專利名稱：：用于控制機(jī)器人的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般地涉及可編程機(jī)器人領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于此類機(jī)器人的編程方法。
背景技術(shù)：
：購買工業(yè)機(jī)器人的客戶一般希望能夠控制或操縱機(jī)器人，并相對于機(jī)器人周圍環(huán)境中的各種對象和邊界對機(jī)器人進(jìn)行編程，所述對象和邊界諸如機(jī)器、對象或空白處、固定裝置、傳送機(jī)、棘爪或視覺系統(tǒng)。傳統(tǒng)上，這是通過定義使得機(jī)器人的內(nèi)部坐標(biāo)系統(tǒng)(基礎(chǔ)坐標(biāo)系統(tǒng))與相關(guān)對象的坐標(biāo)系統(tǒng)相關(guān)的“框架”(坐標(biāo)系)完成的。可以對機(jī)器人的“工具坐標(biāo)”和“基礎(chǔ)坐標(biāo)”兩者進(jìn)行參考。此類框架存在的問題是要求一定水平的數(shù)學(xué)知識以便能夠定義此類坐標(biāo)系，并且還花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)，即使是對于機(jī)器人編程和安裝領(lǐng)域的技術(shù)人員而言也是如此。這項(xiàng)任務(wù)常常涉及4X4矩陣的計(jì)算。特別地，取向的表示對于缺少所需經(jīng)驗(yàn)的任何人而言要理解這個(gè)問題是復(fù)雜的?？蛻舫３柕膯栴}是例如:(i)“有可能使機(jī)器人遠(yuǎn)離我的計(jì)算機(jī)化數(shù)控(CNC)機(jī)器的爪移動(dòng)4cm嗎？”(ii)“有可能使機(jī)器人的工具相對于工作臺旋轉(zhuǎn)45度嗎？”(iii)“我們能使機(jī)器人與對象一起垂直地向下移動(dòng)，釋放物體對象，并且然后使機(jī)器人再次向上移動(dòng)嗎？”此類和類似問題的意義對于意圖使用機(jī)器人的普通客戶而言是非常簡單的，例如在生產(chǎn)廠中的各種站位處，并且其在將被告知可能不存在對此類相關(guān)問題的簡單答案的客戶看來可能是令人苦惱且不能理解的。難以對此類問題給出簡單答案的原因尤其是:(i)并未清楚地定義CNC機(jī)器的坐標(biāo)系相對于機(jī)器人被如何定位和定向。(ii)并未明確地定義例如“45度”的給定旋轉(zhuǎn)意味著什么?？梢韵鄬τ谛D(zhuǎn)軸來定義旋轉(zhuǎn)，并且可以使此軸在空間中沿著無窮多個(gè)方向定向。并且，旋轉(zhuǎn)的起始點(diǎn)(對應(yīng)于例如O度)可以在360度間隔內(nèi)的任何地方。(iii)術(shù)語“垂直”的意義并未被明確定義，因?yàn)槠淙Q于機(jī)器人的定位。其可能例如意指“垂直于將被機(jī)器人操縱的對象被放置在其上面的工作臺”。以上幾個(gè)示例表明需要一種用戶能夠用來在用戶不具有關(guān)于坐標(biāo)系、旋轉(zhuǎn)矩陣/變換矩陣等的知識的情況下且通過應(yīng)用在操作員看來清楚且明確定義的用戶自己的術(shù)語而命令機(jī)器人如何移動(dòng)的方法。
發(fā)明內(nèi)容通過提供具有獨(dú)有特征的可編程機(jī)器人來獲得以上及其他目的和優(yōu)點(diǎn)，所述獨(dú)有特征能夠通過手動(dòng)地使機(jī)器人上、例如機(jī)器人臂(諸如工具將被附著到的臂的部分)上的定義部分或點(diǎn)P來回移動(dòng)至機(jī)器人的周圍環(huán)境中的對于手邊的特定任務(wù)而言相關(guān)的不同位置。此特征對于可被非專家用戶編程以執(zhí)行甚至非常復(fù)雜的任務(wù)的機(jī)器人是非常必要的。根據(jù)本發(fā)明，利用此特征以使得用戶能夠定義與機(jī)器人的直接周圍環(huán)境有關(guān)的“幾何特征”或“幾何信息”。定義此類幾何特征可以例如通過以下各項(xiàng)進(jìn)行:(a)將機(jī)器人臂上的點(diǎn)P移動(dòng)至周圍環(huán)境中的第一點(diǎn)A并登記此點(diǎn)的空間位置，然后將點(diǎn)P移動(dòng)至周圍環(huán)境中的第二點(diǎn)B并登記其空間位置。這兩個(gè)點(diǎn)A和B、即其各自的空間位置現(xiàn)在定義軸AB，并且隨后可以命令機(jī)器人使點(diǎn)P(例如拾取工具)沿著此軸在從A朝向B或從B朝向A的方向上移動(dòng)。(b)例如在工作臺上如上所述地定義軸，并且隨后命令機(jī)器人使P繞著此軸旋轉(zhuǎn)。(c)使點(diǎn)P移動(dòng)至例如工作臺上的三個(gè)點(diǎn)并因此定義包含這三個(gè)點(diǎn)的平面。隨后命令機(jī)器人使點(diǎn)P沿著垂直于此平面的線移動(dòng)，并且因此至工作臺的表面?？梢詫⑷缟衔呐e例說明的那樣定義的幾何特征存儲(chǔ)在機(jī)器人中的存儲(chǔ)裝置中或與機(jī)器人相連以供后續(xù)使用。根據(jù)本發(fā)明，此外可以將幾何特征組合以定義更復(fù)雜的幾何特征，其再次可能被用于創(chuàng)建甚至更復(fù)雜的幾何特征。因此，根據(jù)本發(fā)明，機(jī)器人本身可以用來定義幾何特征的分級結(jié)構(gòu)，其第一級包括簡單的基本特征，諸如線和平面，并且其中，特征的第二和較高級例如包括空間中的各種3D對象。并且可以且常常確實(shí)有必要指定此類特征的取向，例如線上的正方向、繞著軸的正旋轉(zhuǎn)、平面的正法向矢量等。因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種對機(jī)器人進(jìn)行編程的方法，該方法包括步驟(i)使用機(jī)器人的部分或點(diǎn)P來相對于機(jī)器人的周圍環(huán)境定義一個(gè)或多個(gè)幾何特征，(ii)用特定名稱或標(biāo)記來指定此類特征并將這些特征存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中以供后續(xù)檢索，并且(iii)建立所述幾何特征與機(jī)器人相關(guān)坐標(biāo)系之間的關(guān)系，由此，隨后可以命令機(jī)器人通過參考所述一個(gè)或多個(gè)幾何特征來執(zhí)行機(jī)器人的指定部分相對于所述周圍環(huán)境的移動(dòng)。根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的有利實(shí)施例，可以將由如所述的機(jī)器人移動(dòng)定義的上述幾何特征視為(且標(biāo)記和存儲(chǔ)為)“簡單”或“低級”特征。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于控制可編程機(jī)器人的方法，其中，該方法包括步驟:(i)將機(jī)器人放置在操作現(xiàn)場處的預(yù)定義位置Ptl，該預(yù)定義位置先前已被用于定義表征機(jī)器人上的點(diǎn)P和/或周圍環(huán)境中的操作相關(guān)對象的移動(dòng)的幾何特征，以及(ii)通過參考所述幾何特征相對于機(jī)器人在周圍環(huán)境中的移動(dòng)來命令機(jī)器人。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在命令機(jī)器人期間從在機(jī)器人中或與機(jī)器人相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)裝置檢索所述幾何特征。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及用于定義機(jī)器人周圍環(huán)境中的對象和機(jī)器人上的至少一個(gè)特定點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)路徑并用被存儲(chǔ)且隨后在機(jī)器人的編程期間使用的幾何特征來表征這些對象和路徑以指定機(jī)器人和周圍環(huán)境中的相關(guān)對象的移動(dòng)的機(jī)器人的使用。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種可編程機(jī)器人，其包括用于定義幾何特征并可選地用于將此類特征組合以定義更復(fù)雜的幾何特征、以及用于將此類特征翻譯成能夠被機(jī)器人控制系統(tǒng)用來控制機(jī)器人的移動(dòng)的信息的裝置。在根據(jù)本發(fā)明的方法/機(jī)器人中應(yīng)用被用于控制電動(dòng)機(jī)/機(jī)器人關(guān)節(jié)以便定義幾何特征的相同傳感器是有利的。替換地，可能將一個(gè)或多個(gè)專用傳感器用于定義幾何特征。總而言之，本發(fā)明根據(jù)第一方面涉及用于對機(jī)器人進(jìn)行編程的方法，該方法包括將機(jī)器人放置在機(jī)器人周圍環(huán)境中的給定位置Po處并使用機(jī)器人上的部分或點(diǎn)P來相對于機(jī)器人周圍環(huán)境中的對象定義一個(gè)或多個(gè)幾何特征并建立所述幾何特征與機(jī)器人相關(guān)坐標(biāo)系的第一坐標(biāo)之間的關(guān)系，由此，隨后能夠命令機(jī)器人通過參考所述一個(gè)或多個(gè)幾何特征來執(zhí)行機(jī)器人的特定部分相對于所述周圍環(huán)境的移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述機(jī)器人包括多關(guān)節(jié)型機(jī)器人臂，并且其中，點(diǎn)P的所述部分位于多關(guān)節(jié)型機(jī)器人臂上。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，該機(jī)器人包括能夠經(jīng)歷平移位移的一個(gè)或多個(gè)部分。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一坐標(biāo)被轉(zhuǎn)換成表征機(jī)器人被放置在其中的周圍環(huán)境的坐標(biāo)系的第二坐標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括步驟:(i)借助于多關(guān)節(jié)型機(jī)器人臂來定義機(jī)器人的周圍環(huán)境中的多個(gè)點(diǎn)，由此，機(jī)器人自動(dòng)地向所述多個(gè)點(diǎn)中的每一個(gè)分配坐標(biāo)；(ii)針對所述點(diǎn)中的每一個(gè)和相應(yīng)的分配坐標(biāo),提供表征點(diǎn)的名稱或標(biāo)記并將每個(gè)點(diǎn)、即相應(yīng)的坐標(biāo)和名稱或標(biāo)記作為低級幾何特征存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中的記錄中，使得隨后能夠從存儲(chǔ)裝置檢索所述低級幾何特征。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在該方法的第一步驟(i)中，從所述存儲(chǔ)裝置檢索所述存儲(chǔ)的低級幾何特征中的所述兩個(gè)或更多，并且其中，所述低級幾何特征中的至少兩個(gè)被組合而形成更高級幾何特征，此類特征是由相應(yīng)低級特征的各坐標(biāo)表征的；在該第一步驟之后，這樣定義的更高級特征中的每一個(gè)在第二步驟(ii)中被提供表征該特征的名稱或標(biāo)記，其后面是步驟(iii)，其將各更高級幾何特征中的每一個(gè)、即，相應(yīng)的一組坐標(biāo)和相應(yīng)的名稱或標(biāo)記存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中的記錄中，使得隨后能夠從存儲(chǔ)裝置檢索更高級幾何特征。根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例，可以從存儲(chǔ)裝置檢索所存儲(chǔ)的幾何特征并用來提供機(jī)器人及其周圍環(huán)境的表示，例如包括機(jī)器人上的點(diǎn)P通過周圍環(huán)境和周圍環(huán)境中的對象的運(yùn)動(dòng)路徑的用戶接口上的圖形顯示。根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例，可以從存儲(chǔ)裝置檢索存儲(chǔ)的幾何特征，并且通過表示不同檢索的幾何特征的坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，由此例如可以修改機(jī)器人上的點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)路徑和幾何特征，諸如已存儲(chǔ)幾何特征所表示的對象的大小、形狀、取向。根據(jù)本發(fā)明的第二方面涉及一種控制機(jī)器人的方法，該方法包括步驟:(i)將機(jī)器人放置在操作現(xiàn)場處的預(yù)定義位置Ptl處，該預(yù)定義位置先前已被用于定義表征機(jī)器人上的點(diǎn)P和/或周圍環(huán)境中的操作相關(guān)對象的移動(dòng)的幾何特征，以及(ii)參考所述結(jié)合特征相對于機(jī)器人在周圍環(huán)境中的移動(dòng)來命令機(jī)器人。根據(jù)控制方法的實(shí)施例，所述幾何特征在命令機(jī)器人期間被從在機(jī)器人中或與機(jī)器人相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)裝置檢索。根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種可編程機(jī)器人，其提供有用于執(zhí)行如上所述的根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置，該機(jī)器人包括用于定義幾何特征以供在機(jī)器人的編程期間使用且用于隨后在機(jī)器人的操作期間控制機(jī)器人的傳感器裝置。根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人的優(yōu)選實(shí)施例，所述傳感器裝置包括被用于控制機(jī)器人的電動(dòng)機(jī)/關(guān)節(jié)的傳感器。根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，所述可編程機(jī)器人包括底座部、多個(gè)臂部、經(jīng)由關(guān)節(jié)連接在一起的兩個(gè)相鄰臂部和在各相應(yīng)關(guān)節(jié)中提供以感測各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)的傳感器裝置，該機(jī)器人此外提供有用于基于來自所述傳感器裝置的信號對幾何特征進(jìn)行定義和命名的裝置或者與該裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并且其中，機(jī)器人此外提供有存儲(chǔ)裝置或與之進(jìn)行數(shù)據(jù)通信以便將各幾何特征存儲(chǔ)在例如數(shù)據(jù)記錄中，該數(shù)據(jù)記錄包括表征各幾何特征的一組或多組坐標(biāo)和指定各幾何特征的關(guān)聯(lián)名稱或標(biāo)記。該機(jī)器人此外提供有控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)基于從所述存儲(chǔ)裝置檢索的幾何特征，能夠通過向機(jī)器人的所述關(guān)節(jié)中的驅(qū)動(dòng)裝置提供控制信號來控制機(jī)器人的移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該機(jī)器人此外包括用戶接口或者與之進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，該用戶接口提供有能夠在其上面顯示至少所述幾何特征的顯示器。根據(jù)第四方面，本發(fā)明涉及用于定義機(jī)器人周圍環(huán)境中的對象和機(jī)器人上的至少一個(gè)特定點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)路徑并用被存儲(chǔ)且隨后在機(jī)器人的編程期間使用的幾何特征來表征這些對象和路徑以指定機(jī)器人和周圍環(huán)境中的相關(guān)對象的移動(dòng)的機(jī)器人的使用。參考結(jié)合附圖的本發(fā)明實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，將更好地理解本發(fā)明，在所述附圖中:圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的可編程機(jī)器人以及在幾何特征的定義、機(jī)器人的編程和機(jī)器人的實(shí)際使用期間的機(jī)器人控制期間所使用的主要功能塊的示意性表示。具體實(shí)施例方式下面將給出包括在每個(gè)關(guān)節(jié)電動(dòng)機(jī)上具有編碼器的機(jī)器人的本發(fā)明的特定實(shí)施例的詳細(xì)描述，其中，能夠通過手動(dòng)地移動(dòng)機(jī)器人的所選部分、諸如工具附著構(gòu)件或通過使機(jī)器人微動(dòng)至不同位置來向機(jī)器人教授給定位置。機(jī)器人使用其關(guān)節(jié)編碼器來測量不同位置處的關(guān)節(jié)角，并且控制軟件使用機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模型來將這些關(guān)節(jié)角轉(zhuǎn)換成姿勢。然后可以將機(jī)器人編程成依次穿過這些位置，其中，機(jī)器人正在使用相同編碼器以到達(dá)已編程姿勢，如用被來測量姿勢。·參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可編程機(jī)器人的示意性表示以及在幾何特征定義、機(jī)器人編程和機(jī)器人的實(shí)際使用期間的機(jī)器人控制期間所使用的主要功能塊。圖1圖示出放置在被用于定義周圍環(huán)境和機(jī)器人上的點(diǎn)P(例如機(jī)器人上的工具所在處的點(diǎn))相對于周圍環(huán)境的移動(dòng)的xyz坐標(biāo)系的原點(diǎn)處的機(jī)器人。所示的示例性機(jī)器人包括基礎(chǔ)部2、壁部3、4、5和將相鄰臂部連接的關(guān)節(jié)6、7、8?？梢詫⒐ぞ?未示出)附著于機(jī)器人的端部9。在機(jī)器人的周圍環(huán)境中，示出了工作臺10和容器11作為示例。功能塊與在成對功能塊之間和功能塊與機(jī)器人I上的元件之間所指示的通信線路僅僅描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，并且編程和控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)在實(shí)際實(shí)施方式中可以具有另一結(jié)構(gòu)。并且，諸如幾何特征的命名的功能特征(參考標(biāo)號20、21和22)被示為單獨(dú)功能塊，但是其可以也已經(jīng)被結(jié)合在控制系統(tǒng)塊24中或用戶接口25中。在實(shí)際實(shí)施方式中，對應(yīng)于圖1中所示的單獨(dú)功能塊的各種軟件功能將可能被集成到還包括在圖1中指示為方框23的存儲(chǔ)裝置的一個(gè)完整軟件功能中，雖然當(dāng)然也可以使用單獨(dú)的存儲(chǔ)裝置。圖1中所示的本發(fā)明的實(shí)施例包括機(jī)器人1，上文描述了其組成。各關(guān)節(jié)6、7、8包括用來指示關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和傳感器，所述旋轉(zhuǎn)即為一個(gè)臂部與特定關(guān)節(jié)的相鄰臂部之間的角。這些傳感器(在圖中未示出)可以用于雙重目的以控制機(jī)器人并從機(jī)器人向轉(zhuǎn)換裝置16提供信息，轉(zhuǎn)換裝置16將機(jī)器人坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成在周圍環(huán)境中使用的坐標(biāo)，例如通過其可以用來指定點(diǎn)、線或平面的xyz坐標(biāo)。用將機(jī)器人與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置16相連的具有雙箭頭12、13、14、15的線來指示傳感器雙重功能?？梢酝ㄟ^使機(jī)器人上的點(diǎn)P移動(dòng)至周圍環(huán)境中的點(diǎn)A來定義幾何特征，即點(diǎn)A，該點(diǎn)在本示例中對應(yīng)于工作臺10的一個(gè)拐角。當(dāng)機(jī)器人被安裝在周圍環(huán)境中的特定位置處時(shí)一在所示示例中在xyz坐標(biāo)系的原點(diǎn)處,將點(diǎn)P定位于機(jī)器人上的點(diǎn)A處導(dǎo)致機(jī)器人中的傳感器獲得某些值(機(jī)器人坐標(biāo)系中的(□□□□□□□□□□))，該機(jī)器人坐標(biāo)被轉(zhuǎn)換裝置16轉(zhuǎn)換成xyz坐標(biāo)。點(diǎn)A的特定xyz坐標(biāo)經(jīng)由線路39被傳輸至功能塊17，其中，定義了低級幾何特征“點(diǎn)A”并被經(jīng)由命名功能20給定適當(dāng)?shù)拿Q或標(biāo)記。如線32所指示的，可以將此低級特征作為包括名稱和坐標(biāo)的記錄存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置23中。應(yīng)注意的是如果機(jī)器人相對于周圍環(huán)境的位置和取向是先驗(yàn)已知的，則將可以簡單地將機(jī)器人坐標(biāo)連同特征名稱一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中且因此無需坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置16。該圖進(jìn)一步示出了幾何特征到低級特征、中級特征和高級特征的細(xì)分，但是應(yīng)理解的是還可能使用替換細(xì)分。并且，在不會(huì)從而脫離本發(fā)明的基本概念的情況下，將可以根本避免對幾何特征進(jìn)行細(xì)分?？梢匀绻δ軌K20、21和22所示地對低級特征、中級特征和高級特征中的每一個(gè)給定名稱，并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置23中的適當(dāng)記錄中。此外，機(jī)器人提供有控制機(jī)器人(如用線27示意性地所示)并與用戶接口25相交互的控制系統(tǒng)24。經(jīng)由線26，控制系統(tǒng)24可以從存儲(chǔ)裝置23檢索數(shù)據(jù)并向其提供數(shù)據(jù)。雖然在圖1中未示出，但控制系統(tǒng)可以與其他功能塊相交互，并且在實(shí)際實(shí)施方式中，這些中的某些或全部可以實(shí)際上形成控制系統(tǒng)的整體部分。在機(jī)器人的實(shí)際使用期間，可以定義和使用不同水平的幾何特征:(a)簡單(低級)幾何特征，簡單地包括借助于使機(jī)器人上的點(diǎn)P移動(dòng)至空間中的點(diǎn)(A、B、C)而指定的所述空間中的點(diǎn)。這些點(diǎn)被適當(dāng)?shù)?例如:A、B、C)或按名稱(例如:“拾取點(diǎn)”、“中間站”、“受體點(diǎn)”)或者可能按其坐標(biāo)((Xa，Ya，Za)或(Ra，Θα，Φα)……))而標(biāo)記。然后可以將標(biāo)記的點(diǎn)存儲(chǔ)于在機(jī)器人中或與機(jī)器人相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)裝置中。(b)更復(fù)雜的(中級)幾何特征，借助于機(jī)器人本身或者借助于先前存儲(chǔ)的幾何特征，定義更復(fù)雜的幾何特征，例如，通過使機(jī)器人上的點(diǎn)P從線上的一個(gè)點(diǎn)A移動(dòng)至線上的另一點(diǎn)B并隨后對這樣定義的線AB給定適當(dāng)名稱來定義直線，并將定義的線AB存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，如上所述。以這種方式，可以定義有限長度AB的線，但是還可以通過將AB視為所述線上的矢量來定義半無限或無限長的線(λ至①;c至A或“-C至+⑴”)。還可以以這種方式來定義其他相對簡單的幾何形狀，諸如(有限或無限延伸的)平面。(c)仍更復(fù)雜的(高級)幾何特征；如果需要的話，可以從存儲(chǔ)器檢索所存儲(chǔ)低級幾何特征并用來定義復(fù)雜幾何特征(高級特征)，或者可以將此類先前存儲(chǔ)的低和/或高級特征與新測量特征的組合用來定義所述復(fù)雜特征，并隨后為已定義高級特征提供名稱，并將這些特征存儲(chǔ)于在機(jī)器人中或與機(jī)器人相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)裝置中。例如，可以借助于五個(gè)先前定義并存儲(chǔ)的平面來定義方框(表示例如用于生產(chǎn)線中的某些已生產(chǎn)部件的容器)。在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人中使用或與該機(jī)器人相關(guān)聯(lián)的基本軟件包至少包括:能夠?qū)⒚Q關(guān)聯(lián)到存儲(chǔ)位置的軟件。能夠根據(jù)這些已命名位置來構(gòu)造特征的軟件。兩個(gè)位置定義線或矢量。這些位置可以形成平面。在從用戶接收到適當(dāng)指令時(shí)能夠使機(jī)器人相對于這些幾何特征移動(dòng)的軟件。作為示例，考慮工作臺10?？梢允箼C(jī)器人(例如機(jī)器人上的點(diǎn)P)移動(dòng)至工作臺的一個(gè)拐角，位置“A”，其坐標(biāo)被機(jī)器人登記且隨后被用戶命名。其后，P移動(dòng)至工作臺的下一個(gè)拐角，該位置被稱為“B”?，F(xiàn)在可以構(gòu)造中級幾何特征，矢量AB，可以將其稱為“short_side(短邊)”。根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人的軟件現(xiàn)在提供用于控制機(jī)器人的更多選項(xiàng)。通過選擇用戶接口上的“short_side”特征,諸如教導(dǎo)盒(teachingpendant)上的微動(dòng)接口，操作員現(xiàn)在可以命令機(jī)器人沿著工作臺的“short_Side”移動(dòng)例如20mm，或者使機(jī)器人相對于此矢量“微動(dòng)”。同樣地，可以將機(jī)器人上的點(diǎn)P定位于工作臺第三拐角處，可以將其標(biāo)記為“C”，并且可以定義另一中級特征“l(fā)ong_Side(長邊)”，其是由矢量AC定義的。現(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器人的軟件允許操作員定義平面，在本示例中可以將其視為高級幾何特征，該平面是由點(diǎn)“ABC”給定的?？梢詫⑵矫鍭BC例如命名為“table_plane(工作臺平面)”。在用戶接口(微動(dòng))面板上，現(xiàn)在提供了用于使機(jī)器人移動(dòng)的多個(gè)選項(xiàng)。用戶可以選擇“short_side”、“l(fā)ong_side”或“table_plane”。如果選擇了“table_plane”,則現(xiàn)在可以使機(jī)器人朝著工作臺移動(dòng)例如2_，或者可以將其選擇為使機(jī)器人移動(dòng)至與工作臺平面精確地相距30mm的最近位置，例如，如圖1中的點(diǎn)D和E所指示的。還可以命令機(jī)器人使機(jī)器人上的工具從與工作臺的平面平行的平面中的點(diǎn)E移動(dòng)至直接在容器11之上的點(diǎn)F,例如在拾取和放置操作期間。這種編程具有兩個(gè)獨(dú)有特征:一程序員/操作員不需要知道常常要求以便執(zhí)行機(jī)器人編程的關(guān)于4X4矩陣或其他類型的姿勢變換的任何事。一用來測量位置的編碼器可以是且優(yōu)選地是用來使機(jī)器人移動(dòng)的相同編碼器。這消除了對特征空間與機(jī)器人工作區(qū)之間的校準(zhǔn)的需要。權(quán)利要求1.一種用于對機(jī)器人進(jìn)行編程的方法，該方法包括將機(jī)器人放置在機(jī)器人周圍環(huán)境中的給定位置Po處并使用機(jī)器人上的部分或點(diǎn)P來相對于機(jī)器人周圍環(huán)境中的對象定義一個(gè)或多個(gè)幾何特征，并建立所述幾何特征與機(jī)器人相關(guān)坐標(biāo)系的第一坐標(biāo)之間的關(guān)系，由此，隨后能夠命令機(jī)器人通過參考所述一個(gè)或多個(gè)幾何特征來執(zhí)行機(jī)器人的特定部分相對于所述周圍環(huán)境的移動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述機(jī)器人包括多關(guān)節(jié)型機(jī)器人臂，并且其中，點(diǎn)P的所述部分位于所述多關(guān)節(jié)型機(jī)器人臂上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述機(jī)器人包括能夠經(jīng)歷平移位移的一個(gè)或多個(gè)部分。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一坐標(biāo)被轉(zhuǎn)換成表征機(jī)器人被放置在其中的周圍環(huán)境的坐標(biāo)系的第二坐標(biāo)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括步驟:(i)借助于所述多關(guān)節(jié)型機(jī)器人臂來定義機(jī)器人的周圍環(huán)境中的多個(gè)點(diǎn)，由此，機(jī)器人自動(dòng)地向所述多個(gè)點(diǎn)中的每一個(gè)分配坐標(biāo)；(ii)針對所述點(diǎn)和相應(yīng)分配坐標(biāo)中的每一個(gè)，提供表征該點(diǎn)的名稱或標(biāo)記并將每個(gè)點(diǎn)、即相應(yīng)的坐標(biāo)和名稱或標(biāo)記作為低級幾何特征存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中的記錄中，使得隨后能夠從存儲(chǔ)裝置檢索所述低級幾何特征。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中(i)從所述存儲(chǔ)裝置檢索所述已存儲(chǔ)低級幾何特征中的兩個(gè)或更多個(gè)，并且其中，所述低級幾何特征中的至少兩個(gè)被組合而形成更高級幾何特征，此類特征是用相應(yīng)低級特征的各坐標(biāo)表征的；(ii)這樣定義的更高級幾何特征中的每一個(gè)被提供表征該特征的名稱或標(biāo)記；(iii)將各更高級幾何特征中的每一個(gè)、即相應(yīng)的一組坐標(biāo)和相應(yīng)的名稱或標(biāo)記存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中的記錄中，使得隨后能夠從存儲(chǔ)裝置檢索所述更高級幾何特征。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，可以從存儲(chǔ)裝置檢索所存儲(chǔ)幾何特征并用來提供機(jī)器人及其周圍環(huán)境的表示，例如包括機(jī)器人上的點(diǎn)P通過周圍環(huán)境和周圍環(huán)境中的對象的運(yùn)動(dòng)路徑的用戶接口上的圖形顯示。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，可以從存儲(chǔ)裝置檢索存儲(chǔ)的幾何特征，并且通過表示不同檢索幾何特征的坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，由此例如可以修改機(jī)器人上的點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)路徑和幾何特征，諸如已存儲(chǔ)幾何特征所表示的對象的大小、形狀、取向。9.一種控制機(jī)器人的方法，該方法包括步驟:(i)將機(jī)器人放置在操作現(xiàn)場處的預(yù)定義位置Ptl處，該預(yù)定義位置先前已被用于定義表征機(jī)器人上的點(diǎn)P和/或周圍環(huán)境中的操作相關(guān)對象的移動(dòng)的幾何特征，以及(ii)參考所述幾何特征相對于機(jī)器人在周圍環(huán)境中的移動(dòng)來命令機(jī)器人。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述幾何特征在命令機(jī)器人期間被從在機(jī)器人中或與機(jī)器人相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)裝置檢索。11.一種提供有用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的方法的裝置的可編程機(jī)器人，該機(jī)器人包括用于定義幾何特征以供在機(jī)器人的編程期間使用且用于隨后在機(jī)器人的操作期間控制機(jī)器人的傳感器裝置。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可編程機(jī)器人，其中，所述傳感器裝置包括被用于控制機(jī)器人的電動(dòng)機(jī)/關(guān)節(jié)的傳感器。13.一種可編程機(jī)器人，包括底座部(2)、多個(gè)臂部(3、4、5)、經(jīng)由關(guān)節(jié)(6、7、8)連接在一起的兩個(gè)相鄰臂部和在各相應(yīng)關(guān)節(jié)中提供以感測各接頭的旋轉(zhuǎn)的傳感器裝置，該機(jī)器人此外提供有用于基于來自所述傳感器裝置的信號對幾何特征進(jìn)行定義(17、18、19)和命名(20、21、22)的裝置或者與該裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并且其中，機(jī)器人此外提供有存儲(chǔ)裝置(23)或與之進(jìn)行數(shù)據(jù)通信以便將各幾何特征存儲(chǔ)在例如數(shù)據(jù)記錄中，該數(shù)據(jù)記錄包括表征各幾何特征的一組或多組坐標(biāo)和指定各幾何特征的關(guān)聯(lián)名稱或標(biāo)記。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的可編程機(jī)器人，其中，該機(jī)器人此外提供有控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)基于從所述存儲(chǔ)裝置(23)檢索的幾何特征，能夠通過向機(jī)器人的所述關(guān)節(jié)出、7、8)中的驅(qū)動(dòng)裝置提供控制信號來控制機(jī)器人的移動(dòng)。15.根據(jù)前述權(quán)利要求11至14中的任一項(xiàng)所述的可編程機(jī)器人，其中，所述機(jī)器人此外包括用戶接口或者與之進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，該用戶接口提供有能夠在其上面顯示至少所述幾何特征的顯示器。16.用于定義機(jī)器人周圍環(huán)境中的對象和機(jī)器人上的至少一個(gè)特定點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)路徑并用被存儲(chǔ)且隨后在機(jī)器人的編程期間使用的幾何特征來表征這些對象和路徑以指定機(jī)器人和周圍環(huán)境中的相關(guān)對象的移動(dòng)的機(jī)器人的使用。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于對機(jī)器人進(jìn)行編程的用戶友好方法，其中，該方法包括將機(jī)器人放置在周圍環(huán)境中的給定位置P0處，并且使用機(jī)器人的部分或點(diǎn)P(例如，工具在機(jī)器人的使用期間被附著到的點(diǎn))來相對于機(jī)器人的周圍環(huán)境定義一個(gè)或多個(gè)幾何特征，并且建立該幾何特征與機(jī)器人相關(guān)坐標(biāo)系統(tǒng)的第一坐標(biāo)之間的關(guān)系，由此，隨后能夠通過參考所述一個(gè)或多個(gè)幾何特征來命令機(jī)器人執(zhí)行機(jī)器人的指定部分相對于所述周圍環(huán)境的移動(dòng)。用這些手段，對于不擅長機(jī)器人編程以對機(jī)器人進(jìn)行編程和使用的用戶而言變得容易。根據(jù)本發(fā)明，可以將該幾何特征存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中并隨后也在除在其中進(jìn)行編程的特定設(shè)置之外的其他設(shè)置中使用。文檔編號G05B19/401GK103250109SQ201180054670公開日2013年8月14日申請日期2011年11月16日優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日發(fā)明者埃斯本·哈倫拜克·厄斯特高申請人:Ur機(jī)器人有限公司