可定位机器人单元、生产设备以及用于操作该可定位机器人单元的方法与流程

本发明涉及一种用于放置在根据权利要求1的前序部分所述的制造装置处的可定位机器人单元，具体地涉及一种用于放置在根据权利要求1的前序部分所述的制造装置处的、具有机器人和用于容纳机器人的框架的可定位机器人单元，以及根据权利要求9所述的一种具有制造装置和这种可定位机器人单元的生产设备。此外，本发明涉及根据权利要求16所述的一种用于操作在制造装置处的这种可定位机器人单元的方法。

背景技术：

1、制造装置，特别是钣金加工装置，通常用于生产单个零部件，有时是批量的。这些单个零部件通常是重复零部件(recurring part)或批量零部件。

2、例如，折弯机或压弯机用于弯曲工件。特别是在批量制造过程期间，机器的操作不仅昂贵，而且对于操作者来说也非常疲劳。

3、其他钣金加工装置例如是激光切割机或流体喷射切割机。在本文中，术语“制造装置”基本上应理解为适于制造所供给的工件的任何机器。

4、众所周知，工件的零部件可以通过设置在制造装置处的机器人自动地制造而成，因此在批量制造过程中的生产成本低于将工件手动供给制造装置的情况。

5、通常已知解决方案的缺点是必须阻挡机器人的工作区以防止无意入侵。此外，机器人永久地与制造装置相关联，这意味着例如如果重组生产车间时额外的人工费用，并且这也妨碍或甚至阻止制造装置的人工出勤。

6、由de102011107617a1中已知一种用于放置在制造装置处的可定位机器人单元。机器人单元包括用于容纳机器人的框架和用于至少一个工件的至少一个接收装置。在将机器人在机器人单元中被布置为处理装置的情况下，在将机器人单元放置在制造装置处之后，工件被供给制造装置和从制造装置送出。

7、缺点在于：在将机器人单元定位在制造装置处之后，机器人单元或机器人必须以与制造装置的一定关系被定向。

8、由ep0636435b1中已知一种用于放置在制造装置处的可定位机器人单元。制造装置是钣金加工装置，并且特别是折弯机或压弯机。该机器人单元还包括用于容纳机器人的框架和用于至少一个工件的至少一个接收装置。在框架上设置轮子作为用于重新定位机器人单元的定位装置。

9、多个定中心块布置在制造装置前方的底板上。多个定中心头设置在机器人单元的框架上，所述多个定中心头可以被塞入定中心块中或从定中心块拉出。这样，机器人单元相对于制造装置被定向在一定位置。

10、这种已知解决方案的缺点在于定中心块必须设置在底板上，因此，对于机器人单元，仅存在一个限定的定位格栅。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的问题是创造一种用于放置在制造装置处(特别是放置在诸如折弯机或压弯机的钣金加工装置处)的可定位机器人单元，该机器人单元没有上述缺点，并且该机器人单元特别是可灵活定位的。此外，本发明要解决的问题是创造一种生产设备以及提供一种用于操作这种可定位机器人单元的方法，其中该生产设备具有制造装置(特别是具有诸如折弯机或压弯机的钣金加工装置)和这种可定位机器人单元。

2、这些问题通过独立权利要求的特征得以解决。在附图和从属专利权利要求中给出了有利的改进。

3、根据本发明，至少一个第一传感器装置被设置以用于检测机器人单元相对于制造装置的位置。机器人单元优选地包括至少一个机器人和容纳该机器人的框架。

4、该至少一个第一传感器装置是位置检测装置的一部分，或者该至少一个第一传感器装置构成这种位置检测装置。在将可定位机器人单元定位在制造装置处之后，所述至少一个第一传感器装置被使用以确定可定位机器人单元相对于制造装置的位置。有利地，通过控制单元控制所述至少一个第一传感器装置。此外，所述至少一个第一传感器装置布置在至少一个可移动元件(例如，布置在可定位机器人单元中的机器人的元件)上。借助于该至少一个可移动元件，所述至少一个第一传感器装置可以在空间中适当地移动并执行期望的活动。

5、在这种情况下，术语“定位装置”不仅指例如轮子、辊、导轨，而且指用于外部的辅助装置(例如导向件、钩子、孔眼等)或自主重新定位装置(例如托盘车、叉车、吊车等)。

6、优选地，所述至少一个第一传感器装置是自检测的，由此该至少一个第一传感器装置本身执行机器人单元相对于生产设备的位置的检测。

7、有利地，至少一个第一传感器装置是自动地自检测的，因此在机器人单元定位之后，机器人单元相对于生产设备的位置的检测自动发生，并且有利地完全不需要操作者的参与。

8、优选地，至少一个第一传感器装置包括用于检测和/或用于测量位置的至少一个第一传感器，从而使得可以容易地检测机器人单元相对于生产设备的位置。

9、所述至少一个第一传感器例如是光学传感器，有利地是激光传感器，由此机器人单元相对于生产设备的位置的检测可以通过光学检测和/或测量容易地完成。

10、在一个替代实施例中，所述至少一个第一传感器是声波传感器，有利地是超声波传感器，通过该声波传感器，有利地通过该超声波传感器，机器人单元相对于生产设备的位置的检测可以通过声波检测或通过超声波检测来容易地完成。

11、在另一替代实施例中，所述至少一个第一传感器是机械传感器，通过该机械传感器，机器人单元相对于生产设备的位置的检测可以通过机械检测(例如，感测)容易地完成。

12、在另一替代实施例中，所述至少一个第一传感器是磁传感器，通过该磁传感器，机器人单元相对于生产设备的位置的检测可以容易地完成。磁传感器例如是永磁传感器或电磁传感器。

13、至少一个第一传感器装置还可以包括至少一个第一传感器，从而使得各种测量和/或检测成为可能。这尤其产生了非常灵活的可定位机器人单元，其中机器人单元相对于生产设备的位置的检测通过在当前情况下最为有利的这类测量和/或检测来完成。

14、有利地，所述至少一个第一传感器与评估单元相关联，该评估单元借助于由传感器提供的测量数据(尤其是借助于数学模型)来评估机器人单元的位置，并确定相对于制造装置的位置。这使得机器人单元相对于制造装置的特别精确的定位成为可能。

15、结合前述说明，通过位置的测量是指至少两个位置参数的相关联，并且通过检测是指至少一个位置参数的识别。

16、优选地，至少一个第一传感器装置包括至少一个额外的传感器，其中所述至少一个额外的传感器是光学传感器，优选地是激光传感器，和/或声波传感器，优选地是超声波传感器，和/或机械传感器和/或磁传感器。这样，同样产生非常灵活的可定位机器人单元，其中机器人单元相对于生产设备的位置的检测通过在当前情况下最为有利的这类测量来完成。

17、优选地，除了定位装置之外，重新定位装置被设置以用于机器人单元的重新定位，这简化了所述机器人单元的重新定位。重新定位装置包括例如导轨、钩子、孔眼等，对于有利地外部或自主重新定位装置来说，所述重新定位装置例如是托盘车、叉车、吊车等。

18、有利地，重新定位装置与所述至少一个第一传感器装置相互作用，或者所述重新定位装置检测机器人单元的重新定位。

19、优选地，所述至少一个接收装置包括至少一个导向元件，所述至少一个导向元件可以互换地布置在接收装置的支承表面上，并且所述至少一个导向元件的位置可以由传感器装置检测。该接收装置可以灵活地适应工件和/或成品工件，例如弯曲零部件。借助于传感器装置对所述至少一个导向元件的位置的检测确保了诸如机器人的处理装置可以安全地移动工件。

20、有利地，所述至少一个导向元件的位置由至少一个第一传感器装置检测，以使得不需要另外的传感器装置，因此可以保持制造可定位机器人单元的成本较低。

21、优选地，机器人单元包括至少一个通信连接装置，所述至少一个通信连接装置用于将机器人单元连接到制造装置，以使得所述机器人单元与所述制造装置之间的通信成为可能。有利地，机器人单元与制造装置之间的通信通过无线电和/或wlan和/或gps和/或通过进行。另外地或可选地，也可以在机器人单元与制造装置之间设置至少一根电缆连接。

22、优选地，至少一个额外的传感器装置被设置以用于检测同时抓取的多个工件，这确保了可靠有利的自动批量生产。所述至少一个额外的传感器装置识别处理装置何时已经意外地抓取一个以上的工件。在这种情况下，不启动工件的加工，以防止错误加工。

23、优选地，提供至少一个工件分离单元，借助于该工件分离单元，彼此粘在一起或彼此贴靠并且已被处理装置抓取的多个工件可以被相互分离。该至少一个工件分离单元包括用于工件的至少一个第一保持装置以及用于另一个工件的至少另一个保持装置，通过所述至少一个第一保持装置和所述至少另一个保持装置，可以容易地将彼此粘在一起或彼此贴靠的多个工件相互分离。

24、有利地，所述至少一个第一保持装置和所述至少一个第二保持装置彼此面对，以使得彼此粘在一起或彼此贴靠的多个工件可以特别容易地被相互分离。

25、例如，所述至少一个第一保持装置和/或所述至少一个第二保持装置在设计上是气动的或磁性的。

26、优选地，一个抓取装置被设置以抓住工件或成品工件，这确保了在机加工工件的生产中容易操纵。例如，工件由制造装置加工，借助于抓取装置被抓住，并且可以在制造装置的不同方向上被进给以进行进一步加工。抓取装置有利地是抓取台的至少一部分，该抓取台又有利地布置在机器人单元中或机器人单元处。

27、有利地，抓取装置与前述传感器装置中的另一个或至少一个相互作用，以使得例如可检测工件的类型、工件相对于制造装置的位置，和/或多个工件同时被多次抓取，从而使有利的批量生产成为可能。

28、优选地，至少一个处理装置被设置以用于操纵工件，从而产生紧凑且多样化的可定位机器人单元。

29、有利地，所述至少一个处理装置包括至少一个机器人，该机器人还有利地是多轴机器人。

30、有利地，至少一个传感器装置设置在所述至少一个处理装置上，通过所述至少一个传感器装置，可以容易地获取数据。特别有利地，第一传感器装置设置在所述至少一个处理装置上，以使得可容易地检测机器人单元相对于制造装置的位置。

31、所述至少一个传感器装置有利地可拆卸地设置在所述至少一个处理装置上，以使得在获取必要的数据之后，所述至少一个传感器装置可以被从所述至少一个处理装置移除并且不妨碍处理装置的后续移动或不妨碍制造。

32、优选地，根据本发明的生产设备包括制造装置(尤其是钣金加工装置，例如折弯机或压弯机)以及可定位机器人单元，该可定位机器人单元具有上述特征中的至少一个。机器人单元可以由计算机程序控制。为此，计算机程序通过第一传感器装置检测机器人单元相对于制造装置的位置。

33、计算机程序用于机器人单元的自动定位。优选地，可以考虑用于定位的规则，该规则已经在制造装置、(特定的)制造装置的选择或所有制造装置的准备阶段被创建。因此，控制方法可以针对特定制造装置或一组制造装置以一致且专用的方式被执行。

34、在根据本发明的用于操作用于制造装置或在制造装置(特别是钣金加工装置，例如折弯机或者是压弯机)处的具有上述特征中的至少一个的可定位机器人单元的方法中，机器人单元被定位在制造装置处。然后，借助于至少一个第一传感器装置检测机器人单元相对于制造装置的位置。该方法优选地由计算机程序自动地执行。

35、因此，通过具有计算机程序段的计算机程序进一步解决了该问题，其中当计算机程序在计算机单元(计算机、计算机网络、机器人单元的处理器等)上运行时，该计算机程序段被存储在用于实施如上所述的所有方法步骤的计算机可读数据存储介质上。

36、这样，机器人单元相对于制造装置的精确位置是已知的，并且该精确位置可以考虑用于制造工件。

37、利用所获取的数据，例如确定基点(basis)，并且处理装置(例如，机器人)将相对于该基点发生移动。处理装置的移动有利地总是相同的，并且仅基点将改变。处理装置的基座有利地是坐标系的零位置。因此，确定关于零位置的位置、角度和/或方向，从而有利地与处理装置(尤其是机器人)的(全球)坐标系统有关。

38、利用例如可拆卸地布置在处理装置上(例如，在机械臂上)的所述至少一个传感器，横穿线并测量到所述线的相应距离。如果对两条线执行该程序，则也可以以这种方式容易地确定机器人单元相对于制造装置的旋转。

39、可选地，选择并检测至少两个点以确定相应的距离。

40、基于所获取的参数，例如距离参数，例如绘制图表。

41、优选地，在检测到机器人单元的第一位置之后，将机器人单元重新定位在至少另一个位置。如果在第一次测量期间识别出并非可以执行所有所需制造步骤或者这些步骤都不可以执行，则机器人单元有利地通过重新定位装置被重新定位到可以执行所需制造步骤的位置。在生产状态之前，进行重复测量以检测机器人单元相对于制造装置的位置。

42、优选地，机器人单元与制造装置通信，以使得机器人单元和制造装置可以相互通信。

43、有利地，机器人单元与制造装置的控制装置通信。更有利地，机器人单元的操作通过制造装置的操作单元发生。

44、然而，特别有利的是，制造装置由机器人单元控制，这防止了借助于制造装置意外地加工工件。

45、本发明的其他益处、特征和细节将从以下描述中显现，其中参考附图描述了本发明的示例性实施例。