KR20220140791A - 로봇 제어 프로그램의 그래픽적으로 지원되는 구성 - Google Patents

로봇 제어 프로그램의 그래픽적으로 지원되는 구성 Download PDF

Info

Publication number
KR20220140791A
KR20220140791A KR1020227031320A KR20227031320A KR20220140791A KR 20220140791 A KR20220140791 A KR 20220140791A KR 1020227031320 A KR1020227031320 A KR 1020227031320A KR 20227031320 A KR20227031320 A KR 20227031320A KR 20220140791 A KR20220140791 A KR 20220140791A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
robot manipulator
specified
adjustment element
unit
weights
Prior art date
Application number
KR1020227031320A
Other languages
English (en)
Inventor
호세 라몬 메디나 에르난데스
안드레아스 스페닝거
Original Assignee
프랜카 에미카 게엠바하
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
Application filed by 프랜카 에미카 게엠바하 filed Critical 프랜카 에미카 게엠바하
Publication of KR20220140791A publication Critical patent/KR20220140791A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B25J9/1605—Simulation of manipulator lay-out, design, modelling of manipulator
    • 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
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/06—Control stands, e.g. consoles, switchboards
    • 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
    • G05B19/409—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 using manual data input [MDI] or by using control panel, e.g. controlling functions with the panel; characterised by control panel details or by setting parameters
    • 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
    • G05B2219/35—Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35507—Spider, radar, parallel axes, multivariate plot
    • 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
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39438—Direct programming at the console

Landscapes

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

Abstract

본 발명은, 대화형 작동 유닛(3)을 가지는 로봇 조작기(100)를 위한 제어 유닛(1)에 관한 것이며, 이 제어 유닛은 제1 조절 요소(11) 및 제1 조절 요소(11)를 위한 특정된 구역(5)을 디스플레이하기 위한 대화형 작동 유닛(3)을 가지고, 제1 조절 요소(11)는 사용자의 입력에 의해 구역(5) 내에서 이동될 수 있으며, 그리고 대화형 작동 유닛(3)은 제1 조절 요소(11)의 제1 포지션을 검출하며, 상기 포지션은 사용자에 의해 특정되고, 그리고 이 포지션을 포지션에 기초하여 특정된 비용 함수에 대한 가중치들을 확인하는 컴퓨팅 유닛(7)으로 전송한다. 가중치들의 합은 조절 요소의 모든 포지션들에 대해 일정하며, 그리고 컴퓨팅 유닛(7)은 비용 함수에 기초하여 로봇 조작기(100)를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어기에 대한 매개변수들을 확인한다.

