控制机器人的方法

控制机器人的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于控制机器人(1)的方法，具有以下步骤：监控机器人(S1)；根据对机器人的监控执行从多个预先给定的错误响应中选出的错误响应(S4)；其中，根据对功能性的监控(S2)和/或对机器人的至少一个电机(1.1)的输出参数的监控来选择所述错误响应(S3)。
【专利说明】控制机器人的方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种控制机器人的方法、用于执行该方法的一种控制装置和一种计算 机程序产品以及一种具有这种控制装置的机器人。

【背景技术】
[0002] 根据企业内部的实际情况需要对机器人实施监控，并在监控的基础上执行错误响 应，特别是使机器人停止运行。
[0003] 在此可以执行各种不同的错误响应。特别是可以执行所谓的STOP 0,其中必须无 延迟地将一个或多个电机断电并进行机械制动。但是这些错误响应各自具有不同的缺点。 因此可能会产生特别是较长的制动距离和/或较高的机器人负荷。另外在这种错误响应 下，停车只能依靠机械制动。此外，机器人在停车时还可能会偏离预定的轨迹。
[0004] 因此，根据企业内部的实际情况还可以执行所谓的STOP 1或STOP 2,在此过程 中，首先对一个或多个电机进行电机制动，并且只在断开电源（STOP 1)或者在与电源保持 连接的情况下（STOP 2)才进行。由此可以缩短制动距离和/或降低机器人的负荷。电机 制动是除机械制动之外的另一种可用的制动，这可以提高错误响应的可靠性。有利的是可 以保持轨迹地制动。
[0005] 但是，这种电机主动式错误响应的前提条件是相应的电机具有令人满意的性能。 如果不能充分保证这一点，则必须在出现错误的电机主动式错误响应时相应地切换到不利 的错误响应，例如STOP 0,或者甚至从一开始就提供这种不利的错误响应。如果根据运动学 监控进行这种切换（例如基于位置或速度的斜坡制动监控（BremsrampenUberwachung))， 则可能会不利地延长反应时间。


【发明内容】

[0006] 本发明的目的在于改善机器人的运行。
[0007] 本发明的目的通过一种用于控制机器人的方法来实现。本发明还提出了用于执行 根据本发明的方法的一种控制装置和一种计算机程序产品以及一种具有根据本发明的控 制装置的机器人。
[0008] 根据本发明的一个方面，特别是利用用于监控机器人的监控装置对机器人实施监 控。在下文中也将这种监控称为机器人监控。
[0009] 在本发明的意义下，装置可以通过硬件技术和/或软件技术构成，特别是具有优 选与存储器系统和/或总线系统数据连接或信号连接的、特别是数字式的处理单元、尤其 是微处理单元（CPU)和/或一个或多个程序或程序模块。CPU被设计用于：处理被实现为 可存储在存储器系统中的程序的指令，检测数据总线的输入信号和/或提供输出信号到数 据总线上。存储器系统可以具有一个或多个特别是不同的存储介质，尤其是光学介质、磁性 介质、固态介质和/或其它非易失性介质。所述程序可以是这样的：其能够描述或执行在此 未说明的方法，从而使CPU可以执行该方法的步骤，并由此特别是可以控制机器人。在本发 明中也将调节概括地理解为控制，即，根据给定的额定参数和检测到的实际参数给出调节 参数。
[0010] 在一种实施方式中，机器人监控包括检测机器人的一个或多个特别是运动学的状 态参数、尤其是一个或多个关节坐标，和/或一个或多个特定于机器人的参照系、特别是工 具参照系统（"工具中心点"TCP)的位置和/或方向，和/或相关的时间导数，尤其是一个 或多个关节速度和/或关节加速度和/或一个或多个特定于机器人的参照系的速度和/或 加速度。附加地或替代地，机器人监控还可以包括检测机器人的一个或多个力参数，特别是 在驱动侧和/或从动侧的一个或多个关节力和/或在一个或多个特定于机器人的参照系上 的力。在本发明中，为了实现紧凑的说明，也将反平行的力偶，即转矩概括地称为力。附加 地或替代地，机器人监控可以包括对机器人的一个或多个其他状态参数、特别是热状态参 数的检测，例如一个或多个电机的温度等。附加地或替代地，机器人监控可以包括对机器人 的一个或多个环境参数的检测，特别是障碍物的存在和保护装置的状态，例如保护门的完 整性或紧急停止开关的（不）可操作性等。为此，用于监控机器人的监控装置可以具有相 应的传感器，特别是关节传感器（例如编码器、旋转编码器等），力传感器、尤其是转矩传感 器，温度传感器，空间监控传感器，保护装置监控传感器，紧急停车开关等。
[0011] 在本发明的一种扩展方案中，机器人监控包括将一个或多个所检测到的参数与预 先给定的恒定或变化的边界值进行比较，特别是对于机器人的位置和/或速度，作用在机 器人上或由机器人对其周围环境所施加的力，等等。在本发明的一种实施方式中，机器人监 控包括：监控给定的空间，尤其是机器人不能离开或机器人不可以进入的笛卡尔工作空间 和/或保护空间和/或特别是相应的关节坐标空间；监控一维或多维速度，特别是特定于机 器人的参照系的速度和/或关节速度；碰撞监控；制动监控，特别是符合预先设定的延迟； 和/或停车监控。
[0012] 在机器人监控的基础上，特别是通过错误响应装置来执行特别是利用选择装置从 多个预先设定的错误响应中选出的错误响应。
[0013] 在一种实施方式中，所述多个预先设定的错误响应包括一个或多个电机主动式错 误响应和一个或多个电机被动式错误响应。在本发明中，电机主动式错误响应特别是被理 解为操纵、尤其是控制机器人的一个或多个、特别是全部的（驱动）电机，而电机被动式错 误响应被相应地理解为该或者这些电机没有被操纵，尤其是没有被控制。在本发明的一种 实施方式中，电机主动式错误响应的特征在于，针对至少一个电机生成额定值，特别是额定 位置、额定速度、额定力和/或额定电流并传输到该电机上，而电机被动式错误响应的特征 在于使电机与其电源断开。
[0014] 电机主动式错误响应特别可以是所谓的STOP 1。在本发明的一种实施方式中，所 述多个预先设定的错误响应相应地包括在后续与电源分离的情况下实现对机器人的一个 或多个、特别是全部（驱动）电机的电机制动。在本发明中，电机制动特别是指这样控制一 个或多个电机：使该或这些电机反向作用于机器人的运动或使机器人的运动减速，优选使 机器人停车。在本发明中，随后的分离电源特别是指中断对电机供电或使电机与电源分离， 在此之后，相应的电机处于停止状态，在本发明的一种扩展方案中，机械制动已经进行或结 束。
[0015] 电机主动式错误响应特别还可以是所谓的STOP 2。在本发明的一种实施方式中， 所述多个预先设定的错误响应相应地包括在后续不与电源分离的情况下，或者说相应的 电机在实现停车之后与其电源保持连接的情况下实现对机器人的一个或多个、特别是全部 (驱动）电机的电机制动。
[0016] 电机主动式错误响应特别还可以是所谓的柔性调节 (Nachgiebigkeitsregelung)。在此在本发明中特别是将对机器人的一个或多个、尤其是全 部的（驱动）电机的控制理解为：机器人可以通过手动来使之运动，特别是所谓的重力补 偿调节（Gravitationskompensationsregelung)，在这种重力补偿调节中，机器人只有在没 有外力的情况下保持姿态不变，否则就会顺从于外力、特别是手动施加的力或者闪避。柔性 调节例如可以通过减少PI (D)-位置调节的比例部分和/或取消PI (D)-位置调节的积分部 分，通过力调节、特别是通过预先设定由机器人施加在周围环境上的零力等来实现。
[0017] 电机主动式错误响应特别是还可以包括后退运动。就此在本发明中特别是将对机 器人的一个或多个、尤其是全部的（驱动）电机的控制理解为：机器人可以在给定的路线上 从在启动对机器人的监控时或之后（例如在识别碰撞时）机器人所处的姿态中退出。特别 是电机可以相对于错误响应之前的运行反转，以使机器人优选在其直至错误响应时已经驶 过的路线上反向后退。
[0018] 在本发明的一种扩展方案中，在达到停车状态之前、之中或之后，电机主动式错误 响应可以包括进行一个或多个机械制动。
[0019] 电机被动式错误响应特别可以是所谓的STOP 0。在本发明的一种实施方式中，多 个预先设定的错误响应包括在没有电机制动的情况下无延迟地使机器人的一个或多个、尤 其是全部的电机与电源分离。另一种电机被动式错误响应例如可以是进行机械锁定或阻 挡。
