-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für Mensch-Roboter-Kollaboration mit einer Funktion für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb für einen Roboter.
-
Bei einem typischen Industrieroboter werden gelegentlich Feineinstellungen an der Position und Ausrichtung des Roboters vorgenommen, indem ein Arbeiter eine Kraft (Bedienkraft) direkt auf den Roboter ausübt (siehe zum Beispiel
JP 5 946 859 B2 ). Ferner wird im Allgemeinen auch angewendet, was als „direktes Einlernen“ bekannt ist, wobei Einlernpunkte festgelegt werden, indem ein Bediener eine Bedienkraft auf einen an einem Roboter vorgesehenen Griff ausübt. In dieser Patentschrift werden der vorstehend beschriebene Feineinstellungsbetrieb, Direkteinlernbetrieb, Lead-Through-Betrieb usw. zusammen als „handgeführter Betrieb“ bezeichnet.
-
In jüngster Zeit werden Systeme für Mensch-Roboter-Kollaboration entwickelt, bei denen Menschen und Roboter in einer Werkshalle zusammen eingeteilt werden und Fertigungsaufgaben von den Menschen und Robotern gemeinsam ausgeführt werden (siehe z. B.
JP 4 938 118 B2 ).
-
Bei einem solchen System für Mensch-Roboter-Kollaboration wird eine zwischen dem Roboter und dem Menschen wirkende Kraft mittels eines Kraftsensors überwacht. Das System für Mensch-Roboter-Kollaboration besitzt eine Funktion, die in einem Fall, in dem eine durch den Kraftsensor erkannte Kraft einen vorher festgelegten Wert überschreitet, den Roboter anhält oder den Roboter in eine Richtung bewegt, welche die Kraft reduziert. Dadurch wird die Sicherheit des Menschen gewährleistet (siehe z. B.
JP 2015 -
199174 A ). Dieselbe Funktion kann realisiert werden, indem statt des Kraftsensors Drehmomentsensoren, die in jeder Achse des Roboters angeordnet sind, oder Strommesser, die Stromfluss in den die Achsen des Roboters antreibenden Motoren erkennen, verwendet werden.
-
Ein anderes System für Mensch-Roboter-Kollaboration schließt einen Lead-Through-Schalter ein, der handgeführten Betrieb, wie Lead-Through-Betrieb, zwischen aktiv und inaktiv umschaltet. Wenn der handgeführte Betrieb aktiv ist, ist eine Funktion zum Anhalten des Roboters usw. deaktiviert, während bei inaktivem handgeführtem Betrieb die Funktion zum Anhalten des Roboters usw. aktiviert ist (siehe z. B.
JP 2015-199174 A ).
-
DE 10 2016 100 727 A1 beschreibt ein System für die Kollaboration von Mensch und Roboter, bei dem mittels eines Kraftsensors detektiert wird, wenn bei einer Bewegung des Roboters ein nicht erwarteter Kontakt mit einem Objekt auftritt. Wenn ein solcher nicht erwarteter Kontakt detektiert wird, wird die Bewegung des Roboters gestoppt, wobei vorgesehen sein kann, dass der Roboter sich um eine vorbestimmte Distanz zurückbewegt, nachdem die ursprüngliche Bewegung des Roboters gestoppt worden ist. Danach tritt der Roboter in einen Wegschiebemodus ein, bei dem der Roboter, wenn ein Mensch eine Druckkraft auf den Roboter ausübt sich in der Richtung der Druckkraft zu bewegen, bis die Druckkraft aufhört.
-
DE 696 22 572 T2 beschreibt einen Roboter, der dadurch, dass er durch einen Bediener bewegt wird, der zum Beispiel an einem Arbeitswerkzeug oder an einem Handgriff angreift, eingelernt werden kann. Dabei wird die Kraft, die der Bediener aufbringt, gemessen und basierend der gemessenen Kraft wird ein Positions- oder Geschwindigkeitsbefehl für die Bewegung des Roboters erzeugt. Dabei ist das aufgrund dieses Befehls erzeugte Motordrehmoment auf einen Grenzwert gedrosselt, der einem Minimalwert entspricht, der zum Bewegen des Arms des Roboters erforderlich ist, wobei dieser Minimalwert durch die Drehmomente, die aufgrund der Schwerkraft und der Reibung erzeugt werden, korrigiert wird.
-
EP 2 189 255 B 1 beschreibt eine Hilfskraftvorrichtung mit einem durch einen Bediener betätigten und von dem Roboter getragenen Betätigungsteil, bei dem die auf das Betätigungsteil aufgebrachte Kraft sowie eine externe Kraft erfasst werden, welche wirkt, wenn der Roboterarm, der das Betätigungsteil trägt, in Kontakt mit einem Gegenstand in der Umgebung gebracht wird. Eine Steuervorrichtung bestimmt eine korrigierte externe Kraft und steuert den Antrieb der Vorrichtung so, dass ein Zustand, in dem die korrigierte externe Kraft und die Betätigungskraft miteinander ausgeglichen sind, aufrechterhalten wird.
-
US 2015/0081099 A1 offenbart einen Roboter, der, wenn ein Kontakt mit einem Objekt detektiert wird, seine Bewegung zunächst stoppt und nach einer Übergangszeit sich, je nach den Gegebenheiten, ohne Einschränkungen hinsichtlich der Bewegungsrichtung weiter bewegt, sich mit Einschränkung hinsichtlich einer Richtung bewegt oder in einem angehaltenen Zustand verbleibt.
-
US 8 396 594 B2 beschreibt einen Mehrgelenkroboter mit einer Einrichtung zur Detektion einer externen Kraft, wobei diese Kraft in eine modifizierte externe Kraft umgerechnet wird, welche in dem durch die Gelenke des Roboters vorgegebenen Bewegungsbereich eine Bewegung bewirkt, wobei eine Impedanzsteuerung durchgeführt wird, wenn die externe Kraft den Arm des Mehrgelenkroboters aus dem Bewegungsbereich heraus bewegt.
-
US 2010/0152896 A1 beschreibt einen Roboter, der zum einen dafür eingerichtet ist, in einer kollaborativen Arbeitsweise mit einem Menschen zusammen ein Objekt zu halten, wobei die zwischen dem Objekt und der Roboterhand wirkende Kraft und der Winkel der Roboterhand detektiert werden, die vertikale Komponente der zwischen dem Objekt und der Roboterhand wirkenden Kraft bestimmt wird und der Roboterarm auf der Grundlage der detektierten externen Kraft und des Winkels der Roboterhand so angesteuert wird, dass der Roboterarm angehoben wird, wenn der Mensch das Objekt anhebt, und abgesenkt wird, wenn der Mensch das Objekt absenkt.
-
Bei handgeführtem Betrieb eines Systems für Mensch-Roboter-Kollaboration wird der Roboter durch eine von einem Menschen ausgeübte Kraft bewegt, und somit ist die Funktion zum Anhalten des Roboters usw. deaktiviert, wenn der handgeführte Betrieb aktiviert ist.
-
Wenn der handgeführte Betrieb aktiviert ist, d. h., wenn die Funktion zum Anhalten des Roboters usw. deaktiviert ist, wird jedoch der Roboter selbst in einem Fall, in dem der Mensch und der Roboter miteinander in Kontakt kommen, nicht anhalten usw. Mit anderen Worten besteht die Möglichkeit, dass die Sicherheit des Menschen in einem Fall, in dem der handgeführte Betrieb aktiviert ist, nicht mehr gewährleistet ist.
-
In einem Fall, in dem die Funktion zum Anhalten des Roboters usw. aktiviert ist, während der handgeführte Betrieb aktiv gehalten wird, wird die Bedienkraft in die durch den Kraftsensor erkannte Kraft eingeschlossen. Als solche wird die durch den Kraftsensor erkannte Kraft den vorher festgelegten Wert leicht überschreiten, wodurch der Roboter häufig angehalten wird usw. Infolgedessen kann der handgeführte Betrieb nur mit Einschränkungen ausgeführt werden.
