DE102019102293A1 - Coordination of two cooperative robot manipulators - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlernen von zueinander koordinierten Bewegungsmustern eines ersten Robotermanipulators (10) und eines zweiten Robotermanipulators (20), aufweisend die Schritte:- Positionieren (S1) eines ersten Endeffektors (11) des ersten Robotermanipulators (10) an einem ersten Ort einer Last (30) und Positionieren eines zweiten Endeffektors (21) des zweiten Robotermanipulators (20) an einem zweiten Ort der Last (30), sodass die Last (30) vom ersten Endeffektor (11) und vom zweiten Endeffektor (21) gegenüberliegend kontaktiert wird,- Andrücken (S2) des ersten Endeffektors (11) und des zweiten Endeffektors (21) jeweils gegen die Last (30) zum Halten der Last (30),- Erfassen und Abspeichern (S3) einer ersten Position des angedrückten ersten Endeffektors (11) und einer zweiten Position des angedrückten zweiten Endeffektors (21) und/oder einer Relativposition zwischen der ersten Position und der zweiten Position und/oder einer Haltekraft des ersten Endeffektors (11) und des zweiten Endeffektors (21) gegen die Last (30) durch eine Erfassungseinheit (40),- Manuelles Führen (S4) der Last (30) entlang einer Lastbahn,- Während des manuellen Führens der Last (30): Ansteuern (S5) des ersten Robotermanipulators (10) und/oder des zweiten Robotermanipulators (20) zum Halten der Last (30) durch eine Rechen- und Steuereinheit (50), sodass die erste Position relativ zur Last (30) und die zweite Position relativ zur Last (30) und/oder die Relativposition beibehalten und/oder die Haltekraft nicht unterschritten wird,- Während des manuellen Führens der Last: Erfassen und Abspeichern (S6) einer ersten Bahn des ersten Endeffektors und/oder eines ersten Posensatzes des ersten Robotermanipulators (10), und Erfassen einer zweiten Bahn des zweiten Endeffektors (21) und/oder eines zweiten Posensatzes des zweiten Robotermanipulators (20), jeweils durch eine Bahnerfassungseinheit (60).The invention relates to a method for teaching mutually coordinated movement patterns of a first robot manipulator (10) and a second robot manipulator (20), comprising the steps: - Positioning (S1) a first end effector (11) of the first robot manipulator (10) at a first location a load (30) and positioning a second end effector (21) of the second robot manipulator (20) at a second location of the load (30) so that the load (30) contacts from the first end effector (11) and from the second end effector (21) opposite one another - pressing (S2) the first end effector (11) and the second end effector (21) against the load (30) to hold the load (30), - detecting and storing (S3) a first position of the pressed first end effector ( 11) and a second position of the pressed second end effector (21) and / or a relative position between the first position and the second position and / or a holding force of the first end effector (11) and the second end effector (21) against the load (30) by a detection unit (40), - manual guiding (S4) of the load (30) along a load path, - during manual guiding of the load (30): control (S5) of the first robot manipulator (10) and / or the second robot manipulator (20) for holding the load (30) by a computing and control unit (50), so that the first position relative to the load (30) and the second position relative to the load (30) and / or the relative position is maintained and / or the holding force is not undercut, - during manual guiding of the load: detection and storage (S6) of a first path of the first end effector and / or a first set of poses of the first robot manipulator ( 10), and detecting a second path of the second end effector (21) and / or a second set of positions of the second robot manipulator (20), in each case by a path detection unit (60).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlernen von zueinander koordinierten Bewegungsmustern eines ersten Robotermanipulators und eines zweiten Robotermanipulators sowie ein System zum Einlernen von zueinander koordinierten Bewegungsmustern eines ersten Robotermanipulators und eines zweiten Robotermani pulators.The invention relates to a method for teaching mutually coordinated movement patterns of a first robot manipulator and a second robot manipulator and a system for teaching mutually coordinated movement patterns of a first robot manipulator and a second robot maniator.
