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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR CONTROLLING A ROBOT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/048279
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling a robot (1), which has a robot control (3) and a robot arm (2), actuated by the robot control (3) and comprises a plurality of limbs (5-12) and joints (4) connecting the limbs (5-12) in a mutually adjustable manner, wherein a force compensation device (14) is associated with the robot arm (2) and comprises a mechanical coupling (17), which is coupled to the robot art (2) in order to introduce a compensation force generated by the force compensation device (14) into the robot arm (2), providing and using a mathematical model (21) of the force compensation device (14).

Inventors:
KRÖCKEL, Matthias (Steinbergstr. 31, Premich, 97705, DE)
NEUREITER, Reinhard (Baaderstr. 29, München, 80469, DE)
SCHMITT, Philipp (Hochfeldstr. 28 1/7, Augsburg, 86159, DE)
Application Number:
EP2018/073007
Publication Date:
March 14, 2019
Filing Date:
August 27, 2018
Export Citation:
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Assignee:
KUKA SYSTEMS GMBH (Blücherstr. 144, Augsburg, 86165, DE)
International Classes:
B25J9/16
Foreign References:
DE102015206121B32016-09-08
EP2000872A22008-12-10
EP2407281B12014-04-30
DE102015206121B32016-09-08
Attorney, Agent or Firm:
OELKE, Jochen (Zugspitzstr. 140, Augsburg, 86165, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Steuern eines Roboters (1), der eine Robo¬ tersteuerung (3) und einen von der Robotersteuerung (3) angesteuerten Roboterarm (2) aufweist, der mehrere Glieder (5-12) und die Glieder (5-12) gegeneinander verstellbar verbindende Gelenke (4) umfasst, wobei dem Ro¬ boterarm (2) eine Kraftkompensationsvorrichtung (14) zugeordnet ist, die eine mechanische Koppel (17) umfasst, die an den Roboterarm (2) angekoppelt ist, um eine von der Kraftkompensationsvorrichtung (14) erzeugte Kompensationskraft in den Roboterarm (2) einzuleiten, aufweisend die Schritte:

- Bereitstellen eines mathematischen Modells (21) der Kraftkompensationsvorrichtung (14), derart, dass mittels des mathematischen Modells (21) in Abhängigkeit einer jeweiligen vorgegebenen Position und Orientierung eines Werkzeugbezugspunktes (22) des Roboterarms (2) eine dieser jeweiligen Position und Orientierung des Werkzeugbezugspunktes (22) zugeordnete Kompensa¬ tionskraft der Kraftkompensationsvorrichtung (14) in ihrem Betrag und ihrer Richtung automatisch bestimmt werden kann,

- kraftgeregeltes Ansteuern des Roboterarms (2) mittels der Robotersteuerung (3) derart, dass in der jeweils momentanen Pose des Roboterarms (2) die Positionswerte und Orientierungswerte des Werkzeugbezugspunktes (22) bestimmt werden und auf Grundlage dieser karte- sischen Positionswerte und Orientierungswerte die mo- mentane auf den Roboterarm (2) einwirkende Kompensa¬ tionskraft der Kraftkompensationsvorrichtung (14) in ihrem Betrag und ihrer Richtung durch das mathematische Modell (21) rechnerisch bestimmt wird und die so bestimmte Kompensationskraft bei dem weiteren kraft- geregelten Ansteuern des Roboterarms (2) berücksichtigt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Berücksichtigung der durch das mathematische Modell (21) rechnerisch be¬ stimmten Kompensationskraft derart erfolgt, dass während des kraftgeregelten Ansteuerns des Roboterarms (2) mit¬ tels der Robotersteuerung (3) die in den Gelenken (4) des Roboterarms (2) wirkenden Gelenkmomente von der Ro¬ botersteuerung (3) erfasst werden, und aus diesen er- fassten Gelenkmomenten und den auf die Gelenke (4) aufgebrachten Antriebsmomenten die resultierenden externen Gesamtkräfte, die auf die Glieder (5-12) des Roboterarms (2) von außen einwirken, berechnet werden und die durch das mathematische Modell (21) rechnerisch bestimmte Kom¬ pensationskraft von den berechneten Gesamtkräfte abgezo¬ gen wird, um die verbleibenden externen Restkräfte zu erhalten .

Verfahren nach Anspruch 2, bei dem in Abhängigkeit der verbleibenden externen Restkräfte der Roboterarm (2) von der Robotersteuerung (3) in einer Nachgiebigkeitsregelung betrieben wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mathematische Modell (21) der Kraftkompensationsvorrichtung (14) ausgebildet ist, zum rechnerischen Bestimmten der Kompensationskraft unabhängig von Messwerten interner oder externer Kraft- und/oder MomentSensoren des Roboterarms (2).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mathematische Modell (21) der Kraftkompensationsvorrichtung (14) ausgebildet ist, die Kompensationskraft rechnerisch zu bestimmen unter Berücksichtigung wenigstens eines Parameters, insbesondere eines von der Art der Kraftkompensationsvorrichtung (14) abhängigen Parameters, aus der Gruppe von Parametern umfassend die Federkonstante eines Federzugs (18) der Kraftkompensationsvorrichtung (14), die Vorspannkraft des Federzugs (18) der Kraftkompensationsvorrichtung (14) in Zugrichtung, die Masse der mechanischen Koppel (17) der Kraftkompensationsvorrichtung (14), und den Aufhängungspunkt (20) der Kraftkompensationsvorrichtung (14) im Raum.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mathematische Modell (21) der Kraftkompensationsvorrichtung (14) in einer Einmess- Sequenz automatisch erstellt wird, in welcher Einmess- Sequenz der Roboterarm (2) mittels der Robotersteuerung (3) bewegt wird und wenigstens ein Parameter aus der Gruppe von Parametern umfassend die Federkonstante eines Federzugs (18) der Kraftkompensationsvorrichtung (14), die Vorspannkraft des Federzugs (18) der Kraftkompensa¬ tionsvorrichtung (14) in Zugrichtung, die Masse der mechanischen Koppel (17) der Kraftkompensationsvorrichtung (14), und den Aufhängungspunkt (20) der Kraftkompensati¬ onsvorrichtung (14) im Raum automatisch erfasst wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mathematische Modell (21) der Kraftkompensationsvorrichtung (14) in einer Einmess- Sequenz automatisch erstellt wird, in welcher Einmess- Sequenz der Roboterarm (2) mittels der Robotersteuerung (3) in mehrere verschiede Posen des Roboterarms (2) be¬ wegt wird und in jeder dieser Posen sowohl die insbesondere kartesischen Positionswerte und Orientierungswerte eines Werkzeugbezugspunktes (22) des Roboterarm (2) er- fasst und gespeichert werden, als auch die jeweils zuge¬ ordneten Kompensationskräfte gemessen und gespeichert werden .

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Koppel (17) der

Kraftkompensationsvorrichtung (14) ein Zugseil (17.1) umfasst, das einerseits mit seinem freien Ende an einem ortsfesten Aufhängungspunkt (20) befestigt ist und ande¬ rerseits die Kraftkompensationsvorrichtung (14) an ein Glied (5-12) des Roboterarms (2) mechanisch angekoppelt ist, an der das Zugseil (17.1) ausziehbar gelagert ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Koppel (17) der

Kraftkompensationsvorrichtung (14) ein Zugseil (17.1) umfasst, das einerseits an einem Aufhängungspunkt (20) der Kraftkompensationsvorrichtung (14) ausziehbar gelagert ist und andererseits mit seinem freien Ende an ein Glied (5-12) des Roboterarms (2) mechanisch angekoppelt ist .

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Zugseils (17.1) unmittelbar an einem Glied (5-12) des Roboterarms (2) befestigt ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Zugseils (17.1) an einer Energiezu¬ führungsleitung (19) befestigt ist, die von dem Roboterarm (2) geführt wird.

Description:
Verfahren zum Steuern eines Roboters

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Roboters, der eine Robotersteuerung und einen von der Robotersteuerung angesteuerten Roboterarm aufweist, der mehrere Glieder und die Glieder gegeneinander verstellbar verbindende Gelenke umfasst, wobei dem Roboterarm eine Kraftkompensati ¬ onsvorrichtung zugeordnet ist, die eine mechanische Koppel umfasst, die an den Roboterarm angekoppelt ist, um eine von der Kraftkompensationsvorrichtung erzeugte Kompensationskraft in den Roboterarm einzuleiten.

Aus der EP 2 407 281 Bl ist ein roboterintegrierter Arbeitsplatz bekannt, aufweisend ein Hebezeug und einen von einer Robotersteuerung zu bewegenden Roboterarm, der einen Endeffektor aufweist, wobei das Hebezeug eine Einrichtung zum Aus gleichen von Gewichtskräften eines Bauteils, das von einem Halter des Hebezeugs tragbar ist, aufweist und des Weiteren aufweisend eine autonom fahrbare Plattform mit der Robotersteuerung, wobei der Endeffektor eingerichtet ist, das durch das Hebezeug getragene Bauteil zu bewegen. Aus der DE 10 2015 206 121 B3 ist ein Verfahren zum Steuern von zumindest einem kraftgeregelten Manipulator unter Verwendung zumindest einer Kraftkompensationsvorrichtung bekannt, umfassend die Verfahrensschritte des Bestimmens des Betrages der von der Kraftkompensationsvorrichtung auf den Manipulator aufgebrachten Kompensationskraft; des kontinuierlichen Best ¬ immens der Richtung der von der Kraftkompensationsvorrichtung auf den Manipulator aufgebrachten Kompensationskraft; und des Steuerns des kraftgeregelten Manipulators unter Berücksichti ¬ gung des Betrags und der Richtung der von der Kraftkompensa- tionsvorrichtung auf den Manipulator aufgebrachten Kompensationskraft unter Verwendung einer Manipulator- SteuerungsVorrichtung . Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern eines Roboters, der eine Robotersteuerung und einen von der Robotersteuerung angesteuerten Roboterarm aufweist, der mehrere Glieder und die Glieder gegeneinander verstellbar verbindende Gelenke umfasst, wobei dem Roboterarm eine Kraftkompensati ¬ onsvorrichtung zugeordnet ist, die eine mechanische Koppel umfasst, die an den Roboterarm angekoppelt ist, um eine von der Kraftkompensationsvorrichtung erzeugte Kompensationskraft in den Roboterarm einzuleiten, zu schaffen, bei dem der Roboterarm kraftgeregelt angesteuert werden kann, derart, dass von der Kompensationskraft einer jeweils dem Roboterarm zuge ¬ ordneten Kraftkompensationsvorrichtung verschiedene, von außen auf den Roboterarm aufgebrachte externe Kräfte unabhängig von der jeweils dem Roboterarm zugeordneten Kraftkompensationsvorrichtung zuverlässig bestimmt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Steuern eines Roboters, der eine Robotersteuerung und einen von der Robotersteuerung angesteuerten Roboterarm aufweist, der mehrere Glieder und die Glieder gegeneinander verstellbar verbindende Gelenke umfasst, wobei dem Roboterarm eine Kraftkompensationsvorrichtung zugeordnet ist, die eine mechanische Koppel umfasst, die an den Roboterarm angekoppelt ist, um eine von der Kraftkompensationsvorrichtung erzeugte Kompensationskraft in den Roboterarm einzuleiten, aufweisend die Schritte:

- Bereitstellen eines mathe: latischen Modells der Kraft ¬ kompensationsVorrichtung, derart, dass mittels des mathematischen Modells in Abhängigkeit einer jeweili- gen vorgegebenen Position und Orientierung eines Werkzeugbezugspunktes des Roboterarms eine dieser je- weiligen Position und Ori ntierung des Werkzeugbe- zugspunktes zugeordnete K ■mpensationskraft der Kraft- kompensationsvorrichtung in ihrem Betrag und ihrer Richtung automatisch bestimmt werden kann,

- kraftgeregeltes Ansteuern des Roboterarms mittels der Robotersteuerung derart, dass in der jeweils momenta ¬ nen Pose des Roboterarms die Positionswerte und Ori ¬ entierungswerte des Werkzeugbezugspunktes bestimmt werden und auf Grundlage dieser Positionswerte und Orientierungswerte die momentane auf den Roboterarm einwirkende Kompensationskraft der Kraftkompensati ¬ onsvorrichtung in ihrem Betrag und ihrer Richtung durch das mathematische Modell rechnerisch bestimmt wird und die so bestimmte Kompensationskraft bei dem weiteren kraftgeregelten Ansteuern des Roboterarms berücksichtigt wird.

