專利名稱：機(jī)器人控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制機(jī)器人特別是工業(yè)用機(jī)器人的方法和裝置，其中，在自動(dòng)操作模式下實(shí)施保護(hù)監(jiān)控以及在設(shè)置操作模式下提供手動(dòng)控制輸入。
背景技術(shù)：
例如在DE 19718284C2中公開(kāi)了可以選擇地在自動(dòng)操作模式下或在設(shè)置操作模式下操作機(jī)器人。在該自動(dòng)操作模式中，機(jī)器人的運(yùn)行僅當(dāng)操作員的保護(hù)、例如防護(hù)門(mén)被關(guān)閉后，機(jī)器人才能夠以完全的處理速度自動(dòng)執(zhí)行工作程序，由于確保了沒(méi)有人位于機(jī)器人的工作區(qū)域中以及由此遭受例如由于自身的疏忽大意或在出現(xiàn)故障時(shí)所致的危險(xiǎn)。在特別是用于機(jī)器人的姿態(tài)的示教的設(shè)置操作模式下，對(duì)機(jī)器人也可以在操作員 保護(hù)打開(kāi)時(shí)手動(dòng)地進(jìn)行處置，以便實(shí)現(xiàn)在示教過(guò)程中給用戶更好的到機(jī)器人的工作環(huán)境的視野。然而，為確保安全，設(shè)置操作員必須主動(dòng)確認(rèn)的準(zhǔn)許操作，例如至少一個(gè)準(zhǔn)許按鍵。在設(shè)置操作模式下機(jī)器人的操作僅當(dāng)準(zhǔn)許鍵被按下時(shí)機(jī)器人才能夠以降低的速度被手動(dòng)地處置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是更進(jìn)一步改善由操作員對(duì)機(jī)器人的控制。為了解決這個(gè)問(wèn)題，權(quán)利要求I的前序部分所述的方法通過(guò)權(quán)利要求I的特征部分加以擴(kuò)展。權(quán)利要求10提出了一種用于實(shí)施本發(fā)明的受保護(hù)的方法的裝置，權(quán)利要求11提出了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，特別是存儲(chǔ)介質(zhì)或機(jī)器可讀的載體，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品上存儲(chǔ)有用于實(shí)施本發(fā)明的方法的程序。從屬權(quán)利要求涉及有利的擴(kuò)展方案。根據(jù)本發(fā)明，除了在其中執(zhí)行保護(hù)監(jiān)控的自動(dòng)操作模式，以及在其中提供手動(dòng)控制輸入的設(shè)置操作模式，還提供至少一種其它的操作模式，優(yōu)選將自動(dòng)操作模式和設(shè)置操作模式這兩種操作模式的功能相組合。在這種遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，優(yōu)選地，以與自動(dòng)操作模式中相同的方式實(shí)施保護(hù)監(jiān)控。這可以特別是包括監(jiān)控機(jī)器人的工作空間。在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，為此目的，監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)分離的保護(hù)裝置，如保護(hù)開(kāi)關(guān)，以確保通向機(jī)器人工作空間的門(mén)閉鎖，這些門(mén)例如設(shè)置在防護(hù)圍欄中。另外地或可選地，還可以設(shè)置無(wú)接觸的保護(hù)裝置，如光柵、光幕等等。在一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，以光學(xué)的、電磁的、力感應(yīng)的和/或熱工的工作空間監(jiān)控的形式設(shè)置至少一個(gè)非分離的保護(hù)裝置，其中，例如根據(jù)檢測(cè)到的由于人員引起的熱輻射、地面承載力或容量變化，來(lái)識(shí)別對(duì)工作空間的侵犯。在優(yōu)選的光學(xué)工作空間監(jiān)控中，例如可以對(duì)工作空間的圖像進(jìn)行圖像分析，例如通過(guò)對(duì)不同的圖像進(jìn)行疊加而實(shí)施的對(duì)象識(shí)別。在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下優(yōu)選通過(guò)保護(hù)監(jiān)控而省去準(zhǔn)許裝置。因此，可簡(jiǎn)化操作設(shè)備或編程工具。特別地，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，可在不用準(zhǔn)許裝置的情況下使用操作設(shè)備，優(yōu)選是手持式操作設(shè)備。
在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，優(yōu)選至少部分地以與設(shè)置操作模式中相同的方式，設(shè)置一個(gè)或多個(gè)手動(dòng)控制輸入。在此，還可以將設(shè)置操作模式的所有或僅一些控制輸入或功能設(shè)置在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式中。同樣地，可以在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式中提供在設(shè)置操作模式?jīng)]有的其它功能。因此，可以考慮在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式與設(shè)置操作模式之間的不同的安全概念，其中遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式在手動(dòng)控制輸入時(shí)通過(guò)保護(hù)監(jiān)控來(lái)確保安全，設(shè)置操作模式僅在準(zhǔn)許裝置被確認(rèn)時(shí)才允許機(jī)器人的操作。在一優(yōu)選的實(shí)施例中，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，優(yōu)選以與設(shè)置操作模式相同的方式限制機(jī)器人的手動(dòng)操作。特別地，對(duì)于手動(dòng)方法，盡管有保護(hù)監(jiān)控，也設(shè)置例如TCP的和/或用于機(jī)器人的關(guān)節(jié)的笛卡爾速度和/或加速度的邊界值，其小于最大速度或加速度，如它們例如通過(guò)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)而預(yù)先給定的那樣。另外地或可替代地，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下可以，優(yōu)選也以與設(shè)置操作模式相同的方式，限制機(jī)器人的程控操作。因此例如可以設(shè)定，盡管有保護(hù)監(jiān)控，但機(jī)器人僅以減小·的速度行駛經(jīng)編程的路徑。以這種方式，可以較低的風(fēng)險(xiǎn)檢查以及必要時(shí)校正特別是經(jīng)改變的、尚未行駛或測(cè)試的路徑。在一優(yōu)選實(shí)施例中，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下可選擇地和/或分段地限制機(jī)器人的運(yùn)行。特別是可以預(yù)先設(shè)定針對(duì)工作程序的或經(jīng)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(lái)行駛并以這種方式予以檢查。之后經(jīng)檢查的部分可以以處理速度來(lái)釋放。通過(guò)這種方式，例如，對(duì)經(jīng)編程的復(fù)雜路徑可以分段進(jìn)行行駛、檢查和必要時(shí)的校正，其中，已檢查過(guò)的部分已以完全的處理速度通行，即針對(duì)這些部分，取消速度限制。在一優(yōu)選的實(shí)施例中，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，一個(gè)或多個(gè)預(yù)先給定的、特別是經(jīng)示教的或經(jīng)脫機(jī)編程的機(jī)器人姿態(tài)是可以手動(dòng)改變的?；谠诒景l(fā)明的遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式中實(shí)施的保護(hù)監(jiān)控，這在優(yōu)選的擴(kuò)展方案中在執(zhí)行工作程序期間也能以完全的處理速度進(jìn)行。在這里作為完全的處理速度以專業(yè)上常規(guī)的方式是指機(jī)器人在自動(dòng)操作模式下執(zhí)行工作程序、特別是在預(yù)先給定的路徑上行駛的速度。優(yōu)選手動(dòng)改變一個(gè)或多個(gè)姿態(tài)僅能在預(yù)定的范圍內(nèi)進(jìn)行，該范圍例如可通過(guò)圍繞機(jī)器人在其狀態(tài)空間中的軌跡的套管(Schlauch)、圍繞經(jīng)示教的TCP位置的球體和/或與各關(guān)節(jié)坐標(biāo)的最大偏離來(lái)預(yù)先給定。在一優(yōu)選的實(shí)施例中，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下機(jī)器人的工作程序是可改變的，尤其是可編輯的。優(yōu)選其能夠以與設(shè)置操作模式中相同的方式實(shí)施。特別是，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式已被改動(dòng)的工作程序可被自動(dòng)地標(biāo)記。另外地或替代地，當(dāng)工作程序曾被檢查、尤其是被運(yùn)行，例如路徑曾被行駛時(shí)，則可以自動(dòng)地進(jìn)行標(biāo)記。在一優(yōu)選實(shí)施例中，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，機(jī)器人的控制可以改變。尤其是可以改變配置和/或參數(shù)，例如機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征、慣性參數(shù)和/或剛性參數(shù)和/或有效載荷、描述機(jī)器人與環(huán)境的接觸的接觸參數(shù)例如摩擦系數(shù)、環(huán)境剛性或邊界條件等等。優(yōu)選在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下可以手動(dòng)地改變控制組件的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)輸入和/或輸出。因此例如可以手動(dòng)設(shè)置傳感器等的輸出，以便模擬在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式期間不同的環(huán)境邊界條件例如工件等的存在。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征由實(shí)施例給出。為此，部分地以示意圖示出圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的機(jī)器人控制的不同操作模式。
具體實(shí)施例方式圖I以表格形式示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的不同操作模式下機(jī)器人控制的不同功能。圖中省略號(hào)表示同樣還可以設(shè)置其它操作模式(對(duì)應(yīng)于其它的列)和/或其它功能(對(duì)應(yīng)于其它的行)。在兩列之間的中心的符號(hào)表明，在兩種操作模式下設(shè)置相同的或同類的功能。在基本的自動(dòng)操作模式“自動(dòng)”下(圖I中左邊的列)實(shí)施保護(hù)監(jiān)控(圖I中第一行“安全”)。在此，象征性示出具有防護(hù)門(mén)的圍繞工業(yè)機(jī)器人工作空間的防護(hù)圍欄，防護(hù)門(mén)的 鎖閉器通過(guò)保護(hù)開(kāi)關(guān)來(lái)監(jiān)控。如果保護(hù)開(kāi)關(guān)進(jìn)而防護(hù)門(mén)被關(guān)閉，則機(jī)器人可以完全的處理速度v=v_沿路徑行駛，該路徑由4個(gè)示教的TCP位置預(yù)先給定，TCP位置在圖I中用點(diǎn)表示(圖I中第三行“運(yùn)行”)。在同樣已知設(shè)置操作模式“設(shè)置”下(圖I中右邊的列)，在保護(hù)監(jiān)控的位置監(jiān)控手持操作設(shè)備上的準(zhǔn)許按鍵是否被按下。如果準(zhǔn)許按鍵被按下，這在圖I中通過(guò)示意性示出的手持式操作設(shè)備的填實(shí)的按鈕來(lái)表示，則機(jī)器人可以降低的速度v〈vmax手動(dòng)地行駛(圖I中第三行“運(yùn)行”)。中間的列“遠(yuǎn)程訪問(wèn)”示出根據(jù)本發(fā)明的遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式。在該操作模式下，如同上面參照自動(dòng)操作模式描述的，實(shí)施保護(hù)監(jiān)控(圖I中第一行“安全”)，其中對(duì)防護(hù)門(mén)的鎖閉器進(jìn)行監(jiān)控。而對(duì)按下準(zhǔn)許按鍵則不予考慮。只要防護(hù)門(mén)是關(guān)閉的，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下機(jī)器人就可以以降低的速度手動(dòng)地行駛，如上面參照設(shè)置操作模式描述的。還可以程序控制地以降低的速度在機(jī)器人的示教的路徑上行駛。如果已行駛過(guò)一段并在此經(jīng)過(guò)檢查，則可將該段標(biāo)記為被釋放。然后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(yùn)行”示意性示出的。此外，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下可以以與設(shè)置操作模式中相同的方式編輯工作程序和/或改變機(jī)器人的配置和/或參數(shù)設(shè)置，如在圖I第二行“輸入”中通過(guò)手持式操作設(shè)備的填實(shí)的操作元件所示的。特別地，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，如在圖I中第四行“姿態(tài)”所示的，在圖I中示意性示出的區(qū)域內(nèi)相應(yīng)于機(jī)器人姿態(tài)的經(jīng)示教的點(diǎn)，可以在自動(dòng)執(zhí)行工作程序期間以完全的處理速度來(lái)改變，因?yàn)橥ㄟ^(guò)保護(hù)監(jiān)控(圖I中的第一行)可排除對(duì)人員的危險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制機(jī)器人的方法，其中，在自動(dòng)操作模式下(“自動(dòng)”)實(shí)施保護(hù)監(jiān)控(1)，以及在設(shè)置操作模式下(“設(shè)置”)提供手動(dòng)控制輸入(3，6)，其特征在于，在遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下(“遠(yuǎn)程訪問(wèn)”)實(shí)施所述保護(hù)監(jiān)控(I)以及提供手動(dòng)控制輸入(3，5，7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，限制(5)所述機(jī)器人的手動(dòng)的和/或程控的運(yùn)行，特別是速度(V)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下可選地和/或分段地限制(5)機(jī)器人的運(yùn)行。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，所述機(jī)器人的姿態(tài)可以手動(dòng)地改變(7)，特別是在預(yù)定的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，機(jī)器人的工作程序和/或機(jī)器人的控制是可改變的(3)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，可手動(dòng)地改變控制組件的信號(hào)輸出(3)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，提供所述設(shè)置操作模式的至少一種功能(3，6)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)監(jiān)控包括對(duì)機(jī)器人的工作空間的監(jiān)控(1)，特別是通過(guò)至少一個(gè)分離的保護(hù)裝置的和/或非分離的保護(hù)裝置的監(jiān)控。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下，機(jī)器人的運(yùn)行獨(dú)立于準(zhǔn)許裝置(2 )。
10.一種用于機(jī)器人的控制器，具有用于選擇操作模式的輸入設(shè)備，其特征在于，所述控制器用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。
11.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，具有存儲(chǔ)于其上的程序，當(dāng)所述程序在根據(jù)權(quán)利要求10的控制器中運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求I至9中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制機(jī)器人的方法，除了包括在其中執(zhí)行保護(hù)監(jiān)控(1)的自動(dòng)操作模式(“自動(dòng)”)以及在其中提供手動(dòng)控制輸入(3,6)的設(shè)置操作模式(“設(shè)置”)外，還包括遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式(“遠(yuǎn)程訪問(wèn)”)，在該遠(yuǎn)程訪問(wèn)操作模式下實(shí)施所述保護(hù)監(jiān)控(1)以及提供手動(dòng)控制輸入(3，5，7)。
文檔編號(hào)B25J9/16GK102883860SQ201180022893
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月6日
發(fā)明者斯蒂芬·霍爾曼 申請(qǐng)人:庫(kù)卡羅伯特有限公司