Insbesondere dann, wenn ein erster Robotermanipulator und ein zweiter Robotermanipulator kooperativ zusammen eine Aufgabe erledigen sollen, stellt sich die Frage nach der Koordination des ersten Robotermanipulators relativ zum zweiten Robotermanipulator. Beispielsweise wenn eine Last vom ersten Robotermanipulator und vom zweiten Robotermanipulator zusammen gehoben und transportiert werden soll, ist es entscheidend, dass der erste und der zweite Robotermanipulator koordiniert zusammenarbeiten.In particular when a first robot manipulator and a second robot manipulator are to cooperatively perform a task, the question arises as to the coordination of the first robot manipulator relative to the second robot manipulator. For example, if a load is to be lifted and transported by the first robot manipulator and the second robot manipulator, it is crucial that the first and the second robot manipulator work together in a coordinated manner.
Aufgabe der Erfindung ist es, durch einen Einlernvorgang (engl. „Teaching“, auch „Teach-In“) eine Bewegungsbahn für einen ersten Robotermanipulator und eine zur ersten Bewegungsbahn koordinierte zweite Bewegungsbahn eines zweiten Robotermanipulators zum Bewegen einer Last durch den ersten Robotermanipulator synchron und zusammen mit dem zweiten Robotermanipulator vorzugeben.It is the object of the invention to synchronously and through a teaching process (English "teaching", also "teach-in") a movement path for a first robot manipulator and a second movement path coordinated to the first movement path of a second robot manipulator for moving a load through the first robot manipulator specified together with the second robot manipulator.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous further developments and refinements are the subject of the dependent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlernen von zueinander koordinierten Bewegungsmustern eines ersten Robotermanipulators und eines zweiten Robotermanipulators, aufweisend die Schritte:
- - Positionieren eines ersten Endeffektors des ersten Robotermanipulators an einem ersten Ort einer Last und Positionieren eines zweiten Endeffektors des zweiten Robotermanipulators an einem zweiten Ort der Last, sodass die Last vom ersten Endeffektor und vom zweiten Endeffektor gegenüberliegend kontaktiert wird,
- - Andrücken des ersten Endeffektors und des zweiten Endeffektors jeweils gegen die Last zum Halten der Last,
- - Erfassen und Abspeichern einer ersten Position des angedrückten ersten Endeffektors und einer zweiten Position des angedrückten zweiten Endeffektors und/oder einer Relativposition zwischen der ersten Position und der zweiten Position und/oder einer Haltekraft des ersten Endeffektors und des zweiten Endeffektors gegen die Last durch eine Erfassungseinheit,
- - Manuelles Führen der Last entlang einer Lastbahn,
- - Während des manuellen Führens der Last: Ansteuern des ersten Robotermanipulators und/oder des zweiten Robotermanipulators zum Halten der Last durch eine Rechen- und Steuereinheit, sodass die erste Position relativ zur Last und die zweite Position relativ zur Last und/oder die Relativposition beibehalten und/oder die Haltekraft nicht unterschritten wird,
- - Während des manuellen Führens der Last: Erfassen und Abspeichern einer ersten Bahn des ersten Endeffektors und/oder eines ersten Posensatzes des ersten Robotermanipulators, und Erfassen einer zweiten Bahn des zweiten Endeffektors und/oder eines zweiten Posensatzes des zweiten Robotermanipulators, jeweils durch eine Bahnerfassungseinheit.
- Positioning a first end effector of the first robot manipulator at a first location of a load and positioning a second end effector of the second robot manipulator at a second location of the load so that the load is contacted by the first end effector and by the second end effector,
- Pressing the first end effector and the second end effector against the load to hold the load,
- - Detection and storage of a first position of the pressed first end effector and a second position of the pressed second end effector and / or a relative position between the first position and the second position and / or a holding force of the first end effector and the second end effector against the load by a detection unit ,
- - Manually guiding the load along a load path,
- - During the manual guiding of the load: control of the first robot manipulator and / or the second robot manipulator to hold the load by a computing and control unit, so that the first position relative to the load and the second position relative to the load and / or the relative position are maintained and / or the holding force is not undercut,
- During the manual guiding of the load: detection and storage of a first path of the first end effector and / or a first set of positions of the first robot manipulator, and detection of a second path of the second end effector and / or a second set of positions of the second robot manipulator, each by a path detection unit.
Die Last kann ein Werkstück, ein Rohteil, eine Kiste oder ein anderes Objekt sein, das durch den ersten Robotermanipulator und den zweiten Robotermanipulator kooperativ zu transportieren ist.The load can be a workpiece, a blank, a box or another object that can be transported cooperatively by the first robot manipulator and the second robot manipulator.
Der erste Robotermanipulator und der zweite Robotermanipulator sind insbesondere zwei eigenständige Robotermanipulatoren, d. h. jeder der Robotermanipulatoren könnte auch eigenständig Aufgaben erledigen und wird von seiner eigenen Steuereinheit angesteuert. Alternativ bevorzugt sind der erste Robotermanipulator und der zweite Robotermanipulator auf einer gemeinsamen Plattform angeordnet und werden von einer gemeinsamen Steuereinheit angesteuert. Die Erfindung bezieht sich auf beide Alternativen.The first robot manipulator and the second robot manipulator are in particular two independent robot manipulators, i. H. each of the robot manipulators could also perform tasks independently and is controlled by its own control unit. Alternatively, the first robot manipulator and the second robot manipulator are preferably arranged on a common platform and are controlled by a common control unit. The invention relates to both alternatives.
Vorteilhaft erfolgt das Andrücken des ersten Endeffektors und des zweiten Endeffektors jeweils gegen die Last zum Halten der Last entweder durch manuelles Andrücken, bei dem es dem Anwender überlassen ist, eine erforderliche Haltekraft aufzubringen, sodass die Last durch den ersten Endeffektor und den zweiten Endeffektor zuverlässig gehalten wird, oder alternativ dazu automatisiert, durch Ansteuerung des ersten Robotermanipulators oder auch des zweiten Robotermanipulators. Im letzteren Fall, d. h. im Falle der Ansteuerung zumindest einer der Robotermanipulatoren wird vorteilhaft automatisiert eine ausreichend hohe Haltekraft auf die Last aufgebracht.The first end effector and the second end effector are advantageously pressed against the load in order to hold the load either by manual pressing, in which it is left to the user to apply the required holding force, so that the load is held reliably by the first end effector and the second end effector is, or alternatively automated, by controlling the first robot manipulator or the second robot manipulator. In the latter case, i. H. in the case of activation of at least one of the robot manipulators, a sufficiently high holding force is advantageously automatically applied to the load.
Unter dem Begriff des „Posensatzes“ wird vorteilhaft eine Zeitreihe von Posen des jeweiligen Robotermanipulators verstanden. Demnach wird, insbesondere in jedem einzelnen Zeitschritt einer Vielzahl von Zeitschritten während des Durchlaufens der jeweiligen Bahn, eine Pose des jeweiligen Robotermanipulators erfasst und abgespeichert. Eine Pose wird insbesondere durch einen Vektor von Gelenkwinkeln abgespeichert, sodass eine beliebige der abgespeicherten Posen des Posensatzes zu einem beliebigen Zeitpunkt eindeutig wiederhergestellt werden kann. Aus dem jeweiligen Posensatz ergibt sich daher eindeutig die jeweilige Bahn. Während bei der ersten Alternative eine Bahn des jeweiligen Endeffektors explizit erfasst wird, zum Beispiel durch ein optisches Erfassungssystem, so wird beim Erfassen eines Posensatzes insbesondere ein vollständiger Satz von Gelenkwinkeln des jeweiligen Robotermanipulators erfasst. Wird der jeweilige Posensatz gemäß dem jeweiligen Datensatz abgefahren, so ergibt sich von selbst wiederum die zugehörige Bahn des jeweiligen Endeffektors. Der erste Posensatz ist dementsprechend insbesondere eine Zeitreihe von Gelenkwinkeln, die der erste Robotermanipulator beim Abfahren des Endeffektors entlang der ersten Bahn eingenommen hat. Gleiches gilt entsprechend für den zweiten Posensatz.The term “posture set” is advantageously understood to mean a time series of poses of the respective robot manipulator. Accordingly, a pose of the respective robot manipulator is recorded and stored, in particular in each individual time step of a multiplicity of time steps while passing through the respective path. A pose is particularly characterized by a vector of Joint angles stored so that any of the stored poses of the set of poses can be clearly restored at any time. The respective web therefore clearly results from the respective set of poses. While in the first alternative a path of the respective end effector is recorded explicitly, for example by an optical detection system, when a set of poses is detected, a complete set of joint angles of the respective robot manipulator is recorded in particular. If the respective item set is traversed in accordance with the respective data set, the associated path of the respective end effector results in turn. Accordingly, the first set of positions is, in particular, a time series of joint angles which the first robot manipulator has taken up when the end effector is moved along the first path. The same applies accordingly to the second set of items.
Insbesondere bei elastisch verformbaren Lasten kann es vorteilhaft ausreichend sein, lediglich die jeweilige Position des jeweiligen angedrückten Endeffektors zu speichern, da durch die Elastizität der Last selbst eine Haltekraft zwischen dem ersten Endeffektor und dem zweiten Endeffektor auf die Last erzeugt wird.In the case of elastically deformable loads in particular, it may advantageously be sufficient to store only the respective position of the respective pressed end effector, since the elasticity of the load itself creates a holding force between the first end effector and the second end effector on the load.
Bevorzugt wird unter dem manuellen Führen ein Vorgang verstanden, bei dem ein Anwender insbesondere seine Hand auf die Last legt und durch Aufbringen einer Kraft auf die Last diese in eine gewünschte Richtung bewegt.Manual guidance is preferably understood to mean a process in which a user places his hand in particular on the load and moves it in a desired direction by applying a force to the load.
Eine jeweilige Bahn eines jeweiligen Endeffektors beschreibt im Gegensatz zu einer Trajektorie lediglich den geometrischen Pfad des jeweiligen Endeffektors, ohne dabei eine Zeitinformation eines jeweiligen Ortes auf dem Pfad zu beinhalten. Dagegen beinhaltet eine Trajektorie den geometrischen Pfad der Bahn, wobei jeder Ort auch einer Zeitinformation zugeordnet ist, zu welchem Zeitpunkt der Ort durchfahren wird.In contrast to a trajectory, a respective path of a respective end effector only describes the geometric path of the respective end effector, without containing time information of a respective location on the path. In contrast, a trajectory contains the geometric path of the train, with each location also being associated with time information as to when the location is passed.
Das Erfassen der ersten Bahn oder das Erfassen des ersten Posensatzes für die erste Bahn jeweils durch die Bahnerfassungseinheit erfolgen bevorzugt durch Positionssensoren, insbesondere an den Gelenken des jeweiligen Robotermanipulators. Selbiges gilt für das Erfassen der zweiten Bahn bzw. des zweiten Posensatzes für die zweite Bahn. Auch das Erfassen und Abspeichern einer ersten Position des angedrückten ersten Endeffektors und einer zweiten Position des angedrückten zweiten Endeffektors jeweils durch die Erfassungseinheit erfolgen bevorzugt durch Positionssensoren, insbesondere an den Gelenken des jeweiligen Robotermanipulators.The detection of the first path or the detection of the first set of poses for the first path in each case by the path detection unit is preferably carried out by position sensors, in particular on the joints of the respective robot manipulator. The same applies to the detection of the second path or the second set of poses for the second path. The detection unit also preferably detects and stores a first position of the pressed-on first end effector and a second position of the pressed-on second end effector by position sensors, in particular on the joints of the respective robot manipulator.
Es ist eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung, dass eine erste Bahn eines ersten Robotermanipulators und eine zweite Bahn eines zweiten Robotermanipulators in Relation zueinander sehr einfach durch einen Anwender bestimmbar sind. Insbesondere dadurch, dass der Anwender nur die Last manuell führen muss, ist ein sehr einfacher aber trotzdem genauer Einlernvorgang möglich.It is an advantageous effect of the invention that a first path of a first robot manipulator and a second path of a second robot manipulator can be determined very easily by a user in relation to one another. In particular, because the user only has to guide the load manually, a very simple but nevertheless precise learning process is possible.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin die Schritte auf:
- - Erfassen und Abspeichern einer ersten Orientierung des angedrückten ersten Endeffektors relativ zur Last und einer zweiten Orientierung des angedrückten zweiten Endeffektors relativ zur Last,
- - Während des manuellen Führens der Last: Ansteuern des ersten Robotermanipulators und des zweiten Robotermanipulators zum Halten der Last, sodass die erste Orientierung des ersten Endeffektors relativ zur Last und die zweite Orientierung des zweiten Endeffektors relativ zur Last beibehalten werden.