[0020] 根据本发明的一个方面，特别是通过用于监控机器人的至少一个电机的功能性的 监控装置来监控机器人的一个或多个、尤其是全部的电机、特别是驱动电机的功能性，并特 别是通过选择装置根据对机器人的一个或多个电机的功能性的监控选出用于机器人的一 个或多个、尤其是全部的电机、特别是驱动电机的待执行的错误响应。在本发明中，驱动电 机特别是指用于操纵关节或机器人的自由度的电机。在本发明的一种实施方式中，所述一 个或多个电机是电动机，特别是同步电动机、异步电动机或直流电动机。在下文中也将监控 称为功能性（Funktionsfaehigkeit)监控。
[0021] 已选出的、待执行的错误响应可以是特定于电机的。在此在本发明中特别是可以 理解为：对机器人的至少一个电机的功能性进行监控，并根据这种监控选择用于该电机的 错误响应并执行。在本发明的一种实施方式中，相应地对机器人的第一电机的功能性进行 监控，并根据该第一功能性监控选出用于第一电机的错误响应并执行，并特别是并行地和/ 或独立地对机器人的第二电机的功能性进行监控，并根据该第二功能性监控选出用于第二 电机的错误响应并执行。
[0022] 已经选出并等待执行的错误响应同样也可以是关于机器人整体的。对此在本发明 中特别是可以理解为：对机器人的一个或多个、尤其是全部的（驱动）电机进行监控，并根 据该整体的功能性监控选出用于所有电机、特别是所有驱动电机的错误响应并执行。
[0023] 根据本发明的这一方面，在本发明的一种实施方式中，优选可以与情景相适应地 (situationsangepasst)执行可用的、相应优选的错误响应。特别是当和/或一旦电机主动 式错误响应（例如STOP 1，ST0P 2,柔性调节或后退运动）所需的电机充分运行时，可以执 行这种电机主动式错误响应。否则可以特别是执行其它不需要该电机的主动式错误响应或 电机被动式错误响应。因此，特别有利的是不再需要提前设定不够有利的错误响应，因为不 能确保电机的可靠性。
[0024] 在本发明的一种实施方式中，可以提前或者在执行错误响应之前预先选择错误响 应。特别是可以持久地或定期地对功能性进行监控，并在此基础上预先选择错误响应，当这 种错误响应已经选出并且当根据对机器人的监控而需要这种错误响应时，其可以被无延迟 地执行。例如，在机器人的电机充分运行期间可以预先选择STOP 1。如果确定至少有一个 电机是不可运转的，则预先选择STOP 0。在本发明的一种实施方式中，通过这种方式可以通 过机器人监控无延迟地激发或执行各个最好的、可用的错误响应。
[0025] 附加地或替代地可以在执行错误响应期间选择、特别是改变或它替换错误响应。 例如，可以首先（预先）选择STOP 1并执行。如果在执行STOP 1期间能够确定至少有一 个电机不再运转，则例如变换到STOP 0并继续执行STOP 0。
[0026] 在本发明的一种实施方式中，为了对电机的功能性进行监控，特别是通过确 定装置来确定电机的一个或多个参数，并特别是通过比较装置与预先给定的规范数值 (Spezifikation)进行比较。一个或多个、尤其是所有的参数特别可以是电磁参数，尤其是电 动机的一个或多个线圈的一维或多维电流值、电压值、电阻值和/或磁铁大小，特别是电机 的耦合通量（verketteter Fluss)和/或转矩常数和/或电压常数。为了能够紧凑地进行说 明，在本发明中将纯粹的电参数和特别是通过信号处理方法（例如过滤法、傅里叶分析和/ 或光谱分析）由这些电参数推导出的参数也称为电磁参数。附加地或替代地，参数可以是 热参数，特别是一维或多维的温度参数。附加地或替代地，参数可以是电机的运动学参数， 特别是一维或多维的位置误差（Positionsfehler)等。附加地或替代地，参数可以由残值 (Residuen)推导得到，特别是通过将所检测到的电机的输出参数、尤其是电机位置、电机速 度、电机电流和/或电机输出力矩与这些参数的期望值进行比较得到。
[0027] 在本发明的一种实施方式中，直接检测这些参数中的一个或多个参数。同样也可 以特别是利用参数识别方法、优选为在线参数识别方法和/或通过（干扰值（St0rgr0Ben ))观察器和/或借助于所谓的奇偶方程（Parity-Equation)基于模型地检测一个或多个参 数。例如，有故障的电机轴承可以通过观察输出转矩来检测得到。
[0028] 将一个或多个参数与预先给定的规范数值相比较。预先给定的规范数值可以是常 数，尤其是不可变的，在本发明的一种实施方式中，预先给定的规范数值包括电机的特性参 数（Kenngrofien )，例如转矩常数、闲置电流消耗（Leerstromaufnahme，空转电流消耗）、 轴承转矩等。预先给定的规范数值同样也可以是可变的，特别是在运行中或者在调试过程 中发生变化。因此，当机器人与其他的机器人或人员相配合时，可以适当地收紧规范数值， 因为此时关于停车的要求被提高了。
[0029] 电机的功能性可以通过一维或多维的连续的值给出，特别是通过一个或多个所确 定的参数与其规范数值、特别是标准值或标准范围之间的差值、优选是标准化的差值给出。 同样，功能性监控还可以包括对功能性的两级或多级分类。因此，特别是如果或一旦所有确 定的参数都位于其规范数值之内，尤其是位于预先给定的容许范围之内，则可以将电机分 类为（完全）有效运转的。如果或一旦至少一个参数、特别是作为预先给定的决定性的参 数位于其规范数值之外，则可以将电机分类为不能有效运转的或有故障的。相应地在本发 明的一种实施方式中，当（任意）一个参数位于其规范数值之外时，就足以将电机分类为有 故障的。相反在本发明的另一种实施方式中，只要至少所有主要的预先给定的参数位于它 们的规范数值之内，就可以将电机分类为有效运转的。
[0030] 在本发明的一种扩展方案中，这种"有效运转"或"不能有效运转"的两级分类可 以细化为三级或更多级的分类。因此，如果或一旦所有的或至少所有预先给定的决定性的 参数位于它们的预先给定的规范数值之外，但是仍然位于预先给定的其它规范数值之内， 则可以特别是将电机分类为有限有效运转的。
[0031] 这使得在本发明的一种实施方式中，能够对错误响应进行差异化选择。在本发明 的一种实施方式中，在对机器人进行速度监控时，如果电机被分类为完全或至少是有限地 有效运转，则可以选择STOP 2,因为在这里利用有限的有效运转通常就足以降低电机制动； 如果至少一个电机被分类为不能有效运转的，则选择STOP 0。反之，在本发明的一种实施方 式中，在进行工作空间监控时（在这种监控中，对于机器人在监控条件下的停车存在较高 的要求），如果电机被分类为完全有效运转的，则选择STOP 2 ;如果至少一个电机被分类为 只能有限地有效运转或是不能有效运转的，则选择STOP 0。
[0032] 机器人监控和功能性监控可以至少部分地同时发生或者通过同一监控装置执行。 例如，对关节力的监控可以一方面在碰撞监控中根据计划外的力变化过程、特别是力的快 速升高识别出机器人与其周围环境的碰撞。另一方面，对关节力的监控例如可以通过力的 缓慢、连续地上升而识别出逐渐增大的轴承摩擦等，这些会损害电机的功能性。
[0033] 附加地或替代地，可以根据功能性监控和机器人监控为机器人的一个或多个、尤 其是全部的电机，特别是驱动电机选择待执行的错误响应。因此，机器人监控例如可以包括 碰撞监控或碰撞识别和停车监控，当碰撞识别起反应时选择电机主动式错误响应，当停车 监控起反应时选择电机被动式错误响应。除了功能性监控之外，还可以为碰撞识别（提前） 选择电机被动式错误响应，或者在电机主动式错误响应由于电机的功能性不足是不可能的 或者不是有利的情况下将其替换为电机被动式错误响应。
[0034] 根据本发明的另一方面，特别是通过用于监控机器人的至少一个电机的输出参数 的监控装置来监控机器人的一个或多个、尤其是全部的电机，特别是驱动电机的一维或多 维输出参数，特别是通过选择装置并根据所述对机器人的一个或多个电机的输出参数的监 控为机器人的一个或多个、尤其是全部的电机，特别是驱动电机选择待执行的错误响应，特 别是从电机主动式错误响应变换为电机被动式错误响应。在下文中也将这种监控称为输出 参数监控。在本发明的一种实施方式中，这种监控可以与前面所述的功能性监控组合使用。 [0035] 在本发明的一种实施方式中，电机的输出参数可以包括电机施加在机器人的关 节轴上的力，尤其是反平行的力偶或转矩，特别是电机施加在机器人的关节轴上的力，尤 其是反平行的力偶或转矩，特别是转矩，其可以在电机的从动轴或与从动轴相连接的传动 装置上检测得到，和/或特别是根据检测到的电机电流和电机特性参数、尤其是转矩常数 计算得到。附加地或替代地，输出参数可以包括上述参数的（时间）积分值，尤其是作业 (Arbeit)和/或性能。
