EP3551394A1 - Verfahren zur minimierung von belastungen der gelenkverbindungen eines manipulators - Google Patents

Verfahren zur minimierung von belastungen der gelenkverbindungen eines manipulators

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Publication number
EP3551394A1
EP3551394A1 EP17780368.1A EP17780368A EP3551394A1 EP 3551394 A1 EP3551394 A1 EP 3551394A1 EP 17780368 A EP17780368 A EP 17780368A EP 3551394 A1 EP3551394 A1 EP 3551394A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spatial
manipulator
torque
force
tool
Prior art date
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Ceased
Application number
EP17780368.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fan Dai
Arne WAHRBURG
Björn MATTHIAS
Hao Ding
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ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Schweiz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ABB Schweiz AG filed Critical ABB Schweiz AG
Publication of EP3551394A1 publication Critical patent/EP3551394A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1643—Programme controls characterised by the control loop redundant control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40342—Minimize sum of gravitational torques of some joints
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40343—Optimize local torque
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40369—Generate all possible arm postures associated with end effector position
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40377—Impact force on stationary end effector, move center of mass, no reaction to base

Definitions

  • the invention relates to a method for minimizing the load of at least one articulated connection of a manipulator, which is intended to exert or exert a force and / or a torque by means of a tool on a work object or its surroundings.
  • the invention further relates to a manipulator comprising at least one movable articulation and a tool.
  • Industrial manipulators can have different joints. For example, there are swivel joints. There, the limiting factor in manipulation tasks is often the torque that a single pivot can deliver. There are also, for example, prismatic joints, which are displacement joints. In this type of joint, the limiting factor in manipulation tasks is often the force that must support the joint. There are manipulators that have only swivel joints, and those that have only prismatic joints, and those that have both swivel and prismatic joints.
  • low maximum torques of the hinges limit the achievable forces, particularly the contact forces, and / or torques that a robot or robotic arm exerts on the environment , in particular a work object, can exercise.
  • the invention is therefore based on the object to operate a manipulator so that its manipulation capability is not disturbed by its individual structural design and individual performance as possible disruptive. Further, it is the object of the present invention to minimize the load in a joint at a given external load on the tool, so the torque load in a rotary joint or the force load in a displacement joint.
  • Determining a configuration of the articulated connection which assumes these, when the tool in compliance with the predetermined first spatial orientation and / or spatial position, the predetermined force and / or the predetermined torque exerts and / or learns such that the specified amount and / or fixed direction of maximum force and / or the maximum torque with which or with which the at least one articulated connection is to be loaded to the maximum, is not exceeded.
  • a configuration of the articulated connection is to be understood here as the spatial orientation and spatial position of the articulated connection.
  • a configuration of the articulated connections of a manipulator can be optimized in order to reduce the load on the articulated connections by forces and / or torques when forces and torques, in particular contact forces, and contact torques occur.
  • a new type of operation of a manipulator is proposed.
  • This new type allows reducing selected torque loads of a connection, in particular a hinge connection, preferably with an expected static external load.
  • the forces and torques that a manipulator can exert on his environment in specific Cartesian directions are maximized based on given maximum torques of joint connections.
  • the steps of the method are performed to determine the spatial orientations and spatial locations of multiple links relative to each other.
  • the best possible configuration namely spatial arrangement, of connections, in particular of articulated joints, can be produced in order to optimally exert forces and / or torques by means of a tool.
  • the method is applicable to redundant and non-redundant manipulators.
  • the configuration of the connections in particular the articulated connections, can be optimized while maintaining a constant TCP position (orientation and position).
  • TCP stands for "Tool Center Point", this term combination describes in German a reference point of a mounted tool.
  • this reference point is the origin of a Cartesian coordinate system.
  • the TCP position describes the possible spatial orientation and spatial position of a tool.
  • the method may also be used if one or more components of the TCP position may change.
  • the method realizes a new way of using redundancy.
  • an unlimited number of configurations of the connections, especially the hinges, can exist which result in the same TCP position.
  • the method described here resolves the redundancy by selecting a configuration of the links selected to minimize the load Connections at a given static external load leads. For example, concrete joints can be selected.
  • the degree of redundancy is increased if the TCP position is not fully specified, for example, if only certain Cartesian translations or orientations are specified. In such a situation, even a traditional six-degree-of-freedom manipulator may become redundant with respect to the specified components of the TCP position.
  • connection in particular the hinges, is automatically calculated to maximize the manipulation capability of a given manipulator, particularly a robot or robotic arm.
  • the steps of the method are advantageously carried out on a device, in particular a computer, which can be operated independently by the manipulator.
  • the particularly simple method described here is based on minimizing the static torques which can be carried out completely off-line and result in optimized configuration of the connections, in particular the articulated connections, against the background of a given task.
  • Offline unlike "online”, means that a program can be developed on a computer that is independent of the manipulator. During development, therefore, the manipulator can continue to operate, so that downtime of the manipulator can be avoided. As a result, a robot system having improved manipulability can be provided.
  • manipulators which have a non-negligible environmental contact.
  • the user does not have to manually locate a configuration to minimize the stress on connections, especially articulations.
  • the user is rather freed from this task. It is conceivable to offer a software to a manipulator, which executes the described method.
  • geometrical or spatial constraints can be taken into account when determining the spatial orientation and spatial position of the connection. For example, angles or distances can be specified, which must not exceed components of the manipulator. As a result, overloads or too rigid configurations can be avoided.
  • a joint is used as the compound. Articulated joints are particularly frequently subjected to stress.
  • a robot arm is used with multiple connections, wherein the compounds are designed as articulated joints on which segments of the robot arm are connected relative to each other movable.
  • a robotic arm must be able to work in a particularly flexible and power-optimized manner.
  • At least one compound is selected from a plurality of compounds whose load is to be minimized. So can some connections, the are particularly sensitive, preferably be spared.
  • At least one compound of several compounds is particularly weighted when determining the spatial orientation and spatial position of the compound is performed.
  • a manipulator according to the invention which also solves the problem, comprises at least one movable connection and a tool, wherein the spatial arrangement of the connection is determined or determined by the method described here.
  • all connections are optimally configured.
  • Fig. 1 shows an initial configuration of the articulated joints of a
  • Manipulator according to a first embodiment, namely a robot arm with a tool
  • FIG. 2 shows the worst case configuration of the articulated joints of the robot arm according to FIG. 1, FIG.
  • Fig. 3 shows the best configuration of the joints of the robot arm according to
  • Fig. 5 shows the best configuration of the joints of the robot arm according to
  • FIG. 7 schematically and by way of example a manipulator in a second
  • FIG. 8 schematically and by way of example a manipulator in a third
  • the method is based on an input-output diagram:
  • a desired TCP position which is described as follows:
  • the expected Cartesian force loading described by a six-dimensional vector consisting of the anticipated contact forces and torques at the TCP position. This is designated as follows:
  • N is the number of degrees of freedom and t specifies how much an individual connection is weighted.
  • the weighting matrix can be proposed in the following way:
  • the expected Cartesian force or moment load f ' e . x ⁇ does not have to be specified exactly. It is sufficient to indicate the direction of the vector.
  • the expected displacement typically has only one component, which is not zero, namely the force in the direction of movement.
  • the output function includes a configuration of the connections which takes into account the specified limitations of the TCP position and minimizes the stresses of the connections according to the specified weighting at the given Cartesian displacement. To calculate the optimized position, the following optimization problem is solved: mimmize
  • the weighted root mean square of the stress of the compound f
  • null space When used to describe forward kinematic of a manipulator, the null space can be described by:
  • One set contains all permissible configurations of the connections. This takes into account a sufficient distance to angular limits of connections and singularities. That is: c ⁇ ⁇ c ljointlimits ⁇ ⁇ singular ities>
  • Qinit ⁇ which takes into account the limitations of TCP positions.
  • Such a configuration can be any inverse kinematics solution.
  • ⁇ is max. i d as maximum torque which erzeu- a compound gene may una and G 1 ⁇ are row vectors corresponding to individual connections.
  • the parameters ⁇ 1 ' are the diagonal elements of ⁇ as described with reference to introduced (1). Therefore, the equation (2) is designed to minimize the load of a compound in the worst case.
  • Figures 1 to 6 show a manipulator 1, namely a robot arm with joints.
  • a method for minimizing the loading of at least one connection 3 of the manipulator 1, which exerts a force and / or a torque on a work object or its surroundings by means of a tool 2 comprises the following steps:
  • the steps are performed to determine the spatial orientations and spatial locations of multiple links 3 relative to one another.
  • Several spatial orientations and spatial positions of the tool 2 are specified which are to be permitted during the exertion and / or the action of the force and / or the torque.
  • a hinge connection is used.
  • a robot arm is used with multiple connections 3, wherein the compounds 3 are designed as articulated joints on which segments of the robot arm are connected relative to each other movable.
  • At least one connection 3 is selected from several connections whose load is to be minimized.
  • At least one connection 3 of several connections is particularly weighted when the determination of the spatial orientation and spatial position of the connection 3 is performed.
  • the manipulator 1 comprises at least one movable connection 3 and a
  • Fig. 1 an initial configuration is shown, in Fig. 2 the worst case configuration and in Fig. 3 the best configuration of a manipulator 1, namely a robot arm.
  • Fig. 2 shows the minimization of the load of a connection 3, namely a hinge connection, with fully defined TCP position.
  • the center open arrow shows the direction of the expected Cartesian shift.
  • the manipulator 1 namely the robot arm, has to exert a force along the x-axis of its base coordinate system with the tool 2, for example to carry out a tapping or piercing action.
  • the expected Cartesian displacement is aligned only along the x-axis of the base coordinate stems.
  • ⁇ diag (0,0,0 , l , l, l, 0)
  • Fig. 3 shows the best possible configuration.
  • worst case configuration of FIG. 2 is intuitive and humane but, in terms of joint loading, given a given external displacement, it comes very close to the worst case.
  • the optimized configuration allows reducing the root mean square load of the connection 3 substantially by 73%.
  • illustrated deviations in the TCP position may be due to imprecise calibration and they are intended to schematically describe a test arrangement.
  • null space As part of an extension, the dimensions of null space are reduced to two enlarged. In the first path, rotation about the x-axis of the base coordinate system is no longer excluded. This is reasonable for pressing, tapping or piercing tasks, since orientation with respect to the x-axis is arbitrary.
  • RMS 0.0092 Newton meters, i. Compound 3 stress has been reduced by 96.86% as compared to its load in the initial configuration.
  • Shown in Figure 6 is another optimized configuration at a fixed TCP position where arbitrary translation along the y and z axes is possible.
  • FIG. 4 shows the initial configuration in this respect
  • a best configuration is shown allowing for rotation about the x-axis
  • Fig. 6 the best configuration is shown, with translation along the y and z - Axis is possible.
  • FIGS. 4 to 6 show a minimization of the joint load with partially fixed TCP position.
  • the open arrow indicates the direction of the expected Cartesian shift.
  • the method described here could be implemented in a rapid chain of instructions of the following kind:
  • a change in TCP position with respect to the z-axis of tool 2 could be limited to plus / minus 25%, rather than either setting it completely or allowing it to flow completely.
  • a further additional restriction could be made by limiting the arm angle in order to avoid a rigid configuration such as the optimized one according to FIG.
  • the approach could also be extended towards iterative online optimization.
  • the described method according to the invention can be applied to different types of manipulators with different types of articulated joints.
  • the method can be applied to a manipulator 1 a shown schematically and by way of example in FIG. 7, which has only prismatic, that is to say displacement, joints 3 a, 3 a '.
  • the method can also be applied to a manipulator 1b shown schematically and by way of example in FIG. 8, which has both swivel joints 3b and prismatic joints 3b '.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Minimierung der Belastung mindestens einer Verbindung (3) eines Manipulators (1), der mittels eines Werkzeugs (2) auf ein Arbeitsobjekt oder seine Umgebung eine Kraft und/ oder ein Drehmoment ausüben soll, ist im Hinblick auf die Aufgabe, einen Manipulator so zu betreiben, dass dessen Manipulationsfähigkeit durch seinen individuellen konstruktiven Aufbau und seine individuelle Leistungsfähigkeit möglichst nicht störend beeinträchtigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden: - Festlegen des Betrags und/ oder der Richtung der Maximalkraft und/ oder des Maximaldrehmoments, mit welcher bzw. mit welchem die mindestens eine Gelenkverbindung maximal belastet werden soll, - Vorgeben des Betrags und/ oder der Richtung der erwarteten Kraft und/ oder des erwarteten Drehmoments, welche bzw. welches das Werkzeug ausüben soll und/ oder auf dieses einwirkt, - Vorgeben mindestens einer ersten räumlichen Orientierung und/ oder räumlichen Position des Werkzeugs, die sich während des Ausübens oder Einwirkens der Kraft und/ oder des Drehmoments nicht ändern soll, und - Ermitteln einer Konfiguration der Gelenkverbindung, welche diese einnimmt, wenn das Werkzeug unter Einhaltung der vorgegebenen ersten räumlichen Orientierung und/ oder räumlichen Position die vorgegebene Kraft und/ oder das vorgegebene Drehmoment ausübt und/ oder erfährt derart, dass der festgelegte Betrag und/ oder die festgelegte Richtung der Maximalkraft und/ oder des Maximaldrehmoments, mit welcher bzw. mit welchem die mindestens eine Gelenkverbindung maximal belastet werden soll, nicht überschritten wird. Ein Manipulator (1) ist nach diesem Verfahren konfiguriert.

Description

Verfahren zur Minimierunq von Belastungen der Gelenkverbindungen eines
Manipulators
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minimierung der Belastung mindestens einer Gelenkverbindung eines Manipulators, der mittels eines Werkzeugs auf ein Arbeitsobjekt oder seine Umgebung eine Kraft und/ oder ein Drehmoment ausübt oder ausüben soll. Die Erfindung betrifft weiter einen Manipulator, der mindestens eine bewegliche Gelenkverbindung und ein Werkzeug umfasst.
Industrielle Manipulatoren können unterschiedliche Gelenkverbindungen haben. Es gibt beispielsweise Drehgelenke. Dort ist der limitierende Faktor bei Manipulations- aufgaben oft das Drehmoment, das ein einzelnes Drehgelenk abgeben kann. Es gibt auch beispielsweise prismatische Gelenke, das sind Verschiebungsgelenke. Bei dieser Gelenkart ist der limitierende Faktor bei Manipulationsaufgaben oft die Kraft, die das Gelenk abstützen muss. Es gibt Manipulatoren, die ausschließlich Drehgelenke haben, und solche, die ausschließlich prismatische Gelenke haben, und solche, die sowohl Dreh- als auch prismatische Gelenke haben.
Drehmomente, die von Drehgelenkverbindungen eines Manipulators, insbesondere eines Robotermanipulators oder Roboterarms, geleistet werden können, begrenzen oft dessen Manipulationsfähigkeit.
Besonders bei leichtgewichtigen Robotern und Manipulatoren für geringe Nutzlasten, beispielsweise bei einem Manipulator des Typs„YuMi" (Marke), begrenzen geringe Maximaldrehmomente der Gelenkverbindungen die erzielbaren Kräfte, insbesondere die Kontaktkräfte, und/ oder Drehmomente, die ein Roboter oder ein Roboterarm auf die Umgebung, insbesondere ein Arbeitsobjekt, ausüben kann.
Wenn ein Roboter oder Roboterarm dieser Art zur Fertigung oder in einer Anordnung verwendet wird, können Überlastungsfehler von Gelenkverbindungen als Fehler auftreten. Diese Fehler beenden typischerweise eine Operation und führen zum Verlust von Produktivität. Eine weitere wichtige Anwendung ist das Anheben von Gegenständen, bei welcher Drehmomente einer Gelenkverbindung häufig ebenfalls limitierende Faktoren darstellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Manipulator so zu betreiben, dass dessen Manipulationsfähigkeit durch seinen individuellen konstruktiven Aufbau und seine individuelle Leistungsfähigkeit möglichst nicht störend beeinträchtigt wird. Weiter ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Belastung in einer Gelenkverbindungen bei einer gegebenen äußeren Belastung am Werkzeug zu minimieren, also die Drehmomentbelastung in einem Drehgelenk oder die Kraftbelastung in einem Verschiebungsgelenk.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Danach ist das eingangs genannte Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden:
- Festlegen des Betrags und/ oder der Richtung der Maximalkraft und/ oder des Maximaldrehmoments, mit welcher bzw. mit welchem die mindestens eine Gelenkverbindung maximal belastet werden soll,
- Vorgeben des Betrags und/ oder der Richtung der erwarteten Kraft und/ o- der des erwarteten Drehmoments, welche bzw. welches das Werkzeug aus- üben soll und/ oder auf dieses einwirkt,
- Vorgeben mindestens einer ersten räumlichen Orientierung und/ oder räumlichen Position des Werkzeugs, die sich während des Ausübens oder Ein- wirkens der Kraft und/ oder des Drehmoments nicht ändern soll, und
- Ermitteln einer Konfiguration der Gelenkverbindung, welche diese einnimmt, wenn das Werkzeug unter Einhaltung der vorgegebenen ersten räumlichen Orientierung und/ oder räumlichen Position die vorgegebene Kraft und/ oder das vorgegebene Drehmoment ausübt und/ oder erfährt derart, dass der festgelegte Betrag und/ oder die festgelegte Richtung der Maximalkraft und/ oder des Maximaldrehmoments, mit welcher bzw. mit welchem die mindestens eine Gelenkverbindung maximal belastet werden soll, nicht überschritten wird.
Unter einer Konfiguration der Gelenkverbindung soll hier die räumliche Orientierung und räumliche Position der Gelenkverbindung verstanden werden.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine Konfiguration der Gelenkverbindungen eines Manipulators optimiert werden kann, um die Belastung der Gelenkverbindungen durch Kräfte und/oder Drehmomente zu reduzieren, wenn Kräfte und Drehmomente, insbesondere Kontaktkräfte, und Kontaktdrehmomente auftreten.
Erfindungsgemäß wird eine neue Art der Bedienung eines Manipulators vorgeschlagen. Diese neue Art erlaubt das Reduzieren ausgewählter Drehmomentbelastungen einer Verbindung, insbesondere einer Gelenkverbindung, bevorzugt bei einer erwarteten statischen externen Belastung. Als Reaktion hierauf werden die Kräfte und Drehmomente, die ein Manipulator auf seine Umgebung in spezifischen kartesischen Richtungen ausüben kann, basierend auf gegebenen Maximaldrehmomenten von Gelenkverbindungen maximiert.
Aus anwendungstechnischer Sicht ist meistens das Minimieren von Belastungen an Gelenkverbindungen das Ziel. Das hier beschriebene Verfahren ist jedoch nicht auf Gelenkverbindungen beschränkt. Es erlaubt das Minimieren von Belastungen an be- liebig ausgewählten Verbindungen, insbesondere beweglichen Verbindungen, eines Manipulators.
Vorteilhaft werden die Schritte des Verfahrens ausgeführt, um die räumlichen Orientierungen und räumlichen Positionen von mehreren Verbindungen relativ zueinander zu ermitteln. So kann die bestmögliche Konfiguration, nämlich räumliche Anordnung, von Verbindungen, insbesondere von Gelenkverbindungen, hergestellt werden, um optimal Kräfte und/ oder Drehmomente durch ein Werkzeug ausüben zu können. Das Verfahren ist bei redundant und nicht redundant arbeitenden Manipulatoren anwendbar.
Bei redundant arbeitenden Manipulatoren kann die Konfiguration der Verbindungen, insbesondere der Gelenkverbindungen, optimiert werden, während eine konstante TCP-Stellung (Orientierung und Position) gegeben ist.
TCP steht für„Tool Center Point", diese Begriffskombination beschreibt in deutscher Sprache einen Referenzpunkt eines montierten Werkzeugs.
Üblicherweise ist dieser Referenzpunkt der Ursprung eines karthesischen Koordinatensystems. Die TCP-Stellung beschreibt die mögliche räumliche Orientierung und räumliche Position eines Werkzeugs.
Vor diesem Hintergrund werden weiter vorteilhaft mehrere räumliche Orientierungen und/ oder räumliche Positionen des Werkzeugs vorgegeben, die während des Ausübens und/ oder Einwirkens einer Kraft und/ oder eines Drehmoments zugelassen werden sollen. Hierdurch kann berücksichtigt werden, dass das Werkzeug, wenn es längs einer Achse eine Kraft ausüben soll, durchaus um diese Achse verdreht werden kann. Es können so Freiheitsgrade bei der Ausrichtung des Werkzeugs genutzt werden, um die optimale Konfiguration, nämlich räumliche Anordnung der Verbindungen, zu erhalten.
Bei einem nicht redundant arbeitenden Manipulator kann das Verfahren auch angewendet werden, wenn sich eine oder mehrere Komponenten der TCP-Stellung ver- ändern können.
Das Verfahren realisiert eine neue Art der Nutzung einer Redundanz. Bei Manipulatoren mit sieben oder mehr Freiheitsgraden kann eine unbegrenzte Anzahl von Konfigurationen der Verbindungen, insbesondere der Gelenkverbindungen, existieren, welche in der gleichen TCP-Stellung resultieren.
Das hier beschriebene Verfahren löst die Redundanz auf, indem eine Konfiguration der Verbindungen ausgewählt wird, die zu einer minimierten Belastung ausgewählter Verbindungen bei einer gegebenen statischen externen Last führt. Es können beispielsweise konkrete Gelenkverbindungen ausgewählt werden.
Des Weiteren wird der Grad der Redundanz erhöht, wenn die TCP-Stellung nicht vollständig spezifiziert ist, beispielsweise dann, wenn nur bestimmte kartesische Übersetzungen oder Orientierungen festgelegt sind. In einer solchen Situation kann auch ein traditioneller Manipulator mit sechs Freiheitsgraden hinsichtlich der festgelegten Komponenten der TCP-Stellung zu einem redundant arbeitenden werden.
Es wird automatisch die bestmögliche Konfiguration der Verbindungen, insbesondere der Gelenkverbindungen, berechnet, um die Manipulationsfähigkeit eines gegebenen Manipulators, insbesondere eines Roboters oder eines Roboterarms, zu maximieren bzw. zu optimieren.
Akademische Ergebnisse im Bereich der Online-Redundanzauflösung zur Minimie- rung von Belastungen von Gelenkverbindungen sind bereits bekannt. Beispielhaft hierfür seien die Dokumente [1 ] bis [4] am Ende der Figurenbeschreibung genannt. Jedoch zielen diese Lösungsvorschläge auf eine dynamische Redundanzauflösung während der Laufzeit ab und erfordern das direkte Kontrollieren eines Drehmoments.
Vorteilhaft werden die Schritte des Verfahrens an einer Vorrichtung, insbesondere einem Computer, ausgeführt, die vom Manipulator unabhängig betreibbar ist. Bei dem hier beschriebenen, besonders einfachen Verfahren wird auf eine Minimierung der statischen Drehmomente abgestellt, die vollständig offline durchgeführt werden kann und zu einer optimierten Konfigurierung der Verbindungen, insbesondere der Gelenkverbindungen, vor dem Hintergrund einer gegebenen Aufgabe resultiert.
„Offline" bedeutet im Gegensatz zu„online", dass ein Programm an einem Computer entwickelt werden kann, der vom Manipulator unabhängig ist. Während der Entwicklung kann deshalb der Manipulator weiter betrieben werden, sodass Stillstandzeiten des Manipulators vermieden werden. Hierdurch kann ein Robotersystem mit verbesserter Manipulationsfähigkeit bereitgestellt werden.
Es ist insbesondere eine Erhöhung der maximalen Kraft und/ oder eines Drehmo- ments eines Manipulators ermöglicht, welche auf die Umgebung ausgeübt werden kann bzw. können, wobei gleichbleibende Maximaldrehmomente der Gelenkverbindungen gegeben sind. Dies ist insbesondere bei Manipulatoren mit relativ kleinen Drehmomenten der Gelenkverbindungen wichtig, wie beispielsweise bei einem Manipulator des Typs YuMi (Marke).
Bei Aufgaben in der Fertigung kann das Erhöhen der Kontaktkräfte und Drehmomente, die auf die Umgebung ausgeübt werden, von großem Vorteil sein. Des Weiteren ist das hier beschriebene Verfahren vorteilhaft, um Drehmomente von Gelenkverbindungen bei Hebeaufgaben zu minimieren.
Es ist eine vereinfachte Verwendung von Manipulatoren angegeben, die einen nicht vernachlässigbaren Umgebungskontakt haben. Der Benutzer muss eine Konfiguration nicht manuell auffinden, um die Belastungen von Verbindungen, insbesondere Gelenkverbindungen, zu minimieren. Der Benutzer ist vielmehr von dieser Aufgabe befreit. Es ist denkbar, eine Software zu einem Manipulator anzubieten, welche das beschriebene Verfahren ausführt.
Vorteilhaft können beim Ermitteln der räumlichen Orientierung und räumlichen Position der Verbindung geometrische oder räumliche Beschränkungen berücksichtigt werden. Beispielsweise können Winkel oder Strecken vorgegeben werden, die Bauteile des Manipulators nicht überschreiten dürfen. Hierdurch können Überlastungen oder zu steife Konfigurierungen vermieden werden.
Bevorzugt wird als Verbindung eine Gelenkverbindung verwendet. Gelenkverbindun- gen sind besonders häufig Belastungen unterworfen.
Weiter bevorzugt wird als Manipulator ein Roboterarm mit mehreren Verbindungen verwendet, wobei die Verbindungen als Gelenkverbindungen ausgestaltet sind, an denen Segmente des Roboterarms relativ zueinander beweglich angebunden sind. Ein Roboterarm muss besonders beweglich und kraftoptimiert arbeiten können.
Vorteilhaft wird mindestens eine Verbindung aus mehreren Verbindungen ausgewählt, deren Belastung minimiert werden soll. So können manche Verbindungen, die besonders empfindlich sind, bevorzugt geschont werden.
Weiter vorteilhaft wird mindestens eine Verbindung aus mehreren Verbindungen besonders gewichtet, wenn das Ermitteln der räumlichen Orientierung und räumlichen Position der Verbindung durchgeführt wird. Hierdurch können einzelne Verbindun- gen, die besonders beeinträchtigt werden oder in ihrem maximalen Drehmoment stark eingeschränkt sind, bevorzugt behandelt werden
Ein erfindungsgemäßer Manipulator, der die Aufgabe auch löst, umfasst mindestens eine bewegliche Verbindung und ein Werkzeug, wobei die räumliche Anordnung der Verbindung durch das hier beschriebene Verfahren ermittelt bzw. bestimmt ist. Bevorzugt sind alle Verbindungen optimiert konfiguriert.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 eine anfängliche Konfiguration der Gelenkverbindungen eines
Manipulators gemäß einer ersten Ausführungsform, nämlich eines Roboterarms mit einem Werkzeug,
Fig. 2 die schlechteste Konfiguration der Gelenkverbindungen des Roboterarms gemäß Fig. 1 ,
Fig. 3 die beste Konfiguration der Gelenkverbindungen des Roboterarms gemäß
Fig. 1 , Fig. 4 die anfängliche Konfiguration der Gelenkverbindungen des Roboterarms mit einem Werkzeug,
Fig. 5 die beste Konfiguration der Gelenkverbindungen des Roboterarms gemäß
Fig. 4, wenn eine Rotation des Werkzeugs um die x-Achse möglich ist, und die beste Konfiguration der Gelenkverbindungen des Roboterarms gemäß Fig. 4, wenn eine Translationsbewegung des Werkzeugs längs der y- Achse und der z-Achse möglich ist.
Fig. 7 schematisch und beispielhaft einen Manipulator in einer zweiten
Ausführungsform,
Fig. 8 schematisch und beispielhaft einen Manipulator in einer dritten
Ausführungsform.
Das Verfahren basiert auf einem ein Eingabe-Ausgabe-Diagramm:
Die beabsichtigte Funktion zur Minimierung von Belastungen von Verbindungen bei einem Robotersystem akzeptiert die folgenden Eingaben eines Benutzers: Eingabe 1 :
Eine gewünschte TCP-Stellung, die wie folgt beschrieben wird:
Eingabe 2:
Eine Beschreibung dahingehend, welche Komponenten der TCP-Stellung fixiert sein sollen. Dies wird in einer diagonalen Matrix wie folgt kodiert:
TlJ j '—■ i . . ,.
Wen inn r ^ t 4 ,, i isstt ddiie korrespondierende kartesische Richtung festgelegt.
\ - —
Wenn l. 0 , kann die korrespondierende Richtung modifiziert werden, um
Belastungen von Verbindungen, insbesondere Gelenkverbindungen, zu reduzieren. Eingabe 3:
Die erwartete kartesische Kraft- bzw. Momentenbelastung, die durch einen sechsdimensionalen Vektor beschrieben wird, der aus den vorhergesehenen Kontaktkräften und Drehmomenten bei der TCP-Stellung besteht. Dies wird wie folgt bezeichnet:
Optional kann eingegeben werden:
Die Beschreibung von Punkten, die zur Minimierung der Belastung von Verbindungen berücksichtigt werden sollen. Dies wird in der nachfolgenden diagonalen Matrix kodiert:
Λ = diag(Älf , Xt > 0 Vi = 1, ... , JV.
Dabei ist N die Zahl der Freiheitsgrade und t spezifiziert, wie stark eine individuelle Verbindung gewichtet wird.
Durch eine Standardeinstellung kann die wichtende Matrix in folgender Weise vorgeschlagen werden:
Λ = d giQßß lß)
Hierbei werden alle Gelenkverbindungen gleich gewichtet.
Die erwartete kartesische Kraft- bzw. Momentenbelastung f ' e. x^ muss nicht in exakter Weise spezifiziert werden. Es ist ausreichend, die Richtung des Vektors anzugeben. Bei einfachen Einsteck- oder Hebeaufgaben weist die erwartete Verschiebung typischerweise nur eine Komponente auf, die nicht null ist, nämlich die Kraft in der Richtung der Bewegung.
Die ausgegebene Funktion umfasst eine Konfiguration der Verbindungen, welche die spezifizierten Beschränkungen der TCP-Stellung berücksichtigt und die Belastungen der Verbindungen gemäß der spezifizierten Gewichtung bei der vorgegebenen karte- sischen Verschiebung minimiert. Um die optimierte Stellung zu berechnen, wird das folgende Optimierungsproblem gelöst: mimmize
Hierbei wird das gewichtete quadratische Mittel der Belastung der Verbindung f
minimiert, welches aus der externen Belastung * ex^ und der Schwerkraft resultiert.
Der Satz bezeichnet den Nullraum mit Bezug auf die gegebene TCP-Stellung
^TCP Und die spezifizierten festgelegten Richtungen, die in kodiert sind.
x = Φ(σ)
Wenn genutzt wird, um Vorwärtskinematik eines Manipulators zu beschreiben kann der Nullraum beschrieben werden durch:
Mit einem beliebig kleinen c .
Ein Satz umfasst alle zulässigen Konfigurationen der Verbindungen. Dies berücksichtigt einen ausreichenden Abstand zu Winkelgrenzen von Verbindungen und Singularitäten. Das heißt: c ϊ ■ c ljointlimits ^ ^ Singular ities>
~
^ Singular ities ~ {θ. I ^min ^ ζΐ ·
Je größer der Wert von ^ 1 ist, desto mehr Abstand muss zu Grenzen von Verbindungen eingehalten werden. In einfacher Weise vergrößert ein größerer Wert von den Abstand zu Singularitäten.
Das Lösen des Optimierungsproblems gemäß Gleichung (1 ) ist aufgrund dessen Nichtkonvexität im Allgemeinen nicht trivial. Bei eindimensionalen Nullräumen, beispielsweise bei einem Manipulator mit sieben
Freiheitsgraden und Ψ = lr ° , wird ein einfaches diskretisiertes
Nullraumtraversal (Liniensuche) verwendet werden können.
Bei höherdimensionalen Nullräumen kann eine suboptimale Lösung gefunden werden, indem beispielsweise sogenannte Bergsteigeralgorithmen verwendet werden.
Beide Lösungsansätze erfordern eine anfängliche Konfiguration der Verbindungen
Qinit ^ welche die Beschränkungen der TCP-Stellungen berücksichtigt. Solch eine Konfiguration kann jede Lösung der inversen Kinematik sein.
Es sei hier angemerkt, dass die Optimierung offline gelöst wird, um eine neue Zielanordnung der Verbindungen aufzufinden. Es ist keine Optimierung notwendig, die online durchgeführt wird.
Alternativ kann das folgende Problem gelöst werden:
(2) minimize max λ,- qe rrvi} i=i,...,N τ τηαχ,ι
Hierbei ist τ max.i das maximale Drehmoment, welches eine Verbindung erzeu- gen Kann, una und G 1 · sind Zeilenvektoren, die mit individuellen Verbindungen korrespondieren. Die Parameter λ 1' sind die diagonalen Elemente von Ä , wie mit Bezug zu Glei- chung (1 ) eingeführt. Daher ist die Gleichung (2) darauf ausgerichtet, die Belastung einer Verbindung im jeweils schlechtesten Fall zu minimieren.
Die Figuren 1 bis 6 zeigen einen Manipulator 1 , nämlich einen Roboterarm mit Gelenkverbindungen.
Mit Bezug zu den Figuren 1 bis 6 umfasst ein Verfahren zur Minimierung der Belastung mindestens einer Verbindung 3 des Manipulators 1 , der mittels eines Werkzeugs 2 auf ein Arbeitsobjekt oder seine Umgebung eine Kraft und/ oder ein Drehmoment ausübt, die nachfolgenden Schritte:
- Festlegen des Betrags und/ oder der Richtung der Maximalkraft und/ oder des Maximaldrehmoments, mit welcher bzw. mit welchem die Verbindung 3 maximal belastet werden soll,
- Vorgeben des Betrags und/ oder der Richtung der erwarteten Kraft und/ oder des erwarteten Drehmoments, welche bzw. welches das Werkzeug 2 ausüben soll und/ oder auf dieses einwirkt,
- Vorgeben mindestens einer räumlichen Orientierung und/ oder räumlichen
Position des Werkzeugs 2, die während des Ausübens oder Einwirkens der Kraft und/ oder des Drehmoments zugelassen werden soll, und
- Ermitteln einer räumlichen Orientierung und räumlichen Position der
Verbindung 3, welche diese einnimmt, wenn das Werkzeug 2 die Kraft und/ oder das Drehmoment ausübt und/ oder erfährt.
Die Schritte werden ausgeführt, um die räumlichen Orientierungen und räumlichen Positionen von mehreren Verbindungen 3 relativ zueinander zu ermitteln. Es werden mehrere räumliche Orientierungen und räumliche Positionen des Werkzeugs 2 vorgegeben, die während des Ausübens und/ oder Einwirkens der Kraft und/ oder des Drehmoments zugelassen werden sollen.
Die Schritte werden„offline", nämlich an einer Vorrichtung ausgeführt, die vom Manipulator 1 unabhängig betrieben wird.
Beim Ermitteln der räumlichen Orientierung und räumlichen Position der Verbindung 3 werden geometrische oder räumliche Beschränkungen berücksichtigt.
Als Verbindung 3 wird eine Gelenkverbindung verwendet. Als Manipulator 1 wird ein Roboterarm mit mehreren Verbindungen 3 verwendet, wobei die Verbindungen 3 als Gelenkverbindungen ausgestaltet sind, an denen Segmente des Roboterarms relativ zueinander beweglich angebunden sind. Mindestens eine Verbindung 3 wird aus mehreren Verbindungen ausgewählt, deren Belastung minimiert werden soll.
Mindestens eine Verbindung 3 aus mehreren Verbindungen wird besonders gewichtet, wenn das Ermitteln der räumlichen Orientierung und räumlichen Position der Verbindung 3 durchgeführt wird.
Der Manipulator 1 umfasst mindestens eine bewegliche Verbindung 3 und ein
Werkzeug 2, wobei die räumliche Anordnung der Verbindung 3 durch das hier beschriebene Verfahren ermittelt bzw. bestimmt ist.
Beispielhaft werden nachfolgend Konfigurierungen, nämlich räumliche Anordnungen von Verbindungen 3, beschrieben, die in den Fig. 1 bis 6 dargestellt sind.
In Fig. 1 ist eine anfängliche Konfiguration gezeigt, in Fig. 2 die schlechteste Konfiguration und in Fig. 3 die beste Konfigurierung eines Manipulators 1 , nämlich eines Roboterarms.
Fig. 2 zeigt die Minimierung der Belastung einer Verbindung 3, nämlich einer Gelenkverbindung, bei voll festgelegter TCP-Stellung. Der mittige offene Pfeil zeigt die Richtung der erwarteten kartesischen Verschiebung.
In diesem Beispiel muss der Manipulator 1 , nämlich der Roboterarm, entlang der x- Achse seines Basiskoordinatensystems mit dem Werkzeug 2 eine Kraft ausüben, beispielsweise um ein Antippen oder Anstechen auszuführen.
Die TCP-Stellung ' Lr ist vorgegeben und alle kartesischen Richtungen sind festgelegt. Das heißt Ψ = °. Die erwartete kartesische Verschiebung ist ausschließlich entlang der x-Achse des Basiskoordinatens stems ausgerichtet.
Das Ziel ist es nun, das quadratische Mittel der Belastung der Verbindung 3 minimieren. Daher gilt:
Λ = diag(0,0,0,l,l,l,0)
Die anfängliche Konfiguration ist in Fig. 1 gezeigt. Das quadratische Mittel der Belastung der Verbindung 3 bei dieser Konfigurierung bei einer gegebenen externen
Belastung ist =0,2926 Newtonmeter.
Die schlechteste Konfiguration im Hinblick auf das quadratische Mittel der Belastung der Verbindung 3 für die gegebene externe Belastung ist in Fig. 2 gezeigt.
Dort gilt: RMS =o,2988 Newtonmeter.
Fig. 3 zeigt die bestmögliche Konfigurierung.
T
Dort gilt: =0,0787 Newtonmeter.
Bemerkenswerterweise wirkt die schlechteste Konfiguration gemäß Fig. 2 intuitiv und menschlich, kommt aber in Bezug auf eine Gelenkbelastung bei gegebener externer Verschiebung dem schlechtesten Fall sehr nahe.
Die optimierte Konfigurierung erlaubt das Reduzieren des quadratischen Mittels der Belastung der Verbindung 3 im Wesentlichen um 73%.
Es sei angemerkt, dass dargestellte Abweichungen in der TCP-Stellung aufgrund unpräziser Kalibrierung gegeben sein können und diese schematisch eine Testanordnung beschreiben sollen.
Im Rahmen einer Erweiterung werden die Dimensionen des Nullraums auf zwei We- gen vergrößert. Beim ersten Weg ist eine Rotation um die x-Achse des Basiskoordinatensystems nicht länger ausgeschlossen. Bei Andrück-, Antipp- oder Anstech- o- der Anschneideaufgaben ist dies vernünftig, da die Orientierung im Hinblick auf die x- Achse willkürlich ist.
Wenn ^ diag(l, 1,1,0, 1,1^ ist die neue optimierte Konfiguration in Fig. 5 gezeigt.
Das resultierende quadratische Mittel der Belastung der Verbindung 3 ist nur
^RMS =0,0092 Newtonmeter, d.h. die Belastung der Verbindung 3 ist verglichen mit dessen Belastung bei der anfänglichen Konfiguration um 96,86 % reduziert worden.
In Fig. 6 ist eine weitere optimierte Konfiguration bei einer festgelegten TCP-Stellung gezeigt, bei der eine willkürliche Translation entlang der y- und z-Achse möglich ist.
Es gilt: Ψ = diag( 1,0,0,1,1,1)
Das resultierende quadratische Mittel der Belastung der Verbindung 3 beträgt
Ai , J =0,1050 Newtonmeter. Dies stellt wieder eine wesentliche Reduzierung verglichen mit dem Wert bei der anfänglichen Konfiguration dar, nämlich eine Reduzierung um 96,40%.
