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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem, das die Sicherheit von Menschen mit einem Sichtsensor verbessert.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Das japanische Patent
JP 5 582 422 B2 offenbart ein Robotersystem, bei dem sich ein Roboter in einem Betriebsbereich bewegt, zu dem der Zugang durch Menschen eingeschränkt ist. Allgemein ist es unzweckmäßig, wenn der Roboter zu diesem Zeitpunkt gestoppt wird. Wenn die Anwesenheit einer Person im Betriebsbereich festgestellt, während der Roboter einen Arbeitsschritt durchführt, muss der Roboter einen weiteren Schritt durchführen, bevor er stoppt.
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Ferner offenbart die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) JP H05- 77 179 A ein Robotersystem, bei dem ein Wartungsanforderungssignal eingegeben wird, wenn ein Roboter in Bewegung ist: der Roboter setzt seinen Betrieb bis zum Ende eines Blocks fort, wenn das Wartungsanforderungssignal eingegeben wird, und unterbricht dann die Arbeit, und anschließend bewegt sich der Roboter an eine vorgegebene Position, an der Arbeiter die Wartungsarbeit optimal durchführen können.
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Ferner offenbart das japanische Patent
JP 4 405 468 B2 , dass von einer ersten Bildaufzeichnungseinheit und einer zweiten Bildaufzeichnungseinheit aufgezeichnete Bilder durch wenigstens zwei verschiedene Verfahren analysiert werden und anschließend der Roboter gestoppt wird, wenn ein fremdes Objekt von einem der Verfahren festgestellt wird.
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Die
DE 10 2014 209 371 A1 beschreibt ein System zur Steuerung einer Arbeitsmaschine mit einem Auslegen, wobei mittels einer 3D-Kamera ein Marker an dem Ausleger überwacht. Die
DE 10 2008 060 004 A1 beschreibt einen Sicherheitsschalter für eine bewegliche Schutztür, wobei Sensoren den geschlossenen und verriegelten Zustand der Schutztür detektieren. Die
DE 10 2010 050 547 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Sicherheitsüberwachung eines Roboters, wobei mittels einer berührungslosen Erfassungseinrichtung ein Arbeitsraum des Roboters überwacht wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im japanischen Patent
JP 5 582 422 B2 muss jedoch solch eine ungeeignete Phase vorab definiert und beim Programmieren berücksichtigt werden. Wenn das im japanischen Patent
JP 5 582 422 B2 offenbarte Verfahren auf ein bestehendes Robotersystem angewendet wird, müssen Softwareprogramme des Robotersystems und Schaltkreise eine Steuerung von diesem geändert werden. Diese Änderungen verursachen relativ hohe Kosten und erheblichen Aufwand. Ferner erfordert das Ändern von Softwareprogrammen und Schaltkreisen ein hohes Maß an Fähigkeiten und Sorgfalt von Arbeitskräften und nur eine begrenzte Zahl von Arbeitskräften kann solch eine Arbeit durchführen. Das ungehinderte Durchführen solcher Arbeiten an dem Ort, an dem sich das Robotersystem befindet, ist schwierig. Ferner kann das geänderte Robotersystem eine Gefahr für Personen darstellen, wenn ein Fehler bei diesen Änderungen begangen wird. Im Allgemeinen werden Programmänderungen usw. an bestehenden Robotersystemen nicht aktiv durchgeführt.
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Beim System der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) JP H05- 77 179 A müssen zuvor Informationen zur vorgegebenen Stellung, die für Arbeitskräfte zum Durchführen von Wartungsarbeiten geeignet ist, und Informationen zum Bewegen des Roboters in die vorgegebene Stellung ermittelt werden. Ferner wird beim System der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) JP H05- 77 179 A der Roboter nach Eingabe des Wartungsanforderungssignals vorübergehend an einem Blockende gestoppt. Wenn sich somit der Roboter von der Stoppposition (am Blockende) zur vorgegebenen Position für die Wartungsarbeit bewegt, besteht die Möglichkeit, dass der Roboter auf ein Hindernis trifft. Das gleiche Problem besteht, wenn der Roboter nach der Wartungsarbeit in die Stoppposition zurückkehrt.
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Ferner ist im japanischen Patent
JP 4 405 468 B2 die Stoppposition des Roboters eine Position, wenn ein fremdes Objekt festgestellt wird, und daher kann das Ermitteln solch einer Stoppposition des Roboters schwierig sein. Ferner kann je nach Stoppposition des Roboters der Neustart des Betriebs des Roboters schwierig sein.
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Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund der zuvor beschriebenen Umstände entwickelt; ihre Aufgabe besteht darin, ein Robotersystem bereitzustellen, das auf ein bestehendes System ohne Ändern der Programme usw. anwendbar ist und keine Gefahr für Personen darstellt.
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Zum Erfüllen der zuvor genannten Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Robotersystem umfassend einen Roboter mit den Merkmalen des Hauptanspruchs, der in einem Roboterbetriebsabschnitt bereitgestellt wird, und eine Robotersteuerung, die den Betrieb des Roboters im Roboterbetriebsabschnitt steuert, bereitgestellt, umfassend: eine Bildgebungseinheit zur Bildgebung eines vorgegebenen Abschnitts, der wenigstens einen Teil des Roboterbetriebsabschnitts umfasst; eine Bildverarbeitungseinheit, die von der Bildgebungseinheit aufgezeichnete Bilder verarbeitet; eine Betretungsanforderungseinheit, die betätigt werden muss, wenn eine Person das Betreten des vorgegebenen Abschnitts anfordert; und eine Signalausgabeeinheit, die, wenn die Person das Betreten des vorgegebenen Abschnitts angefordert hat, entsprechend einem Verarbeitungsergebnis der Bildverarbeitungseinheit ein Betretungserlaubnissignal ausgibt, das angibt, dass die Personal den vorgegebenen Abschnitt betreten darf; wobei, wenn die Bildverarbeitungseinheit feststellt, dass der Roboter eine vorab angelernte Stoppposition erreicht hat, nachdem die Person das Betreten des vorgegebenen Abschnitts angefordert hat, wenigstens eines aus einer Anweisung zum Stoppen des Roboters und einer Anweisung zum Stoppen eines Teils des Robotersystems, das erforderlich ist, um der Person das Betreten zu ermöglichen, ausgegeben wird und die Signalausgabeeinheit das Betretungserlaubnissignal ausgibt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt beim Robotersystem gemäß dem ersten Aspekt die Signalausgabeeinheit entsprechend einem Verarbeitungsergebnis der Bildverarbeitungseinheit wenigstens eines aus einem Betretungssperrsignal, das angibt, dass die Person nicht den vorgegebenen Abschnitt betreten darf, wenn der Roboter in Betrieb ist, und das Betretungserlaubnissignal aus.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist beim Robotersystem gemäß dem ersten Aspekt, wenn von der ersten Bildverarbeitungseinheit festgestellt wird, dass die Person den vorgegebenen Abschnitt verlassen hat, der Teil des Robotersystems oder der Roboter zu einem Neustart ausgebildet.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist beim Robotersystem gemäß einem Aspekt vom ersten bis dritten Aspekt, wenn von der Bildverarbeitungseinheit festgestellt wird, nachdem die Signalausgabeeinheit das Betretungserlaubnissignal ausgegeben hat, dass der Betrieb des Roboters gestartet hat, wenigstens eines aus dem Teil des Robotersystems und dem Roboter zum Stoppen ausgebildet.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst beim Robotersystem gemäß einem Aspekten vom ersten bis vierten Aspekt die Bildverarbeitungseinheit einen Bestimmungsteil für einen sich bewegenden Körper, der bestimmt, dass ein sich bewegender Körper, der ein Bildmodell eines getragenen Gegenstands eines von der Person getragenen Gegenstands umfasst, die Person ist, und der bestimmt, dass ein sich bewegender Körper, der nicht das Bildmodell eines getragenen Gegenstands umfasst, ein fremdes Objekt ist, und wobei, wenn der sich bewegende Körper, der vom Bestimmungsteil für einen sich bewegenden Körper als fremdes Objekt bestimmt wurde, im vorgegebenen Abschnitt festgestellt wird, wenigstens eines aus dem Teil des Robotersystems und dem Roboter zum Stoppen ausgebildet ist.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist beim Robotersystem gemäß einem Aspekt vom ersten bis fünften Aspekt, wenn die Bildverarbeitungseinheit die Person aus dem Blick verliert, bevor sie feststellt, dass die Person den vorgegebenen Abschnitt verlassen hat, wenigstens eines aus dem Teil des Robotersystems und dem Roboter zum Stoppen ausgebildet.
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Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist beim Robotersystem gemäß dem fünften Aspekt, wenn die Bestimmungseinheit für einen sich bewegenden Körper bestimmt, dass ein sich bewegender Körper im vorgegebenen Abschnitt die Person ist, bevor die Signalausgabeeinheit das Betretungserlaubnissignal ausgibt, wenigstens eines aus dem Teil des Robotersystems und dem Roboter zum Stoppen ausgebildet.
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Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird beim Robotersystem gemäß einem Aspekt vom ersten bis siebten Aspekt die Stoppposition auf den Betriebsweg des Roboters festgelegt und vorab angelernt.
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Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst beim Robotersystem gemäß dem zweiten Aspekt die Signalausgabeeinheit wenigstens eines aus einem ersten Ausgabeteil, der das Betretungserlaubnissignal ausgibt, und einem zweiten Ausgabeteil, der das Betretungssperrsignal ausgibt; wenn die Signalausgabeeinheit nur den ersten Ausgabeteil umfasst, darf die Person den vorgegebenen Abschnitt nicht betreten, wenn der erste Ausgabeteil nicht das Betretungserlaubnissignal ausgibt, wobei der erste Ausgabeteil so angeordnet ist, dass er von der Person erkennbar ist; wenn die Signalausgabeeinheit nur den zweiten Ausgabeteil umfasst, darf die Person den vorgegebenen Abschnitt betreten, wenn der zweite Ausgabeteil nicht das Betretungssperrsignal ausgibt, wobei der zweite Ausgabeteil so angeordnet ist, dass er von der Person erkennbar ist; und wenn die Signalausgabeeinheit den ersten Ausgabeteil und den zweiten Ausgabeteil umfasst, sind der erste Ausgabeteil und der zweite Ausgabeteil so angeordnet, dass sie von der Person erkennbar sind.
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Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird beim Robotersystem gemäß einem Aspekt vom ersten bis neunten Aspekt die Stoppposition auf den Weg der Arbeitsbewegung des Roboters festgelegt und vorab angelernt, wobei eine Passierposition des Roboters in einem vorgegebenen Abstand vor der Stoppposition auf dem Weg angeordnet angelernt wird, und wobei, wenn von der Bildverarbeitungseinheit festgestellt wird, dass der Roboter die Passierposition erreicht hat, die Signalausgabeeinheit zum Ausgeben eines Betretungsvorbereitungssignals ausgebildet ist, das angibt, dass die Betretungsanforderungseinheit von der Person betätigt werden kann.
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Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist beim Robotersystem gemäß einem Aspekt vom ersten bis neunten Aspekt die Stoppposition als ein Raum von vorgegebener Größe definiert, wobei, wenn von der Bildverarbeitungseinheit festgestellt wird, dass der Roboter den Raum erreicht hat, bestimmt wird, dass der Roboter die Stoppposition erreicht hat.
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Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist beim Robotersystem gemäß dem zehnten Aspekt die Stoppposition oder die Passierposition als ein Raum von vorgegebener Größe definiert, wobei, wenn von der Bildverarbeitungseinheit festgestellt wird, dass der Roboter den Raum erreicht hat, bestimmt wird, dass der Roboter die Stoppposition oder die Passierposition erreicht hat.
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Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst beim Robotersystem gemäß dem zehnten oder zwölften Aspekt die Signalausgabeeinheit einen ersten Ausgabeteil, der ein Betretungserlaubnissignal ausgibt, einen zweiten Ausgabeteil, der ein Betretungssperrsignal ausgibt, das angibt, dass die Person den vorgegebenen Abschnitt nicht betreten darf, und einen dritten Ausgabeteil, der das Betretungsvorbereitungssignal ausgibt, wobei der erste Ausgabeteil, der zweite Ausgabeteil und der dritte Ausgabeteil so angeordnet sind, dass sie von der Person erkennbar sind.
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Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden beim Robotersystem gemäß dem zehnten Aspekt das Betretungserlaubnissignal, das Betretungssperrsignal und das Betretungsvorbereitungssignal optisch oder akustisch oder beides so, dass sie sich voneinander unterscheiden, ausgegeben.
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Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist beim Robotersystem gemäß einem Aspekt vom ersten bis vierzehnten Aspekt die Robotersteuerung zum Stoppen des Roboters nach dem Verlangsamen oder durch Trennen der Stromversorgung des Roboters ausgebildet.
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Beim ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn der Roboter die Stoppposition erreicht, der Roboter an der Stoppposition gestoppt und das Robotersystem wird teilweise gestoppt; und anschließend wird das Betretungserlaubnissignal ausgegeben. Da der Roboter usw. bereits gestoppt ist, wenn das Betretungserlaubnissignal ausgegeben wird, kann die Person den vorgegebenen Abschnitt sicher betreten. Das heißt, selbst wenn eine Person das Betreten des vorgegebenen Abschnitts anfordert, darf die Person nicht den vorgegebenen Abschnitt betreten, solange der Roboter in Bewegung ist.
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Ferner ist der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung auf bestehende Robotersysteme ohne Änderungen am Roboter einfach durch Installieren der Bildgebungseinheit und durch Anlernen der Stoppposition des Roboters an der Bildverarbeitungseinheit anwendbar. Ein Ändern von Softwareprogrammen und Schaltkreisen ist nicht erforderlich.
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Beim zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung darf die Person nicht den vorgegebenen Abschnitt betreten, wenn das Betretungssperrsignal ausgegeben wird, während die Person den vorgegebenen Abschnitt betreten darf, wenn das Betretungserlaubnissignal ausgegeben wird.
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Beim dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Sicherheit der Person gewährleistet werden, da der Roboter usw. neugestartet wird, nachdem die Person den vorgegebenen Abschnitt verlässt.
