双臂机器人系统的制作方法

1.本公开涉及一种双臂机器人系统。


背景技术：

2.以往，已知有判断连杆部彼此是否相互干涉的双臂机器人系统。这样的双臂机器人系统例如在日本特开2013-136109号公报中公开。
3.在日本特开2013-136109号公报中，公开了具备双臂机器人和判断双臂机器人的干涉的干涉判断部的双臂机器人系统。在日本特开2013-136109号公报中，双臂机器人包括安装在支承台上的一对水平多关节臂。一对水平多关节臂分别包括第一连杆部和第二连杆部。第一连杆部的一端安装在支承台上。在第一连杆部的另一端安装有第二连杆部的一端。此外，一对水平多关节臂以相互分离的状态安装在支承台上。即，一对水平多关节臂的各自的第一连杆部的一端的转动轴(相对于支承台的转动轴)相互分离。
4.此外，日本特开2013-136109号公报的干涉判断部在双臂机器人进行动作时，判断双臂机器人的各部位是否相互干涉。具体而言，干涉判断部判断第一连杆部、第二连杆部在三维上是否相互干涉。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开2013-136109号公报


技术实现要素：

8.但是，在日本特开2013-136109号公报中记载的现有的双臂机器人中，在水平多关节臂的前端安装有手部。而且，即使在手部以外的水平多关节臂的部位彼此不干涉的情况下，也存在手部与其他部位发生干涉的情况。
9.本公开是为了解决上述问题而完成的，本公开的一个目的是提供一种能够抑制手部与其他部位发生干涉的双臂机器人系统。
10.为了实现上述目的，本公开的第一方面的双臂机器人系统具备：第一机器人臂部和第二机器人臂部，其分别包括安装有手部并沿水平面转动的水平连杆部；躯体部，其以使第一机器人臂部和第二机器人臂部同轴转动的方式支承第一机器人臂部和第二机器人臂部；以及控制部，其根据以至少包含手部、水平连杆部及躯体部中的手部的多个部位作为干涉判断对象部而生成的三维模型彼此是否重叠，判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉。
11.在本公开的第一方面的双臂机器人系统中，如上所述，控制部根据以至少包含手部、水平连杆部及躯体部中的手部的多个部位作为干涉判断对象部而生成的三维模型彼此是否重叠，判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉。由此，由于对至少包含手部的干涉判断对象部彼此的干涉进行判断，所以能够抑制手部与其他部位进行干涉这样的动作。其结果，能够抑制手部与其他部位发生干涉。
12.此外，在第一方面的双臂机器人系统中，如上所述，躯体部以第一机器人臂部和第
二机器人臂部同轴转动的方式支承第一机器人臂部和第二机器人臂部。在此，在第一机器人臂部和第二机器人臂部彼此围绕不同的轴转动的情况下，需要分离配置第一机器人臂部和第二机器人臂部。因此，双臂机器人系统大型化。另一方面，在第一方面的双臂机器人系统中，由于第一机器人臂部和第二机器人臂部同轴转动，所以能够以减小第一机器人臂部和第二机器人臂部之间的距离的状态配置。由此，可以使双臂机器人系统小型化。
13.本公开第二方面的双臂机器人系统具备：第一机器人臂部和第二机器人臂部，其分别包括安装有手部并沿水平面转动的水平连杆部；躯体部，其以使第一机器人臂部和第二机器人臂部转动方式支承第一机器人臂部和第二机器人臂部；以及控制部，其根据以至少包含手部、水平连杆部及躯体部中的手部的多个部位作为干涉判断对象部而生成的三维模型彼此是否重叠，判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉，其中，控制部共同地设置于第一机器人臂部和第二机器人臂部。
14.在本公开第二方面的双臂机器人系统中，如上所述，控制部根据以至少包含手部、水平连杆部及躯体部中的手部的多个部位作为干涉判断对象部而生成的三维模型彼此是否重叠，判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉。由此，由于对至少包含手部的干涉判断对象部彼此的干涉进行判断，所以能够抑制进行手部与其他部位发生干涉这样的动作。其结果，能够抑制手部与其他部位发生干涉。
15.此外，在第二方面的双臂机器人系统中，如上所述，控制部共同地设置在第一机器人臂部和第二机器人臂部。由此，与在第一机器人臂部和第二机器人臂部上分别单独设置控制部的情况相比，能够简化(小型化)双臂机器人系统的结构。此外，由于控制部共同地设置在第一机器人臂部和第二机器人臂部，因此能够实现双臂机器人系统的节省空间化、低成本化、操作的容易化。此外，与在第一机器人臂部和第二机器人臂部上分别设置的控制部并在相互进行通信的同时进行干涉的判断的情况不同，能够在抑制判断的延迟的同时进行正确的干涉判断。此外，控制部除了干涉的判断之外，还构成为进行第一机器人臂部及第二机器人臂部的动作的控制，由此，与由不同的控制部进行第一机器人臂部及第二机器人臂部的动作的控制的情况不同，能够抑制用于避免干涉的动作延迟。
16.根据本发明，如上所述，能够抑制手部与其他部位发生干涉。
附图说明
17.图1是第一实施方式的双臂机器人系统的侧视图。
18.图2是第一实施方式的双臂机器人系统的俯视图。
19.图3是示出第一实施方式的双臂机器人系统的三维模型的图。
20.图4是用于说明第一实施方式的双臂机器人系统的干涉判断对象部的图。
21.图5是用于说明第一实施方式的双臂机器人系统的干涉的判断的图(1)。
22.图6是用于说明第一实施方式的双臂机器人系统的干涉的判断的图(2)。
23.图7是第一实施方式的双臂机器人系统的控制流程图。
24.图8是第二实施方式的双臂机器人系统的侧视图。
25.图9是第二实施方式的双臂机器人系统的俯视图。
26.图10是示出第二实施方式的双臂机器人系统的三维模型的图(1)。
27.图11是示出第二实施方式的双臂机器人系统的三维模型的图(2)。
28.图12是示出第二实施方式的双臂机器人系统的三维模型的图(3)。
