CN104669264A - 用于机器人的故障处理的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于机器人的故障处理的方法和装置，所述机器人具有至少第一和第二移动轴线。在一个实施例中，所述方法包括接收第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息和第二移动轴线在第一时间点的第一位置信息并且将所接收的第一位置信息存储为运动数据集合，接收第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息和第二移动轴线在第二时间点的第二位置信息并且将所接收的第二位置信息存储在所述运动数据集合中，并且根据故障过程对机器人进行控制。

Description

用于机器人的故障处理的方法和装置
技术领域
本发明的实施例涉及一种用于机器人的故障处理的方法，涉及一种具有存储于其上的实现故障处理的软件的存储介质，并且涉及一种用于故障处理的对应的装置。另外的实施例涉及被实现用于故障处理的控制器以及一种包括这样的控制器的机器人。
背景技术
机器人是一种机电机器，其具有至少一个但是优选为多个的驱动关节而使得其能够执行如制造任务之类的人工任务。经常被用于工业应用的特殊机器人类型是具有多个移动轴线的所谓的关节型机器人(articulated robot)。这里，移动轴线可以串行排列。移动轴线可以是弯曲轴线、线性位移轴线和/或旋转轴线。特定形式的关节型机器人是具有比自由度更多的移动轴线的所谓的运动学上冗余的机器人。因此，机器人手臂的位置可以经由轴线位置的多种可能组合来实现。
为了对机器人进行控制，通常包括或者通常耦合至机器人控制器。该机器人控制器对移动轴线的单一致动器进行控制而使得机器人能够沿预先确定的轨线(运动路径)从起始位置移动到另外的位置，反之亦然。该轨线是多个移动轴线的移动序列的组合的结果。然而，在故障的情况下，例如机器人与另一个物体相撞，故障处理过程相当复杂而使得故障处理过程无法自动处理。其背景在于所描述的机器人通常被实现用于无创伤动作(soft acting)，即所有移动轴线在碰撞情况下都被置于无力度状态。该无创伤动作使得能够避免损坏机器人或碰撞物体，其中机器人(在碰撞后)的结束位置由于其处于已知的移动路径之外而是未知的。因此，需要一种有所改进的方法。
发明内容
本发明的实施例涉及一种用于机器人的故障处理的方法，所述机器人具有至少第一和第二移动轴线。所述方法包括接收第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息和第二移动轴线在第一时间点的第一位置信息的步骤。所接收的第一位置信息被存储为运动数据集合。此外，所述方法包括接收第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息和第二移动轴线在第二时间点的第二位置信息的步骤。所接收的第二位置信息也被存储在所述运动数据集合中。最后的步骤是如果检测到例如碰撞的机器人故障则根据故障过程对机器人进行控制。所述故障过程包括触发机器人以将第一和第二移动轴线移动至其第二位置以及随后触发机器人以将第一和第二移动轴线移动至其第一位置。
另外的实施例提供了一种具有存储于其上的计算机程序的计算机可读数字存储介质，所述计算机程序具有当在计算机上运行时执行以上的用于机器人的故障处理的方法的程序代码。
另外的实施例提供了一种用于机器人的故障处理的装置，所述机器人具有至少第一和第二移动轴线。所述装置被配置为接收所述机器人的第一和第二移动轴线的位置信息，使用存储器存储运动数据，并且如果机器人导致故障则经由基于所存储的运动数据的控制信号对所述机器人进行控制。所存储的运动数据包括第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息、第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息、第二移动轴线在第一时间点的第一位置信息和第二移动轴线在第二时间点的第二位置信息。所述控制信号包括触发机器人以将第一和第二移动轴线移动至其第二位置的第一控制信号和触发机器人以将第一和第二轴线移动至其第一位置的第二控制信号。所述第一控制信号在输出所述第二控制信号之前被输出，以使得机器人在移动至第一位置之前移动至第二位置。
另外的实施例提供了一种用于控制机器人的控制器，所述机器人至少具有第一和第二移动轴线。所述控制器被配置为根据控制算法对第一和第二移动轴线进行控制，并且被配置为使用存储器存储运动数据并且如果机器人导致故障则经由基于所存储的运动数据的控制信号对所述机器人进行控制。所存储的运动数据包括第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息、第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息、第二移动轴线在第一时间点的第一位置信息和第二移动轴线在第二时间点的第二位置信息。所述控制信号包括触发机器人以将第一和第二移动轴线移动至其第二位置的第一控制信号和触发机器人以将第一和第二轴线移动至其第一位置的第二控制信号。所述第一控制信号在输出所述第二控制信号之前被输出，以使得机器人在移动至第一位置之前移动至第二位置。
根据另外的实施例，一种机器人包括第一移动轴线、第二移动轴线，以及用于对所述第一和第二移动轴线进行控制的控制器。此外，所述机器人包括用于故障处理的装置，所述装置被配置为使用存储器存储运动数据并且如果机器人导致故障则经由基于所存储的运动数据的控制信号对所述机器人进行控制。所存储的运动数据包括第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息、第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息、第二移动轴线在第一时间点的第一位置信息和第二移动轴线在第二时间点的第二位置信息。所述控制信号包括触发机器人以将第一和第二移动轴线移动至其第二位置的第一控制信号和触发机器人以将第一和第二轴线移动至其第一位置的第二控制信号。所述第一控制信号在输出所述第二控制信号之前被输出，以使得机器人在移动至第一位置之前移动至第二位置。
附图说明
随后将参考附图对本发明的实施例进行描述。
图1a示出了根据第一实施例的用于机器人的故障处理的方法的流程图；
图1b-1d示出了示例性机器人的运动序列；
图1e示出了执行如图1b至1d所示的运动的机器人的轨线(以向前方向)；
图1f示出了根据故障处理过程的图1b至1d的机器人的返回轨线(以向后方向)；
图2a示出了根据一个实施例的用于故障处理的装置的框图；
图2b示出了根据另外的实施例的包括控制器和用于故障处理的装置的机器人的框图；
图3a和3b示出了描述机器人的运动的两个示图，用于图示对所存储的机器人位置的数量进行调适的两种不同模式；和
图4a-4c示出了用于图示根据增强型实施例的故障处理的机器人的轨线。
在下文中，将参考附图对本发明的实施例进行详细讨论，其中对具有相同或相似功能的对象或要素提供相同的附图标记而使得其描述是可互换的或者是能够互相应用的。
具体实施方式
图1示出了方法100的框图，其包括至少三个基本步骤110、120和130。步骤110是指接收第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息并且接收第二移动轴线在相同时间点的第一位置信息的步骤。例如，两个移动轴线相应的第一位置信息可以包括第一移动轴线的角度数值以及第二移动轴线的另外的角度数值。该位置信息可以由机器人控制器所提供或者可以从机器人的传感器系统读出。接收(第一和第二轴线的)两个位置的这两个子步骤被聚集为步骤，因为两个第一位置信息(或者一般是指示移动轴线在相同时间点的位置的位置信息)通常被同时提供。该第一位置信息被存储为运动数据集合中的运动数据。下一个步骤120类似于步骤110，但是其目的是收集第一和第二移动轴线在随后的第二(另外的)时间点的位置信息。该时间点优选地被选择为使得机器人已经在从第一时间点到第二时间点的时间段的期间执行了移动。在该步骤120期间，第一和第二移动轴线在第二时间点的第二位置信息也被存储在运动数据集合中。因此，该运动数据集合包括机器人在至少两个不同时间点的位置信息，从而能够重新构建机器人的轨线。
方法100(在收集了单一位置信息之后或者在收集了运动数据之后)最后的基本步骤是步骤130。根据故障过程对机器人进行控制的这一步骤仅在检测到故障的情况下执行。该依赖性由布置在步骤120和130之间的点140所图示。故障的检测可以是通常具有碰撞传感器或碰撞感测系统的机器人的任务。在检测到故障140之后，该方法提供故障处理过程130，其包括至少两个顺序执行的子步骤132和134。第一过程子步骤132触发机器人以将第一和第二移动轴线移动至其第二(最后)位置(参见步骤120)。也就是说，机器人被控制为使得其移动至最后的已知或最后的安全位置，或者换句话说，移动至检测到故障之前的位置。在执行子步骤132之前，机器人处于第二位置，或者确切地讲，所有移动轴线都处于其第二位置。后续的子步骤是触发机器人以将第一和第二移动轴线移动至其第一位置(例如移动至机器人的起始位置)的子步骤134。其结果是机器人被使得能够在故障情况下自动返回到该机器人的起始位置。该实施例以在故障之前仅记录了轨迹期间的两个位置为假设而进行解释。
根据另外的实施例，方法100可以包括接收第一移动轴线在另外的时间点的另外的位置信息以及第二移动轴线在另外的时间点的另外的位置信息并且将所接收的另外的位置信息存储在运动数据集合中以使得能够更为准确地记录轨线的另外步骤。这些可选的另外步骤可以被安排在步骤120和故障事件140之间。根据该实施例，故障处理过程130还可以包括触发机器人以将第一和第二移动轴线移动至其另外的位置的另外步骤，其中这些可选的另外步骤可以被安排在步骤132之前，即安排在故障事件140和触发步骤132之间。
