[发明专利]伺服控制装置碰撞防护系统、方法及计算机可读取介质

说明书

本发明提供伺服控制装置碰撞防护系统、方法及计算机可读取介质，能根据运行状态的变化实时判断碰撞的发生，并及时进行碰撞防护。伺服控制装置碰撞防护系统包括：接收转矩控制信号而产生转矩从而对伺服控制装置进行驱动，并通过伺服电机编码器输出位置反馈信号的伺服电机；基于位置反馈信号的微分值来生成电机角速度，基于位置指令、位置反馈信号和电机角速度来生成转矩控制信号的伺服驱动装置；以及基于电机角速度来计算理论转矩，基于转矩控制信号来计算实际转矩，基于实际转矩与理论转矩之间的偏差来判断伺服控制装置是否发生碰撞，当判断为发生碰撞时，将碰撞保护指令作为位置指令输出至伺服驱动装置的碰撞保护装置。

技术领域

本发明涉及伺服控制装置碰撞防护系统、伺服控制装置碰撞防护方法、以及存储有结果为执行该伺服控制装置碰撞防护方法的程序的计算机可读取介质，特别涉及利用伺服电机来进行驱动的工业机器人等生产设备伺服控制装置的无传感器弹性碰撞防护系统及方法。

背景技术

在现有的自动化生产环境中，为了高精度地对工业机器人等生产设备进行驱动，多采用伺服电机来作为驱动源。在像这样的由伺服电机来进行驱动的伺服控制装置中，在伺服电机的运行过程中，若因工件等周边物体存在异常而导致工业机器人等伺服控制装置的末端与周边物体发生碰撞，则碰撞所产生的力会传导至伺服控制装置的各个环节，从而有可能会导致伺服控制装置发生损坏。

为了应对上述问题，以往，例如在专利文献1中，提出有如下方案：将来自伺服电机的电流和速度信号分别与通过多次模拟而得的理论电流平均值和理论速度平均值进行比较，当实测电流与理论电流平均值之间的电流差值、以及实测速度与理论速度平均值之间的速度差值均超过容许偏差阈值时，判断为工业机器人末端发生碰撞，并进行相应的反向制动处理。

根据上述方案，通过离线运行对电机电流、速度曲线进行自学习，获得不同运行阶段的容许偏差阈值，并于在线运行时对电机电流及速度反馈信号与离线学习值进行比较，从而能完成碰撞检测而无需借助力矩传感器等传感器设备来进行碰撞检测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：中国发明专利公开CN109202907A号

发明内容

本发明所要解决的技术问题

在现有技术中，需要预先在上位的运动控制器中对理论电流平均值和理论速度平均值进行自学习，再将学习结果通过通信发送至伺服驱动器来与在线检测值进行比较，因此，会使伺服驱动器与运动控制器之间的通信时间增加，从而难以在短时间内对碰撞作出反应。

另外，在现有技术中，由于理论电流和理论速度采用的是多次模拟得到的平均值，因此，在运行状态发生变化的情况下，需要根据不同的运行状态重新设置各个容许偏差，从而难以适应运行状态频繁发生变化的情况。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种伺服控制装置碰撞防护系统、伺服控制装置碰撞防护方法、以及存储有结果为执行该伺服控制装置碰撞防护方法的程序的计算机可读取介质，能根据运行状态的变化实时判断碰撞的发生，并及时进行碰撞防护，因此，能大幅提升碰撞检测的精度和伺服系统的响应性，防止生产设备发生损坏。

解决技术问题的技术方案