KR101750604B1 - 로봇을 제어하기 위한 방법 및 제어 수단 - Google Patents

로봇을 제어하기 위한 방법 및 제어 수단 Download PDF

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쿠카 레보라토리즈 게엠베하
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Abstract

드라이브와, 특히 감시에 의해, 폐쇄되는 (S5, S80) 홀딩 브레이크를 갖는 적어도 하나의 축 (q1, q2) 을 갖는 축 배열체를 갖는 로봇 (1.1 - 1.3) 을 제어하기 위한 본 발명에 따른 방법에 따르면, 이 홀딩 브레이크는 축하중에 좌우되어 (S20, S30, S50, S60) 그리고/또는 미리 정해져 있는 기간 (tH,i, t'H,i) 동안 (S40, S45, S70, S75) 새로이 개방되거나 또는 축하중에 좌우되어 (S20, S30, S50, S60) 그리고/또는 미리 정해져 있는 기간 (tH,i, t'H,i) 동안 (S40, S45, S70, S75) 폐쇄 전에 개방된 채로 있는다 (S35).

Description

로봇을 제어하기 위한 방법 및 제어 수단 {METHOD AND CONTROL MEANS FOR CONTROLLING A ROBOT}
본 발명은 로봇을 제어하기 위한 방법 및 제어 수단, 로봇과 이러한 제어 수단을 갖는 로봇 배열체, 및 이러한 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
로봇들은 기업 내부적 실무에 따르면 홀딩 브레이크 (holding brake) 들을 구비한다. 예컨대 로봇의 정지 상태 동안 에너지를 절약하기 위해 또는 그의 정지 포즈 (pose) 를 안전하게 하기 위해, 상기 홀딩 브레이크들은 정상 작동시 폐쇄될 수 있다.
특히 로봇의 작업영역 안에 계획치 않게 장애물이 존재할시, 상기 로봇은 상기 장애물과 충돌할 수 있고, 이때 로봇에 상기 장애물이 끼일 수 있다. 그러므로, 기업 내부적 실무에 따르면 로봇을 충돌에 관해 감시하고, 충돌 발생시 감시에 의해 홀딩 브레이크들을 이용해 확실히 정지시키는 것이 공지되어 있다. 이때 상기 로봇에 장애물이 끼이면, 이 끼임 (jamming) 은 상기 홀딩 브레이크들을 통해 유지된다.
특히 그렇기 때문에, 기업 내부적 실무에 따르면, 기계적 자유 회전 장치들을 제공하거나 또는 로봇을 구부러지기 쉽게, 특히 중력을 보상하며, 조절하고, 따라서 상기 로봇이 능동적으로 이동되거나 또는 적어도 끼임(반응)력으로 인하여 피하고, 이렇게 상기 끼임을 해소하거나 또는 어느 경우든 감소시킬 수 있는 것이 공지되어 있다.
본 발명의 목적은 로봇의 작동을 개선시키는 것이다.
이 목적은 청구항 제 1 항의 특징들을 갖는 방법을 통해 달성된다. 청구항들 제 9 항 내지 제 11 항은 상응하는 방법을 실행하기 위한 제어 수단 또는 컴퓨터 프로그램 제품, 또는 상응하는 제어 수단을 갖는 로봇 배열체를 보호하에 둔다. 종속항들은 유리한 개선들에 관한 것이다.
본 발명에 따른 로봇 배열체는 로봇과, 상기 로봇을 제어하기 위한 제어 수단을 구비한다.
상기 로봇은 각각 하나의 드라이브와 하나의 홀딩 브레이크를 갖는 하나 또는 다수의, 특히 적어도 6개의, (운동)축을 갖는 축 배열체를 구비한다.
하나 또는 다수의, 특히 모든 축은 일 실시에 있어서, 특히 한 쌍씩 겹쳐서 수직으로 있는, 회전축들일 수 있고, 또는 상기 로봇은 이른바 관절식 암 로봇 (articulated arm robot) 일 수 있다. 마찬가지로, 하나 또는 다수의 축은 리니어 축들일 수 있다.
축 드라이브는 일 실시에 있어서 하나 또는 다수의 모터, 특히 전기모터 및/또는 기어를 구비할 수 있다.
홀딩 브레이크는 일 실시에 있어서 상기 축을 정지시키기 위해 또는 고정시키기 위해 제공되거나 또는 셋업되고, 일 실시에 있어서 비상 브레이크 및/또는 파킹 브레이크로서 제공되거나 또는 셋업된다. 이 홀딩 브레이크는 특히 기계식 또는 유압식 마찰 브레이크를 구비할 수 있다. 일 실시에 있어서, 상기 홀딩 브레이크는, 일반적으로 또는 액추에이팅되지 않고 폐쇄되는 또는 능동적으로 해제되는 브레이크이며, 상기 브레이크는 특히 에너지 공급으로부터의 분리시 자동적으로 폐쇄된다.
상기 제어 수단은 상기 로봇을 제어하기 위해 제공되고 또는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 기술적으로 또는 프로그램 기술적으로 셋업된다. 보다 간략히 설명하기 위해, 본 경우 조절, 또는 미리 정해져 있는 목표변수와 검출된 현재변수를 기반으로 한 제어변수들의 출력도 일반적으로 제어라고 불리운다.
본 발명의 의미에서의 수단은 하드웨어 및/또는 소프트웨어 기술적으로 또는 프로그램 기술적으로 형성될 수 있고, 특히, 바람직하게는 저장 시스템 및/또는 버스 시스템과 데이터 연결된 또는 신호 연결된, 특히 디지털식의 처리유닛, 특히 마이크로프로세서 유닛 (CPU) 및/또는 하나 또는 다수의 프로그램 또는 프로그램 모듈을 구비할 수 있다. 상기 CPU 는 저장 시스템 안에 저장된 프로그램으로서 구현된 명령들을 처리하도록, 데이터 버스로부터의 입력신호들을 검출하도록 그리고/또는 출력신호들을 데이터 버스에 넘겨주도록 형성될 수 있다. 저장 시스템은 하나 또는 다수의, 특히 여러 가지의 저장매체, 특히 광학적, 자기적 고체매체 및/또는 다른 비휘발성 매체들을 구비할 수 있다. 상기 프로그램은 여기에 기술된 방법을 구현하거나 또는 실행할 수 있도록 성질을 가질 수 있고, 따라서 상기 CPU 는 이러한 방법들의 단계들을 실행할 수 있고, 이로써 특히 상기 로봇을 제어할 수 있다.
특히 이를 위해 하드웨어 기술적으로, 특히 센서 기술적으로 그리고/또는 소프트웨어 기술적으로 또는 프로그램 기술적으로 셋업된 상기 제어 수단의 감시 수단을 통해, 일 실시에 있어서 상기 로봇, 특히 로봇들의 작동 및/또는 그의 주변이 감시되고, 특히 장애물과의 충돌에 관해 감시된다.
이를 위해, 일 실시에 있어서, 상기 로봇에서의 상기 감시 수단의 하나 또는 다수의 힘센서, 특히 토크 센서들은 상기 로봇에 작용하는 접촉력들 및/또는 그의 축 배열체의 축하중들을 검출할 수 있고 또는 이를 위해 셋업될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 감시 수단의 하나 또는 다수의 보호 장치 센서들은 특히 보호문 접촉, 비상 출력/입력 수단 또는 그와 같은 것, 상기 로봇 배열체의 보호 장치를 감시할 수 있고 또는 이를 위해 셋업될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 감시 수단의 하나 또는 다수의, 특히 광학적, 열적, 음향적, 전기적 및/또는 자기적, 주변 감시 센서는 상기 로봇의 주변, 특히 예상치 않은 장애물에 관해 감시할 수 있고 또는 이를 위해 셋업될 수 있다.
일반적으로, 감시는 특히 힘 기반의, 특히 토크 기반의, 바람직하게는 축하중 기반의 충돌감시를 포함할 수 있고, 특히, 특히 힘 기반의, 특히 토크 기반의, 바람직하게는 축하중 기반의 충돌감시일 수 있다.
상기 감시 또는 상기 감시 수단이 오류 경우, 특히 충돌을 검출할 경우에는, 상기 로봇의 하나 또는 다수의 축은, 일 실시에 있어서는 선택적으로 상기 로봇의 축들의 하나 또는 다수의 선택된 축은, 다른 실시에 있어서는 상기 로봇의 모든 축은 상응하는 홀딩 브레이크들을 통해 정지되거나 또는 고정되고, 특히 상기 감시 수단이 상기 홀딩 브레이크(들) 의 폐쇄를 명령함으로써 정지되거나 또는 고정된다. 특히 감시 또는 상기 감시 수단을 통한 오류 경우의 검출, 특히 상기 로봇의 충돌의 검출에 의하여 그의 홀딩 브레이크를 통해 상기 로봇의 축을 정지시킴 또는 고정시킴은 본 발명의 의미에서 감시에 의한 이 홀딩 브레이크의 폐쇄라고 불리운다.
감시에 의한 폐쇄에 대해 추가적으로 또는 대안적으로, 일 실시에 있어서 사전 설정에 의한 폐쇄가 수행될 수 있고 또는 제공될 수 있고, 특히 처리되는 또는 실행되는 로봇 프로그램 안의 미리 정해져 있는 폐쇄 명령에 근거하여 그리고/또는 작동 동안의, 특히 수동식의, 사용자측 입력에 근거하여 폐쇄가 수행될 수 있고 또는 제공될 수 있다. 특히 로봇 프로그램을 통해 또는 작동 동안의 사용자측 입력을 통해 폐쇄가 미리 정해지거나 또는 미리 정해져 있을 경우에는, 상기 로봇의 하나 또는 다수의 축은, 일 실시에 있어서는 선택적으로 상기 로봇의 축들의 하나 또는 다수의 선택된 축은, 다른 실시에 있어서는 상기 로봇의 모든 축은 상응하는 홀딩 브레이크들을 통해 정지되거나 또는 고정되고, 특히 이를 위해 하드웨어 기술적으로, 특히 센서 기술적으로, 그리고/또는 소프트웨어 기술적으로 또는 프로그램 기술적으로 셋업된 상기 제어 수단의 홀딩 브레이크 폐쇄 수단이 상기 홀딩 브레이크(들) 의 폐쇄를 명령함으로써 정지되거나 또는 고정된다. 특히 상기 제어 수단을 통한 프로그램 기술적 및/또는 수동 (manual) 사전 설정 또는 입력에 의하여 홀딩 브레이크를 통해 상기 로봇의 축을 정지시킴 또는 고정시킴은 본 발명의 의미에서 사전 설정에 의한 이 홀딩 브레이크들의 폐쇄라고 불리운다. 보다 간략히 설명하기 위해, 본 경우 오류 경우의 검출에 의한 홀딩 브레이크(들) 의 폐쇄를 명령하도록 셋업된 감시 수단도 일반적으로 홀딩 브레이크 폐쇄 수단이라고 불리운다. 추가적으로 또는 대안적으로, 홀딩 브레이크 폐쇄 수단은, 로봇 프로그램 안의 미리 정해져 있는 폐쇄 명령 및/또는 사용자측 입력에 근거하여 사전 설정에 의한 폐쇄를 명령하도록 셋업될 수 있다.
감시에 의한 그리고/또는 사전 설정에 의한 폐쇄 전에, 움직여진 축들은 상응하는, 역방향으로 또는 속도를 줄이며 액추에이팅된, 드라이브들 및/또는 홀딩 브레이크들을 통해 바람직하게는 적어도 본질적으로 정지할 때까지 제동될 수 있다. 상응하여, 홀딩 브레이크들은 일 실시에 있어서 움직여진 축들을 제동시킬 수 있거나, 또는 적어도 본질적으로 정지해 있는 축들에 있어서 비로소 걸리거나 또는 폐쇄될 수도 있고, 특히 이를 위해 하드웨어 기술적으로, 특히 센서 기술적으로, 그리고/또는 소프트웨어 기술적으로 또는 프로그램 기술적으로 셋업된 홀딩 브레이크 폐쇄 수단, 특히 감시 수단을 통해 걸리거나 또는 폐쇄될 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 특히 이를 위해 하드웨어 기술적으로 그리고/또는 소프트웨어 기술적으로 또는 프로그램 기술적으로 셋업된 상기 제어 수단의 홀딩 브레이크 개방 수단을 통해, 상기 로봇의 하나 또는 다수의 홀딩 브레이크, 특히 선택적으로 하나 또는 다수의 선택된 홀딩 브레이크 또는 모든 홀딩 브레이크는 먼저, 특히 감시에 의해 또는 사전 설정에 의해, 폐쇄된 후 새로이 개방된다. 마찬가지로, 상기 로봇의 하나 또는 다수의 홀딩 브레이크, 특히 선택적으로 하나 또는 다수의 선택된 홀딩 브레이크 또는 모든 홀딩 브레이크는, 특히 감시에 의한 또는 사전 설정에 의한, 폐쇄 전에 하기에서 상세히 설명되는 방식으로 아직 개방된 채로 있을 수 있고 또는 그의, 특히 감시에 의한 또는 사전 설정에 의한, 폐쇄가 지연되거나 또는 연기될 수 있다.
홀딩 브레이크들이 폐쇄 후 새로이 개방되거나 또는 그들의 폐쇄가 지연됨으로써, 일 실시에 있어서 유리하게는 로봇에 의한 장애물의 끼임, 특히 상기 로봇과 주변 사이의 상기 장애물의 끼임은 상기 로봇의 상응하는 축(들)이 끼임(반응)력을 통해 그리고/또는 능동적으로 상응하는 해제력을 통해 움직여지고, 이렇게 끼임(반응)력이 감소됨으로써, 바람직하게는 제거됨으로써 해소되거나 또는 어느 경우든 감소될 수 있다. 예컨대, 홀딩 브레이크(들) 이 새로이 개방되거나, 또는 특히 감시에 의해 또는 사전 설정에 의해 (새로이) 폐쇄되기 전에 아직 개방되어 있는 동안, 로봇에 의해 끼인 사람은 상기 로봇을“밀어내고”, 이렇게 자유롭게 되거나 또는 적어도 그의 부담이 감소될 수 있다. 특히, 홀딩 브레이크들이 폐쇄 후 새로이 개방되거나 또는 그들의 폐쇄가 지연됨은 감시에 의한 또는 사전 설정에 의한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 상기 로봇의 하나 또는 다수의 폐쇄된 홀딩 브레이크는 미리 정해져 있는 기간 동안 새로이 개방되거나, 또는 폐쇄 전에, 미리 정해져 있는 기간 동안 개방된 채로 있는다. 특히, 상기 홀딩 브레이크는 감시에 의해 또는 사전 설정에 의해 폐쇄되며, 상기 홀딩 브레이크는 감시에 의해 또는 사전 설정에 의한 폐쇄 전에, 미리 정해져 있는 기간 동안 개방된 채로 있는다.
