WO2018010842A1 - Redundanzauflösung für einen redundanten manipulator - Google Patents

Redundanzauflösung für einen redundanten manipulator Download PDF

Info

Publication number
WO2018010842A1
WO2018010842A1 PCT/EP2017/000828 EP2017000828W WO2018010842A1 WO 2018010842 A1 WO2018010842 A1 WO 2018010842A1 EP 2017000828 W EP2017000828 W EP 2017000828W WO 2018010842 A1 WO2018010842 A1 WO 2018010842A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
manipulator
task
redundant
controlling
axes
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/000828
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Vito Magnanimo
Original Assignee
Kuka Roboter 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 Kuka Roboter Gmbh filed Critical Kuka Roboter Gmbh
Priority to EP17740292.2A priority Critical patent/EP3484672A1/de
Publication of WO2018010842A1 publication Critical patent/WO2018010842A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1643—Programme controls characterised by the control loop redundant control
    • 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
    • B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
    • 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
    • G05B2219/39086—Reduce impact effect by impact configuration of redundant manipulator
    • 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
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40336—Optimize multiple constraints or subtasks
    • 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
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40369—Generate all possible arm postures associated with end effector position

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a redundant manipulator, as well as a manipulator system and a control device, which is set up for controlling a redundant manipulator according to the method.
  • the method includes determining a trajectory of the manipulator and reducing the effective mass of the manipulator.
  • Manipulators are machines that can physically interact with their environment. They are used in industrial manufacturing, automation and in the home environment, for example in the field of ambient assisted living. Typical manipulators are articulated arm or industrial robots that have several freely programmable axes of motion. They serve to guide and / or edit end effectors, such as tools or workpieces.
  • Redundant manipulators are characterized by the fact that they have at least one degree of freedom more than is necessary for the execution of the actual task. If, for example, an end effector is to be positioned freely in space, six degrees of freedom are required for this purpose. Therefore, typical industrial robots have six freely programmable axes of motion to position an end effector freely in space. A corresponding redundant industrial robot comprises at least seven degrees of freedom, i. at least seven axes of motion.
  • Motion axes can be designed as linear axes or axes of rotation.
  • the number of axes of movement of a redundant manipulator depends on the application. If, for example, only one linear movement in one direction is to be carried out by means of the manipulator, a movement axis for carrying out the actual task is sufficient.
  • a manipulator which should only execute a linear movement in one direction, which has two linear axes, would be a redundant manipulator.
  • the manipulator moves trajectories.
  • the planning of the trajectory is typically of one Assumed control device which is adapted to control the manipulator.
  • axis angles (or axis positions) and / or axis angular velocities are specified for each movement axis.
  • the actual trajectory (trajectory) is calculated by the control device.
  • the control device sends corresponding control commands to the manipulator to start the previously calculated trajectory by means of the manipulator.
  • the manipulator then assumes the commanded axis angle (or axis position) for the respective movement axis.
  • Motion axes clearly determinable when a trajectory is to be traversed by means of the manipulator.
  • redundant manipulators there are several solutions or axis angle combinations or configurations in order to start the planned trajectory.
  • the redundancy resolution in conventional redundant manipulator path planning methods often results in undesirable non-fluid motions.
  • MTK systems human-robot collaboration systems
  • Manipulators / robots In MRK systems, e.g. The high performance of a manipulator combined with the sensory abilities of a human being. Possible applications can be found, for example, in industrial production, such as in automobile production or ambient assisted living. Typical applications are lifting and mounting devices in which a
  • MRK systems assume that the person who collaborates with the manipulator is not himself endangered by the manipulator.
  • machine safety of Category 3 according to ISO 13849 is to be achieved in MRK systems.
  • an MRI system is considered safe.
  • the speed of the manipulator is often throttled, so that in collisions between humans and manipulators no Injury or serious injury to a human being.
  • this greatly limits the scope and, above all, the efficiency.
  • extensive security measures are necessary.
  • the object of the present invention is to at least partially eliminate the aforementioned disadvantages and to provide a method for controlling a manipulator (or a manipulator system and / or a control device), which enables efficient movement sequences and at the same time minimizes a potential hazard by the manipulator.
  • a manipulator or a manipulator system and / or a control device
  • the object is achieved at least in part by a method according to claim 1, by a control device according to claim 9, a computer-readable medium according to claim 10 and by a manipulator system according to claim 11.
  • the object is achieved by a method for controlling a redundant manipulator, wherein the manipulator has a plurality of axes of movement and the method comprises the following steps:
  • Determining a primary task for controlling the manipulator comprising traversing a trajectory of the manipulator, in particular a trajectory of the tool center point of the manipulator;
  • the secondary task comprises a reduction of the effective mass and / or the effective inertia, in particular the effective mass and / or the effective inertia of an end effector of the manipulator;
  • the primary task involves tracing a trajectory.
  • the trajectory can either be predetermined or planned by a control device.
  • Specified trajectories are, for example, when a trajectory has been "taught” by manually manipulating or guiding the manipulator, and the trajectory recorded trajectory recorded.
  • Trajectory can then be traversed again.
  • the starting point can correspond to the current position of the Manipulator or the Tool Center Point (TCP) of the manipulator so that only one desired end point has to be specified.
  • TCP describes the tool position / workpiece position of a manipulator and is an imaginary reference point of the tool / workpiece. Starting from the planned or predetermined trajectory, which is typically present in Cartesian coordinates, the axis angles of the axes of motion are then calculated.
  • This calculation can be done by means of inverse kinematics.
  • the inverse kinematics allows for a manipulator to determine the axle angle of the
  • Motion axes based on the pose (position and orientation) of the end effector (or Tool Center Point).
  • the last term of the kinematic chain i. the end effector
  • the other links of the kinematic chain ie the axes of movement of the manipulator, must then assume an associated pose according to their degrees of freedom. This can be compared with the human arm, which forms a kinematic chain with its joints: If one puts the hand in a certain pose, for example, if an object is grasped, the wrist, elbow and shoulder automatically assume a certain position as well. Exactly these positions (or axis angle) must be determined via the inverse kinematics.
  • the secondary task comprises a reduction of the effective
  • Effective mass / effective inertia is a directional measure of the kinetic energy that a manipulator has in a defined direction, typically the direction of movement given by the trajectory.
  • the manipulation of the manipulator is typically carried out by means of a control device which is assigned to the manipulator.
  • a controller may include hardware and / or software.
