控制機器人卸垛輪胎的方法和系統的製作方法

2023-10-19 00:47:37

專利名稱：控制機器人卸垛輪胎的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制機器人卸垛放置於載體上的輪胎的方法和系統。
背景技術：
卸垛輪胎可以理解為將輪胎從運輸單元或負載載體上卸載，例如從貨櫃或者從 格狀託盤(Gitterpalette)卸載。通常，從整齊到部分整齊直至不整齊或完全混亂，輪胎的 堆疊形式多種多樣。當前在位於負載載體上的輪胎的定向為部分整齊或不整齊的情況下， 只能手動進行輪胎的卸載。至今，在大多數情況下仍然還是手動執行輪胎的堆垛。但是在這期間，專利文獻DE 10 2005 053 296 A1公開了一種用於將輪胎堆疊在載體上的自動化的解決方案。但是由於 運輸過程中輪胎的堆疊形式在大部分情況下會發生一些變化並且原來已知的輪胎位置和 輪胎定向不再與該輪胎的實際情況一致，所以至今在堆垛期間在精確識別放置位置時甚至 始終無法實現輪胎的自動卸載。已經公知有用於卸載順序輸送的輪胎的自動化的解決方案。雖然這種方案不是使 用機器人，而是使用帶有升降裝置的多軸拱架系統(Portalsystem)，但是這種拱架系統既 能用於堆垛也能用於卸垛。例如專利文獻US2006/0088405 A1公開了一種方法，其中可以 自動地堆疊並且再次卸載呈魚骨形式(Fischgr壯ennmstei:)排列的輪胎。但是為此需要特 殊的容器作為負載載體，其防止輪胎在運輸時滑動。採用這種方法不可能實現不整齊或僅 部分整齊的輪胎的堆垛，或者以事先不為人知的堆疊形式排列的輪胎的堆垛。已經公知有用於夾持輪胎的不同的夾持工具。專利文獻EP 1059148 B1公開了一 種用於在內徑處夾持輪胎的裝置，其中旋轉對稱的構件被壓靠在胎邊(Wulst)上並由此保 持此輪胎。至少兩個這種保持件設置為可沿輪胎的徑向移動。保持件圍繞與輪胎中軸線平 行的軸可旋轉地設置，從而能夠通過旋轉驅動機構使輪胎圍繞該中軸線旋轉。在專利文獻US 5082519 A中描述了一種夾持工具，其基於具有兩個可相對移動的 夾鉗的平行夾持器的原理，在外徑處夾持輪胎胎殼(Karkasse)。輪胎胎殼通過這種夾持工 具在生產過程中被重新定位(umpositionieren)。專利文獻GB 2126153 A描述了一種用於裝載和卸載輪胎硫化機的方法和夾持工 具。其中通過三個活動夾緊爪在內胎邊處夾持生胎(Rohreifen)。此外，在專利文獻US 4894103中描述了一種用於輪胎製造領域的夾持工具，輪胎 胎殼被送入輪胎成型機中，並在隨後取出生胎。夾持工具具有四個弧形件，所述弧形件可沿 徑向移動以進行夾持。由此既可以從外側又可以從內側來夾持胎身或生胎。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種輪胎卸垛方法及系統，所述方法及系統不需要用於 輸送輪胎的特殊的容器並且通過所述方法及系統可以自動地從負載載體卸載不整齊的或 僅部分整齊的多個輪胎。
此目的可通過權利要求1和12所述的方法和系統實現。在從屬權利要求或以下 的說明及實施例中可得出所述方法及系統的有利設計。在所提出的控制機器人卸垛輪胎的方法中，將重複執行以下順序的步驟。首先 通過傳感器檢測待卸載輪胎堆中的外部輪胎的空間位置和空間定向，以及選擇性地檢測 輪胎的載體的空間位置和空間定向。外部輪胎應理解為能從外部直接靠近或可通過傳感 器識別的、在載體上的輪胎堆中的輪胎。其中優選使用3D傳感器系統，通過該3D傳感 器系統可構建三維環境(Umfeld)。這種傳感器系統例如是立體照相機、PMD相機(PMD Photonic-Mixer-Device)、用於執行光切法(三角法)的裝置或藉助雷射測定運行時間的 裝置。基於輸送的傳感器信號或傳感器數據可以在相應的分析和處理之後確定輪胎的空間 位置和空間定向以及選擇性地確定載體的空間位置和空間定向，並提供給機器人。如果例 如基於待卸載的載體的底部上的限制止動件來已知載體的位置和定向，則例如可省去通過 傳感器檢測載體的位置和定向。輪胎以及載體的幾何形狀也可以通過傳感器被檢測或者其 被預先設定以執行所述方法，因為其幾何形狀在卸載前通常是已知的。在計算單元對傳感器數據進行處理分析以及向機器人控制裝置傳輸軌跡數據之 前，需要確認精確的夾持點，並且檢查是否可以無幹擾地沿著為夾持各個輪胎所確定出的 運動軌跡行進。為此，首先，根據可設定的標準選擇一個在事先檢測的外部輪胎中的待通過 現有的夾持工具夾持的輪胎。其中，該標準例如可以為輪胎識別的質量或品質、輪胎在載體 上的絕對高度或被其它輪胎遮蓋的量(Anzahl)。隨後對於根據給定的標準所選的輪胎計算 用於夾持並卸垛此輪胎的夾持工具的一個或多個運動軌跡。優選對於不同的、使用夾持工 具的可能的夾持位置或夾持方式確定出運動軌跡。隨後對於計算出的運動軌跡確定出與載 體和其它輪胎可能存在的幹擾。這是基於夾持工具和載體的3D模型以及傳感器的傳感器 數據來實現的，由其可導出輪胎和(如果並非已知)載體的位置。可以以通過預定優選值 所確定的運動軌跡的順序來確定可能的幹擾。在按照所述優選值的順序確定出第一運動軌 跡沒有幹擾之後，可以中斷其它的計算。隨後，夾持工具自動地通過機器人沿計算出的運動 軌跡被導引至確定為待夾持的輪胎。通過夾持工具夾持輪胎，沿計算出的運動軌跡從載體 卸載並且放置在規定的位置。如果對於此輪胎計算出的運動軌跡可能存在幹擾，則需確定 一個新的、符合可設定標準的輪胎作為下一個輪胎。隨後對此輪胎執行進一步的步驟，即計 算運動軌跡和檢查幹擾。一直重複該過程，直到確定出具有無幹擾運動軌跡的輪胎，隨後以 上述方式卸載所述輪胎。在卸載輪胎之後，分別按順序重新執行這些方法步驟，直至載體被 完全卸載。對於所述方法以及相應(所屬)系統的正確的工作方式而言，必須事先已知輪胎 在載體上的堆疊形式以及載體的精確位置。輪胎的自動識別和卸載與其在載體上的位置無 關。由此，本發明實現了從帶有不同類型輪胎的運輸單元全自動的卸載。而其中有利的是， 輪胎的幾何形狀不必首先通過傳感器來檢測，而是已經事先已知且提供了的。這加快了輪 胎位置和定向的檢測並提高了可靠性。這對於輪胎的載體的幾何形狀同樣適用。通過所述方法可以在應用傳感器系統和具有夾持工具的工業機器人的情況下卸 載被任意堆疊或定位的輪胎而不會與載體周邊發生幹擾，並且可以將所述輪胎部分整齊或 整齊地放置在存放面上。其中可以忽略輪胎在載體上是否為整齊地、部分整齊地或完全不 整齊地安置。與現有技術相比，通過使用機器人卸垛省去了人工卸載時高強度且單調的工作，從而對工人的健康有利並節省了成本。此外，通過自動化可確保質量及產量穩定。再者， 所述方法和相應系統並不需要用於運輸或儲備輪胎的特殊構造的容器。相應的卸垛系統包括多軸工業機器人，優選為6軸可彎曲手臂機器人 (6-Achs-Knickarm-Roboter)；夾持工具；3D傳感器；用於3D傳感器的運動機構，例如呈線 性軸的形式；以及分析或計算單元，其以在本方法中給出的方式分析傳感器數據以及可能 預先設定的輪胎和載體的幾何形狀數據，並且將待執行的夾持運動的軌跡數據傳輸至工業 機器人。所述分析單元例如可以是與機器人和傳感器連接的個人計算機(PC)。分析單元或 分析單元的一部分也可以設置在工業機器人的控制單元中。為了執行所述方法使用夾持工具，其優點在於，可以執行多個不同的夾持方式，由 此能夠夾持處於任意定向的輪胎。為了實現這種應用，優選的夾持工具包括兩個夾鉗以及 驅動裝置，在所述夾鉗中的至少一個夾鉗能相對於另一個夾鉗移動，所述驅動裝置使得用 於夾持輪胎的兩個夾鉗彼此遠離或靠近地運動。在此夾鉗被構造成能夠進入輪胎的開口 中。此外，兩個夾鉗可以均是可動的，或者一個夾鉗可動而另一個夾鉗固定。藉助於這種設計方案的夾持工具能夠通過沿軸向夾持方向在內胎邊處 (Innenwulst)的夾緊、通過沿軸向夾持方向在輪胎寬度(Reifenbreite)上的夾緊、通過 沿徑向夾持方向在輪胎高度(Reifenh6he)上的夾緊、通過沿軸向夾持方向在輪輞卷邊口 (Felgenmaul)內部區域的夾緊或通過沿徑向夾持方向在內胎邊處的夾緊來夾持輪胎。在推薦的夾持工具中夾鉗可以彼此以相互平移或旋轉的方式運動並因此受到相 應地導引。驅動裝置例如可以為電動、氣動或液壓類型。優選的是，還設有用於驅動裝置的 控制裝置，所述控制裝置檢測並調節夾持力或夾緊力，從而防止損傷輪胎。其在一種設計方 案中可以直接通過在夾持器處的單獨的傳感器(例如通過應變計、按壓開關等)實現。在 另一種設計方案中，根據驅動類型，亦即在電動驅動時通過檢測電機電流或者在氣動或液 壓驅動時通過檢測壓力，來實現夾持力的檢測。為了避免輪胎滑動，一個或兩個夾鉗上額外地設有支撐體(Steg，橋接件)或凸起 (Absatz)，或者設有增強摩擦的護罩(Bezug)或例如由橡膠製成的相應的覆層。在優選的設計方案中，推薦的卸垛系統構造成除了用於輪胎的卸垛之外還可用於 輪胎的堆垛。這需要設置一種計算用於堆垛的相應的軌跡數據並將此數據傳輸給機器人的 模塊。在專利文獻DE 10 2005 053 296 A1中詳細描述了優選為此使用的方法，其公開內容 因此完全引入本發明申請中。在用於將輪胎自動堆疊在載體上的這種方法中，首先提供或 生成輪胎的幾何形狀數據和/或輪胎的數位化輪胎模型。所述幾何形狀數據為例如外徑、 內徑和輪胎寬度的數據以及可能的輪輞卷邊口寬度的數據。可以提供輪胎的數位化輪胎模 型或由幾何形狀數據自動生成輪胎的數位化輪胎模型。反之，也可以由數位化的輪胎模型 自動地導出幾何形狀數據。基於幾何形狀數據和/或輪胎模型及可設定的載體的尺寸，由 程序或算法來計算輪胎在載體上的堆疊形式，這能夠使儘可能多數目的輪胎穩定地放置在 載體上。該算法優選計算波紋形式(Rick-Rack Muster)或豎直形式(vertikales Mster)。 在一種特別的設計方案中，使用者給出堆疊形式的類型或者由預設的選項中選擇。在脫機 計算已提供幾何形狀數據的輪胎的堆疊形式或已提供輪胎模型的輪胎的堆疊形式之後，從 堆疊形式自動轉換出輪胎的位置數據並且根據堆疊形式生成及存儲用於堆疊輪胎的夾持 工具的對應的運動軌跡。其中，位置數據應理解為輪胎的地點及方向的數據。優選的是，事
6先已經進行了對隨後要被堆疊的、多種不同輪胎尺寸或輪胎類型的堆疊形式的計算。其中， 對於各種輪胎類型，輪胎類型的識別信息與相應的位置數據和運動軌跡一同被存儲在數據 庫中。在計算堆疊形式以及生成運動軌跡時，基於數位化輪胎模型還要進行幹擾檢查，從而 使得隨後的自動堆疊能夠在無幹擾進而無需其他幹預或修正的情形下進行。隨後在堆疊輪 胎時，取出存儲的位置數據和相應的運動軌跡並傳輸給機器人，所述機器人拾取在預定拾 取位置處的輪胎並對應於位置數據和相應的運動軌跡將所述輪胎放置在載體上。其中，在 使用具有多種輪胎類型的資料庫時，首先識別待堆疊的輪胎，隨後根據存儲的識別信息取 出對應於這些輪胎的位置數據及運動軌跡。對於組合的堆垛和卸垛系統的設計方案，夾持工具的優點首先在於，能夠實現沿 徑向方向在內胎邊處進行夾緊。在這種夾持原理中，輪胎自動地居中並定向，由此基於輪胎 在夾持工具上所限定的定向簡化了堆垛操作。通過這種組合的堆垛和卸垛系統，輪胎可以 在從一個載體上卸垛之後通過相同的系統再次堆垛到另一個載體上。


以下參照實施例並結合附圖對用於卸垛輪胎的有利的方法以及相應的卸垛系統 和其中應用的夾持工具再次進行詳細說明，附圖並非用於限制由權利要求書所給出的範 圍。其中圖1為其上堆疊有輪胎的、將要通過卸垛系統卸載的載體的示例；圖2為推薦的卸垛系統的示例的示意圖；圖3為用於執行所推薦的方法的示例性流程圖；圖4為在所推薦的方法中應用的夾持工具的示例；以及圖5為可通過圖4的夾持工具執行的不同的夾持方式。
具體實施例方式所推薦的方法和相應的卸垛系統可通過機器人(特別為6軸可彎曲手臂機器人) 實現堆疊在運輸單元上的輪胎的自動卸載。為此，圖1示出了運輸單元1的示例，多個輪胎 2在當前的情況下不整齊地堆疊在運輸單元1上。這種運輸單元1通常通過地面運輸設備 (例如叉車或升降式裝卸車(Hubwagen))在卸載區域被放下。在所推薦的方法中，如圖2所 示例性示出的，這種運輸單元1通過卸垛系統卸載。圖2示出了根據本發明的示例性卸垛系統的簡化示意圖。卸垛系統包括具有夾持 器4的6軸可彎曲手臂機器人3，所述夾持器通過連接法蘭接合於可彎曲手臂機器人3的臂 上。承載3D傳感器5的線性軸6設置在具有輪胎2的運輸單元1被放下的卸載區域之上。 3D傳感器5沿線性軸在運輸單元1之上行進，從而拍攝輪胎2處於其上的運輸單元1的表 面形貌。與3D傳感器連接的分析單元7 (在此示例中為PC機)根據推薦的方法對傳感器 數據進行分析並將用於夾持各個輪胎的軌跡數據傳輸至可彎曲手臂機器人3。以此方式，依 次從運輸單元1卸載輪胎2並且將輪胎2放置在圖2未示出的位置。此位置當然必須位於 可彎曲手臂機器人3的工作區域內。在此，可以以不整齊或整齊的方式放置輪胎。特別地， 還可以將輪胎例如以波紋形式或豎直形式直接裝載到另一個運輸單元上，如在專利文獻DE 10 2005 053 296 A1中所詳細描述的。在此，根據此公開文獻分析單元7必須僅通過相應的模塊來產生軌跡數據。