- Detecting and storing a first orientation of the pressed first end effector relative to the load and a second orientation of the pressed second end effector relative to the load,
- During the manual guiding of the load: driving the first robot manipulator and the second robot manipulator to hold the load, so that the first orientation of the first end effector relative to the load and the second orientation of the second end effector relative to the load are maintained.
Eine Orientierung eines jeweiligen Endeffektors relativ zur Last wird bevorzugt durch Lagewinkel ausgedrückt, insbesondere durch Eulerwinkel.An orientation of a respective end effector relative to the load is preferably expressed by position angles, in particular by Euler angles.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus dem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Einlernen von zueinander koordinierten Bewegungsmustern eines ersten Robotermanipulators und eines zweiten Robotermanipulators, aufweisend die Schritte:
- - Positionieren eines ersten Endeffektors des ersten Robotermanipulators an einem ersten Ort einer Last und Positionieren eines zweiten Endeffektors des zweiten Robotermanipulators an einem zweiten Ort der Last, sodass die Last vom ersten Endeffektor und vom zweiten Endeffektor gegenüberliegend kontaktiert wird,
- - Andrücken des ersten Endeffektors und des zweiten Endeffektors jeweils gegen die Last zum Halten der Last,
- - Erfassen und Abspeichern einer ersten Position des angedrückten ersten Endeffektors und einer zweiten Position des angedrückten zweiten Endeffektors und/oder einer Relativposition zwischen der ersten Position und der zweiten Position und/oder einer Haltekraft des ersten Endeffektors und des zweiten Endeffektors gegen die Last und einer ersten Orientierung des angedrückten ersten Endeffektors relativ zur Last und einer zweiten Orientierung des angedrückten zweiten Endeffektors relativ zur Last durch eine Erfassungseinheit,
- - Manuelles Führen der Last entlang einer Lastbahn,
- - Während des manuellen Führens der Last: Ansteuern des ersten Robotermanipulators und/oder des zweiten Robotermanipulators zum Halten der Last durch eine Rechen- und Steuereinheit, sodass die erste Position relativ zur Last und die zweite Position relativ zur Last und/oder die Relativposition beibehalten und/oder die Haltekraft nicht unterschritten wird und sodass die erste Orientierung des ersten Endeffektors relativ zur Last und die zweite Orientierung des zweiten Endeffektors relativ zur Last beibehalten werden,
- - Während des manuellen Führens der Last: Erfassen und Abspeichern einer ersten Bahn des ersten Endeffektors und/oder eines ersten Posensatzes des ersten Robotermanipulators, und Erfassen einer zweiten Bahn des zweiten Endeffektors und/oder eines zweiten Posensatzes des zweiten Robotermanipulators, jeweils durch eine Bahnerfassungseinheit.
- Positioning a first end effector of the first robot manipulator at a first location of a load and positioning a second end effector of the second robot manipulator at a second location of the load so that the load is contacted by the first end effector and by the second end effector,
- Pressing the first end effector and the second end effector against the load to hold the load,
- - Detection and storage of a first position of the pressed first end effector and a second position of the pressed second end effector and / or a relative position between the first position and the second position and / or a holding force of the first end effector and the second end effector against the load and a first Orientation of the pressed first end effector relative to the load and a second orientation of the pressed second end effector relative to the load by a detection unit,
- - Manually guiding the load along a load path,
- - During the manual guiding of the load: control of the first robot manipulator and / or the second robot manipulator to hold the load by a computing and control unit, so that the first position relative to the load and the second position relative to the load and / or the relative position are maintained and / or the holding force is not undercut and so that the first orientation of the first end effector relative to the load and the second orientation of the second end effector relative to the load are maintained,
- During the manual guiding of the load: detection and storage of a first path of the first end effector and / or a first set of positions of the first robot manipulator, and detection of a second path of the second end effector and / or a second set of positions of the second robot manipulator, each by a path detection unit.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgen das Positionieren des ersten Endeffektors an dem ersten Ort der Last durch manuelles Führen des ersten Robotermanipulators und/oder das Positionieren des zweiten Endeffektors an dem zweiten Ort der Last durch manuelles Führen des zweiten Robotermanipulators.According to a further advantageous embodiment, the positioning of the first end effector at the first location of the load takes place by manually guiding the first robot manipulator and / or the positioning of the second end effector at the second location of the load by manually guiding the second robot manipulator.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgen das Positionieren des ersten Endeffektors an dem ersten Ort der Last durch Ansteuern des ersten Robotermanipulators und/oder das Positionieren des zweiten Endeffektors an dem zweiten Ort der Last durch Ansteuern des zweiten Robotermanipulators.According to a further advantageous embodiment, the positioning of the first end effector at the first location of the load is carried out by actuating the first robot manipulator and / or the positioning of the second end effector at the second location of the load by actuating the second robot manipulator.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Andrücken des ersten Endeffektors und/oder des zweiten Endeffektors gegen die Last zum Halten der Last durch manuelles Andrücken.According to a further advantageous embodiment, the first end effector and / or the second end effector are pressed against the load to hold the load by manual pressing.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Ansteuern des ersten Robotermanipulators und/oder des zweiten Robotermanipulators auf ein Eingabesignal eines Anwenders hin.According to a further advantageous embodiment, the control of the first robot manipulator and / or the second robot manipulator is based on an input signal from a user.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Andrücken des ersten Endeffektors und/oder des zweiten Endeffektors gegen die Last zum Halten der Last durch Ansteuern des ersten Robotermanipulators und/oder des zweiten Robotermani pulators.According to a further advantageous embodiment, the first end effector and / or the second end effector are pressed against the load to hold the load by actuating the first robot manipulator and / or the second robot manipulator.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Robotermanipulator und/oder der zweite Robotermanipulator während des manuellen Führens der Last schwerkraftkompensiert geregelt, und der erste Robotermanipulator und/oder der zweite Robotermanipulator werden zum Halten der Last kraftgeregelt und/oder impedanzgeregelt nachgeführt, sodass die erste Position relativ zur Last und die zweite Position relativ zur Last und/oder die Relativposition beibehalten und/oder die Haltekraft nicht unterschritten werden.According to a further advantageous embodiment, the first robot manipulator and / or the second robot manipulator is regulated in a gravity-compensated manner during the manual guiding of the load, and the first robot manipulator and / or the second robot manipulator are force-controlled and / or impedance-controlled to hold the load, so that the first position maintained relative to the load and the second position relative to the load and / or the relative position and / or the holding force must not be undercut.
Bei einer schwerkraftkompensierten Regelung eines jeweiligen Robotermanipulators werden insbesondere die Antriebe des jeweiligen Robotermanipulators so angesteuert, dass die Schwerkraft des jeweiligen Robotermanipulators selbst zu keiner Beschleunigung der jeweiligen Glieder des jeweiligen Robotermanipulators führt. Die Regelung erlaubt vorteilhaft einem Anwender zusätzlich, die jeweiligen Glieder und auch den Endeffektor des jeweiligen Robotermanipulators frei im Raum zu bewegen.In the case of a gravity-compensated control of a respective robot manipulator, the drives of the respective robot manipulator in particular are controlled in such a way that the gravity of the respective robot manipulator itself does not accelerate the respective members of the respective robot manipulator. The regulation advantageously also allows a user to move the respective members and also the end effector of the respective robot manipulator freely in space.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Einlernen von zueinander koordinierten Bewegungsmustern eines ersten Robotermanipulators und eines zweiten Robotermanipulators, aufweisend einen ersten Robotermanipulator, einen zweiten Robotermanipulator, eine Erfassungseinheit, eine Rechen- und Steuereinheit und eine Bahnerfassungseinheit, wobei die Erfassungseinheit zum Erfassen und Abspeichern einer ersten Position eines an einem ersten Ort der Last angedrückten ersten Endeffektors und einer zweiten Position eines an einem zweiten Ort der Last angedrückten zweiten Endeffektors und/oder einer Relativposition zwischen der ersten Position und der zweiten Position und/oder einer Haltekraft des ersten Endeffektors und des zweiten Endeffektors gegen die Last ausgeführt ist, und wobei die Rechen- und Steuereinheit dazu ausgeführt ist, während eines manuellen Führens der Last entlang einer Lastbahn den ersten Robotermanipulator und/oder den zweiten Robotermanipulator zum Halten der Last derart anzusteuern, dass die erste Position relativ zur Last und die zweite Position relativ zur Last und/oder die Relativposition beibehalten und/oder die Haltekraft nicht unterschritten wird, und wobei die Bahnerfassungseinheit zum Erfassen und Abspeichern einer ersten Bahn des ersten Endeffektors und/oder eines ersten Posensatzes des ersten Robotermanipulators, und zum Erfassen einer zweiten Bahn des zweiten Endeffektors und/oder eines zweiten Posensatzes des zweiten Robotermanipulators ausgeführt ist.Another aspect of the invention relates to a system for teaching mutually coordinated movement patterns of a first robot manipulator and a second robot manipulator, comprising a first robot manipulator, a second robot manipulator, a detection unit, a computing and control unit and a path detection unit, the detection unit for detecting and storing a first position of a first end effector pressed on at a first location of the load and a second position of a second end effector pressed on at a second location of the load and / or a relative position between the first position and the second position and / or a holding force of the first end effector and the second end effector is designed against the load, and wherein the computing and control unit is designed to, during a manual guiding of the load along a load path, the first robot manipulator and / or the second robot manipulator for holding the Load to be controlled so that the first Position relative to the load and the second position relative to the load and / or the relative position is maintained and / or the holding force is not undershot, and wherein the path detection unit for detecting and storing a first path of the first end effector and / or a first set of positions of the first robot manipulator, and is designed to detect a second path of the second end effector and / or a second set of poses of the second robot manipulator.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Rechen- und Steuereinheit dazu ausgeführt, während des manuellen Führens der Last entlang der Lastbahn den ersten Robotermanipulator schwerkraftkompensiert geregelt anzusteuern, und den zweiten Robotermanipulator zum Halten der Last zum Nachführen anzusteuern, sodass die erste Position relativ zur Last und die zweite Position relativ zur Last und/oder die Relativposition beibehalten und/oder die Haltekraft nicht unterschritten werden.According to a further advantageous embodiment, the computing and control unit is designed to control the first robot manipulator in a gravity-compensated manner while manually guiding the load along the load path, and to control the second robot manipulator for holding the load for tracking, so that the first position relative to the load and maintain the second position relative to the load and / or the relative position and / or do not fall below the holding force.
Nachführen heißt in diesem Zusammenhang daher, dass der zweite Robotermanipulator so angesteuert wird, dass auch während des manuellen Führens der Last die Last eigenständig zwischen dem ersten Endeffektor und dem zweiten Endeffektor verbleibt, ohne dass dazu das Aufbringen einer Kraft des die Last führenden Anwenders notwendig wäre.In this context, tracking means that the second robot manipulator is controlled in such a way that the load remains independently between the first end effector and the second end effector even during manual guiding of the load, without the need to apply a force from the user carrying the load .
Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Systems ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Verfahren vorstehend gemachten Ausführungen.Advantages and preferred developments of the proposed system result from an analog and analogous transmission of the statements made above in connection with the proposed method.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details result from the following description, in which - if necessary with reference to the drawing - at least one exemplary embodiment is described in detail. Identical, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference symbols.
Es zeigen:
-
1 ein Verfahren zum Einlernen von zueinander koordinierten Bewegungsmustern eines ersten Robotermanipulators und eines zweiten Robotermanipulators gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und -
2 ein System zum Einlernen von zueinander koordinierten Bewegungsmustern eines ersten Robotermanipulators und eines zweiten Robotermanipulators gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 a method for teaching mutually coordinated movement patterns of a first robot manipulator and a second robot manipulator according to an embodiment of the invention, and -
2nd a system for teaching coordinated movement patterns of a first robot manipulator and a second robot manipulator according to another embodiment of the invention.
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.The representations in the figures are schematic and not to scale.
- - Positionieren
S1 eines ersten Endeffektors11 des ersten Robotermanipulators10 an einem ersten Ort einer Last30 und Positionieren eines zweiten Endeffektors21 des zweiten Robotermanipulators20 an einem zweiten Ort der Last30 , sodass die Last30 vom ersten Endeffektor11 und vom zweiten Endeffektor21 gegenüberliegend kontaktiert wird, - - Andrücken
S2 des ersten Endeffektors11 und des zweiten Endeffektors21 jeweils gegen die Last30 zum Halten der Last30 , - - Erfassen und Abspeichern
S3 einer ersten Position des angedrückten ersten Endeffektors11 und einer zweiten Position des angedrückten zweiten Endeffektors21 und einer Haltekraft des ersten Endeffektors11 und des zweiten Endeffektors21 gegen die Last30 jeweils durch eine Erfassungseinheit40 , - - Manuelles Führen
S4 der Last30 entlang einer Lastbahn, wobei der erste Robotermanipulator10 und der zweite Robotermanipulator20 während des manuellen Führens der Last30 schwerkraftkompensiert geregelt ist, - - Während des manuellen Führens der Last
30 : AnsteuernS5 des ersten Robotermanipulators10 und des zweiten Robotermanipulators20 zum Halten der Last30 durch eine Rechen- und Steuereinheit50 , sodass die erste Position relativ zur Last30 und die zweite Position relativ zur Last30 beibehalten und die Haltekraft nicht unterschritten wird, wobei der zweite Robotermanipulator20 zum Halten der Last30 nachgeführt wird, sodass die erste Position relativ zur Last30 und die zweite Position relativ zur Last30 beibehalten und gleichzeitig die Haltekraft nicht unterschritten wird, - - Während des manuellen Führens der Last: Erfassen und Abspeichern
S6 eines ersten Posensatzes des ersten Robotermanipulators10 für die erste Bahn, und Erfassen eines zweiten Posensatzes des zweiten Robotermanipulators20 für die zweite Bahn, jeweils durch eine Bahnerfassungseinheit60 .
- - positioning
S1 of a first end effector11 of the first robot manipulator10th in a first place of a load30th and positioning a second end effector21 of thesecond robot manipulator 20 at a second place of the load30th so the load30th from the first end effector11 and the second end effector21 is contacted opposite, - - Press on
S2 of the first end effector11 and the second end effector21 each against the load30th to hold the load30th , - - Capture and save
S3 a first position of the pressed first end effector11 and a second position of the pressed second end effector21 and a holding force of the first end effector11 and the second end effector21 against the load30th each by a registration unit40 , - - Manual guidance
S4 the burden30th along a load path, the first robot manipulator10th and thesecond robot manipulator 20 while manually guiding the load30th gravity-compensated, - - While manually guiding the load
30th : ControlS5 of the first robot manipulator10th and thesecond robot manipulator 20 to hold the load30th by a computing and control unit50 so that the first position is relative to the load30th and the second position relative to the load30th maintained and the holding force is not fallen below, thesecond robot manipulator 20 to hold the load30th is tracked so that the first position relative to the load30th and the second position relative to the load30th maintained and at the same time the holding force is not undercut, - - During the manual guiding of the load: detection and storage
S6 a first set of positions of the first robot manipulator10th for the first path, and detecting a second set of positions of thesecond robot manipulator 20 for the second lane, each with a web detection unit60 .
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been illustrated and explained in more detail by means of preferred exemplary embodiments, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by a person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention. It is therefore clear that there are a variety of possible variations. It is also clear that exemplary embodiments really only represent examples that are not to be interpreted in any way as a limitation of the scope, the possible applications or the configuration of the invention. Rather, the preceding description and the description of the figures enable the person skilled in the art to specifically implement the exemplary embodiments, the person skilled in the art being able to make various changes, for example with regard to the function or the arrangement of individual elements mentioned in an exemplary embodiment, with knowledge of the disclosed inventive concept, without departing from the scope defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- Systemsystem
- 1010th
- erster Robotermanipulatorfirst robot manipulator
- 1111
- erster Endeffektorfirst end effector
- 2020
- zweiter Robotermanipulatorsecond robot manipulator
- 2121
- zweiter Endeffektorsecond end effector
- 3030th
- Lastload
- 4040
- ErfassungseinheitRegistration unit
- 5050
- Rechen- und SteuereinheitComputing and control unit
- 6060
- Bahnerfassungseinheit Railway registration unit
- S1S1
- PositionierenPositioning
- S2S2
- AndrückenPress down
- S3S3
- Erfassen und AbspeichernCapture and save
- S4S4
- Manuelles FührenManual guidance
- S5S5
- AnsteuernControl
- S6S6
- Erfassen und AbspeichernCapture and save
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