人机协调机器人系统技术方案

本发明专利技术涉及一种人机协调机器人系统，机器人（２）与人（１）共用区域而进行协调作业，具备设置在机器人的前端所安装的作业机器（３）上或设置在机器人上的力传感器（４），在力传感器的检测值超过规定值的情况下，停止机器人或控制机器人的动作使力传感器的检测值变小，机器人包括位于比力传感器的设置位置距离人更远的位置的第一机器人部位（６）、以及位于比力传感器的设置位置更靠近人的位置的第二机器人部位（７），机器人系统具备限制人的作业区域的限制部（５），以便即使在机器人最接近人的情况下，也防止人与第一机器人部位接触。由此，即使在人与机器人会接触的环境中也能够确保人的安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人与人同时在相同的作业空间进行协调作业的人机协调机器人系统。
技术介绍
近年来，开发着在生产现场混合配置人和机器人，分割生产作业后分担给人和机器人的人机协调机器人系统。对于这种人机协调机器人系统，可以期待削减生产的运转成本的同时提高生产效率。但是，在人机协调机器人系统中，存在着机器人与人冲突、人的手指被夹在机器人的臂之间等的危险性。尤其是，在机器人能够高速动作的场合或在机器人的输出较大的场合，有可能人会从机器人受到过大的力。从而，对于人机协调机器人系统需求针对这种危险性的安全对策。以前的机器人系统具备冲突检测功能，在机器人与周边冲突时，根据发生在机器人的机械手部的异常转矩来检测出冲突。若利用这种冲突检测功能检测出冲突，则进行停止机器人的动作等减轻冲突力的控制，由此将机器人及安装在机器人的机器以及周边机器的损坏抑制在最小限度内。但是，在为了检测人与机器人之间的冲突而使用冲突检测功能的场合，为了确保人的安全，需要提高冲突的灵敏度。因此，要求以高精度推定设在机器人各部的齿轮或减速机等的摩擦转矩。但是，由于摩擦转矩根据外部空气温度和机器人的动作状态会改变，因此以高精度推定摩擦转矩比较难。因此，从机器人的各机械手部的转矩以高精度检测人与机器人之间的冲突，从而对人不产生危害比较困难。另外，在日本特许第3099067号、日本特许第4168441号、日本特开2008-213119号公报、日本特开2009-34755号公报中公开了输送物体的输送机器人。这种输送作业是在输送尺寸大的输送物或重输送物时人与机器人抬输送物两端的协调作业。而且，设在机器人与输送物之间的力传感器检测正在进行协调作业的人施加的力的方向，机器人辅助向该方向的输送。在日本特许第3099067号、日本特许第4168441号、日本特开2008-213119号公报、日本特开2009-34755号公报公开的技术中，检测通过输送物而产生在人与机器人之间的产生力，并可以不超过该产生力所规定的值地控制机器人。专利文献1 日本特许第3099067号专利文献2 日本特许第4168441号专利文献3 日本特开2008-213119号公报专利文献4 日本特开2009-34755号公报但是，在不通过输送物而人直接与机器人接触的场合，不能检测在人与机器人之间产生的力。而且，在将检测力的力传感器安装在机器人的臂与机械手之间等的情况下，不能检测到人接触到传感器无法检测的机器人的臂部分的情况。因此，在现有技术中，在存在人与机器人直接接触的可能性的场合，不能提供能够进行安全的协调作业的机器人系统。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种即使在人与机器人之间能够发生接触的环境中也能够确保人的安全的人机协调机器人系统。为达到上述目的，第一方案提供一种人机协调机器人系统，在机器人与人共用区域而进行协调作业的人机协调机器人系统中，其特征在于，具备设置在上述机器人的前端所安装的作业机器上或设置在上述机器人上的力传感器，在该力传感器的检测值超过规定值的情况下，停止上述机器人或控制上述机器人的动作使力传感器的检测值变小，上述机器人包括位于比上述力传感器的设置位置距离上述人的更远的位置的第一机器人部位、以及位于比上述力传感器的设置位置更靠近上述人的位置的第二机器人部位，并且，上述机器人系统具备限制上述人的作业区域的限制部，以便即使在上述机器人最接近上述人的情况下，也防止上述人与动作中的上述机器人的上述第一机器人部位接触。第二方案是在第一方案的基础上，上述力传感器设置在上述机器人与上述作业机器之间。第三方案是在第一方案的基础上，上述机器人包括基台和用于安装上述作业机器的作业机器安装部，上述力传感器设置在上述作业机器安装部与上述机器人的上述基台之间。第四方案是在第一方案至第三方案中任一个方案的基础上，上述限制部是形成有上述第二机器人部位能够通过的至少一个开口部的安全屏障。第五方案是在第四方案的基础上，上述安全屏障设置在在上述机器人最接近上述人的情况下的上述力传感器的位置上，或者设置在比上述力传感器的位置更靠近上述人的位置上。第六方案是在第一方案至第三方案中任一个方案的基础上，上述限制部是检测上述人接近上述第一机器人部位的区域传感器，在该区域传感器的二维检测区域中形成有上述第二机器人部位能够通过的至少一个检测无效区域。第七方案是在第六方案的基础上，上述区域传感器的上述二维检测区域设定在上述机器人最接近上述人的情况下的上述力传感器的位置上，或者设定在比上述力传感器的位置更靠近上述人的位置上。第八方案是在第一方案至第三方案中任一个方案的基础上，上述限制部设置在上述机器人、上述作业机器或上述力传感器上。第九方案是在第八方案的基础上，上述限制部是板状部件。第十方案是在第九方案的基础上，上述板状部件设置在上述力传感器的设置位置上，或者设置在比上述力传感器的设置位置更靠近上述人的位置上。第十一方案是在第八方案的基础上，上述限制部是检测上述人接近上述第一机器人部位的区域传感器。第十二方案是在第十一方案的基础上，上述区域传感器设置在上述力传感器的设置位置上，或者设置在比上述力传感器的设置位置更靠近上述人的位置上。本专利技术的上述的及其他的目的及特征通过参照附图对以下实施例的说明将更加清楚。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式的人机协调机器人系统的侧视图。图2是在一个实施方式中的人机协调机器人系统的部分立体图。图3是图2所示的人机协调机器人系统的侧视图。图4是本专利技术的第二实施方式的人机协调机器人系统的侧视图。图5是其他实施方式的人机协调机器人系统的侧视图。图6是本专利技术的第三实施方式的人机协调机器人系统的立体图。图7是本专利技术的第四实施方式的人机协调机器人系统的侧视图。图8是另一个其他实施方式的人机协调机器人系统的部分立体图。图9是本专利技术的第五实施方式的人机协调机器人系统的立体图。图10是本专利技术的第六实施方式的人机协调机器人系统的侧视图。图11是表示图10所示的人机协调机器人系统的变更例的图具体实施例方式下面，参照附图说明本专利技术的实施方式。在以下附图中对相同的部件标注相同的参照符号。为了易于理解，适当地变更了这些附图的比例尺。图1是本专利技术的第一实施方式的人机协调机器人系统的侧视图。在图1所示的人机协调机器人系统(人間協調Π # 7卜〉7 f Λ )中，为了协调地进行作业，人1和机器人2位于相互接近的位置。在图1所示的实施方式中，机器人2是垂直多关节型机械手，其基台固定在地面部L。如图1所示，在机器人2的一部分安装有力传感器4，力传感器4连接于图未示的控制装置。若在人1与机器人2接触时力传感器4的检测值超过规定的界限值，控制装置停止机器人2或者控制机器人2的动作以使力传感器4的检测值变小。如此，力传感器4限制机器人2对人产生过大的力。在此，由人1观察时，将位于比力传感器4更靠远处的机器人2的部分称为第一机器人部位6，将位于比力传感器4更靠近人1处的机器人2的部分称为第二机器人部位7。第二机器人部位7是通过力传感器4限制对人1产生过大的力的部位，对人1不产生危害。 相对于此，在第一机器人部位6与人1接触的场合，人1有可能从第一机器人部位6受到过大的力。尤其是在机器人2能够高速动作的场合，或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种人机协调机器人系统，机器人（２）与人（１）共用区域而进行协调作业，其特征在于，具备设置于上述机器人（２）的前端所安装的作业机器（３）上或设置于上述机器人（２）上的力传感器（４），在该力传感器（４）的检测值超过规定值的情况下，停止上述机器人（２）或控制上述机器人（２）的动作使力传感器（４）的检测值变小，上述机器人（２）包括位于比上述力传感器（４）的设置位置距离上述人（１）更远的位置的第一机器人部位（６）、以及位于比上述力传感器（４）的设置位置更靠近上述人（１）的位置的第二机器人部位（７），并且，上述机器人系统具备限制上述人（１）的作业区域的限制部（５），以便即使在上述机器人（２）最接近上述人（１）的情况下，也防止上述人（１）与动作中的上述机器人（２）的上述第一机器人部位（６）接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：榊原伸介，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP