一种基于智能转矩检测下的机械手臂保护方法与流程

本发明涉及机械手臂控制，尤其涉及一种基于智能转矩检测下的机械手臂保护方法。

背景技术：

1、机械手臂是机械运动技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。

2、在机械手臂运行的过程中，当触碰到阻碍时，力矩传感器会检测到伺服输出的力矩，进一步的将检测到的力矩值传送给系统，系统会将检测值与设定的保护值进行比对后再判定是否进行警报，在这种方式下，传感器将检测力矩参数传输到系统时会存在延迟的情况，进而不能及时触发警报，系统的警报灵活度不高，使得系统运行中存在一定的风险。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于智能转矩检测下的机械手臂保护方法，用以解决现有技术中机械手臂警报不灵敏的问题。

2、为解决上述问题，本发明提供了一种基于智能转矩检测下的机械手臂保护方法，包括：

3、获取机械手臂在运行过程中的三个绝对位置点s1、s2和s3，分别计算轨迹s1-s2和轨迹s2-s3的位置增量，根据两个位置增量判断机械手臂的运行状态；

4、读取在轨迹s1-s2中机械手臂匀速运行时的最大力矩值m12或者非匀速运行时的最大力矩值z12，读取在轨迹s2-s3中机械手臂匀速运行时的最大力矩值m23或者非匀速运行时的最大力矩值z23；

5、当机械手臂匀速运行的实时力矩大于在对应轨迹下读取的匀速运行最大力矩时，或者当机械手臂非匀速运行的实时力矩大于在对应轨迹下读取的非匀速运行最大力矩时，伺服停止。

6、在一种优选的实施方式中，所述根据两个位置增量判断机械手臂的运行状态包括：

7、根据轨迹s1-s2和轨迹s2-s3的位置增量分别计算起始原点sa1到绝对位置点s1、轨迹s1-s2和轨迹s2-s3的加速度a1、a2和a3，根据加速度a1、a2和a3分别判断机械手臂在轨迹sa1-s1、轨迹s1-s2、轨迹s2-s3和轨迹s1-s3是否处于匀速运行状态。

8、在一种优选的实施方式中，在获取机械手臂在运行过程中的三个绝对位置点s1、s2和s3之前，所述方法还包括将机械手臂的一个运行周期设置成多段轨迹，任一段轨迹的始发点设置为绝对位置点s1，任一段轨迹的末端点设置为绝对位置点s3，绝对位置点s2为始发点与末端点之间的任意点。

9、在一种优选的实施方式中，在所述当机械手臂匀速运行的实时力矩大于在对应轨迹下读取的匀速运行最大力矩时，或者当机械手臂非匀速运行的实时力矩大于在对应轨迹下读取的非匀速运行最大力矩时，这一步骤中，向对应轨迹中读取的最大力矩追加补偿值，当机械手臂的实时力矩大于追加补偿值后的最大力矩值时，伺服停止。

10、本发明的有益效果是：本发明提出一种基于智能转矩检测下的机械手臂保护方法，该方法包括获取机械手臂在运行过程中的三个绝对位置点s1、s2和s3，分别计算轨迹s1-s2和轨迹s2-s3的位置增量，根据两个位置增量判断机械手臂的运行状态；读取在轨迹s1-s2中机械手臂匀速运行时的最大力矩值m12或者非匀速运行时的最大力矩值z12，读取在轨迹s2-s3中机械手臂匀速运行时的最大力矩值m23或者非匀速运行时的最大力矩值z23；当机械手臂匀速运行的实时力矩大于在对应轨迹下读取的匀速运行最大力矩时，或者当机械手臂非匀速运行的实时力矩大于在对应轨迹下读取的非匀速运行最大力矩时，伺服停止。

11、该方法具有以下优点：

12、使用实际运行时的最大力矩值作为保护值，不需要客户根据现场工况猜测保护值，能够使对机械手臂的保护性能更高、警报更加灵敏；

13、当系统速度设定值发生变化时，可自动进行学习并保护，无需人工操作；

14、设有补偿值，客户可根据现场的实际工况对保护值进行微调，使得系统的容错性更强；

15、区分匀速阶段和非匀速阶段，在两个阶段分别使用不同的保护值，使得对机械手臂的保护更准确；

16、可对运行轨迹进行分阶段学习、保护，进而能够消除因物品带来的力矩误差，使保护更高效；

17、该方法能够对机械手臂的多段运行轨迹进行保护，无需示教，进而能够简化客户操作步骤；

18、不限制伺服运行的最大转矩，不会对运行效果产生影响。

技术特征：

1.一种基于智能转矩检测下的机械手臂保护方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于智能转矩检测下的机械手臂保护方法，其特征在于，所述根据两个位置增量判断机械手臂的运行状态包括：

3.根据权利要求1所述的基于智能转矩检测下的机械手臂保护方法，其特征在于，在获取机械手臂在运行过程中的三个绝对位置点s1、s2和s3之前，所述方法还包括将机械手臂的一个运行周期设置成多段轨迹，任一段轨迹的始发点设置为绝对位置点s1，任一段轨迹的末端点设置为绝对位置点s3，绝对位置点s2为始发点与末端点之间的任意点。

4.根据权利要求1所述的基于智能转矩检测下的机械手臂保护方法，其特征在于，在所述当机械手臂匀速运行的实时力矩大于在对应轨迹下读取的匀速运行最大力矩时，或者当机械手臂非匀速运行的实时力矩大于在对应轨迹下读取的非匀速运行最大力矩时，这一步骤中，向对应轨迹中读取的最大力矩追加补偿值，当机械手臂的实时力矩大于追加补偿值后的最大力矩值时，伺服停止。

技术总结
本发明涉及机械手臂控制技术领域，尤其涉及一种基于智能转矩检测下的机械手臂保护方法。该方法通过在机械手臂运行的周期内取两段轨迹，同时判断机械手臂在对应轨迹内的运行状态，取对应轨迹内机械手臂运行的最大力矩为保护值，当机械手臂的实时力矩在对应轨迹内大于所读取的最大力矩值时，伺服停止，通过这种方式能够极大的提升机械手臂的警报灵敏性和运行精度。

技术研发人员：章林,邓进锋,马广博,方志宏
受保护的技术使用者：朗宇芯科技（佛山）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1