具有外力监控功能的工件搬运系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及通过机器人搬运工件的搬运系统。
【背景技术】
[0002]公知有一种机器人系统，为了防止机器人与周围的物体或作业人员接触而发生重大事故，具有监控机器人从外部承受的力或力矩(以下称为“外力”)的外力监控功能。在这种机器人系统中，在检测出的外力超过规定的阈值时，通过使机器人停止来确保安全。采取这种安全措施在机器人与作业人员共有作业空间的人机协作机器人的情况下是特别重要的。
[0003]作用于机器人的外力通过例如设置于机器人基部的力传感器来进行检测。具体而言，从力传感器的检测值减去在未作用外力时因机器人其自身而产生的力(重力及惯性力)，由此计算外力。
[0004]在以保持工件并搬运至规定位置的目的而使用的机器人的情况下，在保持工件时，受到工件的影响，力传感器的检测值发生变化。因而，为了监控外力，需要考虑工件的影响。具体而言，将工件的质量、质量中心及惯性矩阵设定为工件参数，由此计算因工件而作用于机器人的力(重力及惯性力)。然后，再从力传感器的检测值减去因工件而引起的作用力，由此计算外力。
[0005]图7A?图7C是表示由相关技术所涉及的机器人100保持并搬运工件110时的形态的图。机器人100在臂部前端具备手102，能够由手102保持工件110。机器人100在基部具备力传感器104，其检测出作用于机器人100的力。
[0006]图7A表示被定位于能够由手102保持工件110的位置的机器人100。手102处于放开位置，从工件110向水平方向离开。因而，工件110仅通过工件支撑体120而被支撑。
[0007]图7B表示使手102向水平方向移动并保持工件110的机器人100。工件110与图7A的状态一样，被载放在工件支撑体120上。因而，工件110仍然仅通过工件支撑体120而被支撑。
[0008]图7C表示以手102向铅垂方向上方移动的方式使位置及姿势变更的机器人100。此时，工件110未与工件支撑体120接触。因而，工件110仅通过手102进而通过机器人100而被支撑。
[0009]在参照图7A?图7C的以下说明中，机器人100的质量为200kg，工件110的质量为20kg。而且，为了简单，对机器人100处于静止时进行研讨。即，忽略机器人100或工件110移动时产生的惯性力。
[0010]在图7A的状态下，机器人100未与工件110接触，力传感器104的检测值不受工件110的影响。因而，在未作用外力的情况下，力传感器104的检测值与机器人100的质量相等，为200kg。此时，外力通过从力传感器104的检测值(=200kg)减去机器人100的质量(=200kg)来进行计算，为0kg。由于实际上未作用外力，因此可以说外力的计算值(Okg)正确。
[0011]在图7B的状态下，手102以保持工件110的方式向水平方向施加力，但是未向铅垂方向施加力。因而，在未作用外力的情况下，力传感器104的检测值与机器人100的质量相等，为200kg。
[0012]另一方面，由于机器人100保持着工件110，因此在依照工件参数而考虑了工件110的影响的基础上计算外力。S卩，从力传感器104的检测值(200kg)减去机器人100的质量(200kg)及工件110的质量(20kg)来计算外力，为一 20kg。此时，由于实际上未作用外力，因此外力的计算值(一 20kg)不正确。因而，在这种情况下，无法准确地检测出作用于机器人100的外力。
[0013]在图7C的状态下，力传感器104的检测值为220kg。从力传感器104的检测值(220kg)减去机器人100的质量(200kg)及工件110的质量(20kg)时，外力为0kg。因而，在该状态下能够准确地检测出作用于机器人100的外力。
[0014]如上所述，在现有的方法中，在从开始工件保持的时刻(参照图7B)到工件仅被机器人支撑的时刻(参照图7C)的期间的过程中，无法准确地检测出外力，所想要的外力监控功能不发挥作用。
[0015]在W02012/077335A1中公开有机器人的控制装置，在机器人保持物体或者解除保持状态时，维持机器人的静止状态。根据该相关技术，在因物体的保持状态的变化而切换参数时，能够防止机器人意外进行动作。
[0016]但是，在W02012/077335A1所公开的相关技术中，并未考虑从保持工件到工件仅被机器人支撑为止的过程中的安全性。
【发明内容】
[0017]因而，要求一种搬运系统，在从机器人保持工件到变为支撑工件为止的过程中，能够防止接触事故，由此确保安全。
[0018]根据本申请的第一方案，提供一种搬运系统，通过机器人来搬运工件，上述搬运系统具备:机器人，具备能够保持工件的工具；工件支撑体，支撑搬运前的工件；力检测部，检测出作用于上述机器人的力或力矩；参数切换部，根据上述工件的保持状态，以能够计算起因于上述工件而作用于上述机器人的力或力矩的方式切换工件参数；外力计算部，根据由上述力检测部检测出的作用于上述机器人的力或力矩以及上述工件参数，来计算作用于上述机器人的外力；机器人停止部，在由上述外力计算部计算出的上述外力超过阈值时，使上述机器人停止；以及相对移动部，使由上述工具保持的上述工件及上述工件支撑体相互相对移动，上述相对移动部不变更上述机器人的位置及姿势地使上述工件及上述工件支撑体相互相对移动。
[0019]根据本申请的第二方案，在第一方案所涉及的搬运系统中，上述相对移动部使上述工件支撑体移动，以便从由上述工具保持的上述工件离开。
[0020]根据本申请的第三方案，在第一或第二方案所涉及的搬运系统中，上述相对移动部使上述工具移动，以便由上述工具保持的上述工件从上述工件支撑体离开。
[0021]根据本申请的第四方案，在第一至第三的任一方案所涉及的搬运系统中，上述工具是机械手。
【附图说明】
[0022]参照附图所示的本发明的例示的实施方式所涉及的详细说明，将会使上述以及其它的本发明的目的、特征及优点变得更加明确。其中:
[0023]图1A是表示第一实施方式所涉及的搬运系统的示意图。
[0024]图1B是表示第一实施方式所涉及的搬运系统的示意图。
[0025]图2是表示一个实施方式所涉及的搬运系统的功能的框图。
[0026]图3是表示一个实施方式所涉及的搬运系统的处理流程的流程图。
[0027]图4A是表示第二实施方式所涉及的搬运系统的示意图。
[0028]图4B是表示第二实施方式所涉及的搬运系统的示意图。
[0029]图4C是表示第二实施方式所涉及的搬运系统的示意图。
[0030]图5A是表示第三实施方式所涉及的搬运系统的示意图。
[0031]图5B是表示第三实施方式所涉及的搬运系统的示意图。
[0032]图6是表示其它的实施方式所涉及的搬运系统的功能的框图。
[0033]图7A是表示相关技术所涉及的搬运系统的示意图。
[0034]图7B是表示相关技术所涉及的搬运系统的示意图。
[0035]图7C是表示相关技术所涉及的搬运系统的示意图。
【具体实施方式】
[0036]以下，参照附图来说明本发明的实施方式。图示的实施方式的结构要素为了有利于本发明的理解而适当改变比例尺。而且，相同或对应的结构要素在多个实施方式中使用相同的