CN1733435A - 伺服工具单元的切离以及结合方法 - Google Patents

Abstract

提供一种伺服工具单元的切离以及结合方法。机器人控制装置，输出向伺服工具单元的切离位置的移动指令。在此移动期间，执行向伺服工具单元的放大器的供电停止指令的输出、动力线·信号线的断线错误的无效化处理、伺服参数的无效化处理。并且，机器人控制装置确认供电停止，并且确认断线错误的无效化处理以及伺服参数的无效化处理的结束。如果机器人到达切离位置，则执行伺服工具单元的机械切离处理。在伺服工具单元的结合时，在机械结合后的下一个移动期间，也执行结合所必需的软件处理。

Description

伺服工具单元的切离以及结合方法

技术领域

本发明涉及在机器人手臂前端安装了伺服电动机驱动方式的伺服工具单元的机器人中，切离或结合该伺服工具单元的方法以及用于实施该方法的机器人控制装置。

背景技术

在机器人手臂的前端安装的工具单元中，有焊枪或手等伺服电动机驱动方式的伺服工具单元。这样的伺服工具单元，由机器人控制装置与机器人一同控制。在自动交换安装在设置于机器人手臂前端的工具装卸部的伺服工具单元时，必须进行对工具装卸部的伺服工具单元的机械切离以及结合，和用于电动机的电切离以及连接的软件上的处理。以往，伺服工具单元的机械切离，和伴随电动机的电切离的有关动力线·信号线的断线错误的无效化处理、电动机停止的确认、伺服参数的无效化处理等的软件上的处理，在伺服工具单元的机械切离位置进行。另外，伺服工具单元的机械结合，和伴随电动机的电连接的有关动力线·信号线的断线错误的有效化处理、电动机的起动确认、伺服参数的有效化处理等软件上的处理，在伺服工具单元的结合位置进行。

在现有的伺服工具单元自动交换时进行的伺服工具单元切离方法中，因为在同一位置进行机械切离和用于电动机电连接的切离的软件上的处理，所以存在在切离伺服工具单元时机器人的停止时间变长的问题。同样，现有的伺服工具单元结合方法中，因为在同一位置进行机械结合和伴随电动机的电连接的软件处理，所以在伺服工具单元结合时机器人的停止时间变长。其结果，产生为了生产而实际使用机器人的时间的比率降低，工作效率变低的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于：缩短伺服工具单元的切离/结合所必需的实质上的时间，提高机器人的工作效率。

根据本发明，提供了一种伺服工具单元切离方法，其用于在由伺服电动机所驱动的伺服工具单元被安装在设置于手臂前端的工具装卸部上，该伺服工具单元由机器人控制装置控制的机器人中，在自动交换所述伺服工具单元时，将所述伺服工具单元从所述工具装卸部切离，其包含以下步骤：使在所述工具装卸部上安装有所述伺服工具单元的所述机器人向伺服工具单元切离位置开始移动的步骤；在所述机器人移动期间，执行用于对由伺服电动机的动力线以及信号线的切离导致的断线错误进行无效化的处理，并且执行用于对所述伺服工具单元的伺服电动机的控制进行无效化的处理的步骤，该伺服电动机用于驱动所述伺服工具单元；所述机器人到达所述切离位置后，将所述伺服工具单元从所述工具装卸部机械切离的步骤。

另外，根据本发明，提供了一种伺服工具单元结合方法，其用于在由伺服电动机驱动的伺服工具单元被安装在设置于手臂前端的工具装卸部，该伺服工具单元由机器人控制装置控制的机器人中，在自动交换所述伺服工具单元时，将重的伺服工具单元结合到所述工具装卸部，其包含：执行使在所述工具装卸部上未安装有所述伺服工具单元的所述机器人向伺服工具单元结合位置移动的步骤；所述机器人到达所述结合位置后，将新的伺服工具单元机械安装到所述工具装卸部的步骤；使所述机器人开始向所述新的伺服工具单元安装结束后的移动预定位置移动的步骤；在所述机器人向所述移动预定位置移动期间，执行用于对所述伺服工具单元的伺服电动机的控制进行有效化的处理，并且执行用于对所述伺服电动机的动力线以及信号线的断线错误进行有效化的处理的步骤。

此外，根据本发明，提供了控制上述伺服工具单元切离方法的执行的机器人控制装置。

另外，根据本发明，提供了控制上述伺服工具单元结合方法的执行的机器人控制装置。

在为了切离或结合伺服工具单元而机器人进行移动的期间，由于执行用于伺服工具单元的切离或结合所必需的软件处理，所以可以缩短用于伺服工具单元的切离以及结合所必需的处理所占用的时间，提高机器人的工作效率。

附图说明

下面，参照附图，根据本发明的较佳的实施方式，对本发明的上述以及其他的目的、特征、优点进行更详细地说明。在附图中，

图1是实施本发明的一个实施方式的伺服工具单元切离/结合方法的机器人系统的概要图。

图2是在图1的机器人系统中执行的伺服工具单元切离处理的流程图。

图3是在图1的机器人系统中执行的伺服工具单元结合处理的流程图。

具体实施方式。

下面，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1是实施本发明的一个实施方式的伺服工具单元切离/结合方法的机器人系统的概要图。机器人系统，具有机器人机构部1和机器人控制装置2，机器人机构部1由机器人控制装置2驱动控制。另外，在机器人机构部1的手臂前端，设置有可以用于自动交换伺服工具单元的工具装卸装置3。

伺服工具单元10，可以通过该工具装卸装置3安装到机器人机构部1的手臂前端。

伺服工具单元10，具有：工具4；伺服电动机5，其用于驱动该工具4；和位置·速度检测器6，其通过检测该伺服电动机5的旋转位置、速度来检测伺服工具单元10的可动部的移动位置、速度。该伺服工具单元10，通过机械结合，被安装在工具装卸装置3上。另外，动力线7通过工具装卸装置3与伺服电动机5连接，电力通过该动力线7从机器人控制装置2供给并进行驱动。位置·速度检测器6也通过信号线8与机器人控制装置2连接，机器人控制装置2可以识别伺服电动机5的旋转位置、速度。即，机器人控制装置2，与驱动控制机器人机构部1中的各关节轴的伺服电动机5一样，也可以控制伺服工具单元10的伺服电动机5，根据通过位置·速度检测器6所检测出的位置、速度的反馈，对于向该伺服电动机5发出的移动指令，在实施了位置环控制处理、速度环控制处理以及电流环处理的基础上，根据处理后的移动指令，驱动控制伺服电动机5。

在要交换伺服工具单元10时，机械切离已安装在工具装卸装置3上的伺服工具单元10，并且切离伺服电动机5以及位置·速度检测器6和动力线7、信号线8的电连接，安装新的伺服工具单元10。在卸下该伺服工具单元10时，因为伺服电动机5与动力线7的连接以及位置·速度检测器6与信号线8的连接被切离，所以在机器人控制装置2可能发生断线错误。因此，无效化该断线错误的处理，在从工具装卸装置3切离伺服工具单元10时执行。另外，因为伺服电动机5与动力线7的连接被切离，所以通过向伺服电动机5的放大器输出停止指令的信号(关闭向动力线7进行供电的开关的信号)，由传感器等确认向该动力线7的供电已被停止，来切离伺服电动机5与动力线7的电连接。进而，为了无效化伺服电动机5的控制，进行如下处理：清除并无效化为了驱动控制伺服电动机5而在机器人控制装置2存储单元所设定存储着的伺服增益或转矩界限值等伺服参数。

以往，无效化该断线错误的处理，以及停止向伺服电动机5的供电，清除并无效化伺服参数的存储值等无效化伺服电动机控制的处理，在将机器人定位于要将伺服工具单元10从工具装卸装置3机械切离的位置之后，在该位置实施。

另外，在将新的伺服工具单元10安装到工具装卸装置3上时，也必须进行如下处理：在将伺服工具单元10机械安装到工具装卸装置3上的作业之外，有效化动力线7·信号线8的断线错误的处理，以及，指令向伺服放大器的供电并且确认供电，设定与新的伺服工具单元10对应的伺服参数，有效化伺服电动机控制的处理。因此，这些处理，也是在使机器人移动到将伺服工具单元10机械结合到工具装卸装置3的位置之后实施。

以往，在将伺服工具单元10从工具装卸装置3切离或结合到工具装卸装置3时，用于切离或结合的软件上的处理也在伺服工具单元切离/结合的位置实施，致使伺服工具单元10的切离以及结合需要较长的时间。

因此，本发明，通过在机器人为了伺服工具单元的切离或结合而进行移动的期间，执行为了伺服工具单元的切离或结合所必要的软件处理，可以缩短用于伺服工具单元的切离或结合所需要的操作处理时间。

图2是在图1所示的机器人控制装置2的处理器执行的伺服工具单元切离处理的流程图。

在输入伺服工具单元切离指令时，机器人控制装置2的处理器，首先输出使机器人手臂前端的伺服工具单元(作为机器人控制点的TCP)10向要执行伺服工具单元10的切离的地方即架台上方移动的指令，驱动机器人(步骤A1)。之后，在移动过程中，机器人控制装置2的处理器，向伺服放大器输出停止指令，并且开始动力线·信号线的断线错误的无效化处理。此外，机器人控制装置2的处理器，为了对伺服工具单元10的伺服电动机5的控制进行无效化，开始清除并无效化伺服参数的存储值的处理(步骤A2)。

接着，通过传感器等确认向动力线7的供电是否停止(步骤A3)。如果供电停止，判断断线错误的无效化处理以及伺服参数的无效化处理是否结束了(步骤A4)，确认断线错误以及伺服参数的无效化处理结束。接着，判断将机器人定位在伺服工具单元切离位置的处理是否结束了(步骤A5)，在机器人到达伺服工具单元切离位置时，执行伺服工具单元10的机械切离处理(步骤A6)。

这样，伺服工具单元10的切离处理结束。之后，机器人向下一个操作位置移动。

机器人在向伺服工具单元切离位置移动的期间，因为伺服工具单元10未被使用，所以在该移动期间，实施用于切离伺服工具单元10的处理，即实施动力线以及信号线的断线错误无效化处理、供电停止和其确认、以及基于伺服参数的无效化(存储的清除)的伺服电动机5的控制的无效化处理，在机器人到达了切离位置时，在该位置只执行机械切离处理。由此，在本发明中，可以缩短伺服工具单元10的切离作业所需要的时间。

图3是将伺服工具单元10安装到工具装卸装置3时执行的处理的流程图。

在输入伺服工具单元的安装指令时，机器人控制装置2的处理器开始图3所示的处理。

机器人控制装置2的处理器，首先输出使机器人手臂前端的伺服工具单元(机器人控制点的TCP)10向位于架台上方的伺服工具单元结合位置移动的指令，根据该指令驱动机器人机构部1的各轴伺服电动机(步骤B1)。之后，在到达伺服工具单元结合位置时(步骤B2)，执行伺服工具单元10的机械结合处理(步骤B3)。机器人控制装置2的处理器，在机械结合处理结束后，输出向下一个移动预定位置的指令，使机器人向下一位置移动(步骤B4)。之后，向伺服放大器输出起动指令，打开向动力线供电的开关，进而开始对在伺服工具单元切离时所无效化的动力线以及信号线的断线错误进行有效化的处理，并且对通过清除而无效化了的伺服参数，开始重新设定适合所安装了的伺服工具单元10的值的有效化处理(步骤B5)。

接着，机器人控制装置2的处理器，确认伺服放大器起动与否。即，通过传感器检测和确认电力是否供应给动力线7(步骤B6)。另外，判断断线错误以及伺服参数的有效化处理是否已结束(步骤B7)，如果该有效化处理结束，则确认机器人是否到达了移动预定位置(步骤B8)。机器人如果到达移动预定位置，则开始执行以后的操作程序(步骤B9)，结束该伺服工具单元结合处理。

在该伺服工具单元10的结合中，在将伺服工具单元10机械安装到工具装卸装置3之后，在向下一个移动预定位置驱动机器人的期间，因为伺服工具单元10的伺服电动机5不被驱动，所以在该移动期间，也执行伴随伺服工具单元10的结合所必要的软件处理，即伺服放大器的起动状态、动力线、信号线的断线错误的有效化处理、伺服参数的有效化处理等。通过这样处理，因为可以并行执行软件处理和机器人的移动，所以可以缩短伺服工具单元结合操作处理所需要的时间。其结果，增大机器人执行作业的实际作业时间的比率，提高机器人的工作效率。

Claims (5)

1.一种伺服工具单元切离方法，其用于在由伺服电动机(5)所驱动的伺服工具单元(10)被安装在设置于手臂前端的工具装卸部(3)上，该伺服工具单元(10)由机器人控制装置(2)控制的机器人(1)中，在自动交换所述伺服工具单元(10)时，将所述伺服工具单元(10)从所述工具装卸部(3)切离，

其特征在于，包含：

使在所述工具装卸部(3)上安装有所述伺服工具单元(10)的所述机器人(1)向伺服工具单元切离位置开始移动的步骤；

在所述机器人(1)移动期间，执行用于对由伺服电动机(5)的动力线以及信号线的切离导致的断线错误进行无效化的处理，并且执行用于对所述伺服工具单元(10)的伺服电动机(5)的控制进行无效化的处理的步骤，该伺服电动机(5)用于驱动所述伺服工具单元(10)；和

所述机器人(1)到达所述切离位置后，将所述伺服工具单元(10)从所述工具装卸部(3)机械切离的步骤。

2.一种伺服工具单元结合方法，其用于在由伺服电动机(5)所驱动的伺服工具单元(10)被安装在设置于手臂前端的工具装卸部(3)，该伺服工具单元(10)由机器人控制装置(2)控制的机器人(1)中，在自动交换所述伺服工具单元(10)时，将新的伺服工具单元(10)结合到所述工具装卸部(3)，

其特征在于，包含：

执行使在所述工具装卸部(3)上未安装有所述伺服工具单元(10)的所述机器人(1)向伺服工具单元结合位置移动的步骤；

所述机器人(1)到达所述结合位置后，将新的伺服工具单元(10)机械安装到所述工具装卸部(3)的步骤；

使所述机器人(1)开始向所述新的伺服工具单元(10)安装结束后的移动预定位置移动的步骤；和

在所述机器人(1)向所述移动预定位置移动期间，执行用于对所述伺服工具单元(10)的伺服电动机(5)的控制进行有效化的处理，并且执行用于对所述伺服电动机(5)的动力线以及信号线的断线错误进行有效化的处理的步骤。

3.一种机器人控制装置，其控制权利要求1所述的伺服工具单元切离方法的执行。

4.根据权利要求3所述的机器人控制装置，其还控制权利要求2所述的伺服工具单元结合方法。

5.一种机器人控制装置，其控制权利要求2所述的伺服工具单元结合方法的执行。

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