專利名稱：工業(yè)機(jī)器人及工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)機(jī)器人及工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)機(jī)器人是操作機(jī)器，其配備有適用的工具以對(duì)物件進(jìn)行自動(dòng)操作，并可對(duì)多個(gè)運(yùn)動(dòng)軸尤其在定向、位置和工作流程方面進(jìn)行編程。工業(yè)機(jī)器人基本具有機(jī)器人臂，所述機(jī)器人臂帶有多個(gè)軸和杠桿并且由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)裝置例如可以是電驅(qū)動(dòng)裝置，其可特別地具有同步電動(dòng)機(jī)。 為了驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)器人，尤其需要以可靠的技術(shù)來檢測(cè)運(yùn)動(dòng)軸的位置，例如運(yùn)動(dòng)軸的角度調(diào)節(jié)位置(Winkelstellung)。 為了進(jìn)行可靠的位置檢測(cè)，尤其為了對(duì)位置已調(diào)整的電驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行可靠的位置檢測(cè)，例如可以借助坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器(Resolver)來確定該位置，尤其是驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的角度調(diào)節(jié)位置。雖然根本不存在兩個(gè)獨(dú)立的途徑進(jìn)行位置檢測(cè)，但是十多年來的操作中已證明這種位置檢測(cè)具有相對(duì)較低的故障率，因此借助于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器所進(jìn)行的位置檢測(cè)被認(rèn)為是較為可靠的。 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器價(jià)格低廉因此比較普遍。但是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器的分辨率相對(duì)有限，特別是在幾個(gè)角分的范圍內(nèi)具有相對(duì)較大的角度誤差。 為了確定轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)而確定相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軸的位置，還可以采用例如帶有光學(xué)或磁性檢測(cè)的所謂的Sin/Cos編碼器(Sin/Cos Geber)或增量式編碼器(Inkrementalgeber)(總稱為旋轉(zhuǎn)編碼器(Drehgeber))。通過旋轉(zhuǎn)編碼器可在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)目前在精度上優(yōu)于10〃的大于每轉(zhuǎn)20比特(Bit)的分辨率。由此可相對(duì)高動(dòng)態(tài)和高精度地實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置的位置調(diào)節(jié)。 與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器相比，旋轉(zhuǎn)編碼器并不可靠，為此在使用旋轉(zhuǎn)編碼器時(shí)需要冗余的第二個(gè)位置檢測(cè)系統(tǒng)。例如，該位置檢測(cè)系統(tǒng)可以是第二旋轉(zhuǎn)編碼器或坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器。但是與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器相比旋轉(zhuǎn)編碼器相對(duì)較貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種低成本的、可靠的且還能精確地進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軸的位置檢測(cè)的設(shè)計(jì)(Vorraussetzung)。 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提出一種工業(yè)機(jī)器人，其包括具有多個(gè)軸的機(jī)器人臂；至少一個(gè)電驅(qū)動(dòng)裝置，其具有三相交流同步電動(dòng)機(jī)并且設(shè)置為驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)軸的其中之一運(yùn)動(dòng)；以及位置檢測(cè)裝置，其設(shè)置為用于確定配設(shè)于(歸屬于，zugeordnet)同步電動(dòng)機(jī)的軸的位置，其中工業(yè)機(jī)器人設(shè)置為通過第一信號(hào)來確定配設(shè)于同步電動(dòng)機(jī)的軸的位置，所述第一信號(hào)是同步電動(dòng)機(jī)的電流和/或電壓。 此外，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提出一種工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方法，所述方法包括下列步驟
通過位置檢測(cè)裝置確定工業(yè)機(jī)器人所具有的多個(gè)軸中的一個(gè)軸的位置；以及
通過第一信號(hào)確定該軸的位置，所述第一信號(hào)為致使該軸運(yùn)動(dòng)的三相交流同步電 動(dòng)機(jī)的電流和/或電壓。 根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人相應(yīng)地包括帶有多個(gè)軸的機(jī)器人臂，正如普遍公知的那 樣，所述軸例如可以通過驅(qū)動(dòng)(Antrieben)尤其通過電驅(qū)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，通過多個(gè) 包含有三相交流同步電動(dòng)機(jī)的電驅(qū)動(dòng)裝置(Antrib)的其中之一使所述多個(gè)軸的其中之一 運(yùn)動(dòng)。該同步電動(dòng)機(jī)優(yōu)選為永磁激勵(lì)同步電動(dòng)機(jī)，但并非必須如此。 為了確定配設(shè)于同步電動(dòng)機(jī)的軸的位置，根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人包括位置檢測(cè) 裝置，其中所述位置檢測(cè)裝置優(yōu)選為旋轉(zhuǎn)編碼器，例如Sin/Cos編碼器或增量式編碼器。但 是理論上也可使用其他的位置檢測(cè)裝置，例如坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器。 此外，根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人設(shè)置為，通過第一信號(hào)確定配設(shè)于同步電動(dòng)機(jī)的 軸的位置。該第一信號(hào)是同步電動(dòng)機(jī)的電流和/或電壓。該第一信號(hào)能用于對(duì)同步電動(dòng)機(jī) 或包含同步電動(dòng)機(jī)的電驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)(或控制)，特別是進(jìn)行電流調(diào)節(jié)，從而可以低成 本地使用第一信號(hào)來確定位置。 第一信號(hào)也可以是額外產(chǎn)生的并非用于使三相交流同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的電流和/
或電壓。即，該第一信號(hào)可以是在電機(jī)繞組上形成的相對(duì)短時(shí)的外部脈沖，所述外部脈沖具
有公知的輸入特性，根據(jù)轉(zhuǎn)子位置能夠在三相交流同步電動(dòng)機(jī)的三個(gè)線圈處感應(yīng)出不同的
輸出脈沖，所述輸出脈沖能夠被檢測(cè)，并且可以被分析以由此推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子的角位置。 相關(guān)的(或重要的)軸的位置特別是與參考角相關(guān)的軸的角度調(diào)節(jié)位置，和/或
同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置，尤其是轉(zhuǎn)子的角度調(diào)節(jié)位置。 根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人的實(shí)施方式或根據(jù)本發(fā)明的方法，該第一信號(hào)為三 相電壓和/或三相電流。在實(shí)踐中，不必確定同步電動(dòng)機(jī)所有的三相電壓或三相電 流。僅需要測(cè)量三相電壓或三相電流中的兩相。隨后可以根據(jù)公知的三相交流技術(shù)中 (Drehstromtechnik)的關(guān)系由兩相的值確定出第三相的值。利用所確定的電流或電壓可以 推斷出同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的角位置并進(jìn)而得到相應(yīng)的軸的位置。 包括同步電動(dòng)機(jī)的電驅(qū)動(dòng)裝置可以具有帶有中間電路的逆變器(Umrichter)，該 逆變器前置連接同步電動(dòng)機(jī)并且所述逆變器的中間電路的電壓被設(shè)為第一信號(hào)。像這樣的 逆變器對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是公知的。其例如通過脈寬調(diào)制產(chǎn)生用于同步電動(dòng)機(jī)的可 調(diào)節(jié)的三相電壓，并且包括中間電路，所述中間電路例如包含具有相應(yīng)尺寸的電容器。
