EP4619199A1 - Verfahren und system zum steuern eines roboters - Google Patents

Verfahren und system zum steuern eines roboters

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Publication number
EP4619199A1
EP4619199A1 EP23772480.2A EP23772480A EP4619199A1 EP 4619199 A1 EP4619199 A1 EP 4619199A1 EP 23772480 A EP23772480 A EP 23772480A EP 4619199 A1 EP4619199 A1 EP 4619199A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
robot
hand guide
path
operating mode
guide path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23772480.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Juan David Munoz Osorio
Jan Bandouch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUKA Deutschland GmbH
Original Assignee
KUKA Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUKA Deutschland GmbH filed Critical KUKA Deutschland GmbH
Publication of EP4619199A1 publication Critical patent/EP4619199A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1674—Program controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40201—Detect contact, collision with human

Definitions

  • the present invention relates to a method and system for controlling a robot and to a computer program or computer program product for carrying out a method described here.
  • Moving robots can collide with obstacles.
  • the object of the present invention is to improve the operation of a robot. This object is achieved by a method with the features of claim 1.
  • Claims 11, 12 protect a system or computer program or computer program product for carrying out a method described here.
  • the subclaims relate to advantageous further developments.
  • a method for controlling a robot comprises the steps of: - moving the robot, in particular by (operating or controlling) its drive(s); - detecting a collision of the robot, in particular during this movement; and - executing an emergency operating mode of the robot, in particular switching to an emergency operating mode, as a result of the detected collision; wherein in the emergency operating mode the robot, in particular its drives, is or are controlled in such a way that a) the robot can be moved or guided by hand (manually) by a manual guide force exerted manually on the robot; and b) is thereby virtually tied to a manual guide path in terms of control technology, which has or contains a path completely or partially traveled by the robot up to the detected collision, in a further development i) the path already or completely traveled up to the detected collision; or 118970P524 2/19 Kuka Kunststoff GmbH 2022P00028 DE ii) is composed of a path section of a planned (and thus only partially traveled) path that has already been traveled up
  • the reference in one embodiment in the emergency operating mode, can be moved by a manual hand-guide force exerted on the robot and is thereby virtually tied to a hand guide path (the reference) in terms of control technology, which has a path (the reference) that the robot has completely or partially traveled up to the detected collision.
  • the at least partially traveled path and/or the hand guide path is or is determined in one embodiment - on the basis of target poses specified in advance or before the robot is moved or - on the basis of operator inputs during the movement of the robot, in a further embodiment by a path planner, in particular a path interpolator, and/or before or during the movement.
  • the robot or the reference is moved automatically before the collision on the basis of, in particular along, a or the specified path and/or in a direction of travel, thereby at least partially traveling this path, and automated further movement and/or further movement in the direction of travel is stopped as a result of the detected collision.
  • 118970P524 3/19 Kuka Kunststoff GmbH 2022P00028 DE In one embodiment, the at least partially traveled path and/or the manual guide path is or will be saved, in a further development before the robot is traveled, in another development during or after the robot is traveled.
  • the method comprises the steps of: - moving the robot, in particular by (operating or controlling) its drive(s), - to travel a specified target path in a direction of travel, in particular with the reference, or - based on operator inputs while the robot is moving; - detecting a collision of the robot; - if necessary, stopping further movement in the direction of travel as a result of the detected collision; and - executing an emergency operating mode of the robot as a result of the detected collision; wherein in the emergency operating mode the robot is controlled in such a way that it can be moved by a manual hand-guiding force exerted on the robot and the robot, in one embodiment the reference, is virtually tied in terms of control technology to - the target path or - the section of the path traveled by the robot or the reference up to the detected collision or - the path actually followed by the robot or the reference up to the detected collision, wherein in one embodiment the robot or the reference can (also) be moved again in the direction of travel in the emergency operating mode after the further movement
  • the robot can be made movable by a manual hand-guiding force exerted on the robot in a manner known per se, in particular on the basis of control-technical gravity compensation and/or in such a way that the robot remains in its position in the absence of external forces exerted on it or on a payload guided by the robot, in particular a known one.
  • an operator can advantageously determine in particular the distance and/or the speed of the (hand-guided, bound) retraction movement.
  • the robot in a further development the reference, is virtually bound to the hand guide path in the emergency operating mode by means of an admittance control.
  • a hand guide force exerted manually on the robot is determined, in a further development using force sensors and/or on the basis of joint and/or drive forces, and transformed into a target movement of the robot, in a further development the reference, whereby components of the hand guide force that seek to cause a deviation from the hand guide path or components of the target movement that deviate from the hand guide path are reduced, preferably hidden or set to zero.
  • the robot in a further development the reference, is virtually tied to the hand guide path in the emergency operating mode using the Operational Space Control Framework.
  • the virtual binding can thus be implemented in a particularly simple, variable and/or precise manner.
  • the virtual resistance for a first distance of the robot, in a further development the reference, to the hand guide path is greater than for a smaller second distance; in one embodiment, the virtual resistance increases with a distance of the robot, in a further development the reference, to the hand guide path.
  • the robot in a further development the reference, is virtually tied to the hand guide path in the emergency operating mode in such a way that the reference, which is in a current pose on the hand guide path, is pulled to a target pose (the reference) on the hand guide path that is closest to this current pose.
  • the robot in a further development the reference, is in the emergency operating mode virtually tied to the hand guide path in terms of control technology in such a way that the reference, which is in a current pose on the hand guide path, is not drawn to a target pose (of the reference) on the hand guide path that is closest to this current pose, in one embodiment the robot, in a further development the reference, is in the emergency operating mode (instead) virtually tied to the hand guide path in terms of control technology in such a way that the reference, which is in a current pose on the hand guide path, can be moved freely in the direction of a path tangent in the target pose (of the reference) closest to the current pose by the hand guide force.
  • the path tangent can in particular 118970P524 8/19 Kuka Kunststoff GmbH 2022P00028 DE through the target pose closest to the current pose and a target pose adjacent to this on the hand guide path or are determined accordingly.
  • a direction through two adjacent target poses is also referred to as a (discretized) path tangent in these target poses in the sense of the present invention.
  • a movement of the robot is dampened by control technology in the emergency operating mode; in a further development, a damping force is realized by control technology that counteracts a movement of the robot and/or increases with a speed of the robot. Additionally or alternatively, in one embodiment, a speed of the robot is or will be limited more in the emergency operating mode than when traveling along the path traveled up to the collision. This can increase safety in one embodiment.
  • a system for controlling a robot in particular hardware and/or software, in one embodiment programmatically, is set up to carry out a method described here and/or has means for executing an emergency operating mode of the robot as a result of a detected collision, wherein the system or its means controls the robot in the emergency operating mode in such a way that it can be moved by a manual hand-guiding force exerted on the robot and is thereby virtually tied to a hand-guiding path in terms of control technology, which has a path at least partially traveled by the robot up to the detected collision, or the system or its means is set up for this purpose.
  • the system or its means has: - means for moving the robot, in particular drives of the robot and/or means for controlling the drives of the robot; and/or 118970P524 9/19 Kuka Kunststoff GmbH 2022P00028 DE - means for detecting a collision of the robot, in particular sensors and/or means for processing sensor signals or collision detection information based thereon; and/or - (means for executing (the emergency operating mode by means of)) an impedance control or admittance control for virtually binding the robot to the hand guide track; and/or - means for the control-technically virtual binding of the robot to the hand guide path in the emergency operating mode in such a way that a hand guide force of 1 N and/or a hand guide force of 10 N and/or a hand guide force of 200 N cannot cause the robot to deviate from the hand guide path or in such a way that a hand guide force of 1 N and/or a hand guide force of 10 N and/or a hand guide force of 200 N can cause the robot to deviate
  • a system and/or a means in the sense of the present invention can be designed in hardware and/or software, in particular at least one data- or data-transmitting device, preferably with a memory and/or bus system.
  • 118970P524 10/19 Kuka Kunststoff GmbH 2022P00028 DE signal-connected, in particular digital, processing, in particular microprocessor unit (CPU), graphics card (GPU) or the like, and/or one or more programs or program modules.
  • the processing unit can be designed to process commands that are implemented as a program stored in a memory system, to detect input signals from a data bus and/or to output output signals to a data bus.
  • a memory system can have one or more, in particular different, storage media, in particular optical, magnetic, solid-state and/or other non-volatile media.
  • a computer program product can have, in particular be, a storage medium, in particular a computer-readable and/or non-volatile one, for storing a program or instructions or with a program or instructions stored thereon.
  • execution of this program or these instructions by a system or a controller causes the system or the controller, in particular the computer or computers, to carry out a method described here or one or more of its steps, or the program or the instructions are set up for this purpose.
  • one or more, in particular all, steps of the method are fully or partially computer-implemented or one or more, in particular all, steps of the method are carried out fully or partially automatically, in particular by the system or its means.
  • the system has the robot.
  • Fig.1 shows a system for controlling a robot according to an embodiment of the present invention
  • Fig.2 a method for controlling the robot according to an embodiment of the present invention
  • a predetermined target path of the robot 1 or its reference E is indicated by x k ,..., x k+3 .
  • x k+2 is the target pose closest to the current pose x E and t indicates a path tangent to this target pose x E ,d closest to the current pose x E.
  • the hand guide path is the specified target path.
  • the target pose x E ,d on the path which is closest to the current pose x E of the reference E on the path can be found as the target pose x i for which a norm
  • becomes minimal, in Fig.1: x E,d x i ⁇ x 1 ,..., x k-2 , x k-1 , x k , x k+1 ,..., x n ⁇ with
  • minimal
  • the reference E in the current pose on the path is pulled by a virtual spring to the target pose on the path closest to this current pose (see in particular the term K p ⁇ (x E,d - x E )).
  • this other target pose forms the new target pose closest to the current pose, to which the reference is then virtually tied for control purposes.
  • the spring "snaps" to the target pose closest to the current pose.
  • the reference E located in the current pose x E on the path is not pulled to the target pose xE,d on the path closest to the current pose as in the variant first explained with reference to equation (2), but is freely movable in the direction of the path tangent t in the target pose xE,d closest to the current pose by the hand guiding force, since the corresponding constraint (component) is hidden.
  • a method shown in Fig.2 for controlling the robot 2 by the robot controller 1 in a first step S10 the robot travels the specified target path and is monitored for collisions.
  • step S20: "Y” If a collision is detected during departure (step S20: "Y”), the system switches to an emergency operating mode and in the emergency operating mode the robot is controlled in the manner explained above in such a way that it can be moved by a manual hand-guide force exerted on the robot and is virtually tied to a manual guide path in terms of control technology, which has a path that the robot has at least partially traveled up to the detected collision (Fig. 2: step S30). Otherwise (step S20: “N”) the robot continues to travel along the specified target path. In contrast to an automated retraction movement, the operator can determine how far and quickly the robot, which is tied to the at least partially traveled path, moves back by appropriately dosing the hand-guide force and, if necessary, move it further or again in the previous direction of travel.
  • exemplary embodiments were explained in the previous description, it should be noted that a large number of variations are possible. 118970P524 14/19 Kuka Kunststoff GmbH 2022P00028 DE
  • a predetermined target path was used as the hand guide path.
  • An actual (executed) path can also be used, which can improve reliability and enable use when moving the robot on the basis of operator inputs during movement.
  • the use of a target path specified on the basis of previously specified target poses can be computationally advantageous and/or compensate for unwanted deviations from the target path before the collision.
  • the exemplary embodiments are merely examples that are not intended to limit the scope of protection, applications and structure in any way.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern eines Roboters (1) umfasst die Schritte: Bewegen (S10) des Roboters, Erfassen (S20) einer Kollision des Roboters und Ausführen (S30) eines Notbetriebsmodus des Roboters infolge der erfassten Kollision, wobei in dem Notbetriebsmodus der Roboter derart gesteuert wird, dass er durch eine manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft bewegbar und dabei regelungstechnisch virtuell an eine Handführbahn gefesselt ist, die eine von dem Roboter bis zu der erfassten Kollision wenigstens teilweise abgefahrene Bahn aufweist.

Description

118970P524 1/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE Beschreibung Verfahren und System zum Steuern eines Roboters Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zum Steuern eines Roboters sowie ein Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens. Sich bewegende Roboter können mit Hindernissen kollidieren. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Betrieb eines Roboters zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 11, 12 stellen ein System bzw. Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen. Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Roboters die Schritte: - Bewegen des Roboters, insbesondere durch (Betreiben bzw. Steuern) seine(r) Antriebe; - Erfassen einer Kollision des Roboters, insbesondere während diesem Bewegen; und - Ausführen eines, insbesondere Umschalten in einen, Notbetriebsmodus des Roboters infolge der erfassten Kollision; wobei in dem Notbetriebsmodus der Roboter, insbesondere seine Antriebe, derart gesteuert wird bzw. werden, dass a) der Roboter (manuell) durch eine manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft bewegbar bzw. handführbar ist; und b) dabei regelungstechnisch virtuell an eine Handführbahn gefesselt ist, die eine von dem Roboter bis zu der erfassten Kollision ganz oder teilweise abgefahrene Bahn aufweist bzw. enthält, in einer Weiterbildung i) die bis zu der erfassten Kollision bereits bzw. ganz abgefahrene Bahn ist; oder 118970P524 2/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE ii) sich aus einem bis zu der erfassten Kollision bereits abgefahrenen Bahnabschnitt einer geplanten (und insofern erst teilweise abgefahrenen) Bahn und einem sich daran anschließenden, infolge der Kollision noch nicht abgefahrenen Bahnabschnitt zusammensetzt. Der Roboter weist in einer Ausführung wenigstens drei, insbesondere wenigstens sechs, in einer Ausführung wenigstens sieben, Gelenke bzw. (Bewegungs)Achsen, insbesondere Drehgelenke bzw. -achsen, in einer Ausführung einen Roboterarm mit wenigstens drei, insbesondere wenigstens sechs, in einer Ausführung wenigstens sieben, Gelenken bzw. (Bewegungs)Achsen, insbesondere Drehgelenke bzw. -achsen, auf. Die wenigstens teilweise abgefahrene Bahn und/oder die Handführbahn ist in einer Ausführung eine Bahn einer roboterfesten, in einer Ausführung roboterendflansch- oder roboterendeffektorfesten, Referenz, insbesondere eines Referenzpunktes bzw. -koordinatensystems, beispielsweise des T(ool)C(enter)P(oint)s. Entsprechend ist in einer Ausführung in dem Notbetriebsmodus die Referenz durch eine manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft bewegbar und dabei regelungstechnisch virtuell an eine Handführbahn (der Referenz) gefesselt, die eine von dem Roboter bis zu der erfassten Kollision ganz oder teilweise abgefahrene Bahn (der Referenz) aufweist, in einer Weiterbildung ist. Zusätzlich oder alternativ ist bzw. wird die wenigstens teilweise abgefahrene Bahn und/oder die Handführbahn in einer Ausführung - auf Basis vorab bzw. vor dem Bewegen des Roboters vorgegebener Soll-Posen oder - auf Basis von Bedienereingaben während dem Bewegen des Roboters vorgegeben, in einer Weiterbildung durch einen Bahnplaner, insbesondere Bahninterpolator, und/oder vor oder während dem Bewegen ermittelt. In einer Ausführung wird der Roboter bzw. die Referenz vor der Kollision auf Basis, insbesondere entlang, einer bzw. der vorgegebenen Bahn automatisiert und/oder in einer Durchfahrrichtung bewegt und dadurch diese Bahn wenigstens teilweise abgefahren, und eine automatisierte Weiterbewegung und/oder Weiterbewegung in Durchfahrrichtung infolge der erfassten Kollision angehalten. 118970P524 3/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE In einer Ausführung ist bzw. wird die wenigstens teilweise abgefahrene Bahn und/oder die Handführbahn abgespeichert, in einer Weiterbildung vor dem Abfahren mit dem Roboter, in einer anderen Weiterbildung bei oder nach dem Abfahren mit dem Roboter. In einer Ausführung ist die Handführbahn: - eine, insbesondere auf Basis vorab bzw. vor dem Bewegen des Roboters vorgegebener Soll-Posen und/oder durch einen Bahnplaner, insbesondere Bahninterpolator, und/oder vor oder während dem Bewegen des Roboters vorgegebene Sollbahn; - ein Abschnitt dieser Sollbahn bis zu der Kollision; oder - eine tatsächlich( ausgeführt)e Bahn des Roboters. Entsprechend umfasst das Verfahren in einer Ausführung die Schritte: - Bewegen des Roboters, insbesondere durch (Betreiben bzw. Steuern) seine(r) Antriebe, - zum Abfahren einer vorgegebenen Sollbahn in einer Durchfahrrichtung, insbesondere mit der Referenz, oder - auf Basis von Bedienereingaben während dem Bewegen des Roboters; - Erfassen einer Kollision des Roboters; - gegebenenfalls Anhalten einer Weiterbewegung in Durchfahrrichtung infolge der erfassten Kollision; und - Ausführen eines Notbetriebsmodus des Roboters infolge der erfassten Kollision; wobei in dem Notbetriebsmodus der Roboter derart gesteuert wird, dass er durch eine manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft bewegbar und dabei der Roboter, in einer Ausführung die Referenz, regelungstechnisch virtuell an - die Sollbahn oder - deren von dem Roboter bzw. der Referenz bis zu der erfassten Kollision abgefahrenen Bahnabschnitt oder - die von dem Roboter bzw. der Referenz bis zu der erfassten Kollision tatsächlich ausgeführte Bahn gefesselt ist, wobei der Roboter bzw. die Referenz in einer Ausführung in dem Notbetriebsmodus nach dem Anhalten der Weiterbewegung manuell bzw. durch die Handführungskraft (auch) wieder in Durchfahrrichtung bewegbar ist. 118970P524 4/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE In einer Ausführung ist die wenigstens teilweise abgefahrene Bahn und/oder die Handführbahn durch eine Folge von Posen der Referenz und/oder Gelenkstellungen des Roboters definiert. Eine Pose der Referenz umfasst in einer Ausführung eine, insbesondere ein-, zwei- oder dreidimensionale, Position und/oder eine, insbesondere ein-, zwei- oder dreidimensionale, Orientierung der Referenz. Entsprechend kann die wenigstens teilweise abgefahrene Bahn und/oder die Handführbahn, insbesondere die abgespeicherte und/oder Sollbahn, eine Bahn der Referenz umfassen, insbesondere sein. Eine Kollision wird in einer Ausführung sensorisch erfasst, in einer Weiterbildung mithilfe eines oder mehrerer Berührungs- und/oder Abstandssensoren, eines oder mehrerer optischer Sensoren, insbesondere Kameras, und/oder, insbesondere modellbasiert, auf Basis von ermittelten, insbesondere gemessenen, Gelenk- und/oder Antriebskräften. Zur kompakteren Darstellung wird auch ein antiparalleles Kräftepaar bzw. Drehmoment verallgemeinernd als eine Kraft im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet, so dass Gelenk- und/oder Antriebskräfte und eine manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft insbesondere auch Gelenk- und/oder Antriebsdrehmomente bzw. ein manuell auf den Roboter ausgeübtes Handführungsdrehmoment umfassen. Eine Bewegbarkeit des Roboters durch eine manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft kann in an sich bekannter Weise realisiert werden, insbesondere auf Basis einer regelungstechnischen Gravitationskompensation und/oder derart, dass der Roboter bei Abwesenheit von externen Kräften, die auf ihn oder eine vom Roboter geführte, insbesondere bekannte, Nutzlast ausgeübt werden, in seiner Stellung verharrt. Die regelungstechnisch( realisierte bzw. bewirkt)e virtuelle Fesselung an die Handführbahn umfasst bzw. bewirkt bzw. ist in einer Ausführung derart, dass der Roboter einer Bewegung, insbesondere der Referenz, in Richtung der Handführbahn, insbesondere entgegen der Durchfahrrichtung der wenigstens teilweise abgefahrenen Bahn bis zu der erfassten Kollision, aufgrund bzw. durch eine(r) bzw. die/der manuell auf den Roboter ausgeübte(n) Handführungskraft mit seinen Antrieben einen geringeren Widerstand entgegensetzt als einer Bewegung quer von der Handführbahn weg bzw. lateral von der Handführbahn weg, insbesondere einer 118970P524 5/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE Bewegung in Richtung der Handführbahn, insbesondere entgegen der Durchfahrrichtung, keinen (spürbaren) Widerstand entgegensetzt und/oder eine Bewegung lateral bzw. quer von der Handführbahn weg unterbindet. Somit liegt einer Ausführung der vorliegenden Erfindung die Idee zugrunde, infolge einer erfassten Kollision in einen gefesselten Handführbetrieb (constrained handguidance mode) umzuschalten, in dem der Roboter, in einer Ausführung seine Referenz, zwar durch eine manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft bewegbar, dabei aber regelungstechnisch virtuell an eine bis zu der erfassten Kollision abgefahrene tatsächliche Bahn oder eine bis zu der erfassten Kollision wenigstens teilweise abgefahrene Sollbahn gefesselt ist. Auf diese Weise kann in einer Ausführung eine Person bei einer Kollision eine Klemmsituation (durch manuelles Bewegen bzw. Handführen des Roboters) auflösen, während gleichzeitig durch die Fesselung an die Bahn die Wahrscheinlichkeit weiterer Kollisionen reduziert werden kann. Gegenüber einer automatisierten Rückzugbewegung entlang einer vorgegebenen Bahn kann dabei in einer Ausführung vorteilhaft ein Bediener insbesondere die Strecke und/oder das Tempo der (handgeführten, gefesselten) Rückzugbewegung bestimmen. In einer Ausführung ist der Roboter, in einer Weiterbildung die Referenz, in dem Notbetriebsmodus mittels einer Admittanzregelung virtuell an die Handführbahn gefesselt. Dabei wird in einer Ausführung eine bzw. die manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft ermittelt, in einer Weiterbildung mittels Kraftsensoren und/oder auf Basis von Gelenk- und/oder Antriebskräften, und in eine Soll-Bewegung des Roboters, in einer Weiterbildung der Referenz, transformiert, wobei Komponenten der Handführungskraft, die eine Abweichung von der Handführbahn zu bewirken suchen, oder von der Handführbahn abweichende Komponenten der Soll-Bewegung reduziert, vorzugsweise ausgeblendet bzw. zu Null gesetzt werden. Dadurch kann in einer Ausführung eine präzise und/oder sehr steife und/oder regelungstechnisch einfache Fesselung realisiert werden. In einer Ausführung ist der Roboter, in einer Weiterbildung die Referenz, in dem Notbetriebsmodus mittels einer Impedanzregelung virtuell an die Handführbahn gefesselt. 118970P524 6/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE Dabei wird in einer Ausführung regelungstechnisch ein Masse-Feder-Dämpfer- Verhalten des Roboters, in einer Weiterbildung der Referenz, im kartesischen bzw. Arbeitsraum bewirkt, wobei die Masse und/oder Dämpfung auch gleich Null sein und/oder die Feder in verschiedenen Freiheitsgraden des Roboters, in einer Weiterbildung der Referenz, im kartesischen bzw. Arbeitsraum unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen kann. In einer Ausführung erfolgt die Impedanzregelung auf Basis bzw. unter Berücksichtigung einer bzw. der manuell auf den Roboter ausgeübten Handführungskraft, die, in einer Weiterbildung mittels Kraftsensoren und/oder auf Basis von Gelenk- und/oder Antriebskräften, ermittelt und in Soll- Antriebskräfte des Roboters transformiert wird. Dadurch kann der Roboter bzw. die Referenz in einer Ausführung auch quer von der Handführbahn weg bzw. lateral von der Handführbahn weg eine regelungstechnisch( implementiert)e, Nachgiebigkeit aufweisen, die gegenüber einer Nachgiebigkeit in Richtung der Handführbahn, insbesondere entgegen einer Durchfahrrichtung bis zur Kollision, reduziert ist. Auf diese Weise kann ein Anwender den Roboter in einer Ausführung besser führen, beispielsweise Klemmsituationen auflösen oder neuen Hindernissen ausweichen. In einer Ausführung ist der Roboter, in einer Weiterbildung die Referenz, in dem Notbetriebsmodus mithilfe des Operational Space Control Frameworks virtuell an die Handführbahn gefesselt. Hierzu wird ergänzend auf Khatib, O. (1987), A Unified Approach for Motion and Force Control of Robot Manipulators: The Operational Space Formulation, IEEE Jour. On Robotics and Automation, 3(1), 43-53 Bezug genommen und dessen Inhalt vollumfänglich in die vorliegende Offenbarung einbezogen. Dadurch kann die virtuelle Fesselung in einer Ausführung besonders einfach, variabel und/oder präzise realisiert werden. In einer Ausführung ist der Roboter, in einer Weiterbildung die Referenz, in dem Notbetriebsmodus regelungstechnisch derart virtuell an die Handführbahn gefesselt, dass durch eine Handführungskraft von 1 N und/oder (selbst durch) eine Handführungskraft von 10 N und/oder (selbst durch) eine Handführungskraft von 200 N keine Abweichung des Roboters, in einer Weiterbildung die Referenz, von der Handführbahn bewirkbar ist. Hierdurch kann in einer Ausführung eine präzise und/oder robuste Fesselung bzw. gefesselte Handführung realisiert werden. 118970P524 7/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE In einer Ausführung ist der Roboter, in einer Weiterbildung die Referenz, in dem Notbetriebsmodus regelungstechnisch derart virtuell an die Handführbahn gefesselt, dass (bereits) durch eine Handführungskraft von 1 N und/oder (bereits durch) eine Handführungskraft von 10 N und/oder (jedenfalls durch) eine Handführungskraft von 200 N gegen einen regelungstechnisch bewirkten virtuellen Widerstand eine Abweichung des Roboters von der Handführbahn bewirkbar ist. Auf diese Weise kann ein Anwender den Roboter in einer Ausführung besser führen, beispielsweise Klemmsituationen auflösen oder neuen Hindernissen ausweichen. In einer Weiterbildung ist der virtuelle Widerstand für einen ersten Abstand des Roboters, in einer Weiterbildung der Referenz, zu der Handführbahn größer als für einen kleineren zweiten Abstand, in einer Ausführung wächst der virtuelle Widerstand mit einem Abstand des Roboters, in einer Weiterbildung der Referenz, zu der Handführbahn. Auf diese Weise kann ein Anwender den Roboter in einer Ausführung noch besser führen, beispielsweise Klemmsituationen auflösen oder neuen Hindernissen ausweichen. In einer Ausführung ist der Roboter, in einer Weiterbildung die Referenz, in dem Notbetriebsmodus regelungstechnisch derart virtuell an die Handführbahn gefesselt, dass die Referenz, die sich in einer aktuellen Pose auf der Handführbahn befindet, zu einer dieser aktuellen Pose nächst(gelegen)en Sollpose (der Referenz) auf der Handführbahn hingezogen wird. Dadurch kann in einer Ausführung eine sehr einfache und/oder haptisch vorteilhafte, insbesondere intuitive, Fesselung bzw. gefesselte Handführung realisiert werden. In einer Ausführung ist der Roboter, in einer Weiterbildung die Referenz, in dem Notbetriebsmodus regelungstechnisch derart virtuell an die Handführbahn gefesselt, dass die Referenz, die sich in einer aktuellen Pose auf der Handführbahn befindet, nicht zu einer dieser aktuellen Pose nächst(gelegen)en Sollpose (der Referenz) auf der Handführbahn hingezogen wird, in einer Weiterbildung ist der Roboter, in einer Weiterbildung die Referenz, in dem Notbetriebsmodus (stattdessen) regelungstechnisch derart virtuell an die Handführbahn gefesselt, dass die Referenz, die sich in einer aktuellen Pose auf der Handführbahn befindet, in Richtung einer Bahntangente in der der aktuellen Pose nächst(gelegen)en Sollpose (der Referenz) durch die Handführungskraft frei bewegbar ist. Die Bahntangente kann insbesondere 118970P524 8/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE durch die der aktuellen Pose nächst(gelegen)e Sollpose und eine dieser benachbarten Sollpose auf der Handführbahn verlaufen bzw. entsprechend ermittelt werden. Somit wird insbesondere auch eine Richtung durch zwei benachbarte Sollposen als (diskretisierte) Bahntangente in diesen Sollposen im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Dadurch kann in einer Ausführung eine vorteilhafte, insbesondere feinfühlige(re) und/oder präzise(re), Fesselung bzw. gefesselte Handführung realisiert werden, insbesondere bei weit(er) voneinander beabstandeten Sollposen. In einer Ausführung wird in dem Notbetriebsmodus eine Bewegung des Roboters regelungstechnisch gedämpft, in einer Weiterbildung wird regelungstechnisch eine Dämpfungskraft realisiert, die einer Bewegung des Roboters entgegenwirkt und/oder mit einer Geschwindigkeit des Roboters zunimmt. Zusätzlich oder alternativ ist bzw. wird in einer Ausführung in dem Notbetriebsmodus eine Geschwindigkeit des Roboters stärker begrenzt als beim Abfahren der bis zur Kollision abgefahrenen Bahn. Hierdurch kann in einer Ausführung die Sicherheit erhöht werden. Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Steuern eines Roboters, insbesondere hard- und/oder software-, in einer Ausführung programmtechnisch, zur Durchführung eines hier beschriebenen Verfahrens eingerichtet und/oder weist Mittel zum Ausführen eines Notbetriebsmodus des Roboters infolge einer erfassten Kollision auf, wobei das System bzw. sein(e) Mittel in dem Notbetriebsmodus den Roboter derart steuert, dass dieser durch eine manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft bewegbar und dabei regelungstechnisch virtuell an eine Handführbahn gefesselt ist, die eine von dem Roboter bis zu der erfassten Kollision wenigstens teilweise abgefahrene Bahn aufweist, bzw. das System bzw. sein( e) Mittel hierzu eingerichtet ist. In einer Ausführung weist das System bzw. sein(e) Mittel auf: - Mittel zum Bewegen des Roboters, insbesondere Antriebe des Roboters und/oder Mittel zum Steuern der Antriebe des Roboters; und/oder 118970P524 9/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE - Mittel zum Erfassen einer Kollision des Roboters, insbesondere Sensoren und/oder Mittel zum Verarbeiten von Sensorsignalen oder darauf basierenden Kollisionserfassungsinformationen; und/oder - (Mittel zum Ausführen (des Notbetriebsmodus mittels)) eine(r) Impedanzregelung oder Admittanzregelung zum virtuellen Fesseln des Roboters an die Handführbahn; und/oder - Mittel zum regelungstechnischen virtuellen Fesseln des Roboters an die Handführbahn in dem Notbetriebsmodus derart, dass durch eine Handführungskraft von 1 N und/oder eine Handführungskraft von 10 N und/oder eine Handführungskraft von 200 N keine Abweichung des Roboters von der Handführbahn bewirkbar ist oder derart, dass durch eine Handführungskraft von 1 N und/oder eine Handführungskraft von 10 N und/oder eine Handführungskraft von 200 N gegen einen regelungstechnisch bewirkten virtuellen Widerstand eine Abweichung des Roboters von der Handführbahn bewirkbar ist, wobei dieser virtuelle Widerstand in einer Ausführung für einen ersten Abstand des Roboters zu der Bahn größer ist als für einen kleineren zweiten Abstand, in einer Weiterbildung mit einem Abstand des Roboters zu der Bahn wächst; und/oder - Mittel zum regelungstechnischen virtuellen Fesseln des Roboters an die Handführbahn in dem Notbetriebsmodus derart, dass eine bzw. die in einer aktuellen Pose auf der Handführbahn befindliche roboterfeste Referenz zu einer dieser aktuellen Pose nächsten Sollpose auf der Handführbahn hingezogen wird oder derart, dass eine bzw. die in einer aktuellen Pose auf der Handführbahn befindliche roboterfeste Referenz nicht zu einer dieser aktuellen Pose nächsten Sollpose auf der Handführbahn hingezogen wird, in einer Ausführung (stattdessen) in Richtung einer Bahntangente in der der aktuellen Pose nächsten Sollpose durch die Handführungskraft frei bewegbar ist; und/oder - Mittel zum regelungstechnischen Dämpfen eine Bewegung des Roboters in dem Notbetriebsmodus; und/oder - Mittel zum Begrenzen einer Geschwindigkeit des Roboters in dem Notbetriebsmodus stärker als beim Abfahren der bis zur Kollision wenigstens teilweise abgefahrenen Bahn. Ein System und/oder ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere wenigstens eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. 118970P524 10/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU), Graphikkarte (GPU) oder dergleichen, und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die Verarbeitungseinheit kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die Verarbeitungseinheit die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den Roboter steuern kann. Ein Steuern im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst insbesondere ein Regeln. Ein Computerprogrammprodukt kann in einer Ausführung ein, insbesondere computerlesbares und/oder nicht-flüchtiges, Speichermedium zum Speichern eines Programms bzw. von Anweisungen bzw. mit einem darauf gespeicherten Programm bzw. mit darauf gespeicherten Anweisungen aufweisen, insbesondere sein. In einer Ausführung veranlasst ein Ausführen dieses Programms bzw. dieser Anweisungen durch ein System bzw. eine Steuerung, insbesondere einen Computer oder eine Anordnung von mehreren Computern, das System bzw. die Steuerung, insbesondere den bzw. die Computer, dazu, ein hier beschriebenes Verfahren bzw. einen oder mehrere seiner Schritte auszuführen, bzw. sind das Programm bzw. die Anweisungen hierzu eingerichtet. In einer Ausführung sind ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise computerimplementiert bzw. werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Schritte des Verfahrens vollständig oder teilweise automatisiert durchgeführt, insbesondere durch das System bzw. sein(e) Mittel. In einer Ausführung weist das System den Roboter auf. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert: 118970P524 11/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE Fig.1: ein System zum Steuern eines Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und Fig.2: ein Verfahren zum Steuern des Roboters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Fig.1 zeigt einen Roboter(arm) 1 mit im Ausführungsbeispiel exemplarisch sechs Drehgelenken, deren Gelenkstellungen durch q1,…,q6 = q angedeutet sind, und einer roboterendeffektor- bzw. -flanschfesten Referenz E, deren aktuelle Pose durch xE angedeutet ist, sowie eine Robotersteuerung 2. Durch xk,…, xk+3 ist eine vorgegebene Sollbahn des Roboters 1 bzw. seiner Referenz E angedeutet. Dabei ist exemplarisch xk+2 die der aktuellen Pose xE nächste Sollpose und mit t eine Bahntangente an diese der aktuellen Pose xE nächste Sollpose xE,d angedeutet. Im Ausführungsbeispiel ist die Handführbahn exemplarisch die vorgegebene Sollbahn. Die Dynamik des Roboters kann allgemein durch die Gleichung ^ = M ^d²q/dt² + c(q, dq/dt) + g(q) (1) mit der Massenmatrix M, den Kreiselkräften c, den Gravitationskräften g und den generalisierten Kräften ^ im Raum der Gelenkkoordinaten q beschrieben werden. Mithilfe des an sich bekannten Konzepts des Operational Space Control Frameworks können Antriebs-Soll-Drehmomente ^d in den Gelenken des Roboters 1 vorteilhaft gemäß ^d = JT ^{ ^ ^[Kp ^(xE,d - xE) + Kd ^(dxE,d/dt - dxE/dt)] + ^ + p} + + N ^[ M ^(-Kdamp ^dq/dt) + c + g] (2) mit der Transponierten JT der Jacobimatrix J = ^(dxE/dt)/ ^(dq/dt), der Massenmatrix im Operational Space ^ = (J ^M-1 ^JT)-1, den Kreiselkräften ^ = JT ^c - ^ ^dJ/dt ^dq/dt und Gravitationskräften p = JT ^g im Operational Space, dem Nullraumprojektor N = 1 - 118970P524 12/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE JT ^JT mit JT = M-1 ^JT ^ ^, der Steifigkeit Kp einer virtuellen Feder der Fesslung, die insbesondere ein skalarer Faktor kp sein kann, der Dämpfung Kd eines virtuellen Dämpfers der Fesslung, die insbesondere ein skalarer Faktor kd sein kann, und der von der Geschwindigkeit des Roboters abhängigen, seiner Bewegung entgegengesetzten und in den Nullraum der Fesslung(stask) projizierten Dämpfung -Kdamp ^dq/dt, wobei auch Kdamp ein skalarer Faktor kdamp sein kann, ermittelt werden. Die der aktuellen Pose xE der auf der Bahn befindlichen Referenz E nächste Sollpose xE,d auf der Bahn kann als diejenige der Sollposen xi gefunden werden, für die eine Norm |xi - xE| minimal wird, in Fig.1: xE,d = xi ^{ x1,…, xk-2, xk-1, xk, xk+1,…, xn} mit |xi - xE| = minimal Durch obige Implementierung (2) wird die in der aktuellen Pose auf der Bahn befindliche Referenz E regelungstechnisch durch eine virtuelle Feder zu der dieser aktuellen Pose nächsten Sollpose auf der Bahn hingezogen (vgl. insbesondere den Term Kp ^(xE,d - xE)). Sobald der Bediener, der den Roboter 1 handführt, die Referenz soweit über die Sollpose, an die die Referenz regelungstechnisch virtuell gefesselt ist, auf der Bahn hinausbewegt hat, dass eine andere Sollpose auf der Bahn der (nun bzw. neuen) aktuellen Pose der Referenz näher ist, bildet diese andere Sollpose die neue, der aktuellen Pose nächste Sollpose, an die die Referenz dann regelungstechnisch virtuell gefesselt wird bzw. ist. Mit anderen Worten „schnappt“ die Feder auf die jeweils der aktuellen Pose nächste Sollpose um bzw. ein. Insbesondere, um die Handführung ruckfreier zu machen, wird in einer Ausführung folgendermaßen vorgegangen: Die Steuerung 2 ermittelt eine Bahntangente t in der der aktuellen Pose nächsten Sollpose xE,d, beispielsweise mit dem Richtungsvektor zd = (xE,d - xE,d-1)/|xE,d - xE,d-1|, die Rotationsachse u = [001]T ^ zd und den Rotationswinkel ^ = ([001]T ^zd)/(|[00 1]T| ^|zd|) einer Rotationsmatrix R, die eine Drehung um diese Rotationsachse und diesen Rotationswinkel vermittelt, transformiert die Jacobimatrix mit dieser Rotationsmatrix in 118970P524 13/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE dJ = und berechnet die obige Gleichung (2), wobei J durch dJ, xE,d durch dxE,d = RT ^xE,d, xE durch dxE = RT ^xE, dxE,d/dt durch dxE,d/dt = RT ^dxE,d/dt und dxE/dt durch dxE/dt = RT ^dxE/dt ersetzt, ^, ^ und p unter Verwendung von dJ anstelle von J berechnet und nur die ersten beiden Reihen bzw. x- und y-Komponente der Jacobimatrix dJ und der Posen bzw. Geschwindigkeiten dxE,d, dxE, dxE/dt bzw. dxE, d/dt verwendet werden. Auf diese Weise wird die in der aktuellen Pose xE auf der Bahn befindliche Referenz E nicht wie bei der zuerst mit Bezug auf Gleichung (2) erläuterten Variante zu der der aktuellen Pose nächsten Sollpose xE,d auf der Bahn hingezogen, sondern ist in Richtung der Bahntangente t in der der aktuellen Pose nächsten Sollpose xE,d durch die Handführungskraft frei bewegbar, da die entsprechende Fesselung(skomponente) ausgeblendet ist. Bei einem in Fig.2 gezeigten Verfahren zum Steuern des Roboters 2 durch die Robotersteuerung 1 fährt in einem ersten Schritt S10 der Roboter die vorgegebene Sollbahn ab und wird dabei auf Kollisionen überwacht. Falls beim Abfahren eine Kollision erfasst wird (Schritt S20: „Y“), wird in einen Notbetriebsmodus umgeschaltet und in dem Notbetriebsmodus der Roboter in vorstehend erläuterter Weise derart gesteuert, dass er durch eine manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft bewegbar und dabei regelungstechnisch virtuell an eine Handführbahn gefesselt ist, die eine von dem Roboter bis zu der erfassten Kollision wenigstens teilweise abgefahrene Bahn aufweist (Fig.2: Schritt S30). Andernfalls (Schritt S20: „N“) fährt der Roboter die vorgegebene Sollbahn weiter ab. Im Unterschied zu einer automatisierten Rückzugsbewegung kann der Bediener durch entsprechende Dosierung der Handführungskraft bestimmen, wie weit und schnell der an die wenigstens teilweise abgefahrene Bahn gefesselte Roboter zurückfährt und ihn gegebenenfalls auch weiter bzw. wieder in der bisherigen Durchfahrtrichtung bewegen. Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. 118970P524 14/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE So wurde im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Handführbahn eine vorgegebene Sollbahn verwendet. Gleichermaßen kann auch eine tatsächlich( ausgeführt)e Bahn verwendet werden, was die Zuverlässigkeit verbessern und einen Einsatz bei einem Bewegen des Roboters auf Basis von Bedienereingaben während dem Bewegen ermöglichen kann. Andererseits kann die Verwendung einer auf Basis vorab vorgegebener Sollposen vorgegebenen Sollbahn rechentechnisch vorteilhaft sein und/oder ungewollte Abweichungen von der Sollbahn vor der Kollision kompensieren. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
118970P524 15/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE Bezugszeichenliste 1 Roboter(arm) 2 (Roboter)Steuerung E roboterfeste Referenz q1,…,q6 Gelenkkoordinaten t Bahntangente xk,…, xk+3 Sollposen xE aktuelle Pose xE, d der aktuellen Pose nächste Sollpose

Claims

118970P524 16/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE Patentansprüche 1. Verfahren zum Steuern eines Roboters (1), mit den Schritten: - Bewegen (S10) des Roboters; - Erfassen (S20) einer Kollision des Roboters; und - Ausführen (S30) eines Notbetriebsmodus des Roboters infolge der erfassten Kollision; wobei in dem Notbetriebsmodus der Roboter derart gesteuert wird, dass er durch eine manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft bewegbar und dabei regelungstechnisch virtuell an eine Handführbahn gefesselt ist, die eine von dem Roboter bis zu der erfassten Kollision wenigstens teilweise abgefahrene Bahn aufweist. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter in dem Notbetriebsmodus mittels einer Impedanzregelung, insbesondere mithilfe des Operational Space Control Frameworks, virtuell an die Handführbahn gefesselt ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter in dem Notbetriebsmodus mittels einer Admittanzregelung virtuell an die Handführbahn gefesselt ist. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter in dem Notbetriebsmodus regelungstechnisch derart virtuell an die Handführbahn gefesselt ist, dass durch eine Handführungskraft von 1 N und/oder eine Handführungskraft von 10 N und/oder eine Handführungskraft von 200 N keine Abweichung des Roboters von der Handführbahn bewirkbar ist. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter in dem Notbetriebsmodus regelungstechnisch derart virtuell an die Handführbahn gefesselt ist, dass durch eine Handführungskraft von 1 N und/oder eine Handführungskraft von 10 N und/oder eine Handführungskraft von 200 N gegen einen regelungstechnisch bewirkten virtuellen Widerstand eine Abweichung des Roboters von der Handführbahn bewirkbar ist. 118970P524 17/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der virtuelle Widerstand für einen ersten Abstand des Roboters zu der Handführbahn größer ist als für einen kleineren zweiten Abstand, insbesondere mit einem Abstand des Roboters zu der Handführbahn wächst. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter in dem Notbetriebsmodus regelungstechnisch derart virtuell an die Handführbahn gefesselt ist, dass eine in einer aktuellen Pose (xE) auf der Handführbahn befindliche roboterfeste Referenz (E) zu einer dieser aktuellen Pose nächsten Sollpose (xE, d) auf der Handführbahn hingezogen wird. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter in dem Notbetriebsmodus regelungstechnisch derart virtuell an die Handführbahn gefesselt ist, dass eine in einer aktuellen Pose (xE) auf der Bahn befindliche roboterfeste Referenz (E) nicht zu einer dieser aktuellen Pose nächsten Sollpose (xE, d) auf der Handführbahn hingezogen wird, insbesondere der Roboter stattdessen in Richtung einer Bahntangente (t) in der der aktuellen Pose nächsten Sollpose durch die Handführungskraft frei bewegbar ist. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Notbetriebsmodus eine Bewegung des Roboters regelungstechnisch gedämpft wird. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Notbetriebsmodus eine Geschwindigkeit des Roboters stärker begrenzt ist als beim Abfahren der bis zur Kollision abgefahrenen Bahn. 11. System zum Steuern eines Roboters (1), das zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist und/oder Mittel zum Ausführen eines Notbetriebsmodus des Roboters infolge einer erfassten Kollision aufweist, wobei in dem Notbetriebsmodus der Roboter derart gesteuert wird, dass er durch eine manuell auf den Roboter ausgeübte Handführungskraft bewegbar und dabei regelungstechnisch virtuell an eine Handführbahn gefesselt ist, die eine von dem Roboter bis zu der erfassten Kollision abgefahrene Bahn aufweist. 118970P524 18/19 Kuka Deutschland GmbH 2022P00028 DE 12. Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, insbesondere auf einem computerlesbaren und/oder nicht-flüchtigen Speichermedium gespeicherte, Anweisungen enthält, die bei der Ausführung durch einen oder mehrere Computer oder ein System nach Anspruch 11 den oder die Computer oder das System dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024123615A1 (de) * 2024-08-19 2026-02-19 Kuka Deutschland Gmbh Steuern eines Roboters

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160214261A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 GM Global Technology Operations LLC Collaborative robot system and method
DE202016100505U1 (de) * 2016-02-02 2017-05-04 Kuka Systems Gmbh Sicherheitseinrichtung
DE102019118897B3 (de) * 2019-07-12 2020-10-29 Franka Emika Gmbh Kollisionsdetektion für einen Robotermanipulator
DE102019128591B4 (de) * 2019-10-23 2022-03-10 Franka Emika Gmbh Gestensteuerung für einen Robotermanipulator
DE112020006647B4 (de) * 2020-01-30 2024-05-23 Mitsubishi Electric Corporation Ursprungsrückführvorrichtung
DE102020103857B4 (de) * 2020-02-14 2023-03-02 Franka Emika Gmbh Kraftbegrenzung bei Kollision eines Robotermanipulators
CN115996822B (zh) * 2020-08-13 2024-01-09 Abb瑞士股份有限公司 控制工业致动器的方法、控制系统和工业致动器系统
DE102020212696A1 (de) * 2020-10-08 2022-04-14 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Handhabungsvorrichtung mit adaptivem Kollisionsschutzsystem

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