[发明专利]用于确定路径点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定用于机器人编程的路径点的方法和一种确定用于机器人编程的路径点的相应系统。

背景技术

机器人(并且特别是工业机器人)是可自由编程的、被程序控制的处理设备。实际的机器人机构通常被称为操纵器，其可以由多个可运动的节肢或轴组成。通过对电机(并且特别是伺服电机)进行有针对性的调节可以使各个轴运动。

在工作过程中，例如在焊接过程或弯折过程中，相应的操纵器通常驶过一轨迹或路径，其中，该路径的各个点通过机器人程序或路径规划来预先设定。在此，术语“路径规划”一般性描述了用于使操纵器运动的方法和装置。为了对机器人程序进行编程，必须首先检测或预先设定操纵器应当驶向的各个路径点的位置。其他的点或者说操纵器的详细的路径运动借助于算法来计算，例如点对点路径规划(英文：point-to-point)或者所谓的样条路径规划。这种对各个路径点的设定或者说对路径点的“教示”或者对待驶过的路径的设定在机器人编程中是非常耗时的步骤。原则上，可以区分两种不同的方式：在线编程和离线编程。

在离线编程中，可以例如借助于CAD模型或模拟工具来生成各个路径点。在此，由于可以使用虚拟的三维模拟环境来确定操纵器的运动流程，因此不需要操纵器用以创建程序。

在在线编程中，编程直接在操纵器上进行。为此，例如可以使用特殊的手持式编程设备来引导操纵器直接从一点驶向另一点，并在此记录所接近的路径点并存储。但是，这种方法是非常耗时的并且不直观。此外，作为在线编程的另一种变型，已知的还有一种回放方法(Playback-Verfahren)。在这种情况下，程序员通过沿着稍后待驶过的路径直接引导操纵器来使操纵器移动。在此期间记录各个点并将其传送到相应的机器人程序中。但是，为此必须采取特殊的安全准备，以免程序员受到操纵器伤害。作为在线编程的另一种变型，已知的还有一种PdV-方法(示范编程方法，德文：Programmieren-durch-Vormachen-Verfahren)，在该方法中使用各种不同的传感器和机器学习方法，以通过相应的操纵器运动来模仿人类运动。

由专利文献US2014/0201112A1已知一种用于教示路径点的方法，在该方法中使用了一种配备有照明元件的特殊处理设备。该方法同样是不利的，因为必不可少地必须提供这种特殊的处理设备，并且为了使用该处理设备还需要对程序员进行相应培训。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供能够限定机器人工作流程的一种方法和一种系统，其中，至少部分地克服了上述缺点。本发明的另一个目的在于提供一种方法和系统，利用该方法和系统能够直观且可靠地确定机器人编程的路径点。

本发明的上述目的以及其他在阅读后面的说明时所看到的那些目的通过根据权利要求1的方法和根据权利要求10的系统来实现。

本发明涉及一种确定用于机器人程序或者说机器人编程的路径点的方法。因此，可以使用根据本发明的方法来确定能够用于机器人编程的一个或多个路径点。术语“机器人编程”在此包括：与一个或多个路径点相应地来预先设定机器人或操纵器的运动流程。所确定的路径点可以例如被直接集成到机器人程序或路径规划中，或者被考虑用于创建这样的机器人程序或路径规划。在此，该方法可以优选使用在操纵器的离线或在线编程期间。

该方法包括：检测周围环境的第一温度分布，以及在使用所检测到的第一温度分布的情况下确定路径点。在此，例如当应当确定由多个路径点组成的路径时，优选可以确定一个以上的路径点。优选地，借助于温度测量装置并进一步优选借助于热成像相机来检测温度分布。

因此，例如可以检测存在于周围环境表面上的热特征，并且可以使用该特征来确定路径点。在此，有利地不再需要对操纵器进行复杂模拟或直接引导。

术语“周围环境”在此包括例如可能被引入到机器人编程中的目标和对象。因此，例如工件可以属于该术语“周围环境”，这些工件应当借助于操纵器(和相应的机器人程序)进行处理。周围环境还可以包括平坦的或被结构化的表面，例如墙壁、地板、桌板、铸模等。同样地，周围环境还可以包括一个或多个操纵器。

优选地，本方法还包括在周围环境上产生温度变化，其中，该产生的步骤优选由使用者并特别是由人来进行。进一步优选地，通过用手指触碰周围环境来进行温度变化的产生。在此特别优选地，周围环境的所检测到的第一温度分布的特征在于由使用者在周围环境上所产生的温度变化。