[發明專利]對冗余的工業機器人的運動過程的編程方法和工業機器人

有效

• 申請號: 201410637614.0
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104608127A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 馬丁·里德爾;賴納·比朔夫
• 申請（專利權）人: 庫卡實驗儀器有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 時永紅;黃艷

技術領域

本發明涉及一種通過手動引導地調整工業機器人的操縱器臂的姿勢，對冗余的工業機器人的運動過程進行編程的方法，操縱器臂具有多個彼此相接的節肢，這些節肢通過可調整的并包括至少一個冗余關節的關節相連接，這些關節可以通過工業機器人的至少一個機器人控制器被可控地調整。本發明還涉及一種對應的工業機器人。

背景技術

專利文獻DE?102011106321?A1提出了一種用于控制特別是與人協作的機器人的方法，在該方法中取消了特定于機器人或特定于任務的對機器人的冗余。在該專利文獻中，特別是將能夠在物理上與人交互的機器人稱為與人協作的機器人，例如，在機器人的工作空間中為人員設置駐留地點。在這樣的機器人應用中，特別希望能夠減輕機器人的接觸點與其周圍環境、尤其是人員發生碰撞所造成的后果。為此，目前例如ISO-10218預先設定邊界值，例如工具參考點、即所謂的工具中心點(TCP)的最大速度為0.2m/s至0.25m/s。這種與人協作的機器人可以在市場上買到，并且也被稱為輕型機器人。

發明內容

本發明的目的在于：通過手動引導地調整工業機器人的操縱器臂的姿勢，更好地、尤其是更簡單地對冗余的工業機器人的運動過程進行編程。

本發明的目的利用一種通過手動引導地調整工業機器人的操縱器臂的姿勢，對冗余的工業機器人的運動過程進行編程的方法來實現，該工業機器人具有多個彼此相接的節肢，這些節肢通過可調整的并包括至少一個冗余關節的關節相連接，這些關節通過工業機器人的至少一個機器人控制器被可控地調整，該方法包括以下步驟：

通過手動引導將操縱器臂的與工具參考點相對應的節肢的姿勢從空間中的第一位置和第一方向調整至空間中的第二位置和/或第二方向，

在取消冗余的情況下，通過確定至少一個冗余關節的優化的關節位置值，由操縱器臂的工具參考點的第二位置和第二方向，回溯計算出操縱器臂的所有關節的關節位置值，

在手動引導調整期間，根據回溯計算得到的優化的關節位置值，通過機器人控制器可控地自動調整操縱器臂的所有關節。

在此將冗余的工業機器人理解為能夠借助于機器人控制器運動的操縱器臂，與完成任務所需相比，其具有更多的操縱器自由度。冗余度由操縱器臂的自由度的數量和完成任務所在的事件空間的維數的差來決定。在此可能會涉及到運動學冗余或任務特定的冗余。在運動學冗余中，運動學自由度的數量(通常為操縱器臂的關節的數量)要大于事件空間，該事件空間是在真實的環境中根據在空間中的運動由三個平移自由度和三個旋轉自由度構成，即由六個自由度構成。例如，冗余的工業機器人可以是具有七個關節、特別是七個轉動關節的輕型機器人。相反在任務特定的冗余中，所設置任務的維數要小于操縱器臂的運動學自由度的數量。

具有對應的機器人控制器的操縱器臂、特別是工業機器人是一種工作機器，其裝備有工具，以能夠自動地處理和/或加工對象，并對多個運動軸例如關于方向、位置和工作流程是可編程的。工業機器人通常包括具有多個通過關節相連接的節肢的操縱器臂和在運行期間自動控制或調節操縱器臂的運動過程的可編程的機器人控制器(控制裝置)。通過受機器人控制器控制的驅動器、特別是電驅動器使節肢尤其是關于工業機器人的運動軸(其代表了關節的運動自由度)運動。

具有多個通過關節連接的節肢的操縱器臂可以被配置為具有多個依次串行設置的節肢和關節的曲臂機器人，特別是這種冗余的工業機器人可以具有包括七個或更多關節的操縱器臂。