可以用同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的機(jī)械角，或者特別地電氣角來表示通過第一信號(hào)確定 的相關(guān)軸的位置。 根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人可以具有控制裝置，所述控制裝置設(shè)置成用于控制使工 業(yè)機(jī)器人的軸運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置。這個(gè)控制裝置還可以設(shè)置成對(duì)利用第一信號(hào)所確定的位置 和利用位置檢測(cè)裝置所確定的位置進(jìn)行分析，并且在所確定的這兩個(gè)位置之間的差超出預(yù) 定范圍的情況下，控制裝置會(huì)停止本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)軸或所有軸的運(yùn)動(dòng)。因此可 以使這兩種位置確定互相監(jiān)視。 根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)選的實(shí)施方式這樣進(jìn)行設(shè)置，對(duì)于配設(shè)于同步電動(dòng) 機(jī)的軸的運(yùn)動(dòng)而言，根據(jù)來自于位置檢測(cè)裝置的第二信號(hào)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置。在實(shí)踐中調(diào)節(jié)軸 或者其驅(qū)動(dòng)裝置。由此調(diào)節(jié)例如驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速或位置。根據(jù)這種變型可以通過位置檢測(cè)
4裝置來確定對(duì)于這種調(diào)節(jié)可能需要的、相關(guān)的軸的角度調(diào)節(jié)位置的信息。特別當(dāng)旋轉(zhuǎn)編碼 器(例如Sin/Cos編碼器或增量式編碼器)用作位置檢測(cè)裝置時(shí)，能夠相對(duì)精確地確定轉(zhuǎn) 子的位置，特別是轉(zhuǎn)子的角度，這對(duì)包含同步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)節(jié)有積極的影響。由此 得到對(duì)所述驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行相對(duì)高質(zhì)量的調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而得到對(duì)相關(guān)的軸進(jìn)行相對(duì)高質(zhì)量 的調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)。 隨后通過第一信號(hào)所確定的位置能用于額外地監(jiān)視該軸，由此得到能可靠監(jiān)視位 置的設(shè)計(jì)。 因?yàn)樘貏e借助于旋轉(zhuǎn)編碼器或者其他的位置檢測(cè)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)相對(duì)精確和相對(duì)動(dòng) 態(tài)的位置檢測(cè)，所以根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人的實(shí)施方式能夠?qū)τ糜诠I(yè)機(jī)器人的相關(guān)的 軸的電驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)低成本、高精度和高動(dòng)態(tài)的位置調(diào)節(jié)。 為了可靠地進(jìn)行位置監(jiān)視，根據(jù)本發(fā)明基于第一信號(hào)通過"無編碼器(geberlos)" 的位置檢測(cè)可實(shí)現(xiàn)冗余的位置檢測(cè)。在本文中"無編碼器"表示，除了必要時(shí)在可能存 在的逆變器中已經(jīng)存在的(例如用于驅(qū)動(dòng)裝置的電流調(diào)節(jié)的)傳感器之外，不需要其他 的傳感器。"無編碼器"的位置檢測(cè)例如在專利文獻(xiàn)EP 1051801Bl， DE 10226974Al， DE 102006004034A1， EP 0539401B1，DE 102007003874A1或EP 0579694B1中被公開。
根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人或根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠?qū)崿F(xiàn)完全冗余的 第二種位置檢測(cè)方式，而無需額外的成本或者僅需很少的成本，因?yàn)檫@種"無傳感器"或"無 編碼器"的位置檢測(cè)，在完全可能存在的逆變器中可能已經(jīng)存在的電流-電壓測(cè)量裝置被使 用的情況下，可借助于該第一信號(hào)通過軟件來實(shí)現(xiàn)。"無傳感器"或"無編碼器"系統(tǒng)被用于對(duì)工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)的軸的可調(diào)節(jié)電驅(qū)動(dòng) 裝置進(jìn)行冗余檢測(cè)，其中所述電驅(qū)動(dòng)裝置具有同步電動(dòng)機(jī)尤其具有永磁激勵(lì)同步電動(dòng)機(jī)。 在此必要時(shí)可以這樣利用本發(fā)明，借助所謂的矢量調(diào)節(jié)(矢量控制)來實(shí)現(xiàn)這種電驅(qū)動(dòng)裝 置的調(diào)節(jié)，為了進(jìn)行操作，所述矢量調(diào)節(jié)需要三相電流(然而至少需要三相電流中的兩相 電流，第三相電流可以計(jì)算得到)以及必要時(shí)逆變器的中間電路的電壓。為了通過上述文 獻(xiàn)中已知的算法得出同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，這種已經(jīng)存在的傳感器就足夠了。因此對(duì)于 根據(jù)本發(fā)明所述的位置檢測(cè)提供了兩種相互獨(dú)立的方式 方式1 :通過例如旋轉(zhuǎn)編碼器(總稱為位置檢測(cè)裝置)進(jìn)行常規(guī)的位置檢測(cè)。就 此而言，根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人的實(shí)施方式或根據(jù)本發(fā)明方法的實(shí)施方式，為了實(shí)現(xiàn)可 能較高的分辨率、可能較高的精確度和可能更好的動(dòng)態(tài)特性，必要時(shí)要對(duì)具有同步電動(dòng)機(jī) 的電驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行位置調(diào)節(jié)和電流調(diào)節(jié)。 方式2 :借助第一信號(hào)進(jìn)行"無傳感器"或"無編碼器"的檢測(cè)。就此而言，必要時(shí) 要控制或監(jiān)視利用位置檢測(cè)裝置確定的相關(guān)的軸的位置。 因此，根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了帶有可靠位置檢測(cè)的高動(dòng)態(tài)、高精度、低成 本的系統(tǒng)。


在附圖中示例性示出了本發(fā)明的實(shí)施例。其中 圖1示出了工業(yè)機(jī)器人；以及 圖2示出了工業(yè)機(jī)器人的電驅(qū)動(dòng)裝置的方塊圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了工業(yè)機(jī)器人l，其可在六個(gè)自由度上運(yùn)動(dòng)。按照一般公知的方式，工業(yè) 機(jī)器人1具有關(guān)節(jié)2、3、4、5 ;杠桿6 ;六個(gè)運(yùn)動(dòng)軸A1、A2、A3、A4、A5、A6 ;以及法蘭7。
軸Al-A6中的每個(gè)軸均通過驅(qū)動(dòng)裝置13的驅(qū)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，在此實(shí)施例的情況中，所 述驅(qū)動(dòng)裝置是電驅(qū)動(dòng)裝置并且分別具有電動(dòng)機(jī)8、9、10、11。例如，在圖2中示出的電動(dòng)機(jī) 11或相應(yīng)的電驅(qū)動(dòng)裝置13可以通過不再詳細(xì)示出的本領(lǐng)域技術(shù)人員普遍公知的傳動(dòng)裝置 來使軸A2運(yùn)動(dòng)。 在此實(shí)施例的情況中，電動(dòng)機(jī)8-11為三相交流同步電動(dòng)機(jī)，特別為永磁激勵(lì)同步 電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)8-11分別由電子器件(Leistungselektroniken) 12，即所謂的逆變器來進(jìn) 行控制，所述電子器件在此實(shí)施例的情況中設(shè)置在控制裝置14中。電子器件12分別與其電 動(dòng)機(jī)S-ll電連接。電子器件12的其中之一例如用于在圖2中以方塊圖示出的電動(dòng)機(jī)11。 因此，使軸A2運(yùn)動(dòng)的電驅(qū)動(dòng)裝置13包括電動(dòng)機(jī)11和電子器件12。 電驅(qū)動(dòng)裝置13或電動(dòng)機(jī)11的電子器件12以及其他的電驅(qū)動(dòng)裝置與控制裝置14 的控制計(jì)算機(jī)15連接，在控制計(jì)算機(jī)上運(yùn)行有合適的、且原則上為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知 的計(jì)算程序，所述計(jì)算程序以合適的且普遍公知的方式控制電子器件12，以使工業(yè)機(jī)器人 1按期望的方式運(yùn)動(dòng)。在此實(shí)施例的情況中，控制計(jì)算機(jī)15與電子器件12被設(shè)置在控制裝 置14的殼體中。 在此實(shí)施例的情況中，用于電動(dòng)機(jī)8-11的每個(gè)電子器件12均包括整流器21、中間 電路22和逆整流器(Wechselrichter)23。中間電路22具有電容器C，并且整流器21以普 遍公知的方式從三相電源電壓產(chǎn)生通過中間電路22的電容器C平滑化的直流電壓V。平 滑化的該直流電壓V是逆整流器23的輸入電壓，所述逆整流器23以普遍公知的方式從直 流電壓V產(chǎn)生三相電壓，此三相電壓的基波振動(dòng)(Gr皿dschwing皿g)的頻率是可調(diào)的。此 三相電壓將被輸送至電動(dòng)機(jī)11的電動(dòng)機(jī)端子(Motorklemmen)24，并且例如通過脈寬調(diào)制 (P麗)產(chǎn)生三相電壓。 但是也可以使電動(dòng)機(jī)8-11共享一個(gè)整流器和一個(gè)中間電路，而且電動(dòng)機(jī)8-11中 的每一個(gè)均配設(shè)有與唯一的中間電路連接的逆整流器。 在此實(shí)施例的情況中，逆整流器23以普遍公知的方式包括有在圖中未詳細(xì)示出
的多個(gè)半橋，所述半橋分別具有三個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)，所述半導(dǎo)體開關(guān)具有附帶的空載二極管
(Freilaufdiode)。在此實(shí)施例的情況中，此半導(dǎo)體開關(guān)是功率晶體管，例如IGBT。 電動(dòng)機(jī)11以普遍公知的方式具有定子25和轉(zhuǎn)子26，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與逆整流器
