DE102019102470A1 - Teach-in process for a robot system consisting of two robot manipulators - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlernen von gewünschten Halteparametern beim Transportieren einer Last (30) durch einen ersten Robotermanipulator (10) zusammen mit einem zweiten Robotermanipulator (20), aufweisend die Schritte:- Positionieren (S1) eines ersten Endeffektors (11) des ersten Robotermanipulators (10) an einer ersten gewünschten Position der Last (30) durch manuelles Führen des ersten Robotermanipulators (10),- Positionieren (S2) eines zweiten Endeffektors (21) des zweiten Robotermanipulators (20) an einer zweiten gewünschten Position der Last (30) durch manuelles Führen des zweiten Robotermanipulators (20), sodass die Last (30) vom ersten Endeffektor (11) und vom zweiten Endeffektor (21) gegenüberliegend kontaktiert wird,- Fixieren (S3) des ersten Robotermanipulators (10) in seiner gegenwärtigen Pose durch Ansteuerung von Antrieben des ersten Robotermanipulators,- Manuelles Andrücken (S4) des zweiten Endeffektors (21) gegen die Last (30),- Erfassen (S5) einer durch das manuelle Andrücken verursachten und von dem zweiten Endeffektor (21) über die Last (30) übertragenen und auf den ersten Endeffektor (11) wirkenden Kraft und/oder eines Moments,- Abspeichern (S6) der erfassten Kraft und/oder des erfassten Moments als gewünschte Haltekraft des ersten Endeffektors (11) und des zweiten Endeffektors (21) gegen die Last (30) und Abspeichern der ersten gewünschten Position und der zweiten gewünschten Position als jeweilige gewünschte Halteposition jeweils in einem Steuerprogramm, und- Kraftgeregeltes oder impedanzgeregeltes Halten (S7) der Last (30) durch den ersten Robotermanipulator (10) und durch den zweiten Robotermanipulator (20) mit der gewünschten Haltekraft.The invention relates to a method for teaching in desired holding parameters when transporting a load (30) by a first robot manipulator (10) together with a second robot manipulator (20), comprising the steps: Positioning (S1) a first end effector (11) of the first Robot manipulator (10) at a first desired position of the load (30) by manually guiding the first robot manipulator (10), - Positioning (S2) a second end effector (21) of the second robot manipulator (20) at a second desired position of the load (30) ) by manually guiding the second robot manipulator (20) so that the load (30) is contacted by the first end effector (11) and the second end effector (21) opposite, - fixing (S3) the first robot manipulator (10) in its current pose Control of drives of the first robot manipulator, - Manual pressing (S4) of the second end effector (21) against the load (30), - Detection (S5) of a du The force and / or a moment caused by the manual pressure and transmitted by the second end effector (21) via the load (30) and acting on the first end effector (11), - storage (S6) of the detected force and / or the detected moment as the desired holding force of the first end effector (11) and the second end effector (21) against the load (30) and storing the first desired position and the second desired position as the respective desired holding position in a control program, and force-regulated or impedance-regulated holding (S7 ) the load (30) through the first robot manipulator (10) and through the second robot manipulator (20) with the desired holding force.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlernen von gewünschten Halteparametern beim Transportieren einer Last durch einen ersten Robotermanipulator zusammen mit einem zweiten Robotermanipulator sowie ein Robotersystem zum Einlernen von gewünschten Halteparametern beim Transportieren einer Last.The invention relates to a method for teaching in desired holding parameters when transporting a load by a first robot manipulator together with a second robot manipulator, and a robot system for teaching in desired holding parameters when transporting a load.
Aufgabe der Erfindung ist es, zwei Robotermanipulatoren so einzurichten, dass sie zusammen eine Last mit vorgegebenen Halteparametern, wie Haltekraft oder Haltepositionen der Endeffektoren, aufnehmen.The object of the invention is to set up two robot manipulators in such a way that they take up a load together with predetermined holding parameters, such as holding force or holding positions of the end effectors.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous further developments and refinements are the subject of the dependent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einlernen von gewünschten Halteparametern beim Transportieren einer Last durch einen ersten Robotermanipulator zusammen mit einem zweiten Robotermanipulator, aufweisend die Schritte:
- - Positionieren eines ersten Endeffektors des ersten Robotermanipulators an einer ersten gewünschten Position der Last durch manuelles Führen des ersten Robotermanipulators,
- - Positionieren eines zweiten Endeffektors des zweiten Robotermanipulators an einer zweiten gewünschten Position der Last durch manuelles Führen des zweiten Robotermanipulators, sodass die Last vom ersten Endeffektor und vom zweiten Endeffektor gegenüberliegend kontaktiert wird,
- - Fixieren des ersten Robotermanipulators in seiner gegenwärtigen Pose durch Ansteuerung von Antrieben des ersten Robotermanipulators,
- - Manuelles Andrücken des zweiten Endeffektors gegen die Last,
- - Erfassen einer durch das manuelle Andrücken verursachten und von dem zweiten Endeffektor über die Last übertragenen und auf den ersten Endeffektor wirkenden Kraft und/oder eines Moments,
- - Abspeichern der erfassten Kraft und/oder des erfassten Moments als gewünschte Haltekraft des ersten Endeffektors und des zweiten Endeffektors gegen die Last und Abspeichern der ersten gewünschten Position und der zweiten gewünschten Position als jeweilige gewünschte Halteposition jeweils in einem Steuerprogramm, und
- - Kraftgeregeltes oder impedanzgeregeltes Halten der Last durch den ersten Robotermanipulator und durch den zweiten Robotermanipulator mit der gewünschten Haltekraft.
- Positioning a first end effector of the first robot manipulator at a first desired position of the load by manually guiding the first robot manipulator,
- Positioning a second end effector of the second robot manipulator at a second desired position of the load by manually guiding the second robot manipulator so that the load is contacted by the first end effector and the second end effector opposite one another,
- Fixation of the first robot manipulator in its current pose by actuating drives of the first robot manipulator,
- - manual pressing of the second end effector against the load,
- Detecting a force and / or a moment caused by the manual pressing and transmitted by the second end effector via the load and acting on the first end effector,
- - Saving the detected force and / or the detected torque as the desired holding force of the first end effector and the second end effector against the load and storing the first desired position and the second desired position as the respective desired holding position in each case in a control program, and
- - Force-controlled or impedance-controlled holding of the load by the first robot manipulator and by the second robot manipulator with the desired holding force.
Beim kraftgeregelten Halten der Last werden die Antriebe des ersten Robotermanipulators und des zweiten Robotermanipulators so angesteuert, dass eine vorgegebene Kraft vom jeweiligen Endeffektor des jeweiligen Robotermanipulators auf die Lasten wirkt. Ein ähnliches Ergebnis liefert eine impedanzgeregelte Ansteuerung des jeweiligen Robotermanipulators, bei der eine virtuelle Feder mit vorgegebener Steifigkeit erzeugt wird, wobei vorteilhaft die Nulllage der Feder innerhalb des Volumens der Last liegt, sodass durch den Abstand des jeweiligen Endeffektors zu der jeweiligen Nulllage und durch Multiplikation dieses Abstands mit der vorgegebenen Federsteifigkeit eine bestimmte Kraft vom jeweiligen Endeffektor auf die Lasten resultiert.When the load is held in a force-controlled manner, the drives of the first robot manipulator and of the second robot manipulator are controlled in such a way that a predetermined force acts on the loads from the respective end effector of the respective robot manipulator. A similar result is provided by an impedance-controlled control of the respective robot manipulator, in which a virtual spring with a predetermined stiffness is generated, the zero position of the spring advantageously being within the volume of the load, so that the distance between the respective end effector and the respective zero position and by multiplication thereof Distance with the specified spring stiffness results in a certain force from the respective end effector on the loads.
Vorteilhaft erfolgt das manuelle Andrücken des zweiten Endeffektors gegen die Last während die Last vom Boden angehoben ist, sodass vorteilhaft keinerlei Reibungskräfte vom Boden auf die Last übertragen werden. Sobald jedoch die Last von den beiden Robotermanipulatoren gehalten wird, können die notwendigen Schritte des ersten Aspekts der Erfindung wiederholt werden, sodass insbesondere die Kraft des zweiten Endeffektors gegen die Last durch manuelles Andrücken erneut eingestellt wird und vorteilhaft an einer Eingabeeinheit bestätigt wird.The manual pressing of the second end effector against the load advantageously takes place while the load is raised from the ground, so that advantageously no frictional forces are transmitted from the ground to the load. However, as soon as the load is held by the two robot manipulators, the necessary steps of the first aspect of the invention can be repeated, so that in particular the force of the second end effector against the load is readjusted by manual pressing and is advantageously confirmed on an input unit.
