本發(fā)明涉及一種6軸機械人運動安全控制方法及裝置，特別是一種機械人第6軸運動手抓防撞機方法及裝置。

背景技術：

通常6軸機械人在其運動空間內完成精度裝夾時，液壓/氣動夾具因為加工品的形態(tài)各異，導致夾具的裝夾位置、定位銷及氣密性檢測位置各異，要求機械人裝夾配合時動作位置精度及裝夾力量精度都要有良好控制；一旦出現(xiàn)精度失鎖及回程誤差情況，機械人就會與其工作對象發(fā)生刮碰撞機。現(xiàn)有的控制方法存在一定的誤差，且誤差會隨時間和往返回程累積加大，導致控制信息誤差較大，導致機械人第6軸運動手抓與工作對象發(fā)生刮碰撞機。而且，刮碰撞機后會導致機械人第6軸運動手抓嚴重變形，導致維修成本較大。

因此，現(xiàn)有的6軸機械人工作是存在著機械人第6軸運動手抓易撞機和維修成本較大的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種機械人第6軸運動手抓防撞機方法及裝置。本發(fā)明不僅能夠防止機械人第6軸運動手抓撞機，還能夠減少維修成本。

本發(fā)明的技術方案：機械人第6軸運動手抓防撞機方法，包括以下步驟：

a、使用電流傳感器監(jiān)測6軸機械人各軸電機在正常工作過程中的電流變化關系，得a數據；

b、通過稀疏學習，記錄6軸機械人各軸電機在最大負載和工作極限位置的電流信息，得b數據；

c、將轉化為機械人電流分析專家?guī)鞌祿?/p>

d、在6軸機械人第6軸運動手抓處加裝精度位置傳感器，監(jiān)測手抓位置，當手抓位置變形時，輸出報警信號；

e、使用現(xiàn)場測控計算機將電機電流突變信號及位置傳感器動作信號將兩者的信息進行模糊邏輯控制，輸出動作安全控制預警信息，根據動作安全控制預警信息控制6軸機械人止動；

f、并在手抓機械動作位置加入可應變剛性支撐柱，在6軸機械人止動異常時，防止機械人第6軸手抓碰撞變形。

前述的機械人第6軸運動手抓防撞機方法中，所述6軸機械人止動異常時，可應變剛性支撐柱的薄弱點受力變形，從而防止機械人第6軸手抓碰撞變形。

前述的機械人第6軸運動手抓防撞機方法中，所述步驟a中的電流變化關系為電流變化范圍；步驟b中的稀疏學習為，采用美國ni公司的labviwe進行采集、記錄、分析和學習數據，將a數據在各位置的動態(tài)值記錄，畫出其變化曲線，分析記錄其各位置動作配合電流變化曲線，得出其極限位置重合波峰波谷值，得出6軸機械人各軸電機在最大負載和工作極限位置的電流信息。

前述的機械人第6軸運動手抓防撞機方法中，所述步驟d中的手抓位置變形的判斷方法為，在labviwe軟件上設計一個設定值，當手抓發(fā)生微變形后，精度位置傳感器將檢測到的數值發(fā)送給labviwe采集卡，若檢測到的數值超過設定值，則確定手抓位置出現(xiàn)變形，labviwe軟件發(fā)出報警。

前述的機械人第6軸運動手抓防撞機方法中，所述步驟e中的電機電流突變信號為，電流傳感器檢測到的超出機械人電流分析專家數據庫的電流信號；所述模糊邏輯控制為將電機電流突變信號和位置傳感器動作信號的最大安全值的4/5位置設定成預警控制限值，只要有一個值達到預警控制限值，安全預警控制啟動，即現(xiàn)場測控計算機輸出動作安全控制預警信息。

依據前述的機械人第6軸運動手抓防撞機方法所構建的裝置，包括底座，底座上方設置有機械人第6軸運動手抓；機械人第6軸運動手抓和底座之間連接有彈簧和支撐柱，支撐柱中部設有薄弱點。

