CN113580116A - 用于机器人组装的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于将部件组装在一起的机器人系统。在组装过程中，两个部件分开移动，一个部件在组装底座上移动，另一个部件在机器人底座的可移动臂上移动。运动数据由惯性测量(IMU)传感器测量。然后，基于所测量的运动来补偿机器人底座或可移动臂的移动，以使第一部件和第二部件彼此对齐并且将部件组装在一起。

Description

用于机器人组装的系统和方法
技术领域
本发明涉及机器人校准和控制系统调整，并且更具体地，涉及用于使用机器人组装系统的系统和方法，机器人组装系统涉及移动的机器人底座和移动的组装底座。
背景技术
在机动车组装的最终装饰和组装(FTA)阶段期间可以执行各种操作，包括，例如，门组装、驾驶舱组装和座椅组装以及其他类型的组装。然而，由于各种原因，通常只有相对少量的FTA任务是自动化的。例如，在FTA阶段期间经常出现，当操作员执行FTA操作时，正在经历FTA的交通工具在正在以相对连续的方式移动交通工具的线上被运输。然而，交通工具的这种连续运动，至少关于在FTA中涉及的交通工具和/或交通工具的部分的移动和/或位置，引起或产生某些不规则性。此外，这种运动可能使得交通工具在FTA期间遭受移动不规则、振动和平衡问题，这可能阻止或不利于准确建模或预测FTA中直接涉及的交通工具的特定部件、部分或区域的位置的能力。此外，当每个后续交通工具和/或组件沿着组装线的相同区域通过时，这种移动不规则性可能阻止FTA在每个交通工具或其相关联组件的移动和/或定位方面具有一致的可重复性程度。因此，这种关于重复性的变化和关注通常阻止了在FTA操作中使用传统的基于示教和重复位置的机器人运动控制。
因此，尽管目前市场上有各种机器人控制系统可用，但是进一步的改进是可能的，以提供用于校准和调整(tune)机器人控制系统的系统和装置，来适应这种移动不规则性。
发明内容
描述了一种用于在第一部件随着组装底座移动，第二部件随着机器人底座移动时，将部件组装在一起的机器人系统。运动数据由惯性测量(IMU)传感器测量。然后，基于所测量的运动来补偿机器人底座或可移动臂的移动，以使第一部件和第二部件彼此对齐并且将部件组装在一起。根据附图和以下详细描述，本发明的这些和其他方面将更好地被理解。
附图说明
本文的描述参考附图，其中贯穿若干视图，相同的附图标记指代相同的部分。
图1图示了根据本申请的所示实施例的示例性机器人系统的至少一部分的示意表示。
图2图示了示例性机器人站的示意表示，通过自动或自动引导的交通工具(AGV)使交通工具移动通过该机器人站，并且机器人站包括安装到机器人底座的机器人，机器人底座沿着轨道或通过轨道可移动。
图3图示了具有可移动臂的机器人底座。
图4图示了机器人的可移动臂，该可移动臂附接有组装部件。
图5图示了用于在移动的组装线上将两个部件组装在一起的流程图。
当结合附图阅读时，前述发明内容以及以下对本申请的某些实施例的详细描述将更好地被理解。出于说明本申请的目的，在附图中示出了某些实施例。然而，应当理解，本申请不限于附图中所示的布置和手段。此外，相应的图中相同的附图标记指示相同或相当的部分。
具体实施方式
为了方便起见，某些术语在前面的描述中被使用，并且不旨在是限制性的。诸如“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”、“第一”和“第二”的词表示附图中所参考的方向。该术语包括上面特别指出的词、其派生词以及类似含义的词。另外，除非特别指出，否则词语“一”和“一个”被定义为包括一个或多个所引用的项目。跟随有两个以上项目的列表(诸如，“A、B或C”)的短语“中的至少一个”意指A、B或C中的任意一个以及其任意组合。
图1图示了示例性机器人系统100的至少一部分，机器人系统100包括至少一个机器人站102，机器人站102例如诸如经由通信网络或链路118通信地耦合到至少一个管理系统104。相对于机器人站102，管理系统104可以是本地的或远程的。此外，根据某些实施例，管理系统104可以是基于云的。此外，根据某些实施例，机器人站102还可以包括一个或多个补充数据库系统105，或者经由通信网络或链路118与一个或多个补充数据库系统105可操作地通信。补充数据库系统105可以具有各种不同的配置。例如，根据所示的实施例，补充数据库系统105可以是但不限于基于云的数据库。
根据某些实施例，机器人站102包括具有一个或多个自由度的一个或多个机器人106。例如，根据某些实施例，机器人106可以具有例如六个自由度。根据某些实施例，末端执行器108可以被耦合或安装到机器人106。末端执行器108可以是被安装到机器人106的腕部或手臂110的工具、部件和/或组件。此外，腕部或手臂110和/或末端执行器108的至少一部分可以经由机器人106和/或末端执行器108的操作而相对于机器人106的其他部分移动，该操作例如诸如由管理系统104的操作员进行和/或通过被执行来操作机器人106的编程进行。
机器人106可以可操作以将末端执行器108定位和/或定向在机器人106的工作框或工作空间可达到的位置，这可以容许机械人106利用末端执行器108进行工作，工作包括例如抓住和保持一个或多个组件(component)、部件、包装、装置、组装件或产品以及其他物品(在本文中被统称为“组件”)。各种不同类型的末端执行器108可以被机器人106利用，例如包括一种工具，其可以抓握、抓住或以其他方式选择性地保持和释放组件，该组件在交通工具的组装期间的最终修整和组装(FTA)操作以及其他类型的操作中被利用。
机器人106可以包括或电耦合到一个或多个机器人控制器112。例如，根据某些实施例，机器人106可以包括和/或电耦合到一个或多个控制器112，控制器112可以是，也可以不是离散处理单元，例如，诸如单个控制器或任意数目的控制器。控制器112可以被配置成提供各种功能，例如，包括：用于向机器人106选择性地递送电功率，控制机器人106的移动和/或操作，和/或控制安装到机器人106的其他装备(例如，包括末端执行器108)的操作，和/或控制未被安装到机器人106但与机器人106的操作一体的装备的操作、和/或到关联于机器人106的操作和/或移动的装备。此外，根据某些实施例，控制器112可以被配置成动态地控制机器人106本身的移动以及其他设备的移动，机器人106安装或耦合到的该其他设备，该其他设备尤其包括轨道130或可移动平台(诸如AGV)，机器人106沿着或者备选地通过轨道130或可移动平台移动，机器人106经由机器人底座142而被安装到轨道130或可移动平台，如图2中所示。
控制器112可以采取各种不同的形式，并且可以被配置成执行程序指令来执行与操作机器人106相关联的任务，包括操作机器人106来执行各种功能，例如，诸如但不限于本文描述的任务以及其他任务。在一种形式中，控制器112是基于微处理器的，并且程序指令处于存储在一个或多个存储器中的软件的形式。备选地，控制器112中的一个或多个控制器和由此执行的程序指令可以处于软件、固件和硬件(包括状态机)的任何组合的形式，并且可以反映分立设备和/或集成电路的输出，分立设备和/或集成电路可以被共同定位在特定位置或跨一个以上的位置分布，包括被配置成实现与基于处理器的控制器执行基于软件或固件的指令相同或相似的结果的任何数字和/或模拟设备。从控制器112确定和/或传送的操作、指令和/或命令可以是基于一个或多个模型，该一个或多个模型被存储在控制器112、其他计算机的非瞬态计算机可读介质中和/或被存储在控制器112可访问或与控制器112电通信的存储器中。
根据所示的实施例，控制器112包括可以接受运动命令并且提供实际运动数据的数据接口。例如，根据某些实施例，控制器112可以通信地耦合到悬架，例如，诸如示教悬架，该示教悬架可以用于控制机器人106和/或末端执行器108的至少某些操作。
机器人站102和/或机器人106也可以包括一个或多个传感器132。传感器132可以包括各种不同类型的传感器和/或不同类型的传感器的组合，包括但不限于视觉系统114、力传感器134、运动传感器、加速度传感器和/或深度传感器，以及其他类型的传感器。此外，由这些传感器132中的至少一些传感器提供的信息可以被集成(包括例如经由使用算法)，使得机器人106的操作和/或移动以及其他任务至少可以经由传感器融合来被引导。因此，至少如由图1和图2所示的，由一个或多个传感器132(例如，除了其他传感器132，诸如视觉系统114和力传感器134)提供的信息可以由控制器120/或管理系统104的计算构件124处理，以便由不同传感器132提供的信息，可以以可以减少由机器人106进行的任务的移动和/或执行中的不确定性程度的方式，来被组合或集成。
根据所示的实施例，视觉系统114可以包括一个或多个视觉设备114a，其可以与观察机器人站102的至少一部分结合使用，包括但不限于观察可以被定位在机器人站102中或移动通过机器人站102或通过机器人站102的至少一部分移动的部件、组件和/或交通工具，以及其他设备或组件。例如，根据某些实施例，视觉系统114可以提取针对被定位或放置在机器人站102中的各种类型的视觉特征的信息(例如，诸如在交通工具上和/或在使交通工具移动通过机器人站102的自动引导交通工具(AGV)上，以及在其他位置上)，并且使用这种信息以及其他信息，来至少辅助引导机器人106的移动、机器人106沿着轨道130或移动平台(诸如，机器人站102中的AGV(图2))的移动，和/或末端执行器108的移动。此外，根据某些实施例，视觉系统114可以被配置成获得和/或提供关于一个或多个校准特征在定位、位置和/或定向的信息，该信息可以被用来校准机器人106的传感器132。
根据某些实施例，视觉系统114可以具有数据处理能力，其可以处理从视觉设备114a获得的数据或信息，该数据或信息可以被通信给控制器112。备选地，根据某些实施例，视觉系统114可以没有数据处理能力。相反，根据某些实施例，视觉系统114可以电耦合到机器人站102的计算构件116，计算构件116适于处理从视觉系统114输出的数据或信息。另外，根据某些实施例，视觉系统114可以可操作地耦合到通信网络或链路118，以便由视觉系统114输出的信息可以被控制器120和/或管理系统104的计算构件124处理，如下所述。
视觉系统114的视觉设备114a的示例可以包括但不限于一个或多个成像捕获设备，例如，诸如一个或多个二维、三维和/或RGB相机，其可以被安装在机器人站102内，包括例如通常被安装在机器人106的工作区域上方，被安装到机器人106和/或被安装在机器人106的末端执行器108上，以及其他位置。此外，根据某些实施例，视觉系统114可以是基于位置或基于图像的视觉系统。另外，根据某些实施例，视觉系统114可以利用运动学控制或动态控制。
根据所示的实施例，除了视觉系统114之外，传感器132还包括一个或多个力传感器134。力传感器134可以例如被配置成在组装过程期间感测一个或多个接触力，例如，诸如，机器人106、末端执行器108和/或由机器人106保持的组件与交通工具136和/或机器人站102内的其他组件或结构之间的接触力。来自力传感器134的这种信息可以与由视觉系统114提供的信息组合或集成，以便机器人106在交通工具136的组装期间的移动至少部分地通过传感器融合来被引导。
根据图1中描绘的示例性实施例，管理系统104可以包括至少一个控制器120、数据库122、计算构件124和/或一个或多个输入/输出(I/O)设备126。根据某些实施例，管理系统104可以被配置成：提供机器人106的操作员直接控制，以及向机器人站102提供至少某些编程或其他信息和/或用于机器人106的操作。此外，管理系统104可以被构造为接收来自机器人站102或管理系统104的操作员的命令或其他输入信息，包括例如经由命令，该命令经由输入/输出设备126的操作或选择性接合输入/输出设备126而被生成。经由使用输入/输出设备126的这种命令可以包括但不限于：通过接合或使用麦克风、键盘、触摸屏、操纵杆、触笔类型的设备提供的命令，和/或可以由操作员操作、操纵和/或移动的感测设备，以及其他输入/输出设备提供的命令。此外，根据某些实施例，输入/输出设备126可以包括一个或多个监视器和/或显示器，监视器和/或显示器可以向操作员提供信息，信息包括例如与命令或指令有关的信息(该命令或指令由管理系统104的操作员提供，从/向补充数据库系统105和/或机器人站102接收/传送)，和/或在机器人106正在运行(或试图运行)程序或过程时生成的通知。例如，根据某些实施例，输入/输出设备126可以显示图像，无论是实际的还是虚拟的，例如经由使用视觉系统114的至少视觉设备114a获得的。
根据某些实施例，管理系统104可以包括具有控制器120的任何类型的计算设备，例如，诸如膝上型计算机、台式计算机、个人计算机、可编程逻辑控制器(PLC)或移动电子设备以及其他计算设备，其包括存储器和处理器，该存储器和处理器在大小和操作上足以存储和操纵数据库122以及一个或多个应用，以至少经由通信网络或链路118与机器人站102通信。在某些实施例中，管理系统104可以包括连接设备，该连接设备可以经由以太网WAN/LAN连接以及其他类型的连接，与通信网络或链路118和/或机器人站102通信。在某些其他实施例中，管理系统104可以包括网络服务器或网络门户，并且可以使用通信网络或链路118经由因特网与机器人站102和/或补充数据库系统105通信。
管理系统104可以被定位在相对于机器人站102的各种位置。例如，管理系统104可以与机器人站102在相同区域、相同房间、相邻房间、相同建筑物、相同的工厂位置，或备选地在相对于机器人站102的远程位置。类似地，补充数据库系统105(如果有)也可以被定位在相对于机器人站102和/或相对于管理系统104的各种位置。因此，通信网络或链路118可以至少部分基于机器人站102、管理系统104和/或补充数据库系统105的位置之间的物理距离(如果有)来被构造。根据所示的实施例，通信网络或链路118包括一个或多个通信链路118(图1中的Comm link1-N)。另外，系统100可以被操作，以经由使用通信网络或链路118来维持机器人站102、管理系统104和/或补充数据库系统105之间的相对可靠的实时通信链路。因此，根据某些实施例，系统100可以基于通信链路118的当前可用数据速率和/或传输时间，来改变通信链路118的参数，包括例如对所利用的通信链路118的选择。
通信网络或链路118可以以各种不同的方式来被构造。例如，机器人站102、管理系统104和/或补充数据库系统105之间的通信网络或链路118可以通过使用各种不同类型的通信技术中的一种或多种来被实现，包括但不限于：经由在类似或不同的类型和层的数据协议上使用基于光纤、无线电、电缆或无线的技术。例如，根据某些实施例，通信网络或链路118可以利用具有无线局域网(WLAN)、局域网(LAN)、蜂窝数据网络、蓝牙、ZigBee、点对点无线电系统、激光光学系统和/或卫星通信链路，以及其他无线工业链路或通信协议的以太网设施。
管理系统104的数据库122和/或补充数据库系统105的一个或多个数据库128可以包括各种信息，该些信息可以被用于对机器人站102(机器人106在其中操作)内的元件进行标识。例如，如下面更详细地讨论的，数据库122、128中的一个或多个可以包括或存储信息，该信息被用于对由视觉系统114检测的图像或其他信息进行检测、解释和/或解密，例如，信息诸如是与传感器132的校准结合使用的特征。附加地或备选地，这种数据库122、128可以包括与一个或多个传感器132有关的信息，例如包括与力或力的范围有关的信息，预期该力或力的范围至少在由机器人106执行工作时，将通过经由使用一个或多个力传感器134，在机器人站102中的一个或多个不同位置处和/或沿着交通工具136来被检测到。另外，数据库122、128中的信息还可以包括被用来至少初始校准一个或多个传感器132的信息，例如，包括与第一校准特征相关联的第一校准参数，并且包括与第二校准特征相关联的第二校准参数。
管理系统104的数据库122和/或补充数据库系统105的一个或多个数据库128还可以包括有助于辨识机器人站102内其他特征的信息。例如，经由使用来自数据库122的信息，由视觉系统114的一个或多个视觉设备114a捕获的图像可以被用于标识机器人站102内的FTA组件，包括在拣选箱内的FTA组件以及其他组件，机器人106可以在执行FTA时使用该些组件。
图2图示了示例性机器人站102的示意表示，自动或自动引导交通工具(AGV)138使交通工具136移动通过机器人站102，并且机器人站102包括安装到机器人底座142的机器人106，机器人底座142沿着轨道130或诸如AGV的移动平台而可移动，或通过轨道或诸如AGV的移动平台而可移动。尽管至少出于说明的目的，图2中描绘的示例性机器人站102被示为具有交通工具136和相关联的AGV138、或临近交通工具136和相关联的AGV 138，但是机器人站102可以具有多种其他布置和元件，并且可以被用在各种其他制造、组装和/或自动化过程中。如所示的，AGV可以沿着轨道144行进，或者可以备选地在轮子上沿着地板行进，或者可以以其他已知方式沿着组装路线行进。此外，尽管所描绘的机器人站102可以与机器人106的初始构建(set-up)相关联，但是站102也可以与在组装和/或生产过程中使用机器人106相关联。
另外，尽管图2中描绘的示例图示了单个机器人站102，但是根据其他实施例，机器人站102可以包括多个机器人站102，每个站102具有一个或多个机器人106。所示的机器人站102还可以包括一个或多个AGV 138、供应线或输送机、感应输送机和/或一个或多个分拣机输送机，或者与它们结合操作。根据所示的实施例，AGV或输送机138可以相对于一个或多个机器人站102被定位和操作，以便例如运输交通工具136，交通工具136可以接收交通工具136的一个或多个组件，或以其他方式利用交通工具136的一个或多个组件来被组装，或者包括交通工具136的一个或多个组件，该一个或多个组件包括例如门组装件、驾驶舱组装件和座椅组装件以及其他类型的组装件和组件。类似地，根据所示的实施例，轨道130可以相对于一个或多个机器人106被定位和操作，以便有助于由机器人106将组件组装到经由AGV138被移动的交通工具136。此外，轨道130或诸如AGV的移动平台、机器人底座142和/或机器人可以被操作，以使机器人106以至少通常跟随AGV 138的移动，并且因此跟随在AGV 138上的交通工具136的移动的方式来被移动。此外，如前所述，机器人106的这种移动还可以包括至少部分地由一个或多个力传感器134提供的信息引导的移动。
图3是其上安装有机器人106的机器人底座142的一个实施例的另一图示。在该实施例中，机器人底座142可以具有轮子150，轮子150允许机器人底座142沿着由组装底座138(或AGV 138)限定的组装线，沿着地板行进。机器人106具有至少一个可以相对于机器人底座142移动的可移动臂152，尽管优选的是使机器人106具有通过关节154A-C链接的多个可移动臂152A-152C来提供高度的运动灵活性。
如图4中所示，最远端的可移动臂152C可以是工具臂152C，在其上安装了组装部件156或第二部件156。例如，组装部件156可以是要被安装在交通工具136内部内的交通工具仪表板组装件156，或第一部件136。在这种情况下，如所示的，工具臂152C必须长并且延伸明显超过机器人106的其他可移动臂152A-152B。仪表板组装件156也中等重量。这可能导致交通工具部件136、156的机器人组装出现问题，特别是当在可移动臂152C被移动以使第二部件156(例如，仪表板组装件156)与第一部件(例如，交通工具主体136)对齐，来将两个部件136、156组装在一起时，组装底座138和机器人底座142移动时。例如，仪表板组装件156可能由于可移动臂152A-152C的弯曲和机器人底座142的移动而振动。同样，交通工具主体136也可能由于组装底座138的移动而振动或以其他方式在位置上偏差。应当理解，这里描述的组装部件136、156仅是示例，并且其他组装部件(诸如交通工具的门和各种交通工具装饰部件)也可以如本文所述的那样被组装。
当组装底座138和机器人底座142都移动时，为了控制机器人106的可移动臂152相对于组装底座138上的交通工具主体136的移动，可能需要在组装底座138、机器人底座142或可移动臂152A-152C之一上安装惯性测量单元(IMU)传感器158A-158C。IMU传感器可以是加速度计、陀螺仪、磁力计或能够测量运动的改变的其他已知传感器。理想地，IMU传感器158A-158B既被安装在机器人底座142上，又被安装在机器人106的可移动臂152上。优选地，可移动臂152上的IMU传感器158A被安装在最远端的可移动臂152C上，或者被安装在其上安装了组装部件156的可移动臂152C上。甚至更优选地，可移动臂152C上的IMU传感器158A位于可移动臂152C的远离最近的接头154C的末端附近，即，相比于接头154C更靠近远端160。最理想地，IMU传感器158A-158C被安装在机器人底座142、可移动臂152和组装底座138上。
在图5中图示了用于控制机器人106的移动，以在机器人106和组装底座138两者都移动时，将两个部件136、156组装在一起的过程的实施例。如所示的，利用安装在相应组件(170A-170C)上的一个或多个IMU传感器158，来初始测量组装底座138、机器人底座142和/或可移动机器人臂152的运动。如所指出的，最期望将IMU传感器158A-158C安装在组装底座138、机器人底座142和可移动臂152C中的每个上，并且从每个组件收集运动测量结果。然而，应当理解，该过程可以通过从单个组件或仅从两个组件(如果需要)收集运动测量结果来被实施。
然后，所测量的运动数据可以被预处理，以从自IMU传感器158A-158C(172A-172C)接收的数据去除噪声。平滑运动数据可能是有利的。运动数据还优选地被加上时间戳，并且经平滑的、加时间戳的数据然后可以被传送到机器人控制器112(174A-174C)。然后，机器人控制器112可以进一步处理运动数据，以确定组装底座138、机器人底座142和/或可移动臂152的性质，这些性质与相应组件的移动(诸如，相应组件(176A-176C)的当前位置、速度和/或加速度)相关联。然后，机器人控制器112可以直接使用所确定的性质或运动数据，来生成用于交通工具主体136和/或机器人可移动臂152C上的组装部件156的参考速度(178)。然后，速度参考可以被用来补偿机器人可移动臂152A-152C的移动，以便在组装部件156和交通工具部件136两者都移动时，将组装部件156与交通工具部件136对齐，来将组装部件156组装到交通工具主体136(180)。由机器人系统使用的其他传感器(诸如，机器人视觉系统114、力传感器134等)也可以基于运动数据来被补偿(182)。
从IMU传感器158取回所测量的运动数据可以以各种方式来被使用，以补偿机器人底座142和/或可移动臂152的移动，以将组装部件156与交通工具136对齐，来将两者组装在一起。例如，系统的任何部件(例如，组装底座138、交通工具136、机器人底座142、可移动臂152和/或组装部件156)的振动可能引起组装部件156和交通工具136之间的未对齐。然而，在机器人控制器112接收所测量的运动数据的情况下，机器人底座142和/或可移动臂152的移动可以被补偿，以解决系统中的振动或其他移动。例如，可能期望响应于从组装底座138上的IMU传感器158C感测到的振动或其他移动(例如，该振动或其他移动由组装底座138的移动引起并且表示交通工具136的移动变化)，来补偿机器人底座142或可移动臂152的移动。还可能期望响应于从机器人底座142上的IMU传感器158B感测的振动或其他移动(例如，由地板或车轮150的粗糙或速度的改变引起)，来补偿可移动臂152的移动。还可能期望响应于从可移动臂152上的IMU传感器158A感测的振动或其他移动(例如，由可移动臂152的挠性以及机器人底座142和可移动臂152的移动引起)来补偿可移动臂152的移动(特别是工具臂152C的移动)。
除了补偿各种组件的振动，对机器人底座142或可移动臂152的补偿可以是响应于组装底座138、机器人底座142和/或可移动臂152的位置、速度或加速度的改变。例如，组装底座138的位置和速度可以被控制器112使用，来补偿机器人底座142的移动以匹配组装底座138的速度和位置。机器人底座142的位置和速度还可以基于IMU传感器158B数据来被补偿，以使机器人底座142的实际位置和速度与预期的位置和速度相匹配。在交通工具136进入安装在机器人106上的相机114的视场之前，如由安装在组装底座138上的IMU传感器158C确定的组装底座138的位置还可以被用来通过移动机器人底座142来补偿机器人底座142的移动。在组装底座138处于机器人106可以将组装部件156组装到交通工具136的位置之前，这允许机器人底座142加速并且使速度与组装底座138相匹配。一旦交通工具136进入机器人相机114的视场，控制器112然后就可以响应于相机114而移动可移动臂152。
所测量的运动数据也可以被用来测试系统组件(例如，组装底座138、交通工具136、机器人底座142、可移动臂152和/或组装部件156)和传感器158本身的功能。例如，在IMU传感器158A在工具臂152C上的情况下，可能期望在测试期间基于已知的加速度或其他移动序列来收集振动数据。在操作期间，控制器112然后可以将实际振动与所存储的预期振动进行比较。当实际振动与预期振动偏差超过阈值量时，可以确定机器人底座142、可移动臂152、关节154、组装部件156或IMU传感器158A中存在故障。
如上所述，来自IMU传感器158的所测量的运动数据优选被加时间戳。尽管这可以在机器人控制器112处出现，但更优选的是，这在数据被传送到控制器112之前，在IMU传感器158处出现。在IMU传感器158在多个组件上被使用来确定补偿的情况下，数据的时间戳尤其重要。因此，当控制器112基于来自两个以上IMU传感器158的测量的运动数据来确定补偿时，在控制器112基于不同运动数据来确定补偿之前，不同运动数据的时间戳被控制器112匹配。
另外，工具振动特性还可以使用基于机械模型分析的仿真来被获得。例如，仿真可以是基于工具的尺寸、重量、机械性质(例如，刚度等)、有效负载和机器人手臂运动特性(例如，速度、加速度等)。结果，当机器人对可移动臂加速或减速时，可移动臂的振动可以基于来自仿真的机械模型分析来被预测。
振动特性也可以被用来补偿机器人的运动。例如，机器人运动控制环的低通滤波器的参数可以被改变来滤除振动。机器人运动控制中的直接馈送(例如，用于生成速度参考的预测)也可以被用来消除振动。结果，工具的预测振动可以被用来平滑或直接补偿振动。
也可以在使用期间补偿机器人底座的移动。例如，当AGV接近机器人工作单元时，机器人底座可以开始跟踪并且匹配AGV的速度。机器人运动和传感器数据由于初始加速度的改变可以利用AGV的实时信息来被补偿。在跟踪期间，AGV的速度可以变化。利用AGV跟踪信息，系统可以相应地改变机器人底座的速度，并且还可以补偿引起速度改变(加速/减速)的机器人运动和传感器数据。
在跟踪开始之前，通过预测AGV的位置，机器人底座的速度还可以爬升。使用AGV的速度和位置，系统可以在AGV出现在相机视场之前预测AGV何时接近。然后，机器人底座可以被逐渐加速，以在AGV进入相机的视场时达到稳定的系统。这可以减少跟踪的开始阶段期间的加速，并且避免跟踪期间的急速移动。
尽管已经结合目前被认为是最实用和优选的实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，其旨在覆盖所附权利要求的精神和范围内包括的各种修改和等同布置，其范围应当被赋予最宽泛的解释，以便涵盖法律允许的所有这种修改和等同结构。此外，应当理解，尽管在上面的描述中使用词语“可优选”、“优选地”或“优选的”指示如此描述的特征可以是更期望的，但是它可能不是必需的，并且可以预期如在本发明的范围内的缺少相同特征的任何实施例，该范围由所附的权利要求限定。在阅读权利要求时，意图是当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”和“至少一部分”的词语时，无意将权利要求限制为仅一个项目，除非权利要求中明确说明相反。此外，当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，项目可以包括一部分和/或整个项目，除非明确说明相反。

Claims (21)

1.一种用于组装部件的方法，包括：
沿着组装线，移动组装底座，在所述组装底座上布置有第一部件；
沿着所述组装线移动机器人底座，机器人被布置在所述机器人底座上并且包括可移动臂，第二部件由所述可移动臂支撑；
测量所述组装底座、所述机器人底座或所述可移动臂的运动；以及
基于所测量的所述运动来补偿所述机器人底座或可移动臂的移动，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，以在所述组装底座和所述机器人底座移动时，将所述第二部件组装到所述第一部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中利用IMU传感器来测量所述运动。
3.根据权利要求1所述的方法，其中利用连接到所述组装底座的IMU传感器来测量所述运动，以测量所述组装底座的所述运动。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：将所述组装底座的所述运动通信给机器人控制器，其中所述机器人控制器使所述机器人底座移动以匹配所述组装底座的速度，以补偿所述机器人底座的移动，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，来将所述第二部件组装到所述第一部件。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括：将所述组装底座的所述运动通信给机器人控制器，其中在所述第一部件进入布置在所述机器人上的相机的视场之前，所述机器人控制器响应于所述组装底座的所述运动而使所述机器人底座移动，此后所述第一部件进入所述相机的所述视场，并且所述机器人控制器响应于所述相机而移动所述可移动臂，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，来将所述第二部件组装到所述第一部件。
6.根据权利要求3所述的方法，还包括：将所述组装底座的所述运动通信给机器人控制器，以及处理所测量的所述运动来确定所述组装底座的振动，其中基于所述振动，来补偿所述机器人底座或可移动臂的移动，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，来将所述第二部件组装到所述第一部件。
7.根据权利要求1所述的方法，其中利用连接到所述机器人底座的IMU传感器来测量所述运动，以测量所述机器人底座的所述运动。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：将所述机器人底座的所述运动通信给机器人控制器，其中所述机器人控制器基于所述机器人底座的所述运动来补偿所述可移动臂的移动，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，来将所述第二部件组装到所述第一部件。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：处理所测量的所述运动以确定所述机器人底座的振动，其中基于所述振动来补偿所述可移动臂的移动，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，来将所述第二部件组装到所述第一部件。
10.根据权利要求1所述的方法，其中利用连接到所述可移动臂的IMU传感器来测量所述运动，以测量所述可移动臂的所述运动。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：将所述可移动臂的所述运动通信给机器人控制器；以及处理所测量的所述运动以确定所述可移动臂的振动，其中所述机器人控制器基于所述可移动臂的所述振动来补偿所述可移动臂的移动，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，来将所述第二部件组装到所述第一部件。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括：处理所测量的所述运动以确定所述可移动臂的振动，将所述振动与预先确定的预期振动进行比较，以及当所述振动与所述预先确定的预期振动偏差超过阈值时，确定所述组装部件、可移动臂或IMU传感器已经故障。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：处理所测量的所述运动以确定所述组装底座、所述机器人底座或所述可移动臂的位置、速度或加速度，其中基于所述位置、速度或加速度来补偿所述机器人底座或可移动臂的移动，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，来将所述第二部件组装到所述第一部件。
14.根据权利要求1所述的方法，还包括：处理所测量的所述运动以确定所述组装底座、所述机器人底座或所述可移动臂的振动，其中基于所述振动来补偿所述机器人底座或所述可移动臂的移动，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，来将所述第二部件组装到所述第一部件。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括：将第一时间戳分配给所测量的所述运动，机器人控制器接收所测量的所述运动和所述第一时间戳，并且从另一个传感器接收所述组装底座、所述机器人底座或所述可移动臂的所测量的另一个运动，所测量的所述另一个运动分配有第二时间戳，所述机器人控制器使所述第一时间戳和所述第二时间戳匹配，并且基于所测量的所述另一个运动来补偿所测量的所述运动。
16.根据权利要求1所述的方法，其中利用IMU传感器来测量所述运动，所述IMU传感器是加速度计、陀螺仪或磁力计。
17.根据权利要求1所述的方法，其中利用连接到所述组装底座的IMU传感器来测量所述运动，以测量所述组装底座的所述运动，并且还包括连接到所述机器人底座的另一个IMU传感器，以测量所述机器人底座的运动。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：处理所述机器人底座的所测量的所述运动以确定所述机器人底座的振动，其中基于所述机器人底座的所述振动来补偿所述可移动臂的移动，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，来将所述第二部件组装到所述第一部件。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：处理所述组装底座的所测量的所述运动以确定所述组装底座的振动，其中基于所述组装底座的所述振动和所述机器人底座的所述振动来补偿所述可移动臂的移动，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，来将所述第二部件组装到所述第一部件。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括连接到所述可移动臂的又一个IMU传感器，以测量所述可移动臂的运动。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括：处理所述可移动臂的所测量的所述运动以确定所述可移动臂的振动，其中基于所述组装底座的所述振动、所述机器人底座的所述振动和所述可移动臂的所述振动来补偿所述可移动臂的移动，以使所述第二部件与所述第一部件对齐，来将所述第二部件组装到所述第一部件。
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