DE102018208934B4

DE102018208934B4 - Adaptives Verfahren zum Steuern eines elektrischen Greifers sowie der elektrische Greifer

Info

Publication number: DE102018208934B4
Application number: DE102018208934.5A
Authority: DE
Inventors: Jonus Liu; Chia-Yu Hu
Original assignee: Hiwin Technologies Corp
Current assignee: Hiwin Technologies Corp
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2038-06-07
Also published as: DE102018208934A1; KR20200067998A; JP6687677B2; TWI663031B; TW201927495A; JP2019104101A; KR102179159B1

Abstract

Ein adaptives Steuerungsverfahren für einen elektrischen Greifer, auszuführen durch den elektrischen Greifer umfassend ein Greifmodul (3) sowie ein Steuermodul (2), das eine Steuerspannung zum Steuern von Handlungen erzeugt, die durch das Greifmodul (3) auszuführen sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
(a) Speichern, durch das Steuermodul (2), einer N Anzahl von unterschiedlichen Geschwindigkeits-Einstellwerten, wobei es sich bei N um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht kleiner als zwei ist,
(b) Festlegen, durch das Steuermodul (2), eines i-ten Geschwindigkeits-Einstellwerts als Soll-Geschwindigkeitswert, wobei es sich bei i um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht größer als N ist und bei eins beginnt,
(c) Abfragen, durch das Steuermodul (2), eines mit der Steuerspannung in Verbindung stehenden Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3), zum Ermitteln einer Vielzahl von Blockierschutz-Werten (Stall Guard Values; SGVs), wenn das Greifmodul (3) eine erste Handlung ausführt, wobei es sich um eine der Handlungen in einem Beharrungszustand handelt, im Verlauf dessen das Greifmodul (3) die besagte Handlung mit einer Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht,
(d) Ermitteln, durch das Steuermodul (2), eines durchschnittlichen SGV aus den SGVs, wobei dieser dem Soll-Geschwindigkeitswert und der ersten Handlung entspricht, und
(e) Wiederholen, durch das Steuermodul (2), die Schritte (b) bis (d) mit einem Wert i, der um eins erhöht ist, wenn durch das Steuermodul (2) festgestellt wird, dass i ungleich N ist, und Berechnen, durch das Steuermodul, eines Blockierschutz-Grenzwerts (Stall Guard Threshold; SGT) für jeden Geschwindigkeits-Einstellwert, der als Soll-Geschwindigkeitswert festgelegt wurde, auf Basis des durchschnittlichen SGV und einer vorbestimmten SGV-Abweichung, die vorab in Übereinstimmung mit dem Geschwindigkeits-Einstellwert und der ersten Handlung ermittelt wurde, wenn durch das Steuermodul (2) festgestellt wird, dass i gleich N ist, wobei bei Ausführung dieser ersten Handlung das Rückführ-Spannungssignal abgefragt wurde, um die Vielzahl von SGVs zu ermitteln, wobei der elektrische Greifer anschließend auf Basis dieses SGT angesteuert wird,
wobei Schritt (c) die folgenden Unterschritte umfasst:
(c-1) Ausgeben der Steuerspannung in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert von dem Steuermodul (2) an das Greifmodul (3), so dass dieses die erste Handlung ausführt,
(c-2) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob das Greifmodul (2) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt und erneutes Durchführen von Schritt (c-1), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung nicht mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt,
(c-3) Abfragen, durch das Steuermodul (2), des Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3) im Beharrungszustand, um einen der SGVs zu ermitteln, und Speichern des besagten SGV im Steuermodul (2), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, und
(c-4) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob eine Greifposition des Greifmoduls (3) mit einer ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, die das Greifmodul (3) voraussichtlich erreichen wird, wenn es durch die Steuerspannung so angesteuert wird, dass es die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, erneutes Ausführen des Unterschritts (c-1), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition nicht mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, und Fortfahren mit Schritt (d), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt.

Description

Die Offenbarung bezieht sich auf ein adaptives Steuerungsverfahren und insbesondere auf ein adaptives Steuerungsverfahren für einen elektrischen Greifer.
Zum Hintergrund der Erfindung ist auf verschiedene Druckschriften hinzuweisen. So offenbart die DE 10 2016 208 362 A1 ein Verfahren zum automatischen Steuern eines Industrieroboters. Aus der DE 10 2008 020 489 B4 ist ein Verfahren zum Ergreifen von Gegenständen mittels Greifwerkzeuge ohne Energie- und Signalzufuhr bekannt. Schließlich betrifft die DE 34 39 495 A1 eine attraktive Regeleinrichtung für einen Montageroboter mit elektronisch stellbarer Nachgiebigkeit.
Zur Steuerung eines elektrischen Greifers übermittelt ein Steuermodul ein Steuersignal an ein Greifmodul des elektrischen Greifers und steuert das Greifmodul so an, dass dieses eine Soll-Handlung mit einer Geschwindigkeit ausführt, die einem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht. Das Steuersignal wird jedoch üblicherweise vorab in dem Steuermodul gespeichert, also ohne Berücksichtigung von Faktoren, die den Betrieb des elektrischen Greifers in der Praxis beeinflussen können, wie z.B. eine Betriebstemperatur, Schwingungen von einer Plattform oder eine ungenaue Abschätzung der Abmessungen eines zu greifenden Objekts. Dies kann zu einer abnormalen Funktion oder eines Ausfalls des elektrischen Greifers führen, wenn das Greifmodul so angesteuert wird, dass es eine bestimmte Soll-Handlung mit einer Geschwindigkeit ausführt, die einem bestimmten Soll-Geschwindigkeitswert entspricht.
Daher ist es ein Ziel der Offenbarung, ein adaptives Steuerungsverfahren und einen elektrischen Greifer bereitzustellen, mit denen zuverlässig ein funktionsgerechter Betrieb des elektrischen Greifer auch bei ungünstigen Einfluss-Faktoren, wie sie oben genannt sind, zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch ein adaptives Steuerungsverfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst, das zur Ausführung durch den elektrischen Greifer umfassend ein Greifmodul dient. Das durch das Steuerverfahren kontrollierte Steuermodul erzeugt eine Steuerspannung zum Steuern von Handlungen, die von dem Greifmodul auszuführen sind. Das erfindungsgemäße adaptive Steuerungsverfahren umfasst die folgenden Schritte:

(a) Speichern, durch das Steuermodul, einer N Anzahl von unterschiedlichen Geschwindigkeits-Einstellwerten, wobei es sich bei N um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht kleiner als zwei ist,
(b) Festlegen, durch das Steuermodul, eines i-ten Geschwindigkeits-Einstellwerts als Soll-Geschwindigkeitswert, wobei es sich bei i um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht größer als N ist und bei eins beginnt,
(c) Abfragen, durch das Steuermodul, eines mit der Steuerspannung in Verbindung stehenden Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul, wenn das Greifmodul eine erste Handlung ausführt, wobei es sich um eine der Handlungen in einem Beharrungszustand handelt, in der das Greifmodul die besagte Handlung mit einer Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht, zum Ermitteln einer Vielzahl von Blockierschutz-Werten (Stall Guard Values, SGV);
(d) Ermitteln, durch das Steuermodul, eines durchschnittlichen SGV aus der Vielzahl von SGVs, der dem Soll-Geschwindigkeitswert und der ersten Handlung entspricht, und
(e) Wiederholen, durch das Steuermodul (2), die Schritte (b) bis (d) mit einem Wert i, der um eins erhöht ist, wenn durch das Steuermodul (2) festgestellt wird, dass i ungleich N ist, und Berechnen, durch das Steuermodul, für jeden Geschwindigkeits-Einstellwert, der als Soll-Geschwindigkeitswert festgelegt wurde, eines Blockierschutz-Grenzwertes (Stall Guard Threshold; SGT) auf Basis des durchschnittlichen SGV und einer vorbestimmten SGV-Abweichung, die vorab in Übereinstimmung mit dem Geschwindigkeits-Einstellwert und der ersten Handlung ermittelt wird, wenn durch das Steuermodul (2) festgestellt wird, dass i gleich N ist, wobei bei Ausführung dieser ersten Handlung das Rückführ-Spannungssignal abgefragt wurde, um die Vielzahl von SGVs zu ermitteln, wobei der elektrische Greifer anschließend auf Basis dieses Blockierschutz-Grenzwerts angesteuert wird.

Dabei umfasst Schritt (c) die folgenden Unterschritte:

(c-1) Ausgeben der Steuerspannung in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert von dem Steuermodul (2) an das Greifmodul (3), so dass dieses die erste Handlung ausführt,
(c-2) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob das Greifmodul (2) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt und erneutes Durchführen von Schritt (c-1), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung nicht mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt,
(c-3) Abfragen, durch das Steuermodul (2), des Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3) im Beharrungszustand, um einen der SGVs zu ermitteln, und Speichern des besagten SGV im Steuermodul (2), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, und
(c-4) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob eine Greifposition des Greifmoduls (3) mit einer ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, die das Greifmodul (3) voraussichtlich erreichen wird, wenn es durch die Steuerspannung so angesteuert wird, dass es die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, erneutes Ausführen des Unterschritts (c-1), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition nicht mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, und Fortfahren mit Schritt (d), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt

Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch einen elektrische n Greifer mit einem ein Greifmodul sowie einem Steuermodul gemäß Patentanspruch 7. Das Steuermodul ist so konfiguriert, dass es eine Steuerspannung erzeugt, die von dem Greifmodul ausführende Handlungen steuert. Das Steuermodul ist so konfiguriert, dass es eine N Anzahl von unterschiedlichen Geschwindigkeits-Einstellwerten speichert, wobei es sich bei N um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht kleiner als zwei ist. Das Steuermodul ist ferner so konfiguriert, dass es für jedes i einen i-ten Geschwindigkeits-Einstellwert als Soll-Geschwindigkeitswert festlegt, wobei es sich bei i um eine positive ganze Zahl von eins bis N mit einem Einser-Schritt handelt, ein Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul abfragt, wenn das Greifmodul eine der Handlungen in einem Beharrungszustand ausführt, d.h. das Greifmodul führt die jeweilige Handlung mit einer Geschwindigkeit aus, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht, zum Ermitteln einer Vielzahl von SGVs, wobei das Rückführ-Spannungssignal mit der Steuerspannung in Verbindung steht, einen durchschnittlichen SGV aus den SGVs ermittelt, der dem Soll-Geschwindigkeitswert und der ersten Handlung entspricht, und auf Basis des durchschnittlichen SGV und einer vorbestimmten SGV-Abweichung, die vorab in Übereinstimmung mit dem Geschwindigkeits-Einstellwert und der ersten Handlung ermittelt wird, einen SGT berechnet, wobei bei Ausführung dieser ersten Handlung das Rückführ-Spannungssignal abgefragt wurde, um die Vielzahl von SGVs zu ermitteln, wobei der elektrische Greifer anschließend auf Basis dieses SGT angesteuert wird.
Schließlich wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein weiteres adaptives Steuerungsverfahren gemäß Patentanspruch 8 gelöst, das durch den elektrischen Greifer umgesetzt wird, wobei dieser ein Greifmodul sowie ein Steuermodul umfasst, welches eine Steuerspannung zum Steuern von Handlungen erzeugt, die von dem Greifmodul auszuführen sind. Das adaptive Steuerungsverfahren umfasst die folgenden Schritte:

(a) Speichern, durch das Steuermodul, einer N Anzahl von unterschiedlichen Geschwindigkeits-Einstellwerten in dem Steuermodul, wobei es sich bei N um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht kleiner als zwei ist,
(b) Festlegen, durch das Steuermodul, eines der Geschwindigkeits-Einstellwerte als Soll-Geschwindigkeitswert,
(c) Abfragen, durch das Steuermodul, eines Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul, wobei ersteres mit der Steuerspannung in Verbindung steht, zur Ermittlung einer Vielzahl von Blockierschutzwerten (Stall Guard Values; SGV), wenn das Greifmodul eine der Handlungen in einem Beharrungszustand ausführt, d.h. des Greifmodul führt die besagte Handlung mit der Geschwindigkeit aus, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht,
(d) Ermitteln, durch das Steuermodul, eines durchschnittlichen SGV aus den SGVs, der dem Soll-Geschwindigkeitswert und der besagten Handlung entspricht, und
(e) Berechnen, durch das Steuermodul, eines Blockierschutz-Schwellenwerts (Stall Guard Threshold; SGT) auf Basis des durchschnittlichen SGV und einer vorbestimmten SGV-Abweichung, die vorab in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert und der ersten Handlung ermittelt wird, wobei bei Ausführung dieser ersten Handlung das Rückführ-Spannungssignal abgefragt wurde, um die Vielzahl von SGVs zu ermitteln, wobei der elektrische Greifer anschließend auf Basis dieses Blockierschutz-Grenzwerts (SGT) angesteuert wird, wobei Schritt (c) die folgenden Unterschritte umfasst:
- (c-1) Ausgeben der Steuerspannung in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert von dem Steuermodul (2) an das Greifmodul (3), so dass dieses die erste Handlung ausführt,
- (c-2) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob das Greifmodul (2) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt und erneutes Durchführen von Schritt (c-1), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung nicht mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt,
- (c-3) Abfragen, durch das Steuermodul (2), des Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3) im Beharrungszustand, um einen der SGVs zu ermitteln, und Speichern des besagten SGV im Steuermodul (2), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, und
- (c-4) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob eine Greifposition des Greifmoduls (3) mit einer ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, die das Greifmodul (3) voraussichtlich erreichen wird, wenn es durch die Steuerspannung so angesteuert wird, dass es die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, erneutes Ausführen des Unterschritts (c-1), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition nicht mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, und Fortfahren mit Schritt (d), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Offenbarung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Hinblick auf die beigefügten Zeichnungen. Hierbei zeigen:

1 ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Ausführungsform eines elektrischen Greifers gemäß der Offenbarung,
2A bis 2D in Kombination miteinander ein Ablaufschema einer Ausführungsform eines Zurücksetzungs-Vorgangs für ein adaptives Steuerungsverfahren gemäß der Offenbarung,
3 ein Schema zur Darstellung einer Ausführungsform eines Rückführ-Spannungssignals aus einem Greifmodul, wobei dieses unterschiedliche Handlungen bei unterschiedlichen Geschwindigkeits-Einstellwerten ausführt,
4 ein Schema zur Darstellung einer Ausführungsform des Rückführ-Spannungssignals umfassend einen Übergangs-Teilbereich sowie einen Beharrungs-Teilbereich,
5A und 5B in Kombination miteinander ein Ablaufschema einer Ausführungsform eines Betriebsablaufs des adaptiven Steuerungsverfahrens gemäß der Offenbarung,
6 ein Schema zur Darstellung von Ausführungsformen des Rückführ-Spannungssignals sowie eine Obergrenze und eine Untergrenze für den Blockierschutz-Grenzwert (SGT),
7 ein Schema zur Darstellung einer Ausführungsform einer Ist-Geschwindigkeit eines Greifmoduls des elektrischen Greifers, der so angesteuert wird, dass er eine erste Handlung mit einer Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht, und
8 ein Schema zur Darstellung einer Ausführungsform einer Greifposition des Greifmoduls des elektrischen Greifers, der so angesteuert wird, dass er die erste Handlung mit der Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht und voraussichtlich eine erste vorbestimmte Position erreicht.

Bevor die Offenbarung genauer beschrieben wird, soll darauf hingewiesen werden, dass in den Figuren gegebenenfalls gleiche Bezugsziffern oder gleiche Endabschnitte von Bezugsziffern verwendet werden, um entsprechende oder analoge Elemente zu kennzeichnen, die evtl. ähnliche Eigenschaften aufweisen können.
Bezugnehmend auf 1 wird eine Ausführungsform eines elektrischen Greifers gemäß dieser Offenbarung dargestellt. Der elektrische Greifer umfasst ein Steuermodul 2 sowie ein Greifmodul 3. In dieser Ausführungsform ist das Greifmodul 3 so ausgebildet, dass es eine aus einer Vielzahl von Handlungen ausgewählte Handlung ausführt, wobei diese in dieser Ausführungsform eine erste Handlung (z.B. das Öffnen des elektrischen Greifers) sowie eine zweite Handlung (z.B. das Schließen des elektrischen Greifers) umfassen.
Das Steuermodul 2 ist dazu ausgelegt, eine Steuerspannung zu ermitteln und die Steuerspannung an das Greifmodul 3 auszugeben, um die von dem Greifmodul 3 auszuführenden Handlungen zu steuern. Das Steuermodul 2 ist dazu ausgelegt, eine N Anzahl von unterschiedlichen Geschwindigkeits-Einstellwerten zu speichern, wobei es sich bei N um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht kleiner als zwei ist. Das Steuermodul 2 ist dazu ausgelegt, einen i-ten Geschwindigkeits-Einstellwert als Soll-Geschwindigkeitswert festzulegen, wobei es sich bei i um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht größer als N ist und bei eins beginnt. Das Steuermodul ist dazu ausgelegt, ein Rückführ-Spannungssignal (wie in 4 dargestellt) aus dem Greifmodul abzufragen, wenn das Greifmodul 3 die erste aus den Handlungen ausgewählte Handlung in einem Beharrungszustand ausführt, um so eine Vielzahl von Blockierschutzwerten (SGVs) zu ermitteln.
In dieser Schrift ist der Beharrungszustand einer Handlung als ein Zustand definiert, während dem das Greifmodul 3 die Handlung mit einer Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht. In einer Ausführungsform entspricht die Steuerspannung der elektrischen Energie, die dem Greifmodul 3 von dem Steuermodul 2 bereitgestellt wird, und bei dem Rückführ-Spannungssignal handelt es sich um ein zeitlich variierendes Spannungssignal, das von dem Steuermodul 2 aus einer von dem Greifmodul 3 zurückgeführten mechanischen Kraft umgewandelt wird, während das Greifmodul 3 von der Steuerspannung so angesteuert wird, das es eine der Handlungen mit einer Geschwindigkeit ausführt, die einem der Geschwindigkeits-Einstellwerte entspricht.
3 zeigt eine Ausführungsform des Rückführ-Spannungssignals, das aus dem Greifmodul 3 stammt, während dieses die erste und zweite Handlung mit der Geschwindigkeit ausführt, die den unterschiedlichen Geschwindigkeits-Einstellwerten entspricht. Beispielsweise stellt ein am oberen Ende mit „I“ gekennzeichneter Teil einer Wellenform das Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul 3 dar, wenn dieses die erste Handlung mit einem Geschwindigkeits-Einstellwert von 1 mm/sec ausführt, während ein weiterer, am oberen Ende mit „II“ gekennzeichneter Teil der Wellenform das Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul 3 darstellt, wenn dieses die zweite Handlung mit dem Geschwindigkeits-Einstellwert von 1 mm/sec ausführt. Gleichermaßen wiederum stellt ein weiterer, am oberen Ende mit „III“ gekennzeichneter Teil der Wellenform das Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul 3 dar, wenn dieses die erste Handlung mit einem Geschwindigkeits-Einstellwert von 2 mm/sec ausführt, und schließlich stellt ein weiterer, am oberen Ende mit „IV“ gekennzeichneter Teil der Wellenform das Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul 3 dar, wenn dieses die zweite Handlung mit einem Geschwindigkeits-Einstellwert von 2 mm/sec ausführt.
Das Steuermodul ist dazu ausgelegt, aus den SGVs einen durchschnittlichen SGV zu berechnen, der dem Soll-Geschwindigkeitswert und der jeweiligen Handlung, die gerade ausgeführt wird, entspricht. Das Steuermodul 2 ist dazu ausgelegt, die Festlegung des i-ten Geschwindigkeits-Einstellwerts als Soll-Geschwindigkeitswert, das Abfragen des Rückführ-Spannungssignals und die Berechnung des Durchschnittswertes aus den SGVs für alle Zahlen i von eins bis N in Einserschritten zu wiederholen. Wird durch das Steuermodul 2 festgestellt, dass i gleich N ist, so ist das Steuermodul 2 dazu ausgelegt, für jeden der als Soll-Geschwindigkeitswert festgelegten Geschwindigkeits-Einstellwerte einen Blockierschutz-Schwellenwert (Stall Guard Threshold; SGT) auf Basis des durchschnittlichen SGV und einer vorbestimmten SGV-Abweichung zu berechnen, wobei letztere vorab in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert und der ersten Handlung, im Laufe derer das Rückführ-Spannungssignal zur Ermittlung der SGVs abgefragt wurde, ermittelt wird. Der elektrische Greifer wird anschließend auf Basis des SGT angesteuert. In dieser Ausführungsform liegt der SGT als Schwellenwert für das Rückführ-Spannungssignal vor, so dass das Steuermodul 2 den Betrieb des Greifmoduls 3 unterbricht, wenn durch das Steuermodul 2 festgestellt wird, dass das Rückführ-Spannungssignal mit dem SGT übereinstimmt. Wie in 6 dargestellt, liegt der SGT zwischen einer Spannungswert-Obergrenze SGT_H und einer Spannungswert-Untergrenze SGT_L. Zusätzlich handelt es sich bei dem SGT um einen Betriebsparameter, der dazu dient, den elektrischen Greifer so anzusteuern, dass dieser eine gewünschte Handlung mit genau der Geschwindigkeit ausführt, die einem gewünschten Geschwindigkeitswert entspricht. Die praktische Ausführung des SGT ist jedoch nicht auf diese Offenbarung beschränkt.
In dieser Ausführungsform handelt es sich bei dem Steuermodul 2 und dem Greifmodul 3 um zwei getrennte Module; in anderen Ausführungsformen kann das Steuermodul 2 in das Greifmodul 3 integriert sein, wobei die jeweiligen Ausführungen nicht auf die hierin offenbarte Lehre beschränkt sind.
Genauer gesagt umfasst das Steuermodul 2 ein Steuergerät 21, ein elektrisch mit dem Steuergerät 21 verbundenes Antriebsgerät 22, einen elektrisch mit dem Steuergerät 21 verbundenen Speicher 23 sowie ein elektrisch mit dem Steuergerät 21 verbundenes Sende-Empfangsgerät 24. Das Greifmodul 3 umfasst einen elektrisch mit dem Antriebsgerät 22 verbundenen Motor 31, einen mit dem Motor 31 gekoppelten Greifer 32 sowie einen elektrisch mit dem Motor 31 und dem Steuergerät 21 verbundenen Positionsgeber 33. Das Antriebsgerät 22 ist dazu ausgelegt, den Motor 31 anzutreiben, der wiederum den Greifer 32 so ansteuert, dass dieser die erste Handlung oder die zweite Handlung ausführt, auf Basis der von dem Motor 31 zurückgeführten mechanischen Kraft das Rückführ-Spannungssignal zu erzeugen und die Rückführ-Spannung an das Steuergerät 21 zu übermitteln. In dieser Ausführungsform handelt es sich bei der ersten Handlung um das Öffnen des Greifers 32 und bei der zweiten Handlung um das Schließen des Greifers 32. Die praktische Ausführung der ersten Handlung bzw. der zweiten Handlung ist jedoch nicht auf die hier offenbarten Ausführungen beschränkt und kann in anderen Ausführungsformen abweichen. Das Sende-Empfangsgerät 24 ist so ausgeführt, dass es Informationen in Bezug auf den Betrieb des Steuergeräts 21 übertragen und empfangen kann. Der Speicher 23 ist so ausgeführt, dass er Daten in Bezug auf den Betrieb des elektrischen Greifers, wie beispielsweise die Geschwindigkeits-Einstellwerte, die SGVs und den SGT, speichern kann. Der Greifer 32 ist so ausgeführt, dass er von dem Motor 31 in eine lineare Hin- und Herbewegung versetzt werden kann. Der Positionsgeber 33 ist so ausgeführt, dass er eine Wellenposition des Motors 31 erfasst und ein Ergebnis der Erfassung der Wellenposition an das Steuergerät 21 übermittelt, so dass das Steuergerät 21 eine Greifposition der Greifmoduls 3 auf Basis der Wellenposition des Motors 31 bestimmen kann. Ferner ist das Steuergerät 21 so ausgelegt, dass es auf Basis des Ergebnisses der Erfassung der Wellenposition durch den Positionsgeber 33 eine Ist-Geschwindigkeit eines durch das Greifmodul 3 ausgeführten Greifvorgangs (z.B. einen Öffnungsvorgang oder einen Schließvorgang) bestimmen kann. Die Greifposition kann als die relative Position von Fingern oder eine Position von einem der Finger in Bezug auf einen Referenzpunkt des Greifers 32 definiert sein; die praktische Ausführung ist jedoch nicht auf die in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen beschränkt. In dieser Ausführungsform ist der Positionsgeber 33 als Drehgeber ausgebildet; die praktische Ausführung desselben ist jedoch nicht auf die in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen beschränkt und kann in anderen Ausführungsformen abweichen.
Im Folgenden wird nun ein adaptives Steuerungsverfahren für einen elektrischen Greifer gemäß dieser Offenbarung beschrieben. Das adaptive Steuerungsverfahren ist durch den oben beschriebenen elektrischen Greifer auszuführen. Das adaptive Steuerungsverfahren umfasst einen Zurücksetzungs-Vorgang sowie einen Bedien-Vorgang. Das Ziel des Zurücksetzungs-Vorgangs besteht darin, ein Ablaufmodell für jede von dem Greifmodul 3 durchzuführende Handlung bereitzustellen, und das Ziel des Bedien-Vorgangs besteht darin, das Modell anzuwenden und zu aktualisieren.
Die 2A bis 2D zeigen in Kombination miteinander eine Ausführungsform des Zurücksetzungs-Vorgangs des adaptiven Steuerungsverfahrens gemäß dieser Offenbarung. Der Zurücksetzungs-Vorgang des adaptiven Steuerungsverfahrens umfasst die nachfolgend beschriebenen Schritte (A) bis (G), die in 2A dargestellt sind.
In Schritt (A) speichert das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 eine N Anzahl von unterschiedlichen Geschwindigkeits-Einstellwerten im Speicher 23, wobei es sich bei N um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht kleiner als zwei ist.
In Schritt (B) legt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 einen i-ten Geschwindigkeits-Einstellwert als Soll-Geschwindigkeitswert fest, wobei es sich bei i um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht größer als N ist und bei eins beginnt.
In Schritt (C) fragt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 das mit der Steuerspannung in Verbindung stehende Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul 3 ab, um hieraus eine Vielzahl von SGVs zu ermitteln, wenn das Greifmodul 3 durch die Steuerspannung zum Ausführen der ersten Handlung angesteuert wird (d.h. der Greifer 32 öffnet), wobei diese Handlung aus den Handlungen im Beharrungszustand ausgewählt ist, während dem das Greifmodul 3 die entsprechende Handlung mit einer Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht,.
Genauer gesagt umfasst Schritt (C) die nachfolgend beschriebenen Unterschritte (C-1) bis (C-4), die in 2B dargestellt sind.
In Unterschritt (C-1) erzeugt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 die Steuerspannung entsprechend dem Soll-Geschwindigkeitswert (d.h. dem i-ten Geschwindigkeits-Einstellwert) und gibt die Steuerspannung an das Steuermodul 3 aus, welches hierdurch veranlasst wird, die erste Handlung auszuführen. Die Steuerspannung wird insbesondere über das Antriebselement 22 an den Motor 31 übermittelt, welcher dann den Greifer 32 so ansteuert, dass dieser die erste Handlung ausführt.
In Unterschritt (C-2) stellt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 auf Basis des Ergebnisses der Erfassung der Wellenposition durch den Positionsgeber 33 fest, ob der Greifer 32 das Greifmoduls 3 die erste Handlung mit der Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht. Das Steuermodul 2 führt den Unterschritt (C-1) erneut aus, wenn festgestellt wird, dass der Greifer 32 des Greifmoduls 3 die erste Handlung nicht mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt.
Wird festgestellt, dass der Greifer 32 des Greifmoduls 3 die erste Handlung mit der Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht, dann fragt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 im Unterschritt (C-3) das Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul 3 im Beharrungszustand ab, um einen der SGVs zu ermitteln und speichert diesen SGV im Speicher 23 des Steuermoduls 2.
Bezugnehmend auf 4 umfasst das Rückführ-Spannungssignal des Greifmoduls 3 zwei Übergangs-Abschnitte sowie einen Beharrungs-Abschnitt. Die beiden Übergangs-Abschnitte, also ein nach oben gerichteter Impuls und ein nach unten gerichteter Impuls, treten jeweils zu Beginn und am Ende der Steuerspannung auf, die das Greifmodul 3 dazu veranlasst, die entsprechende Handlung auszuführen (also in diesem Fall die erste Handlung). Der Beharrungs-Abschnitt, in dem Schwankungen des Spannungswerts relativ kleiner ausfallen, entspricht dem Beharrungszustand, in dem das Greifmodul 3 die entsprechende Handlung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert ausführt. Da der Spannungswert im Beharrungs-Abschnitt stabiler ist als in den Übergangs-Abschnitten, fragt das Steuermodul 2 für die Ermittlung der SGVs nur den Beharrungs-Zustand des Rückführ-Spannungssignals ab.
7 zeigt beispielhaft eine Ist-Geschwindigkeit des Greifers 32 des Greifmoduls 3, wobei das Greifmodul 3 so angesteuert wird, dass es die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts unter einer Bedingung ausführt, gemäß der der i-te Geschwindigkeits-Einstellwert als Soll-Geschwindigkeitswert festgelegt ist. Der Greifer 32 des Greifmoduls 3 erreicht den Soll-Geschwindigkeitswert und verharrt auf diesem für eine Zeitspanne (T). Das heißt, der Beharrungszustand, während dem der Greifer 32 des Greifmoduls 3 die Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, entspricht der Zeitspanne (T).
Im Unterschritt (C-4) stellt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 fest, ob die Greifposition des Greifmoduls 3 mit einer ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, die das Greifmodul 3 voraussichtlich erreichen wird, wenn es durch die Steuerspannung so angesteuert wird, dass es die erste Handlung mit der Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht. Das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 führt den Unterschritt (C-1) erneut aus, wenn festgestellt wird, dass die Greifposition nicht mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt und fährt mit Schritt (D) fort, wenn festgestellt wird, dass die Greifposition mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt.
8 zeigt beispielhaft eine Greifposition des Greifmoduls 3, das so angesteuert wird, dass es die erste Handlung mit der Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht, sowie die erste vorbestimmte Position, die das Greifmodul 3 voraussichtlich erreichen wird, wobei das Greifmodul 3 die erste vorbestimmte Position schließlich erreicht und dort anhält.
In Schritt (D) ermittelt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 den durchschnittlichen SGV aus den SGVs, wobei dieser dem Soll-Geschwindigkeitswert und der ersten Handlung entspricht, wobei diese die Handlung ist, die ausgeführt wird.
In Schritt (E) fragt das Steuergerät 21 zur Ermittlung einer weiteren Vielzahl von SGVs das mit der Steuerspannung in Verbindung stehende Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul 3 ab, wenn das Greifmodul 3 die zweite aus den Handlungen im Beharrungszustand ausgewählte Handlung ausführt (d.h. der Greifer 32 schließt).
Genauer gesagt umfasst Schritt (E) die nachfolgend beschrieben Unterschritte (E-1) bis (E-4), die in 2C dargestellt sind. Die Unterschritte (E-1) bis (E-4) sind jeweils analog zu den Unterschritten (C-1) bis (C-4).
Im Unterschritt (E-1) erzeugt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 die Steuerspannung entsprechend dem Soll-Geschwindigkeitswert (d.h. dem i-ten Geschwindigkeits-Einstellwert) und gibt die Steuerspannung an das Steuermodul 3 aus, welches hierdurch veranlasst wird, die zweite Handlung auszuführen. Die Steuerspannung wird insbesondere über das Antriebselement 22 an den Motor 31 übermittelt, welcher dann den Greifer 32 so ansteuert, dass dieser die zweite Handlung ausführt.
Im Unterschritt (E-2) stellt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 fest, ob der Greifer 32 das Greifmoduls 3 die zweite Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, und führt den Unterschritt (E-1) erneut aus, wenn festgestellt wird, dass der Greifer 32 des Greifmoduls 3 die zweite Handlung nicht mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt.
Wird festgestellt, dass der Greifer 32 des Greifmoduls 3 die zweite Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, dann fragt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 im Unterschritt (E-3) das Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul 3 im Beharrungszustand der zweiten Handlung ab, um einen aus der weiteren Vielzahl von SGVs zu ermitteln und speichert diesen einen aus der weiteren Vielzahl von SGVs im Speicher 23 des Steuermoduls 2.
Im Unterschritt (E-4) stellt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 fest, ob die Greifposition des Greifmoduls 3 mit einer zweiten vorbestimmten Position übereinstimmt, die das Greifmodul 3 voraussichtlich erreichen wird, wenn es durch die Steuerspannung so angesteuert wird, dass es die zweite Handlung mit der Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht. Das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 führt den Unterschritt (E-1) erneut aus, wenn festgestellt wird, dass die Greifposition nicht mit der zweiten vorbestimmten Position übereinstimmt und fährt mit Schritt (F) fort, wenn festgestellt wird, dass die Greifposition mit der zweiten vorbestimmten Position übereinstimmt.
In Schritt (F) ermittelt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 den durchschnittlichen SGV aus der weiteren Vielzahl von SGVs, wobei dieser dem Soll-Geschwindigkeitswert und der zweiten Handlung entspricht, wobei diese die Handlung ist, die ausgeführt wird.
Wird durch das Steuermodul 2 festgestellt, dass i nicht gleich N ist, so wird ein neuer Durchlauf ab Schritt (B) durchgeführt, wobei i um eins erhöht ist; wird durch das Steuermodul 2 festgestellt, dass i gleich N ist, so berechnet das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 für jeden Geschwindigkeits-Einstellwert, der als Soll-Geschwindigkeitswert festgelegt wurde, und für jede Handlung, zu der das Greifmodul 3 angesteuert wurde, den SGT auf Basis des durchschnittlichen SGV und einer SGV-Abweichung, die vorab in Übereinstimmung mit dem Geschwindigkeits-Einstellwert und der Handlung (d.h. der ersten Handlung oder der zweiten Handlung) ermittelt wurde, wobei die Steuerung des elektrischen Greifers anschließend auf Basis des SGT durchgeführt wird.
Genauer gesagt umfasst Schritt (G) die nachfolgend beschriebenen Unterschritte (G-1) bis (G-2), die in 2D dargestellt sind.
Im Unterschritt (G-1) stellt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 fest, ob i gleich N ist, und führt Schritt (B) erneut aus, wenn festgestellt wird, dass i nicht gleich N ist, wobei i in diesem Fall um eins erhöht wird.
Wird festgestellt, dass i gleich N ist, so addiert das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 für jeden Geschwindigkeits-Einstellwert, der als Soll-Geschwindigkeitswert festgelegt wurde, und für jede Handlung, zu der das Greifmodul 3 angesteuert wurde, die entsprechende vorbestimmte SGV-Abweichung zu dem entsprechenden durchschnittlichen SGV, um den entsprechenden SGT zu ermitteln und speichert den entsprechenden SGT im Speicher 23 des Steuermoduls 2.
Die 5A bis 5B zeigen in Kombination miteinander eine Ausführungsform des Betriebsablaufs des adaptiven Steuerungsverfahrens gemäß dieser Offenbarung. Der Betriebsablauf des adaptiven Steuerungsverfahrens umfasst die nachfolgend beschriebenen Schritte (H) bis (M), die in 5A dargestellt sind.
In Schritt(H) legt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 einen k-ten der im Speicher 23 gespeicherten Geschwindigkeits-Einstellwerte als Soll-Geschwindigkeitswert fest, wobei es sich bei k um eine positive ganze Zahle handelt, die nicht größer als N ist, und legt eine Soll-Handlung als erste Handlung bzw. zweite Handlung fest.
Wird das Greifmodul 3 durch das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 auf Basis des Soll-Geschwindigkeitswerts und der Soll-Handlung so angesteuert, dass es die Soll-Handlung im Beharrungszustand ausführt, so fragt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 in Schritt(I) das mit der Steuerspannung in Verbindung stehende Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul 3 ab und ermittelt so einen Soll-SGV.
Genauer gesagt umfasst der Schritt (I) die nachfolgend beschriebenen Unterschritte (I-1) bis (I-3), die in 5B dargestellt sind.
In Schritt(I-1) erzeugt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 die Steuerspannung gemäß dem Soll-Geschwindigkeitswert und gibt die Steuerspannung an das Greifmodul 3 aus, so dass dieses die Soll-Handlung ausführt. Genauer gesagt veranlasst das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 das Antriebsgerät 22 zum Antreiben des Motors 31, welcher dann den Greifer 32 so betätigt, dass dieser die Soll-Handlung mit der Soll-Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht.
In Schritt(I-2) stellt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 fest, ob der Greifer 32 des Greifmoduls 3 die Soll-Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt. Das Steuermodul 2 führt den Schritt (1-1) erneut aus, wenn festgestellt wird, dass der Greifer 32 des Greifmoduls 3 die Soll-Handlung nicht mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt.
Wird festgestellt, dass der Greifer 32 des Greifmoduls 3 die Soll-Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswertes ausführt, so fragt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 in Schritt(I-3) das Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul 3 im Beharrungszustand ab, ermittelt hieraus den Soll-SGV und speichert den Soll-SGV anschließend im Speicher 23 des Steuermoduls 2.
In Schritt(J) stellt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 fest, ob die Greifposition des Greifmoduls 3 mit der ersten bzw. der zweiten vorbestimmten Position entsprechend der Soll-Handlung und dem Soll-Geschwindigkeitswert übereinstimmt. In dieser Ausführungsform bezieht sich die Greifposition des Greifmoduls 3 auf die relative Position der Finger des Greifers 32; die praktische Ausführung der Greifposition des Greifmoduls 3 kann in anderen Ausführungsformen abweichen und ist nicht auf die hier offenbarten Ausführungen beschränkt.
Wird festgestellt, dass die Greifposition nicht mit der ersten bzw. der zweiten vorbestimmten Position übereinstimmt, so stellt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 in Schritt (K) fest, ob der in Schritt(I) ermittelte Soll-SGV größer ist als ein entsprechender, zu aktualisierender SGT, wobei es sich um einen der SGTs handelt, der einer Kombination aus Soll-Geschwindigkeitswert (also dem k-ten Geschwindigkeits-Einstellwert) und Soll-Handlung (also der ersten Handlung bzw. der zweiten Handlung) entspricht. Das Steuermodul 2 führt den Schritt (I) erneut aus, wenn festgestellt wird, dass der Soll-SGV nicht größer als der entsprechende, zu aktualisierende SGT ist.
Wird in Schritt (J) festgestellt, dass die Greifposition mit der ersten bzw. der zweiten vorbestimmten Position übereinstimmt, oder wird in Schritt (K) festgestellt, dass der in Schritt (I) ermittelte Soll-SGV größer als der entsprechende, zu aktualisierende SGT ist, so ermittelt das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 in Schritt (L) einen Durchschnittswert aus den durch die wiederholte Durchführung des Schritts (I) erhaltenen Soll-SGVs und berechnet so den SGV-Mittelwert, der dem Soll-Geschwindigkeitswert und der Soll-Handlung entspricht.
In Schritt (M) aktualisiert das Steuergerät 21 des Steuermoduls 2 den entsprechenden, zu aktualisierenden SGT auf Basis des in Schritt(L) berechneten SGV-Mittelwerts und der vorbestimmten SGV-Abweichung, die vorab in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert (d.h. dem k-ten Geschwindigkeits-Einstellwert) und der Soll-Handlung (d.h. der ersten Handlung bzw. der zweiten Handlung) ermittelt wurde. Der so aktualisierte SGT dient nun als Betriebsparameter für einen zusätzlichen Steuerungsdurchgang, um sicherzustellen, dass der elektrischen Greifer die gewünschte Handlung mit dem gewünschten Geschwindigkeitswert ausführt. Eine Maschine, die den elektrischen Greifer umfasst, ist somit dauerhaft zu einer normalen Funktion in der Lage, was zu einer Steigerung der Produktionskapazität einer Produktionslinie führt.
Zusammenfassend nutzt das Zurücksetzungs-Verfahren des adaptiven Steuerungsverfahrens gemäß dieser Offenbarung das Steuermodul 2 des elektrischen Greifers, um hierüber das Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul 3 abzufragen und aus diesem die SGVs zu ermitteln, wenn das Greifmodul 3 die erste bzw. die zweite Handlung mit der Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert im Beharrungszustand entspricht, um einen Durchschnittswert aus den SGVs zu berechnen und hieraus den entsprechenden durchschnittlichen SGV zu ermitteln, und auf Basis des entsprechenden durchschnittlichen SGV und der entsprechenden vorbestimmten SGV-Abweichung den entsprechenden SGT zu berechnen. Der elektrische Greifer kann so anschließend in Übereinstimmung mit den SGTs gesteuert werden. Das adaptive Steuerungsverfahrens gemäß dieser Offenbarung läuft im Betrieb folgendermaßen ab, dass mittels des Steuermoduls 2 das Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul abgefragt und hieraus die Soll-SGVs ermittelt werden, wenn das Greifmodul die Soll-Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts im Beharrungszustand ausführt, dann aus den Soll-SGVs ein Durchschnittswert berechnet und hieraus der SGV-Mittelwert ermittelt wird, und anschließend der entsprechende, zu aktualisierende SGT auf Basis des SGV-Mittelwerts und der entsprechenden vorbestimmten SGV-Abweichung aktualisiert wird.

Claims

Ein adaptives Steuerungsverfahren für einen elektrischen Greifer, auszuführen durch den elektrischen Greifer umfassend ein Greifmodul (3) sowie ein Steuermodul (2), das eine Steuerspannung zum Steuern von Handlungen erzeugt, die durch das Greifmodul (3) auszuführen sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Speichern, durch das Steuermodul (2), einer N Anzahl von unterschiedlichen Geschwindigkeits-Einstellwerten, wobei es sich bei N um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht kleiner als zwei ist, (b) Festlegen, durch das Steuermodul (2), eines i-ten Geschwindigkeits-Einstellwerts als Soll-Geschwindigkeitswert, wobei es sich bei i um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht größer als N ist und bei eins beginnt, (c) Abfragen, durch das Steuermodul (2), eines mit der Steuerspannung in Verbindung stehenden Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3), zum Ermitteln einer Vielzahl von Blockierschutz-Werten (Stall Guard Values; SGVs), wenn das Greifmodul (3) eine erste Handlung ausführt, wobei es sich um eine der Handlungen in einem Beharrungszustand handelt, im Verlauf dessen das Greifmodul (3) die besagte Handlung mit einer Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht, (d) Ermitteln, durch das Steuermodul (2), eines durchschnittlichen SGV aus den SGVs, wobei dieser dem Soll-Geschwindigkeitswert und der ersten Handlung entspricht, und (e) Wiederholen, durch das Steuermodul (2), die Schritte (b) bis (d) mit einem Wert i, der um eins erhöht ist, wenn durch das Steuermodul (2) festgestellt wird, dass i ungleich N ist, und Berechnen, durch das Steuermodul, eines Blockierschutz-Grenzwerts (Stall Guard Threshold; SGT) für jeden Geschwindigkeits-Einstellwert, der als Soll-Geschwindigkeitswert festgelegt wurde, auf Basis des durchschnittlichen SGV und einer vorbestimmten SGV-Abweichung, die vorab in Übereinstimmung mit dem Geschwindigkeits-Einstellwert und der ersten Handlung ermittelt wurde, wenn durch das Steuermodul (2) festgestellt wird, dass i gleich N ist, wobei bei Ausführung dieser ersten Handlung das Rückführ-Spannungssignal abgefragt wurde, um die Vielzahl von SGVs zu ermitteln, wobei der elektrische Greifer anschließend auf Basis dieses SGT angesteuert wird, wobei Schritt (c) die folgenden Unterschritte umfasst: (c-1) Ausgeben der Steuerspannung in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert von dem Steuermodul (2) an das Greifmodul (3), so dass dieses die erste Handlung ausführt, (c-2) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob das Greifmodul (2) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt und erneutes Durchführen von Schritt (c-1), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung nicht mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, (c-3) Abfragen, durch das Steuermodul (2), des Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3) im Beharrungszustand, um einen der SGVs zu ermitteln, und Speichern des besagten SGV im Steuermodul (2), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, und (c-4) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob eine Greifposition des Greifmoduls (3) mit einer ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, die das Greifmodul (3) voraussichtlich erreichen wird, wenn es durch die Steuerspannung so angesteuert wird, dass es die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, erneutes Ausführen des Unterschritts (c-1), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition nicht mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, und Fortfahren mit Schritt (d), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt.
Das adaptive Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte nach Schritt (d) und vor Schritt (e): (f) Abfragen, durch das Steuermodul (2), das mit der Steuerspannung in Verbindung stehende Rückführ-Spannungssignal aus dem Greifmodul (3), wenn das Greifmodul (3) eine zweite Handlung ausführt, wobei es sich um eine der Handlungen im Beharrungszustand handelt, um eine weitere Vielzahl von SGVs zu ermitteln, und (g) Berechnen, durch das Steuermodul (2), eines Durchschnittswerts aus der weiteren Vielzahl von SGVs, um einen durchschnittlichen SGV zu ermitteln, der dem Soll-Geschwindigkeitswert und der zweiten Handlung entspricht, wobei Schritt (e), wenn durch das Steuermodul (2) festgestellt wird, dass i gleich N ist, für jeden der Geschwindigkeits-Einstellwert, der als Soll-Geschwindigkeitswert festgelegt wurde, und für jede der Handlungen, zu der das Greifmodul (3) angesteuert wurde, ein Berechnen des SGT durch das Steuermodul (2) umfasst, der dem Geschwindigkeits-Einstellwert und der Handlung entspricht und auf dem durchschnittlichen SGV basiert, der dem Geschwindigkeitseinstellwert und der Handlung entspricht, sowie auf der vorbestimmten SGV-Abweichung, die vorab in Übereinstimmung mit dem Geschwindigkeits-Einstellwert und der Handlung festgelegt wurde.
Das adaptive Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (f) die folgenden Unterschritte umfasst: (f-1) Ausgeben, durch das Steuermodul (2), der dem Soll-Geschwindigkeitswert entsprechenden Steuerspannung, um das Greifmodul (3) zur Ausführung der zweiten Handlung anzusteuern, (f-2) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob das Greifmodul (3) die zweite Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, und erneutes Durchführen des Unterschritts (f-1), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die zweite Handlung nicht mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, (f-3) Abfragen, durch das Steuermodul (2), des Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3) im Beharrungszustand, wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die zweite Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, um die weitere Vielzahl von SGVs zu ermitteln, und Speichern der weiteren Vielzahl von SGVs im Steuermodul (2), und (f-4) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob die Greifposition des Greifmoduls (3) mit einer zweiten vorbestimmten Position übereinstimmt, die das Greifmodul (3) voraussichtlich erreichen wird, wenn es durch die Steuerspannung zur Ausführung der zweiten Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts angesteuert wird, erneutes Durchführen von Schritt (f-1), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition nicht mit der zweiten vorbestimmten Position übereinstimmt, und Fortfahren mit Schritt (g), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition mit der zweiten vorbestimmten Position übereinstimmt.
Das adaptive Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (e) die folgenden Unterschritte umfasst: (e-1) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob i gleich N ist, und erneutes Durchführen der Schritte (b) bis (d) mit einem Wert i, der um eins erhöht ist, wenn festgestellt wird, dass i nicht gleich N ist, und (e-2) wird festgestellt, dass i gleich N ist, Addieren, durch das Steuermodul (2), für jeden der Geschwindigkeits-Einstellwerte, die als Soll-Geschwindigkeitswert festgelegt wurden und für jede der Handlungen, zu deren Ausführung das Greifmodul (3) angesteuert wurde, der vorbestimmten SGV-Abweichung, die dem Geschwindigkeits-Einstellwert und der Handlung entspricht, zu dem SGV-Mittelwert, der dem Geschwindigkeits-Einstellwert und der Handlung entspricht, um den SGT zu ermitteln, der dem Geschwindigkeits-Einstellwert und der Handlung entspricht, und Speichern des SGT.
Das adaptive Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch (h) Festlegen, durch das Steuermodul (2), eines k-ten Geschwindigkeits-Einstellwerts als Soll-Geschwindigkeitswert, wobei es sich bei k um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht größer als N ist, und Festlegen einer Soll-Handlung, die ausgewählt ist aus der ersten bzw. der zweiten Handlung, (i) Abfragen, durch das Steuermodul (2), des mit der Steuerspannung in Verbindung stehenden Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3), um einen Soll-SGV zu ermitteln, wenn das Greifmodul (3) durch das Steuermodul (2) auf Basis des Soll-Geschwindigkeitswerts und der Soll-Handlung zur Ausführung der Soll-Handlung im Beharrungszustand angesteuert wird, (j) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob die Greifposition des Greifmoduls (3) mit der ersten bzw. der zweiten vorbestimmten Position entsprechend der Soll-Handlung und dem Soll-Geschwindigkeitswert übereinstimmt, (k) Feststellen, durch das Steuermodul (2), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition nicht mit der ersten bzw. zweiten vorbestimmten Position übereinstimmt, ob der in Schritt (i) ermittelte Soll-SGV größer ist als ein entsprechender, zu aktualisierender SGT, wobei es sich um einen der SGTs handelt, der einer Kombination aus dem Soll-Geschwindigkeitswert und der Soll-Handlung entspricht, und erneutes Durchführen von Schritt (i), wenn festgestellt wird, dass der Soll-SGV nicht größer ist als der entsprechende, zu aktualisierende SGT, (1) wird in Schritt (j) festgestellt, dass die Greifpositionen mit der ersten bzw. zweiten vorbestimmten Position übereinstimmt, oder wird in Schritt (k) festgestellt, dass der in Schritt (i) ermittelte Soll-SGV größer ist als der entsprechende, zu aktualisierende SGT, Berechnen, durch das Steuermodul (2), eines Durchschnittswerts aus den durch das wiederholte Durchführen von Schritt (i) ermittelten Soll-SGVs, um einen SGV-Mittelwert zu erhalten, der dem Soll-Geschwindigkeitswert und der Soll-Handlung entspricht, und (m) Aktualisieren, durch das Steuermodul (2), den entsprechenden, zu aktualisierenden SGT auf Basis des in Schritt (1) ermittelten SGV-Mittelwerts und der vorbestimmten SGV-Abweichung, die vorab in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert und der Soll-Handlung bestimmt wurde.
Das adaptive Steuerungsverfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (i) die folgenden Unterschritte umfasst: (i-1) Ausgeben, durch das Steuermodul (2), der dem Soll-Geschwindigkeitswert entsprechenden Steuerspannung, um das Greifmodul (3) zur Ausführung der Soll-Handlung anzusteuern, (i-2) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob das Greifmodul (3) die Soll-Handlung mit der Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht, und erneutes Durchführen von Schritt (i-1), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die Soll-Handlung nicht mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, und (i-3) Abfragen, durch das Steuermodul (2), des Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3) im Beharrungszustand, um den Soll-SGV zu ermitteln, wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die Soll-Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, und Speichern des Soll-SGV im Steuermodul (2).
Ein elektrischer Greifer, gekennzeichnet durch: - ein Greifmodul (3), sowie - ein Steuermodul (2), das so konfiguriert ist, dass es eine Steuerspannung erzeugt, um Handlungen anzusteuern, die durch das Greifmodul (3) auszuführen sind, - Speichern einer N Anzahl von unterschiedlichen Geschwindigkeits-Einstellwerten, wobei es sich bei N um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht kleiner als zwei ist, und - Festlegen, für jedes i, wobei es sich bei i um eine positive ganze Zahl von eins bis N in Einserschritten handelt, eines i-ten Geschwindigkeits-Einstellwerts als Soll-Geschwindigkeitswert, - Abfragen eines mit der Steuerspannung in Verbindung stehenden Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul, wenn das Greifmodul (3) eine der Handlungen in einem Beharrungszustand mit einer Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht, zum Ermitteln einer Vielzahl von Blockierschutz-Werten (Stall Guard Values; SGV); - Ermitteln eines durchschnittlichen SGV aus der Vielzahl von SGVs, der dem Soll-Geschwindigkeitswert und der Handlung entspricht, die gerade ausgeführt wird, und - Berechnen eines Blockierschutz-Grenzwertes (Stall Guard Threshold; SGT) auf Basis des durchschnittlichen SGV und einer vorbestimmten SGV-Abweichung, die vorab in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert und der besagten Handlung ermittelt wird, wobei bei Ausführung dieser Handlung das Rückführ-Spannungssignal abgefragt wurde, um die Vielzahl von SGVs zu ermitteln, wobei der elektrische Greifer anschließend auf Basis dieses Blockierschutz-Grenzwerts angesteuert wird; wobei das Steuermodul (2) weiterhin dazu ausgelegt ist für ein Ausgeben der Steuerspannung in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert, um so das Greifmodul (3) so anzusteuern, dass die erste Handlung ausgeführt wird, ein Feststellen, ob das Greifmodul (2) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt und erneutes Ausgeben der Steuerspannung in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert, wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung nicht mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, ein Abfragen des Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3) im Beharrungszustand, um einen der SGVs zu ermitteln, und Speichern des besagten SGV im Steuermodul (2), und ein Feststellen, ob eine Greifposition des Greifmoduls (3) mit einer ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, die das Greifmodul (3) voraussichtlich erreichen wird, wenn es durch die Steuerspannung so angesteuert wird, dass es die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, erneutes Ausgeben der Steuerspannung in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert, wenn festgestellt wird, dass die Greifposition nicht mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, und Ermitteln eines durchschnittlichen SGV aus den SGVs, wenn festgestellt wird, dass die Greifposition mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, wobei für jeden der Geschwindigkeits-Einstellwerte, der zugeordnet wurde, um als Soll-Geschwindigkeitswert zu dienen, das Steuermodul 2 den SGV berechnet, wenn i gleich N ist.
Ein adaptives Steuerungsverfahren für einen elektrischen Greifer, auszuführen durch den elektrischen Greifer umfassend ein Greifmodul (3) und ein Steuermodul (2), welches eine Steuerspannung erzeugt, um Handlungen anzusteuern, die durch das Greifmodul (3) auszuführen sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Speichern einer N Anzahl von unterschiedlichen Geschwindigkeits-Einstellwerten durch das Steuermodul (2), wobei es sich bei N um eine positive ganze Zahl handelt, die nicht kleiner als zwei ist, (b) Festlegen eines der Geschwindigkeits-Einstellwerte als Soll-Geschwindigkeitswert, (c) Abfragen, durch das Steuermodul (2), eines mit der Steuerspannung in Verbindung stehenden Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3), wenn das Greifmodul (3) eine der Handlungen in einem Beharrungszustand ausführt, während der das Greifmodul (3) die besagte Handlung mit einer Geschwindigkeit ausführt, die dem Soll-Geschwindigkeitswert entspricht, zum Ermitteln einer Vielzahl von Blockierschutz-Werten (Stall Guard Values; SGV), wobei Schritt (c) die folgenden Unterschritte umfasst: (c-1) Ausgeben der Steuerspannung in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert von dem Steuermodul (2) an das Greifmodul (3), so dass dieses die erste Handlung ausführt, (c-2) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob das Greifmodul (2) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt und erneutes Durchführen von Schritt (c-1), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung nicht mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, (c-3) Abfragen, durch das Steuermodul (2), des Rückführ-Spannungssignals aus dem Greifmodul (3) im Beharrungszustand, um einen der SGVs zu ermitteln, und Speichern des besagten SGV im Steuermodul (2), wenn festgestellt wird, dass das Greifmodul (3) die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, und (c-4) Feststellen, durch das Steuermodul (2), ob eine Greifposition des Greifmoduls (3) mit einer ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, die das Greifmodul (3) voraussichtlich erreichen wird, wenn es durch die Steuerspannung so angesteuert wird, dass es die erste Handlung mit der Geschwindigkeit des Soll-Geschwindigkeitswerts ausführt, erneutes Ausführen des Unterschritts (c-1), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition nicht mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt, und Fortfahren mit Schritt (d), wenn festgestellt wird, dass die Greifposition mit der ersten vorbestimmten Position übereinstimmt; (d) Ermitteln, durch das Steuermodul (2), eines durchschnittlichen SGV aus den SGVs, wobei dieser dem Soll-Geschwindigkeitswert und der ersten Handlung entspricht, und (e) Berechnen, durch das Steuermodul (2), eines Blockierschutz-Grenzwertes (Stall Guard Threshold; SGT) auf Basis des durchschnittlichen SGV und einer vorbestimmten SGV-Abweichung, die vorab in Übereinstimmung mit dem Soll-Geschwindigkeitswert und der besagten Handlung ermittelt wird, wobei bei Ausführung dieser Handlung das Rückführ-Spannungssignal abgefragt wurde, um die Vielzahl von SGVs zu ermitteln, wobei der elektrische Greifer anschließend auf Basis dieses Blockierschutz-Grenzwerts angesteuert wird.