CN1305648C

CN1305648C - 机械手

Info

Publication number: CN1305648C
Application number: CNB028022599A
Authority: CN
Inventors: 村田健二
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2007-03-21
Anticipated expiration: 2022-04-12
Also published as: WO2003086718A1; DE10296748T5; KR100483660B1; US6917856B2; JPWO2003086718A1; GB0303210D0; JP4277683B2; US20030192758A1; KR20040014393A; GB2387672A; GB2387672B; CN1481298A; TW542773B

Abstract

本发明结构上做成利用位置检测器检测机械手臂的关节移动位置，根据关节移动位置和经过时间的位置变化量计算关节移动速度，将其与容许移动速度比较，以控制制动器的释放和制动，使得即使机械手臂的形状和姿势以及负荷条件变化时，制动器释放时的机械手臂的关节移动速度也在一定值以内。因此，能得到可一个人进行制动器释放的机械手臂的移动作业，且安全性高的机械手。

Description

机械手

技术领域

本发明涉及一种机械手控制装置的改进，该控制装置释放机械手的手机械手臂的制动器，使伺服系统为停止控制的状态。

背景技术

机械手作为省力、省人用的输送和安装装置，已建立牢固的地位，一直在汽车生产、家电生产、半导体生产等制造业领域作多种用途。尤其是制动器释放技术使机械手的机械手臂移动到搬运时的姿势，从而具有减小包装容积的效果，还具有在因移动到行程范围外而不能控制时进行还原操作的效果，成为机械手的基本技术。

图16是日本国专利公开平11-179691号公报所揭示用于释放制动器的已有生产用机械手控制装置的框图，图17是制动控制流程图，图18是示出制动器动作的状态图。

下面，说明其组成。上述图中，1是机械手主体，每一关节具有电机11、位置检测器12、制动器组13。2是控制装置，利用工作程序对机械手主体1进行驱动控制，并且具有中央处理装置21、伺服控制部23、伺服放大部24、制动器控制部25、制动器驱动部26。3是手动操作装置，用于使操作者提供机械手控制所需的指令。

控制装置2中的中央处理装置21是根据控制程序产生机械手主体1的位置控制和各种功能的指令的部分。伺服控制部23、伺服放大部24和电机11构成伺服控制系统。对伺服系统进行控制时，给伺服控制部23提供有关移动或停止的指令，还将该指令传给伺服放大部24，最后在电机11产生驱动机械手臂(图中未示出)的旋转力，无移动指令时，与机构手机械手臂本身的重量平衡，从而停止。有移动指令时，构成产生大于抵消机械手臂本身重量的旋转力，使机械手臂移动。

电机11中装有位置检测器12。位置检测器12识别机械手臂的伺服控制位置，构成实际检测出电极11的旋转角度，将其输出信号反馈给伺服控制部23和伺服放大部24，从而使机械手臂经常保持来自操作部3的位置指令值。制动器13与电机11的轴合为一体，或装在该轴与机械手臂之间。27是制动器释放时间设定部，28是制动器制动时间设定部。制动器释放时间设定部27和制动器制动时间设定部28构成在中央处理装置21的存储器(图中未示出)分配为机械手控制装置的参数，能由操作者从手动操作装置3等进行变换。制动器驱动部26根据制动器控制部25的输出信号进行驱动，使制动器13实际释放或制动。结构上做成利用按压手动操作装置3中存在的释放操作开关(未示出)产生制动器13的释放指令。

下面，说明其动作。首先，在步骤S71，中央处理装置21判断手动操作装置3中释放操作开关的工作状态。制动器释放指令的释放操作开关为“导通”时，进至步骤S72，中央处理装置21进行伺服系统的控制停止处理。即，进行制动器13的制动动作，停止对伺服控制部23、伺服放大部24和电机11输出信号，由制动器13使机械手臂停止。接着，步骤S73中，制动器控制部25从制动器释放时间设定部27读出释放时间数据，将信号输出到制动器驱动部26，以便仅在符合制动时间数据的时间使制动器13进行制动。制动时间过后，返回到步骤S71，判断释放操作开关的工作状态。结果，如图18所示，在操作者连续按压手动操作装置3的释放操作开关的期间，根据各自的时间数据进行制动器13的释放和制动动作。

不按压释放操作开关(阻断)时，进至步骤S75的处理，进行该处理，判断伺服系统是否正在控制后，返回步骤S71。结果，伺服系统正在控制时，常使制动器13的释放状态继续。步骤S75中，在伺服控制运作中以外的状态下，进行步骤S77的使制动器13进行制动的处理后，返回步骤S71，判断释放操作开关的工作状态。

如以上说明那样，已有的机械手预先设定制动器的释放时间和制动时间，根据该设定时间重复进行制动器13的制动和释放过程，因而制动器释放时的手机械手臂移动速度很大程序上依赖于其重量、姿势和负荷等。

例如，从要使制动器放开的关节的旋转中心看，机械手臂的重量和负荷等的合成重心在大致水平位置时，关节旋转的转矩最大，从而旋转加速度也最大，使释放制动器时，机械手臂的移动速度急剧增加。

从关节的旋转中心看，重心处于大致垂直位置时，关节旋转的转矩接近零，即使释放制动器，也因存在关节部的摩擦，如果操作者不加力，则处于机械手臂不开时移动的状态。

这样，已有的机械手根据机械手臂的重量、姿势和负荷条件等，释放制动器时的机械手臂移动速度急剧变化，因而操作者需要一面监视机械手臂的移动，一面调整制动器的制动和释放的时间。

而且，在释放制动器时，机械手臂不移动的状态下，操作者需要进行用手加力，使机械手臂移动等操作，还需要进行释放操作开关的操作，一个人难以进行作业。

发明概要

本发明是为解决上述问题而完成的，其目的为取得一种机械手，即使机械手臂的形状、姿势和负荷条件变化时，利用控制制动器，使制动器释放时的机械手臂移动速度、控制程序执行周期内的机械手臂移动量为一定值以内，也能抑制机械手臂的高速移动。

本发明的目的还在于得到一种机械手，利用进行制动器控制，使制动器释放时的机械手臂的移动速度和控制程序执行周期内的机械手臂的移动量在上限值与下限值之间，即使机械手臂的形状和姿势以及负荷条件变化时，也能抑制机械手臂地高速移动。

本发明的目的还在于得到一种机械手，在多关节机械手那样因机械手姿势而关节旋转的旋转转矩不足，使机械手臂不移动时，或在正交型机械手的移动轴大致水平配置，即使设制动器释放，利用重力也不使机械手臂移动时，机械手臂都能移动；本发明的目的又在于得到一种机械手，在即使用机械手臂等的本身重量使移动开始后，移动速度和控制程序执行周期内的机械手臂的移动量达到一定值的情况下，进行制动器控制，抑制机械手臂的高速移动。

本发明的目的还在于得到一种机械手，其中预先存储与机械手臂的姿势和负荷条件对应的制动器释放时间和制动器制动时间，并从姿势和负荷条件读出最佳制动器释放时间和制动器制动时间，根据这些时间控制制动器，从而可抑制机械手臂的高速移动。

本发明的目的在于得到一种机械手，能将机械手前端部位工作点的移动速度和控制程序执行周期内的工作点移动量控制为规定值。

本发明所涉及的机械手在将伺服系统作为控制停止状态，进行机械手臂的制动器释放时，利用位置检测器检测出机械手臂的位置，根据移动位置和经过时间的位置变化量计算机械手臂的实际移动速度，将该实际移动速度与容许移动速度比较，把制动器的制动信号或释放信号送到驱动装置，从而进行制动器释放放或制动，将机械手臂的移动速度控制在规定值以内。

而且，本发明的机械手设定机械手臂的移动速度上限值和下限值，在实际移动速度超过上限值时，使制动器制动，低于下限值，则使制动器释放，并且在上限值与下限值之间控制机械手臂的移动速度。

又，本发明的机械手在进行制动器释放时，利用位置检测器检测出机械手臂的移动位置，求出制动器释放程序执行周期中进行移动的机械手臂的移动量，将该移动量与设定的移动量比较，以控制制动器的制动和释放。

又，本发明的机械手设置电机驱动辅助开关，在该开关“导通”时，使制动器释放，按规定方向对电机进行旋转驱动，直到达到机械手臂的容许移动速度后，将机械手臂的移动速度控制为规定值以内。

本发明预先存储与机械手臂的姿势和负荷条件对应的制动器释放时间和制动器制动时间，并从姿势和负荷条件读出最佳制动器释放时间和制动器制动时间，根据这些时间控制制动器。

又，从到设定的机械手部位的距离和机械手臂的实际移动速度计算机械手部位的移动速度，与容许移动速度比较，并根据比较结果，进行制动器的释放或制动，控制机械手臂的移动速度。

本发明涉及的机械手如以上那样构成，从而能得到即使机械手的负荷条件和姿势变化，也能在制动器释放时正确控制机械手臂的移动速度，而且安全性高的机械手。还构成：在因资势而即使释放制动器，机械手臂也不移动时，用机械手臂进行移动程度的旋转转矩驱动机械手臂，因而具有能得到一个人就可操作制动器释放的机械手的效果。

附图说明

图1是示出一般机械手的组成的说明图。

图2是示出本发明实施形态的框图。

图3是示出控制程序中的制动器释放处理的流程图。

图4是示出实施形态1的制动器释放处理的子程序流程图。

图5是实施形态1的动作说明图。

图6是示出实施形态2的制动器释放处理的子程序流程图。

图7是实施形态2的动作说明图。

图8是示出实施形态3的制动器释放处理的子程序流程图。

图9是示出实施形态4的制动器释放处理的子程序流程图。

图10是示出实施形态5的制动器释放处理的子程序流程图。

图11是实施形态5的机械手中到机械手臂前端部或负荷的距离L的说明图。

图12是实施形态5的机械手中到机械手臂前端部或负荷的距离L的说明图。

图13是实施形态6所涉及制动器释放用控制程序的流程图。

图14是说明多关节机械手的关节部状态的外形图。

图15是实施形态6中存储部22所存储制动时间和释放时间的表。

图16是已有的进行制动器释放的生产用机械手控制装置的框图。

图17是示出已有制动器释放处理的程序的流程图。

图18是示出已有制动器动作的状态图。

实施发明的最佳形态

实施形态1

图1是示出一般机械手的组成的图，图2是作为本发明实施形态1的机械手的框图。图3是示出控制程序中的制动器释放处理的流程图，图4是示出进行制动器制动和释放处理的子程序的流程图。图5是示出制动器释放开关的状态与制动器信号和机械手臂移动速度的关系的动作说明图。

首先，说明其组成。1是机械手主体，2是进行机械手的各种控制的控制装置，3是进行机械手的操作用的手动操作装置。

11是驱动机械手的机械手臂和支柱的电机，12是设置在电机11的轴上，用于检测机械手臂的姿势位置用的位置检测器。13是设置在电机11的轴上，用于在切断机械手电源时防止机械手臂的重力造成的移动的制动器。以上说明的电机11、位置检测器12、制动器13与已有例中的相同。

21是中央处理装置，用于分析并处理机械手的动作程序，还用于进行机械手主体1的机械手臂等的姿势控制和以制动器释放控制处理为首的各种处理。中央处理装置21结构上做成：根据存储装置22内的控制程序，以1秒钟约几十次，周期性地每间隔几十毫秒重复进行称为控制程序的一系列位置控制和输入输出处理。构成控制程序执行中，中央处理装置21检测到释放制动器13用的释放操作开关的“导通”时，使存储装置22内的制动器标记Fb的数据为“1”，而且使上次位置数据Xp为“0”。另一方面，构成没有制动器释放指令时，使制动器标记Fb的数据为“0”。然后，在制动器标记Fb为“1”时，构成启动图3所示的制动器释放处理的子程序处理。

22是存储装置，存储动作程序、机械手控制所涉及的各种参数、进行控制装置2内的处理的控制程序及其子程序，以及进行本发明制动器释放处理用的参数。作为进行制动器释放处理用的参数，可分配表明机械手臂等的当前位置和时间的当前位置数据Xc和当前时间数据Tc、表明进行上次处理时的位置和时间的上次位置数据Xp和上次时间数据Tp以及机械手臂等的容许移动速度数据Vs和实际移动速度数据Va。

23是根据来自中央处理装置21的移动指令产生对机械手的位置控制信号的伺服控制部，24是根据来自伺服控制部23的控制信号对电机11进行驱动的伺服放大部。25是产生制动器的释放控制信号的制动器控制部，26是根据来自制动器控制部25的控制信号，给制动器13提供驱动能量的制动器驱动部。

图2中，为了使说明简便，记载电机11、位置检测器12、制动器13、伺服放大部24和制动器驱动部26各一组，但实际上当然设置与机械手主体1所具有驱动部数量相应的多组装置。

3是手动操作装置，设置输入动作程序和各种参数、指示本发明制动器释放处理用的按键开关类和进行当前位置显示的显示装置。这里虽然未在图中示出，但有时可在控制装置2中一起设置手动操作装置3的输入和显示功能。

下面，用图3至图5说明其动作。

操作者在指示制动器释放时，操作手动操作3的按键开关，在存储装置22预先存储机械手臂的容许移动速度数据Vs。

首先，在图3的控制程序步骤S31，中央处理装置21检测到释放操作开关为“导通”时，进至步骤S32的处理。步骤32中，停止从伺服控制部23对伺服放大部24的输出信号，禁止对电机11输出。但是，位置检测器23进行位置检测动作，将机械手臂的位置作为当前位置数据Xc等，经伺服控制部23存储到存储部22。

接着，进至步骤S33，但其前释放操作开关为“阻断”状态时，在步骤S36将制动标记Fb设定为“0”，因而仅首次进至步骤S34的处理。步骤S34中，中央处理装置21使制动标记Fb的数据为“1”，并且使上次位置数据Xp为“0”。接着，进至步骤S35，调用图4的制动器释放用的子程序。这样，在释放操作开关为“导通”的期间，总是调用图4的子程序，进行制动器释放处理。

步骤S31中，中央处理装置21检测到释放操作开关的状态为“阻断”时，进至步骤S36，使制动标记Fb为“0”，传送从伺服控制部23对伺服放大部24的输出信号，使制动器11释放，通常的伺服系统为控制状态后，退出图3的制动器释放处理程序。

下面，说明调用图4所示制动器释放子程序时的处理。

步骤S41中，首先校验上次位置数据Xp是否为“0”，为“0”时，换言之，在释放操作开关从“阻断”切换到“导通”的初始处理中，进至步骤S44，将上次位置数据Xp改写为当前位置数据xc，而且将上次时间数据Tp改写为当前时间数据Tc。此后，进至步骤S46，进行制动器释放处理。制动器释放处理的指令从中央处理装置21通过制动器控制部25送到制动器驱动部26，最后从制动器驱动部26进行供给释放制动器13用的驱动能量。步骤S46的制动器释放处理结束时，暂时退出子程序。

说明从控制程序中处理下一制动器释放处理的子程序的情况。步骤S31中，释放操作开关仍继续为“导通”，则进至步骤S32，进行伺服系统的控制停止处理。下一步骤S33中，由于在上次执行控制程序制动器释放处理的步骤S34将制动器标记Fb设定为“1”，第2次及其后进至步骤S35，调用图4的制动器释放处理子程序。

第2次及其后的子程序调用的步骤S41中，由于上次位置数据Xp代入上次处理时的当前位置数据Xc，所以当前位置数据Xp不为“0”，进至步骤S42。步骤S42中，从下式求上次处理的时刻至当前处理的时刻的移动量ΔX以及经过时间ΔT和实际移动速度数据Va。

ΔX＝Xc-Xp

ΔT＝Tc-Tp

Va＝ΔX/ΔT

上述计算结束后，为了计算调用下次子程序时的移动量和速度，代入当前数据如下。

Xp＝Xc

Tp＝Tc

接着，进至步骤S43，在实际移动速度数据Va大于容许移动速度数据Vs时，进至步骤S45，进行控制，使制动器制动；反之，实际移动速度数据Va小于容许移动速度数据Vs时，进至步骤S46，进行控制，使制动器13释放。

如图5的动作说明所示那样，进行以上说明的处理。首先，释放操作开关为“导通”时，利用机械手臂的本身重量使移动开始，在到达移动速度数据Vs前的期间，使制动器13释放。

图5中，以直线近似表示机械手臂的移动速度，但制flc kkd 13释放时的机械手臂移动速度增加的比例因机械手臂的姿势而变化，而且制动器13制动，使移动速度减少的比例取决于制动器13的制动力和机械手臂等的惯性。

达到容许移动速度数据Vs后，在该数据Vs的附近重复进行制动器13的制动和释放处理。释放操作开关为“阻断”时，立即返回伺服系统的控制状态，进行伺服位置控制，使制动器11释放，机械手臂按当前位置数据Xc停止。

如以上说明那样，进行制动器释放处理时，将机械手臂的移动速度限制为容许移动速度，机械手臂不会高速移动，因而能得到安全性高的机械手。

实施形态2

实施形态2设计成将实际移动速度与上限容许移动速度和下限容许移动速度比较，超过上限值时进行制动器制动处理，低于下限值时进行制动器释放处理，在上限值与下限值之间时进行上次的处理，其组成与实施形态1相同。

实施形态2的控制程序与实施形态1中图3的流程图相同，其子程序流程图如图6所示，与实施形态1相比，一部分处理不同。与实施形态1中图4相同的处理，其步骤采用相同的步骤编号。图7是示出实施形态2中制动器释放开关的状态与制动器信号和机械手臂移动速度的关系的动作说明图。

下面，用流程图说明与实施形态1不同的部分。设制动器释放处理启动时，操作者预先从手动操作装置3将上限容许移动速度数据V_SH和下限容许移动速度数据V_SL输入到存储部22。

在步骤S42求出实际移动速度数据Va后，进至步骤S51，将实际移动速度数据Va与下限容许移动速度数据V_SL比较，实际移动速度数据Va小时，进至步骤S46，进行制动器释放处理。实际移动速度数据Va大时，进至步骤S52。步骤S52中，将实际移动性速度数据Va与上限容许移动速度数据V_SH比较，实际移动速度数据Va大时，进至步骤S45，进行制动器制动处理。实际移动速度数据Va小时，退出该子程序，因而继续进行上次处理的步骤S45的制动器制动处理或步骤S46的制动器释放处理。

实施形态2与实施形态1相比，如图7所示，制动器制动和制动器释放的处理间隔变大，能减少制动器13的制动和释放的跳跃频度。

实施形态3

实施形态3设计成在伺服系统为控制停止状态，进行机械手臂的制动器释放时，利用位置检测器检测出机械手臂的移动位置，求出在制动器释放程序执行周期中进行移动的机械手臂移动量，将该机械手臂移动量与设定的移动量比较，以控制制动器的制动和释放；其组成与实施形态1相同。

实施形态3的控制程序与实施形态1中图3的流程图相同，其子程序的流程图如图8所示，与实施形态1相比，一部分处理不同。与实施形态1的图4相同的处理，其步骤采用相同的步骤编号。

下面，说明制动器释放用子程序中不同的部分。

释放操作开关从“阻断”切换到“导通”的初始子程序调用中，上次位置数据Xp设定为“0”，因而从步骤S41进至步骤S55。步骤S55中，上次位置数据Xp代入当前位置数据Xc，并进至步骤S46，进行制动器释放处理后，退出子程序。

第2次及其后的子程序调用中，作为上次位置数据，在步骤S55代入上次处理时的当前位置数据Xc，因而步骤S41的判断进至步骤S53。步骤S53中，从当前位置数据Vs与上次位置数据Xp的差求出实际移动量ΔX。然后，在步骤S54将实际移动量ΔX与设定移动量Xs相比，实际移动量ΔX大时，进行步骤S45的制动器制动处理，实际移动量ΔX小时，进行步骤S46的制动器释放处理。

如以上说明那样，释放操作开关“导通“时，机械手臂利用本身重量开始移动，在每次控制程序执行处理的实际移动量ΔX达到设定移动量Xs前的期间，使制动器13释放。此后，以设定移动量Xs为基准，进行制动器13的制动和释放。释放操作开关“阻断”时，立即返回伺服系统的控制状态，进行伺服位置控制，使制动器11释放，机械手臂按当前位置数据停止。

实施形态3中，以1秒种约几十次，周期性地每间隔几十毫秒实施控制程序的执行，利用经过时间ΔT为大致固定的时间间隔，因而能省略中央处理装置21计算经过时间ΔT的处理。

又，不仅将设定移动量Xs作为直接参数设定，而且输入容许移动速度数据Vs，因而结构上可做成利用中央处理装置21求出设定移动量Xs，存入存储部22。而且，结构上还可做成：用作为从位置检测器12送到伺服控制部23的位置信号的脉冲数代替设定移动量Xs。

实施形态4

实施形态4用于如多关节机械手那样，从关节看，机械手主体1的机械手臂的姿势和负荷等的合成重心处于大致垂直位置，并且关节旋转的转矩接近“0”时，或者正交型机械手的移动轴大致水平配置，并且机械手臂不移动时，避免即使释放制动器13，操作者不加力，机械手臂就不开始移动的现象。其中设计成电机辅助旋转开关“导通”时，使电机11进行旋转动作，直到机械手臂的实际移动速度数据Va变成容许移动速度数据。

实施形态4的控制程序与实施形态1中图3的流程图相同，其子程序的流程图如图9所示，与实施形态1相比，一部分处理不同。与实施形态1的图4相同的处理，其步骤采用相同的步骤编号。

下面，说明制动器释放用子程序中不同的部分。

第2次及其后的子程序调用中，将“0”以外的值代入上次位置数据Xp，因而步骤S41的判断进至步骤S42。步骤S42中，从下式求出上次处理时至当前处理时的移动量ΔX、经过时间ΔT和实际移动速度Va。

ΔX＝Xc-Xp

ΔT＝Tc-Tp

Va＝ΔX/ΔT

Xp＝Xc

Tp＝Tc

接着，进至步骤S43，在实际移动速度数据Va大于容许移动速度数据Vs时，进至步骤S45，进行制动器制动处理后，退出子程序。实际移动速度数据Va小于容许移动速度数据Vs时，进至步骤S56。如果电机辅助旋转开关“导通”，进至步骤S57，进行制动器释放处理，给电机11施加机械手臂移动程度的一定转矩后，退出子程序。步骤S56中，电机辅助旋转开关“阻断”，则进至步骤S46，执行制动器释放处理后，退出子程序。

如以上说明那样，电机辅助旋转开关“导通”时，机械手臂利用本身重量开始自行，在其达到容许移动速度Vs前的期间，进行借助电机11的机械手臂辅助移动动作。即使电机辅助旋转开关“阻断”且机械手臂停止状态继续时，操作者加力，也能任意移动机械手臂。

而且，结构上做成给电机11施加的辅助移动用转矩按使机械手臂开始移动程度的一定转矩加以控制，则即使因操作差错而操作者使电机11旋转到行程的末端，机械手主体1也没有机械上的损坏。

实施形态5

实施形态5与实施形态1相同，也利用位置检测器检测出机械手臂的移动位置，并根据移动位置和经过时间的位置变化量计算机械手臂的实际运动速度。但是，实施形态5的不同点是：根据实际移动速度和与机械手臂前端部工作点的距离，求出机械手臂前端部工作点的移动速度，将其与容许移动速度比较，在机械手臂前端部工作点的移动速度大时，进行制动器制动处理，小则进行制动器释放处理。

因此，实施形态5的控制程序与实施形态1中图3的流程图相同，其子程序流程图如图10所示，与实施形态1相比，一部分处理不同。

图11和图12是说明图，说明机械手主体1中从进行制动器释放的关节部X₁到机械手臂前端部工作点(用A点表示)的距离L。X₁、X₂、X₃分别表示各关节部的坐标数据，L₁、L₂、L₃分别表示第1机械手臂14、第2机械手臂15、手腕轴16的关节间距离或关节与工作点之间的距离。θ₁表示第1机械手臂14与水平面的夹角，θ₂、θ₃表示各关节部的机械手臂间夹角。17为负荷，18为机械手支柱，W为负荷的重量。

下面，用流程图说明与实施形态1不同的处理。设制动器释放处理启动时，操作者从手动操作3预先将容许移动速度数据Vs、到前端部或负荷中心的距离L输入到存储部22。

首先，在图10所示流程图的第2次子程序调用的步骤S41中，与实施形态1相同，上次位置数据Xp代入上次处理时的当前位置数据，因而上次位置数据Xp不是“0”，进至步骤S58。步骤S58中，从下式求出上次处理时到当前处理时的移动量ΔX、经过时间ΔT、实际移动速度数据Va和移动速度数据V。

ΔX＝Xc-Xp

ΔT＝Tc-Tp

Va＝ΔX/ΔT

V＝Va×L

Xp＝Xc

Tp＝Tc

接着，进至步骤S59，进行控制，以便在移动速度数据大于容许移动速度数据Vs时，进至步骤S45，使制动器制动；反之，移动速度数据V小于容许移动速度数据Vs时，进至步骤S46，使制动器13释放。

以上的说明阐述了操作者输入距离L的情况。然而，结构上做成利用根据并节间的距离L₁、L₂、L₃和各关节间的夹角θ₁、θ₂、θ₃进行计算，求出距离L，则可省略操作者输入距离L的操作。

实施形态6

实施形态6使机械手主体1的机械手臂姿势和负荷状态与制动器释放处理的制动时间和释放时间相互关联关存储到存储部22，按照存储的制动时间和释放时间控制制动器13。

图13表示实施形态6的制动器释放用控制程序的流程图，图14示出说明多关节机械手的关节部状态的外形图，图15示出存储部22存储的制动时间和释放时间的表。

图14示出说明实施形态6中各种参数用的机械手主体的外形图，14为第1机械手臂，15为第2机械手臂，16为手腕轴。17是负荷，在机械手中相当于搬运物。18是支柱，支持第1机械手臂14进行旋转。

X₁表是关节坐标数据，该数据在用角度θ₁表示支柱18与第1机械手臂的关节部的状态时，受控制装置2管理。作为具体的坐标设定，可取为θ₁＝X₁，但用θ₁＝X₁+α的关系式表示。α一般将行程末端规定为“0”的情况居多。同样，X₂表示用角度θ₂表示第1机械手臂14与第2机械手臂15的关节部状态时的坐标数据，X₃表示用角度θ₃示出第2机械手臂15与手腕轴16的关节部状态时的坐标数据。

图15的表将表示机械手臂姿势的第1关节坐标数据X₁分为A₁至F₁的5个区，将第2关节旋转位置X₂分为A₂～E₂的4个区，将第3关节旋转位置X₃分为A₃～C₃的2个区，还将负荷17的重量W分为0、2、4kg的3个区，并且使各区与最佳制动器的释放时间T_BRn和释放时间T_BLn的数据关联。这些表数据相互关联地存储到存储部22，构成中央处理装置21可从第1关节至第3关节的位置数据X₁、X₂、X₃和重量W的输入数据方便地检索并读出制动器的释放时间T_BRn和制动时间T_BLn。

下面，用图13的流程图说明动作。

调用控制程序中的制动器释放程序时，在步骤S61判断释放操作开关的状态，如果该开关“阻断”，进至步骤S69，在设定的制动器制动时间T_BL和设定的制动器释放时间T_BR中设置“-1”后，退出制动器释放处理。步骤S61中，释放操作开关为“导通”时，进至步骤S62，进行伺服输出停止处理，停止从伺服放大部24对电机11的输出。接着，进至步骤S63，判断设定的制动器制动时间T_BL和设定的制动器释放时间T_BR是否均为负值。释放操作开关从“阻断”切换到“导通”后，该2个时间均为负值，因而进至步骤S64，根据各关节的当前位置X₁、X₂、X₃和输入的负荷信息W，读出最近条件的设定制动器制动时间T_BRn和设定制动器释放时间T_BRn，设定为

T_BL＝T_BLn

T_BR＝T_BRn。

接着，进至步骤S68，进行制动器释放处理，从设定的制动器释放时间T_BR减去到下次处理需要的时间ΔT后，退出制动器释放处理程序。重复进行步骤S68的制动器释放处理，直到经历设定的制动器释放时间T_BR为止。步骤S65中，设定的制动器释放时间为负后，即制动器释放处理结束后，进至步骤S66，重复进行步骤S67的制动器制动处理，直到经历制动器制动时间T_BL为止。

步骤S68的制动器释放处理和步骤S67的制动器制动处理的一个周期结束时，再次进至步骤S64，根据各关节的当前位置和输入的负荷消息，读出新的设定制动器制动时间T_BL和设定制动器释放时间T_BR，重复进行制动器释放处理。

如以上说明那样，根据机械手主体1的各关节的当前位置坐标值和输入负荷调用存储部22存储的最佳设定制动器制动时间T_BLn和最佳设定制动器释放时间T_BRn，进行制动器释放处理，因而不像实施形态1和实施形态3那样，进行根据当前位置数据Xc、上次位置数据Xp、当前时间数据Tc、上次时间数据Tp等求实际旋转速度数据Va等计算也可完事，能简化处理。

每当进行制动器释放、制动控制时，以上说明的各实施形态中，可适当改换按容许移动速度比较移动速度，或者将控制程序执行周期内的移动量与容许移动量比较，或者容许移动速度或容许移动量设置上限值和下限值进行比较的技术，或组合两种以上技术进行使用。

生产上的可用性

如以上那样，本发明所涉及的机械手适用于进行制动器释放，使机械手臂移动到行程范围外或从行程范围外移动到范围内的情况。

Claims

1.一种机械手，具有

对机械手臂进行移动驱动用的驱动装置、

检测所述机械手臂的位置的位置检测器、

维持所述机械手臂的静止姿势用的制动器装置，以及

释放开关，用于释放所述制动器装置，当作伺服控制停止；

所述机械手，其特征在于，配置成存在来自所述释放开关的指令时，根据来自所述位置检测器的位置变化量和经过时间对机械手臂的移动速度进行计算，同时与预先指定的容许移动速度比较，所述机械手臂的移动速度高时，使制动器制动，所述机械手臂的移动速度低时，使制动器释放。

2.一种机械手，具有

对机械手臂进行移动驱动用的驱动装置、

检测所述机械手臂的位置的位置检测器、

维持所述机械手臂的静止姿势用的制动器装置，以及

释放开关，用于释放所述制动器装置，当作伺服控制停止；

所述机械手，其特征在于，

配置成存在来自所述释放开关的指令时，根据所述位置检测器的位置变化量求出控制程序执行周期内的机械手臂的移动量，与预先指定的容许移动量比较，所述机械手臂的移动量大时，使制动器制动，所述机械手臂的移动量小时，使制动器释放。

3.一种机械手，具有

对机械手臂进行移动驱动用的驱动装置、

检测所述机械手臂的位置的位置检测器、

维持所述机械手臂的静止姿势用的制动器装置、

用于当作伺服控制停止而释放所述制动器装置的释放开关，以及

辅助旋转开关，该开关在所述释放开关使伺服控制停止时，使所述驱动装置旋转，切换是否移动所述机械手臂；

所述机械手，其特征在于，

配置成存在来自所述释放开关的指令，而且所述辅助旋转开关切换成移动机械手臂时，根据来自所述位置检测器的位置变化量和经过时间，计算机械手臂的移动速度，与预先指定的容许移动速度比较，所述机械手臂的移动速度高时，使制动器制动，所述机械手臂的移动速度低时，使制动器释放，同时使所述驱动装置以规定的转矩进行移动。

4.一种机械手，具有

对机械手臂进行移动驱动用的驱动装置、

检测所述机械手臂的位置的位置检测器、

维持所述机械手臂的静止姿势用的制动器装置、

所述机械手，其特征在于，

配置成存在来自所述所述释放开关的指令，而且所述辅助旋转开关切换成移动机械手臂时，根据所述位置检测器的位置变化量求出控制程序执行周期内的机械手臂的移动量，与预先指定的容许移动量比较，所述机械手臂的移动量大时，使制动器制动，所述机械手臂的移动量小时，使制动器释放。

5.一种机械手，具有

对机械手臂进行移动驱动用的驱动装置、

检测所述机械手臂的位置的位置检测器、

维持所述机械手臂的静止姿势用的制动器装置，以及

释放开关，用于释放所述制动器装置，当作伺服控制停止；

所述机械手，其特征在于，

配置成存在来自所述释放开关的指令时，根据到预先设定的机械手上一部位的距离以及从来自位置检测器的位置变化量和经过时间求出的机械手的移动速度，计算所述机械手上该部位的移动速度，与预先设定的容许移动速度比较，机械手上该部位移动速度高时，使制动器制动，机械手上该部位移动速度低时，使制动器释放。

6.一种机械手，具有

对机械手臂进行移动驱动用的驱动装置、

检测所述机械手臂的位置的位置检测器、

维持所述机械手臂的静止姿势用的制动器装置，以及

释放开关，用于释放所述制动器装置，当作伺服控制停止；

所述机械手，其特征在于，

配置成存在来自所述释放开关的指令时，根据到预先设定的机械手上一部位的距离、控制程序执行周期内来自位置检测器的位置变化量，计算所述机械手上该部位移动量，与预先设定的容许移动量比较，机械手上该部位移动量大时，使制动器制动，机械手上该部位移动量小时，使制动器释放。

7.一种机械手，具有

对机械手臂进行移动驱动用的驱动装置、

检测所述机械手臂的位置的位置检测器、

维持所述机械手臂的静止姿势用的制动器装置，以及

释放开关，用于释放所述制动器装置，当作伺服控制停止；

所述机械手，其特征在于，

配置成存在来自所述释放开关的指令时，将从来自表明所述机械手臂的长度及其姿势的所述位置检测器的当前位置和位置变化量以及经过时间求出的机械手臂的前端部工作点的移动速度与预先设定的容许移动速度比较，所述机械手臂的前端部工作点的移动速度高于所述容许移动速度时，使制动器制动，所述机械手臂的前端部工作点的移动速度低于所述容许移动速度时，使制动器释放。

8.如权利要求1、3、5或7所述的机械手，其特征在于，配置成作为所述容许移动速度，设置上限值和下限值，所述移动速度高于所述容许移动速度的上限值时，使制动器制动，所述移动速度低于所述容许移动速度的下限值时，使制动器释放，所述移动速度在所述容许移动速度的上限值与下限值之间时，继续进行上次的制动处理。

9.一种机械手，具有

对机械手臂进行移动驱动用的驱动装置、

检测所述机械手臂的位置的位置检测器、

维持所述机械手臂的静止姿势用的制动器装置，以及

释放开关，用于释放所述制动器装置，当作伺服控制停止；

所述机械手，其特征在于，

配置成存在来自所述释放开关的指令时，将从来自表明所述机械手臂的长度及其姿势的所述位置检测器的当前位置和位置变化量以及经过时间求出的机械手臂的前端部工作点的移动量与预先设定的容许移动量比较，所述机械手臂的前端部工作点的移动量大于所述容许移动量时，使制动器制动，所述机械手臂的前端部工作点的移动量小于所述容许移动量时，使制动器释放。

10.如权利要求2、4、6或9所述的机械手，其特征在于，配置成作为所述容许移动量，设置上限值和下限值，所述移动量大于所述容许移动量的上限值时，使制动器制动，所述移动量小于所述容许移动量的下限值时，使制动器释放，所述移动量在所述容许移动量的上限值与下限值之间时，继续进行上次的制动处理。