  • the (first) secondary task may include other (second or third, etc.) conditions in addition to a reduction of the effective mass. These are, for example, the achievement of a short cycle time for traversing the trajectory according to the primary task, the compliance with certain axle angles and / or a working space and / or the energy-efficient traversing of the trajectory. Other secondary tasks can also be determined. A weighting of the secondary tasks, for example, allows a substantial reduction of the effective mass, while sufficiently short cycle times can be realized. Especially with contrary secondary tasks, the weighting can achieve at least partial fulfillment of all secondary tasks.
  • the primary task may be independent of the at least one secondary task, the primary task preferably having a higher priority than the at least one secondary task. The independence of the primary and secondary tasks simplifies the calculation of the axis angle and / or axis angular velocities and in particular leads to fluid movements of the manipulator, since no conflicts due to undesirable dependencies
  • q be the vector of the axis angle ai to a 7 of the axes of movement Ai to A7 of a manipulator with seven axes of movement, which are designed as hinges.
  • the algorithm is general and can be applied to any redundant manipulator.
  • the manipulator may include at least two redundant axes of motion, wherein the method may include determining at least two secondary tasks which secondary tasks are independent of each other. For example, the solution of the first secondary task does not affect the solution of the second secondary task. This can be achieved analogously to the algorithm described above, but sets at least two redundant
  • redundant manipulators are distinguished by the fact that they have at least one more degree of freedom than is necessary for the execution of the primary task, it can generally be determined that, depending on the type of redundant manipulator, "x" degrees of freedom (or, respectively, “X” axes of motion) and for solving the one or more secondary tasks “y" degrees of freedom (or “y” redundant axes of motion) are provided.
  • secondary tasks may be included, which are solved by means of two or more degrees of freedom, without influencing or disturbing the solution of the primary task and / or further secondary tasks.
  • the redundant manipulator may include "x + y" degrees of freedom, or "x + y" axes of motion, and for the solution of the primary task "x"
  • a manipulator may include "6 + 2" degrees of freedom, with two degrees of freedom for solving a secondary task, or for solving two independent secondary tasks can be used.
  • Other exemplary manipulators may include "6 + 3", “5 + 2" or any other combination of "x + y" degrees of freedom.
  • At least one further secondary task can be to maintain at least one predefined angular range for at least one axis of the
  • manipulator As a result, for example, areas of space that are typically occupied by people and / or other objects during assembly can be blocked for the manipulator.
  • the specification of angular ranges allows, for example, to avoid unfavorable axis positions with low load or high load.
  • at least one further secondary task may comprise the minimization of the energy expended for tracing the trajectory.
  • energy-efficient manipulator systems can be realized.
  • Other secondary tasks such as the reduction of cycle times or compliance with limit speeds, can also be defined.
  • the axis angle velocities ⁇ x ⁇ 7 for the n alternatives can be calculated such that a predefined maximum speed of the manipulator is not exceeded when the manipulator is being controlled.
  • the maximum speed may be the actual maximum speed of the manipulator or another specified speed which, for example, must not be exceeded in order to comply with safety regulations.
  • the effective mass m u can be determined as a function of the direction of movement u of the end effector, and the vector q of the axis angles of the axes of motion and the matrix A v of the pseudo kinetic energy of the manipulator in translational movements.
  • the effective mass m u is then given
  • the effective inertia I u can be determined as a function of the direction of movement u of the end effector and the (angular velocity) vector q of the axis axes of the axes of motion and the matrix ⁇ of the pseudo kinetic energy of the manipulator based on the angular velocities.
  • the effective inertia Iu then arises
  • control device which comprises at least one program memory and a processor, and which is set up to control at least one redundant manipulator according to the method described above.
  • the controller may include hardware as well as software.
  • the control device may be configured to control a plurality of manipulators.
  • the control device may consist of several components (hardware and / or software), which together form a Form control. It is not necessary to integrate the components in just one housing.
  • the object is further achieved by a computer-readable medium on which program instructions are stored, which is a control device of a
  • the computer readable medium may be an optical, magnetic or other storage medium.
  • a manipulator system which comprises at least one redundant manipulator and at least one control device, wherein the redundant manipulator is preferably an MRK-capable manipulator.
  • Control device is set up to carry out the method described above.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an MRK-capable manipulator system
  • Fig. 2 is a schematic representation of a manipulator system with a
  • Fig. 3 is a schematic flow diagram of a method for controlling a
  • FIG. 1 shows a manipulator system 1, which has a redundant
  • Manipulator 10 and a control device 20 includes.
  • the control device 20 is set up to control the manipulator 10.
  • the manipulator 10 comprises seven axes of movement Ai to A7.
  • Manipulator 10 a redundant manipulator.
  • the manipulator includes one
  • End effector 12 which is designed in the present illustration as a gripper.
  • the end effector 12 is a Tool Center Point (TCP), i. an imaginary reference point, associated with, by means of the TCP, the movement path 30 of the manipulator 10 can be described.
  • TCP 15 corresponds to a gripping point of the
  • the manipulator system 1 is an MRK-enabled
  • the illustrated axes of movement Ai to A7 are designed as rotation axes, which can assume different axial angles c to a 7 .
  • the respective axial angles a x to a 7 determine the orientation of the individual axes of movement Ai to A7, wherein the axes of movement Ai to A7 form a kinematic chain, at the end of which
  • End effector 12 is. About the axis angle, a pose of the manipulator 10 is determined and the end effector 12 is positioned and oriented in space.
  • FIG. 2 shows the manipulator system 1, wherein the redundant manipulator 10 is shown in different poses q, q '.
  • the TCP 15 of the end effector 12 is positioned the same in the poses shown.
  • the effective mass is dependent on the poses q, q 'and the direction of movement u, the poses q, q' being determined by the respective axis angles cu to a 7 .
  • n different alternatives can be calculated in which the manipulator assumes a pose in which the TCP lies on the trajectory. If, according to a secondary task, the effective mass is to be reduced, a corresponding pose can be selected from the n alternatives with low effective mass.
  • a primary task ei for controlling the manipulator 10 is determined, wherein the primary task ei includes traversing a movement path 30 of the manipulator 10.
  • the trajectory can be predetermined or planned by a control unit. In particular, a predetermined and / or planned trajectory can be optimized.
  • a second method step 120 at least one secondary task e 2 for controlling the manipulator is determined, wherein the secondary task e 2 comprises a reduction of the effective mass and / or the effective inertia.
  • the reduction does not have to be aimed at achieving an absolute minimum, but can, for example, be based on adherence to defined upper limits of the effective
  • Mass / inertia be limited.
  • n alternatives of possible axis angles ai to j of the movement axes Ai to A7 of the manipulator 10 are calculated to fulfill the primary task ei.
  • a fourth method step 140 the manipulator 10 is then connected taking into account the n alternatives and the secondary

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines redundanten Manipulators (10), wobei der Manipulator (10) mehrere Bewegungsachsen (A1 - A7) aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen einer primären Aufgabe zum Steuern des Manipulators (10), wobei die primäre Aufgabe das Abfahren einer Bewegungsbahn (30) des Manipulators (10), umfasst; Bestimmen zumindest einer sekundären Aufgabe zum Steuern des Manipulators (10), wobei die sekundäre Aufgabe eine Reduzierung der effektiven Masse (mu) und/oder der effektiven Trägheit (Iu) umfasst; Berechnen von n Alternativen möglicher Achswinkeln (α1 - α7) der Bewegungsachsen (A1 - A7) des Manipulators (10) zur Erfüllung der primären Aufgabe, und Berechnen der Achswinkelgeschwindigkeiten für die n Alternativen; und Steuern des Manipulators (10) unter Berücksichtigung der n Alternativen und der sekundären Aufgabe.

Description

REDUNDANZAUFLÖSUNG FÜR EINEN REDUNDANTEN MANIPULATOR
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines redundanten Manipulators, sowie ein Manipulatorsystem und eine Steuereinrichtung, die zum Steuern eines redundanten Manipulators nach dem Verfahren eingerichtet ist. Das Verfahren umfasst das Bestimmen einer Bewegungsbahn des Manipulators und eine Reduzierung der effektiven Masse des Manipulators. Hintergrund der Erfindung
Manipulatoren sind Maschinen, die physikalisch mit ihrer Umgebung interagieren können. Sie werden in der industriellen Fertigung, der Automatisierung sowie im häuslichen Umfeld, beispielsweise im Bereich des Ambient Assisted Living eingesetzt. Typische Manipulatoren sind Gelenkarm- oder Industrieroboter, die über mehrere frei programmierbare Bewegungsachsen verfügen. Sie dienen dazu, Endeffektoren, wie Werkzeuge oder Werkstücke zu führen und/oder zu bearbeiten.
Redundante Manipulatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie über zumindest einen Freiheitsgrad mehr verfügen, als für die Ausführung der eigentlichen Aufgabe notwendig ist. Soll beispielsweise ein Endeffektor frei im Raum positioniert werden, so sind hierfür sechs Freiheitsgrade notwendig. Daher weisen typische Industrieroboter sechs frei programmierbaren Bewegungsachsen auf, um einen Endeffektor frei im Raum zu positionieren. Ein entsprechender redundanter Industrieroboter umfasst zumindest sieben Freiheitsgrade, d.h. zumindest sieben Bewegungsachsen. Die
Bewegungsachsen können als Linearachsen oder Rotationsachsen ausgebildet sein. Die Anzahl der Bewegungsachsen eines redundanten Manipulators hängt jedoch vom Anwendungsfall ab. Soll beispielsweise mittels des Manipulators nur eine lineare Bewegung in einer Richtung ausgeführt werden, so genügt eine Bewegungsachse zur Ausführung der eigentlichen Aufgabe. Entsprechend wäre ein Manipulator, der ausschließlich eine lineare Bewegung in einer Richtung ausführen soll, welcher über zwei Linearachsen verfügt ein redundanter Manipulator.
Um eine vorgegebene Aufgabe auszuführen, fährt der Manipulator Bewegungsbahnen ab. Die Planung der Bewegungsbahn wird dabei typischerweise von einer Steuereinrichtung übernommen, die dazu eingerichtet ist den Manipulator zu Steuern. Dazu werden für jede Bewegungsachse Achswinkel (bzw. Achsstellungen) und/ oder Achswinkelgeschwindigkeiten vorgegeben. Um eine Bewegungsbahn zu planen, müssen zumindest der Startpunkt und der Endpunkt der Bewegungsbahn bekannt sein. Die tatsächliche Bewegungsbahn (Trajektorie), wird von der Steuereinrichtung berechnet. Anschließend sendet die Steuereinrichtung entsprechende Steuerbefehle an den Manipulator, um die zuvor berechnete Bewegungsbahn mittels des Manipulators abzufahren. Entsprechend der Steuerbefehle nimmt der Manipulator dann die kommandierten Achswinkel (bzw. Achsstellung) für die jeweilige Bewegungsachse ein. Bei nicht-redundanten Manipulatoren ist der Achswinkel für jede der
Bewegungsachsen eindeutig bestimmbar, wenn eine Bewegungsbahn mittels des Manipulators abgefahren werden soll. Bei redundanten Manipulatoren existieren mehrere Lösungen, bzw. Achswinkelkombinationen oder Konfigurationen, um die geplante Bewegungsbahn abzufahren. Die Redundanzauflösung in herkömmlichen Bahnplanungsverfahren für redundante Manipulatoren führt häufig zu unerwünschten nicht-flüssigen Bewegungen.
Ein aktueller Trend auf dem Gebiet der Manipulatoren sind Mensch-Roboter- Kollaborations-Systeme (MRK-Systeme). Diese ermöglichen durch den Einsatz moderner Sicherheitstechnik die Kollaboration zwischen Menschen und
Manipulatoren/Robotern. In MRK-Systemen können z.B. die hohe Arbeitsleistung eines Manipulators mit den sensorischen Fähigkeiten eines Menschen kombiniert werden. Mögliche Anwendungen finden sich beispielsweise in der industriellen Fertigung, wie etwa in der Automobilfertigung oder dem Ambient Assisted Living. Typische Anwendungen sind Hebe- und Montagevorrichtungen, in denen ein
Werkstück vom Manipulator angehoben und dann von einem Menschen genau positioniert wird. Neben den sich ergebenden Rationalisierungspotenzialen sind derartige Anwendungen vorteilhaft, da beispielsweise die Ergonomie eines
Arbeitsplatzes und/oder die Ausdauer eines Menschen erhöht werden kann.
Dabei setzen MRK-Systeme voraus, dass der Mensch, welcher mit dem Manipulator kollaboriert, selbst nicht durch den Manipulator gefährdet wird. Insbesondere soll in MRK-Systemen eine Maschinensicherheit der Kategorie 3 gemäß ISO 13849 erzielt werden. In diesem Fall gilt ein MRK-System als sicher. Um eine Gefährdung des Menschen auszuschließen, wird oftmals die Geschwindigkeit des Manipulators gedrosselt, sodass bei Kollisionen zwischen Mensch und Manipulator keine Verletzungen bzw. keine ernsthaften Verletzungen eines Menschen auftreten können. Dadurch wird jedoch der Anwendungsbereich und vor allem die Effizienz stark eingeschränkt. Um dennoch hohe Geschwindigkeiten und/oder kurze Taktzeiten erzielen zu können sind umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen notwendig. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zumindest teilweise auszuräumen und ein Verfahren zum Steuern eines Manipulators (bzw. ein Manipulatorsystem und/oder eine Steuereinrichtung) bereitzustellen, welches effiziente Bewegungsabläufe ermöglicht und zugleich eine potentielle Gefährdung durch den Manipulator minimiert. Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird zumindest teilweise durch ein Verfahren gemäß Anspruch l, durch eine Steuereinrichtung gemäß Anspruch 9, ein computerlesbares Medium gemäß Anspruch 10 und durch ein Manipulatorsystem gemäß Anspruch 11 gelöst.
Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Steuern eines redundanten Manipulators gelöst, wobei der Manipulator mehrere Bewegungsachsen aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Bestimmen einer primären Aufgabe zum Steuern des Manipulators, wobei die primäre Aufgabe das Abfahren einer Bewegungsbahn des Manipulators, insbesondere einer Bewegungsbahn des Tool-Center Points des Manipulators, umfasst;
- Bestimmen zumindest einer sekundären Aufgabe zum Steuern des
Manipulators, wobei die sekundäre Aufgabe eine Reduzierung der effektiven Masse und/oder der effektiven Trägheit, insbesondere der effektiven Masse und/oder der effektiven Trägheit eines Endeffektors des Manipulators, umfasst;
Berechnen von n Alternativen möglicher Achswinkel α der Bewegungsachsen des Manipulators zur Erfüllung der primären Aufgabe, und Berechnen der
Achswinkelgeschwindigkeiten für die n Alternativen; und
Steuern des Manipulators unter Berücksichtigung der n Alternativen und der sekundären Aufgabe.
Die primäre Aufgabe umfasst das Abfahren einer Bewegungsbahn. Die Bewegungsbahn kann entweder vorgegeben sein oder von einer Steuereinrichtung geplant werden.
Vorgegebene Bewegungsbahnen liegen beispielsweise vor, wenn eine Bewegungsbahn „geteacht" wurde. Dazu wird der Manipulator manuell verfahren oder geführt und die dabei zurückgelegte Bewegungsbahn aufgezeichnet. Die aufgezeichnete
Bewegungsbahn kann anschließend erneut abgefahren werden.
Soll die Bewegungsbahn hingegen geplant werden, so ist es ausreichend, einen
Startpunkt und einen Endpunkt vorzugeben. Der Startpunkt kann der aktuellen Position des Manipulators, bzw. des Tool Center Points (TCP) des Manipulators entsprechen, sodass nur ein gewünschter Endpunkt vorgegeben werden muss. Der TCP beschreibt die Werkzeugposition/Werkstückposition eines Manipulators und ist ein gedachter Referenzpunkt des Werkzeugs/Werkstücks. Ausgehend von der geplanten bzw. vorgegebenen Bewegungsbahn, die typischerweise in kartesischen Koordinaten vorliegt, werden anschließend die Achswinkel der Bewegungsachsen berechnet.
Diese Berechnung kann mittels inverser Kinematik erfolgen. Die inverse Kinematik ermöglicht bei einem Manipulator die Bestimmung der Achswinkel der
Bewegungsachsen anhand der Pose (Position und Orientierung) des Endeffektors (bzw. des Tool Center Points). Bei der inversen Kinematik wird das letzte Glied der kinematischen Kette, d.h. der Endeffektor, bewegt und in die gewünschte Pose gebracht. Die übrigen Glieder der kinematischen Kette, also die Bewegungsachsen des Manipulators, müssen dann entsprechend ihren Freiheitsgraden eine zugehörige Pose einnehmen. Vergleichen lässt sich dies mit dem menschlichen Arm, der mit seinen Gelenken eine kinematische Kette darstellt: Bringt man die Hand in eine bestimmte Pose, wird zum Beispiel ein Objekt gegriffen, nehmen Handgelenk, Ellenbogen und Schulter automatisch ebenfalls eine gewisse Stellungen ein. Genau diese Stellungen (bzw. Achswinkel) müssen über die inverse Kinematik bestimmt werden.
Bei redundanten Manipulatoren sind die zugehörigen Posen der Bewegungsachsen nicht eindeutig bestimmt. Es existieren folglich mehrere Alternativen n. Diese
Alternativen können dazu genutzt werden eine sekundäre Aufgabe zu erfüllen. Beim Beispiel des menschlichen Arms, kann entsprechend der Ellenbogen in
unterschiedlichen Posen angeordnet sein, wenn ein Objekt gegriffen wird. Diese unterschiedlichen Stellungen des Ellenbogens können dazu genutzt werden, eine sekundäre Aufgabe, wie eine bequeme Greifposition, zu erreichen. Erfindungsgemäß umfasst die sekundäre Aufgabe eine Reduzierung der effektiven
Masse und/oder der effektiven Trägheit. Die effektive Masse/effektive Trägheit ist ein richtungsabhängiges Maß der kinetischen Energie, die ein Manipulator in einer definierten Richtung, typischerweise der durch die Bewegungsbahn vorgegebenen Bewegungsrichtung, aufweist. Je geringer die effektive Masse und/oder die effektive Trägheit in Bewegungsrichtung des Manipulators, bzw. des Endeffektors ist, desto geringer ist das Gefährdungspotential, das von dem Manipulator im Kollisionsfall ausgeht. Beispielsweise ist es zur Erreichung einer bestimmten Pose vorteilhaft möglichst geringe Massen zu bewegen, um die effektive Masse und/oder die effektive Trägheit zu reduzieren. Typischerweise ist es daher bevorzugt distale Bewegungsachsen des Manipulators zu bewegen, da die Bewegung distaler Bewegungsachsen die
Bewegung geringerer Massen hervorruft, als die Bewegung proximaler
Bewegungsachsen.
Das Steuern des Manipulators wird typischerweise mittels einer Steuereinrichtung ausgeführt, welche dem Manipulator zugeordnet ist. Eine Steuereinrichtung kann Hardware und/oder Software umfassen.
Insbesondere können weitere sekundäre Aufgaben vorliegen, wobei die weiteren Aufgaben beim Steuern des Manipulators, vorzugsweise mit unterschiedlicher
Gewichtung, berücksichtigt werden. Folglich kann die (erste) sekundäre Aufgabe neben einer Reduktion der effektiven Masse weitere (zweite oder dritte etc.) Bedingungen umfassen. Diese sind beispielsweise das Erreichen einer kurzen Taktzeit zum Abfahren der Bewegungsbahn entsprechend der primären Aufgabe, das Einhalten bestimmter Achswinkel und/oder eines Arbeitsraums und/oder das energieeffiziente Abfahren der Bewegungsbahn. Weitere sekundäre Aufgaben können ebenso bestimmt werden. Eine Gewichtung der sekundären Aufgaben ermöglicht beispielsweise eine weitgehende Reduzierung der effektiven Masse, während ausreichend kurze Taktzeiten realisiert werden können. Insbesondere bei konträren sekundären Aufgaben kann durch die Gewichtung die zumindest teilweise Erfüllung aller sekundären Aufgaben erreicht werden. Überdies kann die primäre Aufgabe von der zumindest einen sekundären Aufgabe unabhängig sein, wobei die primäre Aufgabe vorzugsweise eine höhere Priorität aufweist, als die zumindest eine sekundäre Aufgabe. Die Unabhängigkeit der primären und sekundären Aufgaben vereinfacht die Berechnung der Achswinkel und/oder Achswinkelgeschwindigkeiten und führt insbesondere zu flüssigen Bewegungsabläufen des Manipulators, da keine Konflikte durch unerwünschte Abhängigkeiten
hervorgerufen werden. Die Unabhängigkeit kann beispielsweise mittels des folgenden Algorithmus erreicht werden:
Im Folgenden sei q der Vektor der Achswinkel ai bis a7 der Bewegungsachsen Ai bis A7 eines Manipulators mit sieben Bewegungsachsen, die als Drehgelenke ausgebildet sind. Der Algorithmus ist allgemeingültig und kann auf beliebige redundante Manipulatoren angewendet werden.
Die Funktionen ei und e2 bestimmen die primäre Aufgabe und die sekundäre Aufgabe, deren Jakobimatrix (i = 1, 2) wie folgt allgemein definiert ist: dei
Für die Winkelgeschwindigkeiten, bezogen auf die erste Aufgabe ei ergibt sich folgendes:
Figure imgf000008_0001
wobei Pi der orthogonale Abbildungsoperator auf den Null-Raum von Jx ist, und wobei Ji+ die Pseudoinverse von Ji ist. Folglich kann der Vektor z zur Lösung der sekundären Aufgabe e2 genutzt werden, ohne die Lösung der primären Aufgabe ei zu beeinflussen oder zu stören. Das heißt die primäre und die sekundäre Aufgabe sind unabhängig voneinander. Somit ergibt sich aus den obigen Gleichungen eine Formulierung für e2:
Figure imgf000008_0002
Folglich ergeben sich die Achswinkelgeschwindigkeiten q zu q = J+ex + P1 J2P1 + (.e2 -MfeJ
Da die Matrix Pi hermetisch und indempotent ist, kann q auch wie folgt formuliert werden:
Figure imgf000008_0003
wobei f als/^ = ] ? definiert ist und den verfügbaren Bereich zur Lösung der sekundären Aufgabe e2 angibt, ohne die erste Aufgabe ei zu beeinflussen. Weiterhin ist e2 als e2 = e2—J2Ji e1 definiert, wobei der Term J2Ji et bereits durch die erste Aufgabe ei erfüllt ist.
Wird die erste Aufgabe priorisiert, so kann sichergestellt werden, dass die
Bewegungsbahn eingehalten wird und die effektive Masse unter Berücksichtigung der Bewegungsbahn weit möglichst reduziert wird. Weiterhin kann der Manipulator zumindest zwei redundante Bewegungsachsen aufweisen, wobei das Verfahren das Bestimmen von zumindest zwei sekundären Aufgaben umfassen kann, welche sekundären Aufgaben voneinander unabhängig sind. Beispielsweise beeinflusst die Lösung der ersten sekundären Aufgabe die Lösung der zweiten sekundären Aufgabe nicht. Dies kann analog zu dem oben beschriebenen Algorithmus erreicht werden, setzt jedoch zumindest zwei redundante
Bewegungsachsen voraus. Im vorangehend beschriebenen Beispiel eines Manipulators, der es ermöglichen soll einen Endeffektor frei im Raum zu positionieren sind hierfür acht Bewegungsachsen („6+2" Freiheitsgrade) notwendig.
Da sich redundante Manipulatoren dadurch auszeichnen, dass sie über zumindest einen Freiheitsgrad mehr verfügen, als für die Ausführung der primären Aufgabe notwendig ist, kann allgemein bestimmt werden, dass je nach Art des redundanten Manipulators für die Lösung der primären Aufgabe„x" Freiheitsgrade (bzw.„x" Bewegungsachsen) und für die Lösung der einen oder der mehreren sekundären Aufgaben„y" Freiheitsgrade (bzw.„y" redundante Bewegungsachsen) bereitgestellt werden. Insbesondere können sekundäre Aufgaben umfasst sein, die mittels zwei oder mehreren Freiheitsgraden gelöst werden, ohne die Lösung der primären Aufgabe und/oder weiterer sekundärer Aufgaben zu beeinflussen oder zu stören.
Insbesondere kann der redundante Manipulator„x+y" Freiheitsgrade, bzw.„x+y" Bewegungsachsen umfassen, wobei für die Lösung der primären Aufgabe„x"
Freiheitsgrade und für die Lösung der einen oder der mehreren sekundären Aufgaben „y" Freiheitsgrade bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein Manipulator„6 +2" Freiheitsgrade umfassen, wobei zwei Freiheitsgrade für die Lösung einer sekundären Aufgabe, oder für die Lösung von zwei unabhängigen sekundären Aufgaben genutzt werden können. Andere beispielhafte Manipulatoren können„6+3",„5+2" oder beliebige andere Kombinationen von„x+y" Freiheitsgraden umfassen.
Insbesondere kann zumindest eine weitere sekundäre Aufgabe die Einhaltung zumindest eines vordefinierten Winkelbereichs für zumindest eine Achse des
Manipulators und/oder die Einhaltung eines vordefinierten Arbeitsraums des
Manipulators umfassen. Hierdurch können beispielsweise Raumbereiche, die bei der Montage typischerweise von Menschen und/oder anderen Objekten eingenommen werden für den Manipulator gesperrt werden. Die Vorgabe von Winkelbereichen ermöglicht beispielsweise ungünstige Achsstellungen mit geringer Traglast oder hoher Belastung zu vermeiden. Vorzugsweise kann zumindest eine weitere sekundäre Aufgabe die Minimierung der zum Abfahren der Bewegungsbahn aufzuwendenden Energie umfassen. Somit können energieeffiziente Manipulatorsysteme realisiert werden. Weitere sekundäre Aufgaben, wie die Reduzierung von Taktzeiten oder die Einhaltung von Grenzgeschwindigkeiten, können ebenso definiert sein.
Insbesondere können die Achswinkelgeschwindigkeiten äx— ά7 für die n Alternativen derart berechnet werden, dass eine vordefinierte maximale Geschwindigkeit des Manipulators beim Steuern des Manipulators nicht überschritten wird. Die maximale Geschwindigkeit kann die tatsächliche Maximalgeschwindigkeit des Manipulators sein oder eine andere festgelegte Geschwindigkeit, die beispielsweise zur Einhaltung von Sicherheitsbestimmungen nicht überschritten werden darf.
Im zuvor beschriebenen Verfahren kann die effektive Masse mu als eine Funktion der Bewegungsrichtung u des Endeffektors, sowie des Vektors q der Achswinkel der Bewegungsachsen und der Matrix Av der pseudo kinetischen Energie des Manipulators bei translatorischen Bewegungen bestimmt sein. Die effektive Masse mu ergibt sich dann zu
1
u A„ (q)u
Entsprechend kann die effektiven Trägheit Iu als eine Funktion der Bewegungsrichtung u des Endeffektors sowie des (Winkelgeschwindigkeits-) Vektors q der Achswinkel der Bewegungsachsen und der Matrix Λω der pseudo kinetischen Energie des Manipulators basierend auf den Winkelgeschwindigkeiten bestimmt werden. Die effektiven Trägheit Iu ergibt sich dann zu
Figure imgf000010_0001
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung gelöst, welche zumindest einen Programmspeicher und einen Prozessor umfasst, und welche dazu eingerichtet ist zumindest einen redundanten Manipulator gemäß dem vorangehend beschriebenen Verfahren zu steuern. Die Steuereinrichtung kann neben Hardware auch Software umfassen. Insbesondere kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein eine Vielzahl von Manipulatoren zu steuern. Weiterhin kann die Steuereinrichtung aus mehreren Komponenten (Hardware und/oder Software) bestehen, die zusammen eine Steuereinrichtung bilden. Eine Integration der Komponenten in nur ein Gehäuse ist nicht erforderlich.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein computerlesbares Medium gelöst, auf welchem Programmbefehle gespeichert sind, die eine Steuereinrichtung eines
Manipulatorsystems dazu veranlassen, einen redundanten Manipulator gemäß dem vorangehend beschriebenen Verfahren zu steuern. Das computerlesbare Medium kann ein optisches, magnetisches oder anderweitiges Speichermedium sein.
Ebenso wird die Aufgabe durch ein Manipulatorsystem gelöst, welches zumindest einen redundanten Manipulator und zumindest eine Steuereinrichtung umfasst, wobei der redundante Manipulator vorzugsweise ein MRK-fähiger Manipulator ist. Die
Steuereinrichtung ist dabei zur Ausführung des vorangehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden einzelne Aspekte unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. l eine schematische Darstellung eines MRK-fähigen Manipulatorsystems;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Manipulatorsystems mit einem
redundanten Manipulator, und
Fig. 3 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines
Manipulators.
Insbesondere zeigt Fig. ι ein Manipulatorsystem l, welches einen redundanten
Manipulator 10 und eine Steuereinrichtung 20 umfasst. Die Steuereinrichtung 20 ist zum Steuern des Manipulators 10 eingerichtet.
Der Manipulator 10 umfasst sieben Bewegungsachsen Ai bis A7. Somit ist der
Manipulator 10 ein redundanter Manipulator. Der Manipulator umfasst einen
Endeffektor 12, der in der vorliegenden Darstellung als Greifer ausgeführt ist. Dem Endeffektor 12 ist ein Tool-Center-Point (TCP), d.h. ein gedachter Referenzpunkt, zugeordnet, wobei mittels des TCP die Bewegungsbahn 30 des Manipulators 10 beschrieben werden kann. Der gezeigt TCP 15 entspricht einem Greifpunkt des
Endeffektors 12. Insbesondere ist das Manipulatorsystem 1 ein MRK-fähiges
Manipulatorsystem, in welchem ein Mensch 50 und der Manipulator 10 kollaborieren. Die gezeigten Bewegungsachsen Ai bis A7 sind als Rotationsachsen ausgebildet, welche verschiedene Achswinkel c bis a7 einnehmen können. Die jeweiligen Achswinkel ax bis a7 bestimmen die Orientierung der einzelnen Bewegungsachsen Ai bis A7, wobei die Bewegungsachsen Ai bis A7 eine kinematische Kette bilden, an deren Ende der
Endeffektor 12 steht. Über die Achswinkel wird eine Pose des Manipulators 10 bestimmt und der Endeffektor 12 im Raum positioniert und orientiert.
Fig. 2 zeigt das Manipulatorsystem 1, wobei der redundante Manipulator 10 in unterschiedlichen Posen q, q' gezeigt ist. Der TCP 15 des Endeffektors 12 ist in den gezeigten Posen gleich positioniert. Die effektive Masse ist von den Posen q, q' und der Bewegungsrichtung u abhängig, wobei die Posen q, q' über die jeweiligen Achswinkel cu bis a7 bestimmt sind. Um mit dem TCP eine Bewegungsbahn (primäre Aufgabe) abzufahren, können beispielsweise n unterschiedliche Alternativen berechnet werden in denen der Manipulator eine Pose einnimmt, bei der der TCP auf der Bewegungsbahn liegt. Soll gemäß einer sekundären Aufgabe die effektive Masse reduziert werden, kann eine entsprechende Pose aus den n Alternativen mit geringer effektive Masse gewählt werden.
Fig. 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zum Steuern eines Manipulators. In einem ersten Verfahrenschritt 110 wird eine primäre Aufgabe ei zum Steuern des Manipulators 10 bestimmt, wobei die primäre Aufgabe ei das Abfahren einer Bewegungsbahn 30 des Manipulators 10 umfasst. Die Bewegungsbahn kann vorgegeben oder von einer Steuereinheit geplant sein. Insbesondere kann eine vorgegebene und/oder geplante Bewegungsbahn optimiert werden.
In einem zweiten Verfahrenschritt 120 wird zumindest eine sekundäre Aufgabe e2 zum Steuern des Manipulators bestimmt, wobei die sekundäre Aufgabe e2 eine Reduzierung der effektiven Masse und/oder der effektiven Trägheit umfasst. Die Reduzierung muss dabei nicht auf die Erreichung eines absoluten Minimums gerichtet sein, sondern kann beispielsweise auf die Einhaltung von definierten Obergrenzen der effektiven
Masse/Trägheit beschränkt sein.
In einem dritten Verfahrenschritt 130 werden n Alternativen möglicher Achswinkel ai bis j der Bewegungsachsen Ai bis A7 des Manipulators 10 zur Erfüllung der primären Aufgabe ei berechnet. Ebenso werden Achswinkelgeschwindigkeiten für die n
Alternativen berechnet. Anschließen wird in einem vierten Verfahrenschritt 140 der Manipulator 10 unter Berücksichtigung der n Alternativen und der sekundären
Aufgabe e2 gesteuert. Bezugszeichenliste
1 Manipulatorsystem
io Manipulator
12 Endeffektor
15 Tool Center Point
20 Steuereinrichtung
30 Bewegungsbahn
50 Mensch
IOO Verfahren
HO Bestimmen der primären Aufgabe
120 Bestimmen der sekundären Aufgabe
130 Berechnung
140 Steuern
A1-A7 Bewegungsachsen
ai- a7 Achswinkel
ei primäre Aufgabe
e2 sekundäre Aufgabe
u Bewegungsrichtung
q. q' Vektor der Achswinkel

Claims

Ansprüche 1 bis 11
1. Verfahren (100) zum Steuern eines redundanten Manipulators (10), wobei der Manipulator (10) mehrere Bewegungsachsen (Ai - A7) aufweist und das Verfahren (100) die folgenden Schritte umfasst:
Bestimmen (110) einer primären Aufgabe (e zum Steuern des Manipulators (10), wobei die primäre Aufgabe (e das Abfahren einer Bewegungsbahn (30) des Manipulators (10), insbesondere einer Bewegungsbahn des Tool-Center Points (15) des Manipulators (io), umfasst;
Bestimmen (120) zumindest einer sekundären Aufgabe (e2) zum Steuern des Manipulators (10), wobei die sekundäre Aufgabe (e2) eine Reduzierung der effektiven Masse (mu) und/oder der effektiven Trägheit (Iu), insbesondere der effektiven Masse (mu) und/oder der effektiven Trägheit (Iu) eines Endeffektors (12) des Manipulators (10), umfasst;
Berechnen (130) von n Alternativen möglicher Achswinkeln (cii - a ) der Bewegungsachsen (Ai - A7) des Manipulators (10) zur Erfüllung der primären Aufgabe (e , und Berechnen der Achswinkelgeschwindigkeiten ( άλ—άΊ ) für die n Alternativen; und
Steuern (140) des Manipulators (10) unter Berücksichtigung der n Alternativen und der sekundären Aufgabe (e2).
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei weitere sekundäre Aufgaben (e2a; e2b) vorliegen, wobei die weiteren sekundären Aufgaben (e2a; e2b) beim Steuern des
Manipulators (10), vorzugsweise mit unterschiedlicher Gewichtung, berücksichtigt werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die primäre Aufgabe (e von der zumindest einen sekundären Aufgabe unabhängig ist und vorzugsweise eine höhere Priorität aufweist, als die zumindest eine sekundäre Aufgabe (e»).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Manipulator (10) zumindest zwei redundante Bewegungsachsen aufweist, und wobei das Verfahren (100) das Bestimmen (120) von zumindest zwei sekundären Aufgaben (e2) umfasst, wobei die sekundären Aufgaben (e2) voneinander unabhängig sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine weitere sekundäre Aufgabe (e2) die Einhaltung zumindest eines vordefinierten
Winkelbereichs für zumindest eine Achse (Ai -A7) des Manipulators (10) und/oder die Einhaltung eines vordefinierten Arbeitsraums des Manipulators (10), umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine weitere sekundäre Aufgabe (e2) die Minimierung der zum Abfahren der
Bewegungsbahn (30) aufzuwendenden Energie umfasst.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Achswinkelgeschwindigkeiten ( ά, -ά7 ) für die n Alternativen derart berechnet werden, dass eine vordefinierte maximale Geschwindigkeit des Manipulators (10) beim Steuern des Manipulators (10) nicht überschritten wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die effektive Masse (mu) eine Funktion der Bewegungsrichtung (u) des Endeffektors (15) sowie des Vektors (q) der Achswinkel (αχ— a7) und der Matrix (Av) der pseudo kinetischen Energie des Manipulators (10) bei translatorischen Geschwindigkeiten ist, und wie folgt bestimmt ist:
1
u Av (q)u und wobei die effektiven Trägheit (Iu) eine Funktion der Bewegungsrichtung (u) des Endeffektors (15) sowie des Vektors (q) der Achswinkel (cii - a7) und der Matrix (Λω) der pseudo kinetischen Energie des Manipulators (10) basierend auf den
Winkelgeschwindigkeiten ist, und wie folgt bestimmt ist:
/. - uT ^ 1 (q)u .
9. Steuereinrichtung (20), welche zumindest einen Programmspeicher und einen Prozessor umfasst, und welche dazu eingerichtet ist zumindest einen redundanten Manipulator (10) gemäß dem Verfahren (100) der Ansprüche 1 bis 8 zu steuern.
10. Computerlesbares Medium, auf welchem Programmbefehle gespeichert sind, die eine Steuereinrichtung (20) eines Manipulatorsystems (1) dazu veranlassen, einen redundanten Manipulator (10) gemäß dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 8 zu steuern. Ii. Manipulatorsystem (l), welches zumindest einen redundanten Manipulator (10) und eine Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 9 umfasst, wobei der redundante Manipulator (10) vorzugsweise ein MRK-fähiger Manipulator ist.
PCT/EP2017/000828 2016-07-15 2017-07-12 Redundanzauflösung für einen redundanten manipulator WO2018010842A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17740292.2A EP3484672A1 (de) 2016-07-15 2017-07-12 Redundanzauflösung für einen redundanten manipulator

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016212958.9A DE102016212958A1 (de) 2016-07-15 2016-07-15 Redundanzauflösung für einen redundanten Manipulator
DE102016212958.9 2016-07-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018010842A1 true WO2018010842A1 (de) 2018-01-18

Family

ID=59363088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/000828 WO2018010842A1 (de) 2016-07-15 2017-07-12 Redundanzauflösung für einen redundanten manipulator

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3484672A1 (de)
DE (1) DE102016212958A1 (de)
WO (1) WO2018010842A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109129487A (zh) * 2018-09-26 2019-01-04 华南理工大学 在周期噪声下基于泰勒型离散周期节律神经网络的冗余度机械臂重复运动规划方法
CN110014427A (zh) * 2019-03-26 2019-07-16 华侨大学 一种基于伪逆的冗余度机械臂高精度运动规划方法
CN110134062A (zh) * 2019-04-17 2019-08-16 华中科技大学 一种基于强化学习的多轴数控机床加工路径优化方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019118263B3 (de) * 2019-07-05 2020-08-20 Franka Emika Gmbh Ausgeben einer Güteinformation über eine Krafterfassung am Robotermanipulator
DE102021212134B3 (de) 2021-10-27 2023-02-02 Kuka Deutschland Gmbh Verfahren und System zum Betreiben eines Roboters

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5294873A (en) * 1992-10-27 1994-03-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Kinematic functions for redundancy resolution using configuration control
DE102011106321A1 (de) * 2011-07-01 2013-01-03 Kuka Laboratories Gmbh Verfahren und Steuermittel zum Steuern eines Roboters

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5294873A (en) * 1992-10-27 1994-03-15 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Kinematic functions for redundancy resolution using configuration control
DE102011106321A1 (de) * 2011-07-01 2013-01-03 Kuka Laboratories Gmbh Verfahren und Steuermittel zum Steuern eines Roboters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WALKER I D ED - INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS: "THE USE OF KINEMATIC REDUNDANCY IN REDUCING IMPACT AND CONTACT EFFECTS IN MANIPULATION", PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION. CINCINNATI, MAY 13 - 18, 1990; [PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION], LOS ALAMITOS, IEEE COMP. SOC. PRESS, US, vol. -, 13 May 1990 (1990-05-13), pages 434 - 439, XP000139890, ISBN: 978-0-8186-9061-7, DOI: 10.1109/ROBOT.1990.126016 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109129487A (zh) * 2018-09-26 2019-01-04 华南理工大学 在周期噪声下基于泰勒型离散周期节律神经网络的冗余度机械臂重复运动规划方法
CN110014427A (zh) * 2019-03-26 2019-07-16 华侨大学 一种基于伪逆的冗余度机械臂高精度运动规划方法
CN110014427B (zh) * 2019-03-26 2021-11-02 华侨大学 一种基于伪逆的冗余度机械臂高精度运动规划方法
CN110134062A (zh) * 2019-04-17 2019-08-16 华中科技大学 一种基于强化学习的多轴数控机床加工路径优化方法
CN110134062B (zh) * 2019-04-17 2020-12-08 华中科技大学 一种基于强化学习的多轴数控机床加工路径优化方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016212958A1 (de) 2018-01-18
EP3484672A1 (de) 2019-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2868445B1 (de) Verfahren zum Programmieren von Bewegungsabläufen eines redundanten Industrieroboters und zugehöriger Industrieroboter
DE102014222809B3 (de) Event-basierte Redundanzwinkelkonfiguartion für Gelenkarmroboter
EP1950010B1 (de) Roboter und Verfahren zum Programmieren eines Roboters
EP2987592B1 (de) Verfahren zum programmieren eines industrieroboters und zugehöriger industrieroboter
EP2851162B1 (de) Verfahren zum manuell geführten Verstellen der Pose eines Manipulatorarms eines Industrieroboters und zugehöriger Industrieroboter
EP3484672A1 (de) Redundanzauflösung für einen redundanten manipulator
EP3323026B1 (de) Ermitteln eines eingabebefehls für einen roboter, der durch manuelles ausüben einer kraft auf den roboter eingegeben wird
DE112011101930B4 (de) Verfahren, Steuerungssystem und Bewegungvorgabemittel zum Programmieren oder Vorgeben von Bewegungen oder Abläufen eines Industrieroboters
EP2212753B1 (de) Verfahren zum abfahren einer vorgegebenen bahn durch einen manipulator, sowie steuervorrichtung zur durchführung eines solchen verfahrens
EP2546711B2 (de) Verfahren zum Programmieren eines Roboters
DE102019126465B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Trajektorienbestimmung für serielle Manipulatoren
EP3020516B1 (de) Bestimmen von objektbezogenen greifräumen mittels eines roboters
DE102006007623B4 (de) Roboter mit einer Steuereinheit zum Steuern einer Bewegung zwischen einer Anfangspose und einer Endpose
DE102007059480B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Posenüberwachung eines Manipulators
EP3200961A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung/regelung eines roboter-manipulators
DE102007060680A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Steuerung eines Manipulators
DE102018007842B4 (de) Steuergerät zum Überwachen der Bewegungsrichtung eines Betätigungswerkzeugs
DE102014226787B3 (de) Sicherer Roboter mit Bahnfortschrittsvariablen
DE102010008240B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines mehrachsigen, vorzugsweise sechsachsigen, Roboters
DE102017204211B4 (de) Robotersteuerung und Robotersteuerungsverfahren
DE102017213651A1 (de) Handhabungseinrichtung mit einem Roboter sowie Verfahren und Computerprogramm
DE102019125326B3 (de) Prognostizierter Bremsbereich eines Robotermanipulators
EP3710900B1 (de) Verfahren und system zum vorgeben bzw. lernen eines roboterbefehls
DE102018207919B3 (de) Robotersteuerung
EP3810377B1 (de) Verfahren und system zum überführen eines endeffektors eines roboters zwischen einer endeffektorpose und einer weiteren endeffektorpose

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17740292

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017740292

Country of ref document: EP

Effective date: 20190215