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人機協(xié)調(diào)機器人系統(tǒng)的制作方法_2

文檔序號:9918320閱讀:來源:國知局
如應(yīng)變計,特別是半導(dǎo)體應(yīng)變計,測量作用于機器人10的外力并輸出測量值。另夕卜,力傳感器12也可以安裝在機器人基座13或者機器人10的其他部分。
[0031]機器人10與機器人控制裝置20連接。機器人控制裝置20是數(shù)字計算機,控制機器人10的動作。機器人控制裝置20包括:外力測量值狀態(tài)監(jiān)視部21,其監(jiān)視力傳感器12檢測出的外力測量值;力檢測值計算部22,其從力傳感器12輸出的測量值中減去修正值來計算力檢測值;以及力檢測值狀態(tài)監(jiān)視部23,其始終監(jiān)視力檢測值的各種狀態(tài)。
[0032]并且,機器人控制裝置20的機器人動作控制部24在始終將機器人10的動作狀態(tài),例如停止?fàn)顟B(tài)、加速狀態(tài)、減速狀態(tài)以及恒定速度運動狀態(tài)等與力檢測值狀態(tài)監(jiān)視部23的力檢測值的變動狀況進行比較的同時,使機器人10進行動作。并且,機器人控制裝置20的機器人內(nèi)電動機控制部25根據(jù)來自機器人動作控制部24的輸出,控制機器人10的各軸的電動機。另外,在需要時與機器人控制裝置20連接的輸出部29輸出警報。
[0033]如圖1所示,機器人控制裝置20的力檢測值狀態(tài)監(jiān)視部23包括修正值更新部31,其將預(yù)定的條件成立時的力檢測值更新為修正值。換句話說,修正值更新部31的修正值的更新處理是力傳感器21的復(fù)位。
[0034]并且,力檢測值狀態(tài)監(jiān)視部23包括力檢測值存儲部32,其存儲預(yù)定的條件成立時的力檢測值。力檢測值存儲部32可以在預(yù)定的條件成立的情況下,在每次由力檢測值計算部22計算力檢測值時依次存儲力檢測值。
[0035]在此,本發(fā)明的第一實施方式的預(yù)定的條件是指機器人10停止或者以恒定速度動作,并且預(yù)定的單位時間的力檢測值的變動幅度在變動幅度用閾值以下。另外,本發(fā)明的第二實施方式的預(yù)定的條件是指機器人10停止或者以恒定速度動作,并且當(dāng)前的力檢測值在力檢測值用閾值以下。
[0036]參照圖1,人機協(xié)調(diào)機器人系統(tǒng)I在機器人10的附近包括人檢測部18。圖1所示的人檢測部18是區(qū)域傳感器,形成二維的檢測區(qū)域19。并且,人檢測部18確認人9或其他障礙物是否位于檢測區(qū)域19。當(dāng)然,人檢測部18與機器人控制裝置20連接。
[0037]并且,機器人控制裝置20的力檢測值狀態(tài)監(jiān)視部23包括更新許可部33,其在通過人檢測部18檢測出機器人10的附近沒有人9時,許可修正值更新部31對修正值的更新。
[0038]并且,力檢測值狀態(tài)監(jiān)視部23包括:機器人停止部34,其在通過修正值更新部31進行更新后的力檢測值超過停止用閾值的情況下,使機器人10減速或停止;以及力檢測值用閾值變更部35,其根據(jù)通過修正值更新部31更新修正值后的經(jīng)過時間來變更力檢測值用閾值。另外,機器人停止部34也可以包括在機器人控制裝置20的機器人動作控制部24中。
[0039]并且,機器人控制裝置20的外力測量值狀態(tài)監(jiān)視部21包括故障判定部36,其監(jiān)視由力傳感器12中包括的應(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),如果沒有收斂在該適當(dāng)范圍內(nèi),則判定為力傳感器12發(fā)生故障。
[0040]圖2是表示本發(fā)明第一實施方式的人機協(xié)調(diào)機器人系統(tǒng)I的動作的流程圖。以下,一邊參照圖1和圖2,一邊說明第一實施方式的人機協(xié)調(diào)機器人系統(tǒng)I的動作。另外,設(shè)為在每個預(yù)定的控制周期重復(fù)執(zhí)行圖2所示的流程圖。另外,后述的其他的流程圖也一樣。
[0041]在圖2的步驟Sll中,設(shè)為人機協(xié)調(diào)機器人系統(tǒng)I的機器人10進行通常動作。通常動作例如是指按照預(yù)定程序的工件W的抓持、移動以及釋放動作。
[0042]接著,在步驟S12中判定機器人10是否已停止。在判定為機器人10已停止時,進入步驟S16,在判定為機器人10沒有停止的情況下,進入步驟S13。在步驟S13中,判定機器人10是否正在進行加速動作或減速動作。另外,設(shè)為步驟S12、S13的判定動作是由力檢測值狀態(tài)監(jiān)視部23根據(jù)機器人10的程序、動作指令等進行。
[0043]在機器人10正在進行加速動作或減速動作的情況下,返回步驟S11。在判定為機器人10沒有正在進行加速動作或減速動作的情況下,即在判定為機器人10以恒定速度進行動作的情況下,進入步驟S16。這樣,在機器人10停止或者以恒定速度進行動作的情況下,能夠判斷為未對機器人10作用加速或減速動作引起的慣性力的狀況。
[0044]并且,在步驟S16中,力檢測值狀態(tài)監(jiān)視部23判定預(yù)定的單位時間,例如I秒鐘的力傳感器12的力檢測值的變動幅度是否是在變動幅度用閾值、例如Ikgf以下。并且,當(dāng)力檢測值的變動幅度在變動幅度用閾值以下時,進入步驟S20,執(zhí)行力傳感器12的復(fù)位。另夕卜,當(dāng)力檢測值的變動幅度不在變動幅度用閾值以下時,返回步驟S11。
[0045]如上所述,本發(fā)明的第一實施方式的預(yù)定條件是指機器人10停止或者以恒定速度進行動作,并且預(yù)定的單位時間的力檢測值的變動幅度在變動幅度用閾值、例如Ikgf以下。在第一實施方式中,當(dāng)該預(yù)定的條件成立時,執(zhí)行力傳感器12的復(fù)位。
[0046]具體地說,修正值更新部31將上述的預(yù)定條件成立時輸出的力檢測值更新為修正值。接著,力檢測值計算部22從當(dāng)前的力傳感器12的測量值減去該修正值來計算力檢測值。由此,執(zhí)行力傳感器12的復(fù)位。因此,在上述的預(yù)定條件成立時,能夠?qū)]有外力作用的狀態(tài)設(shè)為接近無負荷(Okg)的狀態(tài)。
[0047]如在現(xiàn)有技術(shù)中說明的那樣存在如下情況:由于粘接劑的蠕變、溫度變化、濕度變化等,力傳感器12的測量值(應(yīng)變量的力換算值)包含背離量。本發(fā)明中,通過執(zhí)行力傳感器12的復(fù)位能夠消除背離量。結(jié)果,在本發(fā)明中能夠長期地將力傳感器12維持為背離量少的高精度狀態(tài)。因此,力傳感器12能夠檢測盡可能小的力。
[0048]另外,在第一實施方式中,在對力傳感器12作用了異常大的力的狀態(tài)下不執(zhí)行復(fù)位。因此,不會過剩地修正力傳感器12的測量值,因此能夠同時防止力傳感器12的精度的下降。
[0049]在現(xiàn)有技術(shù)中,一般只在機器人10停止時更新修正值。與此相對,在第一實施方式中,當(dāng)變動幅度在變動幅度用閾值以下時,如果機器人10以恒定速度移動中,則能夠判斷為沒有受到加速或減速動作引起的慣性力,在這種情況下,能夠更新修正值。結(jié)果,能夠頻繁地更新修正值,所以能夠始終將力傳感器12的測量值的背離量維持在最小。因此,能夠始終使力傳感器12的精度保持為良好的狀態(tài),力傳感器12能夠檢測盡可能小的力。因此,能夠提高人機協(xié)調(diào)機器人系統(tǒng)I的安全性。
[0050]圖3是表示本發(fā)明第二實施方式的人機協(xié)調(diào)機器人系統(tǒng)的動作的流程圖。在圖3所示的流程圖中,在已經(jīng)進行了說明了的地點,以避免重復(fù)的目的而省略再次的說明。對于后述的其他流程圖也同樣。
[0051]在圖3中,配置了步驟S16’來代替圖2所示的步驟S16。在步驟S16’中,力檢測值狀態(tài)監(jiān)視部23判定力傳感器12的當(dāng)前的力檢測值是否在力檢測值用閾值例如1.5kgf以下。并且,在當(dāng)前的力檢測值在力檢測值用
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