监视机器人与人的接触力的机器人系统技术方案

本发明专利技术提供人机协作机器人系统，具备机器人、对施加于机器人的负载进行检测的力传感器、以及控制机器人的机器人控制装置。另外，力传感器内置有检测温度的至少一个温度检测元件，机器人控制装置基于从温度检测元件输出的检测温度来判断是否使机器人的动作停止。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及与人共享作业空间地进行作业的人机协作机器人系统。本专利技术尤其涉及监视机器人与人的接触力而确保人的安全的机器人系统。
技术介绍
产业用机器人中，为了确保人的安全，在机器人的可动区域的周围设置安全栅栏，来限制人进入机器人的可动区域。但是，近年来，相对于代替安全栅栏而进行了能够充分确保人的安全的某些处置的工业用机器人，能够与人共享作业空间地实施作业。因此，这样的机器人、所谓的人机协作机器人的迫切期望日益高涨。通过使用人机协作机器人系统，人和机器人能够在相同的空间内实施各自的作业、或者人能够对由机器人把持的工件实施作业。但是，在使用人机协作机器人的情况下，由于人和机器人共享作业空间，所以需要防止人与机器人接触而受伤。因此，采用了在机器人臂安装力传感器来监视人与机器人的接触力的方法。更具体而言，当由力传感器检测到超过预定的阈值的接触力时，进行使机器人的动作停止、或者使机器人向减少接触力的方向动作。此外，为了确保人的安全，日本专利第4650062号公报以及日本专利第3067363号公报中公开了根据机器人周围的温度来控制机器人的动作的技术。日本专利第4650062号公报中公开了一种机器人控制装置，即，在驱动机器人的多个马达的编码器分别设置温度传感器，并使用各温度传感器的温度数据来修正机器人的定位精度。并且，日本专利3067363号公报中公开了一种机器人，即，是一种具备感知各种异常状态的多个传感器的能够移动的机器人，作为传感器之一而具备温度传感器，并在温度传感器的测定值超过了预定的值的情况下报告异常。上述的以往技术中，用于检测接触力的力传感器具备力传感器主体、和粘贴于力传感器主体的电阻式应变仪。而且，将力传感器主体设置于机器人臂，
利用应变仪检测力传感器主体的形变量，从而基于该检测值，对作用于机器人臂的力的方向以及大小进行识别。因此，对于供应变仪粘贴的力传感器主体的材料，选择针对冲击力比较强的材料，一般使用金属。因此，金属制的力传感器主体的体积有因机器人周围的温度变化而变化的情况。该情况下，因温度变化而引起的力传感器主体的体积变化量被追加至因作用于机器人臂的力而引起的力传感器主体的形变量。换言之，在机器人周围的温度从第一值变化为第二值的情况下，在各个值的温度中即使对机器人臂作用相同的力，力传感器的检测值有时也会在第一值与第二值之间较大地不同。尤其是，在人机协作机器人系统中，当由力传感器检测到的接触力超过了预定的阈值时，使机器人的动作停止、或者以减少接触力的方式使机器人动作。因此，理想的是，将上述的阈值设定为尽量小的值，以便在机器人与人的接触时减少对身体的危害。但是，如上所述，由于针对同一个力的力传感器的检测值根据温度而变化，所以需要把因温度而引起的检测值的变化加入考虑来设定上述的阈值。由此，若不是比力传感器至此检测到的力大的力施加于机器人，则有力传感器无法检测人与机器人已接触的情况的担忧。其结果，产生机器人对人产生危害的危险变高的问题。此外，日本专利第4650062号公报以及日本专利第3067363号公报中公开了根据机器人周围的温度来控制机器人的动作的方法，但完全没有认识到机器人与人的接触力的检测精度的问题。
技术实现思路
本专利技术提供在机器人和人协作地进行作业时能够将机器人对人产生危害的危险抑制为最小限度的机器人系统。根据本专利技术的第一方案，提供如下机器人系统：具备机器人、对施加于机器人的负载进行检测的负载检测装置、以及控制机器人的机器人控制装置，其中，负载检测装置内置有检测温度的至少一个温度检测元件，机器人控制装置基于从温度检测元件输出的检测温度来判定是否使机器人的动作停止。根据本专利技术的第二方案，提供如下机器人系统：在第一方案的机器人系统