此外，在使用此堆垛方法時還可以首先從運輸單元1卸載輪胎並 放置在為此設置的表面上，在隨後的某個時刻再次堆垛到一個空的、供使用的載體上。參照圖3的流程圖對根據所推薦的方法的設計方案從運輸單元1卸載輪胎2的示 例性方法步驟進行說明。對此，在分析單元7中執行控制線性軸6從而使3D傳感器在運輸 單元1之上運動的算法，所述分析單元分析由3D傳感器提供的傳感器數據，並生成相應的 軌跡數據，且傳輸給可彎曲手臂機器人3以執行夾持和卸載運動。這些單獨的、由分析單元 7執行或操作的步驟如下1)非接觸式工作的3D傳感器5在帶有輪胎2的運輸單元1之上線性地運動，由此在此實例中生成三維的點雲(Punktewolke)。可選地，也可以通過圍繞軸的轉動實現傳感器 的運動。2)對傳感器數據(點雲)進行處理和分類(Segmentierimg)。對於分類應該理解 為，將具有相近特性的點組合到一起以發現目標。隨後選擇輪胎分類(Reifensegmente)並 整理成輪胎目標。3)藉助使誤差最小化的方法(所謂的「最小二乘法(least Squares) 」)識別輪胎 並確定輪胎的位置、定向及幾何尺寸。如果事先已知輪胎的尺寸，則可以提高識別的精度。4)將識別出的輪胎參照所確定的標準進行分類，從而可以確定將要最先夾持的輪 胎。其中，該標準例如為輪胎識別的質量/品質、輪胎在運輸單元中的絕對高度以及被其它 輪胎遮蓋的量。5)隨後對於將要最先夾持的輪胎生成夾持和放置的軌跡數據。為此，事先設置相 對於輪胎確定的夾持位置，所述夾持位置設有不同的優選值。由此事先確認(明確)，在此 輪胎上可以通過夾持器進行哪種夾持。從堆垛中的輪胎的各個位置計算出精確的夾持位置 (6D數據)。對於此精確的夾持位置還要同時考慮周圍環境。當其它輪胎位於待夾持的輪 胎之前時，夾持器不能從此位置行進至輪胎上。如果兩個輪胎彼此交疊(一個輪胎穿過另 一個輪胎)，則對其進行識別並相應地校正夾持位置及進入位置。對於一個輪胎而言，始終 僅生成一個可能的(一個最優的)或多個軌跡。6)如果將要最先夾持的輪胎及其軌跡數據是已知的，則對生成的軌跡按照其優選 值的順序對幹擾進行檢查。其中，不僅要檢查夾持器4與運輸單元1的幹擾還要檢查夾持 器4與其它輪胎的幹擾。對於幹擾的識別使用夾持器4的CAD模型和運輸單元1的CAD模 型。基於實際的傳感器數據進行與周圍輪胎的幹擾識別。如果存在幹擾，則檢查下一個軌 跡。如果沒有發現無幹擾的軌跡，則要檢查滿足上述標準的下一個的輪胎。一直重複這些 步驟，直至發現無幹擾的軌跡或者引入可設定的中斷標準。7)所找到的軌跡被轉換到機器人坐標系中並且被發送給機器人控制裝置。8)其上設有夾持器的機器人沿軌跡點行進，由此夾持輪胎並將輪胎放置在指定的 存放面上。原則上可以通過傳感器拍攝(Sensoraufnahme)進行多個輪胎的卸載 (abstapeln)。但是不能確保由於取出一個輪胎而其它輪胎不動。在取出一個輪胎之後還 要通過3D傳感器進行重新拍攝並且重新開始上述的算法。當所有輪胎都從運輸單元1被 卸下時，此算法結束。對於夾持器與負載載體的幹擾檢查而言，通過傳感器來檢測負載載體是不夠的。一方面，傳感器基於負載載體的表面性質可能在此輸出不可靠的數據，另一方面，負載載體 的一部分可能位於傳感器的所謂的陰影區域內，以致於負載載體對於傳感器而言並非完全 可見，而是被其自身或其它物體遮蓋。為了確保在所有情況下都能實現正確的幹擾檢查，在前述示例中使用負載載體的 CAD模型。由此，負載載體的幾何形狀(以及陰影區域)能夠被識別並且僅需確定負載載體 的正確位置和定向。通過地面運輸裝置放下運輸單元在大部分情況下具有一定的誤差。因此，運輸單 元的放置位置的固定的默認值會導致在幹擾識別時出現不再能允許的誤差(錯誤)，因為 模擬和實際不再是相符的，或者必須在用於負載載體的定心裝置(Zentriervorrichtimg) 中投入更多的費用。因此，所推薦的方法設計成可以放棄放置位置的固定的默認值。負載載體的位置和定向優選由傳感器數據自動確定，所述傳感器數據通過對整個 (vollen)運輸單元的拍攝而獲得。為此，運輸單元必須位於各個傳感器系統的檢測區域內。在此實例中，用於識別運輸單元的位置而應用的算法以如下方式進行工作1)準備並分類由3D傳感器記錄的點雲，如上述已經說明的。2)使得具有對應於(物體位於其上的)運輸單元的數據的部分(Segment)映射到 底部上。3)減少在映射中的點密度以便更快地進行處理，但不大幅改變點的凸狀外型 (Hulle)。4)將所得到的點雲A進行複製(點雲B)。使點雲B垂直於點雲B的平面移動。5)計算兩個點雲A和B的邊界框(Boimdingbox)。由此得到運輸單元的位置。該方法的可靠執行需要能夠靈活接收輪胎的夾持工具。在此「靈活接收」應理解 為，通過夾持工具能夠以不同方式夾持輪胎，從而允許輪胎在負載載體上具有不同的位置 和定向。通過隨後描述的夾持工具能夠根據不同方式的需求十分靈活地夾持輪胎。圖4所示的夾持工具實質上是夾鉗式夾持器，為了夾持輪胎，該夾持器具有兩個 活動夾鉗，或者如圖4所示例性示出的，具有一個活動夾鉗8和一個固定夾鉗9。其中例如 在此實例中，夾鉗可以以平動或旋轉的方式相互運動並因此被相應地導引。圖4示出了用 於執行夾鉗8的平動運動的導引件10。夾持工具的驅動裝置11可以為電動、氣動或液壓類 型。在此實例中，固定夾鉗9設有凸起12，以便防止輪胎滑動。此外，夾鉗還可以具有
覆層以增強摩擦。夾持工具4通過在機器人臂上的法蘭板13固定。此外，夾持工具在固定管 (Befestigungsrohr) 14和法蘭板13之間具有角度偏移(Winkelversatz)，並進而相對於機 器人臂具有角度偏移，所述固定管14沿夾持工具的縱軸線對準。所述角度偏差也可以設計 為是可調節的，從而在不同的行進策略中特別是在運輸單元的側壁上防止機器人/夾持器 與運輸單元/輪胎之間的幹擾。為了防止輪胎的損傷，應該相應地檢測並調節夾持力或夾緊力。這可以通過夾持 器上的單獨的傳感器直接實現，或者根據驅動方式通過在電驅動時檢測電機電流或者在氣 動或液壓驅動時檢測壓力來實現。為此，在驅動單元中執行所需的控制。如圖5所示意性示出的，藉助這種夾持工具可夾持不同類型的輪胎。對此，圖5示出了穿過輪胎2的一側以及夾持工具的兩個夾鉗8、9切割的剖視圖。用箭頭表示夾持運動 本身。其中，圖5a示出了沿軸向在輪胎的內胎邊處夾緊的情況。其中夾鉗還可以根據輪 胎的位置向上或向下對準。圖5b示出了沿軸向在輪胎寬度上夾緊輪胎的情況。圖5c示出 了在輪胎高度上夾緊輪胎的情況。圖5d示出了在輪輞卷邊口內部區域上夾緊輪胎的情況。 最後，圖5e以完整的截面圖示出了沿徑向在內胎邊處夾緊輪胎2的情況。這種夾持方式特 別有利於隨後輪胎的堆垛，因為輪胎在這種夾持方式中自動地居中並對準。顯而易見的是，夾持工具的幾何形狀也可以進行變化，從而以不同的夾持方式提供對輪胎的夾持。附圖標記列表1 運輸單元2 輪胎3 6軸可彎曲手臂機器人4夾持工具5 3D傳感器6 線性軸7 分析單元8 活動夾鉗9 固定夾鉗10導引件11驅動裝置12 凸起13法蘭板14相對於法蘭板具有角度偏差的固定管
權利要求
一種機器人控制卸垛放置於載體(1)上的輪胎(2)的方法，其中反覆執行以下順序的步驟-通過傳感器(5)檢測外部的輪胎(2)的位置和定向；-根據可設定的標準確定外部的輪胎(2)中的、待通過夾持工具(4)夾持的輪胎；-對於所述夾持工具(4)的不同夾持位置計算所述夾持工具(4)的運動軌跡，以夾持並卸垛已確定的待夾持的輪胎；-基於所述夾持工具(4)、所述輪胎和所述載體(1)的3D模型以及所述傳感器(5)的傳感器數據，檢查計算出的運動軌跡與所述載體(1)及其它輪胎的可能的幹擾；-確認所述計算出的運動軌跡中的一個未被檢測出幹擾的運動軌跡，或者，如果未檢測出無幹擾的運動軌跡，則確定其它待夾持的輪胎中的其中之一併重複之前的步驟，直至檢測出一個能夠被確認出無幹擾的運動軌跡的輪胎；-通過工業機器人將所述夾持工具(4)導引至已確定的待夾持的輪胎，通過所述夾持工具(4)夾持所述輪胎，並按照所確定的運動軌跡導引所述夾持工具(4)與所述輪胎，從而將所述輪胎放置到確認的位置處。
2.如權利要求1所述的方法，其中通過所述傳感器(5)檢測所述載體(1)的位置和定向。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中採用下述步驟來檢測所述外部的輪胎(2)的位 置和定向、及/或所述載體(1)的位置和定向-通過所述傳感器(5)檢測帶有輪胎(2)的所述載體(1)的表面形貌；-通過由所述表面形貌進行的識別算法檢測所述外部的輪胎(2)的位置和定向、及/或 所述載體(1)的位置和定向。
4.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其中預設所述載體(1)的幾何形狀。
5.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其中預設所述輪胎(2)的幾何形狀。
6.如權利要求1至5中任一項所述的方法，其中用於確定待通過夾持工具(4)夾持的 輪胎的標準包括在所述載體(1)上的該輪胎的高度和/或該輪胎被其它輪胎遮蓋的程度 和/或該輪胎的識別可靠性。
7.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其中使用一個夾持工具(4)，該夾持工具 (4)能夠對所述輪胎(2)實現不同的夾持方式。
8.如權利要求7所述的方法，其中所使用的夾持工具(4)具有至少兩個能彼此遠離或 靠近地運動的夾鉗(8，9)，所述夾鉗能夠進入所述輪胎(2)的開口中。
9.如權利要求7所述的方法，其中所使用的夾持工具(4)具有一個活動夾鉗(8)和一 個固定夾鉗(9)，其中所述活動夾鉗(8)能夠朝向所述固定夾鉗(9)運動或者遠離所述固定 夾鉗(9)運動，並且所述活動夾鉗(8)和所述固定夾鉗(9)能夠進入所述輪胎(2)的開口 中。
10.如權利要求1至9中任一項所述的方法，其中一個可彎曲手臂機器人(3)被用作為 所述工業機器人。
11.如權利要求1至10中任一項所述的方法，其中用於檢測外部的輪胎(2)的位置和 定向的所述傳感器(5)在帶有輪胎(2)的所述載體(1)之上運動。
12.—種卸垛系統，用於執行前述權利要求中任一項所述的方法，所述系統包括至少一個工業機器人，具有夾持工具(4) ；3D傳感器(5)，具有運動機構並且用於檢測在載體(1) 上的外部的輪胎(2)的位置和定向；以及分析單元(7)，用於執行如權利要求1所述的方法 的確定步驟、計算步驟、檢查步驟和確認步驟。
13.如權利要求12所述的卸垛系統，其中所述工業機器人為可彎曲手臂機器人(3)。
14.如權利要求12或13所述的卸垛系統，其中所述3D傳感器的運動機構(6)為線性軸o
15.如權利要求12至14中任一項所述的卸垛系統，其中所述夾持工具(4)具有至少 兩個夾鉗(8，9)，所述至少兩個夾鉗(8，9)中的至少一個夾鉗(8)能夠朝向或遠離另一個夾 鉗(9)運動；以及驅動裝置，所述驅動裝置使這兩種夾鉗(8，9)彼此遠離或靠近地運動以便 夾持輪胎，其中所述夾鉗(8，9)構造成能夠進入所述輪胎的開口中。
16.如權利要求15所述的卸垛系統，其中設有用於所述驅動裝置的控制裝置，所述控 制裝置在夾持時能調節所述夾鉗(8，9)的壓力。
17.如權利要求12至16中任一項所述的卸垛系統，其中所述夾鉗(8，9)的至少其中之 一在夾持時貼靠於輪胎的內側和/或外側，並具有防止輪胎滑動的凸起(12)或支撐體。
18.如權利要求12至17中任一項所述的卸垛系統，其中所述夾鉗(8，9)的至少其中之 一在夾持時貼靠於輪胎的內側和/或外側，並具有用於增強摩擦的護罩或覆層。
19.如權利要求12至18中任一項所述的卸垛系統，其中一個或兩個夾鉗(8，9)能以平 動或轉動的方式相對運動。
20.如權利要求12至19中任一項所述的卸垛系統，其中所述夾持工具(4)具有接合到 所述工業機器人上的法蘭板(13)，所述法蘭板的平面垂線相對於所述夾持工具(4)的縱軸 線的角度興0°，或者是能調節的。
21.如權利要求12至20中任一項所述的卸垛系統，其中所述分析單元(7)還具有用於 計算將所述輪胎(2)重新堆垛到另一個載體上的運動軌跡的模型。
全文摘要
本發明涉及一種控制機器人卸垛放置於載體(1)上的輪胎(2)的方法和系統。在所述方法中，首先通過傳感器(5)檢測外部的輪胎(2)的位置和定向以及選擇性地檢測載體(1)的位置和定向。隨後確定出能夠通過夾持工具(4)夾持並且能夠沿無幹擾的軌跡放置的各輪胎。其中，基於夾持工具(4)和載體(1)的3D模型以及傳感器(5)的傳感器數據通過分析單元(7)來確定軌跡數據以及下一個待夾持的輪胎。隨後基於軌跡數據通過機器人來控制夾持工具(4)，以便卸載各個輪胎並將其放置在確認的位置上。
文檔編號B65G57/00GK101801824SQ200880103250
公開日2010年8月11日 申請日期2008年6月10日 優先權日2007年6月12日
發明者亞歷山大·霍林格, 託爾絲騰·埃伯哈特, 斯文·海斯邁爾, 諾伯特·科頓, 馬丁·佩吉尼 申請人:庫卡羅伯特有限公司