机械人第6轴运动手抓防撞机方法及装置与流程

本发明涉及一种6轴机械人运动安全控制方法及装置，特别是一种机械人第6轴运动手抓防撞机方法及装置。

背景技术：

通常6轴机械人在其运动空间内完成精度装夹时，液压/气动夹具因为加工品的形态各异，导致夹具的装夹位置、定位销及气密性检测位置各异，要求机械人装夹配合时动作位置精度及装夹力量精度都要有良好控制；一旦出现精度失锁及回程误差情况，机械人就会与其工作对象发生刮碰撞机。现有的控制方法存在一定的误差，且误差会随时间和往返回程累积加大，导致控制信息误差较大，导致机械人第6轴运动手抓与工作对象发生刮碰撞机。而且，刮碰撞机后会导致机械人第6轴运动手抓严重变形，导致维修成本较大。

因此，现有的6轴机械人工作是存在着机械人第6轴运动手抓易撞机和维修成本较大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种机械人第6轴运动手抓防撞机方法及装置。本发明不仅能够防止机械人第6轴运动手抓撞机，还能够减少维修成本。

本发明的技术方案：机械人第6轴运动手抓防撞机方法，包括以下步骤：

a、使用电流传感器监测6轴机械人各轴电机在正常工作过程中的电流变化关系，得a数据；

b、通过稀疏学习，记录6轴机械人各轴电机在最大负载和工作极限位置的电流信息，得b数据；

c、将转化为机械人电流分析专家库数据；

d、在6轴机械人第6轴运动手抓处加装精度位置传感器，监测手抓位置，当手抓位置变形时，输出报警信号；

e、使用现场测控计算机将电机电流突变信号及位置传感器动作信号将两者的信息进行模糊逻辑控制，输出动作安全控制预警信息，根据动作安全控制预警信息控制6轴机械人止动；

f、并在手抓机械动作位置加入可应变刚性支撑柱，在6轴机械人止动异常时，防止机械人第6轴手抓碰撞变形。

前述的机械人第6轴运动手抓防撞机方法中，所述6轴机械人止动异常时，可应变刚性支撑柱的薄弱点受力变形，从而防止机械人第6轴手抓碰撞变形。

前述的机械人第6轴运动手抓防撞机方法中，所述步骤a中的电流变化关系为电流变化范围；步骤b中的稀疏学习为，采用美国ni公司的labviwe进行采集、记录、分析和学习数据，将a数据在各位置的动态值记录，画出其变化曲线，分析记录其各位置动作配合电流变化曲线，得出其极限位置重合波峰波谷值，得出6轴机械人各轴电机在最大负载和工作极限位置的电流信息。

前述的机械人第6轴运动手抓防撞机方法中，所述步骤d中的手抓位置变形的判断方法为，在labviwe软件上设计一个设定值，当手抓发生微变形后，精度位置传感器将检测到的数值发送给labviwe采集卡，若检测到的数值超过设定值，则确定手抓位置出现变形，labviwe软件发出报警。

前述的机械人第6轴运动手抓防撞机方法中，所述步骤e中的电机电流突变信号为，电流传感器检测到的超出机械人电流分析专家数据库的电流信号；所述模糊逻辑控制为将电机电流突变信号和位置传感器动作信号的最大安全值的4/5位置设定成预警控制限值，只要有一个值达到预警控制限值，安全预警控制启动，即现场测控计算机输出动作安全控制预警信息。

依据前述的机械人第6轴运动手抓防撞机方法所构建的装置，包括底座，底座上方设置有机械人第6轴运动手抓；机械人第6轴运动手抓和底座之间连接有弹簧和支撑柱，支撑柱中部设有薄弱点。

前述的装置中，所述支撑柱包括刚性支撑段和应变支撑段，应变支撑段一端与底座连接；薄弱点呈内凹状，且位于刚性支撑段和应变支撑段的连接处。

前述的装置中，所述刚性支撑段的长度为20～25mm，刚性支撑段的直径为5～10mm；应变支撑段的长度为10～15mm，应变支撑段的直径为2～5mm。

前述的装置中，所述应变支撑段顶部设有圆锥段，圆锥段的锥面角度为15～25º；圆锥段顶部设有圆角。

前述的装置中，所述弹簧和支撑柱均设有2个，2个支撑柱和2个弹簧分别位于底座上表面的边缘处；机械人第6轴运动手抓的底端侧面连接有位置传感器。

与现有技术相比，本发明在加装电流传感器检测机械人各轴电机的电流，通过检测设备读取各轴电机在正常工作状态下的电流变化值，并将6轴串联机械人工作极限位置及最大负载动作电流信息转化为机械人电流工作状态专家库数据，通过对数据分析，对突发事故预警控制的准确性；同时加装位置传感器，能够在手抓位置变形时，及时输出报警控制信号，提高了装置的安全保障性；然后采用现场测控计算机将电机电流突变信号及位置传感器动作信号进行模糊逻辑控制，输出更为精准的动作安全控制预警信息；从而最大程度上防止机械人第6轴运动手抓出现撞机事故。而且，本发明还设置了可应变刚性支撑柱，通过可应变刚性支撑柱的上的薄弱点来进行撞机后的受力变形，将机械人第6轴运动手抓撞机后的变形量转移至可应变刚性支撑柱，从而减小机械人第6轴运动手抓撞机后的变形量，减少维修成本；原撞机变形后手抓重新生产成本为2400元，重新加工手抓周期为6～8个工作日，安装调试时间为2个工作日，其间耽误生产时间为10个工作日，整线投资为1360万元的生产线投资，其停工10天的折旧费用=1360万元/10年/252天*10天=5.4万元；其维修期间成本=5.4万元+0.24万元=5.64万元。而本发明进行更换可应变刚性支撑柱装置的维修期间费用仅为3600元，可应变刚性支撑柱的单颗成本仅为50元，更换时间仅需20分钟/颗；能够将维修成本从5.64万元减少至3600元，最大限度地减少了维修成本。因此，本发明不仅能够防止机械人第6轴运动手抓撞机，还能够减少维修成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是底座处的俯视图；

图3是支撑柱的结构示意图。

附图中的标记为：1-底座，2-机械人第6轴运动手抓，3-弹簧，4-支撑柱，5-薄弱点，6-刚性支撑段，7-应变支撑段，8-圆锥段，9-位置传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。机械人第6轴运动手抓防撞机方法，包括以下步骤：

a、使用电流传感器监测6轴机械人各轴电机在正常工作过程中的电流变化关系，得a数据；

b、通过稀疏学习，记录6轴机械人各轴电机在最大负载和工作极限位置的电流信息，得b数据；

c、将转化为机械人电流分析专家库数据；

d、在6轴机械人第6轴运动手抓处加装精度位置传感器，监测手抓位置，当手抓位置变形时，输出报警信号；

e、使用现场测控计算机将电机电流突变信号及位置传感器动作信号将两者的信息进行模糊逻辑控制，输出动作安全控制预警信息，根据动作安全控制预警信息控制6轴机械人止动；

f、并在手抓机械动作位置加入可应变刚性支撑柱，在6轴机械人止动异常时，可应变刚性支撑柱的薄弱点受力变形，从而防止机械人第6轴手抓碰撞变形。

所述步骤a中的电流变化关系为电流变化范围；步骤b中的稀疏学习为，采用美国ni公司的labviwe进行采集、记录、分析和学习数据，将a数据在各位置的动态值记录，画出其变化曲线，分析记录其各位置动作配合电流变化曲线，得出其极限位置重合波峰波谷值，得出6轴机械人各轴电机在最大负载和工作极限位置的电流信息。所述步骤d中的手抓位置变形的判断方法为，在labviwe软件上设计一个设定值，当手抓发生微变形后，精度位置传感器将检测到的数值发送给labviwe采集卡，若检测到的数值超过设定值，则确定手抓位置出现变形，labviwe软件发出报警。所述步骤e中的电机电流突变信号为，电流传感器检测到的超出机械人电流分析专家数据库的电流信号；所述模糊逻辑控制为将电机电流突变信号和位置传感器动作信号的最大安全值的4/5位置设定成预警控制限值，只要有一个值达到预警控制限值，安全预警控制启动，即现场测控计算机输出动作安全控制预警信息。

依据前述的机械人第6轴运动手抓防撞机方法所构建的装置，构成如图1、2、3所示，包括底座1，底座1上方设置有机械人第6轴运动手抓2；机械人第6轴运动手抓2和底座1之间连接有弹簧3和支撑柱4，支撑柱4中部设有薄弱点5。

所述支撑柱4包括刚性支撑段6和应变支撑段7，应变支撑段7一端与底座1连接；薄弱点5呈内凹状，且位于刚性支撑段6和应变支撑段7的连接处。所述刚性支撑段6的长度为20～25mm，刚性支撑段6的直径为5～10mm；应变支撑段7的长度为10～15mm，应变支撑段7的直径为2～5mm。所述应变支撑段7顶部设有圆锥段8，圆锥段8的锥面角度为15～25º；圆锥段8顶部设有圆角。所述弹簧3和支撑柱4均设有2个，2个支撑柱4和2个弹簧3分别位于底座1上表面的边缘处；机械人第6轴运动手抓2的底端侧面连接有位置传感器9。