JP2007299397A - ロボットの作動パラメータを調整する方法と装置、その方法のプログラムと記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】
１）現方法を使用して得られた周期時間より僅かに長い周期時間を得るために作動温度を調整するけれども、限界値以下である作動温度を備えて；そして
２）僅かに限界値以上である作動温度で作動することを必要としても、現方法を使用して得られた周期時間より著しく短い周期時間を得るために作動温度を調整することを達成するようにするためにロボットの作動パラメータを調整する方法を提供すること。
【解決手段】
最適周期時間にて所定通路に沿って作動体工具を移動させる作動パラメータを調整するこの方法は、周期時間がその最適値に近似させるよう作動パラメータ値を修正する工程（１４０）から成る。この工程中に、作動パラメータの値は中継関数の極値に近似させて、この中継関数は少なくとも第一と第二タームから成り、第一タームが周期時間の関数であり、第二タームが温度及び摩耗程度又はそのいずれか一方の関数である。
【選択図】 図１

Description

この発明はロボットの作動パラメータを調整する方法と装置、その方法のプログラムと記録媒体に関する。

最適周期時間で任意の通路に沿って作動体工具を移動するのに用いられるロボットの作動パラメータを調整する方法が存在する。

周期時間を最小化することが望まれるときに、そのような方法は「最小時間制御」というタームの下で知られてる。

周期時間は、通過の中間点を介して通過しながら、開始点から目的地点までの任意の通路に沿って作動体工具がすべての通路を移動するロボットにより必要とされた時間である。一般に、ロボットは同じ移動を数回以上繰り返すので、通路は開始点と目的地点が同じある閉鎖ループを構成する。

ロボットの作動パラメータは、作動体工具が任意の通路に沿って移動する精度と、前記通路に沿う作動体工具の速度と加速度を決定する。さらに正確に、作動パラメータは電子式ロボット制御ユニットによって使用され得て、この制御ユニットは作動パラメータや任意の通路における通過点に基づいてロボットの電気アクチュエータを制御できるので、ロボットは任意の通路に沿って作動体工具を移動させる。例として、作動パラメータは任意の通路の一部分にわたり或いは通路の一部分に沿って移動するために必要な期間中に受けられる最高加速度、最高減速度と最高速度である。

ロボットの作動パラメータは非常に無数である。さらに、それら作動パラメータと積分可能な作動抑制の間の関係はしばしば非常に複数である。

「積分可能な作動抑制」というタームはロボットのアクチュエータの積分可能な物理量の制限値を意味するように使用される。各積分可能な物理量の値は完全通路に沿って他の物理量の一時的値を積分する結果である。換言すると、これら積分可能な物理量の値は任意の通路の開始点と目的地点の間のロボットの一つの或いはそれ以上の他の物理量の一時的値を積分することによって算出される。

例として、そのような積分可能な物理量は、アクチュエータ、潤滑剤、継手、搭載電子的成分（エンコーダ．．．）などの作動温度である。伝動装置の玉軸受の摩耗度合は同様に積分可能な物理量である。作動温度や摩耗度合は全通路にわたる積分可能な一時的値の函数であり、その瞬時値はアクチュエータの回転数速度或いは動力供給電流のような他の物理量の値である。

以下の記載には、各作動パラメータはｐ_j で記載され、ここで下付き文字ｊは作動パラメータの識別名である。作動パラメータのベクトルｐ＾はつまり次の関係により定義される： ｐ＾＝（ｐ₁ ；ｐ₂ ；．．．；ｐ_j ；．．．；ｐ_m ）^T ここでは：
・^T は互換函数
・_m は作動パラメータの数である。

最小周期時間を得るために作動パラメータを調整するために（例えば国際特許出願公開第０２／０７４５０１号明細書［特許文献１］）ロボットアクチュエータの温度限度を考慮した現存の制御方法がある。例として、各アクチュエータの温度限度はアクチュエータの製造業者によって供給されたデータに基づいて定義されている。

作動体工具の現実の移動中に採用された測定値に基づいて且つロボット移動エミュレータにより伝達された測定値に基づいて又はそれらのいずれか一方の測定値に基づいて、それら現存方法は、ａ）作動パラメータの値の函数として周期時間の値を決定する工程と、ｂ）完全通路を追従することから生じるロボットのアクチュエータの少なくとも一つのために摩耗程度の値及び作動の値又はそれらのいずれか一方を決定する工程と、ｃ）作動パラメータの値を修正して周期時間をその最適値により近くに移動させる工程とから成る。

工程ａ）乃至ｃ）は、周期時間がまだその限度値を越える作動温度なしに最小化され得る限り、繰り返される。

典型的には、周期時間と作動温度は反対方向に変更する。それで、周期時間が短かければ短いほど、各アクチュエータの作動温度が高くなる。結果として、少なくとも一つの作動温度がその限度値に等しいときに最小周期時間が達成される。それ故に、現方法は、その限度値に等しい作動温度でロボットを作動させるようにシステム的に導く。これはあらゆる状況において望ましくない。例えば次の状況が好まれ得た：
１）現方法を使用して得られた周期時間より僅かに長い周期時間を得るために作動温度を調整するけれども、限界値以下である作動温度を備える；そして
２）僅かに限界値以上である作動温度で作動することを必要としても、現方法を使用して得られた周期時間より著しく短い周期時間を得るために作動温度を調整する。
国際特許出願公開第０２／０７４５０１号明細書

この発明は、上記１）或いは２）を達成するようにするためにロボットの作動パラメータを調整する方法を提供するよう求める。

それ故に、この発明は、工程ｃ）中に、作動パラメータの値は中継函数の極値に近似させるために修正され、この中継函数が少なくとも第一と第二タームから成り、第一タームは工程ａ）中に決定された周期時間の函数であり、第二タームは工程ｂ）中に決定された温度及び摩耗程度又はそれらのいずれか一方の函数である、ロボットの作動パラメータを調整する方法を提供することである。

この中継函数の使用は、周期時間による節約がロボットの温度及び摩耗程度又はそれらのいずれか一方における前記限界増加により釣り合わされる最適条件を進めるのを可能とする。それ故に、この方法は、周期時間による節約が十分であるときや限界値を越えることが耐え得るままであるときにアクチュエータの作動温度或いは摩耗程度の限界値を越えることを可能とする。逆に、前記方法は、周期時間の減少が作動温度或いは摩耗程度の増加と比較されて小さいならば、温度と摩耗程度の限界値から離れたままであることを可能とする。

それ故に、この発明は、ある限界値を僅かに越える価格で現方法により得られた周期時間より十分に短い周期時間を得ることを可能とする。

前記方法は、現方法を使用して得られた周期時間と実質的に等しい周期時間を得るけれども、十分に低いレベルに維持される作動温度或いは摩耗程度を備えることを可能とする。

この方法の実行は、一つ以上の次の特性を包含し得る：
・中継函数は各アクチュエータにより働いた瞬時トルクの函数である第三タームを包含し；
・中継函数は所定通路に対する作動体工具の位置決め誤差の函数である第四タームを包含し；
・周期時間が変更するときに、第一タームが第二タームと反対方向に、或いは他のタームの総和に変更し；
・少なくとも一つのタームが調整可能な係数を包含し、方法は前記係数の値を調整する使用者の工程を包含し；
・少なくとも一つのタームが工程ａ）或いはｂ）中に決定された値と前記値に与えられた限界値との間の差の函数であり；
・工程ｂ）中に複数のアクチュエータの間の熱継手が少なくとも一つのアクチュエータの作動温度を決定するために考慮されており；
・工程ｂ）中に定常条件下の温度及び摩耗程度又はそれらのいずれか一方の予測は所定通路に沿う単一旅程に追従して得られたデータに基づいて形成され、温度及び摩耗程度又はそれらのいずれか一方の予測は中継函数の勾配を算出するように使用され；そして
・中継函数が所定停止基準を満たすことを自動的に確認する工程と、この停止基準を満たす中継函数の場合には、工程ａ）乃至ｃ）の繰返しを自動的に停止する工程と；
・確認工程は、作動パラメータに対する中継函数の勾配の基準（絶対値）が所定閾値以下であるか否かを検討することから成る。

これらの実行は、次の利点を表す：
・各アクチュエータにより働いたトルクの函数であるタームの中継函数の存在は、過度のトルクを放出するために必要とされるアクチュエータに導く調整を形成するのを避けることができ；
・位置決め誤差の函数であるタームの中継函数の使用は、所定通路に対する作動体工具の位置にて十分に不正確さ導く作動パラメータの調整を形成するのを避けることができ； ・調整可能な係数は使用者が中継函数において他方のタームに対する一方のタームの重要性を定義し、それで、限界値を越える際に公差を明記し；
・限界値に対する差の使用は作動パラメータを調整しながら越える前記限界値を考慮でき；
・アクチュエータ間の熱継手を考慮することが精度を向上させるのに役立ち、その精度により各アクチュエータの作動温度が決定され、それで、作動温度が大きな精度により調整され得て；
・通路に沿う定常旅程に基づいて定常温度或いは摩耗程度の予測の使用が前記調整方法をより速く実施し；そして
・停止基準における中継函数の勾配の使用が中継函数の極値を検出することができる。

この発明は、コンピュータプログラムと指示を包含する情報記録媒体とを提供し、前記指示が電子コンピュータにより実行されるときに前記調整方法を実行する。

この発明は、ロボットの作動パラメータを調整する装置を提供し、この装置は、
ａ）作動パラメータの値の函数として周期時間の値を決定し且つ完全通路に沿う移行の結果としてロボットの少なくとも一つのアクチュエータの作動温度の値及び摩耗程度の値又はそれらのいずれか一方を決定する決定モジュールと；
ｂ）周期時間がその最適値に近似させるために作動パラメータの値を修正する修正モジュールとから成る。

この修正モジュールは中継函数の極値に近似させるために作動パラメータの値を修正するのに適しており、中継函数は少なくとも第一と第二タームから成り、第一タームは周期時間の函数であり、第二タームはモジュールａ）により決定された温度及び摩耗程度又はそれらのいずれか一方の函数である。

この装置の実施例は、次の特性を包含し：
・少なくとも一つのタームは調整可能な係数を包含し、装置は使用者が前記係数の値を調整できる人／機械インターフェイスを包含する。

この発明は、限定しない例によって純粋に与えられ且つ図面を参照しながら行われた次の記述を読んでより良く理解され得る。

図１はロボット４の作動パラメータを調整する装置２を示す。ロボット４はヒンジアーム６と制御キャビネット８とを備えている。
端部の一方では、アーム６が作動体工具１０を有する。

工具１０に面して、点Ａ，Ｂ，ＣとＤは、一度ロボット４がプログラムされると、工具１０が追従すべきであるそれぞれに通路１２で表される。

例示によって、アーム６は６個のヒンジを中心にアーム６を選択的に移動させる６個の電気アクチュエータ１６−２０を取り付けている。記述を簡略化するために、電気アクチュエータ１６−２０がすべて等しく、アクチュエータ１６のみが詳細に記載されていることが以下に仮定される。

利点によって、アクチュエータ１６は、
・電動モータ、好ましくは三相電動モータ２４のような回転電気機械と；
・モータ２４により回転駆動される軸とアクチュエータ１６からの出口軸２８の間に機械的に連結されている角速度を減少させる歯車箱２６と；
から成る。

例として、歯車箱２６は減少係数γによってモータ２４の軸の角速度に対する軸２８の角速度を減少させるのに適している。

軸２８はアクチュエータ１７を回転で移動させるのに用いられる。
モータ２４は制御可能な動力供給部３０から動力を与える。例として、この動力供給部３０は制御キャビネット８に配置されている。例えば、動力供給部３０は直流（ＤＣ）電気分布ネットワークに接続された制御可能なインバーターである。

アクチュエータ１６はモータ２４に供給された電流の大きさｉ₁ を感知するセンサー３４と軸２８の角速度を感知するセンサー３６とを取り付ける。

センサー３４と３６とは制御ユニット３８に接続され、例えばキャビネット８内に配置されている。

制御ユニット３８は通路１２の各部分に沿って工具１０の位置、速度と加速度を決定するために作動パラメータと通路１２の通過点の座標とに応答するのに適する通路発生器４０を包含する。例えば発生器４０は通路１２の各部分ＡＢ，ＢＣ，とＣＤに沿って工具１０の移動の速度形状を決定するのに適している。速度形状は如何に作動体の速度が時間の函数として通路部分に沿って変更するかを定義する。

例として、ロボットの作動パラメータのベクトルＰ＾は次の関係により定義されている： Ｐ＾＝［ｐ₁ ，ｐ₂ ，ｐ₃ ，．．．，ｐ_i ，．．．，ｐ₉ ］^T
ここでは
・ｐ₁ ，ｐ₄ ，とｐ₆ は点Ａ＆Ｂ，Ｂ＆Ｃ，とＣ＆Ｄの間にそれぞれに横たわる通路１２の部分に受けられた最高加速度である；
・ｐ₂ ，ｐ₅ ，とｐ₈ は点Ａ＆Ｂ，Ｂ＆Ｃ，とＣ＆Ｄの間にそれぞれに横たわる通路１２の部分に受けられた最高速度である；
・ｐ₃ ，ｐ₆ ，とｐ₉ は点Ａ＆Ｂ，Ｂ＆Ｃ，とＣ＆Ｄの間にそれぞれに横たわる通路１２の部分に受けられた最高加速度である。

ユニット３８は、作動体１０が発生器４０によって定義された速度により通路１２に沿って移動するような形式に各アクチュエータの動力供給部３０を制御するのに適する。

ユニット３８はメモリー４２のような情報貯蔵手段と連動されている。メモリー４２は特に通路１２の通過点の座標を含有する。この例では、メモリー４２は点Ａ，Ｂ，ＣとＤの三次元の座標を含有する。

ユニット３８は作動パラメータを受けて、各アクチュエータのセンサー３４と３６によって測定された値を装置に送るために装置２に接続されている。

装置２は、・ロボット４の作動パラメータを発生させるユニット５０と；
・ユニット５０により使用されたデータを含有するメモリー５２のような情報記憶手段と； ・ユニット５０が装置２の使用者によりデータ入力を獲得できる人／機械インターフェイス５４とを取り付ける。

例として、インターフェイス５４はユニット５０に接続された表示スクリーン５６とキーボード５８から成る。

ユニット５０は、・インターフェイス５４を介して使用者により係数入力を獲得するモジュール６０と；
・周期時間、各アクチュエータの定常作動温度と各アクチュエータの摩耗程度を決定するモジュール６２と；
・中継函数の極値に近似させるために作動パラメータを修正するモジュール６４とから成る。

ユニット５０とモジュール６０、６２と６４の種々の函数は図２を参照して形成された記述を読んで明らかになる。

この例におけるユニット５０は、情報記録媒体に記録されたプログラムを実行するのに適するプログラム可能な電子コンピュータ７０に基づいている。このために、メモリー５２はその指示がコンピュータ７０により実行されるときに図２の方法を実行するプログラム指示を包含する。

メモリー５２は、各アクチュエータの加熱モデル７２と、各アクチュエータの摩耗モデル７４と、各アクチュエータの作動限界の定義７５と、工具１０の位置決め誤差Ｅ（ｔ）の定義７６と、中継函数７８と、図２の方法に使用されたすべての係数とパラメータの省略時値８０とを含有する。

モデル７２は、工具１０が単一理由で通路１２に追従しながら実施された測定値の函数として各アクチュエータ１６−２１の定常条件下で作動温度を予測するのに役立つ。

例として、使用された加熱モデルが次の関係によって定義される：

ここでは： ・指数１−６はそれぞれにアクチュエータ１６−２１に対応する；
・Ｔ_i はアクチュエータｉの温度である；
・Γ_i はアクチュエータｉのトルクである；
・ｑ’_i はアクチュエータｉの出力軸の角速度である；
・Ａ，Ｂはロボット４における熱交換の次元６×６特性のマトリックスである；
・γ_i はアクチュエータｉと連動された熱の一定源を表す定数である；
・Ｔ_ext はロボットの囲いの周辺温度である；
・ｔ_c は全通路１２に沿って移動する周期時間である；
・記号［数２］は範囲０−ｔ_c にわたり時間ｔに関して積分する作用を示す。

この例では、トルクの一時的値Γ_i はアクチュエータｉと連動された電流センサーにより実行される電流測定値ｉ_i から得られる。

角速度ｑ’_i （ｔ）の一時的値はアクチュエータｉの位置センサーにより測定された位置から算出される。

マトリックスＡとＢの係数と定数γ_i の値は実験的に決定される。この例では、マトリックスＡとＢの係数はアクチュエータ間の熱継手を考慮している。

外側温度Ｔ_ext は使用者により設置されるか、或いは測定される。
モデル７４は角速度ｑ’_i とトルクΓ_i の函数として各アクチュエータの摩耗程度を算出するのに用いられる。

摩耗程度はロボットの有効期間を表される。摩耗程度が大きければ大きいほど、ロボットの有効期間が短くなる。ロボットでは、例として、摩耗の特性である一つの要素は歯車箱２６の玉軸受の摩耗である。それ故に、アクチュエータの摩耗程度は例えばロボットの歯車箱における玉軸受の摩耗程度から算出され得る。そのような摩耗程度の算出が例えば国際標準ＩＳＯ２８１：１９９０年に基づいている。

この例に使用された摩耗モデルは次の関係により与えられる：

ここではＤ_i はアクチュエータｉの摩耗程度である。

定義７５は各アクチュエータｉに可能であるトルクの範囲を定義する。例えば式（３）と（４）は、各アクチュエータｉに与えて、アクチュエータの作動速度の函数として高低トルク限界を定義する：

ここでは：
・ａ_1,i ，ａ_2,i ，ｂ_1,i とｂ_2,i は実験的に決定されるか、或いはアクチュエータの製造業者により与えられるアクチュエータの定数特性である；
・ｍａｘ_pathは、工具１０が全通路１２に沿って移動したときに観察されるかっこの表現の最高一時的値の戻す函数である。

関係（３）と（４）は、アクチュエータｉのトルクΓ_i が角速度ｑ’_i の函数を二本の直線の間に横たえるちがいないことを示す。

位置決め誤差の定義７６はこの例では次の関係によって与えられる：

ここでは：
・Ｅ（ｔ）は測定される如く、ユニット３８により制御された工具１０の位置と工具１０の対応位置との間の一時的差である；
・ＩＩは絶対値函数である；
・δは差Ｅ（ｔ）が交差する必要ない所定閾値である。それで、δは工具１０が通路１２に沿って移動する精度を決定する。

この例における次の関係によって定義される：

ここでは：
・ｆは中継函数である；
・α_i,j は使用者により調整でき且つメモリー５２に記録されたそれぞれの不履行値を有する係数である；
・Ｄ_i,Nom はアクチュエータｉの摩耗程度の限界値である；
・Ｔ_i,Nom はアクチュエータｉの作動温度の限界値である；
・ｅは指数函数である。

値Ｄ_i,Nom とＴ_i,Nom は所定定数である。例えば値Ｄ_i,Nom は歯車箱の玉軸受の機械的特性と歯車箱に望まれた作動時間の数とから算出された定数である。

例として、値Ｔ_i,Nom はアクチュエータｉの製造業者により与えられる。
中継函数がタームの総和であることが観察されるべきである。タームｔ_c は単に周期時間に依存する単調増加函数である。

その後に、各アクチュエータｉの中継函数ｆは、左から右へ読み：
・単に摩耗程度Ｄ_i,に依存する単調増加函数である第一タームと；
・単に温度Ｔ_i,に依存する単調増加函数である第二タームと；
・単に高低トルク限界Ｌ_1,i とＬ_2,i に依存するそれぞれに単調増加函数である第三タームと第四タームと；
・単に位置決め誤差ε_i に依存する単調増加函数である第五タームとから成る。

好ましくは、周期時間が変更するときに、これら最後の五タームの総和はタームｔ_c まで反対方向に変更する。例えばこれら五タームの総和の値は、周期時間が減少するときに増加する。慣例では、この中継函数は最小値を有する。

この例では、タームｔ_c を除いて、他のタームは測定されるか、或いは算出される値と限界値の間の差のすべての函数である。

これら限界値はすべて同じ相対的重要性を有しない。例えば摩耗程度或いは温度に設定された値より一時的トルクΓ_i に限界値を交差させることを回避することがさらに重要である。トルクΓ_i に課された限界値を交差させることは直ちに故障するアクチュエータに導き得て、それで、ロボット４が通路１２に移動することを完成させることができない。逆に、値Ｔ_i,Nom 或いは値Ｄ_i,Nom に交差させることはロボット４が全通路１２に沿って移動することを阻止しなく、これは連続して数回を適用する。値Ｄ_i,Nom 或いはＴ_i,Nom を越える結果のみが例えばロボット４の有効期間に短縮であり、有効期間のそのような短縮が周期時間の大きな節約によって補償されるならば、使用者に受け入れられる。

同様に、この例では、閾値δを越える誤差Ｅ（ｔ）を回避することが絶対的に本質であると仮定される。

そのような条件の下で、係数α_j,i は次の関係に従うように選定されなければならない：
・α_1,i ＝α _2,iは厳しくα_3,i ，α_4,i ，とα_5,i ；そして ・α_3,i ＝α_4,i ＝α_5,i 。

装置２の作用は特殊環境の図２を参照して以下に記載され、周期時間ｔ_c を最小にすることが望まれる。

最初には、工程９８中に、モジュール６０は人／機械インターフェイス５４を介して使用者により入力される係数α_i,j の値を獲得する。使用者が工程９８で進行しないことを望むならば、次に省略時値８０が使用される。

その後に、工程１００中に、作動パラメータのベクトルＰ＾は開始される。例として、ベクトルＰ＾の座標ｐ_i は最高加速度、最高速度、各の製造業者により与えられる最高加速度の限界値から開始される。

その後に、工程１０２において、ユニット５０は作動パラメータｐ_i を制御ユニット３８に送る。

応答では、工程１０４中に、発生器４０は通路１２の各部分に受けられた作動パラメータに従う通路を算出する。このために、発生器４０はメモリー４２に記録された通過点の座標と通路１２の各部分に沿って工具１０のを形成するようにパラメータｐ_i に受けられた値とを使用する。

一度速度形状が形成されると、工程１０６中に、ユニット３８が各アクチュエータ１６−２１を制御するので、工具１０は形成した速度形状に応じて通路１２に沿って移動する。それ故に、工程１０６中に、ロボット４が通路１２に沿って工具１０を移動させる。

工程１０６と平行に、工程１０８中に、アクチュエータの動力供給電流ｉ_i と出力軸の角度位置ｑ_i とが測定される。測定値と対応瞬間値がメモリーに記録される。

一度、工具１０が一方向に、次に反対方向に全通路１２に沿って移動されてその開始点に戻ると、モジュール６２はメモリー４２に記録された測定データに基づいて周期時間、温度Ｔ_i と摩耗程度Ｄ_i を決定するように工程１１０で作用する。

例えば、工程１１０中に、モジュール６２は点Ａに残る工具１０に対応する瞬間値と点Ａに戻る工具１０に対応する瞬間値と間の差を取ることにより周期時間ｔ_C を決定する。

それ故に、周期時間は、点Ａから点Ｄまで、次に点ＣとＢを通過して点Ｄから点Ａまで戻る通路１２に沿って移動する工具１０によりかかった時間を包含する。

角速度ｑ’_i は工程１０８中にセンサーにより測定された位置から算出される。

つまり、モジュール６２はメモリー５２に記録された加熱モジュール７２を使用する温度Ｔ_i を決定する。この目的のために、一時的トルクΓ_i の値は工程１０８中に測定される如く、一時的電流ｉ_i の値から推論される。

さらに、工程１１０中に、モジュール６２は摩耗モデル７４から摩耗程度Ｄ_i を決定する。

差Ｅ（ｔ）は工程１０８中に測定された角度位置とメモリー４２に記録された通過点の座標とからモジュール６２により算出される。

一度、温度Ｔ_i 、摩耗程度Ｄ_i 、一時的トルクΓ_i 、角速度ｑ’_i 、差Ｅ（ｔ）と周期時間ｔ_C が算出されると、工程１１２のユニット５０は中継函数ｆの値を算出する。

その後に、工程１１４中に、ユニット５０は中継函数ｆが所定停止基準を満たすか否かを確認する。例えば、ユニット５０は中継函数が極値に非常に接近するか否かと、さらに正確に特にこの明細書に記載された例では最小値を検討する。

この目的のために、作用１１６中に、中継函数の勾配▽ｆが算出され、次に作用１１８で所定閾値εと比較される。

例として、勾配▽ｆは次の関係を使用して算出される：

ここでは：
・ｎは９に等しい；
・値ｐ_i は作動パラメータである；そして
・ｈは勾配を算出するために選定された工程寸法である。

タームｆ（ｐ₁ ，ｐ₂ ，．．．，ｐ_i ＋ｈ，．．．，ｐ_n ）を算出するために、補助作用１２０中に、パラメータｐ_i の値は工程寸法ｈにより増加され、次に、補助作用１２２中に、次のベクトルＰ＾が制御ユニット３８に送られる：
ｐ＾＝［ｐ₁ ，ｐ₂ ，．．．，ｐ_i ＋ｈ，．．．，ｐ_n ］^T

その後に、補助作用１２４−１３２は実行される。これら補助作用１２４−１３２は、作動パラメータｐ_i が作動パラメータｐ_i ＋ｈと交換されることを除いて、それぞれに工程１０２−１１２に等しい。

補助作用１２０−１３２は各パラメータｐ_i のために繰り返されて各タームｆ（ｐ₁ ，ｐ₂ ，．．．，ｐ_i ＋ｈ，．．．，ｐ_n ）を算出する。タームｆ（ｐ₁ ，ｐ₂ ，．．．，ｐ_n ）は工程１１２中に算出された。

一度、各タームｆ（ｐ₁ ，．．．，ｐ_i ＋ｈ，．．．，ｐ_n ）が算出されると、次に補助作用１３４中に、勾配▽ｆが算出される。

作用１１８中に、勾配▽ｆは閾値εと比較される。勾配▽ｆが閾値εより大きければ、次に工程１４０に、モジュール６４は自動的にパラメータｐ_i の値を修正して中継函数の最小値に近似させる。例えば、工程１４０中に、モジュール６４は直線的検索に関連して勾配以下で移動する。さらに正確には、工程１４０中に、モジュール６４は直線的検索を使用して最適下方工程寸法σを算出する。例えば、直線的検索アルゴリズムは金石や価格アルゴリズムである。この直線的検索アルゴリズムは、次の書籍参考文献に記載されている：

「数値最大利用：理論的且つ実際的観点」はJ.Frederic Bonnans, J. Charles Gilbert, Claude Lemarechal, と Claudia A. 共著で Springer により出版されている。

次に、各パラメータｐ_i は次の関係を使用して工程１４０中に修正される：

ここでは：
・ｐ_ikとｐ_i,k+1 はそれぞれに工程１４０の前後のパラメータｐ_i の値を表す。

工程１４０の終了には、方法は工程１０２に戻る。

▽ｆの値が閾値ε以下であるならば、次にユニット５０が工程１４２により進行し、その工程１０２−１４０中に停止され、作動パラメータの電流値が記録される。

工程１４４中に、工程１４２に記録された作動パラメータはアーム６の移動を制御するためにユニット３８により使用される。

図３Ａと３Ｂは、最適周期時間を到達するために、図２の方法により追従された通路軌跡を例示する種々の点を示す。図３Ａと３Ｂにおける斜線地域は作動パラメータｐ_i を変更することによりシステムにより達成できる周期時間と温度の設定を表す。このグラフでは、温度Ｔの限界値はＴ_Nom に記載され、図２の方法により得られた周期時間の最適値はｔ_opt に記載されている。

図３Ａは、アクチュエータの作動温度を増加すると、周期時間ｔ_c の十分な改良を導かなく、それで、図２の方法の終了で得られた最適周期時間が厳しく限界温度Ｔ_Nom 以下である温度で得られる状況を示す。

逆に、図３Ｂは、同じ物理量であるけれども、僅かに限定値Ｔ_Nom を越えることが周期時間に十分な改良を導く環境のための物理量を示す。そのような条件下では、周期時間の最適値ｔ_opt は限定値Ｔ_Nom より厳密に大きい作動温度で得られる。

装置２の無数の他の実施態様が可能である。特に、無数の可能な態様の中継関数がある。この中継関数は特殊な環境のために上述されており、それはタームの総和によって形成されている。一態様では、中継関数は周期時間の有害な効果を有するタームの任意の増加関数によって形成できた。例えば、関数

はタームの最大値に戻す関数と交換され得た。

関係（６）におけるタームｔ_c は次のタームと交換され得た：

ここでは：
・βは使用者によって選定された重量係数であり；そして、
・ｔ_c,nom は到達することを望まれる最適周期時間である。

一態様では、摩耗程度Ｄ_i の関数であるターム或いは温度Ｔの関数であるタームは、最適周期時間を得るときにアクチュエータの摩耗程度や作動温度が考慮されていないならば省略される。

位置決め誤差が重要でないならば、このとき、差Ｅ（ｔ）の関数であるタームは省略され得る。

他の追加的タームは中継関数に加えられて関数増加を前記タームの関数に備えて、前記タームは望ましからぬ効果を増加することにより増加する値を有する。例えば、通路１２の通過点に対する工具１０の位置決め誤差或いは一つの以上のアクチュエータにより消費された最大動力を表すタームを加えることができる。

工程１０２−１４０の繰り返しは、一度使用者が達成された結果により満足されるならば、手動で停止され得る。

工程１０２−１４０の繰り返しを停止する他の基準が使用され得る。例えば、工程の繰り返しは、先行繰り返し中の中継関数と原繰り返し中の中継関数との間の差が所定閾値以下であるときに停止され得る。つまり、繰り返しは、繰り返しの数が予定閾値を越えるならば停止され得る。

簡略化した実施では、加熱モデルがロボット４の種々のアクチュエータの間の熱継手を考慮できない。次に、国際特許出願公開第０２／０７４５０１号明細書（特許文献１）に記載される如く算出温度Ｔ_i の方法が適用され得る。

各アクチュエータの作動範囲は、一時的トルクΓ_i 以外の量に基づいて定義され得る。例えば、それはアクチュエータにより消費された最高電流、最高角速度、或いはアクチュエータの製造業者により与えられた任意の他のパラメータにより定義され得た。

一態様では、装置２は、ロボット４と連動されていないけれども、ロボット４の連動体と連動されている。連動体は工具１０により追従された通路と装置２を実行するのに必要とした値とを発生するのに適している。例えば、連動体はアクチュエータの出力軸の角度位置の一時的値と、つまり各アクチュエータにより消費された電流の値を発生させる。

温度Ｔ_i は関係（１）と（２）に基づいて見積もられる代わりに測定され得た。

ロボットの作動パラメータを調整する装置の構成の図式的例示である。 図１の装置を使用するロボットの作動パラメータを調整する方法のフローチャートである。 前記指示に記載された状況１）を示すグラフである。 前記指示に記載された状況２）を示すグラフである。

符号の説明

２．．．．装置
４．．．．ロボット
６．．．．アーム
８．．．．制御キャビネット
１０．．．工具
１２．．．通路
１６−２０．．．アクチュエータ
２４．．．モータ
２６．．．歯車箱
２８．．．軸
３０．．．動力供給部
３４、３６．．．センサー
３８．．．制御ユニット
４０．．．発生器
４２．．．メモリー
５０．．．ユニット
５２．．．メモリー
５４．．．インターフェイス
６０、６２、６４．．．モジュール
７０．．．電子コンピュータ
７２．．．加熱モデル
７４．．．摩耗モデル
７８．．．中継関数

Claims (14)

1. 最適周期時間により任意の通路に沿って作動体工具を移動するロボットの作動パラメータを調整する方法であって、作動パラメータが任意の通路に沿って工具の少なくとも移動速度を決定し、作動体工具の現実の移動中に採用された測定値を利用し且つロボット移動エミュレータにより伝達された測定値に基づいて又はそれらのいずれか一方の測定値を利用し、ａ）作動パラメータの値の函数として周期時間の値を決定する工程（１１０）と、ｂ）完全通路を追従することから生じるロボットのアクチュエータの少なくとも一つのために摩耗程度の値及び作動の値又はそれらのいずれか一方を決定する工程（１１０）と、ｃ）作動パラメータの値を修正して周期時間をその最適値により近くに移動させる工程（１４０）とから成る方法において、工程ｃ）中に作動パラメータの値が修正されて中継函数の極値に近似させ、中継函数が少なくとも第一と第二タームから成り、第一タームが工程ａ）中に決定された周期時間の函数であり、第二タームが工程ｂ）中に決定された温度と摩耗程度又はそれらのいずれか一方の函数であることを特徴とする方法。
2. 中継函数は各アクチュエータにより働いた瞬時トルクの函数である第三タームを包含することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 中継函数は任意の通路に対して作動体工具の位置決め誤差の函数である第四タームを包含することを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
4. 周期時間が変更するときに、第一タームが第二ターム或いは他タームの総和に対して対向方向に変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 少なくとも一つのタームは調整可能な係数を包含し、前記係数の値を調整する使用者の工程（９８）を包含することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 少なくとも一つのタームは工程ａ）或いはｂ）中に決定された値の間の差と前記値に与えられた限界値との函数であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 工程ｂ）中に複数のアクチュエータの間の熱継手が考慮されて少なくとも一つのアクチュエータの作動温度を決定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 工程ｂ）中に定常条件下で温度と摩耗程度の予測は任意の通路に沿う単一旅程に追従して得られたデータに基づいて完成され、そして温度と摩耗程度の予測は工程ｃ）中に作動パラメータの値を修正させるように使用されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
9. 中継函数が所定停止基準を満たすことを自動的に確認する工程（１１４）を包含し、停止基準を満たす中継函数の場合には、工程ａ）からｃ）までの繰り返しを自動的に停止する工程を包含することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 確認工程は作動パラメータに対する中継函数の勾配の基準が所定閾値以下であるか否かを検討することであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 指示が電子式コンピュータにより実行されるときに前記請求項１乃至１０のいずれか一項による方法を実施する指示を包含することを特徴とするコンピュータ。
12. 指示が電子式コンピュータにより実行されるときに請求項１乃至１０のいずれか一項による方法を実施する指示を包含することを特徴とする情報記録媒体。
13. 最適周期時間で任意の通路に沿って作動体工具を移動するロボットの作動パラメータを調整する装置であって、装置は作動体工具の現実の移動中に実行された測定値及びロボット移動エミュレータにより伝えられた読取値又はそれらのいずれか一方に応答し、ａ）作動パラメータの値の函数として周期時間の値を決定し、そして完全通路を移動する結果としてロボットのアクチュエータの少なくとも一つのために摩耗程度の値及び作動温度の値又はそれらのいずれか一方を決定する決定モジュール（６２）と、ｂ）作動パラメータの値を修正して周期時間をその最適値に近似させる修正モジュール（６４）とから成る装置において、修正モジュールは中継函数の極値を接近するために作動パラメータの値を修正するために適し、中継函数は少なくとも第一と第二タームから成り、第一タームが周期時間の函数であり、第二タームがモジュールａ）により決定された温度と摩耗程度又はそれらのいずれか一方の函数であることを特徴とする装置。
14. 少なくとも一つのタームは調整可能な係数を包含し、使用者が前記係数の値を調整するようにできる人／機械インターフェイス（５４）を包含することを特徴とする請求項１３に記載の装置。

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