用于將對象移動到目標位置的方法、裝置和機器人系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供了一種通過工業(yè)機器人將對象移動到目標位置的方法，其中機器人包括至少一個臂以及安裝在至少一個臂的末端的執(zhí)行器單元。該方法包括：使機器人通過執(zhí)行器單元拾取位于第一位置的對象并將被拾取的對象移動到第二位置；以及響應(yīng)于第二位置與目標位置之間的偏差，使機器人通過執(zhí)行器單元的運動校正偏差。
【專利說明】
用于將對象移動到目標位置的方法、裝置和機器人系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開的實施例涉及工業(yè)機器人系統(tǒng)，具體地，涉及用于將對象移動到目標位置的方法、裝置和機器人系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，通過工業(yè)機器人拾取對象并將它們移動到目標位置的自動處理被廣泛用于各種場景。機器人在第一站點拾取對象，并將其移動到第二站點用于后續(xù)的動作，例如將其放置在傳送器或執(zhí)行組裝任務(wù)等。然而，自動處理的主要問題在于機器人的精度不能滿足系統(tǒng)的要求。該問題對于裝配機器人來說尤為突出。例如，這種類型的系統(tǒng)要求非常高的精度來組裝，例如<0.05_。然而，通常來說，在整體工作空間中，機器人坐標系統(tǒng)中的絕對精度可能為0.5-1.0_，這遠遠差于所要求的精度。
[0003]—些機器人制造商已經(jīng)提供了附加的絕對精度調(diào)整服務(wù)來用于工廠中的各個機器人，這可以提高機器人坐標系統(tǒng)中的絕對精度。然而，這種改進不足以滿足機器人系統(tǒng)(諸如組裝系統(tǒng))的精度要求。
[0004]從上可見，缺乏用于機器人系統(tǒng)的以高精度將對象移動到目標位置的有效方法和
目.ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述和其他潛在的問題，本公開的實施例提出了用于以高精度將對象移動到目標位置的方法、裝置和機器人系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)第一方面，本公開的實施例提供了一種通過工業(yè)機器人將對象移動到目標位置的方法。機器人包括至少一個臂以及安裝在至少一個臂的末端的執(zhí)行器單元。該方法包括:使機器人通過執(zhí)行器單元拾取位于第一位置的對象并將被拾取的對象移動到第二位置；以及響應(yīng)于第二位置與目標位置之間的偏差，通過執(zhí)行器單元的運動校正偏差。
[0007]執(zhí)行器單元包括可移動地安裝在所述至少一個臂的末端的運動單元以及配置在運動單元的第一部分處的末端執(zhí)行器。此外，可通過運動單元相對于至少一個臂的運動來引起執(zhí)行器單元的運動。
[0008]執(zhí)行器單元可進一步包括配置在運動單元的第二部分處的相機，并且通過運動單元的運動校正偏差可進一步包括:使機器人通過運動單元的運動移動相機，使得相機的視覺中心軸到達與目標位置的中心軸一致的參考軸處；以及使機器人通過運動單元的運動移動末端執(zhí)行器，使得被拾取的對象的中心軸與參考軸一致。
[0009]在一個實施方式中，第一部分和第二部分相對于彼此可移動。
[0010]在一個實施方式中，第一部分和所述第二部分相對于彼此固定。
[0011]在一個實施方式中，執(zhí)行器單元的運動類型包括線性、旋轉(zhuǎn)或它們的組合。
[0012]在一個實施方式中，機器人可進一步包括配置在至少一個臂處的相機，并且響應(yīng)于第二位置與目標位置之間的偏差，使機器人通過執(zhí)行器單元的運動校正偏差還包括:使相機捕獲目標位置的圖像;基于目標位置的被捕獲的圖像，計算第二位置與目標位置之間的偏差；以及響應(yīng)于該偏差小于預(yù)定閾值，使機器人移動執(zhí)行器單元以校正偏差。此外，響應(yīng)于偏差大于或等于預(yù)定閾值，可以使述機器人移動來減小偏差。
[0013]在一個實施方式中，機器人可以是串聯(lián)機器人，并且執(zhí)行器單元與至少一個臂的末端臂的端部集成。在這種情況下，通過執(zhí)行器單元的運動校正偏差通過末端臂的移動來進行，在此期間，至少一個臂的其他臂保持不動。
[0014]在一個實施方式中，該方法可進一步包括:接收通過配置在機器人移動所沿的路徑中且位于機器人的末端執(zhí)行器下方的第二相機所捕獲的被拾取的對象的圖像;基于被拾取的對象的圖像確定被拾取的對象的方向或中心點是否與末端執(zhí)行器的方向或中心點失配；以及響應(yīng)于失配的確定，使機器人執(zhí)行關(guān)于失配的調(diào)整。
[0015]在一個實施方式中，工業(yè)機器人是裝配機器人。
[0016]在一個實施方式中，末端執(zhí)行器包括吸取器或夾持器。
[0017]根據(jù)第二方面，本公開的實施例提供了一種通過工業(yè)機器人將對象移動到目標位置的裝置。機器人包括至少一個臂以及安裝在至少一個臂的末端的執(zhí)行器單元。該裝置包括:用于使機器人通過執(zhí)行器單元拾取位于第一位置的對象并將被拾取的對象移動到第二位置的裝置；以及用于響應(yīng)于第二位置與目標位置之間的偏差，通過執(zhí)行器單元的運動校正偏差的裝置。
[0018]根據(jù)第三方面，本公開的實施例提供了一種包括工業(yè)機器人和控制單元的工業(yè)機器人系統(tǒng)。工業(yè)機器人包括至少一個臂以及安裝在至少一個臂的末端的執(zhí)行器單元。并且控制單元被配置為:使機器人通過執(zhí)行器單元拾取位于第一位置的對象并將被拾取的對象移動到第二位置；以及響應(yīng)于第二位置與目標位置之間的偏差，至少通過執(zhí)行器單元的運動校正偏差。
[0019]可以實施本公開的這些和其他可選實施例以實現(xiàn)以下一個或多個優(yōu)勢。根據(jù)本公開的一些實施例，可以大大且方便地改善與目標位置相關(guān)的機器人位姿精度。
【附圖說明】
[0020]通過結(jié)合附圖對本公開的一些優(yōu)選實施例的更加詳細的描述，本公開的上述和其他目標、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中在本公開的實施例中，相同的參考標號一般表示相同的部件。
[0021]圖1示意性示出了可實施本公開實施例的視覺引導(dǎo)機器人系統(tǒng)的示例性布局；
[0022]圖2示意性示出了在機器人坐標系統(tǒng)中計算的目標位置106的中心PO的示例；
[0023]圖3A和圖3B示意性示出了根據(jù)本公開實施例的使用執(zhí)行器單元校正對象和目標位置之間的偏差的示例性處理；
[0024]圖4A和圖4B示意性示出了根據(jù)本公開實施例的使用另一執(zhí)行器單元校正對象和目標位置之間的偏差的另一示例性處理；
[0025]圖5A和圖5B示意性示出了根據(jù)本公開實施例的機器人坐標系統(tǒng)中的運動單元301的運動的示例性路徑；
[0026]圖6A和圖6B示意性示出了其中通過機器人的臂的運動引起運動單元的運動的示意圖；
[0027]圖7A和圖7B分別示意性示出了被拾取的對象和執(zhí)行器之間關(guān)于它們的方向和中心點的匹配和失配的示意圖；
[0028]圖8A和圖8B分別示意性示出了用于將如圖7A和圖7B所示的對象移動到目標位置的不意圖；
[0029]圖9示意性示出了根據(jù)本公開又一實施例的具有第二相機的另一機器人系統(tǒng)；
[0030]圖10示意性示出了根據(jù)本公開實施例的用于校正對象的位置與目標位置之間的偏差的方法的流程圖；
[0031]圖11示意性示出了根據(jù)本公開實施例的用于實施圖10中表示的步驟的方法的流程圖；以及
[0032]圖12示意性示出了根據(jù)本公開另一實施例的用于實施圖10中表示的步驟的方法的流程圖。
[0033]附圖中的流程圖和框圖示出了根據(jù)本發(fā)明各個實施例的裝置、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實施的架構(gòu)、功能和操作。關(guān)于這點，流程圖或框圖中的每個框都可以表示模塊、程序、片段或部分代碼，其包括用于實施指定邏輯功能的一個或多個可執(zhí)行指令。還應(yīng)該注意，在一些可替換實施方式中，框中指出的功能可以以不同于附圖中所記載的順序發(fā)生。例如，順序示出的兩個框?qū)嶋H上可以基本同時執(zhí)行，或者有時以逆序執(zhí)行，這取決于所涉及的功能。還應(yīng)該注意，框圖和/或流程圖中的每個框以及框圖和/或流程圖中的框的組合可以通過基于專用硬件的系統(tǒng)來實施，后者執(zhí)行專用硬件和計算機指令的特定功能或動作或組合。
【具體實施方式】
[0034]將參照附圖更詳細地描述一些優(yōu)選實施例，在這些附圖中示出了本公開的優(yōu)選實施例。然而，本公開可以以各種方式來實施，因此不應(yīng)解釋為限于本文公開的實施例。相反，提供這些實施例是為了本公開的透徹和完整理解，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全傳達本公開的范圍。
[0035]首先參照圖1，其示意性示出了可實施本公開實施例的視覺引導(dǎo)機器人系統(tǒng)的示例性布局。如圖1所示，機器人系統(tǒng)可以包括機器人100、控制單元102和視覺系統(tǒng)104。機器人100包括至少一個臂101，其可以(或者可以不)保持相機103來捕獲PCB板105上的目標位置106的圖像，其中對象107應(yīng)該放置在該目標位置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，臂101可以是任何類型的臂，例如6軸臂。本公開不限于此。
[0036]以作為組裝系統(tǒng)的機器人100為例，為了從原始位置拾取對象107(例如，部件或組件)并將其組裝到PCB板105上的目標位置106，通常遵循以下關(guān)鍵步驟:
[0037](I)相機103獲取板105的畫面并將相關(guān)信息發(fā)送至視覺系統(tǒng)104;
[0038](2)視覺系統(tǒng)104基于相關(guān)信息計算機器人坐標系統(tǒng)中的目標位置106;以及
[0039](3)基于計算的目標位置106，控制單元102使機器人100拾取對象107并將其移動至IjPCB板105上的目標位置106來用于組裝。
[0040]注意，盡管在上面和下面的描述中將機器人系統(tǒng)描述為裝配機器人系統(tǒng)，但應(yīng)該理解，諸如拾取和置放系統(tǒng)的其他類型的機器人系統(tǒng)也落入本公開的范圍，只要拾取對象并將其移動到目標位置的自動處理可應(yīng)用于其即可。關(guān)于這點，本公開不限于任何特定的機器人系統(tǒng)。
[0041]圖2示意性示出了機器人坐標系統(tǒng)中計算的目標位置106的中心Po的示例。如上所述，基于相機103獲得的畫面，通過視覺系統(tǒng)104計算Po。根據(jù)視覺系統(tǒng)的性能，Po可非常精確，例如具有0.0lmm的精度。然而，當機器人認為其達到目標位姿Po并且由于機器人100的絕對位姿精度而停止時，機器人101通常到達具有中心Po’而不是Po的物理位置。在機器人坐標系統(tǒng)中，Po和Po’之間的偏差ΛΡ通常在0.5-1.0mm之間變化。即使考慮附加的絕對精度調(diào)整，ΛΡ可以減小到+-0.1-0.2_，這仍然大于系統(tǒng)要求。
[0042]為了解決該問題，機器人100可以進一步包括安裝在至少一個臂101的末端的執(zhí)行器單元。例如，對于并聯(lián)機器人來說，執(zhí)行器單元可以配置在所有臂的末端，而對于串聯(lián)機器人(例如，6軸)來說，執(zhí)行器單元可以配置在所有臂的末端臂的末端。
[0043]在一個實施方式中，參照示意性示出根據(jù)本公開實施例的使用執(zhí)行器單元以校正ΛΡ的示例性處理的圖3A和圖3B，執(zhí)行器單元被安裝在至少一個臂101的末端，并且可以包括運動單元301和末端執(zhí)行器302。運動單元301移動地安裝在至少一個臂的末端。然而，注意，在機器人是串聯(lián)機器人(例如，6軸)的情況下，執(zhí)行器單元甚至可以直接與至少一個臂的末端臂(例如，第六軸)的末端集成并且僅用作末端執(zhí)行器。末端執(zhí)行器302例如包括夾持器或吸取器來拾取對象107。通過執(zhí)行器單元，可以通過圖10中所教導(dǎo)的以下步驟來校正對象的位置與目標位置之間的偏差，其中圖10示意性示出了根據(jù)本公開實施例的用于校正偏差的方法的流程圖。
[0044]在步驟S1010中，首先機器人通過執(zhí)行器單元在第一位置處拾取對象并將被拾取的對象移動到第二位置。然后，方法前進到步驟S1012，響應(yīng)于第二位置和目標位置之間的偏差，機器人通過執(zhí)行器單元的運動來校正偏差。以這種方式，由于執(zhí)行器單元通常具有比機器人高的精度，通過執(zhí)行器單元的運動執(zhí)行的偏差校正比機器人的移動所執(zhí)行的校正更加有效。
[0045]對于圖3A和圖3B所示的執(zhí)行器單元，作為示例，可以通過運動單元相對于至少一個臂的運動來引起步驟S1012中執(zhí)行器單元的運動。然而，在執(zhí)行器單元與至少一個臂101的末端臂的未端集成的情況下，步驟S1012中通過執(zhí)行器單元的運動校正偏差可以通過移動末端臂(例如，第六軸)來進行，在此期間，至少一個臂101的其他臂(例如，第一軸至第五軸)保持不動。
[0046]如果考慮具有視覺引導(dǎo)的機器人系統(tǒng)，則機器人可以進一步包括相機來執(zhí)行偏差的校正。返回參照圖1，在根據(jù)本公開實施例的實施方式中，例如，機器人100包括配置在機器人的至少一個臂處的相機103。在具有圖1所示視覺系統(tǒng)的機器人系統(tǒng)中，圖10所示的步驟1012可進一步包括圖12中所教導(dǎo)的步驟。換句話說，圖12示意性示出了根據(jù)本公開實施例的步驟S1012的實施方式。如圖12所示，通過執(zhí)行器單元的運動校正偏差還包括:使相機捕獲目標位置的圖像(S1210)，基于所捕獲的目標位置的圖像計算第二位置與目標位置之間的偏差(S1212)，并且響應(yīng)于偏差小于預(yù)定閾值，使機器人移動執(zhí)行器單元來校正偏差(S1214)。
[0047]換句話說，通過相機103，在校正偏差的過程中，可以隨時隨地捕獲目標位置106的圖像?；谒东@的圖像，視覺系統(tǒng)104可以反復(fù)地重新計算、然后校正對象107的當前位置與目標位置106之間的當前偏差，直到達到所要求的精度為止。如果偏差較小(例如，小于預(yù)定閾值)，則可以如上所述通過執(zhí)行器單元的運動來校正偏差。然而，響應(yīng)于偏差大于或等于預(yù)定閾值，根據(jù)本公開的另一實施例，可以通過首先移動機器人、然后再次執(zhí)行步驟SI 210-S1212來查看偏差是否足夠小來減小偏差?？梢灾貜?fù)地執(zhí)彳丁該處理(捕獲-計算-使機器人移動)直到實現(xiàn)小偏差為止。然后，通過執(zhí)行器單元的運動來校正小偏差。
