DE60011458T2

DE60011458T2 - Vorrichtung und verfahren zur bestimmung von koordinaten und orientierung

Info

Publication number: DE60011458T2
Application number: DE60011458T
Authority: DE
Inventors: Arnt Ole ANFINDSEN
Original assignee: ABB AS Norway
Current assignee: ABB AS Norway
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: SE515374C2; EP1227914A1; DE60011458D1; SE9903905L; AU1166801A; WO2001030545A1; SE9903905D0; US6584378B1; EP1227914B1; ATE268674T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung von Koordinaten eines Punktes eines Gegenstandes in einem Koordinaten-Referenzsystem und der Orientierung des Gegenstandes im Raum in einer von dem Gegenstand eingenommenen Erfassungsposition und ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der beigefügten unabhängigen Ansprüche.
Die Erfindung betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, solche Einrichtungen, die zum Programmieren von Robotern verwendet werden, wie beispielsweise Schweißrobotern oder Robotern für Sprühaufbringung eines Anstrichmittels, die beispielsweise mit Fahrzeugkörpern "arbeiten". Dieses besondere Anwendungsgebiet derartiger Einrichtungen wird nachstehend zur Darstellung des Problems, auf dem die vorliegende Erfindung basiert, beschrieben werden.
Der Gegenstand der Einrichtung wird gewöhnlich dadurch ausgebildet, dass ein Handwerkzeug von Hand von einer Person zwischen verschiedenen Positionen entlang eines Werkstücks bewegt wird, wie beispielsweise eines Fahrzeugkörpers, zum Speichern der Koordinaten und der Richtung eines Werkzeugs des Roboters in diesen Positionen. Die Steuerungseinheit für den Roboter interpoliert aufeinanderfolgend die verschiedenen gespeicherten Positionen, um eine Bewegungsbahn des Werkzeugs des Roboters zu halten.
Die bekannten Koordinaten in einer Position, wie beispielsweise einer Startposition, werden gewöhnlich durch die Tatsache erhalten, dass eine oder mehrere Kameras verschiedene optische Punkte des in dieser Position angeordneten Gegenstandes beobachten und die wirklichen Koordinaten und die Orientierung des Gegenstandes in der Startposition durch die derart von der Kamera oder den Kameras erhaltenen Information bestimmt werden. Es ist jedoch manchmal notwendig, den Gegenstand zu Teilen entlang der Bewegungsbahn des Werkzeugs des Roboters zu bewegen, die beispielsweise durch den Gegenstand mit dem der Roboter "arbeiten" soll, wie beispielsweise einem Fahrzeugkörper, verdeckt werden. Dies ist beispielsweise bei verschiedenen Positionen der Fall, die innerhalb oder in irgendeiner Ecke des Fahrzeugkörpers gelegen sind. In solchen Fällen wird der Gegenstand, wie erwähnt, von der Startposition zu der verdeckten Erfassungsposition bewegt, wobei gleichzeitig mit der Bewegung verbundene Parameter ermittelt werden und die Berechnung von Koordinaten und Orientierung des Gegenstandes in der Erfassungsposition kann dann aus den Informationen von den Erfassungsmitteln über diese Parameter und über die Startposition ausgeführt werden.
Bis jetzt wurde dies dadurch ausgeführt, dass der Roboter selbst zum Speichern solcher Positionen verwendet wurde und durch Erfassen der Drehung der verschiedenen Roboterarme um ihre Achsen. Dies ist jedoch ein sehr lästiger und Kosten-intensiver Weg zur Berechnung von Koordinaten und der Orientierung in der Erfassungsposition.
Es ist beispielsweise bereits durch die DE 19626459-A1 und die BE-1010211-A6 bekannt, wie ein Gegenstand in der vorstehend genannten Weise bewegt werden kann, um die Bewegungsbahn eines Roboters zwischen verschiedenen Positionen zu speichern.
