CN108705533A - 工业机器人的断电自保护方法和实现该方法的工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业机器人的断电自保护方法，包括如下步骤：逆变器在系统外接电源断电后，将储电装置的电能转化为正常供电；电机驱使机械臂和停放机构移动，直至机械臂的末端移至停放机构上；本发明还涉及一种实现该方法的工业机器人，包括与支架连接的机器本体和电气柜，该本体包括机械臂及伺服电机，该电气柜包括伺服电机驱动器和控制器；所述伺服电机通过所述伺服电机驱动器与所述控制器相连；还包括与支架连接的停放机构及设于所述电气柜内的储电装置和逆变器，所述逆变器在系统外接电源断电后，将储电装置的供电转化为正常供电，使机械臂的末端移至停放机构上。本发明既能节约成本，又能在发生断电的情况下，防止机械臂撞击到平台。

Description

工业机器人的断电自保护方法和实现该方法的工业机器人

技术领域

本发明涉及一种工业机器人，还涉及一种工业机器人的断电自保护方法。

背景技术

Delta 机器人属于高速、轻载的并联机器人，一般通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体，由三个并联的伺服轴确定抓具中心（TCP）的空间位置，实现目标物体的运输，加工等操作。Delta 机器人主要应用于食品、药品和电子产品等加工、装配。Delta 机器人以其重量轻、体积小、运动速度快、定位精确、成本低、效率高等特点，正在市场上被广泛应用。

现有的delta型机器人采用的电机基本上都是带制动的伺服电机，但这种电机的成本比较高；采用不带制动的伺服电机，虽然可以节约成本，但delta型机器人在断电后，整个臂会由于自重而突然坠落，坠落后会使机器臂撞击到安装伺服电机的平台，容易造成机器臂的损坏。

这是现有技术的不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工业机器人，它既能节约成本，又能在发生断电的情况下，防止机械臂撞击到平台。

本发明的工业机器人，包括与支架连接的机器本体和电气柜，该本体包括三个并联的机械臂及伺服电机，该电气柜包括伺服电机驱动器和控制器；所述伺服电机通过所述伺服电机驱动器与所述控制器相连；其特征是：还包括与支架连接的停放机构及设于所述电气柜内的储电装置和逆变器，所述逆变器在系统外接电源断电后，将储电装置的电能转化为正常供电，使机械臂的末端移至停放机构上。

所述逆变器内部设有过压保护电路、欠压保护电路和温度保护电路。

所述停放机构包括支撑臂，深沟球轴承，联轴器和电机；所述支撑臂的转轴设于所述深沟球轴承上，并通过所述联轴器与该电机的转轴相连。

所述电机是与所述控制器相连的步进电机。

所述停放机构还包括触发针和传感器；当支撑臂旋转到触发针在传感器感应的区域后电机停止运动。

所述储电装置为铅酸电池、镍铬电池、锂电池或电容电池。

所述工业机器人为Delta 机器人。

本发明还涉及一种工业机器人的断电自保护方法，其特征是包括如下步骤：

逆变器在系统外接电源断电后，将储电装置的电能转化为正常供电；

电机驱使机械臂和停放机构移动，直至机械臂的末端移至停放机构上。

所述停放机构包括支撑臂，联轴器和电机；所述支撑臂的转轴通过所述联轴器与该电机的转轴相连。

所述停放机构还包括传感器和连接于支撑臂的触发针；当支撑臂旋转到触发针在传感器感应的区域后电机停止驱动所述支撑臂。

本发明的逆变器检测到系统断电后自动切换工作模式，由系统本身的储电装置的电能，通过DC24v转AC220v的逆变器，产生AC220v的工作电压，使机器人还能继续工作，提供机器臂及停放机构移动至停机状态的电能。通过采用非制动伺服电机而降低了的成本的同时，实现了断电后机械臂的软着陆，从而避免了撞击造成机器臂的损坏。

本发明由于采用了逆变器，逆变器内部有保护电路如过压、欠压、温度保护电路，简化了电气柜的结构，同样也节约了器件成本。

附图说明

图1是本发明的delta型分拣机器人的立体图，其处于未断电状态。

图2是本发明的停放机构的正视图。

图3是本发明的delta型分拣机器人的控制电路图。

图4是本发明的delta型分拣机器人的立体图，其处于已断电状态。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参看图1，本发明的delta机器人包括支架1，及设于支架上的机器本体11，电气柜12和停放机构13，机器本体11包括三个并联的伺服轴、伺服电机和机械臂。

图3是本发明的delta分拣机器人的控制电路图。其位于电气柜12内，可以看出，电气柜12内设有多轴联动控制器121、伺服电机驱动器122、铅酸蓄电池123和逆变器124。本发明的多轴联动控制器由微控制单元（MCU），驱动模块，通信模块，存储模块组成，其按照预设程序，通过发脉冲信号给伺服驱动器122, 驱动器122接收多轴联动控制器发送的脉冲和方向信号，来控制伺服电机的启动、转速和转向。

系统开机后delta机器人的三个伺服电机在控制器的控制下旋转，使机械臂回到标定的零点上，此时停放机构13也会回到初始位置，参看图1。

注意图2，组成支架1的结构钢10上设有安装板101、102，安装板101上设有步进电机131。支撑臂132的转轴1321通过轴承座105、深沟球轴承106枢接于安装板102，并通过联轴器133与步进电机131的轴相连，在步进电机驱动下支撑臂旋转。支撑臂上设有触发针1322、安装板102上设有传感器1021，当支撑臂旋转到触发针在传感器感应的区域后步进电机停止驱动。

参看图3，所述步进电机通过步进电机驱动器124与所述控制器121相连。

在delta机器人与外接电源断电后，将由系统本身的储电装置，例如铅酸蓄电池，镍铬电池或锂电池等化学电池，还可能是电容电池；通过DC24v转AC220v的逆变器，产生AC220v的工作电压和电流，提供机器臂需要移动到停机状态的电能，使机器人还能继续工作。Delta机器人的步进电机先带动支撑臂水平旋转45°，到达预定位置，同时，机械臂的末端在伺服电机的带动下移动到支撑臂上。参看图4，实现了断电后机械臂的软着陆，从而避免了撞击造成机器臂的损坏。

需说明的是，本发明的技术方案非不局限于delta机器人，也可适合于一般的工业机器人。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种工业机器人，包括与支架连接的机器本体和电气柜，该本体包括机械臂及伺服电机，该电气柜包括伺服电机驱动器和控制器；所述伺服电机通过所述伺服电机驱动器与所述控制器相连；其特征是：还包括与支架连接的停放机构及设于所述电气柜内的储电装置和逆变器，所述逆变器在系统外接电源断电后，将储电装置的电能转化为正常供电，使机械臂的末端移至停放机构上。

2.如权利要求1所述的工业机器人，其特征是：所述逆变器内部设有过压保护电路、欠压保护电路和温度保护电路。

3.如权利要求2所述的工业机器人，其特征是：所述停放机构包括支撑臂，深沟球轴承，联轴器和电机；所述支撑臂的转轴设于所述深沟球轴承上，并通过所述联轴器与该电机的转轴相连。

4.如权利要求3所述的工业机器人，其特征是：所述电机是与所述控制器相连的步进电机。

5.如权利要求3所述的工业机器人，其特征是：所述停放机构还包括触发针和传感器；当支撑臂旋转到触发针在传感器感应的区域后电机停止运动。

6.如权利要求1~5任一项所述的工业机器人，其特征是：所述储电装置为铅酸电池、镍铬电池、锂电池或电容电池。

7.如权利要求6所述的工业机器人，其特征是：所述工业机器人为Delta 机器人。

8.一种工业机器人的断电自保护方法，其特征是包括如下步骤：

逆变器在系统外接电源断电后，将储电装置的电能转化为正常供电；

电机驱使机械臂和停放机构移动，直至机械臂的末端移至停放机构上。

9.如权利要求8所述的工业机器人的断电自保护方法，其特征是：所述停放机构包括支撑臂，深沟球轴承，联轴器和电机；所述支撑臂的转轴设于所述深沟球轴承上，并通过所述联轴器与该电机的转轴相连。

10.如权利要求9所述的工业机器人的断电自保护方法，其特征是：所述停放机构还包括传感器和连接于支撑臂的触发针；当支撑臂旋转到触发针在传感器感应的区域后电机停止驱动所述支撑臂。