用于操控工件的机器人系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于操控工件的机器人系统和一种用于对工件进行定位 (Positionsbestimmung)和操控的方法。
【背景技术】
[0002] 小型部件（例如螺丝或螺栓）典型地是以杂乱的散装货物的形式来运输。在进一 步使用小型部件之前，必须使它们与散装货物分离。为此例如可以使用振动分离器或分级 传送器（Stufenfikderer)。
[0003] 将机器人用于分离装置是有利的，因为机器人相比于固定的输送系统具有更高的 灵活性。机器人，特别是工业机器人是可自由编程的机器，其既可以固定地安装，也可以运 动地安装。企业内部已知的方法是：为了分离散装货物，将工业机器人与照相机一起使用， 照相机用于识别各个小型部件的空间（三维）位置。随后，工业机器人抓取小型部件并将 其放下，以便进一步地使用。已经证实该方法的成本是较高的，因为该方法还需要进行昂贵 的3D图像处理。此外，在进一步使用之前需要在后续步骤中使小型部件对齐。另外，上述 方法不适于实现安全的人-机器人协作（MRK)。 【实用新型内容】
[0004] 因此，本实用新型的目的在于提出一种有MRK能力的散装货物分离器，特别是光 感的散装货物分离器。本实用新型的另一目的在于提出一种用于散装货物分离的、经济、低 成本的系统。本实用新型的目的还在于提出用于操控散装货物和使散装货物定向的一种系 统和一种方法。
[0005] 本实用新型的这些目的和其他目的通过一种用于操控工件的机器人系统来实现， 其中，工件的三维位置由三个独立的坐标给出，该机器人系统具有：照相机系统，用于检测 工件的第一坐标和第二坐标，第一坐标和第二坐标描述了工件在第一维和第二维中的位 置；和多轴的关节臂机器人，在此，设有至少一个具有至少一个传感器的关节，传感器用于 检测作用在至少一个关节上的力和/或转矩，在此，将机器人系统设计为，在关节臂机器人 利用移位组件沿着第三维移位期间，通过至少一个传感器的监控来确定工件的第三坐标。
[0006] 在本实用新型的一种实施方式中，关节臂机器人的末端执行器为免于使用定位用 传感器的执行器。
[0007] 在本实用新型的一种实施方式中，照相机系统包括2D照相机。
[0008] 在本实用新型的一种实施方式中，三个独立的坐标是笛卡尔坐标。
[0009] 在本实用新型的一种实施方式中，至少一个传感器是力和力矩传感器，并且被集 成在关节臂机器人的至少一个关节中。
[0010] 在本实用新型的一种实施方式中，关节臂机器人的所有关节都具有力和力矩传感 器。
[0011] 在本实用新型的一种实施方式中，机器人具有至少四个轴，优选具有至少五个轴， 并更优选具有至少六个轴。
[0012] 在本实用新型的一种实施方式中，关节臂机器人的关节具有力和力矩传感器，关 节臂机器人具有用于操控工件的末端执行器，末端执行器的三维位置由三个独立的坐标给 出，机器人系统还具有控制装置，该控制装置被设计为，利用照相机系统检测工件的第一坐 标和第二坐标，在此，工件的第一坐标和第二坐标描述了工件在第一维和第二维中的位置， 末端执行器在初始位置中被定位为，使末端执行器的第一坐标和第二坐标与检测到的工件 的第一坐标和第二坐标相符，末端执行器的第三坐标对应于预设的值，使得末端执行器和 工件具有空间距离，并且在定位之后，末端执行器利用移位组件沿着移位方向在第三维中 进行移位，力和力矩传感器被监控，并且在移位期间确定：利用力和力矩传感器检测到的力 和力矩沿着移位方向是否超过预设的边界值，并且响应于所述确定来终止移位。
[0013] 在本实用新型的一种实施方式中，控制装置还被设计为，在结束移位时基于末端 执行器的位置确定工件的第三坐标。
[0014] 在本实用新型的一种实施方式中，控制装置还被设计为，在移位期间确认不沿着 移位方向起作用的力和力矩是否超过预设的边界值，并且响应于所述确认来中断移位。
[0015] 根据本实用新型的机器人系统适用于操控工件，在此，工件的三维位置由三个独 立的坐标给出。在三维的各个维（Dimensionen)中的位置分别由三个坐标中的各个坐标来 表示。由此可以在一个坐标系中绘出工件的空间位置，该坐标系由具有三个独立的线性基 向量的基准（Basis)给出。这些坐标优选在正交坐标系中给出，进一步优选在笛卡尔坐标 系中给出。
[0016] 根据本实用新型的机器人系统具有用于检测第一坐标和第二坐标的照相机系 统，在此，这些坐标表明了工件在第一维和第二维中的位置。在此，第一维和第二维构 成二维平面。优选照相机系统包括2D照相机。通过分析所接收到的图像，可地点分散 (ijrtsmifgeldst)地确定拍摄或录制对象的二维位置，还可以有利地确定其方向。
[0017] 机器人系统还具有多轴的关节臂机器人，在此设置至少一个关节，该关节具有至 少一个用于检测作用在该至少一个关节上的力和/或转矩的传感器。在此，为关节臂机 器人的各个关节配设关节轴或轴，从而使传感器同样可用于检测作用在轴上的力和/或转 矩。在此，优选该至少一个传感器是力和力矩传感器，其集成在关节臂机器人的该至少一个 关节中。进一步优选关节臂机器人的所有关节具有力和/或力矩传感器，这些力和/或力 矩传感器被设置用于检测作用在关节臂机器人的关节上的力和/或转矩。进一步优选关节 臂机器人具有用于操控工件的末端执行器。末端执行器例如可以是夹持器、真空夹持器、磁 性夹持器或钳形夹持器。
[0018] 在此将根据本实用新型的机器人系统设置为，在关节臂机器人利用移位组件沿着 第三维移位期间，通过至少一个传感器的监控来确定工件的第三坐标。在此，关节臂机器人 或关节臂机器人的末端执行器沿移位方向利用移位组件沿与第一维和第二维正交的第三 维移位。第三坐标表明了工件沿第三维的位置，照相机系统不检测第三维。在此，可以优选 通过监控沿移位方向、即平行于移位向量起作用的力和/或转矩来确定工件的第三坐标。 优选关节臂机器人的末端执行器的位置仅沿着第三维变化。
[0019] 因此，根据本实用新型的机器人系统能够有效、准确地识别工件并检测工件的空 间位置。这又使得能够实现对工件的操控或抓取。使用照相机可以精确地确定工件的二维 位置并且费用低廉。此外，可以通过监控起作用的力和/或转矩来检测工件的三维位置，而 不需要费用昂贵地对所拍摄的图像进行3D分析。
[0020] 优选根据本实用新型的机器人系统的关节臂机器人的末端执行器没有用于定位 的传感器。因此，末端执行器特别是不具有用于定位的主动元件，例如基于雷达的测距仪。 由此可以在没有昂贵的、用于定位末端执行器的模块的情况下实现对工件的检测。
[0021] 优选关节臂机器人具有至少四个、优选至少五个并进一步优选至少六个关节或 轴。由此可以有利地实现对工件的抓取并沿所要求的方向放下或继续传递。另外，优选关 节臂机器人具有冗余的轴，以便通过关节臂机器人由此引起的高灵活性来实现对工件的精 确再处理。
[0022] 此外，本实用新型还提出了一种利用多轴的关节臂机器人对工件进行定位的方 法。在此，关节臂机器人的关节具有力和力矩传感器；关节臂机器人还具有用于操控工件的 末端执行器，在此，工件和末端执行器的三维位置分别由三个独立的坐标给出。此外，机器 人系统具有控制装置。
[0023] 在此将控制装置设计为，利用照相机系统检测工件的第一坐标和第二坐标，在此， 工件的第一坐标和第二坐标描述了工件在第一维和第二维中的位置。由此可以识别工件的 二维位置。
[0024] 进一步将控制装置设计用于将末端执行器定位在初始位置中，从而使末端执行器 的第一坐标和第二坐标与所检测到的工件的第一坐标和第二坐标相符。在此，末端执行器 的第三坐标对应于一预设的值，从而使末端执行器和工件具有一空间距离。本领域技术人 员应当理解的是：应该根据工件和周围环境来设定该预设值，以避免碰撞。由此使得末端执 行器在初始位置中偏置（Offset)或沿第三维相对于工件错移一定的距离。
[0025] 进一步将控制装置设计为，在定位之后使末端执行器移位。在此，末端