检测施加给机器人的载荷的系统、机器人及机器人系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于检测施加给机器人的载荷的系统、机器人及机器人系统。
【背景技术】
[0002]已知在机器人臂上安装力传感器，通过该力传感器检测施加给机器人臂的载荷的技术(例如，日本特开2006-21287号公报以及日本特开2006-275650号公报)。
[0003]对于在相同的操作空间内和操作员一起进行操作的所谓人协调型的机器人的希望不断提高。这样的机器人，从确保操作员的安全性的观点出发，构成为在检测到与操作员的接触的情况下紧急停止动作。以往，寻求提高这样的紧急停止动作的可靠性。
【发明内容】
[0004]在本发明的一个方式中，用于检测施加给机器人的载荷的系统具备力传感器，该力传感器具有检测一个方向的载荷的检测部，该检测部包括第一检测要素和第二检测要素。
[0005]另外，该系统判断具备故障判断部，其判断通过第一检测要素检测出的第一检测值和通过第二检测要素检测出的第二检测值是否相互不同，当第一检测值和第二检测值相互不同时，判断为第一检测要素或第二检测要素发生了故障。
[0006]故障判断部计算第一检测值和第二检测值之间的差，当该差超过了预定的阈值时，可以判断为第一检测值和第二检测值不同。
[0007]故障判断部计算根据第一检测值计算出的第一力和根据第二检测值计算出的第二力之间的差，当该差超过了预定的阈值时，可以判断为第一检测值和第二检测值不同。第一检测要素和第二检测要素可以相互并排地配置。第一检测要素也可以是与第二检测要素不同种类的检测要素。
[0008]在本发明的其他方式中，机器人具备机器人臂和上述系统，力传感器被安装在机器人臂上。在本发明的又一其他方式中，机器人系统具备机器人和控制机器人的控制部，控制部在通过故障判断部判断为第一检测要素或第二检测要素发生了故障时，停止机器人的动作。
【附图说明】
[0009]通过参照【附图说明】以下的优选实施方式，能够更加明确本发明的上述以及其他目的、特征以及优点。
[0010]图1是本发明的一个实施方式的机器人系统的概略图。
[0011]图2是本发明的其他实施方式的机器人系统的概略图。
[0012]图3是图2所示的力传感器的立体图。
[0013]图4是从图3中的箭头IV观察图3所示的力传感器而得的图。
[0014]图5是图3所示的力传感器的部分扩大图。
[0015]图6是本发明的其他实施方式的力传感器的部分扩大图，与图5对应。
[0016]图7是本发明的一个实施方式的危险避免方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]以下，根据附图详细说明本发明的实施方式。首先，参照图1，说明本发明的一个实施方式的机器人系统10。机器人系统10具备机器人12、控制该机器人12的控制部14。
[0018]控制部14直接或间接地控制构成机器人12的各个要素。机器人12具备固定板16、机器人基座18、回转体20、机器人臂22、机器人手24以及系统50。
[0019]固定板16被固定在工作单元的地板(未图示)上。机器人基座18位于固定板16的上方，相对于固定板16而固定。回转体20围绕铅直轴可旋转地安装在机器人基座18上。
[0020]机器人臂22具有:下腕部26，其经由第一旋转轴27与回转体20连接；前腕部30，其经由第二旋转轴28被安装在该下腕部26上。机器人手24经由手腕部32安装在前腕部30的前端。机器人手24把持或释放工件W。
[0021]本实施方式的系统50在对机器人臂22施加了载荷时检测该载荷。系统50具备力传感器52和故障判断部54。在本实施方式中，力传感器52配置在固定板16和机器人基座18之间。
[0022]力传感器52具有能够检测一个方向的载荷的检测部56。在本实施方式中，检测部56能够检测水平方向的载荷。检测部56具有一对的第一检测要素58和第二检测要素60。
[0023]第一检测要素58和第二检测要素60配置在能够得到相互大概相等的检测值的位置。这里，本说明书中记载的“检测值”例如被定义为从检测要素输出的电信号、根据该电信号求出的应变量或位移量等由检测要素获得的包括任意信息的值。
[0024]另外，2个检测值“相互大概相等”相当于例如这些检测值的符号和绝对值的双方一致的情况、检测值的符号不同但绝对值一致的情况、或者一方的检测值成为将预定的系数与另一方的检测值相乘后得到的值的情况等。在本实施方式中，第一检测要素58和第二检测要素60在力传感器52的相同部位相互并排配置。
[0025]第一检测要素58和第二检测要素60例如可以由半导体应变仪或金属箔应变仪等应变仪、激光位移计、接近传感器、光学传感器或者静电容量式位移计构成而得。例如，在并排配置I轴应变仪的情况下，第一检测要素58 (例如半导体应变仪)和第二检测要素60 (例如半导体应变仪)被配置成相互平行。
[0026]另外，本实施方式中，第一检测要素58和第二检测要素60由相互相同种类的检测要素构成。不过，不限于此，第一检测要素58和第二检测要素60也可以由不同种类的检测要素构成。具体地说，第一检测要素58由半导体应变仪构成，另一方面，第二检测要素60由金属箔应变仪构成。
[0027]第一检测要素58和第二检测要素60分别配置为能够检测水平方向的载荷。并且第一检测要素58经由线1^与控制部14连接。另外，第一检测要素58和第二检测要素60也可以配置为能够检测水平方向以外的任意方向的载荷。
[0028]另一方面，第二检测要素60经由与线1^不同的线L 2与控制部14连接。这样，第一检测要素58和第二检测要素60分别通过不同系统将检测出的检测值发送给控制部14。
[0029]接着，说明本实施方式的机器人系统10的动作。在针对工件W进行操作时，控制部14使机器人臂22动作来使机器人手24移动，把持或释放工件W。
[0030]在机器人12的动作中，控制部14例如以固定的周期T分别从第一检测要素58接收第一检测值，从第二检测要素60接收第二检测值。控制部14根据从力传感器52接收到的检测值，计算施加到机器人臂22上的力。
[0031]这里，机器人臂22和机器人手24有可能与在相同工作单元内进行操作的操作员A接触。在机器人臂22等与操作员A接触时，通过力传感器52得到的检测值与通常动作时不同，异常地进行变动。
[0032]控制部14在检测到这样的检测值的异常变动时，使机器人12的动作停止，或者执行使机器人臂22向背离操作员A的方向移动这样的危险避免动作。
[0033]这里，在本实施方式中，通过系统50为了提高上述危险回避动作的可靠性，能够检测力传感器52的故障。具体地说，控制部14在机器人12的动作中，判断通过第一检测要素58检测出的第一检测值和通过第二检测要素60检测出的第二检测值是否相互不同。
[0034]作为一个具体例子，控制部14计算在某个时间点τ >人第一检测要素58取得的第一检测值S11和在从时间点τ 过周期T后的时间点τ 2从第一检测要素58取得的第一检测值S1 2之间的差δ S1= S1 ^S1 1D
[0035]这里，差δ S1= S i ^S1 i例如可以是从第一检测要素58输出的电信号的电压和从第二检测要素60输出的电信号的电压之间的差。或者，差Ssi= S1 ^S1 1可以是根据来自第一检测要素58的输出信号求出的应变量(位移量)和根据来自第二检测要素60的输出信号求出的应变量(位移量)之间的差。
[0036]另一方面，控制部14计算在时间点τ >人第二检测要素60取得的第二检测值S 2 !和在时间点τ 2从第二检测要素60取得的第二检测值S 2 2之间的差δ S2= S 2 2_S2 10
[0037]并且，控制部14计算差A1= δ sl_SS2作为第一检测值和第二检测值之间的差。这里，如上所述，第一