DE102017129467A1 - Mobiler Kommissionierroboter und Verfahren zu seinem Betrieb - Google Patents

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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041Cylindrical coordinate type

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen mobilen Kommissionierroboter zur automatischen Kommissionierung von Objekten, z.B. von Gütern in einem Warenlager, sowie ein Verfahren zu seinem Betrieb. Der Kommissionierroboter weist einen Roboterarm (2) mit einem Aufnahmewerkzeug (3) zur Aufnahme eines Objekts und eine am Aufnahmewerkzeug (3) angeordneten Kontaktstelle (4) zur Kontaktierung des Objekts auf. Es wird vorgeschlagen, dass der Roboterarm (2) im Bereich des Aufnahmewerkzeugs (3) einen Ausgleichsmechanismus (6) zum Verfahren des Aufnahmewerkszeugs (3) in vertikaler Richtung (z) aufweist. Der Ausgleichsmechanismus (6) kann mittels eines Antriebs (7) die Kontaktstelle (4) des Aufnahmewerkzeugs (3) in Schwingungen versetzen. Auf diese Weise können gezielt Gegenschwingungen erzeugt werde, mit denen Schwingungen des Roboterarms (2) kompensiert werden können. Somit kann die für die sichere Aufnahme des Objekts relevante Kontaktstelle (4) des Aufnahmewerkzeugs (3) präzise positioniert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Kommissionierroboters zur automatischen Kommissionierung von Objekten, wobei der Kommissionierroboter einen Roboterarm mit einem Aufnahmewerkzeug zur Aufnahme eines Objekts und eine am Aufnahmewerkzeug angeordneten Kontaktstelle zur Kontaktierung des Objekts aufweist.
  • Unter Kommissionierung versteht man alle Methoden zur Zusammenstellung von bestimmten Objekten, insbesondere von Gütern, in Warenlagern, aus einem bereitgestellten Gesamtsortiment. Dabei soll die Zusammenstellung aufgrund von Aufträgen, z.B. Kundenaufträgen oder Produktionsaufträgen erfolgen. In jüngster Zeit werden hierfür vermehrt vollautomatische Systeme eingesetzt. Dabei werden z.B. Handelsgüter von autonom betriebenen Transportfahrzeugen von einer Quellposition aufgenommen und auf einer auf dem Fahrzeug transportierten Zielpalette abgesetzt. Insbesondere werden hierzu mobile Kommissionierroboter verwendet, die die Handelsgüter selbstständig mittels Roboterarmen aufnehmen können. Diese Kommisionierroboter erhalten die Auftragsdaten wie Auftragsnummer, Koordinaten des Lagerortes, Stückzahl und Gewicht der Güter automatisch von einem Zentralrechner. Sie können z.B. bestimmte Regalfächer in Regallagern gezielt anfahren und das gewünschte Objekt mithilfe eines ein Aufnahmewerkzeug aufweisenden Greifsystems aus dem Regalfach entnehmen und handhaben. Das Aufnahmewerkzeug kann beispielsweise als Adhäsionsgreifer oder Vakuumgreifer ausgebildet sein. Über entsprechende Kontaktstellen wird der direkte Kontakt von dem Aufnahmewerkzeug zu dem aufzunehmenden Objekt hergestellt. Bei Adhäsionsgreifern handelt es sich bei der Kontaktstelle z.B. um eine Klebefolie, bei Vakuumgreifern um einen Sauger. Diese Kontaktstelle muss präzise am Objekt positioniert werden.
  • An mobile Kommissionierroboter werden hohe Anforderungen gestellt:
  • So sollen Roboterarme verwendet werden, die möglichst in Leichtbauweise hergestellt sind. Aufgrund von Bauraumeinschränkungen, Energieverbrauchsvorgaben und Zykluszeiten ist häufig die Verwendung eines möglichst dünnen, leichten Roboterarms erwünscht.
  • Bekannt sind zylindrische Roboterarme, bei denen die Hauptachsen aus zwei translatorischen Achsen und einer rotatorischen Gelenkachse bestehen. Die drei Hauptachsen sind so angeordnet, dass durch sie ein zylindrisches Koordinatensystem aufgespannt wird. Zylindrische Roboterarme sind für Palettier- und Depalettieraufgaben gut geeignet. Da sich der gesamte Roboterarm in einer Ebene befindet, können Kollisionen mit Produkten auf der Palette effizienter vermieden werden. Dies vereinfacht die Bahnplanung. Außerdem ist der Betrieb sehr energieeffizient, da die Roboterarmglieder beim Verfahren in einer Ebene bleiben.