Eine Einrichtung und ein Verfahren gemäß des Oberbegriffs sind durch die DE-A1-2731041 bekannt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung und ein Verfahren des in dem Oberbegriff definierten Typs bereitzustellen, die in der Lage ist die Genauigkeit beim Erfassen der Koordinaten und der Orientierung des Gegenstandes in der Erfassungsposition zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Tatsache gelöst, dass in einer derartigen Einrichtung der Gegenstand dazu vorgesehen ist, aus der Erfassungsposition in eine dritte Position mit bekannten Koordinaten und bekannter Orientierung des Gegenstandes bewegt zu werden, dass die Beschleunigungserfassungsvorrichtungen dafür ausgelegt sind, Beschleunigungen und Verzögerungen während dieser Bewegung zu ermitteln, dass das Berechnungselement dafür ausgelegt ist, die Koordinaten und die Orientierung des Gegenstandes in der dritten Position aus der Information von den Beschleunigungserfassungsvorrichtungen zu berechnen, dass ein Element dafür ausgelegt ist, die derart berechneten Werte der Koordinaten und der Orientierung mit den Wirklichen zu vergleichen, und dass das Berechnungselement dafür ausgelegt ist, die neuen Koordinaten und die neue Orientierung für den Gegenstand in der Erfassungsposition aus den Beschleunigungs- und Verzögerungsdaten zu berechnen, die während der ersten Bewegung ermittelt wurden, die möglicherweise gemäß in dem Vergleich erstellter Abweichungen von Koordinaten und Orientierung korrigiert sind. Dank des Ausgleichs möglicher Fehler bei der Erfassung der Beschleunigungserfassungsvorrichtung, der hier möglich gemacht wird, ist es durch diesen Vergleich möglich, die Genauigkeit weiter zu erhöhen, wenn die Koordinaten und die Richtung des Gegenstandes in der Erfassungsposition bestimmt werden.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Mittel sechs Beschleunigungserfassungsvorrichtungen, wobei drei dafür ausgelegt sind, die Beschleunigung und Verzögerung für die Drehung in drei, in Bezug aufeinander orthogonalen Ebenen zu ermitteln, und drei sind dafür ausgelegt, die Beschleunigung und Verzögerung des Gegenstandes in der Richtung der Senkrechten zu einer jeden der Ebenen zu ermitteln. Durch Anordnen von sechs derartigen Beschleunigungserfassungsvorrichtungen können alle Bestandteile der Bewegung des Gegenstandes bei der Bewegung zwischen der Startposition und der Erfassungsposition zuverlässig bestimmt werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein Element, das dafür ausgelegt ist, die Zeit zu erfassen, die für die Bewegung des Gegenstandes zwischen der Startposition und der Erfassungsposition und zwischen der Erfassungsposition und der dritten Position benötigt wird, und dass das Berechnungselement dafür ausgelegt ist, eine Anwendung eines Gewichtungsfaktors auf die Korrektur als eine Folge der Abweichungen in Abhängigkeit von den Relationen zwischen den für die zwei Bewegungen benötigten Zeiten durchzuführen. Der Ausgleich kann auf diese Weise sogar verbessert werden und die Zuverlässigkeit der für die Koordinaten und die Orientierung in der Erfassungsposition berechneten Werte kann weiter erhöht werden.
Gemäß einer anderen bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Gegenstand dafür ausgelegt, zwischen verschiedenen Positionen entlang einer erwünschten Bewegungsbahn für einen Teil eines Roboters bewegt zu werden, um die Koordinaten und die Orientierung des Teils des Roboters in diesen Positionen zu speichern. Eine Bewegungsbahn für einen Roboter kann dadurch auf schnelle und wirksame Weise und mit hoher Genauigkeit ebenso für Positionen, die keine optische Registrierung der Position eines derartigen Gegenstands gestatten, gespeichert werden. Dann ist es vorteilhaft, dass das Berechnungselement dafür ausgelegt ist, Koordinaten für einen Mittelpunkt eines Werkzeugs eines Roboters in der Erfassungsposition zu berechnen, in der dieser Mittelpunkt, beispielsweise in dem Fall eines Roboters, für Sprühanwendung eines Anstreichmittels dem erwünschten Treffmittelpunkt für den Anstrichmittelstrahl der Düse entspricht. In dem Fall eines Roboters für Punktschweißen entspricht die Erfassungsposition der erwünschten Position für die Spitze der Schweißelektrode des Roboters.
Eine andere bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform ist genau darauf ausgerichtet, dass der Gegenstand dafür ausgelegt ist, bewegt zu werden, um gegen einen Gegenstand zu lagern, den ein Roboter, der dafür vorgesehen ist, behandelt, während eines Einnehmens der Erfassungsposition, was es leicht macht, schnell und mit Genauigkeit, genau die angefragte Erfassungsposition zu erhalten.
Gemäß einer anderen bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind eine oder mehrere Kameras angeordnet, um den Gegenstand zu beobachten, und Elemente angeordnet, um die bekannten Koordinaten und die bekannte Orientierung auf der Basis von der Information von der Kamera oder den Kameras zu berechnen, und dass die Erfassungsposition außerhalb des Gesichtsfelds (bzw. Sichtfeld) für die Kamera oder Kameras angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist genau in einem solchen Fall von besonderem Nutzen, d.h. wenn eine optische Bestimmung verschiedener Positionen des Gegenstandes ausgeführt werden soll und einige dieser Positionen verdeckt sind und dadurch keine optische Bestimmung zulassen.
Die Erfindung betrifft ebenfalls Verfahren zur Bestimmung von Koordinaten des Punktes eines Gegenstandes in einem Koordinaten-Referenzsystem und der Orientierung des Gegenstandes im Raum in einer von dem Gegenstand eingenommenen Erfassungsposition gemäß den beigefügten abhängigen Verfahrensansprüchen.
Die Vorteile dieser Verfahren werden ohne Zweifel aus der voranstehenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren bevorzugten Ausführungsformen davon ersichtlich.
Weitere Vorteile wie auch vorteilhafte Merkmale von erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden aus der folgenden Beschreibung und den anderen abhängigen Ansprüchen ersichtlich.
Hinsichtlich der beigefügten Zeichnungen, folgt nachfolgend eine Beschreibung einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform, die als ein Beispiel angeführt wird.
In der Zeichnung:
ist 1 eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung des Typs, zu der die Erfindung gehört, in einem Nutzungszustand darstellt,
ist 2 eine ausführliche Ansicht eines Gegenstandes, der Teil der Vorrichtung gemäß 1 ist,
ist 3 eine schematische Ansicht, die darstellt wie Beschleunigungserfassungsvorrichtungen angeordnet und ausgeführt sind, um erfindungsgemäß für den Gegenstand gemäß 2, in einer Vorrichtung gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform zu wirken, und
ist 4 eine schematische Ansicht, die die erfindungsgemäßen aufeinanderfolgenden Positionen eines Gegenstandes darstellt und dafür vorgesehen ist die Erklärung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erleichtern.
