CN211541228U - 用于生成机器人轨迹的机器人控制器和机器人组件 - Google Patents

Abstract

一种用于生成机器人(1)的轨迹(B)的机器人控制器(2)以及一种机器人组件，机器人控制器具有：‑用于检测参考轨迹标记(3；3’)的装置；和‑用于修改机器人轨迹的至少一个预先给定的轨迹点(P₁₀,P₂₀)和/或预先给定的轨迹速度和/或轨迹加速度和/或用于基于所检测到的参考轨迹标记来产生至少一个轨迹点(P₁₅)的装置。

Description

用于生成机器人轨迹的机器人控制器和机器人组件

技术领域

本实用新型涉及一种用于生成机器人轨迹的方法和机器人控制器，一种具有机器人、参考轨迹标记和机器人控制器的机器人组件，以及一种用于执行该方法的计算机程序产品。

背景技术

尤其是为了加工工件，例如用于(激光或保护气体)焊接、(激光)切割、抛光、粘接、喷漆等，必须经常非常精确地行驶机器人轨迹。

根据企业内部实践，机器人轨迹、尤其是这种机器人轨迹迄今还很大程度上被手动编程，尤其是通过手动控制地驶近各个轨迹点、保存这些轨迹点 (所谓的“示教”)和尤其是将这些轨迹点上的轨迹速度和/或轨迹加速度进行参数化。

在此，机器人经常不能一下子足够准确地跟随期望的加工轨迹或不能足够准确地遵守期望的、经常恒定的轨迹速度，尤其是由于其运动学、尤其是由于必要的重定向等、由于其动力学、尤其是由于惯性等，和/或由于其控制、例如由于预先给定的轨迹点的随时间调整，等等。

因此，这点迄今在实践中一方面需要操作人员在生成轨迹时的高专业知识并另一方面需要经常多次的修正循环。

实用新型内容

本实用新型的目的是改善机器人轨迹的生成。

该目的通过根据本实用新型的用于生成机器人的轨迹的机器人控制器实现。本实用新型要求保护一种用于执行在此所描述的方法的机器人控制器或计算机程序产品或具有在此所描述的机器人控制器的机器人组件。

本实用新型涉及一种用于生成机器人的轨迹的机器人控制器，其具有：

-用于检测参考轨迹标记的装置；和

-用于修改机器人轨迹的至少一个预先给定的轨迹点和/或预先给定的轨迹速度和/或轨迹加速度和/或用于基于所检测到的参考轨迹标记来产生至少一个轨迹点的装置。

根据一种实施方式，所述参考轨迹标记临时地或能拆除地被布置在工件的加工表面上。

根据一种实施方式，借助检测装置检测所述参考轨迹标记，所述检测装置非接触地检测所述参考轨迹标记。

根据一种实施方式，所述检测装置临时地或能拆除地被布置在所述机器人上。

根据一种实施方式，所述参考轨迹标记具有至少一个光学的或二维或三维的标记。

根据一种实施方式，机器人控制器具有：

-用于相对于所检测到的参考轨迹标记确定与机器人固定的参考部的至少一个位置和/或定向和/或轨迹速度的装置；和

-用于修改所述机器人轨迹的预先给定的轨迹点和/或预先给定的轨迹速度和/或轨迹加速度和/或用于产生轨迹点，用以减少与机器人固定的参考部与至少一个由所述参考轨迹标记所限定的参考位置和/或参考定向的偏差和/或所确定的轨迹速度与预先给定的轨迹速度的偏差的装置。

根据一种实施方式，机器人控制器具有：

-用于相对于所检测到的参考轨迹标记在预先给定的搜索起点或预先给定的轨迹点中确定与机器人固定的参考部的至少一个位置和/或定向和/或轨迹速度的装置。

根据一种实施方式，机器人控制器具有：

-用于修改所述机器人轨迹的预先给定的轨迹点和/或预先给定的轨迹速度和/或轨迹加速度和/或用于产生轨迹点，用以最小化与机器人固定的参考部与至少一个由所述参考轨迹标记所限定的参考位置和/或参考定向的偏差和/或所确定的轨迹速度与预先给定的轨迹速度的偏差的装置。

本实用新型涉及一种机器人组件，具有：机器人；参考轨迹标记；和根据本实用新型的机器人控制器，所述机器人控制器用于控制所述机器人来生成和行驶轨迹。

根据本实用新型的实施方式，用于生成、尤其是编程或预先给定、尤其是产生和/或修改机器人轨迹的方法具有下列步骤：

-检测参考轨迹标记；和

-基于所检测到的参考轨迹标记来修改尤其是在机器人轨迹的一个或多个轨迹点上的机器人轨迹的一个或多个预先给定的轨迹点和/或预先给定的轨迹速度和/或轨迹加速度，和/或基于所检测到的参考轨迹标记产生一个或多个轨迹点(在一实施方式中附加地尤其是在预先给定的、尤其是经修改的轨迹点之间)，或基于该所检测到的参考轨迹标记来补充或插入一个或多个附加的轨迹点(附加地尤其是在预先给定的轨迹点之间)。

根据本实用新型的实施方式，机器人控制器尤其是硬件和/或软件地、尤其是编程技术地被设计用于执行在此描述的方法，和/或具有：

-用于检测参考轨迹标记的装置；和

–用于基于所检测到的参考轨迹标记来修改尤其是在机器人轨迹的一个或多个轨迹点上的机器人轨迹的一个或多个预先给定的轨迹点和/或预先给定的轨迹速度和/或轨迹加速度的装置，和/或用于基于所检测到的参考轨迹标记来产生一个或多个轨迹点(在一实施方式中附加地尤其是在预先给定的、尤其是经修改的轨迹点之间)的装置，或者说用于基于所检测到的参考轨迹标记来补充或插入一个或多个附加轨迹点(附加地尤其是在预先给定的轨迹点之间)的装置。

通过使用参考轨迹标记，可在一实施方式中改善、尤其是简化和/或加速生成机器人轨迹，和/或提高轨迹可靠性和/或减少在行驶轨迹时的速度波动。

机器人在一实施方式中具有至少四个、尤其是至少六个、尤其是至少七个(运动、尤其是转动)轴。尤其是在这种复杂的机器人中，可特别有利地使用机器人轨迹的根据本实用新型的生成。

轨迹点在一实施方式中取决于机器人的姿势、和/或与机器人固定的参考部、尤其是机器人的“工具中心点”(TCP)的尤其是三维的和/或笛卡尔的位置和/或尤其是三维的定向，该轨迹点可尤其是描述或限定这些。

机器人轨迹在一实施方式中包括一个或多个轨迹点，这些轨迹点可尤其是通过其产生和/或修改被生成或由这些来限定。相应地，在一实施方式中，生成机器人轨迹可包括、尤其就是通过修改预先给定的轨迹点和/或轨迹速度和/或轨迹加速度来修改(已经)预先给定的机器人轨迹。

轨迹速度在一实施方式中取决于机器人随时间或在时间上的姿势变化和 /或与机器人固定的参考部、尤其是机器人TCP的尤其是三维的平移和/或旋转速度(尤其是在机器人轨迹的一个或多个轨迹点上或沿着轨迹)，轨迹速度可尤其描述或说明这些。轨迹加速度在一实施方式中取决于轨迹速度随时间或在时间上的变化，轨迹加速度可尤其描述或说明该变化。

轨迹点可尤其是通过用机器人行驶并保存或通过所谓的示教来预先给定。相应地，预先给定的轨迹点在一实施方式中是被保存的(轨迹点)。

在一实施方式中，尤其是将参考轨迹标记临时地或(仅)暂时和/或能拆除地尤其是材料锁合、磨擦锁合或磁性地设置在工件的表面上、尤其是加工表面上。在一改进方案中，参考轨迹标记可具有尤其是一个或多个粘接和/ 或磁体条或者说带等、尤其是由其构成。相应地，在一实施方式中，能拆除地设置的参考轨迹标记在生成机器人轨迹之后又被拆除，其中，参考轨迹标记在拆除时被损坏、尤其是毁坏，或参考轨迹标记也可被非毁坏可拆除地布置或者说被设置或使用用于此。在一实施方式中，参考轨迹标记被有弹性地或柔性地构造。

由此，预先给定机器人轨迹可在一实施方式中借助相应布置参考轨迹标记来改善、尤其是简化，和/或为了或由操作人员可视和/或检查。

在一实施方式中，机器人轨迹是关于或相对于尤其是涉及工件表面的加工轨迹、尤其是焊接轨迹、切割轨迹、抛光轨迹、粘接轨迹、喷漆轨迹等。在这种应用中，可特别有利地使用本实用新型。

在一实施方式中，借助检测装置非接触、尤其是电磁地、尤其是光学地检测参考轨迹标记，或机器人控制器或组件具有为此所设计的或者说非接触、尤其是电磁地、尤其是光学地进行检测或工作的检测装置。附加地或替换地，尤其是在一实施方式中，检测装置尤其是临时地或(仅)暂时地和/或能拆除地布置在机器人上，和/或具有电磁的、尤其是光学的、尤其是探测或敏感光、尤其是亮度和/或颜色的传感器、尤其是3D传感器，检测装置可尤其是这种传感器。

在一实施方式中，参考轨迹标记具有一个或多个光学的和/或二维或三维的、尤其是几何形状的标记，尤其是亮度和/或颜色不同或变换或界限、尤其是((较)暗的或(较)亮的和/或有色的和/或直的和/或互相倾斜的)线、面等，(三维的)突起部和/或凹陷部和/或尤其是直的和/或互相倾斜的棱边，和/或互相二维或三维错位和/或倾斜的、尤其是平坦的面、尤其是(光学的和/或二维或三维的、尤其是几何形状的)图案，尤其是(参考)轨迹(方向) 的(光学的和/或二维或三维的、尤其是几何形状的)标记，尤其是等距的(光学的和/或二维或三维的、尤其是几何形状的)刻度或轨迹(长度)细分部和 /或(光学的和/或二维或三维的、尤其是几何形状的)标记，用于尤其是非接触地检测垂直于轨迹((长度)方向)的偏差，尤其是在参考轨迹标记的 (参考、尤其是基础或者说支承)平面中和/或垂直于此平面，和/或用于尤其是非接触地检测相对于轨迹(长度)方向和/或参考轨迹标记的(参考、尤其是基础或者说支承)平面的定向。

因此，例如线条(刻度)相应于相对线条平面的倾斜而缩短，从而使得由此可确定倾斜。通过三维的、尤其是几何形状的(多个)标记或图案，可在一实施方式中尤其是有利地确定垂直于参考轨迹标记的(参考、尤其是基础或者说支承)平面的间隔和/或相对于此的定向。三维的图案或三维的(多个)标记可在一实施方式中尤其是通过参考轨迹标记的成形和/或改形(例如喷铸、压铸、深冲等)来制造。在一实施方式中，三维图案化的参考轨迹标记具有高度，该高度为至少0.5mm、尤其是至少1.0mm，和/或最高10mm、尤其是最高5mm，这对根据本实用新型的应用、尤其是检测和/或布置能是特别有利的。

通过非接触的、尤其是电磁的、尤其是光学的检测，该检测可在一实施方式中被改善，尤其是其速度和/或精度升高和/或避免了参考轨迹标记的力学加载。通过临时和/或(非毁坏地)能拆除地布置、尤其是紧固在机器人上，可将检测装置在一实施方式中在不需要时、尤其是在正常运行中移除和/或根据本实用新型轮流在多个机器人上使用。

在一实施方式中，该方法包括下列步骤：

-相对于所检测到的参考轨迹标记(尤其是在预先给定的搜索起点或所述或一个或多个预先给定的轨迹点中)确定与机器人固定的参考部、尤其是机器人TCP的一个或多个、尤其是三维的和/或笛卡尔的位置，和/或一个或多个、尤其是三维的定向，和/或轨迹速度，尤其是在机器人轨迹的一个或多个轨迹点上；和

-修改机器人轨迹的一个或多个预先给定的轨迹点和/或预先给定的轨迹速度和/或轨迹加速度，用于减少、尤其是最小化与机器人固定的参考部(的 (多个)位置和/或(多个)定向)与一个或多个由参考轨迹标记所限定的参考位置和/或参考定向的偏差，和/或所确定的轨迹速度与预先给定的轨迹速度的偏差，或者说从而使得所述(多个)偏差由此被减少、尤其是最小化，和/或产生尤其是附加的一个或多个轨迹点，用于减少、尤其是最小化与机器人固定的参考部(的(多个)位置和/或(多个)定向)与一个或多个由参考轨迹标记所限定的参考位置和/或参考定向的偏差，和/或所确定的轨迹速度与预先给定的轨迹速度的偏差，或者说从而使得所述(多个)偏差由此被减少、尤其是最小化。

相应地，机器人控制器在一实施方式中具有：

–用于相对于所检测到的参考轨迹标记(尤其是在预先给定的搜索起点或所述或一个或多个预先给定的轨迹点中)确定与机器人固定的参考部、尤其是机器人TCP的一个或多个、尤其是三维的和/或笛卡尔的位置，和/或一个或多个、尤其是三维的定向，和/或轨迹速度(尤其是在机器人轨迹的一个或多个轨迹点上)的装置；和

