WO2019219795A1 - Steuern eines roboters - Google Patents

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WO2019219795A1
WO2019219795A1 PCT/EP2019/062575 EP2019062575W WO2019219795A1 WO 2019219795 A1 WO2019219795 A1 WO 2019219795A1 EP 2019062575 W EP2019062575 W EP 2019062575W WO 2019219795 A1 WO2019219795 A1 WO 2019219795A1
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robot
limitation
predetermined
axis
task
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PCT/EP2019/062575
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Felix Allmendinger
Juan David MUNOZ OSORIO
Mario Daniele FIORE
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Kuka Deutschland Gmbh
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    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633—Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40552—Joint limit

Definitions

  • the present invention relates to a method and a controller for controlling a robot and to a computer program product for carrying out the robot
  • Robots should perform regularly given tasks, for example, with their end effector or TCP approach a predetermined position or the like.
  • the object of the present invention is to improve the operation of a robot.
  • Claims 1 1, 12 provide protection for a controller or a computer program product for carrying out a method described here.
  • the subclaims relate to advantageous developments. According to an embodiment of the present invention, a robot becomes compliant
  • Compliant force-controlled in an embodiment such that he evades external, in particular manually or by an operator impressed on him, forces and in a training while acting against these forces restoring forces on his
  • the robot is admittance-controlled. In this way, a particularly advantageous yielding force control can be realized.
  • desired driving forces are based on or depending on
  • axle pitches in particular in advance, predetermined, in particular programmed and / or adjustable by a user input
  • Limitation does not contradict or counteracts.
  • the execution of the task at least a first target driving force of a first axis and a second target driving force of a second
  • Axis requires, for example, to approach a predetermined pose or the like, and compliance with the limitation requires a target driving force opposite to the first target driving force of the first axis and no specific target driving force of the second axis
  • the first axis is located near its boundary, the second axis is not, the opposing target drive force to comply with the limit and the second target driving force commanded to perform the task.
  • the target drive forces are based on or depending on
  • a desired driving force for performing the task is only commanded to the extent that it does not counteract or counteract a desired driving force for maintaining this limit.
  • a desired driving force for maintaining this limit in a state where the execution of the task requires at least a first target driving force of a first axis and a second target driving force of a second axis, for example, to approach a predetermined pose or the like, and adherence thereto
  • the robot is resiliently controlled to perform the given task. This allows him in one
  • one of its axes, its end effector or elbow reaches a limit of allowable range or allowable speed, which can usually result in an abrupt, unwanted and / or unexpected response of the robot.
  • the desired drive forces are (also) determined in such a way or with the proviso that a predetermined limitation of
  • Axis divisions, speeds and / or accelerations and / or an in WO 2019/219795 10 4/2 8 Kuka pCT / EP2019 / 062575 2mbH predetermined limitation of a pose, speed and / or acceleration of at least one robot-fixed reference can be achieved in one embodiment of an approach to the boundary (s) when performing the task due to a hand guidance of the compliant
  • Robotic force-controlled counteracted By prioritizing this
  • Compliance with the limitation (s) compared to the execution of the task can be advantageously avoided in one embodiment, an abrupt behavior change of the robot.
  • the desired drive forces are determined in such a way or with the proviso that
  • the desired drive forces are determined in such a way or with the proviso that
  • Axis divisions, axis speeds and / or axis accelerations prioritized, in an embodiment in the same way as the lower priority of these two
  • robot and environmental constraints can advantageously be kept together and thereby abrupt
  • the predetermined task has at least one first and one second subtask, wherein the desired drive forces are determined in such a way or with the proviso that the execution of the first subtask (in turn) is prioritized over the execution of the second subtask, in particular the
  • Performing the second subtask is prioritized over the performance of one or more other subtasks, which in one embodiment
  • the task in particular one or more of its subtasks (respectively), a start of one or more predetermined,
  • Departure of a predetermined path holding a predetermined pose and / or a spacing of one or more predetermined, in particular singular, poses, in the working and / or axial space of the robot, in particular consist thereof.
  • the robot can be used particularly advantageously in one embodiment.
  • the robot can initiate a predetermined pose or trajectory at a higher priority, thereby reducing or decreasing the priority
  • the desired drive forces are based on a dynamic
  • Axis pitches, speeds and accelerations as well as axle
  • driving forces maps each other, in an embodiment in the form
  • the behavior of the robot, in particular its inertia and the like, taken into account and thereby the operation can be improved.
  • Task forces (operational forces) f t are determined, in an execution in the form
  • the command vector f * corresponds to one
  • Acceleration level are formulated, in particular in the form:
  • the pose and speed limit of the robot-fixed reference can be advantageous in one embodiment, in particular with the predetermined limitation of the pose, speed and acceleration of the robot-fixed reference
  • predetermined limitation of the pose and speed limits the predetermined limitation of the acceleration of the robot-fixed reference, or in a further development, in addition to the predetermined limitation of the pose and
  • Acceleration limits the given limitation of the velocity of the robot-fixed reference
  • X [C ... X 6 ] T denotes the (current) pose of the robot-fixed reference, where, for example, [X 1 ... X 3 ] r their position, for example in Cartesian
  • Coordinates x, y, z, and [X 4 ... X 6 ] r can define their orientation, for example in Euler or Kardanwinkeln or the like.
  • the virtual restoring forces / j * m or the desired driving forces T d are determined iteratively, wherein in one embodiment initial WO 2019/21979510 10/28 Kuka pCT / EP2019 / 062575 SmbH
  • Jacobi matrix of limitation of axis pitches, velocities
  • the mass matrix / ⁇ im and the vectors p lim p lim are thus calculated according to Eq. (3) determined.
  • the virtual restoring forces / j * m or the desired driving forces T d are determined iteratively, wherein in one embodiment initial
  • the Jacobi matrix results in the limitation of a pose, speed and / or acceleration of at least one robot-fixed reference in the Cartesian working space of the robot J [im from the Jacobi matrix of the robot-fixed reference
  • the mass matrix / ⁇ im and the vectors p lim p lim are thus calculated according to Eq. (3) determined.
  • nominal drive forces in particular desired drive forces for maintaining the limit (s), are generally determined iteratively in one embodiment.
  • robot-fixed reference which in turn is determined on the basis of virtual axis accelerations and velocities, determined and commanded in a further development only at a, in particular predicted, reaching the limit (cf.
  • X ⁇ t + T) X ⁇ t) + X ⁇ t) T
  • X ⁇ t + T) X ⁇ t) + X ⁇ t) T + - X ⁇ t) T 2 .
  • Computing capacity reduced and / or the behavior of the robot can be improved.
  • the prioritization of compliance with the limitation to the execution of the task and / or the first compared to the second subtask takes place in a
  • a predetermined model in particular target model, preferably a CAD model, an environment of the robot specified.
  • target model preferably a CAD model
  • an elbow of the robot be pre-determined based on a CAD model of a robot cell or be.
  • pose limits of an end effector can be determined online based on obstacle detection using image processing or on the basis of image recognition
  • Target environment must be specified in a falsified way.
  • a system in particular hardware and / or software, in particular program technology, is set up to carry out a method described here and / or has:
  • the system comprises:
  • system according to an embodiment of the present invention comprises:
  • Cartesian working space of the robot predetermined limitation of a pose, speed and / or acceleration of at least one robot-fixed
  • the controller or its agent has:
  • first sub-task of the given task is prioritized over the execution of a second partial task of the given task, in particular the execution of the second subtask is prioritized over the execution of at least one further subtask of the given task;
  • a means in the sense of the present invention may be designed in terms of hardware and / or software, in particular a data or signal-connected, preferably digital, processing, in particular microprocessor unit (CPU) and / or a memory and / or bus system or multiple programs or program modules.
  • the CPU may be configured to implement instructions implemented as a program stored in a memory system.
  • a storage system may comprise one or more, in particular different, storage media, in particular optical, magnetic, solid state and / or other non-volatile media.
  • the program may be arranged to be capable of embodying the methods described herein, such that the CPU may perform the steps of such
  • a computer program product may comprise, in particular, a nonvolatile storage medium for storing a program or a program stored thereon, wherein execution of this program is prompted by a system or a controller, in particular a computer, here described method or perform one or more of its steps.
  • antiparallel pairs of forces or torques are generally also referred to as forces in one embodiment.
  • nominal drive forces can in particular be in particular desired drive torques, in particular.
  • Controlling or commanding of desired quantities on the basis of or as a function of detected actual variables is also referred to herein as taxes in the sense of the present invention.
  • the robot has at least three, in particular at least six, in one embodiment at least seven, axes or joints, in particular axes of rotation or joints, and, in one embodiment, electric drives for
  • a (kink) arm with the axes.
  • the space of the coordinates which indicate or represent the positions, for example angular positions, of the axes, is referred to in particular in the usual way.
  • the space of the coordinates is referred to, which is a one-, two- or three-dimensional position and / or one-, two- or three-dimensional orientation of the robot-fixed reference, in particular the TCP or another excellent point or Coordinate system on the robot, for example one
  • End effector (fixed point or coordinate system ⁇ , elbow (fixed point or coordinate system ⁇ or the same, indicate or pose.
  • a pose within the meaning of the present invention accordingly, in particular in the form of a one-, two- or three-dimensional position and / or -, two- or three-dimensional orientation of a robot-fixed reference (in the workspace) or in the form of
  • Axis coordinates or positions may be predefined or a one-, two- or three-dimensional position and / or one-, two- or three-dimensional
  • Fig. 1 a controller for controlling a robot according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 a method for controlling the robot according to embodiments of
  • Robot according to an embodiment of the present invention, the purpose for a
  • step S10 the virtual task forces r t in the axis and / or
  • a step S20 the values r lim , q sat , N iim are initialized for the iteration, for example according to Eq. (6).
  • a step S30 for example according to Eq. (7), from which (initial) desired driving forces, in particular moments, r d and therefrom, for example on the basis of a dynamic model according to Eq. (1), virtual axis accelerations q
  • axle accelerations are checked in a step S40 to determine whether at least one axle acceleration reaches a predefined limit, for example one of the conditions according to equation (8) is met.
  • a predefined limit for example one of the conditions according to equation (8) is met.
  • Axle position and / or speed limits may also be on
  • Acceleration level are taken into account or limit the specified limitation of Achsbeschreibungen, for example, according to Eq. (5) or (5 '). If none of the axis accelerations g satisfies one of the conditions according to equation (8) (S40: "N"), the target driving forces r d determined in step S30 become
  • one or more of the axle accelerations g are set to the corresponding limit values according to equations (5) and (5 '), respectively, in step S60, for example according to Eq. (9), the virtual restoring forces / f * m or the corresponding proportions r lim WO 2019/21979510 20/28 Kuka PCT / EP2019 / 0625752mbH
  • step S30 performed a new iteration.
  • step S10 determines the virtual task forces r ( in the robot's axis and / or working space for performing a given task, for example according to equation (12), in particular in connection with equation (10) with several sub-tasks prioritized with one another ,
  • step S20 the values r lim , q sat , N [ i are initialized for the iteration,
  • step S30 for example according to eq. (107), from which (initial) desired driving forces, in particular moments, r d and therefrom, for example on the basis of a dynamic model according to Eq. (1), virtual axis accelerations q as well as virtual accelerations X of a robot-fixed reference, for example of the TCP, end effector, elbow or the like, determined that would arise in imposing these desired driving forces (would).
  • step S40 These virtual accelerations of the robot-fixed reference are checked in step S40 to determine whether at least one acceleration X j is a predetermined one
  • step S40 If one or more of the accelerations satisfies one of the conditions according to equation (108) (S40: "Y"), these are set to the corresponding limit values according to equation (105) or (105 ') so that in step S60, for example according to Eq , (109), the virtual restoring forces f * m or the corresponding parts r lim of the desired driving forces r d and the projector N [im updated, and starting with step S30 a new iteration performed. In this way, the limitation of a pose, speed and / or
  • Both embodiments can also be combined or be, for example, by first, in particular in the manner explained above, the desired driving forces or moments, T d to comply with the limitation of WO 2019/219795 10 22/28 Kuka pcT / EP2019 / 062575 SmbH
  • T d to comply with the limit of
  • Achssanderen speeds and / or accelerations, in particular in the manner explained above, are used. This then prioritizes compliance with the limitation of axis pitches, speeds or accelerations with respect to the limitation of pose, speed or acceleration of the robot-fixed reference in a two-stage process, which in turn is prioritized over the performance of the task.

Abstract

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern eines Roboters (1) wird der Roboter nachgiebig kraftgeregelt (S50), wobei Soll-Antriebskräfte auf Basis sowohl einer in einem kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten Referenz und/oder einer vorgegebenen Begrenzung von Achsstellungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen als auch einer vorgegebenen Aufgabe derart ermittelt werden (S10, S30), dass die Einhaltung der Begrenzung gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisiert wird.

Description

WO 2019/21979510 1 / 2 8 Kuka pCT/EP2019/062575SmbH
Beschreibung
Steuern eines Roboters
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuerung zum Steuern eines Roboters sowie ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des
Verfahrens.
Roboter sollen regelmäßig vorgegebene Aufgaben durchführen, beispielsweise mit ihrem Endeffektor bzw. TCP eine vorgegeben Position anfahren oder dergleichen.
In dem Artikel O. Khatib,“A Unified Approach for Motion and Force Control of Robot Manipulators: The Operational Space Formulation”, (IEEE Journal of Robotics and AutomationVol. RA-3, No. 1 , Februar 1987, ISSN 0882-4967, S. 43-53) wird hierzu eine sogenannte Aufgabenraumregelung (Operational Space Control”)
vorgeschlagen, bei der eine virtuelle Kraft zur Durchführung der Aufgabe ermittelt und mithilfe einer Aufgaben-Jacobimatrix auf Soll-Antriebskräfte im Achsraum des
Roboters transformiert wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb eines Roboters zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 1 1 , 12 stellen eine Steuerung bzw. ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen. Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird ein Roboter nachgiebig
(„compliant“) kraftgeregelt, in einer Ausführung derart, dass er externen, insbesondere manuell bzw. durch einen Bediener auf ihn aufgeprägten, Kräften ausweicht und in einer Weiterbildung dabei gegen diese Kräfte wirkende Rückstellkräfte auf seine
Umgebung, insbesondere eine ihn führende Hand oder dergleichen, ausübt. In einer Ausführung wird der Roboter admittanzgeregelt. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte nachgiebige Kraftregelung realisiert werden. WO 2019/21979510 2 / 2 % Kuka pCT/EP2019/062575SmbH
Bei der Kraftregelung werden nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung Soll- Antriebskräfte auf Basis bzw. in Abhängigkeit von
- einer, insbesondere vorab, vorgegebenen, insbesondere programmierten und/oder durch eine Benutzereingabe einstellbaren, Begrenzung von Achssteilungen,
Achsgeschwindigkeiten und/oder Achsbeschleunigungen, als auch
- einer vorgegebenen, insbesondere vorab programmierten bzw. gespeicherten,
Aufgabe
derart bzw. mit der Maßgabe ermittelt, dass die Einhaltung dieser (Achs)Begrenzung gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisiert wird, insbesondere derart, dass die Aufgabe nur insoweit bzw. bis zu dem Grad durchgeführt wird, soweit bzw. bis zu dem dies die Einhaltung der Begrenzung zulässt bzw. diese nicht beeinträchtigt. So wird in einer Ausführung eine Soll-Antriebskraft zur Durchführung der Aufgabe nur soweit kommandiert, soweit sie einer Soll-Antriebskraft zur Einhaltung der
Begrenzung nicht zuwiderläuft bzw. dieser entgegenwirkt. Insbesondere werden in einem Zustand, in dem die Durchführung der Aufgabe wenigstens eine erste Soll- Antriebskraft einer ersten Achse und eine zweite Soll-Antriebskraft einer zweiten
Achse erfordert bzw. bedingt, beispielsweise, um eine vorgegebene Pose anzufahren oder dergleichen, und die Einhaltung der Begrenzung eine zu der ersten Soll- Antriebskraft der ersten Achse gegensinnige Soll-Antriebskraft und keine bestimmte Soll-Antriebskraft der zweiten Achse erfordert bzw. bedingt, da beispielsweise die erste Achse sich in der Nähe ihrer Begrenzung befindet, die zweite Achse hingegen nicht, die gegensinnige Soll-Antriebskraft zur Einhaltung der Begrenzung und die zweite Soll-Antriebskraft zur Durchführung der Aufgabe kommandiert.
Zusätzlich oder alternativ werden nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung bei der Kraftregelung (die) Soll-Antriebskräfte auf Basis bzw. in Abhängigkeit von
- einer in einem kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer
roboterfesten Referenz, als auch
- einer bzw. der vorgegebenen, insbesondere vorab programmierten bzw.
gespeicherten, Aufgabe
derart bzw. mit der Maßgabe ermittelt, dass die Einhaltung dieser Begrenzung (der Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der roboterfesten Referenz im kartesischen Arbeitsraum) gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisiert wird, WO 2019/21979510 3 / 2 8 Kuka pCT/EP2019/0625753mbH
insbesondere derart, dass die Aufgabe nur insoweit bzw. bis zu dem Grad
durchgeführt wird, soweit bzw. bis zu dem dies die Einhaltung dieser Begrenzung zulässt bzw. diese nicht beeinträchtigt. So wird in einer Ausführung eine Soll- Antriebskraft zur Durchführung der Aufgabe nur soweit kommandiert, soweit sie einer Soll-Antriebskraft zur Einhaltung dieser Begrenzung nicht zuwiderläuft bzw. dieser entgegenwirkt. Insbesondere werden in einem Zustand, in dem die Durchführung der Aufgabe wenigstens eine erste Soll-Antriebskraft einer ersten Achse und eine zweite Soll-Antriebskraft einer zweiten Achse erfordert bzw. bedingt, beispielsweise, um eine vorgegebene Pose anzufahren oder dergleichen, und die Einhaltung dieser
Begrenzung eine zu der ersten Soll-Antriebskraft der ersten Achse gegensinnige Soll- Antriebskraft und keine bestimmte Soll-Antriebskraft der zweiten Achse erfordert bzw. bedingt, da beispielsweise eine Verstellung der ersten Achse die roboterfesten
Referenz zu ihrer Begrenzung führt, eine Verstellung der zweiten Achse hingegen nicht, die gegensinnige Soll-Antriebskraft zur Einhaltung der Begrenzung und die zweite Soll-Antriebskraft zur Durchführung der Aufgabe kommandiert.
Somit wird in einer Ausführung der Roboter zur bzw. bei der Durchführung der vorgegebenen Aufgabe nachgiebig kraftgeregelt. Hierdurch kann er in einer
Ausführung vorteilhaft beim Durchführen der Aufgabe durch einen Bediener
(weg)geführt bzw. abgelenkt oder aufgehalten werden. Dadurch kann der Betrieb des Roboters verbessert werden.
Dabei kann es jedoch Vorkommen, dass durch das Handführen ungewollt eine hard- oder softwaretechnisch implementierte Achsstellungs-, -geschwindigkeits- oder -beschleunigungsbegrenzung oder eine hard- oder softwaretechnisch implementierte Posen-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsbegrenzung einer roboterfesten Referenz in einem kartesischen Arbeitsraum des Roboters erreicht wird,
beispielsweise eine seiner Achsen, sein Endeffektor oder Ellbogen eine Grenze eines zulässigen Bereichs oder eine zulässige Geschwindigkeit erreicht, was üblicherweise zu einer abrupten, ungewollten und/oder unerwarteten Reaktion des Roboters führen kann.
Indem erfindungsgemäß die Soll-Antriebskräfte (auch) derart bzw. mit der Maßgabe ermittelt werden, dass eine vorgegebene Begrenzung von
Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen und/oder eine in WO 2019/21979510 4 / 2 8 Kuka pCT/EP2019/0625752mbH einem kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten Referenz eingehalten wird, kann in einer Ausführung einer Annäherung an die Begrenzung(en) beim Durchführen der Aufgabe aufgrund einer Handführung des nachgiebigen
Roboters kraftgeregelt entgegengewirkt werden. Durch die Priorisierung dieser
Einhaltung der Begrenzung(en) gegenüber der Durchführung der Aufgabe kann dabei in einer Ausführung eine abrupte Verhaltensänderung des Roboters vorteilhaft vermieden werden.
In einer Ausführung werden die Soll-Antriebskräfte derart bzw. mit der Maßgabe ermittelt, dass
- die Einhaltung der Begrenzung der Achssteilungen und Achsgeschwindigkeiten
und/oder
- die Einhaltung der Begrenzung der Achssteilungen und Achsbeschleunigungen
und/oder
- die Einhaltung der Begrenzung der Achsgeschwindigkeiten und
Achsbeschleunigungen
gleich priorisiert wird. Durch diese gleiche Priorisierung der Einhaltung der
Begrenzung auf Achsstellungs-, -geschwindigkeits- oder -beschleunigungsebene kann dabei in einer Ausführung eine abrupte Verhaltensänderung des Roboters vorteilhaft vermieden werden.
Zusätzlich oder alternativ werden in einer Ausführung die Soll-Antriebskräfte derart bzw. mit der Maßgabe ermittelt, dass
- die Einhaltung der Begrenzung der Pose und Geschwindigkeit der roboterfesten Referenz und/oder
- die Einhaltung der Begrenzung der Pose und Beschleunigung der roboterfesten
Referenz und/oder
- die Einhaltung der Begrenzung der Geschwindigkeit und Beschleunigung der
roboterfesten Referenz
gleich priorisiert wird. Durch diese gleiche Priorisierung der Einhaltung der
Begrenzung auf Posen-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsebene kann dabei in einer Ausführung eine abrupte Verhaltensänderung des Roboters vorteilhaft vermieden werden. WO 2019/21979510 5 / 2 8 Kuka pCT/EP2019/0625752mbH
Sofern sowohl eine Begrenzung von Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder - beschleunigungen als auch in einem kartesischen Arbeitsraum des Roboters eine Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten Referenz vorgegeben ist bzw. wird, wird in einer Ausführung die eine dieser beiden Begrenzungen ihrerseits gegenüber der anderen dieser beiden
Begrenzungen priorisiert.
In einer Ausführung wird somit eine Begrenzung von Achssteilungen,
Achsgeschwindigkeiten und/oder Achsbeschleunigungen gegenüber einer im
kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose
Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten Referenz priorisiert oder umgekehrt eine im kartesischen Arbeitsraum des Roboters
vorgegebene Begrenzung einer Pose Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten Referenz gegenüber einer Begrenzung von
Achssteilungen, Achsgeschwindigkeiten und/oder Achsbeschleunigungen priorisiert, in einer Ausführung in gleicher Weise wie die niedriger priorisierte dieser beiden
Begrenzungen ihrerseits gegenüber der Durchführung der Aufgabe, insbesondere mehrstufig. Hierdurch können in einer Ausführung roboter- und umgebungsbedingte Begrenzungen vorteilhaft gemeinsam eingehalten und dabei abrupte
Verhaltensänderungen des Roboters vorteilhaft vermieden werden.
Allgemein kann in einer Ausführung auch nur eine Begrenzung einer Pose,
Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten Referenz im kartesischen Arbeitsraum des Roboters oder auch nur eine Begrenzung von
Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen vorgegeben sein, insbesondere werden.
In einer Ausführung weist die vorgegebene Aufgabe wenigstens eine erste und eine zweite Teilaufgabe auf, wobei die Soll-Antriebskräfte derart bzw. mit der Maßgabe ermittelt werden, dass die Durchführung der ersten Teilaufgabe (ihrerseits) gegenüber der Durchführung der zweiten Teilaufgabe priorisiert wird, insbesondere die
Durchführung der zweiten Teilaufgabe (ihrerseits) gegenüber der Durchführung einer oder mehrerer weiteren Teilaufgaben priorisiert wird, welche in einer Ausführung
(ihrerseits) untereinander priorisiert sein bzw. werden können. WO 2019/21979510 6 / 28 Kuka PCT/EP2019/0625752mbH
Zusätzlich oder alternativ kann die Aufgabe, insbesondere eine oder mehrere ihrer Teilaufgaben (jeweils), ein Anfahren einer oder mehreren vorgegebenen,
insbesondere programmierten bzw. abgespeicherten, Posen, insbesondere ein
Abfahren einer vorgegebenen Bahn, ein Halten einer vorgegebenen Pose und/oder ein Beabstanden von einer oder mehreren vorgegebenen, insbesondere singulären, Posen, im Arbeits- und/oder Achsraum des Roboters aufweisen, insbesondere hieraus bestehen.
Hierdurch kann in einer Ausführung der Roboter besonders vorteilhaft eingesetzt werden. So kann der Roboter in einer Ausführung höherprior(isiert) eine vorgegebene Pose an- bzw. Bahn abfahren und dabei nieder- oder höherprior(isiert) singuläre
Posen vermeiden.
In einer Ausführung werden die Soll-Antriebskräfte auf Basis eines dynamischen
Modells des Roboters ermittelt, das in einer Ausführung
Achssteilungen, -geschwindigkeiten und -beschleunigungen sowie Achs-,
insbesondere Antriebskräfte aufeinander abbildet, in einer Ausführung in der Form
M{q)q + c{q,q) + g{q) = r (1 ) mit den Achssteilungen q , Achsgeschwindigkeiten q , Achsbeschleunigungen q , der generalisierten Massenmatrix M , den stellungs- und geschwindigkeitsabhängigen Kräften c(q,q ) , insbesondere Coriolis- und Zentrifugalkräften, den (nur) stellungsabhängigen Kräften g(q) , insbesondere Gravitationskräften, und den Achs-, insbesondere Antriebskräften t .
Hierdurch kann in einer Ausführung das Verhalten des Roboters, insbesondere seine Trägheiten und dergleichen, berücksichtigt und dadurch der Betrieb verbessert werden. In einer Ausführung werden die Soll-Antriebskräfte
- auf Basis virtueller Rückstellkräfte im Achs- und/oder Arbeitsraum des Roboters zur Einhaltung der Begrenzung der Achssteilungen, -geschwindigkeiten
und/oder -beschleunigungen und/oder WO 2019/21979510 1 / 2 8 Kuka pcT/EP2019/062575SmbH
- auf Basis virtueller Rückstellkräfte im Achs- und/oder Arbeitsraum des Roboters zur Einhaltung der Begrenzung und/oder
- auf Basis virtueller Aufgabenkräfte im Achs- und/oder Arbeitsraum des Roboters zur Durchführung der Aufgabe, insbesondere der Teilaufgaben,
ermittelt.
Nach dem eingangs genannten Artikel“A Unified Approach for Motion and Force Control of Robot Manipulators: The Operational Space Formulation”, auf den
ergänzend Bezug genommen und dessen Inhalt vollumfänglich in die vorliegende Offenbarung einbezogen wird, können im Achs- oder Arbeitsraum des Roboters, insbesondere einem Unterraum hiervon, auf Basis einer (Teil)Aufgabe virtuelle
Aufgabenkräfte („operational forces“) ft ermittelt werden, in einer Ausführung in der Form
Mxt) xt + Vt {xt> xt ) + t {xt) = ft (2) mit
Figure imgf000008_0001
mit der Aufgaben-Jacobimatrix Jt . Der Kommandovektor f * entspricht einer
gewünschten Beschleunigung xt der Aufgabe, der Kommandovektor
f* = kp (xE d - xE) + kd (xE d - xE ) einer gewünschten Feder-Dämpfer-Charakteristik der kartesischen Endeffektorposition Die Achsstellungs- und -geschwindigkeitsbegrenzungen können in einer Ausführung vorteilhaft, insbesondere mit der vorgegebenen Begrenzung der
Achssteilungen, -geschwindigkeiten und -beschleunigungen WO 2019/219795 IO 8 / 28 Kuka PCT/EP2019/0625752mbH
Figure imgf000009_0001
und einem Zeit-, insbesondere Abtast- bzw. Regelinkrement T, einheitlich auf
Beschleunigungsebene formuliert werden, insbesondere in der Form:
Figure imgf000009_0004
wobei die vorgegebene Begrenzung von Achssteilungen und -geschwindigkeiten die vorgegebene Begrenzung von Achsbeschleunigungen limitiert, oder in einer
Weiterbildung, in der zusätzlich die vorgegebene Begrenzung von Achssteilungen und -beschleunigungen die vorgegebene Begrenzung von Achsgeschwindigkeiten limitiert,
Figure imgf000009_0002
Die Posen- und Geschwindigkeitsbegrenzung der roboterfesten Referenz kann in einer Ausführung vorteilhaft, insbesondere mit der vorgegebenen Begrenzung der Pose, Geschwindigkeit und Beschleunigung der roboterfesten Referenz
Figure imgf000009_0003
WO 2019/219795 io 9 / 2 8 Kuka PCT/EP2019/0625752mbH
und einem bzw. dem Zeit-, insbesondere Abtast- bzw. Regelinkrement T, einheitlich auf Beschleunigungsebene formuliert werden, insbesondere in der Form:
Figure imgf000010_0002
wobei die vorgegebene Begrenzung der Pose und Geschwindigkeit die vorgegebene Begrenzung der Beschleunigung der roboterfesten Referenz limitiert, oder in einer Weiterbildung, in der zusätzlich die vorgegebene Begrenzung der Pose und
Beschleunigung die vorgegebene Begrenzung der Geschwindigkeit der roboterfesten Referenz limitiert,
Figure imgf000010_0001
Dabei bezeichnet X = [C ... X6]T die (aktuelle) Pose der roboterfesten Referenz, wobei beispielsweise [X1 ... X3 ]r ihre Position, zum Beispiel in kartesischen
Koordinaten x, y, z, und [X4 ... X6]r ihre Orientierung, zum Beispiel in Euler- oder Kardanwinkeln oder dergleichen, definieren kann.
Hierdurch ergibt sich in einer Ausführung (jeweils) ein vorteilhaftes Verhalten des Roboters, insbesondere bei Annäherung an die Begrenzung.
In einer Ausführung werden die virtuellen Rückstellkräfte /j* m bzw. die Soll- Antriebskräfte Td iterativ ermittelt, wobei in einer Ausführung initial WO 2019/21979510 10/28 Kuka pCT/EP2019/062575SmbH
Figure imgf000011_0001
gesetzt, dann
Figure imgf000011_0002
ermittelt und mit
Figure imgf000011_0003
die neuen virtuellen Rückstellkräfte f* m bzw. diesen entsprechende Anteile rlim der Soll-Antriebskräfte rd gemäß
Figure imgf000011_0004
ermittelt und in Gl. (7) eigesetzt werden, solange wenigstens eine der virtuellen
Achsbeschleunigungen eine der Bedingungen in (8) erfüllt. Dabei enthält die
Jacobi-Matrix der Begrenzung von Achssteilungen, -geschwindigkeiten
und/oder -beschleunigungen jim für jede Achse, deren virtuelle Beschleunigung gemäß Gl. (7) eine der Bedingungen in (8) erfüllt, eine Zeile, die in der (der Achse) entsprechenden Reihe eine Eins und ansonsten Nullen aufweist, also beispielsweise für (nur)
Figure imgf000011_0005
1 0 ... 0]
für (nur) etc.
Figure imgf000011_0006
WO 2019/219795 io 11/28 Kuka pCT/EP2019/062575SmbH
Die Massenmatrix /\im und die Vektoren plim plim werden damit gemäß Gl. (3) ermittelt.
Falls bzw. sobald keine der virtuellen Achsbeschleunigungen qi eine der
Bedingungen in (8) (mehr) erfüllt, werden in einer Ausführung die Soll-Antriebskräfte gemäß Gl. (7) kommandiert.
In einer Ausführung werden die virtuellen Rückstellkräfte /j* m bzw. die Soll- Antriebskräfte Td iterativ ermittelt, wobei in einer Ausführung initial
Figure imgf000012_0001
gesetzt, dann
Figure imgf000012_0002
mit den aktuellen Achssteilungen q , Achsgeschwindigkeiten g und der aktuellen Pose X der roboterfesten Referenz zum (aktuellen) Zeitpunkt t ermittelt und mit
Figure imgf000012_0003
die neuen virtuellen Rückstellkräfte /j* m bzw. diesen entsprechende Anteile rlim der Soll-Antriebskräfte rd gemäß WO 2019/21979510 12/28 Kuka PCT/EP2019/062575ImbH
Figure imgf000013_0001
ermittelt und in Gl. (107) eingesetzt werden, solange wenigstens eine der virtuellen Beschleunigungen X, eine der Bedingungen in (108) erfüllt.
Dabei ergibt sich die Jacobi-Matrix der Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten Referenz im kartesischen Arbeitsraum des Roboters J[im aus der Jacobi-Matrix der roboterfesten Referenz
Figure imgf000013_0002
durch Streichen der Zeilen, in denen keine Begrenzung vorgegeben bzw. wirksam ist, also beispielsweise bei einer Begrenzung nur in y-Richtung des kartesischen
Arbeitsraums des Roboters, da beispielsweise in dieser Richtung ein Hindernis liegt
* im [ .4,1 J2,f oder, wenn beispielsweise auch eine Begrenzung in z-Richtung vorliegt
Figure imgf000013_0003
Die Massenmatrix /\im und die Vektoren plim plim werden damit gemäß Gl. (3) ermittelt.
Falls bzw. sobald keine der virtuellen Beschleunigungen , eine der Bedingungen in
(108) (mehr) erfüllt, werden in einer Ausführung die Soll-Antriebskräfte gemäß Gl.
(107) kommandiert. WO 2019/21979510 13 / 2 8 Kuka PCT/EP2019/0625753mbH
Wie vorstehend anhand einer besonders bevorzugten Ausführung erläutert, werden allgemein in einer Ausführung Soll-Antriebskräfte, insbesondere Soll-Antriebskräfte zur Einhaltung der Begrenzung(en), iterativ ermittelt.
Zusätzlich oder alternativ werden allgemein, wie vorstehend anhand einer besonders bevorzugten Ausführung erläutert, in einer Ausführung Soll-Antriebskräfte zur
Einhaltung der Begrenzung von Achssteilungen, -geschwindigkeiten
und/oder -beschleunigungen auf Basis virtueller Achsbeschleunigungen des Roboters ermittelt und in einer Weiterbildung nur bei einem, insbesondere prognostizierten, Erreichen der Begrenzung kommandiert (vgl. insbesondere die Prognose der
Achssteilung bzw. -geschwindigkeit in Gl. (5), (5‘): q(t + T) = q(t) + q(t)T·, q(t+ T) = q(t) + q(t)T + (t)r .
Zusätzlich oder alternativ werden allgemein, wie vorstehend anhand einer besonders bevorzugten Ausführung erläutert, in einer Ausführung Soll-Antriebskräfte zur
Einhaltung der im kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten Referenz auf Basis virtueller Beschleunigungen und Geschwindigkeiten der
roboterfesten Referenz, die ihrerseits auf Basis virtueller Achsbeschleunigungen und -geschwindigkeiten ermittelt wird, ermittelt und in einer Weiterbildung nur bei einem, insbesondere prognostizierten, Erreichen der Begrenzung kommandiert (vgl.
insbesondere die Prognose der Pose bzw. Geschwindigkeit der roboterfesten
Referenz in Gl. (105), (105‘):
X{t + T) = X{t) + X{t) T, X{t + T) = X{t) + X{t) T + - X{t) T2 .
Hierdurch kann in einer Ausführung (jeweils) eine Rechenzeit und/oder
Rechenkapazität reduziert und/oder das Verhalten des Roboters verbessert werden. Die Priorisierung der Einhaltung der Begrenzung gegenüber der Durchführung der Aufgabe und/oder der ersten gegenüber der zweiten Teilaufgabe erfolgt in einer
Ausführung mittels eines entsprechenden Projektors in den Nullraum der höheren Priorität, insbesondere in der Form der Gl. (7) bzw. (107) bzw. einer entsprechenden Form WO 2019/21979510 14/28 Kuka PCT/EP2019/062575ImbH
Figure imgf000015_0001
mit den virtuellen Aufgabenkräften zur Durchführung der k. Teilaufgabe fk und dem Projektor
Figure imgf000015_0002
Beispielsweise werden in einer Ausführung virtuelle Aufgabenkräften zur
Durchführung der (Teil) Aufgabe, eine kartesische Position xE zu halten, auf Basis bzw. entsprechend eines virtuellen Feder-Dämpfer-Systems ermittelt: f,,E = kp {xE - x) + kd {xE - x) (12)
In einer Ausführung ist, insbesondere wird, die Begrenzung der Pose,
Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung vor dem Ausführen der vorgegebenen Aufgabe durch den Roboter und/oder auf Basis eines vorgegebenen Modells, insbesondere Soll-Modells, vorzugsweise eines CAD-Modells, einer Umgebung des Roboters vorgegeben. So können beispielsweise Posenbegrenzungen eines
Werkzeugs vorab auf Basis eines CAD-Modells eines durch das robotergeführte
Werkzeug zu bearbeitenden Werkstücks oder Posenbegrenzungen eines Ellbogens des Roboters vorab auf Basis eines CAD-Modells einer Roboterzelle vorgegeben sein bzw. werden.
Dadurch können solche Begrenzungen in einer Ausführung vorteilhaft präzise(r), schnell(er) und/oder wenig(er) durch Messfehler verfälscht vorgegeben werden. In einer Ausführung ist, insbesondere wird, die Begrenzung der Pose,
Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung während des Ausführens der
vorgegebenen Aufgabe durch den Roboter und/oder auf Basis einer
Umgebungserkennung, insbesondere mithilfe einer Bildverarbeitung durch
roboterfeste Sensoren und/oder in der Umgebung des Roboters angeordnete WO 2019/21979510 15 / 2 8 Kuka pcT/EP2019/062575SmbH
Sensoren und/oder mithilfe einer Abstandsmessung durch roboterfeste Sensoren und/oder in der Umgebung des Roboters angeordnete Sensoren, vorgegeben. So können beispielsweise Posenbegrenzungen eines Endeffektors online auf Basis einer Hinderniserkennung mithilfe einer Bildverarbeitung oder auf Basis einer
Abstandsmessung vorgegeben sein bzw. werden.
Dadurch können solche Begrenzungen in einer Ausführung vorteilhaft aktuell(er), einfach(er) und/oder wenig(er) durch Abweichungen zwischen Realität und
Soll-Umgebung verfälscht vorgegeben werden.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein System, insbesondere hard- und/oder Software-, insbesondere programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet und/oder weist auf:
- Mittel zur nachgiebigen Kraftregelung des Roboters.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das System auf:
- Mittel zum Ermitteln von Soll-Antriebskräften auf Basis sowohl einer vorgegebenen Begrenzung von Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen als auch einer vorgegebenen Aufgabe derart, dass die Einhaltung dieser
Begrenzung gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisiert wird.
Zusätzlich oder alternativ weist das System nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung auf:
- Mittel zum Ermitteln von Soll-Antriebskräften auf Basis sowohl einer in einem
kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten
Referenz als auch einer vorgegebenen Aufgabe derart, dass die Einhaltung dieser Begrenzung gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisiert wird. In einer Ausführung weist die Steuerung bzw. ihr(e) Mittel auf:
- Mittel zum Ermitteln der Soll-Antriebskräfte derart, dass die Einhaltung der
Begrenzung der Achssteilungen und -geschwindigkeiten und/oder der Begrenzung der Achssteilungen und -beschleunigungen und/oder der Begrenzung der
Achsgeschwindigkeiten und -beschleunigungen gleich priorisiert wird; und/oder WO 2019/21979510 16 / 28 Kuka pcT/EP2019/062575SmbH
- Mittel zum Ermitteln der Soll-Antriebskräfte derart, dass die Einhaltung der
Begrenzung der Pose und Geschwindigkeit der roboterfesten Referenz und/oder der Begrenzung der Pose und Beschleunigung der roboterfesten Referenz und/oder der Begrenzung der Geschwindigkeit und Beschleunigung der
roboterfesten Referenz gleich priorisiert wird
- Mittel zum Ermitteln der Soll-Antriebskräfte derart, dass die Durchführung einer
ersten Teilaufgabe der vorgegebenen Aufgabe gegenüber der Durchführung einer zweiten Teilaufgabe der vorgegebenen Aufgabe priorisiert wird, insbesondere die Durchführung der zweiten Teilaufgabe gegenüber der Durchführung wenigstens einer weiteren Teilaufgabe der vorgegebenen Aufgabe priorisiert wird; und/oder
- Mittel zum Ermitteln der Soll-Antriebskräfte auf Basis eines dynamischen Modells des Roboters; und/oder
- Mittel zum Ermitteln der Soll-Antriebskräfte auf Basis virtueller Rückstellkräfte im Achs - und/oder Arbeitsraum des Roboters zur Einhaltung der Begrenzung von Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen; und/oder
- Mittel zum Ermitteln der Soll-Antriebskräfte auf Basis virtueller Rückstellkräfte im Achs - und/oder Arbeitsraum des Roboters zur Einhaltung der im kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose,
Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten
Referenz; und/oder
- Mittel zum Ermitteln der Soll-Antriebskräfte auf Basis virtueller Aufgabenkräfte im Achs- und/oder Arbeitsraum des Roboters zur Durchführung der Aufgabe;
und/oder
- Mittel zum Ermitteln von Soll-Antriebskräften zur Einhaltung der Begrenzung von Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen iterativ und/oder auf Basis virtueller Achsbeschleunigungen des Roboters, insbesondere zum
Kommandieren von Soll-Antriebskräften zur Einhaltung dieser Begrenzung nur bei Erreichen der Begrenzung; und/oder
- Mittel zum Ermitteln von Soll-Antriebskräften zur Einhaltung der im kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose,
Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten
Referenz iterativ und/oder auf Basis virtueller Achsbeschleunigungen des
Roboters und/oder virtueller Beschleunigungen der roboterfesten Referenz, WO 2019/21979510 1 7 / 28 Kuka pcT/EP2019/062575SmbH
insbesondere zum Kommandieren von Soll-Antriebskräften zur Einhaltung dieser
Begrenzung nur bei Erreichen der Begrenzung.
Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind,
abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder
Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher
Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den Roboter steuern kann. Ein Computerprogrammprodukt kann in einer Ausführung ein, insbesondere nicht flüchtiges, Speichermedium zum Speichern eines Programms bzw. mit einem darauf gespeicherten Programm aufweisen, insbesondere sein, wobei ein Ausführen dieses Programms ein System bzw. eine Steuerung, insbesondere einen Computer, dazu veranlasst, ein hier beschriebenes Verfahren bzw. einen oder mehrere seiner Schritte auszuführen.
In einer Ausführung werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des
Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch die Steuerung bzw. ihr(e) Mittel.
Zur kompakteren Darstellung werden in einer Ausführung antiparallele Kräftepaare bzw. Drehmomente verallgemeinernd ebenfalls als Kräfte bezeichnet. So können Soll- Antriebskräfte entsprechend insbesondere Soll-Antriebsdrehmomente aufweisen, insbesondere sein. Ein Regeln bzw. Kommandieren von Soll-Größen auf Basis bzw. in Abhängigkeit von erfassten Ist-Größen wird vorliegend ebenfalls als Steuern im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet. WO 2019/21979510 18/28 Kuka PCT/EP2019/062575ImbH
Der Roboter weist in einer Ausführung wenigstens drei, insbesondere wenigstens sechs, in einer Ausführung wenigstens sieben, Achsen bzw. Gelenke, insbesondere Drehachsen bzw. -gelenke, und, in einer Ausführung elektrische, Antriebe zum
Verstellen bzw. Bewegen dieser Achsen bzw. Gelenke auf Basis der ermittelten Soll- Antriebskräfte auf, in einer Ausführung einen (Knick)Arm mit den Achsen.
Als Achsraum wird vorliegend insbesondere in fachüblicher Weise der Raum der Koordinaten bezeichnet, die die Stellungen, beispielsweise Winkellagen, der Achsen angeben bzw. darstellen. Als kartesischer Arbeitsraum wird vorliegend insbesondere in fachüblicher Weise der Raum der Koordinaten bezeichnet, die eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Position und/oder ein-, zwei- oder dreidimensionale Orientierung der roboterfesten Referenz, insbesondere des TCPs oder eines anderen ausgezeichneten Punktes bzw. Koordinatensystems am Roboter, beispielsweise eines
Endeffektor(festen Punktes bzw. Koordinatensystem^, Ellbogen(festen Punktes bzw. Koordinatensystem^ oder dergleich, angeben bzw. darstellen. Eine Pose im Sinne der vorliegenden Erfindung kann entsprechend insbesondere in Form einer ein-, zwei- oder dreidimensionalen Position und/oder ein-, zwei- oder dreidimensionalen Orientierung einer roboterfesten Referenz (im Arbeitsraum) oder in Form von
Achskoordinaten bzw. -Stellungen vorgegeben sein bzw. werden bzw. eine ein-, zwei- oder dreidimensionale Position und/oder ein-, zwei- oder dreidimensionale
Orientierung der roboterfesten Referenz (im Arbeitsraum) aufweisen, insbesondere sein.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den
Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
Fig. 1 : eine Steuerung zum Steuern eines Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2: ein Verfahren zum Steuern des Roboters nach Ausführungen der
vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen siebenachsigen Roboter 1 , dessen Achsstellung(skoordinat)en mit q = [g1 ... q7]T bezeichnet sind, und einer Robotersteuerung 2 zum Steuern des WO 2019/21979510 19/28 Kuka PCT/EP2019/062575ImbH
Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, die hierzu ein
nachfolgend mit Bezug auf Fig. 2 erläutertes Verfahren durchführt bzw. hierzu eingerichtet ist.
In einem Schritt S10 werden die virtuellen Aufgaben kräfte rt im Achs- und/oder
Arbeitsraum des Roboters zur Durchführung einer vorgegebenen Aufgabe ermittelt, beispielsweise gemäß Gl. (12), insbesondere in Verbindung mit Gl. (10) bei mehreren untereinander priorisierten Teilaufgaben.
In einem Schritt S20 werden für die Iteration die Werte rlim, qsat, Niim initialisiert, beispielsweise gemäß Gl. (6). In einem Schritt S30 werden, beispielsweise gemäß Gl. (7), hieraus (anfängliche) Soll- Antriebskräfte, insbesondere -momente, rd und hieraus, beispielsweise auf Basis eines dynamischen Modells gemäß Gl. (1 ), virtuelle Achsbeschleunigungen q
ermittelt, die sich bei Aufprägen dieser Soll-Antriebskräfte ergeben (würden).
Diese virtuellen Achsbeschleunigungen werden in einem Schritt S40 daraufhin überprüft, ob wenigstens eine Achsbeschleunigung eine vorgegebene Begrenzung erreicht, beispielsweise eine der Bedingungen gemäß Gleichung (8) erfüllt. Dabei können Achsstellungs- und/oder -geschwindigkeitsbegrenzungen ebenfalls auf
Beschleunigungsebene berücksichtigt werden bzw. die vorgegebene Begrenzung von Achsbeschleunigungen limitieren, beispielsweise gemäß Gl. (5) oder (5‘). Erfüllt keine der Achsbeschleunigungen g, eine der Bedingungen gemäß Gleichung (8) (S40:„N“), werden die in Schritt S30 ermittelten Soll-Antriebskräfte rd
kommandiert und der Roboter 1 damit nachgiebig kraftgeregelt.
Erfüllen eine oder mehrere der Achsbeschleunigungen g, eine der Bedingungen gemäß Gleichung (8) (S40:„Y“), werden diese auf die entsprechenden Grenzwerte gemäß Gleichung (5) bzw. (5‘) gesetzt, damit in einem Schritt S60, beispielsweise gemäß Gl. (9), die virtuelle Rückstellkräfte /f* m bzw. diesen entsprechende Anteile rlim WO 2019/21979510 20 / 28 Kuka PCT/EP2019/0625752mbH
der Soll-Antriebskräfte rdsowie der Projektor / im aktualisiert, und beginnend mit Schritt S30 eine neue Iteration durchgeführt.
Auf diese Weise wird die Begrenzung von Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen bei der nachgiebigen Kraftregelung priorisiert
eingehalten, wobei die Begrenzung von Achssteilungen und -geschwindigkeiten die Begrenzung von Achsbeschleunigungen und die Begrenzung von Achssteilungen und -beschleunigungen die Begrenzung von Achsgeschwindigkeiten limitiert (vgl. Gl. (5‘), (7)), und, soweit möglich, nachranging die vorgegebene Aufgabe nachgiebig kraftgeregelt durchgeführt (vgl. Gl. (12), (7)). In einer alternativen Ausführung werden Schritt S10 die virtuellen Aufgabenkräfte r( im Achs- und/oder Arbeitsraum des Roboters zur Durchführung einer vorgegebenen Aufgabe ermittelt, beispielsweise gemäß Gl. (12), insbesondere in Verbindung mit Gl. (10) bei mehreren untereinander priorisierten Teilaufgaben.
In Schritt S20 werden für die Iteration die Werte rlim, qsat, N[im initialisiert,
beispielsweise gemäß Gl. (106).
In Schritt S30 werden, beispielsweise gemäß Gl. (107), hieraus (anfängliche) Soll- Antriebskräfte, insbesondere -momente, rd und hieraus, beispielsweise auf Basis eines dynamischen Modells gemäß Gl. (1 ), virtuelle Achsbeschleunigungen q sowie hieraus virtuelle Beschleunigungen X einer roboterfesten Referenz, zum Beispiel des TCPs, Endeffektors, Ellbogens oder dergleichen, ermittelt, die sich bei Aufprägen dieser Soll-Antriebskräfte ergeben (würden).
Diese virtuellen Beschleunigungen der roboterfesten Referenz werden in Schritt S40 daraufhin überprüft, ob wenigstens eine Beschleunigung Xj eine vorgegebene
Begrenzung erreicht, beispielsweise eine der Bedingungen gemäß Gleichung (108) erfüllt. Dabei können Posen- und/oder Geschwindigkeitsbegrenzungen ebenfalls auf Beschleunigungsebene berücksichtigt werden bzw. die vorgegebene Begrenzung von Achsbeschleunigungen limitieren, beispielsweise gemäß Gl. (105) oder (105‘). WO 2019/21979510 21/28 Kuka PCT/EP2019/062575ImbH
Erfüllt keine der Beschleunigungen Xt eine der Bedingungen gemäß Gleichung (108) (S40:„N“), werden die in Schritt S30 ermittelten Soll-Antriebskräfte Td kommandiert und der Roboter 1 damit nachgiebig kraftgeregelt.
Erfüllen eine oder mehrere der Beschleunigungen , eine der Bedingungen gemäß Gleichung (108) (S40:„Y“), werden diese auf die entsprechenden Grenzwerte gemäß Gleichung (105) bzw. (105‘) gesetzt, damit in Schritt S60, beispielsweise gemäß Gl. (109), die virtuelle Rückstellkräfte f* m bzw. diesen entsprechende Anteile rlim der Soll- Antriebskräfte rd sowie der Projektor N[im aktualisiert, und beginnend mit Schritt S30 eine neue Iteration durchgeführt. Auf diese Weise wird die Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder
Beschleunigung der roboterfesten Referenz bei der nachgiebigen Kraftregelung priorisiert eingehalten, wobei die Begrenzung von Pose und Geschwindigkeit die
Begrenzung der Beschleunigung und die Begrenzung der Pose und Beschleunigung die Begrenzung der Geschwindigkeit limitiert (vgl. Gl. (105‘), (107)), und, soweit möglich, nachranging die vorgegebene Aufgabe nachgiebig kraftgeregelt durchgeführt (vgl. Gl. (12), (107)).
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
So wurde vorstehend getrennt jeweils eine gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisierte Einhaltung einer vorgegebenen Begrenzung von
Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen und eine gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisierte Einhaltung einer in einem kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung einer roboterfesten Referenz erläutert, da dies, wie
vorstehend betont, jeweils einzeln durchgeführt werden kann.
Beide Ausführung können auch kombiniert sein bzw. werden, beispielsweise, indem zunächst, insbesondere in vorstehend erläuterter Weise, die Soll-Antriebskräfte bzw. -momente, Td zur Einhaltung der Begrenzung von WO 2019/21979510 22 / 28 Kuka pcT/EP2019/062575SmbH
Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen bei der
nachgiebigen Kraftregelung ermittelt und diese dann als die virtuellen Aufgabenkräfte Tt bei der Ermittlung der Soll-Antriebskräfte bzw. -momente, Td zur Einhaltung der im kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose,
Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der roboterfesten Referenz, insbesondere in vorstehend erläuterter Weise, verwendet werden. Damit wird die Einhaltung der Begrenzung der Pose, Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung der roboterfesten
Referenz gegenüber der Begrenzung von Achssteilungen, -geschwindigkeiten bzw. - beschleunigungen in einem zweistufigen Verfahren priorisiert, die ihrerseits
gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisiert wird.
Gleichermaßen können umgekehrt zunächst die Soll-Antriebskräfte bzw. -momente, rd zur Einhaltung der im kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen
Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der roboterfesten Referenz, insbesondere in vorstehend erläuterter Weise, ermittelt und diese dann als die virtuellen Aufgabenkräfte r( bei der Ermittlung der Soll-Antriebskräfte
bzw. -momente, Td zur Einhaltung der Begrenzung von
Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen, insbesondere in vorstehend erläuterter Weise, verwendet werden. Damit wird dann die Einhaltung der Begrenzung von Achssteilungen, -geschwindigkeiten bzw. -beschleunigungen gegenüber der Begrenzung der Pose, Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung der roboterfesten Referenz in einem zweistufigen Verfahren priorisiert, die ihrerseits gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisiert wird.
Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen
Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die
Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die
Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten
Merkmalskombinationen ergibt. WO 2019/219795 io 23 / 28 Kuka PCT/EP2019/0625753mbH
Bezuaszeichenliste
1 Roboter
2 (Roboter)Steuerung
qi , ... ,q7 Achsstellung(skoordinate)

Claims

WO 2019/21979510 24 / 28 Kuka PCT/EP2019/0625752mbH Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines Roboters (1 ), wobei der Roboter nachgiebig
kraftgeregelt wird (S50), wobei Soll-Antriebskräfte auf Basis sowohl einer in einem kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung wenigstens einer roboterfesten
Referenz und/oder einer vorgegebenen Begrenzung von
Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen als auch einer vorgegebenen Aufgabe derart ermittelt werden (S10, S30), dass die Einhaltung der Begrenzung bzw. Begrenzungen gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Antriebskräfte derart ermittelt werden, dass die Einhaltung der Begrenzung der Achssteilungen und -geschwindigkeiten und/oder der Begrenzung der Achssteilungen
und -beschleunigungen und/oder der Begrenzung der Achsgeschwindigkeiten und -beschleunigungen und/oder der Begrenzung der Pose und Geschwindigkeit der wenigstens einen roboterfesten Referenz und/oder der Begrenzung der Pose und Beschleunigung der wenigstens einen roboterfesten Referenz und/oder der
Begrenzung der Geschwindigkeit und Beschleunigung der wenigstens einen roboterfesten Referenz gleich priorisiert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Aufgabe ein Anfahren, Halten und/oder Beabstanden von wenigstens einer vorgegebenen Pose, insbesondere ein Abfahren einer
vorgegebenen Bahn, im Arbeits- und/oder Achsraum des Roboters aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Aufgabe wenigstens eine erste und eine zweite Teilaufgabe aufweist und die Soll-Antriebskräfte derart ermittelt werden, dass die Durchführung der ersten Teilaufgabe gegenüber der Durchführung der zweiten Teilaufgabe priorisiert wird, insbesondere die Durchführung der zweiten Teilaufgabe
gegenüber der Durchführung wenigstens einer weiteren Teilaufgabe der
vorgegebenen Aufgabe priorisiert wird. WO 2019/21979510 25 / 28 Kuka PCT/EP2019/0625752mbH
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Antriebskräfte auf Basis eines dynamischen Modells des Roboters ermittelt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Antriebskräfte auf Basis virtueller Rückstellkräfte im Achs- und/oder Arbeitsraum des Roboters zur Einhaltung der Begrenzung von
Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen und/oder auf Basis virtueller Rückstellkräfte im Achs- und/oder Arbeitsraum des Roboters zur Einhaltung der im kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen
Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der
wenigstens einen roboterfesten Referenz und/oder auf Basis virtueller
Aufgabenkräfte im Achs- und/oder Arbeitsraum des Roboters zur Durchführung der Aufgabe ermittelt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Soll-Antriebskräfte zur Einhaltung der Begrenzung von
Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen und/oder zur Einhaltung der im kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen
Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der
wenigstens einen roboterfesten Referenz iterativ und/oder auf Basis virtueller Achsbeschleunigungen des Roboters und/oder virtueller Beschleunigungen der wenigstens einen roboterfesten Referenz ermittelt, insbesondere nur bei einem, insbesondere prognostizierten, Erreichen dieser Begrenzung kommandiert, werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Begrenzung von Achssteilungen
und/oder -geschwindigkeiten die Begrenzung von Achsbeschleunigungen
und/oder die vorgegebene Begrenzung von Achssteilungen
und/oder -beschleunigungen die Begrenzung von Achsgeschwindigkeiten
und/oder die im kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebene Begrenzung der Pose und/oder Geschwindigkeit der wenigstens einen roboterfesten Referenz die im kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebene Begrenzung der Beschleunigung der wenigstens einen roboterfesten Referenz und/oder die im WO 2019/21979510 26 / 28 Kuka PCT/EP2019/0625752mbH
kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebene Begrenzung der Pose und/oder Beschleunigung der wenigstens einen roboterfesten Referenz die im kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebene Begrenzung der
Geschwindigkeit der wenigstens einen roboterfesten Referenz limitiert.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung der Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der wenigstens einen roboterfesten Referenz vor dem Ausführen der vorgegebenen Aufgabe und/oder auf Basis eines vorgegebenen Modells einer Umgebung des Roboters vorgegeben ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung der Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der wenigstens einen roboterfesten Referenz während des Ausführens der
vorgegebenen Aufgabe und/oder auf Basis einer Umgebungserkennung
vorgegeben ist.
1 1 . Steuerung (2) zum Steuern eines Roboters (1 ), die zur Durchführung eines
Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist und/oder aufweist:
- Mittel zur nachgiebigen Kraftregelung des Roboters; sowiewenigstens eines
von:
- Mittel zum Ermitteln von Soll-Antriebskräften auf Basis sowohl einer
vorgegebenen Begrenzung von Achssteilungen, -geschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen als auch einer vorgegebenen Aufgabe derart, dass die Einhaltung dieser Begrenzung gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisiert wird; und/oder
- Mittel zum Ermitteln von Soll-Antriebskräften auf Basis sowohl einer in einem
kartesischen Arbeitsraum des Roboters vorgegebenen Begrenzung einer Pose, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigungen wenigstens einer roboterfesten Referenz als auch einer vorgegebenen Aufgabe derart, dass die Einhaltung dieser Begrenzung gegenüber der Durchführung der Aufgabe priorisiert wird. WO 2019/21979510 2 7 / 28 Kuka PCT/EP2019/0625752mbH
12. Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem von einem
Computer lesbaren Medium gespeichert ist, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021136658A1 (de) * 2019-12-30 2021-07-08 Kuka Deutschland Gmbh Bewegen einer roboterfesten referenz

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181983B1 (en) * 1997-06-20 2001-01-30 Deutsches Zentrum f{umlaut over (u)}r Luft-und Raumfahrt e.v. Method of command control for a robot manipulator

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4822063B2 (ja) * 2006-10-27 2011-11-24 株式会社安川電機 ロボットの直接教示装置
US9694495B1 (en) * 2013-06-24 2017-07-04 Redwood Robotics Inc. Virtual tools for programming a robot arm
DE102015014994B3 (de) * 2015-11-19 2017-01-05 Kuka Roboter Gmbh Steuerung eines Roboters
JP2018062026A (ja) * 2016-10-12 2018-04-19 ファナック株式会社 ロボットの速度や加速度を制限する機能を備えたロボット制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6181983B1 (en) * 1997-06-20 2001-01-30 Deutsches Zentrum f{umlaut over (u)}r Luft-und Raumfahrt e.v. Method of command control for a robot manipulator

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALEXANDER DIETRICH ET AL: "An overview of null space projections for redundant, torque-controlled robots", INTERNATIONAL JOURNAL OF ROBOTICS RESEARCH., vol. 34, no. 11, 1 September 2015 (2015-09-01), US, pages 1385 - 1400, XP055613290, ISSN: 0278-3649, DOI: 10.1177/0278364914566516 *
FABRIZIO FLACCO ET AL: "Prioritized multi-task motion control of redundant robots under hard joint constraints", 2012 IEEE/RSJ INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT ROBOTS AND SYSTEMS, 1 October 2012 (2012-10-01), pages 3970 - 3977, XP055563829, ISBN: 978-1-4673-1735-1, DOI: 10.1109/IROS.2012.6385619 *
KHATIB O: "A unified approach for motion and force control of robot manipulators: The operational space formulation", IEEE JOURNAL ON ROBOTICS AND AUTOMATION, IEEE, USA, vol. 3, no. 1, 1 February 1987 (1987-02-01), pages 43 - 53, XP011217372, ISSN: 0882-4967, DOI: 10.1109/JRA.1987.1087068 *
O. KHATIB: "A Unified Approach for Motion and Force Control of Robot Manipulators: The Operational Space Formulation", IEEE JOURNAL OF ROBOTICS AND AUTOMATION, vol. RA-3, no. 1, February 1987 (1987-02-01), pages 43 - 53, XP011217372, ISSN: 0882-4967, DOI: doi:10.1109/JRA.1987.1087068
OMRCEN ET AL: "Compensation of velocity and/or acceleration joint saturation applied to redundant manipulator", ROBOTICS AND AUTONOMOUS SYST, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS, AMSTERDAM, NL, vol. 55, no. 4, 19 March 2007 (2007-03-19), pages 337 - 344, XP005927842, ISSN: 0921-8890, DOI: 10.1016/J.ROBOT.2006.10.001 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021136658A1 (de) * 2019-12-30 2021-07-08 Kuka Deutschland Gmbh Bewegen einer roboterfesten referenz

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