CN113276087A - 机器人 - Google Patents

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Abstract

提供能够以简单的结构提高安全性的机器人。一种机器人,其特征在于,具备:电机,用三相交流进行驱动;交流转换部,将直流电流转换为三相交流并输出至所述电机;第一检测部,检测输入到所述交流转换部之前的直流电流的电流值;第二检测部,检测输入到所述交流转换部之前的直流电流或所述交流转换部所输出的三相交流的电流值;供电调整部,调整向所述电机的电力供给;以及控制部,基于所述第一检测部的检测结果和所述第二检测部的检测结果中的至少一方,控制所述供电调整部的动作。

Description

机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人。
背景技术
例如,如专利文献1所示,已知有利用电机进行驱动的机器人。另外,专利文献1的机器人通过检测电机的电流值,能够检测外部的物体与机器人主体接触的情况。由此,在检测出外部的物体与机器人主体接触的情况下,通过停止机器人主体的驱动等而能够确保安全性。
在机器人中,一般使用以三相交流驱动的伺服电机。为了检测该伺服电机的电流值,需要检测第一相、第二相以及第三相中的至少两个。即,检测伺服电机的电流值的检测部至少需要两个检测元件。另一方面,从提高安全性的观点出发,已知有机器人的要素部件的多重化、特别是双重化。
专利文献1:日本特开2019-034393号公报
然而,在使上述那样的检测部双重化的情况下,至少需要四个检测元件,装置结构变得复杂。
发明内容
本应用例的机器人,其特征在于,具备:电机,用三相交流进行驱动;交流转换部,将直流电流转换为三相交流并输出至所述电机;第一检测部,检测输入到所述交流转换部之前的直流电流的电流值;第二检测部,检测输入到所述交流转换部之前的直流电流或所述交流转换部所输出的三相交流的电流值;供电调整部,调整向所述电机的电力供给;以及控制部,基于所述第一检测部的检测结果和所述第二检测部的检测结果中的至少一方,控制所述供电调整部的动作。
本应用例的机器人,其特征在于,具备:电机,用三相交流进行驱动;交流转换部,将直流电流转换为三相交流并输出至所述电机;第一检测部,检测输入到所述交流转换部之前的直流电流的电流值;供电调整部,调整向所述电机的电力供给;以及控制部,基于所述第一检测部的检测结果和对所述电机的电流指令值中的至少一方,控制所述供电调整部的动作。
附图说明
图1是具备本发明的机器人的机器人系统的示意构成图。
图2是图1所示的机器人系统的框图。
图3是图1所示的机器人系统的电路图。
图4是机器人系统的变形例的电路图。
图5是本发明的机器人的第二实施方式的电路图。
图6是图5所示的机器人的详细电路图。
附图标记说明
2…机器人;3…示教装置;4…交流电源;5A…直流转换部;5B…交流转换部;6…检测部;6A…第一检测部;6B…第二检测部;7…末端执行器;8…控制装置;8A…控制部;8B…控制部;9…供电调整部;20…机械臂;21…基座;22…第一臂部;23…第二臂部;24…第三臂部;25…驱动单元;26…驱动单元;27…u驱动单元;28…z驱动单元;31…CPU;32…存储部;33…通信部;34…显示部;81…CPU;82…存储部;83…通信部;91…开关;100…机器人系统;220…壳体;230…壳体;241…主轴;251…电机;252…制动器;253…编码器;261…电机;262…制动器;263…编码器;271…电机;272…制动器;273…编码器;281…电机;282…制动器;283…编码器;811…位置前馈控制部;812…位置控制部;813…速度控制部;814…积分器;815…加减运算器;816…加减运算器;D25…电机驱动器;D26…电机驱动器;D27…电机驱动器;D28…电机驱动器;Kpp…位置控制增益;Kppff…位置前馈增益;Kvp…速度控制增益;O1…第一轴;O2…第二轴;O3…第三轴;TCP…控制点。
具体实施方式
下面,根据附图所示的优选的实施方式来详细说明本发明的机器人。
第一实施方式
图1是具备本发明的机器人的机器人系统的示意构成图。图2是图1所示的机器人系统的框图。图3是图1所示的机器人系统的电路图。图4是机器人系统的变形例的电路图。
另外,在图1中,为了便于说明,作为相互正交的三轴,图示了x轴、y轴以及z轴。另外,以下,将与x轴平行的方向也称为“x轴方向”,将与y轴平行的方向也称为“y轴方向”,将与z轴平行的方向也称为“z轴方向”。
另外,以下为了便于说明,将图1中的+z轴方向、即上侧也称为“上”或“上方”,将-z轴方向、即下侧也称为“下”或“下方”。另外,关于机械臂20,将图1中的基座21侧称为“基端”,将其相反侧即末端执行器7侧称为“前端”。另外,将图1中的z轴方向即上下方向设为“铅垂方向”,将x轴方向及y轴方向即左右方向设为“水平方向”。
图1及图2所示的机器人系统100例如是在电子部件及电子设备等工件的保持、搬运、组装及检查等作业中使用的装置。机器人系统100具备机器人2和对机器人2示教动作程序的示教装置3。另外,机器人2和示教装置3能够通过有线或无线进行通信,该通信也可以经由因特网那样的网络进行。
首先,对机器人2进行说明。
机器人2在图示的结构中是水平多关节机器人,即SCARA机器人。如图1~图3所示,机器人2具有基座21、与基座21连接的机械臂20、末端执行器7、以及控制这些各部分的动作的控制装置8。
基座21是支承机械臂20的部分。在基座21内置有后述的控制装置8。另外,在基座21的任意的部分设定有机器人坐标系的原点。需要说明的是,图1所示的x轴、y轴以及z轴是机器人坐标系的轴。
机械臂20具备第一臂部22、第二臂部23以及作为作业头的第三臂部24。另外,将基座21与第一臂部22的连结部分、第一臂部22与第二臂部23的连结部分以及第二臂部23与第三臂部24的连结部分也称为关节。
需要说明的是,机器人2并不限定于图示的结构,臂部的数量可以是一个或两个,也可以是四个以上。
另外,机器人2具备:驱动单元25,其使第一臂部22相对于基座21旋转;驱动单元26,其使第二臂部23相对于第一臂部22旋转;u驱动单元27,其使第三臂部24的主轴241相对于第二臂部23旋转;以及z驱动单元28,其使主轴241相对于第二臂部23在z轴方向上移动。
如图1以及图2所示,驱动单元25内置于第一臂部22的壳体220,并具有产生驱动力的电机251、制动器252、对电机251的驱动力进行减速的未图示的减速器、以及对电机251或者减速器的旋转轴的旋转角度进行检测的编码器253。
驱动单元26内置于第二臂部23的壳体230,并具有产生驱动力的电机261、制动器262、对电机261的驱动力进行减速的未图示的减速器、以及对电机261或减速器的旋转轴的旋转角度进行检测的编码器263。
u驱动单元27内置于第二臂部23的壳体230,并具有产生驱动力的电机271、制动器272、对电机271的驱动力进行减速的未图示的减速器、以及对电机271或减速器的旋转轴的旋转角度进行检测的编码器273。
z驱动单元28内置于第二臂部23的壳体230,并具有产生驱动力的电机281、制动器282、对电机281的驱动力进行减速的未图示的减速器、以及对电机281或减速器的旋转轴的旋转角度进行检测的编码器283。
作为电机251、电机261、电机271以及电机281,例如能够使用AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机。另外,作为减速器,例如能够使用行星齿轮型的减速器、波动齿轮装置等。
制动器252、制动器262、制动器272以及制动器282具有使机械臂20减速的功能。具体而言,制动器252使第一臂部22的动作速度减速,制动器262使第二臂部23的动作速度减速,制动器272使第三臂部24的u方向的动作速度减速,制动器282使第三臂部24的z轴方向的动作速度减速。
控制装置8通过变更通电条件而动作,使机械臂20的各部位分别减速。制动器252、制动器262、制动器272以及制动器282由控制装置8独立于电机251、电机261、电机271以及电机281地控制。即,接通、断开向电机251、电机261、电机271以及电机281的通电与接通、断开向制动器252、制动器262、制动器272以及制动器282的通电是不联动的。
作为制动器252、制动器262、制动器272以及制动器282,可列举电磁制动器、机械式制动器、油压式制动器、气压式制动器等。以下,将制动器252、制动器262、制动器272以及制动器282设为电磁制动器进行说明。需要说明的是,在电磁制动器中,存在若通电则不会使机械臂20减速的励磁动作式、若切断通电则使机械臂20减速的无电磁动作式,但以下,作为通过通电而使机械臂20减速的励磁动作式进行说明。
另外,如图2所示,编码器253、编码器263、编码器273以及编码器283是检测机械臂20的位置的位置检测部。编码器253、编码器263、编码器273以及编码器283分别与控制装置8电连接。编码器253、编码器263、编码器273以及编码器283将与检测出的旋转角度相关的信息作为电信号发送到控制装置8。由此,控制装置8能够基于接收到的与旋转角度相关的信息来控制机械臂20的动作。
另外,如图3所示,驱动单元25与电机驱动器D25连接,并经由电机驱动器D25由控制装置8控制。驱动单元26与电机驱动器D26连接,并经由电机驱动器D26由控制装置8控制。u驱动单元27与电机驱动器D27连接,并经由电机驱动器D27由控制装置8控制。z驱动单元28与电机驱动器D28连接,并经由电机驱动器D28由控制装置8控制。
基座21例如通过螺栓等固定于未图示的地面。在基座21的上端部连结有第一臂部22。第一臂部22能够相对于基座21绕沿着铅垂方向的第一轴O1旋转。当使第一臂部22旋转的驱动单元25进行驱动时,第一臂部22相对于基座21绕第一轴O1在水平面内旋转。另外,通过编码器253,能够检测第一臂部22相对于基座21的旋转量。
另外,在第一臂部22的前端部连结有第二臂部23。第二臂部23能够相对于第一臂部22绕沿着铅垂方向的第二轴O2旋转。第一轴O1的轴向与第二轴O2的轴向相同。即,第二轴O2与第一轴O1平行。当使第二臂部23旋转的驱动单元26进行驱动时,第二臂部23相对于第一臂部22绕第二轴O2在水平面内旋转。另外,通过编码器263,能够检测第二臂部23相对于第一臂部22的驱动量,具体而言,能够检测旋转量。
另外,在第二臂部23的前端部设置并支承有第三臂部24。第三臂部24具有主轴241。主轴241能够相对于第二臂部23绕沿着铅垂方向的第三轴O3旋转,且能够沿上下方向移动。该主轴241是机械臂20的最前端的臂部。
当使主轴241旋转的u驱动单元27进行驱动时,主轴241绕z轴旋转。另外,通过编码器273能够检测主轴241相对于第二臂部23的旋转量。
另外,当使主轴241沿z轴方向移动的z驱动单元28进行驱动时,主轴241沿上下方向即z轴方向移动。另外,通过编码器283,能够检测主轴241相对于第二臂部23的z轴方向的移动量。
另外,在机器人2中,设定有以主轴241的前端为控制点TCP、以该控制点TCP为原点的前端坐标系。另外,该前端坐标系已完成与上述的机器人坐标系的校准,能够将前端坐标系中的位置转换为机器人坐标系。由此,能够在机器人坐标系中确定控制点TCP的位置。
另外,各种末端执行器以能够拆装的方式连结于主轴241的下端部。作为末端执行器,没有特别限定,例如可列举把持被搬运物的末端执行器、对被加工物进行加工的末端执行器、用于检查的末端执行器等。在本实施方式中,以能够拆装的方式连结有末端执行器7。
需要说明的是,在本实施方式中,末端执行器7不是机器人2的构成要素,但末端执行器7的一部分或者全部也可以为机器人2的构成要素。
接着,对控制装置8进行说明。
控制装置8进行了所谓的双重化,具有控制部8A以及控制部8B。即,即使在控制部8A以及控制部8B中的一方发生了异常的情况下,也能够通过使用另一方,实现机器人2的正常的驱动,从而安全性优异。控制部8A以及控制部8B具有同样的功能,例如具有基于如后所述的电流值来控制机械臂20的驱动的功能。
在控制装置8中,在本实施方式中,在通常时仅控制部8A动作,在控制部8A发生了故障的情况下控制部8B动作。但是,并不限定于该结构,也可以是在通常时仅控制部8B动作,在控制部8B发生了故障的情况下控制部8A动作的结构,也可以是双方始终动作的结构。
控制部8A以及控制部8B是同样的结构,因此以下代表性地说明控制部8A。
如图2所示,控制部8A具有控制机器人2的各部分的驱动的功能,并与上述的机器人2的各部分电连接。控制装置8具有CPU(Central Processing Unit:中央处理器)81、存储部82和通信部83。这些各部分例如经由总线可相互通信地连接。
CPU81读出并执行存储于存储部82中的各种程序等。由CPU81生成的指令信号经由通信部83发送到机器人2的各部分。由此,机械臂20能够执行规定的作业。
存储部82保存CPU81能够执行的各种程序等。作为存储部82,例如可列举RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等易失性存储器、ROM(Read Only Memory:只读存储器)等非易失性存储器、拆装式的外部存储装置等。
另外,如后所述,在存储部82中存储有电流值的阈值等作为开关91的接通/断开的判断的基准。
通信部83使用例如有线LAN(Local Area Network:局域网)、无线LAN等外部接口而在与机器人2的各部以及示教装置3之间分别进行信号的收发。
这样的控制装置8内置于基座21。但是,并不限定于该结构,也可以设置于基座21的外部的任意的位置。在该情况下,控制装置8与机器人2的各部分的连接既可以是有线也可以是无线。
接着,对示教装置3进行说明。
如图2所示,示教装置3具有对机器人2指定动作程序的功能。具体而言,示教装置3将机械臂20的位置、姿势输入至控制装置8。
如图2所示,示教装置3具有CPU(Central Processing Unit:中央处理器)31、存储部32、通信部33以及显示部34。作为示教装置3,没有特别限定,例如可以列举平板电脑、个人电脑、智能手机等。
CPU31读出并执行存储于存储部32中的各种程序等。由CPU31生成的信号经由通信部33发送到机器人2的控制装置8。由此,机械臂20能够在规定的条件下执行规定的作业。
存储部32保存CPU31能够执行的各种程序等。作为存储部32,例如可列举RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等易失性存储器、ROM(Read Only Memory:只读存储器)等非易失性存储器、拆装式的外部存储装置等。
通信部33使用例如有线LAN(Local Area Network:局域网)、无线LAN等外部接口而在与控制装置8之间进行信号的收发。
显示部34由各种显示器构成。在本实施方式中,作为一个例子对触摸面板式、即设为显示部34具备显示功能和输入操作功能的结构进行说明。
但是,并不限定于这样的结构,也可以是另外具备输入操作部的结构。在该情况下,输入操作部可列举例如鼠标、键盘等。另外,也可以是并用触摸面板和鼠标、键盘的结构。
接着,对机器人2的电路进行说明。
如图3所示,机器人2具有作为三相交流电源的交流电源4、直流转换部5A、交流转换部5B、检测部6以及具有开关91的供电调整部9。
直流转换部5A是AC/DC转换器。直流转换部5A将从交流电源4供给的三相交流转换为直流电流。交流转换部5B是DC/AC逆变器。交流转换部5B将从直流转换部5A供给的直流电流转换为三相交流并输出至电机251~电机281。
检测部6具有第一检测部6A和第二检测部6B。
第一检测部6A是设置在直流转换部5A与交流转换部5B之间的电流计。第一检测部6A检测直流转换部5A与交流转换部5B之间的电流值或相当于电流值的物理量,并将该信息发送到控制装置8。
作为第一检测部6A的检测方式,没有特别限定,例如可列举具有磁芯和霍尔元件的霍尔元件型、具有磁芯和绕组的电流互感器型、使用分流电阻器进行检测的方式以及将这些方式组合而成的方式等。
第二检测部6B是设置在直流转换部5A与交流转换部5B之间的电流计。第二检测部6B检测直流转换部5A与交流转换部5B之间的电流值或相当于电流值的物理量,并将该信息发送到控制装置8。
作为第二检测部6B的检测方式,没有特别限定,可以使用已列举为第一检测部6A的检测方式的方式中的任一种方式。
在第一检测部6A以及第二检测部6B为具有分流电阻器的结构的情况下,能够实现第一检测部6A以及第二检测部6B的低成本化。
另外,在第一检测部6A以及第二检测部6B为具有霍尔元件的结构的情况下,能够提高第一检测部6A以及第二检测部6B的检测精度。
需要说明的是,第一检测部6A以及第二检测部6B的检测方式可以相同,也可以不同。
这样,检测部6进行了双重化。在机器人2中,在本实施方式中,在通常时仅第一检测部6A动作,在第一检测部6A发生了故障的情况下第二检测部6B动作。但是,并不限定于该结构,也可以是在通常时仅第二检测部6B动作、在第二检测部6B发生了故障的情况下第一检测部6A动作的结构,也可以是双方始终动作的结构。
与这样的检测部6检测出的电流值和相当于电流值的物理量相关的信息被发送到控制装置8。如上所述,在存储部82中存储有电流值的阈值。CPU81对检测部6的检测结果与在存储部82中所存储的阈值进行比较,在判断为电流值超过了阈值的情况下,使供电调整部9的开关91断开。
供电调整部9调整向电机251~电机281的电力供给,并具有开关91。开关91设置于电机驱动器D25~电机驱动器D28与交流转换部5B之间。开关91例如由半导体开关构成。另外,开关91与控制装置8电连接。控制装置8通过变更对开关91的通电条件,而能够对接通、断开向电机251~电机281的通电进行切换。
这样,供电调整部9具有对接通、断开向电机251~电机281的通电进行切换的开关91。由此,通过控制装置8变更对开关91的通电条件这一简单的结构,能够切换向电机251~电机281通电的接通、断开。因此,能够防止过电流被供给到电机251~电机281。
需要说明的是,供电调整部9并不限定于上述结构,例如也可以是如下结构:具有释放过电流的电路,并通过开关91来切换是向该电路供给过电流还是向电机251~电机281供给电力。
在此,在使检测部6双重化时,可考虑将第一检测部6A和第二检测部6B双方设置在交流转换部5B的输出侧、即交流转换部5B与电机251~电机281之间。在该情况下,第一检测部6A以及第二检测部6B变为检测三相交流。为了检测三相交流的电压值,需要检测作为第一相的U相、作为第二相的V相、以及作为第三相的W相中的至少两个。因此,在该情况下,第一检测部6A至少需要两个检测元件,第二检测部6B也至少需要两个检测元件。即,在从检测部6整体来看时,需要四个检测元件。
与此相对,在机器人2中,设为如下结构:将第一检测部6A以及第二检测部6B设置在直流转换部5A与交流转换部5B之间,检测输入到交流转换部5B之前的直流电流的电流值。由此,第一检测部6A能够设为具有一个检测电流值的检测元件的结构,并且第二检测部6B也能够设为具有一个检测电流值的检测元件的结构。因此,在从检测部6整体来看时,能够用两个检测元件来实现检测部6的双重化。其结果是,能够以简单的结构提高安全性。
这样,第二检测部6B检测输入到交流转换部5B的直流电流的电流值。由此,能够以特别简单的结构实现检测部6的双重化,能够提高安全性。
需要说明的是,在机器人2中,也可以是如下结构:如图4所示,第二检测部6B设置在交流转换部5B与电机251~电机281之间,检测三相交流的电流值。在该情况下,在第二检测部6B中,需要检测第一相、第二相以及第三相中的至少两个。因此,至少需要两个检测元件,在从检测部6整体来看时,需要三个检测元件。然而,与第一检测部6A以及第二检测部6B双方在交流转换部5B的输出侧检测三相交流的结构相比,能够减少检测元件的数量。因此,能够以简单的结构提高安全性。
另外,在该结构的情况下,由于第一检测部6A以及第二检测部6B的电流值的检测部位不同,因此在第一检测部6A以及第二检测部6B中的一方发生了检测异常的情况下,容易确定异常部位。
这样,第二检测部6B检测交流转换部5B所输出的三相交流的电流值,第二检测部6B检测第一相、第二相以及第三相中的至少两个。由此,能够以简单的结构实现检测部6的双重化,能够提高安全性。而且,容易确定异常部位。
如以上所说明的那样,具备:电机251~电机281,用三相交流进行驱动;交流转换部5B,将直流电流转换为三相交流并输出至电机251~电机281;第一检测部6A,检测输入到交流转换部5B之前的直流电流的电流值;第二检测部6B,检测输入到交流转换部5B之前的直流电流或如图4所示交流转换部5B所输出的三相交流的电流值;供电调整部9,调整向电机251~电机281的电力供给;控制部8A以及控制部8B,基于第一检测部6A的检测结果和第二检测部6B的检测结果中的至少一方来控制供电调整部9的动作。由此,在从检测部6整体来看时,能够用两个或三个检测元件来实现检测部6的双重化。其结果,能够以简单的结构提高安全性。
另外,如上所述,供电调整部9切断或减少向电机251~电机281的电力供给。由此,能够进一步提高安全性。
需要说明的是,在本实施方式中,控制装置8被进行了双重化,但本发明并不限定于此,控制装置8也可以不被双重化。
另外,开关91也可以被双重化。
第二实施方式
图5是本发明的机器人的第二实施方式的电路图。图6是图5所示的机器人的详细电路图。
下面,参照这些图来对第二实施方式进行说明,但以与前述的第一实施方式的不同点为中心进行说明,对于同样的事项省略其说明。
如图5所示,检测部6具有第一检测部6A,省略了图3及图4所示的第二检测部6B。
如图6所示,机器人2具有位置前馈控制部811、位置控制部812、速度控制部813、积分器814、加减运算器815和加减运算器816。其中,位置前馈控制部811、位置控制部812、速度控制部813包含在CPU81中。
所输入的目标位置的信号分别被输入到位置前馈控制部811和加减运算器815。位置前馈控制部811对目标位置的信号乘以作为伺服参数的位置前馈增益Kppff,并输出至加减运算器816。
另一方面,输入到加减运算器815的目标位置的信号在加减运算器815中与作为编码器253~编码器283的检测结果的当前位置相关的信号相加,并输出到位置控制部812。然后,位置控制部812将作为伺服参数的位置控制增益Kpp与所输入的信号相乘,并输出到加减运算器816。
加减运算器816将被乘以位置前馈增益Kppff后的目标位置的信号和被乘以位置控制增益Kpp后的目标位置的信号相加,并且减去由积分器814积分后的与当前位置有关的信号,然后输入到速度控制部813。
速度控制部813对所输入的信号乘以作为伺服参数的速度控制增益Kvp而转换为与电流值相关的信息即电流指令值并输出至电机驱动器D25~电机驱动器D28。由此,能够驱动电机251~电机281,使得在考虑机械臂20的当前位置的情况下移动到目标位置。
另外,速度控制部813所输出的电流指令值也被输出至存储部82,随时存储于存储部82。此时,电流指令值被存储在存储部82的非易失性区域中,随时被更新。
另外,CPU81能够基于存储于存储部82的电流指令值来判断电流值是否正常。
通过使控制部8A为这样的结构,从而即使省略了在上述实施方式中所述的第二检测部6B,也能够实质上实现检测部6的双重化。例如,即使在第一检测部6A发生了异常,也能够基于速度控制部813所输出的电流指令值来进行电流值是否超过了阈值的判断。另外,在本实施方式中,由于检测部6的检测元件的数量为一个即可,因此能够通过更简单的结构提高安全性。
这样,机器人2具备:电机251~电机281,用三相交流进行驱动;交流转换部5B,将直流电流转换为三相交流并输出至电机251~电机281;第一检测部6A,检测输入到交流转换部5B之前的直流电流的电流值;供电调整部9,调整向电机251~电机281的电力供给;以及控制部8A和控制部8B,基于第一检测部6A的检测结果和对电机251~电机281的电流指令值中的至少一方,控制供电调整部9的动作。由此,在从检测部整体6来看时,能够用一个检测元件实质上实现检测部6的双重化。其结果,能够以更简单的结构提高安全性。
以上,基于图示的实施方式对本发明的机器人进行了说明,但本发明并不限定于此,各部分的结构能够置换为具有相同功能的任意结构。另外,本发明的机器人也可以是组合了各实施方式的特征的机器人。另外,在本发明的机器人中,也可以附加其它任意的构成物。

Claims (8)

1.一种机器人,其特征在于,具备:
电机,用三相交流进行驱动;
交流转换部,将直流电流转换为三相交流并输出至所述电机;
第一检测部,检测输入到所述交流转换部之前的直流电流的电流值;
第二检测部,检测输入到所述交流转换部之前的直流电流或所述交流转换部所输出的三相交流的电流值;
供电调整部,调整向所述电机的电力供给;以及
控制部,基于所述第一检测部的检测结果和所述第二检测部的检测结果中的至少一方,控制所述供电调整部的动作。
2.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,
所述供电调整部切断或减少向所述电机的电力供给。
3.根据权利要求1或2所述的机器人,其特征在于,
所述供电调整部具有开关,所述开关对接通、断开向所述电机的通电进行切换。
4.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,
所述第二检测部检测输入到所述交流转换部的直流电流的电流值。
5.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,
所述第二检测部检测所述交流转换部所输出的三相交流的电流值,
所述第二检测部检测第一相、第二相以及第三相中的至少两个。
6.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,
所述第一检测部以及所述第二检测部具有分流电阻器。
7.根据权利要求1所述的机器人,其特征在于,
所述第一检测部以及所述第二检测部具有霍尔元件。
8.一种机器人,其特征在于,具备:
电机,用三相交流进行驱动;
交流转换部,将直流电流转换为三相交流并输出至所述电机;
第一检测部,检测输入到所述交流转换部之前的直流电流的电流值;
供电调整部,调整向所述电机的电力供给;以及
控制部,基于所述第一检测部的检测结果和对所述电机的电流指令值中的至少一方,控制所述供电调整部的动作。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4302932A1 (en) * 2022-07-05 2024-01-10 Kassow Robots ApS Control method for a robot

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02250101A (ja) * 1989-03-24 1990-10-05 Nec Corp 2重化制御方式
JPH088997A (ja) * 1994-06-17 1996-01-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二重化制御装置
JP2009261138A (ja) * 2008-04-17 2009-11-05 Okuma Corp モータ制御装置
JP2012130121A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Nissan Motor Co Ltd モータ制御システム
JP2013123334A (ja) * 2011-12-12 2013-06-20 Kyoto Denkiki Kk 三相モータ駆動制御装置
JP2013132099A (ja) * 2011-12-20 2013-07-04 Kyoto Denkiki Kk 三相モータ駆動制御装置
WO2014192327A1 (ja) * 2013-05-31 2014-12-04 株式会社日立産機システム 電力変換装置および制御方法
JP2017028966A (ja) * 2015-07-28 2017-02-02 株式会社デンソー 電流センサ異常診断装置
US20170155344A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Denso Wave Incorporated Robot system
CN107223305A (zh) * 2014-11-28 2017-09-29 株式会社日立产机系统 监视装置和监视方法以及具有它们的控制装置和控制方法
JP2018113734A (ja) * 2017-01-06 2018-07-19 株式会社デンソー モータ制御装置
JP2019097264A (ja) * 2017-11-20 2019-06-20 ファナック株式会社 電流検出器を有するモータ駆動装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5171960A (en) * 1990-11-07 1992-12-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Direct-current resistance welding apparatus and method of controlling welding current thereof
US9226767B2 (en) * 2012-06-29 2016-01-05 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Closed feedback control for electrosurgical device
US9992853B2 (en) * 2016-08-03 2018-06-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Mobile X-ray apparatus including a battery management system
US10838070B1 (en) * 2018-03-28 2020-11-17 Rockwell Collins, Inc. Systems and methods for managing global navigation satellite system (GNSS) receivers
JP2020162193A (ja) * 2019-03-25 2020-10-01 川崎重工業株式会社 電動モータ用の制御装置及びそれを備えるロボット、並びに電動モータの制御方法
CN112350619B (zh) * 2019-08-08 2023-10-20 Lg电子株式会社 用于驱动多个电动机的装置以及包括该装置的电气设备
KR20210053687A (ko) * 2019-11-04 2021-05-12 엘지전자 주식회사 복수 모터 구동장치 및 이를 구비하는 전기 기기
JP7328132B2 (ja) * 2019-12-03 2023-08-16 ファナック株式会社 Dcリンク電圧変動の原因を判定するモータ駆動装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02250101A (ja) * 1989-03-24 1990-10-05 Nec Corp 2重化制御方式
JPH088997A (ja) * 1994-06-17 1996-01-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二重化制御装置
JP2009261138A (ja) * 2008-04-17 2009-11-05 Okuma Corp モータ制御装置
JP2012130121A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Nissan Motor Co Ltd モータ制御システム
JP2013123334A (ja) * 2011-12-12 2013-06-20 Kyoto Denkiki Kk 三相モータ駆動制御装置
JP2013132099A (ja) * 2011-12-20 2013-07-04 Kyoto Denkiki Kk 三相モータ駆動制御装置
WO2014192327A1 (ja) * 2013-05-31 2014-12-04 株式会社日立産機システム 電力変換装置および制御方法
CN107223305A (zh) * 2014-11-28 2017-09-29 株式会社日立产机系统 监视装置和监视方法以及具有它们的控制装置和控制方法
JP2017028966A (ja) * 2015-07-28 2017-02-02 株式会社デンソー 電流センサ異常診断装置
US20170155344A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Denso Wave Incorporated Robot system
JP2018113734A (ja) * 2017-01-06 2018-07-19 株式会社デンソー モータ制御装置
JP2019097264A (ja) * 2017-11-20 2019-06-20 ファナック株式会社 電流検出器を有するモータ駆動装置

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