机器人的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种和人进行共同作业时能够发挥优良安全性的机器人，所述机器人具有第1臂部和第2臂部，且第1臂部和第2臂部的机构不同。
【专利说明】机器人
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人。
【背景技术】
[0002]近年来，产业用机器人的技术进步显著，作为这种机器人，已知(例如参照专利文献I)例如具有2条臂部的人型双臂机器人(以下，简称为“机器人”)。
[0003]专利文献I所述的机器人具有:基体、以能够相对于基体转动的方式连结的躯体、以及以能够相对于躯体转动的方式连结的2个多关节臂部。该机器人使各臂部分别独立地驱动，从而能够进行部件的搬运、组装等。
[0004]另一方面，对于部件彼此细微定位等需要高精度的作业等，有时优选由人来进行作业。通过同时进行能够仅由人进行的作业和能够仅由所述机器人进行的作业，即通过人和机器人共享作业空间地进行共同作业，能够实现生产效率的提高。
[0005]那么，一般而言，机器人各臂部的动作区域、动作速度、结构等被设定为相同。在所述结构的机器人和人进行共同作业的情况下，需要充分地确保人的安全性。并且，人和机器人轮班(交替)作业的情况下，无法顺利地进行所述轮班作业。这样，机器人和人难以进行共同作业。
[0006]专利文献I日本特开2006-167902号公报
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种和人进行共同作业时能够发挥优良安全性的机器人、机器人控制装置以及机器人的控制方法。
[0008]所述目的通过下述的本发明来完成。
[0009]本发明的机器人具有第I臂部和第2臂部，其特征在于所述第I臂部和所述第2臂部的机构不同。
[0010]由此，第I臂部和第2臂部的机构中，例如通过使第I臂部动作的第I动作区域小于第2臂部动作的第2动作区域，能够确保人和机器人进行共同作业时，人在第I臂部一侧安全地进行作业。因此，机器人在与人进行共同作业时，能够发挥优良的安全性。
[0011]优选，本发明的机器人具备:对所述第I臂部进行驱动的第I驱动用马达；以及对所述第2臂部进行驱动的第2驱动用马达，施加给所述第I驱动用马达的电压小于施加所述第2驱动用马达的电压。
[0012]由此，能够使第I臂部的动作速度比第2臂部的动作速度慢。由此，机器人在与人进行共同作业时，能够进一步发挥优良安全性。
[0013]优选，在本发明的机器人中，所述第I臂部把持部件或者工件，所述第2臂部把持工具。
[0014]由此，第2臂部的作业效率提高。其结果，能够作为机器人整体维持作业效率。
[0015]优选，在本发明的机器人中，所述第I臂部与所述第2臂部相比动作较少。
[0016]由此，能够减少第I臂部的动作，因此，机器人能够进一步发挥优良安全性。另外，第2臂部的作业效率提高。其结果，能够作为机器人整体维持作业效率。
[0017]优选，在本发明的机器人中，所述第I臂部与所述第2臂部相比动作速度较慢。
[0018]由此，机器人在与人进行共同作业时，能够进一步发挥优良安全性。
[0019]本发明的机器人的特征在于，具备:基台；与所述基台连结的躯体；机器人主体，所述机器人主体具有经由所述躯体的中心轴设置于所述躯体且能够动作的第I臂部以及第2臂部；以及对所述第I臂部以及所述第2臂部的驱动进行控制的控制部，所述控制部能够进行控制以使得所述第I臂部动作的第I动作区域小于所述第2臂部动作的第2动作区域。
[0020]由此，人和机器人进行共同作业时，人能够在第I臂部一侧安全地进行作业。因此，机器人在与人进行共同作业时，能够发挥优良安全性。
[0021]优选，在本发明的机器人中，设定彼此正交的X轴、y轴以及z轴时，所述第I臂部以及所述第2臂部沿X轴方向、y轴方向以及z轴方向动作，所述控制部进行控制以使得所述第I动作区域的体积在所述第2动作区域的体积的10%以上且70%以下。
[0022]由此，机器人在与人进行共同作业时，能够进一步发挥优良安全性。
[0023]优选，在本发明的机器人中，在设定彼此正交的X轴、y轴以及z轴时，所述控制部进行控制以使得所述第I动作区域的X轴方向、I轴方向以及Z轴方向的长度分别短于所述第2动作区域的X轴方向、y轴方向以及z轴方向的长度。
[0024]由此，机器人在与人进行共同作业时，能够进一步发挥优良安全性。
[0025]优选，在本发明的机器人中，所述第I臂部的前端能够动作的作业区域和所述第2臂部的前端能够动作的作业区域具有部分重叠的重复区域，所述控制部进行控制以使得所述第2臂部在所述重复区域优先地进行动作。
[0026]由此，能够减少第I臂部的动作，从而机器人在与人进行共同作业时，能够进一步发挥优良安全性。
[0027]优选，在本发明的机器人中，在所述第I臂部一侧设有人进行作业的人作业区域，所述控制部进行控制以使得所述第I动作区域不与所述人作业区域重叠。
[0028]由此，机器人在与人进行共同作业时，能够进一步发挥优良安全性。
[0029]优选，在本发明的机器人中，具备对所述第I臂部进行驱动的第I驱动用马达以及对所述第2臂部进行驱动的第2驱动用马达，所述控制部进行控制以使得所述第I驱动用马达的转速慢于所述第2驱动用马达的转速。
[0030]由此，能够使第I臂部的动作速度比第2臂部的动作速度慢。因此，机器人在与人进行共同作业时，能够进一步发挥优良安全性。
[0031]优选，在本发明的机器人中，具备对所述第I臂部进行驱动的第I驱动用马达以及对所述第2臂部进行驱动的第2驱动用马达，所述控制部进行控制以使得所述第I驱动用马达的发热量少于所述第2驱动用马达的发热量。
[0032]由此，能够使第I臂部的动作速度慢于第2臂部的动作速度。因此，机器人在与人进行共同作业时，能够进一步发挥优良安全性。并且，由于第I驱动用马达的发热量比第2驱动用马达的发热量少，因此能够抑制由于发热而导致的不良状况。
[0033]优选，在本发明的机器人中，具备对所述第I臂部进行驱动的第I驱动用马达以及对所述第2臂部进行驱动的第2驱动用马达，所述控制部进行控制以使得所述第I驱动用马达的转矩小于所述第2驱动用马达的转矩。
[0034]由此，能够使第I臂部的动作速度慢于所述第2臂部的动作速度。因此，机器人在与人进行共同作业时，能够进一步发挥优良安全性。并且，由于第I驱动用马达的转矩小于第2驱动用马达的转矩，因此例如第I臂部和第2臂部意外地碰撞的情况下，第I臂部比第2臂部先发生破损。因此，通过仅更换或者修理第I臂部就能使机器人被再次利用。
[0035]优选，在本发明的机器人中，所述机器人进行组装第I结构体和第2结构体的组装作业，进行所述组装作业时，所述控制部进行控制以使得所述第I臂部使所述第I结构体处于静止的状态，所述第2臂部使所述第2结构体与所述第I结构体接近。
[0036]由此，能够减少第I臂部的动作，因此，机器人能够进一步发挥优良安全性。
[0037]优选，在本发明的机器人中，所述控制部进行控制以使得在使所述第I臂部以及所述第2臂部起动时，使所述第2臂部比所述第I臂部先起动。
[0038]由此，第I臂部一侧的人能够对第2臂部起动的情况进行确认，进而能够容易地对第I臂部起动的情况进行预测。
[0039]优选，在本发明的机器人中，在所述第I臂部以及所述第2臂部中一个臂部的一侦牝设有人进行作业的作业区域，所述控制部进行控制以使得在所述作业区域被设定于所述第I臂部一侧的状态下所述第I动作区域比所述第2动作区域小，并且在所述作业区域被设定于所述第2臂部一侧的状态下所述第2动作区域比所述第I动作区域小。
[0040]由此，能够在第I臂部一侧以及第2臂部一侧中的任一侧均设置作业区域。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1是示出本发明的机器人的优选实施方式的立体图。
[0042]图2是表示图1所示的机器人的转动轴的结构示意图。
[0043]图3是示出安装于图1所示的机器人的末端执行器(end effector)的图。
[0044]图4是示出图1所示的机器人的控制系统的框图。
[0045]图5是示出图1所示的机器人的驱动控制的框图。
[0046]图6是示出图1所示的机器人的工作状态的图。
[0047]图7是用于对图6所示的多关节臂部的动作区域进行说明的图。
[0048]图8是从图6中的箭头A方向观察时的图。
[0049]图9是示出图1所示的机器人的工作状态的图。
[0050]图10是示出机器人控制装置的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0051]以下，参照附图对机器人、机器人控制装置以及机器人的控制方法的优选实施方式进行说明。
[0052]图1是示出本发明的机器人的优选实施方式的立体图，图2是表示图1所示的机器人的转动轴的结构示意图，图3是示出安装于图1所示的机器人的末端执行器的图，图4是示出图1所示的机器人的控制系统的框图，图5是示出图1所示的机器人的驱动控制的框图，图6是示出图1所示的机器人的工作状态的图，图7是用于对图6所示的多关节臂部的动作区域进行说明的图，图8是从图6的箭头A方向观察时的图，图9是示出图1所示的机器人的工作状态的图，图10是示出机器人控制装置的控制方法的流程图。此外，在图6?图9中，为了说明方便，示出了 X轴、y轴以及z轴作为相互正交的3个轴。
[0053]图1所示的机器人100能够在制造例如手表那样的精密机器等的制造工序中使用，具有机器人主体200以及对机器人主体200的工作进行控制的机器人控制装置(控制部)900。以下依次对机器人主体200以及机器人控制装置900进行说明。
[0054](机器人主体)
[0055]如图1所示，机器人主体200为双臂部机器人，具有:基体(基台)210、与基体210连结的躯体220、经由躯体220的中心轴设置且能够动作的多关节臂部(第I臂部)230以及多关节臂部(第2臂部)240、设置于躯体220正面的立体拍摄装置250、分别设置于各多关节臂部230、240的手提拍摄装置(未图示)、设置于躯体220的信号灯260、以及设置于躯体220背面侧的监视器270。
[0056]根据所述的机器人100，能够边使用立体拍摄装置250、所述手提拍摄装置对作业台800B上的部件、工具等的位置进行确认边对它们进行作业(参照图6)。另外，根据信号灯260能够容易地对机器人100的状态(驱动状态，正常停止状态，异常停止状态等)进行确认。另外，由于关于机器人100的信息被显示在监视器270上，因此能够容易地对机器人100的状态进行确认。监视器270为例如触摸板，通过对触摸板进行作业，能够对显示画面进行切换、或对机器人100发出指令、或对已发出的指令进行变更。
[0057]—基体一
[0058]基体210上设有:使机器人100的移动变得容易的多个车轮(旋转部件)、对各车轮进行锁定的锁定机构(未图示)、以及移动机器人100时所把持的手柄(把持部)211。通过解除锁定机构，把持手柄211并进行推或拉的动作，能够使机器人100自如地移动，通过利用锁定机构对车轮进行锁定，能够将机器人100固定在规定位置。这样，由于使机器人100的移动变得容易，因此机器人100的便利性提高。此外，也可以分别省略车轮、锁定机构以及手柄211。
[0059]另外，在基体210上设有用于与未图示的作业台800B抵接的缓冲器213。通过使缓冲器213与作业台800B的侧面抵接，能够使机器人100与作业台800B空开规定间隔地彼此对置。因此，能够防止机器人100和作业台800B的意外接触等。此外，缓冲器213具有与作业台800B抵接的抵接部213a、以及被固定于基体210的固定部213b，在图1中，以抵接部213a位于比固定部213b靠下侧的方式将缓冲器213安装于基体210。这样的缓冲器213能够相对于基体210装卸，且能够使缓冲器213的朝向上下反转。即，与图1相反，能够以抵接部213a位于比固定部213b靠上方的方式将缓冲器213安装于基体210。在生产现场，由于通常使用高度为700mm左右和100mm左右的作业台800B，因此通过对抵接部213a的高度进行变更，能够应对不同高度的任意作业台。
[0060]另外，基体210上设有紧急停止按钮214，在紧急时刻能够通过按压所述紧急停止按钮214使机器人100紧急停止。
[0061]—躯体一
[0062]如图2所示，躯体220经由关节机构310以能够相对于基体210绕转动轴01转动的方式连结。另外，如上所述，躯体220上设有立体拍摄装置250和信号灯260。
[0063]作为关节机构310的结构，只要是能够使躯体220相对于基体210绕转动轴01转动的结构即可，不作特别的限定，如图4所示，关节机构310构成为具有作为驱动源的马达311、对马达311的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达311的旋转角度进行检测的位置传感器312。作为马达311，能够使用例如AC伺服马达、DC伺服马达等伺服马达，作为减速机，能够使用例如行星齿轮式减速机、谐和式减速机(注册商标为“谐和式减速机(Harmonic Drive) ”)等，作为位置传感器312，能够使用例如编码器、旋转编码器、旋转变压器、电位计等。
[0064]一多关节臂部一
[0065]如图1所示，多关节臂部230具有:经由关节机构410与躯体220连结的第I肩部231、经由关节机构420与第I肩部231连结的第2肩部232、经由扭转机构430与第2肩部232的前端连结的上臂部233、经由关节机构440与上臂部233的前端连结的第I前臂部234、经由扭转机构450与第I前臂部234的前端连结的第2前臂部235、经由关节机构460与第2前臂部235的前端连结的手臂部236、以及经由扭转机构470与手臂部236的前端连结的连结部237。另外，在连结部237上设有手部238，如图3所示，与使机器人100执行的作业相应的末端执行器610经由力觉传感器(force sensor) 740被安装于手部238。
[0066]另外，如图2所示，关节机构410使第I肩部231相对于躯体220绕与转动轴01正交的转动轴02转动，关节机构420使第2肩部232相对于第I肩部231绕与转动轴02正交的转动轴03转动，扭转机构430使上臂部233相对于第2肩部232绕与转动轴03正交的转动轴04转动(扭转)，关节机构440使第I前臂部234相对于上臂部233绕与转动轴04正交的转动轴05转动，扭转机构450使第2前臂部235相对于第I前臂部234绕与转动轴05正交的转动轴06转动(扭转)，关节机构460使手臂部236相对于第2前臂部235绕与转动轴06正交的转动轴07转动，扭转机构470使连结部237相对于手臂部236绕与转动轴07正交的转动轴08转动(扭转)。根据所述那样的多关节臂部230，能够通过比较简单的结构，与人臂部同样地进行关节(肩，肘，手臂部)的屈伸，从而实现上臂部以及前臂部的扭转。
[0067]作为关节机构410、关节机构420、扭转机构430、关节机构440、扭转机构450、关节机构460、以及扭转机构470的结构均不作特别的限定，在本实施方式中为与所述关节机构310相同的结构。即，如图4所示，关节机构410具有作为驱动源的马达411、对马达411的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达411的旋转角度进行检测的位置传感器412。另外，关节机构420具有作为驱动源的马达421、对马达421的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达421的旋转角度进行检测的位置传感器422。另外，扭转机构430具有作为驱动源的马达431、对马达431的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达431的旋转角度进行检测的位置传感器432。另外，关节机构440具有作为驱动源的马达441、对马达441的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达441的旋转角度进行检测的位置传感器442。另外，扭转机构450具有作为驱动源的马达451、对马达451的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达451的旋转角度进行检测的位置传感器452。另外，关节机构460具有作为驱动源的马达461、对马达461的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达461的旋转角度进行检测的位置传感器462。另外，扭转机构470具有作为驱动源的马达471、对马达471的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达471的旋转角度进行检测的位置传感器472。这样的多关节臂部230能够沿X轴方向、y轴方向以及z轴方向这三个方向(三维)动作。
[0068]多关节臂部240为与所述多关节臂部230相同的结构。即，如图1所示，多关节臂部240具有:经由关节机构510与躯体220连结的第I肩部241、经由关节机构520与第I肩部241连结的第2肩部242、经由扭转机构530与第2肩部242的前端连结的上臂部243、经由关节机构540与上臂部243的前端连结的第I前臂部244、经由扭转机构550与第I前臂部244的前端连结的第2前臂部245、经由关节机构560与第2前臂部245的前端连结的手臂部246，以及经由扭转机构570与手臂部246的前端连结的连结部247。另外，在连结部247上设有手部248，与使机器人100执行的作业相应的末端执行器620经由力觉传感器750安装于手部248。这样的多关节臂部240能够沿x轴方向、y轴方向、以及z轴方向这三个方向(三维)动作。
[0069]另外，如图2所示，关节机构510使第I肩部241相对于躯体220绕与转动轴01正交的转动轴02’转动，关节机构520使第2肩部242相对于第I肩部241绕与转动轴02’正交的转动轴03’转动，扭转机构530使上臂部243相对于第2肩部242绕与转动轴03’正交的转动轴04’转动(扭转)，关节机构540使第I前臂部244相对上臂部243绕与转动轴04’正交的转动轴05’转动，扭转机构550使第2前臂部245相对于第I前臂部244绕与转动轴05’正交的转动轴06’转动(扭转)，关节机构560使手臂部246相对于第2前臂部245绕与转动轴06’正交的转动轴07’转动，扭转机构570使连结部247相对于手臂部246绕与转动轴07’正交的转动轴08’转动(扭转)。根据这样的多关节臂部240，能够通过比较简单的结构，与人臂部同样地进行关节(肩，肘，手臂部)的屈伸，从而实现上臂部以及前臂部的扭转。
[0070]作为关节机构510、关节机构520、扭转机构530、关节机构540、扭转机构550、关节机构560、以及扭转机构570的结构均不作特别的限定，在本实施方式中为与所述的关节机构310相同的结构。即，如图4所示，关节机构510具有作为驱动源的马达511、对马达511的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达511的旋转角度进行检测的位置传感器512。另外，关节机构520具有作为驱动源的马达521、对马达521的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达521的旋转角度进行检测的位置传感器522。另外，扭转机构530具有作为驱动源的马达531、对马达531的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达531的旋转角度进行检测的位置传感器532。另外，关节机构540具有作为驱动源的马达541、对马达541的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达541的旋转角度进行检测的位置传感器542。另外，扭转机构550具有作为驱动源的马达551、对马达551的转速进行减速的速机(未图示)、以及对马达551的旋转角度进行检测的位置传感器552。另夕卜，关节机构560具有作为驱动源的马达561、对马达561的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达561的旋转角度进行检测的位置传感器562。另外，扭转机构570具有作为驱动源的马达571、对马达571的转速进行减速的减速机(未图示)、以及对马达571的旋转角度进行检测的位置传感器572。
[0071]一末端执行器一
[0072]末端执行器610、620具有例如把持目标物体的功能。末端执行器610、620的结构根据要执行的作业而有所不同，例如，如图3所示，能够为具有第I指部611、621和第2指部612、622的结构。在所述结构的末端执行器610、620中，能够通过调整第I指部611、621和第2指部612、622的分离距离来把持目标物体。
[0073]另外，如图6以及图7所示，末端执行器610、620能够向x轴方向、y轴方向以及z轴方向这三个方向(三维)动作。
[0074]一力觉传感器一
[0075]在连结部237、247和末端执行器610、620之间安装有力觉传感器740、750 (参照图3)。力觉传感器740、750具有对施加于末端执行器610、620的外力进行检测的功能。而且，通过将力觉传感器740、750所检测的力反馈到机器人控制装置900，机器人100能够更加精密地执行作业。另外，利用力觉传感器740、750所检测的力和力矩能够对末端执行器610,620与障碍物的接触等进行检测。因此，能够容易地进行躲避障碍物的动作、避免损伤目标物体的动作等。
[0076]作为力觉传感器740、750，只要能够检测相互正交的三个轴的各轴的力分量和力矩分量即可，不作特别的限定，能够使用公知的力觉传感器。
[0077](机器人控制装置)
[0078]如图4所示，机器人控制装置900具有存储部930，能够使躯体220、多关节臂部230、240分别独立地工作。
[0079]存储部930具有存储(也称为“记录”)各种信息、数据、表格、运算式、程序等的存储介质(也称为“记录介质”)，所述存储介质由例如RAM等易失性存储器、ROM等非易失性存储器、EPR0M、EEPR0M、闪存存储器等能够改写(能够消除、改写)的非易失性存储器等、各种半导体存储器、IC存储器等构成。
[0080]另外，机器人控制装置900能够经由马达驱动器等，对各关节机构310、410、420、440、460、510、520、540、560 以及各扭转机构 430、450、470、530、550、570 所具备的马达 311、马达(第I驱动用马达)411?471、511?571(第2驱动用马达)的驱动独立地进行控制。换句话说，能够使多关节臂部230和多关节臂部240的机构不同。
[0081]这种情况下，机器人控制装置900利用位置传感器312、412?472、512?572对各马达311，411?471，511?571的角速度和旋转角度等进行检测，基于所述检测结果对各马达311、411?471、511?571的驱动进行控制。所述控制程序事先存储在内置于机器人控制装置900的未图示的记录介质。
