用于机器人的故障处理的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例涉及一种用于机器人的故障处理的方法，涉及一种具有存储于其 上的实现故障处理的软件的存储介质，并且涉及一种用于故障处理的对应的装置。另外的 实施例涉及被实现用于故障处理的控制器以及一种包括这样的控制器的机器人。
【背景技术】
[0002] 机器人是一种机电机器，其具有至少一个但是优选为多个的驱动关节而使得其能 够执行如制造任务之类的人工任务。经常被用于工业应用的特殊机器人类型是具有多个移 动轴线的所谓的关节型机器人（articulated robot)。这里，移动轴线可以串行排列。移动 轴线可以是弯曲轴线、线性位移轴线和/或旋转轴线。特定形式的关节型机器人是具有比 自由度更多的移动轴线的所谓的运动学上冗余的机器人。因此，机器人手臂的位置可以经 由轴线位置的多种可能组合来实现。
[0003] 为了对机器人进行控制，通常包括或者通常耦合至机器人控制器。该机器人控制 器对移动轴线的单一致动器进行控制而使得机器人能够沿预先确定的轨线（运动路径）从 起始位置移动到另外的位置，反之亦然。该轨线是多个移动轴线的移动序列的组合的结果。 然而，在故障的情况下，例如机器人与另一个物体相撞，故障处理过程相当复杂而使得故障 处理过程无法自动处理。其背景在于所描述的机器人通常被实现用于无创伤动作（soft acting)，即所有移动轴线在碰撞情况下都被置于无力度状态。该无创伤动作使得能够避免 损坏机器人或碰撞物体，其中机器人（在碰撞后）的结束位置由于其处于已知的移动路径 之外而是未知的。因此，需要一种有所改进的方法。
【发明内容】
[0004] 本发明的实施例涉及一种用于机器人的故障处理的方法，所述机器人具有至少第 一和第二移动轴线。所述方法包括接收第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息和第二 移动轴线在第一时间点的第一位置信息的步骤。所接收的第一位置信息被存储为运动数据 集合。此外，所述方法包括接收第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息和第二移动轴 线在第二时间点的第二位置信息的步骤。所接收的第二位置信息也被存储在所述运动数据 集合中。最后的步骤是如果检测到例如碰撞的机器人故障则根据故障过程对机器人进行控 制。所述故障过程包括触发机器人以将第一和第二移动轴线移动至其第二位置以及随后触 发机器人以将第一和第二移动轴线移动至其第一位置。
[0005] 另外的实施例提供了一种具有存储于其上的计算机程序的计算机可读数字存储 介质，所述计算机程序具有当在计算机上运行时执行以上的用于机器人的故障处理的方法 的程序代码。
[0006] 另外的实施例提供了一种用于机器人的故障处理的装置，所述机器人具有至少第 一和第二移动轴线。所述装置被配置为接收所述机器人的第一和第二移动轴线的位置信 息，使用存储器存储运动数据，并且如果机器人导致故障则经由基于所存储的运动数据的 控制信号对所述机器人进行控制。所存储的运动数据包括第一移动轴线在第一时间点的第 一位置信息、第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息、第二移动轴线在第一时间点的 第一位置信息和第二移动轴线在第二时间点的第二位置信息。所述控制信号包括触发机器 人以将第一和第二移动轴线移动至其第二位置的第一控制信号和触发机器人以将第一和 第二轴线移动至其第一位置的第二控制信号。所述第一控制信号在输出所述第二控制信号 之前被输出，以使得机器人在移动至第一位置之前移动至第二位置。
[0007] 另外的实施例提供了一种用于控制机器人的控制器，所述机器人至少具有第一和 第二移动轴线。所述控制器被配置为根据控制算法对第一和第二移动轴线进行控制，并且 被配置为使用存储器存储运动数据并且如果机器人导致故障则经由基于所存储的运动数 据的控制信号对所述机器人进行控制。所存储的运动数据包括第一移动轴线在第一时间点 的第一位置信息、第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息、第二移动轴线在第一时间 点的第一位置信息和第二移动轴线在第二时间点的第二位置信息。所述控制信号包括触发 机器人以将第一和第二移动轴线移动至其第二位置的第一控制信号和触发机器人以将第 一和第二轴线移动至其第一位置的第二控制信号。所述第一控制信号在输出所述第二控制 信号之前被输出，以使得机器人在移动至第一位置之前移动至第二位置。
[0008] 根据另外的实施例，一种机器人包括第一移动轴线、第二移动轴线，以及用于对所 述第一和第二移动轴线进行控制的控制器。此外，所述机器人包括用于故障处理的装置，所 述装置被配置为使用存储器存储运动数据并且如果机器人导致故障则经由基于所存储的 运动数据的控制信号对所述机器人进行控制。所存储的运动数据包括第一移动轴线在第一 时间点的第一位置信息、第一移动轴线在第二时间点的第二位置信息、第二移动轴线在第 一时间点的第一位置信息和第二移动轴线在第二时间点的第二位置信息。所述控制信号包 括触发机器人以将第一和第二移动轴线移动至其第二位置的第一控制信号和触发机器人 以将第一和第二轴线移动至其第一位置的第二控制信号。所述第一控制信号在输出所述第 二控制信号之前被输出，以使得机器人在移动至第一位置之前移动至第二位置。
【附图说明】
[0009] 随后将参考附图对本发明的实施例进行描述。
[0010] 图Ia示出了根据第一实施例的用于机器人的故障处理的方法的流程图；
[0011] 图Ib-Id示出了示例性机器人的运动序列；
[0012] 图Ie示出了执行如图Ib至Id所示的运动的机器人的轨线（以向前方向）；
[0013] 图If示出了根据故障处理过程的图Ib至Id的机器人的返回轨线（以向后方 向）；
[0014] 图2a示出了根据一个实施例的用于故障处理的装置的框图；
[0015] 图2b示出了根据另外的实施例的包括控制器和用于故障处理的装置的机器人的 框图；
[0016] 图3a和3b示出了描述机器人的运动的两个示图，用于图示对所存储的机器人位 置的数量进行调适的两种不同模式；和
[0017] 图4a_4c示出了用于图示根据增强型实施例的故障处理的机器人的轨线。
[0018] 在下文中，将参考附图对本发明的实施例进行详细讨论，其中对具有相同或相似 功能的对象或要素提供相同的附图标记而使得其描述是可互换的或者是能够互相应用的。
【具体实施方式】
[0019] 图1示出了方法100的框图，其包括至少三个基本步骤110、120和130。步骤110 是指接收第一移动轴线在第一时间点的第一位置信息并且接收第二移动轴线在相同时间 点的第一位置信息的步骤。例如，两个移动轴线相应的第一位置信息可以包括第一移动轴 线的角度数值以及第二移动轴线的另外的角度数值。该位置信息可以由机器人控制器所提 供或者可以从机器人的传感器系统读出。接收（第一和第二轴线的）两个位置的这两个子 步骤被聚集为步骤，因为两个第一位置信息（或者一般是指示移动轴线在相同时间点的位 置的位置信息）通常被同时提供。该第一位置信息被存储为运动数据集合中的运动数据。 下一个步骤120类似于步骤110,但是其目的是收集第一和第二移动轴线在随后的第二（另 外的）时间点的位置信息。该时间点优选地被选择为使得机器人已经在从第一时间点到第 二时间点的时间段的期间执行了移动。在该步骤120期间，第一和第二移动轴线在第二时 间点的第二位置信息也被存储在运动数据集合中。因此，该运动数据集合包括机器人在至 少两个不同时间点的位置信息，从而能够重新构建机器人的轨