机器人系统的监视装置制造方法及图纸

本发明专利技术的机器人系统的监视装置具备：外力检测部，其检测作用于机器人的外力；区域判定部，其判定机器人的规定部分是否存在于规定区域内；力监视部，其在由区域判定部判定为机器人的规定部分存在于规定区域内的情形时，以至少包含作用于机器人的外力的监视的第一监视基准侦测碰撞，并且在由区域判定部判定为机器人的规定部分不存在于规定区域内的情形时，以不包含外力的监视的第二监视基准侦测碰撞；及停止信号产生部，其在利用力监视部侦测出碰撞的情形时，产生机器人（2）的停止信号，并将其供给至控制装置。

A monitoring device for a robot system

The monitoring device of the robot system of the invention has the external force detection unit, which detects the external force of the robot; the regional decision department determines whether the specified part of the robot exists in the specified area; the force monitoring department determines that the prescribed part of the robot exists in the specified area by the district decision department. At least the first monitoring datum that includes the monitoring of the external force acting on the robot is at least detects a collision and detects collisions with the second monitoring datum that does not contain the external force monitoring when the area decision department determines that the specified part of the robot is not in the specified area. When the force monitoring department detects the collision situation, it produces the stop signal of the robot (2) and supplies it to the control device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机器人系统的监视装置
本专利技术关于一种机器人系统的监视装置。
技术介绍
以往，开发出用以监视机器人的各种技术。例如在专利文献1及专利文献2中，揭示出在机器人的臂的梢端设置力传感器，根据利用力传感器检测出的信息监视机器人的异常的技术。又，在专利文献3及专利文献4中，揭示出在机器人的动作范围内设定规定区域，在规定区域监视机器人的动作速度的异常的技术。再者，近年来，就提高生产性的观点而言，提出机器人与作业人员在同一作业空间内共同进行作业。因此，就安全性的观点而言，例如在专利文献5中，揭示出在机器人的动作范围内设定规定区域，侦测出人进入至规定区域内而使机器人以低速动作的技术。现有技术文献：专利文献：专利文献1：日本专利特开平07-251394号公报专利文献2：日本专利特开平07-223190号公报专利文献3：日本专利特表2001-525263号公报专利文献4：日本专利特开2008-022590号公报专利文献5：日本专利特表2015-526309号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：但是，在以往的机器人的监视技术中，侦测碰撞时的监视基准在所有区域中共享，而有对于机器人与作业人员的共同作业而言并非最佳的状况。因此，存在如下课题，即寻求作为如在人的周围以低速进行作业的机器人的监视技术且适合用于共同作业者。因此，本专利技术的目的在于，在与人共存进行作业的机器人系统的监视装置中，进行更适合用于机器人与作业人员的共同作业的碰撞侦测。解决问题的手段：本专利技术的一形态的机器人系统的监视装置是具备具有1个以上的关节轴及驱动该关节轴的伺服马达的机器人、以及在上述机器人的动作范围内预先设定规定的区域并控制上述机器人的动作的控制装置者，且具备：外力检测部，其检测作用于上述机器人的外力；区域判定部，其判定上述机器人的规定部分是否存在于规定区域内；力监视部，其在由上述区域判定部判定为上述机器人的上述规定部分存在于规定区域内的情形时，以至少包含作用于上述机器人的外力的监视的第一监视基准侦测碰撞，并且在由上述区域判定部判定为上述机器人的上述规定部分不存在于规定区域内的情形时，以不包含上述外力的监视的第二监视基准侦测碰撞；及停止信号产生部，其在利用上述力监视部侦测出碰撞的情形时，产生上述机器人的停止信号，并将其供给至上述控制装置。根据上述构成，例如在作业人员与机器人共存进行作业的机器人系统中，监视基准在机器人与人碰撞的可能性较高的低速动作区域（第一速度）和可能性较低的高速动作区域（第二速度）不同，因此能够恰当地侦测碰撞。藉此，侦测出碰撞后，能够利用控制装置（例如机器人控制器）停止机器人的动作，因此更适在机器人与作业人员的共同作业。也可为，上述力监视部在由上述区域判定部判定为上述机器人的上述规定部分不存在于上述规定区域内的情形时，以包含与作用于上述机器人的外力的微分值成比例的冲击力的监视的上述第二监视基准侦测碰撞。根据上述构成，例如即便在与人碰撞的可能性较低的高速动作区域，机器人碰撞到人，也能够迅速地侦测碰撞。藉此，更适合用于机器人与作业人员的共同作业。也可为，上述机器人系统的监视装置进一步具备：位置传感器，其检测上述各伺服马达的旋转角度位置；速度运算部，其根据利用上述位置传感器检测出的上述各伺服马达的旋转角度位置，运算上述机器人的动作速度；及速度监视部，其在由上述区域判定部判定为上述机器人的上述规定部分存在于上述规定区域内的情形时，监视上述机器人的动作速度是否超过第一速度，在由上述区域判定部判定为上述机器人的上述规定部分不存在于上述规定区域内的情形时，监视上述机器人的动作速度是否超过高于上述第一速度的第二速度；且上述停止信号产生部在由上述区域判定部判定为上述机器人的上述规定部分存在于上述区域内，且由上述速度监视部判定为上述机器人的动作速度超过上述第一速度的情形时，或者在由上述区域判定部判定为上述机器人的上述规定部分不存在于上述区域内，且由上述速度监视部判定为上述机器人的动作速度超过上述第二速度的情形时，产生上述机器人的停止信号，并将其供给至上述控制装置。根据上述构成，例如在与人碰撞的可能性较低的高速动作区域中，能够监视是否以如下速度进行运转，即，该速度藉由使机器人以高速动作而使之最大限度地发挥其能力，且即便假设侦测出碰撞，受伤的危险性也较低。另一方面，在与人碰撞的可能性较高的低速动作区域中，能够监视是否以如不会因自碰撞侦测至停止的惯性运转而使机器人向碰撞的人的部位压入般的速度进行运转。即，除了力监视以外，还藉由速度监视来进一步提高机器人与在其周边进行作业的作业人员的共同作业中的方便性。也可为，上述机器人系统的监视装置在上述机器人的动作范围内预先设定有多个上述区域。根据上述构成，例如能够根据作业区域的宽窄或形状而灵活且恰当地设定与人碰撞的可能性较高的低速动作区域，因此进一步提高机器人与在其周边进行作业的作业人员的共同作业中的方便性。也可为，在上述多个规定区域中，上述第一监视基准与上述第一速度的至少一者在上述各区域不同。例如在与人碰撞的可能性较高的低速动作区域中，以如不会因自碰撞侦测至停止的惯性运转而使机器人向碰撞的人的部位压入般的速度进行运转，但监视基准（例如动作速度或外力的阈值）依存于假定碰撞的危险性的部位。例如存在碰撞的危险性的部位在手或躯体，严重性或危险度也不同，因此应设定的速度也不同。根据上述构成，监视基准（例如速度或外力的阈值）在各区域不同，因此，进一步提高机器人与在其周边进行作业的作业人员的共同作业中的方便性。也可为，上述机器人系统的监视装置进一步具备检测在上述各伺服马达流动的电流值的电流传感器，且上述外力检测部具备：电流转矩转换部，其将上述电流传感器检测出的在上述各伺服马达流动的电流值转换为转矩值；驱动转矩推定部，其推定上述各伺服马达的驱动所需的驱动转矩；扰动转矩运算部，其运算利用上述电流转矩转换部转换所得的转矩值与上述驱动转矩的推定值的差作为扰动转矩；及外力运算部，其使用利用上述扰动转矩运算部运算出的扰动转矩值运算作用于上述机器人的外力。根据上述构成，不使用力传感器，而根据马达电流值计算作用于机器人的外力，因此能够低价且高精度地侦测碰撞。藉此，进一步提高机器人与在其周边进行作业的作业人员的共同作业中的方便性。专利技术效果：根据本专利技术，能够在与人共存进行作业的机器人系统的监视装置中，进行更适合用于机器人与作业人员的共同作业的碰撞侦测。本专利技术的上述目的、其他目的、特征、及优点，将通过参照图进行的以下的较佳实施形态的详细说明而更为明确。附图说明图1是显示具备第一实施形态的监视装置的机器人系统的整体构成的方块图；图2是显示图1的监视装置的具体构成的方块图；图3是示意性地显示图1的机器人的关节构造的图；图4是显示图3的机器人的构成的俯视图；图5是显示图1的控制装置的机器人控制的流程的流程图；图6是显示图2的监视装置的力监视处理的流程的流程图；图7是显示第二实施形态的监视装置的构成的方块图；图8是显示图7的监视装置的速度监视处理的流程的流程图。具体实施方式一面参照附图，一面对本专利技术的实施形态进行说明。以下，在所有附图中，对相同或相当的要素标注相同的符号，并省略重复的说明；（第一实施形态）[机器人系统]图1是显示具备第一实施形态的监视装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人系统的监视装置，其特征在于，具备具有一个以上的关节轴及驱动该关节轴的伺服马达的机器人、以及在所述机器人的动作范围内预先设定规定的区域并控制所述机器人的动作的控制装置，且具备：外力检测部，其检测作用于所述机器人的外力；区域判定部，其判定所述机器人的规定部分是否存在于规定区域内；力监视部，其在由所述区域判定部判定为所述机器人的所述规定部分存在于规定区域内的情形时，以至少包含作用于所述机器人的外力的监视的第一监视基准侦测碰撞，并且在由所述区域判定部判定为所述机器人的所述规定部分不存在于规定区域内的情形时，以不包含所述外力的监视的第二监视基准侦测碰撞；及停止信号产生部，其在利用所述力监视部侦测出碰撞的情形时，产生所述机器人的停止信号，并将其供给至所述控制装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.01 JP 2015-2344881.一种机器人系统的监视装置，其特征在于，具备具有一个以上的关节轴及驱动该关节轴的伺服马达的机器人、以及在所述机器人的动作范围内预先设定规定的区域并控制所述机器人的动作的控制装置，且具备：外力检测部，其检测作用于所述机器人的外力；区域判定部，其判定所述机器人的规定部分是否存在于规定区域内；力监视部，其在由所述区域判定部判定为所述机器人的所述规定部分存在于规定区域内的情形时，以至少包含作用于所述机器人的外力的监视的第一监视基准侦测碰撞，并且在由所述区域判定部判定为所述机器人的所述规定部分不存在于规定区域内的情形时，以不包含所述外力的监视的第二监视基准侦测碰撞；及停止信号产生部，其在利用所述力监视部侦测出碰撞的情形时，产生所述机器人的停止信号，并将其供给至所述控制装置。2.根据权利要求1所述的机器人系统的监视装置，其特征在于，所述力监视部在由所述区域判定部判定为所述机器人的所述规定部分不存在于所述规定区域内的情形时，以包含与作用于所述机器人的外力的微分值成比例的冲击力的监视的所述第二监视基准侦测碰撞。3.根据权利要求1或2所述的机器人系统的监视装置，其特征在于，进一步具备：位置传感器，其检测各所述伺服马达的旋转角度位置；速度运算部，其根据利用所述位置传感器检测出的各所述伺服马达的旋转角度位置，运算所述机器人的动作速度；及速度监视部，其在由所述区域判定部判定为所述机器人的所述规...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗藤康治，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP