[發明專利]工業機器人系統

有效

• 申請號: 200580037764.7
• 申請日: 2005-10-21
• 公開（公告）號: CN101052498A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 拉爾夫·斯約貝格
• 申請（專利權）人: ABB公司
• 主分類號: B25J13/02
• 分類號: B25J13/02;G05B19/42;B25J13/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊生平;楊林森

技術領域

本發明涉及一種工業機器人系統，所述機器人系統包括：至少一個工業機器人，所述工業機器人包括一個或者多個機械手和控制所述機械手的控制單元；以及便攜式操作員控制裝置，所述操作員控制裝置包括安全設備，所述安全設備包括使能裝置并具有使能功能，所述使能裝置一旦被激活，就可以通過TPU對機器人進行手動操作。本發明還涉及一種將TPU耦合到工業機器人的方法。機械手是可沿至少一個軸運動的機械單元。機械手可能是傳送帶，或者為6軸的機器人。

背景技術

工業機器人被編程以沿著工作路徑執行工作。為了編程或者教導機器人工作，機器人被操縱到沿期望工作路徑的位置上。這些位置被存儲為控制單元中的存儲器中的指令。其它的信息，比如期望的機器人運動速度也可以存儲于該存儲器中。在機器人的工作過程中，程序指令被執行，從而使得機器人按照期望進行工作。

控制機器人的人員被稱為操作員。在下文中，“用戶”和“操作員”是同義詞。工業機器人可以工作于不同的工作模式。例如，當機器人被置于手動操作模式時，機器人受控于通常被稱為示教單元的便攜式操作員控制裝置，其在下文中被稱為TPU。TPU用于手動控制機器人，例如教導或者編程機器人以遵循工作路徑。TPU還可以用于監視機器人程序，改變該程序中的特定變量，啟動、停止和編輯該程序。

TPU通常包括操作員控制裝置(例如操縱桿、球、一組按鈕或其任意組合)、可視顯示單元以及安全設備(比如使能裝置、緊急停止按鈕或者停止按鈕)。通常，使能裝置例如是開關或者按鈕，它們必須由操作員按下才能允許TPU控制機器人。使能裝置影響到達機器人電動機的電流。當該使能裝置被釋放時，不可以通過TPU操作機器人。為了安全起見，TPU通常配置有緊急停止按鈕，緊急停止按鈕允許操作員在任何時候通過按下該按鈕無條件地停止機器人，或者配置有停止按鈕，該按鈕允許操作員有條件地停止機器人。

為了便于在安全條件下自動完成一系列復雜的動作，機器人可被放置于機器人工作間。在機器人生產線上如果布置有若干個彼此相鄰近的機器人，由于存在電纜纏繞的較大危險性，使用無線TPU尤其有益。從德國專利No.DE?195?36?293中得知，在TPU和機器人之間使用無線鏈路用于信息交換。機器人和TPU之間使用無線連接的一個好處是有可能使用同一TPU用于若干個機器人。在該情況下，TPU不屬于某個特定的機器人，而是可以和機器人工作間中的任何一個機器人一起使用。

當TPU用于控制機器人時，所要做的第一件事情就是在機器人控制系統和TPU之間建立通信鏈路。一般來說，如果機器人工作間有多于一個機器人，則它們通過公用網絡被彼此連接起來，從而機器人之間可以互相通信。于是，為了在機器人和TPU之間建立通信鏈路，TPU必須連接到公用網絡。國際專利申請WO03036324公開了一種包括受無線TPU控制的工業機器人的工業機器人系統。TPU通過數據鏈路和機器人控制系統進行通信。該文件披露，限定了一個或多個區域，在其之內允許TPU在安全的情況下通過數據鏈路與控制系統建立通信。當TPU移動離開機器人并且到達限定區域外面時，系統被編程從而自動地斷開控制單元和TPU之間的數據鏈路。當TPU穿過邊界進入另一個機器人的相鄰區域時，數據鏈路也將被斷開。當TPU再次回到限定區域時，數據鏈路將被再次建立起來。TPU的位置被測量，并且TPU和機器人之間的數據鏈路將根據TPU的位置被建立和斷開。

為了避免機器人的意外事故和無意的緊急停止，只要無線TPU沒有耦合于任何特定機器人，使能裝置和安全按鈕就應當不起作用。當TPU已連接到網絡，并且TPU和機器人控制系統之間的通信已經建立時，操作員可以選擇機器人之一用于TPU手動控制。為了能夠用TPU控制某個特定機器人，TPU必須耦合到機器人。將TPU耦合到機器人包括將TPU連接到機器人的安全系統，以及將操作員登錄到機器人的控制系統。將TPU連接到機器人的安全系統包括激活機器人的使能功能，這就意味著針對選擇的機器人，使TPU的使能裝置起作用。于是，當使能功能被激活時，TPU的使能裝置就起作用，并且當TPU的使能按鈕被按下時，就可以例如通過操縱桿移動選擇的機器人。當使能功能被禁止時，即使使能按鈕被按下，通過TPU移動機器人也是不可能的。在連接TPU到安全系統之前，安全設備必須進行檢查并發現無故障。