Description

로봇 제어 프로그램의 그래픽적으로 지원되는 구성
본 발명은 제어 프로그램 및/또는 로봇 조작기를 위한 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하기 위한 로봇 조작기를 위한 제어 유닛(control unit) 및/또는 로봇 조작기의 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 로봇 조작기를 위한 제어 시스템 또는 제어 프로그램의 구성을 간소화하는 것이다.
본 발명은 독립항들의 특징들로부터 발생한다. 유리한 개량예들 및 실시예들은 종속항들의 청구 대상들이다.
본 발명의 제1 양태는 대화형 작동 유닛(interactive operating unit)을 가지는 로봇 조작기(robot manipulator)를 위한 제어 유닛(control unit)에 관한 것이며, 대화형 작동 유닛은 제1 조절 요소 및 제1 조절 요소를 위한 특정된 구역을 디스플레이하기 위해 설계되며, 제1 조절 요소는 대화형 작동 유닛 상의 사용자의 입력에 의해 특정된 구역 내에서 이동될 수 있고, 대화형 작동 유닛은 특정된 구역 내에서 제1 조절 요소의 사용자-특정된 포지션을 검출하기 위해 그리고 제1 조절 요소의 포지션을 제어 유닛의 컴퓨팅 유닛(computing unit)으로 전송하기 위해 설계되며, 컴퓨팅 유닛은 구역에 대한 제1 조절 요소의 특정된 포지션의 함수로서 특정된 비용 함수에 대한 가중치들(weightings)을 확인하기 위해 설계되고, 가중치들의 합은 제1 조절 요소의 모든 포지션들에 대해 일정하며, 그리고 컴퓨팅 유닛은 확인된 가중치들로 비용 함수에 기초하여 로봇 조작기를 위한 제어 프로그램(control program) 및/또는 제어 시스템(control system)의 하나 이상의 매개변수들을 확인하기 위해 설계된다.
특히, 컴퓨팅 유닛은 특정된 업무를 수행하기 위해 로봇 조작기의 특히 구성된 제어 시스템으로 구성된 제어 프로그램을 실행하도록 설계된다.
바람직하게는, 제어 유닛은 로봇 조작기 자체 상에 배열되며, 다시 말해, 제어 유닛은 바람직하게는 로봇 조작기의 제어 유닛이다. 제어 유닛은 특히 특정된 제어 프로그램들을 실행하는 데 사용되며, 특정된 제어 프로그램들은 바람직하게는 이에 따라 구성가능해서, 제어 프로그램들은 상이한 모드들로 실행될 수 있다. 예를 들어, 제어 프로그램이 가능한 한 빨리 또는 가능한 가장 에너지 절약적인 방식으로 실행되는 것이 사용자에 의해 요망될 수 있다. 특히, 제어 프로그램의 구조가 특정되며; 그러나, 제어 프로그램이 특히 실행될 수 있는 방식은 유리하게 구성가능하다. 이러한 제어 프로그램의 구성은, 목표 기능이 (목적의 규정 및 부호 규정에 따라) 특히 최소화되거나 최대화될 수 있으며, 다시 말해, 일반적으로 최적화될 수 있는 최적화 문제에 대응한다. 여기서, 제어 프로그램의 매개변수들은, 특히 로봇 조작기의 속도와 같은, 특히 제어기(다시 말해, 제어 시스템)에 의해 파일럿-제어될(pilot-controlled) 매개변수들에 관한 것이다.
제어 프로그램은 로봇 조작기를 위해 특정된 업무를 수행하는 데 사용되고 그리고 로봇 조작기 상의 제어기의 도움으로 실행된다. 제어기는 특히, 로봇 조작기의 특정 요망되는 속도 또는 요망되는 가속, 그렇지 않으면 로봇 조작기의 환경에서의 물체에 대한 로봇 조작기의 요망되는 접촉력과 같은 특정 변수들을 파일럿-제어하는 데 사용된다. 이러한 파일럿-제어 신호는 유리하게는 측정된 값들과 비교되며, 그리고 로봇 조작기의 제어 변수들은 이에 대응하여 가동되어서, 실제 변수들은 특히 파일럿-제어 신호의 요망되는 변수들을 향하는 경향이 있다. 따라서, 여기서 고려되고 있는 로봇 조작기의 제어기의 부품들은, 특히, 업무의 수행을 위한 관련 변수들에 관련된 외부 루프들에 관한 것이다. 이와 대조적으로, 특히, 제어기의 내부 루프들은 모터 제어를 위해, 다시 말해, 외부 루프의 제어 변수들의 대응하는 실행을 위해 사용된다. 이러한 제어기의 매개변수들은 또한, 제어 프로그램의 실행의 전에 언급된 구성을 구현하기 위해 이에 대응하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 동적 필터의 대역폭은 증가되거나 감소되며, 그리고 제어기의 전방 브랜치(branch)에서의 피드백 증폭들 또는 증폭들의 변수가 구성된다. 특히, 이에 의해, 제어 유닛의 제어기의 대역폭은 로봇 조작기를 위해 구성된다. 이는, 약한 증폭들로, 로봇 조작기가 방해들에 대해서만 약하게 반응하도록, 또는 강한 증폭들로, 로봇 조작기가 매우 빠르게 그리고 로봇 조작기의 모터들(motors) 상의 높은 토크들로 반응하도록, 로봇 조작기의 제어기가 상기 로봇 조작기에 의해 수행되는 업무를 추구하는 공격성(aggressiveness)에 대응한다.
따라서, 전에 언급된 제어 프로그램의 매개변수들 및/또는 제어기의 매개변수들은 비용 함수의 도움으로 구성된다. 비용 함수는 특히 비선형 최적화의 툴(tool)이며, 비용 함수는 통상적으로 다수의 컴포넌트들, 다시 말해, 피가수들(summands)로 구성된다. 이러한 컴포넌트들은 비용 함수를 개별적으로 모두 증가시키는 파트들에 관한 것이다. 여기서, 이러한 파트들은 상이하게 가중될 수 있다. 예를 들어, 로봇 조작기의 수행에서, 업무의 수행의 신속함과 동시에 또한 로봇 조작기의 마모 사이에 절충이 추구된다면, 비용 함수는 바람직하게는 마모의 지속시간 및 측정의 제곱들의 합으로 구성된다. 이러한 비용 함수가 최소화된다면, 결과는, 특히, 로봇 조작기의 필요한 지속 기간과 마모 사이의 절충이다. 다른 한편으로, 비용 함수의 이러한 파트들의 가중치가 도입된다면, 초점은 이러한 사실상 모순되는 변수들의 2개 중 하나 상에 놓일 수 있다. 예를 들어, 필요한 지속 기간이 70%로 가중되며 그리고 로봇 조작기의 마모가 30%로 가중된다면, 가중치들의 합은 100%이지만, 필요한 지속 기간의 보다 높은 가중치로 인해, 비용 함수의 최소화에서, 제어 프로그램의 매개변수들 및/또는 제어기의 매개변수들은, 업무의 수행이 지속 기간을 위해 발생하는 경향이 있는 방식으로 경향적으로 조절되며; 이는, 로봇 조작기의 업무가 상대적으로 신속하게 수행되고 그리고 이에 따라 로봇 조작기의 마모가 보다 클 가능성이 더 큰 것을 의미한다.
사용자에 대해, 전술한 바와 같이, 예를 들어, 이러한 가중치가 본 발명에 따라 가능한 한 용이하게 설정될 수 있도록, 제1 조절 요소는 대화형 작동 유닛 상에 디스플레이된다. 특정된 구역에 대한 제1 조절 요소의 상대적인 포지션은 여기서 이러한 가중치 분포의 수치적 값들에 반영된다. 사용자는, 대화형 작동 유닛 상의 사용자의 입력에 의해, 유리하게는, 직관적으로 이러한 가중치를 특정한다. 바람직하게는, 대화형 작동 유닛은 터치스크린(touchscreen)으로도 지칭되는 터치 감응성 스크린(touch-sensitive screen)이다. 여기서, 제1 조절 요소는 특히 대화형 작동 유닛 상에 디스플레이되는 에워싸인 그래픽 유닛이다. 특정된 구역, 특히 특정된 구역의 제한들은 또한 대화형 작동 유닛 상에 디스플레이된다. 따라서, 사용자는 유리하게는 특정된 구역에 대한 제1 조절 요소의 현재 포지션과 같은 기준 지점들을 시각적으로 수용하며, 그리고, 두번째로, 사용자는 유리하게는, 사용자의 입력 후에 제1 조절 요소가 구역에 대해 그리고 구역 내에서 이동될 때 즉각적인 피드백을 수용한다.
바람직하게는, 특정된 구역의 에지 지점으로부터 제1 조절 요소의 개개의 거리는 또한, 수치적 값 함수(numerical value function), 특히 사용자에 의해 설정된 가중치들 자체를 디스플레이함으로써, 또는 명암 쉐이딩들(light and dark shadings)에 의해, 특히 색상에 의해 그래픽으로 마크된다.
컴퓨팅 유닛은 여기서, 구역에 대한 제1 조절 요소의 이러한 포지션의 함수로서 가중치들의 수치적 값들을 확인해서, 제1 조절 요소의 모든 포지션들에 대한 가중치들의 합은 일정하며, 특히 100%이거나, 또는 공식에 따라 '1'이다. 이에 따라, 제1 조절 요소는 항상 사용자의 입력에 의해 특정된 구역 내에서만 이동될 수 있는데, 왜냐하면 그렇지 않으면 가중치들의 합이 특정된 일정한 값을 초과할 것이기 때문이다. 특히, 이러한 사실은 또한, 대화형 작동 유닛 상의 그래픽 표현에 반영되어서, 제1 조절 요소는 대화형 작동 유닛 상의 사용자의 입력에 의해 특정된 구역의 제한들을 넘어 이동될 수 없다.
따라서, 본 발명의 유리한 효과는, 사용자가 로봇 조작기의 업무의 수행의 유형에 관한 사용자의 요구들에 따라 로봇 조작기의 특정된 제어 프로그램 및/또는 제어기를 직관적으로 그리고 신뢰가능하게 구성할 수 있다는 점이다. 개별적인 가중치들을 갖는 비용 함수를 사용하여, (결코 일정한 값, 특히 '1' 또는 100%를 초과하지 않는) 이의 합은 실행의 일관된 방식 및 이에 따라 또한 로봇 조작기를 위한 업무를 수행하기 위한 제어 프로그램의 실행의 신뢰가능한 방식으로 이어진다.
유리한 실시예에 따르면, 컴퓨팅 유닛은, 업무의 반복 구성된 그리고 학습-기반 수행에 의해 확인 가중치들로 비용 함수에 기초하여, 로봇 조작기를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하도록 설계된다. 이러한 실시예에 따르면, 비용 함수는 특히, 로봇 조작기의 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 매개변수들을 설계하기 위한 자가-학습 알고리즘을 실행하는 데 사용된다. 여기서, 특히, 특정된 제어 프로그램은 여러 번 반복되며, 그리고 예를 들어, 구배-기반 방법 또는 에볼루션 알고리즘(evolution algorithm)과 같은 수렴 알고리즘에 의해, 비용 함수는 특히 최소화된다. 유리하게는, 본 발명의 제1 양태에 따라 확인되는 비용 함수 및 특히 그의 가중치들은, 따라서, 로봇 조작기의 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템에 대한 자가-학습 알고리즘들의 효율적인 구성을 위해 사용된다.
부가의 유리한 실시예에 따르면, 컴퓨팅 유닛은, 확인된 가중치들로 비용 함수의 함수 값을 최소화함으로써 로봇 조작기를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나의 매개변수 또는 매개변수들을 확인하도록 설계된다. 비용 함수는 특히 최적화를 위해 사용된다. 사용된 변수들의 규정 및 사용된 가중치들을 위해 사용되는 부호들에 따르면, 비용 함수는 최적화의 목적을 위해 최대화될 수 있거나, 패널티 함수(penalty function)로서 최소화될 수 있다. 보통, 비선형 최적화에서, 비용 함수의 최소화가 사용된다.
부가의 유리한 실시예에 따르면, 비용 함수는 다음의 변수들:
- 로봇 조작기에 의해 업무를 수행하기 위한 필요한 시간,
- 업무를 수행하기 위해 필요한 에너지 소비,
- 업무의 수행 동안의 로봇 조작기 및/또는 가공물의 마모,
- 로봇 조작기의 엔드 이펙터와 로봇 조작기의 환경으로부터의 물체 사이에서 작용하는 힘들 및/또는 토크들,
- 업무의 수행 동안 로봇 조작기의 관절들에서 발생하는 토크들,
- 업무의 수행 동안 발생하는 로봇 조작기의 기준 지점의 속도들,
- 업무의 수행 동안 발생하는 로봇 조작기의 기준 지점의 가속들,
- 업무의 수행 동안 발생하는 소음 중 적어도 하나를 갖는다.
부가의 유리한 실시예에 따르면, 제1 조절 요소는 선형 스케일 상에서 이동될 수 있으며, 컴퓨팅 유닛은, 구역에 대한 제1 조절 요소의 특정된 포지션의 함수로서, 특정된 비용 함수에 대한 적어도 2개의 가중치들을 확인하도록 설계된다. 이러한 실시예에 따르면, 특정된 구역은 시작점 및 종료점을 갖는 라인 세그먼트(line segment)의 형태를 갖는다. 제1 조절 요소는 여기서, 선형 스케일의 라인 세그먼트의 시작점과 종료점 사이에서 사용자에 의해 이동될 수 있다. 제1 조절 요소를 이동시킴으로써, 선형 스케일의 시작점으로부터의 조절 요소의 좌측 상의 거리 및, 이와 상호관련하여, 선형 스케일의 종료점으로부터의 조절 요소의 우측 상의 거리가 설정된다. 2개의 거리들은 당연히 서로 상호관련되고 그리고 부가될 때, 항상 선형 스케일의 일정한 길이를 나타낸다. 이는 또한, 가중치들에 반영되며, 이의 합은 원칙적으로 일정하게 유지되는데, 왜냐하면 제1 조절 요소와 선형 스케일의 시작점 사이의 제1 거리가 비용 함수로부터의 제1 가중치와 상호연관되며, 그리고 제1 조절 요소와 선형 스케일의 종료점 사이의 제2 거리가 비용 함수로부터의 제2 가중치와 상호관련되기 때문이다. 따라서, 유리하게는, 사용자에 대해, 비용 함수 내의 가중치들의 비율들은 직관적으로 설정될 수 있다.
부가의 유리한 실시예에 따르면, 특정된 구역은 제한된 평면을 포함하며, 제1 조절 요소는 제한된 평면 상에서 이동될 수 있으며, 컴퓨팅 유닛은, 구역에 대한 제1 조절 요소의 특정된 포지션의 함수로서 특정된 비용 함수에 대한 적어도 3개의 가중치들을 확인하기 위해 설계된다. 평면에 의해, 단지 하나의 제1 조절 요소로, 2개 초과의 가중치들, 다시 말해, 2개의 가중치들 사이의 하나 초과의 비율이 또한 설정될 수 있다. 원칙적으로, 특히 다각형이 제한된 평면을 위해 사용된다면, 무한한 수의 가중치들은 여기서 설정될 수 있다.
부가의 유리한 실시예에 따르면, 제한된 평면은 다각형이며, 다각형의 정점들 각각은 특정된 비용 함수의 개개의 변수와 연관되며, 다각형의 개개의 정점에 대한 제1 조절 요소의 개개의 거리는 제1 조절 요소의 특정된 포지션에 따라 개개의 가중치들 사이의 비율을 결정한다. 이러한 다각형은 유리하게는, 사용자가 비용 함수에 대한 가중치들의 비율들을 결정할 특히 직관적인 가능성을 제공한다.
부가의 유리한 실시예에 따르면, 대화형 작동 유닛은 제2 조절 요소 및 제1 조절 요소 및 제2 조절 요소를 위한 특정된 구역을 디스플레이하기 위해 설계되어서, 제1 조절 요소 및 제2 조절 요소는 사용자의 입력에 의해 구역 내에서 이동될 수 있으며, 대화형 작동 유닛은 특정된 구역 내에서 제1 조절 요소 및 제2 조절 요소의 사용자-특정된 포지션을 검출하기 위해 그리고 개개의 조절 요소의 개개의 포지션을 제어 유닛의 컴퓨팅 유닛으로 전송하기 위해 설계되고, 컴퓨팅 유닛은 구역에 대한 개개의 조절 요소의 특정된 포지션의 함수로서 특정된 비용 함수에 대한 적어도 3개의 가중치들을 확인하기 위해 설계된다. 제1 조절 요소 및 제2 조절 요소는 유리하게는, 비용 함수에 대한 가중치들을 설정하기 위해 보다 높은 수의 자유도들을 제공한다.
부가의 유리한 실시예에 따르면, 제1 조절 요소 및 제2 조절 요소는 공통 선형 스케일 상에서 이동될 수 있으며, 컴퓨팅 유닛은 제2 조절 요소에 대한 제1 조절 요소의 상대적인 포지션의 함수로서 그리고 구역에 대한 개개의 조절 요소의 상대적인 포지션의 함수로서 특정된 비용 함수에 대한 적어도 3개의 가중치들을 확인하기 위해 설계된다. 3개의 가중치들은 서로에 대한 2개의 조절 요소들의 상대적인 포지션과 상호관련되며, 다시, 가중치들의 합은 일정하게 유지된다. 유리하게는, 선형 스케일 상의 서로에 대한 조절 요소들의 포지션들은, 사용자가 서로에 대한 가중치들을 결정할 매우 직관적인 가능성을 제공한다.
본 발명의 부가의 양태는 제어 유닛에 의해 로봇 조작기를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은,
- 대화식 작동 유닛에 의해 제1 조절 요소 및 제1 조절 요소를 위한 특정된 구역을 디스플레이하는 단계 ― 제1 조절 요소는 대화형 작동 유닛 상의 사용자 입력에 의해 구역 내에서 이동될 수 있음 ― ,
- 대화형 작동 유닛에 의해 특정된 구역 내의 제1 조절 요소의 사용자-특정된 포지션을 검출하고 그리고 제1 조절 요소의 포지션을 제어 유닛의 컴퓨팅 유닛으로 전송하는 단계,
- 구역에 대한 제1 조절 요소의 특정된 포지션의 함수로서 컴퓨팅 유닛에 의해 특정된 비용 함수에 대한 가중치들을 확인하는 단계 ― 가중치들의 합은 조절 요소의 모든 포지션들에 대해 일정함 ― , 및
- 컴퓨팅 유닛에 의해 확인된 가중치들로 비용 함수에 기초하여 로봇 조작기를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하는 단계를 포함한다.
제안된 방법의 유리한 그리고 바람직한 개량예들은 제안되는 제어 유닛과 관련하여 이루어진 설명들의 유사한 그리고 적합한 전달로부터 초래된다.
부가의 이점들, 특징들 및 상세들은 다음의 설명으로부터 초래되며, 설명에서 ─ 가능하게는 도면을 참조하여 ─ 적어도 하나의 예시적인 실시예 예가 상세히 설명된다. 동일한, 유사한 그리고/또는 기능적으로 동일한 부품들에는 동일한 도면 부호들이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예 예에 따른 로봇 조작기 상의 제어 유닛을 도시한다.
도 2 본 발명의 부가의 실시예 예에 따른 제1 및 제2 조절 요소 및 특정된 구역을 도시한다.
도 3은 본 발명의 부가의 실시예 예에 따른 제1 조절 요소 및 특정된 구역을 도시한다.
도 4는, 본 발명의 부가의 실시예 예에 따른 로봇 조작기를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하기 위한 방법을 도시한다.
도면들의 표현들은 개략적이고 실척이 아니다.
도 1은 로봇 조작기(100)의 제어 유닛(1)을 도시한다. 컴퓨팅 유닛(computing unit)(7)은 제어 유닛(1)에 통합된다. 더욱이, 대화형 작동 유닛(3)은 제어 유닛(1)의 부품, 다시 말해, 터치 감응성 스크린을 갖는 사용자 컴퓨터이다. 따라서, 대화형 작동 유닛(3)은 사용자의 입력들을 디스플레이 하기 위해 그리고 또한 검출하기 위해 설계된다. 제1 조절 요소(11) 또는 제1 조절 요소(11) 및 제2 조절 요소(12)는 대화식 작동 유닛(3) 상에 디스플레이된다. 이러한 목적을 위해, 하기의 도 2 및 도 3은 대응하는 디스플레이들의 예들을 제공한다. 구역(5)에 대한 제1 조절 요소(11)의 적어도 특정된 포지션의 함수로서, 컴퓨팅 유닛(7)은 특정된 비용 함수에 대한 가중치들을 확인하며, 가중치들의 합은 개개의 조절 요소(11/12)의 모든 포지션들에 대해 일정하다. 더욱이, 확인된 가중치들을 갖는 비용 함수에 기초하여, 컴퓨팅 유닛(7)은 로봇 조작기(100)를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인한다.
상태 변수(
Figure pct00001
)의 함수로서의 가능한 비용 함수(
Figure pct00002
)는 여기서 다음과 같이 형성된다:
Figure pct00003
여기서,
Figure pct00004
는 제1 변수(
Figure pct00005
)의 함수로서의 비용 함수의 제1 파트에 대한 가중치이며,
Figure pct00006
는 제2 변수(
Figure pct00007
) 등의 함수로서의 비용 함수의 제2 파트에 대한 가중치이다. 여기서, 선택적으로, 하기의 변수들 중 적어도 하나가 사용된다:
- 로봇 조작기(100)에 의해 업무를 수행하기 위한 필요한 시간,
- 업무를 수행하기 위해 필요한 에너지 소비,
- 업무의 수행 동안의 로봇 조작기(100)의 마모,
- 로봇 조작기(100)의 엔드 이펙터와 로봇 조작기(100)의 환경으로부터의 물체 사이에서 작용하는 힘들 및/또는 토크들,