  • Um den bei Kommissioniervorgängen üblichen gesamten Arbeitsbereich abdecken zu können, ist als Reichweite eine Roboterarmlänge von ca. 2 m erforderlich. Zylindrische Roboterarme mit dieser Reichweite sind aber nicht auf dem Markt bekannt.
  • Aus diesen Anforderungen resultieren folgende Probleme:
  • Roboterarme in Leichtbauweise haben eine geringe Steifigkeit und schwingen daher, was eine präzise Positionierung der Kontaktstelle des Aufnahmewerkzeugs anspruchsvoll macht. Dieses Problem wird bei langen Roboterarmen verschärft. Das Schwingen des Roboterarms muss erst ausreichend ausklingen, bevor mit der Manipulation des Objekts begonnen werden kann. Dadurch steigt die Zykluszeit und die Rentabilität des mobilen Kommissionierroboters sinkt.
  • Zudem biegt sich der Roboterarm abhängig von Eigengewicht, Objektgewicht und Ausrichtung des Roboterarms statisch durch (Längs- und Querachse). Dies erschwert die Positionierung der Kontaktstelle des Aufnahmewerkzeugs relativ zum Objekt.
  • Nach erfolgreicher Kontaktaufnahme zum Objekt soll durch Anheben des Objekts ein Spalt zwischen Objekt und Unterlage erzeugt werden, um eine Haltevorrichtung unter das Objekt zu schieben. Durch das zusätzliche Gewicht des Objekts biegt sich der Roboterarm beim Hochfahren zunächst stärker durch und es entsteht kein Spalt zu Beginn des Verfahrvorgangs. Es fehlt dann die Rückmeldung, wann der Spalt offen ist und mit dem Untergreifvorgang mittels der Haltevorrichtung begonnen werden kann.
  • Gleichzeitig darf das Objekt nicht zu stark gehoben werden, weil dann die Hebekräfte zu stark ansteigen würden und damit das Objekt oder dessen Umverpackung beschädigt würde oder der Kontakt zwischen dem als Greifer ausgebildeten Aufnahmewerkzeug und Objekt abreißen würde.
  • Bei bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik wird versucht, die Schwingungen des Roboterarms aktiv zu dämpfen (Active Vibration Control), um ein Abklingen der Schwingungen zu beschleunigen und die Kontaktfläche des Aufnahmewerkzeugs schneller positionieren zu können. Bei zylindrischen Roboterarmen ist es hierzu bereits bekannt, den vorhandenen Antrieb zur Höhenverstellung im Mast als Aktuator zu verwenden, um die Schwingungen im ganzen Roboterarm zu dämpfen.
  • Die bekannten Verfahren haben folgende Nachteile:
  • An den Mastantrieb des Roboterams werden besonders hohe Anforderungen gestellt. Er muss zusätzlich zum Heben des Roboterarms hochdynamisch verfahrbar sein, um die Schwingungen des Roboterarms dämpfen zu können. Dadurch werden Mastführung und Antrieb verschleißanfälliger. Außerdem befindet sich zwischen dem Aktuator des Mastantriebs im Mast und der relevanten Position der Kontaktstelle des Aufnahmewerkzeugs der gesamte Roboterarm mit einer Länge von zum Beispiel 2 m. Durch die Elastizität des langen Roboterarms sind komplexe Regelsysteme und Systemidentifizierungen (Identifizierung der Eigenfrequenzen in verschiedenen Konfigurationen) nötig. Bei Ungenauigkeiten des Regelsystems kann das System instabil werden und der Kommissionierroboter zerstört werden (Non- collocated control).
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass eine zuverlässige Schwingungsreduzierung ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Schwingungen des Roboterarms durch Gegenschwingungen ausgeglichen werden, die in einem verstellbaren Abschnitt des Roboterarms im Bereich des Aufnahmewerkzeugs oder im Aufnahmewerkzeug erzeugt werden.
  • Die Schwingungen des Roboterarms sollen also nicht durch Gegenmaßnahmen gedämpft werden, sondern durch eine Gegenschwingung kompensiert werden, die mittels eines Ausgleichsmechanismus erzeugt werden. Dabei schwingt sowohl der Abschnitt hinter, als auch der Abschnitt vor dem Ausgleichsmechanismus. Am Ort der Kontaktstelle überlagern sich die beiden Schwingungen aber komplett destruktiv und die Kontaktstelle befindet sich in Ruhe. Auf diese Weise muss ein Abklingen der Schwingung des Roboterarms nicht abgewartet werden, sondern es kann unmittelbar mit der Aufnahme des Objekts begonnen werden.
  • Die Erfindung wird mit besonderem Vorteil bei Kommissionierrobotern eingesetzt, die einen zylindrischen Roboterarm aufweisen. Dabei ist der Roboterarm horizontal ausgerichtet und an einem vertikal ausgerichteten Mast in vertikaler Richtung höhenverstellbar angebracht. Der Roboterarm ist somit in vertikaler Richtung (z) axial zum Mast verstellbar. Außerdem ist der Roboterarm in einer horizontalen Ebene in Rotationsrichtung (x) um die Achse des Mastes drehbar und in radialer Richtung (y) ausfahrbar. Mit der Erfindung wird dieses Roboterarmkonzept dadurch ergänzt, dass der Roboterarm im Bereich des Aufnahmewerkzeugs, also an dem vom Mast abgewandten Ende des Roboterarms und somit zwischen Roboterarm und Aufnahmewerkzeug, oder innerhalb des Aufnahmewerkzeugs einen verstellbaren Abschnitt aufweist. Der verstellbare Abschnitt ist mittels des Ausgleichsmechanismus in vertikaler Richtung verstellbar. Dieser Abschnitt kann insbesondere in der Höhe verfahren werden, um vertikale Schwingungen des Aufnahmewerkzeugs auszugleichen. Mit dem Ausgleichsmechanismus wird somit der Roboterarm bzw. das Aufnahmewerkzeug um die Möglichkeit ergänzt, die Kontaktstelle des Aufnahmewerkzeugs mit dem Objekt bzw. das gesamte Aufnahmewerkzeug in vertikaler Richtung zu verfahren. Dabei wird die Höhenverstellung im Mast dazu verwendet, um eine grobe Positionierung der Kontaktstelle des Aufnahmewerkzeugs vor dem aufzunehmenden Objekt zu erreichen. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren, bei denen die Schwingungen des Roboterarms mittels der Höhenverstellung im Mast gedämpft werden, wird erfindungsgemäß nur eine Ausgleichsbewegung am verstellbaren Abschnitt des Roboterarms im Bereich des Aufnahmewerkzeugs oder im Aufnahmewerkzeug mittels des Ausgleichsmechanismus durchgeführt. Schwingt zum Beispiel der Roboterarm nach unten, wird dies durch eine Schwingung im verstellbaren Abschnitt nach oben ausgeglichen. Der Roboterarm schwingt also weiterhin. Dank des Ausgleichsmechanismus kann jedoch bereits begonnen werden zu arbeiten, da die Kontaktstelle des Ausgleichswerkzeugs ausreichend genau positioniert ist. Die Schwingungen gleichen sich somit am Ort der Kontaktstelle aus.
  • Zweckmäßigerweise werden die Gegenschwingungen dadurch erzeugt, dass zumindest ein die Kontaktstelle aufweisender Endabschnitt des Aufnahmewerkzeugs relativ zum Rest des Roboterarms vertikal verfahren wird.
  • Bevorzugt werden die Gegenschwingungen durch eine translatorische Bewegung eines linear in vertikaler Richtung verstellbaren Endabschnitts des Roboterarms im Bereich des Aufnahmewerkzeugs erzeugt.
  • Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Gegenschwingungen durch eine Drehbewegung eines um eine horizontale Achse schwenkbaren Endabschnitts des Roboterarms im Bereich des Aufnahmewerkzeugs erzeugt werden.
  • Die Gegenschwingungen werden also durch eine Ausgleichsbewegung erzeugt. Bei dieser Ausgleichsbewegung kann es sich um eine Drehbewegung um eine horizontale Achse oder eine translatorische Bewegung in vertikaler Richtung mit einer Linearführung handeln. Zur Generierung dieser Ausgleichsbewegung kann ein elektrischer Aktuator verwendet werden. Auch pneumatische Manipulatoren sind vorstellbar. Es kann sich um einen linearen Aktuator handeln oder um einen drehenden Antrieb, gegebenenfalls mit Getriebe, der über Hebel die Ausgleichsbewegung in vertikaler Richtung erzeugt.
  • Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird die Position der Kontaktstelle des Aufnahmewerkzeugs relativ zum aufzunehmenden Objekt mittels eines Sensors erfasst. Durch Auswertung der Sensordaten in einer Datenverarbeitungseinrichtung können die Schwingungen des Roboterarms erkannt werden. Von der Datenverarbeitungseinrichtung wird dann zumindest ein mit dem verstellbaren Abschnitt des Roboterarms im Bereich des Aufnahmewerkzeugs verbundener Antrieb und somit der Ausgleichsmechanismus so angesteuert, dass die Schwingungen des Roboterarms ausgeglichen werden.
  • Dabei wird vorzugsweise als Sensor ein optischer Sensor, insbesondere eine Kamera, verwendet. Zweckmäßigerweise ist der optische Sensor im Bereich des Aufnahmewerkzeugs oder am vorderen Ende des Roboterarms vorgesehen. Auf diese Weise schwingt der optische Sensor mit dem Roboterarm mit, so dass der optische Sensor die Relativbewegung zwischen dem schwingenden Sensor bzw. Roboterarm und dem feststehenden Objekt erfassen kann. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann mittels Bildkorrelation aus den Daten des optischen Sensors eine Geschwindigkeitsbestimmung und Schwingungserkennung durchführen und den Ausgleichsmechanismus zur Schwingungskompensation ansteuern.
  • Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Position der Kontaktstelle des Aufnahmewerkzeugs mittels eines Laserstrahlers, LED-Strahlers oder Infrarotstrahlers markiert wird und die Markierung vom optischen Sensor erfasst wird.
  • Die Markierung kann also vom optischen Sensor, z.B. einer Kamera, verfolgt werden, so dass eine Abweichung von einer Zielposition erkannt werden kann. Die gemessene Abweichung kann dann mithilfe eines Aktuators, der den verstellbaren Abschnitt des Roboterarms verfährt, korrigiert werden.
  • Die Erfindung betrifft ferner einen mobilen Kommissionierroboter zur automatischen Kommissionierung von Objekten, wobei der Kommissionierroboter einen Roboterarm mit einem Aufnahmewerkzeug zur Aufnahme eines Objekts und einer am Aufnahmewerkzeug angeordneten Kontaktstelle zur Kontaktierung des Objekts aufweist.
  • Bei einem solchen Kommissionierroboter wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der Roboterarm im Bereich des Aufnahmewerkzeugs einen Ausgleichsmechanismus zum Verfahren der Kontaktstelle des Aufnahmewerkszeugs in vertikaler Richtung aufweist.
  • Der Ausgleichsmechanismus kann mittels eines Antriebs die Kontaktstelle des Aufnahmewerkzeugs in Schwingungen versetzen. Hierdurch können gezielt Gegenschwingungen an der Kontaktstelle des Aufnahmewerkzeugs erzeugt werden, mit denen Schwingungen des Roboterarms kompensiert werden können. Somit kann die für die sichere Aufnahme des Objekts relevante Kontaktstelle des Aufnahmewerkzeugs präzise positioniert werden.
  • Bevorzugt weist der Ausgleichsmechanismus eine vertikale Linearführung auf.
  • Alternativ kann der Ausgleichsmechanismus über ein Drehgelenk mit horizontaler Drehachse mit dem Rest des Roboterarms verbunden sein.
  • In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der Roboterarm horizontal ausgerichtet und an einem vertikal ausgerichteten Mast angebracht. Außerdem ist der Roboterarm in vertikaler Richtung (z) axial zum Mast höhenverstellbar, in einer horizontalen Ebene in Rotationsrichtung (x) um die Achse des Mastes drehbar und in radialer Richtung (y) ausfahrbar ausgestaltet. Der Roboterarm ist somit als zylindrischer Roboterarm ausgebildet.
  • Die Erfindung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen:
  • Die Schwingungen des Roboterams können mit dem zusätzlichen Ausgleichsmechanismus im Bereich des Aufnahmewerkzeugs, also in der Nähe der relevanten Kontaktstelle, ausgeglichen werden. Dadurch müssen die großen Elastizitäten im gesamten Roboterarm nicht für die Regelung der Schwingungsreduzierung berücksichtigt werden. Die Regelung wird dadurch weniger aufwendig in der Entwicklung und schneller im Einsatz.
  • Würde der Ausgleich der Schwingungen nicht direkt im Bereich des Aufnahmewerkzeugs stattfinden, müssten diese nach dem Stand der Technik mit dem Antrieb im Mast ausgeglichen werden. Der Mastantrieb ist normalerweise nur für das Heben und Senken des ganzen Roboterarms konzipiert. Die schnellen und kurzen Verfahrwege, die zur aktiven Schwingungsdämpfung nötig sind, stellen neue Anforderungen an den Antrieb, welcher dadurch teurer wird. Zudem steigt der Verschleiß von Führung und Motor an.
  • Die Kombination von zylindrischer Roboterarmbauart, welche eine sehr präzise Regelung in x-und y-Richtung sicherstellt, und einer insbesondere optischen Regelung der aktiven Schwingungsdämpfung in z-Richtung erlaubt ein sehr effizientes Regelungskonzept. Die Datenverarbeitungseinrichtung hat nämlich von den üblicherweise im Roboterarm verbauten Sensoren, z.B. Winkelsensoren, genaue Informationen über die x-und y-Position.
  • Viele Aufnahmewerkzeuge von mobilen Kommissionierrobotern verfügen bereits über Aktuatoren, zum Beispiel um nach dem Kontakt mit dem Objekt ein Anheben des Objekts relativ zum Rest des Aufnahmewerkzeugs zu erreichen. Hier kann die zusätzliche Schwingungsausgleichfunktionalität kostengünstig mit vorhandenen Aktuatoren implementiert werden. Im Beispiel von Adhäsionsgreifern könnte beispielsweise als Ausgleichsmechanismus eine Kassette mit Klebeband auf- und abbewegt werden. Bei Verwendung eines Vakuumsauggreifers könnte der Ausgleichsmechanismus, der die Ausgleichsbewegung erzeugt, vorteilhafter Weise unmittelbar zwischen Vakuummodul und dem Rest des Aufnahmewerkzeugs liegen.
  • Weiterhin könnte der Ausgleichsmechanismus in dem Flansch zwischen Roboterarm und Aufnahmewerkzeuge angeordnet werden.
  • Die Möglichkeit, kleine Positionsänderungen am Aufnahmewerkzeug mittels des Ausgleichsmechanismus durchzuführen, lässt sich auch zum Ausgleich von Vertikal-, Radial- und Drehschwingungen umsetzen.
  • Kleine Positionsänderungen, wenn zum Beispiel ein erster Greifversuch fehlschlägt und beim zweiten Versuch weiter unten gegriffen werden soll, können mithilfe der vertikalen Verfahrmöglichkeit des Ausgleichsmechanismus realisiert werden. Nach dem Stand der Technik muss der Verfahrweg mithilfe des Mastes vorgenommen werden. Folglich muss erneut der ganze Roboterarm bewegt werden, statt wie mit der Erfindung nur das Aufnahmewerkzeug. Somit wird mit der Erfindung ein geringerer Energieverbrauch ermöglicht. Auch eine erneute Anregung von Schwingungen des Roboterarms wird vermieden.
  • Im Falle einer autonomen Kommissionierung von Objekten von einer Unterlage kann der Ausgleichsmechanismus zusätzlich zur Erzeugung eines Spalts unterhalb des Objekts genutzt werden, um dem Aufnahmewerkzeug ein Untergreifen des Objekts zu ermöglichen.
  • Die Erfindung kann für alle Arten von Roboterarmen eingesetzt werden. Ganz besonders geeignet ist die Erfindung für den Einsatz bei zylindrischen Roboterarmen.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt
    • 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommissionierroboters und
    • 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommissionierroboters.
  • In der 1 und der 2 ist jeweils ein Mast 1 und ein zylindrischer Roboterarm 2 eines erfindungsgemäßen Kommissionierroboters dargestellt, bei dem die Hauptachsen aus zwei translatorischen Achsen y, z und einer rotatorischen Gelenkachse x bestehen. Die drei Hauptachsen sind so angeordnet, dass sie ein zylindrisches Koordinatensystem x, y, z aufspannen.
  • Der Mast 1 ist als vertikal ausgerichteter Mast 1 ausgebildet und weist den daran angebrachten horizontal ausgerichteten Roboterarm 2 mit einem Aufnahmewerkzeug 3 zur Aufnahme des Objekts und einer am Aufnahmewerkzeug 3 angeordneten Kontaktstelle 4 zur Kontaktierung des Objekts auf.
  • Der Roboterarm 2 ist in vertikaler Richtung z axial zum Mast 1 höhenverstellbar.
  • Zusätzlich ist der Roboterarm 2 in einer horizontalen Ebene in Rotationsrichtung x um die Achse des Mastes 1 drehbar und in radialer Richtung y ausfahrbar.
  • Der Mast 1 ist an dem in den 1 und 2 nicht näher dargestellten fahrbaren Chassis des mobilen Kommissionierroboters angeordnet.
  • Der Roboterarm 2 weist im Bereich des Aufnahmewerkzeugs 3 erfindungsgemäß einen Ausgleichsmechanismus 6 auf, mit dem ein verstellbarer Abschnitt 2a des Roboterarms 2 im Bereich des Aufnahmewerkzeugs 3 in vertikaler Richtung z verfahrbar ist.
  • Weiterhin ist am Roboterarm 2 in Nähe des Aufnahmewerkzeugs 3 ein als Kamera ausgebildeter optischer Sensor 5 angebracht. Dieser ist mit einer in den 1 und 2 nicht dargestellten Datenverarbeitungseinrichtung verbunden. Der optische Sensor 5 kann - wie in den 1 und 2 dargestellt ist - an dem Roboterarm 2 angeordnet werden oder an dem verstellbaren Abschnitt 2a des Roboterarms 2 nahe an dem Aufnahmewerkzeug 3.
  • Der optische Sensor 5 sieht einerseits das Aufnahmewerkzeug 3 sowie die Kontaktstelle 4 und andererseits das vom Aufnahmewerkzeug 3 aufzunehmende Objekt, das in den 1 und 2 nicht dargestellt ist. Aus den erfassten Daten des optischen Sensors 5 kann mittels der Datenverarbeitungseinrichtung die Relativbewegung zwischen der Kontaktstelle 4 und dem Objekt errechnet werden. Somit können Schwingungen erkannt werden.
  • Die Datenverarbeitungseinrichtung steuert dann einen Aktuator 7 des Ausgleichsmechanismus 6 zur vertikalen Bewegung des Abschnitts 2a an. Es werden gezielt Ausgleichsbewegungen erzeugt, die zu Gegenschwingungen der Kontaktstelle 4 führen, mit denen die Schwingungen des Roboterarms 2 kompensiert werden. Somit kann die für die sichere Aufnahme des Objekts relevante Kontaktstelle 4 des Aufnahmewerkzeugs 3 präzise positioniert werden.
  • In der 1 ist der Ausgleichsmechanismus 6 als Linearführung ausgebildet, mit der eine translatorische Bewegung des Aufnahmewerkzeugs 3 in vertikaler Richtung z erzeugt werden kann.
  • In der 2 umfasst der Ausgleichsmechanismus 6 ein Drehgelenk mit horizontaler Drehachse H mit dem der Abschnitt 2a mit dem Rest des Roboterarms 2 verbunden ist. Der Abschnitt 2a kann zur Höhenverstellung des Aufnahmewerkzeugs 3 mittels des Aktuators 7 somit eine Schwenkbewegung bzw. Drehbewegung um die horizontale Drehachse H durchführen. Hier können ebenfalls gezielt Ausgleichsbewegungen erzeugt werden, die zu Gegenschwingungen der Kontaktstelle 4 führen, mit denen die Schwingungen des Roboterarms 2 kompensiert werden. Somit kann die für die sichere Aufnahme des Objekts relevante Kontaktstelle 4 des Aufnahmewerkzeugs 3 auch bei dieser Ausführungsform präzise positioniert werden.
  • In den 1 und 2 ist der Abschnitt 2a bevorzugt als Flansch ausgebildet, mit dem das Aufnahmewerkzeug 3 am Roboterarm 2 angeordnet ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, mit denen vertikale Schwingungen des Roboterarms 2 kompensiert werden können. Zusätzlich oder alternativ können horizontale Schwingungen des Roboterarms 2 kompensiert werden. Hierzu kann der Ausgleichsmechanismus 6 eine Linearführung aufweisen, mit der eine translatorische Bewegung des Aufnahmewerkzeugs 3 in horizontaler Richtung erzeugt werden kann. Diese Linearführung, beispielsweise eine horizontal liegende Linearachse, kann beispielsweise in der 1 zusätzlich zu der dargestellten Linearführung vorgesehen sein. Bei der 2 kann der drehbare Ausgleichsmechanismus 6 aus einer vertikalen Position heraus durch Drehbewegungen horizontale Schwingungen des Roboterarms 2 kompensieren und ausgleichen.
