CN105313118A - 防止碰撞判定部的误判定的机器人控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防止碰撞判定部的误判定的机器人控制装置。机器人控制装置识别工件的荷重未被传递给机器人的状态和工件的全部荷重经由手被传递给机器人的状态之间的状态迁移；在表示机器人和手的状态的状态空间内定义包含了在状态迁移的开始时刻的机器人和手的状态的阈值切换区域。机器人控制装置的碰撞判定部，在机器人和手的状态位于阈值切换区域的内侧的情况下，将干扰推定值与第一阈值相比较，在机器人和手的状态位于阈值切换区域的外侧的情况下，将干扰推定值与不同于第一阈值的第二阈值相比较。

Description

防止碰撞判定部的误判定的机器人控制装置
技术领域
本发明涉及防止在判定机器人是否与障碍物发生了碰撞时的误判定的机器人控制装置。
背景技术
在现有的机器人控制装置中，有的具备判定机器人的可动部是否与障碍物发生了碰撞的碰撞判定部。以往的机器人控制装置的碰撞判定部，根据伺服电动机的旋转速度和驱动转矩等来推定对机器人的可动部施加的干扰转矩，并将干扰转矩的推定值与预先决定的阈值相比较，由此来判定是否有碰撞。与此相关地，在JP-A-H04-242406的碰撞检测方法中，通过从观测器所推定出的干扰转矩中减去摩擦转矩以及基于重力影响的转矩等，来计算基于与障碍物的接触和碰撞的干扰转矩。
然而，已知伺服电动机的驱动转矩根据机器人是否把持着工件而变化工件的重量的量。因此，为了准确地推定干扰转矩，需要根据机器人是否把持着工件来切换用于推定计算的各种参数中的与工件的重量相关的参数的数值。此外，应当留意，即使机器人把持着工件，有时工件的荷重未完全传递给机器人。关于这一点，以机器人拿起在操作台上放置的工件的情形为例来说明。这种情形下，即使机器人把持着工件，然而在工件从操作台受到反作用力的期间，工件的荷重完全不被传递给机器人，或者仅工件荷重的一部分经由手被传递给机器人。之后，在工件由机器人拿起而离开操作台的上表面的瞬间，工件的全部荷重经由手被传递给机器人。
因此，在现有的碰撞判定方法中，从机器人把持工件起直到工件离开操作台的期间，难以准确地推定对机器人施加的干扰。同样地，在机器人将工件放置于操作台的情形下，在工件接触操作台起直到机器人释放工件的期间，难以准确地推定对机器人施加的干扰。如上所述，在现有的碰撞检测方法中，在从工件的荷重未传递给机器人的状态和工件的全部荷重被传递给机器人的状态中的某一方向另一方进行状态迁移的期间，难以准确地推定对机器人施加的干扰。因此，在进行上述状态迁移的期间，有可能会错误地判定机器人是否与障碍物发生了碰撞。
与此相关地，使用针对机器人的作业空间内的每个区域而设定的各个阈值来判定是否有碰撞的碰撞判定方法是公知的。例如，在JP-A-H11-291190中提供了一种碰撞判定方法，其在焊接机器人执行焊接工序的区域内使用焊接电极的熔敷判定用的阈值；在除此之外的区域内使用臂或末端执行器(endeffecter)的碰撞判定用的其他阈值。此外，在JP-A-2013-169609中提供了一种碰撞判定方法，其在根据伺服电动机的位置、速度以及加速度等而求得的电动机转矩预测值超过预定值的情况下将更大的阈值用于碰撞判定；在JP-A-2001-353687中提供了一种将与机器人的动作速度对应的可变阈值用于碰撞判定的碰撞判定方法。但是，即使使用这些碰撞判定方法，也无法防止进行上述状态迁移的期间的误判定。
期望获得一种机器人控制装置，其在从工件的荷重未被传递给机器人的状态和工件的全部荷重经由手被传递给机器人的状态中的某一方向另一方进行状态迁移的期间，也能够防止机器人是否与障碍物发生了碰撞的误判定。
发明内容
本发明的第一方式，提供了一种机器人控制装置，其控制具备能够把持工件的手的机器人，该机器人控制装置具有：干扰推定部，其求取对机器人施加的干扰的推定值；迁移识别部，其识别发生工件的荷重未被传递给机器人的状态和工件的全部荷重经由手被传递给机器人的状态之间的状态迁移的情况；区域定义部，其在表示机器人和手的状态的状态空间内，定义包含了在上述状态迁移的开始时刻的机器人和手的状态的区域；位置判定部，其判定机器人和手的状态是否位于由区域定义部所定义的区域的内侧；以及碰撞判定部，其通过将干扰的推定值与预定的阈值相比较，来判定机器人是否与障碍物发生了碰撞，其中，碰撞判定部，在机器人和手的状态位于上述区域的内侧的情况下，将干扰的推定值与第一阈值相比较，在机器人和手的状态位于上述区域的外侧的情况下，将干扰的推定值与不同于第一阈值的第二阈值相比较。
本发明的第二方式，提供了一种机器人控制装置，在第一方式中，干扰推定部使用对机器人进行驱动的伺服电动机的旋转速度和转矩的至少某一方来求取干扰的推定值。
本发明的第三方式，提供了一种机器人控制装置，在第一或第二方式中，干扰推定部使用从机器人的动作程序取得的表示工件质量的参数值，来求取干扰的推定值。
本发明的第四方式，提供了一种机器人控制装置，在第一至第三方式的任一个中，碰撞判定部，在机器人和手的状态从上述区域的内侧迁移到外侧之后，不管位置判定部的判定结果如何均将干扰的推定值与第二阈值相比较。
本发明的第五方式，提供了一种机器人控制装置，在第一至第四方式的任一个中，考虑手把持工件后要移动的方向来决定上述区域的形状。
这些以及其他的本发明的目的、特征、以及优点，参照附图中表示的本发明的示例性实施方式的详细说明而变得更加明确。
附图说明
图1是表示包含本发明一种实施方式的机器人控制装置的机器人系统的结构的框图。
图2是表示图1中的机器人的外观的侧面图。
图3是表示图1的机器人系统的例示的工件输送工序的顺序的流程图。
图4是表示图1中的干扰推定部所计算出的干扰转矩的推定值的时间变化的一例的图表。
图5是表示在图3中的步骤S302结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
图6是表示在图3中的步骤S304结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
图7是表示在图3中的步骤S306结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
图8是表示在图3中的步骤S307结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
图9是表示在图3中的步骤S309结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
图10是表示在图3中的步骤S310执行过程中的机器人和工件的状态的侧面图。
图11是表示图1的机器人系统的其他工件输送工序的顺序的流程图。
图12是表示在图11中的步骤S1110结束的时刻的机器人和工件的状态的侧面图。
图13是表示在图11中的步骤S1111的执行过程中的机器人和工件的状态的侧面图。
图14是将阈值切换区域的变形例与机器人和工件一起表示的第一侧面图。
图15是将阈值切换区域的变形例与机器人和工件一起表示的第二侧面图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。在各附图中，对于相同的结构要素赋予相同的符号。此外，以下的记载并不限定权利要求书中记载的发明的技术范围、用语的含义等。
