CN110480629A - 机器人系统 - Google Patents

机器人系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110480629A
CN110480629A CN201910393982.8A CN201910393982A CN110480629A CN 110480629 A CN110480629 A CN 110480629A CN 201910393982 A CN201910393982 A CN 201910393982A CN 110480629 A CN110480629 A CN 110480629A
Authority
CN
China
Prior art keywords
information
object personnel
personnel
robot
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910393982.8A
Other languages
English (en)
Inventor
小野瀬直
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN110480629A publication Critical patent/CN110480629A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06—Safety devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/142—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using image capturing devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40202—Human robot coexistence
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30196—Human being; Person

Abstract

本发明的机器人系统(1)具备机器人(10)和控制部，所述控制部设定限制机器人(10)的动作的动作限制区域(LA)，控制部利用如下信息中的至少一个信息，重新设定动作限制区域(LA)：在机器人(10)周围进行作业的对象人员(O)的作业区(AR)的地面的信息、对象人员(O)有可能接触的结构物的信息、在对象人员(O)附近存在的非对象人员的信息、以及在对象人员(O)附近存在的其他机器人的信息。

Description

机器人系统
技术领域
本发明涉及机器人系统。
背景技术
目前，已知有一种如下的机器人系统：在作为安全监控对象的作业人员有可能会进入机器人的动作范围的情况下，在作业人员的周围设定机器人的动作限制区域，当机器人进入了动作限制区域时，进行机器人的安全动作控制、紧急停止控制等(例如参照专利文献1。)。
另外，已知有一种根据作为安全监控对象的作业人员的位置来改变机器人的动作限制区域的机器人系统(例如参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-243427号公报
专利文献2：日本特开2003-222295号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在上述机器人系统中，没有考虑到安全监控对象即对象人员进行作业的环境。例如，在对象人员进行作业的作业区的地面比平常更容易滑的情况下，对象人员跌倒、平衡变差等的可能性会变高。因对象人员跌倒、平衡变差等而使对象人员无意中进入到机器人的动作方向上的可能性变高。同样地，在进行作业的对象人员的周围存在的作为非安全监控对象的非对象人员、其他机器人等，有可能会导致对象人员跌倒、平衡变差等。
本发明是鉴于上述情况而完成的。本发明的目的之一是提供一种机器人系统，其能够考虑到安全监控对象即对象人员进行作业的环境、并能够更恰当地确保对象人员的安全性。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明可采用以下的方案。
本发明的一个方式的机器人系统具备机器人和控制部，所述控制部设定限制所述机器人的动作的动作限制区域，所述控制部利用如下信息中的至少一个信息，重新设定所述动作限制区域：在所述机器人的周围进行作业的对象人员的作业区的地面的信息、所述对象人员有可能接触的结构物的信息、在所述对象人员附近存在的非对象人员的信息、以及在所述对象人员附近存在的其他机器人的信息。
如此，控制部根据作业区的地面的信息、对象人员有可能接触的结构物的信息、以及在对象人员附近存在的非对象人员或其他机器人的信息，例如朝提高安全性的方向改变动作限制区域。因此，能够更恰当地确保对象人员的安全性。
在上述方式中，优选为，所述机器人系统具备存储部，在所述存储部中存储有设置在所述地面上的台阶的信息作为所述地面的信息，所述控制部利用所述台阶的信息，重新设定所述动作限制区域。
台阶是可能导致对象人员跌倒、平衡变差的原因的结构物。在该方式中，根据台阶的信息，例如朝提高安全性的方向改变动作限制区域，所以能够更恰当地确保对象人员的安全性。
在上述方式中，优选为，所述机器人系统具备存储部，在所述存储部中存储有与所述地面的易滑度相关的信息作为所述地面的信息，所述控制部利用与所述易滑度相关的信息，重新设定所述动作限制区域。
在地面容易滑的情况下，对象人员跌倒、平衡变差的可能性会变高。在该方式中，根据与易滑度相关的信息，例如朝提高安全性的方向改变动作限制区域，所以能够更恰当地确保对象人员的安全性。
在上述方式中，优选为，所述机器人系统具备存储部，在所述存储部中存储有所述对象人员有可能碰撞的结构物的信息以及所述对象人员有可能被绊倒的结构物的信息中的至少一种信息作为所述结构物的信息，所述控制部利用在所述对象人员有可能碰撞的结构物的信息以及所述对象人员有可能被绊倒的结构物的信息中的至少一种信息，重新设定所述动作限制区域。
在作业区内存在对象人员有可能碰撞的结构物的情况下、或者在对象人员有可能被绊倒的结构物的情况下，对象人员跌倒、平衡变差的可能性会变高。在该方式中，根据在作业区存在的这些结构物的信息，例如朝提高安全性的方向改变动作限制区域。因此，能够更恰当地确保对象人员的安全性。
在上述方式中，优选为，所述机器人系统具备存储部，在所述存储部中存储有设置在所述机器人的周围的墙壁或围栏的信息，所述墙壁或围栏能够防止所述机器人与所述对象人员接触，所述控制部基于所述墙壁或围栏的信息，重新设定所述动作限制区域。
例如，当在机器人和对象人员之间设置墙壁或围栏时，机器人与对象人员接触的可能性因墙壁或围栏而减少。在这种状况下，控制部基于墙壁或围栏的信息，能够减小动作限制区域。如此，可以根据状况来减小动作限制区域，并且能够防止因动作限制区域不必要地变大而导致的机器人的作业效率的下降。
在上述方式中，优选为，所述控制部检测或者接收所述对象人员与所述非对象人员之间的距离作为所述非对象人员信息，所述控制部基于所述距离，重新设定所述动作限制区域。
在对象人员与非对象人员之间的距离很近的情况下，对象人员跌倒、平衡变差的可能性会变高。在该方式中，根据对象人员与非对象人员之间的距离，来重新设定动作限制区域，因此能够更恰当地确保对象人员的安全性。
在上述方式中，优选为，所述机器人系统具备存储部，在所述存储部中存储有所述非对象人员的属性的信息作为所述非对象人员的信息，所述控制部检测或者接收所述对象人员与所述非对象人员之间的距离作为所述非对象人员的信息，所述控制部基于所述距离和所述非对象人员的属性的信息，重新设定所述动作限制区域。
当非对象人员是熟悉对象人员的作业内容的作业人员的情况下、以及在非对象人员是不知道对象人员的作业内容的参观者的情况下，对象人员与非对象人员无意间接触的可能性不同。在该方式中，基于对象人员与非对象人员之间的距离和所述非对象人员的属性的信息来重新设定动作限制区域，因此能够更恰当地确保对象人员的安全性。
在上述各方式中，根据作业区的地面的信息、对象人员有可能接触的结构物的信息、以及在对象人员附近存在的非对象人员或其他机器人的信息，来改变动作限制区域。换句话说，可以根据状况来减小动作限制区域，并且能够防止因动作限制区域不必要地变大而导致的机器人的作业效率的下降。
发明效果
根据本发明，考虑到安全监控对象即对象人员进行作业的环境，从而能够更恰当地确保对象人员的安全性。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的机器人系统的示例性整体结构图。
图2是本实施方式的机器人系统的控制装置的框图。
图3是本实施方式的对应数据的例子。
图4是表示本实施方式的控制装置的控制部的处理例子的流程图。
图5是本实施方式的机器人系统的示例性整体结构图。
图6是本实施方式的对应数据的例子。
图7是本实施方式的机器人系统的示例性整体结构图。
图8是本实施方式的对应数据的例子。
图9是本实施方式的换算数据的例子。
图10是本实施方式的对应数据的例子。
图11是本实施方式的对应数据的例子。
图12是本实施方式的机器人系统的示例性整体结构图。
图13是本实施方式的对应数据的例子。
图14是本实施方式的对应数据的例子。
图15是本实施方式的机器人系统的示例性整体结构图。
附图标记说明
1：机器人系统
10：机器人
11：基座
12：臂
13：工具
20：控制装置
21：控制部
23：存储部
23a：系统程序
23b：动作程序
23c：动作限制区域计算程序
23d：安全监控程序
23e：建筑物信息
30：传感器
AR：作业区
LA：动作限制区域
RA：机器人动作区域
ST：台阶
W：墙壁
具体实施方式
以下利用附图，对本发明一个实施方式的机器人系统1进行说明。
如图1所示，本实施方式的机器人系统1具备机器人10、控制装置20以及传感器30，该传感器30设置成使得在机器人10的周围进行作业的对象人员O的作业区AR进入视场角中。作业区AR是在机器人10的附近存在的区域，利用传感器30获得的数据被发送到控制装置20。
传感器30例如是设置在对象人员O的上方的二维摄像机、三维摄像机、三维传感器等，并且能在时间上连续地感知对象人员O的作业区AR。此外，即使在每隔预定时间拍摄作业区AR的情况下，也是在时间上连续的摄像。
机器人10具有：例如固定在地面上的基座11；设置在基座11上的臂12；以及安装在臂12的前端部上的工具13。本实施方式的机器人10是垂直多关节机器人，但机器人10还可以是水平多关节机器人等其他机器人。
臂12具备多个臂部件以及多个关节。另外，臂12具备：分别驱动多个关节的多个伺服马达12a(参照图2)。在各关节中内置有编码器等工作位置检测装置，工作位置检测装置的检测结果被发送到控制装置20。
工具13例如是夹持手、焊接工具、切削加工工具、去毛刺工具、研磨工具、装配工具、清扫工具等，工具13只要是能够进行根据要求的作业即可。根据需要，工具13也具备用于驱动工具的伺服马达13a(参照图2)。
如图2所示，控制装置20具备：具有处理器等的控制部21；显示装置22；具有非易失性存储器、ROM、RAM等的存储部23；作为键盘、触摸面板、操作盘等的输入装置24；用于进行信号的收发的收发部25；分别驱动多个伺服马达12a的多个伺服控制器26；以及用于驱动伺服马达13a的伺服控制器27。输入装置24和收发部25作为输入部发挥功能。控制装置20对机器人10的臂12的各伺服马达12a和工具13的伺服马达13a进行控制。
在存储部23中存储有系统程序23a，系统程序23a用于承担控制装置20的基本功能。另外，在存储部23中还存储有动作程序23b。动作程序23b是在使用工具13进行作业时、用于使臂12和工具13做动作的控制指令组。通过该结构，使机器人10的臂12和工具13根据动作程序23b进行作业。
在存储部23中，存储有动作限制区域计算程序23c和安全监控程序23d。另外，控制装置20能够接收建筑物信息23e，并且将接收到的建筑物信息23e存储在存储部23中。建筑物信息23e可以是BMI(建筑信息模型、Building Information Modeling)等的三维设计信息，还可以是利用在机器人10、作业区AR等的上方所配置的建筑物信息用传感器的检测结果而获得的数据，所述建筑物信息用传感器为三维摄像机、三维传感器、红外线传感器、声音传感器等。可以利用无人飞行装置来支撑建筑物信息用传感器，还可以利用无人飞行装置将建筑物信息用传感器配置在任意的位置上。
控制部21基于安全监控程序23d，并利用从传感器30发送的图像数据等数据和建筑物信息23e，对机器人10进行控制。在本实施方式中，作为该控制的一部分，控制部21在机器人10的动作过程中重新设定动作限制区域LA(图1等)，该动作限制区域LA是机器人10的动作受到限制的区域。机器人10的动作限制是指机器人10的动作停止、机器人10的动作速度的下降、机器人10的回避动作的开始等。
建筑物信息23e例如包含以下信息中的至少一个信息：作业区AR的地面的信息；在作业区AR存在的对象人员O有可能会碰撞的结构物的信息；在作业区AR存在的对象人员O有可能被绊倒的结构物的信息；以及在对象人员O和机器人10之间存在的围栏或墙壁W的信息。此外，该围栏或墙壁W能够防止机器人10与对象人员O之间的接触。
另外，控制装置20的控制部21对于对象人员O的位置进行检测，以便对动作限制区域LA进行重新设定。控制部21通过对从传感器30接收到的数据进行公知的图像处理、模式匹配等，从而依次检测出对象人员O的位置。
以下对重新设定动作限制区域LA的例子进行说明。
例1
当在作业区AR内的台阶ST与对象人员O之间的距离L1变小时，控制部21增大对象人员O周围的动作限制区域LA(图1)。在该例中，在控制装置20的存储部23中存储有至少在地面上的台阶ST的位置信息作为作业区AR的地面的信息。地面的信息可以包含台阶ST的形状信息。台阶ST可能会导致对象人员O的跌倒、无意识的平衡变差。
此外，在例1中，将作业区AR的地面的信息存储在存储部23中，但代替该信息，还可以在存储部23中存储有在作业区AR进行作业的对象人员O有可能碰撞的结构物的位置信息、在作业区AR进行作业的对象人员O有可能被绊倒的结构物的位置信息等。这些结构物可能会与对象人员接触，进而可能会导致对象人员O的跌倒或无意识的平衡变差。
在此，如图3所示，优选地，将上述距离L1与动作限制区域LA的大小、位置等相关联起来的数据存储在控制装置20的存储部23中。在图3的例子中，动作限制区域LA的大小利用以对象人员O的位置为中心的圆的半径r来表示，从而使上述距离L1与动作限制区域LA的半径r相关联。动作限制区域LA的位置的例子为，动作限制区域LA相对于对象人员O或机器人10的边界线的位置。代替该数据，还可将用于使距离L1与动作限制区域LA的大小、位置等相关联起来的式子存储在存储部23中。
然后，当检测出的对象人员O的位置与台阶ST之间的距离L1小于预定值时，控制部21基于动作限制区域计算程序23c，将设定在对象人员O周围的动作限制区域LA、从区域A1变成区域A2(图1)。也就是说，控制部21根据对象人员O与台阶ST之间的距离L1，重新设定对象人员O周围的动作限制区域LA。
在参照图4的流程图的同时，对此时的控制部21的处理之一例进行说明。此外，例如，图4的步骤S1-1～S1-5的处理每隔几百毫秒反复进行。
控制部21基于臂12的各关节的工作位置检测装置的检测结果，来获取机器人10的臂12的位置信息，而且，如上所述，基于从传感器30接收到的数据，来获取对象人员O的位置信息(步骤S1-1)。
而且，如上所述，控制部21将接收到的建筑物信息23e存储在存储部23中(步骤S1-2)。此外，当建筑物信息23e已经被存储在存储部23的情况下，不需要进行步骤S1-2。
接下来，控制部21基于动作限制区域计算程序23c，来计算检测出的对象人员O的位置与台阶ST之间的距离L1，将计算出的距离L1应用于图3所示的数据中，由此重新设定以对象人员O的位置为中心的动作限制区域LA的半径r(步骤S1-3)。
接下来，控制部21基于安全监控程序23d，来判断在重新设定后的动作限制区域LA、和设定在机器人10周围的机器人动作区域RA(图1)之间有没有干扰(步骤S1-4)。
然后，当在步骤S1-4中判断出有干扰时，控制部21基于安全监控程序23d，对机器人10的动作进行限制(步骤S1-5)。在步骤S1-5中，控制部21可以根据步骤S1-4的干扰状态，逐步改变机器人10的动作限制。
此外，在步骤S1-4中，控制部21可以基于臂12相对于重新设定后的动作限制区域LA的相对位置，来判断在机器人10和动作限制区域LA之间有没有干扰。
例2
控制部21根据作业区AR内的地面的与易滑度有关的信息，来改变对象人员O周围的动作限制区域LA(图5)。在图5所示的例子中，在作业区AR内的一部分的区域AR1比其他区域更滑。在控制装置20的存储部23中存储至少区域AR1的存在范围的信息作为作业区AR的地面的信息。区域AR1的地面可能会导致对象人员O的跌倒或无意识的平衡变差。
例如，如图6所示，将分别表示区域AR1和其他区域的防滑指数的数据存储在存储部23中。作为防滑指数，可以使用公知的CSR值。在图6所示的例子中，数值越小则越容易滑。
而且，当检测出的对象人员O的位置进入到区域AR1内时，控制部21基于动作限制区域计算程序23c，将设定在对象人员O周围的动作限制区域LA、从区域A3变成区域A4(图5)。也就是说，当对象人员O进入区域AR1内时，控制部21增大对象人员O周围的动作限制区域LA。
此时，控制部21执行图4的流程图的步骤S1-1、S1-2和S1-4～S1-5，同时在步骤S1-3中，通过将检测出的对象人员O的位置应用于图6所示的防滑性的数据中，从而重新设定以对象人员O的位置为中心的动作限制区域LA的半径r。
此外，防滑指数可以是预先测定的与防滑性相关的数据、由地面的材质导出的与防滑性相关的数据等。另外，作为作业区AR内的地面的与易滑度相关的信息，可以包含地面的硬度信息、地面的表面粗糙度信息、地面的劣化状态信息等。
例3
控制部21根据在作业区AR的附近或中间存在的非对象人员NO和对象人员O之间的距离，使对象人员O周围的动作限制区域LA发生变化(图7)。在该例中，如图8所示，在存储部23中存储有非对象人员NO的危险度的指数作为非对象人员NO信息。在图8所示的例子中，将对象人员O的危险度也存储在存储部23中。另外，如图9所示，将危险度与动作限制区域LA的半径r相关联起来的换算数据存储在存储部23中。在图9的换算数据中，随着危险度的数值变大，动作限制区域LA的半径r的变化变小。这是为了防止动作限制区域LA不必要地变大。代替该换算数据，还可将用于使危险度与动作限制区域LA的半径r相关联起来的式子存储在存储部23中。
另外，在该例中，对从传感器30接收到的数据进行公知的图像处理、模式匹配等，由此依次检测出非对象人员NO的位置。
然后，控制部21基于动作限制区域计算程序23c，在非对象人员NO与对象人员O之间的距离L2为预定值以上的情况下，利用与对对象人员O所设定的危险度相对应的半径r，来设定动作限制区域LA，在非对象人员NO与对象人员O之间的距离L2小于预定值的情况下，将对非对象人员NO所设定的危险度加在对对象人员O所设定的危险度上，并利用与通过该加法运算所得到的危险度相对应的半径r，来设定动作限制区域LA。也就是说，当非对象人员NO与对象人员O之间的距离L2小于预定值时，控制部21根据非对象人员NO的危险度来改变动作限制区域LA。
此时，控制部21执行图4的流程图的步骤S1-1和S1-4～S1-5，同时在步骤S1-3中，根据对象人员O与非对象人员NO之间的距离L2，将图8的数据应用于图9的换算数据中，由此重新设定以对象人员O的位置为中心的动作限制区域LA的半径r。此外，在例3的情况下，不需要进行步骤S1-2。
此外，在例1中，可以根据台阶ST的形状、结构物的种类、结构物的高度方向的位置等来设定危险度，还可以根据台阶ST或结构物与对象人员O之间的距离L1来设定危险度。另外，在例2中，可以根据防滑性来设定危险度。
而且，在例3中，可以将例1和例2的危险度加在例3的危险度上，并利用与通过该加法运算所得到的危险度相对应的半径r，来设定动作限制区域LA。此外，还可以仅利用由例1或例2所得到的危险度来设定动作限制区域LA。
另一方面，在例3中，可以使用图10所示的数据，来代替图8和图9所示的数据。图10表示：用于使对象人员O和非对象人员NO之间的距离L2与动作限制区域LA的半径r相关联的数据的例子。即使在使用图10的数据的情况下，也能够根据对象人员O和非对象人员NO之间的距离L2来改变动作限制区域LA。此外，还可以使用用于使距离L2与动作限制区域LA的半径r相关联起来的式子，来代替图10的数据。
另外，在例3中，可以将多种非对象人员NO的危险度的指数分别存储在存储部23中(图11)。在图11的例子中，对象人员O的危险度的指数没有被存储在存储部23中。控制部21根据非对象人员NO所佩戴的头盔上的标记、颜色等能够识别出非对象人员NO的种类。例如，通过使对其他机器人进行作业的作业人员所佩戴的头盔不同于参观者所佩戴的头盔，由此控制部21能够识别出非对象人员NO是作业人员还是参观者。
例4
控制部21根据在作业区AR附近存在的其他机器人10'与对象人员O之间的距离L3，来改变对象人员O周围的动作限制区域LA(图12)。作为一个例子，其他机器人10'具有与机器人10相同的基座11和臂12，并且由控制装置20进行控制。将其他机器人10'的臂12的位置信息、从其他机器人10'的控制装置20依次发送到机器人10的控制装置20。
在例4中，如图13所示，将在检测出的对象人员O的位置和其他机器人10'的臂12的位置之间的距离L3、与动作限制区域LA的半径r相关联起来的数据，存储在存储部23中。代替该数据，还可将用于使距离L3与动作限制区域LA的半径r相关联起来的式子存储在存储部23中。
而且，控制部21基于动作限制区域计算程序23c，并根据距离L3，来改变在对象人员O周围所设定的动作限制区域LA的半径r。也就是说，当对象人员O与其他机器人10'之间的距离L3变小时，控制部21增大对象人员O周围的动作限制区域LA。
此时，控制部21执行图4的流程图的步骤S1-1和S1-4～S1-5，同时在步骤S1-3中，通过将检测出的距离L3应用于图13所示的数据中，从而重新设定以对象人员O的位置为中心的动作限制区域LA的半径r。此外，在例4的情况下，不需要进行步骤S1-2。
此外，在例4中，可以将使距离L3与危险度相关联起来的数据存储在存储部23中。在这种情况下，将与检测出的距离L3相对应的危险度应用于图9所示的换算数据中，由此重新设定以对象人员O的位置为中心的动作限制区域LA的半径r。
并且，如图14所示，可以将使其他机器人10'的动作状态与危险度相关联起来的数据存储在存储部23中。在这种情况下，将图14所示的危险度加在与距离L3相对应的危险度上而得到的值，应用于图9所示的换算数据中。
例5
控制部21根据对象人员O相对于在机器人10周围所设置的墙壁W的位置，来改变对象人员O周围的动作限制区域LA(图15)。在该例中，在作业区AR内、或者在作业区AR和机器人10之间存在墙壁W，在存储部23中存储墙壁W的存在范围的信息作为建筑物信息23e。当对象人员O位于与墙壁W的存在范围相对应的预定范围AR2时，控制部21基于动作限制区域计算程序23c，并沿墙壁W来删除动作限制区域LA的一部分。墙壁W可以是围栏。可以将预定范围AR2的信息存储在存储部23中。
此时，控制部21执行图4的流程图的步骤S1-1、S1-2和S1-4～S1-5，同时在步骤S1-3中，基于检测出的对象人员O相对于墙壁W的存在范围的位置，重新设定以对象人员O的位置为中心的动作限制区域LA的半径r。
此外，在上述例1～例5中，对象人员O可以佩戴可穿戴式终端，控制部21基于可穿戴式终端的GPS信息，依次获取对象人员O的位置信息。同样地，在上述例3中，非对象人员NO也可以佩戴可穿戴式终端，基于可穿戴式终端的GPS信息，依次获取非对象人员NO的位置。
并且，在上述例1～例5中，可以利用可穿戴式终端，来检测对象人员O的脉搏、体温等身体信息，控制部21根据检测出的对象人员O的身体信息，来改变对象人员O周围的动作限制区域LA。
另外，在上述例3中，可以利用可穿戴式终端，来检测非对象人员NO的脉搏、体温等身体信息，控制部21根据检测出的非对象人员NO的身体信息，来改变对象人员O周围的动作限制区域LA。
身体信息表示对象人员O和非对象人员NO的紧张状态、疲劳状态等。因此，根据身体信息来改变动作限制区域LA的事情，有利于确保对象人员O的安全性。
另外，在上述例1～例5中，控制部21基于对象人员O所持有的终端的近距离无线通信用信号的强度，控制部21可以依次获取对象人员O的位置信息。另外，在上述例3中，控制部21基于非对象人员NO所持有的终端的近距离无线通信用信号的强度，可以依次获取非对象人员NO的位置信息。
如此，在本实施方式中，控制部21根据作业区AR的地面的信息、对象人员O有可能接触的结构物的信息、以及在对象人员O附近存在的非对象人员NO或其他机器人10'的信息，例如朝提高安全性的方向改变动作限制区域LA。因此，能够更恰当地确保对象人员O的安全性。
另外，控制部21利用设置在地面上的台阶ST的信息，重新设定动作限制区域LA。台阶ST是可能导致对象人员O跌倒、平衡变差的原因的结构物。在本实施方式中，例如，根据台阶ST的信息，朝提高安全性的方向改变动作限制区域LA，因此能够更恰当地确保对象人员O的安全性。
此外，控制部21利用上述与地面的易滑度有关的信息，重新设定动作限制区域LA。在地面容易滑的情况下，对象人员O跌倒、平衡变差的可能性会变高。在本实施方式中，例如，根据与易滑度相关的信息，朝提高安全性的方向改变动作限制区域LA，因此能够更恰当地确保对象人员O的安全性。
另外，控制部21利用对象人员O有可能碰撞的结构物的信息、以及对象人员O有可能被绊倒的结构物的信息中的至少一种信息，重新设定动作限制区域LA。当作业区AR内存在使对象人员O有可能碰撞的结构物、或者使对象人员O有可能被绊倒的结构物的情况下，对象人员O跌倒、平衡变差的可能性会变高。在本实施方式中，根据在作业区AR存在的这些结构物的信息，例如朝提高安全性的方向改变动作限制区域LA。因此，能够更恰当地确保对象人员O的安全性。
此外，在存储部23中存储在机器人10的周围所设置的墙壁W或围栏的信息，墙壁W或围栏能够防止机器人10与对象人员O之间的接触。控制部21基于墙壁W或围栏的信息，重新设定动作限制区域LA。
例如，在机器人10和对象人员O之间设置墙壁W时，机器人10与对象人员O之间的接触的可能性因墙壁W而减少。在这种状况下，控制部21基于墙壁W的信息，能够减小动作限制区域LA。如此，可以根据状况来减小动作限制区域LA，并且能够防止因动作限制区域LA不必要地变大而导致的机器人10的作业效率的下降。
另外，在本实施方式中，由于根据对象人员O与非对象人员NO之间的距离来重新设定动作限制区域LA，因此能够更恰当地确保对象人员O的安全性。
此外，可以在存储部23中存储非对象人员NO的属性的信息作为非对象人员NO信息，控制部21基于对象人员O与非对象人员NO之间的距离L2和非对象人员NO的属性的信息，重新设定动作限制区域LA。
当非对象人员NO是熟悉对象人员O的作业内容的作业人员的情况下、以及在非对象人员NO是不知道对象人员O的作业内容的参观者的情况下，对象人员O与非对象人员NO无意间接触的可能性不同。在本实施方式中，基于对象人员O与非对象人员NO之间的距离L2和非对象人员NO的属性的信息，来重新设定动作限制区域LA，因此能够更恰当地确保对象人员O的安全性。
在本实施方式中，根据作业区AR的地面的信息、对象人员O有可能接触的结构物的信息、以及在对象人员O附近存在的非对象人员NO或其他机器人10'的信息，来改变动作限制区域LA。换句话说，可以根据状况来使动作限制区域LA变小，并且能够防止因动作限制区域LA不必要地变大而导致的机器人10的作业效率的下降。
此外，在上述例1～例5中，控制部21可以根据作业区AR的地面的信息、对象人员O有可能接触的结构物的信息、以及在对象人员O附近存在的非对象人员NO或其他机器人10'的信息，使动作限制区域LA中的机器人10一侧的边界线的位置移动、或者使动作限制区域LA本身的位置移动。即使在这种情况下，也可以达到与上述相同的作用效果。
另外，动作限制区域LA可以是包含对象人员O位置的非圆形形状，动作限制区域LA可以是其他各种形状。
此外，传感器30可以是能够检测出对象人员O和非对象人员NO的位置信息的结构。在这种情况下，控制部21可以从传感器30接收到对象人员O的位置信息和非对象人员NO的位置信息。

Claims (7)

1.一种机器人系统，其特征在于，
所述机器人系统具备机器人和控制部，所述控制部设定限制所述机器人的动作的动作限制区域，
所述控制部利用如下信息中的至少一个信息，重新设定所述动作限制区域：在所述机器人的周围进行作业的对象人员的作业区的地面的信息、所述对象人员有可能接触的结构物的信息、在所述对象人员的附近存在的非对象人员的信息、以及在所述对象人员的附近存在的其他机器人的信息。
2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，
所述机器人系统具备存储部，在所述存储部中存储有设置在所述地面上的台阶的信息作为所述地面的信息，
所述控制部利用所述台阶的信息，重新设定所述动作限制区域。
3.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，
所述机器人系统具备存储部，在所述存储部中存储有与所述地面的易滑度相关的信息作为所述地面的信息，
所述控制部利用与所述易滑度相关的信息，重新设定所述动作限制区域。
4.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，
所述机器人系统具备存储部，在所述存储部中存储有所述对象人员有可能碰撞的结构物的信息以及所述对象人员有可能被绊倒的结构物的信息中的至少一种信息作为所述结构物的信息，
所述控制部利用所述对象人员有可能碰撞的结构物的信息以及所述对象人员有可能被绊倒的结构物的信息中的至少一种信息，重新设定所述动作限制区域。
5.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，
所述机器人系统具备存储部，在所述存储部中存储有设置在所述机器人的周围的墙壁或围栏的信息，
所述墙壁或围栏能够防止所述机器人与所述对象人员接触，
所述控制部基于所述墙壁或围栏的信息，重新设定所述动作限制区域。
6.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，
所述控制部检测或者接收所述对象人员与所述非对象人员之间的距离作为所述非对象人员的信息，
所述控制部基于所述距离，重新设定所述动作限制区域。
7.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，
所述机器人系统具备存储部，在所述存储部中存储有所述非对象人员的属性的信息作为所述非对象人员的信息，
所述控制部检测或者接收所述对象人员与所述非对象人员之间的距离作为所述非对象人员的信息，
所述控制部基于所述距离和所述非对象人员的属性的信息，重新设定所述动作限制区域。
CN201910393982.8A 2018-05-15 2019-05-13 机器人系统 Pending CN110480629A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018093489A JP6748145B2 (ja) 2018-05-15 2018-05-15 ロボットシステム
JP2018-093489 2018-05-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110480629A true CN110480629A (zh) 2019-11-22

Family

ID=68419791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910393982.8A Pending CN110480629A (zh) 2018-05-15 2019-05-13 机器人系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10987810B2 (zh)
JP (1) JP6748145B2 (zh)
CN (1) CN110480629A (zh)
DE (1) DE102019112043B4 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106406312B (zh) * 2016-10-14 2017-12-26 平安科技（深圳）有限公司 导览机器人及其移动区域标定方法
JP2020189367A (ja) * 2019-05-22 2020-11-26 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステム
CN111055276A (zh) * 2019-12-06 2020-04-24 国电南瑞科技股份有限公司 一种机器人安全防护方法、装置及系统
CN111590571B (zh) * 2020-05-15 2022-03-04 深圳国信泰富科技有限公司 一种机器人安全控制系统
GB2595289A (en) * 2020-05-21 2021-11-24 Bae Systems Plc Collaborative robot system
US20220187803A1 (en) * 2020-12-16 2022-06-16 The Boeing Company Shop Floor Social Distancing for Aircraft Assembly

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102201030A (zh) * 2010-03-26 2011-09-28 索尼公司 机器人设备、机器人设备执行的信息提供方法和存储介质
CN103802117A (zh) * 2012-11-12 2014-05-21 株式会社安川电机 机器人系统
JP5523386B2 (ja) * 2011-04-15 2014-06-18 三菱電機株式会社 衝突回避装置
CN104044140A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 株式会社安川电机 机器人系统及机器人系统的控制方法
CN104428107A (zh) * 2012-07-10 2015-03-18 西门子公司 机器人布置和用于控制机器人的方法
US20170320212A1 (en) * 2016-05-09 2017-11-09 Opiflex Automation AB Fenceless industrial robot system

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5035768B1 (zh) 1970-08-07 1975-11-19
JPS5035788B1 (zh) 1970-11-30 1975-11-19
JPS525366B2 (zh) 1973-01-31 1977-02-12
JPS5523386B2 (zh) 1974-08-20 1980-06-23
DE10152543A1 (de) 2001-10-24 2003-05-08 Sick Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer sicherheitsrelevanten Funktion einer Maschine
JP4513568B2 (ja) 2002-07-18 2010-07-28 株式会社安川電機 ロボット制御装置
JP2004243427A (ja) 2003-02-12 2004-09-02 Yaskawa Electric Corp ロボット制御装置およびロボット制御方法
CN100556623C (zh) 2004-10-19 2009-11-04 松下电器产业株式会社 自动机械装置
FR2894318B1 (fr) * 2005-12-07 2008-03-07 Lectra Sa Procede de gestion de securite active pour une machine de travail automatique.
DE102006048163B4 (de) 2006-07-31 2013-06-06 Pilz Gmbh & Co. Kg Kamerabasierte Überwachung bewegter Maschinen und/oder beweglicher Maschinenelemente zur Kollisionsverhinderung
JP4576445B2 (ja) 2007-04-12 2010-11-10 パナソニック株式会社 自律移動型装置および自律移動型装置用プログラム
JP4717105B2 (ja) * 2008-08-29 2011-07-06 株式会社日立製作所 自律移動ロボット装置及びかかる装置における飛び出し衝突回避方法
JP2010120139A (ja) * 2008-11-21 2010-06-03 New Industry Research Organization 産業用ロボットの安全制御装置
WO2010063319A1 (en) * 2008-12-03 2010-06-10 Abb Research Ltd. A robot safety system and a method
JP2011200947A (ja) * 2010-03-24 2011-10-13 Sony Corp 制御装置、制御方法およびプログラム
JP4938118B2 (ja) * 2010-08-17 2012-05-23 ファナック株式会社 人間協調ロボットシステム
JP2012236244A (ja) 2011-05-10 2012-12-06 Sony Corp ロボット装置、ロボット装置の制御方法、並びにロボット装置制御用プログラム
JP5978028B2 (ja) 2012-06-28 2016-08-24 本田技研工業株式会社 移動ロボットの制御装置
US9513606B1 (en) * 2013-04-05 2016-12-06 The Boeing Company Safety systems and methods for production environments
JP6007873B2 (ja) * 2013-08-30 2016-10-12 トヨタ自動車株式会社 ロボット及びその制御方法
JP2017094409A (ja) 2015-11-18 2017-06-01 株式会社日本自動車部品総合研究所 動作予告装置
JP6657859B2 (ja) 2015-11-30 2020-03-04 株式会社デンソーウェーブ ロボット安全システム
JP6504072B2 (ja) * 2016-02-15 2019-04-24 オムロン株式会社 作業領域推定装置、制御装置、制御システム、作業領域推定方法およびプログラム
JP2017177321A (ja) 2016-03-23 2017-10-05 セイコーエプソン株式会社 制御装置及びロボットシステム
US10213916B2 (en) 2016-03-23 2019-02-26 Seiko Epson Corporation Control apparatus and robot system
JP6866673B2 (ja) * 2017-02-15 2021-04-28 オムロン株式会社 監視システム、監視装置、および監視方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102201030A (zh) * 2010-03-26 2011-09-28 索尼公司 机器人设备、机器人设备执行的信息提供方法和存储介质
JP5523386B2 (ja) * 2011-04-15 2014-06-18 三菱電機株式会社 衝突回避装置
CN104428107A (zh) * 2012-07-10 2015-03-18 西门子公司 机器人布置和用于控制机器人的方法
CN103802117A (zh) * 2012-11-12 2014-05-21 株式会社安川电机 机器人系统
CN104044140A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 株式会社安川电机 机器人系统及机器人系统的控制方法
US20170320212A1 (en) * 2016-05-09 2017-11-09 Opiflex Automation AB Fenceless industrial robot system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019198907A (ja) 2019-11-21
US10987810B2 (en) 2021-04-27
DE102019112043B4 (de) 2021-10-14
JP6748145B2 (ja) 2020-08-26
DE102019112043A1 (de) 2019-11-21
US20190351554A1 (en) 2019-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110480629A (zh) 机器人系统
JP6479264B2 (ja) 協働ロボットシステム、及びその制御方法
EP3248740B1 (en) A fenceless industrial robot system
US10335964B2 (en) Method and system for controlling robot
CN104428107B (zh) 机器人布置和用于控制机器人的方法
US20140135984A1 (en) Robot system
US10071481B2 (en) Safety system for industrial robots
EP3715065B1 (en) Controlling a robot in the presence of a moving object
CN105247268B (zh) 用于保护自动操作机器的设备和方法
US9043025B2 (en) Systems and methods for safe robot operation
EP3418009B1 (en) Contact determination device, control device, contact determination system, contact determination method, and contact determination program
US20170274532A1 (en) Robot control device, robot, and simulation device
CN109318244A (zh) 多关节机器人的控制装置
KR20180048620A (ko) 제어 장치, 시스템, 제어 방법 및 프로그램
Matsuno et al. Adaptive update of reference capacitances in conductive fabric based robotic skin
Ostermann et al. Freed from fences-Safeguarding industrial robots with ultrasound
JP6885909B2 (ja) ロボット制御装置
US20240012383A1 (en) Clustering and detection system and method for safety monitoring in a collaborative workspace
JP2003334783A (ja) ロボットの情報制御方法
EP4205914A1 (en) System and method for determining allowable robot speed in a collaborative workspace
Wada et al. Co-worker Robot PaDY Escorts Worker: Determination of Appropriate Delivery Position
CN115421475A (zh) 区域设定装置、机架、控制系统、区域设定方法以及存储有程序的记录介质
Ogorodnikova Creating an active awareness system for humans in robotic workcell
KR101347618B1 (ko) 이동형 양팔 로봇의 충돌 회피방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20211203