人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)，機(jī)器人與人同時共享相同的作業(yè)空間來進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。
【背景技術(shù)】
[0002]—般的產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人為了確保人的安全，在用安全柵欄包圍的空間進(jìn)行作業(yè)。并且，近年來，針對與人共享作業(yè)空間來進(jìn)行作業(yè)的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的要求增加。
[0003]在使用了人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人的作業(yè)中，存在機(jī)器人和人在共享作業(yè)空間分別進(jìn)行不同的作業(yè)的情況、人針對機(jī)器人所抓持的工件進(jìn)行作業(yè)的情況。在這樣的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人中，因?yàn)槿伺c機(jī)器人共享作業(yè)空間，存在機(jī)器人與人接觸，使人受傷的可能。
[0004]因此，通過力傳感器監(jiān)視機(jī)器人與人之間的接觸力。并且，當(dāng)檢測出的接觸力超過了預(yù)定的閾值時，使機(jī)器人停止，或者使機(jī)器人進(jìn)行動作從而減小接觸力，由此確保人的安全。為了減少對人的危險，接觸力的閾值最好設(shè)定為盡可能小的值。
[0005]例如，在日本特開平8-39467號公報(bào)中公開一種方法，使用設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器上的力傳感器來檢測接觸力，檢測末端執(zhí)行器是否與工件接觸。另外，在專利第4643619號說明書中公開了以下情況:由于力傳感器的溫度變化和老化力傳感器的信號發(fā)生變化，修正力檢測值中包含的漂移。并且在日本特開2007-30496號公報(bào)中公開了以下情況:對設(shè)置在成形機(jī)的合模裝置中的應(yīng)變檢測裝置的輸出中包含的漂移進(jìn)行修正，高精度地檢測合模力。
[0006]對此，力傳感器大多包含應(yīng)變計(jì)。并且，通過應(yīng)變計(jì)檢測應(yīng)變量后進(jìn)行力轉(zhuǎn)換，檢測作用的負(fù)荷的方向和大小。應(yīng)變計(jì)一般通過粘接劑粘接在力傳感器本體的一部分上。
[0007]不過，已知存在以下情況，即使在作用了相同大小的力的情況下，由于粘接劑所形成的粘接層的伴隨老化的蠕變、溫度變化以及濕度變化等，應(yīng)變量的力換算值包含大大背離了實(shí)際值的背離量(漂移)。在這種的情況下，如果由于上述的原因追加產(chǎn)生的應(yīng)變量變大，則背離量也變大。因此，如果不作用某種程度大的接觸力，則會產(chǎn)生力傳感器不識別接觸力的情況。這樣如果力傳感器能夠識別的接觸力變大，則使人處于危險的可能性增高。因此，希望高精度地檢測盡可能小的接觸力。另外，即使是其他結(jié)構(gòu)的力傳感器，檢測值也同樣隨著時間推移而發(fā)生變化。
[0008]本發(fā)明是鑒于這樣情況而作出的，其目的在于提供一種人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)，即使在機(jī)器人與人接觸的接觸力小的情況下也能夠始終高精度地檢測接觸力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了達(dá)到上述目的，根據(jù)第一個發(fā)明，提供一種人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)，機(jī)器人與人共享作業(yè)空間來進(jìn)行協(xié)調(diào)作業(yè)，其具備:力傳感器，其測量上述機(jī)器人從外部受到的力來輸出測量值；力檢測值計(jì)算部，其從上述測量值減去修正值來計(jì)算力檢測值；以及修正值更新部，其將預(yù)定的條件成立時的力檢測值更新為上述修正值，上述預(yù)定的條件是上述機(jī)器人停止或以恒定速度進(jìn)行動作并且預(yù)定的單位時間的上述力檢測值的變動幅度在變動幅度用閾值以下。
[0010]根據(jù)第二個發(fā)明，提供一種人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)，機(jī)器人和人共享作業(yè)空間來進(jìn)行協(xié)調(diào)作業(yè)，其具備:力傳感器，其測量上述機(jī)器人從外部受到的力來輸出測量值；力檢測值計(jì)算部，其從上述測量值減去修正值來計(jì)算力檢測值；以及修正值更新部，其將預(yù)定的條件成立時的力檢測值更新為上述修正值，上述預(yù)定的條件是上述機(jī)器人停止或以恒定速度進(jìn)行動作并且當(dāng)前的力檢測值在力檢測值用閾值以下。
[0011]根據(jù)第三個發(fā)明，在第一個或第二個發(fā)明中還具備力檢測值存儲部，其存儲上述預(yù)定的條件成立時的力檢測值，在經(jīng)過預(yù)定的時間沒有更新上述修正值的情況下，上述修正值更新部將存儲在上述力檢測值存儲部中的上述力檢測值更新為上述修正值。
[0012]根據(jù)第四個發(fā)明，在第一個或第二個發(fā)明中，還在經(jīng)過預(yù)定的時間沒有更新上述修正值的情況下，強(qiáng)制地停止上述機(jī)器人或者使上述機(jī)器人以恒定速度進(jìn)行動作后使上述修正值更新部更新上述修正值。
[0013]根據(jù)第五個發(fā)明，在第一個到第四個發(fā)明中的任意一個發(fā)明中還具備:人檢測部，其檢測上述機(jī)器人附近是否有上述人；以及更新許可部，其在通過該人檢測部檢測出上述機(jī)器人附近沒有上述人的情況下，許可上述修正值更新部對上述修正值的更新。
[0014]根據(jù)第六個發(fā)明，在第一個到第五個發(fā)明中的任意一個發(fā)明中還具備故障判定部，其監(jiān)視上述力傳感器中包含的應(yīng)變檢測部位檢測出的應(yīng)變量是否收斂在預(yù)定的適當(dāng)范圍內(nèi)，在未收斂在該適當(dāng)范圍內(nèi)時，判定為上述力傳感器發(fā)生了故障。
[0015]根據(jù)第七個發(fā)明，在第一個到第六個發(fā)明中的任意一個發(fā)明中還具備機(jī)器人停止部，其在通過上述修正值更新部進(jìn)行更新后的力檢測值超過停止用閾值的情況下，使上述機(jī)器人減速或停止。
[0016]根據(jù)第八個發(fā)明，在第二個到第七個發(fā)明中的任意一個發(fā)明中還具備力檢測值用閾值變更部，其根據(jù)通過上述修正值更新部更新上述修正值后的經(jīng)過時間變更上述力檢測值用閾值。
[0017]根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的典型實(shí)施方式的詳細(xì)說明，本發(fā)明的這些目的、特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)會變得明確。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的側(cè)面圖。
[0019]圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0020]圖3是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0021]圖4是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0022]圖5是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0023]圖6是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0024]圖7是表示本發(fā)明第六實(shí)施方式的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0025]圖8是表示本發(fā)明第七實(shí)施方式的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的動作的流程圖。
[0026]圖9是表示本發(fā)明第八實(shí)施方式的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的動作的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0027]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下附圖中對相同的部件標(biāo)注相同的參照符號。為了容易理解，該附圖適當(dāng)變更了比例尺。
[0028]圖1是本發(fā)明的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)的側(cè)面圖。在圖1所示的人機(jī)協(xié)調(diào)機(jī)器人系統(tǒng)I中，為了進(jìn)行協(xié)調(diào)作業(yè)，人9和機(jī)器人10位于相互靠近的位置。
[0029]在圖1中，機(jī)器人10是垂直多關(guān)節(jié)機(jī)械手，在機(jī)械臂14的前端安裝了機(jī)器人手腕凸緣15。并且，在機(jī)器人手腕凸緣15的前端設(shè)置了抓持手16。機(jī)器人10的抓持手16抓持位于預(yù)定位置的工件W，機(jī)器人10在將工件W移動到目的場所后放開工件W。
[0030]如圖1所示，在地板L上固定了固定板11，在固定板11上配置了力傳感器12。并且，在力傳感器12上配置了機(jī)器人10的機(jī)器人基座13。力傳感器12在其內(nèi)部包含應(yīng)變檢測器、例