機器人控制的製作方法
2023-05-15 16:22:21 1
專利名稱：機器人控制的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於控制機器人特別是工業用機器人的方法和裝置，其中，在自動操作模式下實施保護監控以及在設置操作模式下提供手動控制輸入。
背景技術：
例如在DE 19718284C2中公開了可以選擇地在自動操作模式下或在設置操作模式下操作機器人。在該自動操作模式中，機器人的運行僅當操作員的保護、例如防護門被關閉後，機器人才能夠以完全的處理速度自動執行工作程序，由於確保了沒有人位於機器人的工作區域中以及由此遭受例如由於自身的疏忽大意或在出現故障時所致的危險。在特別是用於機器人的姿態的示教的設置操作模式下，對機器人也可以在操作員 保護打開時手動地進行處置，以便實現在示教過程中給用戶更好的到機器人的工作環境的視野。然而，為確保安全，設置操作員必須主動確認的準許操作，例如至少一個準許按鍵。在設置操作模式下機器人的操作僅當準許鍵被按下時機器人才能夠以降低的速度被手動地處置。
發明內容
本發明的目的是更進一步改善由操作員對機器人的控制。為了解決這個問題，權利要求I的前序部分所述的方法通過權利要求I的特徵部分加以擴展。權利要求10提出了一種用於實施本發明的受保護的方法的裝置，權利要求11提出了一種電腦程式產品，特別是存儲介質或機器可讀的載體，所述電腦程式產品上存儲有用於實施本發明的方法的程序。從屬權利要求涉及有利的擴展方案。根據本發明，除了在其中執行保護監控的自動操作模式，以及在其中提供手動控制輸入的設置操作模式，還提供至少一種其它的操作模式，優選將自動操作模式和設置操作模式這兩種操作模式的功能相組合。在這種遠程訪問操作模式下，優選地，以與自動操作模式中相同的方式實施保護監控。這可以特別是包括監控機器人的工作空間。在一優選的實施方式中，為此目的，監控一個或多個分離的保護裝置，如保護開關，以確保通向機器人工作空間的門閉鎖，這些門例如設置在防護圍欄中。另外地或可選地，還可以設置無接觸的保護裝置，如光柵、光幕等等。在一優選的擴展方案中，以光學的、電磁的、力感應的和/或熱工的工作空間監控的形式設置至少一個非分離的保護裝置，其中，例如根據檢測到的由於人員引起的熱輻射、地面承載力或容量變化，來識別對工作空間的侵犯。在優選的光學工作空間監控中，例如可以對工作空間的圖像進行圖像分析，例如通過對不同的圖像進行疊加而實施的對象識別。在遠程訪問操作模式下優選通過保護監控而省去準許裝置。因此，可簡化操作設備或編程工具。特別地，在遠程訪問操作模式下，可在不用準許裝置的情況下使用操作設備，優選是手持式操作設備。
在遠程訪問操作模式下，優選至少部分地以與設置操作模式中相同的方式，設置一個或多個手動控制輸入。在此，還可以將設置操作模式的所有或僅一些控制輸入或功能設置在遠程訪問操作模式中。同樣地，可以在遠程訪問操作模式中提供在設置操作模式沒有的其它功能。因此，可以考慮在遠程訪問操作模式與設置操作模式之間的不同的安全概念，其中遠程訪問操作模式在手動控制輸入時通過保護監控來確保安全，設置操作模式僅在準許裝置被確認時才允許機器人的操作。在一優選的實施例中，在遠程訪問操作模式下，優選以與設置操作模式相同的方式限制機器人的手動操作。特別地，對於手動方法，儘管有保護監控，也設置例如TCP的和/或用於機器人的關節的笛卡爾速度和/或加速度的邊界值，其小於最大速度或加速度，如它們例如通過機器人動力學而預先給定的那樣。另外地或可替代地，在遠程訪問操作模式下可以，優選也以與設置操作模式相同的方式，限制機器人的程控操作。因此例如可以設定，儘管有保護監控，但機器人僅以減小·的速度行駛經編程的路徑。以這種方式，可以較低的風險檢查以及必要時校正特別是經改變的、尚未行駛或測試的路徑。在一優選實施例中，在遠程訪問操作模式下可選擇地和/或分段地限制機器人的運行。特別是可以預先設定針對工作程序的或經編程的路徑的特定部分的限制。這樣，這樣的部分可以首先以降低的速度來行駛並以這種方式予以檢查。之後經檢查的部分可以以處理速度來釋放。通過這種方式，例如，對經編程的複雜路徑可以分段進行行駛、檢查和必要時的校正，其中，已檢查過的部分已以完全的處理速度通行，即針對這些部分，取消速度限制。在一優選的實施例中，在遠程訪問操作模式下，一個或多個預先給定的、特別是經示教的或經脫機編程的機器人姿態是可以手動改變的。基於在本發明的遠程訪問操作模式中實施的保護監控，這在優選的擴展方案中在執行工作程序期間也能以完全的處理速度進行。在這裡作為完全的處理速度以專業上常規的方式是指機器人在自動操作模式下執行工作程序、特別是在預先給定的路徑上行駛的速度。優選手動改變一個或多個姿態僅能在預定的範圍內進行，該範圍例如可通過圍繞機器人在其狀態空間中的軌跡的套管(Schlauch)、圍繞經示教的TCP位置的球體和/或與各關節坐標的最大偏離來預先給定。在一優選的實施例中，在遠程訪問操作模式下機器人的工作程序是可改變的，尤其是可編輯的。優選其能夠以與設置操作模式中相同的方式實施。特別是，在遠程訪問操作模式已被改動的工作程序可被自動地標記。另外地或替代地，當工作程序曾被檢查、尤其是被運行，例如路徑曾被行駛時，則可以自動地進行標記。在一優選實施例中，在遠程訪問操作模式下，機器人的控制可以改變。尤其是可以改變配置和/或參數，例如機器人的運動學特徵、慣性參數和/或剛性參數和/或有效載荷、描述機器人與環境的接觸的接觸參數例如摩擦係數、環境剛性或邊界條件等等。優選在遠程訪問操作模式下可以手動地改變控制組件的一個或多個信號輸入和/或輸出。因此例如可以手動設置傳感器等的輸出，以便模擬在遠程訪問操作模式期間不同的環境邊界條件例如工件等的存在。
本發明的其它優點和特徵由實施例給出。為此，部分地以示意圖示出圖I示出了根據本發明的實施方式的機器人控制的不同操作模式。
具體實施例方式圖I以表格形式示出了根據本發明實施方式的不同操作模式下機器人控制的不同功能。圖中省略號表示同樣還可以設置其它操作模式(對應於其它的列)和/或其它功能(對應於其它的行)。在兩列之間的中心的符號表明，在兩種操作模式下設置相同的或同類的功能。在基本的自動操作模式「自動」下(圖I中左邊的列)實施保護監控(圖I中第一行「安全」)。在此，象徵性示出具有防護門的圍繞工業機器人工作空間的防護圍欄，防護門的 鎖閉器通過保護開關來監控。如果保護開關進而防護門被關閉，則機器人可以完全的處理速度v=v_沿路逕行駛，該路徑由4個示教的TCP位置預先給定，TCP位置在圖I中用點表示(圖I中第三行「運行」)。在同樣已知設置操作模式「設置」下(圖I中右邊的列)，在保護監控的位置監控手持操作設備上的準許按鍵是否被按下。如果準許按鍵被按下，這在圖I中通過示意性示出的手持式操作設備的填實的按鈕來表示，則機器人可以降低的速度v〈vmax手動地行駛(圖I中第三行「運行」)。中間的列「遠程訪問」示出根據本發明的遠程訪問操作模式。在該操作模式下，如同上面參照自動操作模式描述的，實施保護監控(圖I中第一行「安全」)，其中對防護門的鎖閉器進行監控。而對按下準許按鍵則不予考慮。只要防護門是關閉的，在遠程訪問操作模式下機器人就可以以降低的速度手動地行駛，如上面參照設置操作模式描述的。還可以程序控制地以降低的速度在機器人的示教的路徑上行駛。如果已行駛過一段並在此經過檢查，則可將該段標記為被釋放。然後該段可以以完全的處理速度被行駛，如在圖I第三行中的「運行」示意性示出的。此外，在遠程訪問操作模式下可以以與設置操作模式中相同的方式編輯工作程序和/或改變機器人的配置和/或參數設置，如在圖I第二行「輸入」中通過手持式操作設備的填實的操作元件所示的。特別地，在遠程訪問操作模式下，如在圖I中第四行「姿態」所示的，在圖I中示意性示出的區域內相應於機器人姿態的經示教的點，可以在自動執行工作程序期間以完全的處理速度來改變，因為通過保護監控(圖I中的第一行)可排除對人員的危險。
權利要求
1.一種用於控制機器人的方法，其中，在自動操作模式下(「自動」)實施保護監控(1)，以及在設置操作模式下(「設置」)提供手動控制輸入(3，6)，其特徵在於，在遠程訪問操作模式下(「遠程訪問」)實施所述保護監控(I)以及提供手動控制輸入(3，5，7)。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，在所述遠程訪問操作模式下，限制(5)所述機器人的手動的和/或程控的運行，特別是速度(V)。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在所述遠程訪問操作模式下可選地和/或分段地限制(5)機器人的運行。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述遠程訪問操作模式下，所述機器人的姿態可以手動地改變(7)，特別是在預定的範圍內。
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述遠程訪問操作模式下，機器人的工作程序和/或機器人的控制是可改變的(3)。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述遠程訪問操作模式下，可手動地改變控制組件的信號輸出(3)。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述遠程訪問操作模式下，提供所述設置操作模式的至少一種功能(3，6)。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述保護監控包括對機器人的工作空間的監控(1)，特別是通過至少一個分離的保護裝置的和/或非分離的保護裝置的監控。
9.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述遠程訪問操作模式下，機器人的運行獨立於準許裝置(2 )。
10.一種用於機器人的控制器，具有用於選擇操作模式的輸入設備，其特徵在於，所述控制器用於執行根據前述權利要求中任一項所述的方法。
11.一種電腦程式產品，具有存儲於其上的程序，當所述程序在根據權利要求10的控制器中運行時，執行根據前述權利要求I至9中任一項所述的方法。
全文摘要
本發明涉及用於控制機器人的方法，除了包括在其中執行保護監控(1)的自動操作模式(「自動」)以及在其中提供手動控制輸入(3,6)的設置操作模式(「設置」)外，還包括遠程訪問操作模式(「遠程訪問」)，在該遠程訪問操作模式下實施所述保護監控(1)以及提供手動控制輸入(3，5，7)。
文檔編號B25J9/16GK102883860SQ201180022893
公開日2013年1月16日 申請日期2011年9月27日 優先權日2010年10月6日
發明者史蒂芬·霍爾曼 申請人:庫卡羅伯特有限公司