IT201800004719A1 - System for the automatic movement of an articulated arm, in particular of an articulated crane - Google Patents
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Description
Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo: Description of the patent application for industrial invention entitled:
"Sistema per la movimentazione automatica di un braccio articolato, in particolare di una gru articolata" "System for the automatic movement of an articulated arm, in particular of an articulated crane"
Campo tecnico dell’invenzione Technical field of the invention
La presente invenzione riguarda un sistema per la movimentazione automatica di un braccio articolato, in particolare di una gru articolata. Per “braccio articolato” si intende un sistema dotato di una pluralità di corpi, tra loro collegati in successione, tali da formare una catena cinematica aperta con una pluralità di gradi di libertà, traslativi e/o rotativi nello spazio. The present invention relates to a system for the automatic movement of an articulated arm, in particular of an articulated crane. By "articulated arm" we mean a system equipped with a plurality of bodies, connected to each other in succession, such as to form an open kinematic chain with a plurality of degrees of freedom, translational and / or rotating in space.
Tecnica nota Known technique
Sono noti sistemi che consentono a sistemi a più gradi di libertà di eseguire movimenti precedentemente memorizzati. Tali sistemi prevedono l'esecuzione manuale del movimento desiderato, la sua memorizzazione e quindi la sua successiva riesecuzione automatica. Tale modalità è particolarmente utile nel caso in cui occorra ripetere ciclicamente i medesimi movimenti (si pensi ad esempio al trasporto di materiale da una prima zona ad una seconda zona nell’ambito di un cantiere, di un’area industriale, o simili). Systems are known which allow systems with several degrees of freedom to perform previously memorized movements. These systems provide for the manual execution of the desired movement, its storage and then its subsequent automatic re-execution. This method is particularly useful in the event that the same movements need to be repeated cyclically (think for example of the transport of material from a first area to a second area within a construction site, an industrial area, or the like).
Ad esempio, è frequente l’uso di carroponti in ambito cantieristico. Un carroponte comprende un telaio ad U rovesciata mobile lungo un binario (primo grado di libertà), ed un carrello mobile trasversalmente lungo il telaio (secondo grado di libertà). La posizione assoluta del carrello è pertanto dipendente dalla posizione assoluta del telaio e dalla posizione del carrello relativa al telaio. Alla posizione assoluta del carrello corrisponde una e una sola configurazione del carroponte ed è pertanto semplice registrare e replicare una sequenza di movimenti. For example, the use of overhead cranes in shipbuilding is frequent. An overhead crane comprises an inverted U-shaped frame movable along a track (first degree of freedom), and a trolley movable transversely along the frame (second degree of freedom). The absolute position of the carriage is therefore dependent on the absolute position of the frame and on the position of the carriage relative to the frame. The absolute position of the trolley corresponds to one and only one configuration of the bridge crane and it is therefore easy to record and replicate a sequence of movements.
Nel caso di bracci articolati complessi, ad esempio nel caso di gru articolate, la posizione dell’end-effector della gru può invece essere ottenuta mediante differenti configurazioni della gru stessa. Pertanto la mera registrazione di un movimento manuale e la sua ripetizione non garantisce che l’end-effector esegua gli stessi movimenti. Infatti, se nella posizione di partenza dell’endeffector la gru ha una configurazione differente rispetto alla configurazione che aveva in fase di memorizzazione del movimento, la mera ripetizione dei movimenti effettuati in fase di memorizzazione non consentirà all’end-effector di portarsi nella medesima posizione finale memorizzata. In the case of complex articulated arms, for example in the case of articulated cranes, the position of the end-effector of the crane can instead be obtained through different configurations of the crane itself. Therefore, the mere recording of a manual movement and its repetition does not guarantee that the end-effector performs the same movements. In fact, if in the starting position of the end-effector the crane has a different configuration compared to the configuration it had when storing the movement, the mere repetition of the movements carried out during the storage phase will not allow the end-effector to move to the same position. final stored.
Sommario dell’invenzione Summary of the invention
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di rendere disponibile un sistema per la movimentazione automatica di un braccio articolato, in particolare di una gru articolata, avente una pluralità di gradi di libertà, in cui in particolare la medesima posizione assoluta dell’end-effector può essere ottenuta mediante più configurazioni del braccio articolato stesso. The object of the present invention is therefore to make available a system for the automatic movement of an articulated arm, in particular of an articulated crane, having a plurality of degrees of freedom, in which in particular the same absolute position of the end-effector can be obtained by means of several configurations of the articulated arm itself.
Questo ed altri scopi vengono ottenuti da un sistema per la movimentazione automatica di un braccio articolato secondo la rivendicazione 1. This and other objects are achieved by a system for the automatic movement of an articulated arm according to claim 1.
Le rivendicazioni dipendenti definiscono possibili vantaggiose forme di realizzazione dell’invenzione. The dependent claims define possible advantageous embodiments of the invention.
Breve descrizione delle figure Brief description of the figures
Per meglio comprendere l’invenzione ed apprezzarne i vantaggi, verranno di seguito descritte alcune sue forme di realizzazione esemplificative non limitative, facendo riferimento alle figure annesse, in cui: To better understand the invention and appreciate its advantages, some of its non-limiting exemplary embodiments will be described below, with reference to the attached figures, in which:
la figura 1 è una vista laterale di una gru articolata; Figure 1 is a side view of an articulated crane;
la figura 2 è una illustrazione schematica di un esempio delle fasi di memorizzazione dei movimenti di un braccio articolato in base all’invenzione; Figure 2 is a schematic illustration of an example of the steps of memorizing the movements of an articulated arm according to the invention;
la figura 3 è una illustrazione schematica di un esempio delle fasi di riesecuzione dei movimenti del braccio articolato in base all’invenzione; Figure 3 is a schematic illustration of an example of the phases of re-execution of the movements of the articulated arm according to the invention;
la figura 4 è una illustrazione schematica di un ulteriore esempio delle fasi di riesecuzione dei movimenti del braccio articolato in base all’invenzione; Figure 4 is a schematic illustration of a further example of the phases of re-execution of the movements of the articulated arm according to the invention;
la figura 5 è una illustrazione schematica di un ulteriore esempio delle fasi di riesecuzione dei movimenti del braccio articolato in base all’invenzione; Figure 5 is a schematic illustration of a further example of the phases of re-execution of the movements of the articulated arm according to the invention;
la figura 6 è una illustrazione schematica di un ulteriore esempio delle fasi di riesecuzione dei movimenti del braccio articolato in base all’invenzione. Figure 6 is a schematic illustration of a further example of the phases of re-execution of the movements of the articulated arm according to the invention.
Descrizione dettagliata dell’invenzione Detailed description of the invention
Nella presente descrizione ci si riferirà a titolo esemplificativo ad una gru articolata. Tutta via, la presente invenzione trova applicazione nella movimentazione di bracci articolati di altro genere, quali ad esempio bracci robotici, o piattaforme di lavoro aeree (PLE). In this description we will refer by way of example to an articulated crane. However, the present invention finds application in the movement of articulated arms of another kind, such as for example robotic arms, or aerial work platforms (PLE).
Con riferimento alla annessa figura 1, in essa è riportato un esempio di un possibile braccio articolato, in particolare una gru articolata, ad esempio una gru idraulica caricatrice (comunemente chiamata “loader crane”), indicata nel suo complesso con il riferimento 101. With reference to the attached figure 1, it shows an example of a possible articulated arm, in particular an articulated crane, for example a hydraulic loading crane (commonly called "loader crane"), indicated as a whole with the reference 101.
La gru 101 comprende una colonna 102 girevole intorno al proprio asse, ed uno più bracci 103’, 103’’, eventualmente estensibili. L’estendibilità dei bracci, ove prevista, è ottenuta mediante una pluralità di sfili 104 mobili in traslazione gli uni rispetto agli altri così da poter modificare l’estensione assiale del rispettivo braccio. Nell’esempio di figura 1, solo il secondo braccio 103’’ risulta estendibile mediante movimentazione degli sfili 104. Nel seguito della descrizione, il primo braccio 103’, privo di sfili, verrà indicato come “braccio principale”, mentre il secondo braccio 103’’, provvisto degli sfili 104, verrà indicato come “braccio secondario”. L’estremità libera 105 dell’ultimo sfilo del braccio secondario 103’’ viene comunemente indicata come end-effector. In corrispondenza dell’end-effector 105 può essere previsto un gancio 106 movimentabile ad esempio da un verricello a fune 107. The crane 101 includes a column 102 rotating around its own axis, and one more arms 103 ', 103' ', possibly extendable. The extensibility of the arms, where provided, is obtained by means of a plurality of movable extensions 104 in translation with respect to each other so as to be able to modify the axial extension of the respective arm. In the example of figure 1, only the second arm 103 '' can be extended by moving the extensions 104. In the following description, the first arm 103 ', without extensions, will be referred to as the "main arm", while the second arm 103 '', provided with extensions 104, will be referred to as the "secondary arm". The free end 105 of the last extension of the secondary arm 103 '' is commonly referred to as the end-effector. In correspondence with the end-effector 105, a hook 106 can be provided which can be moved for example by a cable winch 107.
Assumendo per semplicità, a scopo puramente esemplificativo, che sia presente un unico sfilo 104, escludendo i movimenti del gancio 106, la gru 101 presenta i seguenti gradi di libertà: Assuming for simplicity, purely by way of example, that there is a single extension 104, excluding the movements of the hook 106, the crane 101 has the following degrees of freedom:
1) rotazione della colonna 102 intorno al proprio asse; 1) rotation of the column 102 about its own axis;
2) rotazione del braccio principale 103’ rispetto alla colonna 102 intorno ad un asse perpendicolare al piano in cui giacciono la colonna 102 ed il braccio principale 103’; 2) rotation of the main arm 103 'with respect to the column 102 around an axis perpendicular to the plane in which the column 102 and the main arm 103' lie;
3) rotazione del braccio secondario 103’’ rispetto al braccio principale 103’ intorno ad un asse perpendicolare al piano in cui giacciono il braccio principale 103’ ed il braccio secondario 103’’; 3) rotation of the secondary arm 103 '' with respect to the main arm 103 'around an axis perpendicular to the plane in which the main arm 103' and the secondary arm 103 'lie;
4) traslazione dello sfilo 4 rispetto al braccio secondario 103’’. 4) translation of the extension 4 with respect to the secondary arm 103 ''.
La gru sopra descritta realizza pertanto una catena cinematica aperta, con una pluralità di corpi collegati in sequenza (colonna, braccio principale, braccio secondaria, sfili) e un’estremità libera (end-effector). The crane described above therefore creates an open kinematic chain, with a plurality of bodies connected in sequence (column, main boom, secondary boom, extensions) and a free end (end-effector).
A ciascuno dei gradi di libertà sopra elencati corrisponde il movimento di un elemento del braccio articolato rispetto ad un altro (gradi di libertà 2, 3, 4) o rispetto ad un riferimento (grado di libertà 1). Al fine di effettuare tali movimenti, la gru 101 comprende una pluralità di attuatori, in particolare almeno un attuatore corrispondente ad uno specifico grado di libertà. Con riferimento alla figura 1, sono visibili un primo martinetto idraulico 108, che movimenta il braccio principale 103’ rispetto alla colonna 102, un secondo martinetto idraulico 109, che movimenta il braccio secondario 103’’ rispetto al braccio principale 103’, ed un attuatore 110 per la movimentazione della colonna 102 rispetto al riferimento fisso. Saranno poi naturalmente presenti ulteriori attuatori (non visibili nelle figure), ad esempio idraulici, per la movimentazione degli sfili 104. Naturalmente, sebbene nelle gru gli attuatori siano normalmente di tipo idraulico, in generale nei bracci articolati è possibile prevedere attuatori di differente natura (ad esempio: elettrici o pneumatici). Each of the degrees of freedom listed above corresponds to the movement of an element of the articulated arm with respect to another (degrees of freedom 2, 3, 4) or with respect to a reference (degree of freedom 1). In order to carry out these movements, the crane 101 comprises a plurality of actuators, in particular at least one actuator corresponding to a specific degree of freedom. With reference to Figure 1, a first hydraulic jack 108 is visible, which moves the main arm 103 'with respect to the column 102, a second hydraulic jack 109, which moves the secondary arm 103' 'with respect to the main arm 103', and an actuator 110 for moving the column 102 with respect to the fixed reference. Naturally, further actuators will be present (not visible in the figures), for example hydraulic ones, for the movement of the extensions 104. Of course, although in cranes the actuators are normally of the hydraulic type, in general in the articulated arms it is possible to provide actuators of different nature ( for example: electric or pneumatic).
La gru 101 comprende una pluralità di sensori tali da consentire la determinazione di coordinate assolute dell’end-effector 105, in particolare le sue coordinate cartesiane. Ad esempio, assumendo l’origine di un sistema cartesiani di riferimento coincidente con la base della colonna 102, le coordinate assolute dell’end-effector 105 saranno esprimibili come una terna di valori x, y, z. The crane 101 includes a plurality of sensors such as to allow the determination of absolute coordinates of the end-effector 105, in particular its Cartesian coordinates. For example, assuming the origin of a Cartesian reference system coinciding with the base of column 102, the absolute coordinates of the end-effector 105 will be expressed as a triple of x, y, z values.