前述的裝置中，所述支撐柱包括剛性支撐段和應變支撐段，應變支撐段一端與底座連接；薄弱點呈內凹狀，且位于剛性支撐段和應變支撐段的連接處。

前述的裝置中，所述剛性支撐段的長度為20～25mm，剛性支撐段的直徑為5～10mm；應變支撐段的長度為10～15mm，應變支撐段的直徑為2～5mm。

前述的裝置中，所述應變支撐段頂部設有圓錐段，圓錐段的錐面角度為15～25o；圓錐段頂部設有圓角。

前述的裝置中，所述彈簧和支撐柱均設有2個，2個支撐柱和2個彈簧分別位于底座上表面的邊緣處；機械人第6軸運動手抓的底端側面連接有位置傳感器。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明在加裝電流傳感器檢測機械人各軸電機的電流，通過檢測設備讀取各軸電機在正常工作狀態(tài)下的電流變化值，并將6軸串聯(lián)機械人工作極限位置及最大負載動作電流信息轉化為機械人電流工作狀態(tài)專家?guī)鞌祿?，通過對數據分析，對突發(fā)事故預警控制的準確性；同時加裝位置傳感器，能夠在手抓位置變形時，及時輸出報警控制信號，提高了裝置的安全保障性；然后采用現(xiàn)場測控計算機將電機電流突變信號及位置傳感器動作信號進行模糊邏輯控制，輸出更為精準的動作安全控制預警信息；從而最大程度上防止機械人第6軸運動手抓出現(xiàn)撞機事故。而且，本發(fā)明還設置了可應變剛性支撐柱，通過可應變剛性支撐柱的上的薄弱點來進行撞機后的受力變形，將機械人第6軸運動手抓撞機后的變形量轉移至可應變剛性支撐柱，從而減小機械人第6軸運動手抓撞機后的變形量，減少維修成本；原撞機變形后手抓重新生產成本為2400元，重新加工手抓周期為6～8個工作日，安裝調試時間為2個工作日，其間耽誤生產時間為10個工作日，整線投資為1360萬元的生產線投資，其停工10天的折舊費用=1360萬元/10年/252天*10天=5.4萬元；其維修期間成本=5.4萬元+0.24萬元=5.64萬元。而本發(fā)明進行更換可應變剛性支撐柱裝置的維修期間費用僅為3600元，可應變剛性支撐柱的單顆成本僅為50元，更換時間僅需20分鐘/顆；能夠將維修成本從5.64萬元減少至3600元，最大限度地減少了維修成本。因此，本發(fā)明不僅能夠防止機械人第6軸運動手抓撞機，還能夠減少維修成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是底座處的俯視圖；

圖3是支撐柱的結構示意圖。

附圖中的標記為：1-底座，2-機械人第6軸運動手抓，3-彈簧，4-支撐柱，5-薄弱點，6-剛性支撐段，7-應變支撐段，8-圓錐段，9-位置傳感器。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據。

實施例。機械人第6軸運動手抓防撞機方法，包括以下步驟：

a、使用電流傳感器監(jiān)測6軸機械人各軸電機在正常工作過程中的電流變化關系，得a數據；

b、通過稀疏學習，記錄6軸機械人各軸電機在最大負載和工作極限位置的電流信息，得b數據；

c、將轉化為機械人電流分析專家?guī)鞌祿?/p>

d、在6軸機械人第6軸運動手抓處加裝精度位置傳感器，監(jiān)測手抓位置，當手抓位置變形時，輸出報警信號；

e、使用現(xiàn)場測控計算機將電機電流突變信號及位置傳感器動作信號將兩者的信息進行模糊邏輯控制，輸出動作安全控制預警信息，根據動作安全控制預警信息控制6軸機械人止動；

f、并在手抓機械動作位置加入可應變剛性支撐柱，在6軸機械人止動異常時，可應變剛性支撐柱的薄弱點受力變形，從而防止機械人第6軸手抓碰撞變形。

所述步驟a中的電流變化關系為電流變化范圍；步驟b中的稀疏學習為，采用美國ni公司的labviwe進行采集、記錄、分析和學習數據，將a數據在各位置的動態(tài)值記錄，畫出其變化曲線，分析記錄其各位置動作配合電流變化曲線，得出其極限位置重合波峰波谷值，得出6軸機械人各軸電機在最大負載和工作極限位置的電流信息。所述步驟d中的手抓位置變形的判斷方法為，在labviwe軟件上設計一個設定值，當手抓發(fā)生微變形后，精度位置傳感器將檢測到的數值發(fā)送給labviwe采集卡，若檢測到的數值超過設定值，則確定手抓位置出現(xiàn)變形，labviwe軟件發(fā)出報警。所述步驟e中的電機電流突變信號為，電流傳感器檢測到的超出機械人電流分析專家數據庫的電流信號；所述模糊邏輯控制為將電機電流突變信號和位置傳感器動作信號的最大安全值的4/5位置設定成預警控制限值，只要有一個值達到預警控制限值，安全預警控制啟動，即現(xiàn)場測控計算機輸出動作安全控制預警信息。

依據前述的機械人第6軸運動手抓防撞機方法所構建的裝置，構成如圖1、2、3所示，包括底座1，底座1上方設置有機械人第6軸運動手抓2；機械人第6軸運動手抓2和底座1之間連接有彈簧3和支撐柱4，支撐柱4中部設有薄弱點5。

所述支撐柱4包括剛性支撐段6和應變支撐段7，應變支撐段7一端與底座1連接；薄弱點5呈內凹狀，且位于剛性支撐段6和應變支撐段7的連接處。所述剛性支撐段6的長度為20～25mm，剛性支撐段6的直徑為5～10mm；應變支撐段7的長度為10～15mm，應變支撐段7的直徑為2～5mm。所述應變支撐段7頂部設有圓錐段8，圓錐段8的錐面角度為15～25o；圓錐段8頂部設有圓角。所述彈簧3和支撐柱4均設有2個，2個支撐柱4和2個彈簧3分別位于底座1上表面的邊緣處；機械人第6軸運動手抓2的底端側面連接有位置傳感器9。