebsmodus, in dem für das Gelenk bei der ersten Geschwindigkeit eine von der ersten Reibungskompensation verschiedene andere erste Reibungskompensation durchgeführt,
- - insbesondere eine von der ersten virtuellen Reibung verschiedene andere erste virtuelle Reibung ermittelt bzw. eine von der ersten Kompensationslast verschiedene andere erste Kompensationslast aufgeprägt,
- - einer zweiten Betriebsart des zweiten Betriebsmodus umschaltbar bzw. umgeschaltet, in dem für das Gelenk bei der ersten Geschwindigkeit eine von der ersten und anderen ersten Reibungskompensation verschiedene, insbesondere zu der anderen ersten Reibungskompensation gegensinnige, weitere erste Reibungskompensation durchgeführt,
- - insbesondere von der ersten und anderen ersten virtuellen Reibung verschiedene, insbesondere zu der anderen ersten virtuellen Reibung gegensinnige, weitere erste virtuelle Reibung ermittelt bzw. eine von der ersten und anderen ersten Kompensationslast verschiedene, insbesondere zu der anderen ersten Kompensationslast gegensinnige, weitere erste Kompensationslast aufgeprägt
- the first operating mode,
- a first operating mode of the second operating mode in which a first friction compensation different from the first friction compensation is carried out for the joint at the first speed,
- in particular, determines a different first virtual friction from the first virtual friction or imposes a different first compensation load from the first compensation load,
- a second operating mode of the second operating mode can be switched over or switched over in which a further first frictional compensation, different from the first and other first frictional compensation and in particular opposite to the other first frictional compensation, is carried out for the joint at the first speed,
- - Determined in particular by the first and other first virtual friction different, in particular to the other first virtual friction in opposite, further first virtual friction or impressed on the first and other first compensation load different, in particular to the other first compensation load in opposite directions, another first compensation load
Somit kann in einer Ausführung durch das Umschalten zwischen der ersten und zweiten Betriebsart eine Richtung der (anzunehmenden bzw. zu kompensierenden) Reibung bzw. der Bewegung des Gelenks vorgegeben und so insbesondere bei einem Bewegungsstart bzw. kleinen Geschwindigkeiten eine (noch) vorteilhafte(re) Reibungskompensation durchgeführt werden.Thus, in one embodiment, by switching over between the first and second operating modes, a direction of the (assumed or to be compensated) friction or the movement of the joint is predetermined, and thus a (still) advantageous (re), especially at a start of movement or low speeds. Friction compensation can be performed.
In einer Ausführung wird für das (jeweilige) Gelenk bei einer oder mehreren zweiten Geschwindigkeiten des Gelenks in dem ersten Betriebsmodus (jeweils) eine von der ersten Reibungskompensation verschiedene zweite Reibungskompensation durchgeführt, in einer Ausführung (jeweils) eine zweite virtuelle Reibung ermittelt bzw. (jeweils) eine zweite Kompensationslast aufgeprägt. In einer Weiterbildung wird für das (jeweilige) Gelenk bei einer oder mehreren gegenüber der ersten Geschwindigkeit höheren zweiten Geschwindigkeiten des Gelenks in dem ersten Betriebsmodus (jeweils) eine gegenüber der ersten Reibungskompensation stärkere zweite Reibungskompensation durchgeführt, in einer Ausführung (jeweils) eine gegenüber der ersten virtuellen Reibung stärkere zweite virtuelle Reibung ermittelt bzw. (jeweils) eine gegenüber der ersten Kompensationslast stärkere zweite Kompensationslast aufgeprägt, und zusätzlich bei einer oder mehreren gegenüber der ersten Geschwindigkeit niedrigeren zweiten Geschwindigkeiten des Gelenks in dem ersten Betriebsmodus ebenfalls (jeweils) eine gegenüber der ersten Reibungskompensation stärkere zweite Reibungskompensation durchgeführt, in einer Ausführung (jeweils) eine gegenüber der ersten virtuellen Reibung stärkere zweite virtuelle Reibung ermittelt bzw. (jeweils) eine gegenüber der ersten Kompensationslast stärkere zweite Kompensationslast aufgeprägt.In one embodiment, a second friction compensation different from the first friction compensation is carried out for the (respective) joint at one or more second speeds of the joint in the first operating mode (in each embodiment) a second virtual friction is determined (respectively) ) imprinted a second compensation load. In a further development, a second friction compensation, which is stronger than the first friction compensation, is performed for the (respective) joint at one or more second velocities of the joint higher in the first operating mode than in the first speed; in one embodiment (one) one opposite the first one In addition, at one or more lower second velocities of the joint in the first operating mode than one of the first and second velocities of the joint in the first operating mode, one (also) one against the first friction compensation performed stronger second friction compensation, in one embodiment (each) determines a relation to the first virtual friction stronger second virtual friction and (respectively) one with respect to the first compensation load strength re second compensation load imprinted.
Hierdurch kann in einer Ausführung sowohl eine viskose als auch eine Stribeck-Reibung nachgebildet und damit die Reibung besser kompensiert werden. As a result, in one embodiment, both a viscous and a Stribeck friction modeled and thus the friction can be better compensated.
Zusätzlich oder alternativ wird in einer Ausführung in dem zweiten Betriebsmodus für das (jeweilige) Gelenk bei der bzw. einer oder mehreren der zweiten Geschwindigkeiten jeweils) keine oder eine von der (jeweiligen) zweiten Reibungskompensation verschiedene Reibungskompensation durchgeführt, insbesondere keine bzw. eine von der (jeweiligen) zweiten virtuellem Reibung verschiedene virtuelle Reibung ermittelt bzw. eine von der (jeweiligen) zweiten Kompensationslast verschiedene Kompensationslast aufgeprägt, in einer Ausführung
- - in der ersten Betriebsart eine von der (jeweiligen) zweiten Reibungskompensation verschiedene andere zweite Reibungskompensation, insbesondere die andere erste Reibungskompensation, durchgeführt,
- - insbesondere eine von der (jeweiligen) zweiten virtuellen Reibung verschiedene andere zweite virtuelle Reibung ermittelt bzw. eine von der (jeweiligen) zweiten Kompensationslast verschiedene andere zweite Kompensationslast aufgeprägt,
- - in der zweiten Betriebsart eine von der (jeweiligen) zweiten und anderen zweiten Reibungskompensation verschiedene weitere zweite Reibungskompensation, insbesondere die weitere erste Reibungskompensation, durchgeführt,
- - insbesondere eine von der (jeweiligen) zweiten und anderen zweiten virtuellen Reibung verschiedene weitere zweite virtuelle Reibung ermittelt bzw. eine von der (jeweiligen) zweiten und anderen zweiten Kompensationslast verschiedene weitere zweite Kompensationslast aufgeprägt.
- in the first operating mode, a different second friction compensation, in particular the other first friction compensation, different from the (respective) second friction compensation,
- in particular determines a different second virtual friction different from the (respective) second virtual friction or imposes a different second compensation load different from the (respective) second compensation load,
- in the second operating mode, a further second friction compensation different from the (respective) second and other second friction compensation, in particular the further first friction compensation, is carried out,
- - Specifically determines one of the (respective) second and other second virtual friction different further second virtual friction or impressed on the (respective) second and other second compensation load different further second compensation load.
Hierdurch kann in einer Ausführung durch das Umschalten zwischen der ersten und zweiten Betriebsart eine wenigstens abschnittsweise konstante Reibkompensation in unterschiedlichen Richtungen vorgegeben und so insbesondere bei einem Bewegungsstart bzw. kleinen Geschwindigkeiten eine (noch) vorteilhafte(re) Reibungskompensation durchgeführt werden.As a result, in one embodiment, by switching over between the first and second operating modes, an at least partially constant friction compensation is predetermined in different directions, and thus a (still) advantageous (re) frictional compensation can be carried out, in particular at a start of movement or low speeds.
In einer Ausführung wird für das (jeweilige) Gelenk bei wenigstens einer von der ersten Geschwindigkeit verschiedenen anderen Geschwindigkeit des Gelenks in dem ersten und zweiten Betriebsmodus dieselbe Reibungskompensation durchgeführt, insbesondere ab einem vorgegebenen Mindestbetrag der Geschwindigkeit des Gelenks in dem ersten und zweiten Betriebsmodus jeweils dieselbe Reibungskompensation durchgeführt, insbesondere also (jeweils) dieselbe virtuelle Reibung ermittelt bzw. dieselbe Kompensationslast aufgeprägt.In one embodiment, the same friction compensation is performed for the (respective) joint at at least one different speed of the joint from the first speed in the first and second operating modes, in each case from a predetermined minimum speed of the joint in the first and second operating modes each same friction compensation performed, ie in particular (respectively) determines the same virtual friction or imprinted the same compensation load.