이를 통해, 일 실시에 있어서 간단한 그리고/또는 안전한 방식으로 끼임이 감소될 수 있고, 특히 해소될 수 있다.
일 실시에 있어서, 적어도 하나의 홀딩 브레이크를 위한 상기 미리 정해져 있는 기간은 최대 2 초, 특히 최대 1.5 초, 바람직하게는 최대 1.2 초이다. 이를 통해, 일 실시에 있어서, 특히 중력에 의해 로봇이 쓰러지는 것이 감소될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이 홀딩 브레이크를 위한 상기 기간은 적어도 0.05 초, 특히 적어도 0.1 초, 바람직하게는 적어도 0.15 초일 수 있다. 이를 통해, 일 실시에 있어서 끼임이 충분히 감소될 수 있다.
본 발명의 의미에서의 기간은 특히 시간의 길이, 하지만 (제어) 사이클 개수 또는 그와 같은 것일 수 있다.
상기 기간은 일 실시에 있어서 축에 좌우되어 미리 정해질 수 있거나 또는 미리 정해져 있을 수 있다. 특히, 상기 로봇은 홀딩 브레이크들을 갖는 적어도 2개의 축을 구비할 수 있으며, 이때 한 축에 대한 상기 미리 정해져 있는 기간은, 특히 항상 또는 상황에 따라, 다른 축에 대한 상기 미리 정해져 있는 기간보다 길 수 있다. 특히, 한 축에 대한 최소의 및/또는 최대의 미리 정해져 있는 기간은 다른 축에 대한 최소의 및/또는 최대의 미리 정해져 있는 기간보다 길 수 있다. 이를 통해, 일 실시에 있어서, 특히 하기에서 상세히 설명되는 방식으로, 축 특유적으로 그리고 이로써 보다 잘 반응될 수 있다.
상기 로봇들의 축들은 - 잠재적으로 또는 실제로 - 중력하중을 받을 수 있거나 또는 그렇치 않을 수 있다. 중력하중을 받는 축이란 본 경우 특히 개방된 홀딩 브레이크에 있어서 중력에 의하여, 특히 이 축을 통해 관절식으로 연결된 또는 움직일 수 있는 로봇(부품)구조 또는 키네메틱스의 무게에 의하여 움직이려고 하는 또는 - 특히 만일의 마찰을 극복할시 - 움직이거나 또는 움직이기 시작하는 축을 말한다. 예컨대, 하나의 부재로 이루어진 로봇의 수직 회전축은 이 회전축만을 갖고는, 중력하중을 받지 않는 축인데, 왜냐하면 이 축은 로봇의 포즈와 상관없이, 개방된 홀딩 브레이크에 있어서도 중력에 의하지 않고 또는 자체 무게에 의하지 않고 움직이기 때문이다. 이와 반대로, 도 1 에 도시된 바와 같이 두 부재로 이루어진 로봇의 로봇암 (robot arm, 1.2) 의 수평 회전축 (q2) 은 항상 적어도 잠재적으로 중력하중을 받는 축인데, 왜냐하면 이 축은 수직으로 매달리는 안정적인 포즈 이외에 수직으로 위로 연장된 안정적이지 않은 포즈에서도 개방된 홀딩 브레이크에 있어서 중력에 의하여 또는 상기 로봇암의 자체 무게에 의하여 움직이거나 또는 만일의 마찰을 극복할시 움직이기 시작하기 때문이다. 수직이 아닌 포즈에 있어서, 특히 도 1 에 도시된 수평으로 연장된 포즈에 있어서 이 축은 상응하여 현재 중력하중을 받는 축이며, 이와 달리, 매달리는 포즈 그리고 수직으로 위로 연장된 포즈에 있어서는, 잠재적으로만 중력하중을 받는 축이다.
먼저, 특히 감시에 의해 또는 사전 설정에 의해, 폐쇄된 홀딩 브레이크의 본 발명에 따른 새로운 개방시, 또는 미리 정해져 있는 기간 동안, 특히 감시에 의한 또는 사전 설정에 의한, 폐쇄를 지연시킬시, 특히 잠재적으로 또는 실제로 중력하중을 받는 축과 중력하중을 받지 않는 축이 구별될 수 있다. 특히 잠재적으로 또는 실제로 중력하중을 받지 않는 축을 위해, 일 실시에 있어서, 특히 잠재적으로 또는 실제로 중력하중을 받는 축에 대해서보다 긴 기간이 미리 정해질 수 있는데, 왜냐하면 상기 중력하중을 받지 않는 축은 보다 긴 (새로운) 개방시에도 로봇의 쓰러짐을 초래하지 않기 때문이다.
특히 잠재적으로 또는 실제로 중력하중을 받는 축을 위해, 상기 기간은 로봇의 포즈에 좌우되거나, 중력에 의한 상기 축의 운동이 상기 기간 동안 제한되거나, 상기 기간은 로봇의 포즈에 좌우되고 중력에 의한 상기 축의 운동이 상기 기간 동안 제한되도록, 바람직하게는 최대 30°, 특히 최대 15°, 바람직하게는 최대 5°의 각도범위로 제한되도록 미리 정해질 수 있다.
포즈란 본 경우 특히 통례적인 방식으로 상기 로봇의 하나 또는 다수의 축의 자세 또는 위치, 특히 각위치를 말하며, 특히 상기 로봇의 모든 축의 자세 또는 위치, 특히 각위치를 말한다.
축은 포즈에 따라 여러 가지 세기로 중력하중을 받을 수 있다. 이렇게, 예컨대 도 1 에 도시된 포즈에 있어서, 연장된 로봇암을 근거로 그의 자체 무게는 최대 레버암과 함께 작용한다. 상응하여, 이 경우에 예컨대 홀딩 브레이크는 보다 짧은 기간 동안 새로이 개방될 수 있고 또는 폐쇄 전에 개방된 채로 있을 수 있다. 이와 달리, 45°만큼 비틀려진 포즈에 있어서는, 절반의 레버암만 작용하고, 따라서 이 경우에 홀딩 브레이크는 보다 긴 기간 동안 새로이 개방될 수 있고, 또는 로봇이 과도하게 쓰러지지 않으며, 폐쇄 전에 개방된 채로 있을 수 있다. 특히, 상기 홀딩 브레이크가 폐쇄 전에 개방된 채로 있는 것은 감시에 의한 또는 사전 설정에 의한 것이다.
특히 잠재적으로 또는 실제로 중력하중을 받지 않는 축을 위해, 상기 기간은 일 실시에 있어서 먼저 미리 정해질 수 있고, 작동시 바람직하게는 변경될 수 없다.
본 발명의 그 밖의 양상에 따르면, 상기 로봇의 하나 또는 다수의 폐쇄된 홀딩 브레이크는 축하중에 좌우되어 새로이 개방되고, 또는, 폐쇄 전에 축하중에 좌우되어 개방된 채로 있는다. 특히, 상기 홀딩 브레이크는 감시에 의해 또는 사전 설정에 의해 폐쇄되며, 상기 홀딩 브레이크는 감시에 의한 또는 사전 설정에 의한, 폐쇄 전에 축하중에 좌우되어 개방된 채로 있는 것을 특징으로 한다.
축하중은 특히 바로 상기 축에 작용하는 힘을 포함할 수 있고, 특히 그일 수 있다. 보다 간략히 설명하기 위해, 우력, 즉 토크도 일반적으로 본 발명의 의미에서 힘이라고 불리운다. 즉, 축하중은 특히 일 실시에 있어서 상응하는 힘센서, 특히 (관절) 모멘트 센서를 통해 검출되는 축 모멘트 또는 관절 모멘트도 포함할 수 있고, 특히 그일 수 있다. 마찬가지로, 축하중은 일 실시에 있어서 외부로부터 로봇 부재에, 그리고 이로써 간접적으로만 축(들)에 작용하는 힘을 포함할 수 있고, 특히 그일 수 있다. 이러한 (간접적인) 축하중은 일 실시에 있어서 상응하는 힘센서, 특히 힘/모멘트 센서를 통해 검출될 수 있으며, 상기 센서는 개선에 있어서 공구 플랜지와, 로봇에 의해 안내된 공구 사이에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 특히 로봇에 의해 안내된 공구에 의한 끼임이 검출되고, 감소될 수 있다. 바람직하게는, 축하중으로서는 홀딩 브레이크의 상류에 또는 상기 홀딩 브레이크에 작용하는 축하중이 검출되고, 예컨대 정지 제동된 샤프트 안의 비틀림 모멘트, 상기 홀딩 브레이크의 베어링 하중 또는 그와 같은 것이 검출된다.
이 양상에 따르면, 일 실시에 있어서, 상황에 맞는 그리고 이를 통해 보다 나은 방식으로 끼임이 감소될 수 있고, 특히 해소될 수 있다.
특히, 일 실시에 있어서, 축하중이 또는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 문턱값을 초과하거나, 상기 축하중이 특정한 하중방향에서 작용하거나, 축하중이 또는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 문턱값을 초과하고 상기 축하중이 특정한 하중방향에서 작용하면, 홀딩 브레이크는 새로이 개방될 수 있고, 또는 폐쇄 전에 개방된 채로 있을 수 있다. 특히, 축하중이 또는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 문턱값을 초과하거나, 상기 축하중이 특정한 하중방향에서 작용하거나, 축하중이 또는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 문턱값을 초과하고 상기 축하중이 특정한 하중방향에서 작용할 경우 또는 작용하는 동안은, 홀딩 브레이크는 새로이 개방될 수 있고, 또는 폐쇄 전에 개방된 채로 있을 수 있다.
상기 문턱값 및/또는 상기 하중 사전 설정은, 특히 잠재적으로 또는 실제로 중력하중을 받지 않는 축을 위해, 고정적으로 또는 가변적으로 미리 정해질 수 있고, 특히 미리 조절될 수 있다. 특히 잠재적으로 또는 실제로 중력하중을 받는 축을 위해, 일 실시에 있어서 상기 문턱값 및/또는 상기 하중 사전 설정은 포즈에 좌우되어, 특히 모델을 기반으로 하여, 미리 정해질 수 있다.
상기 하중 사전 설정은 일 실시에 있어서 중력에 의한, 또는 축을 통해 관절식으로 연결된 로봇(부품)구조 또는 키네메틱스의 무게로 인해 발생한 축하중을 포함할 수 있고, 특히 그일 수 있고, 그리고/또는 포즈에 좌우되어 결정될 수 있고, 특히, 바람직하게는 마찰을 고려하면서, 상기 로봇의 기계적 대체 모델 또는 사전 측정을 이용해 결정될 수 있다.
상기 로봇에 장애물이 끼이면, 검출된 실제의 축하중은 이 끼임 때문에, 중력에 의한 이 축하중 또는 하중 사전 설정으로부터 벗어난다. 또다시 도 1 의 예를 보자면, 로봇에 의해 끼인 스프링 (2) 의 힘은 로봇암 (1.2) 의 무게를 저지하며, 그를 감소시킨다. 상응하여, 일 실시에 있어서, 중력에 의한 하중 사전 설정으로부터의 공구 플랜지에서의 관절 모멘트 (M2) 또는 힘 (F2) 형태의 축하중의 편차가 문턱값을 초과하면, 특히 초과할 경우에는 또는 초과하는 동안은, 축 (q2) 의 홀딩 브레이크는 새로이 개방될 수 있고 또는, 특히 감시에 의한, 폐쇄 전에 개방된 채로 있을 수 있다.
축하중을 위한 또는, 하중 사전 설정으로부터의 그의 편차를 위한 이러한 문턱값에 대해 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 축하중이 특정한 하중방향에서 작용하면, 특히 작용할 경우 또는 작용하는 동안은, 홀딩 브레이크는 새로이 개방될 수 있고 또는, 특히 감시에 의한 또는 사전 설정에 의한, 폐쇄 전에 개방된 채로 있을 수 있다. 도 1 의 예에서, 로봇암 (1.2) 의 무게는 상기 로봇암을 시계 바늘 방향으로 비틀려고 한다. 상기 로봇에 의해 끼인 스프링 (2) 의 힘은 그를 저지시킨다. 상기 힘으로 인해 발생하는 토크가 상기 암의 무게로 인해 발생하는, 축 (q2) 안의 토크를 초과하면, 로봇 또는 그의 암 (1.2) 은 축 (q2) 의 개방된 홀딩 브레이크에 있어서도 아래로 쓰러지는 것이 아니라 스프링 (2) 에 의해 유지되고, 심지어 시계 바늘 방향과 반대 방향으로 비틀려지고, 따라서 끼임이 감소된다. 이에 상응하여, 일반적으로, 상기 특정한 하중방향은, 중력에 의한, 또는 상기 축을 통해 관절식으로 연결된 로봇(부품)구조 또는 키네메틱스의 무게로 인해 발생하는 운동방향 또는 토크방향과 반대로 향한 상기 축의 운동방향, 특히 회전방향일 수 있다. 특히, 상기 하중 사전 설정 및/또는 문턱값은 모델 기반인 것을 특징으로 한다.
도 1 의 예에서, 축들 (q1, q2) 을 위한 문턱값들 또는 하중 사전 설정들은 유리하게는 서로 달리 또는 축에 좌우되어 미리 정해질 수 있다는 것이 분명해진다: 중력에 의한 축하중 또는 하중 사전 설정 및 상응하는 하중방향이 축 (q2) 을 위해서는 포즈에 좌우되는 반면, 축 (q1) 을 위해서는 먼저 불변적으로 미리 정해질 수 있다.
한편으로는 미리 정해져 있는 기간 동안의 그리고 다른 한편으로는 축하중에 좌우되는 적어도 하나의 홀딩 브레이크의, 특히 감시에 의한 또는 사전 설정에 의한, 폐쇄 후의 새로운 개방 또는, 특히 감시에 의한 또는 사전 설정에 의한, 폐쇄 전의 개방된 채로 있음의 상기 설명된 두 양상은 동일한 구상의 여러 가지 구현을 나타낸다. 상응하여, 상기 양상들은 서로 상관없이 실현될 수 있거나 또는 실현되어 있을 수 있다. 하지만, 바람직한 실시에 있어서 두 양상은 서로 조합되며, 특히 하기에서 설명되는 방식들 중 적어도 하나의 방식으로 조합된다.
이렇게, 일 실시에 있어서, 상응하는 축하중이, 특히 끼임에 의하여, 작용이 있는, 또는 끼임에 참여하는 홀딩 브레이크들(만) 미리 정해져 있는 기간 동안 새로이 개방되고 또는, 특히 감시에 의한 또는 사전 설정에 의한, 폐쇄 전에, 미리 정해져 있는 기간 동안 개방된 채로 있는다. 이는 특히 각각의 축의 축하중에 좌우되어 결정될 수 있다. 상기에서 설명한 바와 같이, 끼임에 있어서 검출된 축하중은 중력에 의한, 특히 모델을 기반으로 하여 결정된, 하중 사전 설정으로부터 벗어나고, 그는 특히 중력에 의한 축하중을 저지할 수 있다. 상응하여, 일 실시에 있어서, 축하중 또는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 문턱값을 초과하거나, 상기 축하중이 포즈에 좌우되는, 중력에 의한 하중방향에서 작용하거나, 축하중 또는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 문턱값을 초과하고 상기 축하중이 포즈에 좌우되는, 중력에 의한 하중방향에서 작용하면, 홀딩 브레이크는 미리 정해져 있는 기간 동안 새로이 개방될 수 있고, 또는 폐쇄 전에 개방된 채로 있을 수 있다. 특히, 상기 하중 사전 설정은 포즈에 좌우되는, 중력에 의한 것이며, 상기 문턱값은 포즈에 좌우되는, 중력에 의한 것이다.
이러한 방식으로, 축하중에의 의존 (dependence) 의 양상은 유리하게는 상기 미리 정해져 있는 기간의 양상에 대해 조합된다.
일 실시에 있어서, 특히 중간 시간에 상기 축하중만이 새로운 개방 또는 개방된 채로 있음을 (더 이상) 요구하지 않을 때에도, 축하중에 좌우되어 새로이 개방되는 또는, 특히 감시에 의한 또는 사전 설정에 의한, 폐쇄 전에 개방된 채로 있는 홀딩 브레이크는 미리 정해져 있는 기간 동안 개방되거나 또는 개방된 채로 있는다. 이러한 방식으로, 특히, 홀딩 브레이크의 의도치 않은 너무 이른 폐쇄를 저지하는 시간적 히스테리시스가 구현될 수 있거나 또는 구현되어 있을 수 있다: 홀딩 브레이크가 축하중에 좌우되어 개방되거나 또는 개방된 채로 있으면, 검출된 축하중은 상기 홀딩 브레이크의 저항의 중지 또는 반작용의 중지에 의해 재빨리 감소한다. 상기 시간적 히스테리시스를 통해, 이 경우에 최소 개방 시간이 보장될 수 있다.
이러한 방식으로, 상기 미리 정해져 있는 기간의 양상은 유리하게는 축하중에의 의존의 양상에 대해 조합된다.
일 실시에 있어서, 상기 미리 정해져 있는 기간은 상기 로봇의 축하중에 좌우되어 미리 정해진다. 이러한 방식으로, 축하중에의 의존의 양상은 유리하게는 상기 미리 정해져 있는 기간의 양상에 대해 조합된다.
특히, 미리 정해져 있는 제 1 기간 후 축하중 또는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 특히 계속해서, 특히 미리 정해져 있는 문턱값을 초과하거나, 상기 축하중이 하중방향에서 작용하거나, 또는 축하중 또는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 특히 계속해서, 특히 미리 정해져 있는 문턱값을 초과하고 상기 축하중이 하중방향에서 작용하면, 상기 미리 정해져 있는 기간이 연장될 수 있다. 이로써, 일 실시에 있어서, 우선, 상기에서 설명한 바와 같이, 홀딩 브레이크는 어쨌든 상기 미리 정해져 있는 제 1 기간 동안 개방되거나 또는 개방된 채로 있을 수 있다. 상기 기간의 경과 후, 상기 축하중이 또는 그의 편차가 문턱값을 초과하고 그리고/또는 상기 축하중이 특정한 하중방향에서 작용한다는 것이 밝혀지면 (왜냐하면 예컨대 계속해서 끼임이 존재하기 때문이다), 이 기간은, 특히 한 번 또는 여러 번도 또는 점차적으로, 연장될 수 있고, 특히 상기 연장된 기간의 경과 후 상기 축하중이 또는 그의 편차가 상기 문턱값을 더 이상 초과하지 않을 때까지 또는 상기 축하중이 더 이상 상기 특정한 하중방향에서 작용하지 않을 때까지 연장될 수 있다. 특히, 상기 하중 사전 설정은 포즈에 좌우되는, 중력에 의한 것이며, 상기 문턱값은 조절 가능한, 그리고/또는 축에 좌우되는 그리고/또는 포즈에 좌우되는, 특히 중력에 의한, 것이며, 상기 하중 방향은 포즈에 좌우되는 그리고/또는 중력에 의한 것이다.
상기 설명된 양상들에 있어서, 상기 축의 상기 드라이브가 작용이 없거나, 상기 로봇이 적어도 본질적으로 정지해 있는 동안이거나, 또는 상기 축의 상기 드라이브가 작용이 없고 상기 로봇이 적어도 본질적으로 정지해 있는 동안, 각각 상기 홀딩 브레이크는 새로이 개방될 수 있고 또는 폐쇄 전에 개방된 채로 있을 수 있다. 즉, 특히, 홀딩 브레이크는 이른바 STOP 0 또는 STOP 1 에 있어서 새로이 개방될 수 있고 또는 폐쇄 전에 개방된 채로 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 간단한 그리고/또는 상황에 맞는 방식으로, 상기 로봇에 의한 장애물의 끼임은, 심지어 작용이 없는, 특히 에너지 공급으로부터 분리된 드라이브들에 있어서 그리고 이로써 매우 안전한 방식으로 감소될 수 있고, 바람직하게는 해소될 수 있다. 특히, 상기 드라이브는 에너지 공급으로부터 분리되어, 작용이 없으며, 상기 드라이브는 감시에 의해 또는 사전 설정에 의해, 에너지 공급으로부터 분리되어, 작용이 없다.
그 밖의 장점들과 특징들은 종속항들과 실시예들에 나타나 있다.
부분적으로 도식화됨:
도 1a 및 도 1b 는 본 발명의 일 실시에 따른, 두 부재로 이루어진 간단한 로봇과 제어 수단을 갖는 로봇 배열체를 옆으로부터 나타내는 (도 1a) 또는 위로부터 나타내는 (도 1b) 도면이고;
도 2 는 본 발명의 일 실시에 따른 도 1 의 로봇을 제어하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시에 따른, 설명을 위해 두 부재로만 이루어진 로봇과 제어 수단 (3) 을 갖는 로봇 배열체를 옆으로부터 (도 1a) 또는 위로부터 (도 1b) 나타낸다.
상기 로봇은 로봇 베이스 (1.1) 를 구비하며, 상기 로봇 베이스는 제 1 수직 회전축 (q1) 둘레로 회전 가능하다. 이 축의 관절 모멘트 센서는 상기 축에 작용하는 토크 (M1) 를 검출한다. 기본 받침대에, 로봇암 (1.2) 은 제 2 수평 회전축 (q2) 둘레로 회전 가능하게 설치되거나 또는 관절식으로 연결된다. 이 축의 관절 모멘트 센서는 상기 축에 작용하는 토크 (M2) 를 검출한다. 상기 로봇암의 공구 플랜지에는 공구 (1.3) 가 고정된다. 힘/모멘트 센서는 6축으로 공구 플랜지와 공구 사이의 힘 (F1, F2) 을 검출한다.
도 1a 에 도시된 끼임 상황에서, 상기 로봇에는 그의 공구와 장애물이 바닥에 대해 끼이고, 상기 장애물은 압축된 스프링 (2) 을 통해 도시된다. 이와 달리, 도 1b 에 도시된 끼임 상황에서는, 상기 로봇에는 그의 공구와 장애물이 수직 벽에 대해 끼이게 하고, 상기 장애물은 압축된 스프링 (2
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) 을 통해 도시된다.
상기 장애물은 상기 예에서, 끼임으로 인해 그리고/또는 능동적으로 예컨대 상기 공구에 대해 밀어내기 때문에, 로봇에 의해 안내된 상기 공구에 힘을 가하고, 상기 힘은 공구 플랜지와 공구 사이의 F1 또는 F2 로서 검출되고, 상응하는 토크 (M1 또는 M2) 를 유발한다. 상기 예에서, 상기 장애물에 의해 가해진 힘 때문에 축들 (q1, q2) 안에 유발된 토크는 무게로 인한 상응하는 토크 (상기 토크는 축 (q1) 에서 영인데, 왜냐하면 이 축은 중력하중을 받지 않기 때문이다) 를 초과한다.
하기의 설명에서는, 예시적으로 축들 (q1, q2) 의 관절 모멘트 센서들에 의해 검출된 토크들 (M1, M2) 은 축하중들 (T1, T2) 로서 사용되며, 다른 실시에 있어서는 그 대신 예컨대 힘들 (F1, F2) 도 사용될 수 있다.
도 2 를 근거로, 우선 본 발명의 보다 복잡한 실시에 따른, 로봇을 제어하기 위한 방법의 흐름이 설명되며, 상기 실시에 있어서는, 미리 정해져 있는 기간과 축하중에의 의존의 상기 설명된 두 양상이 서로 조합된다. 이에 이어 설명되는 바와 같이, 상기 두 양상은 서로 상관없이 실현될 수도 있다.
단계 (S5) 에서, 감시로 인해 또는 사전 설정으로 인해 축들 (q1, q2) 의 드라이브들은 에너지 공급으로부터 분리되고, 바람직하게는 상기 로봇이 정지하면 상기 로봇의 축들 (q1, q2) 의 홀딩 브레이크들의 폐쇄가 명령되거나 (도 2 에서 명령 “B → 폐쇄시킬것!”을 통해 도시됨) 또는 상기 홀딩 브레이크들은 감시로 인해 또는 사전 설정으로 인해 폐쇄된다 (도 2 에서 상태 B = 폐쇄를 통해 도시됨).
그 후, 단계들 (S10, S15) 에서의 계수기의 초기화 또는 증가 (increment) 를 통해, 두 축을 위해 우선 단계 (S20) 에서는 각각, 축에 좌우되는 하중 사전 설정 (TG,i) 으로부터의 각각의 축하중 (Ti) 의 편차가 양적으로 문턱값 (T1,i) 을 초과하는지의 여부가 검사된다. 이때, 문턱값 (T1,i) 은 조절 가능하며, 하중 사전 설정 (TG,i) 은 중력에 의한 축하중이고, 상기 축하중은 상기 로봇의 자체 무게에 의해 유발된, 상기 각각의 축 안의 모멘트에 상응하며, 모델을 기반으로 하여 검출될 수 있다. 하중 사전 설정 (TG,2) 이 포즈에 좌우되며, 특히 도 1 에 도시된 수평 포즈에서는 최대이고, 수직으로 위로 연장된 또는 아래로 매달려 있는 포즈에서는 최소이고, 반면 하중 사전 설정 (TG,1) 이 없어진다는 것을 알 수 있다.
상기 편차가 상기 문턱값을 초과하지 않을 경우에는 (S20: “N”), 상응하는 홀딩 브레이크는 영향을 받지 않은 채로 있고, 특히 그의 폐쇄가 명령되고 또는 그는 폐쇄된 채로 있는다.
이와 반대로, 상기 편차가 상기 문턱값을 초과하는 경우에는 (S20: “Y”), 단계 (S25) 에서, 중력에 의한 하중 사전 설정 (TG,i) 이 양적으로 허용오차에 의한 문턱값 (T2,i) 을 초과하는지의 여부가 검사됨으로써, 현재 중력하중을 받는 축에 관한 것인지의 여부가 검사된다.
현재 중력하중을 받는 축에 관한 것이거나 또는 중력에 의한 상기 하중 사전 설정이 문턱값 (T2,i) 을 초과하는 경우에는 (S25: “Y”), 단계 (S30) 에서, 상응하는 축하중이 포즈에 좌우되는, 중력에 의한, 하중방향에서 작용하는지의 여부가 계속 검사된다. 이를 위해, 축하중 (Ti) 은 정확한 부호로, 중력 작용을 저지하는 상승 토크 (TL,i) 로 변환된다: 상기 로봇암이 도 1a 의 오른쪽 두 사분원 안에 있는 동안은, 특히 이 오른쪽 두 사분원 사이의, 수직으로 오른쪽으로 연장된, 도시된 위치에 있는 동안은, 도 1 에서 시계 바늘 방향과 반대 방향으로 작용하는 축 모멘트 (Ti) 는 양의 (positive) 상승 토크 TL,i > 0 로서 결정되고, 이와 반대로 시계 바늘 방향으로 작용하는 축 모멘트 (Ti) 는 음의 (negative) 상승 토크 TL,i < 0 로서 결정된다. 이와 반대로, 상기 로봇암이 도 1a 의 왼쪽 두 사분원 안에 있는 동안은, 특히 이 왼쪽 두 사분원 사이의, 거울상으로, 수직으로 왼쪽으로 연장된, 도시된 위치에 있는 동안은, 시계 바늘 방향과 반대 방향으로 작용하는 축 모멘트 (Ti) 는 음의 상승 토크 TL,i < 0 로서 결정되고, 이와 반대로 시계 바늘 방향으로 작용하는 축 모멘트 (Ti) 는 양의 상승 토크 TL,i > 0 로서 결정된다.
상응하여, 단계 (S30) 에서는, 이 상승 토크 (TL,i) 가 문턱값 (T3,i) 을 초과하는지 또는 아닌지의 여부가 검사된다. 상승 토크 (TL,i) 가 문턱값 (T3,i) 을 초과하면 (S30: “Y”), 즉 축하중이 중력 작용을 저지하는 충분히 큰 상승 토크로서 작용하면, 방법은 단계 (S35) 로 계속되며, 다른 경우에는 (S30: “N”), 상응하는 홀딩 브레이크는 영향을 받지 않은 채로 있고, 특히 그의 폐쇄가 명령되고 또는 그는 폐쇄된 채로 있는다.
현재 중력하중을 받는 축에 관한 것이 아니면 또는 중력에 의한 상기 사전 설정이 문턱값 (T2,i) 을 양적으로 초과하지 않으면 (S25: “N”), 단계 (S30) 에 따른 이 검사는 생략되며, 방법은 바로 단계 (S35) 로 계속된다.
이러한 방식으로, 상기 상승 토크의 부호를 근거로, 상기 로봇암을 들어올리기 위해 상기 각각의 축하중이 중력에 의한 하중방향에서 작용하는지 (S30: “Y”) 또는 아닌지의 (30: “N”) 여부가 결정된다.
현재 중력하중을 받는 축에 있어서 (S25: “Y”), 상기 로봇암을 들어올리기 위해 상기 축하중이 특정한, 포즈에 좌우되는 하중방향에서 작용할 경우에는 (S30: “Y”), 또는 현재 중력하중을 받는 축에 관한 것이 아닐 경우에는 (S25: “N”), 방법은 단계 (S35) 로 계속되고, 다른 경우에는 상기 상응하는 홀딩 브레이크는 영향을 받지 않은 채로 있고, 특히 그의 폐쇄가 명령되고 또는 그는 폐쇄된 채로 있는다.
단계 (35) 에서는, 상기 상응하는 홀딩 브레이크가 개방되고 또는 상기 홀딩 브레이크들의 개방된 채로 있음이 명령되고, 도 2 에 함께 Bi → 개방을 통해 도시된다. 추가적으로, 시간 계측기 (t) 가 초기화된다 (t = 0).
상기 시간 계측기는 미리 정해져 있는, 축에 좌우되는 제 1 기간 (tH,i) 이 경과될 때까지 (S45 : “Y”) 증가된다 (단계 S40, 단계 S45: “N”).
이제 단계들 S50 내지 S60 에서는, 단계들 S20 내지 S30 에 상응하는 방식으로, 상기 편차가 여전히 상기 문턱값을 초과하는지 (S50: “Y”), 현재 중력하중을 받는 축에 관한 것인지 (S55: “Y”), 그리고 상기 로봇암을 들어올리기 위해 상기 축하중이 특정한, 포즈에 좌우되는 하중방향에서 작용하는지의 (S60: “Y”) 여부가 검사된다. 이 모든 조건이 충족될 경우에만 (S50: “Y”그리고 S55: “Y” 그리고 S60: “Y”) 방법은 단계 (S65) 로 계속되며, 다른 경우에는 (S50: “N” 또는 S55: “N”또는 S60: “N”) 단계 (S80) 로 계속된다. 이 단계 (S80) 에서, 상기 상응하는 홀딩 브레이크는 폐쇄된다 (Bi → 폐쇄).
단계 (S65) 에서, 미리 정해져 있는 기간 (tH,i) 은 한 번 t'H,i 로 연장되며, 이 연장된 기간 (tH,i) 이 경과될 때까지 (S75: “Y”) 상기 시간 계측기 (t) 는 계속 증가된다 (단계 S70, 단계 S55: “N”). 그 후, 마찬가지로 단계 (S80) 에서 상기 상응하는 홀딩 브레이크가 폐쇄된다 (Bi → 폐쇄).
축에 좌우되는, 포즈에 좌우되는, 중력에 의한, 하중 사전 설정으로부터의 축하중의 편차가 문턱값을 초과할 경우에는 (S20: “Y”), 그리고 중력하중을 받는 축의 경우에 있어서 (S25: “Y”) 추가적으로, 포즈에 좌우되는, 중력에 의한, 하중방향에서 작용하는 경우에는 (S30: “Y”), 이 방법에 있어서 홀딩 브레이크들은 각각 미리 정해져 있는, 축에 좌우되는 기간 (tH,i) 동안 새로이 개방되거나 또는 폐쇄 전에 개방된 채로 있다는 것을 (S35) 알 수 있다. 기간 경과 후 (S45: “Y”) 상기 편차가 계속해서 문턱값을 초과하고 (S50: “Y”), 중력하중을 받는 축의 경우에 있어서 (S55: “Y”) 추가적으로, 포즈에 좌우되는, 중력에 의한, 하중방향에서 작용하면 (S60: “Y”), 이 미리 정해져 있는 제 1 기간 (tH,i) 은 연장된다 (S65). 이로써, 상기 홀딩 브레이크는 각각 축하중에 좌우되어, 미리 정해져 있는 기간 동안 새로이 개방되고, 또는 감시에 의한 폐쇄 전에 개방된 채로 있는다.
이는 도입부에서 설명한 바와 같이 복잡한 변형을 나타내며, 상기 변형에 있어서는 본 발명의 다수의 양상이 중복적으로 조합되고, 특히 끼이게 하는 축들의 선택, 또는 축하중에 좌우되는 (S20, S30, S50, S60) 미리 정해져 있는 기간의 연장은 미리 정해져 있는 기간 동안의 (S40, S45, S70, S75) 새로운 개방 또는 개방된 채로 있음과 조합된다. 도 2 를 근거로, 여러 가지의 보다 간단한 변형들도 간략히 나타내질 수 있다:
일 변형에 있어서, 예컨대 S5-S15, S35-S45 및 S80 을 제외하고 모든 다른 단계들이 생략된다. 그러면, 간단히 모든 축을 위해 홀딩 브레이크들은 미리 정해져 있는 기간 동안 새로이 개방되거나, 또는 감시에 의한 폐쇄 명령에도 불구하고 아직 개방된 채로 있는다.
이 변형의 개선에 있어서, 단계들 S20 및/또는 S25, S30 이 부가된다. 그러면, 끼이게 하는 축들의 홀딩 브레이크들만 개방되거나 또는 개방된 채로 있고 (S20: “Y”), 또는 끼임력이 상기 로봇이 쓰러지는 것을 저지할 경우에는, 즉 중력에 의한 쓰러짐이 저지되도록 상기 각각의 축하중이 특정한, 포즈에 좌우되는 방향에서 작용할 경우에는 홀딩 브레이크들은 개방되고, 또는 개방된 채로만 있는다 (S30: “Y”).
이 변형의 다른 개선에 있어서, 단계들 S50 및/또는 S55, S60 및 S65 내지 S75 이 부가된다. 그러면, 상기 미리 정해져 있는 기간이 축하중에 좌우되어 연장된다.
다른 변형에 있어서는, 단계들 S40, S45, S65 내지 S75 가 생략되고, 이때 단계 (S60) 에서의 조건을 긍정할 경우, 그 대신 방법은 단계 (S50) 로 돌아간다. 그러면, 상기 각각의 축에 장애물이 끼이는 동안은 (S20, S50: “Y”) 홀딩 브레이크들은 새로이 개방되거나 또는 감시에 의한 폐쇄 명령에도 불구하고 아직 개방된 채로 있고, 또는 끼임력이 상기 로봇이 쓰러지는 것을 저지하는 동안은 (S30, S60: “Y”) 홀딩 브레이크들은 개방되거나 또는 개방된 채로 있는다.
이 변형의 개선에 있어서, 시간적 히스테리시스를 구현하기 위해 단계들 S40, S45 또는 S70, S75 이 부가된다.
상기 언급된 모든 변형에 있어서, 각각 단계들 S20 과 S25, S30 및/또는 단계들 S50 과 S55, S60 의 조합 대신에 각각 문턱값의 초과만 (S20, S50), 또는 중력하중을 받는 축들에 있어서 (S25, S55: “Y”) 하중방향만 (S30, S60) 고려되거나 또는 검사될 수 있다.
1.1 : 로봇 베이스
1.2 : 로봇암
1.3 : 로봇 공구
2; 2
Figure 112014117743170-pat00002
: 장애물
3 : 제어 수단

Claims (11)

  1. 드라이브와, 충돌감시에 의해 폐쇄되는 (S5, S80) 홀딩 브레이크를 갖는 적어도 하나의 축 (q1, q2) 을 갖는 축 배열체를 갖는 로봇 (1.1 - 1.3) 을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    상기 홀딩 브레이크는 폐쇄되고 (S5),
    이 홀딩 브레이크는 축하중에 좌우되어 (S20, S30, S50, S60) 새로이 개방되거나 또는 폐쇄 (S80) 전에 개방된 채로 유지되는 것 (S35), 미리 정해져 있는 기간 (tH,i, t'H,i) 동안 (S40, S45, S70, S75) 새로이 개방되거나 또는 폐쇄 (S80) 전에 개방된 채로 유지되는 것 (S35), 또는 축하중에 좌우되어 (S20, S30, S50, S60) 그리고 미리 정해져 있는 기간 (tH,i, t'H,i) 동안 (S40, S45, S70, S75) 새로이 개방되거나 또는 폐쇄 (S80) 전에 개방된 채로 유지되는 것을 (S35) 특징으로 하는, 로봇을 제어하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 축하중 또는 미리 정해져 있는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 미리 정해져 있는 문턱값을 초과하거나 (S20, S50), 상기 축하중이 중력에 의한 하중방향에서 작용하거나 (S30, S60), 또는 상기 축하중 또는 미리 정해져 있는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 미리 정해져 있는 문턱값을 초과하고 (S20, S50) 상기 축하중이 중력에 의한 하중방향에서 작용하면 (S30, S60), 상기 홀딩 브레이크는 새로이 개방되거나 또는 폐쇄 전에 개방된 채로 유지되는 것을 특징으로 하는, 로봇을 제어하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기간은 축에 좌우되어 미리 정해지는 것을 특징으로 하는, 로봇을 제어하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기간은 최대 2 초인 것을 특징으로 하는, 로봇을 제어하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기간은 상기 로봇의 포즈에 좌우되거나, 중력에 의한 상기 축의 운동이 제한되도록 미리 정해지거나, 또는 상기 로봇의 포즈에 좌우되고 중력에 의한 상기 축의 운동이 제한되도록 미리 정해지는 것을 특징으로 하는, 로봇을 제어하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    미리 정해져 있는 제 1 기간 (tH,i) 후 상기 축하중 또는 미리 정해져 있는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 미리 정해져 있는 문턱값을 초과하거나, 상기 축하중이 중력에 의한 하중방향에서 작용하거나, 또는 미리 정해져 있는 제 1 기간 (tH,i) 후 상기 축하중 또는 미리 정해져 있는 하중 사전 설정으로부터의 상기 축하중의 편차가 미리 정해져 있는 문턱값을 초과하고 상기 축하중이 중력에 의한 하중방향에서 작용하면, 상기 기간은 먼저 또는 상기 로봇의 축하중에 좌우되어 미리 정해지는 것을 특징으로 하는, 로봇을 제어하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    적어도 잠재적으로 중력하중을 받는 적어도 하나의 축에 대한 상기 기간은 중력하중을 받지 않는 적어도 하나의 축에 대해서보다 짧게 미리 정해지는 것을 특징으로 하는, 로봇을 제어하기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 축의 상기 드라이브가 충돌감시에 의해 작용이 없거나, 상기 로봇이 적어도 정지해 있는 동안, 또는 상기 축의 상기 드라이브가 충돌감시에 의해 작용이 없고 상기 로봇이 적어도 정지해 있는 동안, 상기 홀딩 브레이크는 새로이 개방되거나 또는 폐쇄 전에 개방된 채로 유지되는 것을 특징으로 하는, 로봇을 제어하기 위한 방법.
  9. 드라이브와 홀딩 브레이크를 갖는 적어도 하나의 축 (q1, q2) 을 갖는 축 배열체를 갖는 로봇 (1.1-1.3) 을 제어하기 위한 제어 수단 (3) 으로서, 상기 제어 수단은 홀딩 브레이크 폐쇄 수단과, 축하중에 좌우되어 상기 홀딩 브레이크를 새로이 개방하기 위한 또는 폐쇄를 지연시키기 위한 (S35) 홀딩 브레이크 개방 수단 (3) 을 구비하거나, 미리 정해져 있는 기간 동안 상기 홀딩 브레이크를 새로이 개방하기 위한 또는 폐쇄를 지연시키기 위한 (S35) 홀딩 브레이크 개방 수단 (3) 을 구비하거나, 또는 축하중에 좌우되고 미리 정해져 있는 기간 동안 상기 홀딩 브레이크를 새로이 개방하기 위한 또는 폐쇄를 지연시키기 위한 (S35) 홀딩 브레이크 개방 수단 (3) 을 구비하는, 로봇을 제어하기 위한 제어 수단 (3) 에 있어서,
    상기 제어 수단은 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 셋업되는 것을 특징으로 하는, 로봇을 제어하기 위한 제어 수단 (3).
  10. 각각 하나의 드라이브와 하나의 홀딩 브레이크를 갖는 적어도 하나의 축 (q1, q2) 을 갖는 축 배열체를 갖는 로봇, 그리고 제 9 항에 따른 제어 수단 (3) 을 갖는, 로봇 배열체.
  11. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서,
    제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한, 프로그램 코드가 저장된, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체.
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