用于使操纵器轴止动的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于使操纵器、特别是机器人的至少一个轴止动的方法，具有以下步骤：闭合所述轴的机械制动器(S20)；通过运动调节停止对所述轴的驱动器的激活(S30)；对所述机械制动器进行监控(S40)；当监控检测到所述机械制动器的故障状态时，通过运动调节启动对所述驱动器的激活(S60)。

【技术实现步骤摘要】
用于使操纵器轴止动的方法和装置
本专利技术涉及用于使操纵器的至少一个轴止动的方法和装置。
技术介绍
机器人的停车制动器在理论上已经是非常可靠。但是对于危及安全的情况而言仍然应该进一步地降低危险性。另一方面，在使用只包括一个制动器的驱动器时所存在的问题在于：意外运动的最大可接受的残余风险是通过单通道系统实现的。因此，由企业内部的实际情况可知：为了能够检测到制动器性能的细微变化，需要进行周期性地制动测试。当低于预设的工作能力时需要更换相关的制动器。但是该方法对于制动性能自发退化的情况并不适用。因此在企业内部实践中存在的另一种已知的方法是完全不使制动器闭合或不使用制动器，尤其是在使用会危及安全的情况下。换而言之，通过相应地调节驱动器的转矩来主动地实现轴的停止运转，并因此符合DINEN60204-1：2007-06的停止类别2，DINEN60204-1：2007-06定义了操纵器的停止功能的三个类别：Stopp0：由于立即中断对驱动元件的能源供应所引起的不受控制的停车；Stopp1：受控的停车，其中，为了实现停车保持对驱动元件的能源供应。当实现了停车或者Stopp超过允许的时间时中断能源供应；和Stopp3：受控的停车，其中，保持对驱动元件的能源供应。这三种类别可以通过控制技术以不同的方式和方法来实现。通过借助相应地调节驱动器的转矩来替代使制动器闭合来主动地实现轴的停车的缺点在于：需要保持操纵器处于激活状态，而这需要消耗能源，并且还可能导致噪音干扰。
技术实现思路
本专利技术的目的在于使操纵器能够更好地运行。本专利技术的目的通过一种用于使操纵器、特别是机器人的至少一个轴止动的方法来实现，其具有以下步骤：闭合所述轴的机械制动器；通过运动调节停止对所述轴的驱动器的激活；对所述机械制动器进行监控；当监控检测到所述机械制动器的故障状态时，通过所述运动调节启动对所述驱动器的激活。本专利技术的目的还通过一种用于操纵器、特别是机器人的控制器来实现，该控制器用于控制过程运动，其特别是安全控制器，其被设计用于执行本专利技术的方法。根据本专利技术的用于使操纵器、特别是机器人的一个或多个、尤其是全部的轴止动的方法具有下述的多个步骤。在此,两个或多个步骤可以顺序地和/或并行地进行。该方法在下面的举例中只针对单个操纵器的单个轴，但并不限于此。相反，该方法还可用于使一个或多个操纵器的多个轴止动。在一个步骤中，闭合轴的制动器，特别是停车制动器。这种制动器特别是可以具有机械的、液压的和/或气动的制动器，尤其是弹簧制动器，特别是可以是机械的、液压的和/或气动的制动器，尤其是弹簧制动器。在一种实施方式中，制动器为可电操作和/或可磁性操作的制动器，特别是电操作和/或磁性操作的制动器。在一种实施方式中，制动器是常闭制动器或无能源闭合制动器，对这种制动器必须主动地进行通风，因此也被称为安全制动器。在一种实施方式中，特别是通过将相应于操纵器的轴的驱动器的制动力矩施加在该轴上，特别是提前使操纵器的轴主动进入停车状态。在另一步骤中，特别是在制动器闭合之后，通过运动调节停止对轴的驱动器的激活。在一种实施方式中，这种运动调节可以包括位置调节，速度调节，力矩或力调节和/或导纳调节或阻抗调节，特别可以是位置调节，速度调节，力矩或力调节和/或导纳调节或阻抗调节。为了使说明更加紧凑，下面根据力的概念将转矩，即反平行力偶也概括地称为力。这种运动调节可以一个或多个等级的方式级联，特别是具有例如包括位置调节的外部级联和例如包括电流调节的内部级联。在另一个步骤中，特别是还通过运动调节来监控闭合的制动器的功能。该步骤特别是可以在时间上与根据本专利技术的方法的其他步骤并行地进行，特别是可以连续不断地进行和/或在操纵器行动期间、尤其是向其控制器供应能源期间进行。这种监控可以通过不同的方式进行，在此，在描述中将对若干情况做详细的讨论。当监控检测到制动器的错误状态，则已停止的对驱动器的激活将被再次启动。由此又可以(特别是还或仅)通过驱动器而不再仅通过或还通过制动器来实现对轴的止动。在一种实施方式中，通过这种方式可以降低通过相应地调节轴的驱动器的力来主动地使轴止动时的不利影响，尤其是降低相应的能源损耗和/或所引起的噪音。附加地或替代的，由于通过运动调节来重新启动对轴的激活而使制动器自发地出现故障也可以通过安全技术来克服，在此，在一种优选的扩展方案中，特别是可以迅速地与即使在制动器闭合时也在进行或执行的其他运动调节相结合并由此造成或确保对轴的设定。相应地，特别是可以将通过运动调节激活轴的驱动器理解为通过运动调节向驱动器传送指示和/或能源，或者通过驱动器遵循或实现这些指示；相应地，特别是将通过运动调节停止对轴的驱动器的激活理解为中断这种对指示和/或能源的传递或遵守。换句话说，在一种实施方式中，如果运动调节在制动器闭合时继续工作，则特别是可以向运动调节提供能源和/或传感器信号，在此，可以只通过这种进一步的运动调节停止对驱动器的激活，特别是中断通过运动调节向驱动器传送指示和/或能源。这可以通过汽车离合器(Kraftfahrzeugkupplung)的例子来说明：通过分离通过(仍在工作的)发动机停止对驱动轮的激活，并通过闭合离合器而重新启动。本专利技术意义下的驱动器特别可以包括一个或多个电动机。电动机特别是可以用于将电能转化为机械能。电动机优选利用直流电和/或交流电运行，在此，交流电特别是可以具有特定的频率和/或特定的振幅。优选将电动机设计为无刷直流电机，异步电机或同步电机。电机特别是可以具有电子整流器。优选电机具有逆变器和/或放大器、特别是脉冲宽度调制(“PWM”)-放大器。本专利技术意义下的制动器优选用于施加停车力矩或部分停车力，以使操纵器轴制动或止动。如前所述，本专利技术中特别是将(转动)力矩也称为力。本专利技术中的止动特别是应当被理解为使轴保持不动。本专利技术意义下的激活特别是可以包括一个操纵器轴的一个或多个驱动器。附加地或替代地，激活可以包括一个或多个调节回路，在一种实施方式中，这些调节回路被分等级地级联，并行操作和/或根据状态被启动。在此，状态可以是根据本专利技术的方法的状态，操纵器的状态和/或操纵器的周围环境、特别是装置和/或流程的状态。对制动器的错误状态的检测的响应可以通过各种措施进行。根据本专利技术，对相关操纵器轴的驱动器的激活的(重新)启动可以通过运动调节来实现。由此可以通过驱动器实现对操纵器轴的主动止动。本专利技术意义下的监控特别是指尤其是对制动器的有针对性的观察和特别是关于制动器性能的信息收集。监控特别是可以包括对制动器和/或驱动器的状态的检测和分析以及对轴和/或操纵器的激活，特别是可以是对制动器和/或驱动器的状态的检测和分析以及对轴和/或操纵器的激活。监控特别用于提高人和机器的安全性。优选监控用于提高人和操纵器组的装置的安全性。附加地或替代地，监控还可以用于提高与操纵器组协作和/或位于操纵器组的危险区域中的人员和装置的安全性。监控优选包括实际值与额定值的比较。监控可以涉及到待遵守的边界值，特别是与位置相关的边界值(例如工作空间，操纵器的偏转，速度，加速度，冲击(Ruck)等)，和/或关于力和/或力矩的边界值以及这些值的组合。附加地或替代地，可以监控模型、特别是估计模型的参数，在此，优选基于检测到的信息对模型进行估计。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使操纵器、特别是机器人的至少一个轴止动的方法，具有以下步骤：闭合所述轴的机械制动器(S20)；通过运动调节停止对所述轴的驱动器的激活(S30)；对所述机械制动器进行监控(S40)；当监控检测到所述机械制动器的故障状态时，通过所述运动调节启动对所述驱动器的激活(S60)。

【技术特征摘要】
2014.02.12 DE 102014001923.31.一种用于使操纵器的至少一个轴止动的方法，具有以下步骤：闭合所述轴的机械制动器(S20)；通过运动调节停止对所述轴的驱动器的激活(S30)；对所述机械制动器进行监控(S40)；当一监控检测到所述机械制动器的一故障状态时，通过所述运动调节启动对所述驱动器的激活(S60)。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述机械制动器闭合期间，向所述驱动器供应能源。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述机械制动器闭合期间，向所述驱动器连续地供应能源。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了监控所述机械制动器，对基于所述轴的位置和/或所述轴的位置的时间导数的参量进行监控。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了监控所述机械制动器，对基于所述轴的驱动器的电流和/或电压的参量进行监控。6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了监控所述机械制动器，对基于所述轴的驱动器的力的参量进行监控。7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述机械制动器闭合期间对该机械制动器进行分析。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述驱动器在所述机械制动器闭合期间产生力(S50)...

【专利技术属性】
技术研发人员：祖波尔·贝纳利，安德烈亚斯·哈格瑙尔，斯蒂芬·波思，
申请(专利权)人：库卡罗伯特有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE