DE202021101286U1 - Multirobotersystem - Google Patents

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DE202021101286U1 DE202021101286.2U DE202021101286U DE202021101286U1 DE 202021101286 U1 DE202021101286 U1 DE 202021101286U1 DE 202021101286 U DE202021101286 U DE 202021101286U DE 202021101286 U1 DE202021101286 U1 DE 202021101286U1
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Abstract

Multirobotersystem mit
- wenigstens einem in einer Betriebsumgebung fahrbaren Roboter (5),
- wenigstens einem in der Betriebsumgebung stationären Roboter (4),
- einer Koordinationsinstanz (10) zum Koordinieren von Bewegungen der Roboter (4, 5), die eingerichtet ist, die Position des fahrbaren Roboters (5) in einem Koordinatensystem der Betriebsumgebung zu ermitteln, und
- am stationären Roboter (4) montierten Sensoren (15, 16), jeweils zum Erfassen der Anwesenheit des fahrbaren Roboters (5) in einer zugeordneten örtlichen Beziehung zum Sensor (15, 16),
wobei die Koordinationsinstanz (10) eingerichtet ist, mit dem fahrbaren Roboter (5) und den Sensoren (15, 16) zu kommunizieren, um zu wenigstens einem ersten Zeitpunkt, an dem ein erster der Sensoren (15) den fahrbaren Roboter (5) in der zugeordneten örtlichen Beziehung erfasst, und zu einem zweiten Zeitpunkt, an dem ein zweiter der Sensoren (16) den fahrbaren Roboter (5) in der zugeordneten örtlichen Beziehung erfasst, die Position des fahrbaren Roboters (5) in Bezug auf die Betriebsumgebung zu ermitteln und aus den ermittelten Positionen des fahrbaren Roboters (5) und den örtlichen Beziehungen auf die Position des stationären Roboters (4) in Bezug auf die Betriebsumgebung zu schließen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Multirobotersystem, in dem mindestens ein fahrbarer, d.h. in mindestens zwei Raumrichtungen frei bewegbarer Roboter und mindestens ein stationärer Roboter bei der Ausführung einer Aufgabe zusammenwirken.
  • Die Verwendung derartiger Systeme in der Produktion hat erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Produktionsanlagen, in denen ein z.B. Förderband für den Transport von Werkstücken zwischen Stationen sorgt, in denen jeweils einzelne Fertigungsschritte von einem oder mehreren stationären Robotern vorgenommen werden. Indem der Werkstücktransport von fahrbaren Robotern übernommen wird, können Änderungen im Fertigungsablauf oder Sonderbehandlungen für einzelne Werkstücke wesentlich einfacher implementiert werden, als wenn der Weg der Werkstücke durch die Anlage durch ein Förderband, Schienen oder dergleichen vorgegeben ist. Andererseits kann beim Werkstücktransport durch fahrbare Roboter viel Zeit verlorengehen, wenn diese an einer Bearbeitungsstation zeitaufwändig andocken müssen, um ein mitgeführtes Werkstück genau an einer von deren stationären Robotern erwarteten Stelle darbieten zu können oder in der Nähe der Bearbeitungsstation längere Zeit sensorgestützt navigieren müssen, um eine Zielposition an der Bearbeitungsstation zu erreichen, dabei aber zu vermeiden, dass der fahrbare Roboter an die Bearbeitungsstation anstößt oder einer Bewegung eines stationären Roboters in die Quere kommt.
  • Um derartige Zusammenstöße zu vermeiden bzw. die mit ihrer Vermeidung verbundenen Zeitverluste zu minimieren, ist es hilfreich, wenn eine Koordinationsinstanz vorhanden ist, an der Informationen über die aktuellen Positionen und Posen der fahrbaren und der stationären Roboter und über deren geplante Bewegungen zusammenfließen, so dass die Koordinationsinstanz beim Neuplanen einer Bewegung für einen dieser Roboter dessen Trajektorie so festlegen kann, dass Kollisionen vermieden werden. Da die Koordinationsinstanz die bereits fertig geplanten Trajektorien kennt, kann sie für eine neue Trajektorie eine erheblich höhere Geschwindigkeit einplanen als wenn ein einzelner Roboter ohne Kenntnis der bevorstehenden Bewegungen der anderen „auf Sicht fahren“ muss.
