本發(fā)明涉及一種工業(yè)用機器人和人同時共享同一作業(yè)空間而進行協(xié)調(diào)作業(yè)的工業(yè)用機器人系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

在使用普通工業(yè)用機器人的制造現(xiàn)場，防護柵使機器人的作業(yè)空間與人的作業(yè)空間相互分離。因此，能避免人與機器人接觸而發(fā)生事故。

然而，存在機器人的作業(yè)空間與人的作業(yè)空間無法分離的制造現(xiàn)場、當使機器人的作業(yè)空間與人的作業(yè)空間分離時生產(chǎn)性明顯下降的制造現(xiàn)場。在這種制造現(xiàn)場中，需要實際應用不需要防護柵的機器人系統(tǒng)。

在不使用防護柵的情況下，機器人危及人的可能性提高。因此，例如通過限制機器人的功率來減小機器人與人碰撞時的沖擊。或，在人與機器人接觸時，也有時使機器人停止。

這種不使用防護柵的機器人系統(tǒng)中的作業(yè)例為以下示例。此外，設(shè)為在以下示例示出的作業(yè)空間內(nèi)人與機器人協(xié)作地進行作業(yè)。

(1)機器人將物品從倉庫搬入到作業(yè)空間。

(2)在作業(yè)空間內(nèi)，機器人將物品交給人。

(3)為了搬入物品而機器人移動至倉庫。

在以往的機器人系統(tǒng)中，在從工序(2)進入到工序(3)時，需要使用開關(guān)等對機器人控制裝置的外部輸入進行操作。然而，近年來，通過人對機器人主體施加外力，對機器人施加動作指令。

在日本特開2008-200764號公報中也公開了以下內(nèi)容：通過對操縱器(manipulator)施加外力，對操縱器施加動作指令。具體地說，在日本特開2008-200764號公報中，當操作人員通過特定的規(guī)則性的模式對操縱器施加力時，該情況通過操縱器的傳感器而被識別。然后，操縱器的控制部將根據(jù)特定的規(guī)則性的模式而決定的動作命令輸出到操縱器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

然而，在日本特開2008-200764號公報的結(jié)構(gòu)中，在機器人與人或外圍設(shè)備不經(jīng)意地相互碰撞的情況下，無法檢測該情況。因此，能夠發(fā)生機器人的動作危及人的情形。

本發(fā)明是鑒于這種情形而完成的，其目的在于提供一種能夠確保人安全的工業(yè)用機器人系統(tǒng)及其控制方法。

為了達到上述目的，根據(jù)第一發(fā)明，提供一種工業(yè)用機器人系統(tǒng)，其中，該工業(yè)用機器人系統(tǒng)具備：機器人；力檢測部，其檢測作用于該機器人的外力；力推定部，其根據(jù)與上述機器人的動作有關(guān)的信息，將作用于上述力檢測部的外力推定為力推定值；偏差計算部，其計算從上述力檢測部的信息得到的作用于該機器人的力檢測值與上述力推定值之間的偏差；比較部，其將上述偏差與第一閾值進行比較；以及指令輸出部，其在通過上述比較部判斷為上述偏差大于上述第一閾值的情況下，對上述機器人輸出動作指令、停止指令、減速指令或減速停止指令，在上述偏差包括上述至少一個共用的偏差模式的情況下，上述第四指令輸出部輸出與上述至少一個偏差模式對應的上述動作指令。

根據(jù)第二發(fā)明，在第一發(fā)明中，僅在上述機器人停止或減速的情況下，上述指令輸出部輸出與上述至少一個偏差模式對應的上述動作指令。

根據(jù)第三發(fā)明，在第一或第二發(fā)明中，上述力檢測部包括第一力檢測部和第二力檢測部，上述力推定部包括：第一力推定部，其根據(jù)與上述機器人的動作有關(guān)的信息，將作用于上述第一力檢測部的外力推定為第一力推定值；以及第二力推定部，其根據(jù)與上述機器人的動作有關(guān)的信息，將作用于上述第二力檢測部的外力推定為第二力推定值，上述偏差計算部包括：第一偏差計算部，其計算從上述第一力檢測部的信息得到的作用于該機器人的第一力檢測值與上述第一力推定值之間的第一偏差；以及第二偏差計算部，其計算從上述第二力檢測部的信息得到的作用于該機器人的第二力檢測值與上述第二力推定值之間的第二偏差，上述比較部包括：第一比較部，其將上述第一偏差與第一閾值進行比較，并且將上述第一偏差與上述第二偏差進行比較；以及

第二比較部，其將上述第二偏差與上述第一閾值進行比較，并且將上述第二偏差與上述第一偏差進行比較，

上述指令輸出部包括：

第一指令輸出部，其在通過上述第一比較部判斷為上述第一偏差大于上述第一閾值的情況下或判斷為在上述第一偏差與上述第二偏差之間存在一定以上差的情況下，對上述機器人輸出停止指令、減速指令或減速停止指令；以及

第二指令輸出部，其在通過上述第二比較部判斷為上述第二偏差大于上述第一閾值的情況下或判斷為在上述第二偏差與上述第一偏差之間存在一定以上差的情況下，對上述機器人輸出上述停止指令、上述減速指令或上述減速停止指令。

根據(jù)第四發(fā)明，在第一至第三發(fā)明中任一發(fā)明中，該工業(yè)用機器人系統(tǒng)還具備：第三比較部，其將上述機器人的程序與上述機器人的當前狀況進行比較；第三指令輸出部，其在通過該第三比較部判斷為上述機器人的程序與上述機器人的當前狀況不同的情況下，對上述機器人輸出上述停止指令、上述減速指令或上述減速停止指令；存儲部，其將與偏差有關(guān)的具有規(guī)則性的多個偏差模式以及與該多個偏差模式分別對應的上述機器人的動作指令關(guān)聯(lián)起來進行存儲；第四比較部，其在偏差在上述第一閾值與小于該第一閾值的第二閾值之間的情況下或偏差大于上述第一閾值的情況下，將偏差與存儲在上述存儲部中的上述多個偏差模式進行比較；以及第四指令輸出部，其在通過該第四比較部判斷為偏差包括上述多個偏差模式中的至少一個共用的偏差模式的情況下，輸出與該至少一個偏差模式對應的上述機器人的動作指令。

根據(jù)第五發(fā)明，在第四發(fā)明中，存儲于上述存儲部的上述多個偏差模式包括上述偏差的大小、連續(xù)兩個上述偏差的峰之間的時間間隔、上述偏差的方向、上述偏差所作用的期間、單位時間內(nèi)的上述偏差的變化量、預定時間內(nèi)起作用的上述偏差的次數(shù)中的至少一個。

根據(jù)第六發(fā)明，提供一種工業(yè)用機器人系統(tǒng)的控制方法，其中，通過力檢測部檢測作用于上述機器人的外力，根據(jù)與上述機器人的動作有關(guān)的信息，將作用于上述力檢測部的外力推定為力推定值，計算從上述力檢測部的信息得到的作用于該機器人的力檢測值與上述力推定值之間的偏差，將上述偏差與第一閾值進行比較，在判斷為上述偏差大于第一閾值的情況下，對上述機器人輸出動作指令、停止指令、減速指令或減速停止指令，在上述偏差包括上述至少一個共用的偏差模式的情況下，輸出與上述至少一個偏差模式對應的上述動作指令。

根據(jù)第七發(fā)明，在第六發(fā)明中，僅在上述機器人停止或減速的情況下，輸出與上述至少一個偏差模式對應的上述動作指令。

根據(jù)第八發(fā)明，在第六或第七發(fā)明中，在外力的檢測中，通過安裝于機器人的第一力檢測部和第二力檢測部進行檢測，

在力推定值的推定中，根據(jù)與上述機器人的動作有關(guān)的信息，將作用于上述第一力檢測部的外力推定為第一力推定值，并且，根據(jù)與上述機器人的動作有關(guān)的信息，將作用于上述第二力檢測部的外力推定為第二力推定值，在偏差的計算中，計算從上述第一力檢測部的信息得到的作用于該機器人的第一力檢測值與上述第一力推定值之間的第一偏差，并且，計算從上述第二力檢測部的信息得到的作用于該機器人的第二力檢測值與上述第二力推定值之間的第二偏差，在偏差的比較中，將上述第一偏差與第一閾值進行比較，且將上述第一偏差與上述第二偏差進行比較，并且，將上述第二偏差與上述第一閾值進行比較，且將上述第二偏差與上述第一偏差進行比較，在判斷為上述第一偏差大于第一閾值的情況下或判斷為在上述第一偏差與上述第二偏差之間存在一定以上差的情況下，對上述機器人輸出停止指令、減速指令或減速停止指令，在判斷為上述第二偏差大于上述第一閾值的情況下或判斷為在上述第二偏差與上述第一偏差之間存在一定以上差的情況下，對上述機器人輸出上述停止指令、上述減速指令或上述減速停止指令。

根據(jù)第九發(fā)明，在第六至第八發(fā)明中任一發(fā)明中，將機器人的程序與上述機器人的當前狀況進行比較，在判斷為上述機器人的程序與上述機器人的當前狀況不同的情況下，對上述機器人輸出上述停止指令、上述減速指令或上述減速停止指令，在偏差小于上述第一閾值且大于上述第二閾值的情況下或偏差大于上述第一閾值的情況下，將上述偏差和與上述偏差有關(guān)的具有規(guī)則性的多個偏差模式進行比較，在判斷為上述偏差包括上述多個偏差模式中的至少一個共用的偏差模式的情況下，輸出與該至少一個偏差模式對應的上述機器人的動作指令。

根據(jù)第十發(fā)明，在第九發(fā)明中，上述多個偏差模式包括上述偏差的大小、連續(xù)兩個上述偏差的峰之間的時間間隔、上述偏差的方向、上述偏差起作用的期間、單位時間內(nèi)的上述偏差的變化量、預定時間內(nèi)起作用的上述偏差的次數(shù)中的至少一個。

通過詳細說明附圖示出的本發(fā)明的典型的實施方式，能夠更加明確本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點以及其它目的、特征和優(yōu)點。

附圖說明

圖1是表示基于本發(fā)明的第一實施方式的工業(yè)用機器人系統(tǒng)的功能框圖。

圖2是表示偏差與時間的關(guān)系的圖。

圖3A是表示圖1示出的工業(yè)用機器人系統(tǒng)的控制方法的第一流程圖。

圖3B是表示圖1示出的工業(yè)用機器人系統(tǒng)的控制方法的第二流程圖。

圖4是表示第一偏差與時間的關(guān)系的圖。

圖5是表示第一偏差與時間的關(guān)系的其它圖。

圖6是表示第一偏差與時間的關(guān)系的進一步其它圖。

圖7是表示基于本發(fā)明的第二實施方式的工業(yè)用機器人系統(tǒng)的控制方法的流程圖的一部分。

圖8是表示第一偏差與時間的關(guān)系的其它圖。

具體實施方式

以下，參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。在以下附圖中對相同的部件附加相同的參照附圖標記。為了使理解更容易，這些附圖適當?shù)刈兏壤摺?/p>

圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式中的工業(yè)用機器人系統(tǒng)的功能框圖。圖1示出的工業(yè)用機器人系統(tǒng)1主要包括工業(yè)用機器人10(以下，簡稱為“機器人10”)以及控制該機器人10的機器人控制裝置20。在工業(yè)用機器人系統(tǒng)1中，為了進行協(xié)調(diào)作業(yè)，人9與機器人10位于相互近側(cè)的位置。

在圖1中，機器人10具有用于至少一個軸的伺服電機以及與該伺服電機連動的機構(gòu)部。在典型的實施方式中，機器人10為六軸垂直多關(guān)節(jié)機器人，具有用于六個軸的六個伺服電機。這些伺服電機分別具備角度檢測器15，例如編碼器。在圖1中，多個角度檢測器中代表地示出一個角度檢測器15。此外，雖未圖示，但是在機械臂的前端設(shè)置有把手或工具。

如圖1所示，在地板部L上配置有機器人10的機器人支承部11。在機器人支承部11上設(shè)置有機器人10的主體。而且，與機器人支承部11相互相鄰地配置第一力傳感器12和第二力傳感器13。這些力傳感器12、13是通過應變片檢測對彈性體施加的應變量并能夠檢測三個方向的力與繞三軸的扭矩的同一類型的六軸力傳感器。第一力傳感器12和第二力傳感器13分別將作用于機器人支承部11或機器人10的外力的信息，例如檢測為與外力相應的電阻值[Ω]、電壓值[V]或力[N]。

這些第一力傳感器12和第二力傳感器13安裝于位于機器人10的底部的機器人支承部11。因此，第一力傳感器12和第二力傳感器13能夠有效地檢測作用于機器人10的外力，而與機器人10的姿勢、外力對機器人10施加的位置和方向無關(guān)。

在本實施方式中，為了檢測作用于機器人10的外力，在位于機器人10的底部的機器人支承部11上安裝有傳感器12、13。然而，如果能夠檢測作用于機器人10的外力，則傳感器12、13的安裝位置并不局限于上述安裝位置，還可以通過其它方法進行檢測。

圖1示出的機器人控制裝置20為數(shù)字計算機，包括第一CPU 51和第二CPU 52。如圖所示，第一CPU 51包括第一力推定部21，該第一力推定部21根據(jù)與機器人10的動作有關(guān)的信息，通過公知的方法推定作用于第一力傳感器12的外力，作為第一力推定值F1’。同樣地，第二CPU 52包括第二力推定部22，該第二力推定部22根據(jù)與機器人10的動作有關(guān)的信息，通過公知的方法推定作用于第二力傳感器13的外力，作為第二力推定值F2’。

作用于第一力傳感器12和第二力傳感器13的外力根據(jù)與機器人10的動作有關(guān)的信息而發(fā)生變化。這種信息為例如機器人10的質(zhì)量、在機器人10具備把手的情況下能夠把持的工件的質(zhì)量、機器人10的各軸的姿勢和各軸的加速度等。機器人10的質(zhì)量和工件的質(zhì)量是已知的。根據(jù)多個角度檢測器15的檢測值求出機器人10的各軸的姿勢和各軸的加速度等。第一力推定部21和第二力推定部22根據(jù)這種與機器人10的動作有關(guān)的信息，分別計算第一力推定值F1’和第二力推定值F2’。

并且，第一CPU 51包括第一偏差計算部23a，該第一偏差計算部23a計算從第一力檢測部12的信息得到的作用于機器人支承部11的第一力檢測值F1與第一力推定值F1’之間的第一偏差ΔF1。同樣地，第二CPU 52包括第二偏差計算部23b，該第二偏差計算部23b計算從第二力檢測部13的信息得到的、作用于機器人支承部11的第二力檢測值F2與第二力推定值F2’之間的第二偏差ΔF2。

并且，第一CPU 51包括：第一比較部31，其將第一偏差ΔF1與第一閾值Fa進行比較，并且將第一偏差ΔF1與第二偏差ΔF2進行比較；以及第一指令輸出部41，其在通過第一比較部31判斷為第一偏差ΔF1大于第一閾值Fa的情況下或在第一偏差ΔF1與第二偏差ΔF2之間存在一定以上差的情況下，對機器人10輸出停止指令、減速指令或減速停止指令。此外，通過實驗等預先求出第一閾值Fa和后述的第二閾值Fb。

同樣地，第二CPU 52包括：第二比較部32，其將第二偏差ΔF2與第一閾值Fa進行比較，并且將第二偏差ΔF2與第一偏差ΔF1進行比較；以及第二指令輸出部42，其在通過第二比較部32判斷為第二偏差ΔF2大于第一閾值Fa的情況下或判斷為在第二偏差ΔF與第一偏差ΔF1之間存在一定以上差的情況下，對機器人10輸出停止指令、減速指令或減速停止指令。

機器人控制裝置20包括：第三比較部33，其將機器人10的程序24與機器人10的當前狀況進行比較；以及第三指令輸出部43，其在通過第三比較部33判斷為機器人10的程序24與機器人10的當前狀況不同的情況下，對機器人10輸出停止指令、減速指令或減速停止指令。此外，設(shè)為通過第一指令輸出部41、第二指令輸出部42和第三指令輸出部43輸出的停止指令、減速指令或減速停止指令分別相同。

或，代替第三比較部33和第三指令輸出部43，第一CPU 51也可以起到以下部分的作用：第三比較部#1，其將機器人10的程序24與機器人10的當前狀況進行比較；以及第三指令輸出部#1，其在通過第三比較部#1判斷為機器人10的程序24與機器人10的當前狀況不同的情況下，對機器人10輸出停止指令、減速指令或減速停止指令。同樣地，第二CPU 52也可以起到以下部分的作用：第三比較部#2，其將機器人10的程序24與機器人10的當前狀況進行比較；以及第三指令輸出部#2，其在通過第三比較部#2判斷為機器人10的程序24與機器人10的當前狀況不同的情況下，對機器人10輸出停止指令、減速指令或減速停止指令。

并且，機器人控制裝置20包括：存儲部25，其將與第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2有關(guān)的具有規(guī)則性的多個偏差模式以及與該多個偏差模式分別對應的機器人10的動作指令關(guān)聯(lián)起來進行存儲；第四比較部34，其在第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2兩者小于第一閾值Fa且大于第二閾值Fb的情況下，將第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2與存儲在存儲部25中的多個偏差模式進行比較；以及第四指令輸出部44，其在通過第四比較部34判斷為第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2兩者包括多個偏差模式中至少一個共用的偏差模式的情況下，輸出與該至少一個偏差模式對應的機器人10的動作指令。

或，代替第四比較部和第四指令輸出部44，第一CPU 51也可以起到第四比較部#1的作用，該第四比較部#1將第一偏差ΔF1與存儲在存儲部25中的多個偏差模式進行比較。同樣地，第二CPU 52也可以起到第四比較部#2的作用，該第四比較部#2將第二偏差ΔF2與存儲在存儲部25中的多個偏差模式進行比較。并且，第一CPU 51和第二CPU 52也可以分別起到第四指令輸出部#1、#2的作用，該第四指令輸出部#1、#2在通過第四比較部#1和第四比較部#2判斷為第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2兩者包括多個偏差模式中至少一個共用的偏差模式的情況下，輸出與該至少一個偏差模式對應的機器人10的動作指令。

在此，偏差模式是指人9規(guī)則性地或有意地叩擊或按壓機器人10而對機器人10施加的外力的模式。偏差模式包括外力的大小、連續(xù)兩個外力的峰之間的時間間隔、外力的方向、外力起作用的期間、單位時間內(nèi)的外力的變化量、規(guī)定時間內(nèi)起作用的外力的次數(shù)中至少一個。

圖2是表示偏差例如第一偏差ΔF1與時間的關(guān)系的圖。此外，第二偏差ΔF2也示出與圖2大致相同的行為。在圖2中，也示出第一閾值Fa。在圖2中，表示第一偏差ΔF1的行為的實線B0依次包含超過第一閾值Fa的三個峰A1、A2、A3。

根據(jù)圖2可知，偏差模式中外力的大小意味著從峰A1、A2、A3的第一閾值Fa起的最大高度。另外，連續(xù)兩個外力的峰之間的時間間隔意味著例如兩個峰A1、A2開始超過第一閾值Fa時的時刻t1、t3之間的時間間隔t3-t1。并且，外力起作用的期間是意味著例如峰A1超過第一閾值Fa期間的時間、即期間t2-t1。并且，參照峰A3可知，單位時間內(nèi)的外力的變化量是某一時刻中的實線B0的斜率。規(guī)定時間內(nèi)起作用的外力的次數(shù)為在規(guī)定時間內(nèi)超過第一閾值Fa的次數(shù)、即峰的數(shù)量，在圖2的示例中為三次。另外，外力的方向是指人9對機器人10施加外力的方向，例如為向下方向或向上方向等。

在本發(fā)明中，這種偏差模式分別與機器人10的動作指令預先相關(guān)聯(lián)。因而，人9將規(guī)定的偏差模式有意地施加到機器人10，由此能夠輸出期望的動作指令，使機器人10進行其動作。在本發(fā)明中可知，能夠采用各種偏差模式，因此能夠示出精密的動作指令。

圖3A和圖3B是表示圖1示出的工業(yè)用機器人系統(tǒng)的控制方法的流程圖。圖3A和圖3B示出的動作在每個規(guī)定的控制周期反復進行。以下，參照圖1、圖3A和圖3B說明本發(fā)明的工業(yè)用機器人系統(tǒng)1的控制方法。

根據(jù)圖3A可知，在本發(fā)明中，并列地進行第一CPU 51中的處理和第二CPU 52中的處理。在步驟S11中，第一力傳感器12獲取作用于機器人10的外力的信息。然后，根據(jù)該信息求出作用于機器人支承部11的第一力檢測值F1。并且，在步驟S12中，第二力傳感器13獲取作用于機器人10的外力的信息。然后，根據(jù)該信息求出作用于機器人支承部11的第二力檢測值F2。

然后，在步驟S13中，第一力推定部21推定作用于第一力傳感器12的外力作為第一力推定值F1’，在步驟S14中，第二力推定部22推定作用于第二力傳感器13的外力作為第二力推定值F1’。此外，將第一力檢測值F1和第二力檢測值F2以及推定得到的第一力推定值F1’和第二力推定值F2’與時間關(guān)聯(lián)起來依次存儲到存儲部25。

并且，在步驟S15中，第一偏差計算部23a將從第一力檢測部12的信息得到的作用于機器人支承部11的第一力檢測值F1減去第一力推定值F1’來計算出第一偏差ΔF1。同樣地，在步驟S16中，第二偏差計算部23b將從第二力檢測部13的信息得到的作用于機器人支承部11的第二力檢測值F2減去第二力推定值F2’來計算出第二偏差ΔF2。

接著，在步驟S17中，第一比較部31將第一偏差ΔF1與第一閾值Fa進行比較，并且將第一偏差ΔF1與第二偏差ΔF2進行比較來判斷第一偏差ΔF1與第二偏差ΔF2之間的差是否大于規(guī)定量F0以上。在此，圖4是表示第一偏差與時間的關(guān)系的圖。圖4示出的表示第一偏差ΔF1的行為的實線B1在時刻ta中超過第一閾值Fa。此外，在圖4中雖未示出，但是第二偏差ΔF2也表示大致相同的行為。

在步驟S17中，在第一偏差ΔF1大于第一閾值Fa的情況下，例如機器人10意外地進行動作，機器人10與人9或外圍設(shè)備相互碰撞的可能性高。另外，在第一偏差ΔF1與第二偏差ΔF2之間的差大于規(guī)定量F0以上的情況下，第一力傳感器12和第二力傳感器13中的某一個發(fā)生故障的可能性高。因而，在第一偏差ΔF1大于第一閾值Fa的情況下或第一偏差ΔF1與第二偏差ΔF2之間的差大于規(guī)定量F0以上的情況下，進入到步驟S19。

在步驟S19中，第一指令輸出部41對機器人10輸出規(guī)定的停止指令、規(guī)定的減速指令或規(guī)定的減速停止指令。由此，機器人10停止和/或減速，從而確保人9的安全。此外，停止指令也可以是將機器人10的各電機設(shè)為非勵磁狀態(tài)的停止指令或?qū)C器人10的各電機設(shè)為勵磁狀態(tài)的停止指令中的某一個。

另外，在步驟S19中，也可以輸出停止指令、減速指令或減速停止指令中的某一個，在其它步驟中也一樣。例如操作人員可以預先設(shè)定成輸出停止指令、減速指令或減速停止指令中期望的指令?；?，也可以參照機器人10的當前速度，在速度大于上限值的情況下輸出減速指令，在速度小于下限值的情況下輸出停止指令，在速度處于上限值與下限值之間的情況下輸出減速停止指令?？傊?，在步驟S19中，第一指令輸出部41輸出用于降低機器人10的速度的指令。此外，后述的第二指令輸出部42和第三指令輸出部43也一樣。

