[发明专利]工业机器人及工业机器人的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业机器人及工业机器人的驱动方法。

背景技术

工业机器人是操作机器，其配备有适用的工具以对物件进行自动操作， 并可对多个运动轴尤其在定向、位置和工作流程方面进行编程。工业机器人 基本具有机器人臂，所述机器人臂带有多个轴和杠杆并且由驱动装置驱动。 所述驱动装置例如可以是电驱动装置，其可特别地具有同步电动机。

为了驱动工业机器人，尤其需要以可靠的技术来检测运动轴的位置，例 如运动轴的角度调节位置(Winkelstellung)。

为了进行可靠的位置检测，尤其为了对位置已调整的电驱动装置进行可 靠的位置检测，例如可以借助坐标转换器(Resolver)来确定该位置，尤其 是驱动装置的电动机转子的角度调节位置。虽然根本不存在两个独立的途径 进行位置检测，但是十多年来的操作中已证明这种位置检测具有相对较低的 故障率，因此借助于坐标转换器所进行的位置检测被认为是较为可靠的。

坐标转换器价格低廉因此比较普遍。但是坐标转换器的分辨率相对有 限，特别是在几个角分的范围内具有相对较大的角度误差。

为了确定转子的位置进而确定相关的运动轴的位置，还可以采用例如带 有光学或磁性检测的所谓的Sin/Cos编码器(Sin/Cos Geber)或增量式编码 器(Inkrementalgeber)(总称为：旋转编码器(Drehgeber))。通过旋转编 码器可在技术上实现目前在精度上优于10″的大于每转20比特(Bit)的分辨 率。由此可相对高动态和高精度地实现驱动装置的位置调节。

与坐标转换器相比，旋转编码器并不可靠，为此在使用旋转编码器时需 要冗余的第二个位置检测系统。例如，该位置检测系统可以是第二旋转编码 器或坐标转换器。但是与坐标转换器相比旋转编码器相对较贵。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种低成本的、可靠的且还能精确地进行工业 机器人的运动轴的位置检测的设计(Vorraussetzung)。

为了实现本发明的目的，提出一种工业机器人，其包括：具有多个轴的 机器人臂；至少一个电驱动装置，其具有三相交流同步电动机并且设置为驱 动所述多个轴的其中之一运动；以及位置检测装置，其设置为用于确定配设 于(归属于，zugeordnet)同步电动机的轴的位置，其中工业机器人设置为 通过第一信号来确定配设于同步电动机的轴的位置，所述第一信号是同步电 动机的电流和/或电压。

此外，为了实现本发明的目的，提出一种工业机器人的驱动方法，所述 方法包括下列步骤：

通过位置检测装置确定工业机器人所具有的多个轴中的一个轴的位置； 以及

通过第一信号确定该轴的位置，所述第一信号为致使该轴运动的三相交 流同步电动机的电流和/或电压。

根据本发明的工业机器人相应地包括带有多个轴的机器人臂，正如普遍 公知的那样，所述轴例如可以通过驱动(Antrieben)尤其通过电驱动而运动。 根据本发明，通过多个包含有三相交流同步电动机的电驱动装置(Antrib) 的其中之一使所述多个轴的其中之一运动。该同步电动机优选为永磁激励同 步电动机，但并非必须如此。

为了确定配设于同步电动机的轴的位置，根据本发明的工业机器人包括 位置检测装置，其中所述位置检测装置优选为旋转编码器，例如Sin/Cos编 码器或增量式编码器。但是理论上也可使用其他的位置检测装置，例如坐标 转换器。

此外，根据本发明的工业机器人设置为，通过第一信号确定配设于同步 电动机的轴的位置。该第一信号是同步电动机的电流和/或电压。该第一信号 能用于对同步电动机或包含同步电动机的电驱动装置进行调节(或控制)， 特别是进行电流调节，从而可以低成本地使用第一信号来确定位置。

第一信号也可以是额外产生的并非用于使三相交流同步电动机运行的 电流和/或电压。即，该第一信号可以是在电机绕组上形成的相对短时的外部 脉冲，所述外部脉冲具有公知的输入特性，根据转子位置能够在三相交流同 步电动机的三个线圈处感应出不同的输出脉冲，所述输出脉冲能够被检测， 并且可以被分析以由此推导出转子的角位置。

相关的(或重要的)轴的位置特别是与参考角相关的轴的角度调节位置， 和/或同步电动机的转子的位置，尤其是转子的角度调节位置。