DE3924537A1 - Verfahren und vorrichtung zur leistungsoptimierung von mehrachsigen manipulatoren - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur leistungsoptimierung von mehrachsigen manipulatorenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Leistungsoptimierung von mehrachsigen Manipulatoren,
insbesondere Industrierobotern mit den Merkmalen im
Oberbegriff des Hauptanspruches.
Bei mehrachsigen Manipulatoren, speziell Industrierobotern,
besteht die Gefahr einer mechanischen Überlastung von
Roboterteilen, insbesondere von Achsen, durch dynamische
Belastungen bei Verbundbewegungen, d. h. bei gleichzeitiger
Bewegung mehrerer Achsen. Bei einer Verbundbewegung können
sich die normalen statischen Belastungen einer Achse mit
dynamischen Belastungen, die aus der Bewegung anderer
Achsen herrühren, addieren. Würde die betroffene Achse
dessenungeachtet mit ihrer maximalen Beschleunigung
und/oder Geschwindigkeit fahren, hätte dies eine
Überlastung der Achse bzw. des Achsantriebes zur Folge. Die
Größe der dynamischen Belastungen ist allerdings nicht
vorhersehbar und auch nicht vorab berechenbar, weshalb der
Anwender gehalten ist, zum Schutz vor Überlastungen in
seinem Anwender- oder Bewegungsprogramm sicherheitshalber
nur höchstens die halben Werte der maximal möglichen
Beschleunigungen und Geschwindigkeiten der Achsantriebe zu
benutzen. Der Anwender bekommt für sein Anwenderprogramm
diese halbierten Sicherheits-Werte softwaremäßig vorgegeben
und sollte sie nicht überschreiten. Der Anwender kann sich
bei der Gestaltung seines Anwenderprogrammes damit nicht im
vollen Leistungsbereich des Manipulators bewegen. Dies hat
zur Folge, daß der Manipulator in manchen Fällen nicht voll
ausgelastet werden kann.
Zur Anpassung an verschiedene Arbeitsbedingungen kann der
Anwender noch Maschinendatensätze umschalten, was
allerdings nur im Stand der Maschine möglich ist. In den
Maschinendatensätzen lassen sich zwar die maximalen
Beschleunigungen und Geschwindigkeiten der Achsen grob
variieren, indem sie auf den Arbeitsbereich und die Größe
der Ausladung abgestimmt sind. Für Manipulatorbewegungen
mit geringer Ausladung, das heißt im engen Bereich um die
Roboterhauptachse, sind die dynamischen Belastungen
niedriger, weshalb die Sicherheits-Werte etwas höher
gewählt werden können. Im äußeren Arbeitsbereich hingegen
sind aufgrund der größeren Ausladung und der damit
verbundenen höheren Fliehkräfte und Massenträgheitsmomente
die Sicherheits-Werte niedriger angesetzt. Die Abstufung
der Sicherheitsgrenzen verliert aber ihren Effekt, wenn der
Manipulator sich in einem Anwenderprogramm sowohl im
inneren, als auch im äußeren Arbeitsbereich bewegt. Nachdem
während der Manipulatorbewegung die Maschinendatensätze und
damit die Sicherheits-Werte nicht umgeschaltet werden
können, muß zur Sicherheit gegen Überlastung von den
niedrigeren Werten ausgegangen werden. Die Erstellung
unterschiedlicher Maschinendatensätze und deren Umschaltung
ermöglicht daher nur in einigen wenigen Fällen eine gewisse
Leistungsanpassung, aber keine Optimierung.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Manipulator besser an die zu erfüllenden Aufgaben
anzupassen und eine Leistungsoptimierung zu ermöglichen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im
Kennzeichenteil des Verfahrens- und
Vorrichtungshauptanspruches.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Anwender
selbst auf einfache Weise für jedes Anwenderprogramm eine
Leistungsoptimierung durchführen, die sich an den
tatsächlich auftretenden Verbundbewegungen und den daraus
resultierenden dynamischen Belastungen orientiert. Er ist
also nicht mehr auf pauschale und entsprechend niedrige
Sicherheits-Werte angewiesen, sondern kann sich an den
tatsächlichen Verhältnissen orientieren.
Die im Betrieb auftretenden Achsbelastungen lassen sich
unmittelbar als Kraft oder Moment nur mit einem erheblichen
apparativen Aufwand erfassen. Die Erfindung vermeidet dies,
indem sie auf die Stromwerte und gegebenenfalls auch die
Drehzahlwerte der Achsantriebe zurückgreift. Eine erhöhte
Achsbelastung äußert sich in einem höheren Motormoment und
damit einer höheren Stromaufnahme. Die Stromwerte werden im
Betrieb kontinuierlich aufgenommen und mit vorgegebenen
Referenzwerten verglichen. Die Refenzwerte repräsentieren
einen Grenzwert für die zulässige Achsbelastung und wurden
vom Hersteller des Manipulators vorher in Versuchen
ermittelt.
Die vom Hersteller vorgegebenen Referenzwerte entsprechen
normalerweise der maximalen mechanischen Belastbarkeit der
einzelnen Achsen. Die Referenzwerte lassen sich hierbei
auch noch an weitere Erfordernisse anpassen, indem
beispielsweise unterschiedliche Referenzwerte für Dauer-
oder Kurzzeitstandfestigkeit ermittelt werden. In die
Referenzwerte können außerdem noch Sicherheitsfaktoren
einfließen.
Der gemessene oder aufgenommene Stromwert beinhaltet auch
das zur Eigenbeschleunigung der Motormassen erforderliche
Moment. Dieses wirkt sich allerdings nicht als Belastung
der Achse aus. Um eine noch präzisere Erfassung der
Achsbelastung zu erreichen, sieht die Erfindung ferner eine
entsprechende Korrektur des aufgenommenen Stromwertes vor.
Über die Drehzahl wird die Achsbeschleunigung und das
daraus resultierende Beschleunigungsmoment des Motors
errechnet und vom gemessenen Stromwert abgezogen.
Zur Leistungsoptimierung programmiert der Anwender sein
Anwender- oder Bewegungsprogramm erst einmal mit relativ
niedrigen Beschleunigungen. In einem Testlauf wird dann das
Programm mit dem Manipulator abgefahren, wobei
kontinuierlich die auftretenden Werte für die den
Motorstrom und/oder die Drehzahl der verschiedenen
Achsantriebe aufgenommen werden. Sie werden dann mit den
vom Hersteller vorgegebenen Referenzwerten verglichen.
Werden die Referenzwerte durchweg nicht erreicht, können im
Anwenderprogramm die Werte für Beschleunigung und/oder
Drehzahl bzw. Geschwindigkeit der einzelnen Achsen höher
eingestellt werden. In einem zweiten Testlauf wird die
Einstellung wieder kontrolliert. Dieser Vorgang wiederholt
sich so lange, bis bei den verschiedenen Achsen der
Referenzwert erreicht ist. Auf diese Weise kann jede Achse
innerhalb des Anwenderprogrammes einzeln und im
Achsenverbund optimiert werden.
Neben einer Veränderung der Einstellungen im
Anwenderprogramm ermöglicht die Erfindung aber auch eine
Optimierung des Programms an sich. Es lassen sich nämlich
auch die Bewegungsabläufe innerhalb des Programmes
verändern, indem beispielsweise eine belastungsmäßig
kritische Verbundbewegung mehrerer Achsen durch zeitlich
getrennte Einzelbewegungen mit entsprechend höheren
Geschwindigkeiten und Beschleunigungen der Achsen ersetzt
wird. Auf diese Weise läßt sich der Manipulator unter
Ausreizung seiner Belastungsgrenzen optimal an die
erforderlichen Taktzeiten, die vorhandenen
Gewichtsbelastungen durch Werkzeug etc. sowie die nötigen
Bewegungsabläufe anpassen. Der Anwender kann diese
Optimierung selbst vornehmen und benötigt hierfür kein
Spezialwissen oder die Hilfe von höchstqualifizierten
Fachkräften. Vorteilhaft ist ferner, daß die Werte für
Beschleunigung und Geschwindigkeit der Achsen auch in
schleifenden Bewegungen, das heißt beim Überfahren von
Zwischenpunkten, änderbar sind.
In der einfachsten Form sind Verfahren und Vorrichtung auf
Handbetrieb ausgelegt, wobei ein einfaches Meßgerät zum
Einsatz kommt. Die Auswerte und Einstellvorgänge können
aber auch automatisiert werden, so daß unter Zuhilfenahme
entsprechender Programme der Manipulator sich selbst
optimiert.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und
schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
mehrachsigen Industrieroboters mit
Schaltschranke und einem Meßgerät zur
Leistungsoptimierung und
Fig. 2 bis 4 Blockschaltbilder von verschiedenen
Ausführungsformen des Meßgerätes.
In Fig. 1 ist schematisch ein sechsachsiger
Industrieroboter dargestellt. Dieser beinhaltet ein um die
vertikale Achse drehbares Karussell (20), an dem um eine
horizontale Achse schwenkbar eine Schwinge (21) angeordnet
ist. An dieser wiederum ist um eine ebenfalls horizontale
Achse der Ausleger (22) schwenkbar gelagert, der wiederum
am Ende die um drei rotatorische Achsen verstellbare Hand
(23) mit einem Werkzeug trägt. Für die Bewegung der sechs
verschiedenen Achsen sind Achsantriebe vorgesehen, von
denen in der Zeichnung nur die drei Achsantriebe (19) der
Roboterhand (23) dargestellt sind.
In einem Schaltschrank (3) sind die Stromversorgung, die
Maschinensteuerung und weitere für den Betrieb des Roboters
(2) nötige Baugruppen untergebracht. Für die Ansteuerung
der verschiedenen Achsantriebe (19) sind sogenannte
Umrichter (4) vorgesehen. Die Umrichter (4) sind ebenfalls
am Schaltschrank (3) angeordnet und stellen das Auswerte-
und Steuerteil für die Motoransteuerung des jeweiligen
Achsantriebes (19) dar. Im Umrichter (4) werden
beispielsweise das Tachosignal, das Lage- und
Drehzahlsignal und die Motorkommutierung generiert.
Für die Leistungsoptimierung des Industrieroboters (2) sind
ein oder mehrere Meßgeräte (1) vorgesehen, die im gezeigten
Ausführungsbeispiel auf die Umrichter (4) gesteckt sind.
Die Meßgeräte (1) können alternativ auch in die
Robotersteuerung und den zugehörigen Rechner integriert
sein. An den Umrichtern (4) sind jeweils drei Meßpunkte
(11, 12, 13) vorhanden, an denen der Drehzahl-Sollwert, der
Drehzahl-Istwert und der Strom-Sollwert des Achsantriebes
(19) abgegriffen werden können.
Der Roboter (2) ist dank seiner sechs Achsen in der Lage,
komplizierte Bewegungen im Raum auszuführen, indem er
beispielsweise ein Schweißwerkzeug entlang einer beliebig
im Raum verlaufenden Nahtbahn entlangführt. Um diese
Bewegungen ausführen zu können, müssen sich häufig mehrere
Achsen gleichzeitig bewegen. Beispielsweise schwenken
hierbei die Schwinge (21) und der Ausleger (22). Die durch
die beiden Einzelbewegungen hervorgerufenen dynamischen
Belastungen können sich addieren, so daß sich bei der
Verbundbewegung eine höhere mechanische Belastung der
Achsen ergibt, als wenn die Achsbewegungen zeitlich
getrennt nacheinander ausgeführt werden. Die je nach Achsen
und Art der Verbundbewegung entstehenden dynamischen Kräfte
belasten die verschiedenen Bauteile des Roboters (2) und
insbesondere die Achsen sowie deren Achsantriebe (19). Bei
hohen Geschwindigkeiten und insbesondere hohen
Beschleunigungen in der Verbundbewegung kann es zu
Überlastungen der Roboterbauteile kommen.
Um die verschiedenen Achsantriebe (19) ansteuern zu können,
ist eine Maschinensteuerung mit einem Rechner und einem
Maschinenprogramm vorgesehen, die im Schaltschrank (3)
untergebracht sind. Im Maschinenprogramm sind verschiedene
Maschinendatensätze als maschinelle Rahmenvorgaben
niedergelegt und können vom Anwender abgerufen werden.
Damit der Roboter (2) die gewünschten Aufgaben durchführen
kann, wird vom Anwender ein Anwenderprogramm oder
Bewegungsprogramm erstellt, in dem die verschiedenen
Bewegungsabläufe der Achsen festgehalten sind.
Die im Betrieb auftretenden dynamischen Belastungen hängen
von Drehzahl und/oder Beschleunigung der einzelnen Achsen
beziehungsweise der zugehörigen Achsantriebe (19) ab. Der
Roboter sollte bei Durchführung seiner Aufgaben sich mit
möglichst hohen Achsgeschwindigkeiten und
Achsbeschleunigungen bewegen. Um den Roboter dabei nicht zu
überlasten, wird er in der nachfolgend beschriebenen Weise
leistungsoptimiert.
Der Anwender erstellt für den Roboter das vorerwähnte
Anwender- oder Bewegungsprogramm. Dabei programmiert er für
die einzelnen Achsbewegungen relativ niedrige
Beschleunigungen und gegebenenfalls auch niedrige
Geschwindigkeiten. Um vor Überlastung in erster Näherung
sicher zu sein, betragen die programmierten Werte
beispielsweise nur die Hälfte der maximal möglichen
Beschleunigungen und/oder Geschwindigkeiten. Der Anwender
startet dann einen Testlauf, wobei der Roboter (2) die
programmierten Bewegungsabläufe ausführt.
Die im Betrieb auftretenden mechanischen Belastungen der
Achsen werden durch die Stromaufnahme der einzelnen
Achsantriebe (19) repräsentiert. Für die Zwecke der
Leistungsoptimierung genügt es, den Strom-Sollwert zu
erfassen, da die Abweichung von den Istwerten durch die in
Robotern (2) übliche schnelle und genaue Regelung der
Achsantriebe vernachlässigbar klein ist.
Die gemessenen Strom-Sollwerte beinhalten auch einen auf
die Eigenbeschleunigung des Motormassen entfallenden
Anteil, der sich nicht als mechanische Belastung der Achse
äußert. Um diesen Anteil zu eliminieren, wird mit dem Strom
auch die Drehzahl der Achse als Ist- oder Sollwert des
Achsantriebs (19) am Umrichter (4) abgegriffen. Über die
Differenzierung des Drehzahlwertes wird die
Achsbeschleunigung berechnet. Mit deren Hilfe und dem
Massenträgheitsmoment des Motors wird dann der
Eigenbeschleunigungsanteil des Motormomentes bzw. der
zugehörige Stromwert ermittelt und vom gemessenen
Strom-Sollwert abgezogen.
Beim Hersteller sind die bei den verschiedenen
Verbundbewegungen der Achsen auftretenden mechanischen
Belastungen ausgetestet worden. Aus den Tests wurden
Referenzwerte für die Stromaufnahme der einzelnen
Achsantriebe (19) gewonnen. Solange die bei Durchlaufen des
Anwenderprogrammes auftretenden Werte diese Referenzwerte
nicht überschreiten, besteht keine Überlastungsgefahr. Die
ermittelten Referenzwerte berücksichtigen auch verschiedene
mechanische Vorgaben, wie die gewünschte
Zeitstandfestigkeit, eventuelle Sicherheitsfaktoren etc. Je
nach Art der gewünschten oder zugelassenen Belastung können
mehrere Sätze von Referenzwerten aufgestellt werden.
Im Testlauf des Anwender- oder Bewegungsprogrammes werden
über das Meßgerät (1) laufend zumindest die an jeder Achse
auftretenden Strom-Sollwerte und gegebenenfalls auch die
Drehzahl-Istwerte oder Drehzahl-Sollwerte aufgenommen und
mit den vorgegebenen Referenzwerten für den Motorstrom
verglichen. Im ersten Testlauf werden die Referenzwerte der
einzelnen Achsen normalerweise noch nicht erreicht. Nach
dem Testlauf werden die zugehörigen Einstellungen im
Programm geändert, das heißt in den meisten Fällen erhöht.
Anschließend wird ein zweiter Testlauf gestartet, bei dem
wiederum geprüft wird, ob die Referenzwerte und damit die
zulässige Belastung erreicht wird. Ist das nicht der Fall,
können die Einstellwerte erneut verändert und ein weiterer
Testlauf gestartet werden. Mit den Testläufen optimiert der
Anwender die Einstellungen in seinem Programm an die durch
die Referenzwerte repräsentierte Belastungsgrenze. Er kann
hierbei nicht nur die Einstellwerte für Beschleunigung
und/oder Drehzahl verändern, sondern auch Bewegungsabläufe
anders gestalten. Die Leistungsoptimierung und die
Testläufe werden beendet, wenn für eine oder mehrere Achsen
die Referenzwerte erreicht oder überschritten sind. Ist das
bei einer Achse der Fall, können die anderen Achsen noch
weiter optimiert werden. Der Testbetrieb kann aber auch
beendet werden.
Das Meßgerät (1) wird für die Testläufe oder auch für Dauer
auf die Meßpunkte (11, 12, 13) des jeweiligen Umrichters (4)
gesteckt, an denen die vorgenannten Werte abgegriffen
werden können. Die im Testbetrieb aufgenommenen Werte
werden mit den vorerwähnten Referenzwerten verglichen.
Hierzu weist das Meßgerät (1) eine Auswerteschaltung (5)
auf, auf deren Eingang (9) die Meßpunkte (11, 12, 13)
geschaltet sind. Am anderen Eingang liegt ein
Sollwert-Geber (6) für die Eingabe der Referenzwerte. Dem
Eingang (9) ist ein Filter (14) für die Signalleitungen
vorgeschaltet. An den Meßpunkten (11, 12, 13) wird außerdem
die Versorgung (15) des Meßgerätes (1) abgegriffen. Das
Meßgerät (1) kann aber auch über eine eigene
Spannungsversorgung verfügen.
Fig. 2 zeigt eine einfache Ausführung des Meßgerätes (1).
Die Auswerteschaltung (5) beinhaltet in diesem Fall für
jeden Meßpunkt (11) des Motorstroms mindestens einen
Vergleicher (8), der die aufgenommenen Werte mit den vom
Sollwert-Geber (6) kommenden Referenzwerten vergleicht. An
die Auswerteschaltung (5) ist eine Anzeige (7)
angeschlossen, an der wahlweise die Höhe der an den
Meßpunkten (11, 12, 13) aufgenommenen Werte oder die
ermittelte Differenz zwischen den Referenzwerten und den
Soll-Werten angezeigt wird.
Fig. 3 zeigt demgegenüber eine aufwendigere Ausführungsform
des Meßgerätes (1), die es erlaubt, den
Eigenbeschleunigungsanteil des Motors zu eliminieren. Die
Auswerteschaltung (5) weist hier zumindest einen
Differenziator (24) und eine Recheneinheit (25) auf. Der
Differenziator (24) ist eingangsseitig mit dem Meßpunkt (11
oder 12) für den Ist- oder Sollwert der Drehzahl des
Achsantriebs (19) verbunden. Dem Differenziator (24) ist
die Recheneinheit (25) nachgeschaltet, die den gewonnenen
Achsbeschleunigungswert mit dem intern gespeicherten
Massenträgheitsmoment des zugehörigen Motors multipliziert
und den darauf entfallenden Stromwert berechnet. An die
Recheneinheit (25) ist in Fig. 3 eingangsseitig auch der
Meßpunkt (13) für den Strom-Sollwert aufgeschaltet. Die
Recheneinheit (25) zieht vom gemessenen Strom-Sollwert den
berechneten Stromwert für die Eigenbeschleunigung des
Motors ab und speist den Differenzwert in den
nachgeschalteten Vergleicher (8) ein.
Die Auswerteschaltung (5) ist im einfachen Fall gemäß Fig.
2 ausgangsseitig mit einer Anzeige (7) verbunden, die
wahlweise die aufgenommenen bzw. in der Recheneinheit (25)
berechneten Stromwerte oder die vom Vergleicher (8)
ermittelten Differenzen zu den Referenzwerten anzeigt. An
der Anzeige können auch die berechneten
Achsbeschleunigungen und die Drehzahlen ausgegeben werden.
Die Anzeige (7) kann ferner einen Speicher und/oder einen
Drucker zum Festhalten und/oder Protokollieren der
angezeigten Daten beinhalten.
Fig. 3 zeigt eine Variante, bei der neben der Anzeige (7)
auch eine Schnittstelle (16) zu einem Rechner (17)
vorgesehen ist. Der Rechner (17) kann in die
Maschinensteuerung integriert sein und ermöglicht eine
Weiterverarbeitung der gemessenen und berechneten Werte.
Mit ihm und unter Zuhilfenahme eines entsprechenden
Programms können im Anwenderprogramm die Einstellwerte für
Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Achsantriebe
automatisch variiert werden.
Fig. 4 zeigt eine weitere Variante, bei der der
Sollwert-Geber (6) als elektronischer Baustein mit einem
Speicher (18) ausgebildet ist. In dieser Variante kann er
auch in einen Rechner (17) integriert sein. In den anderen
Ausführungsbeispielen ist der Sollwert-Geber ein
handbetätigtes Gerät.