- 업무의 수행 동안 로봇 조작기(100)의 관절들에서 발생하는 토크들,
- 업무의 수행 동안 발생하는 로봇 조작기(100)의 기준 지점의 속도들,
- 업무의 수행 동안 발생하는 로봇 조작기(100)의 기준 지점의 가속들,
- 업무의 수행 동안 발생하는 소음.
도 2는 대화형 작동 유닛(3)의 디스플레이를 도시한다. 제1 조절 요소(11) 및 제2 조절 요소(12)는 서로에 대해 그리고 각각의 경우에 특정된 구역(5)에 대해 이동될 수 있다. 이동성은 대화형 유닛(3) 상의 사용자의 입력으로서의 접촉 및 스와이핑 제스처(swiping gesture)에 의해 구역(5) 내에서 가능하다. 특정된 구역(5)은 여기서 선형 스케일이다. 대화식 작동 유닛(3)은 지정된 영역(5) 내에서 제1 조절 요소(11) 및 제2 조절 요소(12)의 사용자 지정 포지션을 검출하고, 그리고 개개의 포지션을 제어 유닛(1)의 컴퓨팅 유닛(7)으로 전송하며, 제어 유닛은, 도 1의 설명에 대해 유사하게, 결국, 서로에 대해 그리고 선형 구역(5)의 제한들에 대해 제1 조절 요소(11)와 제2 조절 요소(12) 사이의 거리들에 대해 유사하게 가중치들(
Figure pct00008
,
Figure pct00009
및
Figure pct00010
)을 결국 표시한다.
도 3은 대화형 작동 유닛(3) 상의 대안적인 디스플레이를 도시한다. 여기서, 특정된 구역(5)은 제한된 평면을 포함하며, 제1 조절 요소(11)만이 제한된 평면에서 이동될 수 있다. 구역(5)에 대한 제1 조절 요소(11)의 특정된 포지션의 함수로서, 컴퓨팅 유닛(7)은 특정된 비용 함수에 대한 5개의 가중치들을 다시 확인하며, 5개의 가중치들 중, 예를 들어, 도 3에서, 변수(
Figure pct00011
)에 대한 가중치(
Figure pct00012
))의 역수(inverse)가 나타난다. 다각형으로서 설계되는 제한된 평면의, 변수(
Figure pct00013
)와 연관된 에지 지점까지의 제1 조절 요소(11)의 거리가 더 클수록, 가중치(
Figure pct00014
)는 더 작다. 이러한 연결에서, 도 3에서, 거리는, 실제로 역 함수를 정확히 사용할 필요 없이,
Figure pct00015
과 기호적으로 상관된다. 바람직하게는, 거리들의 합은 비율들에 따라 세분된다. 다른 모든 거리들 및 이들과 연관된 가중치들에도 동일하게 적용된다.
도 4는 제어 유닛(1)에 의해 로봇 조작기(100)를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하기 위한 방법을 도시하며, 이 방법은 다음의 단계들:
- 대화식 작동 유닛(3)에 의해 제1 조절 요소(11) 및 제1 조절 요소(11)를 위한 특정된 구역(5)을 디스플레이하는 단계(S1) ― 제1 조절 요소(11)는 대화형 작동 유닛(3) 상의 사용자 입력에 의해 구역(5) 내에서 이동될 수 있음 ― ,
- 대화형 작동 유닛(3)에 의해 특정된 구역(5) 내의 제1 조절 요소(11)의 사용자-특정된 포지션을 검출하고 그리고 제1 조절 요소(11)의 포지션을 제어 유닛(1)의 컴퓨팅 유닛(7)으로 전송하는 단계(S2),
- 구역(5)에 대한 제1 조절 요소(11)의 특정된 포지션의 함수로서 컴퓨팅 유닛(7)에 의해 특정된 비용 함수에 대한 가중치들을 확인하는 단계(S3) ― 가중치들의 합은 조절 요소의 모든 포지션들에 대해 일정함 ― , 및
- 컴퓨팅 유닛(7)에 의해 확인된 가중치들로 비용 함수에 기초하여 로봇 조작기(100)를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하는 단계(S4)를 포함한다.
비록 본 발명이 바람직한 실시예 예들에 의해 상세하게 예시되고 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예들에 의해 제한되지 않으며 그리고 다른 변형들은 본 발명의 보호 범주를 떠나지 않고 당업자에 의해 그로부터 유도될 수 있다. 따라서, 다수의 변형 가능성들이 존재하는 것이 명백하다. 실제로 예들로서 언급된 실시예들이 결코 제한하는 것으로 해석될 수 없는 단지 예들, 예를 들어, 본 발명의 보호 범주, 적용 가능성들 또는 구성을 나타내는 것이 또한 명백하다. 대신에, 이전의 설명 및 도면들의 설명은 당업자가 예시적인 실시예들을 구체적으로 구현하는 것을 가능하게 하며, 개시된 본 발명의 개념의 지식을 갖는 당업자는, 예를 들어, 설명에서의 추가 설명들과 같이, 청구항들 및 이들의 법적 등가물들에 의해 규정되는 보호 범주를 떠나지 않고, 예를 들어, 예시적인 실시예에서 언급된 개별 요소들의 기능 또는 배열에 대한 매우 다양한 변경들을 만들 수 있다.
1 제어 유닛
3 작동 유닛
5 구역
7 컴퓨팅 유닛
11 제1 조절 요소
12 제2 조절 요소
100 로봇 조작기
S1 디스플레이하는 단계
S2 검출하는 단계
S3 확인하는 단계
S4 확인하는 단계

Claims (10)

  1. 대화형 작동 유닛(interactive operating unit)(3)을 가지는, 로봇 조작기(robot manipulator)(100)를 위한 제어 유닛(control unit)(1)으로서,
    상기 대화형 작동 유닛(3)은 제1 조절 요소(11) 및 상기 제1 조절 요소(11)를 위한 특정된 구역(5)을 디스플레이하기 위해 설계되며, 상기 제1 조절 요소(11)는 상기 대화형 작동 유닛(3) 상의 사용자의 입력에 의해 상기 구역(5) 내에서 이동될 수 있고, 상기 대화형 작동 유닛(3)은 상기 특정된 구역(5) 내에서 상기 제1 조절 요소(11)의 사용자-특정된 포지션을 검출하기 위해 그리고 상기 제1 조절 요소(11)의 포지션을 상기 제어 유닛(1)의 컴퓨팅 유닛(computing unit)(7)으로 전송하기 위해 설계되며, 상기 컴퓨팅 유닛(7)은 상기 구역(5)에 대한 상기 제1 조절 요소(11)의 특정된 포지션의 함수로서 특정된 비용 함수에 대한 가중치들(weightings)을 확인하기 위해 설계되고, 상기 가중치들의 합은 상기 제1 조절 요소(11)의 상기 모든 포지션들에 대해 일정하며, 그리고 상기 컴퓨팅 유닛(7)은 상기 확인된 가중치들로 상기 비용 함수에 기초하여 상기 로봇 조작기(100)를 위한 제어 프로그램(control program) 및/또는 제어 시스템(control system)의 하나 이상의 매개변수들을 확인하기 위해 설계되는,
    로봇 조작기를 위한 제어 유닛(1).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 유닛(7)은, 상기 결정된 가중치들로 상기 비용 함수에 기초하여 업무의 반복 구성되고 그리고 학습-기반 수행에 의해 상기 로봇 조작기(100)를 위한 상기 제어 프로그램 및/또는 상기 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하기 위해 설계되는,
    로봇 조작기를 위한 제어 유닛(1).
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 유닛(7)은 상기 확인된 가중치들로 상기 비용 함수의 함수 값을 최소화함으로써 상기 로봇 조작기(100)를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 상기 하나의 매개변수 또는 상기 매개변수들을 확인하기 위해 설계되는,
    로봇 조작기를 위한 제어 유닛(1).
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비용 함수는 다음의 변수들:
    - 상기 로봇 조작기(100)에 의해 업무를 수행하기 위한 필요한 시간,
    - 상기 업무를 수행하기 위해 필요한 에너지 소비,
    - 상기 업무의 수행 동안의 상기 로봇 조작기(100) 및/또는 가공물의 마모,
    - 상기 로봇 조작기(100)의 엔드 이펙터(end effector)와 상기 로봇 조작기(100)의 환경으로부터의 물체 사이에서 작용하는 힘들 및/또는 토크들(torques),
    - 상기 업무의 수행 동안 상기 로봇 조작기(100)의 관절들에서 발생하는 토크들,
    - 상기 업무의 수행 동안 발생하는 상기 로봇 조작기(100)의 기준 지점의 속도들,
    - 상기 업무의 수행 동안 발생하는 상기 로봇 조작기(100)의 기준 지점의 가속들,
    - 상기 업무의 수행 동안 발생하는 소음 중 적어도 하나를 가지는,
    로봇 조작기를 위한 제어 유닛(1).
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 조절 요소(11)는 선형 스케일(linear scale) 상에서 이동될 수 있으며, 상기 컴퓨팅 유닛(7)은, 상기 구역(5)에 대한 상기 제1 조절 요소(11)의 특정된 포지션의 함수로서 상기 특정된 비용 함수에 대한 적어도 2개의 가중치들을 확인하기 위해 설계되는,
    로봇 조작기를 위한 제어 유닛(1).
  6. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 특정된 구역(5)은 제한된 평면을 포함하며, 상기 제1 조절 요소(11)는 상기 제한된 평면 상에서 이동될 수 있으며, 상기 컴퓨팅 유닛(7)은, 상기 구역(5)에 대한 상기 제1 조절 요소(11)의 특정된 포지션의 함수로서 상기 특정된 비용 함수에 대한 적어도 3개의 가중치들을 확인하기 위해 설계되는,
    대화형 작동 유닛을 가지는 로봇 조작기를 위한 제어 유닛(1).
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제한된 평면은 다각형이며, 상기 다각형의 정점들 각각은 상기 특정된 비용 함수의 개개의 변수와 연관되며, 상기 다각형의 개개의 정점에 대한 상기 제1 조절 요소(11)의 개개의 거리는 상기 제1 조절 요소(11)의 특정된 포지션에 따라 상기 개개의 가중치들 사이의 비율을 결정하는,
    대화형 작동 유닛을 가지는 로봇 조작기를 위한 제어 유닛(1).
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대화형 작동 유닛(3)은 제2 조절 요소(12) 및 상기 제1 조절 요소(11) 및 상기 제2 조절 요소(12)를 위한 상기 특정된 구역(5)을 디스플레이하기 위해 설계되어서, 상기 제1 조절 요소(11) 및 상기 제2 조절 요소(12)는 상기 사용자의 입력에 의해 상기 구역(5) 내에서 이동될 수 있으며, 상기 대화형 작동 유닛(3)은 상기 특정된 구역(5) 내에서 상기 제1 조절 요소(11) 및 상기 제2 조절 요소(12)의 사용자-특정된 포지션을 검출하기 위해 그리고 상기 개개의 조절 요소(11, 12)의 개개의 포지션을 상기 제어 유닛(1)의 컴퓨팅 유닛(7)으로 전송하기 위해 설계되고, 상기 컴퓨팅 유닛(7)은 상기 구역(5)에 대한 상기 개개의 조절 요소(11, 12)의 특정된 포지션의 함수로서 상기 특정된 비용 함수에 대한 적어도 3개의 가중치들을 확인하기 위해 설계되는,
    로봇 조작기를 위한 제어 유닛(1).
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 조절 요소(11) 및 상기 제2 조절 요소(12)는 공통 선형 스케일 상에서 이동될 수 있으며, 상기 컴퓨팅 유닛(7)은 상기 제2 조절 요소(12)에 대한 상기 제1 조절 요소(11)의 상대적인 포지션의 함수로서 그리고 상기 구역(5)에 대한 상기 개개의 조절 요소(11, 12)의 상대적인 포지션의 함수로서 상기 특정된 비용 함수에 대한 적어도 3개의 가중치들을 확인하기 위해 설계되는,
    로봇 조작기를 위한 제어 유닛(1).
  10. 제어 유닛(1)에 의해 로봇 조작기(100)를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하기 위한 방법으로서, 상기 방법은,
    - 대화식 작동 유닛(3)에 의해 제1 조절 요소(11) 및 상기 제1 조절 요소(11)를 위한 특정된 구역(5)을 디스플레이하는 단계(S1) ― 상기 제1 조절 요소(11)는 상기 대화형 작동 유닛(3) 상의 사용자 입력에 의해 상기 구역(5) 내에서 이동될 수 있음 ― ,
    - 상기 대화형 작동 유닛(3)에 의해 상기 특정된 구역(5) 내의 상기 제1 조절 요소(11)의 사용자-특정된 포지션을 검출하고 그리고 상기 제1 조절 요소(11)의 포지션을 상기 제어 유닛(1)의 컴퓨팅 유닛(7)으로 전송하는 단계(S2),
    - 상기 구역(5)에 대한 상기 제1 조절 요소(11)의 특정된 포지션의 함수로서 상기 컴퓨팅 유닛(7)에 의해 특정된 비용 함수에 대한 가중치들을 확인하는 단계(S3) ― 상기 가중치들의 합은 상기 제1 조절 요소(11)의 모든 포지션들에 대해 일정함 ― , 및
    - 상기 제어 유닛(7)에 의해 상기 결정된 가중치들로 상기 비용 함수에 기초하여 상기 로봇 조작기(100)를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하는 단계(S4)를 포함하는,
    제어 유닛에 의해 로봇 조작기를 위한 제어 프로그램 및/또는 제어 시스템의 하나 이상의 매개변수들을 확인하기 위한 방법.
KR1020227031320A 2020-02-14 2021-02-10 로봇 제어 프로그램의 그래픽적으로 지원되는 구성 KR20220140791A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020103853.4 2020-02-14
DE102020103853.4A DE102020103853B4 (de) 2020-02-14 2020-02-14 Graphisch unterstützte Anpassung von Roboter-Steuerprogrammen
PCT/EP2021/053134 WO2021160638A1 (de) 2020-02-14 2021-02-10 Graphisch unterstützte anpassung von roboter-steuerprogrammen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220140791A true KR20220140791A (ko) 2022-10-18

