【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于工件的自动化加工的工作站和用于操作这种工作站的方法。
技术介绍
1、自动化工件加工中的基本问题是，当工件被通用夹持工具夹持时，工件相对于夹持工具的位置可能变化。用于加工工件的工具或待接合到工件上的部件的位置必须被精确地控制，当待加工的工件的区域被加工中使用的工具或部件隐藏时，如果加工包括将所述部件接合到工件，则开环位置控制是困难的。
2、根据us 8171609b2，可以通过使用限定工件和/或部件的预定位置的支架或夹具来解决定位问题。如果夹具的位置被精确地确定，并且工件被正确地安装在夹具中，则可以计算工件的任何部分的位置。然而，将工件精确地放置在由夹具限定的预定位置中往往是耗时的，并且如果夹具要限定多个工件的位置，这些工件在由夹具保持的相对位置中彼此接合，则对于不同的组装工作将需要特定的夹具。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种工作站和操作方法，通过该工作站和操作方法可以避免夹具的不便。
2、根据本专利技术的第一方面，该目的通过一种工作站来实现，该工作站包括：
3、-用于第一工件的源，每个第一工件具有待加工区域，
4、-第一机器人，其配备有用于加工第一工件的待加工区域的加工工具；
5、-第二机器人，其配备有夹持工具，用于从所述源夹持第一工件并将其放置在所述第一机器人的操作范围内；
6、-控制器，其适于协调第一机器人和第二机器人的位移并控制由第一机器人的加工；
7、其特
8、a)在来自所述成像系统的图像中标识所述夹持工具的参考点和所述第一工件的参考点，
9、b)计算所述夹持工具的参考点和所述第一工件的参考点的坐标之间的位移矢量，
10、c)基于所述位移矢量，计算为了将所述第一工件的待加工区域放置在预定目标定位处而所述夹持工具的参考点应当被定位的目标位置，或者当所述夹持工具的参考点被放置在预定目标位置时所述待加工区域将被定位的目标定位；
11、d)将所述夹持工具的参考点放置在所述目标位置处，
12、e)将加工工具移动到目标定位并加工待加工区域。
13、术语“图像”和“成像系统”在这里应该被广义地解释，即在本专利技术的上下文中，夹持工具及其环境的任何空间分辨的表示可以用作图像，从该空间分辨的表示可以推断出特定点的坐标，并且成像系统可以是这种图像的任何源，例如一个或多个相机、激光扫描仪、雷达传感器等。
14、通过获得图像并根据其确定第一工件相对于夹持工具的位置，当已知工具参考点的位置时，可以分辨出待加工区域将位于何处。可以使用来自机器人的位置传感器的数据在任何时间确定工具参考点的位置。因此，如果基于所述目标定位计算用于夹持工具的参考点的目标位置，并且然后将参考点操纵到目标位置，则可以将待加工的区域可再现地放置在给定目标定位处。备选地，当参考点被操纵到预定的目标位置时，待加工区域的目标定位可以变化，但是由于它们是已知的，加工工具仍然可以在那里被精确地操纵。
15、当第一工件的加工包括将待加工区域连接到第二工件时，可以提供第三机器人，该第三机器人配备有夹持工具，用于夹持第二工件并将其放置在第一机器人的操作范围内。
16、由于第三机器人的夹持工具还具有其抓取第二工件的相对位置可能变化的问题，因此可以对其应用类似于第一工件的加工，其中
17、a')在来自所述成像系统的图像中标识第三机器人的夹持工具的参考点和第二工件的参考点，
18、b')计算夹持工具的参考点和第二工件的参考点的坐标之间的矢量差，
19、c')基于所述矢量差，计算为了将第二工件的接合区域放置成面向待加工区域而第三机器人的夹持工具的参考点应当被定位的目标位置；
20、d)第三机器人的夹持工具的参考点被放置在所述目标位置处。
21、由于第二机器人和第三机器人(如果存在的话)的夹持工具是可移动的，因此成像系统可以是静止的，并且机器人可以用于将第一工件或第二工件放置在成像系统的视场内。这应该在从源夹持第一工件(或第二工件)之后并且在将夹持工具的参考点放置在目标位置之前完成。
22、控制器可以适于将第一工件放置在成像系统的视场内，使得从第一工件的参考点延伸到夹持工具的参考点的线垂直于成像系统的光轴。因此，可以直接提取参考点之间的距离，而不必考虑透视效果。
23、如果成像系统包括至少一个具有远心透镜的相机，则进一步便于提取距离数据。
24、在成像系统中提供相机阵列可以增加工作站的加工速度，因为机器人可能必须在源和目标位置之间绕行以便将工件“显示”到成像系统的绕行可以通过将其展示给最方便放置的相机来最小化。
25、控制器还适于在加工已经执行之后控制将至少第一工件放置在成像系统的视场内。由此获得的图像可以用于判断加工是否已经正确地执行。
26、加工工具可以是焊接工具。
27、根据本专利技术的第二方面，该目的通过一种加工工件的方法来实现，该方法包括以下步骤：
28、a)使用配备有夹持工具的第二机器人从源夹持第一工件；然后
29、b)通过所述第二机器人将第一工件放置在成像系统的视场内；
30、c)在来自所述成像系统的图像中标识夹持工具的参考点与第一工件的参考点之间的位移矢量；
31、d)基于所述位移矢量，计算为了将第一工件的待加工区域放置在预定目标定位处而夹持工具的参考点应当被定位的目标位置，或者当夹持工具的参考点被放置在预定目标位置处时待加工区域将被定位的目标定位；
32、e)将夹持工具的参考点放置在所述目标位置处，
33、f)将加工工具移动到目标定位，以及
34、g)加工待加工区域。
35、加工待加工区域的步骤g)可以包括将由第三机器人保持的第二工件的接合区域接合到待加工区域上。
36、包括多个工件的组件可以通过以下另外的步骤形成：
37、l)所述第二机器人或第三机器人中的一个机器人释放由其保持的工件，
38、m)使用所述一个机器人夹持第三工件，将第三工件放置成面对所述第一工件和第二工件中的一个工件，并且将第三工件接合到第一和第二工件。
39、参考附图，从随后的实施例的描述中，本专利技术的其它特征和优点将变得显而易见。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种工作站，包括：
2.根据权利要求1所述的工作站，还包括：
3.根据权利要求2所述的工作站，其中所述控制器还适于协调所述第三机器人(3)与所述第一机器人(4、5)和所述第二机器人(2)的位移，并且适于：
4.根据前述权利要求中任一项所述的工作站，其中所述成像系统是静止的，并且所述控制器(12)适于：在从所述源(13)夹持所述第一工件(15)之后并且在将所述第二机器人(2)的所述夹持工具(7)的所述参考点(21)放置在所述目标位置处之前，使至少所述第二机器人(2)将所述第一工件(15)放置在所述成像系统的视场(18)内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的工作站，其中所述控制器(12)适于将所述第一工件(15)放置在所述成像系统的视场(18)内，使得从所述第一工件(15)的所述参考点(17)延伸到所述第二机器人(2)的所述夹持工具(7)的所述参考点(21)的线(D)垂直于所述成像系统的光轴。
6.根据前述权利要求中任一项所述的工作站，其中所述成像系统包括至少一个具有远心透镜的相机和/或相机阵列(10)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的工作站，其中所述加工工具(8)是焊接工具。
9.一种加工工件的方法，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中加工所述待加工区域(22)包括：将由第三机器人(3)保持的第二工件(16)的接合区域(23)接合到所述待加工区域。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
13.根据权利要求11或12所述的方法，还包括：1)所述第二或第三机器人(2、3)中的一个机器人释放由其保持的工件(15、16)；
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种工作站，包括：
2.根据权利要求1所述的工作站，还包括：
3.根据权利要求2所述的工作站，其中所述控制器还适于协调所述第三机器人(3)与所述第一机器人(4、5)和所述第二机器人(2)的位移，并且适于：
4.根据前述权利要求中任一项所述的工作站，其中所述成像系统是静止的，并且所述控制器(12)适于：在从所述源(13)夹持所述第一工件(15)之后并且在将所述第二机器人(2)的所述夹持工具(7)的所述参考点(21)放置在所述目标位置处之前，使至少所述第二机器人(2)将所述第一工件(15)放置在所述成像系统的视场(18)内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的工作站，其中所述控制器(12)适于将所述第一工件(15)放置在所述成像系统的视场(18)内，使得从所述第一工件(15)的所述参考点(17)延伸到所述第二机器人(2)的所述夹持工具(7)的所述参考点(21)的线(d)垂直于所述成像系统的光轴。
【专利技术属性】
技术研发人员：瓦茨拉夫·斯夫布，伊沃·克拉托赫维尔，吉里·哈尔曼，坦贾·瓦尼奥，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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