[发明专利]多轴机器人

说明书

本发明公开了一种移动有效载荷的方法，包括：接收将有效载荷从第一定位携带到第二定位的命令，使用机器人臂沿着所述第一定位和所述第二定位之间的路径的第一部分移动所述有效载荷，所述第一部分包括所述第一定位，使用机器人臂沿着所述路径的第二部分移动所述有效载荷，所述第二部分包括所述第二定位，其中，在沿着所述路径的所述第一部分的所述移动期间，机器人臂的至少一个致动器被驱动以施加预先确定的力来加速所述有效载荷，并且所述致动器的位置由位置检测器确定以生成第一位置数据，并且其中，在沿着所述路径的所述第二部分的所述移动期间，机器人臂的所述至少一个致动器被驱动以遵循预先确定的位置序列。

技术领域

本发明涉及多轴机器人、用于操作机器人的方法以及用于执行该方法的机器人系统。

背景技术

选择顺应性组装机器人臂(SCARA)型机器人用于各种任务。然而，现有的SCARA机器人需要很大的工作空间体积以便操作。

具体地讲，SCARA机器人通常用于“拾取和放置”操作，其中该机器人可携带很大的有效载荷。在此类操作中，机器人通常表现出高度的抖动，这可导致振动，该振动对机器人造成损坏并且可能对有效载荷有害。该问题并非对于SCARA机器人独有，因为其他机器人诸如Delta机器人也遭受感应振动影响。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种移动有效载荷的方法，该方法包括以下步骤中的一个或多个：接收将有效载荷从第一定位携带到第二定位的命令，使用机器人臂沿着第一定位和第二定位之间的路径的第一部分移动有效载荷，该第一部分包括该第一定位，使用该机器人臂沿着该路径的第二部分移动该有效载荷，该第二部分包括该第二定位，其中，在沿着该路径的第一部分的移动期间，该机器人臂的至少一个致动器被驱动以施加预先确定的力来加速有效载荷，并且该致动器的位置由至少一个位置检测器确定以生成第一位置数据，并且其中，在沿着该路径的第二部分的移动期间，该机器人臂的至少一个致动器被驱动以遵循预先确定的位置序列，或者施加可变力以使有效载荷减速，该预先确定的位置序列和/或变化的力是至少部分地基于预先确定的力和第一位置数据来确定的。

利用此类方法，可以减少机器人臂内的振动，特别是在移动开始和结束时的振动，使得机器人臂中的内应力减小，因此可以增加运动的总体速度，并且可以减小对机器人臂造成损坏的可能性。

该方法还可包括在第一定位处利用机器人臂拾取有效载荷，并且在第二定位处利用机器人臂设置有效载荷。这将意味着该方法执行完整的“拾取和放置”过程。

该有效载荷可在第一定位处移动之前保持静止，并且可在第二定位处移动之后保持静止。这可允许分别在第一定位处和第二定位处更精确地拾取和设置有效载荷。另选地，其可允许在第一定位和/或第二定位处使用有效载荷。

可变力可以在与机器人臂的移动方向相反的方向上。这可允许有效载荷以更大的速率和/或更均匀地减速。

路径的第一部分和/或第二部分可在路径的至少20％上延伸。利用此类布置方式，有效载荷可在移动的高部分内加速并且在移动的高部分内减速，使得可减少移动时间并且减速可更平缓，从而进一步减少结构内的振动。

预先确定的力可为能够由致动器生成的最大力的至少80％。这可允许进一步减少移动所需的时间。

该方法还可包括：在路径的第二部分期间确定致动器的位置以产生第二位置数据，沿路径重复有效载荷或另外的类似的有效载荷的移动，以及至少部分地基于第二位置数据确定预先确定的力。

这可允许机器人多次执行该方法，并且允许机器人通过使用学习算法内的先前数据来改善移动速度和振动减少。

第二位置数据也可用于确定变化的力。

有效载荷可在沿路径的第一部分移动期间落后机器人臂，并且有效载荷可在沿路径的第二部分移动期间领先机器人臂。利用此类布置方式，可进一步减少机器人臂内的振动。