[0048]在根據(jù)本公開的另一實施方式中，如圖3A和圖3B所示，相機可以可替換地配置在運動單元301的第二部分處。通過這種配置，步驟S1012可以通過圖11中教導(dǎo)的步驟(其不同于圖12中教導(dǎo)的實施方式)來實施。例如，至少通過運動單元的運動校正偏差進一步包括:
[0049](i)通過運動單元的運動使機器人移動相機，使得相機的視覺中心軸到達與目標位置的中心軸一致的參考軸處(S1110)。在該步驟中，首先例如通過控制單元102使機器人100通過運動單元301的運動移動相機303，使得相機301的視覺中心軸與目標位置106的中心軸一致，如圖3A所示。此后，機器人100精確地知道相機301的當前視覺中心軸(以下稱為“參考軸” )ο即，通過機器人系統(tǒng)找到參考軸。
[0050](ii)至少通過運動單元的運動，使機器人移動末端執(zhí)行器，使得被拾取的對象的中心軸與參考軸一致(S1112)。在該步驟中，例如通過控制單元102，隨后使機器人101再次移動運動單元301，使得被拾取的對象107的中心軸與參考軸一致，如圖3B所示。
[0051 ]這里，步驟(i)和(ii)中運動單元301的運動可以變化，例如繞著其中心軸204旋轉(zhuǎn)、線性移動或它們的組合。在示例性實施方式中，單元301的這種運動甚至可以通過機器人100的臂101的部分或全部旋轉(zhuǎn)來引起(這類似于執(zhí)行器單元如上所述與末端臂集成的情況)。在另一示例性實施方式中，單元301的這種運動僅僅是相對于臂101的運動。即，在機器人100到達Po’之后，僅通過單元301的一個或多個運動執(zhí)行偏差的校正，而臂101保持靜止。在又一示例性實施方式中，可以通過前述實施方式的組合來執(zhí)行校正。本公開不限于此。
[0052]實際上，配置有末端執(zhí)行器302的第一部分和配置有相機303的第二部分可以相對于彼此固定或可移動。在前一種情況中，如圖3A和圖3B所示，運動單元301是集成部件，因此第一部分和第二部分以及運動單元301的其他部分是一個單元。在這種情況下，如果末端執(zhí)行器302和相機303被適當配置，則在步驟(ii)中控制器102可以簡單地使運動單元301繞其中心軸304旋轉(zhuǎn)來使得被拾取的對象的中心軸與參考軸一致。適當配置的示例相對于旋轉(zhuǎn)軸304對稱地配置末端執(zhí)行器302和相機303。
[0053]圖4A和圖4B示出了第一部分和第二部分相對于彼此可移動的后一種情形。如圖4A和圖4B所示，運動單元301例如可以包括第一部分3011、第二部分3012和其他部分3013。并且配置對象107的第一部分3011與配置相機303的第二部分3012相比可以處于較低水平。因此，步驟(i)和(ii)中單元301的運動可以分別是第二部分3012和第一部分3011的運動。在這種情況下，在圖4A所示的步驟(i)之后，控制單元102可以僅移動運動單元301的第一部分3011來使對象107的中心軸與相機303的視覺中心軸一致(參見圖4B)。即，對象107和相機303的中心軸均稱為“參考軸”。此外，步驟(ii)/(i)中單元301的第一/第二部分的運動可以是旋轉(zhuǎn)或線性或它們的組合。在這種情況下，如果末端執(zhí)行器302和相機303被適當配置(例如，相對于中心軸對稱配置)，則步驟(ii)可以通過簡單地繞著軸304旋轉(zhuǎn)第一部分3011來執(zhí)行。
[0054]圖5A和圖5B示意性示出了根據(jù)本公開實施例的機器人坐標系統(tǒng)中的運動單元301的運動的示例性路徑。在圖5A中，末端執(zhí)行器302被示為相對于運動單元301的中心軸304與相機303對稱配置，因此對象107可以僅通過旋轉(zhuǎn)移動以使其中心軸與相機303的視覺中心軸一致。相反，圖5B示出了對象107的線性運動以使其中心軸與相機303的視覺中心軸一致。
[0055]圖6A和圖6B示出了通過機器人臂101的運動引起的步驟(i)和(ii)中的運動的情況。圖6A示出了校正機器人臂101(末端臂)以及運動單元301的偏差之前的初始狀態(tài)。接下來，機器人臂101可以傾斜以使相機303的視覺中心軸與目標位置106的中心軸一致。并且然后，機器人臂101將在相反方向上傾斜以使對象107的中心軸與參考軸一致。
[0056]應(yīng)該理解，上面參照圖1、圖11描述的校正處理以及上面參照圖3至圖6、圖12描述的校正處理可以組合到一起。例如，圖3至圖6所示的相機303也可以捕獲目標位置106的圖像(如相機103所進行的)。重新計算和校正與參照圖1和圖11所描述的相同，這里不再詳述。
[0057]利用上述校正處理，對象107將直接位于目標位置的上方來用于后續(xù)的動作(諸如組裝動作)。
[0058]如上所述，代替機器人本身的移動，通過配置在機器人臂的末端的運動單元校正被拾取的對象的位置與目標位置之間的偏差提高了機器人系統(tǒng)的精度而不增加復(fù)雜度和犧牲循環(huán)時間。
[0059]實際上，對象107在其方向和中心點方面并不是總是與執(zhí)行器302(例如，夾持器和吸取器)完全匹配。圖7A、圖8A以及圖7B、圖SB分別示出了匹配情況和不匹配情況。為了調(diào)整失配(如果存在的話)，圖9示意性示出了根據(jù)本公開的又一實施例的具有第二相機901的另一機器人系統(tǒng)。如圖9所示，相機901配置在機器人100的末端執(zhí)行器的下方，并且位于機器人100移動所沿的路徑中。參照圖10，在步驟S1014至S1018中示出了用于確保對象107與執(zhí)行器完全匹配的工作流程。
[0060]該工作流程包括接收由配置在機器人移動所沿路徑中且位于機器人的末端執(zhí)行器下方的第二相機所捕獲的被拾取的對象的圖像(S1014);基于被拾取的對象的圖像，確定被拾取的對象的方向或中心點是否與末端執(zhí)行器失配(S1016);以及響應(yīng)于失配的確定，使機器人執(zhí)行關(guān)于失配的調(diào)整(S1018)。
[0061 ] 應(yīng)該注意，步驟S1014-S1018是步驟S1010-S1012的補充步驟，并且是任選的。還應(yīng)該注意，步驟S1010-S1012與步驟S1014-S1018之間的順序不是必須如圖10所示。相反，它們可以同時執(zhí)行或者根據(jù)需要逆序執(zhí)行。例如，可以在S1012的處理之前、之后或期間執(zhí)行S1014-S1018。
[0062]考慮如圖9所示系統(tǒng)中的步驟S1014-S1018的實施方式，相機901捕獲被拾取的對象107的圖像并將它們發(fā)送至控制單元102?；诒皇叭〉膶ο?07的圖像，控制單元102確定末端執(zhí)行器和對象107之間在它們的方向和中心點方面是否存在失配。響應(yīng)于失配的確定，控制單元102將使機器人100進行相關(guān)調(diào)整。這些調(diào)整可以通過本領(lǐng)域的各種方式來完成，并且對本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。此外，在對象107的最后組裝之前，可以在任何時候任何地方進行調(diào)整。
[0063]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本文描述的方法和裝置可以具體化為方法、系統(tǒng)或計算機程序產(chǎn)品。因此，方法和裝置可以采用整體硬件實施例、整體軟件實施例(包括固件、常駐軟件、微碼等)或者組合軟件和硬件方面的實施例的形式，它們都可以在本文稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。
[0064]此外，方法和裝置可以采用具有嵌入到介質(zhì)中的計算機可用程序代碼的計算機可用或計算可讀介質(zhì)上的計算機程序產(chǎn)品的形式。計算機可用或計算機可讀介質(zhì)可以是任何介質(zhì)，其可以包含、存儲、傳輸、傳播或傳送程序以由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或與指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備結(jié)合，并且例如可以但不限于是電子的、磁的、光的、電磁的、紅外的或半導(dǎo)體系統(tǒng)、裝置、設(shè)備或傳播介質(zhì)，甚至是紙或者其上打印程序的其他適當介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)的更多具體示例(非窮舉列表)可包括:具有一條或多條線的電連接、便攜式計算機盤、硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPR0M或閃存)、光纖、便攜式壓縮盤隨機存儲器(CD-ROM)、光學(xué)存儲設(shè)備、諸如支持互聯(lián)網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的傳輸介質(zhì)、或者磁存儲設(shè)備。用于執(zhí)行本文所述方法和裝置的操作的計算機程序代碼可以諸如Java、Smalltalk、C++、C#等的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言編寫，并且還可以以傳統(tǒng)的程序編程語言(諸如“C”編程語言)來編寫。程序代碼可以完全在用戶計算機上，部分在用戶計算機上、作為獨立的軟件包、部分在用戶計算機上且部分在遠程計算機上，或者完全在遠程計算機或服務(wù)器上執(zhí)行。在后一種的情況下，遠程計算機可以通過局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)連接至用戶的計算機，或者連接可以針對外部計算機(例如，使用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商通過互聯(lián)網(wǎng))進行。
[0065]如上所述，本文的方法和裝置可以在用于機器人100的控制單元102中實施，或者在包括連接至控制單元102的計算設(shè)備的系統(tǒng)中實施。在系統(tǒng)中包括計算設(shè)備的情況下，例如，計算設(shè)備包括執(zhí)行用于本文所描述的方法和裝置的計算的軟件以允許部件的組裝。計算設(shè)備所使用的用于執(zhí)行那些計算的軟件以能夠加載到計算設(shè)備中來執(zhí)行的形式位于適當?shù)慕橘|(zhì)上?？商鎿Q地，如上所述，通過已知方式，從計算設(shè)備所在的相同站點或者從與計算設(shè)備所在站點遠程的另一站點，可以將軟件加載到計算設(shè)備中，或者可以將軟件下載到控制單元102或計算設(shè)備中。作為另一可替換方式，軟件可以駐留在計算設(shè)備中。在圖7中未示出的另一實施例中，系統(tǒng)100不包括計算設(shè)備而是僅包括控制單元102，并且軟件或者如上所述從適當介質(zhì)加載到控制單元102中或者下載到控制單元102中以將軟件加載到控制單元102中或者駐留在控制單元102中，并且控制單元102直接接收來自相機103、303或901的輸入。
[0066]本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，當在計算設(shè)備或控制單元102中以軟件實施方法時，計算設(shè)備或控制單元102用于執(zhí)行軟件，從而進行本文所述的方法和系統(tǒng)的計算。控制單元102連接至機器人100，其例如用于執(zhí)行所述對象的組裝。因此，如果軟件由控制單元102執(zhí)行或者如果控制單元102接收來自計算設(shè)備的執(zhí)行用于該技術(shù)的軟件的命令，則機器人100被控制為根據(jù)本文所述的方法和系統(tǒng)執(zhí)行組裝處理(包括校正處理)。應(yīng)該理解，本文所述的技術(shù)可以在機器人控制單元102上實施為軟件產(chǎn)品，或者部分或完全在經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)(諸如但不限于互聯(lián)網(wǎng))與機器人控制單元102通信的計算設(shè)備上實施。
[0067]上面僅為了說明的目的描述了本發(fā)明的幾個示例性實施例。應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的實施例。相反，本發(fā)明用于覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍中的各種修改和等效配置。所附權(quán)利要求的范圍滿足最廣泛的解釋，并且覆蓋所有這些修改和等效結(jié)構(gòu)和功能。
【主權(quán)項】
1.一種通過工業(yè)機器人將對象移動到目標位置的方法，其中，所述工業(yè)機器人包括至少一個臂以及安裝在所述至少一個臂的末端的執(zhí)行器單元，所述方法包括: 使所述機器人通過所述執(zhí)行器單元拾取位于第一位置的對象并將被拾取的對象移動到第二位置；以及 響應(yīng)于所述第二位置與所述目標位置之間的偏差，使所述機器人通過所述執(zhí)行器單元的運動校正所述偏差。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述執(zhí)行器單元包括可移動地安裝在所述至少一個臂的末端的運動單元以及配置在所述運動單元的第一部分處的末端執(zhí)行器， 其中，通過所述運動單元相對于所述至少一個臂的運動來引起所述執(zhí)行器單元的運動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述執(zhí)行器單元包括配置在所述運動單元的第二部分處的相機， 其中，通過所述執(zhí)行器單元的運動校正所述偏差還包括: 使所述機器人通過所述運動單元的運動移動所述相機，使得所述相機的視覺中心軸到達與所述目標位置的中心軸一致的參考軸；以及 使所述機器人通過所述運動單元的運動移動所述末端執(zhí)行器，使得所述被拾取的對象的中心軸與所述參考軸一致。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一部分和所述第二部分相對于彼此可移動。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一部分和所述第二部分相對于彼此固定。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述執(zhí)行器單元的運動類型包括線性、旋轉(zhuǎn)或它們的組合。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述機器人還包括配置在所述至少一個臂處的相機，并且 其中，響應(yīng)于所述第二位置與所述目標位置之間的偏差，使所述機器人通過所述執(zhí)行器單元的運動校正所述偏差還包括: 使所述相機捕獲所述目標位置的圖像； 基于所述目標位置的被捕獲的圖像，計算所述第二位置與所述目標位置之間的偏差；以及 響應(yīng)于所述偏差小于預(yù)定閾值，使所述機器人移動所述執(zhí)行器單元以校正所述偏差。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括: 響應(yīng)于所述偏差大于或等于所述預(yù)定閾值，使所述機器人移動來減小所述偏差。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述機器人是串聯(lián)機器人，并且所述執(zhí)行器單元與所述至少一個臂的末端臂的末端集成，并且 其中，通過所述執(zhí)行器單元的運動校正所述偏差通過所述末端臂的移動來進行，在此期間，所述至少一個臂的其他臂保持不動。10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項所述的方法，還包括: 接收通過配置在所述機器人移動所沿的路徑中且位于所述機器人的所述末端執(zhí)行器下方的第二相機所捕獲的所述被拾取的對象的圖像； 基于所述被拾取的對象的圖像確定所述被拾取的對象的方向或中心點是否與所述末端執(zhí)行器的方向或中心點失配；以及 響應(yīng)于所述失配的確定，使所述機器人執(zhí)行關(guān)于所述失配的調(diào)整。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述工業(yè)機器人是裝配機器人。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述末端執(zhí)行器包括吸取器或夾持器。13.—種用于通過工業(yè)機器人將對象移動到目標位置的裝置，其中，所述機器人包括至少一個臂以及安裝在所述至少一個臂的末端的執(zhí)行器單元，所述裝置包括: 用于使所述機器人通過所述執(zhí)行器單元拾取位于第一位置的對象并將被拾取的對象移動到第二位置的裝置;以及 用于響應(yīng)于所述第二位置與所述目標位置之間的偏差，通過所述執(zhí)行器單元的運動校正所述偏差的裝置。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述執(zhí)行器單元包括可移動地安裝在所述至少一個臂的末端的運動單元以及配置在所述運動單元的第一部分處的末端執(zhí)行器， 其中，用于響應(yīng)于所述第二位置與所述目標位置之間的偏差通過所述執(zhí)行器單元的運動校正偏差的裝置通過所述運動單元相對于所述至少一個臂的運動來引起所述執(zhí)行器單元的運動。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述執(zhí)行器單元包括配置在所述運動單元的第二部分處的相機，并且其中用于響應(yīng)于所述第二位置與所述目標位置之間的偏差通過所述執(zhí)行器單元的運動校正偏差的裝置還包括: 用于使所述機器人通過所述運動單元的運動移動所述相機，使得所述相機的視覺中心軸到達與所述目標位置的中心軸一致的參考軸的裝置;以及 用于使所述機器人通過所述運動單元的運動移動所述末端執(zhí)行器，使得所述被拾取的對象的中心軸與所述參考軸一致的裝置。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述第一部分和所述第二部分相對于彼此可移動。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述第一部分和所述第二部分相對于彼此固定。18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中，所述執(zhí)行器單元的運動類型包括線性、旋轉(zhuǎn)或它們的組合。19.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的裝置，其中，所述機器人還包括配置在所述至少一個臂處的相機，并且其中用于響應(yīng)于所述第二位置與所述目標位置之間的偏差通過所述執(zhí)行器單元的運動校正偏差的裝置還包括: 用于使所述相機捕獲所述目標位置的圖像的裝置； 用于基于所述目標位置的被捕獲的圖像，計算所述第二位置與所述目標位置之間的偏差的裝置；以及 用于響應(yīng)于所述偏差小于預(yù)定閾值，使所述機器人移動所述執(zhí)行器單元以校正所述偏差的裝置。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，用于響應(yīng)于所述第二位置與所述目標位置之間的偏差通過所述執(zhí)行器單元的運動校正偏差的裝置還包括:用于響應(yīng)于所述偏差大于或等于所述預(yù)定閾值，使所述機器人移動來減小所述偏差的裝置。21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述機器人是串聯(lián)機器人，并且所述執(zhí)行器單元與所述至少一個臂的末端臂的末端集成，并且 其中，通過所述執(zhí)行器單元的運動校正所述偏差通過所述末端臂的移動來進行，在此期間，所述至少一個臂的其他臂保持不動。22.根據(jù)權(quán)利要求14至21中任一項所述的裝置，還包括: 用于接收通過配置在所述機器人移動所沿的路徑中且位于所述機器人的所述末端執(zhí)行器下方的第二相機所捕獲的所述被拾取的對象的圖像的裝置； 用于基于所述被拾取的對象的圖像確定所述被拾取的對象的方向或中心點是否與所述末端執(zhí)行器的方向或中心點失配的裝置;以及 用于響應(yīng)于所述失配的確定，使所述機器人執(zhí)行關(guān)于所述失配的調(diào)整的裝置。23.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中，所述工業(yè)機器人是裝配機器人。24.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中，所述末端執(zhí)行器包括吸取器或夾持器。25.一種工業(yè)機器人系統(tǒng)，包括: 工業(yè)機器人，包括: 至少一個臂;和 執(zhí)行器單元，安裝在所述至少一個臂的末端；以及 控制單元，被配置用于: 使所述機器人通過所述執(zhí)行器單元拾取位于第一位置的對象并將所述被拾取的對象移動到第二位置;和 響應(yīng)于所述第二位置與所述目標位置之間的偏差，通過所述執(zhí)行器單元的運動校正所述偏差。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行器單元包括可移動地安裝在所述至少一個臂的末端處的運動單元以及配置在所述運動單元的第一部分處的末端執(zhí)行器， 其中所述控制單元被配置為通過引起所述運動單元相對于所述至少一個臂的運動來校正所述偏差。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行器單元還包括配置在所述運動單元的第二部分處的相機，并且所述控制單元被配置為通過以下步驟校正偏差: 使所述機器人通過所述運動單元的運動移動所述相機，使得所述相機的視覺中心軸到達與所述目標位置的中心軸一致的參考軸；以及 使所述機器人通過所述運動單元的運動移動所述末端執(zhí)行器，使得所述被拾取的對象的中心軸與所述參考軸一致。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，所述第一部分和所述第二部分相對于彼此可移動。29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，所述第一部分和所述第二部分相對于彼此固定。30.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述執(zhí)行器單元的運動類型包括線性、旋轉(zhuǎn)或它們的組合。31.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的系統(tǒng)，其中，所述機器人還包括配置在所述至少一個臂處的相機，并且其中所述控制單元被配置為通過以下步驟校正所述偏差: 使所述相機捕獲所述目標位置的圖像； 基于所述目標位置的被捕獲的圖像，計算所述第二位置與所述目標位置之間的偏差；以及 響應(yīng)于所述偏差小于預(yù)定閾值，使所述機器人移動所述執(zhí)行器單元以校正偏差。32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中，所述控制單元被配置為通過以下步驟校正所述偏差: 響應(yīng)于所述偏差大于或等于所述預(yù)定閾值，使所述機器人移動來減小所述偏差。33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，所述機器人是串聯(lián)機器人，并且所述執(zhí)行器單元與所述至少一個臂的末端臂的末端集成，并且 其中，通過所述末端臂的移動校正所述偏差，在此期間，所述至少一個臂的其他臂保持不動。34.根據(jù)權(quán)利要求26至33中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述控制單元被進一步配置為: 接收被配置在所述機器人移動所沿的路徑中且位于所述機器人的所述末端執(zhí)行器下方的第二相機所捕獲的所述被拾取的對象的圖像； 基于所述被拾取的對象的圖像確定所述被拾取的對象的方向或中心點是否與所述末端執(zhí)行器的方向或中心點失配；以及 響應(yīng)于所述失配的確定，使所述機器人執(zhí)行關(guān)于所述失配的調(diào)整。35.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述工業(yè)機器人是裝配機器人。36.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述末端執(zhí)行器包括吸取器或夾持器。
【文檔編號】B25J13/00GK105934313SQ201480074081
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2014年1月26日
【發(fā)明人】孔鵬
【申請人】Abb瑞士股份有限公司