防止碰撞判定部的误判定的机器人控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及防止在判定机器人是否与障碍物发生了碰撞时的误判定的机器人控制装置。
【背景技术】
[0002]在现有的机器人控制装置中，有的具备判定机器人的可动部是否与障碍物发生了碰撞的碰撞判定部。以往的机器人控制装置的碰撞判定部，根据伺服电动机的旋转速度和驱动转矩等来推定对机器人的可动部施加的干扰转矩，并将干扰转矩的推定值与预先决定的阈值相比较，由此来判定是否有碰撞。与此相关地，在JP-A-H04-242406的碰撞检测方法中，通过从观测器所推定出的干扰转矩中减去摩擦转矩以及基于重力影响的转矩等，来计算基于与障碍物的接触和碰撞的干扰转矩。
[0003]然而，已知伺服电动机的驱动转矩根据机器人是否把持着工件而变化工件的重量的量。因此，为了准确地推定干扰转矩，需要根据机器人是否把持着工件来切换用于推定计算的各种参数中的与工件的重量相关的参数的数值。此外，应当留意，即使机器人把持着工件，有时工件的荷重未完全传递给机器人。关于这一点，以机器人拿起在操作台上放置的工件的情形为例来说明。这种情形下，即使机器人把持着工件，然而在工件从操作台受到反作用力的期间，工件的荷重完全不被传递给机器人，或者仅工件荷重的一部分经由手被传递给机器人。之后，在工件由机器人拿起而离开操作台的上表面的瞬间，工件的全部荷重经由手被传递给机器人。
[0004]因此，在现有的碰撞判定方法中，从机器人把持工件起直到工件离开操作台的期间，难以准确地推定对机器人施加的干扰。同样地，在机器人将工件放置于操作台的情形下，在工件接触操作台起直到机器人释放工件的期间，难以准确地推定对机器人施加的干扰。如上所述，在现有的碰撞检测方法中，在从工件的荷重未传递给机器人的状态和工件的全部荷重被传递给机器人的状态中的某一方向另一方进行状态迀移的期间，难以准确地推定对机器人施加的干扰。因此，在进行上述状态迀移的期间，有可能会错误地判定机器人是否与障碍物发生了碰撞。
[0005]与此相关地，使用针对机器人的作业空间内的每个区域而设定的各个阈值来判定是否有碰撞的碰撞判定方法是公知的。例如，在JP-A-H11-291190中提供了一种碰撞判定方法，其在焊接机器人执行焊接工序的区域内使用焊接电极的熔敷判定用的阈值；在除此之外的区域内使用臂或末端执行器(end effecter)的碰撞判定用的其他阈值。此外，在JP-A-2013-169609中提供了一种碰撞判定方法，其在根据伺服电动机的位置、速度以及加速度等而求得的电动机转矩预测值超过预定值的情况下将更大的阈值用于碰撞判定；在JP-A-2001-353687中提供了一种将与机器人的动作速度对应的可变阈值用于碰撞判定的碰撞判定方法。但是，即使使用这些碰撞判定方法，也无法防止进行上述状态迀移的期间的误判定。
[0006]期望获得一种机器人控制装置，其在从工件的荷重未被传递给机器人的状态和工件的全部荷重经由手被传递给机器人的状态中的某一方向另一方进行状态迀移的期间，也能够防止机器人是否与障碍物发生了碰撞的误判定。
【发明内容】
[0007]本发明的第一方式，提供了一种机器人控制装置，其控制具备能够把持工件的手的机器人，该机器人控制装置具有:干扰推定部，其求取对机器人施加的干扰的推定值；迀移识别部，其识别发生工件的荷重未被传递给机器人的状态和工件的全部荷重经由手被传递给机器人的状态之间的状态迀移的情况；区域定义部，其在表示机器人和手的状态的状态空间内，定义包含了在上述状态迀移的开始时刻的机器人和手的状态的区域；位置判定部，其判定机器人和手的状态是否位于由区域定义部所定义的区域的内侧；以及碰撞判定部，其通过将干扰的推定值与预定的阈值相比较，来判定机器人是否与障碍物发生了碰撞，其中，碰撞判定部，在机器人和手的状态位于上述区域的内侧的情况下，将干扰的推定值与第一阈值相比较，在机器人和手的状态位于上述区域的外侧的情况下，将干扰的推定值与不同于第一阈值的第二阈值相比较。
[0008]本发明的第二方式，提供了一种机器人控制装置，在第一方式中，干扰推定部使用对机器人进行驱动的伺服电动机的旋转速度和转矩的至少某一方来求取干扰的推定值。
[0009]本发明的第三方式，提供了一种机器人控制装置，在第一或第二方式中，干扰推定部使用从机器人的动作程序取得的表示工件质量的参数值，来求取干扰的推定值。
[0010]本发明的第四方式，提供了一种机器人控制装置，在第一至第三方式的任一个中，碰撞判定部，在机器人和手的状态从上述区域的内侧迀移到外侧之后，不管位置判定部的判定结果如何均将干扰的推定值与第二阈值相比较。
[0011]本发明的第五方式，提供了一种机器人控制装置，在第一至第四方式的任一个中，考虑手把持工件后要移动的方向来决定上述区域的形状。
[0012]这些以及其他的本发明的目的、特征、以及优点，参照附图中表示的本发明的示例性实施方式的详细说明而变得更加明确。
【附图说明】
[0013]图1是表示包含本发明一种实施方式的机器人控制装置的机器人系统的结构的框图。
[0014]图2是表示图1中的机器人的外观的侧面图。
[0015]图3是表示图1的机器人系统的例示的工件输送工序的顺序的流程图。
[0016]图4是表示图1中的干扰推定部所计算出的干扰转矩的推定值的时间变化的一例的图表。
[0017]图5是表示在图3中的步骤S302结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
[0018]图6是表示在图3中的步骤S304结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
[0019]图7是表示在图3中的步骤S306结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
[0020]图8是表示在图3中的步骤S307结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
[0021]图9是表示在图3中的步骤S309结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
[0022]图10是表示在图3中的步骤S310执行过程中的机器人和工件的状态的侧面图。
[0023]图11是表示图1的机器人系统的其他工件输送工序的顺序的流程图。
[0024]图12是表示在图11中的步骤S1110结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
[0025]图13是表示在图11中的步骤S1111的执行过程中的机器人和工件的状态的侧面图。
[0026]图14是将阈值切换区域的变形例与机器人和工件一起表不的第一侧面图。
[0027]图15是将阈值切换区域的变形例与机器人和工件一起表示的第二侧面图。
【具体实施方式】
[0028]以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。在各附图中，对于相同的结构要素赋予相同的符号。此外，以下的记载并不限定权利要求书中记载的发明的技术范围、用语的含义等。
[0029]参照图1?图15来说明本发明一种实施方式的机器人控制装置。图1是表示包含本实施方式的例示的机器人控制装置1的机器人系统s的结构的框图。本例的机器人系统S是通过机器人的动作来输送各种工件的自动化系统。以下，有时将本例的机器人系统S输送工件的工序称为工件输送工序。如图1所示，本例的机器人系统S包含具有臂A和手Η的机器人R，本例的机器人控制装置1具有控制机器人2各部的动作的功能。此外，本例的机器人控制装置1具有:计算对机器人R的可动部施加的干扰的推定值的干扰推定功能；以及判定机器人R的可动部是否与障碍物发生了碰撞的碰撞判定功能等。
[0030]图2是表示图1中的机器人2的外观的侧面图。如图2所示，本例的机器人2是具备具有多个连杆L串联连接的结构的臂Α、和安装于臂Α的前端部的手Η的垂直多关节机器人。机器人2的轴数不仅限于图中的例子。如图2所