[发明专利]用于记录位置的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于将位置(12，14)记录到操纵器(10)的控制程序(22)中的装置(1)，所述装置具有：操纵器(10)；控制器(20)，其具有控制程序(22)；和输入设备(30)；其中，所述控制器(20)可以在挠性调节中控制所述操纵器(10)，在所述挠性调节中允许所述操纵器(10)占据与额定位置(12)不同的实际位置(14)；其中，所述控制器(20)通过将所述操纵器(10)的当前位置记录到所述控制程序(22)中而根据情况地将所述额定位置(12)、实际位置(14)或包括当前位置的额定组分和实际组分的混合位置接收到所述控制程序(22)中。本发明还提出一种相应的方法。

技术领域

本发明涉及用于将位置记录到操纵器的控制程序中的一种装置和一种方法。

背景技术

在机器人编程中，经常需要将操纵器的确定的参考点的当前位置(例如工具零点(TCP)的当前位置)记录到操纵器的控制程序中。这既可以在对控制程序的重新编程(“示教”)中实现，也可以在对控制程序的改变、调整或优化时实现。在此，因为有可能已经存在的位置报告被覆盖，所以在控制程序中记录位置也称为所谓的“修整(Touchup)”。

位置定义了空间中的例如TCP的参考点，并且既包括空间位置的报告，又包括空间中的相应的点的方位的报告。因此，位置还可以被称为参考点的姿势。

在控制程序中(主要是在运动指令LIN、PTP和CIRC的情况下)的程序点中对位置的记录，目前在位置调节中基于“额定位置”来执行。这基于所记录的位置的可复制性来实现。可能的调节误差可以在位置检测中以与在随后的程序处理中相同的影响近似看出，由此最小化绝对的位置误差。额定位置自身在示教或修整时在所谓的“手行驶”中利用手操作设备上的操作键或空间鼠标被驶过。

此外，现代机器人系统，特别是轻型结构机器人(LBR)，还可在万有引力补偿模式中运行，在该万有引力补偿模式中控制操纵器，使得该操纵器抵消其自己的重力。随后操纵器几乎失重地向外行动，并且可以例如由手运动到期望的位置。因此，操纵器由操作者通过直接触摸来行驶，在此手操作设备的键和空间鼠标不起作用。在万有引力补偿模式中，位置的记录基于“实际位置”来实施。因此在示教或修整时，仅记录由操纵器自身所测量的实际位置，因为额定位置不存在并且也无法计算。

此外在由手运动时，还可以通过控制器预设运动的所谓的“子空间”，该子空间限制运动。这意味着，操纵器的由手进行的运动不可以在空间中自由地实现，而是仅通过机器人系统释放确定的运动可能性，在其他情况下运动可能性受到限制。因此，人们还称之为所谓的“虚拟固定器(virtual fixtures)”，通过该虚拟固定器限制运动。例如，TCP在空间中的空间方位可以被预设为子空间。然后可以通过操纵器相应地沿X、Y和Z方向运动，实现手动地改变TCP的空间位置。然而，TCP的方位(也就是围绕Z、Y和X轴的空间角度A、B和C的值)由控制器始终保持恒定。在其他示例中，空间中的用于TCP的确定的运动轨迹可由控制器规定为子空间。然后，操纵器可以由手仅沿着该轨迹运动。然后在此，TCP始终位于预设的运动轨迹上。因此，例如对于点焊任务，可以对运动轨迹预编程，焊接点处于该运动轨迹上，在此在示教或修整中，通过操作者借助操纵器的手动运动来调整焊接点的准确的位置。在其他的示例中，可以通过子空间来预设TCP的仅在表面、平面中、在部分空间中、沿着直线等的手动运动。

现代机器人系统，特别是LBR，除万有引力补偿外，还能够实现所谓的挠性调节、特别是刚性调节，在该调节中操纵器应当运动至确定的额定位置，然而该操纵器可以通过操作者或障碍物从该额定位置运动出来。在此，允许操纵器在静止状态下占据与额定位置显著不同的实际位置。在此，操纵器向外行动，如同其包含将操纵器从实际位置拉向额定位置的弹簧。此外在刚性调节中，还可以调整相应的弹簧常数。通过刚性或挠性调节，操纵器例如能够将准确定义的接触力或过程力施加到其工具以及相应地施加到工件上。

发明内容