專利名稱：包括工業(yè)機(jī)器人和接收來自機(jī)器人控制器的動作指令的機(jī)器的工業(yè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括用于處理或生產(chǎn)產(chǎn)品的機(jī)器和適于管理該機(jī)器的機(jī) 器人的工業(yè)系統(tǒng)，其中機(jī)器包括提供機(jī)器部件的重復(fù)動作序列的致動器。
本發(fā)明適用于任何類型的、利用由機(jī)器人管理的機(jī)器的工業(yè)過程。適 用的過程例如是壓鑄、注模和其它類型的金屬成形和塑料^、銑床、車 床、研磨i殳備的加載和卸載、以及電弧焊接。
背景技術(shù)：
在許多工業(yè)應(yīng)用中，工業(yè)機(jī)器人用于管理機(jī)器，例如移開由該機(jī)器生 產(chǎn)的產(chǎn)品。這樣的應(yīng)用是注模，其使用機(jī)器人來從制模機(jī)移開模制產(chǎn)品。 為了避免與機(jī)器碰撞，機(jī)器人的動作，諸如握持和釋放來自機(jī)器的產(chǎn)品， 必須與機(jī)器的運(yùn)動部件的動作同步。例如，如果機(jī)器是注模機(jī)，則運(yùn)動部 件是保護(hù)周圍物品免受飛濺的保護(hù)門，打開和關(guān)閉模具的模具部件，以及
>^具釋放產(chǎn)品的41:取銷(extraction pin)?，F(xiàn)今，機(jī)器人和由機(jī)器人 管理的機(jī)器之間的碰撞和干擾通過足夠的時間余量和不同部件的寬間隔 而被避免。這對于周期時間有負(fù)面影響。
通常，這種同步是通過由機(jī)器提供并被發(fā)送到機(jī)器人控制系統(tǒng)的信號 來實(shí)現(xiàn)的。例如，當(dāng)保護(hù)門打開以及當(dāng)模具打開時，制模機(jī)發(fā)送信號給機(jī) 器人，當(dāng)機(jī)器人完成移開產(chǎn)品時，從機(jī)器AiL送信號給注模機(jī)。當(dāng)注模機(jī) 接收到該產(chǎn)品移開完成信號后，開始下一個制 #作。在該用于移開模制 產(chǎn)品的一般方法中，機(jī)器人在等到模具完全打開之后開始其操作，注模機(jī) 在等到產(chǎn)品移除單元完全移開模制產(chǎn)品之后開始模具關(guān)閉^M乍，以便于下 一個制模周期。所以，等待時間消耗了寶貴的時間，制模的周期時間^J^ 長了。
在美國專利申請No. 2004/0005372中提出了對這個問題的解決方案。 該文獻(xiàn)描述了在注模機(jī)中用于避免模具主體與產(chǎn)品移除單元如機(jī)器人之 間的干擾的控制器。確定模具主體與機(jī)器人之間的距離，然后判斷模具主
體與機(jī)器人之間的距離是否小于預(yù)定的距離。如果該多巨離小于預(yù)定的多巨 離，則加速或停止機(jī)器人的操作。該控制器可以減小時間余量以及機(jī)器人 和制模機(jī)之間的寬的間隔，由此減小周期時間。然而，還希望進(jìn)一步減小 周期時間。
歐洲專利申請No.l 085 389公開了一種機(jī)器人和機(jī)器鏈接系統(tǒng)，其 中機(jī)器人配備有機(jī)器人控制器，注模機(jī)配備有機(jī)器控制器。機(jī)器控制器和 機(jī)器人控制器互相連接。該系統(tǒng)可以在注模機(jī)的控制器上創(chuàng)建機(jī)器人動作 程序，將給機(jī)器人程序發(fā)送給機(jī)器人控制器，并根據(jù)該程序操作機(jī)器人。 也可以把用于機(jī)器人動作程序的數(shù)據(jù)輸入到工業(yè)機(jī)器的控制器，并把數(shù)據(jù) 發(fā)送給機(jī)器人控制器，以^吏機(jī)器人控制器能夠創(chuàng)建機(jī)器人動作程序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供包括用于生產(chǎn)或處理產(chǎn)品的機(jī)器和管理該機(jī)器 的機(jī)器人的工業(yè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步減小用于生產(chǎn)或處理產(chǎn)品的周期 時間。
該目的是通過如在權(quán)利要求1中規(guī)定的工業(yè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。
這種工業(yè)系統(tǒng)包括用于處理或生產(chǎn)產(chǎn)品的機(jī)器以及工業(yè)機(jī)器人，其中 機(jī)器包括提供機(jī)器部件的重復(fù)動作序列的至少一個致動器，以及根據(jù)參考 值來控制致動器的動作的調(diào)整器；工業(yè)機(jī)器AJi于管理機(jī)器，如a器移 開完成的產(chǎn)品，該機(jī)器人包括驅(qū)動單元和機(jī)器人控制器，其中機(jī)器人控制 器適于根據(jù)包括用于機(jī)器人的動作指令的控制程序來生成至驅(qū)動單元的 控制信號。此外，機(jī)器人控制器適于根據(jù)包括用于機(jī)器部件的動作指令的 控制程序來生成至調(diào)整器的參考值。
所謂動作序列被理解為限定的動作序列，例如，模具的打開和閉合，
保護(hù)門的打開和閉合，推頂銷的退出和返回，諸如鉆的工具的提升和降低， 以及壓力機(jī)(scrap press)的打開和閉合。限定的動作序列在每個周期 被重復(fù)。對機(jī)器的管理包括a器移開完成的產(chǎn)品。對機(jī)器的管理還可以 包括給機(jī)器提供妙工件。機(jī)器人的動作需要與機(jī)器部件的動作同步，以 避免機(jī)器人與機(jī)器之間的碰撞。由機(jī)器提供的處理例如是鉆孔、研磨、去 毛刺以及分類。機(jī)器的致動器例如是電動機(jī)，或液壓或氣動致動器。
根據(jù)本發(fā)明，機(jī)器人控制器生成用于驅(qū)動機(jī)器部件動作的致動器的參 考值。這樣，機(jī)器人控制器生成用于驅(qū)動可移動機(jī)器部件的致動器的參考
值以及用于機(jī)器人的電動機(jī)的控制信號。
由于可移動機(jī)器部件的動作由與控制機(jī)器人的動作相同的控制器來 控制，因此周期時間的最優(yōu)化將變得更簡單，且有可能大大減小周期時間。 不再需要大的時間余量以及機(jī)器人和機(jī)器之間的寬的間隔。本發(fā)明還簡化 由機(jī)器執(zhí)行的過程的調(diào)節(jié)。由本發(fā)明得到的另一個優(yōu)點(diǎn)在于，只需要一個 控制器，這意味著可以省略機(jī)器的控制器。
本發(fā)明可以由一個單個控制程序控制機(jī)器人和致動器的動作。本發(fā)明 也可以將一個控制程序用于致動器并將另 一個控制程序用于機(jī)器人，這兩 個控制程序并行運(yùn)行，在同一個控制器上同步操作。
例如，致動器適于使屬于機(jī)器的保護(hù)門打開和閉合。許多機(jī)器配備有 保護(hù)門，以便保護(hù)機(jī)器的周圍事物。在機(jī)器人可以到達(dá)產(chǎn)品并>^機(jī)器移開 該產(chǎn)品之前，門必須被打開。為了減小周期時間，優(yōu)選地，機(jī)器人應(yīng)當(dāng)在 門完全打開之前盡可能快地插入開孔。由于對機(jī)器人和門的共同控制，可 以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人動作和門的打開的最優(yōu)化。
優(yōu)選地，參考值包括用于致動器位置的設(shè)置點(diǎn)值。由此，機(jī)器人控制 器控制機(jī)器部件的位置以及機(jī)器人的位置。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參考值包括用于致動器速度的設(shè)置點(diǎn)值。由此，
機(jī)器人控制器還控制致動器的速度以及機(jī)器人的iUL對于連續(xù)處理，如 從輸送帶拾取部件，速度適配是有利的。該實(shí)施例對于注塑過程的速度以
及對于壓鑄機(jī)的il;變的控制也是有用的。
才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，調(diào)整器是壓力調(diào)整器，參考值包括用于致動器
的速度和位置的設(shè)置點(diǎn)值，以便建立特定的壓力積累(build-up)?？梢?動的機(jī)器部件例如是控制機(jī)器中壓力的閥門或活塞，以4更例如控制在注模 期間制^^中的壓力。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，致動器的調(diào)整器被集成在機(jī)器人控制器中。該 實(shí)施例筒化設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和安裝技術(shù)，提高使用的簡易性，提高內(nèi)部通信的性 能，以及降j氐總的i殳備成本。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，機(jī)器人控制器包括用于存儲控制程序的程序存 儲器，該控制程序包括用于機(jī)器人的動作指令和用于機(jī)器部件的動作指 令。此外，機(jī)器人控制器包括程序執(zhí)行器，適于執(zhí)行用于機(jī)器人的動作 指令和用于機(jī)器部件的動作指令；動作規(guī)劃器，適于生成至機(jī)器人的驅(qū)動 單元的控制信號及生成用于致動器的參考值。根據(jù)本實(shí)施例，同一個程序
執(zhí)行器執(zhí)行用于機(jī)器人和機(jī)器部件的動作指令，同一個動作規(guī)劃器用于規(guī) 劃機(jī)器人和致動器的動作。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，機(jī)器包括至少兩個致動器和兩個調(diào)整器，每個 調(diào)整器根據(jù)用于致動器的參考值來調(diào)整致動器中的一個的動作，機(jī)器人^控 制器適于根據(jù)包括用于機(jī)器部件的動作指令的一個或多個控制程序來生 成用于兩個致動器的參考值。如果機(jī)器包括控制該機(jī)器的多個可移動部件 的多個致動器，則如果機(jī)器人控制器控制所有可移動部件的動作是有利 的。由此，動作的同步和周期時間的最優(yōu)化被簡化。
本發(fā)明的另 一個目的濕一提供一種用于控制工業(yè)系統(tǒng)的方法，該工業(yè)系 統(tǒng)包括用于生產(chǎn)或處理產(chǎn)品的機(jī)器和管理該機(jī)器的機(jī)器人，這種方法可以 進(jìn)一步減小用于生產(chǎn)或處理產(chǎn)品的周期時間。
該目的是利用如權(quán)利要求14中限定的方法實(shí)現(xiàn)的。
這種方法包括在機(jī)器人控制器上運(yùn)行一個或多個控制程序，該控制 程序包括用于機(jī)器人的動作指令和用于機(jī)器部件的動作指令;根據(jù)用于機(jī) 器人的動作指令，生成至機(jī)器人的驅(qū)動單元的控制信號；根據(jù)用于機(jī)器部 件的動作指令生成所述參考值；把參考值傳送給控制致動器動作的調(diào)整 器。
本發(fā)明對于諸如壓鑄機(jī)或注模機(jī)那樣的制模機(jī)器特別有用。制模機(jī)包 括多個致動器，如用于打開和閉合保護(hù)門的致動器、用于i^ft模具的打開 和閉合的致動器、用于提供M具釋放產(chǎn)品的提取銷的動作的致動器，以 及用于發(fā)射(discharge)注入裝置的致動器。優(yōu)選地，所有這些致動器 由機(jī)器人控制器來控制。由此，可以使得所有動作同步并使得周期時間最 優(yōu)化。制模機(jī)不需要具有任何其自身的控制器，因?yàn)樗褂脵C(jī)器人控制器。
本發(fā)明的其它有利的應(yīng)用與壓力機(jī)和熔化金屬的舀取有關(guān)。壓力機(jī)包 括致動器，適于進(jìn)行壓力機(jī)的打開和閉合；機(jī)器人適于對壓力機(jī)進(jìn)行加栽 和卸載。通常，舀取過程是人工操作的，或包括由繼電器或順序PLC邏輯 控制的機(jī)械裝置。為了減小周期時間和得到更好的性能，設(shè)備動作的位置 和速度應(yīng)當(dāng)由機(jī)器人控制器來控制。
本發(fā)明的另一個有利的應(yīng)用與壓力機(jī)有關(guān)。壓力機(jī)包括適于打開和閉 合該壓力機(jī)的致動器；機(jī)器人適于對壓力機(jī)進(jìn)行加載和卸載。


現(xiàn)在通過本發(fā)明的不同實(shí)施例的說明和參照附圖來更詳細(xì)地說明本 發(fā)明。
圖l示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、包括機(jī)器和機(jī)器人的工業(yè)系統(tǒng)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的工業(yè)系統(tǒng)的框圖。 圖3示出了才艮據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的工業(yè)系統(tǒng)的框圖。 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、包括注;j^機(jī)的工業(yè)系統(tǒng)。 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的、包括壓力機(jī)器的工業(yè)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的工業(yè)系統(tǒng)，包括用于處理或生產(chǎn)產(chǎn) 品的機(jī)器1和工業(yè)機(jī)器人2，該工業(yè)機(jī)器人2適于管理機(jī)器，如當(dāng)產(chǎn)品完 成時從機(jī)器1移開該產(chǎn)品。工業(yè)機(jī)器人2包括操縱器3和用于控制操縱器 3的機(jī)器人控制器4。機(jī)器人控制器4連接到操縱器3以及機(jī)器1。該連 接是物理的，例如借助于纜線，或是無線的。操縱器3包括互相M的多 個機(jī)械臂，這樣，這些機(jī)械臂可以圍繞多個軸相對于彼此而轉(zhuǎn)動。機(jī)器l 包括在本例中是保護(hù)門6的可移動部件、驅(qū)動保護(hù)門6的動作的致動器7 如電動機(jī)，以及調(diào)整器8，該調(diào)整器8根據(jù)來自于機(jī)器人控制器4的參考 值調(diào)整致動器7的動作進(jìn)而調(diào)M護(hù)門6的動作。
機(jī)器人2配備有在本例中是夾持器的工具9，適于從機(jī)器1拾取產(chǎn)品 和把它移動到另一個位置用于進(jìn)一步處理。對機(jī)器的管理還可包括^1#> 工件移到機(jī)器，并將該被加工件加載在機(jī)器上。操縱器包括多個電動機(jī)， 驅(qū)動;^臂的動作。機(jī)器人控制器4包括驅(qū)動單元，適于生成至位于操縱 器中的電動機(jī)的諸如希望的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制信號。控制信號是根據(jù)包括 用于機(jī)器人的動作指令的控制程序而生成的。
機(jī)器人控制器4還適于根據(jù)包括用于可移動機(jī)器部件6的動作指令的 一個或多個控制程序來生成用于致動器7的參考值。來自于機(jī)器人控制器 4的參考值被傳送到機(jī)器的調(diào)整器8。該機(jī)器還包括測量設(shè)備(未示出)， 被安排成測量可移動部件6的位置和/或i^L，并把有關(guān)可移動部件6的 實(shí)際位置和/或i^的信息提供給調(diào)整器8。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工業(yè)系統(tǒng)的框圖。機(jī)器人控制器4 包括程序存儲器16，用于存儲多個控制程序，每個程序包括程序指令，
這些程序指令包括用于操縱器和/或用于可移動的機(jī)器部件的動作指令。
機(jī)器人控制器4還包括至少一個程序執(zhí)行器17，適于運(yùn)行控制程序及 根據(jù)在控制程序中的動作指令來生成指令；動作規(guī)劃器18,適于接收來 自程序執(zhí)行器17的指令，并根據(jù)這些指令確定操縱器如何移動，以便能 夠執(zhí)行用于操縱器的動作指令，以及確定致動器應(yīng)當(dāng)如何被驅(qū)動，以便執(zhí) 行用于可移動機(jī)器部件的動作指令。動作規(guī)劃器18適于進(jìn)行操縱器3和 可移動機(jī)器部件的動作的內(nèi)插(interpolation)。
在本實(shí)施例中，操縱器3的電動機(jī)和機(jī)器的致動器31由包括用于操 縱器以及用于致動器的動作指令的一個單獨(dú)的控制程序來控制。在可替選 的實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可包括多個程序執(zhí)行器，適于并行J^:行控制程 序；多個動作規(guī)劃器，適于接收來自于多個程序執(zhí)行器的指令，并根據(jù)這 些指令確定操縱器和可移動機(jī)器部件應(yīng)當(dāng)如何移動，以^更同步它們的動 作。在該可替選的實(shí)施例中，并行運(yùn)行的不同控制程序可以控制操縱器和 致動器。
動作規(guī)劃器18根據(jù)從程序執(zhí)行器接收的指令來確定機(jī)器AJ^徑，并 生成參考值，該參考值包括對應(yīng)于驅(qū)動機(jī)器人軸的動作的電動機(jī)的位置、 速度和加速度的希望的值。動作規(guī)劃器18還根據(jù)從程序執(zhí)行器17接收的 指令來規(guī)劃可移動機(jī)器部件的動作，并生成參考值Refl-Refx，包括對應(yīng) 于機(jī)器致動器31的位置和/或a的希望的值。
機(jī)器人控制器還包括用于機(jī)器人的驅(qū)動單元20。驅(qū)動單元20被連接 到操縱器3，為操縱器提供如電動機(jī)參考值的控制信號和功率。驅(qū)動單元 20包括多個驅(qū)動設(shè)備22和多個調(diào)整器24,根據(jù)從動作規(guī)劃器接收的參考 值調(diào)整機(jī)器人軸的位置。機(jī)器人控制器4包括用于機(jī)器人的每個軸的一個 調(diào)整器24和一個驅(qū)動設(shè)備22。機(jī)器人的軸的數(shù)量可以在1與6之間變化。 每個驅(qū)動設(shè)備22與一個調(diào)整器24連接。機(jī)器人的每個軸被配備有用來驅(qū) 動軸的動作的電動機(jī)26，和用于測量軸的角度的裝置，如解算器 (resolver) 28。解算器28的輸出信號被反饋到位置調(diào)整器24。用于電 動機(jī)26控制機(jī)器人軸的參考值PosA「PosA,被從動作規(guī)劃器18傳送到調(diào) 整器24。調(diào)整器24對來自于動作規(guī)劃器的參考值和從解算器28接收的 測量角度值進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較生成控制信號給驅(qū)動設(shè)備22。
機(jī)器人控制器包括軟件和硬件如輸入和輸出裝置；處理器單元，包 括一個或多個中央處理單元(CPU)，用于操控機(jī)器人控制器的主要功能， 如執(zhí)行機(jī)器人控制程序、進(jìn)行#規(guī)劃、提供有關(guān)操縱器的動作如希望的
位置和速度的命令給機(jī)器人的驅(qū)動單元、生成至機(jī)器人的電動機(jī)的電動機(jī) 參考值。
如圖2所示的系統(tǒng)還包括機(jī)器30，該機(jī)器30包括至少兩個致動器 31，被安排成驅(qū)動機(jī)器30的至少兩個可移動部件(未示出)；至少兩個位 置測量設(shè)備33，被安排成測量可移動機(jī)器部件的位置。機(jī)器30還包括驅(qū) 動單元35,該驅(qū)動單元35與致動器31連接，并為這些致動器提供如電 動機(jī)參考值的控制信號和功率。驅(qū)動單元35包括至少兩個驅(qū)動設(shè)備36 和至少兩個調(diào)整器37,才艮據(jù)從動作規(guī)劃器18接收的參考值Ref l-Refx來 調(diào)整可移動機(jī)器部件的位置。驅(qū)動設(shè)備36例如是電動液壓或氣動功率放 大器。測量設(shè)備33的輸出信號被^Jt到機(jī)器調(diào)整器37。機(jī)器調(diào)整器37 接收來自機(jī)器人控制器4的動作規(guī)劃器18的參考值Refl-Refx。參考值 包括用于致動器31的位置的設(shè)置點(diǎn)值和/或用于致動器31、 32的速度的 設(shè)置點(diǎn)值。在本發(fā)明的實(shí)施例中，機(jī)器30的驅(qū)動單元35位于機(jī)器人控制 器的外面，優(yōu)選地接近于機(jī)器。
圖3示出了本發(fā)明的另一個實(shí)施例，它與圖2所示實(shí)施例的不同之處 在于，機(jī)器30的驅(qū)動單元35被物理地集成到機(jī)器人控制器39中。另一 個不同點(diǎn)是，機(jī)器30只配備有由機(jī)器人控制器39控制的一個致動器31。 根據(jù)可替選的實(shí)施例，機(jī)器調(diào)整器37被集成到機(jī)器人控制器中，機(jī)器驅(qū) 動設(shè)備36與機(jī)器30連接。驅(qū)動設(shè)備36生成至致動器31的具有希望的電 動機(jī)轉(zhuǎn)矩m廣inx形式的控制信號。測量設(shè)備33提供對應(yīng)于可移動部件的位 置的測量值r「r"測量值r廣rx被傳送到機(jī)器調(diào)整器37。
圖4示出了注模機(jī)40。注模機(jī)40包括四個致動器42、 43、 44、 45。 第一致動器42被安排成驅(qū)動保護(hù)門47的動作，由此進(jìn)行門的打開和閉合。 模具包括兩個對半部分，固定設(shè)置的模具半部分49和可移動的模具部分 50。第二致動器43被安排成驅(qū)動可移動模具部分50的動作，由此進(jìn)行模 具的打開和閉合。第三致動器44被安排成驅(qū)動提取銷52的動作，該提取 銷M具移開生產(chǎn)的產(chǎn)品。制模機(jī)40包括用于熔化的金屬的腔53和注入 裝置54，該注入裝置54借助于壓力改變而把熔化的金屬注入到模具中。 第四致動器45被安排成驅(qū)動注入裝置54的動作，由此控制腔53中的壓 力，以便控制注入過程而實(shí)行模具的加載。
四個致動器42-45中的每個致動器被提供以來自于機(jī)器人控制器4 的、具有希望的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩ah-iiu形式或液壓或氣動壓力形式(所適合的 任何形式)的控制信號。每個致動器配備有位置或壓力測量設(shè)備，提供對
應(yīng)于由致動器驅(qū)動的可移動機(jī)器部件的位置的測量值。由測量i殳備生成的 測量值r4被傳送到包括機(jī)器驅(qū)動單元的機(jī)器人控制器，其中機(jī)器驅(qū)動 單元包括四個機(jī)器調(diào)整器和四個機(jī)器驅(qū)動設(shè)備。調(diào)整器中的一個是被連接 到致動器45的壓力調(diào)整器。機(jī)器>^控制器根據(jù)接收到的注^^機(jī)的可移動 部件的位置或壓力的測量值r「r4 (如果適用的話)和從動作規(guī)劃器接收 的參考值，產(chǎn)生希望的轉(zhuǎn)矩m廠nu。制模機(jī)40由機(jī)器人3管理，使得機(jī)器 人能夠iiA制模機(jī)，g具半部分50移開模制產(chǎn)品56,并把移開的產(chǎn)品 移動到離開模具的、制模機(jī)外面的位置。機(jī)器人的動作必須與保護(hù)門47 的打開和閉合、模具的打開和閉合、以及提取銷52的動作同步，以避免 機(jī)器人與保護(hù)門、提取銷以及模具之間的碰撞。
為了使制模的周期時間最優(yōu)化，機(jī)器人應(yīng)當(dāng)被編程，以便在保護(hù)門完 全打開之前i^保護(hù)門，而門的閉合可以在;W^臂完全位于模具外面之前 開始。機(jī)器人可以正好在模具完全分離之前開始iiX機(jī)器，模具的閉合可 以在機(jī)械臂完全位于模具外面之前開始。優(yōu)選地，提:^銷^^做成在辨，放階 段與機(jī)器人同步運(yùn)行。為了節(jié)省時間，這可以與模具的打開同時運(yùn)行。為 了減小周期時間，對注入過程的控制也被包括在機(jī)器人控制器中。這樣減 小了傳統(tǒng)的余量并將節(jié)省大量周期時間?？墒沟脢A持過程和產(chǎn)品#具的 釋放更有效和節(jié)省時間。用于將機(jī)器人的速度調(diào)節(jié)到提取銷動作的速度的 時間和努力將減小，而且本發(fā)明也支持注入過程的時間和最優(yōu)化。
工業(yè)機(jī)器人被編程以便沿操作3M^進(jìn)行工作。為了對機(jī)器人編程或教 導(dǎo)機(jī)器人工作，機(jī)器人被操縱到沿希望的操作路徑的各位置。這些位置作 為指令被存儲在控制單元的存儲器中。在機(jī)器人操作期間，程序指令被執(zhí) 行，使得機(jī)器人按希望的那樣操作。被機(jī)器人控制器控制的機(jī)器可以以與 機(jī)器A^目同的方式被編程。這意味著，沿動作路徑的M置作為指令被存 儲在控制單元的存儲器中。用于機(jī)器和機(jī)器人的控制程序包括有關(guān)機(jī)器人 和機(jī)器的可移動部件的希望位置的指令?？刂瞥绦蜻€可以包括有關(guān)機(jī)器人 和機(jī)器部件的速度的指令。在機(jī)器運(yùn)行期間，執(zhí)行用于機(jī)器人和機(jī)器的程 序指令，由此使得機(jī)器人和機(jī)器按希望的方式移動。本發(fā)明使得更容易對 機(jī)器人與機(jī)器之間的同步動作進(jìn)行編程。還可以由機(jī)器人控制器進(jìn)行機(jī)器 的iUL控制，而不用對動作的位置進(jìn)行控制。
本發(fā)明對于控制由機(jī)器人管理的壓力機(jī)的動作也是有用的。圖5示出 了由機(jī)器人7管理的壓力機(jī)60的例子。壓力機(jī)60包括固定部件61和可 移動部件62。壓力機(jī)的可移動部件62的動作由包括位置測量設(shè)備(未示
出)的致動器64控制。接收來自于機(jī)器人控制器的、包括用于電動機(jī)轉(zhuǎn)矩 的希望的值m的控制信號，將對應(yīng)于可移動部件62的位置的測量值r傳 送到機(jī)器人控制器。這樣可以以省時方式使機(jī)器人進(jìn)入壓力機(jī)60，以及 控制壓力機(jī)的動作。
本發(fā)明可以有許多其它可能的應(yīng)用，例如，控制用于熔化的材料的舀 取設(shè)備的動作。通過使舀取設(shè)備與其余機(jī)械部件同步，可以節(jié)省時間。除 了傳輸動作之外，在填充和傾倒時舀取設(shè)備的傾斜可以由機(jī)器人控制器來 控制。也可以對由機(jī)器人管理的,盒的保護(hù)門的打開和閉合進(jìn)行控制。 然后保護(hù)門的打開和閉合可以與機(jī)器人動作以及其余M部件同步。在裝 載臺等的里面和外面還有其它的處理過程和設(shè)備如檢查設(shè)備可以由機(jī)器 人控制器有利地控制。
本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例，而是可以在以下的權(quán)利要求的范圍內(nèi) 變化和修改。例如，在以上例子中的機(jī)器人是串行運(yùn)動機(jī)器人。例如，還 可以使用并行運(yùn)動機(jī)器人來管理機(jī)器。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)系統(tǒng)，包括用于處理或生產(chǎn)產(chǎn)品的機(jī)器(1；30；40；60)和工業(yè)機(jī)器人(2)，其中，機(jī)器包括提供機(jī)器部件(6；47，50，52，54；62)的重復(fù)動作序列的至少一個致動器(7；31，32；42，43，44，45；64)，以及響應(yīng)于參考值(Ref1，Ref2)來控制致動器的動作的調(diào)整器(8；37)；工業(yè)機(jī)器人(2)適于管理所述機(jī)器，例如從機(jī)器移開產(chǎn)品，機(jī)器人包括驅(qū)動單元(20)和機(jī)器人控制器(4，39)，該機(jī)器人控制器適于根據(jù)包括用于機(jī)器人的動作指令的控制程序生成至驅(qū)動單元的控制信號，其特征在于所述機(jī)器人控制器還適于根據(jù)包括用于所述機(jī)器部件的動作指令的控制程序生成至調(diào)整器的所述參考值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中所述調(diào)整器是位置調(diào)整器，所述參 考值包括用于致動器位置的設(shè)置點(diǎn)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l-3的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中所述調(diào)整器是速度調(diào)整 器，所述參考值包括用于致動器速度的設(shè)置點(diǎn)值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的系統(tǒng)，其中所述調(diào)整器是壓力調(diào)整器，所 述參考值包括用于致動器的速度和位置的設(shè)置點(diǎn)值，以便建立特定的壓力 積累。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中所述調(diào)整器被集成到機(jī) 器人控制器中。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中機(jī)器人控制器包括程序存儲器(16)，用于存儲包括用于機(jī)器人的動作指令和用于所i^ 器部件的動作指令的控制程序；程序執(zhí)行器(17)，適于執(zhí)行用于機(jī)器人的動作指令和用于機(jī)器部件的 動作指令；以及動作規(guī)劃器(18)，適于確定機(jī)器人應(yīng)當(dāng)如何移動，以便能夠執(zhí)行用于 機(jī)器人的動作指令，并基于此生成至驅(qū)動單元的所述控制信號；以及確定 機(jī)器部件應(yīng)當(dāng)如何移動，以便能夠執(zhí)行用于機(jī)器部件的動作指令，并基于 此生成至調(diào)整器的所述參考值。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中用于處理或生產(chǎn)產(chǎn)品的 所述機(jī)器包括至少兩個致動器(31， 32)和兩個調(diào)整器(37)，每個調(diào)整器響 應(yīng)于用于致動器的參考值來調(diào)整致動器中的一個的動作；所i^L器人控制 器適于才艮據(jù)包括用于所述致動器的動作指令的 一個或多個控制禾呈序來生 成至調(diào)整器的所述參考值。
8. 根據(jù)前a利要求的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中所迷致動器適于《吏機(jī)器 部件執(zhí)行打開和閉合動作；機(jī)器人適于與機(jī)器部件的打開和閉合動作協(xié)同 工作。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中所述機(jī)器包括保護(hù)門， 所述致動器適于使保護(hù)門打開和閉合。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中所必K器是制模機(jī)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中所述制模機(jī)包括模具，所述致動 器適于使模具打開和閉合。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11的系統(tǒng)，其中所述制模機(jī)包括用來M具 釋放產(chǎn)品的提取銷，所述致動器適于使提取銷動作。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10-12的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中所述制模機(jī)包括注入 裝置，所述致動器適于發(fā)射注入裝置。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中所述機(jī)器是壓力機(jī)，包 括用于使壓力機(jī)打開和閉合的致動器；所述機(jī)器人適于對壓力機(jī)進(jìn)行加載 和卸載。
15. —種用于控制工業(yè)系統(tǒng)的方法，其中所述工業(yè)系統(tǒng)包括用于處理 或生產(chǎn)產(chǎn)品的機(jī)器(l; 30; 40; 60)和工業(yè)機(jī)器人(2),其中，機(jī)器包括提供 機(jī)器部件(6; 47， 50， 52， 54; 62)的重復(fù)動作序列的至少 一個致動器 (7; 31， 32; 42， 43， 44， 45; 64)，以及響應(yīng)于參考值(Ref 1， Ref 2)來控制致動 器動作的調(diào)整器(8;37);工業(yè)機(jī)器人(2)適于管理所述機(jī)器，例如>^器 移開產(chǎn)品，機(jī)器人包括驅(qū)動單元(20)和控制機(jī)器人的動作的機(jī)器人控制器 (4,39),其中，該方法包括—在機(jī)器人控制器上運(yùn)行包括用于機(jī)器人的動作指令和用于所述機(jī) 器部件的動作指令的一個或多個控制程序；-根據(jù)用于機(jī)器人的所迷動作指令生成至機(jī)器人的驅(qū)動單元的控制 信號；-根據(jù)用于機(jī)器部件的所述動作指令生成所述參考值；以及 —把所述參考值發(fā)送^Nt制致動器動作的所述調(diào)整器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述調(diào)整器是位置調(diào)整器，所述 參考值包括用于致動器位置的設(shè)置點(diǎn)值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16的方法，其中所述調(diào)整器是速度調(diào)整器， 所述參考值包括用于致動器速度的^:置點(diǎn)值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15-17的任一項(xiàng)的方法，其中所述機(jī)器是制模機(jī)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述制模機(jī)包括模具，所i^JL動 器適于使模具打開和閉合，所述控制程序包括用于打開和閉合模具的動作 指令。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15-19的方法，其中所述致動器適于使保護(hù)門執(zhí)行 打開和閉合動作，所述控制程序包括用于機(jī)器人的動作指令以及用于保護(hù) 門的動作指令。
全文摘要
一種工業(yè)系統(tǒng)，包括用于處理或生產(chǎn)產(chǎn)品的機(jī)器(1)和工業(yè)機(jī)器人(2)，其中，機(jī)器包括提供機(jī)器部件(6)的重復(fù)動作序列的至少一個致動器(7)、根據(jù)參考值(Ref)控制致動器動作的調(diào)整器(8)；工業(yè)機(jī)器人(2)適于管理機(jī)器，諸如從機(jī)器移開產(chǎn)品，機(jī)器人包括驅(qū)動單元和機(jī)器人控制器(4)，適于根據(jù)包括用于機(jī)器人的動作指令的控制程序生成至驅(qū)動單元的控制信號。機(jī)器人控制器適于根據(jù)包括用于所述機(jī)器部件的動作指令的控制程序生成至調(diào)整器的所述參考值。所述調(diào)整器(8)也可以是機(jī)器人控制器的集成部分。
文檔編號G05B19/418GK101341451SQ200680047801
公開日2009年1月7日 申請日期2006年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者戈爾根·約翰松 申請人:Abb公司