[0082]具体而言，如图4所示，机器人控制装置900具有:对马达311的驱动进行控制的第I驱动源控制部901、对马达411的驱动进行控制的第2驱动源控制部902、对马达421的驱动进行控制的第3驱动源控制部903、对马达431的驱动进行控制的第4驱动源控制部904、对马达441的驱动进行控制的第5驱动源控制部905、对马达451的驱动进行控制的第6驱动源控制部906、对马达461的驱动进行控制的第7驱动源控制部907、对马达471的驱动进行控制的第8驱动源控制部908、对马达511的驱动进行控制的第9驱动源控制部909、对马达521的驱动进行控制的第10驱动源控制部910、对马达531的驱动进行控制的第11驱动源控制部911、对马达541的驱动进行控制的第12驱动源控制部912、对马达551的驱动进行控制的第13驱动源控制部913、对马达561的驱动进行控制的第14驱动源控制部914、对马达571的驱动进行控制的第15驱动源控制部915。
[0083]由于第I?第15驱动源控制部901?915的结构彼此相同，因此以下以第I驱动源控制部901为代表进行说明。
[0084]如图5所示，第I驱动源控制部901具有:减法器901a、位置控制部901b、减法器901c、角速度控制部901d、转动角度计算部901e、以及角速度计算部901f。而且，在第I驱动源控制部901除了输入马达311的位置指令Pc以外，还输入来自位置传感器312的检测信号。第I驱动源控制部901利用使用了各检测信号的反馈控制来对马达311进行驱动，使得基于位置传感器312的检测信号计算出的马达311的转动角度(位置反馈值Pfb)变为位置指令Pc，且后述的角速度反馈值wfb变为后述的角速度指令wc。
[0085]即，向减法器901a输入位置指令Pc，另外还从转动角度计算部901e输入后述的位置反馈值Pfb。在转动角度计算部901e对从位置传感器312输入的脉冲数进行计数，并且将与所述计数值对应的马达311的转动角度作为位置反馈值Pfb向减法器901a输出。减法器901a将这些位置指令Pc和位置反馈值Pfb的偏差(从马达311的转动角度的目标值减去位置反馈值Pfb的值)向位置控制部901b输出。
[0086]对位置控制部901b而言，通过使用从减法器901a输入的偏差和预先规定的系数亦即增加比例等进行规定的运算处理，来对与所述偏差相对应的马达311的角速度的目标值进行运算。位置控制部901b将示出所述马达311的角速度的目标值(指令值)的信号作为角速度指令wc向减法器901c输出。
[0087]另外，在角速度计算部901f中，基于从位置传感器312输入的脉冲信号的频率，对马达311的角速度进行计算，所述角速度作为角速度反馈值wfb被向减法器901c输出。
[0088]向减法器901c输入角速度指令wc和角速度反馈值wfb。减法器901c将所述角速度指令WC和角速度反馈值wfb的偏差(从马达311的角速度的目标值减去角速度反馈值wfb的值)向角速度控制部901d输出。
[0089]角速度控制部901d使用从减法器901c输入的偏差和预先规定的系数亦即比例增益、积分增益等进行包含积分的规定运算处理，由此来生成与所述偏差相应的马达311的驱动信号，并经由马达驱动器向马达311供给。
[0090]由此进行反馈控制，使得位置反馈值Pfb尽可能地与位置指令Pc相等，且角速度反馈值wfb尽可能地与角速度指令wc相等,从而对马达311的驱动(躯体220的转动)进行控制。
[0091]然而，存在所述机器人100通过与作业员(人)1000的共同作业来进行产品的组装等的情况。以下，对该情况的一个例子进行说明。
[0092]如图6所示，机器人100进行组装第I结构体Kl和第2结构体K2的组装作业。另外，作业员1000对第I结构体Kl进行制造并向机器人100供给。所述的作业在作业台800A以及作业台800B上进行。
[0093]所述作业台800A以及作业台800B从z轴正方向侧观察时为长方形，且沿x轴方向并列设置。
[0094]在作业台800A的前方(图6中左侧)配置有作业员1000，在作业台800B的前方(图6中左侧)配置有机器人100。这样，机器人100和作业员1000相邻。
[0095]在所述相邻的状态下，作业员1000在作业台800A上进行作业。以下，将作业员1000进行作业的空间称为“人作业区域N”。
[0096]另一方面，机器人100在作业台800B上进行作业。所述机器人100的多关节臂部230在靠近作业员1000的一侧进行作业，多关节臂部240在远离作业员1000的一侧进行作业。
[0097]多关节臂部230能够使末端执行器610分别从第I肩部231独立地动作。此时，多关节臂部230能够像上述那样沿X轴方向、y轴方向以及z轴方向这三个方向(三维)动作。以下，将所述多关节臂部230能够动作的空间称为“第I动作区域230A”。在图7中，第I动作区域230A为由向右下方倾斜的阴影所表示的部分。
[0098]此外，将所述第I动作区域230A中的末端执行器610能够动作的空间称为“第I作业区域230B”。该第I作业区域230B为末端执行器610进行例如把持第I结构体Kl等作业的空间，在图7中，为阴影向右下方倾斜的“密”的部分。
[0099]多关节臂部240能够使末端执行器620分别从第I肩部241独立地动作。此时，多关节臂部240能够像上述那样沿X轴方向、y轴方向以及z轴方向这三个方向(三维)动作。以下，将所述多关节臂部240能够动作的空间称为“第2动作区域240A”。在图7中，第2动作区域240A为由向右上方倾斜的阴影所表示的部分。
[0100]此外，在所述第2动作区域240A中，将末端执行器620能够动作的空间称为“第2作业区域240B”。该第2作业区域240B为末端执行器620进行例如把持第2结构体K2等的作业的空间，在图7中，为阴影向右上方倾斜的“密”的部分。
[0101]另外，如图7所示，第I作业区域230B的一部分和第2作业区域240B的一部分重叠，在所述重叠的区域亦即重复区域S(图7中交叉阴影所示的区域)内进行所述的组装作业。所述组装作业以下述方式进行。
[0102]图6所示，多关节臂部230把持第I结构体Kl并使其向重复区域S移动且在重复区域S静止。另一方面，多关节臂部240把持第2结构体K2，使第二结构体K2以沿图6中箭头B的方向与处于静止状态的第I结构体Kl接近。
[0103]如上所述，机器人100和作业员1000进行共同作业时，需要充分确保作业员1000的安全性。为了实现上述目的，在机器人100中，向机器人控制装置900的存储部930存储下述那样的动作条件。
[0104]首先，如图6所示，第I动作区域230A被设定为位于比作业台800A和作业台800B的分界线2000靠作业台800B侧。由此，能够可靠地防止第I动作区域230A和人的作业区域N的重叠。因此，能够防止作业员1000和多关节臂部230接触。
[0105]并且，第I动作区域230A以从分界线2000空开规定距离的方式位于作业台800B上。由此，作业员1000能够获得安全感。并且，即使在作业员1000假定越过分界线2000而侵入作业台800B侧的情况下，能够使第I动作区域230A远离人的作业区域N与第I动作区域230A位于从分界线2000离开规定距离对应的量，从而机器人100在安全性方面优良。
[0106]另外，如图6所示，第I动作区域230A位于比通过第I肩部231的y轴方向的虚线3000靠X轴负方向侧。由此，作业员1000能够以第I肩部231的位置为基准对第I动作区域230A的位置进行识别，因此能够进一步获得安全感。
[0107]并且，即使是例如作业台800B在X轴方向的长度短，机器人100和作业员1000之间的距离比图示的结构小的情况下，只需以使第I肩部231位于相对分界线2000靠X轴负方向侧的方式配置机器人100，就能够获得所述那样的安全性。
[0108]另一方面，第2动作区域240A的x轴负方向侧的边界在作业台800B的x轴负方向侧的边上。由此，第2动作区域240A能够尽可能大地确保作业空间。由此，多关节臂部240能够在所述足够的作业空间内自由地变换姿势，从而多关节臂部240的作业效率提高。其结果，能够维持机器人100整体的作业效率。
[0109]另外，第I动作区域230A被设定为比第2动作区域240A小。即，第I动作区域230A的体积被设定为比第2动作区域240A的体积小。优选，第I动作区域230A的体积被设定为第2动作区域240A的体积的10%以上且70%以下，进一步优选被设定为第2动作区域240A的体积的30%以上且50%以下。由此，多关节臂部230能够确保所述那样的安全性，并且，能够防止为了确保安全性而使作业空间变小，作业效率降低的问题。因此，能够兼顾安全性以及生产性(作业效率)。
[0110]此外，只要第I动作区域230A的体积被设定为比第2动作区域240A的体积小即可，对第I动作区域230A的宽度(X轴方向的长度)Wl、高度(z轴方向的长度)Hl以及深度(y轴方向的长度)LI和第2动作区域240A的宽度(x轴方向的长度)W 2、高度(z轴方向的长度)H2以及深度(y轴方向的长度)L2各自的大小关系不作特别的限定。在本实施方式中，优选第I动作区域230A的宽度W 1、高度Hl以及深度LI分别被设定为比第2动作区域240A的宽度W 2、高度H2以及深度L2小。由此，无论从x轴方向、y轴方向以及z轴方向中的哪个方向侵入作业台800B的情况下，都能可靠地确保所述那样的安全性(参照图6以及图8)。
[0111]其中，假设作业员1000为了将第I结构体Kl向作业台800B供给而侵入第I动作区域230A内的情况、作业员1000错误地侵入了第I动作区域230A内的情况等。然而，即使在这些情况下，由于在存储部930存储了下述那样的动作条件，因此机器人100能够发挥优良安全性。
[0112]多关节臂部230的动作速度被设定为比多关节臂部240的动作速度慢。由此，作业员1000能够进一步获得安全感，并且即使作业员1000侵入第I动作区域230A内的情况下，得益于多关节臂部230的动作速度慢于多关节臂部240的动作速度，作业员1000能够容易地在与多关节臂部230接触前从第I动作区域230A脱离。并且，即使是作业员1000意外地与多关节臂部230接触的情况下也能减少作业员1000所受到的冲击。这样，机器人100的安全性优良。
[0113]此外，优选多关节臂部230的动作速度(平均动作速度)被设定为多关节臂部240的动作速度(平均动作速度)的O %以上且70%以下，进一步优选被设定为多关节臂部240的动作速度的20%以上且50%以下。由此，作业员1000能够如上述那样获得安全感，并且，多关节臂部230能够充分地进行作业。
[0114]为了将多关节臂部230的动作速度设定得比多关节臂部240的动作速度慢，例如将对多关节臂部230的马达411?471施加的电压设定得比对多关节臂部240的马达511?571施加的电压小。由此，如上所述，在使机器人100的安全性优良的基础上，能够获得更好的效果。
[0115]作为上述效果，马达411?471的转速比马达511?571的转速慢。S卩，马达411?471的转速比马达511?571的转速小。由此，能够减少马达411?471的磨损量，因此能够实现马达411?471寿命的延长。
[0116]并且，流过马达411?471的电流比流过马达511?571的电流小。由此，能够使马达411?471的发热量比马达511?571的发热量少。由此，能够抑制由于多关节臂部230的发热而导致的故障、恶化等。
[0117]并且，能够使马达411?471的转矩比马达511?571的转矩小。由此，例如多关节臂部230和多关节臂部240由于例如地震等影响而发生碰撞的情况下，多关节臂部230比多关节臂部240先发生破损。因此，通过仅更换或者修理多关节臂部230就能使机器人100被再次利用。
[0118]另外，如上所述，以被设定为在重复区域S内多关节臂部230使第I结构体Kl处于静止的状态并且多关节臂部240使第2结构体K2沿图6中箭头B方向与第I结构体Kl接近的方式来进行组装。这样在机器人100中，多关节臂部230的作业和多关节臂部240的作业被设定为不同。由此，能够尽量减少靠近作业员1000 —侧的多关节臂部230的动的作业，从而作业员1000能够进一步获得安全感。
[0119]另外，在重复区域S内多关节臂部230与多关节臂部240将要接触的情况下，被设定为抑制多关节臂部230的动作且使多关节臂部240优先地进行动作。由此，能够防止多关节臂部230和多关节臂部240意外地碰撞，并且，能够进一步地减少多关节臂部230的动作。
[0120]另外，在机器人100中多关节臂部被设定为，在未驱动机器人主体200的状态下使多关节臂部230以及多关节臂部240起动时，使多关节臂部240比多关节臂部230先起动。即，被设定为在使多关节臂部230以及多关节臂部240起动时，使多关节臂部240起动后空开规定时间差再使多关节臂部230起动。由此，作业员1000能够对多关节臂部240起动了的情况进行确认，从而能够随着多关节臂部240的起动对多关节臂部230起动的情况进行预测。由此，机器人100能够发挥更高安全性。
[0121 ] 通过上述那样的设定，机器人控制装置900对多关节臂部230以及多关节臂部240的驱动进行控制，由此能够可靠地确保作业员1000的安全。
[0122]另外，所述实施方式中，对作业员1000在多关节臂部230 —侧进行作业的情况进行了说明，但存在优选作业员1000在多关节臂部240 —侧进行作业的情况。此时，能够将设定切换为第2动作区域240A比第I动作区域230A小。S卩，如图9所示，能够将第2动作区域240A的大小设定为图6所示的第I动作区域230A的大小，且将第I动作区域230 A的大小设定为图6所示的第2动作区域240A的大小。由此，作业员1000能够在多关节臂部240 —侧安全地进行作业。此时，优选多关节臂部被设定为，使第I动作区域230A以及第2动作区域240A的大小关系反转，并且使多关节臂部230以及多关节臂部240的动作速度以及动态作业也反转。
[0123]这样在机器人100中，能够在使多关节臂部230为动作区域小的“劣势臂部”且使多关节臂部240为动作区域大的“优势臂部”的状态和使多关节臂部240为“劣势臂部”且使多关节臂部230为“优势臂部”的状态之间进行切换。
[0124]此外，被构成为例如通过对在监视器270上显示的按钮等进行作业来对将人作业区域N设定在第I动作区域230A —侧和第2动作区域240A —侧中的哪一侧进行选择。
[0125]接下来，基于图10所示的流程图对机器人100的工作进行说明。
[0126]首先，作业员1000对设置于机器人100的背面侧的监视器270进行作业，从而对使多关节臂部230以及多关节臂部240中的哪一个为“优势臂部”，哪一个为“劣势臂部”进行选择。
[0127]机器人控制装置900对通过对监视器270进行作业而选择的设定进行判断(步骤SI)。
[0128]如图6?图8所示，在步骤SI中，在多关节臂部230被设定为“劣势臂部”，多关节臂部240被设定为“优势臂部”的情况下，首先进行设定使得对多关节臂部230的马达411?471施加的电压比对多关节臂部240的马达511?571施加的电压小(步骤S2)。
[0129]接下来，进行设定使得多关节臂部230的第I动作区域230A比多关节臂部240的第2动作区域240A小(步骤S3)。
[0130]接下来，利用在步骤S2以及步骤S3中设定的内容对机器人100进行驱动(步骤S6)。由此，作业员1000能够在多关节臂部230 —侧的人的作业区域N内安全地进行作业。
[0131]另外，如图9所述，在步骤SI中，在机器人控制装置900判断多关节臂部240为“劣势臂部”、多关节臂部230为“优势臂部”的情况下，与所述情况相反地进行设定，以使得对多关节臂部240的马达511?571施加的电压比对多关节臂部230的马达411?471施加的电压小(步骤S4)。
[0132]接下来，进行设定以使得多关节臂部240的第2动作区域240A比多关节臂部230的第I动作区域230A小(步骤S5)。
[0133]接下来，利用在步骤S4以及步骤S5中设定的内容对机器人100进行驱动(步骤S6)。由此，作业员1000能够在多关节臂部240 —侧设定的人作业区域N内安全地进行作业。
[0134]如上述说明那样，多关节臂部230动作的第I动作区域230A和多关节臂部240动作的第2动作区域240A中的一侧的动作区域被设定为比另一个动作区域小，由此能够防止在第I动作区域230A以及第2动作区域240A中较小的动作区域的一侧进行作业的作业员1000与在该较小动作区域内进行动作的多关节臂部接触，从而所述作业员1000能够安全地进行作业。
[0135]另外，能够缩小作业员1000和机器人100之间的距离。其结果，在规定大小的生产线上，对应于作业员1000和机器人100之间的距离变小，能够配置更多的机器人100以及作业员1000，由此，能够实现生产效率的提高。
[0136]另外，无论作业员1000在机器人100的多关节臂部230 —侧还是多关节臂部240一侧进行作业，都能够应对，且机器人100能够发挥优良安全性。
[0137]另外，多关节臂部230的动作比多关节臂部240的动作简单。因此，多关节臂部230发生不良状况的可能性低。由此，利用所述立体拍摄装置250等对机器人100的工作进行监视的情况下，仅通过对多关节臂部240进行监视就能识别机器人100的不良状况。由此，能够容易地对机器人100进行监视。
[0138]以上，利用图示的实施方式对本发明的机器人、机器人控制装置、以及机器人的控制方法进行了说明，但本发明不局限于所述实施方式，能够将构成机器人、机器人控制装置的各部分置换成能够发挥相同的功能的任意的结构。另外，也可以增加任意的结构。
[0139]此外，在所述实施方式中，对2条多关节臂部中的一条多关节臂部进行驱动的马达和另一条多关节臂部的马达为相同的结构，但本发明并不局限于此，也可以预先将转速、转矩等不同的马达分别安装于各多关节臂部。由此，即使机器人控制装置向各多关节臂部施加相等的电压的情况下，也能够使各多关节臂部的动作范围、动作速度等不同。
[0140]另外,在所述实施方式中，机器人被使用于多个作业员和多个机器人横向并列地进行共同作业的生产线生产方式，但本发明并不局限于此，也可以被使用于少数作业员和少数机器人进行共同作业的单元生产方式。
[0141]另外，在所述实施方式中，机器人具有2条多关节臂部，但本发明但并不局限于此，也可以具有3条以上的多关节臂部。这种情况下，机器人控制装置进行控制使得与作业员进行作业的区域接近的多关节臂部的动作区域比其他多关节臂部的动作区域小。
[0142]另外，在所述实施方式中，对能够移动的机器人进行了说明，但机器人也可以通过螺栓等被固定在作业室的地板、顶棚以及墙壁等。
[0143]另外，在所述实施方式中，机器人的转动轴的个数为15个，但在本发明中并不局限于此，机器人的转动轴的个数可以为I?14个，也可以为16个以上。另外，作为机器人不限定于双臂部机器人，也可以为单臂部机器人。
[0144]另外，在所述实施方式中，对进行组装作业的机器人进行了说明，但本发明但并不局限于此，例如，也可以是对部件进行拧螺钉等处理的结构。这种情况下，优选机器人被设定为“劣势臂部”将部件相对于作业台固定，“优势臂部”把持例如驱动器等工具进行拧螺钉作业。
[0145]附图标记说明
[0146]100…机器人200…机器人主体210…基体(基台)211…手柄213…缓冲器213a…抵接部213b…固定部214…紧急停止按钮220...躯体230…多关节臂部(第I臂部)230A…第I动作区域230B…第I作业区域231…第I肩部232…第2肩部233…上臂部234…第I前臂部235…第2前臂部236…手臂部237…连结部238…手部240…多关节臂部(第2臂部)240A…第2动作区域240B…第2作业区域241…第I肩部242…第2肩部243…上臂部244…第I前臂部245…第2前臂部246…手臂部247…连结部248…手部250…立体拍摄装置260…信号灯270…监视器310…关节机构311…马达312…位置传感器410…关节机构411…马达(第I驱动用马达)412…位置传感器420…关节机构421…马达(第I驱动用马达)422…位置传感器430…扭转机构431…马达(第I驱动用马达)432…位置传感器440…关节机构441…马达(第I驱动用马达)442…位置传感器450…扭转机构451…马达(第I驱动用马达)452…位置传感器460...关节机构461...马达(第I驱动用马达)462…位置传感器470…扭转机构471…马达(第I驱动用马达)472...位置传感器510…关节机构511…马达(第2驱动用马达)512…位置传感器520…关节机构521…马达(第2驱动用马达)522…位置传感器530…扭转机构531…马达(第2驱动用马达)532…位置传感器540...关节机构541…马达(第2驱动用马达)542…位置传感器550…扭转机构551…马达(第2驱动用马达)552…位置传感器560…关节机构561...马达(第2驱动用马达)562…位置传感器570…扭转机构571…马达(第2驱动用马达)572…位置传感器610…末端执行器611...第I指612…第2指620…末端执行器621...第I指622…第2指740…力觉传感器750…力觉传感器800A，800B…作业台900…机器人控制装置(控制部)901…第I驱动源控制部901a…减法器901b…位置控制部901c…减法器901cl...角速度控制部901e…转动角度计算部901f…角速度计算部902…第2驱动源控制部903...第3驱动源控制部904…第4驱动源控制部905...第5驱动源控制部906…第6驱动源控制部907…第7驱动源控制部908…第8驱动源控制部909…第9驱动源控制部910…第10驱动源控制部911…第11驱动源控制部912…第12驱动源控制部913…第13驱动源控制部914…第14驱动源控制部915…第15驱动源控制部930…存储部1000…作业员 2000…分界线 3000…虚线 01，02，02，，03，03，，04，04，，05，05，，06，06，，07，07，，08，08’…转动轴S…重复区域N…人的作业区域K1...第I结构体K2…第2结构体W1，W2…宽度LI，L2…深度Hl，H2…高度。
【权利要求】
1.一种机器人，具有第I臂部和第2臂部，所述机器人的特征在于，所述第I臂部和所述第2臂部的机构不同。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，具备:对所述第I臂部进行驱动的第I驱动用马达；以及对所述第2臂部进行驱动的第2驱动用马达，施加给所述第I驱动用马达的电压小于施加给所述第2驱动用马达的电压。
3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，所述第I臂部把持部件或者工件，所述第2臂部把持工具。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的机器人，其特征在于，所述第I臂部与所述第2臂部相比动作较少。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的机器人，其特征在于，所述第I臂部与所述第2臂部相比动作速度较慢。
【文档编号】B25J9/00GK104227701SQ201410257688
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2013年6月14日
【发明者】山崎武马, 长手隆 申请人:精工爱普生株式会社