[实用新型]用于操控工件的机器人系统

说明书

技术领域

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

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。