Hierdurch kann in einer Ausführung die Reibungskompensation außerhalb des durch den Mindestbetrag vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs automatisch unabhängig von der Wahl des Betriebsmodus erfolgen bzw. durchgeführt werden und so insbesondere in höheren Geschwindigkeitsbereichen auf einer erfassten Geschwindigkeit des Gelenks basieren, wodurch die Reibungskompensation (weiter) verbessert werden kann.As a result, in one embodiment, the friction compensation outside the predetermined speed range by the minimum amount can be carried out automatically regardless of the choice of operating mode and thus based on a detected speed of the joint, especially in higher speed ranges, whereby the friction compensation (further) can be improved.
In einer Ausführung wird/werden bzw. ist/sind eine oder mehrere der vorstehend genannten Reibungskompensationen, insbesondere virtuellen Reibungen bzw. Kompensationslasten, insbesondere -kräfte bzw. -momente, (jeweils) empirisch, insbesondere mittels Variation von Parametern einer Näherungsfunktion T(ω), vorgegeben, welche in einer Weiterbildung einen linear von der Geschwindigkeit ω des Gelenk abhängigen Anteil K1·ω, einen Anteil K21·tanh(K22·ω), der vom Hyperbeltangens einer linearen Funktion K22·ω der Geschwindigkeit abhängt, und/oder einen Anteil K31·exp(-K32·ω2)·K33·ω aufweist, der von der natürlichen Exponentialfunktion einer quadratischen Funktion -K32·ω2 der Geschwindigkeit und von einer linearen Funktion K33·ω der Geschwindigkeit abhängt (T(ω) = K1·ω + K21·tanh(K22·ω) + K31·exp(-K32·ω2)·K33·ω; K1,..., K33 ≥ 0).In one embodiment, one or more of the aforementioned friction compensations, in particular virtual friction or compensation loads, in particular forces or moments, is / are empirical, in particular by variation of parameters of an approximation function T (ω). , given, which in a development a linearly dependent on the speed ω of the joint portion K 1 · ω, a proportion K 21 · tanh (K 22 · ω), which depends on the hyperbolic tangent of a linear function K 22 · ω of the velocity, and / or has a fraction K 31 · exp (-K 32 · ω 2 ) · K 33 · ω, which depends on the natural exponential function of a quadratic function -K 32 · ω 2 of the velocity and on a linear function K 33 · ω of the velocity depends on (T (ω) = K 1 · ω + K 21 · tanh (K 22 · ω) + K 31 · exp (-K 32 · ω 2 ) · K 33 · ω; K 1 , ..., K 33 ≥ 0).
Es hat sich überraschend herausgestellt, dass hierdurch die Reibungskompensation (weiter) verbessert werden kann.It has surprisingly been found that in this way the friction compensation can be (further) improved.
Zusätzlich oder alternativ ist/sind eine oder mehrere der vorstehend genannten Reibungskompensationen, insbesondere virtuellen Reibungen bzw. Kompensationslasten, (jeweils) unabhängig von einer erfassten Gelenklast, insbesondere -kraft bzw. -moment. Mit anderen Worten wird die vorliegende Erfindung mit besonderem Vorteil zur Reibungskompensationen bei Robotergelenken ohne Gelenklast-, insbesondere -kraft- bzw. -momentensensor verwendet, da dieser hierbei eine besondere Bedeutung zukommt.Additionally or alternatively, one or more of the above-mentioned friction compensations, in particular virtual friction or compensation loads, are (in each case) independent of a detected joint load, in particular force or moment. In other words, the present invention is used with particular advantage for friction compensations in robot joints without joint load, in particular force or torque sensor, since this is of particular importance.
In einer Ausführung ist bzw. wird zwischen dem ersten und zweiten Betriebsmodus, insbesondere zwischen dem ersten Betriebsmodus und der ersten und zweiten Betriebsart des zweiten Betriebsmodus, mithilfe eines Umschaltmittels umschaltbar bzw. umgeschaltet, welches in einer Weiterbildung an dem Roboter, insbesondere dem (jeweiligen) Gelenk, oder einer, insbesondere tragbaren, Eingabevorrichtung zum Steuern, insbesondere Programmieren, des Roboters angeordnet und/oder hard- oder softwaretechnisch ausgebildet ist, in einer Ausführung einen physischen oder Softwareschalter aufweist, insbesondere ein solcher ist.In one embodiment, switching between the first and second operating modes, in particular between the first operating mode and the first and second operating modes of the second operating mode, is possible by means of a switching means which, in a development, is connected to the robot, in particular the (respective) Joint, or one, in particular portable, input device for controlling, in particular programming, the robot arranged and / or hardware or software technology is formed in one Execution has a physical or software switch, in particular one such.
Hierdurch kann in einer Ausführung das manuelle bzw. aktive Umschalten und damit die Bedienung, insbesondere eine Handführung, des Roboters verbessert werden. Entsprechend wird die vorliegende Erfindung mit besonderem Vorteil beim Handführen von Robotern bzw. des (jeweiligen) Gelenks verwendet.As a result, in one embodiment, the manual or active switching and thus the operation, in particular a manual, of the robot can be improved. Accordingly, the present invention is used with particular advantage in handling robots or the (respective) joint.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein System, insbesondere hard- und/oder software-, insbesondere programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet und/oder weist ein bzw. das Umschaltmittel zum, insbesondere manuellen bzw. aktiven, Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Betriebsmodus, in einer Ausführung zum, insbesondere manuellen bzw. aktiven, Umschalten zwischen dem ersten Betriebsmodus und der ersten und zweiten Betriebsart auf.According to one embodiment of the present invention, a system, in particular hardware and / or software, in particular program technology, configured for carrying out a method described herein and / or has one or the switching means for, in particular manual or active, switching between the first and second operating mode, in an embodiment for, in particular manual or active, switching between the first operating mode and the first and second operating modes.
In einer Ausführung weist das System bzw. sein(e) Mittel auf:
- Mittel zum Durchführen der ersten Reibungskompensation für das (jeweilige) Gelenk des Roboters in dem ersten Betriebsmodus bei der ersten Geschwindigkeit und keiner oder einer von der ersten Reibungskompensation verschiedenen Reibungskompensation in dem zweiten Betriebsmodus für dieses Gelenk bei der ersten Geschwindigkeit;
- Mittel zum Durchführen der anderen ersten Reibungskompensation in der ersten Betriebsart des zweiten Betriebsmodus für das (jeweilige) Gelenk bei der ersten Geschwindigkeit und der weiteren ersten Reibungskompensation in der zweiten Betriebsart des zweiten Betriebsmodus für das (jeweilige) Gelenk bei der ersten Geschwindigkeit;
- Mittel zum Durchführen der (jeweiligen) zweiten Reibungskompensation für das (jeweilige) Gelenk bei der wenigstens einen zweiten Geschwindigkeit des Gelenks in dem ersten Betriebsmodus;
- Mittel zum Durchführen keiner oder (je) einer von der (jeweiligen) zweiten Reibungskompensation verschiedenen Reibungskompensation in dem zweiten Betriebsmodus, insbesondere der (jeweiligen) anderen zweiten Reibungskompensation in der ersten Betriebsart und der (jeweiligen) weiteren zweiten Reibungskompensation in der zweiten Betriebsart;
- Mittel zum Durchführen derselben Reibungskompensation für das (jeweilige) Gelenk bei wenigstens einer von der ersten Geschwindigkeit verschiedenen anderen Geschwindigkeit des Gelenks in dem ersten und zweiten Betriebsmodus, insbesondere zum Durchführen jeweils derselben Reibungskompensation in dem ersten und zweiten Betriebsmodus ab einem vorgegebenen Mindestbetrag; und/oder Mittel zum Ermitteln einer virtuellen Reibung und/oder zum Aufprägen einer Kompensationslast.
- Means for performing the first frictional compensation for the (respective) joint of the robot in the first mode of operation at the first speed and none or one of the first frictional compensation different frictional compensation in the second mode of operation for that joint at the first speed;
- Means for performing the other first frictional compensation in the first operating mode of the second mode of operation for the (respective) joint at the first speed and the further first frictional compensation in the second operating mode of the second operating mode for the (respective) joint at the first speed;
- Means for performing the (respective) second frictional compensation for the (respective) hinge at the at least one second speed of the hinge in the first mode of operation;
- Means for performing neither or (each) one of the (respective) second friction compensation different friction compensation in the second operating mode, in particular the (other) other second friction compensation in the first mode and the (each) further second friction compensation in the second mode;
- Means for performing the same friction compensation for the (respective) joint at at least one of the first speed different speed of the joint in the first and second operating mode, in particular for performing each same friction compensation in the first and second operating modes from a predetermined minimum amount; and / or means for determining a virtual friction and / or for impressing a compensation load.
Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den Roboter steuern kann. Ein Computerprogrammprodukt kann in einer Ausführung ein, insbesondere nichtflüchtiges, Speichermedium zum Speichern eines Programms bzw. mit einem darauf gespeicherten Programm aufweisen, insbesondere sein, wobei ein Ausführen dieses Programms ein System bzw. eine Steuerung, insbesondere einen Computer, dazu veranlasst, ein hier beschriebenes Verfahren bzw. einen oder mehrere seiner Schritte auszuführen.A means in the sense of the present invention may be designed in terms of hardware and / or software, in particular a data or signal-connected, preferably digital, processing, in particular microprocessor unit (CPU) and / or a memory and / or bus system or multiple programs or program modules. The CPU may be configured to execute instructions implemented as a program stored in a memory system, to capture input signals from a data bus, and / or to output signals to a data bus. A storage system may comprise one or more, in particular different, storage media, in particular optical, magnetic, solid state and / or other non-volatile media. The program may be such that it is capable of embodying or executing the methods described herein, so that the CPU may perform the steps of such methods, and thus, in particular, control the robot. In one embodiment, a computer program product may have, in particular, a storage medium for storing a program or a program stored thereon, in particular non-volatile memory, wherein execution of this program causes a system or a controller, in particular a computer, to perform a described here Execute method or one or more of its steps.
In einer Ausführung werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch das System bzw. sein(e) Mittel. In einer Ausführung weist das System den Roboter auf.In one embodiment, one or more, in particular all, steps of the method are completely or partially automated, in particular by the system or its (e) means. In one embodiment, the system includes the robot.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
-
1 : ein System zum Steuern eines Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; -
2 : Verfahren zum Steuern des Roboters nach Ausführungen der vorliegenden Erfindung; und -
3 : eine Näherungsfunktion zur Approximation einer Reibung.
-
1 a system for controlling a robot according to an embodiment of the present invention; -
2 : Method for controlling the robot according to embodiments of the present invention; and -
3 : an approximation function to approximate a friction.
Der mobile Roboter
Diese Zusatzachsen
In einem Verfahrensschritt
Ist dies nicht der Fall (
Deren Parameter Parameter K1,..., K33 wurden vorab empirisch derart ermittelt, dass sie Messwerte, die in
Man erkennt in
Bei betätigtem Schalter
Man erkennt, dass in einem ersten Betriebsmodus (
Man erkennt weiter, dass in dem ersten Betriebsmodus für das Gelenk bei einer höheren bzw. schnelleren zweiten Geschwindigkeit
Man erkennt weiterhin, dass ab einem vorgegebenen Mindestbetrag Δ/2 der Geschwindigkeit des Gelenks in dem ersten und zweiten Betriebsmodus jeweils dieselbe Reibungskompensation durchgeführt, insbesondere jeweils dieselbe virtuelle Reibung ermittelt bzw. dasselbe Kompensationsmoment aufgeprägt wird, insbesondere also bei einer von der ersten Geschwindigkeit
In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung, die zusammen mit der vorstehend erläuterten Ausführung in den
Bei nicht betätigtem Wippschalter
Ist bzw. wird der Wippschalter
In dieser wird in dem Geschwindigkeitsbereich Δ die Reibung durch ein konstantes Drehmoment kompensiert, außerhalb des Geschwindigkeitsbereichs Δ hingegen wie bei unbetätigtem Schalter bzw. wie in Schritt
Ist bzw. wird der Wippschalter
In dieser wird in dem Geschwindigkeitsbereich Δ die Reibung durch ein gegensinniges konstantes Drehmoment kompensiert, außerhalb des Geschwindigkeitsbereichs Δ hingegen wie bei unbetätigtem Schalter bzw. wie in Schritt
Man erkennt, dass in dem ersten Betriebsmodus (
Man erkennt weiter, dass in dem ersten Betriebsmodus für das Gelenk bei einer höheren bzw. schnelleren zweiten Geschwindigkeit
Man erkennt weiterhin, dass ab einem vorgegebenen Mindestbetrag Δ/2 der Geschwindigkeit des Gelenks in dem ersten und zweiten Betriebsmodus jeweils dieselbe Reibungskompensation durchgeführt, insbesondere jeweils dieselbe virtuelle Reibung ermittelt bzw. dasselbe Kompensationsmoment aufgeprägt wird, insbesondere also bei einer von der ersten Geschwindigkeit
Für den Schalter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Roboterrobot
- 1111
- Roboterarmrobot arm
- 1212
- Säulepillar
- 1313
- BasisBase
- 22
- Steuerungcontrol
- 3,43.4
- Schaltercounter
Claims (10)
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