机器人末端负载质量检测方法、装置及工业机器人制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机器人末端负载质量检测方法、装置及工业机器人，其中机器人末端负载质量检测方法，包括：相关性获取步骤，获取机器人在标定工况下的多个标定实时电流和Ibzi及多个质量已知的标定工件的质量Xbi之间的相关性函数；实时质量检测步骤，将待检测负载加载于所述机器人末端，获取机器人各个关节轴驱动电机的实时运行电流Isj并求和得到对应的实时运行电流和Isz，利用所述相关性函数获得所述待检测负载的实时质量M。根据本发明专利技术，通过获取各个关节轴电机的实时运行电流，通过运算获得机器人的TCP末端负载质量，无需设置相应的传感器，降低机器人设计成本，不会对TCP末端的灵活性构成不利影响。活性构成不利影响。活性构成不利影响。

【技术实现步骤摘要】
机器人末端负载质量检测方法、装置及工业机器人


[0001]本专利技术属于机器人设计
，具体涉及一种机器人末端负载质量检测方法、装置及工业机器人。

技术介绍

[0002]工业机器人已经用于各种各样的搬运、码垛、弧焊和打磨等应用场合，但是，工业机器人若要完成以上各种各样的应用场景下的任务则需要搭载各种各样的外部传感器，工业生产线上机器人需要对产品的质量进行检测，需要在工业机器人TCP末端加装力矩传感器检测产品的重力进而推算出产品质量，或者是在产线的工位上直接用压力传感器检测产品的质量，这些检测用传感器的使用增加了机器人的成本，同时将力矩传感器安装在机器人TCP末端还需要增加额外的工装，这些工装将会降低机器人本身的灵活性。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种机器人末端负载质量检测方法、装置及工业机器人，通过获取各个关节轴电机的实时运行电流，通过运算获得机器人的TCP末端负载质量，无需设置相应的传感器，降低机器人设计成本，不会对TCP末端的灵活性构成不利影响。
[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供一种机器人末端负载质量检测方法，包括：
[0005]相关性获取步骤，获取机器人在标定工况下的多个标定实时电流和Ibzi及多个质量已知的标定工件的质量Xbi之间的相关性函数；
[0006]实时质量检测步骤，将待检测负载加载于所述机器人末端，获取机器人各个关节轴驱动电机的实时运行电流Isj并求和得到对应的实时运行电流和Isz，利用所述相关性函数获得所述待检测负载的实时质量M；
[0007]其中i为标定工况下的标定次数，i≥3，j为机器人的关节轴个数、为大于2的自然数。
[0008]在一些实施方式中，所述相关性函数的获得包括：
[0009]在机器人末端分i次加载多个已知质量为所述Xbi的标定工件，获取每次加载时机器人各个关节轴驱动电机的标定实时电流Ibji并求和得到每次对应的所述标定实时电流和Ibzi；通过多个一一对应的Ibzi、Xbi得到Ibzi与Xbi的相关性函数。
[0010]在一些实施方式中，在所述标定实时电流Ibji的变化率为0时对每次加载时机器人各个关节轴驱动电机的标定实时电流Ibji求和。
[0011]在一些实施方式中，在所述实时质量检测步骤中，在所述实时运行电流Isj的变化率为0时对每次加载时机器人各个关节轴驱动电机的实时运行电流Isj求和。
[0012]本专利技术还提供一种机器人末端负载质量检测装置，包括：
[0013]相关性获取单元，用于获取机器人在标定工况下的多个标定实时电流和Ibzi及多个质量已知的标定工件的质量Xbi之间的相关性函数；
[0014]实时质量检测单元，用于将待检测负载加载于所述机器人末端，获取机器人各个关节轴驱动电机的实时运行电流Isj并求和得到对应的实时运行电流和Isz，利用所述相关性函数获得所述待检测负载的实时质量M；
[0015]其中i为标定工况下的标定次数，i≥3，j为机器人的关节轴个数、为大于2的自然数。
[0016]在一些实施方式中，所述相关性函数的获得包括：
[0017]在机器人末端分i次加载多个已知质量为所述Xbi的标定工件，获取每次加载时机器人各个关节轴驱动电机的标定实时电流Ibji并求和得到每次对应的所述标定实时电流和Ibzi；通过多个一一对应的Ibzi、Xbi得到Ibzi与Xbi的相关性函数。
[0018]在一些实施方式中，在所述标定实时电流Ibji的变化率为0时对每次加载时机器人各个关节轴驱动电机的标定实时电流Ibji求和。
[0019]在一些实施方式中，所述实时质量检测单元还用于，在所述实时运行电流Isj的变化率为0时对每次加载时机器人各个关节轴驱动电机的实时运行电流Isj求和。
[0020]本专利技术还提供一种工业机器人，包括上述的机器人末端负载质量检测装置。
[0021]本专利技术提供的一种机器人末端负载质量检测方法、装置及工业机器人，通过获取所述多个标定实时电流和Ibzi及多个质量已知的标定工件的质量Xbi之间的相关性函数，进而获知所述的实时运行电流和Isz与实时质量M的对应关系，并最终获得工业机器人的TCP末端负载的质量，这一方式无需设置相应的传感器(例如质量传感器、扭矩传感器等)，降低了机器人设计成本，由于无需在工业机器人的末端装设所述传感器进而无需安装相应的传感器安装工装，这增大了末端处的可用空间，进而不会对TCP末端的灵活性构成不利影响。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一种实施例的机器人末端负载质量检测方法的步骤示意图；
[0023]图2为本专利技术一种实施例的机器人末端负载质量检测装置的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术一种实施例的工业机器人的结构示意图；
[0025]图4为本专利技术另一种实施例的机器人末端负载质量检测方法的流程示意图；
[0026]图5为本专利技术再一种实施例的机器人的伺服驱动器检测某一关节轴驱动电机转矩电流的波形示意图。
具体实施方式
[0027]结合参见图1至图5所示，根据本专利技术的实施例，提供一种机器人末端负载质量检测方法，包括：
[0028]相关性获取步骤，获取机器人在标定工况下的多个标定实时电流和Ibzi(也即图5中的Q)及多个质量已知的标定工件的质量Xbi(也即图5中的Xg)之间的相关性函数；
[0029]实时质量检测步骤，将待检测负载加载于所述机器人末端，获取机器人各个关节轴驱动电机的实时运行电流Isj并求和得到对应的实时运行电流和Isz，利用所述相关性函数获得所述待检测负载的实时质量M；
[0030]其中i为标定工况下的标定次数，i≥3，j为机器人的关节轴个数、为大于2的自然
数。
[0031]该技术方案中，通过获取所述多个标定实时电流和Ibzi及多个质量已知的标定工件的质量Xbi之间的相关性函数，进而获知所述的实时运行电流和Isz与实时质量M的对应关系，并最终获得工业机器人的TCP末端负载的质量，这一方式无需设置相应的传感器(例如质量传感器、扭矩传感器等)，降低了机器人设计成本，由于无需在工业机器人的末端装设所述传感器进而无需安装相应的传感器安装工装，这增大了末端处的可用空间，进而不会对TCP末端的灵活性构成不利影响。
[0032]本专利技术在具体实施过程中采用了六轴工业机器人进行了相关研究，具体例如图3所示出，机器人电器控制柜中具有相应的控制部件，所述控制部件中设有相应的电流采样芯片，其能够采集各个关节轴对应的驱动电机的转矩电流之和Iq(也即前述的Isz，对于三相电机而言，可以选择U相电流)，而由于Iq与工件之间由所述相关性函数进行关联，从而能够基于这一相关性函数推算出所述工件的质量(也即前述的M)。
[0033]作为所述相关性函数获取的一种具体方式举例：在机器人末端分i次加载多个已知质量为所述Xbi的标定工件，获取每次加载时机器人各个关节轴驱动电机的标定实时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人末端负载质量检测方法，其特征在于，包括：相关性获取步骤，获取机器人在标定工况下的多个标定实时电流和Ibzi及多个质量已知的标定工件的质量Xbi之间的相关性函数；实时质量检测步骤，将待检测负载加载于所述机器人末端，获取机器人各个关节轴驱动电机的实时运行电流Isj并求和得到对应的实时运行电流和Isz，利用所述相关性函数获得所述待检测负载的实时质量M；其中i为标定工况下的标定次数，i≥3，j为机器人的关节轴个数、为大于2的自然数。2.根据权利要求1所述的机器人末端负载质量检测方法，其特征在于，所述相关性函数的获得包括：在机器人末端分i次加载多个已知质量为所述Xbi的标定工件，获取每次加载时机器人各个关节轴驱动电机的标定实时电流Ibji并求和得到每次对应的所述标定实时电流和Ibzi；通过多个一一对应的Ibzi、Xbi得到Ibzi与Xbi的相关性函数。3.根据权利要求2所述的机器人末端负载质量检测方法，其特征在于，在所述标定实时电流Ibji的变化率为0时对每次加载时机器人各个关节轴驱动电机的所述标定实时电流Ibji求和。4.根据权利要求1所述的机器人末端负载质量检测方法，其特征在于，在所述实时质量检测步骤中，在所述实时运行电流Isj的变化率为0时对每次加载时机器人各个关节轴驱动电机的所述实时运行电流Isj求和。5.一种机器人末端负载质量检测装置，其特征在于，包括：相关...

【专利技术属性】
技术研发人员：张茂盛，黄斌，赵伟威，王凯，郑鸿权，梁展荣，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：