根据另外的实施例，如以下将要描述的，以上所描述的方法可以在机器人复杂度方面有所提升。
图1b示意性示出了关节型机器人手臂10，其包括七个关节12a至12g，其中机器人手臂10的定位位置由附图标记11(固定位置11)所标记。七个关节12a至12g在运动学上串行排列，其中所谓的工具中心点14耦合至最后的关节12g。所图示的机器人10具有两种不同类型的关节，也就是围绕沿关节型手臂10的相应分段延伸的移动轴线执行旋转的关节12a、12c、12e和12g。关节12b、12d和12f被配置为执行角度移动。概言之，机器人10具有比维度更多的移动轴线。因此，所图示的机器人10属于所谓的运动学上冗余的机器人的群体。
图1b所图示的机器人10被布置在第一位置P1，其中该第一位置是单一关节12a至12g的第一位置的组合。这里，关节12a至12g的每个第一位置可以由数值所描述，例如旋转的数值或弯曲的角度数值。也就是说，机器人的第一位置可以由单个移动轴线12a至12g的绝对值来描述。
为了详细说明该关系，图1c和1d示出了与第一位置P1相比时处于不同位置P2和P3的相同机器人10。在第二位置P2，关节12b和12f在与第一位置P1相比时有所变化。相对于关节12b和12d的位置，第三位置P3与第二位置P2有所不同。由于关节12b、12d和12f沿相应移动轴线12a-12g的串行和/或并行移动，工具中心点14沿从位置P1开始去往位置P3的轨线进行移动。
轨线18由图1e所图示。在图1e的示图中，相对于位置P1、P2和P3图示了相应的定位位置11P1、11P2和11P3。如图1e所示，轨线18具有波纹形状，如以上所描述的，其中该轨线18是源自于不同关节12a至12g的不同移动的组合。从另一个视点来看，这意味着工具中心点14的位置可以被描述为单一关节12a至12g的位置信息的组合。尤其是与仅使用工具中心点14的笛卡尔坐标所给出的位置信息相比，这种位置信息的优势在于可针对运动学上冗余的系统描述整个机器人10的姿态位置。其背景在于，在运动学上冗余的系统的情况下，通常存在单一关节12a至12g的多种不同位置组合以便将TCP 14定位到3维空间中的某个位置。结果，还有多种方案来将机器人从位置P1移动至位置P3，反之亦然。因此，一种常见的方法是预先定义从工具中心点14的起始位置(例如，P1)到结束位置(例如，从位置P3)并且返回起始位置P1的轨线。然而，在例如机器人10发生碰撞的故障情况下，机器人10停止在其间某个未定义的位置。
为了使得机器人10能够自动返回至起始位置P1，根据图1a所示的基本方法对机器人10在沿轨线18(参见图1e)进行运动的期间的中间位置进行记录。轨线记录的结果由以下表格所图示：
12a 12b 12c 12d 12e 12f 12g
t1 43.382° 97.33° 162.352° -0.17° -63.55° 19.55° 117.19°
t2 43.382° 101.22° 162.352° -2.33° -63.55° 17.2° 117.19°
t3 43.382° 105.669° 162.352° -9.195° -63.55° 15.49° 117.19°
t4 43.382° 110.5° 162.352° -16.741° -63.55° 12.98° 117.19°
t5 43.382° 113.76° 162.352° -19.96° -63.55° 10.45° 117.19°
… … … … … … … …
表1
也被称作运动数据集合的该表格表示了轨线18的(数字)记录，其中该记录基于不同时间点t1至tn(这里为t5)的多个快照(这里为五个或更多快照)。相应时间点t1至t5每个位置包括针对七个关节12a至12g的七个绝对值。应当注意的是，该实施例的绝对值通过使用单位度数来提供。所要清楚的是，每个时间单位所记录的时间点的数量对于机器人的轨线重构具有直接影响。因此，这意味着每个时间单位所记录时间点的数量更高使得轨线记录的分辨率更好。所要记录的数值通常可从机器人的控制器或机器人自身获得。该数值可以由机器人或机器人控制器专门针对每个移动轴线提供或者作为组合数据集合提供。根据常见的工业方法，位置信息或移动信息通过使用包括运动学移动的所有数值的数据类型来提供。这意味着所要记录的数值易于从机器人控制器或机器人进行读取。优选地，可以从机器人控制器或机器人读出完整的数据集合。
基于所记录的包括多个时间点的多个位置信息的数据集合，能够对机器人进行控制而使得其沿轨线(参见图1e)后退，即沿如图1f所示的向后轨线后退。图1f图示了故障处理过程的TCP 14的向后轨线30'。这里，该示图的x轴属于时域t。时间轴线包括多个标记，每个标记被分配给相应移动轴线的移动位置的记录的时间点。三个位置P1、P2和P3的三个时间点tP1、tP2和tP3利用相应的附图标记进行标记。在向后方向，工具中心点通过中间点P2从点P3移动至点P1。针对该移动，如数据集合(参见以上表格)所存储的单一位置被向后读出。所记录的运动数据集合的这样的向后读出由以下表格所图示：
12a 12b 12c 12d 12e 12f 12g
… … … … … … … …
t6 … … … … … … …
t5 43.382° 113.76° 162.352° -19.96° -63.55° 10.45° 117.19°
t4 43.382° 110.5° 162.352° -16.741° -63.55° 12.98° 117.19°
t3 43.382° 105.669° 162.352° -9.195° -63.55° 15.49° 117.19°
t2 43.382° 101.22° 162.352° -2.33° -63.55° 17.2° 117.19°
t1 43.382° 97.33° 162.352° -0.17° -63.55° 19.55° 117.19°
表2
由于移动轴线的所记录位置形成返回路径18'的基础的事实，这里所描述的故障处理过程也在新定义路径18的情况下使用。从我们的观点来看，这意味着该故障处理过程并不必在新定义轨线30的情况下有所改变。
以上描述是在假设关节的速度以及因此的加速度并不恒定的情况下所作出。然而，根据另外的实施例，运动数据的记录包括记录每个移动轴线的速度Δv和/或加速度。这使得能够特别在速度变化的情况下利用相同(反转的)向后运动(当与向前方向相比较时)对机器人进行驱动。因此，根据该实施例，控制器对机器人进行控制而使得使用所存储的速度Δv和/或所存储的加速度实现单一位置。该方法在导致变化距离Δx的高度变化的速度的情况下是特别有利的。
接下来，将关于图2a和2b对执行记录和故障处理的控制器与常规机器人控制器的交互进行讨论，其中将关于图3a、3b、4a、4b和4c对故障处理的另外实施例进行讨论。
图2a示出了用于故障处理的控制器20，其包括至少存储器22和CPU 24。控制器20耦合至用于机器人的另外的控制器，该另外的控制器具有控制机器人的移动的作用。因此，故障处理控制器20和机器人控制器26可以经由接口28进行耦合，该接口28包括(控制器20的)第一接口部分28a和(控制器26的)第二接口部分28b。经由该接口28，可以在两个控制器20和26之间交换数据以便从控制器26接收位置信息并且向控制器26输出用于故障处理过程的控制信号。故障处理控制器20的存储器22被配置为存储从控制器26所接收的位置信息，其中CPU 24被配置为对所接收的位置信息进行分析并且控制位置信息的存储，例如改变时间分辨率。此外，CPU 24检测或确定故障并且在故障情况下基于所存储的数据经由控制器26对机器人进行控制。
通过两个控制器20和26的拓扑所说明的是控制器20可以是自治处理单元；因此，控制器20可以被设计为新型部件。
根据另外的实施例，控制器可以如图2b所示直接耦合至机器人。图2b示出了耦合至机器人控制器26和用于故障处理的控制器20的机器人10。备选地，两个控制器20和26可以组合为执行操作控制和故障处理的控制单元。
关于图3a和3b，将对能够改变时间分辨率的实施例进行讨论。从图1f的示图开始，变得清楚的是时间分辨率的改变能够改变轨线18的采样分辨率。图1f的时间轴示出了多个标记，每个标记被分配给记录的时间点。如能够看到的，在与点tP1和tP2之间的标记数量相比时，点tP2个tP3之间的记录数量有所增加。优选地在高移动速度的情况下作出这种时间分辨率的提高。图3a图示了行进距离Δx、时隙Δt和速度v之间的依赖性。
详细地，图3a示出了两个示图，其中第一示图图示了两个记录之间增大的时间差Δt在(TCP的)速度v恒定的情况下导致了有所增加的行进距离Δx。第二示图图示了有所增加的(TCP的)速度v在时间跨度Δt保持不变时导致了每时间单位(Δt)更高的行进距离Δx。一种用于定义时隙Δt的优选方式是基于最大速度对其进行调适。另一种方式是选择时隙Δt而使得行进距离Δx在弯曲轨线的情况下充分小并且当轨线笔直时有所增加。其背景在于，一般的目标是减少记录的数量以便降低机器人控制器或中断系统的CPU负载。该策略由图3b所图示。
接下来，将关于图4对另外的实施例进行讨论。图4a示出了处于组装处理中的示例性轨线30，该轨线包括TCP的11个预定义位置。每个位置P1至P11与TCP的调谐点相符，即与TCP的运动方向变化相符。如以上所讨论的，TCP的运动以及因此的运动方向变化源自于机器人的多个关节的不同移动的组合。关于表示不同关节的移动的组合的TCP的轨线30作出以下讨论。机器人的轨线或者导致该轨线的多个独立移动在初始设置期间进行定义。在设置期间，可以定义多个不同轨线，例如不同组装处理的轨线30。这里，点P1至P4是所谓的全局点，它们用于每个不同轨线，其中点P1是机器人的起始点。点P4可以是工件转入水平位置的点。点P5和P6特定于制造处理并且因此可以根据所选择的制造程序而变化。点P9是所谓的轨线30的策略点，接合至工具中心点的夹持器在这里打开以便安置工件(由箭头所图示)。点P7和P8取决于点P9；因此，点P7和P8也可以被称作动态位置或相应位置。这些动态位置的优势在于，点P9的位移也导致了之前的点P7和P8的位移。点P10和P11(在工件布置之后)定义了TCP在工作区之外的路径并且也是取决于位置P9的动态位置。该依赖性在初始设置期间的所谓教导处理期间进行存储。注意到，通常在没有工件的情况下通过经由点P10和P11的运动路径。轨迹的点P11和P5，TCP直接经由点P5、P4、P3和P2返回点P1而并不通过点P10、P9、P8、P7和P6。这样的轨线使得从P5到P5的轨线30所包围的区域32并不被TCP所穿过，因此区域32可以被保留给如另一个机器人的另一个物体。
图4b图示了TCP在轨线30处的碰撞。该碰撞发生在点P8和P9之间的点Pk处。该碰撞可经由机器人的集成功能被检测，这使得能够将机器人切换至无创伤动作模式。该模式立即停止机器人并且针对每个关节激活无力度模式以便避免损坏机器人、碰撞物体或工件。然而，由于无损伤动作，位置Px在碰撞之后处于预定轨线30之外。除此之外，碰撞物体可能最终处于轨线30之内，例如处于轨线30的点Pk处。因此，需要对机器人进行控制而使得其在不再次与物体(参见位置Pk)发生碰撞的情况下返回起始位置P1。
这里，针对返回路径给出一些二元制：例如，区域32不可以被穿越。此外，由于工件还没有被释放的事实，TCP无法使用包括点P10和P11的轨线部分。因此，如图4c所示，优选方法是经由轨线的点P8,P7,P6,P5,P4,P3和P2(即经由所记录路径)返回位置P1。
为了避免在点Pk处进一步碰撞，故障处理控制器对机器人进行控制而使得TCP并不返回至最后记录的位置，而是返回至最后的已知安全位置Pe，例如处于轨线30上的碰撞点Pk之前的位置(即，位于点P8和Pk之间)。点Ps的确切位置取决于记录的时间分辨率。如以上所讨论的，机器人被控制为使得其沿从点Ps或Ps开始并且到点P1的向后方向的轨线30'进行移动。
参考图4b，应当注意的是，轨线30的记录可以在通过如点P9的策略点(夹持器在其处打开以便释放工件的TCP位置)之后停止，而使得返回路径在通过该策略点之后可以与包括点P10、P11、P5、P4、P3、P2和P1的预定轨线30相符。结果，这意味着点P9之后的碰撞导致并非基于所记录的位置信息的故障处理过程。其背景在于能够合理假设释放点P9的区域中的轨线30可能被工件或处理该工件的另一个机器人所占据。因此，根据另外的实施例，该方法可以包括在通过轨线30的预定策略点时停止记录的步骤。在这样的情况下，可以执行该故障处理过程而使得TCP沿向前方向移动回到预定轨线30。
参考图1的实施例，应当注意的是，表格所示的运动数据集合可以通过使用内插计算而进行放大。该内插例如可以在故障处理过程期间进行并且因此在TCP沿向后轨线移动时进行。
参考图1a，应当注意的是，碰撞感测系统例如可以基于对单一移动轴线的扭矩水平的分析。其背景在于所测量或确定的扭矩水平与常规(已知)扭矩水平的偏差(例如，大于+10％或+5％)指示碰撞。可以通过对相应移动轴线的关节致动器的电机电流进行分析来进行扭矩水平的确定。
参考图2a，应当注意的是，故障处理控制器20所输出的控制信号可以被控制器26进行处理，以使得故障处理控制器20所输出的控制信号与控制器26的标准控制信号相结合。这使得TCP能够平滑移动。
参考图4，应当注意的是，例如点P1、P2、P3或P4的相同点也可以针对故障处理过程而被定义为全局位置。针对故障处理过程定义这样的全局位置使得返回轨线30'与向前轨线30相一致。通常，至少起始点P1被定义为这样的全局点。这里，将全局点独立于所记录的点进行存储会是有利的。
关于图1b-1f，应当注意的是，整个机器人或多个移动轴线的单一移动位置的数字记录可以以如以上表格所图示的可比较格式进行存储。此外，应当注意的是，所存储的数值(旋转的数值、弯曲的角度数值和/或线性位移的数值)可以是绝对值(例如，两个机器人手臂分段之间的角度)或者可以是取决于该绝对值的数值。
虽然已经针对关节型手臂机器人(具有串行运动的机器人)描述了本发明实施例的各方面，但是这些方面或者用于故障处理的整个方面也可以被用于具有不同形状的机器人，如具有并行运动(参见类人机器人)或Stewart平台(参见昆虫)或者用于另一种自动化设备。此外，关节的数量以及因此移动轴线的数量并没有限制，从而通常该数量可以为n，其中n≥1。
虽然已经以装置为背景对一些方面进行了描述，但是要清楚的是，这些方面也表示对应的方法的描述，其中方框或设备对应于方法步骤或方法步骤的特征。同样，以方法步骤为背景所描述的方面也表示对应的模块或事项或者对应的装置的特征。一些或全部的方法步骤可以由(或者使用)硬件装置来执行，例如微处理器、可编程计算机或电子电路。在一些实施例中，一个或多个最为重要的方法步骤可以由这样的装置来执行。
根据某些实施要求，本发明的实施例可以以硬件或软件来实施。该实施方式可以使用具有存储于其上的电子可读控制信号的数字存储介质来执行，例如软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪存，上述控制信号与可编程计算机系统协同操作(或者能够与之协同操作)而使得相应方法得以执行。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。
根据本发明的一些实施例包括具有电子可读控制信号的数据载体，上述控制信号能够与可编程计算机系统协同操作而使得在本文中所描述的方法之一得以被执行。
通常，本发明的实施例可以被实施为具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码在该计算机产品在计算机上运行时被操作而用于执行方法之一。该程序代码例如存储在机器可读载体上。
其它实施例包括存储在机器可读载体上的用于执行在本文中所描述的方法之一的计算机程序。
换句话说，本发明的实施例因此是一种具有程序代码的计算机程序，当该计算机程序在计算机上运行时，该程序代码用于执行在本文中所描述的方法之一。
本发明的方法的另外的实施例因此是一种数据载体(或数字存储介质或计算机可读介质)，其包括记录于其上的用于执行在本文中所描述的方法之一的计算机程序。该数据载体、数字存储介质或记录介质通常是有形的和/或非瞬态的。
本发明的方法的另外的实施例因此是一种数据流或信号序列，其表示用于执行在本文中所描述的方法之一的计算机程序。该数据流或信号序列例如可以被配置为经由数据通信连接进行传输，例如经由互联网传输。
另外的实施例包括一种例如计算机的处理器件或者一种可编程逻辑器件，其被配置或调适为执行在本文中所描述的方法之一。
另外的实施例包括具有安装于其上的用于执行在本文中所描述的方法之一的计算机程序的计算机。
根据本发明的另外的实施例包括一种装置或系统，其被配置为向接收器传输(例如，电子或光学地)用于执行在本文中所描述的方法之一的计算机程序。该接收器例如可以是计算机、移动设备、存储器设备等。该装置或系统例如可以包括用于向接收器传输计算机程序的文件服务器。
在一些实施例中，可编程逻辑器件(例如，现场可编程门阵列)可以被用来执行在本文中所描述的方法的一些或全部功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以顺序地与微处理器协同操作以执行在本文中所描述的方法之一。通常，该方法优选地由任意硬件装置所执行。
以上所描述的实施例仅用于说明本发明的原则。所要理解的是，在本文中所描述的布置形式和细节的修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，其意在仅由所附专利的权利要求的范围所限制而并非由这里通过对实施例的描述和解释所给出的具体细节所限定。

Claims (26)

1.一种用于机器人的故障处理的方法，所述机器人具有至少第一移动轴线和第二移动轴线，所述方法包括：
接收所述第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息和所述第二移动轴线在所述第一时间点的第一位置信息，并且将所接收的第一位置信息存储为运动数据集合；
接收所述第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息和所述第二移动轴线在所述第二时间点的第二位置信息，并且将所接收的第二位置信息存储在所述运动数据集合中；以及
如果检测到机器人故障则根据故障过程对所述机器人进行控制，所述故障过程包括：
触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至其第二位置；以及
触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至其第一位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述机器人具有多个移动轴线；
其中接收并存储所述第一移动轴线的和所述第二移动轴线的所述第一位置信息的步骤包括接收并存储所述多个移动轴线中另外的移动轴线的第一位置信息；并且
其中接收并存储所述第一移动轴线的和所述第二移动轴线的所述第二位置信息的步骤包括接收并存储所述另外的移动轴线的第二位置信息。
3.根据权利要求1所述的方法，包括：
在接收并存储所述第二位置信息之后接收所述第一移动轴线在第三时间点的第三位置信息以及所述第二移动轴线在所述第三时间点的第三位置信息并且将所接收的第三信息存储在所述运动数据集合中的方法步骤；和
