专利名称：用于控制机器人tcp的改进方法
技术领域：
本发明涉及工业涂漆系统，诸如用于为汽车涂漆的自动化系统。 具体而言，本发明涉及一种用于在自动化涂漆工艺中在涂敷油漆之 时控制油漆涂敷器的方法和 一 种用于实现该方法的系统。
背景技术：
具有手臂或者机械手的工业机器人经常用来在工业涂漆工艺中 为物体如汽车涂漆。在使用机器人或者机械手臂为物体表面涂漆时， 希望以恒定速度在待涂漆的表面之上移动涂敷器以便保证涂漆结果 的良好质量。这已经是在传统型喷漆枪用来随着喷枪轨迹打开-关断 油漆流时的普遍做法。因此可以在喷枪离开待涂漆的物体时关断油 漆、让喷枪轨迹变向或者U形转弯、然后在喷枪回到物体之上并且 已经达到完全(编程)速度时再次打开油漆。
出于诸如传送效率和油漆光泽等油漆工艺考虑，钟状涂敷器如 今比传统喷枪型涂敷器更多地用于机器人涂漆。钟状涂敷器的一个 弊端在于对油漆流的控制较慢，因而同步于涂敷器轨迹来打开/关断 油漆并不实际。用于钟状涂敷器的优选解决方案是让油漆连续流动， 并且以手臂在涂漆程序过程中在表面之上尽可能保持速度恒定为目标。
这对于一些动作如u形转弯而言，要求对机器人关节和腕部提
供动力的机器人伺服电机有很高的带宽。它要求在所涉及所有机器 人关节中的电机以很高速率加速和减速。按照例如包括很高加速能 力的此类规格来设计机器人既复杂而且成本又高
发明内容
根据本发明的一个或者多个实施例，对用于控制用于为物体涂 漆的机器人手臂或者机械手的方法提供了改进。
根据本发明的实施例，描述了 一种或者多种用于控制机器人工 具中心点(TCP)的改进方法。由机器人携带的油漆喷枪或者涂敷器
发明人已经发现涂敷器的有限定向偏离对于油漆工艺并不关键，使 得通过允许和规划相对于编程定向中理想或者垂直位置的某一偏 离，可以获得动态冗余。
根据本发明的一个方面，提供一种用于利用自动化涂漆系统为 工件涂漆的方法，该自动化涂漆系统包括布置有腕部部分并且携带 油漆涂敷器的工业机器人或者机械手臂，该油漆涂敷器布置于所述 机械手臂的所述腕部部分上，其中所述油漆涂敷器被布置用以涂覆 所述工件的表面，其中将油漆涂敷到所述表面上的基本上圆形或者 椭圓形区域，并将所述区域的中心限定为工具中心点，以及其中所 述腕部部分被布置为能够对所述油漆涂敷器定向，以及在该方法中， 通过所述机械手臂来移动所述油漆涂敷器，使得所述工具中心点沿 着规划路径移动，从而涂覆所述表面的一部分，该方法其特征进一
步在于计算包括一个或者多个转弯的规划路径，使得在所述规划 路径中的转弯过程中在所述机器人腕部上的固定点在所述表面之上 经过的路径短于所述工具中心点沿着所述表面所经过的路径。
根据一个实施例，提供一种改进方法，其中所述腕部部分上的 所述固定点在经过规划路径中弯曲的部分移动过程中，以与工具中 心点沿着规划路径的速度不同的速度移动。
根据另一实施例，提供一种改进方法，其中将在机器人腕部上 的固定点沿着规划路径的速度控制为在部分直线路径过程中与工具 中心点的速度基本上相同，并在路径中的转弯过程中将其控制为比 工具中心点的速度更小的速度。
根据另一实施例，提供一种改进方法，其中作为对涂敷器轴距 所述表面的垂直方向的测量，所述腕部部分的定向参数在^见划路径中的移动过程中被优化为与定向参数在所述腕部部分沿着规划路径 的直线部分的移动过程中的值不同的 一 个或者多个值。
根据另一实施例，提供一种改进方法，其中根据在机器人腕部 上的固定点相对于所述路径的以下部分的位置在规划路径中的移动
过程中优化定向参数，该部分包括靠近弯曲的直线部分；弯曲； 在离开弯曲时的直线部分；路径的直线部分。
根据另一实施例，提供一种改进方法，其中工具中心点在经过 规划路径中弯曲的移动过程中维持于恒定或者接近恒定的速度。
根据另一实施例，提供一种改进方法，其中在完成规划路径中 的弯曲时通过向所述腕部部分添加在第一 x方向上的正定向偏离和 在第二 y方向上的负定向偏离来增加所述腕部部分的速度。
根据一个或者多个其它实施例，提供一种改进方法，其中用于 所述腕部部分的路径受到工具中心点的优化恒定或者接近恒定的速 度约束，而对于所述机械手臂的一个或者多个关节而言，用于所述 腕部部分的路径受到关节角度、角速度、角加速度、转矩的组中任 意项的限制。
根据一个实施例，提供一种改进方法，其中关于工具中心点和/ 或腕部中心点的信息显示于图形用户界面上，以用于对携带油漆涂 敷器的所述工业机器人或者机械手臂进行编程、监视或者控制的目的。
根据本发明的另一方面，提供一种用于利用自动化涂漆系统为 工件涂漆的系统，该自动化涂漆系统包括布置有腕部部分并且携带 油漆涂敷器的工业机器人或者机械手臂，该油漆涂敷器布置于所述 机械手臂的所述腕部部分上，所述油漆涂敷器被布置用以涂覆所述 工件的表面，其中油漆被涂敷到所述表面上的基本上圆形或者椭圓 形区域，而所述区域的中心被限定为工具中心点，以及其中所述腕 部部分被布置为能够对所述油漆涂敷器定向，以及在该方法中，通 过所述机械手臂移动所述油漆涂敷器，使得所述工具中心点沿着规 划路径移动，从而涂覆所述表面的一部分，且通过用于控制所述机器人或者机械手臂的装置来移动所述油漆涂敷器，以根据规划路径 来操作，其中所述系统包括用于计算包括一个或者多个转弯的规划 路径的装置，以使得所述机器人腕部(WCP)上的固定点在所述表
面之上经过的路径短于所述工具中心点(TCP)沿着所述表面经过的路径。
改进方法和用于实现该方法的系统的 一 个主要优点在于可以更 快地实现利用工业机器人进行的涂漆。可以通过 一是供机器人经过油 漆路径中转弯或者弯曲的更快移动来更快地实现覆盖。改进方法的 另一技术优点在于，通过维持经过弯曲的恒定速度，实现了表面上 更均匀的涂层或者油漆厚度。
借助改进方法来减少油漆浪费，这是另一很重要的优点。消除 了过度喷涂、即在涂敷器未在待涂覆的表面正上方时的继续涂覆。 这一特征大大减少油漆的浪费，所有的环境受益都随之而来。维持 持续涂覆，这减少了对清洁和沖洗涂敷器或者供料线的需要，也使 得减少了油漆浪费和溶剂的使用。本发明的方法也具有这样的优点。
另一优点在于，可以通过使用无需对更高性能的机器人或者用涂漆。
在本发明的另一方面中，该方法赋予更多优化时机。在关于机 器人动力学的细节也已知时(机器人在不同方向上和在工作包络的 不同工作位置通常具有不同的加速能力)，则可以在路径规划中利
用这一知识，以生成相对于在U形转弯过程中用于TCP的恒定速度 而优化的TCP轨迹。
在另 一发展中，本发明与布置有改型的机器人腕部的机器人一 起使用。该改型包括腕部轴重量更轻。在本发明控制方法与更轻腕 部轴的更高带宽一起使用时，这提供整体所得TCP运动的明显更高 带宽。
在本发明方法的一个优选实施例中，可以通过包括一个或者多 个微处理器单元或者计算机的计算设备来实现该方法。机器人和/或自动化涂漆系统的一个或者多个控制单元包括用于存储一个或者多 个计算机程序的存储器装置，这些程序用于实现用于控制机械按压
机(mechanical press )操作的改进方法。优选地，这样的计算才几程序 包含供处理器执行上文提到的和下文具体描述的方法的指令。在另 一实施例中，在计算机可读数据载体如DVD、光学或者磁性数据设 备上提供该计算机程序。
现在将参照附图仅通过例子描述本发明的实施例，在附图中
图la-图lc和图lf是与根据本发明一个实施例的用于控制油漆 涂敷器的改进方法有关的示意图；图le是在实践中不可实现的来自 受控油漆涂敷器的理想移动的示意图ld作为现有技术示出了根据现有技术用于控制油漆涂敷器的 已知方法的示意图2是示出了在根据本发明一个实施例的系统中携带油漆涂敷 器的机器人的示意图。
具体实施例方式
图2示意地示出了携带油漆涂敷器的工业机器人。该图示出了 具有用于携带油漆涂敷器11的手臂的机器人10。油漆涂敷器附接到 机器人手臂上布置的腕部部分12。该图还示出了具有待涂漆的表面 13的物体。在物体的表面上指示了规划油漆路径5。绘制在涂敷器 11与待涂漆的表面之间的涂敷器中心线与表面相交于一点，而此点 称为工具中心点(Tool Centre Point, TCP) 4。
机器人移动手臂和腕部，并且对涂敷器ll定向(瞄准)，使得 工具中心点沿着物体表面上的预先编程的路径5行进。在该图中， 示出了油漆涂敷器处于与油漆表面的平面近似垂直的角度。换而言 之，油漆涂敷器的定向相对于待涂漆的表面垂直。通常，在腕部上 的固定点、腕部中心点WCP和TCP在单个定向上全部对准。图1示出了主要在图If中示出的用以说明本发明一种或者多种
方法的一系列示意图。图la示出了在规划油漆路径5中弯曲的半圓。 如上所述，工具中心点是在油漆表面上的点。具体而言，TCP是在 向表面涂敷的基本上圆形或者椭圆形油漆层表面上的中心点。在本 说明书中，术语腕部中心点(WCP)用来描述在机器人腕部上的指 定固定点。WCP有时描述为在球形机器人腕部内部所有三个腕部轴 相交的点(位置)。WCP是在对机器人运动学的建模中的概念。WCP 也可以视为如同WCP是在涂敷器上的点，并且具体而言为与腕部的 距离比与TCP的距离近得多的点。在本说明书中，术语腕部中心点 (WCP)用来描述可以构造为在机器人手臂端部上、在机器人腕部 上或者在涂敷器上的固定点中任意固定点的给定固定点。
图la示出了包括U形转弯的规划路径5。由于机器人的加速能 力有限，所以在转弯或者弯曲的半圆过程中不能维持WCP的编程速 度。
_ v2 — 使用向心加速度a ， r 々
最大速度Vdrc = a*r
其中a—a是可用加速度而r是半径。
在进入圆形路径之前在减速阶段d过程中将编程速度Vprog减 少到最大速度Vcirc。然后在完成圆形路径之后，以加速度a将速度 Vcirc增加到Vprog。图lb是表示为直线的来自图la的规划路径5。 此线可以浮见为用于图lc-图lf的x轴的基础。
图lc(现有技术)示出了根据现有技术的就TCP(工具中心点) 和WCP点的距离而言的速度分布。严格地说，所示速度在加速/减 速阶段中并不完全准确，因为它被图解为如同横坐标为时间(线性)， 而由于横坐标为距离，所以它应当表示为以下形式的抛物线函数
然而，线性加速/减速表示足以描述在本发明的实施例中实现的技术 功能的环境。
图ld(现有技术)示出了一种现有技术方法。上方的线w示出了 WCP在等间隔的时间瞬时沿强度增力口( stretched out )路径的位置。 下方的线T是TCP在相同瞬时的对应位置。从W到T的箭头或者 矢量表示在这一情况下与路径垂直的喷漆(机器人工具)定向。然 而，示意图并未按照比例描绘，它的本意在于示出应当可以通过查 看在箭头之间的距离和距离变化来识别不同阶段。
图le示出了在实践中不可能精确实现的理想或者所需路径。该 图指示了经过U形转弯的恒定速度。该图也表示了图le具有数目比 图ld的图示更少的箭头(矢量)，这于是代表穿越图le的路径将 需要更多时间(在同一速度下)。
图If图示了根据本发明一个实施例的规划路径。在靠近U形转 弯之时，WCP将具有相对于TCP的超前，从而造成定向偏离，其这 里通过相对于垂直方向的偏离来形象化。允许WCP减速(d)、完 成圆圏并且加速(a)，而TCP以通过在TCP线处的箭头之间的等 间隔来表示的恒定速度运行。
在完成弯曲时，WCP滞后于TCP。这引起在定向上与起始(即， 靠近转弯)的偏离符号相反的偏离。必须通过下一油漆行程来处理 WCP滞后，使得WCP在它靠近下一 U形转弯时再一次超前于TCP。
因此，规划路径包括或者允许距涂敷器的规划定向的定向偏离。 涂敷器在它移动经过弯曲时倾斜，具体而言为在TCP精确地沿着规 划;洛径行进之时WCP有定向偏离，而不是通常与待涂漆表面的平面 垂直的定向。
图3示出了按x和y表示定向偏离的图la的图解。因此与图la 相比，该图也以实线以内的虚线示出了针对TCP而规划的路径。以 虚线示出的路径示意地代表WCP^各径。在这一例子中，该路径在x 方向上和在y方向上均偏离，x方向上表示为量ex,而在y方向上 表示为量0y。在这一例子中的WCP沿着在x和y方向上有偏离的更 短路径行进。还可以具有仅在x方向上偏离的更短^各径，即WCP^各 径在弯曲上沿着TCP路径内部延伸，因此具有小于r的半径。然而， 在恒定或者接近恒定的Vprog速度或者路径直线部分的加速/减速部
13分过程中，直WCP路径则不会在直线TCP路径"以内，，。
可见在减速阶段中x偏离如图la中虚线所示变得大于零。也可 以在减速过程中施加y偏离。x偏离在减速过程中可以在零与最大值 ex，m之间变化。当WCP进入转弯时，y偏离变为最大值ey,m,并且 在转弯过程中在ye,m正值与ye，m最大负值之间变化。在离开转弯 时，WCP速度过低并且必须加速。相对于负最大值ex的x偏离增加 到为零的x偏离。
图4示出了用于根据一个实施例的方法的流程图。该流程图在 以下示意块中示出了包括用于按照腕部部分WCP和喷涂区TCP的 移动来移动油漆涂敷器11的动作的方法
30沿着规划路径以恒定(最大)速度Vprog移动WCP和TCP;
32如果靠近弯曲，则减速(d )WCP并且将速度减少到最大Vcirc, 允许x偏离达到最大值+ve 6x, m;
34在弯曲中维持WCP的恒定速度Vcirc,减少所允许的x偏离 以在+ve ex，m到零之间变化，并且允许y偏离在-0y,m到+ve 9y,m之 间变化；
36在离开弯曲时将WCP从Vcirc加速到Vprog,并且将允许的 x ^扁离乂人-ve ex,m i曾力口至'J零。
在附图中已经仅以具有两个维度x和y的平坦表面之上的规划 油漆路径示出了规划路径。然而，所述方法也可以应用于不平坦的 表面和可以包括凹形或者凸形形状的表面。
在另 一 实施例中，可以根据 一 个或者多个其它约束来优化包括 或者允许WCP定向偏离的规划路径。通过在以TCP的速度恒定或 者接近恒定为目标的同时优化用于腕部部分的路径、以及通过针对 以下标准中的 一个或者多个进行优化来计算WCP路径
所涉及机器人关节的总能量消耗最少，
所涉及机器人关节的加权能量消耗最少，
所涉及关节的总加速度最小，
所涉及关节的加权加速度最小，机器人关节的总角移动最小， 机器人关节的加权角移动最小， WCP的线性加速度最小， 相对于编程定向的定向偏离最小。
可以对公开的解决方按进行若干变化和修改，并且本发明的实 施例也可以用来涂覆不同类型的油漆、两种成分的油漆、底漆、底
面漆、清漆(clear coat)等。类似地，上述解决方案也可以适于涂 覆或者喷涂其它物质如保护涂层、密封剂、粘合剂以及甚至研磨材料。
可以通过一个或者多个计算机程序来监视、控制或者实现本发 明的方法。 一个或者多个微处理器(或者处理器或者计算机)包括 连接到或者包含于上述油漆涂J丈系统中的中央处理单元CPU，这些 处理器、PLC或者计算机执行例如参照图4描述的根据本发明一个 或者多个方面的方法步骤。应当理解，用于实现根据本发明的方法 的计算机程序也可以运行于一个或者多个通用工业微处理器或者 PLC或者计算机上而不是一个或者多个专门改造的计算机或者处理 器上。
计算机程序包括以下程序代码单元或者软件代码部分，它们使 用用于例如参照图4的流程图的、用于先前描述方法的方程、算法、 数据、存储值、计算等来使计算机或者处理器执行这些方法。计算 机程序可以包括一个或者多个小型可扭^亍程序。程序的 一部分可以 如上所述存储于处理器中，但也可以存储于ROM、 RAM、 PROM、 EPROM或者EEPROM芯片或者类似存储装置中。所有或者一些程 序也可以部分地或者全部地本地(或者集中)存储于其它适当计算 机可读介质(如磁盘、CD-ROM或者DVD盘、硬盘、磁光记忆存储 装置)之中或之上，存储于易失性存储器中，作为固件存储于闪速 存储器中，或者存储于数据服务器上。也可以使用其它已知且适当 的介质，包括可移动存储介质如索尼记忆棒(TM) 、 USB记忆棒和 其它可移动闪速存储器、硬驱动才几等。也可以从包括爿^共网络如因特网的数据网络中部分地供应程序。所述计算机程序也可以部分地 布置为能够或多或少同时在若干不同计算机或者计算机系统上运行 的分布式应用。
也应当注意，尽管上文描述了本发明的示例实施例，但是可以 对公开的解决方案做出若干变化和修改而不脱离如在所附权利要求 中限定的本发明的范围。
权利要求
1. 一种用于利用自动化涂漆系统为工件涂漆的方法，所述自动化涂漆系统包括布置有腕部部分并且携带油漆涂敷器的工业机器人或者机械手臂，所述油漆涂敷器布置于所述机械手臂的所述腕部部分上，所述油漆涂敷器被布置用以涂覆所述工件的表面，其中将油漆涂敷到所述表面上的基本上圆形或者椭圆形区域，并将所述区域的中心限定为工具中心点，以及其中所述腕部部分被布置为能够对所述油漆涂敷器定向，以及在所述方法中，通过所述机械手臂来移动所述油漆涂敷器，使得所述工具中心点沿着规划路径移动，从而涂覆所述表面的一部分，其特征在于，计算包括一个或者多个转弯的规划路径(5)，使得在所述规划路径中的转弯过程中所述机器人腕部(WCP)上的固定点在所述表面之上所经过的路径短于所述工具中心点(TCP)沿着所述表面所经过的路径。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述腕部部分(WCP)上 的所述固定点在经过所述规划路径中弯曲的部分移动过程中以与所 述工具中心点沿着所述规划路径的速度(VPROG )不同的速度(VCIRC ) 移动。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中将所述机器人腕部 (WCP )上的所述固定点沿着所述规划路径的速度控制为在部分直线路径过程中与所述工具中心点(TCP)的速度(Vprog)基本上相 同，并在所述路径中的转弯过程中将其控制为比所述工具中心点的 速度更小的速度(Vcirc)。
4. 根据任一前述权利要求所述的方法，其中作为对涂敷器轴距 所述表面的垂直方向的偏离的测量，所述腕部部分的定向参数(WC P 偏离)在所述规划路径中的移动过程中被优化为与所述定向参数在所 述腕部部分沿着所述规划路径的直线部分的移动过程中的值(WCP 偏离=>0°)不同的一个或者多个值。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中根据所述机器人腕部(WCP)上的所述固定点相对于所述路径的以下部分的位置在所述 规划路径中的移动过程中优化所述定向参数(WCP似)，该部分包 括靠近弯曲的直线部分；弯曲；在离开所述弯曲时的直线部分； 所述^各径的直线部分。
6. 根据权利要求4或5所述的方法，其中所述腕部部分(WCP) 在经过所述规划路径中所述弯曲的移动过程中的所述定向偏离可以 优化为位于负偏离(-《'-A〗与正偏离W, A〗之间的值。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述工具中心点在经过所 述规划路径中所述弯曲的移动过程中维持于恒定或者接近恒定的速 度(Vcirc )。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述腕部部分在靠近所述 规划路径中所述弯曲的过程中的速度减少(d ),并且允许在第一 (x ) 方向上的定向偏离到达最大值W.J。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中可以允许在第二 (y)方向 上的定向偏离达到最大值《& 》。
10. 根据权利要求8或9所述的方法，其中所述腕部部分(WCP) 在第一 (x)方向上的所述定向偏离可以在沿着所述弯曲的移动过程 中从零改变达到最大值W.J、然后改变为零。
11. 根据权利要求10或9所述的方法，其中所述腕部部分 (WCP)在第二 (y)方向上的所述定向偏离可以在沿着所述弯曲的移动过程中从负最大值(-A,J改变达到正最大值(《J。
12. 根据权利要求8所述的方法，其中在完成所述规划路径中的 所述弯曲时通过向所述力宛部部分添加在所述第一 (x)方向上的正 定向偏离和在所述第二 (y)方向上的负定向偏离来增加(a)所述 腕部部分的速度。
13. 根据权利要求8或1所述的方法，其中用于所述腕部部分 (WCP )的路径受到所述工具中心点的所述优化的恒定或者接近恒定的速度(VPR0G)约束，而对于所述机械手臂的一个或者多个关节 而言，用于所述腕部部分的路径受到关节角度、角速度、角加速度、转矩的组中任意项的限制。
14. 根据权利要求13或1所述的方法，其中通过优化受到用于 TCP的所述恒定或者接近恒定的速度约束的用于所述腕部部分的路 径，并且针对以下组中的 一项或者多项进行优化以例如获得最小值 来计算用于所述WCP的路径所涉及机器人关节的总能量消耗，所涉及机器人关节的加权能量消耗，所涉及关节的总加速度，所涉及关节的加权加速度，机器人关节的总角度移动，机器人关节的加权角度移动，所述机器人腕部(WCP)上的所述固定点的线性加速度， 相对于编程定向的定向偏离。
15. 根据任一前述权利要求所述的方法，其中将一个或者多个计 算机程序读取到计算机或者处理器中，使得所述计算机或者处理器 执行根据权利要求1所述的方法。
16. 根据任一前述权利要求所述的方法，其中关于工具中心点和 /或腕部中心点的信息显示于图形用户界面上，以用于对携带油漆涂 敷器的所述工业机器人或者机械手臂进行编程、监视或者控制的目 的。
17. —种计算机程序，在读取到计算机或者处理器中时将使所述 计算机或者处理器执行根据权利要求1-16中任一项所述的步骤的方法。
18. —种包括计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序在 读取到计算机或者处理器中时将使所述计算机或者处理器执行根据 权利要求1-16中任一项所述的步骤的方法。
19. 一种用于利用自动化涂漆系统为工件涂漆的系统，所述自动 化涂漆系统包括布置有腕部部分并且携带油漆涂敷器的工业机器人 或者机械手臂，所述油漆涂敷器布置于所述机械手臂的所述腕部部分上，所述油漆涂敷器被布置用以涂覆所述工件的表面，其中油漆 被涂敷到所述表面上的基本上圆形或者椭圓形区域，而所述区域的 中心被限定为工具中心点，以及其中所述腕部部分被布置为能够对 所述油漆涂敷器定向，以及在所述方法中，通过所述机械手臂来移 动所述油漆涂敷器，使得所述工具中心点沿着规划路径移动，从而 涂覆所述表面的一部分，且通过用于控制所述机器人或者机械手臂 的装置来移动所述油漆涂敷器，以根据规划路径来操作，其特征在于，用于计算包括一个或者多个转弯的规划路径(5)的装置，以使 得所述机器人腕部(WCP)上的固定点在所述表面之上所经过的路 径短于所述工具中心点(TCP)沿着所述表面所经过的^4圣。
20. 根据权利要求19所述的系统，还包括用于在经过所述规 划路径中弯曲的部分移动过程中、以与所述工具中心点沿着所述规 划路径的基本上直线部分的速度(VPR0G)不同的速度(VCIRC)移动 所述腕部部分(WCP)的装置。
21. 根据权利要求19或20所述的系统，还包括用于将所述机 器人腕部(WCP)上的所述固定点沿着所述规划路径的速度控制在 部分直线路径过程中与所述工具中心点(TCP)的速度(Vprog)基 本上相同、而在所述路径中的转弯过程中将其控制为比所述工具中 心点的速度更小的速度(Vcirc)的装置。
22. 根据权利要求19所述的系统，还包括用于将所述腕部部 分在经过所述规划路径中弯曲的移动过程中的定向参数(WCP偏离) 优化为与所述定向参数在所述腕部部分沿着所述规划路径的直线部 分的移动过程中的值不同的值的装置。
23. 根据权利要求16所述的系统，还包括用于移动所述腕部 部分的装置，以使得作为对涂敷器轴距所述表面的垂直方向的偏离 的测量，定向参数(WCP偏s)在所述规划路径中的移动过程中被优 化为与所述定向参数在所述腕部部分沿着所述规划路径的直线部 分的移动过程中的值不同的一个或者多个值。
24. 根据权利要求19所述的系统，包括用于将所述腕部部分(W C P )在经过所述规划路径中所述弯曲的移动过程中的定向偏离优化为位于负偏离与正偏离之间的值的装置。
25. 根据权利要求19所述的系统，包括用于在经过所述规划 路径中所述弯曲的移动过程中将所述工具中心点的速度维持于恒定(VPROG)或者接近恒定的速度的装置。
26. 根据权利要求19所述的系统，包括用于在靠近所述规划 路径中所述弯曲的过程中减少(d )所述腕部部分的速度和/或在完成 所述规划路径中的所述弯曲时增加(a)所述腕部部分的速度的装置。
27. 根据权利要求19所述的系统，包括用于允许在第一 (x) 方向上的定向偏离到达最大值(《J和/或允许在第二 (y)方向上的定 向偏离达到最大值(A,〗的装置。
28. 根据权利要求19所述的系统，包括用于以针对tcp的速 度恒定或者接近恒定为目标来优化用于所述腕部部分的路径以及针 对以下组中的 一 项或者多项进行优化以例如获得最小值的装置，所 述组包4舌所涉及机器人关节的总能量消耗，所涉及机器人关节的加权能量消耗，所涉及关节的总加速度，所涉及关节的加权加速度，机器人关节的总角度移动，机器人关节的加权角度移动，在所述机器人腕部(WCP)上的所述固定点的线性加速度， 相对于编禾呈定向的定向偏离。
29. —种根据权利要求19-28中任一权利要求所述的系统的用 途，用于对工业机器人进行控制或者编程，以执行以下列表中的任 何涂敷或者涂覆任务涂敷导电或者非导电流体材料、油漆涂敷、 油漆喷涂、干法喷涂、涂敷胶质物、涂敷密封剂、涂敷包含PVC的 密封剂、涂敷抗腐蚀材料、喷砂或者涂砂、涂敷研磨材料、涂蜡。
全文摘要
一种用于控制涂漆系统的方法，该涂漆系统包括布置有腕部部分且携带有油漆涂敷器的工业机器人或者机械手臂，该油漆涂敷器布置于机器人腕部上。通过涂敷器将油漆涂敷到所述表面上的基本上圆形或者椭圆形区域，而将该区域的中心限定为工具中心点。腕部部分被布置为能够对油漆涂敷器进行移动和定向。在该改进方法中，通过所述机械手臂移动油漆涂敷器，使得工具中心点沿着规划路径移动从而涂覆所述表面的一部分。规划路径可以包括一个或者多个弯曲。可以控制机械人腕部经过的路径，以沿着与TCP所经过的路径不同的路径而行进。还描述了一种用于实现该方法的系统和计算机程序。
文档编号G05B19/404GK101449220SQ200780018151
公开日2009年6月3日 申请日期2007年5月16日 优先权日2006年5月19日
发明者A·克罗治达尔, J·特乔尔森 申请人:Abb股份有限公司