CN114981780A

CN114981780A - 管理机器人控制器的系统配置

Info

Publication number: CN114981780A
Application number: CN202080093321.4A
Authority: CN
Inventors: 戈兰·穆斯塔匹克; 奥洛夫·尼伦
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2022-08-30
Also published as: EP4094156B1; EP4094156A1; US20230057868A1; WO2021148106A1

Abstract

一种机器人控制器(110)，被配置为控制机器人(190)的操作，包括：存储器(111)，其被配置为存储至少包括用户定义的项目数据(P1、P2、P3)和独立于项目的软件(S)的系统配置；以及处理器(112)，可操作以根据当前选择的项目执行系统配置。机器人控制器被配置为：获得包括用户定义的项目数据和独立于项目的软件的备份副本(B1)；获得指示备份副本中的所述用户定义的项目数据和独立于项目的软件的一部分的还原输入(R1)；以及执行备份副本的部分还原，其中仅所指示的一部分被加载到机器人控制器的存储器中。

Description

管理机器人控制器的系统配置

技术领域

本公开涉及机器人控制领域，特别涉及用于管理机器人控制器的系统配置的方法和设备。

背景技术

机器人控制器根据系统配置控制机器人的运动和其它行为。系统配置可以包括用户定义的项目数据和独立于项目的软件。这种系统配置的供应和维护受到与个人计算机不同的要求。由于常规的工业机器人在发生故障的情况下不能容易地用一个机器人控制器替换另一个机器人控制器，因此停机时间与显著的成本相关联，并且必须通过各种技术措施来避免。机器人软件的另一特性是用户团体比例如通用操作系统或办公室相关应用少得多；这限制了缺陷发现和修复的速度，从而限制了连续更新被分发的频率。

作为这种抵消停机时间的措施的一个示例，申请人的公开WO2019120571A1提出了一种方法，其中捕获机器人控制器的快照，该快照包含机器人控制器的当前系统配置，并且所捕获的快照被存储在备份档案中。存储在备份档案中的一个或多个快照以时间顺序被呈现给用户。在接收到选择所呈现的快照中的一个快照的用户输入时，从备份档案中检索对应的信息并将其作为还原的系统配置提供。

此外，WO 201017835 A1公开了一种用于工业机器人的离线编程的系统，该系统包括用于控制该机器人的移动的机器人控制器。该系统还包括具有编程和仿真工具的外部计算机，该编程和仿真工具具有运行一个或多个虚拟机器人控制器的能力，其中真实机器人控制器和外部计算机被配置为彼此通信。该系统还包括：数据传送模块，被配置为根据请求在真实机器人控制器和运行在外部计算机上的虚拟机器人控制器之间自动传送配置和程序数据；以及过滤器组件，被配置为根据定义的过滤规则过滤所传送的配置和程序数据。根据一个实施例，数据传输模块被配置为根据请求自动创建包括机器人控制器的配置和程序数据的备份文件，指令过滤器组件根据过滤规则处理备份文件，并且基于所过滤的备份文件在外部计算机上创建虚拟机器人控制器。

已知方法都没有解决在控制在多个任务之间交替的机器人的机器人控制器中出现的需要。为此，机器人控制器可以存储与多个项目有关的项目数据，并根据这些项目中当前选择的一个项目来控制机器人。

发明内容

一个目的是使机器人控制器、方法和相应的软件适用于上述需求。该目的通过由独立权利要求限定的本发明来解决。有利的实施例由从属权利要求限定。

在第一方面，提供了一种管理机器人控制器的系统配置的方法，该机器人控制器被配置为控制机器人的操作，其中该机器人控制器包括处理器和存储器，该存储器被配置为存储系统配置，该系统配置至少包括用户定义的项目数据和独立于项目的软件。在实施例中，该方法包括：获得包括用户定义的项目数据和独立于项目的软件的备份副本；获得指示备份副本中所述用户定义的项目数据和独立于项目的软件的一部分的还原输入；以及执行备份副本的部分还原，其中仅所指示的部分被加载到机器人控制器的存储器中。

因为还原输入允许一个、两个或更多个项目或独立于项目的软件或其组合的独立还原操作，所以可以选择性和精确地管理系统配置。特别地，本实施例避免了系统配置的功能良好的部分的不必要的还原操作，否则可能危及它们的完整性。此外，备份副本可以包括相对旧但仍然有用的项目数据，该项目数据与已经被软件更新取代的独立于项目的软件的过时版本一起被存储，或者甚至可以包含错误；在没有本发明的情况下，项目数据的还原将以还原到过时的软件为代价而发生。

