機器人服務系統和用於為機器人提供遠程服務的方法
2023-04-22 23:20:51
專利名稱：機器人服務系統和用於為機器人提供遠程服務的方法
技術領域：
本發明涉及一種機器人服務系統，該機器人服務系統包括工業 機器人、遠程服務中心和通信線路，其中該工業機器人包括至少一
個機械手(manipulator)和用於控制該機械手運動的控制器，該遠程 服務中心包括分析計算機，該通信線路在機器人控制器和遠程服務 中心之間。
本發明還涉及用於為一個或多個工業機器人提供遠程服務的方法。
背景技術：
到目前為止， 一旦將機器人從工廠交付到現場，就已經使機器 人獨立。不過，已經提出在集中服務中心為機器人提供遠程服務和 協助。機器人通過網絡連接至服務中心，該服務中心允許備份、控 制和遠程協助及診斷。例如，專利申請US20050144620 Al公開了軟 件下載系統，機器人由此通過電通信線路連接至資料庫，並且機器 人的位置用於確定可被允許下載的軟體。
專利申請US20040010344 Al描述了用於通過通信網絡、使用機 器人側的連接設備來遠程控制機器人的系統。
專利US7127325 B2描述了這樣的系統，其中診斷計算機連接至 機器人，並且數據被發送到遠程系統以用於對機器人控制器中的控 制參數進行仿真和調整。例如，對伺服增益進行調整。
這些系統以眾多方式幫助客戶，但是大多數都是"事後(after the fact)"方式，即，當問題已經發生時，並且實際上僅覆蓋了現場的 機器人控制器的維護方面和控制方面。
當機器人在現場交付使用並投入運行之後，客戶會面臨很多另外的問題。傳統上，這些問題需要客戶和機器人製造商之間進行大
量的通話、信件以及溝通。客戶面臨的典型問題是機器人已經被 安裝並編程，但是對於當前的應用而言周期時間太慢了。對於給定 的運動，有可能從機器人獲得更多的能力，但是由於這將會違反對 機器人的保證(諸如，對機器人壽命的保證)，所以這種能力並不
能被利用。
存在影響機器人性能的很多控制參數。這些參數是針對最壞的 情況或者接近最壞的情況而選擇的，以便確保機器人壽命。工業機 器人的壽命是由以下確定的當機器人在它的壽命期間進行運動時， 它的機械結構以及它的部件負載如何。當今機器人的機械結構的尺 寸被形成為使得機器人能夠在其規定的整個壽命期間，完成能夠想 到的、最嚴峻的移動模式。只有少數機器人利用這種移動程序運行， 並且因此當今絕大部分機器人針對規定壽命而言，在機械上尺寸過 大。為了避免機器人的機械部件上的負載過高，設置了針對機器人 每個軸的最大允許轉矩和速度的限制，以及對機器人機械結構中計 算出的應力(stress)的限制。這些限制在交付機器人之前設置。
及用於機械結構的疲勞圖計算的。、該計算^於在異常移動模式和每 單位時間的異常周期數量下所能想到的最壞情形。這樣，機器人具 有比正常利用更大的能力。機械部件某 一 時間上的機械負載依賴於 若干不同因素，例如，機器人的速度、加速度、配置和負載。這意 味著如果機器人具有有利的配置、較小的負載，或者運行了良好 的周期，例如具有較低的最高速度，則在部件的負載並未變得過大 的情況下，可以超過設置為最大允許軸轉矩和軸速的限制。這在專 利說明書EP0877660 B1中進行了描述。
客戶面臨的另一典型問題在於，機器人已經被安裝並編程，但 是負載卻在針對最壞情況的負載圖之外。客戶相信該負載對於實際 運動而言是可以的，但是客戶必須寫信給製造商並且得到針對此特 定運動的核准。這會花費時間並且減慢安裝過程。另外，客戶可以重新對程序進行編程，並且可以違反該運動限制和協議。
另一問題在於，客戶可能在機器人控制器的顯示單元上發現錯 誤消息。顯示單元上的文本是受到限制的，並且客戶並不具備完全 理解該做什麼的經驗。目前，客戶必須呼叫專家，或者找到手冊並 且花費時間來閱讀可能的原因。
另 一 問題在於，客戶需要利用機器人控制器進行小批量運行， 而且能夠這樣做需要使用控制器的可選功能。由於該功能需要花錢， 客戶首先需要購買新選項，並隨後安裝該選項，這樣會花費時間和 直接成本。由於批量較小，客戶希望僅臨時使用該選項並隨後針對 每次使用付費。類似地，客戶可能決定永久性地購買針對該控制器
的新選項。這會在安裝和交付使用(commissioning)階段當客戶的 編程人員意識到他們在訂購機器人時漏掉選項時頻繁發生。目前這 會花費大量時間，並且是複雜的過程，而且會顯著拖延安裝交付使用。
發明內容
本發明的目的在於減輕上述一個或多個問題，並且為機器人提 供改善的遠程服務和協助。
根據本發明的一個方面，此目的是通過根據權利要求1的機器 人服務系統而實現的。
這種機器人服務系統包括機器人、遠程服務中心、通信線路和 監控部件，其中該機器人包括機械手和控制該機械手運動的控制器， 該遠程服務中心包括分析計算機，該通信線路在所述機器人控制器 和所述遠程服務中心之間，監控部件被配置用於監控控制器的當前 操作和機械手的當前運動，以及被配置用於將關於控制器的當前操 作的信息和關於機械手的當前運動的信息傳輸到遠程服務中心。分 析計算機被配置用於依據請求，基於所述接收的信息計算機器人 的新的最大允許性能參數，並將新的最大允許性能參數傳輸到機器 人控制器。分析計算機被進一步配置用於計算一個或多個監控參數，以及監控部件被進一步配置用於基於監控參數監督機器人並未在允 許的限制之外運行。
機器人，而改進機器人的操作時，客戶僅需要向遠程服務中心發送 請求，以請求機器人的改進操作。自動地針對機器人的當前運動而 建立監控，並且在遠程服務中心處對該請求進行評估。如果該請求 被允許，則計算新的最大性能參數，並將其發送回該機器人控制器。 新的最大允許性能參數例如是針對機器人軸的最大允許軸轉矩和最 大允許軸速。同時，計算一個或多個監控參數，並將其發送回控制 器或監控部件。監控參數包括這樣的信息，其使得可以監督機器人 程序未被修改並且機器人並未在允許的限制之外運行。服務中心激 活監控部件，該監控部件開始基於監控參數來監控機器人的實際執 行。例如，如果程序被修改，則監控部件將通知該修改，並且能夠 通知遠程服務中心。
本發明使客戶可以針對特定運動情況利用機器人的整個能力， 並且進一 步使製造商可以監督該增大能力僅針對此特定運動情況而 被利用，而不是針對任何其它運動情況。本發明減少了在機器人操 作人員和服務中心處的人員之間所需的通信。本發明使得請求以及 接收機器人的增大性能變得容易和快速。
根據本發明的實施例，分析計算機被配置為依據針對更多性 能的請求，計算新的最大允許性能參數，所述新的最大允許性能參 數包括機械手的軸的最大轉矩，最大齒輪箱轉矩，和最大機械結 構應力。優選地，最大允許性能參數還包括機器人機械部件的最高 溫度，以及傳動系統(drive train)中電子部件的最高溫度。為了能 夠確定針對特定機器人程序是否允許更多的性能，機器人程序被發 送到遠程服務中心。分析計算機被配置用於執行對該程序的自動分 析。如果該分析揭示機器人的當前運動允許增大的性能，則計算新 的最大允許性能參數。本實施例使客戶能夠容易地針對特定機器人 程序來增大機器人的性能，諸如縮短周期時間。客戶僅被允許針對這種特定的機器人程序來使用新的最大允許 性能參數。因此，並不允許客戶在沒有接收到針對經過修改的程序 的新許可的情況下，修改機器人程序。因此，計算監控參數，其是 機器人程序的唯一標識符。例如，基於程序代碼計算校驗和。校驗 和與機器人程序 一起被返回給機器人控制器。在機器人程序的執行 期間，監控部件通過將被執行程序的校驗和與從遠程服務中心接收 的校驗和相比較，來監督該程序並未被修改或篡改。此實施例使得 機器人製造商可以監督機器人程序並未被客戶修改或篡改並因而使 協議得以遵守，其中該機器人程序已被允許使用在機器人交付時所 設置的限制之外的增大性能參數。
根據本發明的實施例，分析計算機被配置為依據對更多負載 的請求，計算新的最大允許性能參數，所述新的最大允許性能參數 包括機器人的軸的電動機的最大轉矩以及最大齒輪箱轉矩。優選地， 該新的最大允許性能參數還包括最大機械結構應力，和機器人機 械部件和傳動系統中電子部件的最高溫度。對更多負載的請求不僅 包括不同的運動參數，而且還包括新監控參數的組。在這種情況下， 監控參數包括針對所述機器人一個或多個軸的允許接合範圍，且監 控部件被配置用於監督所述軸並未在所述允許的接合範圍之外移 動。具體地，對於六-軸機器人，則對機器人的五個軸添加限制，使 得歸因於重力的轉矩不超過驅動該軸的電動機的能力或制動電動機 的制動器的能力。
接合範圍的值被發送至監控部件，該監控部件周期性地建立對 與被監督的軸的檢查。如果軸在允許的範圍之外移動，則監控部件 可以通過停止該機器人並向機器人操作員發送消息來響應。此實施 例使客戶可以接收針對增大機器人所攜帶負載的請求的快速核准， 使得製造商可以監督該機器人在另一機器人運動期間並未在服務 中心尚未核准的新核准負載下運行。
根據本發明的實施例，機器人包括幫助部件，其被配置用於 在激活時，提供至所述遠程服務中心的用戶接口。該幫助部件提供至服務中心的用戶接口，並當機器人側需要時連接至服務中心。服 務中心配備有核准諸如針對每次使用付費、選項下載、軟體下載、 額外性能的服務、以及當控制器直接需要幫助時在線的人員。此實 施例使機器人的操作人員可以快速並容易地與服務中心聯繫並請求 幫助。服務中心還包括知識庫和自動問題查找服務，其中系統可以 自動查找附加的信息或者對現有問題的解決方案。
根據本發明的實施例，幫助部件包括幫助按鈕，該機器人包括
可攜式控制單元，也稱為示教單元(teach pendant unit),其包括顯 示器和幫助部件。幫助部件被配置用於在幫助按鈕激活時在顯示器 上顯示用戶接口，以及用於將控制單元連接至遠程服務中心。此實 施例在可攜式控制單元上提供了幫助按鈕。當用戶激活幫助按鈕時， 至遠程服務中心的接口顯示在示教單元的顯示器上，並且在控制單 元和遠程服務中心之間進行連接。從而，用戶可以直接與遠程服務 中心通信，並請求幫助和要求服務。
根據本發明的另一方面，該目的由如權利要求ll中描述的方法 實現。
這種方法包括接收針對所述機器人的改進操作的請求，在接收 到所述請求時，將關於所述控制器的當前操作和所述機械手的當前 運動的信息傳輸到遠程服務中心，基於所述信息，計算所述機器人 的新的最大允許性能參數，將所述新的最大允許性能參數傳輸到所 述機器人控制器，計算一個或多個監控參數，基於所述新的最大允 許性能參數運行所述機器人，以及基於所述監控參數監督所述機器 人並未在允許的限制之外運行。
現在將參考附圖通過描述本發明的不同實施例來更進一 步地描 述本發明。
圖1是示出了根據本發明的機器人服務系統一個實施例的示意
方框圖。圖3是示出了根據本發明在服務中心側的方法示例的流程圖。
具體實施例方式
圖1示出了根據本發明的機器人服務系統的示例。機器人位於 客戶處，在下文中，將其稱為系統的機器人側。服務中心位於與機 器人相距一段距離處，例如，在製造商處，在下文中，將其稱為系 統的服務中心側。機器人側和服務中心側通過通信線路彼此通信。
機器人包括機械手l、機器人控制器2和可攜式控制單元3，便 攜式控制單元3在下文中被指示為示教單元。本發明也適用於包括 由一個機器人控制器控制的多個機械手的機器人。機械手1包括 許多機器人臂，這些機器人臂可圍繞多個移動軸相對於彼此移動； 以及配有工具附件的機器人手。機器人手可以相對於支撐該手的臂 以兩個或三個自由度旋轉。機器人控制器2控制機器人手的位置和 定向。針對機器人的每個移動軸，提供包括驅動電動機和位置傳感 器的伺服器設備。位置傳感器遞送是對正在討論的軸的旋轉角度的
並且軸的驅動電動枳W吏衝幾器人移動正在討-論的軸，直至軸的位置傳 感器所指示的軸位置與提供給伺服器系統的參考值 一 致。為了避免 機械手的機械部件(例如，軸承、軸、電動機機架和壁附件)的負 載變得過高，對機器人每個軸的最大允許轉矩和速度設置了限制。 在執行機器人程序期間，監督軸的最大允許轉矩和最大允許速度未 被超過。
示教單元3用於教導以及手動操作機器人。示教單元一般包括 操作人員控制裝置(例如操縱杆和一組控制按鈕)、可視顯示單元5 和安全設備(諸如，緊急停止按鈕和啟用設備)。示教單元3以無 線方式或者通過線纜連接至機器人控制器2。根據本發明的實施例， 為示教單元3提供有包括幫助按鈕6的幫助部件。幫助部件被配置 用於在激活幫助按鈕時，向用戶提供至遠程服務中心的接口。當在機器人側存在需要時，幫助部件還可以被配置以將用戶連接至服務 中心的資料庫。幫助按鈕6提供了來自遠程服務中心的直接的在線 幫助。備選地，幫助部件位於機器人控制器中。例如，在控制器上
出現了問題後，用戶按下示教單元上的幫助按鈕6。這會發起至遠程 服務中心的連接。對控制器進行診斷，並且關於該問題的任何附加 信息都被發送到控制器以便在示教單元上顯示。在請求時，當客戶 在機器人前面時，服務代表呼叫客戶的行動電話。
機器人控制器2是標準的工業機器人控制器。這種機器人控制 器包括用於存儲機器人程序(其包括機器人的移動指令)的程序 存儲器，用於執行該移動指令的程序執行器，以及用於基於該移動 指令規劃機器人路徑、且產生對機器人驅動單元的控制信號的路徑 規劃器。為機器人控制器進一步提供有用於與示教單元3通信的通 信設備8、用於與機械手1通信的通信設備9以及用於與遠程服務中 心通信的通信設備10。通信設備IO提供了從機器人控制器到遠程服 務中心的基本通信，並且包括用於接收數據和傳輸數據的裝置。該 通信設備可以構建在機器人控制器內部，或者可以由該控制器外部 的硬體或軟體提供。機器人控制器和遠程服務中心之間的通信可以 是多種通信方式中的任何一種，諸如，利用TCP/IP的乙太網、通過 互:f關網、通過GPRS、通過電子郵件以及SMS (短消息)。
根據本發明，為機器人側提供有監控部件14，其被配置用於監 控該控制器的當前操作以及機械手的當前運動，以及被配置用於關 於將該控制器的當前操作信息和該機械手的當前運動的信息傳輸至'J 遠程服務中心。監控部件14還被配置用於基於從遠程服務中心接收 的監控參數，監督機器人並未運行在允許的限制之外。監控部件對 機器人的動作進行監控，並且確保機器人的動作遵守自服務中心下 發的、例如關於性能和負載能力的協議。監控部件還監控針對每次 使用的付費，並且通過通信線路用信息來更新服務中心的資料庫。 監控部件可以構建在控制器中(如圖1所示)，或者可以提供在控 制器的外部，例如，提供在機器人側的外部計算機中，該計算機可以與機器人控制器通信。
遠程服務中心包括分析計算機20,其被配置用於從機器人控制 器接收數據以及分析所接收的數據。在機器人控制器和遠程服務中
心之間建立通信線路23。分析計算機20被配置為依據請求，根據 接收到的關於控制器當前操作和機械手當前運動的信息，可能包括 當前程序，為機器人計算新的最大允許性能參數，以及將新計算出 的最大允許性能參數傳輸到機器人控制器2。分析計算機還被配置用 於計算一個或多個監控參數，並將該監控參數傳輸到監控部件14。
監控部件14被配置用於基於所接收的監控參數，監督機器人並未在 允許的限制之外運行。
監控參數是監控部件為了監督機器人程序並未在核准的限制之 外被修改而進行監控所得到的參數，最大允許性能參數是機器人控 制器為了規劃並控制機器人運動而使用的參數。
服務中心可以包括一個或多個計算機、資料庫22和核准諸如針 對每次使用的付費、選項下載、軟體下載、額外性能和額外負載、 知識庫、問題庫的服務、以及當控制器上直接需要幫助時在線的人 員。資料庫22包含關於機器人、客戶、購買的選項、使用情況及核 準的聯繫人和幫助服務的信息。服務中心還包括用於與機器人控制 器2通信的通信設備24。
通常，終端客戶已經與製造商就服務達成了協議，並且已經核 準了通信線路。備選的實施例是客戶首先請求可用服務中的一個， 隨後聯繫製造商以便進行付款。當客戶 一旦臨時使用服務中心提供 的選項時，客戶從通過機器人控制器與服務中心通信的示教單元請 求評估，或者呼叫通過通信線路連接到機器人上的本地代表。從服 務中心遠程啟用所需選項。針對使用建立監控。以周期性的時間間 隔，或者持續地，將選項的使用發送到服務中心並且記錄在資料庫 中。
當客戶想要永久使用服務中心所提供的新選項時，則客戶從示 教單元請求評估，或者呼叫通過通信鏈路連接到機器人控制器的本地代表。從服務中心遠程啟用所需選項，並將其下載至控制器。從 服務中心將帳單發送到客戶，或者客戶已經同意信用卡付款。
存在很多影響機器人性能的控制參數。這些參數是針對最壞的 狀況或者接近最壞的狀況而選擇的，以便確保機器人的壽命。機器 人具有比其正常使用時大得多的能力。如果客戶正運行了良好的周 期，例如，具有較低的最高速度，則可以允許增大性能，例如，增 大允許電動機產生的加速度或者轉矩。
在下文中，描述了最大允許性能參數的示例
電動機中的最大允許轉矩；通常，大於製造商所給出轉矩的轉 矩會產生發熱問題，但是如果周期具有較長的休息期，則不會發生 熱量增加。因此，如果監控數據的分析顯示周期具有較長的休息 期，則計算新的最大允許轉矩，並將其發送到機器人控制器。
機械手機械結構中的最大允許應力；通常，機器人控制器將結 構應力控制到針對最壞情況壽命的安全水平。然而，允許的應力水 平可以針對已經測量和核准的周期而增大；隨後，機器人可以更快 速移動。
最大允許齒輪箱轉矩；取決於在周期期間的移動，可以增大允 許的齒輪箱轉矩。
最大允許環境溫度；取決於機器人運動，可以減小期望的環境 溫度，以及增大用於機器人的驅動單元和電子部件的冷卻係數，這 樣允許利用更大的電流和更高效的能量。
圖2示出了當用戶要求更多性能時，在機器人側所發生情況的 示例，以及圖3示出了當用戶要求更多性能時，在服務中心側所發 生情況。在本例中，客戶想要更短的周期時間。在塊30處，客戶例 如通過激活幫助按鈕6從示教單元向遠程服務中心(RSC)發送對 更短周期時間的請求，或者呼叫遠程服務中心處通過通信線路連接 到機器人上的本地代表。當對更多性能的請求被發送到遠程服務中 心時，監控部件14被激活，並且開始針對期待的程序周期來監控機 器人的實際執行。由監控部件來保存溫度的範圍和值、機器人軸的接合範圍、加速度、應力等。在塊32處，至少在一個機器人周期期 間，優選地在兩個或更多周期期間，持續進行監控。控制器當前操 作的監控數據的示例是在該周期期間機器人的驅動單元的最高溫 度和驅動單元的最大電流。機器人運動的監控數據的示例是機器
人軸的加速度、速度和位置。在塊34處，將監控數據發送到遠程服 務中心。另外，在塊36處，將請求更多性能所針對的、並在控制器 的監控期間其被執行的機器人程序發送到遠程服務中心(RSC)。
在塊60處，遠程服務中心接收對更多性能的請求，在塊62處， 遠程服務中心接收來自於機器人控制器的數據。分析計算機基於使 用監控數據和程序數據的工作周期和應力計算，對是否可以允許另 一組最大允許性能參數(MPP)進行評估。在塊64處，基於監控數 據計算新的最大允許性能參數。給定這些新的參數，計算近似的周 期時間縮短，並且可以將新的最大允許性能參數發送回控制器和示 教單元。最大允許性能參數的示例是機械手的軸上的最大允許電 動機轉矩、最大允許齒輪箱轉矩、機械結構上的最大允許應力，以 及最高允許溫度。
在塊68，遠程服務中心從機器人控制器接收機器人程序並自動 地分析程序，從而提取已編程點的序列和位置以及與監控到的數據 進行比較，並且標記該程序。用唯一的程序標識符，例如基於程序 代碼而計算的校驗和，來標記該程序。隨後，使用普通的校驗和哈 希算法，可以檢測該程序是否被篡改或者修改。在塊70，分析計算 機計算監控參數組，諸如點修改、溫度範圍和期待的工作周期。監 控參數之一是程序標識符。在塊72處，將新的最大允許性能參數和 監控參數發送至機器人側。在塊38處，機器人控制器接收最大允許 性能參數，監控部件接收並存儲該監控參數。在塊40處，機器人控 制器開始基於新更新的最大允許性能參數來執行機器人程序。
在塊42處，在機器人程序執行期間，監控部件監控具有給定程 序標識符的程序的執行。在塊44處，監控部件例如使用普通的校驗 和哈希算法、基於監控參數來檢查程序是否被修改。如果程序被修改，則校驗和改變。因此，在塊44處，監控部件可以使用校驗和哈
希算法來檢測程序是否已經被修改。
由於重要的在於能夠將一個或兩個點修改幾毫米，所以程序可 能被改變。通過程序的校驗和標識符，監控部件知道程序已被修改。
在塊46處，監控部件繼續監控，並且通知服務中心該程序已被修改， 而且將修改後的程序副本發送給服務中心。在塊74處，服務中心接 收修改後的機器人程序，並在塊76處，進行比較評估以及在給定的 最大允許性能參數組的情況下判斷該程序是否可被允許。在塊78處， 遠程服務中心通知機器人側該修改後的程序是否被允許利用當前的 最大允許性能參數組來執行。如果程序被允許，則在塊48、 42處， 監控部件繼續監控該給定的性能參數組。如果修改後的程序不被允 許，則將通知發送給機器人控制器，並且監控部件在機器人顯示設 備上設置消息，通知用戶該程序修改不被允許。在塊50處，監控部 件可以在接收到該程序修改不被允許的通知時，立即停止執行機器 人程序，或者在由服務中心來確定的許多周期之後，向用戶發送警 告並中斷該機器人程序的執行。
在塊52處，如果監控部件注意到該機器人程序在監控參數所給 定的允許範圍之外執行，則在塊54處，例如通過在顯示設備上顯示 消息來通知機器人操作人員。在塊54處，還向服務中心發送消息。 如果機器人繼續在允許範圍之外執行，則在塊50處，監控部件可以 命令停止執行該機器人程序。
在另一示例中，客戶想要更大的負載。客戶向服務中心發送請 求以便核准增大機器人負載。例如，可以通過激活幫助按鈕以及執 行通過顯示在示教單元上的用戶4妄口的請求，而^人示教單元發送此 請求。備選地，客戶可以呼叫服務中心的本地代表，該本地代表通 過通信線路連接至機器人。針對當前運動建立監控，並且將監控數 據發送至服務中心。可以在接收到請求時由服務中心初始化監控， 或者在將該請求發送至服務中心時由控制器初始化。在服務中心處 進行評估。計算出估計的負載增加量，並且在核准後，基於監控數據來計算新的最大允許性能參數，諸如，最大轉矩、最大允許加速
度、過濾器時間和長度(filter times and length)和S曲線參數，並 將其發送至機器人控制器。
確定多個監控參數並將其發送至監控部件。在執行機器人程序 期間，監控部件監督機器人，以便保證機器人程序不會被修改到核 準的限制之外。隨後是與如上結合改進機器人性能所描述的同樣序 列，不同僅在於使用不同的監控參數組合。添加一個或多個附加監 控參數；針對機器人一個或多個軸的接合範圍。對至少一個軸添加 限制，以使得歸因於重力的轉矩不會超過該軸的制動器或電動機的 能力。如果機器人具有六個軸，則限制通常會添加至對軸5在垂直 平面中的定向有幫助的那些軸。在普通的垂直鉸接的機器人中，存 在軸2、軸3和軸5。以與如上所述相同的方式建立監控。
在下文中，描述監控更大負載的具體示例。在此示例中，客戶 想要機器人上的更大有效負載。這隻有在機器人的軸5保持在垂直 向下正/負25度內時才能實現。對更大負載的請求被發送至服務中 心，並且分析計算機計算軸2、軸3和軸5的允許範圍，這會保持軸 5向下的指向在25度之內。這些範圍被發送至監控部件，該監控部 件周期性地建立對軸2、軸3和軸5的一企查，例如，這可以以從每秒 1次至每秒500次來進行。如果軸移動到允許的範圍外，則監控部件 通過停止該機器人來響應，並且向示教單元或者另一顯示設備發送 消息，來通知用戶該機器人在允許的範圍之外運行。操作員可以決 定不顧該監控部件並繼續該運動。如果這樣做，則監控部件將向服 務中心發送記錄以用於另外的動作，而這可能導致取消增大負載許 可。
本發明並不限於所公開的實施例，而是可以在下述權利要求書 的範圍內進行變化。例如，在對更多性能、負載或作為總協議一部 分的協助的請求之前，監控數據可以持續地從機器人控制器發送到 遠程服務中心。也可以改變其它參數，諸如控制參數、過濾器時間、 長度和控制器增益、曲線輪廓和影響性能和周期時間的調諧參數。不僅可以在周期時間方面測量性能，而且可以在路徑準確方面進行 測量性能。性能請求可以為了獲得更多的準確度，從而致使發送至 控制器並且通過監控部件監控的、不同的控制器參數組。另外，本 發明還使客戶可以以機器人壽命更短為代價來請求更多的性能。遠 程服務中心隨後會讓客戶選擇更短的壽命，並允許客戶得到更高的 性能。
權利要求
1. 一種機器人服務系統，包括機器人、遠程服務中心和通信線路(23)，其中該機器人包括至少一個機械手(1)和控制該機械手運動的控制器(2)，該遠程服務中心包括分析計算機(20)，該通信線路(23)在所述機器人控制器和所述遠程服務中心之間，其中該遠程服務中心適用於依據請求，發送新參數給所述機器人控制器，而所述機器人控制器適用於接收所述參數以及基於所述新參數來運行所述機器人，其特徵在於所述系統包括監控部件(14)，其被配置用於監控所述控制器的當前操作和所述機械手的當前運動，以及用於將關於所述控制器的當前操作和關於所述機械手的當前運動的信息傳輸到所述遠程服務中心，所述分析計算機被配置用於依據請求，基於所述接收的信息為機器人計算新的最大允許性能參數，並將所述新的最大允許性能參數傳輸到所述機器人控制器，所述分析計算機被進一步配置用於計算一個或多個監控參數，以及所述監控部件被進一步配置用於基於所述監控參數監督所述機器人並未在允許的限制之外運行。
2. 根據權利要求1所述的機器人服務系統，其中所述機械手可 圍繞多個軸移動，並且所述最大允許性能參數包括針對所述機械手 的軸的最大允許電動機轉矩。
3. 根據權利要求2所述的機器人服務系統，其中所述分析計算 機(20)被配置用於依據針對更多性能的請求，計算新的最大允 許性能參數，所述新的最大允許性能參數包括最大允許變速箱轉 矩和所述機械手的機械結構上的最大允許應力。
4. 根據權利要求3所述的機器人服務系統，其中所述分析計算 機(20)被配置用於從所述機器人控制器接收機器人程序，執行與增大性能相關的所述程序的自動分析，以及基於此來計算所述新的 最大允許性能參數。
5. 根據權利要求4所述的機器人服務系統，其中所述分析計算 機(20)被配置用於基於所述程序的程序代碼計算所述監控參數， 以及所述監控部件(14)被配置用於基於所述監控參數監督所述計 算機程序未被修改或篡改。
6. 根據權利要求5所述的機器人服務系統，其中所述監控參數 之 一 是基於所述程序代碼計算的校驗和。
7. 根據權利要求2所述的機器人服務系統，其中所述分析計算 機(20)被配置用於依據對更多負載的請求，計算新的最大允許 性能參數，所述新的最大允許性能參數包括最大允許齒輪箱轉矩。
8. 根據前述任一權利要求所述的機器人服務系統，其中所述分 析計算機(20)被配置用於依據對更多負載的請求，來計算針對 所述機器人軸之一 的允許接合範圍的形式的監控參數，以及所述監 控部件(14)被配置用於監督所述軸並未在所述允許的接合範圍之 夕卜運動。
9. 根據前述任一權利要求所述的機器人服務系統，其中所述機 器人包括幫助部件(6)，其被配置用於在激活時，提供至所述遠 程服務中心的用戶接口 。
10. 根據權利要求9所述的機器人服務系統，其中所述幫助部件 包括幫助按鈕(6)，所述機器人包括可攜式控制單元(3),該便 攜式控制單元(3)包括顯示單元(5)和所述幫助部件，並且所述 幫助部件被配置用於在所述顯示單元上顯示所述用戶接口 ，以及用 於在激活所述幫助按鈕時來將所述控制單元(2)連接至所述遠程服 務中心。
11. 一種用於為工業機器人提供遠程服務的方法，所述工業機器 人包括至少 一 個機械手和用於控制所述機械手運動的控制器，其中 所述方法包括-接收針對所述機器人的改進操作的請求，-在接收到所述請求時，將關於所述控制器的當前操作和所述機 械手的當前運動的信息傳輸到遠程服務中心，-基於所述信息，為所述機器人計算新的最大允許性能參數， -將所述新的最大允許性能參數傳輸到所述機器人控制器， -計算一個或多個監控參數，-基於所述新的最大允許性能參數運行所述機器人，以及 -基於所述監控參數監督所述機器人並未在允許的限制之外運行。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中所述機械手可以圍繞多 個軸移動，並且所述最大允許性能參數包括針對所述機械手的軸的 最大允許電動機轉矩。
13. 根據權利要求12所述的方法，其中對更多性能的請求被接 收，以及所述新的最大允許性能參數包括最大允許齒輪箱轉矩，和 所述機械手的機械結構上的最大允許應力。
14. 根據權利要求11-13中任一所述的方法，其中所述方法包括 分析與增大的性能相關的機器人程序，以及基於此來計算所述新的 最大允許性能參數。
15. 根據權利要求11-14中任一所述的方法，其中對更多性能的 請求被接收，以及所述方法包括接收機器人程序，以及基於機器 人程序的程序代碼來計算監控參數，並且基於所述監控參數來監督 所述機器人程序未被修改或篡改。
16. 根據權利要求15所述的方法，其中所述監控參數是基於所 述程序代碼計算的校驗和。
17. 根據權利要求12所述的方法，其中對更多負載的請求被接 收，以及所述新的最大允許性能參數包括新的運動參數，諸如，最 大轉矩、允許的加速度、過濾器時間和長度，以及S曲線參數。
18. 根據權利要求17所述的方法，其中所述監控參數的至少一 個是針對所述機器人軸之一 的允許接合範圍，以及所述方法包括 監督所述軸並未在所述允許接合範圍之外移動。
全文摘要
本發明涉及一種機器人服務系統，其包括機器人、遠程服務中心和通信線路(23)。所述系統包括監控部件(14)，其被配置用於監控機器人的控制器(2)的當前操作和機器人的機械手(1)的當前運動，以及被配置用於將關於所述控制器的當前操作和關於所述機械手的當前運動的信息傳輸到所述遠程服務中心。該遠程服務中心所包括的分析計算機被配置用於依據請求，基於所述接收的信息計算新的最大允許性能參數，並將所述新的最大允許性能參數傳輸到所述機器人控制器。所述分析計算機被進一步配置用於計算一個或多個監控參數，以及所述監控部件被進一步配置用於基於所述監控參數，監督所述機器人並未在允許的限制之外運行。
文檔編號G05B19/418GK101452289SQ200810177110
公開日2009年6月10日 申請日期2008年12月5日 優先權日2007年12月6日
發明者D·勃朗, M·邁爾, P·J·埃裡克遜, S·墨菲 申請人:Abb研究有限公司