机器人控制装置以及具备该控制装置的机器人制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机器人控制装置，具有由具备无激磁动作型电磁制动器的伺服发动机驱动的驱动轴，电磁制动器的构成为，在激磁线圈未通电时，通过弹簧的作用力将电枢压抵在摩擦板而进行制动器动作，在激磁线圈通电时，抵抗弹簧的作用力将电枢吸引到激磁线圈侧而从摩擦板分开，以此解除制动器动作，该机器人控制装置取得流经激磁线圈的线圈电流，根据所取得的线圈电流的时间变化的特性而控制机器人。本发明专利技术可提供能够通过相对简单的构成缩短周期时间，进行电磁制动器的寿命评估、异常诊断等的机器人控制装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人控制装置以及具备该控制装置的机器人
本专利技术涉及一种用以控制具备附带无激磁动作型电磁制动器的伺服发动机的机器人的机器人控制装置、以及具备该控制装置的机器人。
技术介绍
机器人、尤其是工业用机器人的臂的驱动轴等所使用的伺服发动机除了要确保停止时的位置等之外，为了防止动作中的电源丧失等时的失控等，一般具备无激磁动作型电磁制动器。但是，以往，在将附带无激磁动作型电磁制动器的伺服发动机用于驱动轴的机器人中，存在如下问题。第一，存在无激磁动作型电磁制动器的动作特性上的问题。即，无激磁动作型电磁制动器将激磁线圈、弹簧、电枢以及摩擦板按此顺序配设成一排，在激磁线圈未通电时，通过弹簧的作用力将电枢压抵在摩擦板而进行制动器动作，在激磁线圈通电时，抵抗弹簧的作用力将电枢吸引到激磁制动器侧而从摩擦板分开，以此解除制动器动作。在将激磁线圈的电感设为L、且电阻设为R时，对此种无激磁动作型电磁制动器(以下，有时简称为“制动器”)的激磁线圈施加固定的直流电压时流经激磁线圈的电流根据下式表示的时间常数T而变化，因此，激磁线圈对电枢的吸引力也根据时间常数T而增大。此外，时间常数T例如是从施加电压起直到电流成为恒定电流值Is的63.2％为止的时间(图1)。T＝L/R(式1)像这样，电枢的吸引力根据时间常数T而逐渐增大，所以在对激磁线圈施加直流电压的同时并未实质上有效地解除制动器动作，因此难以确定实质上有效地解除制动器动作的时间点。因此，具备定时器，在机器人的控制中，在用于臂动作的伺服发动机的控制与用于制动器动作的控制之间，设定特定的时间差(以下称为“定时器时间”)。此处，时间常数T或吸引力等根据制动器的构造、形状上的个体差异或使用材料的物性等(尺寸误差等、包含经时变化的电气特性的不同等)而不同，因此对于定时器时间，在安全方面应确保容限而设定为较长。另外，相反在解除直流电压的施加而进行制动器动作的情况下，基本上电流以及吸引力根据由所述式1算出的时间常数T而减少，电枢的吸引被解除且通过弹簧将电枢压抵在摩擦板。然而，就电路而言，如果强行开放流经激磁线圈的电流，那么欲维持流经线圈的电流而使存储在线圈中的能量成为激磁电流的数十倍的相反方向的电压(反向浪涌或逆电压)而呈现，使控制电路内的半导体元件破损，或导致线圈的绝缘劣化。因此，为了降低逆电压，通常在外部具备放电电路，一般而言，越降低逆电压，那么电枢释放时间越长。因此，如果也考虑释放电枢而进行制动器动作，那么需要将定时器时间设定为比制动器动作解除的情况更长。然而，近年来，尤其在工业机器人中，包含动作的高速化等、周期时间的缩短化成为较大的要求，因此，设定较长的定时器时间与这些要求相悖。作为第二问题，存在摩擦板磨耗量的推断以及取决于摩擦的制动器寿命的检测的问题。即，在通过电枢与摩擦板的摩擦力而使制动器动作的电磁制动器中，因使用而推进摩擦板的磨耗，当成为特定的磨耗量时达到使用极限(寿命)而必须进行更换。此处，关于寿命或更换的检测，以往，是通过定期分解电磁制动器，通过目测或测定而把握摩擦板的磨耗状况，或通过停止生产线而以电磁制动器的吸引电压的手动测定等进行，从而有运转率降低，或检测作业复杂的问题。作为第三问题，有机器人的关于动作或停止时的异常诊断的问题。即，机器人有时在动作中因未预期的原因而导致动作停止，但在该原因是由电气配线的断线等关于硬件的异常或故障而导致的情况下，并不容易确定原因。因此，有如下问题，即，异常的诊断或确定需要较长时间，生产线的停止变为长期，从而运转率降低。针对如所述的
技术介绍
中的问题等，例如作为只检测摩擦板的磨耗量，有下述专利文献1及2。专利文献1中，控制装置具备检测发动机旋转角的发动机旋转角检测构件、及推断摩擦垫的磨耗量的垫磨耗量推断装置，利用垫磨耗量推断构件，并根据由线性运动机构的线性运动部从制动器转子分离的后退端、与线性运动部接近制动器转子而产生制动力的前进端之间的发动机旋转角检测构件所获得的电动机的旋转角，推断摩擦垫的磨耗量，且以只推断摩擦垫的磨耗量为目的。专利文献2是根据将对激磁线圈通电的电流进行微分而形成微分信号的微分功能、由微分信号算出从对激磁线圈开始通电到电枢吸引为止的时间且作为时间信号而输出的时间信号输出功能、以及时间信号输出功能所输出的时间信号而判别摩擦板是否为磨耗极限，需要微分电路等复杂的构件，从而价格高，并且与专利文献1同样地，以只推断磨耗极限为目的。然而，在这些
技术介绍
中，如上所述，使用相对复杂的功能或构件只进行摩擦板的磨耗量的检测，而且，必须使用较复杂的功能或构件。
技术介绍
文献专利文献专利文献1：日本专利特开2015-182534号公报专利文献2：日本专利特开2008-128305号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]本专利技术是鉴于
技术介绍
的所述课题而完成，目的在于提供一种通过相对简单的构成而可缩短周期时间、进行电磁制动器的寿命评估、异常诊断等的机器人控制装置、以及具备该控制装置的机器人。[解决问题的技术手段]为解决所述课题，本专利技术的第1形态是一种机器人控制装置，其特征在于，具有由具备无激磁动作型电磁制动器的伺服发动机驱动的驱动轴，所述无激磁动作型电磁制动器具有激磁线圈、弹簧、电枢以及摩擦板，所述无激磁动作型电磁制动器构成为，在所述激磁线圈未通电时，通过所述弹簧的作用力将所述电枢压抵在所述摩擦板而进行制动器动作，在所述激磁线圈通电时，抵抗所述弹簧的作用力将所述电枢吸引到所述激磁线圈侧而从所述摩擦板分开，以此解除制动器动作，该机器人控制装置的构成为，取得流经所述无激磁动作型电磁制动器的所述激磁线圈的线圈电流，并根据所取得的所述线圈电流的时间变化的特性而控制所述机器人。根据第1形态，本专利技术的第2形态的特征在于，所述线圈电流的时间变化的特性是对所述激磁线圈的电压施加时间点以后及电压施加解除时间点以后的电流变化的特性，且所述机器人控制装置构成为，根据对所述激磁线圈的电压施加时间点以后的电流变化的特性，推断从电压施加时间点到所述电枢吸引时间点为止的所述电枢的吸引时间，及/或，根据所述激磁线圈的施加电压的解除时间点以后的电流变化的特性，推断从电压施加解除时间点到所述电枢释放时间点为止的所述电枢的释放时间，并根据所推断的所述电枢的吸引时间及/或释放时间而控制所述机器人。根据第2形态，本专利技术的第3形态的特征在于，构成为，在由电压的施加而朝恒定电流值增加的所述线圈电流开始下降，且该电流下降达到预先设定的下降量时，推断为所述电枢吸引时间点，及/或在由电压施加的解除而减少的所述线圈电流开始上升，且该电流上升达到预先设定的上升量时，推断为所述电枢的释放时间点，并根据所推断的所述电枢的吸引时间及/或释放时间而控制所述机器人。根据第2或第3形态，本专利技术的第4形态的特征在于，构成为，根据伴随所述机器人的包含异常停止的运转所推断的所述电枢的吸引时间及/或释放时间的经时变化而推断所述摩擦板的磨耗量，及/或判断是否为磨耗极限。根据第1至第4中的任一形态，本专利技术的第5形态的特征在于，构成为，取得所述机器人的通常运转时的所述线圈电流，且在所取得的所述线圈电流达到预先设定的电流值时判断所述激磁线圈的电路为异常。本专利技术的第6形态根据第1至第5项中任一项的形态，其特征在于构成为，在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人控制装置，具有由具备无激磁动作型电磁制动器的伺服发动机驱动的驱动轴，所述无激磁动作型电磁制动器构成为，具有激磁线圈、弹簧、电枢以及摩擦板，且在所述激磁线圈未通电时，通过所述弹簧的作用力将所述电枢压抵在所述摩擦板而进行制动器动作，在所述激磁线圈通电时，抵抗所述弹簧的作用力将所述电枢吸引到所述激磁线圈侧而从所述摩擦板分开，以此解除制动器动作，该机器人控制装置构成为，取得流经所述无激磁动作型电磁制动器的所述激磁线圈的线圈电流，根据所取得的所述线圈电流的时间变化的特性而控制所述机器人。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.06 JP 2016-0769151.一种机器人控制装置，具有由具备无激磁动作型电磁制动器的伺服发动机驱动的驱动轴，所述无激磁动作型电磁制动器构成为，具有激磁线圈、弹簧、电枢以及摩擦板，且在所述激磁线圈未通电时，通过所述弹簧的作用力将所述电枢压抵在所述摩擦板而进行制动器动作，在所述激磁线圈通电时，抵抗所述弹簧的作用力将所述电枢吸引到所述激磁线圈侧而从所述摩擦板分开，以此解除制动器动作，该机器人控制装置构成为，取得流经所述无激磁动作型电磁制动器的所述激磁线圈的线圈电流，根据所取得的所述线圈电流的时间变化的特性而控制所述机器人。2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其中所述线圈电流的时间变化的特性是对所述激磁线圈的电压施加时间点以后及电压施加解除时间点以后的电流变化的特性，且所述机器人控制装置构成为，根据对所述激磁线圈的电压施加时间点以后的电流变化的特性，推断从电压施加时间点到所述电枢吸引时间点为止的所述电枢的吸引时间，及/或，根据所述激磁线圈的电压施加解除时间点以后的电流变化的特性，推断从电压施加解除时间点到所述电枢释放时间点为止的所述电枢的释放时间，并根据所推断的所述电枢的吸引时间及/或释放时间而控制所述机器人。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：大山泰范，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP