CN112162520B - 一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业机器人轴数据板卡供电技术领域，涉及一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法。针对不同时长的关机情况采用不同的开关机策略，当工业机器人设备关机时，通过判断长时间关机或短时间关机的情况，执行不同关机策略；当工业机器人设备开机时，通过自动检测继电器通断情况，执行不同开机策略；因工业机器人设备经常关机，经常出现电池电量过低的报警信息，电池使用寿命时间短，本方法可以避免工业机器人设备在关机时轴数据板卡电池过度放电并延长电池使用寿命；电池电量低同时会造成机器人零点丢失，本方法省去了机器人回零的人工手动操作过程，减少了设备的停机维修时间。

Description

一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法

技术领域

本发明属于工业机器人轴数据板卡供电技术领域，涉及一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法。

背景技术

工业机器人设备中有一块轴数据板卡，其作用为记录及转换机器人各轴位置信号，此板卡需要24小时不间断供电，否则会造成机器人零点位置丢失报警，目前机器人对此板卡供电均采用下述方法：设备开机时由机器人电柜进行供电，当设备关机时由电池(蓄电池)进行供电，当设备因使用需求降低而长时间进行关机时会造成电池电量过度消耗，造成机器人报警和较长的停机维修时间。

目前为了避免电池过度放电，主要是这种方法：通过监测蓄电池的电压或其他参数，当电压较低时停止蓄电池放电，避免电池过度放电。但是在工业机器人设备中，由于不同厂家设计不同，轴数据板卡的供电电池采用的电池为蓄电池或干电池这两种不同的电池，同时此电池是在设备关机后为此板卡供电，停止对此板卡供电后会造成机器人零点丢失故障，所以监测电压信号的方法在工业机器人中并不适用。当设备关机后电池电量过低或者更换电池时，造成机器人零点丢失故障后，机器人零点校准是一个费时费力的过程，为避免因人为校准机器人增加设备故障维修时间，在电池保护策略上还需考虑机器人零点校准问题。

专利文献1(TW107139236)公开了一种电子装置，包括电池模组、测量单元与处理单元电池模组提供电源信号测量单元耦接电池模组，测量电池模组的电源信号，以产生测量信号处理单元耦接电池模组与测量单元，接收测量信号，计算并取得电池模组的电量，并依据电池模组的电量及监控时间，产生第一控制信号，使电池模组进入关闭模式。

专利文献2(CN201920722002.X)公开了公开了一种驻车空调用电瓶的低压保护装置，涉及电瓶低压保护装置技术领域。本实用新型中汽车电瓶不直接与驻车空调连接，先通过保护电路与驻车空调连接；保险F1的另一端与电阻R1、常闭触点K2和发光二极管VD2形成报警回路；电阻R2、继电器K、二极管VD1、三极管T1、按钮B1和电阻R3共同组成控制回路；保险F1的另一端还与常开触点K1、电阻R4、电阻R5、电阻R6连接形成串联分压电路。当电瓶电量低时，电瓶的电压会降低，保护电路通过采集电瓶输出电压来判断电瓶电量；当电瓶输出电压过低时，保护电路断开电瓶和驻车空调之间的连接，并进行亮灯报警，从而保护电瓶避免过度放电导致损坏。

专利文献3(CN201620438074.8)公开了一种配电通信箱蓄电池寿命延长装置，包括MOS管、CPU模块、温度电阻以及采样电阻，所述MOS管、温度电阻以及采样电阻均与CPU模块连接；所述MOS管受CPU模块控制，用于调节对配电通信箱蓄电池的充电电压和电流；所述CPU模块通过采样电阻获得配电通信箱蓄电池的充电电压、放电电压、充电电流及放电电流数据；所述温度电阻用于检测配电通信箱环境温度以及电池温度；所述配电通信箱蓄电池寿命延长装置直接设置在蓄电池和外部设备之间。解决了配电通信箱内蓄电池容易损坏的问题，延长了配电通信箱蓄电池的寿命，保证配网通信箱的可靠运行。

专利文献1中主要是通过对电池电量的预先监测和计算，来实现电池的关闭，不是通过判断放电时间长短进行避免电池过度放电；专利文献2主要是对驻车空调用电瓶电压进行监测，从而判断是否切断蓄电池供电，而不是通过判断放电时间长短进行避免电池过度放电；专利文献3主要提出一对蓄电池的充电和放电的电压电流、环境温度变化的监控，通过调节电池充放电的电压和电流来保护电池的一种装置，也不是通过判断放电时间长短进行避免电池过度放电。同时以上三个专利都未考虑机器人电池断电后带来的零点丢失的报警故障，不适用于机器人***。

发明内容

本发明提供了一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法，本方法可以有效避免电池电量过度消耗的情况，延长电池使用寿命，并大大减少设备的停机维修时间。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：

一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法，其特征在于：针对不同时长的关机情况采用不同的开关机策略，具体内容如下：

当工业机器人设备关机时，通过判断长时间关机或短时间关机的情况，执行不同关机策略；

当工业机器人设备开机时，通过自动检测继电器通断情况，执行不同开机策略。

技术方案中所述当工业机器人设备关机时，通过判断长时间关机或短时间关机的情况，执行不同关机策略；具体内容如下：

如果选择短时间关机，***自动进行关机，结束后关闭设备电源开关；

当选择长时间关机时，PLC向机器人发送信号指令，机器人接收后自动执行各个关节回到零点的程序，机器人执行程序后再向PLC反馈信号，PLC控制中间继电器KA1断开，电池停止对轴数据板卡供电，之后关闭设备电源开关。

技术方案中所述当工业机器人设备开机时，通过自动检测继电器通断情况，执行不同开机策略；具体内容如下：

当工业机器人设备重新开机时，首先通过PLC检测中间继电器是否通断；

如果检测中间继电器接通，则对应的是短时间停机，无需其他操作；

如果监测中间继电器断开，对应的是长时间关机，由于未对机器人轴数据板卡供电，会有机器人零点丢失情况，通过PLC与触摸屏进行相应的报警提示，提示操作人员在机器人示教器上校准机器人零点，由于在关机过程中，机器人已回到零点，故无需复杂操作，只需在机器人示教器上确认零点即可。

在机器人示教器上确认零点，是现有技术，是当机器人回到零点位置后，在其示教器的校准界面，点击确认机器人已回到零点位置，来告知机器人已回到零点。

进一步地，当需要进行工业机器人设备关机时，点击HMI触摸屏关机界面，然后根据关机时间情况选择长时间关机或短时间关机。

HMI,汉文意思为“人机界面”。

技术方案中所述PLC与机器人控制柜进行相关组态通讯，PLC与HMI触摸屏进行相关组态通讯。

具体的通讯协议根据实物不同的情况进行相应选择，中间继电器负责电池与轴数据板卡的连接，PLC控制中间继电器的通断，PLC与HMI触摸屏的供电由24V直流电源提供。

通讯协议的选择，是现有技术，组态通讯能够实现对自动化过程和装备的监视和控制。它能从自动化过程和装备中采集各种信息，并将信息以图形化等更易于理解的方式进行显示，将重要的信息以各种手段传送到相关人员，对信息执行必要分析处理和存储，发出控制指令等等，常见的通讯协议有工业以太网、PROFIBUS、PROFINET、RS-485等。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1、现在因工业机器人设备经常关机，经常出现电池电量过低的报警信息，电池使用寿命时间短，本方法可以避免工业机器人设备在关机时轴数据板卡电池过度放电并延长电池使用寿命；

2、电池电量低同时会造成机器人零点丢失，本方法省去了机器人回零的人工手动操作过程，减少了设备的停机维修时间。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为机器人轴数据板卡电池寿命延长方法中关机流程的控制原理图；

图2为机器人轴数据板卡电池寿命延长方法中开机流程的控制原理图；

图3为一种可进行工业机器人轴数据电池寿命延长的控制装置主要结构组成示意图；

图中：1为机器人控制柜，2为24V直流电源，3为PLC，4为HMI人机界面触摸屏，5为中间继电器，6为机器人本体，7为机器人示教器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法，包括以下内容：

为避免轴数据板卡电池电量过度消耗，本方法针对不同时长的关机情况采用不同的开关机策略，可有效延长电池使用寿命，减少因电池电量低的故障维修时间。

工作原理流程如图1、图2所示，图3为结构图：

当工业机器人设备关机时，通过判断长时间关机或短时间关机的情况，执行不同关机策略的方法。

当需要进行设备关机时，可电机触摸屏关机界面，然后根据关机时间情况选择长时间关机或短时间关机。

如果选择短时间关机，***自动进行关机，结束后可关闭设备电源开关；

当工业机器人设备关机选择长时间关机时，先执行工业机器人自动回到原点，接下来停止电池供电，最后关闭设备电源的方法。

当选择长时间关机时，PLC向机器人发送信号指令，机器人接收后自动执行各个关节回到零点的程序，机器人执行程序后再向PLC反馈信号，PLC控制中间继电器KA1断开，电池停止对轴数据板卡供电，之后可关闭设备电源开关。

KA是中间继电器的在图纸中的符号，1表示继电器的数字符号。

当工业机器人设备开机时，通过自动检测继电器通断情况，执行不同开机策略的方法。

当设备重新开机时，首先通过PLC检测中间继电器KA1是否通断。

如果检测中间继电器KA1接通，则对应的是短时间停机，无需其他操作；

当工业机器人设备开机检测继电器未接通时，提醒零点校准的方法。

如果监测中间继电器KA1断开，对应的是长时间关机，由于未对机器人轴数据板卡供电，会有机器人零点丢失情况，通过PLC与触摸屏进行相应的报警提示，提示操作人员在示教器上校准机器人零点，由于在关机过程中，机器人已回到零点，故无需复杂操作，只需在机器人示教器上确认零点即可。

通过以上方法，可以避免设备长时间关机时，轴数据板卡电池过度放电，同时大量减少零点校准时间。

一种可进行工业机器人轴数据电池寿命延长的控制装置，包括：PLC、触摸屏、中间继电器等。

一种可进行工业机器人轴数据电池寿命延长的控制装置主要结构组成如图3所示：

机器人控制柜与PLC进行相关组态通讯，PLC与HMI触摸屏进行相关组态通讯，通讯协议可以实物进行相应选择，中间继电器KA1负责电池与轴数据板卡的连接，PLC控制中间继电器KA1的通断，PLC与触摸屏的供电由24V直流电源提供。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法，其特征在于：针对不同时长的关机情况采用不同的开关机策略，具体内容如下：

当工业机器人设备关机时，通过判断长时间关机或短时间关机的情况，执行不同关机策略；

当工业机器人设备开机时，通过自动检测继电器通断情况，执行不同开机策略；

所述当工业机器人设备关机时，通过判断长时间关机或短时间关机的情况，执行不同关机策略；具体内容如下：

如果选择短时间关机，***自动进行关机，结束后关闭设备电源开关；

当选择长时间关机时，PLC向机器人发送信号指令，机器人接收后自动执行各个关节回到零点的程序，机器人执行程序后再向PLC反馈信号，PLC控制中间继电器KA1断开，电池停止对轴数据板卡供电，之后关闭设备电源开关。

2.根据权利要求1所述的一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法，其特征在于：

所述当工业机器人设备开机时，通过自动检测继电器通断情况，执行不同开机策略；具体内容如下：

当工业机器人设备重新开机时，首先通过PLC检测中间继电器是否通断；

如果检测中间继电器接通，则对应的是短时间停机，无需其他操作；

如果监测中间继电器断开，对应的是长时间关机，由于未对机器人轴数据板卡供电，会有机器人零点丢失情况，通过PLC与触摸屏进行相应的报警提示，提示操作人员在机器人示教器上校准机器人零点，由于在关机过程中，机器人已回到零点，故无需复杂操作，只需在机器人示教器上确认零点即可。

3.根据权利要求2所述的一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法，其特征在于：

当需要进行工业机器人设备关机时，点击HMI触摸屏关机界面，然后根据关机时间情况选择长时间关机或短时间关机。

4.根据权利要求3所述的一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法，其特征在于：

所述PLC与机器人控制柜进行相关组态通讯，PLC与HMI触摸屏进行相关组态通讯。

5.根据权利要求4所述的一种机器人轴数据板卡电池寿命延长方法，其特征在于：

通讯协议根据实物不同的情况进行相应选择，中间继电器负责电池与轴数据板卡的连接，PLC控制中间继电器的通断，PLC与HMI触摸屏的供电由24V直流电源提供。

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