具有机器人的异常检测功能的机器人系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供能够高灵敏度地检测在机器人中发生的异常的具有机器人的异常检测功能的机器人系统及其控制方法。当在机器人系统中发生了任何异常时，根据位置的不同或应答性的不同，通过两个第一以及第二传感器在第一以及第二检测值中产生差。在该差超过了预先设定的预定的阈值时，控制部检测到在机器人系统中产生了某种异常。通过相对地比较两个第一以及第二传感器的第一以及第二检测值，确保检测值的可靠性，并且因为能够通过第一以及第二检测值的差判断异常状态，所以能够排除由于机器人的动作状态或配置环境的温度变化引起的齿轮或减速机的摩擦力的变动这样的不确定因素的误差。能够减小设定检测值的差的阈值。机器人系统能够高灵敏度地检测异常。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有机器人的机器人系统，特别涉及具有机器人的异常检测功能的机器人系统。
技术介绍
在日本特开2009-196030号公报中，公开了高精度地控制机械臂的驱动的机器人控制装置。在该机器人控制装置中，在机械臂的各轴的驱动部中装入传感器。机械臂根据向该机械臂输出的指令进行驱动。传感器向机械臂输出实际传递的实际的检测转矩。运算处理部确定指令转矩和检测转矩的差。在确定的差成为预定的阈值以上的情况下，切断向机械臂的电力供给。 在日本特开2007-301691号公报中，公开了具有在机械臂的各轴的驱动中装入的两个传感器和两个运算处理部的机器人控制装置。在该机器人控制装置中，两个运算处理部分别推测向机械臂输出的指令转矩。在推测的两个指令转矩一致的情况下，确定通过两个传感器检测出的两个检测转矩和两个指令转矩的差。在确定的差成为预定的阈值以上的情况下，切断向机械臂的电力供给。在日本特开2009-196030号公报以及日本特开2007-301691号公报中公开的技术中，在作为机械臂的构成元件的齿轮或减速机中的摩擦力根据机械臂的动作状态或配置环境的温度变化而变动。通过这样的摩擦力的变动，在上述机器人控制装置中，例如由于摩擦力的增大，指令转矩和检测转矩的差变大。结果，为了防止误检测需要设定大的阈值。因此，例如即使在人或物与机械臂碰撞的情况下，也无法精度地检测碰撞。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供能够高灵敏度地检测在该机器人系统中发生的异常的机器人系统及其控制方法。为了实现上述目的，根据本专利技术，提供一种机器人系统，其具有机器人；第一以及第二传感器，其根据作用于上述机器人的力，分别输出预定的第一以及第二检测值；和控制部，其确定从上述第一传感器输出的第一检测值和从上述第二传感器输出的第二检测值的差，在上述差超过预定的阈值的情况下，判断为在上述机器人中发生了异常。在该机器人系统中，上述控制部在上述差超过上述阈值，并且上述第一以及第二传感器的上述第一以及第二检测值中的至少某一方超过预定的允许值的情况下，判断为对上述机器人作用了预定的力以上的力。在该机器人系统中，上述控制部在上述差超过上述阈值，并且上述第一以及第二传感器的上述第一以及第二检测值都不超过预定的允许值的情况下，判断为上述第一以及第二传感器的至少某一方发生了异常。在该机器人系统中，上述第一传感器的应答性与上述第二传感器的应答性不同。另外，根据本专利技术，提供一种机器人系统的控制方法，具有以下步骤根据作用于机器人的力，确定从第一以及第二传感器分别输出的第一检测值和第二检测值的差；和在上述差超过预定的阈值的情况下，判断为在上述机器人中发生了异常。该机器人系统的控制方法还具有在上述差超过上述阈值，并且上述第一以及第二传感器的上述第一以及第二检测值中的至少某一方超过预定的允许值的情况下，判断为对上述机器人作用了预定的力以上的力的步骤。该机器人系统的控制方法还具有在上述差超过上述阈值，并且上述第一以及第二传感器的上述第一以及第二检测值都不超过预定的允许值的情况下，判断为上述第一以·及第二传感器的至少某一方发生了异常的步骤。在该机器人系统的控制方法中，上述第一传感器的应答性与上述第二传感器的应答性不同。附图说明通过附图表示的本专利技术的典型的实施方式的详细的说明，本专利技术的这些目的、特征和优点以及其他的目的、特征和优点会变得更加明了。图I是概要地表示本专利技术的第一实施方式的机器人系统的结构的图。