工业用机器人系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及工业用机器人系统及其控制方法，工业用机器人系统包括：第一偏差计算部，其计算第一力检测值与第一力推定值之间的第一偏差；第一指令输出部，其在第一偏差大于第一阈值的情况下，对机器人输出动作指令、停止指令、减速指令或减速停止指令；以及第四指令输出部，其在第一偏差包括共用的偏差模式的情况下，输出与偏差模式相应的动作指令、停止指令、减速指令或减速停止指令。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业用机器人和人同时共享同一作业空间而进行协调作业的工业用机器人系统及其控制方法。
技术介绍
在使用普通工业用机器人的制造现场，防护栅使机器人的作业空间与人的作业空间相互分离。因此，能避免人与机器人接触而发生事故。然而，存在机器人的作业空间与人的作业空间无法分离的制造现场、当使机器人的作业空间与人的作业空间分离时生产性明显下降的制造现场。在这种制造现场中，需要实际应用不需要防护栅的机器人系统。在不使用防护栅的情况下，机器人危及人的可能性提高。因此，例如通过限制机器人的功率来减小机器人与人碰撞时的冲击。或，在人与机器人接触时，也有时使机器人停止。这种不使用防护栅的机器人系统中的作业例为以下示例。此外，设为在以下示例示出的作业空间内人与机器人协作地进行作业。(1)机器人将物品从仓库搬入到作业空间。(2)在作业空间内，机器人将物品交给人。(3)为了搬入物品而机器人移动至仓库。在以往的机器人系统中，在从工序(2)进入到工序(3)时，需要使用开关等对机器人控制装置的外部输入进行操作。然而，近年来，通过人对机器人主体施加外力，对机器人施加动作指令。在日本特开2008-200764号公报中也公开了以下内容：通过对操纵器(manipulator)施加外力，对操纵器施加动作指令。具体地说，在日本特开2008-200764号公报中，当操作人员通过特定的规则性的模式对操纵器施加力时，该情况通过操纵器的传感器而被识别。然后，操纵器的控制部将根据特定的规则性的模式而决定的动作命令输出到操纵器。
技术实现思路
然而，在日本特开2008-200764号公报的结构中，在机器人与人或外围设备不经意地相互碰撞的情况下，无法检测该情况。因此，能够发生机器人的动作危及人的情形。本专利技术是鉴于这种情形而完成的，其目的在于提供一种能够确保人安全的工业用机器人系统及其控制方法。为了达到上述目的，根据第一专利技术，提供一种工业用机器人系统，其中，该工业用机器人系统具备：机器人；力检测部，其检测作用于该机器人的外力；力推定部，其根据与上述机器人的动作有关的信息，将作用于上述力检测部的外力推定为力推定值；偏差计算部，其计算从上述力检测部的信息得到的作用于该机器人的力检测值与上述力推定值之间的偏差；比较部，其将上述偏差与第一阈值进行比较；以及指令输出部，其在通过上述比较部判断为上述偏差大于上述第一阈值的情况下，对上述机器人输出动作指令、停止指令、减速指令或减速停止指令，在上述偏差包括上述至少一个共用的偏差模式的情况下，上述第四指令输出部输出与上述至少一个偏差模式对应的上述动作指令。根据第二专利技术，在第一专利技术中，仅在上述机器人停止或减速的情况下，上述指令输出部输出与上述至少一个偏差模式对应的上述动作指令。根据第三专利技术，在第一或第二专利技术中，上述力检测部包括第一力检测部和第二力检测部，上述力推定部包括：第一力推定部，其根据与上述机器人的动作有关的信息，将作用于上述第一力检测部的外力推定为第一力推定值；以及第二力推定部，其根据与上述机器人的动作有关的信息，将作用于上述第二力检测部的外力推定为第二力推定值，上述偏差计算部包括：第一偏差计算部，其计算从上述第一力检测部的信息得到的作用于该机器人的第一力检测值与上述第一力推定值之间的第一偏差；以及第二偏差计算部，其计算从上述第二力检测部的信息得到的作用于该机器人的第二力检测值与上述第二力推定值之间的第二偏差，上述比较部包括：第一比较部，其将上述第一偏差与第一阈值进行比较，并且将上述第一偏差与上述第二偏差进行比较；以及第二比较部，其将上述第二偏差与上述第一阈值进行比较，并且将上述第二偏差与上述第一偏差进行比较，上述指令输出部包括：第一指令输出部，其在通过上述第一比较部判断为上述第一偏差大于上述第一阈值的情况下或判断为在上述第一偏差与上述第二偏差之间存在一定以上差的情况下，对上述机器人输出停止指令、减速指令或减速停止指令；以及第二指令输出部，其在通过上述第二比较部判断为上述第二偏差大于上述第一阈值的情况下或判断为在上述第二偏差与上述第一偏差之间存在一定以上差的情况下，对上述机器人输出上述停止指令、上述减速指令或上述减速停止指令。根据第四专利技术，在第一至第三专利技术中任一专利技术中，该工业用机器人系统还具备：第三比较部，其将上述机器人的程序与上述机器人的当前状况进行比较；第三指令输出部，其在通过该第三比较部判断为上述机器人的程序与上述机器人的当前状况不同的情况下，对上述机器人输出上述停止指令、上述减速指令或上述减速停止指令；存储部，其将与偏差有关的具有规则性的多个偏差模式以及与该多个偏差模式分别对应的上述机器人的动作指令关联起来进行存储；第四比较部，其在偏差在上述第一阈值与小于该第一阈值的第二阈值之间的情况下或偏差大于上述第一阈值的情况下，将偏差与存储在上述存储部中的上述多个偏差模式进行比较；以及第四指令输出部，其在通过该第四比较部判断为偏差包括上述多个偏差模式中的至少一个共用的偏差模式的情况下，输出与该至少一个偏差模式对应的上述机器人的动作指令。根据第五专利技术，在第四专利技术中，存储于上述存储部的上述多个偏差模式包括上述偏差的大小、连续两个上述偏差的峰之间的时间间隔、上述偏差的方向、上述偏差所作用的期间、单位时间内的上述偏差的变化量、预定时间内起作用的上述偏差的次数中的至少一个。根据第六专利技术，提供一种工业用机器人系统的控制方法，其中，通过力检测部检测作用于上述机器人的外力，根据与上述机器人的动作有关的信息，将作用于上述力检测部的外力推定为力推定值，计算从上述力检测部的信息得到的作用于该机器人的力检测值与上述力推定值之间的偏差，将上述偏差与第一阈值进行比较，在判断为上述偏差大于第一阈值的情况下，对上述机器人输出动作指令、停止指令、减速指令或减速停止指令，在上述偏差包括上述至少一个共用的偏差模式的情况下，输出与上述至少一个偏差模式对应的上述动作指令。根据第七专利技术，在第六专利技术中，仅在上述机器人停止或减速的情况下，输出与上述至少一个偏差模式对应的上述动作指令。根据第八专利技术，在第六或第七专利技术中，在外力的检测中，通过安装于机器人的第一力检测部和第二力检测部进行检测，在力推定值的推定中，根据与上述机器人的动作有关的信息，将作用于上述第一力检测部的外力推定为第一力推定值，并且，根据与上述机器人的动作有关的信息，将作用于上述第二力检测部的外力推定为第二力推定值，在偏差的计算中，计算从上述第一力检测部的信息得到的作用于该机器人的第一力检测值与上述第一力推定值之间的第一偏差，并且，计算从上述第二力检测部的信息得到的作用于该机器人的第二力检测值与上述第二力推定值之间的第二偏差，在偏差的比较中，将上述第一偏差与第一阈值进行比较，且将上述第一偏差与上述第二偏差进行比较，并且，将上述第二偏差与上述第一阈值进行比较，且将上述第二偏差与上述第一偏差进行比较，在判断为上述第一偏差大于第一阈值的情况下或判断为在上述第一偏差与上述第二偏差之间存在一定以上差的情况下，对上述机器人输出停止指令、减速指令或减速停止指令，在判断为上述第二偏差大于上述第一阈值的情况下或判断为在上述第二偏差与上述第一偏差之间存在一定以上差的情况下，对上述机器人输出上述停止指令、上述减速指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业用机器人系统，其特征在于，该工业用机器人系统具备：机器人；力检测部，其检测作用于该机器人的外力；力推定部，其根据与上述机器人的动作有关的信息，将作用于上述力检测部的外力推定为力推定值；偏差计算部，其计算从上述力检测部的信息得到的作用于该机器人的力检测值与上述力推定值之间的偏差；比较部，其将上述偏差与第一阈值进行比较；以及指令输出部，其在通过上述比较部判断为上述偏差大于上述第一阈值的情况下，对上述机器人输出动作指令、停止指令、减速指令或减速停止指令，在上述偏差包括上述至少一个共用的偏差模式的情况下，上述指令输出部输出与上述至少一个偏差模式对应的上述动作指令。

【技术特征摘要】
2015.07.30 JP 2015-1512381.一种工业用机器人系统，其特征在于，该工业用机器人系统具备：机器人；力检测部，其检测作用于该机器人的外力；力推定部，其根据与上述机器人的动作有关的信息，将作用于上述力检测部的外力推定为力推定值；偏差计算部，其计算从上述力检测部的信息得到的作用于该机器人的力检测值与上述力推定值之间的偏差；比较部，其将上述偏差与第一阈值进行比较；以及指令输出部，其在通过上述比较部判断为上述偏差大于上述第一阈值的情况下，对上述机器人输出动作指令、停止指令、减速指令或减速停止指令，在上述偏差包括上述至少一个共用的偏差模式的情况下，上述指令输出部输出与上述至少一个偏差模式对应的上述动作指令。2.根据权利要求1所述的工业用机器人系统，其特征在于，仅在上述机器人停止或减速的情况下，上述指令输出部输出与上述至少一个偏差模式对应的上述动作指令。3.根据权利要求1或2所述的工业用机器人系统，其特征在于，上述力检测部包括第一力检测部和第二力检测部，上述力推定部包括：第一力推定部，其根据与上述机器人的动作有关的信息，将作用于上述第一力检测部的外力推定为第一力推定值；以及第二力推定部，其根据与上述机器人的动作有关的信息，将作用于上述第二力检测部的外力推定为第二力推定值，上述偏差计算部包括：第一偏差计算部，其计算从上述第一力检测部的信息得到的作用于该机器人的第一力检测值与上述第一力推定值之间的第一偏差；以及第二偏差计算部，其计算从上述第二力检测部的信息得到的作用于该机器人的第二力检测值与上述第二力推定值之间的第二偏差，上述比较部包括：第一比较部，其将上述第一偏差与第一阈值进行比较，并且将上述第一偏差与上述第二偏差进行比较；以及第二比较部，其将上述第二偏差与上述第一阈值进行比较，并且将上述第二偏差与上述第一偏差进行比较，上述指令输出部包括：第一指令输出部，其在通过上述第一比较部判断为上述第一偏差大于上述第一阈值的情况下或判断为在上述第一偏差与上述第二偏差之间存在一定以上差的情况下，对上述机器人输出停止指令、减速指令或减速停止指令；以及第二指令输出部，其在通过上述第二比较部判断为上述第二偏差大于上述第一阈值的情况下或判断为在上述第二偏差与上述第一偏差之间存在一定以上差的情况下，对上述机器人输出上述停止指令、上述减速指令或上述减速停止指令。4.根据权利要求1～3中任一项所述的工业用机器人系统，其特征在于，该工业用机器人系统还具备：第三比较部，其将上述机器人的程序与上述机器人的当前状况进行比较；第三指令输出部，其在通过该第三比较部判断为上述机器人的程序与上述机器人的当前状况不同的情况下，对上述机器人输出上述停止指令、上述减速指令或上述减速停止指令；存储部，其将与偏差有关的具有规则性的多个偏差模式以及与该多个偏差模式分别对应的上述机器人的动作指令关联起来进行存储；第四比较部，其在偏差在上述第一阈值与小于该第一阈值的第二阈值之间的情况下或偏差大于上述第一阈值的情况下，将偏差与存储在上述存储部中的上述多个偏差模式进行比较；以及第四指令输出部，其在通过该第四比较部判断为偏差包括上述多个偏差模式中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：松平哲郎，户田俊太郎，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP