[发明专利]一种制样机器人碰撞检测方法、系统及制样系统

说明书

本发明公开了一种制样机器人碰撞检测方法，包括：S01、在制样机器人中执行俯仰动作的关节轴进行俯仰动作的过程中，实时检测此关节轴对应驱动电机的扭矩；S02、当扭矩值大于预设标准值时，判断制样机器人上容器与制样系统发生碰撞。本发明还公开了一种与上述碰撞检测方法相对应的制样机器人碰撞检测系统。本发明还公开了一种制样系统，包括进瓶单元、入料单元、制样单元、制粉旋盖单元、制样机器人和如上所述的检测系统，进瓶单元、入料单元、制样单元和制粉旋盖单元安装于制样机器人的周侧，其中扭矩检测件安装于对应关节轴的驱动电机上，控制单元与制样机器人相连。本发明的检测方法、检测系统及制样系统均具有碰撞检测精准可靠等优点。

技术领域

本发明主要涉及样品制备技术领域，特指一种制样机器人碰撞检测方法、系统及制样系统。

背景技术

在电厂、钢厂、水泥厂等煤炭样品制备领域，自动制样系统已逐步取代之前人工制样，从而实现制样过程无人工干预，而将机器人引入自动制样系统，更加推进了制样系统的透明化、智能化与制样效率的提升。

如图1所示，制样机器人1为目前常用的六轴工业机器人的结构，包括整体回转机构101、整体俯仰机构102、中间臂俯仰机构103、中间臂回转机构104、手部工具俯仰机构105和手部工具回转机构106六个机构（或叫关节轴），以及在手部工具回转机构106的末端安装有手部工具107（如夹爪），实现对大瓶、小瓶、圆桶、方桶、转运容器等五种容器的抓取、转运、倒料、放置等操作，其中煤样装在容器内，随着机器人的运行实现煤样上下环节的流转。其中六个机构对应的驱动电机均为伺服电机，通过集中控制实现机器人的姿态调整（具体结构以及姿态调整方法均为现有技术，在此不再赘述）。

在制样系统中，机器人进行各流程的煤样搬运过程中，转运容器被手部工具107夹持，机器人正常严格按照预设指令进行轨迹运动，但是在运转时加减速度太大或者容器清洗环节（如清洗毛刷的作用力使容器错位），均有可能使得容器与手部工具107发生一定的偏移，即容器相对于机器人TCP点发生一定的偏移，当机器人夹持容器进行放置操作或者倒料操作时，容器很有可能与制样系统发生激烈碰撞导致机械受损。为了解决上述技术问题，目前通过在手部工具107上安装检测传感器的方式来检测是否存在碰撞，但是此种方案存在以下缺点：

1、无法全方位检测手部工具107前方的物体；

2、由于正常运行时手部工具107与制样系统之间的间距就已经很小，此时传感器极易造成误感应；

3、增加传感器成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种精准可靠的制样机器人碰撞检测方法，并相应提供一种结构简单的制样机器人碰撞检测系统及制样系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种制样机器人碰撞检测方法，包括以下步骤：

S01、制样机器人中执行俯仰动作的关节轴在进行俯仰动作的过程中，实时检测此关节轴对应驱动电机的扭矩；

S02、当所述扭矩值大于预设标准值时，判断制样机器人的手部工具上容器与制样系统发生碰撞。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤S02中，所述预设标准值为k*max（TA、TB）；其中TA、TB为正常情况下此关节轴的驱动电机在俯仰动作的起点与终点所对应的扭矩值；K为系数，取值范围为1.0～2.0。

在步骤S01中，所述制样机器人的关节轴在进行俯仰动作对应的制样流程为抓取容器或放置容器或倒料环节或清洗环节中的一个或多个。

在步骤S02中，当判断制样机器人的手部工具上容器与制样系统发生碰撞，停止所述制样机器人的运行。