DE102016008908B4

DE102016008908B4 - Industrierobotersystem und Steuerverfahren dafür

Info

Publication number: DE102016008908B4
Application number: DE102016008908.3A
Authority: DE
Inventors: Tetsuro Matsudaira; Shuntaro Toda
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2036-07-23
Also published as: DE102016008908A1; CN106393097B; JP6591818B2; JP2017030081A; CN106393097A; US10011017B2; US20170028565A1

Abstract

Industrierobotersystem (1), das Folgendes umfasst:
einen Roboter (10);
eine Krafterfassungseinheit (12), die eingerichtet ist, um eine auf den Roboter ausgeübte externe Kraft festzustellen;
eine Kraftschätzungseinheit (21), die eingerichtet ist, um als einen Kraftschätzwert aus Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters eine auf die Krafterfassungseinheit ausgeübte externe Kraft zu schätzen;
eine Abweichungsberechnungseinheit (23a), die eingerichtet ist, um eine Abweichung zwischen dem Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten Krafterfassungswert zu berechnen, der aus Informationen der Krafterfassungseinheit (12) erhalten wird;
eine Vergleichseinheit (31), die eingerichtet ist, um die Abweichung mit einem ersten Schwellenwert zu vergleichen;
eine Befehlsausgabeeinheit (41), die eingerichtet ist, um einen Rückzugsbetriebsbefehl, einen Haltbefehl, einen Verlangsamungsbefehl oder einen Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter auszugeben, wenn die Vergleichseinheit feststellt, dass die Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist; und
eine Speichereinheit (25), die eingerichtet ist, um mehrere Abweichungsmuster zu speichern, die in Bezug auf Abweichungen Regelmäßigkeit aufweisen;
wobei, wenn die Abweichung das zumindest eine Abweichungsmuster umfasst, die Befehlsausgabeeinheit eingerichtet ist, um den Betriebsbefehl auszugeben, der dem zumindest einen Abweichungsmuster entspricht; und
wobei das Abweichungsmuster ein Modus einer externen Kraft ist, die auf den Roboter durch eine Person regelmäßig oder absichtlich ausgeübt wird, und zumindest eine aus einer Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen der Abweichung und einer Anzahl der Male, zu denen Abweichung innerhalb eines festgelegten Zeitraums angewendet wurde, umfasst.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Industrierobotersystem und ein Steuerverfahren dafür zum Ausführen gemeinsamer Arbeit, indem der gleiche Arbeitsbereich gleichzeitig von einem Industrieroboter und einer Person genutzt wird.
An einem Produktionsstandort, an dem ein allgemein verfügbarer Industrieroboter verwendet wird, trennt ein Sicherheitszaun einen Arbeitsbereich eines Roboters und einen Arbeitsbereich einer Person voneinander. Daher kann ein Unfall vermieden werden, bei dem eine Person mit dem Roboter in Kontakt kommt.
Es gibt jedoch Produktionsstandorte, an denen ein Arbeitsbereich eines Roboters und ein Arbeitsbereich einer Person nicht voneinander getrennt werden können, und es gibt Produktionsstandorte, an denen die Produktivität signifikant herabgesetzt wird, wenn ein Arbeitsbereich eines Roboters und ein Arbeitsbereich einer Person voneinander getrennt sind. An einem solchen Produktionsstandort ist ein Robotersystem erwünscht, das keinen Sicherheitszaun erfordert.
Wenn kein Sicherheitszaun verwendet wird, erhöht dies das Risiko, dass eine Person mit einem Roboter in Kontakt kommt. Daher werden die Auswirkungen einer Kollision des Roboters mit einer Person reduziert, indem beispielsweise die Kraft des Roboters begrenzt wird. Alternativ kann der Roboter angehalten werden, wenn eine Person und der Roboter miteinander in Kontakt kommen.
Ein Beispiel einer Arbeit gemäß eines Robotersystems, das keinen oben beschriebenen Sicherheitszaun verwendet, sieht folgendermaßen aus: In einem im folgenden Beispiel beschriebenen Arbeitsbereich, führen eine Person und ein Roboter miteinander eine gemeinsame Arbeit aus.

(1) Der Roboter trägt einen Gegenstand von einem Lager zu einem Arbeitsbereich.
(2) Im Arbeitsbereich gibt der Roboter den Gegenstand einer Person.
(3) Der Roboter bewegt sich zum Lager, um einen Gegenstand zu tragen.

In einem herkömmlichen Robotersystem war es notwendig, eine externe Eingabe einer Robotersteuerungsvorrichtung mit einem Schalter und dergleichen zu betreiben, wenn von Schritt (2) zu Schritt (3) übergegangen wird. In den letzten Jahren bringt jedoch eine Person einem Roboter einen Betriebsbefehl bei, indem sie eine externe Kraft auf den Hauptkörper des Roboters ausübt.
Die JP 2008-200 764 A besagt auch, dass ein Betriebsbefehl an einen Manipulator gegeben wird, indem eine externe Kraft auf den Manipulator ausgeübt wird. Insbesondere wird in der JP 2008-200 764 A , wenn ein Bediener eine Kraft mit einem bestimmten regelmäßigen Muster auf den Manipulator ausübt, diese mit einem Sensor des Manipulators erkannt. Dann gibt eine Steuereinheit des Manipulators einen Betriebsbefehl an den Manipulator aus, der gemäß dem bestimmten regelmäßigen Muster ermittelt wird.
Die Druckschrift DE 10 2015 002 764 A1 ist Stand der Technik nach §3(2) Patentgesetz und offenbart eine Robotersteuervorrichtung, die folgendes aufweist: eine interne Kraftabschätzeinheit; eine Speichereinheit, in welcher für jeden kleinen Bereich des Rotationsbetriebsbereiches einer Mehrzahl von Gelenken des Roboterarms eine interne Kraft, wie durch die interne Kraftabschätzeinheit abgeschätzt, subtrahiert wird von einem Ausgangssignal des Kraftsensors in einem Zustand, in dem der Roboterarm nicht in Kontakt ist mit einem Objekt im externen Umfeld, um so einen Kraftkorrekturwert zu speichern, eine Kraftkorrekturwertbestimmungseinheit, in welcher ein Kraftkorrekturwert entsprechend jedem laufenden Winkel der Mehrzahl von Gelenken des Roboterarmes bestimmt wird; und eine Kontaktkraftberechnungseinheit, in welcher eine Kontaktkraft berechnet wird bei Kontakt des Roboterarms mit einem Objekt im externen Umfeld durch Subtraktion einer internen Kraft und des Kraftkorrekturwertes vom Ausgangssignal des Kraftsensors.
Kurzdarstellung der Erfindung
Mit der in der JP 2008-200 764 A offenbarten Konfiguration, kann jedoch, wenn der Roboter und eine Person oder der Roboter und ein Peripheriegerät unerwartet miteinander kollidieren, diese Kollision nicht festgestellt werden. Aus diesem Grund kann ein Arbeitsablauf des Roboters eine Person in Gefahr bringen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht solcher Umstände gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Industrierobotersystem und ein Steuerverfahren dafür bereitzustellen, das die Sicherheit einer Person gewährleisten kann.
Gemäß der Offenbarung werden ein Industrierobotersystem und ein Steuerverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt. Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
Vorzugsweise wird, in einem ersten Beispiel, ein Industrierobotersystem vorgesehen, das einen Roboter, eine Krafterfassungseinheit, die eine auf den Roboter ausgeübte externe Kraft feststellt, eine Kraftschätzungseinheit, die als einen Kraftschätzwert aus Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters eine auf die Krafterfassungseinheit ausgeübte externe Kraft schätzt, eine Abweichungsberechnungseinheit, die eine Abweichung zwischen dem Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten Krafterfassungswert berechnet, der aus Informationen der Krafterfassungseinheit erhalten wird, eine Vergleichseinheit, die die Abweichung mit einem ersten Schwellenwert vergleicht, und eine Befehlsausgabeeinheit umfasst, wobei die Befehlsausgabeeinheit einen Betriebsbefehl, einen Haltbefehl, einen Verlangsamungsbefehl oder einen Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter ausgibt, wenn die Vergleichseinheit feststellt, dass die Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, und wobei die vierte Befehlsausgabeeinheit den Betriebsbefehl ausgibt, der dem mindestens einen Abweichungsmuster entspricht, wenn die Abweichung das mindestens eine gemeinsame Abweichungsmuster umfasst.
Vorzugsweise, gemäß einem zweiten Beispiel, gibt die Befehlsausgabeeinheit den Betriebsbefehl, der dem mindestens einen Abweichungsmuster entspricht, nur dann aus, wenn der Roboter stillsteht oder langsamer wird.
Vorzugsweise, in einem dritten Beispiel, umfasst die Krafterfassungseinheit eine erste Krafterfassungseinheit und eine zweite Krafterfassungseinheit, und die Kraftschätzungseinheit umfasst eine erste Kraftschätzungseinheit, die als einen ersten Kraftschätzwert eine auf die erste Krafterfassungseinheit ausgeübte externe Kraft aus Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters schätzt, und eine zweite Kraftschätzungseinheit, die als einen zweiten Kraftschätzwert eine auf die zweite Krafterfassungseinheit ausgeübte externe Kraft aus den Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters schätzt, und die Abweichungsberechnungseinheit umfasst eine erste Abweichungsberechnungseinheit, die eine erste Abweichung zwischen dem ersten Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten ersten Krafterfassungswert berechnet, der aus Informationen der ersten Krafterfassungseinheit erhalten wird, und eine zweite Abweichungsberechnungseinheit, die eine zweite Abweichung zwischen dem zweiten Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten zweiten Krafterfassungswert berechnet, der aus Informationen der zweiten Krafterfassungseinheit erhalten wird, und die Vergleichseinheit umfasst eine erste Vergleichseinheit, die die erste Abweichung mit einem ersten Schwellenwert vergleicht, und die erste Abweichung mit der zweiten Abweichung vergleicht, und eine zweite Vergleichseinheit, die die zweite Abweichung mit dem ersten Schwellenwert vergleicht, und die zweite Abweichung mit der ersten Abweichung vergleicht, und die Befehlsausgabeeinheit umfasst eine erste Befehlsausgabeeinheit, wobei die erste Befehlsausgabeeinheit einen Haltbefehl, einen Verlangsamungsbefehl oder einen Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter ausgibt, wenn die erste Vergleichseinheit feststellt, dass die erste Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, oder wenn sich die erste Abweichung und die zweite Abweichung um einen gewissen Betrag oder mehr voneinander unterscheiden, und eine zweite Befehlsausgabeeinheit, wobei die zweite Befehlsausgabeeinheit den Haltbefehl, den Verlangsamungsbefehl oder den Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter ausgibt, wenn die zweite Vergleichseinheit feststellt, dass die zweite Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, oder wenn sich die zweite Abweichung und die erste Abweichung um einen gewissen Betrag oder mehr voneinander unterscheiden.
Vorzugsweise, gemäß einem vierten Beispiel, umfasst das Industrierobotersystem außerdem: eine dritte Vergleichseinheit, die ein Programm des Roboter mit einer aktuellen Situation des Roboters vergleicht; eine dritte Befehlsausgabeeinheit, wobei die dritte Befehlsausgabeeinheit den Haltbefehl, den Verlangsamungsbefehl oder den Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter ausgibt, wenn die dritte Vergleichseinheit feststellt, dass sich das Programm des Roboters und die aktuelle Situation des Roboters voneinander unterscheiden; eine Speichereinheit, die mehrere Abweichungsmuster zuordnet und speichert, die in Bezug auf Abweichungen und Betriebsbefehle des Roboters, die jeweils den mehreren Abweichungsmustern entsprechen, Regelmäßigkeit aufweisen; eine vierte Vergleichseinheit, wobei die vierte Vergleichseinheit die Abweichung und die mehreren in der Speichereinheit gespeicherten Abweichungsmuster vergleicht, wenn die Abweichung zwischen dem ersten Schwellenwert und einem zweiten Schwellenwert besteht, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, oder die Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist; eine vierte Befehlsausgabeeinheit, wobei die vierte Befehlsausgabeeinheit einen Betriebsbefehl des Roboters ausgibt, der dem mindestens einen Abweichungsmuster entspricht, wenn die vierte Vergleichseinheit feststellt, dass die Abweichung mindestens ein gemeinsames Abweichungsmuster aus den mehreren Abweichungsmustern umfasst.
Vorzugsweise, gemäß einem fünften Beispiel, umfassen die mehreren in der Speichereinheit gespeicherten Abweichungsmuster mindestens eine(n) aus einer Größe der Abweichung, einer Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen der Abweichung, einer Richtung der Abweichung, einer Zeitdauer, während der die Abweichung angewendet wird, einem Betrag der Änderung der Abweichung in einer Zeiteinheit, einer Anzahl der Male, zu denen Abweichung innerhalb eines festgelegten Zeitraums angewendet wurde.
Vorzugsweise, gemäß einem sechsten Beispiel, wird ein Steuerverfahren eines Industrierobotersystem bereitgestellt, und das Steuerverfahren umfasst das Feststellen einer auf den Roboter ausgeübten externen Kraft, anhand einer Krafterfassungseinheit, das Schätzen einer auf die Krafterfassungseinheit ausgeübten externen Kraft aus Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters als einen Kraftschätzwert, das Berechnen einer Abweichung zwischen dem Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten Krafterfassungswert, der aus Informationen der Krafterfassungseinheit erhalten wird, das Vergleichen der Abweichung mit einem ersten Schwellenwert, das Ausgeben eines Betriebsbefehls, eines Haltbefehls, eines Verlangsamungsbefehls oder eines Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter, wenn festgestellt wird, dass die Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, und das Ausgeben des Betriebsbefehls, der dem mindestens einen Abweichungsmuster entspricht, wenn die Abweichung das mindestens eine gemeinsames Abweichungsmuster umfasst.
Vorzugsweise, in einem siebten Beispiel, wird der Betriebsbefehl, der dem mindestens einen Abweichungsmuster entspricht, nur dann ausgegeben, wenn der Roboter stillsteht oder langsamer wird.
Vorzugsweise, gemäß einem achten Beispiel, wird beim Feststellen der externen Kraft das Feststellen anhand einer ersten Krafterfassungseinheit und einer zweiten Krafterfassungseinheit ausgeführt, die am Roboter angebracht sind, und beim Schätzen des Kraftschätzwerts wird als ein erster Kraftschätzwert eine auf die erste Krafterfassungseinheit ausgeübte externe Kraft aus Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters geschätzt, und außerdem wird als ein zweiter Kraftschätzwert eine auf die zweite Krafterfassungseinheit ausgeübte externe Kraft aus den Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters geschätzt, und bei der Berechnung der Abweichung wird eine erste Abweichung zwischen dem ersten Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten ersten Krafterfassungswert berechnet, der aus Informationen der ersten Krafterfassungseinheit erhalten wird, und außerdem wird eine zweite Abweichung zwischen dem zweiten Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten zweiten Krafterfassungswert berechnet, der aus Informationen der zweiten Krafterfassungseinheit erhalten wird, und beim Vergleichen der Abweichung werden die erste Abweichung und ein erster Schwellenwert verglichen, und die erste Abweichung und die zweite Abweichung werden verglichen, und außerdem werden die zweite Abweichung und der erste Schwellenwert verglichen, und die zweite Abweichung und die erste Abweichung werden verglichen, und wenn festgestellt wird, dass die erste Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, oder festgestellt wird, dass sich die erste Abweichung und die zweite Abweichung um einen gewissen Betrag oder mehr voneinander unterscheiden, wird ein Haltbefehl, ein Verlangsamungsbefehl oder ein Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter ausgegeben, und wenn festgestellt wird, dass die zweite Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, oder die zweite Abweichung und die erste Abweichung sich um einen gewissen Betrag oder mehr voneinander unterscheiden, wird der Haltbefehl, der Verlangsamungsbefehl oder der Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter ausgegeben.
Vorzugsweise, gemäß einem neunten Beispiel, werden ein Programm des Roboters und eine aktuelle Situation des Roboters verglichen, und wenn festgestellt wird, dass sich das Programm des Roboters und die aktuelle Situation des Roboters voneinander unterscheiden, wird der Haltbefehl, der Verlangsamungsbefehl oder der Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter ausgegeben, und wenn die Abweichung kleiner als der erste Schwellenwert ist und größer als der zweite Schwellenwert ist, oder die Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, werden die Abweichung und mehrere Abweichungsmuster, die bezüglich der Abweichung Regelmäßigkeit aufweisen, verglichen, und wenn festgestellt wird, dass die Abweichung mindestens ein gemeinsames Abweichungsmuster aus den mehreren Abweichungsmustern umfasst, wird ein Betriebsbefehl des Roboters ausgegeben, der dem mindestens einen Abweichungsmuster entspricht.
Vorzugsweise, gemäß einem zehnten Beispiel, umfassen die mehreren in der Speichereinheit gespeicherten Abweichungsmuster mindestens eine(n) aus einer Größe der Abweichung, einer Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen der Abweichung, einer Richtung der Abweichung, einer Zeitdauer, während der die Abweichung angewendet wird, einem Betrag der Änderung der Abweichung in einer Zeiteinheit, einer Anzahl der Male, zu denen Abweichung innerhalb eines festgelegten Zeitraums angewendet wurde.
Diese Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der ausführlichen Beschreibung typischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie sie in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind, weiter verdeutlicht.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein Funktionsblockdiagramm, das ein Industrierobotersystem nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 eine Darstellung, die ein Verhältnis einer Abweichung zu einer Zeit darstellt.
3A ein erstes Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren eines in 1 dargestellten Industrierobotersystems darstellt.
3B ein zweites Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren eines in 1 dargestellten Industrierobotersystems darstellt.
4 eine Darstellung, die ein Verhältnis einer ersten Abweichung zu einer Zeit darstellt.
5 eine andere Abbildung, die ein Verhältnis der ersten Abweichung zu der Zeit darstellt.
6 eine weitere Abbildung, die ein Verhältnis der ersten Abweichung zu der Zeit darstellt.
7 ein Abschnitt eines Flussdiagramms, das ein Steuerverfahren eines Industrierobotersystems nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
8 eine weitere Abbildung, die ein Verhältnis einer ersten Abweichung und einer Zeit darstellt.

Ausführliche Beschreibung
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Zeichnungen sind gleiche Elemente durch die gleichen Bezugsnummern gekennzeichnet. Zum leichteren Verständnis sind die Maßstäbe dieser Zeichnungen nach Bedarf geändert.
1 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Industrierobotersystem nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Das in 1 dargestellte Industrierobotersystem 1 umfasst hauptsächlich einen Industrieroboter 10 (nachstehend einfach als „Roboter 10“ bezeichnet) und eine Robotersteuerungsvorrichtung 20, die den Roboter 10 steuert. Im Industrierobotersystem 1 befinden sich eine Person 9 und der Roboter 10 in einander nahegelegenen Positionen, um gemeinsame Arbeit durchzuführen.
In 1, umfasst der Roboter 10 einem Servomotor für mindestens einen einzelnen Schaft und eine Mechanismuseinheit, die mit dem Servomotor synchronisiert ist. In einer typischen Ausführungsform, ist der Roboter 10 ein sechsachsiger vertikaler Gelenkroboter und umfasst sechs Servomotoren für sechs Achsen. Jeder dieser Servomotoren umfasst eine Winkelerfassungsvorrichtung 15, und beispielsweise einen Encoder. 1 stellt als typischen Fall, eine Winkelerfassungsvorrichtung 15 dar, die eine von mehreren Winkelerfassungsvorrichtungen ist. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, wird davon ausgegangen, dass eine Greifhand oder - vorrichtung am Ende des Roboterarms vorgesehen ist.
Wie in 1 dargestellt, ist eine Roboterträgereinheit 11 des Roboters 10 auf einer Bodeneinheit L vorgesehen. Der Hauptkörper des Roboters 10 auf der Roboterträgereinheit 11 angeordnet. Ein erster Kraftsensor 12 und ein zweiter Kraftsensor 13 sind in der Roboterträgereinheit 11 nebeneinander angeordnet. Diese Kraftsensoren 12, 13 sind sechsachsige Kraftsensoren des gleichen Typs, die anhand eines Dehnungsmessers den Betrag der Dehnung erfassen kann, die auf den elastischen Körper ausgeübt wird, und die Kraft in drei Richtungen und das Drehmoment um die drei Achsen erfassen kann. Beispielsweise erfassen der erste Kraftsensor 12 und der zweite Kraftsensor 13 jeweils Informationen über die auf die Roboterträgereinheit 11 oder den Roboter 10 ausgeübte externe Kraft als einen Widerstandswert [Ω], einen Spannungswert [V] oder eine Kraft [N] gemäß der externen Kraft.
Der erste Kraftsensor 12 und der zweite Kraftsensor 13 sind an der Roboterträgereinheit 11 angebracht, die am unteren Abschnitt des Roboters 10 angeordnet ist. Daher können der erste Kraftsensor 12 und der zweite Kraftsensor 13 die auf den Roboter 10 ausgeübte externe Kraft unabhängig von der Stellung des Roboters 10 und der Position und der Richtung, wo die externe Kraft auf den Roboter 10 ausgeübt wird, wirksam erfassen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Sensoren 12, 13 an der Roboterträgereinheit 11 angebracht, die sich an unteren Abschnitt der Roboters 10 befindet, um die auf den Roboter 10 ausgeübte externe Kraft zu erfassen. Solange die auf den Roboter 10 ausgeübte externe Kraft erfasst werden kann, sind die Anbringungspositionen der Sensoren 12, 13 jedoch nicht auf das oben Beschriebene begrenzt, und die externe Kraft kann anhand anderer Verfahren festgestellt werden.
Die in 1 dargestellte Robotersteuerungsvorrichtung 20 ist ein digitaler Computer und umfasst eine erste CPU 51 und eine zweite CPU 52. Wie in 1 dargestellt, umfasst die erste CPU 51 eine erste Kraftschätzungseinheit 21 zum Schätzen der auf den ersten Kraftsensor 12 ausgeübten externen Kraft aus Informationen zum Arbeitsablauf des Roboters 10 als einen ersten Kraftschätzwert F1' gemäß einem bekannten Verfahren. Desgleichen umfasst die zweite CPU 52 die zweite Kraftschätzungseinheit 22 zum Schätzen der auf den zweiten Kraftsensor 13 ausgeübten externen Kraft aus Informationen zum Arbeitsablauf des Roboters 10 als einen zweiten Kraftschätzwert F2' gemäß einem bekannten Verfahren.
Die auf den ersten Kraftsensor 12 und den zweiten Kraftsensor 13 ausgeübten externen Kräfte ändern sich gemäß den Informationen zum Arbeitsablauf des Roboters 10. Solche Informationen umfassen beispielsweise die Masse des Roboters 10, die Masse eines Werkstücks, das ergriffen werden soll, wenn der Roboter 10 eine Greifhand umfasst, die Stellung jeder Achse des Roboters 10, die Beschleunigung jeder Achse des Roboters 10 und dergleichen. Die Masse des Roboters 10 und die Masse des Werkstücks sind bereits bekannt. Die Stellung jeder Achse des Roboters 10, die Beschleunigung jeder Achse des Roboters 10 und dergleichen können aus den Erfassungswerten der Winkelerfassungsvorrichtung 15 abgeleitet werden. Die erste Kraftschätzungseinheit 21 und die zweite Kraftschätzungseinheit 22 berechnet den ersten Kraftschätzwert F1' bzw. den zweiten Kraftschätzwert F2' aus Informationen zum Arbeitsablauf des oben beschriebenen Roboters 10.
Ferner umfasst die erste CPU 51 eine erste Abweichungsberechnungseinheit 23a, die eine erste Abweichung ΔF1 zwischen dem ersten Kraftschätzwert F1' und dem auf die Roboterträgereinheit 11 angewendeten ersten Krafterfassungswert F1 berechnet, der aus den Informationen der ersten Krafterfassungseinheit 12 erhalten wird. Desgleichen umfasst die zweite CPU 52 eine zweite Abweichungsberechnungseinheit 23b, die eine zweite Abweichung ΔF2 zwischen dem zweiten Kraftschätzwert F2' und dem auf die Roboterträgereinheit 11 angewendeten zweiten Krafterfassungswert F2 berechnet, der aus den Informationen der zweiten Krafterfassungseinheit 13 erhalten wird.
Außerdem umfasst die erste CPU 51 eine erste Vergleichseinheit 31 zum Vergleichen der ersten Abweichung ΔF1 mit dem ersten Schwellenwert Fa und Vergleichen der ersten Abweichung ΔF1 mit der zweiten Abweichung ΔF2 und eine erste Befehlsausgabeeinheit 41, die einen Haltbefehl, einen Verlangsamungsbefehl oder einen Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter 10 ausgibt, wenn die erste Vergleichseinheit 31 feststellt, dass die erste Abweichung ΔF1 größer als der erste Schwellenwert Fa ist, oder feststellt, dass eine Differenz zwischen der ersten Abweichung ΔF1 und der zweiten Abweichung ΔF2 gleich oder größer als ein gewisser Wert ist. Es ist anzumerken, dass davon ausgegangen wird, dass der später beschriebene erste Schwellenwert Fa und zweite Schwellenwert Fb zuvor durch einen Versuch und dergleichen abgeleitet wurden.
Desgleichen umfasst die zweite CPU 52 eine zweite Vergleichseinheit 32 zum Vergleichen der zweiten Abweichung ΔF2 mit dem zweiten Schwellenwert Fa und Vergleichen der zweiten Abweichung ΔF2 mit der ersten Abweichung ΔF1 und eine zweite Befehlsausgabeeinheit 42, die einen Haltbefehl, einen Verlangsamungsbefehl oder einen Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter 10 ausgibt, wenn die zweite Vergleichseinheit 32 feststellt, dass die zweite Abweichung ΔF2 größer als der erste Schwellenwert Fa ist, oder feststellt, dass eine Differenz zwischen der zweiten Abweichung ΔF2 und der ersten Abweichung ΔF1 gleich oder größer als ein gewisser Wert ist.
Die Robotersteuerungsvorrichtung 20 umfasst eine dritte Vergleichseinheit 33 zum Vergleichen eines Programms 24 des Roboters 10 mit der aktuellen Situation des Roboters 10 und eine dritte Befehlsausgabeeinheit 43, die einen Haltbefehl, einen Verlangsamungsbefehl oder einen Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter 10 ausgibt, wenn die dritte Vergleichseinheit 33 feststellt, dass sich das Programm 24 des Roboters 10 und die aktuelle Situation des Roboters 10 voneinander unterscheiden. Es ist anzumerken, dass davon ausgegangen wird, dass jeder aus dem Haltbefehl, dem Verlangsamungsbefehl oder dem Verlangsamungshaltbefehl, die von der ersten Befehlsausgabeeinheit 41, der zweiten Befehlsausgabeeinheit 42 und der dritten Befehlsausgabeeinheit 43 ausgegeben werden, gleich ist.
Alternativ kann anstelle der dritten Vergleichseinheit 33 und der dritten Befehlsausgabeeinheit 43 die erste CPU 51 als eine dritte Vergleichseinheit #1, die das Programm 24 des Roboters 10 mit der aktuellen Situation des Roboters 10 vergleicht, und eine dritte Befehlsausgabeeinheit #1 dienen, die einen Haltbefehl, einen Verlangsamungsbefehl oder einen Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter 10 ausgibt, wenn die dritte Vergleichseinheit #1 feststellt, dass sich das Programm 24 des Roboters 10 und die aktuelle Situation des Roboters 10 voneinander unterscheiden. Desgleichen kann die zweite CPU 52 als eine dritte Vergleichseinheit #2, die das Programm 24 des Roboters 10 mit der aktuellen Situation des Roboters 10 vergleicht und eine dritte Befehlsausgabeeinheit #2 dienen, die einen Haltbefehl, einen Verlangsamungsbefehl oder einen Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter 10 ausgibt, wenn die dritte Vergleichseinheit #2 feststellt, dass sich das Programm 24 des Roboters 10 und die aktuelle Situation des Roboters 10 voneinander unterscheiden.
Ferner umfasst die Robotersteuerungsvorrichtung 20 eine Speichereinheit 25, die mehrere Abweichungsmuster, die Regelmäßigkeiten bezüglich der ersten Abweichung ΔF1 und der zweiten Abweichung ΔF2 aufweisen, bzw. Betriebsbefehle des Roboters 10 zuordnet und speichert, die den mehreren Abweichungsmustern entsprechen, eine vierte Vergleichseinheit 34, die die erste Abweichung ΔF1 und die zweite Abweichung ΔF2 mit den mehreren Abweichungsmuster vergleicht, die in der Speichereinheit 25 gespeichert sind, wenn sowohl die erste Abweichung ΔF1 als auch die zweite Abweichung ΔF2 kleiner als der erste Schwellenwert Fa sind, jedoch größer als der zweite Schwellenwert Fb sind, und eine vierte Befehlsausgabeeinheit 44. Wenn die vierte Vergleichseinheit 34 feststellt, dass sowohl die erste Abweichung ΔF1 als auch die zweite Abweichung ΔF2 mindestens ein gemeinsames Abweichungsmuster aus den mehreren Abweichungsmustern umfassen, gibt die vierte Befehlsausgabeeinheit 44 einen Betriebsbefehl des Roboters 10 aus, der dem mindestens einem Abweichungsmuster entspricht.
Alternativ kann anstelle der vierten Vergleichseinheit und der vierten Befehlsausgabeeinheit 44 die erste CPU 51 als die vierte Vergleichseinheit #1 dienen, die die erste Abweichung ΔF1 mit den mehreren Abweichungsmustern vergleicht, die in der Speichereinheit 25 gespeichert sind. Desgleichen kann die zweite CPU 52 als die vierte Vergleichseinheit #2 dienen, die die zweite Abweichung dF2 mit den mehreren Abweichungsmustern vergleicht, die in der Speichereinheit 25 gespeichert sind. Außerdem kann jede aus der ersten CPU 51 und der zweiten CPU 52 als die vierte Befehlsausgabeeinheit #1, #2 dienen. Wenn die vierte Vergleichseinheit #1 und die vierte Vergleichseinheit #2 feststellen, dass sowohl die erste Abweichung ΔF1 als auch die zweite Abweichung ΔF2 mindestens ein gemeinsames Abweichungsmuster aus den mehreren Abweichungsmustern umfassen, geben die vierten Befehlsausgabeeinheiten #1, #2 einen Betriebsbefehl des Roboters 10 aus, der dem mindestens einen Abweichungsmuster entspricht.
Das Abweichungsmuster ist ein Modus einer externen Kraft, die auf den Roboter 10 ausgeübt wird, wenn eine Person 9 den Roboter 10 regelmäßig oder absichtlich anstößt oder gegen diesen drückt. Das Abweichungsmuster umfasst mindestens eine(n) aus einer Größe einer externen Kraft, einer Zeitspanne zwischen Spitzen von zwei aufeinanderfolgenden externen Kräften, einer Richtung einer externen Kraft, einer Zeitdauer, während der die externe Kraft ausgeübt wird, einem Betrag der Änderung einer externen Kraft in einer Zeiteinheit und der Anzahl der Male, zu denen externe Kräfte in einem festgelegten Zeitraum ausgeübt wurden.
2 ist eine Abbildung, die ein Verhältnis einer Abweichung, beispielsweise der ersten Abweichung ΔF1 und einer Zeit darstellt. Es ist anzumerken, dass auch die zweite Abweichung ΔF2 das fast gleiche Verhalten wie 2 zeigen kann. 2 stellt auch den ersten Schwellenwert Fa dar. In 2 umfasst eine durchgezogene Linie B0, die das Verhalten der ersten Abweichung ΔF1 darstellt, aufeinanderfolgend drei Spitzen A1, A2, A3, die größer als der erste Schwellenwert Fa sind.
Wie aus 2 ersichtlich, bedeuten die Größen der externen Kräfte im Abweichungsmuster die maximale Höhe der Spitzen A1, A2, A3 vom ersten Schwellenwert Fa aus. Eine Zeitspanne zwischen Spitzen von zwei aufeinanderfolgenden externen Kräften bedeutet beispielsweise eine Zeitspanne t3-t1 zwischen den Zeiten t1 und t3, zu denen die beiden Spitzen A1, A2 den ersten Schwellenwert Fa zu überschreiten beginnen. Außerdem bedeutet der Zeitraum, während dessen die externe Kraft ausgeübt wird, beispielsweise einen Zeitraum, während dessen die Spitze A1 größer als der erste Schwellenwert Fa ist, d. h. einen Zeitraum t2-t1. Außerdem ist, wie durch Bezug auf die Spitze A3 ersichtlich, der Betrag der Änderung der externen Kraft in der Zeiteinheit die Neigung einer durchgezogenen Linie B0 zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt. Die Anzahl der Male, zu denen die externe Kraft innerhalb eines festgelegten Zeitraums ausgeübt wird, ist die Anzahl der Male, zu denen die externe Kraft größer als der erste Schwellenwert Fa im festgelegten Zeitraum ist, d. h. die Anzahl der Spitzen, die im Beispiel in 2 drei Spitzen beträgt. Die Richtung der externen Kraft ist eine Richtung, in der eine Person 9 die externe Kraft zum Roboter 10 hinzufügt, und ist beispielsweise eine Richtung nach unten, eine Richtung nach oben oder dergleichen.
In der vorliegenden Erfindung, wird jedes derartige Abweichungsmuster zuvor dem Betriebsbefehl des Roboters 10 zugeordnet. Wenn eine Person 9 absichtlich ein festgelegtes Abweichungsmuster an den Roboter 10 gibt, wird daher veranlasst, dass ein gewünschter Betriebsbefehl ausgeben wird, und der Roboter 10 kann zum Ausführen des Arbeitsablaufs veranlasst werden. Wie ersichtlich, können in der vorliegenden Erfindung verschiedene Abweichungsmuster angewendet werden, und daher können präzise Betriebsbefehle ausgegeben werden.
3A und 3B sind Flussdiagramme, die ein Steuerverfahren des in 1 dargestellten Industrierobotersystems darstellen. Es wird davon ausgegangen, dass der in 3A und 3B dargestellte Arbeitsablauf bei jedem festgelegten Steuerzyklus wiederholt ausgeführt wird. Im Folgenden wird das Steuerverfahren des Industrierobotersystems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1, 3A und 3B erläutert.
Wie aus 3a ersichtlich, wird in der vorliegenden Erfindung davon ausgegangen, dass das Verarbeiten mit der ersten CPU 51 und das Verarbeiten mit der zweiten CPU 52 parallel ausgeführt werden. In Schritt S11 holt der erste Kraftsensor 12 Informationen über eine auf den Roboter 10 ausgeübte externe Kraft ein. Dann wird der auf die Roboterträgereinheit 11 angewendete erste Krafterfassungswert F1 aus den Informationen abgeleitet. Außerdem holt in Schritt S12 der zweite Kraftsensor 13 Informationen über eine auf den Roboter 10 ausgeübte externe Kraft ein. Dann wird der auf die Roboterträgereinheit 11 angewendete zweite Krafterfassungswert F2 aus den Informationen abgeleitet.
Dann schätzt in Schritt S13 die erste Kraftschätzungseinheit 21 die auf den ersten Kraftsensor ausgeübte externe Kraft 12 als den ersten Kraftschätzwert F1', und in Schritt S14 schätzt die zweite Kraftschätzungseinheit 22 die auf den zweiten Kraftsensor 13 ausgeübte externe Kraft als den zweiten Kraftschätzwert F1'. Es ist anzumerken, dass davon ausgegangen wird, dass der erste Krafterfassungswert F1, der zweite Krafterfassungswert F2, der geschätzte erste Kraftschätzwert F1', und der geschätzte zweite Kraftschätzwert F2' der Zeit zugeordnet und nacheinander in der Speichereinheit 25 gespeichert sind.
Ferner berechnet in Schritt S15 die erste Abweichungsberechnungseinheit 23a die erste Abweichung ΔF1, indem sie den ersten Kraftschätzwert F1' vom auf die Roboterträgereinheit 11 angewendeten ersten Krafterfassungswert F1 subtrahiert, der aus den Informationen der ersten Krafterfassungseinheit 12 erhalten wird. Desgleichen berechnet in Schritt S16 die zweite Abweichungsberechnungseinheit 23b die zweite Abweichung ΔF2, indem sie den zweiten Kraftschätzwert F2' vom auf die Roboterträgereinheit 11 angewendeten zweiten Krafterfassungswert F2 subtrahiert, der aus Informationen der zweiten Krafterfassungseinheit 13 erhalten wird.
Anschließend vergleicht in Schritt S17 die erste Vergleichseinheit 31 die erste Abweichung ΔF1 mit dem ersten Schwellenwert Fa und vergleicht die erste Abweichung ΔF1 mit der zweiten Abweichung ΔF2, so dass die erste Vergleichseinheit 31 feststellt, ob die Differenz zwischen der ersten Abweichung ΔF1 und der zweiten Abweichung ΔF2 gleich oder größer als eine festgelegte Größe F0 ist. 4 ist eine Darstellung, die ein Verhältnis einer ersten Abweichung zu einer Zeit darstellt. Wie in 4 gezeigt ist eine durchgezogene Linie B1, die das Verhalten der ersten Abweichung ΔF1 darstellt, zum Zeitpunkt ta größer als der erste Schwellenwert Fa. Obwohl in 4 nicht dargestellt, kann auch die zweite Abweichung ΔF2 das fast gleiche Verhalten zeigen.
In Schritt S17, wenn die erste Abweichung ΔF1 größer als der erste Schwellenwert Fa ist, ist es am wahrscheinlichsten, dass der Roboter 10 und eine Person 9 oder das Peripheriegerät aufgrund beispielsweise eines unerwarteten Arbeitsablaufs des Roboters 10 miteinander kollidieren. Wenn die Differenz zwischen der ersten Abweichung ΔF1 und der zweiten Abweichung ΔF2 gleich oder größer als die festgelegte Größe F0 ist, ist es am wahrscheinlichsten, dass einer aus dem ersten Kraftsensor 12 und dem zweiten Kraftsensor 13 defekt ist. Daher wird, wenn die erste Abweichung ΔF1 größer als der erste Schwellenwert Fa ist, oder wenn die Differenz zwischen der ersten Abweichung ΔF1 und der zweiten Abweichung ΔF2 gleich oder größer als die festgelegte Größe F0 ist, anschließend Schritt S19 ausgeführt.
In Schritt S19 gibt die erste Befehlsausgabeeinheit 41 einen festgelegten Haltbefehl, einen festgelegten Verlangsamungsbefehl oder einen festgelegten Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter 10 aus. Daher wird der Roboter 10 angehalten und/oder verlangsamt, sodass die Sicherheit einer Person 9 gewährleistet ist. Es ist anzumerken, dass der Haltbefehl ein Haltbefehl sein kann, der jeden Motor des Roboters 10 in einen nicht erregten Zustand bringt, oder ein Haltbefehl, der jeden Motor des Roboters 10 in einen erregten Zustand bringt.
In Schritt S19 kann ein beliebiger aus dem Haltbefehl, dem Verlangsamungsbefehl oder dem Verlangsamungshaltbefehl ausgegeben werden, was auch auf andere Schritte zutrifft. Beispielsweise kann der Bediener im Voraus konfigurieren, dass ein gewünschter Befehl aus dem Haltbefehl, dem Verlangsamungsbefehl oder dem Verlangsamungshaltbefehl ausgegeben werden soll. Alternativ kann sich auf die aktuelle Geschwindigkeit des Roboters 10 bezogen werden, und wenn die Geschwindigkeit höher als der obere Grenzwert ist, wird der Verlangsamungsbefehl ausgegeben, und wenn die Geschwindigkeit geringer als der untere Grenzwert ist, wird der Haltbefehl ausgegeben, und wenn die Geschwindigkeit zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert liegt, kann der Verlangsamungshaltbefehl ausgegeben werden. Auf jeden Fall wird in Schritt S19 davon ausgegangen, dass die erste Befehlsausgabeeinheit 41 einen Befehl zum Herabsetzen der Geschwindigkeit des Roboters 10 ausgibt. Es ist anzumerken, dass die zweite Befehlsausgabeeinheit 42 und die dritte Befehlsausgabeeinheit 43, die später beschrieben werden, auf die gleiche Weise arbeiten.
In Schritt S18 vergleicht die zweite Vergleichseinheit 32 die zweite Abweichung ΔF2 mit dem ersten Schwellenwert Fa, und vergleicht die zweite Abweichung ΔF2 mit der ersten Abweichung ΔF1, um festzustellen, ob die Differenz zwischen der zweiten Abweichung ΔF2 und der ersten Abweichung ΔF1 gleich oder größer als eine festgelegte Größe ist.
Dann ist es in Schritt S18, wenn die zweite Abweichung ΔF2 größer als der erste Schwellenwert Fa ist, am wahrscheinlichsten, dass der Roboter 10 und eine Person 9 oder das Peripheriegerät aufgrund beispielsweise eines unerwarteten Arbeitsablaufs des Roboters 10 miteinander kollidieren. Wenn die Differenz zwischen der zweiten Abweichung ΔF2 und der ersten Abweichung ΔF1 gleich oder größer als die festgelegte Menge F0 ist, ist es am wahrscheinlichsten, dass einer aus dem ersten Kraftsensor 13 und dem zweiten Kraftsensor 12 defekt ist. Daher wird, wenn die zweite Abweichung ΔF2 größer als der erste Schwellenwert Fa ist, oder wenn die Differenz zwischen der zweiten Abweichung ΔF2 und der ersten Abweichung ΔF1 gleich oder größer als die festgelegte Größe F0 ist, anschließend Schritt S20 ausgeführt.
Wie oben beschrieben gibt in Schritt S20 die zweite Befehlsausgabeeinheit 42 einen festgelegten Haltbefehl, einen festgelegten Verlangsamungsbefehl oder einen festgelegten Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter 10 aus. Daher wird der Roboter 10 angehalten und/oder verlangsamt, sodass die Sicherheit einer Person 9 gewährleistet ist.
Wie oben beschrieben wird in der vorliegenden Erfindung der Roboter 10 angehalten oder verlangsamt, wenn der Roboter 10 und eine Person 9 oder das Peripheriegerät miteinander kollidieren, und die erste AbweichungΔF1 oder die zweite Abweichung ΔF2 größer als der erste Schwellenwert Fa ist. Außerdem wird der Roboter 10 angehalten oder verlangsamt, selbst wenn die erste Krafterfassungseinheit 12 oder die zweite Krafterfassungseinheit 13 defekt sind, und selbst wenn die Differenz zwischen der ersten Abweichung ΔF1 und der zweiten Abweichung ΔF2 gleich oder größer als die festgelegte Größe F0 ist.
Eine solche Steuerung wird parallel in der ersten CPU 51, die die erste Befehlsausgabeeinheit 41 umfasst, die der ersten Kraftschätzungseinheit 21 zugeordnet ist, und der zweiten CPU 52, die die zweite Befehlsausgabeeinheit 42 umfasst, die der zweiten Kraftschätzungseinheit 22 zugeordnet ist, ausgeführt. Mit anderen Worten ist, wie aus 3A ersichtlich, die erste CPU 51 so konfiguriert, dass sie die Schritte S11, S13, S15, S17 und S19 ausführt, und die zweite CPU 52 ist so konfiguriert, dass sie die Schritte S12, S14, S16, S18 und S20 ausführt.
Daher wird in der vorliegenden Erfindung die oben erläuterte Steuerung von der Doppel-CPU 51, 52 ausgeführt. Aus diesem Grund werden in der vorliegenden Erfindung eine Kollision bezüglich einer Person 9 und dergleichen und eine Fehlfunktion der Krafterfassungseinheiten 12, 13 festgestellt, während die Redundanz gewährleistet ist, und der Roboter 10 wird angehalten oder verlangsamt. Infolgedessen kann die Sicherheit einer Person 9 gewährleistet werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, dass sowohl die erste Abweichung ΔF1 als auch die zweite Abweichung ΔF2 größer als der erste Schwellenwert Fa ist, um den Roboter 10 anzuhalten oder zu verlangsamen. Daher kann der Roboter zuverlässig angehalten oder verlangsamt werden, selbst wenn einer aus dem ersten Kraftsensor 12 und dem zweiten Kraftsensor 13 defekt ist.
Der Betriebsbereich jeder Achse des Roboters 10 kann vom Programm 24 so eingeschränkt werden, dass der Roboter 10 nur in einem bestimmten Bereich arbeiten kann. In einem solchen Fall, wird in Schritt S21 eine aktuelle Position Pc des Roboters 10 berechnet, indem der von der Winkelerfassungsvorrichtung 15 ermittelte Wert jeder Achse des Roboters 10 verwendet wird. Dann bezieht sich die dritte Vergleichseinheit 33 auf das Programm 24 des Roboters 10 und stellt fest, ob sich die aktuelle Position Pc des Roboters 10 außerhalb des vom Programm 24 eingeschränkten Betriebsbereichs befindet.
Wenn sich die aktuelle Position Pc des Roboters 10 außerhalb des Betriebsbereichs befindet, kann festgestellt werden, dass sich der Roboter 10 in einem nicht normalen Zustand befindet. In einem solchen Fall wird daraufhin Schritt S22 ausgeführt und die dritte Befehlsausgabeeinheit 43 gibt einen festgelegten Haltbefehl, einen festgelegten Verlangsamungsbefehl oder einen festgelegten Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter 10 aus. Dadurch wird der Roboter 10 angehalten und/oder verlangsamt, sodass die Sicherheit einer Person 9 auf die gleiche Weise gewährleistet ist. In Schritt S21 kann, anstatt die aktuelle Position Pc des Roboters 10 zu berechnen, die Betriebsgeschwindigkeit jeder Achse des Roboters 10 berechnet werden, indem die Erfassungswerte der mehreren Winkelerfassungsvorrichtungen 15 verwendet werden. In diesem Fall kann, wenn die Betriebsgeschwindigkeit jeder Achse des Roboters 10 größer als eine festgelegte Geschwindigkeit ist, festgestellt werden, dass sich der Roboter 10 in einem nicht normalen Zustand befindet. Wenn sich die aktuelle Position Pc des Roboters 10 nicht außerhalb des Betriebsbereichs befindet, wird daraufhin Schritt S23 ausgeführt. In diesem Fall kann festgestellt werden, dass der Roboter 10 normal arbeitet, und daher gibt die dritte Befehlsausgabeeinheit 43 in Schritt S23 einen Betriebsfortsetzungsbefehl an den Roboter 10 aus. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass der Roboter 10 in Übereinstimmung mit der Beschreibung des Programms 24 arbeitet.
Anschließend wird daraufhin Schritt S24 ausgeführt und die vierte Vergleichseinheit 34 stellt fest, ob die erste Abweichung ΔF1 zwischen dem ersten Schwellenwert Fa und dem zweiten Schwellenwert Fb liegt, der kleiner als der erste Schwellenwert Fa ist, und stellt fest, ob die zweite Abweichung ΔF2 zwischen dem ersten Schwellenwert Fa und dem zweiten Schwellenwert Fb liegt. Wenn sowohl die erste Abweichung ΔF1 als auch die zweite Abweichung ΔF2 zwischen dem ersten Schwellenwert Fa und dem zweiten Schwellenwert Fb liegen, wird dann anschließend Schritt S25 ausgeführt. Im Gegensatz dazu wird das Verarbeiten beendet, ohne den später erläuterten Betriebsbefehl auszugeben, wenn mindestens eine aus der ersten Abweichung ΔF1 und der zweiten Abweichung ΔF2 nicht zwischen dem ersten Schwellenwert Fa und dem zweiten Schwellenwert Fb liegen.
In Schritt S25 vergleicht die vierte Vergleichseinheit 34 die erste Abweichung ΔF1 und die zweite Abweichung ΔF2 mit mehreren Abweichungsmustern, die in der Speichereinheit 25 gespeichert sind. Die erste Abweichung ΔF1 und die zweite Abweichung ΔF2 müssen im Vergleich mit den Abweichungsmustern kein Einzelwert sein. Alternativ können die erste Abweichung ΔF1 und die zweite Abweichung ΔF2 mehrere Werte sein, die in der Speichereinheit 25 in Zeitfolge über (eine) festgelegte Zeitspanne(n) gespeichert sind.
Dann kann in Schritt S25, wenn sowohl die erste Abweichung ΔF1 als auch die zweite Abweichung ΔF2 mindestens ein gemeinsames Abweichungsmuster umfassen, festgestellt werden, dass eine externe Kraft auf den Roboter 10 ausgeübt wird, die ein Abweichungsmuster erzeugt, indem beispielsweise eine Person 9 regelmäßig und absichtlich von Hand gegen den Roboter 10 drückt. In einem solchen Fall wird daraufhin Schritt S26 ausgeführt und die vierte Befehlsausgabeeinheit 44 gibt einen Betriebsbefehl aus, der dem oben erläuterten Abweichungsmuster entspricht.
In diesem Fall ist 5 eine weitere Darstellung, die ein Verhältnis einer ersten Abweichung und einer Zeit zeigt. Es ist anzumerken, dass auch die zweite Abweichung ΔF2 das fast gleiche Verhalten zeigen kann, wie das in 5 dargestellte. Wie in 5 gezeigt, überschreitet eine durchgezogene Linie B2, die das Verhalten der ersten Abweichung ΔF1 darstellt, zwischen dem Zeitpunkt ta und dem Zeitpunkt tc den zweiten Schwellenwert Fb, liegt jedoch unter dem ersten Schwellenwert Fa. Die durchgezogene Linie B2 umfasst drei Spitzen A1, A2, A3 zwischen dem Zeitpunkt tb und dem Zeitpunkt tc.
In dem in 5 dargestellten Beispiel treten zwischen dem Zeitpunkt tb und dem Zeitpunkt tc drei Spitzen auf. Wenn die Speichereinheit 25 beispielsweise einen Betriebsbefehl speichert, der zu einem Fall gehört, in dem die Anzahl der Spitzen drei ist, gibt die vierte Befehlsausgabeeinheit 44 Ausgabe den Betriebsbefehl aus. In dem in 5 dargestellten Beispiel wird die Anzahl der externen Kräfte, die innerhalb eines festgelegten Zeitraums ausgeübt werden, als ein Abweichungsmuster verwendet, es können jedoch auch andere Abweichungsmuster verwendet werden.
Wie oben beschrieben wird in der vorliegenden Erfindung ein Betriebsbefehl, der dem Abweichungsmuster entspricht, nur dann ausgegeben, wenn sowohl die erste Abweichung Δ1 als auch die zweite Abweichung Δ2 ein gemeinsames Abweichungsmuster umfassen. Im Gegensatz dazu wird das Verarbeiten beendet, ohne den später erläuterten Betriebsbefehl auszugeben, wenn nur eine aus der ersten Abweichung Δ1 und der zweiten Abweichung Δ2 ein Abweichungsmuster umfasst, oder wenn weder die erste Abweichung Δ1 noch die zweite Abweichung Δ2 ein Abweichungsmuster umfassen. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass der Roboter 10 fehlerhaft arbeitet, und die Sicherheit einer Person kann gewährleistet werden.
Der Betriebsbefehl, der von der vierten Befehlsausgabeeinheit 44 ausgegeben wird, ist beispielsweise ein festgelegter Arbeitsablauf, der von dem Zustand aus ausgeführt wird, in dem der Roboter 10 stillsteht oder langsamer wird. In diesem Fall kann nur dann ein dem Abweichungsmuster entsprechender Betriebsbefehl ausgegeben werden, wenn der Roboter 10 stillsteht oder langsamer wird und sowohl die erste Abweichung ΔF1 als auch die zweite Abweichung ΔF2 mindestens ein gemeinsames Abweichungsmuster umfassen. In diesem Fall übt eine Person 9 eine externe Kraft aus und erzeugt ein gewünschtes Abweichungsmuster für den Roboter, der stillsteht oder langsamer wird, so dass der Roboter 10 aktiviert wird. Daher wird vorzugsweise eine Ausgabeeinheit (nicht gezeigt), die Ton und Licht ausgibt bereitgestellt, um zu melden, dass der Roboter 10 den Betrieb beginnt. In einem solchen Fall wird der Betriebsbefehl selbst dann nicht ausgegeben, wenn eine Person 9 eine externe Kraft ausübt, die ein gewünschtes Abweichungsmuster erzeugt, wenn sich der Roboter 10 mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt oder schneller wird. Somit hat eine Person 9 keinen Grund, eine externe Kraft, die ein gewünschtes Abweichungsmuster erzeugt, auf den Roboter 10 auszuüben, der sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt oder schneller wird, und aufgrund dessen kann die Sicherheit einer Person 9 gewährleistet werden.
Alternativ kann der Betriebsbefehl, der von der vierten Befehlsausgabeeinheit 44 ausgegeben wird, wie oben erläutert den Haltbefehl, den Verlangsamungsbefehl oder den Verlangsamungshaltbefehl des Roboters 10 umfassen. Ein solcher Betriebsbefehl ist vorteilhaft, da eine Person 9 beispielsweise den Roboter 10 direkt anhalten kann, wenn der Roboter 10 unerwartet arbeitet. Mit anderen Worten kann in diesem Fall die vierte Befehlsausgabeeinheit 44 dazu veranlasst werden, die Funktion eines Not-Ausschalters zu übernehmen.
Alternativ kann der Betriebsbefehl, der von der vierten Befehlsausgabeeinheit 44 ausgegeben wird, ein Befehl zum Ändern des ersten Schwellenwerts Fa in einen anderen ersten Schwellenwert Fa' sein, der für nur einen festgelegten Zeitraum kleiner als der erste Schwellenwert Fa ist. 6 ist eine weitere Darstellung, die ein Verhältnis einer ersten Abweichung und einer Zeit darstellt. In 6 erscheint eine durchgezogene Linie B3, die das Verhalten der ersten Abweichung ΔF1 darstellt.
Obwohl in 6 nicht dargestellt, kann auch die zweite Abweichung ΔF2 das fast gleiche Verhalten zeigen.
Am Zeitpunkt td, nachdem die drei Spitze festgestellt wurden, wie in 6 dargestellt, wird ein Betriebsbefehl ausgegeben, der zu einem Fall gehört, in dem die Anzahl der Spitzen drei ist. Dieser Betriebsbefehl ist eine Angabe zum Veranlassen, dass der Roboter 10 einen Arbeitsablauf vom Stillstand aus beginnt.
Im Allgemeinen werden sofort nachdem der Roboter 10 einen Arbeitsablauf beginnt, vorzugsweise Kollisionen des Roboter 10 mit einer Person 9 oder dem Peripheriegerät während eines festgelegten Zeitraums mit hoher Empfindlichkeit festgestellt. Daher umfasst der Betriebsbefehl im in 6 dargestellten Beispiel ferner einen Befehl zum Herabsetzen des ersten Schwellenwerts Fa auf den ersten Schwellenwert Fa' für den festgelegten Zeitraum. Es muss angemerkt werden, dass der erste Schwellenwert Fa' größer als der zweite Schwellenwert Fb ist.
In einem solchen Fall können Kollisionen des Roboters 10 mit einer Person 9 oder dergleichen sofort nach Beginn eines Arbeitsablaufs des Roboters 10 nur während eines festgelegten Zeitraums mit hoher Empfindlichkeit festgestellt werden. Insbesondere kann der Haltbefehl, der Verlangsamungsbefehl, oder der Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter 10 ausgegeben werden, wenn eine Spitze A4, die kleiner als der erste Schwellenwert Fa, jedoch größer als der erste Schwellenwert Fa' ist, innerhalb dieses festgelegten Zeitraums festgestellt wird, und die Sicherheit einer Person 9 weiter gewährleistet werden. Wenn eine Person 9 während dieses festgelegten Zeitraums versehentlich gegen den Roboter 10 drückt, kann der Roboter 10 auch sofort angehalten werden.
Im Übrigen ist 7 ein Abschnitt eines Flussdiagramms, das ein Steuerverfahren eines Industrierobotersystems nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In der zweiten Ausführungsform wird anstelle von Schritt S24 in 3B Schritt S24' in 7 gefolgt, während die anderen Schritte die gleichen wie die der ersten Ausführungsform sind.
Daher wird hauptsächlich der Unterschied zwischen dem Industrierobotersystem 1 gemäß der zweiten Ausführungsform und der ersten Ausführungsform erläutert. In Schritt S24' bestimmt die vierte Vergleichseinheit 34 nur, ob sowohl die erste Abweichung ΔF1 als auch die zweite Abweichung ΔF2 größer als der erste Schwellenwert Fa sind oder nicht.
In diesem Fall ist 8 eine weitere Abbildung, die ein Verhältnis einer ersten Abweichung und einer Zeit darstellt. In 8 wird eine durchgezogene Linie B4 gezeigt, die das Verhalten der ersten Abweichung ΔF1 zeigt. Obwohl in 8 nicht gezeigt, kann auch die zweite Abweichung ΔF2 das fast gleiche Verhalten zeigen. Wie in 8 dargestellt wird anschließend Schritt S25 ausgeführt, wenn die erste Abweichung ΔF1 größer als der erste Schwellenwert Fa ist, und die zweite Abweichung ΔF2 ebenfalls größer als der erste Schwellenwert Fa ist. In Schritt S25 vergleicht die vierte Vergleichseinheit 34 die erste Abweichung ΔF1 und die zweite Abweichung ΔF2 und mehrere Abweichungsmuster, die in der Speichereinheit 25 gespeichert sind.
Wenn sowohl die erste Abweichung ΔF1 als auch die zweite Abweichung ΔF2 mindestens ein gemeinsames Abweichungsmuster umfassen, kann festgestellt werden, dass eine externe Kraft auf den Roboter 10 ausgeübt wird, die ein Abweichungsmuster erzeugt, indem beispielsweise eine Person 9 regelmäßig und absichtlich von Hand gegen den Roboter 10 drückt. In einem solchen Fall wird daraufhin Schritt S26 ausgeführt und die vierte Befehlsausgabeeinheit 44 gibt einen Betriebsbefehl aus, der dem Abweichungsmuster entspricht. In der zweiten Ausführungsform, werden die gleichen Wirkungen wie in der ersten Ausführungsform erzielt, und außerdem ist es nicht notwendig den zweiten Schwellenwert Fb einzustellen. Daher versteht es sich, dass die zweite Ausführungsform einfacher als die erste Ausführungsform ist.
Außerdem können in einer nicht dargestellten Ausführungsform Betriebsbefehle, die den gemeinsamen Abweichungsmustern entsprechen, so angeordnet werden, dass sie nicht ausgegeben werden, wenn die erste Abweichung ΔF1 und die zweite Abweichung ΔF2 mehrere gemeinsame Abweichungsmuster umfassen. Insbesondere können Schritt S24 bis S26 in 3B und Schritt S24' bis S26 in 7 ausgelassen werden. Alternativ können in einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform nur Schritt S21 bis Schritt S22 ausgelassen werden.
Die erste Krafterfassungseinheit 12 und die zweite Krafterfassungseinheit 13, die in 1 dargestellt sind, können gemeinsam als eine Krafterfassungseinheit verwendet werden, oder die erste Krafterfassungseinheit 12 und die zweite Krafterfassungseinheit 13 können als unabhängige Krafterfassungseinheiten verwendet werden. Desgleichen können die erste Kraftschätzungseinheit 21 und die zweite Kraftschätzungseinheit 22 gemeinsam als eine Kraftschätzungseinheit verwendet werden, oder die erste Kraftschätzungseinheit 21 und die zweite Kraftschätzungseinheit 22 können unabhängig voneinander verwendet werden. Desgleichen können die erste Abweichungsberechnungseinheit 23a und die zweite Abweichungsberechnungseinheit 23b gemeinsam als Abweichungsberechnungseinheiten verwendet werden, oder die erste Abweichungsberechnungseinheit 23a und die zweite Abweichungsberechnungseinheit 23b können unabhängig voneinander verwendet werden. Desgleichen können die erste Vergleichseinheit 31 und die zweite Vergleichseinheit 32 gemeinsam als eine Vergleichseinheit verwendet werden, oder die erste Vergleichseinheit 31 und die zweite Vergleichseinheit 32 können unabhängig voneinander verwendet werden. Desgleichen können die erste Befehlsausgabeeinheit 41 und die zweite Vergleichseinheit 42 gemeinsam als eine Befehlsausgabeeinheit verwendet werden, oder die erste Befehlsausgabeeinheit 41 und die zweite Befehlsausgabeeinheit 42 können unabhängig voneinander verwendet werden. Solche Fälle sind in den Umfang der vorliegenden Erfindung ebenfalls eingeschlossen.
Vorteile der Erfindung
In dem ersten und sechsten Beispiel wird, wenn der Roboter und eine Person oder das Peripheriegerät miteinander kollidieren und die erste Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, beispielsweise ein Rückzugvorgang ausgeführt, und wenn die erste Abweichung ein Abweichungsmuster mit dem Roboter umfasst, der stillsteht oder langsamer wird, wird ein Betriebsbefehl ausgegeben, der dem Abweichungsmuster entspricht. Ein Betriebsbefehl kann direkt gegeben werden, indem ein Muster einer externen Kraft an einem Roboter gegeben wird, das die Sicherheit einer Person während einer Kollision gewährleisten kann.
In dem zweiten und siebten Beispiel, übt eine Person eine externe Kraft auf den Roboter, die ein gewünschtes Abweichungsmuster erzeugt, nur dann aus, wenn der Roboter stillsteht oder langsamer wird, sodass ein Betriebsbefehl ausgegeben wird, der dem Abweichungsmuster entspricht. Daher kann der Roboter aktiviert werden, wenn eine Person eine externe Kraft ausübt, die ein gewünschtes Abweichungsmuster erzeugt. Wenn sich der Roboter mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt oder schneller wird, kann eine Person keine externe Kraft ausüben, die ein gewünschtes Abweichungsmuster erzeugt. Daher kann die Sicherheit einer Person weiter gewährleistet werden.
In dem dritten und achten Beispiel kann, wenn der Roboter und eine Person oder das Peripheriegerät miteinander kollidieren und die erste Abweichung oder die zweite Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, der Roboter angehalten und/oder verlangsamt werden, und außerdem kann, wenn die erste Krafterfassungseinheit oder die zweite Krafterfassungseinheit fehlerhaft arbeitet und sich die erste Abweichung und die zweite Abweichung um eine festgelegte Größe oder mehr voneinander unterscheiden, der Roboter ebenfalls angehalten und/oder verlangsamt werden. Eine solche Steuerung wird in sowohl der ersten Befehlsausgabeeinheit, die mit der ersten Kraftschätzungseinheit verbunden ist, als auch der ersten Befehlsausgabeeinheit, die mit der zweiten Kraftschätzungseinheit verbunden ist, und der zweiten Befehlsausgabeeinheit, die mit der zweiten Kraftschätzungseinheit verbunden ist, durchgeführt. Daher kann eine Kollision mit einer Person und dergleichen und eine Fehlfunktion der Krafterfassungseinheiten festgestellt werden, während die Redundanz gewährleistet ist, und der Roboter kann angehalten und/oder verlangsamt werden, so dass die Sicherheit einer Person gewährleistet werden kann.
Nur wenn sowohl die erste Abweichung als auch die zweite Abweichung ein Abweichungsmuster umfassen, wird ein Betriebsbefehl ausgegeben, das dem Abweichungsmuster entspricht. Wenn nur eine aus der ersten Abweichung und der zweiten Abweichung ein Abweichungsmuster umfasst, oder wenn weder die erste Abweichung noch die zweite Abweichung das Abweichungsmuster umfassen, wird kein Betriebsbefehl ausgegeben. Daher ist es in dem Roboter, der, während die Redundanz gewährleistet ist, eine Kollision mit einer Person und dergleichen und eine Fehlfunktion der Krafterfassungseinheiten feststellen kann, um den Roboter anzuhalten und/oder zu verlangsamen, selbst wenn ein Abweichungsmuster als ein Betriebsbefehl an den Roboter gegeben wird weniger wahrscheinlich, dass der Roboter fehlerhaft arbeitet, und infolgedessen kann die Sicherheit einer Person gewährleistet werden. Wenn die erste Abweichung und die zweite Abweichung mit dem Abweichungsmuster verglichen werden, können die erste Abweichung und die zweite Abweichung verwendet werden, die über den festgelegten Zeitraum gespeichert wurden.
In dem vierten und neunten Beispiel werden das Programm des Roboters und die aktuelle Situation verglichen, und der Roboter kann angehalten und/oder verlangsamt werden, selbst wenn die aktuelle Situation nicht dem Programm entspricht. Daher kann der Roboter beispielsweise angehalten und die Sicherheit einer Person gewährleistet werden, wenn der Roboter unkontrolliert arbeitet.
In dem fünften und zehnten Beispiel können verschiedene Abweichungsmuster verwendet werden. Daher können präzise Betriebsbefehle ausgegeben werden.

Claims

Industrierobotersystem (1), das Folgendes umfasst: einen Roboter (10); eine Krafterfassungseinheit (12), die eingerichtet ist, um eine auf den Roboter ausgeübte externe Kraft festzustellen; eine Kraftschätzungseinheit (21), die eingerichtet ist, um als einen Kraftschätzwert aus Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters eine auf die Krafterfassungseinheit ausgeübte externe Kraft zu schätzen; eine Abweichungsberechnungseinheit (23a), die eingerichtet ist, um eine Abweichung zwischen dem Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten Krafterfassungswert zu berechnen, der aus Informationen der Krafterfassungseinheit (12) erhalten wird; eine Vergleichseinheit (31), die eingerichtet ist, um die Abweichung mit einem ersten Schwellenwert zu vergleichen; eine Befehlsausgabeeinheit (41), die eingerichtet ist, um einen Rückzugsbetriebsbefehl, einen Haltbefehl, einen Verlangsamungsbefehl oder einen Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter auszugeben, wenn die Vergleichseinheit feststellt, dass die Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist; und eine Speichereinheit (25), die eingerichtet ist, um mehrere Abweichungsmuster zu speichern, die in Bezug auf Abweichungen Regelmäßigkeit aufweisen; wobei, wenn die Abweichung das zumindest eine Abweichungsmuster umfasst, die Befehlsausgabeeinheit eingerichtet ist, um den Betriebsbefehl auszugeben, der dem zumindest einen Abweichungsmuster entspricht; und wobei das Abweichungsmuster ein Modus einer externen Kraft ist, die auf den Roboter durch eine Person regelmäßig oder absichtlich ausgeübt wird, und zumindest eine aus einer Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen der Abweichung und einer Anzahl der Male, zu denen Abweichung innerhalb eines festgelegten Zeitraums angewendet wurde, umfasst.
Industrierobotersystem nach Anspruch 1, wobei die Befehlsausgabeeinheit eingerichtet ist, um den Betriebsbefehl, der dem mindestens einen Abweichungsmuster entspricht, nur dann auszugeben, wenn der Roboter stillsteht oder langsamer wird.
Industrierobotersystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Krafterfassungseinheit eine erste Krafterfassungseinheit (12) und eine zweite Krafterfassungseinheit (13) umfasst; die Kraftschätzungseinheit Folgendes umfasst: eine erste Kraftschätzungseinheit (21), die eingerichtet ist, um als einen ersten Kraftschätzwert eine auf die erste Krafterfassungseinheit ausgeübte externe Kraft aufgrund von Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters zu schätzen, und eine zweite Kraftschätzungseinheit (22), die eingerichtet ist, um als einen zweiten Kraftschätzwert eine auf die zweite Krafterfassungseinheit ausgeübte externe Kraft aus den Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters zu schätzen; die Abweichungsberechnungseinheit Folgendes umfasst: eine erste Abweichungsberechnungseinheit (23a), die eingerichtet ist, um eine erste Abweichung zwischen dem ersten Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten ersten Krafterfassungswert zu berechnen, der aus Informationen der ersten Krafterfassungseinheit (12) erhalten wird, und eine zweite Abweichungsberechnungseinheit (23b), die eingerichtet ist, um eine zweite Abweichung zwischen dem zweiten Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten zweiten Krafterfassungswert zu berechnen, der aus Informationen der zweiten Krafterfassungseinheit (13) erhalten wird; die Vergleichseinheit Folgendes umfasst: eine erste Vergleichseinheit (31), die eingerichtet ist, um die erste Abweichung mit einem ersten Schwellenwert vergleicht und die erste Abweichung mit der zweiten Abweichung zu vergleichen, und eine zweite Vergleichseinheit (32), die eingerichtet ist, um die zweite Abweichung mit dem ersten Schwellenwert vergleicht und die zweite Abweichung mit der ersten Abweichung zu vergleichen; und die Befehlsausgabeeinheit Folgendes umfasst: eine erste Befehlsausgabeeinheit (41), die eingerichtet ist, um einen Haltbefehl, einen Verlangsamungsbefehl oder einen Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter auszugeben, wenn die erste Vergleichseinheit feststellt, dass die erste Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, oder wenn sich die erste Abweichung und die zweite Abweichung um einen gewissen Betrag oder mehr voneinander unterscheiden, und eine zweite Befehlsausgabeeinheit (42), die eingerichtet ist, um den Haltbefehl, den Verlangsamungsbefehl oder den Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter auszugeben, wenn die zweite Vergleichseinheit feststellt, dass die zweite Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, oder wenn sich die zweite Abweichung und die erste Abweichung um einen gewissen Betrag oder mehr voneinander unterscheiden.
Industrierobotersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das außerdem Folgendes umfasst: eine dritte Vergleichseinheit (33), die eingerichtet ist, um ein Programm des Roboters mit einer aktuellen Situation des Roboters zu vergleichen; eine dritte Befehlsausgabeeinheit (43), die eingerichtet ist, um den Haltbefehl, den Verlangsamungsbefehl oder den Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter auszugeben, wenn die dritte Vergleichseinheit feststellt, dass sich das Programm des Roboters und die aktuelle Situation des Roboters voneinander unterscheiden; eine vierte Vergleichseinheit (34), die eingerichtet ist, um die Abweichung mit den mehreren in der Speichereinheit gespeicherten Abweichungsmustern zu vergleichen, wenn die Abweichung zwischen dem ersten Schwellenwert und einem zweiten Schwellenwert besteht, der kleiner als der erste Schwellenwert ist, oder die Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist; und eine vierte Befehlsausgabeeinheit (44), die eingerichtet ist, um einen Betriebsbefehl des Roboters auszugeben der dem mindestens einen Abweichungsmuster entspricht, wenn die vierte Vergleichseinheit feststellt, dass die Abweichung mindestens ein gemeinsames Abweichungsmuster aus den mehreren Abweichungsmustern umfasst.
Industrierobotersystem nach Anspruch 4, wobei die mehreren in der Speichereinheit gespeicherten Abweichungsmuster mindestens eine(n) aus einer Größe der Abweichung, einer Richtung der Abweichung, einer Zeitdauer, während der die Abweichung angewendet wird, einem Betrag der Änderung der Abweichung in einer Zeiteinheit, umfasst.
Steuerverfahren eines Industrierobotersystems (1), das Folgendes umfasst: Feststellen einer auf den Roboter ausgeübten externen Kraft anhand einer Krafterfassungseinheit (12); Schätzen einer auf die Krafterfassungseinheit ausgeübten externen Kraft aus Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters als einen Kraftschätzwert; Berechnen einer Abweichung zwischen dem Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten Krafterfassungswert, der aus Informationen der Krafterfassungseinheit (12) erhalten wird; Vergleichen der Abweichung mit einem ersten Schwellenwert; Ausgeben eines Rückzugsbetriebsbefehls, eines Haltbefehls, eines Verlangsamungsbefehls oder eines Verlangsamungshaltbefehls an den Roboter, wenn festgestellt wird, dass die Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist; Ausgeben des Betriebsbefehls, der dem zumindest einen Abweichungsmuster entspricht, wenn die Abweichung das zumindest eine Abweichungsmuster umfasst; und wobei das Abweichungsmuster ein Modus einer externen Kraft ist, die auf den Roboter durch eine Person regelmäßig oder absichtlich ausgeübt wird, und zumindest eine aus einer Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spitzen der Abweichung und einer Anzahl der Male, zu denen Abweichung innerhalb eines festgelegten Zeitraums angewendet wurde, umfasst.
Steuerverfahren nach Anspruch 6, wobei der Betriebsbefehl, der dem mindestens einen Abweichungsmuster entspricht, nur dann ausgegeben wird, wenn der Roboter stillsteht oder langsamer wird.
Steuerverfahren des Industrierobotersystems (1) nach Anspruch 6 oder 7, wobei beim Feststellen der externen Kraft das Feststellen anhand einer ersten Krafterfassungseinheit (12) und einer zweiten Krafterfassungseinheit (13) ausgeführt wird, die am Roboter (10) angebracht sind, beim Schätzen des Kraftschätzwerts eine auf die erste Krafterfassungseinheit ausgeübte externe Kraft aus den Informationen über einen Betrieb des Roboters als ein erster Kraftschätzwert geschätzt wird, und außerdem eine auf die zweite Krafterfassungseinheit ausgeübte externe Kraft aus den Informationen über einen Arbeitsablauf des Roboters als ein zweiter Kraftschätzwert geschätzt wird, beim Berechnen der Abweichung eine erste Abweichung zwischen dem ersten Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten ersten Krafterfassungswert berechnet wird, der aus Informationen der ersten Krafterfassungseinheit (12) erhalten wird, und außerdem eine zweite Abweichung zwischen dem zweiten Kraftschätzwert und einem auf den Roboter angewendeten zweiten Krafterfassungswert berechnet wird, der aus Informationen der zweiten Krafterfassungseinheit (13) erhalten wird, beim Vergleichen, die erste Abweichung und ein erster Schwellenwert verglichen werden, und die erste Abweichung und die zweite Abweichung verglichen werden, und außerdem die zweite Abweichung und der erste Schwellenwert verglichen werden, und die zweite Abweichung und die erste Abweichung verglichen werden, wenn festgestellt wird, dass die erste Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, oder festgestellt wird, dass sich die erste Abweichung und die zweite Abweichung um einen gewissen Betrag oder mehr voneinander unterscheiden, ein Haltbefehl, ein Verlangsamungsbefehl oder ein Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter ausgegeben wird, und wenn festgestellt wird, dass die zweite Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, oder die zweite Abweichung und die erste Abweichung sich um einen gewissen Betrag oder mehr voneinander unterscheiden, der Haltbefehl, der Verlangsamungsbefehl oder der Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter ausgegeben wird.
Steuerverfahren des Industrierobotersystems (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei ein Programm eines Roboters mit einer aktuellen Situation des Roboters verglichen wird, wenn festgestellt wird, dass sich das Programm des Roboters und die aktuelle Situation des Roboters voneinander unterscheiden, der Haltbefehl, der Verlangsamungsbefehl oder der Verlangsamungshaltbefehl an den Roboter ausgegeben wird; wenn die Abweichung kleiner als der erste Schwellenwert ist und größer als der zweite Schwellenwert ist, oder die Abweichung größer als der erste Schwellenwert ist, die Abweichung mit mehreren Abweichungsmustern, die bezüglich der Abweichung Regelmäßigkeit aufweisen, verglichen werden, und wenn festgestellt wird, dass die Abweichung mindestens ein gemeinsames Abweichungsmuster aus den mehreren Abweichungsmustern umfasst, ein Betriebsbefehl des Roboters ausgegeben wird, der dem mindestens einen Abweichungsmuster entspricht.
Steuerverfahren nach Anspruch 9, wobei die mehreren in der Speichereinheit gespeicherten Abweichungsmuster mindestens eine(n) aus einer Größe der Abweichung, einer Richtung der Abweichung, einer Zeitdauer, während der die Abweichung angewendet wird, einem Betrag der Änderung der Abweichung in einer Zeit-Zeiteinheit, umfasst.