ITTO990674A1

ITTO990674A1 - Procedimento e sistema per la determinazione automatica di un program-ma di movimento ottimale di un robot.

Info

Publication number: ITTO990674A1
Application number: IT1999TO000674A
Authority: IT
Inventors: Marco Severo Inga
Original assignee: Comau Spa
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2001-01-30
Also published as: IT1310653B1; ITTO990674A0; ES2186604T3; EP1072965B1; DE60000710D1; EP1072965A1; US6363300B1; DE60000710T2

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Procedimento e sistema per la determinazione automatica di un programma di movimento ottimale di un robot"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un procedimento ed un sistema per la determinazione automatica di un programma di movimento ottimale di un robot.

Spesso, i robot vengono utilizzati per eseguire lavori ripetitivi dove la richiesta più importante dell'utilizzatore è quella di minimizzare il tempo di esecuzione del lavoro. Per diminuire il tempo ciclo è necessario che il robot esegua il più velocemente possibile gli spostamenti da punto a punto. Oggi la velocità di esecuzione dei movimenti dipende da alcuni parametri del sistema che l'utente non può modificare. I parametri che hanno una maggiore incidenza sul tempo ciclo sono l'accelerazione e la velocità massima programmata e generalmente l'utente può utilizzare solo una percentuale di questi parametri e non può superare limiti massimi fissati dal costruttore. I limiti sono conservativi rispetto a condizioni critiche e spesso potrebbero essere superati ottenendo così un miglioramento notevole del tempo ciclo.

La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire un procedimento che consenta ad un robot di determinare in modo automatico quale sia il programma di movimento ottimale che consenta di fissare localmente (cioè per ogni singolo movimento) un parametro di movimento - quale ad esempio l'accelerazione o la velocità - che permetta di sfruttare in modo ottimale la coppia disponibile dei motori di azionamento.

Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da un procedimento e da un sistema aventi le caratteristiche formanti oggetto delle rivendicazioni .

La presente invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la figura 1 è uno schema a blocchi illustrante la struttura di controllo di un robot predisposto per attuare un procedimento secondo la presente invenzione, e

- la figura 2 è un diagramma illustrante la sequenza di operazioni del procedimento secondo l'invenzione.

Con riferimento alla figura 1, con 10 è schematicamente indicata un'unità di controllo numerico programmabile, associata ad un robot 12. L'unità di controllo numerico 10 comprende un blocco 14 denominato supervisore di autotuning che è programmato per effettuare in modo automatico una procedura di autoapprendimento che consente di ottimizzare in modo automatico un programma di movimento del robot 12. Il supervisore di autotuning 14 invia informazioni di controllo ad un blocco di programma di movimento 16 nel quale, al termine della procedura di autoapprendimento, viene memorizzato il programma ottimizzato di controllo del robot 12. Il supervisore di autotuning 14 riceve informazioni da un blocco 18 denominato monitor di sistema che misura continuamente la coppia dei motori di azionamento del robot 12 e la precisione di movimento del robot 12. Il supervisore di autotuning 14 contiene un blocco di strategìa 20 nel quale è memorizzata la strategia di esecuzione del programma di autotuning ed un blocco di modifica dei parametri 22 contenente parametri modificabili da parte di un utente 24 tramite un'interfaccia di tipo usuale. L'utente 24 inserisce nel blocco 22 del supervisore di autotuning 14 informazioni relative alla desiderata precisione di movimento del robot 12. La precisione di movimento può ad esempio essere espressa come distanza massima fra la traiettoria effettiva seguita da una testa operatrice del robot 12 ed una traiettoria ideale desiderata.

Dopo aver definito i vincoli di precisione da rispettare, l'utente . attiva la procedura di autotuning. Il sistema composto dall'unità di controllo numerico 10 e dal robot 12 definisce in modo automatico un programma di movimento che minimizza il tempo di esecuzione rispettando i vincoli imposti dall'utente. Il principio di funzionamento della procedura di autotuning consiste nel ripetere continuamente un movimento con parametri di movimento via via incrementati fino al raggiungimento di un limite di coppia disponibile oppure fino al superamento di un vincolo di precisione impostato dall'utente. Il parametro di movimento è un dato caratteristico del programma di movimento, indicativo ad esempio dell'accelerazione e/o della velocità di un movimento elementare del robot 12, intendendosi per movimento elementare il movimento di ciascun organo mobile del robot 12 che contribuisce al movimento complessivo di una testa operatrice del robot.

Il supervisore di autotuning 14 effettua, in modo automatico, successivi tentativi di incremento delle accelerazioni e delle velocità dei movimenti elementari del robot e verifica tramite il monitor di sistema 18 la precisione del movimento risultante del robot e lo stato di carico dei singoli motori che contribuiscono al movimento risultante. Se la condizione di carico dei motori (ad esempio rappresentata dalla coppia erogata) rimane al disotto di una soglia critica e se la precisione di movimento è contenuta entro il limite imposto dall'utente, al passo successivo il supervisore di autotuning 14 modifica il programma di movimento aumentando il parametro di movimento di riferimento (ad esempio accelerazione e/o velocità) e ripete il programma di movimento con questo nuovo parametro. La procedura viene ripetuta fino a quando si raggiunge un valore limite dello stato di carico e/o della precisione di movimento

Tale procedura è schematicamente rappresentata nel diagramma di figura 2 dove la fase di inizio rappresenta il momento in cui il supervisore di autotuning 14 legge le richieste dell'utente sui vincoli di precisione. La fase di esecuzione del movimento rappresenta la parte della procedura durante la quale il robot 14 esegue un programma di movimento prestabilito con un parametro di movimento iniziale. Nella fase successiva il supervisore di autotuning 14 verifica il raggiungimento di un limite di carico dei motori e di precisione di movimento risultante del robot 12. Se nessuno di tali limiti viene raggiunto il supervisore di autotuning 14 effettua automaticamente una modifica del parametro di movimento e comanda nuovamente l'esecuzione dello stesso programma di movimento. La procedura di autotuning termina quando si supera un limite dello stato di carico e/o di precisione di movimento. L'unità di controllo numerico 10 memorizza come programma di movimento ottimale l'ultimo programma di movimento che è stato eseguito senza superare i valori limite di carico e/o di precisione.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione così come definita dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la determinazione automatica di un programma di movimento ottimale di un robot comprendente almeno un organo mobile, mezzi motori associati a detto organo mobile e mezzi di controllo atti ad azionare detti mezzi motori secondo un programma di movimento per muovere con un parametro di movimento prestabilito detto organo mobile lungo una traiettoria, il procedimento essendo caratterizzato dal fatto che comprende le fasi di: acquisire dati indicativi dello stato di carico di detti mezzi motori e della precisione di movimento del robot durante l'esecuzione di un programma di movimento, - confrontare le informazioni sullo stato di carico e sulla precisione di movimento con valori limite prestabiliti, eseguire ripetutamente il programma di movimento variando progressivamente detto parametro di movimento fino a quando un valore rilevato dello stato di carico e/o della precisione di movimento supera un rispettivo valore limite, e memorizzare come programma di movimento ottimale l'ultimo programma di movimento che è stato eseguito senza superare detti valori limite.
2. Sistema per la determinazione automatica di un programma di movimento ottimale di un robot (12) comprendente almeno un organo mobile, mezzi motori associati a detto organo mobile e mezzi di controllo (10) atti ad azionare detti mezzi motori secondo un programma di movimento per muovere con un parametro di movimento prestabilito detto organo mobile lungo una traiettoria, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi (18) per acquisire dati indicativi dello stato di carico di detti mezzi motori e della precisione di movimento del robot (12) lungo detta traiettoria durante l'esecuzione di un programma di movimento, - mezzi (14) per confrontare le informazioni sullo stato di carico e sulla precisione di movimento con valori limite prestabiliti, mezzi di controllo (16) programmati per eseguire ripetutamente il programma di movimento variando progressivamente il suddetto parametro di movimento fino a quando un valore rilevato dello stato di carico e/o della precisione di movimento supera un rispettivo valore limite, e mezzi per memorizzare come programma di movimento ottimale l'ultimo programma di movimento che è stato eseguito senza superare detti valori limite. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.