DE102008027754A1

DE102008027754A1 - Steuervorrichtung zum Steuern eines Roboterkörpers mit einer Power-Off-Bremse

Info

Publication number: DE102008027754A1
Application number: DE102008027754A
Authority: DE
Inventors: Koji Kamiya
Original assignee: Denso Wave Inc
Current assignee: Denso Wave Inc
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-01-29
Also published as: JP2008307618A; US7852030B2; US20080309273A1

Abstract

In einer Steuervorrichtung stellt eine erste Schaltereinheit eine elektrische Verbindung zwischen einer Power-Off-Bremse und einer Stromquelle her, wenn ein Servomotor erregt bzw. bestromt ist. Die elektrische Verbindung bewirkt, dass die Power-Off-Bremse gelüftet wird. Eine zweite Schaltereinheit ist zwischen der Power-Off-Bremse und der Stromquelle vorgesehen. Die zweite Schaltereinheit stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Stromquelle her, wenn sie manuell bedient wird, während der Servomotor entregt bzw. stromlos ist. Eine Berechnungseinheit berechnet eine Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks durch den Servomotor. Eine Bestimmungseinheit bestimmt, ob die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als eine vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist. Eine Unterbrechereinheit unterbricht eine Zr Power-Off-Bremse durch die durch die zweite Schaltereinheit hergestellte elektrische Verbindung, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als die vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf der am 12. Juni 2007 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-155176 . Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der Priorität der japanischen Patentanmeldung, so dass deren Beschreibungen sämtlich hierin durch Bezugnahme aufgenommen werden.
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Steuervorrichtungen zum Steuern eines Roboterkörpers, in den eine Power-Off-Bremse installiert ist; diese Power-Off-Bremse arbeitet, um einen Servomotor zu bremsen, der in den Roboterkörper installiert und ausgebildet ist, um mindestens ein Glied des Roboterkörpers anzutreiben. In der Beschreibung steht "Servomotor" für einen zu steuernden Motor und daher können verschiedene Typen von Motoren als der "Servomotor" verwendet werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In verschiedene Robotertypen installierte Servomotoren arbeiten, um Gelenke eines Roboterkörpers anzutreiben, und wenn die Servomotoren ausgeschaltet sind, wirkt keine Bremskraft auf sie ein. Bei einem Gelenkroboter kann dies dazu führen, dass ein durch ein Gelenk senkrecht drehbarer Arm durch die Schwerkraft absinkt. Bei einem SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)Roboter kann dies dazu führen, dass sich ein durch ein Gelenk senkrecht drehbarer Arm durch die Schwerkraft nach unten bewegt.
Um das Problem zu beheben, werden daher gewöhnlich Power-Off-Bremsen in verschiedene Robotertypen installiert. Die Power-Off-Bremsen sind ausgebildet, um mindestens einen Servomotor zum Antreiben von mindestens einem Gelenk zu bremsen, das in seinem gestoppten Zustand der Schwerkraft unterliegt.
Eine Power-Off-Bremse legt eine mechanische Bremskraft an einen Servomotor an, wenn eine Bremsenfreigabe-Leistungsquelle hiervon getrennt ist, und stoppt das Anlegen der mechanischen Bremskraft an den Servomotor, wenn eine Bremsenfreigabe-Leistungsquelle hieran angeschlossen ist.
Insbesondere ist die Power-Off-Bremse so ausgebildet, dass sie von der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle getrennt ist, während der Servomotor stromlos ist. Der Servomotor kann eingeschaltet werden, wenn die Power-Off-Bremse durch die Bremsenfreigabe-Leistungsquelle erregt bzw. bestromt wird.
Um Notsituationen zu beheben, was erforderlich ist, um einen Roboterkörper in einem solchen Zustand zu bewegen, in dem ein Servomotor zum Bewegen des Roboters durch eine mechanische Bremskraft gestoppt wird, die von einer entsprechenden Power-Off-Bremse angelegt wird, ist auf dem Roboterkörper ein manuell bedienbarer Bremsenfreigabe-Ein/Aus-Knopfschalter vorgesehen. Der Bremsenfreigabe-Ein/Aus-Knopfschalter, der einfach als "Bremsenfreigabe-Schalter" bezeichnet wird, ist zwischen der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle und der Power-Off-Bremse angeschlossen.
Wenn er eingeschaltet ist, ermöglicht der Bremsenfreigabe-Schalter das Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle und der Power-Off-Bremse, um dadurch das Anlegen der mechanischen Bremskraft an den Servomotor zu beenden.
7 veranschaulicht schematisch ein Beispiel einer Schaltung zum Steuern der Power-Off-Bremse in Reaktion auf das Ein/Aus-Schalten des Bremsenfreigabe-Schalters.
Der Aus-Zustand eines Schalters 104 trennt eine Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 105 von einer Power-Off-Bremse 102 (siehe 7), so dass die Power-Off-Bremse 102 arbeitet, um eine mechanische Bremskraft an einen Servomotor (nicht dargestellt) eines Roboterkörpers 101 anzulegen.
Wenn ein Bremsenfreigabe-Schalter 106, der auf dem Roboterkörper 101 vorgesehen ist, eingeschaltet wird, wird eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse 102 und der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 105 hergestellt. Dies hindert die Power-Off-Bremse am Anlegen der mechanischen Bremskraft an den Servomotor, was es dem Roboterkörper 1 ermöglicht, sich zu bewegen.
Bei Gelenkrobotern oder dergleichen kann, wenn eine Power-Off-Bremse gelöst ist, ein senkrecht schwenkbarer Arm durch die Schwerkraft absinken, oder ein Arm kann sich aufgrund eines Luftungeleichgewichts nach oben bewegen. Bei dieser unkontrollierten Bewegung eines Glieds, wie z. B. eines Arms, des Roboterkörpers, wird eine dynamische Bremse bzw. Widerstandsbremse eines Servomotors, der mit der unkontrollierten Bewegung des Roboterkörpers in Verbindung steht, aktiviert, so dass eine Bremskraft auf die unkontrollierte Bewegung des Glieds des Roboterkörpers wirkt. Dies reduziert eine schnelle Bewegung des Bauteils des Roboterkörpers.
Doch wenn die Power-Off-Bremse gelöst wird und die Widerstandsbremse versagt, kann ein Glied des Roboterkörpers gleichzeitig mit dem Lösen der Power-Off-Bremse beginnen, sich mit einer hohen Geschwindigkeit zu bewegen.
Um ein solches Problem zu beheben, offenbart die japanische Patentanmeldung Nr. H04-315593 einen Mechanismus, der so ausgebildet ist, dass er bewirkt, dass eine Sperrvorrichtung mit einem durch ein Gelenk eines Roboterkörpers senkrecht bewegbaren Arm ineinander greift; dies erlaubt dem senkrecht bewegbaren Arm, sich nur aufwärts zu bewegen, um dadurch den senkrecht bewegbaren Arm daran zu hindern, sich abwärts zu bewegen.
Doch der Aufbau des Mechanismus, der erforderlich ist, um zu bewirken, dass die Sperrvorrichtung mit dem senkrecht bewegbaren Arm des Roboterkörpers ineinander greift, kann die Komplexität des Aufbaus des Roboterkörpers erhöhen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Ansehung des Hintergrunds ist es eine Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Erfindung, Steuervorrichtungen und Programmprodukte zum Steuern eines Roboterkörpers bereitzustellen, in den ein Servomotor und eine Power-Off-Bremse hierfür installiert sind; diese Steuervorrichtung und Programmprodukte sind imstande, wenn die Power-Off-Bremse gelöst ist, die schnelle Bewegung des Roboterkörpers zu reduzieren, ohne dabei die Komplexität des Aufbaus des Roboterkörpers zu erhöhen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Roboterkörpers mit einem Gelenk bereitgestellt, das von einem in den Roboterkörper installierten Servomotor angetrieben werden kann. Der Servomotor wird mechanisch durch eine in den Roboterkörper installierte Power-Off-Bremse gebremst, wenn der Servomotor entregt bzw. stromlos ist. Die Steuervorrichtung umfasst eine erste Schaltereinheit, die ausgebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und einer Leistungsquelle hierfür herzustellen, wenn der Servomotor bestromt ist. Die zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle hergestellte elektrische Verbindung bewirkt, dass die Power-Off-Bremse gelöst wird. Die Steuervorrichtung umfasst eine zweite Schaltereinheit, die manuell bedienbar und zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle vorgesehen ist. Die zweite Schaltereinheit stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle her, wenn sie manuell bedient wird, während der Servomotor stromlos ist. Die Steuervorrichtung umfasst eine Recheneinheit, die ausgebildet ist, um eine Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks durch den Servomotor zu berechnen. Die Steuervorrichtung umfasst eine Bestimmungseinheit, die ausgebildet ist, um zu bestimmen, ob die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als eine vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist. Die Steuervorrichtung umfasst eine Unterbrechereinheit, die ausgebildet ist, um eine Zufuhr elektrischer Leistung von der Leis tungsquelle zur Power-Off-Bremse durch die durch die zweite Schaltereinheit hergestellte elektrische Verbindung zu unterbrechen, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als die vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Roboterkörpers mit einem Gelenk bereitgestellt, das von einem in den Roboterkörper installierten Servomotor angetrieben werden kann. Der Servomotor wird mechanisch durch eine in den Roboterkörper installierte Power-Off-Bremse gebremst, wenn der Servomotor stromlos ist. Die Steuervorrichtung umfasst eine erste Schaltereinheit, die ausgebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und einer Leistungsquelle hierfür herzustellen, wenn der Servomotor bestromt ist. Die zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle hergestellte elektrische Verbindung bewirkt, dass die Power-Off-Bremse gelöst wird. Die Steuervorrichtung umfasst eine zweite Schaltereinheit, die manuell bedienbar und zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle vorgesehen ist. Die zweite Schaltereinheit stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle her, wenn sie manuell bedient wird, während der Servomotor stromlos ist. Die Steuervorrichtung umfasst eine Ausfallbestimmungseinheit, die ausgebildet ist, um auf der Grundlage des Betriebs des Servomotors zu bestimmen, ob eine Widerstandsbremse des Servomotors ausgefallen ist. Die Steuervorrichtung umfasst eine Unterbrechereinheit, die ausgebildet ist, um eine Zufuhr elektrischer Leistung von der Leistungsquelle zur Power-Off-Bremse durch die durch die zweite Schaltereinheit hergestellte elektrische Verbindung zu unterbrechen, wenn bestimmt wird, dass die Widerstandsbremse des Servomotors ausgefallen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Programmprodukt bereitgestellt, das in ein Medium eingebettet ist, das durch einen Computer einer Steuervorrichtung zum Steuern eines Roboterkörpers mit einem durch einen in den Roboterkörper installierten Servomotor antreibbaren Gelenk zugänglich ist. Der Servomotor wird mechanisch durch eine in den Roboterkörper installierte Power-Off-Bremse gebremst, wenn der Servomotor stromlos ist. Die Steuervorrichtung umfasst eine erste Schaltereinheit, die ausgebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und einer Leistungsquelle hierfür herzustellen, wenn der Servomotor bestromt ist. Die zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle hergestellte elektrische Verbindung bewirkt, dass die Power-Off-Bremse gelöst wird. Die Steuervorrichtung umfasst eine zweite Schaltereinheit, die manuell bedienbar und zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle vorgesehen ist. Die zweite Schaltereinheit stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle her, wenn sie manuell bedient wird, während der Servomotor stromlos ist. Die Steuervorrichtung umfasst ein Schalterelement, das mit dem Computer operativ verbunden und zwischen der Leistungsquelle und der zweiten Schaltereinheit vorgesehen ist. Das Schalterelement ist ausgebildet, um derart zu schließen, dass es eine elektrische Verbindung zwischen der Leistungsquelle und der zweiten Schaltereinheit herstellt, und derart zu öffnen, dass es die Leistungsquelle und die zweite Schaltereinheit trennt. Das Programmprodukt umfasst erste Mittel, um den Computer anzuweisen, eine Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks durch den Servomotor zu berechnen, und zweite Mittel, um den Computer anzuweisen zu bestimmen, ob die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als eine vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist. Das Programmprodukt umfasst dritte Mittel, um den Computer anzuweisen, das Schalterelement zu veranlassen, zu öffnen, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als die vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Programmprodukt bereitgestellt, das in ein Medium eingebettet ist, das durch einen Computer einer Steuervorrichtung zum Steuern eines Roboterkörpers mit einem durch einen in den Roboterkörper installierten Servomotor antreibbaren Gelenk zugänglich ist. Der Servomotor wird mechanisch durch eine in den Roboterkörper installierte Power-Off-Bremse gebremst, wenn der Servomotor stromlos ist. Die Steuervorrichtung umfasst eine erste Schaltereinheit, die ausgebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und einer Leistungsquelle hierfür herzustellen, wenn der Servomotor bestromt ist. Die zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle hergestellte elektrische Verbindung bewirkt, dass die Power-Off-Bremse gelöst wird. Die Steuervorrichtung umfasst eine zweite Schaltereinheit, die manuell bedienbar und zwi schen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle vorgesehen ist. Die zweite Schaltereinheit stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle her, wenn sie manuell bedient wird, während der Servomotor stromlos ist. Die Steuervorrichtung umfasst ein Schalterelement, das mit dem Computer operativ verbunden und zwischen der Leistungsquelle und der zweiten Schaltereinheit vorgesehen ist. Das Schalterelement ist ausgebildet, um derart zu schließen, dass es eine elektrische Verbindung zwischen der Leistungsquelle und der zweiten Schaltereinheit herstellt, und derart zu öffnen, dass es die Leistungsquelle und die zweite Schaltereinheit trennt. Das Programmprodukt umfasst erste Mittel, um den Computer anzuweisen, auf Grundlage des Betriebs des Servomotors zu bestimmen, ob eine Widerstandsbremse des Servomotors ausgefallen ist. Das Programmprodukt umfasst zweite Mittel, die mit dem Schalterelement operativ verbunden sind, um den Computer anzuweisen, das Schalterelement zu veranlassen, zu öffnen, wenn bestimmt wird, dass die Widerstandsbremse des Servomotors ausgefallen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Aufgaben und Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden, in denen
1 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Beispiel der Hardwarekonfiguration eines Robotersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
2 ein Schaltbild ist, das ein Beispiel der Konfiguration des elektrischen Systems des in 1 dargestellten Robotersystems schematisch darstellt;
3 ein Ablaufschaubild ist, das eine Stopp-Steuerroutine schematisch darstellt, die vom Robotersystem gemäß der ersten Ausführungsform auszuführen ist;
4 ein Schaltbild ist, das ein Beispiel der Konfiguration des elektrischen Systems eines Robotersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
5 ein Ablaufschaubild ist, das eine Stopp-Steuerroutine schematisch darstellt, die vom Robotersystem gemäß der zweiten Ausführungsform auszuführen ist;
6A ein Schaltbild ist, das die Konfiguration des elektrischen Systems eines Robotersystems gemäß einer Abwandlung der ersten Ausführungsform schematisch darstellt;
6B ein Ablaufschaubild ist, das einen Teil einer Stopp-Steuerroutine schematisch darstellt, die vom Robotersystem gemäß der Abwandlung der ersten Ausführungsform auszuführen ist; und
7 ein Schaltbild ist, das ein Beispiel einer Schaltung zum Steuern einer Power-Off-Bremse in Reaktion auf das Ein/Aus-Schalten eines Bremsenfreigabe-Schalters schematisch darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf begleitende Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 wird ein Beispiel des Gesamtaufbaus eines Robotersystems RS gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Das Robotersystem RS verfingt über einen Roboterkörper 1, eine Steuervorrichtung 2, die über ein Kabel elektrisch hiermit verbunden und zum Steuern des Roboterkörpers 1 gestaltet ist, und ein Programmier-Handgerät 3 wie eine Teaching-Box für die Steuervorrichtung 2.
Der Roboterkörper 1 ist beispielsweise als ein Gelenkroboterkörper gestaltet.
Der Roboterkörper 1 besteht aus einer im Wesentlichen zylindrischen Basis 4, die auf eine waagrechte Aufstellfläche wie beispielsweise den Fußboden einer Fabrik montiert ist. Der Roboterkörper 1 besteht aus einem im Wesentlichen zylindrischen Schultergelenk 5, das derart auf die Basis 4 montiert ist, dass die Mittelachsenrichtung des Schultergelenks 5 lotrecht zur Mittelachsenrichtung der Basis 4 ist.
Das Schultergelenk 5 ist so ausgebildet, dass es auf der Basis 4 um eine Mittelachse (Bewegungsachse) der Basis 4 waagrecht drehbar ist. Insbesondere dient die Basis 4 als ein Drehgelenk, um das Schultergelenk 5 zu tragen und es um die Mittelachse desselben zu drehen.
Der Roboterkörper 1 besteht aus einem Paar Oberarme (Oberarmgelenke) 6. Jeweils ein Ende des Paares von Oberarmen 6 wird von beiden Enden des Schultergelenks 5 um die Mittelachse (Bewegungsachse) desselben in der senkrechten Richtung, die der Mittelachsenrichtung der Basis 4 entspricht, drehbar getragen. Insbesondere ist das Schultergelenk 5 ausgebildet, um die Oberarme 6 zu tragen und sie um seine Mittelachse zu drehen.
Der Roboterkörper 1 besteht aus einem im Wesentlichen zylindrischen Armgelenk 6a, das mit den anderen Enden des Paares von Oberarmen 6 verbunden ist, um senkrecht um seine Mittelachse (Bewegungsachse) in der senkrechten Richtung geschwenkt zu werden.
Der Roboterkörper 1 besteht aus einem im Wesentlichen quaderförmigen ersten Unterarm 7a, der mit seiner einen größeren Seitenfläche auf eine äußere Umfangsfläche des Armgelenks 6a montiert ist, um zusammen mit dem Armgelenk 6a in der senkrechten Richtung um die Mittelachse desselben schwenkbar zu sein. Insbesondere ist das Armgelenk 6a ausgebildet, um den ersten Unterarm 7a zu tragen und ihn um seine Mittelachse zu schwenken.
Der Roboterkörper 1 besteht aus einem zweiten Unterarm 7b, der sich vom ersten Unterarm 7a aus erstreckt und davon drehbar um eine Mittelachse des ersten Unterarms 7a, die einer Bewegungsachse entspricht, getragen wird. Insbesondere dient der erste Unterarm 7a als ein Gelenk, um den zweiten Unterarm 7b zu tragen und ihn um seine Mittelachse zu drehen.
Das Vorderende des zweiten Unterarms 7b ist gegabelt. Der erste und der zweite Unterarm 7a und 7b bilden ein Unterarmglied 7.
Der Roboterkörper 1 besteht aus einem im Wesentlichen zylindrischen Handgelenk 8, das zwischen die gegabelten Enden des zweiten Unterarms 7b eingesetzt und dadurch schwenkbar um seine Mittelachse (Bewegungsachse) in der senkrechten Richtung, die der Mittelachsenrichtung der Basis 4 entspricht, gelagert ist.
Das Handgelenk 8 ist mit einem im Wesentlichen zylindrischen Flansch 9, der davon vorsteht, ausgebildet. Der Flansch 9 hat ein Vorderende, damit er um seine Mittelachse (Bewegungsachse) entsprechend der Vorstehrichtung desselben drehbar ist. Insbesondere ist das Handgelenk 8 ausgebildet, um den Flansch 9 zu tragen und ihn um seine Mittelachse zu drehen.
Der Flansch 9 ist derart gestaltet, dass sein Vorderende die Montage einer mechanischen Hand (mechanischer Greifer) ermöglicht, die an ihrem einen Ende mit einem Greifteil ausgebildet ist, der verschiedene Arten von Werkstücken greifen kann.
Insbesondere dient der Flansch 9 (sein Vorderende desselben) als ein Hand-Gelenk, um sein eines Ende um seine Mittelachse zusammen mit dem mechanischen Greifer zu drehen.
Der Roboterkbrper 1 umfasst eine Vielzahl von Servomotoren 13 als Aktuatoren und beispielsweise zwei Power-Off-Bremsen 11 zum Bremsen von entsprechenden zwei der Servomotoren 13 (siehe 2). Nachstehend wird das Bezugszeichen 13a den zwei Servomotoren 13 zugewiesen, auf denen oder in deren Nähe die Power-Off-Bremsen 11 angeordnet sind (siehe 2). Der Roboterkörper 1 umfasst auch eine Vielzahl von Drehgebern E, die jeweils beispielsweise mit der Drehwelle von einem entsprechenden der Servomotoren 13 verbunden sind (siehe 2).
Insbesondere ist das Basisgelenk 4 mit einem Servomotor 13 und einem Rotationsübertragungssystem (nicht dargestellt) integriert, das die Drehung des Servomotors 13 an das Schultergelenk 5 überträgt, um es waagrecht zu drehen.
Das Schultergelenk 5 ist mit dem Servomotor 13a und mit einem Rotationsübertragungssystem (nicht dargestellt) integriert, das die Drehung des Servomotors 13a an die Oberarme 6 überträgt, um sie zusammen miteinander senkrecht zu schwenken.
Eine der zwei Power-Off-Bremsen 11 ist in das Schultergelenk 5 integriert und wirksam, um den in das Schultergelenk 5 integrierten Servomotor 13a zu bremsen.
Das Armgelenk 6a ist mit dem Servomotor 13a und mit einem Rotationsübertragungssystem (nicht dargestellt) integriert, das die Drehung des Servomotors 13 an den ersten Unterarm 7a überträgt, um ihn senkrecht zu schwenken.
Die andere der zwei Power-Off-Bremsen 11 ist in das Armgelenk 6a integriert und wirksam, um den in das Armgelenk 6a integrierten Servomotor 13a zu bremsen.
Der erste Unterarm (Armgelenk) 7a ist mit einem Servomotor 13 und mit einem Rotationsübertragungssystem (nicht dargestellt) integriert, das die Drehung des Servo motors 13 an den zweiten Unterarm 7b überträgt, um ihn um seine Mittelachse zu drehen.
Das Handgelenk 8 ist mit einem Servomotor 13 und mit einem Rotationsübertragungssystem (nicht dargestellt) integriert, das die Drehung des Servomotors 13 hieran überträgt, um sich zusammen mit dem Flansch 9 zu drehen.
Der Flansch (Hand-Gelenk) 9 ist mit einem Servomotor 13 und mit einem Rotationsübertragungssystem (nicht dargestellt) integriert, das die Drehung des Servomotors an sein Vorderende überträgt, um es zusammen mit dem Greifer um seine Mittelachse zu drehen.
Insbesondere dienen das Basisgelenk 4, das Schultergelenk 5, das Oberarmgelenk 6a, das Unterarmgelenk 7a, das Handgelenk 8 und das Hand-Gelenk 9 des Roboterkörpers 1 als Gelenke (Gelenkmechanismen) desselben, die mit entsprechenden Gliedern des Roboterkörpers 1 verbunden und ausgebildet sind, um eine entsprechende Beweglichkeit bereitzustellen.
Des Weiteren verfingt der Roboterkörper 1 über einen Bremsenfreigabe-Ein/Aus-Knopfschalter 10, der derart auf beispielsweise die umlaufende Seitenwand der Basis 4 montiert ist, dass er manuell bedienbar (druckbar) ist. Der einfach als "Bremsenfreigabe-Schalter" bezeichnete Bremsenfreigabe-Ein/Aus-Knopfschalter 10 arbeitet, um jede der Power-Off-Bremsen 11 zu lösen, wenn er von einem Bediener gedrückt wird.
Wie in 2 dargestellt, umfasst die Steuervorrichtung 2 eine Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12, ein Stromversorgungsrelais 14 mit einem Schließkontakt 14a und einen Schalter 15. Die Steuervorrichtung 2 umfasst außerdem ein Unterbrecherrelais (Trennrelais) 16 mit einem Öffnungskontakt (normally close contact) 16a und einem Schließkontakt (normally open contact) 16b, einen Schalter 17 und einen Kontaktprüfer 18.
Des Weiteren umfasst die Steuervorrichtung 2 eine Steuerschaltung 19 mit einem Speicher 19a und Treiberschaltungen 21. Die Treiberschaltungen 21 sind mit der Steuerschaltung 19 elektrisch verbunden.
Der Speicher 19a hat Systemprogramme darin gespeichert, welche die Steuerschaltung 19 veranlassen, die Systemressourcen des Roboterkörpers 1 zu steuern. Der Speicher 19a hat darin ein Roboterbewegungsprogramm und dergleichen gespeichert.
Die Steuerschaltung 19 ist so gestaltet, dass sie mit dem Programmier-Handgerät 3 über ein Kabel elektrisch verbunden ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass in 2 das Basisgelenk 4, das Schultergelenk 5, das Oberarmgelenk 6a, das Unterarmgelenk 7a, das Handgelenk 8 und das Hand-Gelenk 9 durch einen Block gemeinsam als ein Gelenk dargestellt sind. Die Bezugsziffern 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 sind dem Gelenk-Block zugeordnet. Gleichermaßen sind die Treiberschaltungen 21 für die jeweiligen Servomotoren 13 gemeinsam als ein Block dargestellt.
Die Steuerschaltung 19 ist wirksam, um eine aktuelle Position und eine aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 zu erfassen, die von einem entsprechenden Servomotor 13 angetrieben werden. Die aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 (die Geschwindigkeit eines entsprechenden Servomotors 13) wird im Folgenden einfach als "Bewegungsgeschwindigkeit (Antriebsgeschwindigkeit)" von jedem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 bezeichnet.
Insbesondere sind die Drehgeber E für die jeweiligen Servomotoren 13 mit der Steuerschaltung 19 elektrisch verbunden.
Jeder der Drehgeber E dient als Positionssensor und als Geschwindigkeitssensor. Insbesondere ist der Drehgeber E ausgebildet, um digitale Impulse auszugeben, die der Drehbewegung der Drehwelle von jedem der Servomotoren 13 entsprechen. Der Dreh geber E ist mit anderen Worten ausgebildet, um digitale Impulse auszugeben, die einer Wellendrehzahl von jedem der Servomotoren 13 entsprechen. Das Impulssignal, das aus der Folge der digitalen Impulse besteht, wird an die Steuerschaltung 19 weitergegeben.
Die Steuerschaltung 19 ist wirksam, um auf der Grundlage des von jedem der Drehgeber E gesendeten Impulssignals die aktuelle Position der Drehwelle von jedem der Servomotoren 13 und demzufolge die aktuelle Position von einem jedem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 entsprechenden Glied eines Roboterkörpers 1 zu erfassen.
Des Weiteren ist die Steuerschaltung 19 wirksam, um:
die Anzahl von Impulsen in der Impulssignaleingabe von jedem der Drehgeber E pro Zeiteinheit zu zählen; und
auf Grundlage des Zählergebnisses die aktuelle Geschwindigkeit von jedem der Servomotoren E, mit anderen Worten, die aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 zu erfassen.
Die Steuerschaltung 19 ist wirksam, um:
eine Regelung der Bewegung eines Glieds des Roboterkörpers 1, die durch jedes der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 besorgt wird, gemäß dem Roboterbewegungsprogramm auszuführen, verwendend:
die aktuelle Position eines Glieds des Roboterkörpers 1, das jedem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 entspricht; und
die aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9.
Jede der Treiberschaltungen 21 ist wirksam, um einen entsprechenden Servomotor 13 unter Steuervorrichtung der Steuerschaltung 19 mit einem Antriebsstrom zu versor gen, um den entsprechenden Servomotor 13, der mindestens einem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 entspricht, drehend anzutreiben und dadurch die Pose eines Glieds des Roboterkörpers 1, das mindestens einem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 entspricht, zu steuern.
Jeder der Servomotoren 13 umfasst eine Widerstandsbremsschaltung 23.
Die Widerstandsbremsschaltung 23 von jedem der Servomotoren 13 ist gestaltet, um die Bewegung eines einem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 entsprechenden Glieds des Roboterkörpers 1 zu bremsen, wenn die vom entsprechenden Geber E erfasste Bewegungsgeschwindigkeit desselben eine vorbestimmte zulässige Geschwindigkeit überschreitet, die zuvor in der Widerstandsbremsschaltung 23 gespeichert wurde.
Beispielsweise ist die Widerstandsbremsschaltung 23 des Servomotors 13a für die Oberarme 6 gestaltet, um die Bewegung der dem Gelenk 5 entsprechenden Oberarme 6 zu bremsen, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit derselben, die durch den entsprechenden Geber E erfasst wird, die vorbestimmte zulässige Geschwindigkeit überschreitet, die zuvor in der Widerstandsbremsschaltung 23 gespeichert wurde.
Insbesondere ist die Widerstandsbremsschaltung 23, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit von einem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 die vorbestimmte zulässige Geschwindigkeit überschreitet, wirksam, um die Richtung des Stroms, der dem einem der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 entsprechenden Servomotor 13 geliefert werden muss, umzuschalten. Dies ermöglicht es dem Servomotor 13, zu einem Generator zu werden, um dadurch ein in die der Drehrichtung des Servomotors entgegengesetzte Richtung anzuwendendes Rückdrehmoment zu erzeugen. Dieses Rückdrehmoment ermöglicht es der Bewegung eines durch das entsprechende der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9 bereitgestellten Glieds, gebremst zu werden. Vorzugsweise kann die elektrische Leistung, die von jedem als der Generator dienenden Servomotor 13 erzeugt wird, einer Stromversorgungseinheit (nicht dargestellt) der Steuervorrichtung 2 zugeführt werden, um hier hinein geladen zu werden.
Wie oben beschrieben, sind die Power-Off-Bremsen 11 auf oder in der Nähe der entsprechenden Servomotoren 13a zum Drehen der Oberarme 6 und des Unterarmglieds 7 angeordnet.
Beispielsweise ist jede der Power-Off-Bremsen 11 gestaltet, um eine mechanische Bremskraft durch beispielsweise Federn an die Drehwelle eines entsprechenden Servomotors 13a anzulegen, wenn sie stromlos ist. Wenn sie bestromt wird, ist jede der Power-Off-Bremsen 11 gestaltet, um das Anlegen der mechanischen Bremskraft an die Drehwelle eines entsprechenden Servomotors 13a aufzugeben.
Insbesondere ist eine positive Elektrode der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 mit dem Schließkontakt 14a des Stromversorgungsrelais 14 elektrisch verbunden, und der Schließkontakt 14a ist mit jeder der Power-Off-Bremsen 11 elektrisch verbunden. Eine negative Elektrode der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 ist mit jeder der Power-Off-Bremsen 11 elektrisch verbunden.
Das Stromversorgungsrelais 14 ist mit der Stromversorgungseinheit der Steuervorrichtung 2 über den Schalter 15 elektrisch verbunden. Der Schalter 15 ist mit der Steuerschaltung 19 derart elektrisch verbunden, dass er unter Steuervorrichtung der Steuerschaltung 19 ein- oder ausgeschaltet werden kann.
Insbesondere wird, wenn der Schalter 15 unter Steuervorrichtung der Steuerschaltung 19 ausgeschaltet ist, über den Schalter 15 keine Betriebsspannung an das Stromversorgungsrelais 14 geliefert. Dies hält den Schließkontakt 14a geöffnet, so dass keine elektrische Leistung an jede der Power-Off-Bremsen 11 angelegt wird. Dies hat zur Folge, dass jede der Power-Off-Bremsen 11 arbeitet, um die mechanische Bremskraft an einen entsprechenden der Servomotoren 13a anzulegen, um ihn zu bremsen.
Wenn der Schalter 15 unter Steuervorrichtung der Steuerschaltung 19 eingeschaltet wird, wird über den Schalter 15 eine Betriebsspannung an das Stromversorgungsrelais 14 geliefert. Dies schließt den Schließkontakt 14a, so dass die elektrische Leistung an jede der Power-Off-Bremsen 11 angelegt wird, wodurch jede der Power- Off-Bremsen 11 das Anlegen der mechanischen Bremskraft an einen entsprechenden der Servomotoren 13a aufgibt, um ihm dadurch zu ermöglichen, zu drehen.
Der Bremsenfreigabe-Schalter 10 und der Öffnungskontakt 16a des Unterbrecherrelais 16 sind miteinander elektrisch in Reihe geschaltet. Ein Ende des in Reihe geschalteten Bremsenfreigabe-Schalters 10 und der Öffnungskontakt 16b ist mit der positiven Elektrode der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 elektrisch verbunden, und das andere Ende desselben ist mit jeder der Power-Off-Bremsen 11 parallel zum Schließkontakt 14a der Stromversorgungsrelais 14 elektrisch verbunden.
Das Unterbrecherrelais 16 ist mit der Stromversorgungseinheit der Steuervorrichtung 2 über den Schalter 17 elektrisch verbunden. Der Schalter 17 ist mit der Steuerschaltung 19 derart elektrisch verbunden, dass er unter Steuervorrichtung der Steuerschaltung 19 ein- oder ausgeschaltet werden kann.
Insbesondere wird, wenn der Schalter 17 unter Steuervorrichtung der Steuerschaltung 19 ausgeschaltet ist, über den Schalter 17 keine Betriebsspannung an das Unterbrecherrelais 16 geliefert. Dies hält den Öffnungskontakt 16a geschlossen.
Wenn der Schalter 17 unter Steuervorrichtung der Steuerschaltung 19 eingeschaltet wird, wird eine Betriebsspannung über den Schalter 17 an das Unterbrecherrelais 16 geliefert. Dies öffnet den Öffnungskontakt 16a.
Der Schließkontakt 16b des Unterbrecherrelais 16 arbeitet so, dass er geöffnet wird, wenn das Unterbrecherrelais 16 erregt wird, und geschlossen wird, wenn es entregt wird. Insbesondere ist der Schließkontakt 16b ausgebildet, um komplementär zum Öffnungskontakt 16a zu schalten.
Des Weiteren ist ein Ende des Schließkontakts 16b des Unterbrecherrelais 16 mit der Stromversorgungseinheit der Steuervorrichtung 2 elektrisch verbunden, und das andere Ende desselben ist mit dem Kontaktprüfer 18 elektrisch verbunden. Der Kontaktprüfer 18 ist mit der Steuerschaltung 19 elektrisch verbunden.
Wenn der Kontaktprüfer 18 durch die Stromversorgungseinheit der Steuervorrichtung 2 bestromt wird, während der Schließkontakt 16b geschlossen ist, arbeitet er, um den Betriebszustand des Schließkontakts 16b zu prüfen und das Ergebnis der Prüfung an die Steuerschaltung 19 zu senden. Wenn beispielsweise auf Grundlage des Prüfergebnisses bestimmt wird, dass der Schließkontakt 16b ständig geöffnet ist, bestimmt die Steuerschaltung 19, dass der Öffnungskontakt 16a überzogen ist.
Des Weiteren umfasst die Steuervorrichtung 2 eine Warnschaltung 25 zum sichtbaren oder hörbaren Warnen eines Bedieners im Falle eines Fehlers im Robotersystem RS.
Das Programmier-Handgerät 3 ist als Handgerät gestaltet, das beispielsweise aus einer Eingabeeinheit, einer Anzeigeinheit, einer Speichereinheit und einer Recheneinheit besteht, welche die Ausführung von Grundfunktionen wie Programmstartfunktion, Bewegungs-Einlernfunktion, Maschinenverriegelungsfunktionen, Fehlermeldungs-Anzeigefunktionen und dergleichen ermöglichen. Diese handgehaltene Ausgestaltung des Programmier-Handgeräts 3 ermöglicht es einem Bediener, den Roboterkörper 1 zu steuern, während er die Bewegung des Roboterkörpers 1 beobachtet.
In der ersten Ausführungsform wird eine die beabsichtigten Bewegungen des Flansches 9 oder der mechanischen Hand (nicht dargestellt) des Roboterkörpers 1 angebende Information vorweg durch Einlernaufgaben des Programmier-Handgeräts 3 an die Steuervorrichtung 2 weitergegeben, um den Roboterkörper 1 zu veranlassen, verschiedene gewünschte Aufgaben auszuführen. Die Steuerschaltung 19 der Steuervorrichtung 2 empfängt die Information und speichert sie im Speicher 19a.
Als nächstes werden die Arbeitsvorgänge des Roboterkörpers 1 nachstehend beschrieben.
Im Nicht-Betriebszustand des Roboterkörpers 1 ist der Schalter 15 ausgeschaltet, so dass die Servomotoren 13a durch die mechanische Bremskraft gebremst werden, die durch die entsprechenden Power-Off-Bremsen 11 angelegt wird. Dies hindert die entsprechenden Glieder (Oberarme 6 und Unterarmglied 7) daran, durch die Schwerkraft abzusinken.
Wenn ein Bediener im Nicht-Betriebszustand des Roboterkörpers 1 den Roboterkörper 1 zur Ausführung einer gewünschten Aufgabe veranlassen möchte, betätigt der Bediener das Programmier-Handgerät 3, um eine Anweisung zum Starten der gewünschten Aufgabe an die Steuervorrichtung 2 zu senden.
Wenn sie die Anweisung empfängt, schaltet die Steuerschaltung 19 der Steuervorrichtung 2 den Schalter 15 ein. Dies ermöglicht es der Betriebsspannung, von der Stromversorgungseinheit der Steuervorrichtung 2 an das Stromversorgungsrelais 14 geliefert zu werden, so dass der Schließkontakt 14a geschlossen wird. Dies hat zur Folge, dass elektrische Leistung von der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 an jede der Power-Off-Bremsen 11 geliefert wird, um dadurch die mechanische Bremskraft von jeder der Power-Off-Bremsen 11 auf einen entsprechenden der Servomotoren 13a aufzuheben. Dies ermöglicht es den Servomotoren 13a, frei zu drehen.
Danach treibt die Steuerschaltung 19 der Steuervorrichtung 2 mindestens einen der Servomotoren 13 an. Dies veranlasst ein entsprechendes mindestens eines der Gelenke 4, 5, 6a, 7a, 8 und 9, ein entsprechendes Glied des Roboterkörpers 1 gemäß mindestens einem der Systemprogramme, das der gewünschten Aufgabe entspricht, mit Bewegung zu versehen.
Wenn ein Bediener nach der gewünschten Aufgabe oder während der Bewegung des Roboterkörpers 1 die Bewegung des Roboterkörpers 1 anzuhalten wünscht, betätigt der Bediener das Programmier-Handgerät 3, um, an die Steuervorrichtung 2, eine Anweisung zum Stoppen der Bewegung des Roboterkörpers 1 zu senden.
Wenn sie die Anweisung empfängt, stoppt die Steuerschaltung 19 mindestens einen der angetriebenen Servomotoren 13, um dadurch ein entsprechendes Glied des Roboterkörpers 1 zu stoppen.
In der ersten Ausführungsform führt die Steuerschaltung 19 der Steuervorrichtung 2 mit einem vorbestimmten Zeitabstand wiederholt eine in 3 dargestellte Stopp-Steuerroutine (Programm) für die Servomotoren 13a aus.
Wenn die Stopp-Steuerroutine gestartet wird, bestimmt die Steuerschaltung 19 in Schritt S1, ob die Servomotoren 13a ausgeschaltet (stromlos) sind.
Wenn bestimmt wird, dass beispielsweise alle Servomotoren 13a ausgeschaltet sind (die Bestimmung in Schritt S1 lautet JA), schaltet die Steuerschaltung 19 den Schalter 15 aus. Dies unterbricht das Anlegen der Betriebsspannung von der Stromversorgungseinheit der Steuervorrichtung 2 an das Stromversorgungsrelais 14, um das Stromversorgungsrelais 14 in Schritt S2 auszuschalten. Dies hat zur Folge, dass der Schließkontakt 14a geöffnet wird, so dass die von der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 an jede der Power-Off-Bremsen 11 gelieferte elektrische Leistung unterbrochen wird.
Dies ermöglicht es jeder der Power-Off-Bremsen 11, die mechanische Bremskraft an die Drehwelle eines entsprechenden der Servomotoren 13a anzulegen, um dadurch die Drehwelle von jedem der Servomotoren 13a mechanisch zu stoppen. Infolgedessen werden die Oberarme 6 und das Unterarmglied 7 des Roboterkörpers 1, die den Gelenken 5 und 6a (Servomotoren 13a) entsprechen, mechanisch in ihren gewünschten Stopp-Stellungen gehalten.
Nach dem Ausschalten des Stromversorgungsrelais 14 berechnet die Steuerschaltung 19 in Schritt S3 auf Grundlage des Impulssignals, das von den den Servomotoren 13a entsprechenden Drehgebern E gesendet wird, eine aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a (eine aktuelle Geschwindigkeit von jedem der Servomotoren 13a).
In Schritt S4 liest die Steuerschaltung 19 eine vorher im Speicher 19a gespeicherte vorbestimmte Schesellenbewegungsgeschwindigkeit α aus und vergleicht die berechnete aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a mit der Schwellenbewegungsgeschwindigkeit α, um dadurch zu bestimmen, ob die berechnete aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a größer als die Schwellenbewegungsgeschwindigkeit α ist. Die Schwellenbewegungsgeschwindigkeit kann so festgesetzt werden, dass sie mit der vorbestimmten zulässigen Geschwindigkeit identisch oder hiervon verschieden ist.
Wenn bestimmt wird, dass die berechnete aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a gleich oder kleiner als die Schwellenbewegungsgeschwindigkeit α ist (die Bestimmung in Schritt S4 lautet NEIN), beendet die Steuerschaltung 19 die Stopp-Steuerroutine.
Wenn Notsituationen auftreten, während der Roboterkörper 1 gestoppt ist, so dass das Erfordernis entsteht, beispielsweise jeden der Oberarme 6 und das Unterarmglied 7 zu bewegen, drückt ein Bediener den Bremsenfreigabe-Schalter 10, um ihn einzuschalten. Dies ermöglicht das Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 und den Power-Off-Bremsen 11 für die Servomotoren 13a, die den Oberarmen 6 und dem Unterarmglied 7 entsprechen, durch den Öffnungskontakt 16a. Dies hebt das Anlegen der mechanischen Bremskraft von jeder Power-Off-Bremse 11 auf einen entsprechenden der Servomotoren 13a auf.
Dies ermöglicht es dem Servomotor 13a, der jedem der Oberarme 6 und dem Unterarmglied 7 entspricht, zu drehen, und daher ist es möglich, jeden der Oberarme 6 und das Unterarmglied 7, die der Schwerkraft unterliegen, frei zu bewegen. Dies ermöglicht es jedem der Oberarme 6 und dem Unterarmglied 7, sich zu bewegen, um die Notsituationen zu beheben.
Während das Anlegen der mechanischen Bremskraft an die Servomotoren 13a aufgehoben ist, können die Oberarme 6 oder das Unterarmglied 7 durch die Schwerkraft absinken oder sich aufgrund eines Luftmissverhältnisses nach oben bewegen.
In der ersten Ausführungsform verhindert die den Oberarmen 6 oder dem Unterarmglied 7 entsprechende Widerstandsbremsschaltung 23, auch wenn die Oberarme 6 oder das Unterarmglied 7 durch die Schwerkraft absinken oder sich aufgrund eines Luftmissverhältnisses nach oben bewegen, dass sie sich mit einer höheren Geschwindigkeit als der vorbestimmten zulässigen Geschwindigkeit bewegen.
Wenn jedoch ein Bediener den Bremsenfreigabe-Schalter 10 drückte, um ihn einzuschalten, während die Widerstandsbremsschaltung 23 von einem den Oberarmen 6 oder dem Unterarmglied 7 entsprechenden Servomotor 13a versagte, würden sich die Oberarme 6 oder das Unterarmglied 7 zeitgleich mit dem Lösen der Power-Off-Bremsen 11 mit einer hohen Geschwindigkeit bewegen.
In der ersten Ausführungsform führt die Steuerschaltung 19 die folgenden Operationen der Stopp-Steuerroutine aus, um eine schnelle Bewegung der Oberarme 6 oder des Unterarmglieds 7 zu vermeiden, während die Widerstandsbremsschaltung 23 von einem hierzu entsprechenden Servomotor 13a versagt.
Insbesondere bestimmt die Steuerschaltung 19, wenn bestimmt wird, dass die berechnete aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit des Gelenks 5 oder 6a größer als die Schwellenbewegungsgeschwindigkeit α ist (die Bestimmung in Schritt S4 lautet JA), dass sich die Oberarme 6 oder das Unterarmglied 7 möglicherweise mit einer hohen Geschwindigkeit bewegen.
Dann schaltet die Steuerschaltung 19 in Schritt S5 den Schalter 17 ein, um dadurch das Unterbrecherrelais 16 einzuschalten. Dies öffnet den Öffnungskontakt 16a, um dadurch das Anlegen der von der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 an jede der Power-Off-Bremsen 11 gelieferten elektrischen Leistung zu unterbrechen.
Dies ermöglicht es jeder der Power-Off-Bremsen 11, die mechanische Bremskraft an die Drehwelle eines entsprechenden der Servomotoren 13a anzulegen, um dadurch die Drehwelle von jedem der Servomotoren 13a mechanisch zu stoppen. Infolgedessen werden die Oberarme 6 und das Unterarmglied 7 des Roboterkörpers 1 mechanisch in ihren gewünschten Stopp-Stellungen gehalten.
Nach der Operation in Schritt S5 steuert die Steuerschaltung 19 die Warnschaltung 25 an, so dass sie in Schritt S6 einen Bediener sichtbar und/oder hörbar auf die Unterbrechung der Bremsenfreigabe für den entsprechenden einen der Servomotoren 13a hinweist. Danach beendet die Steuerschaltung 19 die Stopp-Steuerroutine.
Insbesondere stoppt in der ersten Ausführungsform die den Oberarmen 6 oder dem Unterarmglied 7 entsprechende Power-Off-Bremse 11, auch wenn die Oberarme 6 oder das Unterarmglied 7 versuchen, sich zeitgleich mit der Freigabe des Bremsenfreigabe-Schalters 10 mit einer hohen Geschwindigkeit zu bewegen, die Bewegung derselben. Dies hindert die Oberarme 6 oder das Unterarmglied 7 daran, sich ungewollt zu bewegen.
Wenn die Unterbrechung der Bremsenfreigabe von einem Bediener aufgenommen wird, bestimmt der Bediener, dass die Widerstandsbremsschaltung 23 des entsprechenden einen der Servomotoren 13a ausgefallen ist. Dies ermöglicht es dem Bediener, richtig mit dem Ausfall der Widerstandsbremsschaltung 23, die einem der Servomotoren 13a entspricht, umzugehen, indem er sie beispielsweise durch eine neue ersetzt.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein verhältnismäßig großer Strom durch den Öffnungskontakt 16a des Unterbrecherrelais 16 fließt, wenn der Bremsenfreigabe-Schalter 10 eingeschaltet ist. Dies kann bewirken, dass der Öffnungskontakt 16a überzogen wird.
Wenn der Öffnungskontakt 16a überzogen ist, würde die Erregung des Unterbrecherrelais 16 nicht den Öffnungskontakt 16a öffnen, wodurch die Power-Off-Bremsen 11 durch Anlegen elektrischer Leistung von der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 Power-Off-Bremsenicht gelöst werden könnten.
Doch da der Schließkontakt 16b abnorm für einen vorbestimmten Zeitraum offen gehalten wurde, bestimmt in diesem Fall der Kontaktprüfer 18 auf Grundlage des Prüfergebnisses des Betriebszustands des Schließkontakts 16b, dass der Öffnungskontakt 16a überzogen ist. Zu diesem Zeitpunkt der Bestimmung sendet der Kontaktprüfer 18 an die Steuerschaltung 19 eine die Anomalie des Öffnungskontakts 16a angebende Information.
Wenn sie die die Anomalie des Öffnungskontakts 16a angebende Information empfängt, weist die Warnschaltung 25 einen Bediener sichtbar und/oder hörbar auf die Anomalie des Öffnungskontakts 16a unter Steuervorrichtung der Steuerschaltung 19 hin.
Dies ermöglicht es dem Bediener, tatsächlich zu prüfen, ob der Öffnungskontakt 16a überzogen ist, und er ersetzt das Unterbrecherrelais 16 durch ein neues, wenn bestimmt wird, dass der Öffnungskontakt 16a überzogen ist.
Wie oben beschrieben, ist die Steuerschaltung 19 gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet, um:
die aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der einem der Servomotoren 13a entsprechenden Gelenke 5 und 6a auf Grundlage des Impulssignals zu berechnen, das von dem einem der Servomotoren 13a entsprechenden Drehgeber E gesendet wird; und
das Unterbrecherrelais 16 einzuschalten, um dadurch die elektrische Verbindung zwischen der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 und jeder der Power-Off-Bremsen 11 zu unterbrechen, wenn bestimmt wird, dass die berechnete aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a größer als die Schwellenbewegungsgeschwindigkeit α ist.
Dies ermöglicht es jeder der Power-Off-Bremsen 11, die mechanische Bremskraft an die Drehwelle eines entsprechenden der Servomotoren 13a anzulegen, um dadurch die Drehwelle von jedem der Servomotoren 13a mechanisch zu stoppen. Infolgedessen werden die Oberarme 6 und das Unterarmglied 7 des Roboterkörpers 1 auch dann mechanisch in ihren gewünschten Stopp-Stellungen gehalten, wenn die Widerstandsbremsschaltungen 23 der entsprechenden Servomotoren 13a ausgefallen sind.
In der ersten Ausführungsform ist es insbesondere möglich, auch wenn die Widerstandsbremsschaltung 23 von mindestens einem der Servomotoren 13a in anormaler Weise betrieben wird, ein entsprechendes Glied des Roboterkörpers 1 an der Bewegung mit einer hohen Geschwindigkeit zu hindern, ohne einen komplexen Mechanismus zu verwenden, der erforderlich ist, um zu bewirken, dass eine Sperrvorrichtung mit dem entsprechenden Glied ineinander greift.
Zusammenfassend hindert das Robotersystem RS gemäß der ersten Ausführungsform, auch wenn die Widerstandsbremsschaltung 23 von mindestens einem der Servomotoren 13a versagt, das entsprechende mindestens eine der Glieder des Roboterkörpers 1 an der Bewegung mit einer hohen Geschwindigkeit, wobei der Aufbau des Roboterkörpers 1 vereinfacht und kompakt ist.
In der ersten Ausführungsform ist, um mindestens ein Glied des Roboterkörpers 1 an der Bewegung mit einer hohen Geschwindigkeit zu hindern, zusätzlich das Unterbrecherrelais 16 derart vorgesehen, dass sein Öffnungskontakt 16a mit dem Bremsenfreigabe-Schalter 10 in Reihe geschaltet ist. Das Unterbrecherrelais 16 ist ausgebildet, um auf Grundlage der Bewegungsgeschwindigkeit eines Gelenks, das dem mindestens einen Glied entspricht, in den eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand gesteuert zu werden.
Demgemäß ist es verglichen mit der Verwendung eines komplexen Mechanismus, der erforderlich ist, um zu bewirken, dass eine Sperrvorrichtung mit dem mindestens einen Glied des Roboterkörpers 1 ineinander greift, möglich, den Roboterkörper 1 in einfacher Weise zu bauen, ohne die Baukosten desselben zu erhöhen.
Zweite Ausführungsform
Nachstehend wird ein Robotersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Robotersystem der zweiten Ausführungsform hat, einige nachstehend beschriebene Unterschiede ausgenommen, im Wesentlichen den selben Aufbau wie der des Robotersystem RS der ersten Ausführungsform. Aus diesem Grund werden gleichen Bauteilen in den Robotersystemen gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform gleiche Bezugszeichen zugewiesen, so dass Beschreibungen der Bauteile des Robotersystems der zweiten Ausführungsform weggelassen oder vereinfacht werden.
Unter Bezugnahme auf 4 ist eine Steuervorrichtung 2A des Robotersystems gemäß der zweiten Ausführungsform ferner mit einem Stromsensor 20 als einem Beispiel eines Detektors zum Erfassen einer Einschaltung des Bremsenfreigabe-Schalters 10 versehen.
In der ersten Ausführungsform ist die Steuerschaltung 19 ausgebildet, um unabhängig vom Betriebszustand des Bremsenfreigabe-Schalters 10 eine aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a (eine aktuelle Geschwindigkeit von jedem der Servomotoren 13a) auf Grundlage des Impulssignals zu berechen, das von den Drehgebern E, die den Servomotoren 13a entsprechen, gesendet wird.
Doch in der zweiten Ausführungsform ist eine Steuerschaltung 19A programmiert, um eine aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a auf Grundlage des Impulssignals, das von den Drehgebern E, die den Servomotoren 13a entsprechen, gesendet wird, in Reaktion auf die Einschaltung des Bremsenfreigabe-Schalters 10 zu berechnen.
Insbesondere ist der Stromsensor 20 zwischen dem Öffnungskontakt 16a und dem Bremsenfreigabe-Schalter 10 in Reihe vorgesehen und ist mit der Steuerschaltung 19A elektrisch verbunden. Der Stromsensor 20 dient als Schalter. Das heißt, dass der Stromsensor 20 eingeschaltet ist, wenn ein Strom hierdurch fließt, und er ist ausgeschaltet, wenn kein Strom hierdurch fließt.
Insbesondere bestimmt die Steuerschaltung 19A nach dem Ausschalten des Stromversorgungsrelais 14 in Schritt S2 in Schritt T1 von 5, ob sich der Stromsensor 20 im Ein-Zustand befindet.
Wenn der Bremsenfreigabe-Schalter 10 ausgeschaltet gehalten wird, weil kein Strom von der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 durch den Stromsensor 20 fließt, bestimmt die Steuerschaltung 19A in Schritt T1, dass sich der Stromsensor 20 im Aus-Zustand befindet, und beendet die Stopp-Steuerroutine.
Wenn andererseits ein Bediener den Bremsenfreigabe-Schalter 10 drückt, so dass er eingeschaltet wird, bestimmt die Steuerschaltung 19A in Schritt T1, weil ein Strom von der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 durch den Stromsensor 20 fließt, dass sich der Stromsensor 20 im Ein-Zustand befindet und geht zu Schritt S3 über.
Dann berechnet die Steuerschaltung 19A in Schritt S3 auf Grundlage des Impulssignals, das von den den Servomotoren 13a entsprechenden Drehgebern E gesendet wird, eine aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a.
In Schritt S4 vergleicht die Steuerschaltung 19A die berechnete aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a mit der Schwellenbewegungsgeschwindigkeit α, um dadurch zu bestimmen, ob die berechnete aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a größer als die Schwellenbewegungsgeschwindigkeit α ist.
Wenn bestimmt wird, dass die berechnete aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a größer als die Schwellenbewegungsgeschwindigkeit α ist (die Bestimmung in Schritt S4 lautet JA), bestimmt die Steuerschaltung 19A, dass sich die Oberarme 6 oder das Unterarmglied 7 möglicherweise mit einer hohen Geschwindigkeit bewegen.
Dann schaltet die Steuerschaltung 19A in Schritt S5 den Schalter 17 ein, um dadurch das Unterbrecherrelais 16 einzuschalten. Dies öffnet den Öffnungskontakt 16a, um dadurch das Anlegen der von der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 an jede der Power-Off-Bremsen 11 gelieferten elektrischen Leistung zu unterbrechen.
Dies ermöglicht es jeder der Power-Off-Bremsen 11, die mechanische Bremskraft an die Drehwelle eines entsprechenden der Servomotoren 13a anzulegen, um dadurch die Drehwelle von jedem der Servomotoren 13a mechanisch zu stoppen. Infolgedessen werden die Oberarme 6 und das Unterarmglied 7 des Roboterkörpers 1 mechanisch in ihren gewünschten Stopp-Stellungen gehalten.
Nach der Operation in Schritt S5 steuert die Steuerschaltung 19A die Warnschaltung 25 an, so dass sie in Schritt S6 einen Bediener sichtbar und/oder hörbar auf die Unterbrechung der Bremsenfreigabe für den entsprechenden einen der Servomotoren 13a hinweist. Danach beendet die Steuerschaltung 19A die Stopp-Steuerroutine.
Wie oben beschrieben, ist die Steuerschaltung 19A gemäß der zweiten Ausführungsform ausgebildet, um jede der Power-Off-Bremsen 11 nur dann zu bestromen, wenn bestimmt wird, dass sich der Bremsenfreigabe-Schalter 10 im Ein-Zustand befindet.
Zusätzlich zu den durch das Robotersystem RS gemäß der ersten Ausführungsform erzielten Wirkungen bewahrt daher das Robotersystem gemäß der zweiten Ausführungsform die Steuerschaltung 19A vor der unnötigen Berechnung einer aktuellen Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a. Das Robotersystem gemäß der zweiten Ausführungsform hindert außerdem die Warnschaltung 25 daran, einen Bediener sichtbar oder hörbar auf die Unterbrechung der Bremsenfreigabe für einen entsprechenden der Servomotoren 13a hinzuweisen.
Es wird darauf hingewiesen, dass, wie oben beschrieben, ein Detektor zum Erfassen einer Einschaltung des Bremsenfreigabe-Schalters 10 anstelle des Stromsensors 20 vorgesehen werden kann.
Die Power-Off-Bremse 11 kann auf oder in der Nähe von mindestens einem der Servomotoren 13 vorgesehen werden, um ihn zu bremsen.
Anstelle des Unterbrecherrelais 16, das zwischen der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 und jeder Power-Off-Bremse 11 verbindet, kann eine kontaktlose Relaisschaltung mit beispielsweise einem Halbleiterschalter zum Verbinden dazwischen verwendet werden. So wie das Unterbrecherrelais 16 ist die kontaktlose Relaisschaltung ausgebildet, um die elektrische Verbindung zwischen der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 und jeder Power-Off-Bremse 11 zu unterbrechen, wenn der Schalter 17 eingeschaltet wird.
Anstelle des Unterbrecherrelais 16 oder der kontaktlosen Relaisschaltung kann eine alternative Schaltung verwendet werden, die zum Unterbrechen einer Zufuhr elektrischer Leistung von der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 zu jeder der Power-Off-Bremsen 11 gestaltet ist. Beispielsweise kann die alternative Schaltung zum Ausschalten der Bremsenfreigabe-Leistungsquelle 12 gestaltet sein.
Der Bremsenfreigabe-Schalter 10 kann derart in der Steuervorrichtung 2 vorgesehen werden, dass er manuell bedient werden kann.
In der ersten und der zweiten Ausführungsform und ihren Abwandlungen ist die Steuerschaltung 19, 19A programmiert, um zu bestimmen, dass die Widerstandsbremsschaltung 23 von jedem der Servomotoren 13a ausgefallen ist, wenn bestimmt wird, dass die berechnete aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit von jedem der Gelenke 5 und 6a größer als die Schwellenbewegungsgeschwindigkeit α ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den Aufbau beschränkt.
Unter Bezugnahme auf 6A ist eine Steuervorrichtung 2B eines Robotersystems gemäß einer Abwandlung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Ausfalldetektor 31 versehen, der beispielsweise in jeden der Servomotoren 13 installiert ist. Der Ausfalldetektor 31 ist mit einer Steuerschaltung 19B der Steuer vorrichtung 2B elektrisch verbunden und ausgebildet, um regelmäßig den Betriebszustand der entsprechenden Widerstandsbremsschaltung 23 zu überwachen, um dadurch zu bestimmen, ob die Widerstandsbremsschaltung 23 ausgefallen ist. Der Ausfalldetektor 31 ist ausgebildet, um an die Steuerschaltung 19B regelmäßig eine das Ergebnis der Bestimmung angebende Information zu senden.
Anstelle der Operationen Schritte S3 und S4 empfängt die Steuerschaltung 19B daher die aktuell vom Ausfalldetektor 31 gesendete Information und bestimmt in Schritt S10 auf Grundlage der empfangenen Information, ob die entsprechende Widerstandsbremsschaltung 23 ausgefallen ist.
Wenn bestimmt wird, dass die entsprechende Widerstandsbremsschaltung 23 nicht ausgefallen ist (die Bestimmung in Schritt S10 lautet NEIN), beendet die Steuerschaltung 19B die Stopp-Steuerroutine.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die entsprechende Widerstandsbremsschaltung 23 ausgefallen ist (die Bestimmung in Schritt S10 lautet JA), geht die Steuerschaltung 19B zu den Operationen in den Schritten S5 und S6 über, die oben dargelegt wurden.
Das Robotersystem gemäß der Abwandlung der ersten Ausführungsform erzielt daher die selben Wirkungen wie die erste Ausführungsform.
In der ersten und der zweiten Ausführungsform und ihren Abwandlungen wird die vorliegende Erfindung auf einen Gelenkroboterkörper 1 angewendet, doch kann sie auf kartesische Roboterkörper oder Armroboterkörper angewendet werden, die ein Glied aufweisen, das durch ein einem Servomotor entsprechendes Gelenk bewegt werden kann.
Überdies werden Fachleute erkennen, dass die vorliegende Erfindung in einer Vielzahl von Formen als Softwareprogramme für beispielsweise die Systemprogramme, die im Speicher 19a gespeichert sind, verbreitet werden kann. Wichtig ist auch, darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung gleichermaßen ungeachtet des besonderen Typs von signaltragenden Medien, der verwendet wird, um die Verteilung tatsächlich auszuführen, anwendbar ist. Beispiele für geeignete signaltragende Medien schließen Medien des beschreibbaren Typs wie CD-ROMS und DVD-ROMs und Medien vom Übertragungstyp wie digitale und analoge Kommunikationsverbindungen ein.
Während hier beschrieben wurde, was derzeit als Ausführungsformen und ihre Abwandlungen der vorliegenden Erfindung betrachtet wird, versteht es sich, dass dennoch mannigfaltige Abwandlungen, die nicht beschrieben sind, daran vorgenommen werden können, und es ist beabsichtigt, in den beigefügten Ansprüchen alle derartigen Abwandlungen abzudecken, die der Grundidee und dem Umfang der Erfindung entsprechen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2007-155176 [0001]
- JP 04-315593 [0014]

Claims

Steuervorrichtung zum Steuern eines Roboterkörpers mit einem Gelenk, das durch einen in den Roboterkörper installierten Servomotor angetrieben werden kann, wobei der Servomotor mechanisch durch eine in den Roboterkörper installierte Power-Off-Bremse gebremst wird, wenn der Servomotor entregt ist, wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine erste Schaltereinheit, die ausgebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und einer Leistungsquelle hierfür herzustellen, wenn der Servomotor erregt ist, wobei die hergestellte elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle bewirkt, dass die Power-Off-Bremse gelöst wird; eine zweite Schaltereinheit, die manuell bedienbar und zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle vorgesehen ist, wobei die zweite Schaltereinheit eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle herstellt, wenn sie manuell bedient wird, während der Servomotor entregt ist; eine Berechnungseinheit, die ausgebildet ist, um eine Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks durch den Servomotor zu berechnen; eine Bestimmungseinheit, die ausgebildet ist, um zu bestimmen, ob die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als eine vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist; und eine Unterbrechereinheit, die ausgebildet ist, um eine Zufuhr einer elektrischen Leistung von der Leistungsquelle zur Power-Off-Bremse durch die durch die zweite Schaltereinheit hergestellte elektrische Verbindung zu unterbrechen, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als die vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Bestimmungseinheit bestimmt, dass eine dynamische Bremse des Servomotors ausgefallen ist, wenn sie bestimmt, dass die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als die vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Unterbrechereinheit aufweist: ein Schalterelement, das zwischen der Leistungsquelle und der zweiten Schaltereinheit vorgesehen und ausgebildet ist, um: zu schließen, um eine elektrische Verbindung zwischen der Leistungsquelle und der zweiten Schaltereinheit herzustellen; und zu öffnen, um die Leistungsquelle und die zweite Schaltereinheit zu trennen; und eine Steuereinheit, die ausgebildet ist, um das Schalterelement derart zu steuern, dass das Schalterelement öffnet, wenn bestimmt wird, dass die dynamische Bremse des Servomotors ausgefallen ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Unterbrechereinheit einen Detektor aufweist, um zu ermitteln, dass die zweite Schaltereinheit aktiviert ist, wobei die Unterbrechereinheit ausgebildet ist, um die elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle zu unterbrechen, die durch die zweite Schaltereinheit so lange herstellt wird, wie der Detektor ermittelt, dass die zweite Schaltereinheit aktiviert ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der das Schalterelement ein Öffnungskontakt eines Relais ist und die Steuereinheit ausgebildet ist, um das Relais einzuschalten, um dadurch den Öffnungskontakt zu veranlassen, zu öffnen, wenn bestimmt wird, dass die dynamische Bremse des Servomotors ausgefallen ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der das Relais einen Schließkontakt aufweist, der gestaltet ist, um komplementär zum Öffnungskontakt zu arbeiten, ferner umfassend: einen Überzugsprüfer, der ausgebildet ist, um auf Grundlage des Betriebs des Schließkontakts zu prüfen, ob der Öffnungskontakt überzogen ist.
Steuervorrichtung zum Steuern eines Roboterkörpers mit einem Gelenk, das durch einen in den Roboterkörper installierten Servomotor angetrieben werden kann, wobei der Servomotor mechanisch durch eine in den Roboterkörper installierte Power-Off-Bremse gebremst wird, wenn der Servomotor entregt ist, wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine erste Schaltereinheit, die ausgebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und einer Leistungsquelle hierfür herzustellen, wenn der Servomotor erregt ist, wobei die hergestellte elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle bewirkt, dass die Power-Off-Bremse gelöst wird; eine zweite Schaltereinheit, die manuell bedienbar und zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle vorgesehen ist, wobei die zweite Schaltereinheit eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle herstellt, wenn sie manuell bedient wird, während der Servomotor entregt ist; eine Ausfallbestimmungseinheit, die ausgebildet ist, um auf Grundlage des Betriebs des Servomotors zu bestimmen, ob eine dynamische Bremse des Servomotors ausgefallen ist; und eine Unterbrechereinheit, die ausgebildet ist, um eine Zufuhr einer elektrischen Leistung von der Leistungsquelle zur Power-Off-Bremse durch die durch die zweite Schaltereinheit hergestellte elektrische Verbindung zu unterbrechen, wenn bestimmt wird, dass die dynamische Bremse des Servomotors ausgefallen ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der die Ausfallbestimmungseinheit aufweist: eine Berechnungseinheit, die ausgebildet ist, um eine Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks durch den Servomotor zu berechnen; und eine Bestimmungseinheit, die ausgebildet ist, um: zu bestimmen, ob die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als eine vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist; und zu bestimmen, dass die dynamische Bremse des Servomotors ausgefallen ist, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als die Schwellengeschwindigkeit ist.
Programmprodukt, das in ein Medium eingebettet ist, das durch einen Computer einer Steuervorrichtung zum Steuern eines Roboterkörpers mit einem durch einen in den Roboterkörper installierten Servomotor antreibbaren Gelenk zugänglich ist, wobei der Servomotor mechanisch durch eine in den Roboterkörper installierte Power-Off-Bremse gebremst wird, wenn der Servomotor entregt ist, wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine erste Schaltereinheit, die ausgebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und einer Leistungsquelle hierfür herzustellen, wenn der Servomotor erregt ist, wobei die hergestellte elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle bewirkt, dass die Power-Off-Bremse gelöst wird; eine zweite Schaltereinheit, die manuell bedienbar und zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle vorgesehen ist, wobei die zweite Schaltereinheit eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle herstellt, wenn sie manuell bedient wird, während der Servomotor entregt ist; und ein Schalterelement, das mit dem Computer operativ verbunden und zwischen der Leistungsquelle und der zweiten Schaltereinheit vorgesehen ist, wobei das Schalterelement ausgebildet ist, um: zu schließen, um eine elektrische Verbindung zwischen der Leistungsquelle und der zweiten Schaltereinheit herzustellen; und zu öffnen, um die Leistungsquelle und die zweite Schaltereinheit zu trennen, wobei das Programmprodukt aufweist: erste Mittel, um den Computer anzuweisen, eine Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks durch den Servomotor zu berechnen; zweite Mittel, um den Computer anzuweisen zu bestimmen, ob die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als eine vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist; und dritte Mittel, um den Computer anzuweisen, das Schalterelement zu veranlassen, zu öffnen, wenn bestimmt wird, dass die berechnete Antriebsgeschwindigkeit des Gelenks größer als die vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit ist.
Programmprodukt, das in ein Medium eingebettet ist, das durch einen Computer einer Steuervorrichtung zum Steuern eines Roboterkörpers mit einem durch einen in den Roboterkörper installierten Servomotor antreibbaren Gelenk zugänglich ist, wobei der Servomotor mechanisch durch eine in den Roboterkörper installierte Power-Off-Bremse gebremst wird, wenn der Servomotor entregt ist, wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine erste Schaltereinheit, die ausgebildet ist, um eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und einer Leistungsquelle hierfür herzustellen, wenn der Servomotor erregt ist, wobei die hergestellte elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle bewirkt, dass die Power-Off-Bremse gelöst wird; eine zweite Schaltereinheit, die manuell bedienbar und zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle vorgesehen ist, wobei die zweite Schaltereinheit eine elektrische Verbindung zwischen der Power-Off-Bremse und der Leistungsquelle herstellt, wenn sie manuell bedient wird, während der Servomotor entregt ist; und ein Schalterelement, das mit dem Computer operativ verbunden und zwischen der Leistungsquelle und der zweiten Schaltereinheit vorgesehen ist, wobei das Schalterelement ausgebildet ist, um: zu schließen, um eine elektrische Verbindung zwischen der Leistungsquelle und der zweiten Schaltereinheit herzustellen; und zu öffnen, um die Leistungsquelle und die zweite Schaltereinheit zu trennen, wobei das Programmprodukt aufweist: erste Mittel, um den Computer anzuweisen, auf Grundlage des Betriebs des Servomotors zu bestimmen, ob eine dynamische Bremse des Servomotors ausgefallen ist; und zweite Mittel, um den Computer anzuweisen, das Schalterelement zu veranlassen, zu öffnen, wenn bestimmt wird, dass die dynamische Bremse des Servomotors ausgefallen ist.