CN102883860A - 机器人控制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于控制机器人的方法，除了包括在其中执行保护监控(1)的自动操作模式（“自动”）以及在其中提供手动控制输入（3,6）的设置操作模式（“设置”）外，还包括远程访问操作模式（“远程访问”），在该远程访问操作模式下实施所述保护监控（1）以及提供手动控制输入（3，5，7）。

Description

机器人控制
技术领域
本发明涉及用于控制机器人特别是工业用机器人的方法和装置，其中，在自动操作模式下实施保护监控以及在设置操作模式下提供手动控制输入。
背景技术
例如在DE 19718284C2中公开了可以选择地在自动操作模式下或在设置操作模式下操作机器人。
在该自动操作模式中，机器人的运行仅当操作员的保护、例如防护门被关闭后，机器人才能够以完全的处理速度自动执行工作程序，由于确保了没有人位于机器人的工作区域中以及由此遭受例如由于自身的疏忽大意或在出现故障时所致的危险。
在特别是用于机器人的姿态的示教的设置操作模式下，对机器人也可以在操作员保护打开时手动地进行处置，以便实现在示教过程中给用户更好的到机器人的工作环境的视野。然而，为确保安全，设置操作员必须主动确认的准许操作，例如至少一个准许按键。在设置操作模式下机器人的操作仅当准许键被按下时机器人才能够以降低的速度被手动地处置。
发明内容
本发明的目的是更进一步改善由操作员对机器人的控制。
为了解决这个问题，权利要求1的前序部分所述的方法通过权利要求1的特征部分加以扩展。权利要求10提出了一种用于实施本发明的受保护的方法的装置，权利要求11提出了一种计算机程序产品，特别是存储介质或机器可读的载体，所述计算机程序产品上存储有用于实施本发明的方法的程序。从属权利要求涉及有利的扩展方案。
根据本发明，除了在其中执行保护监控的自动操作模式，以及在其中提供手动控制输入的设置操作模式，还提供至少一种其它的操作模式，优选将自动操作模式和设置操作模式这两种操作模式的功能相组合。
在这种远程访问操作模式下，优选地，以与自动操作模式中相同的方式实施保护监控。这可以特别是包括监控机器人的工作空间。在一优选的实施方式中，为此目的，监控一个或多个分离的保护装置，如保护开关，以确保通向机器人工作空间的门闭锁，这些门例如设置在防护围栏中。另外地或可选地，还可以设置无接触的保护装置，如光栅、光幕等等。在一优选的扩展方案中，以光学的、电磁的、力感应的和/或热工的工作空间监控的形式设置至少一个非分离的保护装置，其中，例如根据检测到的由于人员引起的热辐射、地面承载力或容量变化，来识别对工作空间的侵犯。在优选的光学工作空间监控中，例如可以对工作空间的图像进行图像分析，例如通过对不同的图像进行叠加而实施的对象识别。
在远程访问操作模式下优选通过保护监控而省去准许装置。因此，可简化操作设备或编程工具。特别地，在远程访问操作模式下，可在不用准许装置的情况下使用操作设备，优选是手持式操作设备。
在远程访问操作模式下，优选至少部分地以与设置操作模式中相同的方式，设置一个或多个手动控制输入。在此，还可以将设置操作模式的所有或仅一些控制输入或功能设置在远程访问操作模式中。同样地，可以在远程访问操作模式中提供在设置操作模式没有的其它功能。因此，可以考虑在远程访问操作模式与设置操作模式之间的不同的安全概念，其中远程访问操作模式在手动控制输入时通过保护监控来确保安全，设置操作模式仅在准许装置被确认时才允许机器人的操作。
在一优选的实施例中，在远程访问操作模式下，优选以与设置操作模式相同的方式限制机器人的手动操作。特别地，对于手动方法，尽管有保护监控，也设置例如TCP的和/或用于机器人的关节的笛卡尔速度和/或加速度的边界值，其小于最大速度或加速度，如它们例如通过机器人动力学而预先给定的那样。
另外地或可替代地，在远程访问操作模式下可以，优选也以与设置操作模式相同的方式，限制机器人的程控操作。因此例如可以设定，尽管有保护监控，但机器人仅以减小的速度行驶经编程的路径。以这种方式，可以较低的风险检查以及必要时校正特别是经改变的、尚未行驶或测试的路径。
在一优选实施例中，在远程访问操作模式下可选择地和/或分段地限制机器人的运行。特别是可以预先设定针对工作程序的或经编程的路径的特定部分的限制。这样，这样的部分可以首先以降低的速度来行驶并以这种方式予以检查。之后经检查的部分可以以处理速度来释放。通过这种方式，例如，对经编程的复杂路径可以分段进行行驶、检查和必要时的校正，其中，已检查过的部分已以完全的处理速度通行，即针对这些部分，取消速度限制。
在一优选的实施例中，在远程访问操作模式下，一个或多个预先给定的、特别是经示教的或经脱机编程的机器人姿态是可以手动改变的。基于在本发明的远程访问操作模式中实施的保护监控，这在优选的扩展方案中在执行工作程序期间也能以完全的处理速度进行。在这里作为完全的处理速度以专业上常规的方式是指机器人在自动操作模式下执行工作程序、特别是在预先给定的路径上行驶的速度。
优选手动改变一个或多个姿态仅能在预定的范围内进行，该范围例如可通过围绕机器人在其状态空间中的轨迹的套管（Schlauch）、围绕经示教的TCP位置的球体和/或与各关节坐标的最大偏离来预先给定。
在一优选的实施例中，在远程访问操作模式下机器人的工作程序是可改变的，尤其是可编辑的。优选其能够以与设置操作模式中相同的方式实施。特别是，在远程访问操作模式已被改动的工作程序可被自动地标记。另外地或替代地，当工作程序曾被检查、尤其是被运行，例如路径曾被行驶时，则可以自动地进行标记。
在一优选实施例中，在远程访问操作模式下，机器人的控制可以改变。尤其是可以改变配置和/或参数，例如机器人的运动学特征、惯性参数和/或刚性参数和/或有效载荷、描述机器人与环境的接触的接触参数例如摩擦系数、环境刚性或边界条件等等。
优选在远程访问操作模式下可以手动地改变控制组件的一个或多个信号输入和/或输出。因此例如可以手动设置传感器等的输出，以便模拟在远程访问操作模式期间不同的环境边界条件例如工件等的存在。
附图说明
本发明的其它优点和特征由实施例给出。为此，部分地以示意图示出：
图1示出了根据本发明的实施方式的机器人控制的不同操作模式。
具体实施方式
图1以表格形式示出了根据本发明实施方式的不同操作模式下机器人控制的不同功能。图中省略号表示同样还可以设置其它操作模式（对应于其它的列）和/或其它功能（对应于其它的行）。在两列之间的中心的符号表明，在两种操作模式下设置相同的或同类的功能。
在基本的自动操作模式“自动”下（图1中左边的列）实施保护监控（图1中第一行“安全”）。在此，象征性示出具有防护门的围绕工业机器人工作空间的防护围栏，防护门的锁闭器通过保护开关来监控。如果保护开关进而防护门被关闭，则机器人可以完全的处理速度v=vmax沿路径行驶，该路径由4个示教的TCP位置预先给定，TCP位置在图1中用点表示（图1中第三行“运行”）。
在同样已知设置操作模式“设置”下（图1中右边的列），在保护监控的位置监控手持操作设备上的准许按键是否被按下。如果准许按键被按下，这在图1中通过示意性示出的手持式操作设备的填实的按钮来表示，则机器人可以降低的速度v<vmax手动地行驶（图1中第三行“运行”）。
中间的列“远程访问”示出根据本发明的远程访问操作模式。在该操作模式下，如同上面参照自动操作模式描述的，实施保护监控（图1中第一行“安全”），其中对防护门的锁闭器进行监控。而对按下准许按键则不予考虑。
只要防护门是关闭的，在远程访问操作模式下机器人就可以以降低的速度手动地行驶，如上面参照设置操作模式描述的。还可以程序控制地以降低的速度在机器人的示教的路径上行驶。如果已行驶过一段并在此经过检查，则可将该段标记为被释放。然后该段可以以完全的处理速度被行驶，如在图1第三行中的“运行”示意性示出的。
此外，在远程访问操作模式下可以以与设置操作模式中相同的方式编辑工作程序和/或改变机器人的配置和/或参数设置，如在图1第二行“输入”中通过手持式操作设备的填实的操作元件所示的。
特别地，在远程访问操作模式下，如在图1中第四行“姿态”所示的，在图1中示意性示出的区域内相应于机器人姿态的经示教的点，可以在自动执行工作程序期间以完全的处理速度来改变，因为通过保护监控（图1中的第一行）可排除对人员的危险。

Claims (11)

1.一种用于控制机器人的方法，其中，在自动操作模式下（“自动”）实施保护监控（1），以及在设置操作模式下（“设置”）提供手动控制输入（3，6），其特征在于，在远程访问操作模式下（“远程访问”）实施所述保护监控（1）以及提供手动控制输入（3，5，7）。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述远程访问操作模式下，限制（5）所述机器人的手动的和/或程控的运行，特别是速度（v）。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述远程访问操作模式下可选地和/或分段地限制（5）机器人的运行。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述远程访问操作模式下，所述机器人的姿态可以手动地改变（7），特别是在预定的范围内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述远程访问操作模式下，机器人的工作程序和/或机器人的控制是可改变的（3）。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述远程访问操作模式下，可手动地改变控制组件的信号输出（3）。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述远程访问操作模式下，提供所述设置操作模式的至少一种功能（3，6）。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述保护监控包括对机器人的工作空间的监控（1），特别是通过至少一个分离的保护装置的和/或非分离的保护装置的监控。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述远程访问操作模式下，机器人的运行独立于准许装置（2）。
10.一种用于机器人的控制器，具有用于选择操作模式的输入设备，其特征在于，所述控制器用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
11.一种计算机程序产品，具有存储于其上的程序，当所述程序在根据权利要求10的控制器中运行时，执行根据前述权利要求1至9中任一项所述的方法。
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