进行作业员与机器人的协同作业的生产系统技术方案

本发明专利技术提供一种进行作业员与机器人的协同作业的生产系统，具有：机器人、机器人控制装置以及人检测部。控制装置具有：第一速度比较部，其具有如下功能：在机器人的当前速度超过预定基准速度时使动力切断部动作，从而停止机器人的动作；以及外力比较部，其具有如下功能：在施加给机器人的当前外力超过预定基准力时使动力切断部动作，从而停止机器人的动作。控制装置在由人检测部检测出人没有进入协同动作区域的期间，使第一速度比较部以及外力比较部的功能无效。通过这样的生产系统，在机器人与作业员在相同空间协同进行作业的生产现场，能够确保作业员的安全，并且提升作业员与机器人的协同作业的效率。

A production system for the cooperative operation of the operator and the robot

The invention provides a production system for the cooperative operation of the operator and the robot, which has a robot, a robot control device and a human detection unit. The control device has a first speed, it has the following functions: in the robot's current speed exceeds a predetermined reference speed when the power cut off action, to stop the movement of the robot; and external comparison, it has the following functions: in the external force applied to the robot current exceeds a predetermined reference force when the power cut off the action. The robot moves to stop. The function of the first speed comparison department and the external force comparison department is invalid when the control device detects that the person does not enter the cooperative action area by the human detection department. Through such a production system, the production site where robots and operators work together in the same space can ensure the safety of operators and improve the efficiency of cooperative operation between operators and robots.

【技术实现步骤摘要】
进行作业员与机器人的协同作业的生产系统
本专利技术涉及一种具有协同动作区域的生产系统，所述协同动作区域用于供机器人与作业员同时进入来协同地进行作业。
技术介绍
大多希望在生产现场作业员在要运转的机器人的可动范围内进行程序作业等来提升生产性。在这样的生产现场中，在作业员进入到机器人的可动范围内供给机器人所需的部品或者取出部品这样的情况下，作业员与机器人需要在相同空间进行作业。这样的情况下，通常作业员为了确保安全需要在停止机器人之后进入到其可动范围内。但是，若作业员每次要进入机器人的可动范围内都停止机器人，则生产性显著降低。在日本专利第4648486号公报中提出了如下方法：在机器人进入到机器人与作业员能够同时进入的协同动作区域时，若作业员进入协同动作区域，则在作业员进入之前降低机器人的动作速度。根据该方法，即使是机器人与作业员在相同空间协同地进行作业的情况下，也可以不使机器人的生产性显著降低。但是，即使例如降低机器人的动作速度，在作业员与机器人接触时如果机器人不停止，则作业员还是会受到严重伤害。此外，在日本专利第5927284号公报中还提出了具有如下接触停止功能的机器人系统：为了确保作业员的安全，在作业员与机器人接触时，检测外力而停止机器人。与作业员在相同空间协同地进行作业的机器人需要低速进行动作，以便在与作业员接触时不会对作业员施加过大的接触力。但是，为了提升机器人的作业效率，需要使机器人高速动作。因此，为了尽可能不使机器人的作业效率降低，研究了当作业员处于远离机器人的安全场所时使机器人高速动作的方法。但是，存在如下情况：若使具有上述的日本专利第5927284号公报所示的接触停止功能的机器人高速动作，则因机器人自身产生的力而启动接触停止功能，造成机器人停止。
技术实现思路
本专利技术提供一种生产系统，在机器人与作业员在相同空间协同地进行作业的生产现场，可以确保作业员的安全，并且可以使作业员与机器人的协同作业的效率提升。根据本公开的一方式提供一种生产系统，具有：机器人；控制该机器人的控制装置；人检测部，其检测作业员是否进入协同动作区域，该协同动作区域用于所述机器人和所述作业员同时进入来协同地进行作业；速度检测部，其检测所述机器人的速度；以及外力检测部，其检测施加给所述机器人的外力，其特征在于，所述控制装置具有：动力切断部，其切断供给到所述机器人的动力；基准速度存储部，其存储预定基准速度；基准力存储部，其存储预定基准力；第一速度比较部，其具有如下功能：将由所述速度检测部检测出的所述机器人的当前速度与存储于所述基准速度存储部的所述预定基准速度进行比较，在所述当前速度超过所述预定基准速度时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作；以及外力比较部，其具有如下功能：将由所述外力检测部检测出的施加给所述机器人的当前外力与存储于所述基准力存储部的所述预定基准力进行比较，在所述当前外力超过所述预定基准力时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作，所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述第一速度比较部以及所述外力比较部的功能无效。附图说明从附图所示的本公开的典型实施方式的详细说明中可以进一步明确本专利技术的这些目的、特征以及优点和其他的目的、特征以及优点。图1是例示了能够应用本公开的生产系统的机器人和该机器人的周边结构的侧视图。图2是表示第一实施例的生产系统的功能框图。图3是表示第二实施例的生产系统的功能框图。图4是表示第三实施例的生产系统的功能框图。图5是表示第四实施例的生产系统的功能框图。图6是表示第五实施例的生产系统的功能框图。图7是表示第六实施例的生产系统的功能框图。图8是表示第七实施例的生产系统的功能框图。具体实施方式接下来，参照附图对本公开的实施方式进行说明。在要参照的附图中，对同样的结构部分或者功能部分标注同样的参照符号。为了容易理解，这些附图可以适当变更比例尺。此外，附图所示的方式是用于执行本专利技术的一个示例，本专利技术并非局限于图示的方式。图1是例示了能够应用于本公开的生产系统的机器人和该机器人的周边结构的侧视图。在图1所示的生产系统10中，人11接近机器人12，人11与机器人12在相同空间协同地进行作业。人11是与机器人12协同地进行作业的作业员，例如是进行工件的最终定位与固定的作业员，通过机器人12对所述工件进行了安装作业。机器人12是由垂直多关节式机械手构成的工业用机器人。为了将机器人12设置于床部L，而在床部L上固定有固定板13。在固定板13上配置有力传感器14，并且在力传感器14上配置有机器人12的机器人基座15。力传感器14被用作检测施加给机器人12的外力优选的是人11与机器人12接触时的外力(所谓的接触力)的外力检测装置。在力传感器14内包含有检测因外力引起的力传感器14的变形的变形检测器，例如应变仪尤其是半导体应变仪。更具体来说，力传感器14具有力传感器主体、紧贴于力传感器主体的应变仪。力传感器14在图1中安装于机器人基座15，但是也可以安装于机器人12的其他部分例如构成机器人臂部16的连杆之间的关节部。此外，力传感器14也可以通过加速度传感器来取得机器人12触碰时的加速度，以取得的加速度为基础将能够计算出的力检测为接触力。在机器人臂部16的末端安装有机器人手腕法兰17。在机器人手腕法兰17的末端设置有把手18或者作业工具(未图示)等。把手18可以根据来自机器人控制装置21的指令来把持工件W，可以在机器人12将工件W移动至目的地场所之后释放工件W。如图1所示，在机器人12的附近设置有：人检测部19，其对人11是否进入协同动作区域A进行检测，所述协同动作区域A作为人11与机器人12同时进入进行协同作业的区域。人检测部19在协同动作区域A与该外侧区域的边界形成二维检测区域20。或者，人检测部19也可以形成包含上述的协同动作区域A在内的三维检测区域(未图示)。能够利用光电传感器的检测范围或者监视照相机的监视范围等形成这样的二维或者三维检测区域。此外，优选的是，上述的协同动作区域A至少包含机器人12的结构部分能够物理移动的范围，例如由构成机器人臂部16的连杆的能够旋转范围决定的范围。并且，机器人12与机器人控制装置21相连。上述的力传感器14以及人检测部19也与机器人控制装置21相连。机器人控制装置21是数字计算机，控制机器人12的动作。更具体来说，机器人控制装置21通过对驱动机器人12的各轴的伺服电动机提供预定的动作指令(例如，转矩指令、速度指令、位置指令等)使机器人臂部16动作。以下，列举人11与机器人12在上述的协同动作区域A中协同地进行作业的生产系统10的各种实施例。图2是表示第一实施例的生产系统10A的功能框图。第一实施例的生产系统10A如图2所示，包含：人检测部19、协同模式指令部22、速度检查切断部23、接触停止切断部24、速度检测部25、基准速度存储部26、速度比较部27、外力检测部28、基准力存储部29、外力比较部30、电动机31、电动机电源32、动力切断部33、伺服放大器34、以及动作指令部35等。以下，参照图2对这些功能进行说明。人检测部19如上所述具有检测人11是否进入协同动作区域A(参照图1)的功能。协同模式指令部22向机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产系统，具有：机器人；控制该机器人的控制装置；人检测部，其检测作业员是否进入协同动作区域，该协同动作区域用于所述机器人和所述作业员同时进入来协同地进行作业；速度检测部，其检测所述机器人的速度；以及外力检测部，其检测施加给所述机器人的外力，其特征在于，所述控制装置具有：动力切断部，其切断供给到所述机器人的动力；基准速度存储部，其存储预定基准速度；基准力存储部，其存储预定基准力；第一速度比较部，其具有如下功能：将由所述速度检测部检测出的所述机器人的当前速度与存储于所述基准速度存储部的所述预定基准速度进行比较，在所述当前速度超过所述预定基准速度时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作；以及外力比较部，其具有如下功能：将由所述外力检测部检测出的施加给所述机器人的当前外力与存储于所述基准力存储部的所述预定基准力进行比较，在所述当前外力超过所述预定基准力时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作，所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述第一速度比较部以及所述外力比较部的功能无效。

【技术特征摘要】
2016.09.30 JP 2016-1943571.一种生产系统，具有：机器人；控制该机器人的控制装置；人检测部，其检测作业员是否进入协同动作区域，该协同动作区域用于所述机器人和所述作业员同时进入来协同地进行作业；速度检测部，其检测所述机器人的速度；以及外力检测部，其检测施加给所述机器人的外力，其特征在于，所述控制装置具有：动力切断部，其切断供给到所述机器人的动力；基准速度存储部，其存储预定基准速度；基准力存储部，其存储预定基准力；第一速度比较部，其具有如下功能：将由所述速度检测部检测出的所述机器人的当前速度与存储于所述基准速度存储部的所述预定基准速度进行比较，在所述当前速度超过所述预定基准速度时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作；以及外力比较部，其具有如下功能：将由所述外力检测部检测出的施加给所述机器人的当前外力与存储于所述基准力存储部的所述预定基准力进行比较，在所述当前外力超过所述预定基准力时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作，所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述第一速度比较部以及所述外力比较部的功能无效。2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述控制装置还具有：动作指令部，其向所述机器人提供动作指令；以及指令速度调节部，其具有如下功能：通过使所述动作指令中包含的指令速度全部以一定比例降低来将所述指令速度调节为预定限制速度以下，所述预定限制速度是所...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本知之，大岛尚，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP