Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Industrierobotersystem.The present disclosure relates to an industrial robotic system.
Stand der TechnikState of the art
Es ist ein Industrieroboter, wie z. B. ein kooperierender Roboter, der mit einem Drehmomentsensor an mindestens einer Welle zum Detektieren eines Zusammentreffens mit Menschen um den Roboter herum ausgestattet ist, bekannt (siehe Patentliteratur 1).It is an industrial robot such as B. a cooperating robot equipped with a torque sensor on at least one shaft for detecting an encounter with people around the robot is known (see Patent Literature 1).
Im Allgemeinen wird ein Drehmomentsensor, der durch Messung eines Detektionswerts in einem Zustand, in dem kein Drehmoment angelegt wird, oder zu dem Zeitpunkt, zu dem ein vorbestimmtes Drehmoment einwirkt, als eine einzige Einheit kalibriert worden ist, in einen Industrieroboter integriert und so verwendet, dass die Genauigkeit des Drehmomentsensors beibehalten wird.In general, a torque sensor that has been calibrated as a single unit by measuring a detection value in a state where no torque is applied or at the time when a predetermined torque is applied is incorporated into an industrial robot and used so that the accuracy of the torque sensor is maintained.
Liste bekannter SchriftenList of well-known writings
PatentliteraturPatent literature
[PTL 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr.: 2009-220184 [PTL 1] Unexamined Japanese Patent Application Publication No. 2009-220184
Kurzdarstellung der ErfindungSummary of the invention
Technisches ProblemTechnical problem
Beim Einbau des Drehmomentsensors in den Roboter kann es jedoch durch eine Befestigungskraft einer Befestigungsschraube, die zum Einbau des Drehmomentsensors in den Roboter verwendet wird, zu einer Verzerrung in dem Drehmomentsensor selbst kommen, und der Kalibrierwert des einzigen Drehmomentsensors, der vor der Montage kalibriert wurde, kann nicht verfügbar werden.However, when installing the torque sensor in the robot, a fastening force of a fastening screw used to install the torque sensor in the robot may cause distortion in the torque sensor itself, and the calibration value of the only torque sensor that was calibrated before assembly, cannot become available.
Weiterhin muss, da die Ausgabekennlinie des Drehmomentsensors in der Regel nicht linear ist, die Kalibrierung zur Durchführung einer genauen Kalibrierung vielschichtig durchgeführt werden, was zu dem Problem führt, dass dies zeitintensiv und aufwendig ist.Furthermore, since the output characteristic curve of the torque sensor is usually not linear, the calibration for performing an accurate calibration must be carried out in multiple layers, which leads to the problem that it is time-consuming and expensive.
Lösung des Problemsthe solution of the problem
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung richtet sich auf ein Industrierobotersystem, das Folgendes umfasst: einen Roboter, der einen Drehmomentsensor an mindestens einer Drehwelle umfasst; und eine Steuerung, die den Roboter steuert. Die Steuerung umfasst eine Momentausgabeeinheit, die einen Momentwert von einer Lage des Roboters oder der Lage und einer Bewegung des Roboters aus ausgibt, eine Programmspeichereinheit, die ein Bewegungsprogramm speichert, eine Antriebssteuereinheit, die jeden der Komponententeile des Roboters veranlasst, entsprechend dem in der Programmspeichereinheit gespeicherten Bewegungsprogramm eine Drehbewegung um die Drehwelle durchzuführen, und eine Ausgabekalibrierungseinheit, die einen von dem Drehmomentsensor detektierten Drehmomentdetektionswert dem von der Momentausgabeeinheit ausgegebenen Momentwert bei der durch die Antriebssteuereinheit durchgeführte Drehbewegung jedes der Komponententeile um die Drehwelle zuordnet.One aspect of the present disclosure is directed to an industrial robotic system that includes: a robot that includes a torque sensor on at least one rotating shaft; and a controller that controls the robot. The controller includes a moment output unit that outputs a moment value from a posture of the robot or the posture and movement of the robot, a program storage unit that stores a movement program, a drive control unit that causes each of the component parts of the robot according to that stored in the program storage unit Movement program to perform a rotary movement around the rotary shaft, and an output calibration unit that assigns a torque detection value detected by the torque sensor to the torque value output by the torque output unit during the rotary movement of each of the component parts about the rotary shaft performed by the drive control unit.
FigurenlisteFigure list
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[1] 1 ist eine Gesamtkonfigurationsansicht, die ein Industrierobotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.[ 1 ] 1 FIG. 13 is an overall configuration view showing an industrial robot system according to an embodiment of the present disclosure.
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[2] 2 ist ein Blockdiagramm, das eine in dem Industrierobotersystem von 1 vorgesehene Steuerung zeigt.[ 2 ] 2 FIG. 13 is a block diagram showing one in the industrial robotic system of FIG 1 shows intended control.
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[3] 3 ist ein Schaubild, das eine Ausgangsposition bei einer Kalibrierungsbewegung eines ein Drehmoment um eine dritte Achse detektierenden Drehmomentsensors gemäß dem Industrierobotersystem von 1 zeigt.[ 3 ] 3 FIG. 13 is a diagram showing a starting position during a calibration movement of a torque sensor detecting a torque about a third axis according to the industrial robot system of FIG 1 shows.
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[4] 4 ist ein Schaubild, das einen Zustand, in dem ein zweiter Arm bei der Kalibrierungsbewegung von 3 in einer Richtung gedreht worden ist, zeigt.[ 4th ] 4th Fig. 13 is a diagram showing a state in which a second arm is in the calibration movement of 3 has been rotated in one direction shows.
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[5] 5 ist ein Schaubild, das einen Zustand, in dem der zweite Arm bei der Kalibrierungsbewegung von 3 in der anderen Richtung gedreht worden ist, zeigt.[ 5 ] 5 FIG. 13 is a diagram showing a state in which the second arm is in the calibration movement of 3 rotated in the other direction shows.
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[6] 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine durch die Kalibrierungsbewegung von 3-5 erhaltene Ausgabekennlinie des Drehmomentsensors zeigt.[ 6th ] 6th FIG. 13 is a diagram showing an example of one caused by the calibration movement of FIG 3-5 shows obtained output characteristic of the torque sensor.
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[7] 7 ist eine Gesamtkonfigurationsansicht, die eine Modifikation des Industrierobotersystems von 1 zeigt.[ 7th ] 7th FIG. 13 is an overall configuration view showing a modification of the industrial robot system of FIG 1 shows.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Nachstehend wird ein Industrierobotersystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.The following is an industrial robot system 1 according to an embodiment of the present disclosure with reference to the drawings.
Gemäß der Darstellung in 1 umfasst das Robotersystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Roboter 2 und eine Steuerung 3, die den Roboter 2 steuert.As shown in 1 includes the robotic system 1 according to the present embodiment a robot 2 and a controller 3 who have favourited the robot 2 controls.
Der Roboter 2 ist beispielsweise ein Vertikal-Gelenkroboter. Die Art des Roboters 2 ist nicht beschränkt und es kann eine beliebige andere Art von Roboter 2 eingesetzt werden. The robot 2 is for example a vertical articulated robot. The type of robot 2 is not limited and it can be any other type of robot 2 can be used.
Der Roboter 2 umfasst: eine Basis 21, die auf der Bodenfläche (Installationsfläche) installiert ist; einen Drehzylinder (Komponententeil) 22, der um eine vertikale erste Achse (Drehwelle) A bezüglich der Basis 21 drehbar gestützt wird; einen ersten Arm (Komponententeil) 23, der um eine horizontale zweite Achse (Drehwelle) B bezüglich des Drehzylinders 22 drehbar gestützt wird; einen zweiten Arm (Komponententeil) 24 mit einer Längswelle, der um eine horizontale dritte Achse (Drehwelle) C bezüglich des ersten Arms 23 drehbar gestützt wird; und eine Handgelenkeinheit (einen Komponententeil) 25, die an der Spitze des zweiten Arms 24 gestützt wird.The robot 2 includes: a base 21st that is installed on the floor surface (installation surface); a rotating cylinder (component part) 22nd around a vertical first axis (rotating shaft) A. regarding the base 21st is rotatably supported; a first arm (component part) 23 around a horizontal second axis (rotating shaft) B. with respect to the rotary cylinder 22nd is rotatably supported; a second arm (component part) 24 with a longitudinal shaft that rotates around a horizontal third axis (rotating shaft) C. regarding the first arm 23 is rotatably supported; and a wrist unit (a component part) 25 attached to the tip of the second arm 24 is supported.
Die Drehmomentsensoren 26, 27, 28 zum Detektieren von Drehmomenten um die erste Achse A, die zweite Achse B und die dritte Achse C herum sind zwischen der Basis 21 und dem Drehzylinder 22 bzw. zwischen dem Drehzylinder 22 und dem ersten Arm 23 bzw. zwischen dem ersten Arm 23 und dem zweiten Arm 24 angeordnet.The torque sensors 26th , 27 , 28 for detecting torques about the first axis A. , the second axis B. and the third axis C. around are between the base 21st and the rotating cylinder 22nd or between the rotary cylinder 22nd and the first arm 23 or between the first arm 23 and the second arm 24 arranged.
Gemäß der Darstellung in 2 umfasst die Steuerung 3 eine Momentausgabeeinheit 31, eine Programmspeichereinheit 32, eine Ausgabekalibrierungseinheit 33 für die Drehmomentsensoren 26, 27, 28 und eine Antriebssteuereinheit 34. Die Steuerung 3 setzt sich aus einem Speicher und einem Prozessor zusammen.As shown in 2 includes the control 3 a moment output unit 31 , a program storage unit 32 , an output calibration unit 33 for the torque sensors 26th , 27 , 28 and a drive control unit 34 . The control 3 consists of a memory and a processor.
Die Momentausgabeeinheit 31 ist eine Verarbeitungseinheit zum Ausgeben eines Momentwerts aus der Lage des Roboters 2 oder der Lage und einer Bewegung des Roboters 2. Insbesondere berechnet die Momentausgabeeinheit 31 einen aufgrund von Masse, Schwerkraft und Trägheitskraft jedes der mit den Drehmomentsensoren 26, 27, 28 verbundenen Komponententeile erzeugten Momentwert aus der Lage des Roboters 2 oder der Lage und einer Bewegung des Roboters 2.The moment output unit 31 is a processing unit for outputting a moment value from the position of the robot 2 or the position and movement of the robot 2 . In particular, the moment output unit calculates 31 one based on mass, gravity, and inertia of each of the torque sensors 26th , 27 , 28 connected component parts generated moment values from the position of the robot 2 or the position and movement of the robot 2 .
Die Momentausgabeeinheit 31 kann den Momentwert aus der Lage des Roboters 2 und dem Drehwinkel jedes der Komponententeile um die mit den Drehmomentsensoren 26, 27, 28 versehenen Drehwellen A, B, C herum basierend auf der Zuordnung des Momentwerts zur Lage des Roboters 2 und dem Drehwinkel jedes der Komponententeile um die mit den Drehmomentsensoren 26, 27, 28 versehenen Drehwellen A, B, C herum ausgeben. Weiterhin kann die Momentausgabeeinheit 31 einen von jedem der Komponententeile mit seiner Masse und seinem Gewicht ausgeübten Momentwert, wobei die Komponententeile mit den Drehmomentsensoren 26, 27, 28 verbunden sind, entsprechen der Lage des Roboters 2 berechnen und kann den Momentwert ausgeben. Wenn sich der Roboter 2 bewegt und verlangsamt, beispielsweise wenn sich der Roboter 2 unter Beschleunigung und Verlangsamung in eine vorbestimmte Position bewegt, kann die Momentausgabeeinheit 31 eine durch die Masse jedes der Komponententeile verursachte Trägheitskraft, die auf die Drehmomentsensoren 26, 27, 28 wirkt, berechnen und die Trägheitskraft ausgeben.The moment output unit 31 can take the instantaneous value from the position of the robot 2 and the angle of rotation of each of the component parts around that with the torque sensors 26th , 27 , 28 provided rotating shafts A. , B. , C. around based on the assignment of the instantaneous value to the position of the robot 2 and the angle of rotation of each of the component parts around that with the torque sensors 26th , 27 , 28 provided rotating shafts A. , B. , C. spend around. Furthermore, the moment output unit 31 a moment value exerted by each of the component parts with its mass and its weight, the component parts with the torque sensors 26th , 27 , 28 correspond to the position of the robot 2 calculate and can output the instantaneous value. When the robot 2 moves and slows down, for example when the robot is moving 2 moves to a predetermined position under acceleration and deceleration, the torque output unit 31 an inertial force caused by the mass of each of the component parts acting on the torque sensors 26th , 27 , 28 acts, calculate and output the inertial force.
Spezieller ist die Momentausgabeeinheit 31 eine Speichereinheit zur Ausgabe des Momentwerts aus der Lage des Roboters 2 oder der Lage und einer Bewegung des Roboters 2 und wird durch einen Speicher gebildet. Die Momentausgabeeinheit 31 kann Daten, die den Momentwert der Lage des Roboters 2 und dem Drehwinkel jedes der Komponententeile um die mit den Drehmomentsensoren 26, 27, 28 versehenen Drehwellen A, B, C herum zuordnen, speichern und den Momentwert basierend auf den Zuordnungsdaten ausgeben. Weiterhin kann die Momentausgabeeinheit 31 zeitweilig (indirekt) den aus der Lage des Roboters 2 und der Bewegung des Roboters 2 berechneten Momentwert speichern, und die Momentausgabeeinheit 31 kann den gespeicherten Momentwert ausgeben.The moment output unit is more special 31 a storage unit for outputting the instantaneous value from the position of the robot 2 or the position and movement of the robot 2 and is formed by a memory. The moment output unit 31 can be data showing the instantaneous value of the position of the robot 2 and the angle of rotation of each of the component parts around that with the torque sensors 26th , 27 , 28 provided rotating shafts A. , B. , C. assign around, save and output the instant value based on the assignment data. Furthermore, the moment output unit 31 temporarily (indirectly) from the position of the robot 2 and the movement of the robot 2 save the calculated moment value, and the moment output unit 31 can output the saved instantaneous value.
In einem Fall, in dem die Daten, die den Momentwert dem Drehwinkel jedes der Komponententeile um die mit den Drehmomentsensoren 26, 27, 28 versehenen Drehwellen A, B, C herum zuordnen, in der Momentausgabeeinheit 31 gespeichert werden, ist der Drehwinkel des ersten Arms 23 um die zweite Achse B herum dem von den Komponententeilen, darunter dem ersten Arm 23, dem zweiten Arm 24 und der Handgelenkeinheit 25, durch ihre Massen um die zweite Achse B ausgeübten Momentwert zugeordnet, und der Drehwinkel des zweiten Arms 24 um die dritte Achse C herum ist dem von den Komponententeilen, darunter der zweite Arm 24 und die Handgelenkeinheit 25, um die dritte Achse C herum ausgeübten Momentwert zugeordnet, und die Zuordnungen werden gespeichert. Dies ist als ein spezifisches Beispiel äquivalent zu der Erstellung einer Tabelle, einer Korrelationskurve oder einer Korrelationsnäherungsgleichung. Hier ist der Momentwert ein Moment, das nicht durch eine externe Kraft verursacht wird, sondern durch einen mechanischen Teil des Roboters 2, der die Komponententeile, ein Aufsatzwerkzeug und dergleichen des Roboters 2 umfasst, auf jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 ausgeübt wird.In a case where the data showing the torque value is the rotation angle of each of the component parts around those with the torque sensors 26th , 27 , 28 provided rotating shafts A. , B. , C. map around, in the moment output unit 31 is the angle of rotation of the first arm 23 around the second axis B. around that of the component parts, including the first arm 23 , the second arm 24 and the wrist unit 25th , by their masses around the second axis B. assigned torque value and the angle of rotation of the second arm 24 around the third axis C. around is that of the component parts, including the second arm 24 and the wrist unit 25th to the third axis C. and the assignments are saved. As a specific example, this is equivalent to making a table, a correlation curve, or a correlation approximation equation. Here the moment value is a moment that is not caused by an external force, but by a mechanical part of the robot 2 , the component parts, an attachment tool and the like of the robot 2 includes on each of the torque sensors 26th , 27 , 28 is exercised.
Da die Massen und Abmessungen jedes der Komponententeile, darunter des ersten Arms 23, des zweiten Arms 24 und der Handgelenkeinheit 25, bekannt sind, kann der Momentwert um die zweite Achse B herum entsprechend dem Drehwinkel des ersten Arms 23 und die zweite Achse B herum korrekt berechnet werden. Daten der im Voraus berechneten Momentwerte können direkt oder indirekt in die Momentausgabeeinheit 31 gespeichert werdenAs the masses and dimensions of each of the component parts, including the first arm 23 , of the second arm 24 and the wrist unit 25th , are known, the moment value can be around the second axis B. around according to the rotation angle of the first arm 23 and the second axis B. around to be calculated correctly. Data of the calculated in advance Instantaneous values can be entered directly or indirectly into the instantaneous output unit 31 get saved
in einem Fall, in dem der Momentwert indirekt gespeichert wird, ist es ausreichend, dass die Masse, die Abmessungen oder der Schwerpunkt jedes der Komponententeile, darunter des ersten Arms 23, des zweiten Arms 24 und der Handgelenkeinheit 25, zur Berechnung des Momentwerts im Voraus gespeichert werden, und der Momentwert wird durch Berechnung unter Verwendung des Drehwinkels berechnet. In einem Fall, in dem der Momentwert aus der Lage des Roboters 2 und den Informationen zu jedem der Komponententeile und dem Aufsatzteil des Roboters 2 berechnet wird, wird ein Wert des mit der Schwerkraft oder der Schwerkraft und der Bewegung des Roboters 2 wirkenden Moments berechnet.in a case where the moment value is indirectly stored, it is sufficient that the mass, dimensions or center of gravity of each of the component parts, including the first arm 23 , of the second arm 24 and the wrist unit 25th , for calculating the torque value are stored in advance, and the torque value is calculated by calculation using the rotation angle. In a case where the moment value comes from the position of the robot 2 and the information on each of the component parts and the attachment part of the robot 2 is calculated, a value becomes the one with the force of gravity or the force of gravity and the movement of the robot 2 effective moment calculated.
Hier variiert der Wert des auf jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 wirkenden Moments in Abhängigkeit von der Lage des Roboters 2 und den Winkeln, die nicht nur den Drehwinkel sowohl der ersten Achse A, als auch der zweiten Achse B bzw. der dritten Achse C, bei denen es sich um die mit den Drehmomentsensoren 26, 27, 28 versehenen Drehwellen handelt, umfassen, sondern auch den Winkel der geneigten Welle davon umfassen, und somit wird zum Zeitpunkt der Zuordnung des Drehwinkels zu dem Momentwert angenommen, dass die geneigte Welle in einem vorbestimmten Winkel liegt. Es ist wünschenswert, zum Zeitpunkt der Festlegung mehrerer Werte als vorbestimmten Winkel die Daten dazu im Voraus zu speichern.Here the value of the varies on each of the torque sensors 26th , 27 , 28 acting torque depending on the position of the robot 2 and the angles that are not just the angle of rotation of both the first axis A. , as well as the second axis B. or the third axis C. , which are the ones with the torque sensors 26th , 27 , 28 provided rotating shafts, but also include the angle of the inclined shaft thereof, and thus it is assumed at the time of assigning the rotation angle to the torque value that the inclined shaft is at a predetermined angle. It is desirable to store the data thereon in advance at the time of setting a plurality of values as the predetermined angle.
Die Programmspeichereinheit 32 wird aus einem Speicher gebildet und speichert ein Bewegungsprogramm.The program storage unit 32 is formed from a memory and stores a movement program.
Beispiele für das Bewegungsprogramm umfassen ein im Voraus eingespeistes Bewegungsprogramm zum Bewirken, dass der Roboter 2 Arbeit verrichtet, und ein Kalibrierungsprogramm zum Erhalten von Informationen zur Kalibrierung der Drehmomentsensoren 26, 27, 28. Beispielsweise ist ein Kalibrierungsprogramm für den Drehmomentsensor 28, der das Drehmoment um die dritte Achse C herum detektiert, beispielsweise gemäß der Darstellung in 3-5 ein Programm zum Drehen von lediglich dem zweiten Arm 24 um die dritte Achse C in einer Richtung bezüglich des ersten Arms 23, Anhalten des zweiten Arms 24 bei mehreren Drehwinkeln mitten in der Drehung und Speichern eines Drehmomentdetektionswerts, der von dem Drehmomentsensor 28 zu dem Zeitpunkt ausgegeben wird.Examples of the movement program include a pre-input movement program for causing the robot 2 Work done and a calibration program to get information about calibrating the torque sensors 26th , 27 , 28 . For example, there is a calibration program for the torque sensor 28 showing the torque around the third axis C. around detected, for example as shown in FIG 3-5 a program to rotate only the second arm 24 around the third axis C. in one direction with respect to the first arm 23 , Stopping the second arm 24 at multiple angles of rotation in the middle of rotation and storing a torque detection value obtained from the torque sensor 28 is issued at the time.
Die Ausgabekalibrierungseinheit 33 wird aus einem Prozessor gebildet, und während der Ausführung des Kalibrierungsprogramms ordnet die Ausgabekalibrierungseinheit 33 zur Erzeugung der Ausgabekennlinie jedes der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 gemäß der Darstellung in 6 den von jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 bei jedem Drehwinkel detektierten Drehmomentdetektionswert dem von der Momentausgabeeinheit 31 ausgegebenen Moment zu. Die Ausgabekennlinie des Drehmomentsensors 27 zum Detektieren des Drehmoments um die zweite Achse B herum wird genauso erzeugt, wie die Ausgabekennlinie des Drehmomentsensors 28 zum Detektieren des Drehmoments und die dritte Achse C herum erzeugt wird.The output calibration unit 33 is formed from a processor and during the execution of the calibration program the output calibration unit arranges 33 for generating the output characteristic of each of the torque sensors 26th , 27 , 28 as shown in 6th that of each of the torque sensors 26th , 27 , 28 the torque detection value detected by the torque output unit at each angle of rotation 31 spent moment too. The output characteristic of the torque sensor 27 for detecting the torque about the second axis B. around is generated in the same way as the output characteristic of the torque sensor 28 for detecting the torque and the third axis C. is generated around.
Der Drehmomentsensor 26 zum Detektieren des Drehmoments um die erste Achse A herum führt wiederum ein Kalibrierungsprogramm aus, das sich von jenen für die Drehmomentsensoren 27, 28 unterscheidet, wenn angenommen wird, dass der Roboter 2 auf einer horizontalen Bodenfläche installiert ist. Der Drehmomentsensor 26 wird unter Verwendung der Masse und des Schwerpunkts des mechanischen Teils basierend auf der Ausgabe des Momentwerts während der Drehbewegung um die erste Achse A herum kalibriert. Wenn angenommen wird, dass der Roboter 2 auf der horizontalen Bodenfläche installiert ist, wirkt das auf Schwerkraft beruhende Moment auf jede der Wellen der zweiten Achse B, der dritten Achse C und der Handgelenkeinheit 25, jedoch nicht der ersten Achse A, bei der es sich um eine vertikale Drehwelle handelt, oder der ersten Achse A, die die Lage der vertikalen Drehachse annehmen kann, ein, so dass die Kalibrierung im Anhaltzustand bei einem vorbestimmten Drehwinkel durchgeführt werden kann.The torque sensor 26th for detecting the torque about the first axis A. around in turn runs a calibration program different from those for the torque sensors 27 , 28 differs when it is assumed that the robot 2 installed on a horizontal floor surface. The torque sensor 26th is made using the mass and center of gravity of the mechanical part based on the output of the moment value during the rotation around the first axis A. calibrated around. Assume that the robot 2 installed on the horizontal floor surface, the gravitational moment acts on each of the shafts of the second axis B. , the third axis C. and the wrist unit 25th but not the first axis A. , which is a vertical rotating shaft, or the first axis A. , which can assume the position of the vertical axis of rotation, so that the calibration can be carried out in the stopped state at a predetermined angle of rotation.
Da jedoch kein auf Schwerkraft beruhendes Moment auf die erste Achse A einwirkt, ist es zur Kalibrierung der ersten Achse A notwendig, die Lage des Roboters 2 um die erste Achse A herum zu ändern und alle Momente so zu kalibrieren, dass sie in dem Zustand der angehaltenen ersten Achse A „0“ sind, und es ist notwendig, alle Momentwerte so zu kalibrieren, dass sie konstante Werte sind, während die Lage des Roboters 2 um die erste Achse A herum geändert wird, indem ein auf einer Trägheitskraft beruhendes Moment verwendet wird, das durch Bewegen des ersten Arms 23 des Roboters 2 mit einer konstanten Geschwindigkeit einwirkt. Die Kalibrierung kann so durchgeführt werden, dass der Momentwert während der Drehbewegung um die erste Achse A herum mit einer konstanten Geschwindigkeit „0“ beträgt.However, there is no gravitational moment on the first axis A. acts, it is to calibrate the first axis A. necessary the location of the robot 2 around the first axis A. to change around and calibrate all moments so that they are in the state of the stopped first axis A. Are “0”, and it is necessary to calibrate all moment values so that they are constant values during the position of the robot 2 around the first axis A. is changed around using a moment based on an inertial force generated by moving the first arm 23 of the robot 2 acts at a constant speed. The calibration can be carried out so that the moment value during the rotary movement around the first axis A. around at a constant speed is "0".
Der Roboter 2 kann beschleunigt oder verlangsamt werden, beispielsweise an einer gewissen Position verlangsamt und angehalten werden, so dass sich der Wert des auf den Drehmomentsensor 26 einwirkenden Moments ändert, und die Kalibrierung kann unter Verwendung des Momentwerts mit der zu dem Zeitpunkt auf den Drehmomentsensor 26 wirkenden Trägheitskraft durchgeführt werden.The robot 2 can be accelerated or decelerated, for example decelerated at a certain position and stopped, so that the value of the on the torque sensor 26th applied torque changes, and the calibration can be performed using the torque value with the moment on the torque sensor 26th acting inertial force.
In diesem Fall berechnet die Momentausgabeeinheit 31, wenn sich der Roboter 2 durch Beschleunigung und Verlangsamung bewegt, aus der Lage und einer Bewegung des Roboters 2 eine durch die Masse jedes der Komponententeile verursachte Trägheitskraft, die auf den Drehmomentsensor 26 wirkt, und gibt die Trägheitskraft aus. In this case, the moment output unit calculates 31 when the robot 2 moved by acceleration and deceleration, out of position and a movement of the robot 2 an inertial force caused by the mass of each of the component parts acting on the torque sensor 26th acts, and outputs the inertial force.
Es ist das das Drehmoment um die erste Achse A herum detektierende Kalibrierungsprogramm für den Drehmomentsensor 26, das die Drehmomentdetektionswertausgabe von den Drehmomentsensor 26 während der Kalibrierung gemäß obiger Beschreibung speichert.It is the torque around the first axis A. all around detecting calibration program for the torque sensor 26th that is the torque detection value output from the torque sensor 26th saves during calibration as described above.
Hier wird, wenn die Drehmomentsensoren 27, 28 so strukturiert sind, dass sie versetzt sind, nach der Kalibrierung der Drehmomentsensoren 27, 28 die Kalibrierung unter Verwendung der Drehmomentsensoren 27, 28 basierend auf dem detektierten Drehmomentdetektionswert durch Drücken einer konstanten Kraft oder eines konstanten Moments in dem Roboter 2 durchgeführt, oder verschiedene Momentwerte werden vorzugsweise bei einigen Geschwindigkeitsarten kalibriert. Dadurch kann die Genauigkeit der erzeugten Ausgabekennlinie verbessert werden.Here will if the torque sensors 27 , 28 are structured so that they are offset after the torque sensors are calibrated 27 , 28 the calibration using the torque sensors 27 , 28 based on the detected torque detection value by pressing a constant force or a constant moment in the robot 2 or different moment values are preferably calibrated at some types of speeds. This can improve the accuracy of the output characteristic generated.
Wenn der Roboter 2 an einem Stand, der bezüglich der Schwerkraftrichtung geneigt ist, installiert ist, ist es möglich, das Drehmoment um die erste Achse A herum unter Verwendung des Werts des auf jeden der Drehmomentsensoren 27, 28 wirkenden Moments mit der Schwerkraft zu kalibrieren, und so kann der Drehmomentsensor 26 bei derartiger Installation des Roboters 2 kalibriert werden.When the robot 2 installed on a stand that is inclined with respect to the direction of gravity, it is possible to control the torque about the first axis A. around using the value of the on each of the torque sensors 27 , 28 to calibrate the acting torque with gravity, and so can the torque sensor 26th when installing the robot in this way 2 be calibrated.
Die erzeugten Ausgabekennlinien werden an die Antriebssteuereinheit 34 ausgegeben und in dieser gespeichert. Die Antriebssteuereinheit 34 setzt sich aus einem Prozessor und einem Speicher zusammen.The output characteristics generated are sent to the drive control unit 34 output and stored in it. The drive control unit 34 consists of a processor and a memory.
Zum Zeitpunkt der Ausführung des zuvor eingespeisten Bewegungsprogramms, wenn die von den Drehmomentsensoren 26, 27, 28 detektierten Drehmomentdetektionswerte eingegeben werden, werden die durch die Ausgabekalibrierungseinheit 33 modifizierten Drehmomentdetektionswerte unter Verwendung der gespeicherten Ausgabekennlinien berechnet.At the time of the execution of the previously fed in motion program, if the torque sensors 26th , 27 , 28 detected torque detection values are inputted, they become those by the output calibration unit 33 modified torque detection values are calculated using the stored output characteristics.
Die Antriebssteuereinheit 34 bestimmt, ob der modifizierte Drehmomentdetektionswert einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt oder nicht, und erzeugt ein Befehlssignal entsprechend dem aus der Programmspeichereinheit 32 ausgelesenen Bewegungsprogramm und gibt das Befehlssignal an den Roboter 2 aus. Wenn der Wert den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, gibt die Antriebssteuereinheit 34 ein Befehlssignal aus, so dass der Roboter 2 eine spezielle Bewegung, wie z. B. Anhalten, Verlangsamen, Entweichen, indem er in die Richtung, in der die Kraft eingewirkt hat, bewegt wird, Zurückkehren in die Richtung der vorherigen Bewegung oder Ausführen eines zuvor vorbereiteten Bewegungsprogramms, durchführt.The drive control unit 34 determines whether or not the modified torque detection value exceeds a predetermined threshold value and generates a command signal corresponding to that from the program storage unit 32 read out movement program and gives the command signal to the robot 2 out. If the value exceeds the predetermined threshold, the drive control unit gives 34 a command signal so that the robot 2 a special movement, such as B. stopping, slowing down, escaping by moving in the direction in which the force acted, returning in the direction of the previous movement or performing a previously prepared movement program.
Im Folgenden wird die Handlungsweise des wie oben konfigurierten Industrierobotersystems 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.The following is the procedure for the industrial robot system configured as above 1 according to the present embodiment.
In einem Zustand, in dem das Industrierobotersystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einer Fabrik oder dergleichen installiert ist, wird das in der Programmspeichereinheit 32 gespeicherte Kalibrierungsprogramm durch die Betätigung der Steuerung 3 ausgeführt.In a state in which the industrial robot system 1 according to the present embodiment is installed in a factory or the like, it is stored in the program storage unit 32 stored calibration program by operating the control 3 executed.
In dem Kalibrierungsprogramm wird beispielsweise, während der zweite Arm 24 und die dritte Achse C herum bezüglich des ersten Arms 23 gedreht wird, der zweite Arm 24 bei mehreren Drehwinkeln angehalten, und die Drehmomentdetektionswertausgabe von dem Drehmomentsensor 28 in diesem Zustand wird in die Ausgabekalibrierungseinheit 33 eingelesen.In the calibration program, for example, while the second arm 24 and the third axis C. around regarding the first arm 23 is rotated, the second arm 24 stopped at plural rotation angles, and the torque detection value output from the torque sensor 28 in this state, the output calibration unit 33 read in.
Der in der Momentausgabeeinheit 31 gespeicherte Momentwert wird in die Ausgabekalibrierungseinheit 33 zusammen mit der Ausgabe des Drehwinkels des zweiten Arms 24 von der Antriebssteuereinheit 34 eingegeben. Die Ausgabekalibrierungseinheit 33 erzeugt damit die Ausgabekennlinie, die den Drehmomentdetektionswert und den Momentwert, die eingegeben wurden, zuordnet. Gleichermaßen wird die Ausgabekennlinie für den Drehmomentsensor 27, der das Drehmoment um die zweite Achse B des ersten Arms 23 herum bezüglich des Drehzylinders 22 detektiert, erzeugt. Die erzeugte Ausgabekennlinie jedes der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 wird an die Antriebssteuereinheit 34 übermittelt und darin gespeichert. Damit ist der Kalibrierungsarbeitsschritt beendet.The one in the moment output unit 31 stored moment value is transferred to the output calibration unit 33 along with the output of the rotation angle of the second arm 24 from the drive control unit 34 entered. The output calibration unit 33 thus generates the output characteristic that assigns the torque detection value and the torque value that have been entered. The output characteristic for the torque sensor becomes the same 27 showing the torque around the second axis B. of the first arm 23 around with respect to the rotary cylinder 22nd detected, generated. The generated output characteristic of each of the torque sensors 26th , 27 , 28 is connected to the drive control unit 34 transmitted and stored therein. The calibration step is thus ended.
Wenn das zuvor eingelesene Bewegungsprogramm aus der Programmspeichereinheit 32 ausgelesen wird und der Roboter 2 von der Antriebssteuereinheit 34 bedient wird, werden die von den Drehmomentsensoren 26, 27, 28 detektierten Drehmomentdetektionswerte direkt in die Antriebssteuereinheit 34 eingegeben, und die modifizierten Drehmomentdetektionswerte werden basierend auf den gespeicherten Ausgabekennlinien berechnet. Dann wird bestimmt, ob ein/e auf der Wirkung einer externen Kraft beruhende/s Moment oder Kraft, das bzw. die aus dem berechneten Drehmomentdetektionswert berechnet wird, einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt oder nicht, und wenn das Moment oder die Kraft den vorbestimmten Wert übersteigt, wird bestimmt, dass ein Peripheriegegenstand mit dem Roboter 2 in Kontakt gekommen ist, und der Roboter 2 wird angehalten, verlangsamt, in die Richtung der vorherigen Bewegung zurückgebracht oder durch Bewegung in die Richtung, in der die Kraft gewirkt hat, außer Reichweite gebracht, oder das zuvor vorbereitete Bewegungsprogramm wird ausgeführt.If the movement program previously read in from the program storage unit 32 is read out and the robot 2 from the drive control unit 34 are operated by the torque sensors 26th , 27 , 28 detected torque detection values directly into the drive control unit 34 is input, and the modified torque detection values are calculated based on the stored output characteristics. Then, it is determined whether or not an external force action torque or force calculated from the calculated torque detection value exceeds a predetermined threshold value, and if the torque or the force exceeds the predetermined value, it is determined that a peripheral object is associated with the robot 2 came in contact and the robot 2 is stopped, slowed down, brought back in the direction of the previous movement or moved out of reach by movement in the direction in which the force was acting, or the previously prepared movement program is carried out.
Gemäß dieser Beschreibung wird bei dem Industrierobotersystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der von jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 bei jedem mehrerer Drehwinkel detektierte Drehmomentwert dem in der Momentausgabeeinheit 31 gespeicherten Momentwert (dem von der Ausgabeeinheit 31 ausgegebenen Momentwert) in der Ausgabekalibrierungseinheit 33 zugeordnet, so dass es möglich ist, eine genau kalibrierte Ausgabekennlinie, d. h. die Beziehung des Momentwerts in Bezug auf den von jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 detektierten Drehmomentwert, zu erzeugen. Es besteht also ein Vorteil darin, dass selbst nach Auftreten einer Verzerrung in dem Drehmomentsensor 26, 27, 28 während des Einbaus der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 in den Roboter 2 oder selbst wenn der Drehmomentsensor 26, 27, 28 eine stark nichtlineare Kennlinie aufweist, die Drehmomentsensoren 26, 27, 28 durch ledigliches Ausführen des Programms zu Kalibrierung in der Steuerung 3 des Roboters 2 einfach und mit hoher Genauigkeit durch den automatischen Betrieb des Roboters 2 selbst in kurzer Zeit kalibriert werden können.According to this description, in the industrial robot system 1 according to the present embodiment, that of each of the torque sensors 26th , 27 , 28 the torque value detected in the torque output unit for each of several angles of rotation 31 stored moment value (that of the output unit 31 output moment value) in the output calibration unit 33 assigned so that it is possible to obtain a precisely calibrated output characteristic, ie the relationship of the moment value in relation to that of each of the torque sensors 26th , 27 , 28 detected torque value to generate. Thus, there is an advantage that even after distortion occurs in the torque sensor 26th , 27 , 28 during the installation of the torque sensors 26th , 27 , 28 in the robot 2 or even if the torque sensor 26th , 27 , 28 has a strongly non-linear characteristic, the torque sensors 26th , 27 , 28 by simply running the calibration program in the controller 3 of the robot 2 easily and with high accuracy thanks to the automatic operation of the robot 2 can even be calibrated in a short time.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Fall dargestellt worden, in dem die Kalibrierung in dem Zustand, in dem der mechanische Teil des Roboters 2 keinen darin zu befestigenden Aufsatzkomponententeil, wie z. B. das Werkzeug, umfasst, durchgeführt wird, wenn jedoch die Abmessungen, das Gewicht und der Schwerpunkt des Aufsatzkomponententeils bekannt sind, kann der Momentwert in dem Zustand der befestigten Aufsatzkomponententeile im Voraus in der Momentausgabeeinheit 31 gespeichert werden.In the present embodiment, the case has been shown where the calibration is performed in the state where the mechanical part of the robot 2 no attachment component part to be fastened therein, such as B. the tool, is performed, but if the dimensions, weight and center of gravity of the attachment component part are known, the moment value in the state of the attachment component parts attached can be made in advance in the moment output unit 31 get saved.
Dabei besteht ein Vorteil darin, dass es selbst in einer Umgebung, in der für jeden Benutzer ein anderes Werkzeug befestigt ist und das Werkzeug nicht entfernt werden kann, möglich ist, die Drehmomentsensoren 26, 27, 28 neu zu kalibrieren.One advantage here is that it is possible to use the torque sensors even in an environment in which a different tool is attached for each user and the tool cannot be removed 26th , 27 , 28 to recalibrate.
Weiterhin kann basierend auf der Lage des Roboters 2 und Werten der Masse und des Schwerpunkts des an dem Roboter 2 aufgesetzten Komponententeils ein Wert des durch den mechanischen Teil des Roboters 2 auf jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 einwirkenden Moments berechnet werden, eine resultierende Kraft, die auf jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 wirkt, berechnet werden.It can also be based on the location of the robot 2 and values of the mass and center of gravity of the on the robot 2 attached component part is a value of the mechanical part of the robot 2 on each of the torque sensors 26th , 27 , 28 applied torque are calculated, a resultant force acting on each of the torque sensors 26th , 27 , 28 acts, be calculated.
Der in dem Kalibrierungsprogramm festgelegte Drehwinkel zum Detektieren des Drehmoments kann von einem Benutzer frei wählbar geändert werden. Es ist möglich, die Drehmomentsensoren 26, 27, 28 auch einfach in einer Umgebung zu kalibrieren, in der der Bewegungsbereich des Roboters 2 beschränkt ist.The angle of rotation specified in the calibration program for detecting the torque can be freely changed by a user. It is possible to use the torque sensors 26th , 27 , 28 also easy to calibrate in an environment where the range of motion of the robot 2 is limited.
Weiterhin ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Fall dargestellt wurden, in dem die Antriebssteuereinheit 34 die Bestimmung von Kontakt für den Roboter 2 basierend auf dem Moment oder der Kraft durch die Wirkung der externen Kraft, die aus dem Momentwert, der dem detektierten Drehmomentdetektionswert durch die Ausgabekalibrierungseinheit 33 zugeordnet wird, berechnet wird, durchführt, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Stattdessen kann etwas eingesetzt werden, bei dem basierend auf dem Moment oder der Kraft durch die Wirkung der externen Kraft, die aus dem Momentwert, der dem detektierten Drehmomentdetektionswert durch die Ausgabekalibrierungseinheit 33 zugeordnet wird, berechnet wird, zum Zeitpunkt der Durchführung eines induktiven Betriebs an den Komponententeilen des Roboters 2 durch direktes Halten der Komponententeile die Antriebssteuereinheit 34 ein Zusatzdrehmoment dahingehend steuert, einen Bewegungsbefehl für den Roboter 2 zu erzeugen, um eine von einem Bediener auf den Roboter 2 ausgeübte Kraft zu reduzieren. Es ist somit möglich, einen Durchführungsbetrieb zu erleichtern.Furthermore, in the present embodiment, the case has been shown in which the drive control unit 34 determining contact for the robot 2 based on the moment or the force by the action of the external force derived from the moment value, the detected torque detection value by the output calibration unit 33 assigned, calculated, but the present disclosure is not limited thereto. Instead, something may be employed in which, based on the moment or the force by the action of the external force, derived from the moment value, the torque detection value detected by the output calibration unit 33 is assigned, is calculated at the time of performing an inductive operation on the component parts of the robot 2 by holding the component parts directly, the drive control unit 34 an additional torque controls a movement command for the robot 2 to generate one from an operator on the robot 2 reduce the force exerted. It is thus possible to facilitate implementation operation.
Als das Industrierobotersystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das System, bei dem die Basis 21 des Roboters 2 auf dem Boden installiert ist, gezeigt wurden, stattdessen kann jedoch gemäß der Darstellung in 7 ein System eingesetzt werden, dass eine Zwei-Achsen-Positionierungsvorrichtung 50 umfasst, die auf der Bodenfläche und auf der oberen Fläche, auf der die Basis 21 des Roboters 2 installiert ist, installiert ist.As the industrial robot system 1 According to the present embodiment, the system is where the basis 21st of the robot 2 installed on the floor, but can be used instead as shown in 7th a system used that a two-axis positioning device 50 includes those on the bottom surface and on the top surface on which the base 21st of the robot 2 installed is installed.
In diesem Fall umfasst die Zwei-Achsen-Positionierungsvorrichtung 50 einen Basisteil 51, der auf der Bodenfläche installiert ist, einen Schwenkteil 52, der um eine horizontale Schwenkachse K bezüglich des Basisteils 51 schwenkbar gestützt wird, und einen Drehteil 53, der um eine Drehachse L senkrecht zur Schwenkachse K bezüglich des Schwenkteils 52 drehbar ist. Die Basis 21 des Roboters 2 ist auf der oberen Fläche des Drehteils 53 installiert. Der Installationsort für den Basisteil 51 ist nicht auf die Bodenfläche beschränkt, sondern kann eine laterale Wandfläche, eine nach unten verlaufende Wandfläche oder dergleichen sein, wobei es sich lediglich um eine installierte Kontaktfläche handeln kann. Bei der vorliegenden Erfindung trifft dasselbe auf die anderen Kontaktflächen zu.In this case, the two-axis positioning device comprises 50 a base part 51 installed on the floor surface, a swivel part 52 around a horizontal pivot axis K regarding the base part 51 is pivotably supported, and a rotating part 53 , which is about an axis of rotation L perpendicular to the pivot axis K regarding the swivel part 52 is rotatable. The base 21st of the robot 2 is on the upper surface of the rotating part 53 Installed. The installation location for the base part 51 is not limited to the floor surface, but can be a lateral wall surface, a downward wall surface, or the like, which can only be an installed contact surface. In the present invention, the same applies to the other contact surfaces.
Dann wird in einem Zustand, in dem der Roboter 2 an dem Drehteil 53 der Zwei-Achsen-Positionierungsvorrichtung 50 installiert ist, der Schwenkteil 52 dahingehend um die Schwenkachse K geschwenkt (gedreht), den Roboter 2 bezüglich der Bodenfläche zu neigen. Dadurch kann das Drehmoment um die erste Achse A herum unter Verwendung der Masse und des Schwerpunkts des mechanischen Teils kalibriert werden. Weiterhin kann durch Steuern der Zwei-Achsen-Positionierungsvorrichtung 50 mit einer zusätzlichen Welle die Kalibrierung automatisch in kurzer Zeit durchgeführt werden. Then it will be in a state in which the robot 2 on the rotating part 53 the two-axis positioning device 50 is installed, the swivel part 52 to this effect about the pivot axis K panned (rotated) the robot 2 to incline with respect to the floor area. This allows the torque about the first axis A. around using the mass and center of gravity of the mechanical part. Furthermore, by controlling the two-axis positioning device 50 with an additional shaft the calibration can be carried out automatically in a short time.
Alternativ dazu kann eine Ein-Achsen-Positionierungsvorrichtung anstatt der Zwei-Achsen-Positionierungsvorrichtung 50 eingesetzt werden, wobei die Ein-Achsen-Positionierungsvorrichtung einen Basisteil 51, der auf der Bodenfläche installiert ist, und einen Schwenkteil 52, der um die horizontale Schwenkachse K bezüglich des Basisteils 51 und auf der oberen Fläche, auf der die Basis 21 des Roboters 2 installiert werden kann, schwenkbar gestützt wird, umfassen kann.Alternatively, a one-axis positioning device may be used instead of the two-axis positioning device 50 can be used, the one-axis positioning device being a base part 51 installed on the floor surface and a swivel part 52 around the horizontal pivot axis K regarding the base part 51 and on the top surface on which the base 21st of the robot 2 can be installed, pivotably supported, may include.
Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgte die Darstellung so, dass jeder der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 ein einziges System zur Ausgabe eines Drehmomentdetektionswerts hat, stattdessen kann jedoch etwas eingesetzt werden, bei dem jeder der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 Drehmomentdetektionseinheiten von zwei oder mehr Systemen zur Detektion des auf jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 wirkenden Drehmoments hat. Jede der Drehmomentdetektionseinheiten der detektiert ein auf jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 wirkendes Drehmoment und gibt das Drehmoment als einen Drehmomentdetektionswert aus.In the present embodiment, it is represented that each of the torque sensors 26th , 27 , 28 has a single system for outputting a torque detection value, but something that each of the torque sensors can be used instead 26th , 27 , 28 Torque detection units of two or more systems for detecting the torque on each of the torque sensors 26th , 27 , 28 acting torque. Each of the torque detection units detects one on each of the torque sensors 26th , 27 , 28 acting torque and outputs the torque as a torque detection value.
Bei mehreren der in dem Roboter 2 vorgesehenen Drehmomentsensoren 26, 27, 28 kann die Anzahl an Drehmomentdetektionseinheiten, die in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 vorgesehen ist, für jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 geändert werden. Die Anzahl an Drehmomentdetektionseinheiten kann also in Abhängigkeit von dem Installationspunkt für jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 geändert werden.With several of the ones in the robot 2 provided torque sensors 26th , 27 , 28 can be the number of torque detection units included in each of the torque sensors 26th , 27 , 28 is provided for each of the torque sensors 26th , 27 , 28 be changed. That is, the number of torque detection units may vary depending on the installation point for each of the torque sensors 26th , 27 , 28 be changed.
Wenn jeder der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 Drehmomentdetektionseinheiten von zwei oder mehr Systemen aufweist, kann bzw. können ein einziger oder mehrere Drehmomentdetektionswerte dem Ausgabewert der Momentausgabeeinheit 31 zugeordnet werden, und ein Drehmomentwert kann nach Kalibrierung, Modifizierung und Korrektur kann von der Ausgabekalibrierungseinheit 33 berechnet werden.If any of the torque sensors 26th , 27 , 28 Has torque detection units of two or more systems, one or more torque detection values can be added to the output value of the torque output unit 31 can be assigned, and a torque value can after calibration, modification and correction can be made by the output calibration unit 33 be calculated.
Die Ausgabekalibrierungseinheit 33 ordnet den Drehmomentdetektionswert der Drehmomentdetektionseinheit jedes Systems dem Ausgabewert der Momentausgabeeinheit 31 zu und gibt einen Drehmomentwert nach Kalibrierung, Modifizierung und Korrektur des Drehmomentdetektionswerts aus. Darüber hinaus kann die Ausgabekalibrierungseinheit 33 die Drehmomentdetektionswerte der Drehmomentdetektionseinheiten von mehreren Systemen, anders ausgedrückt mehrere Drehmomentdetektionswerte, den Ausgabewerten der Momentausgabeeinheit 31 zuordnen und einen Drehmomentwert nach Kalibrierung, Modifizierung und Korrektur des Drehmomentdetektionswerts ausgeben.The output calibration unit 33 maps the torque detection value of the torque detection unit of each system to the output value of the torque output unit 31 and outputs a torque value after calibration, modification and correction of the torque detection value. In addition, the output calibration unit 33 the torque detection values of the torque detection units of a plurality of systems, in other words a plurality of torque detection values, the output values of the torque output unit 31 assign and output a torque value after calibration, modification and correction of the torque detection value.
Durch Vorsehen von mindestens zwei Detektionssystemen für jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 werden mindestens zwei oder mehr Drehmomentwert berechnet und verglichen. Wenn die Differenz zwischen diesen Werten größer als ein Schwellenwert ist, wird bestimmt, dass es zu einem Ausfall in dem Drehmomentsensor 26, 27, 28 gekommen ist, und selbst wenn der Drehmomentdetektionswert eines Systems aufgrund irgendeines Einflussfaktors, wie z. B. eines Ausfalls, nicht detektiert werden kann, wird der Drehmomentdetektionswert des anderen Systems verwendet, wodurch schnelles und sicheres Anhalten des Roboters 2 ermöglicht wird.By providing at least two detection systems for each of the torque sensors 26th , 27 , 28 at least two or more torque values are calculated and compared. If the difference between these values is greater than a threshold value, it is determined that there is a failure in the torque sensor 26th , 27 , 28 has come, and even if the torque detection value of a system is due to some influencing factor such as B. a failure, cannot be detected, the torque detection value of the other system is used, thereby stopping the robot quickly and safely 2 is made possible.
Durch Verwenden mehrerer Ausgabewerte der Drehmomentdetektionseinheit für jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 zum Erhalten des Drehmomentwert von der Ausgabekalibrierungseinheit 33 ist es möglich, einen Drehmomentwert mit höherer Genauigkeit für jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 zu berechnen.By using multiple output values of the torque detection unit for each of the Torque sensors 26th , 27 , 28 to obtain the torque value from the output calibration unit 33 it is possible to obtain a torque value with higher accuracy for each of the torque sensors 26th , 27 , 28 to calculate.
Die Drehmomentdetektionseinheiten von mindestens zwei Systemen sind für jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 vorgesehen, jedoch besteht die Möglichkeit, dass die Differenz bei dem detektierten Drehmomentdetektionswert aufgrund der durch die Verzerrung der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 bei deren Befestigung oder die Lage des Roboters 2 verursachten Ungleichverteilung der Drehmomente bezüglich der Drehmomentdetektionseinheiten von mindestens zwei Systemen oder dergleichen auftritt. Im Gegensatz dazu wird bei jedem System durch Zuordnen des von jeder Drehmomentdetektionseinheit detektierten Drehmomentdetektionswerts zu dem von der Momentausgabeeinheit 31 ausgegebenen Momentwert die Differenz bei dem Ausgabewert des Drehmomentdetektionswerts zwischen allen Systemen absorbiert, wobei die Differenz auf folgenden Gründen beruht: die Auswirkung einer störenden Einwirkung einer anderen Welle, die durch eine Kraft in einer anderen Richtung als der Richtung des auf jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 wirkenden Drehmoments erzeugt wird, aufgrund einer vorkragenden Unterarmstützstruktur oder dergleichen; die Ungleichmäßigkeit der Spannungsverteilung, Verzerrung zum Zeitpunkt des Einbaus der Drehmomentsensoren 26, 27, 28; und die jeweilige Differenz zwischen Detektionselementen, die jedes System bilden. Dann kann das tatsächlich auf jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 wirkendes Drehmoment für jedes der zwei oder mehr Systeme genau berechnet werden, um zwei oder mehr Drehmomentwert von einem jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 zu berechnen. Weiterhin ist es, selbst wenn sich das Ausmaß der Auswirkung einer störenden Einwirkung einer anderen Welle mit einer Änderung des Wellenwinkels (der Armlage) der Welle, außer für die entsprechende Welle, ändert, durch Zuordnen des Drehmomentdetektionswerts zu dem Ausgabewert der Momentausgabeeinheit 31 unter Änderung des Wellenwinkels der anderen Welle, was eine Auswirkung einer störenden Einwirkung einer anderen Welle auf die entsprechende Welle hat, möglich, die Drehmomentsensoren 26, 27, 28 unter Berücksichtigung der Einwirkung einer anderen Welle genauer zu kalibrieren.The torque detection units of at least two systems are for each of the torque sensors 26th , 27 , 28 provided, however, there is a possibility that the difference in the detected torque detection value due to the distortion of the torque sensors 26th , 27 , 28 their attachment or the position of the robot 2 caused uneven distribution of the torques with respect to the torque detection units of at least two systems or the like occurs. In contrast to this, in each system, by assigning the torque detection value detected by each torque detection unit to that of the torque output unit 31 output torque value absorbs the difference in the output value of the torque detection value between all the systems, the difference being due to the following reasons: the effect of a disturbance of another shaft caused by a force in a direction other than the direction of each of the torque sensors 26th , 27 , 28 acting torque is generated due to a protruding forearm support structure or the like; the unevenness of the voltage distribution, distortion at the time of installing the torque sensors 26th , 27 , 28 ; and the respective difference between detection elements making up each system. Then it can actually apply to each of the torque sensors 26th , 27 , 28 effective torque for each of the two or more systems can be accurately calculated by two or more torque values from each of the torque sensors 26th , 27 , 28 to calculate. Further, even if the amount of interference effect of another shaft changes with a change in the shaft angle (arm position) of the shaft except for the corresponding shaft, it is by assigning the torque detection value to the output value of the torque output unit 31 by changing the shaft angle of the other shaft, which has an effect of a disruptive effect of another shaft on the corresponding shaft, the torque sensors are possible 26th , 27 , 28 calibrate more precisely taking into account the action of another wave.
Als ein Verfahren zum Detektieren jedes der Drehmomentsensoren 26, 27, 28, wie im Falle eines Kraftsensors, wird ein Verfahren zum Detektieren von Verlagerung und Belastung, ein Verfahren zum Detektieren einer Änderung einer Eigenschaft oder irgendein anderes Verfahren eingesetzt. Eine zu diesem Zeitpunkt zu detektierende physikalische Größe ist ein Widerstandswert, Strom, Kapazität, Ladungsmenge, Induktivität, Lichtmenge, Bild, Ultraschallwellen, Magnetismus oder dergleichen.As a method of detecting each of the torque sensors 26th , 27 , 28 as in the case of a force sensor, a method of detecting displacement and load, a method of detecting a change in property, or some other method is employed. A physical quantity to be detected at this time is a resistance value, current, capacitance, amount of charge, inductance, amount of light, image, ultrasonic waves, magnetism or the like.
Jeder der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 kann eine oder mehrere Detektionseinheiten umfassen, die die physikalische Größe, die mit dem Drehmoment in Zusammenhang steht, detektieren. Die von der Detektionseinheit in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 detektierte physikalische Größe ist eine beliebige physikalische Größe, solange sie durch ein ausgeübtes Drehmoment oder eine ausgeübte Kraft geändert wird, wie z. B. eine Verlagerung einer Struktur, die als eine Änderung des elektrischen Widerstands, der Kapazität, des Elektrifizierungsausmaßes oder des Magnetismus detektiert wird.Any of the torque sensors 26th , 27 , 28 can comprise one or more detection units which detect the physical variable that is related to the torque. The from the detection unit in each of the torque sensors 26th , 27 , 28 detected physical quantity is any physical quantity as long as it is changed by an exerted torque or an exerted force, such as e.g. B. a displacement of a structure which is detected as a change in electrical resistance, capacitance, degree of electrification or magnetism.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann für alle Drehmomentsensoren 26, 27, 28 ein Sensor zum Detektieren des auf jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 wirkenden Drehmoments eingesetzt werden, und ein Kraftsensor zum Detektieren einer Kraft und eines Moments, ein Drehmomentsensor zum Detektieren des um jede der Drehwellen A, B, C herum wirkenden Drehmoments oder ein Drehmomentsensor zum Detektieren des um jede der Drehwellen A, B, C und die andere Welle herum wirkenden Drehmoments kann verwendet werden.In the present embodiment, all torque sensors 26th , 27 , 28 a sensor for detecting that on each of the torque sensors 26th , 27 , 28 acting torque can be used, and a force sensor for detecting a force and a moment, a torque sensor for detecting the around each of the rotating shafts A. , B. , C. torque acting around or a torque sensor for detecting the around each of the rotating shafts A. , B. , C. and torque acting around the other shaft can be used.
Jeder der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 kann dazu konfiguriert sein, zum Detektieren des Drehmoments in der Lage zu sein, indem die Detektionseinheit jedes der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 in einen Reduzierer, einen Motor, ein Getriebe, einen Lagerteil, Arme 23, 24 oder dergleichen, die in der Drehwellen Struktur, die den Roboter 2 bildet, vorgesehen sind, integriert wird.Any of the torque sensors 26th , 27 , 28 may be configured to be able to detect the torque by the detection unit of each of the torque sensors 26th , 27 , 28 into a reducer, a motor, a gearbox, a bearing part, arms 23 , 24 or the like that is in the rotating shaft structure that the robot 2 forms, are provided, is integrated.
Ferner kann jeder der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 dazu konfiguriert sein, das Drehmoment durch Schätzen des Drehmoments aus dem derzeitigen Wert des Motors oder Schätzen des Drehmoments aus der angesteuerten Stellung und der derzeitigen Stellung des Motors zu detektieren. Gemäß dieser Beschreibung kann jeder der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 in jeglicher Konfiguration ausgebildet sein, solange er das Drehmoment basierend auf dem Ausgabewert der Detektionseinheit detektieren kann.Furthermore, each of the torque sensors 26th , 27 , 28 be configured to detect the torque by estimating the torque from the current value of the motor or estimating the torque from the commanded position and the current position of the motor. According to this description, each of the torque sensors 26th , 27 , 28 be formed in any configuration as long as it can detect the torque based on the output value of the detection unit.
Der von jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 detektierte Drehmomentdetektionswert kann ein in ein Drehmoment umgewandelt erfährt oder ein durch Umwandlung einer physikalischen Größe in analoge Daten oder digitale Daten erhaltener Wert sein.The one from each of the torque sensors 26th , 27 , 28 The detected torque detection value can be experienced converted into a torque or a value obtained by converting a physical quantity into analog data or digital data.
Bei der Detektion des Drehmoments durch jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 kann die Ausgabekalibrierungseinheit 33 die Ausgabe der Momentausgabeeinheit 31 der Ausgabe der Detektionseinheit in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28, die den in das Drehmoment umgewandelten Wert oder die mit dem Drehmoment in Zusammenhang stehende physikalische Größe detektiert, zuordnen, und die Ausgabekalibrierungseinheit 33 kann ein exaktes Drehmoment, das auf jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 einwirkt, aus der Ausgabe der Detektionseinheit in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 detektieren.When the torque is detected by each of the torque sensors 26th , 27 , 28 can the output calibration unit 33 the output of the momentary output unit 31 the output of the detection unit in each of the torque sensors 26th , 27 , 28 that detects the value converted into the torque or the physical quantity related to the torque, assign, and the output calibration unit 33 can have an exact torque applied to each of the torque sensors 26th , 27 , 28 acts from the output of the detection unit in each of the torque sensors 26th , 27 , 28 detect.
Eine Recheneinheit zur Durchführung einer Berechnung zum Berechnen des Drehmoments aus der physikalischen Größe, die mit dem Drehmoment in Zusammenhang steht, kann auf einer Leiterplatte vorgesehen und in dem Roboter 2 zusammen mit der Detektionseinheit in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 untergebracht sein.A computing unit for performing a computation for computing the torque from the physical quantity related to the torque can be provided on a circuit board and in the robot 2 together with the detection unit in each of the torque sensors 26th , 27 , 28 be housed.
Weiterhin kann die Recheneinheit in der Steuerung 3 des Roboters 2 vorgesehen sein, der Ausgabewert der Detektionseinheit in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 kann drahtgebunden oder drahtlos an die Steuerung 3, die den Roboter 2 steuert, übertragen werden, und das Drehmoment kann in der Steuerung 3 des Roboters 2 berechnet werden.Furthermore, the processing unit in the controller 3 of the robot 2 be provided, the output value of the detection unit in each of the Torque sensors 26th , 27 , 28 can be wired or wireless to the controller 3 who have favourited the robot 2 controls, transmitted, and the torque can be in the controller 3 of the robot 2 be calculated.
Die Recheneinheit kann in einer Steuerung, die sich von der Steuerung 3, die den Roboter 2 steuert, unterscheidet, vorgesehen sein. Der Ausgabewert der Detektionseinheit in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 kann drahtgebunden oder drahtlos an die Steuerung, die sich von der Steuerung 3, die den Roboter 2 steuert, unterscheidet, übertragen werden, und das Drehmoment kann in der anderen Steuerung berechnet werden. Gemäß dieser Beschreibung können die Recheneinheiten bei den Drehmomentsensoren 26, 27, 28 an denselben Positionen wie die Detektionseinheiten der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 angeordnet sein, oder die Recheneinheiten können durch die Steuerung 3 erzielt werden, was für das Industrierobotersystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform praktisch ist.The computing unit can be in a controller that is different from the controller 3 who have favourited the robot 2 controls, distinguishes, be provided. The output value of the detection unit in each of the torque sensors 26th , 27 , 28 can be wired or wireless to the controller, different from the controller 3 who have favourited the robot 2 controls, distinguishes, transmitted, and the torque can be calculated in the other controller. According to this description, the arithmetic units for the torque sensors 26th , 27 , 28 at the same positions as the detection units of the torque sensors 26th , 27 , 28 be arranged, or the computing units can be controlled by the controller 3 can be achieved what for the industrial robot system 1 according to the present embodiment is practical.
Auf diese Art und Weise kann für jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 zur Berechnung der auf die Drehwellen A, B, C wirkenden Drehmomente ein Sensor eingesetzt werden, der die Detektionseinheit, die die mit dem Drehmoment in Zusammenhang stehende physikalische Größe detektiert, und die Recheneinheit, die das Drehmoment basierend auf dem Detektionswert der Detektionseinheit berechnet, umfasst.In this way, for each of the torque sensors 26th , 27 , 28 to calculate the on the rotating shafts A. , B. , C. Acting torques a sensor can be used which comprises the detection unit, which detects the physical quantity related to the torque, and the arithmetic unit, which calculates the torque based on the detection value of the detection unit.
Die Ausgabekalibrierungseinheit 33 kann die Ausgabewerte mehrerer Detektionseinheiten jedes Systems in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 den Ausgabewerten der Momentausgabeeinheit 31 zuordnen und einen Drehmomentwert nach Kalibrierung, Modifizierung und Korrektur der Ausgabewerte der Detektionseinheit in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 ausgeben.The output calibration unit 33 can output values from multiple detection units of each system in each of the torque sensors 26th , 27 , 28 the output values of the momentary output unit 31 assign and a torque value after calibration, modification and correction of the output values of the detection unit in each of the torque sensors 26th , 27 , 28 output.
Weiterhin kann die Ausgabekalibrierungseinheit 33 den Ausgabewert jeder der Detektionseinheiten mehrerer Systeme in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 den Ausgabewerten der Momentausgabeeinheit 31 zuordnen und einen Drehmomentwert nach Kalibrierung, Modifizierung und Korrektur der Ausgabewerte der Detektionseinheit ausgeben. Es ist dadurch möglich, einen Drehmomentwert in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 genau zu berechnen.Furthermore, the output calibration unit 33 the output value of each of the multiple system detection units in each of the torque sensors 26th , 27 , 28 the output values of the momentary output unit 31 assign and output a torque value after calibration, modification and correction of the output values of the detection unit. It is thereby possible to have a torque value in each of the torque sensors 26th , 27 , 28 to calculate exactly.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Ausgabekalibrierungseinheit 33 das auf jeden der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 wirkendes Drehmoment aus dem Drehmomentdetektionswert oder dem Ausgabewert der Detektionseinheit berechnet, kann ein beliebiges anderes Verfahren eingesetzt werden, solange es sich dabei um ein Verfahren handelt, bei dem die Kalibrierung durchgeführt werden kann, indem der Ausgabewert der Detektionseinheit in jedem der Drehmomentsensoren 26, 27, 28 dem Drehmoment zugeordnet wird, wie z. B. Umwandlung durch Tabelle, Modifizierung einer Kalibrierungsmatrix, oder lineare oder nichtlineare Umwandlung durch Funktion.At the time the output calibration unit 33 that on each of the torque sensors 26th , 27 , 28 effective torque is calculated from the torque detection value or the output value of the detection unit, any other method can be used as long as it is a method in which calibration can be performed by using the output value of the detection unit in each of the torque sensors 26th , 27 , 28 is assigned to the torque, such. B. Conversion by table, modification of a calibration matrix, or linear or non-linear conversion by function.
Die obige Ausführungsform richtet sich nach jedem nachstehenden Aspekt der vorliegenden Offenbarung. The above embodiment is guided by each aspect of the present disclosure below.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung richtet sich auf ein Industrierobotersystem, das Folgendes umfasst: einen Roboter, der einen Drehmomentsensor an mindestens einer Drehwelle umfasst; und eine Steuerung, die den Roboter steuert. Die Steuerung umfasst eine Momentausgabeeinheit, die einen Momentwert von einer Lage des Roboters oder der Lage und einer Bewegung des Roboters aus ausgibt, eine Programmspeichereinheit, die ein Bewegungsprogramm speichert, eine Antriebssteuereinheit, die jeden der Komponententeile des Roboters veranlasst, entsprechend dem in der Programmspeichereinheit gespeicherten Bewegungsprogramm eine Drehbewegung um die Drehwelle durchzuführen, und eine Ausgabekalibrierungseinheit, die einen von dem Drehmomentsensor detektierten Drehmomentdetektionswert dem von der Momentausgabeeinheit ausgegebenen Momentwert bei der durch die Antriebssteuereinheit durchgeführten Drehbewegung jedes der Komponententeile um die Drehwelle zuordnet.One aspect of the present disclosure is directed to an industrial robotic system that includes: a robot that includes a torque sensor on at least one rotating shaft; and a controller that controls the robot. The controller includes a moment output unit that outputs a moment value from a posture of the robot or the posture and movement of the robot, a program storage unit that stores a movement program, a drive control unit that causes each of the component parts of the robot according to that stored in the program storage unit Movement program to perform a rotary movement around the rotary shaft, and an output calibration unit that assigns a torque detection value detected by the torque sensor to the torque value output by the torque output unit during the rotary movement of each of the component parts about the rotary shaft carried out by the drive control unit.
Gemäß dem vorliegenden Aspekt ändert sich, wenn die Antriebssteuereinheit die Komponententeile veranlasst, basierend auf dem in der Programmspeichereinheit gespeicherten Bewegungsprogramm die Drehbewegung um mindestens eine Drehwelle durchzuführen, der von dem Drehmomentsensor detektierte Drehmomentwert entsprechend der Drehbewegung. Der Momentwert jedes der Komponententeile um die Drehwelle herum kann für jeden Drehwinkel aus der Masse und den Abmessungen des mechanischen Teils in dem Roboter genau berechnet werden.According to the present aspect, when the drive control unit causes the component parts to rotate about at least one rotating shaft based on the movement program stored in the program storage unit, the torque value detected by the torque sensor changes according to the rotating movement. The moment value of each of the component parts around the rotating shaft can be precisely calculated for each angle of rotation from the mass and dimensions of the mechanical part in the robot.
Also ist dadurch, dass die Ausgabekalibrierungseinheit den von dem Drehmomentsensor bei der Drehbewegung detektierten Drehmomentwert dem von der Momentausgabeeinheit ausgegebenen Momentwert aus der Lage des Roboters oder der Lage und der Bewegung des Roboters zugeordnet, möglich, eine genau kalibrierte Ausgabekennlinie, d. h. die Beziehung des Momentwerts in Bezug auf den von dem Drehmomentsensor detektierten Drehmomentwert, zu erzeugen. Dabei kann selbst nach Auftreten einer Verzerrung in dem Drehmomentsensor während des Einbaus des Drehmomentsensors in den Roboter oder selbst wenn der Drehmomentsensor eine stark nichtlineare Kennlinie aufweist, der Drehmomentsensor mit hoher Genauigkeit in kurzer Zeit kalibriert werden.Thus, because the output calibration unit assigns the torque value detected by the torque sensor during the rotational movement to the torque value output by the torque output unit from the position of the robot or the position and movement of the robot, it is possible to produce a precisely calibrated output characteristic curve, d. H. the relationship of the torque value with respect to the torque value detected by the torque sensor. At this time, even after a distortion occurs in the torque sensor during installation of the torque sensor in the robot or even if the torque sensor has a highly non-linear characteristic, the torque sensor can be calibrated with high accuracy in a short time.
Bei dem obigen Aspekt kann die Momentausgabeeinheit Zuordnungsdaten zwischen der Lage des Roboters und dem Momentwert haben.In the above aspect, the moment output unit can have association data between the position of the robot and the moment value.
Weiterhin kann die Momentausgabeeinheit bei dem obigen Aspekt den Wert des auf den Drehmomentsensor wirkenden Moments aus der Lage des Roboters oder der Lage und der Bewegung des Roboters und Informationen zu jedem der Komponententeile des Roboters oder jedem der Komponententeile und einem Aufsatzteil des Roboters berechnen, und die Ausgabekalibrierungseinheit kann den berechneten Momentwert den durch den Drehmomentsensor detektierten Drehmomentdetektionswert zuordnen.Furthermore, in the above aspect, the torque output unit can determine the value of the torque acting on the torque sensor from the position of the robot or the position and movement of the Robot and information on each of the component parts of the robot or each of the component parts and an attachment part of the robot, and the output calibration unit can associate the calculated torque value with the torque detection value detected by the torque sensor.
Weiterhin kann die Antriebssteuereinheit bei dem obigen Aspekt eine Kontaktbestimmung für den Roboter basierend auf dem durch die Ausgabekalibrierungseinheit dem von dem Drehmomentsensor detektierten Drehmomentdetektionswert zugeordneten Momentwert durchführen.Furthermore, in the above aspect, the drive control unit can perform contact determination for the robot based on the torque value associated with the torque detection value detected by the torque sensor by the output calibration unit.
Mit dieser Konfiguration wird, wenn das bzw. die auf der Wirkung einer externen Kraft beruhende/s Moment oder Kraft, das bzw. die aus dem von dem Drehmomentsensor detektierten Drehmomentdetektionswert berechnet wird, einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, während der Roboter zum Verrichten von Arbeit bewegt wird, wird akkurat bestimmt, dass es zu dem Zusammentreffen zwischen dem Roboter und dem umliegenden Gegenstand gekommen ist, woraufhin ermöglicht wird, eine vorbestimmte Bewegung wie folgt durchzuführen: der Roboter wird korrekt angehalten, verlangsamt und angehalten, in die Richtung der vorherigen Bewegung zurückgebracht oder durch Bewegung in die Richtung, in der die Kraft gewirkt hat, außer Reichweite gebracht, oder das zuvor vorbereitete Bewegungsprogramm wird ausgeführt.With this configuration, when the external force action torque or force calculated from the torque detection value detected by the torque sensor exceeds a predetermined threshold value while the robot is moving to do work , it is accurately determined that the encounter between the robot and the surrounding object has occurred, whereupon it is possible to perform a predetermined movement as follows: the robot is correctly stopped, slowed down and stopped, returned in the direction of the previous movement, or moved out of reach by moving in the direction in which the force was acting, or the previously prepared movement program is carried out.
Ferner kann die Antriebssteuereinheit bei dem obigen Aspekt ein Zusatzdrehmoment zum Zeitpunkt der Durchführung eines induktiven Betriebs durch direktes Halten der Komponententeile des Roboters basierend auf dem Momentwert, der von der Ausgabekalibrierungseinheit dem von dem Drehmomentsensor detektierten Drehmomentdetektionswert zugeordnet wird, steuern.Further, in the above aspect, the drive control unit can control an additional torque at the time of performing inductive operation by directly holding the component parts of the robot based on the torque value assigned by the output calibration unit to the torque detection value detected by the torque sensor.
Weiterhin können die Komponententeile bei dem obigen Aspekt Teile eines mechanischen Teils des Roboters sein, wobei bewirkt wird, dass sich die Teile um die Drehwelle bewegen.Furthermore, in the above aspect, the component parts may be parts of a mechanical part of the robot, the parts being caused to move around the rotating shaft.
Mit dieser Konfiguration kann der Drehmomentsensor in einem Zustand, in dem ein Teil, wie z. B. ein Werkzeug, nicht in dem mechanischen Teil des Roboters befestigt ist, genau kalibriert werden.With this configuration, the torque sensor can be in a state in which a part such. B. a tool, not fixed in the mechanical part of the robot, can be precisely calibrated.
Weiterhin können die Komponententeile bei dem obigen Aspekt einen in dem mechanischen Teil des Roboters zu befestigenden Teil umfassen.Furthermore, in the above aspect, the component parts can comprise a part to be fastened in the mechanical part of the robot.
Mit dieser Konfiguration kann der Drehmomentsensor in einem Zustand, in dem ein Teil, wie z. B. ein Werkzeug, in dem mechanischen Teil des Roboters befestigt ist, genau kalibriert werden.With this configuration, the torque sensor can be in a state in which a part such. B. a tool in which the mechanical part of the robot is mounted, can be precisely calibrated.
Die obige Beschreibung ist lediglich ein Beispiel, und die vorliegende Erfindung ist nicht durch die Ausführungsform und Modifizierung gemäß obiger Beschreibung beschränkt, solange die Merkmale der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Die Bestandteile der obigen Ausführungsform und Modifikation umfassen jene austauschbaren und offensichtlich ausgetauschten, während das Wesen der Erfindung beibehalten wird. Das bedeutet, dass andere Formen, die innerhalb des Schutzumfangs des technischen Gedanken der vorliegenden Erfindung vorstellbar sind, in dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung aufgenommen sind.The above description is only an example, and the present invention is not limited to the embodiment and modification as described above as long as the features of the present invention are not impaired. The components of the above embodiment and modification include those interchangeable and obviously interchanged while maintaining the spirit of the invention. That is, other shapes conceivable within the scope of the technical concept of the present invention are included in the scope of the present invention.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
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11
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IndustrierobotersystemIndustrial robotic system
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22
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Roboterrobot
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33
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Steuerungcontrol
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2222nd
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Drehzylinder (Komponententeil)Rotary cylinder (component part)
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2323
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erster Arm (Komponententeil)first arm (component part)
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2424
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zweiter Arm (Komponententeil)second arm (component part)
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2525th
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Handgelenkeinheit (Komponententeil)Wrist unit (component part)
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26, 27, 2826, 27, 28
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DrehmomentsensorTorque sensor
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3131
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MomentausgabeeinheitMoment output unit
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3232
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ProgrammspeichereinheitProgram storage unit
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3333
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AusgabekalibrierungseinheitOutput calibration unit
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3434
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AntriebssteuereinheitDrive control unit
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AA.
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erste Achse (Drehwelle)first axis (rotating shaft)
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BB.
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zweite Achse (Drehwelle)second axis (rotating shaft)
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CC.
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dritte Achse (Drehwelle)third axis (rotating shaft)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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JP 2009220184 [0004]JP 2009220184 [0004]