在第二方面，提供了一种被配置为控制机器人的操作的机器人控制器，包括：存储器，被配置为存储系统配置，该系统配置至少包括用户定义的项目数据和独立于项目的软件；处理器，可操作以根据当前选择的项目来执行系统配置。在实施例中，所述机器人控制器被配置成：获取包括用户自定义项目数据和独立于项目的软件的备份副本；获得指示备份副本中所述用户定义的项目数据和独立于项目的软件的一部分的还原输入；以及执行备份副本的部分还原，其中仅所指示的部分被加载到机器人控制器的存储器中。

第一通常和第二方面总体上解决背景技术中的相应要求，并具有相同的优点。

通常，权利要求中使用的所有术语将根据其在技术领域中的普通含义来解释，除非在此另外明确定义。所有对“元件、装置、部件、手段、等”的引用。除非另外明确说明，否则将被开放地解释为涉及元件、装置、部件、手段、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。

附图说明

现在参照附图通过示例的方式描述各方面和实施例，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的连接到工业机器人和备份存储器的机器人控制器；以及

图2是示出根据本发明实施例的用于管理机器人控制器的系统配置的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图更全面地描述本发明的各方面，在附图上示出了本发明的某些实施例。这些实施例不应被解释为限制性的，而是通过示例的方式提供，使得本公开将是彻底和完整的，并且将本发明的所有方面的范围完全传达给本领域技术人员。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

图1示出了被配置为控制机器人190的机器人控制器110。虽然在示例中机器人190被示为工业机器人，但是本发明的教导可应用于任何可控运动机械单元。机器人190包括一个机器人臂191，在操作期间工具通常被附接到该机器人臂191。机器人臂191包括适于控制机器人臂的运动的一个或多个运动机构。每个运动机构可以包括马达单元和制动单元。机器人控制器110通过控制运动机构的速度和角度来控制机器人190的操作。

机器人190还可以与位于机器人上(如图1的示例中)或其附近的传感器192相关联。传感器192可以被配置成获取图像、声音或测量机器人190或其工作区域中的物理化学条件。传感器192可以以有线或无线方式连接。

机器人控制器110包括存储器111和用于执行存储在存储器111中的指令的处理器112。处理器112可以包括多个协作子处理器，其可以包括分布式或联网的处理资源。处理器112可以包括中央处理单元(CPU)或微控制器。机器人控制器110还可以配备有用户接口113，其包括视觉显示器或其他输出设备以及键盘、定点设备或其他输入设备。

存储器111具体可以包括固定或可移动非易失性存储器，其被配置用于至少存储对应于三个项目P1、P2、P3的用户定义的项目数据和独立于项目的软件S。项目数据可以包括机器人要完成的任务的定义，例如产品的操作。项目数据可以由监督机器人的正常工作的操作员输入或修改(例如，通过使用脚本语言的机器人控制器110的用户接口113或通过轻推机器人190)或由在编程站(未示出)工作的程序员输入或修改，或者可以根据用户的规范从机器人190的制造商或从外部供应商获得。不同的项目可以对应于不同的产品或一个产品的不同处理阶段。独立于项目的软件可以涉及可应用于不同项目的行为，诸如操作系统、用于初始化、诊断或维护的例程、用于将所请求的运动转换成到运动机构的控制信号的通常有效的运动学定义、用于运动跟踪的过滤器等。

存储器还可以被配置为存储过程数据或系统数据或两者。在这个意义上，过程数据可以包括以下项中的任何数据：由传感器192记录的测量数据、与传感器相关的校准数据(例如，要应用于传感器读数的校正因子)、以及在机器人190的操作期间记录的品质保证数据(例如，生产批次的文档、与顺应性相关的注释)。

在操作中，用户可以通过用户接口113查看对应于存储在存储器111中的项目数据的可用项目P1、P2、P3。用户选择项目中的期望的一个项目并命令机器人控制器110相应地控制机器人190。机器人控制器110可以根据所选择的项目的项目数据执行软件S，并且可选地也考虑过程数据和/或系统数据。在稍后的时间点，可能为了启动下一生产批次，用户可以选择并执行项目中的不同项目。在不修改存储器111的内容的情况下，不同项目之间的这种交替是可能的。然而，根据处理器112的设计，可能需要将软件S内的某些指令或项目数据P1、P2、P3拷贝到存储器111的易失性部分中或专用运行时存储器(未示出)中，以便在执行期间快速检索。同样地，机器人190的操作可以产生将被存储在存储器111中的过程数据。这些选项中没有一个是机器人控制器110根据用户的请求在项目P1、P2、P3之间交替的能力的基本要求。

机器人控制器110与用于存储存储器111的过去或当前内容的备份副本的备份存储器180相关联。为了安全而生成备份副本，以允许从存储器111的不想要的丢失或擦除中快速还原，所述不想要的丢失或擦除例如可能由硬件或软件故障、无意的用户操纵、对机器人控制器110的完整性的攻击等引起。备份副本可以在其包括指示其生成日期的数据或与指示其生成日期的数据相关联的意义上注明日期。日期可以用于以WO 2019120571A1中公开的方式生成备份副本的时间线指示。

与备份存储器111一样，备份存储器111可以包括项目数据或独立于项目的软件或两者，每个备份副本也是如此。备份存储器180优选为机器人控制器中的备份存储器，其在逻辑上，操作上或结构上独立于存储器111；备份存储器的典型特征包括较低的预期故障率(从而较高的可靠性)，但可能较低的读/写速度或较高的访问等待时间。备选地，备份存储器180可以是可移动存储器，用户将其连接到机器人控制器110以允许生成新的备份副本或从所存储的备份副本还原存储器内容。此外，备份存储器180可以位于上述类型的编程站中；编程站可以被配置为服务于多个机器人控制器180，这意味着管理来自这些机器人控制器中的每一个的备份副本。另一选择是将备份存储器180实现为联网存储器，例如机器人控制器110所连接到的服务器上的档案或根据需要可连接的服务器上的档案。

从备份存储器180还原备份副本可以是完全的或部分的。完全还原可以以传统的方式进行，例如在WO 2019120571A1中所讨论的。为了实现部分还原操作，机器人控制器110可以执行图2所示的一个或多个操作。

更准确地说，在所示方法200的第一步骤210中，从备份存储器获得备份副本B1。获得步骤210可以包括确保备份副本存在、定位备份副本和/或将备份副本传送到机器人控制器110。

在第二步骤220中，机器人控制器110获得还原输入R1。还原输入R1可以是来自用户的经由用户接口113接收的手动或辅助输入；备选地，它可以是从机器人控制器110外部的实体接收的信号或消息。还原输入R1指示备份副本中要还原的数据的一部分。特别地，还原输入R1可以指示对应的项目数据将被还原的至少一个项目；备选地或附加地，它可以指示独立于项目的软件或其一部分，或者如果适用的话，指示过程数据或系统数据。用户可以通过从备份副本的图形时间线中进行选择来输入还原输入R1，项目和/或软件选择作为另一维度被添加到该备份副本。

在第三步骤230中，机器人控制器110执行备份副本的部分还原。部分还原意味着只有备份副本的由还原输入R1指示的部分被加载到存储器111中。加载可以包括对存储器111的文件系统的必要更新；根据文件系统的架构，这种更新可能影响根目录、分配表等中的信息。

根据一些实施例，为了保护数据完整性或避免过时指令的无意执行，部分还原步骤230可以包括至少一个数据维护步骤。作为一个示例，当还原输入R1指示与一个或多个项目相关的项目数据时，部分还原步骤230可包括删除存储器111中的与还原输入R1所指示的相同(多个)项目相关的这种现有项目数据。这样的项目数据可能过时或甚至有故障。作为删除或擦除项目数据的备选，部分还原步骤230可以包括将对应的存储器位置标记为自由重写，或实际执行这种重写。这避免了无意中使用过时的项目数据，并且还可以释放存储空间。相反，当还原输入R1仅指示用户定义的项目数据时，则存储器111中的任何独立于项目的软件可以通过部分还原步骤230保持不变。有利地，该实施例可以减少在备份还原期间读取和写入的数据量。此外，存储软件的存储器111的位置由备份还原保持完整，而不是暴露于写入错误的风险。

在一些实施例中，机器人控制器110配置有部分备份功能。通常，部分备份是生成并存储存储器111的内容的子集的副本作为备份副本的部分备份。更精确地，再次参考图2，方法200可以包括获得备份选择输入R2的可选第四步骤240，该备份选择输入R2指示存储器111中的所述用户定义的项目数据和独立于项目的软件的一部分。备份选择输入R2可以由查看存储器111的当前内容的用户提供。该步骤之后是部分备份步骤250，其中仅包括所指示部分的部分备份副本B2被创建。部分备份副本B2可以被存储在备份存储器180中。

在该实施例的变型中，在存储器111存储与两个或更多个用户定义的项目有关的数据的状况下获得备份选择输入R2。备份选择输入R2指示项目数据所相关的项目的子集。然后，部分备份包括创建部分备份副本，该部分备份副本包括仅与项目的所指示子集相关的数据。这使得能够实现特定项目的专用备份，这在一个项目已经被配置或改进并且将要第一次执行时可能是适当的。执行专用备份而不需要拷贝现有项目相关的项目数据(其可能已经由较早的备份副本保护)或软件(其也可以是未修改的)。

所示方法200的步骤可以实现为计算机程序中的指令，当该程序由一个或多个处理器(例如，机器人控制器110的处理器112)执行时，该指令使机器人控制器110执行方法200。计算机程序可以分布或存储在计算机可读介质上，例如机器人控制器110的存储器111、固定或可移动存储器、联网存储器或诸如调制载波的非暂态计算机可读介质。

上面主要参考几个实施例描述了本发明的各方面。然而，如本领域技术人员容易理解的，在由所附专利权利要求所限定的本发明的范围内，除以上公开的实施例之外的其它实施例同样是可能的。

Claims

1.一种用于管理机器人控制器(110)的系统配置的方法(200)，所述机器人控制器(110)被配置为控制机器人(190)的操作，其中所述机器人控制器包括处理器(112)和存储器(111)，所述存储器(111)被配置为存储系统配置，所述系统配置至少包括用户定义的项目数据(P1、P2、P3)和独立于项目的软件(S)，所述方法包括：

获得(210)备份副本(B1)，所述备份副本包括用户定义的项目数据和独立于项目的软件；

获得(220)还原输入(R1)，所述还原输入(R1)指示所述备份副本中的所述用户定义的项目数据和独立于项目的软件的一部分；以及

执行(230)所述备份副本的部分还原，其中仅所指示的所述一部分被加载到所述机器人控制器的所述存储器中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述还原输入指示用户定义的项目数据；以及

所述部分还原包括删除或重写存储器中的、与所指示的所述项目数据相同的项目有关的任一项目数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：

所述还原输入仅指示用户定义的项目数据；以及

所述部分还原包括保持所述存储器中任一独立于项目的软件不变。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述备份副本还包括过程数据，所述过程数据包括以下项中的一项或多项：由与所述机器人相关联的传感器(192)记录的测量数据、与所述传感器相关的校准数据、在所述机器人的操作期间记录的品质保证数据；以及

所述还原输入指示所述过程数据的一部分。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

所述备份副本还包括系统数据，所述系统数据包括以下项中的一项或多项：执行日志、故障日志、硬件诊断数据、软件诊断数据、操作系统数据；以及

所述还原输入指示所述系统数据的一部分。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

获得(240)备份选择输入(R2)，所述备份选择输入(R2)指示所述存储器中的所述用户定义的项目数据和独立于项目的软件的一部分；

执行所述存储器的部分备份(250)，其中仅包括所指示的所述一部分的部分备份副本(B2)被创建。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

当所述存储器(111)存储与两个或更多个用户定义的项目有关的数据时，备份选择输入(R2)指示所述项目的与所述项目数据相关的子集；以及

所述部分备份包括创建部分备份副本，所述部分备份副本包括仅与所述项目的所指示的所述子集相关的数据。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过从备份存储器(180)检索来获得所述备份副本，所述备份存储器(180)是以下项中的一项：

所述机器人控制器中的独立的备份存储装置；

可移动存储器；

编程站中的存储器，所述编程站被配置为服务多个机器人控制器；

联网备份存储器。

9.一种机器人控制器(110)，被配置为控制机器人(190)的操作，包括：

存储器(111)，所述存储器被配置为存储系统配置，所述系统配置至少包括用户定义的项目数据(P1、P2、P3)和独立于项目的软件(S)；以及

处理器(112)，所述处理器可操作以根据当前选择的项目来执行所述系统配置，

所述机器人控制器被配置为：

获得备份副本(B1)，所述备份副本包括用户定义的项目数据和独立于项目的软件；

获得还原输入(R1)，所述还原输入(R1)指示所述备份副本中的所述用户定义的项目数据和独立于项目的软件的一部分；以及

执行所述备份副本的部分还原，其中仅所指示的所述一部分被加载到所述机器人控制器的所述存储器中。

10.根据权利要求9所述的机器人控制器，还包括用户接口(113)，所述用户接口(113)被配置为接收所述还原输入和/或备份选择输入。

11.一种计算机程序，包括指令，以使根据权利要求9所述的机器人控制器执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

12.一种计算机可读介质，其上存储有根据权利要求11所述的计算机程序。