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龙图腾网获悉宁波安信数控技术有限公司申请的专利一种注塑机机械手碰撞检测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115091503B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210628323.X，技术领域涉及：B25J19/00；该发明授权一种注塑机机械手碰撞检测方法是由汤海天;胡天恩;张奇之;顾晓栋;李航设计研发完成，并于2022-06-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种注塑机机械手碰撞检测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种注塑机机械手碰撞检测方法，其利用采集模块采集各轴的伺服电机的数据并对数据进行滤波，在全自动运行第一模时利用标定模块根据滤波后的数据判定各轴的运动状态并标定该运动状态下的最大扭矩值和最小扭矩值，利用标定模块同时标定各轴的反馈速度和指令速度之间的速度时延，在运行后续每模时利用碰撞检测模块根据各轴的指令速度和速度时延预测实际速度和实际加速度判定各轴的运动状态，并根据各轴的运动状态、该运动状态下的最大扭矩值和最小扭矩值、检测灵敏度以及滤波后的数据识别各轴是否发生碰撞；优点是能在不改变机械手结构以及不增加机械手制造成本的情况下实现机械手与外部环境的碰撞检测，且检测精度高。

本发明授权一种注塑机机械手碰撞检测方法在权利要求书中公布了：1.一种注塑机机械手碰撞检测方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1：在机械手控制器中设置采集模块、标定模块、碰撞检测模块； 步骤2：机械手全自动运行第一模的过程中，在每个周期内采集模块和标定模块工作，针对机械手的走行轴、左右轴和上下轴，采集模块采集各轴的伺服电机的数据并对数据进行滤波处理，标定模块根据滤波后的数据判定各轴的运动状态并标定该运动状态下的最大扭矩值和最小扭矩值，针对当前周期的具体过程为： 步骤2_1：将在当前周期内采集模块从各轴的伺服驱动器中读取的对应的伺服电机的反馈扭矩和反馈速度对应记为tfb和vfb； 步骤2_2：分别对tfb和vfb进行滤波处理，对应得到滤波处理后的滤波反馈扭矩和滤波反馈速度，对应记为tf和vf； 步骤2_3：在当前周期内标定模块根据vf、v′f和T，计算在当前周期内各轴的伺服电机的加速度，记为af，其中，若当前周期为机械手全自动运行第一模的第一个周期，则在中令v′f＝vf，即v′f的初始值为vf；若当前周期不为机械手全自动运行第一模的第一个周期，则v′f表示各轴的伺服电机在上一周期的反馈速度经滤波处理后得到的滤波反馈速度，T表示一个周期的时长； 步骤2_4：在当前周期内标定模块根据vf和af，判定在当前周期内各轴的运动状态，具体为：当vf＞0且af＞0时，判定在当前周期内对应轴处于正向加速状态；当vf＞0且a＝0时，判定在当前周期内对应轴处于正向匀速状态；当v＞0且a＜0时，判定在当前周期内对应轴处于正向减速状态；当v＝0且a＝0时，判定在当前周期内对应轴处于静止状态；当v＜0且a＜0时，判定在当前周期内对应轴处于负向加速状态；当v＜0且a＝0时，判定在当前周期内对应轴处于负向匀速状态；当v＜0且a＞0时，判定在当前周期内对应轴处于负向减速状态； 步骤2_5：在当前周期内标定模块根据在当前周期内各轴的运动状态，标定该运动状态下的最大扭矩值和最小扭矩值，具体为： 在当前周期内对应轴处于正向加速状态时，标定正向加速状态下的最大扭矩值和最小扭矩值，记为tpamax和tpamin，若当前周期为机械手全自动运行第一模过程中第一次正向加速状态下扭矩标定，则令tpamax＝t、tpamin＝t，若当前周期不为机械手全自动运行第一模过程中第一次正向加速状态下扭矩标定，则如果t＞t'pamax，那么更新tpamax的值，令tpamax＝t，保持tpamin的值不变，即令tpamin＝t'pamin；如果t＜t'pamin，那么更新tpamin的值，令tpamin＝t，保持tpamax的值不变，即令tpamax＝t'pamax；如果t'pamin≤t≤t'pamax，那么保持tpamax和tpamin的值不变，即令tpamax＝t'pamax、tpamin＝t'pamin；其中，t'pamax表示上一次标定的正向加速状态下的最大扭矩值，t'pamin表示上一次标定的正向加速状态下的最小扭矩值； 在当前周期内对应轴处于正向匀速状态时，标定正向匀速状态下的最大扭矩值和最小扭矩值，记为tpcmax和tpcmin，若当前周期为机械手全自动运行第一模过程中第一次正向匀速状态下扭矩标定，则令tpcmax＝tf、tpcmin＝tf，若当前周期不为机械手全自动运行第一模过程中第一次正向匀速状态下扭矩标定，则如果tf＞t'pcmax，那么更新tpcmax的值，令tpcmax＝tf，保持tpcmin的值不变，即令tpcmin＝t'pcmin；如果tf＜t'pcmin，那么更新tpcmin的值，令tpcmin＝tf，保持tpcmax的值不变，即令tpcmax＝t'pcmax；如果t'pcmin≤tf≤t'pcmax，那么保持tpcmax和tpcmin的值不变，即令tpcmax＝t'pcmax、tpcmin＝t'pcmin；其中，t'pcmax表示上一次标定的正向匀速状态下的最大扭矩值，t'pcmin表示上一次标定的正向匀速状态下的最小扭矩值； 在当前周期内对应轴处于正向减速状态时，标定正向减速状态下的最大扭矩值和最小扭矩值，记为tpdmax和tpdmin，若当前周期为机械手全自动运行第一模过程中第一次正向减速状态下扭矩标定，则令tpdmax＝tf、tpdmin＝tf，若当前周期不为机械手全自动运行第一模过程中第一次正向减速状态下扭矩标定，则如果tf＞t'pdmax，那么更新tpdmax的值，令tpdmax＝tf，保持tpdmin的值不变，即令tpdmin＝t'pdmin；如果tf＜t'pdmin，那么更新tpdmin的值，令tpdmin＝tf，保持tpdmax的值不变，即令tpdmax＝t'pdmax；如果t'pdmin≤tf≤t'pdmax，那么保持tpdmax和tpdmin的值不变，即令tpdmax＝t'pdmax、tpdmin＝t'pdmin；其中，t'pdmax表示上一次标定的正向减速状态下的最大扭矩值，t'pdmin表示上一次标定的正向减速状态下的最小扭矩值； 在当前周期内对应轴处于静止状态时，标定静止状态下的最大扭矩值和最小扭矩值，记为tsmax和tsmin，若当前周期为机械手全自动运行第一模过程中第一次静止状态下扭矩标定，则令tsmax＝tf、tsmin＝tf，若当前周期不为机械手全自动运行第一模过程中第一次静止状态下扭矩标定，则如果tf＞t'smax，那么更新tsmax的值，令tsmax＝tf，保持tsmin的值不变，即令tsmin＝t'smin；如果tf＜t'smin，那么更新tsmin的值，令tsmin＝tf，保持tsmax的值不变，即令tsmax＝t'smax；如果t'smin≤tf≤t'smax，那么保持tsmax和tsmin的值不变，即令tsmax＝t'smax、tsmin＝t'smin；其中，t'smax表示上一次标定的静止状态下的最大扭矩值，t'smin表示上一次标定的静止状态下的最小扭矩值； 在当前周期内对应轴处于负向加速状态时，标定负向加速状态下的最大扭矩值和最小扭矩值，记为tnamax和tnamin，若当前周期为机械手全自动运行第一模过程中第一次负向加速状态下扭矩标定，则令tnamax＝tf、tnamin＝tf，若当前周期不为机械手全自动运行第一模过程中第一次负向加速状态下扭矩标定，则如果tf＞t'namax，那么更新tnamax的值，令tnamax＝tf，保持tnamin的值不变，即令tnamin＝t'namin；如果tf＜t'namin，那么更新tnamin的值，令tnamin＝tf，保持tnamax的值不变，即令tnamax＝t'namax；如果t'namin≤tf≤t'namax，那么保持tnamax和tnamin的值不变，即令tnamax＝t'namax、tnamin＝t'namin；其中，t'namax表示上一次标定的负向加速状态下的最大扭矩值，t'namin表示上一次标定的负向加速状态下的最小扭矩值； 在当前周期内对应轴处于负向匀速状态时，标定负向匀速状态下的最大扭矩值和最小扭矩值，记为tncmax和tncmin，若当前周期为机械手全自动运行第一模过程中第一次负向匀速状态下扭矩标定，则令tncmax＝tf、tncmin＝tf，若当前周期不为机械手全自动运行第一模过程中第一次负向匀速状态下扭矩标定，则如果tf＞t'ncmax，那么更新tncmax的值，令tncmax＝tf，保持tncmin的值不变，即令tncmin＝t'ncmin；如果tf＜t'ncmin，那么更新tncmin的值，令tncmin＝tf，保持tncmax的值不变，即令tncmax＝t'ncmax；如果t'ncmin≤tf≤t'ncmax，那么保持tncmax和tncmin的值不变，即令tncmax＝t'ncmax、tncmin＝t'ncmin；其中，t'ncmax表示上一次标定的负向匀速状态下的最大扭矩值，t'ncmin表示上一次标定的负向匀速状态下的最小扭矩值； 在当前周期内对应轴处于负向减速状态时，标定负向减速状态下的最大扭矩值和最小扭矩值，记为tndmax和tndmin，若当前周期为机械手全自动运行第一模过程中第一次负向减速状态下扭矩标定，则令tndmax＝tf、tndmin＝tf，若当前周期不为机械手全自动运行第一模过程中第一次负向减速状态下扭矩标定，则如果tf＞t'ndmax，那么更新tndmax的值，令tndmax＝tf，保持tndmin的值不变，即令tndmin＝t'ndmin；如果tf＜t'ndmin，那么更新tndmin的值，令tndmin＝tf，保持tndmax的值不变，即令tndmax＝t'ndmax；如果t'ndmin≤tf≤t'ndmax，那么保持tndmax和tndmin的值不变，即令tndmax＝t'ndmax、tndmin＝t'ndmin；其中，t'ndmax表示上一次标定的负向减速状态下的最大扭矩值，t'ndmin表示上一次标定的负向减速状态下的最小扭矩值； 步骤3：机械手全自动运行第一模的过程中，针对机械手的走行轴、左右轴和上下轴，标定模块标定各轴的伺服电机的反馈速度和指令速度之间的速度时延，记为Δt，Δt＝n×T，其中，n表示当机械手控制器执行对应轴的第一条运动段指令时检测出的对应轴运动过程中指令速度vc达到匀速与滤波反馈速度达到同一匀速时之间的周期数差值； 