Fig. 4 zeigt insoweit die anfängliche Konfiguration, in Fig. 5 ist eine beste Konfiguration gezeigt, wobei eine Rotation um die x-Achse ermöglicht ist, und in Fig. 6 ist die beste Konfiguration gezeigt, wobei eine Translation entlang der y- und z- Achse ermöglicht ist. Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine Minimierung der Gelenkbelastung bei teilweise fixierter TCP-Stellung. Der offene Pfeil zeigt die Richtung der erwarteten karthesischen Verschiebung an. Das hier beschriebene Verfahren könnte in einer Rapid-Befehlskette der folgenden Art eingebracht werden:
CalcBestConfig (TCP pose, fixed directions, Cartesian rench, [ joint weighting] ) Dies heißt in deutscher Sprache: Berechne beste Konfiguration (TCP-Stellung, fixierte Richtungen, kartesische Belastung, Wichtung von Gelenken).
Anstelle des Spezifizierens der Beschränkungen der TCP-Stellungen, entweder durch eine Fixierung der Richtungen oder durch Zulassen, dass diese während der Optimierung modifiziert werden, könnte eine weitere Beschränkung gelten. Diese Beschränkung könnte Grenzen für das Maß der Änderung einer individuellen Richtung festlegen.
Beispielsweise könnte eine Änderung der TCP-Stellung mit Bezug zur z-Achse des Werkzeugs 2 auf plus/ minus 25 % beschränkt werden, anstatt diese entweder vollständig festzulegen oder vollständig fließen zu lassen.
Eine weitere zusätzliche Beschränkung könnte durch eine Limitierung des Armwinkels erfolgen, um eine steife Konfiguration, wie die optimierte gemäß Fig. 3 zu vermeiden.
Die Annäherung könnte auch in Richtung einer iterativen Online-Optimierung erweitert werden. Das beschriebene Verfahren gemäß der Erfindung kann bei verschiedenen Manipulatortypen mit unterschiedlichen Arten von Gelenkverbindungen angewendet werden.
Das Verfahren ist oben am Beispiel eines in Figur 1 schematisch und beispielhaft dargestellten Manipulators 1 erläutert worden, der nur Drehgelenke 3 hat.
Ebenso lässt sich das Verfahren anwenden bei einem in der Figur 7 schematisch und beispielhaft dargestellten Manipulator 1 a, der nur prismatische, also Verschiebegelenke 3a, 3a' hat, anwenden. Weiterhin ebenso lässt sich das Verfahren bei einem in der Figur 8 schematisch und beispielhaft gezeigten Manipulator 1 b anwenden, der sowohl Drehgelenke 3b als auch prismatische Gelenke 3b' hat.
Bezuqszeichenliste Manipulator
a Manipulator
b Manipulator
Werkzeug
Drehgelenk
a Prismatisches Gelenk
a' Prismatisches Gelenk
b Drehgelenk
b' Prismatisches Gelenk

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Minimierung der Belastung mindestens einer Verbindung (3) eines Manipulators (1 ), der mittels eines Werkzeugs (2) auf ein Arbeitsobjekt oder seine Umgebung eine Kraft und/ oder ein Drehmoment ausüben soll,
dadurch gekennzeichnet, dass die nachfolgenden Schritte ausgeführt werden:
- Festlegen des Betrags und/ oder der Richtung der Maximalkraft und/ oder des Maximaldrehmoments, mit welcher bzw. mit welchem die mindestens eine Gelenkverbindung maximal belastet werden soll,
- Vorgeben des Betrags und/ oder der Richtung der erwarteten Kraft und/ oder des erwarteten Drehmoments, welche bzw. welches das Werkzeug ausüben soll und/ oder auf dieses einwirkt,
- Vorgeben mindestens einer ersten räumlichen Orientierung und/ oder räumlichen Position des Werkzeugs, die sich während des Ausübens oder Ein- wirkens der Kraft und/ oder des Drehmoments nicht ändern soll, und
- Ermitteln einer Konfiguration der Gelenkverbindung, welche diese einnimmt, wenn das Werkzeug unter Einhaltung der vorgegebenen ersten räumlichen Orientierung und/ oder räumlichen Position die vorgegebene Kraft und/ oder das vorgegebene Drehmoment ausübt und/ oder erfährt derart, dass der festgelegte Betrag und/ oder die festgelegte Richtung der Maximalkraft und/ oder des Maximaldrehmoments, mit welcher bzw. mit welchem die mindestens eine Gelenkverbindung maximal belastet werden soll, nicht überschritten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte ausgeführt werden, um die räumlichen Orientierungen und räumlichen Positionen von mehreren Verbindungen (3) relativ zueinander zu ermitteln.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere räumliche Orientierungen und/ oder räumliche Positionen des Werkzeugs (2) vorgegeben werden, die während des Ausübens und/ oder Einwirkens der Kraft und/ oder des Drehmoments zugelassen werden sollen.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Schritte an einer Vorrichtung ausgeführt werden, die vom Manipulator (1 ) unabhängig betreibbar ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dass beim Ermitteln der räumlichen Orientierung und räumlichen Position der Verbindung (3) geometrische oder räumliche Beschränkungen berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbindung (3) eine Gelenkverbindung verwendet wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Manipulator (1 ) ein Roboterarm mit mehreren Verbindungen (3) verwendet wird, wobei die Verbindungen (3) als Gelenkverbindungen ausgestaltet sind, an denen Segmente des Roboterarms relativ zueinander beweglich angebunden sind.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verbindung (3) aus mehreren Verbindungen ausgewählt wird, deren Belastung minimiert werden soll.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verbindung (3) aus mehreren Verbindungen besonders gewichtet wird, wenn das Ermitteln der räumlichen Orientierung und räumlichen Position der Verbindung (3) durchgeführt wird.
Manipulator (1 ), umfassend mindestens eine bewegliche Verbindung (3) und ein Werkzeug (2), wobei die räumliche Anordnung der Verbindung (3) durch das Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche ermittelt bzw. bestimmt ist.
EP17780368.1A 2016-12-09 2017-09-29 Verfahren zur minimierung von belastungen der gelenkverbindungen eines manipulators Ceased EP3551394A1 (de)

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