[发明专利]机器手臂解除刹车的方法

说明书

本发明公开一种机器手臂解除刹车的方法，由力矩感测器获得机器手臂的负载力矩及负载方向，控制马达以相反负载方向输出负载力矩，控制马达的电磁阀缩回挡销进行解除刹车，以电磁阀状态检查解除刹车，解除刹车不成功则增加设定增量加大负载力矩，继续控制马达解除刹车，以确保成功解除刹车。

技术领域

本发明涉及一种机器手臂，尤其是涉及机器手臂从刹车停止转动中，解除刹车让机器手臂移动的方法。

背景技术

工厂自动化利用机器手臂自动抓取工件，不断来回移动进行组装制造，以提高生产的效率。而来回移动的机器手臂，除了需要驱动模块提供动力外，尚需依赖稳定可靠的刹车，才能将机器手臂停止在预定的位置，以进行精确的作业。

请参考图1，为现有技术美国专利US8410732的机器手臂的驱动模块10。现有技术的驱动模块10，利用马达11驱动转轴12转动，经由减速装置13减速后，输出动力移动机器手臂。驱动模块10中设置刹车装置，刹车装置将棘轮14固定在转轴12上，并在棘轮14周边设置电磁阀15，电磁阀15通过伸缩的挡销16离合棘轮14，阻挡或释放棘轮14转动。驱动模块10另在转轴12的一端固定编码器(Encoder)17，检测马达11的转动角度，作为监视及控制马达11转动的回馈信号。

当机器手臂需要移动时，控制电磁阀15缩回挡销16释放棘轮14，再以信号控制马达11驱动转轴12转动，并由编码器17监视马达11是否依照信号需要的角度转动。当机器手臂需要停止时，驱动模块10进行刹车作业，启动电磁阀15伸长挡销16阻挡棘轮14转动，产生刹车力矩，抵抗机器手臂本身及乘载工件所形成负载的惯性力，以停止棘轮14固定的转轴12转动，进而阻止机器手臂移动，再由编码器17监视马达11是否依照信号停止在需要的角度。

然而，当电磁阀15的挡销16停止机器手臂转动后，机器手臂的负载，将经由棘轮14作用在电磁阀15伸长的挡销16上，如乘载工件过大，负载将使棘轮14与挡销16间形成较大的摩擦力。当机器手臂需要再移动时，控制电磁阀15缩回挡销16的力量，不足以克服棘轮14与挡销16间的摩擦力时，挡柱16被棘轮14卡阻，电磁阀15将无法顺利缩回挡柱16释放棘轮14，因而导致驱动模块10无法解除刹车。如在无法解除刹车下，一旦驱动模块10使用更大力量或转动角度驱动马达11转动时，将造成挡销16或棘轮14弯曲变形，不仅影响机器手臂定位的精确性，甚至造成机器手臂毁损。因此，机器手臂在解除刹车的方法上，仍有问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器手臂解除刹车的方法，通过力矩感测器检测机器手臂的负载力矩及其负载方向，以反负载方向的负载力矩控制马达转动，以解除刹车。

本发明的另一目的在于提供一种机器手臂解除刹车的方法，利用检测电磁阀的电流，并设定电流阀值，检查电磁阀缩回挡销的状态，以确保解除刹车。

本发明的另一目的在于提供一种机器手臂解除刹车的方法，反向的负载力矩控制马达转动解除刹车失败时，逐次增量反向的负载力矩，直到成功解除刹车，以避免损坏机器手臂。

为了达到前述发明的目的，由力矩感测器获得机器手臂的负载力矩及负载方向，控制马达以相反负载方向输出负载力矩，进行解除刹车，控制马达的电磁阀缩回挡销，以电磁阀状态检查解除刹车，成功解除刹车则结束解除刹车作业。解除刹车不成功则增加设定增量加大负载力矩，继续控制马达解除刹车。

本发明在检查解除刹车检查电磁阀状态时，预设阀值介于成功解除刹车电流与失败解除刹车电流之间，对电磁阀施加固定电压缩回挡销，在设定时间后检测电磁阀的电流，检查电磁阀的电流大于预设的阀值；判断电磁阀在伸出挡销状态，即解除刹车失败。检查电磁阀的电流不大于预设的阀值，判断电磁阀在缩回挡销状态，即解除刹车成功。

附图说明

图1为现有技术机器手臂的驱动模块的侧剖视图；

图2为本发明机器手臂的驱动模块的侧剖视图；