一种焊接机器人的碰撞处理方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种焊接机器人的碰撞处理方法及系统，属于机器人技术领域。它解决了现有的焊接机器人在发生碰撞时，会造成较大损伤的问题。本焊接机器人的碰撞处理方法包括如下步骤：由微动开关采集机器人末端焊枪与周边物件发生碰撞时的碰撞发生信号并输送碰撞发生信号给驱动器控制芯片；驱动器控制芯片在接收到碰撞发生信号时控制机器人所有轴的电机停止出力，同时控制所有轴的电机中位于机器人末端的电机的抱闸处于松开状态，消除机器人末端与周边物件发生碰撞时的相互作用力；驱动器控制芯片在接收到微动开关自动复位的碰撞解除信号时控制位于机器人末端的电机的抱闸恢复制动状态，使机器人恢复正常工作状态。本发明专利技术能够在发生碰撞时降低损失。能够在发生碰撞时降低损失。能够在发生碰撞时降低损失。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接机器人的碰撞处理方法及系统


[0001]本专利技术属于机器人
，涉及一种焊接机器人的碰撞处理方法及系统。

技术介绍

[0002]工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。
[0003]工业机器人的使用工况一般都很恶劣，在众多工况中弧焊机器人的使用环境尤为恶劣，粉尘、噪声、弧光等同时存在，同时由于工况复杂，机器人的操作空间一般都很狭小，工装、焊机电源与机器人摆放紧凑，机器人碰撞后开关无法复位；且由于生产节拍的要求，一般机器人在一个工装上做焊接作业，操作人员在另一个工装上做焊接件的上下料操作，因此在焊接机器人作业过程中存在机器人与周边设备发生碰撞的情况；而一般是焊枪发生碰撞后焊枪的微动开关打开，机器人在碰撞位置停止作业；但这种处理方式存在以下问题：1、多种姿态碰撞后，电机响应时间长，工件和机器人保持相互作用力，对焊枪及机器人电机、减速机及工装的损害很大，也会导致机器人TCP点位出现点偏；2、工件和焊枪开关卡死后，无法清除碰撞报警，移动机器人至安全位置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种焊接机器人的碰撞处理方法及系统，其所要解决的技术问题是：如何在发生碰撞时降低损失。
[0005]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种焊接机器人的碰撞处理方法，包括如下步骤：
[0006]A、由微动开关采集机器人末端焊枪与周边物件发生碰撞时的碰撞发生信号并输送碰撞发生信号给驱动器控制芯片；
[0007]B、驱动器控制芯片在接收到碰撞发生信号时控制机器人所有轴的电机停止出力，同时控制所有轴的电机中位于机器人末端的电机的抱闸处于松开状态，消除机器人末端与周边物件发生碰撞时的相互作用力；
[0008]C、驱动器控制芯片在接收到微动开关自动复位的碰撞解除信号时控制位于机器人末端的电机的抱闸恢复制动状态，使机器人恢复正常工作状态。
[0009]工作原理：在焊枪与周围物件发生碰撞时，微动开关会自动断开，此时驱动器控制芯片就会接收到微动开关断开的信号，即碰撞发生信号，驱动器控制芯片在接收到碰撞发生信号时停止PWM输出，则机器人所有轴电机停止出力，同时控制位于机器人末端的电机的抱闸处于松开状态，使得机器人焊枪与周边物件不是硬碰硬的状态，有效避免了焊枪及机器人电机、减速机及工装因为碰撞所产生的损失。另外在机器人末端与周边物件发生碰撞时，机器人末端由于没有力的作用，机器人末端会在碰撞力的作用下远离碰撞的物件，从而
使微动开关自动恢复到闭合状态，此时驱动器控制芯片即能接收到碰撞解除信号，从而通过控制位于机器人末端的电机的抱闸恢复制动状态，使机器人恢复正常工作状态，通过本专利技术的应用，能够在发生碰撞时更快速地解决碰撞发生信号，提高了碰撞后的响应时间。
[0010]在上述的焊接机器人的碰撞处理方法中，在所述步骤B中，首先通过使能开关选择启动防撞运行模式，再通过示教器将位于机器人末端的电机的运行模式均配置为运行模式一，将位于机器人其他位置的电机的运行模式均配置为运行模式二；在碰撞发生信号触发时机器人所有轴的电机根据设置的相应运行模式进行动作。
[0011]在触发碰撞发生信号时，根据运行模式二控制机器人除末端位置外的所有轴电机停止出力，同时控制电机的抱闸处于制动状态，保证机器人本体和上下臂不会相对动作，机器人末端的电机根据运行模式一停止出力，同时控制电机的抱闸处于松开状态，消除机器人末端与周边物件发生碰撞时的相互作用力，保证机器人与周边设备不是硬碰硬的状态，能够在发生碰撞时，使焊枪因为与工件的碰撞产生反作用力而回弹，从而远离工件，能够降低机器人和工件的损伤，防止机器人因碰撞出现TCP点位偏移的问题。
[0012]在上述的焊接机器人的碰撞处理方法中，在所述步骤B中，所述运行模式一的操作为故障发生信号触发后，设定在预设时间内关闭PWM输出，使电机停止出力，并设定电机的抱闸处于松开状态；
[0013]所述运行模式二的操作为故障发生信号触发后，设定在预设时间内关闭PWM输出，使电机停止出力，并设定电机的抱闸切换到制动状态；
[0014]所述运行模式一和运行模式二预先存储于驱动器控制芯片内，所述驱动器控制芯片内还预存有用于对故障发生信号进行屏蔽的运行模式三。
[0015]在机器人运行前，将机器人所有轴的电机分别配置为运行模式一或运行模式二，在故障发生信号触发时能够根据运行模式一或运行模式二进行相应的控制操作，为机器人工作提供安全保障；在用户选择运行模式三时，无论故障发生信号是否触发，均不会检出故障，如果已经处于故障状态，即选用运行模式一或运行模式二时，检测到了故障发生信号，此时通过操作运行模式三能够消除故障发生信号，使机器人恢复正常工作，避免在焊枪与工件卡死后，无法消除碰撞报警，无法将机器人移动到安全位置的问题。
[0016]在上述的焊接机器人的碰撞处理方法中，在所述步骤A中，还包括：
[0017]在示教器上设置用于在运行模式三启用时对故障信号进行屏蔽的防撞屏蔽时间。防撞屏蔽时间设定为5s
‑
20s之间，确保在防撞屏蔽时间内能够将机器人移动到安全位置。
[0018]在上述的焊接机器人的碰撞处理方法中，在所述步骤B中，驱动器控制芯片在接收到碰撞发生信号时将碰撞发生信号传送给控制器，由控制器控制示教器进行防撞报警。防撞报警包括通过蜂鸣器进行报警以及通过示教器显示屏进行报警信息显示，由示教器进行防撞报警，能够便于用户及时知晓机器人运行情况，及时解决问题。
[0019]在上述的焊接机器人的碰撞处理方法中，在所述步骤C中，还包括：
[0020]对碰撞解除信号的持续时间进行计时获得计时时长，驱动器控制芯片在接收到微动开关自动复位的碰撞解除信号并计时时长达到预设延时时长时，控制位于机器人末端的电机的抱闸恢复制动状态。对碰撞解除信号的持续时间进行计时，确保碰撞解除信号是真实的，为后续控制提供保障。
[0021]在上述的焊接机器人的碰撞处理方法中，在所述步骤C中，还包括：
[0022]通过示教器上设置的清除按键对防撞报警信息进行清除，在微动开关自动复位时，防撞报警信息清除，在微动开关无法自动复位时，防撞报警信息无法清除；在防撞报警信息无法清除时，操作示教器上设置的防撞屏蔽按钮，控制器接收到防撞屏蔽按钮按下的信号时发送将运行模式一切换为运行模式三的控制信号给驱动器控制芯片，驱动器控制芯片根据运行模式三的预设操作对故障发生信号进行屏蔽，由控制器控制示教器清除防撞报警信息，由驱动器控制芯片控制机器人所有轴的电机开始出力，移动机器人到安全位置。
[0023]在微动开关自动复位时，防撞报警信号则能够进行清除，在微动开关无法自动复位时，则防撞报警信号是无法进行清除的，在防撞报警信号存在时，机器人是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接机器人的碰撞处理方法，其特征在于，包括如下步骤：A、由微动开关(6)采集机器人末端焊枪与周边物件发生碰撞时的碰撞发生信号并输送碰撞发生信号给驱动器控制芯片(1)；B、驱动器控制芯片(1)在接收到碰撞发生信号时控制机器人所有轴的电机(3)停止出力，同时控制所有轴的电机中位于机器人末端的电机(3)的抱闸处于松开状态，消除机器人末端与周边物件发生碰撞时的相互作用力；C、驱动器控制芯片(1)在接收到微动开关(6)自动复位的碰撞解除信号时控制位于机器人末端的电机(3)的抱闸恢复制动状态，使机器人恢复正常工作状态。2.根据权利要求1所述的焊接机器人的碰撞处理方法，其特征在于，在所述步骤B中，首先通过使能开关(53)选择启动防撞运行模式；再通过示教器(5)将位于机器人末端的电机(3)的运行模式均配置为运行模式一，将位于机器人其他位置的电机(3)的运行模式均配置为运行模式二；在碰撞发生信号触发时机器人所有轴的电机(3)根据设置的相应运行模式进行动作。3.根据权利要求2所述的焊接机器人的碰撞处理方法，其特征在于，在所述步骤B中，所述运行模式一的操作为故障发生信号触发后，设定在预设时间内关闭PWM输出，使电机(3)停止出力，并设定电机(3)的抱闸处于松开状态；所述运行模式二的操作为故障发生信号触发后，设定在预设时间内关闭PWM输出，使电机(3)停止出力，并设定电机(3)的抱闸切换到制动状态；所述运行模式一和运行模式二预先存储于驱动器控制芯片(1)内，所述驱动器控制芯片(1)内还预存有用于对故障发生信号进行屏蔽的运行模式三。4.根据权利要求3所述的焊接机器人的碰撞处理方法，其特征在于，在所述步骤B中，驱动器控制芯片(1)在接收到碰撞发生信号时将碰撞发生信号传送给控制器(4)，由控制器(4)控制示教器(5)进行防撞报警。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的焊接机器人的碰撞处理方法，其特征在于，在所述步骤C中，还包括：对碰撞解除信号的持续时间进行计时获得计时时长，驱动器控制芯片(1)在接收到微动开关(6)自动复位的碰撞解除信号并计时时长达到预设延时时长时，控制位于机器人末端的电机(3)的抱闸恢复制动状态。6.根据权利要求4所述的焊接机器人的碰撞处理方法，其特征在于，在所述步骤C中，还包括：通过示教器(5)上设置的清除按键对防撞报警信息进行清除，在微动开关(6)自动复位时，防撞报警信息清除，在微动开关(6)无法自动复位时，防撞报警信息无法清除；在防撞报警信息无法清除时，操作示教器(5)上设置的防撞屏蔽按钮(52)，控制器(4)接收到防撞屏蔽按钮(52)按下的信号时发送将运行模式一切换为运行模式三的控制信号给驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，周文彪，项剑，
申请(专利权)人：浙江钱江机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：