[发明专利]紧急情况停止事件期间的机器人控制

说明书

技术领域

本公开涉及在移动机器人组装线中紧急情况停止(e-stop)事件期间机器人的控制。

背景技术

工作产品通过不同组装站或工作单元的移动会引起产品收得率和效率的显著提升。一些机器人辅助组装线将产品经由高架的或物体下部的承载器运输到不同工作单元，并随后在特定单元处使产品停下。机器人可以在生产线重新启动之前执行分配的工作任务。在其他组装线配置中，机器人可以追踪组装线的运动且在移动的产品上执行自动任务。

移动的组装线的同步运动提出了独特控制挑战。例如，机器人的运动必须与组装线的运动充分地协调，例如将工件运送到工厂中不同站或单元的特定承载器。一旦机器人和工件之间实现适当的对准，和一旦机器人组装任务开始，则机器人和要被组装工件相互接触。在控制的该接触阶段，机器人的运动依照机器人的末端执行器/臂的端部和产品之间的接触力而被控制。

移动的机器人组装线还配备有具有安全装置的主机，诸如压力垫、门、光幕、手动停止按钮和其他紧急情况停止(e-stop)装置。通常，e-stop事件的触发立即使得机器人停止。然而，如果e-stop事件在控制的接触阶段期间发生，机器人和产品之间的同步运动的分离会很生硬。在一些情况下，该分离可引起末端执行器和产品之间的碰撞，且结果在机器人末端执行器和产品上引起不期望但短暂的冲撞力。

发明内容

本文公开了一种系统，用于最小化和评价至工厂中的产品的接触力，特别是在机器人控制的接触阶段中紧急停止(e-stop)事件期间。组装机器人具有臂工具端部/末端执行器，其在组件的接触阶段期间与承载器上的产品相互接触。承载器让产品运动通过如上所述的工厂，例如，产品定位在承载器上，使得承载器销与产品匹配孔或其他特征部对准。在e-stop事件活动时，组装机器人以本文所述的具体方式被控制，以最小化作用在产品上的接触力。

特别地，公开了一种用在工作单元中的系统，所述工作单元具有承载器，所述承载器让产品沿组装线移动。系统包括组装机器人、跟踪传感器、和控制器。组装机器人具有机器人臂和可移动平台。机器人臂经由电动机在相邻于承载器的平台上运动。传感器测量承载器的变化位置且将变化位置编码为位置信号。控制器与组装机器人和跟踪传感器通信，且由此从跟踪传感器接收所述位置信号。

控制器随后计算组装机器人相对于承载器的滞后值，依据所述位置信号这样做。控制器还在机器人臂和产品相互接触时检测组装机器人的被请求的e-stop，且选择性地将速度信号传递到电动机。在接收速度信号时，电动机让平台以校准速率减速同时让承载器停止。这仅在经计算跟踪位置滞后值处于校准阈值以上时发生。

还公开了用于在工作单元中使用的方法。所述方法包括让组装机器人的机器人臂在可移动平台上运动，所述可移动平台定位为邻近于承载器，且使用跟踪传感器测量承载器的变化位置。所述方法进一步包括将改变化置编码为位置信号，将位置信号传递到控制器，且依据所述位置信号经由控制器计算组装机器人相对于承载器的滞后值。另外，所述方法包括在臂和产品相互接触时检测组装机器人的被请求的e-stop，且仅在经计算的跟踪位置滞后值处于校准阈值以上时选择性地将速度信号从控制器传递到组装机器人。所述速度信号使得平台校准减速发生。

本发明的上述特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。

附图说明

图1是示例性工作单元的示意图，所述工作单元具有控制器，所述控制器使得在紧急情况停止(e-stop)事件期间机器人和产品之间的接触力最小化。

图2是e-stop事件期间示例性反作用接触力的时间曲线图。

图3是描述用于处理图1的工作单元中的e-stop事件的示例性方法的流程图。

图4是显示了均等分布的接触力的示例性车轮毂。

图5是车辆的示意图，描述了与车辆承载器相关的期望静态平衡条件。

图6是图4中所示的车辆的潜在本体运动的示意图。

具体实施方式

参见附图，其中几幅图中相同的附图标记对应相同或相似的部件，且以图1开始，工作单元10包括输送线12。产品16经由承载器14沿箭头18的方向被传送通过工作单元10。产品16在组件的接触阶段期间由组装机器人30操作。如上所述，接触阶段是指特定的控制阶段，在该接触阶段中机器人30的运动依照机器人30的臂工具/末端执行器31的端部和产品16之间的接触力而被控制。