DE102016119600A1

DE102016119600A1 - Sicherheitsüberwachungsvorrichtung für einen Roboter

Info

Publication number: DE102016119600A1
Application number: DE102016119600.2A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Naitou; Soichi Arita; Hiromitsu Takahashi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2017-04-27
Also published as: JP2017077608A; US20170113349A1; CN106607904A

Abstract

Eine Sicherheitsüberwachungsvorrichtung für einen Roboter weist eine Positionsdetektionseinheit zur Detektion der Position eines Roboters, eine Kraftdetektionseinheit zur Detektion einer auf die Positionsdetektionseinheit ausgeübten Außenkraft, eine Außenkraftbestimmungsbedingungsfestlegeeinheit, die eine Bedingung zur Bestimmung einer bereichsinternen Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festlegt, wenn die durch die Positionsdetektionseinheit detektierte gegenwärtige Position des Roboters innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs bleibt, und eine Bedingung zur Bestimmung einer bereichsexternen Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festlegt, wenn sich die gegenwärtige Position des Roboters außerhalb des vorherbestimmten Bereichs befindet, und eine Roboteranhalteeinheit zum Anhalten des Roboters, wenn die durch die Kraftdetektionseinheit detektierte Außenkraft die Außenkraftbestimmungsbedingung erfüllt, auf.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Robotersicherheitsüberwachungsvorrichtung zur Überwachung der Sicherheit eines Roboters durch eine Detektion von Außenkräften.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Roboter, die ohne Sicherheitszäune zusammen mit einer Person in dem gleichen Arbeitsbereich arbeiten, werden verbreitet verwendet. Solche Roboter weisen wie in den Japanischen Patentschriften Nr. 4938118 und Nr. 5353656 offenbart eine Funktion zur Detektion einer Außenkraft auf. Wenn eine Außenkraft, die bei der Berührung eines Roboters durch eine Person detektiert wurde, einen vorherbestimmten Schwellenwert übersteigt, hält der Roboter an, um die menschliche Sicherheit zu gewährleisten.
Doch je nach der Art der Tätigkeit, die durch eine Person oder einen Roboter vorgenommen wird, kann in manchen Fällen eine Änderung des Schwellenwerts einer Außenkraft erwünscht sein. Diesbezüglich offenbart die Japanische Patentschrift Nr. 5436160 , dass für eine leistungsfähigen Vornahme einer Tätigkeit, bei der ein Roboter eine Reaktionskraft erfährt, ein kraftbegrenzender Parameter an einer bestimmten Stelle auf der Bewegungsbahn, die eine Reaktionskraft erfährt, zu einem anderen Parameter umgeschaltet wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Normalerweise sollte der oben beschriebene Schwellenwert in einem Zustand, in dem keine Außenkraft auf einen Roboter ausgeübt wird, so festgelegt sein, dass der Roboter nicht anhält. Wenn zum Beispiel ein Kraftsensor verwendet wird, um eine Außenkraft zu detektieren, enthält der durch den Kraftsensor detektierte Wert Rauschen, und ist es entsprechend günstig, einen höheren Schwellenwert festzulegen, um ein Anhalten des Roboters unter dem Einfluss des Rauschens zu verhindern.
In einigen Fällen kann ein Kraftsensor während des Betriebs eines Roboters eine Außenkraft detektieren, während er Schwingungen eines Roboterarms oder einer peripheren Einrichtung erhält. In solchen Fällen ist die Festlegung eines höheren Schwellenwerts erwünscht, um zu verhindern, dass Schwingungen des Roboterarms usw. den Roboter anhalten.
Ferner ist bei einer Tätigkeit eines Roboters, während er eine Reaktionskraft erfährt, die Reaktionskraft in einer Außenkraft enthalten und kann es entsprechend in manchen Fällen leicht zu einem Anhalten des Roboters kommen. Daher ist es in solchen Fällen erwünscht, einen höheren Schwellenwert festzulegen, um zu verhindern, dass die Reaktionskraft ein Anhalten des Roboters verursacht.
Doch wenn wie oben beschrieben ein höherer Schwellenwert festgelegt wird, nimmt eine Kraft, die auf eine Person ausgeübt wird, wenn die Person den Roboter berührt, zu. Daher kann die menschliche Sicherheit in manchen Fällen nicht sichergestellt werden.
Übrigens kann es dann, wenn sich ein Roboter in der Nähe eines Fremdgegenstands befindet, vorkommen, dass eine Person zwischen dem Roboter und dem Fremdgegenstand eingeklemmt wird. Unter diesen Umständen übersteigt eine Außenkraft einen vorherbestimmten Schwellenwert und wird dann ein Befehl zum Anhalten des Roboters ausgegeben. Doch verlangsamt der Roboter zuerst, und hält er dann an. Entsprechend bewegt sich der Roboter während seiner Verlangsamung immer noch.
Das heißt, wenn eine Person zwischen einem Roboter und einer peripheren Einrichtung oder einem Fremdgegenstand eingeklemmt wird, wird der Roboter bei Ausgabe eines Befehls zum Anhalten des Roboters nicht sofort anhalten. Der Roboter wird sich während der Zeit der Verlangsamung weiter zu der peripheren Einrichtung bewegen und die Person dann weiter gegen die periphere Einrichtung drücken. Daher kann eine auf die Person ausgeübte Kraft, die größer als ein vorherbestimmter Schwellenwert ist, die Person gefährden. In einem solchen Fall ist es günstig, einen niedrigeren Schwellenwert festzulegen, um die Kraft, die von dem Roboter auf die Person ausgeübt wird, zu verringern.
Doch wenn wie oben beschrieben ein niedrigerer Schwellenwert festgelegt wird, können Schwingungen eines Arms eines in Bewegung befindlichen Roboters oder eines Fremdgegenstands den Roboter auch dann zum Anhalten bringen, wenn tatsächlich keine Außenkraft ausgeübt wird. In diesem Fall nimmt die Produktivität des Roboters ab.
Wie oben beschrieben hängt ein optimaler Schwellenwert einer Außenkraft von den Umständen ab. Daher ist es erwünscht, einen Schwellenwert nach einer Bewertung der Zustände eines Roboters und einer Person zu ändern, während die menschliche Sicherheit gewährleistet wird.
Wenn bei der Anwendung der Technologie, die in der Japanischen Patentschrift Nr. 5436160 offenbart ist, ein Roboter zum Beispiel eine Reaktionskraft erfährt, verhindert die Eingabe eines Befehls zur Erhöhung eines Schwellenwerts an einer Position unmittelbar vor dem Erhalt der Reaktionskraft durch den Roboter, dass die Reaktionskraft den Roboter zum Anhalten bringt. Ferner kann die Eingabe eines Befehls zur Verringerung des Schwellenwerts an einer vorherbestimmten Position, bevor sich der Roboter einer peripheren Einrichtung nähert, eine auf eine Person ausgeübte Kraft verringern.
Doch in einem solchen Fall sollte ein passender Befehl für jede Tätigkeit des Roboters genau eingegeben werden. Wenn zum Beispiel ein falscher Befehl eingegeben wird oder kein passender Befehl eingegeben wird, wenn sich der Roboter der peripheren Einrichtung nähert, wird der Schwellenwert nicht verringert. Daher kann die Person zwischen dem Roboter und der peripheren Einrichtung eingeklemmt werden und kann eine große Kraft, die dem Schwellenwert entspricht, auf die Person ausgeübt werden, und kann die Person dann in Gefahr gebracht werden. Daher ist bei einer Vornahme verschiedener Tätigkeiten durch einen Roboter ein Verfahren zur Eingabe eines Befehls für jede Tätigkeit des Roboters mühsam und unpraktisch, und kann es die menschliche Sicherheit nicht gewährleisten.
Die vorliegende Erfindung erfolgte angesichts der oben beschriebenen Umstände und hat die Aufgabe, eine Sicherheitsüberwachungsvorrichtung für einen Roboter bereitzustellen, die einen Schwellenwert abhängig von den Umständen passend ändern kann, ohne dass für jede Tätigkeit des Roboters ein Befehl eingegeben wird.
Zur Erfüllung der obigen Aufgabe wird nach einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung eine Sicherheitsüberwachungsvorrichtung für einen Roboter bereitgestellt. Die Sicherheitsüberwachungsvorrichtung weist eine Positionsdetektionseinheit zur Detektion der Position eines Roboters, eine Kraftdetektionseinheit zur Detektion einer auf die Positionsdetektionseinheit ausgeübten Außenkraft, eine Außenkraftbestimmungsbedingungsfestlegeeinheit, die eine Bedingung zur Bestimmung einer bereichsinternen Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festlegt, wenn die durch die Positionsdetektionseinheit detektierte gegenwärtige Position des Roboters innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs bleibt, und eine Bedingung zur Bestimmung einer bereichsexternen Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festlegt, wenn sich die gegenwärtige Position des Roboters außerhalb des vorherbestimmten Bereichs befindet, und eine Roboteranhalteeinheit zum Anhalten des Roboters, wenn die durch die Kraftdetektionseinheit detektierte Außenkraft die Außenkraftbestimmungsbedingung erfüllt, auf.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist bei der Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung dann, wenn es sich bei dem vorherbestimmten Bereich um einen Bereich handelt, in dem der Roboter eine Reaktionskraft erfährt, die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft der Umstand, dass die Außenkraft einen vorherbestimmten ersten Schwellenwert übersteigt, und die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft der Umstand, dass die Außenkraft einen vorherbestimmten zweiten Schwellenwert, der niedriger als der erste Schwellenwert ist, übersteigt.
Nach einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung ist bei der Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung dann, wenn es sich bei dem vorherbestimmten Bereich um einen Bereich handelt, in dem ein Abstand zwischen dem Roboter und einer peripheren Einrichtung ein vorherbestimmter Abstand oder weniger ist, die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft der Umstand, dass die Außenkraft einen vorherbestimmten dritten Schwellenwert übersteigt, und die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft der Umstand, dass die Außenkraft einen vorherbestimmten vierten Schwellenwert, der höher als der dritte Schwellenwert ist, übersteigt.
Nach einem vierten Gesichtspunkt der Erfindung beinhaltet die Außenkraftbestimmungsbedingung bei der Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach einem aus dem ersten bis dritten Gesichtspunkt der Erfindung zumindest eines aus dem Umstand, dass die durch die Kraftdetektionseinheit detektierte Außenkraft einen vorherbestimmten fünften Schwellenwert übersteigt, dem Umstand, dass der gleitende Mittelwert der durch die Kraftdetektionseinheit detektierten Außenkraft einen vorherbestimmten sechsten Schwellenwert übersteigt, und dem Umstand, dass das Ausmaß der Veränderung zwischen einer Außenkraft, die vor einer vorherbestimmten Zeit durch die Kraftdetektionseinheit detektiert wurde, und einer durch die Kraftdetektionseinheit detektierten gegenwärtigen Außenkraft einen vorherbestimmten siebenten Schwellenwert übersteigt.
Nach einem fünften Gesichtspunkt der Erfindung wird bei der Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach einem aus dem ersten bis vierten Gesichtspunkt der Erfindung die Roboteranhalteeinheit deaktiviert, wenn die gegenwärtige Position des Roboters innerhalb des vorherbestimmten Bereichs bleibt.
Nach einem sechsten Gesichtspunkt der Erfindung ist bei der Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach einem aus dem ersten bis fünften Gesichtspunkt der Erfindung eine Geschwindigkeitsbegrenzungseinheit zur Beschränkung der oberen Grenze der Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters auf eine vorherbestimmte Geschwindigkeit, wenn die gegenwärtige Position des Roboters innerhalb des vorherbestimmten Bereichs bleibt, bereitgestellt.
Nach einem siebenten Gesichtspunkt der Erfindung ist bei der Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach einem aus dem ersten bis sechsten Gesichtspunkt der Erfindung eine Beschleunigungsbegrenzungseinheit zur Beschränkung der oberen Grenze der Beschleunigung des Roboters auf eine vorherbestimmte Beschleunigung, wenn die gegenwärtige Position des Roboters innerhalb des vorherbestimmten Bereichs bleibt, bereitgestellt.
Nach einem achten Gesichtspunkt der Erfindung ist der vorherbestimmte Bereich bei der Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach einem aus dem ersten bis siebenten Gesichtspunkt der Erfindung einer von mehreren vorherbestimmten Bereichen.
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden aus der ausführlichen Beschreibung typischer Ausführungsformen, die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind, deutlicher werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm eines Systems, das eine Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung aufweist.
2 ist ein Ablaufdiagramm des Betriebs einer Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
3A ist eine erste Ansicht eines Roboters bei einem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
3B ist eine zweite Ansicht eines Roboters bei dem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
3C ist eine dritte Ansicht eines Roboters bei dem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Ansicht noch eines anderen Roboters.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden nachstehend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. In den folgenden Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Zur Unterstützung des Verständnisses ist der Maßstab dieser Figuren passend abgeändert.
1 ist ein Diagramm eines Systems, das eine Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung aufweist. Wie in 1 gezeigt weist ein System 1 einen Roboter 10 und eine Steuervorrichtung 20 zur Steuerung des Roboters 10 auf.
Der Roboter 10 ist ein Knickarmroboter und wird durch zumindest eine Antriebsvorrichtung, zum Beispiel einen Servomotor M, angetrieben. Obwohl 1 einen Servomotor M zeigt, wird der Roboter 10 durch mehrere Antriebsvorrichtungen angetrieben. Ferner ist in einem oder jedem von mehreren Servomotoren M eine Positionsdetektionseinheit 11, zum Beispiel Codierer, bereitgestellt. Jede Positionsdetektionseinheit 11 detektiert die Position des Roboters 10, insbesondere die Position des vorderen Endes des Roboters 10.
Ferner ist an der Unterseite des Basisteils des Roboters 10 eine Kraftdetektionseinheit 12 zur Detektion einer auf den Roboter 10 ausgeübten Außenkraft, zum Beispiel ein Sechs-Achsen-Kraftsensor, bereitgestellt. Die Kraftdetektionseinheit 12 subtrahiert das Gewicht des Roboters 10, das Gewicht eines von dem Roboter 10 ergriffenen Werkstücks, und eine durch die Bewegung des Roboters 10 erzeugte Trägheitskraft von dem Wert, der durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektiert wurde, um eine auf den Roboter 10 ausgeübte Außenkraft zu detektieren.
Die Steuervorrichtung 20 ist ein digitaler Computer und weist eine Außenkraftbestimmungsbedingungsfestlegeeinheit 21 auf, die eine Bedingung zur Bestimmung einer bereichsinternen Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festlegt, wenn die durch die Positionsdetektionseinheit 11 detektierte gegenwärtige Position des Roboters 10 innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs bleibt, und eine Bedingung zur Bestimmung einer bereichsexternen Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festlegt, wenn sich die gegenwärtige Position des Roboters 10 außerhalb des vorherbestimmten Bereichs befindet. Es ist zu beachten, dass der vorherbestimmte Bereich für jede Tätigkeit, die durch den Roboter 10 vorgenommen werden soll, festgelegt ist. Die Steuervorrichtung 20 weist auch eine Roboteranhalteeinheit 22 auf, um den Roboter 10 anzuhalten, wenn eine durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektierte Außenkraft die Außenkraftbestimmungsbedingung erfüllt.
Wie aus 1 ersichtlich ist, weist die Steuervorrichtung 20 eine Geschwindigkeitsbegrenzungseinheit 23 zur Beschränkung der oberen Grenze der Roboterbewegungsgeschwindigkeit auf eine vorherbestimmte Geschwindigkeit, wenn die gegenwärtige Position des Roboters 10 innerhalb des vorherbestimmten Bereichs bleibt, und eine Beschleunigungsbegrenzungseinheit 24 zur Begrenzung der oberen Grenze der Beschleunigung bei der Bewegung des Roboters auf eine vorherbestimmte Beschleunigung auf.
2 ist ein Ablaufdiagramm des Betriebs einer Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Es ist zu beachten, dass die Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Steuervorrichtung 20, die Positionsdetektionseinheit 11 und die Kraftdetektionseinheit 12 aufweist. Der Betrieb der Sicherheitsüberwachungsvorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben werden. Es ist zu beachten, dass der in 2 gezeigte Betrieb mit einem vorherbestimmten Steuerintervall wiederholt wird, wenn der Roboter eine Tätigkeit in Zusammenarbeit mit einer Person vornimmt.
In 1 ist ein erstes Beispiel für den durch den Roboter 10 vorgenommenen Betrieb gezeigt. In 1 ergreift der Roboter 10 ein Werkstück A zum Beispiel mit einer Hand und presst er dieses gegen ein Werkstück B, das an einem äußeren Element befestigt ist. Dann befestigt eine Person 30 das Werkstück A durch Schrauben an dem Werkstück B.
Wie aus 1 ersichtlich ist, arbeitet der Roboter 10 zusammen mit der Person 30 in dem gleichen Arbeitsbereich. Bei dem ersten Beispiel, das in 1 gezeigt ist, ist zwischen dem Roboter 10 und der Person 30 kein Sicherheitszaun oder dergleichen vorhanden und sollte daher die Sicherheit gewährleistet werden, um zu verhindern, dass die Person 30 in Gefahr gebracht wird. Nachstehend wird der Betrieb der Sicherheitsüberwachungsvorrichtung bei dem ersten Bespiel beschrieben werden.
Zuerst erlangt die Positionsdetektionseinheit 11 in Schritt S11 von 1 die gegenwärtige Position des vorderen Endes des Roboters 10. Zuerst wird in Schritt S12 bestimmt, ob die gegenwärtige Position des vorderen Endes des Roboters 10 innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs bleibt.
In diesem Zusammenhang entspricht der vorherbestimmte Bereich bei dem ersten Beispiel einem Bereich Z1 in 1. Der Bereich Z1 ist ein Bereich mit vorherbestimmten Abmessungen, der das vordere Ende des Roboter 10 enthält, wenn der Roboter 10 das Werkstück A an einer vorherbestimmten Position gegen das Werkstück B presst. Der Bereich Z1 wird gemäß einem Positionsabweichungsausmaß zwischen dem Werkstück A und dem Werkstück B bestimmt. Der Bereich Z1 ist zum Beispiel ein Kubus, der die Position des vorderen Endes des Roboters 10 enthält, wenn der Roboter 10 das Werkstück A an einer vorherbestimmten Position gegen das Werkstück B presst. Eine Seite des Kubus entspricht dem Positionsabweichungsausmaß zwischen dem Werkstück A und dem Werkstück B, z. B. 5 mm. Die Positionsabweichung zwischen dem Werkstück A und dem Werkstück B tritt zum Beispiel aufgrund individueller Unterschiede bei den Werkstücken A und B auf.
Wenn in Schritt S12 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Position des vorderen Endes des Roboters 10 innerhalb des Bereichs Z1 bleibt, geht der Prozess zu Schritt S13 über. In Schritt S13 wird eine vorherbestimmte Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festgelegt.
Die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft bei dem ersten Beispiel ist der Umstand, dass eine auf den Roboter 10 ausgeübte Außenkraft nicht geringer als ein erster Schwellenwert, z. B. 250 N, ist. Wenn bei dem ersten Beispiel das Werkstück A gegen das Werkstück B gepresst wird, wird auf den Roboter 10 eine Reaktionskraft von ungefähr 200 N ausgeübt. Der erste Schwellenwert ist ein vorherbestimmter Wert, der höher als eine Reaktionskraft von 200 N ist, zum Beispiel 250 N.
Dann detektiert die Kraftdetektionseinheit 12 in Schritt S15 eine Außenkraft, die auf den Roboter 10 ausgeübt wird. Anschließend wird in Schritt S17 bestimmt, ob die Außenkraft die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft erfüllt, d. h., ob die Außenkraft nicht geringer als der erste Schwellenwert, z. B. 250 N, ist. Wenn die Außenkraft die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft erfüllt, geht der Prozess zu Schritt S19 über und hält die Roboteranhalteeinheit 22 den Roboter 10 an. Es ist zu beachten, dass der Prozess fortdauert, wenn die Außenkraft die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft nicht erfüllt.
Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass sich die gegenwärtige Position des vorderen Endes des Roboters 10 außerhalb des Bereichs Z1 befindet. geht der Prozess zu Schritt S14 über. In Schritt S14 wird eine vorherbestimmte Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festgelegt. Bei dem ersten Beispiel ist die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft der Umstand, dass eine auf den Roboter 10 ausgeübte Außenkraft nicht geringer als ein zweiter Schwellenwert, der niedriger als der erste Schwellenwert ist, wie zum Beispiel 50 N ist.
Dann detektiert die Kraftdetektionseinheit 12 in Schritt S16 die auf den Roboter 10 ausgeübte Außenkraft. Anschließend wird in Schritt S18 bestimmt, ob die Außenkraft die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft erfüllt, d. h. ob eine Außenkraft nicht geringer als der zweite Schwellenwert, z. B. 50 N, ist. Wenn die Außenkraft die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft erfüllt, geht der Prozess zu Schritt S19 über und hält die Roboteranhalteeinheit 22 den Roboter an. Es ist zu beachten, dass der Prozess fortdauert, wenn die Außenkraft die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft nicht erfüllt.
Beispielsweise befindet sich das vordere Ende des Roboters 10 außerhalb des Bereichs Z1, während der Roboter das Werkstück A befördert, und wird daher die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft festgelegt. Wenn die Person 30 den Roboter 10 berührt und dann eine Außenkraft von nicht weniger als dem zweiten Schwellenwert, zum Beispiel 50 N, detektiert wird, hält die Roboteranhalteeinheit 22 den Roboter 10 an. Mit anderen Worten hält der Roboter 10 außerhalb des Bereichs Z1 selbst dann an, wenn eine Kraft, die von dem Roboter 10 auf die Person 30 ausgeübt wird, verhältnismäßig gering ist.
Im Gegensatz dazu bleibt das vordere Ende des Roboters 10 in dem Bereich Z1, während der Roboter 10 das Werkstück A gegen das Werkstück B presst, und wird daher die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft festgelegt. Wenn die Person 30 den Roboter 10 berührt und dann eine Außenkraft von nicht weniger als dem ersten Schwellenwert, zum Beispiel 250 N, detektiert wird, hält die Roboteranhalteeinheit 22 den Roboter 10 an.
In diesem Fall detektiert die Kraftdetektionseinheit 12 eine Reaktionskraft, zum Beispiel eine Kraft von 200 N. Wenn daher zum Beispiel die Person 30 den Roboter 10 unter der Bedingung berührt, dass eine Kraft in einer Richtung zur Auslöschung der Reaktionskraft ausgeübt werden kann, und eine von dem Roboter 10 auf die Person 30 ausgeübte Kraft 450N erreicht, detektiert die Kraftdetektionseinheit eine Außenkraft von 250 N und hält die Roboteranhalteeinheit 22 den Roboter an. Mit anderen Worten hält der Roboter 10 im schlimmsten Fall an, wenn eine von dem Roboter 10 auf die Person 30 ausgeübte Kraft 450 N erreicht oder übersteigt.
Somit kann die Kraft, die von dem Roboter 10 auf die Person 30 ausgeübt wird, verglichen mit dem Fall, in dem sich das vordere Ende des Roboters 10 außerhalb des Bereichs Z1 befindet, erheblich größer sein, wenn das vordere Ende des Roboters 10 innerhalb des Bereichs Z1 verbleibt. Doch wie oben beschrieben ist der Bereich Z1 verhältnismäßig klein, und ist er zum Beispiel ein Kubus mit einer Seite von 5 mm. Daher kann das Risikomanagement für die Person 30 leicht vorgenommen werden.