23所產(chǎn)生的基波振動(dòng)有關(guān)。 在此實(shí)施例的情況中，電驅(qū)動(dòng)裝置13和其他的驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速是可調(diào)節(jié)的，其中 此處使用本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的矢量調(diào)節(jié)。通過合適的測(cè)量裝置可測(cè)得調(diào)節(jié)所需的信號(hào)， 例如電動(dòng)機(jī)11的電流i和電壓，并且所述信號(hào)會(huì)被輸送至控制計(jì)算機(jī)15，在所述控制計(jì)算 機(jī)15上運(yùn)行有用于調(diào)整(或者說控制)驅(qū)動(dòng)裝置13的計(jì)算程序。 在此實(shí)施例的情況中，通過電流測(cè)量裝置27僅確定電動(dòng)機(jī)11的三個(gè)電流i中的 兩個(gè)?？刂朴?jì)算機(jī)15以普遍公知的方式由這兩個(gè)電流i確定電動(dòng)機(jī)11的第三個(gè)電流i。 如原則上本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的，控制計(jì)算機(jī)15從中間電路22的直流電壓V和逆整流器
623的半導(dǎo)體開關(guān)的開關(guān)位置確定電動(dòng)機(jī)11的三相電壓。通過電壓傳感器28來測(cè)量中間電 路22的直流電壓V，所述電壓傳感器以未在圖中示出的方式與控制計(jì)算機(jī)15連接。
在此實(shí)施例的情況中，工業(yè)機(jī)器人1包括用于其軸Al-A6中的每一個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)編 碼器，在圖2中示出了軸A2的旋轉(zhuǎn)編碼器29。旋轉(zhuǎn)編碼器29例如是Sin/Cos編碼器或增 量式編碼器并且以未在圖中示出的方式與控制計(jì)算機(jī)15連接，由此能夠分析出來自于旋 轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)。來自于旋轉(zhuǎn)編碼器29的信號(hào)是電動(dòng)機(jī)11所配設(shè)的軸A2的轉(zhuǎn)子26的位 置值(MaP)，進(jìn)而是軸A2的位置值，特別是角位置或角度調(diào)節(jié)位置值。
因此，在此實(shí)施例的情況中，給控制計(jì)算機(jī)15提供有關(guān)轉(zhuǎn)子26、軸A2以及其他的 軸A1、A3-A6的角位置的信息。基于軸A2或電動(dòng)機(jī)11的轉(zhuǎn)子26的、通過旋轉(zhuǎn)編碼器29所 確定的角位置被用于調(diào)節(jié)電驅(qū)動(dòng)裝置13。 在此實(shí)施例的情況中，控制計(jì)算機(jī)15對(duì)基于來自相應(yīng)旋轉(zhuǎn)編碼器29的信號(hào)的、有 關(guān)軸A1-A6的位置的信息進(jìn)行分析，以識(shí)別可能的緊急情況并且必要時(shí)控制驅(qū)動(dòng)裝置13以 使工業(yè)機(jī)器人1的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)停止。 在此實(shí)施例的情況中，為了可靠地監(jiān)視軸Al-A6的位置，額外地通過第二種方式 進(jìn)行監(jiān)視或確定所述軸Al-A6的位置。為此，控制計(jì)算機(jī)15對(duì)信號(hào)(即電動(dòng)機(jī)8-11的電流i 以及中間電路22的直流電壓V)進(jìn)行分析，從而推斷出相關(guān)的電動(dòng)機(jī)8-ll的轉(zhuǎn)子26的角度 調(diào)節(jié)位置。基于測(cè)得的電流和/或電壓可推斷出同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子角位置的算法對(duì)于本領(lǐng) 域技術(shù)人員而言原則上例如可以從前文中所述的專利文獻(xiàn)EP 1051801B1，DE 10226974Al， DE 102006004034A1，EP 0539401B1，DE 102007003874A1或EP0579694B1中得知，這里不再 贅述。 在此實(shí)施例的情況中，控制計(jì)算機(jī)15設(shè)置成，當(dāng)所確定的工業(yè)機(jī)器人1的軸A1-A6 的至少其中之一的多個(gè)位置超出預(yù)定范圍或預(yù)定值時(shí)，控制計(jì)算機(jī)15引導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人1緊
急停止。
權(quán)利要求
一種工業(yè)機(jī)器人，包括機(jī)器人臂，具有多個(gè)軸(A1-A6)；至少一個(gè)電驅(qū)動(dòng)裝置(13)，具有三相交流同步電動(dòng)機(jī)(8-11)，并設(shè)置為驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)軸(A1-A6)的其中之一運(yùn)動(dòng)；以及位置檢測(cè)裝置(29)，設(shè)置為用于確定配設(shè)于所述同步電動(dòng)機(jī)(11)的軸(A2)的位置，其中，所述工業(yè)機(jī)器人(1)設(shè)置為通過第一信號(hào)確定配設(shè)于所述同步電動(dòng)機(jī)(11)的軸(A2)的位置，所述第一信號(hào)為所述同步電動(dòng)機(jī)(11)的電流(i)和/或電壓(V)。
2. 如權(quán)利要求l所述的工業(yè)機(jī)器人，其中，相關(guān)的所述軸(A2)的位置是角度調(diào)節(jié)位置，和/或尤其通過所述位置確定所述同步電動(dòng)機(jī)(11)的轉(zhuǎn)子(26)的角度調(diào)節(jié)位置。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)機(jī)器人，其中，所述第一信號(hào)為前置串聯(lián)所述同步電動(dòng)機(jī)(11)的逆變器(12)的三相電壓和/或三相電流(i)、和/或所述逆變器(12)的中間電路(22)的電壓(V)。
4. 如權(quán)利要求l-3中任一項(xiàng)所述的工業(yè)機(jī)器人，其中，用所述同步電動(dòng)機(jī)(11)的轉(zhuǎn)子(26)的電氣角來表示通過所述第一信號(hào)確定的相關(guān)的所述軸(A2)的位置。
5. 如權(quán)利要求l-4中任一項(xiàng)所述的工業(yè)機(jī)器人，還包括控制裝置(14，15)，所述控制裝置設(shè)置成用于控制使所述工業(yè)機(jī)器人的軸(Al-A6)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置(13)，并且所述控制裝置設(shè)置成，對(duì)通過所述第一信號(hào)所確定的位置和通過所述位置檢測(cè)裝置(29)所確定的位置進(jìn)行分析，并在所確定的這兩個(gè)位置的差超出預(yù)定范圍時(shí)，停止相關(guān)的軸(Al-A6)或所有的軸(Al-A6)的運(yùn)動(dòng)。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的工業(yè)機(jī)器人，其中，所述工業(yè)機(jī)器人設(shè)置為，根據(jù)來自于所述位置檢測(cè)裝置(29)的第二信號(hào)調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)裝置(13)，用以驅(qū)動(dòng)配設(shè)于所述同步電動(dòng)機(jī)的軸(Al-A6)運(yùn)動(dòng)。
7. 如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的工業(yè)機(jī)器人，其中，所述位置檢測(cè)裝置是旋轉(zhuǎn)編碼器(29)，特別是Sin/Cos編碼器或增量式編碼器。
8. —種工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方法，所述方法包括下列步驟通過位置檢測(cè)裝置(29)確定工業(yè)機(jī)器人(1)所具有的多個(gè)軸(Al-A6)中的一個(gè)軸(A2)的位置；以及通過第一信號(hào)確定該軸(A2)的位置，所述第一信號(hào)為使該軸(A2)運(yùn)動(dòng)的三相交流同步電動(dòng)機(jī)(11)的電流(i)和/或電壓(V)。
9. 如權(quán)利要求8所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述第一信號(hào)為額外產(chǎn)生的并非用于使所述三相交流同步電動(dòng)機(jī)(11)運(yùn)行的電流和/或電壓。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的驅(qū)動(dòng)方法，還包括對(duì)通過所述位置檢測(cè)裝置(29)所確定的位置和通過所述第一信號(hào)所確定的位置進(jìn)行分析，并且當(dāng)所確定的這兩個(gè)位置之間的差超出預(yù)定范圍時(shí)，停止該軸(A2)或所述多個(gè)軸(Al-A6)的運(yùn)動(dòng)。
11. 如權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)方法，還包括根據(jù)來自于所述位置檢測(cè)裝置(29)的第二信號(hào)調(diào)節(jié)所述同步電動(dòng)機(jī)(ll)，用以驅(qū)動(dòng)配設(shè)于所述同步電動(dòng)機(jī)的軸(A2)的運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)機(jī)器人及工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方法。該工業(yè)機(jī)器人包括機(jī)器人臂，具有多個(gè)軸(A1-A6)；至少一個(gè)電驅(qū)動(dòng)裝置(13)，具有三相交流同步電動(dòng)機(jī)(8-11)，并設(shè)置為使所述軸(A1-A6)運(yùn)動(dòng)；以及位置檢測(cè)裝置(29)，設(shè)置為用于確定配設(shè)于所述同步電動(dòng)機(jī)(11)的軸(A2)的位置。所述工業(yè)機(jī)器人(1)設(shè)置為通過第一信號(hào)確定配設(shè)于所述同步電動(dòng)機(jī)(11)的軸(A2)的位置，所述第一信號(hào)為所述同步電動(dòng)機(jī)(11)的電流(i)和/或電壓(V)。
文檔編號(hào)B25J11/00GK101745917SQ20091025419
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者哈特穆特·凱爾, 赫爾諾特·尼茨 申請(qǐng)人:庫(kù)卡羅伯特有限公司