CN105916636B - 高精度的机器人安放和操纵 - Google Patents

Abstract

在无需专用的或任务专属的部件的情况下提供精确的机器人操作的系统和方法在一个实施方式中采用了与机器人机械手(102)物理分开的空间调节系统(100)，该空间调节系统支承目标工件(108)且与机器人机械手(102)合作工作以便以高的空间精度执行任务。

Description

高精度的机器人安放和操纵

相关领域的交叉引用

本申请要求于2013年10月11日提交的美国专利号61/889,630的优先权及权益，其所有公开内容被援引纳入本文。

技术领域

本发明的实施例总体涉及机器人系统，尤其涉及高精度的机器人安放和操纵。

背景技术

机器人已在许多工业和生产环境中被有效利用来促进可靠性和成本节约。例如机器人臂可以移动物体以执行包括组装、包装、检测等在内的任务。机械手通常被放置在延伸的机器人臂上，从而操纵点可被容易调节。然而，通过延伸的机器人臂准确控制机械手可能是挑战性的。例如机械手通常具有较大质量；为了直至机器人根关节地都以期望的精度支承这种负荷，在臂与根关节之间的运动链中的各关节须在位置误差的极严格的容差范围内来操作。换句话说，运动链中的所有关节须以与在目标处的期望精度一样的或更高的精度来操作。位于臂根部处的马达角度精度例如需要在0.03度以内，以保证位于两米长的机器人臂的端部的机械手在目标位置的1毫米范围内。这样的严格要求造成复杂性和高成本。

另外，机器人系统需要施加大的力来阻尼整体臂运动的任何可能的动态作用。即使对于搬运轻型目标的简单任务来说，以亚微米或亚角度的精度传送目标仍是困难的。例如在简单的组装任务中，在两米长的机器人臂的端部，螺钉重量可能仅有几毫克重；而用于传送螺钉的机器人装置必须能在保持在每个接头处的精确位置的情况下完全伸展的同时支承自身(包括所有马达、齿轮箱和电子装置)，还补偿该运动链中的侧隙、弯曲、滑动和累积误差。这又在显著增大了机器人系统的设计复杂性和生产成本。

过去，能执行高精度目标操纵的机器人系统使用了专用于特定任务的部件和技术。这不仅要求专门的严谨设计且由此增加了系统复杂性和成本，而且限制机器人系统的通用适用性。因此，人们需要一种在无需专用的或任务专属的部件或技术情况下提供精确的目标操纵的机器人系统。

发明内容

在各实施例中，本发明涉及用于在无需专用的或任务专属的部件情况下提供精确的机器人操作的系统和方法。在一个实施方式中，与机器人机械手物理分开的空间调节系统支承工件且与机器人机械手合作工作以便以高的空间精度执行任务。在操作期间，机器人系统首先使机器人机械手粗略移向目标附近。在空间调节系统内的或与空间调节系统合作的跟踪系统能准确检测机器人机械手的位置且向控制器传输信息。该控制器随后命令空间调节系统中的一个或多个致动器来基于所检测的机器人机械手位置调节目标位置。因为空间调节系统能以高的空间精度使目标工件与机器人机械手对准，故不需要在机器人臂和根关节之间的运动链中的所有机器人关节在位置误差的有限容差范围内操作地准确执行任务。因此，本发明提供了用于可容易经济地制造的机器人系统的准确的目标操纵。

因此，一方面，本发明涉及用于操纵目标的机器人系统。在各实施例中，该系统包括机器人机械手、与机器人机械手物理分开的用于支承和移动目标的定位系统、用于检测机器人机械手的位置的跟踪系统和响应于跟踪系统的控制器，该控制器被构造成控制该定位系统以便至少在一定程度上基于由跟踪系统所检测的机器人机械手的位置来调节该目标的位置。

在各实施例中，该定位系统包括用于支承目标的可移动平台和响应于控制器的用于移动平台以调节目标位置的至少一个致动器。例如机器人机械手可以包括光源，且跟踪系统可以包括成像装置；在一些实施方式中，光源产生人眼可见光谱范围外的光(如红外波段)。

定位系统可包括使目标在第一方向平移的第一致动器和使目标在第二方向平移的第二致动器，第二方向与第一方向不同(如相互垂直)。在一些实施例中，定位系统还包括使目标在第三方向平移的第三致动器，第三方向与第一和第二方向不同(如垂直于第一和第二方向)。其中一个或多个所述致动器可以是平移致动器，且其中一个或多个所述致动器可以是转动致动器。如果需要，可将更多的致动器增加至系统。例如在一些实施例中，为了实现平移调节和转动调节，可共同使用三个平移致动器和三个转动致动器。控制器还可被构造成调节目标位置以使目标与机器人机械手对准。

另一方面，本发明涉及通过机器人操纵目标的方法。在各实施例中，该方法包括的步骤有：确定目标位置；使机器人机械手粗略移动向目标位置；检测机器人机械手的位置；至少在一定程度上基于所检测到的机器人机械手的位置来调节目标位置。在各实施例中，该方法还包括确定用于机器人机械手粗略移向目标位置的最佳路径。“最佳”通常是指最有效的如浪费最少的运动。例如最佳路径可以至少在一定程度上基于机器人机械手在运动前的位置和目标位置来确定，且还可能导致存在将由机械手达到的多个目标。目标位置的调节速度可基于目标与机器人机械手的检测位置之间的距离来确定。目标位置可被调节以使目标与机器人机械手对准。

又一方面，本发明涉及用于在工件上执行任务的机器人系统。在各实施例中，该系统包括具有用于操纵工件的机器人机械手的机器人；与机器人物理分开的助手系统，该助手系统包括用于感测工件、包含工件的空间区域和/或机器人机械手的状况的感测系统和响应于感测系统且被构造成操作该助手系统以帮助机器人执行任务的控制器。

在各实施例中，控制器被构造成操作助手系统以操纵工件。例如控制器可被构造成操作助手系统以改变包含工件的空间区域内的状况和/或与机器人机械手互动。当然，除定位外，目标操纵还包括例如锯切、拧上盖、密封袋、施力、用力保持等，这些均落入本发明的范围。

附图说明

从以下结合附图对本发明的详细说明中将更易理解以上讨论，其中：

图1示例性示出根据本发明的实施例的机器人系统；

图2是描述根据本发明实施例的代表性的机器人机械手训练方法的流程图；

图3A-3C示例性示出本发明的实施例的操作；

图4是描述根据本发明实施例的代表性的任务执行方法；

图5示例性示出根据本发明实施例的控制器。

具体实施方式

首先参见图1，其示出与机器人系统协同工作以提供高精度机器人操作的空间调节系统100的实施例，该机器人系统例如是具有机器人机械手102的机器人101。机器人系统101例如可以是如都于2012年9月17日提交的美国序列号13/621,658和13/621,657所述的机器人，上述两份专利的全部公开内容被援引纳入本文。

在各实施例中，空间调节系统100包括用于检测机器人机械手102的位置的跟踪系统104和用于支承并移动目标108的定位系统106。在一个实施方式中，跟踪系统104包括两个传感器，即用于检测x轴位置的传感器104x和用于检测y轴位置的传感器104y。传感器104检测机器人臂102或其部分的变化位置。传感器104的取向允许其检测范围重叠并包含至少与定位系统106同延伸的工作区域。传感器104可检测由位于机器人机械手102上的工具尖标识110所传输或反射的信号，随后将测得信息(如信号幅度)提供给控制器112以用于确定机器人机械手102的位置。传感器104可以是传统的光传感器、声传感器、超声传感器或能捕获由工具尖标识110所产生的信号并以数据形式表现信号的或者能用传统图像采集和识别软件来光学检测和识别工具尖标识110的任何类型的装置。在一些实施例中，定位系统106包括用于支承目标108的可移动平台114和一个或多个用于移动该平台以便动态调节目标位置的致动器116(如步进马达或无刷马达)。例如致动器116可以使平台分别沿x轴和y轴且根据应用可沿z轴(竖轴)增量移动，和/或可以关于一个或多个轴改变平台取向。在一些实施例中，这些传感器被牢固附接至可移动平台114。

在一个实施例中，工具尖标识110是红外线(IR)LED标识，且传感器是IR感测相机。IR相机能以任何传统方式设置。例如IR相机可被定位成其光轴相交且大致平行于致动器116的各自操作方向。另外，多个致动器116可被构造成每个致动器能控制平台114的单独平移自由度(例如一个致动器116x调节x轴位置，另一个致动器116y调节y轴位置，其中x轴和y轴相互垂直)；这有利地消除在相机104上执行相对校准的必要性且允许对平台114的两个平移自由度进行独立的不相关联的控制。要注意的是x方向和y方向不一定彼此垂直，而是能沿任何方向延伸，只要两者不彼此平行即可。另外，尽管图1示出致动器106在水平面内沿x和y平移方向操作，但可实现在空间调节系统100内的任何数量的平移和/或转动的致动器的组合。例如致动器106可提供三个平移自由度和三个转动自由度。

在各实施例中，在执行某项任务前，控制器112进入指定期望目标位置的训练模式；该信息被提供给机器人系统，其基于该信息移动机械手102。具体说，操作者可首先人工引导机器人机械手102至机器人工作空间中的各关键位置(或路径点)。例如操作者例如可通过按下机器人系统上的按钮使机器人机械手102与位于预定位置的目标工件108对准且表明机器人机械手102位于其理想操纵位置。机器人系统随即用信号通知控制器112，该控制器致动工具尖标识110且使跟踪系统104基于其所传输/所反射的信号识别工具尖标识110的位置。工具尖标识110的确定位置和相应目标的指标可随后被存在控制器112的存储器中以执行后续任务。

图2示出训练根据本发明实施例的机器人机械手102和空间调节系统100的代表性方法200。在第一步骤202，控制器112被设定为训练模式以开始训练程序。在第二步骤204，控制器112从指标“0”开始记录第一目标工件。在第三步骤206，操作者移动机器人机械手102以使其与第一目标对准且按下按钮以指明是否有其它目标存在。如果没有其它目标，则控制器112在存储器中作为路径点(或理想最终位置)记录下机械手102的检测位置且切换至任务执行模式，由此退出当前训练程序(第四步骤208和第五步骤210)。但如果存在其它目标，则控制器112将机械手102的检测位置(仍作为路径点)和当前目标指标均记录在存储器中且增量增大目标指标(在第六步骤212)。然后，操作者利用上述方法移动机器人机械手102以使其与下一目标对准并指明是否有其它目标存在。

参见图3A和3B，在任务执行模式中，控制器112首先基于在训练期间所存储的位置信息移动机器人机械手102尽量(受限于机器人系统精度)靠近具有最低指标数的目标300(或任何期望的/被识别的目标)。然后，致动跟踪系统104中的传感器被启动以检测工具尖标识110(如通过其产生的/反射的信号)以确定机器人机械手102的实际位置。控制器112将工具尖标识110的检测到的实际位置与机器人机械手102的(在训练期间建立的)存储路径点位置进行比较并确定定位系统106为缩小工具尖标识110(或机器人机械手102)的实际位置和路径点位置之间的位置差所需要的运动路径和/或步骤数量(通过致动器116x、116y、116z)。因为控制器112(见图1)、跟踪系统104和定位系统106形成闭环反馈系统，故在机器人机械手102移动期间可连续反复地缩小位置差。用于通过定位系统106调节目标位置的运动路径和/或步骤数量的准确解是不必要的，因为随着位置差减小，控制器112可引导定位系统106采用渐少的步骤，直到机器人机械手102和目标300如图3C所示精确对准(与虚影所示的定位系统的初始位置对准)。机器人机械手102可以随后执行某项任务。当执行用于当前目标的任务时，机器人机械手102可利用上述做法移动至下一目标以便操纵。

因为空间调节系统100能准确确定机器人机械手102的位置且基于该位置调节目标位置，故本发明无需对庞大的机器人附件进行精准控制地提供了空间精度。另外，因为空间调节系统100与机器人系统物理分开，故在无需使用任何专用部件或设计用于机器人系统或机器人上的额外负载的情况下获得准确性。该方法的优点还包括能以准确快速的方式任意移动定位系统106而消除位置误差，能够协调两种位置控制，即一种机器人本身上的控制和另一种物理远离机器人的控制，且使制造方便经济。

在示例性应用中，机器人机械手102被编程控制以将螺钉紧固于物体内的螺纹孔。螺钉和/或物体首先被放置在定位系统106的可移动平台114上。空间调节系统100和机器人机械手102随后按训练模式被操作以确定机器人机械手102的路径点(即用于拾取螺钉的位置和/或螺纹孔的位置)以执行任务。为了简化任务，库存螺钉供给器可被用于螺钉拾取。一旦螺钉通过供给器被拾走，则控制器112与空间调节系统100通信以确定哪个螺纹孔被指定作为第一路径点且移动机器人机械手102尽量(在机器人粗略调节限度内)靠近目标螺纹孔。在机器人机械手102的当前位置和目标位置之间的差值被确定后，控制器112通过平台114移动目标(如螺纹孔)以与位于机械手102端部的螺钉对准。平台114可以动态跟随机器人机械手102的轨迹且以与路径点和机器人机械手102之间的距离成正比的速度移动，直到螺钉与螺纹孔相互接触。机器人机械手102上的力传感器可监测紧固过程且将螺钉完成插入报告给控制器112。机器人机械手102随后从当前螺纹孔退出且移动至下一螺纹孔(即在训练期间建立的下一路径点)。该过程可以重复，直到螺纹孔的指标数等于存于存储器内的最大指标或指示任务结束的指标数，或当机器人系统被操作者手动停下时停止重复。

用于执行任务如将螺钉紧固于螺纹孔的代表性方法400如图4所示。在步骤402，控制器112被设定为执行模式以开始任务。在步骤404，指标被设定成指明任务开始的“0”，且指示任务完成的参数“部分完成”被设定为“假的”。在步骤406，控制器112检测当前目标指标是否等于指示任务结束的指标。如果指标相同，则“部分完成”被设定为“真的”(在步骤408)且机器人系统不会执行任何进一步目标操纵(在步骤410)。如果指标不相等，则机器人系统检测螺钉是否由机器人机械手102保持(步骤412)。如果不是，则控制器使螺钉被取回(步骤414)，如果是，则控制器112、机器人机械手102和空间调节系统100协同工作以利用上述方法执行某项任务(步骤416)。在确定螺钉被牢固紧固于螺纹孔(步骤418)之后，目标指标被加一(步骤420)，且机械手102被移动以对后续目标执行任务。

螺钉尖端的定位精度可能受到许多因素的影响，例如具有螺纹孔的物体顶面形状、螺钉长度和工具尖标识与螺钉尖端之间的距离。例如带螺纹孔的物体的形状可能会阻止从工具尖标识110传来的信号被跟踪系统104内的传感器检测到，如果物体太靠近工具尖标识110定位的话。这会导致螺钉尖端定位的几何误差。在各实施例中，工具尖标识110与物体顶面之间的竖直距离(z轴)与工具尖的理想最终位置(即目标300的位置)一起被考虑以形成使机器人机械手102移动靠近目标的轨迹。在一个实施方式中，在训练模式期间，在机器人臂被置于其理想最终位置后允许机器人臂直接从最终位置退回；退回轨迹被记录下来。然后，控制器112执行与记录轨迹的线性拟合，估算与线性退回轨迹相关的参数且在存储器中与最终期望位置一起存储该参数。在任务执行模式期间，如果跟踪系统104不能检测到由工具尖标识110所传输/所反射的信号，则机器人机械手102可遵循预定的线性轨迹，直到再次检测到信号。

为了确定与线性方法相关的参数，在水平面中的工具尖110位置被假定为与其在目标上方的高度线性相关。由于两个水平方向x和y在控制和测量上彼此无关联，故能与其它水平位置变化无关地表述各水平位置的变化以得到用于x轴和y轴马达的独立控制参数。例如沿x轴方向的移动能被计算，且针对y方向按照完全相同的方式重复同样的计算以得到y轴马达控制参数。x水平方向和工具尖高度之间的关系通过以下关系式来给出：

x＝az+b (1)，

其中，z和x分别是高度位置和水平位置。线性参数a和b可基于在训练期间通过将机器人臂从目标位置向在孔上方的初始线性路径起始处的位置竖直提升而收集的若干位置点来确定。

对于具有指标i的每个目标和在跟踪传感器检测范围内的N个轨迹点，可按照水平坐标和竖直坐标如下表达两个矩阵：

其中，等式(3)表示在齐次坐标系中的竖直坐标。于是，等式1能同时针对所有收集点被再写为：

X_i＝P_iZ_i (4)

这导致用于超定线性系统的标准解且对第i个目标给出如下的线性方法参数：

结果，在任务执行模式期间，描述第i个目标的线性轨迹的参数可连同最终期望位置被取回。在机器人机械手102移动期间，控制器112可通过将当前工具尖位置x(t)投影到所确定的理想线性轨迹上来计算工具尖位置的动态调节(x(t)；z(t))。因此，该投影使控制器112具备中间“目标”位置以供机器人机械手102经过。这允许机器人机械手102基于理想线性轨迹行进，而不是只趋向于最终理想位置。因此，线性轨迹避免机器人机械手102失效，该失效例如源于来自工具件标识110的信号被一些部件阻止或者机器人机械手102因机器人臂控制系统中的微小不稳定性而引起的突然位置变化、传感器和致动器116之间的固有失准等。

例如，对于工具尖标识110的测量竖直位置z(t)，在该高度所占据的理想水平位置x*i(t)被表达为：

该位置可通过将平台114移动若干步骤K来匹配以使工具尖标识110的理想位置与实际水平位置之间的位置差最小；步骤数K可被定义为：

其中，γ是速度增益，即关于从工具尖标识110到目标的距离的常量或函数。因此，等式(7)提供关于定位系统106需移动以使位置误差最小化的步骤K的数量的信息。该调节过程可重复，直到机械手102到达目标顶面。

概括地讲，本发明的原理可被用于以下“助手”系统，其与机器人物理分隔，但帮助机器人执行任务。例如，上述平台移动系统是操纵工件—具体说操控工件相对于机器人机械手的位置—的助手。在其它实施例中，助手系统能以不同方式(如基于由相关的温度传感器所做的温度测量来进行加热或冷却)操纵工件，或者可改变包含工件的空间区域内的状况；这又可能牵涉到利用例如对流空气流对区域进行加热或冷却。在其它实施例中，助手系统例如通过精确调节其位置、使其为操作做好准备(如通过罩住附件)等而与机器人机械手相互作用。因此，助手系统可配备有与其要执行的一个或多个功能相关的任何适合的传感器和致动器。

本文所述的控制器112可在机器人系统、空间调节系统或位于机器人系统或空间调节系统外的系统中实施。另外，控制器112能以软件、硬件或其组合方式实施。例如该系统可在一个或多个服务器类计算机如具有包含一个或多个处理器的中央处理器插件的个人电脑上实施。本文所述的存储器包括位于如市场常见的硬件上的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或闪存存储器，上述硬件例如是一个或多个专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、电可擦除可编只读存储器(EEPROM)、可编只读存储器(PROM)或可编程逻辑器件(PLD)。在一些实施例中可使用诸如光盘、磁盘和其它常用存储器的外部RAM和/或ROM来提供程序。

对于作为软件程序提供控制器112的实施例，程序可以是以诸如FORTRAN、PASCAL、JAVA、C、C++、C#、LISP、PERL、BASIC、PYTHON或任何适合的编程语言编写的程序。

在图5中以500总体标示的代表性的控制系统执行程序命令来实施上述功能。系统500包括中央处理单元(CPU)502和用504、506标示的一个或多个计算机存储器。通常，存储器504提供非易失性大容量存储器且例如可以是EEPROM、闪存ROM、硬盘或CD-ROM驱动器；存储器506包括用于暂时存储和处理的易失性RAM与包含系统操作命令的永久方面的非易失性PROM的组合。系统500还包括包含输入/输出模块(I/O模块)510a、510b的多个输入/输出模块，其中，510a(以无线方式或通过线缆)连至机器人臂102(或机器人100)，510b与定位系统116相连。这些输入/输出模块允许控制器500感测机器人臂和定位系统的状况且向机器人臂和定位系统发送控制信号。控制器500的各内部部件通过双向系统总线520相互通信。控制器500还包括一个或多个连至总线520的输入装置525，输入装置允许操作者对控制器进行编程和/或输入信息。

存储器506包含通过操作CPU502如上所述地实施由控制器500执行的功能的一系列功能块或模块。控制块540包含通过输入/输出模块510a操作定位系统116的计算机执行命令。存储器506还包括操作系统550和限定帮助与操作者直接交互的用户界面555的命令，该操作系统指导诸如内存分配、文件管理和存储器504操作这样的低级基本系统功能的执行。网络界面560通过远程网络或网络主机帮助与控制器500通信。

本文所用词语“大致”是指±10％，在一些实施例中指±20％。本说明书所用的“一个例子”、“例子”、“一个实施例”或“实施例”是指关于例子所述的特定特征、结构或特性被包含在技术方案的至少一个例子中。因此，在说明书的不同地方出现的“在一个例子中”、“在例子中”、“一个实施例”或“实施例”不一定均指同一例子。另外，特定的特征、结构、路径、步骤或特性可以在技术方案的一个或多个例子中以任何合适方式组合。本文所提供的标题只是为了方便，而不是要限制或解释所要保护的技术方案的范围或意义。

本文所用的词语和表达是作为说明性的词语和表达，而不是用于限制，且在这些词语和表达的使用中并非想要排除所示和所述特征或其部分的任何等同。另外，在已对本发明特定实施例进行说明的情况下，对本领域普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以采用合并有本文所述概念的其它实施例。因此，所述的实施例仅被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (18)

1.一种用于操纵目标的机器人系统，所述系统包括：

机器人，其包括能够移动的机器人机械手；

与所述机器人和所述机器人机械手物理分开的定位系统,所述定位系统包括用于支承和移动该目标的X-Y位置台；

用于检测所述机器人机械手的位置的跟踪系统；和

控制器，

其中(i)所述机器人被构造成将所述机器人机械手移动至所述目标附近但不发生接触，并且(ii)所述控制器响应于所述跟踪系统且被构造成控制所述定位系统以至少在一定程度上基于由所述跟踪系统检测到的所述机器人机械手的位置来调节该目标的位置而无需控制机器人附件，其中在所述机器人机械手接触所述目标之前调节所述目标的位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述定位系统包括：

用于支承该目标的可移动平台；和

响应于所述控制器的用于移动所述平台来调节该目标位置的至少一个致动器。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述机器人机械手包括光源，所述跟踪系统包括成像装置。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述光源产生在人眼可见光谱范围外的光。

5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述定位系统包括用于使所述目标在第一方向上平移的第一致动器和用于使所述目标在第二方向上平移的第二致动器，所述第二方向与所述第一方向不同。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述定位系统还包括用于使所述目标在第三方向上平移的第三致动器，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均不同。

7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个致动器是多个致动器，至少其中一个所述致动器是平移致动器，且至少其中一个所述致动器是转动致动器。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被构造成调节所述目标位置以使所述目标与所述机器人机械手对准。

9.一种通过机器人操纵目标的方法，该方法包括：

确定该目标的位置；

使机器人的能够移动的机器人机械手粗略移动至所述目标位置附近而不移动所述目标；

检测所述机器人机械手的位置；和

至少在一定程度上基于所检测到的所述机器人机械手的位置通过控制用于支承和移动该目标的X-Y位置台移动所述目标以调节其相对于所述机器人机械手的位置而无需控制机器人附件。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括确定用于使所述机器人机械手粗略移动向所述目标位置的最佳路径。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，至少在一定程度上基于移动之前的所述机器人机械手的位置和所述目标位置来确定所述最佳路径。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，还至少在一定程度上基于第二目标的位置确定所述最佳路径。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，基于所述目标与所检测到的所述机器人机械手的位置之间的距离来确定目标位置调节速度。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，调节所述目标位置以使所述目标与所述机器人机械手对准。

15.一种在工件上执行任务的机器人系统，所述系统包括：

具有用于操纵该工件的能够移动的机器人机械手的机器人；

与所述机器人物理分开的助手系统，所述助手系统包括：

-用于感测(a)工件、(b)包含该工件的空间区域或(c)机器人机械手中的至少一个的状况的感测系统；

用于支承和移动所述工件的X-Y位置台；和

-响应于所述感测系统的且被构造成操作所述X-Y位置台以通过相对于所述机器人机械手移动所述工件来帮助所述机器人执行任务的控制器。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述控制器被构造成操作所述助手系统以操纵所述工件。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述控制器被构造成操作所述助手系统以改变包含所述工件的所述空间区域内的状况。

18.根据权利要求15所述的系统，其中，所述控制器被构造成操作所述助手系统以与所述机器人机械手互动。