專利名稱：工業(yè)機(jī)器人碰撞保護(hù)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人保護(hù)技術(shù)，具體的說(shuō)是一種工業(yè)機(jī)器人碰撞保護(hù)方法和裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)機(jī)器人是一種自動(dòng)化程度和工作效率都很高的自動(dòng)化設(shè)備，在其運(yùn)行過(guò)程中，如果發(fā)生意外，比如在其工作范圍內(nèi)遇到障礙物時(shí)，機(jī)械手臂就會(huì)與障礙物發(fā)生碰撞， 這不但會(huì)影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞機(jī)器人。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的工業(yè)機(jī)器人在工作過(guò)程中存在安全隱患等不足之處，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠?qū)C(jī)器人本體實(shí)施保護(hù)的工業(yè)機(jī)器人碰撞保護(hù)方法和裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明工業(yè)機(jī)器人碰撞保護(hù)裝置包括機(jī)器人控制器、電機(jī)控制器、示教盒以及繼電器，其中機(jī)器人控制器與電機(jī)控制器進(jìn)行通訊連接，進(jìn)行信號(hào)的采集和命令發(fā)送，機(jī)器人控制器的下電控制信號(hào)通過(guò)繼電器與電機(jī)控制器進(jìn)行控制連接，機(jī)器人控制器的顯示信號(hào)接至示教盒。所述機(jī)器人控制器包括碼盤采集模塊、扭矩采集模塊、軌跡規(guī)劃模塊以及擴(kuò)展RAM 模塊，其中碼盤采集模塊與電機(jī)控制器的編碼器接口相連，對(duì)編碼器的碼盤信號(hào)進(jìn)行采集， 扭矩采集模塊與電機(jī)控制器的扭矩接口連接，對(duì)電機(jī)扭矩信號(hào)進(jìn)行采集，軌跡規(guī)劃模塊的軌跡點(diǎn)控制信號(hào)接至電機(jī)控制器，擴(kuò)展RAM模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線與軌跡規(guī)劃模塊相連，保存軌跡規(guī)劃模塊最近生成的軌跡點(diǎn)。本發(fā)明工業(yè)機(jī)器人碰撞保護(hù)方法包括以下步驟系統(tǒng)啟動(dòng)，機(jī)器人控制器的軌跡規(guī)劃模塊生成運(yùn)動(dòng)軌跡后發(fā)給電機(jī)控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并將軌跡點(diǎn)保存到擴(kuò)展RAM模塊中；調(diào)用碰撞檢測(cè)子程序判斷是否有碰撞發(fā)生，如果發(fā)生碰撞，則讀取擴(kuò)展RAM模塊中保存的軌跡點(diǎn)信息，控制電機(jī)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)；反向運(yùn)行一段后給出繼電器下電信號(hào)，使機(jī)器人本體進(jìn)入下電停機(jī)狀態(tài)，并在示教盒上顯示出碰撞警報(bào)。如果沒(méi)有發(fā)生碰撞，則返回機(jī)器人控制器的軌跡規(guī)劃模塊生成運(yùn)動(dòng)軌跡步驟，進(jìn)入下一個(gè)執(zhí)行周期計(jì)算下一個(gè)軌跡點(diǎn)并控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)用碰撞檢測(cè)子程序包括以下步驟通過(guò)碼盤采集模塊采集碼盤，由碼盤求出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)際速度值和實(shí)際加速度值；通過(guò)扭矩采集模塊采集電機(jī)扭矩，分別對(duì)速度、加速度和扭矩分別進(jìn)行判斷，如果三者中有一個(gè)以上超過(guò)閾值，則碰撞標(biāo)志置1，否則碰撞標(biāo)志置0。本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明提供一種機(jī)器人碰撞保護(hù)方法和裝置，能夠在機(jī)械手臂與障礙物發(fā)生碰撞時(shí)及時(shí)下電，對(duì)機(jī)器人本體實(shí)施保護(hù)。2.本發(fā)明提供一種速度、加速段、扭矩結(jié)合的碰撞保護(hù)檢測(cè)方法，能夠更有效的對(duì)碰撞進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步減小碰撞造成的損失。


圖1為本發(fā)明裝置總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明方法流程圖；圖3為本發(fā)明方法中碰撞檢測(cè)子程序流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明包括機(jī)器人控制器、電機(jī)控制器、示教盒、繼電器，其中機(jī)器人控制器包括碼盤采集模塊、扭矩采集模塊、軌跡規(guī)劃模塊和擴(kuò)展RAM模塊，電機(jī)控制器包括編碼器接口和扭矩接口，碼盤采集模塊與電機(jī)控制器的編碼器接口結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)碼盤的實(shí)時(shí)采集。扭矩采集模塊與電機(jī)控制器的扭矩接口結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)扭矩的采集。軌跡規(guī)劃模塊通過(guò)軌跡規(guī)劃算法生成軌跡點(diǎn)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且由軌跡值可求出命令速度值和命令加速度值，用于碰撞判斷時(shí)的閾值計(jì)算。擴(kuò)展RAM模塊實(shí)時(shí)的保存最近生成的軌跡點(diǎn)，用于碰撞發(fā)生時(shí)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)使手臂縮回；編碼器接口將實(shí)時(shí)的碼盤值發(fā)送給機(jī)器人控制器的碼盤采集模塊。扭矩接口為機(jī)器人控制器的扭矩采集模塊提供與電機(jī)扭矩成比例的電壓，扭矩采集模塊采集電壓值就可以得到相應(yīng)的扭矩值。圖2為系統(tǒng)運(yùn)行流程圖。系統(tǒng)啟動(dòng)后，每個(gè)控制周期中，機(jī)器人控制器的軌跡規(guī)劃模塊生成運(yùn)動(dòng)軌跡后發(fā)給電機(jī)控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并軌跡點(diǎn)保存到擴(kuò)展RAM模塊。然后調(diào)用碰撞檢測(cè)子程序判斷是否有碰撞發(fā)生，如果沒(méi)有則進(jìn)入下一個(gè)執(zhí)行周期計(jì)算下一個(gè)軌跡點(diǎn)并控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，如果發(fā)生碰撞則讀取RAM中保存的軌跡控制電機(jī)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，反向運(yùn)行一段后給出繼電器下電信號(hào)，使機(jī)器人本體進(jìn)入下電停機(jī)狀態(tài)，并在示教盒上顯示出碰撞警報(bào)。圖3為碰撞檢測(cè)子程序流程圖。其每個(gè)執(zhí)行周期都被調(diào)用，實(shí)時(shí)的檢測(cè)碰撞是否發(fā)生。碰撞檢測(cè)子程序首先通過(guò)碼盤采集模塊采集碼盤，然后由碼盤求實(shí)際速度值和實(shí)際加速度值，接下來(lái)通過(guò)扭矩采集模塊采集電機(jī)扭矩，之后分別對(duì)速度、加速度和扭矩分別進(jìn)行判斷，如果三者中有一個(gè)以上超過(guò)了閾值則碰撞標(biāo)志置1，否則碰撞標(biāo)志置0。系統(tǒng)調(diào)用碰撞檢測(cè)子程序后通過(guò)判斷碰撞標(biāo)志來(lái)確定碰撞是否發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)機(jī)器人碰撞保護(hù)裝置，其特征在于包括機(jī)器人控制器、電機(jī)控制器、示教盒以及繼電器，其中機(jī)器人控制器與電機(jī)控制器進(jìn)行通訊連接，進(jìn)行信號(hào)的采集和命令發(fā)送，機(jī)器人控制器的下電控制信號(hào)通過(guò)繼電器與電機(jī)控制器進(jìn)行控制連接，機(jī)器人控制器的顯示信號(hào)接至示教盒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器人碰撞保護(hù)裝置，其特征在于所述機(jī)器人控制器包括碼盤采集模塊、扭矩采集模塊、軌跡規(guī)劃模塊以及擴(kuò)展RAM模塊，其中碼盤采集模塊與電機(jī)控制器的編碼器接口相連，對(duì)編碼器的碼盤信號(hào)進(jìn)行采集，扭矩采集模塊與電機(jī)控制器的扭矩接口連接，對(duì)電機(jī)扭矩信號(hào)進(jìn)行采集，軌跡規(guī)劃模塊的軌跡點(diǎn)控制信號(hào)接至電機(jī)控制器，擴(kuò)展RAM模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線與軌跡規(guī)劃模塊相連，保存軌跡規(guī)劃模塊最近生成的軌跡點(diǎn)。
3.—種工業(yè)機(jī)器人碰撞保護(hù)方法，其特征在于包括以下步驟系統(tǒng)啟動(dòng)，機(jī)器人控制器的軌跡規(guī)劃模塊生成運(yùn)動(dòng)軌跡后發(fā)給電機(jī)控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并將軌跡點(diǎn)保存到擴(kuò)展RAM模塊中；調(diào)用碰撞檢測(cè)子程序判斷是否有碰撞發(fā)生，如果發(fā)生碰撞，則讀取擴(kuò)展RAM模塊中保存的軌跡點(diǎn)信息，控制電機(jī)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)；反向運(yùn)行一段后給出繼電器下電信號(hào)，使機(jī)器人本體進(jìn)入下電停機(jī)狀態(tài)，并在示教盒上顯示出碰撞警報(bào)。
4.按權(quán)利要求3所述的工業(yè)機(jī)器人碰撞保護(hù)方法，其特征在于如果沒(méi)有發(fā)生碰撞，則返回機(jī)器人控制器的軌跡規(guī)劃模塊生成運(yùn)動(dòng)軌跡步驟，進(jìn)入下一個(gè)執(zhí)行周期計(jì)算下一個(gè)軌跡點(diǎn)并控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.按權(quán)利要求3所述的工業(yè)機(jī)器人碰撞保護(hù)方法，其特征在于調(diào)用碰撞檢測(cè)子程序包括以下步驟通過(guò)碼盤采集模塊采集碼盤，由碼盤求出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)際速度值和實(shí)際加速度值；通過(guò)扭矩采集模塊采集電機(jī)扭矩，分別對(duì)速度、加速度和扭矩分別進(jìn)行判斷，如果三者中有一個(gè)以上超過(guò)閾值，則碰撞標(biāo)志置1，否則碰撞標(biāo)志置0。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)機(jī)器人碰撞保護(hù)方法和裝置，機(jī)器人控制器與電機(jī)控制器進(jìn)行通訊連接，進(jìn)行信號(hào)的采集和命令發(fā)送，機(jī)器人控制器的下電控制信號(hào)通過(guò)繼電器與電機(jī)控制器進(jìn)行控制連接，機(jī)器人控制器的顯示信號(hào)接至示教盒；方法為系統(tǒng)啟動(dòng)，機(jī)器人控制器的軌跡規(guī)劃模塊生成運(yùn)動(dòng)軌跡后發(fā)給電機(jī)控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并將軌跡點(diǎn)保存到擴(kuò)展RAM模塊中；如果發(fā)生碰撞，則讀取擴(kuò)展RAM模塊中保存的軌跡點(diǎn)信息，控制電機(jī)反方向轉(zhuǎn)動(dòng)；反向運(yùn)行一段后給出繼電器下電信號(hào)，使機(jī)器人本體進(jìn)入下電停機(jī)狀態(tài)，并在示教盒上顯示出碰撞警報(bào)。本發(fā)明能夠在機(jī)械手臂與障礙物發(fā)生碰撞時(shí)及時(shí)下電，對(duì)機(jī)器人本體實(shí)施保護(hù)，能夠更有效的對(duì)碰撞進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步減小碰撞造成的損失。
文檔編號(hào)B25J19/06GK102554939SQ201010615758
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者宋吉來(lái), 曲道奎, 王金濤, 鄒風(fēng)山 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司