JP5916716B2 - 自動化作業セルを制御するための方法 - Google Patents
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Description
自動化作業セル(2)を制御する方法であって、当該制御する方法が:
幾つかの制御軸(A1〜A6;X,Y,Z,Rx,Ry,Rz)にしたがって制御される、少なくとも3自由度を有する少なくとも1つのロボットアーム(4)と、
プログラムに基づいて前記制御軸に応じて前記ロボットアームを制御するための命令(C1i)を生成して送信するために適合されたコントロールセンタ(8)と、
前記コントロールセンタ(8)によって送信された前記命令に基づいて、それぞれのモータ制御器(61〜66)が、前記ロボットアーム(4)の少なくとも一部を操縦できるモータ(M1〜M6)の機能を制御し、当該幾つかのモータ制御器(61〜66)を有する、前記ロボットアーム(4)を制御する制御装置(6)と、
前記コントロールセンタ(8)と前記ロボットアーム(4)の前記制御装置との間で通信するためのバス(14)とを有する当該制御する方法において、
この方法が:
a)前記制御軸を制御するための前記コントロールセンタ(8)によって送信された命令(C1i)を、前記ロボットアーム(4)を制御する前記制御装置(6)に属する単一の演算器(10)に送信することから成るステップと、
b)前記演算器(10)内で、前記コントロールセンタ(8)から受信された当該幾つかの命令(C1i)から、モータ制御器(61〜66)によって制御される前記モータ(M1〜M6)の各々に対する命令(O1i,O2i,O′i)を決定することから成るステップと、
c)このモータ制御器によって制御される前記モータ(M1〜M6)に対する、ステップb)で決定された指令(O1i,O2i,O′i)を、各モータ制御器に送信することから成るステップとを有することを特徴とする。
−方法は、
d)各モータ制御器から演算器へ、各モータ制御器が制御するモータの位置を送信する補助ステップと、
e)演算器において、かつ、モータの全ての位置に基づいて、ロボットアームの制御軸のそれぞれの位置を計算する補助ステップと、
f)ステップe)にて計算された位置をコントロールセンタに送信する補助ステップと
を含む。
−演算器は、ステップe)の計算において、モータの位置を測定する時間及びロボットアームの制御軸のそれぞれの位置をコントロールセンタに送信する時間を考慮して、ロボットアームの推定される運動に応じて制御軸の位置を補正する。
−方法は、
g)演算器において、かつ、モータの全ての位置に基づいて、特徴点の直交座標系(cartesian)速度を計算する補助ステップと、
h)計算された直交座標系速度を閾値と比較する補助ステップと、
i)直交座標系速度が閾値より大きい場合、警報信号を演算器からコントロールセンタへ送信する補助ステップと
を含む。
−ステップb)にて、コントロールセンタによって送出される命令に応じるために、各モータに対しての達成される位置を含む運動指令が計算される。
−ステップb)にて、各モータに対しての運動指令の計算は、コントロールセンタによって送出される命令に基づいて、各モータに対して供給されるトルクの予測を伴う。
−コントロールセンタによって送出される命令は、少なくとも1つの運動制御軸に対して移送される負荷に関する情報を含む。
−コントロールセンタによって送出される命令に応じるために、各モータに対しての達成される位置は、トルク予測の少なくとも一部から計算されるロボットアームの変形に対しての補償を含む。
−方法は、j)ロボットアームのパワーアップ状態を表す信号をコントロールセンタに送信するステップを含み、パワーアップ状態において、ロボットアームは、全てのモータがパワーアップされるか、又は、パワーダウンされかつ制動される場合にだけ、いつでも機能できる、又は、パワーダウンされる、とそれぞれ宣言される。
−方法は、k)ロボットアームの全ての部分が機能する状態を表す信号を、演算器からコントロールセンタへ送信するステップを含み、機能する状態において、ロボットアームの全ての部分は、これらの部分の少なくとも1つが機能していないとして検出される場合、不良であると宣言される。
−バスは、同期通信モードをサポートする。
−バスは、SERCOSタイプのインタフェースモデル上で機能する。
−コントロールセンタは、「プロファイルドライブ(profile drive)」ハードウェアプロファイルのコマンドを使用して演算器と通信する。
4 ロボットアーム
6 制御装置
8 コントロールセンタ
10 演算器
12 コーダ
14 フィールドバス
30 オペレーティングプログラム
32 制御パネル
34 経路発生器
36 逆幾何学的モデル
38 トランスミッションの運動力学的モデル
40 トランスミッションの逆運動力学的モデル
42 直接幾何学的モデル
44 動的モデル
46 定数
48 供給電流のスレービング
50 制御ループ
60 通信カード
61〜66 モータ制御器
121、122 軸コントローラ
400 ツールクランプ
402 フロントアーム
A1〜A6;X,Y,Z,Rx,Ry,Rz 制御軸
M1〜M6、M21、M22 モータ
Claims (13)
- 自動化作業セル(2)を制御する方法であって、当該制御する方法が:
幾つかの制御軸(A1〜A6;X,Y,Z,Rx,Ry,Rz)にしたがって制御される、少なくとも3自由度を有する少なくとも1つのロボットアーム(4)と、
プログラムに基づいて前記制御軸に応じて前記ロボットアームを制御するための命令(C1i)を生成して送信するために適合されたコントロールセンタ(8)と、
前記コントロールセンタ(8)によって送信された前記命令に基づいて、それぞれのモータ制御器(61〜66)が、前記ロボットアーム(4)の少なくとも一部を操縦できるモータ(M1〜M6)の機能を制御し、当該幾つかのモータ制御器(61〜66)を有する、前記ロボットアーム(4)を制御する制御装置(6)と、