步骤4：机械手全自动运行第一模完成后的任一模的过程中，在每个周期内采集模块和碰撞检测模块工作，针对机械手的走行轴、左右轴和上下轴，采集模块采集各轴的伺服电机的数据并对数据进行滤波处理，碰撞检测模块根据各轴的伺服电机的速度时延和对应轴的运动段指令的指令速度预测出实际速度和实际加速度并判定各轴的运动状态，然后根据各轴的运动状态、该运动状态下的最大扭矩值和最小扭矩值、检测灵敏度以及滤波后的数据识别各轴是否发生碰撞，针对当前周期的具体过程为： 步骤4_1：将在当前周期内采集模块从各轴的伺服驱动器中读取的对应轴的伺服电机的反馈扭矩和反馈速度对应记为tfb和vfb； 步骤4_2：分别对tfb和vfb进行滤波处理，对应得到滤波处理后的滤波反馈扭矩和滤波反馈速度，对应记为tf和vf； 步骤4_3：在当前周期内碰撞检测模块根据各轴的伺服电机的反馈速度和指令速度之间的速度时延及在当前周期内机械手控制器执行对应轴的运动段指令的指令速度，预测在当前周期内对应轴的伺服电机的实际速度，记为vr，vr＝vct-Δt，其中，vct-Δt表示时间偏移速度时延Δt后代入vct得到的速度值，vct表示在当前周期内机械手控制器执行对应轴的运动段指令的指令速度； 步骤4_4：在当前周期内碰撞检测模块根据在当前周期内预测的各轴的伺服电机的实际速度，计算在当前周期内预测的对应轴的伺服电机的实际加速度，记为ar，其中，若当前周期为第一个周期，则令v'r＝vr，若当前周期不为第一个周期，则v'r表示在上一周期内预测的对应轴的伺服电机的实际加速度； 步骤4_5：在当前周期内碰撞检测模块根据vr和ar，判定在当前周期内各轴的运动状态，具体为：当vr＞0且ar＞0时，判定在当前周期内对应轴处于正向加速状态；当vr＞0且ar＝0时，判定在当前周期内对应轴处于正向匀速状态；当vr＞0且ar＜0时，判定在当前周期内对应轴处于正向减速状态；当vr＝0且ar＝0时，判定在当前周期内对应轴处于静止状态；当vr＜0且ar＜0时，判定在当前周期内对应轴处于负向加速状态；当vr＜0且ar＝0时，判定在当前周期内对应轴处于负向匀速状态；当vr＜0且ar＞0时，判定在当前周期内对应轴处于负向减速状态； 步骤4_6：在当前周期内碰撞检测模块根据在当前周期内各轴的运动状态、该运动状态下的最大扭矩值和最小扭矩值、检测灵敏度以及tf，识别在当前周期内对应轴是否发生碰撞，具体为： 在当前周期内对应轴处于正向加速状态时，如果满足tf＞tpamax+ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果满足tf＜tpamin-ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果为除上述两种情况外的情况，则识别在当前周期内对应轴未发生碰撞；其中，ts表示检测灵敏度； 在当前周期内对应轴处于正向匀速状态时，如果满足tf＞tpcmax+ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果满足tf＜tpcmin-ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果为除上述两种情况外的情况，则识别在当前周期内对应轴未发生碰撞； 在当前周期内对应轴处于正向减速状态时，如果满足tf＞tpdmax+ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果满足tf＜tpdmin-ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果为除上述两种情况外的情况，则识别在当前周期内对应轴未发生碰撞； 在当前周期内对应轴处于静止状态时，如果满足tf＞tsmax+ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果满足tf＜tsmin-ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果为除上述两种情况外的情况，则识别在当前周期内对应轴未发生碰撞； 在当前周期内对应轴处于负向加速状态时，如果满足tf＞tnamax+ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果满足tf＜tnamin-ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果为除上述两种情况外的情况，则识别在当前周期内对应轴未发生碰撞； 在当前周期内对应轴处于负向匀速状态时，如果满足tf＞tncmax+ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果满足tf＜tncmin-ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果为除上述两种情况外的情况，则识别在当前周期内对应轴未发生碰撞； 在当前周期内对应轴处于负向减速状态时，如果满足tf＞tndmax+ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果满足tf＜tndmin-ts，则识别在当前周期内对应轴发生碰撞，机械手停止运行实现碰撞安全保护；如果为除上述两种情况外的情况，则识别在当前周期内对应轴未发生碰撞。

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