29.图13是用于说明第二实施方式的双臂机器人系统的干涉判断对象部的图。
30.图14是用于说明第二实施方式的双臂机器人系统的干涉的判断的图(1)。
31.图15是用于说明第二实施方式的双臂机器人系统的干涉的判断的图(2)。
32.图16是用于说明第二实施方式的双臂机器人系统的干涉的判断的图(3)。
33.图17是用于说明第二实施方式的双臂机器人系统的干涉的判断的图(4)。
34.图18是第三实施方式的双臂机器人系统的侧视图。
35.图19是第一变形例的双臂机器人系统的侧视图。
36.图20是第二变形例的双臂机器人系统的侧视图。
具体实施方式
37.以下，根据附图说明将本公开具体化的本公开的一个实施方式。
38.[第一实施方式]
[0039]
参照图1～图7，对第一实施方式的双臂机器人系统100的结构进行说明。
[0040]
双臂机器人系统100具备第一机器人臂部10。第一机器人臂部10包括沿水平面转动的水平连杆部。水平连杆部包括可转动地连接在躯体部30上的第一水平连杆部11和可转动地连接在第一水平连杆部11上的第二水平连杆部12。具体而言，第一水平连杆部11的一端在躯体部30的上方可转动地安装在躯体部30上。第一水平连杆部11的另一端安装在第二水平连杆部12的一端。在第二水平连杆部12的另一端安装有竖直连杆部13。此外，第一水平连杆部11及第二水平连杆部12是水平连杆部的一例。
[0041]
此外，第一机器人臂部10包括竖直连杆部13。竖直连杆部13设置在第一机器人臂部10的前端侧。而且，竖直连杆部13沿竖直方向移动。此外，竖直连杆部13是第一竖直连杆部的一例。
[0042]
此外，在第一机器人臂部10上安装有手部14。手部14安装在竖直连杆部13的下端。手部14例如由用于把持工件的卡盘构成。
[0043]
此外，双臂机器人系统100具备第二机器人臂部20。第二机器人臂部20的结构与第一机器人臂部10的结构相同。即，第二机器人臂部20包括第一水平连杆部21、第二水平连杆部22和竖直连杆部23。此外，在第二机器人臂部20上安装有手部24。此外，第一水平连杆部21及第二水平连杆部22是水平连杆部的一例。此外，竖直连杆部23是第一竖直连杆部的一例。
[0044]
此外，双臂机器人系统100具有躯体部30。而且，第一机器人臂部10和第二机器人臂部20以同轴转动的方式被躯体部30支承。具体而言，第一水平连杆部11的一端与第一水平连杆部21的一端同轴地转动。此外，第一水平连杆部21的一端配置在第一水平连杆部11的上方。第一水平连杆部21的一端经由第一水平连杆部11可转动地安装在躯体部30上。
[0045]
在双臂机器人系统100中，由第一机器人臂部10、第二机器人臂部20以及躯体部30构成双臂机器人100a。
[0046]
在双臂机器人100a中，第一水平连杆部11的一端围绕a1轴转动。第一水平连杆部11的另一端(第二水平连杆部12的一端)围绕a2轴转动。手部14围绕a3轴转动。
[0047]
此外，在双臂机器人100a中，第一水平连杆部21的一端围绕a1轴转动。第一水平连
杆部21的另一端(第二水平连杆部22的一端)围绕a4轴转动。手部24围绕a5轴转动。a1～a5轴是沿竖直方向的轴，并且相互平行地配置。
[0048]
此外，双臂机器人系统100具有框体40。在框体40上载置躯体部30。此外，在框体40的内部配置有后述的控制部50。
[0049]
此外，将配置在框体40内部的控制部50与第一机器人臂部10及第二机器人臂部20连接，并设置有在框体40及躯体部30内部设置的第一电缆71。此外，设置有设置在框体40及躯体部30的外部设置的第二电缆72。第一电缆71是用于控制第一机器人臂部10及第二机器人臂部20的驱动部的信号线等。此外，第二电缆72是用于向双臂机器人系统100供给电力的电源供给用电缆、用于双臂机器人系统100与外部的通信的外部通信用电缆等。
[0050]
在本实施方式中，驱动部例如由伺服电动机实现。在各伺服电动机中设有用于检测伺服电动机的旋转角度位置的编码器等位置传感器(未图示)。在此，旋转角度位置是指各伺服电动机的关节坐标系中的各关节的角度的位置。控制部50构成为通过对伺服电动机进行位置控制，将第一机器人臂部10及第二机器人臂部20控制为任意的姿势。
[0051]
此外，在第一机器人臂部10及第二机器人臂部20的周围配置有物体60(障碍物)。
[0052]
在此，在第一实施方式中，如图2及图3所示，双臂机器人系统100具备控制部50。控制部50根据以至少包含手部(14、24)、水平连杆部(11、12、21、22)及躯体部30中的手部(14、24)的多个部位作为干涉判断对象部而生成的三维模型m彼此是否重叠，判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉。具体而言，在第一实施方式中，控制部50将第一机器人臂部10的手部14、第一水平连杆部11、第二水平连杆部12以及竖直连杆部13作为干涉判断对象部。此外，控制部50将第二机器人臂部20的手部24、第一水平连杆部21、第二水平连杆部22以及竖直连杆部23作为干涉判断对象部。此外，控制部50将躯体部30和框体40作为干涉判断对象部。此外，针对上述的所有干涉判断对象部分别生成(设定)三维模型m。
[0053]
此外，在第一实施方式中，水平连杆部(第一水平连杆部11、第二水平连杆部12、第一水平连杆部21以及第二水平连杆部22)的三维模型m以躯体部30的坐标系为基准设定。此外，躯体部30的三维模型m3以躯体部30的坐标系为基准设定。此外，框体40的三维模型m4以躯体部30的坐标系为基准设定。另一方面，手部(手部14及手部24)的三维模型m以手部(14、24)的前端坐标为基准设定。
[0054]
例如，第一机器人臂部10的第一水平连杆部11的三维模型m1a，从上方观察，以遵循第一水平连杆部11的形状的方式，例如具有大致长圆形状。此外，第一水平连杆部11的三维模型m1a的z方向的长度具有与第一水平连杆部11的z方向的长度对应的长度。此外，对于第一机器人臂部10的第二水平连杆部12的三维模型m1b也是同样的。此外，对于第二机器人臂部20的第一水平连杆部21的三维模型m2a以及第二水平连杆部22的三维模型m2b也是同样的。
