人机协调机器人系统技术方案

本发明专利技术提供一种人机协调机器人系统。即使在接触力小的情况下也始终高精度地检测接触力。该人机协调机器人系统包括：力传感器，其测量机器人从外部受到的力来输出测量值；力检测值计算部，其从测量值减去修正值来计算力检测值；以及修正值更新部，其将预定的条件成立时的力检测值更新为修正值。预定的条件是指机器人停止或以恒定速度动作并且预定的单位时间的力检测值的变动幅度在变动幅度用阈值以下，或者机器人停止或以恒定速度动作并且当前的力检测值在力检测值用阈值以下。

【技术实现步骤摘要】
人机协调机器人系统
本专利技术涉及一种人机协调机器人系统，机器人与人同时共享相同的作业空间来进行协调工作。
技术介绍
一般的产业用机器人为了确保人的安全，在用安全栅栏包围的空间进行作业。并且，近年来，针对与人共享作业空间来进行作业的人机协调机器人系统的要求增加。在使用了人机协调机器人的作业中，存在机器人和人在共享作业空间分别进行不同的作业的情况、人针对机器人所抓持的工件进行作业的情况。在这样的人机协调机器人中，因为人与机器人共享作业空间，存在机器人与人接触，使人受伤的可能。因此，通过力传感器监视机器人与人之间的接触力。并且，当检测出的接触力超过了预定的阈值时，使机器人停止，或者使机器人进行动作从而减小接触力，由此确保人的安全。为了减少对人的危险，接触力的阈值最好设定为尽可能小的值。例如，在日本特开平8-39467号公报中公开一种方法，使用设置在工业机器人的末端执行器上的力传感器来检测接触力，检测末端执行器是否与工件接触。另外，在专利第4643619号说明书中公开了以下情况：由于力传感器的温度变化和老化力传感器的信号发生变化，修正力检测值中包含的漂移。并且在日本特开2007-30496号公报中公开了以下情况：对设置在成形机的合模装置中的应变检测装置的输出中包含的漂移进行修正，高精度地检测合模力。对此，力传感器大多包含应变计。并且，通过应变计检测应变量后进行力转换，检测作用的负荷的方向和大小。应变计一般通过粘接剂粘接在力传感器本体的一部分上。不过，已知存在以下情况，即使在作用了相同大小的力的情况下，由于粘接剂所形成的粘接层的伴随老化的蠕变、温度变化以及湿度变化等，应变量的力换算值包含大大背离了实际值的背离量(漂移)。在这种的情况下，如果由于上述的原因追加产生的应变量变大，则背离量也变大。因此，如果不作用某种程度大的接触力，则会产生力传感器不识别接触力的情况。这样如果力传感器能够识别的接触力变大，则使人处于危险的可能性增高。因此，希望高精度地检测尽可能小的接触力。另外，即使是其他结构的力传感器，检测值也同样随着时间推移而发生变化。本专利技术是鉴于这样情况而作出的，其目的在于提供一种人机协调机器人系统，即使在机器人与人接触的接触力小的情况下也能够始终高精度地检测接触力。
技术实现思路
为了达到上述目的，根据第一个专利技术，提供一种人机协调机器人系统，机器人与人共享作业空间来进行协调作业，其具备：力传感器，其测量上述机器人从外部受到的力来输出测量值；力检测值计算部，其从上述测量值减去修正值来计算力检测值；以及修正值更新部，其将预定的条件成立时的力检测值更新为上述修正值，上述预定的条件是上述机器人停止或以恒定速度进行动作并且预定的单位时间的上述力检测值的变动幅度在变动幅度用阈值以下。根据第二个专利技术，提供一种人机协调机器人系统，机器人和人共享作业空间来进行协调作业，其具备：力传感器，其测量上述机器人从外部受到的力来输出测量值；力检测值计算部，其从上述测量值减去修正值来计算力检测值；以及修正值更新部，其将预定的条件成立时的力检测值更新为上述修正值，上述预定的条件是上述机器人停止或以恒定速度进行动作并且当前的力检测值在力检测值用阈值以下。根据第三个专利技术，在第一个或第二个专利技术中还具备力检测值存储部，其存储上述预定的条件成立时的力检测值，在经过预定的时间没有更新上述修正值的情况下，上述修正值更新部将存储在上述力检测值存储部中的上述力检测值更新为上述修正值。根据第四个专利技术，在第一个或第二个专利技术中，还在经过预定的时间没有更新上述修正值的情况下，强制地停止上述机器人或者使上述机器人以恒定速度进行动作后使上述修正值更新部更新上述修正值。根据第五个专利技术，在第一个到第四个专利技术中的任意一个专利技术中还具备：人检测部，其检测上述机器人附近是否有上述人；以及更新许可部，其在通过该人检测部检测出上述机器人附近没有上述人的情况下，许可上述修正值更新部对上述修正值的更新。根据第六个专利技术，在第一个到第五个专利技术中的任意一个专利技术中还具备故障判定部，其监视上述力传感器中包含的应变检测部位检测出的应变量是否收敛在预定的适当范围内，在未收敛在该适当范围内时，判定为上述力传感器发生了故障。根据第七个专利技术，在第一个到第六个专利技术中的任意一个专利技术中还具备机器人停止部，其在通过上述修正值更新部进行更新后的力检测值超过停止用阈值的情况下，使上述机器人减速或停止。根据第八个专利技术，在第二个到第七个专利技术中的任意一个专利技术中还具备力检测值用阈值变更部，其根据通过上述修正值更新部更新上述修正值后的经过时间变更上述力检测值用阈值。根据附图所示的本专利技术的典型实施方式的详细说明，本专利技术的这些目的、特征和优点以及其他的目的、特征和优点会变得明确。附图说明图1是本专利技术的人机协调机器人系统的侧面图。图2是表示本专利技术第一实施方式的人机协调机器人系统的动作的流程图。图3是表示本专利技术第二实施方式的人机协调机器人系统的动作的流程图。图4是表示本专利技术第三实施方式的人机协调机器人系统的动作的流程图。图5是表示本专利技术第四实施方式的人机协调机器人系统的动作的流程图。图6是表示本专利技术第五实施方式的人机协调机器人系统的动作的流程图。图7是表示本专利技术第六实施方式的人机协调机器人系统的动作的流程图。图8是表示本专利技术第七实施方式的人机协调机器人系统的动作的流程图。图9是表示本专利技术第八实施方式的人机协调机器人系统的动作的流程图。具体实施方式以下，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。为了容易理解，该附图适当变更了比例尺。图1是本专利技术的人机协调机器人系统的侧面图。在图1所示的人机协调机器人系统1中，为了进行协调作业，人9和机器人10位于相互靠近的位置。在图1中，机器人10是垂直多关节机械手，在机械臂14的前端安装了机器人手腕凸缘15。并且，在机器人手腕凸缘15的前端设置了抓持手16。机器人10的抓持手16抓持位于预定位置的工件W，机器人10在将工件W移动到目的场所后放开工件W。如图1所示，在地板L上固定了固定板11，在固定板11上配置了力传感器12。并且，在力传感器12上配置了机器人10的机器人基座13。力传感器12在其内部包含应变检测器、例如应变计，特别是半导体应变计，测量作用于机器人10的外力并输出测量值。另外，力传感器12也可以安装在机器人基座13或者机器人10的其他部分。机器人10与机器人控制装置20连接。机器人控制装置20是数字计算机，控制机器人10的动作。机器人控制装置20包括：外力测量值状态监视部21，其监视力传感器12检测出的外力测量值；力检测值计算部22，其从力传感器12输出的测量值中减去修正值来计算力检测值；以及力检测值状态监视部23，其始终监视力检测值的各种状态。并且，机器人控制装置20的机器人动作控制部24在始终将机器人10的动作状态，例如停止状态、加速状态、减速状态以及恒定速度运动状态等与力检测值状态监视部23的力检测值的变动状况进行比较的同时，使机器人10进行动作。并且，机器人控制装置20的机器人内电动机控制部25根据来自机器人动作控制部24的输出，控制机器人10的各轴的电动机。另外，在需要时与机器人控制装置20连接的输出部29输出警报。如图1所示，机器人控制装置2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人机协调机器人系统，机器人与人共享作业空间来进行协调作业，其特征在于，具备：力传感器，其测量上述机器人从外部受到的力来输出测量值；力检测值计算部，其从上述测量值减去修正值来计算力检测值；以及修正值更新部，其将预定的条件成立时的力检测值更新为上述修正值，上述预定的条件是上述机器人停止或以恒定速度进行动作并且预定的单位时间的上述力检测值的变动幅度在变动幅度用阈值以下。

