在轨迹上有条件地停止至少一个操纵器的操纵器组的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于在轨迹上有条件地停止至少一个操纵器的操纵器组。该 操纵器组例如可以在工业应用中使用，其中，当满足定义的行驶条件时，才能驶过完整地经 编程的轨迹。
【背景技术】
[0002] 存在这样的工业应用（例如压力机链接（Pressenverkettung)、防护区域），当满 足定义的行驶条件（例如压力机（Presse)打开）时，操纵器能够完整地驶过编程的轨迹。 如果不满足行驶条件，则操纵器只能行驶至某个停止点。操纵器必须在停止点处完全地静 止，即停止。操纵器在停止点等待，直至满足行驶条件。因此，操纵器的停止是操纵器的所 有轴的完全制动。当所有轴的速度均等于零时，操纵器停止。
[0003] 根据DIN EN ISO 8373,操纵器（机器人或工业机器人）是自动引导的、装配有三 个或更多可自由编程的运动轴的多功能操纵器，将固定地或可移动地应用在工业应用中。 操纵器能够引导夹具或工具（终端执行器）或工件。
[0004] 为了使操纵器在停止点停止，必须使操纵器在轨迹上足够提前的位置、即在所谓 的制动点处开始制动，因此，优选制动点是必须开始制动的点，以使操纵器在达到停止点时 能够完全制动。由现有技术可知，制动点是通过使用者对操纵器进行示教或编程而预先固 定给出的点。同样，停止点是操纵器的轨迹上经示教的点。
[0005] 如公知的，使操纵器有条件地停止可以通过对调速（Override)的程序控制的改 变来实现。对于操纵器的有条件地停止应理解为，当满足相应的条件时，操纵器才停止。这 样的条件例如可以通过以下即将描述的行驶条件变量来定义。对于调速应理解为，操纵器 运动在时间上可伸缩的量。如果调速为100%，则操纵器以原始编程的时间实施编程的运 动。如果调速例如为50%，则操纵器以两倍的时间来实施编程的运动。如果在到达制动点 时没有满足行驶条件，则可以通过相应地降低调速来延迟操纵器的移动，并使操纵器制动。 在此的缺点在于，必须由使用者来找到制动点，该制动点尽可能靠近停止点，并同时能够与 实际速度无关地使操纵器在停止点完全制动。因此必须将制动点选择为，与用于操纵器的 实际速度所需的距离相比，更远离停止点的位置，这会导致时钟时间延长。
[0006] 同样，还公知通过飞跃（Oberschleifen)停止点来实现有条件的停止。在此，停止 点和制动点同样由使用者示教或编程。当操纵器到达制动点且不满足行驶条件时，则操纵 器开始制动，并驶向停止点。相反，如果满足行驶条件，则不驶向停止点，而是以固定的飞跃 半径飞跃。在此，也必须将制动点选择为能够遵守停止点，而这会导致时钟时间延长。此外， 制动时的轨迹会与没有制动的轨迹有所偏离，即制动无法实现轨迹一致。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型的目的在于，提出一种在轨迹上有条件地停止至少一个操纵器的操纵 器组，消除以上提及的缺点。
[0008] 根据本实用新型的操纵器组包括至少一个操纵器和至少一个控制装置，其中，将 所述至少一个操纵器设置为，在轨迹上行驶，所述轨迹具有停止点，以及将所述至少一个控 制装置设置为，根据操纵器的速度计算对应于所述停止点的制动点，其中，所述制动点是所 述轨迹上的点。
[0009] 根据本实用新型的操纵器组，所述控制装置还用于检验行驶条件变量的状态；并 且当所述行驶条件变量的状态要求制动时，发出用于制动所述操纵器的命令。
[0010] 根据本实用新型的操纵器组，所述控制装置还用于周期性地监控所述行驶条件变 量的状态，并且如果在所述操纵器制动期间，所述行驶条件变量的状态改变，则在引入的操 纵器制动过程中发出使所述操纵器加速的命令。
[0011] 根据本实用新型的操纵器组，在制动过程中的制动效果能够根据所述行驶条件变 量来匹配，从而使所述操纵器最迟在停止点完全停止。
[0012] 特别地，根据本实用新型，其中至少一个操纵器驶入具有停止点的轨迹，其中，根 据操纵器的速度计算对应于停止点的制动点，在此制动点是轨迹上的点。优选轨迹是操纵 器驶入的编程的和/或预先定义的轨迹或运动轨迹。
[0013] 优选在工具中心点（Tool Center Point, TCP)对操纵器的速度进行分析。为了计 算制动点，优选使用操纵器至计算时间点的设定速度。特别优选考虑操纵器的当前速度。
[0014] 通过根据操纵器的速度计算制动点，可以将操纵器轨迹上的制动点的位置定义为 与停止点具有这样的距离：使操纵器能够更安全地在停止点停止。此外，制动点的位置可以 靠近停止点，从而缩短操纵器的时钟时间。优选周期性地计算制动点。由此能够能够根据 操纵器的当前速度获得当前制动点的位置。优选计算周期不与固定的时间间隔绑定，而是 可以调节的。
[0015] 此外，对制动点的计算使得能够以优化的制动参数来实施制动过程。与前述的利 用固定的预先给出的制动点的解决方案不同，不必匹配制动参数（如制动力）以使操纵器 在停止点停止。而是这样计算制动点：使得以优化的制动参数来进行制动以使操纵器在停 止点停止。在此，对制动参数可以就再生（Rekuperation)、制动时间、磨损或其它已知的优 化参数来进行优化。
[0016] 在此，对操纵器的轨迹例如可以基于点对点规划（Point-to-Point，PTP)和/或连 续轨迹规划（Continuous Path，CP)。操纵器（机器人）在这样规划的设定轨迹上行驶。操 纵器在其上应当停止的停止点位于该设定轨迹上，并被准确地驶入。通常借助设定轨迹计 算制动点。由于惯性或其它干扰因素，操纵器的实际行驶的轨迹（实际轨迹）会相对于设 定轨迹有所偏离。优选在计算制动点时考虑实际轨迹与设定轨迹的偏离，从而优选使制动 点位于实际轨迹上。
[0017] 优选有条件地停止至少一个操纵器还包括：在计算制动点之后，检验行驶条件变 量的状态；如果在超过计算的制动点后行驶条件变量的状态表示需要制动，则制动操纵器。
[0018] 优选在实际超过计算的制动点之前确定超过计算的制动点的时间点。为此，从操 纵器在轨迹上的当前点出发计算，如果在接下来的控制周期中开始制动，是否还能使操纵 器在经示教的停止点之前停止。如果不是这种情况，则操纵器最迟在下一个控制周期开始 时将超过制动点，如果行驶条件变量的状态表示需要制动，则必须开始对操纵器的制动。
[0019] 优选行驶条件变量是布尔值，其表明是否需要制动操纵器，或者是否能够继续在 轨迹上行驶。这样的行驶条件变量在压力机链接应用中例如是压力机的状态。如果在示例 中压力机为打开的（行驶条件变量=真），则操纵器可以将工件插入压力机中或从中取出。 操纵器能够如计划地在轨迹上行驶。相反，如果压力机是关闭的（行驶条件变量=假），则 计划的在轨迹上的行驶会导致操纵器和压力机相撞。也就是需要制动操纵器。
[0020] 替代地，行驶条件变量也可以不是布尔值。这样的不是布尔值的变量例如可以包 含关于所需的制动延迟的信息。制动延迟是负加速，并确定制动的强度。
[0021] 检验行驶条件变量是有利的，因为这样只在需要制动时制动操纵器。如果此时不 需要制动，则操纵器可以无需降速地在规划的轨迹上行驶。
[0022] 优选周期性地监控行驶条件变量的状态，在此，当在操纵器制动期间，行驶条件变 量的状态改变时，则在开始的制动过程中使操纵器再次加速。例如可以以每秒10次，或者 以其它合适的时间间隔来监控状态。
[0023] 对行驶条件变量的周期性监控能够实现制动过程的灵活的中断，从而能够在行驶 条件变量的状态表示不再需要制动时，立即使操纵器再次加速。随后使操纵器再次加速至 最初计划的速度，并在计划的轨迹上行驶。由此限制了由引入制动而损失的时间，从而缩短 了操纵器的时钟时间。
[0024] 优选有条件地停止至少一个操纵器包括，根据行驶条件变量来调节制动过程期间 的制动效果，从而使操纵器最迟在停止点完全停止。
[0025] 调节制动效果是有利的，因为除了制动点的位置本身还提供了另一参数，该参数 直接影响操纵器实际停止的点。因此，即便是当需要在已经超过对于当前速度的优化制动 点，且操纵器以优化的制动参数无法再在经示教的和/或编程的停止点上停止的时间点制 动时，也能够使操纵器在经示教的和/或编程的停止点上停止。优选尽管开始制动得较晚， 但可以通过更强烈地制动使操纵器在到达停止点之前停止。特别优选不应当超过停止点。 如果由于开始制动过晚而使得这不再可能，那也能以降低的速度发生可能的碰撞。
[0026] 根据本实用新型的操纵器包括至少一个操纵器和至少一个控制装置，至少一个操 纵器在轨迹上行驶，轨迹具有停止点，将至少一个控制装置设置为根据操纵器的速度来计 算对应于停止点的制动点，在此制动点是轨迹上的点。
[0027] 控制装置控制操纵器。控制装置从操纵器接收信号，并向操纵器发送指令。此外， 也可以由控制装置接收外部信号，并转换为对操纵器的指令。优选通过外部信号确定行驶 条件变量。
[0028] 优选将控制装置