Family

ID=74853612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227031320A KR20220140791A (ko) 2020-02-14 2021-02-10 로봇 제어 프로그램의 그래픽적으로 지원되는 구성

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230049586A1 (ko)
EP (1) EP4103364B1 (ko)
JP (1) JP2023513604A (ko)
KR (1) KR20220140791A (ko)
CN (1) CN115038556A (ko)
DE (1) DE102020103853B4 (ko)
WO (1) WO2021160638A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114227716B (zh) * 2021-12-30 2024-06-04 重庆特斯联智慧科技股份有限公司 支持控制逻辑云调用的机器人系统及其方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT514588B1 (de) 2013-08-29 2015-02-15 Tech Universität Wien Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeuges
DE102016208811B3 (de) 2016-05-20 2017-10-05 Kuka Roboter Gmbh Mobile Sicherheits-Grundsteuervorrichtung mit einer Kodiervorrichtung für ein mobiles Endgerät mit Multi-Touchscreen
DE102017202439B4 (de) 2017-02-15 2022-03-31 Festo Se & Co. Kg Eingabeeinrichtung, Verfahren zur Bereitstellung von Bewegungsbefehlen an einen Aktor und Aktorsystem
KR102520006B1 (ko) * 2017-06-09 2023-04-11 마코 서지컬 코포레이션 가상 경계를 구현하기 위한 반응력을 생성하기 위한 로봇 시스템 및 방법
JP6770018B2 (ja) * 2018-04-12 2020-10-14 ファナック株式会社 設定装置及び設定プログラム
EP3924152A1 (en) * 2019-02-11 2021-12-22 Hypertherm, INC. Motion distribution in robotic systems
DE102019108241B3 (de) 2019-03-29 2020-08-06 Franka Emika Gmbh Intuitive Einstellung einer Kraftregelung für Robotermanipulatoren
DE102019117217B3 (de) 2019-06-26 2020-08-20 Franka Emika Gmbh Verfahren zum Vorgeben eines Eingabewerts an einem Robotermanipulator
DE202019105752U1 (de) 2019-10-17 2019-10-30 Franka Emika Gmbh Robotersystem mit Arbeitstisch und Ausgabe von Kosten eines Steuerprogramms

Also Published As

Publication number Publication date
US20230049586A1 (en) 2023-02-16
EP4103364A1 (de) 2022-12-21
CN115038556A (zh) 2022-09-09
EP4103364B1 (de) 2023-11-29
DE102020103853B4 (de) 2022-06-15
JP2023513604A (ja) 2023-03-31
DE102020103853A1 (de) 2021-08-19
EP4103364C0 (de) 2023-11-29
WO2021160638A1 (de) 2021-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10166673B2 (en) Portable apparatus for controlling robot and method thereof
EP3342545A1 (en) Robot system
JP5911933B2 (ja) ロボットの動作監視領域を設定するロボットシステム
EP3395510B1 (en) Industrial robot, controller, and method thereof
CN1939677A (zh) 机器人仿真装置
US10086517B2 (en) Apparatus and method for operating robots
JP6923573B2 (ja) 制御パラメータ調整装置
CN109789557A (zh) 用于具有受控制的运动驱动装置的工业机器的控制设备和控制方法
KR20220140791A (ko) 로봇 제어 프로그램의 그래픽적으로 지원되는 구성
WO2012062374A1 (en) A control system and an operating device for controlling an industrial robot comprising a touch -screen
US20190196462A1 (en) Construction machine, in particular earth-moving machine, having a control panel
US20210349537A1 (en) Remote control of a device via a virtual interface
JP2013206062A (ja) シミュレーション装置、シミュレーション方法、および、シミュレーションプログラム
JP6834910B2 (ja) サーボモータ調整装置およびサーボモータ調整方法
US10838395B2 (en) Information processing device
CN110431275B (zh) 用于借助于触碰敏感的屏幕来操作做功机械的方法、控制器和用于操作做功机械的操作系统
JP6601201B2 (ja) ロボット操作装置、及びロボット操作プログラム
CN114051442A (zh) 用于在机器人操纵器上预设输入值的方法
WO2024028977A1 (ja) 教示装置
JP7436796B2 (ja) ロボットのプログラム作成支援装置
CN112689951B (zh) 设定支持装置
EP3190471B1 (en) Motor control device
WO2023195177A1 (ja) ロボット制御装置及び制御方法
JP7014095B2 (ja) 設定支援装置
JP2005533297A (ja) オペレータ入出力インターフェース制御により、不要コマンド信号を受信する潜在状態の存在を検知すること