[发明专利]操纵装置及其控制或调节方法、组件以及计算机程序产品

说明书

本发明涉及一种用于操纵物体(10)的操纵装置，其中，至少一个端部执行器(9)可通过传动系相对于操纵装置(13)的基座(4)运动，并且为了控制或调节所述至少一个端部执行器(9)的该运动设置有控制或调节装置(17)，所述至少一个控制或调节装置(17)构造用于接收至少一个表征操纵装置(13)基座(4)的运动、优选是倾斜和/或移动的信号并在控制或调节传动系时考虑该表征信号。

技术领域

本发明涉及一种用于操纵物体的操纵装置、包括这种操纵装置以及与该操纵装置协作的机器的组件、用于控制或调节操纵装置的方法以及计算机程序产品。

背景技术

由现有技术已知的用于操纵物体的操纵装置具有端部执行器。该端部执行器构造用于拾取待操纵的物体，为此已知端部执行器的各种不同的实施方案、如手状抓具或真空抓具。

操纵装置的端部执行器通常具有传动系，通过该传动系可相对于操纵装置的基座来控制或调节端部执行器。通过控制或调节单元来控制或调节传动系。

这些传动系通常由电驱动单元或也由气动驱动单元形成，在此连接端部执行器与操纵装置基座的运动链的铰接点例如是可运动的。

操纵装置传动系的控制或调节通过对各个驱动单元的控制或调节来进行，这些驱动单元大多构造用于改变操纵装置的铰接定向。各个驱动单元的控制或调节可通过已知的计算方法来计算，即借助逆变换(或也称为逆运动学)通过端部执行器的希望的拾取位置、接收位置、放置位置或其它待达到的位置来逆算操纵装置的基座。

通常基于定义的参考点或定义的参考坐标系来调节或控制操纵装置。大多数情况下将操纵装置的基座用作参考。

端部执行器和操纵装置基座之间的连接也称为运动链。为了计算该运动链，为端部执行器、各个铰链和基座分配坐标系，其中，各个坐标系相互间通过定向、平移矢量和旋转矩阵(大多组合为4x 4转换矩阵)来定义。但以此方式也可计算端部执行器相对于待任意选择的参考的定位。

根据使用地点，操纵装置的基座通常和与操纵装置协作的机器连接或固定到另一表面上。但在此重要的是，操纵装置的基座牢固且刚性地固定在使用地点，使得基座相对于环境占据精确定义的点，从而可基于定义的基座相对于环境尽可能精确地控制或调节端部执行器(以便控制定义的拾取或放置位置)。

以构造为注塑机的成型机为例，操纵装置的基座通常安装在固定模具夹板上或由其形成。成型机在此可理解为注塑机、压铸机、压力机等，下面将借助注塑机显示问题的第一种示例，但这通常可转用到成型机或与操纵装置协作的机器上。

操纵装置的基座与注塑机的连接通常通过将操纵装置的基座牢固地螺接或焊接到注塑机上来进行。这种刚性连接的意义在于，确保操纵装置相对于注塑机的精确位置。在大多数情况下，通过操纵装置基座在注塑机上的固定/销固定(Verstiftung)来确定操纵装置相对于注塑机的位置。

在通常情况下，操纵装置在用于注塑机时安装在固定模具夹板上，但原则上也可想到操纵装置安装在可动模具夹板上。

但模具夹板由于建立关闭力或在关闭运动(或打开运动)时倾斜。这种倾斜由高的关闭力和/或在其它运动中由运动部件的惯性引起，其基于作用力而导致注塑机部件(如模具夹板或导向装置)变形。变形引起模具夹板倾斜，该倾斜自然会影响固定在模具夹板上的操纵装置基座。

基于注塑机注射过程中的关闭力或动态运动的这种倾斜运动或变形传递到操纵装置的基座，该基座通过变形或倾斜而导致整个操纵装置的倾斜和/或移动。

因此，基座的运动使端部执行器的位置相对于待达到的放置或拾取位置发生变化。该变化不仅与关闭力或加速度大小有关，而且也与操纵装置的轴位置有关。

例如当多个操纵装置共享一个基座时，也会出现相同的效果。在这种情况下，一个操纵装置的位置变化或负载变化基于系统中的弹性会影响另一个操纵装置的定向或位置。