專利名稱：具有停止監(jiān)視功能的機器人控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明廣義上講涉及用于工業(yè)用機器人(以下簡單稱作機器人)的機器 人控制裝置，特別是，涉及具有停止監(jiān)視功能的機器人控制裝置。
背景技術：
一般，通過機器人控制器控制的機器人，大多由伺服電動機驅動，作為 與該機器人協(xié)作、與進行作業(yè)的別的裝置組合的機器人系統(tǒng)使用。與機器人進 行協(xié)作作業(yè)的裝置不限于一臺，也有多臺的場合。在這樣的機器人系統(tǒng)中，存 在由伺服電動機驅動的例如工件臺等的移動體的動作范圍、或者為其他作業(yè)人 員的安全起見在裝置的運行中一般禁止侵入的區(qū)域(以下稱"禁止侵入區(qū)域，，)。 因此，對于向伴有危險的裝置的接近或者向禁止侵入區(qū)域的侵入歷來使用確保 作業(yè)人員的安全的方法。
例如在特開2004—122258號公報中，公開了使用簡單的切斷電路確保機 器人系統(tǒng)中的作業(yè)人員的安全的技術。在特開2004—122258號公報中記載的 發(fā)明中，在作業(yè)人員侵入禁止侵入區(qū)域的場合，如果切斷向伺服放大器的動力 供給則允許侵入，如果沒有切斷動力供給，則把機器人系統(tǒng)作為非常停止狀態(tài)。
歷來，因為對于每一裝置需要用于接通 切斷向伺服電動機的動力供給 的硬件，所以存在成本增加的問題。另外，為監(jiān)視機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置是 否停止，要求做到連制動器解除時的微小的動作也不能誤檢測。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種機器人控制裝置，其具有不使用用于對 于機器人或者每一裝置接通'切斷動力供給的硬件等，而能夠確保作業(yè)人員的 安全的停止監(jiān)視功能。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種機器人控制裝置，其用于控制機器人 和至少一個協(xié)作作業(yè)裝置，所述機器人具有至少一個由伺服電動機驅動的控制 軸，所述協(xié)作作業(yè)裝置具有至少一個由伺服電動機驅動的控制軸、而且與所述
機器人協(xié)作進行作業(yè)，所述機器人控制裝置具有控制部，其用于與所述機器
人以及所述協(xié)作作業(yè)裝置各自對應，接收是否進行停止狀態(tài)的監(jiān)視的指令；判
斷部，其在對于所述機器人以及所述協(xié)作作業(yè)裝置的至少一個所述控制部接收 了表示進行停止狀態(tài)的監(jiān)視的指令時，根據(jù)從在驅動被指令進行停止狀態(tài)的監(jiān) 視的機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置的控制軸的伺服電動機上設置的位置檢測器輸 入的位置，判斷被指令進行所述停止狀態(tài)的監(jiān)視的機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置是
否停止；和非常停止部，其在判斷為被指令進行所述停止狀態(tài)的監(jiān)視的機器人 或者協(xié)作作業(yè)裝置處于停止狀態(tài)期間不動作，而在判斷為被指令進行所述停止 狀態(tài)的監(jiān)視的機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置沒有處于停止狀態(tài)時，使所述機器人以 及所述協(xié)作作業(yè)裝置全部停止。
機器人控制裝置還可以具有存儲部，其在所述控制部接收到停止狀態(tài) 的監(jiān)視指令后，立即存儲從在驅動被指令進行停止狀態(tài)的監(jiān)視的機器人或者協(xié) 作作業(yè)裝置的控制軸的伺服電動機上設置的位置檢測器輸入的位置數(shù)據(jù)；計算 部，其在進行停止狀態(tài)的監(jiān)視指令時，計算在所述存儲部中存儲的位置和現(xiàn)在 從所述位置檢測器輸入的位置之間的距離。理想的是，在該場合所述判斷部， 在所述計算部計算出的距離在預先設定的上限值以下時判斷為所述機器人或 者所述協(xié)作作業(yè)裝置處于停止狀態(tài)。