-
Es ist die Aufgabe des Patents, ein System für Mensch-Roboter-Kollaboration zur Verfügung zu stellen, bei dem handgeführter Betrieb bei gleichzeitiger Gewährleistung der Sicherheit eines Menschen selbst in dem Fall, dass handgeführter Betrieb aktiviert ist, ohne die genannten Nachteile ausgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein System nach Anspruch 1 gelöst. Ausführungsformen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung stellt ein System für Mensch-Roboter-Kollaboration zur Verfügung, bei dem ein Roboter und ein Mensch in einem gemeinsam genutzten Arbeitsbereich zusammenarbeiten, wobei das System Folgendes aufweist: einen ersten Krafterkennungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine auf den Roboter wirkende externe Kraft zu erkennen; einen zweiten Krafterkennungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, nur eine auf den Roboter wirkende Bedienkraft zu erkennen, wenn der Mensch den Roboter manuell bedient; und einen Befehlsabschnitt für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb, der dazu konfiguriert ist, eine durch den ersten Krafterkennungsabschnitt erkannte externe Kraft mit einem vorher festgelegten Schwellenwert zu vergleichen und in dem Fall, dass die externe Kraft den vorher festgelegten Schwellenwert überschreitet, einen Sicherheitsgewährleistungsbetrieb zu befehlen, der bewirkt, dass der Roboter sich in eine Richtung bewegt, welche die externe Kraft reduziert, oder bewirkt, dass der Roboter anhält, wobei, wenn der Mensch den Roboter manuell bedient, während sich der Roboter im angehaltenen Zustand befindet, der Befehlsabschnitt für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb einen Wert, der durch Subtrahieren der durch den zweiten Krafterkennungsabschnitt erkannten Bedienkraft von der durch den ersten Krafterkennungsabschnitt erkannten externen Kraft erhalten wird, mit dem vorher festgelegten Schwellenwert vergleicht.
-
Unter diesem Gesichtspunkt wird, wenn der Mensch den Roboter manuell bedient, während sich der Roboter im angehaltenen Zustand befindet, d. h. bei handgeführtem Betrieb, die durch den zweiten Krafterkennungsabschnitt erkannte Bedienkraft von der durch den ersten Krafterkennungsabschnitt erkannten externen Kraft subtrahiert, um eine externe Nettokraft zu berechnen. Dementsprechend kann der Sicherheitsgewährleistungsbetrieb auf der Basis der auf den Roboter wirkenden externen Nettokraft befohlen werden. Somit kann der handgeführte Betrieb unter Gewährleistung der Sicherheit des Menschen selbst in dem Fall, dass handgeführter Betrieb aktiviert wurde, vorteilhaft ausgeführt werden.
-
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen stärker verdeutlicht.
- 1 ist eine schematische graphische Darstellung, die ein auf einer ersten Ausführungsform basierendes System für Mensch-Roboter-Kollaboration veranschaulicht;
- 2 ist ein Flussdiagramm, das Vorgänge des in 1 veranschaulichten Systems für Mensch-Roboter-Kollaboration veranschaulicht; und
- 3 ist eine schematische graphische Darstellung, die ein auf einer zweiten Ausführungsform basierendes System für Mensch-Roboter-Kollaboration veranschaulicht.
-
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind entsprechende Komponenten mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Soweit zweckmäßig, sind Maßstäbe in den Zeichnungen geändert, um das Verständnis zu erleichtern.
-
1 ist eine schematische graphische Darstellung, die ein auf einer ersten Ausführungsform basierendes System für Mensch-Roboter-Kollaboration veranschaulicht. Ein System für Mensch-Roboter-Kollaboration 1 weist im Wesentlichen einen Roboter 10, eine Steuervorrichtung 20, die den Roboter 10 steuert, und einen Menschen 11 auf. Der Roboter 10 ist in der Nähe des Menschen 11 angeordnet, und somit können in dem System für Mensch-Roboter-Kollaboration 1 der Roboter 10 und der Mensch 11 unter gemeinsamer Nutzung eines Arbeitsbereichs zusammenarbeiten.
-
Der Roboter 10 ist zum Beispiel ein sechsachsiger Gelenkroboter, und eine Hand H, die in der Lage ist, ein Werkstück W zu greifen, ist an einem Spitzende des Roboters 10 über einen Adapter 12 vorgesehen. Es ist zu beachten, dass statt der Hand H ein anderer Endeffektor an dem Spitzenende des Roboters 10 vorgesehen werden kann.
-
Ein Griff 15, der von einem Bediener wie dem Menschen 11 beim Ausführen von handgeführtem Betrieb ergriffen wird, ist an dem Adapter 12 angebracht. Ferner ist eine Basis 18 des Roboters 10 durch eine Ankerplatte 19 am Boden eines Gebäudes usw. befestigt.
-
Ein erster Krafterkennungsabschnitt, der eine auf den Roboter 10 wirkende externe Kraft erkennt, z. B. ein erster Kraftsensor S1, ist zwischen der Basis 18 und der Ankerplatte 19 vorgesehen. Der erste Kraftsensor S1 ist unterhalb der Basis 18 angeordnet und kann daher alle auf den Roboter 10 wirkenden externen Kräfte erkennen. Es ist zu beachten, dass der erste Krafterkennungsabschnitt stattdessen aus Drehmomentsensoren, die in jeder Achse des Roboters 10 angeordnet sind, oder aus Strommessern, die Stromfluss in den die Achsen des Roboters 10 antreibenden Motoren erkennen, bestehen kann. In einem solchen Fall wird eine auf den Roboter 10 wirkende externe Kraft anhand des erkannten Drehmoments oder Stroms geschätzt.
-
Ferner ist ein zweiter Krafterkennungsabschnitt, z. B. ein zweiter Kraftsensor S2, zwischen dem Adapter 12 und dem Griff 15 des Roboters 10 angeordnet. Beim Ausführen von handgeführtem Betrieb greift ein Bediener, z. B. der Mensch 11, den Griff 15 und übt eine Kraft (Bedienkraft) direkt auf den Roboter aus, der sich in einem angehaltenen Zustand befindet. Der zweite Kraftsensor S2 erkennt nur eine auf den Roboter 10 wirkende Bedienkraft, wenn der Bediener, z. B. der Mensch 11, manuell handgeführten Betrieb des Roboters 10 im angehaltenen Zustand ausführt. Der zweite Kraftsensor S2 ist zwischen dem Roboter 10 und dem Griff 15 angebracht, und somit erkennt der zweite Kraftsensor S2 nur die auf den Griff 15 wirkende Bedienkraft.
-
Ein Handführungsschalter 13 ist ferner an dem Griff 15 vorgesehen. Beim Ausführen von handgeführtem Betrieb greift der Bediener, z. B. der Mensch 11, den Griff 15 und drückt den Handführungsschalter 13. Der handgeführte Betrieb kann ausgeführt werden, während der Handführungsschalter 13 gedrückt wird. Der handgeführte Betrieb kann jedoch nicht ausgeführt werden, während der Handführungsschalter 13 nicht gedrückt wird. Eine später beschriebene Funktion zum Anhalten des Roboters usw. ist unabhängig davon aktiv, ob der Handführungsschalter 13 gedrückt wird oder nicht.
-
Die in 1 veranschaulichte Steuervorrichtung 20 ist ein digitaler Computer, der den Roboter 10 steuert, und schließt eine CPU und einen Speicherabschnitt 22, z. B. einen Speicher, ein. Die Steuervorrichtung 20 schließt außerdem einen Ausführungsabschnitt für Handführung 23 ein. Der Ausführungsabschnitt für Handführung 23 bewirkt, dass sich der Roboter 10 in eine gewünschte Position und Ausrichtung in Übereinstimmung mit dem handgeführten Betrieb des Bedieners, z. B. des Menschen 11, bewegt, während der Handführungsschalter 13 gedrückt wird.
-
Die Steuervorrichtung 20 schließt ferner einen Befehlsabschnitt für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb 21 ein, der die durch den ersten Krafterkennungsabschnitt S1 erkannte externe Kraft mit einem vorher festgelegten Schwellenwert vergleicht und in einem Fall, in dem die externe Kraft einen vorher festgelegten Schwellenwert A überschreitet, einen Sicherheitsgewährleistungsbetrieb befiehlt, der bewirkt, dass der Roboter 10 sich in eine Richtung bewegt, welche die externe Kraft reduziert, oder bewirkt, dass der Roboter 10 anhält. Der vorher festgelegte Schwellenwert A ist ein Wert, der im Voraus durch Experimente usw. festgelegt wird, und ist im Speicherabschnitt 22 gespeichert.
