CN104690727B - 用于控制机器人的方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制机器人(1.1‑1.3)的方法，机器人具有包括至少一个轴(q1，q2)的轴组，轴具有驱动器和停机制动器，停机制动器特别是在监控条件下被闭合(S5，S80)，停机制动器根据轴负载(S20，S30，S50，S60)和/或在预设持续时间(tH,i，t′H,i)内(S40、S45、S70、S75)被重新断开，或根据轴负载(S20,S30,S50,S60)和/或在预设持续时间(tH,i，t′H,i)内(S40，S45，S70，S75)在闭合之前保持断开(S35)。

Description

用于控制机器人的方法和控制装置
技术领域
本发明涉及用于控制机器人的一种方法和一种控制装置以及一种具有机器人和这种控制装置的机器人装置。
背景技术
根据企业内部实践，机器人具有停机制动器。停机制动器在正常运行中被闭合，以便例如在机器人停止期间节省能源或保护其停机姿势。
特别是当在机器人的工作区域中计划外地出现障碍物时，机器人可能会与障碍物相撞并且因此被夹住。根据企业内部的实践情况，已知的是要对机器人进行碰撞监控，并在发生碰撞时按照监控情况借助停机制动器安全地停机。如果机器人在此夹住了障碍物，将由停机制动器保持该夹住状态。
因此，特别是根据企业内部的实践已知：需要设置机械的自由转动装置或柔性地特别是重力补偿地调整机器人，从而使得机器人能够主动地移动或至少由于夹住(反作用)力避开，并因此解开夹住或在任何情况下减少夹住的发生。
发明内容
本发明的目的在于改进机器人的运行。
本发明的目的通过一种用于控制机器人的方法来实现，其中，机器人具有包括至少一个轴的轴组，轴具有驱动器和停机制动器，停机制动器特别是在监控条件下被闭合，停机制动器根据轴负载和/或在预设持续时间内被重新断开，或在闭合之前保持断开。本发明还提出了一种控制装置或用于执行相应方法的计算机程序产品或一种具有相应控制装置的机器人装置。
根据本发明的机器人装置具有机器人和用于控制该机器人的控制装置。
机器人包括具有一个或多个、特别是至少六个(运动)轴的轴组，所述(运动)轴分别具有驱动器和停机制动器。
在一种实施方式中，一个或多个、特别是所有的轴特别可以是彼此正交、成对的转动轴，或者机器人是所谓的曲臂机器人。同样，一个或多个轴也可以是线性轴。
在一种实施方式中，轴驱动器可以具有一个或多个电机、特别是电动机和/或传动装置。
在一种实施方式中，停机制动器被设置或设计用于使轴停止运转或固定，在一种实施方式中，停机制动器可以作为紧急制动器和/或驻车制动器。停机制动器特别可以具有机械或液压的摩擦制动器，特别可以是机械或液压的摩擦制动器。在一种实施方式中，停机制动器是常闭制动器或不激活闭合制动器或主动抬升制动器，其特别是在与能源供应分离时自动锁闭。
控制装置被设置或设计用于以硬件和/或软件或程序技术控制机器人。为了更紧凑地描述，基于预先给定的额定值和所检测到的实际值进行调节或给出控制参数也被概括地称为控制。
在本发明的意义下，装置可以通过硬件技术和/或软件技术或程序技术来实现，特别是具有优选与存储器系统和/或总线系统数据连接或信号连接的处理单元，特别是数字处理单元，尤其是微处理器单元(CPU)，和/或具有一个或多个程序或程序模块。CPU为此可设计为，执行作为存储在存储器系统中的程序的指令，从数据总线采集输入信号和/或将输出信号发送到数据总线上。存储器系统可以具有一个或多个特别是不同的存储介质，尤其是光学、磁性、固态和/或其他非易失性的介质。程序可以这样来实现：其能够体现或执行在此所述的方法，使得CPU能够执行这种方法的步骤，并因此特别是能够控制机器人。
在一种实施方式中，特别是通过控制装置的为此以硬件技术、特别是传感技术和/或软件技术或程序技术实现的监控装置来监控机器人的运行、特别是机器人和/或其周围环境，尤其是与障碍物的碰撞。
为此在一种实施方式中，可以设置或利用位于机器人上的监控装置的一个或多个力传感器、特别是转矩传感器来检测作用于机器人的接触力和/或机器人的轴组的轴负载。附加地或替代地，可以设置或利用监控装置的一个或多个保护装置传感器、特别是保护门触点来监控紧急输出/输入装置等、机器人装置的保护装置。附加地或替代地，可以设置或利用监控装置的一个或多个特别是光学、热、声学、电和/或磁的周围环境监控传感器来监控机器人的周围环境、特别是不可预见的障碍物。
一般情况下，监控特别可以包括基于力、特别是基于转矩、优选基于轴负载的碰撞监控，特别可以是基于力、特别是基于转矩、优选基于轴负载的碰撞监控。
如果监控器或监控装置检测到发生故障特别是碰撞，机器人的一个或多个轴(在一种实施方式中为选择性地从机器人的轴中选出的一个或多个轴，在另一种实施方式中为机器人的所有的轴)通过相应的停机制动器停止运转或被固定，特别是通过监控装置指挥停机制动器的闭合。根据监控器或监控装置所检测到的故障情况、特别是机器人的碰撞，通过机器人的停机制动器使机器人的轴特别是停止运转或被固定，在本发明的意义下被称为停机制动器在监控条件下的闭合。
在一种实施方式中，附加地或替代地除了在监控条件下的闭合之外，可以实现或设定在预先给定条件下的闭合，特别是根据在执行或运行的机器人程序中的预先设定的闭合指令和/或根据在运行期间用户的特别是手动输入所进行的闭合。如果在运行期间特别是通过机器人程序或用户输入预先设定这种闭合，则机器人的一个或多个轴(在一种实施方式中为选择性地从机器人的轴中选出的一个或多个轴，在另一种实施方式中为机器人的所有的轴)通过相应的停机制动器停止运转或被固定，特别是通过为此以硬件技术、特别是传感器技术和/或软件技术或程序技术设计的控制装置的停机制动器闭合装置来指挥停机制动器的闭合。根据利用控制装置所进行的程序和/或手动地的设定或输入，特别是通过停机制动器使机器人的轴停止运转或被固定，在本发明中被称为停机制动器在预设条件下的闭合。为了更紧凑地进行描述，本发明也将为此被设计为根据所检测到的故障情况命令停机制动器闭合的监控装置概括地称为停机制动器闭合装置。附加地或替代地，停机制动器闭合装置可以因此被设计为，根据机器人程序中的预先设定的闭合指令和/或用户输入来指挥在预设条件下的接通。
在进行监控条件下和/或预设条件下的闭合之前，运动的轴可以通过相应的反向驱动器或制动激活驱动器和/或停机制动器有利地至少基本上被制动直至停止。相应地在一种实施方式中，停机制动器特别是可以通过为此以硬件技术、特别是传感器技术和/或软件技术或程序技术实现的停机制动器闭合装置、特别是监控装置使运动的轴被制动，或者直到运动的轴至少基本上停止不动或被关闭。
根据本发明的一个方面，在停机制动器之前特别是在监控条件下或预设条件下被闭合之后，特别是利用控制装置的以硬件技术和/或软件技术或程序技术实现的停机制动断开装置重新断开机器人的一个或多个停机制动器、特别是被有选择地选出的一个或多个停机制动器或所有的停机制动器。同样，机器人的一个或多个停机制动器、特别是被有选择地选出的一个或多个停机制动器或所有的停机制动器可以特别是在监控条件或预设条件下以下面将要详细描述的方式闭合之前，仍然保持断开或使它们在监控条件下或预设条件下的闭合被延迟或推迟。
在一种实施方式中，通过使停机制动器在监控条件或预设条件下闭合之后被重新断开，或延迟它们在监控条件或预设条件下的闭合，可以有利地松开被机器人夹住的障碍物、特别是在机器人与周围环境之间被夹住的障碍物；或者通过利用夹住(反作用)力和/或主动地利用相应的释放力使相应的机器人轴运动并因此减少、优选消除夹住(反作用)力，在任何情况下都能够减少障碍物被机器人夹住、特别是在机器人与周围环境之间被夹住。例如，在停机制动器特别是在监控条件或预设条件下(重新)闭合之前，在停机制动器被重新或仍然断开期间，被机器人夹住的人可以“推开”机器人并因此释放自己或至少减少他的负荷。
根据本发明的一个方面，机器人的一个或多个特别是在监控条件或预设条件下闭合的停机制动器在预设持续时间内被重新断开，或者在它们特别是在监控条件或预设条件下闭合之前在预设持续时间内保持断开。
由此在一种实施方式中，可以简单和/或安全地减少、特别是消除夹住的发生。
在一种实施方式中，至少一个停机制动器的预设持续时间最长是2秒，特别是最长为1.5秒，优选最长为1.2秒。由此在一种实施方式中，特别可以减少机器人的由重力造成的倾倒。附加地或替代地，停机制动器的持续时间可以至少为0.05秒，特别是至少为0.1秒，优选至少为0.15秒。由此，在一种实施方式中可以充分地减少夹住的发生。
在本发明的意义下，持续时间特别可以是时间间隔，也可以是(控制器)时钟周期数等。
在一种实施方式中，可以根据轴预先设定持续时间。机器人特别是可以具有至少两个带有停机制动器的轴，在此，其中一个轴的预设持续时间特别是可以始终或根据情况比另一个轴的预设持续时间长。特别是其中一个轴的最小和/或最大预设持续时间可以比另一个轴的最小和/或最大预设持续时间长。因此在一种实施方式中，特别是以将在下面详细描述的方式特定于轴地并由此更好地做出反应。
机器人的轴可以潜在地或当前被重力加载或没有被重力加载。在本发明中，被重力加载的轴特别是被理解为：轴在停机制动器断开时由于重力、特别是通过该轴铰接或可移动的机器人(部件)结构或机器人(部件)运动机构的重力而试图运动，或者特别是在克服可能的摩擦力时运动或处于运动中。例如，只具有这种转动轴的单节肢机器人的垂直转动轴是没有被重力加载的轴，因为该轴即使在停机制动器断开时也不会由于重力或自身重量移动，而这与机器人的姿势无关。相反，如图1所示，双节肢机器人的机器人臂1.2的水平转动轴q2是始终至少潜在地被重力加载的轴，因为该轴除了竖直下垂的稳定姿势和竖直向上延伸的不稳定姿势之外，在停机制动器断开时会由于重力或机器人臂的自重而运动，或在克服可能的摩擦力时处于移动中。在非竖直的姿势中，特别是在如图1所示的水平伸展的姿势中，该轴相应地是当前被重力加载的轴，相反在下垂和竖直向上延伸的姿势中，该轴只是潜在地被重力加载的轴。
在根据本发明重新断开之前特别是在监控条件或预设条件下被闭合的停机制动器，或使停机制动器特别是在监控条件或预设条件下的闭合延迟预设持续时间时，特别是可以在潜在或当前被重力加载与未被重力加载的轴之间进行区分。在一种实施方式中，对于特别是潜在或当前未被重力加载的轴，可以预先设定比特别是潜在或当前被重力加载的轴更长的持续时间，因为未被重力加载的轴即使在较长的(重新)断开过程中也不会导致机器人倾倒。
特别是对于潜在或当前被重力加载的轴，持续时间可以根据机器人的姿势和/或这样预先给定为：在该持续时间内限制轴在重力条件下的移动，优选限制在最高为30°的角度范围内,特别是最高为15°、优选最高为5°的角度范围内。
在本发明中，对姿势特别是以本领域通常的方式理解为机器人的一个或多个轴、特别是全部轴的姿态或位置、特别是角位置。
对轴可以根据姿势而施以不同强度的重力。因此例如在图1所示的姿势中，由于伸展开的机器人臂，该机器人臂的自重会与最大的杠杆臂(Hebelarm)一起起作用。相应地，例如停机制动器在此可以在较短的持续时间内重新断开或在特别是监控条件或预设条件下闭合之前保持断开。相反，在相对于此扭转45°的姿势中只有一半的杠杆臂起作用，因此，停机制动器在此是在较长的持续时间内被重新断开或在特别是监控条件或预设条件下的闭合之前保持断开，而不会使机器人过度地倾倒。
在一种实施方式中，对于特别是潜在或当前未被重力加载的轴，可以提前预先设定好持续时间并在运行中优选使其保持不变。
根据本发明的另一方面，机器人的一个或多个特别是在监控条件或预设条件下闭合的停机制动器将根据轴负载被重新断开，或根据轴负载在特别是监控条件或预设条件下闭合之前保持断开。
轴负载特别可以包括直接作用于轴上的力，特别可以是直接作用于轴上的力。为了更紧凑地描述，在本发明中将反平行力偶、即转矩也概括地称为力。也就是说，轴负载特别是还可以包括轴力矩或关节力矩，特别可以是轴力矩或关节力矩，在一种实施方式中，对轴力矩或关节力矩通过相应的力传感器、特别是(关节)力矩传感器来检测。同样在一种实施方式中，轴负载特别可以包括从外部作用于机器人节肢并因此只间接作用于轴上的力，特别可以是从外部作用于机器人节肢并因此只间接作用于轴上的力。在一种实施方式中，这种(间接的)轴负载可以通过相应的力传感器、特别是力矩传感器来检测，在一种扩展方案中，所述传感器可以设置在工具法兰与机器人引导的工具之间。通过这种方式，特别可以检测并减少由机器人引导的工具所发生的夹住。优选对作用于停机制动器之前或之上的轴负载作为轴负载进行检测，例如停机制动轴中的扭转力矩、停机制动器的轴承负载等。
根据本发明的该方面，在一种实施方式中，可以根据情况进行调整并因此以更好的方式来减少夹住，特别是解开夹住。
在一种实施方式中，特别是当或一旦轴负载或轴负载与设定负载的偏差超过阈值，和/或轴负载在特定的负载方向上起作用时，停机制动器特别可以被重新断开或在闭合之前保持断开。
特别是对于非潜在或当前未被重力加载的轴，阈值和/或设定负载可以固定或可变地被预先设定、特别是被提前调节。在一种实施方式中，特别是对于潜在或当前被重力加载的轴，阈值和/或设定负载可以根据姿势、特别是基于模型被预先设定。
在一种实施方式中，设定负载可以包括在重力调节下或由通过轴铰接的机器人(部件)结构或机器人运动机构的重量引起的轴负载，特别可以是在重力调节下或由通过轴铰接的机器人(部件)结构或机器人运动机构的重量引起的轴负载，和/或特别是借助机器人的机械等效模型或事先的测量，优选在考虑摩擦力的情况下根据姿势来确定。
如果机器人夹住障碍物，实际检测到的轴负载由于这种夹住而与重力条件下的轴负载或设定负载不同。再次观察图1所示的实施例，被机器人夹住的弹簧2的力反作用于机器人臂1.2的重力并减轻该重力。相应地，在一种实施方式中，特别是当或一旦关节力矩M2或工具法兰上的力F2形式的轴负载与重力条件下的设定负载的偏差超过阈值时，轴q2的停机制动器就可以被重新断开，或在特别是监控条件下闭合之前保持断开。
附加地或替代地，除了这种特别是基于模型的用于轴负载或轴负载与特别是基于模型的设定负载的偏差的阈值之外，特别是当或一旦轴负载在特定的负载方向上产生作用，停机制动器就可以被重新断开或在特别是按监控条件或预设调节闭合之前保持断开。在图1所示的实施例中，机器人臂1.2的重力试图使该机器人臂沿顺时针方向扭转。被机器人夹住的弹簧2的力反作用于该重力。如果在轴q2中由弹簧的力引起转矩超过由臂的重力引起的转矩，则机器人或其臂1.2即使在轴q2断开停机制动器时也不向下倾倒，而是通过弹簧2保持，甚至沿逆时针方向扭转，从而减少夹住。相应地，特定的负载方向通常可以是轴的这样的运动方向、特别是转动方向：该运动方向、特别是转动方向与在重力条件下或由通过轴铰接的机器人(部件)结构或机器人运动机构的重力所引起的运动方向、特别是转矩方向相反。
在如图1所示的实施例中还可以清楚地看到：轴q1、q2的阈值或设定负载可以有利地预设为不同的或根据轴预先设定：当轴q2在重力条件下的轴负载或设定负载和相应的负载方向与姿势相关时，轴q1在重力条件下的轴负载或设定负载可实现恒定地预先设定。
以上所述的两个方面，其中一方面是：使至少一个停机制动器在特别是监控条件或预设条件下闭合之后在预设持续时间内重新断开，或者在特别是监控条件或预设条件下闭合之前在预设持续时间内保持断开；另一方面则是：根据轴负载对相同的概念做出不同的反应。相应地，这两方面可彼此独立地实现。但是在一种优选的实施方式中，这两个方面特别是以至少一个下述的方式彼此结合。
在一种实施方式中，(只有)这样的停机制动器会在预设持续时间内被重新断开或在特别是监控条件下或预设条件下闭合之前在预设持续时间内保持断开：在这种停机制动器中，对应的轴负载特别是由于夹住而起作用，或该轴负载与夹住一起起作用。这特别可以根据各个轴的轴负载来确定。如上所述，如果在夹住时所检测到的轴负载与在重力条件下、特别是基于模型所确定的设定负载相偏离，则该轴负载特别可以反作用于重力条件下的轴负载。相应地在一种实施方式中，当轴负载或轴负载与特别是与姿势相关的、重力条件下的设定负载的偏差超过特别是与姿势相关的、重力条件下的阈值时，和/或轴负载在与姿势相关的、重力条件下的负载方向上起作用时，停机制动器可以在预设持续时间内被重新断开或在闭合之前在预设持续时间内保持断开。
通过这种方式，可以有利地使关于轴负载的方面与关于预设持续时间的方面相结合。
在一种实施方式中，根据轴负载被重新断开或在特别是监控条件或预设条件下闭合之前保持断开的停机制动器将在预设持续时间内被断开或保持断开，特别是当在此期间轴负载不会单独导致被重新断开或在此条件下不再引起保持断开时也是如此。通过这种方式，特别是可以实现时间滞后，这种滞后将反作用于停机制动器的意外提前闭合：如果停机制动器根据轴负载被断开或保持断开，所检测到的轴负载会由于示出了停机制动器的阻力或反作用而迅速下降。在此，通过时间滞后可以确保最小断开时间。
通过这种方式，可以有利地使关于预设持续时间的方面与关于轴负载的方面相结合。
在一种实施方式中，预设持续时间将根据机器人的轴负载来预先设定。通过这种方式，可以有利地使关于轴负载的方面与关于预设持续时间的方面相结合。
在下述情况下特别是可以延长预设持续时间：即，如果在第一预设持续时间之后，轴负载或轴负载与特别是与姿势相关的、重力条件下的设定负载的偏差特别是继续超过特别是预先设定的、尤其是可调的和/或与轴和/或姿势相关的、特别是重力条件下的阈值，和/或轴负载在特别是与姿势相关的和/或在重力条件下的负载方向上起作用。因此在一种实施方式中，停机制动器首先如前所述地能够在第一预设持续时间内断开或保持断开。如果在预设的第一持续时间到期之后能够确定：轴负载或轴负载的偏差超过阈值和/或轴负载在特定的负载方向上起作用，由于例如继续存在夹住，因此持续时间特别可以被一次或多次或逐渐地延长，特别是直到在所延长的持续时间到期之后，轴负载或轴负载的偏差不再超过阈值或轴负载不再在特定的负载方向上起作用。
在以上所述的各个方面中，在轴的驱动器特别是在监控条件或预设条件下失效期间，特别是在与能源供应分离期间，和/或在机器人至少基本上停止期间，各个停机制动器可以被重新断开或在闭合之前保持断开。即，停机制动器特别是可以在所谓的STOP 0或STOP 1时被重新断开或在闭合之前保持断开。通过这种方式，甚至是在驱动器失效期间，尤其是在与能源供应分离期间，也能够以以简单和/或根据情况进行调整的方式并因此以安全的方式减少、优选消除机器人对障碍物的夹住。
附图说明
本发明的其他优点和特征由以下的实施例给出。为此，部分以示意图的形式示出：
图1示出了根据本发明的一种实施方式的机器人装置的侧视图(图1A)或俯视图(图1B)，该机器人装置具有简单的双节肢机器人和控制装置；
图2示出了根据本发明的一种实施方式的、用于控制如图1所示的机器人的方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
1.1 机器人基部
1.2 机器人臂
1.3 机器人工具
2；2′ 障碍物
3 控制装置。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一种实施方式的机器人装置的侧视图(图1A)或俯视图(图1B)，为了便于说明，该机器人装置仅具有一个双节肢的机器人和控制装置3。
机器人具有可围绕第一垂直转动轴q1转动的机器人基部1.1。该垂直转动轴的关节力矩传感器检测作用于该轴上的转矩M1。机器人臂1.2围绕第二水平转动轴q2可转动地支承或铰接在基座上。该水平转动轴的关节力矩传感器检测作用于该轴上的转矩M2。工具1.3固定在机器人臂的工具法兰上。力-力矩传感器检测六轴上的工具法兰与工具之间的力F1、F2。
在如图1A所示的夹住情况中，机器人通过其工具相对于地板夹住由压缩弹簧2表示的障碍物。相反在如图1B所示的夹住情况中，机器人通过其工具相处于垂直壁夹住由压缩弹簧2′表示的障碍物。
在本实施例中，障碍物由于被夹住和/或由于例如主动地推开工具而对机器人引导的工具施加力，该力作为工具法兰与工具之间的力F1或F2被检测，并引起相应的转矩M1或M2。在本实施例中，基于障碍物所施加的力而在轴q1或q2中引起的转矩超过由于重力产生的相应的转矩(在轴q1中由重量产生的转矩等于零，因为该轴未被重力加载)。
在下面的描述中，示例性地将通过轴q1、q2的关节力矩传感器检测到的转矩M1、M2作为轴负载T1、T2使用，在另一种实施方式中，也可以替代地使用例如力F1、F2。
根据图2，首先对根据本发明的一种较复杂的实施方式的、用于控制机器人的方法的流程进行说明，在该方法中，前面所述的关于预设持续时间和关于轴负载的两个方面被彼此结合。这两个方面也可以如下所述地彼此独立地实现。
在步骤S5中，优选当机器人停止时，命令机器人的轴q1、q2的停机制动器闭合(在图2中由指令“B→CLOSE！”表示)时，或停机制动器在监控条件或预设条件下闭合(在图2中由状态B＝CLOSE表示)时，轴q1、q2的驱动器在监控条件或预设条件下与能源供应分离。
然后，通过在步骤S10、S15中对两个轴的计数器初始化或递增，首先在步骤S20中分别检查相应的轴负载Ti与关于轴的设定负载TG,i的偏差是否数值超过阈值T1,i。在此，阈值T1,i是可调节的，设定负载TG,i是重力条件下的轴负载，该轴负载与在各轴中由机器人的自重引起的力矩相符，并可以基于模型确定。可以看出：设定负载TG,2与姿势有关，特别是在如图1所示的水平姿势中最大，而在垂直向上延伸或向下悬垂的姿势中最小，此时设定负载TG,1消失。
如果偏差未超过阈值(S20：“N”)，相应的停机制动器不受影响地被保持，特别是被命令闭合或保持闭合。
相反，如果偏差超过阈值(S20：“Y”)，则通过检查重力条件下的设定负载TG,i在数量上是否超过公差条件下的阈值T2,i，在步骤S25中检查是否涉及当前被重力加载的轴。
如果涉及到当前被重力加载的轴或重力条件下的设定负载超过阈值T2,i(S25：“Y”)，则在步骤S30中继续检查：相应的轴负载是否在与姿势相关的、重力条件下的负载方向上起作用。为此，轴负载Ti被符号正确地转换成反作用于重力作用的提升转矩TL,i(Hebedrehmoment)：如果机器人臂位于图1A的右边两个象限中，特别是在所示出的右边这两个象限之间的向右垂直伸展的位置上，则在图1中沿逆时针方向作用的轴力矩Ti被确定为正的提升转矩TL,i>0，相反，沿顺时针方向作用的轴力矩Ti确定为负的提升转矩TL,i<0。反之，如果机器人臂位于图1A的左边两个象限中，特别是在左边这两个象限之间的、与所示位置镜像对称的向左垂直伸展的位置上，则沿逆时针方向作用的轴力矩Ti被确定为负的提升转矩TL,i<0，相反，沿顺时针方向作用的轴力矩Ti被确定为正的提升转矩TL,i>0。
在步骤S30中相应地检查该提升转矩TL，i是否超过阈值T3，i。如果提升转矩TL,i超过阈值T3,i(S30：“Y”)，即，轴负载作为足够大的、反作用于重力作用的提升转矩起作用，则该方法下面将执行步骤S35，否则相应的停机制动器将保持不受影响，特别是其被命令闭合或保持闭合(S30：“N”)。
如果不涉及当前被重力加载的轴或在重力条件下的设定值在数量上未超过阈值T2，i(S25：“N”)，则该方法将跳过如步骤S30所述的检查，并直接执行步骤S35。
通过这种方式，可以根据提升转矩的符号确定：相应的轴负载是否在重力条件下的负载方向上产生影响，以提升(S30：“Y”)或不提升(S30：“N”)机器人臂。
如果在当前被重力加载的轴中(S25：“Y”)，轴负载在与姿势相关的、特定的负载方向上起作用，以提升机器人臂(S30：“Y”)，或者如果未涉及当前被重力加载的轴(S25：“N”)，该方法将继续执行步骤S35，否则相应的停机制动器将保持不受影响、特别是被命令闭合或保持闭合。
在步骤S35中，相应的停机制动器被断开，或者命令停机制动器保持断开，在图2中一起由Bi→OPEN表示。附加地使时间计数器t初始化(t＝0)。
时间计数器递增(步骤S40、步骤S45：“N”)，直至预设的关于轴的第一持续时间tH,i结束(S45：“Y”)。
现在，在步骤S50至S60中以对应于步骤S20至S30中的方式检查：偏差是否仍然超过阈值(S50：“Y”)、是否涉及当前被重力加载的轴(S55：“Y”)，进而轴负载是否在特定的与姿势相关的负载方向上起作用，以提升机器人臂(S60：“Y”)。只有在满足所有这些条件(S50：“Y”和S55：“Y”和S60：“Y”)的情况下，该方法将继续执行步骤S65，否则(S50：“N”或S55：“N”或S60：“N”)该方法将继续执行步骤S80。在步骤S80中，相应的停机制动器被闭合(Bi→CLOSE)。
在步骤S65中，将预设持续时间tH,i一次性地延长到t′H,i，并且时间计数器t继续递增(步骤S70、步骤S55：“N”)，直至该被延长的持续时间tH,i也到期(S75：“Y”)。最后，在步骤S80中，相应的停机制动器同样被闭合(Bi→CLOSE)。
可以看出，在该方法中，如果轴负载与关于轴的、与姿势相关的、重力条件下的设定负载的偏差超过阈值(S20：“Y”)，并且在轴被重力加载的情况下(S25：“Y”)，轴负载附加地在与姿势相关的重力条件下的负载方向上起作用(S30:“Y”),则停机制动器分别在关于轴的预设持续时间tH，i内重新断开或在闭合之前保持断开(S35)。如果在到期(S45：“Y”)之后偏差继续超过阈值(S50：“Y”)，并且在轴被重力加载的情况下(S55：“Y”)，轴负载附加地在与姿势相关的、重力条件下的负载方向上起作用(S60：“Y”)，则第一预设持续时间tH,i被延长(S65)。因此，停机制动器可以分别根据轴负载在预设持续时间内被重新断开或在监控条件下的闭合之前保持断开。
如前所述，这描述了一种复杂的变形，其中，根据本发明的多个方面被多样地组合，特别是对被夹紧的轴的选择，或根据轴负载对预设持续时间的延长(S20，S30，S50，S60)，以及在预设持续时间内的重新断开或保持断开(S40，S45，S70，S75)。根据图2还可以对多种不同的简单变形进行紧凑的说明。
在一种变形中，例如保留步骤S5-S15、S35-S45和S80而省略其它所有的步骤。那么对于所有的轴来说，都可以简单地使停机制动器在预设持续时间内被重新断开，或者即使有在监控条件下的闭合命令也仍然保持断开。
在这种变形的一种扩展方案中，加入步骤S20和/或S25、S30。由此，如果夹住力阻止了机器人倾倒，即，各个轴负载在特定的、与姿势相关的方向上起作用，以阻止重力条件下的倾倒，则只有被夹住的轴的停机制动器被断开或保持断开(S20：“Y”)，或停机制动器只被断开或保持断开(S30：“Y”)。
在这种变形的另一种扩展方案中，加入步骤S50和/或S55、S60以及S65至S75。由此可以根据轴负载延长预设持续时间。
在另一种变形中，省略步骤S40、S45、S65至S75，在此，当步骤S60中的条件被肯定时，该方法替代地返回步骤S50。然后，一旦各轴夹住障碍物，停机制动器就被重新断开或即使有在监控条件下的闭合命令也仍然保持断开(S20，S50：“Y”)，或者如果夹住力阻止机器人的倾倒，停机制动器就被断开或保持断开(S30，S60：“Y”)。
在这种变形的一种扩展方案中，加入步骤S40、S45或S70、S75，以便实现时间滞后。
在所有前述的变形中，代替步骤S20和S25、S30的组合和/或步骤S50和S55、S60的组合地，可以分别只考虑或检查对阈值的超过(S20，S50)或在被重力加载的轴中(S25、S55：“Y”)只考虑或检查负载方向(S30，S60)。

Claims (16)

1.一种用于控制机器人(1.1-1.3)的方法，所述机器人具有包括至少一个轴(q1，q2)的轴组，所述轴具有驱动器和停机制动器，所述停机制动器被闭合(S5，S80)，其特征在于，所述停机制动器根据轴负载(S20，S30，S50，S60)和/或在预设持续时间(tH,i，t′H,i)内(S40，S45，S70，S75)被重新断开或在闭合之前保持断开(S35)，其中，当所述轴负载或所述轴负载与预先设定的和/或与轴和/或姿势相关的设定负载的偏差超过预先设定的和/或与轴和/或姿势相关的阈值(S20，S50)，和/或所述轴负载在负载方向上起作用时(S30，S60)，所述停机制动器被重新断开或在闭合之前保持断开。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述停机制动器在监控条件下被闭合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述停机制动器在预设持续时间内被重新断开或在闭合之前保持断开；和/或所述设定负载和/或所述阈值是可调节的和/或重力条件下的；和/或所述负载方向是与姿势相关的和/或重力条件下的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述持续时间被与轴相关地预先设定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述持续时间最高为2秒。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述持续时间根据所述机器人的姿势来预先设定，和/或预先设定以限制所述轴在重力条件下的运动。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，如果在第一预设持续时间(tH,i)之后，所述轴负载或所述轴负载与预先设定的和/或与轴和/或姿势相关的设定负载的偏差超过预先设定的和/或与轴和/或姿势相关的阈值，和/或所述轴负载在负载方向上起作用时，将所述持续时间预先设定或根据所述机器人的轴负载预先设定。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述持续时间延长(S65)；和/或所述设定负载和/或所述阈值是可调节的和/或重力条件下的；和/或所述负载方向是与姿势相关的和/或重力条件下。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对于至少一个至少潜在地被重力加载的轴，将所述持续时间预先设定为相比于至少一个未被重力加载的轴的持续时间短。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述持续时间是所述第一和/或被延长的持续时间。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述轴的驱动器在监控条件下失效，所述机器人至少基本上停止期间，使所述停机制动器重新断开或在闭合之前保持断开。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述轴的驱动器在监控条件下与能源供应分开期间，使所述停机制动器重新断开或在闭合之前保持断开。
13.一种用于控制机器人(1.1-1.3)的控制装置(3)，所述机器人具有包括至少一个轴(q1，q2)的轴组，所述轴具有驱动器和停机制动器，所述控制装置具有用于命令所述停机制动器闭合(S5)的停机制动器闭合装置，和用于根据轴负载和/或在预设持续时间内使所述停机制动器重新断开或使所述停机制动器的闭合延迟(S35)的停机制动器断开装置，其特征在于，所述控制装置被设计用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
14.根据权利要求13所述的控制装置(3)，所述控制装置是监控装置。
15.一种机器人装置，具有：机器人，所述机器人具有包括至少一个轴(q1，q2)的轴组，所述轴分别具有驱动器和停机制动器；该机器人装置还具有根据权利要求13或14所述的用于控制所述机器人的控制装置(3)。
16.根据权利要求15所述的机器人装置，其特征在于，所述机器人是曲臂机器人(1.1-1.3)，和/或所述机器人装置包括至少六个轴(q1，q2)的轴组。
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