Secondo una possibile forma di realizzazione, con riferimento alla gru 101, la pluralità di sensori può includere ad esempio: According to a possible embodiment, with reference to the crane 101, the plurality of sensors can include for example:
1) un sensore angolare per la misurazione della rotazione della colonna 102 intorno al proprio asse; 1) an angular sensor for measuring the rotation of the column 102 about its own axis;
2) un sensore angolare per la misurazione della rotazione del braccio principale 103’. Tale rotazione misurata può essere assoluta, ossia riferita ad un riferimento fisso quale l’orizzontale, oppure può essere relativa, rispetto alla colonna 102; 2) an angle sensor for measuring the rotation of the main arm 103 '. This measured rotation can be absolute, i.e. referred to a fixed reference such as the horizontal, or it can be relative, with respect to column 102;
3) un sensore angolare per la misurazione della rotazione del braccio secondario 103’’. Tale rotazione misurata può essere assoluta, ossia riferita ad un riferimento fisso quale l’orizzontale, oppure può essere relativa, rispetto al braccio principale 103’; 3) an angular sensor for measuring the rotation of the secondary arm 103 ''. This measured rotation can be absolute, i.e. referred to a fixed reference such as the horizontal, or it can be relative, with respect to the main arm 103 ';
4) un sensore lineare per la misurazione della traslazione dello sfilo 104 rispetto al braccio secondario 103’’. 4) a linear sensor for measuring the translation of the extension 104 with respect to the secondary arm 103 ''.
Ad esempio, i sensori possono includere encoder lineari o angolari, inclinometri, sensori di posizione magnetostrittivi o similari. A partire dai segnali provenienti dai sensori sopra indicati è possibile, mediante relazioni geometriche, determinare le coordinate assolute dell’end-effector 105. For example, sensors may include linear or angular encoders, inclinometers, magnetostrictive position sensors or the like. Starting from the signals from the sensors indicated above, it is possible, through geometric relationships, to determine the absolute coordinates of the end-effector 105.
La gru 101 comprende un’unità di controllo funzionalmente collegata agli attuatori, per la loro movimentazione, e ai sensori, per ricevere i segnali rappresentativi delle grandezze sopra elencate. L’unità di controllo comprende inoltre un modulo di memoria la cui funzione verrà chiarita in seguito. The crane 101 includes a control unit functionally connected to the actuators, for their movement, and to the sensors, to receive the representative signals of the quantities listed above. The control unit also includes a memory module whose function will be clarified later.
E’ inoltre previsto un dispositivo di interfaccia utente collegato all’unità di controllo per consentire ad un operatore di movimentare manualmente la gru ed eventualmente di accedere ad altre funzioni. Ad esempio, il dispositivo di interfaccia utente può comprendere un radiocomando e l’unità di controllo può comprendere un modulo di trasmissione per comunicare con quest’ultimo (ad esempio un modulo di trasmissione radio). Mediante il radiocomando, agendo ad esempio su un joystick, l’operatore può movimentare visivamente l’endeffector 105 tra posizioni successive. Dato che, come detto nella presente introduzione, la medesima posizione dell’end-effector 105 può corrispondere in generale a più di una configurazione della gru, anche i movimenti dell’end-effector 105 possono essere effettuati in maniere differenti, ossia movimentando in sequenza differenti attuatori. Pertanto, vengono in generale previste delle logiche di funzionamento predefinite in base alle quali, a fronte di un certo movimento desiderato dell’endeffector, si sceglie quali attuatori debbano essere azionati per ottenere lo stesso. There is also a user interface device connected to the control unit to allow an operator to manually move the crane and possibly access other functions. For example, the user interface device may include a radio control and the control unit may include a transmission module to communicate with the latter (for example a radio transmission module). Using the radio control, for example by acting on a joystick, the operator can visually move the endffector 105 between successive positions. Since, as mentioned in the present introduction, the same position of the end-effector 105 can generally correspond to more than one configuration of the crane, also the movements of the end-effector 105 can be carried out in different ways, i.e. moving in sequence different actuators. Therefore, predefined operating logics are generally provided on the basis of which, in the face of a certain desired movement of the endeffector, one chooses which actuators must be operated to obtain the same.
L’unità di controllo è quindi configurata in modo tale che, a seguito di un’istruzione di movimentazione dell’end-effector ricevuta da dispositivo di interfaccia utente, tale movimento venga ottenuto in base ad una logica di attivazione degli attuatori predeterminata. Ad esempio, una logica di attivazione può essere quella di minimizzare la portata di olio necessaria per azionare gli attuatori, oppure quella di minimizzare l’energia utilizzata nel movimento. Un’ulteriore logica può essere quella della distanza minima percorsa dall’end-effector per raggiungere la posizione desiderata. Un ulteriore criterio sovente utilizzato, ad esempio in combinazione con uno di quelli sopra elencati, è quello di mantenere gli attuatori lontani dalla posizione di fine corsa. Le logiche di funzionamento predeterminate sono di per sé note e pertanto non si entrerà nel dettaglio della loro descrizione. The control unit is therefore configured in such a way that, following an end-effector movement instruction received from the user interface device, this movement is obtained based on a predetermined activation logic of the actuators. For example, an activation logic may be to minimize the flow of oil required to operate the actuators, or to minimize the energy used in movement. A further logic may be that of the minimum distance traveled by the end-effector to reach the desired position. A further criterion often used, for example in combination with one of those listed above, is to keep the actuators away from the end position. The predetermined operating logics are known per se and therefore their description will not be detailed.
Alternativamente, l’operatore può egli stesso decidere quali attuatori movimentare, uno o più di uno alla volta, e conseguentemente ottenere la movimentazione dell’end-effector desiderata. Alternatively, the operator can himself decide which actuators to move, one or more than one at a time, and consequently obtain the desired end-effector movement.
Mediante un sistema così configurato è possibile memorizzare una sequenza di movimenti impartita manualmente mediante il dispositivo di interfaccia utente e successivamente replicare gli stessi in maniera automatica con le modalità che verranno descritte di seguito. By means of a system configured in this way, it is possible to memorize a sequence of movements manually imparted by means of the user interface device and subsequently to replicate them automatically in the manner described below.
L’unità di controllo è in particolare configurata per effettuare una fase di memorizzazione di una movimentazione dell’end-effector 105, che comprende: The control unit is in particular configured to carry out a storage phase of a movement of the end-effector 105, which includes:
- ricevere istruzioni di movimentazione dell’end-effector 105 dal dispositivo di interfaccia utente; - receive end-effector 105 handling instructions from the user interface device;
- azionare gli attuatori affinché l’endeffector 105 compia una sequenza di movimenti corrispondenti alle istruzioni di movimentazione. Gli attuatori possono essere movimentati in base ad una logica predeterminata (ad esempio di minimizzazione della portata o distanza minima percorsa), oppure è l’operatore stesso a movimentare tramite il dispositivo di interfaccia utente specifici attuatori in modo tale che l’end-effector 105 effettui certi movimenti nello spazio; - operate the actuators so that the endeffector 105 performs a sequence of movements corresponding to the handling instructions. The actuators can be moved on the basis of a predetermined logic (for example of minimization of the flow rate or minimum distance traveled), or it is the operator himself who moves specific actuators through the user interface device so that the end-effector 105 you make certain movements in space;
- rilevare durante la movimentazione, in una pluralità di istanti di campionamento successivi tra loro distanziati di un tempo di campionamento i segnali provenienti dai sensori. Il tempo di campionamento può essere predefinito o può alternativamente essere impostato dall’operatore. Preferibilmente, il tempo di campionamento è inferiore al secondo, ancora più preferibilmente dell’ordine del decimo di secondo. - detecting during the movement, in a plurality of successive sampling instants spaced apart by a sampling time, the signals coming from the sensors. The sampling time can be predefined or can alternatively be set by the operator. Preferably, the sampling time is less than one second, even more preferably of the order of a tenth of a second.
- determinare le coordinate assolute dell’endeffector 105 in ciascun istante di campionamento in base ai segnali provenienti dai sensori; - determine the absolute coordinates of the endeffector 105 at each sampling instant based on the signals from the sensors;
- memorizzare nel modulo di memoria le coordinate assolute dell’end-effector 105 determinate in ciascun istante di campionamento e gli attuatori utilizzati per la movimentazione dell’end-effector 105 tra ciascuna coordinata assoluta determinata e la coordinata assoluta determinata all’istante di campionamento successivo. Si noti che in questa fase, per quanto riguarda i segnali provenienti dai sensori, vengono memorizzate solo le coordinate assolute dell’end-effector e non occorre memorizzare la configurazione della gru, derivabile anch’essa dai segnali dei sensori. Inoltre, per quanto riguarda gli attuatori, si memorizza solo quali attuatori vengono utilizzati, e non occorre che vengano memorizzati né il verso di movimentazione, né la distanza (angolare o lineare) percorsa dagli attuatori stessi. - store in the memory module the absolute coordinates of the end-effector 105 determined at each sampling instant and the actuators used for moving the end-effector 105 between each absolute coordinate determined and the absolute coordinate determined at the next sampling instant . Note that in this phase, as regards the signals from the sensors, only the absolute coordinates of the end-effector are stored and there is no need to memorize the configuration of the crane, which can also be derived from the sensor signals. Furthermore, as regards the actuators, only which actuators are used are memorized, and neither the direction of movement nor the distance (angular or linear) traveled by the actuators themselves need to be memorized.
In questo modo la traiettoria effettiva effettuata dall’end-effector 105 in base alle istruzioni manuali dell’operatore viene suddivisa in una molteplicità di punti discreti, ciascuno corrispondente ad un istante di campionamento, ed inoltre viene memorizzato quali attuatori sono stati impiegati nelle frazioni di traiettoria delimitate da detti punti successivi. In this way the actual trajectory carried out by the end-effector 105 according to the manual instructions of the operator is divided into a multiplicity of discrete points, each corresponding to a sampling instant, and it is also memorized which actuators have been used in the fractions of trajectory delimited by said successive points.
Sulla base di tali informazioni memorizzate, l’unità di controllo può quindi agire sugli attuatori in modo tale da rieseguire il movimento memorizzato, in particolare movimentando in maniera automatica la gru, nella maniera seguente. Based on this stored information, the control unit can then act on the actuators in such a way as to re-execute the stored movement, in particular by automatically moving the crane, as follows.
In particolare, l’unità di comando è configurata in modo tale da effettuare una fase di riesecuzione del movimento memorizzato a seguito di un’istruzione di riesecuzione automatica del movimento memorizzato. Ad esempio, tale fase può essere avviata dall’operatore tramite il dispositivo di interfaccia utente. In particular, the control unit is configured in such a way as to carry out a re-execution phase of the memorized movement following an automatic re-execution instruction of the memorized movement. For example, this phase can be started by the operator through the user interface device.
Tale fase di riesecuzione del movimento memorizzato prevede di suddividere la riesecuzione in una pluralità di periodi parziali di riesecuzione, ciascuno delimitato da due istanti di riesecuzione successivi distanti un tempo parziale di riesecuzione, che, secondo una possibile forma di realizzazione, è pari al tempo di campionamento. Alternativamente, il tempo parziale di riesecuzione potrebbe essere differente rispetto al tempo di campionamento (ad esempio, potrebbe essere selezionabile dall’operatore) e in tal caso la durata della fase di riesecuzione sarà differente dalla durata della fase di memorizzazione. La fase di riesecuzione, comprende, in ciascun periodo parziale di riesecuzione: This re-execution phase of the memorized movement involves dividing the re-execution into a plurality of partial re-execution periods, each delimited by two successive re-execution instants distant from a partial re-execution time, which, according to a possible embodiment, is equal to the re-execution time. sampling. Alternatively, the partial re-execution time may be different than the sampling time (for example, it may be selectable by the operator) and in this case the duration of the re-execution phase will be different from the duration of the storage phase. The re-execution phase includes, in each partial re-execution period:
- rilevare all’istante di riesecuzione iniziale i segnali provenienti dai sensori i segnali provenienti dai sensori; - detect the signals coming from the sensors and the signals coming from the sensors at the instant of initial re-execution;
- determinare le coordinate assolute effettive dell’end-effector 105 e la configurazione del braccio articolato in base ai segnali provenienti dai sensori. Si noti che, a differenza di quanto accade in fase di memorizzazione, in fase di riesecuzione la configurazione del braccio articolato viene monitorata. Ad esempio, con riferimento alla figura 1, è possibile determinare se il braccio secondario 103’’ ed il braccio principale 103’ sono tra loro allineati oppure se formano un certo angolo relativo. - determine the actual absolute coordinates of the end-effector 105 and the configuration of the articulated arm based on the signals from the sensors. Note that, unlike what happens in the storage phase, the configuration of the articulated arm is monitored during the rerun phase. For example, with reference to Figure 1, it is possible to determine if the secondary arm 103 'and the main arm 103' are aligned with each other or if they form a certain relative angle.
- confrontare le coordinate assolute effettive dell’end-effector 105 con le coordinate assolute dell’end-effector 105 memorizzate in ciascuno degli istanti di campionamento. Preferibilmente, tale fase viene effettuata con una certa tolleranza, ossia le coordinate assolute effettive vengono considerate uguali alle coordinate assolute memorizzate se le coordinate assolute effettive sono uguali alle coordinate assolute memorizzate più o meno una certa tolleranza dimensionale; - compare the actual absolute coordinates of the end-effector 105 with the absolute coordinates of the end-effector 105 stored in each of the sampling instants. Preferably, this phase is carried out with a certain tolerance, ie the actual absolute coordinates are considered equal to the memorized absolute coordinates if the actual absolute coordinates are equal to the memorized absolute coordinates plus or minus a certain dimensional tolerance;
- se le coordinate assolute effettive dell’endeffector 105 coincidono (preferibilmente, a meno della tolleranza sopra indicata) con una delle coordinate assolute dell’end-effector memorizzate in uno degli istanti di campionamento, azionare gli attuatori memorizzati per effettuare il movimento dell’end-effector 105 verso la coordinata assoluta memorizzata all’istante di campionamento successivo. Nel caso in cui la gru abbia la stessa configurazione che aveva nella corrispondente posizione dell’end-effector in fase di memorizzazione, questo passaggio è sufficiente per raggiungere la coordinata assoluta memorizzata all’istante di campionamento successivo; - if the actual absolute coordinates of the end effector 105 coincide (preferably, with the exception of the tolerance indicated above) with one of the absolute coordinates of the end-effector stored in one of the sampling instants, activate the memorized actuators to carry out the movement of the end -effector 105 towards the absolute coordinate stored at the next sampling instant. In the event that the crane has the same configuration it had in the corresponding position of the end-effector during storage, this step is sufficient to reach the absolute coordinate stored at the next sampling instant;
- se è determinato in base alla configurazione della gru che l’end-effector 105 non è in grado di raggiungere la coordinata assoluta memorizzata all’istante di campionamento successivo, preferibilmente azionare inoltre uno o più ulteriori attuatori secondo una logica di funzionamento predeterminata. Tale situazione può invece capitare nel caso in cui, malgrado la coordinata assoluta corrisponda a quella memorizzata, la gru ha una configurazione diversa. In questo caso occorreranno movimenti ulteriori per raggiungere la coordinata assoluta memorizzata all’istante di campionamento successivo. - if it is determined based on the configuration of the crane that the end-effector 105 is not able to reach the absolute coordinate stored at the next sampling instant, preferably also activate one or more additional actuators according to a predetermined operating logic. On the other hand, this situation may occur in the case in which, despite the absolute coordinate corresponds to the memorized one, the crane has a different configuration. In this case, further movements will be required to reach the absolute coordinate stored at the next sampling instant.
Se, invece, le coordinate assolute effettive dell’end-effector 105 non coincidono con una delle coordinate assolute dell’end-effector memorizzate in uno degli istanti di campionamento, si possono verificare due situazioni differenti: l’endeffector 105 giace lungo la traiettoria memorizzata, oppure l’end effector 105 giace al di fuori della traiettoria memorizzata. Vantaggiosamente, l’unità di controllo è quindi configurata per: If, on the other hand, the actual absolute coordinates of the end-effector 105 do not coincide with one of the absolute coordinates of the end-effector stored in one of the sampling instants, two different situations can occur: the end-effector 105 lies along the stored trajectory , or the end effector 105 lies outside the memorized trajectory. Advantageously, the control unit is therefore configured for:
- determinare l’intera traiettoria memorizzata dell’end-effector. Questa può essere ottenuta ad esempio come spezzata che unisce le varie coordinate assolute memorizzate dell’endeffector, o per interpolazione, ad esempio polinomiale, della stessa. - determine the entire memorized trajectory of the end-effector. This can be obtained, for example, as a broken line that unites the various absolute coordinates stored by the endffector, or by interpolation, for example polynomial, of the same.
- se la coordinata assoluta effettiva dell’endeffector 105 giace in un tratto della traiettoria compreso tra una prima ed una seconda coordinate assolute memorizzate tra due istanti di campionamento successivi, azionare gli attuatori memorizzati per effettuare il movimento dell’end-effector 105 tra dette due coordinate assolute memorizzate tra due istanti di campionamento successivi; - if the actual absolute coordinate of the end-effector 105 lies in a section of the trajectory between a first and a second absolute coordinates stored between two successive sampling instants, activate the memorized actuators to effect the movement of the end-effector 105 between said two absolute coordinates stored between two successive sampling instants;
- se è determinato in base alla configurazione della gru che l’end-effector 105 non è in grado di raggiungere la seconda coordinata assoluta memorizzata, azionare uno o più ulteriori attuatori secondo una logica di funzionamento predeterminata. - if it is determined based on the configuration of the crane that the end-effector 105 is unable to reach the second absolute coordinate stored, operate one or more additional actuators according to a predetermined operating logic.
Se la coordinata assoluta effettiva dell’endeffector 105 giace al di fuori dalla traiettoria memorizzata, l’unità di controllo, vantaggiosamente, è configurata in modo tale da: If the actual absolute coordinate of endeffector 105 lies outside the stored trajectory, the control unit is advantageously configured in such a way as to:
- calcolare il punto della traiettoria memorizzata più vicino alla coordinata assoluta effettiva dell’end-effector; - calculate the point of the stored trajectory closest to the actual absolute coordinate of the end-effector;
- azionare gli attuatori secondo una logica di funzionamento predeterminata per portare l’end-effector in tale punto. Tale punto più vicino può essere sia un punto precedentemente memorizzato, sia un punto non memorizzato ma ricompreso tra due punti successivi memorizzati. A seconda della circostanza che si è verificata, si procede quindi poi secondo una delle modalità dette sopra. - operate the actuators according to a predetermined operating logic to bring the end-effector to that point. This closest point can be either a previously memorized point or a point not memorized but included between two successive memorized points. Depending on the circumstance that has occurred, we then proceed according to one of the methods mentioned above.
Vantaggiosamente, i movimenti dell’end-effector 105 tra due punti successivi, ad esempio tra due punti le cui coordinate assolute sono state memorizzate, avvengono preferibilmente mediante un controllo in anello chiuso della posizione dell’endeffector (ad esempio, secondo logiche P, PI, PD, PI, PID), in cui il riferimento è la traiettoria dell’end effector. Se, ad esempio, sono noti i due punti estremi desiderati, la traiettoria di riferimento tra questi due punti può essere posta pari al segmento congiungente tali punti. Advantageously, the movements of the end-effector 105 between two successive points, for example between two points whose absolute coordinates have been stored, preferably take place by means of a closed-loop control of the position of the end-effector (for example, according to logics P, PI , PD, PI, PID), where the reference is the trajectory of the end effector. If, for example, the two desired extreme points are known, the reference trajectory between these two points can be set equal to the segment joining these points.
Quanto detto sopra presuppone che la riesecuzione del movimento avvenga nello stesso tempo impiegato in fase di memorizzazione. The above assumes that the re-execution of the movement takes place at the same time as during the memorization phase.
E’ tuttavia altresì possibile rieseguire la traiettoria memorizzata ad una velocità differente, ossia in modo tale che l’end-effector esegua tale traiettoria memorizzata in un tempo totale di riesecuzione maggiore o minore del tempo totale memorizzato (dato dalla sommatoria dei tempi di campionamento). However, it is also possible to re-execute the memorized trajectory at a different speed, i.e. in such a way that the end-effector executes this memorized trajectory in a total re-execution time greater or less than the total memorized time (given by the sum of the sampling times). .
L’unità di controllo è quindi vantaggiosamente configurata per ricevere come parametro in ingresso un tempo di riesecuzione totale desiderato. Tale parametro può ad esempio essere fornito all’unità di controllo tramite il dispositivo di interfaccia utente. The control unit is therefore advantageously configured to receive a desired total replay time as an input parameter. This parameter can for example be provided to the control unit via the user interface device.
In particolare, l’unità di controllo è configurata in modo tale, da: In particular, the control unit is configured in such a way as to:
- determinare la traiettoria memorizzata dell’end-effector. Questo passo può essere eseguito secondo quanto detto in precedenza; - calcolare sulla traiettoria memorizzata coordinate assolute equivalenti dell’endeffector, corrispondenti alle coordinate assolute dell’end effector che sarebbero state rilevate in fase di memorizzazione del movimento se l’end effector avesse effettuato la traiettoria stimata nel tempo totale di riesecuzione desiderato; - determine the memorized trajectory of the end-effector. This step can be performed according to what was previously said; - calculate equivalent absolute coordinates of the end effector on the stored trajectory, corresponding to the absolute coordinates of the end effector that would have been detected during the movement storage phase if the end effector had carried out the estimated trajectory in the total desired re-execution time;
- porre le coordinate assolute dell’endeffector memorizzate pari a dette coordinate assolute equivalenti. - set the absolute coordinates of the stored endeffector equal to said equivalent absolute coordinates.
In questo modo, vengono di fatto manipolate le coordinate memorizzate, che vengono sostituite con delle nuove coordinate equivalenti che tengono conto del fatto che la riesecuzione del movimento avviene ad una velocità differente rispetto alla velocità tenuta in fase di memorizzazione. In this way, the stored coordinates are actually manipulated, which are replaced with new equivalent coordinates that take into account the fact that the re-execution of the movement occurs at a different speed than the speed kept in the storage phase.
A questo punto occorre distinguere il caso in cui la velocità desiderata in fase di esecuzione sia maggiore o minore rispetto alla velocità nella fase di memorizzazione. At this point it is necessary to distinguish the case in which the desired speed in the execution phase is greater or less than the speed in the storage phase.
Vantaggiosamente, l’unità di controllo è configurata in modo tale da: Advantageously, the control unit is configured in such a way as to:
- se il tempo totale di riesecuzione desiderato è maggiore rispetto al tempo totale di campionamento (ossia se si desidera ridurre la velocità di esecuzione), memorizzare per ogni coordinata assoluta equivalente gli attuatori memorizzati nel tratto della traiettoria in cui giace la coordinata assoluta equivalente. In questo modo, ad ogni coordinata assoluta equivalente sono anche associati gli attuatori da utilizzare (se la configurazione della gru lo consente) nella riesecuzione, che sono gli stessi memorizzati per il tratto di traiettoria in cui giacciono le coordinate assolute equivalenti. Si può quindi procedere secondo quanto descritto in precedenza; - if the desired total re-execution time is greater than the total sampling time (i.e. if you want to reduce the execution speed), store the actuators stored in the section of the trajectory in which the equivalent absolute coordinate lies for each equivalent absolute coordinate. In this way, each equivalent absolute coordinate is also associated with the actuators to be used (if the crane configuration allows it) in the re-execution, which are the same ones stored for the trajectory section in which the equivalent absolute coordinates lie. It is therefore possible to proceed as described previously;
- se il tempo di tempo di esecuzione totale desiderato è inferiore rispetto al tempo totale di campionamento (ossia se si desidera aumentare la velocità), memorizzare per ogni coordinata assoluta equivalente gli attuatori utilizzati nel tratto della traiettoria in cui giace la coordinata assoluta equivalente e in tutti i tratti precedenti. In altre parole, poiché la velocità aumenta, tra due coordinate assolute equivalenti successive possono essere inclusi più tratti di traiettoria memorizzata. In questo caso, gli attuatori memorizzati per ciascuna coordinata assoluta equivalente saranno quelli memorizzati per tutti i tratti ricompresi tra di essa e la coordinata assoluta equivalente precedente. Dopodiché, di nuovo, si procederà in analogia con quanto descritto in precedenza. - if the total execution time desired is less than the total sampling time (i.e. if you want to increase the speed), store for each equivalent absolute coordinate the actuators used in the section of the trajectory in which the equivalent absolute coordinate lies and in all the previous sections. In other words, as the speed increases, several sections of memorized trajectory can be included between two successive equivalent absolute coordinates. In this case, the actuators memorized for each equivalent absolute coordinate will be those memorized for all the sections included between it and the previous equivalent absolute coordinate. Then, again, we will proceed in analogy with what was previously described.
Verranno ora forniti alcuni esempi di funzionamento per chiarire ulteriormente quanto sopra esposto. Some examples of operation will now be provided to further clarify the above.
In figura 2 sono illustrate le fasi di memorizzazione di una possibile traiettoria di un braccio articolato. In particolare, nella figura è schematizzato il braccio articolato avente la colonna 102, il braccio principale 103’, il braccio secondario 103’’ e un unico sfilo 104, che termina con l’end-effector 105. La posizione iniziale dell’endeffector 105 è indicata dalle coordinate x1, y1, z1. I movimenti che vengono memorizzati sono i seguenti: Figure 2 illustrates the steps for memorizing a possible trajectory of an articulated arm. In particular, the figure schematically shows the articulated arm having the column 102, the main arm 103 ', the secondary arm 103' 'and a single extension 104, which ends with the end-effector 105. The initial position of the end-effector 105 is indicated by the coordinates x1, y1, z1. The movements that are stored are the following:
- passaggio nel tempo di campionamento dalla posizione x1, y1, z1 (posizione iniziale) alla posizione x2, y2, z2. Le coordinate assolute di entrambe le posizioni vengono memorizzate. In base alla logica di funzionamento predeterminata, ad esempio di minimizzazione della portata di olio, oppure perché l’operatore stesso decide così, la seconda posizione viene raggiunta mediante fuoriuscita dello sfilo 104, che comporta l’attuazione del corrispondente attuatore, che viene anch’essa memorizzata (in figura 2 viene quindi indicato, oltre a x1, y1, z1 e a x2, y2, z2, anche il riferimento 104, ad indicare che in questo passaggio è stato movimentato lo sfilo 104). Non occorre memorizzare la configurazione del braccio: ad esempio non occorre memorizzare l’angolo formato tra i bracci principale 103’ e secondario 103’’. Né occorre memorizzare il verso e l’estensione di movimentazione dell’attuatore che movimenta lo sfilo 104; - passage in the sampling time from position x1, y1, z1 (initial position) to position x2, y2, z2. The absolute coordinates of both positions are stored. On the basis of the predetermined operating logic, for example of minimizing the oil flow, or because the operator himself decides in this way, the second position is reached by means of the extension of the extension 104, which involves the actuation of the corresponding actuator, which is also it is stored (in Figure 2, in addition to x1, y1, z1 and x2, y2, z2, the reference 104 is also indicated, indicating that the extension 104 has been moved in this passage). There is no need to memorize the configuration of the arm: for example, the angle formed between the main 103 'and secondary 103' arms does not need to be memorized. Nor do you need to memorize the direction and extension of movement of the actuator that moves the extension 104;
- passaggio nel tempo di campionamento dalla seconda posizione x2, y2, z2 alla terza posizione x3, y3, z3 che viene memorizzata. Secondo l’esempio, la terza posizione viene raggiunta mediante rotazione del braccio secondario 103’’ e mediante un’ulteriore fuoriuscita dello sfilo 104. L’impiego dei due corrispondenti attuatori del braccio secondario 103’’ e dello sfilo 104 viene anch’esso memorizzato. - passage in the sampling time from the second position x2, y2, z2 to the third position x3, y3, z3 which is stored. According to the example, the third position is reached by rotation of the secondary arm 103 '' and by a further exit of the extension 104. The use of the two corresponding actuators of the secondary arm 103 '' and of the extension 104 is also memorized .
Passando ora alla fase di riesecuzione, se la posizione iniziale dell’end-effector corrisponde alla posizione iniziale memorizzata x1,y1,z1, se la configurazione iniziale della gru è la medesima che aveva la gru in fase di memorizzazione nella posizione x1,y1,z1 e se la velocità di esecuzione desiderata è la stessa velocità impiegata in fase di memorizzazione, la gru eseguirà esattamente gli stessi movimenti mediante attivazione degli stessi attuatori utilizzati nei vari tratti della traiettoria in fase di memorizzazione, secondo quanto illustrato in figura 2. La verifica della configurazione effettuata in corrispondenza del punto x1,y1,z1 confermerà che la sola fuoriuscita della sfilo 104 consente di raggiungere la coordinata x2,y2,z2. Now moving on to the rerun phase, if the initial position of the end-effector corresponds to the initial memorized position x1, y1, z1, if the initial configuration of the crane is the same as that of the crane being memorized in position x1, y1, z1 and if the desired execution speed is the same speed used in the memorization phase, the crane will perform exactly the same movements by activating the same actuators used in the various sections of the trajectory in the memorization phase, as illustrated in figure 2. The verification of the configuration carried out at the point x1, y1, z1 will confirm that only the exit of the extension 104 allows to reach the coordinate x2, y2, z2.
Con riferimento ora invece alla figura 3, se la posizione iniziale dell’end-effector corrisponde alla posizione iniziale memorizzata x1,y1,z1, ma la configurazione iniziale della gru non è la medesima che aveva la gru in fase di memorizzazione nella posizione x1,y1,z1, se si cercasse di ripercorrere la traiettoria memorizzata semplicemente attivando gli stessi attuatori utilizzati nei vari tratti della traiettoria in fase di memorizzazione (ossia solo l’attuatore dello sfilo 104), l’end-effector 105 non riuscirebbe a raggiungere la posizione memorizzata x2, y2, z2 poiché occorre anche una rotazione. Pertanto l’unità di controllo, verificato a partire dai segnali dei sensori che con i soli attuatori memorizzati non è possibile raggiungere la posizione x2,y2,z2 in base ad esempio alla logica della minima portata aziona anche l’attuatore che movimenta il braccio secondario 103’’ in modo tale che l’end-effector 105 raggiunga effettivamente la posizione x2, y2, z2. Successivamente, malgrado la configurazione effettiva della gru nella posizione x2, y2, z2 non coincida esattamente con quella memorizzata, l’unità di controllo verifica che, nella configurazione della coordinata x2,y2,z2, l’endeffector 105 riesce comunque a passare alla posizione x3,y3,z3 con l’attivazione solo degli attuatori memorizzati tra le coordinate x2,y2,z2 e x3,y3,z3, ossia gli attuatori che movimentano il braccio secondario 103’’ e lo sfilo 104. Questi ultimi compiranno movimenti leggermente differenti rispetto a quelli memorizzati. Da questo esempio si nota che, anche se la configurazione iniziale della gru è differente da quella che aveva in fase di memorizzazione, man mano che il movimento memorizzato viene rieseguito, il braccio articolato tende ad avvicinarsi alla corrispondente configurazione che aveva in fase di memorizzazione. With reference now instead to figure 3, if the initial position of the end-effector corresponds to the initial memorized position x1, y1, z1, but the initial configuration of the crane is not the same as that of the crane being memorized in position x1, y1, z1, if you tried to retrace the memorized trajectory simply by activating the same actuators used in the various sections of the trajectory being stored (i.e. only the actuator of the extension 104), the end-effector 105 would not be able to reach the position stored x2, y2, z2 as a rotation is also required. Therefore, the control unit, having verified starting from the sensor signals that it is not possible to reach position x2, y2, z2 with only the stored actuators, based for example on the logic of the minimum flow rate, also activates the actuator that moves the secondary arm. 103 '' so that the end-effector 105 actually reaches the position x2, y2, z2. Subsequently, although the actual configuration of the crane in position x2, y2, z2 does not exactly coincide with the one stored, the control unit verifies that, in the configuration of the coordinate x2, y2, z2, the endeffector 105 is still able to pass to the position x3, y3, z3 with the activation only of the actuators memorized between the coordinates x2, y2, z2 and x3, y3, z3, i.e. the actuators that move the secondary arm 103 '' and the extension 104. The latter will perform slightly different movements than those stored. From this example it can be seen that, even if the initial configuration of the crane is different from the one it had in the memorization phase, as the memorized movement is repeated, the articulated arm tends to approach the corresponding configuration it had in the memorization phase.
Con riferimento ora alla figura 4, se la posizione iniziale dell’end-effector 105 non corrisponde alla posizione iniziale memorizzata x1,y1,z1, l’unità di controllo movimenta l’end-effector 105, ad esempio secondo la logica della minima portata, in modo tale che questo raggiunga il punto più vicino sulla traiettoria memorizzata, punto che non necessariamente coincide con un punto memorizzato. Nell’esempio tale punto, indicato con X, è sul tratto tra le coordinate x1,y1,z1, e x2,y2,z2. Pertanto, l’unità di controllo, nel tempo parziale di riesecuzione, porterà l’end-effector 105 in tale punto più vicino sulla traiettoria memorizzata e, dopo di ciò, cercherà di portare l’end effector nel punto di coordinate x2, y2, z2 azionando solo l’attuatore che movimenta lo sfilo 104 (che era l’attuatore memorizzato per il passaggio dalle coordinate x1, y1, z1 alle coordinate x1, y1, z1), ma, non riuscendoci, azionerà anche un secondo attuatore, in questo caso l’attuatore che movimenta il braccio secondario 103’’, secondo la logica predeterminata impostata. Dopodiché la riesecuzione del movimento prosegue secondo quanto descritto con riferimento alla figura 3. Naturalmente, se il punto iniziale effettivo rilevato non fosse coinciso con un punto memorizzato ma fosse già stato sulla traiettoria, non sarebbe stato necessario portare l’end-effector 105 nel punto più vicino della traiettoria dato che l’end-effector già si sarebbe trovato sulla traiettoria. With reference now to figure 4, if the initial position of the end-effector 105 does not correspond to the memorized initial position x1, y1, z1, the control unit moves the end-effector 105, for example according to the logic of the minimum flow rate , in such a way that it reaches the closest point on the memorized trajectory, a point which does not necessarily coincide with a memorized point. In the example, this point, indicated by X, is on the section between the coordinates x1, y1, z1, and x2, y2, z2. Therefore, the control unit, in the partial replay time, will bring the end-effector 105 to this closest point on the memorized trajectory and, after this, it will try to bring the end effector to the point of coordinates x2, y2, z2 by activating only the actuator that moves the extension 104 (which was the actuator memorized for the passage from the coordinates x1, y1, z1 to the coordinates x1, y1, z1), but, failing to do so, it will also activate a second actuator, in this case the actuator which moves the secondary arm 103 '', according to the predetermined logic set. Then the re-execution of the movement continues as described with reference to figure 3. Naturally, if the actual starting point detected had not coincided with a memorized point but had already been on the trajectory, it would not have been necessary to bring the end-effector 105 to the point closer than the trajectory since the end-effector would already have been on the trajectory.
Passando ora alla figura 5, viene ora descritto il caso in cui la riesecuzione venga effettuata con una velocità differente rispetto alla velocità tenuta in fase di memorizzazione. Per semplicità di comprensione si considera il caso in cui la posizione iniziale dell’end-effector corrisponde alla posizione iniziale memorizzata x1,y1,z1, e in cui la configurazione iniziale della gru è la medesima che aveva la gru in fase di memorizzazione della posizione x1,y1,z1. Turning now to Figure 5, the case is now described in which the re-execution is carried out with a different speed with respect to the speed kept in the storage phase. For simplicity of understanding, we consider the case in which the initial position of the end-effector corresponds to the initial memorized position x1, y1, z1, and in which the initial configuration of the crane is the same as that of the crane when memorizing the position. x1, y1, z1.
Se ad esempio si vuole dimezzare la velocità di esecuzione, il tempo totale di riesecuzione desiderato raddoppia rispetto al tempo totale di campionamento. Se si considera pertanto ad esempio il tratto tra le coordinate x1,y1,z1 e x2,y2,z2, nel tempo che la gru, in fase di memorizzazione, impiegava per passare da queste due posizioni (tale tempo essendo pari al tempo di campionamento), in fase di riesecuzione l’end-effector potrà raggiungere solo una posizione x12 intermedia tra la x1 e x2, che rappresenta una coordinata assoluta equivalente. L’unità di controllo azionerà quindi lo stesso attuatore utilizzato in fase di memorizzazione per il passaggio tra le posizioni x1,y1,z1 e x2,y2,z2, ossia l’attuatore che movimenta lo sfilo 104, che, data la configurazione rilevata della gru, consente di raggiungere la posizione x2,y2,z2 senza attivare altri attuatori. Dopodiché si procede lungo tutta la traiettoria con la medesima logica. For example, if you want to halve the execution speed, the total desired replay time doubles compared to the total sampling time. Therefore, if we consider, for example, the section between the coordinates x1, y1, z1 and x2, y2, z2, in the time that the crane, in the memorization phase, took to pass through these two positions (this time being equal to the sampling time ), during the re-execution phase the end-effector can only reach an intermediate position x12 between x1 and x2, which represents an equivalent absolute coordinate. The control unit will then operate the same actuator used in the storage phase for the passage between positions x1, y1, z1 and x2, y2, z2, i.e. the actuator that moves the extension 104, which, given the configuration detected of the crane, allows you to reach position x2, y2, z2 without activating other actuators. Then we proceed along the entire trajectory with the same logic.
Con riferimento ora alla figura 6, se invece si vuole aumentare la velocità di esecuzione, il tempo totale di esecuzione desiderato si riduce rispetto al tempo totale di campionamento in fase di memorizzazione. Pertanto, ad esempio, nel tempo che la gru, in fase di memorizzazione, impiegava per passare dalle coordinate x1,y1,z1 e x2,y2,z2, in fase di riesecuzione l’end-effector 105 potrà raggiungere nello stesso tempo ad esempio una posizione x23 intermedia tra la x2 e x3, che rappresenta una coordinata di esecuzione equivalente. Pertanto, a partire dalla posizione x1,y1,z1 l’unità di controllo azionerà gli stessi attuatori utilizzati in fase di memorizzazione per il passaggio tra le posizioni x1,y1,z1 e x2,y2,z2, e tra le posizioni x2,y2,z2 e x3,y3,z3 ossia l’attuatore che movimenta lo sfilo 104 e l’attuatore che movimenta il braccio secondario 103’’. Se con questi attuatori non fosse stato possibile, a causa della configurazione rilevata, raggiungere il punto x23, l’unità di controllo avrebbe azionato inoltre uno o più altri attuatori secondo la logica di funzionamento predeterminata. With reference now to Figure 6, if instead one wishes to increase the execution speed, the total desired execution time is reduced with respect to the total sampling time being stored. Therefore, for example, in the time that the crane, in the memorization phase, took to pass from the coordinates x1, y1, z1 and x2, y2, z2, during the re-execution phase the end-effector 105 will be able to reach at the same time, for example an intermediate position x23 between x2 and x3, which represents an equivalent execution coordinate. Therefore, starting from position x1, y1, z1, the control unit will operate the same actuators used in the memorization phase for switching between positions x1, y1, z1 and x2, y2, z2, and between positions x2, y2 , z2 and x3, y3, z3 i.e. the actuator which moves the extension 104 and the actuator which moves the secondary arm 103 ''. If with these actuators it had not been possible, due to the detected configuration, to reach point x23, the control unit would have also operated one or more other actuators according to the predetermined operating logic.
Si noti che, nella presente descrizione e nelle annesse rivendicazioni, l’unità di controllo, nonché gli elementi indicati con l’espressione “modulo”, possono essere implementati mediante dispositivi hardware (ad esempio centraline), mediante software o mediante una combinazione di hardware e software. It should be noted that, in the present description and in the attached claims, the control unit, as well as the elements indicated with the expression "module", can be implemented by means of hardware devices (for example control units), by means of software or by means of a combination of hardware and software.
Dalla descrizione sopra fornita la persona esperta potrà apprezzare come il sistema secondo l’invenzione consenta di rieseguire movimenti memorizzati anche nel caso di bracci articolati complessi, in cui la medesima posizione dell’endeffector è ottenibile con differenti configurazioni del braccio stesso. From the description provided above, the skilled person will be able to appreciate how the system according to the invention allows to re-execute memorized movements even in the case of complex articulated arms, in which the same position of the endffector can be obtained with different configurations of the arm itself.
Alle forme di realizzazione descritte la persona esperta, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti specifiche, potrà apportare numerose aggiunte, modifiche, o sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza tuttavia uscire dall’ambito delle annesse rivendicazioni. To the embodiments described, the skilled person, in order to meet specific contingent needs, can make numerous additions, modifications, or replacements of elements with other functionally equivalent ones, without however departing from the scope of the attached claims.
Claims (14)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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