Roboterarme mit zugehörigen Robotersteuerungen, insbesondere Industrieroboter sind Arbeitsmaschinen, die zur automatischen Handhabung und/oder Bearbeitung von Objekten mit Werkzeugen ausgerüstet werden können und in mehreren Bewegungsachsen beispielsweise hinsichtlich Orientierung, Position und Arbeitsablauf programmierbar sind. Industrieroboter weisen üblicherweise einen Roboterarm mit mehreren Gliedern auf, die über Gelenke gegeneinander beweglich verbunden sind und sie weisen programmierbare Robotersteuerungen auf, die während des Betriebs die Bewegungsabläufe des Roboterarms automatisch gemäß eines Roboterprogramms oder in einem Handfahrbetrieb manuell geführt, beispielsweise mittels eines Roboterbedien ¬ handgeräts oder durch manuell angefasstes Bewegen der Glieder des Roboterarms steuern bzw. regeln. Die Glieder werden über Antriebe, insbesondere elektrische Motoren, die von der Robo ¬ tersteuerung bzw. dem Roboterbedienhandgeräts angesteuert werden, bezüglich der Bewegungsachsen des Roboterarms, welche die Bewegungsfreiheitsgrade der Gelenke repräsentieren, be ¬ wegt . Roboterarme können beispielsweise ein Gestell und ein relativ zum Gestell mittels eines Gelenks drehbar gelagertes Karus ¬ sell umfassen, an dem eine Schwinge mittels eines anderen Ge ¬ lenks schwenkbar gelagert ist. An der Schwinge kann dabei ih- rerseits ein Armausleger mittels eines weiteren Gelenks schwenkbar gelagert sein. Der Armausleger trägt dabei eine Roboterhand, wobei insoweit der Armausleger und/oder die Ro ¬ boterhand mehrere weitere Gelenke aufweisen können. Ein meh ¬ rere über Gelenke verbundene Glieder aufweisender Roboterarm kann als ein Knickarmroboter mit mehreren seriell nacheinander angeordneten Gliedern und Gelenken konfiguriert sein, insbesondere kann der Roboterarm als ein Sechsachs- Knickarmroboter ausgebildet sein. Roboterarme können aber insbesondere auch so genannte Leicht ¬ bauroboter sein, die sich zunächst von üblichen Industrierobotern dadurch unterscheiden, dass sie eine für die Mensch- Maschine-Kooperation günstige Baugröße aufweisen und dabei eine zu ihrem Eigengewicht relativ hohe Tragfähigkeit aufwei- sen. Daneben können Leichtbauroboter, wie andere Industrieroboter auch, insbesondere kraft- und/oder momentgeregelt, bei ¬ spielsweise in einer Nachgiebigkeitsregelung oder Steifigkeitsregelung betrieben werden, statt positionsgeregelt betrieben werden, was beispielsweise ein manuelles Verstellen der Pose des Roboterarmes vereinfacht. Außerdem kann dadurch eine sichere Mensch-Maschine-Kooperation erreicht werden, da beispielsweise unbeabsichtigte Kollisionen des Roboterarms mit Personen entweder verhindert oder zumindest derart abge ¬ schwächt werden können, so dass den Personen kein Schaden entsteht. Ein solcher Roboterarm bzw. ein solcher Leichtbauroboter kann mehr als sechs Freiheitsgrade aufweisen, so dass insoweit ein überbestimmtes System geschaffen wird, wodurch derselbe Punkt im Raum in gleicher Orientierung in mehreren verschiedenen Posen des Roboterarms erreicht werden kann. Der Leichtbauroboter kann auf externe Krafteinwirkungen in geeig- neten Weisen reagieren. Zur Kraftmessung können innerhalb des Roboterarms angeordnete, insbesondere an dessen Gelenken an ¬ geordnete interne Kraftsensoren oder MomentSensoren verwendet werden, die in allen drei Raumrichtungen Kräfte und Drehmo- mente je Gelenk erfassen, insbesondere messen können. Alternativ oder ergänzend können externe Kräfte auch ohne speziel ¬ le Sensoren, beispielsweise anhand der gemessenen Motorströme der Antriebe an den Gelenken des Leichtbauroboters bestimmt werden. Als Regelungskonzepte kann beispielsweise eine indi- rekte Kraftregelung durch Modellierung des Leichtbauroboters als mechanischer Widerstand (Impedanz) oder eine direkte Kraftregelung verwendet werden.

Unter einem manuellen Berühren und/oder Bewegen des Roboter- arms wird insbesondere verstanden, dass die momentanen Ge ¬ lenksstellungen des Roboterarms dadurch verändert werden, dass ein Bediener den Roboterarm an einem oder mehreren seiner Glieder anfasst und beispielsweise durch Drücken, Ziehen und/oder Drehen des gegriffenen Gliedes oder der gegriffenen Glieder die Pose des Roboterarms verändert, d.h. verstellt. Eine Person kann also eine externe Führungskraft in die me ¬ chanisch Struktur des Roboterarms eingeleitet.

Unter einer Pose des Roboterarms wird ganz allgemein die Sum- me aller Gelenkstellungen von Gelenken des Roboterarms verstanden, welche die einzelnen Glieder des Roboterarms verstellbar verbinden. Im engeren Sinne kann bei einem eindeutig bestimmten System unter Pose beispielsweise auch schon die Position und die Orientierung eines Bezugspunktes, wie bei- spielsweise eines Werkzeugbezugspunktes (Tool-Center-Points / TCP) des Roboterarms verstanden werden. Der Werkzeugbezugs ¬ punkt kann beispielsweise durch einen geeigneten Punkt an ei ¬ nem Handflansch des Roboterarms gebildet werden, an dem ein Greifer, ein Werkzeug oder eine sonstige Vorrichtung befes- tigt ist, um diese durch Verstellen der Pose des Roboterarms im Raum bewegen zu können. Ganz allgemein kann der Werkzeugbezugspunkt ein virtueller Raumpunkt auch außerhalb des Robo ¬ terarms sein, der jedoch geometrisch starr mit einem der Glieder des Roboterarms, insbesondere dem Handflansch des Ro- boterarms verbunden ist.