–用于修改机器人轨迹的一个或多个预先给定的轨迹点和/或预先给定的轨迹速度和/或轨迹加速度和/或用于产生一个或多个轨迹点，用以减少、尤其是最小化与机器人固定的参考部(的(多个)位置和/或(多个)定向) 与一个或多个由参考轨迹标记所限定的参考位置和/或定向的偏差，和/或所确定的轨迹速度与预先给定的轨迹速度的偏差，或者说从而使得所述(多个) 偏差由此被减少、尤其是最小化的装置。

修改预先给定的轨迹点可在一实施方式中通过改变相应的轨迹点、尤其是保存经改变的轨迹点或修正值来进行。修改预先给定的轨迹速度或加速度可在一实施方式中通过改变相应地预先给定的速度或加速度参数、尤其是保存经改变的参数值或修正值来进行。

由参考轨迹标记所限定的参考位置可在一实施方式中处于由参考轨迹标记所限定的、尤其是被标记的参考轨迹自身上，或相对于这种参考轨迹尤其是垂直于参考轨迹和/或参考轨迹标记的(参考)平面具有预先给定的、尤其是恒定的(定位和/或定向)错位，以便例如生成距参考轨迹(标记)(恒定的)间隔的机器人轨迹。由参考轨迹标记所限定的参考定向可在一实施方式中描述或说明关于参考轨迹标记的(参考)轨迹和/或(参考)平面的预先给定的角度、尤其是直角等。

预先给定的轨迹速度在一实施方式中是恒定的轨迹速度，这尤其是在已经提及的焊接轨迹、抛光轨迹、粘接轨迹、喷漆轨迹等轨迹或应用中能是特别有利的。相对于所检测到的参考轨迹标记的轨迹速度可在一实施方式中通过在不同时间点检测参考轨迹标记的相同(多个)标记和相应形成商来实现。

通过产生轨迹点，在一实施方式中尤其是从(驶近的或预先给定的)搜索起点出发，该方法或机器人可通过检测和跟踪参考轨迹标记来自动生成轨迹。

通过附加地尤其是在(已经)预先给定的轨迹点之间产生轨迹点，可在一实施方式中特别有利地修改预先给定的机器人轨迹或轨迹速度。

在一实施方式中，基于或通过预先给定的轨迹点，机器人轨迹已经在检测参考轨迹标记之前被预先给定、尤其是保存，在一实施方式中通过手动示教或自动地通过最初产生轨迹点借助检测和跟踪参考轨迹标记来预先给定、尤其是保存。

通过修改预先给定的轨迹点，可因此在一实施方式中将尤其是首先仅粗略地示教的机器人轨迹紧接着、尤其是自动地优化，尤其是可以说“拉”到由参考轨迹标记所限定的参考或额定轨迹上。

通过修改预先给定的轨迹速度，可在一实施方式中尤其是实现统一的轨迹速度，和/或考虑运动学(尤其是必要的再定向等)、动力学(尤其是惯性等)和/或机器人的控制(例如预先给定的轨迹点等的随时间调整)。因此，在一简单示例中通过提高或减少一轨迹点上的预先给定的或额定速度、沿着轨迹推移该轨迹点和/或产生另一或附加的轨迹点或辅助点，可在该轨迹点上、之前和/或之后减少、优选地避免不期望的速度突变、尤其是速度暴跌和 /或上涨。

在一实施方式中，该方法包括以下步骤：尤其是多次或重复：

-以一个或多个所产生的和/或经修改的轨迹点和/或经修改的轨迹速度和/或加速度和/或按比例缩小的轨迹速度和/或加速度来行驶机器人轨迹；在该行驶中相对于所检测到的参考轨迹标记确定与机器人固定的参考部的至少一个位置和/或定向和/或轨迹速度；和尤其是交替地：

-修改机器人轨迹的预先给定的轨迹点中的所述预先给定的轨迹点或者说一个或多个和/或预先给定的轨迹速度和/或加速度，用于减少、尤其是最小化与机器人固定的参考部与一个或多个由参考轨迹标记所限定的(多个) 参考位置和/或定向的偏差，和/或所确定的轨迹速度与预先给定的轨迹速度的偏差，或者说从而使得所述(多个)偏差由此被减少、尤其是最小化。

相应地，机器人控制器在一实施方式中具有：用于以一个或多个所产生的和/或经修改的轨迹点和/或经修改的轨迹速度和/或加速度和/或按比例缩小的轨迹速度和/或加速度来尤其是多次行驶机器人轨迹的装置；用于在该行驶中相对于所检测到的参考轨迹标记确定与机器人固定的参考部的至少一个定位和/或定向和/或轨迹速度的装置；和用于尤其是交替地修改机器人轨迹的预先给定的轨迹点中的所述预先给定的轨迹点或者说一个或多个和/或预先给定的轨迹速度和/或加速度的装置，用于减少、尤其是最小化与机器人固定的参考部与一个或多个由参考轨迹标记所限定的参考位置和/或定向的偏差，和/或所确定的轨迹速度与预先给定的轨迹速度的偏差，或者说从而使得所述(多个)偏差由此被减少、尤其是最小化。

由此，机器人轨迹可在一实施方式中重复地和/或无论如何就此而言或至少关于这些步骤自动被生成。尤其是通过尤其是多次和/或交替地修改轨迹点和轨迹速度或加速度，可将机器人轨迹匹配于机器人的和/或机器人控制器的动力学或关于该动力学优化。通过以预先给定的或经修改的轨迹速度来行驶和/或以按比例缩小的轨迹速度来行驶、尤其是以按比例缩小的经修改的轨迹速度来行驶(尤其是(分别)通过小于一的比例系数或调速系数等)，可在一实施方式中有利地检查轨迹可靠性和必要时通过轨迹修改来改善轨迹可靠性。按比例缩小的轨迹速度因此在一实施方式中通过将预先给定的、必要时已经修改的轨迹速度与小于一且大于零的系数相乘得出。

在一实施方式中，机器人轨迹在该重复的方法中

-一次或多次、尤其是至少一次起始地以所产生的或经修改的轨迹点和 (相对于工作速度)减少的、尤其是按比例缩小的预先给定的或经修改的轨迹速度被行驶，尤其是以便在此估计轨迹可靠性，并在一实施方式中必要时一个或多个轨迹点被修改和/或(尤其是对此交替地)修改轨迹速度和/或加速度；和/或

-一次或多次、尤其是至少一次最后地以所产生的或经修改的轨迹点和 (完全的)工作速度(尤其是预先给定的或经修改的不(再)按比例缩小的轨迹速度)被行驶，尤其是以便(也)在此检查轨迹可靠性，并在一实施方式中必要时一个或多个轨迹点被修改和/或(尤其是对此交替地)修改轨迹速度和/或加速度。

在一实施方式中，该方法包括下列步骤：

-预先给定中断标准、尤其是最大允许迭代数、必需的轨迹跟随精度、必需的速度精度和/或轨迹跟随精度与速度精度之间的最大允许和/或最小允许关系；和

-根据中断标准、尤其是在其开始时或之后保存、输出和/或行驶尤其是具有一个或多个轨迹点和/或所述轨迹速度和/或加速度的(如此形式)所生成的轨迹的一个或多个所产生的和/或经修改的轨迹点和/或经修改的轨迹速度和/或加速度。

相应地，机器人控制器在一实施方式中具有：

–用于预先给定中断标准、尤其是最大允许迭代数、必需的轨迹跟随精度、必需的速度精度和/或轨迹跟随精度与速度精度之间的最大允许和/或最小允许关系的装置；和

–用于根据中断标准、尤其是在其开始时或之后保存、输出和/或行驶尤其是具有一个或多个轨迹点和/或所述轨迹速度和/或加速度的(如此形式) 所生成的轨迹的所产生的和/或经修改的轨迹点和/或经修改的轨迹速度和/或加速度的装置。

在一实施方式中，轨迹跟随精度可取决于尤其是最大和/或平均或经平均的、与机器人固定的参考部与由参考轨迹标记所限定的参考位置和/或定向的偏差(尤其是说明该偏差)，必需的轨迹跟随精度可相应地尤其是由最大允许的、尤其是最大和/或平均或经平均的、与机器人固定的参考部与由参考轨迹标记所限定的参考位置和/或定向的偏差来预先给定或确定。

相应地，在一实施方式中，速度精度可取决于尤其是最大和/或平均或经平均的、轨迹速度与预先给定的轨迹速度或轨迹速度的平均值或轨迹速度的 (最大或平均)变化的偏差(尤其是说明该偏差)，必需的速度精度可相应地尤其是由最大允许的、尤其是最大和/或平均或经平均的、轨迹速度与预先给定的轨迹速度或轨迹速度的平均值或轨迹速度的(最大或平均)变化的偏差来预先给定或确定。

通过加权或预先给定轨迹跟随精度与速度精度或变化之间的关系，可在一实施方式中生成对对应的应用优化的机器人轨迹。因此，例如在喷漆轨迹中，轨迹速度的变化(其对均匀地上色而言是决定性的)可比轨迹跟随精度更强地被加权，该轨迹跟随精度由于不清晰的喷雾而较少影响喷漆结果。反之，例如在切割轨迹中(其中，切割的精度是决定性的)，轨迹跟随精度可比速度精度更强地被加权。

轨迹跟随精度与速度精度之间的最大和/或最小关系可在一改进方案中由尤其是硬件或软件技术实现的滑动调节器来预先给定或调整。

本实用新型意义上的装置可以在硬件技术和/或软件技术上构造，尤其具有优选与存储系统和/或总线系统在数据或信号上连接的、尤其是数字式的处理单元、尤其是微处理器(CPU)和/或具有一个或多个程序或程序模块。CPU 可以被设置用于：运行实现为储存在存储系统中的程序的命令；检测数据总线的输入信号和/或给出输出信号到数据总线上。存储系统可以具有一个或多个、尤其是不同的存储介质、尤其是光学的、磁性的、固体的和/或另外的非易失性介质。程序可被完成，使得其能够体现或实施在此所述的方法，使得 CPU可实施这种方法的步骤以及由此可尤其是生成机器人轨迹或可控制机器人用于生成和/或行驶该轨迹。

在一实施方式中，一个或多个、尤其是所有的方法步骤被完全或部分地自动执行，尤其是由机器人控制器或其装置来执行。

附图说明

其他优点和特征由实施例中获得。部分示意性地为此示出：

图1：根据本实用新型的一实施方式的机器人组件的一部分，该机器人组件具有用于生成机器人组件的机器人轨迹的机器人控制器；

图2：根据本实用新型的一实施方式用于生成机器人轨迹的方法；和

图3：根据本实用新型另一实施方式的机器人组件的参考轨迹标记的一部分的立体图，该参考轨迹标记用于生成机器人组件的机器人轨迹。

具体实施方式

图1在一个姿势(图1中的实线)以及两个另外的姿势(图1中的虚线) 中示出机器人组件的机器人1的臂的一部分，以及示出用于生成机器人轨迹和控制机器人以行驶该轨迹的机器人控制器2。

机器人组件还具有呈二维图案的粘接带3形式的参考轨迹标记，该粘接带在步骤S10中临时粘在工件4的加工表面上。

机器人组件还具有呈光学3D传感器5形式的检测装置，该3D传感器在步骤S10中被临时紧固在机器人1的臂上并且与机器人控制器2无线或有线地通信或信号连接，尤其是通过与驱动总线接口或类似速度的接口。

机器人控制器2可通常是集成或分布式控制器或具有一个或多个运算器，尤其是具有：用于控制机器人(臂)或其驱动器的(实际上的)机器人 (驱动)控制器；以及集成模块或与其无线或有线地通信的或信号连接的(另外的)运算器，尤其是用于评价3D传感器5的信号和/或至少部分地实施该方法、尤其是下面描述的步骤S10-S70中的一个或多个。

参考轨迹标记通过其等距地刻度的中线在加工表面4上预先给出期望的加工轨迹B。通过图案或对其检测，借助3D传感器5还可在粘接带3的参考面或图1的图平面中以及(根据光学扭曲、尤其是缩短等)垂直于此地检测偏差和检测相对于粘接带3的定向。

在步骤S20中，驶近两个虚线所示的姿势并在此预先给定两个在图1中所示出的轨迹点P₁₀、P₂₀、也就是说粗略地示教。这些轨迹点尤其可包括、尤其就是TCP的位置和/或定向，例如机器人引导的激光焊接或切割工具的焦点和/或作用轴、机器人引导的喷漆、抛光或粘接工具等的参考(工作或作用)点和/或参考(工作或作用)轴的位置和/或定向。

接着，机器人控制器2在步骤S30中以一轨迹速度行驶因此首先仅粗略地示教的、呈在这两个轨迹点P₁₀、P₂₀之间直线形式的机器人轨迹，该轨迹速度相对于例如为了焊接、切割、粘接、喷漆、抛光等而由在步骤S20中参数化来预先给定的恒定的轨迹速度被按比例缩小，并在此借助3D传感器5 来光学地检测参考轨迹标记3。

在此，其不仅在参考轨迹标记3的(参考)平面(图1的图平面)中，而且垂直于此地检测相对于参考轨迹标记3的位置和/或定向偏差、例如相对于中线B上的对应轨迹点的下一个点的笛卡尔偏差，正如图1中由偏差(向量)Δ所示的那样。

接着，机器人控制器2在步骤S30中通过如下方式修正(粗略地示教的) 机器人轨迹，即，其相应于偏差向量Δ来修改(粗略地示教的)轨迹点P₁₀、 P₂₀、尤其是将偏差(向量)Δ加入预先给定的轨迹点P₁₀、P₂₀。

在步骤S40中，机器人控制器2重新以按比例缩小的轨迹速度来行驶如此形式修改的具有经修改的预先给定的轨迹点的机器人轨迹B，并在此检查轨迹跟随精度或(剩余的)与参考轨迹标记3中线的最大和/或平均偏差。

在此，如果预先给定的必需的轨迹跟随精度未被达到或被确定(S40：“N”)，则必要时多次地重复步骤S30、S40，直至达到该情况或达到最大迭代数。

一旦达到或确定了预先给定的必需的轨迹跟随精度(或达到最大迭代数) (S40：“Y”)，机器人控制器2就继续运行步骤S50。

在该步骤中，其必要时逐步地提高事先按比例缩小的预先给定的恒定轨迹速度，并以该轨迹速度行驶经修改的机器人轨迹B。

在此，其检查速度精度。如果轨迹速度的最大或平均的变化超过预先给定的最大允许边界值，则机器人控制器2在步骤S50中修改预先给定的轨迹速度，例如方式是，其在经修改的轨迹点中相应地将速度参数进行适配。在该实施例中，示例性地也示出在两个经修改的轨迹点P₁₀+Δ、P₂₀+Δ之间产生附加的或另外的(辅助)轨迹点P₁₅。通过插入这种轨迹点并相应地在行驶轨迹时由机器人控制器2来处理这种轨迹点，可同样减少经修改的轨迹点P₁₀+Δ、P₂₀+Δ之间的不期望的速度变化或修改轨迹速度。同样地，可为了修改预先给定的轨迹速度例如将经修改的轨迹点P₁₀、P₂₀沿着轨迹B推移，从而使得这些经修改的轨迹点在行驶所生成的或所编程的轨迹时被相应提早或稍后地处理。

在步骤S50中必要时已修改了预先给定的轨迹速度之后，机器人控制器 2在步骤S60中以有可能经修改的轨迹速度行驶经修改的机器人轨迹B，并在此检查，一方面轨迹跟随精度或(剩余的)与参考轨迹标记3中线的最大和/或平均偏差，以及另一方面轨迹跟随精度与速度精度的关系。

如果不仅必需的轨迹跟随精度，而且针对轨迹跟随精度与速度精度之间关系的预先给定的范围被遵守或被确定(S60：“Y”)，则在步骤S70中保存和给出具有所生成的轨迹点P₁₅和经修改的轨迹点P₁₀+Δ、P₂₀+Δ的经修改的机器人轨迹B以及有可能经修改的轨迹速度作为如此形式生成的机器人轨迹的轨迹点或轨迹点速度。

如此形式所生成的机器人轨迹可现在由机器人控制器2在用于加工工件表面4的正常运行中行驶、尤其是在移除了粘接条3之后(步骤S80)。

只要必需的轨迹跟随精度或轨迹跟随精度与速度精度之间的预先给定的关系和最大迭代数(这些都在步骤S10中被预先给定了)尚未达到或确定 (S60：“N”)，就必要时替换地重复修改轨迹点(步骤S30)和/或轨迹速度 (步骤S50)，正如在图2中仅示意性地由返回步骤S30所示的那样。

可看出，无大量专业知识的操作人员也可通过如下方式简单且精确地生成具有相应统一的轨迹速度的焊接、切割、粘接、喷漆、抛光等(机器人) 轨迹，即粘接条3相应地被安置在工件表面上并且机器人轨迹通过驶近点 P₁₀、P₂₀被粗略地示教，而接下来的迭代修改轨迹点和轨迹点速度自动进行。

图3以立体图示出根据本实用新型另一实施方式的机器人组件的参考轨迹标记的一部分，该参考轨迹标记用于生成机器人组件的机器人轨迹，其除了下面阐释的区别外相应于前述实施方式，从而使得下面参考前述实施方式并仅探讨这些区别。

在图3的实施方式中，参考轨迹标记被构造为三维(图案)的粘接条3’，该粘接条具有几何形状的凹陷或隆起，该凹陷或隆起具有大约2-3mm的高度 (或者说深度)。

参考轨迹标记3’也通过其(三维)等距地刻度的中线在加工表面4上预先给出了期望的加工轨迹B。通过三维图案或对其检测，可借助3D传感器5 还有利地检测粘接带3’的或图1的图平面的参考平面或基平面或支承面中的偏差以及(根据3D棱边、光学扭曲、尤其是缩短等)垂直于此的偏差和/或相对于粘接带3’的定向。

正如也在粘接条3的二维图案中(参见图1)那样，在粘接带3’的三维图案中可看到垂直于中线的距离线A(尤其是用于检测轨迹速度)以及交替的辅助线H(尤其是用于检测轨迹曲率)。

尽管已经在前面的描述中解释了示例性实施例，但是应该指出的是，可以进行多种修改。

因此，例如代替(粗略地预先)示教机器人轨迹也可仅驶近搜索起点，并且机器人控制器以此为出发点通过检测和跟踪粘接条3(的中线)来产生相应的轨迹点。

还应理解的是，示例性实施例仅仅是示例，这些示例不应以任何方式限制保护范围、应用和构造。确切地说，通过前面的描述给本领域技术人员提供了转换至少一个示例性实施方案的教导，其中，尤其在所描述的组成部分的功能和布置方面的若干个改变方案可以在不离开就像从权利要求书和与权利要求书等效的特征组合所获得的保护范围的情况下进行。

附图标记列表：

1 机器人(臂)

2 机器人控制器

3 图案化的粘接条(参考轨迹标记)

3’ 具有三维图案的粘接带(参考轨迹标记)

4 工件(表面)

5 3D传感器(检测装置)

A 距离线

B 机器人轨迹

H 辅助线

P₁₀–P₂₀ TCP位置

Δ 偏差。

Claims (9)

1.一种用于生成机器人(1)的轨迹(B)的机器人控制器(2)，其特征在于，其具有：

-用于检测参考轨迹标记(3；3’)的装置；和

-用于修改机器人轨迹的至少一个预先给定的轨迹点(P₁₀,P₂₀)和/或预先给定的轨迹速度和/或轨迹加速度和/或用于基于所检测到的参考轨迹标记来产生至少一个轨迹点(P₁₅)的装置，其中，所述参考轨迹标记(3；3’)能拆除地被布置在一表面上，其中，所述参考轨迹标记(3；3’)具有一个或多个粘接条或磁体条。

2.根据权利要求1所述的机器人控制器(2)，其特征在于，所述参考轨迹标记(3；3’)临时地或能拆除地被布置在工件(4)的加工表面上。

3.根据权利要求1所述的机器人控制器(2)，其特征在于，借助检测装置(5)检测所述参考轨迹标记(3；3’)，所述检测装置非接触地检测所述参考轨迹标记。

4.根据权利要求3所述的机器人控制器(2)，其特征在于，所述检测装置(5)临时地或能拆除地被布置在所述机器人(1)上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人控制器(2)，其特征在于，所述参考轨迹标记(3；3’)具有至少一个光学的或二维或三维的标记。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人控制器(2)，其特征在于：

-用于相对于所检测到的参考轨迹标记确定(S30-S60)与机器人固定的参考部的至少一个位置和/或定向和/或轨迹速度的装置；和

-用于修改(S30,S50)所述机器人轨迹的预先给定的轨迹点和/或预先给定的轨迹速度和/或轨迹加速度和/或用于产生(S50)轨迹点，用以减少与机器人固定的参考部与至少一个由所述参考轨迹标记所限定的参考位置和/或参考定向的偏差(Δ)和/或所确定的轨迹速度与预先给定的轨迹速度的偏差的装置。

7.根据权利要求6所述的机器人控制器(2)，其特征在于：

-用于相对于所检测到的参考轨迹标记在预先给定的搜索起点或预先给定的轨迹点中确定(S30-S60)与机器人固定的参考部的至少一个位置和/或定向和/或轨迹速度的装置。

8.根据权利要求6所述的机器人控制器(2)，其特征在于：

-用于修改(S30,S50)所述机器人轨迹的预先给定的轨迹点和/或预先给定的轨迹速度和/或轨迹加速度和/或用于产生(S50)轨迹点，用以最小化与机器人固定的参考部与至少一个由所述参考轨迹标记所限定的参考位置和/或参考定向的偏差(Δ)和/或所确定的轨迹速度与预先给定的轨迹速度的偏差的装置。

9.一种机器人组件，其特征在于，具有：机器人(1)；参考轨迹标记(3；3’)；和根据前述权利要求中任一项所述的机器人控制器(2)，所述机器人控制器用于控制所述机器人来生成和行驶轨迹。

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