图2是表示本专利技术的机器人系统的控制方法中的处理流程的流程图。图3是表示一个具体例的第一以及第二检测值的变动的图表。图4是表示另一个具体例的第一以及第二检测值的变动的图表。图5是表示再一个具体例的第一以及第二检测值的变动的图表。图6是概要地表示本专利技术的第二实施方式的机器人系统的结构的图。图7是概要地表示本专利技术的第三实施方式的机器人系统的结构的图。图8是概要地表示本专利技术的第四实施方式的机器人系统的结构的图。具体实施例方式下面参照附图说明本专利技术的一个实施方式。图I是概要地表示本专利技术的第一实施方式的机器人系统11的结构的图。该机器人系统11具有例如构成6轴垂直多关节型机器人的多关节机器人12、与多关节机器人12连接控制多关节机器人12的动作的控制部13。多关节机器人12和控制部13通过配线14连接。多关节机器人12具有作业工具即机械手15。机械手15例如能够抓持工件。把该多关节机器人12例如配置在多关节机器人12与人协作的空间内。多关节机器人12具有例如在地面上固定不动的基台16 ;例如围绕与地面正交的旋转轴线Xl旋转自如地与基台16连结的基端臂17 ;围绕与旋转轴线Xl正交的旋转轴线x2旋转自如地与基端臂17连结的第一手腕元件18 ;围绕与旋转轴线x2正交的旋转轴线x3旋转自如地与第一手腕元件18连结的第一中间臂19a ;围绕与旋转轴线x3正交的旋转轴线x4旋转自如地与第一中间臂19a连结的第二手腕元件20 ;与第二手腕元件20连结的第二中间臂19b ;围绕与旋转轴线x4正交的旋转轴线x5旋转自如地与第二中间臂19b连结的第三手腕元件21 ;以及围绕与旋转轴线x5正交的旋转轴线x6旋转自如地与第三手腕元件21连结的前端臂22。在前端臂22的前端例如装卸自如地安装上述机械手15。为了实现围绕旋转轴线Xl x6的旋转，在多关节机器人12中装入伺服电动机(未图示)。伺服电动机具有检测该伺服电动机的旋转角度的编码器。伺服电动机根据从控制部13输出的驱动信号以预定的旋转角度进行旋转。通过伺服电动机的旋转，围绕各旋转轴线Xl x6引起多关节机器人12的动作。表示伺服电动机的旋转角度的角度信号从编码器向控制部13反馈。这样多关节机器人12能够按照预定的速度向预定的位置变化姿势。在第一实施方式中，在前端臂22和机器人手15之间在旋转轴线x6的方向上相互邻接地排列两个第一以及第二传感器23、24。第一传感器23配置在比第二传感器24接近机械手15的位置上。第二传感器24安装在前端臂22的前端。在安装在第二传感器24上的第一传感器23上安装机械手15。在第一以及第二传感器23、24中例如使用应变仪、或者由于光的反射量的大小或物体间的静电容量的变化等检索机械变形的力传感器等。第一·以及第二传感器23、24能够检测作用于机械手15的力以及作用于机械手15抓持的工件的力。把检测值从第一以及第二传感器23、24向控制部13输出。关于机械手15和用机械手15抓持的工件，对检测值执行重力修正。在机器人系统11的第一以及第二传感器23、24中设定正交三轴的基准坐标系。规定Z轴与旋转轴线x6平行，X轴以及Y轴正交。上述的第一以及第二传感器23、24能够检测作用于该第一以及第二传感器23、24的X方向、Y方向以及Z方向的力分量(Fx,Fy,Fz)、和围绕各个X轴、Y轴以及Z轴的转矩分量(Mx，My，Mz)。把这样检测的力分量以及转矩分量的检测值向控制部13输出。在输出时第一以及第二传感器23、24使用分别与控制部13连接的配线25a、25b。在多关节机器人12的动作过程中，从第一以及第二传感器23、24向控制部13分别连续输出第一以及第二检测值。控制部13与存储装置(未图示)连接，该存储装置用于存储从第一传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人系统，其特征在于，具有：机器人(12)；第一以及第二传感器(23、24)，其根据作用于上述机器人(12)的力，分别输出预定的第一以及第二检测值；和控制部(13)，其确定从上述第一传感器(23)输出的第一检测值和从上述第二传感器(24)输出的第二检测值的差，在上述差超过预定的阈值的情况下，判断为在上述机器人中发生了异常。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：森冈昌宏，足立悟志，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：