[发明专利]用于无线控制机器人设备的技术

说明书

提供一种用于控制在包括多个机器人设备的机器人单元内的机器人设备的机器人控制器。所述控制器被配置为无线接收控制数据，所述控制数据包括指示所述机器人单元的当前状态的单元状态数据。所述控制数据是经由被定向到所述机器人单元中的所述多个机器人设备的广播传输和多播传输中的一者来接收的。

技术领域

本公开一般地涉及工业自动化。特别地，提供一种用于无线控制在包括多个机器人设备的机器人单元中的机器人设备的技术。该技术可以以设备、方法、系统、计算机程序产品以及计算云的形式来实现。

背景技术

在工业自动化中，存在以下趋势：从多个机器人设备(例如协作机器人手臂)构建机器人单元并且远程控制这些机器人设备。另一方面，已针对本地控制开发了现有的安全机制，在本地控制中，单元控制器被本地放置在机器人单元中。这些安全机制假设机器人设备与其控制器之间的通信是可靠的并且没有延迟。当使用现场总线(例如EtherCAT或ProfiNet)来连接机器人设备与控制器时，该假设是有效的。因此，针对实时分布式控制开发了基础工业计算机网络协议。

工业自动化中最具挑战性的问题之一是：在一些控制功能被远程部署在计算云中并且通过无线连接被连接到机器人单元时，满足现有的可靠性和安全性要求。任何机器人单元中的安全机制的中心目标是避免被包括在其中的机器人设备之间的冲突，以及对不可预见的情况做出适当反应。当经由无线连接进行单元控制时，要实现该目标具有挑战性，因为控制命令可能延迟或丢失，这会导致不安全的情况。

当检测到不需要或不安全的情况(例如，有人进入机器人单元)时，现有的安全机制停止机器人单元。作为另一个示例，机器人手臂可以检测到与外部物体的冲突并且自动停止(保护性停止)。当通过无线连接从基于云的控制器来控制机器人单元时，不能直接使用这样的安全机制。

原因是现场总线和无线连接的特征不同。一般而言，现场总线提供更确定性的行为。现场总线使用有线传输，并且因此不受无线传输的不确定性的影响。

为了针对经由无线连接被远程控制的机器人单元提供所需的安全级别，当远程控制器出现问题时，机器人单元必须具有自主执行本地安全动作的能力。为了由本地机器人设备执行安全动作，该设备需要有关其他设备的状态的信息以避免其他不安全的情况(例如与其他设备的冲突)。当数个机器人设备(例如数个机器人手臂)处理相同的任务时，该状态信息尤其重要。

当前基于云的解决方案使用机器人单元中的中央网关来确保所有机器人设备都具有状态信息。在这些基于网关的解决方案中，机器人单元的所有机器人设备都被连接到本地网关。

发明内容

需要一种用于无线控制在包括多个机器人设备的机器人单元内的机器人设备的技术，其中，该技术能够有效地被实现并且在可靠性和安全性方面保证高标准。

根据第一方面，提供一种机器人控制器，用于控制在包括多个机器人设备的机器人单元内的机器人设备。所述控制器被配置为：无线接收第一控制数据，所述第一控制数据包括指示所述机器人单元的当前状态的单元状态数据，其中，所述第一控制数据是经由被定向到所述机器人单元中的所述多个机器人设备的广播传输和多播传输中的一者来接收的。

在本公开的某些变型中，所述机器人单元中的中央网关可以被省略。替代地，所述机器人单元内的所述多个机器人设备可以直接从无线接入网络接收所有所需信息(例如所述第一控制数据或任何其他控制数据)而无需任何代理。所述无线接入网络可以是蜂窝或非蜂窝网络。

所述机器人设备可以是机器人致动器(例如机器人手臂)、自动导引车等。每个机器人设备可以包括多个可单独控制的实体(例如多个电动机)。特定机器人设备的机器人控制器可以被配置为接收特定控制命令(例如经由无线单播传输)。它还可以被配置为控制机器人设备的多个可单独控制的实体以执行所述控制命令(例如以基于该控制命令在多个自由度内移动机器人手臂)。