CN107877548B - 进行作业员与机器人的协同作业的生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种进行作业员与机器人的协同作业的生产系统，具有：机器人、机器人控制装置以及人检测部。控制装置具有：第一速度比较部，其具有如下功能：在机器人的当前速度超过预定基准速度时使动力切断部动作，从而停止机器人的动作；以及外力比较部，其具有如下功能：在施加给机器人的当前外力超过预定基准力时使动力切断部动作，从而停止机器人的动作。控制装置在由人检测部检测出人没有进入协同动作区域的期间，使第一速度比较部以及外力比较部的功能无效。通过这样的生产系统，在机器人与作业员在相同空间协同进行作业的生产现场，能够确保作业员的安全，并且提升作业员与机器人的协同作业的效率。

Description

进行作业员与机器人的协同作业的生产系统

技术领域

本发明涉及一种具有协同动作区域的生产系统，所述协同动作区域用于供机器人与作业员同时进入来协同地进行作业。

背景技术

大多希望在生产现场作业员在要运转的机器人的可动范围内进行程序作业等来提升生产性。在这样的生产现场中，在作业员进入到机器人的可动范围内供给机器人所需的部品或者取出部品这样的情况下，作业员与机器人需要在相同空间进行作业。这样的情况下，通常作业员为了确保安全需要在停止机器人之后进入到其可动范围内。但是，若作业员每次要进入机器人的可动范围内都停止机器人，则生产性显著降低。

在日本专利第4648486号公报中提出了如下方法：在机器人进入到机器人与作业员能够同时进入的协同动作区域时，若作业员进入协同动作区域，则在作业员进入之前降低机器人的动作速度。根据该方法，即使是机器人与作业员在相同空间协同地进行作业的情况下，也可以不使机器人的生产性显著降低。但是，即使例如降低机器人的动作速度，在作业员与机器人接触时如果机器人不停止，则作业员还是会受到严重伤害。

此外，在日本专利第5927284号公报中还提出了具有如下接触停止功能的机器人系统：为了确保作业员的安全，在作业员与机器人接触时，检测外力而停止机器人。

与作业员在相同空间协同地进行作业的机器人需要低速进行动作，以便在与作业员接触时不会对作业员施加过大的接触力。但是，为了提升机器人的作业效率，需要使机器人高速动作。因此，为了尽可能不使机器人的作业效率降低，研究了当作业员处于远离机器人的安全场所时使机器人高速动作的方法。但是，存在如下情况：若使具有上述的日本专利第5927284号公报所示的接触停止功能的机器人高速动作，则因机器人自身产生的力而启动接触停止功能，造成机器人停止。

发明内容

本发明提供一种生产系统，在机器人与作业员在相同空间协同地进行作业的生产现场，可以确保作业员的安全，并且可以使作业员与机器人的协同作业的效率提升。

根据本公开的一方式提供一种生产系统，具有：机器人；控制该机器人的控制装置；人检测部，其检测作业员是否进入协同动作区域，该协同动作区域用于所述机器人和所述作业员同时进入来协同地进行作业；速度检测部，其检测所述机器人的速度；以及外力检测部，其检测施加给所述机器人的外力，其特征在于，

所述控制装置具有：

动力切断部，其切断供给到所述机器人的动力；

基准速度存储部，其存储预定基准速度；

基准力存储部，其存储预定基准力；

第一速度比较部，其具有如下功能：将由所述速度检测部检测出的所述机器人的当前速度与存储于所述基准速度存储部的所述预定基准速度进行比较，在所述当前速度超过所述预定基准速度时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作；以及

外力比较部，其具有如下功能：将由所述外力检测部检测出的施加给所述机器人的当前外力与存储于所述基准力存储部的所述预定基准力进行比较，在所述当前外力超过所述预定基准力时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述第一速度比较部以及所述外力比较部的功能无效。

附图说明

从附图所示的本公开的典型实施方式的详细说明中可以进一步明确本发明的这些目的、特征以及优点和其他的目的、特征以及优点。

图1是例示了能够应用本公开的生产系统的机器人和该机器人的周边结构的侧视图。

图2是表示第一实施例的生产系统的功能框图。

图3是表示第二实施例的生产系统的功能框图。

图4是表示第三实施例的生产系统的功能框图。

图5是表示第四实施例的生产系统的功能框图。

图6是表示第五实施例的生产系统的功能框图。

图7是表示第六实施例的生产系统的功能框图。

图8是表示第七实施例的生产系统的功能框图。

具体实施方式

接下来，参照附图对本公开的实施方式进行说明。在要参照的附图中，对同样的结构部分或者功能部分标注同样的参照符号。为了容易理解，这些附图可以适当变更比例尺。此外，附图所示的方式是用于执行本发明的一个示例，本发明并非局限于图示的方式。

图1是例示了能够应用于本公开的生产系统的机器人和该机器人的周边结构的侧视图。

在图1所示的生产系统10中，人11接近机器人12，人11与机器人12在相同空间协同地进行作业。人11是与机器人12协同地进行作业的作业员，例如是进行工件的最终定位与固定的作业员，通过机器人12对所述工件进行了安装作业。

机器人12是由垂直多关节式机械手构成的工业用机器人。为了将机器人12设置于床部L，而在床部L上固定有固定板13。在固定板13上配置有力传感器14，并且在力传感器14上配置有机器人12的机器人基座15。

力传感器14被用作检测施加给机器人12的外力优选的是人11与机器人12接触时的外力(所谓的接触力)的外力检测装置。在力传感器14内包含有检测因外力引起的力传感器14的变形的变形检测器，例如应变仪尤其是半导体应变仪。更具体来说，力传感器14具有力传感器主体、紧贴于力传感器主体的应变仪。力传感器14在图1中安装于机器人基座15，但是也可以安装于机器人12的其他部分例如构成机器人臂部16的连杆之间的关节部。此外，力传感器14也可以通过加速度传感器来取得机器人12触碰时的加速度，以取得的加速度为基础将能够计算出的力检测为接触力。

在机器人臂部16的末端安装有机器人手腕法兰17。在机器人手腕法兰17的末端设置有把手18或者作业工具(未图示)等。把手18可以根据来自机器人控制装置21的指令来把持工件W，可以在机器人12将工件W移动至目的地场所之后释放工件W。

如图1所示，在机器人12的附近设置有：人检测部19，其对人11是否进入协同动作区域A进行检测，所述协同动作区域A作为人11与机器人12同时进入进行协同作业的区域。

人检测部19在协同动作区域A与该外侧区域的边界形成二维检测区域20。或者，人检测部19也可以形成包含上述的协同动作区域A在内的三维检测区域(未图示)。能够利用光电传感器的检测范围或者监视照相机的监视范围等形成这样的二维或者三维检测区域。此外，优选的是，上述的协同动作区域A至少包含机器人12的结构部分能够物理移动的范围，例如由构成机器人臂部16的连杆的能够旋转范围决定的范围。

并且，机器人12与机器人控制装置21相连。上述的力传感器14以及人检测部19也与机器人控制装置21相连。

机器人控制装置21是数字计算机，控制机器人12的动作。更具体来说，机器人控制装置21通过对驱动机器人12的各轴的伺服电动机提供预定的动作指令(例如，转矩指令、速度指令、位置指令等)使机器人臂部16动作。

以下，列举人11与机器人12在上述的协同动作区域A中协同地进行作业的生产系统10的各种实施例。

图2是表示第一实施例的生产系统10A的功能框图。

第一实施例的生产系统10A如图2所示，包含：人检测部19、协同模式指令部22、速度检查切断部23、接触停止切断部24、速度检测部25、基准速度存储部26、速度比较部27、外力检测部28、基准力存储部29、外力比较部30、电动机31、电动机电源32、动力切断部33、伺服放大器34、以及动作指令部35等。以下，参照图2对这些功能进行说明。

人检测部19如上所述具有检测人11是否进入协同动作区域A(参照图1)的功能。

协同模式指令部22向机器人12提供开始协同模式即开始与人11协同地进行作业的机器人12的动作模式的指令。该指令中至少包含速度比较部27所使用的基准速度和外力比较部30所使用的基准力等参数。

上述的基准速度经由速度检查切断部23被输入并存储于基准速度存储部26中。上述的基准力经由接触停止切断部24被输入并存储于基准力存储部29中。各存储部26、29例如是RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)这样的存储器装置或硬盘这样的磁存储装置等。

速度比较部27具有如下功能：将存储于基准速度存储部26的预定基准速度与机器人12的当前速度进行比较，在机器人12的当前速度超过该预定基准速度时，使后述的动力切断部33动作。使用速度检测部25例如位置编码器来取得机器人12的当前速度，所述速度检测部25检测驱动机器人12的电动机31的转速。

外力比较部30具有如下功能：将存储于基准力存储部29的预定基准力与当前施加给机器人12的外力进行比较，在机器人12当前的外力超过该预定基准力时，使后述的动力切断部33动作。使用外力检测部28来取得机器人12当前的外力。外力检测部28是设置于图1所示的机器人基座15或机器人臂部16的关节部等的力传感器14等外力检测装置。

驱动机器人12的电动机31是伺服电动机。动作指令部35将按照预先制作出的机器人动作程序使机器人12动作的指令信号(动作指令)输出给伺服放大器34。机器人动作程序存储于图1所示的机器人控制装置21内。

伺服放大器34具有如下功能：受理从动作指令部35输出的指令信号，为使该指令信号与来自位置编码器(未图示)的输出信号一致而控制电动机31，所述位置编码器检测电动机31旋转轴的旋转位置。优选的是，上述位置编码器还被用作速度检测部25。

电动机电源32是向伺服放大器34供给使电动机31动作的电力(动力)的电源。

动力切断部33具有切断通向电动机31的电力来停止机器人12的功能。该动力切断部33在以下情况中的至少一种情况下进行动作来切断通向电动机31的电力：在使用速度比较部27的速度比较中机器人12的当前速度超过基准速度的情况，以及，在使用外力比较部30的外力比较中机器人12的当前外力超过基准力的情况。

优选的是，上述的基准速度是机器人12与人11触碰时不会对人11造成伤害的机器人动作速度中的最大值。例如，在协同作业机器人等的标准(ISO10218-1)中，协同动作区域中的机器人的最高速度预定为250mm/s，因此，可以将上述的基准速度设定为250mm/s。当然，基准速度也可以设定为比250mm/s低的速度。

此外，优选的是，上述的基准力是机器人12与人11接触时不会对人11造成伤害的接触力中的最大值。这样的基准速度和基准力的定义在后述的其他实施例中也是相同的。

速度检查切断部23具有如下功能：在人检测部19检测出人11没有进入协同动作区域A的期间，不进行使用所述速度比较部27的速度比较。也就是说，速度检查切断部23在人11不处于协同动作区域A的期间使速度比较部27的功能无效，动力切断部33不进行动作。在由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A时，速度检查切断部23使速度比较部27的功能有效。

接触停止切断部24还具有如下功能：在由人检测部19检测出人11没有进入协同动作区域A的期间，不进行使用所述外力比较部30的外力比较。也就是说，接触停止切断部24在人11不处于协同动作区域A的期间使外力比较部30的功能无效，动力切断部33不进行动作。在由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A时，接触停止切断部24使外力比较部30的功能有效。

此外，上述的协同模式指令部22、速度检查切断部23、接触停止切断部24、基准速度存储部26、速度比较部27、基准力存储部29、外力比较部30、电动机31、电动机电源32、动力切断部33、伺服放大器34、以及动作指令部35设置于图1所示的机器人控制装置21中。并且，所述的速度检测部25、外力检测部28、以及电动机31设置于图1所示的机器人12中。这方面在后述的其他实施例中也是相同的。

根据上述那样的第一实施例的生产系统10A，获得如下作用以及效果。

在图2中，动作指令部35通过按照机器人动作程序向伺服放大器34输出端子指令，伺服放大器34控制电动机31。由此，机器人12的机器人臂部16和把手18等按动作指令进行动作。

像这样机器人12在协同动作区域A进行动作，在由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A时，速度检查切断部23使速度比较部27的功能有效，接触停止切断部24使外力比较部30的功能有效。该情况下，在由速度检测部25检测的机器人12的速度超过预定基准速度时动力切断部33进行动作而切断通向电动机31的电力，因此，机器人12的动作停止。此外，在由外力检测部28检测的施加给机器人12的外力超过预定基准力时动力切断部33进行动作而切断通向电动机31的电力，因此，机器人12的动作停止。

也就是说，在人11处于协同动作区域A的状况下，在机器人12的速度超过预定基准速度，或因人11与机器人12接触等引起对机器人12的外力超过预定基准力时，机器人12的动作停止。由此，对于在协同动作区域A中与机器人12协同进行作业的人11可以确保安全。

另一方面，在由人检测部19检测出人11没有进入协同动作区域A的期间，速度检查切断部23使速度比较部27的功能无效，接触停止切断部24使外力比较部30的功能无效。该情况下，即使由速度检测部25检测的机器人12的速度超过预定基准速度，或由外力检测部28检测的对机器人12的外力超过预定基准力动力，切断部33也不进行动作，因此机器人12的动作不停止。

由此，在人11没有处于协同动作区域A的状况下，可以使机器人12以比上述预定基准速度高的速度动作。并且，在使机器人12以高速动作时即使机器人12自身产生的力超过上述预定基准力，机器人12的动作也不停止。

更详细来说，有时在使机器人12高速动作时机器人12自身产生的力，例如弯曲载荷和扭转载荷等通过外力检测部28而被检测为针对机器人12的外力。该情况下，若通过外力比较部30判定为该机器人12自身产生的力超过上述预定基准力，则即使人11不处于协同动作区域A动力切断部33也会进行动作而使机器人12停止。但是，在本实施例中，由于在人11不处于协同动作区域A的期间使外力比较部30的功能无效，因此不会产生上述那样的问题。在人11不处于协同动作区域A的期间可以指示机器人12高速动作，因此，可以提升作业员与机器人的协同动作的效率。

接下来，对第二实施例的生产系统10B进行说明。但是，以下主要对与上述第一实施例不同的方面进行说明，对与上述第一实施例相同的结构要素使用相同的符号省略它们的说明。

图3是表示第二实施例的生产系统10B的功能框图。

第二实施例的生产系统10B如图3所示，相对于所述第一实施例的生产系统10A(参照图2)还具有指令速度调节部36和指令速度调节切断部37。

图3所示的指令速度调节部36具有如下功能：将从动作指令部35向伺服放大器34输出的动作指令所包含的指令速度全部调节为预定的限制速度以下。在该调节过程中，使来自动作指令部35的动作指令中包含的指令速度全部以一定比例降低。也就是说，由指令速度调节部36使指令给机器人12的所有动作速度一样降低而限制为预定限制速度以下。

另一方面，图3所示的指令速度调节切断部37具有如下功能：在由人检测部19检测出人11没有进入协同动作区域A的期间，不进行使用所述指令速度调节部36的指令速度调节。也就是说，指令速度调节切断部37在人11不处于协同动作区域A的期间使指令速度调节部36的功能无效。在由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A时，指令速度调节切断部37使指令速度调节部36的功能有效。

优选的是，上述限制速度的值是外力比较部30不使动力切断部33动作的机器人动作速度中的最大值。如第一实施例已经说明那样，在由外力比较部30判定为在机器人12的高速动作过程中该机器人12自身产生的力超过预定基准力时，机器人12的动作停止。因此，没有引起这样状况的机器人12的速度被选定为上述的限制速度。这样的限制速度的定义在后述的其他实施例中也一样。

上述限制速度的值包含于来自协同模式指令部22的指令中，通过开始协同模式而从协同模式指令部22经由指令速度调节切断部37输入到指令速度调节部36。

所述指令速度调节部36以及指令速度调节切断部37设置于图1所示的机器人控制装置21。

根据上述的第二实施例的生产系统10B，不仅获得所述第一实施例的作用以及效果，还获得如下的作用以及效果。

从动作指令部35输出的、包含机器人12的指令速度在内的动作指令记述于机器人控制装置21内的机器人动作程序中。在人11处于协同动作区域A时使机器人12执行低速动作，且在人11不处于协同动作区域A时使机器人12执行高速动作，在记述了机器人动作程序时，程序变得繁杂，确认程序花费时间。

为了避免这样的问题，第二实施例中的机器人控制装置21具有：指令速度调节部36，其通过使来自动作指令部35的动作指令中包含的指令速度全部以一定比例降低而将该指令速度调节为预定限制速度以下。并且，该指令速度调节部36的功能在人11进入协同动作区域A时为有效，在人11没有进入协同动作区域A时为无效。

通过以上，即使只记述了使机器人12执行高速动作的程序，本实施例的机器人控制装置21也可以在人11进入协同动作区域A时使机器人12低速动作。此外，机器人动作程序也简单。

接下来，对第三实施例的生产系统10C进行说明。但是，以下主要对与上述第一实施例不同的方面进行说明，对与上述第一实施例相同的结构要素使用相同的符号省略它们的说明。

图4是表示第三实施例的生产系统10C的功能框图。

第三实施例的生产系统10C如图4所示，相对于所述第一实施例的生产系统10A(参照图2)还具有：第二速度比较部38、限制速度存储部39、指令速度调节部40、以及指令速度调节切断部41。

图4所示的速度比较部38具有如下功能：通过将根据动作指令部35输出的动作指令中包含的指令速度中推定的机器人12的速度(以下，称为推定速度。)与存储于限制速度存储部39的预定限制速度进行比较，判定推定速度是否超过预定限制速度。虽未图示，但是优选的是，求出上述推定速度的推定速度计算部设置于动作指令部35与速度比较部38之间。此外，速度比较部38也可以具有求出上述推定速度的功能。

指令速度调节部40具有如下功能：仅将来自动作指令部35的动作指令中包含的指令速度中的、成为由速度比较部38判定为超过预定限制速度的推定速度的指令速度调节为该限制速度以下。此外，对于来自动作指令部35的动作指令中包含的指令速度中的、成为预定限制速度以下的推定速度的指令速度，指令速度调节部40不调节指令速度而发送给伺服放大器24。

指令速度调节切断部41具有如下功能：在由人检测部19检测出人11没有进入协同动作区域A的期间，不进行使用指令速度调节部40的指令速度调节。也就是说，指令速度调节切断部41在人11不处于协同动作区域A的期间使指令速度调节部40的功能无效。在由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A时，指令速度调节切断部41时指令速度调节部40的功能有效。

存储于限制速度存储部39的限制速度的值包含于来自协同模式指令部22的指令中，通过开始协同模式而从协同模式指令部22经由指令速度调节切断部41输入到限制速度存储部39。

所述速度比较部38、限制速度存储部39、指令速度调节部40、以及指令速度调节切断部41设置于图1所示的机器人控制装置21中。

根据上述的第三实施例的生产系统10C，不仅获得所述第一实施例的作用以及效果，还获得如下的作用以及效果。

在之前所说明的第二实施方式的生产系统10B中，在检测出人11进入协同动作区域A时，将来自动作指令部35的动作指令中包含的指令速度全部以一定比例降低。由此，即使只有使机器人12执行高速动作的程序被记述为机器人动作程序，当人11处于协同动作区域A时也进行机器人12的低速动作。

但是，在进行抓取工件W时的动作等需要细腻动作的作业工序中，即使在人11不处于协同动作区域A时，机器人12也需要低速进行动作。该情况下，若由所述第二实施方式的生产系统10B的机器人控制装置21来执行使机器人12低速动作的程序，则基于该程序的指令速度在检测出人11进入协同动作区域A时以一定比例降低。也就是说，原本低速进行的动作更加缓慢。

为了避免这样的问题，第三实施例中的机器人控制装置21具有：指令速度调节部40，其仅将来自动作指令部35的动作指令中包含的指令速度中的、成为由速度比较部38判定为超过预定限制速度的推定速度的指令速度调节为该预定限制速度以下。并且，该指令速度调节部40的功能在人11进入协同动作区域A时为有效，在人11没有进入协同动作区域A时为无效。

通过以上，在人11处于协同动作区域A的状况下，可以只在使机器人12以比预定限制速度高的速度进行动作的指令输出时，将机器人12的速度降低至该预定限制速度以下。另一方面，在输出使机器人12以预定限制速度以下的低速动作的指令时，不进行使机器人12的指令速度降低那样的指令速度调节，因此，可以防止进行抓取工件W时的动作等原本低速进行的动作不必要的降低。

接下来，对第四实施例的生产系统10D进行说明。但是，以下主要对与上述第二实施例不同的方面进行说明，对与上述的第二实施例相同的结构要素使用相同的符号省略它们的说明。

图5是表示第四实施例的生产系统10D的功能框图。

第四实施例的生产系统10D如图5所示，相对于所述第二实施例的生产系统10B(参照图3)，还具有速度比较延迟部42。该速度比较延迟部42设置于图1所示的机器人控制装置21中。

在所述第二实施例的生产系统10B(参照图3)中，在由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A时，速度检查切断部23将速度比较部27的功能从无效切换为有效。

与之对应地，在第四实施例中，图5所示的速度比较延迟部42从由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A的时间点起，延迟使速度比较部27的功能有效预定的微小时间“秒”。

根据上述那样的第四实施例的生产系统10D，不仅获得所述第二实施例的作用以及效果，还获得如下的作用以及效果。

通过检测人11进入到协同动作区域A使指令速度调节部36有效，即使指令速度调节部36使来自动作指令部35的指令速度以一定比例降低，机器人12实际的速度也不会急剧降低。由于在机器人12的速度降低之前需要一定时间，因此在该一定时间内当机器人12的速度超过预定基准速度时，通过来自速度比较部27的信号使动力切断部33动作，而导致机器人12的动作停止。

为了避免这样的问题，在第四实施例的机器人控制装置21中，在速度比较部27的前段设置有速度比较延迟部42。由此，从由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A的时间点起经过上述一定时间之后使速度比较部27的功能有效。因此，可以防止上述那样的在机器人12的速度降低之前不必要地停止机器人12这样的问题。

接下来，对第五实施例的生产系统10E进行说明。但是，以下主要对与上述第三实施例不同的方面进行说明，对与上述第三实施例相同的结构要素使用相同的符号省略它们的说明。

图6是表示第五实施例的生产系统10E的功能框图。

第五实施例的生产系统10E如图6所示，相对于所述第三实施例的生产系统10C(参照图4)还具有速度比较延迟部42。该速度比较延迟部42设置于图1所示的机器人控制装置21。

在所述第三实施例的生产系统10C(参照图4)中，在由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A时，速度检查切断部23将速度比较部27的功能从无效切换为有效。

与之对应地，在第五实施例中，图6所示的速度比较延迟部42从由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A的时间点起，延迟使速度比较部27的功能有效预定的微小时间“秒”。

根据上述那样的第五实施例的生产系统10E，不仅获得所述第三实施例的作用以及效果，还获得与所述第四实施例相同的作用以及效果。

通过检测人11进入到协同动作区域A使指令速度调节部40有效，即使指令速度调节部40在使机器人12以比预定限制速度高的速度动作的指令输出的时间点将该机器人12的指令速度降低至该预定限制速度以下，机器人12实际的速度也不会急剧降低。由于在机器人12的速度降低之前需要一定时间，因此在该一定时间内当机器人12的速度超过预定基准速度时，通过来自速度比较部27的信号使动力切断部33动作，而导致机器人12的动作停止。

为了避免这样的问题，在第五实施例的机器人控制装置21中，以与所述第四实施例相同的方式，在速度比较部27的前段设置有速度比较延迟部42。由此，从由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A的时间点起经过上述一定时间之后速度比较部27的功能有效。因此，可以防止上述那样的在机器人12的速度降低之前不必要地停止机器人12这样的问题。

接下来，对第六实施例的生产系统10F进行说明。但是，以下主要对与上述第二实施例不同的方面进行说明，对与上述第二实施例相同的结构要素使用相同的符号省略它们的说明。

图7是表示第六实施例的生产系统10F的功能框图。

第六实施例的生产系统10F如图7所示相对于所述第二实施例的生产系统10B(参照图3)，还具有外力比较延迟部43。外力比较延迟部43设置于图1所示的机器人控制装置21。

在所述第二实施例的生产系统10B(参照图3)中，在由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A时，接触停止切断部24将外力比较部30的功能从无效切换为有效。

与之对应地，在第六实施例中，图7所示的外力比较延迟部43从由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A的时间点起，延迟使外力比较部30的功能有效预定的微小时间“秒”。此外，该第六实施例的生产系统10F也可以追加具有所述速度比较延迟部42。

根据上述那样的第六实施例的生产系统10F，不仅获得所述第二实施例的作用以及效果，还获得如下的作用以及效果。

通过检测人11进入到协同动作区域A使指令速度调节部36有效，即使指令速度调节部36使来自动作指令部35的指令速度以一定比例降低，机器人12实际的速度也不会急剧降低。在机器人12的速度降低之前需要一定时间。在该一定时间内当机器人12自身产生的力通过外力检测部28而被检测，当该力超过预定基准力时，通过来自外力比较部30的信号动力切断部33得以动作，导致机器人12的动作停止。

为了避免这样的问题，在第六实施例的机器人控制装置21中，在外力比较部30的前段设置有外力比较延迟部43。由此，从由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A的时间点起经过上述一定时间之后使外力比较部30的功能有效。因此，可以防止上述那样的在机器人12的速度降低之前不必要地停止机器人12这样的问题。

接下来，对第七实施例的生产系统10G进行说明。但是，以下主要对与上述第三实施例不同的方面进行说明，对与上述第三实施例相同的结构要素使用相同的符号省略它们的说明。

图8是表示第七实施例的生产系统10G的功能框图。

第七实施例的生产系统10G如图8所示，相对于所述第三实施例的生产系统10C(参照图4)，还具有外力比较延迟部43。外力比较延迟部43设置于图1所示的机器人控制装置21。

在所述第三实施例的生产系统10C(参照图4)中，在由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A时，接触停止切断部24将外力比较部30的功能从无效切换为有效。

与之对应地，在第七实施例中，图8所示的外力比较延迟部43从由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A的时间点起，延迟使外力比较部30的功能有效预定的微小时间“秒”。此外，该第七实施例的生产系统10G也可以追加具有所述速度比较延迟部42。

根据上述那样的第七实施例的生产系统10G，不仅获得所述第三实施例的作用以及效果，还获得与所述第六实施例相同的作用以及效果。

通过检测人11进入到协同动作区域A使指令速度调节部40有效，即使指令速度调节部40在使机器人12以比预定限制速度高的速度动作的指令输出时将该机器人12的指令速度降低至该预定限制速度以下，机器人12实际的速度也不会急剧降低。在机器人12的速度降低之前需要一定时间。在该一定时间内机器人12自身产生的力通过外力检测部28而被检测，当该力超过预定基准力时，通过来自外力比较部30的信号动力切断部33动作，导致机器人12的动作停止。

为了避免这样的问题，在第七实施例的机器人控制装置21中以与所述第六实施例同样的方式，在外力比较部30的前段设置有外力比较延迟部43。由此，从由人检测部19检测出人11进入协同动作区域A的时间点起经过上述一定时间之后使外力比较部30的功能有效。因此，可以防止上述那样的在机器人12的速度降低之前不必要地停止机器人12这样的问题。

另外，上述的各实施例中的机器人控制装置21使用计算机系统而构成，所述计算机系统具有经由总线相互连接的存储部、CPU(central processing unit，中央处理单元)以及通信部等。该存储部是ROM(read only memory，只读存储器)或RAM(random accessmemory，随机存取存储器)等。此外，上述那样的机器人控制装置21具有的速度检查切断部23、接触停止切断部24、第一速度比较部27、第一指令速度调节部36、第一指令速度调节切断部37、第二速度比较部38、第二指令速度调节部40、第二指令速度调节切断部41、外力比较部30等的功能和动作都通过CPU执行储于该ROM的程序来达成。

以上，使用典型的实施方式对本发明进行了说明，但只要是本领域的技术人员就应当理解，可以在不脱离本发明公开的范围内对上述各实施方式进行变更以及各种其他变更、省略、追加。

本公开的方式和其效果

第一方式可以是一种生产系统，具有：机器人；控制该机器人的控制装置；人检测部，其检测作业员是否进入协同动作区域，该协同动作区域用于所述机器人和所述作业员同时进入来协同地进行作业；速度检测部，其检测所述机器人的速度；以及外力检测部，其检测施加给所述机器人的外力，其中，

所述控制装置具有：

动力切断部，其切断供给到所述机器人的动力；

基准速度存储部，其存储预定基准速度；

基准力存储部，其存储预定基准力；

第一速度比较部，其具有如下功能：将由所述速度检测部检测出的所述机器人的当前速度与存储于所述基准速度存储部的所述预定基准速度进行比较，在所述当前速度超过所述预定基准速度时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作；以及

外力比较部，其具有如下功能：将由所述外力检测部检测出的施加给所述机器人的当前外力与存储于所述基准力存储部的所述预定基准力进行比较，在所述当前外力超过所述预定基准力时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述第一速度比较部以及所述外力比较部的功能无效。

此外，第二方式可以是在上述第一方式的生产系统中，

所述控制装置还具有：

动作指令部，其向所述机器人提供动作指令；以及

指令速度调节部，其具有如下功能：通过使所述动作指令中包含的指令速度全部以一定比例降低来将所述指令速度调节为预定限制速度以下，

所述预定限制速度是所述外力比较部不使所述动力切断部动作的机器人动作速度中的最大值，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述指令速度调节部的功能无效。

第三方式可以是在上述第一方式的生产系统中，

所述控制装置还具有：

动作指令部，其向所述机器人提供动作指令；

限制速度存储部，其存储预定限制速度；

第二速度比较部，其具有如下功能：通过将根据所述动作指令中包含的指令速度推定的所述机器人的速度即推定速度与存储于所述限制速度存储部的所述预定限制速度进行比较，判定所述推定速度是否超过所述预定限制速度；以及

指令速度调节部，其具有如下功能：仅将所述动作指令中包含的指令速度中的、成为由所述第二速度比较部判定为超过所述预定限制速度的所述推定速度的指令速度，调节为所述预定限制速度以下，

所述预定限制速度是所述外力比较部不使所述动力切断部动作的机器人动作速度中的最大值，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述指令速度调节部的功能无效。

第四方式可以是在上述第二方式或者第三方式的生产系统中，

所述控制装置还具有：

速度比较延迟部，其具有如下功能：从由所述人检测部检测出所述作业员进入所述协同动作区域的时间点起，延迟使所述第一速度比较部的功能有效预定时间。

第五方式可以是在上述第二方式～第四方式中的某一方式的生产系统中，

所述控制装置还具有：

外力比较延迟部，其具有如下功能：从由所述人检测部检测出所述作业员进入所述协同动作区域的时间点起，延迟使所述外力比较部的功能有效预定时间。

根据上述第一方式，在机器人与作业员在相同空间协同地进行作业的生产现场，可以确保作业员的安全，并且可以提升作业员与机器人的协同作业的效率。

根据上述第二方式，即使仅将使机器人执行高速动作的程序记述为机器人动作程序，也可以在人处于协同动作区域时使机器人低速动作。此外，机器人动作程序简单。

根据上述第三方式，通过仅将机器人的速度超过预定限制速度的指令速度调节为该预定限制速度以下，可以防止针对进行抓取工件W时的动作等原本低速进行的动作的不必要的速度降低。

根据上述第四方式，在从由人检测部检测出人进入协同动作区域的时间点起经过一定时间之后，使第一速度比较部的功能有效。由此，可以防止机器人的速度在降低至预定限制速度以下之前第一速度比较部发挥不需要的功能而造成机器人停止。

根据上述第五方式，在从由人检测部检测出人进入协同动作区域的时间点起经过一定时间之后，使外力比较部的功能有效。由此，可以防止机器人的速度在降低至预定限制速度以下之前外力比较部发挥不需要的功能而造成机器人停止。

Claims (4)

1.一种生产系统，具有：机器人；控制该机器人的控制装置；人检测部，其检测作业员是否进入协同动作区域，该协同动作区域用于所述机器人和所述作业员同时进入来协同地进行作业；速度检测部，其检测所述机器人的速度；以及外力检测部，其检测施加给所述机器人的外力，其特征在于，

所述控制装置具有：

动力切断部，其切断供给到所述机器人的动力；

基准速度存储部，其存储预定基准速度；

基准力存储部，其存储预定基准力；

第一速度比较部，其具有如下功能：将由所述速度检测部检测出的所述机器人的当前速度与存储于所述基准速度存储部的所述预定基准速度进行比较，在所述当前速度超过所述预定基准速度时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作；以及

外力比较部，其具有如下功能：将由所述外力检测部检测出的施加给所述机器人的当前外力与存储于所述基准力存储部的所述预定基准力进行比较，在所述当前外力超过所述预定基准力时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述第一速度比较部以及所述外力比较部的功能无效，

所述控制装置还具有：

动作指令部，其向所述机器人提供动作指令；

速度比较延迟部，其具有如下功能：从由所述人检测部检测出所述作业员进入所述协同动作区域的时间点起，延迟使所述第一速度比较部的功能有效预定时间；以及

指令速度调节部，其具有如下功能：通过使所述动作指令中包含的指令速度全部以一定比例降低来将所述指令速度调节为预定限制速度以下，

所述预定限制速度是所述外力比较部不使所述动力切断部动作的机器人动作速度中的最大值，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述指令速度调节部的功能无效。

2.一种生产系统，具有：机器人；控制该机器人的控制装置；人检测部，其检测作业员是否进入协同动作区域，该协同动作区域用于所述机器人和所述作业员同时进入来协同地进行作业；速度检测部，其检测所述机器人的速度；以及外力检测部，其检测施加给所述机器人的外力，其特征在于，

所述控制装置具有：

动力切断部，其切断供给到所述机器人的动力；

基准速度存储部，其存储预定基准速度；

基准力存储部，其存储预定基准力；

第一速度比较部，其具有如下功能：将由所述速度检测部检测出的所述机器人的当前速度与存储于所述基准速度存储部的所述预定基准速度进行比较，在所述当前速度超过所述预定基准速度时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作；以及

外力比较部，其具有如下功能：将由所述外力检测部检测出的施加给所述机器人的当前外力与存储于所述基准力存储部的所述预定基准力进行比较，在所述当前外力超过所述预定基准力时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述第一速度比较部以及所述外力比较部的功能无效，

所述控制装置还具有：

动作指令部，其向所述机器人提供动作指令；

限制速度存储部，其存储预定限制速度；

速度比较延迟部，其具有如下功能：从由所述人检测部检测出所述作业员进入所述协同动作区域的时间点起，延迟使所述第一速度比较部的功能有效预定时间；

第二速度比较部，其具有如下功能：通过将根据所述动作指令中包含的指令速度推定的所述机器人的速度即推定速度与存储于所述限制速度存储部的所述预定限制速度进行比较，判定所述推定速度是否超过所述预定限制速度；以及

指令速度调节部，其具有如下功能：仅将所述动作指令中包含的指令速度中的、成为由所述第二速度比较部判定为超过所述预定限制速度的所述推定速度的指令速度，调节为所述预定限制速度以下，

所述预定限制速度是所述外力比较部不使所述动力切断部动作的机器人动作速度中的最大值，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述指令速度调节部的功能无效。

3.一种生产系统，具有：机器人；控制该机器人的控制装置；人检测部，其检测作业员是否进入协同动作区域，该协同动作区域用于所述机器人和所述作业员同时进入来协同地进行作业；速度检测部，其检测所述机器人的速度；以及外力检测部，其检测施加给所述机器人的外力，其特征在于，

所述控制装置具有：

动力切断部，其切断供给到所述机器人的动力；

基准速度存储部，其存储预定基准速度；

基准力存储部，其存储预定基准力；

第一速度比较部，其具有如下功能：将由所述速度检测部检测出的所述机器人的当前速度与存储于所述基准速度存储部的所述预定基准速度进行比较，在所述当前速度超过所述预定基准速度时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作；以及

外力比较部，其具有如下功能：将由所述外力检测部检测出的施加给所述机器人的当前外力与存储于所述基准力存储部的所述预定基准力进行比较，在所述当前外力超过所述预定基准力时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述第一速度比较部以及所述外力比较部的功能无效，

所述控制装置还具有：

动作指令部，其向所述机器人提供动作指令；

外力比较延迟部，其具有如下功能：从由所述人检测部检测出所述作业员进入所述协同动作区域的时间点起，延迟使所述外力比较部的功能有效预定时间；以及

指令速度调节部，其具有如下功能：通过使所述动作指令中包含的指令速度全部以一定比例降低来将所述指令速度调节为预定限制速度以下，

所述预定限制速度是所述外力比较部不使所述动力切断部动作的机器人动作速度中的最大值，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述指令速度调节部的功能无效。

4.一种生产系统，具有：机器人；控制该机器人的控制装置；人检测部，其检测作业员是否进入协同动作区域，该协同动作区域用于所述机器人和所述作业员同时进入来协同地进行作业；速度检测部，其检测所述机器人的速度；以及外力检测部，其检测施加给所述机器人的外力，其特征在于，

所述控制装置具有：

动力切断部，其切断供给到所述机器人的动力；

基准速度存储部，其存储预定基准速度；

基准力存储部，其存储预定基准力；

第一速度比较部，其具有如下功能：将由所述速度检测部检测出的所述机器人的当前速度与存储于所述基准速度存储部的所述预定基准速度进行比较，在所述当前速度超过所述预定基准速度时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作；以及

外力比较部，其具有如下功能：将由所述外力检测部检测出的施加给所述机器人的当前外力与存储于所述基准力存储部的所述预定基准力进行比较，在所述当前外力超过所述预定基准力时使所述动力切断部动作，从而停止所述机器人的动作，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述第一速度比较部以及所述外力比较部的功能无效，

所述控制装置还具有：

动作指令部，其向所述机器人提供动作指令；

限制速度存储部，其存储预定限制速度；

外力比较延迟部，其具有如下功能：从由所述人检测部检测出所述作业员进入所述协同动作区域的时间点起，延迟使所述外力比较部的功能有效预定时间；

第二速度比较部，其具有如下功能：通过将根据所述动作指令中包含的指令速度推定的所述机器人的速度即推定速度与存储于所述限制速度存储部的所述预定限制速度进行比较，判定所述推定速度是否超过所述预定限制速度；以及

指令速度调节部，其具有如下功能：仅将所述动作指令中包含的指令速度中的、成为由所述第二速度比较部判定为超过所述预定限制速度的所述推定速度的指令速度，调节为所述预定限制速度以下，

所述预定限制速度是所述外力比较部不使所述动力切断部动作的机器人动作速度中的最大值，

所述控制装置在由所述人检测部检测出所述作业员没有进入所述协同动作区域的期间，使所述指令速度调节部的功能无效。

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