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Die Erfindung betrifft einen Roboter mit zumindest einem Robotermanipulator, der einen Effektor aufweist.
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Roboter mit Robotermanipulatoren sind im Stand der Technik hinreichend bekannt. Derartige Robotermanipulatoren werden typischerweise von einer Steuerungseinheit auf Basis eines Steuerprogramms gesteuert bzw. geregelt. Beim Handhaben von Objekten, insbesondere von kleineren Objekten, wie beispielsweise Schrauben etc., mit einem Effektor eines Robotermanipulators, kommt es trotz des steuerprogrammgemäßen Freigebens eines jeweiligen Objekts durch den Effektor, teilweise nicht zum (vollständigen) Lösen des Objekts vom Effektor, sondern zum weiteren Anhaften des Objekts am Effektor. Das weitere Anhaften des Objekts am Effektor kann beispielsweise aufgrund von mechanischen Adhäsionskräften, Magnetkräften, elektrostatischen Kräften etc. erfolgen.
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Im Stand der Technik sind Robotermanipulatoren, die Objekte handhaben, beispielsweise aus den folgenden Druckschriften bekannt.
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Die
DE 10 2012 006 502 A1 offenbart eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum mehrstufigen Schleifen von Werkstücken, wobei die Vorrichtung einen Vakuumtisch, einen Vorratsbehälter sowie eine Abstreifvorrichtung umfasst. Aus der
EP 2 708 335 A1 ist ein Hochgeschwindigkeits-Greiferwechselsystem bekannt. Aus der
DE 10 2011 007 958 B4 ist ein Gepäckstückverladesystem bekannt. Aus der
DE 10 2013 003 768 B4 ist eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Aufnehmen horizontal gelagerter Kommissionsware bekannt. Aus der
DE 20 2005 004 456 U1 ist eine Greifvorrichtung zum Greifen und Anheben von ferromagnetischen Werkstücken bekannt. Aus der
DE 102005017084 A1 ist eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Halten von Werkstücken bekannt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit beim Aufnehmen, Handhaben und Freigeben von Objekten mit dem Robotermanipulator zu verbessern.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Roboter aufweisend einen Robotermanipulator mit einem Effektor, wobei der Robotermanipulator zum Aufnehmen, Handhaben und Freigeben eines Objekts ausgeführt und eingerichtet ist. Der Robotermanipulator sowie der Effektor werden durch eine Steuerungseinheit, vorteilhaft gemäß einem Steuerprogramm gesteuert/geregelt, wobei der Robotermanipulator kraftgeregelt und/oder impedanzgeregelt ist. Die Steuerungseinheit ist dazu ausgeführt und eingerichtet, folgendes Steuerprogramm auszuführen: nach einem steuerungsprogrammgemäßen Freigeben des Objekts durch den Effektor führt der Robotermanipulator eine vorgegebene Bewegung aus, bei der der Effektor an einen Abstreifgegenstand derart vorbeigeführt wird, dass das gegebenenfalls noch am Effektor anhaftende Objekt an der Oberfläche des Abstreifgegenstandes abgestreift wird, und sofern während des Abstreifen an dem Abstreifgegenstand auf den Roboterarm extern einwirkende Kräfte/Momente vorgegebene Grenzwert übersteigen, wird der Robotermanipulator derart gesteuert, dass er einen vorgegebenen Zustand einnimmt und/oder sich von dem Ort des Fehlers zielgerecht entfernt.
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Bei diesem Verfahren wird somit jedes Mal, wenn gemäß einem aktuellen Schritt im Steuerprogramm der Steuerungseinheit, der Effektor derart angesteuert wird, dass ein vom Effektor gehaltener bzw. gegriffener Gegenstand freigegeben wird, eine Bewegung zum Abstreifen eines trotz (mechanischer) Freigabe durch den Effektor, noch immer am Effektor anhaftenden Objekts ausgeführt.
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Unter dem Begriff „Freigabe“ wird vorliegend insbesondere eine mechanische Freigabe, beispielsweise durch Wegfall/Ausschalten von Haltekräften etc. verstanden. D.h., der Effektor wird derart angesteuert, dass das vorher gegriffene Objekt mechanisch freigegeben wird. Von dem Effektor gegriffene Objekte können aufgrund von haftvermittelnden Substanzen, Magnetisierungseffekten, elektrostatischen Kräften etc. trotz ihrer mechanischen „Freigabe“ am Effektor haften bleiben. Typischerweise bleiben die Objekte dadurch am Effektor in ihrer bisherigen Halteposition weiterhin haften.
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Vorzugsweise ist die vorgegebene Bewegung, bei der der Effektor an dem Abstreifgegenstand vorbeigeführt wird, derart definiert, dass dadurch das Objekt in seiner bisherigen Position am Effektor vom Effektor mechanisch getrennt wird. Die Auslegung und Definition der hierfür erforderlichen Bewegung ist je nach Anwendung, Größe und Form der zu greifenden Objekte, und Größe, Form und Positionierung des Abtstreifgegenstandes entsprechend zu wählen.
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Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist sehr sicher, da sie unabhängig von einem tatsächlichen weiteren Haftenbleiben eines bereits vom Effektor mechanisch freigegebenen Objekts, den beschriebenen Abstreifvorgang durchführt. Nachteilig ist, dass sich dadurch die Zeitdauer und auch der Energiebedarf beim Betrieb des Roboters erhöhen. Diese Ausführungsform eignet sich daher insbesondere für Anwendungen, in denen eine besonders hohe Zuverlässigkeit, was das Freikommen von Objekten vom Effektor angeht, gefordert ist.
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Eine alternative zweite Ausführungsform betrifft einen Roboter aufweisend einen Robotermanipulator mit einem Effektor, wobei der Robotermanipulator zum Aufnehmen, Handhaben und Freigeben eines Objekts ausgeführt und eingerichtet ist und gemäß einem Steuerungsprogramm durch eine Steuerungseinheit gesteuert/geregelt wird, wobei der Robotermanipulator kraftgeregelt und/oder impedanzgeregelt ist Der Roboter umfasst ein erstes Sensormittel, das dazu ausgeführt und eingerichtet ist, nach einem steuerungsprogrammgemäßen „Freigeben“ des Objekts durch den Effektor ein weiterhin bestehendes Anhaften des Objekts am Effektor zu ermitteln, und bei Vorliegen eines solchen weiterhin bestehenden Anhaftens ein Signal S zu erzeugen. Die Steuerungseinheit ist weiterhin dazu ausgeführt und eingerichtet, folgendes Steuerprogramm auszuführen: bei Vorliegen eines Signals S erfolgt ein Steuern des Robotermanipulators derart, dass er eine vorgegebene Bewegung B ausführt, bei der der Effektor an einem Abstreifgegenstand derart vorbeigeführt wird, dass das am Effektor anhaftende Objekt an der Oberfläche des Abstreifgegenstandes abgestreift wird, und sofern während des Abstreifen an dem Abstreifgegenstand auf den Roboterarm extern einwirkende Kräfte/Momente vorgegebene Grenzwert übersteigen, wird der Robotermanipulator derart gesteuert, dass er einen vorgegebenen Zustand einnimmt und/oder sich von dem Ort des Fehlers zielgerecht entfernt.
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In dieser Ausführungsform wird somit mittels des ersten Sensormittels jeweils ermittelt, ob nach einem steuerprogrammgemäßen „Freigeben“ des zuvor vom Effektor gehaltenen/ gegriffenen Objekts, dieses Objekt sich auch wirklich mechanisch vom Effektor getrennt/gelöst hat und somit nicht mehr anhaftet.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Roboters gemäß zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Sensormittel einen mechanischen Kontaktsensor, einen Ultraschallsensor oder einen elektromagnetischen Sensor oder einen optischen Sensor oder einen Kraftsensor oder einen Momentensensor oder eine Kombination daraus aufweist. Die vorgenannten Sensoren sind vorteilhaft im/am Robotermanipulator, insbesondere am Effektor angeordnet. Vorteilhaft ermöglicht das erste Sensormittel weiterhin eine Feststellung der Positionierung und/oder Orientierung des am Effektor anhaftenden Objekts. Weiterhin vorteilhaft ist das erste Sensormittel dazu ausgeführt und eingerichtet, folgendes Steuerprogramm auszuführen: das Signal S wird dann erzeugt, wenn das erste Sensormittel durch Auswertung von Sensordaten des/der entsprechenden Sensors/Sensoren ein weiteres Anhaften des freigegebenen Objekts ermittelt.
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Besonders vorteilhaft wird bei einem Roboter gemäß zweiter Alternative die auszuführende Bewegung B abhängig von einer ermittelten Position bzw. Orientierung des noch am Effektor haftenden Objekts ermittelt. Dadurch ist es möglich, die Abstreifbewegung abhängig von der ermittelten Position bzw. Orientierung des noch am Effektor haftenden Objekts optimal anzupassen, sodass sichergestellt werden kann, dass das noch anhaftende Objekt in jedem Fall durch Abstreifen am Abstreifgegenstand vom Effektor mechanisch getrennt wird.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Roboters gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass ein zweites Sensormittel vorhanden ist, mit dem Kollisionen des Robotermanipulators, insbesondere des Effektors bzw. des Robotermanipulators im Bereich des Effektors, mit Umgebungsobjekten oder mit Teilen des Roboter selbst ermittelt werden bzw. ermittelbar sind. Das zweite Sensormittel ist dazu ausgeführt und eingerichtet, folgendes Steuerprogramm auszuführen: sofern bei einer Bewegung des Robotermanipulators nach einem steuerungsprogrammgemäßen Freigeben eines Objekts vom Effektor eine Kollision ermittelt wird, wird ein Signals S1 erzeugt. Weiterhin ist in dieser Weiterbildung die Steuerungseinheit dazu ausgeführt und eingerichtet, folgendes Steuerprogramm auszuführen: bei Vorliegen eines Signals S1 erfolgt ein Steuern des Robotermanipulators derart, dass er eine vorgegebene Bewegung B1 ausführt, bei der der Effektor an einem Abstreifgegenstand derart vorbeigeführt wird, dass das anhaftende Objekt an der Oberfläche des Abstreifgegenstandes abgestreift wird.
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Diese Weiterbildung des Roboters deckt auch Fälle ab, bei denen ein durch den Effektor freigegebenes Objekt nicht in seiner ursprünglichen Halteposition am Effektor, sondern in einer anderen Position, beispielsweise am Umfangsrand, am Effektor anhaftet, sodass es bei einer Bewegung des Effektors aufgrund des daran anhaftenden und somit den effektiven Umriss des Effektors vergrößernden Objekts zu ungewünschten Kollisionen mit Objekten in der Umgebung kommen kann. Insbesondere werden damit auch Fälle abgedeckt, bei denen das erste Sensormittel kein Anhaften eines Objekts am Effektor feststellen konnte.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Signal S mit dem Signal S1 identisch. In einer alternativen Weiterbildung ist das Signal S nicht identisch mit dem Signal S1. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Bewegung B identisch mit der Bewegung B1. In einer alternativen Weiterbildung ist die Bewegung B nicht identisch mit der Bewegung B1.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Roboters gemäß zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass das Ermitteln einer Kollision des Robotermanipulators, insbesondere im Bereich des Effektors, mit Umgebungsobjekten durch das zweite Sensormittel auf Basis von Messdaten eines oder mehrerer Sensoren und/oder auf Basis mittels zumindest eines auf die Messdaten angewandten Algorithmus erfolgt.
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Vorteilhaft sind der bzw. die Sensoren des zweiten Sensormittels aus der folgenden Liste gewählt: elektrischer Spannungssensor, elektrischer Stromsensor, Beschleunigungssensor, Momentsensor, Kraftsensor, Dehnungssensor.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Roboters gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass der Abstreifgegenstand eine Kante aufweist, und die Steuerungseinheit dazu ausgeführt und eingerichtet ist, folgendes Steuerprogramm auszuführen: Steuern des Robotermanipulators derart, dass der Effektor das anhaftende Objekt an der Kante abstreift.
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Vorteilhaft erfasst das erste Sensormittel eine Position und/oder eine Orientierung des Objekts am Effektor. In diesem Fall wird die Bewegung B abhängig von der jeweils ermittelten Position und/oder Orientierung des Objekts am Effektor definiert, sodass sichergestellt wird, dass durch die Bewegung das Objekt am Abstreifgegenstand abgestreift wird. Vorteilhaft werden für verschiedene Positionen und/oder Orientierungen eines am Effektor anhaftenden Objekts entsprechende Bewegungen B ermittelt und vorgegeben.
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Vorteilhaft ist der Abstreifgegenstand ein Trichter, wobei die Steuerungseinheit dazu ausgeführt und eingerichtet ist, folgendes Steuerprogramm auszuführen: Steuern des Robotermanipulators derart, dass der Effektor das anhaftende Objekt derart an der Kante des Trichters abstreift, dass es in den Trichter fällt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Roboters gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass der Abstreifgegenstand eine Art Teppich ist, und die Steuerungseinheit dazu ausgeführt und eingerichtet ist, den Robotermanipulator derart zu steuern, dass der Effektor das anhaftende Objekt an dem Teppich abstreift.
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Erfindungsgemäß ist der Robotermanipulator kraftgeregelt und/oder impedanz- und/oder admittanzgeregelt und die Steuerungseinheit dazu ausgeführt und eingerichtet, folgendes Steuerprogramm auszuführen: sofern während des Abstreifens an dem Abstreifgegenstand auf den Roboterarm extern einwirkende Kräfte/Momente bzw. davon abgeleitete Größen vorgegebene Grenzwerte übersteigen, Steuern des Robotermanipulators derart, dass er einen vorgegebenen Zustand einnimmt bzw. sich von dem Ort des Fehlers zielgerichtet entfernt. Der „vorgegebene Zustand“ ist vorteilhaft eine Ruhepose, d.h. der Robotermanipulator bewegt sich in die Ruhepose und verharrt dort.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Roboters zeichnet sich dadurch aus, dass der Roboter eine Datenschnittstelle zu einem Datennetz (bspw. Internet, LAN, Local Area Network) aufweist, und der Roboter dazu eingerichtet und ausgeführt ist, Steuerprogramme für die Steuerungseinheit aus dem Datennetz zu laden. Vorteilhaft verfügt der Roboter hierzu über ein Dateninterface sowie einen entsprechenden Programmspeicher. Vorteilhaft werden die Steuerprogramme von einem zentralen Provider im jeweiligen Datennetz verfügbar gemacht. Das Datennetz ist vorteilhaft ein leitungsgebundenes Datennetz, ein Funk-Datennetz oder eine Kombination daraus.
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Vorteilhaft ist der Roboter dazu eingerichtet und ausgeführt, Steuerungs- und Regelungsparameter zu den Steuerprogrammen aus dem Datennetz zu laden. Die Steuerungs- und Regelungsparameter definieren die konkrete Anwendung des entsprechenden Steuerprogramms. Die Steuerungs- und Regelungsparameter sind insbesondere an die zu lösende Aufgabenstellung angepasst. Vorteilhaft verfügt der Roboter hierfür über einen entsprechenden Datenspeicher.
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Vorteilhaft ist der Roboter dazu eingerichtet und ausgeführt, Steuerungs- und Regelungsparameter zu den Steuerprogrammen für die Steuerungseinheit über eine manuelle Eingabeschnittstelle des Roboters (beispielsweise eine im Bereich des Roboters verfügbare Mensch-Maschine-Schnittstelle) und/oder über einen „Teach-In-Vorgang“ zu laden, bei dem der Robotermanipulator manuell geführt wird, d.h. durch Aufbringen einer Kraft durch einen Nutzer bewegt wird. Weiterhin ermöglicht sowohl die manuelle Eingabeschnittstelle als auch ein mit dem Robotermanipulator durchgeführter „Teach-In-Vorgang“ eine Korrektur bzw. Anpassung von aus dem Datennetz geladener Steuerungs- und Regelungsparameter.
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Vorteilhaft ist der Roboter dazu eingerichtet und ausgeführt, dass das Laden von Steuerungsprogrammen und/oder von zugehörigen Steuerungs- und Regelungsparametern aus dem Datennetz von einer Remote-Station, die ebenfalls mit dem Datennetz verbunden ist, gesteuert wird. Derartige Remote-Stationen können beispielsweise Tablet PCs, Smartphones, Notebooks, Personalcomputer etc. sein. Vorteilhaft wird eine Remote-Station von einem zentralen Provider betrieben.
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Vorteilhaft ist der Roboter dazu eingerichtet und ausgeführt, lokal im Roboter vorhandene Steuerungsprogramme und/oder zugehörige Steuerungs- und Regelungsparameter nach Anforderung von einem Teilnehmer im Datennetz und/oder autonom, bspw. bei Vorliegen einer vorgegebenen Bedingung, an andere Teilnehmer im Datennetz zu senden. Ein solcher „Teilnehmer“ kann grundsätzlich jede für diesen Datenaustausch eingerichtete Rechner- und/oder Speichereinheit sein.
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Vorteilhaft ist der Roboter dazu eingerichtet und ausgeführt, lokal am/im Roboter geladene Steuerungsprogramme mit den zugehörigen Steuerungs- und Regelungsparametern von einer Remote-Station, die ebenfalls mit dem Datennetz verbunden ist, zu starten. Derartige Remote-Stationen können beispielsweise Tablet PCs, Smartphones, Notebooks, Personalcomputer etc. sein. Vorteilhaft wird eine Remote-Station von einem zentralen Provider betrieben.
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Vorteilhaft weisen die Remote-Station und/oder die manuelle Eingabeschnittstelle am Roboter eine Mensch-Maschine-Schnittstelle auf, die zur Eingabe von Steuerungsprogrammen und/oder zugehörigen Steuerungs- und Regelungsparameter; und/oder zur Auswahl von Steuerungsprogrammen und/oder zugehörigen Steuerungs- und Regelungsparametern aus einer Mehrzahl von verfügbaren Steuerungsprogrammen und/oder zugehörigen Steuerungs- und Regelungsparametern ausgeführt und eingerichtet ist.
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Vorteilhaft ermöglicht die Mensch-Maschine-Schnittstelle Eingaben via einer „Drag-and-Drop“- Eingabe an einem Touchscreen, einem geführten Eingabedialog, einer Tastatur, einer Computermouse, einer haptischen Eingabeschnittstelle, einer Virtual-Reality-Brille, einer akustischen Eingabeschnittstelle, eines Körpertracking, auf Basis von Elektromyographie-Daten, auf Basis von Elektroenzephalografie-Daten, via einer neuronalen Schnittstelle zum Gehirn des Bedieners oder Kombinationen daraus.
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Vorteilhaft ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Ausgabe eines audiovisuellen, haptischen, olfaktorischen, taktilen, elektrischen Feedbacks oder einer Kombination daraus ausgeführt und eingerichtet.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft gemäß einer ersten Alternative ein Verfahren zum Betrieb eines Roboters, der einen Robotermanipulator mit einem Effektor aufweist, wobei der Robotermanipulator zum Aufnehmen, Handhaben und Freigeben eines Objekts ausgeführt und eingerichtet ist und gemäß einem Steuerungsprogramm durch eine Steuerungseinheit gesteuert/geregelt wird, wobei der Robotermanipulator kraftgeregelt und/oder impedanzgeregelt ist. Die Steuerungseinheit führt erfindungsgemäß ein Steuerprogramm mit folgenden Schritten aus: Steuern des Robotermanipulators nach einer steuerungsprogrammgemäßen Freigabe eines Objekts durch den Effektor derart, dass eine vorgegebene Bewegung ausgeführt wird, bei der der Effektor mit dem gegebenenfalls noch am Effektor anhaftenden Objekt an einem Abstreifgegenstand derart vorbeigeführt wird, dass das anhaftende Objekt an der Oberfläche des Abstreifgegenstandes abgestreift wird, und sofern während des Abstreifen an dem Abstreifgegenstand auf den Roboterarm extern einwirkende Kräfte/Momente vorgegebene Grenzwert übersteigen, wird der Robotermanipulator derart gesteuert, dass er einen vorgegebenen Zustand einnimmt und/oder sich von dem Ort des Fehlers zielgerecht entfernt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß zweiter Alternative zum Betrieb eines Roboters, der einen Robotermanipulator mit einem Effektor aufweist, wobei der Robotermanipulator zum Aufnehmen, Handhaben und Freigeben eines Objekts ausgeführt und eingerichtet ist und gemäß einem Steuerungsprogramm durch eine Steuerungseinheit gesteuert/geregelt wird, wobei der Robotermanipulator kraftgeregelt und/oder impedanzgeregelt ist. Der Robotermanipulator umfasst dabei ein erstes Sensormittel, mittels dem nach einer steuerungsprogrammgemäßen Freigabe des Objekts durch den Effektor ein weiterhin bestehendes Anhaften des Objekts am Effektor ermittelt wird. Bei Vorliegen eines solchen weiterhin bestehenden Anhaftens wird von dem ersten Sensormittel ein Signal S erzeugt. Die Steuerungseinheit ist derart eingerichtet und ausgeführt, dass bei Vorliegen eines Signals S der Robotermanipulator derart gesteuert wird, dass er eine vorgegebene Bewegung B ausführt, bei der der Effektor mit dem noch anhaftenden Objekt an einem Abstreifgegenstand derart vorbeigeführt wird, dass das anhaftende Objekt an der Oberfläche des Abstreifgegenstandes abgestreift wird, und sofern während des Abstreifen an dem Abstreifgegenstand auf den Roboterarm extern einwirkende Kräfte/Momente vorgegebene Grenzwert übersteigen, wird der Robotermanipulator derart gesteuert, dass er einen vorgegebenen Zustand einnimmt und/oder sich von dem Ort des Fehlers zielgerecht entfernt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Sensormittel einen mechanischen Kontaktsensor, einen Ultraschallsensor oder einen elektromagnetischen Sensor oder einen optischen Sensor oder einen Kraftsensor oder einen Momentsensor oder eine Kombination daraus aufweist, wobei der Sensor/die Sensoren im/am Robotermanipulator insbesondere am Effektor angeordnet ist/sind und wobei das Sensormittel dazu ausgeführt und eingerichtet ist, folgendes Steuerprogramm auszuführen: Erzeugen des Signals S dann, wenn das erste Sensormittel durch Auswertung der Sensordaten des/der entsprechenden Sensoren ein weiteres Anhaften des freigegebenen Objekts ermittelt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass ein zweites Sensormittel vorhanden ist, mit dem Kollisionen des Robotermanipulators mit Umgebungsobjekten ermittelt werden, wobei das zweite Sensormittel dazu ausgeführt und eingerichtet ist, folgendes Steuerprogramm auszuführen: sofern bei einer Bewegung B1 des Robotermanipulators nach einem steuerungsprogrammgemäßen Freigeben eines Objekts durch den Effektor eine Kollision ermittelt wird, Erzeugen eines Signals S1.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass das Ermitteln einer Kollision des Robotermanipulators, insbesondere einer Kollision im Bereich des Effektors, mit Umgebungsobjekten oder mit dem Roboter selbst durch das zweite Sensormittel auf Basis von Messdaten eines oder mehrerer Sensoren und/oder auf Basis mittels zumindest eines auf die Messdaten angewandten Algorithmus erfolgt. Der eine oder die mehreren Sensoren sind vorteilhaft in den Robotermanipulator integriert und liefern entsprechende Messdaten.