Robotersystem mit mobilem Roboter

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem mit wenigstens einem mobilen Roboter, der eine mobile Plattform und wenigstens einen Roboterarm aufweist, ein Verfahren zum Positionieren der mobilen Plattform sowie ein

Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens.

Aus betriebsinterner Praxis ist es bekannt, mobile Roboter, die eine mobile Plattform und einen Roboterarm aufweisen, als Springer temporär an bestimmten Positionen, insbesondere in unterschiedlichen Arbeitszellen, an verschiedenen

Fließbandpositionen oder dergleichen einzusetzen, insbesondere, um variabel bei Bedarf zusätzliche (Roboter)Arbeitskapazitäten zur Verfügung zu stellen bzw. bei Nicht-Bedarf abzubauen bzw. den Roboter anderweitig einzusetzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Robotersystem mit wenigstens einem mobilen Roboter, der eine mobile Plattform und wenigstens einen Roboterarm aufweist, insbesondere ein Positionieren der mobilen Plattform, bzw. dessen Betrieb zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Robotersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Anspruch 12 stellt ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.

Optional weist ein Robotersystem wenigstens einen mobilen Roboter mit einer mobilen Plattform, wenigstens einem daran angeordneten Roboterarm und einer durch den Roboterarm geführten Kontur auf.

In einer Ausführung ist die mobile Plattform antriebslos bzw. nur passiv bzw. extern bewegbar, sie kann insbesondere ein(en) Handwagen oder dergleichen mit einem oder mehreren antriebslosen (Lauf- bzw. Stütz)Rädern aufweisen, insbesondere sein. Hierdurch kann der mobile Roboter manuell umpositioniert und einfacher und/oder leichter ausgebildet werden.

BESTÄTIGUNGSKOPIE In einer anderen Ausführung weist die mobile Plattform einen oder mehrere, insbesondere elektromotorische, (Bewegungs)Antriebe, insbesondere Fahrantriebe, auf bzw. ist aktiv, insbesondere selbsttätig, bewegbar, sie kann insbesondere ein oder mehrere angetriebene (Antriebs)Räder, Ketten oder dergleichen aufweisen. In einer Ausführung ist die mobile Plattform durch ihre(n) Antrieb(e), insbesondere motorisch, insbesondere elektromotorisch, und dadurch vorteilhafterweise mit geringerem

Kraftaufwand, in einer Ausführung insbesondere ferngesteuert und/oder automatisiert, umpositionierbar bzw. hierzu eingerichtet.

In einer Ausführung weist der Roboterarm ein oder mehrere, insbesondere

wenigstens vier, insbesondere wenigstens sechs, insbesondere wenigstens sieben, Gelenke und in einer Weiterbildung Antriebe zum, insbesondere hydraulischen, pneumatischen und/oder motorischen, insbesondere elektromotorischen, Bewegen bzw. Verstellen dieser Gelenke auf. Durch wenigstens sechs Gelenke können in einer Ausführung drei translatorische Freiheitsgrade und drei rotatorische Freiheitsgrad der roboterarmgeführte Kontur relativ zu einer, insbesondere inertialen oder ihrerseits beweglichen, Umgebung (des Robotersystems) realisiert werden, durch wenigstens sieben Gelenke ein Nullraum mehrerer Posen des Roboterarms bei fixierter roboterarmgeführter Kontur.

Die roboterarmgeführte Kontur ist bzw. wird in einer Ausführung an dem Roboterarm, insbesondere einem distalen bzw. plattformabgewandten Ende des Roboterarms, insbesondere starr bzw. orts- und orientierungsfest und/oder zerstörungsfrei lösbar oder nicht zerstörungsfrei lösbar bzw. dauerhaft befestigbar bzw. befestigt. In einer Weiterbildung ist sie ein roboter(arm)geführtes Werkzeug, insbesondere zum Fixieren und/oder Bearbeiten von Werkstücken. Hierdurch kann vorteilhafterweise ein

Werkzeug, insbesondere Bearbeitungs- oder Halte-, insbesondere Greifwerkezug, zusätzlich zu einem hier beschriebenen Positionieren genutzt werden.

Optional weist ein Robotersystem wenigstens eine (erste) Gegenkontur auf, die mit der roboterarmgeführten Kontur derart, insbesondere lösbar und/oder wiederholt, koppelbar bzw. gekoppelt ist bzw. wird, dass eine bzw. diese Kopplung zwischen der Kontur und der Gegenkontur einen oder mehrere Freiheitsgrade der Kontur relativ zu der Umgebung einsinnig bzw. unidirektional und/oder einen oder mehrere

Freiheitsgrade der Kontur relativ zu der Umgebung beidsinnig bzw. bidirektionalsperrt, in einer Ausführung wenigstens fünf, insbesondere sechs, Freiheitsgrade der Kontur relativ zu der Umgebung, insbesondere beidsinnig, sperrt, bzw. hierzu eingerichtet ist.

Unter einem beidsinnigen Sperren eines Freiheitsgrads der Kontur wird vorliegend insbesondere in fachüblicher Weise ein (beid- bzw. gegenseitiges) Festlegen der Kontur in den beiden Richtungen dieses Freiheitsgrads mit oder ohne

(Bewegungs)Spiel verstanden. Insbesondere kann in einer Ausführung eine in einem translatorischen Freiheitsgrad bzw. einer kartesischen (insbesondere

umgebungsfesten Raum)Schubachse beidsinnig gesperrte Kontur in diesem

Freiheitsgrad bzw. entlang dieser Schubachse weder in die eine noch in die andere, entgegengesetzte Richtung verschoben werden, eine in einem rotatorischen

Freiheitsgrad bzw. um eine (insbesondere umgebungsfesten Raum)Drehachse beidsinnig gesperrte Kontur in diesem Freiheitsgrad bzw. um diese Achse weder in die eine noch in die andere, entgegengesetzte Richtung verdreht werden.

Unter einem einsinnigen Sperren eines Freiheitsgrads der Kontur wird vorliegend entsprechend insbesondere in fachüblicher Weise ein (einseitiges) Begrenzen einer Bewegung der Kontur in nur einer der beiden Richtungen dieses Freiheitsgrads verstanden. Insbesondere kann in einer Ausführung eine in einem translatorischen Freiheitsgrad bzw. einer kartesischen (insbesondere umgebungsfesten

Raum)Schubachse einsinnig gesperrte Kontur in diesem Freiheitsgrad bzw. entlang dieser Schubachse nur (noch) in die eine und nicht in die andere, entgegengesetzte Richtung verschoben werden, eine in einem rotatorischen Freiheitsgrad bzw. um eine (insbesondere umgebungsfesten Raum)Drehachse einsinnig gesperrte Kontur in diesem Freiheitsgrad bzw. um diese Achse nur (noch) in die eine und nicht in die andere, entgegengesetzte Drehrichtung verdreht werden. Optional umfasst ein Verfahren zum Positionieren der mobilen Plattform die Schritte:

- Positionieren der mobilen Plattform in einer Referenzposition relativ zu der

Umgebung;

- Bewirken, insbesondere Durchführen bzw. Schließen, der Kopplung zwischen der Kontur und der Gegenkontur, die den bzw. die Freiheitsgrad(e) der Kontur relativ zu der Umgebung (ein- bzw. beidsinnig) sperrt bzw. so, dass der bzw. die

Freiheitsgrad(e) der Kontur relativ zu der Umgebung (durch die Kopplung zwischen der Kontur und der Gegenkontur ein- bzw. beidsinnig) gesperrt sind; - Ermitteln einer Referenzpose des Roboterarm bei bzw. mit dieser (geschlossenen) Kopplung;

- Lösen dieser Kopplung zwischen der Kontur und der Gegenkontur;

- (anschließendes) Umpositionieren der mobilen Plattform in eine(r) Messposition der mobilen Plattform relativ zu der Umgebung;

- erneutes Bewirken, insbesondere Durchführen bzw. Schließen, der Kopplung

zwischen der Kontur und der Gegenkontur, die den bzw. die Freiheitsgrad(e) der Kontur relativ zu der Umgebung erneut (ein- bzw. beidsinnig) sperrt bzw. so, dass der bzw. die Freiheitsgrad(e) der Kontur relativ zu der Umgebung (durch die erneute Kopplung zwischen der Kontur und der Gegenkontur) erneut (ein- bzw. beidsinnig) gesperrt sind; und

- Ermitteln einer oder mehrerer Messposen des Roboterarms, insbesondere

wiederholtes Ermitteln einer (jeweils) aktuellen Messpose des Roboterarms, bei bzw. mit dieser (erneut( geschlossenen) Kopplung. Der mobile Roboter wird somit in einer Ausführung sowohl in einer Referenz- als auch einer Messposition seiner mobilen Plattform jeweils mit seiner roboterarmgeführten Kontur an der, insbesondere umgebungsfesten, Gegenkontur„angedockt", so dass ein umgebungsfester Fixpunkt bekannt ist.

Optional umfasst das Verfahren den Schritt: Ausgeben, insbesondere wiederholtes und/oder optisches, akustisches und/oder haptisches Ausgeben, einer, insbesondere (jeweils) aktuellen, Abweichungsinformation, insbesondere Bewegungsinformation, die von einer Abweichung zwischen der Referenz- und der bzw. den Messpose(n), insbesondere einer aktuellen Abweichung zwischen der Referenz- und der (jeweils) aktuellen Messpose, abhängt, insbesondere diese bzw. eine Richtung und/oder einen Weg zu ihrer Reduzierung, insbesondere Minimierung, angibt, über eine,

insbesondere optische, akustische und/oder haptische, Benutzerschnittstelle, insbesondere an einen Bedienperson und/oder zum Reduzieren, insbesondere Minimieren, der Abweichung.

Hierdurch kann in einer Ausführung eine, insbesondere ein- oder mehrfach, insbesondere zyklisch, aktualisierte, Navigationshilfe zur Verfügung gestellt werden, um die mobile Plattform, insbesondere manuell oder per Fernsteuerung, in eine (Mess)Position zu (re)positionieren, die, wenigstens im Wesentlichen, (wieder) der Referenzposition entspricht.

Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren den Schritt: Aktuieren des Antriebs bzw. der Antriebe der mobilen Plattform zum Reduzieren, insbesondere Minimieren, der Abweichung, insbesondere mittels Ausgeben, insbesondere wiederholtem

Ausgeben, einer bzw. der, insbesondere (jeweils) aktuellen, Abweichungsinformation, insbesondere Bewegungsinformation, die von einer bzw. der Abweichung zwischen der Referenz- und der bzw. den Messpose(n), insbesondere einer aktuellen

Abweichung zwischen der Referenz- und der (jeweils) aktuellen Messpose, abhängt, insbesondere diese bzw. eine Richtung und/oder einen Weg zu ihrer Reduzierung, insbesondere Minimierung, angibt, an ein Steuermittel, das diesen Antrieb bzw. diese Antriebe (auf Basis dieser Information) zum Reduzieren, insbesondere Minimieren, der Abweichung bzw. so aktuiert, dass die Abweichung reduziert, insbesondere minimiert, wird bzw. hierzu eingerichtet ist. Hierdurch kann in einer Ausführung die mobile Plattform, insbesondere durch das Steuermittel auf Basis der Abweichung(en), durch ihre(n) Antrieb(e), insbesondere motorisch und/oder automatisiert und/oder sukzessive, in eine (Mess)Position

(re)positioniert werden, die, wenigstens im Wesentlichen, der Referenzposition entspricht. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren den Schritt: Aktuieren des Antriebs bzw. der Antriebe des Roboterarms zum Reduzieren der Abweichung, insbesondere mittels Ausgeben, insbesondere wiederholtem Ausgeben, einer bzw. der,

insbesondere (jeweils) aktuellen, Abweichungsinformation, insbesondere

Bewegungsinformation, die von einer bzw. der Abweichung zwischen der Referenz- und der bzw. den Messpose(n), insbesondere einer (jeweils) aktuellen Abweichung zwischen der Referenz- und der aktuellen Messpose, abhängt, insbesondere diese bzw. eine Richtung und/oder einen Weg zu ihrer Reduzierung, insbesondere

Minimierung, angibt, an ein Steuermittel, das diesen Antrieb bzw. diese Antriebe (auf Basis der Information) zum Reduzieren, insbesondere Minimieren, der Abweichung bzw. so aktuiert, dass die Abweichung reduziert, insbesondere minimiert, wird bzw. hierzu eingerichtet ist. Hierdurch kann in einer Ausführung die mobile Plattform durch den Roboterarm bzw. seine(n) Antrieb(e), insbesondere motorisch und/oder automatisiert und/oder sukzessive, in eine (Mess)Position (re)positioniert werden, die, wenigstens im

Wesentlichen, der Referenzposition entspricht. Durch das (Re)Positionieren der mobilen Plattform in eine (Mess)Position, die, wenigstens im Wesentlichen, der Referenzposition entspricht, kann in einer

Ausführung vorteilhafterweise der mobile Roboter, insbesondere sein Roboterarm, ein Arbeitsprogramm ausführen, welches auf diese Referenzposition abgestimmt, insbesondere mit der mobilen Plattform in der Referenzposition programmiert, insbesondere geteacht, wurde.

Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verfahren den Schritt: Vermessen einer

Position der mobilen Plattform relativ zu der Umgebung auf Basis der Abweichung, insbesondere mittels Ausgeben, insbesondere wiederholtem Ausgeben, einer bzw. der, insbesondere aktuellen, Abweichungsinformation, insbesondere

Kalibrierinformation, die von einer bzw. der Abweichung zwischen der Referenz- und der bzw. den Messpose(n), insbesondere einer aktuellen Abweichung zwischen der Referenz- und der (jeweiligen) aktuellen Messpose, abhängt, insbesondere diese angibt, an ein Vermessungsmittel.

Hierdurch kann in einer Ausführung ein Vermessen der Position der mobilen Plattform, insbesondere dessen Genauigkeit und/oder Konvergenz, verbessert werden, insbesondere, indem ein Startwert der Vermessung auf Basis der Abweichung festgelegt wird.

Optional ist das Robotersystem zur Durchführung eines hier beschriebenen

Verfahrens eingerichtet und/oder weist eine Steuerung auf, die zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist und/oder aufweist:

ein Posenmittel zum Ermitteln einer bzw. der Referenzpose des Roboterarm in einer bzw. der Referenzposition der mobilen Plattform relativ zu einer bzw. der Umgebung bei bzw. mit einer bzw. der (geschlossenen) Kopplung zwischen der Kontur und der Gegenkontur, die den bzw. die Freiheitsgrad(e) der Kontur relativ zu der Umgebung (ein- bzw. beidsinnig) sperrt; und zum Ermitteln einer oder mehrerer Messposen des Roboterarms, insbesondere wiederholtem Ermitteln einer (jeweils) aktuellen Messpose des Roboterarms, in einer bzw. der Messposition der mobilen Plattform relativ zu der Umgebung bei bzw. mit dieser (erneut( geschlossenen) Kopplung, die den bzw. die Freiheitsgrad(e) der Kontur relativ zu der Umgebung erneut (ein- bzw. beidsinnig) sperrt, und

ein Ausgabemittel zum Ausgeben, insbesondere wiederholten Ausgeben, einer bzw. der, insbesondere (jeweils) aktuellen, Abweichungsinformation, insbesondere

Bewegungs- und/oder Kalibrierinformation, die von einer bzw. der Abweichung zwischen der Referenz- und der bzw. den Messpose(n), insbesondere einer aktuellen Abweichung zwischen der Referenz- und der aktuellen Messpose, abhängt, über eine bzw. die Benutzerschnittstelle, die die, insbesondere aktuelle,

Abweichungsinformation, insbesondere wiederholt und/oder optisch, akustisch und/oder haptisch, an einen Bedienperson, insbesondere zum Reduzieren,

insbesondere Minimieren, der, insbesondere aktuellen, Abweichung, ausgibt bzw. hierzu eingerichtet ist, und/oder

an ein Steuermittel, das den bzw. die Antrieb(e) der mobilen Plattform und/oder des Roboterarms zum Reduzieren, insbesondere Minimieren, der, insbesondere aktuellen, Abweichung bzw. so, dass diese Abweichung, insbesondere sukzessive, reduziert, insbesondere minimiert, wird, aktuiert bzw. hierzu eingerichtet ist, und/oder

an ein Vermessungsmittel, das eine, insbesondere aktuelle, Position der mobilen Plattform relativ zu der Umgebung auf Basis der, insbesondere aktuellen,

Abweichung vermisst bzw. hierzu eingerichtet ist.

In einer Ausführung weist das Robotersystem eine oder mehrere weitere

Gegenkonturen auf, die mit der roboterarmgeführten Kontur (jeweils, insbesondere nacheinander) derart, insbesondere lösbar und/oder wiederholt, koppelbar bzw.

gekoppelt sind bzw. werden, dass eine Kopplung zwischen der Kontur und der weiteren Gegenkontur (jeweils) einen oder mehrere Freiheitsgrade der Kontur relativ zu der Umgebung einsinnig und/oder einen oder mehrere Freiheitsgrade der Kontur relativ zu der Umgebung beidsinnig sperrt, in einer Ausführung wenigstens fünf, insbesondere sechs, Freiheitsgrade der Kontur relativ zu der Umgebung,

insbesondere beidsinnig, sperrt, bzw. hierzu eingerichtet ist.

In einer Ausführung wird in der Referenzposition und/oder der Messposition (jeweils) nach Lösen der Kopplung zwischen der Kontur und der Gegenkontur eine Kopplung zwischen der Kontur und der bzw., insbesondere nacheinander, einer oder mehrerer der weiteren Gegenkontur(en) bewirkt und in analoger Weise (in der Referenzposition) eine weitere Referenzpose und (in der Messposition jeweils) eine weitere Messpose des Roboterarms ermittelt, wobei die Abweichungsinformation auch von einer

Abweichung zwischen dieser weiteren Mess- und der Referenzpose bzw.

Abweichungen zwischen diesen weiteren Messposen und der Referenzpose abhängt.

Entsprechend ist das Posenmittel zum Ermitteln (jeweils) einer weiteren

Referenzpose des Roboterarm in der Referenzposition der mobilen Plattform relativ zu der Umgebung bei einer Kopplung zwischen der Kontur und der bzw.,

insbesondere nacheinander, einer oder mehrerer der weiteren Gegenkontur(en) und zum Ermitteln wenigstens einer weiteren Messpose des Roboterarm in der

Messposition der mobilen Plattform relativ zu der Umgebung bei einer erneuten Kopplung zwischen der Kontur und der jeweiligen weiteren Gegenkontur und das Ausgabemittel zum Ausgeben der Abweichungsinformation, die (auch) von einer Abweichung zwischen der (jeweiligen) weiteren Mess- und der weiteren Referenzpose abhängt, eingerichtet.

Der Roboter kann somit in einer Ausführung sowohl in der Referenz- als auch der Messposition sukzessive an mehreren Gegenkonturen„andocken", wobei die

Abweichungen zwischen Mess- und Referenzposition auf Basis der Abweichungen zwischen den verschiedenen Mess- und Referenzposen ermittelt und so in einer Ausführung die Genauigkeit erhöht werden kann.

In einer Ausführung sperrt/sperren die Kopplung zwischen der Kontur und der

Gegenkontur und/oder die Kopplung zwischen der Kontur und der bzw. einer der weiteren Gegenkontur(en) (jeweils) in der Mess- und/oder der Referenpose (jeweils) wenigstens einen translatorischen Freiheitsgrad, insbesondere höchstens einen translatorischen Freiheitsgrad oder wenigstens zwei translatorische Freiheitsgrade, insbesondere (alle) drei translatorischen Freiheitsgrade oder höchstens zwei translatorische Freiheitsgrade und/oder wenigstens einen rotatorischen Freiheitsgrad, insbesondere höchstens einen rotatorischen Freiheitsgrad oder wenigstens zwei rotatorische Freiheitsgrade, insbesondere drei rotatorische Freiheitsgrade oder höchstens zwei rotatorische Freiheitsgrade der Kontur relativ zu der Umgebung

(jeweils) formschlüssig einsinnig und/oder (jeweils) wenigstens einen translatorischen Freiheitsgrad, insbesondere höchstens einen translatorischen Freiheitsgrad oder wenigstens zwei translatorische Freiheitsgrade, insbesondere (alle) drei translatorischen Freiheitsgrade oder höchstens zwei translatorische Freiheitsgrade und/oder wenigstens einen rotatorischen Freiheitsgrad, insbesondere höchstens einen rotatorischen Freiheitsgrad oder wenigstens zwei rotatorische Freiheitsgrade, insbesondere drei rotatorische Freiheitsgrade oder höchstens zwei rotatorische

Freiheitsgrade der Kontur relativ zu der Umgebung (jeweils) formschlüssig beidsinnig bzw. ist hierzu eingerichtet. Hierdurch kann in einer Ausführung die Kontur besser fixiert und/oder ein Bewirken und/oder Lösen der Kopplung verbessert werden.

In einer Ausführung werden bei einer Kopplung zwischen der Kontur und der, insbesondere einen bzw. ersten und/oder der bzw. einer der weiteren,

Gegenkontur(en) (jeweils) der bzw. die Antriebe des Roboterarms so gesteuert, insbesondere geregelt, dass die Kontur auf die jeweilige Gegenkontur eine

K(ontaktk)raft in einem oder mehreren formschlüssig einsinnig gesperrten

Freiheitsgraden in dessen gesperrter Richtung bzw. deren gesperrten Richtungen aufprägt, diese K(ontaktk)raft insbesondere (jeweils) wenigstens einen vorgegebenen Mindestwert und/oder höchstens einen vorgegebenen Maximalwert aufweist bzw. aufweisen. Hierdurch kann auch in diesem Freiheitsgrad ein Kontakt zwischen Kontur und Gegenkontur sichergestellt bzw. auch dieser Freiheitsgrad (jeweils) beidsinnig gesperrt werden. Entsprechend weist in einer Ausführung die Steuerung ein Kraftmittel zum Aktuieren des bzw. der Antriebe des Roboterarms zum Aufprägen, insbesondere Regeln, einer K(ontaktk)raft durch die Kontur auf die Gegenkontur und/oder die weitere

Gegenkontur in einem oder mehreren formschlüssig einsinnig gesperrten

Freiheitsgraden in dessen gesperrter Richtungen bzw. deren gesperrten Richtungen, insbesondere auf einen vorgegebenen Wert, auf.

Die K(ontaktk)raft wird in einer Ausführung auf Basis von Kräften, insbesondere Antriebskräften, an, insbesondere in, Gelenken des Roboterarms, insbesondere mittels an Gelenken, insbesondere Antrieben, des Roboterarms angeordneten

Sensoren, und/oder mittels wenigstens eines Sensors an der roboterarmgeführten Kontur, insbesondere zwischen der Kontur und einer Schnittstelle, insbesondere einem Werkzeugflansch, des Roboterarms, an der die Kontur angeordnet ist, ermittelt. Entsprechend weist in einer Ausführung der Roboter, insbesondere seine Steuerung, insbesondere deren Kraftmittel, einen oder mehrere Sensoren zum Ermitteln, insbesondere Erfassen, von Kräften, insbesondere Antriebskräften, an, insbesondere in, Gelenken des Roboterarms und/oder Kräften zwischen der Kontur und einer Schnittstelle, insbesondere einem Werkzeugflansch, des Roboterarms auf, an der die Kontur angeordnet ist. Unter einer Kraft wird vorliegend verallgemeinernd auch ein antiparalleles Kräftepaar bzw. Drehmoment verstanden.

Ein Bewirken, insbesondere Durchführen bzw. Schließen, einer Kopplung bzw. eine Kopplung kann somit in einer Ausführung ein Aufprägen einer Kontaktkraft in einer oder mehreren formschlüssig einsinnig gesperrten Freiheitsgraden in dessen gesperrter Richtung bzw. deren gesperrten Richtungen umfassen. Entsprechend sperrt/sperren in einer Ausführung die Kopplung zwischen der Kontur und der Gegenkontur und/oder die Kopplung zwischen der Kontur und der bzw. einer der weiteren Gegenkontur(en) (jeweils) in der Mess- und/oder der Referenpose (jeweils) wenigstens einen translatorischen Freiheitsgrad, insbesondere höchstens einen translatorischen Freiheitsgrad oder wenigstens zwei translatorische Freiheitsgrade, insbesondere (alle) drei translatorischen Freiheitsgrade oder höchstens zwei translatorische Freiheitsgrade und/oder wenigstens einen rotatorischen Freiheitsgrad, insbesondere höchstens einen rotatorischen Freiheitsgrad oder wenigstens zwei rotatorische Freiheitsgrade, insbesondere drei rotatorische Freiheitsgrade oder höchstens zwei rotatorische Freiheitsgrade der Kontur relativ zu der Umgebung (jeweils) regelungstechnisch einsinnig, insbesondere einen oder mehrere

formschlüssig einsinnig gesperrte Freiheitsgrade, bzw. ist hierzu eingerichtet.

Hierdurch kann in einer Ausführung ein Bewirken und/oder Lösen der Kopplung verbessert werden. In einer Ausführung wird der Roboter, insbesondere sein Roboterarm bzw. dessen Antrieb(e) bzw. die (hierdurch) roboterarmgeführte Kontur, in einem oder mehreren, insbesondere allen durch die Kopplung zwischen der Kontur und der jeweiligen Gegenkontur formschlüssig beidsinnig sperrbaren bzw. gesperrten Freiheitsgraden nachgiebig bzw. derart geregelt, dass der Roboter, insbesondere sein Roboterarm bzw. die roboterarmgeführte Kontur, in diesem bzw. diesen Freiheitsgrad(en) nachgiebig ist bzw. ausweichen kann, insbesondere wenigstens beim bzw. zum Bewirken, insbesondere Durchführen bzw. Schließen, der jeweiligen Kopplung und/oder bei (geschlossener) Kopplung. Hierdurch kann in einer Ausführung ein Bewirken der Kopplung und/oder ein

Positionieren der Plattform verbessert werden.

Entsprechend weist in einer Ausführung die Steuerung ein Regelmittel zum

nachgiebigen Regeln des Roboters, insbesondere seines Roboterarms bzw. dessen Antrieb(e) bzw. der (hierdurch) roboterarmgeführten Kontur, in wenigstens einem durch die Kopplung zwischen der Kontur und der Gegenkontur und/oder die Kopplung zwischen der Kontur und der weiteren Gegenkontur formschlüssig beidsinnig sperrbaren, insbesondere gesperrten, Freiheitsgrad auf.

In einer Ausführung ist/sind bzw. wird/werden die Gegenkontur und/oder die weitere(n) Gegenkontur(en) (jeweils) zerstörungsfrei oder nicht zerstörungsfrei lösbar mit der Umgebung verbunden. Durch eine nicht zerstörungsfrei lösbare, insbesondere stoffschlüssige oder integrale, Verbindung kann in einer Ausführung die Stabilität der Position der jeweiligen Gegenkontur relativ zur Umgebung erhöht werden, durch eine zerstörungsfrei lösbare, insbesondere reib- und/oder formschlüssige, Verbindung die jeweilige Gegenkontur in einer Ausführung bei Nichtbedarf entfernt und/oder an verschiedenen Positionen relativ zur Umgebung verwendet werden.

Zusätzlich oder alternativ weist/weisen die Gegenkontur und/oder die weitere(n) Gegenkontur(en) (jeweils) eine oder mehrere, insbesondere nicht

rotationssymmetrische, Aussparung(en) zum Einführen der, insbesondere

komplementären, Kontur und/oder einen oder mehrere, insbesondere nicht

rotationssymmetrische, Vorsprünge zum Einführen in die, insbesondere

komplementäre, Kontur und/oder eine Verrieglung, insbesondere in einer

Einführrichtung zum formschlüssigen (beidsinnigen) Sperren wenigstens eines

(Einführ)Freiheitsgrades, auf, die die Kopplung zwischen Kontur und Gegenkontur (mit) bewirken bzw. hierzu eingerichtet sind. Hierdurch kann in einer Ausführung ein Bewirken und/oder Lösen der Kopplung verbessert werden.

Eine Pose des Roboterarm kann insbesondere in fachüblicher Weise die Stellung einer oder mehrerer, insbesondere aller, Gelenke des Roboterarms umfassen, insbesondere sein, bzw. diese definieren bzw. durch diese definiert sein. In einer Ausführung wird/werden eine bzw. die Referenz- und/oder die Messpose(n jeweils) mittels Gelenksensoren, insbesondere Gelenkstellungs- und/oder - geschwindigkeitssensoren, insbesondere Gelenkwinkelsensoren, des Roboterarms ermittelt und/oder nach dem Ermitteln abgespeichert, insbesondere wenigstens die Referenzpose(n) nicht-flüchtig abgespeichert.

In einer Ausführung wird die mobile Plattform auf Basis derselben Soll-Position wiederholt initial an Messpositionen (anfangs- bzw. ausgangs)positioniert und in einer Weiterbildung auf Basis der Abweichungs-, insbesondere Bewegungsinformationen, insbesondere manuell oder automatisiert, derart bewegt, dass eine Abweichung zwischen dieser Soll- und der jeweiligen (initialen) Messposition verringert wird, wobei die mobile Plattform zwischen zwei initialen Messpositionen unabhängig von dieser Soll-Position zwischenpositioniert wird, insbesondere zur Durchführung eines anderen Arbeitsprozesses durch den Roboter. Zusätzlich oder alternativ wird in einer

Ausführung die mobile Plattform auf Basis unterschiedlicher Soll-Positionen wiederholt an, insbesondere diesen zugeordneten und/oder initialen, Messpositionen positioniert, insbesondere zur Durchführung unterschiedlicher Arbeitsprozesse durch den Roboter, und in einer Weiterbildung auf Basis der Abweichungs-, insbesondere Bewegungsinformationen, insbesondere manuell oder automatisiert, derart bewegt, dass eine Abweichung zwischen der jeweiligen Soll- und (initialen) Messposition verringert wird. Insbesondere kann der mobile Roboter in einer Ausführung vorteilhaft als Springer verwendet werden. Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder

Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den mobilen Roboter, insbesondere dessen Plattform und/oder Roboterarm, steuern, insbesondere regeln, und/oder vermessen kann.

In einer Ausführung werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des

Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch die Steuerung bzw. ihr(e) Mittel.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:

Fig. 1 :ein Robotersystem gemäß einer Ausführungsform;

Fig. 2: einen Querschnitt durch eine Kontur und eine Gegenkontur des

Robotersystems längs der Linie II-II in Fig. 1 ; und

Fig. 3: ein Verfahren zum Positionieren einer mobilen Plattform des

Robotersystems gemäß einer Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt ein Robotersystem gemäß einer Ausführungsform mit einem mobilen Roboter, der eine mobile Plattform 1 1 , einen Roboterarm 12 und eine

roboterarmgeführte quaderförmige Kontur 3 (vgl. auch Fig. 2) aufweist.

Zudem weist das Robotersystem eine erste umgebungsfeste Gegenkontur 21 , eine weitere, zweite umgebungsfeste Gegenkontur 22 und eine Steuerung 30 auf.

Die baugleichen Gegenkonturen 21 , 22 weisen jeweils eine nicht

rotationssymmetrische Aussparung zum Einführen der hierzu komplementären Kontur 13 auf, wie insbesondere die Zusammenschau der Fig. 1 , 2 verdeutlicht.

Durch bzw. nach Einführen der Kontur 13 in diese Aussparung sperrt diese Kopplung zwischen Kontur 13 und Gegenkontur 21 bzw. 22 alle drei rotatorischen

Freiheitsgrade (insbesondere Drehung um die Vertikale und Horizontale in Fig. 1 , 2) und den in Fig. 1 , 2 vertikalen und den in Fig. 2 horizontalen translatorische

Freiheitsgrad der Kontur 13 relativ zur Umgebung formschlüssig beidsinnig und den in Fig. 1 horizontalen translatorische Freiheitsgrad der Kontur 13 relativ zur Umgebung formschlüssig einsinnig (nach rechts in Fig. 1).

Um den mobilen Roboter als Springer einzusetzen, wird optional in einem Schritt S10 (vgl. Fig. 3) zunächst, wie in Fig. 1 links unter (a) gezeigt, seine mobile Plattform in einer Referenzposition relativ zur Umgebung positioniert und die Kopplung zwischen der Kontur 13 und der ersten Gegenkontur 21 bewirkt (Fig. 3: Schritt S20).

Hierzu bzw. -bei wird der Roboterarm 12 in den drei rotatorischen Freiheitsgraden, dem in Fig. 1 , 2 vertikalen translatorischen Freiheitsgrad und dem in Fig. 2

horizontalen translatorischen Freiheitsgrad nachgiebig geregelt und die

roboterarmgeführte Kontur 13 in die Aussparung der Gegenkontur 21 eingeführt.

Die Steuerung 30 regelt die Gelenkantriebe des Roboterarms so, dass in der formschlüssig gesperrten Richtung des in Fig. 1 horizontalen translatorischen

Freiheitsgrads (nach rechts in Fig. 1) durch die Kontur 13 auf die erste Gegenkontur 21 eine Kontaktkraft aufprägt wird, die zwischen einem vorgegebenen Mindestwert, der einen Kontakt zwischen Kontur 13 und Gegenkontur 21 sicherstellt, und einem vorgegebenen Maximalwert liegt, der sicherstellt, dass die Plattform 11 hierdurch nicht bewegt wird. Hierzu kann die Steuerung 30 die Kontaktkraft auf Basis von

Gelenkkräften und/oder einem Sensor in Form einer Kraftmessdose 15 zwischen Kontur 13 und einem Werkzeugflansch des Roboterarms 12 ermitteln. Dann ermittelt die Steuerung 30 in einem Schritt S30 bei geschlossener Kopplung mittels Gelenksensoren die Stellungen der Gelenke des Roboterarms 12 und damit seine Referenzpose bei dieser Kopplung.

Anschließend wird diese Kopplung zwischen der Kontur 13 und der ersten

Gegenkontur 21 gelöst und der mobile Roboter entfernt, beispielsweise, um an anderer Stelle eingesetzt zu werden (Fig. 3: Schritt S40).

Soll der Roboter nun erneut an derselben Referenzposition verwendet werden und ein auf diese Referenzposition abgestimmtes Arbeitsprogramm ausführen, wird die mobile Plattform auf Basis der Referenz- als Soll-Position in einer Messposition positioniert (Fig. 3: Schritt S50) und die Kopplung zwischen der Kontur 3 und der ersten Gegenkontur 21 erneut in gleicher, vorstehend erläuterter Weise bewirkt (Fig. 3: Schritt S60).

Dies ist in Fig. 1 rechts unter (b) dargestellt, wobei die (ursprüngliche) Messposition der Plattform 12 gestrichelt angedeutet ist. Dann ermittelt in einem Schritt S70 die Steuerung 30 bei dieser erneut geschlossenen Kopplung mittels Gelenksensoren die Stellungen der Gelenke des Roboterarms 12 und damit seine Messpose bei dieser erneuten Kopplung.

Man erkennt durch die Zusammenschau der Teile (a), (b) der Fig. 1 , dass

Referenzpose (Fig. 1 (a)) und Messpose (Fig. 1 (b)) voneinander abweichen. Da durch die Kopplung zwischen Kontur 13 und Gegenkontur 21 jedoch Ort und

Orientierung der roboterarmgeführten Kontur 13 relativ zur Umgebung gleich sind, ergibt sich aus den unterschiedlichen Posen bzw. durch sie bestimmten

Transformationen zwischen einem plattformfesten Koordinatensystem P und einem konturfesten Koordinatensystem K die Transformation bzw. die durch sie bestimmte Abweichung zwischen der Referenz- und der Messpose:

T(P _M , PR) = T(K, P _R ) · T(P _M , K) mit der Transformation T(P _M , K) von dem plattformfesten Koordinatensystem P in das konturfeste Koordinatensystem K in der Messpose, T(K, P _R ) von dem konturfesten Koordinatensystem K in das plattformfeste Koordinatensystem P in der Referenzpose und T(P _M , PR) von dem plattformfesten Koordinatensystem P in der Messposition in das plattformfesten Koordinatensystem P in der Referenzposition, die diese

Abweichung beschreibt.

Die Steuerung 30 ermittelt entsprechend auf Basis der ermittelten Referenz- und Messpose eine Abweichung zwischen diesen und gibt in einem Schritt S80 eine Bewegungsinformation aus, die diese Abweichung minimiert.

Hierzu gibt sie in einer Ausführung, wie in Fig. 1 unter (b) angedeutet, über eine Benutzerschnittstelle 31 optisch die Bewegungsinformation in Form eines

Richtungspfeils aus, der durch seine Orientierung die Richtung, in die die Plattform 11 zum maximalen Reduzieren der Abweichung zu bewegen ist, und durch seine Größe den Weg in dieser Richtung zum maximalen Reduzieren der Abweichung anzeigt.

In einer alternativen Ausführung aktuiert die Steuerung in Schritt S80 Antriebe bzw. Fahrantriebe 14 der Plattform 1 1 so, dass die Abweichung minimiert wird. In einer weiteren Alternative aktuiert die Steuerung in Schritt S80 Gelenkantriebe des

Roboterarms 12 so, dass dieser die Plattform 11 entsprechend verschiebt, wozu in einer Abwandlung die Kontur 12 in der ersten Gegenkontur 21 nach dem Einführen verriegelt und der Roboterarm auch in diesem Freiheitsgrad nachgiebig geregelt wird, so dass der Roboterarm 12 die Plattform 11 in Fig. 1 auch nach rechts ziehen kann, ohne aus der Aussparung herauszugleiten.

Soll die Position der mobilen Plattform relativ zu der Umgebung vermessen werden, wird hierzu in einem Schritt S90 nach dieser manuellen oder automatisierten

Minimierung der Abweichung oder statt dieser auf Basis der (verbliebenen

Rest)Abweichung ein Startwert für das Vermessen ermittelt. In einer Abwandlung wird in der Referenzposition der Plattform 1 1 (vgl. Fig. 1 (a)) nach dem Ermitteln der Messpose die Kopplung zwischen der Kontur 13 und der ersten Gegenkontur 21 gelöst und anschließend eine analoge Kopplung zwischen der Kontur 13 und der zweiten Gegenkontur 22 bewirkt, wobei die roboterarmgeführte Kontur 13 nun in die Aussparung dieser Gegenkontur 22 eingreift. Dann ermittelt die Steuerung 30 bei geschlossener Kopplung mittels Gelenksensoren die Stellungen der Gelenke des Roboterarms 12 und damit eine weitere

Referenzpose bei dieser Kopplung.

Anschließend wird diese Kopplung zwischen der Kontur 13 und der zweiten

Gegenkontur 22 gelöst und der mobile Roboter entfernt, beispielsweise, um an anderer Stelle eingesetzt zu werden.

Soll der Roboter nun erneut an der Referenzposition verwendet werden und ein auf diese Referenzposition abgestimmtes Arbeitsprogramm ausführen, wird die mobile Plattform 1 1 auf Basis der Referenz- als Soll-Position in einer initialen Messposition positioniert und die Kopplung zwischen der Kontur 13 und der ersten Gegenkontur 21 erneut in gleicher, vorstehend erläuterter Weise bewirkt.

Dann ermittelt die Steuerung 30 bei dieser erneut geschlossenen Kopplung mittels Gelenksensoren die Stellungen der Gelenke des Roboterarms 2 und damit seine Messpose bei dieser erneuten Kopplung.

Nach diesem Ermitteln der einen Messpose wird die Kopplung zwischen der Kontur 13 und der ersten Gegenkontur 21 gelöst und anschließend die Kopplung zwischen der Kontur 13 und der zweiten Gegenkontur 22 bewirkt, wobei die roboterarmgeführte Kontur 13 nun in die Aussparung dieser Gegenkontur 22 eingreift. Dann ermittelt die Steuerung 30 bei dieser erneut geschlossenen Kopplung mittels Gelenksensoren die Stellungen der Gelenke des Roboterarms 12 und damit seine weitere Messpose bei dieser erneuten Kopplung.

Aus beiden Paaren aus Mess- und Referenzpose bzw. weiterer Mess- und weiterer Referenzpose kann jeweils eine Einzelabweichung ermittelt und die

Bewegungsinformation auf Basis eines Mittels beider Abweichungen ermittelt werden.

Zusätzlich oder alternativ kann in einer Abwandlung die Steuerung 30 während der Bewegung der Plattform 1 1 infolge der Bewegungsinformation, insbesondere periodisch, die jeweils aktuelle Messpose ermitteln und die Bewegungsinformation entsprechend aktualisieren, insbesondere - etwa durch Ersetzen des Richtungspfeils in der Benutzerschnittstelle 31 durch ein alphanumerisches Zeichen, wie

beispielsweise„0", ein sonstiges Zeichen oder Piktogramm, wie beispielsweise „©" oder dergleichen - das Erreichen der (ursprünglichen) Messposition im Rahmen einer vorgegebenen Genauigkeit bzw. Toleranz signalisieren bzw. die Plattform 1 1 geregelt in die Soll- bzw. dieser entsprechende ursprüngliche Referenzposition verfahren.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. So können auch auf Basis weiterer Soll-Positionen jeweils eine Referenzpose und eine oder mehrere Messposen ermittelt und der mobile Roboter so abwechselnd an unterschiedlichen Soll- bzw. Referenzpositionen eingesetzt werden.

Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen

Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die

Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die

Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten

Merkmalskombinationen ergibt.

Bezugszeichenliste

1 1 mobile Plattform

12 Roboterarm

13 roboterarm geführte Kontur

14 Fahrantrieb

15 Kraftmessdose

21 erste Gegenkontur

22 zweite/weitere Gegenkontur

30 Steuerung

31 Benutzerschnittstelle