機器人控制裝置也可以還具有第 一侵入檢測部以及第二侵入檢測部，其 用于分別檢測對于所述機器人以及所述協(xié)作作業(yè)裝置的作業(yè)人員的侵入，理想 的是，在該場合，所述停止狀態(tài)的監(jiān)視指令，在所述第一侵入檢測部或者所述 第二侵入檢測部檢測到作業(yè)人員的侵入的期間被所述控制部接收。


通過參照附圖對于下面的優(yōu)選實施形態(tài)的說明將更加明了本發(fā)明的上述 或者其他目的、特征以及優(yōu)點。
圖1是表示包含本發(fā)明的機器人控制裝置的機器人系統(tǒng)的整體結構的框圖。
圖2是表示圖1的機器人控制裝置中的處理的流程的流程圖。
具體實施例方式
圖1是表示包含本發(fā)明的機器人控制裝置的機器人系統(tǒng)的概要的圖。機
器人系統(tǒng)10，包含機器人控制裝置12、由機器人控制裝置12控制的機器人 14、和與機器人14協(xié)作進行作業(yè)的協(xié)作作業(yè)裝置16。機器人14以及協(xié)作作 業(yè)裝置16分別通過至少一個第一伺服電動機18以及至少一個第二伺服電動機 20驅動。對于第一伺服電動機18以及第二伺服電動機20的動力供給分別通 過第一伺服放大器22以及第二伺月li文大器24進行。另夕卜，這些伺服放大器的 一般的動作控制由機器人控制裝置12進行。此外，在圖1中，把承擔機器人 控制裝置12的該一^:動作控制功能的部分表示為控制部26。
機器人控制裝置12具有非常停止部28，其通過來自控制部26的指令切 斷所連接的全部伺服放大器的電源。第 一以及第二伺服電動機分別具有第 一位 置檢測器30以及第二位置檢測器32，來自這些位置檢測器的位置信息1以及 2通過各自的伺服;^丈大器輸入具有接收功能的控制部26。在機器人14以及協(xié) 作作業(yè)裝置16內，設置檢測作業(yè)人員的侵入(例如作業(yè)人員接近到機器人或 者協(xié)作作業(yè)裝置的規(guī)定距離以內)的第一侵入檢測部34以及第二侵入檢測部 36，這些檢測部在檢測到作業(yè)人員侵入時輸出侵入通知1以及2。此外該侵入 通知被輸入到控制部26。
在控制部26內，包含具有判斷功能和計算功能的CPU 38、ROM 40、RAM 42以及非易失存儲器44。 CPU控制機器人系統(tǒng)。在ROM中存儲各種系統(tǒng)程 序。RAM42是CPU38臨時存儲使用的存儲器。在非易失存儲器44中存儲關 于機器人14的動作內容的各種程序、相關設定值等。
在控制部26上連接有示教操作盤46。示教操作盤46，具有液晶顯示器 (LCD) 48以及鍵盤50，由此，用戶能夠進行程序數(shù)據(jù)的輸入/變更、相關設 定值的輸入/變更等。另外，用戶能夠從示教操作盤46對于機器人14以及協(xié) 作作業(yè)裝置16的各個設定是否監(jiān)視伺服電動機的停止狀態(tài)，并將其設定內容 作為輸入信號向控制部26發(fā)送。另外，在監(jiān)視伺服電動機的停止狀態(tài)的場合， 也能夠設定把哪個侵入通知分配給哪個機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置。另外，能夠 對于每個軸設定能夠判斷軸停止的允許移動距離(后述)。這些設定在非易失
存儲器44內存儲。
CPU 38,對于為了監(jiān)視停止狀態(tài)而被輸入了示教操作盤的機器人或者協(xié) 作作業(yè)裝置，周期地監(jiān)視基于來自各伺服電動機的位置信息的機器人或者協(xié)作
作業(yè)裝置的位置和侵入通知的狀態(tài)，在最初輸入了侵入通知時，在RAM 40 內存儲分配有該侵入通知的機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置的伺服電動機的位置。其 后，在該侵入通知被輸入的期間，計算在RAM40內存儲的位置和現(xiàn)在的伺服 電動機的位置間的距離，在該距離比允許移動距離大的場合，向非常停止部 28輸出指令，切斷機器人14以及協(xié)作作業(yè)裝置16的全部伺服電動機18、 20 的動力。
圖2是更具體地表示上述作用的流程圖。首先在步驟SIOI,在從第一侵 入檢測部34向控制部26輸入了侵入通知1的場合，前進到步驟S102,判定 侵入通知1是否是最初的通知(上次的侵入通知1是否存在)。如果此次的侵 入通知l是最初的通知，則前進到步驟S103,在RAM40中存儲現(xiàn)在的位置。 另一方面，如果不是最初的通知，則從步驟S102直接前進到步驟S104。
在接著的步驟S104,計算現(xiàn)在的位置信息1和在RAM 40中存儲的位置 信息1的差即伺服電動機18的移動距離。因此，在經由步驟S103轉移到步驟 S104的場合，該距離為零。接著在步驟S105,比較在S104計算的距離和允 許移動距離。這里所謂允許移動距離，是指不對作業(yè)人員構成危險程度的各控 制軸所允許的(一般極短)移動距離，本申請說明書中的所謂"停止狀態(tài)"， 假定包含各軸停止的狀態(tài)和進行了上述允許移動距離以下的移動的狀態(tài)。因此 如果所計算出的距離超過允許移動距離，則可以判斷為機器人的軸脫離停止狀 態(tài)而進行了移動，所以為使作業(yè)人員避開危險，非常停止部28動作，切斷機 器人14以及協(xié)作作業(yè)裝置16的全部伺服電動機(這里是伺服電動機18以及 20)的動力(步驟S106)。在有多個伺服電動機的場合要對于各個進行該一系 列處理。
這樣，在侵入通知被輸入的期間，亦即作業(yè)人員侵入禁止侵入區(qū)域的期 間，以適當?shù)臅r間間隔計算在RAM40內存儲的位置和現(xiàn)在的伺服電動機的位 置間的距離。在該距離在允許移動距離以下的期間，因為可認為機器人的伺服 電動機即軸已經停止，所以不能說作業(yè)人員處于特別危險的狀態(tài)，因此在該階 段非常停止部不動作。但是在計算出的距離超過允許移動距離的場合，因為機 器人的某個軸轉動，為確保作業(yè)人員的安全，非常停止部動作。
圖2以下的步驟S201 S206是關于協(xié)作作業(yè)裝置16的處理。因為除把
位置信息1以及侵入通知1分別置換為位置信息2以及侵入通知2之外，和關 于機器人14的處理的上述的步驟S101 ~S106相同，所以省略詳細的說明。 通過執(zhí)行步驟S101 ~S206，如果判斷作業(yè)人員侵入了禁止侵入區(qū)域，而且機 器人或者協(xié)作作業(yè)裝置的某個的軸不停止，則為確保作業(yè)人員的安全非常停止 部動作。反過來說，即使作業(yè)人員侵入了禁止侵入區(qū)域，但是機器人或者協(xié)作 作業(yè)裝置的全部的軸處于"停止狀態(tài)"，則非常停止部不動作，能夠節(jié)省非常 停止后的復原作業(yè)等的工時。
在上述實施形態(tài)中說明了機器人以及協(xié)作作業(yè)裝置各有一臺的場合，但 是，顯而易見,可以進一步增加協(xié)作作業(yè)裝置的臺數(shù)，另外也可以把協(xié)作作業(yè) 裝置置換為機器人。在后者的場合，可以把本發(fā)明應用于控制多個機器人的系 統(tǒng)中。
根據(jù)本發(fā)明的機器人控制裝置，在作業(yè)人員侵入了禁止侵入區(qū)域的場合， 監(jiān)視與禁止侵入區(qū)域對應的機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置是否停止，如果未停止， 則切斷機器人以及協(xié)作作業(yè)裝置的全部的控制軸的動力供給。因此在作業(yè)人員 侵入了禁止侵入區(qū)域的場合，因為機器人以及協(xié)作作業(yè)裝置成為停止或者切斷 了動力供給的某一個的狀態(tài)，所以能夠確保作業(yè)人員的安全。
另外，作為機器人或者共同作業(yè)裝置的停止的判斷基準，比較作業(yè)人員 侵入禁止侵入區(qū)域時的機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置的位置和現(xiàn)在的位置，在其間 的距離不超過預先設定的允許值時，可以判斷為機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置停 止。由此，能夠防止關于機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置是否停止的誤判斷，而且能 夠確實地纟企測危險的動作。
上面,參照為說明而選定的特定的實施形態(tài)說明了本發(fā)明，但是對于專業(yè) 人員來說，顯而易見，在不脫離本發(fā)明的基本概念以及范圍的情況下可以進行 多種變更。
權利要求
1. 一種機器人控制裝置(12)，其用于控制機器人(14)和至少一個協(xié)作作業(yè)裝置(16)，所述機器人(14)具有至少一個由伺服電動機(18)驅動的控制軸，所述協(xié)作作業(yè)裝置(16)具有至少一個由伺服電動機(20)驅動的控制軸、而且與所述機器人(14)協(xié)作進行作業(yè)，其特征在于，具有:控制部(26)，其用于與所述機器人(14)以及所述協(xié)作作業(yè)裝置(16)各自對應，接收是否進行停止狀態(tài)的監(jiān)視的指令；判斷部(38)，其在對于所述機器人(14)以及所述協(xié)作作業(yè)裝置(16)的至少一個所述控制部(26)接收到表示進行停止狀態(tài)的監(jiān)視的指令時，根據(jù)從在驅動被指令進行停止狀態(tài)的監(jiān)視的機器人(14)或者協(xié)作作業(yè)裝置(16)的控制軸的伺服電動機(18、20)上設置的位置檢測器(30、32)輸入的位置，判斷被指令進行所述停止狀態(tài)的監(jiān)視的機器人(14)或者協(xié)作作業(yè)裝置(16)是否停止；以及非常停止部(28)，其在判斷為被指令進行所述停止狀態(tài)的監(jiān)視的機器人(14)或者協(xié)作作業(yè)裝置(16)處于停止狀態(tài)期間不動作，而在判斷為被指令進行所述停止狀態(tài)的監(jiān)視的機器人(14)或者協(xié)作作業(yè)裝置(16)沒有處于停止狀態(tài)時，使所述機器人(14)以及所述協(xié)作作業(yè)裝置(16)全部停止。
2.根據(jù)權利要求1所述的機器人控制裝置，其中，還具有存儲部(40)，其在所述控制部(26)接收到停止狀態(tài)的監(jiān)視指令后，立 即存儲從在驅動被指令進行停止狀態(tài)的監(jiān)視的機器人(14 )或者協(xié)作作業(yè)裝置 (16)的控制軸的伺服電動機(18、 20)上設置的位置檢測器(30、 32)輸入 的位置數(shù)據(jù)；以及計算部(38)，其在執(zhí)行停止狀態(tài)的監(jiān)視指令時，計算在所述存儲部(40) 中存儲的位置和現(xiàn)在從所述位置檢測器(30、 32)輸入的位置之間的距離，所述判斷部(38)，在所述計算部(38)計算出的距離在預先設定的上限 值以下時判斷為所述機器人(14 )或者所述協(xié)作作業(yè)裝置(16 )處于停止狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求1或者2所述的機器人控制裝置，其中，還具有分別檢測對于所述機器人(14)以及所述協(xié)作作業(yè)裝置(16)的 作業(yè)人員的侵入的第一侵入檢測部(34)以及第二侵入檢測部(36),所述控 制部(26)在所述第一侵入檢測部(34)或者所述第二侵入檢測部(36)檢測 到作業(yè)人員的侵入期間接收所述停止狀態(tài)的監(jiān)視指令。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有停止監(jiān)視功能的機器人控制裝置，其不使用用于對機器人或者每一裝置接通·切斷動力供給的硬件等，而具有能夠確保作業(yè)人員的安全的停止監(jiān)視功能?？刂蒲b置的CPU，周期地監(jiān)視根據(jù)來自各伺服電動機的位置信息的機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置的位置、和侵入通知的狀態(tài)，在最初輸入了侵入通知時，在RAM內存儲分配有該侵入通知的機器人或者協(xié)作作業(yè)裝置的伺服電動機的位置。其后，在該侵入通知被輸入的期間，計算在RAM內存儲的位置和現(xiàn)在的伺服電動機的位置間的距離，在該距離比允許移動距離大的場合，向非常停止部輸出指令，切斷機器人以及協(xié)作作業(yè)裝置的全部的伺服電動機的動力。
文檔編號B25J19/06GK101376249SQ20081014560
公開日2009年3月4日 申請日期2008年8月5日 優(yōu)先權日2007年8月27日
發(fā)明者二瓶亮, 加藤哲朗, 山本知之, 荒牧武亮 申請人:發(fā)那科株式會社