带有用于执行至少一个工作步骤的操纵设备的操纵装置以及方法和计算机程序制造方法及图纸

一种操纵装置（1），带有：操纵设备（2），用于在操纵设备（2）的工作区域（3）中用工件（6）和/或在工件处执行至少一个工作步骤，其中，在工作区域（3）中布置着工作站（5、5a‑5f）；至少一个监控传感器（7），用于光学地监控工作区域（3）和用于提供监控数据；定位模块（9），其中，定位模块（9）构造用于，识别工作站（5、5a‑5f）并且分别为工作站（5、5a‑5f）确定工作站位置（11）。

A control device with a control device for performing at least one working step and a method and a computer program

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有用于执行至少一个工作步骤的操纵设备的操纵装置以及方法和计算机程序
和
技术介绍
提出了一种操纵装置，其带有：操纵设备，用于在操纵设备的工作区域中用工件和/或在工件上执行至少一个工作步骤，其中，在工作区域中布置着工作站；至少一个监控传感器，用于光学地监控所述工作区域和用于提供监控数据。此外还提出了一种方法以及一种相应的计算机程序。操纵设备、例如工业机器人，经常使用在工业制造中。工业机器人的一个程序确定了空间点的空间方位和方向，机器人按时间顺序和/或逻辑顺序历遍所述空间点。通过切换信号的与位置相关的联结来操控工具，例如操控夹具、焊炬或分装机，其中，这样就能用机器人进行不同的应用。目前已知的用于操纵设备的教学方法可以尤其粗略地分类成在线编程和离线编程：-在线编程的特征在于，操纵设备通过手工操作仪器手动地运动到目标位置并且在达到后将这些目标位置存储在控制机构中。一些机器人运动学备选提供了这样的可能性，即，无需力地切换臂并且通过直接导引臂来对空间点进行教学。尤其通过源代码编程确定流程顺序。-离线编程的特征在于，存储了操纵设备的和整个制造环境的结构模型、例如CAD模型。在模拟环境中与在线编程类似地虚拟地执行在线编程的机制或者直接从CAD模型推导出运动点。可能构成最为接近的现有技术的文献DE102016002781A1涉及一种用于执行至少一个工作过程的工作站，该工作站带有至少一个机器人，该机器人具有多个彼此铰接地连接的并且能相对彼此运动的机器人轴，其中，具有带地面接触元件的滑座和至少一个工作板，滑座能通过该地面接触元件沿着地面运动，至少一个工作板具有多个固定元件，机器人借助所述固定元件能在工作板上固定在不同的位置中。
技术实现思路
在本专利技术的范畴内，提出了一种具有权利要求1的特征的操纵装置，该操纵装置带有用于执行至少一个工作步骤的操纵设备。此外还提出了一种具有权利要求14的特征的用于执行工作步骤的方法和一种具有权利要求15的特征的用于执行所述方法的计算机程序。本专利技术的优选的和/或有利的实施方式由从属权利要求、接下来的说明以及附图得出。按照本专利技术提出了一种操纵装置，该操纵装置带有操纵设备，用于在操纵设备的工作区域中用工件和/或在工件上执行至少一个工作步骤。操纵装置在此包括至少一个、备选多个操纵设备。尤其规定，操纵设备静态地布置在工作区域中，操纵设备备选移动地能在工作区域中运动。操纵设备尤其是机器人。操纵设备尤其是多臂机器人，例如双臂机器人或三臂机器人。尤其优选的是，操纵设备是多轴机器人，其中，多轴机器人优选具有至少三个轴和/或能围绕这些轴转动和/或运动。操纵设备可选例如是合作式和/或协作式机器人。操纵设备例如构造用于，与其它的、尤其是同样的用于执行工作步骤的操纵设备配合工作和/或与用于执行工作步骤的人员配合工作。操纵设备尤其构造用于，在工作区域中执行工作步骤。工作区域例如是制造区或生产段。工作区域优选是三维的空间区域。尤其优选的是，操纵设备布置在工作区域中。工件例如是构件和/或有待加工的部分。操纵设备例如构造用于，尤其是用操纵设备的加工元件和/或工作站来抓取和/或加工工件。操纵设备例如构造用于抓取、加工工件，例如对工件钻孔、磨削工件、焊接工件和/或存放工件。操纵设备备选和/或补充地构造用于，加工、接合和/或运输多个工件。在操纵设备的工作区域中布置着至少一个工作站。该工作站静态地布置在工作区域中，该工作站备选移动地布置在工作区域中。工作站尤其是操纵设备的工作区域的平面的和/或空间的区段。工作站尤其是过程工作站，例如是下述工作站，在该工作站上能加工工件。工作站备选和/或补充地是下述地点，在该地点上提供工件，例如是带有坯件的托盘，和/或工作站是下述工作站，在该工作站上可以存放已经加工好的工件，例如托盘。工作站例如区分为工件源和工件槽。操纵装置包括至少一个监控传感器。监控传感器优选静态地布置，监控传感器备选手持地、经机器人引导地或另外能运动地布置在工作区域中。监控传感器构造用于光学地监控工作区域，其中，提供光学的监控作为监控数据。监控传感器优选是3D传感器，例如立体相机。监控传感器优选是监控相机，例如视频相机或单图像相机。监控相机例如是黑白相机或彩色相机，其中，这种监控相机尤其是CCD相机或CMOS相机。监控数据尤其包括对工作区域的光学监控的图像。所述图像尤其也称为监控图像。此外还可能的是，操纵设备具有多个监控传感器，其中，监控传感器被这样布置和/或构造，使得这些相同的区段伴随部分重叠地成像，因而不同的监控传感器的光学的监控可以组成对工作区域的整体的监控。操纵装置包括定位模块。定位模块例如是处理器模块、微型控制器或计算器单元。定位模块尤其在数据技术上与监控传感器连接，其中，为定位模块提供监控数据。定位模块构造用于在数据技术上评估和/或评价监控数据。定位模块构造用于识别工作站、尤其是基于监控数据和/或在监控数据中识别工作站。定位模块尤其识别在监控数据中的、例如在监控区域的监控图像中的工作站和/或可以分配工作站处在工作区域中哪里。定位模块还构造用于，基于监控数据针对所识别到的工作站确定工作站的位置作为工作站位置。此外还可以规定，定位模块构造用于，也确定工件在工作站中的存在和/或位置。例如通过定位模块检验工件在工作站中、尤其是在托盘中或在成套模具（Nest）中的位置，其中，定位模块操纵优选在那时才完全填满操纵设备的工件。定位模块备选和/或补充地可以构造用于，确定工件在工作站中的绝对位置和/或绝对方位。确定工作站位置尤其是以比毫米更佳的精度进行的确定。定位模块尤其构造用于永久地和/或循环地识别工作站和/或永久地和/或循环地确定工作站位置。定位模块例如构造用于，在工作步骤期间至少五次确定工作站位置。本专利技术考虑的是，提供一种带有操纵设备的操纵装置，该操纵装置节省时间地对操纵设备、尤其是多臂机器人进行教学和/或初始化，其中，尤其可以省去专家。本专利技术考虑的尤其是，提供一种操纵装置，该操纵装置使得能快速初始化带有多于三个轴的多轴机器人。这尤其以如下方式实现，即，借助3D传感器能尽可能自动地识别在工作区域中的工作站并且操纵设备可以实施这一点。在本专利技术的一种可能的设计方案中，定位模块包括带有训练数据的教学模块。训练数据尤其能提供给教学模块和/或能存储在这个教学模块中。训练数据优选是图像数据。训练数据例如是图像，在图像上可以看到具有常规几何结构、形状和/或尺寸的工作站。教学模块构造用于，基于训练数据确定用于探测工作站的识别特征。识别特征例如是工作站的几何结构、尺寸、形状、结构、对比度和/或其它特性。工作站识别数据包括识别特征。工作站识别数据尤其包括信息，即，如何能在工作区域的监控数据中和/或光学监控中发现和/或探测到工作站。定位模块构造用于，基于工作站识别数据识别工作站。识别特征尤其能用于，在监控数据、工作区域的图像和/或工作区域的模块中对元件进行分类。教学模块优选构造用于，基于机器学习确定识别特征。教学模块例如构造成神经元网络。教学模块备选和/或补充地构造用于，借助所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.操纵装置（1），带有：/n操纵设备（2），用于在所述操纵设备（2）的工作区域（3）中用工件（6）和/或在工件处执行至少一个工作步骤，其中，在所述工作区域（3）中布置着工作站（5、5a-5f）；/n至少一个监控传感器（7），用于光学地监控所述工作区域（3）和用于提供监控数据，/n其特征在于定位模块（9），/n其中，所述定位模块（9）构造用于，识别所述工作站（5、5a-5f）并且分别为所述工作站（5、5a-5f）确定工作站位置（11）。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170807 DE 102017213658.81.操纵装置（1），带有：
操纵设备（2），用于在所述操纵设备（2）的工作区域（3）中用工件（6）和/或在工件处执行至少一个工作步骤，其中，在所述工作区域（3）中布置着工作站（5、5a-5f）；
至少一个监控传感器（7），用于光学地监控所述工作区域（3）和用于提供监控数据，
其特征在于定位模块（9），
其中，所述定位模块（9）构造用于，识别所述工作站（5、5a-5f）并且分别为所述工作站（5、5a-5f）确定工作站位置（11）。


2.按照权利要求1所述的操纵装置（1），其特征在于，所述定位模块包括带有训练数据的教学模块，其中，该教学模块构造用于，基于训练数据来确定识别特征作为用于探测所述工作站（5、5a-5f）的工作站识别数据（10），其中，所述定位模块（9）构造用于，基于工作站识别数据（10）识别所述工作站（5、5a-5f）。


3.按照权利要求1或2所述的操纵装置（1），其特征在于模型生成模块（12），用于产生所述工作区域（3）的模型（13）。


4.按照权利要求3所述的操纵装置（1），其特征在于用于显示所述模型（13）的显示单元，其中，通过用户在所显示的模型（13）中能选择区段作为附加识别特征，其中，所述工作站识别数据（10）包括附加识别特征。


5.按照前述权利要求中任一项所述的操纵装置（1），其特征在于控制模块，其中，该控制模块构造用于，基于所述工作站位置（11）操控所述操纵设备（2）以执行工作步骤。


6.按照前述权利要求中任一项所述的操纵装置（1），其特征在于任务定义模块（15），用于尤其是按照语义选择和/或定义工作步骤。


7.按照权利要求6所述的操纵装置（1），其特征在于，所述工作步骤具有至少两个有待定义的参数，其中，这两个参数包括开始位置和最终位置，其中，能为用户在所显示的模型（13）中选择所述工作站（5、5a-5f）中的其中一个工作站作为开始位置并且在所显示的模型中能选择和/或能设定所述工作站（5、5a-5f）中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P施莱克，D孔兹，J霍费勒，C法伊弗希尔，C诺尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE