[实用新型]一种具有柔性腕关节机器人的控制系统

说明书

本实用新型公开了一种具有柔性腕关节机器人的控制系统，包括刀库、编码器、刀库伺服电机、控制器和刀座，还包括连接刀座的柔性腕关节，柔性腕关节通过管路连接有背压提供机构，所述管路上设置有可调减压阀，在可调减压阀与柔性腕关节之间设置有压力传感器，压力传感器及可调减压阀均连接控制器，本实用新型使机器人所持刀具具有柔性腕关节，并能够控制柔性腕关节背压的安全阈值，避免刀具或机器人损坏。

技术领域

本实用新型属于机器人领域，更具体的说涉及一种具有柔性腕关节机器人的控制系统。

背景技术

目前工业机器人的应用越来越普遍，应用范围也越来越广，关节式工业机器人，由于自身结构的原因，重复精度相对较高，而定位精度较低。这个特点导致工业机器人在装配和加工领域应用受限。

现有的解决方式是采用高精度的六维力传感器，作为机器人和执行机构的过渡连接装置，六维力传感器能够检测x，y，z三个方向的力以及绕三个轴向的力矩。传感器所获得的力和力矩信号反馈给机器人的控制系统，从而使机器人做出相应的反应。但是该方式存在以下的不足：1.力传感器成本较高，反馈控制系统较复杂，不利于广泛的推广和应用。2.力反馈控制系统存在时间上的滞后性，碰撞发生以后系统延迟一定时间才会产生相应的动作，然而当控制系统作出响应时，工件可能已经被破坏了。

另一种解决方式是通过单轴气缸和伺服阀来控制气缸对工件的压力，但是该方式为单自由度机构只在一个方向上有作用，而工业中使用的六自由度机器人的运动自由度较多，执行工具和工件之间的接触通常是多维的。要满足需求就要采用多个单自由度机构串联起来，系统刚度降低，误差增大，控制变得复杂，成本上升。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种使机器人所持刀具具有柔性腕关节，并能够控制柔性腕关节背压的安全阈值，避免刀具或机器人损坏。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种具有柔性腕关节机器人的控制系统，包括刀库、编码器、刀库伺服电机、控制器和刀座，还包括连接刀座的柔性腕关节，柔性腕关节通过管路连接有背压提供机构，所述管路上设置有可调减压阀，在可调减压阀与柔性腕关节之间设置有压力传感器，压力传感器及可调减压阀均连接控制器。

进一步的所述刀座为动力刀座，动力刀座连接有变频器，变频器连接控制器。

进一步的所述背压提供机构为气缸或液压缸。

进一步的所述柔性腕关节连接至机器人的机械臂上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：对刀库内所有刀具一一对应的进行设定其各项工作参数，包括其背压的安全阈值，实际工作的转速，当刀具加工工件时，刀具受到较大阻碍，且使得柔性腕关节动作，压力传感器实时检测背压变化，若大于设定的安全阈值则立即停机，以防止继续工作造成刀具或机器人的损坏，反之背压在安全阈值范围内时，刀具可根据柔性腕关节进行一定幅度的运动，降低刀具与工件刚性碰撞的力度，并且在安全值范围内持续加工。

附图说明

图1为本实用新型的控制流程图；

图2为本实用新型的系统结构图。

附图标记：1、刀库；2、编码器；3、刀库伺服电机；4、气源；5、可调减压阀；6、柔性腕关节；7、动力刀座；8、刀具；9、变频器；10、压力传感器；11、控制器。

具体实施方式

参照图1和图2对本实用新型的实施例做进一步说明。

一种具有柔性腕关节机器人的控制系统，包括刀库1、编码器2、刀库伺服电机3、控制器11和刀座，还包括连接刀座的柔性腕关节6，柔性腕关节6通过管路连接有背压提供机构，所述管路上设置有可调减压阀5，在可调减压阀5与柔性腕关节6之间设置有压力传感器10，压力传感器10及可调减压阀5均连接控制器11。