CN101204811A - 能确保操作者安全的机器人系统 - Google Patents

Abstract

能确保操作者安全的机器人系统的机器人利用动作用电动机进行希望的动作，并且利用移动用电动机沿着行进路径进行移动。机器人系统具备：机器人电力切断装置，在使机器人从一个工位横越操作者通道向另一个工位移动时，切断向动作用电动机的电力供给；切断状态监视装置，监视向动作用电动机的电力供给的切断状态；以及紧急停止装置。紧急停止装置当在检测到没有切断向动作用电动机的电力供给时，机器人进入到操作者用通道上方的预定区间时，通过切断向移动用电动机的电力供给来进行紧急停止。

Description

能确保操作者安全的机器人系统

技术领域

本发明涉及一种在使机器人横跨设置在不同工位之间的操作者用通道的上方在不同的工位之间进行移动时，能确保操作者的安全的机器人系统。

背景技术

在生产工场等中，存在设置了用于进行各加工工序的加工中心等机床的工位、及用于放置加工前或者加工后的工件的托台工位等多个工位。另外，一般在各工位，设置有用于进行工件的装载或卸载这样的装卸作业的机器人。在这样的生产系统中，跨越多个工位上方地设置设有行进轨道的起重机架，沿着行进轨道使一台机器人移动，由此有时在多个工位之间共用一台机器人。如此，如果在多个工位之间共用一台机器人，则在机床在一个工位进行加工的期间，机器人可以在其它工位进行工作，这样有利于高效地利用机器人。另外，搬运抓持了工件状态下的机器人使其在各工位之间移动，由此还能够自动地进行工位间的工件搬运。

在上述那样的生产系统中，为了材料的搬运或机械的维护，有时在相邻的工位间设有用于操作者通过的通道。在此情况下，为了使通过通道上方的机器人不会对操作者带来危险，确保安全是非常重要的。具体来说，为了使移动中的机器人不在通道上方进行动作，要求确保安全地停止了动作的状态、以及在机器人横跨通道上方时使机器人成为不会与操作者或周边机器接触的姿势。这里，所谓机器人的“动作”是指除了移动之外的机器人的行为。

用于确保机器人在通道上方不进行动作的一个方法是在机器人横跨通道上方之前切断机器人动作用电力的供给，在机器人的动作安全停止之后横跨通道的上方。此时，为了避免切断机器人的电力供给的功能由于故障等而失灵，对用于切断电力供给的控制电路要求非常高的可靠性，例如，需要相当于ISO13849-1中所记载的类别4的高可靠性。为了确保满足该要求的安全性，需要构成使用安全可编程逻辑控制器(以下，记为安全PLC)、安全继电器(强制导向继电器)这样的可确保安全性的部件来使机器人停止的电路。

图7表示上述现有技术的例子(现有技术1)。在图7所示的现有技术1中，在对用于使机器人进行希望的动作的动作用电动机200和用于使机器人沿着行进路径移动的移动用电动机202提供电力的电力线204上，分别连接有专用的紧急停止电路206、208，在使动作用电动机200以及移动用电动机202安全停止时，通过切断各个紧急停止电路206、208中的电磁接触器210、212来切断对电动机200、202的电力供给。此外在此例中，为了确保安全性，在各紧急停止电路206、208中使用2个电磁接触器，并利用安全继电器电路控制这两个电磁接触器的开闭。

另外，在特开2004-122258号公报中公开了一种机器人系统，其以确保进入了禁止进入区域的操作者的安全为目的，该禁止进入区域是禁止操作者用通道等中的操作者在装置进行动作时进入的区域，该机器人系统具有：机器人；以及由伺服电动机驱动的，与该机器人协作进行作业的装置，其还具备：检测单元，其对操作者向所述装置接近或者操作者进入相对于装置的禁止进入区域进行检测；切断单元，其连接/切断驱动所述装置的伺服电动机的动力供给；紧急停止单元，其从检测单元接收操作者接近或者进入的通知，使机器人系统成为紧急停止状态；以及无效单元，其监视驱动所述装置的伺服电动机的动力供给的连接/切断状态，在切断了动力供给的情况下使从检测单元向紧急停止单元的通知变为无效(现有技术2)。

在图7所示的现有技术1中，在机器人通过通道之前，根据机器人停止信号，仅切断用于使机器人进行动作的动作用电动机的电力供给，并继续向移动用电动机进行电力供给。因此，当万一由于故障无法输出机器人停止信号或者无法根据机器人停止信号使机器人的动作停止时，机器人在可动作的状态下进入通路内，威胁操作者的安全。因此，输出机器人停止信号的电路或者使机器人的动作停止的电路与输出紧急停止信号的电路同样需要高可靠性，需要在输出机器人停止信号的电路以及使机器人的动作停止的电路中使用安全PLC、安全继电器等高价的设备，这样使机器人系统的成本提高。另外，万一机器人在可动作的状态下进入到通道内时，除了用于机器人自身(即，动作用电动机)的紧急停止装置之外，还需要设置用于机器人移动用电动机的紧急停止装置，由此造成成本的进一步提高。

另外，在现有技术2中，仅在操作者接近了装置或禁止进入区域时切断装置的动力，因此希望实现与机器人或周边机器的状态无关，操作者可以往来于操作者用通道的机器人系统。

发明内容

因此，本发明的目的在于消除上述现有技术中所存在的问题，通过便宜且简单的构造达成与机器人或周边机器的状态无关，操作者可以安全地往来于设置在工位之间的操作者用通道。

为了实现上述目的，由本发明提供一种机器人系统，其在具备：跨越多个工位在该多个工位的上方延伸的行进路径；以及具有动作用电动机和移动用电动机，利用该动作用电动机进行希望的动作，并且利用该移动用电动机沿着所述行进路径移动的机器人，所述机器人沿着所述行进路径横越设置在相邻的工位之间的操作者用通道，来在所述多个工位之间进行移动的机器人系统中，具有：机器人电力切断装置，其在使所述机器人从一个工位向另一个工位移动时，一边持续向所述移动用电动机提供电力，一边切断向所述动作用电动机的电力供给；切断状态监视装置，其对向所述动作用电动机的电力供给的切断状态进行监视；以及紧急停止装置，其使所述动作用电动机和所述移动用电动机紧急停止，所述紧急停止装置当在由所述切断状态监视装置检测到没有切断向所述动作用电动机的电力供给时，所述机器人进入包含所述操作者用通道上方区间的所述行进路径的预定区间时，通过切断向所述移动用电动机的电力供给来使所述移动用电动机紧急停止。。

在上述机器人系统中，由切断状态监视装置监视向用于使机器人进行希望的动作的动作用电动机的电力供给的切断状态，在没有切断向动作用电动机的电力供给时所述机器人进入操作者用通道时，切断向移动用电动机的电力供给使其紧急停止，所以即使不使用安全性高但价格高的安全PLC或安全继电器等，也能够切实地防止机器人在可以动作的状态下横越操作者用通道。另外，与操作者是否接近或者进入了操作者用通道无关，防止机器人在可以动作的状态下进入操作者用通道，所以可确保操作者的安全。

所述紧急停止装置理想的是具有：机器人位置检测装置，其当检测到所述机器人位于所述预定的区间内时输出紧急停止信号；系统电力切断装置，其根据紧急停止信号切断向所述动作用电动机以及所述移动用电动机的电力供给，由此使所述动作用电动机和所述移动用电动机停止；以及紧急停止信号无效化装置，其在由所述机器人电力切断装置切断了向所述动作用电动机的电力供给的期间，使从所述机器人位置检测装置向所述系统电力切断装置的所述紧急停止信号无效。如果如此构成了紧急停止装置，则在机器人进入包含操作者用通道的上方区间的行进路径的预定区间而发出了紧急停止信号的情况下，仅在实际切断了向动作用电动机的电力供给时使紧急停止信号无效化，进行向移动用电动机的电力供给，容许机器人横越操作者用通道。另一方面，在没有切断向动作用电动机的电力供给时，紧急停止信号变为有效，切断向动作用电动机以及移动用电动机的电力供给，所以机器人无法移动，防止机器人在可以动作的状态下进入操作者用通道。因此，即使在由于控制装置等的故障而没有对机器人电力切断装置发出切断指令或者机器人电力切断装置自身故障而无法切断向动作用电动机的电力供给时，也能够确保操作者的安全。

所述机器人系统理想的是还具有：安全姿势维持装置，其在所述机器人通过所述预定区间的期间，将所述机器人维持在预定的安全姿势；以及机器人姿势检测装置，其在所述机器人通过所述预定的区间时检测所述机器人是否为安全姿势，所述机器人姿势检测装置在检测到所述机器人不是安全姿势时对所述系统电力切断装置输出紧急停止信号，由此切断向所述动作用电动机以及所述移动用电动机的电力供给。如果使机器人系统为这样的结构，则机器人仅在成为不会对操作者给予危害的安全姿势时才能通过操作者用通道，操作者的安全性提高。

例如，所述机器人姿势检测装置可以是设置在所述操作者用通道的光幕，该光幕在不是完全姿势的所述机器人横越所述操作者用通道时被遮挡。另外，所述机器人姿势检测装置可以在所述机器人通过所述预定的区间时，把根据所述机器人各轴的角度信息求出的所述机器人的姿势和预先存储的安全姿势进行比较，在判定为所述机器人的姿势和所述预先存储的安全姿势不同时，对所述系统电力切断装置输出紧急停止信号。另外，在所述机器人姿势检测装置中，可以在所述机器人通过所述预定区间时由多个处理装置独立地进行所述机器人的姿势和所述预定的安全姿势的比较，在任意一个处理装置中判断为所述机器人的姿势和所述预先存储的安全姿势不同时，对所述系统电力切断装置输出紧急停止信号。

根据本发明，当没有切断向动作用电动机的电力供给，机器人进入操作者用通道时，切断向移动用电动机的电力供给使其紧急停止，所以即使不使用高安全性的高价的安全PLC或安全继电器等，也能够切实地防止机器人在可动作的状态下跨越操作者用通道。另外，与操作者是否接近或者进入操作者用通道无关，防止机器人在可动作的状态下进入操作者用通道，所以可确保操作者的安全。

附图说明

以下，参照附图根据本发明优选的实施方式对本发明上述以及其它的目的、特征、优点进行更详细地说明。

图1是本发明的能够确保操作者安全的机器人系统的实施方式的整体结构图。

图2是图1的机器人系统的电源电路的功能框图。

图3是图1的实施方式的机器人系统的机器人在工位间移动的顺序的流程图。

图4是表示在本发明的机器人系统中使用的机器人姿势检测装置的其它实施方式的框图。

图5是表示在本发明的机器人系统中使用的机器人姿势检测装置的另外的实施方式的框图。

图6是具有图4或者图5所示的机器人姿势检测装置的机器人系统的机器人在工位间移动的顺序的流程图。

图7是现有的机器人系统的电源电路的结构图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的机器人系统的实施方式进行说明。

在本发明的机器人系统10中，设有包括第一工位12以及第二工位14的多个工位。另外，在第一工位12以及第二工位14之间为了材料的搬运或机器的维护设有用于操作者通过的操作者用通道16，利用超过操作者头顶的高度的安全栅18从各工位12、14隔开操作者用通道16。工位12、14例如是用于由加工中心等机床进行工件加工的区域、以及用于放置加工前或加工后的工件的托台配置区域等。另外，在工位12、14的上方设有跨越多个工位延伸的起重机架20。在起重机架20上沿着其长度方向设有水平方向延伸的行进轨道等行进路径22，可使机器人24沿着该行进路径22移动。

机器人24由可以对设置在工位12、14的机床装载(安装)或卸载(拆卸)工件，向托台上放置工件等装卸作业的机器人手臂等构成。另外，在机器人24中除了设有用于驱动各轴进行装卸作业等希望动作的动作用电动机26(参照图2)之外，还设有移动用电动机28(参照图2)，通过使该移动用电动机28动作，可使机器人24沿着行进路径22移动。这样，可使机器人24沿着跨越多个工位12、14延伸的行进路径22移动，所以机器人24在抓持了工件的状态下在不同的工位12、14间移动，由此还可以在工位12、14间自动搬运工件。此外，利用控制装置30来控制机器人24的动作及移动。在此，在本申请中，所谓机器人的动作是指除了沿着行进路径22的移动以外的机器人行为。

然后，参照图2对在本发明的机器人系统10中使用的电源电路32的实施方式进行说明。从一个电源装置34延伸的电力供给线36在分支点38分支，分别与机器人24的动作用电动机26以及移动用电动机28连接，通过该电力供给线36对机器人24的动作用电动机26以及移动用电动机28提供电力。在图2中，使用三相电源装置作为电源装置34，所以在电源装置34和动作用电动机26以及移动用电动机28之间分别延伸三根电力供给线36。在电力供给线36上，在分支点38之前即电源装置34一侧设有第一电磁接触器40，并且在分支点38和动作用电动机26之间设有第二电磁接触器42。即，第一电磁接触器40构成系统电力切断装置，该系统电力切断装置可以控制从电源装置34向机器人24的动作用电动机26以及移动用电动机28进行的电力供给的切断以及连接，第二电磁接触器42构成机器人电力切断装置，该机器人电力切断装置可以控制从电源装置34仅向机器人24的动作用电动机26进行的电力供给的切断以及连接。

另外，在行进路径22中设有机器人位置检测装置44，该机器人位置检测装置用于对机器人24移动到包含操作者用通道16上方区间的行进路径22的预定区间的情况进行检测。例如图2所示，机器人位置检测装置44由设置在包含操作者用通道16上方区间的行进路径22的预定区间的压板(dog)44a、以及设置在机器人24上的，与压板44a接触时打开触点44c的限位开关44b构成，机器人24在预定的区间内移动的期间，打开限位开关44b的触点44c切断动作信号电路46的信号线，根据截断动作信号检测机器人24已到达操作者用通道16的上方区间的情况。限位开关44b优选为利用压板44a机械地强制打开触点44c的构造。

上述动作信号电路46与作为系统电力切断装置的第一电磁接触器40连接，当由机器人位置检测装置44检测到机器人24到达了行进路径22的预定区间的情况时，停止对第一电磁接触器40输出动作信号。第一电磁接触器40当没有接收到来自动作信号电路46的动作信号时，打开触点40a截断从电源装置34延伸的电力供给线36，结果，切断向机器人24的动作用电动机26以及移动用电动机28的电力供给，使机器人系统10紧急停止。即，从动作信号电路46没有输出动作信号的状态相当于输出了紧急停止信号的状态。在图2所示的实施方式中，当机器人24到达行进路径22的预定区间时，由压板44a打开限位开关44b的触点44c切断动作信号线。结果，动作信号没有从动作信号电路46到达第一电磁接触器40，据此打开第一电磁接触器40的触点40a。此外，在图2所示的实施方式中，由一个电磁接触器40构成了系统电力切断装置，但是根据机器人系统10所要求的安全等级，也可以由2个以上的电磁接触器构成系统电力切断装置。

第二电磁接触器42根据机器人电力切断指令打开主触点42a，仅切断向机器人24的动作用电动机26的电力供给。在使机器人24从一个工位12、14向其它的工位14、12移动时，从统括控制整个机器人系统10的顺序控制器等控制装置30输出机器人电力切断指令。另外，第二电磁接触器42除了主触电42a之外还具有与主触点42a联动进行动作的联动触点42b。第二电磁接触器42的联动触点42b作为第二电磁接触器42的切断状态监视装置来使用，在第二电磁接触器42的主触点42a打开，切断了向机器人24的动作用电动机26的电力供给时，第二电磁接触器42的联动触点42b成为闭合的状态，在主触点42a闭合能够向动作用电动机26进行电力供给时成为打开的状态。作为第二电磁接触器42，如上所述使用在联动触点42b闭合的状态时通过内部构造来保证主触点42a成为打开状态的电磁接触器。具有这样的特性的电磁接触器为一般的电磁接触器，可廉价地取得。

第二电磁接触器42的联动触点42b在上述的动作信号电路46中与限位开关44b的触点44c并联连接。因此，即使在限位开关44b的触点44c为打开状态的情况下，在第二电磁接触器42的主触点42a打开，其联动触点42b闭合的状态时，动作信号也会到达第1电磁接触器。即，第二电磁接触器42的联动触点42b具有以下的功能：在第二电磁接触器42的主触点42a成为打开的状态，切断了向机器人24的动作用电动机26的电力供给的期间，使由于限位开关44b的触点44c打开而产生的紧急停止信号无效。

如此，在动作信号电路46中，机器人位置检测装置44和系统电力切断装置(第一电磁接触器40)构成紧急停止装置。

这里，对上述的电源电路32的动作进行说明。在机器人24停留在一个工位12或者14的情况下，在从控制装置30没有输出机器人电力切断指令时，第二电磁接触器42的主触点42a成为闭合的状态，进行向动作用电动机26的电力供给，机器人24变为可以进行动作。此时，第二电磁接触器42的联动触点42b成为打开的状态，紧急停止信号的无效化功能不工作。当在该状态下机器人24沿着行进路径22移动，到达了操作者用通道16上方区间或者包含该区间的行进路径的预定区间(即，设有压板44a的区间)时，通过压板44a打开限位开关44b的触点44c，不从动作信号电路46输出动作信号，即成为发出紧急停止信号的状态。于是，第一电磁接触器40的触点42a打开，截断电力供给线36，结果，切断向动作用电动机26以及移动用电动机28的电力供给，机器人系统10成为紧急停止状态。

另一方面，在使机器人24从一个工位12或14移动到其它工位14或12的情况下，在从控制装置30输出了机器人电力切断指令时，第二电磁接触器42的主触点42a成为打开的状态，切断向动作用电动机26的电力供给，机器人24变得无法进行动作。此时，第二电磁接触器42的联动触点42b成为闭合的状态。第二电磁接触器42的联动触点42b在上述的动作信号电路46中与限位开关44b并联连接，所以在连接触点42b闭合的期间即使打开限位开关44b的触点44c，也会从动作信号电路46输出动作信号。因此，在第二电磁接触器42根据机器人电力切断指令打开主触点42a，切断了向动作用电动机26的电力供给的期间，即使机器人24进入操作者用通道16的上方区间或者包含该区间的行进路径22的预定区间，通过压板44a打开了限位开关44b的触点44c，也不会成为紧急停止状态，所以移动用电动机28能够进行动作，允许机器人24沿着行进路径22横跨操作者用通道16进行移动。

另外，作为机器人24从一个工位12或14向其它工位14、12进行移动的准备，在应该切断向机器人24的动作用电动机26的电力供给，使机器人24无法进行动作时，由于控制装置30的故障等没有从控制装置30适当地输出机器人电力切断指令，此时第二电磁接触器42的主触点42a一直处于闭合状态，不切断向动作用电动机26的电力供给。如上所述，作为第二电磁接触器42，使用在联动触点42b闭合的状态下保证主触点42a成为打开状态的电磁接触器，所以在第二电磁接触器42的主触点42a为闭合状态时联动触点42b必然成为打开的状态。当在此状态下机器人24沿着行进路径22移动，到达操作者用通道16的上方区间或者包含该区间的行进路径22的预定区间(即，设有压板44a的区间)时，通过压板44a打开限位开关44b的触点44c。此时，如上所述，第二电磁接触器42的联动触点42b成为打开的状态，所以当限位开关44b的触点44c成为打开的状态时，成为不从动作信号电路46输出动作信号，即发出了紧急停止信号的状态。于是，第一电磁接触器40的触点40a打开，截断电力供给线36，结果，切断从电源装置34向机器人24的动作用电动机26以及移动用电动机28的电力供给，动作用电动机26以及移动用电动机28立即成为紧急停止状态。因此，即使控制装置30发生故障没有适当输出机器人电力切断指令，也能够确保操作者的安全。

不仅在由于控制装置30的故障而没有输出机器人电力切断指令的情况，在第二电磁接触器42的主触点42a熔敷而成为一直闭合的状态的情况下，联动触点42b也成为打开的状态。因此，在该情况下，如果机器人24沿着行进路径22进行移动并到达操作者用通道16的上方区间或者包含该区间的行进路径22的预定区间(即，设有压板44a的区间)，通过压板44a打开了限位开关44b的触点44c，则不从动作信号电路46输出动作信号，切断向机器人24的动作用电动机26以及移动用电动机28的电力供给，双方、即机器人系统10立即成为紧急停止状态。由此，确保操作者的安全。

此外，作为限位开关44b如果使用了具有通过压板44a强制性地机械打开触点44c的构造的限位开关，则即使在限位开关44b的触点44c发生熔敷的情况下，也能通过压板44a的机械力强制性地使触点44c成为打开的状态，所以能够确保安全性。另外，因为具有这样的机械触点机构的开关能够廉价地取得，所以不会使成本大幅增加。

这样，如果使用图2所示的电源电路32，则仅在根据从控制装置30输出的机器人电力切断指令，第二电磁接触器42的主触点42a成为打开的状态，机器人24变得无法动作的情况下，容许机器人24可以移动来横跨操作者用通道16的上方，防止机器人24在可进行动作的状态下横跨操作者用通道16的上方。因此，能够确保通过操作者用通道16的操作者的安全。另外，不使用安全PLC或安全继电器等高价的部件，仅使用廉价的部件就能构筑安全性极高的机器人系统10。此外，对机器人24的动作用电动机26和移动用电动机28双方共用一个紧急停止装置，所以有助于降低成本。

另外，最好还在并联连接限位开关44b的触点44c和第二电磁接触器42的联动触点42b的动作信号电路46和第一电磁接触器40之间设有触点50，该触点50与机器人姿势检测装置48的检测结果联动地进行开闭，其在检测到机器人24不是安全姿势时(即，检测到机器人是安全姿势以外的姿势时)成为打开状态，仅在机器人24处于安全姿势时成为闭合状态。这里，所谓安全姿势是指在机器人24横跨操作者用通道16的上方时，为了确保通过操作者用通道16的操作者的安全，机器人24不在为了确保操作者的安全所需要的高度以下的高度通过的姿势。

如果设有这样的机器人姿势检测装置48(图1)和与其联动的触点50，则当机器人24在不是安全姿势的状态下通过操作者用通道16的上方时，动作信号电路46上的触点50打开切断了动作信号，动作信号没有从动作信号电路46到达第一电磁接触器40。结果，第一电磁接触器40打开触点40a切断向机器人24的动作用电动机26以及移动用电动机28的电力供给，使机器人24成为紧急停止状态。因此，可以防止机器人24在不是安全姿势的状态下横跨操作者用通道16的上方，保证在机器人24通过操作者用通道16的上方时机器人24处于安全姿势，所以可进一步提高通过操作者用通道16的操作者的安全性。此外，机器人24为了在切断了向动作用电动机26的电力供给的状态下也能够维持安全姿势，使各轴或关节的机械式制动器24a进行动作。即，这些制动器24a具有在机器人24通过操作者用通道16的上方的期间，将机器人24维持在安全姿势的安全姿势维持装置的功能。

在图1的实施方式中，在机器人24横跨操作者用通道16的上方的区域中，在将工位12或14与操作者用通道16隔断的安全栅18的上部沿着上缘设置有光幕48a。当机器人24在具有与操作者用通道16的操作者或安全栅18接触的危险性的高度，通过操作者用通道16的上方时，如此设置的光幕48a被机器人24遮挡，所以可检测出机器人24不是安全姿势的情况(即，机器人24是安全姿势以外的姿势)。另一方面，在光幕48a没有被遮挡时，机器人24从具有与操作者用通道16的操作者或安全栅18接触的危险性的高度的上方通过，所以判断为安全姿势。如此，图1的光幕48a可以检测出机器人24是否处于安全姿势。因此，如果设定光幕48a与对应的触点50的关系，在光幕48a没有被遮挡时闭合对应的触点，并且在光幕48a被遮挡时打开对应的触点50，则图1的光幕48a具有上述机器人姿势检测装置48的功能。

然后，参照图3对图1所示的机器人系统10的机器人24在工位12、14间进行移动的顺序进行说明。

机器人系统10的控制装置30在从一个工位12或14移动到其它工位14或12之前，为了避免与操作者或安全栅18等其它机器冲突，使机器人24取得预定的安全姿势(例如图1所示，深度弯曲机器人手臂的关节的姿势)(步骤S100)。然后，在机器人24的各轴或关节上施加机械式的制动器24a，以便在切断了向机器人24的动作用电动机26的电力供给的状态下，机器人24的姿势也不会由于重力或移动时的振动等外力发生变化(步骤S102)。

然后，机器人系统10的控制装置30对第二电磁接触器42发出机器人电力切断指令，切断从电源装置34向机器人24的动作用电动机26的电力供给，在使机器人24不能动作之后(步骤S104)，对机器人24的移动用电动机28发出移动命令来驱动机器人24，使机器人24在不能动作的状态下沿着行进路径22从一个工位12或14向其它工位14或12移动(步骤S106)。移动时，在由机器人姿势检测装置48检测到没有切断向动作用电动机26的电力供给，机器人24处于能够动作的状态或者机器人24不是安全姿势(机器人24成为安全姿势以外的姿势)时，如上所述，使机器人24的动作用电动机26以及移动用电动机28紧急停止，所以确保了操作者用通道16的操作者的安全。

当机器人越过行进路径22的压板44a的区间到达下一工位14或12时，控制装置30解除对于第二电磁接触器42的机器人电力切断指令使主触点42a闭合，并再次开始从电源装置34向动作用电动机26提供电力(步骤S108)，同时解除机器人24的各轴或关节的机械式制动器24a(步骤S110)，使机器人24成为可动作的状态，完成工位12、14间的机器人24的移动。

图4表示在图1的机器人系统10中使用的其它实施方式的机器人姿势检测装置48’。本实施方式的机器人姿势检测装置48’由CPU等处理装置52、与该处理装置52连接的非易失性存储器等存储装置54、安装在用于驱动机器人24的各轴或关节的动作用电动机26上的位置检测器56、以及用于开闭动作信号电路46的触点50的紧急停止信号输出电路58构成。控制装置30根据安装在机器人24的各轴的动作用电动机26上的位置检测器56检测到的角度信息来控制机器人24的各轴的位置(角度)、速度。因此，根据安装在各轴的动作用电动机26上的位置检测器56检测到的角度信息，可以求出机器人24的姿势。

在存储装置54中存储有机器人24成为安全姿势时的各轴的角度信息，处理装置52对来自位置检测器56的当前各轴的角度信息和存储在存储装置54中的安全姿势时的各轴的角度信息进行比较，在两者间的差异为预定的容许值的范围内时，判断为机器人24处于安全姿势，在超过了容许值的范围时，判断为机器人24不是安全姿势(即，处于安全姿势以外的姿势)。而且，处理装置52在判断为机器人24处于安全姿势时，保持将动作信号电路46的对应的触点50闭合的状态。另一方面，在判断为机器人24不是安全姿势时，通过紧急停止信号输出电路58打开动作信号电路46的对应的触点50，成为不从动作信号电路46输出动作信号的状态，由第一电磁接触器40切断从电源装置34向动作用电动机26以及移动用电动机28的电力供给，使机器人系统10成为紧急停止状态。

图5是与图4所示的机器人姿势检测装置48’类似的其它实施方式的机器人姿势检测装置48”，其在设置了两组CPU这样的处理装置52、与该处理装置52连接的存储装置54以及紧急停止信号输出电路58这一点上，与图4所示的机器人姿势检测装置48’不同。两个处理装置52监视相互的动作状态，在检测到另一个处理装置52的异常时，进行警告并且通过紧急停止信号输出电路58打开动作信号电路46的触点50，使机器人系统10紧急停止。因为各处理装置52中的处理内容与图4所示的处理装置52相同，所以这里不详细地说明。

如此，如果通过两个处理装置52来检测机器人24的姿势，则即使一个处理装置52故障也能够利用另一个处理装置52来检测机器人24是否为安全姿势，所以可以构成可靠性非常高的紧急停止装置。另外，因为单独设有与各处理装置52连接的存储装置54，所以还具有可靠性更高的优点。此外，不言而喻在本实施方式中，还可以设置三组由处理装置52、与该处理装置52连接的存储装置54以及紧急停止信号输出电路58构成的组合。

在使用了图4或图5所示的机器人姿势检测装置48’或者48”的机器人系统10中，在使机器人24在工位12、14间移动时，可以在使机器人24从一个工位12或14移动之前开始机器人姿势检测装置48’或者48”的动作，在使机器人24向其它工位14或12移动之后停止机器人姿势检测装置48’或者48”的动作。由此，可以避免在工位12或14内进行作业的过程中，由于机器人24不是安全姿势而紧急停止机器人系统10的情况。例如图6所示，在与图3相同的顺序中，可以在对机器人24的各轴施加机械式制动器24a的步骤(步骤S102)之后，开始机器人姿势检测装置48’或者48”的动作(步骤S112)，在工位12、14之间移动机器人24的步骤(步骤S106)之后，结束机器人姿势检测装置48’或者48”的动作(步骤S114)。因为图6中的其它顺序与图4所示的顺序相同，所以这里不详细地说明。

以上，根据图示的实施方式说明了本发明的机器人系统10，但是本发明并不限在图示的实施方式。例如，在图1所示的实施方式中，为了检测机器人24位于行进路径22的预定区间内，使用设置为跨越行进路径22的预定区间延伸的压板44a和限位开关44b，但还可以在行进路径22的预定区间的两端设置压板或者光幕等，由此来检测通过了该区间的边界的情况。

另外，在图1的实施方式中，沿着安全栅18的上缘设有光幕48a，但除了沿着安全栅18的上缘设置的光幕48a之外，还可以在行进路径22下方的操作者用通道16中，在横跨该通道的方向设置其它的光幕，由此能够检测操作者进入了行进路径22下方的操作者用通道16的情况，在检测到操作者的存在时紧急停止机器人24的动作用电动机26以及移动用电动机28。

Claims (6)

1.一种能确保操作者安全的机器人系统，具备：行进路径(22)，其跨越多个工位(12、14)在该多个工位(12、14)的上方延伸；以及机器人(24)，其具有动作用电动机(26)和移动用电动机(28)，利用该动作用电动机(26)进行希望的动作，并且利用该移动用电动机(28)沿着所述行进路径(22)移动，所述机器人(24)沿着所述行进路径(22)横越在相邻的工位(12、14)之间设置的操作者用通道(16)，来在所述多个工位(12、14)之间移动，其特征在于，具有：

机器人电力切断装置(42)，其在使所述机器人(24)从一个工位(12、14)向另一个工位(14、12)移动时，一边持续向所述移动用电动机(28)提供电力，一边切断向所述动作用电动机(26)的电力供给；

切断状态监视装置(42b)，其监视向所述动作用电动机(26)的电力供给的切断状态；以及

紧急停止装置(40、44)，其使所述动作用电动机(26)和所述移动用电动机(28)紧急停止，

所述紧急停止装置(40、44)当在由所述切断状态监视装置(42b)检测到没有切断向所述动作用电动机(26)的电力供给时，所述机器人(24)进入包含所述操作者用通道(16)上方区间的所述行进路径(22)的预定区间时，通过切断向所述移动用电动机(28)的电力供给来使所述移动用电动机(28)紧急停止。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，

所述紧急停止装置(40、44)具有：机器人位置检测装置(44)，其当检测到所述机器人(24)位于所述预定的区间内时输出紧急停止信号；系统电力切断装置(40)，其根据紧急停止信号切断向所述动作用电动机(26)以及所述移动用电动机(28)的电力供给，由此使所述动作用电动机(26)和所述移动用电动机(28)停止；以及紧急停止信号无效化装置(42b)，其在由所述机器人电力切断装置(40)切断了向所述动作用电动机(26)的电力供给的期间，使从所述机器人位置检测装置(44)向所述系统电力切断装置(40)的所述紧急停止信号无效。

3.根据权利要求2所述的机器人系统，其特征在于，

所述机器人系统(10)还具有：安全姿势维持装置(24a)，其在所述机器人(24)通过所述预定区间的期间，将所述机器人(24)维持在预定的安全姿势；以及机器人姿势检测装置(48、48’、48”)，其在所述机器人(24)通过所述预定的区间时检测所述机器人(24)是否为安全姿势，

所述机器人姿势检测装置(48)在检测到所述机器人(24)不是安全姿势时对所述系统电力切断装置(40)输出紧急停止信号，由此切断向所述动作用电动机(26)以及所述移动用电动机(28)的电力供给。

4.根据权利要求3所述的机器人系统，其特征在于，

所述机器人姿势检测装置(48)是设置在所述操作者用通道(16)的光幕(48a)，该光幕(48a)在不是完全姿势的所述机器人(24)横越所述操作者用通道(16)时被遮挡。

5.根据权利要求3所述的机器人系统，其特征在于，

所述机器人姿势检测装置(48’)在所述机器人(24)通过所述预定的区间时，把根据所述机器人(24)各轴的角度信息求出的所述机器人(24)的姿势和预先存储的安全姿势进行比较，在判定为所述机器人(24)的姿势和所述预先存储的安全姿势不同时，对所述系统电力切断装置(40)输出紧急停止信号。

6.根据权利要求5所述的机器人系统，其特征在于，

在所述机器人姿势检测装置(48”)中，在所述机器人(24)通过所述预定的区间时，利用多个处理装置(52)独立进行所述机器人(24)的姿势和所述预定的安全姿势的比较，在任意一个处理装置(52)中判断为所述机器人(24)的姿势和所述预先存储的安全姿势不同时对所述系统电力切断装置(40)输出紧急停止信号。

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