机器人单元中的工业机器人的模式控制制造技术

一种制造系统包括位于一个或多个机器人单元(1)内的多个工业机器人(2A)、机器人控制设备(10)的集合、以及中央计算机设备(20)。每个机器人控制设备(10)被布置为控制工业机器人(2A)的相应子集，并且中央计算机设备(20)经由通信网络(21)连接到机器人控制设备(10)的集合，并且被配置为向机器人控制设备(10)的集合提供至少一个中央模式选择信号，该至少一个中央模式选择信号限定用于操作模式的切换的请求。相应的机器人控制设备(10)包括模式控制器，该模式控制器被配置为基于至少一个中央模式选择信号至少在自动模式和手动模式之间切换相应的机器人控制设备(10)。

Mode control of industrial robot in robot unit

A manufacturing system includes a plurality of industrial robots (2a) located in one or more robot units (1), a collection of robot control devices (10), and a central computer device (20). Each robot control device (10) is arranged to control a corresponding subset of an industrial robot (2a), and a central computer device (20) is connected to a set of robot control devices (10) via a communication network (21), and is configured to provide a set of robot control devices (10) with at least one central mode selection signal, which is limited to an operation mode Request to switch. The corresponding robot control device (10) includes a mode controller configured to switch the corresponding robot control device (10) between the automatic mode and the manual mode at least based on at least one central mode selection signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人单元中的工业机器人的模式控制
本专利技术一般涉及工业机器人控制，具体涉及一种改变工业机器人的操作模式的技术，该工业机器人位于制造系统的机器人单元内。
技术介绍
工业机器人在本领域中是众所周知的。几个工业机器人可选地与其他相关机器一起组合成一个制造系统，这是很常见的。这种制造系统的一个示例是所谓的集成制造系统(IMS)。该制造系统可以包括一个或多个机器人单元，也称为工作单元或制造单元。机器人单元是受保护区域，该受保护区域包括一个或多个工业机器人，可能还包括其他相关机器，诸如机器人定位器、工件定位器、输送机等。相应的工业机器人由专用机器人控制设备控制，以执行预定义的任务顺序。机器人单元内或不同机器人单元中的多个工业机器人的控制可以通过控制信号来同步，该控制信号由中央计算机设备(例如，PLC)向机器人控制设备以及向机器人单元中的其他相关机器提供。可以在不同的操作模式下设置每个机器人控制设备。一种这样的操作模式是自动模式或生产模式，在自动模式或生产模式中，机器人控制设备在受到来自中央计算机设备的控制信号的作用下按照程序要求并且以全速自主操作。另一操作模式是手动模式，也称为教导模式，在该模式下，允许操作员通过连接到机器人控制设备的垂饰设备(apendantdevice)来手动控制工业机器人以降低的速度移动。例如，手动模式可以在机器人的编程、维护、测试或安装期间使用，或用于解决机器人单元内的工业机器人的操作故障。常规上讲，通常，通过操作员转动安装在机器人单元外部并且连接到机器人控制设备的控制面板上的专用机械开关，来针对每个机器人控制设备单独改变操作模式。可替代地，可以通过操作员操纵专用机械开关或者垂饰设备的触摸屏上的虚拟按钮来改变操作模式。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少部分克服现有技术的一个或多个限制。另一目的是促进改变制造系统的机器人单元中的多个工业机器人的操作模式。再一目的是在保证操作员安全的同时促进操作模式的这种改变。通过根据独立权利要求的制造系统至少部分实现这些目的中的一个或多个目的以及从下文的描述中可能出现的其他目的，示例性实施例由从属权利要求限定。附图说明现在，参考所附的示意图对本专利技术的实施例进行更详细的描述。图1是包括工业机器人和相关机器的机器人单元的俯视平面图。图2是用于机器人单元的控制系统的框图。图3是图2的控制系统中的机器人控制设备的框图。图4图示了机器人控制设备的不同模式之间的切换。图5A至图5D是图示了在图2的控制系统中的中央计算机设备与机器人控制器设备之间交换的控制信号的信号图。具体实施方式现在，参考附图在下文中对本专利技术的实施例进行更全面的描述，在附图中，示出了本专利技术的一些但不是全部实施例。实际上，本专利技术可以以许多不同的形式来体现，并且不应当被解释为限于本文中所阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开可以满足适用的法律要求。在全文中，相同的附图标记表示相同的元件。此外，应当理解，在可能的情况下，本文中所描述和/或设想的本专利技术的实施例中的任一实施例的优点、特征、功能、设备和/或操作方面中的任一项可以被包括在本文中所描述和/或设想的本专利技术的其他实施例中的任一实施例中。另外，在可能的情况下，除非另有明确说明，否则本文中以单数形式表达的任何术语还意指包括复数形式和/或反之亦然。如本文中所使用的，“至少一个”应当意指“一个或多个”，并且这些短语旨在是可互换的。因而，即使在本文中还使用短语“一个或多个”或“至少一个”，术语“一”和/或“一个”应当意指“至少一个”或“一个或多个”。如本文中所使用的，除非上下文另外由于表达语言或必要暗示而需要，否则词语“包括”或诸如“包含”或“具有”的变型以包括性含义使用，也就是说，以指定存在所述特征，但不排除在本专利技术的各种实施例中存在或添加其他特征。图1是制造系统中的机器人单元1的平面图。尽管在图1中未示出，但是制造系统可以包括一个以上的机器人单元。在所图示的示例中，机器人单元1包括两个工业机器人2A和四个相关机器2B。相关机器2B是可选的，并且可以例如是以下各项中的一项或多项：分拣机、输送机、工件定位器、机器人定位器、机床等。如本文中所使用的，工业机器人2A(或“机器人”)是指包括关节操纵结构的任何机器，该关节操纵结构被配置用于具有多个自由度(例如六个自由度)的末端执行器的移动。机器人单元1是包括工业机器人2A和相关机器2B的受保护区域或分区。在所图示的示例中，机器人单元1由物理保护屏障4(例如，由壁部分、面板、围栏、笼子等形成)界定。经由保护屏障4中的门或出入口5进入机器人单元1。在每个门5上设有门开关6，以发信号通知门5是打开还是关闭。在备选方案中，门5中的至少一个门5可以由开口代替，该开口被监控以检测个体进入机器人单元1，例如，通过形成跨过开口的光屏障并且在光屏障被破坏时发信号通知的设备。还应当设想，机器人单元1包括一个或多个存在或移动传感器(未示出)，其覆盖全部或部分机器人单元1以检测个体的存在。这种存在/运动传感器的非限制性示例是激光扫描仪。在所图示的示例中，用于相应机器人2A的机器人控制设备10位于机器人单元1的外部。机器人控制设备10被配置为以技术人员所公知的方式操作机器人2A以实现期望的机器人运动(例如，其末端执行器的轨迹)。应当指出，单个机器人控制设备10可以被配置和连接以操作一个以上的机器人2A。进一步地，在图1的示例中，专用操作员开关7的集合位于相应的门5处。一个操作员开关7可以是紧急停止开关，该紧急停止开关当由操作员手动致动时，使机器人单元1中的所有机器2A、2B停止，并且另一操作员开关7可以是复位开关或确认开关，其在离开机器人单元1之后由操作员手动致动，以允许机器人单元1中的机器人2A被中央计算机设备(下文)切换为自动模式。图2图示了用于机器人单元1内的多个机器人2A的控制系统。该控制系统可以应用于图1中的机器人单元1，但被图示为控制图2中的三个工业机器人2A。控制系统包括中央计算机设备20，其在下文中表示为“主计算机”，该中央计算机设备被连接为从开关6、7以及与机器人单元1相关联的任何其他(多个)相关开关和/或(多个)传感器接收输入信号。主计算机20可以由PLC(例如，所谓的安全PLC)或任何其他合适的计算机系统来实现。主计算机20经由通信网络21连接到机器人控制设备10，该通信网络21可以基于用于有线通信的任何合适的现场总线标准。在备选方案中，网络21可以是无线的，或者由在主计算机20与相应的机器人控制设备10之间延伸的单独的布线组成。在优选实施例中，例如，在可能检测到并且可选地校正传输数据中的误差(例如由信号干扰或数据篡改引起)的意义上讲，网络21上的通信是“安全的”。例如，网络21上的通信可以基于提供数据冗余并且传送校验和的数据通信协议。还可以通过对通信至关重要的部件(例如，处理器、电源等)的冗余并且提供被配置为抑制通信网络21上的干扰(诸如紧急电压和瞬态电压)的设备来使得通信安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造系统，包括：/n多个工业机器人(2A)；/n机器人控制设备(10)的集合，其中每个机器人控制设备(10)被布置为控制所述工业机器人(2A)的相应子集；/n中央计算机设备(20)，连接到所述机器人控制设备(10)的集合并且被配置为向所述机器人控制设备(10)的集合提供至少一个中央模式选择信号(CMR1-CMR3)，所述至少一个中央模式选择信号(CMR1-CMR3)限定用于操作模式的切换的请求；/n其中相应的机器人控制设备(10)包括模式控制器(14)，所述模式控制器(14)被配置为基于所述至少一个中央模式选择信号(CMR1-CMR3)来设置所述相应的机器人控制设备(10)的所述操作模式。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170411 US 62/484,1991.一种制造系统，包括：
多个工业机器人(2A)；
机器人控制设备(10)的集合，其中每个机器人控制设备(10)被布置为控制所述工业机器人(2A)的相应子集；
中央计算机设备(20)，连接到所述机器人控制设备(10)的集合并且被配置为向所述机器人控制设备(10)的集合提供至少一个中央模式选择信号(CMR1-CMR3)，所述至少一个中央模式选择信号(CMR1-CMR3)限定用于操作模式的切换的请求；
其中相应的机器人控制设备(10)包括模式控制器(14)，所述模式控制器(14)被配置为基于所述至少一个中央模式选择信号(CMR1-CMR3)来设置所述相应的机器人控制设备(10)的所述操作模式。


2.根据权利要求1所述的制造系统，其中所述模式控制器(14)被配置为基于所述至少一个中央模式选择信号(CMR1-CMR3)来将所述相应的机器人控制设备(10)设置处于至少两种不同的操作模式中的一个模式下，所述至少两种不同的操作模式包括自动模式(AUTO)和手动模式(MFS；MRS)。


3.根据权利要求2所述的制造系统，其中在所述自动模式(AUTO)下，所述相应的机器人控制设备(10)根据预定义的控制程序来操作工业机器人(2A)的相应子集，并且其中所述相应的机器人控制设备(10)在所述手动模式(MFS；MRS)下至少部分地基于来自本地计算机设备(30)的操作控制信号来操作所述机器人机器的所述相应子集，所述本地计算机设备(30)连接到所述相应的机器人控制设备(10)。


4.根据权利要求3所述的制造系统，其中所述模式控制器(14)还被配置为从所述本地计算机设备(30)接收本地模式选择信号，并且在已经基于所述本地模式选择信号设置了所述操作模式之后进入本地控制状态，其中所述模式控制器(12)被配置为当处于所述本地控制状态时忽略所述至少一个中央模式选择信号(CMR1-CMR3)。


5.根据权利要求4所述的制造系统，其中所述模式控制器(14)在进入所述本地控制状态时，被配置为使所述相应的机器人控制设备(10)将互锁信号传达至所述机器人控制设备(10)的集合中的其他机器人控制设备(10)，从而使得所述其他机器人控制设备(10)中的所述模式控制器(14)忽略所述至少一个中央模式选择信号(CMR1-CMR3)。


6.根据权利要求4或5所述的制造系统，其中所述模式控制器(14)还被配置为基于使能信号(CME)来离开所述本地控制状态，所述使能信号(CME)由所述中央计算机设备(20)向所述机...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·布雷达尔，J·林斯特德，S·罗姆贝格，
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