PT1403746E - Processo de detecção de colisões - Google Patents

Processo de detecção de colisões Download PDF

Info

Publication number
PT1403746E
PT1403746E PT3021376T PT03021376T PT1403746E PT 1403746 E PT1403746 E PT 1403746E PT 3021376 T PT3021376 T PT 3021376T PT 03021376 T PT03021376 T PT 03021376T PT 1403746 E PT1403746 E PT 1403746E
Authority
PT
Portugal
Prior art keywords
measured
motor
xmi
ami
drive
Prior art date
Application number
PT3021376T
Other languages
English (en)
Inventor
Sven Hooge
Dietmar Wildermuth
Original Assignee
Duerr Systems Gmbh
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 Duerr Systems Gmbh filed Critical Duerr Systems Gmbh
Publication of PT1403746E publication Critical patent/PT1403746E/pt

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1674Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/406Numerical 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 monitoring or safety
    • G05B19/4061Avoiding collision or forbidden zones
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/406Numerical 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 monitoring or safety
    • G05B19/4062Monitoring servoloop, e.g. overload of servomotor, loss of feedback or reference
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37297Two measurements, on driving motor and on slide or on both sides of motor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37624Detect collision, blocking by measuring change of velocity or torque
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37625By measuring changing forces in a time window
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/37Measurements
    • G05B2219/37632By measuring current, load of motor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/39Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39186Flexible joint
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/39Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39355Observer, disturbance observer
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41372Force estimator using disturbance estimator observer
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42161One model for load, one model for motor inertia

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

ΕΡ 1 403 746/ΡΤ
DESCRIÇÃO "Processo de detecção de colisões" A invenção refere-se a um processo de monitorização para um sistema de accionamento com um motor e uma parte móvel accionada pelo motor, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
Estes sistemas de accionamento são usados, por exemplo, em instalações de pintura modernas para a pintura de carroçarias de veículos automóveis, com a forma de autómatos de pintura de eixos múltiplos, os quais controlam um atomizador de acordo com um programa, a fim de se conseguirem resultados óptimos de pintura.
Uma eventual colisão do autómato de pintura com os limites espaciais, obstáculos ou pessoas, devem ser aqui reconhecidos, em devido tempo, uma a fim de evitar danos no autómato de pintura ou o ferimento ou lesão de qualquer pessoa pelo autómato de pintura. A partir de W098/51453 é já conhecido um processo de monitorização para um autómato, que possibilita a detecção de uma eventual colisão. A reacção do mecanismo para o accionamento do autómato é aqui avaliada e em resposta é emitido um sinal de erro.
Por exemplo, se o autómato colidir com um obstáculo estático, como uma parede do edifício, então uma força de perturbação actua ao nível do mecanismo de accionamento do autómato, fazendo com que este se imobilize. No caso de colisão com um obstáculo resiliente, a força de perturbação actua igualmente sobre o autómato, mas este apenas abranda o seu movimento. Em ambos os casos de colisão, as quantidades de movimento do mecanismo de accionamento, como por exemplo, o ângulo em relação ao obstáculo e a velocidade de rotação do eixo do motor, diferem, pelo menos, temporariamente dos valores livres de perturbações. O processo de monitorização conhecido permite assim que, no autómato a ser monitorizado, sejam medidas as quantidades 2 ΕΡ 1 403 746/ΡΤ de movimento do lado de accionamento, como, por exemplo, o ângulo em relação ao obstáculo e a velocidade de rotação do veio do motor. O sinal de erro para a detecção da colisão é então calculado a partir das quantidades de movimento, medidas do lado de accionamento, e as quantidades de regulação e controlo previamente indicadas para o comando do accionamento, tendo em conta um modelo dinâmico do mecanismo de accionamento e do mecanismo. O modelo dinâmico tem em conta, por exemplo, a inércia mecânica do mecanismo de accionamento e do mecanismo accionado, bem como a elasticidade da ligação mecânica entre o accionamento e o mecanismo.
Um inconveniente destes processos de monitorização já conhecidos para a detecção da colisão é, no entanto, o facto da reacção mecânica de uma força de perturbação do mecanismo, induzida pela colisão no accionamento, ser fortemente reduzida pelas engrenagens interpostas. Assim, por exemplo, nos autómatos de pintura, entre o accionamento e o mecanismo são utilizadas engrenagens com uma relação de transmissão superior a 1:100, de modo a que a reacção mecânica só muito dificilmente pode ser medida no mecanismo de accionamento.
Um outro inconveniente do processo de monitorização já conhecido é o facto das modelações incorrectas do mecanismo de accionamento implicarem erros graves, uma vez que a reacção do mecanismo sobre o accionamento é iniciada incorrectamente.
Por fim, um outro inconveniente para o processo de monitorização já conhecido é o facto de o ângulo em relação ao obstáculo ser medido do lado de accionamento, enquanto a aceleração é calculada por derivação dupla do valor medido. Esta segunda derivada do valor medido leva, no entanto, a um sinal fortemente ruidoso. São já conhecidos graças a JP 2000 052286 A, a JP 2001 051721 A e a JP 2000 099105 A processos de monitorização semelhantes. No entanto, do lado de accionamento são também apenas medidas por meio destes processos de monitorização já conhecidos, o que se segue. 3 ΕΡ 1 403 746/ΡΤ
As quantidades de movimento do motor, de modo a que a reacção mecânica de uma força de perturbação resultante de uma colisão do mecanismo no accionamento seja fortemente reduzida por meio de uma engrenagem interposta. A invenção tem assim por objecto a melhoria dos processos de monitorização para detecção de colisões já conhecidos e descritos acima, de modo a que a detecção de colisões seja também possível no caso de uma engrenagem intermédia, com um sistema de medição o menos complexo possível, elevada fiabilidade e um tempo de reacção rápido. O objecto da invenção é resolvido com base no processo de monitorização acima descrito, já conhecido, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e com as características da reivindicação 1.
Para a determinação do sinal de erro, a invenção inclui os ensinamentos técnicos gerais, não apenas para medir as quantidades de movimento do sistema de accionamento, do lado de accionamento, mas também do lado da tomada de força, ou seja, no mecanismo accionado.
Numa medição adicional das quantidades de movimento desse tipo, do lado de accionamento, é vantajoso o facto de a determinação do sinal de erro, através de uma engrenagem intermédia, ser menos imprecisa. 0 processo de monitorização para detecção de colisões, de acordo com a invenção, pode, por conseguinte, ser também aplicado em sistemas de accionamento que apresentem engrenagens com um factor de transmissão elevado.
Uma outra vantagem do processo de monitorização de acordo com a invenção é o facto de não ter de recorrer a quantidades de monitorização ou regulação, pelo que o processo de monitorização de acordo com a invenção é independente do tipo e da estrutura da unidade de regulação e controlo do accionamento. A partir das quantidades de movimento do mecanismo accionado, medidas do lado da tomada de força, e das quantidades de movimento, medidas do lado de accionamento, é 4 ΕΡ 1 403 746/ΡΤ calculado um sinal de erro, de acordo com a invenção, o qual possibilita a detecção de uma colisão.
De acordo com a invenção, e com base nas quantidades de movimento medidas do lado da tomada de força e nas quantidades de movimento medidas do lado de accionamento, é calculado um valor de comparação para a força motriz ou, respectivamente, para o binário de accionamento do motor, em que, de preferência, é considerado um modelo dinâmico do sistema de accionamento ou do mecanismo. O modelo dinâmico simula, por exemplo, a inércia, os componentes elásticos e as forças ou os momentos de atrito do sistema de accionamento ou do mecanismo. Numa operação isento de perturbações do sistema de accionamento, ambos os valores de comparação têm de corresponder, enquanto um desvio entre ambos os valores de comparação pode significar uma perturbação ou mesmo uma colisão. 0 cálculo dos valores de comparação para a força motriz ou para o binário de accionamento pode decorrer do lado de accionamento e/ou do lado da tomada de força, mediante um processo de cálculo recursivo, tal como é descrito, por exemplo, em FEATHERSTONE, Roy: "Robot Dynamics Algorithms", capitulo 4 (Kluwer Academic Publishers, 1987).
No caso das quantidades de movimento medidas do lado de accionamento, trata-se, de preferência, da posição, da velocidade e/ou da aceleração do motor. Neste caso, basta medir uma destas quantidades de movimento, enquanto as outras duas quantidades de movimento podem ser determinadas por diferenciação em tempo ou pela integração da quantidade de movimento medida. Por exemplo, é possível medir apenas a velocidade de rotação do veio do motor, em que a aceleração deste é dada pela diferença da velocidade de rotação medida, enquanto a posição angular do veio do motor pode ser calculada pela integração da velocidade de rotação medida.
Por exemplo, a aceleração do motor, entre outras, é medida como uma quantidade de movimento, do lado de accionamento. Em contrapartida, uma tal medição directa da aceleração, como esta, proporciona uma maior precisão, em comparação com uma derivação da aceleração a partir da 5 ΕΡ 1 403 746/ΡΤ velocidade medida ou até mesmo da posição medida. Assim, por exemplo, uma dupla diferenciação da posição angular medida do veio do motor leva a um sinal fortemente ruidoso.
Em contrapartida, a posição, a velocidade e/ou a aceleração do mecanismo accionado podem ser medidas como quantidades de movimento do lado da tomada de força. Também neste caso, basta, em principio, medir apenas uma destas quantidades de movimento, enquanto as outras duas quantidades de movimento podem ser determinadas por diferenciação em tempo ou pela integração da quantidade de movimento medida. Por exemplo, é possível medir apenas a velocidade do mecanismo, em que a aceleração deste resulta da diferenciação da velocidade medida, enquanto a posição do mecanismo pode ser calculada através da integração da velocidade medida.
De preferência, porém, a aceleração do mecanismo é medida, entre outras, como a quantidade de movimento do lado da tomada de força. Em contrapartida, uma tal medição direta da aceleração proporciona uma maior precisão, em comparação com uma derivação da aceleração a partir da velocidade medida ou até mesmo da posição medida. Assim, por exemplo, uma dupla diferenciação da posição medida do mecanismo leva a um sinal fortemente ruidoso.
Num sistema de accionamento eixos múltiplos, o sinal de erro pode, de preferência, ser determinado separadamente para cada um dos eixos do sistema de accionamento. 0 sinal de erro para cada um dos eixos pode, deste modo, formar os respectivos componentes de um vector de erro. Assim, para avaliação é, de preferência, calculado um valor de erro escalar, a fim de poder detectar também as colisões que afectam apenas certos eixos do sistema de accionamento.
Além disso, também ambos os valores de comparação para a força motriz e, respectivamente, para o binário de accionamento, devem, de preferência, ser determinados em separado para cada eixo. Porém, devido à interacção entre cada um dos eixos, no cálculo do valor de comparação também são, de preferência, tidas em conta as quantidades de movimento medidas para os outros eixos. 6 ΕΡ 1 403 746/ΡΤ
Para eliminar erros de medição momentâneos é criada, de preferência, um valor médio móvel ponderado do sinal de erro. O valor médio determinado deste modo é depois comparado, de preferência, com um valor de limiar predeterminado. Se valor de limiar for excedido é então assumido como uma ocorrência de colisão.
Além disso, o processo de monitorização de acordo com a invenção possibilita também um reconhecimento de perturbações insidiosas do sistema de accionamento como, por exemplo, em caso de falha de um rolamento, ou quando ocorre uma situação de atrito no sistema de accionamento. Neste caso, é criada de preferência um valor médio móvel ponderado do sinal de erro, por um periodo de tempo mais prolongado. O valor médio determinado deste modo é depois comparado com um valor de limiar predeterminado. Se o valor de limiar for excedido tal é assumido como uma ocorrência de falha de um rolamento, o que pode ser indicado mediante um aviso.
Outras realizações vantajosas da invenção são identificadas nas reivindicações subordinadas, ou são explicadas com mais pormenor nas figuras, em conjunto com a descrição da forma de realização preferida da invenção, as quais mostram: na Fig. 1 o diagrama de circuito fisico equivalente de um motor eléctrico, com uma engrenagem e um mecanismo de rotação; na Fig. 2 o diagrama de circuito de monitorização equivalente de um motor eléctrico e de um mecanismo de rotação de um autómato; na Fig. 3 o dispositivo de monitorização de acordo com a invenção. 0 diagrama de circuito fisico equivalente da Fig. 1 mostra um sistema de accionamento electromecânico convencional, para accionamento de um veio 1 de um autómato de pintura, no qual, sendo proporcionados outros sistemas de accionamento para o accionamento dos outros eixos do autómato 7 ΕΡ 1 403 746/ΡΤ de pintura, os quais sao constituídos de forma semelhante, e que não são aqui descritos por questões de simplificação. 0 veio 1 do autómato de pintura está representado no diagrama de circuito físico equivalente, por uma massa m e um elemento de mola c, enquanto o amortecimento do veio 1 é ignorado neste exemplo de realização. O veio 1 é accionado por um motor de corrente contínua, com excitação independente, que está representado no diagrama de circuito físico equivalente como uma circuito série, composto pela resistência óhmica R da armadura, pela indutância L da armadura e pela tensão u± induzida pelo rotor 2. Para a tensão do induzido uA, numa linguagem complexa, aplica-se: -Ι Ο motor de corrente contínua está ligado ao veio 1 por um veio de accionamento 3 e por uma engrenagem 4, em que a engrenagem 4 converte o movimento de rotação do veio de accionamento 3 num outro movimento de rotação. A tensão ui induzida no circuito do induzido resulta, portanto, das constantes do motor KM e da velocidade angular cúa do veio de accionamento 3, de acordo com a seguinte fórmula: {2)
Além disso, o binário de accionamento MA do motor de corrente contínua resulta do produto da corrente do induzido iA e das constantes do motor KM: - K# ià ξ3)
Por outro lado, actua sobre o veio 1 uma força de atrito Frv que, através da engrenagem 4, é convertida num momento de atrito MRV: {4} 8 ΕΡ 1 403 746/ΡΤ
Além disso, actua também sobre o veio 1 uma carga FL que é convertida num momento de carga pela engrenagem 4:
Deste modo, o veio de accionamento 3 é acelerado pelo momento de accionamento MA e pelo momento de atrito MRV, assim como desacelerado pelo momento de carga ML. Tendo em conta o momento de inércia JA do accionamento, resulta então a seguinte aceleração dcoA/dt do veio de accionamento 3:
Í5J
Em contrapartida, o diagrama de blocos da Fig. 2 mostra um diagrama de circuito de monitorização equivalente de um motor de corrente continua e um mecanismo 5, em que o mecanismo 5 é composto pelo veio 1 e pela engrenagem 4. O cálculo das diferentes quantidades eléctricas e mecânicas decorre assim de acordo com as equações indicadas acima, como pode ser visto de imediato na Fig. 2. Porém, as equações indicadas anteriormente aplicam-se apenas no caso de um movimento sem perturbação do veio 1. Em contrapartida, se o movimento do veio 1 for perturbado, além da força de atrito Frv e da carga FL, actuarão adicionalmente outras forças sobre o veio 1, as quais provocam desvios no comportamento do sistema actual em relação ao comportamento do modelo ideal.
