CN101107102A - 机器人系统 - Google Patents

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Abstract

在无线便携式教导操作部分(3)上提供显示部件(13)，以指示通过紧急停止操作部件(9)进行的紧急停止操作是否能够被执行。

Description

机器人系统
技术领域
本发明涉及机器人系统。更具体而言，本发明涉及配置为在便携式教导操作部分和控制机器人的控制部分之间无线连接的机器人系统，所述教导操作部分具有使机器人进入停止状态的紧急停止操作部件。
背景技术
用于控制工业机器人的机器人系统除了用于控制机器人操作的控制部分外，还具有便携式教导操作部分(也称为示教盒(pendant))，其由作业者例如在执行教导操作时携带。迄今为止，复合电缆(以下称为电缆)用于在教导操作部分和控制部分之间传输信息，所述复合电缆使用双绞线或光纤作为信号传输路径，并包括用于向教导操作部分供电的电源线。
图7示出了在专利文献1中作为例子描述的常规的机器人系统的构造图。在图7中，参考标记101表示机器人。参考标记102表示控制机器人101的操作的控制部分。参考标记103表示便携式教导操作部分。参考数字104表示电缆，通过该电缆，关于操作按钮、紧急停止等的信息在控制部分102和便携式教导操作部分103之间传输。图8示出了便携式教导操作部分103的详细示图。在图8中，参考标记105表示基本为T形的壳体。参考标记106表示作业者握持的把手部分。在壳体105的操作表面上提供在执行教导操作时进行操作的键盘(或键膜(keysheet))107、由液晶面板构成的LCD显示器108和紧急停止开关109(相当于紧急停止操作部件)，在所述LCD显示器108上显示教导数据和关于机器人的位置等的信息。电缆104的一端连接到壳体105。
当作业者按下紧急停止开关109时，紧急停止信息通过电缆104传输到控制部分102。控制部分102中断到机器人101的驱动马达(未示出)的电源，由此强制停止机器人101的操作。因此，控制部分102能够确实地停止不期望的机器人操作。
上述常规的机器人系统需要在作业者携带便携式教导操作部分103时候，通过同时拖动粗重的电缆来执行教导操作。因此，上述常规的机器人系统具有以下问题：作业者具有重的负担，在进行教导时运动的自由度受到限制。因此，强烈需要使连接在控制部分102和便携式教导操作部分103之间的电缆104无线化。例如，专利文献2描述了用于在机器人系统中实施紧急停止功能的装置，所述机器人系统构造为使得便携式教导操作部分和用于控制机器人的控制部分通过无线电波互相通信，其中所述便携式教导操作部分具有紧急停止操作部件，用于通过中断向机器人的驱动马达供电来使机器人进入紧急停止状态。
专利文献1：JP-A-2000-280193(第7页，图1和图2)
专利文献2：JP-A-2000-148488
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在构造为将控制单元无线连接至便携式教导操作部分的系统中，有时，其间的无线通信由于例如便携式教导操作部分没有通电或出故障等原因而停止。在这种情况下，自然，没有装置用于向控制部分传输关于便携式教导操作部分的操作的信息。该操作包括紧急停止操作。因此，即使当作业者按下便携式教导操作部分的紧急停止开关以中断对驱动马达的电源供给时，作业者也不能停止机器人。
当发生例如无线通信中止的情形时，作业者无法识别不能通过按下便携式教导操作部分的紧急停止开关来使机器人停止的状态。由于不曾预料的情形，其中不能通过按下便携式教导操作部分的紧急停止开关来使机器人停止，因此可能在机器人及其周边设备中造成大的损伤。
类似地，在系统处于以下状态的情况中，即由于便携式教导操作部分和控制部分之间通信条件的恶化，紧急停止信息不能传输到控制部分，则不能通过按下紧急停止开关而使机器人停止。然而，系统存在作业者不能识别这种状态的问题。
实现本发明以解决这种问题。本发明的一个目的是提供安全的机器人系统，其适于始终并清楚地向作业者指示是否能够通过无线便携式教导操作部件中的紧急停止操作部件来执行紧急停止操作，由此防止发生误解。
解决问题的手段
为解决上述问题，本发明如下构成。
根据权利要求1描述的本发明，提供一种机器人系统，其包括：
便携式教导操作部分，和
控制部分，
所述便携式教导操作部分和所述控制部分彼此无线通信，其中，所述便携式教导操作部分具有紧急停止操作部件，该紧急停止操作部件中断对机器人的驱动马达的电源供给，以使机器人进入停止状态，所述控制部分控制机器人，其中
所述便携式教导操作部分包括显示部件，该显示部件指示通过紧急停止操作部件导致停止状态的紧急停止操作是否能够被执行。
根据权利要求2描述的本发明，提供一种机器人系统，其包括：
便携式教导操作部分，和
控制部分，
所述便携式教导操作部分和所述控制部分彼此无线通信，其中，所述便携式教导操作部分具有紧急停止操作部件，该紧急停止操作部件中断对机器人的驱动马达的电源供给，以使机器人进入停止状态，所述控制部分控制机器人，其中
所述控制部分包括显示部件，该显示部件指示通过紧急停止操作部件导致停止状态的紧急停止操作是否能够被执行。
根据权利要求3描述的本发明，提供一种机器人系统，其包括：
便携式教导操作部分，和
控制部分，
所述便携式教导操作部分和所述控制部分彼此无线通信，其中，所述便携式教导操作部分具有紧急停止操作部件，该紧急停止操作部件中断对机器人的驱动马达的电源供给，以使机器人进入停止状态，所述控制部分控制机器人，其中
所述机器人包括显示部件，该显示部件指示通过紧急停止操作部件导致停止状态的紧急停止操作是否能够被执行。
根据权利要求4描述的本发明，提供一种机器人系统，其中
所述显示部件点亮或闪烁，以指示要通过紧急停止操作部件进行的紧急停止操作能够被执行。
根据权利要求5描述的本发明，提供一种机器人系统，其中
所述显示部件被布置为围绕所述紧急停止操作部件的形状。
根据权利要求6描述的本发明，提供一种机器人系统，其中
所述显示部件以黄色点亮或闪烁。
根据权利要求7描述的本发明，提供一种机器人系统，其中
所述显示部件包括在所述紧急停止操作部件中。
根据权利要求8描述的本发明，提供一种机器人系统，其中
所述显示部件以红色点亮或闪烁。
根据权利要求9描述的本发明，提供一种机器人系统，其中
所述显示部件根据闪烁时间间隔来指示所述便携式教导操作部分和所述控制部分之间的无线通信条件。
发明效果
根据权利要求1至3中任一项描述的本发明，在即使按下了紧急停止开关，但由于便携式教导操作部分没有通电，由于其故障，或由于无线通信故障，机器人也不能停止的情况下，显示部件使作业者能够容易地并可视地识别不能执行紧急停止操作。因此，能够防止错误操作的发生。
另外，根据权利要求3描述的本发明，在作业者注视机器人的同时移动被教导的机器人的情况中，作业者能够更自然地并可视地识别要通过紧急停止操作部件进行的紧急停止操作能够被执行。
根据权利要求4描述的本发明，即使在显示部件发生故障的情况中，这也能被确实地检测到。
根据权利要求5描述的本发明，该机器人系统能够在显示部件和例如指示灯的另一状态显示部件之间清楚地区分。另外，作业者能够容易地并直观地知道由显示部件显示的指示信息涉及紧急停止操作的有效/无效。
根据权利要求6描述的本发明，降低了作业者在显示部件和有线便携式教导操作部分之间的视觉不适感。另外，该显示部件能够满足常规的产品规格。
根据权利要求7描述的本发明，该机器人系统能够在显示部件和例如指示灯的另一状态显示部件之间清楚地区分。另外，作业者能够容易地并直观地知道由显示部件显示的指示信息涉及紧急停止操作的有效/无效。
根据权利要求8描述的本发明，降低了作业者在显示部件和有线便携式教导操作部分之间的视觉不适感。另外，该显示部件能够满足常规的产品规格。
根据权利要求9描述的本发明，能够更详细地理解无线通信条件。因此，能够预先检测“故障程度没有使紧急停止操作无效并且故障因素存在”的条件。此外，能够采取必要的措施，例如，使便携式教导操作部分3和控制部分2移动到彼此更靠近。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的机器人系统的构造的图。
图2是示出根据本发明第一实施例的便携式教导操作部分的详细示图。
图3是示出根据本发明第二实施例的机器人系统的构造的图。
图4是示出根据本发明第三实施例的机器人系统的构造的图。
图5是示出根据本发明第五实施例的紧急停止操作部件和显示部件的透视图。
图6是示出根据本发明第六实施例的紧急停止操作部件和显示部件的透视图。
图7是示出常规的机器人系统的构造的图。
图8是示出常规的便携式教导操作部分的详细示图。
参考标记的说明
1机器人
2控制部分
3便携式教导操作部分
4无线通信
5壳体
6把手部分
7键盘
8LCD显示器
9紧急停止开关
10天线
11电池
12电源开关
13显示部件
14显示部件
15显示部件
101机器人
102控制部分
103便携式教导操作部分
104电缆
105壳体
106把手部分
107键盘
108LCD显示器
109紧急停止开关
具体实施方式
下面，参考附图描述本发明的实施例。
实施例1
图1是示出根据本发明第一实施例的机器人系统的构造的图。在图1中，参考标记1表示机器人。参考标记2表示控制机器人1的操作的控制部分。参考标记3表示便携式教导操作部分。参考数字4表示无线通信，用于在控制部分2和便携式教导操作部分3之间传输关于操作按钮和紧急停止的信息(由参考标记4表示的无线通信为示意性示出)。
图2示出了便携式教导操作部分3的详细示图。在图2中，参考标记5表示基本为T形的壳体。参考标记6表示作业者握持的把手部分。在壳体5的操作表面上提供在执行教导操作时进行操作的键盘(或键膜)7、由液晶面板构成的LCD显示器8和紧急停止开关9(相当于紧急停止操作部件)，在所述LCD显示器8上显示教导数据和关于机器人的位置等的信息。另外，用作用于无线通信4的发射/接收装置的天线10、用于独立于控制部分2供电的电池11、和用于开始/停止电源供给的电源开关12设置在壳体5中。
当作业者按下紧急停止开关9时，紧急停止信息通过无线通信4传输到控制部分2。控制部分2通过中断到机器人1的驱动马达(未示出)的电源，强制停止机器人1的操作(下面，该状态将被称为紧急停止状态)。因此，响应于不期望的机器人1的操作，能够确实地实现机器人1的紧急停止。
在根据本发明的系统中，显示部件13是新提供的，其指示要通过紧急停止开关9进行的紧急停止操作能够被执行。
显示部件13是发光器件，例如发光二极管。显示部件13点亮，从而指示要通过紧急停止开关9进行的紧急停止操作能够被执行。替代地，显示部件13是能够显示字符或标记的器件。显示部件可适于显示特定字符和标记，以指示要通过紧急停止开关9进行的紧急停止操作能够被执行。
便携式教导操作部分3和控制单元2通过无线通信4一直并互相检查以下项目。即，检查便携式教导操作部分3处于通电状态，无线通信4中的通信故障，操作部分和控制单元每一个中的内部处理电路故障，以及例如继电器熔接、控制部分2中的紧急停止电路故障。仅在作为互相检查这些项目的结果确定操作部分和控制单元都没有故障而正常操作时，便携式教导操作部分3才通过显示部件13进行显示，指示要通过紧急停止开关9进行的紧急停止操作能够被执行。
根据本系统，显示部件13在以下情况下熄灭，即，即使按下了紧急停止开关，但由于便携式教导操作部分3没有通电，由于其故障，或由于无线通信故障，机器人1也不能停止。因此，作业者能够容易地并可视地识别不能执行要通过紧急停止开关进行的紧急停止操作。因此，能够防止错误操作的发生。
实施例2
通过紧急停止操作最终中断到机器人1的驱动马达的电源供给的组件是控制部分2。因此，控制部分2能够更可靠地确定和指示紧急停止操作是否能够被执行。本发明的第二实施例考虑到了这一点。
图3是示出根据本发明第二实施例的机器人系统的构造的图。本实施例设置有显示部件14，指示要通过紧急停止开关9进行的紧急停止操作能够被执行。
根据本系统，能够容易地确定并指示要通过紧急停止开关9进行的紧急停止操作能够被执行。
实施例3
在实际的教导操作中，作业者不能总是可视地观察他手中的便携式教导操作部分。作业者经常在看着被教导的机器人的同时通过盲操作来操作便携式教导操作部分。在这种情况下，设置在便携式教导操作部分3上的显示部件13不能总是被作业者识别到。
处理这种问题的机器人系统是本发明的第三实施例。图4是示出根据本发明第三实施例的机器人系统的构造的图。根据本实施例，在机器人1上提供显示部件15，其指示要通过紧急停止开关9进行的紧急停止操作能够被执行。
根据本系统，即使在注视被教导的机器人的同时通过盲操作来移动便携式教导操作部分的情况中，作业者也能可靠地并可视地识别要通过紧急停止开关9进行的紧急停止操作能够被执行。
实施例4
在上述实施例中，通过点亮显示部件或通过使显示部件显示指示信息，来指示要通过紧急停止开关9进行的紧急停止操作能够被执行。然而，存在这样的情况，即，由于在显示部件点亮或熄灭的状态中的问题发生显示部件故障并且显示部件的状态不变。在这种情况中，存在显示部件的状态不能准确反映紧急停止操作是否能够被执行的问题。
处理这种问题的机器人系统是本发明的第四实施例。根据本发明的第四实施例，使显示部件的点亮/熄灭交替重复，或使显示部件的显示和非显示状态交替重复。亦即，该系统使显示部件执行所谓的闪烁操作，从而指示紧急停止操作是否能够被执行。
根据本系统，作业者能够可视地检查紧急停止操作是否能够执行。此外，即使当发生显示部件故障时，也能够可靠地检测紧急停止操作是否能够被执行。
实施例5
图2所示的便携式教导操作部分3的显示部件13难以与例如指示灯(未示出)的状态显示部件区分开。因此，显示部件13具有这样的问题，即难以直观地知道由显示部件13显示的指示信息涉及紧急停止操作的有效/无效。
处理这种问题的机器人系统是本发明的第五实施例。图5是示出根据本发明的第五实施例的紧急停止开关9和显示部件13的透视图。通常，在常规的便携式教导操作部分中，为红色蘑菇型开关的紧急停止开关9由黄色框围绕，以清楚地显示紧急停止开关9。如图5(a)所示，没有变化地利用了该布置。显示部件13布置得像围绕紧急停止开关9的圆圈。整个显示部件13点亮或闪烁，以指示要通过紧急停止开关9进行的紧急停止操作能够被执行。替代地，为了降低系统成本，该系统可以构造为如图5(b)所示，几个发光二极管布置在紧急停止开关9的周围作为显示部件。
本系统能够在显示部件13和例如指示灯的另一状态显示部件之间清楚地区分。另外，作业者能够容易地和直观地知道由显示部件13显示的指示信息涉及紧急停止操作的有效/无效。此外，显示部件13以黄色点亮或闪烁，由此降低作业者在显示部件13和有线便携式教导操作部分之间的视觉不适感。该显示部件13能够满足常规的产品规格。
实施例6
图6是示出本发明的第六实施例的紧急停止开关9和显示部件13的透视图。根据本实施例，为红色蘑菇型开关的紧急停止开关9包括显示部件13。如图6(a)所示，本实施例点亮或闪烁在紧急停止开关9的表面上刻画的标记，从而指示要通过紧急停止开关9进行的紧急停止操作能够被执行。替代地，如图6(b)所示，系统能够被构造为使发光二极管设置在紧急停止开关9的中央部分作为显示部件。
本系统能够在显示部件13和例如指示灯的另一状态显示部件之间清楚地区分。另外，作业者能够容易地和直观地知道由显示部件13显示的指示信息涉及紧急停止操作的有效/无效。此外，显示部件13以红色点亮或闪烁，由此降低作业者在显示部件13和有线便携式教导操作部分之间的视觉不适感。该显示部件13能够满足常规的产品规格。
实施例7
尽管上述实施例构造为使得显示部件13的闪烁时间间隔为恒定的，但显示部件13可以被修改，以使闪烁时间间隔在无线通信条件好的情况中缩短，而在无线通信条件差的情况中闪烁时间间隔加长。根据本系统，由于能够更详细地知道无线通信条件，因此能够预先检测“故障程度没有使紧急停止操作无效并且故障因素存在”的条件。此外，能够采取必需的措施，例如，使便携式教导操作部分3和控制部分2移动到彼此更靠近。
本发明能够扩展到其他各种构造。显然，除了可视装置，即使在显示部件13是例如蜂鸣器或音频输出的听觉装置，或是例如振动、压力信息或电子激励的触觉装置的情况中，也能获得同样的优点。另外，显示部件13能够采用在初始安装在便携式教导操作部分3上的LCD显示器8上显示信息的方法。
工业实用性
本发明能够应用于显示部件，以在用于焊接、喷涂、组装等的工业机器人的无线便携式教导操作部分中指示要通过紧急停止操作部件进行的紧急停止操作能够被执行。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种机器人系统，包括：
便携式教导操作部分，和
控制部分，
所述便携式教导操作部分和所述控制部分彼此无线通信，其中，所述便携式教导操作部分具有紧急停止操作部件，该紧急停止操作部件中断对机器人的驱动马达的电源供给，以使机器人进入停止状态，所述控制部分控制机器人，其中
所述便携式教导操作部分包括显示部件，该显示部件指示通过紧急停止操作部件导致停止状态的紧急停止操作是否能够被执行。
2.一种机器人系统，包括：
便携式教导操作部分，和
控制部分，
所述便携式教导操作部分和所述控制部分彼此无线通信，其中，所述便携式教导操作部分具有紧急停止操作部件，该紧急停止操作部件中断对机器人的驱动马达的电源供给，以使机器人进入停止状态，所述控制部分控制机器人，其中
所述控制部分包括显示部件，该显示部件指示通过紧急停止操作部件导致停止状态的紧急停止操作是否能够被执行。
3.一种机器人系统，包括：
便携式教导操作部分，和
控制部分，
所述便携式教导操作部分和所述控制部分彼此无线通信，其中，所述便携式教导操作部分具有紧急停止操作部件，该紧急停止操作部件中断对机器人的驱动马达的电源供给，以使机器人进入停止状态，所述控制部分控制机器人，其中
所述机器人包括显示部件，该显示部件指示通过紧急停止操作部件导致停止状态的紧急停止操作是否能够被执行。
4.根据权利要求1至3中任一项的机器人系统，其中
所述显示部件点亮或闪烁，以指示要通过紧急停止操作部件进行的紧急停止操作能够被执行。
5.根据权利要求1的机器人系统，其中
所述显示部件被布置为围绕所述紧急停止操作部件的形状。
6.根据权利要求5的机器人系统，其中
所述显示部件以黄色点亮或闪烁。
7.根据权利要求1的机器人系统，其中
所述显示部件包括在所述紧急停止操作部件中。
8.根据权利要求7的机器人系统，其中
所述显示部件以红色点亮或闪烁。
9.根据权利要求4的机器人系统，其中
所述显示部件根据闪烁时间间隔来指示所述便携式教导操作部分和所述控制部分之间的无线通信条件。

Claims (9)

1.一种机器人系统，包括：
便携式教导操作部分，和
控制部分，
所述便携式教导操作部分和所述控制部分彼此无线通信，其中，所述便携式教导操作部分具有紧急停止操作部件，该紧急停止操作部件中断对机器人的驱动马达的电源供给，以使机器人进入停止状态，所述控制部分控制机器人，其中
所述便携式教导操作部分包括显示部件，该显示部件指示通过紧急停止操作部件导致停止状态的紧急停止操作是否能够被执行。
2.一种机器人系统，包括：
便携式教导操作部分，和
控制部分，
所述便携式教导操作部分和所述控制部分彼此无线通信，其中，所述便携式教导操作部分具有紧急停止操作部件，该紧急停止操作部件中断对机器人的驱动马达的电源供给，以使机器人进入停止状态，所述控制部分控制机器人，其中
所述控制部分包括显示部件，该显示部件指示通过紧急停止操作部件导致停止状态的紧急停止操作是否能够被执行。
3.一种机器人系统，包括：
便携式教导操作部分，和
控制部分，
所述便携式教导操作部分和所述控制部分彼此无线通信，其中，所述便携式教导操作部分具有紧急停止操作部件，该紧急停止操作部件中断对机器人的驱动马达的电源供给，以使机器人进入停止状态，所述控制部分控制机器人，其中
所述机器人包括显示部件，该显示部件指示通过紧急停止操作部件导致停止状态的紧急停止操作是否能够被执行。
4.根据权利要求1至3中任一项的机器人系统，其中
所述显示部件点亮或闪烁，以指示要通过紧急停止操作部件进行的紧急停止操作能够被执行。
5.根据权利要求1的机器人系统，其中
所述显示部件被布置为围绕所述紧急停止操作部件的形状。
6.根据权利要求5的机器人系统，其中
所述显示部件以黄色点亮或闪烁。
7.根据权利要求1的机器人系统，其中
所述显示部件包括在所述紧急停止操作部件中。
8.根据权利要求7的机器人系统，其中
所述显示部件以红色点亮或闪烁。
9.根据权利要求1至3中任一项的机器人系统，其中
所述显示部件根据闪烁时间间隔来指示所述便携式教导操作部分和所述控制部分之间的无线通信条件。
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