[發明專利]檢測與人的接觸力而使機器人停止的機器人控制裝置

有效

• 申請號: 201510809834.1
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN105710889B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 山本知之
• 申請（專利權）人: 發那科株式會社
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 曾賢偉,范勝杰

技術領域

本發明涉及一種控制機器人的機器人控制裝置。

背景技術

在機器人進行動作的期間中，機器人有時從外部承受力、扭矩(以下，稱為“外力”)。例如，有時機器人與外圍設備接觸或者作業人員與機器人接觸。在這種情況下，公知的是機器人檢測到外力而停止或者進行避開被接觸物的回避動作。

在日本特開2006-21287號公報中公開了以下一種接觸力檢測裝置：在機械臂根部的機器人基座上配置力檢測器，檢測對機械臂施加的力。在該公報中公開了以下內容：在控制裝置中，從對機械臂施加的力減去由機械臂的動作產生的內力，由此計算出作用于機械臂的接觸力。另外，在該公報中公開了進行減少機械臂的接觸力的動作。

在上述日本特開2006-21287號公報所公開的機器人控制裝置中，計算出由機器人的動作產生的內力，從由力檢測器檢測出的整體外力減去該內力，由此計算出從外部對機器人的接觸力。在計算出作用于機器人的接觸力的情況下，除了機器人的質量以外需要正確地設定機器人所把持的工件的質量。

能夠將工件的質量預先設定于控制裝置。然而，在機器人進行動作的期間中，有時所把持的工件會脫落。另外，有時由于作業人員的失誤而沒有正確地設定工件的質量。或者，有時機器人所把持的工件與期望的工件不同。在處于用于計算的工件的質量與實際把持的工件的質量不同的狀況的情況下，產生無法正確地估計由機器人的動作產生的內力這種問題。或者，存在無法正確地計算與機器人接觸時的接觸力這種問題。因此，可能產生盡管本來應該停止的外力作用于機器人，卻發生機器人不停止的狀態。

發明內容

本發明的機器人控制裝置用于控制機器人，該機器人具備：力檢測器，其檢測作用于機器人的力和扭矩中的至少一方；以及狀態檢測器，其檢測機器人的位置和姿勢，其中，該機器人控制裝置具備：質量參數設定部，其設定包括機器人的質量和工件的質量的質量參數；以及停止指令部，其發出用于使機器人成為停止的狀態的指令，停止指令部包括：內力估計部，其根據由狀態檢測器檢測出的機器人的位置和姿勢以及質量參數，來估計通過機器人的動作而產生的內力；以及外力估計部，其從力檢測器的輸出減去上述內力來估計因從機器人的外側對機器人施加的力而產生的外力，預先設定在機器人與人或者物相接觸時用于使機器人停止的與上述外力相關的第一上限值以及小于第一上限值的第二上限值，停止指令部形成為在機器人的動作期間中由外力估計部估計出的上述外力超出預先設定的第一上限值的情況下使機器人停止，并且在機器人的動作期間中或者停止期間中上述外力在預定時間長度中的平均值超出第二上限值的情況下，使機器人處于停止狀態。

在上述發明中，可以是，所述機器人控制裝置具備用于存儲多個質量參數的質量參數存儲部，在機器人隨著質量參數設定部對質量參數的切換和工件的把持狀態的變更而停止之后，在由外力估計部估計出的上述外力在預定時間長度中的平均值超出第二上限值的情況下，停止指令部維持機器人的停止狀態。

在上述發明中，可以是，在機器人的動作期間中由外力估計部估計出的上述外力超出第一上限值而機器人停止之后，在上述外力在預定時間長度中的平均值超出第二上限值的情況下、或者上述外力在預定時間長度中的變化幅度超出預定變化幅度判斷值的情況下，停止指令部維持機器人的停止狀態。

在上述發明中，可以是：在機器人隨著質量參數的切換和工件的把持狀態的變更而停止之后，在上述外力在預定時間長度中的變化幅度超出預定變化幅度判斷值的情況下，停止指令部維持機器人的停止狀態。

在上述發明中，可以是，第一上限值被設定為從人或者物與機器人接觸時使機器人停止的接觸力減去第二上限值而得到的值。

附圖說明

圖1是實施方式中的機器人系統的概要圖。

圖2是實施方式中的機器人系統的框圖。

圖3是實施方式中的控制裝置的外力判斷部的框圖。

圖4是實施方式中的第一運轉控制的時間圖。

圖5是實施方式中的第二運轉控制的時間圖。

圖6是實施方式中的第三運轉控制的時間圖。

圖7是實施方式中的第四運轉控制的時間圖。

圖8是實施方式中的運轉控制的流程圖。

具體實施方式