[0055]
此外，第一机器人臂部10的竖直连杆部13的三维模型m1c，从上方观察，以遵循竖直连杆部13的形状的方式，例如具有大致长圆形状。此外，竖直连杆部13的三维模型m1c的z方向的长度具有与竖直连杆部13的z方向的长度对应的长度。此外，对于第二机器人臂部20的竖直连杆部23的三维模型m2c也是同样的。
[0056]
此外，第一机器人臂部10的手部14的三维模型m1d，从上方观察，以遵循手部14的形状的方式，例如具有大致四边形形状。此外，手部14的三维模型m1d的z方向的长度具有与
手部14的z方向的长度对应的长度。此外，对于第二机器人臂部20的手部24的三维模型m2d也是同样的。
[0057]
此外，躯体部30的三维模型m3从上方观察，以遵循躯体部30的形状的方式，例如具有大致圆形。此外，躯体部30的三维模型m3的z方向的长度具有与躯体部30的z方向的长度对应的长度。
[0058]
此外，框体40的三维模型m4，从上方观察，以遵循框体40的形状的方式，例如具有大致四边形形状。此外，框体40的三维模型m4的z方向的长度具有与框体40的z方向的长度对应的长度。
[0059]
此外，配置在第一机器人臂部10和第二机器人臂部20周围的物体60的三维模型m5从上方观察，具有遵循物体60的形状的形状。此外，物体60的三维模型m5的z方向的长度具有与物体60的z方向的长度对应的长度。
[0060]
此外，在第一实施方式中，如图1所示，双臂机器人系统100具有存储部51。存储部51例如配置在框体40的内部。并且，在存储部51中预先存储有上述三维模型m(m1a～m1d、m2a～m2d、m3、m4及m5)。三维模型m的形状(长度等)是固定的。此外，框体40(控制部50)与双臂机器人100a一起移动。由此，与框体40(控制部50)和双臂机器人100a分别配置的情况不同，框体40(控制部50)和双臂机器人100a的相对位置不变化，因此能够容易地进行对框体40的干涉的判断。
[0061]
然后，在第一实施方式中，控制部50根据预先存储在存储部51中的三维模型m，判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉。具体而言，控制部50判断除了第一机器人臂部10的第一水平连杆部11与第二机器人臂部20的第一水平连杆部21的干涉以外的、包含手部(14、24)的干涉判断对象部彼此是否相互干涉。此外，在第一实施方式中，控制部50判断包含框体40的干涉判断对象部是否彼此干涉。此外，控制部50判断包含配置在第一机器人臂部10及第二机器人臂部20周围的物体60在内的干涉判断对象部彼此是否相互干涉。
[0062]
(干涉判断的对象)
[0063]
接着，参照图4，对成为干涉判断的对象的部位进行说明。在图4中，用“〇”表示成为干涉判断对象的部位，用
“×”
表示不成为干涉判断对象的部位。
[0064]
如图4所示，对第一机器人臂部10的第一水平连杆部11的干涉判断的对象是自身的第一机器人臂部10的手部14、对方侧的第二机器人臂部20的第二水平连杆部22、竖直连杆部23及手部24、以及配置在周围的物体60。即，不判断第一机器人臂部10的第一水平连杆部11与第二机器人臂部20的第一水平连杆部21是否干涉。
[0065]
对第一机器人臂部10的第二水平连杆部12的干涉判断的对象是自身的第一机器人臂部10的手部14、对方侧的第二机器人臂部20的第一水平连杆部21、第二水平连杆部22、竖直连杆部23及手部24、以及配置在周围的物体60。
[0066]
对第一机器人臂部10的竖直连杆部13的干涉判断的对象是自身的第一机器人臂部10的手部14、对方侧的第二机器人臂部20的第一水平连杆部21、第二水平连杆部22、竖直连杆部23及手部24、以及配置在周围的物体60。
[0067]
对第一机器人臂部10的手部14的干涉判断的对象是对方侧的第二机器人臂部20的第一水平连杆部21、第二水平连杆部22、竖直连杆部23以及手部24。进而，在第一实施方式中，在第一机器人臂部10中，判断手部14与躯体部30、框体40以及配置在周围的物体60是
否相互干涉。
[0068]
此外，对第二机器人臂部20的第一水平连杆部21、第二水平连杆部22、竖直连杆部23以及手部24的干涉判断的对象与第一机器人臂部10相同。
[0069]
此外，在第一实施方式中，如图1所示，控制部50共同地设置在第一机器人臂部10和第二机器人臂部20上。然后，控制部50判断针对第一机器人臂部10和第二机器人臂部20分别生成的三维模型m彼此在三维坐标上是否重叠。并且，在三维模型m彼此重叠的情况下，判断为干涉判断对象部彼此相互干涉。此外，控制部50除了判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉之外，还进行第一机器人臂部10及第二机器人臂部20的动作的控制。
[0070]
(干涉判断的示例)
[0071]
如图5及图6所示，从上方观察，手部14及手部24重叠，另一方面，在手部14与手部24的高度位置相互不同的情况下，如果对手部14及手部24设定二维模型，则由于二维上重叠而误判断为手部14和手部24发生干涉。因此，如第一实施方式那样，通过对手部14和手部24分别设定三维模型m1d和m2d，能够抑制误判。
[0072]
接着，参照图7说明控制部50的动作。
[0073]
在步骤s1中，控制部50判断在双臂机器人系统100中预先设置的干涉判断功能是否有效。在步骤s1中为“是”的情况下，进入步骤s2。
[0074]
在步骤s2中，控制部50判断第一机器人臂部10和第二机器人臂部20是否处于协调动作中。此外，协调动作是将第一机器人臂部10和第二机器人臂部20中的一方作为主动装置，将另一方作为从动装置的动作。在协调动作中，从动装置追随主动装置的动作。协调动作的示例是在由第一机器人臂部10的手部14和第二机器人臂部20的手部24把持一个工件的状态下使工件移动的动作。在步骤s2中为“否”的情况下，进入步骤s3。
[0075]
在步骤s3中，控制部50根据基于当前的双臂机器人100a的动作计划求出的、至减速并停止为止的时间即减速时间，计算对双臂机器人100a的数个循环后的指令值(对伺服电动机的指令值)。
[0076]
在步骤s4中，控制部50根据计算出的指令值，判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉。即，计算直到双臂机器人100a减速并停止为止前进的位置，并在算出的位置判断干涉判断对象部的三维模型m彼此是否重叠。然后，进入步骤s5。
[0077]
在步骤s5中为“是”(三维模型m彼此重叠)的情况下，在步骤s6中，控制部50使双臂机器人100a异常停止。
[0078]
在步骤s5中为“否”的情况下，在步骤s7中，控制部50计算双臂机器人100a对伺服电动机的指令值(下一个处理周期的指令值)。此外，在步骤s1中为“否”的情况下以及步骤s2中为“是”的情况下，在步骤s7中，控制部50计算双臂机器人100a对伺服电动机的指令值。
[0079]
此外，上述步骤s1～s7的动作在双臂机器人100a的动作中始终进行。
[0080]
[第一实施方式的效果]
[0081]
在第一实施方式中，能够得到以下的效果。
[0082]
在第一实施方式中，如上所述，控制部50根据以至少包含手部(14、24)、水平连杆部(11、12、21、22)及躯体部30中的手部(14、24)的多个部位作为干涉判断对象部而生成的三维模型m彼此是否重叠，判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉。由此，至少判断包含手部(14、24)的干涉判断对象部彼此的相互干涉，因此能够抑制手部(14、24)和其他部位进行
干涉那样的动作。其结果，能够抑制手部(14、24)与其他部位发生干涉。
[0083]
此外，在第一实施方式中，如上所述，躯体部30以第一机器人臂部10和第二机器人臂部20同轴转动的方式支承第一机器人臂部10和第二机器人臂部20。在此，在第一机器人臂部10和第二机器人臂部20彼此围绕不同的轴转动的情况下，需要分离配置第一机器人臂部10和第二机器人臂部20。为此，双臂机器人系统100大型化。另一方面，在第一实施方式的双臂机器人系统100中，由于第一机器人臂部10和第二机器人臂部20同轴地转动，所以能够在减小第一机器人臂部10与第二机器人臂部20之间的距离的状态下进行配置。由此，能够使双臂机器人系统100小型化。
[0084]
此外，在第一实施方式中，如上所述，第一机器人臂部10及第二机器人臂部20的水平连杆部(11、12、21、22)分别包括相对于躯体部30可转动地连接的第一水平连杆部(11、21)和相对于第一水平连杆部(11、21)可转动地连接的第二水平连杆部(12、22)。并且，控制部50判断除了第一机器人臂部10的第一水平连杆部11与第二机器人臂部20的第一水平连杆部21的干涉以外的、包含手部(14、24)的干涉判断对象部彼此是否相互干涉。在此，由于第一机器人臂部10的第一水平连杆部11和第二机器人臂部20的第一水平连杆部21同轴转动，所以第一机器人臂部10的第一水平连杆部11和第二机器人臂部20的第一水平连杆部21不会相互干涉。因此，如上所述，控制部50通过判断除了第一机器人臂部10的第一水平连杆部11与第二机器人臂部20的第一水平连杆部21的干涉以外的、包含手部(14、24)的干涉判断对象部彼此是否相互干涉，由于不进行第一机器人臂部10的第一水平连杆部11和第二机器人臂部20的第一水平连杆部21是否干涉的判断，所以能够减轻控制部50的控制负担。
[0085]
此外，在第一实施方式中，如上所述，在第一机器人臂部10及第二机器人臂部20的每一个中，判断手部(14、24)与躯体部30是否相互干涉。由此，能够容易地抑制随着手部(14、24)的移动而导致手部(14、24)与躯体部30相互干涉。
[0086]
此外，在第一实施方式中，如上所述，控制部50根据预先存储在存储部51中的三维模型m，判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉。由此，能够根据预先存储在存储部51中的三维模型m，容易地进行干涉的判断。
[0087]
此外，在第一实施方式中，如上所述，水平连杆部(11、12、21、22)以及躯体部30的三维模型m以躯体部30的坐标系为基准进行设定，手部(14、24)的三维模型m以手部(14、24)的前端坐标为基准进行设定。由此，由于水平连杆部(11、12、21、22)及躯体部30的形状及大小不变化，所以能够以躯体部30的坐标系为基准，容易地设定水平连杆部(11、12、21、22)及躯体部30的三维模型m。此外，由于手部(14、24)的形状及大小有时会因手部(14、24)的动作而变化，因此能够以手部(14、24)的前端坐标为基准，适当地设定手部(14、24)的三维模型m。
[0088]
此外，在第一实施方式中，如上所述，控制部50判断包含框体40的干涉判断对象部彼此是否相互干涉。由此，在躯体部30载置在框体40上的情况下，至少能够抑制手部(14、24)与框体40发生干涉。
[0089]
此外，在第一实施方式中，如上所述，将配置在框体40内部的控制部50与第一机器人臂部10及第二机器人臂部20连接，并且设置有设置在框体40及躯体部30内部的第一电缆71。由此，与第一电缆71设置在框体40及躯体部30的外部的情况不同，能够抑制第一电缆71与周围的物体60等发生干涉。
[0090]
此外，在第一实施方式中，如上所述，控制部50判断包含配置在第一机器人臂部10和第二机器人臂部20周围的物体60在内的干涉判断对象部彼此是否相互干涉。由此，在物体60被配置在周围的情况下，至少能够抑制手部(14、24)与配置在第一机器人臂部10及第二机器人臂部20周围的物体60发生干涉。
[0091]
此外，在第一实施方式中，如上所述，控制部50共同地设置在第一机器人臂部10和第二机器人臂部20上。由此，与在第一机器人臂部10和第二机器人臂部20分别单独设置有控制部50的情况相比，能够简化(小型化)双臂机器人系统100的结构。此外，由于控制部50共同地设置在第一机器人臂部10和第二机器人臂部20上，因此能够实现双臂机器人系统100的节省空间化、低成本化、操作的容易化。此外，与在通过第一机器人臂部10和第二机器人臂部20分别设置的控制部50进行相互通信的同时进行干涉的判断的情况不同，能够在抑制判断延迟的同时进行正确的干涉判断。
[0092]
此外，在第一实施方式中，如上所述，控制部50除了判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉之外，还进行第一机器人臂部10及第二机器人臂部20的动作的控制。由此，与由单独的控制部50进行第一机器人臂部10及第二机器人臂部20的动作的控制的情况不同，能够抑制用于避免干涉的动作延迟。
[0093]
[第二实施方式]
[0094]
参照图8～图17，对第二实施方式的双臂机器人系统200的结构进行说明。
[0095]
此外，在第二实施方式中，在双臂机器人系统200中，在第一机器人臂部10上设置有竖直连杆部113。竖直连杆部113包括设置在第一机器人臂部10的前端的板状部件113a及113b。此外，在板状部件113a及113b上设置有安装有手部14的手安装部件113c。并且，竖直连杆部113通过使板状部件113a及113b围绕规定的轴转动，使手安装部件113c升降，并使手部14沿竖直方向移动。具体而言，板状部件113a相对于第二水平连杆部12围绕轴a11转动。板状部件113b相对于板状部件113a围绕轴a12转动。板状部件113a和板状部件113b具有大致长圆形状。
[0096]
此外，在第二机器人臂部20上设有竖直连杆部123。竖直连杆部123的结构与竖直连杆部113的结构相同。即，竖直连杆部123包括板状部件123a、板状部件123b和手安装部件123c。
[0097]
在双臂机器人200a中，第一水平连杆部11的一端围绕a1轴转动。第一水平连杆部11的另一端(第二水平连杆部12的一端)围绕a2轴转动。板状部件113a的一端围绕a11轴转动。板状部件113a的另一端(板状部件113b的一端)围绕a12轴转动。板状部件113b的另一端(手安装部件113c)围绕a13轴转动。手部14围绕a3轴转动。a11轴、a12轴和a13轴是沿水平方向的轴，并且相互平行地配置。
[0098]
此外，在双臂机器人200a中，第一水平连杆部21的一端围绕a1轴转动。第一水平连杆部21的另一端(第二水平连杆部22的一端)围绕a4轴转动。板状部件123a的一端围绕a21轴转动。板状部件123a的另一端(板状部件123b的一端)围绕a22轴转动。板状部件123b的另一端(手安装部件123c)围绕a23轴转动。手部24围绕a5轴转动。a21轴、a22轴及a23轴是沿水平方向的轴，并且相互平行地配置。
[0099]
此外，在存储部151中预先存储有手部14、手部24、第一水平连杆部11、第二水平连杆部12、第一水平连杆部21、第二水平连杆部22以及躯体部30的三维模型m。此外，在存储部
151中预先存储有框体40的三维模型m。此外，在存储部151中预先存储有竖直连杆部113(板状部件113a、板状部件113b、手安装部件113c)以及竖直连杆部123(板状部件123a、板状部件123b、手安装部件123c)的三维模型m。
[0100]
此外，在第二实施方式中，如图9～图12所示，竖直连杆部113的三维模型m根据以板状部件113a(113b)转动的规定的轴a11(a12)为中心的半径r1(r2)、板状部件113a(113b)的长度l1(l2)、板状部件113a(113b)的厚度t1(t2)而设定。具体而言，对于板状部件113a，根据以轴a11为中心的半径r1，规定大致长圆形状的板状部件113a的圆弧上的形状。然后，根据半径r1、长度l1及厚度t1，生成板状部件113a的三维模型m10a。同样，根据半径r2、长度l2及厚度t2，生成板状部件113b的三维模型m10b。此外，手安装部件123c的三维模型m10c从上方观察，以遵循手安装部件123c的形状的方式，例如具有大致椭圆形状(参照图9)。此外，手安装部件113c的三维模型m10c的z方向的长度具有与手安装部件113c的z方向的长度对应的长度。
[0101]
对于第二机器人臂部20的竖直连杆部123的板状部件123a的三维模型m11a、板状部件123b的三维模型m11b以及手安装部件123c的三维模型m11c也同样地设定。
[0102]
此外，在第二实施方式中，如图9所示，设置有覆盖用于使第一机器人臂部10的板状部件113a及113b转动的驱动部161a的罩部161b。罩部161b安装在竖直连杆部113上。并且，罩部161b的三维模型m12a与竖直连杆部113的三维模型m分别设定。此外，罩部161b的三维模型m12a以第二水平连杆部12的转动轴(a2)为基准，设定竖直方向及水平方向的长度。罩部161b的三维模型m12a，从上方观察，以遵循罩部161b的形状的方式，例如具有大致四边形形状。此外，罩部161b的三维模型m12a的z方向的长度具有与罩部161b的z方向的长度对应的长度。
[0103]
对于覆盖用于使第二机器人臂部20的板状部件123a及123b转动的驱动部162a的罩部162b的三维模型m12b，也同样地设定。
[0104]
(干涉判断的对象)
[0105]
如图13所示，控制部150(参照图8)确定对第一机器人臂部10的第一水平连杆部11的干涉判断的对象为：自身的第一机器人臂部10的手部14、对方侧的第二机器人臂部20的第二水平连杆部22、手安装部件123c、手部24、罩部162b、板状部件123a、板状部件123b和配置在周围的物体60。此外，在图13中，将板状部件123a记为板状部件a，将板状部件123b记为板状部件b。
[0106]
对第一机器人臂部10的第二水平连杆部12的干涉判断的对象为：自身的第一机器人臂部10的手部14、对方侧的第二机器人臂部20的第一水平连杆部21、第二水平连杆部22、手安装部件123c、手部24、罩部162b、板状部件123a、板状部件123b和配置在周围的物体60。
[0107]
对第一机器人臂部10的手安装部件113c的干涉判断的对象为：自身的第一机器人臂部10的手部14、对方侧的第二机器人臂部20的第一水平连杆部21、第二水平连杆部22、手安装部件123c、手部24、罩部162b、板状部件123a、板状部件123b和配置在周围的物体60。
[0108]
对第一机器人臂部10的罩部161b的干涉判断的对象为：自身的第一机器人臂部10的手部14、对方侧的第二机器人臂部20的第一水平连杆部21、第二水平连杆部22、手安装部件123c、手部24、罩部162b、板状部件123a、板状部件123b和配置在周围的物体60。
[0109]
对第一机器人臂部10的板状部件113a的干涉判断的对象为：自身的第一机器人臂
部10的手部14、对方侧的第二机器人臂部20的第一水平连杆部21、第二水平连杆部22、手安装部件123c、手部24、罩部162b、板状部件123a、板状部件123b和配置在周围的物体60。此外，在图13中，将板状部件113a记为板状部件a。
[0110]
对第一机器人臂部10的板状部件113b的干涉判断的对象为：自身的第一机器人臂部10的手部14、对方侧的第二机器人臂部20的第一水平连杆部21、第二水平连杆部22、手安装部件123c、手部24、罩部162b、板状部件123a、板状部件123b和配置在周围的物体60。此外，在图13中，将板状部件113b记为板状部件b。
[0111]
对第一机器人臂部10的手部14的干涉判断的对象为：对方侧的第二机器人臂部20的第一水平连杆部21、第二水平连杆部22、手安装部件123c、手部24、罩部162b、板状部件123a、板状部件123b、躯体部30、框体40和配置在周围的物体60。
[0112]
此外，对第二机器人臂部20的第一水平连杆部21、第二水平连杆部22、手安装部件123c、罩部162b、板状部件123a、板状部件123b以及手部24的干涉判断的对象与第一机器人臂部10相同。
[0113]
(干涉判断的示例)
[0114]
如图14所示，由于判断手部14与竖直连杆部113(板状部件113a、板状部件113b、手安装部件113c)是否干涉，所以能够抑制手部14与竖直连杆部113的干涉。
[0115]
此外，如图15所示，通过适当地设定罩部161b的三维模型m12a的大小，能够抑制错误地判断为罩部161b与第一水平连杆部21发生干涉。
[0116]
此外，如图16所示，由于判断第一机器人臂部10板状部件113a与第二机器人臂部20的第一水平连杆部21是否干涉，因此能够抑制第一机器人臂部10的板状部件113a与第二机器人臂部20的第一水平连杆部21的干涉。
[0117]
此外，如图17所示，通过设定躯体部30的三维模型m3，能够抑制躯体部30与手部14及24的干涉。
[0118]
[第二实施方式的效果]
[0119]
在第二实施方式中，能够得到以下的效果。
[0120]
在第二实施方式中，如上所述，控制部150判断包含竖直连杆部(113、123)的干涉判断对象部彼此是否相互干涉。由此，能够根据预先存储在存储部151中的三维模型m，容易地进行干涉的判断。
[0121]
此外，在第二实施方式中，如上所述，板状部件(113a、113b、123a、123b)具有大致长圆形状，竖直连杆部(113、123)的三维模型m根据以规定的轴(a11、a12、a22、a23)为中心的半径(r1、r2)、板状部件的长度(l1、l2)和板状部件的厚度(t1、t2)来设定。由此，能够根据以规定的轴为中心的半径(大致长圆形状的板状部件的圆弧状的形状)、板状部件的长度、板状部件的厚度，适当地设定板状部件的三维模型m。
[0122]
此外，在第二实施方式中，如上所述，控制部50判断包含罩部(161b、162b)的干涉判断对象部彼此是否相互干涉。由此，即使在设置覆盖驱动部(161a、162a)的罩部(161b、162b)的情况下，也能够适当地判断干涉判断对象部彼此相互干涉。
[0123]
此外，在第二实施方式中，如上所述，罩部(161b、162b)安装在竖直连杆部(113、123)上，罩部(161b、162b)的三维模型m与竖直连杆部(113、123)的三维模型m分别设定，以水平连杆部(12、22)的转动轴(a2、a4)为基准，设定竖直方向及水平方向的长度。由此，与用
比较大的一个三维模型m表示罩部(161b、162b)和安装有罩部(161b、162b)的竖直连杆部(113、123)的情况不同，能够适当地判断罩部(161b、162b)是否与其他部位发生干涉。
[0124]
[第三实施方式]
[0125]
参照图18，对第三实施方式的双臂机器人系统300的结构进行说明。
[0126]
双臂机器人系统300具备分别包含第一机器人臂部10和第二机器人臂部20的第一双臂机器人300a和第二双臂机器人300b。此外，第一双臂机器人300a及第二双臂机器人300b的结构与上述第一实施方式的双臂机器人100a(或上述第二实施方式的双臂机器人200a)相同。
[0127]
此外，设置有用于控制第一双臂机器人300a的控制部250a和用于控制第二双臂机器人300b的控制部250b。在控制部250a和控制部250b之间，通过对各种信息(手部的三维模型、对下一个处理周期的指令值、数个循环后的指令值等)进行通信(以太网等)，进行用于避免干涉的控制。此外，控制部250a和控制部250b也可以由一个控制部构成。
[0128]
然后，控制部250a判断在第一双臂机器人300a中干涉判断对象部彼此是否相互干涉(例如，参照第一实施方式的图4)。此外，控制部250b判断在第二双臂机器人300b中干涉判断对象部彼此是否相互干涉(例如，参照第一实施方式的图4)。此外，控制部250a和控制部250b判断第一双臂机器人300a的干涉判断对象部和第二双臂机器人300b的干涉判断对象部是否相互干涉。
[0129]
[第三实施方式的效果]
[0130]
在第三实施方式中，能够得到以下的效果。
[0131]
在第三实施方式中，如上所述，控制部250a判断在第一双臂机器人300a中干涉判断对象部彼此是否相互干涉，控制部250b判断在第二双臂机器人300b中干涉判断对象部彼此是否相互干涉，控制部250a和控制部250b判断第一双臂机器人300a的干涉判断对象部和第二双臂机器人300b的干涉判断对象部是否相互干涉。由此，即使在设有两个第一双臂机器人300a及第二双臂机器人300b的情况下，不仅能够抑制第一双臂机器人300a自身(第二双臂机器人300b自身)中的干涉，还能够抑制与其他双臂机器人的干涉。
[0132]
[变形例]
[0133]
此外，应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示性的而不是限制性的。本公开的范围由权利要求书而不是上述实施方式的说明来表示，并且还包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更(变型例)。
[0134]
例如，在上述第一实施方式～第三实施方式中，作为干涉判断对象部，示出了手部(14、24)、水平连杆部(11、12、21、22)、竖直连杆部(13、23)、(或竖直连杆部(113、123))、躯体部30、框体40、周围物体60、罩部(161b、162b)(仅第二实施例)的全部都被应用的示例，但是本公开不限于此。例如，在本公开中，也可以不将上述全部作为干涉判断对象部。
[0135]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了第一机器人臂部10的第一水平连杆部11的一端与第二机器人臂部20的第一水平连杆部21的一端同轴转动的示例，但本公开不限于此。例如，第一机器人臂部10的第一水平连杆部11的一端和第二机器人臂部20的第一水平连杆部21的一端也可以以相互不同的轴转动。在这种情况下，还判断第一机器人臂部10的第一水平连杆部11与第二机器人臂部20的第一水平连杆部21之间的干涉。
[0136]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了在第一机器人臂部10及第二机器人
臂部20上设置竖直连杆部(13、23)或竖直连杆部(113、123)的示例，但本公开不限于此。例如，也可以在第一机器人臂部10及第二机器人臂部20上不设置竖直连杆部。
[0137]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了控制部50(控制部150、控制部250)共同地设置在第一机器人臂部10和第二机器人臂部20上的示例，但本公开不限于此。例如，控制部50(控制部150、控制部250)也可以分别设置在第一机器人臂部10和第二机器人臂部20上。
[0138]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了分别设置有躯体部30和框体40的示例，但本公开不限于此。例如，如图19所示，躯体部和框体可以一体构成(躯体部330)(即，也可以在躯体部330中设置控制部50)。
[0139]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了控制部50除了判断干涉之外，还进行第一机器人臂部10及第二机器人臂部20的动作的控制的示例，但本公开不限于此。例如，如图20所示，也可以分别设置进行干涉的判断的控制部350和进行第一机器人臂部10及第二机器人臂部20的动作的控制的动作用控制部351。
[0140]
附图标记说明
[0141]
10第一机器人臂部
[0142]
11、21第一水平连杆部(水平连杆部)
[0143]
12、22第二水平连杆部(水平连杆部)
[0144]
13、23竖直连杆部(第一竖直连杆部)
[0145]
14、24 手部
[0146]
20 第二机器人臂部
[0147]
30、330 躯体部
[0148]
40 筐体
[0149]
50、150、250、250a、250b、350控制部
[0150]
51、151 存储部
[0151]
60 物体
[0152]
71 第一电缆
[0153]
72 第二电缆
[0154]
100、200、300双臂机器人系统
[0155]
113、123竖直连杆部(第二竖直连杆部)
[0156]
113a、123a板状部件
[0157]
113b、123b板状部件
[0158]
113c、123c手安装部件
[0159]
161a、162a驱动部
[0160]
161b、162b罩部
[0161]
300a第一双臂机器人
[0162]
300b第二双臂机器人
[0163]
351动作用控制部
[0164]
l1、l2长度
[0165]
m、m1a、m1b、m1c、m1d、m2a、m2b、m2c、m2d、m3、m4、m5、m10a、m10b、m10c、m11a、m11b、
m11c、m12a、m12b三维模型
[0166]
r1、r2半径
[0167]
t1、t2厚度

技术特征：
1.一种双臂机器人系统，其特征在于，具备：第一机器人臂部和第二机器人臂部，其分别包括安装有手部并沿水平面转动的水平连杆部；躯体部，其以使所述第一机器人臂部和所述第二机器人臂部同轴转动的方式支承所述第一机器人臂部和所述第二机器人臂部；以及控制部，其根据以至少包含所述手部、所述水平连杆部及所述躯体部中的所述手部的多个部位作为干涉判断对象部而生成的三维模型彼此是否重叠，判断所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉。2.根据权利要求1所述的双臂机器人系统，其特征在于，所述第一机器人臂部及所述第二机器人臂部的所述水平连杆部分别包括：可转动地连接于所述躯体部的第一水平连杆部和可转动地连接于所述第一水平连杆部的第二水平连杆部；所述控制部判断除了所述第一机器人臂部的所述第一水平连杆部与所述第二机器人臂部的所述第一水平连杆部的干涉以外的、包含所述手部的所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉。3.根据权利要求1或2所述的双臂机器人系统，其特征在于，在所述第一机器人臂部和所述第二机器人臂部的每一个中，判断所述手部和所述躯体部是否相互干涉。4.根据权利要求1～3中任一项所述的双臂机器人系统，其特征在于，还具备：第一竖直连杆部，其设置在所述第一机器人臂部及所述第二机器人臂部各自的前端侧，并沿竖直方向移动；以及存储部，其预先存储有所述手部、所述水平连杆部、所述躯体部及所述第一竖直连杆部的所述三维模型，所述控制部根据预先存储在所述存储部中的所述三维模型，判断所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉。5.根据权利要求1～3中任一项所述的双臂机器人系统，其特征在于，还具备：第二竖直连杆部，其包括设置在所述第一机器人臂部及所述第二机器人臂部各自前端的板状部件和设置在所述板状部件上并安装有所述手部的手安装部件，通过使所述板状部件围绕规定的轴转动而使所述手安装部件升降，从而使所述手部沿竖直方向移动；以及存储部，其预先存储有所述手部、所述水平连杆部、所述板状部件、所述手安装部件及所述躯体部的所述三维模型，所述控制部判断包含所述第二竖直连杆部的所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉。6.根据权利要求5所述的双臂机器人系统，其特征在于，所述板状部件具有大致长圆形状，所述第二竖直连杆部的所述三维模型根据以所述规定的轴为中心的半径、所述板状部件的长度和所述板状部件的厚度而设定。7.根据权利要求5或6所述的双臂机器人系统，其特征在于，还具备覆盖用于使所述板状部件转动的驱动部的罩部，所述控制部判断包含所述罩部的所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉。
8.根据权利要求7所述的双臂机器人系统，其特征在于，所述罩部安装在所述第二竖直连杆部上，所述罩部的所述三维模型与所述第二竖直连杆部的所述三维模型分别设定，并以所述水平连杆部的转动轴为基准，设定竖直方向及水平方向的长度。9.根据权利要求1～8中任一项所述的双臂机器人系统，其特征在于，所述水平连杆部及所述躯体部的所述三维模型以所述躯体部的坐标系为基准进行设定，所述手部的所述三维模型以所述手部的前端坐标为基准进行设定。10.根据权利要求1～9中任一项所述的双臂机器人系统，其特征在于，还具备框体，其载置所述躯体部且在内部配置有所述控制部，所述控制部判断包含所述框体的所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉。11.根据权利要求10所述的双臂机器人系统，其特征在于，还具备：连接配置在所述框体内部的所述控制部、所述第一机器人臂部及所述第二机器人臂部且设置在所述框体及所述躯体部的内部的第一电缆；以及设置在所述框体及所述躯体部的外部的第二电缆。12.根据权利要求1～11中任一项所述的双臂机器人系统，其特征在于，所述控制部判断包含配置在所述第一机器人臂部和所述第二机器人臂部周围的物体的所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉。13.根据权利要求1～12中任一项所述的双臂机器人系统，其特征在于，所述控制部共同地设置于所述第一机器人臂部和所述第二机器人臂部。14.根据权利要求1～13中任一项所述的双臂机器人系统，其特征在于，所述控制部除了判断所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉之外，还进行所述第一机器人臂部及所述第二机器人臂部的动作的控制，或者，除了具备用于判断所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉的所述控制部之外，还具备动作用控制部，其进行所述第一机器人臂部及所述第二机器人臂部的动作的控制。15.根据权利要求1～14中任一项所述的双臂机器人系统，其特征在于，还具备分别包括所述第一机器人臂部及所述第二机器人臂部的第一双臂机器人及第二双臂机器人，所述控制部判断判断在所述第一双臂机器人中，所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉，判断在所述第二双臂机器人中，所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉，判断所述第一双臂机器人的所述干涉判断对象部与所述第二双臂机器人的所述干涉判断对象部是否相互干涉。16.一种双臂机器人系统，其特征在于，具备：第一机器人臂部和第二机器人臂部，其分别包括安装有手部并沿水平面转动的水平连杆部；躯体部，其以使所述第一机器人臂部和所述第二机器人臂部转动方式支承所述第一机器人臂部和所述第二机器人臂部；以及控制部，其根据以至少包含所述手部、所述水平连杆部及所述躯体部中的所述手部的
多个部位作为干涉判断对象部而生成的三维模型彼此是否重叠，判断所述干涉判断对象部彼此是否相互干涉，所述控制部共同地设置于所述第一机器人臂部和所述第二机器人臂部。

技术总结
本双臂机器人系统(100)具备控制部(50)，所述控制部(50)根据以至少包含手部(14、24)、水平连杆部(11、12、21、22)及躯体部(30)中的手部(14、24)的多个部位作为干涉判断对象部而生成的三维模型彼此是否重叠，判断干涉判断对象部彼此是否相互干涉。部彼此是否相互干涉。部彼此是否相互干涉。


技术研发人员：大髭充 向井启祐
受保护的技术使用者：川崎重工业株式会社
技术研发日：2022.01.12
技术公布日：2023/9/22