SE1251196A1 - Metod och system för bestämning av minst en egenskap hos enmanipulator - Google Patents

Abstract

Den föreliggande uppfinningen hänför sig till en metod för att bestämma minst enegenskap hos en led tillhörande en manipulator (110), varvid nänmda manipulator är såkonfigurerad så att den drivs av minst ett ställdon, varvid ställdonet är konfigurerat till attdriva leden (112, 114, 116-119) via en drivlina och en styrenhet (140) som är såkonfigurerad att den styr nämnda ledrörelse motsvarande rörelsen hos en manipulatorled,varvid metoden omfattar: - spänna fast (200) en rörlig del av nämnda manipulator till en punkt i rummet så attnänmda manipulator uppnår en fasthållen pose och medan den befinner sig i nämndafasthållna pose: - påverka (210) drivlinan medan en eller flera parametrar som hänför sig till ett anbringatvridmoment för ställdonet kontrolleras, och medan någon storhet relaterad till ställdonetsposition kontrolleras för att bestämma (220) ställdonets utvärden som motsvarar olikaledpositioner hörande till nämnda manipulator; och - bestämma (23 0) minst en egenskap hos denna led baserat på åtminstone resultatet av enberäkning utifrån dessa utvärden. Den förliggande uppfinningen omfattar dessutom ett system och ett fastspänningselement för att bestämma minst en egenskap hos en led. Publiceras med fig. 1

Description

I robottillämpningar, såsom de for robotar inom tillverkningsindustrin, är det mycket värdefullt om den resulterande fysiska posen, inom vissa toleranser, överensstämmer med den programmerade posen.

En utböjning är en avvikelse mellan den programmerade och den fysiska posen, i en och samma position eller på ett flertal positioner längs en bana, eller vid någon användning av roboten. Hantering av utböjningar via justeringar i användarprogrammet eller via inläming av (något avvikande) programmerade poser begränsar återanvändning av robotens uppgiftsbeskrivning, vilket ökar kostnaden för programmering och driftsättning av roboten.

Under de första decennierna av robotutvecklingen berodde stora avvikelser på bristande styrning (algoritmer, sensorer och oförutsägbara manöversystem), men från mitten av 1980- talet och framåt avviker robotar från sina programmerade rörelser på grund av manipulatoregenskaper och brist på kompensation i styrningen, även om styrdonet normalt sett har en lämplig struktur och fiinktionalitet (men saknar specifika data för robotindividen for att möjliggöra sådan kompensation). Det finns således ett behov av att hantera dessa avvikelser i syfte att erhålla så liten avvikelse som möjligt från den programmerade posen.

Det finns flera orsaker till avvikelser från den programmerade posen. En orsak kan vara felaktigheter i länk- och ledgeometrier, dvs kinematiska fel. Kinematiska fel hanteras med kinematisk kalibrering, vilken vanligtvis kan erhållas från robottillverkaren.

En annan orsak till avvikelse är relaterad till bristande noggrannhet i led- och arrnmekanik och/eller i styrning av arrndynamiken under snabba rörelser, såsom vridmomentsmättnad på grund av led- eller flerkroppseffekter. Normalt hanteras sådana avvikelser med modellbaserad styrning som tillhandahålls av robottillverkaren. Ännu en orsak till avvikelser från en programmerad pose härrör från felaktigheter på grund av kraftinteraktion mellan manipulatoms verktyg och arbetsstycket, men också på grund av gravitationen och andra krafter som verkar på manipulatorn. Sådana avvikelser hänför sig också till leddynamik runt om eller längs med ledrörelsen på grund av toleranser hos lager och hos andra leddelar.

Det finns flera typer av lösningar som behandlar de nämnda typema av avvikelser, där optiska spåmingssystem är de vanligaste. En typ av lösning använder extema kalibreringssystem med externa sensorer som detekterar vridmoment eller ledpositioner i leder eller verktygsväxlare.

Sådana lösningar kan användas i storskaliga produktionsanläggningar med ett stort antal robotar eftersom kostnaden för den externa kalibreringsutrustningen ofta överstiger kostnaden for en enskild robot. I mindre produktionsanläggningar som bygger på användningen av en eller ett fåtal robotar, är sådana externa kalibreringssystem ofta inte tillämpliga på grund av orimliga kostnader. Ett exempel på ett externt kalibreringssystem beskrivs i WO20l2/076038.

En något modifierad version av ett system for kalibrering presenterades i artikeln "Kinematic Calibration by Direct estimation of the J acobian Matrix" (kinematisk kalibrering genom direktestimering av J akobianmatrisen) av Bennet, Hollerbach och Henri (presenterat vid ICRA 1992, iNice, Frankrike). I artikeln skattas parametrar i en J akobianmatris (som uttrycker beroendet mellan ändpunktshastigheter och ledhastigheter, eller motsvarande for krafter/moment) for en robot genom att först hålla fast roboten i en fordefinierad pose och därefter driva lederna i roboten baserat på information från en extern kraft/moment-sensor som är fäst till robotens sista länk nära fasthållningspunkten. Data som erhålls från en uppsättning sådana driftsfall resulterar i en uppsättning sådana matriser, vilka används för att beräkna de kinematiska parametrama. Men även då kinematisk kalibrering utförts med en sådan kraft/moment-baserad metod som bortser från dynamiken mellan ställdon och ledrörelse så kvarstår avvikelser på grund av dynamiska krafter och kraftinteraktioner med arbetsstycket.

Jämfört med befintlig teknik finns således ett behov av ett enkelt och billigt sätt att bestämma ledparametrar for en robot i syfte att kalibrera robotens positioner och rörelser.

Sammanfattning av uppfinningen Syftet med den föreliggande uppfinningen är att lösa åtminstone några av de tidigare nämnda nackdelama med existerande teknologi.

Enligt en aspekt av den föreliggande uppfinningen så hänför sig lösningen till en metod för att bestämma åtminstone en egenskap hos en manipulatorled, varvid manipulatom är konfigurerad att drivas av åtminstone ett ställdon och ställdonet är konfigurerat till att driva leden via en drivlina och en styrenhet som är så konfigurerad så att den styr manipulatom, varvid metoden omfattar: - fastspänning av en rörlig del av nämnda manipulator till en punkt i rummet så att nämnda manipulator uppnår en fasthållen pose, och medan den befinner sig i nämnda fasthållna pose: - påverkan av drivlinan medan en eller flera parametrar som hänför sig till ett anbringat vridmoment for ställdonet kontrolleras, och medan motorns position kontrolleras för att bestämma ställdonets utvärden som motsvarar olika ledpositioner hörande till nämnda manipulator; och - bestämning av minst en egenskap hos denna led baserat på åtminstone resultatet av en jämförelse av dessa utvärden.

Enligt den föreliggande uppfinningen utvidgas följaktligen begreppet ledparametrar (eller ledegenskaper) till att omfatta egenskapema hos dynamiken mellan ställdon och led, som motsvarar data som hittills har varit alltför kostsamt eller svårt att erhålla for användning i praktiska robottillämpningar.

En fördel med ovanstående metod är att ledparametrama bestäms direkt från roboten/manipulatorn själv, vilket gör kalibreringen av roboten mycket billigare än om tidigare kända kalibreringstekniker används. Dessa parametrar kan antingen utläsas direkt från positions- och vridmomentsignaler från roboten själv (om båda finns) eller härledas från andra signaler och fysikaliska egenskaper utifrån ställdonspositionsdata som erhållits från befintliga position/vinkel-givare. Ett exempel på stålldonsposition kan vara motorns vinkel/vinklar för leden/ledema vars egenskaper skall bestämmas.

Vissa fysikaliska egenskaper kan användas för kompensation av avvikelser. De kan även användas för kompenseringar relaterade till utförandet av den metod med vilken de erhållits.

Ett exempel på fysikaliska egenskaper för prestandajustering kan vara frekvenssvaret hos den drivlina som driver en viss led.

Ovanstående metod kan också innefatta stegen att erhålla nominella kinematiska parametrar for nämnda manipulator och uppdatera de nominella kinematiska parametrama baserat på ledens minst ena egenskap som bestäms enligt den ovan beskrivna metoden. Detta har den fördelen att fel i den kinematiska modellen av robotmanipulatorn på grund av felaktigheter i manipulatoms leder kan reduceras jämfört med existerande kalibreringstekniker. På detta sätt ger kalibrering av roboten med hjälp av ledegenskaperna, tillsammans med uppdaterade kinematiska parametrar, en mycket noggrannare positionering och repeterbarhet jämfört med att enbart använda parametrar från befintlig kinematisk kalibrering.

Ytterligare en aspekt av den föreliggande uppfinningen relaterar till ett system för att bestämma åtminstone en egenskap hos en manipulatorled, varvid systemet innefattar: - en manipulator omfattande minst ett ställdon konfigurerat till at driva leden via en drivlina och en styrenhet konfigurerad att styra nämnda manipulator, - ett fastspänningselement konfigurerat att tillhandahålla minst en punkt i rummet för fastspänning av nämnda manipulator, varvid styrenheten i sin tur är konfigurerad att styra nämnda manipulator för att medge fastspänning till den minst ena punkten i rummet som tillhandahållits av fastspänningselementet så att nämnda manipulator uppnår en fasthållen pose. Systemet karakteriseras av att styrenheten därutöver är konfigurerad så att den, när nämnda manipulator är i den fasthållna posen, styr ställdonet så att drivlinan påverkas medan en parameter som hänför sig till ställdonets vridmoment kontrolleras, och att kontrollera ledpositionen för att bestämma ställdonets utvärden, for att därigenom bestämma minst en egenskap hos denna led baserat på åtminstone resultatet av en jämförelse av dessa utvärden.

En stor fördel med ett sådant system är att det gör det möjligt att bestämma ledparametrar som är tillgängliga från sj älva manipulatorn med hjälp av modeller av drivlinan i samband med lättillgängliga lägessensorer. Dessa parametrar kan sedan användas direkt för att uppdatera ett robotanvändarprogram eller indirekt för att uppdatera servostyrningen av manipulatorlederna för den specifika robotmodellen (eller robotindividen, t.ex. efter en viss tids användning eller slitage) på vilka mätningar har utförts. Allt detta sker på ett enkelt och relativt billigt sätt, eftersom det enda extema elementet som behövs är någon form av fastspänningselement som används för fastspänning av manipulatorn i en eller flera punkter i arbetsområdet.

En annan aspekt av den föreliggande uppfinningen hänför sig till ett fasthållandelement konfigurerat till att tillhandahålla åtminstone en punkt i rummet för fastspänning av en manipulator för att bestämma åtminstone en egenskap av en led hos manipulatom i enlighet med tidigare nämnd metod.

Föredragna utföringsforrner av den föreliggande uppfinningen anges i de beroende kraven och i den detaljerade beskrivningen.

Kort beskrivning av de bifogade figurema Nedan kommer uppfinningen att beskrivas i detalj med hänvisning till följ ande bifogade figurer: Fig. l visar ett system för bestämning av ledegenskaper hos en manipulator enligt en utföringsform av den föreliggande uppfinningen.

Fig. 2 visar ett flödesschema för en metod för att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt en utföringsforrn av den föreliggande uppfinningen.

Fig. 3 visar ett flödesschema fór en metod fór att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt en annan utföringsform av den föreliggande uppfinningen.

Fig. 4 visar ett flödesschema fór en metod fór att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt ytterligare en annan utföringsform av den fóreliggande uppfinningen.

Fig. 5 visar ett flödesschema fór en metod fór att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt en annan utföringsforrn av den föreliggande uppfinningen.

Fig. 6 visar ett flödesschema fór en metod fór att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt ytterligare en annan utföringsform av den fóreliggande uppfinningen.

Fig. 7 visar ett flödesschema fór en metod fór att bestämma ledegenskaper hos en manipulator enligt ytterligare en annan utfóringsform av den fóreliggande uppfinningen.

Fig. 8 visar ett diagram som illustrerar hur en utföringsform av den föreliggande uppfinningen fungerar.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen Termen robot definieras i den följ ande beskrivningen som en kombination av en manipulator konfigurerad att arbeta på arbetsobjekt och en styrenhet som styr manipulatorns rörelser och en eller flera leder i manipulatom. Följ ande exempel på utfóringsforrner av uppfinningen skall endast betraktas som illustrativa exempel och inte som begränsningar av själva uppfinningen.

Fig. 1 visar ett system 100 fór att bestämma ledegenskaper för en manipulator 110 med hjälp av ett fastspänningselement 160. En styrenhet 140 styr rörelsen hos manipulatom 110 och eventuellt även hos fastspänningselementet. Beroende på preferenser kan styrenheten 140 vara extern i form av en manuell eller automatisk styrenhet eller en digital dator, eller intem, dvs inbyggd i själva manipulatom 110.

Som framgår av figuren innefattar manipulatom 110 ett antal leder 112, 114, 116, 117, 118 och 119 som förbinder olika sektioner hos manipulatom på ett sätt som är känt för fackniannen. Varje led av manipulatorn 110 drivs av en drivlina (ej visad) som drivs av en motor, så att motorrotationer omvandlas till lägre rotationshastigheter fór ledema 112, 114, 116-119. Det bör nämnas här att systemet 100 kan innefatta ett godtyckligt antal leder, dvs en eller ett flertal leder och att antalet manipulatorleder inte är kritiskt för uppfinningens utförande. Som nämnts tidigare så kan drivlinan innefatta kugghjul eller annan mekanik. De flesta manipulatorer innefattar inbyggda sensorer, såsom pulsgivare eller resolvrar kopplade till motoraxeln eller liknande för att känna av ställdonspositionema för ledema. Detta behövs för det första för att roboten behöver känna till sin position i förhållande till ett internt koordinatsystem (som spänner upp ett ledkoordinatsystem), och för det andra för att relatera dess position i förhållande till ett externt koordinatsystem (som vanligen spänner upp ett Cartesiskt rum).

I utföringsformen av den föreliggande uppfinningen enligt fig. 1 så används de ovan nämnda inbyggda ställdonssensorerna tillsammans med ställdonen för att bestämma ledegenskaper för var och en av lederna 112, 114, 116-119 hos manipulatom 110. Analogt med användningen av ledkoordinater och Cartesiska koordinater så tar man hänsyn till storheter som beskriver ställdonsrummet, t.ex. parametrar relaterade till motorvinkeln hos ställdonet som med krafter/vridmoment driver leden, som sedan kan omvandlas till parametrar som beskriver rörelsen i ledrummet, t.ex. ledvinklar kända frän kinematisk kalibrering.

Såsom framgår av f1g. 1 är manipulatom 110 med ledema 112, 114 och 116-119 arrangerade så att roboten totalt sett har sex frihetsgrader, där respektive frihetsgrad illustreras med hjälp av de tjocka pilarna som anger rotationsriktningen kring respektive rotationsaxel 1-6 (Axis 1 till Axis 6). Fig. 1 visar också en verktygsmonteringsfläns 120 för fastsättning av robotdelen av en verktygsväxlare 121 (visas frilagd för tydlighetens skull), som passar ihop med verktygsdelen av verktygsväxlaren (ej visat) som normalt monteras på olika verktyg (ej visade), vilka verktyg därigenom kan bytas utan manuella ingrepp. Denna manipulatorstruktur är vanlig i dagens industrirobotar.

Systemet som presenteras i fig. 1 innefattar vidare ett fastspänningselement 160 innefattande ett huvud 163 och tre benpar 168 fästa till en basplatta 169. Det bör understrykas att forrnen och strukturen för fastspänningselementet 160 i utförandet i fig. 1 inte på något sätt bör tolkas som begränsande för form och struktur av ett fastspänningselement som ska användas i systemet i enlighet med den föreliggande uppfinningen. I själva verket kan fastspänningselementet 160 ha godtycklig struktur eller förrn så länge som det kan tillhandahålla en punkt i rummet för manipulatom 110 att spännas fast mot. Överst på fastspänningselementets huvud 163 finns ett utsprång 162 för fastspänning av den motsvarande verktygsdelen av en verktygsväxlare så att utsprånget 162 kan nås av manipulatom 110 och så att den passar ihop med motsvarande manipulatorsida av verktygsväxlaren 121. Dessutom är huvudet 163 och en ände av de tre benparen 168 förbundna via leder 164 så att huvudet 163 kan rotera runt en eller flera av ledema 164.

Vidare kan den andra änden av benen 168 också fästas till basplattan 169 via lederna 165-167, som vardera har sina egna rotationsaxlar (visas ej). Med en fast längd på vart och ett av benen 168 blir fastspänningselementets huvud 163 också låst. När låsbussningarna 161 på en eller flera benen frigörs blir fastspänningselementets huvud 163 frigjort. Dessutom kan låsningen av bussningama 161 styras från styrenheten 140 så att benen 168 (somi lossat läge är teleskopiska) tillhörande fastspänningselementet 160 kan låsas med olika längd. På detta sätt kan huvudet 163 och därmed utsprånget 164 forflyttas till praktiskt taget vilket punkt i rummet som helst. Notera emellertid att fastspänningselementet 160 tillhörande systemet 100 enligt den föreliggande uppfinningen kan ha en mycket enklare struktur och fylla sin funktion som ett fastspänningselement redan om den kan tillhandahålla en punkt där manipulatom 110 kan spännas fast.

Den utföringsforrn av uppfinningen enligt fig. 1 som nu skall beskrivas, med fastspänningselementets huvud 163 svarande mot verktygssidan av en verktygväxlare (ej visad), utnyttjar principen att ett verktygsbyte kan anses motsvara en manipulator som spänns fast i ett fastspänningselement. Verktygsbytet kan utföras antingen manuellt eller automatiskt, varvid det senare fallet motsvarar en robot som är programmerad till att byta sitt verktyg med hjälp av verktygsväxlaren för att förbindas till ett verktyg i ett verktygsställ. En manipulator 110 som i normal drift inte är utrustad med en verktygsväxlare kan manuellt utrustas med en sådan specifikt för kalibreringsfasen. På så vis kan vilken robotmanipulator som helst kalibreras.

I den föreliggande utföringsforrnen är fastspänningselementet 160 som är fastspänningspunkten, eller mer specifikt utsprånget 162 belägen på fastspånningsenhetens huvud 163. Utsprånget 162 är konfigurerat att tillhandahålla en punkt i rummet för verktygsväxlaren 121 att spännas fast mot. Eftersom fastspänningselementets huvud 163 är konfigurerat för positionering inom ett brett intervall så kan det tillhandahålla ett stort urval av möjliga punkter i rummet för verktygsväxlaren 121 att spännas fast mot. Enligt en utföringsforrn så väljs fastspänningspunkten så att rotationsrörelse av manipulatoms länkar runt var och en av de sex axlama kan identifieras unikt, t.ex. så att singulariteter undviks.

Detta är ett sätt att utföra bestämning av ledparametrar för var och en av ledema 112, 114, 116-119. Enligt en annan utföringsforin är emellertid en godtycklig position for utsprånget 162 valt så att en fastspänningspunkt i rummet uppnås för verktygsväxlaren 121 med manipulatom 110 som kan befinna sig i en singularitet. Även i detta fall kan ledparametrama för var och en av ledema bestämmas genom att styrenheten 140 är konfigurerad för att flytta manipulatom bort från den första fastspänningspunkten in till en andra och eventuellt tredje fastspänningspunkt (och så vidare, ej visat med figur), och genom att beräkna lösningar till ledens ekvationer for dynamiken för varje fastspänningspunkt irummet så kan parametrarna för var och en av lederna 112, 114, 116-119 bestämmas entydigt. Styrenheten 140 kan för samma ändamål också hålla manipulatom 110 fastspänd i fastspänningselementet 160, medan manipulatom 110 rör sig till en eller flera andra positioner motsvarande en andra eller tredje eller ytterligare fastspänningspunkter i rummet.

Det bör nämnas här att inte bara utsprånget 162 på fastspänningselementet 160 kan användas för att spänna fast verktygsväxlaren 121 i en punkt i rummet, utan att även en godtycklig del av fastspänningselementet 160 i vilken verktygsväxlaren 121 eller någon annan del av manipulatorn 110 kan spännas fast för att nå en väldefinierad punkt i rummet kan anses vara tillräckliga för att utföra fastspänningsfunktionen. Medan en eller flera punkter i rummet i vilka verktygsväxlaren 121 kan spännas fast är unikt definierade kan det vara så att den pose vilken manipulatom uppnår vid denna punkt i rummet inte är unik, eftersom manipulatom kan styras av styrenheten 140 till att nå ett flertal inbördes ledpositioner vilka alla kan leda till att antingen verktygsväxlaren 121 eller någon annan del av manipulatom kan spännas fast i samma punkt i rummet som tillhandahålls av utsprånget 162 eller någon annan del av fastspänningselementet 160.

Medan verktygsväxlaren 121 är fastspänd i en eller flera punkter i rummet är styrenheten 140 konfigurerad för att läsa av utvärden från de intema sensorema för ledema i manipulatom 110.

Dessa värden utgör parametrar för respektive drivlina, och kan omvandlas till ledparametrar såsom glapp, eftergivlighet och andra parametrar.

Innan verktygsväxlaren 121 är fastspänd i en eller flera punkter i rummet, kan emellertid styrenheten 140 vara konfigurerad för att bestämma kinetisk och eventuellt viskös friktion för var och en av ledema 1 12, 1 14, 116-1 19. Dessutom, innan verktygsväxlaren 121 är fastspänd så kan manipulatorn 110 påverkas och styrenheten 140 kan vara konfigurerad att bestämma resonansfrekvensen eller frekvensema för manipulatom 110 genom övervakning av vridmoment och läge för en eller flera leder i manipulatom 110, och från resonansfrekvensen eller frekvensema bestämma en lämplig bandbredd för styrning av fastspännande/fastspända rörelser, och för övervakning av ledställdonets vridmoment och position.

Detta kommer att förklaras mer i detalj i anslutning till utföringsforrnema i figurema 5-7.

Enligt en utföringsform är styrenheten 140 konfigurerad för att läsa av ledens motorrnoment och ledposition direkt från den interna sensorutrnatningen for varje led. Enligt en annan utföringsform, om ledmotoms vridmoment inte är direkt tillgängligt, är styrenheten 140 konfigurerad for att övervaka andra motorparametrar från vilka motorns vridmoment kan erhållas genom indirekt beräkning, t.ex. från motorns momentreglering eller från en s.k. observerare av vridmoment baserad på kunskap om dynamik och servostyrningens tillstånd.

Motormoment kan också erhållas genom att mäta motorströmmar och beräkna det faktiska vridmomentet for den typ av motor som används. Däremot kan styrenheten 140 förväntas ha den aktuella ledpositionen lätt tillgänglig, eftersom industrirobotar normalt sett är utrustade med motsvarande positionssensorer.

Det gäller vidare att fastspänning av manipulatorn avser fastspänning av den rörliga delen av manipulatom l 10 i en punkt i rummet som tillhandahålls av fastspänningselementet 160.

Fastsättning av den andra änden (basen) av manipulatorn i en grundplatta eller i golvet anses inte vara en fastspänning och kommer inte att behandlas som sådan i denna beskrivning.

Basen hos manipulatom l 10 och basplattan 169 på fastspänningselementet 160 skall vara stelt förbundna med varandra under fastspända rörelser, men basdelama kan naturligtvis också spännas fast till varandra, t ex en mobilrobot som spänns fast (ej visat) till en omgivning med vilken basplattan 169 är stelt fastsatt.

Dessutom är fastspänningselementet 160 i sig ingalunda begränsad till den form som visas i figur l; den kan ha godtycklig form eller utformning, så länge den är praktiskt taget glappfri och kan tillhandahålla en punkt i rummet for fastspänning av den rörliga delen av manipulatom l 10. Därför kan den även vara elastisk så att manipulatorn efter initial fastspänning i fastspänningselementet kan nå en punkt i rummet där den spänns fast senare. I händelse av ett elastiskt fastspänningselement skall styvheten hos detsamma vara känd, och den elastiska forskjutningen av fastspänningselementet behöver bestämmas baserat på verktygsväxlarkrafterna, vilka i sin tur kan bestämmas genom kännedom om ledernas vridmoment i kombination med kännedom om den kinematiska modellen eller genom att använda en extern handledsmonterad kraft/moment-givare.

Det bör också nämnas att systemet för att bestämma ledparametrar hos en manipulator enligt den föreliggande uppfinningen även kan innefatta två eller flera robotar, dvs. två eller flera manipulatorer som nyttjar varandra som fastspänningselement och där var och en tillhandahåller en fastspänningspunkt irummet för manipulatom tillhörande den andra 11 roboten så att egenskaper för varje led i varje manipulator kan bestämmas t ex i enlighet med metoden enligt den föreliggande uppfinningen av vilken flera utföringsforrner visas i figurerna 2-7. I det fall att en stel och fast punkt för fastspänning saknas, kan ett system med två eller flera robotarrnar kräva flera poser och mätningar för att unikt bestämma alla ledparametrar.

Dessutom kan manipulatom 110 i fig. 1, även om den visas som en manipulator med en enkel arrn, också vara en tvåarrnad manipulator, där analogt med beskrivningen i föregående stycke armarna kan användas som fastspänningselement för fastspänning av varje arm i en punkt i rummet som den andra armen tillhandahåller. En tvåarinad robot kan också hålla fast en länk genom att låta den andra armen med någon lämplig länk trycka länken tillhörande den andra armen mot en stel omgivning (eller mot en omgivning med känd eftergivlighet). Även i dessa fall kan ledegenskaperna för varje arm av manipulatorn bestämmas i enlighet med metoden enligt den föreliggande uppfinningen, av vilken flera utföringsformer visas i figurerna 2-7.

Bestämning av ledparametrarna kommer nu att beskrivas med hjälp av figurerna 2-7.

Fig. 2 visar ett flödesschema som illustrerar en utföringsforrn av metoden i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Vid steg 200 beordrar styrenheten 140 ställdonen för var och en av ledema 112 , 114 , 116- 119 hos manipulatom 110 att förflytta varje led så att manipulatorn 110 spänns fast i den punkt i rummet som tillhandahålls av fastspänningselementet 160. Denna punkt i rummet kan antingen definieras av utsprånget 162 på fastspänningselementet 160 eller av någon annan del av elementet. Om fastspänningselementet 160 är styvt så kommer den fastspänningspunkt som tillhandahålls av fastspänningsenheten 160 att vara väsentligen densamma som den punkt i rummet där verktygsväxlaren 121 eller någon annan del av manipulatom 110 har blivit fastspänd. I annat fall, såsom i fallet med ett elastiskt fastspänningselement, kommer den initiala fastspänningspunkten som tillhandahålls av fastspänningselementet att skilja sig från den punkt i rummet där verktygsväxlaren 121 eller någon annan del av manipulatorn 110 slutligen är fastspänd. Som nämnts tidigare kan styrenheten 140 antingen styra ett ställdon för varje led 112, 114, 116-119 för att förflytta ledema så att manipulatorn 110 når kontaktpunkten som tillhandahålls av fastspänningsenheten 160, alternativt kan styrenheten 140 åstadkomma att fastspänningsenheten 160 rör sig (exempelvis genom att lossa de låsande bussningarna 161 hos länkarna 168, och med manipulator 110 fastspänd förflytta utsprånget 162, allt enligt instruktionerna i ett robotanvändarprogram som laddats till styrenheten för 12 automatisering av hela kalibreringen) för att komma i kontakt med verktygsväxlaren 121 eller någon annan del av manipulatorn 110.

I vart och ett av de ovan nämnda fallen kommer manipulatom 110 nu att ha nått en väldefinierad punkt i rummet där den förblir fasthållen i en viss pose. Denna pose kan vara en utgångspunkt för att entydigt bestämma parametrarna för varje led i fallet att en enda punkt i rummet är tillräcklig. Annars, om denna punkt i rummet är olämplig för att bestämma egenskaperna for två eller flera leder så kan styrenheten 140 instruera manipulatorn 110 eller fastspänningsenheten 160 att röra sig till en eller flera punkter i rummet från vilka ledparametrar kan bestämmas. Därigenom är det möjligt att unikt bestämma ledparametrar för var och en av ledema 112, 114 och 116-119. Ledparametrama av intresse kan i detta fall vara glapp och eftergivlighet, men även andra parametrar kan bestämmas vilket kan ge tillräcklig information om det mekaniska tillståndet i varje led.

Inför de fortsatta metodstegen 210-230 bör det nämnas, för att uppnå en bättre förståelse av metoden, att stegen 210-230 kommer att utföras på endast en enskild led. Det är dock möjligt för styrenheten 140 att styra ställdonet genom påverkan av drivlinor för var och en av lederna 112, 114, 116-119 för att därigenom utföra stegen 210-230 för varje led. Äter till f1g. 2, vid steg 210, där styrenheten 140 ger signaler till ställdonet för påverkan av drivlinan för en av lederna 112, 114, 116-119 under det att manipulatorn 110 befinner sig i sin fasthållna position mot fastspänningselementet 160 som därigenom definierar den punkt i rummet som nämnts tidigare. Samtidigt övervakar styrenheten 140 ledens motorvridmoment samt ledposition för en av ledema 112, 114 och 116-119 tillhörande manipulatom 110.

Vid steg 220 bestämmer styreneheten 140 utvärden för motoms vridmoment motsvarande vissa ledpositioner hos en av ledema 1 12, 1 14, 1 16-119 i manipulatom 110. Ett exempel på sådana utvärden för motoms vridmoment och ledpositioner kan vara ledpositioner i vilka motoms vridmoment är väsentligen noll.

Slutligen, i steg 230, bestämmes den/de efterfrågade ledegenskapen/ledegenskapema från de utvärden och ledpositioner som registrerades vid steg 220. Den efterfrågade ledegenskapen eller ledegenskapema kan vara glapp, eftergivlighet eller andra ledegenskaper var för sig eller i kombination.

Fig. 3 illustrerar en ytterligare utföringsform av metoden enligt den föreliggande uppfinningen i vilken styrenheten 140 bestämmer glapp för drivlinor tillhörande någon av 13 ledema 112, 114 och 116-119. Liksom för den tidigare utföringsforrnen av metoden så förklaras utföringsformen i fig. 3 för en av lederna 112, 114 och 116-119 tillhörande manipulatom 1 10.

Vid steg 300 instruerar styrenheten 140 ställdonen för var och en av ledema 112, 114, 116- 1 19 hos manipulatom 1 10 att röra respektive led så att manipulatorn 1 10 spänns fast till den punkt i utrymmet som tillhandahålls av fastspänningselementet 160. Detta steg är identiskt med metodens steg 200 enligt utföringsformen i fig. 2 och kommer inte att preciseras närmare.

Vid steg 310 övergår styrenheten 140 till positionsreglering och vid behov (på grund av frågeställningar relaterade till styrenheten, såsom feldetektering) justeras en positionsreferens för leden så att en position i vilket stationärt tillstånd råder uppnås och i vilken position acceptabelt vridmoment uppnås.

Vid steg 320 erhåller styrenheten 140 ett värde på statisk friktion för en av lederna 112, 114, 116-119. Den statiska friktionens värde kan enbart omfatta en statisk friktion känd från tidigare utförda mätningar innan manipulatorn 110 blev fastspänd till fastspänningselementet 160, alternativt kan värdet på den statiska friktionen även omfatta värdena efter att manipulatorn 110 blivit fastspänd till fastspänningselementet 160. I det senare fallet kan flödesschemat inkludera delmoment (ej visade) enligt: - styrenheten 140 sänder signaler till ställdonet för ledmotorrörelse i två motsatta riktningar samtidigt som motorrnomentet för leden övervakas; - styrenheten 140 skattar statisk motorfrilçtion genom att erhålla en minimal summa av motoms vridmoment i motoms båda rörelseriktningar; - det uppmätta motorvridmomentet används som parameter för statisk motorfriktion.

Vid steg 330 sänder styrenheten 140 signaler till ställdonet så att drivlinan justerar ledpositionsreferensen. Positionsjusteringen av leden kan uppnås av styrenheten 140 genom ökning och minskning av den i användarprogrammet programmerade ledpositionen.

Vid steg 335 kontrollerar styrenheten 140 om leden har nått en stabil position, dvs. om ledmotoms varvtal och vridmoment är väsentligen noll.

Om så inte är fallet återgår metoden till steg 330 där styrenheten 140 fortsätter att sända signaler till ställdonet för att fortsatt åstadkomma rörelse hos drivlinan och därigenom justera ledens referensposition. 14 I annat fall, vid steg 340, ger styrenheten 140 signaler till ställdonet for påverkan av drivlinan så att positionsreferensen för leden justeras tills motormomentet börjar öka. Denna justering kan uppnås genom att öka och minska den beordrade eller programmerade positionsreferensen för en av lederna 112, 114, 116-119 i en riktning tills kontakt etableras mellan drivlinans delar, såsom kontakt mellan kugghjul. På grund av integralverkan i servostyrningen av manipulatom, i kombination med den begränsade styvheten av drivlinan så kommer ledens motorvridmoment att stabiliseras på en nivå som ligger betydligt högre ån friktionen.

Vid steg 345 kontrollerar styrenheten om drivlinans position är stabil, dvs. om de i drivlinan ingående kugghjulen (om den typen av mekanism används för drivlinan) uppnått kontakt.

Om inte så återgår metoden till steg 340 där styrenheten 140 fortsätter att signalera till ställdonet att hålla drivlinan belastad.

Om styrenheten känner av en stabil position for drivlinan, dvs. kontakt, så registrerar styrenheten 140 vid steg 350 ett forsta utgångsvärde för ledrnotorn, vilket i detta fall är ledmotoms motorvinkel ql.

Vid steg 360 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att påverka drivlinan, så att den rör sig i en motsatt riktning jämfört med steg 330. Detta kan åstadkommas av styrenheten 140 genom att signalera till ställdonet att påverka drivlinan genom att minska positionsreferensen på ett sätt analogt med det som beskrivits i steg 340.

Vid steg 365 kontrollerar styrenheten 140 om en stabil position för drivlinan har uppnåtts, dvs. om kontakten mellan drivlinans kugghjul (återigen beroende på genomförandet) uppnåtts på den andra sidan av glappet.

Om inte så återgår metoden till steg 360 där styrenheten 140 fortsätter att signalera till ställdonet att belasta drivlinan i den motsatta riktningen.

Vid steg 370 registrerar styrenheten 140 ett andra utvårde för det stabila läget, som i detta fall är ledmotorns motorvinkel q2 som erhållits efter N steg av minskande ledposition i förhållande till den stabila positionen i steg 345.

Slutligen vid steg 380 bestämmer styrenheten 140 glappet för ledens drivlina genom att beräkna skillnaden A=qI-q2. Om N är litet (1 eller 2) kan glappet vara praktiskt taget noll, eller så kan upplösningen hos de stegvisa rörelsema vara otillräcklig. I det sistnämnda fallet, om förfarandet åstadkommes med robotprogrammering på användamivå, så behöver robottillverkaren tillhandahålla ett gränssnitt till (eller alternativ implementering av) en systemnivå där motsvarande fiinktionalitet åstadkommes med en mycket högre upplösning än vad som annars är tillgängligt för den vanlige robotprogrammeraren. Eventuellt kan, på vissa system, integralverkan inom servostyrningen deaktiveras eller begränsas så att en mjukare övergång till glappkontakt kan erhållas, varefter jämnheten hos data förbättras och då den därefter dominerande proportionella regulatorverkan anpassats för en lämplig inverkan på vridmomentet.

Det bör nämnas att under gällande kvasi-statiska förhållanden (långsamma rörelser) är det på drivlinan inverkande (mekaniska) vridmomentet från (det exempelvis elektriska) motorrnomentet hos ställdonet lika med motorns vridmoment minus den statiska friktionen.

Eftersom den beordrade ställdonsrörelsen är känd, och det väsentligen inte finns någon rörelse av drivlinan på grund av ledens fasthållning, så kommer det på drivlinan verkande vridmomentet att kunna styras under fasthållna rörelser. Detta innebär i sin tur att bestämning av glapp i fasthållet tillstånd kan göras baserat på det (motorfriktionskompenserade) ingående vridmoment som verkar på drivlinan. Glappidentifieringsprincipen kan med andra ord formuleras som om det inte fanns någon friktion (enligt antagandet om långsamma rörelser) så som visat iutföringsforrnen enligt fig. 8.

Fig. 4 illustrerar ännu en utföringsform av metoden enligt den föreliggande uppfinningen där eftergivligheten för en eller flera av länkama i manipulatorn 110 bestäms. Eftergivlighet kan definieras som en avsaknad av styvhet, vilket varje drivlina är behäftad med. Eftergivlighet hos respektive länk är normalt sett en liten portion av eftergivligheten, vilken som standard identifieras som en leds eftergivlighet. Metoden kan utvidgas till att omfatta fallet med styva leder och eftergivliga länkar eller där både länkarna och leden är eftergivliga.

Liksom i metodens tidigare utföringsforrner enligt figurema 2 och 3, så illustreras metoden enligt uttöringsforrnen i fig. 4 med hjälp av endast en av ledmotorerna (ej visad) hos manipulatom 110. Nästan alla moderna robotar har sin huvudsakliga eftergivlighet i drivlinan för respektive led och därför är det användbart att kunna bestämma denna ledparameter.

Enligt metoden enligt utföringsforrnen i fig. 4 är styrenheten 140 konfigurerad att bestämma ledens eftergivlighet enligt följ ande steg, under antagande att styrenheten 140 känner parametrarna för friktion och glapp, exempelvis genom att styrenheten 140 har bestämt dessa värden enligt de steg som beskrivits tidigare: 16 Vid steg 400 instruerar styrenheten 140 ställdonen för respektive led 1 12, 1 14, 1 16-1 19 i manipulatom 110 att röra varje led så att manipulatom 110 spänns fast i den punkt i rummet som tillhandahålls av fastspänningselementet 160. Detta steg är identiskt med steget 200 i metoden enligt utföringsformen i fig. 2 och kommer därför inte att preciseras närmare.

Vid steg 410 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att påverka drivlinan för justering av ledens positionsreferens så att kontakt mot ena sidan av glappet etableras. Detta kan göras med modifierad Servostyrning om så behövs i enlighet med ovanstående beskrivning. Om det i drivlinan för en led ingår kugghjul, så kan sådan kontakt karakteriseras som att det skall finnas kontakt mellan kugghjulen i varj e växelsteg så att de samverkar för ledens drivning.

Vid steg 420 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att påverka drivlinan för att öka det överförda vridmomentet genom stegvis ökning av ledens positionsreferens medan styrenheten 140 samtidigt övervakar ledens motorrnoment och position, på ett sådant sätt att de absoluta värdena av båda storheterna ökar.

Vid steg 430 instruerar styrenheten 140 ställdonet att påverka drivlinan, så att den från ett högt motorrnoment enligt det föregående steget 420 minskar motorrnoment mot noll medan styrenheten 140 samtidigt övervakar ledmotoms vridmoment och position. På grund av uppbyggnaden av de flesta växellådor så ökar styvheten med ökat vridmoment, och exempelvis kan ett tredje gradens polynom anpassas till den bevakade ledmotorns vridmoment som fianktion av positionsdata, som kommer att påvisa en hysteres motsvarande den dubbla friktionen.

Vid steg 440 kontrollerar styrenheten 140 huruvida ledmotoms vridmoment är väsentligen noll.

Om inte, så återgår metoden till steg 430, där styrenheten 140 signalerar till ställdonet för fortsatt påverkan av drivlinan.

Om ja, så registrerar styrenheten 140 ledpositionen vid steg 450 och fortsätter till steg 460.

Vid steg 460, sänder styrenheten 140 signaler till ställdonet för påverkan av drivlinan för att öka positionsreferensen for leden i en riktning motsatt riktningen som beskrevs i steg 420 och för att ledens motormoment och position övervakas analogt med vad som beskrevs i steg 420.

Vid steg 470 kontrollerar styrenheten 140 återigen om kontakten mellan drivlinans kugghjul är etablerad. 17 Om inte, så återgår metoden till steg 460, där styrenheten 140 signalerar till ställdonet för fortsatt påverkan av drivlinan i en riktning motsatt riktningen som beskrevs i steg 420.

Om a, så registrerar styrenheten 140 ledpositionen vid steg 470.

De två ledpositionema bör för typiska växellådor vara symmetriskt placerade kring sin obelastade position.

Tillsammans med värdena för glapp och friktion så definierar den bestämda eftergivligheten ledegenskapema som förekommer i fig. 1, vilket omfattar egenskapema for drivlina och led runt de markerade rotationsaxlarna Axis 1 till Axis 6, som med tjocka pilari fig. 1 markerar rotation av länkama runt respektive led. Enligt en utföringsforrn kan metoden nyttja en kraft/moment-givare vid verktygsväxlaren för verifiering eller för förbättrad noggrannhet (t.ex. genom kraftstyrda rörelser).

Fig. 5 illustrerar en utföringsforrn av metoden enligt den föreliggande uppfinningen, där statisk friktion för en eller flera av lederna 112, 114, 116-119 är obekant och måste bestämmas av styrenheten 140. I detta scenario bestäms den statiska friktionen innan manipulatom 110 är fastspänd till fastspänningselementet 160.

Vid steg 500 sänder styrenheten 140 signaler till ställdonet för påverkan av drivlinan för att röra varje led 1 12, 1 14, 116-1 19 i en riktning med låg hastighet och observera ledens motorrnomentet som under rörelsen motsvarar den kinetiska friktionen. Låg hastighet betyder i detta sammanhang att leden rör sig med en hastighet som är mindre än ett visst tröskelvärde.

Därefter, vid steg 510, sänder styrenheten 140 signaler till ställdonet för påverkan av drivlinan för att stoppa rörelsen i lederna 1 12, 1 14, 116-1 19.

Därefter, i steg 520, signalerar styrenheten 140 till ställdonet att påverka drivlinan för att röra varje led 112, 114, 1 16-119 med låg hastighet i den motsatta riktningen och observera ledens motormoment som då motsvarar den kinetiska friktionen under rörelsen.

Vid steg 530 detekterar styrenheten 140 motorinomentets maximala värde vid starten, vilket utgör den statiska friktionen, och verifierar/modellerar därefter dess eventuella beroende på riktning, temperatur, gravitation/ last eller andra parametrar som kan påverka värdet på friktionsvärdet. 18 Metoden fortsätter sedan med steg 540 till 570, som är identiska med stegen 200 till 230 enligt metodens utföringsform som beskrivits i samband med fig. 2, och kommer därför inte att upprepas här.

En industrirobot kommer normalt sett att ha ett värde för den statiska friktionen för varje led, vilket värde ligger nära värdet för den kinetiska friktionen. De flesta robotar har sin huvudsakliga ledfriktion på motorsidan av drivlinan, men en del robotar har leder med förspända kullager som i kombination med smörjningstätningar med hög friktion uppvisar hög friktion på ledsidan av drivlinan. Genom att bestämma den statiska friktionen i leden både under fri och fastspänd rörelse, så kan dessa två olika friktionsparametrar bestämmas och särskilj as. Statiska motorfriktionen påverkar leden fore det eventuella glappet hos drivlinan, medan den resterande ledfriktionen påverkar ledrörelsen efter den del av drivlinan som beskrivs av andra parametrar, vilket på uppenbara sätt kan utnyttjas inom kompensering baserat på ledegenskaperna.

Styrenheten 140 kan också bestämma värdet på den viskösa friktionen för varje led på ett sätt som liknar de stegen som utförs för att bestämma statisk friktion enligt ovan, också detta före det att verktygsväxlaren 121 är fastspänd till utsprånget 163 på fastspänningselementet 160.

En utföringsform av metoden där den statiska friktionen bestäms innan manipulatorn 110 är fastspänd till fastspänningselementet 160 visas i fig. 6.

Vid steg 600 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att röra en (eller flera) av ledema 112, 114, 116-119 i en riktning med olika hastigheter medan styrenheten 140 övervakar ledens motormoment under rörelsen.

Vid steg 610 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att anbringa en belastning av drivlinan så att ledens rörelse stoppas.

Vid steg 620 signalerar styrenheten 140 till ställdonet att belasta drivlinan så att leden rör sig i motsatt riktning och med olika hastigheter som kan vara lika med (eller skilda från) de hastigheter som användes i steg 610. Samtidigt övervakar styrenheten 140 ledens motormoment under rörelsen i denna motsatta riktning.

Vid steg 630 bestämmer styrenheten 140 sedan den viskösa friktionen från det övervakade motorvridmomentet som erhållits under ledens rörelser i de båda riktningama. 19 Stegen 640-670 är identiska med stegen 200 till 230 i fig. 2 och kommer inte att preciseras närmare här.

Ett sätt att förbättra metodens prestanda, enligt de utföringsformerna som beskrivits tidigare i figurema 2-6, är att med ett exciterande slag påverka manipulatom 110, vilket illustreras i fig. 7.

Vid steg 700 ges manipulatom 110 det exciterande slaget antingen automatiskt eller av robotoperatören med hjälp av något föremål så att rörelse hos alla leder 112, 114 och 116-119 för alla frihetsgrader åstadkommes.

Vid steg 710 övervakar styrenheten 140 ledmotoms vridmoment och ledpositionen för var och en av lederna i manipulatom 110. Detta inträffar under och efter exciteringen i steg 700.

Vid steg 720 bestämmer styrenheten 140 en resonansfrekvens för manipulatom 110 baserat på data från övervakningen av motorrnoment och position för varje led 112, 114, 116-119, och särskilt för leden med det största tröghetsmomentet. Resonansfrekvensen kan vara frekvensinnehållet hos respektive leds motorström som registreras under och efter exciteringen i steg 700. Den lägsta resonansfrekvensen ger en indikation på möjlig prestanda för ledrörelsema under bestämningen av tidigare nämnda ledparametrar, såsom friktion, glapp och eftergivlighet.

Vid steg 730 bestämmer styrenheten 140 motormomentet och positionen för leden inom det intervall som uppåt begränsas av den lägsta resonansfrekvensen som bestämdes i steg 720.

Det är med styrning i detta frekvensområde som styrenheten 140 kommer att bestämma ledparametrar enligt metoden med utföringsforrner enligt de tidigare beskrivna figurerna 2-6.

Därefter fortskrider metoden till steg 740 till 770 som är identiska med stegen 200 till 230 som beskrivits i samband med utföringsforrnen enligt fig. 2, och därför kommer dessa steg inte att preciseras närmare.

Den beskrivna metoden med utföringsforrner enligt figurema 2-7 kan också inkludera steget att bestämma kinematiska parametrar (visas ej) för roboten, baserat på de bestämda egenskaperna hos drivlinans dynamik för manipulatom 110. Styrenheten 140 kan innefatta lagrade nominella (okalibrerade) kinematiska parametrar. Sådana parametrar kan i stället erhållas via inmatning till styrenheten 140 av uppgifter från datablad. Detta steg skulle föregå stegen i de utföringsforrner av metoden som beskrivs av figurerna 2-7. Slutligen, efter bestämning av parametrarna for var och en av ledema 112, 114, och 116-119 i enlighet med metodens utföringsformer som visas i figurerna. 2-7, så kan de nominella kinematiska parametrama uppdateras baserat på de bestämda ledegenskaperna.

Fig. 8 illustrerar ett hysteresdiagram 800 for en led hos manipulatom 110. Diagrammet illustrerar ledmotorrnomentet Fm som fiinktion av ställdonets position x.

Med start från motormoment noll för leden och en referentiell ställdonsposition som identifierats som x = 0, så instruerar styrenheten 140 ställdonet att belasta drivlinan så att leden rör sig till position X2 under övervakning av ledmotoms vridmoment och position i termer av det trots fastspänningen faktiskt föränderliga ställdonspositionen, vilket framgår av ställdonsrörelsen i steget 810, som fram till positionen X1 ger noll eller väsentligen noll ledmotorrnoment men en mätbar positionsförändring. Detta tyder på att det sannolikt finns en glapp. Denna situation kvarstår fram till den punkt i fig. 8 där vridmomentet F m börjar öka med ökad position x. Under denna fas fungerar drivlinan normalt med avsedd överföring av vridmoment. Styrenheten 140 påverkar ledmotom vid position X2 så att den belastar i motsatt riktning. 1 diagrammet visas att ledens motorvridmoment är lägre vid rörelser i den motsatta riktningen vid steg 320 än under den första rörelsen vid 810. Från kurvoma i steg 810 och 820 i fig. 8 kan ett värde för friktion i drivlinan bestämmas. När ställdonet orsakar rörelse i den negativa x-riktningen i steg 830 framgår det också av fig. 8 att fram till läge X1 registrerar styrenheten 140 inget eller väsentligen inget vridmoment. Därav erhålls, utifrån avståndet mellan positioner -X1 och X1, värdet på glappet i drivlinan. Härefter rör sig ställdonet förbi - X1 i negativ riktning mot -X2 tills kontakt uppnås med drivlinans mekanism, vilket kan mätas igen som en icke-noll-vridmoment. Motsvarande ledrörelsen vid stegen 810 och 820 rör sig leden tillbaka från positionen - X2 tills x = 0 i steg 840, vilket resulterar i ett lägre (absolutbelopp) för ledens motonnoment än vid steg 830.

Uppfinningen hänför sig även till en datorprogramprodukt innefattande ett datoranvändbart medium med datorläsbar kod som ingår däri for att bestämma åtminstone en egenskap hos en manipulatorled, varvid nämnda manipulator är konfigurerad att drivas av åtminstone ett ställdon, med ställdonet konfigurerat för att driva den nämnda leden via en drivlina, samt en styrenhet konfigurerad att styra nämnda manipulator, vari datorprogrammet innefattar instruktionsuppsättningar för: - fastspänning av manipulatom till en punkt irummet, så att manipulatom når en fördefinierad 21 fasthållen pose och så att åtminstone en egenskap hos nämnda leden entydigt kan identifieras; - påverkan av nämnda drivlina under övervakningen av ett vridmoment och positionen for nämnda ställdon, for att bestämma utvärdena från nämnda ställdon motsvarande åtminstone två olika positioner av nämnda led; - bestämning av åtminstone en egenskap hos nämnda led, baserat på åtminstone resultatet av en jämförelse av nämnda utvärden.

Uppfinningen hänför sig vidare till ett datorprogramprodukt innefattande datorinstruktioner vilka medför att ett datorsystem utfor metoden som förklarats ovan, när datoms instruktioner utfors på nämnda datorsystem.

Claims (14)

1. 0 15 20 25 30 22 Patentkrav . Metod för att bestämma minst en egenskap hos en h0S en led tillhörande en manipulator (110), varvid nänmda manipulator är så konfigurerad så att den drivs av minst ett ställdon, varvid ställdonet är konfigurerat till att driva leden (112, 114, 116-119) via en drivlina och en styrenhet (140) som är så konfigurerad att den styr nämnda manipulator, varvid metoden omfattar: - spänna fast (200) en rörlig del av nämnda manipulator till en punkt i rummet så att nämnda manipulator uppnår en fasthållen pose och medan den befinner sig i nämnda fasthållna pose: - påverka (210) drivlinan medan en eller flera parametrar som hänför sig till ett anbringat vridmoment för ställdonet kontrolleras, och medan någon storhet relaterad till ställdonets position kontrolleras för att bestämma (220) ställdonets utvärden som motsvarar olika ledpositioner hörande till nämnda manipulator; och - bestämma (230) minst en egenskap hos denna led baserat på åtminstone resultatet av en jämförelse av dessa utvärden. . Metod enligt krav 1, varvid metoden omfattar att lösgöra nämnda manipulator från fastspänningspunkten i rummet och att uppdatera styrenheten enligt den bestämda egenskapen av leden. . Metod enligt krav 1, varvid stegen att påverka drivlinan och att bestämma minst en egenskap av denna led omfattar att bestämma ett glapp hos drivlinan genom att: - bestämma (310) en inledande ledposition för leden; - erhålla (320) ett värde for statisk motorfriktion hörande till leden; - påverka (330) drivlinan tills väsentligen ett nollvärde av drivlinans invridmoment har detekterats och en första stabil ledposition uppnåtts; - bestämma (350) ett första utvärde omfattande en första vinkel för ställdonet vid den första stabila ledpositionen; - påverka (360) drivlinan tills en andra stabil ledposition uppnåtts; - bestämma (370) ett andra utvärde omfattande en andra vinkel för ställdonet vid den andra stabila ledpositionen; - bestämma (380) glappet genom att jämföra den första och den andra vinkeln; och - bestämma den minst ena egenskapen baserat på glappet. 10 15 20 25 30 23 Metod enligt krav 3, varvid steget att erhålla ett värde för statisk motorfriktion hörande till leden omfattar: - uppskatta statisk motorfriktion hörande till leden genom att utföra motorrörelser tills en minimisumma av vridmomenten i båda motorriktningar erhållits, och - använda vridmomentsvärdet som en parameter för statisk motorfriktion. Metod enligt krav 3, ytterligare omfattande att bestämma en eftergivlighet av leden genom att använda stegen: - justera (410) en inledande ledposition så att kontakt av ledens drivlina på en sida av glappet skapas; - påverka (43 0) drivlinan i en riktning så att nollvridmoment uppnås och bestämma (450) en första ledposition; - påverka (460) drivlinan i den motsatta riktningen tills no llvridmoment uppnås och bestämma (480) en andra ledposition; - bestämma (490) eftergivligheten genom att jämföra den första och den andra ledpositionen med avseende på den inledande ledpositionen; och - bestämma värdet av nämnda egenskapen genom att även ta i beaktande eftergivligheten. Metod enligt ett av kraven 1-4, varvid metoden omfattar följ ande steg som utförs före fastspänning av den rörliga delen av nämnda manipulator i en punkt i rummet: - påverka (500) drivlinan så att den minst ena leden förflyttas i en första hastighet, som är under ett fördefinierat tröskelvärde, i en riktning medan man kontrollerar en eller flera parametrar som hänför sig till ett vridmoment av ställdonet; - påverka (510) drivlinan så att ledens rörelse stoppas; - påverka (520) drivlinan så att den minst ena leden förflyttas i en andra hastighet, som är under ett fördefinierat tröskelvärde, i den motsatta riktningen medan man kontrollerar en eller flera parametrar som hänför sig till ett vridmoment av ställdonet; - bestämma (530) ett värde för statisk friktion för den minst ena leden från ett observerat värde av motorvridmomentet under ledens förflyttning; och - bestämma värdet av den minst ena egenskapen genom att även ta i beaktande värdet för statisk friktion. 10 15 20 25 30 10. 24 Metod enligt ett av kraven 1-3, varvid metoden ytterligare omfattar följande steg som utförs före fastspänning av den rörliga delen av nämnda manipulator till en punkt i rummet: - påverka (600) drivlinan så att minst en led förflyttas i olika hastigheter i en riktning; - påverka (610) drivlinan så att den minst ena ledens rörelse stoppas; - påverka (620) drivlinan så att den minst ena leden förflyttas i den motsatta riktningen och; - bestämma (63 0) vården för viskös friktion hörande till den minst ena leden från observerade toppvärden för motorvridmoment som hänför sig till den minst ena leden under förflyttningen av den minst ena leden; och - bestämma värdet av den minst ena egenskapen genom att även ta i beaktande värdena för statisk friktion. Metod enligt ett av kraven 1-5, varvid metoden ytterligare omfattar följande steg som utförs före fastspänning av den rörliga delen av nämnda manipulator till en punkt i rummet: - påverka (700) en verktygsväxlare hörande till nämnda manipulator så att alla frihetsgrader av verktygsväxlaren är exciterade; - kontrollera (710) minst ett av ställdonets vridmoment som hör till leden och ledens position, och under denna påverkan: - bestämma (720) minst en resonansfrekvens för leden från ställdonets kontrollerade vridmoment som hör till leden och ledens position; - bestämma (730) ett ställdonets vridmoment som hör till leden och ledens position innanför ett frekvensintervall för transmissionen för leden baserat på resonansfrekvensen som bestämts; och - reglera ledens rörelse med hänsyn till den resonansfrekvens som bestämts. Metod enligt ett av kraven 1-6, varvid fastspänning mot en punkt i rummet omfattar placering av en verktygsväxlare (121) hörande till nämnda manipulator vid ett fastspänningselement (160) innanför ett arbetsområde av nämnda manipulator och anbringning av en punkt på fastspänningselementet med verktygsväxlaren. Metod enligt ett av kraven 1-7, varvid nämnda manipulator omfattar ett flertal leder (112, 114, 116-119) där varje led påverkas av ett eller flera ställdon via en drivlina, varvid 10 15 20 25 30 11. 12. 13. 14. 15. 25 metoden omfattar att upprepa styrsekvensen fór ett eller flera ställdon fór att tillhandahålla värden fór ledegenskaper för ett flertal leder fór samma fasthållna pose av nämnda manipulator. Metod enligt ett av de föregående kraven, omfattande att spänna fast nämnda manipulator i flera punkter irummet så att nämnda manipulator uppnår flera fasthållna poser och, när nämnda manipulator är fastspänd, utföra metodstegen i dessa fasthållna poser. Metod enligt ett av de föregående kraven, omfattande: - erhålla nominella kinematiska parametrar för nämnda manipulator; och - uppdatera de nominella kinematiska parametrarna baserat på ledens minst ena egenskap som bestämts. System fór att bestämma minst en egenskap av en led (112, 114, 116-119) tillhörande en manipulator, omfattande: - en manipulator (110) omfattande minst ett ställdon konfigurerat till at driva leden via en drivlina och en styrenhet (140) konfigurerad att styra nämnda manipulator, - ett fastspänningselement (160) konfigurerat att tillhandahålla minst en punkt i rummet fór fastspänning av nämnda manipulator, varvid styrenheten i sin tur är konfigurerad att styra nämnda manipulator fór att medge fastspänning till den minst ena punkten i rummet som tillhandahållits av fastspänningselementet så att nämnda manipulator uppnår en fasthållen pose, kännetecknad av att styrenheten ytterligare är konfigurerad så att den, när nämnda manipulator är i den fasthållna posen, styr ställdonet så att drivlinan påverkas medan en parameter som hänför sig till ställdonets vridmoment kontrolleras, och att kontrollera ledpositionen fór att bestämma ställdonets utvärden; och bestämma minst en egenskap hos denna led baserat på åtminstone resultatet av en jämförelse av dessa utvärden. Fastspänningselement (160) konfigurerat att tillhandahålla en punkt i rummet för fastspänning av en manipulator (110) för att bestämma minst en egenskap hos en led tillhörande nämnda manipulator enligt metoden i kraven l-12.