机械手装置以及机械手装置的控制方法_2

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]〔应用例8〕在上述的应用例中,其特征在于,在承受上述机械手装置的最大负荷的120%的负荷,并以最大负荷时的允许加速度的120%的加速度进行动作的情况下,当在上述计算步骤中计算的上述致动器的角速度为、上述手臂的角速度为时,相对于ω 5和
之差的绝对值的最大值,上述阈值Ω为:
[0029]Ω = 2X (I ω5- ω L|)nax
[0030]根据上述的应用例,构成为不将决定阈值的基准值设为固定值而是将动作状态下的致动器的动作数据作为基准值来检测惯性传感器的故障。根据该构成,对于利用了固定值的阈值,例如也发生过没有检测到动作速度或加速度较小的情况下等的故障的情况,而基于动作中的依次信息,成为作为基准的致动器的基准的动作数据也被依次改写,由此例如即使是微小动作,也能够在各种动作模式下可靠地检测惯性传感器的故障,能够可靠地使机械手装置的动作停止,能够保障安全的操作。
[0031]〔应用例9〕本应用例的机械手装置的控制方法,其特征在于,该机械手装置具备:手臂连结装置,其具有致动器、和将上述致动器的转矩以规定的减速比进行传递的转矩传递机构;手臂体,其是由多个手臂通过上述手臂连结装置串联且可旋转地被连结而形成的;基体,上述手臂体通过设置在上述手臂体的一个端部的基体连结装置被可旋转地连结在该基体上,该基体连结装置具备上述致动器、和将上述致动器的转矩以规定的减速比进行传递的转矩传递机构;和至少2个惯性传感器,其安装在上述手臂上,该机械手装置的控制方法包括:计算步骤,存储上述惯性传感器检测到的多个输出值,并计算平均值;比较步骤,对由上述计算步骤计算出的上述输出值的平均值进行比较;判断步骤,当在上述比较步骤中,2个上述输出值的平均值之差的绝对值中存在大于阈值S的上述差时,判断为上述惯性传感器中的任意一个以上发生了故障;停止指示步骤,当在上述判断步骤中判断为故障时,输出使上述致动器的动作停止的信号。
[0032]〔应用例10〕上述的应用例中,其特征在于,在上述惯性传感器的白噪声的标准偏差是σ时,上述阈值S为:
[0033]S = 6 σ
[0034]根据上述的应用例,构成为不将决定阈值的基准值设为固定值而是求出动作状态下的具有2个以上的惯性传感器的检测值之差,如果是正常则以白噪声的标准偏差作为基准值来检测惯性传感器的故障。根据该构成,对于利用了固定值的阈值,例如也发生过没有检测到动作速度或加速度较小的情况下等的故障的情况,而基于动作中的依次信息,与基准值进行比较的惯性传感器的动作数据也被依次改写,由此例如即使是微小动作,也能够在各种动作模式下可靠地检测惯性传感器的故障,能够可靠地使机械手装置的动作停止,能够保障安全的操作。
[0035]〔应用例11〕本应用例的机械手装置的控制方法,其特征在于,该机械手装置具备:基体,其具备基体致动器、将上述基体致动器的转矩以规定的减速比进行传递的转矩传递机构、检测上述基体致动器的旋转角度的基体角度传感器、和手臂驱动装置,该手臂驱动装置具有手臂连结装置,与上述转矩传递机构连结,并直线往返驱动上述手臂连结装置;手臂,其与上述基体的上述手臂连结装置连结,具有手臂致动器、将上述手臂致动器的转矩以规定的减速比进行传递的转矩传递机构、检测上述手臂致动器的旋转角度的手臂角度传感器、和工件保持装置驱动装置,该工件保持装置驱动装置具有工件保持装置,与上述手臂连结装置连结,并直线往返驱动上述工件保持装置,该机械手装置的控制方法包括:计算步骤,根据来自上述基体角度传感器的上述基体致动器的旋转角度数据计算上述手臂驱动装置的加速度,根据来自上述手臂角度传感器的上述手臂致动器的旋转角度数据计算上述工件保持装置驱动装置的加速度,并根据由安装在上述工件保持装置上、并至少具有加速度传感器的一个以上惯性传感器检测到的输出,计算上述工件保持装置的速度以及加速度;比较步骤,对由上述计算步骤计算出的上述手臂驱动装置、上述工件保持装置驱动装置的加速度、和上述工件保持装置的加速度进行比较;判断步骤,当在上述比较步骤中,根据上述角度传感器的输出值计算出的上述手臂驱动装置、上述工件保持装置驱动装置的加速度与根据上述惯性传感器的输出值计算出的上述工件保持装置的加速度之差的绝对值大于阈值A时,判断为上述惯性传感器发生了故障;停止指示步骤,当在上述判断步骤中判断为发生了故障时,输出使上述基体致动器以及上述手臂致动器的动作停止的信号。
[0036]〔应用例12〕在上述的应用例中,其特征在于,在承受上述机械手装置的最大负荷的120%的负荷,并以最大负荷时的允许加速度的120%的加速度进行动作的情况下,当由上述计算步骤计算的上述手臂驱动装置或上述工件保持装置驱动装置的加速度为a s、上述工件保持装置的加速度为时,相对于a s和a l之差的绝对值的最大值,上述阈值A为:
[0037]A = 2 X (I a s— a L|) max
[0038]根据上述的应用例,构成为不将决定阈值的基准值设为固定值而是将动作状态下的致动器的动作数据作为基准值来检测惯性传感器的故障。根据该构成,对于利用了固定值的阈值,例如也发生过没有检测到动作速度或加速度较小的情况下等的故障的情况,而基于动作中的依次信息,成为作为基准的致动器的基准的动作数据也被依次改写,由此例如即使是微小动作,也能够在各种动作模式下可靠地检测惯性传感器的故障,能够可靠地使机械手装置的动作停止,能够保障安全的操作。
【附图说明】
[0039]图1的(a)是第一实施方式涉及的机械手装置的概略俯视图,(b)是其概略剖视图。
[0040]图2是第一实施方式涉及的机械手装置的故障检测的框图。
[0041]图3是第一实施方式涉及的机械手装置的故障检测的流程图。
[0042]图4的(a)是第二实施方式涉及的机械手装置的概略俯视图,(b)是其概略剖视图。
[0043]图5是第二实施方式涉及的机械手装置的故障检测的框图。
[0044]图6是表不传感器的白噪声的一个例子的图表。
[0045]图7是第二实施方式涉及的机械手装置的故障检测的流程图。
[0046]图8是第三实施方式涉及的机械手装置的概略俯视图。
[0047]图9是第三实施方式涉及的机械手装置的概略立体图。
[0048]图10是第三实施方式涉及的机械手装置的故障检测的框图。
[0049]图中符号说明:
[0050]11…第一手臂;12…第二手臂;13…第三手臂;40…基体;51、52、53...致动器,81、82、83…角度传感器;91、92、93…惯性传感器;1100…第一计算部;1200…第二计算部;2000…比较部;3000…判断部,4000."控制部
【具体实施方式】
[0051 ] 下面参照【附图说明】本发明涉及的实施方式。
[0052](第一实施方式)
[0053]针对本发明涉及的第一实施方式进行说明。图1表示了第一实施方式涉及的机械手装置,其中,(a)是概略俯视图,(b)是概略剖视图。本实施方式的机械手装置是在水平方向上能够旋转地连结有3个手臂的、所谓的3轴水平多关节机械手100(以下,称为机械手装置100)。
[0054]机械手装置100具备手臂体10,该手臂体10构成为将第一手臂11和第二手臂12通过第一手臂连结装置21可旋转地串联连结,并将第二手臂12和第三手臂13通过第二手臂连结装置22可旋转地串联连结。手臂体10进一步通过基体连结装置30可旋转地与固定在底座的基体40连结,从而构成机械手装置100。
[0055]第一手臂连结装置21具备致动器51和将致动器51的转矩以规定的减速比进行传递的转矩传递装置61,第二手臂连结装置22也同样地具备致动器52和转矩传递装置62。另外,基体连结装置30具备致动器53和将致动器53的转矩以规定的减速比进行传递的转矩传递装置63。在作为手臂体10的与基体40相反的端部的第三手臂13的端部具有保持加工用工具或被加工物的工件保持装置70。
[0056]在第一手臂连结装置21所具备的致动器51上具备检测旋转角度的角度传感器81,同样地在第二手臂连结装置的致动器52上具备角度传感器82。另外,在基体连结装置30的致动器53上也具备角度传感器83。而且,在第一手臂11上具有惯性传感器91,在第二手臂12上具有惯性传感器92,在第三手臂13上具有惯性传感器93。惯性传感器91、92、93至少包括角速度传感器,惯性传感器91能够检测第一手臂11的惯性传感器安装位置处的角速度,惯性传感器92能够检测第二手臂12的惯性传感器安装位置处的角速度,惯性传感器93能够检测第三手臂13的惯性传感器安装位置处的角速度。
[0057]图2是本实施方式涉及的框图。由角度传感器81、82、83检测到的致动器51、52、53的旋转角度数据被在第一计算部1100中进行旋转角度换算,将该旋转角度以时间进行1次微分,来计算角速度。
[0058]在第二计算部1200中,根据第一手臂11、第二手臂12、第三手臂13所具备的惯性传感器91、92、93检测到的数据来计算第一手臂11的角速度《al、第二手臂的角速度coa2、和第三手臂的角速度《a3。
[0059]比较部2000对在第一计算部1100以及第二计算部1200中计算出的角速度进行比较。角速度的比较方法是进行求出下述差值的计算,即求出各致动器的角速度、和从与该致动器连结的手臂所具备的惯性传感器的角速度分量中去除了具备该致动器的连结装置的角速度分量而得的实质角速度之差。
[0060]作为例子,利用第二手臂12进行说明。将根据连结第二手臂12与第一手臂11的第一手臂连结装置21的角度传感器81的检测数据而求出的角度设为Θ 1,将转矩传递装置61的减速比设为N1,根据第一手臂11所具备的惯性传感器91的检测值而求出的角速度为?al,根据第二手臂12所具备的惯性传感器92的检测值而求出的角速度为coa2,由此在比较部中作为比较结果求出绝对值,即下式。
[0061 ] | (ω a2— ω al) — d Θ 1/dt X 1/N1) |(式 1 — 1)
[0062]在此t表示时间。当微分值d Θ 1/dt在第一计算部1100中被计算,并将计算出的第一手臂连结装置21的致动器51的角速度设为ω 1时,式1能够改写成下式。
[0063]I (ω a2— ω al) — ω 1 X 1/N1) |(式 1 — 2)
[0064]根据
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