  • Je nach Greiferkonzept und Geiferausgestaltung des Aufnahmewerkzeugs 3 sind nach der Kontaktierung mit einem aufzunehmenden Objekt weitere Prozessschritte notwendig, bevor das Objekt aufgenommen wird, beispielswiese einen Strichcode am Objekt einlesen. Ist für diesen Prozessschritt ein ruhendes System erforderlich, so kann der Ausgleichsmechanismus 6 nach der Kontaktierung mit dem aufzunehmenden Objekt derart angesteuert werden, dass eine vorhandene Schwingung schnellstmöglich abklingt (Bremsmodus). Dies funktioniert insbesondere bei großen Objektgewichten.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben eines mobilen Kommissionierroboters zur automatischen Kommissionierung von Objekten, wobei der Kommissionierroboter einen Roboterarm mit einem Aufnahmewerkzeug zur Aufnahme eines Objekts und einer am Aufnahmewerkzeug angeordneten Kontaktstelle zur Kontaktierung des Objekts aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Schwingungen des Roboterarms (2) durch Gegenschwingungen ausgeglichen werden, die in einem verstellbaren Abschnitt (2a) des Roboterarms (2) im Bereich des Aufnahmewerkzeugs (3) oder im Aufnahmewerkzeug (3) erzeugt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenschwingungen durch vertikales Verfahren zumindest eines die Kontaktstelle (4) aufweisenden Endabschnitts des Aufnahmewerkzeugs (3) relativ zum Rest des Roboterarms (2) erzeugt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenschwingungen durch eine translatorische Bewegung eines linear in vertikaler Richtung verstellbaren Endabschnitts des Roboterarms (2) im Bereich des Aufnahmewerkzeugs (3) erzeugt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenschwingungen durch eine Drehbewegung eines um eine horizontale Achse schwenkbaren Endabschnitts des Roboterarms (2) im Bereich des Aufnahmewerkzeugs (3) erzeugt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Kontaktstelle (4) des Aufnahmewerkzeugs (3) relativ zum aufzunehmenden Objekt mittels eines Sensors erfasst und durch Auswertung der Sensordaten in einer Datenverarbeitungseinrichtung Schwingungen erkannt werden und zumindest ein mit dem verstellbaren Abschnitt (2a) des Roboterarms (2) im Bereich des Aufnahmewerkzeugs (3) verbundener Antrieb so angesteuert wird, dass die Schwingungen ausgeglichen werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein optischer Sensor (5), insbesondere eine Kamera, verwendet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Kontaktstelle (4) des Aufnahmewerkzeugs (3) mittels eines Laserstrahlers, LED-Strahlers oder Infrarotstrahlers markiert wird und die Markierung vom optischen Sensor (5) erfasst wird.
  8. Mobiler Kommissionierroboter zur automatischen Kommissionierung von Objekten, wobei der Kommissionierroboter einen Roboterarm mit einem Aufnahmewerkzeug zur Aufnahme eines Objekts und einer am Aufnahmewerkzeug angeordneten Kontaktstelle zur Kontaktierung des Objekts aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm (2) im Bereich des Aufnahmewerkzeugs (3) einen Ausgleichsmechanismus (6) zum Verfahren des Aufnahmewerkszeugs (3) in vertikaler Richtung (z) aufweist.
  9. Mobiler Kommissionierroboter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsmechanismus (6) mittels eines Antriebs (7) die Kontaktstelle (4) des Aufnahmewerkzeugs (3) in Schwingungen versetzt.
  10. Mobiler Kommissionierroboter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsmechanismus (6) eine vertikale Linearführung aufweist.
  11. Mobiler Kommissionierroboter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsmechanismus (6) über ein Drehgelenk mit horizontaler Drehachse mit dem Rest des Roboterarms (2) verbunden ist.
  12. Mobiler Kommissionierroboter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm (2) horizontal ausgerichtet ist und an einem vertikal ausgerichteten Mast (1) angebracht ist, wobei der Roboterarm (2) in vertikaler Richtung (z) axial zum Mast (1) höhenverstellbar, in einer horizontalen Ebene in Rotationsrichtung (x) um die Achse des Mastes (1) drehbar und in radialer Richtung (y) ausfahrbar ausgestaltet ist.
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