-
Die Steuervorrichtung 20 schließt ferner einen Subtraktionsabschnitt 24 ein, der die durch den zweiten Krafterkennungsabschnitt S2 erkannte Bedienkraft von der durch den ersten Krafterkennungsabschnitt S1 erkannten externen Kraft subtrahiert. Der Subtraktionsabschnitt 24 kann als Teil der Funktionen des Befehlsabschnitts für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb 21 in dem Befehlsabschnitt für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb 21 enthalten sein. Es ist zu beachten, dass die Funktionen des vorstehend beschriebenen Befehlsabschnitts für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb 21, des Ausführungsabschnitts für Handführung 23 und des Subtraktionsabschnitts 24 durch die CPU der Steuervorrichtung 20 realisiert werden.
-
2 ist ein Flussdiagramm, das Vorgänge des in 1 veranschaulichten Systems für Mensch-Roboter-Kollaboration veranschaulicht. Die in 2 veranschaulichten Vorgänge werden in jedem vorher festgelegten Kontrollzyklus ausgeführt. Vorgänge des auf der ersten Ausführungsform basierenden Systems für Mensch-Roboter-Kollaboration 1 werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
-
Zuerst wird in Schritt S10 ermittelt, ob der Handführungsschalter 13 gedrückt wird. In einem Fall, in dem der Handführungsschalter 13 nicht gedrückt wird, wird ermittelt, dass der Mensch 11 keinen handgeführten Betrieb, z. B. einen Feineinstellungsbetrieb, einen Direkteinlernbetrieb oder einen Lead-Through-Betrieb, auf den Roboter in einem angehaltenen Zustand ausführt. Mit anderen Worten wird ermittelt, dass der handgeführte Betrieb nicht aktiv ist und dass der Roboter 10 normal gemäß einem vorher festgelegten Betriebsprogramm arbeitet, und das Verfahren rückt zu Schritt S11 vor.
-
In Schritt S11 erkennt der erste Kraftsensor S1 eine auf den Roboter 10 wirkende externe Kraft Fd. Anschließend vergleicht in Schritt S12 der Befehlsabschnitt für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb 21 die externe Kraft Fd mit dem vorher festgelegten Schwellenwert A. In einem Fall, in dem ermittelt wird, dass die externe Kraft Fd den Schwellenwert A überschreitet, wird ermittelt, dass der Roboter 10 mit dem Menschen 11 usw. kollidiert ist.
-
In einem solchen Fall rückt das Verfahren zu Schritt S13 vor, und der Befehlsabschnitt für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb 21 befiehlt den Sicherheitsgewährleistungsbetrieb. Infolgedessen bewegt sich der Roboter 10 in eine Richtung, welche die externe Kraft reduziert, oder der Roboter 10 wird gestoppt, und die Sicherheit des Menschen 11 wird gewährleistet. Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem in Schritt S12 ermittelt wird, dass die externe Kraft Fd nicht den Schwellenwert A überschreitet, das Verfahren zu Schritt S11 zurückkehrt und die vorstehend beschriebene Abarbeitung wiederholt wird, bis das Betriebsprogramm des Roboters 10 endet.
-
Dagegen wird in einem Fall, in dem der Handführungsschalter 13 in Schritt S10 gedrückt wird, ermittelt, dass der Mensch 11 manuell einen handgeführten Betrieb auf dem Roboter 10 im angehaltenen Zustand ausführt, und somit kann ermittelt werden, dass der Roboter 10 gemäß dem Ausführungsabschnitt für Handführung 23 betrieben wird. Mit anderen Worten wird ermittelt, dass der handgeführte Betrieb aktiv ist und dass der Roboter 10 nicht gemäß dem vorher festgelegten Betriebsprogramm arbeitet, und das Verfahren rückt zu Schritt S21 vor.
-
In Schritt S21 erkennt der erste Kraftsensor S1 eine auf den Roboter 10 wirkende externe Kraft Fd. Anschließend erkennt in Schritt S22 der zweite Kraftsensor S2 eine auf den Roboter 10 wirkende Bedienkraft Fh. Anschließend subtrahiert in Schritt S23 der Subtraktionsabschnitt 24 die Bedienkraft Fh von der externen Kraft Fd, und die tatsächliche externe Kraft oder die Kraft Fd', die nicht auf den Roboter 10 wirkt, wird berechnet.