Das Meßgerät (1) kann als Einzelgerät für jede Achse oder
als Kombigerät zur gleichzeitigen Erfassung der Werte von
mehreren Achsen ausgebildet sein. Als Einzelgerät verfügt
es über eine Skalierung und kann so für jede Achse
verwendet werden. Das Meßgerät (1) kann aber auch in die
Maschinensteuerung des Roboters (2) integriert sein.
Stückliste
1 Meßvorrichtung
2 Manipulator, Industrieroboter
3 Schaltschrank
4 Umrichter
5 Auswerteschaltung
6 Sollwert-Geber
7 Anzeige
8 Vergleicher
9 Eingang
10 Eingang
11 Meßpunkt
12 Meßpunkt
13 Meßpunkt
14 Filter
15 Versorgung
16 Schnittstelle
17 Rechner
18 Speicher
19 Achsantrieb
20 Karussell
21 Schwinge
22 Ausleger
23 Hand
24 Differenziator
25 Recheneinheit
2 Manipulator, Industrieroboter
3 Schaltschrank
4 Umrichter
5 Auswerteschaltung
6 Sollwert-Geber
7 Anzeige
8 Vergleicher
9 Eingang
10 Eingang
11 Meßpunkt
12 Meßpunkt
13 Meßpunkt
14 Filter
15 Versorgung
16 Schnittstelle
17 Rechner
18 Speicher
19 Achsantrieb
20 Karussell
21 Schwinge
22 Ausleger
23 Hand
24 Differenziator
25 Recheneinheit
Claims (13)
1. Verfahren zur Leistungsoptimierung von mehrachsigen
Manipulatoren, insbesondere Industrierobotern, die
durch ein vom Anwender erstelltes Bewegungsprogramm
gesteuert werden und dabei Verbundbewegungen mit
gleichzeitiger Bewegung mehrerer Achsen ausführen,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Bewegungsprogramm des Manipulators in einem oder
mehreren Testläufen abgefahren wird, wobei
kontinuierlich die Werte für den Strom der einzelnen
Achsantriebe aufgenommen und mit vorgegebenen
Referenzwerten, die die zulässige Achsbelastung
repräsentieren, verglichen werden, und daß im
Bewegungsprogramm die Einstellungen für die
Beschleunigung und/oder die Drehzahl der Achsen so
lange verändert werden, bis der zulässige
Referenzwert erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zusätzlich die
Drehzahl des Achsantriebs gemessen und differenziert
wird, wobei aus dem gewonnenen Beschleunigungswert
der für die Eigenbeschleunigung der Motormassen
erforderliche Strom errechnet und vom gemessenen
Stromwert des Achsantriebs vor der
Vergleichsoperation abgezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Strom und/oder
die Drehzahl als Ist-Wert über Sensoren gemessen
werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Soll-Werte für
den Strom und/oder die Drehzahl der Achsantriebe
aufgenommen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß die
aufgenommenen Werte und/oder die Vergleichswerte
angezeigt und/oder gespeichert und/oder protokolliert
werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß die
aufgenommenen Werte und/oder die Vergleichswerte in
einen Rechner eingegeben werden, der mittels eines
Optimierungsprogramms die Einstellungen im
Bewegungsprogramm verändert.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Werte
für die Beschleunigung und/oder die Drehzahl am
Umrichter der Achsantriebe aufgenommen werden.
8. Vorrichtung zur Leistungsoptimierung von mehrachsigen
Manipulatoren, insbesondere Industrierobotern, die
durch ein vom Anwender erstelltes Bewegungsprogramm
gesteuert werden und dabei Verbundbewegungen mit
gleichzeitiger Bewegung mehrerer Achsen ausführen,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Meßvorrichtung (1) mit einer Auswerteschaltung (5),
einem Sollwert-Geber (6) und einer Anzeige (7)
vorgesehen ist, wobei die Auswerteschaltung (5)
zumindest einen Vergleicher (8) aufweist, auf dessen
einen Eingang (9) ein oder mehrere Meßpunkte (13) für
die Meßwerte vom Strom der einzelnen Achsantriebe
(19) geschaltet sind und dessen anderer Eingang (10)
mit dem Sollwert-Geber (6) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Auswerteschaltung (5) mindestens einen Differenziator
(24) aufweist, auf dessen Eingang (9) ein oder
mehrere Meßpunkte (11, 12) für die Meßwerte der
Drehzahl der einzelnen Achsantriebe (19) geschaltet
sind, wobei außerdem eine Recheneinheit (25)
vorgesehen ist, die einerseits dem Differenziator
(24) nachgeschaltet und andererseits dem Vergleicher
(8) vorgeschaltet ist, wobei die Recheneinheit (25)
die Stromaufnahme für die Eigenbeschleunigung des
Motormassen errechnet und vom gemessenen Stromwert
abzieht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung
(1) auf dem Unrichter (4) der Achsantriebe (19)
angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung
(1) eine Schnittstelle (16) zu einem Rechner (17)
aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Sollwert-Geber (6) als elektronischer Geber mit einem
Speicher (18) ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingang
(9) ein Filter (14) vorgeschaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3924537A DE3924537A1 (de) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | Verfahren und vorrichtung zur leistungsoptimierung von mehrachsigen manipulatoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3924537A DE3924537A1 (de) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | Verfahren und vorrichtung zur leistungsoptimierung von mehrachsigen manipulatoren |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3924537A1 true DE3924537A1 (de) | 1991-02-07 |
DE3924537C2 DE3924537C2 (de) | 1992-12-10 |
Family
ID=6385760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3924537A Granted DE3924537A1 (de) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | Verfahren und vorrichtung zur leistungsoptimierung von mehrachsigen manipulatoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3924537A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5497674A (en) * | 1991-06-04 | 1996-03-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Industrial robot |
EP0794475A1 (de) * | 1995-09-26 | 1997-09-10 | Fanuc Ltd | Funktionsbasierendes minimalzeitsteuerungsverfahren für roboter |
EP1600833A2 (de) * | 2004-05-28 | 2005-11-30 | KUKA Roboter GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Maschine, wie eines Mehrachs-Industrieroboters |
DE102009060062A1 (de) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach, 35236 | Verfahren zur Geschwindigkeitsoptimierung eines Roboters |
DE102016220814A1 (de) * | 2016-10-24 | 2018-04-26 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und verfahren für eine werkzeuganlage |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10341673A1 (de) * | 2003-09-08 | 2005-04-28 | Bosch Rexroth Ag | Widerstandsschweißsystem |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0262600A1 (de) * | 1986-09-29 | 1988-04-06 | Asea Ab | Verfahren und Vorrichtung zur optimalen Parameterregelung von Reglern, die rotierende und/oder lineare Bewegungen eines Industrieroboters steuern |
EP0286107A2 (de) * | 1987-04-08 | 1988-10-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Industrieroboter |
-
1989
- 1989-07-25 DE DE3924537A patent/DE3924537A1/de active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0262600A1 (de) * | 1986-09-29 | 1988-04-06 | Asea Ab | Verfahren und Vorrichtung zur optimalen Parameterregelung von Reglern, die rotierende und/oder lineare Bewegungen eines Industrieroboters steuern |
EP0286107A2 (de) * | 1987-04-08 | 1988-10-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Industrieroboter |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5497674A (en) * | 1991-06-04 | 1996-03-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Industrial robot |
EP0794475A1 (de) * | 1995-09-26 | 1997-09-10 | Fanuc Ltd | Funktionsbasierendes minimalzeitsteuerungsverfahren für roboter |
EP0794475A4 (de) * | 1995-09-26 | 1998-07-08 | Fanuc Ltd | Funktionsbasierendes minimalzeitsteuerungsverfahren für roboter |
EP1600833A2 (de) * | 2004-05-28 | 2005-11-30 | KUKA Roboter GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Maschine, wie eines Mehrachs-Industrieroboters |
EP1600833A3 (de) * | 2004-05-28 | 2007-01-03 | KUKA Roboter GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Maschine, wie eines Mehrachs-Industrieroboters |
US7443124B2 (en) | 2004-05-28 | 2008-10-28 | Kuka Roboter Gmbh | Method and device for operating a machine, such as a multiaxial industrial robot |
DE102009060062A1 (de) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach, 35236 | Verfahren zur Geschwindigkeitsoptimierung eines Roboters |
DE102016220814A1 (de) * | 2016-10-24 | 2018-04-26 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und verfahren für eine werkzeuganlage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3924537C2 (de) | 1992-12-10 |
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