[发明专利]机器人控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人控制方法，特别是涉及一种用于涂装机器人或者用于涂装设备中的操作机器人的控制方法。

背景技术

EP2146825A1描述了这样的一种机器人控制方法，其在运动控制期间对机器人考虑了路径校正值，以使得机器人所经过的机器人路径尽可能精确地与预定的机器人路径相一致。本文中，路径校正值考虑到了根据动力学机器人模型的机器人的弹性、摩擦或惯性。在这种情况下，假设刚性的机器人轴，以使得实际机器人路径与预定机器人路径之间的误差仅由相邻机器人轴之间各个接头中的机械回弹产生。这种已知的机器人控制方法因此决不会考虑机械载荷，所述机械载荷发生在各个机器人轴中，例如发生在两个邻近的接头之间的机器臂中。此外，这种已知的控制方法仅考虑这种扭矩：所述扭矩定向成平行于各接头的枢转平面，即，定向成平行于各接头的枢转轴线的扭矩。例如，在机器人运动的情况下，扭矩还相对于运动方向横向产生，这样的扭矩在某种情况下会导致机械过载，并且到目前为止未被已知的控制方法所考虑。

还从DE19914245A1、DE102007024143A1、DE69714017T2和EP0262600A1已知了机器人控制装置。然而对于这些机器人控制装置，至多考虑到了机械载荷，所述机器人控制装置在各个机器人轴的各枢转平面中起作用。

发明内容

因此，本发明基于产生一种相对而言改进的控制方法这一目的。

这一目的借助根据本发明的依照独立权利要求的控制方法来实现。

本发明基于这样的技术见解：在多轴机器人运行期间，不仅要在各枢转平面中关注机械载荷，还更要关注相对于各枢转平面横向产生的机械载荷。

本发明文中所使用的术语“相对于枢转平面横向定向的机械载荷”特别包括倾斜力矩，所述倾斜力矩定向成与各接头的轴线成直角并因此平行于枢转平面。此外，该术语还包括定向成与枢转轴线成直角的力。

因此，本发明包括对在机器人运行期间预计算机械载荷的一般技术教导，所述载荷在经过即将来临的机器人路径时产生。在这种情况下应当注意的是机械载荷被预计算，即，所述机械载荷并非被测量或建模以用于实际运动状态，而是基于机器人的预定的机器人路径和已知的机械特性（例如几何形状、质量分布等）被预计算以用于即将来临的机器人路径段，以使得可在预计算的机械载荷过高时引发应对措施。

另外，本发明提供了：根据被预计算的机械载荷而对各个机器人轴的驱动电机的控制进行调节，以使得避免机械过载。

用于对机器人轴的驱动电机的控制进行调节以避免机械过载的选择在于：机器人的运动被制动或减慢从而避免机械过载（否则会产生所述机械过载）。

用于对机器人轴驱动电机的控制进行调节以避免机械过载的另一选择在于：略微调节预定机器人路径。

优选地，将被预计算的机械载荷与至少一个极限值比较从而探测即将来临的机械过载，其中随后如有必要，可引发上述示例性的应对措施。

在本发明优选的示例性实施方式中选择了在机器人轴内或在接头中起作用的特定的力和/或扭矩。因此，在监测机械载荷期间，并非监测所有的在各个机器人轴内或在接头中产生的力和扭矩。例如，可选择特定的机器人轴以用于监测。另外，可在已选的机器人轴内或在接头中选择特定的机械载荷，诸如相对于运动方向横向的扭矩或力以用于监测。

在本发明优选的示例性实施方式中，各个机器人轴每条都在特定枢转平面内相对彼此可枢转地安装，其中，在各个机器人轴内相对于各枢转平面横向的机械载荷被预计算，这由现有技术不能得知。所以为了预计算机械载荷，优选地计算了倾斜力矩，所述倾斜力矩在各机器人轴内起作用并定向成与各机器人轴的枢转轴线成直角。

还应当提到的是，各个机器人轴的驱动电机优选地由位置控制器来控制，所述位置控制器从中央机器人控制装置接收目标值，其中，预定目标值的序列限定期望的机器人路径。优选地用特定内插时钟脉冲来对这种由中央机器人控制装置产生的对目标值的指定进行计时。本发明优选地提供了：还在内插时钟脉冲中对机械载荷的预计算、并且如有必要，对应对措施的引发同样地进行计时。还应当提到的是，可用多维方式来预计算机械载荷，其中，在机械载荷的预计算的上下文中可计算扭矩以及力。