In der 1 ist schematisch dargestellt, wie eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung von Koordinaten eines Punktes eines Gegenstandes in einem Koordinaten-Referenzsystem und der Orientierung des Gegenstandes im Raum in einer von dem Gegenstand eingenommenen Erfassungsposition aussehen könnte. Sie ist hier dafür vorgesehen, so viele Positionen entlang einer Bewegungsbahn eines Roboters 1 zu bestimmen, so dass ein Steuerungssystem die Bewegung zwischen diesen Positionen interpolieren kann und dadurch den Roboter entlang einer erwünschten Bewegungsbahn zu steuern. Das Steuerungsprogramm des Roboters wird auf diese Weise schnell und mit einer hohen Genauigkeit erhalten, in dem ein Gegenstand 2 von einer Person bewegt wird, um gegen einen Gegenstand 3 zu lagern, hier ein durch den Roboter zu behandelnden Fahrzeugkörper und die Koordinaten und die Orientierung des Gegenstandes werden für jede solche Position bestimmt. Dies wird erhalten, in dem zwei Kameras 4, 5, vorzugsweise CCD Kameras, in Richtung des Fahrzeugkörpers gerichtet werden, so dass sie den größt möglichen Teil davon innerhalb ihres Sichtfelds haben. Die Kameras sind vorzugsweise in einem Abstand von 90° in Bezug aufeinander in Bezug auf einen vorgestellten Kreis um das Fahrzeug angeordnet.
Die Kameras sind dafür ausgelegt, Information über das Bild, das sie empfangen, an ein Element 6 zu senden, das in der Form eines Computers die Koordinaten eines gegebenen Punktes des Gegenstandes in dem Kartesischen Koordinatensystem und die Orientierung des Gegenstandes berechnet, und diese Information weiter an eine Einheit 7 sendet, die dazu ausgelegt ist, den Roboter später auf der Basis der berechneten Positionswerte zu steuern. Dann ist es möglich, nur eine einzelne Kamera zu verwenden, wodurch es dann schwieriger wird, eine zuverlässige Positionsbestimmung des Gegenstandes zu erhalten.
In 2 wird dargestellt wie ein Gegenstand 2 zur Verwendung in der Weise, wie hinsichtlich 1 beschrieben, aussehen könnte. Dieser Gegenstand weist drei Arme auf, die gemäß einer Achse senkrecht zueinander stehen, jeder in einem Kartesischen Koordinatensystem. Ein optischer Bezugspunkt 11, 12 in der Form einer kleinen Kugel ist an dem äußersten Ende von zwei der Arme 8, 9 angeordnet. Solche optischen Bezugspunkte 13, 14 sind ebenfalls in dem Ursprung des Koordinatensystems beziehungsweise in einer Position entlang des Arms 10 angeordnet. Die optischen Bezugspunkte 11-14 können aktive Lichtsignale sein, die eine Beleuchtungssequenz aufweisen, die sie für das Steuerungselement 6 einzeln leicht zu identifizieren macht. Es ist die Position dieser vier Punkte in der Bildinformation, die von den Kameras an das Berechnungselement ausgesendet wird, die durch das Berechnungselement zur Berechnung der Koordinaten eines Punktes des Gegenstandes verwendet wird, genauer die Spitze 15 des längeren Arms 10.
Diese Spitze 15, die dem Werkzeugmittelpunkt (TCP = Werkzeugmittelpunkt) entspricht, wird beim Bestimmen der verschiedenen Positionen dazu gebracht, gegen den in Frage stehenden Gegenstand zu lagern, derart wie ein Fahrzeugkörper 3 gemäß 1. Zwei Markierzacken 16, 18, die von dem Arm 10 vorragen, werden ebenfalls verwendet, wobei die äußersten Punkte dieser durch eine Leitung, die durch die Spitze 15 verläuft, verbunden sein können, um die genaue Orientierung des Gegenstandes in Bezug auf den Fahrzeugkörper einzustellen. Die Markierzacken 16, 17 können schrittweise mit 90° um die longitudinale Achse des Arms 10 durch Lockern eines Einstellknopfes 18 gedreht werden, um eine gute Geometrie der optischen Bezugspunkte in Bezug auf die Kameras 4, 5 beizubehalten. Die eingestellte Position wird automatisch in dem Steuerungselement 6 registriert. Wenn der Bediener den Gegenstand in der gewünschten Position angeordnet hat, löst dies ein Einstellelement 19 aus, das vorzugsweise ein Signal an das Berechnungselement 6 sendet, damit sagend, dass es die Koordinaten und die Orientierung des Gegenstandes in der augenblicklichen Position davon berechnen soll, d.h. auf der Basis der Bildinformation genau als sie durch die Kameras aufgezeichnet wurde.
Es ist kennzeichnend für die erfindungsgemäße Vorrichtung, dass der Gegenstand, wie in 2 gezeigt, mit Beschleunigungserfassungsvorrichtungen bereitgestellt ist, die dazu ausgelegt sind, Beschleunigungen und Verzögerungen des Gegenstandes während der Bewegung davon zu ermitteln. Genauer, sechs Beschleunigungserfassungsvorrichtungen sind an den Armen des Gegenstandes angebracht, wobei drei 20-22, die Beschleunigung und Verzögerung für eine Drehung des Gegenstandes in drei Ebenen, die zueinander orthogonal sind, ermitteln und wobei drei 23-25, die Beschleunigung und Verzögerung des Gegenstandes in der Richtung der Senkrechten zu einer jeden der Ebenen ermitteln. Wie diese angeordnet sind, um die Beschleunigungen und Verzögerungen auf diese Weise zu ermitteln, ist schematisch in 3 dargestellt. Diese Anordnung der Beschleunigungserfassungsvorrichtung macht es möglich, die Koordinaten und die Orientierung des Gegenstandes in den Positionen zu bestimmen, die nicht durch Information von den Kameras bestimmt werden können, da der Gegenstand in diesen Positionen durch den anderen Gegenstand oder durch den Bediener verdeckt ist.
Die Positionsbestimmung wird durch die Beschleunigungserfassungsvorrichtungen in der folgenden Weise durchgeführt. Wenn der Gegenstand in einer sogenannten Startposition 26 (siehe 4) den Punkt 15 einnimmt, dann können dessen Koordinaten und die Orientierung des Gegenstandes, die damit verbunden sind, als bekannt angesehen werden, da sie auf der Basis von Information von den Kameras berechnet werden können, und der Gegenstand wird mit der Spitze 15 zu einer sogenannten Erfassungsposition 27 bewegt, in der der Gegenstand vollständig oder teilweise verdeckt ist, wobei die Beschleunigungserfassungsvorrichtungen die Beschleunigungen und Verzögerungen des Gegenstandes während dieser Bewegung ermitteln, und die Information darüber an das Berechnungselement senden. Dieses Senden von dieser Information kann durch Auslösung des Einstellelements 19 durch den Bediener durchgeführt werden, wenn einmal die Erfassungsposition 27 erreicht wurde. Das Berechnungselement kann auf der Basis dieser Information und der Information von Koordinaten und Orientierung, die mit der Startposition verbunden sind, und der Information über die für die Bewegung benötigte Zeit, die Koordinaten für die Spitze 15 in der Erfassungsposition 27 berechnen und die Orientierung des Gegenstandes, wenn sie mit der Spitze 15 in dieser Position gehalten wird. Es wäre sicherlich möglich die derart berechneten Werte als Daten für die verdeckte Erfassungsposition 27 zu speichern, aber die Erfindung sieht vor, die Genauigkeit beim Bestimmen dieser Daten durch Vorgehen in der folgenden Weise zu erhöhen: sobald die Erfassungsposition 27 von dem Gegenstand eingenommen worden ist, wird der Gegenstand zu der nächsten Position 28 bewegt, hier die Dritte genannt, in der der Gegenstand angesehen werden kann, bekannte Koordinaten und eine bekannte Orientierung aufzuweisen, da der Gegenstand hier vollständig für die Kameras sichtbar ist. Während der Bewegung von der Erfassungsposition 27 zu der dritten Position 28 werden die Beschleunigung und Verzögerung des Gegenstandes durch die Beschleunigungserfassungsvorrichtungen 20-25 erfasst. Die Koordinaten und Orientierung des Gegenstandes in dieser dritten Position werden dann aus der Information von dieser Erfassung berechnet. Es wird daher während dieser Berechnung berücksichtigt, dass der Gegenstand von der berechneten Erfassungsposition und dann zu einer neuen Position bewegt wurde. Daher sind die Koordinaten und die Orientierung des Gegenstandes, die in der dritten Position berechnet worden sind, durch zwei aufeinander folgende Berechnungen erhalten. Wenn dies ausgeführt worden ist, werden die Werte für die dritte Position 28 mit denen verglichen, die durch die Kameras optisch mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden können. Wir nehmen jetzt an, dass die berechnete Position sowohl in Bezug auf die Koordinaten als auch auf die Orientierung von der dritten Position 28, wie durch den Ring 29 in 4 gezeigt, etwas abweicht. Ein Vergleich der berechneten und sogenannten wirklichen Positionsparameter wird ausgeführt und eine neue Berechnung der verdeckten Erfassungsposition wird auf der Basis der sich aus dem Vergleich ergebenden Differenz ausgeführt und die Erfassungsposition kann jetzt als falsch berechnet angesehen werden, am Ring 30 angeordnet zu sein. Ein Gewichtungsfaktor wird auf diese Korrektur angewendet, abhängig von dem Verhältnis zwischen den für die Bewegung zwischen den Punkten 26 und 27 und 27 und 28 benötigten Zeiten, so dass, wenn beispielsweise eine Zeit von 0,3 sec für die erste Bewegung benötigt wird und 0,5 sec für die zweite, wird ein 3/8 der Abweichung, die in der dritten Position erhalten wurde für die Korrektur, der für die Erfassungsposition 27 berechneten Werte, verwendet. Er kann auf diese Weise gegenüber Abweichungen in den Beschleunigungs- und den Verzögerungsparametern der Beschleunigungserfassungsvorrichtungen ausgeglichen werden. Es ist wichtig, dass die Bewegung des Gegenstandes zu der verdeckten Position und daraus dann zu einer sichtbaren Position vergleichbar schnell ist, um ein gutes Erfassungsergebnis zu erhalten. Eine Hintergrundaktivität, die ständig Daten von den Beschleunigungserfassungsvorrichtungen behandelt und sie mit optisch erfassten Positionen vergleicht, kann in dem Element 6 zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit ausgeführt werden. Dadurch dass dies ständig während der Bewegung des Gegenstandes zwischen verschiedenen Positionen ausgeführt wird, können verbundene „Verstärkungsfaktoren" und "Offset-Werte" durch eine bekannte Steuerungstheorie bestimmt werden, wobei gleichzeitig der Einfluss der Schwerkraft wegmaskiert werden kann.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht in irgendeiner Weise auf die vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsform beschränkt, es werden aber viele Möglichkeiten zu deren Veränderungen einem Fachmann ersichtlich, ohne von dem Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
Es ist klar, dass die Erfindung überhaupt nicht auf die Tatsache beschränkt ist, dass der Gegenstand vollständig oder teilweise in der Erfassungsposition verdeckt ist, aber es ist ebenfalls denkbar, den Gegenstand zur Bestimmung von Koordinaten und Orientierung eines Gegenstandes in Positionen zu verwenden, in denen der Gegenstand gut sichtbar ist. Dies wäre in Situationen ohne irgendeine optische Bestimmung denkbar und, wenn bestimmte Positionen im Voraus bestimmt werden und der Gegenstand zwischen diesen bekannten Positionen zum Definieren einer oder mehrerer Positionen dazwischen bewegt wird.
Ebenso ist es möglich, weniger als vier optische Bezugspunkte auf dem Gegenstand anzuordnen, aber die Erfassung kann dann in einigen Positionen schwieriger sein.

Claims

Verfahren zur Bestimmung von Koordinaten eines Punktes (15) eines Gegenstands (2) in einem Koordinaten-Referenzsystem und der Orientierung des Gegenstands im Raum in einer von dem Gegenstand eingenommenen Erfassungsposition (27), wobei der Gegenstand von einer Startposition (26) mit bekannten Koordinaten und einer bekannten Orientierung zu der Erfassungsposition bewegt wird, während diese Bewegung ermittelt wird, wobei die Koordinaten und die Orientierung des Gegenstands in der Erfassungsposition aus Information über diese Ermittlung und über die Startposition berechnet werden, wobei die Beschleunigung und Verzögerung des Gegenstands während der Bewegung erfasst werden, und die Koordinaten und Orientierung des Gegenstands in der Erfassungsposition aus Information über diese Erfassung berechnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand aus der Erfassungsposition (27) in eine dritte Position (28) mit bekannten Koordinaten und Orientierung des Gegenstands bewegt wird, während die Beschleunigung und Verzögerung des Gegenstands während dieser Bewegung erfasst werden, dass Koordinaten und Orientierung des Gegenstands in dieser dritten Position aus Information von den zwei Erfassungen berechnet werden, dass die Koordinaten und die für die dritte Position berechnete Orientierung mit den Wirklichen verglichen werden, und dass Koordinaten und Orientierung des Gegenstands in der Erfassungsposition dann aus der Erfassung der Beschleunigung und Verzögerung bei der Bewegung von der Startposition zu der Erfassungsposition berechnet werden, während eine Korrektur gemäß möglicher, in dem Vergleich erstellter Abweichungen der Koordinaten und Orientierung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung und Verzögerung des Gegenstands bei dem Erfassen hinsichtlich einer Drehung in drei, zueinander orthogonalen Referenzebenen ermittelt werden, und hinsichtlich einer Translation in der Richtung der Senkrechten zu der jeweiligen Referenzebene in einem Kartesischen Koordinatensystem, das von diesen Senkrechten gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit, die für die Bewegung des Gegenstands zwischen der Startposition (26) und der Erfassungsposition (27) und zwischen der Erfassungsposition und der dritten Position (28) benötigt wird, erfasst wird, und dass die Korrektur mit einem Gewichtungsfaktor erfolgt, der auf die Abweichungen in Abhängigkeit von der Relation zwischen den für die zwei Bewegungen benötigten Zeiten angewendet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Gegenstand (2) handelt, der zwischen den Positionen bewegt wird, um Koordinaten und Orientierung in diesen Positionen als Positionen für einen Teil eines Roboters auf einer Bewegungsbahn hierfür zu speichern.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bekannten Koordinaten und Orientierung des Gegenstands durch die Tatsache erhalten werden, dass eine oder mehrere Kameras (4, 5) den Gegenstand in ihrem Gesichtsfeld in der fraglichen Position (26, 28) haben, derart dass diese Koordinaten und Orientierung aus Information von der Kamera oder den Kameras berechnet werden können, und dass der Gegenstand aus dem Gesichtsfeld der Kamera oder der Kameras bei einem Bewegen von der Startposition (26) zu der Erfassungsposition (27) verschwindet.
Vorrichtung zur Bestimmung von Koordinaten eines Punktes (15) eines Gegenstands (2) in einem Koordinaten-Referenzsystem und der Orientierung des Gegenstands in dem Raum in einer von dem Gegenstand eingenommenen Erfassungsposition (27), wobei der Gegenstand dafür ausgelegt ist, von einer Startposition (26) mit bekannten Koordinaten und Orientierung zu der Erfassungsposition bewegt zu werden, wobei die Vorrichtung umfasst, Mittel (20-25), die dafür ausgelegt sind, mit der Bewegung assoziierte Parameter zu ermitteln, und Elemente (6), die dafür ausgelegt sind, die Koordinaten und Orientierung des Gegenstands in der Erfassungsposition aus Information von den Ermittlungsmitteln über die Parameter und über die Startposition zu berechnen, wobei die Ermittlungsmittel umfassen, Beschleunigungserfassungsvorrichtungen (20-25), welche auf dem Gegenstand anzuordnen sind und dafür ausgelegt sind, Beschleunigungen und Verzögerungen des Gegenstands während der Bewegung zu ermitteln, und wobei das Berechnungselement (6) dafür ausgelegt ist, die Koordinaten und Orientierung des Gegenstands in der Erfassungsposition auf Basis von Information von den Beschleunigungserfassungsvorrichtungen zu berechnen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand dazu vorgesehen ist, aus der Erfassungsposition (27) in eine dritte Position (28) mit bekannten Koordinaten und Orientierung des Gegenstands (2) bewegt zu werden, dass die Beschleunigungserfassungsvorrichtungen (20-25), dafür ausgelegt sind, Beschleunigungen und Verzögerungen während dieser Bewegung zu ermitteln, dass das Berechnungselement (6) dafür ausgelegt ist, die Koordinaten und die Orientierung des Gegenstands in der dritten Position aus Information von den Beschleunigungserfassungsvorrichtungen zu berechnen, dass ein Element dafür ausgelegt ist, die derart berechneten Werte der Koordinaten und Orientierung mit den Wirklichen zu vergleichen, und dass das Berechnungselement dafür ausgelegt ist, die neuen Koordinaten und Orientierung für den Gegenstand in der Erfassungsposition aus den Beschleunigungs- und Verzögerungsdaten zu berechnen, die während der ersten Bewegung ermittelt wurden, die möglicherweise gemäß in dem Vergleich erstellter Abweichungen von Koordinaten und Orientierung korrigiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel umfassen, sechs Beschleunigungserfassungsvorrichtungen (20-25), wobei drei (20-22) ausgelegt sind, eine Beschleunigung und Verzögerung für eine Drehung in drei (23-25), zueinander orthogonalen Ebenen zu ermitteln, und drei für eine Ermittlung von Beschleunigung und Verzögerung des Gegenstands in der Richtung der Senkrechten zu jeweils einer der Ebenen ausgelegt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese umfasst, ein Element, das dafür ausgelegt ist, die Zeit zu erfassen, die für die Bewegung des Gegenstands zwischen der Startposition (26) und der Erfassungsposition (27) und zwischen der Erfassungsposition und der dritten Position (28) benötigt wird, und dass das Berechnungselement dafür ausgelegt ist, eine Anwendung eines Gewichtungsfaktors auf die Korrektur als eine Folge der Abweichungen in Abhängigkeit von den Relationen zwischen den für die zwei Bewegungen benötigten Zeiten durchzuführen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (2) dafür ausgelegt ist, zwischen verschiedenen Positionen (26-28) entlang einer erwünschten Bewegungsbahn für einen Teil eines Roboters zum Speichern von Koordinaten und Orientierung des Teils des Roboters in diesen Positionen bewegt zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnungselement (6) dafür ausgelegt ist, Koordinaten für einen Zentralpunkt eines Werkzeugs eines Roboters in der Erfassungsposition zu berechnen.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnungselement (6) dafür ausgelegt ist, die Koordinaten und die Orientierung eines Punkts zu berechnen, der mit einer Sprühdüse eines Roboters für eine Sprühaufbringung eines Anstrichmittels assoziiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (2) dafür ausgelegt ist, bewegt zu werden, um gegen einen Gegenstand (3) zu lagern, der ein Roboter ist, der dafür vorgesehen ist, während eines Einnehmens der Erfassungsposition eine Behandlung durchzuführen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Kameras (4, 5) angeordnet sind, um den Gegenstand (2) zu beobachten, und Elemente (6) angeordnet sind, um die bekannten Koordinaten und Orientierung auf der Basis von Information von der Kamera oder den Kameras zu berechnen, und dass die Erfassungsposition (27) außerhalb des Gesichtsfelds für die Kamera oder die Kameras angeordnet ist.