  • Grundvoraussetzung für eine solche Trajektorienplanung ist jedoch die genaue Kenntnis der Positionen aller Roboter in einem gemeinsamen Koordinatensystem. Während fahrbare Roboter zwangsläufig über Sensoren verfügen müssen, die es ihnen ermöglichen, ihre Position in einer Umgebung zu ermitteln, ist dies bei den stationären Robotern nicht der Fall. Deren Positionen müssen folglich nach jedem Umbau neu bestimmt werden, was es wiederum beschwerlich macht, die Platzierung der Bearbeitungsstationen an veränderte Anforderungen anzupassen.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Robotersystems, das eine solche Anpassung mit minimalem Aufwand ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem in einem Multirobotersystem mit
    • - wenigstens einem in einer Betriebsumgebung fahrbaren Roboter,
    • - wenigstens einem in der Betriebsumgebung stationären Roboter,
    • - einer Koordinationsinstanz zum Koordinieren von Bewegungen der Roboter, die eingerichtet ist, die Position des fahrbaren Roboters in einem Koordinatensystem der Betriebsumgebung zu ermitteln,
    • - am stationären Roboter Sensoren, jeweils zum Erfassen der Anwesenheit des fahrbaren Roboters in einer zugeordneten örtlichen Beziehung zum Sensor, montiert sind, und die Koordinationsinstanz eingerichtet ist, mit dem fahrbaren Roboter und den Sensoren zu kommunizieren, um zu wenigstens einem ersten Zeitpunkt, an dem ein erster der Sensoren den fahrbaren Roboter in der zugeordneten örtlichen Beziehung erfasst, und zu einem zweiten Zeitpunkt, an dem ein zweiter der Sensoren den fahrbaren Roboter in der zugeordneten örtlichen Beziehung erfasst, die Position des fahrbaren Roboters in Bezug auf die Betriebsumgebung zu ermitteln und aus den ermittelten Positionen des fahrbaren Roboters und den örtlichen Beziehungen auf die Position des stationären Roboters in Bezug auf die Betriebsumgebung zu schließen.
  • Eine Bestimmung von Positionen der stationären Roboter nach Auf- oder Umbau des Multirobotersystems kann unter alleiniger Kontrolle der Koordinationsinstanz stattfinden; eine menschliche Intervention ist im Normalfall unnötig. Da der Rückschluss auf die Position des stationären Roboters auf den vom fahrbaren Roboter gemeldeten Positionen und der bekannten örtlichen Beziehung des fahrbaren Roboters zu den Sensoren basiert, wird die Position des stationären Roboters auf einfache Weise unmittelbar in demjenigen Koordinatensystem erhalten, das auch der fahrbare Roboter zum Navigieren benutzt. Steuerungsfehler aufgrund einer nicht genau bekannten oder fehlerhaften Koordinatentransformation sind ausgeschlossen.
  • Bei der jeweils einem der Sensoren zugeordneten örtlichen Beziehung handelt es sich vorzugsweise um die Anwesenheit des fahrbaren Roboters auf einer von dem Sensor ausgehenden Linie. Eine solche Anwesenheit ist leicht zu ermitteln, wenn z. B. der Sensor einen eng gebündelten Strahl aussendet und anhand des Eintreffens von Rückstreuung erkennt, wenn der fahrbare Roboter von dem Strahl getroffen wird.
  • Um eine hohe Selektivität bei der Erfassung des fahrbaren Roboters zu erreichen, kann ein Teil von dessen Oberfläche mit einer von dem Sensor selektiv erfassten Markierung, z. B. einem Tripelspiegel oder einer Reflexfolie, versehen sein, die die Strahlung des Sensors effektiver und/oder enger gebündelt reflektiert als andere Oberflächenbereiche des fahrbaren Roboters.
  • Einer Ausgestaltung zufolge ist jeder Sensor ferner eingerichtet, den Abstand des auf der vom Sensor ausgehenden Linie erfassten fahrbaren Roboters zu ermitteln und an die Koordinationsinstanz zu melden. So genügen der Koordinationsinstanz im günstigsten Fall zwei Positionsangaben des fahrbaren Roboters (oder, wenn vorhanden, auch von verschiedenen fahrbaren Robotern), um in Kenntnis der jeweils zugehörigen Abstände des fahrbaren Roboters vom Sensor dessen Position und darauf basierend auch die Position des stationären Roboters berechnen zu können.
  • Da um die gemeldeten Positionen des fahrbaren Roboters mit dem jeweils zugehörigen Abstand als Radius gezogene Kreise einander an zwei Stellen kreuzen, hat eine allein auf diesen Angaben basierende Positionsberechnung im Allgemeinen zwei Lösungen. Wenn überdies der Winkel zwischen den zwei Linien bekannt und von 0 oder 180° verschieden ist, kann eine der beiden Lösungen ausgeschlossen werden.
  • Einer anderen Ausgestaltung zufolge ist die Koordinationsinstanz eingerichtet, die Position der von einem der Sensoren ausgehenden Linie anhand von jeweils bei Erfassung des fahrbaren Roboters auf der Linie ermittelten Positionen des fahrbaren Roboters in Bezug auf die Betriebsumgebung zu berechnen. Dazu genügt die Kenntnis von zwei Punkten der Linie, und die kann erhalten werden, indem ein fahrbarer Roboter die Linie an zwei verschiedenen Stellen kreuzt, und dabei seine Positionen an die Koordinationsinstanz meldet.
  • Wenn die Positionen von zwei Linien bekannt sind und diese nicht parallel sind, kann aus der Position ihres Schnittpunkts auf die des stationären Roboters geschlossen werden. Um die Position des Schnittpunkts mit hoher Genauigkeit bestimmen zu können, ist es bevorzugt, dass die beiden Linien rechtwinklig zueinander verlaufen.
  • Die Sensoren sind am stationären Roboter vorzugsweise lösbar montiert. So können sie nach erfolgter Ermittlung der Position des stationären Roboters abmontiert und an einem anderen stationären Roboter desselben oder eines anderen Multirobotersystems verwendet werden, um die Position dieses anderen stationären Roboters zu ermitteln.
  • Die Position, in der die Sensoren am stationären Roboter montiert werdn können, sollte durch eine Halterung eindeutig festgelegt sein; so kann sichergestellt werden, dass die Sensoren sich immer in einer von der Koordinationsinstanz erwarteten örtlichen Beziehung zum stationären Roboter befinden, und dass von der Position der Sensoren exakt auf die des zugeordneten stationären Roboters geschlossen werden kann.
  • Bei Sensoren, die wie oben beschrieben die Anwesenheit des fahrbaren Roboters auf einer zugeordneten Linie erfassen, sollte die Halterung eindeutig festlegen, wo am stationären Roboter sich ein Schnittpunkt der Linien befindet.
  • Die Halterung sollte ferner die Anbringung der Sensoren am stationären Roboter in nur einer einzigen Orientierung erlauben.
  • Um An- und Abbau der Sensoren zu erleichtern, sind die Sensoren zu einer von dem stationären Roboter verschiedenen Baueinheit verbunden. Wenn die Sensoren in der Baueinheit gegeneinander unbeweglich sind, hilft die Baueinheit auch sicherzustellen, dass ein vorgegebener Winkel zwischen den Linien der Sensoren bei jedem Einsatz der Sensoren exakt reproduziert wird.
  • Die genaue Kenntnis der Positionen von fahrbarem und stationärem Roboter ermöglicht der Koordinationsinstanz eine exakte Abstimmung auch von gleichzeitigen Bewegungen beider. Für eine gewünschte Interaktion des stationären Roboters mit dem fahrbaren Roboter bzw. einem von diesem mitgeführten Werkstück ist es daher nicht mehr erforderlich, dass der fahrbare Roboter an einer Bearbeitungsstation zum Stillstand kommt; die Interaktion kann auch mit minimalem Zeitaufwand erfolgen, während der fahrbare Roboter sich ohne anzuhalten an dem stationären Roboter vorbeibewegt.
  • Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Softwareprodukt, das von einem Computer oder Computernetzwerk ausführbare Instruktionen umfasst, die, wenn sie in den Computer oder das Computernetzwerk geladen sind, diese(s) veranlassen, als Koordinationsinstanz in einem Multirobotersystem wie oben beschrieben zu arbeiten.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
    • 1 ein erfindungsgemäßes Robotersystem;
    • 2 und
    • 3 Draufsichten auf ein Robotersystem zur Veranschaulichung der von dessen Koordinationsinstanz durchgeführter Positionsbestimmung; und
    • 4 eine Sensorbaugruppe an einem stationären Roboter.
  • 1 zeigt schematisch ein Multirobotersystem mit Bearbeitungsstationen 1, 2, 3, von denen jede wenigstens einen stationären Roboter 4 trägt, und fahrbaren Robotern 5, die z. B. zum Transport von hier nicht dargestellten Werkstücken zwischen den Bearbeitungsstationen 1, 2, 3 vorgesehen sind. Die stationären Roboter 4 haben in üblicher Weise eine an ihrer jeweiligen Bearbeitungsstation 1, 2, 3 feste Basis 6, einen Endeffektor 7 zur Durchführung eines Bearbeitungsschritts an einem Werkstück sowie Armglieder 8 und Gelenke 9 zum Bewegen des Endeffektors unter der Kontrolle einer Koordinationsinstanz 10.
  • Die Koordinationsinstanz 10 kann mit den Robotern 4 leitungsgebunden oder über schnurlos kommunizieren, um von diesen im Normalbetrieb Meldungen über ihre momentane Position und ihren Bewegungszustand zu empfangen und Befehle zur Durchführung von Bewegungen an diese zu senden. Um von den fahrbaren Robotern 5 Information über deren aktuelle Position zu empfangen und Fahrbefehle an diese zu versenden, verfügt sie über eine Funkschnittstelle 11.
  • An den Bearbeitungsstationen 1, 2 ist jeweils eine Sensorbaugruppe 12 lösbar montiert. An der Bearbeitungsstation 3 ist eine Halterung 13 angedeutet, an der ebenfalls eine Sensorbaugruppe 12 montiert werden kann. Die Sensorbaugruppen 12 sind ebenfalls eingerichtet, um mit der Koordinationsinstanz 10 zu kommunizieren. Sie können hierzu wie die fahrbaren Roboter 5 jeweils mit einer zur Funkschnittstelle 11 komplementären Funkschnittstelle 14 ausgestattet sein; alternativ kann an der Halterung 13 ein Signalkontakt vorgesehen sein, der es der Sensorbaugruppe 12 ermöglicht, über die Bearbeitungsstation 1 oder 2, an der sie montiert ist, Informationen an die Koordinationsinstanz 10 zu übermitteln.
  • Jede Sensorbaugruppe 12 enthält zwei Sensoren 15, 16, die Strahlen horizontal entlang zweier vorzugsweise zueinander orthogonaler Linien 17, 18 emittieren und eingerichtet sind, anhand von reflektierter Strahlung zu erkennen, wenn ein Objekt die betreffende Linie 17 oder 18 kreuzt. Einer ersten Ausgestaltung der Erfindung zufolge sind die Sensoren 15, 16 Laserabstandssensoren an sich bekannten Typs, die in der Lage sind, nicht nur ein den von ihnen emittierten Strahl kreuzendes Objekt zu erfassen, sondern auch die Entfernung zu diesem Objekt zu messen.
  • Die fahrbaren Roboter 5 tragen jeweils einen Reflektor 19, z.B. in Form eines Tripelspiegels oder einer Reflexfolie, der, wenn er den Laserstrahl kreuzt, diesen mit höherer Intensität zur Sensorbaugruppe 12 zurückwirft als andere Oberflächen. So sind die Sensoren 15, 16 in der Lage, die Roboter 5 von anderen eventuell den Strahlengang kreuzenden Objekten zu unterscheiden.
  • Die fahrbaren Roboter 5 sind mit an sich bekannten Sensoren ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, ihre Position in einem ortsfesten Koordinatensystem exakt zu ermitteln und an die Koordinationsinstanz 10 zu melden. Wenn das Multirobotersystem der 1 neu aufgebaut oder umgebaut worden ist, sind die Positionen der stationären Roboter 4 bzw. ihrer Bearbeitungsstationen 1, 2, 3 nicht bekannt. Bevor das Multirobotersystem seinen Normalbetrieb aufnehmen kann, müssen diese Positionen ermittelt werden. Dazu weist die Koordinationsinstanz 10 den Roboter 5 an, einen beliebigen Weg 20 (siehe 2 und 3) in der Umgebung der Bearbeitungsstationen 1, 2, 3 abzufahren. Wenn dabei der Roboter 5 eine der Linien 17, 18 einer der Sensorbaugruppen 12, z.B der Bearbeitungsstation 1, kreuzt, dann wird dies von der betreffenden Sensorbaugruppe 12 registriert und eine diesbezügliche Nachricht wird an die Koordinationsinstanz 10 übermittelt. Wenn die Nachricht über die Bearbeitungsstation 1 weitergeleitet wird, an der die Sensorbaugruppe 12 montiert ist, kann die Koordinationsinstanz 10 anhand einer Leitung 21, über die die Nachricht eintrifft, oder anhand einer von der Bearbeitungsstation 1 hinzugefügten Kennung die Nachricht der Bearbeitungsstation 1 zuordnen. Alternativ besteht die Möglichkeit, in Verbindung mit der Anbringung der Sensorbaugruppe 12 an der Bearbeitungsstation 1 eine Kennung dieser Bearbeitungsstation in die Sensorbaugruppe 12 einzugeben, so dass die Kennung mit der Nachricht, z.B. über die Funkschnittstelle der Sensorbaugruppe 12, an die Koordinationsinstanz 10 übertragen wird und es dieser ermöglicht, die Nachricht der Bearbeitungsstation 1 zuzuordnen.
  • Im einfachsten Fall fordert die Koordinationsinstanz 10 bei Empfang der Nachricht von der Sensorbaugruppe 12 die aktuelle Position des fahrbaren Roboters 5 an, um sie als Schnittpunkt P1 (siehe 2 und 3) zwischen dem Weg 20 des Roboters 5 und der von ihm überfahrenen Linie 15 anzunehmen. Eine höhere Genauigkeit bei der Bestimmung des Schnittpunkts P1 ist erreichbar, wenn die Koordinationsinstanz 10 periodisch die Position des Roboters 5 abfragt und bei Eingang der Nachricht von der Sensorbaugruppe 12 die Kreuzungsposition P1 durch Interpolation anhand des Eingangszeitpunkts der Nachricht und den jeweils vor und nach Eingang der Nachricht gemeldeten Positionen P<1, P>1 des Roboters 5 berechnet.
  • Möglich ist auch, die Nachricht der Sensorbaugruppe 12 und die Positionsmeldungen des Roboters 5 jeweils mit einem Zeitstempel ihres Absendezeitpunkts zu versehen. Indem dann beim Berechnen der Kreuzungsposition P1 die Interpolation anhand der Absendezeitpunkte vorgenommen wird, kann verhindert werden, dass eventuell unterschiedliche Laufzeiten bei der Übertragung vom Roboter 5 bzw. der Sensorbaugruppe 12 zur Koordinationsinstanz 10 die Berechnung verfälschen.
  • Wenn der Roboter 5 entlang des Weges 20 weiterfährt, quert er schließlich auch die vom anderen Sensor 16 der Baugruppe 12 ausgehende Linie 18, und anhand der daraufhin vom Sensor 16 ausgesandten Nachricht berechnet die Koordinationsinstanz 10 einen Kreuzungspunkt P2 zwischen dem Weg 20 und der Linie 18.
  • Der bereits erwähnten ersten Ausgestaltung zufolge sind die Sensoren 15, 16 Abstandssensoren, und die Nachrichten, die die Sensoren 15, 16 senden, wenn sie erfassen, dass der Roboter 5 die Linie 17 bzw. 18 überquert, enthält auch einen gemessenen Abstand r1 vom Sensor 15 bzw. r2 vom Sensor 16 zum Roboter 5 bzw. dessen Reflektor 19.
  • Die Koordinationsinstanz 10 berechnet einen Kreuzungspunkt der Linien 17, 18, indem sie wie in 2 skizziert jeweils einen Kreis mit Radius r1 um den Punkt P1 und einen Kreis mit Radius r2 um den Punkt P2 konstruiert und deren Schnittpunkte ermittelt. Im vorliegenden Fall geht die Linie 17 durch eine 90°-Drehung im Uhrzeigersinn in die Linie 18 über. Folglich kann der Weg 20 nur dann erst die Linie 17 und dann die Linie 18 kreuzen, wenn der tatsächliche Schnittpunkt S rechts des Weges 20 liegt. D.h. anhand der Reihenfolge, in der die Nachrichten der beiden Sensoren 15, 16 eintreffen, entscheidet die Koordinationsinstanz 10, welcher der beiden Kreisschnittpunkte der wahre Schnittpunkt S der Linien 17, 18 ist.
  • Der Einfachheit halber können dieser Schnittpunkt S als Ursprung eines lokalen Koordinatensystems der Bearbeitungsstation 1 und die Linien 17, 18 als zwei Achsen dieses Koordinatensystems angesehen werden. Die Lage des Punktes S und - über die Punkte P1, P2 - die Lage der beiden Achsen in dem ortsfesten Koordinatensystem sind der Koordinationsinstanz 10 bekannt. Da auch die Position der Basis 6 relativ zum Punkt S bekannt ist, kann die Koordinationsinstanz 10 somit auch die Position des stationären Roboters 4 der Bearbeitungsstation 1 in dem ortsfesten Koordinatensystem berechnen.
  • Einer in 3 skizzierten zweiten Ausgestaltung zufolge enthalten die Nachrichten der Sensoren 15, 16 an die Koordinationsinstanz 10 keine gemessene Entfernung zum Roboter 5, sondern lediglich den Zeitpunkt, an dem dieser die Linie 17 bzw. 18 kreuzt, und die Koordinationsinstanz 10 berechnet auf dieser Grundlage die Punkte P1 und P2. Wenn derselbe oder ein anderer fahrbarer Roboter auf einem Weg 22, der sich von dem Weg 20 unterscheidet, an der Bearbeitungsstation vorbeifährt, werden wiederum die Linien 17, 18 überquert, und anhand der dabei von den Sensoren 15, 16 gesendeten Nachrichten werden zwei weitere Punkte P3, P4 ermittelt. Da somit von jeder Linie 17, 18 zwei Punkte bekannt sind, ist die Koordinationsinstanz 10 in der Lage, den Verlauf beider Linien 17, 18, ihren Schnittpunkt S sowie die Position der Basis 6 des stationären Roboters 4 in dem ortsfesten Koordinatensystem zu berechnen.
  • Die genaue Kenntnis der Positionen der Bearbeitungsstationen 1, 2, 3 in dem ortsfesten Koordinatensystem ermöglicht es der Koordinationsinstanz 10 nicht nur, einen Zusammenstoß der fahrbaren Roboter 5 mit den Bearbeitungsstationen auch dann zu vermeiden, wenn erstere mit hoher Geschwindigkeit an letzteren vorbeigelenkt werden; auch Positionen, an denen eine Werkstückübergabe an eine Bearbeitungsstation oder eine unmittelbare Bearbeitung eines auf einen fahrbaren Roboter 5 geladenen Werkstücks stattfinden soll, können vom fahrbaren Roboter 5 und dem Endeffektor 7 eines stationären Roboters der Bearbeitungsstation gleichzeitig und zügig angefahren werden. Die genaue Kenntnis der relativen Positionen von Endeffektor 7 und fahrbarem Roboter 5 ermöglicht sogar, dass der Endeffektor 7 der Fahrbewegung des Roboters 5 nachfolgend gesteuert wird und dabei eine Bearbeitung des Werkstücks vornimmt, ohne dass der Roboter 5 dafür an der Bearbeitungsstation anhalten muss.
  • 4 zeigt ein Beispiel der Halterung 13 und, darüber schwebend dargestellt, die Sensorbaugruppe 12. Eine Aussparung an der Unterseite der Halterung 13 ist komplementär zu einer Oberflächenkontur der Bearbeitungsstation 1 wie etwa einer Ecke ihres Gehäuses geformt, so dass sie dort in einer eindeutig definierten Position und Orientierung, in einem in Abstand und Richtung bekannten Versatz zum hier nicht gezeigten stationären Roboter 4 der Bearbeitungsstation 1, befestigbar ist, z.B. durch Kleben. So kann die Halterung 13 an einer existierenden Bearbeitungsstation bequem nachgerüstet werden. Die Halterung 13 ist an ihrer Oberseite wiederum mit Konturen versehen, die eine Montageposition der Sensorbaugruppe 12, hier als gestrichelter Umriss 12' eingezeichnet, eindeutig vorgeben. Im vorliegenden Fall umfassen diese Konturen zwei Rippen 23, die parallel zu Gehäusewänden der Sensorbaugruppe 12 von einer Grundplatte 24 der Halterung 13 aufragen, und eine Rippe 25, die eine Feder zum Andrücken der Sensorbaugruppe 12 an die Rippen 23, hier eine Blattfeder 26, trägt.
  • Damit die Koordinationsinstanz 10 die Position der Bearbeitungsstation 1 bzw. ihres Roboters 4 erfassen kann, genügt es, die Sensorbaugruppe 12 in die an der Bearbeitungsstation 1 montierte Halterung 13 einzustecken, sie einzuschalten, eine Kennung der zu Bearbeitungsstation 1 in sie einzugeben, und dann den fahrbaren Roboter 5 an der Bearbeitungsstation 1 wie mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben ein- oder zweimal vorbeifahren zu lassen. Anschließend kann dieselbe Sensorbaugruppe 12 an der Halterung 13 einer anderen Bearbeitungsstation angebracht und der Vorgang dort wiederholt werden; so genügt eine einzige Sensorbaugruppe 12, um die Positionen sämtlicher Bearbeitungsstationen einer Fertigungsumgebung zu erfassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Bearbeitungsstation
    2
    Bearbeitungsstation
    3
    Bearbeitungsstation
    4
    stationärer Roboter
    5
    fahrbarer Roboter
    6
    Basis
    7
    Endeffektor
    8
    Armglied
    9
    Gelenk
    10
    Koordinationsinstanz
    11
    Funkschnittstelle
    12
    Sensorbaugruppe
    13
    Halterung
    14
    Funkschnittstelle
    15
    Sensor
    16
    Sensor
    17
    Linie
    18
    Linie
    19
    Reflektor
    20
    Weg
    21
    Leitung
    22
    Weg
    23
    Rippe
    24
    Grundplatte
    25
    Rippe
    26
    Blattfeder

Claims (12)

  1. Multirobotersystem mit - wenigstens einem in einer Betriebsumgebung fahrbaren Roboter (5), - wenigstens einem in der Betriebsumgebung stationären Roboter (4), - einer Koordinationsinstanz (10) zum Koordinieren von Bewegungen der Roboter (4, 5), die eingerichtet ist, die Position des fahrbaren Roboters (5) in einem Koordinatensystem der Betriebsumgebung zu ermitteln, und - am stationären Roboter (4) montierten Sensoren (15, 16), jeweils zum Erfassen der Anwesenheit des fahrbaren Roboters (5) in einer zugeordneten örtlichen Beziehung zum Sensor (15, 16), wobei die Koordinationsinstanz (10) eingerichtet ist, mit dem fahrbaren Roboter (5) und den Sensoren (15, 16) zu kommunizieren, um zu wenigstens einem ersten Zeitpunkt, an dem ein erster der Sensoren (15) den fahrbaren Roboter (5) in der zugeordneten örtlichen Beziehung erfasst, und zu einem zweiten Zeitpunkt, an dem ein zweiter der Sensoren (16) den fahrbaren Roboter (5) in der zugeordneten örtlichen Beziehung erfasst, die Position des fahrbaren Roboters (5) in Bezug auf die Betriebsumgebung zu ermitteln und aus den ermittelten Positionen des fahrbaren Roboters (5) und den örtlichen Beziehungen auf die Position des stationären Roboters (4) in Bezug auf die Betriebsumgebung zu schließen.
  2. Multirobotersystem nach Anspruch 1, bei dem die einem der Sensoren (15, 16) zugeordnete örtliche Beziehung die Anwesenheit des fahrbaren Roboters (5) auf einer von dem Sensor (15, 16) ausgehenden Linie (17, 18) ist.
  3. Multirobotersystem nach Anspruch 2, bei dem jeder Sensor (15, 16) ferner eingerichtet ist, den Abstand (r1, r2) des auf der vom Sensor (15, 16) ausgehenden Linie (17, 18) erfassten fahrbaren Roboters (5) zu ermitteln und an die Koordinationsinstanz (10) zu melden.
  4. Multirobotersystem nach Anspruch 2, bei dem die Koordinationsinstanz (10) eingerichtet ist, die Position der von einem der Sensoren (15, 16) ausgehenden Linie (17, 18) anhand von jeweils bei Erfassung des fahrbaren Roboters (5) auf der Linie (17, 18) ermittelten Positionen (P1, ..., P4) des fahrbaren Roboters (5) in Bezug auf die Betriebsumgebung zu berechnen.
  5. Multirobotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die von dem ersten und dem zweiten Sensor (15, 16) ausgehenden Linien (17, 18) nicht parallel und vorzugsweise unter einem rechten Winkel verlaufen.
  6. Multirobotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sensoren (15, 16) am stationären Roboter (4) lösbar montiert sind.
  7. Multirobotersystem nach Anspruch 6, bei dem dem stationären Roboter (4) eine Halterung (13) für die Sensoren (15, 16) zugeordnet ist, die die Position der Sensoren (15, 16) relativ zum stationären Roboter (4) eindeutig festlegt.
  8. Multirobotersystem nach Anspruch 6, soweit auf Anspruch 5 rückbezogen, bei dem dem stationären Roboter (4) eine Halterung (13) für die Sensoren (15, 16) zugeordnet ist, die die Position eines Schnittpunkts (S) der Linien (17, 18) relativ zum stationären Roboter (4) eindeutig festlegt.
  9. Multirobotersystem nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Halterung (13) die Anbringung der Sensoren (15, 16) am stationären Roboter in einer einzigen Orientierung erlaubt.
  10. Multirobotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sensoren (15, 16) zu einer von dem stationären Roboter (4) verschiedenen Baueinheit (12) verbunden sind.
  11. Multirobotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Koordinationsinstanz (10) eingerichtet ist, eine Interaktion des stationären Roboters (4) mit dem fahrbaren Roboter (5) während der Fahrt zu koordinieren.
  12. Softwareprodukt, das von einem Computer oder Computernetzwerk ausführbare Instruktionen umfasst, die, wenn sie in den Computer oder das Computernetzwerk geladen sind, diese(s) veranlassen, als Koordinationsinstanz in einem Multirobotersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche zu arbeiten.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022212272A1 (de) 2022-11-17 2024-05-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Roboters

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