Способ и система для определения по меньшей мере одного свойства манипулятора - RU2016107758A

1. Способ определения по меньшей мере одного свойства податливости, связанного с выбранной осью манипулятора (2), который выполнен с возможностью действовать под управлением контроллера (19) и содержит по меньшей мере одну ось, содержащую сочленение и звено, соединенное с упомянутым сочленением, причем сочленение выполнено с возможностью приведения в действие через трансмиссию вращательным моментом от привода, при этом способ содержит этапы, на которых:

зажимают подвижную часть манипулятора (2) в точке в пространстве путем управления манипулятором (2), в результате чего манипулятор (2) приобретает зажатую кинематическую конфигурацию;

выбирают набор сочленений идентификации, содержащий по меньшей мере одно сочленение манипулятора (2), причем по меньшей мере одно сочленение из набора сочленений идентификации выполнено с возможностью управления упомянутой выбранной осью, по меньшей мере одно свойство податливости, связанное с которой, подлежит определению, и с возможностью ее отслеживания;

выбирают набор сочленений возбуждения, содержащий по меньшей мере одно сочленение манипулятора (2), которое, для зажатой кинематической конфигурации манипулятора (2), выполнено с возможностью возбуждения по меньшей мере одной связи выбранной оси, соединенной с по меньшей мере одним сочленением из набора сочленений идентификации;

выбирают набор сочленений зажимной конфигурации манипулятора (2), причем по меньшей мере одно сочленение из набора сочленений зажимной конфигурации не входит в набор сочленений идентификации и набор сочленений возбуждения;

приводят в действие упомянутый набор сочленений возбуждения, в результате чего упомянутая выбранная ось возбуждается, при управлении набором сочленений зажимной конфигурации так, что поддерживается зажатая кинематическая конфигурация;

отслеживают одну или более величин, связанных с крутящим моментом сочленения и позицией сочленения, полученными из крутящего момента привода и позиции привода, для по меньшей мере одного сочленения в наборе сочленений идентификации и/или наборе сочленений возбуждения; и

определяют по меньшей мере одно свойство податливости упомянутой выбранной оси на основании одной или более отслеживаемых величин.

2. Способ по п. 1, в котором свойство податливости представляет собой линейную податливость для связи и/или сочленения упомянутой выбранной оси.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором свойство податливости представляет собой податливость связи при кручении.

4. Способ по п. 2, в котором свойство податливости представляет собой податливость связи при изгибе.

5. Способ по п. 1, в котором свойство податливости представляет собой нелинейную ортогональную податливость сочленения.

6. Способ по п. 1 или 2, содержащий этап, на котором определяют по меньшей мере одно свойство для каждой из множества выбранных осей манипулятора (2).

7. Способ по п. 1 или 2, дополнительно содержащий этапы, на которых

повторяют упомянутый способ, при этом приобретаемая зажатая кинематическая конфигурация манипулятора (2) отличается, в этом способе, от предыдущей приобретаемой зажатой кинематической конфигурации манипулятора (2); и

определяют по меньшей мере одно свойство упомянутой выбранной оси на основании определенных свойств упомянутой выбранной оси в разных зажатых кинематических конфигурациях.

8. Способ по п. 1 или 2, в котором на этапе определения по меньшей мере одного свойства определяют матрицу жесткости манипулятора для манипулятора (2) на основании одной или более отслеживаемых величин.

9. Способ по п. 8, содержащий этап, на котором организуют свойства согласно структуре матрицы жесткости манипулятора, которая связывает возможно неизвестные перемещения связей и сочленений с крутящими моментами и силами, что позволяет представлять любую комбинацию последовательных и параллельных звеньев, тем самым облегчая определение этих свойств.

10. Способ по п. 1 или 2, в котором на этапе определения по меньшей мере одного свойства осуществляют оптимизацию на основании одной или более отслеживаемых величин.

11. Способ по п. 10, в котором манипулятор (2) снабжен датчиком, выполненным с возможностью генерации сигнала датчика с данными датчика в упомянутой зажатой кинематической конфигурации, причем способ дополнительно содержит включение данных датчика манипулятора (2) в оптимизацию.

12. Способ по п. 11, в котором упомянутый датчик является датчиком силы, выполненным с возможностью генерации сигнала датчика с данными силы.

13. Способ по п. 1 или 2, в котором набор сочленений зажимной конфигурации управляется таким образом, что набор сочленений зажимной конфигурации не оказывает существенного влияния на определение по меньшей мере одного свойства, связанного с выбранной осью.

14. Способ по п. 1 или 2, содержащий этапы, на которых сравнивают по меньшей мере одно свойство с предыдущим полученным значением свойства или заранее заданным значением свойства, определяют значение разности между по меньшей мере одним свойством и предыдущим полученным значением свойства или заранее заданным значением свойства, сравнивают значение разности с пороговым значением разности и определяют износ манипулятора (2) на основании результата сравнения.

15. Способ по п. 1 или 2, в котором манипулятор является параллельным кинематическим манипулятором.

16. Способ по п. 1 или 2, содержащий этапы, на которых

получают конкретные кинематические параметры посредством кинематической калибровки манипулятора (2); и

обновляют кинематические параметры манипулятора (2) на основании упомянутого по меньшей мере одного определенного свойства упомянутой выбранной оси.

17. Применение упомянутого по меньшей мере одного свойства, определенного по любому из пп. 1-13, для обновления номинальных кинематических параметров манипулятора (2).

18. Применение упомянутого по меньшей мере одного свойства, определенного по любому из пп. 1-13, для обновления программ робота или параметров управления движением манипулятора (2).

19. Система (1) для определения по меньшей мере одного свойства податливости, связанного с выбранной осью манипулятора (2), причем система (1) содержит манипулятор (2), по меньшей мере одна ось которого содержит сочленение и звено, соединенное с упомянутым сочленением; и система дополнительно содержит по меньшей мере один привод, выполненный с возможностью приведения в действие сочленения через трансмиссию посредством вращательного момента привода, и контроллер, выполненный с возможностью управления манипулятором (2), причем контроллер (19) содержит блок (20) управления и компьютерно-считываемое запоминающее устройство (21), содержащее инструкции, предписывающие блоку (20) управления:

зажимать подвижную часть манипулятора (2) в точке в пространстве путем управления манипулятором (2), в результате чего манипулятор (2) приобретает зажатую кинематическую конфигурацию;

выбирать набор сочленений идентификации, содержащий по меньшей мере одно сочленение манипулятора (2), причем это по меньшей мере одно сочленение манипулятора из набора сочленений идентификации выполнено с возможностью управления упомянутой выбранной осью, по меньшей мере одно свойство податливости, связанное с которой, подлежит определению, и с возможностью ее отслеживания;

выбирать набор сочленений возбуждения, содержащий по меньшей мере одно сочленение манипулятора (2), которое, для зажатой кинематической конфигурации манипулятора (2), выполнено с возможностью возбуждения по меньшей мере одной связи выбранной оси, соединенной по меньшей мере с одним сочленением из набора сочленений идентификации;

выбирать набор сочленений зажимной конфигурации манипулятора (2), причем по меньшей мере одно сочленение из набора сочленений зажимной конфигурации не входит в набор сочленений идентификации и набор сочленений возбуждения;

приводить в действие упомянутый набор сочленений возбуждения, в результате чего упомянутая выбранная ось возбуждается, при управлении набором сочленений зажимной конфигурации так, чтобы поддерживать зажатую кинематическую конфигурацию;

отслеживать одну или более величин, связанных с крутящим моментом сочленения и позицией сочленения, полученными из крутящего момента привода и позиции привода, для по меньшей мере одного сочленения в наборе сочленений идентификации и/или в наборе сочленений возбуждения;

определять по меньшей мере одно свойство податливости или люфта упомянутой выбранной оси на основании одной или более отслеживаемых величин; и

генерировать сигнал свойства, указывающий упомянутое по меньшей мере одно свойство податливости.

20. Компьютерная программа (Р), связанная с системой (1), причем компьютерная программа (Р) содержит компьютерные инструкции, предписывающие блоку (19) управления осуществлять способ по любому из пп. 1-16.

21. Компьютерный программный продукт, содержащий компьютерные инструкции, хранящиеся на компьютерно-считываемом носителе (21) данных, для осуществления способа по любому из пп. 1-16.