【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于检测机器人中的碰撞的发生的方法和装置。
技术介绍
1、在工件的搬运等中使用的机器人在动作中有时其手臂等受到周围的物体的干涉从而发生碰撞。当在动作中发生碰撞时，需要立即检测出碰撞并进行使机器人的动作紧急停止等的处理。为了检测机器人中的碰撞，可以使用安装在机器人的手臂或手臂前端的手部等上的碰撞传感器。但是，设置碰撞传感器会导致成本上升。另外，碰撞传感器的质量会对机器人的动态特性产生不良影响，另外，根据机器人的结构，有时难以设置针对碰撞传感器的配线。作为不依靠碰撞传感器而检测碰撞的方法，有监视机器人的各轴的伺服电动机的转矩的方法。当发生碰撞而阻碍机器人的动作时，对应的轴的伺服电动机的转矩急剧上升，因此在通过与阈值的比较而检测出转矩的上升的情况下，能够判断为发生了碰撞。在该方法中，即使在根据来自外部的指令使机器人正常动作时，根据指令的内容，转矩也会大幅上升，因此需要适当地设定用于判定发生了碰撞的阈值即碰撞检测限幅值。若设定比在正常运转中能够产生的转矩要小的碰撞检测限幅值，则在正常运转时会误检测出碰撞的发生。通常，电动机的速度越大，则转矩越大，因此，为了防止误检测，在电动机以最大速度被驱动时，需要将碰撞检测限幅值设定为比转矩要大的值。
2、在将碰撞检测限幅值设定为比最大速度下的驱动所需要的转矩要大的值时，产生在电动机的速度较小时不能可靠地进行碰撞的检测的问题。如果是低速，则电动机的转矩也较小，存在碰撞或干涉时的转矩的上升也较小。因此，在使用与最大速度对应的碰撞检测限幅值时，有可能无法检测出程度较小的碰撞或干涉
3、作为能够迅速且可靠地检测机器人中的碰撞发生的技术，专利文献1公开了如下技术:根据由位置指令、速度指令及加速度指令中的至少一个运算出的必要驱动转矩指令要素和驱动各轴的电动机的位置、速度及加速度中的至少一个，不进行机器人的运动方程式的再计算而算出必要驱动转矩，通过比较算出的必要驱动转矩和各轴的电动机的电流来进行碰撞的发生的判别。专利文献2公开了如下技术:为了在驱动转矩根据是否保持了工件而变化的状况下可靠地检测碰撞的发生，识别工件的载荷未被传递至机器人的状态和工件的载荷被传递至机器人的状态之间的状态转移，根据处于哪种状态而使用不同的阈值，将干扰估计值与该阈值进行比较来进行碰撞的检测。专利文献3公开了如下技术:在进行逆动力学计算来推定干扰而检测碰撞的发生时，为了防止由于减速器的弹簧分量而引起的振动来使碰撞检测的精度降低，在机器人动作的指令加速度比预先设定的规定值要大的情况下，增大碰撞检测中的阈值来使检测灵敏度降低。
4、虽然没有涉及碰撞检测的精度提高，但专利文献4公开了为了使作为人类即作业者和机器人共存来进行作业，将机器人手臂移动的空间分为接近作业者的空间即低速动作区域和除此以外的空间即高速动作区域，使得用于检测机器人手臂的碰撞的检测灵敏度在低速动作区域比高速动作区域要高。
5、[现有技术文献]
6、[专利文献]
7、专利文献1:日本特开2003-25272号公报
8、专利文献2:日本特开2016-16490号公报
9、专利文献3:日本特开2006-116650号公报
10、专利文献4:国际公开第2016/103308号
技术实现思路
1、作为提高机器人中的碰撞检测的精度的技术，专利文献1所记载的技术需要计算必要驱动转矩，专利文献2所记载的技术需要计算干扰的估计值，专利文献3所记载的技术需要进行逆动力学运算来计算外力。因此，专利文献1-3所记载的技术存在用于碰撞检测所需要的运算负荷较重的问题。
2、本专利技术的目的在于提供一种碰撞检测方法及碰撞检测装置，其运算负荷量较小，即使在机器人以低速运动时，也能够迅速且可靠地检测碰撞的发生。
3、用于解决技术问题的技术手段
4、在本专利技术的一个方式中，检测具备多个轴且各轴分别由电动机驱动的机器人中发生的碰撞的碰撞检测方法具有碰撞判定工序，在该碰撞判定工序中，针对每个轴，将根据电动机的速度而确定的阈值和该轴的电动机的转矩值进行比较，在转矩值超过阈值时判定为发生了碰撞。机器人是在多个工作台之间搬送工件的机器人，针对每个工作台,在机器人通过连续路径(cp)控制在该工作台的进入位置与工作台位置之间移动时，在碰撞判定工序中，使用参照碰撞检测限幅表而得到的阈值，该碰撞检测限幅表按每个工作台且按每个轴预先存储了每个整体速度的阈值，整体速度是通过cp控制进行动作的机器人整体的速度。
5、根据上述方式的碰撞检测方法，在进行实际上若不使机器人动作则无法知道每个轴的电动机的速度的变化的cp控制的情况下，预先准备按每个工作台且按每个轴预先存储了每个整体速度的阈值的碰撞检测限幅表，在实际上通过cp控制使机器人移动时，根据所指令的整体速度并参照碰撞检测限幅表而得到作为阈值的碰撞检测限幅值，由此在通过cp控制使机器人接近工作台时，能够进行更适当的碰撞检测。
6、在一个方式的碰撞检测方法中，优选的是，在碰撞检测限幅表中，整体速度在从速度0到由cp控制规定的最大速度为止的范围内被划分为多个cp用速度区域，按每个cp用速度区域将阈值确定为单一的值。通过按每个cp用速度区域将阈值确定为单一的值，能够减小碰撞检测限幅表的尺寸，缩短制作时间。
7、在一个方式的碰撞检测方法中，优选的是，阈值在机器人的cp控制中的教学结束时，根据电动机的转矩波形中的最大值来决定并存储在碰撞检测限幅表中。通过在教学结束时制作碰撞检测限幅表，能够在实际使机器人工作时可靠地进行碰撞检测。
8、在一个方式的碰撞检测方法中，机器人以点对点(ptp)控制在待机位置与进入位置之间移动。在以ptp控制进行移动时，优选的是，以电动机的速度越小则越小、而电动机的速度越大则越大的方式，根据与对于多个轴的每一个的速度比例相对应且按每个轴所确定的速度，来确定相对于该轴的阈值。通过这样构成，在以ptp控制使机器人移动时，能够使用更适当的阈值进行碰撞发生的检测。在这种情况下，优选的是，从速度0到电动机的最大速度为止的范围被划分为多个ptp控制用速度区域，在每个ptp控制用速度区域中，在ptp控制时使用的阈值被确定为单一的值。由此，能够进一步减小用于产生阈值的运算负荷。
9、在本专利技术的另一方式中，对具备多个轴且各轴分别由电动机驱动的机器人中发生的碰撞进行检测的碰撞检测装置具有：阈值产生部，该阈值产生部针对每个轴产生根据电动机的速度而确定的阈值；比较部，该比较部对从阈值产生部提供的阈值与电动机的转矩值进行比较，在转矩值超过所提供的阈值时判定为发生了碰撞；以及存储部，该存储部存储碰撞检测限幅表，该碰撞检测限幅表针对每个工作台且针对每个轴预先存储了每个整体速度的阈值。在该碰撞检测装置中，机器人是在多个工作台之间搬送工件的机器人，针对每个工作台，在机器人通过cp控制在该工作台的进入位置与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碰撞检测方法，该碰撞检测方法检测具备多个轴且各轴分别由电动机驱动的机器人中发生的碰撞，其特征在于,
2.如权利要求1所述的碰撞检测方法，其特征在于，
3.如权利要求1或2所述的碰撞检测方法，其特征在于，
4.如权利要求1或2所述的碰撞检测方法，其特征在于，
5.如权利要求4所述的碰撞检测方法，其特征在于，
6.一种碰撞检测装置，该碰撞检测装置检测具备多个轴且各轴分别由电动机驱动的机器人中发生的碰撞，其特征在于，具有：
7.如权利要求6所述的碰撞检测装置，其特征在于，
8.如权利要求6或7所述的碰撞检测装置，其特征在于，
9.如权利要求6或7所述的碰撞检测装置，其特征在于，
10.如权利要求9所述的碰撞检测装置，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种碰撞检测方法，该碰撞检测方法检测具备多个轴且各轴分别由电动机驱动的机器人中发生的碰撞，其特征在于,
2.如权利要求1所述的碰撞检测方法，其特征在于，
3.如权利要求1或2所述的碰撞检测方法，其特征在于，
4.如权利要求1或2所述的碰撞检测方法，其特征在于，
5.如权利要求4所述的碰撞检测方法，其特征在于，
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