CN109311162A - 借助人机协作界面控制机器人辅助的工件加工的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制机器人辅助的工件加工的方法，加工借助末端执行器在工作空间内进行，在所述方法中，引导末端执行器的机器人的机器人控制系统配备有人机协作界面(MRK‑界面)。通过与操作人员在工作空间内借助MRK界面的交互在移除和/或在去激活末端执行器之后进行机器人的编程。如果在工作空间内没有操作人员，则能够启动工作程序并且在不与操作人员交互的情况下执行所述工作程序。因此仅在机器人的编程期间使用MRK界面。

Description

借助人机协作界面控制机器人辅助的工件加工的方法
本发明涉及一种用于控制机器人辅助的工件加工的方法，所述加工借助末端执行器在工作空间内进行，在所述方法中，引导末端执行器的机器人的机器人控制系统配备有用于人和机器人之间的交互的人机协作界面(MRK-界面)，其中，只当在工作空间中没有操作人员时，由机器人控制系统启动通过机器人对工作程序的执行。
由现有技术已知，大规模设备配备有操纵器或者机器人、尤其是工业机器人。因此长久以来在例如交通工具制造中将操纵器和机器人用于全自动化的加工和装配过程中。
由现有技术已知的机器人、尤其是多功能机器人尽管原则上能够承担不同的工作任务，然而所述机器人的功能性通常针对的是全自动方面的应用。
在传统的全自动的工业机器人中由于工业标准、例如ISO 10218-1:2006、ISO10218-2:2008或者标准2006/42/EG，必须规定机器人的工作区域和运动区域与人的停留位置分隔开。尤其在操作期间以及在机器人的运行状态下必须在任何时候使机器人的运动空间和工作空间与操作人员保持分隔，从而排除机器人造成的危险。
此外已知的是使人与机器人交互作用、也就是合作。在工作空间内设置保护区域从而保护人以防与机器人不期望地碰撞的这种合作被称为人机协作(MRK)。为此适用的机器人例如由DE 10 2007 063 099 A1、DE 10 2007 014 023 A1以及DE 10 2007 028 758B4已知。
在零件制造中，这种系统在为实现所述系统所必要的成本、系统稳定性以及过程安全性这些方面达到了所述系统的极限。
恰恰在工具制造中，在某些手动的工作期间常常需要基于在相应的工作区域中工作的操作人员的观察而关于进一步的措施做出高质量并且快速的决定。
由DE 10 2009 051 146 A1已知一种包括具有机器人控制系统的机器人的装置，所述机器人控制系统具有配属的人机界面，其中检测到的保护区域在其尺寸和功能性方面基于机器人作业和/或基于机器人工作位置设计为可变的。机器人控制系统相应地扩展了这些运行模式。不同的交互模式在此定义了在时间上和地点上分隔的层面。
同样已知的是，为保护区域配置不同的功能性。因此可能可行的是，在某种情况下为保护区域配置立刻关闭机器人的功能，相反地在其它工作位置中，仅为保护区域配置降低机器人的工作速度的功能。
用于这种MRK过程的编程耗费在大批量过程中具有经济意义，而这种机器人应用对于个别的或者基于特殊情况的加工程序没有或者仅有非常低的经济用途。
因此在这种背景下本发明所要解决的技术问题在于，这样实施开篇所述类型的方法，使得由此对于小批量生产或者对于个别的应用也能够有利地使用具备MRK功能的机器人。
所述技术问题通过按照权利要求1所述的特征的方法解决。从属权利要求涉及本发明特别适宜的扩展设计方案。
按照本发明规定了一种方法，在所述方法中通过与操作人员在工作空间内借助MRK界面的交互在将末端执行器移除和/或去激活之后进行机器人的编程，并且当在工作空间内没有操作人员时，在不与操作人员交互的情况下执行工作程序。MRK界面在此以惊人地简便的方式不是例如在进行加工的过程用于机器人和操作人员的交互，而是只在编程期间、也就是机器人的学习阶段使用。在没有使用者的交互的情况下，并且只当工作空间内没有操作人员时才真正执行学到的程序。与在现有技术中不同的是，MRK界面仅仅用于学习阶段中，其中得到证明的是，通过所述MRK界面显著简化了机器人的编程。在学习阶段中，操作人员与机器人共同位于工作空间中，其中，通过本身已知的方式中断末端执行器的激活或者提前移除所述末端执行器并且在必要时通过占位器取代所述末端执行器。使用者随即实施各个单独的运动或者标记虚拟确定的、例如需要被机器人加工的位置。基于存储的工件加工参数能够非常快速地进行编程，因为例如不必重新学习全部的加工程序，而是仅编程、即尤其是选出重要的位置。
在此已经被证明为特别合理的是，在执行工作程序期间将MRK界面去激活，从而只在末端执行器去激活时在学习模块中进行编程或者所有对工作程序的干预。由此确保了，在可投入使用的末端执行器中排除机器人与人的交互。
编程可以基于这一点，即机器人控制系统通过光学传感器检测参考元件的位置，从而能够非接触地并且在没有附加的编程耗费的情况下进行编程。
而特别切合实际的是，通过操作人员对机器人的人工或者说手动引导进行机器人的编程，方式是操作人员手动地移动机器人并且将所述机器人引导至期望的位置。操作人员由此能够自己以简便的方式可视地检查这样到达的位置。由此还能够在很大程度上直观地进行所述移动，而不必为此将存在的约束编程为附加的限制。
优选通过由操作人员在工件上标记参考点实现机器人的编程，从而使控制系统自动地补充或者内插计算参考点之间的运动走向。因此不必对完整的加工流程进行编程。
在此已经证实为特别有利的是，通过以下方式进行机器人的编程，即借助光学传感器检测操作人员的手势并且借助控制单元识别所述手势并且将所述手势配置给确定的程序序列。由此对于非专业人员也可以顺利地实现近乎直观的操作和编程。因此对程序代码的知识不是必要的。操作人员的手势在此不仅可以是普遍的类型，也能够配属于特殊的加工步骤。
在编程时特别优选将末端执行器去激活或者由占位器取代所述末端执行器，所述占位器的外部尺寸与之后将要使用的末端执行器至少在很大程度上一致。这种为了避免伤害风险而尤其不具有切削刃的占位器还具有降低的自重并且因此能够被操作人员毫不费力地引导。

