CN105269571A - 具备停止功能的机器人控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备停止功能的机器人控制系统。该机器人控制系统包含：动作指令输出部，其输出电动机的动作指令；位置检测器，其具备于电动机中，检测控制轴的位置；停止信号输出部，其在从位置检测器取得的所述控制轴的速度超过了速度用阈值的情况下，输出使机器人停止的停止信号；以及动作指令切断部，其在输出停止信号时，切断从动作指令输出部输出的动作指令。

Description

具备停止功能的机器人控制系统
技术领域
本发明涉及一种用于控制工业用机器人(以下，简称为机器人)的机器人控制系统，尤其涉及一种具备停止功能的机器人控制系统。
背景技术
一般，机器人控制系统监视机器人的轴速度或机器人的臂的速度。并且，在这种速度超过了预定阈值的情况下，使机器人停止，由此实现了操作者的安全。
在日本特开2009-50958号公报中公开了一种根据由设置在伺服电动机中的位置检测器所检测出的位置使伺服电动机停止的技术。
这里，根据机器人实际动作的结果来计算机器人的轴速度或机器人的臂的速度。因此，即使在如前述使机器人停止的情况下，在机器人停止之前机器人会微小移动。此外，在专利文献1中存在如下的问题，即根据伺服电动机的位置来切断伺服电动机，因此在伺服电动机的轴停止之前，伺服电动机会微小移动。因此，可能会发生不一定能够确保操作者安全的问题。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的是提供一种在伺服电动机的动作开始前能够使机器人停止的机器人控制系统。
发明内容
为了实现上述目的，根据第一方式，提供了一种机器人控制系统，其控制至少具有一个被电动机驱动的控制轴的机器人，该机器人控制系统具备：动作指令输出部，其输出所述电动机的动作指令；位置检测器，其具备于所述电动机中，检测所述控制轴的位置；停止信号输出部，其在从该位置检测器取得的所述控制轴的速度超过了速度用阈值的情况下，输出使所述机器人停止的停止信号；以及动作指令切断部，其在输出所述停止信号时，切断从所述动作指令输出部输出的所述动作指令。
根据第二方式，在第一方式中，该机器人控制系统还具备：基准位置存储部，其存储在输出所述停止信号的时刻由所述位置检测器检测出的所述控制轴的位置作为基准位置；以及电源切断部，其在输出所述停止信号时，在由所述位置检测器检测出的所述控制轴的位置与存储在所述基准位置存储部中的所述基准位置之间的偏差超过了偏差用阈值的情况下，切断向所述机器人的电源。
根据第三方式，在第二方式中，在输出所述停止信号时，在从所述动作指令输出部输出了所述动作指令的情况下，所述动作指令切断部对所述电源切断部发出指令以便切断向所述机器人的电源。
根据附图对本发明的典型实施方式的详细进行说明，从而进一步明确本发明的这些目的、特征和优点以及其他目的、特征和优点。
附图说明
图1是基于本发明的第一实施方式的机器人控制系统的功能框图。
图2是基于本发明的第二实施方式的机器人控制系统的功能框图。
图3是表示图2所示的机器人控制系统的动作的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中，对相同部件赋予相同的参照符号。为了便于理解，这些附图适当地变更了比例。
图1是基于本发明的第一实施方式的机器人控制系统的功能框图。如图1所示，机器人控制系统1主要包含：机器人R，其具备至少驱动一个控制轴的伺服电动机20；以及机器人控制装置10，其控制机器人R。在图1等中仅表示了单一的伺服电动机20，然而实际上，机器人R可以具有多个控制轴以及相对应的多个伺服电动机20。
此外，在伺服电动机20安装有编码器21。编码器21在每个预定时间检测伺服电动机20的输出轴的位置。该位置用于表示控制轴的位置。此外，编码器21还能够根据连续的2个控制轴的位置来输出控制轴的速度。此外，编码器21还能够通过其他方法来输出控制轴的速度。
如图1所示，机器人控制装置10包含有根据动作程序来输出伺服电动机20的动作指令的动作指令输出部11。来自动作指令输出部11的动作指令被伺服放大器18放大后供给到伺服电动机20。此外，从图1可知，伺服放大器18与电动机电源17连接。
并且，机器人控制装置10包含：停止信号输出部12，其在从编码器21取得的控制轴的速度超过了速度用阈值的情况下，输出使机器人R停止的停止信号。并且，机器人控制装置10包含：动作指令切断部13，其在输出了停止信号时，切断从动作指令输出部11输出的动作指令。动作指令切断部13通过将来自动作指令输出部11的动作指令设为零指令，来切断动作指令。如图1所示，将动作指令切断部13配置在动作指令输出部11与伺服放大器18之间。
并且，机器人控制装置10包含：基准位置存储部14，其存储在输出停止信号的时刻由编码器21检测出的控制轴的位置作为基准位置；电源切断部16，其在输出停止信号时，若由编码器21检测出的控制轴的位置与存储在基准位置存储部14中的基准位置之间的偏差超过了偏差用阈值，则切断向机器人R的电源。如图1所示，将电源切断部16配置在电动机电源17与伺服放大器18之间，切断从电动机电源17到伺服放大器18的电源供给。另外，图1所示的比较部15进行各种数据的比较。
此外，图2是基于本发明的第二实施方式的机器人控制系统的功能框图。为了简洁，图2中省略了与图1相同的部位的再次说明。图2中表示了从动作指令切断部13向电源切断部16延伸的箭头。即，在从停止信号输出部12输出停止信号的情况下从动作指令输出部11输出了动作指令时，动作指令切断部13向电源切断部16发出指令以便切断向机器人R的电源。
图3是表示图2所示的机器人控制系统的动作的流程图。以下，参照图3说明基于第二实施方式的机器人控制系统1的动作。在每个预定的控制周期实施图3所示的动作。
此外，基于第一实施方式的机器人控制系统1的动作大致与从图3中删除了步骤S19的流程相等。因此，省略了基于第一实施方式的机器人控制系统1的动作的说明。
首先，在步骤S11中，机器人控制装置10通过编码器21取得控制轴的当前速度Vd。接着，在步骤S12中，比较部15对当前速度Vd与第一阈值(速度用阈值)进行比较。
在当前速度Vd大于第一阈值的情况下，能够判断为机器人R的控制轴的速度过大。因此，这种情况下，在步骤S13中，停止信号输出部12输出停止信号。此外，在当前速度Vd不大于第一阈值的情况下，返回到步骤S11。
接着，在步骤S14中，机器人控制装置10通过编码器21取得在输出了停止信号的时刻的控制轴的位置。然后，基准位置存储部14存储该控制轴的位置作为基准位置。然后，在步骤S15中，机器人控制装置10通过编码器21取得控制轴的当前位置Pd。
之后，在步骤S16中，确认在步骤S13中输出的停止信号是否还处于输出状态。然后，如果停止信号处于输出状态，在步骤S17中确认来自动作指令输出部11的动作指令是否为零。如果动作指令为零，伺服电动机20已经停止，因此前进到步骤S20。
与此相对地，在步骤S17中动作指令不为零的情况下，前进到步骤S18，动作指令切断部13将动作指令设为零。此外，动作指令切断部13也可以将动作指令变小为认为不会对操作者产生影响的程度。因此，动作指令实质上不会输入到伺服放大器18。这样，在本发明中，由于在步骤S18中动作指令切断部13切断了伺服电动机20的动作指令，因此在伺服电动机20的动作开始前使机器人R停止。因此，能够确保操作者的安全。
此外，在步骤S19中，电源切断部16解除电动机电源17与伺服放大器18之间的连接而切断电源。这种情况下，在动作指令切断部13切断了动作指令之后，电源切断部16切断电源，因此机器人R被伺服停止(servooff)而确实地停止。因此，可知能够进一步确保操作者的安全。
接着，在步骤S20中，比较部15判定在步骤S14中存储的基准位置与在步骤S15中取得的当前位置Pd之间的偏差是否大于第二阈值(偏差用阈值)。然后，在偏差大于第二阈值的情况下，电源切断部16解除电动机电源17与伺服放大器18之间的连接而切断电源。当控制轴从基准位置大幅度地脱离时，使机器人R停止。其结果，可知实现了操作者的安全。
发明效果
在第一方式中，动作指令切断部切断了电动机的动作指令，因此在电动机的动作开始前使机器人停止。因此，能够确保操作者的安全。
在第二方式中，在控制轴的位置与基准位置之间的偏差超过了偏差用阈值时，电源切断部切断电源。也就是说，在控制轴从基准位置大幅度地脱离的情况下，使机器人停止。因此，能够确保操作者的安全。
在第三方式中，动作指令切断部切断动作指令，并且电源切断部切断电源，由此使机器人确实地停止。因此，能够进一步确保操作者的安全。
使用典型的实施方式说明了本发明，然而，本领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明的范围的情况下，能够进行前述的变更以及各种其他变更、省略、追加。

Claims (3)

1.一种机器人控制系统，其控制至少具有一个被电动机驱动的控制轴的机器人，该机器人控制系统的特征在于，具备：
动作指令输出部，其输出所述电动机的动作指令；
位置检测器，其具备于所述电动机中，检测所述控制轴的位置；
停止信号输出部，其在从该位置检测器取得的所述控制轴的速度超过了速度用阈值的情况下，输出使所述机器人停止的停止信号；以及
动作指令切断部，其在输出所述停止信号时，切断从所述动作指令输出部输出的所述动作指令。
2.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，该机器人控制系统还具备：
基准位置存储部，其存储在输出所述停止信号的时刻由所述位置检测器检测出的所述控制轴的位置作为基准位置；以及
电源切断部，其在输出所述停止信号时，在由所述位置检测器检测出的所述控制轴的位置与存储在所述基准位置存储部中的所述基准位置之间的偏差超过了偏差用阈值的情况下，切断向所述机器人的电源。
3.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，
在输出所述停止信号时，在从所述动作指令输出部输出了所述动作指令的情况下，所述动作指令切断部对所述电源切断部发出指令以便切断向所述机器人的电源。
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