[0036] 为了更紧凑地进行说明，将力或其所决定的参数、特别是电机电流与预先给定的 额定力或由额定力所决定的额定参数的差也称为力。相应地在本发明的一种实施方式中， 电机的输出参数可以包括实际力与预先给定的额定力的差，尤其是包括转矩调节误差或转 矩随动误差（Drehmomentregel-bzw. - schleppfehler)和/或电机电流调节误差或电机电 流随动误差（Motorstromregel-bzw. - schleppfehler)，特别是实际力与预先给定的额定 力的差，尤其是转矩调节误差或转矩随动误差和/或电机电流调节误差或电机电流随动误 差。
[0037] 如上所述，电机主动式错误响应，例如STOP 1或STOP 2,特别是在进入所谓的斜 坡制动时是有利的，通过这种斜坡制动能够使得机器人的一个或多个电机发生预先给定的 减速。迄今为止对于对这种斜坡制动（Bremsrampe)的保持是按照企业内部的实际情况， 通过对位置变化过程或速度变化过程的监控来监控的。根据本发明的这一方面，如果替代 地或附加地还对被制动的一个或多个电机的输出参数进行监控，则在此能够提前识别出错 误。由于在位置监控或速度监控期间只能在机器人的惯性发生的反应中识别出有错误的制 动转矩，并且此外还必须鲁棒地相对于动态反应力矩、特别是加速力矩和重力力矩以及外 部的干扰力矩进行平衡，因此输出参数监控本身已经监控了这种制动转矩，并因此能够例 如迅速地切换到STOP 0。在本发明的一种扩展方案中，为此可以代替在机器人控制中直接 在特别是电机的功率电子器件的电机控制或关节控制中执行这种输出参数监控。
[0038] 根据本发明的另一个可以与前面所述的一个或多个方面相结合的方面，机器人的 一个或多个、尤其是全部的（驱动）电机在正常运行中可以由第一控制装置来控制，而在错 误响应中则由不同于第一控制装置的第二控制装置来控制，在本发明的一种实施方式中， 该第二控制装置以安全技术实现。在本发明的意义下，以安全技术实现的控制装置特别可 以是冗余的、多样的和/或故障保护的，或者至少与EN 954-1的控制类别2相符。
[0039] 根据企业内部的实际情况，（驱动）电机可以非安全技术进行控制，并仅以安全技 术实行监控。通过如上所述的根据电机主动式错误响应来监控电机，可以在需要时切换为 电机被动式错误响应。根据本发明的这一方面，附加地或替代地还可以通过特别是电机主 动式错误响应使以安全技术实现的第二控制装置负责对电机的控制。

【专利附图】

【附图说明】
[0040] 以下结合附图和实施方式对本发明的其他优点和特征进行描述。为此，图中以局 部剖切的方式不出：
[0041] 图1 :根据本发明的实施方式的具有多个驱动电机和一个控制装置的机器人；和
[0042] 图2 :根据本发明的一种实施方式的、用于控制如图1所示机器人的方法。
[0043] 其中，附图标记说明如下：
[0044] 1 机器人
[0045] Ll 驱动电机
[0046] 2 控制柜（控制装置）
[0047] 10 功能性监控装置
[0048] 11 确定装置
[0049] 12 比较装置
[0050] 20 机器人监控装置
[0051] 30 错误响应装置（第二控制装置）
[0052] 40 选择装置
[0053] 50 第一控制装置
[0054] S1-S4方法步骤。

【具体实施方式】
[0055] 图1示出了机器人1，其具有多个驱动电机和根据本发明的一种实施方式的、位于 控制柜中的机器人控制器形式的控制装置2,图2示出了根据本发明的一种实施方式的用 于控制机器人的方法，该方法由控制装置2执行。
[0056] 为清楚起见，下面只借助机器人的驱动电机I. 1对控制装置和方法进行说明，所 述实施方式也同样适用于其他的驱动电机。
[0057] 用于控制的控制装置具有以硬件技术和/或软件技术实现的用于监控机器人的 机器人监控装置20,用于监控机器人的电机I. 1以及其他驱动电机的功能性和输出参数的 功能性监控装置10,用于执行在通过机器人监控装置20对机器人进行监控的基础上从多 个预先给定的错误响应中所选出的错误响应的错误响应装置30和用于根据对机器人的电 机的功能性和输出参数的监控选择错误响应的选择装置40,在此，该控制装置被设计用于 执行如图2所示的方法。
[0058] 在正常运行中，利用以非安全技术实现的第一控制装置50来控制机器人的驱动 电机。例如，第一控制装置50具有与驱动电机的电机控制相关的位置误差或者与驱动电机 的功率电子器件相关的电流误差，如图1中以定向通讯箭头所示的。
[0059] 在步骤Sl中，机器人监控装置20监控机器人，例如检测驱动电机的电流、位置、速 度和/或转矩。机器人监控装置20可以特别是通过比较预先给定的速度边界值和检测到 的速度，必要时也可以变换到特定于机器人的参照系，来执行速度监控。附加地或替代地， 机器人监控装置20可以通过将所检测到的转矩与预先给定的转矩边界值相比较来执行碰 撞监控。
[0060] 在步骤S2中，功能性监控装置10监控驱动电机的输出参数。为此，如图1中的相 关联的通讯箭头所示，例如可以直接检测驱动电机的转矩。同样地可以检测电流并将电流 转换成输出转矩。
[0061] 附加地，功能性监控装置10在步骤S2中监控驱动电机的功能性。由此，例如可以 根据检测到的位置、速度、电压、电流和/或转矩，通过参数识别来确定功能性，如果所检测 到的参数（例如转矩常数）位于规范数值之内，则可以将各个电机分类为完全有效运转的。 如果该参数位于其规范数值之外，但仍位于其他的规范数值之内，则功能性监控装置10在 步骤S2中将相应的电机分类为有限有效运转的。如果至少一个参数也位于其他的规范数 值之外，则功能性监控装置10在步骤S2中将相应的电机分类为不能有效运转的或有故障 的。
[0062] 功能性监控装置10将该分类传输给选择装置40,选择装置40在步骤S3中根据该 分类从多个错误响应中选出其中一个。如图1和图2中相应的箭头所示，选择装置40在此 还可以根据通过机器人监控装置20所进行的监控来选择错误响应。
[0063] 在该实施方式中，多个可选择的错误响应包括STOP 0、ST0P 1、ST0P2、驱动电机的 柔性调节和反向驶过预先给定并在之前已经驶过的轨迹的后退运动。
[0064] 在该实施方式中，如果功能性监控装置10确定所有的驱动电机是完全有效运转 的或者至少是有限有效运转的，则选择装置40在步骤S3中针对速度监控选择STOP 2,否则 选择STOP 0。对于碰撞监控，如果功能性监控装置10确定所有的驱动电机是完全有效运转 的，则选择装置40在步骤S3中选择柔性调节，否则选择STOP 0。
[0065] 现在，如果在功能性监控装置10确定所有的驱动电机是完全有效运转的或者至 少是有限有效运转时速度监控发出响应，则错误响应装置30将在步骤S4中执行提前选择 的STOP 2。通过这种方式可以使机器人在很小机械和电机负荷的情况下被保持轨迹地制 动。
[0066] 在此，功能性监控装置10还另外监控输出转矩和功能性。
[0067] 如果在此所监控的由驱动电机施加的转矩过小和/或该转矩与额定转矩的差异 过大，则选择装置40变换为STOP 0,即从现在起选择STOP 0作为错误响应（步骤S3)。相 应地，错误响应装置30在步骤S4中无延迟地并因此比基于位置的斜坡制动监控更快地切 换为STOP 0。
[0068] 在功能性监控装置10确定有至少一个驱动电机是有故障的情况下，即不是完全 有效运转的或者是至少有限有效运转的，选择装置40也变换到STOP 0。通过这种方式，只 要驱动电机充分地有效运转，就优选执行STOP 2,并且只或仅在至少一个电机发生故障时 才过渡到STOP 0。
[0069] 如果在功能性监控装置10确定所有的驱动电机是完全有效运转时碰撞监控发出 响应，则错误响应装置30在步骤S4中执行提前选择的柔性调节。通过这种方式可以将机 器人施加在碰撞对象（Kollisionspartner)上的力降至最低。
[0070] 但是，如果功能性监控装置10确定有至少一个驱动电机不是完全有效运转的，即 有故障的，或者只是有限有效运转的，则选择装置40变换为ST0P0。通过这种方式，只要驱 动电机充分地有效运转，就优选执行柔性调节，并且只或仅在至少一个电机受到限制时才 过渡到STOP 0。
[0071] 错误响应装置30以安全技术实现，并因此起到了用于在错误响应中控制驱动电 机的第二控制装置的作用。如图1所示，该安全控制装置负责在机器人监控发生响应时控 制驱动电机。通过这种方式，可以在正常运行中通过第一控制装置50控制机器人，并在错 误响应时通过第二控制装置或错误响应装置30控制机器人。
[0072] 如图1所示，功能性监控装置10具有用于确定前面所述的驱动电机的参数的确定 装置11和用于将该参数与预先给定的规范数值进行比较的比较装置12。如前所述，确定装 置11例如确定了以驱动电机1. 1示例性示出的驱动电机的输出转矩，并将其与预先给定的 转矩边界值或转矩变化过程进行比较。
【权利要求】
1. 一种用于控制机器人（1)的方法，具有以下步骤： 监控所述机器人（1)(S1);以及 根据对所述机器人的监控执行从多个预先给定的错误响应中选出的错误响应（S4); 其特征在于，根据对功能性的监控（S2)和/或对所述机器人的至少一个电机（1. 1)的 输出参数的监控来选择所述错误响应（S3)。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个预先给定的错误响应包括至少一 个电机主动式错误响应、特别是随后与电源分离或不与电源分离的电机制动，柔性调节和/ 或后退运动，和至少一个电机被动式错误响应、特别是在没有电机制动的情况下无延迟地 断开电源。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在正常运行中通过第一控制装置（50) 控制所述电机，在错误响应时通过与所述第一控制装置（50)不同的第二控制装置（30)控 制所述电机。
4. 如前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述对功能性的监控包括对功能 性的至少两级，特别是至少为三级的分类。
5. 如前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，为了监控功能性，确定所述电机 的至少一个参数，特别是电磁参数、热参数或运动学参数，并与预先给定的规范数值进行比 较。
6. 如前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在执行所述错误响应之前和/或 期间选择所述错误响应。
7. 如前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述输出参数包括力、特别是转矩 和/或它们的积分值，特别是作业和/或性能。
8. -种用于控制机器人（1)的控制装置（2)，具有： 用于监控所述机器人的监控装置（20); 用于监控所述机器人的至少一个电机（1. 1)的功能性和/或输出参数的监控装置 (10); 用于根据对所述机器人的监控执行从多个预先给定的错误响应中选出的错误响应的 错误响应装置（30);和 选择装置（40)，用于根据对所述机器人的至少一个电机（1. 1)的功能性和/或输出参 数的监控来选择所述错误响应，其中，所述控制装置被设计用于执行如前面任一项权利要 求所述的方法。
9. 如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，在正常运行中通过第一控制装置（50) 控制所述电机，在错误响应时通过与该第一控制装置不同的第二控制装置（30)控制所述 电机。
10. 如权利要求8或9所述的控制装置，其特征在于，用于监控功能性的所述监控装置 具有用于确定所述电机的至少一个参数、特别是电磁参数、热参数或者运动学参数的确定 装置（11)和用于将所述参数与预先给定的规范数值进行比较的比较装置（12)。
11. 如权利要求8至10中任一项所述的控制装置，其特征在于，所述输出参数包括力、 特别是转矩和/或它们的积分值，特别是作业和/或性能。
12. -种机器人（1)，具有多个、特别是至少六个驱动电机（1. 1)和如权利要求8至11 中任一项所述的、用于控制所述驱动电机的控制装置。
13. -种具有程序代码的计算机程序产品，所述程序代码存储在计算机可读的介质上， 该计算机程序产品用于执行如前面任一项权利要求所述的方法。
【文档编号】B25J19/02GK104416582SQ201410412385
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】马克-瓦尔特·厄贝尔勒, 哈特穆特·凯尔 申请人:库卡实验仪器有限公司