另外，在步驟S18中，第二比較部32將第二偏差ΔF2與第一閾值Fa進行比較，并且將第二偏差ΔF2與第一偏差ΔF1進行比較來判斷第二偏差ΔF2與第一偏差ΔF1之間的差是否大于規(guī)定量以上。

然后，在步驟S18中，在第二偏差ΔF2大于第一閾值Fa的情況下，例如機器人10意外地進行動作，機器人10與人9或外圍設(shè)備相互碰撞的可能性高。另外，在第二偏差ΔF2與第一偏差ΔF1之間的差具有規(guī)定量F0以上的差的情況下，第二力傳感器13和第一力傳感器12中的某一個發(fā)生故障的可能性高。因而，在第二偏差ΔF2大于第一閾值Fa的情況下或第二偏差ΔF2與第一偏差ΔF1之間的差大于規(guī)定量F0以上的情況下，進入到步驟S20。

在步驟S20中，第二指令輸出部42如上所述那樣對機器人10輸出規(guī)定的停止指令、規(guī)定的減速指令或規(guī)定的減速停止指令。由此，機器人10停止和/或減速，從而確保人9的安全。

這樣，在本發(fā)明中，在機器人10與人9或外圍設(shè)備相互碰撞并第一偏差ΔF1或第二偏差ΔF2變得大于第一閾值Fa的情況下，使機器人10停止和/或減速。并且，在第一力檢測部12或第二力檢測部13發(fā)生故障而第一偏差ΔF1與第二偏差ΔF2之間的差為規(guī)定量F0以上不同的情況下，也使機器人10停止和/或減速。

這種控制在與第一力推定部21相關(guān)聯(lián)的包括第一指令輸出部41的第一CPU 51以及與第二力推定部22相關(guān)聯(lián)的包括第二指令輸出部42的第二CPU52中并列地進行。換言之，根據(jù)圖3A可知，在第一CPU1中進行步驟S11、S13、S15、S17和S19，在第二CPU 52中進行步驟S12、S14、S16、S18和S20。

因而，在本發(fā)明中，通過雙重化的CPU 51、52進行上述控制。因此，在本發(fā)明中，在確保冗余性的狀態(tài)下，檢測對人9等的碰撞和力檢測部12、13的故障，使機器人10停止和/或減速。其結(jié)果，能夠確保人9的安全。

在此，在本發(fā)明中，沒有為了使機器人10停止和/或減速而要求第一偏差Δ1和第二偏差Δ2兩者大于第一閾值Fa。因此，即使第一力傳感器12和第二力傳感器13中的某一個發(fā)生故障，也能夠使機器人可靠地停止或減速。

在此，有時通過程序24將機器人10的各軸的動作區(qū)域限制成機器人10僅在某一范圍內(nèi)進行動作。在這種情況下，在步驟S21中，使用通過機器人10的各軸的角度檢測器15檢測出的值，計算出機器人10的當前位置Pc。然后，第三比較部33參照機器人10的程序24，判斷機器人10的當前位置Pc是否在通過程序24限制的動作區(qū)域外。

在機器人10的當前位置Pc為動作區(qū)域外的情況下，能夠判斷為機器人10為異常狀態(tài)。在這種情況下，進入到步驟S22，第三指令輸出部43對機器人10輸出規(guī)定的停止指令、規(guī)定的減速指令或規(guī)定的減速停止指令。由此，機器人10停止和/或減速，從而同樣地確保人9的安全。

此外，在步驟S21中，也可以代替計算機器人10的當前位置Pc，而使用多個角度檢測器15的檢測值來計算出機器人10的各軸的動作速度。在該情況下，在機器人10的各軸的動作速度大于規(guī)定速度的情況下，判斷為機器人10為異常狀態(tài)。

另外，在機器人10的當前位置Pc并非動作區(qū)域外的情況下，進入到步驟S23。在該情況下，可以判斷為機器人10正常進行動作，因此在步驟S23中，第三指令輸出部43對機器人10輸出動作繼續(xù)指令。在該情況下，按程序24的記載那樣，機器人10進行動作。

接著，進入到步驟S24，第四比較部34判斷第一偏差ΔF1是否在第一閾值Fa與小于第一閾值Fa的第二閾值Fb之間，并且判斷第二偏差ΔF2是否在第一閾值Fa與第二閾值Fb之間。然后，在第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2兩者在第一閾值Fa與第二閾值Fb之間的情況下，進入到步驟S25。與此相對，在第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2中的至少一個不在第一閾值Fa與第二閾值Fb之間的情況下，不輸出后述的動作指令而結(jié)束處理。

在步驟S25中，第四比較部34將第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2與存儲在存儲部25中的多個偏差模式進行比較。此外，與偏差模式比較的第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2不一定必須是單一的值，也可以是隔著規(guī)定的時間間隔按時間序列存儲在存儲部25中的多個值。

然后，在步驟S25中，在第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2兩者包括共用的至少一個偏差模式的情況下，例如人9通過手來規(guī)則性地或有意地按壓機器人10，能夠判斷為施加形成偏差模式的外力。在這種情況下，進入到步驟S26，第四指令輸出部44輸出與上述偏差模式對應的動作指令。

在此，圖5是表示第一偏差與時間的關(guān)系的其它圖。此外，第二偏差ΔF2也表示與圖5示出的偏差大致相同的行為。圖5示出的表示第一偏差ΔF1的行為的實線B2在時刻tb與時刻tc之間大于第二閾值Fb而小于第一閾值Fa。然后，實線B2在時刻tb與時刻tc之間包括三個峰A1、A2、A3。

在圖5示出的示例中，在時刻tb與時刻tc之間出現(xiàn)三個峰。在存儲部25中，例如在存儲有與峰的數(shù)量為三次的情況相關(guān)聯(lián)的動作指令的情況下，第四指令輸出部44輸出其動作指令。在圖5示出的示例中，作為偏差模式使用規(guī)定時間內(nèi)起作用的外力的次數(shù)，但是也可以使用其它偏差模式。

這樣，在本發(fā)明中，僅在第一偏差Δ1和第二偏差Δ2兩者包括共用的偏差模式的情況下，輸出與該偏差模式對應的動作指令。與此相對，在第一偏差Δ1和第二偏差Δ2中僅一個包括偏差模式的情況下或第一偏差Δ1和第二偏差Δ2兩者不包含偏差模式的情況下，不輸出動作指令而結(jié)束處理。因而，機器人10進行錯誤動作的可能性變小，能夠確保人9的安全。

另外，從第四指令輸出部44輸出的動作指令例如為機器人10停止或減速的狀態(tài)起進行的規(guī)定的動作。在該情況下，也可以僅在機器人10停止或減速并且第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2兩者包括至少一個共用的偏差模式的情況下，輸出與偏差模式對應的動作指令。在該情況下，人9對停止或減速的機器人10施加形成期望的偏差模式的外力，使機器人10啟動。因此，為了將機器人10開始動作這一情況通知給周圍，優(yōu)選具備輸出聲音、光的輸出部(未圖示)。另外，在這種情況下，在機器人10以一定速度進行移動或加速時即使人9施加形成期望的偏差模式的外力，也不輸出動作指令。也就是說，人9不對正在移動或加速的機器人10施加形成期望的偏差模式的外力，結(jié)果是能夠確保人9的安全。

或，從第四指令輸出部44輸出的動作指令也可以包括上述機器人10的停止指令、減速指令或減速停止指令。這種動作指令在機器人10意外地進行動作時人9直接使機器人10停止等，因此比較有用。換言之，在該情況下，使第四指令輸出部44作為非常停止開關(guān)來發(fā)揮功能。

或，從第四指令輸出部44輸出的動作指令也可以是將第一閾值Fa規(guī)定時間變更為比該第一閾值Fa小的其它第一閾值Fa’的指令。在此，圖6是表示第一偏差與時間的關(guān)系的進一步其它圖。在圖6中，示出表示第一偏差ΔF1的行為的實線B3。在圖6中雖未示出，但是第二偏差ΔF2也表示大致相同的行為。

在檢測出圖6示出的三個峰之后的時刻td中，輸出與峰的數(shù)量為三次的情況相關(guān)聯(lián)的動作指令。該動作指令是使機器人10從停止狀態(tài)起開始動作的指令。

通常，在緊接著機器人10開始進行動作之后的規(guī)定時間內(nèi)，優(yōu)選以高靈敏度地檢測機器人10與人9、外圍設(shè)備相互碰撞這一情況。因此，圖6示出的示例中的動作指令還包括使第一閾值Fa降低至第一閾值Fa’規(guī)定時間的指令。此外，設(shè)為第一閾值Fa’大于第二閾值Fb。

在這種情況下，僅在緊接著機器人10開始進行動作之后的規(guī)定時間內(nèi)，能夠高靈敏度地檢測機器人10與人9等相互碰撞這一情況。即，在該規(guī)定時間內(nèi)檢測出小于第一閾值Fa但大于第一閾值Fa’的峰A4的情況下，對機器人10輸出停止指令、減速指令或減速停止指令，從而能夠進一步確保人9的安全。另外，在該規(guī)定時間內(nèi)人9由于失誤而按壓機器人10的情況下，也能夠使機器人10立即停止。

另外，圖7是表示基于本發(fā)明的第二實施方式的工業(yè)用機器人系統(tǒng)的控制方法的流程圖的一部分。在第二實施方式中，代替圖3B的步驟S24，而使用圖7的步驟S24’，剩余的步驟與第一實施方式相同。

因而，關(guān)于第二實施方式中的工業(yè)用機器人系統(tǒng)1，主要說明與第一實施方式的不同點。在步驟S24’中，第四比較部34僅判斷第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2兩者是否大于第一閾值Fa。

在此，圖8是表示第一偏差與時間的關(guān)系的其它圖。在圖8中示出表示第一偏差ΔF1的行為的實線B4。在圖8中雖未示出，但是第二偏差ΔF2也表示大致相同的行為。如圖8所示在第一偏差ΔF1大于第一閾值Fa并且第二偏差ΔF2也大于第一閾值Fa的情況下，進入到步驟S25。在步驟S25中，第四比較部34將第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2與存儲在存儲部25中的多個偏差模式進行比較。

在第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2兩者包括共用的至少一個偏差模式的情況下，人9例如通過手規(guī)則性地或有意地按壓機器人10，由此能夠判斷為施加形成偏差模式的外力。在這種情況下，進入到步驟S26，第四指令輸出部44如上所述那樣輸出與偏差模式對應的動作指令。在第二實施方式中，除了得到與第一實施方式相同的效果以外，不需要設(shè)定第二閾值Fb，因此可知比第一實施方式簡單。

并且，在未圖示的實施方式中，也可以在第一偏差ΔF1和第二偏差ΔF2包括多個共用的偏差模式的情況下，不輸出與共用的偏差模式對應的動作指令。也就是說，還能夠省略圖3B的步驟S24～S26和圖7的步驟S24’～S26?；?，在未圖示的其它實施方式中，也可以僅省略步驟S21～步驟S22。

另外，可以將圖1示出的第一力檢測部12和第二力檢測部13集中地用作力檢測部，也可以將第一力檢測部12和第二力檢測部13分別使用于獨立的力檢測部。同樣地，可以將第一力推定部21和第二力推定部22集中地用作力推定部，也可以將這些第一力推定部21和第二力推定部22獨立地使用。同樣地，可以將第一偏差計算部23a和第二偏差計算部23b集中地使用為偏差計算部，也可以將這些第一偏差計算部23a和第二偏差計算部23b獨立地使用。同樣地，可將第一比較部31和第二比較部32集中地使用為比較部，也可以將這些第一比較部31和第二比較部32獨立地使用。同樣地，可以將第一指令輸出部41和第二指令輸出部42集中地使用為指令輸出部，也可以將這些第一指令輸出部41和第二指令輸出部42獨立地使用。在這種情況下，也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

發(fā)明的效果

在第一、第六發(fā)明中，在機器人與人或外圍設(shè)備相互碰撞并第一偏差變得大于第一閾值的情況下，例如進行退避動作或停止和/或減速的機器人中，在第一偏差包括偏差模式的情況下，輸出與該偏差模式對應的動作指令。對于在碰撞時能夠確保人安全的機器人，通過對機器人施加外力模式，能夠直接施加動作指令。

在第二、第七發(fā)明中，僅在機器人停止或減速的情況下，人將形成期望的偏差模式的外力施加到機器人，輸出與偏差模式對應的動作指令。因此，通過人施加形成期望的偏差模式的外力，使機器人啟動。另外，在機器人以一定速度進行移動或加速時，人不施加形成期望的偏差模式的外力。因而，能夠進一步確保人安全。

在第三、第八發(fā)明中，在機器人與人或外圍設(shè)備相互碰撞并第一偏差或第二偏差大于第一閾值的情況下，能夠使機器人停止和/或減速，并且在第一力檢測部或第二力檢測部發(fā)生故障而第一偏差和第二偏差為規(guī)定量以上不同的情況下，也能夠使機器人停止和/或減速。這種控制在與第一力推定部相關(guān)聯(lián)的第一指令輸出部和與第二力推定部相關(guān)聯(lián)的第一指令輸出部以及與第二力推定部相關(guān)聯(lián)的第二指令輸出部兩者中進行。因此，在確保冗余性的狀態(tài)下，檢測對人等的碰撞和力檢測部的故障，使機器人停止和/或減速，因此能夠確保人安全。

僅在第一偏差和第二偏差兩者包括偏差模式的情況下，輸出與該偏差模式對應的動作指令，在第一偏差和第二偏差中僅一個包括偏差模式的情況下和第一偏差和第二偏差兩者不包括偏差模式的情況下，不輸出動作指令。因而，在確保冗余性的狀態(tài)下，檢測對人等的碰撞和力檢測部的故障而使機器人停止和/或減速并確保人安全的機器人中，即使將偏差模式作為動作指令而施加到機器人，機器人進行錯誤動作的可能性也小，能夠確保人安全。此外，在將第一偏差和第二偏差與偏差模式進行比較的情況下，也可以使用在整個規(guī)定時間內(nèi)存儲的第一偏差和第二偏差。

在第四、第九發(fā)明中，將機器人的程序與當前狀況進行比較，即使在不按程序的情況下，也能使機器人停止和/或減速，因此例如在機器人失控的情況下，能夠使機器人停止，能夠進一步確保人安全。

在第五和第十發(fā)明中，能夠采用各種偏差模式，因此能夠輸出精密的動作指令。

使用典型的實施方式來說明了本發(fā)明，但是能夠理解為本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)進行上述變更和各種其它變更、省略、追加。另外，適當?shù)亟M合上述實施例也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。