Das Bereitstellen des mathematischen Modells der Kraftkompensationsvorrichtung, kann derart erfolgen, dass mittels des mathematischen Modells in Abhängigkeit einer jeweiligen vor- gegebenen kartesischen Position und Orientierung des Werkzeugbezugspunktes des Roboterarms eine dieser jeweiligen kar ¬ tesischen Position und Orientierung des Werkzeugbezugspunktes zugeordnete Kompensationskraft der Kraftkompensationsvorrich ¬ tung in ihrem Betrag und ihrer Richtung automatisch bestimmt wird.

Alternativ kann beispielsweise das Bereitstellen des mathema ¬ tischen Modells der Kraftkompensationsvorrichtung, derart erfolgen, dass mittels des mathematischen Modells in Abhängigkeit einer jeweiligen vorgegebenen Position und Orientierung des Werkzeugbezugspunktes im Achsraum des Roboterarms, d.h. die Position und die Orientierung des Werkzeugbezugspunktes ist durch die Achswinkel-Stellungswerte der Gelenke des Robo ¬ terarms bestimmt, eine dieser jeweiligen im Achsraum bestimmten Position und Orientierung des Werkzeugbezugspunktes zuge- ordnete Kompensationskraft der Kraftkompensationsvorrichtung in ihrem Betrag und ihrer Richtung automatisch bestimmt wird. In diesem Fall kann dann eine Umrechnung der Position und Orientierung des Werkzeugbezugspunktes im Achsraum in eine kartesische Position und Orientierung des Werkzeugbezugspunk- tes des Roboterarms erfolgen.

Die Kraftkompensationsvorrichtung kann ausgebildet sein, einen Teil des Eigengewichts des Roboterarms, einen Teil des Eigengewichts einer vom Roboterarm geführten Energiezufüh- rungsleitung und/oder einen Teil oder das Ganze des Eigengewichts eines Werkzeugs, das vom Roboterarm gehalten wird, zu tragen. Die Kraftkompensationsvorrichtung kann aber auch ausgebildet sein, andere Kräfte als Gewichtskräfte, z.B. dynami ¬ sche Kräfte aus der Bewegung des Roboterarms, zu kompensieren d.h. zu tragen.

Die mechanische Koppel der Kraftkompensationsvorrichtung kann über ein Koppelgelenk mit wenigstens einem, insbesondere drei Freiheitsgraden beispielsweise an einen Endeffektor-Flansch des Roboterarms angekoppelt sein. Ein solches Anschlussglied der mechanischen Koppel stellt ein Mittel zum Verbinden der Kraftkompensationsvorrichtung mit dem Endeffektor-Flansch des Roboterarms dar.

Die mechanische Koppel ist vorzugsweise an den Endeffektor- Flansch des Roboterarms angekoppelt. Die mechanische Koppel kann jedoch auch an ein anderes Glied des Roboterarms ange ¬ koppelt sein. Insoweit bildet der Endeffektor-Flansch ein spezielles Glied des Roboterarms, nämlich das distale End ¬ glied des Roboterarms.

Ist die Kraftkompensationsvorrichtung an ein anderes Glied des Roboterarms angekoppelt, so ist sicherzustellen, dass zwischen dem Anschlussglied der Kraftkompensationsvorrichtung und dem Endeffektor kein weiteres Gelenk des Roboterarms liegt, das die Positionen und Orientierungen des Werkzeugbe ¬ zugspunktes beeinflusst. Im einfachsten Falle ist die Kraft ¬ kompensationsvorrichtung jedoch unmittelbar an den Endeffektor-Flansch des Roboterarms angekoppelt, an dem der Endeffektor unmittelbar angeflanscht ist, so dass keine Gelenke des Roboterarms dazwischen liegen.

In allen Ausführungsformen kann die Kraftkompensationsvor- richtung allein aufgrund einer Bewegung des Roboterarms pas- siv, insbesondere eigenantriebslos mitbewegt werden. Die Kraftkompensationsvorrichtung muss somit nicht über eigene Antriebe verfügen, sondern kann als eine überwiegend oder ausschließlich mechanisch federnde Gelenkanordnung ausgebil- det sein.

In einer beispielhaften Ausführung kann die Kraftkompensationsvorrichtung von einem mechanischen Ausleger mit beispielsweise zwei Freiheitsgraden gebildet werden, dessen Auslegerende beispielsweise innerhalb einer horizontalen Ebene frei verstellt werden kann. Die Kraftkompensationsvorrichtung kann generell ein Zugseil aufweisen, welches von einem Auslegerende des mechanischen Auslegers nach unten abläuft. Das ange ¬ koppelte Glied des Roboterarms wird insoweit durch das Zug ¬ seil getragen. Das Zugseil kann an eine Vorrichtung ange- schlössen sein, welches eine Zugkraft auf das Zugseil ausübt, welche beispielsweise annähernd der Schwerkraft des Glieds des Roboterarms oder dem Teil der Energiezuführungsleitung, die von der Kraftkompensationsvorrichtung gehalten wird, entsprechen kann. Indem erfindungsgemäß ein mathematisches Modell der Kraftkom ¬ pensationsvorrichtung bereitgestellt wird, derart, dass mit ¬ tels des mathematischen Modells in Abhängigkeit einer jewei ¬ ligen vorgegebenen Position und Orientierung eines Werkzeugbezugspunktes des Roboterarms eine dieser jeweiligen Position und Orientierung des Werkzeugbezugspunktes zugeordnete Kom ¬ pensationskraft der Kraftkompensationsvorrichtung in ihrem Betrag und ihrer Richtung automatisch bestimmt werden kann, und erfindungsgemäß ein kraftgeregeltes Ansteuern des Robo ¬ terarms mittels der Robotersteuerung erfolgt, derart, dass in der jeweils momentanen Pose des Roboterarms die Positionswer ¬ te und Orientierungswerte des Werkzeugbezugspunktes bestimmt werden und auf Grundlage dieser Positionswerte und Orientie ¬ rungswerte die momentane auf den Roboterarm einwirkende Kom- pensationskraft der Kraftkompensationsvorrichtung in ihrem Betrag und ihrer Richtung durch das mathematische Modell rechnerisch bestimmt wird und die so bestimmte Kompensations kraft bei dem weiteren kraftgeregelten Ansteuern des Roboter arms berücksichtigt wird, können von der Kompensationskraft einer jeweils dem Roboterarm zugeordneten Kraftkompensations Vorrichtung verschiedene, von außen auf den Roboterarm aufge brachte externe Kräfte unabhängig von der jeweils dem Robo ¬ terarm zugeordneten Kraftkompensationsvorrichtung zuverlässi bestimmt werden

Die von der Kompensationskraft verschiedenen, von außen auf den Roboterarm aufgebrachten externen Kräfte können insbesondere Kräfte sein, die eine Person manuell auf die Glieder des Roboterarms aufbringt, um in der kraftgeregelten Ansteuerung des Roboterarms dessen Pose manuell, beispielsweise durch Drücken, Ziehen und/oder Drehen verstellen zu können. Die von der Kompensationskraft verschiedenen, von außen auf den Roboterarm aufgebrachten externen Kräfte können aber auch Kollisionskräfte sein, die auf die Glieder des Roboterarms einwir ¬ ken, wenn der Roboterarm mit anderen Gegenständen oder mit Personen in seinem Umfeld während seiner Bewegung kollidiert. Darüber hinaus können von der Kompensationskraft verschiede ¬ ne, von außen auf den Roboterarm aufgebrachte externe Kräfte auch Prozesskräfte sein, die beispielsweise durch ein Einwir ¬ ken eines vom Roboterarm gehandhabten Werkzeugs auf ein Werkstück auftreten können.

An und für sich können die internen Kraftsensoren oder Momentsensoren in den Gelenken des Roboterarms alleine all die ¬ se möglichen, verschiedenen externen Kräfte, die auf die Glieder des Roboterarms einwirken, nicht voneinander unterscheiden. Insbesondere können die von einer Kraftkompensati ¬ onsvorrichtung in den Roboterarm eingeleiteten Kräfte nicht ohne weiteres von anderen externen Kräften unterschieden wer- den. Um ein zuverlässiges und genaues kraftgeregeltes Ansteu ¬ ern des Roboterarms erreichen zu können, sollte die Kraftre ¬ gelung jedoch nicht von den Kompensationskräften der Kraftkompensationsvorrichtung beeinflusst werden. Es besteht zwar die grundsätzliche Möglichkeit die von der Kraftkompensationsvorrichtung auf den Roboterarm momentan einwirkende Kompensationskraft durch separate externe Senso ¬ ren an der Kraftkompensationsvorrichtung zu messen, dies bedingt jedoch nicht nur, dass solche externe Sensoren an der Kraftkompensationsvorrichtung vorhanden sein müssen, sondern bedingt auch, dass diese externen Sensoren mit der Robotersteuerung verbunden sein und steuerungstechnisch konfiguriert sein müssen, damit die Robotersteuerung für das kraftgeregelte Ansteuern des Roboterarms die Messwerte der externen Sen- soren verwenden kann. Werden verschiedene Arten von Kraftkompensationsvorrichtung verwendet, müsste die RoboterSteuerung auf unterschiedliche Arten von externen Sensoren abgestimmt werden. Mit der erfindungsgemäßen Lösung können unterschiedlichste Arten von Kraftkompensationsvorrichtungen verwendet werden, ohne dass man auf eine Auswertung von externen Sensoren angewiesen wäre. Bestimmte benötigte Parameter der jewei ¬ ligen im Einzelfall tatsächlich dem Roboter zugeordneten Kraftkompensationsvorrichtung können erfindungsgemäß in einer automatisch durchführbaren Einmess-Sequenz automatisch be- stimmt werden, ohne das externe Sensoren der Kraftkompensati ¬ onsvorrichtung benötigt werden. Auch können die erfindungsgemäß bereitgestellten mathematischen Modelle der Kraftkompensationsvorrichtungen in Rahmen einer Offline-Programmierung verwendet werden, was bei einer Bestimmung der Kompensations- kräfte mittels externer Sensoren von Kraftkompensationsvorrichtungen nicht möglich ist, da solche externen Sensoren im Allgemeinen nicht simuliert werden können. Des Weiteren kann durch eine Verwendung eines bereitgestellten mathematischen Modells der Kraftkompensationsvorrichtung in der Simulation (Offline-Programmierung) der Krafteinfluss der Kraftkompensationsvorrichtung auf den Roboterarm bei unterschiedlichen Posen des Roboterarms und/oder bei unterschiedlichen dynamischen Verhalten des Roboterarms bei seiner Bewegung offline d.h. bereits in der Simulation untersucht werden.

In einer speziellen Ausführungsform des Verfahren kann eine Berücksichtigung der durch das mathematische Modell rechne ¬ risch bestimmten Kompensationskraft derart erfolgen, dass während des kraftgeregelten Ansteuerns des Roboterarms mit ¬ tels der Robotersteuerung die in den Gelenken des Roboterarms wirkenden Gelenkmomente von der Robotersteuerung erfasst werden, und aus diesen erfassten Gelenkmomenten und den auf die Gelenke aufgebrachten Antriebsmomenten die resultierenden externen Gesamtkräfte, die auf die Glieder des Roboterarms von außen einwirken, berechnet werden und die durch das mathema ¬ tische Modell rechnerisch bestimmte Kompensationskraft von den berechneten Gesamtkräfte abgezogen wird, um die verblei ¬ benden externen Restkräfte zu erhalten.

Die rechnerisch verbleibenden externen Restkräfte werden dann zum kraftgeregelten Ansteuern des Roboterarms verwendet. Ein kraftgeregeltes Ansteuern des Roboterarms kann insoweit auch als ein momentgeregeltes Ansteuern des Roboterarms verstanden werden, da ggf. gemessen Momente an den Gelenken des Roboterarms bei eindeutig bestimmten geometrischen Verhältnissen am Roboterarm insoweit allein von den auftretenden Kräften bestimmt sind.

Ein kraftgeregeltes Ansteuern des Roboterarms kann beispiels- weise in einer Nachgiebigkeitsregelung oder in einer Steifig- keitsregelung erfolgen. Das Verfahren kann insbesondere in Abhängigkeit der verblei ¬ benden externen Restkräfte der Roboterarm von der Robotersteuerung in einer Nachgiebigkeitsregelung betrieben werden.

Eine Nachgiebigkeitsregelung des Roboters kann insbesondere mittels einer Impedanzregelung oder einer Admittanzregelung erreicht werden.

Eine Admittanzregelung basiert auf einer vorhandenen Positionsregelung des Roboters auf Gelenkebene. Hier müssen die von außen auf den Roboterarm einwirkenden verallgemeinerten Kräften gemessen werden. Ausgehend von diesen Kräften wird eine, dem gewünschten dynamischen Verhalten entsprechende, Bewegung des Roboterarms bestimmt, die über eine inverse Kinematik und die unterlagerte Positionsregelung an die Gelenkantriebe des Roboterarms kommandiert werden.

Eine Impedanzregelung basiert im Gegensatz zur Admittanzregelung auf einer vorhandenen Drehmomentregelung auf Gelenkebene. Es werden die Abweichung der tatsächlichen Lage von einer definierten Soll-Lage gemessen und entsprechend des gewünschten dynamischen Verhaltens eine gewünschte verallgemeinerte Kraft, bzw. Kräfte und Momente, bestimmt. Diese Kraft kann über die bekannte Kinematik des Roboterarms auf entsprechende Gelenkdrehmomente abgebildet werden. Die Drehmomente können schließlich über die unterlagerte Drehmomentregelung eingestellt werden.

Die Erzielung eines gewünschten kartesischen Verhaltens kann basierend auf einer unterlagerten Positions-, Drehmomenten- oder Gelenk-Impedanzregelung erfolgen. Die Realisierung die- ser Regelungen können durch die Integration von Momentsenso- ren in die Gelenke des Roboterarms erreicht werden. Die Sen- soren erfassen dabei das am jeweils zugeordneten Abtrieb des jeweiligen Getriebes des betreffenden Gelenks wirkende eindi- mensionale Drehmoment. Diese Größe kann für die Regelung als Messgröße herangezogen werden und ermöglicht somit die Be ¬ rücksichtigung der Elastizität der Gelenke im Rahmen der Regelung. Insbesondere werden durch die internen Drehmoments ¬ ensoren je Gelenk, im Gegensatz zur Verwendung eines einzigen externen Momentsensors am Endeffektor, auch diejenigen Kräfte gemessen, die nicht nur auf den Endeffektor, sondern auch auf die einzelnen Glieder des Roboterarms und/oder auf ein von dem Roboterarm gehaltenes Werkzeug oder Werkstück ausgeübt werden .

Bei den erfindungsgemäßen Verfahren kann das mathematische Modell der Kraftkompensationsvorrichtung ausgebildet sein, zum rechnerischen Bestimmten der Kompensationskraft unabhängig von Messwerten interner oder externer Kraft- und/oder Momentsensoren des Roboterarms.

Dies bedeutet, dass das mathematische Modell aufgrund von Po ¬ sitionswerten und Orientierungswerten des Werkzeugbezugspunktes des Roboterarms ohne Nutzung von Werten von externen Kraft- und/oder MomentSensoren und ohne Nutzung von Werten von internen Kraft- und/oder MomentSensoren des Roboterarms die in der jeweiligen Pose des Roboterarms auf den Roboterarm einwirkende Kompensationskraft der Kraftkompensationsvorrich ¬ tung bestimmen kann.

Bei dem Verfahren kann das mathematische Modell der Kraftkompensationsvorrichtung ausgebildet sein, die Kompensations ¬ kraft rechnerisch zu bestimmen unter Berücksichtigung wenigstens eines Parameters, insbesondere eines von der Art der Kraftkompensationsvorrichtung abhängigen Parameters, aus der Gruppe von Parametern umfassend die Federkonstante eines Fe ¬ derzugs der Kraftkompensationsvorrichtung, die Vorspannkraft des Federzugs der Kraftkompensationsvorrichtung in Zugrichtung, die Masse der mechanischen Koppel der Kraftkompensati- onsvorrichtung, und den Aufhängungspunkt der Kraftkompensati ¬ onsvorrichtung im Raum. Wird eine andere Kraftkompensations ¬ vorrichtung verwendet, so kann sich beispielsweise der Para ¬ meter der Vorspannkraft des Federzugs ändern. Bei einem Ge- wichtsausgleich kann eine konstante Kraft erhalten werden.

Der Federzug der Kraftkompensationsvorrichtung kann ein lineares Federverhalten aufweisen, d.h. die resultierende Federkraft der Kraftkompensationsvorrichtung kann in einer linearen Abhängigkeit direkt von dem Auszugsweg des Federzugs ab- hängen. In einer speziellen Ausführungsform der Kraftkompensationsvorrichtung kann die Federkraft auch stets konstant sein, d.h. von dem Auszugsweg des Federzugs unabhängig sein. Die Wirkung der Kraftkompensationsvorrichtung auf den Roboterarm würde sich in diesem letzteren Falle nur durch die je- weilige Richtung unterscheiden, in der die Federkraft auf den Roboterarm einwirkt, je nachdem, in welcher Pose sich der Roboterarm befindet, d.h. welche Positionswerte und Orientie ¬ rungswerte der Werkzeugbezugspunkt des Roboterarms gerade aufweist . Das mathematische Modell der Kraftkompensationsvorrichtung kann in einer Einmess-Sequenz automatisch erstellt werden, in welcher Einmess-Sequenz der Roboterarm mittels der Robotersteuerung bewegt wird und wenigstens ein Parameter, insbesondere eines von der Art der Kraftkompensationsvorrichtung ab- hängigen Parameters, aus der Gruppe von Parametern umfassend die Federkonstante eines Federzugs der Kraftkompensationsvor ¬ richtung, die Vorspannkraft des Federzugs der Kraftkompensa ¬ tionsvorrichtung in Zugrichtung, die Masse der mechanischen Koppel der Kraftkompensationsvorrichtung, und den Aufhän- gungspunkt der Kraftkompensationsvorrichtung im Raum automatisch erfasst wird. Während einer solchen Einmess-Sequenz kann sichergestellt werden, dass außer den Kompensationskräften der Kraftkompensationsvorrichtung keine sonstigen externen Kräfte auf den Roboterarm einwirken. Werden in einem solchen Falle von den internen Kraft- und/oder MomentSensoren des Roboterarms während eines kraftgeregelten Ansteuerns des Roboterarms mittels der Robotersteuerung die in den Gelenken des Roboterarms wirkenden Gelenkmomente von der Robotersteuerung erfasst, und aus diesen erfassten Gelenkmomenten die auf die Gelenke auf- gebrachten Antriebsmomente abgezogen, dann können die resultierenden externen Gesamtkräfte, die auf die Glieder des Ro ¬ boterarms von außen einwirken, bestimmt werden und diese re ¬ sultierenden externen Gesamtkräfte unmittelbar als die Kompensationskräfte der Kraftkompensationsvorrichtung identifi- ziert werden.

In einem alternativen Verfahren kann das mathematische Modell der Kraftkompensationsvorrichtung in einer Einmess-Sequenz automatisch erstellt werden, in welcher Einmess-Sequenz der Roboterarm mittels der Robotersteuerung in mehrere verschiede Posen des Roboterarms bewegt wird und in jeder dieser Posen sowohl die insbesondere kartesischen Positionswerte und Ori ¬ entierungswerte eines Werkzeugbezugspunktes des Roboterarm erfasst und gespeichert werden, als auch die jeweils zugeord ¬ neten Kompensationskräfte gemessen und gespeichert werden. Bei diesem alternativen Verfahren sind dann jedoch externe

Kraft- und/oder MomentSensoren erforderlich, um die jeweilige Kompensationskraft in den jeweiligen Positionen und Orientie ¬ rungen des Werkzeugbezugspunktes des Roboterarms messen zu können. Das mathematische Modell muss dann aber nicht einen aufwändigen Algorithmus umfassen, sondern kann bereits durch eine einfache Tabelle gebildet werden, in der für bestimmte Positionen und Orientierungen des Werkzeugbezugspunktes die zugeordneten Kompensationskräfte gespeichert sind. Zu evtl. zwischen zwei gespeicherten Positionen und Orientierungen des Werkzeugbezugspunktes liegende Positionswerte und Orientie ¬ rungswerte kann dann beispielsweise ein zugeordneter, nicht gespeicherter Kompensationskraftwert durch Interpolation er- rechnet werden.

Die mechanische Koppel der Kraftkompensationsvorrichtung kann in einer ersten Ausführungsform ein Zugseil umfassen, das einerseits mit seinem freien Ende an einem ortsfesten Aufhängungspunkt befestigt ist und andererseits die Kraftkompensa- tionsvorrichtung an ein Glied des Roboterarms mechanisch angekoppelt ist, an der das Zugseil ausziehbar gelagert ist.

In einer zweiten Ausführungsform kann die mechanische Koppel der Kraftkompensationsvorrichtung ein Zugseil umfassen, das einerseits an einem Aufhängungspunkt der Kraftkompensations- Vorrichtung gelagert ist und andererseits mit seinem freien

Ende an ein Glied des Roboterarms mechanisch angekoppelt ist.

Das freie Ende des Zugseils kann unmittelbar an einem Glied des Roboterarms befestigt sein. Alternativ kann das Zugseil auch direkt an einem vom Roboterarm geführten Werkzeug befes- tigt sein.

Alternativ kann das freie Ende des Zugseils an einer Energie ¬ zuführungsleitung befestigt sein, die von dem Roboterarm geführt wird.

Greift die Koppel der Kraftkompensationsvorrichtung nicht un- mittelbar an einem Glied des Roboterarms an, sondern nur mittelbar dadurch, dass die Koppel der Kraftkompensationsvorrichtung an einer Energiezuführungsleitung des Roboterarms angreift, wobei diese Energiezuführungsleitung mit einem Glied des Roboterarms verbunden ist, dann können diejenigen externen Kräfte und Momente bestimmt werden, welche die Ener- giezufuhrungsleitung in den Roboterarm einleitet. Insoweit können die durch die Energiezuführungsleitung verursachten Kräfte und Momente bestimmt werden. In Folge einer solchen Bestimmung von externen Kräften und Momenten, welche die Energiezuführungsleitung in den Roboterarm einleitet, können dann auch diese Kräfte und Momente ggf. kompensiert werden.

Die Energiezuführungsleitung kann ein Leitungsstrang des Roboters sein, welcher beispielsweise Versorgungsleitungen umfassen kann, die zur Versorgung des Roboterarms selbst oder des vom Roboterarm getragenen Werkzeugs, beispielsweise mit elektrischer Energie, Hydraulikfluid, Öl, Wasser und/oder Druckluft dient. Die Energiezuführungsleitung kann aber beispielsweise auch eine hohle Leitung umfassen, aus der bei ¬ spielsweise ein Schweißdraht einer Schutzgasschweißpistole herausgefördert wird.

Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nach ¬ folgenden Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplarischen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder auch in anderen Kombinationen der Merkmale betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung dar ¬ stellen .

Die Figuren zeigen: Fig. 1 eine Darstellung eines beispielhaften Roboterarbeitsplatzes mit einem Roboter, dem eine Kraftkompensationsvorrichtung zugeordnet ist, die an einer Energiezuführungsleitung des Roboterarms angreift, Fig. 2 eine Darstellung eines beispielhaften Roboterarbeitsplatzes mit einem Roboter, dem eine Kraftkom- pensationsvorrichtung zugeordnet ist, die unmittel ¬ bar an einem Glied des Roboterarms angreift, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Robotersteuerung für den Roboterarm, die ein erfindungsgemäßes mathe ¬ matisches Modell der Kraftkompensationsvorrichtung beinhaltet .

Die Fig. 1 und die Fig. 2 zeigen jeweils einen Roboterarbeitsplatz mit einem Roboter 1 in einer beispielhaften Ausführung als ein so genannter Leichtbauroboter, der einen Roboterarm 2 und eine Robotersteuerung 3 aufweist. Der Roboterarm 2 umfasst im Falle der vorliegenden Ausführungsbeispiele jeweils mehrere, nacheinander angeordnete und mittels Gelenke 4 drehbar miteinander verbundene Glieder 5 bis 12.

Die Robotersteuerung 3 des Roboters 1 ist ausgebildet bzw. eingerichtet, ein Roboterprogramm auszuführen, durch welches die Gelenke 4 des Roboterarms 2 gemäß des Roboterprogramms automatisiert oder in einem Handfahrbetrieb automatisch ver ¬ stellt bzw. drehbewegt werden können. Dazu ist die Roboter ¬ steuerung 3 mit ansteuerbaren elektrischen Motoren 13.1 bis 13.7 (Fig. 3) verbunden, die ausgebildet sind, die Gelenke 4 des Roboterarms 2 zu verstellen.

