检测与人的接触力而使机器人停止的机器人控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制机器人的机器人控制装置。
【背景技术】
[0002]在机器人进行动作的期间中，机器人有时从外部承受力、扭矩(以下，称为“外力”)。例如，有时机器人与外围设备接触或者作业人员与机器人接触。在这种情况下，公知的是机器人检测到外力而停止或者进行避开被接触物的回避动作。
[0003]在日本特开2006-21287号公报中公开了以下一种接触力检测装置:在机械臂根部的机器人基座上配置力检测器，检测对机械臂施加的力。在该公报中公开了以下内容:在控制装置中，从对机械臂施加的力减去由机械臂的动作产生的内力，由此计算出作用于机械臂的接触力。另外，在该公报中公开了进行减少机械臂的接触力的动作。
[0004]在上述日本特开2006-21287号公报所公开的机器人控制装置中，计算出由机器人的动作产生的内力，从由力检测器检测出的整体外力减去该内力，由此计算出从外部对机器人的接触力。在计算出作用于机器人的接触力的情况下，除了机器人的质量以外需要正确地设定机器人所把持的工件的质量。
[0005]能够将工件的质量预先设定于控制装置。然而，在机器人进行动作的期间中，有时所把持的工件会脱落。另外，有时由于作业人员的失误而没有正确地设定工件的质量。或者，有时机器人所把持的工件与期望的工件不同。在处于用于计算的工件的质量与实际把持的工件的质量不同的状况的情况下，产生无法正确地估计由机器人的动作产生的内力这种问题。或者，存在无法正确地计算与机器人接触时的接触力这种问题。因此，可能产生尽管本来应该停止的外力作用于机器人，却发生机器人不停止的状态。
【发明内容】
[0006]本发明的机器人控制装置用于控制机器人，该机器人具备:力检测器，其检测作用于机器人的力和扭矩中的至少一方；以及状态检测器，其检测机器人的位置和姿势，其中，该机器人控制装置具备:质量参数设定部，其设定包括机器人的质量和工件的质量的质量参数；以及停止指令部，其发出用于使机器人成为停止的状态的指令，停止指令部包括:内力估计部，其根据由状态检测器检测出的机器人的位置和姿势以及质量参数，来估计通过机器人的动作而产生的内力；以及外力估计部，其从力检测器的输出减去上述内力来估计因从机器人的外侧对机器人施加的力而产生的外力，预先设定在机器人与人或者物相接触时用于使机器人停止的与上述外力相关的第一上限值以及小于第一上限值的第二上限值，停止指令部形成为在机器人的动作期间中由外力估计部估计出的上述外力超出预先设定的第一上限值的情况下使机器人停止，并且在机器人的动作期间中或者停止期间中上述外力在预定时间长度中的平均值超出第二上限值的情况下，使机器人处于停止状态。
[0007]在上述发明中，可以是，所述机器人控制装置具备用于存储多个质量参数的质量参数存储部，在机器人随着质量参数设定部对质量参数的切换和工件的把持状态的变更而停止之后，在由外力估计部估计出的上述外力在预定时间长度中的平均值超出第二上限值的情况下，停止指令部维持机器人的停止状态。
[0008]在上述发明中，可以是，在机器人的动作期间中由外力估计部估计出的上述外力超出第一上限值而机器人停止之后，在上述外力在预定时间长度中的平均值超出第二上限值的情况下、或者上述外力在预定时间长度中的变化幅度超出预定变化幅度判断值的情况下，停止指令部维持机器人的停止状态。
[0009]在上述发明中，可以是:在机器人随着质量参数的切换和工件的把持状态的变更而停止之后，在上述外力在预定时间长度中的变化幅度超出预定变化幅度判断值的情况下，停止指令部维持机器人的停止状态。
[0010]在上述发明中，可以是，第一上限值被设定为从人或者物与机器人接触时使机器人停止的接触力减去第二上限值而得到的值。
【附图说明】
[0011]图1是实施方式中的机器人系统的概要图。
[0012]图2是实施方式中的机器人系统的框图。
[0013]图3是实施方式中的控制装置的外力判断部的框图。
[0014]图4是实施方式中的第一运转控制的时间图。
[0015]图5是实施方式中的第二运转控制的时间图。
[0016]图6是实施方式中的第三运转控制的时间图。
[0017]图7是实施方式中的第四运转控制的时间图。
[0018]图8是实施方式中的运转控制的流程图。
【具体实施方式】
[0019]参照图1至图8来说明实施方式中的机器人控制装置。图1是本实施方式中的机器人系统的概要图。机器人系统具备搬送工件W的机器人I以及控制机器人I的作为机器人控制装置的控制装置2。本实施方式的机器人I为多关节机器人。在本发明中，除了机械臂12以外还包括机械手17在内称为机器人I。机械手17作为把持工件W或者释放工件W的把持部而发挥功能。机械臂12支承机械手17。本实施方式的机械臂12包括多个关节部13ο
[0020]机器人I包括驱动各关节部13的机械臂驱动装置。机械臂驱动装置包括配置于关节部13内部的机械臂驱动电机14。通过由机械臂驱动电机14进行驱动，能够使机械臂12在关节部13处弯曲到期望的角度。
[0021]机器人I具备关闭或者打开机械手17的机械手驱动装置。本实施方式的机械手驱动装置通过气压来驱动机械手17。机械手驱动装置包括与机械手17相连接的机械手驱动气缸18以及用于对机械手驱动气缸18提供压缩空气的空气栗和电磁阀。
[0022]机器人I具备支承机械臂12的基座部11。本实施方式中的机器人I具备力检测器19，该力检测器19检测作用于基座部11的力和扭矩。作用于基座部11的力相当于作用于机器人I的力。在基座部11下侧配置有力检测器19。力检测器19固定于设置面20。
[0023]本实施方式中的力检测器19包括与基座部11相连结的金属基材以及安装于基材表面上的应变传感器。应变传感器配置于基材表面的多个部位。当对基材向规定方向施加力时，基材稍微变形。应变传感器检测基材的规定位置的变形量。而且，根据由应变传感器检测出的变形量，计算出对基材施加的力、扭矩、即作用于机器人I的力、扭矩。
[0024]作为作用于机器人I的力，能够例示向规定方向起作用的直线性的力。例如，作用于机器人I的力包括因机器人I的质量和工件W的质量来而作用的在铅直方向朝下的力。另外，作为作用于机器人I的扭矩，能够例示规定的旋转方向的扭矩。例如，在机械臂12在绕沿铅直方向延伸的旋转轴旋转的情况下，作用于机器人I的扭矩包括绕该旋转轴的方向扭矩。本实施方式中的力检测器19形成为能够检测作用于机器人I的力和扭矩两者。
[0025]本实施方式中的机器人I包括对机器人的位置和姿势进行检测的状态检测器。状态检测器对机械臂12的基准点的位置、机械臂12在关节部13处的弯折状态以及机械臂12所朝向的方向等进行检测。本实施方式中的状态检测器包括安装于各机械臂驱动电机14上的旋转角检测器15。旋转角检测器15对机械臂驱动电机14进行驱动时的旋转角度进行检测。能够根据各机械臂驱动电机14的旋转角度对机械臂12在关节部13处的角度进行检测。
[0026]另外，本实施方式的机器人I形成为机械臂12整体能够绕沿铅直方向延伸的旋转轴旋转。机械臂驱动装置包括使机械臂12旋转的驱动电机。状态检测器包括旋转角检测器，该旋转角检测器检测机械臂12相对于基座部11的旋转角度。能够根据检测出的旋转角度来检测机械臂12延伸的方向。
[0027]根据控制装置2的动作指令来驱动机器人I。由控制装置2控制机械臂驱动装置和机械手驱动装置。例如，由控制装置2控制机械臂驱动电机14的旋转角度和机械手驱动气缸18的气压。另外，状态检测器的输出被输入到控制装置2。
[0028]在图2中示出本实施方式中的机器人系统的框图。在本实施方式中，例示说明根据动作程序41来搬送工件的控制。机器人I能够自动地将工件从初始位置搬送至目标位置。控制装置2包括数字计算机，该数字计算机具有经由总线相连接的CPU(CentralProcessing Unit:中央处理器)、RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)以及ROM (Read Only Memory:只读存储器)等。
[0029]为了进行机器人I的动作而预先