Claims (9)

1.一种用于控制机器人辅助的工件加工的方法，加工借助末端执行器在工作空间内进行，在所述方法中，引导末端执行器的机器人的机器人控制系统配备有用于人和机器人之间的交互的人机协作界面(MRK-界面)，其中，只当在工作空间中没有操作人员时由机器人控制系统启动通过机器人对工作程序的执行，其特征在于，通过与操作人员在工作空间内借助MRK界面的交互在移除和/或在去激活末端执行器之后进行机器人的编程，并且当在工作空间内没有操作人员时，在没有与操作人员进行交互的情况下执行工作程序。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MRK界面在执行工作程序期间被去激活。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过由操作人员手动地引导机器人进行机器人的编程。
4.按至少一个前述权利要求所述的方法，其特征在于，通过由操作人员在工件上对参考点的标记进行机器人的编程。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，借助光学传感器检测所述标记并且在控制单元中进行图像分析。
6.按至少一个前述权利要求所述的方法，其特征在于，通过以下方式进行机器人的编程，即借助光学传感器检测操作人员的手势，并且借助控制单元识别所述手势并且将所述手势配置给确定的程序序列。
7.按至少一个前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述末端执行器在编程期间被去激活。
8.按至少一个前述权利要求所述的方法，其特征在于，在编程期间用占位器取代所述末端执行器。
9.按至少一个前述权利要求所述的方法，其特征在于，借助所述控制在待加工的工件上的不同位置之间内插运动轨迹。
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