本發(fā)明涉及利用機(jī)器人引導(dǎo)的工具來加工至少一個(gè)零件的一種方法和一種系統(tǒng)，以及一種用于實(shí)施該方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

根據(jù)企業(yè)內(nèi)部實(shí)踐，公知地需要為加工軌跡的多個(gè)點(diǎn)預(yù)設(shè)額定位置，在此，在駛?cè)爰庸ぼ壽E之前，需要確定零件相對(duì)于參考位態(tài)的偏差，并且所有的額定位置均基于該同一偏差來變換。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于更好地利用受機(jī)器人引導(dǎo)的工具來加工至少一個(gè)零件。

本發(fā)明的目的通過一種具有如權(quán)利要求1所述特征的方法來實(shí)現(xiàn)。權(quán)利要求9、11保護(hù)了一種系統(tǒng)以及一種用于實(shí)施在此所描述的方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。從屬權(quán)利要求涉及到優(yōu)選的擴(kuò)展方案。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，利用機(jī)器人引導(dǎo)的工具來加工至少一個(gè)零件的方法包括以下步驟：

a)分別為加工軌跡的多個(gè)點(diǎn)預(yù)設(shè)相應(yīng)的額定位置；

b)從所預(yù)設(shè)的這些點(diǎn)中選出待修正的點(diǎn)；

c)確定所選出的點(diǎn)在至少一個(gè)待加工零件上的實(shí)際位置；以及

d)駛?cè)牖诨蛘哒f依賴于所確定的實(shí)際位置的加工軌跡。

由此，在一種實(shí)施方式中，可以有針對(duì)性地單獨(dú)修正加工軌跡的點(diǎn)。由此，在一種實(shí)施方式中，特別是還可以優(yōu)選獨(dú)立地考慮零件的局部變形。

相應(yīng)地，本發(fā)明的一個(gè)方面還涉及一種用于加工至少一個(gè)零件的系統(tǒng)，其具有機(jī)器人引導(dǎo)的工具，該系統(tǒng)特別是以硬件技術(shù)和/或軟件技術(shù)來實(shí)施在此所描述的方法。在一種實(shí)施方式中，該系統(tǒng)包括：用于為加工軌跡的多個(gè)點(diǎn)預(yù)設(shè)相應(yīng)的額定位置的裝置；用于從所設(shè)定的點(diǎn)中挑選出待修正的點(diǎn)的裝置；用于確定所選出的點(diǎn)在待加工零件上的實(shí)際位置的裝置；以及用于駛?cè)牖谒_定的實(shí)際位置的加工軌跡的裝置。

本發(fā)明意義下的裝置可以硬件技術(shù)和/或軟件技術(shù)地構(gòu)成，特別是具有：優(yōu)選與存儲(chǔ)系統(tǒng)和/或總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)連接或者說信號(hào)連接的處理單元，特別是數(shù)字處理單元，尤其是微處理單元(cpu)；和/或一個(gè)或多個(gè)程序或程序模塊。為此，可以將cpu設(shè)計(jì)為：完成指令，該指令被實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中的程序；檢測(cè)來自數(shù)據(jù)總線的輸入信號(hào)，和/或?qū)⑤敵鲂盘?hào)發(fā)送至數(shù)據(jù)總線上。存儲(chǔ)系統(tǒng)可以具有一個(gè)或多個(gè)特別是不同的存儲(chǔ)介質(zhì)，特別是光學(xué)的、磁性的、固體的和/或其他非易失性的介質(zhì)。程序可以是這樣的：其能夠體現(xiàn)或者說實(shí)施在此所描述的方法，從而使得cpu能夠執(zhí)行該方法的步驟，并由此特別是能夠利用受機(jī)器人引導(dǎo)的工具來加工至少一個(gè)零件，或者說能夠控制利用機(jī)器人引導(dǎo)的工具來加工至少一個(gè)零件的機(jī)器人。在本發(fā)明意義下，機(jī)器人特別是指可通用的或者專門的自動(dòng)運(yùn)動(dòng)設(shè)備，其具有多個(gè)軸，特別是至少三個(gè)軸，這些軸的運(yùn)動(dòng)特別是關(guān)于運(yùn)動(dòng)序列和/或路程和/或角度是可編程的，特別是可自由地、沒有機(jī)械地、可人工干預(yù)地關(guān)于運(yùn)動(dòng)序列和/或路程和/或角度編程，并根據(jù)需要受到傳感器的引導(dǎo)，或者說是指可編程的、專門的或者多用途的操作設(shè)備，用于使材料、工件、工具或者特定儀器運(yùn)動(dòng)。

在一種實(shí)施方式中，加工軌跡是焊接軌跡，工具相應(yīng)地是受機(jī)器人引導(dǎo)的焊接頭，或者是零件保持器，用于引導(dǎo)零件經(jīng)過特別是特定于周圍環(huán)境的焊接頭。在另一種實(shí)施方式中，加工軌跡是上漆軌跡，工具相應(yīng)地是受機(jī)器人引導(dǎo)的上漆頭，或者是零件保持部，用于引導(dǎo)零件經(jīng)過特別是特定于周圍環(huán)境的上漆頭。替代地，加工軌跡也可以出現(xiàn)在例如在零件上進(jìn)行粘合，涂層，涂布介質(zhì)、材料等應(yīng)用中和接合工藝中。接合工藝特別是指所有使至少兩個(gè)零件可松脫地或不可松脫地彼此連接的方法，例如夾緊、螺接、焊接、釬焊、改型、壓接、壓配合、鉚接、粘接等。

同樣地，加工也可以是材料去除加工，特別是切割、研磨、銑削、鉆孔等，機(jī)器人引導(dǎo)的工具相應(yīng)地是機(jī)器人引導(dǎo)的切割頭、研磨頭、銑削頭或鉆孔頭等。

在一種實(shí)施方式中，通過對(duì)特別是參考零件上的點(diǎn)的駛?cè)胍约霸诖舜鎯?chǔ)當(dāng)前位置來預(yù)設(shè)一個(gè)或多個(gè)額定位置。

在一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)待修正的點(diǎn)特別是(已經(jīng))在零件加工之前在加工程序中被選出，特別是通過從列表中挑選或者記錄在列表中、標(biāo)記等方式被挑選出來。在一種擴(kuò)展方案中，用于確定加工軌跡的預(yù)設(shè)點(diǎn)的實(shí)際位置的指令被配設(shè)或者說可輸入或者說被輸入到加工程序中，特別是加工程序(內(nèi))的測(cè)量程序中，在此，這些點(diǎn)由此在本發(fā)明的意義下被挑選出來。通過這種方式，用戶可以簡(jiǎn)單地并且有針對(duì)性地單獨(dú)挑選出待修正的點(diǎn)。

在一種擴(kuò)展方案中，默認(rèn)地(預(yù)先)挑選出所有被預(yù)設(shè)的點(diǎn)。由此，可以標(biāo)準(zhǔn)化地預(yù)先調(diào)整為：根據(jù)相應(yīng)的零件盡可能精確地調(diào)整加工軌跡。在另一種擴(kuò)展方案中，默認(rèn)地不(預(yù)先)挑選出任何預(yù)設(shè)的點(diǎn)。由此可以標(biāo)準(zhǔn)化地預(yù)先調(diào)整為：以很低的測(cè)量成本進(jìn)行快速加工。在另一種擴(kuò)展方案中，默認(rèn)地根據(jù)預(yù)設(shè)的、特別是可參數(shù)化的規(guī)則來(預(yù)先)挑選出幾個(gè)被預(yù)設(shè)的點(diǎn)，例如各自的第二個(gè)點(diǎn)、第三個(gè)點(diǎn)、第n個(gè)點(diǎn)，等等。由此，可以標(biāo)準(zhǔn)化地在以很低的測(cè)量成本進(jìn)行快速加工和根據(jù)相應(yīng)的零件盡可能精確地調(diào)整加工軌跡之間預(yù)設(shè)一種折衷。

相應(yīng)地，在一種實(shí)施方式中，用于從所預(yù)設(shè)的點(diǎn)中挑選出待修正的點(diǎn)的裝置具有用于輸入待修正的點(diǎn)的輸入可能性。

在一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)實(shí)際位置和/或額定位置包括一維位態(tài)、二維位態(tài)或三維位態(tài)，或者說相對(duì)于特別是特定于環(huán)境和/或特定于機(jī)器人的參考點(diǎn)具有一維距離、二維距離或者說三維距離。

附加地或替代地，在一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)實(shí)際位置和/或額定位置具有一維方向、二維方向或三維方向，或者說相對(duì)于特別是特定于環(huán)境和/或特定于機(jī)器人的參照物、特別是參考方向或者說參考坐標(biāo)系具有一維方位、二維方位或者說三維方位。

在一種擴(kuò)展方案中，一個(gè)或多個(gè)實(shí)際位置包括表面法線，和/或相對(duì)于零件的輪廓、特別是零件的一個(gè)或多個(gè)特別是彼此相對(duì)置的邊沿所定義的、特別是垂直的或可預(yù)設(shè)的方向。附加地或替代地，在一種擴(kuò)展方案中，一個(gè)或多個(gè)額定位置包括工具方向或者說工具方位，特別是碰撞方向、光軸線等。

通過：預(yù)設(shè)加工軌跡的額定位置，這些額定位置各自包括工具方向或者說工具方位；確定點(diǎn)在待加工零件上的實(shí)際位置，這些實(shí)際位置各自包括表面法線和/或相對(duì)于輪廓預(yù)設(shè)的方向；并駛?cè)牖谒_定的實(shí)際位置的加工軌跡，也可以相對(duì)于零件單獨(dú)調(diào)整工具的方向或者說方位。

在一種實(shí)施方式中，待確定的實(shí)際位置的坐標(biāo)是可選的，或者說選出待確定的實(shí)際位置。相應(yīng)地，在一種實(shí)施方式中，用于從所預(yù)設(shè)的點(diǎn)中選出待修正的點(diǎn)的裝置具有用于輸入對(duì)待確定的實(shí)際位置的坐標(biāo)的挑選的輸入可能性。

由此，在一種擴(kuò)展方案中，用戶可以選擇，是否(應(yīng)當(dāng))確定各個(gè)實(shí)際位置的一個(gè)或多個(gè)位態(tài)坐標(biāo)和/或一個(gè)或多個(gè)方向坐標(biāo)或者說方位坐標(biāo)，或者說是否(應(yīng)當(dāng))駛?cè)牖谒_定的這些坐標(biāo)的加工軌跡，特別是通過額定位置的那些可能被變換的坐標(biāo)來替換額定位置的坐標(biāo)。例如在一種實(shí)施方式中，用戶可以選擇：所確定的實(shí)際位置是否僅具有(一個(gè)或多個(gè))位態(tài)坐標(biāo)，僅具有(一個(gè)或多個(gè))方位坐標(biāo)，或者既具有位態(tài)坐標(biāo)也具有方位坐標(biāo)。相應(yīng)地，在一種實(shí)施方式中，實(shí)際位置選擇性地具有不同的坐標(biāo)。

在一種實(shí)施方式中，基于所確定的一個(gè)或多個(gè)被挑選出的點(diǎn)的實(shí)際位置來替換這些點(diǎn)的額定位置，并且駛?cè)牖谶@些額定位置的加工軌跡。據(jù)此，在一種擴(kuò)展方案中，利用所確定的實(shí)際位態(tài)來替換、特別是在存儲(chǔ)器中覆蓋所預(yù)設(shè)的額定位態(tài)。附加地或替代地，在一種擴(kuò)展方案中，利用修正后的方向來替換、特別是在存儲(chǔ)器中覆蓋額定方向，該修正后的方向是基于所確定的額定方向并特別是通過變換來確定的。例如，如果工具方向與表面法線應(yīng)當(dāng)圍成一預(yù)設(shè)的角度，并確定所選出的點(diǎn)的實(shí)際表面法線，則可以通過對(duì)這些實(shí)際表面法線的變換來分別確定修正后的工具方向，這些工具方向?qū)⑻鎿Q初始的額定工具方向。

在一種實(shí)施方式中，基于所確定的實(shí)際值，特別是利用所確定的且很具需要被變換的實(shí)際值來替換預(yù)設(shè)的額定值，可以有利地避免特別是在加工期間進(jìn)行額外的高成本的變換。

在一種實(shí)施方式中，借助于三角測(cè)量法、特別是基于激光的三角測(cè)量法，來確定一個(gè)或多個(gè)實(shí)際位置。替代地或附加地，也可以使用其他的測(cè)量方法來確定實(shí)際位置，例如使用激光點(diǎn)傳感器或者觸覺傳感器、特別是測(cè)量探測(cè)器、焊絲、氣體噴嘴搜索裝置等。由此，可以特別有利地、特別是精確的和/或無觸碰地確定位置、特別是位態(tài)和/或方位。

相應(yīng)地，在一種實(shí)施方式中，用于相應(yīng)地確定所選出的點(diǎn)在待加工零件上的實(shí)際位置的裝置具有傳感器，特別是機(jī)器人引導(dǎo)的傳感器，特別是激光傳感器，用于按照三角測(cè)量法來檢測(cè)待加工零件上的點(diǎn)。

在一種實(shí)施方式中，特別是借助于機(jī)器人、尤其是(已經(jīng)或隨后)引導(dǎo)工具的機(jī)器人本身，特別是通過使機(jī)器人引導(dǎo)的特別是光學(xué)或觸覺的傳感器、工具等駛?cè)雽?shí)際位置，來部分或完全自動(dòng)化地確定一個(gè)或多個(gè)實(shí)際位置。

相應(yīng)地，在一種實(shí)施方式中，用于分別為所選出的點(diǎn)確定實(shí)際位置的裝置具有一器件，該器件特別是借助于機(jī)器人、尤其是(已經(jīng)或隨后)引導(dǎo)工具的機(jī)器人本身，特別是通過使機(jī)器人引導(dǎo)的特別是光學(xué)或觸覺的傳感器、工具等駛?cè)雽?shí)際位置，部分或完全自動(dòng)化地分別為所選出的點(diǎn)確定實(shí)際位置。

在一種實(shí)施方式中，由此可以改進(jìn)特別是對(duì)多個(gè)零件的加工。

在一種實(shí)施方式中，利用機(jī)器人引導(dǎo)的工具，特別是依次地和/或完全或部分自動(dòng)化地，加工多個(gè)特別是相同型號(hào)或者說相同類型的零件，在此，針對(duì)這些零件，特別是借助于機(jī)器人，尤其是部分或全部自動(dòng)化地分別確定所選出的(待修正的)點(diǎn)、特別是所選出的(相同的)點(diǎn)在各個(gè)待加工零件上的實(shí)際位置，然后分別駛?cè)牖?所確定的)這些特定于零件的實(shí)際位置的加工軌跡，以實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的加工。在一種擴(kuò)展方案中，為多個(gè)零件預(yù)設(shè)相同的額定位置。

相應(yīng)地，在一種實(shí)施方式中，用于分別確定所選出的點(diǎn)的實(shí)際位置的裝置是這樣的：其特別是借助于機(jī)器人，尤其是部分或完全自動(dòng)化地分別確定所選出的(待修正)的點(diǎn)、特別是所選出的(相同的)的點(diǎn)在多個(gè)特別是相同型號(hào)或者說相同類型的和/或?qū)⒁脵C(jī)器人引導(dǎo)的工具依次加工的零件上的、特定于零件的實(shí)際位置；并且用于駛?cè)牖谒_定的實(shí)際位置的加工軌跡的裝置是這樣的：其分別駛?cè)牖?所確定的)特定于零件的實(shí)際位置的加工軌跡，以加工各個(gè)零件，從而能夠利用機(jī)器人引導(dǎo)的工具，特別是依次地和/或完全或部分自動(dòng)化地加工多個(gè)特別是相同型號(hào)或者說相同類型的零件。

因此在一種實(shí)施方式中，特別是步驟c)和/或d)被重復(fù)用于多個(gè)零件。

據(jù)此，在一種實(shí)施方式中，可以改進(jìn)特別是對(duì)于多個(gè)零件的加工。

在一種實(shí)施方式中，該方法的一個(gè)或多個(gè)步驟被部分或完全地或者說在沒有操作者介入的情況下實(shí)施，或者說相應(yīng)的裝置部分或完全地或者說在沒有操作者介入的情況下執(zhí)行這些步驟。

附圖說明

其他的優(yōu)點(diǎn)和特征由從屬權(quán)利要求和實(shí)施例給出。在此部分示意性地示出：

圖1示出了在加工至少一個(gè)零件時(shí)根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的系統(tǒng)；

圖2示出了沿著圖1中的線ii-ii的截面圖；和

圖3示出了該方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了在加工至少一個(gè)零件時(shí)根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的系統(tǒng)。

該系統(tǒng)具有機(jī)器人2和機(jī)器人控制器3，該機(jī)器人控制器執(zhí)行存儲(chǔ)于其中的加工程序。需要指出的是，在下面所描述的方法也可以用專門的自動(dòng)化機(jī)器來實(shí)施，例如專門在焊接技術(shù)中使用的“焊接機(jī)器”。因此，這些機(jī)器也應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明意義下的機(jī)器人的概念。

在該實(shí)施例中，零件1的一個(gè)端側(cè)被焊接在相應(yīng)的孔中。為此，具有激光束l的機(jī)器人2駛?cè)爰庸ぼ壽E中。

為此目的，在第一步驟s10中(參見圖3)，為加工軌跡的多個(gè)支點(diǎn)xs,1至xs,8預(yù)設(shè)額定位置，這些支點(diǎn)在圖1中用叉號(hào)示出。在此，在圖1中以虛線示出的參考零件上要經(jīng)過這些點(diǎn)，并據(jù)此將當(dāng)前位置存儲(chǔ)下來。

這些位置分別包括：三維的位態(tài)，以及三維的工具方向或者說機(jī)器人的激光頭的光軸線的方向。

隨后，在第二步驟s20中，從這些預(yù)設(shè)的點(diǎn)中挑選出待修正的點(diǎn)。在該實(shí)施例中示例性地是支點(diǎn)xs,1、xs,3、xs,5和xs,7。這種選擇是這樣發(fā)生的：即，在加工程序中分別為這些支點(diǎn)配置用于確定這些點(diǎn)的實(shí)際位置的指令。

現(xiàn)在，在第三步驟s30中，通過加工程序并通過機(jī)器人引導(dǎo)的激光傳感器(未示出)或者前述的其他傳感器，針對(duì)所選出的這些位于在圖1中所繪出的當(dāng)前待加工零件上的點(diǎn)，分別自動(dòng)地確定點(diǎn)x1、x3、x5以及x7的特定于零件的實(shí)際位置，并且被自動(dòng)地接收至加工程序中，如圖1中實(shí)線圓所示。

在此，一方面要確定這些點(diǎn)的三維實(shí)際位態(tài)。另一方面如圖2中的截面圖所示，要分別確定垂直于或者說法向于零件1的彼此相對(duì)置的邊沿的方向r。在一種變型中，用戶可以在加工程序中預(yù)設(shè)或者說已經(jīng)預(yù)設(shè)好：需要確定實(shí)際位置的哪些坐標(biāo)，或者說該實(shí)際位置包括哪些坐標(biāo)，例如僅包括位態(tài)坐標(biāo)。

隨后，在第四步驟s40中，在存儲(chǔ)于機(jī)器人控制器3中的加工程序中，自動(dòng)地用所確定的點(diǎn)x1、x3、x5以及x7的實(shí)際位態(tài)來替換支點(diǎn)xs,1、xs,3、xs,5和xs,7的額定位態(tài)。此外，在該程序中所預(yù)設(shè)的這些支點(diǎn)xs,1、xs,3、xs,5和xs,7的工具方位、特別是激光頭的光軸線，也用經(jīng)過修正的方向加以替換，這些經(jīng)過修正的方向是基于所確定的實(shí)際方向r利用預(yù)設(shè)的變換得出的。在該實(shí)施例中，激光頭的光軸線示例性地垂直于焊縫。因此，示例性地選擇相同的投影(abbildung)作為變換，或者說用所確定的垂直于零件1邊沿的方向r來替換所預(yù)設(shè)的在點(diǎn)x1、x3、x5以及x7上的額定工具方位。

現(xiàn)在，在第五步驟s50中，激光束l受機(jī)器人引導(dǎo)地自動(dòng)駛?cè)胪ㄟ^支點(diǎn)xs,1至xs,8預(yù)設(shè)的加工軌跡，該加工軌跡在圖1中通過雙點(diǎn)劃虛線示出，并且特別是利用激光束實(shí)施對(duì)零件的加工，在此過程中，由機(jī)器人控制器3相應(yīng)地控制機(jī)器人2。

正如通過對(duì)比由雙點(diǎn)劃虛線示出的加工軌跡、所繪出的零件1的輪廓和由虛線示出的參考零件的輪廓所看到的：根據(jù)當(dāng)前待加工零件的實(shí)際輪廓可以良好地調(diào)整加工軌跡。另一方面，只需要確定所選出支點(diǎn)的實(shí)際位置，而不必確定加工軌跡的所有支點(diǎn)的實(shí)際位置，這可以降低測(cè)量成本。替代于此地，可以在步驟s20中從預(yù)設(shè)的加工軌跡的點(diǎn)中挑選出個(gè)別的點(diǎn)。

機(jī)器人控制器3與機(jī)器人引導(dǎo)的激光傳感器一起構(gòu)成：用于分別為加工軌跡的多個(gè)點(diǎn)預(yù)設(shè)額定位置的裝置，用于從所預(yù)設(shè)的點(diǎn)中挑選出待修正的點(diǎn)的裝置，用于分別確定所選出的點(diǎn)在待加工零件上的實(shí)際位置的裝置，以及用于駛?cè)牖谒_定的實(shí)際位置的加工軌跡的裝置。

相應(yīng)地，機(jī)器人控制器3具有用于輸入待修正的點(diǎn)的輸入可能性。

如果依次加工多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的零件1，則針對(duì)每個(gè)零件自動(dòng)地(特定于零件地)重復(fù)步驟s30-s50。相反，步驟s10、s20僅針對(duì)這些零件事先執(zhí)行一次即可。

盡管在前面的說明中描述了示例性的實(shí)施方式，但是應(yīng)當(dāng)指出的是，還可以存在有多種變型。此外還應(yīng)注意的是，這些示例性的實(shí)施方式僅僅是舉例，其不應(yīng)以任何方式對(duì)保護(hù)范圍、應(yīng)用和結(jié)構(gòu)構(gòu)成限制。相反，前面的說明將給予本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)至少一種示例性實(shí)施方式進(jìn)行變換的啟示，在此，在不脫離由權(quán)利要求書和等效特征組合所得出的保護(hù)范圍的情況下，特別是關(guān)于所描述的組件的功能和設(shè)置可以有各種不同的變化。

附圖標(biāo)記列表

1零件

2機(jī)器人

3機(jī)器人控制器

l激光束

r方向

xs,i預(yù)設(shè)的點(diǎn)

xi零件上的點(diǎn)。