【技术特征摘要】
2014.12.11 JP 2014-2512471.一种人机协调机器人系统，机器人与人共享作业空间来进行协调作业，其特征在于，具备：力传感器，其测量上述机器人从外部受到的力来输出测量值；力检测值计算部，其从上述测量值减去修正值来计算力检测值；以及修正值更新部，其将预定的条件成立时的力检测值更新为上述修正值，上述预定的条件是上述机器人停止或以恒定速度进行动作并且预定的单位时间的上述力检测值的变动幅度在变动幅度用阈值以下。2.一种人机协调机器人系统，机器人和人共享作业空间来进行协调作业，其特征在于，具备：力传感器，其测量上述机器人从外部受到的力来输出测量值；力检测值计算部，其从上述测量值减去修正值来计算力检测值；以及修正值更新部，其将预定的条件成立时的力检测值更新为上述修正值，上述预定的条件是上述机器人停止或以恒定速度进行动作并且当前的力检测值在力检测值用阈值以下。3.根据权利要求1或2所述的人机协调机器人系统，其特征在于，还具备力检测值存储部，其存储上述预定的条件成立时的力检测值，在经过预定的时间没有更新上述修正值的情况下，上述修正值更新部将存储在上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山一隆，佐藤贵之，
申请(专利权)人：发那科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP