ES2965635T3 - Robot con amortiguación activa - Google Patents

Robot con amortiguación activa Download PDF

Info

Publication number
ES2965635T3
ES2965635T3 ES19706304T ES19706304T ES2965635T3 ES 2965635 T3 ES2965635 T3 ES 2965635T3 ES 19706304 T ES19706304 T ES 19706304T ES 19706304 T ES19706304 T ES 19706304T ES 2965635 T3 ES2965635 T3 ES 2965635T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
robotic arm
sensors
robotic
arm
damping system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES19706304T
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Knott
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BAE Systems PLC
Original Assignee
BAE Systems PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP18157901.2A external-priority patent/EP3530419A1/en
Priority claimed from GBGB1802796.1A external-priority patent/GB201802796D0/en
Application filed by BAE Systems PLC filed Critical BAE Systems PLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2965635T3 publication Critical patent/ES2965635T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • 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
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/023—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means
    • F16F15/027—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means comprising control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0032—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
    • B25J11/0055—Cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/087—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices for sensing other physical parameters, e.g. electrical or chemical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0019—End effectors other than grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0008—Balancing devices
    • B25J19/0012—Balancing devices using fluidic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126—Rotary actuators
    • 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
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D19/00—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase
    • 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
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37619—Characteristics of machine, deviation of movement, gauge
    • 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
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49048—Control of damping of vibration of machine base
    • 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
    • G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49054—Active damping of tool vibration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Un sistema robótico que comprende: un robot multieje (100); uno o más sensores (206, 208, 210) ubicados en el robot multieje (100); un sistema de amortiguación (150) configurado para aplicar una fuerza resistiva al robot multieje (100), para resistir de este modo el movimiento del robot multieje (100); y un controlador (204) acoplado a uno o más sensores (206, 208, 210) y el sistema de amortiguación (150), estando configurado el controlador (204) para: recibir mediciones de sensores de uno o más sensores (206, 208) , 210); y controlar, basándose en las mediciones del sensor recibidas, el sistema de amortiguación (150) para controlar así la fuerza resistiva aplicada por el sistema de amortiguación (150) al robot multieje (100). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Robot con amortiguación activa
Campo de la invención
La presente invención se refiere a sistemas robóticos y, más particularmente, a la amortiguación de la vibración, deflexión y similares en sistemas robóticos.
Antecedentes
En el campo de la construcción de aeronaves, se requiere una alta precisión para ciertos procesos de fabricación que incluyen las funciones de perforación, mecanizado y sujeción.
Los robots de eje multiaxial, que también se denominan brazos robóticos, que tienen efectores de extremo, tales como herramientas mecanizadas o de perforación, pueden utilizarse para realizar muchos procesos de fabricación. Tiende a ser posible controlar un robot multiaxial para colocar su efector de extremo con un alto grado de repetibilidad y precisión, por ejemplo, aumentando el robot con sensores adicionales.
La Figura 1 es una ilustración esquemática (no a escala) que muestra un robot de fabricación convencional ilustrativo, o brazo robótico, 100.
En este ejemplo, el robot 100 comprende seis porciones de brazo, a saber, una primera porción 111, una segunda porción 112, una tercera porción 113, una cuarta porción 114, una quinta porción 115 y una sexta porción 116. El robot 100 incluye un primer eje giratorio 121, un segundo eje giratorio 122, un tercer eje giratorio 123, un cuarto eje giratorio 124, un quinto eje giratorio 125 y un sexto eje giratorio 126. El robot 100 comprende además un primer motor 131, un segundo motor 132, un tercer motor 133, un cuarto motor 134, un quinto motor 135 y un sexto motor 136, que operan por separado un eje respectivo 121-126, es decir, el primer motor 131 controla la rotación sobre el primer eje 121, el segundo motor 132 controla la rotación sobre el segundo eje 122, y así sucesivamente.
La operación de los ejes individuales 121-126 permite que el efector 140 de extremo del robot se coloque de manera repetible y precisa con respecto a una pieza de trabajo. El balanceo, el paso y la guiñada del efector 140 de extremo también tienden a ser controlables.
El robot 100 está controlado por un controlador (no mostrado en la Figura 1). Más específicamente, un controlador controla la operación de los motores 131-136 para mover el robot 100. Además, el controlador controla el efector 140 de extremo.
En este ejemplo, un contrapeso 142 está acoplado entre la segunda y tercera porciones 112, 113. El contrapeso 142 puede ser, por ejemplo, un amortiguador hidráulico o un resorte de gas. El contrapeso 142 comprende un pistón que funciona dentro de un cilindro que contiene un fluido presurizado, es decir, un líquido o gas.
El contrapeso 142 actúa para soportar el peso del robot 100 en operación, para mejorar de este modo el control del robot 100.
La patente US-2008/277.953A1 describe un efector de extremo para su uso en un brazo robótico que incluye un ensamblaje de sujeción para sujetar una pieza de trabajo, y una herramienta tal como un terliz para realizar una operación sobre la pieza de trabajo sujeta. El ensamblaje de sujeción se monta de forma deslizante en el brazo robótico y se autoajusta su posición con respecto a la pieza de trabajo antes de realizar una operación de sujeción. Los actuadores lineales controlan independientemente los movimientos de los miembros de sujeción. Los accionadores son operados por un controlador, basándose en parte en la información de posición producida por sensores que detectan la posición de los miembros de sujeción. La patente EP-1.001.184<a>2 describe una máquina con vibración amortiguada en la que un actuador inercial se acciona activamente para amortiguar la vibración de un haz. La patente US-2017/014.997 A1 describe un método para controlar un robot con una fuerza de amortiguación con base en una velocidad actual del robot para contrarrestar un movimiento del robot.
La patente WO2013/184.456A1 describe un sistema de amortiguación activo para su uso en relación con un sistema de aislamiento de vibraciones que incluye una masa intermedia entre una base y una carga útil aislada. La masa intermedia está soportada por al menos un elemento de soporte que también soporta al menos sustancialmente todas las fuerzas estáticas de la carga útil aislada. Un actuador amortigua y aísla las fuerzas dinámicas que actúan sobre la masa intermedia de la carga útil aislada. El sistema de amortiguación activo también incluye un elemento de soporte de carga útil y un elemento de amortiguación pasivo, ambos acoplados en un extremo a la plataforma de carga útil y en un extremo opuesto a la masa intermedia. Se fija un sensor a la masa intermedia para generar una señal de retroalimentación a un procesador acoplado al actuador.
Resumen de la invención
Los presentes inventores han dado cuenta de que las estructuras mecánicas de los robots de fabricación convencionales, tales como el robot 100, tienden a vibrar durante algunas operaciones de mecanizado, por ejemplo, las involucradas en la construcción de aeronaves. Tales vibraciones pueden afectar negativamente la calidad de superficie de la parte del extremo y la integridad del robot, provocando desgaste prematuro o incluso rotura de la herramienta de corte y reduciendo la vida útil del robot.
Los presentes inventores han dado cuenta además que los contrapesos pasivos, según muestra la Figura 1, tienden a ser insuficientes en la amortiguación/control de vibraciones no deseadas del robot causadas por fuerzas de mecanizado dinámicas experimentadas, por ejemplo, durante operaciones de mecanizado involucradas en la construcción de aeronaves. En otras palabras, los contrapesos pasivos tienden a ser ineficaces cuando los parámetros dinámicos del robot varían. Los contrapesos pasivos tienden a ser particularmente ineficaces en aplicaciones de mecanizados robóticos en las que es deseable una alta precisión y cuando el robot se está utilizando para mecanizar una superficie sólida y dura.
Los presentes inventores se han dado cuenta además de que puede utilizarse la amortiguación activa para amortiguar vibraciones y reacciones no deseadas y contra fuerzas dinámicas del robot causadas por fuerzas de mecanizado dinámicas en lugar de o además de una unidad de contrapeso pasivo.
La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.
La presente descripción también proporciona un sistema robótico que comprende: un brazo robótico de eje multiaxial, comprendiendo el brazo robótico una pluralidad de porciones del brazo conectadas de manera giratoria entre sí, el brazo robótico configurado para girarse sobre una pluralidad de ejes rotatorios; uno o más sensores ubicados en el brazo robótico; un sistema de amortiguación configurado para aplicar una fuerza resistiva al brazo robótico, para resistir de este modo el movimiento del brazo robótico; y un controlador acoplado al uno o más sensores y el sistema de amortiguación. El controlador se configura para: recibir mediciones del sensor desde uno o más sensores; y control, con base en las mediciones del sensor recibidas, el sistema de amortiguación para controlar de este modo la fuerza resistiva aplicada por el sistema de amortiguación al brazo robótico. El uno o más sensores comprenden uno o más sensores seleccionados del grupo de sensores que consisten en: un sensor de vibración ubicado en el brazo robótico en o próximo a (p. ej., dentro de una distancia umbral de) un eje giratorio del brazo robótico; un extensómetro ubicado en una porción del brazo alejada de los ejes rotatorios; y un sensor de temperatura ubicado en el brazo robótico en o próximo a (p. ej., dentro de una distancia umbral de) un motor del brazo robótico, estando el motor configurado para mover el brazo robótico.
El uno o más sensores pueden comprender todo el sensor de vibración, el extensómetro y el sensor de temperatura. De forma ventajosa, esta combinación sinérgica de sensores que comprende el sensor de vibración, el extensómetro y el sensor de temperatura tiende a proporcionar una imagen más completa del estado del sistema robótico, p. ej., una imagen mejorada de los errores o síntomas más relevantes o importantes de los errores en el sistema. Esto tiende a permitir una compensación más efectiva de errores en el sistema, tal como un movimiento indeseable del brazo robótico. Además, la combinación de sensores tiende a reducir más eficazmente la probabilidad de daño al brazo robótico. Además, la combinación de sensores tiende a proporcionar una localización mejorada de las fuentes de errores en el sistema. Por ejemplo, las fuentes u orígenes de errores en el sistema tienden a identificarse más eficazmente.
El uno o más sensores pueden comprender una pluralidad de sensores de vibración. Para cada eje giratorio del brazo robótico, uno o más de los sensores de vibración pueden ubicarse en el brazo robótico en o cerca de ese eje giratorio. La utilización de una pluralidad de sensores de vibración tiende a proporcionar una localización mejorada de las fuentes u orígenes de errores en el sistema.
El uno o más sensores pueden comprender una pluralidad de extensómetros. Para cada porción del brazo, se pueden ubicar uno o más de los extensómetros en esa porción del brazo de forma remota desde los ejes del brazo robótico. El uso de una pluralidad de extensómetros tiende a proporcionar una localización mejorada de las fuentes u orígenes de errores en el sistema.
El sistema robótico puede comprender además una pluralidad de motores utilizables para mover el brazo robótico. El uno o más sensores pueden comprender una pluralidad de sensores de temperatura. Para cada motor, uno o más de los sensores de temperatura pueden estar ubicados en o próximos a ese motor. La utilización de una pluralidad de sensores de temperatura tiende a proporcionar una localización mejorada de las fuentes u orígenes de errores en el sistema.
El sistema de amortiguación puede comprender un amortiguador hidráulico o resorte de gas.
El sistema robótico puede comprender además una bomba para bombear un fluido al sistema de amortiguación, en donde el controlador se configura para controlar, con base en las mediciones del sensor recibidas, la bomba para bombear el fluido al sistema de amortiguación para variar de este modo la fuerza resistiva aplicada por el sistema de amortiguación al brazo robótico. El uno o más sensores pueden comprender además uno o más sensores seleccionados del grupo que consiste en: un primer sensor de presión configurado para medir una presión del fluido en una cámara del sistema de amortiguación; un segundo sensor de presión configurado para medir una presión del fluido en una línea de fluido del sistema de amortiguación; y un sensor de velocidad de flujo configurado para medir un velocidad de flujo del fluido en una línea de fluido del sistema de amortiguación.
El sistema robótico puede comprender uno o más motores utilizables para mover el brazo robótico, y el controlador se configura para controlar, con base en las mediciones del sensor recibidas, la operación de uno o más motores.
El sistema robótico puede comprender además un efector de extremo conectado al brazo robótico, comprendiendo el efector de extremo una herramienta de corte. El controlador puede configurarse para controlar el sistema de amortiguación para amortiguar activamente la vibración del efector de extremo.
El brazo robótico puede tener seis ejes giratorios.
El sistema robótico puede ser un sistema de fabricación de componentes aeroespaciales.
El uno o más sensores pueden comprender además uno o más sensores para medir el consumo de amperios de un motor del brazo robótico, estando el motor configurado para mover el brazo robótico.
La presente descripción también proporciona un método para amortiguar un brazo robótico multiaxial, comprendiendo el brazo robótico una pluralidad de porciones del brazo conectadas de manera giratoria entre sí, el brazo robótico configurado para girarse sobre una pluralidad de ejes giratorios, el método comprende: medir, mediante uno o más sensores, uno o más parámetros del brazo robótico; y controlar, mediante un controlador, con base en las mediciones del sensor tomadas por uno o más sensores, un sistema de amortiguación acoplado al brazo robótico para controlar de este modo una fuerza resistiva aplicada al brazo robótico mediante el sistema de amortiguación. El uno o más sensores comprenden uno o más sensores seleccionados del grupo de sensores que consisten en: un sensor de vibración ubicado en el brazo robótico en o próximo a un eje giratorio del brazo robótico, midiendo el sensor de vibración una vibración del brazo robótico; un extensómetro ubicado en una porción del brazo alejada de los ejes rotatorios, midiendo el extensómetro una cepa en esa porción del brazo; y un sensor de temperatura ubicado en el brazo robótico en o cerca de un motor del brazo robótico, estando el motor configurado para mover el brazo robótico, midiendo el sensor de temperatura una temperatura en o cerca del motor.
El control puede comprender determinar, mediante el controlador, con base en las mediciones del sensor, una fuerza resistiva que se aplicará al brazo robótico mediante el sistema de amortiguación, y controlar, mediante el controlador, el sistema de amortiguación para aplicar la fuerza resistiva determinada al brazo robótico.
La presente descripción también proporciona un método para mecanizar una pieza de trabajo para producir un componente aeroespacial, comprendiendo el método: controlar un brazo robótico multiaxial para mover un efector de extremo del robot en contacto con la pieza de trabajo y mecanizar la pieza de trabajo, comprendiendo el brazo robótico una pluralidad de porciones del brazo conectadas de manera giratoria entre sí, el brazo robótico configurado para girarse sobre una pluralidad de ejes rotatorios; durante el mecanizado de la pieza de trabajo, medir, mediante uno o más sensores, uno o más parámetros del brazo robótico; y controlar, mediante un controlador, utilizando mediciones de sensor del uno o más sensores, un sistema de amortiguación acoplado al brazo robótico, para controlar de este modo una fuerza resistiva aplicada al brazo robótico mediante el sistema de amortiguación para amortiguar activamente la vibración del efector de extremo durante el mecanizado de la pieza de trabajo. El uno o más sensores comprenden uno o más sensores seleccionados del grupo de sensores que consisten en: un sensor de vibración ubicado en el brazo robótico en o próximo a un eje giratorio del brazo robótico, midiendo el sensor de vibración una vibración del brazo robótico; un extensómetro ubicado en una porción del brazo alejada de los ejes rotatorios, midiendo el extensómetro una cepa en esa porción del brazo; y un sensor de temperatura ubicado en el brazo robótico en o cerca de un motor del brazo robótico, estando el motor configurado para mover el brazo robótico, midiendo el sensor de temperatura una temperatura en o cerca del motor.
La presente descripción también proporciona un sistema robótico que comprende: un robot multiaxial; uno o más sensores ubicados en el robot multiaxial; un sistema de amortiguación configurado para aplicar una fuerza resistiva al robot multiaxial, para resistir de este modo el movimiento del robot multiaxial; y un controlador acoplado al uno o más sensores y el sistema de amortiguación. El controlador se configura para: recibir mediciones del sensor desde uno o más sensores; y controlar, con base en las mediciones del sensor recibidas, el sistema de amortiguación para controlar de este modo la fuerza resistiva aplicada por el sistema de amortiguación al robot de eje multiaxial.
El uno o más sensores pueden comprender uno o más sensores seleccionados del grupo de sensores que consisten en: sensores de vibración, extensómetros y sensores de temperatura. El uno o más sensores pueden comprender uno o más sensores de vibración ubicados próximos a uno o más ejes del robot multiaxial. El uno o más sensores pueden comprender uno o más extensómetros ubicados de forma remota con respecto a los ejes del robot multiaxial.
El sistema robótico puede comprender además uno o más motores utilizables para mover el robot multiaxial, y el uno o más sensores comprenden uno o más sensores de temperatura ubicados próximos a uno o más motores.
El sistema de amortiguación puede comprender un amortiguador hidráulico o resorte de gas.
El sistema robótico puede comprender una bomba para bombear un fluido al sistema de amortiguación. El controlador puede configurarse para controlar, con base en las mediciones de sensor recibidas, la bomba para bombear el fluido al sistema de amortiguación para variar de este modo la fuerza resistiva aplicada por el sistema de amortiguación al robot multiaxial.
El sistema robótico puede comprender uno o más motores utilizables para mover el robot multiaxial. El controlador puede configurarse para controlar, con base en las mediciones de sensor recibidas, la operación de uno o más motores.
El sistema robótico puede comprender un efector de extremo conectado al robot multiaxial. El efector de extremo puede comprender una herramienta de corte. El controlador puede configurarse para controlar el sistema de amortiguación para amortiguar activamente la vibración del efector de extremo.
El robot multiaxial puede tener seis ejes giratorios. El sistema robótico puede ser un sistema de fabricación de componentes aeroespaciales.
La presente descripción también proporciona un método para fabricar un robot multiaxial. El procedimiento que comprende: medir, mediante uno o más sensores ubicados en el robot multiaxial, uno o más parámetros del robot multiaxial; y controlar, mediante un controlador, con base en las mediciones del sensor tomadas por uno o más sensores, un sistema de amortiguación acoplado al robot multiaxial para controlar de este modo una fuerza resistiva aplicada al robot multiaxial mediante el sistema de amortiguación.
El control puede comprender determinar, mediante el controlador, con base en las mediciones del sensor, una fuerza resistiva que se aplicará al robot multiaxial mediante el sistema de amortiguación, y controlar, mediante el controlador, el sistema de amortiguación para aplicar la fuerza resistiva determinada al robot multiaxial.
La presente descripción también proporciona un método para mecanizar una pieza de trabajo para producir un componente aeroespacial. El método comprende: controlar un robot multiaxial para mover un efector de extremo del robot multiaxial en contacto con la pieza de trabajo y para mecanizar la pieza de trabajo; durante el mecanizado de la pieza de trabajo, medir, mediante uno o más sensores ubicados en el robot multiaxial, uno o más parámetros del robot multiaxial; y controlar, mediante un controlador, utilizando mediciones de sensor del uno o más sensores, un sistema de amortiguación acoplado al robot multiaxial, para controlar de este modo una fuerza resistiva aplicada al robot multiaxial mediante el sistema de amortiguación para amortiguar activamente la vibración del efector de extremo durante el mecanizado de la pieza de trabajo.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una ilustración esquemática (no a escala) que muestra un robot convencional de fabricación; y
la Figura 2 es una ilustración esquemática (no a escala) de un robot que comprende un sistema de amortiguación activo.
Descripción detallada
La Figura 2 es una ilustración esquemática (no a escala) de una realización de un sistema robótico que comprende el robot 100 de eje multiaxial y un sistema de amortiguación activo. El sistema puede ser para su utilización en la fabricación de componentes aeroespaciales tales como complejos aeroespaciales de pared delgada de aluminio o de titanio.
El robot 100 del sistema es sustancialmente el mismo que el que se muestra en la Figura 1 y se describió en mayor detalle anteriormente, y los elementos que son sustancialmente los mismos que los de la Figura 1 tienen números de referencia idénticos a los mismos y se omitirán las descripciones de los mismos.
En esta realización, el sistema de amortiguación activo para el robot 100 comprende un amortiguador 150, una bomba 200 de fluido, una primera línea 201 de fluido una segunda línea 202 de fluido, un controlador 204, una pluralidad de sensores 206 de vibración, una pluralidad de extensómetros 208 y una pluralidad de sensores 210 de temperatura.
En esta realización, el amortiguador 150 está acoplado entre la segunda y tercera porciones 112, 113. El amortiguador 150, que puede ser un amortiguador hidráulico o resorte de gas, comprende un pistón 220 que funciona dentro de un cilindro 222 que contiene un fluido presurizado, es decir, un líquido o gas. El pistón 220 se monta de forma deslizante dentro del cilindro 222. Un vástago 224 del pistón está fijado rígidamente al pistón 220, y se extiende a través de un orificio en un primer extremo del cilindro 222. El amortiguador 150 puede comprender un sello montado dentro del orificio en el primer extremo del cilindro 222 que coopera con el vástago del pistón 224 para evitar el escape del fluido del cilindro 222. En esta realización, la segunda porción 112 se acopla al cilindro 222 del amortiguador 150, a través de un primer mecanismo 226 de acoplamiento, en o próximo a un segundo extremo del cilindro 222, que es opuesto al primer extremo. Además, la tercera porción 113 está unida al extremo de la varilla 224 del pistón que se extiende desde el cilindro, a través de un segundo mecanismo 228 de acoplamiento.
La bomba 200 se acopla al amortiguador 150 a través de la primera y segunda líneas 201, 202 de fluido, de manera que la bomba 200 puede bombear fluido (p. ej., un fluido hidráulico o un gas a presión tal como nitrógeno) hacia o desde el cilindro 222 del amortiguador 150 a través de la primera y segunda líneas 201, 202 de fluido. Más específicamente, la bomba 200 se acopla al cilindro 222 del amortiguador 150 en un primer lado del pistón 220 por la primera línea 201 de fluido de manera que, en operación, la bomba 200 puede bombear fluido dentro o fuera de una primera cámara 231 dentro del cilindro 222 del amortiguador 150, estando la primera cámara 231 ubicada en el primer lado del pistón 220. Además, la bomba 200 se acopla al cilindro 222 del amortiguador 150 en un segundo lado del pistón 220 (que está opuesto al primer lado del pistón 220) por la segunda línea 202 de fluido de manera que, en operación, la bomba 200 puede bombear fluido dentro o fuera de una segunda cámara 232 dentro del cilindro 222 del amortiguador 150, la segunda cámara 232 está ubicada en el segundo lado del pistón 220. La bomba 200 se acopla y se controla por el controlador 204.
El amortiguador 150 se configura para ejercer una fuerza sobre el robot 100, para resistir el movimiento del robot 100. La magnitud de la fuerza resistiva aplicada al robot 100 por el amortiguador 150 depende de las presiones de fluido en la primera y segunda cámaras del amortiguador 150.
Cada sensor 206 de vibración se monta en una ubicación respectiva diferente en el robot 100. Preferiblemente, los sensores 206 de vibración se ubican en o próximos a los ejes 121-126 del robot 100. Por ejemplo, los sensores 206 de vibración pueden estar ubicados dentro de una distancia umbral predefinida desde los ejes 121-126, p. ej., dentro de 1 cm, dentro de 2 cm, dentro de 3 cm, dentro de 4 cm, dentro de 5 cm o dentro de 10 cm. Los sensores 206 de vibración se configuran para medir la vibración local del robot 100. Los sensores de vibración 206 se acoplan al controlador 204 de manera que las mediciones de vibración tomadas por los sensores de vibración 206 se envían al controlador 204.
Cada extensómetro 208 se monta en una ubicación respectiva diferente en el robot 100. Preferiblemente, los extensómetros 208 se ubican en las partes estructurales 111-116 del robot 100, remotos o separados de los ejes 121 126. En algunas realizaciones, uno o más extensómetros 208 se ubican en el robot 100 a una distancia máxima de uno o más de los ejes 121-126. En algunas realizaciones, un extensómetro 208 se ubica en una porción estructural sustancialmente equidistante de los ejes ubicados en extremos opuestos de esa porción estructural. Por ejemplo, la tercera porción estructural 113 tiene un segundo y tercer ejes 122, 123 ubicados en extremos opuestos de esa porción estructural 113, y un extensómetro 208 puede estar ubicado en la tercera porción estructural 113 sustancialmente equidistante tanto del segundo como del tercer eje 122, 123. Los extensómetros 208 se configuran para medir las cepas locales en el robot 100, que pueden ser indicativas de la desviación de las porciones 111-116 del robot 100. Los extensómetros 208 se acoplan al controlador 204 de manera que las mediciones de tensión tomadas por los extensómetros 208 se envían al controlador 204.
Cada sensor de temperatura 210 se monta en una ubicación respectiva diferente en el robot 100. Preferiblemente, los sensores de temperatura 210 se ubican en o próximos a los motores 131-136. Por ejemplo, los sensores de temperatura 210 pueden ubicarse dentro de una distancia umbral predefinida de los motores 131-136, p. ej., dentro de 1 cm, dentro de 2 cm, dentro de 3 cm, dentro de 4 cm, dentro de 5 cm o dentro de 10 cm. Los sensores de temperatura 210 se configuran para medir temperaturas de diferentes partes del robot 100, por ejemplo, de los motores 131-136 del robot 100. Los sensores de temperatura 210 se acoplan al controlador 204 de manera que las mediciones de temperatura tomadas por los sensores de temperatura 210 se envían al controlador 204.
El controlador 204 se configura para recibir mediciones del sensor de la pluralidad de sensores 206 de vibración, la pluralidad de extensómetros 208 y la pluralidad de sensores 210 de temperatura. Las mediciones del sensor son las variables de entrada del controlador. El controlador 204 se configura además para procesar las mediciones de los sensores recibidos para determinar una cantidad y/o una presión de fluido que debe estar contenida dentro de la primera y segunda cámaras 231,232 del cilindro 222 del amortiguador 150, p. ej., para amortiguar o reaccionar contra el movimiento no deseado del robot 100 (tal como el movimiento vibratorio y/o la deflexión que se experimenta actualmente por el robot 100). En algunas realizaciones, el controlador 204 puede configurarse para, en lugar de o además de determinar una cantidad y/o una presión de fluido que va a estar contenida dentro de la primera y segunda cámaras 231,232, procesar las mediciones de los sensores recibidos para determinar un diferencial de presión entre la primera y segunda cámaras 231, 232. El controlador 204 se configura además para controlar la bomba 200 para bombear fluido (p. ej., un líquido hidráulico, o un gas) dentro/fuera de la primera y segunda cámaras 231, 232 del cilindro 222 del amortiguador 150 de manera que las cámaras 231, 232 contienen la cantidad o presión de fluido determinada por el controlador 204, y/o de tal manera que se realiza el diferencial de presión determinado.
Por ejemplo, el controlador 204 determina, con base en una o más de las mediciones de sensor recibidas, una fuerza resistiva para aplicar al robot 100 para amortiguar las vibraciones y las desviaciones que se experimentan por el robot 100 (que puede estar causada por fuerzas de mecanizado dinámicas). El controlador 204 también puede determinar presiones de fluido en la primera y segunda cámaras 231,232 del cilindro 222 y/o un diferencial de presión entre ellas que resultaría en la fuerza resistiva determinada aplicada al robot 100. El controlador 204 controla entonces la bomba 200 para bombear fluido a/desde la primera y/o segunda cámaras 231,232, para realizar de este modo las presiones determinadas o el diferencial de presión. Por lo tanto, el amortiguador 150 se adapta para aplicar la fuerza resistiva determinada al robot 100, para amortiguar de este modo las vibraciones y las desviaciones experimentadas por el robot 100.
En esta realización, el controlador 204 usa mediciones de la pluralidad de sensores 206 de vibración, la pluralidad de extensómetros 208 y la pluralidad de sensores 210 de temperatura para amortiguar activamente el robot 100. En algunas realizaciones, el procesamiento de las mediciones del sensor por el controlador 204 puede comprender mediciones de ponderación de diferentes tipos de sensor de manera diferente. Por ejemplo, las mediciones de cepa y/o las mediciones de vibración de baja frecuencia pueden recibir una ponderación mayor en comparación con las mediciones de temperatura y/o las mediciones de vibración de alta frecuencia. En algunas realizaciones, el procesamiento de las mediciones del sensor por el controlador 204 puede comprender mediciones de ponderación tomadas en diferentes ubicaciones en el robot 100 de manera diferente.
El controlador 204 puede configurarse para aumentar la resistencia del amortiguador 150 si los sensores 206 de vibración indican un aumento en la vibración del robot 100 durante su utilización, p. ej., si los sensores 206 de vibración indican la vibración por encima de un nivel umbral. Similarmente, el controlador 204 puede configurarse para disminuir la resistencia del amortiguador 150 si los sensores 206 de vibración indican niveles bajos de vibración del robot 100 durante el uso, por ejemplo, si los sensores 206 de vibración indican la vibración por debajo de un nivel umbral. Esto tiende a garantizar la conformidad con el movimiento de la trayectoria del robot y reducir o eliminar la probabilidad de que los motores 131-136 se sobrecargue o luyen el amortiguador 150.
El controlador 204 puede configurarse para aumentar la resistencia del amortiguador 150 si los extensómetros 208 indican un aumento de la deflexión del robot 100 durante el uso, p. ej., si los extensómetros 208 indican una flexión por encima de un nivel umbral. De forma similar, el controlador 204 puede configurarse para disminuir la resistencia del amortiguador 150 si los extensómetros 208 indican bajos niveles de deflexión del robot 100 durante el uso, p. ej., si los extensómetros 208 indican una flexión por debajo de un nivel umbral. La resistencia también puede controlarse para soportar la masa del robot.
El controlador 204 puede configurarse para aumentar la resistencia del amortiguador 150 si los sensores de temperatura 210 indican que los motores 131-136 están funcionando por debajo de una temperatura umbral. De manera similar, el controlador 204 puede configurarse para disminuir la resistencia del amortiguador 150 si los sensores de temperatura 210 indican que los motores 131-136 están funcionando por encima de una temperatura umbral. Esto tiende a garantizar la conformidad con el movimiento de la trayectoria del robot y reducir o eliminar la probabilidad de que los motores 131-136 se sobrecargue o luyen el amortiguador 150.
Por lo tanto, el controlador 204 se configura particularmente para controlar el amortiguador activo 150 de manera que la operación indeseable y el movimiento no deseado del robot 100, tal como la vibración excesiva y/o la deflexión, se reduce (y más preferiblemente se minimiza). El controlador 204 puede ser, por ejemplo, un controlador PID, un controlador PD o un controlador PI.
El sistema de amortiguación activo descrito anteriormente para el robot tiende ventajosamente a permitir la aplicación de amortiguación variable y resistencia al robot. El sistema de amortiguación del robot tiende a ser sintonizable a la carga que está siendo manejada por el robot. Esta carga puede resultar de la acción del mecanizado. Esta capacidad de ajuste tiende a permitir que las influencias indeseables en la precisión del componente y el acabado superficial se reduzcan o eliminen.
El sistema de amortiguación activo puede reaccionar de forma ventajosa a cambios, tanto en magnitud como en dirección, de las fuerzas de mecanizado experimentadas por el robot durante el uso.
De forma ventajosa, el sistema de amortiguación activo descrito anteriormente para el robot tiende de forma ventajosa a mejorar el contacto entre la herramienta de efector/mecanizado de extremo del robot y la pieza de trabajo durante el mecanizado de esa pieza de trabajo. Esto tiende ventajosamente a proporcionar un acabado superficial mejorado y una precisión de mecanizado. Además, esto tiende a mejorar la eficiencia de mecanizado permitiendo que una mayor profundidad de corte se realice con precisión a través de una mayor rigidez del sistema.
Los aparatos, incluido el controlador 204, para implementar la disposición anterior, pueden proporcionarse configurando o adaptando cualquier aparato adecuado, por ejemplo, uno o más ordenadores u otros aparatos o procesadores de procesamiento, y/o proporcionando módulos adicionales. El aparato puede comprender un ordenador, una red de ordenadores o uno o más procesadores para ejecutar instrucciones y usar datos, incluyendo instrucciones y datos en forma de programa informático o de una pluralidad de programas informáticos almacenados en un soporte de almacenamiento legible por máquina tal como una memoria de ordenador, un disco informático, una memoria ROM, una memoria PROM, etc. o cualquier combinación de estos u otros soportes de almacenamiento.
En las realizaciones anteriores, el robot es un robot de seis ejes. Sin embargo, en otras realizaciones el robot puede tener un número diferente de ejes giratorios sobre los que se puede controlar para moverse. El robot también puede incluir un número diferente de motores, es decir, distintos de seis motores, para mover el robot. Además, en algunas realizaciones, el robot puede incluir uno o más ejes lineales a lo largo de los cuales se puede mover el robot. Por ejemplo, el robot puede montarse en un riel o carril por el que puede deslizarse.
En las realizaciones anteriores, el amortiguador es un amortiguador hidráulico o un resorte de gas. Sin embargo, en otras realizaciones, el amortiguador es un tipo diferente de amortiguador, por ejemplo, un accionador eléctrico (p. ej., un accionador lineal eléctrico).
En las realizaciones anteriores, el robot comprende un único amortiguador activo. Sin embargo, en otras realizaciones, el robot comprende una pluralidad de amortiguadores activos. En algunas realizaciones, el robot comprende además uno o más amortiguadores pasivos además de uno o más reguladores activos.
En las realizaciones anteriores, el amortiguador está acoplado entre las porciones segunda y tercera del robot. Sin embargo, en otras realizaciones, uno o más amortiguadores se acoplan entre un par diferente de porciones del brazo en lugar de o además de unirse entre las porciones segunda y tercera del robot. Por ejemplo, se puede acoplar un amortiguador activo entre las porciones primera y segunda, entre las porciones tercera y cuarta, entre las porciones primera y tercera, o entre cualquier otro par de porciones.
En las realizaciones anteriores, el amortiguador se acopla entre sí en dos porciones. Sin embargo, en otras realizaciones, un amortiguador se acopla entre sí un número diferente de porciones, por ejemplo tres porciones.
En las realizaciones anteriores, como se muestra en la Figura 2, el robot comprende seis sensores de vibración. Sin embargo, en otras realizaciones, el robot comprende un número diferente de sensores de vibración, por ejemplo más de seis sensores de vibración.
En las realizaciones anteriores, como se muestra en la Figura 2, el robot comprende seis extensómetros. Sin embargo, en otras realizaciones, el robot comprende un número diferente de extensómetros, por ejemplo, más de seis extensómetros.
En las realizaciones anteriores, como se muestra en la Figura 2, el robot comprende seis sensores de temperatura. Sin embargo, en otras realizaciones, el robot comprende un número diferente de sensores de temperatura, por ejemplo, más de seis sensores de temperatura.
En las realizaciones anteriores, el robot comprende una pluralidad de sensores de vibración, extensómetros y sensores de temperatura.
En algunas realizaciones, el robot comprende uno o más tipos diferentes de sensores además de uno o más de los sensores de vibración, los extensómetros y los sensores de temperatura. El controlador puede usar mediciones tomadas por uno o más de los diferentes tipos de sensores para controlar el amortiguador activo. Por ejemplo, el robot puede incluir un sensor de presión configurado para medir la presión del fluido en la primera cámara del amortiguador, un sensor de presión configurado para medir la presión del fluido en la segunda cámara del amortiguador, un sensor de presión configurado para medir la presión del fluido en la primera línea de fluido, un sensor de presión configurado para medir la presión del fluido en la segunda línea de fluido, un sensor de velocidad de flujo configurado para medir un velocidad de flujo del fluido en la primera línea de fluido, y/o un sensor de velocidad de flujo configurado para medir un velocidad de flujo del fluido en la segunda línea de fluido. El controlador puede controlar el amortiguador activo con base en mediciones tomadas por uno o más sensores de presión y velocidad de flujo.
En algunas realizaciones, el controlador controla el amortiguador activo con base en una o más mediciones diferentes además de las mencionadas anteriormente. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el controlador controla el amortiguador activo con base en un consumo de amperios de uno o más de los motores.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema robótico que comprende:
un brazo robótico multiaxial (100), comprendiendo el brazo robótico una pluralidad de porciones (111-116) del brazo conectadas de manera giratoria entre sí, el brazo robótico configurado debe girarse sobre una pluralidad de ejes giratorios (121-126);
tres o más sensores (206, 208, 210) ubicados en el brazo robótico, en donde los tres o más sensores se configuran para medir tres o más parámetros del brazo robótico
un sistema de amortiguación (150) acoplado al brazo robótico y configurado para aplicar una fuerza resistiva al brazo robótico, para resistir de este modo el movimiento del brazo robótico, en donde el sistema de amortiguación es un sistema de amortiguación activo y se configura para aplicar amortiguación y resistencia variable al brazo robótico; y
un controlador (204) acoplado a los tres o más sensores y el sistema de amortiguación, estando configurado el controlador para:
recibir mediciones del sensor de los tres o más sensores; y
controlar, con base en las mediciones del sensor recibidas, el sistema de amortiguación para controlar de este modo la fuerza resistiva aplicada por el sistema de amortiguación al brazo robótico; en donde
los tres o más sensores comprenden:
un sensor de vibración (206) ubicado en el brazo robótico en o próximo a un eje giratorio del brazo robótico, el sensor de vibración configurado para medir una vibración del brazo robótico;
un extensómetro (208) ubicado en una porción del brazo alejada de los ejes giratorios, estando el extensómetro configurado para medir una tensión en esa porción del brazo; y un sensor de temperatura (210) ubicado en el brazo robótico en o próximo a un motor (131 136) del brazo robótico, el motor se configura para mover el brazo robótico, el sensor de temperatura configurado para medir una temperatura en o próximo al motor.
2. El sistema robótico de la reivindicación 1, que comprende una pluralidad de sensores de vibración; y, para cada eje giratorio del brazo robótico, uno o más de la pluralidad de sensores de vibración se ubican en el brazo robótico en o cerca de ese eje giratorio.
3. El sistema robótico de la reivindicación 1 o 2, que comprende una pluralidad de extensómetros; y, para cada porción de brazo, uno o más de la pluralidad de extensómetros se ubican en esa porción del brazo de forma remota desde los ejes del brazo robótico.
4. El sistema robótico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde
el sistema robótico comprende además una pluralidad de motores utilizables para mover el brazo robótico;
los tres o más sensores comprenden una pluralidad de sensores de temperatura; y para cada motor, uno o más de los sensores de temperatura se ubican en o están próximos a ese motor.
5. El sistema robótico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el sistema de amortiguación comprende un amortiguador hidráulico o resorte de gas.
6. El sistema robótico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además una bomba para bombear un fluido al sistema de amortiguación, en donde el controlador se configura para controlar, con base en las mediciones del sensor recibidas, la bomba para bombear el fluido al sistema de amortiguación para variar de este modo la fuerza resistiva aplicada por el sistema de amortiguación al brazo robótico.
7. El sistema robótico de la reivindicación 6, en donde los tres o más sensores comprenden además uno o más sensores seleccionados del grupo que consiste en:
un primer sensor de presión configurado para medir una presión del fluido en una cámara del sistema de amortiguación;
un segundo sensor de presión configurado para medir una presión del fluido en una línea de fluido del sistema de amortiguación; y
un sensor de velocidad de flujo configurado para medir un velocidad de flujo del fluido en una línea de fluido del sistema de amortiguación.
8. El sistema robótico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el sistema robótico comprende uno o más motores utilizables para mover el brazo robótico, y el controlador se configura para controlar, con base en las mediciones del sensor recibidas, la operación de uno o más motores.
9. El sistema robótico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además un efector de extremo conectado al brazo robótico, comprendiendo el efector de extremo una herramienta de corte.
10. El sistema robótico de la reivindicación 9, en donde el controlador se configura para controlar el sistema de amortiguación para amortiguar activamente la vibración del efector de extremo.
11. El sistema robótico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde los tres o más sensores comprenden además uno o más sensores para medir el consumo de amperios de un motor del brazo robótico, estando el motor configurado para mover el brazo robótico.
12. Un método para amortiguar un brazo robótico multiaxial (100), comprendiendo el brazo robótico una pluralidad de porciones del brazo (111-116) conectadas de manera giratoria entre sí, el brazo robótico configurado para girarse sobre una pluralidad de ejes giratorios (121-126), comprendiendo el método:
medir, por tres o más sensores (206, 208, 210), tres o más parámetros del brazo robótico; y controlar, mediante un controlador (204), con base en las mediciones del sensor tomadas por los tres o más sensores, un sistema de amortiguación (150) acoplado al brazo robótico para controlar de este modo una fuerza resistiva aplicada al brazo robótico mediante el sistema de amortiguación, en donde el sistema de amortiguación es un sistema de amortiguación activo y se configura para aplicar amortiguación y resistencia variable al brazo robótico; y en donde
los tres o más sensores comprenden:
un sensor de vibración (206) ubicado en el brazo robótico en o cerca de un eje giratorio del brazo robótico, el sensor de vibración mide una vibración del brazo robótico;
un extensómetro (208) ubicado en una porción del brazo alejada de los ejes rotatorios, midiendo el extensómetro una tensión en esa porción del brazo; y un sensor de temperatura (210) ubicado en el brazo robótico en o próximo a un motor del brazo robótico, estando el motor configurado para mover el brazo robótico, midiendo el sensor de temperatura una temperatura en o próxima al motor.
13. El método de la reivindicación 12, en donde el control comprende:
determinar, mediante el controlador, con base en las mediciones del sensor, una fuerza resistiva que se aplicará al brazo robótico mediante el sistema de amortiguación; y
controlar, mediante el controlador, el sistema de amortiguación para aplicar la fuerza resistiva determinada al brazo robótico.
