CN108349080B - 校正具有输送装置和至少一个机器人的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于校正系统的方法，该系统具有：输送装置(30)，例如传送带；第一机器人(10)；运输位置确定装置(40)，例如旋转编码器或相机；并且具有在输送装置(30)上被运输的测量点系统(W1)，例如带有至少三个测量点(P_i，j)的部件。运输位置确定装置(40)检测部件(W1)的经过并规定为同步位置。通过第一机器人(10)检测部件(W1)的三个测量点(P_i，j)在第一运输位置(δ_a)或相对于同步位置的第一间距时的位置。通过第一机器人(10)检测其中一个测量点(P_i，j)在第二运输位置(δ_b)时的位置。通过第二机器人(20)检测其中两个或一个测量点(P_i，j)在第三或第四运输位置(δ_c，δ_d)时的位置。该校正被如下地实现：根据对测量点(P_i，j)的测量和相对于同步位置(δ_a，δ_b，δ_c，δ_d)的距离，形成关于第一机器人(10)和第二机器人(20)的、涉及到两个机器人的输送装置基部的、和部件(W1)的坐标系(R1，R2，C1，C2，W1)，并确定坐标系之间的变换(T_R1，C1，T_C1，W11，T_R2，C2，T_C2，W12)。

Description

校正具有输送装置和至少一个机器人的系统

技术领域

本发明涉及一种用于校正具有输送装置和一个或多个机器人的系统的方法，以及一种具有控制器的此类系统和一种用于执行该方法的计算机程序产品。

背景技术

由专利文献DE10162967B4已知一种系统，其具有多个与通过输送装置运输的部件交互的机器人。

为每个机器人提供一输送装置坐标系，其x轴平行于输送装置的运动方向，而其y轴同样位于输送装置的运输平面中，以及向机器人坐标系的变换。

如果应该定义在特定于部件的坐标系中的动作，则对于每个特定于部件的坐标系来说还需要特定于部件的坐标系与对应的输送装置坐标系之间的变换。

为了测量坐标系，必须定期地确定至少三个测量点的位置，例如坐标系原点、坐标轴上的另一个点和坐标轴平面中的另一个点的位置。

相应地，目前对于有m个机器人和n个不同的特定于部件的坐标系的情况，为了校正系统，必须确定6×m×n个位置。

更换机器人或者修改用于检测特定于部件的坐标系的(同步)位置的运输位置确定位置都需要进行成本相对较高的(再)校正。

发明内容

本发明的目的在于改进对具有至少一个机器人和输送装置的系统的校正。

本发明的目的通过一种具有本发明技术方案所述特征的方法、系统和执行在此所述方法的计算机程序产品来实现。

在本发明的一种实施方式中，系统具有用于运输部件的输送装置和一个或多个机器人，下面将出于参考目的而不失一般性地将其中一个机器人称为第一机器人。

在一种实施方式中，输送装置是一种线性输送装置，其具有至少逐段为直的、特别是统一的运输方向或运输运动，该输送装置可以具有特别是至少一个传送带，特别是至少一个传送带。同样地，输送装置也可具有弯曲的和/或交错的和/或倾斜的运输方向。

在一种实施方式中，第一机器人可以是沿运输方向的第一机器人。

在一种实施方式中，系统的一个或多个机器人分别具有至少三个、特别是至少六个、特别是至少七个特别是机动化的致动运动轴，特别是转动轴和/或线性轴。

在一种实施方式中，系统具有用于控制机器人的控制器。控制器可以特别是包括用于控制该系统的一个或多个机器人的一个或多个机器人控制器，在一种扩展方案中，这些控制器(能够)相互通信或交换数据，或为此目的而设计，特别是数据(传输)技术地相互连接。

在一种实施方式中，系统的机器人操作和/或加工由输送装置运输的部件，或者被特别是硬件技术和/或软件技术、特别是编程技术地设计用于此目的，特别是其(机器人)控制器。

在一种实施方式中，这种操控或加工与输送装置的运动是同步的。这可以特别是如下地进行：即，通过例如预先设定抓取或加工位置、特别是抓取或加工轨迹，就能够基于特定于部件的坐标系来预先设定机器人的运动，在这种情况下，这些位置是基于一运输位置或者输送装置相对于一同步位置的进给以及特定于部件的坐标系与特定于输送装置基部的坐标系之间的校正变换和特定于输送装置基部的坐标系与特定于机器人、特别是特定于机器人基部的坐标系之间的校正变换，通过控制器来驶入或进行处理的。

正如从名字中所看到的那样，特定于输送装置基部的坐标系是关于输送装置的(特定于环境的或相对于机器人固定的)基部(位置)固定的，在此，输送装置的运输平面(例如传送带)并由此使得通过输送装置运输的测量点系统、特别是部件也相对于输送装置的基部或特定于输送装置基部的坐标系运动，优选在一坐标平面中沿着坐标系的坐标方向或坐标轴运动。因此，如果机器人(基部)与输送装置(基部)之间的位置和/或方向发生变化，则特定于输送装置基部的坐标系与特定于机器人的坐标系之间的变换也相应地改变。

在一种实施方式中，用于校正系统的方法包括以下步骤：

在运输位置中，借助第一机器人确定由输送装置运输的第一测量点系统的、特别是部件的至少三个、特别是刚好三个测量点的位置。

这可以特别是通过借助机器人、特别是机器人引导的测量工具触碰测量点来实现。同样地，例如可以借助于机器人，通过检测、特别是驶过预先设定的直线来确定(至少)两个测量点位置，通过检测、特别是驶过预先设定的平面来确定(至少)三个测量点位置。

根据本发明的一方面，该方法附加地包括以下步骤：

借助于第一机器人，在输送装置的或通过输送装置运输的测量点系统、特别是部件的另一运输位置上，确定至少、特别是刚好一个所述测量点的位置。

由此在一种实施方式中，有利的是仅通过少量的、特别是四次测量或位置确定，不仅能够确定特定于输送装置基部的坐标系，还能够确定特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系，特别是不仅能够确定特定于机器人的坐标系与特定于输送装置基部的坐标系之间的变换，还能够确定特定于输送装置基部的坐标系与特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系之间的变换。如果执行更多的测量或位置确定，则可以特别是通过取平均值来提高校正的精度。

通过在一个运输位置中的三个测量点位置，已经能够清楚地确定由输送装置(在运输位置)运输的测量点系统、特别是部件W的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W。

在一种实施方式中，该特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系的原点可以位于这三个测量点位置的其中一个测量点位置上，该坐标系的一个坐标轴延伸穿过该原点和三个测量点位置中的另一个测量点位置，并且该坐标系的另一个坐标轴同样位于由这三个测量点位置定义的平面中。

在一种扩展方案中，原点可以反向于输送装置的运输方向地移动到同步位置中，从该同步位置开始或者基于该同步位置，由一运输位置确定装置来确定测量点系统的、特别是部件的运输位置，特别是触发同步开关。

基于这三个测量点中的一个测量点在一个运输位置和另一个运输位置时的位置，可以确定输送装置的运输方向，基于这三个测量点中的另一个测量点在一运输位置时的位置，可以确定输送装置的运输平面并由此可以确定特定于输送装置基部的坐标系C。

在一种实施方式中，特定于输送装置基部的坐标系C的一坐标轴可以延伸穿过所述一个测量点在所述两个运输位置时的位置，该坐标系的另一个坐标轴位于所述另一个测量点位置所在的平面中。

在一种实施方式中，相应地基于通过第一机器人所确定的四个位置中的至少、特别是刚好三个位置，确定特定于输送装置基部的坐标系C1与第一机器人的特定于机器人的坐标系R1之间的变换T_R1,C1。

在这种情况下，坐标系A与坐标系B之间的变换T_A,B在本发明意义下通常既可以同样表示从坐标系A到坐标系B的变换，也可以表示从坐标系B到坐标系A的变换，因为这样的一个变换可以由对应的另一个变换来确定。

本发明意义下的变换特别是提供了一个地点向量在两个坐标系中的描述，因此，其可以描述或者取决于两个坐标系的相对扭转和位移，并且例如借助于D-H参数(Denavit-Hartenberg-Parametern)、四元数、转动矩阵和位移矢量等被参数化。

在一种实施方式中，替代地或优选附加地，相应地(也)基于借助第一机器人所确定的四个位置中的至少、特别是刚好三个位置，确定第一测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W11和第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系C1之间的变换T_C1,W11。特别是可以根据一个运输位置中的三个测量点位置，特别是在反向于运输方向地移动到同步位置(从该同步位置开始确定或测量运输位置)的情况下，特别是通过第一机器人的(机器人)控制器，在第一机器人的特定于机器人的坐标系R1中确定特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W11，由此确定变换T_R1,W11，并由此确定变换

T_C1,W11＝T_R1,W11(T_R1,C1)^-1。

根据本发明的另一方面，该另一方面可以有利地与前述的方面相结合，该方法包括以下步骤：

借助于该系统的一个或多个第二机器人，(分别)确定第一测量点系统的、特别是部件的至少、特别是刚好两个测量点在一个运输位置时的位置，和至少、特别是刚好一个另外的测量点在该运输位置时的位置，或者确定至少、特别是刚好一个测量点在另一个运输位置时的位置。

在一种实施方式中，这些测量点是相同的测量点，它们的位置已经借助第一机器人确定。

在一种实施方式中，通过借助于第二机器人所确定的测量点系统、特别是部件在一个或两个已知的运输位置中的测量点位置，可以有利地分别确定或限定第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C2，其相对于第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系C1的位置和方向是已知的。

因此在一种实施方式中，可以基于已知的在第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系C1与测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W11之间的变换T_C1,W11，或者已知的在测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W11与另一测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W12之间的变换T_W11,W12，有利地确定第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C2与测量点系统的、特别是部件的和第二机器人的特定于测量点系统、特别是特定于部件的坐标系W12之间的变换T_C2,W12。

由此能够有利地放弃借助于第二机器人进行的对测量点系统、特别是部件的测量，或者对其特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系的测量，和/或特别是附加的对第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系的测量。

在一种优选的扩展方案中，第一和第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C1、C2具有相同的方向。据此，对于变换T_C2,W12而言，可以直接或相同地采用变换T_C1,W11的方向或扭转。在一种扩展方案中，坐标系C1、C2最多沿运输方向相对位移。特别是可以根据运输位置来确定两个坐标系的位移，特别是变换T_C2,W12可以采用补充有这样的位移的变换T_C1,W11(中)的位移。在一种扩展方案中，如果第一和第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C1、C2的原点也具有相同的位置，则变换T_C1,W11甚至可以完全直接或相同地采用变换T_{C2＝C1,W12＝W11}，否则可以考虑将这两个坐标系C1、C2的位移用于变换T_C2,W12。

相应地在一种实施方式中，基于至少三个借助第二机器人所确定的测量点位置，特别是以与第一机器人的特定于机器人的坐标系R1与特定于输送装置基部的坐标系C1之间的变换相同或类似的方式，(分别)确定第二机器人的特定于机器人的坐标系R2与特定于输送装置基部的坐标系C2之间的变换。

在一种实施方式中，替代地或优选附加地，相应地针对一个或多个由输送装置运输的测量点系统、特别是部件，其特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系彼此不同，这些坐标系横向于输送装置的运输方向地具有特别是不同的方向和/或位置，基于该测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系C1之间的变换T_C1,W11/W21，或基于测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与另一个测量点系统的、特别是第一测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系之间的变换T_W11,W21，(分别)确定由输送装置运输的测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W12/W22与第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C2之间的变换T_C2,W12/W22。

在一种实施方式中，测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系C1之间的变换T_C1,W11/W21分别通过第一机器人的(机器人)控制器来确定，并被传输到第二机器人的(机器人)控制器，该第二机器人的(机器人)控制器(分别)在此基础上确定由输送装置运输的测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W12/W22与第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C2之间的变换T_C2,W12/W22。

在另一种实施方式中，两个测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系之间的变换T_W11，W21分别通过第一机器人的(机器人)控制器来确定，特别是基于第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与特定于输送装置基部的坐标系C1之间的变换T_C1,W11/W21来确定，并被传输到第二机器人的(机器人)控制器，该第二机器人的(机器人)控制器(分别)在此基础上确定由输送装置运输的测量点系统的、特别是部件W2的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W22与第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C2之间的变换T_C2,W22。

通过将相对变换传输到第二机器人的(机器人)控制器并使用，已经有利地考虑到第一和第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系的位移。为此在一种实施方式中，(也)基于由输送装置运输的其他测量点系统的、特别是部件W1的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W12与第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C2之间的变换T_C2,W12，来确定由输送装置运输的测量点系统、特别是部件W2的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W22与第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C2之间的变换T_C2,W22，该变换特别是可以按照前述的方式基于所述其他的测量点系统的、特别是部件W1的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系C1之间的变换T_C1,W11来确定。

在一种实施方式中，第一和第二机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系位移到相同的同步位置或具有相同的原点。由此可以特别是改进机器人与输送装置的和/或机器人相互之间的同步。

在一种实施方式中，运输位置确定装置特别是光学地检测测量点系统的、特别是部件的经过，特别是光学地检测测量点系统、特别是部件经过同步位置，或被设计用于此目的。为此，运输位置确定装置可以特别是具有相机。

在一种实施方式中，借助于第一测量点系统、特别是部件对该相机进行校正。为此在一种扩展方案中，特别是可以借助于输送装置将第一测量点系统、特别是部件特别是设置在相机的可视范围内，并根据相机图像来确定内在的和/或外在的相机参数。

在一种实施方式中，附加地或替代地，运输位置确定装置特别是以电的方式来检测输送装置的运输线路或(运输)运动，或被设计用于此目的。为此，运输位置确定装置可以特别是具有旋转编码器。

在一种实施方式中，基于借助于第一机器人所确定的至少一个测量点在一个和另一个运输位置时的位置，对运输位置确定装置、特别是变换比、特别是旋转编码器的旋转编码器变换比进行校正：通过确定同一测量点在所述一个和另一个运输位置时的位置，特别可以确定由测量点并因此也由输送装置走过的(运输)线路。通过将该(运输)线路与由运输位置确定装置在此或在一个运输位置与另一个运输位置之间所检测到的线路进行比较，特别是与通过旋转编码器在一个运输位置与另一个运输位置之间所检测到的转动角相比，能够对运输位置确定装置进行校正，特别是能够确定输送装置的(运输)线路与运输位置确定装置的线路、特别是旋转编码器的转动角之间的旋转编码器变换比。

在一种实施方式中，特别是在修改用于确定运输位置的运输位置确定装置之后，可以有利地放弃通过一个或多个第二机器人附加进行的对测量点系统、特别是部件的重新测量。

在一种实施方式中，基于由运输位置确定装置所检测的输送装置的相对于同步位置的运动，检测测量点系统的、特别是部件的运输位置，在一种实施方式中，该运输位置或其存在或测量点系统、特别是部件到达该运输位置是在对相应地由输送装置运输的测量点系统、特别是部件进行检测的基础上通过运输位置确定装置来确定的。

因此，从测量点系统、特别是部件已经在预先设定的、特定于输送装置基部的位置被相机检测到开始，运输位置特别是可以指示或取决于测量点系统、特别是部件通过输送装置的运输而走过的线路。

如果现在例如更换相机或将其放置在另一地点，则测量点系统的、特别是部件的或者特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系的同步位置将相应地变化。

但是通过基于借助于修改后的运输位置确定装置所确定的测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系，确定由输送装置运输的测量点系统的、特别是部件W1的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W'12与第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C2之间的变换T_C2,W'11，可以由于运输位置确定装置的修改而有利地放弃也通过第二机器人附加进行的对测量点系统、特别是部件的重新测量。

在一种实施方式中，该方法相应地包括以下步骤：

修改用于确定运输位置的运输位置确定装置；

借助于修改后的运输位置确定装置，确定由输送装置运输的一个或多个测量点系统、特别是部件W1或W2的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W'11/W'12；和

基于测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W'11/W'12，确定各测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W'11/W'12与借助于修改后的运输位置确定装置所确定的第二机器人的特定于机器人的坐标系C2之间的变换T_{C2，W'12/W'22}。

在一种实施方式中，特别是可以基于测量点系统、特别是部件和第一机器人针对初始的运输位置确定装置和针对修改后的运输位置确定装置而特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系之间的变换，来确定第二机器人的特定于机器人的坐标系与第二机器人的测量点系统、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系之间的变换，因为对运输位置确定装置的修改是以相同的方式作用于第一和第二机器人的变换。

因此在一种实施方式中，在修改运输位置确定装置之后，基于一个或多个由输送装置运输的测量点系统、特别是部件W1或W2特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W'11/W'12与第一机器人的特别是通过第一机器人的(机器人)控制器实现的特定于机器人的坐标系C1之间的变换T _{C1，W'11/W'21}，来确定各测量点系统、特别是部件W1或W2和第一机器人针对初始的运输位置确定装置而特定于测量点系统的、特别是特定于部件的运输位置确定装置的坐标系W11/W12与各测量点系统、特别是部件W1或W2和第一机器人针对修改后的运输位置确定装置而特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系W'11/W'12之间的变换T_{W11,W'11/W21,W'21}，然后在此基础上分别确定各测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与第二机器人针对修改后的运输位置确定装置而特定于机器人的坐标系C2之间的变换T_C2,W'12/W'22。

在一种实施方式中，变换T_{W11，W'11/W21，W'21}分别由第一机器人的(机器人)控制器确定并传输给第二机器人的(机器人)控制器，第二机器人的(机器人)控制器以此为基础确定变换T_{C2，W'12/W'22}。

在一种实施方式中，可以按照前述的方式基于由各个机器人确定的相应于位置的测量点来实现坐标系的确定或变换。

在一种实施方式中，特别可以在更换该机器人之后有利地放弃通过第二机器人附加进行的对不同测量点系统、特别是部件的重新测量。

如果第二机器人的特定于机器人的坐标系与各测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系之间的变换是基于各测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与第一机器人的特定于机器人的坐标系之间的变换或者与另一测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系之间变换确定的，则可以有利地实现：在更换机器人时仅需要确定其特定于输送装置基部的坐标系或特定于机器人的坐标系和特定于输送装置基部的坐标系之间的变换由该更换所决定的变化。

相应地在一种实施方式中，该方法具有以下步骤：

用第三机器人更换第二机器人；

确定由输送装置运输的测量点系统的、特别是部件W1'的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系C1之间的变换T_C1,W1'1；和

基于第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与特定于输送装置基部的坐标系之间的变换T_C1,W1'1，确定第三机器人的特定于输送装置基部的坐标系C2'与特定于机器人的坐标系R2'之间的变换T_C2'，W1'2'。

在一种实施方式中，对变换的确定在此也可以按照前述的方式基于与位置相应的测量点来实现对变换的确定，这些测量点通过各个机器人来确定并以此为基础确定、特别是定义相应的坐标系。

在一种实施方式中，可以借助机器人测量部件本身的各个测量点或确定其位置。在一种实施方式中，特别是为了更好地进行测量、特别是触碰，替代于此地使用另一种测量点系统，该测量点系统被构造为与输送装置相连接的、特别是与输送装置集成在一起的测量点组件的形式，该测量点组件具有设置或构造于输送装置上的测量点，或者使用特别是板状的校正部件；在一种扩展方案中，该校正部件的测量点特别是通过凹陷、角落等被几何学地定义，和/或通过亮暗特征等被光学地、特别是颜色地定义；和/或在一种扩展方案中，测量点的横向于输送装置的运输方向的方向和位置就对应于将要由输送装置运输并借助于系统的机器人操控和/或加工的部件。

本发明意义下的装置可以硬件技术和/或软件技术地实现，特别是可以具有：优选与存储系统和/或总线系统实现数据或信号连接的处理单元，特别是数字处理单元，特别是微处理器单元(CPU)；和/或一个或多个程序或程序模块。CPU可以为此被设计为：执行作为指令存储在存储系统中的程序，检测数据总线的输入信号和/或将输出信号输出到数据总线。存储系统可以具有一个或多个特别是不同的存储介质，特别是光的、磁性的固体介质和/或其他的非易失性介质。程序可以实现为，其能够体现或执行在此所描述的方法，使得CPU能够实施这种方法的步骤以及由此特别是可以控制该系统、特别是其机器人。

所述系统的(机器人)控制器被设计用于执行在此所述的方法和/或具有：

借助于第一机器人确定由输送装置运输的第一测量点系统、特别是部件的至少、特别是刚好三个测量点在一个运输位置时的位置的装置；以及

借助于第一机器人确定这些测量点中的至少、特别是刚好一个测量点在另一个运输位置时的位置的装置；和/或

借助于系统的至少一个第二机器人确定第一测量点系统的、特别是部件的至少、特别是刚好两个测量点在一个运输位置时的位置，和至少、特别是刚好另一个测量点在该运输位置时的位置或者这些测量点中的至少、特别是刚好一个测量点在另一个运输位置时的位置的装置。

在一种实施方式中，系统的(机器人)控制器具有：

基于至少、特别是刚好四个借助于第一机器人所确定的位置，确定第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系与特定于机器人的坐标系之间的变换，和/或第一测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系之间的变换的装置；和/或

基于至少三个借助于第二机器人所确定的位置，确定第二机器人的特定于机器人的坐标系与特定于输送装置基部的坐标系之间的变换的装置；和/或

基于在测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系和第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系或另一测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系之间的变换，确定由输送装置运输的测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系之间的变换的装置；和/或

基于通过第一机器人所确定的测量点中的至少一个测量点在一个和另一个运输位置时的位置，校正系统的运输位置确定装置的装置；和/或

借助于修改的运输位置确定装置确定测量点系统的、特别是部件的和第一机器人(10)的至少一个特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系的装置；和

基于测量点系统的、特别是部件的和第一机器人的该特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系来确定各测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系之间的变换的装置；和/或

用于确定由输送装置运输的测量点系统的、特别是部件的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系之间的变换的装置；和

基于第一机器人的特定于测量点系统的、特别是特定于部件的坐标系与特定于输送装置基部的坐标系之间的变换来确定第三机器人(第二机器人已被该第三机器人更换)的特定于输送装置基部的坐标系与特定于机器人的坐标系之间的变换的装置；和/或

基于所检测到的输送装置相对于同步位置的运动来确定运输位置的装置；和/或

基于对由输送装置运输的相应测量点系统、特别是部件的检测来确定同步位置的装置。

在一种实施方式中，特别是由输送装置运输的第一部件能够被非破坏性可松脱地、特别是松动地设置在输送装置上。同样地，在一种实施方式中，为了进行所述的校正，也可以使用与输送装置固定连接的、特别是与输送装置集成地构成的测量点组件、特别是测量点，这些测量点被设置或者说构造在输送装置本身上。因此，本发明意义下的测量点系统可以特别是通过系统的机器人来操控和/或加工的部件本身，与输送装置连接的、特别是与输送装置集成构成的测量点组件，该测量点组件具有被设置或者说构造在输送装置上的测量点，或者是特别是板状的校正部件。其他的优点和特征由实施例给出。

附图说明

为此，局部示意性地示出：

图1-图4：根据本发明一种实施方式的系统校正的步骤。

具体实施方式

图1示出了一种具有传送带30形式的线性输送装置的系统，该系统具有用于操控和/或加工第一和第二部件的第一机器人10和第二机器人20，这些部件彼此不同和/或通过其垂直于传送带的运输方向(在图1中为竖直向上)的定向和/或位置而不同。

下面参照两个机器人和部件类型示例性地说明本发明，可以理解的是，类似于第二机器人地也可以存在另外的(第二)机器人，和/或类似于第二部件地也可存在另外的(第二)部件，这些另外的(第二)部件和/或其垂直于传送带的运输方向的定向和/或位置不同于第一和第二部件，在此所描述的特征也可以相同的方式用于这些另外的机器人和/或部件。

在图1所示的步骤中，板状的校正部件W1被放置在传送带上，使其横向于传送装置运输方向的定向和位置相应于第一部件。

校正部件具有三个测量点P_1,1、P_1,2和P_1,3，这些测量点被几何学地限定为，它们能够被机器人10、20精确地触碰。替代地，也可以直接使用一个第一部件。替代地，也可以将测量点设置或者说形成于传送带自身上，或者使用与传送带集成设计的测量系统。

一旦校正部件W1经过图1中以水平虚线示出的同步位置，就被运输位置确定装置40的相机检测到。正如图2-图4中以竖直箭头向上指示的那样，校正部件W1相对于该同步位置的运输位置δ将基于借助于运输位置确定装置40的旋转编码器所检测到的输送装置的运动来确定，特别是基于旋转编码器的转动角Ψ来确定。

在图1所示的位置中，可借助于校正部件W1来校正运输位置确定装置40的相机。特别地，为此可以借助输送装置30将校正部件设置在相机的可视范围内，并根据相机图像来确定内在的和/或外来的相机参数。

在图2所示的步骤中，通过传送带30将校正板W1运输到运输位置δ_a。在该运输位置中，借助于第一机器人10在其特定于机器人的并以x_R1、y_R1表示的坐标系R1中，通过使第一机器人触碰测量点来确定三个测量点P_1,1、P_1,2和P_1,3的位置p_1,1(δ_a)、p_1,2(δ_a)、p_1,3(δ_a)。替代地，测量点也可以被光学地检测或驶过被几何学定义的直线或平面。

基于这些位置，第一机器人10的控制器11定义了校正板W1和第一机器人的特定于部件的坐标系W11(δ_a)，该坐标系的原点在点P_1,1，其x轴延伸穿过点P_1,2，其z轴垂直于由点P_1,1、P_1,2和P_1,3定义的运输平面，并且该坐标系用x_W11、y_W11表示。

在图3所示的步骤中，校正板W1被传送带30运输到另一运输位置δ_b，并且在该运输位置中借助第一机器人10在其特定于机器人的坐标系R1中确定测量点P_1,1的位置p_1,1(δ_b)。

基于位置p_1,1(δ_a)、p_1,1(δ_b)和p_1,2(δ_a)或p_1,3(δ_a)，控制器11定义了第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系C1，该坐标系的x轴延伸穿过位置p_1,1(δ_a)、p_1,1(δ_b)并由此与运输方向对准，该坐标系的z轴垂直于由三个位置p_1,1(δ_a)、p_1,1(δ_b)、p_1,2(δ_a)或p_1,3(δ_a)定义的运输平面，该坐标系的原点例如在位置p_1,1(δ_a)或p_1,1(δ_b)，并且该坐标系由x_C1、y_C1表示。

附加地，基于借助第一机器人10所确定的、测量点P_1,1在一个运输位置时的位置p_1,1(δ_a)和借助第一机器人10所确定的、同一测量点P_1,1在另一个运输位置时的位置p_1,1(δ_b)，校正运输位置确定装置40的旋转编码器的旋转编码器变换比：通过确定同一测量点在一个和另一个运输位置时的位置，特别可以确定由测量点P_1,1并由此也由输送装置30走过的(运输)线路。通过使该(运输)线路与运输位置确定装置40的旋转编码器在一个运输位置与另一个运输位置之间所检测到的转动角Ψ相比，可以确定输送装置30的(运输)线路与运输位置确定装置40的旋转编码器的转动角之间的旋转编码器变换比：

紧接着，校正板W1的和第一机器人的特定于部件的坐标系W11反向于坐标系C1的x轴位移了δ_a，也就是移动到同步位置中(W11＝W11(δ＝0))，以便在以后的运行中使特定于部件的坐标系的原点在触发同步开关之后位于同步位置，并确定特定于输送装置基部的坐标系C1与特定于机器人的坐标系R1之间的变换T_R1，C1，以及确定特定于部件的坐标系W11与特定于输送装置基部的坐标系C1之间的变换T_C1，W11。

可以看到有利的是，仅基于四个所确定的位置p_1,1(δ_a)、p_1,1(δ_b)、p_1,2(δ_a)和p_1,3(δ_a)就能够有利地确定两个坐标系C1、W11或者变换T_R1，C1、T_C1，W11。

在图4所示的步骤中，校正板W1被传送带30运输到运输位置δ_c，并在该运输位置中借助第二机器人20在其特定于机器人的并用x_R2、y_R2表示的坐标系R2中确定测量点P_1,1和P_1,2或P_1,3的位置p_1,1(δ_c)和p_1,2(δ_c)或p_1,3(δ_c)。紧接着，校正板W1类似于附图顺序图2→图3地被传送带30运输到另一运输位置δ_d，并在该运输位置中借助第二机器人20在其特定于机器人的坐标系R2中确定测量点P_1,1的位置p_1,1(δ_d)。

基于位置p_1,1(δ_c)、p_1,1(δ_d)和p_1,2(δ_c)或p_1,3(δ_c)，第二机器人20的控制器21定义了第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C2，该坐标系的x轴延伸穿过位置p_1,1(δ_c)、p_1,1(δ_d)并由此与运输方向对准，该坐标系的z轴垂直于由位置p_1,1(δ_c)、p_1,1(δ_d)、p_1,2(δ_c)和p_1,3(δ_c)中的其中三个定义的运输平面，该坐标系的原点例如在位置p_1,1(δ_c)或p_1,1(δ_d)中，并且该坐标系用x_C2、y_C2表示。

第二机器人20的特定于输送装置基部的坐标系C2与校正板W1的和第二机器人20的特定于部件的坐标系W12之间的变换T_C2，W12由控制器21基于第一机器人10的特定于输送装置基部的坐标系C1与校正板W1的和第一机器人10的特定于部件的坐标系W11之间的变换T_C1，W11来确定。

由于第一和第二机器人的两个坐标系C1、C2仅沿着其对准的x轴彼此相对移动，因此可以在特定于部件的坐标系中或变换T_C1，W11中直接或无变化地进行扭转。校正板W1和第二机器人20的特定于部件的坐标系W12同样反向于坐标系C2的x轴地位移到同步位置中，该位移同样可以如同坐标系C1、C2的位移一样直接根据运输位置来确定。

在一种变型中，如果第二机器人20的特定于输送装置基部的坐标系C2的原点与第一机器人10的特定于输送装置基部的坐标系C1的原点一致，由于例如坐标系C2根据(δ_a/b-δ_c/d)已反向于坐标系C2的x轴地位移到坐标系C1的原点中，因此可以甚至完全地直接或无变化地采用变换T_C1，W12。

可以看到有利的是，仅基于三个所确定的位置p_1,1(δ_c)、p_1,1(δ_d)和p_1,2(δ_c)或p_1,3(δ_c)和所传输的在第一机器人10的特定于输送装置基部的坐标系C1与校正板W1和第一机器人10的特定于部件的坐标系W11之间的变换T_C1，W11，就能够有利地确定两个坐标系C2、W12或变换T_R2，C2、T_C2，W12。

在图4中附加地示出了通过第一机器人10对第二校正板W2的测量，该第二校正板的横向于输送装置运输方向的定向和位置相应于第二部件。

对第二校正板W2(或第二部件)而言，也可以类似于前面关于W1和图2、图3所述的方式，通过借助于第一机器人10在其坐标系R1中确定三个测量点P_2.1、P_2.2和P_2.3的位置p_2.1(δ_a”)、p_2.2(δ_a”)和p_2.3(δ_a”)，来确定校正板W2和第一机器人的特定于部件的坐标系W21(δ_a”)，并由此在其位移到同步位置之后确定该特定于部件的坐标系W21＝W21(δ＝0)与特定于输送装置基部的坐标系C1之间的变换T_C1，W21。

对第二校正板(或第二部件)而言，也可以类似于前面关于W11、W12和图4所述的方式，基于在第一机器人的特定于部件的坐标系W11与特定于输送装置基部的坐标系C1之间的该变换T_C1，W21，为第二机器人分别确定在第二校正板W2的特定于部件的、特别是位移到同步位置中的坐标系W22与第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系C2之间的变换T_C2，W22。

首先，控制器11同样可以例如根据T_W11，W21＝T_C1，W21(T_C1，W11)^-1确定在第一机器人的两个特定于部件的坐标系W11、W21之间的变换T_W11，W21。控制器11可将该变换传输到控制器21上，控制器21可以基于该变换和已经确定的变换T_C2，W12，例如根据T_C2，W22＝T_W11，W21T_C2，W12简单地确定变换T_C2，W22。

可以看到有利的是，在前述的第二部件或与其相应的校正板W2的举例中，只需要测量新的部件或借助于第一机器人10测量新的部件，并基于第一机器人的两个特定于部件的坐标系W11、W21之间的变换，来确定其他的机器人(在前述示例中为第二机器人20)在特定于输送装置基部的坐标系与特定于部件的坐标系之间的变换。

如果将第二机器人20更换为第三机器人，则以类似于前面关于图2、图4所述的方式，借助第一机器人来确定校正板W1'或部件自身的测量点的位置p_1,1(δ_a')、p_1,2(δ_a')和p_1,3(δ_a')，并借助新的第三机器人来确定校正板W1'或部件自身的测量点的位置p_1,1(δ_c')、p_1,2(δ_c')和p_1,3(δ_c')。校正板W1'仅作为参考体用于测量所更换的第三机器人，因此不对应于任何部件。

两个运输位置δ_a'、δ_c'的距离相应于两个运输位置δ_a、δ_c的距离，在该运输位置上，已借助于第一机器人确定了位置p_1,1(δ_a)、p_1,2(δ_a)和p_1,3(δ_a)，并借助于被更换的第二机器人确定了位置p_1,1(δ_c)和P_1,2(δ_c)或p_1,3(δ_c)(δ_c'-δ_a'＝δ_c'-δ_a)，使得原始的和所更换的机器人的两个特定于输送装置基部的坐标系相对于第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系的位移保持相同。为此，在一种实施方式中，原始的运输位置已被储存。

控制器11基于位置p_1,1(δ_a')、p_1,2(δ_a')和p_1,3(δ_a')以前述的方式确定一特定于部件的坐标系W1'1，并在坐标系的基础上确定在该特定于部件的坐标系W1'1与第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系C1之间的变换T_C1，W1'1，并将该变换T_C1，W1'1(或其参数)传输给新的第三机器人的控制器。该新的第三机器人的控制器基于位置p_1,1(δ_c')、p_1,2(δ_c')和p_1,3(δ_c')以前述的方式确定一特定于部件的坐标系W1'2'，并据此确定在特定于部件的坐标系W1'2与新的机器人的坐标系R2'之间的变换T_R2'，W1'2，并且只要坐标系C1、C2一致，就可以由此例如根据T_R2'，C2＝(T_C1，W1'1)^-1T_R2'，W1'2'来确定在特定于机器人的坐标系R2'与新的机器人的相应特定于输送装置基部的坐标系C2之间的变换T_R2'，C2'。

可以看到有利的是，在更换机器人时只需要简单地重新测量其特定于输送装置基部的坐标系。

如果更换相机40，则相应地修改运输位置确定装置，因为需要用所更换的相机来定义另一同步位置。

因此，在这种情况下以类似于前面关于图2、图4所述的方式，借助第一机器人重新确定校正板W1、W2或者说第一或第二部件的位置p_1,1(δ_a)、p_1,2(δ_a)和p_1,3(δ_a)以及p_2.1(δ_a”)、p_2.2(δ_a”)和p_2.3(δ_a”)。

也可以类似于前面关于W1、W2和图4所述的方式，基于新的同步位置针对第二机器人分别确定在校正板W1或W2的特定于部件的坐标系与特定于第二机器人的输送装置基部的坐标系C2之间的变换T_C2，W'12、T_C2，W'22。

为此，特别是控制器11可以首先以类似于前面所述的方式针对各个校正板分别确定它们和第一机器人在新、老同步位置的情况下两个特定于部件的坐标系之间的变换：T_W11，W'11＝T_C1，W'11(T_C1，W11)^-1或T_W12，W'12＝T_C1，W'12(T_C1，W12)^-1。控制器11可以将该变换传输给控制器21，控制器21可以根据改变换和已经确定的变换T_C2，W12或T_C2，W22简单地确定变换T_C2，W'12、T_C2，W'22：T_C2，W'12＝T_W11，W'11T_C2，W12或T_C2，W'22＝T_W21，W'21T_C2，W22。同样地，控制器11也可以将变换T_C1，W'11传输给控制器21。

可以看到有利的是，在修改运输位置确定装置时仅需要重新测量第一机器人的特定于部件的坐标系。

虽然在前述说明中阐述了示例性的实施方式，但是需要指出的是还可能有更多的变型。此外还应指出的是，这些示例性的实施方式仅仅是举例，其不应任何方式限制保护范围、应用和结构。相反，通过前面的说明能够给予本领域技术人员对至少一个示例性实施方式实行转化的教导，在此，正如其从权利要求和等效的特征组合中所得到那样在不脱离本发明保护范围的情况下，特别是关于所描述的组件的功能和结能够进行各种修改。

附图标记列表

10 第一机器人

11 第一机器人的控制器

20 第二机器人

21 第二机器人的控制器

30 传送带

40 运输位置确定装置(相机，旋转编码器)

P_i，j 校正体Wi的测量点j

Wi 校正板(部件)

δ_{(a，a'，a”，b，c，c'，d)} 运输位置

T_Ri，Ci 第i机器人的特定于机器人的坐标系和特定于输送装置基部的坐标系之间的变换

T_Ci，Wji 部件j和第i机器人的特定于输送装置基部的坐标系和特定于部件的坐标系之间的变换。

Claims (14)

1.一种用于对系统进行校正的方法，其中，该系统具有输送装置(30)和第一机器人(10)，该输送装置(30)具有传送带，该方法包括以下步骤：

借助所述第一机器人确定由所述输送装置运输的第一测量点系统的至少三个测量点(P_1，1，P_1，2，P_1，3)在运输位置(δ_a)时的位置；

和至少一个以下步骤：

借助所述第一机器人确定所述测量点中的至少一个(P_1,1)在另一运输位置(δ_b)时的位置；和/或

借助所述系统的至少一个第二机器人(20)确定：所述第一测量点系统的至少两个测量点(P_1，1，P_1，2/3)在一个运输位置(δ_c；δ_c')时的位置，和至少另一个测量点(P_1，2/3)在该运输位置(δ_c')时的位置或者至少一个测量点(P_1，1)在另一运输位置(δ_d)时的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一测量点系统是部件(W1)。

3.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：

基于借助所述第一机器人所确定的至少四个位置，确定所述第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系与特定于机器人的坐标系之间的变换(T_R1，C1)，和/或确定所述第一测量点系统的特定于测量点系统的坐标系与所述第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系之间的变换(T_C1，W11)。

4.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：

基于至少三个借助于所述第二机器人所确定的位置，确定第二机器人的特定于机器人的坐标系与特定于输送装置基部的坐标系之间的变换(T_R2，C2)。

5.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：

基于测量点系统的特定于测量点系统的坐标系与所述第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系或另一测量点系统的和第一机器人的特定于测量点系统的坐标系之间的变换(T_C1，W11)，确定由所述输送装置运输的测量点系统的特定于测量点系统的坐标系与第二机器人的特定于输送装置基部的坐标系之间的变换(T_C2，W12)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，

基于借助所述第一机器人确定的至少一个测量点在一个运输位置和另一个运输位置时的位置，校正用以确定运输位置的运输位置确定装置(40)。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，包括以下步骤：

修改用于确定运输位置的运输位置确定装置(40)；

借助修改后的运输位置确定装置，确定测量点系统的和第一机器人(10)的特定于测量点系统的坐标系；和

基于该测量点系统的和第一机器人的特定于测量点系统的坐标系，确定各个测量点系统的特定于测量点系统的坐标系与所述第二机器人(20)的特定于输送装置基部的坐标系之间的变换(T_C2，W12)。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，包括以下步骤：

用第三机器人更换第二机器人(20)；

确定由输送装置运输的测量点系统的特定于测量点系统的坐标系与所述第一机器人的特定于输送装置基部的坐标系之间的变换(T_C1，W11)；和

基于第一机器人的特定于测量点系统的坐标系与特定于输送装置基部的坐标系之间的变换(T_C1，W11)，确定所述第三机器人的特定于输送装置基部的坐标系与特定于机器人的坐标系之间的变换(T_R2，C2)。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，基于所检测到的所述输送装置相对于同步位置的运动，确定运输位置。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，基于对由所述输送装置运输的测量点系统相应检测，确定所述同步位置。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，至少一个所述测量点系统是与所述输送装置固定连接的测量点组件，其具有设置在所述输送装置上的测量点，或者是校正部件(W1，W2)，其测量点(P_1，1，P_1，2，P_1，3；P_2，1，P_2，2，P_2，3)被几何学地和/或光学地定义，和/或其横向于所述输送装置的运输方向的定向和位置相应于将要由所述运输装置运输并借助所述系统的机器人进行操控和/或加工的部件。

12.根据权利要求 11所述的方法，其中，至少一个所述测量点系统是与所述输送装置集成构成的测量点组件。

13.一种具有至少一个机器人和输送装置的系统，用于操控和/或加工由所述系统的输送装置(30)运输的部件，所述部件通过所述系统的机器人(10，20)来操控和/或加工，所述机器人具有控制器(11，21)，所述控制器被设计用于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

14.一种计算机可读介质，其上存储有带有程序代码的计算机程序产品，所述程序代码用于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

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