[发明专利]借助工业机器人安装组件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种安装组件的方法，用于借助工业机器人将具有导入部分和保持部分的组件安装到工件的开口中，该机器人具有终端操纵装置，终端操纵装置在保持部分导引组件。

背景技术

EP 1405690A1描述了一种用于将阀门安装到汽车轮缘的为安装阀门而确定的孔中的工业机器人和方法。为了将阀位置正确地安装到管中，设置了照相系统，其确定管孔在轮缘上的准确位置并且将其传输给控制系统，控制系统与该工业机器人相连用于控制机器人。

JP 07-088730A描述了包含两个工业机器人的装配单元。汽车的仪表盘为工件，其具有开口，要将一个组件安装于该开口上。为此仪表盘具有标记。两个工业机器人中之一带有照相系统，以便能拍摄仪表盘的开口和标记。从借助于照相系统拍摄的开口的位置和标记，来确定组件的安装位置和安装方向，而另一机器人持握该组件，相应的被驱动以将组件位置正确地相对于工件定位到其安装位置。

JP 04-348885A描述了一种用于将组件导引入工件的开口的方法，其中组件被机器人移动地带到开口处。如果组件位于工件开口的边缘，该组件被机器人转动并且接触力的变化被记录或存储。基于接触力的变化，确定运动的方向，机器人向该方向运动组件以将其位置正确地导引入开口中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于将组件安装入工件的开口中的改进的方法。

本发明的目的通过如下的方法得以实现，即借助工业机器人将具有导入部分和保持部分的组件安装入工件的开口的方法，所述机器人具有终端操纵装置，所述终端操纵装置在保持部分导引组件，包括步骤：

-通过工业机器人的移动使组件的导入部分靠近开口；

-在组件的导入部分与工件接触之后借助工业机器人提高过程作用力直至达到过程作用力阈值，在此过程作用力特别是以材料应力的形式存储；

-在达到过程作用力阈值时提高工业机器人的柔韧性；以及

-基于通过材料松弛而释放出的过程作用力，进行工业机器人的被动的定中心运动（Zentrierbewegung）。

组件特别可以是橡胶弹性组件。组件例如可以具有弹性体、橡胶即硫化天然橡胶、橡胶/或者硅橡胶。此外组件还可具有在某种程度上也提供弹性性能的其他材料，例如金属。组件本身也具有、即固有弹性性能，所以过程作用力可以以材料应力的形式存储于组件中。替代地或者附加地，过程作用力也可以材料应力的形式存储于工业机器人的弹性构件和/或者弹性的终端操纵装置中和/或者通过工业机器人的以力-和/或者以力矩控制的运行来模拟。

特别是可以将当工业机器人使组件与工件相接触时在组件与工件之间产生的接触力理解为过程作用力。

过程作用力域值表示最大的力，在达到该最大力时，特别是以材料应力的形式存储于弹性组件中、存储于工业机器人的弹性构件和/或者弹性的终端操纵装置中和/或者通过工业机器人的以力-和/或者以力矩控制的运行来模拟，过程作用力的大小足够让工业机器人在提高其柔韧性时做被动的定中心运动。

工业机器人柔韧性也即柔韧性的控制特别是可以通过阻抗控制（Impedenzregelung）而不是导纳控制（Admittanzregelung）来实现。

导纳控制基于在关节层面上工业机器人的现有的位置控制。在此必须测量从外部作用到工业机器人上的广义力，从这些力出发，确定工业机器人的相应于所期望的动态特性的运动，该运动通过逆运动学和从属的位置控制向工业机器人发送命令。

与导纳控制相反，阻抗控制基于现有的在关节层面的转矩控制。测量出真实的位置相对于所定义的目标位置的偏移，并且相应于所期望的动态响应确定所期望的广义力和力矩。该力可以通过已知的工业机器人动力学被映射成相应的关节扭矩。该扭矩最终可通过从属的扭矩控制予以调整。

所期望的笛卡尔特性可以基于从属的位置、扭矩或者链接阻抗控制来实现。这种控制的实现可以通过在工业机器人的关节处集成力矩传感器实现。为此传感器检测在驱动装置的驱动中起作用的一维扭矩。其大小可以作为测量参数用于控制，并且使得能够在控制范畴内考虑关节的弹性。特别地通过使用扭矩传感器而不是在终端操纵装置上使用的力矩传感器，可以检测那些不是施加于终端操纵装置上而是施加于工业机器人的组件上和/或者在工业机器人持握的构件上的力。

对于提高柔韧性的特点，换句话说可以理解为提高工业机器人的亲和势以使从外部作用于机器人上的干扰力减小或者变成零。