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass der Abstreifgegenstand eine Kante aufweist, und die Steuerungseinheit folgendes Steuerprogramm auszuführt: Steuern des Robotermanipulators derart, dass der Effektor das anhaftende Objekt an der Kante abstreift.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass der Abstreifgegenstand ein Trichter ist, und die Steuerungseinheit folgendes Steuerprogramm ausführt: Steuern des Robotermanipulators derart, dass der Effektor das anhaftende Objekt derart an der Kante des Trichters abstreift, dass es in den Trichter fällt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass der Abstreifgegenstand eine Art Teppich ist, und die Steuerungseinheit folgendes Steuerprogramm ausführt: Steuern des Robotermanipulators derart, dass der Effektor das anhaftende Objekt an dem Teppich abstreift.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass der Robotermanipulator kraftgeregelt und/oder impedanz- und/oder admittanzgeregelt ist, wobei die Steuerungseinheit folgendes Steuerprogramm ausführt: sofern während des Abstreifens auf den Roboterarm extern einwirkende Kräfte/Momente vorgegebene Grenzwerte übersteigen, den Robotermanipulator derart gesteuert wird, dass er einen vorgegebenen Zustand einnimmt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass der Roboter eine Datenschnittstelle zu einem Datennetz aufweist, und die Vorrichtung dazu eingerichtet und ausgeführt ist, eines oder mehrere Steuerprogramme aus dem Datennetz zu laden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass der Roboter eine Datenschnittstelle zu einem Datennetz aufweist, und der Roboter dazu eingerichtet und ausgeführt ist, eines oder mehrere Steuerprogramme aus dem Datennetz zu laden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass der Roboter Steuerungs- und Regelungsparameter zu Steuerprogrammen aus dem Datennetz lädt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass der Roboter Steuerungs- und Regelungsparameter zu den lokal am Roboter vorhandenen Steuerprogrammen über eine lokale Eingabeschnittstelle und/oder über einen Teach-In-Vorgang, bei dem der Robotermanipulator manuell geführt werden, lädt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass das Laden von Steuerungsprogrammen und/oder von zugehörigen Steuerungs- und Regelungsparametern aus dem Datennetz auf den Roboter von einer Remote-Station, die ebenfalls mit dem Datennetz verbunden ist, gesteuert wird.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens gemäß erster oder zweiter Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass ein lokal am Roboter vorhandenes Steuerungsprogramme mit den zugehörigen Steuerungs- und Regelungsparametern von einer Remote-Station, die ebenfalls mit dem Datennetz verbunden ist, gestartet wird.
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Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sowie Erläuterungen hierzu ergeben sich durch sinngemäße und analoge Übertragung der vorstehend zum erfindungsgemäßen Roboter gemachten Ausführungen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computersystem, mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass ein Verfahren, wie vorstehend beschrieben, auf der Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein digitales Speichermedium mit elektronisch aus lesbaren Steuersignalen, wobei die Steuersignale so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass ein Verfahren, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt wird.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computer-Programm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens, wie vorstehend beschrieben, wenn der Programmcode auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computer-Programm mit Programmcodes zur Durchführung des Verfahrens, wie vorstehend beschrieben, wenn das Programm auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung abläuft. Dazu kann die Datenverarbeitungsvorrichtung als ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Computersystem ausgestaltet sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1 einen stark schematisierten Aufbau des vorgeschlagenen Roboters, sowie
- 2 einen stark schematisierten Ablaufplan des vorgeschlagenen Verfahrens.
