[发明专利]人机协调机器人系统

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

本发明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。

发明内容

为了达到上述目的，根据第一个发明，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。

根据第二个发明，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。

根据第三个发明，在第一个或第二个发明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。

根据第四个发明，在第一个或第二个发明中，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。

根据第五个发明，在第一个到第四个发明中的任意一个发明中还具备：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。

根据第六个发明，在第一个到第五个发明中的任意一个发明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。

根据第七个发明，在第一个到第六个发明中的任意一个发明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。