用于自动取出布置在容器中的工件的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于自动取出布置在容器中的工件的装置，其具有：用于获取所述工件的获取单元；和可通过带有至少六个轴的机器人臂运动的用于从容器中抓住和取出所述工件的夹具；以及控制部，该控制部用于评估所述获取单元的数据，用于规划轨迹和用于操控所述机器人臂和夹具，其中，用于使所述夹具运动的机器人臂具有夹紧臂元件，该夹紧臂元件带有至少另外两个运动轴。
【专利说明】用于自动取出布置在容器中的工件的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于自动取出布置在容器中的工件的装置。尤其地，该装置在此用于可靠地且有目的地从容器中取出事先未知其位置的对象。这种装置通常作为概念“在盒子中抓取”而已知。
【背景技术】
[0002]在此，通常用于自动取出布置在容器中的工件的装置包括:用于获取工件的获取单元；和可运动的夹具，其通过带有六个轴的机器人臂从容器中抓住和取出工件。在此，设置有控制部，其评估获取单元的数据，规划机器人臂的运动轨迹并且相应地操控机器人臂。在此根据现有技术，通常应用标准化的工业机器人使夹具运动。
【发明内容】
[0003]然而，本发明的发明人认识到，利用这种组件始终无法实现可靠地且过程安全地从容器中取出工件。
[0004]因此本发明的目的是，提供一种用于自动取出布置在容器中的工件的装置，其提高在从容器中取出工件时的过程安全性。
[0005]根据本发明，该目的在第一方面中通过根据权利要求1所述的装置实现，以及在第二方面中通过根据权利要求2所述的装置实现。
[0006]本发明的有利设计方案是从属权利要求的内容。
[0007]在此，在第一方面中，本发明给出一种用于自动取出布置在容器中的工件的装置，其带有用于获取工件的获取单元和可运动的夹具，该夹具通过带有至少六个轴的机器人臂而从容器中抓住和取出工件。此外，设置控制部，该控制部用于评估获取单元的数据，用于规划轨迹且用于操控机器人臂和夹具。根据第一方面，根据本发明设置成，用于使夹具运动的机器人臂具有夹紧臂元件，该夹紧臂元件带有至少另外两个运动轴。
[0008]同时本发明的发明人已经意识到，通过使用另外两个运动轴能够实现显著改进的取出自由度，主要是对于非对称的或非旋转对称的零件。尤其地，当工件布置在不合适的位置中，例如在容器边缘处或者很深地位于容器下部中时，通过夹紧臂的总共八个轴也能够可靠地取出工件。在此，通过根据本发明的夹紧臂元件减小了用于在箱子中抓取而所需的空间。利用由此提高的接近性得到了更高的取出自由度，也就是说，提高了能够在没有附加的措施的情况下被抓住的零件的数量。此外，减少了与箱子的干涉轮廓。
[0009]此外，在第二方面中，本发明包括用于自动取出布置在容器中的工件的装置，其包括用于获取工件的获取单元和用于抓住和从容器中取出工件的夹具。此外，设置控制部，其用于评估获取单元的数据，用于规划轨迹和用于操控夹具。根据本发明，根据第二方面的夹具可通过面式龙门架运动，该面式龙门架带有至少两个、优选地三个线性轴和至少两个附加的旋转轴。
[0010]在此，本发明的发明人认识到，作为从现有技术中已知的带有六个摆动轴的机器人臂的备选，如果面式龙门架配备有至少两个附加的旋转轴时，也可使用该面式龙门架。
[0011]优选地，在第二方面中，夹具布置在夹紧臂元件处，该夹紧臂元件额外于面式龙门架的三个线性轴和可能的另一旋转轴而提供至少一个且优选地两个另外的运动轴。除了一个第三线性轴，在此也可代替一个、两个或更多个另外的旋转轴。
[0012]通过因此总共至少五个运动轴，S卩，两个线性轴与一个或多个旋转轴或三个线性轴、附加的旋转轴以及至少另一运动轴得到在操控夹具时更高的灵活性和精度。优选地，所述另外的运动轴在此同样为旋转轴。
[0013]此外，额外于旋转轴，配备有夹紧臂元件的面式龙门架总地可具有至少另外两个运动轴，且尤其具有另外两个旋转轴，从而装置具有总共至少六个轴。
[0014]尤其地，在此可使用在第一方面中用于装备机器人臂的夹紧臂元件。
[0015]根据本发明设置的附加的轴优选地为旋转轴，即，为允许360°的旋转运动的转动轴或者为带有更小的摆动范围的摆动轴。
[0016]根据本发明在第一或第二方面中使用的夹紧臂元件在此特别优选地具有至少两个旋转轴，且尤其地具有一个旋转和摆动机构。尤其地，该旋转机构在此布置在夹具和摆动机构之间。
[0017]尤其优选地，由此为了使在第一方面中的夹具运动，使用这样机器人臂，S卩，在该机器人臂上布置夹紧臂元件，并且由此提供另外两个旋转轴。根据第二方面，尤其优选地使用带有至少两个或三个线性轴的面式龙门架，夹紧臂元件布置在该面式龙门架处，并且由此提供至少另外两个旋转轴。尤其优选地，在这种情况下，还设置另一旋转轴，尤其是转动轴。
[0018]在此，本发明可与任意夹具一起使用。尤其地，该夹具在此可为磁性的、气动的和/或机械的夹具。
[0019]尤其优选地，本发明在此与机械的夹具一起使用，因为该夹具使尤其高的抓取精度成为可能。此外，根据本发明设置的附加轴允许夹具尤其精确地驶向待抓取工件的抓取区域。由此，实现了在困难的抓取情况下也安全地抓住在容器中的工件。
[0020]尤其地，根据本发明的夹具可为指式夹具，例如为双指式夹具。
[0021]在本发明的一个设计方案中，夹具在此可以偏移的方式布置在夹紧臂元件处。夹具的这种偏移的布置使简单地抓住例如布置在容器内壁附近的工件成为可能。
[0022]尤其地，在此，夹具的抓取区域的中轴线布置成相对于最后一个旋转轴的转动轴错位。
[0023]尤其优选地，在此，布置在夹紧臂的更上方的元件不形成相对于夹具的干扰棱边。由此避免了夹具无法调整到期望的位置的情况。
[0024]尤其地，根据本发明的夹具为指式夹具和/或块式夹具，其夹紧指或夹紧块布置在夹具的外棱边处。由此，夹具也能够相当可靠地抓到容器的侧壁处。尤其地，在此夹具为双指式夹具或双块式夹具。有利地，在此，在两个指或两个块之间的连接线相对于最后一个旋转轴且尤其相对于最后一个旋转关节的转动轴向外错位。尤其地，在此，该连接线相对于最后一个旋转轴的转动轴切向地伸延。
[0025]在本发明的另一优选的设计方案中，夹紧臂元件如此布置在机器人臂或面式龙门架处，即，甚至当待抓取的工件布置在容器的底部上时，为了抓取工件，也始终必须仅仅将机器人臂或面式龙门架的夹紧臂和如有可能夹紧臂布置在该处的最后一个摆动臂伸入容器中。尤其地，在此，夹紧臂元件形成夹紧臂延长部，其中，夹紧臂的长度如有可能与机器人臂或面式龙门架的夹紧臂布置在该处的最后一个摆动臂的长度一起等于或大于容器的侧壁的高度。由此，机器人臂或面式龙门架的布置在更上方的部件不会形成必须需要考虑的干扰棱边。
[0026]如以上已经示出的那样，根据本发明使用的夹紧臂元件优选地具有旋转和摆动机构，其中，旋转机构布置在夹具和摆动机构之间，并且由此形成夹紧臂元件的最后一个轴。
[0027]在此，夹紧臂元件的两个旋转轴优选地彼此垂直，并且尤其优选地彼此相交。优选地，在此，两个旋转轴尽可能布置在夹具附近，从而得到紧凑的结构。
[0028]此外优选地，夹紧臂元件相对于容器和/或应被抓取的工件具有这样的尺寸，即，夹紧臂元件可与待抓取的工件在容器之内的位置无关地在为了抓取而必要的抓取位置内被引入容器中。
[0029]为此，尤其地，夹具相对于优选地表示摆动轴的倒数第二个旋转轴的最大偏移K具有决定性作用。
[0030]由于夹具相对于该倒数第二个旋转轴的与该轴的摆动位置相关的偏移K不仅取决于夹紧臂元件在最后一个和倒数第二个旋转轴之间的区段的长度，而且取决于夹紧臂元件在最后一个旋转轴和夹具之间的区段的长度，在此，该最大偏移K定义成在夹紧臂元件的倒数第二个轴的外棱边和夹具包括夹具元件的外棱边之间的最大距离。
[0031]优选地，夹紧臂元件在此相对于容器具有这样的尺寸，即，
[0032]K < W/2
[0033]其中，K表示在夹紧臂元件的倒数第二个轴的外棱边和夹具的外棱边之间的最大距离，并且W表示容器的较小的侧面的长度。优选地，在此容器具有矩形的基础面。
[0034]此外，优选地，夹紧臂元件相对于容器和工件具有这样的尺寸，即，
[0035]K< (W-Bw) /2
[0036]其中，Bw表示工件在夹具抓向工件的方向上的厚度，也就是说在这样的方向上，即，用于抓取的夹具沿着该方向驶向工件。在指式夹具中，其可为这样的方向，即，夹紧指沿着该方向驶向工件。
[0037]此外，优选地，夹紧臂元件相对于工件具有这样的尺寸，即，
[0038]Lg < Lw
[0039]其中，Lg表示夹具在夹具的夹紧臂元件的运动方向上的长度，尤其是在双指式夹具或双块式夹具的两个指或两个块之间的连接线的方向上的长度，并且Lw表示工件在工件的两个夹紧点之间的连接方向上的最大长度。
[0040]在此，容器和/或工件可为根据本发明的装置的部分，其由此形成带有这些组件的系统。
[0041]此外，根据本发明设置一种平衡单元，其在夹具干涉时允许偏转运动。这种平衡单元防止了运动机构的过载，并且此外使得能够在没有频繁的系统停止的情况下工作。
[0042]尤其地，在此如此构造该平衡单元，S卩，该平衡单元直至一定的第一限制负载是刚性的，从而限定了夹具相对于运动轴的明确的位置。尤其地，在此该第一负载大于通过夹具或夹紧臂的自重施加的负载和/或在正常运行中的负载。由此，当出现干涉时才激活该平衡单元。
[0043]有利地，当通过激活平衡单元检测到干涉时，在此还使夹紧臂继续运动限定的距离。
[0044]有利地，如此布置该平衡单元，S卩，其允许带有至少一个且有利至少两个另外的运动轴的整个根据本发明的夹紧臂元件偏转运动。尤其地，在此该平衡单元可布置在机器人臂和夹紧臂元件之间或在面式龙门架和夹紧臂元件之间。
[0045]备选地或附加地，也可设置集成在夹紧臂元件中的平衡单元，尤其用于平衡旋转运动。
[0046]根据本发明可设置，控制部作为纯粹的调整轴而操控夹紧臂元件的两个轴。由此，尽管存在另外两个轴还是得到简单的操控，其中例如可使用标准软件从而操控机器人臂。
[0047]尤其地，根据本发明，该控制部可仅仅计算出夹紧臂元件的轴的允许抓住工件的必要最终位置。优选地，在此在夹具驶向待抓取的工件之前，将夹紧臂元件的两个轴调整到其目标位置。
[0048]此外可设置成，控制部通过操控其它轴而允许将夹具调整到工件处。
[0049]尤其地，在此有利地如此操控其它轴，S卩，夹具在没有干涉的情况下驶向工件。
[0050]此外，可设置成，控制部仅仅在夹具相对于机器人臂或面式龙门架改变的位置方面和/或通过调整轴的调整改变的夹紧臂的干扰棱边方面考虑夹紧臂元件的调整轴的位置。
[0051]尤其地，由此可使用已有的控制软件，从而操控机器人臂或面式龙门架，并且在此使用通常的轨迹规划，其中，仅仅在夹具相对于机器人臂或面式龙门架的位置改变和夹具的干扰棱边改变方面而考虑夹紧臂元件。
[0052]备选地，可设置成，将附加的轴作为附加的等价NC轴集成在机器人操控中，并且由此允许同步的运动。
[0053]尤其地，根据本发明的装置也可用于被取出的工件在目标容纳部处的自动定位，其中，控制部如此使夹具运动，即，工件从容器中出来直接被放置在目标容纳部处。根据本发明的附加的轴允许为此所需的抓取精度。
[0054]在此，根据本发明的装置可用于操纵任意工件。尤其地，根据本发明的装置在此也可用于操纵这样的工件，即，其仅仅具有一个或确定数量的固定限定的抓取区域，必须通过夹具准确地驶向抓取区域。
[0055]在此，工件可由任意材料制成，例如由金属、塑料或由金属和塑料的组合材料制成。尤其地，在此工件也可为仅仅在部分区域中具有抓取区域的工件。例如，在此可为这样的工件，即，其仅仅在部分区域中由金属制成，并且在该部分区域中必须通过磁性的夹具抓取。
[0056]在此根据本发明，工件可无规律地布置在容器中，并且尽管如此能可靠地被抓取。在此，根据本发明的获取单元首先获得工件在容器中的数据，其中，控制部根据该数据识别单个的工件，并且从这些工件中选择出应抓取的工件。然后，根据选择出的被抓取工件的位置数据规划用于运动轴的轨迹，夹具应通过该轨迹驶向工件。在此，有利地，在轨迹规划时进行干涉检查，其保证夹具或夹紧臂在向着工件运动时不会与例如其它工件或容器壁的干扰棱边干涉。[0057]在此，为了获取工件，根据本发明可使用光学系统，尤其优选地使用激光扫描仪，尤其是3D激光扫描仪。在此，获取单元可尤其地布置在容器之上。
[0058]尤其优选地，可如此操控装置，S卩，当已经取出了工件并且刚好被放到目标容纳部上时，始终获取位于容器中的工件。由此，可识别且选择下一个待抓取的工件，然后，根据该工件规划用于下一个抓取过程的轨迹。
[0059]除了根据本发明的装置，本发明此外还包括用于根据本发明的装置的夹紧臂元件。尤其地，在此，该夹紧臂元件可载有夹具，并且具有至少两个用于使夹具运动的附加轴。在此，有利地，如以上已经参考根据本发明的装置详细示出的那样而构造夹具和/或夹紧臂元件。
[0060]尤其地，在此，根据本发明的夹紧臂元件可具有至少两个旋转轴，尤其是一个摆动轴和一个转动轴。此外有利地，夹具在此以偏移的方式布置在夹紧臂元件处。
[0061]此外，根据第一方面，本发明还包括用于自动取出布置在容器中的工件的方法，该方法具有以下步骤:获取工件；利用夹具抓住工件；以及从容器中取出工件。在此，根据本发明设置成，通过带有至少六个轴的机器人臂和另一带有至少另外两个运动轴的夹紧臂元件而使夹具运动。
[0062]在第二方面中，本发明包括用于自动取出布置在容器中的工件的方法，该方法具有以下步骤:获取工件；利用夹具抓取工件；以及从容器中取出工件。根据该方面，通过带有至少三个线性轴和至少一个附加的旋转轴的面式龙门架而使夹具运动。尤其优选地，在此除了该旋转轴，还使用带有至少一个且优选两个运动轴的夹紧臂元件以使夹具运动。
[0063]有利地，在此，如以上已经描述的那样进行两个根据本发明的方法。尤其地，在此，夹紧臂元件的另外两个运动轴可用作纯粹的调整轴，而夹具的特有的抓取运动如通常那样通过机器人臂的六个轴或通过面式龙门架实现。备选地，该另外两个运动轴可作为等价的NC轴集成到机器人控制部中，并且由此允许同步的运动。
[0064]尤其优选地，在此，在使用如以上描述的根据本发明的装置的情况下进行根据本发明的方法。
[0065]此外，本发明还包括用于执行如以上已经描述的根据本发明的方法的计算机程序。尤其地，在此涉及用于实现控制如以上描述的装置的计算机程序。在此，根据本发明的计算机程序例如可储存在数据载体上或在控制部中的存储器中。
【专利附图】
【附图说明】
[0066]现在根据实施例以及附图详细描述本发明。
[0067]其中:
[0068]图1示出了根据本发明的装置的第一实施例，在该实施例中，夹具通过带有另外两个运动轴的夹紧臂元件布置在六轴的工业机器人上，
[0069]图2示出了在此使用的夹紧臂元件的细节视图，
[0070]图3示出了用于参考容器和/或工件的尺寸来解释根据本发明的夹紧臂元件的尺寸的原理图，以及
[0071]图4示出了根据本发明的装置的第二实施例，在该实施例中，根据本发明的夹紧臂元件布置在面式龙门架处。【具体实施方式】
[0072]图1和3示出了根据本发明的装置的实施例，其用于取出布置在容器I中的工件。尤其地，在此，工件无规律地布置在容器I中。
[0073]在此，设置获取单元2，其获取位于容器中的工件。尤其地，该获取单元2在此是激光扫描器，尤其是3D激光扫描器。该获取单元布置在容器之上，并且由此看到该容器中。在此，根据本发明设置控制部，其评估由获取单元2产生的数据。由此，识别位于容器中的工件，并且选择适合抓取的工件。然后，根据所选择的工件的位置数据进行用于夹具的运动轨迹的轨迹规划。
[0074]在此，在图1中显示的实施例中，夹具通过工业机器人3操控，其机器人臂具有六个轴。尤其地，在此，机器人臂通过第一垂直转动轴5被布置在支座上，其中，第一摆动臂通过摆动轴6布置在机器人臂的基础元件上。第二摆动臂通过摆动轴7被布置在第一摆动臂上。该摆动臂具有转动轴8，并且载有另一摆动轴9。也具有转动轴10的第三摆臂布置该另一摆动轴9上。
[0075]现在，根据本发明，在该机器人臂的端部上布置有具有另外两个运动轴的夹紧臂元件4。那么，夹具布置在夹紧臂元件的端部上，可通过该夹具抓取工件。
[0076]在该实施例中，夹具为机械夹具。然而备选地，也可使用磁性的或气动夹具。
[0077]根据本发明的夹紧臂元件的另外两个运动轴也允许抓住这样的工件，S卩，其例如布置在刚好在箱子I的侧壁处的位置中，并且由此在没有附加的轴的情况下无法正常地被抓取。尤其地，因此也可抓取具有仅仅唯一可能的抓取区域(必须从正确的方向上驶向该抓取区间)的工件。
[0078]在此，根据本发明如此进行操控，S卩，操控夹紧臂元件的两个附加的轴作为纯粹的调整轴。由此控制部仅仅计算出最后两个轴的为了抓取所选择工件的所需最终位置。那么，夹紧臂元件的这两个轴在实际的抓取过程之前便驶入了如此计算出的目标位置中。
[0079]在操控机器人臂3时，仅仅应在由此改变的夹具的零位，也就是说夹具相对于机器人臂的最后一个摆动臂变化的位置，以及由此形成的干扰棱边方面而考虑夹紧臂元件的两个运动轴的位置。在其它情况中，根据机器人臂的通常的六个轴进行用于抓取过程所用的夹具的运动的轨迹规划，并且由此可利用机器人的标准软件进行。
[0080]备选地，可设置成，附加的轴作为附加的等价NC轴被集成在机器人操控部中，并且由此允许同步的运动。
[0081]在图2中示出了根据本发明的夹紧臂元件4的优选实施例。该夹紧臂元件4可通过连接单元14与机器人臂的端部相连接。
[0082]在该实施例中，两个运动轴为旋转轴。尤其地，在此设置摆动轴12，其在该实施例中垂直于机器人臂的最后一个转动轴10。此外，设置转动轴13，那么其再次垂直于摆动轴12。
[0083]此外，夹紧臂元件配备有平衡单元11，其布置在机器人臂和夹紧臂元件的第一运动轴之间。因此，该平衡单元11在夹具与干扰棱边干涉时允许整个夹紧臂元件一定的平衡运动。
[0084]根据本发明，夹紧臂元件形成夹紧臂延长部，其中，机器人臂的大部分甚至不必伸入容器中，并且由此也不再可能形成必须被注意的干扰棱边。在此优选地，两个运动轴布置在夹紧臂元件的下端部上。在此优选地，在摆动轴9之上的机器人臂(也就是说除了最后一个摆臂)不必驶入容器中，并且由此不形成干扰棱边。
[0085]在该实施例中，夹具为带有两个夹紧指15的机械夹具，这两个夹紧指15可通过驱动部16朝向彼此运动和远离彼此运动。在此，夹紧指15布置在夹紧臂元件的外棱边处，从而夹紧臂元件不具有可能在外侧上伸出超过夹紧指15的干扰棱边。在此，夹紧指15的连接线和由此夹紧指的运动方向相对于旋转轴13切向地伸延。
[0086]此外，夹具以偏移的方式布置在夹紧臂元件上。尤其地，在此，夹具以相对于最后一个转动轴13侧向错位的方式布置。尤其地，在此，夹紧指15的连接线相对于转动轴13向外错位。由此，尽管如此可轻易地抓取例如位于侧壁附近的工件。
[0087]尤其地，由此夹具可驶到容器的侧壁处，而剩余的夹紧臂元件还始终与该侧壁具有足够的距离。
[0088]如根据图3详细解释的那样，夹紧臂元件在此相对于容器和/或应被抓取的工件具有这样的尺寸，即，夹紧臂元件可与待抓取的工件在容器之内的位置无关地在为了抓取必要的抓取位置内被引入容器中。
[0089]在此，容器I具有矩形的基础面，其中，容器的较长的侧面的长度以L表示，并且较短的侧面的长度以W表示。工件30在夹具抓向工件的方向上具有厚度Bw，并且与此垂直地在夹紧的夹紧指作用在此的两个夹紧点的连接线的方向上具有长度Lw。
[0090]在此，为了夹具的操控灵敏性，尤其地，夹具相对于摆动轴12的偏移K有决定性的作用。在此，在图3中的两个小图中示出，夹具相对于摆动轴12的偏移K与该轴的摆动位置相关。由此，最大的偏移为这样的值，即，在摆动轴的最不适宜的位置时得到该值，并且在此该值尤其地表示在摆动轴12的外棱边和夹具包括夹紧臂元件15的外棱边之间的最大距离。
[0091]优选地，在此夹紧臂元件相对于容器具有这样的尺寸，即，
[0092]K< (W-Bw)/2,
[0093]S卩，即使在如图3中示出的工件30在容器中相对于窄侧中间布置在中间的情况下，夹紧臂元件还可在工件旁边驶入箱子中。
[0094]此外优选地，夹紧臂元件相对于工件具有这样的尺寸，即，
[0095]Lg<Lw
[0096]其中，Lg为夹具在夹具的夹紧臂元件的运动方向上的长度，从而在如图3中示出的工件位于侧壁处的情况下夹具还是可驶向该工件。
[0097]现在，在图4中示出了根据本发明的装置的第二实施例。在此，不使用机器人臂使夹具运动，而是使用面式龙门架。该面式龙门架在此具有三个线性的运动轴20至22。尤其地，在此设置可侧向移动的龙门架横梁17，滑块18可在该横梁17处沿着方向21运动。在滑块18处，横梁19可沿着垂直的方向22运动。
[0098]现在，在图2中示出的带有另外两个运动轴的根据本发明的夹紧臂元件通过旋转轴23，尤其通过转动轴而被布置在该面式龙门架上。由此，在图4中示出的实施例中，使用了六个运动轴，也就是说三个线性运动轴和三个旋转的运动轴以使夹具运动。
[0099]然而备选地，也可取消三个旋转的运动轴中的一个，例如取消旋转轴23或夹紧臂元件的两个轴中的一个。在较简单的情况下，这足够可靠地且有目的地抓住工件。
[0100]作为使用带有三个线性轴的面式龙门架的备选，也可使用带有仅仅两个线性轴的面式龙门架，其中，通过一个或多个另外的旋转轴，尤其通过两个或三个旋转轴代替少掉的线性轴。尤其地，在此可以这种方式代替在图4中示出的面式龙门架的z轴。
[0101]在此，可与第一实施例的操控相似地进行对第二实施例的操控。尤其地，在此，使夹紧臂元件的轴和/或附加的旋转轴工作作为纯粹的调整轴，而通过面式龙门架实现实际地驶向工件。
[0102]由此，本发明使过程安全地抓取工件成为可能，S卩，直接从容器中取出工件并且可将其放置在目标容纳部处。
[0103]此外，通过本发明也可实现100%地清空容器。
【权利要求】
1.一种用于自动取出布置在容器中的工件的装置，其具有:用于获取所述工件的获取单元；和可运动的夹具，该夹具通过带有至少六个轴的机器人臂而从容器中抓住和取出所述工件；以及控制部，该控制部用于评估所述获取单元的数据，用于规划轨迹和用于操控所述机器人臂和夹具， 其特征在于， 用于使所述夹具运动的机器人臂具有夹紧臂元件，该夹紧臂元件具有至少另外两个运动轴。
2.一种用于自动取出布置在容器中的工件的装置，其具有:用于获取所述工件的获取单元；和用于抓住和从容器中取出所述工件的夹具；以及控制部，该控制部用于评估所述获取单元的数据，用于规划轨迹和用于操控所述夹具， 其特征在于，所述夹具可通过面式龙门架运动，该面式龙门架具有至少两个、优选地三个线性轴和至少两个附加的旋转轴。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述夹具布置在夹紧臂元件处，除了所述面式龙门架的两个或三个线性轴和可能的另一旋转轴，该夹紧臂元件还提供至少一个且优选地另外两个运动轴。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述夹紧臂元件具有至少两个旋转轴，尤其是旋转和摆动机构，其中，有利地，所述旋转机构布置在所述夹具和所述摆动机构之间，和/或其中，所述夹具为机械夹具，尤其为指式夹具或块式夹具，尤其为双指式夹具或双块式夹具，其中优选地，所述夹紧指或夹紧块布置在所述夹具的外棱边处，其中，此外有利地，在两个指或两个块之间的连接线相对于最后一个旋转轴向外错位。
5.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其中，所述夹具以偏移的方式布置在所述夹紧臂元件处，其中有利地，所述夹具的中轴线布置成相对于所述最后一个旋转轴，尤其相对于旋转机构的转动轴错位，·和/或其中有利地，布置在所述夹紧臂的更上方的元件不形成相对于所述夹具的干扰棱边。
6.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其中，所述夹紧臂元件在此相对于容器和/或应被抓取的工件具有这样的尺寸，即，所述夹紧臂元件可与待抓取的工件在所述容器之内的位置无关地在为了抓取而必要的抓取位置内被引入所述容器中。
7.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其中，所述夹紧臂元件相对于所述容器具有这样的尺寸，即，
K < W/2 其中，K表示在所述夹紧臂元件的倒数第二个轴的外棱边和夹具的外棱边之间的最大距离，并且W表示所述容器的较小的侧面的长度， 其中有利地，所述夹紧臂元件相对于所述容器和所述工件具有这样的尺寸，即，
K<(W-Bw)/2 其中，Bw表示所述工件在夹具抓向工件的方向上的厚度。
8.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其中，所述夹紧臂元件相对于所述工件具有这样的尺寸，即，
Lg < Lw 其中，Lg表示所述夹具在所述夹具的夹紧臂元件的运动方向上的长度，尤其是在双指式夹具或双块式夹具的两个指或两个块之间的连接线的方向上的长度，并且Lw表示所述工件在工件的两个夹紧点之间的连接方向上的最大长度。
9.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其中，所述夹具为指式夹具和/或块式夹具，其夹紧指或夹紧块布置在所述夹具的外棱边处，其中，所述夹具尤其为双指式夹具或双块式夹具，和/或其中，所述夹紧臂元件如此布置在所述机器人臂或所述面式龙门架处，即，甚至当所述待抓取的工件布置在容器的底部上时，为了抓取工件也始终必须仅仅将机器人臂或面式龙门架的夹紧臂和如有可能所述夹紧臂布置在该处的最后一个摆动臂伸入所述容器，和/或其中，设置至少一个平衡单元，其在所述夹具干涉时允许偏转运动，其中，所述平衡单元有利地允许整个夹紧臂元件的偏转运动，和/或其中，平衡单元布置在夹紧臂延长部之内，尤其是用于平衡旋转和/或摆动运动的平衡单元。
10.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其中，所述控制部作为纯粹的调整轴而操控所述夹紧臂元件的两个轴，其中有利地，所述控制部仅仅计算出所述轴的允许抓住工件的必要最终位置，和/或其中，所述控制部有利地通过操控其它轴允许将所述夹具调整到所述工件处，此外有利地，仅仅在所述夹具相对于所述机器人臂或面式龙门架改变的位置方面和/或改变的夹紧臂的干扰棱边方面考虑所述夹紧臂元件的调整轴的位置。
11.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其用于自动地将所述工件定位在目标容纳部处，其中，所述控制部如此使所述夹具运动，即，所述工件从容器中出来直接被放置在所述目标容纳部处。
12.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其带有夹具和至少两个附加的用于使所述夹具运动的轴。
13.一种用于尤其在使用根据权利要求1至11中任一项所述的装置的情况下自动取出布置在容器中的 工件的方法，所述方法具有以下步骤: -获取工件， -利用夹具抓住工件， -从所述容器中取出工件， 其特征在于， 通过带有至少六个轴的机器人臂和另一带有至少另外两个运动轴的夹紧臂元件使所述夹具运动。
14.一种用于尤其在使用根据权利要求1至11中任一项所述的装置的情况下自动取出布置在容器中的工件的方法，所述方法具有以下步骤: -获取工件， -利用夹具抓取工件， -从所述容器中取出工件， 其特征在于， 通过带有至少三个线性轴和至少两个附加的旋转轴的面式龙门架使所述夹具运动，其中，除了所述三个线性轴和如有可能旋转轴，有利地还使用带有至少一个且优选两个运动轴的夹紧臂元件。
15.一种用于执行根据权利要求13或14中任一项所述的方法的计算机程序，尤其是一种用于实现用于根据权利要求1至11中任一项所述的装置的控制的计算机程序。
【文档编号】B25J9/16GK103586865SQ201310362081
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2012年8月17日
【发明者】托马斯·马特恩, 大卫·哈恩施科, 伯恩哈德·里德米勒尔, 阿洛伊斯·蒙特 申请人:利勃海尔-齿轮技术有限责任公司