参照图1～图15来说明本发明一种实施方式的机器人控制装置。图1是表示包含本实施方式的例示的机器人控制装置1的机器人系统S的结构的框图。本例的机器人系统S是通过机器人的动作来输送各种工件的自动化系统。以下，有时将本例的机器人系统S输送工件的工序称为工件输送工序。如图1所示，本例的机器人系统S包含具有臂A和手H的机器人R，本例的机器人控制装置1具有控制机器人2各部的动作的功能。此外，本例的机器人控制装置1具有：计算对机器人R的可动部施加的干扰的推定值的干扰推定功能；以及判定机器人R的可动部是否与障碍物发生了碰撞的碰撞判定功能等。
图2是表示图1中的机器人2的外观的侧面图。如图2所示，本例的机器人2是具备具有多个连杆L串联连接的结构的臂A、和安装于臂A的前端部的手H的垂直多关节机器人。机器人2的轴数不仅限于图中的例子。如图2所示，本例的手H具备能够把持输送对象工件W的一对夹具G、G。以下，有时将各夹具G中的包含与工件W的接触面的预定部分称为各夹具G的“接触部C”。然而，有时也仅将各夹具G中的与工件W的接触面作为各夹具G的接触部C。并且，本例的机器人2按照预先准备的动作程序PG来进行动作，以便将由手H把持的工件W从预定的作业空间内的第一位置输送到第二位置。这里，机器人2的作业空间内的第一位置例如是在该作业空间内设置的操作台T的上表面，第二位置例如是在该作业空间内设置的其他操作台的上表面。
再次参照图1，本例的机器人2的臂A具备与其轴数对应的个数的伺服电动机21，各伺服电动机21内置有回转式编码器等传感器(未图示)。各伺服电动机21的传感器生成各伺服电动机21的旋转方向、旋转角度以及旋转速度等反馈信息，并发送给机器人控制装置1的干扰推定部12。此外，本例的手H具备驱动部22，其以使一对夹具G、G在相互靠近的方向和相互背离的方向上移动的方式驱动一对夹具G、G。本例的驱动部22通过油压或气压这样的流体压力来驱动一对夹具G、G。
继续参照图1，本例的机器人控制装置1具备：存储部10、参数取得部11、干扰推定部12、迁移识别部13、区域定义部14、位置判定部15、碰撞判定部16以及动作指令部17等。以下详细说明机器人控制装置1的各部。本例的存储部10是包含ROM(只读存储器)以及RAM(随机存取存储器)等的存储装置。本例的存储部10中，除了预先准备的机器人的动作程序PG，还存储有后述的第一阈值v1和第二阈值v2等。
接着，本例的参数取得部11具有从动作程序PG中取得在对机器人2的可动部施加的干扰的推定计算中使用的各种参数中与工件W相关的参数的数值的功能。以下，有时将与工件W相关的上述参数称为“工件参数”。工件参数中至少包含工件W的重量。根据需要，工件参数中还可以包含工件W的质量中心以及惯性矩阵等。如图1这样，参数取得部11所取得的数值被发送到干扰推定部12。此外，工件参数的数值也可以不从动作程序PG取得，而由使用者经由各种输入装置而输入。这种情况下，工件参数的数值能够以各种信号的形态被输入。例如，在手H未把持工件W的状态下，能够以质量0、质量中心0、惯性矩阵0的形态输入。
接着，本例的干扰推定部12具有根据从参数取得部11取得的工件参数的数值、从内置于伺服电动机21中的传感器或其他检测器取得的反馈信息、以及机器人2的连杆L的力学参数的数值等，来计算对机器人2施加的干扰的推定值的功能。上述反馈信息中包含伺服电动机21的旋转速度和驱动转矩中的至少某一方。然而，只要上述反馈信息是对于干扰的推定计算有用的信息，则可以是任何信息。上述力学参数中例如可包含机器人2的各连杆L的位置关系、质量、质量中心以及惯性矩阵等。如图1所示，干扰推定部12所计算出的干扰的推定值被发送到碰撞判定部16。
接着，本例的迁移识别部13具有识别从工件W的荷重未被传递给机器人12的状态、和工件W的全部荷重经由手H被传递给机器人的状态中的某一种状态向另一种状态发生迁移的功能。作为前者状态的一例，列举了机器人2的手H把持着放置在操作台T上表面上的工件W，然而完全未从手H向工件W施加铅直向上的力的状态(例如，参照图7)。此外，作为后者状态的一例，列举了机器人2的手H把持着工件W，且工件W铅直向上离开操作台T的上表面的状态(例如，参照图8)。
本例的迁移识别部13通过对动作程序PG进行解析来识别上述状态迁移发生，并且生成上述状态迁移开始定时以及位置等数据。如图1所示，迁移识别部13所生成的数据被发送到区域定义部14。此外，迁移识别部13也能够代替解析动作程序PG，而通过解析由使用者使用各种输入装置而输入的信号，来识别上述状态迁移的发生。此外，迁移识别部13也能够通过解析被输入到干扰推定部12的工件参数的数值，来识别上述状态迁移的发生。
接着，本例的区域定义部14具有在表示机器人2和手H的状态的空间内，定义后述的阈值切换区域R的功能。以下，有时将上述空间称为状态空间。本例的状态空间典型地是表示手H的三维位置的坐标空间。然而，本例的状态空间，除了三维空间维度之外还可以包含，或者替代三维空间维度而包含：时间维度、机器人2绕各轴的旋转角度的维度、手H的夹具G的可动位置的维度、其他可规定机器人2和手H的状态的所有变量的维度。此外，本例的阈值切换区域R是占据机器人2和手H的状态空间的一部分的部分区域，是包含了在上述状态迁移开始的时刻的机器人2和手H的状态的部分区域。本例的阈值切换区域R典型地是包含有在上述状态迁移开始的时刻手H中的各夹具G的接触部C所占据的三维空间的三维空间。这样的阈值切换区域R的典型例表示在图6～图10等中。本例的区域定义部14，优选地为了易于进行阈值切换区域R的位置与手H的当前位置的比较，采用以相对于机器人2的基座B固定的正交三维坐标系表示的手H的任意点的位置作为状态，来定义阈值切换区域R。然而，在机器人2执行线路跟踪的情况下，即在机器人2跟踪在输送机上移动的工件W而动作的情况下，也可以采用以相对于工件W固定且相对于机器人2移动的正交三维坐标系表示的手H的任意点的位置。此外，区域定义部14还可以定义在除了空间维度之外还包含时间维度的状态空间中定义阈值切换区域。这种情况下，例如可以定义在经过了预定时间后消除的阈值切换区域R。
位置判定部15和碰撞判定部16相关联，如后所述，在本例中，根据手H中的各夹具G的接触部C是否位于阈值切换区域R的内侧，来切换在机器人2的碰撞判定中使用的阈值。阈值切换区域R的形状不仅限于图6～图10等图示的例子。然而，为了易于进行后述的基于位置判定部15的判定，阈值切换区域R优选具有半球或长方体等简单的形状。与阈值切换区域R的形状相关的数据可预先存储于存储部10等中。然而，区域定义部14还可以代替在机器人2和手H的状态空间内定义预先决定的形状的阈值切换区域R，而定义将在手H把持工件W后的手H的移动路径添加后的形状的阈值切换区域R(参照图14和图15)。这种情况下，区域定义部14解析动作程序PG来确定手H的移动路径。此外，区域定义部14还能够定义由使用者经由用户接口而指定的形状的阈值切换区域R。如图1所示，与由区域定义部14所定义的阈值切换区域R相关的数据被发送到位置判定部15。
接着，本例的位置判定部15具有判定机器人2和手H的当前状态在上述状态空间中是否位于阈值切换区域R的内侧的功能。更具体地，本例的位置判定部15能够判定手H中的各夹具G的接触部C在当前时刻是否位于阈值切换区域R的内侧。此时，位置判定部15使用相对于机器人2的基座B固定的任意正交三维坐标系，来比较手H的各点的位置与阈值切换区域R的各点的位置。然后，位置判定部15根据比较这些位置而得的比较结果，判定各夹具G的接触部C是否位于阈值切换区域R的内侧。此时，位置判定部15能够参照与从伺服电动机21的传感器取得的旋转角度相关的信息，作为用于确定手H的当前位置的信息。然而，位置判定部15还能够从伺服电动机21的传感器或其他检测器取得表示手H的当前位置的其他信息。此外，位置判定部15所采用的判定方法不限于上述方法，能够选择与阈值切换区域R的形状和配置等对应的最佳判定方法。如图1所示，位置判定部15的判定结果被发送到碰撞判定部16。
接着，本例的碰撞判定部16具有通过将干扰推定部12计算出的干扰的推定值与预先决定的阈值相比较，来判定机器人2是否与某障碍物发生了碰撞的功能。此时，本例的碰撞判定部16，在机器人2和手H的当前状态在上述状态空间内位于阈值切换区域R的内侧的情况下，将干扰的推定值与第一阈值相比较来判定是否有碰撞。另一方面，本例的碰撞判定部16，在机器人2和手H的当前状态在上述状态空间内未位于阈值切换区域R的内侧的情况下，将干扰的推定值与不同于第一阈值的第二阈值相比较来判定是否有碰撞。更具体地，本例的碰撞判定部16，在手H中的两个夹具G、G的接触部C、C位于阈值切换区域R的内侧的情况下(参照图7和图8)，将干扰的推定值与第一阈值v1相比较来判定是否有碰撞。另一方面，碰撞判定部16，在两个夹具G、G的接触部C、C未位于阈值切换区域R的内侧的情况下，即在某一方或两方的夹具G、G的接触部C、C至少部分地位于阈值切换区域R的外侧的情况下(参照图9和图10)，将干扰的推定值与不同于第一阈值v1的第二阈值v2相比较来判定是否有碰撞。第一阈值v1和第二阈值v2预先存储于存储部10等中。这些阈值v1和v2可以是恒定数值，也可以是根据机器人2的各部的姿势和移动速度等而动态变化的数值。如图1所示，碰撞判定部16的判定结果被发送到动作指令部17。
这样，本例的碰撞判定部16，根据机器人2和手H的当前状态在状态空间内是否位于阈值切换区域R的内侧，来切换在碰撞判定中使用的阈值。因此，如果以试验的方式求取适合于在进行上述状态迁移的期间中的碰撞判定的阈值、以及适合于除此之外的期间中的碰撞判定的阈值，并将前者阈值作为第一阈值v1存储于存储部10等中，并将后者阈值作为第二阈值v2存储于存储部10等中，则能够防止在进行上述状态迁移的期间机器人2是否与障碍物发生了碰撞的误判定。如此求得的第一阈值v1和第二阈值v2被例示在图4的图表中。然而，第一阈值v1和第二阈值v2的大小关系不仅限于图中的例子。如上所述，根据本实施方式的机器人控制装置1，能够防止在进行上述状态迁移的期间中碰撞判定部16的误判定。
再次参照图1，本例的动作指令部17具有生成与碰撞判定部16的判定结果对应的机器人2的动作指令的功能。更具体地，动作指令部17在接收到干扰的推定值为阈值以上的判定结果的情况下，生成应当停止工件W的输送的动作指令、或者应当避开障碍物来输送工件W的动作指令。另一方面，动作指令部17在接收到干扰的推定值为不到阈值的判定结果的情况下，生成应当按照动作程序PG来继续工件W的输送的动作指令。如图1所示，由动作指令部17生成的动作指令被发送到机器人2中的臂A的伺服电动机21和手H的驱动部22。
接着，说明图1的机器人系统S的工件输送工序。图3是表示图1的机器人系统S的例示的工件输送工序的顺序的流程图。如图3所示，在步骤S301中，机器人控制装置1的干扰推定部12开始推定对机器人2施加的干扰。更具体地，在步骤S301中，干扰推定部12开始对机器人2的伺服电动机21施加的干扰转矩的推定计算。之后，干扰推定部12以预定周期重复执行干扰转矩的推定计算。图4是表示干扰推定部12计算出的干扰转矩的推定值(Td)的时间变化C41的一例的图表。图4的图表中表示了在基于碰撞判定部16的碰撞判定中使用的阈值的时间变化C42。
本例的干扰推定部12能够从伺服电动机21的驱动转矩(T0)减去加速转矩(Ta)和摩擦转矩(Tf)来计算干扰转矩的推定值(Td)。即，干扰推定部12能够使用以下式(1)来计算干扰转矩的推定值(Td)。
[式1]
Td＝T0-Ta-Tf(1)
这里，加速转矩(Ta)是由于机器人2的可动部的惯性而导致的转矩，摩擦转矩(Tf)是由于作用于机器人2的可动部的摩擦力而导致的转矩。图4的图表中表示了干扰转矩的推定值(Td)的绝对值。
从图4可知，干扰转矩的推定值(Td)的曲线，在时间t4以前的期间以及时间t5之后的期间是基本恒定的，然而在t4与t5之间形成急剧变化的峰。以下说明形成这样的峰的理由。首先，图4的图表中的时间t4表示手H的夹具G、G把持操作台T上的工件W的时刻。然而，在该时刻，不从手H的夹具G、G向工件W施加铅直向上的作用力。即，在该时刻，工件W的荷重未传递给机器人2。尽管如此，本例的干扰推定部12，在时间t4以后看做工件W的全部荷重经由手H被传递给机器人2来计算干扰转矩的推定值(Td)。更具体地，本例的干扰推定部12，在时间t4以后，使用从机器人2的质量与工件W的质量的合计值而得的加速转矩(Ta)来计算干扰转矩的推定值(Td)(参照上述式(1))。因此，干扰转矩的推定值(Td)在从手H在时间t4把持工件W起直到工件W离开操作台T的期间，大大偏离了实际上对伺服电动机21施加的干扰转矩。其结果，干扰转矩的推定值(Td)的时间变化C41的曲线在时间t4与时间t5之间形成急剧变化的峰。
再次参照图3，在步骤S302中，机器人2相对于设置在操作台T上的工件W来定位手H。图5是表示在步骤S302结束的时刻的机器人2和工件W的状态的侧面图。从图5可知，在步骤S302中，以一对夹具G、G的各个接触部C与工件W的侧面相向的方式，相对于工件W来定位手H。步骤S302结束的时刻对应于图4的图表中的时间t1。从图4可知，在包含时间t1的一定期间中，在基于碰撞判定部16的碰撞判定中使用预先决定的第二阈值v2。接着，在步骤S303中，机器人控制装置1的迁移识别部13识别从工件W的荷重未传递给机器人2的状态向工件W的全部荷重经由手H被传递给机器人2的状态的状态迁移的发生。
接着，在步骤S304中，机器人控制装置1的区域定义部14在机器人2的作业空间内定义预定形状的取值切换区域R。图6是表示在步骤S304结束的时刻的机器人2和工件W的状态的侧面图。从图6可知，步骤S304中定义的阈值切换区域R具有以包含在操作台T上的工件W所占据的空间的方式在操作台T上虚拟配置的半球状形态。步骤S304结束的时刻对应于图4的图表中的时间t2。接着，在步骤S305中，机器人控制装置1的碰撞判定部16，将在此之前在碰撞判定中使用的第二阈值v2切换为大于第二阈值v2的第一阈值v1。步骤S305结束的时刻对应于与图4的图表中的时间t2基本相同的时间t3。
接着，在步骤S306中，手H利用一对夹具G、G来把持工件W。图7是表示在步骤S306结束的时刻的机器人2和工件W的状态的侧面图。步骤S306结束的时刻对应于图4的图表中的时间t4。如上所述，在该时刻，工件W的荷重未传递到机器人2。接着，在步骤S307中，机器人2将工件W铅直向上拿起。图8是表示在步骤S307结束的时刻的机器人2和工件W的状态的侧面图。从图8可知，在步骤S307结束的时刻，工件W与操作台T的上表面分离，因此工件W的全部荷重经由手H被传递到机器人2。步骤S307结束的时刻对应于图4的图表中的时间t5。
接着，在步骤S308中，机器人控制装置1的位置判定部15判定手H中的各夹具G的接触部C是否通过了阈值切换区域R的边界。然后，在某一方或两方夹具G、G的接触部C至少部分地通过了阈值切换区域R的边界之后(步骤S308的是)，执行后述步骤S309。另一方面，在无论哪一方夹具G、G的接触部C、C均未通过阈值切换区域R的边界的情况下(步骤S308的否)，重复执行同样的判定。接着，在步骤S309中，机器人控制装置1的碰撞判定部16将在此之前在碰撞判定中使用的第一阈值v1切换为第二阈值v2。图9是表示在步骤S309结束的时刻的机器人2和工件W的状态的侧面图。步骤S309结束的时刻对应于图4的图表中的时间t6。接着，在步骤S310中，机器人2将工件W输送到上述的第二位置。图10是表示在步骤S310执行过程中的机器人2和工件W的状态的侧面图。图10表示的时刻对应于图4的图表中的时间t7。
如上所述，根据本实施方式的机器人控制装置1，根据手H中的两个夹具G、G的接触部C、C是否位于阈值切换区域R的内侧，来切换碰撞判定用的阈值。因此，在进行从工件W的荷重未传递给机器人2的状态(参照图7)向工件W的全部荷重经由手H被传递给机器人2的状态(参照图8)的状态迁移的期间，能够防止机器人2是否与障碍物发生了碰撞的误判定。即，根据本实施方式的机器人控制装置1，在进行上述状态迁移的期间，能够防止机器人2是否与障碍物发生了碰撞的误判定。此外，在图5～图10等图示的例子中，说明了机器人2拿起在操作台T上放置的工件W的动作，然而，本实施方式的机器人控制装置1在机器人2将利用手H把持的工件W放置在操作台T上那样动作的情况下，也能够以同样顺序来执行机器人2的碰撞判定。
接着，说明图1的机器人系统S的工件输送工序的变形例。图11是表示图1的机器人系统S的其他的工件输送工序的顺序的流程图。比较图3和图11可知，图11中的步骤S1101～步骤S1109的顺序与图3中的步骤S301～步骤S309的顺序是相同的。此外，图11的步骤S1102、S1104、S1106、S1107以及S1109结束的时刻的机器人2和工件W的状态，与图5、图6、图7、图8以及图9中分别所述的状态相同。此外，图11的步骤S1102、S1104、S1105、S1106、S1107以及S1109结束的时刻，分别对应于图4的图表中的时间t1、t2、t3、t4、t5以及t6。因此，以下仅说明图11的步骤S1110～S1111的顺序。
如图11所示，在步骤S1110中，机器人控制装置1的区域定义部14将在步骤S1104中已经定义的阈值切换区域R从作业空间中消除。图12是表示步骤S1110结束的时刻的机器人2和工件W的状态的侧面图。接着，在步骤S1111中，机器人2将工件W输送到上述的第二位置。图13是表示在步骤S1111执行过程中的机器人2和工件W的状态的侧面图。如此，在本例中，在某一方或两方的夹具G、G的接触部C、C至少部分地通过阈值切换区域R的边界之后(步骤S1108的是)，将在此之前在碰撞判定中使用的第一阈值v1切换为第二阈值v2(参照步骤S1109)，并且消除了在步骤S1104中已经定义的阈值切换区域R(参照步骤S1110)。因此，一旦执行了步骤S1110之后，机器人控制装置1的碰撞判定部16不论位置判定部15的判定结果如何，均使用第二阈值v2来执行碰撞判定。由此，即使在某一方或两方的夹具G、G的接触部C、C在移动到阈值切换区域R的外侧之后再次移动到阈值切换区域R的内侧的情况下，也能够贯穿工件输送工序的整个期间准确地判定机器人2是否与障碍物发生了碰撞。
接着，说明在上述步骤S304和步骤S1104中定义的阈值切换区域R的变形例。图14和图15是将阈值切换区域R的变形例与机器人2和工件W一起表示的侧面图。图14与图7同样地，表示在图4的图表中的时间t4的机器人2和工件W的状态，图15与图8同样地，表示在图4的图表中的时间t5的机器人2和工件W的状态。如图14所示，本例的阈值切换区域R具有以包含操作台T上的工件W所占据的空间的方式在操作台T上虚拟配置的柱状形态。考虑手H把持工件W后的移动方向来决定该阈值切换区域R的形状。更具体地，在本例中，考虑手H保持操作台T上的工件后铅直向上移动(参照图15)，来定义具有在从操作台T的上表面起铅直向上延伸的柱状形态的阈值切换区域R。
如果这样来决定阈值切换区域R的形状，则由于能够缩小阈值切换区域R的尺寸来接近工件W的尺寸，因此，不仅能够防止在进行上述状态迁移的期间基于碰撞判定部16的误判定，还能够提高在上述状态迁移的前后的碰撞判定部的判定精度。此外，阈值切换区域R的形状可以通过区域定义部14而自动决定，也可以由使用者经由各种用户接口来指定。在前者的情况下，区域定义部14能够解析动作程序PG来确定手H的移动路径。
发明效果
根据本发明的第一方式，根据机器人和手的状态是否位于由区域定义部所定义的区域的内侧来切换碰撞判定用的阈值。因此，根据第一方式，在从工件的荷重未被传递给机器人的状态和工件的全部荷重经由手被传递给机器人的状态中的某一方向另一方进行状态迁移的期间，也能够防止机器人是否与障碍物发生了碰撞的误判定。
根据本发明的第二方式，无需在机器人侧设置用于取得在干扰的推定计算中使用的信息的专用检测器，因此，能够简化包含机器人控制装置的机器人系统的结构。
根据本发明的第三方式，机器人控制装置无需从外部取得与工件的质量相关的信息，因此，能够简化包含机器人控制装置的机器人系统的结构。
根据本发明的第四方式，即使在机器人和手的状态一旦迁移到由区域定义部所定义的区域的外侧之后再次迁移到该区域的内侧的情况下，也能够贯穿工件输送工序的整个期间地准确地判定机器人是否与障碍物发生了碰撞。
根据本发明的第五方式，能够缩小由区域定义部所定义的区域来接近在上述状态迁移的开始时刻的机器人和手的状态，因此，能够防止进行上述状态迁移的期间的碰撞判定部的误判定，并且能够提高在上述状态迁移的前后的碰撞判定的精度。
本发明不仅限于上述实施方式，能够在请求专利保护的范围所记载的范围内进行各种改变。例如，尽管上述实施方式中例示了流体压力驱动方式的手，然而，通过本发明的机器人控制装置所控制的机器人也可以具备通过伺服电动机驱动的伺服驱动式手，也可以具备通过磁力或真空吸附力等吸附工件的吸附式手。

Claims (5)

1.一种机器人控制装置，其控制具备能够把持工件的手的机器人，
该机器人控制装置的特征在于，
具有：
干扰推定部，其求取对机器人施加的干扰的推定值；
迁移识别部，其识别发生工件的荷重未被传递给机器人的状态和工件的全部荷重经由手被传递给机器人的状态之间的状态迁移的情况；
区域定义部，其在表示机器人和手的状态的状态空间内，定义包含了在所述迁移识别部所识别的所述状态迁移的开始时刻的机器人和手的状态的区域；
位置判定部，其判定机器人和手的状态是否位于由所述区域定义部所定义的所述区域的内侧；以及
碰撞判定部，其通过将所述推定值与预定的阈值相比较，来判定机器人是否与障碍物发生了碰撞，
所述碰撞判定部，在机器人和手的状态位于所述区域的内侧的情况下，将所述推定值与第一阈值相比较，在机器人和手的状态位于所述区域的外侧的情况下，将所述推定值与不同于所述第一阈值的第二阈值相比较。
2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，
所述干扰推定部使用对机器人进行驱动的伺服电动机的旋转速度和转矩的至少某一方来求取所述推定值。
3.根据权利要求1或2所述的机器人控制装置，其特征在于，
所述干扰推定部使用从机器人的动作程序取得的表示工件质量的参数值来求取所述推定值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人控制装置，其特征在于，
所述碰撞判定部，在机器人和手的状态从所述区域的内侧移动到外侧之后，不管所述位置判定部的判定结果如何，均将所述推定值与所述第二阈值相比较。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器人控制装置，其特征在于，
考虑手把持工件后要移动的方向来决定所述区域的形状。
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