具有包含转矩传感器的机器人的机器人系统技术方案

机器人系统具有：包含与关节轴对应的转矩传感器的机器人。机器人系统具有：传感器温度判定部，其根据温度检测部的输出值来判定转矩传感器的温度状态是否为异常状态或适温状态。机器人系统具有：动作指令部，当存在转矩传感器的温度状态不是异常状态以及适温状态的转矩传感器时，动作指令部减小机器人驱动马达的速度以及加速度中的至少一方。速度以及加速度中的至少一方。速度以及加速度中的至少一方。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有包含转矩传感器的机器人的机器人系统


[0001]本专利技术涉及具有包含转矩传感器的机器人的机器人系统。

技术介绍

[0002]近年来，已知有用于与人协作来进行作业的协作机器人。已知在以人与机器人的接触为前提的协作机器人中，为了检测作用于机器人的转矩或者外力，在机器人的关节部配置转矩传感器，测量作用于关节部的转矩，或根据测量出的转矩值来计算作用于机器人的外力。另外，通过作用于机器人的转矩或者外力来检知与人的接触，或者根据从人作用的转矩或者力来实施直接示教(direct teaching)。
[0003]机器人所具有的转矩传感器因伴随机器人动作的驱动机发热所引起的温度变化、机器人周围环境的温度变化、以及转矩传感器内部电路的发热所引起的温度变化等各种要因，温度发生变化。结果，存在转矩传感器检测出的转矩数据值变得不准确的情况(例如，参照日本特开2020
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67295号公报以及日本特开2019
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111597号公报)。
[0004]针对这样的问题，在转矩传感器中进行如下补偿：测量检测到因施加转矩而产生的位移的部分或其附近的温度，以测量出的温度为基础对转矩数据进行补偿(例如，参照日本特表2020
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509342号公报)。
[0005]另外，已知有如下的机器人：在因机器人关节轴的驱动负荷变得过大，机器人关节轴所具有的马达为过热状态，马达的周围温度为异常时，或者在由关节轴所具有的转矩传感器检测出的转矩数据中检测出异常时，使配置有该马达的关节轴的动作停止(例如，参照国际公开第2015/137038号)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2020
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67295号公报
[0009]专利文献2：日本特开2019
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111597号公报
[0010]专利文献3：日本特表2020
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509342号公报
[0011]专利文献4：国际公开第2015/137038号

技术实现思路

[0012]专利技术要解决的课题
[0013]在内部具有对作用于机器人的转矩或者力进行测量的转矩传感器的机器人中，以提高可靠性为目的，为了提高防尘性、提高防水性、或者电噪声对策，大多提升机器人内部的气密性。此时，有时因机器人的动作，机器人的关节轴所具有的转矩传感器的温度成为高温、或者温度急剧变化。另外，转矩传感器在机器人的关节部，为了提升转矩的测量精度，很多情况下配置成与电动机等驱动部以及减速器等机构部等紧贴地安装，正确地传递转矩或者力。结果，存在机器人的机构部或驱动部中的热容易传递到转矩传感器的情况。
[0014]另外，机器人的关节轴所具有的转矩传感器处于容易受到机器人的作业环境中的
气温、周边装置、工具、机械手、或者搬送物体等周围环境的温度变化引起的臂或者减速器等机构部的温度变化的影响的状况。另外，取决于机器人动作以及机器人搬送物体的重量或者重心的位置，有时针对机器人关节轴的负荷小或者大。根据对关节轴的负荷状况，有时温度相对于转矩传感器的影响会发生大幅变化。
[0015]另外，根据机器人的作业环境不同，有时从低温状态到高温状态，周围的温度范围较宽。另外，伴随机器人动作的温度变化的范围较宽，有时温度在短时间内变化。机器人关节轴所具有的转矩传感器的温度状态有时从低温到高温在较宽的范围内发生变化，并且在短时间内发生大幅变化。
[0016]为了应对这样的转矩传感器的温度状态变化要进行温度补偿。然而，因转矩传感器所具有的温度传感器的配置或者温度传感器精度的恶化等，有时无法适当地测量转矩传感器的温度状态。另外，根据转矩传感器的温度状态不同，有时温度补偿中的转矩传感器的温度特性近似模型与现实的状态不一致，误差变大。这样，根据转矩传感器的温度在较宽范围内变化、温度在短时间内大幅变化、或者转矩传感器的温度状态局部地改变等这样的、转矩传感器的温度状态不同，温度检测值的误差变大，或温度补偿的精度本身恶化。结果，有时难以适当地进行转矩数据的温度补偿，转矩数据值变得不合适。
[0017]这样，根据转矩传感器的温度状态不同，转矩传感器的输出误差大，有时无法检测出适当的转矩。另外，根据机器人的动作状况或者周围环境的状况不同，有时转矩传感器的温度异常。
[0018]另外，存在如下情况：转矩传感器的温度状态并不异常，通过使用时的研究能够继续使用，但不理想的是转矩数据的检测精度降低。另外，根据机器人的动作的方式不同，即使能够适当地进行基于转矩数据温度的补偿，有时也会对机器人关节部等施加过负荷，加快机器人的故障。
[0019]另外，在作业者进行直接示教时或者与机器人进行协同作业时等，作业者为了停止机器人、变更动作、改变设定，有时与机器人直接接触。此时，机器人关节轴附近的温度或者机器人关节轴所具有的转矩传感器的温度未知，因此，有时机器人是预想不到的温度、或转矩传感器的伴随温度变动的检测精度的恶化状况未知。
[0020]例如，在并非协同动作的模式下高速长时间驱动机器人后，在进行协同动作的模式下使用机器人时，有时机器人关节部以及转矩传感器为高温。另外，即使是进行协同动作的模式，在长时间持续负荷大的动作时，也存在机器人关节部以及转矩传感器为高温的情况。这样的情况下，即使转矩传感器以及机器人的致动器没有异常，也存在人接触时很热、温度传感器的检测精度恶化、转矩传感器的检测精度降低的情况。
[0021]这样，即使机器人关节部的温度对于马达等致动器而言是没有问题的温度，也存在作为与作业者协作地进行作业的机器人的转矩传感器的温度状态并非适当的温度状态，转矩传感器的检测精度恶化的情况。或者，存在即使转矩传感器的检测精度没有问题，在作业者与机器人接触时也会过热、或想要使转矩传感器的检测精度成为良好状态的情况。
[0022]用于解决课题的手段
[0023]本公开的一方式是一种具有机器人的机器人系统，该机器人包含与关节轴对应的转矩传感器。机器人系统具有：转矩传感器，其包含转矩检测部以及温度检测部；温度补偿部，其根据转矩检测部的输出值以及温度检测部的输出值，求出温度补偿后的数据。机器人
系统具有：传感器温度判定部，其根据温度检测部以及温度补偿部中的至少1个输出值，判定转矩传感器的温度状态是否为异常状态以及是否为适温状态。机器人系统具有：动作指令部，当存在转矩传感器的温度状态为异常状态的转矩传感器时，动作指令部将动作指令变更成使机器人停止。当存在转矩传感器的温度状态不是异常状态且不是适温状态的转矩传感器时，动作指令部将机器人的动作指令变更成：使配置有该转矩传感器的关节轴的速度以及加速度中的至少一方变小。
[0024]专利技术效果
[0025]根据本公开的一方式，能够提供与转矩传感器的温度状态对应地变更机器人动作的机器人系统。
附图说明
[0026]图1是实施方式中的机器人系统的概略图。
[0027本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有机器人的机器人系统，该机器人包含与关节轴对应的转矩传感器，其特征在于，所述机器人系统具有：转矩传感器，其包含转矩检测部以及温度检测部；温度补偿部，其根据所述转矩检测部的输出值以及所述温度检测部的输出值，求出温度补偿后的数据；传感器温度判定部，其根据所述温度检测部以及所述温度补偿部中的至少1个输出值，判定转矩传感器的温度状态是否为异常状态以及是否为适温状态；以及动作指令部，当存在转矩传感器的温度状态为异常状态的转矩传感器时，所述动作指令部将动作指令变更成使所述机器人停止，当存在转矩传感器的温度状态不是异常状态且不是适温状态的转矩传感器时，所述动作指令部将所述机器人的动作指令变更成：使配置有该转矩传感器的关节轴的速度以及加速度中的至少一方变小。2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述机器人构成为通过所述机器人的关节轴所具有的转矩传感器来检测作用于所述机器人的转矩，在驱动所述机器人的机器人系统中具有：由多个关节轴构成的所述机器人，该机器人包含2个以上具有转矩传感器的关节轴；所述动作指令部，其输出驱动所述机器人的所述机器人的动作指令；转矩传感器，其配备在所述机器人的关节轴，并具有检测作用于转矩传感器的转矩的所述转矩检测部以及检测转矩传感器的温度状态的所述温度检测部；所述温度补偿部，其根据所述转矩检测部的输出值以及所述温度检测部的输出值，求出温度补偿后的转矩数据；以及所述传感器温度判定部，其使用异常状态判定条件来判定转矩传感器的温度状态是否为异常状态，并且在转矩传感器的温度状态不是异常状态时，使用适温状态判定条件来判定转矩传感器的温度状态是否是适温状态，其中，所述异常状态判定条件由以下判定条件和规定判定条件的判定值构成，所述判定条件是以下判定条件中的至少1个判定条件：比较所述温度检测部的输出值与规定阈值的判定条件、比较所述温度检测部在规定时间内的输出值的变化值与规定阈值的判定条件、比较由所述温度补偿部温度补偿后的转矩数据的补偿值与规定阈值的判定条件、以及比较所述温度检测部的输出值与所述机器人的其他关节轴所具有的转矩传感器中的所述温度检测部的输出值的判定条件，所述适温状态判定条件由另外准备的判定条件中的至少1个其他判定条件和其他的规定判定值构成，所述动作指令部实施如下控制：当存在由所述传感器温度判定部判定为转矩传感器的温度状态是异常状态的转矩传感器时，将动作指令变更成使所述机器人停止并将其输出；当不存在判定为转矩传感器的温度状态是异常状态的转矩传感器时，将所述机器人的规定动作指令变更成：对于具有由所述传感器温度判定部判定为不是适温状态的转矩传感器的关节轴，使该关节轴的速度以及加速度中的至少1个为规定值以下；或者，将所述机器人的规定动作指令变更成：对具有由所述传感器温度判定部判定为不是适温状态的转矩传感器的关节轴的速度以及加速度中的至少1个，乘以规定比例，而使其减小。
3.根据权利要求2所述的机器人系统，其特征在于，所述机器人系统具有：动作模式设定部，其将作为驱动所述机器人的模式的适温化模式，设定为有效状态或者无效状态；以及切换定时设定部，其设定将所述适温化模式切换为有效状态或者无效状态的定时，所述动作模式设定部在基于所述切换定时设定部的设定的规定定时，将所述适温化模式设定为有效状态或者无效状态。4.根据权利要求3所述的机器人系统，其特征在于，所述切换定时设定部设定以下定时作为将所述适温化模式切换为有效状态或者无效状态的定时：所述机器人执行了规定动作之后、所述机器人执行规定动作之前、规定时刻、相对于所述机器人的规定动作开始时提前规定时间或者晚规定时间、相对于所述机器人的规定动作结束时晚规定时间或者提前规定时间、或者输入或切断了规定信号时的定时。5.根据权利要求3所述的机器人系统，其特征在于，作为将所述适温化模式切换为有效状态或无效状态的定时，所述切换定时设定部根据所述机器人的动作中具有转矩传感器的关节轴中的动作与转矩传感器的温度状态的关系，设定将所述适温化模式切换为有效状态或无效状态的定时，使得在所述机器人执行了规定动作后、所述机器人执行规定动作之前、或者规定时刻，转矩传感器的温度状态成为适温状态。6.根据权利要求3所述的机器人系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩竹隆裕，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：