一种机器人用来在待组装的零件的连续生产运行期间反复组装零件。存在与组装关联的机器人参数。这些参数用来组装零件。与该反复组装同时优化机器人参数。待组装的零件具有组装的起始位置，并且机器人组装参数的同时优化也包括学习起始位置。可以用预定义方式优化机器人组装参数。然后可以验证优化的参数，并且然后可以使用优化和验证的机器人组装参数而不是与零件组装关联的机器人参数以及学习的起始位置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产中优化用于组装的机器人的参数的方法和系统
本专利技术涉及机器人组装并且具体地涉及生产中优化与这样的组装关联的参数。
技术介绍
具有力控制的工业机器人越来越多使用于汽车和一般产业中的组装应用中。这些组装应用涉及到机器人组装连续产品运行中的同组零件。例如并且无限制性，机器人可以组装在汽车传动或者其它传动系部件中使用的零件。第6,553,652号美国专利和第7,181,314号美国专利描述了使用具有力控制的工业机器人以执行具有位置控制的常规工业机器人不能执行的容差严格的组装任务。然而，由于引入力控制(其中实际机器人路径不仅依赖于编程位置而且依赖于在组装的零件/部件(下文称为“零件”)之间的互作用力)，所以通常通过试错或者离线分析工具获得最优机器人(力控制)参数集。这一参数选择过程乏味而耗时。公布为WO2008/085937的专利合作条约(“PCT”)申请公开一种用于机器人组装参数优化的方法和系统。如其中公开的那样，先将力控制的机器人组装过程分类成不同组装类型，比如圆柱形、径向和多级。然后将各类组装进一步参数化成诸如搜索力、旋转角、旋转速度、力幅度、力周期等的机器人组装参数。在上述机器人组装参数优化方法和系统中，需要在组装过程中使用机器人之前进行优化过程。需要离线进行优化实验，并且在实验中使用有限次数的零件。因此，优化结果对于生产环境而言可以接近但是并非完全正确，因为在组装单元设置中存在制造变化和差异。另外，不能在生产之前获得一些与生产有关的过程参数，比如组装起始位置。因此希望生产中的组装参数优化。本专利技术提供生产中或者有时称为在线机器人组装参数优化。专利
技术实现思路
一种在有形介质上用于优化机器人参数的计算机程序。机器人参数与机器人在待组装的零件的连续生产运行期间对零件的反复组装关联。机器人使用待优化的机器人参数以在待组装的零件的连续生产运行期间反复组装零件。在有形介质上的计算机程序具有：配置成在机器人对零件的反复组装期间同时优化待优化的机器人参数的计算机可用代码。一种用于在待组装的零件的连续生产运行期间反复组装零件的系统。该系统具有：用于组装零件的机器人。机器人具有与零件组装关联的参数。机器人使用参数以在待组装的零件的连续生产运行期间反复组装零件；以及计算设备，连接到机器人以在机器人对零件的反复组装期间控制机器人，计算设备中具有计算机程序，计算机程序具有配置成在机器人在计算设备的控制之下使用与零件组装关联的机器人参数来反复组装零件之时同时优化与零件组装关联的机器人参数的程序代码。一种在用于在待组装的零件的连续生产运行期间使用具有与零件组装关联的参数的机器人来反复组装零件的系统中用于优化参数的方法。在该方法中，机器人使用待优化的机器人参数以在待组装的零件的连续生产运行期间反复组装零件；并且在机器人对零件的反复组装期间同时优化待优化的机器人参数。附图说明图1示出了本专利技术可以使用于其中的机器人组装单元的设置。图2示出了用于本专利技术的生产中(或者在线)机器人组装参数优化过程的示教器上的用户界面的主要页面。图3示出了用于本专利技术的学习、优化和参数验证过程的流程图。图4示出了用于确定将在本专利技术的方法中使用的参数边界和变量约束的方法的框图。图5(a)示出了在机器人将组装的两个零件之间的关系。图5(b)示出了在它们被组装之后的两个零件。图5(c)示出了待组装的零件在组装它们之前的相对位置的变化。图5(d)示出了待组装的两个零件之一的X位置分布，零件的位置可以在组装之前变化。图6示出了概括本专利技术的流程图。具体实施方式现在参照图1，示出了本专利技术可以使用于其中的机器人组装单元100的设置。在单元100中有示教器101(具有它自己的CPU)、机器人控制器102(具有一个或者多个CPU)和机器人110。机器人110具有机器人手臂103、与机器人100持有的抓握工具105相邻装配于机器人110上的力传感器104和抓握工具105持有的用于插入到零件107中的零件106。零件106也称为插入零件，而零件107也称为插入的零件。单元100也具有在机器人手臂103、110与控制器102之间的运动控制链接和传感器连接108以及在示教器101与控制器102之间的通信连接109。图2示出了用于本专利技术的生产中参数优化工具的示教器101上的用户界面的主要页面200。这一页面示出了优化过程流程。如图2中所示，该过程流程是从学习位置或者待优化的其它与过程有关的参数开始，然后继而为参数优化和参数验证的循环。可以反复执行循环。这里包括四小节以描述本专利技术。这些小节为：1)用于设置生产和参数优化运行并且在这些运行之间切换的方法和系统；2)用于选择参数边界和约束(包括机器人搜索参数、组装终止条件和组装起始位置)的方法；3)用于优化参数的方法；以及4)用于优化一般过程参数如起始位置的方法。在连接到控制器102的机器人示教器101或者在图1中未示出的PC上进行所有这些方法。下文将描述用于设置生产和参数优化运行并且在这些运行之间切换的方法和系统。该设置和切换方法和系统包括连接到控制器102的机器人示教器101或者PC上的图形用户界面(在图2中示出了该界面的主要页面200)和在设计的优化参数值和运行时间值与用于生产中参数优化的监控和/或切换之间的映射。从连接到控制器102的示教器101或者PC生成设计的参数并且将这些参数映射成控制器102中的参数用于机器人组装过程使用。下文描述的图3中所示流程图是这一映射的部分。图2示出了从上至下命名为“起始位置学习”202、“参数优化”204和“参数验证”206的三个框。在图2中用复选标记示出了这三个框202、204和206，因为在这一示例中，机器人组装单元100的操作者想要使用本专利技术的所有生产中或者在线功能、即学习与机器人110将组装的零件关联的起始位置参数、优化组装参数并且验证优化的组装参数和学习的起始位置参数将用于下一轮生产运行。当三个框都未被复选时，机器人系统使用生产参数以执行组装任务。当用户例如通过复选起始位置学习框202来请求执行生产中参数优化/学习任务时，用生产参数集进行预定次数的学习运行，并且记录和存储位置信息。用于设置预定义学习运行次数的标准是在组装(或者也称为插入)零件和到来零件(也就是组装的(或者有时也称为插入的)零件)的示教的起始位置之间的随机偏差、在生产线上的组装台的位置以及所需学习准确度。组装的零件从生产线连续到来。众所周知，学习运行次数越多，结果准确度就越高。在学习运行期间学习的是与待组装的现实零件关联的起始位置参数。下文在第4小节中描述一种根据组装结束位置学习起始位置参数的技术的一个示例。在连接到控制器102的示教器101或者PC中完成学习运行之后使用下述方法分析数据。在现实设备如示教器101上用图形呈现分析结果。下文具体描述的图5(a)至图5(d)示出了待组装的零件及其在组装之前、期间和之后的关系以及待组装的两个零件之一的X位置分布，零件的位置可以在组装之前变化。因此，该显示可以是组装结束位置的X、Y、Z坐标和定向(在图5(d)中示出的成群加号503)、它们的平均值和图5(d)的示教起始位置X值508以及Y值。图5(d)仅示出了与X分量有关的值作为示例。可以针对位置的Y和Z坐标示出类似画面。难以用本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于在待组装的零件的连续生产运行期间反复组装零件的系统，包括：用于组装所述零件的机器人，所述机器人具有与所述零件的组装关联的参数，所述机器人使用所述参数以在待组装的所述零件的所述连续生产运行期间反复组装所述零件；以及控制器，连接到所述机器人以在所述机器人对所述零件的所述反复组装期间控制所述机器人，所述控制器适于在所述机器人，在所述控制器的控制之下，使用与所述零件的组装关联的所述机器人参数来反复组装所述零件之时，同时优化与所述零件的组装关联的所述机器人参数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US12/331,5032008年12月10日1.一种用于在待组装在一起的第一零件和第二零件的连续生产运行期间连续组装所述第一零件中的相应的一个至所述第二零件中相关联的一个的系统，将被组装的所述第一零件和所述第二零件具有相关联的起始位置，所述系统包括：用于组装所述第一零件中的相应的一个至所述第二零件中相关联的一个的机器人，所述机器人在连续组装所述第一零件中的相应的一个至所述第二零件中相关联的一个之前被教导用于所述第一零件和所述第二零件的起始位置；以及控制器，连接到所述机器人控制所述机器人用以连续组装所述第一零件中的相应的一个至所述第二零件中相关联的一个，其中所述控制器进一步被配置为：使用在连续组装所述第一零件中的相应的一个至所述第二零件中相关联的一个之前教导至所述机器人的用于所述第一零件和所述第二零件的起始位置；当由所述机器人的操作者激发优化时，在使用所教导的所述第一零件和所述第二零件的相关联的起始位置连续将所述第一零件中的相应的一个组装至所述第二零件中相关联的一个时，所教导的所述第一零件和所述第二零件的相关联的起始位置通过执行预定义数目的起始位置学习运行来学习用于所述第一零件和所述第二零件的新的起始位置；当所述预定义数目的起始位置学习运行中的每一个完成时，记录结果；以及当所述预定义数目的起始位置学习运行完成时分析所述起始位置中的每一个起始位置，以达到在用于所述第一零件和所述第二零件的所述新的起始位置。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置成使显示设备显示与新的起始位置有关的信息。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置成使用组装循环时间和组装成功率阈值改变校验用于所述第一零件和所述第二零件的所述新的起始位置。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置成当对更新参数的查询为是时，使用用于所...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·张，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH
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