Der jeweilige Arbeitsplatz umfasst neben dem Roboter 1 eine dem Roboterarm 2 zugeordnete Kraftkompensationsvorrichtung 14. In den beispielhaften Ausführungen der Fig. 1 und Fig. 2 weist die jeweilige Kraftkompensationsvorrichtung 14 einen mechanischen Ausleger 15 mit beispielsweise zwei Freiheits ¬ graden auf. Ein Auslegerende 16 des mechanischen Auslegers 15 kann beispielsweise innerhalb einer horizontalen Ebene frei verstellt werden. Die Kraftkompensationsvorrichtung 14 kann generell eine Koppel 17, insbesondere ein Zugseil 17.1 auf- weisen, welches von dem Ausleger 15 nach unten abläuft. Das Zugseil 17.1 ist dabei an eine Zugvorrichtung 18 angeschlos ¬ sen, welche eine Zugkraft auf das Zugseil 17.1 ausübt, die beispielsweise annähernd der Schwerkraft der getragenen Glie- der 5 bis 12 des Roboterarms 2 oder dem Teil einer Energiezu ¬ führungsleitung 19, die von der Kraftkompensationsvorrichtung 14 gehalten wird, entsprechen kann. Das je nach Ausführungsbeispiel angekoppelte Glied 5 bis 12 oder Energiezuführungs ¬ leitung 19 wird insoweit durch das Zugseil 17.1 getragen. Im Falle der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist die mechanische Koppel 17 der Kraftkompensationsvorrichtung 14 ein Zugseil 17.1 das einerseits an einem Aufhängungspunkt 20 der Kraftkompensationsvorrichtung 14 ausziehbar gelagert ist und andererseits mit seinem freien Ende an einer Energiezufüh- rungsleitung 19 befestigt ist, die von dem Roboterarm 2 geführt wird.

Im Falle der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist die mechanische Koppel 17 der Kraftkompensationsvorrichtung 14 ein Zugseil 17.1, das einerseits an einem Aufhängungspunkt 20 der Kraftkompensationsvorrichtung 14 gelagert ist und andererseits mit seinem freien Ende direkt an ein Glied 12 des Robo ¬ terarms 2 mechanisch angekoppelt ist.

Die Robotersteuerung 3 ist ausgebildet und/oder eingerichtet, eines oder mehrere der erfindungsgemäßen Verfahren durchzu- führen.

Eine beispielhafte Implementation eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Roboters 1 ist in Fig. 3 schema ¬ tisch veranschaulicht und weist die folgenden Schritte auf. Zunächst wird in der Robotersteuerung 3 ein mathematisches Modell 21 der Kraftkompensationsvorrichtung 14 bereitgestellt, derart, dass mittels des mathematischen Modells 21 in Abhängigkeit einer jeweiligen vorgegebenen kartesischen Posi- tion und Orientierung eines Werkzeugbezugspunktes (TCP) 22 des Roboterarms 2 eine dieser jeweiligen kartesischen Position und Orientierung des Werkzeugbezugspunktes 22 zugeordnete Kompensationskraft der Kraftkompensationsvorrichtung 14 in ihrem Betrag und ihrer Richtung automatisch bestimmt werden kann.

Es erfolgt ein kraftgeregeltes Ansteuern des Roboterarms 2 mittels der Robotersteuerung 3 derart, dass in der jeweils momentanen Pose des Roboterarms 2 die kartesischen Positions ¬ werte und Orientierungswerte des Werkzeugbezugspunktes 22 be- stimmt werden und auf Grundlage dieser kartesischen Positi ¬ onswerte und Orientierungswerte die momentane auf den Robo ¬ terarm 2 einwirkende Kompensationskraft der Kraftkompensati ¬ onsvorrichtung 14 in ihrem Betrag und ihrer Richtung durch das mathematische Modell 21 rechnerisch bestimmt wird und die so bestimmte Kompensationskraft bei dem weiteren kraftgere ¬ gelten Ansteuern des Roboterarms 2 berücksichtigt wird.

Eine Berücksichtigung der durch das mathematische Modell 22 rechnerisch bestimmten Kompensationskraft kann derart erfol ¬ gen, dass während des kraftgeregelten Ansteuerns des Roboter- arms 2 mittels der Robotersteuerung 3 die in den Gelenken 4 des Roboterarms 2 wirkenden Gelenkmomente von der Roboter ¬ steuerung 3 erfasst werden, und aus diesen erfassten Gelenkmomenten und den auf die Gelenke 4 aufgebrachten Antriebsmo ¬ menten der Motoren 13.1 bis 13.7 des Roboterarms 2 die resul- tierenden externen Gesamtkräfte, die auf die Glieder 5 bis 12 des Roboterarms 2 von außen einwirken, berechnet werden und die durch das mathematische Modell 21 rechnerisch bestimmte Kompensationskraft von den berechneten Gesamtkräfte abgezogen wird, um die verbleibenden externen Restkräfte zu erhalten.

In Abhängigkeit der verbleibenden externen Restkräfte kann der Roboterarm 2 von der Robotersteuerung 3 mittels einer im- plementierten Regelung 23 betrieben wird, indem die Regelung 23 das mathematische Modell 21 nutzt, um in dessen Abhängig ¬ keit eine Antriebssteuerung 24 anzusteuern, um die Motoren 13.1 bis 13.7 des Roboterarms 2 zu betreiben.

Das mathematische Modell 21 der Kraftkompensationsvorrichtung 14 kann dabei ausgebildet sein, zum rechnerischen Bestimmten der Kompensationskraft unabhängig von Messwerten interner o- der externer Kraft- und/oder MomentSensoren des Roboterarms 2.

Das mathematische Modell 21 der Kraftkompensationsvorrichtung 14 kann dabei ausgebildet sein, die Kompensationskraft rech ¬ nerisch zu bestimmen unter Berücksichtigung wenigstens eines über eine Eingabevorrichtung 25 in das mathematische Modell 21 zugeführten Parameters aus der Gruppe von Parametern umfassend die Federkonstante eines Federzugs der Kraftkompensa- tionsvorrichtung 14, die Vorspannkraft des Federzugs der

Kraftkompensationsvorrichtung 14 in Zugrichtung, die Masse der mechanischen Koppel 17 der Kraftkompensationsvorrichtung 14, und den Aufhängungspunkt 20 der Kraftkompensationsvorrichtung 14 im Raum. Die Eingabevorrichtung 25 kann ein in- ferner Erfassungsteil der Robotersteuerung 3 sein, über den

Werte von Parametern automatisch erfasst und eingespielt werden können, oder eine externe Eingabekonsole sein, über die Werte von Parametern beispielsweise manuell über ein Eingabe ¬ mittel per Hand durch eine Person eingegeben werden können.