14. Un método según la reivindicación 12 o 13, en donde el método comprende además mecanizar una pieza de trabajo para producir un componente aeroespacial, en donde el método comprende:
controlar el brazo robótico de eje multiaxial para mover un efector de extremo del robot en contacto con la pieza de trabajo y para mecanizar la pieza de trabajo;
en donde la medición se produce durante el mecanizado de la pieza de trabajo; y en donde el control amortigua activamente la vibración del efector de extremo durante el mecanizado de la pieza de trabajo.
ES19706304T 2018-02-21 2019-02-19 Robot con amortiguación activa Active ES2965635T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18157901.2A EP3530419A1 (en) 2018-02-21 2018-02-21 Actively damped robot
GBGB1802796.1A GB201802796D0 (en) 2018-02-21 2018-02-21 Actively damped robot
PCT/GB2019/050432 WO2019162653A1 (en) 2018-02-21 2019-02-19 Actively damped robot

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2965635T3 true ES2965635T3 (es) 2024-04-16

Family

ID=65496765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES19706304T Active ES2965635T3 (es) 2018-02-21 2019-02-19 Robot con amortiguación activa

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11389964B2 (es)
EP (1) EP3755505B1 (es)
ES (1) ES2965635T3 (es)
GB (1) GB2572848B (es)
WO (1) WO2019162653A1 (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11835934B2 (en) * 2020-10-09 2023-12-05 Nikon Corporation Systems and methods for reducing vibrational disturbances
CN115070453B (zh) * 2022-08-02 2023-09-26 江苏满锐精密工具有限公司 一种金属切削机床

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57500742A (es) * 1980-06-02 1982-04-30
DE3911341C1 (es) 1989-04-07 1990-10-11 Wild Leitz Gmbh, 6330 Wetzlar, De
JPH06104313B2 (ja) 1991-08-02 1994-12-21 工業技術院長 マニピュレータ用振動防止装置
US6296093B1 (en) * 1998-11-09 2001-10-02 Lord Corportion Vibration-damped machine and control method therefor
JP2003071767A (ja) * 2001-09-04 2003-03-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ロボットアームの振動制御システム
JP2005103649A (ja) 2003-09-26 2005-04-21 Daihen Corp 搬送用ハンド、およびその制御装置
US8096038B2 (en) 2007-05-11 2012-01-17 The Boeing Company Robotic end effector and clamping method
US8899393B2 (en) * 2012-06-08 2014-12-02 Technical Manufacturing Corporation Active vibration isolation system
AT514116A1 (de) * 2013-04-09 2014-10-15 Ttcontrol Gmbh Regelsystem und Verfahren zum Steuern der Orientierung eines Segments eines Manipulators
JP6572132B2 (ja) * 2013-12-26 2019-09-04 川崎重工業株式会社 低剛性ワーク機械加工支援システム
JP6231457B2 (ja) * 2014-10-23 2017-11-15 ファナック株式会社 除振装置及びロボットを搭載した位置決め装置
DE102015009048B3 (de) * 2015-07-13 2016-08-18 Kuka Roboter Gmbh Steuern eines nachgiebig geregelten Roboters
JP6706741B2 (ja) * 2015-09-16 2020-06-10 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ロボットの衝突検出方法
JP2017100208A (ja) 2015-11-30 2017-06-08 セイコーエプソン株式会社 ロボットおよびロボットシステム
DE102018001505A1 (de) 2017-02-28 2018-08-30 Fill Gesellschaft M.B.H. Verfahren zum spanenden Bearbeiten eines Werkstückes mittels einem Knickarmroboter
DE112017005867B4 (de) * 2017-03-31 2022-07-14 Mitsubishi Electric Corporation Steuerungsvorrichtung und Motorsteuerungssystem
CN206998973U (zh) * 2017-05-25 2018-02-13 深圳配天智能技术研究院有限公司 振动抑制装置及机器人
US10967510B2 (en) * 2017-11-16 2021-04-06 Industrial Technology Research Institute Robot arm processing system and method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
GB2572848A (en) 2019-10-16
EP3755505A1 (en) 2020-12-30
US20210046654A1 (en) 2021-02-18
WO2019162653A1 (en) 2019-08-29
GB2572848B (en) 2020-11-11
GB201902243D0 (en) 2019-04-03
EP3755505B1 (en) 2023-10-18
US11389964B2 (en) 2022-07-19
EP3755505C0 (en) 2023-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6817227B2 (ja) 多関節アームロボットに取り付けられた穴加工工具を使用して、静的に装着された工作物の表面に穿孔を設けるための方法及び装置
ES2965635T3 (es) Robot con amortiguación activa
CN112815901B (zh) 坐标测量机、探测系统以及补偿探针元件处的力的方法
US20220111521A1 (en) Vibration reduction system for precision robotics applications
JP2015169578A (ja) 試験装置
JP6778050B2 (ja) 工作機械
US20170361383A9 (en) Machine tools
ES2202579T3 (es) Sistema de posicionamiento para la operacion de produccion.
US20220362898A1 (en) Apparatus for active contact force control in machining and handling operations
US4458424A (en) Compliance system for industrial manipulators
ES2783825T3 (es) Máquina herramienta rectificadora sin centros dinámicamente amortiguada y método de rectificado
JP4113948B2 (ja) 操作力発生装置
US20220111540A1 (en) Vibration reduction assembly with a gravity aligned reduction system
US20220112934A1 (en) Vibration isolation systems with reaction masses and actuators
JP2010032416A (ja) 揺動回転試験装置
EP3530419A1 (en) Actively damped robot
EP3690277B1 (en) Couplings that actively stabilize vibrations
CZ2019701A3 (cs) Robotická obráběcí hlava
EP1218804B1 (en) Method and device for correcting tool position errors in machine tools
Anderson et al. Hexapods for precision motion and vibration control
Chen et al. Design and verification of microgravity simulation system for space station manipulator
JP2005007489A (ja) ６自由度位置・姿勢測定装置による機械の運動誤差補正方法
JP2002346959A (ja) パラレルメカニズムのフレーム変形補正方法およびその装置
Oiwa An ultraprecise machining system with a hexapod device to measure six-degree-of-freedom relative motions between the tool and workpiece
US20220220985A1 (en) Fluid actuator, fluid actuator control method, and computer readable medium storing control program of fluid actuator