[发明专利]用于在机器人系统中优化工作周期的方法

说明书

一种用于机器人系统的方法，所述机器人系统具有带有共同工作区域的至少两个操纵器，其中限定所述机器人系统的布局并且划分所述至少两个操纵器之间的所述共同工作区域以由此获得工作区域划分。所述方法的特征在于，重复前面的步骤中的至少一个步骤以由此获得布局和工作区域划分的多个不同组合。对于所述组合中的每个组合，计算至少一个工作周期的周期时间并且选择最佳周期时间，以优化所述机器人系统的所述工作周期。

技术领域

本发明涉及在具有两个或更多个带有共同工作区域的操纵器的机器人系统中的工作周期优化。

背景技术

参照图1，在本公开的上下文中，“最大工作区域”10、20是指操纵器30、40可以达到的体积，该体积由相应的操纵器的机械结构约束。“共同工作区域”50是指多个操作器中的每一个操纵器都能够到达的最大工作区域的一部分，相应的体积取决于操纵器的相对位置并且由操纵器的机械结构约束。“专用工作区域”是指只有相应的操纵器才能够到达的最大工作区域的一部分，即专用工作区域是从最大工作区域减去共同工作区域的结果。“分配工作区域”60、70是指借助于软件被分配给相应的操纵器的公共工作区域的一部分。“实际工作区域”是指相应的操作器的专用工作区域和分配工作区域的组合。“联合工作区域”80是指借助于软件被分配给多个操纵器的分配工作区域的一部分，即联合工作区域是两个或更多个分配工作区域的交集。

机器人系统140的工作周期包括由机器人系统执行的任务序列。已知通过自动地限定任务的顺序、并将不同的任务分配给不同的工具和/或操纵器来优化机器人系统中的工作周期。当配置机器人系统来执行工作周期时，问题可以被认为是由两个问题部分组成：1)限定工作周期；以及2)编程机器人系统以使其按照限定的工作周期来移动。这些问题部分通常由不同的人来解决，并且解决第二问题部分的困难水平在很大程度上取决于第一问题部分的解决方案。即，用于解决第一问题部分的常规方法没有考虑在第二问题部分期间执行所得工作周期中的许多实际困难。这在具有带有共同工作区域的两个或更多操纵器的机器人系统中尤其如此，在共同工作区域处操纵器之间的避免碰撞成为重大的实际困难。从第一个问题部分得到的工作周期可能在理论上非常有效，但实际上，因为解决第二个问题部分的机器人程序员需要在机器人程序中输入许多延迟以便避免操纵器之间的碰撞，这可能变得非常低效。

图1可以被认为代表已知的解决方案(然而，图1与图2和/或图3相结合，也可以被认为代表本发明)，其中为了避免两个操纵器之间的碰撞，通过划分平面90将共同工作区域划分成右部分和左部分来完成工作区域划分。左部分被分配给第一操纵器30，并且右部分被分配给第二操纵器40。另外，属于右部分并且被固定装置100占据的小体积被分配给第一操纵器，并且属于左部分的相应的体积被分配给第二操纵器。因此，一方面，允许两个操纵器中的每个操纵器仅在被分配给它的公共工作区域的那部分内进行操作。另一方面，分配工作区域的部分相交以在固定装置处形成联合工作区域，使得两个操纵器中的两者都可以在固定装置处进行操作。

图1的机器人系统具有第一馈线110、第二馈线120和第三馈线130，其中的每一个馈线都被配置为馈送相应的单独的第一部件、第二部件和第三部件(未示出)。总体任务是在固定装置处将三个部件组装在一起。最大工作区域、馈线和固定装置的相对位置限定了机器人系统的布局150。在一些情况下，布局可以自由选择，而在其他场合布局可以是固定的，或者可以存在固定数目的布局选项。根据图1的给定布局，所有馈线位于公共工作区域内，并且在每个专用工作区域处具有附加馈线位置160以提供备选布局选项。工作区域划分是这样完成的，以使得第一馈线被分配给第一操纵器，并且第二馈线和第三馈线被分配给第二操纵器。