防止碰撞判定部的誤判定的機(jī)器人控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防止在判定機(jī)器人是否與障礙物發(fā)生了碰撞時的誤判定的機(jī)器人控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的機(jī)器人控制裝置中，有的具備判定機(jī)器人的可動部是否與障礙物發(fā)生了碰撞的碰撞判定部。以往的機(jī)器人控制裝置的碰撞判定部，根據(jù)伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩等來推定對機(jī)器人的可動部施加的干擾轉(zhuǎn)矩，并將干擾轉(zhuǎn)矩的推定值與預(yù)先決定的閾值相比較，由此來判定是否有碰撞。與此相關(guān)地，在JP-A-H04-242406的碰撞檢測方法中，通過從觀測器所推定出的干擾轉(zhuǎn)矩中減去摩擦轉(zhuǎn)矩以及基于重力影響的轉(zhuǎn)矩等，來計算基于與障礙物的接觸和碰撞的干擾轉(zhuǎn)矩。
[0003]然而，已知伺服電動機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩根據(jù)機(jī)器人是否把持著工件而變化工件的重量的量。因此，為了準(zhǔn)確地推定干擾轉(zhuǎn)矩，需要根據(jù)機(jī)器人是否把持著工件來切換用于推定計算的各種參數(shù)中的與工件的重量相關(guān)的參數(shù)的數(shù)值。此外，應(yīng)當(dāng)留意，即使機(jī)器人把持著工件，有時工件的荷重未完全傳遞給機(jī)器人。關(guān)于這一點，以機(jī)器人拿起在操作臺上放置的工件的情形為例來說明。這種情形下，即使機(jī)器人把持著工件，然而在工件從操作臺受到反作用力的期間，工件的荷重完全不被傳遞給機(jī)器人，或者僅工件荷重的一部分經(jīng)由手被傳遞給機(jī)器人。之后，在工件由機(jī)器人拿起而離開操作臺的上表面的瞬間，工件的全部荷重經(jīng)由手被傳遞給機(jī)器人。
[0004]因此，在現(xiàn)有的碰撞判定方法中，從機(jī)器人把持工件起直到工件離開操作臺的期間，難以準(zhǔn)確地推定對機(jī)器人施加的干擾。同樣地，在機(jī)器人將工件放置于操作臺的情形下，在工件接觸操作臺起直到機(jī)器人釋放工件的期間，難以準(zhǔn)確地推定對機(jī)器人施加的干擾。如上所述，在現(xiàn)有的碰撞檢測方法中，在從工件的荷重未傳遞給機(jī)器人的狀態(tài)和工件的全部荷重被傳遞給機(jī)器人的狀態(tài)中的某一方向另一方進(jìn)行狀態(tài)迀移的期間，難以準(zhǔn)確地推定對機(jī)器人施加的干擾。因此，在進(jìn)行上述狀態(tài)迀移的期間，有可能會錯誤地判定機(jī)器人是否與障礙物發(fā)生了碰撞。
[0005]與此相關(guān)地，使用針對機(jī)器人的作業(yè)空間內(nèi)的每個區(qū)域而設(shè)定的各個閾值來判定是否有碰撞的碰撞判定方法是公知的。例如，在JP-A-H11-291190中提供了一種碰撞判定方法，其在焊接機(jī)器人執(zhí)行焊接工序的區(qū)域內(nèi)使用焊接電極的熔敷判定用的閾值；在除此之外的區(qū)域內(nèi)使用臂或末端執(zhí)行器(end effecter)的碰撞判定用的其他閾值。此外，在JP-A-2013-169609中提供了一種碰撞判定方法，其在根據(jù)伺服電動機(jī)的位置、速度以及加速度等而求得的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩預(yù)測值超過預(yù)定值的情況下將更大的閾值用于碰撞判定；在JP-A-2001-353687中提供了一種將與機(jī)器人的動作速度對應(yīng)的可變閾值用于碰撞判定的碰撞判定方法。但是，即使使用這些碰撞判定方法，也無法防止進(jìn)行上述狀態(tài)迀移的期間的誤判定。
[0006]期望獲得一種機(jī)器人控制裝置，其在從工件的荷重未被傳遞給機(jī)器人的狀態(tài)和工件的全部荷重經(jīng)由手被傳遞給機(jī)器人的狀態(tài)中的某一方向另一方進(jìn)行狀態(tài)迀移的期間，也能夠防止機(jī)器人是否與障礙物發(fā)生了碰撞的誤判定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的第一方式，提供了一種機(jī)器人控制裝置，其控制具備能夠把持工件的手的機(jī)器人，該機(jī)器人控制裝置具有:干擾推定部，其求取對機(jī)器人施加的干擾的推定值；迀移識別部，其識別發(fā)生工件的荷重未被傳遞給機(jī)器人的狀態(tài)和工件的全部荷重經(jīng)由手被傳遞給機(jī)器人的狀態(tài)之間的狀態(tài)迀移的情況；區(qū)域定義部，其在表示機(jī)器人和手的狀態(tài)的狀態(tài)空間內(nèi)，定義包含了在上述狀態(tài)迀移的開始時刻的機(jī)器人和手的狀態(tài)的區(qū)域；位置判定部，其判定機(jī)器人和手的狀態(tài)是否位于由區(qū)域定義部所定義的區(qū)域的內(nèi)側(cè)；以及碰撞判定部，其通過將干擾的推定值與預(yù)定的閾值相比較，來判定機(jī)器人是否與障礙物發(fā)生了碰撞，其中，碰撞判定部，在機(jī)器人和手的狀態(tài)位于上述區(qū)域的內(nèi)側(cè)的情況下，將干擾的推定值與第一閾值相比較，在機(jī)器人和手的狀態(tài)位于上述區(qū)域的外側(cè)的情況下，將干擾的推定值與不同于第一閾值的第二閾值相比較。
[0008]本發(fā)明的第二方式，提供了一種機(jī)器人控制裝置，在第一方式中，干擾推定部使用對機(jī)器人進(jìn)行驅(qū)動的伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)矩的至少某一方來求取干擾的推定值。
[0009]本發(fā)明的第三方式，提供了一種機(jī)器人控制裝置，在第一或第二方式中，干擾推定部使用從機(jī)器人的動作程序取得的表示工件質(zhì)量的參數(shù)值，來求取干擾的推定值。
[0010]本發(fā)明的第四方式，提供了一種機(jī)器人控制裝置，在第一至第三方式的任一個中，碰撞判定部，在機(jī)器人和手的狀態(tài)從上述區(qū)域的內(nèi)側(cè)迀移到外側(cè)之后，不管位置判定部的判定結(jié)果如何均將干擾的推定值與第二閾值相比較。
[0011]本發(fā)明的第五方式，提供了一種機(jī)器人控制裝置，在第一至第四方式的任一個中，考慮手把持工件后要移動的方向來決定上述區(qū)域的形狀。
[0012]這些以及其他的本發(fā)明的目的、特征、以及優(yōu)點，參照附圖中表示的本發(fā)明的示例性實施方式的詳細(xì)說明而變得更加明確。
【附圖說明】
[0013]圖1是表示包含本發(fā)明一種實施方式的機(jī)器人控制裝置的機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0014]圖2是表示圖1中的機(jī)器人的外觀的側(cè)面圖。
[0015]圖3是表示圖1的機(jī)器人系統(tǒng)的例示的工件輸送工序的順序的流程圖。
[0016]圖4是表示圖1中的干擾推定部所計算出的干擾轉(zhuǎn)矩的推定值的時間變化的一例的圖表。
[0017]圖5是表示在圖3中的步驟S302結(jié)束的時刻的機(jī)器人和工件的狀態(tài)的側(cè)面圖。
[0018]圖6是表示在圖3中的步驟S304結(jié)束的時刻的機(jī)器人和工件的狀態(tài)的側(cè)面圖。
[0019]圖7是表示在圖3中的步驟S306結(jié)束的時刻的機(jī)器人和工件的狀態(tài)的側(cè)面圖。
[0020]圖8是表示在圖3中的步驟S307結(jié)束的時刻的機(jī)器人和工件的狀態(tài)的側(cè)面圖。
[0021]圖9是表示在圖3中的步驟S309結(jié)束的時刻的機(jī)器人和工件的狀態(tài)的側(cè)面圖。
[0022]圖10是表示在圖3中的步驟S310執(zhí)行過程中的機(jī)器人和工件的狀態(tài)的側(cè)面圖。
[0023]圖11是表示圖1的機(jī)器人系統(tǒng)的其他工件輸送工序的順序的流程圖。
[0024]圖12是表示在圖11中的步驟S1110結(jié)束的時刻的機(jī)器人和工件的狀態(tài)的側(cè)面圖。
[0025]圖13是表示在圖11中的步驟S1111的執(zhí)行過程中的機(jī)器人和工件的狀態(tài)的側(cè)面圖。
[0026]圖14是將閾值切換區(qū)域的變形例與機(jī)器人和工件一起表不的第一側(cè)面圖。
[0027]圖15是將閾值切換區(qū)域的變形例與機(jī)器人和工件一起表示的第二側(cè)面圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。在各附圖中，對于相同的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的符號。此外，以下的記載并不限定權(quán)利要求書中記載的發(fā)明的技術(shù)范圍、用語的含義等。
[0029]參照圖1?圖15來說明本發(fā)明一種實施方式的機(jī)器人控制裝置。圖1是表示包含本實施方式的例示的機(jī)器人控制裝置1的機(jī)器人系統(tǒng)s的結(jié)構(gòu)的框圖。本例的機(jī)器人系統(tǒng)S是通過機(jī)器人的動作來輸送各種工件的自動化系統(tǒng)。以下，有時將本例的機(jī)器人系統(tǒng)S輸送工件的工序稱為工件輸送工序。如圖1所示，本例的機(jī)器人系統(tǒng)S包含具有臂A和手Η的機(jī)器人R，本例的機(jī)器人控制裝置1具有控制機(jī)器人2各部的動作的功能。此外，本例的機(jī)器人控制裝置1具有:計算對機(jī)器人R的可動部施加的干擾的推定值的干擾推定功能；以及判定機(jī)器人R的可動部是否與障礙物發(fā)生了碰撞的碰撞判定功能等。
[0030]圖2是表示圖1中的機(jī)器人2的外觀的側(cè)面圖。如圖2所示，本例的機(jī)器人2是具備具有多個連桿L串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)的臂Α、和安裝于臂Α的前端部的手Η的垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人。機(jī)器人2的軸數(shù)不僅限于圖中的例子。如圖2所