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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinheit für einen Gelenkroboter.
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Als eine Steuereinheit für einen Gelenkroboter, der innerhalb eines Sicherheitszauns platziert ist, ist eine Steuereinheit bekannt, die einen Roboter stoppt, wenn eine Tür eines Sicherheitszauns sich in einem offenen Zustand befindet, und die dann die Stopp-Position und die Stopp-Stellung des Roboters in einem Speicher speichert, sodass die Gelenkrobotersteuereinheit bei Wiederaufnahme des Betriebs die gespeicherte Stopp-Position und die Stopp-Stellung als die Position und die Stellung des Roboters verwenden kann (siehe beispielsweise
JP 2005-219 138 A ).
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Zum anderen ist ein Gelenkroboter auf vielfältige Art und Weise verwendet worden, der in einer Situation betrieben werden kann, in der ein Mensch in einer Umgebung des Gelenkroboters vorhanden ist, ohne, dass ein Sicherheitszaun verwendet wird (wie ein Roboter, der mit einem Menschen zusammenarbeiten kann) (siehe beispielsweise
JP 2017-074660 ). Eine solche Robotersteuereinheit weist eine Funktion, die verhindert, dass Gegenstände von Robotergelenken erfasst werden, eine Geschwindigkeitsbegrenzungsfunktion und eine Funktion zum Unterbrechen des Roboterbetriebs, wenn ein Sensor unsichere Situationen detektiert (Sicherheitsstoppfunktion), auf, sodass der Roboter in einer Situation, in der ein Mensch in der Umgebung des Roboters vorhanden ist, betrieben werden kann.
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Aus
DE 10 2016 007 719 A1 ist ein Robotersystem bekannt, welches umfasst: eine Bildgebungseinheit, eine Bildverarbeitungseinheit, eine Betretungsanforderungseinheit für eine Person zum Anfordern des Betretens eines vorgegebenen Abschnitts, und eine Signalausgabeeinheit, die, wenn die Person das Betreten des vorgegebenen Abschnitts angefordert hat, entsprechend einem Verarbeitungsergebnis der Bildverarbeitungseinheit ein Betretungssperrsignal ausgibt, das angibt, dass die Person den vorgegebenen Abschnitt betreten darf. Wenn die Bildverarbeitungseinheit feststellt, dass der Roboter eine vorab angelernte Stoppposition erreicht hat, nachdem die Person das Betreten des vorgegebenen Abschnitts angefordert hat, wird wenigstens ein Element aus der Gruppe umfassend eine Anweisung zum Stoppen des Roboters und eine Anweisung zum Stoppen eines Teils des Robotersystems, das erforderlich ist, um der Person das Betreten zu ermöglichen, ausgegeben und die Signalausgabeeinheit gibt das Betretungserlaubnissignal aus.
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Aus
DE 10 2016 003 250 A1 ist eine Robotersteuervorrichtung bekannt, welche umfasst: eine Kontakterfassungseinheit, die beurteilt, ob sich ein Roboter in Kontakt mit einem Objekt befindet oder nicht, das von dem Roboter verschieden ist, und eine Betriebsrichtungs-Überwachungseinheit, die eine Betriebsrichtung des Roboters überwacht, nachdem der Roboter in Kontakt mit dem Objekt gelangte, und die den Betrieb des Roboters überwacht. Nachdem der Roboter in Kontakt mit dem Objekt gelangte, lässt die Betriebsrichtungs-Überwachungseinheit den Betrieb des Roboters zu, der sich innerhalb eines zulässigen Bereichs befindet, und untersagt den Betrieb des Roboters, der aus dem zulässigen Bereich heraus fällt.
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Aus
EP 2 366 504 B1 ist ein Verfahren bekannt, welches umfasst: das Definieren, in einem Speicher, von Armen belegter Bereiche, die Roboterarme und ein Werkstück und ein an einem Roboterhandgelenk befestigtes Werkzeug umfassen, eine virtuelle Sicherheitsschutzbarriere, mit der die Arme nicht in Kontakt kommen dürfen, und einen beweglichen Bereich jeder Roboterachse; Schätzen des Auslaufwinkels jeder Roboterachse, für den die Achse auslaufen wird, wenn der Roboter aufgrund eines Notstopps während der Ausführung eines Befehls zum Bewegen des Roboters zu einer nächsten Zielposition angehalten wird, aus einem tatsächlich gemessenen Auslaufbetrag und dergleichen; Bestimmen einer vorhergesagten Position des Roboters nach dem Nachlaufen, indem die Nachlaufwinkel der Achsen zu der nächsten Zielposition addiert werden; das Prüfen, ob die von den Armen besetzten Bereiche an der vorhergesagten Position nach dem Nachlaufen mit der virtuellen Sicherheitsschutzbarriere in Kontakt kommen oder nicht, oder ob die Roboterachsen innerhalb der beweglichen Bereiche sind oder nicht; und das Durchführen einer Steuerung, um den Roboter zu veranlassen, seine Bewegung sofort bei Erkennung einer Abnormalität zu stoppen.
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Aus
EP 2 030 741 A2 ist eine Robotersteuerung mit einer Anhalteüberwachungsfunktion bekannt. Durch die Anhalteüberwachungsfunktion wird die Sicherheit eines Bedieners gewährleistet, ohne dass Hardware oder ähnliches verwendet wird, um die Leistungsübertragung zu einem Roboter und einer zusammenarbeitenden Vorrichtung zuzulassen/anzuhalten. Eine CPU der Robotersteuerung überwacht periodisch die Position des Roboters oder der kooperierenden Vorrichtung auf der Grundlage von Positionsinformationen von jedem Servomotor und dem Zustand der Eingabe von Informationen bezüglich des Roboters oder der kooperierenden Vorrichtung. Bei der ersten Eingabe von Eingabeinformationen wird die Position des Servomotors des Roboters oder des kooperierenden Geräts, auf den die Eingabeinformationen angewendet werden, im RAM gespeichert. Danach wird während der Eingabe der Eingabeinformationen der Abstand zwischen der im RAM gespeicherten Position und der aktuellen Position des Servomotors berechnet. Wenn der berechnete Abstand größer als ein zulässiger Verfahrweg ist, sendet die CPU einen Befehl an einen Not-Aus-Bauteil, um die Stromversorgung aller Servomotoren des Roboters und des kooperierenden Geräts zu unterbrechen.
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Aus
US 2017/0197313 A1 ist ein System zur Gewährleistung der Sicherheit von Personen an Orten wie einer Fabrik, bei dem Personen und Industrieroboter in einem Zustand miteinander zusammenarbeiten, in dem ein physischer Zaun, der den Arbeitsbereich des bevorzugten Industrieroboters umgibt, ausgeschlossen ist, bekannt. Das System ist in der Lage, die jeweiligen Abstände zwischen Roboter und einer Vielzahl von Personen zu erfassen. Darüber hinaus wird ein kritischer Abstand jeder Person auf der Grundlage von mindestens einer der persönlichen Informationen, die jede Person individuell hat, und Umgebungsinformationen, die in Abhängigkeit von der Einstellungsumgebung des Roboters einzustellen sind, festgelegt. Ein Monitor vom montierten Typ ist jeweils an der Mehrzahl der Personen angebracht und kann Informationen im Sichtbereich jeder Person anzeigen, und eine Steuereinheit kann den Anzeigeinhalt darauf steuern. Entsprechend der Anzeigesteuerung wird der Abstandszustand auf dem montierten Monitor angezeigt, wenn der Abstand zwischen Roboter und jeder Person kleiner als ein kritischer Abstand wird.
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In
US 9,043,025 B2 ist offenbart, dass eine sichere Zusammenarbeit zwischen einem Roboter und einem Menschen dadurch erreicht werden kann, dass der Roboter kontinuierlich mit einer ersten Schwellengeschwindigkeit oder darunter betrieben wird, so dass bei Kollisionen mit den Armen einer Person kein Schaden entsteht, und dass bei Erkennung des Torsos oder Kopfes der Person innerhalb eines Gefahrenbereichs die Geschwindigkeit des Roboters auf oder unter eine zweite Schwelle reduziert wird, so dass bei einer Kollision mit dem Torso oder Kopf der Person kein Schaden entsteht.
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Die Sicherheitsstoppfunktion ist eine Funktion, die zur Sicherstellung der menschlichen Sicherheit erforderlich ist, je länger jedoch der Roboter seinen Betrieb unterbricht, indem er unsichere Situationen detektiert, desto geringer wird die Betriebsauslastung des Roboters. Als eine Lösung zum Verhindern einer solchen Situation ist es denkbar, dem Roboter ein Roboterbetriebsprogramm nachzulernen, sodass der Roboter Positionen vermeiden kann, an denen der Sicherheitsstopp häufig vorkommt.
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Verglichen mit gängigen Industrierobotern kann jedoch der Roboter, der in einer Situation betrieben werden kann, in der ein Mensch in der Umgebung des Roboters vorhanden ist, an jedem Arbeitsplatz eingesetzt werden. Aus diesem Grund ist es häufig der Fall, dass sich keine Person, die mit dem Betrieb des Roboters geübt ist, in der Umgebung des Roboters befindet, an dem Nachlernen durchgeführt werden soll, und daher ist es nicht möglich, den Roboter bei Bedarf sofort nachzulernen. Außerdem ist es nicht einfach, Robotern Betriebsvorgänge zu lernen, und darüber hinaus nimmt es auch für eine Person, die mit dem Betrieb der Roboter geübt ist, viel Zeit in Anspruch, das Lernen durchzuführen.
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Gründe für den Sicherheitsstopp des Roboters sind Kontakte zwischen dem Roboter und Objekten und das Annähern des Roboters oder der Objekte aneinander, wobei die Objekte zu schützen sind, und die Objekte Menschen, Gegenstände oder Ähnliches sind. Die Objekte, die zu schützen sind, können mit dem Roboter an vielen verschiedenen Positionen in Kontakt kommen, daher ist es extrem schwierig, den Roboter nachzulernen, Positionen zu vermeiden, an denen der Sicherheitsstopp häufig vorkommen kann, und ein solcher Betrieb erfordert viel Zeit.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorgenannten Umstände gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuereinheit für einen Gelenkroboter bereitzustellen, die in der Lage ist, die Zeit zu verkürzen, die erforderlich ist, um einen Gelenkroboter nachzulernen, sodass der Roboter Positionen vermeiden kann, an denen ein Sicherheitsstopp häufig vorkommt.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der Ansprüche 1 oder 2. Um die zuvor beschriebene Aufgabe zu erfüllen, sieht die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen vor.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Steuereinheit für einen Gelenkroboter bereitgestellt, der in einem Bereich betrieben wird, in dem ein Mensch vorhanden sein kann, und die Steuereinheit für den Gelenkroboter umfasst ein Informationsansammlungsmittel, das, wenn eine Sicherheitsstoppfunktion durch Kontakt oder Nähe zwischen dem Gelenkroboter im Betrieb und mindestens einem, einem Menschen oder einem Gegenstand, betrieben wird, Informationen von Vorkommenspositionen ansammelt, in denen jeweils der Kontakt oder die Nähe vorkommt, oder Informationen, die von einem Sensor detektiert werden, der verwendet werden kann, um die Vorkommenspositionen abzuleiten, wobei der Kontakt und die Nachbarschaft Ursachen des Betriebs der Sicherheitsstoppfunktion sind; und ein Anzeigemittel zum Anzeigen einer Mehrzahl von Umkreisgebieten, deren Mitten die jeweiligen Vorkommenspositionen sind, auf einer vorbestimmten Anzeige basierend auf den Informationen der Vorkommenspositionen oder den Informationen, die von dem Sensor detektiert wurden, die von dem Informationsansammlungsmittel angesammelt wurden, wobei das Anzeigemittel auf der vorbestimmten Anzeige Gebiete anzeigt, in denen die Mehrzahl von Umkreisgebieten einander überlappt, indem den Gebieten eine Farbe zugewiesen wird, wobei die Farbe sich von derjenigen Farbe unterscheidet, welche einem Gebiet zugewiesen wird, in dem sich die Umkreisgebiete nicht gegenseitig überlappen.
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Gemäß diesem Aspekt der Erfindung werden, in Übereinstimmung mit den Informationen über die Vorkommenspositionen, die in dem Informationsansammlungsmittel angesammelt sind, die angesammelten Vorkommenspositionen auf dem Display angezeigt, oder die Vorkommenspositionen, die aus den Informationen abgeleitet wurden, die von dem Sensor detektiert wurden und in dem Informationsansammlungsmittel angesammelt wurden, werden auf dem Display angezeigt. Und daher können Verteilungen der Vorkommenspositionen der Kontakte oder der Nähen, die die Ursachen des Sicherheitsstopps sind, wahrgenommen werden, indem die Anzeige betrachtet wird, und beispielsweise können Regionen, in denen die Vorkommenspositionen konzentriert sind, das heißt, Regionen, die vermieden werden sollten, während der Gelenkroboter betrieben wird, erkannt werden, indem die Verteilungen verwendet werden.
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Außerdem wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steuereinheit für einen Gelenkroboter bereitgestellt, der in einem Bereich betrieben wird, in dem ein Mensch vorhanden sein kann, wobei die Steuereinheit für den Gelenkroboter umfasst: ein Betriebssteuermittel, das den Gelenkroboter gemäß einem Betriebsprogramm betreibt; ein Informationsansammlungsmittel, das, wenn eine Sicherheitsstoppfunktion durch Kontakt oder Nähe zwischen dem Gelenkroboter im Betrieb und mindestens einem, einem Menschen oder einem Gegenstand, betrieben wird, Informationen von Vorkommenspositionen ansammelt, in denen jeweils der Kontakt oder die Nähe vorkommt, oder Informationen, die von einem Sensor detektiert werden, der verwendet werden kann, um die Vorkommenspositionen abzuleiten, wobei der Kontakt und die Nachbarschaft Ursachen des Betriebs der Sicherheitsstoppfunktion sind; und ein Betriebsprogrammerstellungsmittel, das das Betriebsprogramm abgewandelt oder neu generiert, sodass der Gelenkroboter eine Region vermeidet, in der der Konzentrationsgrad der Vorkommenspositionen einen vorbestimmten Referenzwert überschreitet, basierend auf den Informationen der Vorkommenspositionen oder den Informationen, die von dem Sensor detektiert wurden, die von dem Informationsansammlungsmittel angesammelt wurden.
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Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird das Betriebsprogramm so abgewandelt oder neu generiert, dass Regionen, in denen die Vorkommenspositionen über den vorbestimmten Referenzwert hinaus konzentriert sind, vermieden werden, basierend auf den Informationen über die Vorkommenspositionen oder den Informationen, die von dem Sensor detektiert wurden, die von dem Informationsansammlungsmittel angesammelt wurden. Wie zuvor beschrieben, erkennt die Steuerung Verteilungen der Vorkommenspositionen der Kontakte oder der Nähen, die die Ursachen des Sicherheitsstopps sind, basierend auf den Informationen, die in dem Informationsansammlungsmittel angesammelt wurden, und daher ist es möglich den Gelenkroboter einfach nachzulernen, Positionen zu vermeiden, an denen der Sicherheitsstopp häufig eingetreten ist.
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Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, Zeit zu verkürzen, die zum Nachlernen eines Gelenkroboters erforderlich ist, sodass er Positionen vermeidet, an denen ein Sicherheitsstopp häufig eingetreten ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Roboter zeigt, der von einer Steuereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
- 2 ist ein Blockdiagramm der Steuereinheit und ein Teil des Roboters gemäß der ersten Ausführungsform.
- 3 ist eine Grafik, die ein angezeigtes Beispiel auf einer Anzeige gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
- 4 ist eine schematische Ansicht, die einen Roboter zeigt, der von einer Steuereinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird.
- 5 ist ein Blockdiagramm der Steuereinheit und ein Teil des Roboters gemäß einer dritten Ausführungsform.
- 6 ist eine Beispielgrafik, die Vorkommenspositionen gemäß einem abgewandelten Beispiel der ersten bis dritten Ausführungsformen zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine Steuereinheit 20 für einen Gelenkroboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
Diese Steuereinheit (Betriebssteuermittel) 20 steuert einen Gelenkroboter 10, der in einem Bereich betrieben wird, in dessen Umgebung Menschen vorhanden sein können, wie beispielsweise in 1 gezeigt. Der Roboter 10 umfasst eine Vielzahl von Armelementen und Gelenken, und umfasst außerdem eine Vielzahl von Servomotoren 11, die die Vielzahl von Gelenken jeweils antreiben (siehe 2). Als die Servomotoren 11 kann jede Art von Servomotor wie ein Drehmotor, ein Linearmotor und Ähnliches verwendet werden. Jeder der Servomotoren 11 weist eine eingebaute Betriebspositionsdetektionseinrichtung wie einen Encoder zum Detektieren einer Betriebsposition des Servomotors 11 auf, und detektierte Werte der Betriebspositionsdetektionseinrichtung werden an die Steuereinheit 20 gesendet.
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Eine Basis 10a des Roboters 10 ist beispielsweise mit einem Kraftsensor 12 versehen, der einen Sechs-Achsen-Kraftsensor aufweist, und detektierte Ergebnisse des Kraftsensors 12 werden auch an die Steuereinheit 20 gesendet (siehe 2).
Der Roboter 10 führt Werkstücke W, die auf einem Tisch T platziert sind, mittels einer Werkstückhalteeinrichtung 13 zu einer vorbestimmten Einrichtung M wie einer Bearbeitungsmaschine, und die Werkstückhalteeinrichtung 13, die in der Lage ist, das Werkstück W zu halten, ist an einem distalen Ende des Roboters 10 vorgesehen. Es kann möglich sein, als die Werkstückhalteeinrichtung 13 eine Werkstückhalteeinrichtung, die eine Elektromagnet- oder eine Saugeinrichtung zum Anziehen des Werkstücks W aufweist, oder eine Werkstückhalteeinrichtung, die Klauen zum Halten des Werkstücks W aufweist, zu verwenden. Die Werkstückhalteeinrichtung 13 wird von der Steuereinheit 20 gesteuert.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die Steuereinheit 20 eine Steuerung 21, die beispielsweise CPU, RAM und Ähnliches aufweist, eine Anzeige 22, eine Speichereinheit 23, die einen nichtflüchtigen Speicher aufweist, ROM und Ähnliches, eine Vielzahl von Servosteuerungen 24, die vorgesehen sind, um den Servomotoren 11 des Roboters 10 zu entsprechen, und ein Programmierhandgerät 25, das mit der Steuereinheit 20 verbunden ist und das von einem Bediener tragbar ist. Es kann möglich sein, das Programmierhandgerät 25 so zu konfigurieren, dass es drahtlose Kommunikation mit der Steuereinheit 20 durchführen kann.
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Ein Systemprogramm 23a ist in der Speichereinheit 23 gespeichert, und das Systemprogramm 23a stellt eine Basisfunktion der Steuereinheit 20 bereit. Außerdem ist mindestens ein Betriebsprogramm 23b, in der Speichereinheit 23 gespeichert, das generiert wird, indem das Programmierhandgerät 25 verwendet wird. Überdies speichert die Speichereinheit 23 ein Sicherheitsstopp-Programm 23c, das eine Sicherheitsstoppfunktion zum Unterbrechen des Betriebs des Roboters 10 in Übereinstimmung mit den detektierten Ergebnissen des Kraftsensors 12 zur Sicherheit steuert, ein Ansammlungsprogramm (Informationsansammlungsmittel) 23d, das Vorkommenspositionen, an denen Ursachen des Sicherheitsstopps aufgetreten sind, ansammelt, und ein Anzeigeprogramm (Anzeigemittel) 23e, das die angesammelten Vorkommenspositionen anzeigt.
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Die Steuerung 21 wird von dem Systemprogramm 23a betrieben, liest das Betriebsprogramm 23b, das in der Speichereinheit 23 gespeichert ist, um es in einem RAM vorübergehend zu speichern, und sendet gemäß dem gelesenen Betriebsprogramm 23b, das die Servoverstärker der Servomotoren 11 des Roboters 10 steuert und außerdem Anziehung und Nichtanziehung des Werkstücks W von der Werkstückhalteeinrichtung 13 steuert, Steuersignale an die Servosteuerungen 24.
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Zu diesem Zeitpunkt liest die Steuerung 21 das Sicherheitsstopp-Programm 23c, das in der Speichereinheit 23 gespeichert ist, um es in einem RAM vorübergehend zu speichern, und überwacht die detektierten Ergebnisse des Kraftsensors 12 gemäß dem gelesenen Sicherheitsstopp-Programm 23c. Wenn das detektierte Ergebnis des Kraftsensors 12 einen vorbestimmten Referenzbereich überschreitet, bestimmt die Steuerung 21, dass ein Ziel, das zu schützen ist, das ein Mensch oder ein Gegenstand ist, mit dem Roboter 10 in Kontakt gekommen ist, und daher unterbricht die Steuerung 21 den Betrieb der Servomotoren 11 des Roboters 10 (Sicherheitsstoppfunktion).
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Hier ändert die Steuerung 21 unter Berücksichtigung, ob der Roboter 10 das Werkstück W hält, der Position des distalen Endabschnitts des Roboters 10, der Stellung des Roboters 10, der Betriebsgeschwindigkeit des Roboters 10, des Gewichts jedes der Armelemente, aus denen der Roboter 10 besteht, der trägen Masse jedes Armelements, des Gewichts jedes der Servomotoren 11 und der trägen Masse jedes Servomotors 11 gegebenenfalls den vorbestimmten Referenzbereich.
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Überdies liest die Steuerung 21 das Ansammlungsprogramm 23d, das in der Speichereinheit 23 gespeichert ist, um es in einem RAM vorübergehend zu speichern und laufen zu lassen. Wenn mindestens einer, der Mensch oder der Gegenstand, mit dem Roboter 10 in Kontakt gekommen ist und die Sicherheitsstoppfunktion betrieben wird, werden Informationen über eine Vorkommensposition, an der der Kontakt, der die Ursache des Sicherheitsstopps ist, aufgetreten ist, in der Speichereinheit 23 angesammelt.
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Hier weist der Kraftsensor 12 einen Sechs-Achsen-Kraftsensor auf, daher ist die Steuerung 21 in der Lage, den Armabschnitt, an dem der Kontakt aufgetreten ist, und eine Position des Armabschnitts, an der der Kontakt aufgetreten ist, basierend auf der Stellung des Roboters 10 und des detektierten Ergebnisses des Kraftsensors 12 zu identifizieren. Das heißt, es ist möglich, die Vorkommenspositionen der Kontakte als Koordinateninformationen in einem dreidimensionalen Koordinatensystem zu identifizieren, dessen Ursprung sich in dem Kraftsensor 12 befindet. Es kann möglich sein, den Kraftsensor 12 selbst so zu konfigurieren, dass er Koordinaten der Vorkommenspositionen der Kontakte in dem dreidimensionalen Koordinatensystem identifizieren kann, und die Steuerung 21 so zu konfigurieren, dass sie Informationen der Koordinaten der Vorkommenspositionen der Kontakte in dem dreidimensionalen Koordinatensystem von dem Kraftsensor 12 empfangen kann.
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Die Steuerung 21 liest das Anzeigeprogramm 23e, das in der Speichereinheit 23 gespeichert ist, um es in einem RAM vorübergehend zu speichern und laufen zu lassen, und die Steuerung 21 zeigt die Vorkommenspositionen der Kontakte auf der Anzeige 22 oder der Anzeige 25a an, die wie zuvor beschrieben angesammelt wurden, die an dem Programmierhandgerät 25 vorgesehen ist. Beispielsweise ist das dreidimensionale Koordinatensystem auf der Anzeige 25a des Programmierhandgeräts 25 gezeichnet, und eine grobe Skizze der Form des Roboters 10 und ein Bereich, in dem sich der Roboter 10 gemäß dem aktuellen Betriebsprogramm 23b bewegen wird, sind in dem dreidimensionalen Koordinatensystem gezeichnet, und die angesammelten Vorkommenspositionen der Kontakte sind aufgetragen. Hierdurch ist es für eine Person, die diese Anzeige betrachtet, möglich, die Positionen einfach zu erkennen, an denen die Kontakte häufig vorkommen.
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Darüber hinaus wird die Steuerung 21 von dem Anzeigeprogramm 23e betrieben, beispielsweise kann die Steuerung 21 erste Umkreisgebiete 31, deren Mitten die Vorkommenspositionen sind, und zweite Umkreisgebiete 32, deren Mitten die Vorkommenspositionen sind, für jede der Vorkommenspositionen festlegen. In diesem Fall zeichnet, wie in 3 gezeigt, das Anzeigeprogramm 23e die ersten Umkreisgebiete 31 und die zweiten Umkreisgebiete 32 in dem dreidimensionalen Koordinatensystem der Anzeige 25a des Programmierhandgeräts 25.
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Zusätzlich ist es in diesem dreidimensionalen Koordinatensystem vorgesehen, dass ein Raum, in dem das erste Umkreisgebiet 31 oder das zweite Umkreisgebiet 32 vorhanden ist, als eine Region der Punktzahl 1 festgelegt wird, ein Raum, in dem das Gebiet 31 und das Gebiet 32 miteinander überlappen, als eine Region der Punktzahl 2 festgelegt wird, ein Raum, in dem drei der Gebiete 31 und der Gebiete 32 miteinander überlappen, als eine Region der Punktzahl 3 festgelegt wird und ein Raum, in dem mehr als vier der Gebiete 31 und der Gebiete 32 miteinander überlappen, als eine Region der Punktzahl 4 festgelegt wird.
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Und wie in 3 gezeigt, sind der Region der Punktzahl 1, der Region der Punktzahl 2, der Region der Punktzahl 3 und der Region der Punktzahl 4 jeweils verschiedene Farben zugeordnet, und die Regionen werden in dem dreidimensionalen Koordinatensystem angezeigt. Da den jeweiligen Punktzahlen verschiedene Farben zugeordnet sind, ist es möglich, den Betrieb des Roboters 10 mit reduzierter Anzahl von Sicherheitsstopps zu erreichen, indem das Betriebsprogramm 23b so abgewandelt oder neu generiert wird, dass beispielsweise die Region der Punktzahl 4 vermieden wird.
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Außerdem kann es möglich sein, zu konfigurieren, dass die Steuerung 21 basierend auf dem Anzeigeprogramm 23e betrieben wird, sodass gemäß einem Punktzahlwert, der mittels des Programmierhandgeräts 25 eingegeben wird, ein Vermeidungsbereich in diesem dreidimensionalen Koordinatensystem festgelegt wird, und der Vermeidungsbereich in diesem dreidimensionalen Koordinatensystem angegeben wird. Beispielsweise werden, wenn Punktzahl 3 in das Programmierhandgerät 25 eingegeben wird, die Regionen, deren Punktzahl dieselbe oder mehr als Punktzahl 3 ist, als der Vermeidungsbereich festgelegt. In diesem Fall ist es möglich, das Betriebsprogramm 23b einfacher abzuwandeln oder neu zu generieren.
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In dieser Ausführungsform werden die angesammelten Vorkommenspositionen auf der Anzeige 25a des Programmierhandgeräts 25 und Ähnlichem angezeigt, daher können Verteilungen der Vorkommenspositionen der Kontakte wahrgenommen werden, die die Ursachen des Sicherheitsstopps sind, indem die Anzeige 25a betrachtet wird, und beispielsweise können Regionen erkannt werden, in denen die Vorkommenspositionen konzentriert sind, das heißt, Regionen, die vermieden werden sollten, während der Roboter 10 betrieben wird, indem die Verteilungen verwendet werden. Hierdurch ist es möglich, den Roboter 10 einfach nachzulernen, sodass Positionen vermieden werden, an denen der Sicherheitsstopp häufig vorkommt.
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Außerdem zeigt diese Ausführungsform die Steuerung 21, die den Betrieb der Servomotoren 11 des Roboters 10 zur Sicherheit gemäß den detektierten Ergebnissen des Kraftsensors 12 unterbricht, der an dem Basisabschnitt 10a des Roboters 10 vorgesehen ist. Im Gegensatz dazu kann es auch möglich sein, zu konfigurieren, dass ein Drehmomentsensor in jedem der Gelenke des Roboters 10 vorgesehen ist, sodass die Steuerung 21 den Betrieb der Servomotoren 11 des Roboters 10 zur Sicherheit gemäß detektierten Ergebnissen der Drehmomentsensoren unterbricht.
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Zusätzlich kann es möglich sein, den Roboter so zu konfigurieren, dass ein Druckverteilungssensor an einer Oberfläche der Armelemente aus der Vielzahl von Armelementen des Roboters 10, montiert ist, der möglicherweise mit einem Menschen oder einem Gegenstand Kontakt haben kann, sodass die Steuerung 21 den Betrieb der Servomotoren 11 des Roboters 10 zur Sicherheit gemäß detektierten Ergebnissen des Druckverteilungssensors unterbricht.
Außerdem ist es auch möglich, die Vorkommenspositionen der Kontakte zu identifizieren, indem die detektierten Ergebnisse der Drehmomentsensoren oder die detektierten Ergebnisse der Druckverteilungssensoren verwendet werden.
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Darüber hinaus kann es möglich sein, anstatt die Vorkommenspositionen der Kontakte, der ersten Umkreisgebiete 31 und der zweiten Umkreisgebiete 32 in dem dreidimensionalen Koordinatensystem zu zeigen, zu konfigurieren, dass Wertinformationen zu diesen Koordinaten auf der Anzeige 25a angezeigt werden.
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Eine Steuereinheit 20 für einen Roboter gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
In der zweiten Ausführungsform wird ein optischer Sensor 40 zum Ansammeln der Vorkommenspositionen der Kontakte verwendet, die zwischen dem Roboter 10 und einem Menschen oder einem Gegenstand aufgetreten sind, anstatt die detektierten Ergebnisse des Kraftsensors 12 zu verwenden, um die Vorkommenspositionen der Kontakte anzusammeln. Die anderen Konfigurationen sind identisch mit oder ähnlich denen in der ersten Ausführungsform, somit sind die gleichen oder entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf ihre Erklärung wird verzichtet.
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In der zweiten Ausführungsform ist, wie in 4 gezeigt, der optische Sensor 40 zum Aufnehmen von Bildern des Roboters 10 und seines Betriebsbereichs vorgesehen. Der optische Sensor 40 ist mit der Steuereinheit 20 verbunden, wie in 2 gezeigt. In diesem Fall wird die Steuerung 21 von dem Sicherheitsstopp-Programm 23c betrieben, bekannte Bildverarbeitung wird an den Bildern durchgeführt, die von dem optischen Sensor 40 aufgenommen wurden, und die Betriebe der Servomotoren 11 des Roboters 10 werden zur Sicherheit unterbrochen, wenn ein Abstand zwischen dem Roboter 10 und einem Menschen oder einem Gegenstand, der in dem verarbeiteten Bild kleiner als ein vorbestimmter Wert (nah zueinander) wird. Überdies kann der optische Sensor 40 ein dreidimensionaler optischer Sensor sein, und in diesem Fall ist der dreidimensionale optische Sensor in der Lage, einen Abstand zwischen dem Roboter 10 und einem Menschen oder einem Gegenstand in der Oben-Unten-Richtung zu reg istrieren.
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Zusätzlich wird die Steuerung 21 von dem Ansammlungsprogramm 23d betrieben, und der Abstand zwischen dem Roboter 10 und einem Menschen oder einem Gegenstand in dem verarbeiteten Bild wird kürzer als der vorbestimmte Wert (benachbarte Zustand zueinander), die Vorkommensposition der Nähe wird als Koordinateninformation in einem dreidimensionalen Koordinatensystem identifiziert, dessen Ursprung sich an einer vorbestimmten Position des Basisabschnitts 10a befindet. Die Vorkommensposition der Nähe kann eine Position sein, die sich an dem Armabschnitt des Roboters 10 befindet, eine Position, die sich an einem Menschen oder einem Gegenstand befindet, der sich dem Roboter 10 annähert, oder eine Position, die sich zwischen dem Armabschnitt des Roboters 10 und dem Menschen oder dem Gegenstand befindet. Was den optischen Sensor 40 betrifft, ist es, auch wenn es möglich ist, die Vorkommenspositionen der Nähen genauer zu identifizieren, wenn der Sensor der dreidimensionale optische Sensor ist, auch möglich, die Vorkommenspositionen der Nähen mittels des zuvor beschriebenen Verfahrens zu identifizieren oder abzuschätzen, auch wenn der optische Sensor 40 ein zweidimensionaler optischer Sensor ist.
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Außerdem wird die Steuerung 21 von dem Anzeigeprogramm 23e betrieben, und zeigt auf der Anzeige 22 oder der Anzeige 25a, die an dem Programmierhandgerät 25 vorgesehen sind, die angesammelten Vorkommenspositionen der Nähen an, die wie zuvor beschrieben angesammelt werden. Das nachfolgende Verarbeiten ist ähnlich dem in dem Fall des Identifizierens der Vorkommenspositionen der Kontakte.
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Auch mit der zweiten Ausführungsform können Verteilungen der Vorkommenspositionen der Nähen, die die Ursache des Sicherheitsstopps sind, wahrgenommen werden, indem die Anzeige 25a betrachtet wird, und beispielsweise können Regionen, in denen die Vorkommenspositionen konzentriert sind, das heißt, Regionen, die vermieden werden sollten, während der Roboter 10 betrieben wird, erkannt werden, indem die Verteilungen verwendet werden. Hierdurch ist es möglich, den Roboter 10 einfach nachzulernen, sodass Positionen vermieden werden, an denen der Sicherheitsstopp häufig vorkommt.
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Eine Steuereinheit 20 für einen Roboter gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
In der dritten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Betriebsprogramm 23b so abgewandelt oder neu generiert wird, dass Regionen vermieden werden, in denen die Vorkommenspositionen der Kontakte oder der Nähen konzentriert sind, anstatt dass die Vorkommenspositionen der Kontakte oder der Nähen, die ersten und zweiten Umkreisgebiete 31, 32 und die Regionen der Punktzahlen 1 bis 4 auf den Anzeigen 22, 25a angezeigt werden. Da die anderen Konfigurationen identisch mit oder ähnlich denen in der ersten und zweiten Ausführungsform sind, sind die gleichen oder entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und auf ihre Erklärung wird verzichtet.
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In der dritten Ausführungsform wird, wie in 5 gezeigt, ein Generierungsprogramm (Betriebsprogrammerstellungsmittel) 23f zum Abwandeln oder neu Erstellen des Betriebsprogramms 23b auf der Speichereinheit 23 gespeichert.
Ähnlich wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform wird, wenn die Vorkommenspositionen der Kontakte oder der Nähen in der Speichereinheit 23 angesammelt sind, die Steuerung 21 von dem Generierungsprogramm 23f betrieben, und wandelt das Betriebsprogramm 23b ab oder generiert es so neu, dass die Regionen vermieden werden, in denen die Vorkommenspositionen über einen vorbestimmten Referenzwert hinaus konzentriert sind.
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Beispielsweise werden, ähnlich wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform, das erste und das zweite Umkreisgebiet 31, 32 für jede der Vorkommenspositionen festgelegt, und Regionen der Punktzahlen 1 bis 4, die von den ersten und zweiten Umkreisgebieten 31, 32 generiert werden, werden ebenfalls für die Vorkommenspositionen festgelegt. Wenn bestimmt wird, dass die Regionen, deren Punktzahl dieselbe oder mehr als Punktzahl 3 ist, die Regionen sind, an denen die Vorkommenspositionen über den vorbestimmten Referenzwert hinaus konzentriert sind, und das Betriebsprogramm 23b so abgewandelt oder neu generiert wird, dass solche Regionen vermieden werden. Es ist möglich, dass eine Region, die eine Gruppe von Vorkommenspositionen aufweist, deren Abstand zwischen einander kürzer ist als ein vorbestimmter Referenzwert, die Region sein kann, in der Vorkommenspositionen über den vorbestimmten Referenzwert hinaus konzentriert sind.
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In der dritten Ausführungsform wird das Betriebsprogramm 23b gemäß den angesammelten Informationen über die Vorkommenspositionen so abgewandelt oder neu generiert, dass die Regionen vermieden werden, in denen die Vorkommenspositionen über den vorbestimmten Referenzwert hinaus konzentriert sind. So ist es möglich, da die Steuereinheit 20 in der Lage ist, die Verteilungen der Vorkommenspositionen der Kontakte oder der Nähen, die die Ursachen des Sicherheitsstopps sind, gemäß den angesammelten Informationen über die Vorkommenspositionen zu erkennen, den Roboter 10 einfach nachzulernen, sodass Positionen vermieden werden, an denen der Sicherheitsstopp häufig vorkommt.
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Überdies ist es in der ersten bis dritten Ausführungsform vorgesehen, dass die Vorkommenspositionen der Kontakte, die die Ursachen des Sicherheitsstopps sind, identifiziert werden, und Informationen über die identifizierten Vorkommenspositionen der Kontakte in der Speichereinheit 23 angesammelt werden. Im Gegensatz dazu können detektierte Informationen (mittels Sensorik detektierte Informationen) eines Winkelsensors, der an jedem der Gelenke des Roboters 10 vorgesehen ist, und detektierte Informationen (mittels Sensorik detektierte Informationen) des optischen Sensors 40, der der zweidimensionale optische Sensor ist, auch in der Speichereinheit 23 angesammelt werden, wenn die Sicherheitsstoppfunktion betrieben wird. Anstatt der detektierten Informationen des Winkelsensors können detektierte Informationen einer Betriebspositionsdetektionseinrichtung angesammelt werden, die in jedem der Servomotoren 11 eingebaut ist.
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Es ist möglich, die Stellung des Roboters 10 gemäß den detektierten Informationen des Winkelsensors, der an jedem der Gelenke des Roboters 10 vorgesehen ist, eindeutig abzuleiten. Das heißt, es ist möglich, die Höhenposition und die Stellung jedes der Armelemente eindeutig abzuleiten. Da die Vorkommenspositionen der Kontakte oder der Nähen abgeleitet werden können, indem die detektierten Informationen der Winkelsensoren und die detektierten Informationen der optischen Sensoren 40 verwendet werden, die in der Speichereinheit 23 angesammelt sind, ist es möglich, die gleiche Wirkung zu haben wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform.
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Außerdem ist es vorgesehen, wenn der Roboter 10 ein Mehrachsroboter mit weniger als sechs Achsen ist, dass eine Koordinateninformation (mittels Sensorik detektierte Information) einer vorbestimmten Position an dem distalen Ende des Roboters 10 und Stellungsinformationen (mittels Sensorik detektierte Informationen) des distalen Endes des Roboters 10 detektiert werden, indem eine Vielzahl von optischen Sensoren verwendet werden, und wenn die Sicherheitsstoppfunktion betrieben wird, können die Koordinateninformation zu der vorbestimmten Position des distalen Endes des Roboters 10, die Stellungsinformationen zu dem distalen Ende des Roboters 10 und die detektierten Informationen der Kraftsensoren und der optischen Sensoren (mittels Sensorik detektierte Informationen) zum Detektieren der Kontakte und der Nähen auch in der Speichereinheit 23 angesammelt werden. Wenn diese mittels Sensorik detektierten Informationen verwendet werden, können auch die Vorkommenspositionen der Kontakte und der Nähen abgeleitet werden, was die gleiche Wirkung haben kann, wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform.
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Wie in 6 gezeigt, können in der ersten bis dritten Ausführungsform mittels Sensorik detektierte Informationen, von denen Informationen über die Vorkommenspositionen der Kontakte oder der Nähen, oder die Vorkommenspositionen davon abgeleitet werden können, verschiedenen Gruppen zugeordnet werden und in der Speichereinheit 23 gemäß einer Richtung angesammelt werden, in die der Roboter 10 sich bewegt, wenn der Sicherheitsstopp betrieben wird. Beispielsweise werden, wie in 6 gezeigt, Vorkommenspositionen A1 bis A4, die Kontakte darstellen, die aufgetreten sind, als sich der Roboter 10 hin zu einer Richtung A bewegt hat, Gruppe A zugeordnet und in der Speichereinheit 23 angesammelt, und die Vorkommenspositionen B1 bis B5, die Kontakte darstellen, die aufgetreten sind, als sich der Roboter 10 hin zu einer Richtung B bewegt hat, werden Gruppe B zugeordnet und in der Speichereinheit 23 angesammelt.
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In diesem Fall wird die Steuerung 21 von dem Anzeigeprogramm 23e betrieben, und ist in der Lage, die Vorkommenspositionen in identifizierbarer Weise, zu welcher Gruppe zwischen Gruppe A und B die Vorkommensposition gehört, auf der Anzeige 25a und Ähnlichem anzuzeigen, und ist außerdem in der Lage, die Vorkommenspositionen pro Gruppe auf der Anzeige 25a und Ähnlichem anzuzeigen.
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Außerdem wird die Steuerung 21 von dem Generierungsprogramm 23f betrieben, das Betriebsprogramm 23b wird so abgewandelt oder neu generiert, dass Regionen vermieden werden, in denen die Vorkommenspositionen A1 bis A4 konzentriert sind, wenn der Roboter 10 zu der Richtung A bewegt wird, und das Betriebsprogramm 23b wird so abgewandelt oder neu generiert, dass Regionen vermieden werden, in denen die Vorkommenspositionen B1 bis B5 konzentriert sind, wenn der Roboter 10 zu der Richtung B bewegt wird.
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Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform der Roboter 10 zum Zuführen der Werkstücke W verwendet, der Roboter 10 kann jedoch beispielsweise zum Bearbeiten und Montieren der Werkstücke W verwendet werden, und er kann auch zum Bearbeiten von anderen Artikeln verwendet werden. Beispielsweise zeigt, in einem solchen Fall, dass ein Laserbearbeitungswerkzeug an dem distalen Ende des Roboters 10 angebracht sein kann, sodass der Roboter 10 Laserbearbeitung durchführt, die Steuerung 21 die Verteilungen der Vorkommenspositionen der Kontakte an, oder wandelt das Betriebsprogramm gemäß den Verteilungen der Vorkommenspositionen der Kontakte ab oder generiert es neu, wenn ein Gegenstand häufig mit einem anderen Gegenstand in Kontakt gekommen ist und die Sicherheitsstoppfunktion betrieben wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Roboter
- 11
- Servomotor
- 12
- Kraftsensor
- 13
- Werkstückhalteeinrichtung
- 20
- Steuereinheit (Betriebssteuermittel)
- 21
- Steuerung
- 22
- Anzeige
- 23
- Speichereinheit
- 23a
- Systemprogramm
- 23b
- Betriebsprogramm
- 23c
- Sicherheitsstopp-Programm
- 23d
- Ansammlungsprogramm (Informationsansammlungsmittel)
- 23e
- Anzeigeprogramm (Anzeigemittel)
- 23f
- Generierungsprogramm (Betriebsprogrammerstellungsmittel)
- 24
- Servosteuerung
- 25
- Programmierhandgerät
- 25a
- Anzeige
- 31
- erstes Umkreisgebiet
- 32
- zweites Umkreisgebiet
- 40
- optischer Sensor
- T
- Tisch
- M
- vorbestimmte Einrichtung
- W
- Werkstück
