过载保护系统的制作方法
【专利摘要】一种过载保护系统，包括驱动器、中央处理器及扭矩比较器。该中央处理器预先对驱动器在正常状态下输出的一个时间周期的若干时间点输出的实际扭矩值进行采样，并将该一个时间周期分成若干等长时间段，并在各个等长时间段对应的多个采样扭矩值中分别选取一参考扭矩值后加上一预设的扭矩余量作为相应时间段的保护扭矩值，以计算出一个时间周期的保护扭矩值。使用时，该扭矩比较器实时侦测该驱动器输出的实际扭矩值，并实时地将侦测到的实际扭矩值与相应时间点的保护扭矩值进行同步比较而得到一比较结果。该中央处理器根据该比较结果判断是否发生过载。本发明的过载保护系统采用跟随式的保护扭矩值来实现实时跟随保护功能，可有效发挥过载保护的功能。
【专利说明】过载保护系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机器人过载保护【技术领域】，尤其涉及一种过载保护系统。
【背景技术】
[0002] 机器人在工作过程中，由驱动器，例如电机输出电压驱动马达转动，从而带动机器 人运动。当机器人发生意外撞击，例如工作人员疏忽而闯进机器人的运动范围内而与机器 人相撞时，由于驱动器仍然持续驱动马达转动，则会导致驱动器输出的扭矩过大，使马达过 载而被损坏，从而带来不必要的经济损失，并可能造成危险事故的发生。如图1所示，目 前常用的一种过载保护方法是采用固定值保护模式，即预先设定一个固定值作为保护扭矩 值，并侦测驱动器在各个时刻输出的实际扭矩值是否超过该保护扭矩值，从而判断是否有 过载事件发生。然而，由于该预先设定的保护扭矩值是一个固定值，适应性较差，当机器人 运动速度较慢时，由于正向扭矩较小，若有撞击事件发生时，其反向扭矩也较小，因此需要 较长的时间或在撞击程度较为严重时才能侦测到过载的发生。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，有必要提供一种可有效的进行异常检测的过载保护系统。
[0004] 一种过载保护系统，包括一驱动器、中央处理器、至少一个数模转换器、及至少一 个扭矩比较器，该驱动器用于连续输出扭矩以驱动一马达转动，从而带动一机器人运动。该 中央处理器与该驱动器连接，用于预先对该驱动器在正常状态下输出的一个时间周期长度 的若干个时间点输出的实际扭矩值进行采样，以获得该一个时间周期长度的若干个时间点 的采样扭矩值。该中央处理器进一步将该一个时间周期分成若干个等长时间段，并在各个 等长时间段对应的多个采样扭矩值中选取一参考扭矩值，并将该参考扭矩值加上一预先设 定的扭矩余量作为相应时间段的保护扭矩值，从而计算出该一个时间周期长度的保护扭矩 值。该中央处理器还与该数模转换器连接，该扭矩比较器与该驱动器、该中央处理器及该数 模转换器连接。使用时，该扭矩比较器实时侦测该驱动器输出的实际扭矩值，该中央处理器 将该一个时间周期长度的保护扭矩值同步输出至该数模转换器中，该数模转换器将该保护 扭矩值进行数模转换后同步输出至该扭矩比较器中，该扭矩比较器实时地将侦测到的实际 扭矩值与相应时间点的保护扭矩值进行同步比较而得到一比较结果，并将该比较结果输出 至该中央处理器中；该中央处理器进一步用于根据该比较结果判断是否发生过载。
[0005] 本发明的过载保护系统采用跟随式的保护扭矩值来实现实时跟随保护功能，可有 效发挥过载保护的功能，且能避免实际扭矩与保护扭矩之间因硬体元件取样时间微小误差 造成的误报警之情形，并在检测到发生过载后，在极短的时间内控制高速运动的机器人停 止运动，从而有效地避免了意外的发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1为现有技术中的一种过载保护方法的扭矩值波形图。
[0007] 图2为本发明中的一种过载保护系统的硬件原理图。
[0008] 图3为图2中的一种过载保护方法的扭矩值波形图。
[0009] 图4为本发明中正常状态下的扭矩曲线跟随效果测试结果示意图。
[0010] 图5为本发明中发生过载报警的测试结果示意图。
[0011] 主要元件符号说明
【权利要求】
1. 一种过载保护系统，包括一驱动器、中央处理器、至少一个数模转换器、及至少一个 扭矩比较器，该驱动器用于连续输出扭矩以驱动一马达转动，从而带动一机器人运动，其特 征在于： 该中央处理器与该驱动器连接，用于预先对该驱动器在正常状态下输出的一个时间周 期长度的若干个时间点输出的实际扭矩值进行采样，以获得该一个时间周期长度的若干个 时间点的采样扭矩值；该中央处理器进一步将该一个时间周期分成若干个等长时间段，并 在各个等长时间段对应的多个采样扭矩值中选取一参考扭矩值，并将该参考扭矩值加上一 预先设定的扭矩余量作为相应时间段的保护扭矩值，从而计算出该一个时间周期长度的保 护扭矩值； 该中央处理器还与该数模转换器连接，该扭矩比较器与该驱动器、该中央处理器及该 数模转换器连接； 使用时，该扭矩比较器实时侦测该驱动器输出的实际扭矩值，该中央处理器将该一个 时间周期长度的保护扭矩值同步输出至该数模转换器中，该数模转换器将该保护扭矩值进 行数模转换后同步输出至该扭矩比较器中，该扭矩比较器实时地将侦测到的实际扭矩值与 相应时间点的保护扭矩值进行同步比较而得到一比较结果，并将该比较结果输出至该中央 处理器中；该中央处理器进一步用于根据该比较结果判断是否发生过载。
2. 如权利要求1所述的过载保护系统，其特征在于，各个等长时间段的参考扭矩值的 取值为对应时间段的多个采样扭矩值的平均扭矩值、中间扭矩值及最大扭矩值中的一个。
3. 如权利要求2所述的过载保护系统，其特征在于，该中央处理器在该比较结果为侦 测到的实际扭矩值大于相应时间点的保护扭矩值时，判断发生过载。
4. 如权利要求3所述的过载保护系统，其特征在于，还包括一急停控制电路，该中央处 理器在判断发生过载时触发该急停控制电路控制该驱动器停止运转，从而使机器人停止运 动或减速。
5. 如权利要求1所述的过载保护系统，其特征在于，该驱动器为6轴或6轴以下的驱动 器。
【文档编号】H02H7/085GK104518483SQ201310444361
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】彭及浪 申请人:鸿富锦精密工业（深圳）有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司