机器人的安全监视装置制造方法及图纸

监视机器人的安全监视装置包括：工件参数切换部，其切换工件参数；外力估计部，其使用工件参数来估计从外部环境作用于机器人的外力来作为外力估计值；外力监视部，其在外力估计值满足外力判定条件时使机器人停止；动作监视部，其基于机器人的位置是否包含在规定的区域内等来使机器人停止；动作监视状态切换部，其对动作监视部的无效指令和有效指令进行切换；以及外力判定条件设定部，其在无效指令时将外力判定条件切换为动作监视无效时外力判定条件，并且在有效指令时将外力判定条件切换为动作监视有效时外力判定条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种把持工件来输送的机器人的安全监视装置。并且，本专利技术涉及一种对具备力检测部的机器人进行监视的安全监视装置，该力检测部对作用于机器人的力或转矩进行检测。
技术介绍
利用安装于机器人的力检测部来检测机器人从外部环境受到的力、转矩(以下适当称为“外力”)，基于检测出的外力使机器人停止或进行回避动作。由此，能够减少机器人对外部环境产生的力。在这种机器人输送工件时，力检测部的检测值根据机器人是否把持着工件而发生变化。也就是说，检测值有可能变化与工件质量相应的量。因而，为了正确地检测外力，需要根据工件来切换在外力计算中使用的工件的质量、重心位置以及惯性矩阵(以下，工件参数)。另外，在机器人把持着工件的情况下，也还存在力检测部无法检测出工件的总质量的情况。例如是机器人拿起载置于工作台上的工件的情况。由于工件被工作台所支承，因此，若机器人只是把持了工件，则力检测部完全检测不到工件的质量或者仅检测到质量的一部分。然后，当机器人拿起工件时，工件离开工作台，因此力检测部检测出工件的总质量。因而，在机器人把持工件之后且工件离开工作台之前，力检测部无法正确地检测外力。另外，在机器人将工件载置于工作台时也是同样的。S卩，在机器人载置工件时，在工件接触工作台之后且机器人释放工件之前，力检测部无法正确地检测外力。因而，对于机器人拿起工件的动作和载置工件的动作，即使监视外力也难以监视机器人的安全性。日本专利第5088156号公报公开了一种在更换工具时监视安全性的机器人安全监视装置。在日本专利第5088156号公报中，在作为程序上的控制信息的当前的工具信息与现实中安装的工具的工具信息不一致的情况下，监视机器人的位置是否位于规定的区域内，由此监视更换工具时的安全性。另外，日本专利第5154712号公报公开了在把持或释放工件时维持机器人的静止状态的技术。在该技术中防止了以下情况:在把持了工件时由于切换工件参数而机器人开始移动。在此，关于工件的把持，考虑进行与日本专利第5088156号公报同样的监视。换言之，在当前使用于外力计算的工件参数与现实中把持着的工件的工件参数不一致的情况下，监视机器人的位置是否位于规定的区域内。然而，在该情况下，如前所述，在机器人拿起工件的动作和载置工件的动作中存在以下情况:尽管使用于外力计算的工件参数与现实中把持着的工件参数一致，也无法正确地检测外力。因而，若采用日本专利第5088156号公报的方法则在安全性上存在问题。另外，在日本专利第5154712号公报中，存在以下问题:对于机器人进行拿起所把持的工件的动作时的安全性，没有采取对策。本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够安全地进行机器人拿起工件的动作和机器人载置工件的动作的机器人的安全监视装置。
技术实现思路
为了达到上述目的，根据第一方式，提供一种机器人的安全监视装置，该安全监视装置监视具备力检测部的机器人，该力检测部检测作用于机器人的外力，该安全监视装置具备:工件参数切换部，其对上述机器人应该把持的工件的包括质量、质量中心以及惯性矩阵中的至少一个的工件参数进行切换；外力估计部，其使用由该工件参数切换部切换的工件参数，来估计从外部环境作用于上述机器人的力或转矩来作为外力估计值；外力监视部，其在上述外力估计值满足外力判定条件时使上述机器人停止；动作监视部，其在不满足以下条件中的至少一个的情况下使上述机器人停止:上述机器人的位置包含在规定的区域内、上述机器人的移动方向为规定的方向、机器人的动作速度为规定的速度以下以及上述机器人的动作加速度为规定的加速度以下；动作监视状态切换部，其对使该动作监视部无效的动作监视无效指令和使上述动作监视部有效的动作监视有效指令进行切换；以及外力判定条件设定部，其在被切换成上述动作监视无效指令时将上述外力判定条件切换为动作监视无效时外力判定条件，并且在被切换成上述动作监视有效指令时将上述外力判定条件切换为动作监视有效时外力判定条件。根据第二方式，在第一方式中，上述外力判定条件包括以下条件的至少一个:上述外力估计值超过规定的第一值时；上述外力估计值的移动平均超过规定的第二值时；以及规定时间前的上述外力估计值与当前的上述外力估计值之间的改变量超过规定的第三值时。根据第三方式，在第一方式或第二方式中，在被切换成上述动作监视有效指令时，使上述外力监视部无效。根据第四方式，在第一方式或第二方式中，上述动作监视无效时外力判定条件以上述外力估计值超过第一阈值时为条件，上述动作监视有效时外力判定条件以上述外力估计值超过上述第一阈值以上的第二阈值时为条件。根据第五方式，在第一方式至第四方式中的任一个方式中，若在上述动作监视状态切换部从上述动作监视有效指令向上述动作监视无效指令切换时由上述外力估计部估计的上述外力估计值不满足规定条件，则中止从上述动作监视有效指令向上述动作监视无效指令的切换。基于附图所示的本专利技术的典型的实施方式的详细说明，本专利技术的这些目的、特征及优点以及其它目的、特征及优点会变得更明确。【附图说明】图1是表示本专利技术中的安全监视装置的基本结构的图。图2是表示机器人的状态与外力之间的关系的图。图3A是表示机器人进行拿起工件的动作时的安全监视装置的动作的流程图。图3B是表示机器人进行载置工件的动作时的安全监视装置的动作的流程图。图4是表示在某个实施方式中机器人把持工件之前的状态的图。图5是表示在其它实施方式中机器人把持工件之前的状态的图。【具体实施方式】下面，参照附图来说明本专利技术的实施方式。在下面的附图中，对同样的构件标注了同样的参照标记。为了易于理解，这些附图中适当变更了比例尺。图1是表示本专利技术中的安全监视装置的基本结构的图。如图1所示，机器人R、例如六轴多关节机器人在其前端具备末端执行器(end effectoriE、例如把持部。如图所示，工件W载置于工作台T上。而且，检测力或转矩的力传感器S安装于机器人R的基台部。但是，力传感器S也可以内置于机器人R的机器人臂。在该情况下，力传感器S检测作用于从机器人的安装有力传感器S的部分至机器人的前端和工件的力或转矩。另外，作为机器人R的安全监视装置而发挥功能的机器人控制装置RC包括机器人的动作程序21。机器人控制装置RC的工件参数切换部22获取包括工件W的质量、工件W的质量中心以及惯性矩阵中的至少一个的工件参数，根据工件W来切换工件参数。在图1中，工件参数切换部22从动作程序21获取工件参数。但是，也可以由操作者使用未图示的输入部来输入工件参数。此外，在未把持工件W的状态下，能够以质量0、质量中心0、惯性矩阵O这样的形式来表现工件参数的设定。工件参数根据工件W而不同。因而，工件参数根据工件W的种类等而存在多个。机器人控制装置RC的外力估计部23计算从周边设备等外部环境作用于机器人R的力或转矩来作为外力估计值。具体地说，外力估计部23从力传感器S所检测出的力或转矩减去没有外力作用时的机器人R和工件W各自的自重以及通过由于机器人R和工件W各自移动而产生的惯性力而作用于力传感器S的力或转矩，来计算出外力估计值。机器人控制装置RC的动作监视状态切换部24对使后述的动作监视部27有效的动作监视有效指令和使动作监视部27无效的动作监视无效指令进行切换。在图1中，动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人的安全监视装置，监视具备力检测部的机器人，该力检测部检测作用于机器人的外力，该安全监视装置具备：工件参数切换部，其对上述机器人应该把持的工件的包括质量、质量中心以及惯性矩阵中的至少一个的工件参数进行切换；外力估计部，其使用由该工件参数切换部切换的工件参数，来估计从外部环境作用于上述机器人的力或转矩来作为外力估计值；外力监视部，其在上述外力估计值满足外力判定条件时使上述机器人停止；动作监视部，其在不满足以下条件中的至少一个的情况下使上述机器人停止：上述机器人的位置包含在规定的区域内、上述机器人的移动方向为规定的方向、机器人的动作速度为规定的速度以下以及上述机器人的动作加速度为规定的加速度以下；动作监视状态切换部，其对使该动作监视部无效的动作监视无效指令和使上述动作监视部有效的动作监视有效指令进行切换；以及外力判定条件设定部，其在被切换成上述动作监视无效指令时将上述外力判定条件切换为动作监视无效时外力判定条件，并且在被切换成上述动作监视有效指令时将上述外力判定条件切换为动作监视有效时外力判定条件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：内藤康广，有田创一，高桥广光，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP