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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der chinesischen Patentanmeldung mit der Nr.
201711285789 .X, die am 7. Dezember 2017 im Chinesischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamte Offenbarung hiermit durch Bezugnahme miteingeschlossen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Mindestens eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Steuerungssystem und ein Steuerungsverfahren für eine Manipulatoreinrichtung bzw. einen Roboter.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Um im Stand der Technik die Bearbeitungsgenauigkeit einer Manipulatoreinrichtung bzw. eines Roboters zu erhöhen, besitzt jeder Arm der Manipulatoreinrichtung eine sehr hohe Steifigkeit, sodass es keinen elastischen Verformungsfehler in jedem Arm der Manipulatoreinrichtung gibt. Daher wird häufig ein spezielles Metall verwendet, um die Steifigkeit des Arms zu gewährleisten, wodurch Gewicht und Kosten der gesamten Manipulatoreinrichtungen ansteigen
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Um ferner die Bearbeitungsgenauigkeit der Manipulatoreinrichtung zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass ein Übersetzungsgetriebe in jedem Gelenk der Manipulatoreinrichtung eine sehr hohe Genauigkeit besitzt, und dass ein Zahnabstand zwischen den Getriebezahnrädern sehr klein ist. Ferner sollten andere Komponenten der Manipulatoreinrichtung eine hohe Genauigkeit haben, wodurch die Kosten ebenfalls anwachsen.
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Die herkömmliche starre Manipulatoreinrichtung wird für gewöhnlich durch ein Steuerungssystem mit festen kinematischen Parametern gesteuert. Jedoch ist das Steuerungssystem mit festen strukturellen Parametern für eine elastische Manipulatoreinrichtung nicht geeignet, da die elastische Manipulatoreinrichtung einen großen elastischen Verformungsfehler besitzt und die strukturellen Parameter der elastischen Manipulatoreinrichtung sich ständig ändern.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde erdacht, um zumindest einen Aspekt der zuvor genannten Nachteile zu überwinden oder zu reduzieren.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Steuerungssystem für eine Manipulatoreinrichtung bzw. einen Roboter bereitgestellt, mit: mindestens einer Positionsindikatoreinrichtung, die an einem zum Montieren eines Werkzeugs der Manipulatoreinrichtung vorgesehenen Flansch vorgesehen ist; einem Positionsdetektor, der in der Nähe der Manipulatoreinrichtung vorgesehen und ausgebildet ist, eine Positionsinformation der Positionsindikatoreinrichtung in Echtzeit zu erfassen; einem Computer bzw. einem Rechner, der ausgebildet ist, Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung entsprechend der erfassten Positionsinformation in Echtzeit zu berechnen; einem Cloud-Server, der ausgebildet ist, Arbeitsparameter für jedes Gelenk der Manipulatoreinrichtung durch ein neuronales Netzwerk für künstliche Intelligenz gemäß den berechneten Positionsdaten in Echtzeit zu berechnen; und einer Steuerung, die ausgebildet ist, jedes Gelenk auf der Grundlage der berechneten Arbeitsparameter in Echtzeit zu steuern, wobei das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz ein selbstlernendes neuronales Netzwerk umfasst, das eine Gewichtung zwischen Neuronen auf der Grundlage der eingegebenen Positionsdaten berechnet und automatisch so verstellt, dass die Anpassungszeit, der stationäre Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und der Bahnfehler bzw. Trajektoriefehler des Steuerungssystems minimal sind.
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Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Positionsindikatoreinrichtung eine visuelle Markiereinrichtung, der Positionsdetektor ist eine Kamera und die Positionsinformation umfasst ein Bild der visuellen Markiereinrichtung, das durch die Kamera erfasst wird; und der Computer ist ausgebildet, das von der Kamera erfasste Bild so zu verarbeiten, dass die Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung gewonnen werden.
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Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Positionsindikatoreinrichtung ein Sender für Ultraweitband, der Positionsdetektor ist ein Empfänger für Ultraweitband und die Positionsinformation umfasst eine relative Position des Senders für Ultraweitband in Bezug auf den Empfänger für Ultraweitband, wobei die Position durch den Empfänger für Ultraweitband erhalten wird; und der Computer ist ausgebildet, die Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung gemäß der relativen Position, die durch den Empfänger für Ultraweitband erhalten wird, zu berechnen.
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Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist mindestens eine Positionsindikatoreinrichtung auf einem Basiselement, jedem Arm oder jedem Gelenk der Manipulatoreinrichtung vorgesehen.
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Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist mindestens ein Arm der Manipulatoreinrichtung elastisch bzw. nachgiebig, und die Manipulatoreinrichtung besitzt einen elastischen Verformungsfehler, wenn eine Kraft darauf ausgeübt wird.
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Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die Genauigkeit bzw. Präzision der Manipulatoreinrichtung geringer als eine standardmäßige Präzision für aktuelle industrielle Gestaltungsformen einer starren Manipulatoreinrichtung.
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Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhalten die Arbeitsparameter einen Drehwinkel, eine Drehgeschwindigkeit und eine Beschleunigung eines antreibenden Motors, der an jedem Gelenk der Manipulatoreinrichtung vorgesehen ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Steuerung einer Manipulatoreinrichtung bzw. eines Roboters bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- S100: Bereitstellen des vorhergehenden Steuerungssystems;
- S200: Steuern eines Werkzeugmittelpunkts der Manipulatoreinrichtung durch ein manuelles Anlernverfahren, sodass der Werkzeugmittelpunkt entlang mehrerer unterschiedlicher Bahnen entsprechend zu einem ersten Punkt und einem zweiten Punkt bewegt wird, und Berechnen der Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung an dem ersten Punkt und dem zweiten Punkt;
- S300: Eingeben der berechneten Positionsdaten in das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz, das in dem Cloud-Server betrieben wird, wobei das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz die Gewichtung zwischen Neuronen auf der Grundlage der eingegebenen Positionsdaten berechnet und automatisch verstellt derart, dass die Anpassungszeit, der stationäre Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und der Bahnfehler des Steuerungssystems minimal werden.
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Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das vorhergehende Verfahren ferner die Schritte:
- S400: Steuern des Werkzeugmittelpunkts der Manipulatoreinrichtung durch das manuelle Anlernverfahren derart, dass der Werkzeugmittelpunkt entlang mehrerer unterschiedlicher Bahnen entsprechend von dem zweiten Punkt zu einem dritten Punkt bewegt wird, und Berechnen der Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung an dem zweiten Punkt und an dem dritten Punkt; und
- S500: Eingeben der berechneten Positionsdaten in das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz, das in dem Cloud-Server betrieben wird, wobei das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz die Gewichtung zwischen den Neuronen auf der Grundlage der eingegebenen Positionsdaten berechnet und automatisch verstellt derart, dass die Anpassungszeit, der stationäre Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und der Bahnfehler des Steuerungssystems minimal werden.
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Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst das vorhergehende Verfahren ferner die Schritte:
- S600: Steuern des Werkzeugmittelpunkts der Manipulatoreinrichtung durch das manuelle Anlernverfahren derart, dass der Werkzeugmittelpunkt entlang mehrerer unterschiedlicher Bahnen entsprechend von einem aktuellen Punkt zu einem nächsten Punkt bewegt wird, und Berechnen der Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung an dem aktuellen Punkt und dem nächsten Punkt; und
- S700: Eingeben der berechneten Positionsdaten in das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz, das in dem Cloud-Server betrieben wird, wobei das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz die Gewichtung zwischen den Neuronen auf der Basis der eingegebenen Positionsdaten berechnet und automatisch derart verstellt, dass die Anpassungszeit, der stationäre Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und der Bahnfehler in dem Steuerungssystem minimal werden.
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Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gibt es mehrere Schlüsselpunkte bzw. wesentliche Punkte in einem Arbeitsbereich der Manipulatoreinrichtung, wobei die Schlüsselpunkte zumindest den ersten Punkt und den zweiten Punkt, den dritten Punkt, den aktuellen Punkt und den nächsten Punkt umfassen; wobei das Verfahren ferner den Schritt umfasst:
- S800: Wiederholen der Schritte S600 und S700, bis die Manipulatoreinrichtung sich zu allen Schlüsselpunkten bewegt hat.
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Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bleibt in dem Verfahren die Lage des Werkzeugs unverändert, während sich der Werkzeugmittelpunkt der Manipulatoreinrichtung von einem Punkt zu einem weiteren Punkt entlang einer einzelnen Bahn bewegt wird; und sich die Lage des Werkzeugs während der Bewegung des Werkzeugmittelpunkts der Manipulatoreinrichtung von einem Punkt zu einem weiteren Punkt entlang einer einzelnen Bahn bewegt wird, unterscheidet sich von der Lage des Werkzeugs während der Bewegung des Werkzeugmittelpunkts der Manipulatoreinrichtung von dem einen Punkt zu einem weiteren Punkt entlang einer weiteren Bahn, die sich von der einen Bahn unterscheidet.
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Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist in dem vorhergehenden Verfahren die Lage des Werkzeugs veränderbar, während der Werkzeugmittelpunkt der Manipulatoreinrichtung von einem Punkt zu einem weiteren Punkt entlang einer einzelnen Bahn bewegt wird.
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Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist in dem vorhergehenden Verfahren das an der Manipulatoreinrichtung montierte Werkzeug in einem unbelasteten Zustand, ohne dass ein Werkstück in den vorhergehenden Schritten S100 - S800 ergriffen wird.
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Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist in dem vorhergehenden Verfahren nach Beendigung der Schritte S100∼S800 das an der Manipulatoreinrichtung montierte Werkzeug in einem beladenen bzw. belasteten Zustand, in welchem ein Werkstück ergriffen wird, und das Verfahren umfasst ferner den Schritt:
- S900: Wiederholen der Schritte S200 und S300.
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In den vorhergehenden diversen anschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz in dem Steuerungssystem eine Gewichtung zwischen Neuronen auf der Grundlage der eingegebenen Positionsdaten automatisch verstellen, sodass die Akkommodationszeit bzw. Anpassungszeit, der stationäre Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und der Bahnfehler des Steuerungssystems minimal werden. Dadurch kann das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz die Steuerungsgenauigkeit des Steuerungssystems verbessern.
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Figurenliste
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Die vorhergehenden und weitere Merkmale der vorliegenden Offenbarung ergeben sich deutlicher durch die detaillierte Beschreibung anschaulicher Ausführungsformen, wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
- 1 eine anschauliche Ansicht eines Steuerungssystems für eine Manipulatoreinrichtung gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 2 einen Vorgang zum Bewegen der in 1 gezeigten Manipulatoreinrichtung durch ein manuelles Anlernverfahren gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 3 ein anschauliches einfaches schematisches Modell eines neuronalen Netzwerks für künstliche Intelligenz gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Im Weiteren werden detailliert anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Verweis auf die angefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch auf viele unterschiedliche Arten umgesetzt werden und diese sollten daher nicht als Beschränkung der Ausführungsformen, die hierin angegeben sind, betrachtet werden; vielmehr sind diese Ausführungsformen dazu vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung gründlich und vollständig ist und das Konzept der Offenbarung für den Fachmann vollständig nachvollziehbar machen.
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In der folgenden detaillierten Beschreibung sind zum Zwecke der Erläuterung zahlreiche spezifische Details angegeben, um ein gründliches Verständnis der offenbarten Ausführungsformen zu ermöglichen. Es ist jedoch ersichtlich, dass eine oder mehrere Ausführungsformen ohne diese speziellen Details umgesetzt werden können. In anderen Fällen sind bekannte Strukturen und Einrichtungen nur schematisch gezeigt, um die Zeichnungen zu vereinfachen.
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Gemäß einem allgemeinen Konzept der vorliegenden Offenbarung wird ein Steuerungssystem für eine Manipulatoreinrichtung bzw. einen Roboter bereitgestellt, mit: mindestens einer Indikatoreinrichtung, die an einem Flansch zum Montieren eines Werkzeugs der Manipulatoreinrichtung vorgesehen ist; einem Positionsdetektor, der in der Nähe der Manipulatoreinrichtung vorgesehen und ausgebildet ist, eine Positionsinformation der Positionsindikatoreinrichtung in Echtzeit zu erfassen; einem Computer, der ausgebildet ist, Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung gemäß der erfassten Positionsinformation in Echtzeit zu berechnen; einem Cloud-Server, der ausgebildet ist, Arbeitsparameter jedes Gelenks der Manipulatoreinrichtung durch ein neuronales Netzwerk für künstliche Intelligenz entsprechend den berechneten Positionsdaten zu berechnen; und einer Steuerung, die ausgebildet ist, jedes Gelenk auf der Grundlage der berechneten Arbeitsparameter in Echtzeit zu steuern, wobei das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz ein selbstlernendes neuronales Netzwerk ist, das eine Gewichtung zischen Neuronen auf der Grundlage der eingegebenen Positionsdaten berechnet und automatisch derart verstellt, dass die Akkommodationszeit bzw. Anpassungszeit, der stationäre Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und der Bahnfehler des Steuerungssystems minimal sind.
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Gemäß einem weiteren allgemeinen Konzept der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Steuern einer Manipulatoreinrichtung bzw. eines Roboters bereitgestellt, mit den Schritten: Bereitstellen des vorhergehenden Steuerungssystems; Steuern eines Werkzeugmittelpunkts der Manipulatoreinrichtung durch ein manuelles Anlernverfahren, sodass der Werkzeugmittelpunkt entlang mehrerer unterschiedlicher Bahnen von einem ersten Punkt zu einem zweiten Punkt bewegt wird, und Berechnen der Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung an dem ersten Punkt und an dem zweiten Punkt; Eingeben der berechneten Positionsdaten in das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz, das in dem Cloud-Server betrieben wird, wobei das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz die Gewichtung zwischen Neuronen auf der Grundlage der eingegebenen Positionsdaten berechnet und automatisch so verstellt, dass die Anpassungszeit, der stationäre Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und der Bahnfehler des Steuerungssystems minimal werden.
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1 ist eine anschauliche Ansicht eines Steuerungssystems für eine Manipulatoreinrichtung bzw. einen Roboter gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst in einer Ausführungsform das Steuerungssystem für eine Manipulatoreinrichtung im Wesentlichen mindestens eine Positionsindikatoreinrichtung 210, einen Positionsdetektor 220, eine Steuerung 300, einen Computer 400 und ein Cloud-Server 500.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist in einer Ausführungsform die mindestens eine Positionsindikatoreinrichtung 210 an einem Flansch 140 zum Befestigen eines Werkzeugs 150 der Manipulatoreinrichtung 100 vorgesehen. Der Positionsdetektor 220 ist in der Nähe der Manipulatoreinrichtung 100 vorgesehen und ausgebildet, Positionsinformation der Positionsindikatoreinrichtung 210 in Echtzeit zu erfassen. Der Computer 400 ist ausgebildet, Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung 210 gemäß der erfassten Positionsinformation in Echtzeit zu berechnen. Der Cloud-Server 500 ist ausgebildet, Arbeitsparameter jedes Gelenks 130 der Manipulatoreinrichtung 100 durch ein neuronales Netzwerk für künstliche Intelligenz entsprechend den berechneten Positionsdaten in Echtzeit zu berechnen. Die Arbeitsparameter können einen Drehwinkel, eine Drehgeschwindigkeit und eine Beschleunigung eines antreibenden Motors, der an jedem Gelenk der Manipulatoreinrichtung 100 vorgesehen ist, umfassen. Die Steuerung 300 ist ausgebildet, jedes Gelenk 130 auf der Grundlage der berechneten Arbeitsparameter in Echtzeit zu steuern.
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3 zeigt ein anschauliches einfaches schematisches Modell eines neuronalen Netzwerks für künstliche Intelligenz gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Wie in 1 und 3 gezeigt ist, ist in einer Ausführungsform das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz ein selbstlernendes neuronales Netzwerk, das eine Gewichtung bzw. Gewichtsfaktoren W zwischen Neuronen N auf der Grundlage der eingegebenen Positionsdaten berechnet und automatisch derart verstellt, dass die Anpassungszeit bzw. Akkommodationszeit, der stationäre Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und der Bahnfehler des Steuerungssystems minimal werden.
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Wie in 1 gezeigt ist, kann in einer Ausführungsform die Positionsindikatoreinrichtung 210 einen Sender für Ultraweitband (UWB) umfassen, der Positionsdetektor 220 kann einen Empfänger für Ultraweitband umfassen und die Positionsinformation umfasst eine relative Position des Senders für Ultraweitband in Bezug auf den Empfänger für Ultraweitband, wobei die Position durch den Empfänger für Ultraweitband erhalten wird. Der Computer 400 ist ausgebildet, die Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung 210 gemäß der durch den Empfänger für Ultraweitband erhaltenen relativen Position zu berechnen.
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Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, und beispielsweise kann in einer weiteren Ausführungsform die Positionsindikatoreinrichtung 210 eine visuelle Markiereinrichtung umfassen, der Positionsdetektor 220 kann eine Kamera umfassen, und die Positionsinformation umfasst ein Bild der visuellen Markiereinrichtung, das von der Kamera aufgenommen wird. Der Computer 400 ist ausgebildet, das von der Kamera erfasste Bild so zu verarbeiten, dass die Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung 210 gewonnen werden.
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Um die Menge an Positionsdaten zu erhöhen, wie in 1 gezeigt ist, ist in einer Ausführungsform mindestens eine Positionsindikatoreinrichtung 210 an einem Basiselement 110, an jedem Arm 120 und jedem Gelenk 130 der Manipulatoreinrichtung 100 vorgesehen.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist in einer Ausführungsform mindestens ein Arm 120 der Positionsindikatoreinrichtung 100 elastisch bzw. nachgiebig, und die Manipulatoreinrichtung 100 besitzt einen elastischen Verformungsfehler, wenn eine Kraft ausgeübt wird.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist die mechanische Genauigkeit bzw. Präzision der Manipulatoreinrichtung 100 geringer als eine Standardpräzision für aktuelle Industrieversionen einer starren Manipulatoreinrichtung. Beispielsweise dürfen die Getriebezahnräder der zuvor genannten Manipulatoreinrichtung 100 große Zahnabstände haben, und die Komponenten der Manipulatoreinrichtung 100 können große Dimensionierungsfehler besitzen. Auf diese Weise können die Herstellungskosten der Manipulatoreinrichtung 100 deutlich verringert werden.
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2 zeigt einen Vorgang zum Bewegen der in 1 gezeigten Manipulatoreinrichtung durch ein manuelles Anlernverfahren gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Im Weiteren wird ein Verfahren zur Steuerung einer Manipulatoreinrichtung mit Verweis auf 1-3 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Das Verfahren kann die Schritte umfassen:
- S100: wie in 1 gezeigt ist, Bereitstellen des Steuerungssystems gemäß einer beliebigen Ausführungsform, wie sie zuvor benannt ist;
- S200: wie in 2 gezeigt ist, Steuern eines Werkzeugmittelpunkts TCP der Manipulatoreinrichtung 100 mittels eines manuellen Anlernverfahrens, sodass der Werkzeugmittelpunkt entlang mehrerer unterschiedlicher Bahnen LAB1, LAB2, von einem ersten Punkt A zu einem zweiten Punkt B bewegt wird, und Berechnen der Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung 210 an dem ersten Punkt A und dem zweiten Punkt B;
- S300: wie in 2 und 3 gezeigt ist, Eingeben der berechneten Positionsdaten in das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz, das in dem Cloud-Server 500 betrieben wird, wobei das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz die Gewichtung W zwischen Neuronen N auf der Grundlage der eingegebenen Positionsdaten berechnet und automatisch so verstellt, dass die Anpassungszeit, der stationäre Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und der Bahnfehler des Steuerungssystems minimal werden.
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Wie in 3 gezeigt ist, sind in einer Ausführungsform lediglich zwei Bahnen LAB1, LAB2 gezeigt. Der Fachmann erkennt jedoch, dass die Häufigkeit, mit der die Manipulatoreinrichtung 100 von dem ersten Punkt A zu dem zweiten Punkt B bewegt wird, eine gewisse Größe annehmen sollte, sodass die Gewichtungen W zwischen den Neuronen des neuronalen Netzwerks für künstliche Intelligenz so verstellt werden, dass sie optimal sind, um damit die Akkommodationszeit bzw. Anpassungszeit, den stationären Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und den Bahnfehler des Steuerungssystems zu minimieren. Daher ist die Häufigkeit, mit der die Manipulatoreinrichtung 100 von dem ersten Punkt A zu dem zweiten Punkt B entlang der Bahnen LAB1, LAB2 bewegt wird, für gewöhnlich nicht kleiner als 10.
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Wie in 2-3 gezeigt ist, umfasst in einer Ausführungsform das vorhergehende Verfahren weitere Schritte:
- S400: Steuern des Werkzeugmittelpunkts TCP der Manipulatoreinrichtung 100 durch das manuelle Anlernverfahren derart, dass der Werkzeugmittelpunkt entlang mehrerer unterschiedlicher Bahnen LAC1, LAC2 von der zweiten Punkt B zu einem dritten Punkt C bewegt wird, und Berechnen der Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung 210 an dem zweiten Punkt B und dem dritten Punkt C;
- S500: Eingeben der berechneten Positionsdaten in das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz, das in dem Cloud-Server 500 betrieben wird, wobei das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz die Gewichtung W zwischen den Neuronen N auf der Grundlage der eingegebenen Positionsdaten berechnet und automatisch so verstellt bzw. justiert, dass die Anpassungszeit, der stationäre Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und der Bahnfehler des Steuerungssystems minimal werden.
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Wie in 2-3 gezeigt ist, umfasst in einer Ausführungsform das vorhergehende Verfahren ferner die Schritte:
- S600: Steuern des Werkzeugmittelpunkts TCP der Manipulatoreinrichtung 100 durch das manuelle Anlernverfahren derart, dass der Werkzeugmittelpunkt entlang mehrerer unterschiedlicher Bahnen von einem aktuellen Punkt zu einem nächsten Punkt bewegt wird, und Berechnen der Positionsdaten der Positionsindikatoreinrichtung 210 an dem aktuellen Punkt und dem nächsten Punkt;
- S700: Eingeben der berechneten Positionsdaten in das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz, das in dem Cloud-Server 500 betrieben wird, wobei das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz die Gewichtung W zwischen den Neuronen N auf der Grundlage der eingegebenen Positionsdaten berechnet und automatisch so verstellt, dass die Anpassungszeit, der stationäre Fehler bzw. Beharrungszustandsfehler und der Bahnfehler des Steuerungssystems minimal sind.
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Wie in 2-3 gezeigt ist, gibt es in einer Ausführungsform mehrere Schlüsselpunkte in einem Arbeitsbereich der Manipulatoreinrichtung 100, wobei die Schlüsselpunkte zumindest den ersten Punkt A, den zweiten Punkt B, den dritten Punkt C, den aktuellen Punkt und den nächsten Punkt umfassen. Das vorhergehende Verfahren kann ferner einen Schritt umfassen:
- S800: Wiederholen der Schritte S600 und S700, bis die Manipulatoreinrichtung 100 zu allen Schlüsselpunkten bewegt worden ist.
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Wie in 2 gezeigt ist, bleibt die Lage des Werkzeugs unverändert, während der Werkzeugmittelpunkt der Manipulatoreinrichtung 100 von einem Punkt A zu einem weiteren Punkt B entlang einer Bahn LAB1 oder LAB2 bewegt wird. Während der Bewegung des Werkzeugmittelpunkts der Manipulatoreinrichtung 100 von einem Punkt A zu einem weiteren Punkt B entlang einer Bahn LAB1 unterscheidet sich die Lage des Werkzeugs von der Lage des Werkzeugs während der Bewegung des Werkzeugmittelpunkts der Manipulatoreinrichtung 100 von einem Punkt A zu einem weiteren Punkt B entlang einer weiteren Bahn LAB2, die sich von der einen Bahn LAB1 unterscheidet.
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Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, und in einer weiteren Ausführungsform kann die Lage des Werkzeugs veränderbar sein, während der Werkzeugmittelpunkt der Manipulatoreinrichtung 100 von einem Punkt A zu einem weiteren Punkt B entlang einer Bahn LAB1, LAB2 bewegt wird.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist in einer Ausführungsform das Werkzeug 150, das an der Manipulatoreinrichtung 100 montiert ist, in einem unbelasteten Zustand, ohne dass ein Werkstück in den vorhergehenden Schritten S100-S800 ergriffen wird.
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Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist in einer Ausführungsform das an der Manipulatoreinrichtung 100 montierte Werkzeug 150 in einem belasteten Zustand durch Ergreifen eines Werkstücks, um das neuronale Netzwerk für künstliche Intelligenz des Manipulatoreinrichtungssteuerungssystems in die Lage zu versetzen, sich besser an einen belasteten Zustand nach dem Abschluss der Schritte S100 - S800 anzupassen, und das vorhergehende Verfahren kann ferner den Schritt umfassen:
- S900: Wiederholen der Schritte S200 und S300.
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Es sollte vom Fachmann beachtet werden, dass die vorhergehenden Ausführungsformen als anschaulich und nicht als beschränkend zu verstehen sind. Beispielsweise können viele Modifizierungen an den vorhergehenden Ausführungsformen durch den Fachmann vorgenommen werden, und diverse in unterschiedlichen Ausführungsformen beschriebene Merkmale können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne dass sie mit dem Aufbau oder dem Wirkungsprinzip in Konflikt stehen.
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Obwohl einige anschauliche Ausführungsformen gezeigt und beschrieben sind, sollte vom Fachmann beachtet werden, dass diverse Änderungen und Modifizierungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Grundgedanken der Offenbarung abzuweichen, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.
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Im hierin verwendeten Sinne soll bei einem Element, das im Singular angegeben ist und dem das Wort „einer, eine, ein“ vorangestellt ist, der Plural der Elemente oder Schritte nicht ausgeschlossen sein, sofern ein derartiger Ausschluss nicht explizit genannt ist. Ferner sollen Verweise auf „eine“ der vorliegenden Offenbarung nicht so aufgefasst werden, dass damit die Existenz weiterer Ausführungsformen ausgeschlossen ist, in denen ebenfalls die genannten Merkmale enthalten sind. Sofern nicht explizit eine andere Angabe vorliegt, können Ausführungsformen, die ein Element oder mehrere Elemente mit einer speziellen Eigenschaft „umfassen“ oder „haben“ weitere derartige Elemente, die diese Eigenschaft nicht besitzen, enthalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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