TWI603827B - Robot system - Google Patents

Description

機器人系統

本發明係關於一種用於供作業人員與機器人共同地進行作業之機器人系統。

先前，產業用機器人系統中，一般設置有用於使人類與機器人之作業空間完全分離之安全柵，以使機器人與人類無法於同一作業空間內同時作業。藉由安全柵，使得人類無法於機器人進行動作時物理地侵入至機器人之可動範圍內，從而確保人類安全。作為支撐其之技術，例如有如下技術。專利文獻1中，當檢測到有人進入至機器人與人進行物品傳遞的傳遞區域時，於傳遞區域內設定限制機器人之動作的限制區域。而且，專利文獻2中，對於機器人之臂前端之坐標值設定限制區域，且基於與該限制區域之距離而限制速度。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2014-180725號公報

[專利文獻2]日本專利特開平11-347983號公報

然而，近年來，有藉由將機器人導入至生產線且使機器人與 人類於同一線上進行作業而提升生產性的需求。

然而，於上述現有技術中，為了確保與機器人於同一線進行作業之作業人員的安全性，須設置安全柵等，從而導致機器人之導入成本上升，並不理想。如此，於現有技術中，當將機器人導入至生產線且使機器人與人類於同一線進行作業時，安全性存在問題。

因此，本發明中，於用於供作業人員與機器人共同地進行作業之機器人系統中，目的在於提升作業人員之安全性與作業效率。

本發明之一態樣之機器人系統係用於供作業人員與機器人共同地進行作業者，其具備：機器人，其具備利用關節使複數個連桿連結而成之機器人臂；控制部，其控制上述機器人臂之動作；及碰撞停止部，其檢測到上述機器人臂與物體發生碰撞後使機器人臂停止；對於上述機器人臂，設定有高速動作區域及低速動作區域；上述控制部係以如下方式構成：於上述高速動作區域內，使上述機器人臂以第1最大速度以下之速度進行動作，於上述低速動作區域內，使上述機器人臂以低於上述第1最大速度之第2最大速度以下之速度進行動作；上述碰撞停止部係以如下方式構成：於上述高速動作區域與上述低速動作區域之間，以上述高速動作區域之碰撞檢測感度低於上述低速動作區域之碰撞檢測感度之方式切換碰撞檢測感度。

一般而言，於檢測機器人臂與物體碰撞之碰撞檢測中，碰撞檢測感度越高(應判定為碰撞之閾值訊號位準越低)，則因雜訊等引起之誤檢測之概率(以下稱為誤檢測率)越高，而且，機器人臂之動作速度越高， 則誤檢測率越高。

根據上述構成，碰撞停止部係於高速動作區域與低速動作區域之間，以高速動作區域之碰撞感度低於低速動作區域之碰撞檢測感度的方式切換碰撞檢測感度，故而，與於高速動作區域與低速動作區域之間不切換碰撞檢測感度之情況相比，能於高速動作區域與低速動作區域之間使誤檢測率維持固定，且能使高速動作區域之最大動作速度相對於低速動作區域相對變高。

因此，藉由將機器人臂之動作區域中的靠近作業人員之作業區域的部分設定為低速動作區域且儘量將低速動作區域之碰撞檢測感度設定得高，從而，萬一作業人員接觸機器人臂，亦能使機器人臂以低速度碰撞作業人員且以良好的感度停止，另外，於高速動作區域內能使機器人臂儘量以高速度進行動作。結果，與於高速動作區域與低速動作區域之間不切換碰撞檢測感度的情況相比，能提升作業人員之安全性且能提升作業效率。

上述碰撞停止部亦可以如下方式構成：切換碰撞檢測感度，以使上述高速動作區域之碰撞檢測感度成為零。根據上述構成，無需考慮碰撞之誤檢測，故而，能於機器人臂之性能所允許之限度以內，使機器人臂於高速動作區域內以高速度進行動作，從而提升作業效率。

上述機器人系統中，亦可為，於上述機器人臂之動作區域中，靠近作業人員之作業區域之部分設定為上述低速動作區域，上述低速動作區域以外之部分設定為上述高速動作區域。

根據上述構成，萬一作業人員接觸機器人臂，機器人臂亦能 以低速度碰撞作業人員且以良好的感度停止。

上述控制部亦可以如下方式構成：使全部位於上述高速動作區域之上述連桿以第1最大速度以下之速度進行動作，使至少一部分位於上述低速動作區域之上述連桿以第2最大速度以下之速度進行動作。

根據上述構成，能更確實地確保作業人員的安全。

亦可為，於上述高速動作區域與上述低速動作區域之間，以自上述高速動作區域向上述低速動作區域依序並排的方式設定有1個以上的中速動作區域；上述控制部以如下方式構成：於上述1個以上的中速動作區域內，使上述機器人臂自上述高速動作區域向上述低速動作區域以依序自低於上述第1最大速度之第3最大速度向高於上述第2最大速度之第4最大速度降低的各個最大速度以下之速度進行動作。

根據上述構成，能逐漸切換機器人臂之最大速度。

上述碰撞停止部亦可以如下方式構成：於上述高速動作區域、上述1個以上的中速動作區域及上述低速動作區域中，以自上述高速動作區域向上述低速動作區域依序使各自之碰撞檢測感度變高的方式切換碰撞檢測感度。

根據上述構成，能逐漸切換碰撞檢測感度。

上述控制部亦可以如下方式構成：於上述高速動作區域、上述1個以上的中速動作區域及上述低速動作區域中彼此鄰接的2個區域內，當使上述機器人臂自其對應之最大速度高的區域(以下稱為相對高速動作區域)向其對應之最大速度低的區域(以下稱為相對低速動作區域)移動時，使上述機器人臂自較上述2個區域的分界更靠近其前方處以與上 述相對低速動作區域對應的最大速度以下之速度進行動作，當使上述機器人臂自上述相對低速動作區域向上述相對高速動作區域移動時，使上述機器人臂自較上述2個區域的分界更靠近其前方處以與上述相對高速動作區域對應的最大速度以下之速度進行動作。

根據上述構成，當使機器人臂自相對高速動作區域向相對低速動作區域移動時，機器人臂於進入相對低速動作區域之前切換為低速動作，故而，與最大速度不具備滯後特性的情況相比，能提升安全性，另一方面，當使機器人臂自相對低速動作區域向相對高速動作區域移動時，機器人臂於進入相對高速動作區域之前切換為高速動作，故而，與最大速度不具備滯後特性的情況相比，能提升作業效率。

根據本發明，可提供一種能確保安全性且與人類共同地進行作業的機器人系統。

1‧‧‧機器人系統

2‧‧‧機器人本體

3‧‧‧控制裝置

4‧‧‧台車

5‧‧‧作業台

9‧‧‧基台

10‧‧‧下臂

10a‧‧‧第1連桿(下臂)

10b‧‧‧第2連桿(下臂)

11‧‧‧第1末端效應器

12‧‧‧上臂

12a‧‧‧第1連桿(上臂)

12b‧‧‧第2連桿(上臂)

13‧‧‧第2末端效應器

20‧‧‧動作區域

20H‧‧‧高速動作區域

20L‧‧‧低速動作區域

21~26‧‧‧第1軸~第6軸

28‧‧‧伺服馬達

29‧‧‧編碼器

30‧‧‧電流感測器

31‧‧‧移動量指令部

32‧‧‧電流產生電路

33‧‧‧碰撞檢測部

34‧‧‧電流限制部

35‧‧‧介面部

圖1係表示第1實施形態之機器人系統之構成的立體圖。

圖2係示意性表示圖1之機器人臂之關節構造的圖。

圖3係圖1之機器人系統之俯視圖。

圖4係表示圖1之機器人系統之控制裝置之構成的方塊圖。

圖5係說明圖1之機器人臂之碰撞檢測處理的流程圖。

以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。以下之所有 圖式中，對於同一或同等之要素標注相同符號，省略重複說明。

圖1係表示第1實施形態之機器人系統之構成的立體圖。如圖1所示，機器人系統1包含機器人本體(以下簡稱為機器人)2、及控制機器人2之控制裝置3。機器人系統1係用於供作業人員與機器人2共同地進行作業之系統。

機器人2可為具備利用關節使複數個連桿連結而成之機器人臂的機器人。本實施形態中，機器人2為同軸雙腕型SCARA機器人。機器人2具備配置於基台9上的下臂10、及配置於下臂10之上的上臂12。下臂10係藉由利用關節將第1連桿10a及第2連桿10b連結而構成。上臂12係藉由利用關節將第1連桿12a及第2連桿12b連結而構成。

控制裝置3係經由控制線(未圖示)而與機器人2連接，且為例如具備微控制器等電腦之機器人控制器。控制裝置3並不限於單一的裝置，亦可由複數個裝置構成。本實施形態中，控制裝置3例如收容於台車4。台車4具備呈長方體之箱形狀之本體4a、安裝於本體4a上部之把手4b、及設於本體4a底面之四角之車輪4c。

圖2係示意性表示下臂10及上臂12之關節構造的圖。如圖2所示，下臂10具有作為旋轉關節之第1軸21及第2軸22、及作為平移(線性運動)關節之第3軸23該等3種自由度。上臂12具有作為旋轉關節之第4軸24及第5軸25、及作為平移(線性運動)關節之第6軸26該等3種自由度。

就下臂10而言，於基台9之上表面設有支撐構件10s，水平延伸之第1連桿10a之一端部經由具有鉛垂於基台9之旋轉軸線的第1軸 21而與支撐構件10s連結。第1連桿10a之另一端部經由具有鉛垂之旋轉軸線的第2軸22而與第2連桿10b之一端連結。第2連桿10b水平地延伸。於第2連桿10b之另一端部，經由具有鉛垂之平移方向的第3軸23而連結有第1末端效應器11。藉此，第1末端效應器11構成為，於第2連桿10b之前端部可藉由第3軸23而升降。

就上臂12而言，於下臂10之第1連桿10a之上表面設有支撐構件12s，水平延伸之第1連桿12a之一端部經由具有鉛垂之旋轉軸線的第4軸24而連結於支撐構件12s。第4軸24係以其旋轉軸線與第1軸21之旋轉軸線一致的方式配置。第1連桿12a之另一端部經由具有鉛垂之旋轉軸線的第5軸25而與第2連桿12b之一端連結。第2連桿12b水平地延伸。於第2連桿12b之另一端部，經由具有鉛垂之平移方向的第6軸26而連結有第2末端效應器13。藉此，第2末端效應器13構成為，於第2連桿12b之前端部可藉由第6軸26而升降。第1末端效應器11之基準位置與第2末端效應器13之基準位置設定於彼此相同的水平位置(參照圖1)。

構成下臂10及上臂12之各軸21~26係藉由伺服機構(未圖示)驅動。伺服機構包括用於對臂進行移位驅動之驅動部、及用於將驅動部之動力傳遞至臂的傳遞機構。本實施形態中，驅動單元係由電動馬達實現，例如由伺服馬達實現。即，下臂10及上臂12構成為，藉由伺服機構按照控制裝置3之指令而運動。即，控制裝置3構成為，藉由對伺服馬達進行位置控制，而以任意速度控制下臂10與上臂12之動作。此處，上臂12之第4軸24係經由支撐構件12s及下臂10之第1連桿10a而以共有旋轉軸線之方式連接於下臂之第1軸21，故而受到控制而使其於抵消第1軸21 之旋轉之方式旋轉之後進行所給的旋轉。

圖3係機器人系統1之俯視圖。如圖3所示，機器人系統1構成為，例如導入至生產線，且與作業人員於同一線進行作業。機器人系統1之機器人2具有基準坐標系(以下稱為基座坐標系)。該坐標系中，例如基台9之設置面與下臂10之第1軸21(參照圖2)之旋轉軸線的交點為原點，第1軸21之旋轉軸線為Z軸，與Z軸正交之任意的軸為X軸，與Z軸及X軸正交的軸為Y軸。機器人2之下臂10及上臂12所對應的動作區域20係以該基座坐標系作為基準而設定。本實施形態中，動作區域20於俯視時為矩形，且以覆蓋配置於機器人2正面之作業台5的方式設定。於作業台5上，例如配置有4種工件W1、W2、W3、W4。機器人2構成為，於動作區域20內進行與作業人員同樣的作業。動作區域20左右兩側之區域分別為供作業人員於作業台5上進行各自之作業的作業區域。例如位於左側之作業人員將材料構件W1供給至機器人2。機器人2對於所供給之材料構件W1安裝第1零件W2及第2零件W3，從而完成加工品W4。位於右側之作業人員對於所完成之加工品W4進行下一作業行程。

控制裝置3控制下臂10及上臂12之動作，以使下臂10及上臂12於動作區域20內進行動作。動作區域20包含高速動作區域20H及低速動作區域20L。低速動作區域20L係動作區域20中的靠近作業人員之作業區域的部分，且設定為俯視時呈矩形之區域。動作區域20中的低速動作區域20L以外之部分即俯視時呈矩形的區域係設定為高速動作區域20H。本實施形態中，低速動作區域20L分別設定於高速動作區域20H左右兩側之區域。

控制裝置3係以如下方式構成：於高速動作區域20H內，使下臂10及上臂12以第1最大速度以下之速度進行動作，於低速動作區域20L內，使下臂10及上臂12以低於第1最大速度之第2最大速度以下之速度進行動作。低速動作區域20L內之第2最大速度係設定為例如ISO10218-1中指定為低速控制之250mm/s。藉此，能使下臂10及上臂12於高速動作區域20H內儘量以高速度進行動作。藉此，機器人2之作業效率提升。

控制裝置3係以如下方式構成：使全部位於高速動作區域20H之連桿以第1最大速度以下之速度進行動作，使至少一部分位於低速動作區域20L之連桿以第2最大速度以下之速度進行動作。藉此，能更確實地確保作業人員的安全。

進而，就控制裝置3而言，當使下臂10及上臂12自高速動作區域20H向低速動作區域20L進行動作時，使臂之動作速度緩慢下降；且當使臂自低速動作區域20L向高速動作區域20H進行動作時，使下臂10及上臂12之動作速度緩慢上升。藉此，可抑制動作速度之急遽變化，故而，安全性提升。

進而，控制裝置3具備碰撞停止功能，即，檢測到下臂10或上臂12與物體碰撞後使動作停止。控制裝置3係以如下方式構成：於高速動作區域20H與低速動作區域20L之間，以高速動作區域20H之碰撞檢測感度低於低速動作區域20L之碰撞檢測感度的方式切換碰撞檢測感度。藉此，萬一作業人員接觸下臂10或上臂12，亦能使下臂10或上臂12以低速度碰撞作業人員且以良好的感度停止，且能使下臂10或上臂12於高速動作區域20H內儘量以高速度進行動作。

以下，使用圖4之方塊圖對實現上述功能之控制裝置3之具體構成進行說明。如圖4所示，控制裝置3具備移動量指令部31、電流產生電路32、碰撞檢測部33、電流限制部34及介面部35。控制裝置3例如由電腦、微控制器等運算處理器實現，其可藉由執行預先決定之程式而實現上述移動量指令部31、碰撞檢測部33、電流限制部34。

此處，作為對構成下臂10及上臂12之各軸21~26進行驅動之驅動單元，示出伺服馬達28。此處僅表示1個伺服馬達28，但其他伺服馬達28亦相同。於伺服馬達28，安裝有檢測馬達位置(轉子相對於基準旋轉角度位置之旋轉角度位置)的編碼器29、及檢測馬達上流動之電流值的電流感測器30。控制裝置3係以如下方式構成：經由介面部35而獲取編碼器29所檢測到之伺服馬達28的位置及電流感測器30所檢測到之伺服馬達28上流動的電流值。

移動量指令部31係基於預先決定之位置指令值及來自編碼器29之檢測位置資訊而運算出電流指令值。移動量指令部31係運算出為了使下臂10及上臂12移動至預先決定之高速動作區域20H或低速動作區域20L而需要的電流指令值。於臂未碰撞障礙物之正常狀態下，移動量指令部31運算出之電流指令值被賦予電流產生電路32。

電流產生電路32係基於所賦予之電流指令值產生電流，且使所產生之電流流至伺服馬達28。電流產生電路32係根據電流指令值而產生馬達28之驅動電流的放大器、即所謂的伺服放大器。如此，各軸21~26之伺服馬達28受到位置控制，故而，控制裝置3能使下臂10及上臂12於高速動作區域20H內以第1最大速度以下之速度進行動作，且使下臂10及 上臂12於低速動作區域20L內以低於第1最大速度之第2最大速度以下之速度進行動作。而且，控制裝置3利用坐標轉換而算出作為基準之基座坐標系上的各連桿之位置資訊，藉此，能使全部位於高速動作區域20H之連桿以第1最大速度以下之速度進行動作，且能使至少一部分位於低速動作區域20L之連桿以第2最大速度以下之速度進行動作。

如下文所述，碰撞檢測部33基於來自編碼器29之檢測位置資訊及來自電流感測器30之電流值，檢測到下臂10或上臂12與物體發生碰撞後，將表示發生碰撞之碰撞檢測訊號輸出至電流限制部34。

就電流限制部34而言，當自碰撞檢測部33收到碰撞檢測訊號時，限制移動量指令部31所運算出之電流指令值，將受限制之電流指令值賦予電流產生電路32。藉此，當檢測臂碰撞時，自電流產生電路32輸出之電流較電流限制前有所減少，且被賦予伺服馬達28。此處之所謂限制電流係指，當使移動量指令部31之電流指令值以預先決定之減少率減少時，不論移動量指令部31之電流值如何，均限制為預先決定之固定值的任一種情況。亦包括預先決定之減少率為0%的情況。此時，當進行電流限制時，自電流產生電路賦予伺服馬達28之電流為零，阻止電流流至伺服馬達28。

[碰撞檢測處理]

繼而，使用圖5之流程圖對控制裝置3之碰撞檢測處理進行說明。該處理係由控制裝置3每隔固定時間(例如20msec)反復執行。

首先，碰撞檢測部33(參照圖4)係基於表示構成機器人2之下臂10及上臂12的各軸21~26(參照圖2)之所給時間上之位置的變數，算出各軸上產生之轉矩(步驟S1)。此處，轉矩之算出係使用典型的機器人 之運動方程式進行。

繼而，碰撞檢測部33算出為了使伺服馬達28產生該算出之轉矩而需要的電流(以下稱為理論電流值)(步驟S2)。

繼而，碰撞檢測部33獲取電流感測器30檢測出之、伺服馬達28上實際流動的電流(以下稱為實際電流值)，算出表示理論電流值與實際電流值之差的絕對值的差分電流值(步驟S3)。

繼而，碰撞檢測部33判斷差分電流值是否超過針對各軸所設定之第1基準值(步驟S4)。當差分電流值超過第1基準值時，視為發生碰撞，且將表示檢測到碰撞之碰撞檢測訊號輸出至電流限制部34(參照圖4)(步驟S5)。其後，電流限制部34將受限制之電流指令值賦予電流產生電路32，停止向伺服馬達28進行電流供給(步驟S6)。

另一方面，碰撞檢測部33於步驟S4中差分電流值未超過第1基準值時，算出差分電流值之微分值即微分差分電流值(即，差分電流值之變化速度)(步驟7)，判定微分差分電流值是否超過針對各軸21~26設定之第2基準值(步驟8)。就碰撞檢測部33而言，當微分差分電流值超過第2基準值時視為發生碰撞，且移行至步驟S5以後的處理，另一方面，當微分差分電流值未超過第2基準值時，視為未發生碰撞，且返回至開始(通常的位置控制處理)。

如此，本實施形態中構成為，基於供給至對構成機器人2之下臂10及上臂12之各軸21~26進行驅動的伺服馬達28的實際電流值，檢測與障礙物之碰撞，故而，無須為了進行碰撞檢測而特別設置轉矩感測器或觀測器，從而能簡化構成。

而且，當差分電流值之變化量及表示其變化速度之微分差分電流值中之任一者超過對其等分別設定之第1基準值或第2基準值時，判定為發生碰撞，故而，不論被驅動構件之驅動速度之大小如何，均能更迅速且準確地檢測碰撞。

[碰撞檢測感度]

繼而，對碰撞檢測感度進行說明。若減小碰撞判定(步驟S4及步驟S8)中之第1基準值、第2基準值的值，則能提升碰撞檢測之感度，但若各設定值過小，則將因電雜訊等所致之驅動電流之不均判斷為產生碰撞等誤檢測增多，從而有損碰撞檢測之可靠性。另一方面，當各基準值之設定值過大時，碰撞檢測之感度下降，結果使碰撞檢測時點延遲。因此，為了迅速且準確地進行碰撞檢測，須適當地設定第1基準值、第2基準值。

因此，本實施形態中，碰撞檢測部33係於高速動作區域20H與低速動作區域20L之間，以高速動作區域20H之碰撞檢測感度低於低速動作區域20L之碰撞檢測感度的方式切換碰撞檢測感度。即，將高速動作區域20H之各基準值設定為高於低速動作區域20L之各基準值。本實施形態中，將高速動作區域20H之碰撞檢測感度設定為零。藉此，無需考慮碰撞之誤檢測，故而，能於機器人臂之性能所允許之限度以內，使機器人臂於高速動作區域以高速度進行動作，從而能提升作業效率。

如上所述，於檢測機器人臂與物體碰撞之碰撞檢測中，有如下傾向：越提升碰撞檢測感度(應判定為碰撞之閾值訊號位準越低)，則因雜訊等所致之誤檢測之概率(以下稱為誤檢測率)越高。而且，如本實施 形態般，有如下傾向：越提升機器人臂之動作速度，則誤檢測率越高。

根據本實施形態，碰撞檢測部33係於高速動作區域20H與低速動作區域20L之間，以高速動作區域20H之碰撞感度低於低速動作區域20L之碰撞檢測感度的方式切換碰撞檢測感度，故而，與於高速動作區域20H與低速動作區域20L之間不切換碰撞檢測感度的情況相比，能使高速動作區域20H與低速動作區域20L之間的誤檢測率維持固定，且能使高速動作區域20H之最大動作速度相對於低速動作區域20L相對變高。

因此，藉由將機器人臂(上臂12及下臂10)之動作區域20中的靠近作業人員之作業區域的部分設定為低速動作區域20L、且將低速動作區域20L之碰撞檢測感度設定為儘量高，從而，萬一作業人員接觸機器人臂(上臂12及下臂10)，機器人臂(上臂12及下臂10)亦能以低速度碰撞作業人員且以良好的感度停止，另一方面，能於高速動作區域20H使機器人臂儘量以高速度進行動作。

結果，與於高速動作區域20H與低速動作區域20L之間不切換碰撞檢測感度的情況相比，能提升作業人員之安全性且能提升作業效率。

而且，本實施形態之機器人2係同軸雙腕型機器人，故而，設置空間小、且能執行與人類之細微的手工作業相同的作業，故而，於生產線上可容易地與人類調換。

(其他實施形態)

而且，作為其他實施形態，亦可為：於高速動作區域20H與低速動作區域20L之間，以自高速動作區域20H向低速動作區域20L依 序排列之方式設定有1個以上的中速動作區域20M(未圖示)，控制裝置3構成為，於1個以上的中速動作區域20M內，使上述機器人臂自高速動作區域20H向低速動作區域20L以依序自低於第1最大速度之第3最大速度向高於第2最大速度之第4最大速度降低的各個最大速度以下之速度進行動作。藉此，能逐漸切換機器人臂(10、12)之最大速度。能多階段地設定最大速度。

碰撞檢測部33亦可構成為，於高速動作區域20H、1個以上的中速動作區域20M及低速動作區域20L內，以自高速動作區域20H向低速動作區域20L依序使各自之碰撞檢測感度變高的方式切換碰撞檢測感度。藉此，能逐漸切換碰撞檢測感度。能多階段地設定碰撞檢測感度。

進而，控制裝置3亦可構成為，於高速動作區域20H、1個以上的中速動作區域20M及低速動作區域20L中彼此鄰接之2個區域內，當使機器人臂(10、12)自其對應之最大速度高的區域(以下稱為相對高速動作區域)向其對應之最大速度低的區域(以下稱為相對低速動作區域)移動時，使機器人臂(10、12)自較2個區域的分界更靠近其前方處以與相對低速動作區域對應的最大速度以下之速度進行動作，當使機器人臂(10、12)自相對低速動作區域向相對高速動作區域移動時，使機器人臂(10、12)自較2個區域的分界更靠近其前方處以與相對高速動作區域對應的最大速度以下之速度進行動作。藉此，當使機器人臂(10、12)自相對高速動作區域向相對低速動作區域移動時，機器人臂(10、12)於進入相對低速動作區域之前切換為低速動作，故而，與最大速度不具備滯後特性的情況相比，能提升安全性，另一方面，當使機器人臂(10、12)自相對低速動作區域向 相對高速動作區域移動時，機器人臂(10、12)於進入相對高速動作區域之前切換為高速動作，故而，與最大速度不具備滯後特性的情況相比，能提升作業效率。

再者，本實施形態中構成為當檢測到碰撞後立即停止動作，但並不限於此。例如，當檢測到碰撞時，亦可進行應力除去處理，以除去因碰撞而使被驅動構件與障礙物之間產生的應力。即，控制裝置3檢測臂是否碰撞障礙物，當檢測出臂碰撞至障礙物時，基於碰撞之前的路徑而控制臂之動作，以使其與障礙物相隔規定距離。具體而言，碰撞檢測部33檢測到碰撞時，針對自伺服馬達28之理論電流值減去其實際電流值所得的值與該理論電流值為異號的軸，實施向與之前的驅動方向相反的方向進行驅動的後退處理，針對自伺服馬達28之理論電流值減去其實際電流值所得的值與該理論電流值為同號的軸，實施向與之前的驅動方向相同的方向進行驅動的前進處理。藉此，能緩解碰撞之衝擊，從而能進一步提升安全性。

而且，本實施形態中構成為，手動設定碰撞檢測時之碰撞檢測感度(第1基準值、第2基準值)，且於高速動作區域20H及低速動作區域20L之間切換感度，但亦可自動設定。即，預先使機器人2進行特定的作業，學習該機器人2之每個動作下各軸21~26上產生的最大轉矩，基於該學習之最大轉矩設定第1基準值、第2基準值。藉此，能根據動作環境而設定為適於碰撞檢測之感度的最佳值。

而且，本實施形態中，高速動作區域20H與低速動作區域20L之速度係由控制裝置3利用軟體處理進行切換，但亦可例如於利用感測器等硬體辨別出臂已超過區域後切換動作。

而且，本實施形態中構成為，基於伺服馬達28之檢測位置資訊及電流值而對碰撞進行檢測，但並不限於此。機器人系統1亦可還具備設於臂之視覺感測器，且控制裝置3基於視覺感測器所拍攝之圖像而檢測碰撞至障礙物。藉此，利用視覺感測器可置換或支援本實施形態之碰撞檢測功能。再者，亦可使用加速度感測器、壓力感測器等其他碰撞檢測感測器。

再者，本實施形態中，機器人2係同軸雙腕型SCARA機器人，但並不限於此。亦可為例如單臂機器人、垂直多關節機器人。

再者，本實施形態中，低速動作區域20L及高速動作區域20H係設定為俯視時呈矩形的區域，但並不限於此，亦可為指定為任意形狀的區域。

根據上述說明，本發明所屬技術領域具有通常知識者可瞭解本發明之多種改良或其他實施形態。因此，上述說明應僅解釋為作為例示之用，其目的在於將執行本發明之最佳態樣教示給本領域技術人員。在不脫離本發明精神的情況下，可實質性地改變其構造及功能中之一者或兩者的細節。

[產業上之可利用性]

本發明可有效用於用以供作業人員與機器人共同地進行作業之機器人系統。

1‧‧‧機器人系統

2‧‧‧機器人本體

3‧‧‧控制裝置

4‧‧‧台車

4a‧‧‧本體

4b‧‧‧把手

4c‧‧‧車輪

9‧‧‧基台

10‧‧‧下臂

10a‧‧‧第1連桿(下臂)

10b‧‧‧第2連桿(下臂)

11‧‧‧第1末端效應器

12‧‧‧上臂

12a‧‧‧第1連桿(上臂)

12b‧‧‧第2連桿(上臂)

13‧‧‧第2末端效應器

Claims (7)

1. 一種機器人系統，其係用於供作業人員與機器人共同地進行作業者，且具備：機器人，其具備利用關節使複數個連桿連結而成之機器人臂；控制部，其控制上述機器人臂之動作；及碰撞停止部，其檢測到上述機器人臂與物體發生碰撞後使機器人臂停止；對於上述機器人臂，設定有高速動作區域及低速動作區域，上述控制部係以如下方式構成：於上述高速動作區域內，使上述機器人臂以第1最大速度以下之速度進行動作，於上述低速動作區域內，使上述機器人臂以低於上述第1最大速度之第2最大速度以下之速度進行動作，上述碰撞停止部係以如下方式構成：於上述高速動作區域與上述低速動作區域之間，以上述高速動作區域之碰撞檢測感度低於上述低速動作區域之碰撞檢測感度之方式切換碰撞檢測感度。
2. 如申請專利範圍第1項之機器人系統，其中，上述碰撞停止部係以如下方式構成：切換碰撞檢測感度，以使上述高速動作區域之碰撞檢測感度成為零。
3. 如申請專利範圍第1或2項之機器人系統，其中，於上述機器人臂之動作區域內，靠近作業人員之作業區域之部分係設定為上述低速動作區域，上述低速動作區域以外之部分係設定為上述高速動作區域。
4. 如申請專利範圍第1或2項之機器人系統，其中，上述控制部係以如下方式構成：使全部位於上述高速動作區域之上述連桿以第1最大速度以 下之速度進行動作，使至少一部分位於上述低速動作區域之上述連桿以第2最大速度以下之速度進行動作。
5. 如申請專利範圍第1或2項之機器人系統，其中，於上述高速動作區域與上述低速動作區域之間，以自上述高速動作區域向上述低速動作區域依序並排的方式設定有1個以上的中速動作區域，上述控制部係以如下方式構成：於上述1個以上的中速動作區域內，使上述機器人臂自上述高速動作區域向上述低速動作區域以依序自低於上述第1最大速度之第3最大速度向高於上述第2最大速度之第4最大速度降低的各個最大速度以下之速度進行動作。
6. 如申請專利範圍第5項之機器人系統，其中，上述碰撞停止部係以如下方式構成：於上述高速動作區域、上述1個以上的中速動作區域及上述低速動作區域中，以自上述高速動作區域向上述低速動作區域依序使各自之碰撞檢測感度變高的方式切換碰撞檢測感度。
7. 如申請專利範圍第5項之機器人系統，其中，上述控制部係以如下方式構成：於上述高速動作區域、上述1個以上的中速動作區域及上述低速動作區域中彼此鄰接之2個區域內，當使上述機器人臂自其對應之最大速度高的區域(以下稱為相對高速動作區域)向其對應之最大速度低的區域(以下稱為相對低速動作區域)移動時，使上述機器人臂自較上述2個區域的分界更靠近其前方處以與上述相對低速動作區域對應的最大速度以下之速度進行動作，當使上述機器人臂自上述相對低速動作區域向上述相對高速動作區域移動時，使上述機器人臂自較上述2個區域的分界更靠近其前方處以與上述相對高速動作區域對應的最大速度以下之速度進行動作。