Beim manuellen Führen des jeweiligen Robotermanipulators ist vorteilhaft der jeweilige Robotermanipulator schwerkraftkompensiert angesteuert, d. h. dass die Glieder des jeweiligen Robotermanipulators um seine jeweiligen Gelenke frei bewegbar sind, wobei lediglich die Antriebe an den Gelenken des jeweiligen Robotermanipulators derart angesteuert werden, dass die Gewichtskraft der einzelnen Glieder kompensiert wird, sodass die Schwerkraft keine Beschleunigung der Glieder oder des Endeffektors des jeweiligen Robotermanipulators verursacht.When the respective robot manipulator is guided manually, the respective robot manipulator is advantageously controlled in a gravity-compensated manner; H. that the links of the respective robot manipulator are freely movable around their respective joints, only the drives on the joints of the respective robot manipulator being controlled in such a way that the weight of the individual links is compensated for, so that gravity does not accelerate the links or the end effector of the respective robot manipulator caused.
Eine Pose des jeweiligen Robotermanipulators umfasst hierbei insbesondere Informationen zu Gelenkwinkeln von Gelenken, die die jeweiligen Glieder des jeweiligen Robotermanipulators miteinander verbinden. Auch können kartesische Positionskoordinaten insbesondere des Endeffektors verwendet werden, vorteilhaft werden aber auch insbesondere bei einem redundanten Robotermanipulator (d. h. einem Robotermanipulator mit zumindest zwei Gelenken mit zueinander redundanten Freiheitsgraden) die Winkel- und/oder Positionsinformationen der einzelnen Glieder in die Pose mit eingeschlossen.A pose of the respective robot manipulator here includes, in particular, information about joint angles of joints that connect the respective members of the respective robot manipulator to one another. Cartesian position coordinates, in particular of the end effector, can also be used, but the angle and / or position information of the individual members is also advantageously included in the pose, in particular in the case of a redundant robot manipulator (i.e. a robot manipulator with at least two joints with degrees of freedom that are redundant to one another).
Während des Fixierens des ersten Robotermanipulators in seiner gegenwärtigen Pose, d. h. die Pose, die er zum Zeitpunkt des Positionierens des zweiten Endeffektors des zweiten Robotermanipulators aufweist, wird der erste Robotermanipulator als unbeweglicher Kraftsensor verwendet. Das Fixieren verhindert dabei vorteilhaft, dass das manuelle Andrücken des zweiten Endeffektors gegen die Last eine Beschleunigung des ersten Robotermanipulators zur Folge hat. Dies erfolgt insbesondere durch eine entsprechende Ansteuerung der Antriebe des ersten Robotermanipulators. Die Antriebe erzeugen auf ein Steuersignal hin eine Kraft oder ein Moment, welches entsprechend gewählt wird, sodass die Kräfte und/oder Momente der Antriebe alle externen Störungen auf den ersten Robotermanipulator ausgleichen. Insbesondere ist dazu eine entsprechende Regelung implementiert, die das Ausregeln äußerer Einwirkungen und Störungen auf den ersten Robotermanipulator innerhalb der jeweils möglichen Bandbreite, jedoch bevorzugt asymptotisch stabil, durchführt. While the first robot manipulator is fixed in its current pose, ie the pose that it has at the time the second end effector of the second robot manipulator is positioned, the first robot manipulator is used as an immovable force sensor. Fixing advantageously prevents the manual pressing of the second end effector against the load from accelerating the first robot manipulator. This is done in particular by correspondingly controlling the drives of the first robot manipulator. In response to a control signal, the drives generate a force or a moment, which is selected accordingly, so that the forces and / or moments of the drives compensate for all external disturbances on the first robot manipulator. In particular, a corresponding regulation is implemented for this purpose, which regulates external influences and disturbances on the first robot manipulator within the respectively possible range, but preferably asymptotically stable.
Das Erfassen der durch das manuelle Andrücken verursachten und von dem zweiten Endeffektor über die Last übertragenen und auf den ersten Endeffektor wirkenden Kraft und/oder des Moments erfolgt dabei vorteilhaft mittels Drehmomentsensoren, die bevorzugt in den Gelenken des ersten Robotermanipulators angeordnet sind, oder alternativ oder auch zusätzlich mittels Dehnmessstreifen, die vorteilhaft in den Gelenken oder an den Gliedern des ersten Robotermanipulators angeordnet sind.The detection of the force and / or the torque caused by the manual pressing and transmitted from the second end effector via the load and acting on the first end effector is advantageously carried out by means of torque sensors, which are preferably arranged in the joints of the first robot manipulator, or alternatively or also additionally by means of strain gauges, which are advantageously arranged in the joints or on the limbs of the first robot manipulator.
Es ist eine vorteilhafte Wirkung der Erfindung, dass in einem zeitlich kurzen und einfachen Verfahren eine oder mehrere Steuereinheiten von einem oder mehreren Robotermanipulatoren eingerichtet und parametriert werden können, sodass eine Last von zwei einzelnen Robotermanipulatoren mit einer vorgegebenen Haltekraft gehalten werden kann. Ist diese Kraft ermittelt, so kann vorteilhaft die Last von den beiden Robotermanipulatoren bewegt werden, um beispielsweise von einem Ort zu einem anderen transportiert zu werden. Weiterhin können vorteilhaft mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zwei einzelne und prinzipiell voneinander unabhängige Robotermanipulatoren so konfiguriert werden, dass sie synchron und kooperativ eine Last halten und unter Umständen diese auch transportieren. In diesem Fall wird vorteilhaft eine Hierarchie zwischen der Steuereinheit des ersten Robotermanipulators und der Steuereinheit des zweiten Robotermanipulators definiert, sodass eine Steuereinheit der beiden Robotermanipulatoren beide Robotermanipulatoren kommandieren kann. It is an advantageous effect of the invention that one or more control units can be set up and parameterized by one or more robot manipulators in a short and simple process, so that a load of two individual robot manipulators can be held with a predetermined holding force. Once this force has been determined, the load can advantageously be moved by the two robot manipulators, for example in order to be transported from one location to another. Furthermore, by means of the method according to the invention, two individual robot manipulators, which are in principle independent of one another, can be configured such that they hold a load synchronously and cooperatively and, under certain circumstances, also transport them. In this case, a hierarchy between the control unit of the first robot manipulator and the control unit of the second robot manipulator is advantageously defined, so that a control unit of the two robot manipulators can command both robot manipulators.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf: - Ermitteln eines Abstandes zwischen der ersten gewünschten Position und der zweiten gewünschten Position und Abspeichern des Abstandes.According to an advantageous embodiment, the method further comprises the step of: determining a distance between the first desired position and the second desired position and storing the distance.
Der Abstand zwischen der ersten gewünschten Position und der zweiten gewünschten Position kann vorteilhaft mit einem vordefinierten Kontrollabstand verglichen werden oder mit einem Grenzwert verglichen werden, sodass vorteilhaft beim Abrutschen der Last von dem ersten Endeffektor und dem zweiten Endeffektor insbesondere bei kraftgeregelten Robotermanipulatoren verhindert werden kann, dass beide Endeffektoren Fahrt aufnehmen und sich beschleunigt aufeinander zubewegen. Auch kann so vorteilhaft eine Quetschung einer weichen Last überprüft werden.The distance between the first desired position and the second desired position can advantageously be compared with a predefined control distance or compared with a limit value, so that when the load slips off the first end effector and the second end effector, particularly in the case of force-controlled robot manipulators, this can be prevented both end effectors pick up speed and accelerate towards each other. A squeeze of a soft load can also be advantageously checked in this way.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf:
- - Konfigurieren des Steuerprogramms derart, dass der gespeicherte Abstand beim Transportieren der Last abzüglich eines vordefinierten Versatzes eingehalten wird.
- - Configure the control program in such a way that the stored distance is maintained when transporting the load minus a predefined offset.
Wird der Abstand abzüglich eines vordefinierten Versatzes eingehalten, so verhindert dies insbesondere vorteilhaft oben genannte Situationen, nämlich, dass eine weiche Last zu sehr durch die kraftgeregelten Robotermanipulatoren gestaucht wird, oder dass beim Fallenlassen der Last beide Endeffektoren sich unbegrenzt aufeinander zu bewegen.If the distance minus a predefined offset is maintained, this particularly advantageously prevents the above-mentioned situations, namely that a soft load is compressed too much by the force-controlled robot manipulators, or that when the load is dropped, both end effectors move towards one another indefinitely.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Fixieren des ersten Robotermanipulators auf Basis einer erfassten aktuellen Position des ersten Robotermanipulators, wobei der erste Robotermanipulator positionsgeregelt an seiner gegenwärtigen Position durch Ansteuerung der Antriebe des ersten Robotermanipulators gehalten wird.According to a further advantageous embodiment, the first robot manipulator is fixed on the basis of a detected current position of the first robot manipulator, the first robot manipulator being held at its current position in a position-controlled manner by actuating the drives of the first robot manipulator.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist beim Fixieren des ersten Robotermanipulators der erste Robotermanipulator impedanzgeregelt angesteuert.According to a further advantageous embodiment, when the first robot manipulator is fixed, the first robot manipulator is controlled in an impedance-controlled manner.
Wird der erste Robotermanipulator impedanzgeregelt angesteuert, so wird vorteilhaft die oben erwähnte künstliche Steifigkeit der Regelung möglichst hoch gewählt, sodass der Widerstand des ersten Robotermanipulators gegen eine von außen aufgeprägte Bewegung möglichst hoch ist.If the first robot manipulator is controlled in an impedance-controlled manner, the above-mentioned artificial stiffness of the control is advantageously chosen to be as high as possible, so that the resistance of the first robot manipulator to an external movement is as high as possible.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist eine Steifigkeit des impedanzgeregelten ersten Robotermanipulators einen größtmöglichen Wert des ersten Robotermanipulators auf.According to a further advantageous embodiment, a stiffness of the impedance-controlled first robot manipulator has the greatest possible value of the first robot manipulator.
Der größtmögliche Wert des ersten Robotermanipulators ist dabei insbesondere ein numerischer Wert, der technisch am ersten Robotermanipulator einstellbar ist.The greatest possible value of the first robot manipulator is in particular a numerical one Value that is technically adjustable on the first robot manipulator.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgen das Abspeichern der erfassten Kraft und/oder des erfassten Moments als gewünschte Haltekraft des ersten Endeffektors und des zweiten Endeffektors gegen die Last und/oder das Abspeichern der ersten gewünschten Position und der zweiten gewünschten Position als jeweilige gewünschte Halteposition nach einem Erfassen eines durch einen Benutzer eingegebenen Eingabesignals.According to a further advantageous embodiment, the detection of the detected force and / or the detected torque as the desired holding force of the first end effector and the second end effector against the load and / or the storage of the first desired position and the second desired position as the respective desired holding position after one Detection of an input signal entered by a user.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgen das Positionieren des ersten Endeffektors an der ersten gewünschten Position der Last in einer ersten gewünschten Orientierung des ersten Endeffektors und das Positionieren des zweiten Endeffektors an der zweiten gewünschten Position der Last in einer zweiten gewünschten Orientierung des zweiten Endeffektors, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt aufweist: Abspeichern der ersten gewünschten Orientierung und der zweiten gewünschten Orientierung als jeweilige gewünschte Halteorientierung jeweils in dem Steuerprogramm.According to a further advantageous embodiment, the positioning of the first end effector at the first desired position of the load takes place in a first desired orientation of the first end effector and the positioning of the second end effector at the second desired position of the load in a second desired orientation of the second end effector, wherein the The method further comprises the step of: storing the first desired orientation and the second desired orientation as the respective desired holding orientation in each case in the control program.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Erfassen der durch das manuelle Andrücken verursachten und von dem zweiten Endeffektor über die Last übertragenen und auf den ersten Endeffektor wirkenden Kraft und/oder Moments durch im ersten Robotermanipulator angeordnete Drehmomentsensoren.According to a further advantageous embodiment, the force and / or moments caused by the manual pressing and transmitted from the second end effector via the load and acting on the first end effector are detected by torque sensors arranged in the first robot manipulator.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Drehmomentsensoren an den Gelenken des ersten Robotermanipulators angeordnet. Vorteilhaft sind die Drehmomentsensoren an einem Antrieb in einem jeweiligen Gelenk des jeweiligen Robotermanipulators angeordnet.According to a further advantageous embodiment, the torque sensors are arranged on the joints of the first robot manipulator. The torque sensors are advantageously arranged on a drive in a respective joint of the respective robot manipulator.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Robotersystem zum Einlernen von gewünschten Halteparametern beim Transportieren einer Last, aufweisend einen ersten Robotermanipulator mit einer ersten Steuereinheit und mit einer ersten Positionserfassungseinheit und aufweisend einen zweiten Robotermanipulator mit einer zweiten Steuereinheit und mit einer zweiten Positionserfassungseinheit, wobei die erste Positionserfassungseinheit dazu ausgeführt ist, eine aktuelle Pose des ersten Robotermanipulators nach dem manuellen Führen des ersten Robotermanipulators zu einer ersten gewünschten Position des ersten Endeffektors an der Last zu erfassen, und wobei die zweite Positionserfassungseinheit dazu ausgeführt ist, eine aktuelle Pose des zweiten Robotermanipulators nach dem manuellen Führen des zweiten Robotermanipulators zu einer zweiten gewünschten Position des zweiten Endeffektors an der Last zu erfassen, wobei die erste Steuereinheit dazu ausgeführt ist, Antriebe des ersten Robotermanipulators zum Fixieren in seiner gegenwärtigen Pose anzusteuern und nach dem manuellen Andrücken des zweiten Endeffektors gegen die Last durch manuelles Führen des zweiten Robotermanipulators eine über die Last auf den ersten Endeffektor übertragenen Kraft als gewünschte Haltekraft des ersten Endeffektors und des zweiten Endeffektors gegen die Last zu erfassen, wobei das Robotersystem weiterhin eine Speichereinheit aufweist, wobei die Speichereinheit dazu ausgeführt ist, die erfasste Kraft als gewünschte Haltekraft abzuspeichern und die erste gewünschte Position und die zweite gewünschte Position als jeweilige gewünschte Haltepositionen in einem Steuerprogramm abzuspeichern, und wobei die erste Steuereinheit und/oder die zweite Steuereinheit dazu ausgeführt ist, den ersten Robotermanipulator und den zweiten Robotermanipulator durch kraftgeregeltes oder impedanzgeregeltes Halten der Last jeweils mit der gewünschten Haltekraft anzusteuern.Another aspect of the invention relates to a robot system for teaching in desired holding parameters when transporting a load, comprising a first robot manipulator with a first control unit and with a first position detection unit and comprising a second robot manipulator with a second control unit and with a second position detection unit, the first position detection unit is designed to detect a current pose of the first robot manipulator after manually guiding the first robot manipulator to a first desired position of the first end effector on the load, and wherein the second position detection unit is designed to detect a current pose of the second robot manipulator after manual guiding of the second robot manipulator to a second desired position of the second end effector on the load, wherein the first control unit is designed to drive the first robot manipulator gate to fix in its current pose and after manually pressing the second end effector against the load by manually guiding the second robot manipulator, a force transmitted through the load to the first end effector as the desired holding force of the first end effector and the second end effector against the load , wherein the robot system further comprises a storage unit, the storage unit being designed to store the detected force as the desired holding force and to store the first desired position and the second desired position as the respective desired holding positions in a control program, and wherein the first control unit and / or the second control unit is designed to control the first robot manipulator and the second robot manipulator by holding the load in a force-controlled or impedance-controlled manner with the desired holding force.
Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Robotersystems ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Verfahren vorstehend gemachten Ausführungen.Advantages and preferred developments of the proposed robot system result from an analog and analogous transmission of the statements made above in connection with the proposed method.
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.Further advantages, features and details result from the following description, in which - if necessary with reference to the drawing - at least one exemplary embodiment is described in detail. Identical, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference symbols.
Es zeigen:
-
1 ein Verfahren zum Einlernen von gewünschten Halteparametern beim Transportieren einer Last durch einen ersten Robotermanipulator zusammen mit einem zweiten Robotermanipulator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und -
2 ein Robotersystem zum Einlernen von gewünschten Halteparametern beim Transportieren einer Last gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 a method for teaching in desired holding parameters when transporting a load through a first robot manipulator together with a second robot manipulator according to an embodiment of the invention, and -
2nd a robot system for teaching in desired holding parameters when transporting a load according to a further embodiment of the invention.
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.The representations in the figures are schematic and not to scale.
- - Positionieren
S1 einesersten Endeffektors 11 desersten Robotermanipulators 10 an einer ersten gewünschten Position derLast 30 durch manuelles Führen desersten Robotermanipulators 10 , - - Positionieren
S2 eineszweiten Endeffektors 21 deszweiten Robotermanipulators 20 an einer zweiten gewünschten Position derLast 30 durch manuelles Führen deszweiten Robotermanipulators 20 , sodass dieLast 30 vomersten Endeffektor 11 und vomzweiten Endeffektor 21 gegenüberliegend kontaktiert wird, - - Fixieren
S3 des ersten Robotermanipulators10 in seiner gegenwärtigen Pose durch Ansteuerung von Antrieben des ersten Robotermanipulators, wobei beim Fixieren des ersten Robotermanipulators10 der erste Robotermanipulator10 impedanzgeregelt ist und eine Steifigkeit des impedanzgeregelten ersten Robotermanipulators10 einen größtmöglichen Wert des ersten Robotermanipulators10 aufweist, - - Manuelles Andrücken
S4 des zweiten Endeffektors21 gegen die Last30 , - - Erfassen
S5 einer durch das manuelle Andrücken verursachten und vondem zweiten Endeffektor 21 über die Last30 übertragenen und auf den erstenEndeffektor 11 wirkenden Kraft, - - Abspeichern
S6 der erfassten Kraft als gewünschte Haltekraft des ersten Endeffektors11 und des zweiten Endeffektors21 gegen die Last30 und Abspeichern der ersten gewünschten Position und der zweiten gewünschten Position als jeweilige gewünschte Halteposition jeweils in einem Steuerprogramm, und - - Kraftgeregeltes oder impedanzgeregeltes Halten
S7 der Last30 durch den erstenRobotermanipulator 10 und durch den zweitenRobotermanipulator 20 mit der gewünschten Haltekraft. - - Ermitteln
S8 eines Abstandes zwischen der ersten gewünschten Position und der zweiten gewünschten Position und Abspeichern des Abstandes. - - Konfigurieren
S9 des Steuerprogramms derart, dass der gespeicherte Abstand beim Transportieren der Last30 abzüglich eines vordefinierten Versatzes eingehalten wird.
- - Positioning
S1 of afirst end effector 11 of the first robot manipulator10th at a first desired position of the load30th by manually guiding the first robot manipulator10th , - - positioning
S2 of asecond end effector 21 of thesecond robot manipulator 20 at a second desired position of the load30th by manually guiding thesecond robot manipulator 20 so the load30th from thefirst end effector 11 and thesecond end effector 21 is contacted opposite, - - Fix
S3 of the first robot manipulator10th in its current pose by controlling drives of the first robot manipulator, while fixing the first robot manipulator10th the first robot manipulator10th is impedance-controlled and a stiffness of the impedance-controlled first robot manipulator10th a maximum value of the first robot manipulator10th having, - - Manual pressing
S4 of thesecond end effector 21 against the load30th , - - Capture
S5 one caused by manual pressing and by thesecond end effector 21 about the load30th transferred and to thefirst end effector 11 acting force, - - Save
S6 the detected force as the desired holding force of thefirst end effector 11 and thesecond end effector 21 against the load30th and storing the first desired position and the second desired position as the respective desired holding position in a control program, and - - Force-controlled or impedance-controlled holding
S7 the burden30th through the first robot manipulator10th and by thesecond robot manipulator 20 with the desired holding force. - - Determine
S8 a distance between the first desired position and the second desired position and storing the distance. - - Configure
S9 the control program such that the stored distance when transporting the load30th minus a predefined offset.
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 weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been illustrated and explained in more detail by means of preferred exemplary embodiments, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by a person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention. It is therefore clear that there are a variety of possible variations. It is also clear that exemplary embodiments really only represent examples that are not to be interpreted in any way as a limitation of the scope, the possible applications or the configuration of the invention. Rather, the preceding description and the description of the figures enable the person skilled in the art to specifically implement the exemplary embodiments, the person skilled in the art being able to make various changes, for example with regard to the function or the arrangement of individual elements mentioned in an exemplary embodiment, with knowledge of the disclosed inventive concept, without departing from the scope defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- RobotersystemRobot system
- 1010th
- erster Robotermanipulatorfirst robot manipulator
- 1111
- erster Endeffektorfirst end effector
- 1212th
- erste Steuereinheitfirst control unit
- 1313
- erste Positionserfassungseinheitfirst position detection unit
- 1414
- SpeichereinheitStorage unit
- 1515
- DrehmomentsensorenTorque sensors
- 2020
- zweiter Robotermanipulatorsecond robot manipulator
- 2121
- zweiter Endeffektorsecond end effector
- 2222
- zweite Steuereinheitsecond control unit
- 2323
- zweite Positionserfassungseinheitsecond position detection unit
- 3030th
- Last load
- S1S1
- PositionierenPositioning
- S2S2
- PositionierenPositioning
- S3S3
- FixierenFix
- S4S4
- Manuelles AndrückenManual pressing
- S5S5
- ErfassenCapture
- S6S6
- AbspeichernSave
- S7S7
- HaltenHold
- S8S8
- ErmittelnDetermine
- S9S9
- KonfigurierenConfigure
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230134924A1 (en) * | 2021-11-01 | 2023-05-04 | Dexterity, Inc. | Robotic system to control multiple robots to perform a task cooperatively |
DE102022110140B4 (en) | 2021-07-06 | 2024-04-18 | GM Global Technology Operations LLC | CONFORMAL PRESENTATION OF PAYLOAD BY A ROBOT SYSTEM WITH COORDINATED SERIAL AND PARALLEL ROBOTS |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111993466B (en) * | 2020-08-24 | 2022-03-08 | 哈工大机器人集团股份有限公司 | Double-arm robot combined operation test method based on laser tracker |
CZ309181B6 (en) * | 2020-12-22 | 2022-04-20 | České vysoké učení technické v Praze | Method and device for increasing the rigidity of the connecting head of a robot with the working tool |
CN113664813B (en) * | 2021-08-25 | 2022-07-29 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | Method and device for controlling double-arm robot, double-arm robot and readable storage medium |
CN113799134B (en) * | 2021-09-27 | 2022-07-29 | 深圳市优必选科技股份有限公司 | Robot control method, device, robot and readable storage medium |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012110211A1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-04-30 | Hamburg Innovation Gmbh | Device for carrying out a movement sequence |
EP2743040A2 (en) * | 2012-07-11 | 2014-06-18 | CVUT V Praze, Fakulta Strojní | A method of determination of a position of a center of a machining tool gripped in a cooperative gripping head and the cooperative gripping head |
DE102014014361A1 (en) * | 2014-09-27 | 2016-03-31 | Daimler Ag | Manufacturing process for complex products |
DE102016220410A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-20 | GM Global Technology Operations LLC | REDUCED MECHANISM FOR COMPLIANCE WITH THE LINEARITY |
DE102016214307A1 (en) * | 2016-08-03 | 2018-02-08 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Clamping device for a workpiece |
WO2018091103A1 (en) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | Abb Schweiz Ag | A robot arm system and a method for handling an object by a robot arm system during lead through programming |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4826392A (en) * | 1986-03-31 | 1989-05-02 | California Institute Of Technology | Method and apparatus for hybrid position/force control of multi-arm cooperating robots |
US5023808A (en) * | 1987-04-06 | 1991-06-11 | California Institute Of Technology | Dual-arm manipulators with adaptive control |
DE102010029745A1 (en) * | 2010-06-07 | 2011-12-08 | Kuka Laboratories Gmbh | Workpiece handling system and method for manipulating workpieces by means of cooperating manipulators |
-
2019
- 2019-01-31 DE DE102019102470.6A patent/DE102019102470B4/en active Active
-
2020
- 2020-01-30 WO PCT/EP2020/052272 patent/WO2020157186A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2743040A2 (en) * | 2012-07-11 | 2014-06-18 | CVUT V Praze, Fakulta Strojní | A method of determination of a position of a center of a machining tool gripped in a cooperative gripping head and the cooperative gripping head |
DE102012110211A1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-04-30 | Hamburg Innovation Gmbh | Device for carrying out a movement sequence |
DE102014014361A1 (en) * | 2014-09-27 | 2016-03-31 | Daimler Ag | Manufacturing process for complex products |
DE102016220410A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-20 | GM Global Technology Operations LLC | REDUCED MECHANISM FOR COMPLIANCE WITH THE LINEARITY |
DE102016214307A1 (en) * | 2016-08-03 | 2018-02-08 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Clamping device for a workpiece |
WO2018091103A1 (en) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | Abb Schweiz Ag | A robot arm system and a method for handling an object by a robot arm system during lead through programming |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022110140B4 (en) | 2021-07-06 | 2024-04-18 | GM Global Technology Operations LLC | CONFORMAL PRESENTATION OF PAYLOAD BY A ROBOT SYSTEM WITH COORDINATED SERIAL AND PARALLEL ROBOTS |
US20230134924A1 (en) * | 2021-11-01 | 2023-05-04 | Dexterity, Inc. | Robotic system to control multiple robots to perform a task cooperatively |
US11772269B2 (en) * | 2021-11-01 | 2023-10-03 | Dexterity, Inc. | Robotic system to control multiple robots to perform a task cooperatively |
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Publication number | Publication date |
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WO2020157186A1 (en) | 2020-08-06 |
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