ES2314758T3 - Metodo para el ensayo de una funcion de frenado de un accionamiento de robot. - Google Patents
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Abstract
Un método para el ensayo de una función de frenado de un accionamiento (10) para un robot, accionamiento (10) que está acoplado al menos temporalmente con un freno de motor mecánico, que actúa sobre el accionamiento correspondiente durante la comprobación, caracterizado porque el accionamiento de robot (10) se acciona con regulación de posición, porque se acciona un freno mientras que está funcionando el accionamiento de robot (22), porque después de un periodo de tiempo predeterminado (28) después del accionamiento del freno se mide la velocidad del accionamiento de robot (30) y porque la velocidad medida se compara con un valor de referencia predeterminado (32).
Description
Método para el ensayo de una función de frenado
de un accionamiento de robot.
La invención se refiere a un método para el
ensayo de un accionamiento de robot.
Se conoce generalmente que motores eléctricos
para determinados usos comprenden frenos, que se tienen que
comprobar de forma regular debido a determinados requerimientos de
seguridad. Un método conocido generalmente para la comprobación de
un freno de este tipo se basa en que un par de giro de ensayo
aplicado por el motor carga durante la parada el freno accionado.
En este método se acepta que el freno no se puede ensayar en
condiciones de funcionamiento, es decir, en caso de frenado desde
una velocidad al estado de reposo. El documento EP0924583 propone
un método según el cual se aplica una tensión determinada al motor
frenado y se evalúa el funcionamiento del freno a partir de la
corriente de arranque medida.
Otro modo conocido generalmente de ensayar un
motor consiste en accionar durante el funcionamiento brevemente el
freno, de tal forma que el motor no se detenga sino que solamente
pierda algo de velocidad. Durante este proceso se mide el par de
frenado, de tal forma que el desarrollo del par de frenado durante
el proceso de frenado informa de si el freno todavía trabaja con
parámetros fiables. Sin embargo, el motor no se frena completamente
durante la comprobación del freno de este tipo, de tal forma que
sigue trabajando con una velocidad determinada. Con este tipo de
ensayo no se puede determinar si el freno puede frenar el motor
hasta la parada.
Partiendo de este estado de la técnica es
objetivo de la invención indicar un método para el ensayo de una
función de frenado de un accionamiento de robot que sea lo más
sencillo posible y que, además, evite las desventajas que se han
mencionado anteriormente.
Este objetivo se resuelve mediante un método
para el ensayo de una función de frenado de un accionamiento de
robot con las características mencionadas en la reivindicación
1.
De acuerdo con esto, el método de acuerdo con la
invención para el ensayo de una función de frenado de un
accionamiento de robot presenta las siguientes características:
- \bullet
- el accionamiento de robot se acciona con regulación de posición,
- \bullet
- un freno se acciona mientras que funciona el accionamiento de robot,
- \bullet
- después de un periodo de tiempo predeterminado después del accionamiento del freno se mide la velocidad del accionamiento de robot y
- \bullet
- la velocidad medida se compara con un valor de referencia predeterminado.
El método de acuerdo con la invención para el
ensayo de una función de frenado del accionamiento de robot, por
tanto, se realiza durante el funcionamiento del accionamiento de
robot. En un momento determinado después del accionamiento del
freno se mide la velocidad del accionamiento de robot y se determina
de este modo si la velocidad del accionamiento de robot ha
disminuido debido al efecto de frenado. En este caso, el valor de
referencia es el valor de la velocidad antes del accionamiento del
freno. De este modo se realiza un ensayo particularmente sencillo
de si el freno tiene un efecto de frenado o no.
En un perfeccionamiento ventajoso del objeto de
la solicitud se prevé que se determine una posición del
accionamiento de robot y que la posición determinada se compare con
un valor de referencia predeterminado.
De este modo es posible obtener una indicación
adicional con respecto al freno, de hecho, si el accionamiento
conduce al accionamiento de robot hasta la parada completa. Esta
información también es posible con el método que se ha mencionado
al principio, de hecho, cuando la velocidad medida adopta el valor
cero, sin embargo, la indicación adicional de la posición del
accionamiento de robot es un segundo valor de medición que aumenta
la seguridad de la indicación.
Se ha demostrado que es apropiado si el freno se
acciona a una velocidad que es comparativamente pequeña,
particularmente menor de 1/10 de la velocidad máxima del
accionamiento de robot.
En tales velocidades, por ejemplo, de 30 mm/s a
70 mm/s, las fuerzas de frenado y los pares de frenado son
comparativamente pequeños, de tal forma que la carga del material
del freno así como del accionamiento de robot son ventajosamente
pequeñas.
El método de acuerdo con la invención también se
puede usar en robots de varios ejes con dos o más accionamientos de
robot de este modo de forma simultánea o sucesiva. De forma
correspondiente a esto se tienen que seleccionar los desarrollos de
movimiento de los accionamientos de robot con el resultado de que un
método de este tipo para el ensayo de funciones de frenado de
varios accionamientos de robot se puede realizar con un particular
ahorro de tiempo.
Adicionalmente ahora es posible volver a repetir
tales ensayos de la función de frenado con separaciones temporales
determinadas, a modo de ejemplo, en cada comienzo de turno o semana
de trabajo, etc. De los resultados que posiblemente se modifican de
los ensayos en los diferentes momentos es posible entonces una
evaluación del desarrollo o de la tendencia de la función de
frenado del correspondiente accionamiento de robot. De este modo, a
modo de ejemplo, un valor de función que se modifica del freno se
puede extrapolar para el futuro y llegar de este modo a una
información de cuándo alcanza el freno un estado de desgaste
inadmisible o existe la posibilidad de un fallo del freno.
Se pueden obtener configuraciones ventajosas
adicionales del objeto de la invención de las reivindicaciones
dependientes adicionales.
Mediante el ejemplo de realización representado
en los dibujos se debe describir la invención, sus ventajas así
como otras mejoras de la invención con detalle.
Se muestra:
En la Figura 1, un esquema de la interacción
mecánica de dos componentes de robot
En la Figura 2, un esquema de un desarrollo del
método para el ensayo de un accionamiento de robot.
La Figura 1 muestra en un esquema la interacción
de diferentes piezas de la instalación que se necesitan para la
realización del ejemplo que se explicará con más detalle
posteriormente de una configuración del método de acuerdo con la
invención. En el ejemplo mostrado, un accionamiento de robot 10, que
se realiza habitualmente como servomotor, debe estar provisto de un
freno no representado con más detalle, cuya función se tiene que
ensayar. El accionamiento de robot 10 está unido con un
servo-amplificador 12, que, a su vez, se controla
por un control de robot 14. El control de robot 14 se acciona con
regulación de posición. En este tipo de regulación se predetermina
para el robot una posición en el espacio, a la que se debe acercar
un punto determinado del robot que se sitúa habitualmente en el
extremo externo del brazo del robot. La optimización del desarrollo
correspondiente del movimiento hasta esta posición en el espacio se
cede entonces al control de robot. Por tanto, con la selección
correspondiente del tramo de robot se mueve, a modo de ejemplo, un
determinado accionamiento de un robot de varios ejes por el control
de robot una magnitud angular determinada. Alternativamente también
se pueden predeterminar ángulos individuales para los accionamientos
que se tienen que ensayar que no conducen a un movimiento
coordinado en una trayectoria.
En el accionamiento de robot 10 se aplica un
sensor 16 que está configurado en el ejemplo descrito como sensor
angular y que mide de este modo la posición real del accionamiento
de robot 10 y la comunica, a modo de ejemplo, como posición angular
absoluta al control de robot 14. Esta posición medida se compara en
el presente ejemplo en forma de una resta con un valor de
referencia, de hecho, una posición predeterminada hacia la que se
debe mover el accionamiento de robot 10. De este modo, el
accionamiento de robot 10 se mueve hasta que se haya alcanzado la
posición predeterminada, de hecho, adoptando el valor de la
diferencia el valor cero y comunicando esto al control de robot 14,
de tal forma que el accionamiento de robot 10 se detiene sobre la
posición.
La Figura 2 muestra el ejemplo de un método de
acuerdo con la invención para el ensayo de una función de frenado
de un accionamiento de robot en forma de un diagrama de desarrollo
de una configuración ventajosa. El esquema del desarrollo, al
comienzo del desarrollo, parte de que el accionamiento de robot 10
está parado y, de acuerdo con la primera indicación del método 20,
es inducido por el control de robot 14 a acercar un punto objetivo
que se ha definido anteriormente con una velocidad pequeña y
constante hacia un punto objetivo que se ha definido anteriormente.
Se tienen que denominar velocidades pequeñas las que sean menores de
1/10 de la velocidad máxima de un accionamiento de este tipo. En la
práctica se ha observado que particularmente velocidades de 10 a 70
mm/s, medidas en el extremo del brazo de robot proporcionan buenos
resultados para robots industriales habituales, que tienen, a modo
de ejemplo, una velocidad máxima de aproximadamente 3 m/s.
Mientras que el accionamiento de robot 10
realiza el movimiento inducido por el control de robot 14, de
acuerdo con una segunda indicación del método 22 se activa por el
control de robot el freno, en este caso, un freno mecánico y al
mismo tiempo, de acuerdo con una tercera etapa del método 24, se
conecta un cronómetro. El resultado esperado es que el freno
detiene el motor. Finalmente se prevé de acuerdo con el diseño que
el freno aplique una mayor fuerza de frenada de lo que el
accionamiento de robot 10 es capaz de aplicar como par de
accionamiento. De este modo se garantiza que el robot se detenga o
sea detenido en cualquier situación, es decir, incluso, a modo de
ejemplo, durante la función errónea del control de robot 14. Esto es
una función y un requerimiento de seguridad requeridos a menudo en
robots. Con este propósito también es apropiado desconectar durante
el intervalo del ensayo de la función de frenado el bloqueo de
seguridad correspondiente en el control del robot. Por la
aplicación intencionada del freno, de hecho, se simula para el robot
que las órdenes de control no se realizan de forma correcta, ya que
el sensor de posición comunica la posición absoluta del
accionamiento del robot 10 de forma constante al dispositivo de
control 14, mientras que el mismo con el freno aplicado solamente
alcanza otro valor de posición que el que espera el dispositivo de
control 14.
De acuerdo con una cuarta etapa del método 26,
el cronómetro funciona hasta que haya alcanzado de acuerdo con una
quinta etapa del método 28 un momento de desconexión determinado
fijado previamente. Esto simboliza una flecha mostrada en la quinta
etapa del método que conduce de vuelta a la cuarta etapa del método
26. Estas etapas 26, 28 se realizan hasta que se haya alcanzado el
objetivo de tiempo.
\global\parskip0.950000\baselineskip
Después de que haya transcurrido el periodo de
tiempo predeterminado se determina en primer lugar de acuerdo con
una sexta etapa del método 30 si un eje de accionamiento del motor
de accionamiento 10 todavía se mueve. Esto se comprueba por el
sensor 16, que suministra en el caso de la detención del eje de
accionamiento siempre el mismo valor, en caso contrario, comunica
respectivamente valores o posiciones angulares diferentes al control
del robot 14. Si el eje todavía se mueve, significa que el efecto
de frenado es menor que el efecto del par de giro de accionamiento
del motor de accionamiento 10. Se tiene que tener en cuenta que el
control del robot 14 intentará mantener el motor de accionamiento
10 por un control correspondiente en su valor teórico. En el caso
de un freno aplicado, el control de robot 14, por tanto, en un caso
dado, controlará con su potencia máxima de control el motor de
accionamiento 10 e intentará mantener el mismo en sus valores
teóricos. De este modo se puede controlar si el freno todavía puede
fijar el par de accionamiento máximo aplicado entonces del motor de
accionamiento 10 y el eje, de forma correspondiente, se para o se ha
parado.
Si se ha comprobado que el eje se ha parado, a
continuación, de acuerdo con una séptima etapa del método 32 se
determina si se ha alcanzado entre tanto la posición final. Esta
demanda es una demanda de seguridad adicional que se basa en que el
periodo de tiempo predeterminado en principio es suficiente para que
el robot pueda haber alcanzado la posición final predeterminada, en
el caso de que el freno fuese defectuoso, el control de robot 14
detendrá de forma automática el accionamiento de robot 10, de tal
forma que el motor de accionamiento 10 se ha detenido por el
control de robot 14 y no por el freno. Sin embargo, el periodo de
tiempo es suficientemente grande para garantizar que el
accionamiento con un freno funcional de forma garantizada no puede
alcanzar el punto final. Por tanto, si entre tanto se ha alcanzado
la posición final, esto es un indicio de que posiblemente el freno
es defectuoso y conduce al resultado "freno no bien" 34. En el
otro caso, en el que, de hecho, no se ha alcanzado la posición
final debido al efecto de frenado, se llega al resultado de que el
freno se considera como "freno bien" 36.
El método que se ha mencionado a modo
ilustrativo anteriormente para el ensayo de una función de frenado
de un único accionamiento de robot se puede usar en principio de
forma ilimitada también de forma simultánea en diferentes
accionamientos de robot de un robot de varios ejes. De este modo, a
modo de ejemplo, un desarrollo de movimiento correspondientemente
más complejo del brazo de robot se puede utilizar para realizar al
mismo tiempo el método de acuerdo con la invención en varios
accionamientos. Esto acorta de forma ventajosa el tiempo de ensayo
para un robot en su totalidad. Tampoco juega ningún papel esencial
si el método se realiza de forma paralela, lo que tiene un ahorro
de tiempo particular, o si cada eje se ensaya de forma sucesiva por
separado.
Finalmente también se ha comprobado que es una
ventaja adicional que cuando el estudio de la función de frenado se
realiza de forma regular, por comparación de los resultados
individuales del ensayo se puede comprobar una tendencia de cómo se
desarrolla la función de frenado: ya sea que se produzca desgaste o
se presenten otros problemas técnicos que puedan influir en la
función de frenado. Si las alteraciones necesitan un determinado
intervalo de tiempo para poder ser comprobadas, una comparación de
los resultados de ensayo de la función de frenado en su totalidad
se puede utilizar para la evaluación del freno. Incluso se pueden
establecer predicciones de cómo se desarrolla el efecto de frenado
así como una indicación con respecto a cómo será un estado de
frenado futuro. Finalmente, debido a este pronóstico todavía es
posible una indicación con respecto a cuándo será un momento de
vida esperada apropiada para el freno. De este momento se pueden
coordinar de forma particularmente ventajosa intervalos de
mantenimiento del freno con otros intervalos de mantenimiento de
otras funciones en el robot.
- 10
- accionamiento de robot
- 12
- servoamplificador
- 14
- control de robot
- 16
- sensor
- 20
- indicación de método
- 22
- indicación de método
- 24
- etapa de método
- 26
- etapa de método
- 28
- etapa de método
- 30
- etapa de método
- 32
- etapa de método
- 34
- "freno no bien"
- 36
- "freno bien"
Claims (14)
1. Un método para el ensayo de una función de
frenado de un accionamiento (10) para un robot, accionamiento (10)
que está acoplado al menos temporalmente con un freno de motor
mecánico, que actúa sobre el accionamiento correspondiente durante
la comprobación,
caracterizado porque
- el accionamiento de robot (10) se acciona con regulación de posición,
- porque se acciona un freno mientras que está funcionando el accionamiento de robot (22),
- porque después de un periodo de tiempo predeterminado (28) después del accionamiento del freno se mide la velocidad del accionamiento de robot (30) y
- porque la velocidad medida se compara con un valor de referencia predeterminado (32).
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque se determina una posición del
accionamiento de robot y por que la posición determinada se compara
con un valor de referencia predeterminado.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
caracterizado porque el accionamiento de robot se acciona
con una velocidad teórica constante.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 2
ó 3, caracterizado porque se selecciona una velocidad que es
menor que un décimo de la velocidad máxima del accionamiento de
robot.
5. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como valor
de referencia para la velocidad se fija el valor cero.
6. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el valor
de referencia para la posición determinada es una posición final
fijada anteriormente sobre la trayectoria de movimiento del
robot.
7. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
posición final se fija de acuerdo con una función de velocidad
planeada de acuerdo con una predeterminación de un desarrollo de
movimiento en el control de robot.
8. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se inicia
un cronometraje en el momento en el que se activa el freno.
9. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una
función de comprobación y/o una función de seguridad de un
dispositivo de control de errores se desconecta al menos durante el
proceso de ensayo.
10. El método de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un par de
accionamiento máximo admisible del accionamiento de robot se limita
al menos durante el proceso de ensayo hasta un valor que es menor
que el valor máximo durante el funcionamiento normal.
11. Un método para el ensayo de funciones de
frenado de un robot con al menos dos accionamientos de robot con un
método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque en cada accionamiento de robot se
realiza el método.
12. El método de acuerdo con la reivindicación
11, caracterizado porque los accionamientos de robot se
ensayan en paralelo y/o de forma sucesiva.
13. Un método para la evaluación de funciones de
frenado con varios ensayos realizados con separaciones temporales
fijas de funciones de frenado de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, donde los resultados del ensayo en
los diferentes momentos de los ensayos se relacionan entre sí en el
tiempo y donde mediante un análisis de tendencia, particularmente
por extrapolación, se establecen predicciones con respecto a un
estado de frenado actual y/o futuro.
14. El método de acuerdo con la reivindicación
13, caracterizado porque debido al análisis de tendencia se
obtiene información con respecto a un momento de mantenimiento
futuro, particularmente por extrapolación.
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