СПОСОБ КАЛИБРОВКИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ РОБОТА

1. Способ калибровки роботов, включающий следующие шаги:
1
2
1
2
(a) обеспечивают, по меньшей мере, два робота (R, R), причем каждый робот (R, R) содержит сочленения и/или звенья, соединяющие два фланца: базовый фланец и инструментальный фланец,
1
2
1
2
(b) формируют замкнутую цепь из, по меньшей мере, двух роботов (R, R), причем соединяющиеся фланцы, по меньшей мере, двух роботов (R, R) не имеют общей оси вращения,
(c) воздествуют на, по меньшей мере, одно звено или сочленение в цепи, обеспечивая тем самым воздействие на какие-либо другие звенья или сочленения в цепи, и затем
1
2
1
2
1
2
(d) оценивают кинематические модели (М, М) для каждого робота (R, R) на основе информации датчиков, связанной с сочленениями каждого из, по меньшей мере, двух роботов (R, R).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что информацию датчиков получают от тех же датчиков, которые используются для привода сочленений и/или звеньев робота.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что информацию датчиков получают только от тех же датчиков, которые используются для привода сочленений и/или звеньев робота.
4. Способ по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что шаг (с) включает следующие этапы:
1
2
- изменяют положения сочленений и, тем самым, положение (Q) сочленений каждого из, по меньшей мере, двух роботов (R, R); и
1
2
m
- собирают соответствующие пары положений (<RQ, RQ>).
1
2
1
2
m
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что информация датчиков представляет собой информацию о положении (Q) сочленений, причем шаг (d) включает оценку кинематических моделей (M, М) на основе собранных пар положений (<RQ, RQ>).
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что информация датчиков содержит любые параметры из нижеследующих и/или изменения любых параметров из нижеследующих: углы, координаты положений или их производные.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что информация датчиков содержит любые параметры из нижеследующих и/или изменения любых параметров из нижеследующих: сила, крутящий момент или их производные.
1
2
1
2
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шаг (b) формирования замкнутой цепи из, по меньшей мере, двух роботов (R, R) выполняют путем физического соединения указанных, по меньшей мере, двух роботов (R, R), по меньшей мере, их базовыми фланцами и/или их инструментальными фланцами.
1
2
1
2
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шаг (b) формирования замкнутой цепи из, по меньшей мере, двух роботов (R, R) дополнительно включает шаг, на котором фиксируют, по меньшей мере, одно расстояние между, по меньшей мере, двумя роботами (R, R).
1
2
1
2
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шаг (b) формирования замкнутой цепи из, по меньшей мере, двух роботов (R, R) дополнительно включает шаг, на котором фиксируют, по меньшей мере, одно направление соединения между, по меньшей мере, двумя роботами (R, R).
1
2
1
2
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шаг (b) формирования замкнутой цепи из, по меньшей мере, двух роботов (R, R) включает шаг, на котором используют измерительное оборудование для измерения относительного положения, по меньшей мере, двух роботов (R, R).
1
2
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что измерительное оборудование выполнено с возможностью измерения расстояния между частями, по меньшей мере, двух роботов (R, R).
1
2
13. Способ по п. 11 или 12, отличающийся тем, что измерительное оборудование выполнено с возможностью определения направления между частями, по меньшей мере, двух роботов (R, R).
1
2
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что измерительное оборудование представляет собой, по меньшей мере, один шариковый измерительный наконечник, соединяющий, по меньшей мере, два робота (R, R).
1
2
1
2
15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шаг (d), на котором оценивают кинематические модели (М, М), дополнительно основан на оценке или измерении смещения между двумя роботами (R, R) на их базовых фланцах и инструментальных фланцах.
1
2
16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шаг (d), на котором оценивают кинематические модели (М, М), дополнительно основан на статистической информации о, по меньшей мере, одной части цепи.
1
2
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что статистическую информацию используют для оценки моделей (M, М) на основе информации датчиков, число которых превосходит количество подлежащих решению уравнений без статистической информации.
1
2
18. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает шаг, на котором оценивают, достаточная ли информация датчиков, связанная с сочленениями каждого из, по меньшей мере, двух роботов (R, R), получена после шага (с), но до шага (d).
1
2
m
19. Способ по п. 4, отличающийся тем, что дополнительно включает шаг, на котором оценивают, достаточно ли данных о парах положений (<RQ, RQ>) получено после шага (d), но до шага (е), и затем
1
2
m
1
2
- повторяют шаг (d), если получено недостаточно данных о парах положений (<RQ, RQ>) для того, чтобы обновить кинематические модели (М, М), или
1
2
m
1
2
- выполняют шаг (е), если получено достаточно данных о парах положений (<RQ, RQ>) для того, чтобы обновить кинематические модели (М, М).
1
2
20. Способ по п. 18, отличающийся тем, что достаточная информация датчиков соответствует количеству неизвестных, которое не превосходит количество уравнений, подлежащих решению для того, чтобы оценить кинематические модели (М, М).
1
2
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что включает шаг, на котором собирают избыточную часть (OPI) информации датчиков, в дополнение к той, что необходима для решения уравнений, чтобы оценить кинематические модели (М, М).
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие шаги:
1
2
- предотвращают использование, по меньшей мере, доли указанной избыточной части информации датчиков для обновления кинематических моделей (M, М),
- сохраняют указанную долю указанной избыточной части информации датчиков в устройстве хранения данных, и
- проверяют калибровку, используя указанную долю избыточной части информации датчиков.
1
2
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что шаг проверки калибровки включает шаги, на которых сравнивают указанную долю собранной избыточной части информации датчиков с соответствующими значениями, предсказанными посредством оцененных кинематических моделей (M, М) роботов.
1
2
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что указанное сравнение выполняют путем вычисления разности между каждой из указанных долей собранной избыточной части информации датчиков и соответствующими значениями, предсказанными посредством оцененных кинематических моделей (М, М) роботов, и сравнения указанной разности или ее числового значения с пороговым значением.
25. Способ по любому из пп. 21-24, отличающийся тем, что указанная избыточная часть информации датчиков находится в диапазоне от 10% до 200%, предпочтительно от 20% до 80%, еще более предпочтительно от 20% до 60%, или, альтернативно, в диапазоне от 10% до 20%, или в диапазоне от 20% до 40%, или в диапазоне от 40% до 60%, или в диапазоне от 60% до 80%, или в диапазоне от 80% до 100%, или в диапазоне от 100% до 120%, или в диапазоне от 120% до 140%, или в диапазоне от 140% до 160%, или в диапазоне от 160% до 200%.
1
2
26. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает шаг, на котором сохраняют оцененные кинематические модели (М, М) в устройстве хранения данных.
1
2
1
2
27. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шаг (с), на котором воздействуют на, по меньшей мере, одно сочленение и/или звено, по меньшей мере, одного робота (R, R) в цепи, выполняют, отключая, по меньшей мере, один из регуляторов положения сочленений одного из указанных двух роботов (R, R) и позволяя вести его другому роботу.
1
2
1
2
28. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шаг (с), на котором воздействуют на, по меньшей мере, одно сочленение, по меньшей мере, одного робота (R, R) в цепи, выполняют, отключая, по меньшей мере, один из регуляторов положения сочленений каждого из указанных двух роботов (R, R), и изменяя положение сочленений за счет внешнего воздействия.
1
2
1
2
29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что шаг (с), на котором воздействуют на, по меньшей мере, одно сочленение, по меньшей мере, одного робота (R, R) в цепи, выполняют, отключая, по меньшей мере, один из регуляторов положения сочленений каждого из указанных двух роботов (R, R), и изменяют положение сочленений вручную.
1
2
30. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кинематические модели (M, М) определяют посредством параметров, задающих преобразования.
31. Способ по п. 30, отличающийся тем, что параметры представляют собой два типа параметров Денавита-Хартенберга.
32. Способ по п. 31, отличающийся тем, что два типа параметров Денавита-Хартенберга представлены параметрами Шиллинга и параметрами параллельного варианта, соответственно.
1
2
33. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает шаг, на котором регулируют силу, которую прилагают, по меньшей мере, два робота (R, R).
1
2
34. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждая из моделей (M, М) содержит преобразование каждого сочленения.
1
2
35. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает шаги, на которых соединяют N дополнительных роботов параллельно или последовательно с, по меньшей мере, двумя роботами (R, R), где N - натуральное число, и выполняют шаги по п. 1 для каждого из дополнительных N роботов.
1
2
36. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные, по меньшей мере, два робота (R, R) представляют собой два манипулятора одного робота.
37. Способ по п. 36, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из указанных манипуляторов представляет собой шарнирно-сочлененный манипулятор робота.
38. Способ по п. 36 или 37, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из указанных манипуляторов содержит призматическое сочленение.
39. Способ по п. 36, отличающийся тем, что указанный один робот содержит один базовый фланец и, по меньшей мере, два инструментальных фланца.
1
2
1
2
40. Способ преобразования рабочей программы первого робота R для второго робота R, при этом каждый робот (R, R) содержит сочленения, соединяющие два фланца: базовый фланец и инструментальный фланец, включающий следующие шаги:
1
2
(a) замещают первый робот R вторым роботом R,
1
1
(b) обеспечивают рабочую программу RP, связанную с первым роботом R,
1
2
1
2
(c) выбирают ряд положений или углов согласно рабочей программе RP и переводят второй робот R в эти положения, обеспечивая тем самым набор <RQ, RQ> данных о парах положений или углов,
1
2
base
tcp
1
2
1
2
(d) оценивают кинематические модели (М, М) указанных, по меньшей мере, двух роботов, смещение (T) базового фланца и смещение (T) центральной точки инструмента, используя набор <RQ, RQ> данных о парах положений первого робота R и второго, замещающего робота R посредством создания и применения виртуальной системы замкнутой цепи, и затем
1
2
(е) выполняют преобразование рабочей программы на основе указанных оцененных кинематических моделей (М, М).
41. Способ по п. 40, отличающийся тем, что дополнительно включает шаг, на котором оценивают, может ли программа выполняться на втором роботе в надлежащим образом выбранных допусках.
1
2
42. Способ по п. 41, отличающийся тем, что дополнительно включает шаг, на котором выбирают дополнительный ряд положений согласно рабочей программе RP и переводят второй робот R в эти дополнительные положения, обеспечивая тем самым расширенный набор данных о парах положений, а затем выполняют шаги (d) и (е), используя этот расширенный набор данных о парах положений, если программа не может выполняться на втором роботе в надлежащим образом выбранных допусках.
1
2
43. Способ по любому из пп. 40, 41 или 42, отличающийся тем, что дополнительно включает шаги преобразования другой рабочей программы на основе оцененных кинематических моделей (М, М).
44. Способ по п. 40, отличающийся тем, что шаг (е) выполнения преобразования рабочей программы на основе указанных оцененных кинематических моделей включает следующие этапы:
1
1
1
1
1
- применяют прямую кинематическую задачу ко всем RQ в RP с оцененной кинематической моделью M, связанной с первым роботом R, получая программу RK,
1
2
2
2
- применяют обратную кинематическую задачу к RK с оцененной кинематической моделью М для второго робота R, задавая тем самым положения RQ, и затем
1
1
2
2
2
- замещают RQ в программе RP соответствующим RQ, задавая тем самым рабочую программу RP, связанную со вторым роботом R, и завершая этим преобразование программы.
1
2
45. Способ по п. 40, отличающийся тем, что кинематические модели (М, М) определяют посредством параметров, задающих преобразования.
1
2
46. Способ по п. 45, отличающийся тем, что кинематические модели (М, М) определяют тремя типами параметров Денавита-Хартенберга.
47. Способ по п. 46, отличающийся тем, что три типа параметров Денавита-Хартенберга представлены параметрами Шиллинга, параметрами параллельного варианта, и параметрами RPY.
48. Способ по любому из пп. 45, 46 или 47, отличающийся тем, что параметры RPY используют для модуляции последнего сочленения робота.
1
2
49. Способ по п. 40, отличающийся тем, что кинематические модели (М, М) оценивают с использованием заранее заданных моделей в качестве начальной точки.