前記コントロールセンタ(8)と前記ロボットアーム(4)の前記制御装置との間で通信するためのバス(14)とを有する当該制御する方法において、
この方法が:
a)前記制御軸を制御するための前記コントロールセンタ(8)によって送信された命令(C1i)を、前記ロボットアーム(4)を制御する前記制御装置(6)に属する単一の演算器(10)に送信することから成るステップと、
b)前記演算器(10)内で、前記コントロールセンタ(8)から受信された当該幾つかの命令(C1i)から、モータ制御器(61〜66)によって制御される前記モータ(M1〜M6)の各々に対する命令(O1i,O2i,O′i)を決定することから成るステップと、
c)このモータ制御器によって制御される前記モータ(M1〜M6)に対する、ステップb)で決定された指令(O1i,O2i,O′i)を、各モータ制御器に送信することから成るステップとを有することを特徴とする制御する方法。 - 前記制御する方法は:
d)各モータ制御器(61〜66)が制御する前記モータ(M1〜M6)の位置を、当該各モータ制御器(61〜66)から前記演算器(10)に送信することから成る補助ステップと、
e)前記演算器(10)内で、当該複数のモータの全ての位置に基づいて、前記ロボットアーム(4)の前記制御軸(A1〜A6;X,Y,Z,Rx,Ry,Rz)の各々の位置(Pi,Pc)を計算することから成る補助ステップと、
f)ステップe)で計算された前記位置(Pi,Pc)を、前記コントロールセンタ(8)に送信することから成る補助ステップとを有することを特徴とする請求項1に記載の制御する方法。 - 前記制御する方法は:
g)前記演算器(10)内で、当該複数のモータの全ての位置に基づいて、特徴点(B)の直交座標系速度(V(B))を計算することから成る補助ステップと、
h)当該計算された直交座標系速度(V(B))を閾値と比較することから成る補助ステップと、
i)前記直交座標系速度(V(B))が、前記閾値より大きいときに、警報信号を前記演算器(10)から前記コントロールセンタ(8)に送信することから成る補助ステップとを有することを特徴とする請求項2に記載の制御する方法。 - 前記ロボットアーム(4)の推定される運動に応じて運動する前記制御軸の位置(Pi,Pc)を補正するため、前記演算器(10)は、ステップe)の計算中に前記複数のモータ(M1〜M6)の位置を測定する時間と、前記ロボットアーム(4)の前記制御軸(A1〜A6;X,Y,Z,Rx,Ry,Rz)の各々の位置(Pi,Pc)を前記コントロールセンタ(8)に送信する時間とを考慮することを特徴とする請求項3に記載の制御する方法。
- ステップb)では、前記コントロールセンタ(8)によって送信された前記命令(C1i)に応じるために、各モータ(M1〜M6)に対して到達されるべき位置を有する運動指令(O1i)が計算されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の制御する方法。
- ステップb)では、各モータ(M1〜M6)に対する前記運動指令(O1i)の計算は、前記コントロールセンタ(8)によって送信された前記命令(C1i)に基づいた、各モータに対して供給されるべきトルクの予測(Fi)を伴うことを特徴とする請求項5に記載の制御する方法。
- 前記コントロールセンタ(8)によって送信された前記命令(C1i)は、少なくとも1つの運動する制御軸(A1〜A6)に対して移送された負荷に関する情報を有することを特徴とする請求項6に記載の制御する方法。
- 前記コントロールセンタ(8)によって送信された前記命令(C1i)に応じるために各モータ(M1〜M6)に対して到達されるべき位置が、当該トルク予測(Fi)のうちの少なくとも幾つかのトルク予測(Fi)から計算された前記ロボットアーム(4)の変形に対する補償(Δi)を含むことを特徴とする請求項6又は7に記載の制御する方法。
- 前記制御する方法は:
j)前記ロボットアーム(4)のパワーアップ状態を表す信号(T0,T3)を前記コントロールセンタ(8)に送信することから成るステップを有し、当該ステップでは、全ての前記モータ(M1〜M6)が、パワーアップされるか又はパワーダウンされて制動されるときだけ、前記ロボットアーム(4)が、機能する準備ができていること又はパワーダウンされることをそれぞれ宣言されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の制御する方法。 - 前記制御する方法は:
k)前記ロボットアーム(4)の全ての部分の機能の状態を表す信号(T2)を、前記演算器(10)から前記コントロールセンタ(8)に送信することから成るステップを有し、当該ステップでは、これらの部分のうちの少なくとも1つの部品が機能していないとして検出されたときに、前記ロボットアーム(4)の全ての部分が不良であると宣言されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の制御する方法。 - 前記バス(14)は、同期通信モードをサポートすることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の制御する方法。
- 前記バス(14)は、SERCOSタイプのインタフェースモデル上で機能することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の制御する方法。
- 前記コントロールセンタ(8)は、「プロファイルドライブ」ハードウェアプロファイルのコマンドを使用して前記演算器(10)と通信することを特徴とする請求項12に記載の制御する方法。
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