用于控制机器人的装置和方法制造方法及图纸

一种用于控制机器人的装置包括可编程逻辑控制器(PLC)(30)，其被配置为基于有限状态机(FSM)(20)来定义：机器人的状态和相关操作以及状态之间的切换条件，其中响应于满足切换条件，机器人在不同状态之间切换。FSM至少包括用于自测试程序以检查机器人的部件是否能够正确地操作的初始状态(200)，以及用于校准机器人的校准状态(201)。并且涉及一种用于控制机器人的方法。PLC编程语言的使用有利于整个机器人系统的编程和维护。

Devices and methods for controlling robots

A device for controlling robots includes a programmable logic controller (PLC) (30), which is configured to define, based on a finite state machine (FSM) (20), the state and related operation of the robot and the switching conditions between states, in which the robot switches between different states in response to satisfying the switching conditions. FSM includes at least an initial state (200) for self-testing programs to check whether the parts of the robot can operate correctly, and a calibration state (201) for calibrating the robot. A method for controlling a robot is also involved. The use of PLC programming language is conducive to the programming and maintenance of the whole robot system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制机器人的装置和方法
本公开的实施例总体涉及一种控制装置，更具体地，涉及一种用于控制机器人的装置以及控制机器人的方法。
技术介绍
可编程逻辑控制器(PLC)已经广泛用于工业过程或机器的控制中，诸如装配线和机器人设备的控制。现代PLC可以通过使用PLC编程语言进行编程。在各种PLC编程语言中，高级编程语言被设计以基于有限状态机(FSM)对PLC进行编程。这种基于FSM的PLC编程语言易于理解，特别是对于装置制造商的编程人员而言，这进而减少了培训需求，从而有助于实现控制系统的容易维护。PLC-Open组已经提出了一系列用于移动控制的标准化工具以降低编程复杂性。然而，这些提出的标准工具或FSM都并不针对机器人控制，特别是工业机器人控制。因此，一直期望创建一种机器人专用的标准规则或FSM设计，其可以实现对机器人的更完美的移动控制，以及改善的用户可用性。
技术实现思路
在本公开的第一方面中，提供一种用于控制机器人的装置。用于控制机器人的装置包括可编程逻辑控制器(PLC)，其被配置为基于有限状态机(FSM)来定义：机器人的多个状态和相关联的多个操作，以及多个状态之间的切换条件，其中响应于满足一个切换条件，使机器人在不同的状态之间切换，其中FSM至少包括：初始状态，用于自测试程序，以检查机器人的部件是否能够正确地操作；以及校准状态，用于校准机器人。在一些实施例中，PLC进一步被配置为：在初始状态下初始化机器人以启用自测试程序；并且响应于确定自测试程序成功，将机器人从初始状态转换到校准状态。在一些实施例中，PLC进一步被配置为：当机器人处于校准状态时，响应于确定校准完成，将机器人从校准状态转换到机器人被断电的禁用状态。在一些实施例中，PLC进一步被配置为：当机器人处于禁用状态时，响应于接收到坐标定义指令，将机器人保持在禁用状态并且激活机器人以促使定义针对机器人的坐标系；并且响应于接收校准指令，将机器人从禁用状态转换回校准状态。在一些实施例中，激活机器人以促使定义针对机器人的坐标系包括执行以下中的至少一个：定义工作对象数据、有效载荷数据、工具数据、工作对象坐标或用户框架；读取工作对象数据、有效载荷数据或工具数据；校准基础框架或用户框架；以及标识目标的位置并将位置通知给PLC。在一些实施例中，PLC进一步被配置为：当机器人处于禁用状态时，响应于接收到启用指令，将机器人从禁用状态转换到机器人被供电并且机器人的多个轴被保持在对应的当前位置的待机状态。在一些实施例中，PLC进一步被配置为：当机器人处于待机状态时，响应于接收点动指令，将机器人从待机状态转换到移动状态以激活机器人点动；以及当机器人处于移动状态时，响应于接收点动指令，将机器人保持在移动状态并且激活机器人点动。在一些实施例中，PLC进一步被配置为：当机器人处于移动状态时，响应于接收到停止指令，将机器人从移动状态转换到停止状态以停止机器人的移动。在一些实施例中，停止指令包括：第一停止指令，被配置为响应于检测到错误而停止机器人的移动；第二停止指令，被配置为停止机器人的移动并同时断开对机器人的电力供应；以及第三停止指令，被配置为停止机器人的移动并同时保持对机器人的电力供应。在一些实施例中，PLC进一步被配置为：响应于接收到第一停止指令，进一步将机器人从停止状态转换到错误状态；响应于接收到第二停止指令，进一步将机器人从停止状态转换回禁用状态；并且响应于接收到第三停止指令，进一步将机器人从停止状态转换回待机状态。在一些实施例中，PLC进一步被配置为：当机器人处于错误状态时，响应于接收到重置指令，将机器人从错误状态转换到初始状态；并且响应于接收到错误-清除指令，将机器人从错误状态转换到禁用状态。在本公开的第二方面中，提供一种用于控制机器人的方法。方法包括基于PLC中的FSM来定义：机器人的多个状态和相关链的多个操作以及多个状态之间的切换条件；以及响应于满足一个切换条件使机器人在不同状态之间切换，其中FSM至少包括：初始状态，用于自测试程序，以检查机器人的部件是否能够正确地操作；以及校准状态，用于校准机器人。在一些实施例中，使机器人在不同状态之间切换包括：在初始状态下，初始化机器人以启用自测试程序；并且响应于确定自测试程序成功，将机器人从初始状态转换到校准状态。在一些实施例中，使机器人在不同状态之间切换进一步包括：当机器人处于校准状态时，响应于确定校准完成，将机器人从校准状态转换到机器人被断电的禁用状态。在一些实施例中，使机器人在不同状态之间切换进一步包括：当机器人处于禁用状态时，响应于接收到坐标定义指令，将机器人保持在禁用状态并且激活机器人以促使定义针对机器人的坐标系；并且响应于接收到校准指令，将机器人从禁用状态转换回校准状态。在一些实施例中，激活机器人以促使定义针对机器人的坐标系包括执行以下中的至少一个：定义工作对象数据、有效载荷数据、工具数据、工作对象坐标或用户框架；读取工作对象数据、有效载荷数据或工具数据；校准基础框架或用户框架；以及标识目标的位置并将位置通知给PLC。在一些实施例中，使机器人在不同状态之间切换进一步包括：当机器人处于禁用状态时，响应于接收启用指令，将机器人从禁用状态转换到机器人被供电并且机器人的多个轴被保持在对应的当前位置的待机状态。在一些实施例中，使机器人在不同状态之间切换进一步包括：当机器人处于待机状态时，响应于接收点动指令，将机器人从待机状态转换到移动状态以激活机器人以点动；以及当机器人处于移动状态时，响应于接收点动指令，将机器人保持在移动状态并且激活机器人以点动。在一些实施例中，使机器人在不同状态之间切换进一步包括：当机器人处于移动状态时，响应于接收停止指令，将机器人从移动状态转换到停止状态以停止机器人的移动。在一些实施例中，停止指令包括：第一停止指令，被配置为响应于检测到错误而停止机器人的移动；第二停止指令，被配置为停止机器人的移动并同时断开对机器人的电力供应；以及第三停止指令，被配置为停止机器人的移动并同时保持机器人的电力供应。在一些实施例中，使机器人在不同状态之间切换进一步包括：响应于接收到第一停止指令，进一步将机器人从停止状态转换到错误状态；响应于接收到第二停止指令，进一步将机器人从停止状态转换回禁用状态；并且响应于接收到第三停止指令，进一步将机器人从停止状态转换回待机状态。在一些实施例中，使机器人在不同状态之间切换进一步包括：当机器人处于错误状态时，响应于接收到重置指令，将机器人从错误状态转换到初始状态；并且响应于接收错误-清除指令，将机器人从错误状态转换到禁用状态。在本公开的第三方面中，提供一种机器人，其包括根据本公开的第一方面的装置。在本公开的第四方面中，提供一种设备。该设备包括：处理单元；以及存储器，耦接到处理单元并且在其上存储指令，指令在由处理单元执行时使得设备执行根据本公开的第二方面的方法。根据本公开的各个实施例，用于控制机器人的装置为基于PLC的机器人移动提供了新的解决方案。这种基于PLC的机器人控制方案以及通过PLC编程语言定义/编程的适当设计的功能模块不仅弥补了PLC-Open中机器人专用的移动控制的不足，而且规定了机器人控制软件的标准规则。同时，PLC编程语言的使用有利于整个机器人系统的简单编程和维护。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制机器人的装置，包括：可编程逻辑控制器(PLC)(30)，被配置为基于有限状态机(FSM)(20)来定义：所述机器人的多个状态和相关联的多个操作，以及所述多个状态之间的切换条件，其中响应于满足一个切换条件，使所述机器人在不同的状态之间进行切换，其中所述FSM至少包括：初始状态(200)，用于自测试程序，以检查所述机器人的部件是否能够正确地操作；以及校准状态(201)，用于校准所述机器人。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制机器人的装置，包括：可编程逻辑控制器(PLC)(30)，被配置为基于有限状态机(FSM)(20)来定义：所述机器人的多个状态和相关联的多个操作，以及所述多个状态之间的切换条件，其中响应于满足一个切换条件，使所述机器人在不同的状态之间进行切换，其中所述FSM至少包括：初始状态(200)，用于自测试程序，以检查所述机器人的部件是否能够正确地操作；以及校准状态(201)，用于校准所述机器人。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述PLC(30)进一步被配置为：在所述初始状态(200)下初始化所述机器人以启用所述自测试程序；并且响应于确定所述自测试程序成功，将所述机器人从所述初始状态(200)转换到所述校准状态(201)。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述PLC(30)进一步被配置为：当所述机器人处于所述校准状态(201)时，响应于确定所述校准完成，将所述机器人从所述校准状态(201)转换到禁用状态(202)，在所述禁用状态(202)下所述机器人被断电。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述PLC(30)进一步被配置为：当所述机器人处于所述禁用状态(202)时，响应于接收到坐标定义指令，将所述机器人保持在所述禁用状态(202)并且激活所述机器人以促使定义针对所述机器人的坐标系；并且响应于接收到校准指令，将所述机器人从所述禁用状态(202)转换回所述校准状态(201)。5.根据权利要求4所述的装置，其中激活所述机器人以促使定义针对所述机器人的坐标系包括执行以下中的至少一个：定义工作对象数据、有效载荷数据、工具数据、工作对象坐标或用户框架；读取工作对象数据、有效载荷数据或工具数据；校准基础框架或用户框架；以及标识目标的位置并将所述位置通知给所述PLC(30)。6.根据权利要求3所述的装置，其中所述PLC(30)进一步被配置为：当所述机器人处于所述禁用状态(202)时，响应于接收到启用指令，将所述机器人从所述禁用状态(202)转换到待机状态(203)，在所述待机状态(203)下，所述机器人被供电并且所述机器人的多个轴被保持在对应的当前位置。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述PLC(30)进一步被配置为：当所述机器人处于所述待机状态(203)时，响应于接收到点动指令，将所述机器人从所述待机状态(203)转换到移动状态(204)，以激活所述机器人以点动；以及当所述机器人处于所述移动状态(204)时，响应于接收到点动指令，将所述机器人保持在所述移动状态(204)并且激活所述机器人以点动。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述PLC(30)进一步被配置为：当所述机器人处于所述移动状态(204)时，响应于接收到停止指令，将所述机器人从所述移动状态(204)转换到停止状态(205)以停止所述机器人的移动。9.根据权利要求8所述的装置，其中所述停止指令包括：第一停止指令，被配置为响应于检测到错误而停止所述机器人的所述移动；第二停止指令，被配置为停止所述机器人的所述移动并同时断开对所述机器人的电力供应；以及第三停止指令，被配置为停止所述机器人的所述移动并同时保持对所述机器人的所述电力供应。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述PLC(30)进一步被配置为：响应于接收到所述第一停止指令，进一步将所述机器人从所述停止状态(205)转换到错误状态(206)；响应于接收到所述第二停止指令，进一步将所述机器人从所述停止状态(205)转换回所述禁用状态(202)；并且响应于接收到所述第三停止指令，进一步将所述机器人从所述停止状态(205)转换回所述待机状态(203)。11.根据权利要求10所述的装置，其中所述PLC(30)进一步被配置为：当所述机器人处于所述错误状态(206)时，响应于接收到重置指令，将所述机器人从所述错误状态(206)转换到所述初始状态(200)；并且响应于接收到错误-清除指令，将所述机器人从所述错误状态(206)转换到所述禁用状态(202)。12.一种用于控制机器人的方法，包括：基于可编程逻辑控制器(PLC)(30)中的有限状态机(FSM)(20)来定义：所述机器人的多个状态和相关联的多个操作，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珺，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH