CN115427197A - 工业机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业机器人系统，包括第一机器人(12)。该第一机器人包括第一操纵器(13)和第一主控制器(20)，该第一操纵器具有底座(14)和能够相对于底座(14)围绕多个轴线移动的工具(16)，该第一主控制器具有主机器人功能性，该主机器人功能性包括对操纵器运动的控制。该工业机器人系统还包括多个辅助控制器(28，29，30，31，32，36，100)，每个辅助控制器具有辅助机器人功能性，其中主机器人功能性与所有所述辅助机器人功能性不同，并且其中整体机器人功能性由主机器人功能性和一个或多个辅助机器人功能性限定。

Description

工业机器人系统

技术领域

本发明总体涉及一种工业机器人系统。更具体地，本发明涉及一种用于在多于一个的控制器实体中分配至少一个机器人的机器人功能性的方法和机器人系统。

背景技术

机器人在工业中经常用于多种操作，诸如例如，用于制造对象。工业机器人通常包括可围绕多个轴线移动的操纵器、附接到操纵器并且被配置为执行动作(诸如例如，抓握)的工具、被配置为控制机器人的机器人控制器以及具有用户接口的控制单元，该用户接口适用于与机器人控制器通信并且使得能够对机器人进行编程。典型的机器人控制器可以包括或准备用于许多功能，诸如HMI、I/O系统、现场总线支持等。

在许多机器人工作间中，多于一个的机器人协作以执行操作或整体过程。因此，各个机器人动作或性能与整体操作不同。

然而，依据机器人的目的，机器人控制器的处理软件和硬件资源发生变化。而且，由于机器人的目的并且整体预期过程可能发生改变，所以各个机器人的动作或性能(即，它们的功能性)可能相应地发生改变。这通常需要对机器人和机器人控制器进行适配，有时还需要将机器人交换到具有不同功能性的另一机器人。

因此，需要更加通用地和灵活地使用机器人的功能性。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题并且提供一种机器人系统，与现有技术的解决方案相比，该机器人系统至少在某种程度上得到了改进。凭借工业机器人系统和用于分配第一机器人的机器人功能性的方法实现以下将变得显而易见的这个和其他目的，该工业机器人系统包括至少一个第一机器人，该第一机器人具有第一操纵器和第一主控制器以及多个辅助控制器。

根据本发明的第一方面，提供了一种工业机器人系统，包括第一机器人。该机器人包括第一操纵器，该第一操纵器具有底座和可相对于底座围绕多个轴线移动的工具；以及第一主控制器，该第一主控制器具有第一主机器人功能性，该第一主机器人功能性包括对操纵器运动的控制，其中工业机器人系统还包括多个辅助控制器，每个辅助控制器具有辅助机器人功能性，其中第一主机器人功能性与所有所述辅助机器人功能性不同，并且其中整体机器人功能性由第一主机器人功能性和一个或多个辅助机器人功能性限定。

因此，第一主控制器变得尺寸紧凑且成本低。如先前所提及的，需要更通用地和灵活地使用机器人的功能性/功能，并且本发明通过提供一种机器人并且具有分配给辅助控制器的机器人、机器人工作间和/或过程(例如，包括多个机器人工作间的过程)的所有其他可能功能性来提供这点，该机器人能够通过第一主控制器的第一主机器人功能性来执行其主功能。因此，由于不同的辅助功能性可以基于所期望的需求而被添加到整体机器人功能性，所以工业机器人系统非常适用。换言之，根据本发明的工业机器人系统提供了一种整体机器人功能性，由于第一主机器人功能性可以由辅助机器人功能性中的一个或多个辅助机器人功能性按比例放大，所以该整体机器人功能性可按比例缩放。

而且，通过在第一主控制器中仅包括第一主机器人功能性，与传统机器人控制器相比较，第一主控制器按比例缩小。根据至少一个示例实施例，第一主控制器仅包括操纵器运动功能性。也就是说，根据这样的实施例，第一主机器人功能性是操纵器运动功能性。

根据至少一个示例实施例，辅助机器人功能性是由辅助控制器提供的任何机器人功能性。因此，应当理解，根据至少一个示例实施例，辅助机器人功能性可以包括与第一主机器人功能性相同的功能性，例如，操纵器运动控制，但是第一主机器人功能性通常不包括除第一主机器人功能性之外的任何功能性。通过将除了第一主机器人功能性之外的所有功能性保持在第一主控制器之外，可以使第一主控制器简单且紧凑。

根据至少一个示例实施例，第一主机器人功能性与整体辅助机器人功能性不同，即，辅助控制器的辅助机器人功能性的总和。根据至少一个示例实施例，第一主机器人功能性与辅助机器人功能性中的每个辅助机器人功能性不同。特定辅助控制器的辅助机器人功能性例如是该辅助控制器中的总辅助机器人功能性。根据至少一个示例实施例，第二机器人功能性均不包括在第一主机器人功能性中。根据至少一个示例实施例，辅助机器人功能性彼此不同。

根据至少一个示例实施例，第一主控制器被集成到第一操纵器中，例如，被集成到第一操纵器的臂中。

第一主控制器可能受到若干个环境限制的影响，诸如例如，机器人中的空间要求、处理能力限制、存储/存储器容量、存储器等。作为示例，机器人的空间要求可能对第一主控制器的大小施加约束。同样，如果第一主控制器中存在处理资源限制，则已经被设计为在机器人上本地执行的计算将会局限于特定机器人应用性能。通过在(第一操纵器外部或甚至机器人和/或机器人工作间外部的)至少一个辅助控制器中(诸如例如，在云中或在另一本地机器人控制器中)提供某些机器人功能性，可以提供具有仍可被集成到第一操纵器中的广泛多种功能性的机器人。

因此，通过在工业机器人系统中分配机器人功能，使得第一主控制器包括第一主机器人功能性并且任何辅助机器人功能性被分配给辅助控制器，可以使第一主控制器紧凑，以使得能够被集成到第一操纵器中。因此，控制器集成在它用来控制的相同元件(即，第一操纵器)中，该元件例如在信号处理和响应时间方面是有利的。

根据至少一个示例实施例，多个辅助控制器布置在第一操纵器外部。

因此，根据该示例实施例，辅助控制器没有被集成到第一操纵器中。因此，辅助控制器的尺寸约束可能不如第一主控制器严格。至少一个辅助控制器可以位于机器人工作间中。

根据至少一个示例实施例，工业机器人系统还包括网络装置，该网络装置用于在第一主控制器与辅助控制器中的一个或多个辅助控制器之间分配第一机器人的机器人功能性。

因此，可以以有效方式分配整体机器人功能性，并且可能容易把任何辅助机器人功能性添加到机器人，以将其功能性扩展或按比例放大到第一主机器人功能性之外。网络通信可以通过使用诸如TSN之类的实时网络或类似5G的无线网络来实现。

根据至少一个示例实施例，网络装置包括功能性确定单元，该功能性确定单元被配置为获得关于第一机器人的可用功能性的数据并且基于所述可用功能性来确定所期望的机器人功能性是否能够被执行。

因此，工业机器人系统可以决定机器人或机器人系统是否能够执行所期望的机器人功能性或机器人性能(例如，通过所请求的功能)。功能性确定单元可以可替代地或附加地被配置为确定与所期望的机器人功能性相对应的机器人功能性在第一主机器人功能性和/或辅助机器人功能性中是否可用。

根据至少一个示例实施例，第一主控制器和每个辅助控制器包括处理软件和硬件资源以执行主机器人功能性和辅助机器人功能性的所关联的功能。

例如，第一主控制器包括处理软件和硬件资源以执行第一主机器人功能性，并且每个辅助控制器包括处理软件和硬件资源以执行其关联的辅助机器人功能性。因此，处理软件和硬件资源可以关于其预期用于的一个或多个功能进行优化。处理软件和硬件资源可以例如分别由第一主控制器和辅助控制器中的每个辅助控制器中的计算机和逻辑单元体现。

根据至少一个示例实施例，第一主控制器的第一主机器人功能性包括对机器人的至少集成处理设备的控制。

根据至少一个示例实施例，第一主机器人功能性包括(诸如例如，仅包括)对操纵器和附接到其上的任何工具的运动控制。

根据至少一个示例实施例，第一主控制器包括机器人安全功能性，例如，与第一操纵器有关的机器人安全及其运动控制。根据至少一个示例实施例，第一主控制器包括控制器接口，例如，以太网、现场总线从设备、TPU、PC接口、安全信号或离散I/O。第一主控制器的安全功能性可以包括安全接口，例如，作为离散信号或通过安全现场总线的安全接口。

根据至少一个示例实施例，第一主控制器包括电源单元和/或驱动单元。根据至少一个示例实施例，第一主控制器的第一主机器人功能性包括对电源单元的控制和/或对驱动单元的控制。例如，第一主控制器可以被配置为从电源单元向驱动单元和/或计算机和逻辑单元供电，和/或被配置为使得电源和逻辑单元能够直接与驱动单元通信。

根据至少一个示例实施例，驱动单元被配置为操作第一操纵器或操纵器臂以及附接到第一操纵器或操纵器臂上的任何工具。应当指出，根据至少一个示例实施例，第一操纵器的驱动单元和/或电源单元布置在第一主控器外侧/外部。

根据至少一个示例实施例，以下功能中的至少一个或全部功能被排除在第一主机器人功能性之外：现场总线主控、整体机器人过程控制、对附加/外部驱动单元的支持、同步的机器人运动控制。

根据至少一个示例实施例，多个辅助控制器的辅助机器人功能性包括对以下各项中的至少一项的控制：对附加/外部驱动单元的支持、整体机器人过程控制、机器人工作间I/O、外部机器人处理设备、同步的机器人运动控制、HMI和整体机器人安全。因此，根据至少一个示例实施例，这种功能性不包括在第一主机器人功能性中。

根据至少一个示例实施例，多个辅助控制器包括以下控制器中的至少一个控制器：机器人工作间控制器、机器控制器、边缘或线路控制器、第二机器人主控器。

所有提及的辅助控制器通常被布置在机器人外部。根据至少一个示例实施例，辅助控制器包括至少一个基于网络的服务器，诸如例如，云服务器。

根据至少一个示例实施例，工业机器人系统还包括第二机器人，该第二机器人具有带有底座和可相对于底座围绕多个轴线移动的工具的第二操纵器；以及第二主控制器，该第二主控制器具有第二主机器人功能性，该第二主机器人功能性包括对第二操纵器的运动控制，其中第二机器人的整体功能性由第二主机器人功能性和一个或多个辅助机器人功能性限定。

因此，可以通过相同配置来设置至少两个机器人，并且可以使用相同辅助控制器来分别扩展第一机器人和第二机器人的功能性。第二机器人可以例如包括在与第一机器人相同的机器人工作间中。

该第二机器人的效果和特征在很大程度上类似于上文结合第一机器人所描述的效果和特征。关于第一机器人所提及的实施例在很大程度上与第二机器人兼容。

根据至少一个示例实施例，第一操纵器和第二操纵器的运动被同步以形成多机器人运动系统。

因此，提供了一种高效的多机器人运动系统。

根据至少一个示例实施例，第一操纵器和第二操纵器所同步的运动的功能性被包括在辅助控制器中的一个辅助控制器中。

换言之，辅助控制器中的至少一个辅助控制器被配置为使第一操纵器和第二操纵器的运动同步以形成多机器人运动系统。这种辅助控制器可以经由网络装置与第一机器人和第二机器人进行操作和通信。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于分配第一机器人的机器人功能性的方法。机器人包括第一操纵器，并且方法包括以下步骤：

–利用第一主控制器操作具有第一主机器人功能性的第一机器人，该主机器人功能性包括对操纵器运动的控制，

-通过多个辅助控制器中的至少一个辅助控制器操作具有与所述第一主机器人功能性不同的辅助机器人功能性的第一机器人，由此第一机器人的整体功能性由第一主机器人功能性和一个或多个辅助机器人功能性限定。

本发明的第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上文结合本发明的第一方面所描述的效果和特征。关于本发明的第一方面所提及的实施例在很大程度上与本发明的第二方面兼容，其中一些在下文进行例示。

例如，第一主机器人功能性以与参考本发明的第一方面所解释的方式相同的方式与所述辅助机器人功能性不同。

根据至少一个示例实施例，该方法还包括以下步骤：

-通过第二主控制器操作具有第二主机器人功能性的第二机器人，该第二主机器人功能性包括对第二操纵器的运动控制，

-通过第一操纵器和第二操纵器所同步的运动来操作第一机器人和第二机器人以形成多机器人运动系统，其中第一操纵器和第二操纵器所同步的运动的功能性包括在辅助控制器中的一个辅助控制器中。

在以下描述和附图中公开并讨论了本公开的其他优点和特征。

附图说明

现在参考示出本发明构思的示例实施例的附图对本发明构思的这些和其他方面进行更详细的描述，其中

图1示意性地示出了具有两个机器人以及对应主控制器和其他控制器实体的机器人工作间，

图2示意性地示出了连接到本地通信网络的主控制器和辅助控制器，该本地通信网络又连接到因特网。

图3示出了第一主控制器的相关部件的方框示意图，以及

图4示出了使用主控制器和辅助控制器的基于网络的机器人系统的方框示意图。

具体实施方式

在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了诸如特定组件、接口、技术等之类的具体细节，以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言，显而易见的是，本发明可以在脱离这些具体细节的其他实施例中实施。在其他实例中，省略了对公知设备、电路和方法的详细描述，以免非必要细节模糊了对本发明的描述。

图1示意性地示出了机器人工作间10。机器人工作间10包括其中存在第一机器人12的区域，该第一机器人12配备有第一操纵器13，该第一操纵器13包括第一底座14和用于保持对象18的第一工具16，并且其中对象可以是产品或可以用于形成产品。机器人工作间10中还存在第二机器人22，该第二机器人22配备有第二操纵器23，该第二操纵器包括第二底座24和用于保持对象18的第二工具26，该对象在这种情况下是由第一机器人12保持的相同对象18。因此，在处置对象18时，两个机器人12和22本文中与第一操纵器13和第二操纵器23的同步运动协作。

在机器人工作间中示出的机器人的数目是示例性的。应当认识到，机器人工作间中可能存在更多个机器人，还可能存在更少个机器人。然而，机器人工作间中的所有机器人都是公共协作组的成员，即，在执行诸如用于生产产品或保持对象的若干个相关或同步活动时协作的组。

如上文所提及的，第一机器人12在该示例中牵涉到产品的生产。这意味着第一工具16可以在执行第一数目的活动的同时沿着第一机器人移动路径移动。以类似方式，第二工具26可以沿着第二机器人移动路径移动，同时执行第二数目的活动。

为了执行对第一机器人12和第二机器人22的主控制，具体地，执行对第一操纵器13和第二操纵器23的主控制，以及与这些活动相关的处理，更进一步地，存在被集成到第一机器人12中用于控制第一操纵器13的第一主控制器20以及被集成到第二机器人22中用于控制第二操纵器23的第二主控制器28。第一主控制器20和第二主控制器28均是控制器实体的示例，这些控制器实体包括被配置为分别执行与第一机器人12和第二机器人22有关的某些功能的处理软件和硬件资源。本文中，第一主控制器20和第二主控制器28均被配置为执行包括对操纵器运动的控制在内的相应主机器人功能性。

每个功能性或功能与至少一个机器人活动相关联，通常为所关联的数目的活动，以执行特定任务。功能性或功能由处理单元关于机器人工作间执行，并且在这种情况下也关于对应机器人执行。应当指出，术语“功能性”和“功能”在全文中可互换使用。

在机器人工作间10中或在机器人工作间10处，可能存在若干个其他控制器实体，本文中被称为辅助控制器。作为示例，存在第一机器人工作间控制器30，该第一机器人工作间控制器30包括被配置为执行某些功能的处理软件和硬件资源，这些功能通常与第一主控制器20和第二主控制器28中所包括的功能不同。第一机器人工作间控制器30还可以包括处理单元，该处理单元处理数据以执行所关联的功能和/或处理例如由第一传感器在机器人外部提供的数据，该第一传感器例如是相机或温度传感器。机器人工作间10还可以包括第二机器人工作间控制器32，该第二机器人工作间控制器32包括被配置为执行某些功能的处理软件和硬件资源，这些功能通常与第一主控制器20和第二主控制器28中所包括的功能不同。对应地，第二机器人工作间控制器32还可以包括处理单元，该处理单元处理数据以执行所关联的功能，并且还可能处理例如由第二传感器在机器人外部提供的数据，该第二传感器例如是相机或温度传感器。第一机器人工作间控制器30和第二机器人工作间控制器32的功能性被称为辅助机器人功能性，因此，这些功能性从属于第一主控制器20和第二主控制器28的主机器人功能性。

机器人工作间10中或机器人工作间10附近的其他控制器实体在图1中被例示为第一边缘/线路控制器29和第二边缘/线路控制器31。对应地，第一边缘/线路控制器29和第二边缘/线路控制器31中的每个边缘/线路控制器包括被配置为执行某些功能的处理软件和硬件资源，这些功能通常与第一主控制器20和第二主控制器28中所包括的功能不同和/或与第一机器人工作间控制器30和第二机器人工作间控制器32中所包括的功能不同。第一边缘/线路控制器29和第二边缘/线路控制器31中的每个边缘/线路控制器包括处理单元，该处理单元处理数据以执行所关联的功能和/或处理在机器人外部提供的数据。对应地，第一边缘/线路控制器29和第二边缘/线路控制器31的功能性还被称为辅助机器人功能性，这些功能性因此从属于第一主控制器20和第二主控制器28的主机器人功能性。

第一机器人工作间控制器30和第一边缘/线路控制器29可以例如被配置为使用不包括在第一主控制器20中的功能补充第一机器人12。对应地，第二机器人工作间控制器32和第二边缘/线路控制器31可以例如被配置为使用不包括在第二主控制器28中的功能补充第二机器人22。因此，第一机器人12和第二机器人22的功能性可以由构建块来构建，其中每个构建块与对应机器人的某些功能相关联。因此，通过添加构建块中的一个或多个构建块(即，诸如机器人工作间或边缘/线路控制器之类的辅助控制器的辅助功能性中的一个或多个辅助功能性)，可以基于需求按比例放大或扩展每个机器人的功能性。

图2示意性地示出了机器人工作间10的各种控制器实体20、28、30、32，诸如第一主控制器20和第二主控制器28和其他辅助控制器30、32。在图2中，还示出了机器人工作间10外侧的辅助控制器29、31、36，其中辅助控制器29、30、31、32中的至少一些辅助控制器连接到本地通信网络LCN 33，诸如局域网(LAN)，该本地通信网络LCN 33可以是访问受限的私有网络。网关34还连接到该本地通信网络33，网关34为本地通信网络33的设备提供到诸如因特网IN之类的公共网络35的连接性。经由网关34，控制实体可以比如访问云计算设备36，该云计算设备36可以是云计算服务中心中的云计算服务器或驻地服务器公园(本地云)。此外，该云计算设备36可以是控制实体，诸如辅助控制器，该控制实体包括被配置为执行辅助机器人功能性和/或执行与机器人工作间相关联的处理的处理软件和硬件资源，该处理可以是对协作组的机器人中的一个或多个机器人的处理。

图3示出了与本发明有关的第一主控制器20的元件中的一些元件的方框示意图。它包括计算机和逻辑单元40，该计算机和逻辑单元40通常包括或连接到存储器，并且用作用于在本地通信网络33上通信的通信接口。第一主控制器20还包括电源单元50和驱动单元60。计算机和逻辑单元40可以直接或通过牵涉到电源单元50的菊花链通信链路耦合到驱动单元60。驱动单元60控制第一操纵器13并且还可以控制第一工具16，并且根据由计算机和逻辑单元40给出的指令来操作它们。可替代地，第一工具16可以由计算机和逻辑单元40的本地I/O控制。因此，第一操纵器13和第一工具16能够执行与由计算机和逻辑单元40启用的第一主机器人功能性相关联的若干个活动。电源单元50为计算机和逻辑单元40(例如，通过24V逻辑功率)以及驱动单元60(例如，通过DC总线)供电。例如，第一机器人12沿着第一机器人移动路径执行各种活动的功能性中牵涉到第一主控制器20的计算机和逻辑单元40。该功能性可以牵涉到生成第一工具16要移动到的位置以及由第一工具16执行命令或动作。然而，计算机和逻辑单元40还可以包括其他类型的功能性，诸如处理，例如，图像处理(以便检测要拾取的对象)以及确定要拾取哪个对象的处理。

尽管计算机和逻辑单元40被示为单个单元，但是其功能性可以被分成多个单元，例如，分开的处理器和分开的存储器等。还应当认识到，第一主控制器20可以包括更多个元件和单元。然而，由于这些对于理解本发明并不重要，所以省略了它们。而且，电源单元50和/或驱动单元60可以布置在第一主控制器20外侧。

如之前所提及的，第一主控制器20的第一主机器人功能性可以由计算机和逻辑单元40以及所关联的处理器和存储器提供。因此，作为示例，它可以以处理器的形式提供，该处理器具有执行作为由处理器运行的存储器中的程序代码提供的功能的所关联的计算机程序代码。作为备选方案，计算机和逻辑单元40可以以专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)的形式提供。

图4示出了图3的主控制器和所关联的基于网络的机器人系统200的示意性框图，其中第一主控制器20连接到辅助控制器100，该辅助控制器100例如是机器人工作间控制器(作为第一机器人工作间控制器30)或线路/边缘控制器(作为第一线路边缘控制器29)。与主控制器在其功能性上为主要的相比较，所命名的辅助控制器本文中是指在其功能性上是辅助的控制器。第一主控制器20可以例如被集成到操纵器或所关联的机器人的其他组件中，而辅助控制器可以布置在机器人外部。

如图4所示，辅助控制器100包括被配置为执行与其辅助机器人功能性相关联的某些功能的处理软件和硬件资源，这些功能不由第一主控制器20的计算机和逻辑单元40提供。这些功能本文中由HMI人机交互功能102、整体机器人运动控制或整体机器人过程控制(诸如例如，同步的机器人运动控制功能104)和整体机器人安全控制106来例示。因此，由于除了第一主控制器20的功能性之外还可以使用辅助控制器100的功能性，所以第一机器人12的功能性可以增加或扩展到由第一主控制器20提供的第一主机器人功能性之外。而且，辅助控制器100可以包括驱动单元108，该驱动单元被配置为根据辅助控制器100的功能102、104、106来操作机器人或伺服电机110。辅助控制器100通常包括为辅助控制器100供电的电源单元。

而且，在图4中，示出了经由基于网络的机器人系统200彼此互连的两个主控制器20、28。本文中，使第二机器人22的第二主控制器28和与本发明有关的第二主控制器28的元件中的一些元件可视化。对应于第一主控制器20，第二主控制器28包括计算机和逻辑单元41，该计算机和逻辑单元41通常包括或连接到存储器，并且用作用于在本地通信网络33上与辅助控制器100通信的通信接口。第二主控制器28还包括电源单元51和驱动单元61。驱动单元61控制第二操纵器23并且还可以控制第二机器人22的第二工具26，并且根据由计算机和逻辑单元41给出的指令来操作它们。可替代地，第二工具26可以由计算机和逻辑单元41的本地I/O控制。因此，第二操纵器23和可能的第二工具26能够执行与由计算机和逻辑单元41启用的第二主机器人功能性相关联的若干个活动。电源单元51为计算机和逻辑单元41(例如，通过24V逻辑功率)以及驱动单元61(例如，通过DC总线)供电。

因此，辅助控制器100也可以与第二主控制器28通信，因此可以在通过第二主控制器28可用的第二主机器人功能性之外补充第二机器人22的功能性。

因此，第一机器人12和第二机器人22的功能性可通过构成基于网络的机器人系统的第一主控制器20和第二主控制器28及其联网连接的辅助控制器100按比例缩放。

图4的辅助控制器100例如可以是机器人工作间控制器，但是应当理解，与其他辅助功能性相关联的另一控制器实体在本发明的范围内。辅助控制器100例如可以是没有图4所示的驱动单元108的边缘/线路控制器。取而代之的是，边缘/线路控制器可以经由网络连接到伺服驱动器和电机以执行其所关联的功能。而且，上述功能102、104、106中的至少一个功能可以位于辅助控制器100外侧，例如，位于图2所示的云服务器36中。

通过经由辅助控制器100并且通过网络连接至少两个主控制器20、28，可以构建多机器人运动系统。多运动系统可以例如支持同步和异步机器人运动，诸如例如，通过第一工具16和第二工具26处置对象18。多运动系统可以例如实现为辅助控制器100中的运动控制104的上述功能。因此，由第一主控制器20和第二主控制器28(其在本文中连接到同一网络)控制的运动可以与由辅助控制器100直接控制的机器人电机和/或附加电机同步。

根据至少一个示例实施例，第一主控制器20和第二主控制器28可以被配置为动态连接到网络或与网络断开。

根据至少一个示例实施例，网络可以由几个机器人工作间控制器共享，从而允许第一主控制器20和第二主控制器28连接到不同的机器人工作间控制器。这在移动机器人环境中特别有利，在该移动机器人环境中，多个机器人工作间控制器可以在不同时间和不同位置使用机器人。

网络拓扑结构不限于图4中公开的星形拓扑结构，而是可以例如是菊花链或星形链和菊花链的组合。附加地，辅助控制器100可以包括用于处置多个机器人、同步附加电机和安全控制的计算能力。

因此，网络和辅助控制器100(例如，机器人安全功能)可以扩展第一主控制器20和第二主控制器28的相应能力，并且附加地使得提供例如同步的多机器人运动的多机器人运动系统。

因此，使用如图4中公开的主控制器20、28和至少一个辅助控制器100的基于网络的机器人系统200提供了一种用于在多于一个的控制实体之间分配机器人工作间10中的第一机器人12的功能性的布置。在上文所给出的示例中，控制实体是第一主控制器20、第二主控制器28和辅助控制器100。应该认识到，除了第一机器人的第一主机器人功能性之外，通常不在第一主控制器20中提供可以至少或仅仅是第一操纵器13的运动控制的特定功能性。例如，它可以在机器人工作间的另一控制实体中提供。它甚至可以在连接到本地通信网络33的单独控制实体中提供，并且在这种情况下可以与为其他机器人工作间提供的另一控制实体组合在一起。在这种情况下，任何这样的控制实体将会是辅助控制器并且形成布置的一部分。

基于网络的机器人系统200还可以包括功能性确定单元107，该功能性确定单元107被配置为获得关于例如第一机器人12的一个或多个可用功能性的数据。功能性确定单元107还可以被配置为基于一个或多个可用功能性来确定所期望的机器人性能是否能够被执行。功能性确定单元107可以被包括在辅助控制器(如例如，图4中)中或在主控制器20、28中的一个主控制器(诸如例如，第一主控制器20)中。

各种控制器实体的上文所提及的已经主要参考相所关联的硬件资源进行了描述，诸如例如，以一个或多个处理器的形式提供的处理单元以及包括计算机程序存储器的处理软件，该计算机程序存储器包括用于执行其功能的计算机程序代码。作为备选方案，它可以以专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)的形式提供。该计算机程序代码还可以被提供在一个或多个数据载体上，当其上的程序代码被加载到其中要提供处理实体的机器人或机器人工作间的处理实体中时，该一个或多个数据载体执行控制实体的功能性。具有计算机程序代码的一种这样的数据载体采用CD ROM盘的形式。作为备选方案，这种计算机程序可以提供在服务器上并且从该服务器下载到所讨论的处理实体中。

因此，虽然已经结合目前被认为是最实用和优选的实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明旨在覆盖各种修改和等同布置。附加地，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明构思时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (15)

1.一种工业机器人系统，包括第一机器人(12)，所述第一机器人包括第一操纵器(13)和第一主控制器(20)，所述第一操纵器具有底座(14)和能够相对于所述底座(14)围绕多个轴线移动的工具(16)，所述第一主控制器具有第一主机器人功能性，所述第一主机器人功能性包括对操纵器运动的控制，其中所述工业机器人系统还包括多个辅助控制器(28，29，30，31，32，36，100)，每个辅助控制器具有辅助机器人功能性，其中所述主机器人功能性与所有所述辅助机器人功能性不同，并且其中整体机器人功能性由所述主机器人功能性和一个或多个辅助机器人功能性限定。

2.根据权利要求1所述的工业机器人系统，其中所述第一主控制器被集成到所述第一操纵器中。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的工业机器人系统，其中所述多个辅助控制器布置在所述第一操纵器外部。

4.根据前述权利要求中任一项所述的工业机器人系统，还包括网络装置(33，200)，用于在所述第一主控制器(20)与所述辅助控制器(28，29，30，31，32，36，100)中的一个或多个辅助控制器之间分配所述第一机器人的机器人功能性。

5.根据权利要求4所述的工业机器人系统，其中所述网络装置包括功能性确定单元，所述功能性确定单元被配置为获得关于所述第一机器人的可用功能性的数据并且基于所述可用功能性来确定所期望的机器人功能性是否能够被执行。

6.根据前述权利要求中任一项所述的工业机器人系统，其中所述第二机器人功能性均不包括在所述主机器人功能性中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的工业机器人系统，其中所述第一主控制器和每个辅助控制器包括处理软件和硬件资源，以执行所述主机器人功能性和所述辅助机器人功能性的相关功能。

8.根据前述权利要求中任一项所述的工业机器人系统，其中所述主机器人功能性包括对所述机器人的至少集成处理设备的控制。

9.根据前述权利要求中任一项所述的工业机器人系统，其中所述辅助机器人功能性包括对以下各项中的至少一项的控制：对附加/外部驱动单元的支持、整体机器人过程控制、机器人工作间I/O、外部机器人处理设备、同步的机器人运动控制、HMI以及整体机器人安全。

10.根据前述权利要求中任一项所述的工业机器人系统，其中所述多个辅助控制器包括以下控制器中的至少一个控制器：机器人工作间控制器(30，32)、机器控制器、边缘或线路控制器(29，31)、第二机器人主控制器(28)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的工业机器人系统，还包括第二机器人(22)，所述第二机器人(22)具有第二操纵器(23)和第二主控制器(28)，所述第二操纵器(23)具有底座(24)和能够相对于所述底座(24)围绕多个轴线移动的工具(26)，所述第二主控制器(28)具有第二主机器人功能性，所述主机器人功能性包括对所述第二操纵器的运动控制，其中所述第二机器人的整体机器人功能性由所述主机器人功能性和一个或多个辅助机器人功能性限定。

12.根据权利要求11所述的工业机器人系统，其中所述第一操纵器和所述第二操纵器的运动被同步以形成多机器人运动系统。

13.根据权利要求12所述的工业机器人系统，其中所述第一操纵器和所述第二操纵器所同步的运动的所述功能性被包括在所述辅助控制器中的一个辅助控制器中。

14.一种用于分配第一机器人的机器人功能性的方法，所述第一机器人包括第一操纵器，所述方法包括以下步骤：

-利用第一主控制器操作具有主机器人功能性的第一机器人，所述主机器人功能性包括对操纵器运动的控制，

-通过多个辅助控制器(28、29、30、31、32、36、100)中的至少一个辅助控制器操作具有与所述主机器人功能性不同的辅助机器人功能性的所述第一机器人，由此所述第一机器人的整体功能性由所述主机器人功能性和一个或多个辅助机器人功能性限定。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括以下步骤：

-利用第二主控制器操作具有主机器人功能性的第二机器人，所述主机器人功能性包括对第二操纵器的运动控制，

-通过所述第一操纵器和所述第二操纵器所同步的运动来操作所述第一机器人和所述第二机器人以形成多机器人运动系统，其中所述第一操纵器和所述第二操纵器所同步的运动的所述功能被包括在所述辅助控制器中的一个辅助控制器中。

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