DE68927868T2

DE68927868T2 - Vorrichtumg zur bestätigung der betriebsfähigkeit eines industriellen roboters

Info

Publication number: DE68927868T2
Application number: DE68927868T
Authority: DE
Inventors: Ryo Fanuc Dai- Vira-Kara Nihei; Akihiro Fanuc Mansion H Terada; Nobutoshi Torii
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1988-01-09
Filing date: 1989-01-09
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2009-01-10
Also published as: EP0348530A1; EP0348530B1; KR930000933B1; US4970448A; JP2535366B2; WO1989006182A1; DE68927868D1; KR900700246A; JPH01183394A; EP0348530A4

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Bestätigung der Bewegungsfähigkeit eines Industrieroboters, um hierdurch dem Industrieroboter einen Betrieb ohne Überlastung seiner Antriebsquellen zu ermöglichen. Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Überprüfung bzw. Bestätigung der Bewegungsfähigkeit eines Industrieroboters und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die zur Überprüfung bzw. Bestätigung der Korrektheit der Bewegungen der funktionellen Robotereinheiten des Industrieroboters um entsprechende Gelenkachsen im Vergleich zu deren jeweiligen Bewegungsfähigkeiten auf der Grundlage von elektrischen bemessenen Strömen bzw. Nominal-Strömen, die an entsprechende elektrische Antriebsmotoren während des jeweiligen Betriebs des Industrieroboters angelegt werden, im Stande ist.

Stand der Technik

Verschiedene Industrieroboter einschließlich gelenkiger Industrieroboter, die jeweils gelenkige funktionelle Einheiten, wie etwa eine Mehrzahl von Roboterarmen, ein Roboter- Handgelenk und einen drehbaren Roboterkörper enthalten und die mit elektrischen Antriebsmotoren (elektrischen Servomotoren) als Antriebsquellen arbeiten, befinden sich im Einsatz. Damit ein solcher Industrieroboter Roboterbewegungen ausführen kann, gibt eine Robotersteuereinheit Befehle oder Instruktionen an jeweilige Servomechanismen für die elektrische Ansteuerung der elektrischen Antriebsmotoren, sowie für die mechanische Ansteuerung der funktionellen Robotereinheiten in Übereinstimmung mit einem Steuerprogramm ab, das bereits vorab in der Robotersteuereinheit gelernt und in dieser gespeichert ist, wobei die Servomechanismen die elektrischen Antriebsmotoren steuern, um hierdurch die funktionellen Robotereinheiten für ihre Bewegung um entsprechende Gelenkachsen anzutreiben. Bei einem solchen Industrieroboter, bei dem elektrische Motoren als Antriebsquellen für die Bewegung der Robotereinheiten um die entsprechenden Gelenkachsen angesetzt werden, sind die Bewegungsbereiche der funktionellen Einheiten des Roboters um die Gelenkachsen, die Arbeitsgeschwindigkeiten der Robotereinheiten und die zulässigen Belastungen der Robotereinheiten durch das elektrische Nennleistungsvermögen der entsprechenden elektrischen Antriebsmotoren beschränkt. Wenn eine Reihe von Roboterbewegungen in Übereinstimmung mit dem Steuerprogramm für die Verschiebung des Arbeitspunkts des Roboters von einer gegebenen Position in dem Arbeitsraum zu einer nachfolgenden, gewünschten Position ausgeführt wird, kann nämlich ein Unfall auftreten, wie etwa eine abnormale, übermäßige Erwärmung und ein resultierendes Durchbrennen des elektrischen, mit einer Gelenkachse verknüpften Antriebsmotors, wenn ein elektrischer Strom, der den Nennwert übersteigt, kontinuierlich in den elektrischen Antriebsmotor eingespeist wird, um hierdurch eine geforderte Leistung zu erzielen, die dessen Nennleistung übersteigt.
Dennoch hängt der herkömmliche Industrieroboter von einer sehr primitiven Einrichtung zur Verhinderung eines solchen möglichen Unfalls ab. Es wird nämlich ein Alarm erzeugt, wenn ein übermäßiger elektrischer Antriebsstrom in den elektrischen Motor eingespeist wird und der elektrische Motor während einer Bewegung des Roboters aufgrund einer übermäßigen, auf den Industrieroboter einwirkenden Belastung übermäßig erhitzt wird, oder wenn ein ungeeignet eingestellter Bewegungsbereich oder eine ungeeignet eingestellte Arbeitsgeschwindigkeit auftritt, wobei die herkömmliche Verhinderungseinrichtung eine mühsame Prozedur zur Bestimmung des Grundes für den Alarm mit Hilfe eines Verfahren "Versuch und Irrtum" einschließlich der Messung des elektrischen, an den elektrischen Antriebsmotor angelegten Treiberstroms mit Hilfe einer strommessenden Einrichtung, d.h. eines Ampère-Meters, ausführt, während sich der elektrische Motor in Betrieb befindet, anschließend das Ausgangssignal der strommessenden Einrichtung mittels einer Aufzeichnungseinrichtung aufzeichnet, den Pegel des aktuellen, elektrischen, an den elektrischen Antriebsmotor angelegten Treiberstroms im Hinblick auf den Nennstrom für den elektrischen Antriebsmotor mit Hilfe einer geeigneten Recheneinrichtung berechnet, und entscheidet, ob die eingestellte Arbeitsgeschwindigkeit und die eingestellte Beschleunigung für die betroffene Robotereinheit um die Gelenkachse geeignet sind oder nicht. Es ist demgemäß nicht möglich gewesen, die Eignung der momentanen Bewegungen des Industrieroboters zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Betriebs des Industrieroboters rasch zu beurteilen, und das Steuerprogramm bei Notwendigkeit zu ändern. Daher kann die Wärme, die durch die elektrischen Treibermotoren erzeugt wird, eine thermische Verformung einer funktionellen Einheit des Roboters, wie etwa eines Roboterarms, hervorrufen, was ein ernsthaftes Problem darstellt, wenn sich die jeweiligen funktionellen Einheiten des Roboters mit hoher Genauigkeit bewegen müssen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Roboter zu schaffen, der zur Ausführung eines Verfahrens zur Überprüfung der Bewegungsfähigkeiten eines Industrieroboters im Stande ist, wodurch die Nachteile des herkömmlichen Verfahrens und der herkömmlichen Vorrichtung beseitigt sind, und der im Stande ist, ein Steuerprogramm für die Bewegung jeder Einheit um eine entsprechende Gelenkachse sowie die entsprechenden Arbeitsbedingungen bei diesen Bewegungen durch einen Test einer Bewegung des Industrieroboters einfach überprüfen zu können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines mit mehreren Gelenken bzw. Gelenkachsen versehenen Industrieroboters, der mit einer Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend erwähnten Überprüfungsverfahrens, sowie mit elektrischen Motoren als Antriebsquellen für den Antrieb von Robotereinheiten um entsprechende Gelenkachsen versehen ist.
In der WO-A-87 04 276, der DE 31 51 831 Al und JP-A-209 802 sind Steuersysteme für elektrische Motoren mit einer Stromüberwachung offenbart. In der SU-A-930 135 ist ein Effektivwert-Mengenmeßgerät offenbart.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Industrieroboter gemäß der Definition im Anspruch 1 geschaffen.
Die Vorrichtung ist dazu imstande, das Ausführen des vorstehend angegebenen Verfahrens zur Überprüfung der Bewegungsmöglichkeiten eines Industrieroboters zu befehlen.
Die vorstehende und weitere Zielsetzungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung schließen sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen noch deutlicher.
Fig. 1 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht, in der der grundlegende Aufbau eines mit mehreren Gelenken versehenen Industrieroboters des mit horizontalem Arm versehenen Typs dargestellt ist, der eine Funktion zur Überprüfung der Bewegungsfahigkeit in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besitzt,
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eins Betriebsprogramms zur Überprüfung der Bewegungsfähigkeit jeder Gelenkachse des Roboters während des Betriebs des Roboters,
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Steuerprogramms für die Realisierung der Berechnung eines Verhältnisses zwischen dem Effektivwert des an den elektrischen Antriebsmotor angelegten elektrischen Stroms und dem elektrischen Nennstrom des gleichen elektrischen Antriebsmotors auf Grund der Funktion zur Überprüfung der Bewegung des Industrieroboters gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf den Bildschirm einer Anzeige zur Darstellung des Verhältnisses zwischen dem Effektivwert des elektrischen, in jeden der elektrischen Antriebsmotoren eingespeisten Stroms und dem Nennstrom des jeweiligen elektrischen Antriebsmotors.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein mit mehreren Gelenken versehener Industrieroboter 10 des mit horizontalem Arm ausgestatteten Typs weist eine Funktion zur Überprüfung der Bewegung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf und besitzt einen Roboterkörper 14, der aufrecht auf einer Roboterbasis 12 montiert ist und einen vertikalen Schaft 16 für eine vertikale Bewegung entlang einer vertikalen Achse Z relativ zu dem Roboterkörper 14 hält. Ein erster Roboterarm 18 ist an seinem hinteren Ende mit dem oberen Ende des vertikalen Schafts 16 für eine horizontale Drehbewegung um eine vertikale Achse θ schwenkbar verbunden, während ein zweiter Roboterarm 20 an seinem hinteren Ende mit dem vorderen Ende des ersten Roboterarms 18 für eine horizontale Drehbewegung um eine vertikale Achse U schwenkbar verbunden ist. Ein Handgelenk 22 des Roboters ist schwenkbar an dem vorderen Ende des zweiten Roboterarms 20 für eine horizontale Drehbewegung um eine vertikale Achse W angebracht, und es ist eine Roboterhand 24, d. h. ein End-Effektor bzw. ein End-Arbeitsglied, an dem vorderen Ende des Handgelenks 22 des Roboters abnehmbar angebracht. Der mehrgelenkige Industrieroboter 10 des mit horizontalen Arm versehenem Typs, der die in horizontaler Richtung drehbaren Roboterarme 18 und 20 und das in horizontaler Richtung drehbare Handgelenk 22 des Roboters aufweist, ist mit elektrischen Antriebsmotoren (elektrischen Servomotoren) als Antriebsquellen versehen, die jeweils der Achse Z bzw. den Gelenkachsen θ, U und W zugeordnet sind. Die Geschwindigkeit der Drehausgangsgrößen der elektrischen Antriebsmotoren wird durch Untersetzungsmechanismen oder Übertragungsmechanismen wie etwa Schneckengetriebe, Übertragungsmechanismen mit Band und Riemenscheiben oder Kugelumlaufspindel-Mechanismen verringert und übertragen, um hierdurch jeweils die Roboterarme 18 und 20, das Handgelenk 22 des Roboters bzw. den vertikalen Schaft 16 anzutreiben.
In Fig. 1 sind die elektrischen Antriebsmotoren, die mit der Achse Z bzw. mit den Gelenkachsen θ, U und W verknüpft sind, jeweils mit Mz, Mθ, Mu und Mw bezeichnet. Jeder der elektrischen Antriebsmotoren Mz, Mθ, Mu und Mw wird durch ein Servosteuersystem gesteuert und angetrieben, das eine Motorantriebseinheit 28 mit einem Servomechanismus und einer in ihr befindlichen elektrischen Treiberschaltung enthält, wobei die Steuerung und der Antrieb in Übereinstimmung mit Befehlen erfolgt, die von einer Robotersteuereinheit 26 an die Motorantriebseinheit 28 abgegeben werden, um hierdurch die zugeordnete Funktionseinheit des Roboters mit einer Arbeitsgeschwindigkeit zu bewegen, die durch die Befehle vorgegeben ist. Auch wenn in Fig. 1 lediglich die Motorantriebseinheit 28 für den elektrischen Antriebsmotor Mu dargestellt ist, ist es offensichtlich, daß Motortreibereinheiten, die gleichartig sind wie die Motortreibereinheit 28, jeweils individuell für die anderen Elektromotoren Mz, Mθ und Mw vorgesehen sind.
Jedes der Servosteuersysteme für die elektrischen Antriebsmotoren Mz, Mθ, Mu und Mw enthält weiterhin eine Einheit zur Erfassung des jeweiligen Motorstroms. Als Beispiel enthält das Servosteuersystem für den elektrischen Antriebsmotor Mu eine Motorstromerfassungseinheit 30 für die Erfassung eines elektrischen Stroms, der von einer Antriebsstromversorgungsschaltung für den elektrischen Antriebsmotor Mu erzeugt wird. Hierbei erfaßt die Motorstromerfassungseinheit 30 den elektrischen Strom für die Ansteuerung des Motors Mu auf Grund einer Messung eines elektrischen Spannungsabfalls an einem Widerstand R, der in der Treiberstromversorgungsschaltung vorgesehen ist, und wandelt den dem erfaßten elektrischen Strom entsprechenden Wert in einen entsprechenden digitalen Wert aufgrund einer Analog/Digital-Wandlung um, und gibt den digitalen Wert an die Robotersteuereinheit 26 ab. Wie bekannt ist, ist die Robotersteuereinheit 26 mit einer Zentraleinheit CPU 32, d. h. einer Verarbeitungseinrichtung, für die Steuerung der Roboterbewegungen des Industrieroboters versehen. Eine Schnittstelle 36, eine ROM- Schaltung 38, in der Steuerprogramme gespeichert sind, ein erstes RAM (1) 44, d. h. eine erste, löschbare Speichereinrichtung, ein zweites RAM (2) 46, d. h. eine zweite, löschbare Speichereinrichtung, und eine Bedienungstafel bzw. Bedienungskonsole 42, die mit einer Anzeige 40 versehen ist, sind über einen Bus 34 mit der Zentraleinheit CPU 32 verbunden. Die Motortreiberströme, die jeweils durch die Motorstromerfassungseinheiten 30 für die elektrischen Antriebsmotoren Mθ, Mu und Mw erfaßt werden, werden über die Schnittstelle 36 zu dem ersten RAM 44 der Robotersteuereinheit 26 geleitet und individuell in diesem gespeichert.
Verschiedene Bewegungssteuerungsprogramme für die Steuerung des Industrieroboters in Übereinstimmung mit für den Roboter erforderlichen Arbeitsbedingungen werden gelehrt bzw. gelernt, indem die Bedienungstafel 42 manuell betätigt wird. Die Bewegungssteuerprogramme enthalten ein Programm zur Berechnung der Effektivwerte zur Berechnung der jeweiligen Effektivwerte der elektrischen Treiberströme, die jeweils in die elektrischen Antriebsmotoren Mz, Mθ und Mw, die jeweils mit den Gelenkachsen verknüpft sind, eingespeist werden, um hierdurch eine Abfolge von Roboterbewegungen auszuführen. Während der Abfolge der Roboterbewegungen wird das Verhältnis zwischen dem Effektivwert des elektrischen Treiberstroms, der zu jedem der Elektromotoren Mz, Mθ, Mu und Mw gespeist wird, und dem elektrischen Nennstrom für den jeweiligen elektrischen Antriebsmotor Mz, Mθ, Mu und Mw berechnet, der z. B. bereits vorab in dem ersten RAM 44 gespeichert ist, und es werden die Ergebnisse der Berechnung auf der Anzeige 40 der Bedienungstafel 42 angezeigt, um hierdurch dem Benutzer eine visuelle Überprüfung dahingehend zu ermöglichen, ob die elektrischen Antriebsmotoren Mz, Mθ, Mu und Mw überlastet sind und ob der Industrieroboter seine vollen Bewegungsmöglichkeiten ausnutzt. Wenn notwendig, können die Befehle, wie etwa die Bewegungsgeschwindigkeiten, die in den Bewegungssteuerprogrammen für die Steuerung der Bewegungen um die Gelenkachsen enthalten sind, durch andere, geeignete Befehle ersetzt werden.
Fig. 2 zeigt ein Betriebsprogramm, das einen Befehl zur Berechnung des Motortreiberstroms enthält.
Das in Fig. 2 dargestellte Betriebsprogramm weist einen Berechnungsstartbefehl 51, ein Programm für eine Abfolge von Bewegungen, die aufeinander folgend durchzuführen sind, und einen Berechnungsendbefehl S2 für die Beendigung der Berechnung auf. Wenn die Roboterbewegungen zwischen den Berechnungsstartbefehl und dem Berechnungsendbefehl ausgeführt werden, werden der Effektivwert des elektrischen Treiberstroms, der an einen aus den elektrischen Antriebsmotoren Mz, Mθ und Mw ausgewählten elektrischen Motor, und das Verhältnis zwischen dem Effektivwert und dem elektrischen Nennstrom des ausgewählten elektrischen Motors berechnet.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm für die vorstehend angegebene Berechnungsroutine, die durch die Robotersteuereinheit 26 durchzuführen ist. Bei Empfang des Berechnungsstaatbefehls S1 löscht die Zentraleinheit CPU 32 ein Register für die Berechnung des mittleren Stroms, das zur Berechnung des gemittelten Stroms dient, der auf eine ausgewählte Gelenkachse aus den Gelenkachsen bezogen ist, und ein Zeitintegrationsregister zum Integrieren der Zeit, die ab dem Beginn der Berechnung durch das zweite RAM 46 verstrichen ist (Schritt 1). Die Zentraleinheit CPU 32 liest dann die gemessenen Antriebsströme (digitale Werte) für jeden elektrischen Antriebsmotor aus dem ersten RAM 44 (Schritt 2) und quadriert die Werte der gemessenen Werte der Antriebsströme (Schritt 3). Wenn das Zeitintegrationsregister des zweiten RAM 46 nachfolgend feste Abtastperioden ΔT für die ablaufende Zeit Ts (Ts = 0 zum Beginn der Berechnung) ab dem Staat der Berechnung integriert (Schritt 4), berechnet die Zentraleinheit CPU 32 den Effektivwert (Wurzel des quadratischen Mittelwerts) für den elektrischen Antriebsstrom während der ablaufenden Zeit (Schritt 5): die Zentraleinheit CPU berechnet das Verhältnis zwischen dem Effektivwert des Stroms und dem elektrischen Nennstrom des entsprechenden elektrischen Antriebsmotors, der vorab in dem ersten RAM 44 gespeichert ist (Schritt 6), und zeigt das berechnete Verhältnis auf der Anzeige 40 der Bedienungstafel 42 an (Schritt 7). Der vorstehend angegebene Effektivwert des elektrischen Treiberstroms und die integrierten Zeiten werden beide in einem vorbestimmten Register des zweiten RAM 46 jedes Mal dann gespeichert, wenn die Berechnung abgeschlossen ist. Die vorstehend angegebene Berechnung wird mit einer festgelegten Abtastperiode ΔT für eine Zeit Ts solange wiederholt, bis die Zentraleinheit CPU 32 den Berechnungsendbefehl empfängt (Schritt 8). Folglich kann der Effektivwert des elektrischen Treiberstroms, der an den elektrischen Antriebsmotor zwischen dem Berechnungsstartbefehl S1 und dem Berechnungsendbefehl S2 angelegt wird, berechnet werden, und es kann auf der Grundlage dieser Berechnung eine Erkennung durchgeführt werden, ob an den elektrischen Antriebsmotor ein elektrischer Treiberstrom angelegt wird oder nicht, der den elektrischen Nenn-Strom überschreitet.
Die Anzeige 40 zeigt die jeweiligen Effektivwerte der elektrischen Antriebsströme, die jeweils an die elektrischen Antriebsmotoren Mz, Mθ und Mw angelegt werden, und die Verhältnisse der jeweiligen Effektivwerte des zu den jeweiligen elektrischen Antriebsmotoren gespeisten elektrischen Stroms zu dem elektrischen Nennstrom für den entsprechenden elektrischen Antriebsmotor an.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Verhältnisse zwischen den jeweiligen Effektivwerten und den entsprechenden elektrischen Nennströmen, sowie für die Effektivwerte für die elektrischen Antriebsmotoren Mz, Mθ, Mu und Mw, die auf der Anzeige 40 dargestellt werden. Aus den Daten, die auf der Anzeige 40 dargestellt werden, ist erkennbar, daß die Verhältnisse für die elektrischen Motoren Mθ und Mu größer als 1,0 sind, was bedeutet, daß die elektrischen Treiberströme, die jeweils zu den elektrischen Motoren Mθ und Mu gespeist werden, größer sind als die entsprechenden elektrischen Nennströme, und es könnten folglich die elektrischen Antriebsmotoren Mθ und Mu überhitzt werden. In einem solchen Fall wird das Steuerprogramm für den Roboter geändert und derart korrigiert, daß alle Verhältnisse, die 1,0 überschreiten, auf ungefahr 1,0 verringert werden. Falls auf der anderen Seite einige der Verhältnisse sehr viel kleiner als 1,0 sind, wird bestimmt, daß die Bewegungen um die Gelenkachsen, die mit solchen Verhältnissen deutlich kleiner als 1,0 zusammenhängen, die Fähigkeiten des Industrieroboters nicht vollständig ausnutzen. In einem solchen Fall wird das Steuerprogramm für den Roboter derart korrigiert, daß die Geschwindigkeit und die Beschleunigung der Bewegungen um die zugehörigen Gelenkachsen erhöht werden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, berechnet die Robotersteuereinheit bei einem Industrieroboter, bei dem elektrische Antriebsmotoren als Antriebsquellen für die Bewegungen der funktionellen Komponenteneinheiten des Roboters um ihre jeweiligen Drehachsen eingesetzt werden, jeweils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung auf Grund eines einfachen Rechenprozesses Daten für die Ermittlung, ob der Bewegungsbereich und die Bewegungsgeschwindigkeit der funktionellen Einheit des Roboters und die Belastung der elektrischen Antriebsmotoren bei Ausführung einer Reihe von Roboterbewegungen geeignet sind; d. h. es wird überprüft, ob die Bewegungsfähigkeit des Industrieroboters korrekt ausgeübt wird, wenn die funktionellen Einheiten um die Gelenkachsen bewegt werden, und es werden die Ergebnisse der Berechnung auf einem Bildschirm dargestellt, so daß der Betriebszustand des Industrieroboters visuell überprüft werden kann. Das Steuerprogramm für den Roboter wird, falls notwendig, unter Bezugnahme auf die angezeigten Daten korrigiert, um hierdurch ein optimales Steuerprogramm für den Roboter bereit zu stellen.
Der Industrieroboter ist daher im Stande, seine volle Fähigkeit auszuüben, und es kann eine Überhitzung der elektrischen Antriebsmotoren verhindert werden.
Auch wenn die vorliegende Erfindung bei ihrer Anwendung bei einem mit mehreren Gelenken versehenen Industrieroboter des mit horizontalem Arm ausgestatteten Typs beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung in gleicher Weise auch bei einer Vielzahl anderer, mit Gelenken versehenen Industrierobotern anwendbar, die eine andere Ausgestaltung als ein mit mehreren Gelenken versehener Industrieroboter des mit horizontalem Arm ausgestatteten Typs aufweisen.
Viele Änderungen und Variationen der vorliegenden Erfmdung sind im Lichte der vorstehend angegebenen Lehre möglich, ohne von deren Umfang abzuweichen, und es versteht sich somit, daß die vorliegende Erfindung somit auch bei anderen Industrierobotern als gelenkigen Industrierobotern einsetzbar ist, d. h. bei Industrierobotern, die elektrische Motoren als Antriebsquellen für den Antrieb der jeweiligen funktionellen Robotereinheiten verwenden, um hierdurch die Industrieroboter mit einer Funktion zur Überprüfung der Bewegungsfähigkeit zu versehen.

Claims

1. Industrieroboter (10), bei dem Elektromotoren (Mu, Mw, Mz) als jeweilige Antriebsquellen zum Antreiben einer Mehrzahl von funktionellen Robotereinheiten (16, 18, 20) für eine jeweilige Bewegung um eine Mehrzahl von Gelenkachsen unter Steuerung durch eine Robotersteuereinheit eingesetzt werden, wobei der Industrieroboter aufweist:

eine Stromerfassungseinrichtung (30) für die Erfassung der elektrischen Ströme, die zu jedem der elektrischen, mit der Gelenkachse verknüpften Motoren während der Bewegung emer zugeordneten funktionellen Robotereinheit um die gleiche Gelenkachse zugeführt werden, wobei die Stromerfassungseinrichtung einen analogen Detektor (30) für die Erfassung der elektrischen Antriebsströme, die den elektrischen Motoren zugeführt werden, in analogen Werten, und einen Analog-Digital-Wandler zum Umwandeln der analogen Werte in entsprechende digitale Werte aufweist;

gekennzeichnet durch

eine erste Speichereinrichtung (24) zum Speichern von digitalen Werten, die die elektrischen Ströme repräsentieren, die durch die Stromerfassungseinrichtung (30) erfaßt werden;

eine zweite Speichereinrichtung (46) zum Integrieren von vorbestimmten, feinen Abtastzeiten in einer Periode zwischen einem ersten Zeitpunkt und einem zweiten Zeitpunkt während der Bewegung jeder funktionellen Robotereinheit (16, 18, 20) und zum Speichern einer Summe der vorbestimmten, feinen Abtastzeiten;

eine Berechnungseinrichtung (32) zum Berechnen eines Verhältnisses zwischen einem Effektivwert des elektrischen Stroms, der zu jedem elektrischen Motor (Mu, Mw, Mz) zugeführt wird, und dem Nennstrom desselben elektrischen Motors auf der Grundlage der Abtaststromwerte, die aus der ersten Speichereinrichtung bei jeder vorbestimmten feinen Abtastzeit ausgelesen werden, und der Summe der vorbestimmten, feinen Abtastzeiten, die durch die zweite Speichereinrichtung berechnet und in dieser gespeichert wird;

eine Anzeigeeinrichtung (40) zum Anzeigen der Effektivwerte des elektrischen Stroms, der den elektrischen Motoren zugeführt wird, und der Verhältnisse zwischen dem jeweiligen Effektivwert des elektrischen Stroms, der dem jeweiligen elektrischen Motor zugeführt wird, und dem Nennstrom dieses elektrischen Motors, wobei das Verhältnis durch die Berechnungseinrichtung berechnet ist, um hierdurch die Korrektheit der Bewegungen der funktionellen Robotereinheiten um die zugeordneten Gelenkachsen unter Bezugnahme auf die Nennströme der elektrischen Motoren zu bestätigen;

wobei die Robotersteuereinheit (26) die erste und die zweite Einrichtung (44, 46), die Berechnungseinrichtung (32) und die Anzeigeeinrichtung (40) enthält, und

die Stromerfassungseinrichtung (30) die digitalen Werte in die erste Speichereinrichtung (44) einspeist.

2. Industrieroboter (10) nach Anspruch 1, bei dem die Stromerfassungseinrichtung (30) zum Erfassen der elektrischen Ströme, die den elektrischen Motoren (Mu, Mw, Mz) zugeführt werden, eine externe Vorrichtung ist, die mit der Robotersteuereinheit (26) verbunden ist.

3. Industrieroboter (10) nach Anspruch 2, bei dem die erste (44) und die zweite (46) Speichereinrichtung Direktzugriffsspeicher (RAM) aufweist.

4. Industrieroboter (10) nach Anspruch 1, bei dem die funktionellen Robotereinheiten, die jeweils den Gelenkachsen zugeordnet sind, ein vertikal beweglicher Schaft (16) und mindestens zwei gelenkige, horizontale Roboterarme (18, 20), die drehbar an dem vertikal beweglichen Schaft (16) gelagert sind, sind.