防碰撞的位置調(diào)整和機器模型到實際機器的適配的制作方法
【專利摘要】在運行系統(tǒng)程序(6)的情況下，具有多個位置受控的軸(1)的機器的控制裝置(5)根據(jù)子程序(9)操控位置受控的軸(1)。通過操控位置受控的軸(1)，末端執(zhí)行器(2)沿著由子程序(9)定義的軌道(10)經(jīng)過至少一個中間構(gòu)件(4)相對于機器的基體(3)在位置受調(diào)整的情況下移動。在運行系統(tǒng)程序(6)的情況下，在操控位置受控的軸(1)之前，控制裝置(5)借助機器的參數(shù)化模型(11)測試，末端執(zhí)行器(2)的沿著由子程序定義的軌道(10)的移動是否能是無碰撞的。在子程序的測試之前，控制裝置接收表征了機器的實際配置的初始測量值(M1)、根據(jù)初始測量值(M1)算出模型的參數(shù)(P)、并且根據(jù)算出的參數(shù)使模型(11)參數(shù)化。
【專利說明】防碰撞的位置調(diào)整和機器模型到實際機器的適配

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有多個位置受控的軸的機器的運行方法，
[0002]-其中，在運行系統(tǒng)程序的情況下，機器的控制裝置根據(jù)子程序操控位置受控的軸，
[0003]-其中，通過操控位置受控的軸，末端執(zhí)行器沿著由子程序定義的軌道經(jīng)過至少一個中間構(gòu)件相對于機器基體地位置受控地移動，
[0004]-其中，在運行系統(tǒng)程序的情況下，在操控位置受控的軸之前，控制裝置借助機器的能參數(shù)化的模型測試，末端執(zhí)行器的沿著由子程序定義的軌道的移動是否能是無碰撞的。
[0005]本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)程序，其中所述系統(tǒng)程序包括機器代碼，該機器代碼能夠由具有多個位置受控的軸的機器的控制裝置運行。系統(tǒng)程序的通過控制裝置的執(zhí)行使得，控制裝置根據(jù)此類運行方法運行機器。
[0006]本發(fā)明還涉及一種具有多個位置受控的軸的機器的控制裝置，該控制裝置是利用此類系統(tǒng)程序來編程的。
[0007]本發(fā)明還涉及一種具有多個位置受控的軸的機器。通過操控該軸，末端執(zhí)行器能夠經(jīng)過至少一個中間構(gòu)件相對于機器基體地位置受控地移動，其中機器具有此類的控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0008]具有多個位置受控的軸的機器的子程序通常是通過應(yīng)用編程軟件來建立的。在建立子程序的范疇內(nèi)，子程序大多數(shù)測試無碰撞度。為此，由計算裝置模擬子程序的運行。模擬運行的范疇中，借助機器模型測試，末端執(zhí)行器的沿著由子程序定義的軌道的移動是否能是無碰撞的。機器模型通?？梢詤?shù)化。在這種情況下，如下地參數(shù)化機器的模型，使得相應(yīng)的參數(shù)化了的模型盡可能良好地反映了機器。特別地，操作員為計算裝置手動地預(yù)設(shè)相應(yīng)的參數(shù)。
[0009]計算裝置是與機器的控制裝置不同的裝置。如果模擬顯示了碰撞，更改子程序；如果模擬未顯示碰撞，將子程序傳輸?shù)娇刂蒲b置中并在其中運行。
[0010]此外已知的是，機器的建模方案也傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備上。在這種情況下，代替或者附加于借助計算裝置的測試，在操控位置受控的軸之前，控制裝置借助能參數(shù)化的機器模型測試，末端執(zhí)行器的沿著由子程序定義的軌道的移動是否是無碰撞的。
[0011]雖然事先借助計算裝置和/或控制裝置驗證了子程序，在現(xiàn)有技術(shù)中有時仍然發(fā)生碰撞O
[0012]開頭所述類型的運行方法例如由US 2012/0123590A1和W02008/025577A1已公知。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于，提供一種可行性，基于該可行性，碰撞的危險能夠小于現(xiàn)今的危險。
[0014]該目的通過具有權(quán)利要求1的所述特征的運行方法來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的運行方法的有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求2至13的內(nèi)容。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，開頭所述類型的運行方法由此來設(shè)計:
[0016]-在子程序的測試前，控制裝置接收初始測量值，其表征了機器的實際配置，
[0017]-在子程序的測試前，控制裝置根據(jù)初始測量值算出模型的參數(shù)，并且根據(jù)算出的參數(shù)使模型參數(shù)化。
[0018]因此根據(jù)本發(fā)明，以自動化的方式根據(jù)實際機器使得機器的能參數(shù)化的模型參數(shù)化。因此，不可能再出現(xiàn)，借助與實際機器不符的機器模型測試無碰撞度。
[0019]初始測量值能夠根據(jù)需要來確定。例如能夠借助光學(xué)采集裝置(攝像系統(tǒng)、激光掃描系統(tǒng)等)進行光學(xué)采集。也能夠(出于安全原因:緩慢地)駛到預(yù)定的位置，并且檢測位置受控的軸的附屬的位置實際值。其他方法也是可行的、例如使用接觸式檢測裝置。
[0020]模型的參數(shù)化方案例如可以涉及機器元件的對齊、定向、規(guī)格，并且在特殊情況下還可以涉及機器元件的存在性或不存在性。對工件和/或工件夾持裝置的檢測也是可行的。
[0021]可行的是，首先使機器的模型完全不參數(shù)化。此外還可行的是，雖然首先使機器的模型參數(shù)化，但是這種參數(shù)化將被全部覆蓋。但是優(yōu)選地，如下地設(shè)計根據(jù)本發(fā)明的運行方法，控制裝置
[0022]-在接收初始測量值之前，接收模型的初始參數(shù)化方案，并且通過模型的初始參數(shù)化方案算出模型的確定的初始參數(shù)，
[0023]-算出初始參數(shù)與根據(jù)初始測量值算出的模型參數(shù)的差值
[0024]-當(dāng)差值超出了預(yù)設(shè)的極限值時，輸出故障信息到機器的操作員處，否則根據(jù)算出的參數(shù)使模型參數(shù)化。
[0025]因此，在這種情況下，根據(jù)初始測量值僅還允許一次對于模型的精細(xì)調(diào)整。通過這種方式，特別能夠避免嘗試執(zhí)行為完全不同配置的機器所研發(fā)的子程序。在故障信息的范疇中，例如機器操作員可能需要對參數(shù)化方案的校正。
[0026]初始參數(shù)化方案能夠與子程序分離輸送給控制裝置。但是優(yōu)選地，控制裝置一起接收模型的初始參數(shù)化方案與子程序。這種方式是特別有效率的。
[0027]在本發(fā)明的特別優(yōu)選的設(shè)計方案中，在操控位置受控的軸期間，控制裝置接收運行測量值、根據(jù)運行測量值算出模型的修正了的參數(shù)并且根據(jù)修正了的參數(shù)使模型參數(shù)化。此外，在這種情況下，在運行系統(tǒng)程序的情況下，在繼續(xù)操控位置受控的軸之前，控制裝置借助機器的模型重新測試，末端執(zhí)行器的沿著由子程序定義的軌道的移動是否能是無碰撞的。如果機器的配置隨時間變化而變化，那么由此能夠降低碰撞的概率。在此，無碰撞度的測試明顯地包括不僅測試末端執(zhí)行器自身是否保持無碰撞的，而且還測試，在末端執(zhí)行器移動期間，其他的運動的元件是否保持無碰撞的，例如末端執(zhí)行器移動時經(jīng)過的中間構(gòu)件。
[0028]例如可以重復(fù)實施子程序，并且在各個執(zhí)行過程之間進行驗證。運行測量數(shù)據(jù)的檢測可以在各個執(zhí)行過程期間或者在幾次執(zhí)行過程之間。例如在各個執(zhí)行過程之間可以利用初始測量值檢測并使用相對應(yīng)的運行測量值。此外，如果不合期待地還應(yīng)發(fā)生碰撞，根據(jù)碰撞數(shù)據(jù)能夠進行模型的校正。
[0029]如已經(jīng)提到的，控制裝置能夠重復(fù)地執(zhí)行子程序。在這種情況下，在相應(yīng)的執(zhí)行過程的范疇中，通常借助末端執(zhí)行器分別加工一個工件。加工可以是材料去除加工(例如切肖IJ)或者是其他類型的加工。優(yōu)選地，在相應(yīng)地加工相應(yīng)工件之前，控制裝置操控機器的測量裝置，并且由此檢測相應(yīng)工件的實際尺寸。在這種情況下，在相應(yīng)地執(zhí)行子程序之前，控制裝置可以檢測，末端執(zhí)行器的沿著子程序定義的軌道的與相應(yīng)的工件相關(guān)聯(lián)的移動是否能是無碰撞的。在這種測試的范疇中，顯然連同考慮了相應(yīng)工件的實際尺寸。
[0030]在本發(fā)明的特別優(yōu)選的設(shè)計方案中，控制裝置根據(jù)機器的模型算出機器的元件對，并且在測試無碰撞度時僅測試元件對的無碰撞度。通過這種方式可以使測試無碰撞度所需的耗費最小化。
[0031]優(yōu)選地，在操控位置受控軸期間，控制裝置接收位置受控的軸的負(fù)載和/或轉(zhuǎn)速受控的軸的負(fù)載、比較所接收的負(fù)載與極限負(fù)載，并且根據(jù)比較算出是否發(fā)生了碰撞。以這種方式可以特別簡單地且可靠地識別碰撞。極限負(fù)載可以取決于地點和時間，地點和時間例如可以借助機器的物理模型和加工過程來算出。極限負(fù)載或者在模擬中或者在控制中根據(jù)模型預(yù)先算出。
[0032]以類似的方式可行的是，在操控位置受控的軸期間，控制裝置接收位置受控的軸的負(fù)載和/或轉(zhuǎn)速受控的軸的負(fù)載、所接收的負(fù)載與負(fù)載闕值相比較，并且根據(jù)該比較算出，末端執(zhí)行器是否處于與工件的接觸中。在這種情況下，負(fù)載闕值低于極限負(fù)載。與極限負(fù)載類似的，負(fù)載闕值可以取決于地點和時間。
[0033]優(yōu)選地，子程序中包含與下述有關(guān)的信息，即與工件的接觸發(fā)生在末端執(zhí)行器要駛過的哪一段軌道中。在測試碰撞的情況下，根據(jù)與極限負(fù)載的比較，在這種情況下能夠例如根據(jù)以下確定極限負(fù)載，即末端執(zhí)行器是否位于與工件的接觸中。在與負(fù)載闕值進行比較的情況下，可以驗證子程序的或然性和/或工件的正確性。
[0034]優(yōu)選地，在操控位置受控的軸期間，控制裝置記錄位置受控的軸的一系列位置額定值和/或位置受控的軸的一系列位置實際值，從而至少在預(yù)設(shè)的時間區(qū)間中隨時提供位置受控的軸的最新的位置額定值和/或位置實際值。在這種情況下，特別是在有碰撞的情況下能夠以簡便的方式回溯地恢復(fù)，碰撞是如何發(fā)生的。
[0035]此外在有記錄的情況下，在操控位置受控的軸期間，控制裝置還能夠持續(xù)地測試是否出現(xiàn)了碰撞，并且在有碰撞的情況下，根據(jù)記錄的一系列位置額定值和/或位置實際值反向操控位置受控的軸。由此，記錄特別地提供了以下優(yōu)點，即末端執(zhí)行器駛回到與其進入到碰撞中時相同的軌道。替代性地可行的是，在有碰撞的情況下，控制裝置根據(jù)模型在三維幾何空間中算出末端執(zhí)行器的方向和/或定向，在該方向和/或定向上應(yīng)期待有最大的自由空間，并且沿該方向和/或定向上移動末端執(zhí)行器。
[0036]此外，在有碰撞的情況下還具有優(yōu)勢，控制裝置打開末端執(zhí)行器的夾緊裝置和/或用于夾持工件的工件夾持裝置。通過這種方式，能夠以簡單的方式解除夾緊，并且使可能的損壞最小化。還能更簡單地消除碰撞。
[0037]該目的還通過具有權(quán)利要求14所述的特征的系統(tǒng)程序來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)程序的通過控制裝置的執(zhí)行，使得控制裝置根據(jù)一種根據(jù)本發(fā)明的運行方法運行機器。系統(tǒng)程序可以特別地以機器能讀取的形式存儲在數(shù)據(jù)載體中。
[0038]該目的還通過具有權(quán)利要求16所述的特征的控制裝置來實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，控制裝置是利用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)程序來編程的。
[0039]該目的還通過具有權(quán)利要求17所述的特征的機器。根據(jù)本發(fā)明，開頭所述類型的機器由此來設(shè)計，即該機器具有根據(jù)本發(fā)明的控制裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]結(jié)合下面借助附圖詳細(xì)闡述了的對實施例的說明，本發(fā)明的上述屬性、特征和優(yōu)點以及實現(xiàn)這些的方式和方法會更清晰易懂。在此以示意圖示出:
[0041]圖1是具有位置受控的軸的機器，
[0042]圖2是流程圖，
[0043]圖3是末端執(zhí)行器要行駛的軌道，并且
[0044]圖4至10是流程圖。

【具體實施方式】
[0045]根據(jù)圖1，機器具有多個位置受控的軸I。通過相應(yīng)地操控位置受控的軸1，末端執(zhí)行器2 (例如工具夾具)能夠相對于機器的基體3地位置受控地移動。末端執(zhí)行器2的移動經(jīng)過至少一個中間構(gòu)件4，大多數(shù)情況下，根據(jù)圖1的展示經(jīng)過多個中間構(gòu)件4。
[0046]機器還具有控制裝置5?？刂蒲b置5構(gòu)造為能用軟件編程的控制系統(tǒng)、例如數(shù)字控制系統(tǒng)(CNC)或者移動控制系統(tǒng)(MC = mot1n control)。控制裝置5是利用系統(tǒng)程序6來編程的。系統(tǒng)程序6例如能夠通過數(shù)據(jù)載體7輸送給控制裝置5，系統(tǒng)程序6以機器能讀取的方式存儲在數(shù)據(jù)載體上。特別地，系統(tǒng)程序6能夠以電子形式存儲在數(shù)據(jù)載體7上。數(shù)據(jù)載體7在圖1中作為USB-記憶棒示出。但是,這種展示僅為純粹示意性的。
[0047]系統(tǒng)程序6包括機器代碼8。機器代碼8能夠由控制裝置5執(zhí)行。機器代碼8的通過控制裝置5的執(zhí)行使得，控制裝置5根據(jù)運行方法運行機器，后面內(nèi)容將結(jié)合圖2詳細(xì)闡述。
[0048]根據(jù)圖2，控制裝置5在步驟SI中接收子程序9。子程序9定義了(見圖3)軌道10，末端執(zhí)行器2應(yīng)沿著該軌道在X移動方向上移動。為此，子程序9明確或隱蔽地包含位置受控的軸I的一系列位置額定值P*，所述值相繼連續(xù)地輸出到相應(yīng)的位置受控的軸I上。為軌道10所定義的空間對于每個位置受控的軸I分別具有獨有的維度。該空間可以、但不是必須，與三維幾何空間相對應(yīng)。位置額定值P*確定了末端執(zhí)行器2在每個時間點在三維幾何空間中的位置和定向。
[0049]控制裝置5還已知了根據(jù)型號模擬了機器的模型11 (見圖1)?？刂蒲b置5在步驟S2中接收初始測量值Ml。初始測量值Ml表征了機器的實際配置。例如，根據(jù)初始測量值Ml能夠算出中間構(gòu)件4的實際長度或其他尺寸、或者在中間構(gòu)件4之間的鉸鏈的位置。
[0050]模型11是可參數(shù)化的。模型11的參數(shù)化用于使模型11適配到具體的機器I上。因此在步驟S3中，控制裝置5根據(jù)初始測量值Ml算出模型11的參數(shù)P。然后在步驟S4中，控制裝置5根據(jù)算出的參數(shù)P使模型11參數(shù)化。
[0051]在使模型11參數(shù)化后，控制裝置5在步驟S5中以其已知的方式測試，末端執(zhí)行器2的沿著子程序9定義的軌道10的移動是否能是無碰撞的。對無碰撞度的測試不僅包括測試末端執(zhí)行器2自身是否保持無碰撞的，而且還包括測試，例如中間構(gòu)件4彼此之間和/或與基體3相關(guān)地是否保持無碰撞的。因此在步驟S5中，控制裝置5逐步地模擬了，通過使位置額定值P*輸出到位置受控的軸I上將產(chǎn)生的影響。
[0052]當(dāng)在步驟S5中沒有識別出撞擊時，控制裝置5跳轉(zhuǎn)到步驟S6。在步驟S6中，控制裝置5根據(jù)子程序9操控位置受控的軸I。因此，控制裝置5連續(xù)將一系列的位置額定值P*輸出到位置受控的軸I上。通過操控位置受控的軸1，末端執(zhí)行器2經(jīng)過一個中間構(gòu)件4或多個中間構(gòu)件4沿著軌道10地位置受控地移動。
[0053]相反，當(dāng)步驟S5中識別了碰撞時，控制裝置5跳轉(zhuǎn)到步驟S7。在步驟S7中，控制裝置5執(zhí)行故障處理。特別地，在步驟S7中，控制裝置5能夠阻斷執(zhí)行子程序9，并且替代地輸出故障信息到機器的操作員12處。
[0054]可行的是，在實現(xiàn)位置額定值P*到位置受控的軸I上的第一次輸出之前，控制裝置5預(yù)先完整地測試子程序9。替代性地可以是，在步驟S5中逐段測試子程序9，并且在輸出已測試的子程序9的部段(步驟S6)期間，已經(jīng)測試了子程序9的下一部段。
[0055]可行的是，在步驟S4的范疇中，模型11由控制裝置5從未定義的狀態(tài)中變?yōu)閰?shù)化的。但是優(yōu)選地，根據(jù)圖4，控制裝置5首先在步驟Sll中接收模型11的初始參數(shù)化方案AP。在這種情況下，控制裝置5在步驟S12的范疇中算出初始參數(shù)PA。在執(zhí)行步驟S4之前，控制裝置5在這種情況中另外在步驟S13中算出初始參數(shù)PA與參數(shù)P的差值D，控制裝置5在步驟S3中根據(jù)初始測量值Ml已經(jīng)算出該差值。在步驟S14中，控制裝置5繼續(xù)測試，差值D是否超出了預(yù)設(shè)的極限值GW。當(dāng)超出極限值時，控制裝置5跳轉(zhuǎn)到步驟S15。在步驟S15中，控制裝置5輸出故障信息到機器的操作員12處。否則，也就是當(dāng)差值D沒有超出極限值GW時，控制裝置5跳轉(zhuǎn)到步驟S4。
[0056]初始參數(shù)化方案AP能夠由控制裝置5在任意時間點接收，只要該時間點在測試子程序9的無碰撞度之前。但是優(yōu)選的，控制裝置5根據(jù)圖4的展示一起接收初始參數(shù)化方案AP和子程序9。
[0057]圖5示出圖2的或圖4的步驟S6的可能的設(shè)計方案。根據(jù)圖4能夠如下地修正根據(jù)本發(fā)明的運行方法，即在步驟S21中，在操控位置受控的軸I期間，控制裝置5接收運行測量值M2。在這種情況中，控制裝置5優(yōu)選地在步驟S22中根據(jù)運行測量值M2算出模型11的修正了的參數(shù)PM。然后，控制裝置5在步驟S23中對模型11按照修正參數(shù)PM進行參數(shù)化。然后在步驟S24中，在繼續(xù)操控位置受控的軸I之前，控制裝置15在這種情況中借助模型11重新測試，末端執(zhí)行器2的沿著軌道10的移動是否能是無碰撞的。根據(jù)測試結(jié)果，或者在步驟S25中繼續(xù)操控位置受控的軸1，或者在步驟S26中使故障信息輸出到操作員處。當(dāng)重復(fù)地執(zhí)行子程序9時，圖5的工作方法是特別有意義的。在這種情況下，可以在兩次執(zhí)行子程序9之間執(zhí)行步驟S21到S24。
[0058]通過執(zhí)行子程序9，通常加工了工件13(見圖1)。加工可以存在于材料去除加工中，例如切削加工中。但是也可能是其他加工過程。在加工工件13的情況下，大多數(shù)時重復(fù)地執(zhí)行子程序9，其中分別加工了其他工件13。在這種情況下，圖2示出的方式優(yōu)選地設(shè)計如下:
[0059]根據(jù)圖6，首先在步驟S31中使工件13固定在工件夾持裝置14 (見圖1)中?？尚械氖牵刂蒲b置5自動地執(zhí)行步驟S31。替代地可行的是，由操作員12(利用或不利用電機驅(qū)動的輔助設(shè)備)執(zhí)行步驟S31。然后，控制裝置5在步驟S32中操控機器的測量裝置15。測量裝置15在圖1中作為攝像系統(tǒng)示出。但是，其他的設(shè)計方案也是可行的?；趯y量裝置15的操控，控制裝置5檢測了相應(yīng)的工件13的實際尺寸A。在步驟S33中，控制裝置5根據(jù)參數(shù)P (或PM)和檢測到的尺寸A參數(shù)化模型11。然后，控制裝置5在步驟S5中測試，末端執(zhí)行器2的沿著軌道10的與相應(yīng)工件13相關(guān)的移動是否能是無碰撞的。如果加工是可行的，控制裝置5跳轉(zhuǎn)到步驟S6。否則，控制裝置15跳轉(zhuǎn)到步驟S7，其中其將相應(yīng)的故障信息輸出到操作員12處。
[0060]上文最后提到的設(shè)計方案是從圖2的方式出發(fā)進行了闡述的。然而，其也能夠直接應(yīng)用在根據(jù)圖4或者根據(jù)圖5的設(shè)計方案中。
[0061]通常，機器由大量的元件組成，一部分元件是可移動的并且另一部分元件是固定的。這類元件例如是機器基體3、中間構(gòu)件4、末端執(zhí)行器2、主軸、工件13、工件夾持裝置14以及其他類似元件。在機器的模型11中，單個元件通常通過簡單的幾何體、如圓柱體、長方體、球體等諸如此類的幾何體來建模。理論上可以設(shè)想，為了測試無碰撞度，成對地測試無碰撞度來代替測試所有元件。但是優(yōu)選地，控制裝置5根據(jù)機器的模型11算出元件對。在例如步驟5的范疇中，控制裝置5僅測試每對元件的無碰撞度。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知元件對的計算，并且因此不必逐步詳細(xì)闡述。
[0062]優(yōu)選地，圖2、圖4和圖6中的步驟S6如同在下文中結(jié)合圖7所闡述的來設(shè)計。
[0063]根據(jù)圖7，在步驟S41的范疇中，控制裝置5操控位置受控的軸I。同時，附加地，控制裝置5在步驟S42中接收位置受控的軸I的負(fù)載BI (如電動機電流)。替代于或者附加于位置受控的軸I的負(fù)載BI，控制裝置5在步驟S43中還能夠接收轉(zhuǎn)速受控的軸16的負(fù)載B2。控制裝置5在步驟S44中將負(fù)載B1，B2與極限負(fù)載BG相比較。當(dāng)超出極限負(fù)載BG時，這象征了碰撞。在這種情況下，控制裝置5跳轉(zhuǎn)到步驟S45，其中其執(zhí)行錯誤處理。否貝U，控制裝置5返回步驟S41，從而繼續(xù)子程序9的后續(xù)執(zhí)行。極限負(fù)載BG可以為相應(yīng)的位置受控的軸I或轉(zhuǎn)速受控的軸16單獨確定。其還可以取決于其他情況。特別地，極限負(fù)載可以動態(tài)地取決于地點和/或末端執(zhí)行器2以及可能的中間構(gòu)件4移動的速度。在必要的情況下，在子程序9的范疇中中可以一起確定極限負(fù)載BG。
[0064]替代于或附加于負(fù)載BI，B2與極限負(fù)載BG的比較，還可行的是，控制裝置5在步驟S46中將接收到的負(fù)載BI，B2與負(fù)載闕值BS相比較。在這種情況下，控制裝置5可以根據(jù)步驟S46算出，末端執(zhí)行器2是否位于與相應(yīng)的加工了的工件13的接觸中。類似于極限負(fù)載BG，負(fù)載闕值BS可以為相應(yīng)的位置受控的軸I或轉(zhuǎn)速受控的軸16單獨確定。其還可以取決于其他情況。根據(jù)末端執(zhí)行器2是否位于接觸中，可以例如在步驟S47和S48中相應(yīng)地確定極限負(fù)載BG。類似于極限負(fù)載BG，負(fù)載闕值BS可以動態(tài)地取決于地點和/或末端執(zhí)行器2以及可能的中間構(gòu)件4移動的速度。在必要的情況下，可以在子程序9中一起確定該負(fù)載闕值。
[0065]優(yōu)選地，子程序9包含了與下述有關(guān)的信息，即與工件13的接觸應(yīng)當(dāng)位于末端執(zhí)行器2的軌道10的哪一段。例如在子程序9內(nèi)部(見圖1)，可以為每組位置額定值P*分配一個標(biāo)志F。根據(jù)標(biāo)志F具有值I還是值0，末端執(zhí)行器2應(yīng)當(dāng)位于或不位于與工件13的接觸中。在這種情況下，控制裝置15在步驟S49中特別地能夠識別，與接觸或者無接觸的問題相關(guān)地，末端執(zhí)行器2的額定狀態(tài)與末端執(zhí)行器2的實際狀態(tài)是否一致。在必要的情況下，跳轉(zhuǎn)到用于錯誤處理的步驟S50。
[0066]在特別優(yōu)選的的實施方案中(見圖8)，在操控位置受控的軸I期間，控制裝置5在步驟S51中相應(yīng)地記錄系列位置額定值P*的所輸出的順序?？尚械氖牵涗泝H不斷地增加，從而隨著時間區(qū)間的消逝形成了一直變長的記錄。替代地，可以再次刪掉或者覆蓋記錄的老舊部分。然而不管采用哪種方式，通過這種方式對于預(yù)設(shè)的時間區(qū)間隨時提供了位置受控的軸I的最新的位置額定值P*。替代地或者附加地，在步驟S52中對于位置實際值P采取類似的方式。
[0067]如上所述，例如在步驟S53中，在操控位置受控的軸I期間，控制裝置5持續(xù)地測試是否發(fā)生碰撞。步驟S53基本上與圖7中的步驟S44相等。當(dāng)發(fā)生碰撞時，因此可行的是，在識別出碰撞后，控制裝置5在步驟S54中根據(jù)所記錄的一系列的位置額定值P*和/或位置實際值P反向操控位置受控的軸I。因此在這種情況下，相應(yīng)的值P，P*以相反的順序輸出到位置受控的軸I上。因而不管是否能夠以簡單的方式消除碰撞，在任何情況下都提供了可能的返回路徑，即精確地沿著之前的軌道10，而僅具有相反的移動方向。
[0068]以相反的移動方向在軌道10上行駛始終是可行的。然而在一些情況下，其可以更簡單，即在有碰撞的情況下，根據(jù)圖9的展示，控制裝置5在步驟S56中根據(jù)模型11在三維幾何空間中算出末端執(zhí)行器2的方向和/或定向，在該方向和/或定向中應(yīng)期待有最大的自由空間。在這種情況下，控制裝置5在步驟S57中能夠沿著該方向和/或定向移動末端執(zhí)行器2。
[0069]甚至可以互相結(jié)合圖8和圖9的方式。這在下面結(jié)合圖10進行闡述。
[0070]根據(jù)圖10，步驟S58是步驟S56的下級。在步驟S58中，控制裝置5執(zhí)行對步驟S56的結(jié)果的分析。根據(jù)分析結(jié)果，控制裝置5或者跳轉(zhuǎn)到步驟S57或者跳轉(zhuǎn)到步驟S54。
[0071]此外優(yōu)選地，在有碰撞的情況下，控制裝置5在步驟S61中打開末端執(zhí)行器2的夾緊裝置17(見圖1)和/或工件夾持裝置14，這同樣適用于圖7和圖8至10的設(shè)計方案。由此可行的是，附加地實現(xiàn)了在正常加工工件13的范疇中無法實現(xiàn)的移動可能性。因為在正常加工工件13的范疇中，工件13必須固定地夾持在工件夾持裝置14中，并且在夾緊裝置17中必須還固定工具18。此外，通常情況下，工具18位于與工件13的接觸中。這種強制條件，即工具18處于與工件13的接觸中，能夠通過打開夾緊裝置17和/或打開工件夾持裝置14來取消。通過實現(xiàn)這種附加的移動可能性一方面能夠使可能的損害最小化，并且另一方使得已發(fā)生的碰撞的解決變得容易。
[0072]本發(fā)明具有眾多優(yōu)點。特別是能夠以簡單的方式提高能預(yù)先識別碰撞的可信度。因此能夠以可靠的方式再次解決仍然發(fā)生了的碰撞。使仍可能發(fā)生的損壞能夠最小化。
[0073]因此綜上所述，本發(fā)明涉及以下事實:
[0074]在運行系統(tǒng)程序6的情況下，具有多個位置受控的軸I的機器的控制裝置5根據(jù)子程序9操控位置受控的軸I。通過操控位置受控的軸1，末端執(zhí)行器2沿著由子程序9定義的軌道10經(jīng)過至少一個中間構(gòu)件4相對于機器基體3在位置受調(diào)整的情況下移動。在運行系統(tǒng)程序6的情況下，在操控位置受控的軸I之前，控制裝置5借助機器的參數(shù)化模型11測試，末端執(zhí)行器2的沿著子程序9定義的軌道10的移動是否能是無碰撞的。在子程序9的測試之前，控制裝置5接收表征了機器的實際配置的初始測量值Ml、根據(jù)初始測量值Ml算出模型的參數(shù)P、并根據(jù)算出的參數(shù)使模型11參數(shù)化。
[0075]盡管通過優(yōu)選實施例在細(xì)節(jié)上詳細(xì)地闡述并說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不局限于所公開的實例，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以由此推導(dǎo)出其它變體，而不脫離本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有多個位置受控的軸(I)的機器的運行方法 其中，在運行系統(tǒng)程序(6)的情況下，所述機器的控制裝置(5)根據(jù)子程序(9)操控位置受控的所述軸(I)， 其中，通過操控位置受控的所述軸(I)，末端執(zhí)行器(2)沿著由所述子程序(9)定義的軌道(10)經(jīng)過至少一個中間構(gòu)件(4)相對于所述機器的基體(3)在位置受調(diào)整的情況下移動， 其中，在運行所述系統(tǒng)程序￠)的情況下，在操控位置受控的所述軸(I)之前，所述控制裝置(5)借助所述機器的能參數(shù)化的模型(11)測試，所述末端執(zhí)行器(2)的沿著由所述子程序(9)定義的所述軌道(10)的移動是否能是無碰撞的， 其中，在所述子程序(9)測試前，所述控制裝置(5)接收初始測量值(M1)，所述初始測量值表征了所述機器的實際配置， 其中，在所述子程序(9)測試前，所述控制裝置(5)根據(jù)所述初始測量值(Ml)算出所述模型(11)的參數(shù)(P)，并且根據(jù)算出的所述參數(shù)(P)參數(shù)化所述模型(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運行方法，其特征在于，所述控制裝置(5) 在接收所述初始測量值(Ml)之前，接收所述模型(11)的初始參數(shù)化方案(AP)，并且通過所述模型(11)的所述初始參數(shù)化方案(AP)算出所述模型(11)的確定的初始參數(shù)(PA)， 算出所述初始參數(shù)(PA)與根據(jù)所述初始測量值(Ml)算出的所述模型(11)的所述參數(shù)⑵的差值⑶， 當(dāng)所述差值⑶超出預(yù)設(shè)的極限值(GW)時，輸出故障信息到所述機器的操作員(12)處，否則，根據(jù)算出的所述參數(shù)(P)參數(shù)化所述模型(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運行方法，其特征在于，所述控制裝置(5)與所述子程序(9)一起接收所述模型(11)的初始參數(shù)化方案(AP)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的運行方法，其特征在于，在操控位置受控的所述軸(I)期間，所述控制裝置(5)接收運行測量值(M2)、根據(jù)所述運行測量值(M2)算出所述模型(11)的修正了的參數(shù)(PM)，并根據(jù)修正了的所述參數(shù)(PM)參數(shù)化所述模型(11);并且在運行所述系統(tǒng)程序出)的情況下，在繼續(xù)操控位置受控的所述軸(I)之前，所述控制裝置(5)借助所述機器的所述模型(11)重新測試，所述末端執(zhí)行器(2)的沿著由所述子程序(9)定義的所述軌道(10)的移動是否能是無碰撞的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于，所述控制裝置(5)重復(fù)執(zhí)行所述子程序(9);在相應(yīng)的所述執(zhí)行中，借助所述末端執(zhí)行器(2)分別加工一個工件(13);在相應(yīng)地加工相應(yīng)的所述工件(13)前，所述控制裝置(5)操控所述機器的測量裝置(15)，并由此檢測相應(yīng)的所述工件(13)的實際尺寸；并且在相應(yīng)的執(zhí)行所述子程序(9)之前，所述控制裝置(5)測試，所述末端執(zhí)行器(2)的沿著由所述子程序(9)定義的所述軌道(10)與相應(yīng)的所述工件(13)相關(guān)聯(lián)的移動是否能是無碰撞的。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于，所述控制裝置(5)根據(jù)所述機器的所述模型(11)算出所述機器的元件對，并且在測試無碰撞性的范疇內(nèi)，僅測試所述元件對的無碰撞性。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于，在操控位置受控的所述軸(I)期間，所述控制裝置(5)接收位置受控的所述軸(I)的負(fù)載(BI)和/或轉(zhuǎn)速受控的軸(16)的負(fù)載(B2);所述控制裝置(5)比較所接收的所述負(fù)載(B1，B2)與極限負(fù)載(BG)；并且所述控制裝置(5)根據(jù)所述比較算出是否發(fā)生了碰撞。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運行方法，其特征在于，在操控位置受控的所述軸⑴期間，所述控制裝置(5)接收位置受控的所述軸⑴的所述負(fù)載(BI)和/或轉(zhuǎn)速受控的所述軸(16)的所述負(fù)載(B2);所述控制裝置(5)比較所接收的所述負(fù)載(BI，B2)與負(fù)載闕值(BS);并且所述控制裝置(5)根據(jù)所述比較算出，所述末端執(zhí)行器(2)是否處于與工件(13)的接觸中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的運行方法，其特征在于，所述子程序(9)包含關(guān)于在所述末端執(zhí)行器(2)要駛過的所述軌道(10)的哪段中發(fā)生所述末端執(zhí)行器(2)與工件(13)的接觸的信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的運行方法，其特征在于，在操控位置受控的所述軸(I)期間，所述控制裝置(5)記錄位置受控的所述軸(I)的一系列的位置額定值(P*)和/或位置受控的所述軸(I)的一系列的位置實際值(P)，從而至少在預(yù)設(shè)的時間區(qū)間中隨時提供位置受控的所述軸(I)的最新的所述位置額定值(P*)和/或所述位置實際值(P)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的運行方法，其特征在于，在操控位置受控的所述軸(I)期間，所述控制裝置(5)持續(xù)地測試是否出現(xiàn)了碰撞，并且在有碰撞的情況下，根據(jù)記錄的一系列的所述位置額定值(P*)和/或所述位置實際值(P)反向地操控位置受控的所述軸⑴。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的運行方法，其特征在于，在操控位置受控的所述軸(I)期間，所述控制裝置(5)持續(xù)測試是否出現(xiàn)了碰撞，在碰撞的情況下，根據(jù)所述模型(11)在三維幾何空間中算出所述末端執(zhí)行器(2)的方向或定向，在所述方向和/或所述定向中，應(yīng)期待有最大的自由空間，并且在所述方向和/或所述定向上移動所述末端執(zhí)行器⑵。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求1至10中任一項所述的運行方法，其特征在于，在操控位置受控的所述軸(I)期間，所述控制裝置(5)持續(xù)測試是否出現(xiàn)了碰撞，并且在碰撞的情況下，打開所述末端執(zhí)行器(2)的夾緊裝置(17)和/或用于夾持所述工件(13)的工件夾持裝置(14)。
14.一種系統(tǒng)程序，其中所述系統(tǒng)程序包括機器代碼(8)，所述機器代碼能夠由具有多個位置受控的軸(I)的機器的控制裝置(5)運行，所述系統(tǒng)程序的通過所述控制裝置(5)的運行使得，所述控制裝置(5)根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的運行方法運行所述機器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)程序，其特征在于，所述系統(tǒng)程序以機器可讀取的形式儲存在數(shù)據(jù)載體(7)上。
16.一種具有多個位置受控的軸(I)的機器的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置是利用根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)程序(6)來編程的。
17.一種具有多個位置受控的軸(I)的機器，通過操控所述軸，末端執(zhí)行器(2)能夠經(jīng)過至少一個中間構(gòu)件(4)相對于所述機器的基體(3)位置受控地移動，其特征在于，所述機器具有根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制裝置(5)。
【文檔編號】G05B19/4061GK104516313SQ201410505600
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】約亨·布雷特施奈德, 延斯·斯特凡·切謝爾斯基 申請人:西門子公司