本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行機(jī)器的制動(dòng)器的方法，該機(jī)器具有機(jī)器控制器和至少一個(gè)可通過該機(jī)器控制器操控的、運(yùn)動(dòng)的節(jié)肢，該節(jié)肢可以借助于通過機(jī)器控制器操控的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來調(diào)整，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)軸，并且該驅(qū)動(dòng)電機(jī)在可通過機(jī)器控制器操控的制動(dòng)器的閉合狀態(tài)下能夠通過該制動(dòng)器被制動(dòng)。本發(fā)明還涉及一種具有機(jī)器控制器的機(jī)器，特別是一種具有機(jī)器人控制器的機(jī)器人，其被構(gòu)造和/或設(shè)計(jì)用于執(zhí)行這種方法。

背景技術(shù)：

專利文獻(xiàn)DE102008041866B3描述了一種用于檢查機(jī)器人的制動(dòng)器的方法，該方法包括：使具有多個(gè)軸的機(jī)器人運(yùn)行的步驟；激活制動(dòng)器的步驟；在激活制動(dòng)器的過程中借助于轉(zhuǎn)矩傳感器確定作用在軸上的轉(zhuǎn)矩的步驟；和基于對(duì)借助于轉(zhuǎn)矩傳感器所確定的轉(zhuǎn)矩的分析來評(píng)價(jià)制動(dòng)器的功能良好性的步驟，其中，該機(jī)器人具有：配屬于多個(gè)軸中的其中一個(gè)軸的驅(qū)動(dòng)器；配屬于該軸的制動(dòng)器，該制動(dòng)器被設(shè)計(jì)用于至少減少該軸的運(yùn)動(dòng)；和對(duì)應(yīng)于該軸的轉(zhuǎn)矩傳感器，其被設(shè)計(jì)用于檢測(cè)作用在該軸上的轉(zhuǎn)矩。

專利文獻(xiàn)EP1239354B1描述了一種用于控制和監(jiān)測(cè)具有額定力矩的制動(dòng)裝置的方法，該制動(dòng)裝置隸屬于技術(shù)設(shè)備(例如手操縱工具)的驅(qū)動(dòng)單元，在此，在打開該制動(dòng)裝置時(shí)測(cè)量驅(qū)動(dòng)單元的相應(yīng)于保持力矩的保持電流并存儲(chǔ)，并且在關(guān)閉制動(dòng)裝置時(shí)以特定于軸的電流值對(duì)驅(qū)動(dòng)單元加載，該電流值對(duì)制動(dòng)裝置加載等于或小于制動(dòng)裝置的額定力矩的力矩，并同時(shí)對(duì)處于停車狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行檢查。

專利文獻(xiàn)EP0924583A2描述了一種用于檢查特別是機(jī)器人的電動(dòng)機(jī)的電機(jī)制動(dòng)器的方法，在此，該電動(dòng)機(jī)與機(jī)械的電機(jī)制動(dòng)器耦接，其特征在于，待檢查的機(jī)械制動(dòng)器被激活，由此阻止機(jī)器人的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而短時(shí)間地改變所限定的被導(dǎo)入電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流或者被供應(yīng)到電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓，由此確定至少一個(gè)因此而改變的電機(jī)參數(shù)的第一值，并該第一值與該電機(jī)參數(shù)的在相同的起動(dòng)電流或相同的起動(dòng)電壓下但未激活機(jī)械制動(dòng)器時(shí)所確定的第二值進(jìn)行比較，并根據(jù)該電機(jī)參數(shù)的第一值與第二值之間的差來識(shí)別機(jī)械制動(dòng)器的故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于運(yùn)行機(jī)器的制動(dòng)器的方法，特別是提供一種相應(yīng)的具有這種制動(dòng)器的機(jī)器人，該制動(dòng)器的功能性是可檢查的，由此使得該機(jī)器、特別是機(jī)器人能夠以安全的方式運(yùn)行。

本發(fā)明的目的提供一種用于運(yùn)行機(jī)器的制動(dòng)器的方法來實(shí)現(xiàn)，該機(jī)器具有機(jī)器控制器和至少一個(gè)可通過該機(jī)器控制器操控的、可運(yùn)動(dòng)的節(jié)肢，該節(jié)肢可以借助于通過機(jī)器控制器操控的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來調(diào)整，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)軸，并且該驅(qū)動(dòng)電機(jī)在可通過機(jī)器控制器自動(dòng)操控的制動(dòng)器的閉合狀態(tài)下能夠通過該制動(dòng)器被制動(dòng)，該方法具有以下步驟：

-提供至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值，這些制動(dòng)力矩值在機(jī)軸的沿360度分布的不同轉(zhuǎn)動(dòng)角位置上分別在制動(dòng)器閉合時(shí)被確定，

-通過對(duì)比一個(gè)制動(dòng)力矩值與至少一個(gè)另外的制動(dòng)力矩值，分析至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值，并

-根據(jù)通過比較制動(dòng)力矩值所得到的結(jié)果來操控機(jī)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和/或制動(dòng)器。

本發(fā)明的目的特別是通過一種使機(jī)器人的制動(dòng)器運(yùn)行的方法來實(shí)現(xiàn)，該機(jī)器人具有機(jī)器人控制器和由該機(jī)器人控制器操控的機(jī)器人臂，該機(jī)器人臂具有至少一個(gè)第一節(jié)肢、第二節(jié)肢和將第一節(jié)肢與第二節(jié)肢連接起來的關(guān)節(jié)，該關(guān)節(jié)可以借助于驅(qū)動(dòng)電機(jī)來調(diào)整，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)軸，并且該驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以在被機(jī)器人控制器自動(dòng)操控的制動(dòng)器的閉合狀態(tài)下通過該制動(dòng)器被制動(dòng)，該方法具有以下步驟：

-提供至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值，這些制動(dòng)力矩值在機(jī)軸的沿360度分布的不同轉(zhuǎn)動(dòng)角位置上分別在制動(dòng)器閉合時(shí)被確定，

-通過對(duì)比一個(gè)制動(dòng)力矩值與至少一個(gè)另外的制動(dòng)力矩值，分析至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值，并

-根據(jù)通過比較制動(dòng)力矩值所得到的結(jié)果來操控機(jī)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和/或制動(dòng)器。

在下文中特別是時(shí)常會(huì)結(jié)合作為機(jī)器的機(jī)器人對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。總體上不會(huì)明確涉及到特定于機(jī)器人的觀點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明所描述的技術(shù)教導(dǎo)完全通用地適于和/或被設(shè)置用于其他作為機(jī)器人的機(jī)器。

制動(dòng)器特別是安全制動(dòng)器。制動(dòng)器可以使電-機(jī)械制動(dòng)器，其被設(shè)計(jì)為在基態(tài)下是閉合的，該制動(dòng)器可以被彈簧預(yù)緊地進(jìn)入打開狀態(tài)，制動(dòng)器在該打開狀態(tài)下借助于電能保持打開，并在斷電時(shí)由于彈簧預(yù)緊、特別是借助于至少一個(gè)機(jī)械彈簧而自動(dòng)返回其閉合狀態(tài)，即返回到基態(tài)下。

制動(dòng)器可以具有：固定不動(dòng)的制動(dòng)部件，該制動(dòng)部件與機(jī)器人臂的第一節(jié)肢相連接；和在制動(dòng)器的打開狀態(tài)中下可轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)部件，該可轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)部件被安裝在由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)軸上，該機(jī)軸聯(lián)接在機(jī)器人臂的第二節(jié)肢上。在此，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以具有電機(jī)殼體，該電機(jī)殼體與機(jī)器人臂的第一節(jié)肢固定地連接，特別是法蘭連接在該第一節(jié)肢上。驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以具有電機(jī)軸，該電機(jī)軸直接聯(lián)接在第二節(jié)肢上或者通過中間連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)接在第二節(jié)肢上。根據(jù)本發(fā)明的機(jī)軸在所有的實(shí)施方式變型中均借助于驅(qū)動(dòng)電機(jī)被驅(qū)動(dòng)，所述機(jī)軸可以是電機(jī)軸本身，或者是與電機(jī)軸直接連接的機(jī)軸，或者是間接地聯(lián)接在電機(jī)軸上的機(jī)軸。制動(dòng)器特別是可以被設(shè)置在位于驅(qū)動(dòng)電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)桿中。就此而言，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)軸也可以是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸入軸。特別是在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有很小的傳動(dòng)比(例如最高1:10)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)軸也可以在必要時(shí)是輸出側(cè)的機(jī)軸，在此，制動(dòng)器處于該輸出側(cè)的機(jī)軸上。

在一種特別的實(shí)施方式中，通過在電機(jī)軸的沿360度分布的不同轉(zhuǎn)動(dòng)角位置上分別在制動(dòng)器閉合時(shí)確定制動(dòng)力矩值，可以提供至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值。在此，還通過將一個(gè)制動(dòng)力矩值與至少一個(gè)另外的制動(dòng)力矩值相比較，對(duì)上述至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值進(jìn)行分析，并且還根據(jù)通過比較電機(jī)軸的不同轉(zhuǎn)動(dòng)角位置的制動(dòng)力矩值所得到的結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人和/或制動(dòng)器的操控。

制動(dòng)力矩值可以被理解為這樣的轉(zhuǎn)矩：其在制動(dòng)器閉合時(shí)被施加在機(jī)軸上，或者說是為了使固定不動(dòng)的機(jī)軸在制動(dòng)器閉合時(shí)能夠運(yùn)動(dòng)所必需的或者會(huì)是必需的。

根據(jù)本發(fā)明，通過在各個(gè)制動(dòng)器閉合時(shí)在機(jī)軸的沿360度分布的不同轉(zhuǎn)動(dòng)角位置上檢測(cè)至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值，可以識(shí)別發(fā)生在同一致動(dòng)其上的不同的制動(dòng)作用。這些不同的制動(dòng)作用可以取決于機(jī)軸、特別是電機(jī)軸的下述轉(zhuǎn)動(dòng)角位置地發(fā)生：在這些轉(zhuǎn)動(dòng)角位置中，制動(dòng)器已經(jīng)使機(jī)軸或者說電機(jī)軸進(jìn)入停車?？赡軐?dǎo)致這種取決于轉(zhuǎn)動(dòng)角位置的制動(dòng)力矩值的原因可以是零件公差和/或安裝地點(diǎn)公差，例如被輕微偏心安裝的機(jī)軸、機(jī)軸的偏離理想圓形的剖面形狀或制動(dòng)器的偏離同軸的安裝地點(diǎn)。

機(jī)器人通?？梢跃哂卸鄠€(gè)關(guān)節(jié)，每個(gè)關(guān)節(jié)均配設(shè)有自己的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和自己的制動(dòng)器，并且根據(jù)本發(fā)明的方法將在機(jī)器人的多個(gè)或者所有的關(guān)節(jié)或者說制動(dòng)器和/或驅(qū)動(dòng)電機(jī)上被執(zhí)行。

在通過將一個(gè)制動(dòng)力矩值與至少一個(gè)另外的制動(dòng)力矩值相比較對(duì)至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值進(jìn)行分析時(shí)，可以確定：制動(dòng)器在機(jī)軸、特別是電機(jī)軸的哪個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)角位置中具有更好的或者更差的制動(dòng)作用。

在根據(jù)比較制動(dòng)力矩值所得到的結(jié)果來操控機(jī)器人、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和/或制動(dòng)器時(shí)，可以操控機(jī)器人、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和/或制動(dòng)器，使關(guān)節(jié)處于機(jī)軸、特別是電機(jī)軸的如下的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置中：制動(dòng)器在該轉(zhuǎn)動(dòng)角位置中的制動(dòng)作用要好于其他的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置。由此，一方面驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以在制動(dòng)器已經(jīng)閉合時(shí)主動(dòng)地、也就是通過機(jī)器人控制器被強(qiáng)制性地繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至機(jī)軸已到達(dá)具有更好制動(dòng)作用的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置。替代地或附加地，機(jī)器人控制器可以使制動(dòng)器在一定程度上主動(dòng)地保持打開一段時(shí)間，以使機(jī)軸能夠以較小的制動(dòng)作用被剎車，直至到達(dá)具有更好制動(dòng)作用的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置。

在所有的實(shí)施方式中，為了提供至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值，可以在機(jī)軸的沿360度分布的不同轉(zhuǎn)動(dòng)角位置上進(jìn)行相應(yīng)數(shù)量的制動(dòng)測(cè)試。為了進(jìn)行這種制動(dòng)測(cè)試，可以將機(jī)軸、特別是電機(jī)軸引入到第一轉(zhuǎn)動(dòng)角位置。在該第一轉(zhuǎn)動(dòng)角位置中，制動(dòng)器閉合，并在閉合制動(dòng)器時(shí)啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，即使其驅(qū)動(dòng)力矩升高，直至機(jī)軸開始在制動(dòng)器閉合的條件下滑轉(zhuǎn)(durchzurutschen)。這種滑轉(zhuǎn)，即開始機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)可以通過相應(yīng)的特別是機(jī)器人中已有的量角發(fā)送器(例如分解器、增量發(fā)送器或絕對(duì)量角傳感器)來識(shí)別并通過機(jī)器人控制器進(jìn)行分析。當(dāng)?shù)竭_(dá)在制動(dòng)器閉合的條件下機(jī)軸運(yùn)動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)時(shí)，測(cè)量由驅(qū)動(dòng)電機(jī)在該力矩之前所施加的轉(zhuǎn)矩，并且作為對(duì)應(yīng)于該轉(zhuǎn)動(dòng)角位置的制動(dòng)力矩被存儲(chǔ)。被施加的轉(zhuǎn)矩特別是可以通過電機(jī)電流來確定，但使在一種替代的或附加的實(shí)施方式中，也可以通過單獨(dú)的轉(zhuǎn)矩傳感器或力傳感器特別是直接在機(jī)軸上測(cè)量。其他轉(zhuǎn)動(dòng)角位置上的另外的制動(dòng)力矩值可以按照與上述相同的方式借助于這種制動(dòng)測(cè)試來確定，并在此后或者說由此提供該另外的制動(dòng)力矩值。

在根據(jù)本發(fā)明方法的第一種變型中，當(dāng)至少一個(gè)通過制動(dòng)測(cè)試提供的制動(dòng)力矩值大于所設(shè)定的制動(dòng)力矩最小值時(shí)，機(jī)器控制器、特別是機(jī)器人控制器自動(dòng)提供一制動(dòng)測(cè)試的制動(dòng)器功能良好的合格結(jié)果。該制動(dòng)力矩最小值可以由限于機(jī)器類型或限于機(jī)器人類型的、廠方規(guī)定的力矩值來生成。該制動(dòng)力矩最小值也可以基于限于機(jī)器類型或機(jī)器人類型的、廠方規(guī)定的力矩值特別是在追加安全系數(shù)的條件下計(jì)算得到。制動(dòng)器功能良好的合格結(jié)果可以在與機(jī)器控制器或機(jī)器人控制器連接的指示器上顯示。替代地或附加地，機(jī)器控制器或者說機(jī)器人控制器可以在該結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)使機(jī)器或者說機(jī)器人自動(dòng)地或被手動(dòng)操控地運(yùn)行。

在根據(jù)本發(fā)明方法的第二種變型中，只有在由制動(dòng)測(cè)試所提供的制動(dòng)力矩值全部大于設(shè)定的制動(dòng)力矩最小值時(shí)，機(jī)器控制器、特別是機(jī)器人控制器才會(huì)自動(dòng)提供制動(dòng)測(cè)試的制動(dòng)器功能良好的合格結(jié)果。該制動(dòng)力矩最小值可以由限于機(jī)器類型的或限于機(jī)器人類型的、廠方規(guī)定的力矩值來生成。該制動(dòng)力矩最小值也可以基于限于機(jī)器類型的或限于機(jī)器人類型的、廠方規(guī)定的力矩值特別是在追加安全系數(shù)的條件下計(jì)算得到。制動(dòng)器功能良好的合格結(jié)果可以在與機(jī)器控制器或機(jī)器人控制器連接的指示器上顯示。替代地或附加地，機(jī)器控制器或者說機(jī)器人控制器可以在該結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)使機(jī)器或機(jī)器人自動(dòng)地或被手動(dòng)操控地運(yùn)行。

在根據(jù)本發(fā)明方法的第三種變型中，當(dāng)至少一個(gè)、特別是全部的通過制動(dòng)測(cè)試提供的制動(dòng)力矩值小于設(shè)定的制動(dòng)力矩最小值時(shí)，機(jī)器控制器、特別是機(jī)器人控制器自動(dòng)提供制動(dòng)測(cè)試的制動(dòng)器功能良好的合格結(jié)果。該制動(dòng)力矩最小值可以由限于機(jī)器類型的或限于機(jī)器人類型的、廠方規(guī)定的力矩值來生成。該制動(dòng)力矩最小值也可以基于限于機(jī)器類型的或機(jī)器人類型的、廠方規(guī)定的力矩值特別是在追加安全系數(shù)的條件下計(jì)算得到。制動(dòng)器功能良好的合格結(jié)果可以在與機(jī)器控制器或機(jī)器人控制器連接的指示器上顯示，特別是被帶提示地示出，從而修理或更換制動(dòng)器。替代地或附加地，機(jī)器控制器或者說機(jī)器人控制器可以基于該結(jié)果阻止機(jī)器、特別是機(jī)器人自動(dòng)地或被手動(dòng)操控地運(yùn)行，即，使機(jī)器、特別是機(jī)器人退出運(yùn)行和/或自動(dòng)地通知修理情況。

在根據(jù)本發(fā)明方法的一種特別的變型中，該方法可以具有以下步驟：

-確定小于360度的第一角度范圍，其包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)軸的、特別是電機(jī)軸的至少如下的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置：制動(dòng)器在該轉(zhuǎn)動(dòng)角位置中具有至少一個(gè)小于設(shè)定的制動(dòng)力矩最小值的制動(dòng)力矩值，和

-特別是借助于機(jī)器控制器或者機(jī)器人控制器來操控制動(dòng)器和/或驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)軸、特別是電機(jī)軸在制動(dòng)器閉合時(shí)處于偏離第一角度范圍的第二角度范圍內(nèi)。

在根據(jù)本發(fā)明方法的一種特別的變型中，該方法可以具有以下步驟：

-確定小于360度的第一角度范圍，其包括機(jī)軸的、特別是電機(jī)軸的至少如下的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置：制動(dòng)器在該轉(zhuǎn)動(dòng)角位置中具有被提供的所有制動(dòng)力矩值中最小的制動(dòng)力矩值，和

-特別是借助于機(jī)器控制器或者機(jī)器人控制器來操控制動(dòng)器和/或驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得機(jī)軸、特別是電機(jī)軸在制動(dòng)器閉合時(shí)處于偏離第一角度范圍的第二角度范圍中。

在根據(jù)本發(fā)明方法的另一種特別的變型中，該方法可以具有以下步驟：

-確定一個(gè)或多個(gè)小于360度的第一角度范圍，其包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)軸的、特別是電機(jī)軸的至少如下的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置：制動(dòng)器在該轉(zhuǎn)動(dòng)角位置中具有小于設(shè)定的制動(dòng)力矩最小值的制動(dòng)力矩值，

-確定一個(gè)或多個(gè)小于360度的第二角度范圍，其包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)軸的、特別是電機(jī)軸的至少如下的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置：制動(dòng)器在該轉(zhuǎn)動(dòng)角位置中具有等于或大于設(shè)定的制動(dòng)力矩最小值的制動(dòng)力矩值，和

-特別是借助于機(jī)器控制器或者機(jī)器人控制器來操控制動(dòng)器和/或驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)軸、特別是電機(jī)軸在制動(dòng)器閉合時(shí)處于第二角度范圍中或者處于上述多個(gè)第二角度范圍中的其中一個(gè)中。

在本發(fā)明方法的一種特別的實(shí)施方式變型中，第一角度范圍可以圍住、特別是同中心地圍住對(duì)應(yīng)于最小制動(dòng)力矩值的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置。第一角度范圍可以包圍至大約270度。在一種特別的實(shí)施方式變型中，第一角度范圍可以高達(dá)180度。在一種特別的實(shí)施方式變型中，第一角度范圍可以在10度與90度之間。

在本發(fā)明方法的一種特別的實(shí)施方式變型中，第二角度范圍可以圍住、特別是同中心地圍住對(duì)應(yīng)于最大制動(dòng)力矩值的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置。第二角度范圍可以包圍至大約270度。在一種特別的實(shí)施方式變型中，第二角度范圍可以高達(dá)180度。在一種特別的實(shí)施方式變型中，第二角度范圍可以在10度與90度之間。

在根據(jù)本發(fā)明方法的所有實(shí)施方式變型中，比較制動(dòng)力矩的結(jié)果可以自動(dòng)地顯示給特別是操作機(jī)器、尤其是機(jī)器人的人員，特別是在與機(jī)器、尤其是機(jī)器人控制器相連接的顯示設(shè)施上，并且設(shè)計(jì)為，只有在由人操作的輸入裝置被激活時(shí)，才能根據(jù)比較制動(dòng)力矩值所得到的結(jié)果對(duì)機(jī)器或機(jī)器人、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和/或制動(dòng)器進(jìn)行操控。

本發(fā)明還涉及一種用于確定機(jī)器、特別是機(jī)器人的制動(dòng)器的制動(dòng)力矩最小值的方法，該機(jī)器具有：機(jī)器控制器或者說機(jī)器人控制器；和至少一個(gè)可通過該機(jī)器控制器或者說機(jī)器人控制器根據(jù)機(jī)器程序或者說機(jī)器人程序操控的、可運(yùn)動(dòng)的節(jié)肢，該節(jié)肢可以借助于通過機(jī)器控制器或者說機(jī)器人控制器操控的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來調(diào)整，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)軸，并且該驅(qū)動(dòng)電機(jī)在可以通過機(jī)器控制器或者說機(jī)器人控制器操控的制動(dòng)器的閉合狀態(tài)下能夠通過該制動(dòng)器被制動(dòng)，特別是也被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行上述的方法，該方法具有以下步驟：

-由機(jī)器控制器或者說機(jī)器人控制器根據(jù)機(jī)器程序或者說機(jī)器人程序來操控機(jī)器、特別是機(jī)器人，

-在至少一個(gè)節(jié)肢的通過執(zhí)行機(jī)器程序或者說機(jī)器人程序所占據(jù)的多個(gè)位置或姿勢(shì)中確定、特別是測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩，

-選擇最大的所確定的驅(qū)動(dòng)力矩、特別是所測(cè)量的驅(qū)動(dòng)力矩作為設(shè)定的制動(dòng)力矩最小值。

在一種示例性的機(jī)器人中，相應(yīng)地可以首先完整地執(zhí)行機(jī)器人程序，由此使得機(jī)器人進(jìn)入所有的根據(jù)機(jī)器人程序所要占據(jù)的位置、即姿勢(shì)中，在此，在機(jī)器人根據(jù)機(jī)器人程序自動(dòng)運(yùn)動(dòng)期間監(jiān)測(cè)所有的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，即，例如逐步地或連續(xù)地記錄其驅(qū)動(dòng)力矩，并從所測(cè)量到的全部驅(qū)動(dòng)力矩中選出最大的驅(qū)動(dòng)力矩并作為設(shè)定的制動(dòng)力矩最小值存儲(chǔ)起來。驅(qū)動(dòng)力矩可以例如通過機(jī)軸上的傳感器(例如力和/或力矩傳感器)來測(cè)量，或者基于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)電流計(jì)算得到。但是，驅(qū)動(dòng)力矩也可以在必要時(shí)基于機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型通過模擬根據(jù)機(jī)器人程序的運(yùn)動(dòng)過程來確定，也就是通過離線的方法來確定、特別是計(jì)算得到。

在根據(jù)本發(fā)明方法的一種特別的實(shí)施方式變型中，為了確定驅(qū)動(dòng)力矩最小值，可以將所選出的驅(qū)動(dòng)力矩存儲(chǔ)在機(jī)器控制器或機(jī)器人控制器中，并設(shè)定驅(qū)動(dòng)力矩最小值，特別是將驅(qū)動(dòng)力矩最小值手動(dòng)地輸入到機(jī)器控制器或機(jī)器人控制器中，并將機(jī)器控制器或機(jī)器人控制器設(shè)計(jì)為，只有當(dāng)該設(shè)定的驅(qū)動(dòng)力矩最小值大于被選出并存儲(chǔ)的驅(qū)動(dòng)力矩時(shí)，才允許自動(dòng)地釋放制動(dòng)器和/或使至少一個(gè)節(jié)肢自動(dòng)地運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明所述的用于確定驅(qū)動(dòng)力矩最小值的制動(dòng)測(cè)試和方法證實(shí)，制動(dòng)器可以達(dá)到可自由選擇的參考力矩。該參考值可以例如是由制動(dòng)器生產(chǎn)商給出的保持力矩。因此，在必要時(shí)可以利用所使用的驅(qū)動(dòng)單元的持續(xù)保持力矩(Dauerhaltemoment)來實(shí)現(xiàn)最小值形成；替代地或附加地，在此可以考慮到關(guān)于不可模型化的測(cè)量誤差的校正因子因素，和/或在此可以考慮到安全碰撞，以便能夠及時(shí)地對(duì)制動(dòng)器的磨損做出反應(yīng)。

特別是可以考慮將關(guān)于實(shí)際機(jī)器人應(yīng)用的所有姿勢(shì)的最大絕對(duì)驅(qū)動(dòng)力矩作為參考值。根據(jù)技術(shù)可能性的不同，例如可以借助力矩傳感器或驅(qū)動(dòng)電流來確定該值。

為了防止例如設(shè)備程序員以不適當(dāng)?shù)膮⒖贾祵?shí)施制動(dòng)測(cè)試，可以特別是在不受設(shè)備程序員影響的情況下將該制動(dòng)測(cè)試的參考值報(bào)告給控制器的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃。然后，控制器將在主動(dòng)制動(dòng)測(cè)試之后拒絕所有被編程的可能會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)超過參考值的運(yùn)動(dòng)。

由于在這種實(shí)施方式中需要針對(duì)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)力矩檢查參考值，因此優(yōu)選選擇關(guān)于應(yīng)用流程的最大絕對(duì)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)力矩作為制動(dòng)測(cè)試參考值。如果為該機(jī)器人應(yīng)用提供了具有機(jī)器人的靜態(tài)物理模型的模擬環(huán)境，則也可以提前或者說離線地確定該參考值。

根據(jù)本發(fā)明的目的也可以通過一種機(jī)器來實(shí)現(xiàn)，該機(jī)器具有機(jī)器控制器和至少一個(gè)可通過該機(jī)器控制器操控的、可運(yùn)動(dòng)的節(jié)肢，該節(jié)肢可以借助于由機(jī)器控制器操控的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來調(diào)整，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)軸并且可以在可通過機(jī)器控制器操控的制動(dòng)器的閉合狀態(tài)下通過該制動(dòng)器被制動(dòng)，本發(fā)明的目的特別通過一種機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)，該機(jī)器人具有：機(jī)器人控制器；由該機(jī)器人控制器操控的機(jī)器人臂，該機(jī)器人臂具有至少一個(gè)第一節(jié)肢、第二節(jié)肢和將第一節(jié)肢與第二節(jié)肢連接起來的關(guān)節(jié)；和至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)被設(shè)計(jì)用于調(diào)整所述關(guān)節(jié)。此外，該機(jī)器人具有可通過機(jī)器人控制器自動(dòng)操控的制動(dòng)器，該制動(dòng)器在閉合狀態(tài)下制動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在此，將機(jī)器控制器、特別是機(jī)器人控制器構(gòu)造和/或設(shè)計(jì)用于執(zhí)行如上所述的根據(jù)本發(fā)明的方法。

附圖說明

下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。這些典型實(shí)施例的具體特征與它們?cè)谀囊徊糠志唧w的上下文中被說明無關(guān)，而只是根據(jù)需要示出了本發(fā)明的一般性特征，這些特征可以被單個(gè)或組合地考慮。

其中：

圖1以立體圖示出了一機(jī)器人，其具有機(jī)器人控制器和機(jī)器人臂，機(jī)器人臂的關(guān)節(jié)可以通過電驅(qū)動(dòng)電機(jī)來調(diào)整，

圖2以示意圖示出了位于根據(jù)圖1的機(jī)器人臂的一個(gè)關(guān)節(jié)上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所配設(shè)的制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)，

圖3以剖視圖示出了一示例性的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在該驅(qū)動(dòng)電機(jī)中集成有制動(dòng)器，該制動(dòng)器被安裝在電機(jī)軸上，

圖4以圖表化的四象限圖示出了示例性制動(dòng)器在示例性驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸的360度的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置上所測(cè)得的制動(dòng)力矩，

圖5以圖表化的四象限圖示出了示例性制動(dòng)器在根據(jù)圖4的示例性驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸的360度的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置上所測(cè)得的制動(dòng)力矩，該四象限圖具有深色示出的第二角度范圍，在該第二角度范圍中電機(jī)軸根據(jù)本發(fā)明應(yīng)該停止不動(dòng)，

圖6以圖表化的四象限圖示出了所測(cè)得的特別是其他類型的另一制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，該制動(dòng)器具有多個(gè)、即三個(gè)以陰影線示出的第二角度范圍，在這些第二角度范圍中電機(jī)軸根據(jù)本發(fā)明應(yīng)該停止不動(dòng)，和

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的方法步驟的示例性流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了機(jī)器人1，其具有機(jī)器人臂2和機(jī)器人控制器12。在本發(fā)明的實(shí)施例的情況下，機(jī)器人臂2包括多個(gè)相繼設(shè)置并借助關(guān)節(jié)13連接的節(jié)肢14。節(jié)肢14特別是機(jī)座3和相對(duì)于機(jī)座3圍繞豎直延伸的軸A1可轉(zhuǎn)動(dòng)安裝的轉(zhuǎn)盤4。在本發(fā)明的實(shí)施例的情況下，機(jī)器人臂2的其他節(jié)肢包括搖臂5、懸臂6和優(yōu)選為多軸的機(jī)器人手7，該機(jī)器人手具有被構(gòu)造為法蘭8的固定裝置，用以固定未詳細(xì)示出的末端執(zhí)行器。搖臂5在下端部上，例如在未詳細(xì)示出的搖臂軸承頭上圍繞優(yōu)選水平的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A2可樞轉(zhuǎn)地安裝在轉(zhuǎn)盤4上。在搖臂5的上端部上，懸臂6也圍繞同樣優(yōu)選水平的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A3被可樞轉(zhuǎn)地安裝。該懸臂在端側(cè)以其優(yōu)選三個(gè)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸A4、A5、A6承載機(jī)器人手7。

在本發(fā)明的實(shí)施例的情況下，懸臂6具有可樞轉(zhuǎn)地安裝在搖臂5上的臂殼體9。懸臂6的手基殼體10圍繞軸A4可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在該臂殼體9上。

機(jī)器人臂2借助于三個(gè)電驅(qū)動(dòng)電機(jī)11按照其三個(gè)基軸運(yùn)動(dòng)，并借助于三個(gè)另外的電驅(qū)動(dòng)電機(jī)11按照其三個(gè)手軸運(yùn)動(dòng)。

機(jī)器人1的機(jī)器人控制器12被構(gòu)造或設(shè)計(jì)用于執(zhí)行機(jī)器人程序，通過該機(jī)器人程序可以使機(jī)器人臂2的關(guān)節(jié)14根據(jù)該機(jī)器人程序被自動(dòng)化，或者在手動(dòng)行駛運(yùn)行中可以被自動(dòng)地調(diào)整或者說轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。為此，機(jī)器人控制器12與可操控的電驅(qū)動(dòng)電機(jī)11相連接，這些電驅(qū)動(dòng)電機(jī)被設(shè)計(jì)為，調(diào)整機(jī)器人臂2的關(guān)節(jié)14。

在圖2中示意性地單獨(dú)舉例示出了根據(jù)圖1的機(jī)器人1的一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11。該驅(qū)動(dòng)電機(jī)11具有可由機(jī)器人控制器12(圖1)自動(dòng)操控的制動(dòng)器15，該制動(dòng)器在閉合狀態(tài)下制動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11。

制動(dòng)器15被設(shè)計(jì)為安全制動(dòng)器，并具有：固定不動(dòng)的制動(dòng)部件16，該制動(dòng)部件與第一節(jié)肢14.1相連接；和在制動(dòng)器15的打開狀態(tài)下可轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)部件17，該制動(dòng)部件例如借助于花鍵軸連接件安裝在由驅(qū)動(dòng)電機(jī)11驅(qū)動(dòng)的機(jī)軸18上，在此，機(jī)軸18正如所示出的那樣直接地或者可能在使用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)進(jìn)行中間連接的情況下間接地聯(lián)接在第二節(jié)肢14.2上。在所示出的實(shí)施例中，制動(dòng)器15被設(shè)計(jì)為電-機(jī)械制動(dòng)器15。制動(dòng)器15被構(gòu)造為在基態(tài)下是閉合的，在此，該制動(dòng)器借助于螺旋彈簧(Federwendeln)19被彈簧預(yù)緊地帶入打開狀態(tài)，在該打開狀態(tài)下，該制動(dòng)器15借助于電能通過電磁體20保持被打開。在斷電時(shí)，制動(dòng)器15將因?yàn)閺椈深A(yù)緊、特別是借助于至少一個(gè)螺旋彈簧19而自動(dòng)返回其閉合狀態(tài)，即，返回基態(tài)。

在圖3中以剖視圖示例性地示出了集成在驅(qū)動(dòng)電機(jī)11中的制動(dòng)器15的一種實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，制動(dòng)器15也被設(shè)計(jì)為安全制動(dòng)器并具有固定不動(dòng)的制動(dòng)部件16和在制動(dòng)器15的打開狀態(tài)下可轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)部件17，該可轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)部件被抗扭地安裝在由驅(qū)動(dòng)電機(jī)11驅(qū)動(dòng)的電機(jī)軸18a上。制動(dòng)器15通過電磁體20保持打開。

圖4示出了相應(yīng)于轉(zhuǎn)動(dòng)角度的制動(dòng)力矩21a、21b，該制動(dòng)力矩取決于電機(jī)位置，即，電機(jī)軸18a在兩個(gè)獨(dú)立測(cè)量序列中在一個(gè)360度的完整循環(huán)中在電機(jī)軸18a的不同的驅(qū)動(dòng)側(cè)位置上的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置。

內(nèi)圓周線22示范性示出了限于結(jié)構(gòu)類型設(shè)定的最小額定制動(dòng)力矩(制動(dòng)力矩最小值)，該最小額定制動(dòng)力矩被列述用于制動(dòng)器15。外圓周線23示范性示出了在制動(dòng)器15被認(rèn)為是充分發(fā)揮效率時(shí)的制動(dòng)力矩。其可以例如基于設(shè)定的最小額定制動(dòng)力矩、也就是制動(dòng)力矩最小值(內(nèi)圓周線22)在加上安全系數(shù)的條件下得出。

可以看到，存在這樣一個(gè)電機(jī)位置的、即電機(jī)軸18a的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置的區(qū)域，更確切地說是所示實(shí)施例中的從0度至270度的區(qū)域，在該區(qū)域中不能達(dá)到所列述的(最小)制動(dòng)力矩，然而在電機(jī)位置的其他區(qū)域中，更確切地說是在所示實(shí)施例的從270度至350度的區(qū)域中，可以達(dá)到至少令人滿意的制動(dòng)力矩。

圖5示出了在根據(jù)圖4的示例性驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的電機(jī)軸18a的360度的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置上所測(cè)得的示例性制動(dòng)器15的制動(dòng)力矩，圖5具有以深色示出的第二角度范圍24，在該第二角度范圍中電機(jī)軸根據(jù)本發(fā)明應(yīng)該停止不動(dòng)。因此，在所示出的該實(shí)施例中，電機(jī)位置在從270度至大約350度的范圍內(nèi)可以達(dá)到至少令人滿意的制動(dòng)力矩。

即，如果必要和可能的話，在機(jī)器人處于(Einnahme)無活力的狀態(tài)之前，示例性驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的電機(jī)軸18a的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置應(yīng)該處于所看到的扇區(qū)(第二角度范圍24)內(nèi)，然后才閉合制動(dòng)器15。

圖6示出了所測(cè)得的特別是其他類型的另一示例性制動(dòng)器的制動(dòng)力矩并以線21表征，該制動(dòng)器具有多個(gè)、即三個(gè)以陰影線示出的第二角度范圍24.1、24.2和24.3，在這些第二角度范圍中電機(jī)軸根據(jù)本發(fā)明應(yīng)該停止不動(dòng)。

根據(jù)所測(cè)得的實(shí)際制動(dòng)力矩的線21的示例性走向，得到三個(gè)角度范圍，在這些角度范圍中線21均達(dá)到或超過由圓周線22限定的制動(dòng)力矩最小值。因此，在該實(shí)施例中可以得到一個(gè)包含從大約80度至185度角度范圍的第二角度范圍24.1，另一個(gè)包含從大約225度至275度角度范圍的第二角度范圍24.2，還有一個(gè)包括從大約320度至350度角度范圍的第二角度范圍24.3。在電機(jī)位置的這三個(gè)第二角度范圍24.1、24.2和24.3中可以達(dá)到至少令人滿意的制動(dòng)力矩。

即，如果必要和可能的話，在機(jī)器人處于無活力的狀態(tài)之前，示例性驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的電機(jī)軸18a的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置應(yīng)該處于這三個(gè)所看到的扇區(qū)(以陰影線示出的第二角度范圍24.1、24.2和24.3)內(nèi)，然后才閉合制動(dòng)器15。

根據(jù)圖7所示的示例性流程圖，根據(jù)本發(fā)明的方法具有第一步驟S1，在第一步驟中提供至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值，這些制動(dòng)力矩值在機(jī)軸18、18a的沿360度分布的不同轉(zhuǎn)動(dòng)角位置上分別在制動(dòng)器15閉合時(shí)被確定。在第二方法步驟S2中，通過將一個(gè)制動(dòng)力矩值與至少一個(gè)另外的制動(dòng)力矩值相比較來分析上述至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值。在第三步驟S3中，根據(jù)通過比較制動(dòng)力矩值所得到的結(jié)果來操控機(jī)器人1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和/或制動(dòng)器15。

在第一種變型中，為了在步驟S1中提供至少兩個(gè)制動(dòng)力矩值，可以在中間步驟S1.1中在機(jī)軸的沿360度分布的不同轉(zhuǎn)動(dòng)角位置上執(zhí)行合適數(shù)量的制動(dòng)測(cè)試。

在根據(jù)步驟S2的分析過程中，如果由制動(dòng)測(cè)試所提供的制動(dòng)力矩值中至少有一個(gè)大于設(shè)定的制動(dòng)力矩最小值，則在子步驟S2.1中，機(jī)器人控制器1可以自動(dòng)提供制動(dòng)測(cè)試的制動(dòng)器15功能良好的合格結(jié)果。

在根據(jù)步驟S2的分析過程中，替代子步驟S2.1地在第二子步驟S2.2中，只有當(dāng)由制動(dòng)測(cè)試所提供的制動(dòng)力矩值全都大于設(shè)定的制動(dòng)力矩最小值時(shí)，才可以由機(jī)器人控制器1自動(dòng)地提供制動(dòng)測(cè)試的制動(dòng)器15功能良好的合格結(jié)果。

替代子步驟S2.1和S2.2地或附加地在第三子步驟S2.3中，如果由制動(dòng)測(cè)試所提供的制動(dòng)力矩值中至少有一個(gè)、特別是全部都小于設(shè)定的制動(dòng)力矩最小值，則機(jī)器人控制器1可以自動(dòng)地提供制動(dòng)測(cè)試的制動(dòng)器15功能良好的合格結(jié)果。

在另一子步驟S2.4中，可以確定小于360度的第一角度范圍，其至少包括如下地轉(zhuǎn)動(dòng)角位置：在該轉(zhuǎn)動(dòng)角位置中，制動(dòng)器15具有所提供的全部制動(dòng)力矩值中的最小的制動(dòng)力矩值。

在另一子步驟S3.1中，特別是可以借助于機(jī)器人控制器12如下地操控制動(dòng)器15和/或驅(qū)動(dòng)電機(jī)11：使機(jī)軸18、18a在制動(dòng)器15閉合時(shí)處于偏離第一角度范圍25的第二角度范圍24中。

在子步驟S3.1中，第一角度范圍25、特別是270度的第一角度范圍25可以圍住、特別是同中心地圍住對(duì)應(yīng)于最小制動(dòng)力矩值的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置。

在子步驟S3.1中，第二角度范圍24、特別是90度的第二角度范圍24可以圍住、特別是同中心地圍住對(duì)應(yīng)于最大制動(dòng)力矩值的轉(zhuǎn)動(dòng)角位置。

在附加的和/或最后的方法步驟S4中，比較制動(dòng)力矩所得的結(jié)果可以通過顯示設(shè)施26、特別是通過機(jī)器人控制器12顯示給操作機(jī)器人1的人員看。只有當(dāng)由人操作的輸入設(shè)施27、特別是與機(jī)器人控制器12相連接的輸入設(shè)施27被激活時(shí)，才根據(jù)由比較制動(dòng)力矩值得到的結(jié)果來操控機(jī)器人1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和/或制動(dòng)器15。