CN109834708A - 限制机器人速度的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种限制机器人速度的控制装置。控制装置具备：停止指令部，其在人与机器人接触时使机器人的动作停止；以及速度限制部，其限制机器人的动作速度。预先决定与人被夹住相关的距离判定值。速度限制部包括：模型生成部，其生成机器人的结构部件、机械手以及配置在机器人周围的物体中2个物体的三维模型；以及距离计算部，其计算2个物体的模型间的最短距离；当最短距离未满距离判定值时，速度限制部将机器人的动作速度控制在预先决定的限制速度以下。

Description

限制机器人速度的控制装置

技术领域

本发明涉及一种限制机器人速度的控制装置。

背景技术

在现有技术中，已知一种由作业人员与机器人协作进行作业的机器人装置。例如，已知作业人员与机器人装置一起运送重物。作业人员为了在机器人动作的范围内进行作业，有时会与机器人接触。因此，机器人的控制装置能够具备在与机器人共同进行作业时用于保护作业人员的功能。

机器人能够具备检测从作业人员施加的外力的检测器。机器人的控制装置能够判定在检测出外力时机器人已与作业人员接触。而且，控制装置能够实施停止机器人的控制(例如日本专利第6140114号公报以及日本专利第5902664号公报)。

另外，会有机器人在动作时，机器人与其它物体干扰的情况。在现有技术中，已知一种控制，抑制一个机器人与其它机器人干扰或者机器人与其它装置干扰(例如日本特开2010-52116号公报以及日本特开2017-94430号公报)。进一步，已知一种抑制机器人的臂与作业工具之间的干扰的控制(例如专利第3902310号公报以及专利第3357392号公报)。

发明内容

在与作业人员协作进行作业的机器人中具有如果机器人与作业人员接触，则机器人停止的功能。进一步，作为机器人的安全功能已知以下功能：在判定为机器人装置中包括的部件与被固定在设置了机器人装置的地板上的物体接触时，使机器人停止。通过该安全功能能够防止构成机器人的部件、作业工具或被固定在地板上的物体的损坏。机器人的控制装置在物体之间的距离为0或未满对0增加了余量的值时，能够使机器人停止。

但是，在作业人员与机器人在相同的作业区域进行作业时，机器人的位置以及姿势发生变化。作业人员例如有时会被夹在机器人的臂与配置在机器人周围的作业台之间。控制装置如果检测出外力则停止机器人。但是，从发送了停止机器人的指令后到机器人完全停止为止，机器人通过惯性进行动作。例如，在机械臂的方向发生变化时发送了停止指令时，机械臂不会立刻停止。机械臂会在移动了预定惯性的距离后停止。

当作业人员被机器人装置的结构部件夹住时，在从发送机器人的停止指令后进行惯性的期间，作业人员持续被按压。另外，由于机器人惯性运动因此被夹住的空间变小。其结果为在机器人惯性运动期间会有作业人员被更强地夹住的问题。

本公开的一个方式为控制机器人的动作速度的控制装置。控制装置具备在人与机器人接触时使机器人的动作停止的停止指令部。控制装置具备限制机器人的动作速度的速度限制部、存储与机器人的控制相关的信息的存储部。控制装置预先决定与人被机器人的结构部件、安装在机器人上的作业工具以及配置在机器人周围的物体中的2个物体夹住相关的距离判定值，并存储在存储部中。速度限制部包括生成机器人的结构部件、作业工具以及配置在机器人周围的物体中的至少2个物体的三维模型的模型生成部。速度限制部包括：距离计算部，其计算在三维模型中2个物体的模型间的最短距离；以及判定部，其判定最短距离是否未满距离判定值。当最短距离未满距离判定值时，速度限制部将机器人的动作速度控制在预先决定的限制速度以下。

附图说明

图1是实施方式的机器人装置的立体图。

图2是实施方式的机器人装置的框图。

图3是实施方式的机器人装置的模型的第一侧面图。

图4是实施方式的机器人装置的模型的第二侧面图。

图5是实施方式的机器人装置的模型的第三侧面图。

图6是实施方式的机器人装置的模型的第四侧面图。

图7是实施方式的机器人装置的模型的第五侧面图。

图8是实施方式的机器人控制装置的控制的流程图。

图9是实施方式的机器人装置的其他模型的侧面图。

具体实施方式

参照图1～图9说明实施方式的机器人的控制装置。本实施方式的机器人装置具备能够与作业人员协作地进行作业的机器人。能够与作业人员协作地进行作业的机器人被称为协作机器人。

图1是本实施方式的机器人装置的立体图。机器人装置5具备机器人1以及安装在机器人1上的机械手2。机器人装置5具备机器人1以及控制机械手2的控制装置4。在机器人1的动作范围内配置有装载工件61的作业台8。本实施方式的机器人1是包括多个关节部的多关节机器人。在多关节机器人中，在关节部中机械臂以及腕部等的方向发生变化。

机械手2是握持并释放工件61的作业工具。作业工具也被称为终端执行器。机械手2被固定在机器人1的腕部15上。以爪部3打开或者关闭的方式形成本实施方式的机械手2。作为作业工具不限于机械手2而能够采用与机器人装置5进行的作业对应的任意装置。例如，能够采用进行焊接的作业工具或进行涂装的作业工具等。

本实施方式的机器人1具有用于驱动机器人1的结构部件的多个驱动轴。机器人1的驱动轴包括作为第一轴(J1轴)的旋转轴81到作为第6轴(J6轴)的旋转轴86即旋转轴81～86。根据J1轴到J6轴的多个驱动轴，机器人1的位置以及姿势发生变化。

机器人1具备成为基台的基座14、被基座14支撑的旋转基座13。以可相对于基座14旋转的方式形成旋转基座13。本实施方式的机器人1具备多个机械臂。机器人1包括上部机械臂11和下部机械臂12。下部机械臂12被旋转基座13支撑。以可相对于旋转基座13旋转的方式形成下部机械臂12。上部机械臂11被下部机械臂12支撑。以可相对于下部机械臂12旋转的方式形成上部机械臂11。

机器人1包括与上部机械臂11的端部连接的腕部15。腕部15包括固定机械手2的轮缘(フランジ)16。以使轮缘16在旋转轴85的周围旋转的方式形成腕部15。另外，以在旋转轴86的周围旋转的方式形成轮缘16。

图2是本实施方式的机器人装置的框图。参照图1以及图2，机器人1包括使机器人1的位置以及姿势发生变化的机器人驱动装置。机器人驱动装置驱动机器人1的结构部件。作为机器人驱动装置驱动的结构部件，包括上部机械臂11、下部机械臂12、旋转基座13、腕部15以及腕部15的轮缘16。机器人驱动装置包括驱动机器人1的结构部件的机器人驱动电动机22。在本实施方式中，与一个驱动轴对应地配置一个机器人驱动电动机22。机械手2具备驱动机械手2的机械手驱动装置。机械手驱动装置包括驱动机械手2的爪部3的机械手驱动电动机21。

本实施方式的机器人装置5根据动作程序41运送工件61。机器人1能够根据动作程序41自动将工件61从初始位置运送到目标位置。

机器人的控制装置4包括具有CPU(Central Processing Unit中央处理单元)、经由总线与CPU连接的RAM(Random Access Memory随机存取存储器)以及ROM(Read OnlyMemory只读存储器)等的运算处理装置(计算机)。控制装置4包括存储与机器人1的控制相关的信息的存储部42。为了进行机器人1的动作而预先生成的动作程序41被输入控制装置4中。动作程序41被存储在存储部42中。

动作控制部43根据动作程序41将用于驱动机器人1的动作指令发送给机器人驱动部45。机器人驱动部45包括驱动机器人驱动电动机22的电路。机器人驱动部45根据动作指令将电气提供给机器人驱动电动机22。机器人驱动电动机22进行驱动，从而机器人1的位置以及姿势发生变化。

另外，动作控制部43根据动作程序41将驱动机械手2的动作指令发送给机械手驱动部44。机械手驱动部44包括驱动机械手驱动电动机21的电路。机械手驱动部44根据动作指令将电气提供给机械手驱动电动机21。通过机械手驱动电动机21进行驱动，机械手2的爪部3进行驱动。机械手2能够握持或释放工件61。

机器人1包括检测机器人1的位置以及姿势的状态检测器。本实施方式的状态检测器包括安装在分别与驱动轴对应的机器人驱动电动机22上的位置检测器18。通过位置检测器18的输出，能够分别计算驱动轴的结构部件的位置以及姿势。例如，位置检测器18检测机器人驱动电动机22进行驱动时的旋转角。另外，位置检测器18能够根据机器人驱动电动机22的旋转角来计算机器人驱动电动机22的转速。

本实施方式的机器人1与作业人员协作地实施作业。以在作业人员等人与机器人1接触时停止机器人1的方式形成控制装置4。本实施方式的机器人1具备检测作用于基座14的力的力检测器19。力检测器19被固定在地板63上。基座14被力检测器19支撑。作用于基座14的力相当于作用于机器人1的力。力检测器19输出与从作业人员施加给机器人1的力对应的信号。

作为力检测器19，能够采用能够检测作用于机器人1的力的大小以及力的方向的任意检测器。本实施方式的力检测器19包括与基座14连接的金属基材和安装在基材表面的应变传感器。而且，力检测器19能够根据通过应变传感器检测出的变形量来计算作用于机器人1的力。

控制装置4包括人与机器人1接触时使机器人1的动作停止的停止指令部47。停止指令部47在对机器人1施加了外力时使机器人停止。停止指令部47将停止机器人1的指令发送给动作控制部43。停止指令部47包括推定从机器人1的外侧施加给机器人1的外力的外力计算部48。通过力检测器19检测出的力中包括根据机器人1的质量以及机器人1的动作而产生的内力、从机器人的外侧施加给机器人1的外力。

在没有从机器人的外侧施加力的状态下，外力计算部48计算在机器人1进行动作时通过自重作用于机器人1的内力。内力能够根据通过位置检测器18的输出检测出的机器人1的位置以及姿势、机械臂等机器人1的结构部件的质量以及机械手2的质量来计算。机器人1的结构部件的质量以及机械手2的质量能够预先存储在存储部42中。外力计算部48通过从力检测器19检测出的力减去内力来计算外力。外力相当于作业人员等施加给机器人1的力。

当外力比预先决定的外力的判定值大时，停止指令部47能够判定为人或物已与机器人1接触。停止指令部47在外力比预先决定的判定值大时，将停止机器人1的指令发送给动作控制部43。动作控制部43停止机器人1的动作。即，动作控制部43停止正在驱动的所有机器人驱动电动机22、机械手驱动电动机21。这样，本实施方式的机器人1在机器人1进行动作的期间，当人或物与机器人接触时自动停止。

本实施方式的控制装置4通过计算作用于机器人1的外力使机器人1停止，但是不限于该方式。控制装置能够通过任意的结构以及控制检测来检测人或物的接触。例如，可以在机器人的外围面配置接触传感器，检测出人或物的接触。当接触传感器检测出人或物的接触时，控制装置能够停止机器人。

在本实施方式的机器人装置5中，在驱动机器人1的期间，作业人员在机器人1的附近进行作业。在机器人1进行驱动时，会有被机器人装置5的结构部件以及配置在机器人1周围的物体夹住作业人员的手或脚等的情况。

作为有可能夹住人的机器人装置5的结构部件，包括构成机器人装置5的任意部件。例如，包括力检测器19、基座14、旋转基座13、下部机械臂12、上部机械臂11、腕部15以及机械手2。作为配置在机器人周围的物体能够采用有可能夹住人的任意部件。例如，能够例示配置在机器人附近的机床、车床等加工机、作业台8、用于运送工件的传送带、用于配置工件的筐或在机器人装置5的周围形成的栅栏等。另外，在本实施方式中，配置在机器人周围的物体包括设置有机器人装置5的地板63。

本实施方式的控制装置4在成为有可能夹住人的机器人1的位置以及姿势时，进行控制使得机器人1的动作速度成为预先决定的限制速度以下。本实施方式的控制装置4根据构成机器人装置5的结构部件等的模型来判定2个物体之间的距离。

作业人员将机器人装置5的结构部件以及配置在机器人1的周围的物体的三维信息58预先输入给控制装置4。三维信息58被存储在存储部42中。作为三维信息58例如能够使用由CAD(Computer Aided Design计算机辅助设计)装置生成的三维数据。机器人1的三维数据中包括机器人1的结构部件等的形状数据。另外，作为三维信息58不限于三维数据而能够采用可生成三维模型的任意数据。例如，可以将通过CAD装置形成的二维数据作为三维信息输入给控制装置4，在控制装置4的内部生成三维模型。

控制装置4具备限制机器人1的动作速度的速度限制部51。速度限制部51包括生成机器人1的结构部件、机械手2以及配置在机器人1周围的物体中的至少2个物体的三维模型的模型生成部52。模型生成部52根据三维信息58来生成每个物体的三维模型。

图3表示本实施方式的机器人装置的模型的第一侧面图。图3表示从侧方观察时的机器人装置5的模型以及作业台8的模型8a。参照图2以及图3，模型生成部52取得位置检测器18的输出。模型生成部52根据位置检测器18的输出来计算当前的机器人1的位置以及姿势。模型生成部52生成与当前的机器人1的位置以及姿势对应的机器人1的模型1a。模型生成部52根据实际的机器人1的位置以及姿势的变化来变更模型1a的位置以及姿势。

模型生成部52生成与物体分别对应的三维模型。模型生成部52能够以覆盖成为模型对象的物体的方式形成模型。模型生成部52能够以在内部包括成为模型对象的物体的方式形成模型。在图3所示的例子中，模型生成部52以分别沿着物体的形状的方式生成模型。

机器人1的模型1a包括机器人1的结构部件的模型。机器人1的结构部件的模型包基座14以及力检测器19的模型14a、旋转基座13的模型13a。机器人1的结构部件的模型包括下部机械臂12的模型12a、上部机械臂11的模型11a以及腕部15的模型15a。另外，在本实施方式中，基座14和力检测器19相互被固定。因此，模型生成部52生成包括基座14以及力检测器19的模型14a。

以能够覆盖所对应的结构部件的方式形成机器人1的各自的结构部件的模型11a、12a、13a、14a、15a。各个模型11a、12a、13a、14a、15a具有沿着各个物体形状的形状。例如，模型12a具有与机器人1的下部机械臂12的形状对应的形状。另外，机器人1的结构部件能够包括分别配置在结构部件的电缆等线条体、用于进行电连接的连接器、机器人驱动电动机等。模型生成部52能够以覆盖这些所有部件的方式生成结构部件的模型。

模型生成部52生成机械手2的模型2a。以能够覆盖作业工具的方式形成作业工具的模型。模型2a具有与机械手2的形状对应的形状。模型生成部52生成作业台8的模型8a来作为配置在机器人1周围的物体的模型。配置在机器人周围的物体的模型能够以覆盖配置在机器人周围的物体的方式而形成。模型8a具有与作业台8的形状对应的形状。模型生成部52形成地板63的模型63a来作为配置在机器人1周围的物体的模型。模型63a能够通过在三维空间中延伸的板状部件或地板的表面所对应的面来构成。

另外，在图3所示的例子中，模型生成部52形成工件61的模型61a，但是不限于该方式，也可以不形成工件61的模型61a。接着，以夹住人的方式的例子来进行说明。

图4表示本实施方式的机器人装置的模型的第二侧面图。会有根据机器人1的位置以及姿势，作业人员被机器人装置5的结构部件和存在于机器人1周围的物体夹住的情况。图4中表示作业人员被机器人1的结构部件和配置在机器人1周围的作业台8夹住的例子。在区域71中，机器人1的腕部15和作业台8之间的距离变小。担心作业人员被腕部15和作业台8夹住。

参照图2以及图4，速度限制部51包括计算在三维模型中机器人1的结构部件、机械手2以及配置在机器人1周围的物体中的2个物体的模型间的最短距离。在图4所示的例子中，距离计算部53计算机器人的结构部件的模型与配置在机器人周围的物体的模型之间的最短距离。距离计算部53计算腕部51与作业台8之间的最短距离DL。

距离计算部53能够通过任意的控制来计算最短距离DL。例如，根据机器人1的位置以及姿势能够预先决定相互接近的2个物体。或者，能够预先决定进行距离的判定的2个物体。距离计算部53能够在成为距离的判定对象的物体表面分开预定间隔地配置测量点。关于所有的多个测量点的组合，距离计算部53计算测量点之间的距离。然后，距离计算部53能够将最小的距离设定为最短距离DL。

速度限制部51包括判定最短距离DL是否未满距离判定值的判定部54。预先决定与人被机器人的结构部件、作业工具以及配置在机器人周围的物体中的2个物体夹住相关的距离判定值。在本实施方式中，预先决定有可能夹住作业人员的模型之间的距离来作为距离判定值。距离判定值被存储在存储部42。在这里的例子中，预先决定腕部15的模型15a与作业台8的模型8a之间的距离判定值。

判定部54判定当前的最短距离DL是否未满判定距离。当最短距离DL未满距离判定值时，速度限制部51对动作控制部43发送将机器人1的动作速度设为预先决定的限制速度以下的指令。机器人1的动作速度与各个驱动轴的驱动速度对应。例如，机器人1的动作速度是工具前端点的移动速度。动作控制部43在当前驱动的所有驱动轴中降低驱动速度。例如，动作控制部43维持工具前端点的移动路径，并控制机器人驱动电动机22使得工具前端点移动的速度变慢。在当前的机器人1的动作速度是限制速度以下时，动作控制部43实施维持该速度的控制。

另一方面，当最短距离DL为距离判定值以上时，速度限制部51能够将机器人1的动作速度控制为没有实施速度限制的速度。速度限制部51能够根据动作程序41将控制动作速度的指令发送给动作控制部43。

作为将机器人1的动作速度设为预先决定的限制速度以下的控制，例如能够预先决定低的速度。速度限制部51能够实施下降到该速度为止的控制。在上述的例子中，作为机器人1的结构部件例示了腕部15，但是不限于该方式。作为机器人1的结构部件，可以是上部机械臂11等其他结构部件。

图5表示本实施方式的机器人装置的模型的第三侧面图。图5表示人被作业工具和机器人1的结构部件夹住的例子。参照图2以及图5，在机械手2和基座14对置的区域72中，担心作业人员被机械手2和基座14夹住。距离计算部53计算机器人的结构部件的模型与作业工具的模型之间的最短距离。这里，距离计算部53计算包括基座14的模型14a与机械手2的模型2a之间的最短距离DL。存储部42中存储作业工具的模型与机器人1的结构部件的模型之间的距离判定值。这里，存储机械手2与基座14的距离判定值。判定部54判定计算出的最短距离DL是否未满距离判定值。速度限制部51在最短距离DL未满距离判定值时，能够实施将机器人1的动作速度设为限制速度以下的控制。

图6表示本实施方式的机器人装置的模型的第四侧面图。图6表示作业人员被作业工具和配置在机器人1周围的物体夹住的例子。在机械手2与作业台8对置的区域73中，作业人员可能被机械手2和作业台8夹住。距离计算部53计算作业工具的模型与配置在机器人1周围的物体的模型之间的最短距离。这里，距离计算部53计算机械手2的模型2a与作业台8的模型8a之间的最短距离。存储部42中存储作业工具与配置在机器人1周围的物体之间的距离判定值。这里，存储机械手2的模型2a与作业台8的模型8a之间的距离判定值。判定部54判定计算出的最短距离DL是否是未满距离判定值。速度限制部51在最短距离DL未满距离判定值时，能够实施将机器人1的动作速度设为限制速度以下的控制。

作为配置在机器人1周围的物体，能够如上所述地例示机床等。另外，在图6所示的例子中，在区域75中，担心作业人员被机械手2与地板63夹住。作为配置在机器人1周围的物体能够采用地板63。距离计算部53能够计算机械手2的模型2a与地板63的模型63a之间的最短距离。存储部42能够存储与被机械手2和地板63夹住相关的距离判定值。而且，判定部54能够判定模型2a与模型63a之间的最短距离是否未满距离判定值。

图7表示本实施方式的机器人装置的模型的第五侧面图。图7表示作业人员被机器人的第一结构部件和机器人的第二结构部件夹住的例子。即图7表示作业人员被机器人1中包括的2个结构部件夹住的例子。参照图2以及图7，在作为第一结构部件的腕部15与作为第二结构部件的旋转基座13对置的区域74中，作业人员可能被腕部15和旋转基座13夹住。距离计算部53计算第一结构部件的模型与第二结构部件的模型之间的最短距离。这里，距离计算部53计算腕部15的模型15a与旋转基座13的模型13a之间的最短距离DL。存储部42中存储第一结构部件的模型与第二结构部件的模型之间的距离判定值。判定部54判定计算出的最短距离DL是否未满距离判定值。速度限制部51在最短距离DL未满距离判定值时，能够实施将机器人1的动作速度设为限制速度以下的控制。

另外，机器人的2个结构部件能够选择作业人员有可能被夹住的机器人1的任意结构部件。例如，作为作业人员有可能被夹住的机器人1的2个结构部件能够选择上部机械臂11和基座14。

图8表示本实施方式的控制装置的控制的流程图。在本实施方式中，控制装置4选择人可能被夹住的所有物体中的2个物体。并且，计算关于2个物体的最短距离，并判定最短距离是否未满距离判定值。

如以下的表1所示，存储部42中存储物体模型之间的距离判定值。表1中，表示了模型Mm与模型Mn之间的距离判定值。距离判定值能够设定为使2个部件夹住人的距离中包括了余量的值。另外，相互连接的2个部件的最短距离为零，因此不会成为判定对象。因此，在表1中记载了“-1”。例如旋转基座13与下部机械臂12之间的最短距离为零。因此，在表示旋转基座13的模型13a的模型M2与表示下部机械臂12的模型12a的模型M3之间的距离判定值的栏中记载有判定对象外的标志“-1”。

表1 [mm]

M1：基座以及力检测器的模型

M2：旋转基座的模型

M3：下部机械臂的模型

M4：上部机械臂的模型

M5：腕部的模型

M6：机械手的模型

M7：作业台的模型

M8：地板的模型

参照图2以及图8，在步骤100中，速度限制部51将表示速度限制的标志FV设为0。接着，在步骤101中，速度限制部51将变量n设定为1。接着，在步骤102中，速度限制部51将变量m设定为(n+1)。

接着，在步骤103中，速度限制部51判定变量m与变量n的组合是否是判定的对象。即，判定表1中是否记载了“-1”。当变量m与变量n的组合不是判定的对象时，控制转到步骤108。当变量m与变量n的组合是判定的对象时，控制转到步骤104。

在步骤104中，模型生成部52根据位置检测器18的输出来检测机器人1的位置以及姿势。模型生成部52根据机器人1的位置以及姿势来计算与模型Mm对应的物体以及与模型Mn对应的物体的位置。当模型Mm、Mn中包括机器人1的结构部件或者机械手2时，模型生成部52计算模型的位置以及姿势。这样，模型生成部52根据机器人1的位置以及姿势来生成模型Mm以及模型Mn。在步骤105中，距离计算部53计算模型Mn与模型Mm之间的最短距离。

接着，在步骤106中，判定部54判定模型Mn与模型Mm之间的最短距离是否比表1所示的距离判定值小。在步骤106中，当最短距离未满距离判定值时，控制转到步骤107。此时，能够判定为作业人员可能被夹住。在步骤107中，速度限制部51将速度限制的标志FV设定为1。之后，控制转到步骤108。

在步骤106中，当最短距离为距离判定值以上时，控制转到步骤108。在步骤108中，速度限制部51判定变量m是否是最大数。变量m的最大数是成为对象的物体的个数。在表1所示的例子中，变量m的最大数是8。在步骤108中，当变量m不是最大数时，控制转到步骤109。

在步骤109中，将变量m加1。然后，控制返回步骤103。这样，速度限制部51在固定了变量n的状态下使变量m变化到最大数，并且判定每个物体之间的最短距离是否未满判定距离。

在步骤108中，当变量m是最大数时，控制转到步骤110。在步骤110中，速度限制部51判定变量n是否是最大数。变量n的最大数是成为对象的物体的个数。在表1所示的例子中，变量n的最大数是8。

在步骤110中，当变量n不是最大数时，控制转到步骤111。在步骤111中，实施将变量n的值加1的控制。然后，控制返回步骤102。这样，能够使变量n从1变化到最大数来判定2个物体的距离。

在步骤110中，当变量n是最大数时，控制转到步骤112。即，当关于所有物体之间的组合的距离判定结束时，控制转到步骤112。在上述控制中，关于模型Mm和模型Mn的所有组合进行距离的判定。然后，当至少一个组合的最短距离比距离判定值小时，在步骤107中，速度限制的标志FV为1。

在步骤112中，速度限制部51判定速度限制的标志FV是否为1。当标志FV为1时，控制转到步骤114。在步骤114，速度限制部51将控制机器人1的动作速度的指令发送给动作控制部43以便成为预先决定的限制速度以下。动作控制部43根据该指令控制机器人驱动电动机22，使得机器人1的动作速度成为限制速度以下。

在步骤112中，当标志FV不是1时，控制转到步骤113。在步骤113中，当针对当前的机器人动作实施速度限制时，速度限制部51实施解除速度限制的控制。速度限制部51将解除速度限制的指令发送给动作控制部43。动作控制部43解除速度限制，并通过基于动作程序41的动作速度来驱动机器人1。在没有针对当前的机器人动作实施速度限制时，速度限制部51维持当前的状态。

图8所示的控制能够例如按照预定的时间间隔来重复实施。并且，当2个物体之间的距离变小时，速度限制部51能够实施机器人1的速度限制。之后，如果2个物体之间的距离变大，则速度限制部51能够解除速度限制。

本实施方式的控制装置4在人有可能被夹住的机器人1的位置以及姿势中，能够限制机器人1的动作速度。当人被机器人1的结构部件或作业工具夹住时，机器人1停止。此时，机器人1的动作速度被限制，因此能够缩短机器人1的结构部件或作业工具通过惯性移动的距离。该结果能够减小对作业人员的夹持的影响。本实施方式的机器人1能够抑制在发送机器人1的停止指令后被夹持的空间变小的情况，所以安全性提高。

图9表示本实施方式的机器人装置的其他模型的侧面图。上述实施方式的物体的模型具有沿着每个物体形状的形状。另一方面，能够通过长方体、立方体、球以及圆柱等简单的形状形成每个物体的模型。或者，圆柱的端面能够采用半球的模型。每个模型具有模型的内部包括物体的大小。即，以覆盖与模型对应的物体的方式形成每个模型。

图9所示的机器人1的结构部件的模型由长方体形成。每个机器人1的结构部件的模型11a、12a、13a、14a、15a以每个结构部件被包括在内部的方式而形成。例如，上部机械臂11的模型11a除了包括上部机械臂11的本体部，还包括配置在本体部周围的线条体而形成。机械手2的模型2a由长方体形成。模型2a以机械手2被包含在内部的方式而形成。

这样，采用简单形状的模型作为每个结构部件的模型，从而控制装置的计算量变少，能够缩小控制装置的负荷。因此，能够通过性能低的控制装置来实施本实施方式的控制。

在本实施方式的机器人1的控制中，当作业人员有可能被夹住时，机器人1的动作速度降低。除了该控制，也能够在机器人的结构部件、作业工具以及配置在机器人周围的物体中的2个物体有可能接触的情况下，实施限制机器人1的动作速度的控制。例如，当2个物体有可能干扰时，速度限制部能够降低机器人的动作速度。

作业人员能够预先决定接触判定值来作为机器人的结构部件、作业工具以及配置在机器人周围的物体中的2个物体相互接触时的距离判定值。与2个物体接触相关的接触判定值被设定得比与人被夹住相关的距离判定值要小。存储部能够存储与2个物体接触相关的接触判定值。

判定部判定2个物体的最短距离是否未满接触判定值。速度限制部在最短距离未满接触判定值时，能够将机器人的动作速度控制为预先决定的限制速度以下。在该控制中，能够将与接触相关的限制速度设定为比与夹住相关的限制速度小。或者，速度限制部能够实施将机器人的动作速度设为零的控制。通过该控制，在物体之间有可能干扰时，能够降低机器人的动作速度。

在上述的实施方式中，模型生成部生成机器人的所有结构部件、作业工具以及配置在机器人周围的物体的模型，但是不限于该方式。为了进行距离的判定，模型生成部至少生成2个模型即可。

另外，在能够与作业人员协作地进行作业的机器人装置中，会有机器人单独进行作业的情况。当机器人单独进行作业时，作业人员离开机器人。控制装置能够实施作业人员和机器人同时作业时的协作控制、机器人单独进行作业的高速控制。在协作控制中，能够实施限制上述机器人的动作速度的控制。在高速控制中，能够禁止作业人员与机器人接触时机器人停止的控制。另外，在高速控制中，能够禁止限制本实施方式的机器人的动作速度的控制。能够以切换协作控制或高速控制的方式来形成控制装置。这样，通过实施高速控制，机器人装置在机器人的附近没有人时能够高速实施作业。

在本实施方式中，例示多关节机器人而进行了说明，但是不限于该方式而能够将本发明适用于控制任意机器人的控制装置。例如，上述实施方式的机器人驱动轴由旋转轴构成，但是不限于该方式。机器人的驱动轴可以包括机器人的结构部件直线移动的直动轴。

根据本公开的一个方式，能够提供一种机器人的控制装置，当由于机器人的动作作业人员被夹住时，抑制对作业人员的影响。

在上述控制中，能够在没有变更功能以及作用的范围内适当变更步骤的顺序。上述实施方式能够适当组合。在上述每个附图中，对相同或相等的部分标注相同的标记。另外，上述实施方式是例示，不限定发明。另外，在实施方式中包括专利请求书所示的实施方式的变更。

Claims (6)

1.一种控制装置，控制机器人的动作速度，其特征在于，

该控制装置具备：

停止指令部，其在人与上述机器人接触时使上述机器人的动作停止；

速度限制部，其限制上述机器人的动作速度；以及

存储部，其存储与上述机器人的控制相关的信息，

该控制装置预先决定与人被上述机器人的结构部件、安装在上述机器人上的作业工具以及配置在上述机器人周围的物体中的2个物体夹住相关的距离判定值，并存储在上述存储部中，

上述速度限制部包括：模型生成部，其生成上述机器人的结构部件、上述作业工具以及配置在上述机器人周围的物体中的至少2个物体的三维模型；距离计算部，其计算在上述三维模型中2个物体的模型间的最短距离；以及判定部，其判定上述最短距离是否未满上述距离判定值，

当上述最短距离未满距离判定值时，上述速度限制部将上述机器人的动作速度控制在预先决定的限制速度以下。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

通过上述判定部进行上述最短距离的判定的物体包括上述机器人的结构部件和配置在上述机器人周围的物体，

以覆盖上述机器人的结构部件的方式形成上述机器人的结构部件的模型，

以覆盖配置在上述机器人周围的物体的方式形成配置在上述机器人周围的物体的模型，

上述距离判定值是上述机器人的结构部件的模型与配置在上述机器人周围的物体的模型之间的距离的判定值，

上述距离计算部计算上述机器人的结构部件的模型与配置在上述机器人周围的物体的模型之间的最短距离。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，

通过上述判定部进行上述最短距离的判定的物体包括上述机器人的结构部件和上述作业工具，

以覆盖上述机器人的结构部件的方式形成上述机器人的结构部件的模型，

以覆盖上述作业工具的方式形成上述作业工具的模型，

上述距离判定值是上述机器人的结构部件的模型与上述作业工具的模型之间的距离的判定值，

上述距离计算部计算上述机器人的结构部件的模型与上述作业工具的模型之间的最短距离。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的控制装置，其特征在于，

通过上述判定部进行上述最短距离的判定的物体包括上述作业工具和配置在上述机器人周围的物体，

以覆盖上述作业工具的方式形成上述作业工具的模型，

以覆盖配置在上述机器人周围的物体的方式形成配置在上述机器人周围的物体的模型，

上述距离判定值是上述作业工具的模型与配置在上述机器人周围的物体的模型之间的距离的判定值，

上述距离计算部计算上述作业工具的模型与配置在上述机器人周围的物体的模型之间的最短距离。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的控制装置，其特征在于，

通过上述判定部进行上述最短距离的判定的物体包括上述机器人的第一结构部件和上述机器人的第二结构部件，

以覆盖上述第一结构部件的方式形成上述第一结构部件的模型，

以覆盖上述第二结构部件的方式形成上述第二结构部件的模型，

上述距离判定值是上述第一结构部件的模型与上述第二结构部件的模型之间的距离的判定值，

上述距离计算部计算上述第一结构部件的模型与上述第二结构部件的模型之间的最短距离。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的控制装置，其特征在于，

预先决定上述机器人的结构部件、上述作业工具以及配置在上述机器人周围的物体中的2个物体相互接触时的距离判定值即接触判定值，并存储在上述存储部中，

与2个物体接触相关的上述接触判定值被设定为小于与人被夹住相关的上述距离判定值，

上述判定部判定上述最短距离是否未满上述接触判定值，

在上述最短距离未满上述接触判定值时，上述速度限制部将上述机器人的动作速度控制在预先决定的限制速度以下。