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1 zeigt einen stark schematisierten Aufbau des vorgeschlagenen Roboters, aufweisend einen Robotermanipulator 101 mit einem Effektor, wobei der Robotermanipulator 101 zum Aufnehmen und Handhaben eines Objekts ausgeführt und eingerichtet ist und gemäß einem Steuerungsprogramm durch eine Steuerungseinheit 103 gesteuert/geregelt wird, umfassend ein erstes Sensormittel 105, das dazu ausgeführt und eingerichtet ist, nach einer steuerungsprogrammgemäßen Trennung des Objekts vom Effektor ein weiterhin bestehendes Anhaften des Objekts am Effektor zu ermitteln, und bei Vorliegen eines solchen weiterhin bestehenden Anhaftens ein Signal S zu erzeugen, wobei die Steuerungseinheit 103 dazu ausgeführt und eingerichtet ist, folgendes Steuerprogramm auszuführen: bei Vorliegen eines Signals S Steuern des Robotermanipulators 101 derart, dass er zumindest eine vorgegebene Bewegung ausführt, bei der der Effektor mit dem noch anhaftenden Objekt an einen Abstreifgegenstand 104 derart herangeführt wird, dass das anhaftende Objekt an der Oberfläche des Abstreifgegenstandes 104 abgestreift wird. Das Sensormittel 105 weist vorliegen einen mechanischen Kontaktsensor, einen Ultraschallsensor und einen optischen Sensor auf, wobei die Sensoren im/am Robotermanipulator angeordnet sind. Dabei ist das erste Sensormittel 105 dazu ausgeführt und eingerichtet ist, ein Signal S dann zu erzeugen, wenn das erste Sensormittel 105 durch Auswertung der entsprechenden Sensordaten ein weiteres Anhaften des freigegebenen Objekts ermittelt. Weiterhin weist der Roboter ein zweites Sensormittel 106 auf, mit dem Kollisionen des Robotermanipulators 101 mit Umgebungsobjekten ermittelt werden, wobei das zweite Sensormittel 106 dazu ausgeführt und eingerichtet ist, folgendes Steuerprogramm auszuführen: sofern bei einer Bewegung des Robotermanipulators 101 nach einer steuerungsprogrammgemäßen Trennung eines Objekts vom Effektor und vor dem Aufnehmen eines nächsten Objekts durch den Effektor eine Kollision ermittelt wird, Erzeugen eines Signals S.
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2 zeigt einen stark schematisierten Ablaufplan eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Steuerung eines Roboters, der einen Robotermanipulator 101 mit einem Effektor aufweist, wobei der Robotermanipulator 101 zum Aufnehmen und Handhaben eines Objekts ausgeführt und eingerichtet ist und gemäß einem Steuerungsprogramm durch eine Steuerungseinheit 103 gesteuert/geregelt wird. Das Verfahren umfasst folgende Schritte., In einem Schritt 201 erfolgt mit einem ersten Sensormittel ein Ermitteln eines nach einer steuerungsprogrammgemäßen Trennung des Objekts vom Effektor weiterhin bestehenden Anhaftens des Objekts am Effektor. In einem weiteren Schritt 202 erfolgt bei Vorliegen eines solchen weiterhin bestehenden Anhaftens ein Erzeugen eines Signals S. In einem weiteren Schritt 203 steuert/regelt die die Steuerungseinheit 103 bei Vorliegen eines Signals S den Robotermanipulator 101 derart, dass er zumindest eine vorgegebene Bewegung ausführt, bei der der Effektor mit dem noch anhaftenden Objekt an einen Abstreifgegenstand 104 derart herangeführt wird, dass das anhaftende Objekt an der Oberfläche des Abstreifgegenstandes 104 abgestreift wird.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Robotermanipulator
- 103
- Steuerungseinheit
- 104
- Abstreifgegenstand
- 105
- erstes Sensormittel
- 106
- zweites Sensormittel
- 201-203
- Verfahrensschritte
