[發(fā)明專利]用于控制和/或調(diào)節(jié)機器人系統(tǒng)的外部控制系統(tǒng)的自動配置方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680034468.X
• 申請日: 2016-08-02
• 公開（公告）號: CN107710082B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·塔舍
• 申請（專利權(quán)）人: 寶馬股份公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 閆娜

本發(fā)明涉及一種用于控制和/或調(diào)節(jié)機器人系統(tǒng)(1)的外部控制系統(tǒng)(2)的自動配置方法。在該方法中，提供外部控制系統(tǒng)(2)和機器人系統(tǒng)(1)，該機器人系統(tǒng)具有至少一個操縱器(3)和機器人控制裝置(4)。此外，在機器人系統(tǒng)(1)與外部控制系統(tǒng)(2)之間構(gòu)建用于數(shù)據(jù)交換的連接(5)。由機器人系統(tǒng)(1)將描述數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠靠刂葡到y(tǒng)(2)。接著，由外部控制系統(tǒng)(2)基于接收到的描述數(shù)據(jù)創(chuàng)建數(shù)學(xué)機器人模型并且基于接收到的描述數(shù)據(jù)在外部控制系統(tǒng)(2)與機器人控制裝置(4)之間建立通信(6)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于控制和/或調(diào)節(jié)機器人系統(tǒng)的外部控制系統(tǒng)的自動配置方法。該機器人系統(tǒng)包括至少一個操縱器和機器人控制裝置。

背景技術(shù)

機器人系統(tǒng)通常包括操縱器(機械手)和機器人控制裝置，該機器人控制裝置負責(zé)操縱器的編程、控制和調(diào)節(jié)。所述控制裝置的核心部件例如是應(yīng)用程序、解釋器、用于路徑規(guī)劃和內(nèi)插的數(shù)學(xué)函數(shù)以及用于控制操縱器電機的變頻器。此外，所述控制裝置通常包括通信機構(gòu)，以便與下級外圍設(shè)備(如焊鉗控制裝置)和上級外圍設(shè)備(如PLC蜂窩控制裝置)進行通信。

如今機器人控制裝置和操縱器作為整套解決方案被購買并且構(gòu)成極為專有化的系統(tǒng)。例如編程和配置在很大程度上是供應(yīng)商特定的。因此，尤其是在應(yīng)用開發(fā)方面導(dǎo)致功能受制以及跨制造商的互換可能性降低。

已經(jīng)試圖將制造商特定的機器人控制裝置的功能轉(zhuǎn)移到外部控制系統(tǒng)中。然而目前已知的解決方案僅僅是個別機器人制造商的獨立解決方案。因此可用方案因機器人制造商而異。

例如已知用于通過PLC(可編程邏輯控制裝置)執(zhí)行機器人的教導(dǎo)和移動命令的系統(tǒng)。因此，機器人程序的運動編程以及順序控制都可在PLC中進行。所有其下級的功能、如路徑規(guī)劃和外設(shè)控制仍繼續(xù)在機器人控制裝置中實施。

另一些外部控制系統(tǒng)能夠部分或完全停用機器人的路徑規(guī)劃，即可通過外部控制系統(tǒng)預(yù)定或影響機器人的軸或工具位置(TCP“工具中心點”)。但接口在設(shè)計和實現(xiàn)方面有所不同。

此外，可省卻機器人制造商的控制裝置并且僅使用操縱器。在此情況下控制裝置從第三方供應(yīng)商處獲得。除了必要的軟件之外，這包括驅(qū)動控制裝置(變頻器)，以便控制機械手的電機。這些系統(tǒng)尤其是用于特殊應(yīng)用或系統(tǒng)解決方案。但來自機器人制造商的支持差異很大，因為必須提供競爭相關(guān)的數(shù)據(jù)并且機器人制造商僅作為機械供應(yīng)商。

目前，借助外部控制裝置調(diào)試機器人系統(tǒng)是費時且需手動的過程，該過程需要深控制技術(shù)和機器人專門技能。一方面必須在外部控制系統(tǒng)中實現(xiàn)機器人控制裝置接口的正確接口分配。這因機器人制造商而異并且包括輸入端和輸出端的正確分配或消息電報的正確處理和解釋。這對于將正確的控制命令發(fā)送到機器人控制裝置并檢測和處理機器人系統(tǒng)的當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)是必要的。在驅(qū)動層面上需要用于控制電機的信息、如電壓、頻率。

另一方面，為了正確執(zhí)行位置設(shè)定，必須在外部控制裝置中創(chuàng)建操縱器的機器人模型。根據(jù)集成深度，機器人模型還必須包括其它特征(如質(zhì)量、慣性)，以確保操縱器的動態(tài)理想控制。

尤其是基于所需要的機器人專門技能的復(fù)雜實現(xiàn)過程和不清楚的接口定義或接口多樣性構(gòu)成可靈活使用外部控制系統(tǒng)的障礙。另外，機器人供應(yīng)商對于連接外部控制裝置與機器人系統(tǒng)的支持差異很大。

發(fā)明內(nèi)容

總之，現(xiàn)有技術(shù)中的已知解決方案的缺點及相關(guān)挑戰(zhàn)可列舉如下：

－組件差異大、接口多樣性、標(biāo)準不統(tǒng)一，

－基本控制(BUS配置和驅(qū)動使能)、外部接口以及機器人模型在外部控制裝置中需手動且復(fù)雜的配置，

－從供應(yīng)商處獲取關(guān)于機器人機械的相應(yīng)數(shù)據(jù)，和

－機器人制造商對動態(tài)數(shù)據(jù)和驅(qū)動數(shù)據(jù)保密——隨著操縱器或外圍組件數(shù)量和差異的不斷增加，成本也成倍增加。