[发明专利]机器人支持的物体堆放方法

说明书

本发明涉及一种放置，尤其是堆积物体的方法，该方法是利用具有外加驱动器的机械手来实现的，该驱动器布置于机械手和待放置物体之间。根据本发明一个实施例，该方法包括借由机械手拾取物体并移动物体至一临近于物体被定位和放置的放置面的初始位置。该方法还包括借由机械手将物体移动向放置面，其中驱动器被控制以使驱动力弥补物体的重力、或驱动器被调节以使得一可调的最小驱动力(在有限的实例中可为0)作用于驱动器一个终点端。然后，监测驱动器的偏移以及探测偏移的变化，依据驱动器偏移的变化停止机械手的移动，于是释放物体。

技术领域

本发明涉及一种用于放置或堆放物体的机器人辅助方法，例如借由机械手堆放工件的方法。

背景技术

在堆放大量均一或同类物体的自动化生产中频繁的呈现问题。例如完整的、已选择性包装好的工件被堆放至用于运输的托盘上，或半成品工件被堆放至一个(临时的)贮存位置以在后续时期进一步处理。一个类似的作业是具有待运输物体的盒子和货箱的装卸。具有很大程度上的自由度(机械手)、能够按照实际需求放置物体的工业机器人被用于批量生产中以实现这一目的。

DE 40 18 684 C2公开一种适合这种目的的简单机器人。一个可进一步分离、长度可变的枢转臂被设置在竖直的圆柱上。一个分离的、用于操作的物体抓具设置在臂的末端。

工业机器人的机器人控制通常被编程，以便所谓“工具中心点”(toll centerpoint,TCP)在预先设定的轨道运行、预先计划，借由很多方法规划运动路径。计划轨道和依照路径的搬运作业(例如，拾取器具，释放器具)被统指为机器人编程。机器人编程通常适用于被操作的物体。因此机器人控制需要“知道”，例如何时堆放物体、物体有多高以将下一个物体放置在前一个上。假设第一个物体(例如，内部包装有易碎物体或食物产品的盒子)被放置在地上而该物体为20cm高。然后机器人必须如此放置下一个物体：在放下物体之前使物体底面高于地面20cm高度。再下一个物体则要被放置在高于地面40cm以被放置在前一个物体之上，等等。相似的，当将物体放置入罩体或包装时，机器人需要“知道”罩体或包装的形状和位置。用于实现此类功能的机器人被称为“堆积机器人”。

上述描述概括出一个理想的情况，在该种情况下待放置或堆积物体的尺寸，和罩体尺寸都必须知道并被严格遵循。如果，例如，物体的实际高度不同于指定尺寸，当机械手放下下一个物体时可能会碰撞前一个物体(如果它的高度大于指定高度)或者物体可能会被太早释放而落在前一个物体之上(如果它的高度小于指定高度)。各个物体的尺寸差异在堆垛中会累积。为了避免碰撞，机器人程序可以如此设置：一个物体总是在比理想状态下的放置水平高出一个特定距离时被释放。在该种情况下，不管怎样物体总会下落一个较短的距离。在很多应用中，把物体投下一较短距离(些许毫米并无大碍，然而有一些应用中，待操作的物体必须被小心轻放并且“轻柔”的操作是必须的。这种“轻柔”的操作是不可能用传统机器人来实现的(没有复杂的和/或昂贵的出、外加的传感器系统)因为机器人控制控制机械手从而所谓“工具中心点”TCP沿着移动路径移动(例如点对点)至准确的终点(指定的位置)；机器人因此总是移动至(先前)定义的确定位置而不能考虑(随机)被操作的物体的偏离和公差。

发明内容

因此本发明要解决的技术问题是找到一种方法，该方法允许“轻柔”的定位和物品堆积。该种方法对于实际尺寸的变化和物体的目标位置而言是稳定的。尤其是，所述物体会被放置至接触并且不会落下。该问题由本发明所描述的方法解决，所述方法的不同实施例均属于本发明所描述方法的主题。