Se um autómato de pintura colidir, por exemplo, na parede de uma cabina de pintura, o movimento do autómato travado fortemente. Igualmente, no caso de falha num rolamento, o autómato de pintura segue não exactamente o seu comportamento modelado, já que o atrito aumenta fortemente quando há uma falha num rolamento e não é tido em conta nas equações acima indicadas. Nestes casos há que reconhecer o erro o mais rapidamente possível, a fim de poder implementar as medidas contraditórias adequadas. 9 ΕΡ 1 403 746/ΡΤ
Por conseguinte, para cada eixo do autómato de pintura está previsto um dispositivo de monitorização 6, que detecta qualquer desvio do comportamento real do sistema de accionamento em relação ao comportamento modelar. Por questões de simplificação é aqui apresentado apenas o dispositivo de monitorização 6, para o primeiro eixo, embora os dispositivos de monitorização para os outros eixos sejam configurados de forma idêntica. 0 dispositivo de monitorização 6 está ligado, do lado da entrada, a vários sensores 7.1-7.4, medindo os sensores 7.1 e 7.2 a velocidade angular ωΑι ou a posição do ângulo cpAi do eixo de accionamento 3, enquanto os sensores 7.3 e 7.4 avaliam a posição xm do veio 1 ou a aceleração am do veio 1.
Em alternativa, é também possível proporcionar apenas um sensor para medição de uma quantidade de movimento do lado de accionamento e um sensor para medição de uma quantidade de movimento do lado da tomada de força, pelo que as outras quantidades de movimento podem ser determinadas a partir dos valores medidos. Isso pode acontecer, por exemplo, pela diferenciação ou integração em tempo dos valores medidos ou pela inclusão de um chamado observador. A posição xmi do veio 1 é a seguir fornecida a um diferenciador 8, que calcula a velocidade vml do veio 1 como uma derivada no tempo da posição xmi, de modo a que neste exemplo de realização não seja necessária uma medição da velocidade vml. A posição xmi, a velocidade vmi e a aceleração ami do veio 1 são então introduzidas numa unidade de cálculo 9 que, com base num modelo predeterminado e tendo em conta as respectivas quantidades de movimento xmi, vmi e ami dos outros veios, calcula um valor FMOdell,i com base no modelo para a força que é exercida no veio 1. O cálculo do valor FMOdelli com base no modelo é portanto efectuado aqui, a partir de dados de medição do lado da carga.
Além disso, o dispositivo de monitorização 6 calcula a partir de dados de medição do lado de accionamento, um valor 10 ΕΡ 1 403 746/ΡΤ de comparação FL1 para a força que actua sobre o veio 1. Para isso, o dispositivo de monitorização 6 possui duas unidades de cálculo 10 e 11, as quais convertem a velocidade angular medida ωΑι e a posição angular medida φΑι do veio de accionamento 3 nos respectivos valores vAi e xAi tendo em conta a relação de transmissão de engrenagem iG.
No percurso de regulação calculado xAi do lado de accionamento é então introduzido um subtractor 12, que calcula a diferença Ax=xA1-xml entre o percurso de regulação calculado xA1 do lado de accionamento e a posição efectivamente medida xmi da massa m do veio 1. Esta diferença Δχ é fornecida numa outra unidade de cálculo 13, a qual calcula a parte elástica Ax'c da força que actua sobre o veio 1, tendo em conta a constante de mola c.
Em contrapartida, a velocidade de regulação vAi determinada do lado de accionamento é introduzida num circuito subtractor 14, que calcula a diferença Av=vA1vmi entre a velocidade de regulação vAi determinada do lado de accionamento e a velocidade da massa m efectivamente medida do veio 1. Esta diferença Δν é então fornecida a uma unidade de cálculo 15, a qual calcula a percentagem da força que actua sobre o veio 1 devida à atenuação provocada pela engrenagem como um produto da constante de amortecimento dG e da diferença de velocidade Δν.
Do lado de saida, as duas unidades de cálculo 13 e 15 estão ligadas a um circuito somador 16, o qual calcula o valor de comparação FL1 para a força que actua sobre o veio 1 com base na parte elástica c Ax e na percentagem de amortecimento dG'áv.
Além isso, o dispositivo de monitorização 6 inclui um circuito subtractor 17, o qual está ligado, no lado da entrada, a um circuito somador 16 e à unidade de cálculo 9 e calcula a diferença entre ambos os valores de comparação FLi e Emodell,i e que emite um sinal de erro FStõr,i·
No caso de um movimento sem perturbação do veio 1, ambos os valores de comparação FLi e FMOdell,i são coincidentes até aos erros de medição inevitáveis, uma vez que o modelo de 11 ΕΡ 1 403 746/ΡΤ comportamento dinâmico do veio 1 reflecte o respectivo comportamento actual. O cálculo da força FL1 que actua sobre o veio 1, a partir das quantidades de movimento medidas ωΑι e φΑι, do lado de accionamento, fornece o mesmo valor que o cálculo da força FMOdell,i que actua sobre o veio 1, a partir das quantidades de movimento xMi e aMi medidas do lado da carga.
Em contrapartida, se o movimento do veio 1 for perturbado, os valores de comparação FL1 e FMOdell,i diferem entre si, e a diferença entre estas qrandezas reflecte a grandeza da perturbação. Assim, um aumento do atrito no rolamento leva apenas a um sinal de erro relativamente pequeno Fstõr, i, enquanto uma colisão do veio 1 com uma delimitação origina um sinal de erro muito grande Fstor,i·
Além disso, para a avaliação do comportamento operativo de todos os veios está prevista uma unidade de avaliação 18, a qual está ligada, no lado da entrada, aos dispositivos de monitorização 6, para os veios individuais e recebe os sinais de erro Fstõr,i para todos os veios. A unidade de avaliação 18 inclui um elemento de gravação 19, que, paralelamente, capta os sinais de erro FStõr,i para todos os veios e envia os mesmos para uma unidade de cálculo 20 como um vector de força de perturbação multidimensional F STÓR· A unidade de cálculo 20 calcula então, a partir de cada um dos componentes do vector de força de perturbação Fstõr, um valor escalar de erro F, que reflecte a grandeza da perturbação que actua no autómato de pintura. O valor de erro F do vector de força de perturbação Fstõr é então fornecido a uma unidade de cálculo 21, que calcula o valor médio móvel ponderado do valor de erro F, a fim de suprimir na avaliação a influência de valores extremos de medição. No entanto, o período médio da unidade de cálculo 21 é relativamente curto, de modo a serem rapidamente reconhecidos as perturbações súbitas, como, por exemplo, uma colisão do autómato de pintura com um obstáculo. 12 ΕΡ 1 403 746/ΡΤ
Do lado da saída, a unidade de cálculo 21 está ligada a um elemento de limiar 22, uma vez que, quando é ultrapassado um valor de limiar predeterminado, é produzido um sinal de emergência, que provoca a paragem imediata do autómato de pintura, a fim de evitar danos no autómato de pintura e na zona circundante do mesmo, assim como lesões ou ferimentos nas pessoas que se encontrem nessa zona.
Além disso, a unidade de avaliação 18 apresenta uma outra derivação, a fim de reagir a perturbações menores que possam ocorrer mais lentamente. Neste caso, a unidade de cálculo 20 está ligada a uma unidade de cálculo 23, a qual calcula o valor médio móvel ponderado do sinal de erro F, em que a unidade de cálculo 23 apresenta um período médio maior do que a unidade de cálculo 21, a fim de serem apenas consideradas as alterações mais prolongadas.
Do lado da salda, a unidade de cálculo 23 está ligada a um elemento de limiar 24, o qual produz um sinal de aviso quando é ultrapassado um valor de limiar predeterminado. A invenção não está limitada ao exemplo de realização acima descrito. De facto, é possível uma pluralidade de variantes e modificações da mesma, as quais utilizam o conceito da invenção e assim caem dentro do âmbito da protecção.
Lisboa, 2013-03-28

Claims (10)

  1. ΕΡ 1 403 746/ΡΤ 1/3 REIVINDICAÇÕES 1 - Processo de monitorização para um sistema de accionamento de um autómato, em especial, de um autómato de pintura, com um motor e uma parte móvel accionada pelo motor, com os seguintes passos de: - medição de, pelo menos, uma quantidade de movimento (φΑι, ωΑι) do lado de accionamento, do motor, - determinação de, pelo menos, uma quantidade de movimento (xMi, aMi) do lado da tomada de força, da parte móvel, - determinação de um sinal de erro (FStõr) , em função da quantidade de movimento (Φαί, ωΑι) do motor, medida do lado de accionamento, e da quantidade de movimento (xMi, aMi) da parte móvel medida do lado da tomada de força, caracterizado por compreender uma medição da quantidade de movimento (xmi, aMi) do lado da tomada de força e os seguintes passos de: - cálculo de um primeiro valor de comparação (FL1) para uma força motriz ou um binário de accionamento do motor, com base na quantidade de movimento (Φαί, ωΑΐ) do motor medidas do lado de accionamento, - cálculo de um segundo valor de comparação (FModell,i) para uma força motriz ou um binário de accionamento do motor, com base na quantidade de movimento (xMi, aMi) da parte móvel medida do lado da tomada de força, - comparação do primeiro valor de comparação (FLi) com o segundo valor de comparação (FMOdell,i) , e - produção do sinal de erro (Fstõr) em resposta à comparação de valores.
  2. 2 - Processo de monitorização de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser medida a velocidade ΕΡ 1 403 746/ΡΤ 2/3 (ωΑι) do motor e ser calculado o primeiro valor de comparaçao (FLi) com base na velocidade medida (ωΑι) do motor.
  3. 3 - Processo de monitorização de acordo com a reivindicação 1 e/ou a reivindicação 2, caracterizado por a posição (cpAi) do motor ser medida e o primeiro valor de comparação (FL1) ser calculado com base na posição medida (cpAi) do motor.
  4. 4 - Processo de monitorização de acordo com, pelo menos, uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a posição (xMi) , a velocidade (vMi) e/ou a aceleração (aMi) da parte móvel, serem medidas, e o segundo valor de comparação (FMqdell,i) para a força motriz ou para o binário de accionamento do motor ser calculado com base na posição medida (xMi) , na velocidade medida (vMi) , e/ou na aceleração medida (aMi) da parte móvel.
  5. 5 - Processo de monitorização de acordo com, pelo menos, uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o segundo valor de comparação (FMOdell,i) ser calculado por meio de um processo de cálculo recursivo, a partir da posição medida (xMi) , da velocidade medida (vMi) e/ou da aceleração medida (aMi) da parte móvel.
  6. 6 - Processo de monitorização de acordo com, pelo menos, uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o sistema de accionamento apresentar diversos eixos móveis, em que é medida a posição (φΑι) , a velocidade (ωΑι) e/ou a aceleração do motor para cada um dos eixos e em que é determinado o primeiro valor de comparação (FLi), em separado para os eixos individuais.
  7. 7 - Processo de monitorização de acordo com, pelo menos, uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o sistema de accionamento apresentar diversos eixos móveis, em que é medida a posição (xMi) , a velocidade (vMi) e/ou a aceleração (aMi) da parte móvel para os eixos individuais, e em que o segundo valor de comparação (FM0Dell,i) é calculado em separado para os eixos individuais. ΕΡ 1 403 746/ΡΤ 3/3
  8. 8 - Processo de monitorização de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o segundo valor de comparação (FM0Dell,i) t para os eixos individuais ser calculado como uma função da posição (xMi), da velocidade (vMi) e/ou da aceleração (aMi) da parte móvel nos vários eixos.
  9. 9 - Processo de monitorização de acordo com, pelo menos, uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o sinal de erro (Fstôr) ser determinado em separado para cada eixo do sistema de accionamento.
  10. 10 - Processo de monitorização de acordo com, pelo menos, uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ser determinada o valor médio móvel ponderado do sinal de erro (FSToR) . Lisboa, 2013-03-28
PT3021376T 2002-09-30 2003-09-22 Processo de detecção de colisões PT1403746E (pt)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10245594A DE10245594A1 (de) 2002-09-30 2002-09-30 Verfahren zur Kollisionserkennung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PT1403746E true PT1403746E (pt) 2013-04-04

Family

ID=31969716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT3021376T PT1403746E (pt) 2002-09-30 2003-09-22 Processo de detecção de colisões

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20050046376A1 (pt)
EP (1) EP1403746B1 (pt)
DE (1) DE10245594A1 (pt)
ES (1) ES2402292T3 (pt)
PT (1) PT1403746E (pt)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8046102B2 (en) * 2007-05-17 2011-10-25 Fanuc Robotics America, Inc. Control method for synchronous high speed motion stop for multi-top loaders across controllers
JP4582116B2 (ja) * 2007-06-06 2010-11-17 ソニー株式会社 入力装置、制御装置、制御システム、制御方法及びそのプログラム
DE102007033892A1 (de) * 2007-07-20 2009-01-22 Dürr Systems GmbH Verfahren zur Prozessdiagnose und Rotationszerstäuberanordnung
DE102007060682B4 (de) * 2007-12-17 2015-08-20 Kuka Roboter Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur modellbasierten Regelung eines Manipulators
DE102010033768A1 (de) * 2010-08-09 2012-02-09 Dürr Systems GmbH Steuersystem und Steuerverfahren für einen Roboter
DE102010044644B4 (de) 2010-09-07 2018-12-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Kollisionserkennung für eine Antriebseinheit
JP5927440B2 (ja) 2012-10-25 2016-06-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 ロボットの異常表示方法
EP2952300A1 (en) * 2014-06-05 2015-12-09 Aldebaran Robotics Collision detection
EP2954986B1 (de) 2014-06-10 2020-05-06 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Steuern und Regeln eines Mehrkörpersystems
JP6895242B2 (ja) * 2016-11-25 2021-06-30 株式会社東芝 ロボット制御装置、ロボット制御方法及びピッキング装置
DE102016015236A1 (de) * 2016-12-21 2018-06-21 Kuka Roboter Gmbh Steuern und/oder Überwachen eines Roboters
DE102016015237B4 (de) * 2016-12-21 2019-02-21 Kuka Roboter Gmbh Sichere Ermittlung von Achsstellungen und/oder -geschwindigkeiten eines Roboters
DE102017104335A1 (de) 2017-03-02 2018-09-06 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Bewegungsanalyse und Antriebsvorrichtung
DE102018112360B3 (de) 2018-05-23 2019-09-19 Franka Emika Gmbh Bereichsabhängige Kollisionsdetektion für einen Robotermanipulator
DE102018112370B4 (de) * 2018-05-23 2021-09-16 Franka Emika Gmbh Richtungsabhängige Kollisionsdetektion für einen Robotermanipulator
DE102019118897B3 (de) * 2019-07-12 2020-10-29 Franka Emika Gmbh Kollisionsdetektion für einen Robotermanipulator
DE102022123243B3 (de) 2022-09-13 2024-03-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Künstliche Intelligenz zur präzisen Bestimmung von Ausgangsdrehmomenten kollaborativer Roboter

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4376135A (en) * 1981-03-20 1983-03-08 Binks Manufacturing Company Apparatus for atomization in electrostatic coating and method
DE3214314A1 (de) * 1982-04-19 1983-10-20 J. Wagner AG, 9450 Altstätten Elektrostatische spruehvorrichtung
JPS58221131A (ja) * 1982-06-17 1983-12-22 Nippon Soken Inc トルク検出装置
GB8320827D0 (en) * 1983-08-02 1983-09-01 Sale Tilney Technology Ltd Coating workpieces
US4589597A (en) * 1983-10-03 1986-05-20 Graco Inc. Rotary atomizer spray painting device
EP0171042B1 (de) 1984-08-07 1988-07-27 Behr-Industrieanlagen GmbH & Co. Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Gegenständen
CH668008A5 (de) * 1985-04-30 1988-11-30 H U Ramseier Fa Elektrostatische pulverbeschichtungsanlage.
US4684064A (en) * 1985-08-19 1987-08-04 Graco Inc. Centrifugal atomizer
DE3609240C2 (de) 1986-03-19 1996-08-01 Behr Industrieanlagen Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Gegenständen
US4919333A (en) * 1986-06-26 1990-04-24 The Devilbiss Company Rotary paint atomizing device
DE3863562D1 (de) 1987-03-23 1991-08-14 Behr Industrieanlagen Vorrichtung zum elektrostatischen beschichten von werkstuecken.
DE3720201C1 (de) * 1987-06-16 1988-09-08 Ransburg Gmbh Spruehbeschichtungseinrichtung mit einer ringfoermigen Elektrodenanordnung fuer elektrisch leitfaehige Beschichtungsfluessigkeiten
JPH0195269U (pt) * 1987-12-18 1989-06-23
US4927081A (en) * 1988-09-23 1990-05-22 Graco Inc. Rotary atomizer
DE8908714U1 (de) * 1989-06-27 1989-09-14 I.S.T. Molchtechnik GmbH, 2000 Hamburg Rohrleitungsmolch
US5078321A (en) * 1990-06-22 1992-01-07 Nordson Corporation Rotary atomizer cup
DE4105116C2 (de) 1991-02-19 2003-03-27 Behr Industrieanlagen Vorrichtung und Verfahren zum elektrostatischen Beschichten von Gegenständen
JPH04348239A (ja) * 1991-03-25 1992-12-03 Mazda Motor Corp トルク・回転センサ
DE4121455C2 (de) * 1991-06-28 1994-10-27 Wagner Int Einrichtung zum Speisen von Pulverbeschichtungsgeräten mit einem Pulver-Luft-Gemisch
US5397063A (en) * 1992-04-01 1995-03-14 Asahi Sunac Corporation Rotary atomizer coater
US5633306A (en) * 1992-12-03 1997-05-27 Ransburg Corporation Nonincendive rotary atomizer
DE4306800C2 (de) * 1993-03-04 1998-07-02 Duerr Gmbh & Co Beschichtungsvorrichtung mit einem Rotationszerstäuber
JP3489035B2 (ja) 1993-04-07 2004-01-19 ノードソン株式会社 粉体塗布装置
US5300006A (en) * 1993-07-02 1994-04-05 Okuma Machine Tools Inc. Automatic tool changer
DE4342128A1 (de) 1993-12-10 1995-06-14 Abb Patent Gmbh Farbauftragvorrichtung
JP3275564B2 (ja) * 1994-09-21 2002-04-15 日産自動車株式会社 車両のトランスファ装置
US5683032A (en) * 1995-06-29 1997-11-04 Ford Global Technologies, Inc. Air measuring apparatus and method for paint rotary bell atomizers
JP3322100B2 (ja) * 1995-11-09 2002-09-09 日産自動車株式会社 回転霧化静電塗装装置
JPH09196128A (ja) * 1996-01-23 1997-07-29 Seiko Epson Corp 電気自動車の変速駆動装置及び変速駆動方法
DE19610588B4 (de) 1996-03-18 2010-08-05 Dürr Systems GmbH Beschichtungsmaschine mit auswechselbarem Behälter
DE19611369A1 (de) 1996-03-22 1997-09-25 Duerr Gmbh & Co Rotationszerstäuber zum elektrostatisch unterstützten Beschichten von Gegenständen mit Farben bzw. Lacken
JPH09276750A (ja) 1996-04-16 1997-10-28 Toyota Motor Corp 回転霧化静電塗装装置
GB9616577D0 (en) * 1996-08-07 1996-09-25 Lucas Ind Plc Improvements relating to gearboxes
DE19709988C2 (de) 1997-03-11 2002-01-24 Inlac Ind Lackieranlagen Gmbh Lackiereinrichtung mit mehreren kreisförmig geführten Farbleitungen
SE509443C2 (sv) * 1997-05-15 1999-01-25 Asea Brown Boveri Förfarande för övervakning av en manipulators rörelsestyrning
DE19728155A1 (de) * 1997-07-03 1999-01-07 Lactec Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Lackieren
DE19742588B4 (de) 1997-09-26 2009-02-19 Dürr Systems GmbH Verfahren zum serienweisen Beschichten von Werkstücken
DE69827476T2 (de) 1998-01-13 2005-10-27 Abb K.K. Beschichtungsvorrichtung mit einem drehenden sprühkopf
DE19805938A1 (de) * 1998-02-13 1999-08-19 Lactec Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Teilen
DE19830029A1 (de) 1998-07-04 2000-01-05 Audi Ag Anlage zum Beschichten von Gegenständen, insbesondere von Fahrzeug-Karosserien
JP3367641B2 (ja) * 1998-07-31 2003-01-14 株式会社安川電機 ロボットの制御装置
JP2000099105A (ja) * 1998-09-22 2000-04-07 Yaskawa Electric Corp 負荷機械の制御方法
DE19909369A1 (de) 1999-03-03 2000-09-21 Daimler Chrysler Ag Elektrostatischer Zerstäuber mit einem Gehäuse
KR20010020678A (ko) 1999-03-25 2001-03-15 윌리엄 비. 켐플러 프로그램가능한 실시간 화상 처리
JP3648134B2 (ja) 1999-07-13 2005-05-18 Abb株式会社 自動塗装装置
DE19937425A1 (de) 1999-08-07 2001-03-15 Eisenmann Lacktechnik Kg Lackiervorrichtung für Pulverlack
JP2001051721A (ja) * 1999-08-17 2001-02-23 Yaskawa Electric Corp 衝突検出装置
DE19959473A1 (de) * 1999-12-10 2001-06-13 Frederic Dietrich Vorrichtung und Verfahren zum pneumatischen Fördern pulverförmiger Stoffe sowie Verwendung der Vorrichtung
DE19961271A1 (de) 1999-12-18 2001-07-05 Duerr Systems Gmbh Lackiereinrichtung
DE10001570A1 (de) 2000-01-15 2001-07-19 Lactec Gmbh Elektrostatischer Rotationszerstäuber
JP3694212B2 (ja) * 2000-03-28 2005-09-14 本田技研工業株式会社 車輪速センサの故障判定装置
DE10033986A1 (de) 2000-07-13 2002-01-24 Duerr Systems Gmbh Verfahren zur Verwendung eines Molches in einer Beschichtungsanlage und Molch hierfür
DE10033987A1 (de) 2000-07-13 2002-01-24 Duerr Systems Gmbh Verfahren zur Versorgung eines Beschichtungsorgans für die elektrostatische Serienbeschichtung von Werkstücken und Versorgungssystem hierfür
DE10059041C2 (de) * 2000-11-28 2002-11-14 Lactec Ges Fuer Moderne Lackte Verfahren und Vorrichtung zum Fördern von elektrisch leitfähigen Lacken zwischen unterschiedlichen Spannungspotenzialen
EP1215096B1 (en) * 2000-12-14 2011-04-06 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Apparatus and method for identifying tires and apparatus and method for evaluating road surface conditions
DE10063234C1 (de) 2000-12-19 2002-07-04 Duerr Systems Gmbh Schlauchsystem mit einem molchbaren Schlauch
DE10130173A1 (de) 2001-06-22 2003-01-02 Duerr Systems Gmbh Pulverbeschichtungsanlage
US6678583B2 (en) * 2001-08-06 2004-01-13 Seminet, Inc. Robotic storage buffer system for substrate carrier pods
KR100752928B1 (ko) 2005-12-08 2007-08-29 씨제이 주식회사 L-라이신 발효 공정

Also Published As

Publication number Publication date
DE10245594A1 (de) 2004-04-08
EP1403746A3 (de) 2008-11-05
EP1403746A2 (de) 2004-03-31
US20060129348A1 (en) 2006-06-15
US7328123B2 (en) 2008-02-05
US20050046376A1 (en) 2005-03-03
ES2402292T3 (es) 2013-04-30
EP1403746B1 (de) 2013-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PT1403746E (pt) Processo de detecção de colisões
US10730186B2 (en) Method and device for open-loop/closed-loop control of an actuator-driven robot joint
Ghalamchi et al. Real-time vibration-based propeller fault diagnosis for multicopters
JP3163187B2 (ja) リフトドアの動的質量および平均摩擦力を確認するための方法および装置
CN107810159B (zh) 用于电梯设备的监控装置
EP0659639B1 (en) Active hand controller system
JP2015508367A (ja) エレベータケージの移動動作を監視する方法および制御装置
US6218801B1 (en) Method for supervision of the movement control of a manipulator
JP7044444B2 (ja) 動力システムのための可変挙動制御機構
US4880082A (en) Method for determining the position of an elevator car and a pulse count based floor selector
US4300663A (en) Elevator door motion mode control
EP3650298B1 (en) System for integrated auto-steering and auto-braking mechanism in autonomous vehicles as a retro fit
CN109079856A (zh) 机器人的碰撞检测方法和装置
KR20070041603A (ko) 인코더 고장 검출 시스템 및 방법
US20100211273A1 (en) Method and device for increasing the precision of the position determination of a motor-driven closure element of a vehicle
US11724794B2 (en) Cockpit inceptor system
WO2016040568A1 (en) Elevator load weighing system
BR102018069016B1 (pt) Sistema para detectar uma falha mecânica de um eixo rotativo de um componente
WO1981001836A1 (en) Elevator door motion reversal
CN112631245B (zh) 一种基于扩展状态观测器的飞机机电作动系统故障检测方法
WO1981001834A1 (en) Elevator door motor compensations
CN110328664A (zh) 碰撞检测方法及装置
US4305480A (en) Integral gain elevator door motion control
JP6752176B2 (ja) エレベーター制御システム
CN115389077B (zh) 碰撞检测方法、装置、控制设备及可读存储介质