EP4175792A2 - Verfahren zum betreiben eines systems und system, aufweisend einen stapel von objekten, einen roboter, einen sensor und ein aufnahmemittel - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines systems und system, aufweisend einen stapel von objekten, einen roboter, einen sensor und ein aufnahmemittel

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Publication number
EP4175792A2
EP4175792A2 EP21733424.2A EP21733424A EP4175792A2 EP 4175792 A2 EP4175792 A2 EP 4175792A2 EP 21733424 A EP21733424 A EP 21733424A EP 4175792 A2 EP4175792 A2 EP 4175792A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
receiving means
stack
sensor
measuring direction
method step
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21733424.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Müller
Simone ARNOLD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4175792A2 publication Critical patent/EP4175792A2/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1679—Program controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1687—Assembly, peg and hole, palletising, straight line, weaving pattern movement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37002—Absence, detect absence, presence or correct position of workpiece
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40006—Placing, palletize, un palletize, paper roll placing, box stacking

Definitions

  • Method for operating a system and system comprising a stack of objects, a robot, a sensor and a receiving means
  • the invention relates to a method for operating a system and system having a stack of objects, a robot, a sensor and a receiving means.
  • robots have machine axes which are controlled by a controller of the robot.
  • a handling device is known from DE 102017 206 995 A1 as the closest prior art.
  • a position control device is known from DE 11 2017 007 025 T5.
  • a method for recording a contour part is known from DE 10 2012 203 134 A1.
  • a mobile robot loading cell is known from DE 20 2011 003431 U1.
  • the invention is therefore based on the object of developing the most efficient possible mode of operation of a robot, in particular a handling system.
  • the object is achieved in the method according to the features specified in claim 1 and in the system according to the features specified in claim 12.
  • the system has a stack of objects, a robot, a sensor and a receiving means, the sensor being arranged to be movable together with the receiving means by the robot Recording means is moved guided by the robot along a target path curve, in particular with tracking errors occurring, in a second method step, in particular subsequent to the first method step, during this guided movement the sensor detects the stack, in particular an edge of the stack, wherein the, in particular to Spatial position P_M of the receiving means associated with this detection is detected and / or determined, a position of the stack, in particular a position of the edge of the stack, being detected along a measuring direction of the sensor and / or the sensor being designed as a reflection light scanner for determination the position of the stack, in particular a position of the edge of the stack, along a measuring direction, the sensor being at a non-vanishing distance
  • the transfer position for picking up or depositing the object can be approached very precisely in the measuring direction. This is because the position in the measuring direction is precisely determined even if the position for detection is passed at an angle to the measuring direction or if there are significant tracking errors.
  • the sensor emits light essentially perpendicular to the measuring direction, while the sensor, together with the receiving means, moves closer and closer to the stack in the measuring direction or is lowered to the side of the stack. As soon as the top edge of the stack, i.e.
  • the topmost object of the stack reflects the light
  • the sensor generates a trigger signal that triggers the storage of the machine axis positions and the robot control can then determine the spatial position of the receiving means at which the transfer of the Object is enabled, so a picking up or releasing.
  • the position of the upper edge in the measuring direction is correctly determined and used to calculate the remaining travel.
  • the deviations perpendicular to the measuring direction can be used to determine the mass of the receptacle and / or for other purposes.
  • the remaining path is used to move the receiving means to the transfer position so that the transfer, that is, the picking up of the topmost object of the stack or the depositing of an object picked up by the receiving means and transported to the transfer position, can be carried out.
  • the travel movement can be stopped, it can also be driven through, for example continuing to travel corresponding to an impact against a wall.
  • the speed component in the direction perpendicular to the measuring direction is only changed in the ratio of the change in mass during transfer, in particular so that the sign remains unchanged.
  • the sign of the speed direction parallel to the measuring direction is reversed, whereby it is also changed as a function of the mass change ratio during the transfer.
  • the senor is a reflection light scanner, in particular the emitted light beam of which is oriented essentially perpendicular to the measuring direction.
  • the advantage here is that a particularly cost-effective and precise sensor can be used, the sensitive area of which extends perpendicular to the measuring direction, so that when at least partial movement in the measuring direction enables precise detection of the position in the measuring direction.
  • a fifth method step in particular subsequent to the fourth method step, an object from the stack is picked up by the pick-up means or an object picked up by the pick-up means is placed on the stack, in particular where for this transfer, i.e. this pick-up or drop-off the transfer position P_C the receiving means comes to a standstill briefly or essentially not at all.
  • the advantage here is that a pick or a place can be carried out. In both cases, the position required for the transfer is precisely maintained, at least as seen in the measuring direction. This is because the sensor has determined the upper edge and from this has precisely determined the coordinate value in the measuring direction.
  • the receiving means is moved away from the stack in a sixth method step, in particular following the fifth method step in time.
  • a further travel can be carried out, with which the receiving means can be removed from the stack.
  • the move command that was currently valid before the transfer is either terminated prematurely if it has not yet been fully processed when the transfer position is reached, or it is extended until the transfer position is reached if it has already been processed before the transfer position has been reached.
  • the speed component perpendicular to the measuring direction equals the speed component that is perpendicular to the measuring direction before reaching the transfer position P_C and is multiplied by a factor, the factor being the ratio of the mass of the receiving means moved before reaching the transfer position P_C recorded object and the moving mass of the recording means including the recorded object after passing through the transfer position P_C.
  • the speed of the receiving means is determined according to an impact between the receiving means including the object and the stack, carried out with conservation of momentum and energy, the mass of the object being transferred between the receiving means and the stack at the transfer position, in particular the mass of the stack is very much larger than the mass of the object, especially in the limit value is infinitely larger than the mass of the object.
  • the advantage here is that the movement around the transfer can be carried out in accordance with an impact against a wall and thus stopping, that is to say stopping, at the transfer position can be avoided.
  • the transfer itself has to take place very quickly, so that a vacuum suction device is advantageous here - especially in comparison to a gripping tool.
  • the execution of the last travel command before position P_C is reached is continued until position P_C is reached and / or is terminated when position P_C is reached.
  • the mass of the object recorded by the recording means is determined from the distance b between P_P and P_M, the values of kinematic parameters used for the guided movement in the first method step, in particular acceleration, braking acceleration and / or jerk, in the fourth method step can be changed depending on the specific value of the mass, in particular inversely proportional to the mass.
  • the advantage here is that the distance to the target trajectory curve within the projection plane is a measure of the mass, since the kinematic parameters are specified.
  • the parameters used after the detection can be adapted as a function of the mass value determined in this way.
  • the target trajectory is shifted by the distance vector P_M - P_P and the recording means is moved along this displaced target trajectory from the position P_M to a position P_C spaced apart in the measuring direction by the distance d, in particular that on the shifted target trajectory.
  • the advantage here is that slippage of the stack can be taken into account and thus the desired trajectory curve can be displaced within the projection plane, that is perpendicular to the measuring direction, on the basis of the displacement found. Slipping or shifting of the stack can therefore be recognized and even compensated without the need for an additional sensor.
  • the system has a robot with a machine axes moving the receiving means in a guided manner, a controller of the robot controlling the machine axes in such a way that the actual position of the receiving means is guided along a target path curve, in particular where following errors occur.
  • the advantage here is that following errors are permitted in the guided movement and can be taken into account in the case of pick and / or place.
  • a measure for the mass of the object can even be determined from the following error-related deviations, with which the following parameters of the control can then be changed.
  • the senor is a photoelectric proximity switch.
  • the advantage here is that a very cost-effective and precise determination of the stack, in particular the top edge of the stack, is made possible.
  • the receiving means is a gripping tool, a vacuum suction device or an electromagnet.
  • the advantage here is that a faster transfer is possible.
  • each machine axis has a means for detecting the machine axis position, in particular wherein the means is designed in such a way that the machine axis position can be determined triggered by the sensor.
  • the stacking direction is aligned parallel to the measuring direction.
  • a robot according to the invention with a sensor 10 moved in the measuring direction is schematically sketched in FIG. 1, the term robot also including handling systems and portals.
  • FIG. 2 shows the projection of a measuring point P_M in a plane perpendicular to the measuring direction onto the target trajectory.
  • FIG. 3 shows the case in which the distance to be covered after the detection to the receiving position of an object in the receiving stack 17 is shorter than the planned straight-line travel to position P17.
  • FIG. 4 shows the case in which the distance to be covered after the detection to the receiving position of an object in the receiving stack 17 is shorter than the planned curved journey to position P17.
  • FIG. 5 shows the case in which the distance to be covered after the detection to the receiving position of an object in the receiving stack 17 is longer than the planned trip to position P17.
  • FIG. 6 shows the rescheduling of the movement after the remaining path has been traveled after the detection.
  • the robot has machine axes, in the direction of which a receiving means, in particular a gripping tool, controllable electromagnet, vacuum suction head or the like, can be moved.
  • a receiving means in particular a gripping tool, controllable electromagnet, vacuum suction head or the like, can be moved.
  • a first machine axis 11 is designed, for example, as a vertical axis of the robot, in particular a handling system or portal, and a machine axis 12 aligned perpendicular thereto is designed, for example, as a horizontal axis of the robot, in particular a handling system or portal.
  • a sensor 10, which makes the upper edge of a receiving stack 13 detectable, is arranged at a distance from the receiving means 17.
  • the receiving stack 13 consists of a stack of objects which are preferably arranged one above the other in the vertical direction.
  • the sensor 10 is sensitive in a measuring direction which, for example, corresponds to the direction of gravity.
  • the recording means 17 is moved along a desired trajectory curve, the desired trajectory curve being stored in a controller of the robot as a sequence of positions.
  • Each machine axis (11, 12) has an electric motor fed by an inverter and a position detection means, in particular an angle sensor for detecting the rotational position of the rotor of the electric motor.
  • the sensor 10 comes closer and closer to the receiving stack 13 in the measuring direction and the sensor 10 detects the upper edge of the stack as it approaches the upper edge as soon as the upper edge is less than a minimum distance from the sensor 10.
  • the sensor 10 When the upper edge is detected by the sensor 10, the sensor 10 generates a signal which is fed to the inverters of the machine axes and causes the current position P_M detected by the position detection means to be stored.
  • the associated spatial position P_M of the recording means 17 is determined from the position values recorded in this way, in particular by the control of the robot. This position P_M is very precise due to the rapid and direct reading out of the detected position values, in particular thus at a small distance from the position of the recording means 17 actually present during the detection.
  • the sensor 10 detects the upper edge in a measuring direction, which is shown in the figures with the Z-direction. As described, the Z value of the position P_M is thus determined very precisely, since the current position is recorded directly and immediately.
  • a nominal trajectory 21 is specified during the movement of the receiving means 17 by specifying a sequence of positions (P15, P16, P17, P18) and the nominal trajectory can be calculated as the interpolation of these points.
  • tracking errors and disturbances occur which cause the actual trajectory to deviate from the target trajectory.
  • linear interpolation with smoothing or spline interpolation can be used as interpolation.
  • the position P_M can be spaced from the target trajectory.
  • a projected position P_P is now determined in a next method step in that the Z value, i.e. the coordinate value assigned to point P_M in the measuring direction, is retained and a projection onto the nominal path curve 21 within the plane 20 perpendicular to the measuring direction is performed.
  • the position P_P which is closest to the position P_M is determined, which is on the target trajectory 21 and has the same Z value as P_M.
  • the highest object is picked up by the receiving means 17.
  • the associated position is marked with P_C in the figures.
  • the onward journey to position P17 is initially stopped after position P_C has been reached, in that the corresponding movement command is rejected and thus sufficient time is made available to record the object.
  • a curved nominal path curve is specified.
  • the tangent to the nominal path curve is arcuate, in particular S-shaped.
  • the Z value i.e. the coordinate value in the measuring direction of P_P and P_M, is the same, so that within the projection plane 20 the distance b between P_P and P_M is greater, in particular more than a multiple greater, than the distance a can.
  • control also has a means for tracking error monitoring, which causes an action such as a warning and / or stopping, activating a safety state or switching off the robot when the permissible level of tracking error is exceeded, only permissible tracking error deviations occur. If, however, the target trajectory curve passes through position P_M at an angle of almost 90 °, the distance b is very much greater than the maximum permissible following error.
  • the distance d in the measuring direction between P_P and P_C is maintained.
  • the remaining path d thus corresponds to the distance between the sensor 10 and the working area of the receiving means 17 in the measuring direction.
  • the recording means 17 is brought to the recording of the object precisely in the measuring direction to the position P_C, where the recording of the object is carried out.
  • the next further lower-lying pick position that is to say the next pick-up position, can be determined for the next object to be removed from the pick-up stack 17.
  • the last travel command to reach a position P17 would be completed when traveling the remaining distance d and thus the further travel would be stopped at position P17, which is why that travel command is extended in the invention which is valid when the transfer position P17 is reached, in particular passed through. Only when the lower-lying transfer position P_C is reached is the receiving means 17 able to remove the object from the receiving stack 13.
  • the pick-up position for the next object is one stack height lower in the measuring direction than the transfer position P_C.
  • the stack can have a variable height15.
  • the sensor 10 is preferably designed as a reflection light scanner, the emitted light of which is directed essentially perpendicular to the measuring direction. Thus, an object struck by this light reflects the light back to the sensor 10.
  • the stacking direction is parallel to the measuring direction. In this way, the coordinate of the upper edge of the stack in the measuring direction can be detected very precisely.
  • the mass of the object recorded with the recording means 17 is determined from the distance b between P_P and P_M. If, for example, no object has been picked up by the recording means 17, the distance b is smaller than when a massive object is picked up by the recording means 17.
  • the kinematic parameters are adapted during the further guided movement along the target path curve, in particular during braking before the object is later deposited on the deposit stack 14. Because those of the engines of the Acceleration torques and braking torques that can be generated by machine axes are limited to a maximum permissible value. Therefore, for example, the braking acceleration of the object is to be adapted to the mass; for example, if the mass is larger, a smaller braking acceleration is specified for guided movement along the target path curve.
  • the method is not used to pick up an object from the receiving stack 13, but rather to depositing an object picked up by the receiving means 17 on a deposit stack 14.
  • the term transfer is used here as a generic term for picking up, in particular picking, and depositing, in particular place. Therefore the position P_C can be designated as a transfer position.
  • the position P_C is replaced by P_C + P_M-P_P.
  • the position P_C is thus shifted by the difference vector between P_M and P_P. This increases the certainty that the object can actually be picked up by the pickup means 17 when the pickup position is reached. This is particularly advantageous if the distance b is greater or even very much greater than the distance a, in particular because of a very oblique passage through the position P_P or P_M. Driving through it at an angle is useful when looking for the stack. If, for example, the stack has been moved and the robot could not detect an object in the expected spatial area, a search drive is necessary.
  • the offset can then be determined, taking into account the offset within the projection plane 20, and a new target trajectory can be determined therefrom, which then allows a less inclined travel through the detection 1.
  • the machine axis mentioned in each case is formed by a machine axis system, that is to say by a combination of several axes of the robot.
  • the first machine axis that is to say the vertically oriented machine axis, for example, can be implemented by a combination of machine axes which then each have an electric motor fed by a respective inverter.

Landscapes

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Systems und System, aufweisend einen Stapel von Objekten einen Roboter, einen Sensor und ein Aufnahmemittel, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Aufnahmemittel vom Roboter entlang einer Sollbahnkurve geführt bewegt wird, in einem zweiten Verfahrensschritt während dieser geführten Bewegung der Sensor den Stapel detektiert, wobei die räumliche Position P_M des Aufnahmemittels erfasst, wobei eine Position des Stapels entlang einer Messrichtung des Sensors detektiert wird, wobei der Sensor vom Aufnahmemittel in Messrichtung einen nicht verschwindenden Abstand d aufweist, in einem dritten Verfahrensschritt die erfasste und/oder bestimmte räumliche Position P_M des Aufnahmemittels innerhalb einer Ebene, insbesondere Projektionsebene, auf die Sollbahnkurve projiziert wird, wobei die Normalenrichtung der Ebene parallel zur Messrichtung ausgerichtet ist und wobei die Ebene die räumliche Position des Aufnahmemittels enthält, und wobei die auf die Sollbahnkurve projizierte Position P_P ist in einem vierten Verfahrensschritt das Aufnahmemittel entlang der Sollbahnkurve bis zu einer in Messrichtung um den Abstand d beabstandeten Transferposition P_C geführt bewegt wird.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Systems und System, aufweisend einen Stapel von Objekten, einen Roboter, einen Sensor und ein Aufnahmemittel
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Systems und System, aufweisend einen Stapel von Objekten, einen Roboter, einen Sensor und ein Aufnahmemittel.
Es ist allgemein bekannt, dass Roboter Maschinenachsen aufweisen, die von einer Steuerung des Roboters gesteuert werden.
Aus der DE 102017 206 995 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik eine Handhabungsvorrichtung bekannt.
Aus der DE 11 2017 007 025 T5 ist eine Positionssteuerungseinrichtung bekannt.
Aus der DE 102014 008 665 A1 ist eine Vorrichtung zum Transportieren flächiger Faserhalbzeugzuschnitte bekannt.
Aus der DE 10 2012 203 134 A1 ist ein Verfahren zum Aufnehmen eines Konturteils bekannt.
Aus der DE 20 2011 003431 U1 ist eine mobile Roboter-Beladezelle bekannt.
Aus der DE 196 00 309 C1 ist ein Verfahren zur Werkstück-Lageerkennung beim Heftschweißen bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine möglichst effiziente Betriebsweise eines Roboters, insbesondere Handlingsystems auszubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 und bei dem System nach den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst. Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren zum Betreiben eines Systems sind, dass das System einen Stapel von Objekten, einen Roboter, einen Sensor und ein Aufnahmemittel aufweist, wobei der Sensor zusammen mit dem Aufnahmemittel vom Roboter bewegbar angeordnet ist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Aufnahmemittel vom Roboter entlang einer Sollbahnkurve geführt bewegt wird, insbesondere wobei Schleppfehler auftreten, in einem zweiten, insbesondere auf den ersten Verfahrensschritt zeitlich nachfolgenden, Verfahrensschritt während dieser geführten Bewegung der Sensor den Stapel, insbesondere eine Kante des Stapels, detektiert, wobei die, insbesondere zu dieser Detektion zugehörige, räumliche Position P_M des Aufnahmemittels erfasst und/oder bestimmt wird, wobei eine Position des Stapels, insbesondere eine Position der Kante des Stapels, entlang einer Messrichtung des Sensors detektiert wird und/oder wobei der Sensor als Reflexionslichttaster ausgeführt ist zur Bestimmung der Position des Stapels, insbesondere eine Position der Kante des Stapels, entlang einer Messrichtung, wobei der Sensor vom Aufnahmemittel in Messrichtung einen nicht verschwindenden Abstand d aufweist und/oder wobei der Sensor vom zur Aufnahme eines Objekts vorgesehener Bereich des Aufnahmemittels in Messrichtung einen nicht verschwindenden Abstand d aufweist, in einem dritten, insbesondere auf den zweiten Verfahrensschritt zeitlich nachfolgenden, Verfahrensschritt die erfasste und/oder bestimmte räumliche Position P_M des Aufnahmemittels innerhalb einer Ebene, insbesondere Projektionsebene, auf die Sollbahnkurve projiziert wird, wobei die Normalenrichtung der Ebene parallel zur Messrichtung ausgerichtet ist und wobei die Ebene die räumliche Position des Aufnahmemittels enthält, und wobei die auf die Sollbahnkurve projizierte Position P_P ist in einem vierten, insbesondere auf den dritten Verfahrensschritt zeitlich nachfolgenden, Verfahrensschritt das Aufnahmemittel entlang der Sollbahnkurve bis zu einer in Messrichtung um den Abstand d beabstandeten Transferposition P_C geführt bewegt wird. Von Vorteil ist dabei, dass nach Detektion der Oberkante des Stapels die Transferposition zum Aufnehmen oder Ablegen des Objekts in Messrichtung sehr präzise anfahrbar ist. Denn auch bei zur Messrichtung schrägem Vorbeifahren der Position zum Detektieren oder bei erheblichen Schleppfehlern ist die Position in Messrichtung genau bestimmt. Der Sensor strahlt hierzu Licht im Wesentlichen senkrecht zur Messrichtung ab, während der Sensor zusammen mit dem Aufnahmemittel in Messrichtung immer weiter dem Stapel sich nähert beziehungsweise seitlich am Stapel abgesenkt wird. Sobald die Oberkante des Stapels, also das oberste Objekt des Stapels das Licht reflektiert, erzeugt der Sensor somit ein Triggersignal, das ein Abspeichern der Maschinenachspositionen auslöst und daraus von der Steuerung des Roboters dann die räumliche Position des Aufnahmemittels bestimmbar ist, an welcher ein Transfer des Objekts ermöglicht ist, also ein Aufnehmen oder Abgeben.
Selbst wenn bei der Detektion ein Schleppfehler vorhanden ist, wird die Position der Oberkante in Messrichtung korrekt bestimmt und zur Berechnung der Restfahrt verwendet. Die Abweichungen senkrecht zur Messrichtung sind zur Bestimmung der Masse des Aufnahmemittels verwendbar und/oder zu anderen Zwecken.
Der Restweg dient dazu, das Aufnahmemittel an die Transferposition heranzufahren, so dass der Transfer, also das Aufnehmen des obersten Objekts des Stapels oder das Ablegen eine vom Aufnahmemittel aufgenommenen und zur Transferposition hin transportierten Objekts, ausführbar ist.
Bei der Transferposition ist zwar die Fahrbewegung stoppbar, es kann aber auch ein Durchfahren, beispielsweise ein einem Stoß gegen eine Wand entsprechendes Weiterfahren, ausgeführt werden. Dabei wird die Geschwindigkeitskomponente in zur Messrichtung senkrechter Richtung nur im Verhältnis der Massenänderung beim Transfer geändert, insbesondere so, dass also das Vorzeichen unverändert bleibt. Die zur Messrichtung parallele Geschwindigkeitsrichtung wird vorzeichenmäßig umgekehrt, wobei sie ebenfalls abhängig vom Massenänderungsverhältnis beim Transfer geändert wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor ein Reflexions-Lichttaster, insbesondere dessen ausgestrahlter Lichtstrahl im Wesentlichen senkrecht zur Messrichtung ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein besonders kostengünstiger und präziser Sensor verwendbar ist, dessen empfindlicher Bereich sich senkrecht zur Messrichtung erstreckt, so dass beim zumindest anteiligen Bewegen in Messrichtung eine präzise Detektion der Position in Messrichtung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird in einem fünften, insbesondere auf den vierten Verfahrensschritt zeitlich nachfolgenden, Verfahrensschritt vom Aufnahmemittel ein Objekt des Stapels aufgenommen oder ein vom Aufnahmemittel aufgenommenes Objekt wird auf den Stapel abgelegt, insbesondere wobei für diesen Transfer, also dieses Aufnehmen oder Ablegen, an der Transferposition P_C das Aufnahmemittel kurzzeitig oder im Wesentlichen gar nicht zum Stillstand kommt. Von Vorteil ist dabei, dass ein Pick oder ein Place ausführbar ist. In beiden Fällen ist die für den Transfer notwendige Position zumindest in Messrichtung gesehen präzise eingehalten. Denn der Sensor hat die Oberkante bestimmt und daraus den Koordinatenwert in Messrichtung exakt bestimmt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird in einem sechsten, insbesondere auf den fünften Verfahrensschritt zeitlich nachfolgenden, Verfahrensschritt das Aufnahmemittel vom Stapel weggeführt bewegt. Von Vorteil ist dabei, dass nach dem Transfer des Objekts eine Weiterfahrt ausführbar ist, mit welcher ein Entfernen des Aufnahmemittels vom Stapel durchführbar ist. Der vor dem Transfer zuvor aktuell gültige Fahrbefehl wird entweder vorzeitig beendet, wenn er bei Erreichen der Transferposition noch nicht vollständig abgearbeitet ist, oder so lange verlängert, bis die Transferposition erreicht ist, wenn er schon vor dem Erreichen der Transferposition abgearbeitet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gleicht beim Wegführen des Aufnahmemittels vom Stapel die zur Messrichtung senkrechte Geschwindigkeitskomponente der vor Erreichen der Transferposition P_C zur Messrichtung senkrechte, mit einem Faktor multiplizierten Geschwindigkeitskomponente, wobei der Faktor dem Verhältnis aus der vor dem Erreichen der Transferposition P_C bewegten Masse des Aufnahmemittels samt aufgenommenem Objekt und der nach dem Durchfahren der Transferposition P_C bewegten Masse des Aufnahmemittels samt aufgenommenem Objekt ist. Von Vorteil ist dabei, dass bei der Transferposition kein Anhalten notwendig ist, sondern die Transferposition durchfahren wird, wobei allerdings die in Messrichtung vorhandene Geschwindigkeitskomponente vorzeichenmäßig umgekehrt wird. Die Sollbahnkurve ähnelt also einem elastischen Stoßen auf eine Wand, wobei allerdings das Objekt und somit dessen Masse aufgenommen oder abgelegt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird beim Wegführen des Aufnahmemittels vom Stapel die Geschwindigkeit des Aufnahmemittels gemäß eines unter Impulserhaltung und Energieerhaltung ausgeführten Stoßes zwischen Aufnahmemittel samt Objekt und Stapel bestimmt, wobei an der Transferposition die Masse des Objekts zwischen Aufnahmemittel und Stapel transferiert wird, insbesondere wobei die Masse des Stapels sehr viel größer als die Masse des Objekts ist, insbesondere im Grenzwert unendlich viel größer als die Masse des Objekts ist. Von Vorteil ist dabei, dass einem Stoß gegen eine Wand entsprechend die Bewegung um den Transfer herum ausführbar ist und somit ein Anhalten, also Stoppen, an der Transferposition vermeidbar ist. Der Transfer selbst muss allerdings sehr schnell erfolgen, so dass hier ein Vakuumsauger vorteilig ist - insbesondere im Vergleich zu einem Greifwerkzeug.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird beim vierten Verfahrensschritt die Ausführung des vor Erreichen der Position P_C letzten Fahrbefehls solange fortgeführt, bis die Position P_C erreicht ist und/oder abgebrochen wird, wenn die Position P_C erreicht wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Programmierung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird aus dem Abstand b zwischen P_P und P_M die Masse des mit dem Aufnahmemittel aufgenommenen Objekts bestimmt, wobei die für das geführte Bewegen beim ersten Verfahrensschritt verwendeten Werte von kinematischen Parametern, insbesondere Beschleunigung, Bremsbeschleunigung und/oder Ruck, im vierten Verfahrensschritt abhängig von dem bestimmten Wert der Masse verändert werden, insbesondere umgekehrt proportional zur Masse. Von Vorteil ist dabei, dass der Abstand zur Sollbahnkurve innerhalb der Projektionsebene ein Maß für die Masse ist, da die kinematischen Parameter vorgegeben sind. Abhängig von dem so bestimmten Wert der Masse sind die nach der Detektion nachfolgend verwendeten Parameter anpassbar. Bei größerer Masse ist beispielweise eine geringere Bremsbeschleunigung und somit ein längerer Bremsweg bis zum Erreichen der Transferposition, an der vorzugsweise das Aufnahmemittel angehalten wird, vorgebbar. Somit wird das maximal zulässige Moment der Maschinenachsen nicht überschritten. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird anstatt des vierten Verfahrensschritts die Sollbahnkurve um den Distanzvektor P_M - P_P verschoben und das Aufnahmemittel wird entlang dieser verschobenen Sollbahnkurve von der Position P_M aus bis zu einer in Messrichtung um den Abstand d beabstandeten Position P_C geführt bewegt, insbesondere die auf der verschobenen Sollbahnkurve liegt. Von Vorteil ist dabei, dass ein Verrutschen des Stapels berücksichtigbar ist und somit die Sollbahnkurve aufgrund der gefundenen Verschiebung innerhalb der Projektionsebene, also senkrecht zur Messrichtung, verschiebbar ist. Ein Verrutschen oder Verschieben des Stapels ist also erkennbar und sogar ausgleichbar, ohne dass ein zusätzlicher Sensor notwendig wäre.
Wichtige Merkmale bei dem System zur Durchführung eines vorgenannten Verfahrens sind, dass das System einen Roboter mit einer das Aufnahmemittel geführt bewegenden Maschinenachsen aufweist, wobei eine Steuerung des Roboters die Maschinenachsen derart ansteuert, dass die Ist- Position des Aufnahmemittels entlang einer Sollbahnkurve geführt wird, insbesondere wobei Schleppfehler auftreten.
Von Vorteil ist dabei, dass bei der geführten Bewegung Schleppfehler zugelassen sind und bei Pick und/oder Place berücksichtigbar sind. Außerdem ist aus den schleppfehlerbedingten Abweichungen sogar ein Maß für die Masse des Objekts bestimmbar, mit dem dann nachfolgende Parameter der Steuerung veränderbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor ein Reflexions-Lichttaster. Von Vorteil ist dabei, dass ein sehr kostengünstiges und präzises Bestimmen des Stapels, insbesondere der Oberkante des Stapels, ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Aufnahmemittel ein Greifwerkzeug, ein Vakuumsauger oder ein Elektromagnet. Von Vorteil ist dabei, dass ein schneller Transfer ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jede Maschinenachse ein Mittel zur Erfassung der Maschinenachsenposition auf, insbesondere wobei das Mittel derart geeignet ausgeführt ist, dass die Maschinenachsenposition durch den Sensor getriggert bestimmbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein sehr zeitnahes und somit sehr genaues Erfassen der zur Detektion gehörenden Position ausführbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Stapelrichtung parallel zur Messrichtung ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein sehr genaues Positionieren ermöglicht ist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Roboter mit einem in Messrichtung bewegten Sensor 10 schematisch skizziert, wobei unter den Begriff Roboter auch Handlingsysteme und Portale subsummiert werden.
In der Figur 2 ist die Projektion eines Messpunktes P_M in einer zur Messrichtung senkrechten Ebene auf die Sollbahnkurve dargestellt.
In der Figur 3 ist der Fall dargestellt, dass die nach der Detektion zur Aufnahmeposition eines Objekts des Aufnahmestapels 17 zurückzulegende Distanz kürzer ist als die geplante geradlinige Fahrt zur Position P17.
In der Figur 4 ist der Fall dargestellt, dass die nach der Detektion zur Aufnahmeposition eines Objekts des Aufnahmestapels 17 zurückzulegende Distanz kürzer ist als die geplante gekrümmte Fahrt zur Position P17.
In der Figur 5 ist der Fall dargestellt, dass die nach der Detektion zur Aufnahmeposition eines Objekts des Aufnahmestapels 17 zurückzulegende Distanz länger ist als die geplante Fahrt zur Position P17.
In der Figur 6 ist die Umplanung der Bewegung nach Abfahren des Restwegs nach der Detektion dargestellt.
Wie in Figur 1 dargestellt, weist der Roboter Maschinenachsen auf, in deren Richtung ein Aufnahmemittel, insbesondere Greifwerkzeug, steuerbarer Elektromagnet, Vakuumsaugkopf oder dergleichen, bewegbar ist.
Hierzu ist eine erste Maschinenachse 11 beispielhaft als vertikale Achse des Roboters, insbesondere Handlingsystems oder Portals, ausgeführt und eine dazu senkrecht ausgerichtete Maschinenachse 12 beispielhaft als horizontale Achse des Roboters, insbesondere Handlingsystems oder Portals, ausgeführt. Beabstandet vom Aufnahmemittel 17 ist ein Sensor 10 angeordnet, der die Oberkante eines Aufnahmestapels 13 detektierbar macht. Der Aufnahmestapel 13 besteht aus einem Stapel von Objekten, die vorzugsweise in vertikaler Richtung übereinandergestapelt angeordnet sind.
Der Sensor 10 ist in einer Messrichtung empfindlich, die beispielsweise der Gravitationsrichtung entspricht.
Das Aufnahmemittel 17 wird entlang einer Sollbahnkurve bewegt, wobei die Sollbahnkurve in einer Steuerung des Roboters als Folge von Positionen hinterlegt ist.
Jede Maschinenachse (11, 12) weist einen von einem Wechselrichter gespeisten Elektromotor und ein Positionserfassungsmittel, insbesondere Winkelsensor zur Erfassung der Drehlage des Rotors des Elektromotors, auf.
Beim Heranfahren des Aufnahmemittels 17 zum Aufnahmestapel 13 hin kommt der Sensor 10 in Messrichtung dem Aufnahmestapel 13 immer näher und vom Sensor 10 wird beim Annähern der Oberkante des Stapels diese detektiert, sobald die Oberkante weniger als einen Mindestabstand zum Sensor 10 aufweist.
Bei Detektion der Oberkante durch den Sensor 10 wird vom Sensor 10 ein Signal erzeugt, das den Wechselrichtern der Maschinenachsen zugeführt wird und ein Speichern der aktuellen vom Positionserfassungsmittel erfassten Position P_M bewirkt. Aus den so erfassten Positionswerten wird, insbesondere von der Steuerung des Roboters, die zugehörige räumliche Position P_M des Aufnahmemittels 17 bestimmt. Diese Position P_M ist durch das schnelle und direkte Auslesen der erfassten Positionswerte sehr genau, insbesondere also gering beabstandet von der beim Detektieren wirklich vorhandenen Position des Aufnahmemittels 17.
Der Sensor 10 detektiert die Oberkante in einer Messrichtung, welche in den Figuren mit der Z-Richtung dargestellt wird. Wie beschrieben, ist somit der Z-Wert der Position P_M sehr genau bestimmt, da die aktuelle Position direkt und sofort erfasst wird.
Zwar wird bei der Bewegung des Aufnahmemittels 17 eine Sollbahnkurve 21 vorgegeben, indem eine Folge von Positionen (P15, P16, P17, P18) angegeben wird und die Sollbahnkurve als Interpolation dieser Punkte berechenbar ist. Allerdings treten Schleppfehler und Störeinwirkungen auf, die ein Abweichen der Istbahnkurve von der Sollbahnkurve bewirken. Als Interpolation ist beispielsweise die Linearinterpolation mit Verschliff oder die Spline- Interpolation anwendbar.
Somit kann die Position P_M beabstandet sein von der Sollbahnkurve.
Wie in Figur 2 dargestellt, wird in einem nächsten Verfahrensschritt nun eine projizierte Position P_P bestimmt, indem der Z-Wert, also der in Messrichtung dem Punkt P_M zugeordnete Koordinatenwert, erhalten bleibt und innerhalb der zur Messrichtung senkrechten Ebene 20 eine Projektion auf die Sollbahnkurve 21 ausgeführt wird. Somit ist dann, insbesondere durch die orthogonale Projektion, die zur Position P_M nächstgelegene Position P_P bestimmt, die auf der Sollbahnkurve 21 liegt und denselben Z-Wert wie P_M aufweist.
Von dieser Position P_P aus wird dann ein Restweg berechnet, um den das Aufnahmemittel 17 in Messrichtung zu bewegen ist, um die Oberkante zu erreichen und das oberste Objekt aufnehmen zu können.
Wenn also bei der Position P_M die Oberkante des Aufnahmestapels 13, also des obersten Objektes des Aufnahmestapels 13, detektiert wird, wird das höchstgelegene Objekt vom Aufnahmemittel 17 aufgenommen. Die zugehörige Position wird in den Figuren mit P_C gekennzeichnet.
Ausgehend von P_P wird nach Zurücklegen des Restwegs d in Messrichtung, also in Z- Richtung, ist die Position P_C erreicht, bei der das Objekt aufgenommen wird und von der aus die Weiterfahrt ausgeführt werden kann.
Wie in Figur 3 gezeigt, wird die Weiterfahrt zur Position P17 nach Erreichen der Position P_C zunächst gestoppt, indem der entsprechende Fahrbefehl verworfen wird und somit genügend viel Zeit zum Aufnahmen des Objekts bereitgestellt wird.
Denn die Position P_C war das eigentliche Ziel nach dem Verlassen P_M. Anstatt zu P17 ist die Weiterfahrt von P_C aus beispielsweise als eine Rückfahrt zur Position P16 ausführbar. Somit wird das beim Pick, also Aufnehmen des Objekts vom Aufnahmestapel 13, nicht tiefer in den Stapel 13 gedrückt, sondern angehoben und wegtransportiert. Dabei ist die Sollbahnkurve von P_P bis P_C geradlinig.
Wie in Figur 4 gezeigt, ist im Unterschied zur Figur 3 eine gekrümmte Sollbahnkurve vorgegeben. Dabei ist die Tangente an die Sollbahnkurve bogenförmig, insbesondere S- förmig.
Auf diese Weise ist zwar der Restweg d in Z-Richtung zwischen P_P und P_C eingehalten; jedoch können große Abweichungen zwischen P_M und P_P entstehen, wenn die Sollbahnkurve im Bereich von P_P stark geneigt ist zur dortigen Messrichtung, also Z- Richtung.
Denn bei einem auftretenden Schleppfehlerweicht P_M von der Sollbahnkurve derart ab, dass ein Abstand a zur Sollbahnkurve vorhanden ist. Jedoch ist durch die erfindungsgemäße Bestimmung der Z-Wert, also der Koordinatenwert in Messrichtung von P_P und P_M gleich, so dass innerhalb der Projektionsebene 20 der Abstand b zwischen P_P und P_M größer, insbesondere um mehr als ein Vielfaches größer, als der Abstand a sein kann.
Da die Steuerung auch ein Mittel zur Schleppfehlerüberwachung aufweist, das bei Überschreiten des zulässigen Maßes an Schleppfehler eine Aktion, wie eine Warnung und/oder ein Stoppen, Aktivieren eines Sicherheitszustandes oder Abschalten des Roboters, bewirkt, treten nur zulässige Schleppfehlerabweichungen auf. Wenn nun aber die Sollbahnkurve mit einem Winkel von fast 90° die Position P_M durchläuft, ist der Abstand b sehr viel größer als der maximal zulässige Schleppfehler.
Trotzdem ist aber der Abstand d in Messrichtung zwischen P_P und P_C eingehalten. Somit entspricht der Restweg d dem Abstand zwischen Sensor 10 und dem Arbeitsbereich des Aufnahmemittels 17 in Messrichtung.
Erfindungsgemäß wird das Aufnahmemittel 17 also zur Aufnahme des Objekts präzise in Messrichtung auf die Position P_C gebracht, wo das Aufnehmen des Objekts ausgeführt wird. Außerdem ist von dieser Position P_C aus die nächste weiter tiefer liegenden Pickposition, also nächste Aufnahmeposition, für das nächst zu entnehmende Objekt des Aufnahmestapels 17 bestimmbar. Wie in Figur 5 dargestellt, ist auch der Fall möglich, dass von der Position P_P ausgehend bei Abfahren des Restwegs d der letzte Fahrbefehl zum Erreichen einer Position P17 erledigt wäre und somit die Weiterfahrt bei Position P17 gestoppt wäre, weshalb bei der Erfindung derjenige Fahrbefehl verlängert wird, der bei Erreichen, insbesondere Durchfahren, der Transferposition P17 gültig vorgegeben wird. Erst bei Erreichen der tiefer liegenden Transferposition P_C ist das Aufnahmemittel 17 in der Lage, das Objekt vom Aufnahmestapel 13 zu entnehmen.
Bei dem in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel, wird direkt nach Erreichen der Transferposition P_C, bei welcher das Objekt aufgenommen wird, der gerade gültige Fahrbefehl gestoppt und schon der nächste Fahrbefehl mit Fahrtrichtung 60 ausgeführt. In Figur 6 bewirkt dies ein Zurückziehen des Aufnahmemittels 13 zusammen mit dem aufgenommenen Objekt. Somit bewirkt der dann gültige Fahrbefehl ein Erreichen der Position P18.
Die Aufnahmeposition für das nächste Objekt liegt um eine Stapelhöhe niedriger in Messrichtung als die Transferposition P_C.
Erfindungsgemäß kann aber der Stapel eine variable Höhe15 aufweisen.
Der Sensor 10 ist vorzugsweise als Reflexions-Lichttaster ausgeführt, dessen ausgestrahltes Licht im Wesentlichen senkrecht zur Messrichtung gerichtet ist. Somit reflektiert ein von diesem Licht getroffenes Objekt das Licht zum Sensor 10 zurück. Die Stapelrichtung ist parallel zur Messrichtung. Auf diese Weise ist die in Messrichtung vorhandene Koordinate der Oberkante des Stapels sehr genau detektierbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird aus dem Abstand b zwischen P_P und P_M die Masse des mit dem Aufnahmemittel 17 aufgenommenen Objekts bestimmt. Wenn beispielsweise kein Objekt vom Aufnahmemittel 17 aufgenommen ist, ist der Abstand b kleiner als wenn ein massereiches Objekt vom Aufnahmemittel 17 aufgenommen ist. Abhängig von der Masse werden die kinematischen Parameter bei der weiteren geführten Bewegung entlang der Sollbahnkurve, insbesondere beim Abbremsen vor dem späteren Ablegen des Objekts auf dem Ablagestapel 14 angepasst. Denn die von den Motoren der Maschinenachsen erzeugbaren Beschleunigungsmomente und Bremsmomente sind auf einen maximal zulässigen Wert begrenzt. Daher ist beispielsweise die Bremsbeschleunigung des Objekts an die Masse anzupassen, beispielsweise bei größerer Masse wird eine kleinere Bremsbeschleunigung beim geführten Bewegen entlang der Sollbahnkurve vorgegeben.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird das Verfahren nicht zum Aufnehmen eines Objekts vom Aufnahmestapel 13, sondern zum Ablegen eines vom Aufnahmemittel 17 aufgenommenen Objekts auf einen Ablagestapel 14 angewendet. Als Oberbegriff zum Aufnehmen, insbesondere Pick, und Ablegen, insbesondere Place, wird hier die Bezeichnung Transfer verwendet. Daher ist die Position P_C als Transferposition bezeichenbar.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Position P_C ersetzt durch P_C + P_M - P_P. Somit wird also die Position P_C verschoben um den Differenzvektor zwischen P_M und P_P. Auf diese Weise wird die Sicherheit vergrößert, dass beim Erreichen der Aufnahmeposition auch wirklich das Objekt vom Aufnahmemittel 17 aufnehmbar ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Abstand b größer oder sogar sehr viel größer ist als der Abstand a, insbesondere wegen eines sehr schrägen Durchfahrens bei der Position P_P beziehungsweise P_M. Ein solches schräges Durchfahren ist sinnvoll beim Suchen des Stapels. Wenn beispielsweise der Stapel verschoben wurde und der Roboter kein Objekt im erwarteten Raumbereich detektieren konnte, wird eine Suchfahrt notwendig. Da die Höhe des Stapels bekannt ist, aber die Verschiebung parallel zur Projektionsebene 20 erfolgt ist, ist beim Suchen eine sehr schräge Suchfahrt effizient. Sobald der Stapel detektiert ist, kann dann der Versatz unter Berücksichtigung des Versatzes innerhalb der Projektionsebene 20 bestimmt werden und daraus eine neue Sollbahnkurve bestimmt werden, die dann ein weniger schräges Durchfahren bei der Detektion 1 erlaubt.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die jeweils genannte Maschinenachse durch ein Maschinenachssystem, also durch eine Kombination von mehreren Achsen des Roboters gebildet. Beispielsweise ist die erste Maschinenachse, also die beispielweise vertikal gerichtete Maschinenachse, bei einem als Hexapod ausgeführten Roboter durch eine Kombination von Maschinenachsen realisierbar, die dann jeweils einen von einem jeweiligen Wechselrichter gespeisten Elektromotor aufweisen. Bezugszeichenliste
1 Detektion
2 Weiterfahrt
10 Sensor
11 vertikale Achse des Roboters, insbesondere Handlingsystems
12 horizontale Achse des Roboters, insbesondere Handlingsystems
13 Aufnahmestapel
14 Ablagestapel
15 variable Höhe
16 Restweg
17 Aufnahmemittel
20 Projektionsebene
21 Sollbahnkurve 60 Fahrtrichtung
P_M Messposition P_P Projektionsposition P_C Transferposition
P15 Position der Sollbahnkurve P16 Position der Sollbahnkurve P17 Position der Sollbahnkurve P18 Position der Sollbahnkurve d Restweg

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Betreiben eines Systems, aufweisend einen Stapel von Objekten, einen Roboter, einen Sensor und ein Aufnahmemittel, wobei der Sensor zusammen mit dem Aufnahmemittel vom Roboter bewegbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt das Aufnahmemittel vom Roboter entlang einer Sollbahnkurve geführt bewegt wird, insbesondere wobei Schleppfehler auftreten, in einem zweiten, insbesondere auf den ersten Verfahrensschritt zeitlich nachfolgenden, Verfahrensschritt während dieser geführten Bewegung der Sensor den Stapel, insbesondere eine Kante des Stapels, detektiert, wobei die, insbesondere zu dieser Detektion zugehörige, räumliche Position P_M des Aufnahmemittels erfasst und/oder bestimmt wird, wobei eine Position des Stapels, insbesondere eine Position der Kante des Stapels, entlang einer Messrichtung des Sensors detektiert wird und/oder wobei der Sensor als Reflexionslichttaster ausgeführt ist zur Bestimmung der Position des Stapels, insbesondere eine Position der Kante des Stapels, entlang einer Messrichtung, wobei der Sensor vom Aufnahmemittel in Messrichtung einen nicht verschwindenden Abstand d aufweist und/oder wobei der Sensor vom zur Aufnahme eines Objekts vorgesehener Bereich des Aufnahmemittels in Messrichtung einen nicht verschwindenden Abstand d aufweist, in einem dritten, insbesondere auf den zweiten Verfahrensschritt zeitlich nachfolgenden, Verfahrensschritt die erfasste und/oder bestimmte räumliche Position P_M des Aufnahmemittels innerhalb einer Ebene, insbesondere Projektionsebene, auf die Sollbahnkurve projiziert wird, wobei die Normalenrichtung der Ebene parallel zur Messrichtung ausgerichtet ist und wobei die Ebene die räumliche Position des Aufnahmemittels enthält, und wobei die auf die Sollbahnkurve projizierte Position P_P ist in einem vierten, insbesondere auf den dritten Verfahrensschritt zeitlich nachfolgenden, Verfahrensschritt das Aufnahmemittel entlang der Sollbahnkurve bis zu einer in Messrichtung um den Abstand d beabstandeten Transferposition P_C geführt bewegt wird.
2. Verfahren zum Betreiben eines Systems, aufweisend einen Stapel von Objekten, einen Roboter, einen Sensor und ein Aufnahmemittel, wobei der Sensor zusammen mit dem Aufnahmemittel vom Roboter bewegbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt das Aufnahmemittel vom Roboter entlang einer Sollbahnkurve geführt bewegt wird, insbesondere wobei Schleppfehler auftreten, in einem zweiten, zeitgleich zum ersten Verfahrensschritt ausgeführten Verfahrensschritt während dieser geführten Bewegung der Sensor den Stapel, insbesondere eine Kante des Stapels, detektiert, wobei die, insbesondere zu dieser Detektion zugehörige, räumliche Position P_M des Aufnahmemittels erfasst und/oder bestimmt wird, wobei der Sensor als Reflexionslichttaster ausgeführt ist zur Bestimmung der Position der Kante des Stapels entlang einer Messrichtung, insbesondere wobei eine Position des Stapels, insbesondere eine Position der Kante des Stapels, entlang einer Messrichtung des Sensors detektiert wird, wobei der Sensor vom Aufnahmemittel in Messrichtung einen nicht verschwindenden Abstand d zum Aufnahmemittel aufweist und/oder wobei der Sensor vom zur Aufnahme eines Objekts vorgesehener Bereich des Aufnahmemittels in Messrichtung einen nicht verschwindenden Abstand d zum Aufnahmemittel aufweist, in einem dritten, zeitlich zum zweiten Verfahrensschritt nachfolgenden Verfahrensschritt die erfasste und/oder bestimmte räumliche Position P_M des Aufnahmemittels innerhalb einer Ebene, welche die räumliche Position des Aufnahmemittels P_M enthält und deren Normalenrichtung parallel zur Messrichtung ausgerichtet ist, auf die Sollbahnkurve projiziert wird, wobei die auf die Sollbahnkurve projizierte Position P_P ist, insbesondere welche das Schnittgebilde oder der Schnittpunkt der Sollbahnkurve mit der Ebene ist, insbesondere wobei die Ebene Projektionsebene ist und/oder die Projektionsebene auf die Sollbahnkurve projiziert wird, in einem vierten, zeitlich auf den zweiten oder dritten Verfahrensschritt nachfolgenden Verfahrensschritt das Aufnahmemittel entlang der Sollbahnkurve bis zu einer in Messrichtung um den Abstand d beabstandeten Transferposition P_C geführt bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Reflexions-Lichttaster ist, insbesondere dessen ausgestrahlter Lichtstrahl im Wesentlichen senkrecht zur Messrichtung ausgerichtet ist.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem fünften, insbesondere auf den vierten Verfahrensschritt zeitlich nachfolgenden, Verfahrensschritt vom Aufnahmemittel ein Objekt des Stapels aufgenommen wird oder ein vom Aufnahmemittel aufgenommenes Objekt auf den Stapel abgelegt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- für diesen Transfer, also dieses Aufnehmen oder Ablegen, an der Transferposition P_C das Aufnahmemittel angehalten wird, insbesondere zum Stillstand kommt, oder dass für diesen Transfer, also dieses Aufnehmen oder Ablegen, an der Transferposition P_C das Aufnahmemittel nicht angehalten wird, sondern beim Transfer das Vorzeichen der in Messrichtung vor dem Transfer vorhandenen, nicht verschwindenden Soll-Geschwindigkeitskomponente des Aufnahmemittels umgekehrt wird, insbesondere also die Bewegung des Aufnahmemittels einem Abprallen an einer Wand entsprechend und/oder einem Stoß an einer Wand entsprechend geführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem sechsten, insbesondere auf den fünften Verfahrensschritt zeitlich nachfolgenden, Verfahrensschritt das Aufnahmemittel vom Stapel weggeführt bewegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wegführen des Aufnahmemittels vom Stapel die zur Messrichtung senkrechte Geschwindigkeitskomponente der vor Erreichen der Transferposition P_C zur Messrichtung senkrechte, mit einem Faktor multiplizierten Geschwindigkeitskomponente gleicht, wobei der Faktor dem Verhältnis aus der vor dem Erreichen der Transferposition P_C bewegten Masse des Aufnahmemittels samt aufgenommenem Objekt und der nach dem Durchfahren der Transferposition P_C bewegten Masse des Aufnahmemittels samt aufgenommenem Objekt ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wegführen des Aufnahmemittels vom Stapel die Soll-Geschwindigkeit des Aufnahmemittels gemäß eines unter Impulserhaltung und Energieerhaltung ausgeführten Stoßes zwischen Aufnahmemittel samt Objekt und Stapel bestimmt wird, wobei an der Transferposition die Masse des Objekts zwischen Aufnahmemittel und Stapel transferiert wird, insbesondere wobei die Masse des Stapels mindestens zehnmal oder mindestens hundertmal größer als die Masse des Objekts ist, insbesondere die Masse des Stapels im Grenzwert unendlich viel größer als die Masse des Objekts ist.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim vierten Verfahrensschritt die Ausführung des vor Erreichen der Position P_C letzten Fahrbefehls solange fortgeführt wird, bis die Position P_C erreicht ist und/oder abgebrochen wird, wenn die Position P_C erreicht wird.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Abstand b zwischen P_P und P_M die Masse des mit dem Aufnahmemittel aufgenommenen Objekts bestimmt wird, wobei die für das geführte Bewegen beim ersten Verfahrensschritt verwendeten Werte von kinematischen Parametern, insbesondere Beschleunigung, Bremsbeschleunigung und/oder Ruck, im vierten Verfahrensschritt abhängig von dem bestimmten Wert der Masse verändert werden, insbesondere umgekehrt proportional zur Masse.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt des vierten Verfahrensschritts die Sollbahnkurve um den Distanzvektor P_M - P_P verschoben wird und das Aufnahmemittel entlang dieser verschobenen Sollbahnkurve von der Position P_M aus bis zu einer in Messrichtung um den Abstand d beabstandeten Position P_C geführt bewegt wird, insbesondere die auf der verschobenen Sollbahnkurve liegt.
12. System zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System einen Roboter mit dem Aufnahmemittel geführt bewegenden Maschinenachsen aufweist, wobei eine Steuerung des Roboters die Maschinenachsen derart ansteuert, dass die Ist- Position des Aufnahmemittels entlang einer Sollbahnkurve geführt wird, insbesondere wobei Schleppfehler auftreten.
13. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Reflexions-Lichttaster ist und/oder als binärer Sensor ausgebildet ist, insbesondere also ein schaltendes Ausgangssignal aufweist, und/oder dass das Aufnahmemittel ein Greifwerkzeug, ein Vakuumsauger oder ein Elektromagnet ist.
14. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Maschinenachse ein Mittel zur Erfassung der Maschinenachsenposition aufweist, insbesondere wobei das Mittel derart geeignet ausgeführt ist, dass die Maschinenachsenposition durch den Sensor getriggert bestimmbar ist.
15. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelrichtung parallel zur Messrichtung ausgerichtet ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115816511B (zh) * 2022-12-07 2025-02-07 南京工程学院 一种检测并联机器人平台位姿的装置和计算方法
DE202023105907U1 (de) 2023-10-12 2025-02-11 Marelli Automotive Lighting Reutlingen (Germany) GmbH Kühlkörper für ein Projektionslichtmodul eines Kraftfahrzeugscheinwerfers

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19600309C1 (de) 1996-01-06 1997-02-06 Tack Engineering Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Werkstück-Lageerkennung beim Heftschweißen
DE19806231C1 (de) * 1998-02-16 1999-07-22 Jenoptik Jena Gmbh Einrichtung zum Greifen eines Objektes
US6167322A (en) * 1998-07-10 2000-12-26 Holbrooks; Orville Ray Intelligent wafer handling system and method
DE202011003431U1 (de) 2011-03-03 2011-06-09 Fanuc Robotics Deutschland Gmbh Mobile Roboter Be- und Entladezelle
JP5633500B2 (ja) * 2011-11-04 2014-12-03 株式会社安川電機 荷役装置及び荷役方法
DE102012203134A1 (de) 2012-02-29 2013-08-29 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Aufnehmen eines Konturteils
DE102014008665A1 (de) 2014-06-13 2015-12-17 Audi Ag Vorrichtung zum Transportieren, Vorformen und Ablegen flächiger Faserhalbzeugzuschnitte, sowie hieran verwendbare Greifeinrichtung
WO2018146769A1 (ja) 2017-02-09 2018-08-16 三菱電機株式会社 位置制御装置及び位置制御方法
DE102017206995A1 (de) 2017-04-26 2018-10-31 Krones Aktiengesellschaft Handhabungsvorrichtung und Verfahren zum Umgang mit in mindestens einer Reihe hintereinander bewegten Stückgütern

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