Wenn das vordere Ende des Roboters 10 innerhalb des Bereichs Z1 bleibt, kann zum Beispiel die Geschwindigkeitsbegrenzungseinheit 23 verwendet werden, um die obere Grenze der Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters 10 auf eine verhältnismäßig geringe vorherbestimmte Geschwindigkeit zu beschränken. Dadurch kann die Kraft, die von dem Roboter 10 auf eine Person ausgeübt wird, verringert werden, um zu verhindern, dass die Person in Gefahr gebracht wird. Es ist zu beachten, dass das wie oben beschriebene Verwenden der Geschwindigkeitsbegrenzungseinheit 23 die Produktivität des Roboters 10 verringert. Doch der Bereich Z1 ist klein, und entsprechend tritt die Verringerung der Produktivität des Roboters 10 vorübergehend und teilweise auf. Somit ist die Verringerung der Produktivität des Roboters 10 als Ganzes nicht so hoch.
In der obigen Beschreibung vergleicht die Kraftdetektionseinheit 12 die resultierende Kraft der detektierten Außenkräfte mit dem ersten Schwellenwert oder dem zweiten Schwellenwert. Es kann jedoch für jede der Kraftkomponenten in der x-, der y- und der z-Richtung ein Schwellenwert festgelegt sein. Wenn zum Beispiel im Voraus erwartet wird, dass eine Reaktionskraft in einer bestimmten Richtung ausgeübt wird, wird nur der Schwellenwert in der bestimmten Richtung in einem vorherbestimmten Bereich so festgelegt, dass er höher als Schwellenwerte in den anderen Richtungen ist. Wenn die Schwellenwerte in den anderen Richtungen so festgelegt sind, dass sie verhältnismäßig niedrig sind, wie zum Beispiel dem zweiten Schwellenwert der Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft gleich sind, kann eine Berührung der Person 30 durch den Roboter 10 in Bezug auf die anderen Richtungen selbst in dem vorherbestimmten Bereich mit einer hohen Empfindlichkeit detektiert werden.
Es ist zu beachten, dass bei dem ersten Beispiel die Reaktionskraft, wenn das Werkstück A gegen das Werkstück B gepresst wird, stark schwankt, wenn der individuelle Unterschied der Form des Werkstücks A und/oder des Werkstücks B zu groß ist. In einem solchen Fall kann im Voraus keine ausreichende Schätzung des ersten Schwellenwerts und/oder des zweiten Schwellenwerts erfolgen und ist es entsprechend schwierig, eine passende Außenkraftbestimmungsbedingung festzulegen.
In einem solchen Fall ist es günstig, die Roboteranhalteeinheit 22 zu deaktivieren, wenn das vordere Ende des Roboters 10 innerhalb des Bereichs Z1 bleibt. Daher würde der Roboter 10 nicht anhalten, wenn der Roboter 10 zum Beispiel die Person 30 berührt, wenn das vordere Ende des Roboters 10 innerhalb des Bereichs Z1 bleibt. Doch da der Bereich Z1 wie oben beschrieben begrenzt ist, ist das Risikomanagement leicht.
3A bis 3C sind Ansichten, die einen Roboter bei einem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. In 3A bis 3C sind die Positionsdetektionseinheit 11 und die Steuervorrichtung 20 zur Einfachheit nicht dargestellt. Wie in 3A bis 3C gezeigt ist der Roboter 10 bei dem zweiten Beispiel in der Nähe eines senkrecht verlaufenden Wandteils 40 angeordnet. Ferner ist ein Bereich Z2, der sich von dem Wandteil 40 über eine vorherbestimmte Entfernung zu dem Roboter erstreckt, veranschaulicht. Insbesondere ist der Bereich Z2 ein Kubus mit einer Höhe und einer Länge, die jedem des Roboters 10 im Wesentlichen gleich sind, und einer Breite von dem Wandteil 40 von zum Beispiel 500 mm. Alternativ kann der Bereich Z2 ein Bereich sein, in dem die Entfernung zwischen dem Roboter 10 und einer anderen peripheren Einrichtung als dem Wandteil eine vorherbestimmte Entfernung oder geringer ist.
Bei dem zweiten Beispiel wird ein Prozess, der dem unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Prozess im Wesentlichen gleich ist, durchgeführt, und wird entsprechend auf seine Beschreibung verzichtet. Doch bei dem zweiten Beispiel entspricht der oben beschriebene Bereich Z2 dem vorherbestimmten Bereich in Schritt S12 in 2. Ferner ist bei dem zweiten Beispiel die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft in Schritt S13 der Umstand, dass eine auf den Roboter 10 ausgeübte Außenkraft nicht geringer als ein dritter Schwellenwert, zum Beispiel 20 N, ist. Bei dem zweiten Beispiel ist die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft in Schritt S15 der Umstand, dass eine auf den Roboter 10 ausgeübte Außenkraft nicht geringer als ein vierter Schwellenwert, der höher als der dritte Schwellenwert ist, wie zum Beispiel 50 N, ist.
Wenn die durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektierte Außenkraft größer als ein vorherbestimmter Schwellenwert ist, wird ein Anhaltebefehl ausgegeben, so dass der Roboter 10 verlangsamt und anhält. Daher bewegt sich der Roboter 10 während der Verlangsamungszeit weiter zu dem Wandteil 40 und kann er entsprechend eine Person 30 weiter gegen den Wandteil 40 drücken. Dies verursacht, dass eine Kraft, die größer als ein vorherbestimmter Schwellenwert ist, auf die Person ausgeübt wird.
Daher ist es günstig, in dem Bereich Z2 einen niedrigeren Schwellenwert festzulegen, um die Kraft, die von dem Roboter 10 auf die Person 30 ausgeübt wird, zu verringern. Daher ist bei dem zweiten Beispiel der dritte Schwellenwert der Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft, zum Beispiel 20 N, niedriger als der vierte Schwellenwert der Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft, zum Beispiel 50 N.
Ferner verursachen in einigen Fällen Rauschen in der Kraftdetektionseinheit 12 oder Schwingungen des Roboterarms während des Betriebs des Roboters 10, dass die Kraftdetektionseinheit 12 selbst dann eine Außenkraft detektiert, wenn keinerlei Außenkraft auf den Roboter 10 ausgeübt wird. Wenn zum Beispiel angenommen wird, dass die Kraftdetektionseinheit 12 trotz des Umstands, dass keine Außenkraft auf den Roboter 10 ausgeübt wird, eine Kraft von höchstens 40 N detektiert, sollte der Schwellenwert der Bedingung zur Bestimmung der Außenkraft höher als 40 N sein. Dies liegt daran, dass die durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektierte Außenkraft dann, wenn der Schwellenwert der Außenkraft nicht höher als 40 N ist, den Schwellenwert bloß durch den Betrieb des Roboters 10 übersteigt und der Roboter 10 entsprechend anhält.
Somit ist es nötig, einen Schwellenwert festzulegen, der höher als der Wert, zum Beispiel 40 N, ist, der durch die durch das Rauschen in der Kraftdetektionseinheit 12 der Schwingungen des Roboterarms beeinflussten Kraftdetektionseinheit 12 detektiert wird. Entsprechend ist bei dem zweiten Beispiel der vierte Schwellenwert der Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft, zum Beispiel 50 N, höher als 40 N.
Daher verursacht dann, wenn sich das vordere Ende des Roboters 10 bei dem zweiten Beispiel wie in 3A gezeigt außerhalb des Bereichs Z2 befindet, eine Detektion einer Außenkraft von nicht weniger als dem vierten Schwellenwert, zum Beispiel 50 N, dass die Roboteranhalteeinheit 22 den Roboter 10 anhält. Wie oben beschrieben ist der vierte Schwellenwert höher als der Wert, der durch die Kraftdetektionseinheit 12 aufgrund der Rauschens in der Kraftdetektionseinheit 12 oder Schwingungen des Roboterarms detektiert wird, zum Beispiel 40 N. Somit wird der Roboter 10 nicht anhalten, wenn die Kraftdetektionseinheit 12 trotz des Umstands, dass keine Außenkraft ausgeübt wird, eine Kraft von bis zu 40 N detektiert. Entsprechend nimmt die Produktivität in diesem Fall nicht ab.
Ferner kann die Person 30 (nicht gezeigt) zwischen dem Roboter 10 und dem Wandteil 40 eingeklemmt werden, wenn das vordere Ende des Roboters bei dem zweiten Beispiel wie in 3B gezeigt innerhalb des Bereichs Z2 bleibt. Die Detektion einer Außenkraft von mehr als dem dritten Schwellenwert, zum Beispiel 20 N, verursacht, dass die Roboteranhalteeinheit 22 den Roboter 10 verlangsamt und dann anhält. Wie oben beschrieben ist der dritte Schwellenwert niedriger als der vierte Schwellenwert, zum Beispiel 40 N. Somit kann die Wahrscheinlichkeit, dass die Person 30 in Gefahr gebracht werden kann, verglichen mit dem Fall des oben beschriebenen Einklemmens der Person 30, während der vierte Schwellenwert zur Anwendung kommt, verringert werden.
Ferner hält die Roboteranhalteeinheit 22 den Roboter in dem Bereich Z2 unter der Wirkung des Rauschens in der Kraftdetektionseinheit 12 oder von Schwingungen des Roboterarms an, wenn eine Außenkraft von mehr als dem dritten Schwellenwert, zum Beispiel 20 N, detektiert wird. Daher kann die Produktivität abnehmen.
Doch der Bereich Z2 selbst ist beschränkt, und daher ist das derartige Steuern des Roboters, dass eine Abnahme der Produktivität verhindert wird, einfach. Zum Beispiel kann in dem Bereich Z2 die Beschleunigungsbegrenzungseinheit 24 die Beschleunigung des Roboters 10 beschränken. Dies beseitigt zum Beispiel eine Komponente, die durch Schwingungen des Roboterarms beeinflusst wird, aus der durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektierten Außenkraft. Entsprechend wird die Außenkraft, die durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektiert wird, verringert. Daher besteht keine Möglichkeit, dass die Kraft, die trotz des Umstands, dass in dem Bereich Z2 keine Außenkraft ausgeübt wird, durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektiert wird, größer als der dritte Schwellenwert ist. Somit wird verhindert, dass der Roboter 10 anhält.
Wenn der Roboter 10 anhält, ist im Allgemeinen viel Zeit nötig, um den Roboter erneut zu starten. Doch bei der vorliegenden Erfindung verhindert das Begrenzen der Beschleunigung des Roboters 10, dass der Roboter 10 anhält. Dies verhindert eine Abnahme der Produktivität.
Alternativ kann das Betriebsprogramm des Roboters 10 so geändert werden, dass die Zeit, während der das vordere Ende des Roboters 10 in dem Bereich Z2 bleibt, minimiert wird. Dies verhindert, dass die Produktivität abnimmt. In diesem Zusammenhang verursacht ein Fehler bei der Änderung des Betriebsprogramms, dass sich der Roboter 10 unbeabsichtigt dem Wandteil 40 nähert. Doch selbst in einem solchen Fall ist der dritte Schwellenwert als Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft klein und ist entsprechend die Gefahr für eine Person 30 gering. Daher kann die Person 30 zum Beispiel eine Lehrtätigkeit vornehmen, ohne eine Gefahr zu empfinden.
Nun erfolgt bei den obigen Ausführungsformen die Bestimmung, ob die gegenwärtige Position des Roboters 10 in dem Bereich Z2 bleibt, abhängig davon, ob das vordere Ende des Roboters 10 in dem Bereich Z2 enthalten ist. Doch wie in 3C gezeigt kann sich ein Teil des Roboters 10 auch dann in dem Bereich Z2 befinden, wenn das vordere Ende des Roboters 10 außerhalb des Bereichs Z2 liegt.
In diesem Fall befindet sich das vordere Ende des Roboters 10 außerhalb des Bereichs Z2 und ist entsprechend die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft festgelegt. Entsprechend wird der Roboter 10 auch dann nicht anhalten, wenn die Person 30 zwischen einem Teil des Roboters 10 und dem Wandteil 40 eingeklemmt ist, sofern nicht die durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektierte Außenkraft den vierten Schwellenwert, zum Beispiel 40 N, übersteigt. Entsprechend ist es günstig, die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft auch dann als Außenkraftbestimmungsbedingung festzulegen, wenn bestimmt wird, dass nur ein Teil des Roboters 10 in dem Bereich Z2 bleibt. Mit anderen Worten ist es in Schritt S12 günstig, zu bestimmen, ob zumindest ein Teil des Roboters 10 in dem Bereich Z2 bleibt.
Wie oben beschrieben beinhaltet die Außenkraftbestimmungsbedingung die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft oder die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Außenkraftbestimmungsbedingung zumindest eine andere Bedingung beinhalten. Eine andere solche Bedingung ist zum Beispiel der Umstand, dass eine durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektierte Außenkraft nicht geringer als ein vorherbestimmter fünfter Schwellenwert, zum Beispiel 50 N, ist. Dies ermöglicht eine genaue Detektion der Ausübung einer Außenkraft auf den Roboter 10.
Alternativ ist eine andere solche Bedingung der Umstand, dass der gleitende Mittelwert einer Außenkraft, die zu einer vorherbestimmten Zeit, z. B. 0,1 Sekunde, detektiert wird, nicht geringer als ein vorherbestimmter sechster Schwellenwert, zum Beispiel 50 N, ist. In diesem Fall kann die Ausübung einer Außenkraft auf den Roboter 10 nach einer Beseitigung der Auswirkung von Rauschen, das in dem durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektierten Wert enthalten ist, bestimmt werden.
Nun verändert sich eine Außenkraft, die durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektiert wird, wenn der Roboter 10 mit einem Fremdgegenstand, zum Beispiel dem Wandteil 40, zusammenstößt, während der Zeit von dem Beginn der Berührung des Fremdgegenstands durch den Roboter 10 bis zum Anhalten des Roboters 10 durch die Roboteranhalteeinheit 22 fortwährend. Es ist zu beachten, dass die Änderung der Außenkraft abhängig von der Geschwindigkeit des Roboters 10, der Zusammensetzung des Fremdgegenstands usw. schwankt. Es ist günstig, wenn die Zeit von dem Beginn der Berührung des Fremdgegenstands durch den Roboter 10 bis zum Anhalten des Roboters 10 durch die Roboteranhalteeinheit 22 kurz ist.
Wenn sich eine Außenkraft rasch verändert, kann die Ausübung der Außenkraft auf den Roboter in manchen Fällen rascher durch eine Bestimmung auf Basis des Ausmaßes der Verschiebung der Außenkraft als durch eine Bestimmung auf Basis der Größe der Außenkraft bestätigt werden. Somit kann als andere wie oben beschriebene Bedingung der Umstand, dass das Ausmaß der Verschiebung zwischen der Außenkraft, die durch die Kraftdetektionseinheit 12 vor einer vorherbestimmten Zeit, zum Beispiel 0,1 Sekunde, detektiert wurde, und der durch die Kraftdetektionseinheit 12 detektierten gegenwärtigen Außenkraft nicht geringer als ein vorherbestimmter siebenter Schwellenwert, zum Beispiel 20 N, ist, eingesetzt werden.
4 ist eine Ansicht, die noch einen anderen Roboter bei einem dritten Beispiel veranschaulicht. In 4 sind die Positionsdetektionseinheit 11 und die Steuervorrichtung 20 zur Einfachheit nicht gezeigt. In 4 ist sowohl der Bereich Z1 als auch der Bereich Z2 veranschaulicht. In einem solchen Fall wird zuerst bestimmt, ob das vordere Ende des Roboters 10 innerhalb entweder des Bereichs Z1 oder des Bereichs Z2 bleibt oder ob es sich außerhalb von beiden Bereichen befindet.
Wenn bestimmt wird, dass das vordere Ende des Roboters 10 innerhalb des Bereichs Z1 bleibt, wird eine vorherbestimmte Außenkraftbestimmungsbedingung für den Bereich Z1, zum Beispiel der Umstand, dass eine Außenkraft nicht geringer als der erste Schwellenwert, zum Beispiel 250 N, ist, gewählt, und wird dann der Prozess wie oben beschrieben auf Basis der gewählten Bedingung durchgeführt. Ebenso wird bei einer Bestimmung, dass das vordere Ende des Roboters 10 innerhalb des Bereichs Z2 bleibt, eine vorherbestimmte Außenkraftbestimmungsbedingung für den Bereich Z2, zum Beispiel der Umstand, dass eine Außenkraft nicht geringer als der dritte Schwellenwert, zum Beispiel 20 N, ist, gewählt, und wird dann der Prozess wie oben beschrieben auf Basis der gewählten Bedingung durchgeführt. Und wenn sich das vordere Ende des Roboters 10 außerhalb beider Bereiche befindet, wird der Umstand, dass ein Schwellenwert einer vorherbestimmten Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft geringer als, zum Beispiel, 50 N ist, gewählt, und wird dann der Prozess wie oben beschrieben auf Basis der gewählten Bedingung durchgeführt.
Der Umstand, dass selbst in einem solchen Fall Wirkungen, die den obigen Wirkungen gleich sind, erhalten werden können, wird offensichtlich sein. Es ist zu beachten, dass bei einigen Ausführungsformen drei oder mehr Bereiche festgelegt werden können und für die entsprechenden Bedingungen unterschiedliche Außenkraftbestimmungsbedingungen festgelegt werden können. Mit der Zunahme der festgelegten Bereiche nimmt die Möglichkeit, dass eine Person zur Unterrichtung des Roboters 10 den Roboter ohne Sorgen hinsichtlich der Sicherheit unterrichten kann, zu.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Bei dem ersten bis dritten Gesichtspunkt der Erfindung ist in einem Bereich, in dem ein Roboter tätig ist, während er eine Reaktionskraft erfährt, ein höherer Schwellenwert für eine Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festgelegt, und ist außerhalb eines solchen Bereichs ein niedrigerer Schwellenwert für eine Außenkraft festgelegt. Somit kann die Möglichkeit, dass eine Person in Gefahr gebracht werden kann, außerhalb des Bereichs, in dem ein Roboter tätig ist, während er eine Reaktionskraft erfährt, verringert werden.
Ferner ist in einem Bereich, in dem ein Roboter in der Nähe einer peripheren Einrichtung angeordnet ist, ein niedrigerer Schwellenwert für eine Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festgelegt, und ist außerhalb eines solchen Bereichs ein höherer Schwellenwert für eine Außenkraft festgelegt. Somit kann die Möglichkeit, dass eine Person zwischen dem Roboter und der peripheren Einrichtung eingeklemmt wird, in dem Bereich, in dem der Roboter in der Nähe der peripheren Einrichtung angeordnet ist, verringert werden.
Ferner wird der Schwellenwert als Außenkraftbestimmungsbedingung auf Basis der gegenwärtigen Position des Roboters verändert, und ist es entsprechend nicht nötig, für jede Tätigkeit des Roboters einen Befehl einzugeben. Somit kann der Schwellenwert ohne eine mühsame Tätigkeit zur Eingabe von Befehlen abhängig von den Umständen geändert werden.
Bei dem vierten Gesichtspunkt der Erfindung kann eine passende Außenkraftbestimmungsbedingung festgelegt werden.
Der fünfte Gesichtspunkt der Erfindung ist von Vorteil, wenn vorab kein passender Schwellenwert vorbereitet werden kann.
Bei dem sechsten Gesichtspunkt kann eine Geschwindigkeitsbegrenzungseinheit die Möglichkeit, dass eine Person in Gefahr gebracht wird, verringern.
Bei dem siebenten Gesichtspunkt der Erfindung kann eine Beschleunigungsbegrenzungseinheit eine Abnahme der Produktivität verhindern.
Bei dem achten Gesichtspunkt der Erfindung kann das Festlegen einer Außenkraftbestimmungsbedingung für jeden von mehreren Bereichen die menschliche Sicherheit noch weiter gewährleisten.
Die vorliegende Erfindung wurde oben unter Verwendung von Ausführungsformen beschrieben. Ein Fachmann wird jedoch verstehen, dass die oben genannten Abwandlungen und verschiedene andere Abwandlungen, Weglassungen und Hinzufügungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4938118 [0002]
JP 5353656 [0002]
JP 5436160 [0003, 0012]

Claims

Sicherheitsüberwachungsvorrichtung für einen Roboter, umfassend: eine Positionsdetektionseinheit (11) zur Detektion der Position eines Roboters (10); eine Kraftdetektionseinheit (12) zur Detektion einer auf die Positionsdetektionseinheit ausgeübten Außenkraft; eine Außenkraftbestimmungsbedingungsfestiegeeinheit (21), die eine Bedingung zur Bestimmung einer bereichsinternen Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festlegt, wenn die durch die Positionsdetektionseinheit detektierte gegenwärtige Position des Roboters innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs bleibt, und eine Bedingung zur Bestimmung einer bereichsexternen Außenkraft als Außenkraftbestimmungsbedingung festlegt, wenn sich die gegenwärtige Position des Roboters außerhalb des vorherbestimmten Bereichs befindet; und eine Roboteranhalteeinheit (22) zum Anhalten des Roboters, wenn die durch die Kraftdetektionseinheit detektierte Außenkraft die Außenkraftbestimmungsbedingung erfüllt.
Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei dann, wenn es sich bei dem vorherbestimmten Bereich um einen Bereich handelt, in dem der Roboter eine Reaktionskraft erfährt, die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft der Umstand ist, dass die Außenkraft einen vorherbestimmten ersten Schwellenwert übersteigt, und die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft der Umstand ist, dass die Außenkraft einen vorherbestimmten zweiten Schwellenwert, der niedriger als der erste Schwellenwert ist, übersteigt.
Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei dann, wenn es sich bei dem vorherbestimmten Bereich um einen Bereich handelt, in dem ein Abstand zwischen dem Roboter und einer peripheren Einrichtung ein vorherbestimmter Abstand oder weniger ist, die Bedingung zur Bestimmung der bereichsinternen Außenkraft der Umstand ist, dass die Außenkraft einen vorherbestimmten dritten Schwellenwert übersteigt, und die Bedingung zur Bestimmung der bereichsexternen Außenkraft der Umstand ist, dass die Außenkraft einen vorherbestimmten vierten Schwellenwert, der höher als der dritte Schwellenwert ist, übersteigt.
Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Außenkraftbestimmungsbedingung zumindest eines aus dem Umstand, dass die durch die Kraftdetektionseinheit detektierte Außenkraft einen vorherbestimmten fünften Schwellenwert übersteigt, dem Umstand, dass der gleitende Mittelwert der durch die Kraftdetektionseinheit detektierten Außenkraft einen vorherbestimmten sechsten Schwellenwert übersteigt, und dem Umstand, dass das Ausmaß der Veränderung zwischen einer Außenkraft, die vor einer vorherbestimmten Zeit durch die Kraftdetektionseinheit detektiert wurde, und einer durch die Kraftdetektionseinheit detektierten gegenwärtigen Außenkraft einen vorherbestimmten siebenten Schwellenwert übersteigt, beinhaltet.
Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Roboteranhalteeinheit deaktiviert wird, wenn die gegenwärtige Position des Roboters innerhalb des vorherbestimmten Bereichs bleibt.
Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend eine Geschwindigkeitsbegrenzungseinheit (23) zur Beschränkung der oberen Grenze der Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters auf eine vorherbestimmte Geschwindigkeit, wenn die gegenwärtige Position des Roboters innerhalb des vorherbestimmten Bereichs bleibt.
Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend eine Beschleunigungsbegrenzungseinheit (24) zur Beschränkung der oberen Grenze der Beschleunigung des Roboters auf eine vorherbestimmte Beschleunigung, wenn die gegenwärtige Position des Roboters innerhalb des vorherbestimmten Bereichs bleibt.
Sicherheitsüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der vorherbestimmte Bereich einer von mehreren vorherbestimmten Bereichen ist.