专利名称：用于监控工业机器人的状态的方法和控制系统的利记博彩app
技术领域：
本发明与监控工业机器人的性能相关。本发明尤其用于检测机器人的 故障。
背景技术：
工业机器人包括机械手和控制系统。机械手包括绕多个关节相对于彼 此活动的多根连杆。连杆是诸如基座、臂以及腕的不同机器人部件。每个 关节具有诸如电机、电机传动装置和电机轴承的关节部件。机械手的运动 由电机驱动。控制系统包括用于控制机械手的一个或多个计算机和驱动单 元。连杆的速度和加速度由向电机产生控制信号的机器人控制系统控制。
在工业和商业应用中使用工业机器人以执行精确的、重复性的运动。
于是，对于机器人无故障功能性重要的是工业机器人根据其标称性能运 行，这意味着连杆和关节必须处于良好的状态下并且共同以预期的方式运 行。
但是，难于检测或确定工业机器人是否根据其标称性能运行。诸如维 修技术员的操作者不得不依赖于他所看到的和来自控制系统的关于机器 人性能的信息，诸如从机械手上的传感器的读数得到的电机的位置和速 度。然后，操作者基于其个人经验分析机器人的当前状态，导致由于主观 方法而产生不同的诊断结果。在许多情况下，分析机器人当前状态和性能 的操作者还需要评估不同来源的信息，所述不同来源诸如同一时刻的不同 电机或是机器人所处的、甚或面对紧急停机时的设备中的外部状态。为了 找到故障的原因，操作者可能不得不尝试不同的假定，因此其是费时的并 且常常导致机器人的长期停车，导致巨额成本。
并且，由于现今频繁的人员轮换，所以作为机器人维修技术人员的操 作者没有充足的经验来诊断和隔离机器人性能中的故障。
此外，如果性能故障引起出现紧急停止，则难于隔离问^因和需要 特别注意的机器人连杆或部件。
因此，希望获得一种监控机器人当前性能或状态的筒单方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种监控工业机器人的故障的方法。
在第一方面中，该目的通过如权利要求l所限定的方法实现。 这样的用于监控具有绕多个关节相对于彼此活动的多根连杆的工业机器人的故障的方法包括
针对至少其中一个关节基于来自该关节的测量数据计算用于第一机械 性能的第一值；
基于所计算出的机械性能确定机械性能是正常还是异常，并基于此监 控机器人的状态。
这使得能够监控机器人的当前性能或状态。通过监控状态，使得能够 检测机器人的故障。当机器人的性能的状态由于机械手的磨损和/或损坏而 改变时，测量数据将示出这些改变。而且，如果值随时间流逝而改变，则 可以检测出机器人状态正在改变。而且，如果性能异常，使得能够隔离问 M因和需要特别注意的机器人连杆或部件。
根据本发明的实施方式，第一机械性能值是游隙值或机械噪声值。第 一机械性能值也可以M擦值。如果这些值偏离于正常值，则它们指示机 器人故障。如果机械手中出现故障，这些机械性能值改变。例如摩擦的增 加取决于机器人轴承的磨损或含水原油。游隙的增加可能取决于导致轴承 齿间游隙的轴承磨损。这种类型的轴承磨损可导致摩M减小。例如通过 噪声值能够检测出测量机器人关节的角位置的传感器中的缺陷。
基于所计算出的第 一机械性能计算指示第 一机械性能是正常还是异常 的第一状态参数，并基于该第一状态参数监控机器人的状态。优选地，在 机器人操作期间重复计算状态参数。状态参数是相对机喊性能的正常状态 偏离的程度的度量。状态参数例如显示给机器人操作者。这使得操作者能 够注意到指示M性能从正常变化到异常的参数变化，并且还使得操作者 能够注意到参数变化的速度。该实施方式使得操作者能够在机器人的性能 急剧降低或出现机器人损坏之前采取必要的行动，诸如开始机器人的维 修。这帮助操作者确定必须在什么时间点采取行动。此外，根据状态参数 的值，能够检测出异常机械性能的偏离程度。
测量数据可包括关于驱动至少一根连杆的至少一个电机的电机转矩和 /或角位置的信息。因为为了诸如路径规划等其它目已对该信息进行了测 量，这是有利的。
在本发明的另一实施方式中，该方法还包括计算用于第二机械性能
的第二值，基于所计算出的第二机械性能确定第二机械性能是正常还是异
常，并基于此监控机器人的状态。优选地，基于所计算出的第二机械性能 计算指示第二机械性能是正常还是异常的第二状态参数，并基于第一和第
二状态 监控机器人的状态。监控两个机械性能增加了检测出机器人故 障的可能性。优选地，第二机械性能是游隙、噪声和摩擦中的任一个。该 实施方式还使得能够基于电机转矩和/或电机角位置中的一个测量结果来 计算两个机械性能。通过监控例如摩擦和游隙的两个机械性能，能够检测 出更多类型的故障。例如如果仅仅监控摩皿，则不能检测出导致轴承齿 间游隙的轴^^磨损。
在本发明的另一实施方式中，该方法还包括计算用于第三机械性能 的第三值，基于所计算出的第三机械性能确定第三机械性能是正常还是异 常，并基于此监控机器人的状态。优选地，该方法还包括基于所计算出的 第三值计算指示第三值是正常还是异常的第三状态参数，并基于第一、第
二和第三状态参M;控机器人的状态。监控三个不同的机械性能增加了检 测出机器人故障的可能性。优选地，第三;tafe性能是游隙、噪声和摩擦中 的任一个。因为这些W^性能一起使得能够检测出许多不同类型的机器人 故障，此机械性能组合是有利的。该实施方式还使得能够基于电机转矩和 /或电机角位置中的一个测量结果来计算三个机械性能。
在本发明的另一实施方式中，该方法还包括基于所迷状态参数确定何 时存在故障。在本发明更优选的实施方式中，该方法还包括如果任何状态 参数指示M性能异常则产生警报。这在该方法用于自动监管中时是有利 的。在优选实施方式中，这用于如果出现故障则产生紧急停止。
在本发明的另一实施方式中，该方法还包括
计算所计算出的机械性能值与所期望的机械性能值之间的偏差；和
基于所述偏差计算状态参数。
这使得能够根据处于一定范围内的偏差的值检测机器人的故障程度。
在本发明的另一实施方式中，所计算出的摩擦值是以下摩擦值的至少其中两个的函数粘滞摩擦、库仑摩擦、静摩擦和斯特莱贝克(Stribeck) 摩擦。通过计算更多的摩,，获得更准确的摩擦值。
在本发明的另一实施方式中，至少所计算出的摩,是粘滞摩擦和库 仑摩擦的函数。因为这些摩,对于摩擦具有最大的贡献而因此给出了具 有足够准确度的计算出的近似值，这是有利的。
在本发明的另一实施方式中，该方法还包括
使连杆中的一根沿重力方向运动；
使所述一根连杆沿与重力方向相反的方向运动；
在连杆运动期间采集测量数据；
在采集测量数据的同时保持速率基本恒定；和
基于所采集的测量数据计算至少一个摩擦值。
因为这样可以消去由重力所引起的项，所以当监控机器人的当前性能 或状态时其简化了计算，因而这是有利的。
在本发明的另一实施方式中，至少一个摩，是粘滞摩擦。
在本发明的另一实施方式中，所计算出的摩^i是由摩擦所引起的电 机转矩。
在笫二方面中，该目的通过如权利要求12所限定的控制系统实现。
这样的用于监控具有绕多个关节相对于彼此活动的多根连杆的工业机 器人的状态的控制系统包括计算单元，其适于针对至少其中一个关节基 于来自该关节的测量数据计算用于第一,性能的笫一值，并基于所计算 出的笫一机械性能确定第一机械性能是正常还是异常；以 控单元，其 用于基于第 一机械性能是正常还是异常的确定结果来监控机器人的状态。
本发明还涉及根据对应从属权利要求的计算机程序以及计算机可读介 质。根据本发明的方法的步骤非常适于由设置有这样的计算M序的处理 器控制。
本发明的其它有利特征将通过以下描述显现。
现在将结合所附的示意性附图更详细地描述本发明。
图1A示出包括W^手和适于控制机器人的控制系统的工业机器人；
图1B示出绕关节相对于彼此活动的两才艮连杆；
图2示出用于监控工业机器人的故障的控制系统的一部分的方框图3A示出根据本发明第一实施方式的用于监控工业机器人的故障的 方法的方才匡图3B示出根据本发明第二实施方式的用于监控工业机器人的故障的 方法的方框图3C示出根据本发明笫三实施方式的用于监控工业机器人的故障的 方法的方框图4示出包括摩擦模型的用于监控工业机器人的故障的另一方法的示 意图5示出包括游隙模型的用于监控工业机器人的故障的另一方法的示 意图；和
图6示出包括噪声模型的用于监控工业机器人的故障的另一方法的噪 声示意图。
具体实施例方式
图1A示出工业机器人1，其包括4^手2和控制系统。工业机器人具 有绕多个关节3A、 3B、 3C、 3D相对于彼此活动的多根连杆，在本例中， 是可相对于彼此绕旋转轴线旋转。在本例中，连杆是诸如支架4、 M臂6、 7、 8和包括转动盘的机械腕10的机器人部件。工业机器人包括控制连杆 的位置和速度的多个电机12A、 12B、 12C、 12D。控制系统示出为简化框 图。在本例中，控制系统包括包括一个或多个逻辑单元22的控制单元 20;存储单元22;和驱动单元27A、 27B、 27C、 27D，用于控制电机。逻 辑单元包括微处理器或处理器，其包括中央处理单元(CPU)或现场可编 程门阵列(FPGA)或任何包含可编程逻辑部件的半导体装置。控制单元 适于运行储存在存储单元23中的控制程序。控制单元还适于基于由逻辑单 元22运行的控制程序中的运动指令来产生运动路径。
驱动单元27A、 27B、 27C、 27D响应于来自控制单元20的控制信号、 通过控制电机电流和电机位置来控制电机。控制单元20包括输V输出接 口 (I/O )30。在机器人上以及在围绕机器人的环境中还设置有多个传感器。 机械手2上的传感器和机械手2的环境中的传感器经由有线或无线连接装 置32连接到控制单元20的I/O 30。从而，控制单元20接收包括测量数据 MD的信号。测量数据MD例如可以是来自机器人控制器的机器人状态监 控数据或记录信息。测量数据MD例如包括电机角位置、电M度、倾斜、 载荷以及诸如温度的环境数据。工业机器人具有旋转轴线、线性轴线或两 者的混合。
建立关节模型。图1B示出关节34的模型的实施方式，其中所述模型 在本例中包括两根连杆绕关节34相对于彼此活动的笫一连杆36和第二 连杆38。该模型是没有柔韧性的静态刚性二质量模型，并且假定在此时仅 仅使一根连杆运动。
在该模型中，认为第一连杆36相对于第二连杆38运动。认为第二连 杆38在该才莫型中是相对不动的。第一连杆36的运动由经由传动装置35 连接到关节的电机12驱动并控制。在附图中，示出第一连杆36从第一位置P1到第二位置P2的运动，该运动对应于角位置qHnk。为了记录连杆的运动，需要将数据从电机qm的角位置转换成连杆的角位置qlink。从电机到 连杆的转换通过传动比n描述。因此，我们假定i人为第一连杆相对于第二 连杆的角位置qUnk的n倍对应于电机的角位置qm。
qm = n*qlink (1)
在以下描述的实施方式中，对于关节34的测量数据在本例中包括关于 电机的角位置qm和转矩Tm的信息。电机的速率qm，和加速度qm，利用诸 如中心差分计算的数学方法从角位置qm得到
速率-v-qm’ (2)
加速度=A=V’=qm" (3)
图2示出用于监控诸如上述工业机器人1的工业机器人的故障的控制 系统的一部分。控制系统包括计算单元39和监控单元40。要理解的是， 控制系统包括作为硬件或软件单元的这些单元。
计算单元39适于针对至少其中一个关节基于来自该关节的测量数据MD计算用于机械性能MP的值。机械性能值是如下值的任何一个关节 的摩擦值、游隙值、机械噪音、和振动值。计算单元39还适于基于所计算 出的机械性能MP计算状态参数SP,该状态参数SP指示机械性能是正常 还是异常。监控单元40适于基于状态参数SP监控机器人的状态。
图2还示出用于监控工业机器人的故障的方法。首先选择关节。针对 所选择的关节采集多个测量数据MD。基于来自关节的测量数据MD计算 用于该关节的机械性能MP的值。然后，基于所计算出的机械性能MP监 控机器人的状态。
在本发明的一个实施方式中，基于所计算出的机械性能MP计算指示 机械性能是正常还是异常的状态Wt SP。然后，基于状态参数SP监控机 器人的状态。
在本方法的另一实施方式中，基于状态参数SP在监控单元40中作出 是否有故障的决定。
在本方法的另一实施方式中，如果状态参数 SP指示M性能异常， 则产生警报A。
图3A示出用于监控工业机器人的故障的方法的第一实施方式，并且 还更详细地描述了计算单元39的实施方式。在机械性能计算单元42中， 针对所选择的关节基于来自该关节的测量数据MD计算机械性能值MP。 例如从控制单元的存储器检索或基于检索单元43中的预存数据计算所期 望的机械性能MP，。然后，在比较单元44中将所计算出的机械性能MP 与所期望的机械性能MPexp进行比较，其中计算所计算出的机械性能MP 与所期望的机械性能MP叫之间的偏差D。之后，在状态计算单元46中基 于所述偏差D计算状态Wt SP。状态参数例如计算为偏差与所期望的机 械性能之间的商SP = D/MPexp。如果所计算出的机械性能值与所期望的 机械性能值之间的差小或者为零，则状态参数将变成零或接近零，这指示 第一机械性能MP正常。如果状态^增加和/或超过阀值，这指示第一机 械性能MP异常或接近于异常。替代地，可以通过利用偏差D的对数或机 械性能值的导数来计算状态参数。
在本发明方法的另一实施方式中，利用为机器人设立的基准运动计算 所期望的M性能值MPCTp。将得到的预估的所期望的机械性能值MPexp 储存在例如控制系统的存储器23中作为所期望的机械性能值的初始值。
在本发明的另一实施方式中，在机器人操作期间连续计算所期望的机 械性能值MPe甲于是，所期望的机械性能值MPexp是MPexpl、 MPexp2.....MPexpn.
图3B示出本发明的第二实施方式，并且还更详细地描述了计算单元 39的另一实施方式。如上所述地计算第一机械性能值MP1。本方法的该 实施方式还包括计算用于第二机喊性能MP2的第二值。
在机械性能计算单元42中计算机械性能值MP1和MP2。从检索单元
43中针对各机械性能检索第一所期望的机械性能MPlexp和第二所期望的
机械性能MP2叫。然后在比较单元44中将所计算出的机械性能值MP1和 MP2与相应的所期望的M性能MP1呻和MP2exp比较。计算第一所计算 出的机械性能MP1与第一所期望的机械性能MPlexp之间的第一偏差Dl。 计算笫二所计算出的^性能MP2与第二所期望的^性能MP2exp之间 的第二偏差D2。之后，在状态计算单元46中，基于第一偏差D1计算第 一状态参数Slp，并基于第二偏差D2计算第二状态M S2P。状态^lt Slp 和S2p指示第一和笫二机械性能是正常还是异常。
在本发明的另一实施方式中，基于两个机械性能计算一个状态参数 SP，其中状态^SP指示笫一和第二机喊性能是正常还是异常。然后， 可基于单个机械性能SP或基于第一状态参数Slp以及第二状态参数S2P 监控机器人状态。第一机械性能值MP1和第二机械性能值MP2是关节的 摩擦值、游隙值、机械噪音和振动值的任意组合。
图3C示出本发明的第三实施方式，并且还更详细地描述了计算单元 39的又一实施方式。如上所述，基于第一机械性能值计算第一机械性能值 MP1，基于第二机喊性能值计算第二机械性能值MP2。本发明的第三实施 方式还包括基于第三机械性能值计算笫三机械性能值MP3。然后，基于第 一、笫二、第三机械性能值MP1、 MP2、 MP3监控机器人的状态。第一、 第二、第三机械性能值MP1、 MP2、 MP3是关节的摩擦值、游隙值、机 械噪音和振动值的任意组合。
在机械性能计算单元42中计算机械性能值MP1、 MP2、 MP3。从检 索单元43中针对各机喊性能检索第一所期望的M性能MPlexp、第二所 期望的机械性能MP2呻和第三所期望的^性能MP3exp。然后，在比较 单元44中将所计算出的机械性能值MP1、 MP2和MP3与相应的所期望
的机械性能MP1exp、MP2exp和MP3exp比较。如上在第二实施方式中所述地计算第一和第二偏差Dl和D2。此外，计算第三所计算出的机喊性能 MP3与第三所期望的机械性能MP3exp之间的第三偏差D3。之后，分别基 于第一偏差D1、第二偏差D2和第三偏差D3计算第一、第二和第三状态 参数Slp、 S2P、 S3P。状态参数Slp、 S2p和S3p指示第一、第二和第三;^ 性能是正常还是异常。然后基于第一、笫二和笫三状态参数Slp、 S2P、 S3P 监控机器人的状态。
图4示出上述方法的第四主实施方式的示意图，其中机械性能值MP是摩擦值。本方法的第四主实施方式还包括在示意图中示出的用于工业机器人关节的摩擦模型。在摩擦模型中，所计算出的机械性能值MP是所计算出的摩擦值Fcalc，其被认为是所有摩擦力的和项。基于来自所选择的关节的测量数据MD计算所有摩擦力的和项Fcalc。在示意图中，以所显示的交叉符号表示测量数据。认为摩擦力归因于所选择的关节的传动装置和电机的运动。在该实施方式中，摩擦被认为是在连杆绕关节相对于彼此运动期间彼此接触的连杆的相对速度的函数。在本方法的该实施方式中，对所选择的关节进行所计算出的摩擦值Fcalc与至少一个所期望的摩擦值Fexp之间的比较，其中计算所计算出的摩擦值Fcalc与所期望的摩擦值Fexp叫之间的偏差D。之后，基于所计算出的偏差D确定摩擦是正常还是异常。在示意 图中，实线表示对测量数据的匹配。然后通过确定所述匹配实线的公式确定所计算出的摩擦值Fcale。利用例如回归分析的数学数字方程评估方法进行该匹配。虚线表示所期望的摩擦值Fexp。于是偏差D是所计算出的摩擦值Fcalc与所期望的摩擦值Fexp之间的差。然后，利用例如最小二乘法的数学数字方程评估方法通过分析示意图计算偏差D。
在该笫一主实施方式中，我们还假定所计算出的摩擦值Fcalc是库仑摩擦Fe和粘滞摩擦Fv的函数。库仑摩擦Fe是开始连杆之间的运动所必须克服的摩擦。粘滞摩擦Fv是继续连杆之间的运动所必须克服的摩擦。在该模型中，我们估算所有摩擦力的和项，所计算出的摩擦值Fcalc是以下两个因子的和粘滞摩擦Fv乘以第一连杆相对于第二连杆的速率和库仑摩擦Fc乘以符号函数
Fcalc = Fv* v + Fc* sign (v) (4)
在监控工业机器人的故障的方法的第四主实施方式的另一实施方式中，假定只有一根连杆运动。该方法包括
使所述连杆中的 一根沿重力方向运动；
使所述一根连杆沿与重力方向相反的方向运动；
在连杆驱动期间釆集测量数据；
在采集测量数据的同时保持速率基本恒定；和
基于所采集的测量数据计算所述至少 一个摩,。
从而，测量数据的采集解释为使取决于重力的分量彼此抵消。这将给 出较简单的计算。
为了解决沿第一方向的测量电机转矩Tmforward与沿相反方向的测量电机转矩Tmback之间的差，可使用以下方程
Tfric=[Tmforward-Tmback ( qm'，q ) ]/2 ( 5 )
当仅仅使一根连杆运动而使得取决于重力的分量彼此抵消时一一即连 杆沿重力的方向来回运动情况下的连杆的旋转彼此抵消时，方程的重力项 将具有相同的数量M号不同，从而使得它们彼此消去。因为方程的重力 项彼此消去，所以不需要在计算中确定它们。
图5示出对于机器人的关节来说游隙如何影响电机加速度对时间的关 系的示意图。当诸如传动箱或电机轴承的电机中的两个M部件没有彼此 物理接触并因此在没有驱动连杆的情况下使电M动时，驱动连杆的电机 的电M动中存在游隙。当电机沿正向和反向运转时会出现空转。附图示 出取决于时间t的电机加速度qm"。相应地，时刻t。是当空转开始时的时 刻，而tf是当空转结束时的时刻。加速度在t。处突然降低并且在tf处M 增加时检测游隙。
游隙也可以通过监控由游隙的非线性动态所引起的振动(频率分析)来检测.
基于本发明的实施方式，通过连续监控机器人关节的游隙来监控工业 机器人的状态。因而，第一机械性能值MP是游隙值。游隙值φ在本例中
此接触时的量。通过求在空转时期的速率积分或者空转开始与空转结束之间的绝对位置差计算游隙值cp。<formula>complex formula see original document page 14</formula> ( 7 )
工业机器人状态的监控例如通过监控游隙、即指示间隙中的变化进行。在本发明的一个实施方式中，通过重复以下步骤监控工业机器人的故障 针对至少其中一个关节基于来自该关节的测量数据MD计算表示游隙值的 第一机械性能值MP，以及基于计算出的杌械性能计算表示游隙值是正常 还是异常的状态MSP,基于状态参数SP监控机器人的状态。
例如，机械性能是正常还是异常的确定通过如下方式进行将游隙值与使用时针对机械手规定的标称游隙值或最大允许游隙值相比较。替代地，机械性能是正常还是异常的确定通过检测诸如游隙的连续增加的游隙随时间的连续变化、遵循趋势来完成。
例如，在外部显示器上显示表示取决于时间的游隙值的曲线。也可将所计算出的游隙值与预定最大游隙值或校准值比较。为了操作者的使用也可在外部显示器上计算并监控所计算出的游隙值与最大游隙值之间的差。状态参数SP也可显示在外部显示器上。所计算出的游隙值MP、状态M SP或所计算出的游隙值与最大游隙值之间的比较关系一一诸如差值，也可在控制系统中进行内部处理，例如启动警告的产生。
图6示出机器人关节的电机加速度中的噪声。根据本发明的实施方式，机械性能值MP是机械噪声值。在本例中，当测量位置值q时，机械噪声值被认为是具有异常的振幅和/或异常的频率(诸如波动)的信号。在其中机械性能为噪声值的方法的一个实施方式中，监控线性机械噪声。例如通过计算噪声值随时间的均方根值(RMS)、或者通过计算噪声值峰-峰值计算噪声值。示意图示出取决于时间t的电机加速度qm"。示意图示出由于机械噪声所引起的连续电机加速度中的变化。在示意图中还示出变化的上限和下限。通过利用关于驱动连杆的电机的电机转矩Tm或角位置qm、 或电机的速度qm，的测量数据也能够计算噪声值。
例如，通过将噪声值与使用时针对机械手规定的标称噪声值或最大噪声值相比较进行噪声值是否正常的检测。在另一实施方式中，通过检测诸如机賊噪声的连续增加的噪声随时间的连续变化、即遵循趋势进行噪声值是否正常的检测。
本发明可适用于托管工业机器人的所有工业领域和所讨论的引入工业机器人的其它领域。本领域的技术人员将理解在不偏离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可对本发明作出各种变型和改变。在本方法的上述实施方式中，可对不同的连杆和不同的载荷计算例如Fy和Fc的所 有摩擦力的和项。
例如在本发明的物理实现中，例如，操作者使用平板个人计算机PC、 可穿戴计算机、机械手、手持控制装置且例如以无线方式经由通用分组无 线业务(GPRS)、 WLAN、蓝牙等获取信息。
第一机械性能也可以是例如机器人致动器中的振动测量结果的振动值。
权利要求
1.一种用于监控工业机器人的状态的方法，所述工业机器人具有绕多个关节相对于彼此可动的多根连杆，其中，所述方法包括重复进行的以下步骤针对至少其中一个所述关节基于来自该关节的测量数据(MD)计算用于第一机械性能(MP、MP1)的第一值；和基于所计算出的机械性能确定所述机械性能是正常还是异常，并基于此监控所述机器人的状态。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述第一机械性能值(MP、 MP1) 是游隙值((p)或M噪声值。
3. 如权利要求l所述的方法，其中，所述方法还包括计算用于第二 机械性能的第二值(MP2)，基于所计算出的第二机械性能确定所述第二 机械性能是正常还是异常，并基于此监控所述机器人的状态。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述第二机械性能值(MP、 MP1) M擦值、游隙值或噪声值中的任一个。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括计算用于第三 机械性能的第三值(MP3)，基于所计算出的第三机械性能确定所述第三 机械性能是正常还是异常，并基于此监控所述机器人的状态。
6. 如权利要求5所述的方法，其中，所述第一机械性能是噪声值，所 述第二机械性能M擦值，且所述第三机械性能是游隙值。
7. 如权利要求l所述的方法，其中，所述测量数据(MD)包括关于 驱动至少一根连杆的至少一个电机的电机转矩(Tm)或角位置(qm)的信 息，或关于驱动至少一根连杆的至少一个电机的电机转矩(Tm)和角位置(qm)的信息。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一机械性能值(MP、 MP1) 狄狐
9.如权利要求8所述的方法，其中，所计算出的摩,包括以下摩擦 值中的至少两个粘滞摩擦(Fv)、库仑摩擦(Fc)、静摩擦和斯特莱贝克 摩擦。
10. 如权利要求8所述的方法，其中， 所述方法还包括使所述连杆(4、 6、 7、 8、 10、 36、 62)中的一才艮沿重力方向运动； 使所述一根连杆沿与所述重力方向相反的方向运动； 在所述连杆运动期间采集测量数据； 在釆集所述测量数据的同时保持速率基本恒定；和 基于所采集的测量数据计算所述至少一个摩擦值。
11. 如权利要求10所述的方法，其中，所计算出的摩擦值是由于摩擦(Tfric)所引起的电机转矩。
12. —种用于监控工业机器人(1)的状态的控制系统，所述工业机器 人(l)具有绕多个关节相对于彼此活动的多根连杆，其中，所述控制系统 包括计算单元(39 )，其适于针对至少其中一个所述关节基于来自该关节的 测量数据计算用于第一机械性能的第一数据(MP、 MP1)，并基于所计算 出的第一机械性能确定所述第一机械性能是正常还是异常；和监控单元(40 )，其用于基于所述第一机械性能是正常还是异常的确定 来监控所述机器人的状态。
13. 如权利要求12所述的控制系统，其中，所述第一机械性能值(MP、 MP1)是游隙值(cp)或机械噪声值。
14. 如权利要求12所述的控制系统，其中，所述计算单元(39)还适 于计算用于第二机喊性能(MP2)的第二值，且所述监控单元(40)适于 基于所述第二机械性能是正常还是异常的确定来监控所述机器人的状态。
15.如权利要求12所述的控制系统，其中，所述第二机械性能是摩擦值。
16.如权利要求14所述的控制系统，其中，所述计算单元(39)还适 于计算用于第三机械性能(MP3)的第三值，且所述监控单元(40)适于 基于所述第三机械性能是正常还是异常的确定来监控所述机器人的状态。
17.如权利要求16所述的控制系统，其中，所述第一机械性能是噪声 值，所述第二机械性能M擦值，而所述第三机械性能是游隙值。
全文摘要
本发明涉及用于监控工业机器人(1)的状态的方法，所述工业机器人(1)具有绕多个关节相对于彼此活动的多根连杆，其中所述方法包括重复进行的以下步骤针对至少其中一个关节基于来自该关节的测量数据(MD)计算用于第一机械性能的第一值；和基于所计算出的机械性能确定所述机械性能是正常还是异常，并基于此监控所述机器人的状态。
文档编号B25J9/16GK101200066SQ200710195950
公开日2008年6月18日 申请日期2007年12月7日 优先权日2006年12月11日
发明者多米尼克·布兰克, 尼克拉斯·斯约斯特兰德 申请人:Abb研究有限公司