CN107107349A - 机械臂系统 - Google Patents

Abstract

控制装置（3）形成为高速动作区域（20H）中，使机器臂臂部（10、12）在第一最大速度以下的速度下动作，在低速动作区域（20L）中，使机器臂臂部（10、12）在低于第一最大速度的第二最大速度以下的速度下动作的结构，并形成为在高速动作区域（20H）和低速动作区域（20L）之间，以使高速动作区域（20H）中的冲突检测灵敏度低于低速动作区域（20L）中的冲突检测灵敏度的形式，切换冲突检测灵敏度的结构。

Description

机械臂系统

技术领域

本发明涉及作业人员和机械臂共存地进行作业的机械臂系统。

背景技术

以往，产业用的机械臂系统中，一般设置有用于将人和机械臂的作业空间完全分离的安全栅，以使机械臂和人不在同一作业空间同时进行作业。通过安全栅，能够在机械臂的动作中确保人的安全，以免人物理性侵入机械臂的可动范围内。作为对此进行支持的技术，例如存在如下技术。专利文献1中，当检测到人进入机械臂和人进行物品交接的交接区域时，在交接区域设定限制机械臂动作的限制区域。另外，专利文献2中，相对于机械臂的臂部梢端的坐标值来设定限制区域，基于与该限制区域的距离来限制速度。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2014-180725号公报；

专利文献2：日本特开平11-347983号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

但是，近年来，存在如下需求：在生产线中引入机械臂，通过机械臂和人在同一生产线上进行作业，来实现生产性的提高。

但是，上述现有技术中，为了确保与机械臂在同一生产线上作业的作业人员的安全性，需要设置安全栅等，机械臂的引入成本提高，非优选。如此，在现有技术中，在生产线中引入机械臂且机械臂与人在同一生产线上进行作业的情况下，安全性存在问题。

因此，本发明的目的是在用于作业人员和机械臂共存地进行作业的机械臂系统中，谋求作业人员的安全性和工作效率的提高。

解决问题的手段：

根据本发明一形态的机械臂系统，是用于作业人员和机械臂共存地进行作业的机械臂系统，具备：具备由关节连接多个连杆而成的机械臂臂部的机械臂；控制所述机械臂臂部动作的控制部；以及检测所述机械臂臂部与物体冲突并使机械臂臂部停止的冲突停止部；针对所述机械臂臂部设定有高速动作区域和低速动作区域；所述控制部如下构成：所述高速动作区域中，使所述机械臂臂部在第一最大速度以下的速度下动作，在所述低速动作区域中，使所述机械臂臂部在低于所述第一最大速度的第二最大速度以下的速度下动作；所述冲突停止部如下构成：在所述高速动作区域和所述低速动作区域之间，以使所述高速动作区域中的冲突检测灵敏度低于所述低速动作区域中的冲突检测灵敏度的形式，切换冲突检测灵敏度。

一般，在检测机械臂臂部与物体冲突的冲突检测中，越提高冲突检测灵敏度（降低应当判定为冲突的阈值信号水平），噪音等引起的误检测的概率（以下，称为误检测率）越高，而且，越提高机械臂臂部的动作速度，误检测率越高。

根据上述结构，由于冲突停止部在高速动作区域和低速动作区域之间，以使高速动作区域中的冲突灵敏度低于低速动作区域中的冲突检测灵敏度的形式切换冲突检测灵敏度，因此与在高速动作区域和低速动作区域之间不切换冲突检测灵敏度的情况相比，能够将高速动作区域和低速动作区域之间的误检测率维持为一定，并相对于低速动作区域相对提高高速动作区域的最大动作速度。

因此，通过将机械臂臂部的动作区域中靠近作业人员的作业区域的部分设定为低速动作区域，并将低速动作区域中的冲突检测灵敏度设定得尽可能高，即使万一作业人员接触到机械臂臂部，也能够使得机械臂臂部以低速度与作业人员冲突而灵敏度良好地停止，另一方面，高速动作区域中能够尽可能使机械臂臂部高速动作。其结果是，与在高速动作区域和低速动作区域之间不切换冲突检测灵敏度的情况相比，能够提高作业人员的安全性并能够提高工作效率。

所述冲突停止部也可形成为以使所述高速动作区域中的冲突检测灵敏度为零的形式切换冲突检测灵敏度的结构。根据上述结构，无需考虑冲突的误检测，因此在机械臂臂部的性能允许的限度内，能够在高速动作区域使机械臂臂部高速动作，提高工作效率。

上述机械臂系统中，也可将所述机械臂臂部的动作区域中，靠近作业人员的作业区域的部分设定为所述低速动作区域，将所述低速动作区域以外的部分设定为所述高速动作区域。

根据上述结构，即使万一作业人员接触到机械臂臂部，也能够使得机械臂臂部以低速度与作业人员冲突而灵敏度良好地停止。

所述控制部也可如下构成：使整体位于所述高速动作区域的所述连杆在第一最大速度以下的速度下动作，使至少一部分位于所述低速动作区域的所述连杆在第二最大速度以下的速度下动作。

根据上述结构，能够更可靠地确保作业人员的安全。

也可在所述高速动作区域和所述低速动作区域之间，从所述高速动作区域朝向所述低速动作区域依次排列设定有一个以上的中间速动作区域，所述控制部形成为在所述一个以上的中间速动作区域，使所述机械臂臂部从所述高速动作区域朝着所述低速动作区域分别在最大速度以下的速度下动作，所述最大速度是从低于所述第一最大速度的第三最大速度向高于所述第二最大速度的第四最大速度依次降低而得。

根据上述结构，能够逐步切换机械臂臂部的最大速度。

所述冲突停止部也可如下构成：在所述高速动作区域，所述一个以上的中间速动作区域以及所述低速动作区域中，以使分别位于其中的冲突检测灵敏度从所述高速动作区域向所述低速动作区域依次变高的形式，切换冲突检测灵敏度。

根据上述结构，能够逐步切换冲突检测灵敏度；

所述控制部亦可如下构成：在所述高速动作区域，所述一个以上的中间速动作区域以及所述低速动作区域中相互邻接的两个区域中，使所述机械臂臂部从该对应的最大速度较高的区域（以下，称为相对高速动作区域）向该对应的最大速度较低的区域（以下，称为相对低速动作区域）移动的情况下，使所述机械臂臂部从比所述两个区域的边界靠前起在与所述相对低速动作区域对应的最大速度以下的速度下动作，在使所述机械臂臂部从所述相对低速动作区域移动到所述相对高速动作区域的情况下，使所述机械臂臂部从比所述两个区域的边界靠前起在与所述相对高速动作区域对应的最大速度以下的速度下动作。

根据上述结构，在使机械臂臂部从相对高速动作区域向相对低速动作区域移动的情况下，机械臂臂部进入相对低速动作区域之前切换成低速动作，因此与最大速度不带有滞后特性的情况相比能够提高安全性，另一方面，在使机械臂臂部从相对低速动作区域向相对高速动作区域移动的情况下，由于在机械臂臂部进入相对高速动作区域之前切换成高速动作，因此与最大速度不带有滞后特性的情况相比，能够提高工作效率。

发明效果：

根据本发明，能够提供在确保安全性的同时能与人共存作业的机械臂系统。

附图说明

图1是示出根据第一实施形态的机械臂系统的结构的立体图；

图2是示意性示出图1的机械臂臂部的关节结构的图；

图3是图1的机械臂系统的俯视图；

图4是示出图1的机械臂系统的控制装置的结构的框图；

图5是说明图1的机械臂臂部的冲突检测处理的流程图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明涉及的实施形态进行说明。以下，对全部附图中相同或者相当的要素附予相同符号，并省略重复说明。

图1是示出根据第一实施形态的机械臂系统的结构的立体图。如图1所示，机械臂系统1具备机械臂主体（以下，仅称机械臂）2、以及控制机械臂2的控制装置3。机械臂系统1是用于作业人员和机械臂2共存地进行作业的系统。

机械臂2只要是具备由关节连接多个连杆而成的机械臂臂部的机械臂即可，其中机械臂臂部。本实施形态中，机械臂2是同轴双臂型的SCARA机械臂（Selective ComplianceAssembly Robot Arm；平面关节型机械臂）。机械臂2具备配置在基台9上的下臂10、和配置在下臂10上的上臂12。下臂10通过关节连接第一连杆10a和第二连杆10b而构成。上臂12通过关节连接第一连杆12a和第二连杆12b而构成。

控制装置3是经由控制线（未图示）和机械臂2连接，具备例如微控制器等计算机的机械臂控制器。控制装置3不限于单一的装置，也可以由多个装置构成。本实施形态中，控制装置3例如容纳在转向架4中。转向架4具备长方体的箱形的主体4a、安装在主体4a上部的转向架把手4b、以及设置在主体4a底面的四角的车轮4c。

图2是示意性地示出下臂10和上臂12的关节结构的图。如图2所示，下臂10具有作为转动关节的第一轴21和第二轴22、以及作为平移（直线运动）关节的第三轴23的三个自由度。上臂12具有作为转动关节的第四轴24和第五轴25、以及作为平移（直线运动）关节的第六轴26的三个自由度。

下臂10中，基台9的上表面设置有支持构件10s，水平延伸的第一连杆10a的一端部经由具有与基台9垂直的转动轴线的第一轴21与支持构件10s连接。第一连杆10a的另一端部经由具有铅垂的转动轴线的第二轴22与第二连杆10b的一端连接。第二连杆10b水平延伸。第二连杆10b的另一端部经由具有铅垂的平移方向的第三轴23与第一末端执行器11连接。由此，第一末端执行器11形成为能够在第二连杆10b的前端部通过第三轴23升降的结构。

上臂12中，下臂10的第一连杆10a的上表面设置有支持构件12s，水平延伸的第一连杆12a的一端部经由具有铅垂的转动轴线的第四轴24与支持构件12S连接。第四轴24配置为其转动轴线与第一轴21的转动轴线一致。第一连杆12a的另一端部经由具有铅垂的转动轴线的第五轴25与第二连杆12b的一端连接。第二连杆12b水平延伸。第二连杆12b的另一端部经由具有铅垂的平移方向的第六轴26与第二末端执行器13连接。由此，第二末端执行器13形成为能够在第二连杆12b的前端部通过第六轴26升降的结构。第一末端执行器11的基准位置和第二末端执行器13的基准位置设定在相互相同的水平位置（参照图1）。

构成下臂10和上臂12的各轴21~26由伺服机构（未图示）驱动。伺服机构具备用于对臂部进行位移驱动的驱动部和用于将驱动部的动力向臂部传递的传递机构。本实施形态中，驱动单元由电动马达、例如伺服马达实现。即，下臂10和上臂12形成为通过伺服机构按照控制装置3的指令而运动的结构。即，控制装置3形成为对伺服马达进行位置控制，从而以任意速度控制下臂10和上臂12动作的结构。这里，上臂12的第四轴24经由支持构件12S和下臂10的第一连杆10a，以共用转动轴线的方式与下臂的第一轴21连接，因此进行如下控制，即、以抵偿第一轴21的转动的形式转动之余进行给定的转动。

图3是机械臂系统1的俯视图。如图3所示，机械臂系统1例如形成为被引入生产线并在与作业人员相同的生产线上作业的结构。机械臂系统1的机械臂2带有基准坐标系（以下，称为基础坐标系）。该坐标系中，例如基台9的设置面和下臂10的第一轴21（参照图2）的转动轴线的交点为原点，第一轴21的转动轴线为Z轴，与Z轴正交的任意的轴为X轴，与Z轴和X轴正交的轴为Y轴。与机械臂2的下臂10和上臂12相对的动作区域20以该基础坐标系为基准而设定。本实施形态中，动作区域20在俯视图中为矩形，并设定为覆盖配置在机械臂2的正面上的工作台5。工作台5上例如配置有4种工件W1、W2、W3、W4。机械臂2形成为在动作区域20进行与作业人员相同作业的结构。动作区域20的左右两侧的区域分别是作业人员在工作台5上进行各自作业的作业区域。例如位于左侧的作业人员向机械臂2供应材料构件W1。机械臂2对被供应的材料构件W1安装第一零件W2和第二零件W3，完成加工品W4。位于右侧的作业人员对完成的加工品W4进行接下来的作业工序。

控制装置3控制下臂10和上臂12的动作以使下臂10和上臂12在动作区域20内动作。动作区域20具备高速动作区域20H和低速动作区域20L。低速动作区域20L是动作区域20中靠近作业人员的作业区域的部分，且俯视时设定为矩形的区域。动作区域20中低速动作区域20L以外的部分，且俯视时矩形的区域被设定为高速动作区域20H。本实施形态中，低速动作区域20L分别设定为高速动作区域20H左右两侧的区域。

控制装置3如下构成：在高速动作区域20H中，使下臂10和上臂12在第一最大速度以下的速度下动作，在低速动作区域20L中，使下臂10和上臂12在低于第一最大速度的第二最大速度以下的速度下动作。低速动作区域20L中的第二最大速度例如设定为ISO10218-1中规定为低速控制的250mm/s。由此，能够在高速动作区域20H中，尽可能使下臂10和上臂12以高速动作。由此，机械臂2的作业效率提高。

控制装置3如下构成：使整体位于高速动作区域20H的连杆在第一最大速度以下的速度下动作，使至少一部分位于低速动作区域20L的连杆在第二最大速度以下的速度下动作。由此，能够更可靠地确保作业人员的安全。

另外，控制装置3在使下臂10和上臂12从高速动作区域20H向低速动作区域20L动作时，缓慢降低臂部的动作速度，并在使臂部从低速动作区域20L向高速动作区域20H动作时，缓慢提升下臂10和上臂12的动作速度。由此，动作速度的急剧变化受到抑制，因此安全性提高。

另外，控制装置3具有检测下臂10或上臂12与物体冲突并使动作停止的冲突停止功能。控制装置3如下构成：在高速动作区域20H和低速动作区域20L之间，以使高速动作区域20H中的冲突检测灵敏度低于低速动作区域20L中的冲突检测灵敏度的形式，切换冲突检测灵敏度。由此，即使万一作业人员与下臂10或上臂12接触，也能够使下臂10或上臂12以低速度与作业人员冲突，而灵敏度良好地停止，并在高速动作区域20H尽可能以高速度使下臂10或上臂12动作。

以下，使用图4的框图对实现上述功能的控制装置3的具体结构进行说明。如图4所示，控制装置3具备移动量指令部31、电流发生回路32、冲突检测部33、电流限制部34和接口部35。控制装置3例如由计算机、微控制器等计算处理器实现，能够通过执行预定的程序，实现上述的移动量指令部31、冲突检测部33、电流限制部34。

这里伺服马达28作为对构成下臂10和上臂12的各轴21~26进行驱动的驱动单元而示出。这里仅示出一个伺服马达28，但是其他的伺服马达28也是同样。伺服马达28中安装有检测马达的位置（转动子相对于基准转动角度位置的转动角度位置）的编码器29、检测流过马达的电流值的电流传感器30。控制装置3经由接口部35，获取由编码器29检测的伺服马达28的位置和由电流传感器30检测的伺服马达28中流过的电流值。

移动量指令部31基于预定的位置指令值和来自编码器29的检测位置信息，计算电流指令值。移动量指令部31计算将下臂10和上臂12移动至预定的高速动作区域20H或低速动作区域20L所需的电流指令值。在臂部不与障碍物冲突的正常状态下，移动量指令部31计算的电流指令值发送至电流发生回路32。

电流发生回路32基于被发送的电流指令值而产生电流，使产生的电流流入伺服马达28。电流发生回路32是根据电流指令值产生马达28的驱动电流的放大器、所谓伺服放大器。如此，各轴21~26的伺服马达28被位置控制，因此控制装置3能够在高速动作区域20H中使下臂10和上臂12在第一最大速度以下的速度下动作，在低速动作区域20L中使下臂10和上臂12在低于第一最大速度的第二最大速度以下的速度下动作。另外，控制装置3通过坐标转换计算各连杆在作为基准的基础坐标系中的位置信息，以此能够使整体位于高速动作区域20H的连杆在第一最大速度以下的速度下动作，使至少一部分位于低速动作区域20L的连杆在第二最大速度以下的速度下动作。

冲突检测部33如后所述，基于来自编码器29的检测位置信息和来自电流传感器30的电流值，检测下臂10或上臂12与物体冲突，将表示发生冲突的冲突检测信号向电流限制部34输出。

电流限制部34在冲突检测部33给出冲突检测信号时，限制移动量指令部31计算的电流指令值，将限制的电流指令值发送到电流发生回路32。由此，在检测臂部冲突时，从电流发生回路32输出的电流相比电流限制前降低，而后发送到伺服马达28。这里限制电流可以是移动量指令部31的电流指令值以预定的减少率减少的情况，或不论移动量指令部31的电流值如何都限定于预定的一定值的情况中的任一种。也包括预定减少率为0%的情况。这种情况下，在限制电流时，从电流发生回路发送至伺服马达28的电流为零，伺服马达28中电流流动被阻止。

[冲突检测处理]

接着，使用图5的流程图对控制装置3中的冲突检测处理进行说明。该处理在控制装置3中每隔一定时间（例如20msec）重复执行。

首先，冲突检测部33（参照图4）基于表示构成机械臂2的下臂10和上臂12的各轴21~26（参照图2）在给定时间中的位置的变量，计算各轴产生的扭矩（步骤S1）。这里扭矩的计算使用典型的机械臂的运动方程式来进行。

接着，冲突检测部33计算为使伺服马达28产生计算而得的扭矩所需要的电流（以下，称为理论电流值）（步骤S2）。

接着，冲突检测部33获取电流传感器30中检测的、伺服马达28中实际流过的电流（以下，称为实际电流值），计算表示理论电流值和实际电流值的差的绝对值的差分电流值（步骤S3）。

接着，冲突检测部33判定差分电流值是否超过对各轴设定的第一基准值（步骤S4）。将差分电流值超过第一基准值的情况视作冲突发生，向电流限制部34（参照图4）输出表示检测到冲突的冲突检测信号（步骤S5）。之后，电流限制部34将限制的电流指令值发送至电流发生回路32，停止向伺服马达28的电流供应（步骤S6）。

另一方面，冲突检测部33在步骤S4中差分电流值未超过第一基准值的情况下，计算作为差分电流值的微分值的微分差分电流值（即，差分电流值的变化速度）（步骤S7），判定微分差分电流值是否超过对各轴21~26设定的第二基准值（步骤S8）。冲突检测部33将微分差分电流值超过第二基准值的情况视作冲突发生，转移至步骤S5以后的处理，另一方面，不超过的情况作为冲突未发生返回到开始（通常的位置控制处理）。

如此，本实施形态中，基于向伺服马达28供应的实际电流值，来检测与障碍物的冲突，其中伺服马达28对构成机械臂2的下臂10和上臂12的各轴21~26进行驱动，因此不需要为了检测冲突而特别设置扭矩传感器或观测器，能够简化结构。

另外，由于差分电流值的变化量和表示其变化速度的微分差分电流值中任一者超过分别设定的第一基准值或第二基准值时，判定为冲突发生，因此不论被驱动构件的驱动速度的大小如何，都能够更迅速且正确地检测冲突。

[冲突检测灵敏度]

接着，对冲突检测灵敏度进行说明。如果将冲突判定（步骤S4和步骤S8）中的第一基准值、第二基准值的值缩小，则能够提高冲突检测的灵敏度，但是各设定值过小时，由电噪音等引起的驱动电流偏移被判断为冲突发生等的误检测变多，冲突检测的可靠性受损。另一方面，如果各基准值的设定值过大，则冲突检测的灵敏度降低，结果会导致延迟冲突检测时间。因此，为了迅速且正确进行冲突检测，需要适当设定第一基准值、第二基准值。

因此，本实施形态中，冲突检测部33在高速动作区域20H和低速动作区域20L之间，以使高速动作区域20H中的冲突检测灵敏度低于低速动作区域20L中的冲突检测灵敏度的形式，切换冲突检测灵敏度。即，将高速动作区域20H的各基准值设定得比低速动作区域20L的各基准值高。本实施形态中，设定为高速动作区域20H中的冲突检测灵敏度为零。由此，无需考虑冲突的误检测，因此能够在机械臂臂部的性能允许的限度内，在高速动作区域中使机械臂臂部高速动作，提高工作效率。

如上所述，在检测机械臂臂部与物体冲突的冲突检测中，存在越提高冲突检测灵敏度（降低应当判定为冲突的阈值信号水平），起因于噪音等的误检测的概率（以下，称为误检测率）越高的倾向。另外，存在如本实施形态那样越提高机械臂臂部的动作速度，误检测率越高的倾向。

根据本实施形态，由于冲突检测部33在高速动作区域20H和低速动作区域20L之间，以使高速动作区域20H的冲突灵敏度低于低速动作区域20L中的冲突检测灵敏度的形式，切换冲突检测灵敏度，因此与在高速动作区域20H和低速动作区域20L之间不切换冲突检测灵敏度的情况相比，能够将高速动作区域20H和低速动作区域20L之间的误检测率维持为一定，并相对于低速动作区域20L相对提高高速动作区域20H的最大动作速度。

因此，通过将机械臂臂部（上臂12和下臂10）的动作区域20中靠近作业人员的作业区域的部分设定为低速动作区域20L，并将低速动作区域20L中的冲突检测灵敏度设定得尽可能高，以此，即使万一作业人员接触到机械臂臂部（上臂12和下臂10），也能够使得机械臂臂部（上臂12和下臂10）以低速度与作业人员冲突而灵敏度良好地停止，另一方面，能够在高速动作区域20H中尽可能使机械臂臂部高速动作。

其结果是，与在高速动作区域20H和低速动作区域20L之间不切换冲突检测灵敏度的情况相比，能够提高作业人员的安全性并能够提高工作效率。

另外，本实施形态的机械臂2由于是同轴双臂型的机械臂，因此设置空间小，且能执行与人进行的精细手工作业相同的作业，因此能够在生产线上与人容易地替换；

（其他实施形态）

另外，作为其他实施形态，也可以在高速动作区域20H和低速动作区域20L之间，按照从高速动作区域20H向低速动作区域20L依次并排设定有一个以上的中间速动作区域20M（未图示），在一个以上的中间速动作区域20M中，控制装置3形成为使所述机械臂臂部从高速动作区域20H向低速动作区域20L分别在最大速度以下的速度下动作，所述最大速度是从低于第一最大速度的第三最大速度向高于第二最大速度的第四最大速度依次降低而得。由此，能够逐步切换机械臂臂部（10、12）的最大速度。能够进行最大速度的多阶段设定；

冲突检测部33也可以形成为在高速动作区域20H、一个以上的中间速动作区域20M以及低速动作区域20L中，以使分别位于其中的冲突检测灵敏度从高速动作区域20H向低速动作区域20L依次变高的形式，切换冲突检测灵敏度。由此，能够逐步切换冲突检测灵敏度。能够进行冲突检测灵敏度的多阶段设定；

进一步，控制装置3可以如下构成：在高速动作区域20H、一个以上的中间速动作区域20M以及低速动作区域20L中相互邻接的两个区域中，使机械臂臂部（10、12）从该对应的最大速度较高的区域（以下，称为相对高速动作区域）向该对应的最大速度较低的区域（以下称为相对低速动作区域）移动时，使机械臂臂部（10、12）从比两个区域的边界靠前起在相对低速动作区域对应的最大速度以下的速度下动作，在使机械臂臂部（10、12）从相对低速动作区域向相对高速动作区域移动时，使机械臂臂部（10、12）从比两个区域的边界靠前起在相对高速动作区域对应的最大速度以下的速度下动作。由此，在使机械臂臂部（10、12）从相对高速动作区域向相对低速动作区域移动的情况下，机械臂臂部（10、12）进入相对低速动作区域之前切换成低速动作，因此与最大速度中不带有滞后特性的情况相比能够提高安全性，另一方面，在使机械臂臂部（10、12）从相对低速动作区域向相对高速动作区域移动的情况下，由于在机械臂臂部（10、12）进入相对高速动作区域之前切换成高速动作，因此与最大速度不带有滞后特性的情况相比能够提高工作效率。

另外，本实施形态中，形成为在冲突检测后动作立即停止的结构，但是不限于此。例如在检测到冲突的情况下，也可以进行去除因冲突而在被驱动构件和障碍物之间产生的应力的应力去除处理。即，控制装置3检测臂部是否与障碍物冲突，在臂部检测到与障碍物冲突的情况下，基于到冲突为止的路径，以使离距离障碍物规定距离的形式控制臂部的动作。具体而言，冲突检测部33在检测到冲突的情况下，关于使从伺服马达28的理论电流值减去其实际电流值的值与该理论电流值不同符号的轴，进行向与当前驱动方向的反向驱动的后退处理，关于使从伺服马达28的理论电流值减去其实际电流值的值与该理论电流值相同符号的轴，进行向与当前驱动方向的同向的驱动的前进处理。由此，能够缓和冲突的冲击，进一步提高安全性。

另外，本实施形态中，形成为手动设定冲突检测时的冲突检测灵敏度（第一基准值、第二基准值），并在高速动作区域20H和低速动作区域20L之间切换灵敏度的结构，但是也可以自动设定。即，预先使机械臂2进行特定作业，学习该机械臂2的每个动作在各轴21~26内产生的最大扭矩，基于该学习的最大扭矩来设定第一基准值、第二基准值。由此，根据动作环境设定与冲突检测的灵敏度适合的最佳值。

另外，本实施形态中，高速动作区域20H和低速动作区域20L的速度切换通过控制装置3中的软件处理来切换，但是例如也可以通过传感器等硬件来判断臂部超过了区域，从而切换动作。

另外，本实施形态中，形成为基于伺服马达28的检测位置信息和电流值来检测冲突的结构，但是不限于此。机械臂系统1可以还具备设置在臂部上的影像传感器，控制装置3基于影像传感器拍摄的图像，来检测与障碍物冲突。由此，能够通过影像传感器来取代或协助本实施形态的冲突检测功能。另外，也可以使用加速度传感器、压力传感器等其他的冲突检测传感器。

另外，本实施形态中，机械臂2是同轴双臂型的scara机械臂，但是不限于此。例如，可以是单臂机械臂，也可以是垂直多关节机械臂。

另外，本实施形态中，低速动作区域20L和高速动作区域20H俯视时设定在矩形区域，但是不限于此，可以是以任意形状限定的区域。

根据上述说明，对于本领域技术人员而言，本发明的很多改良或其他实施形态是显而易见的。因此，上述说明应当仅解释为例示，提供的目的在于向本领域技术人员教示执行本发明的最佳的方式。在不脱离本发明的精神的情况下，能够实质上变更其他构成和功能的一者或两者的详情。

工业应用性：

本发明在作业人员和机械臂共存地进行作业的机械臂系统中有用。

符号说明：

1 机械臂系统

2 机械臂主体

3 控制装置

4 转向架

5 工作台

9 基台

10 下臂

10a 第一连杆（下臂）

10b 第二连杆（下臂）

11 第一末端执行器

12 上臂

12a 第一连杆（上臂）

12b 第二连杆（上臂）

13 第二末端执行器

20 动作区域

20H 高速动作区域

20L 低速动作区域

21~26 第一轴~第六轴

28 伺服马达

29 编码器

30 电流传感器

31 移动量指令部

32 电流发生回路

33 冲突检测部

34 电流限制部

35 接口部。

Claims (7)

1.一种机械臂系统，是用于作业人员和机械臂共存地进行作业的机械臂系统，具备：

具备由关节连接多个连杆而成的机械臂臂部的机械臂；

控制所述机械臂臂部动作的控制部；以及

检测所述机械臂臂部与物体冲突并使机械臂臂部停止的冲突停止部；

针对所述机械臂臂部设定有高速动作区域和低速动作区域；

所述控制部如下构成：所述高速动作区域中，使所述机械臂臂部在第一最大速度以下的速度下动作，在所述低速动作区域中，使所述机械臂臂部在低于所述第一最大速度的第二最大速度以下的速度下动作；

所述冲突停止部如下构成：在所述高速动作区域和所述低速动作区域之间，以使所述高速动作区域中的冲突检测灵敏度低于所述低速动作区域中的冲突检测灵敏度的形式，切换冲突检测灵敏度。

2.根据权利要求1所述的机械臂系统，其特征在于，

所述冲突停止部形成为以使所述高速动作区域中的冲突检测灵敏度为零的形式切换冲突检测灵敏度的结构。

3.根据权利要求1或2所述的机械臂系统，其特征在于，

将所述机械臂臂部的动作区域中，靠近作业人员的作业区域的部分设定为所述低速动作区域，将所述低速动作区域以外的部分设定为所述高速动作区域。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机械臂系统，其特征在于，

所述控制部如下构成：使整体位于所述高速动作区域的所述连杆在第一最大速度以下的速度下动作，并使至少一部分位于所述低速动作区域的所述连杆在第二最大速度以下的速度下动作。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机械臂系统，其特征在于，

在所述高速动作区域和所述低速动作区域之间，从所述高速动作区域朝向所述低速动作区域依次排列设定有一个以上的中间速动作区域；

所述控制部形成为在所述一个以上的中间速动作区域，使所述机械臂臂部从所述高速动作区域朝着所述低速动作区域分别在最大速度以下的速度下动作，所述最大速度是从低于所述第一最大速度的第三最大速度向高于所述第二最大速度的第四最大速度依次降低而得。

6.根据权利要求5所述的机械臂系统，其特征在于，

所述冲突停止部如下构成：在所述高速动作区域，所述一个以上的中间速动作区域以及所述低速动作区域中，以使分别位于其中的冲突检测灵敏度从所述高速动作区域向所述低速动作区域依次变高的形式，切换冲突检测灵敏度。

7.根据权利要求5或6所述的机械臂系统，其特征在于，

所述控制部如下构成：在所述高速动作区域，所述一个以上的中间速动作区域以及所述低速动作区域中相互邻接的两个区域中，使所述机械臂臂部从该对应的最大速度较高的区域（以下，称为相对高速动作区域）向该对应的最大速度较低的区域（以下，称为相对低速动作区域）移动的情况下，使所述机械臂臂部从比所述两个区域的边界靠前起在与所述相对低速动作区域对应的最大速度以下的速度下动作，在使所述机械臂臂部从所述相对低速动作区域移动到所述相对高速动作区域的情况下，使所述机械臂臂部从比所述两个区域的边界靠前起在与所述相对高速动作区域对应的最大速度以下的速度下动作。