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Beim vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Not-Aus des Roboters usw. ausgelöst werden, wenn sich der Roboter in Bewegung setzt, während der Roboter gestoppt sein muss. Somit kann der gleiche Grad an Sicherheit gewährleistet werden, als wenn vorab ein Not-Aus ausgelöst wird. Das heißt, selbst wenn es sich um einen Abschnitt handelt, der nach einem Not-Aus des Roboters usw. betreten werden darf, ermöglicht die vorliegende Erfindung der Person das Betreten solch eines Abschnitts ohne Not-Aus des Roboters usw. Somit ermöglicht, selbst wenn es einen Abschnitt gibt, in dem Arbeitskräfte nicht optimal Wartungsarbeiten in einem Not-Aus-Zustand durchführen können, die vorliegende Erfindung ein Durchführen solcher Wartungsarbeiten. Ferner kann, wenn der Roboter neugestartet wird, die durch den Not-Aus verursachte Einwirkung beseitigt werden.
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Beim fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bestimmt, dass ein sich bewegender Körper, der das Bildmodell eines getragenen Gegenstands (beispielsweise Helm, Kappe, Schild usw.) nicht umfasst, ein fremdes Objekt ist, und es kann somit ein fremdes Objekt einfach erkannt werden. Wenn ein sich bewegender Körper, der das Bildmodell eines getragenen Gegenstands umfasst, das heißt eine Person, im vorgegebenen Abschnitt festgestellt wird, wird der Roboter usw. nicht gestoppt und die Person kann die Arbeit fortsetzen. Eine Person, die den zu tragenden Gegenstand nicht trägt, darf nicht im vorgegebenen Abschnitt arbeiten und wird als ein fremdes Objekt im vorgegebenen Abschnitt bestimmt. Entsprechend wird ein Not-Aus des Roboters usw. ausgelöst und es kann die Sicherheit dieser Person gewährleistet werden.
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Beim sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Bildverarbeitungseinheit eine Person im vorgegebenen Abschnitt aus dem Blick verliert, der Roboter usw. entsprechend gestoppt, um die Sicherheit der Person zu gewährleisten.
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Beim siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, wenn ein Person im vorgegebenen Abschnitt festgestellt wird, während die Person den vorgegebenen Abschnitt nicht betreten darf, der Roboter usw. entsprechend gestoppt, um die Sicherheit der Person zu gewährleisten.
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Stellen, die für Arbeitskräfte zum Durchführen von Wartungsarbeiten geeignet sind, befinden sich häufig im Betriebsweg des Roboters. Beim achten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, wenn der Roboter für eine Wartungsarbeit gestoppt wird, der Roboter nach der Wartungsarbeit sehr sanft neugestartet werden.
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Beim neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann durch einfache Bezugnahme auf wenigstens einen der Ausgabeteile eine Person einfach bestimmen, ob der vorgegebene Abschnitt sicher betreten werden kann oder nicht. Ferner kann die Zahl der Ausgabeteile verringert werden.
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Beim zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, wenn der Roboter die Passierposition erreicht, das Betretungsvorbereitungssignal ausgegeben werden. Danach darf, wenn eine Person das Betreten des vorgegebenen Abschnitts anfordert, die Person den Abschnitt entsprechend betreten. Somit kann die Person einfach den richtigen Zeitpunkt zum Stellen der Anforderung finden.
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Beim elften und zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, da die Stoppposition usw. als ein Raum von vorgegebener Größe definiert ist, eine Reserve für die Stoppposition usw. eingeräumt werden.
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Beim dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, da die Signalausgabeeinheit drei Teile, das heißt den ersten Ausgabeteil bis dritten Ausgabeteil, umfasst, die Signalausgabeeinheit ähnlich wie eine Verkehrsampel gestaltet werden. In diesem Fall können Personen einfach Signale erkennen, welche die Signalausgabeeinheit ausgibt.
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Beim vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Signalausgabeeinheit in einer relativ einfachen Struktur gestaltet werden.
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Beim fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann, wenn der Roboter nach dem Verlangsamen gestoppt wird, die Last auf den Roboter verringert werden, und wenn der Roboter durch Trennen der Stromversorgung des Roboters gestoppt wird, kann der Roboter sicher gestoppt werden.
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Diese Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden anhand der ausführlichen Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen ersichtlich, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Robotersystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt ein Fließbild zur Darstellung des grundlegenden Betriebs des Robotersystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 3A zeigt eine erste Ansicht zur Darstellung eines von einem Sichtsensor zusammen mit einer Signalausgabeeinheit aufgezeichneten Bildes.
- 3B zeigt eine zweite Ansicht zur Darstellung eines vom Sichtsensor zusammen mit der Signalausgabeeinheit aufgezeichneten Bildes.
- 3C zeigt eine dritte Ansicht zur Darstellung eines vom Sichtsensor zusammen mit der Signalausgabeeinheit aufgezeichneten Bildes.
- 4 zeigt ein erstes Fließbild zur Darstellung des Betriebs des Robotersystems.
- 5 zeigt ein zweites Fließbild zur Darstellung des Betriebs des Robotersystems.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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In Bezug auf die beigefügten Zeichnungen folgt eine Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In den folgenden Figuren sind ähnliche Elemente mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Figuren sind nicht maßstabsgerecht, um das Verständnis zu erleichtern.
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1 zeigt eine Übersicht des Robotersystems auf Basis der vorliegenden Erfindung. Wie auf 1 ersichtlich umfasst das Robotersystem 1 der vorliegenden Erfindung einen Roboter 10 und eine Robotersteuerung 20, die den Roboter 10 steuert. Ferner stellt 1 einen Sichtsensor 11, dessen Sichtfeld den Roboter 10 und den Umfang von diesem umfasst, und eine Bildverarbeitungseinheit 25, die vom Sichtsensor 11 aufgezeichnete Bilder zur Ausgabe verschiedener Signale verarbeitet, dar.
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Der Roboter 10 ist ein Industrieroboter 10, beispielsweise ein Gelenkroboter 10. Der Sichtsensor 11 ist am oberen Ende einer in der Nähe des Roboters 10 angeordneten Säule 14 montiert und dient zum Aufzeichnen von Bildern des Roboters 10 usw. von oben. Der Sichtsensor 11 umfasst eine Kamera, die eine Time-of-Flight-(TOF-) Flächensensorvorrichtung aufweist, und umfasst ebenfalls eine LED-Beleuchtungsvorrichtung. Der Sichtsensor 11 misst eine Rückkehrzeit von reflektiertem Licht vom LED-Licht zum Aufzeichnen eines zweidimensionalen Tiefenbildes.
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Ferner ist, wie aus 1 ersichtlich, ein Sicherheitszaun 19 mit einer Tür 18 um den Roboter 10 angeordnet. Der Sicherheitszaun 19 definiert einen vorgegebenen Abschnitt, der wenigstens einen Roboterbetriebsabschnitt umfasst, in dem der Roboter 10 arbeitet. Das Sichtfeld des Sichtsensors 11 umfasst einen vorgegebenen Abschnitt umfassend wenigstens einen Teil des Roboterbetriebsabschnitts. Es ist darauf hinzuweisen, dass der vorgegebene Abschnitt durch verschiedene andere Mittel als der Sicherheitszaun 19, beispielsweise durch Verwenden einer am Boden angebrachten weißen Markierungslinie, definiert sein kann. Ferner zeichnet der Sichtsensor 11 Bilder des vorgegebenen Abschnitts von oben auf.
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Zu jeweils vorgegebenen Zeiten vom Sichtsensor 11 aufgezeichnete Bilder werden von der Bildverarbeitungseinheit 25 der Robotersteuerung 20 verarbeitet. Mit dieser Anordnung wird eine Person oder ein fremdes Objekt, das in den vorgegebenen Abschnitt eindringt, wie nachfolgend beschrieben erkannt. Durch Durchführen dieses Prozesses in vorgegebenen Zeitintervallen kann ebenfalls eine Person oder etwas anderes in einem bestimmten Umfang verfolgt werden.
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Bildmodelle einer Person, des getragenen Gegenstands einer Person, des Roboters 10 und des Roboterbetriebsbereichs werden vorab in der Bildverarbeitungseinheit 25 angelernt. Die Bildverarbeitungseinheit 25 führt einen Abgleich dieser Bildmodelle und der vom Sichtsensor 11 aufgezeichneten Bilder durch, so dass eine Person und der Roboter 10 usw. spezifiziert und erkannt werden. Die Bildmodelle werden durch Extrahieren charakteristischer Teile einer Person und des Roboters 10 aus vorverarbeiteten Referenzbildern erzeugt (siehe folgende Beschreibung).
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Die Bildverarbeitungseinheit 25 bestimmt durch Verwenden von vom Sichtsensor 11 aufgezeichneten Bildern, ob eine Person sicher den vorgegebenen Abschnitt innerhalb des Sicherheitszauns 19 betreten kann oder nicht, und veranlasst anschließend eine Signalausgabeeinheit 12, ein bestimmendes Ergebnis auszugeben. Die Signalausgabeeinheit 12 ist an der Säule 14 unterhalb des Sichtsensors 11 montiert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Signalausgabeeinheit 12 an anderen Stellen angeordnet sein kann.
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Ferner ist wie in 1 dargestellt eine Betretungsanforderungseinheit 29, beispielsweise ein Drucktaster, in Nähe der Tür 18 des Sicherheitszauns 19 angeordnet. Durch Betätigen der Betretungsanforderungseinheit 29 kann eine Person der Bildverarbeitungseinheit 25 ihre Absicht kommunizieren, den vorgegebenen Abschnitt zu betreten.
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Wie aus 1 ersichtlich umfasst die Signalausgabeeinheit 12 eine Vielzahl von beispielsweise drei Ausgabeteilen 12a, 12b und 12c. Entsprechend den Ergebnissen der Verarbeitung von der Bildverarbeitungseinheit 25 gibt die Signalausgabeeinheit 12 ein entsprechendes Signal durch ein Element aus der Gruppe umfassend den ersten Ausgabeteil 12a bis dritten Ausgabeteil 12c aus. Erster Ausgabeteil 12a bis dritter Ausgabeteil 12c sind so angeordnet, dass sie von Personen erkennbar sind, oder so angeordnet, dass sie von einer Person erkannt werden.
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Der erste Ausgabeteil 12a der Signalausgabeeinheit 12 gibt ein Betretungserlaubnissignal aus, das angibt, dass die Person den vorgegebenen Abschnitt in einem Zustand betreten darf, in dem eine Person das Betreten des vorgegebenen Abschnitts über die Betretungsanforderungseinheit 29 anfordert. Ferner gibt der zweite Ausgabeteil 12c ein Betretungssperrsignal aus, das angibt, dass die Person aufgrund der Tatsache, dass der Roboter in Bewegung ist, den vorgegebenen Abschnitt nicht betreten darf.
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Ferner gibt der dritte Ausgabeteil 12b ein Betretungsvorbereitungssignal aus, das einen Zustand angibt, in dem die Betretungsanforderungseinheit 29 von einer Person betätigt werden kann. Der „Zustand, in dem die Betretungsanforderungseinheit 29 von einer Person betätigt werden kann“ bedeutet, dass, wenn die Betretungsanforderungseinheit 29 tatsächlich betätigt wird, das Betretungserlaubnissignal entsprechend einem Verarbeitungsergebnis der Bildverarbeitungseinheit 25 ausgegeben wird.
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Das heißt, wenn das Betretungsvorbereitungssignal ausgegeben wird, erreicht der Roboter 10 eine Position zwischen einer in der Bildverarbeitungseinheit 25 angelernten Stoppposition und einer nachfolgend beschriebenen Passierposition, so dass er bereit ist, die Person den vorgegebenen Abschnitt betreten zu lassen. Wenn eine Person entsprechend die Betretungsanforderungseinheit 29 betätigt, wenn das Betretungsvorbereitungssignal ausgegeben wird, wechselt das Betretungsvorbereitungssignal entsprechend einem Verarbeitungsergebnis der Bildverarbeitungseinheit 25 zum Betretungserlaubnissignal. Wenn eine Person die Betretungsanforderungseinheit 29 betätigt, während das Betretungssperrsignal ausgegeben wird, wird diese Betätigung nicht akzeptiert, weil das Betretungsvorbereitungssignal nicht ausgegeben ist, und daher wird das Betretungserlaubnissignal nicht ausgegeben und es wird kontinuierlich das Betretungssperrsignal ausgegeben.
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Ferner sind die Ausgabeteile 12a bis 12c Strahler, beispielsweise Strahler, die Licht ausstrahlen, das sich farblich unterscheidet. Vorzugsweise ist beispielsweise der erste Ausgabeteil 12a, der das Betretungserlaubnissignal ausgibt, ein Strahler, der blaues Licht ausstrahlt, ist der dritte Ausgabeteil 12b, der das Betretungsvorbereitungssignal ausgibt, ein Strahler, der gelbes Licht ausstrahlt; und ist der zweite Ausgabeteil 12c, der das Betretungssperrsignal ausgibt, ein Strahler, der rotes Licht ausstrahlt. Es ist davon auszugehen, dass die Signalausgabeeinheit 12 mechanischer einer Verkehrsampel so ähnlich ist, dass eine Person einfach bestimmen kann, ob sie den vorgegebenen Abschnitt aktuell sicher betreten kann.
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Wie in 1 dargestellt ist eine Audioausgabeeinheit 13, beispielsweise ein Lautsprecher, in Nähe der Signalausgabeeinheit 12 angeordnet. Statt der Signalausgabeeinheit 12 oder im Zusammenwirken mit dieser kann die Audioausgabeeinheit 13 so aufgebaut sein, dass sie wechselseitig verschiedene Töne oder Klänge ausgibt, die jeweils dem Betretungssperrsignal, dem Betretungsvorbereitungssignal und dem Betretungserlaubnissignal entsprechen.
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Ferner ist die Robotersteuerung 20 wie in 1 dargestellt mit einer Stoppeinheit 21 verbunden. Die Stoppeinheit 21 gibt entsprechend einem Verarbeitungsergebnis der Verarbeitungseinheit 25 eine Anweisung zum Stoppen des Roboters 10 sowie eine Anweisung zum Stoppen eines Teils des Roboters 1 aus, was erforderlich ist, damit die Person den Abschnitt betreten kann.
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Die Anweisung zum Stoppen des Roboters 10 ist beispielsweise eine Anweisung zum Stoppen des Roboters 10 nach dem Verlangsamen von diesem. In diesem Fall kann die Last des Roboters 10 verringert werden. Alternativ kann die Anweisung zum Stoppen des Roboters 10 eine Anweisung zum Trennen der Stromversorgung des Roboters 10 sein. Mit dieser Anordnung kann der Roboter 10 sicher gestoppt werden. Ferner kann die Stoppeinheit 21 den genannten Teil des Robotersystems 1 und/oder den Roboter 10 stoppen.
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Ferner umfasst die Bildverarbeitungseinheit 25 einen Bestimmungsteil für einen sich bewegenden Körper 22, der bestimmt, dass ein sich bewegender Körper, der ein Bildmodell eines getragenen Gegenstands eines von einer Person getragenen Gegenstands umfasst, eine Person ist, und ebenfalls bestimmt, dass ein sich bewegender Körper, der nicht das Bildmodell eines getragenen Gegenstands umfasst, ein fremdes Objekt ist. Der getragene Gegenstand der Person ist beispielsweise ein Helm, eine Kappe, ein Schild usw., das von einer Person getragen werden muss. Mit dieser Anordnung kann einfach bestimmt werden, ob es sich um ein fremdes Objekt handelt oder nicht.
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2 zeigt ein Fließbild zur Darstellung des grundlegenden Betriebs des Robotersystems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ferner zeigen 3A bis 3C Ansichten zur Darstellung von vom Sichtsensor aufgezeichneten Bildern und stellen ebenfalls Betriebszustände der Signalausgabeeinheit entsprechend den jeweiligen Bildern dar. Wie zuvor beschrieben ist der Sichtsensor 11 am oberen Ende der Säule 14 montiert. Somit entsprechen die vom Sichtsensor 11 aufgezeichneten Bilder einer Draufsicht des vorgegebenen Abschnitts innerhalb des Sicherheitszauns 19. Die in 3A bis 3C dargestellten Bilder umfassen den Roboter 10, der sich im vorgegebenen Abschnitt befindet, und einer ersten Peripherieausrüstung 15 und einer zweiten Peripherieausrüstung 16, die um den Roboter 10 angeordnet sind. Wie aus 3A bis 3C ersichtlich ist die zweite Peripherieausrüstung 16 weiter von der Tür 18 entfernt angeordnet als die erste Peripherieausrüstung 15.
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Ferner wurden die zuvor beschriebenen Referenzbilder vorab in der Bildverarbeitungseinheit 25 registriert. Die Referenzbilder sind Bilder, die, wenn der Roboter 10 die in der Bildverarbeitungseinheit 25 angelernten Stoppposition oder die (nachfolgend ausführlich beschriebene) Passierposition erreicht hat, vom Sichtsensor 11 aufgezeichnet werden. Beispielsweise stoppt im in 3B dargestellten Bild der Roboter 10 in einer Position oberhalb der zweiten Peripherieausrüstung 16 und ein Eindringling oder etwas anderes wie eine Person 30, ein fremdes Objekt usw. befindet sich nicht innerhalb des Sicherheitszauns 19. In diesem Fall sind die Referenzbilder vorab in der Bildverarbeitungseinheit 25 angelernt, so dass der Roboter 10 in der Position oberhalb der zweiten Peripherieausrüstung 16 stoppen kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden auf diese Weise zuvor aufgezeichnete Bilder als Referenzbilder verwendet.
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Es kann eine Vielzahl von Stopppositionen angelernt werden und in diesem Fall wird eine Vielzahl von Referenzbildern, jeweils entsprechend jeder der Stopppositionen und der entsprechenden Passierposition, registriert. In solch einem Fall kann nur durch Bewegen des Roboters 10 zur Stoppposition oder Passierposition und durch Bildgebung durch den Sichtsensor 11 einfach die Position des Roboters im Robotersystem 1 angelernt werden. Ferner werden die Stoppposition und die Passierposition des Roboters 10 auf Basis des Referenzbildes auf einer Anzeige einer mit der Bildverarbeitungseinheit 25 verbundenen Bedienkonsole (nicht dargestellt) angezeigt und somit kann ein Bediener intuitiv Informationen zur Stoppposition usw. des Roboters 10 ermitteln.
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Ferner wird die Stoppposition vorzugsweise auf dem Betriebsweg des Roboters 10 festgelegt, wenn der Roboter gemäß einem vorgegebenen Betriebsprogramm in Betrieb ist. Unter Berücksichtigung einer Wartungsarbeit für beispielsweise den Roboter 10 befinden sich Stellen, die für Arbeitskräfte zum Durchführen von Wartungsarbeiten geeignet sind, häufig auf dem Weg der Arbeitsbewegung des Roboters. Daher kann, wenn sich die Stoppposition auf dem Weg der Arbeitsbewegung des Roboters befindet, einfach eine Wartungsarbeit durchgeführt werden und der Roboter kann nach der Wartungsarbeit sehr sanft neugestartet werden.
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Es folgt in Bezug auf 2 usw. eine Beschreibung des grundlegenden Betriebs des Robotersystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Der in 2 usw. dargestellte Inhalt ist derjenige, der ausgeführt wird, wenn der Roboter 10 gemäß einem vorgegebenen Betriebsprogramm in Betrieb ist. Die in der Bildverarbeitungseinheit 25 angelernten Stopppositionen werden so festgelegt, dass sie sich auf dem Betriebsweg des Roboters 10 befinden.
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Zu Beginn wird in Schritt S11 von 2 bestimmt, dass es für eine Person gefährlich ist, den vorgegebenen Abschnitt innerhalb des Sicherheitszauns 19 zu betreten, da der Roboter 10 in Bewegung ist. Dementsprechend gibt der zweite Ausgabeteil 12c der Signalausgabeeinheit 12 das Betretungssperrsignal, beispielsweise ein rotes Signal, aus (siehe 3A).
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In Schritt S12 werden das vom Sichtsensor 11 aufgezeichnete aktuelle Bild und das Referenzbild der Passierposition verglichen. In diesem Fall umfasst das Referenzbild der Passierposition das Bildmodell des in der Passierposition positionierten Roboters 10 und die Bildverarbeitungseinheit 25 führt einen Modellabgleich diesbezüglich durch; anschließend bestimmt der Prozess auf Basis des Abgleichergebnisses, dass der Roboter 10 die Passierposition erreicht hat. Die Passierposition ist so festgelegt, dass sie in einem vorgegebenen Abstand vor der Stoppposition auf dem Betriebsweg des Roboters 10 angeordnet ist. Wenn der Prozess in Schritt S12 bestimmt, dass die aktuelle Position des Roboters mit der Passierposition übereinstimmt, fährt er mit Schritt S13 fort.
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Da sich an diesem Punkt der Roboter 10 aktuell in der Nähe der Stoppposition befindet, ist das System nahe einem Zustand, in dem eine Person den vorgegebenen Abschnitt betreten darf, und somit kann bestimmt werden, dass es bereit ist, der Person das Betreten zu erlauben. Somit wechselt in Schritt S13 das Betretungssperrsignal, beispielsweise ein rotes Signal, vom zweiten Ausgabeteil 12c zum Betretungsvorbereitungssignal, beispielsweise ein gelbes Signal, vom dritten Ausgabeteil 12b (siehe 3B).
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Anschließend überprüft der Prozess in Schritt S14, ob die Anforderung des Betretens über die Betretungsanforderungseinheit 29 erfolgt ist, und wenn er in Schritt S15 bestimmt, dass die Anforderung erfolgt ist, setzt er mit Schritt S16 fort.
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In Schritt S16 werden das vom Sichtsensor 11 aufgezeichnete aktuelle Bild und das Referenzbild der Stoppposition verglichen. In diesem Fall umfasst das Referenzbild der Stoppposition das Bildmodell des in der Stoppposition positionierten Roboters 10 und die Bildverarbeitungseinheit 25 führt einen Modellabgleich diesbezüglich durch; anschließend bestimmt der Prozess auf Basis des Abgleichergebnisses, dass der Roboter 10 die Stoppposition erreicht hat.
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Wenn der Prozess bestimmt, dass der Roboter 10 die in der Bildverarbeitungseinheit 25 angelernte Stoppposition erreicht hat, wird der Roboter gestoppt (Schritt S18), und er fährt somit mit Schritt S17 fort, weil für eine Person das Betreten des vorgegebenen Abschnitts innerhalb des Sicherheitszauns 19 nicht mehr gefährlich ist.
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In Schritt S17 wechselt das Betretungsvorbereitungssignal, beispielsweise ein gelbes Signal, vom dritten Ausgabeteil 12b zum Betretungserlaubnissignal, beispielsweise ein blaues Signal, vom ersten Ausgabeteil 12a (siehe 3C). Somit wird in der vorliegenden Erfindung, wenn die Anforderung zum Betreten erfolgt, wenn das Betretungsvorbereitungssignal, beispielsweise ein gelbes Signal, ausgegeben wird, das Betretungserlaubnissignal, beispielsweise ein blaues Signal, entsprechend ausgegeben. Daher kann eine Person einfach den richtigen Zeitpunkt für die Anforderung zum Betreten ermitteln.
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Anschließend gibt in Schritt S18 die Stoppeinheit 21 eine Anweisung zum Stoppen des Roboters 10 aus. Somit bleibt der Roboter 10 in der Stoppposition stehen. Ferner gibt die Stoppeinheit 21 ebenfalls eine Anweisung zum Stoppen eines Teils des Robotersystems 1 aus, was erforderlich ist, um der Person das Betreten zu ermöglichen. Zusätzlich kann die Tür 18 entriegelt werden. Wie in 3C dargestellt besteht in diesem Zustand keine Gefahr für die Person, selbst wenn eine Person 30 den vorgegebenen Abschnitt betritt, weil der Roboter usw. nicht in Bewegung ist. Die vorhergehende Beschreibung beschreibt den grundlegenden Betrieb des Robotersystems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Eine Person kann das Betreten anfordern, indem es Handsignale verwendet statt die Betretungsanforderungseinheit 29 zu betätigen. In diesem Fall werden zuvor Bildmodelle entsprechend den Handsignalen in der Bildverarbeitungseinheit 25 registriert und die Bildverarbeitungseinheit 25 bestimmt durch Durchführen eines Modellabgleichs, ob die Anforderung zum Betreten erfolgt ist oder nicht. Somit kann auf die Betretungsanforderungseinheit 29 vollständig verzichtet werden.
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Es folgt eine Beschreibung der Betriebsvorgänge des Robotersystems 1 in Bezug auf die einzelnen Signalarten, welche die Signalausgabeeinheit 12 ausgibt. Zunächst folgt in Bezug auf 3A bis 3C und 4 eine Beschreibung der Betriebsvorgänge des Robotersystems, wenn das Betretungssperrsignal, beispielsweise ein rotes Signal, oder das Betretungsvorbereitungssignal, beispielsweise ein gelbes Signal, ausgegeben wird. Der in 4 dargestellte Inhalt wird in vorgegebenen Kontrollintervallen wiederholt.
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In 4 wird vom Sichtsensor 11 im vorgegebenen Abschnitt ein Bild aufgezeichnet, wenn das Betretungssperrsignal, beispielsweise ein rotes Signal, ausgegeben wird, und anschließend wird dieses Bild als Referenzbild für die Bedingungsüberwachung definiert. Wenn das Referenzbild aufgezeichnet wird, wird das Betretungssperrsignal, beispielsweise ein rotes Signal, ausgegeben und daher darf sich kein sich bewegender Körper wie eine Person oder ein fremdes Objekt im vorgegebenen Abschnitt befinden.
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In Schritt S21 von 4 zeichnet der Sichtsensor 11 Bilder des vorgegebenen Abschnitts innerhalb des Sicherheitszauns 19 auf und anschließend wird ein Vergleich zwischen dem so aufgezeichneten Bild und dem Referenzbild für die Bedingungsüberwachung durchgeführt. Wenn in Schritt S22 ein Unterschied zwischen diesen Bildern besteht, fährt der Prozess mit Schritt S23 fort. Anschließend bestimmt in Schritt S23 der Bestimmungsteil für einen sich bewegenden Körper 22 der Bildverarbeitungseinheit 25 durch Verwenden des Modellabgleichverfahrens, ob der Roboter 10, eine Person 30 oder ein fremdes Objekt auf den Bildern vorhanden ist.
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Wenn in Schritt S24 zunächst der Roboter 10 als durch den Modellabgleichprozess erkannt bestimmt wird, wird der Modellabgleich in Bezug auf die Person oder das fremde Objekt unter Ausschluss dieses Teils des Roboters 10 durchgeführt. Wenn bestimmt wird, dass eine Übereinstimmung mit dem Bildmodell eines getragenen Gegenstands, beispielsweise einem Helm-Modellbild, vorliegt, bestimmt der Bestimmungsteil für einen sich bewegenden Körper 22, dass der Unterschied eine Person 30 ist. Wenn ein anderer Unterschied besteht, der nicht mit den zuvor registrierten Bildmodellen übereinstimmt, bestimmt der Bestimmungsteil für einen sich bewegenden Körper 22, dass dieser Unterschied ein fremdes Objekt ist. Wenn kein solcher Unterschied vorhanden ist, bestimmt ferner der Bestimmungsteil für einen sich bewegenden Körper 22, dass sich weder eine Person noch ein fremdes Objekt im vorgegebenen Abschnitt befindet, und der Prozess endet dementsprechend.
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Wenn das Betretungssperrsignal, beispielsweise ein rotes Signal, ausgegeben wird, bewegt sich der Roboter 10 oder ist in Bewegung und daher darf sich keine Person im vorgegebenen Abschnitt befinden. Ferner ist, wenn das Betretungsvorbereitungssignal, beispielsweise ein gelbes Signal, ausgegeben wird, der Roboter 10 an der Stoppposition oder in Nähe von dieser positioniert. In diesem Fall darf aber keine Person den Abschnitt betreten und daher darf sich keine Person im vorgegebenen Abschnitt befinden.
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Wenn eine Person im vorgegebenen Abschnitt festgestellt wird, während das Betretungssperrsignal oder das Betretungsvorbereitungssignal ausgegeben wird, bedeutet dies, dass sich die Person im vorgegebenen Abschnitt unerlaubt aufhält. Wenn daher in Schritt S24 eine Person festgestellt wird, fährt der Prozess mit Schritt S25 fort, in dem am Roboter 10 von der Stoppeinheit 21 ein Not-Aus ausgelöst wird. Vorzugsweise stoppt die Stoppeinheit 21 den Roboter 10 durch Trennen der Stromversorgung. Hierzu kann ein erforderlicher Teil des Robotersystems 1 gestoppt werden wie zuvor beschrieben.
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Wenn ein fremdes Objekt in Schritt S24 festgestellt wird, wird ein ähnlicher Prozess durchgeführt. Wenn der dritte Ausgabeteil 12b das Betretungsvorbereitungssignal, beispielsweise ein gelbes Signal, in Schritt S26 ausgibt, wechselt dieses zum Betretungssperrsignal, beispielsweise ein rotes Signal, vom zweiten Ausgabeteil 12c. Wenn ursprünglich das Betretungssperrsignal ausgegeben wurde, wird das Betretungssperrsignal in Schritt S26 beibehalten.
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Somit können gemäß der vorliegenden Erfindung durch Vergleich zwischen dem aktuellen Bild und dem Referenzbild einfach ein fremdes Objekt und eine Person identifiziert werden. Vorzugsweise wird eine Vielzahl von Modellabgleichen durch eine Vielzahl von Bildmodellen durchgeführt, wodurch die Genauigkeit im Identifizieren der Person 30 und von fremden Objekten verbessert wird.
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Es folgt in Bezug auf 3A bis 3C und 5 eine Beschreibung des Betriebs des Robotersystems, wenn das Betretungserlaubnissignal, beispielsweise ein blaues Signal, ausgegeben wird. Der in 5 dargestellte Inhalt wird in vorgegebenen Kontrollintervallen wiederholt. Ferner ähneln Schritt S21 bis Schritt S23 von 5 den zuvor beschriebenen und es wird auf eine erneute Beschreibung verzichtet. Bilder vom vorgegebenen Abschnitt werden vom Sichtsensor 11 aufgezeichnet, wenn das Betretungserlaubnissignal, beispielsweise ein blaues Signal, ausgegeben wurde, und diese Bilder werden als die Referenzbilder für die Bedingungsüberwachung in Schritt S21 definiert.
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In Schritt S22 wird der Roboter gestoppt und es besteht somit kein auf den Roboter hinweisender Unterschied. Wenn bestimmt wird, dass eine Übereinstimmung mit dem Bildmodell eines getragenen Gegenstands, beispielsweise einem Helm-Bildmodell, vorliegt, bestimmt ferner der Bestimmungsteil für einen sich bewegenden Körper 22, dass der Unterschied eine Person 30 ist. Wenn hingegen ein anderer Unterschied besteht, der nicht mit den zuvor registrierten Bildern übereinstimmt, bestimmt der Bestimmungsteil für einen sich bewegenden Körper 22, dass dieser Unterschied ein fremdes Objekt ist. Wenn kein solcher Unterschied vorhanden ist, bestimmt ferner der Bestimmungsteil für einen sich bewegenden Körper 22, dass sich weder eine Person noch ein fremdes Objekt im vorgegebenen Abschnitt befindet.
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Wenn ein fremdes Objekt festgestellt wird, besteht eine Möglichkeit, dass der Roboter 10 und die Peripherieausrüstung 15, 16 vom fremden Objekt beschädigt werden. Anschließend, wenn das Robotersystem neugestartet wird, besteht eine Möglichkeit, dass das fremde Objekt beim Neustart des Robotersystems 1 nach wie vor vorhanden ist. Insbesondere wenn das fremde Objekt eine andere Person ist, die nicht mit dem Bildmodell eines getragenen Gegenstands übereinstimmt, besteht eine Möglichkeit, dass der Roboter eine Gefahr für diese Person darstellt, wenn sie sich in fahrlässiger Weise dem Roboter nähert und sich der Roboter in Bewegung setzt. In diesem Fall fährt der Prozess mit Schritt S25 fort, in dem am Roboter 10 von der Stoppeinheit 21 ein Not-Aus ausgelöst wird wie zuvor beschrieben. Ferner kann wie zuvor beschrieben der Teil des Robotersystems 1 gestoppt werden. Mit dieser Konfiguration kann die zuvor beschriebene Gefahr vermieden werden. Anschließend wechselt in Schritt S26 das Betretungserlaubnissignal, beispielsweise ein blaues Signal, vom ersten Ausgabeteil 12a zum Betretungssperrsignal, beispielsweise ein rotes Signal, vom zweiten Ausgabeteil 12c.
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Wenn in Schritt S24 eine Person festgestellt wird (siehe 3C), wird eine Verfolgung der Person in Schritt S31 durchgeführt. Anschließend ermittelt die Bildverarbeitungseinheit 25 die Position der Person 30 durch zur jeweils vorgegebenen Zeit aufgezeichnete Bilder. Anschließend wird in Schritt S32 bestimmt, ob sich die Person 30 im vorgegebenen Abschnitt befindet oder nicht. Diese Bestimmung erfolgt durch Prüfen des Modellabgleichs der Person 30. Wenn der Modellabgleich nicht möglich ist oder wenn bestimmt wird, dass die Bildverarbeitungseinheit die Person 30 im vorgegebenen Abschnitt aus dem Blick verliert, fährt der Prozess mit Schritt S25 fort, in dem wie zuvor beschrieben an einem Teil des Robotersystems 1 und/oder am Roboter 10 ein Not-Aus ausgelöst wird. Mit dieser Konfiguration kann die Sicherheit der Person gewährleistet werden.
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Wenn ferner der Prozess in Schritt S32 bestimmt, dass sich die Person im vorgegebenen Abschnitt befindet, fährt er mit Schritt S33 fort. In Schritt S33 bestimmt der Prozess durch Überwachung der Abgleichposition des Modellabgleichs in Schritt S22, ob der Roboter 10 gestoppt ist oder nicht. An diesem Punkt wird das Betretungserlaubnissignal, beispielsweise ein blaues Signal, ausgegeben und somit muss der Roboter 10 an der zuvor angelernten Stoppposition gestoppt sein.
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Wenn der Prozess in Schritt S33 bestimmt, dass sich der Roboter 10 bewegt, kann gefolgert werden, dass sich der Roboter 10 aus irgendeinem Grund unbeabsichtigt bewegt. In diesem Fall befindet sich eine Person im vorgegebenen Abschnitt in Gefahr und daher fährt der Prozess mit Schritt S25 fort, in dem wie zuvor beschrieben am erforderlichen Teil des Robotersystems 1 und/oder am Roboter 10 ein Not-Aus ausgelöst wird. Gemäß dem zuvor beschriebenen Prozess kann die Sicherheit der Person 30 gewährleistet werden, selbst wenn eine Person 30 innerhalb des Zauns 19 arbeitet.
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Obgleich dies in den Figuren nicht dargestellt ist, wird, wenn der Prozess bestimmt, dass sich der Roboter bewegt, obwohl sich keine Person im vorgegebenen Abschnitt befindet, vorzugsweise am erforderlichen Teil des Robotersystems 1 und/oder am Roboter 10 ein Not-Aus ausgelöst wie zuvor beschrieben. Dadurch kann eine Kollision zwischen dem Roboter 10 und der entsprechenden Peripherieausrüstung vermieden werden.
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Je nach Art der Arbeit, die eine Person in Bezug auf den Roboter 10 ausführen muss, gibt es einen Bereich, den die Person nach dem Not-Aus des Roboters 10 betreten muss. In der vorliegenden Erfindung wird, wenn festgestellt wird, dass sich der Roboter bewegt, während das Betretungserlaubnissignal ausgegeben wird, am Roboter usw. ein Not-Aus ausgelöst. Das heißt in der vorliegenden Erfindung kann eine Person den genannten Bereich betreten, ohne dass ein vorhergehender Not-Aus am Roboter 10 usw. vorliegt. Dementsprechend ermöglicht, selbst wenn ein Teil besteht, an dem die Arbeitskräfte nicht optimal Wartungsarbeiten in einem Not-Aus-Zustand durchführen können, die vorliegende Erfindung solche Wartungsarbeiten für diesen Teil. Ferner kann, wenn der Roboter 10 reaktiviert wird, die durch den Not-Aus verursachte Einwirkung beseitigt werden.
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Wenn anschließend in Schritt S36 bestätigt wird, dass die Person 30 den vorgegebenen Bereich verlassen hat, ohne dass die Person aus dem Blick verloren wird, nach dem die Person kontinuierlich verfolgt wurde, fährt der Prozess mit Schritt S37 fort. Eine Ausgangsbetätigungseinheit kann der Betretungsanforderungseinheit 29 hinzugefügt sein. Mit dieser Konfiguration kann die Person durch Betätigen der Ausgangsbetätigungseinheit beim Verlassen des vorgegebenen Abschnitts angeben, dass sie den vorgegebenen Abschnitt innerhalb des Sicherheitszauns 19 verlassen hat. Anschließend kann in Schritt S37 bestimmt werden, ob die Person 30 wie zuvor beschrieben den vorgegebenen Abschnitt verlassen hat oder nicht. In Schritt S36 wird zum Verfolgen der Person der Bildmodellabgleich wiederholt, um das Vorhandensein der Person 30 in den aktuellen Bildern wie zuvor beschrieben zu bestimmen.
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Wenn bestätigt ist, dass die Person 30 den vorgegebenen Abschnitt verlassen hat, wechselt das Betretungserlaubnissignal, beispielsweise ein blaues Signal, vom ersten Ausgabeteil 12a zum Betretungssperrsignal, beispielsweise ein rotes Signal, vom dritten Ausgabeteil 12b. Gleichzeitig wird der Roboter 10 durch Entriegeln der Stoppeinheit 21 reaktiviert, so dass das Robotersystem 1 neugestartet wird. Dementsprechend kann der Roboter 10 einfach mit der Arbeit gemäß dem Betriebsprogramm fortfahren. Ferner ist, wenn der Roboter 10 usw. reaktiviert wird, nachdem die Person den vorgegebenen Abschnitt verlassen hat, die Sicherheit der Person gewährleistet.
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In der vorliegenden Erfindung wird, wenn der Roboter 10 die Stoppposition erreicht, der Roboter 10 an der Stoppposition gestoppt; gleichzeitig wird das Robotersystem 1 teilweise gestoppt und das Betretungserlaubnissignal ausgegeben. Der Roboter 10 und das Robotersystem 1 werden gestoppt, wenn das Betretungserlaubnissignal ausgegeben wird, und somit kann die Person sicher den vorgegebenen Abschnitt in Nähe des Roboters 10 betreten. Das heißt, selbst wenn die Person 30 eine Anforderung zum Betreten des vorgegebenen Abschnitts erteilt, während sich der Roboter 10 bewegt, darf die Person 30 den Abschnitt nicht betreten.
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Jede Stoppposition und Passierposition des Roboters 10 kann als ein Raum von vorgegebener Größe angelernt werden. Wenn die Bildverarbeitungseinheit 25 feststellt, dass der Roboter die Räume erreicht hat, wird bestimmt, dass der Roboter 10 seine jeweiligen Stopppositionen und Passierpositionen erreicht hat. Diese Konfiguration gewährleistet eine Reserve zu den Stopppositionen usw. des Roboters 10, wodurch die Sicherheit der Person weiter sichergestellt wird.
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Ferner reicht es in der vorliegenden Erfindung aus, einfach den Sichtsensor 11 zu installieren und einfach die Stopppositionen und die Passierpositionen des Roboters 10 in der Bildverarbeitungseinheit 25 anzulernen. Die vorliegende Erfindung kann auf ein bestehendes System ohne Änderungen seitens des Roboters 10 angewendet werden. Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung im Gegensatz zum Stand der Technik die Notwendigkeit von Änderungen an Softwareprogrammen und Schaltkreisen des Roboters beseitigen. Ferner kann in der vorliegenden Erfindung der Aufwand für den Bediener beim Anlernen verringert werden und der Bediener braucht kein hohes Fähigkeitsniveau.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Signalausgabeeinheit 12 mit nur einem Element aus der Gruppe umfassend den ersten Ausgabeteil 12a und den zweiten Ausgabeteil 12c ausgestattet sein. Beispielsweise kann die Signalausgabeeinheit 12 mit nur dem ersten Ausgabeteil 12a und dem zweiten Ausgabeteil 12c ausgestattet sein.
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Alternativ kann die Signalausgabeeinheit 12 mit nur dem ersten Ausgabeteil 12a ausgestattet sein. In diesem Fall darf, wenn der erste Ausgabeteil 12a das Betretungserlaubnissignal nicht ausgibt, das heißt der erste Ausgabeteil 12a ausgeschaltet ist, eine Person den vorgegebenen Abschnitt nicht betreten.
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Alternativ kann die Signalausgabeeinheit 12 ferner mit nur dem zweiten Ausgabeteil 12c ausgestattet sein. In diesem Fall darf, wenn der zweite Ausgabeteil 12c das Betretungssperrsignal nicht ausgibt, das heißt der erste Ausgabeteil 12a ausgeschaltet ist, eine Person den vorgegebenen Abschnitt nicht betreten.
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In beiden der zwei zuvor genannten Fälle kann ebenfalls eine Person einfach bestimmen, ob der vorgegebene Abschnitt sicher betreten werden kann, indem er einfach die Signalausgabeeinheit 12 beobachtet. Ferner kann die Zahl der Ausgabeteile verringert werden und in diesem Fall können die Größe und die Kosten der Signalausgabeeinheit 12 verringert werden.