中，机器人控制装置在检测温度超过了第一阈值的情况下，使机器人的动作停止。根据本专利技术的第三方案，提供如下机器人系统：在第一方案或者第二方案的机器人系统中，机器人控制装置在检测温度在预定的单位时间的温度上升量是超过第二阈值的量的情况下，使机器人的动作停止。根据本专利技术的第四方案，提供如下机器人系统：在第一方案的机器人系统中，负载检测装置内置有多个温度检测元件，机器人控制装置监视从多个温度检测元件中的至少两个温度检测元件输出的检测温度的差是否超过第三阈值，并在该检测温度的差超过了第三阈值的情况下，使机器人的动作停止。根据本专利技术的第五方案，提供如下机器人系统：在第四方案的机器人系统中，机器人控制装置在从多个温度检测元件中的至少一个温度检测元件输出的检测温度超过了第一阈值的情况下，使机器人的动作停止。根据本专利技术的第六方案，提供如下机器人系统：在第四方案或者第五方案的机器人系统中，机器人控制装置在从多个温度检测元件中的至少一个温度检测元件输出的检测温度在预定的单位时间的温度上升量是超过第二阈值的量的情况下，使机器人的动作停止。根据本专利技术的第七方案，提供如下机器人系统：在第四方案或者第五方案的机器人系统中，多个温度检测元件包括种类不同的至少两个温度检测元件。根据附图所示的本专利技术的典型的实施方式的详细说明，本专利技术的上述目的、特征以及优点、其它的目的、特征以及优点会变得更加明确。附图说明图1是第一实施方式的人机协作机器人系统的侧视图。图2是表示图1所示的人机协作机器人系统的机器人控制装置的构成要素的框图。图3A是第三实施方式的力传感器的立体图。图3B是图3A中的由点线X围起的部分的放大图。图3C是图3A所示的力传感器的侧视图。图4A是第四实施方式的力传感器的立体图。图4B是图4A中的由点线X围起的部分的放大图。图4C是图4A所示的力传感器的侧视图。具体实施方式接下来，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。以下的附图中，对于相同的部件标注相同的符号。为了使理解容易，这些附图中适当地变更比例尺。(第一实施方式)图1表示了第一实施方式的人机协作机器人系统的侧视图。图1所示的人机协作机器人系统1中，人9和机器人10为了进行协作作业而相互接近。机器人10是垂直多关节型机械手。为了将机器人10设置于地板部L，而在地板部L上固定有固定板11。而且，在固定板11上配置力传感器12，另外在力传感器12上配置有机器人10的机器人基体13。力传感器12被用作对施加于机器人10的负载进行检测的负载检测装置。在力传感器12内包括有对因外力而产生的力传感器12的形变进行检测的形变检测器，例如是应变仪，尤其是半导体应变仪。更具体而言，力传感器12具备力传感器主体、和粘贴于力传感器主体的应变仪。这样的力传感器12测量作用于机器人10的外力并输出外力测量值。此外，力传感器12也可以安装于机器人基体13、或者机器人10的其它的部分、例如机器人臂14间的关节部。另外，力传感器12内置有多个温度检测元件、例如温度传感器(参照图3A、图4A等)。在机器人10的机器人臂14的前端安装有机器人腕部凸缘15。在机器人腕部凸缘15的前端设有把持手16。机器人10的把持手16对处于预定的位置的工件W进行把持，并且机器人10使工件W移动至目的的场所，之后释放工件W。如图1所示，在机器人10的附近设置有对人9进行检测的人检测部18。人检测部18是区域传感器，形成二维的检测区域19。而且，人检测部18确认人9或者其它的障本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人系统，具备机器人、对施加于上述机器人的负载进行检测的负载检测装置、以及控制上述机器人的机器人控制装置，上述机器人系统的特征在于，上述负载检测装置内置有检测温度的至少一个温度检测元件，上述机器人控制装置基于从上述温度检测元件输出的检测温度来判定是否使上述机器人的动作停止。

【技术特征摘要】
2015.05.28 JP 2015-1089181.一种机器人系统，具备机器人、对施加于上述机器人的负载进行检测的负载检测装置、以及控制上述机器人的机器人控制装置，上述机器人系统的特征在于，上述负载检测装置内置有检测温度的至少一个温度检测元件，上述机器人控制装置基于从上述温度检测元件输出的检测温度来判定是否使上述机器人的动作停止。2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，上述机器人控制装置在上述检测温度超过了第一阈值的情况下，使上述机器人的动作停止。3.根据权利要求1或2所述的机器人系统，其特征在于，上述机器人控制装置在上述检测温度在预定的单位时间的温度上升量是超过第二阈值的量的情况下，使上述机器人的动作停止。4.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，上述负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山一隆，藤田淳哉，井之上阳一，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP