两个机器人臂的彼此对准制造技术

本发明专利技术涉及一种用于指定第一机器人机械手(10)的第一基座(11)和第二机器人机械手(20)的第二基座(21)之间的相对位置的仿真方法，其中，确定(H1)所述第一机器人机械手(10)的第一工作空间，其中，所述第一工作空间规定由第一末端执行器(12)的可能位置和所述第一末端执行器(12)在所述第一末端执行器(12)的相应位置处的可能取向组成的有限多个元组，其中，对于所述第一基座(11)和所述第二基座(21)之间的指定的多个可能相对位置中的每一个，确定(H2)来自所述第一工作空间的多个那些元组作为评估变量，对于所述多个那些元组，所述第二机器人机械手(20)的第二末端执行器(22)可以分别相对于所述第一末端执行器(12)以预限定的取向和/或以预限定的距离定位，以及其中，确定并输出(H3)所述第一基座(11)和所述第二基座(21)之间的那个具有最高评估变量的相对位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】两个机器人臂的彼此对准
本专利技术涉及一种用于指定第一机器人机械手的第一基座和第二机器人机械手的第二基座之间的相对位置的仿真方法以及一种用于指定第一机器人机械手的第一基座和第二机器人机械手的第二基座之间的相对位置的仿真计算单元。
技术介绍
尤其是当一个负载对于单独机器人机械手来说太重或太大，要由单个固定机器人机械手移动时，则建议为此将两个单独机器人机械手彼此连接以便一起移动负载。其他任务也有利地由多个单独机器人机械手或由一个具有两个机器人机械手臂的机器人系统协同解决。在这两种情况下，都会出现初始定位的问题，即在单独机器人机械手的情况下，如何将第一机器人机械手的基座相对于第二机器人机械手最佳地放置，或者在具有两个机器人机械手臂的单个机器人系统的情况下，如何将机器人机械手臂的相应基座相对于彼此最佳地放置。由于在这两种情况下都存在类似的问题，在一个具有两个机器人机械手臂的机器人系统的情况下，相应机器人机械手臂在下文中也被称为相应机器人机械手。因此，术语机器人机械手尤其指机器人机械手臂，无论每个机器人机械手是否可以单独操作并且具有其自己的控制单元，或者两个机器人机械手是否由单个控制单元控制并且布置在公共平台上都一样。
技术实现思路
本专利技术的目的是在技术上支持第一机器人机械手相对于第二机器人机械手的固定对准。本专利技术产生于独立权利要求的特征。有利的改进方案和设计方案是从属权利要求的主题。本专利技术的第一方面涉及一种用于指定第一机器人机械手的第一基座和第二机器人机械手的第二基座之间的相对位置的仿真方法，其中，确定所述第一机器人机械手的第一工作空间，其中，所述第一工作空间规定由第一末端执行器的可能位置和所述第一末端执行器在所述第一末端执行器的相应位置处的可能取向组成的有限多个元组，其中，对于所述第一基座和所述第二基座之间的所指定的多个可能相对位置中的每一个，确定来自所述第一工作空间的多个那些元组作为评估变量，对于所述多个那些元组，所述第二机器人机械手的第二末端执行器可以分别相对于所述第一末端执行器(12)以预限定的取向和/或以预限定的距离定位，以及其中，确定并输出所述第一基座和所述第二基座之间的那个具有最高评估变量的相对位置。所述仿真方法尤其是一种计算机实施的方法。一个元组唯一地描述了第一末端执行器的一对位置和取向。因此，第一末端执行器在两个不同位置的同一取向导致两个元组。通过确定有限数量的元组，第一工作空间产生为元组的有限列表，其中，每个列表条目，即元组中的一个特定元组，描述了第一末端执行器的位置和取向的特定且明确的组合。第一机器人机械手和第二机器人机械手均优选地具有多个连杆，其中，所述连杆通过关节彼此连接，从而所述连杆可以分别成对地围绕一个关节旋转或位移或倾斜。优选地，相应关节与致动器连接，所述致动器通过驱动而允许连杆相对于彼此旋转或倾斜或位移。相应机器人机械手的相应基座尤其指定机器人机械手的位于最近端的连杆。尤其地，基座相对于相应机器人机械手的安置表面例如地板或桌面或托架是不可移动的。在这里，确定第一末端执行器的多个可能位置优选地通过在第一末端执行器的整个可到达的几何区域上的仿真来进行。优选地，以离散的距离存储可能位置，从而尤其是产生具有第一末端执行器的可能位置的网格。在这里，第一末端执行器的可能位置尤其受到第一末端执行器的几何上可到达的空间的限制。优选地，尤其考虑了第一末端执行器的位置和方向的所有那些元组，对于所述所有那些元组，第二机器人机械手的第二末端执行器可以以预限定的取向和/或以预限定的距离相对于第一末端执行器定位和对准。这意味着搜索第一机器人机械手的第一工作空间中的第一末端执行器的位置和取向，其中第二机器人机械手的第二末端执行器也可以分别相对于第一末端执行器以预限定的间隔和/或以预限定的取向通过相应机器人机械手的相应连杆的几何限制而定位和对准。因此，有利地确保的是，处于第一机器人机械手的感兴趣姿势中的负载可以由第一末端执行器和第二末端执行器同时接触。如果是这种情况，则相应的元组将包括在评估变量中。因此，评估变量是第一末端执行器和第二末端执行器可以在哪个公共的工作空间中协作执行任务的量度。该量度越大，公共的工作空间就越大，并且可以由第一机器人机械手与第二机器人机械手协作执行的任务就更多样。本专利技术的有利效果是，两个机器人机械手的两个基座之间的相对位置被最佳地计算到这样的程度，即确定机器人机械手的末端执行器彼此之间的协作位置的最大可能数量。根据一个有利的实施方式，所述仿真方法用于指定所述第一机器人机械手的所述第一基座和所述第二机器人机械手的所述第二基座之间的相对位置和相对取向，其中，对于所述第一基座和所述第二基座之间的所指定的多个可能相对位置和可能相对取向中的每一个确定所述评估变量，其中，确定并输出所述第一基座和所述第二基座之间的那个具有最高评估变量的相对位置和相对取向。第一基座和第二基座之间的相对取向优选地由一组不同的位置角度来描述。根据另一有利的实施方式，当确定所述评估变量时检查所述第一机器人机械手和所述第二机器人机械手之间是否发生碰撞。尤其地，如果确定为存在碰撞，则该对应的元组不包括在评估变量中。优选地，检查第一机器人机械手和第二机器人机械手之间是否发生碰撞是通过对几何体以及几何体在第一机器人机械手的连杆处和第二机器人机械手的连杆处的假想布置进行建模以及通过检查相应几何体的可能几何重叠来进行。通过对几何体进行建模，除了碰撞检查之外，还可以有利地考虑安全距离，不应低于第一机器人机械手相对于第二机器人机械手的安全距离，反之亦然。此外，这种类型的碰撞检查在计算时间和计算工作量方面提供了一种有效的方式。根据另一有利的实施方式，所述第一基座和所述第二基座之间的可能相对取向和/或可能相对位置是在网格中，优选地在等距网格中从所指定的多个取向和/或位置中指定的。根据另一有利的实施方式，所述第一基座和所述第二基座之间的可能相对取向和/或可能相对位置是从所指定的多个取向和/或位置中通过受限非线性优化来指定的。优选地，受限非线性优化包括二次优化序列。二次优化序列尤其代表基于梯度的优化方法的扩展，其中除了目标函数的局部导数之外，至少局部地还考虑目标函数的曲率。根据另一有利的实施方式，受限非线性优化包括进化算法。根据另一有利的实施方式，非线性优化的限制是第一末端执行器和第二末端执行器的几何最大可到达的空间的交集。根据另一有利的实施方式，确定所述第二机器人机械手的第二工作空间，其中，所述第二工作空间规定由第二末端执行器的可能位置和所述第二末端执行器在所述第二末端执行器的相应位置处的可能取向组成的有限多个元组，其中，非线性优化的限制是基于所述第一机器人机械手的所述第一工作空间和所述第二机器人机械手的所述第二工作空间的交集形成的。根据另一有利的实施方式，所述第二末端执行器相对于所述第一末端执行器的预限定的取向通过围绕所述第一末端执行器的基准点旋转半圈来限定，从而所述第一末端执行器和所述第二末端执行器彼此对称地指向。旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于指定第一机器人机械手(10)的第一基座(11)和第二机器人机械手(20)的第二基座(21)之间的相对位置的仿真方法，/n其中，确定(H1)所述第一机器人机械手(10)的第一工作空间，/n其中，所述第一工作空间规定由第一末端执行器(12)的可能位置和所述第一末端执行器(12)在所述第一末端执行器(12)的相应位置处的可能取向组成的有限多个元组，/n其中，对于所述第一基座(11)和所述第二基座(21)之间的所指定的多个可能相对位置中的每一个，确定(H2)来自所述第一工作空间的多个那些元组作为评估变量，对于所述多个那些元组，所述第二机器人机械手(20)的第二末端执行器(22)可以分别相对于所述第一末端执行器(12)以预限定的取向和/或以预限定的距离定位，以及/n其中，确定并输出(H3)所述第一基座(11)和所述第二基座(21)之间的那个具有最高评估变量的相对位置。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190205 DE 102019102803.51.一种用于指定第一机器人机械手(10)的第一基座(11)和第二机器人机械手(20)的第二基座(21)之间的相对位置的仿真方法，
其中，确定(H1)所述第一机器人机械手(10)的第一工作空间，
其中，所述第一工作空间规定由第一末端执行器(12)的可能位置和所述第一末端执行器(12)在所述第一末端执行器(12)的相应位置处的可能取向组成的有限多个元组，
其中，对于所述第一基座(11)和所述第二基座(21)之间的所指定的多个可能相对位置中的每一个，确定(H2)来自所述第一工作空间的多个那些元组作为评估变量，对于所述多个那些元组，所述第二机器人机械手(20)的第二末端执行器(22)可以分别相对于所述第一末端执行器(12)以预限定的取向和/或以预限定的距离定位，以及
其中，确定并输出(H3)所述第一基座(11)和所述第二基座(21)之间的那个具有最高评估变量的相对位置。


2.根据权利要求1所述的仿真方法，其中，所述仿真方法用于指定所述第一机器人机械手(10)的所述第一基座(11)和所述第二机器人机械手(20)的所述第二基座(21)之间的相对位置和相对取向，
其中，对于所述第一基座(11)和所述第二基座(21)之间的所指定的多个可能相对位置和可能相对取向中的每一个确定所述评估变量，
其中，确定并输出所述第一基座(11)和所述第二基座(21)之间的那个具有最高评估变量的相对位置和相对取向。


3.根据前述权利要求中任一项所述的仿真方法，其中，当确定所述评估变量时检查所述第一机器人机械手(10)和所述第二机器人机械手(20)之间是否发生碰撞。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的仿真方法，其中，所述第一基座(11)和所述第二基座(21)之间的可能相对取向和/或可能相对位置是在网格中从所指定的多个取向和/或位置中指定的。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的仿真方法，其中，所述第一基座(11)和所述第二基座(21)之间的可能相对取向和/或可能相对位置是从所指定的多个取向和/或位置中通过受限非线性优化来指定的。


6.根据权利要求5所述的仿真方法，
其中，确定所述第二机器人机械手(20)的第二工作空间，
其中，所述第二工作空...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·瓦尔曼·洛克哈特，安德烈亚斯·斯潘宁格，默罕马德里德·赛巴蒂安，克里斯托夫·杰恩，曲政，托尔·戈尔，艾哈迈德·瓦菲克，本杰明·洛格，克里斯托夫·库格勒，卡尔斯·卡拉费尔·加西亚，
申请(专利权)人：富兰卡爱米卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE