WO2016091678A1 - Verfahren zum überwachen wenigstens eines industrieroboters, industrieroboter und system mit mehreren industrierobotern - Google Patents

Verfahren zum überwachen wenigstens eines industrieroboters, industrieroboter und system mit mehreren industrierobotern Download PDF

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WO2016091678A1
WO2016091678A1 PCT/EP2015/078350 EP2015078350W WO2016091678A1 WO 2016091678 A1 WO2016091678 A1 WO 2016091678A1 EP 2015078350 W EP2015078350 W EP 2015078350W WO 2016091678 A1 WO2016091678 A1 WO 2016091678A1
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energy consumption
industrial robot
robot
work task
industrial
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PCT/EP2015/078350
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Inventor
Johann Haertl
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Kuka Systems Gmbh
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    • 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
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • 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
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • 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
    • G05B2219/39361—Minimize time-energy cost

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring at least one industrial robot, an industrial robot and a system, in particular a production plant, which comprises a plurality of industrial robots.
  • Industrial robots in general are handling machines that are equipped for the automatic handling of objects with appropriate tools, so-called end effectors and programmable in several axes of motion, in particular with regard to orientation, position and workflow for an automatic execution of a task.
  • Industrial robots typically have a robotic arm with a plurality of links arranged one behind the other and programmable controllers (control devices) which control or regulate motors of the industrial robot for the movements of the robot arm during an automatic operation of the industrial robot.
  • corresponding computer programs, so-called user programs run on the control devices.
  • the motors are preferably electric motors. It is desirable for the industrial robot to be operated as much as possible in such a way that it consumes as little electrical energy as possible for the current work task. For this purpose, the industrial robots for automatic operation can be programmed accordingly.
  • such energy-optimized programming of industrial robots ⁇ is based on an optimization of the path planning, which occurs for example during an offline programming of industrial robot for meadow using a special additional software.
  • path planning which occurs for example during an offline programming of industrial robot for meadow using a special additional software.
  • these pre-programmed opti ⁇ tracks are for example due to adjustments changed on the system, so that the one or more industrial robots in operation no longer be operated in an energy optimized.
  • EP 2 485 875 B1 discloses a method for reducing the power consumption of an industrial robot which is intended to perform a task during a work cycle. For the process, a model for the energy consumption of the industrial robot in dependence on the movement of the robot arm is created.
  • WO 2012/069129 A1 discloses a method and control means for controlling a robot arrangement comprising at least two robots.
  • a process section point is determined, a process section time for the process section point is determined, and a section time for one of the robots is assigned based on the process section time.
  • a workflow of the robot is optimized on the basis of the assigned section time, wherein a quality criterion of the optimization is determined on the basis of an energy quantity of the robot.
  • the object of the present invention is to provide a way to monitor the electrical energy consumption of an industrial robot in operation improved.
  • the object of the invention is achieved by a method for monitoring an industrial robot which has a robot arm and a control device, comprising the following method steps: - during the normal operation of the industrial robot ⁇ and controlled by the control device automatically moving the robot arm such that a mounted on the robot arm end effector moves during carried out by means of the end effector working object along a predetermined path,
  • a display device displaying an indication of the measured current energy consumption and an indication of the comparative energy consumption value, and / or determining a deviation between the measured current energy consumption and the retrieved
  • the method according to the invention can be carried out by means of the industrial robot or its control device.
  • the robotic arm comprises a plurality of links and motors arranged one behind the other for moving the links relative to each other, and the control device is in particular arranged to at least indirectly actuate the motors for moving the robot arm.
  • One aspect of the invention thus relates to an industrial robot comprising a control device and a robot arm comprising a plurality of links and motors arranged one behind the other for moving the links relative to one another, wherein the control device is adapted to drive the motors at least indirectly such that the robot arm is so automatically moves that an end effector attached to the robot arm moves along a predetermined path during a work task to be performed by the end effector, and the industrial robot, in particular its control device, is set up to carry out the method according to the invention.
  • Another aspect of the invention relates to a system comprising a plurality of industrial robots each having a control device and a robot arm comprising a plurality of links and motors arranged one behind the other for moving the links relative to one another, the control devices each being arranged to drive the respective motors of the at least indirectly so that this robotic arm moves so automatically that an end effector attached to this robotic arm moves along a predetermined path during a work task to be performed by the corresponding end effector, at least one of the industrial robots, in particular its control device, being arranged perform inventive method, and / or wherein the system has a central computer connected to the control devices and the system, in particular its central computer is set up for at least one of the industrial ⁇ robot perform the inventive method.
  • the system is in particular a production plant.
  • the invention it is thus provided, during the normal operation of the industrial robot controlled by its control device, to automatically move the robot arm such that the end effector attached to the robot arm moves along the predetermined path during the work task to be performed by the end effector.
  • Industrial robots accordingly at least one work task within a work cycle or a work cycle.
  • the industrial robot or its control device is suitably programmed for this purpose.
  • the electrical energy required for the current work task ie the current electrical energy consumption for carrying out the current work task, is measured.
  • This can e.g. the industrial robot perform itself.
  • it is also possible to measure the energy consumption at an electrical feed for the industrial robot.
  • a stored comparison energy consumption value associated with the work task is retrieved.
  • This can e.g. be stored in the control device, in the central computer of the manufacturing plant or the system or in a central memory.
  • the comparison of energy consumption value was established, for example based on measured energy consumption values, required that at least one further industrial properties under Betreib ⁇ robot associated with the same type of robot, such as the industrial robot for the current work task work task.
  • the comparative energy consumption value is, for example, an average value of a plurality of such measured energy consumption values.
  • the comparative energy consumption value represents in particular an empirically based reference value. Additionally or alternatively, the comparative energy consumption value may also have been determined on the basis of a simulated, in particular energy-optimized, path planning for the industrial robot and the current work task. Subsequently, an indication of the measured electrical energy consumption and an indication of the retrieved comparative energy consumption value by means of the display device is displayed.
  • the deviation between the measured current energy consumption value and the retrieved comparison energy consumption value is determined and an indication of this deviation is displayed by means of the display device.
  • an operator of the industrial robot or the manufacturing plant in a relatively simple manner to check whether the energy consumption of the industrial robot for the current task is within the ordinary, possibly umzuprogrammieren the industrial robot, so that in the future performs the task energy-saving.
  • an energy consumption value can be displayed which is assigned to a simulated, energy-optimized path planning for the work task. This allows the operator to decide relatively quickly whether reprogramming the industrial robot for the task will result in significant energy savings.
  • the display device may, for example, be part of a programming device connected or connectable to the control device.
  • the programmer is in particular a handheld programmer. This can then optionally be used for reprogramming the industrial robot.
  • There may be a database may be provided, in which a plurality of stored by comparison energy consumption values respectively different work functions and / or different types of robots are assigned, wherein one of these comparison energy consumption values of the working ⁇ task associated comparison power consumption value and the assigned the task comparison ⁇ energy consumption value of the database is retrieved.
  • the database thus stores, in particular, experience-based reference values for different robot types and different work tasks.
  • the database can be stored for example in the control device of the industrial robot.
  • the deviation between the measured current energy consumption value and the retrieved comparison energy consumption value exceeds a predetermined level, it may be provided to change the path associated with the current work task, preferably to optimize the electrical energy consumption of the industrial robot for the
  • Work task is reduced.
  • it may be provided to reprogram the industrial robot for the work task in an energy-optimized manner, in particular, should the energy consumption be too large in comparison with the comparative energy consumption value.
  • This reprogramming i. the changing or optimizing can e.g. manually preferably by means of the programmer or the handheld programmer.
  • This reprogramming, i. Changing or optimizing can also be done automatically.
  • the reprogramming ie changing or optimizing
  • the control device can perform a self-optimization, in particular based on operator inputs to the current movement cycle, ie the current work task. Inputs to this example, the maximum cycle time for the station and / or the maximum allowed From ⁇ deviation from a teach-trajectory.
  • the energy consumption value assigned to energy-optimized path planning can be added to the database.
  • an operator at the installation site of the industrial robot can be assisted in a possibly energy-efficient programming of the industrial robot.
  • These may halt values depending on the embodiment of the industrial robot of the invention or of the method or fiction, ⁇ according to the inventive system, for example, in the control device preferably based on experience arrival, ie comparison energy consumption values for be ⁇ agreed work objects are stored, so that the Bedi ⁇ enperson the energy efficiency compared
  • the average of preferably all previous versions of the current work task can be visualized.
  • the result of the optimal path planning determined by the simulation can be displayed as a benchmark.
  • a database of metrics can be created or provided that contains the average power consumption of an industrial robot for various tasks.
  • This example includes information about a category of the industrial robot, that is, the robot type, and the type of Ar ⁇ beitsaufgabe, including handling, welding, arc welding, etc., and measured power consumption values.
  • It may also be an offline programming provided with energy opti ⁇ -optimized path planning.
  • the values may be transferred to the controller (e.g., task specific transfer or access of the controller to the database).
  • the energy consumption per cycle, i. Work task is determined or measured e.g. by the control device itself or by measuring the energy consumption at an electrical feed for the industrial robot.
  • the current energy consumption is preferably compared with the comparative energy consumption value obtained from the database and / or from the simulation.
  • the predetermined path can be optimized to be e.g. if the deviation is too large, the average value / simulation value, i. to approach the comparative energy consumption value.
  • Fig. 2 is a flowchart illustrating a
  • Fig. 3 shows a production plant with several
  • FIG. 1 shows an industrial robot 1 having a robot arm 2 and a control device 10.
  • the robot arm 2 comprises a plurality of links arranged one after the other and connected by joints.
  • the links are in particular a stationary or movable frame 3 and a carousel 4 rotatably mounted relative to the frame 3 about a vertical axis AI.
  • Further links of the robot arm 2 are in the case of the present embodiment a rocker 5, a boom 6 and a preferably multi-axis robot hand 7 with an example fastening device designed as a flange 8 for fastening an end effector 13.
  • the end effector 13 is e.g. a welding device and is provided to process the industrial robot 1 in the course of a work task, the workpiece 14 automatically during operation.
  • the workpiece 14 is e.g. a vehicle body.
  • the rocker 5 is pivotally mounted at the lower end, for example on a swing bearing head not shown on the carousel 4 about a preferably horizontal axis A2.
  • a swing bearing head not shown on the carousel 4 about a preferably horizontal axis A2.
  • At the upper end of the rocker 5 is in turn about a likewise preferably horizontal axis A3 of the boom 6 pivotally stored.
  • This end carries the robot hand 7 with its preferably three axes A4, A5, A6.
  • the industrial robot 1 or its robot arm 2 In order to move the industrial robot 1 or its robot arm 2, it comprises drives which are connected in a generally known manner to the control device 10 (robot control).
  • the drives are in particular electric drives, which include electric motors 9. At least the motors or the electric motors 9 are arranged or fastened in or on the robot arm 2. In Fig. 1, only some of the electric motors 9 are shown.
  • Power electronics of the electric drives are arranged for example within a housing of a control cabinet, not shown, in which, for example, the control device 10 is arranged.
  • the electric motors 9 are in the case of the present embodiment ⁇ example, three-phase motors, such as three-phase synchronous motors.
  • the power electronics can also be arranged in and / or on the robot arm 2.
  • the control device 10 includes, for example, a processor not shown in detail and may be embodied, for example, as a computer.
  • control device 10 On the control device 10 is running a computer program, a so-called user program, by means of which the control device 10 controls the drives in an automatic operation in the context of the task so possibly controls, so that the flange 8 of the industrial robot 1 and a Tool Center Point TCP or the End effector 13 performs a predetermined movement.
  • the drives are possibly regulated electrical drives.
  • the control device 10 controls in the normal operation of the industrial robot 1 also by means of User program attached to the flange 8 end effector 13 at.
  • the robot arm 2 is thus controlled by the control device 10 such that the end effector 13 attached to the robot arm 2 automatically moves along a predetermined path during a work task to be performed by the end effector 13.
  • the control device 10 In normal operation of the industrial robot 1 therefore performs at least one task within a work cycle or a duty cycle.
  • the work task is a welding operation by means of the end effector 13 designed as a welding device.
  • the user program running on the control device 10 has been e.g. created in advance by offline programming.
  • the user program was created in such a way that the industrial robot 1 performs its work task in such a way that the industrial robot 1 consumes as little electrical energy as possible for this work task.
  • the user program is designed to be energy-optimized.
  • FIG. 1 further shows a programming device, in particular a programming hand-held device 11, which is connected to the
  • Control device 10 can be connected.
  • the handheld programmer 11 comprises, in particular, a display device 12.
  • the user program can be modified, for example, during startup of the industrial robot 1.
  • the user program can be modified, for example, during startup of the industrial robot 1.
  • step A of the flow chart During the normal operation of the industrial ⁇ robot 1 is controlled by the control device 10 of the robot arm 2 so automatically moved such that the attached to the robot arm 2 end effector 13 moves while carried out by means of the end effector 13 working object along a predetermined path, step A of the flow chart.
  • the current electrical energy consumption of the industrial robot 1 for the current work task is measured, step B of the flowchart. It is also possible to measure the electrical power consumption of the industrial robot for the current task on an electrical power supply for the industrial robot 1.
  • the industrial robot 1 or its control device 10 is set up to retrieve a stored comparison energy consumption value associated with the work task, step C of the flowchart.
  • Comparative energy consumption value is stored in the control device 10, for example.
  • the comparative energy consumption value can also be stored externally or centrally, for example in a computer or in a memory, which the control device 10 is able to contact.
  • the stored comparison energy consumption value was determined, for example, based on measured energy consumption values, which required at least one further industrial robot comparable to the industrial robot 1, in operation, for a work task assigned to the current work task.
  • the at least one further industrial robot and the industrial robot 1 are thus industrial robots of the same robot type.
  • the comparative energy consumption value is, for example, an average value of a plurality of measured energy consumption values.
  • Comparative energy consumption value also be determined due to a simulated, especially energy-optimized path planning for the industrial robot 1 and the current task.
  • a database 15 can also be provided, in which a plurality of comparison energy consumption values are stored, which are each assigned to different work tasks and / or different robot types, one of the comparison energy consumption values being the comparison energy consumption value assigned to the work task.
  • the database 15 may be stored in the control device 10.
  • the database 15 can also be external. In this case, the control device 10 is set up to contact the database 15 to retrieve the comparison energy consumption value associated with the work task from the database 15.
  • step D of the flowchart by means of a display device, in particular by means of the display device 12 of the programming pendant 11 an indication of the measured current energy consumption and an indication of the Comparison energy consumption value displayed, step D of the flowchart.
  • control device 10 determines a deviation between the measured current energy consumption and the retrieved comparison energy consumption value and displays an indication of this deviation by means of the display device 12, step E of the flowchart.
  • the indication of the deviation may e.g. be color coded. Consumes e.g. the industrial robot 1 for the current task more electrical energy than a predetermined first measure compared to
  • the indication may e.g. be marked red. If the current energy consumption of the industrial robot 1 for the current work task corresponds approximately to the comparative energy consumption value or is even more economical, the indication may e.g. be highlighted in green. Consumes e.g. the industrial robot 1 for the current work task more electrical energy than a predetermined second measure, which is smaller than the first measure compared to the comparison energy consumption value, the indication can e.g. be highlighted in yellow. In addition, it may still be provided to display an indication of an energy consumption value by means of the display device 12, which was determined by means of energy-optimized path planning for the work task, step F of the flowchart.
  • the comparative energy consumption value or the deviation between the current electrical energy consumption and the comparative energy consumption value for example, it is made easier for a person determine or check whether the industrial robot 1 is programmed as energy-saving as possible for the current task, then optionally to change the programming of the industrial robot 1 for the current task, preferably to optimize.
  • This reprogramming of the industrial robot 1 can be done manually or automatically. The reprogramming is effected in particular by changing, in particular optimizing, the path assigned to the current work task in such a way that the electrical energy consumption of the industrial robot 1 for the work task is reduced, in particular if the deviation between the measured current
  • a simulated energy-optimized path planning for the work task can be carried out in order to change the given path due to the energy-optimized path planning.
  • the simulated energy-optimized path planning can preferably be carried out automatically, e.g. with the control device 10 of the industrial robot 1.
  • the energy consumption value assigned to the energy-optimized path planning can be added to the database 15.
  • FIG. 3 shows a system or production plant 31 having a plurality of industrial robots 1.
  • the industrial robots 1 may be of the same robot type as the industrial robot 1 shown in FIG. It is also possible for the industrial robot 1 shown in FIG. 1 to be part of the production system 31.
  • the industrial robots 1 of Production plant 31 can all be of the same robot type or different robot types.
  • the industrial robots 1 of the manufacturing facility 31 are provided to machine in an automated manner the workpiece 14 designed in particular as a vehicle body.
  • the end effectors 13 of the industrial robots 13 are e.g. Welding devices.
  • the end effectors 13 may be of the same type or may be different end effectors 13.
  • the industrial robots 1 or their control devices 10 are connected to a central computer 32.
  • the central computer 32 is e.g. a higher-level PLC control, in particular a so-called line PLC.
  • At least one of the industrial robots 1 or its control device 10 shown in FIG. 1 may be configured to carry out the method illustrated in FIG. 2 and described above. In this case it can also be provided that the information about the measured current energy consumption and the information about the comparison energy consumption value or the indication of the deviation by means of e.g. Display device 33 connected to the central computer 32 is displayed. If a plurality of the industrial robots 1 of the production facility 31 are set up to carry out the method described above in each case, then it can be provided that the corresponding details of all relevant industrial robots 1 are displayed by means of this display device 33.
  • the central computer 33 carries out the method described above for at least one of the industrial robots 1, preferably for several or even all industrial robots 1 of the production facility 31.
  • the comparative energy consumption value or the comparison energy consumption values can be stored in the central computer 32.
  • the database 15 is provided, in which the plurality of comparison energy consumption values are stored, which are each assigned to different work tasks and / or different industrial robots or robot types. Of these comparative energy consumption values, one is each for the relevant monitored

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Abstract

Verfahren zum Überwachen wenigstens eines Industrieroboters, Industrieroboter und System mit mehreren Industrierobotern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen wenigstens eines Industrieroboters (1), einen Industrieroboter (1) und ein System (31) mit mehreren Industrierobotern (1). Der Industrieroboter (1) umfasst einen Roboterarm (2) und eine Steuervorrichtung (10). Während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Industrieroboters (1) wird der Roboterarm (2) gesteuert durch die Steuervorrichtung (10) derart bewegt, dass sich ein am Roboterarm (2) befestigter Endeffektor (13) während einer mittels des Endeffektors (13) durchzuführenden Arbeitsaufgabe entlangeiner vorgegebenen Bahn bewegt. Der aktuelle elektrische Energieverbrauch des Industrieroboters (1) für die aktuelle Arbeitsaufgabewird gemessen, und ein der Arbeitsaufgabe zugeordneter, gespeicherter Vergleichsenergieverbrauchswert wird abgerufen. Mittels einer Anzeigevorrichtung (12, 33) wird eine Angabe über den gemessenen aktuellen Energieverbrauch und einer Angabe über den Vergleichsenergieverbrauchswert angezeigt, und/oder es wird eine Abweichung zwischen dem gemessenen aktuellen Energieverbrauch und dem abgerufenen Vergleichsenergieverbrauchswert ermittelt und eine Angabe über die Abweichung mittels der Anzeigevorrichtung (12, 33) angezeigt.

Description

Verfahren zum Überwachen wenigstens eines Industrieroboters, Industrieroboter und System mit mehreren Industrierobotern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen wenigstens eines Industrieroboters, einen Industrieroboter und ein System, insbesondere eine Fertigungsanlage, das bzw. die mehrere Industrierobotern umfasst.
Industrieroboter im Allgemeinen sind Handhabungsmaschinen, die zur selbsttätigen Handhabung von Objekten mit zweckdienlichen Werkzeugen, sogenannte Endeffektoren ausgerüstet und in mehreren Bewegungsachsen insbesondere hinsichtlich Orientierung, Position und Arbeitsablauf für ein automatisches Ausführen einer Arbeitsaufgabe programmierbar sind. Industrieroboter weisen üblicherweise einen Roboterarm mit mehreren, hintereinander angeordneten Gliedern und programmierbare Steuerungen (Steuervorrichtungen) auf, die während eines Automatikbetriebs des Industrieroboters Motoren des Industrieroboters für die Bewegungsabläufe des Roboterarms steuern bzw. regeln. Dazu laufen auf den Steuervorrichtungen entsprechende Rechenprogramme, sogenannte Anwenderprogramme. Die Motoren sind vorzugsweise elektrische Motoren. Es ist wünschenswert, dass der Industrieroboter möglichst derart betrieben wird, dass er für die aktuelle Arbeitsaufgabe möglichst wenig elektrische Energie verbraucht. Dazu können die Industrieroboter für den Automatikbetrieb entsprechend programmiert werden.
Eine solche energieoptimierte Programmierung von Industrie¬ robotern stützt sich z.B. auf eine Optimierung der Bahnplanung, welche z.B. während einer Offline Programmierung des Industrieroboters beispielswiese mithilfe einer speziellen Zusatzsoftware erfolgt. Während der Inbetriebnahme des In¬ dustrieroboters oder einer mehrere Industrieroboter aufwei¬ senden Anlage kann es jedoch sein, dass diese vorab opti¬ mierten Bahnen z.B. aufgrund von Anpassungen an der Anlage verändert werden, so dass der oder die Industrieroboter im Betrieb nicht mehr energieoptimiert betrieben werden.
Die EP 2 485 875 Bl offenbart ein Verfahren zum Verringern des Energieverbrauchs eines Industrieroboters, welcher vorgesehen ist, während eines Arbeitszyklus eine Aufgabe auszuführen. Für das Verfahren wird ein Modell für den Energieverbrauch des Industrieroboters in Abhängigkeit der Bewegung des Roboterarms erstellt.
Die WO 2012/069129 AI offenbart ein Verfahren und Steuermittel zur Steuerung einer Roboteranordnung, die wenigstens zwei Roboter umfasst. Es wird ein Prozessabschnittspunkt bestimmt, eine Prozessabschnittszeit für den Prozessabschnittspunkt ermittelt und eine Abschnittszeit für einen der Roboter auf Basis der Prozessabschnittszeit vergeben. Ein Arbeitsablauf des Roboters wird auf Basis der vergebenen Abschnittszeit optimiert, wobei ein Gütekriterium der Optimierung auf Basis einer Energiegröße des Roboters ermittelt wird. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit anzugeben, den elektrischen Energieverbrauch eines im Betrieb befindlichen Industrieroboters verbessert zu überwachen. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Überwachen eines Industrieroboters, der einen Roboterarm und eine Steuervorrichtung aufweist, aufweisend folgende Verfahrensschritte : - während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Industrie¬ roboters und gesteuert durch die Steuervorrichtung, automatisches Bewegen des Roboterarms derart, dass sich ein am Roboterarm befestigter Endeffektor während einer mittels des Endeffektors durchzuführenden Arbeitsaufgabe entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt,
- Messen des aktuellen elektrischen Energieverbrauchs des Industrieroboters für die aktuelle Arbeitsaufgabe,
- Abrufen eines der Arbeitsaufgabe zugeordneten, gespeicherten Vergleichsenergieverbrauchswertes, und
- mittels einer Anzeigevorrichtung, Anzeigen einer Angabe über den gemessenen aktuellen Energieverbrauch und einer Angabe über den Vergleichsenergieverbrauchswertes, und/oder Ermitteln einer Abweichung zwischen dem gemessenen aktuellen Energieverbrauch und dem abgerufenen
Vergleichsenergieverbrauchswert und Anzeigen einer Angabe über die Abweichung mittels der Anzeigevorrichtung.
Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren mittels des Industrieroboters bzw. dessen Steuervorrichtung durchgeführt werden .
Der Roboterarm umfasst insbesondere mehrere, hintereinander angeordnete Glieder und Motoren zum Bewegen der Glieder relativ zueinander, und die Steuervorrichtung ist insbesondere eingerichtet, die Motoren für das Bewegen des Roboterarms zumindest indirekt anzusteuern.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft somit einen Industrieroboter, aufweisend eine Steuervorrichtung und einen Roboterarm, der mehrere, hintereinander angeordnete Glieder und Motoren zum Bewegen der Glieder relativ zueinander umfasst, wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, die Motoren zumindest indirekt derart anzusteuern, sodass sich der Roboterarm derart automatisch bewegt, dass sich ein am Roboterarm befestigter Endeffektor während einer mittels des Endeffektors durchzuführenden Arbeitsaufgabe entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt, und der Industrieroboter, insbesondere dessen Steuervorrichtung eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen .
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System mit mehreren Industrierobotern, die jeweils eine Steuer- Vorrichtung und einen Roboterarm aufweisen, der mehrere, hintereinander angeordnete Glieder und Motoren zum Bewegen der Glieder relativ zueinander umfasst, wobei die Steuervorrichtungen jeweils eingerichtet sind, die entsprechenden Motoren des entsprechenden Roboterarms derart zumindest indirekt anzusteuern, sodass sich dieser Roboterarm derart automatisch bewegt, dass sich ein an diesem Roboterarm befestigter Endeffektor während einer mittels des entsprechenden Endeffektors durchzuführenden Arbeitsaufgabe entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt, wobei wenigstens einer der Industrieroboter, insbesondere dessen Steuervorrichtung eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, und/oder wobei das System einen mit den Steuervorrichtungen verbundenen zentralen Rechner aufweist und das System, insbesondere dessen zentraler Rechner eingerichtet ist, für zumindest einen der Industrie¬ roboter das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Das System ist insbesondere eine Fertigungsanlage.
Erfindungsgemäß ist es also vorgesehen, während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Industrieroboters gesteuert durch seine Steuervorrichtung den Roboterarm derart automatisch zu bewegen, dass sich der am Roboterarm befestigte Endeffektor während der mittels des Endeffektors durchzuführenden Arbeitsaufgabe entlang der vorgegebenen Bahn bewegt. Im bestimmungsgemäßen Betrieb führt der Industrieroboter demnach wenigstens eine Arbeitsaufgabe innerhalb eines Arbeitstaktes bzw. eines Arbeitszyklus durch. Der Industrieroboter bzw. dessen Steuervorrichtung ist dazu geeignet programmiert.
Die für die aktuelle Arbeitsaufgabe benötigte elektrische Energie, also der aktuelle elektrische Energieverbrauch zum Ausführen der aktuellen Arbeitsaufgabe, wird gemessen. Dies kann z.B. der Industrieroboter selber durchführen. Es kann aber auch der Energieverbrauch an einer elektrischen Einspeisung für den Industrieroboter gemessen werden.
Des Weiteren wird ein der Arbeitsaufgabe zugeordneter, gespeicherter Vergleichsenergieverbrauchswert abgerufen. Dieser kann z.B. in der Steuervorrichtung, in dem zentralen Rechner der Fertigungsanlage bzw. des Systems oder auch in einem zentralen Speicher gespeichert sein.
Der Vergleichsenergieverbrauchswert wurde z.B. aufgrund gemessener Energieverbrauchswerte ermittelt, welche wenigstens ein im Betreib befindlicher weiterer Industrie¬ roboter vom selben Robotertyp wie der Industrieroboter für eine der aktuellen Arbeitsaufgabe zugeordnete Arbeitsaufgabe benötigte. Der Vergleichsenergieverbrauchswert ist beispielsweise ein Durchschnittswert mehrerer solcher gemessener Energieverbrauchswerte. Der Vergleichsenergie¬ verbrauchswert stellt insbesondere einen erfahrungsbasierten Anhaltswert dar. Zusätzlich oder alternativ kann der Vergleichsenergieverbrauchswert auch aufgrund einer simulierten, insbesondere energieoptimierten Bahnplanung für den Industrieroboter und der aktuellen Arbeitsaufgabe ermittelt worden sein. Anschließend wird eine Angabe über den gemessenen elektrische Energieverbrauch und eine Angabe über den abgerufenen Vergleichsenergieverbrauchswert mittels der Anzeigevorrichtung angezeigt. Vorzugsweise wird zusätzlich oder alternativ die Abweichung zwischen dem gemessenen aktuellen Energieverbrauchswert und dem abgerufenen Vergleichsenergieverbrauchswert ermittelt und eine Angabe über diese Abweichung mittels der Anzeigevorrichtung angezeigt. Dadurch kann z.B. eine Bedienperson des Industrieroboters oder der Fertigungsanlage in relativ einfacher Weise überprüfen, ob der Energieverbrauch des Industrieroboters für die aktuelle Arbeitsaufgabe im Rahmen des Üblichen liegt, um gegebenenfalls den Industrieroboter umzuprogrammieren, damit dieser in Zukunft die Arbeitsaufgabe energiesparender ausführt.
Insbesondere wenn die Angabe über die Abweichung zwischen dem gemessenen aktuellen Energieverbrauchswert und dem abgerufenen Vergleichsenergieverbrauchswert mittels der Anzeigevorrichtung angezeigt wird, dann kann zusätzlich noch ein Energieverbrauchswert angezeigt werden, der einer simulierten, energieoptimierten Bahnplanung für die Arbeitsaufgabe zugeordnet ist. Dadurch wird es der Bedienperson ermöglicht, relativ schnell zu entscheiden, ob ein Umprogrammieren des Industrieroboters für die Arbeitsaufgabe eine deutliche Energieeinsparung ergibt.
Die Anzeigevorrichtung kann z.B. Teil eines mit der Steuervorrichtung verbundenen bzw. verbindbaren Programmiergerätes sein. Das Programmiergerät ist insbesondere ein Programmierhandgerät. Dieses kann dann gegebenenfalls auch für das Umprogrammieren des Industrieroboters verwendet werden. Es kann eine Datenbank vorgesehen sein, in der eine Mehrzahl von Vergleichsenergieverbrauchswerten gespeichert ist, die jeweils unterschiedlichen Arbeitsaufgaben und/oder verschiedenen Robotertypen zugeordnet sind, wobei einer dieser Vergleichsenergieverbrauchswerte der der Arbeits¬ aufgabe zugeordnete Vergleichsenergieverbrauchswert ist, und der der Arbeitsaufgabe zugeordnete Vergleichs¬ energieverbrauchswert von der Datenbank abgerufen wird. In der Datenbank sind somit insbesondere erfahrungsbasierte Anhaltswerte für verschiedene Robotertypen und verschiedene Arbeitsaufgaben gespeichert. Die Datenbank kann z.B. in der Steuervorrichtung des Industrieroboters hinterlegt sein.
Insbesondere wenn die Abweichung zwischen dem gemessenen aktuellen Energieverbrauchswertes und dem abgerufenen Vergleichsenergieverbrauchswert ein vorgegebenes Maß überschreitet, kann es vorgesehen sein, die der aktuellen Arbeitsaufgabe zugeordnete Bahn derart zu ändern, vorzugsweise zu optimieren, dass der elektrische Energieverbrauch des Industrieroboters für die
Arbeitsaufgabe verringert wird. Somit kann es vorgesehen sein, den Industrieroboter für die Arbeitsaufgabe insbesondere energieoptimiert umzuprogrammieren, sollte der Energieverbrauch im Vergleich zum Vergleichsenergieverbrauchswert zu groß sein. Dieses Umprogrammieren, d.h. das Ändern bzw. das Optimieren kann z.B. manuell vorzugsweise mittels des Programmiergerätes bzw. des Programmierhandgerätes erfolgen. Dieses Umprogrammieren, d.h. das Ändern bzw. das Optimieren kann aber auch automatisch erfolgen.
Vorzugsweise erfolgt das Umprogrammieren, d.h. das Ändern bzw. das Optimieren, indem eine Bahn für den Industrieroboter und der Arbeitsaufgabe simuliert wird, d.h. indem eine simulierte energieoptimierte Bahnplanung für die Arbeitsauf- gäbe durchgeführt wird und die vorgegebene Bahn aufgrund der energieoptimierten Bahnplanung geändert wird. Somit kann als ein Optimierungsschritt die Steuervorrichtung insbesondere anhand von Bedienereingaben zum aktuellen Bewegungszyklus, d.h. zur aktuellen Arbeitsaufgabe, eine Selbstoptimierung vornehmen. Eingaben hierzu sind beispielsweise die maximale Taktzeit für die Station und/oder die maximal erlaubte Ab¬ weichung von einer geteachten Bewegungsbahn. Der der energieoptimierten Bahnplanung zugeordnete Energieverbrauchswert kann zur Datenbank hinzugefügt werden.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Bedienperson am Aufstellort des Industrieroboters bei einer mög- liehst energieeffizienten Programmierung des Industrieroboters unterstützt werden. Dazu können je nach Ausführungsform des erfindungsgemäßen Industrieroboters bzw. des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Systems z.B. in der Steuervorrichtung vorzugsweise erfahrungsbasierte An- haltswerte, d.h. Vergleichsenergieverbrauchswerte für be¬ stimmte Arbeitsaufgaben hinterlegt werden, so dass der Bedi¬ enperson die Energieeffizienz im Vergleich z.B. zum Durchschnitt vorzugsweise aller bisherigen Ausführungen der aktuellen Arbeitsaufgabe visualisiert werden kann. Zudem kann das Ergebnis der durch die Simulation ermittelten, optimalen Bahnplanung als Benchmark angezeigt werden.
Je nach Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bzw. des erfindungsgemäßen Industrieroboters bzw. des erfin- dungsgemäßen Systems können folgende Schritte durchgeführt werden :
Es kann eine Datenbank mit Messwerten erstellt oder bereitgestellt werden, die den durchschnittlichen Energieverbrauch eines Industrieroboters für verschiedene Aufgaben enthält. Diese umfasst z.B. die Information über eine Kategorien des Industrieroboters, d.h. den Robotertyp, und die Art der Ar¬ beitsaufgabe, z.B. Handling, Punktschweißen, Schutzgasschweißen, usw., und gemessene Energieverbrauchswerte.
Es kann auch eine Offline Programmierung mit energieopti¬ mierter Bahnplanung vorgesehen sein.
Die Werte können in die Steuervorrichtung übertragen sein (z.B. aufgabenspezifische Übertragung oder Zugang der Steuervorrichtung zur Datenbank) .
Der Energieverbrauch pro Zyklus, d.h. Arbeitsaufgabe wird ermittelt bzw. gemessen z.B. durch die Steuervorrichtung selber oder durch Messung des Energieverbrauchs an einer elektrischen Einspeisung für den Industrieroboter.
Vorzugsweise wird der aktuelle Energieverbrauch mit dem aus der Datenbank und/oder aus der Simulation erhaltenen Ver- gleichsenergieverbrauchswert verglichen.
Gegebenenfalls kann die vorgegebene Bahn optimiert werden, um sich z.B. bei einer zu großen Abweichung dem Durchschnittswert / Simulationswert, d.h. dem Vergleichsenergie- Verbrauchswert zu nähern.
Es kann vorgesehen sein, ein internes Bahnoptimierungspro¬ gramm z.B. mit den Eingangsgrößen „maximale Taktzeit" und „zulässige Bahnabweichung" zu starten.
Es kann eine Rückmeldung der optimierten Energieverbrauchsdaten in die Datenbank vorgesehen sein. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 einen Industrieroboter in einer perspektivischen
Darstellung,
Fig. 2 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen einer
Überwachung des Industrieroboters, und
Fig. 3 eine Fertigungsanlage mit mehreren
Industrierobotern .
Die Fig. 1 zeigt einen Industrieroboter 1, der einen Roboterarm 2 und eine Steuervorrichtung 10 aufweist. Der Roboterarm 2 umfasst mehrere, nacheinander angeordnete und mittels Gelenke verbundene Glieder. Bei den Gliedern handelt es sich insbesondere um ein ortsfestes oder bewegliches Gestell 3 und ein relativ zum Gestell 3 um eine vertikal verlaufende Achse AI drehbar gelagertes Karussell 4. Weitere Glieder des Roboterarms 2 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Schwinge 5, ein Ausleger 6 und eine vorzugsweise mehrachsige Roboterhand 7 mit einer z.B. als Flansch 8 ausgeführten Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Endeffektors 13. Der Endeffektor 13 ist z.B. eine Schweißvorrichtung und ist vorgesehen, im Betrieb den Industrieroboter 1 im Rahmen einer Arbeitsaufgabe das Werkstück 14 automatisch zu bearbeiten. Das Werkstück 14 ist z.B. eine Fahrzeugkarosse.
Die Schwinge 5 ist am unteren Ende z.B. an einem nicht näher dargestellten Schwingenlagerkopf auf dem Karussell 4 um eine vorzugsweise horizontale Achse A2 schwenkbar gelagert. Am oberen Ende der Schwinge 5 ist wiederum um eine ebenfalls vorzugsweise horizontale Achse A3 der Ausleger 6 schwenkbar gelagert. Dieser trägt endseitig die Roboterhand 7 mit ihren vorzugsweise drei Achsen A4, A5, A6.
Um den Industrieroboter 1 bzw. dessen Roboterarm 2 zu bewegen, umfasst dieser in allgemein bekannter Weise mit der Steuervorrichtung 10 (Robotersteuerung) verbundene Antriebe. Die Antriebe sind insbesondere elektrische Antriebe, die elektrische Motoren 9 umfassen. Zumindest die Motoren bzw. die elektrischen Motoren 9 sind im oder am Roboterarm 2 angeordnet bzw. befestigt. In der Fig. 1 sind nur einige der elektrischen Motoren 9 gezeigt.
Leistungselektroniken der elektrischen Antriebe sind z.B. innerhalb eines Gehäuses eines nicht näher dargestellten Steuerschranks angeordnet, in dem z.B. auch die Steuervorrichtung 10 angeordnet ist. Die elektrischen Motoren 9 sind im Falle des vorliegenden Ausführungs¬ beispiels Drehstrommotoren, beispielsweise Drehstrom- Synchronmotoren. Die Leistungselektroniken können aber auch im und/oder am Roboterarm 2 angeordnet sein. Die Steuervorrichtung 10 umfasst z.B. einen nicht näher gezeigten Prozessor und kann z.B. als ein Computer ausgeführt sein. Auf der Steuervorrichtung 10 läuft ein Rechenprogramm, ein sogenanntes Anwenderprogramm, mittels dem die Steuervorrichtung 10 die Antriebe in einem Automatikbetrieb im Rahmen der Arbeitsaufgabe derart ansteuert, gegebenenfalls regelt, so dass der Flansch 8 des Industrieroboters 1 bzw. ein Tool Center Point TCP bzw. der Endeffektor 13 eine vorgegebene Bewegung durchführt. Die Antriebe sind gegebenenfalls geregelte elektrische Antriebe.
Die Steuervorrichtung 10 steuert im bestimmungsgemäßen Betrieb des Industrieroboters 1 auch mittels des Anwenderprogramms den am Flansch 8 befestigten Endeffektor 13 an .
Während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Industrie- roboters 1 wird also gesteuert durch die Steuervorrichtung 10 der Roboterarms 2 derart bewegt, dass sich der am Roboterarm 2 befestigte Endeffektor 13 während einer mittels des Endeffektors 13 durchzuführenden Arbeitsaufgabe automatisch entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt. Im bestimmungsgemäßen Betrieb führt der Industrieroboters 1 demnach wenigstens die eine Arbeitsaufgabe innerhalb eines Arbeitstaktes bzw. eines Arbeitszyklus durch.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Arbeitsaufgabe ein Schweißvorgang mittels des als Schweißvorrichtung ausgebildeten Endeffektors 13.
Das auf der Steuervorrichtung 10 laufende Anwenderprogramm wurde z.B. vorab durch eine offline-Programmierung erstellt. Insbesondere wurde das Anwenderprogramm derart erstellt, dass der Industrieroboter 1 im Betrieb seine Arbeitsaufgabe derart ausführt, dass der Industrieroboter 1 für diese Arbeitsaufgabe möglichst wenig elektrische Energie verbraucht. Insbesondere ist das Anwenderprogramm energieoptimiert ausgeführt.
Die Fig. 1 zeigt ferner ein Programmiergerät, insbesondere ein Programmierhandgerät 11, welches an die
Steuervorrichtung 10 angeschlossen werden kann. Das Programmierhandgerät 11 umfasst insbesondere eine Anzeigevorrichtung 12. Mittels des Programmierhandgerätes 11 kann z.B. das Anwenderprogramm z.B. während einer Inbetriebnahme des Industrieroboters 1 modifiziert werden. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der
Industrieroboter 1 bzw. dessen Steuervorrichtung 10 eingerichtet, folgendes Verfahren zum Überwachen des
Industrieroboters 1 durchzuführen, das mittels eines in der der Fig. 2 gezeigten Flussdiagramms veranschaulicht ist:
Während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Industrie¬ roboters 1 wird gesteuert durch die Steuervorrichtung 10 der Roboterarms 2 derart automatisch bewegt, dass sich der am Roboterarm 2 befestigte Endeffektor 13 während der mittels des Endeffektors 13 durchzuführenden Arbeitsaufgabe entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt, Schritt A des Flussdiagramms . Vorzugsweise mittels des Industrieroboters 1 bzw. dessen Steuervorrichtung 10 wird der aktuelle elektrische Energieverbrauch des Industrieroboters 1 für die aktuelle Arbeitsaufgabe gemessen, Schritt B des Flussdiagramms. Es ist auch möglich, den elektrischen Energieverbrauch des Industrieroboters für die aktuelle Arbeitsaufgabe an einer elektrischen Energieeinspeisung für den Industrieroboter 1 zu messen.
Des Weiteren ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Industrieroboter 1 bzw. dessen Steuervorrichtung 10 eingerichtet, einen der Arbeitsaufgabe zugeordneten, gespeicherten Vergleichsenergieverbrauchswert abzurufen, Schritt C des Flussdiagramms. Der
Vergleichsenergieverbrauchswert ist z.B. in der Steuervorrichtung 10 gespeichert. Der Vergleichsenergie¬ verbrauchswert kann aber auch extern bzw. zentral z.B. in einem Rechner oder in einem Speicher gespeichert sein, den die Steuervorrichtung 10 zu kontaktieren vermag. Der gespeicherte Vergleichsenergieverbrauchswert wurde z.B. aufgrund gemessener Energieverbrauchswerte ermittelt, welche wenigstens ein dem Industrieroboter 1 vergleichbarer, im Betrieb befindlicher weiterer Industrieroboter für eine der aktuellen Arbeitsaufgabe zugeordnete Arbeitsaufgabe benötigte. Der wenigstens eine weitere Industrieroboter und der Industrieroboter 1 sind somit Industrieroboter desselben Robotertyps. Der Vergleichsenergieverbrauchswert ist beispielsweise ein Durchschnittswert mehrerer gemessener Energieverbrauchswerte.
Zusätzlich oder alternativ kann der
Vergleichsenergieverbrauchswert auch aufgrund einer simulierten, insbesondere energieoptimierten Bahnplanung für den Industrieroboter 1 und der aktuellen Arbeitsaufgabe ermittelt worden sein.
Es kann auch eine Datenbank 15 vorgesehen sein, in der eine Mehrzahl von Vergleichsenergieverbrauchswerten gespeichert ist, die jeweils unterschiedlichen Arbeitsaufgaben und/oder verschiedenen Robotertypen zugeordnet sind, wobei einer der Vergleichsenergieverbrauchswerte der der Arbeitsaufgabe zugeordnete Vergleichsenergieverbrauchswert ist. Die Datenbank 15 kann in der Steuervorrichtung 10 gespeichert sein. Die Datenbank 15 kann aber auch extern sein. In diesem Fall ist die Steuervorrichtung 10 eingerichtet, die Datenbank 15 zu kontaktieren, um den der Arbeitsaufgabe zugeordneten Vergleichsenergieverbrauchswert von der Datenbank 15 abzurufen.
Anschließend wird mittels einer Anzeigevorrichtung, insbesondere mittels der Anzeigevorrichtung 12 des Programmierhandgerätes 11 eine Angabe über den gemessenen aktuellen Energieverbrauch und einer Angabe über den Vergleichsenergieverbrauchswert angezeigt, Schritt D des Flussdiagramms .
Alternativ oder zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass insbesondere die Steuervorrichtung 10 eine Abweichung zwischen dem gemessenen aktuellen Energieverbrauch und dem abgerufenen Vergleichsenergieverbrauchswert ermittelt und eine Angabe über diese Abweichung mittels der Anzeigevorrichtung 12 anzeigt, Schritt E des Flussdiagramms. Die Angabe über die Abweichung kann z.B. farblich kodiert sein. Verbraucht z.B. der Industrieroboter 1 für die aktuelle Arbeitsaufgabe mehr elektrische Energie als ein vorgegebenes erstes Maß verglichen zum
Vergleichsenergieverbrauchswert, so kann die Angabe z.B. rot markiert sein. Entspricht der aktuelle Energieverbrauch des Industrieroboter 1 für die aktuelle Arbeitsaufgabe in etwa dem Vergleichsenergieverbrauchswert oder ist sogar sparsamer, so kann die Angabe z.B. grün markiert sein. Verbraucht z.B. der Industrieroboter 1 für die aktuelle Arbeitsaufgabe mehr elektrische Energie als ein vorgegebenes zweites Maß, das kleiner ist als das erste Maß, verglichen zum Vergleichsenergieverbrauchswert, so kann die Angabe z.B. gelb markiert sein. Zusätzlich kann es noch vorgesehen sein, eine Angabe über einen Energieverbrauchswert mittels der Anzeigevorrichtung 12 anzuzeigen, der mittels einer energieoptimierten Bahnplanung für die Arbeitsaufgabe ermittelt wurde, Schritt F des Flussdiagramms.
Aufgrund der angezeigten Angaben über den aktuellen Energieverbrauch, der Vergleichsenergieverbrauchswert bzw. der Abweichung zwischen dem aktuellen elektrischen Energieverbrauch und dem Vergleichsenergieverbrauchswert wird es z.B. einer Person erleichtert ermöglicht festzustellen bzw. zu überprüfen, ob der Industrieroboter 1 für die aktuelle Arbeitsaufgabe möglichst energiesparend programmiert ist, um daraufhin gegebenenfalls die Programmierung des Industrieroboters 1 für die aktuelle Arbeitsaufgabe zu ändern, vorzugsweise zu optimieren. Dieses Umprogrammieren des Industrieroboters 1 kann manuell oder auch automatisch erfolgen. Das Umprogrammieren erfolgt insbesondere durch ein Ändern, insbesondere Optimieren der der aktuellen Arbeitsaufgabe zugeordneten Bahn derart, dass der elektrische Energieverbrauch des Industrieroboters 1 für die Arbeitsaufgabe verringert wird, insbesondere wenn die Abweichung zwischen dem gemessenen aktuellen
Energieverbrauchswertes und dem abgerufenen
Vergleichsenergieverbrauchswert das vorgegebene erste Maß überschreitet, Schritt G des Flussdiagramms.
Um die Programmierung des Industrieroboters 1 zu ändern, kann vorzugsweise eine simulierte energieoptimierte Bahnplanung für die Arbeitsaufgabe durchgeführt werden, um die vorgegebene Bahn aufgrund der energieoptimierten Bahnplanung zu ändern. Die simulierte energieoptimierte Bahnplanung kann vorzugsweise automatisiert durchgeführt werden, z.B. mit der Steuervorrichtung 10 des Industrieroboters 1.
Der der energieoptimierten Bahnplanung zugeordnete Energieverbrauchswert kann zur Datenbank 15 zugefügt werden.
Die Figur 3 zeigt eine System bzw. eine Fertigungsanlage 31 mit mehreren Industrierobotern 1. Die Industrieroboter 1 können vom selben Robotertyp wie der in der Figur 1 gezeigte Industrieroboter 1 sein. Es ist auch möglich, dass der in der Figur 1 gezeigte Industrieroboter 1 Teil der Fertigungsanlage 31 ist. Die Industrieroboter 1 der Fertigungsanlage 31 können alle vom selben Robotertyp oder auch unterschiedliche Robotertypen sein.
Die Industrieroboter 1 der Fertigungsanlage 31 sind vorgesehen, in automatisierter Weise das insbesondere als Fahrzeugkarosse ausgebildete Werkstück 14 zu bearbeiten. Die Endeffektoren 13 der Industrieroboter 13 sind z.B. Schweißvorrichtungen. Die Endeffektoren 13 können vom selben Typ sein oder auch unterschiedliche Endeffektoren 13 sein.
Im Falle des in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiels sind die Industrieroboter 1 bzw. deren Steuervorrichtungen 10 mit einem zentralen Rechner 32 verbunden. Der zentrale Rechner 32 ist z.B. eine übergeordnete SPS-Steuerung, insbesondere eine sogenannte Linien-SPS.
Wenigstens einer der in der Fig. 1 gezeigte Industrieroboter 1 bzw. dessen Steuervorrichtung 10 kann eingerichtet sein, das in der Figur 2 veranschaulichte und weiter oben beschriebene Verfahren auszuführen. In diesem Fall kann es auch vorgesehen sein, dass die Angabe über den gemessenen aktuellen Energieverbrauch und die Angabe über den Vergleichsenergieverbrauchswert bzw. die Angabe über die Abweichung mittels einer z.B. mit dem zentralen Rechner 32 verbundenen Anzeigevorrichtung 33 angezeigt wird. Sind mehrere der Industrieroboter 1 der Fertigungsanlage 31 eingerichtet, das weiter oben beschriebene Verfahren jeweils durchzuführen, dann kann es vorgesehen sein, dass die entsprechenden Angaben aller relevanter Industrieroboter 1 mittels dieser Anzeigevorrichtung 33 angezeigt werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der zentrale Rechner 33 das weiter oben beschriebene Verfahren für zumindest einen der Industrieroboter 1, vorzugsweise für mehrere oder gar alle Industrieroboter 1 der Fertigungsanlage 31 durchführt. Dabei kann der Vergleichsenergieverbrauchswert bzw. können die Vergleichsenergieverbrauchswerte in dem zentralen Rechner 32 gespeichert sein. Vorzugsweise ist die Datenbank 15 vorgesehen, in der die Mehrzahl von Vergleichsenergieverbrauchswerten gespeichert ist, die jeweils unterschiedlichen Arbeitsaufgaben und/oder verschiedenen Industrierobotern bzw. Robotertypen zugeordnet sind. Von diesen Vergleichsenergieverbrauchswerten ist jeweils einer für die relevanten überwachten
Industrieroboter 1 zugeordnet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Überwachen eines Industrieroboters (1), der einen Roboterarm (2) und eine Steuervorrichtung (10) aufweist, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
- während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Industrieroboters (1) und gesteuert durch die Steuervorrichtung (10), automatisches Bewegen des Roboterarms (2) derart, dass sich ein am Roboterarm
(2) befestigter Endeffektor (13) während einer mittels des Endeffektors (13) durchzuführenden Arbeitsaufgabe entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt,
- Messen des aktuellen elektrischen Energieverbrauchs des Industrieroboters (1) für die aktuelle Arbeitsaufgabe,
- Abrufen eines der Arbeitsaufgabe zugeordneten, gespeicherten Vergleichsenergieverbrauchswertes, und - mittels einer Anzeigevorrichtung (12, 33), Anzeigen einer Angabe über den gemessenen aktuellen Energieverbrauch und einer Angabe über den Vergleichsenergieverbrauchswertes, und/oder Ermitteln einer Abweichung zwischen dem gemessenen aktuellen Energieverbrauch und dem abgerufenen
Vergleichsenergieverbrauchswert und Anzeigen einer Angabe über die Abweichung mittels der Anzeigevorrichtung (12, 33).
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Anzeigevorrichtung (12) Teil eines mit der Steuervorrichtung (10) verbundenen Programmiergerätes, insbesondere eines Programmierhandgerätes (11) ist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der gespeicherte Vergleichsenergieverbrauchswert aufgrund gemessener Energieverbrauchswerte ermittelt wurde, welche wenigstens ein im Betrieb befindlicher weiterer Industrieroboter vom selben Robotertyp wie der Industrieroboter (1) für eine der aktuellen Arbeitsaufgabe zugeordnete Arbeitsaufgabe benötigte.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Vergleichsenergieverbrauchswert aufgrund einer simulierten, insbesondere energieoptimierten Bahnplanung für den Industrieroboter (1) und der aktuellen Arbeitsaufgabe ermittelt wurde, und/oder Anzeigen des der simulierten Bahnplanung zugeordneten
Energieverbrauchswertes mittels der Anzeigevorrichtung (12, 33) .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Datenbank (15) vorgesehen ist, in der eine Mehrzahl von Vergleichsenergieverbrauchswerten gespeichert ist, die jeweils unterschiedlichen Arbeitsaufgaben und/oder verschiedenen Robotertypen zugeordnet sind, wobei einer dieser Vergleichsenergieverbrauchswerte der der Arbeitsaufgabe zugeordnete Vergleichsenergieverbrauchswert ist, und der der Arbeitsaufgabe zugeordnete Vergleichsenergieverbrauchswert von der Datenbank (15) abgerufen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, zusätzlich aufweisend Ändern, insbesondere Optimieren der der aktuellen Arbeitsaufgabe zugeordneten Bahn derart, dass der elektrische Energieverbrausch des Industrieroboters (1) für die Arbeitsaufgabe verringert wird, insbesondere wenn die Abweichung zwischen dem gemessenen aktuellen Energieverbrauchs und dem abgerufenen
Vergleichsenergieverbrauchswert ein vorgegebenes Maß überschreitet .
Verfahren nach Anspruch 6, aufweisend Durchführen einer simulierten energieoptimierten Bahnplanung für den Arbeitsauftrag und Ändern der vorgegebenen Bahn aufgrund der energieoptimierten Bahnplanung.
Verfahren nach Anspruch 5 und 7, aufweisend Hinzufügen des der energieoptimierten Bahnplanung zugeordneten Energieverbrauchswertes zur Datenbank (15).
Industrieroboter, aufweisend eine Steuervorrichtung (10) und einen Roboterarm (2), der mehrere, hintereinander angeordnete Glieder (3-8) und Motoren (9) zum Bewegen der Glieder (3-8) relativ zueinander umfasst, wobei die Steuervorrichtung (10) eingerichtet ist, die Motoren (9) zumindest indirekt derart anzusteuern, sodass sich der Roboterarm (2) derart bewegt, dass sich ein am Roboterarm (2) befestigter Endeffektor (13) während einer mittels des Endeffektors (13) durchzuführenden Arbeitsaufgabe entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt, und der Industrieroboter (1), insbesondere dessen Steuervorrichtung (10) eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
System mit mehreren Industrierobotern, die jeweils eine Steuervorrichtung (10) und einen Roboterarm (2) aufweisen, der mehrere, hintereinander angeordnete Glieder (3-8) und Motoren (9) zum Bewegen der Glieder (3-8) relativ zueinander umfasst, wobei die Steuervorrichtungen (10) jeweils eingerichtet sind, die Motoren (9) des entsprechenden Roboterarms (2) derart zumindest indirekt anzusteuern, sodass sich dieser Roboterarm (2) derart bewegt, dass sich ein an diesem Roboterarm (2) befestigter Endeffektor (13) während einer mittels des Endeffektors (13) durchzuführenden Arbeitsaufgabe entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt, wobei wenigstens einer der Industrieroboter (1), insbesondere dessen Steuervorrichtung (10) eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, und/oder wobei das System (31) einen mit den Steuervorrichtungen (10) verbundenen zentralen Rechner (32) aufweist und das System (31), insbesondere dessen zentraler Rechner (32) eingerichtet ist, für zumindest einen der Industrieroboter (1) das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
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