-
Anschließend vergleicht in Schritt S24 der Befehlsabschnitt für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb 21 die externe Kraft Fd' mit dem vorher festgelegten Schwellenwert A. In einem Fall, in dem ermittelt wird, dass die externe Kraft Fd' den Schwellenwert A überschreitet, wird ermittelt, dass der Roboter 10 mit dem Menschen 11 usw. kollidiert ist, und somit rückt das Verfahren zu Schritt S25 vor, in dem der Sicherheitsgewährleistungsbetrieb wie vorstehend beschrieben befohlen wird. Infolgedessen wird die Sicherheit des Menschen 11 gewährleistet. Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem in Schritt S24 ermittelt wird, dass die externe Kraft Fd' nicht den Schwellenwert A überschreitet, das Verfahren zu Schritt S21 zurückkehrt und die vorstehend beschriebene Abarbeitung wiederholt wird.
-
Somit wird in der ersten Ausführungsform bei handgeführtem Betrieb, d. h., wenn der Mensch 11 manuell einen handgeführten Betrieb des Roboters 10 im angehaltenen Zustand ausführt, die durch den zweiten Kraftsensor S2 erkannte Bedienkraft von der durch den ersten Kraftsensor S1 erkannten externen Kraft subtrahiert, um die auf den Roboter 10 wirkende externe Nettokraft zu berechnen.
-
Die externe Nettokraft schließt nicht die Bedienkraft ein, und somit kann in einem Fall, in dem der Sicherheitsgewährleistungsbetrieb auf der Basis der externen Nettokraft befohlen wird, die Sicherheit des Menschen gewährleistet werden, ohne den Roboter häufig anzuhalten usw. Somit kann der handgeführte Betrieb unter Gewährleistung der Sicherheit des Menschen selbst in dem Fall, dass handgeführter Betrieb aktiviert wurde, vorteilhaft ausgeführt werden.
-
3 ist eine schematische graphische Darstellung, die ein auf einer zweiten Ausführungsform basierendes System für Mensch-Roboter-Kollaboration veranschaulicht. Die zweite Ausführungsform ist im Allgemeinen mit dem in 1 veranschaulichten Inhalt identisch, und somit werden nachstehend nur die Unterschiede beschrieben.
-
In 3 ist anstelle des Griffs 15 ein Eingabeabschnitt für eine physikalische Größe 16 auf dem Adapter 12 des Roboters 10 vorgesehen. Der Eingabeabschnitt für eine physikalische Größe 16 ist eine Vorrichtung, in die der Mensch 11 direkt eine physikalische Größe, z. B. einen Neigungswinkel oder eine Kraft, eingibt, und führt handgeführten Betrieb durch den Ausführungsabschnitt für Handführung 23 aus. Der Eingabeabschnitt für eine physikalische Größe 16 ist zum Beispiel ein Joystick, wie in 3 veranschaulicht, jedoch kann der Eingabeabschnitt für eine physikalische Größe 16 ein Hebel, ein Trackball, ein Touchpanel usw. sein.
-
In der zweiten Ausführungsform berechnet der zweite Kraftsensor S2 die Bedienkraft durch eine vorher festgelegte Formel auf der Basis einer physikalischen Größe, die dem Eingabeabschnitt für eine physikalische Größe 16 aufgegeben wird, der von dem Menschen 11 zur Bedienung des Roboters 10 im angehaltenen Zustand verwendet wird. In 3 ist der Handführungsschalter 13 an einem Teil des Eingabeabschnitts für eine physikalische Größe 16, z. B. an der Spitze des Joysticks 16, angebracht. Als Alternative kann der Handführungsschalter 13 weggelassen werden, und der handgeführte Betrieb kann automatisch aktiviert werden, während der Eingabeabschnitt für eine physikalische Größe 16 bedient wird.
-
Das System für Mensch-Roboter-Kollaboration 1 gemäß der zweiten Ausführungsform weist ersichtlich allgemein dieselben Vorgänge auf wie die unter Bezugnahme auf 2 beschriebene erste Ausführungsform und fällt somit ebenfalls in den Bereich der vorliegenden Erfindung.
-
Ein erster Gesichtspunkt stellt ein System für Mensch-Roboter-Kollaboration (1) zur Verfügung, bei dem ein Roboter (10) und ein Mensch (11) in einem gemeinsam genutzten Arbeitsbereich zusammenarbeiten, wobei das System Folgendes umfasst: einen ersten Krafterkennungsabschnitt (S1), der dazu konfiguriert ist, eine auf den Roboter wirkende externe Kraft zu erkennen; einen zweiten Krafterkennungsabschnitt (S2), der dazu konfiguriert ist, nur eine auf den Roboter wirkende Bedienkraft zu erkennen, wenn der Mensch den Roboter manuell bedient; und einen Befehlsabschnitt für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb (21), der dazu konfiguriert ist, die durch den ersten Krafterkennungsabschnitt erkannte externe Kraft mit einem vorher festgelegten Schwellenwert zu vergleichen und in dem Fall, dass die externe Kraft den vorher festgelegten Schwellenwert überschreitet, einen Sicherheitsgewährleistungsbetrieb zu befehlen, der bewirkt, dass der Roboter sich in eine Richtung bewegt, welche die externe Kraft reduziert, oder bewirkt, dass der Roboter anhält, wobei, wenn der Mensch den Roboter manuell bedient, während sich der Roboter in einem angehaltenen Zustand befindet, der Befehlsabschnitt für Sicherheitsgewährleistungsbetrieb einen Wert, der durch Subtrahieren der durch den zweiten Krafterkennungsabschnitt erkannten Bedienkraft von der durch den ersten Krafterkennungsabschnitt erkannten externen Kraft erhalten wird, mit dem vorher festgelegten Schwellenwert vergleicht.
-
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt ist nach dem ersten Gesichtspunkt der erste Krafterkennungsabschnitt an einer Basis (18) des Roboters angebracht.
-
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt ist nach dem ersten oder zweiten Gesichtspunkt der zweite Krafterkennungsabschnitt zwischen einem Griff (15), der von dem Menschen zur Bedienung des Roboters verwendet wird, während sich der Roboter in einem angehaltenen Zustand befindet, und dem Roboter angebracht.
-
Gemäß einem vierten Gesichtspunkt berechnet nach dem ersten oder zweiten Gesichtspunkt der zweite Krafterkennungsabschnitt die Bedienkraft auf der Basis einer physikalischen Größe, die für einen Eingabeabschnitt für eine physikalische Größe (16) verwendet wird, der von dem Menschen zur Bedienung des Roboters verwendet wird, während sich der Roboter in einem angehaltenen Zustand befindet.
-
Unter dem ersten Gesichtspunkt wird, wenn der Mensch den Roboter manuell bedient, während sich der Roboter im angehaltenen Zustand befindet, d. h. bei handgeführtem Betrieb, die durch den zweiten Krafterkennungsabschnitt erkannte Bedienkraft von der durch den ersten Krafterkennungsabschnitt erkannten externen Kraft subtrahiert. Dementsprechend kann der Sicherheitsgewährleistungsbetrieb auf der Basis der auf den Roboter wirkenden externen Nettokraft befohlen werden. Somit kann der handgeführte Betrieb unter Gewährleistung der Sicherheit des Menschen selbst in dem Fall, dass handgeführter Betrieb aktiviert wurde, vorteilhaft ausgeführt werden.
-
Nach dem zweiten Gesichtspunkt kann die gesamte auf den Roboter wirkende externe Kraft erkannt werden.
-
Nach dem dritten Gesichtspunkt kann nur die auf den Griff wirkende Bedienkraft erkannt werden.
-
Nach dem vierten Gesichtspunkt kann die Bedienkraft selbst in dem Fall, dass ein Eingabeabschnitt für eine physikalische Größe vorgesehen ist, anhand einer vorher festgelegten Formel usw. berechnet werden. Der Eingabeabschnitt für eine physikalische Größe ist ein Joystick, ein Hebel, ein Trackball, ein Touchpanel usw.
