DE102019205089B3 - Controlling a multi-axis robot - Google Patents
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Abstract
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern eines mehrachsigen Roboters (10), der wenigstens drei Drehgelenke (G3-G6) aufweist, deren Drehachsen (q4-q6) sich in einem gemeinsamen Wurzelpunkt (HWP) schneiden, zum Abfahren eines vorgegebenen Kreisbogens (C) mit einer roboterfesten Referenz (TCP), wobei eine Startpose (SP) der roboterfesten Referenz vorgegeben ist, umfasst die Schritte:- Verdrehen (S20) der vorgegebenen Startpose (SP) in eine modifizierte Startpose (SP') derart, dass der Wurzelpunkt auf einem Lot (L) durch einen Mittelpunkt (M) des vorgegebenen Kreisbogens auf einer Ebene (E) liegt, in der der vorgegebene Kreisbogen liegt;- Anfahren (S40) der modifizierten Startpose mit der roboterfesten Referenz derart, dass der Wurzelpunkt auf dem Lot liegt; und- Abfahren (S50) des vorgegebenen Kreisbogens mit der roboterfesten Referenz ausgehend von dieser modifizierten Startpose alleine durch Verstellen einer oder mehrerer dieser drei Drehachsen (q4-q6).A method according to the invention for controlling a multi-axis robot (10), which has at least three swivel joints (G3-G6), whose axes of rotation (q4-q6) intersect at a common root point (HWP), for traversing a predetermined circular arc (C) with a Robot-fixed reference (TCP), with a start pose (SP) of the robot-fixed reference being specified, comprises the steps: - Rotation (S20) of the specified starting pose (SP) into a modified starting pose (SP ') such that the root point is on a perpendicular ( L) lies through a center point (M) of the specified circular arc on a plane (E) in which the specified circular arc lies; - Approach (S40) the modified starting pose with the robot-fixed reference in such a way that the root point lies on the perpendicular; and- traversing (S50) the predetermined circular arc with the robot-fixed reference starting from this modified starting pose solely by adjusting one or more of these three axes of rotation (q4-q6).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zum Steuern eines mehrachsigen Roboters sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method and system for controlling a multi-axis robot and a computer program product for performing the method.
Roboter sollen häufig mit roboterfesten Referenzen, insbesondere ihrem
Die
In der
Die
Die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Abfahren eines vorgegebenen Kreisbogens mit einer roboterfesten Referenz zu verbessern.The object of the present invention is to improve traversing a given circular arc with a robot-fixed reference.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 7, 8 stellen ein System bzw. Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.This object is achieved by a method with the features of claim 1. Claims 7, 8 provide protection for a system or computer program product for carrying out a method described here. The subclaims relate to advantageous further developments.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein mehrachsiger Roboter wenigstens drei, in einer Ausführung aufeinanderfolgende und/oder, insbesondere motorisch, aktuierte, Drehgelenke auf, deren (virtuelle bzw. kinematische) Drehachsen sich, insbesondere stets bzw. konstruktiv bedingt, in einem gemeinsamen Wurzelpunkt schneiden.According to an embodiment of the present invention, a multi-axis robot has at least three, in one embodiment successive and / or, in particular motor-actuated, rotary joints, the (virtual or kinematic) axes of rotation of which are, in particular, always or constructively conditionally cut at a common root point.
In einer Ausführung weist der Roboter einen Roboterarm auf, wobei dieser Roboterarm wenigstens, in einer Ausführung genau, sechs, in einer Ausführung aufeinanderfolgende, Drehgelenke aufweist und/oder die drei Drehachsen, die sich in dem gemeinsamen Wurzelpunkt schneiden, Drehachsen einer Roboterhand, insbesondere Zentralhand, des Roboterarms bilden. In einer Ausführung ist der Roboter dieser Roboterarm und/oder ein Industrieroboter. Der gemeinsame Wurzelpunkt ist somit in einer Ausführung ein Handwurzelpunkt einer Roboter-, insbesondere Zentralhand des Roboter(arm)s.In one embodiment, the robot has a robot arm, this robot arm having at least, in one embodiment exactly, six rotary joints in succession in one embodiment and / or the three axes of rotation that intersect at the common root point, axes of rotation of a robot hand, in particular a central hand , of the robot arm. In one embodiment, the robot is this robot arm and / or an industrial robot. The common root point is thus in one embodiment a wrist point of a robot, in particular a central hand of the robot (arm).
Da solche Roboter sehr häufig vorkommen und andererseits häufig ihre (Grund)achsen, die den drei Drehachsen, die sich in dem gemeinsamen Wurzelpunkt schneiden, (proximal) vorgehen bzw. diese bzw. die Roboterhand führen, insbesondere gewichts- und/oder getriebebedingt Hysteresen aufweisen, kann die vorliegende Erfindung hier mit besonderem Vorteil eingesetzt werden.Since such robots occur very frequently and, on the other hand, often their (basic) axes, which (proximally) approach the three axes of rotation that intersect at the common root point, or which guide them or the robot hand, in particular have hysteresis due to weight and / or gearbox , The present invention can be used here with particular advantage.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist, insbesondere wird, ein Kreisbogen vorgegeben, den der Roboter mit einer roboterfesten Referenz abfahren soll, in einer Ausführung durch ein entsprechendes Programm, insbesondere einen entsprechenden Programmbefehl, beispielsweise „(S)CIRC Hilfspunkt, Zielpunkt“ oder dergleichen.According to an embodiment of the present invention, an arc is specified, in particular, which the robot is to travel with a robot-fixed reference, in an embodiment by a corresponding program, in particular a corresponding program command, for example “(S) CIRC auxiliary point, target point” or the like .
Wie einleitend erläutert, kann ein Kreisbogen 360° oder mehr als 360° oder weniger als 360° aufweisen. Die roboterfeste Referenz ist in einer Ausführung ein Tool Center Point (
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist, insbesondere wird, eine Startpose der roboterfesten Referenz auf dem Kreisbogen vorgegeben, wobei in einer Ausführung der Kreisbogen mittels bzw. auf Basis dieser vorgegebenen Startpose und/oder die Startpose durch Anfahren der Startpose mit der roboterfesten Referenz und Abspeichern dieser Startpose bzw. Teachen der Startpose vorgegeben wird bzw. ist. Die Startpose kann insbesondere ein(en) Beginn des Kreisbogens bestimmen, insbesondere sein.According to one embodiment of the present invention, a starting pose of the robot-fixed reference is specified on the circular arc, in one embodiment the circular arc by means of or based on this predetermined starting pose and / or the starting pose by moving to the starting pose with the robot-fixed reference and saving this starting pose or teaching of the starting pose is or is given. The starting pose can determine, in particular, a start of the circular arc.
Eine Pose weist in einer Ausführung eine ein-, zwei- oder vorzugsweise dreidimensionale Position und/oder eine ein-, zwei- oder vorzugsweise dreidimensionale Orientierung (der roboterfesten Referenz) auf, kann insbesondere hieraus bestehen bzw. diese definieren bzw. hierdurch definiert sein.In one embodiment, a pose has a one-, two- or preferably three-dimensional position and / or a one-, two- or preferably three-dimensional orientation (the robot-fixed reference), in particular it can consist of or define or be defined thereby.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Steuern des Roboters zum Abfahren des vorgegebenen Kreisbogens mit der roboterfesten Referenz die Schritte auf:
- - Verdrehen bzw. Umorientieren der vorgegebenen Startpose in eine modifizierte Startpose derart bzw. mit der Maßgabe, dass der Wurzelpunkt auf einem Lot durch einen Mittelpunkt des vorgegebenen Kreisbogens auf eine(r) Ebene liegt, in der der vogegebene Kreisbogen liegt (wenn die roboterfeste Referenz die (solcherart modifizierte) Startpose aufweist bzw. einnimmt;
- - Anfahren der modifizierten Startpose mit der roboterfesten Referenz derart, dass (dann bzw. bei der modifizierten Startpose) der Wurzelpunkt auf dem Lot liegt; und
- - Abfahren des vorgegebenen Kreisbogens mit der roboterfesten Referenz ausgehend von dieser modifizierten Startpose alleine durch Verstellen einer oder mehrerer dieser drei Drehachsen, vorzugsweise nur einer dieser drei Drehachsen.
- - Twisting or reorienting the given starting pose into a modified starting pose in such a way or with the proviso that the root point on a plumb line lies through a center point of the given circular arc on a plane in which the given circular arc lies (if the robot-fixed reference which has (thus modified) starting pose;
- - Approaching the modified starting pose with the robot-fixed reference in such a way that (then or in the modified starting pose) the root point lies on the plumb line; and
- - traversing the predetermined circular arc with the robot-fixed reference, starting from this modified starting pose, simply by adjusting one or more of these three axes of rotation, preferably only one of these three axes of rotation.
Die vorgegebene und modifizierte Startpose weisen in einer Ausführung dieselbe (kartesische bzw. Start)Position (der roboterfesten Referenz) auf bzw. unterscheiden sich nur bzw. gegebenenfalls in der Orientierung bzw. Winkellage (der roboterfesten Referenz (in dieser (Start)Position)).In one version, the specified and modified start pose have the same (Cartesian or start) position (the robot-fixed reference) or differ only or possibly in the orientation or angular position (the robot-fixed reference (in this (start) position)) .
Einer Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt somit die Idee zugrunde, die Orientierung der (roboterfesten Referenz in der) vorgegebenen Startpose aufzugeben bzw. derart zu modifizieren, dass der Kreisbogen, ausgehend von dieser modifizierten Startpose, alleine durch Verstellen einer oder mehrerer der drei Drehachsen, die sich in dem gemeinsamen Wurzelpunkt schneiden, vorzugsweise nur einer, insbesondere basisnächsten bzw. proximalen, dieser drei Drehachsen, abgefahren wird bzw. werden kann, in einer Ausführung, ohne den Wurzelpunkt dabei (durch Verstellen der weiteren bzw. Grundachsen des Roboter(arm)s) zu bewegen. Entsprechend bleibt in einer Ausführung die Position des Wurzelpunktes (auf dem Lot) beim Abfahren des Kreisbogens konstant.An embodiment of the present invention is therefore based on the idea of abandoning the orientation of the (robot-fixed reference in the) predetermined starting pose or modifying it in such a way that the circular arc, starting from this modified starting pose, simply by adjusting one or more of the three axes of rotation which intersect in the common root point, preferably only one, in particular the closest or proximal, of these three axes of rotation, or can be traversed, in an embodiment without the root point (by adjusting the further or basic axes of the robot (arm) s ) to move. Accordingly, the position of the root point (on the plumb line) remains constant when the arc is traversed.
Indem somit in einer Ausführung diese weiteren bzw. Grundachsen des Roboter(arm)s und in einer Weiterbildung auch ein oder zwei dieser Drehachsen, die sich in dem gemeinsamen Wurzelpunkt schneiden, beim bzw. zum Abfahren des vorgegebenen Kreisbogens nicht bewegt werden (müssen), kann in einer Ausführung eine hysteresebedingte Bahnabweichung, die sich insbesondere infolge von Gravitationskräften, Getriebeelastizitäten und/oder gegensinnigen bzw. Reversierbewegungen dieser Achsen ergeben kann, vorteilhaft reduziert werden.Thus, in one embodiment, these further or basic axes of the robot (arm) and in a further development also one or two of these axes of rotation, which intersect at the common root point, do not have to be moved when or for traversing the predetermined circular arc, In one embodiment, a hysteresis-related path deviation, which can arise in particular as a result of gravitational forces, gear elasticities and / or opposite or reversing movements of these axes, can be advantageously reduced.
In einer Ausführung wird die vorgegebene Startpose um einen Winkel um eine Referenzachse in die modifizierte Startpose verdreht, wobei dieser Winkel und/oder diese Referenzachse derart bzw. mit der Maßgabe ermittelt ist, insbesondere wird, dass der Wurzelpunkt auf dem Lot liegt, wenn die roboterfeste Referenz die (solcherart modifzierte) Startpose aufweist bzw. einnimmt. In einer Ausführung wird diese Verdrehung der vorgegebenen in die modifizierte Startpose derart bzw. mit der Maßgabe ermittelt, dass die (Start)Position der Startpose nicht verändert wird, aber der Wurzelpunkt auf dem Lot liegt. Hierdurch kann in einer Ausführung die Umorientierung besonders einfach und/oder präzise ermittelt und/oder durchgeführt werden.In one embodiment, the predefined starting pose is at an angle around a reference axis rotated into the modified starting pose, this angle and / or this reference axis being determined in this way or with the stipulation, in particular that the root point lies on the plumb line when the robot-fixed reference has or assumes the (such modified) starting pose. In one embodiment, this rotation of the predefined into the modified starting pose is determined in such a way or with the proviso that the (start) position of the starting pose is not changed, but the root point lies on the plumb line. As a result, the reorientation can be determined and / or carried out particularly simply and / or precisely in one embodiment.
In einer Ausführung ist, insbesondere wird, für den Kreisbogen eine Zielpose der roboterfesten Referenz und/oder ein Hilfspunkt, der auf dem Kreisbogen liegt, vorgegeben, insbesondere eine Position des Hilfspunktes, wobei in einer Ausführung der Kreisbogen mittels bzw. auf Basis dieser vorgegebenen Zielpose und/oder (der vorgegebenen Position) des Hilfspunktes und/oder die Zielpose durch Anfahren der Zielpose mit der roboterfeste Referenz und Abspeichern dieser Zielpose bzw. Teachen der Zielpose und/oder der Hilfspunkt, insbesondere dessen Position, durch Anfahren des Hilfspunktes mit der roboterfeste Referenz und Abspeichern seiner Position, insbesondere Pose, bzw. Teachen des Hilfspunktes vorgegeben wird bzw. ist. Die Zielpose kann insbesondere ein Ende des Kreisbogens bestimmen, insbesondere sein. Gleichermaßen kann der Kreisbogen auch vor oder nach der Zielpose enden, insbesondere, indem zusätzlich ein Kreiswinkel oder eine Kreisbogenlänge vorgegeben wird bzw. ist.In one embodiment, a target pose of the robot-fixed reference and / or an auxiliary point lying on the circular arc, in particular a position of the auxiliary point, is specified for the circular arc, in one embodiment the circular arc by means of or based on this predetermined target pose and / or (the predetermined position) of the auxiliary point and / or the target pose by moving to the target pose with the robot-fixed reference and storing this target pose or teaching the target pose and / or the auxiliary point, in particular its position, by moving to the auxiliary point with the robot-fixed reference and storing its position, in particular pose, or teaching the auxiliary point. The target pose can, in particular, determine an end of the circular arc. Likewise, the circular arc can also end before or after the target pose, in particular by additionally specifying a circular angle or a circular arc length.
Der Kreisbogen kann hierdurch in einer Ausführung einfach, zuverlässig und/oder präzise vorgegeben werden. Zusätzlich oder alternativ können hierdurch in einer Ausführung vorteilhaft an sich bekannte Robotersteuerungen (weiter)verwendet werden, die die Möglichkeit einer solchen Vorgabe eines Kreisbogens aufweisen.The circular arc can hereby be specified in a simple, reliable and / or precise embodiment. Additionally or alternatively, in this way, in one embodiment, robot controllers known per se can advantageously be used (further) which have the possibility of specifying an arc of a circle in this way.
In einer Ausführung weist das Verfahren die Schritte auf:
- - Verdrehen bzw. Umorientierung der vorgegebenen Zielpose in eine modifizierte Zielpose derart bzw. mit der Maßgabe, dass der Wurzelpunkt (weiterhin) auf dem Lot liegt (wenn die roboterfeste Referenz die (solcherart modifizierte) Zielpose aufweist bzw. einnimmt); und
- - Anfahren der modifizierten Zielpose mit der roboterfesten Referenz auf dem vorgegebenen Kreisbogen, wobei in einer Ausführung der Hilfspunkt (weiterhin) auf dem Kreisbogen liegt.
- - Twisting or reorienting the specified target pose into a modified target pose in such a way or with the proviso that the root point (still) lies on the plumb line (if the robot-fixed reference has or assumes the (such modified) target pose); and
- - Approaching the modified target pose with the robot-fixed reference on the specified circular arc, in one embodiment the auxiliary point (still) lying on the circular arc.
Die vorgegebene und modifizierte Zielpose weisen in einer Ausführung dieselbe (kartesische bzw. Ziel)Position der roboterfesten Referenz auf bzw. unterscheiden sich nur bzw. gegebenenfalls in der Orientierung bzw. Winkellage der roboterfesten Referenz (in dieser (Ziel)Position).In one embodiment, the specified and modified target pose have the same (Cartesian or target) position of the robot-fixed reference or differ only or, if appropriate, in the orientation or angular position of the robot-fixed reference (in this (target) position).
Einer Ausführung der vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde, auch die Orientierung der (roboterfesten Referenz in der) vorgegebenen Zielpose aufzugeben bzw. derart zu modifizieren, dass der Kreisbogen, ausgehend von der modifizierten Startpose und durch die modifizierte Zielpose, alleine durch Verstellen einer oder mehrerer der drei Drehachsen, die sich in dem gemeinsamen Wurzelpunkt schneiden, vorzugsweise nur einer, insbesondere basisnächsten bzw. proximalen, dieser drei Drehachsen, abgefahren werden kann, in einer Ausführung, ohne den Wurzelpunkt dabei (durch Verstellen der weiteren bzw. Grundachsen des Roboter(arm)s) zu bewegen.An embodiment of the present invention is based on the idea of also abandoning the orientation of the (robot-fixed reference in the) predetermined target pose or modifying it in such a way that the circular arc, starting from the modified starting pose and through the modified target pose, simply by adjusting one or more of the three axes of rotation that intersect at the common root point, preferably only one, in particular closest to the base or proximal, of these three axes of rotation, in an embodiment without the root point (by adjusting the further or basic axes of the robot (arm ) s) to move.
In einer Ausführung wird die vorgegebene Zielpose um einen Winkel um eine Referenzachse in die modifizierte Zielpose verdreht, wobei dieser Winkel und/oder diese Referenzachse derart bzw. mit der Maßgabe ermittelt ist, insbesondere wird, dass der Wurzelpunkt (weiterhin) auf dem Lot liegt, wenn die roboterfeste Referenz die (solcherart modifizierte) Zielpose aufweist bzw. einnimmt. Hierdurch kann in einer Ausführung diese Umorientierung besonders einfach und/oder präzise ermittelt und/oder durchgeführt werden.In one embodiment, the predetermined target pose is rotated by an angle about a reference axis into the modified target pose, this angle and / or this reference axis being determined in this way or with the proviso that, in particular, the root point (still) lies on the plumb line, if the robot-fixed reference has or assumes the (such modified) target pose. As a result, this reorientation can be determined and / or carried out particularly simply and / or precisely in one embodiment.
In einer Ausführung wird beim Anfahren der modifizierten Zielpose auf dem vorgegebenen Kreisbogen die Orientierung der roboterfesten Referenz, in einer Ausführung kontinuierlich, insbesondere kreis(bogenlängen)bezogen, von der Orientierung in der modifizierten Startpose in die Orientierung in der modifizierten Zielpose überführt.In one embodiment, when the modified target pose is approached on the specified circular arc, the orientation of the robot-fixed reference, in one embodiment continuously, in particular circular (arc length), is converted from the orientation in the modified starting pose to the orientation in the modified target pose.
Hierdurch kann der vorgegebene Kreisbogen vorteilhaft abgefahren werden.As a result, the predetermined circular arc can advantageously be traversed.
Durch die erfindungsgemäße Modifikation der Start- und gegebenenfalls Zielpose kann in einer Ausführung die Präzision beim Abfahren des Kreisbogens erhöht werden. Daher kann die vorliegende Erfindung mit besonderem Vorteil bei Schneiden von, insbesondere kreisförmigen, Löchern, insbesondere längs des vorgegebenen Kreisbogens, verwendet werden. Entsprechend wird in einer Ausführung beim Abfahren des Kreisbogens mittels eines Werkzeugs ein Loch in ein Werkstück geschnitten, wobei der Roboter das Werkzeug oder Werkstück führt und in einer Ausführung längs des vorgegebenen Kreisbogens geschnitten wird.The inventive modification of the start and, if applicable, the target pose allows the execution of the arc to be increased in precision in one embodiment. The present invention can therefore be used with particular advantage when cutting, in particular circular, holes, in particular along the predetermined circular arc. Correspondingly, in one embodiment, a hole is cut into a workpiece when the circular arc is moved by means of a tool, the robot guiding the tool or workpiece and, in one embodiment, cutting along the predetermined circular arc.
In einer Ausführung wird zum Verdrehen der vorgegebenen Startpose in die modifizierte Startpose eine Position des Wurzelpunktes auf dem Lot ermittelt, in einer Ausführung auf Basis eines Radius des vorgegebenen Kreisbogens und/oder eines, insbesondere konstanten, Abstandes zwischen Wurzelpunkt und roboterfester Referenz, insbesondere derart bzw. mit der Maßgabe, dass die Summe I2+r2 des Quadrates I2 des Abstandes I zwischen auf dem Lot angeordneten Wurzelpunkt und Mittelpunkt und des Quadrates r2 des Radius r des vorgegebenen Kreisbogens gleich dem Quadrat d2 des Abstandes d zwischen Wurzelpunkt und roboterfester Referenz (bei der vorgegebenen Startpose) ist, und/oder, insbesondere basierend auf dieser Position des Wurzelpunktes auf dem Lot, eine Verdrehung des Vektors von der vorgegebenen Startpose zum Wurzelpunkt (bei dieser vorgegebenen Startpose) in den Vektor von der modifizierten Startpose zum auf dem Lot angeordneten Wurzelpunkt als Verdrehung der vorgegebenen Startpose in die modifizierte Startpose ermittelt.In one embodiment, a position of the root point on the plumb line is determined for rotating the predetermined starting pose into the modified starting pose, in one embodiment based on a radius the predetermined circular arc and / or a, in particular constant, distance between the root point and the robot-fixed reference, in particular in such a way or with the proviso that the sum I 2 + r 2 of the square I 2 of the distance I between the root point and the center point arranged on the plumb line and of the square r 2 of the radius r of the predetermined circular arc is equal to the square d 2 of the distance d between the root point and the robot-fixed reference (with the predetermined starting pose), and / or, in particular based on this position of the root point on the perpendicular, a rotation of the vector determined from the predetermined starting pose to the root point (in this predetermined starting pose) in the vector from the modified starting pose to the root point arranged on the plumb line as a rotation of the predetermined starting pose in the modified starting pose.
Zusätzlich oder alternativ wird in einer Ausführung zum Verdrehen der vorgegebenen Zielpose in die modifizierte Zielpose, insbesondere basierend auf dieser Position des Wurzelpunktes auf dem Lot, eine Verdrehung des Vektors von der vorgegebenen Zielpose zum Wurzelpunkt (bei dieser vorgegebenen Zielpose) in den Vektor von der modifizierten Zielpose zum auf dem Lot angeordneten Wurzelpunkt als Verdrehung der vorgegebenen Zielpose in die modifizierte Zielpose ermittelt.Additionally or alternatively, in an embodiment for rotating the predetermined target pose into the modified target pose, in particular based on this position of the root point on the plumb line, the vector is rotated from the predetermined target pose to the root point (with this predetermined target pose) into the vector from the modified one Target pose to the root point arranged on the plummet is determined as a rotation of the predetermined target pose into the modified target pose.
In einer Ausführung liegt der vorgegebene Hilfspunkt (weiterhin) auf dem erfindungsgemäß abgefahrenen Kreisbogen bzw. wird der Kreisbogen derart abgefahren.In one embodiment, the predetermined auxiliary point (still) lies on the circular arc traversed according to the invention or the circular arc is traversed in this way.
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 auf:
- - Mittel zum Verdrehen bzw. Umorientieren der vorgegebenen Startpose in eine modifizierte Startpose derart, dass der Wurzelpunkt auf einem Lot durch einen Mittelpunkt des vorgegebenen Kreisbogens auf einer Ebene liegt, in der der vorgegebene Kreisbogen liegt;
- - Mittel zum Anfahren der modifizierten Startpose mit der roboterfesten Referenz derart, dass der Wurzelpunkt auf dem Lot liegt; und
- - Mittel zum Abfahren des vorgegebenen Kreisbogens mit der roboterfesten Referenz ausgehend von dieser modifizierten Startpose alleine durch Verstellen einer oder mehrerer dieser drei Drehachsen.
- - Means for rotating or reorienting the predetermined starting pose into a modified starting pose such that the root point lies on a plumb line through a center point of the predetermined circular arc on a plane in which the predetermined circular arc lies;
- - Means for approaching the modified starting pose with the robot-fixed reference such that the root point lies on the perpendicular; and
- - Means for traversing the predetermined circular arc with the robot-fixed reference, starting from this modified starting pose, simply by adjusting one or more of these three axes of rotation.
In einer Ausführung weist das System bzw. sein(e) Mittel auf:
- - Mittel zum Vorgeben einer Zielpose der roboterfesten Referenz und/oder eines Hilfspunkt, der auf dem Kreisbogen liegt, für den Kreisbogen;
- - Mittel zum Verdrehen der bzw. einer vorgegebenen Zielpose in eine modifizierte Zielpose derart, dass der Wurzelpunkt auf dem Lot liegt;
- - Mittel zum Anfahren der modifizierten Zielpose mit der roboterfesten Referenz auf dem vorgegebenen Kreisbogen.
- - Mittel zum, insbesondere kontinuierlichen, Überführen der Orientierung der roboterfesten Referenz beim Anfahren der modifizierten Zielpose auf dem vorgegebenen Kreisbogen von der Orientierung in der modifizierten Startpose in die Orientierung in der modifizierten Zielpose; und/oder
- - Mittel zum Schneiden eines Loches in ein Werkstück beim Abfahren des Kreisbogens mittels eines Werkzeugs, wobei der Roboter das Werkzeug oder Werkstück führt.
- - Means for specifying a target pose of the robot-fixed reference and / or an auxiliary point lying on the circular arc for the circular arc;
- - Means for rotating the or a predetermined target pose into a modified target pose such that the root point lies on the plumb line;
- - Means for approaching the modified target pose with the robot-fixed reference on the specified circular arc.
- - Means for, in particular continuously, converting the orientation of the robot-fixed reference when approaching the modified target pose on the predetermined circular arc from the orientation in the modified starting pose to the orientation in the modified target pose; and or
- - Means for cutting a hole in a workpiece when traversing the circular arc using a tool, the robot guiding the tool or workpiece.
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), Graphikkarte (GPU) oder dergleichen, und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die Verarbeitungseinheit 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 Verarbeitungseinheit 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 can be designed in terms of hardware and / or software, in particular one that is data or signal-linked, preferably digital, processing, in particular microprocessor unit (CPU), graphics card (GPU), preferably data or signal connected to a memory and / or bus system ) or the like, and / or have one or more programs or program modules. The processing unit can be designed to process commands that are implemented as a program stored in a memory system, to acquire input signals from a data bus and / or to output signals to a data bus. A storage system can have one or more, in particular different, storage media, in particular optical, magnetic, solid-state and / or other non-volatile media. The program can be designed in such a way that it embodies or is capable of executing the methods described here, so that the processing unit can carry out the steps of such methods and can in particular control the robot. In one embodiment, a computer program product can have, in particular a non-volatile, storage medium for storing a program or with a program stored thereon, an execution of this program prompting a system or a controller, in particular a computer, to implement one 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 one embodiment, one or more, in particular all, steps of the method are carried out completely or partially automatically, in particular by the system or its means.
In einer Ausführung weist das System den Roboter auf. In one embodiment, the system has the robot.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
-
1 : eine vorgegebene Startpose einer roboterfesten Referenz eines Roboters; -
2 : ein Verfahren zum Steuern des Roboters zum Abfahren eines vorgegebenen Kreisbogens mit der roboterfesten Referenz nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und -
3 : eine modifizierte Start- und Zielpose der roboterfesten Referenz.
-
1 : a predetermined starting pose of a robot-fixed reference of a robot; -
2nd : a method for controlling the robot to travel a predetermined circular arc with the robot-fixed reference according to an embodiment of the present invention; and -
3rd : a modified start and finish pose of the robot-fixed reference.
Eine Zentralhand
In einem ersten Schritt
LIN S(tart)P(unkt)
(S)CIRC H(ilfs)P(unkt), Z(iel)P(unkt)
oder dergleichen. In einer Abwandlung sind diese Startpose
LIN S (start) P (unkt)
(S) CIRC H (ilfs) P (unkt), Z (iel) P (unkt)
or similar. In a variation, these are the starting pose
Nun wird in einem Schritt
Dann wird in Schritt
Dazu wird in einer Ausführung ein Abstand I des Handwurzelpunkts zum Mittelpunkt
Daraus wird in Schritt
In analoger Weise wird in einem Schritt
Dann wird in einem Schritt
LIN
(S)CIRC
oder dergleichen. Dabei wird die Orientierung der roboterfesten Referenz
LIN
(S) CIRC
or similar. The orientation of the robot-fixed reference
An Flansch
BezugszeichenlisteReference list
- 1010th
- Roboterrobot
- 1111
- RoboterhandRobotic hand
- 1212th
- Flanschflange
- 1313
- robotergeführter Schneidkopfrobot-guided cutting head
- 2020
- RobotersteuerungRobot control
- 2121
- SpeicherStorage
- G1-G6G1-G6
- DrehgelenkSwivel
- q1-q3q1-q3
- GrundachsenBasic axes
- q4-q6q4-q6
- HandachsenHand axes
- LL
- LotLot
- ll
- Abstand [M, HWP']Distance [M, HWP ']
- rr
- Radius des KreisbogensRadius of the circular arc
- dd
- Abstand [SP, HWP] = [SP`, HWP'] = [ZP, HWP] = [ZP`, HWP']Distance [SP, HWP] = [SP`, HWP '] = [ZP, HWP] = [ZP`, HWP']
- MM
- MittelpunktFocus
- EE
- Ebenelevel
- CC.
- KreisbogenCircular arc
- HPHP
- HilfspunktAuxiliary point
- HWPHWP
- HandwurzelpunktWrist point
- HWP'HWP '
- modifizierte Position des Handwurzelpunktesmodified position of the carpal point
- SP(‘) SP ( ' )
- (modifizierte) Startpose(modified) starting pose
- TCPTCP
- roboterfeste Referenzrobot-proof reference
- WW
- Werkstückworkpiece
- ZP(') ZP (')
- (modifizierte) Zielpose(modified) target pose
- α,βα, β
- Verdrehung (Umorientierung)Twisting (reorientation)
Claims (8)
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Family Applications (1)
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