[發明專利]機器人系統

有效

• 申請號: 201811269274.5
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109719376B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 本橋應朗;北野嵩博
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B23K11/11;B23K11/31;B23K11/36;B25J11/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 范勝杰;文志

本發明提供一種機器人系統，其使用機器人軸的轉矩信息來高精度地檢測處理工具與處理對象物的接觸位置。該機器人系統具備：多關節型機器人，其在機械臂前端部保持處理工具，并具備驅動多個驅動軸的多個驅動部；以及機器人控制裝置，其控制機器人的多個驅動部，從而控制處理對象物與處理工具的相對位置。機器人控制裝置具備：轉矩信息檢測部，其檢測與機器人的多個驅動部的轉矩相關的轉矩信息；接觸位置推定部，其根據轉矩信息檢測部檢測出的多個驅動部中的至少一個驅動部的轉矩信息的變化傾向的變化，推定處理對象物與處理工具接觸的接觸位置；以及位置修正部，其根據接觸位置推定部推定出的接觸位置來修正機器人的目標位置。

技術領域

本發明涉及一種使處理工具與處理對象物接觸來對處理對象物實施預定處理的機器人系統。

背景技術

在專利文獻1～4中記載一種點焊系統(機器人系統)，其使點焊槍(處理工具)與工件(處理對象物)接觸來對工件實施點焊(預定的處理)。

該點焊系統具備：點焊槍，其具有通過槍軸用電動機進行驅動的可動電極以及與其相對配置的相對電極；以及多關節型機器人，其在機械臂前端部保持點焊槍，并通過多個機器人軸用電動機進行驅動。該點焊系統在使用機器人使工件與點焊槍相對移動后，使點焊槍的可動電極與相對電極朝向工件的打點位置閉合從而在可動電極與相對電極之間間隔工件，通過在兩個電極之間施加電壓來進行點焊。

在這樣的點焊系統中，如果示教位置或機器人或點焊槍的動作程序(作業程序)的工件位置(點焊打點位置)偏離了實際的工件位置，則對工件作用過載而使工件變形，從而導致焊接品質的下降。

為了避免這樣的情況，專利文獻1～4中記載的點焊系統檢測工件與點焊槍的電極的接觸，修正點焊槍的目標位置(動作程序的工件位置)。

在進行使點焊槍閉合的動作時如果電極與工件接觸，則槍軸用電動機的轉矩特性的變化傾向(斜率、每單位時間的轉矩變化量)發生變化(增加)。

著眼于該性質，專利文獻1以及2所記載的點焊系統在進行使點焊槍閉合的動作時監視槍軸用電動機的轉矩，根據轉矩特性的變化傾向的變化來推定電機與工件的接觸位置，并根據推定出的接觸位置來修正點焊槍的目標位置(動作程序的工件位置)。

另外，在進行使點焊槍閉合的動作時如果電極與工件接觸，則機器人軸用電動機的轉矩也發生變化(增加或減少)。

著眼于該性質，專利文獻3以及4所記載的點焊系統在進行使點焊槍閉合的動作時監視機器人軸用電動機的轉矩，根據轉矩達到閾值時的時刻或位置來修正點焊槍的目標位置(動作程序的工件位置)。

在專利文獻1以及2所記載的點焊系統中，使用槍軸的轉矩信息檢測焊接電極與工件的接觸。在這樣使用槍軸的轉矩信息的方法中，一定需要使可動電極與工件接觸，當相對電極與工件接觸時無法檢測接觸。另外，在單獨具備控制機器人軸的控制器和控制槍軸的控制器的點焊系統中，在從機器人控制器參照槍軸的轉矩信息時會產生延遲。

另外，在專利文獻3以及4所記載的點焊系統中，監視電動機轉矩是否達到閾值，并非像專利文獻1以及2所記載的點焊系統那樣監視電動機轉矩特性的變化傾向的變化即電極與工件接觸的瞬間，因此接觸位置的檢測精度比專利文獻1以及2所記載的點焊系統的檢測精度低。

專利文獻1：日本特開2011-88175號公報

專利文獻2：日本特開2011-152582號公報

專利文獻3：日本特開2001-150150號公報

專利文獻4：日本特開2012-11403號公報

發明內容

本發明的目的在于提供一種使用機器人軸的轉矩信息來高精度地檢測處理工具與處理對象物之間的接觸位置的機器人系統。