工業用機器人以及工業用機器人的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種工業用機器人以及工業用機器人的控制方法。
【背景技術】
[0002]以往，公知一種在部件的裝配線等上使用的水平多關節機器人(例如參照專利文獻I)。專利文獻I中記載的機器人具有支承臂、可旋轉地與支承臂連接的第一臂、可旋轉地與第一臂連接的第二臂、以及可旋轉地與第二臂連接且相對于第二臂能夠升降的第三臂。并且，該機器人具有用于使第一臂相對于支承臂旋轉的馬達、用于使第二臂相對于第一臂旋轉的馬達、用于使第三臂相對于第二臂旋轉的馬達以及用于使第三臂相對于第二臂升降的馬達。另外，在該機器人中，在示教機器人時，通過使四個馬達低速旋轉且減小馬達的電流限制值，能夠在示教時防止機器人與周邊裝置發生沖撞。
[0003]在先技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開昭63-68390號公報
【發明內容】
[0006]想要解決的課題
[0007]專利文獻I中記載的機器人等在示教結束時就會自動運轉。但是，在沒有對機器人進行適當示教的情況下，若機器人自動運轉，則有可能由于機器人與機器人周邊裝置等接觸而使機器人損傷。
[0008]并且，在如專利文獻I中記載的機器人的水平多關節機器人中，在第三臂安裝末端執行器。并且，末端執行器有時保持規定的工件。因此，由于第三臂、末端執行器以及工件等的重量的影響，在使第三臂上升時，使第三臂升降的馬達(升降用馬達)所要求的轉矩的絕對值變大，在使第三臂下降時，升降用馬達所要求的轉矩的絕對值變小。
[0009]一般，為了防止在末端執行器等與周邊裝置等接觸時引起的末端執行器的損傷，在升降用馬達中設定轉矩限制值，當升降用馬達的轉矩達到轉矩限制值時，使升降用馬達停止。并且，一般將使第三臂上升時的升降用馬達的轉矩限制值的絕對值與使第三臂下降時的升降用馬達的轉矩限制值的絕對值設定為同一個值。
[0010]例如，若以使第三臂上升的方向的升降用馬達的轉矩為正轉矩，以使第三臂下降的方向的升降用馬達的轉矩為負轉矩，則如上所述，在使第三臂上升時向一方向旋轉的升降用馬達所要求的轉矩的絕對值變大，在使第3臂下降時向另一方向旋轉的升降用馬達所要求的轉矩的絕對值變小，因此，若相應于使第三臂上升時升降用馬達的轉矩設定轉矩限制值的絕對值，則有可能在第三臂下降時，盡管末端執行器等與周邊裝置等接觸，但升降用馬達的轉矩未低于轉矩限制值而使升降用馬達繼續旋轉，使末端執行器發生損傷。而若相應于使第三臂下降時的升降用馬達的轉矩設定轉矩限制值的絕對值，則有可能在第三臂上升時，盡管第三臂正常上升，但升降用馬達的轉矩超過轉矩限制值而使升降用馬達停止。
[0011]因此，本發明的第一課題是提供一種能夠防止在示教結束后進行自動運轉時產生損傷的工業用機器人。并且，本發明的第一課題提供一種能夠防止在示教結束后進行自動運轉時產生損傷的工業用機器人的控制方法。
[0012]并且，本發明的第二課題是提供一種工業用機器人，該工業用機器人具有向一方向旋轉時所要求的轉矩的絕對值的最大值比向另一方向旋轉時所要求的轉矩的絕對值的最大值大的動作用馬達，能夠防止工業用機器人以及周邊裝置等的損傷，且可適當地動作。并且，本發明的第二課題是提供一種工業用機器人的控制方法，該工業用機器人具有向一方向旋轉時所要求的轉矩的絕對值的最大值比向另一方向旋轉時所要求的轉矩的絕對值的最大值大的動作用馬達，能夠防止工業用機器人以及周邊裝置等的損傷，且可適當地動作。
[0013]解決課題的技術方案
[0014]為了解決上述的第一課題，本發明(第一發明)的工業用機器人具有動作用馬達和控制馬達的控制部，其特征在于，以用于使馬達向一方向旋轉的馬達的轉矩為正轉矩，以用于使馬達向另一方向旋轉的馬達的轉矩為負轉矩，且將工業用機器人的示教結束后為了確認示教點和/或工業用機器人的控制程序是否正確而進行的工業用機器人的自動運轉作為測試運轉，將測試運轉結束后進行的工業用機器人的自動運轉作為通常運轉，在測試運轉時，控制部以比通常運轉時的旋轉速度低的旋轉速度使馬達旋轉，并且，在當測試運轉時馬達向一方向旋轉的情況下，以比通常運轉時馬達向一方向旋轉時的轉矩限制值低的轉矩限制值來控制馬達，且在當測試運轉時馬達向另一方向旋轉的情況下，以比通常運轉時馬達向另一方向旋轉時的轉矩限制值高的轉矩限制值控制馬達。
[0015]并且，為了解決上述的第一課題，本發明(第一發明)的工業用機器人的控制方法為具有動作用馬達的工業用機器人的控制方法，其特征在于，以用于使馬達向一方向旋轉的馬達的轉矩為正轉矩，以用于使馬達向另一方向旋轉的馬達的轉矩為負轉矩，且將工業用機器人的示教結束后為了確認示教點和/或工業用機器人的控制程序是否正確而進行的工業用機器人的自動運轉作為測試運轉，將測試運轉結束后進行的工業用機器人的自動運轉作為通常運轉，在測試運轉時，以比通常運轉時的旋轉速度低的旋轉速度使馬達旋轉，并且，在當測試運轉時馬達向一方向旋轉時，以比通常運轉時馬達向一方向旋轉時的轉矩限制值低的轉矩限制值控制馬達，且在當測試運轉時馬達向另一方向旋轉時，以比通常運轉時馬達向另一方向旋轉時的轉矩限制值高的轉矩限制值控制馬達。
[0016]在本發明中，在示教結束后為了確認示教點和/或控制程序是否正確而進行的自動運轉即測試運轉時，以比測試運轉結束后進行的通常運轉時的旋轉速度低的旋轉速度使馬達旋轉。即，在本發明中，測試運轉時的工業用機器人的動作速度較慢。因此，在本發明中，能夠減小在測試運轉時當操作員察覺危險而使工業用機器人緊急停止時的工業用機器人的空轉距離。
[0017]并且，在本發明中，在當測試運轉時馬達向一方向旋轉的情況下，以比通常運轉時馬達向一方向旋轉時的轉矩限制值低的轉矩限制值控制馬達，且在當測試旋轉時馬達向另一方向旋轉的情況下，以比通常運轉時馬達向另一方向旋轉時的轉矩限制值高的轉矩限制值控制馬達。因此，在本發明中，在當測試旋轉時工業用機器人與周邊裝置等接觸的情況下，在短時間內，馬達的轉矩會高于轉矩限制值或低于轉矩限制值。因此，在本發明中，在馬達的轉矩高于轉矩限制值或低于轉矩限制值的情況下，通過立即使馬達停止，能夠在當測試運轉時工業用機器人與周邊裝置等接觸的情況下，在短時間內使馬達停止。
[0018]如此，在本發明中，能夠減小在測試運轉時當操作員察覺危險而使工業用機器人緊急停止時的工業用機器人的空轉距離，并且能夠在當測試運轉時工業用機器人與周邊裝置等接觸的情況下，在短時間內使馬達停止。因此，在本發明中，能夠防止測試運轉時工業用機器人的損傷。并且，在測試運轉時發生不良狀況的情況下，通過再次進行示教等規定處理，能夠在測試運轉結束后的通常運轉時防止工業用機器人與周邊裝置等接觸，且能夠防止通常運轉時的工業用機器人的損傷。其結果是，在本發明中，能夠防止示教終止后的自動運轉時工業用機器人的損傷。
[0019]在本發明中，優選工業用機器人具有用于使末端執行器升降的升降用馬達作為馬達，在測試運轉時，以末端執行器上升時的升降用馬達的轉矩限制值作為第一轉矩限制值，以末端執行器下降時的升降用馬達的轉矩限制值作為第二轉矩限制值，在控制部中，以第二轉矩限制值的絕對值比第一轉矩限制值的絕對值小的方式設定第一轉矩限制值以及第二轉矩限制值，控制部在測試運轉中末端執行器上升時，基于第一轉矩限制值控制升降用馬達，且在測試運轉中末端執行器下降時，基于第二轉矩限制值控制升降用馬達。
[0020]一般，由于末端執行器和保持于末端執行器的工件的重量等的影響，使末端執行器上升時，升降用馬達所要求的轉矩的絕對值變大，使末端執行器下降時，升降用馬達所要求的轉矩的絕對值變小，但若如此構成的話，則以第二轉矩限制值的絕對值比第一轉矩限制值的絕對值小的方式設定第一轉矩限制值以及第二轉矩限制值，因此，例如能夠相應于在末端執行器上升時升降用馬達所要求的轉矩設定第一轉矩限制值，以使末端執行器正常上升時的升降用馬達的轉矩例如不會超過第一轉矩限制值而導致升降用馬達停止，且在末端執行器等與周邊裝置等接觸時升降用馬達的轉矩例如會超過第一轉矩限制值。并且，能夠相應于末端執行器下降時升降用馬達所要求的轉矩設定第二轉矩限制值，以使末端執行器正常下降時升降用馬達的轉矩例如不會低于第二轉矩限制值而導致升降用馬達停止，且在末端執行器等與周邊裝置等接觸時升降用馬達的轉矩例如會低于第二轉矩限制值。并且，若如此構成的話，則由于在末端執行器上升時基于第一轉矩限制值控制升降用馬達，在末端執行器下降時基于第二轉矩限制值控制升降用馬達，因此在末端執行器升降時末端執行器等與周邊裝置等接觸而導致升降用馬達的轉矩高于轉矩限制值或低于轉矩限制值的情況下，能夠使升降用馬達停止而防止末端執行器等發生損傷。并且，在末端執行器正常升降時，能夠使升降用馬達繼續旋轉而使末端執行器適當升降。
[0021]在本發明中，工業用機器人優選具有與控制部電連接的懸吊開關，能夠從懸吊開關輸入包括末端執行器的重量以及保持于末端執行器的工件的重量的至少一者的馬達負荷，控制部基于從懸吊開關輸入的馬達負荷設定第一轉矩限制值以及第二轉矩限制值。如此構成的話，能夠相應于馬達負荷設定第一轉矩限制值以及第二轉矩限制值，以便能夠使末端執行器更適當地升降，且在末端執行器等與周邊裝置等接觸時使升降用馬達的轉矩可靠地超過轉矩限制值或低于轉矩限制值。因此，能夠使末端執行器更可靠地升降，且能夠可靠地防止末端執行器等的損傷。
[0022]在本發明中，工業用機器人例如具有主體部、基端側可旋轉地與主體部連接的第一臂部、基端側可旋轉地與第一臂部的末端側連接的第二臂部以及配置在第二臂部的末端側的末端執行器，且具有用于使第一臂部相對于主體部旋轉的第一旋轉用馬達、用于使第二臂部相對于第一臂部旋轉的第二旋轉用馬達、用于使末端執行器相對于第二臂部旋轉的旋轉用馬達以及用于使末端執行器相對于第二臂部升降的升降用馬達作為動作用馬達。
[0023]在本發明中，工業用機器人優選具有主體部、基端側可旋轉地與主體部連接的第一臂部、基端側可旋轉地與第一臂部的末端側連接的第二臂部、配置在第二臂部的末端側的末端執行器、用于使第一臂部相對于主體部旋轉的第一旋轉用馬達、用于使第二臂部相對于第一臂部旋轉的第二旋轉用馬達以及用于使末端執行器相對于第二臂部旋轉的旋轉用馬達，且具有用于使末端執行器相對于第二臂部升降的升降用馬達作為動作用馬達，控制部在測試運轉時，使第一旋轉用馬達、第二旋轉用馬達以及旋轉用馬達以與通常運轉時的旋轉速度相同的速度旋轉，且以與通常運轉時的轉矩限制值相等的轉矩限制值控制，并且，在測試運轉時，以比通常運轉時的旋轉速度低的旋轉速度使升降用馬達旋轉，且在測試運轉時升降用馬達向一方向旋轉的情況下，以比通常運轉時升降用馬達向一方向旋轉時的轉矩限制值低的轉矩限制值控制升降用馬達，且在測試運轉時升降用馬達向另一方向旋轉時，以比通常運轉時升降用馬達向另一方向旋轉時的轉矩限制值高的轉矩限制值控制升降用馬達。
[0024]在末端執行器和保持于末端執行器的工件等的重量的影響下，若下降時末端執行器等與周邊裝置等接觸，則末端執行器等容易損傷，但若如此構成的話，則在測試運轉時末端執行器等與周邊裝置等接觸的情況下，能夠在短時間內使用于使末端執行器升降的升降用馬達停止，并且，能夠使升降用馬達停止后的末端執行器的動作量變小。因此，能夠防止測試運轉時的末端執行器等損傷。并且，若如此構成的話，則由于第一旋轉用馬達、第二旋轉用馬達以及旋轉用馬達在測試運轉時以與通常運轉時的旋轉速度相同的速度旋轉，因此能夠加快測試運轉時的工業用機器人的動作速度。
[0025]在本發明中，優選在控制部中，能夠選擇測試運轉時的馬達的旋轉速度和轉矩限制值。若如此構成的話，則能夠通過馬達的旋轉速度與轉矩限制值的各種組合來進行工業用機器人的測試運轉。
[0026]并且，為解決上述的第二課題，本發明(第二發明)中的工業用機器人的特征在于，其具有動作用馬達以及控制馬達的控制部，馬達向一方向旋轉時馬達所要求的轉矩的絕對值的最大值比馬達向另一方向旋轉時馬達所要求的轉矩的絕對值的最大值大，將向一方向旋轉時馬達的轉矩限制值作為第一轉矩限制值，將向另一方向旋轉時馬達的轉矩限制值作為第二轉矩限制值，在控制部中，以第二轉矩限制值的絕對值比第一轉矩限制值的絕對值小的方式設定第一轉矩限制值以及第二轉矩限制值，控制部在馬達向一方向旋轉時基于第一轉矩限制值控制馬達，在馬達向另一方向旋轉時基于第二轉矩限制值控制馬達。
[0027]并且，為了解決上述的第二課題，本發明(第二發明)的工業用機器人的控制方法為具有動作用馬達的工業用機器人的控制方法，其特征在于，馬達向一方向旋轉時馬達所要求的轉矩的絕對值的最大值比馬達向另一方向旋轉時馬達所要求的轉矩的絕對值的最大值大，將向一方向旋轉時馬達的轉矩限制值作為第一轉矩限制值，將向另一方向旋轉時馬達的轉矩限制值作為第二轉矩限制值，以第二轉矩限制值的絕對值比第一轉矩限制值的絕對值小的方式設定第一轉矩限制值以及第二轉矩限制值，在馬達向一方向旋轉時，基于第一轉矩限制值控制馬達，在馬達向另一方向旋轉時，基于第二轉矩限制值控制馬達。
[0028]在本發明中，馬達向一方向旋轉時馬達所要求的轉矩的絕對值的最大值比馬達向另一方向旋轉時馬達所要求的轉矩的絕對值的最大值大。并且，在本發明中，以向另一方向旋轉時的馬達的轉矩限制值即第二轉矩限制值的絕對值比向一方向旋轉時的馬達的轉矩限制值即第一轉矩限制值的絕對值小的方式設定第一轉矩限制值以及第二轉矩限制值。因此，在本發明中，能夠相應于向一方向旋轉時馬達所要求的轉矩設定第一轉矩限制值，以使馬達向一方向旋轉且工業用機器人正常動作時的馬達的轉矩例如不會超過第一轉矩限制值而導致馬達停止，且使馬達向一方向旋轉時工業用機器人的一部分與周邊裝置等接觸時的馬達的轉矩例如會超過第一轉矩限制值。并且，能夠相應于向另一方向旋轉時馬達所要求的轉矩設定第二轉矩限制值，以使馬達向另一方向旋轉且工業用機器人正常動作時的馬達的轉矩例如不會低于第二轉矩限制值而導致馬達停止，且使馬達向另一方向旋轉時工業用機器人的一部分與周邊裝置等接觸時的馬達的轉矩例如會低于第二轉矩限制值。
[0029]并且，在本發明中，在馬達向一方向旋轉時，基于第一轉矩限制值控制馬達，在馬達向另一方向旋轉時，基于第二轉矩限制值控制馬達。因此，在本發明中，在馬達旋轉而工業用機器人動作時，工業用機器人的一部分與周邊裝置等接觸且馬達的轉矩高于轉矩限制值或低于轉矩限制值的情況下，能夠使馬達停止而防止工業用機器人以及周邊裝置等損傷。并且，在本發明中，在馬達旋轉而工業用機器人正常動作的情況下，能夠使馬達繼續旋轉而使工業用機器人適當地動作。
[0030]在本發明的工業用機器人中，例如，將工業用機器人配置在大氣中，馬達為用于使末端執行器升降的升降用馬達，馬達向一方向旋轉時末端執行器上升，馬達向另一方向旋轉時末端執行器下降，第一轉矩限制值為使末端執行器上升時的馬達的轉矩限制值，第二轉矩限制值為使末端執行器下降時的馬達的轉矩限制值，控制部在末端執行器上升時基于第一轉矩限制值控制馬達，在末端執行器下降時基于第二轉矩限制值控制升降用馬達。
[0031]并且，在本發明的工業用機器人的控制方法中，例如，將工業用機器人配置在大氣中，馬達為用于使末端執行器升降的升降用馬達，馬達向一方向旋轉時末端執行器上升，馬達向另一方向旋轉時末端執行器下降，第一轉矩限制值為使末端執行器上升時的馬達的轉矩限制值，第二轉矩限制值為使末端執行器下降時的馬達的轉矩限制值，在末端執行器上升時，基于第一轉矩限制值控制馬達，在末端執行器下降時，基于第二轉矩限制值控制升降用馬達。
[0032]此時，能夠相應于末端執行器上升時馬達所要求的轉矩設定第一轉矩限制值，以使末端執行器正常上升時馬達的轉矩例如不會超過第一轉矩限制值而導致馬達停止，且使末端執行器等與周邊裝置等接觸時馬達的轉矩例如會超過第一轉矩限制值。并且，能夠相應于末端執行器下降時馬達所要求的轉矩設定第二轉矩限制值，以使末端執行器正常下降時馬達的轉矩例如不會低于第二轉矩限制值而導致馬達停止，且使末端執行器等與周邊裝置等接觸時馬達的轉矩例如不會低于第二轉矩限制值。并且，此時，由于在末端執行器上升時基于第一轉矩限制值控制升降用馬達，在末端執行器下降時基于第二轉矩限制值控制升降用馬達，因此在末端執行器升降時末端執行器等與周邊裝置等接觸而導致馬達的轉矩超過轉矩限制值或低于轉矩限制值時，能夠使馬達停止而防止末端執行器等的損傷。并且，在末端執行器正常升降時，能夠使馬達繼續旋轉而使末端執行器適當地升降。
[0033]在本發明中，工業用機器人優選具有與控制部電連接的懸吊開關，能夠從懸吊開關輸入包括末端執行器的重量以及保持于末端執行器的工件的重量的至少一者的馬達負荷，控制部基于從懸吊開關輸入的馬達負荷設定第一轉矩限制值以及第二轉矩限制值。如此構成的話，能夠相應于馬達負荷設定第一轉矩限制值以及第二轉矩限制值，以便能夠使末端執行器更適當地升降，且使末端執行器等與周邊裝置等接觸時馬達的轉矩可靠地超過轉矩限制值或低于轉矩限制值。因此，能夠使末端執行器更可靠地升降，且能夠可靠地防止末端執彳丁器等的損傷。
[0034]在本發明中，優選控制部驅動馬達而獲得馬達的馬達負