机器人关节的故障诊断方法、装置、电子设备及存储介质与流程

专利2025-05-26  15


本技术涉及机器人,具体而言,涉及一种机器人关节的故障诊断方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术:

1、在机器人生产过程中,特别是在机器人关节模组组装成机械臂的过程中,对机器人关节进行故障诊断尤为重要。例如检测关节电机中编码器线和电机相线的连接顺序是否与关节模组的配置保持一致,以确保机器人关节能够正常运动。

2、现有的机器人关节故障诊断方法,在生产过程中需要增加额外的人力或者工序检测编码器线和电机相线的连接顺序,或者对所有的连接器和连接线都做防呆处理,并且在机器人试运行过程中通过人力观察机械臂的运动,以在机器人关节异常运动时控制紧急停机。但是在生产过程中增加额外的工序和人力检查连线,或者对所有连接器和连接线都做防呆处理,不仅会增加设计复杂度,而且会增加机器人生产成本,降低生产效率。此外,在试运行过程中若仅通过人力去观察机械臂的运动和控制紧急停机,无法保障可靠性和安全性。

3、因此,现有的机器人关节的故障诊断方法设计复杂度和成本较高,效率、可靠性和安全性较差。


技术实现思路

1、本技术的目的在于,针对上述现有技术中的不足,提供一种机器人关节的故障诊断方法、装置、电子设备及存储介质,以解决现有技术中机器人关节的故障诊断方法设计复杂度和成本较高,效率、可靠性和安全性较差的问题。

2、为实现上述目的,本技术实施例采用的技术方案如下:

3、第一方面,本技术实施例提供了一种机器人关节的故障诊断方法,所述方法包括:

4、获取机器人关节的参数信息,所述参数信息包括所述机器人关节中各编码器的数据以及数据波动范围;

5、根据所述机器人关节中各编码器的数据波动范围对编码器进行连线故障诊断,得到第一诊断结果;

6、根据第一编码器的数据,确定所述机器人关节中电机的实测初始位置,并确定所述电机的估算初始位置,其中,所述第一编码器为与所述电机连接的编码器;

7、根据所述实测初始位置、所述电机的估算初始位置以及所述第一诊断结果,对所述电机进行连线故障诊断,得到所述机器人关节的故障诊断结果。

8、作为一种可能的实现方式,所述获取机器人关节的参数信息,包括:

9、响应切换驱动器的控制模式的操作,向所述电机中注入扰动电流;

10、检测注入扰动电流后各编码器在预设时段内的数据波动变化,确定各编码器的数据波动范围。

11、作为一种可能的实现方式,所述检测注入扰动电流后各编码器在预设时段内的数据波动变化,确定各编码器的数据波动范围,包括:

12、基于所述预设时段内所述第一编码器的数据的最大值和最小值,确定所述第一编码器的数据波动范围;

13、基于所述预设时段内第二编码器的数据的最大值和最小值,确定所述第二编码器的数据波动范围,所述第二编码器为不与所述电机相连的编码器。

14、作为一种可能的实现方式,所述根据所述机器人关节中各编码器的数据波动范围对编码器进行连线故障诊断,得到第一诊断结果,包括:

15、将所述第一编码器的数据波动范围与所述第二编码器的数据波动范围进行对比;

16、若所述第一编码器的数据波动范围大于所述第二编码器的数据波动范围,则确定编码器的连线顺序正确;

17、若所述第一编码器的数据波动范围小于所述第二编码器的数据波动范围,则确定编码器的连线顺序存在接反故障。

18、作为一种可能的实现方式,所述根据第一编码器的数据,确定所述机器人关节中电机的实测初始位置,包括:

19、根据所述第一编码器的数据、电机极对数和预设的基准偏差,确定所述电机的实测初始位置。

20、作为一种可能的实现方式,所述确定所述电机的估算初始位置,包括:

21、响应用户发送的高频信号注入指令,向所述电机中注入高频电流信号或高频电压信号;

22、根据注入所述高频电流信号后检测到的高频电流响应,或注入所述高频电压信号后检测到的高频响应电压,确定所述电机的估算初始位置。

23、作为一种可能的实现方式,所述确定所述电机的估算初始位置,包括:

24、响应用户发送的电压脉冲注入指令,向所述电机中注入电压脉冲信号;

25、根据注入电压脉冲信号后检测到的电流响应的峰值,确定所述电机的估算初始位置。

26、作为一种可能的实现方式,所述根据所述实测初始位置、所述电机的估算初始位置以及所述第一诊断结果,对所述电机进行连线故障诊断,得到所述机器人关节的故障诊断结果,包括:

27、将所述实测初始位置与所述估算初始位置进行对比,得到初始位置差值;

28、根据所述初始位置差值、预设差值阈值和所述第一诊断结果,确定所述机器人关节的故障诊断结果。

29、作为一种可能的实现方式,所述根据所述初始位置差值、预设差值阈值和所述第一诊断结果,确定所述机器人关节的故障诊断结果,包括:

30、若所述初始位置差值大于所述预设差值阈值,且编码器的连线顺序存在接反故障,则确定机器人关节的故障诊断结果为存在编码器接口接反故障以及电机相线的连接顺序错误故障;

31、若所述初始位置差值大于所述预设差值阈值,且编码器的连线顺序正确,则确定机器人关节的故障诊断结果为电机相线的连接顺序错误故障;

32、若所述初始位置差值小于所述预设差值阈值,且编码器的连线顺序存在接反故障,则确定机器人关节的故障诊断结果为存在编码器接口接反故障;

33、若所述初始位置差值小于所述预设差值阈值,且编码器的连线顺序正确,则确定机器人关节无故障。

34、第二方面,本技术实施例提供了一种机器人关节的故障诊断装置,所述装置包括:

35、获取模块,用于获取机器人关节的参数信息,所述参数信息包括所述机器人关节中各编码器的数据以及数据波动范围;

36、第一诊断模块,用于根据所述机器人关节中各编码器的数据波动范围对编码器进行连线故障诊断,得到第一诊断结果;

37、确定模块,用于根据第一编码器的数据,确定所述机器人关节中电机的实测初始位置,并确定所述电机的估算初始位置,其中,所述第一编码器为与所述电机连接的编码器;

38、第二诊断模块,用于根据所述实测初始位置、所述电机的估算初始位置以及所述第一诊断结果,对所述电机进行连线故障诊断,得到所述机器人关节的故障诊断结果。

39、作为一种可能的实现方式,所述获取模块具体用于:

40、响应切换驱动器的控制模式的操作,向所述电机中注入扰动电流;

41、检测注入扰动电流后各编码器在预设时段内的数据波动变化,确定各编码器的数据波动范围。

42、作为一种可能的实现方式,所述获取模块还用于:

43、基于所述预设时段内所述第一编码器的数据的最大值和最小值,确定所述第一编码器的数据波动范围;

44、基于所述预设时段内第二编码器的数据的最大值和最小值,确定所述第二编码器的数据波动范围,所述第二编码器为不与所述电机相连的编码器。

45、作为一种可能的实现方式,所述第一诊断模块具体用于:

46、将所述第一编码器的数据波动范围与所述第二编码器的数据波动范围进行对比;

47、若所述第一编码器的数据波动范围大于所述第二编码器的数据波动范围,则确定编码器的连线顺序正确;

48、若所述第一编码器的数据波动范围小于所述第二编码器的数据波动范围,则确定编码器的连线顺序存在接反故障。

49、作为一种可能的实现方式,所述确定模块具体用于:

50、根据所述第一编码器的数据、电机极对数和预设的基准偏差,确定所述电机的实测初始位置。

51、作为一种可能的实现方式,所述确定模块具体用于:

52、响应用户发送的高频信号注入指令,向所述电机中注入高频电流信号或高频电压信号;

53、根据注入所述高频电流信号后检测到的高频电流响应,或注入所述高频电压信号后检测到的高频响应电压,确定所述电机的估算初始位置。

54、作为一种可能的实现方式,所述确定模块具体用于:

55、响应用户发送的电压脉冲注入指令,向所述电机中注入电压脉冲信号;

56、根据注入电压脉冲信号后检测到的电流响应的峰值,确定所述电机的估算初始位置。

57、作为一种可能的实现方式,所述第二诊断模块具体用于:

58、将所述实测初始位置与所述估算初始位置进行对比,得到初始位置差值;

59、根据所述初始位置差值、预设差值阈值和所述第一诊断结果,确定所述机器人关节的故障诊断结果。

60、作为一种可能的实现方式,所述第二诊断模块还用于:

61、若所述初始位置差值大于所述预设差值阈值,且编码器的连线顺序存在接反故障,则确定机器人关节的故障诊断结果为存在编码器接口接反故障以及电机相线的连接顺序错误故障;

62、若所述初始位置差值大于所述预设差值阈值,且编码器的连线顺序正确,则确定机器人关节的故障诊断结果为电机相线的连接顺序错误故障;

63、若所述初始位置差值小于所述预设差值阈值,且编码器的连线顺序存在接反故障,则确定机器人关节的故障诊断结果为存在编码器接口接反故障;

64、若所述初始位置差值小于所述预设差值阈值,且编码器的连线顺序正确,则确定机器人关节无故障。

65、第三方面,本技术实施例提供了一种电子设备,包括:处理器、存储介质和总线,所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令,在电子设备运行时,所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信,所述处理器执行所述机器可读指令,以执行如上述第一方面任一所述机器人关节的故障诊断方法的步骤。

66、第四方面,本技术实施例提供了一种存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面任一所述机器人关节的故障诊断方法的步骤。

67、根据本技术实施例的机器人关节的故障诊断方法、装置、电子设备及存储介质,根据机器人关节中各编码器的数据波动范围对编码器进行连线故障诊断,得到第一诊断结果,然后根据第一编码器的数据,确定机器人关节中电机的实测初始位置,并确定电机的估算初始位置,其中,第一编码器为与电机连接的编码器,进而根据电机的实测初始位置、电机的估算初始位置以及第一诊断结果,对电机进行连线故障诊断,得到机器人关节的故障诊断结果。根据本技术,对于机器人关节的硬件接口设计上不需要增加额外的防呆处理,在机器人生产安装过程中,不需要增加额外的人力对连线顺序进行检查,并且在机器人试运行阶段,不需要打开抱闸,所以机器人关节不会发生运动,从而保证了故障诊断过程的安全性,避免了不必要的风险和碰撞。此外,相比使用机器人控制器进行异常运动检测和紧急停机处理,本技术是故障诊断过程更为简单快速,也极大的提高了机器人的生产效率、降低了生产成本。


技术特征:

1.一种机器人关节的故障诊断方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取机器人关节的参数信息,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述检测注入扰动电流后各编码器在预设时段内的数据波动变化,确定各编码器的数据波动范围,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述机器人关节中各编码器的数据波动范围对编码器进行连线故障诊断,得到第一诊断结果,包括:

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据第一编码器的数据,确定所述机器人关节中电机的实测初始位置,包括:

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述电机的估算初始位置,包括:

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述电机的估算初始位置,包括:

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述实测初始位置、所述电机的估算初始位置以及所述第一诊断结果,对所述电机进行连线故障诊断,得到所述机器人关节的故障诊断结果,包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述初始位置差值、预设差值阈值和所述第一诊断结果,确定所述机器人关节的故障诊断结果,包括:

10.一种机器人关节的故障诊断装置,其特征在于,包括:

11.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器和存储器,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器执行所述机器可读指令,以执行如权利要求1至9任一所述的机器人关节的故障诊断方法的步骤。

12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至9任一所述的机器人关节的故障诊断方法的步骤。


技术总结
本申请提供了一种机器人关节的故障诊断方法、装置、电子设备及存储介质,其中,该方法包括:获取机器人关节的参数信息,参数信息包括机器人关节中各编码器的数据以及数据波动范围;根据机器人关节中各编码器的数据波动范围对编码器进行连线故障诊断,得到第一诊断结果;根据第一编码器的数据,确定机器人关节中电机的实测初始位置,并确定电机的估算初始位置,其中,第一编码器为与电机连接的编码器;根据实测初始位置、电机的估算初始位置以及第一诊断结果,对电机进行连线故障诊断,得到机器人关节的故障诊断结果。本申请提供的故障诊断过程简单、快速,且不需要额外增加人力资源和成本投入,提高了故障诊断的效率、可靠性和安全性。

技术研发人员:欧奂辰,尚唯坚,闫长骥,季洪超
受保护的技术使用者:杭州网易轩之辕智能科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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