在触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至其第二位置之前触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至其第三位置的过程步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一时间点和所述第二时间点之间的时间差等于所述第二时间点和所述第三时间点之间的时间差。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一时间点和所述第二时间点之间的时间差根据第一移动轴线的速度和/或所述第二移动轴线的速度进行调适。
6.根据权利要求5所述的方法，其中如果所述第一移动轴线的速度和/或所述第二移动轴线的速度高则减小所述时间差；和/或其中如果所述第一移动轴线的速度和/或所述第二移动轴线的速度高则增大所述时间差。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一位置和所述第二位置作为针对所述第一轴线和所述第二轴线的绝对值被存储在所述运动数据集合中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一位置和所述第二位置作为针对所述第一轴线和所述第二轴线的数值被存储在所述运动数据集合中，其中所述数值处于包括旋转数值、弯曲角度数值和/或线性位移数值的群组之外。
9.根据权利要求1所述的方法，包括：
接收所述第一移动轴线在所述第一时间点和所述第二时间点之间的时间段内的第一速度信息和所述第二移动轴线在所述第一时间点和所述第二时间点之间的时间段内的第一速度信息并且将所接收的第一速度信息存储在所述运动数据集合中的方法步骤；和
对所述机器人进行控制以利用根据所存储的第一速度信息的相应速度将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线从其第二位置移动至其第一位置的过程步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，包括：
接收所述第一移动轴线在所述第一时间点和所述第二时间点之间的时间段内的第一加速度信息和所述第二移动轴线在所述第一时间点和所述第二时间点之间的时间段内的第一加速度信息并且将所接收的第一加速度信息存储在所述运动数据集合中的方法步骤；和
对所述机器人进行控制以利用根据所存储的第一加速度信息的相应反向加速度将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线从其第二位置移动至其第一位置的过程步骤。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一移动轴线和所述第二移动轴线的至少一个位置针对相对于所述第一时间点和/或所述第二时间点所预定义的时间点进行预定义；并且
其中所述故障过程包括触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至所述预定义位置的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述预定义位置在空间中通过笛卡尔坐标进行定义。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述预定义位置是所述机器人的起始位置。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述预定义位置是在没有故障的情况下最后记录的位置。
15.根据权利要求14所述的方法，其中执行触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至所述预定义位置的步骤，以使得在其处已经检测到故障的位置被绕过。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所检测到的故障是所述机器人的碰撞，所述机器人被配置为在碰撞情况下执行无创伤动作过程。
17.根据权利要求1所述的方法，其中触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至其第二位置和第一位置的步骤包括向所述机器人的控制单元和/或经由所述机器人的控制单元输出控制信号的子步骤，其中所述控制信号由所述控制单元进行后处理以便使得所述机器人能够根据机器人特定的移动轮廓进行移动。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述运动数据集合存储在具有针对相应移动轴线的第一维度和针对相应时间点的第二维度的表格中。
19.一种具有存储于其上的计算机程序的计算机可读数字存储介质，所述计算机程序具有当在计算机上运行时执行用于机器人的故障处理的方法的程序代码，所述机器人具有至少第一移动轴线和第二移动轴线，所述方法包括：
接收所述第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息和所述第二移动轴线在所述第一时间点的第一位置信息，并且将所接收的第一位置信息存储为运动数据集合；
接收所述第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息和所述第二移动轴线在所述第二时间点的第二位置信息，并且将所接收的第二位置信息存储在所述运动数据集合中；以及
如果检测到机器人故障则根据故障过程对所述机器人进行控制，所述故障过程包括：
触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至其第二位置；以及
触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至其第一位置。
20.一种用于机器人的故障处理的装置，所述机器人具有至少第一移动轴线和第二移动轴线，所述装置被配置为接收所述机器人的所述第一移动轴线和所述第二移动轴线的位置信息，使用存储器存储运动数据，并且如果机器人导致故障则经由基于所存储的运动数据的控制信号对所述机器人进行控制，
其中所存储的运动数据包括所述第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息、所述第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息、所述第二移动轴线在所述第一时间点的第一位置信息和所述第二移动轴线在所述第二时间点的第二位置信息，
其中所述控制信号包括触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至其第二位置的第一控制信号和触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二轴线移动至其第一位置的第二控制信号，并且
其中所述第一控制信号在输出所述第二控制信号之前被输出，以使得所述机器人在移动至所述第一位置之前移动至所述第二位置。
21.根据权利要求20所述的装置，其中所述装置包括被配置为存储和/或提供所述运动数据集合的所述存储器。
22.根据权利要求20所述的装置，其中所述装置包括用于接收所述位置信息和/或输出所述控制信号的接口。
23.一种用于控制机器人的控制器，所述机器人至少具有第一移动轴线和第二移动轴线，所述控制器被配置为根据控制算法对所述第一移动轴线和所述第二移动轴线进行控制，并且被配置为使用存储器存储运动数据并且如果所述机器人导致故障则经由基于所存储的运动数据的控制信号对所述机器人进行控制，
其中所存储的运动数据包括所述第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息、所述第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息、所述第二移动轴线在所述第一时间点的第一位置信息和所述第二移动轴线在所述第二时间点的第二位置信息，
其中所述控制信号包括触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至其第二位置的第一控制信号和触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二轴线移动至其第一位置的第二控制信号，并且
其中所述第一控制信号在输出所述第二控制信号之前被输出，以使得所述机器人在移动至所述第一位置之前移动至所述第二位置。
24.一种机器人，包括：
第一移动轴线；
第二移动轴线；
用于对所述第一移动轴线和所述第二移动轴线进行控制的控制器；和
用于故障处理的装置，所述装置被配置为使用存储器存储运动数据并且如果所述机器人导致故障则经由基于所存储的运动数据的控制信号对所述机器人进行控制，
其中所存储的运动数据包括所述第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息、所述第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息、所述第二移动轴线在所述第一时间点的第一位置信息和所述第二移动轴线在所述第二时间点的第二位置信息，
其中所述控制信号包括触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二移动轴线移动至其第二位置的第一控制信号和触发所述机器人以将所述第一移动轴线和所述第二轴线移动至其第一位置的第二控制信号，并且
其中所述第一控制信号在输出所述第二控制信号之前被输出，以使得所述机器人在移动至所述第一位置之前移动至所述第二位置。
25.根据权利要求24所述的机器人，其中所述机器人包括比自由度更多的移动轴线。
26.根据权利要求24所述的机器人，其中所述用于故障处理的装置被嵌入到所述控制器之中。
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