DE102018102966A1 - Robotersystem - Google Patents

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DE102018102966A1
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Abstract

Zum Eliminieren des Bedarfs an Berücksichtigung eines Sicherheitsabstands bei der Installation eines Roboters und zum Minimieren des Installationsbereichs des Roboters. Es wird ein Robotersystem 1 bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Roboter 2, der derart installiert ist, dass sein Arbeitsraum innerhalb eines ersten Bereichs liegt; eine Bilderfassungseinheit 3, die sequenziell Bilder der Nähe einer Grenze L des ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs erfasst, die mit der Grenze L zwischen ihnen nebeneinander liegen; eine Überwachungsbereicheinstelleinheit, die in den Bildern, die von der Bilderfassungseinheit 3 erfasst werden, einen Überwachungsbereich in einem Raum in dem zweiten Bereich benachbart zu der Grenze L einstellt; eine Objekterfassungseinheit, die ein sich bewegendes Objekt A in dem Überwachungsbereich, der von der Überwachungsbereicheinstelleinheit durch Verarbeiten der Bilder, die von der Bilderfassungseinheit 3 erfasst werden, verarbeitet werden, erfasst, und eine Steuervorrichtung, die Steuerung derart ausführt, dass der Betrieb des Roboters 2 eingeschränkt wird, wenn das sich bewegende Objekt A von der Objekterfassungseinheit erfasst wird.

Description

  • {Technisches Gebiet}
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem.
  • {Stand der Technik}
  • Bei einem bekannten Robotersystem des Stands der Technik sind ein Bereich, in dem sich ein Roboter befindet, und ein Bereich, in dem sich ein Bediener aufhält, durch Bilden einer planaren optischen Trennung mit einer Lichtschranke oder einem Laserscanner getrennt, und das Eintreten des Bedieners oder des Roboters von einem Bereich zu dem anderen Bereich wird erfasst, wenn ein Objekt die Trennung überquert (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
  • {Liste der Zitate}
  • {Patentliteratur}
  • {PTL 1} Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2015-66664
  • {Kurzdarstellung der Erfindung}
  • {Technische Problemstellung}
  • Bei dem in der Patentliteratur 1 offenbarten Robotersystem muss der Roboter in dem Augenblick, in dem der Bediener die Trennung überquert, gestoppt werden. Von dem Augenblick, in dem der Bediener als die Trennung überquerend erfasst wird, bis zu dem Augenblick, in dem der Roboter zu einem vollständigen Stillstand kommt, bewegt sich der Roboter jedoch trägheitsbedingt aufgrund der Steuerzeitverzögerung und mechanischen Verzögerung des Roboters. Um daher zu verhindern, dass der Roboter, während er sich trägheitsbedingt bewegt, den Bediener stößt, müssen sich die Betriebslimits des Roboters in einem bestimmten Abstand (Sicherheitsabstand) von der optischen Trennung entfernt befinden, was nachteilig ist.
  • Aus diesem Grund besteht darin einen Nachteil, dass ein Extrabereich, der dem Sicherheitsabstand entspricht, zum Installieren des Roboters erforderlich ist, und es besteht ein Problem darin, dass die Notwendigkeit, einen zweckmäßigen Sicherheitsabstand vor dem Installieren des Roboters zu berücksichtigen, problematisch ist.
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Robotersystem bereitzustellen, das keine Berücksichtigung des Sicherheitsabstands bei der Installation eines Roboters erfordert, und das ein Minimum an Roboterinstallationsbereich erfordert.
  • {Lösung des Problems}
  • Um die oben beschriebene Aufgabe zu verwirklichen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen bereit.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Robotersystem, das Folgendes aufweist: einen Roboter, der derart installiert ist, dass sein Arbeitsraum innerhalb eines ersten Bereichs liegt; eine Bilderfassungseinheit, die sequenziell Bilder der Nähe einer Grenze des ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs erfasst, die mit der Grenze zwischen ihnen nebeneinander liegen; eine Überwachungsbereicheinstelleinheit, die in den Bildern, die von der Bilderfassungseinheit erfasst werden, einen Überwachungsbereich in einem Raum in dem zweiten Bereich benachbart zu der Grenze einstellt; eine Objekterfassungseinheit, die ein sich bewegendes Objekt in dem Überwachungsbereich, der von der Überwachungsbereicheinstelleinheit eingestellt wird, erfasst, indem die Bilder, die von der Bilderfassungseinheit erfasst werden, verarbeitet werden, und eine Steuervorrichtung, die Steuerung derart ausführt, dass der Betrieb des Roboters eingeschränkt wird, wenn das sich bewegende Objekt von der Objekterfassungseinheit erfasst wird.
  • Gemäß diesem Aspekt stellt die Überwachungsbereicheinstelleinheit, wenn der Roboter in dem ersten Bereich arbeitet und ein sich bewegendes Objekt, wie ein Bediener oder ein sich bewegender Roboter in dem zweiten Bereich arbeitet, in den Bildern des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs in der Nähe der Grenze, die sequenziell von der Bilderfassungseinheit erfasst werden, einen Überwachungsbereich in dem zweiten Bereich ein. Dann, wenn das sich bewegende Objekt in dem Überwachungsbereich von der Objekterfassungseinheit erfasst wird, wird der Betrieb des Roboters in dem ersten Bereich eingeschränkt.
  • Da das Eintreten des sich bewegenden Objekts, das in dem zweiten Bereich arbeitet, in den Überwachungsbereich vor dem Überschreiten der Grenze von der Objekterfassungseinheit erfasst wird, macht es genauer genommen das Einstellen eines ausreichend großen Überwachungsbereichs unnötig, den Sicherheitsabstand in dem ersten Bereich zu berücksichtigen. Darüber hinaus, sogar falls der Arbeitsraum des Roboters sehr nahe an der Grenze eingestellt wird, kann Berührung zwischen dem sich bewegenden Objekt und dem Roboter zuverlässig vermieden werden. Es ist daher möglich, den Installationsbereich des Roboters zu minimieren.
  • Bei dem oben beschriebenen Aspekt kann die Überwachungsbereicheinstelleinheit einen Überwachungsbereich auch in einem Raum in dem ersten Bereich, benachbart zu der Grenze, einstellen, und die Steuervorrichtung kann Steuerung derart ausführen, dass der Betrieb des Roboters, der sich in dem Überwachungsbereich, der in dem ersten Bereich eingestellt ist, befindet, eingeschränkt wird.
  • Wenn bei dieser Konfiguration das sich bewegende Objekt in dem Überwachungsbereich in den zweiten Bereich benachbart zu der Grenze eintritt, wird der Betrieb des Roboters nur eingeschränkt, wenn er sich in dem Überwachungsbereich in dem ersten Bereich benachbart zu der Grenze befindet. Mit anderen Worten, wird die Betriebseinschränkung nicht ausgeführt, wenn sich der Roboter nicht in dem Überwachungsbereich in dem ersten Bereich befindet, und der Roboter kann daher effizient betrieben werden.
  • Darüber hinaus kann bei dem oben beschriebenen Aspekt die Überwachungsbereicheinstelleinheit den Überwachungsbereich basierend auf der Entfernung einstellen, über die sich das sich bewegende Objekt bewegt, wenn es von der Objekterfassungseinheit erfasst wird, bis wenn die Betriebseinschränkung des Roboters durch die Steuervorrichtung abgeschlossen ist.
  • Mit dieser Konfiguration ist es möglich, Einstellungen derart auszuführen, dass das sich bewegende Objekt nicht in den erste Bereich über die Grenze hinweg eintritt, bevor die Betriebseinschränkung des Roboters durch die Steuervorrichtung, die in dem Augenblick startete, in dem das Eintreten des sich bewegenden Objekts in dem Überwachungsbereich erfasst wurde, abgeschlossen wurde.
  • Darüber hinaus kann bei dem oben stehenden Aspekt der Bilderfassungseinheit eine dreidimensionale Kamera sein, die dreidimensionale Bilder erfasst.
  • Bei dieser Konfiguration ist es möglich sicherzustellen, dass die dreidimensionale Position des sich bewegenden Objekts oder dergleichen auf einen zweckmäßigen Überwachungsbereich eingestellt wird. Wenn ein Überwachungsbereich zum Beispiel durch Erfassen zweidimensionaler Bilder eingestellt wird, wird ein Überwachungsbereich, der an einer Position weiter von der Bilderfassungseinheit entfernt aufgrund des Blickfeldwinkels breiter ist erzeugt. Durch Erfassen der dreidimensionalen Bilder ist es jedoch möglich, einen Überwachungsbereich einzustellen, der eine gleichmäßige Entfernung von der Grenze hat, ohne von dem Abstand von der Bilderfassungseinheit abzuhängen.
  • Darüber hinaus kann die Bilderfassungseinheit bei dem oben stehenden Aspekt eine dreidimensionale Kamera aufweisen, die dreidimensionale Bilder erfasst, und die Überwachungsbereicheinstelleinheit kann den Überwachungsbereich in dem ersten Bereich basierend auf der Entfernung einstellen, über die sich das sich bewegende Objekt von dem Augenblick, in dem es von der Objekterfassungseinheit erfasst wird, bis zu dem Augenblick, in dem die Betriebseinschränkung des Roboters durch die Steuervorrichtung abgeschlossen ist, bewegt, und basierend auf den dreidimensionalen Bildern, die von der Bilderfassungseinheit erfasst werden, eingestellt werden.
  • Wenn der Überwachungsbereich in dem zweiten Bereich gleich der Entfernung, über die sich das sich bewegende Objekt bewegt, bis der Einschränkungsvorgang des Roboters abgeschlossen ist, eingestellt ist, erstreckt sich die Position, zu der sich das sich bewegende Objekt von dem Anfang bis zum Abschluss des Einschränkungsvorgangs des Roboters bewegt, über die Grenze in den ersten Bereich, falls das sich bewegende Objekt in den Überwachungsbereich, der in dem zweiten Bereich eingestellt ist, eintritt.
  • Mit dieser Konfiguration ist es möglich, den Raum, der sich in den ersten Bereich erstreckt, als den Überwachungsbereich in dem ersten Bereich einzustellen, und, durch Einschränken des Betriebs des Roboters nur, wenn sich der Roboter in diesem Überwachungsbereich befindet, wird die globale Betriebseinschränkung des Roboters, die sogar ausgeführt wird, wenn keine Möglichkeit von Berührung besteht, eliminiert, und der Roboter kann daher effizient betrieben werden.
  • Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung bei dem oben stehenden Aspekt die Steuerung derart auszuführen, dass der Roboter in dem Überwachungsbereich, der in dem ersten Bereich eingestellt ist, langsamer wird, wenn das sich bewegende Objekt von der Objekterfassungseinheit erfasst wird.
  • Bei dieser Konfiguration ist es durch Verlangsamen des Roboters, um den Betrieb des Roboters einzuschränken, möglich, Berührung des Roboters mit dem sich bewegenden Objekt, das von der Seite des zweiten Bereichs über die Grenze kommt, zu verhindern, ohne den Roboter zu stoppen.
  • {Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung}
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Vorteil dadurch bereit, dass kein Bedarf besteht, einen Sicherheitsabstand bei der Installation eines Roboters zu berücksichtigen, da der Installationsbereich des Roboters minimiert werden kann.
  • Figurenliste
    • {1} 1 ist eine Vorderansicht, die ein Robotersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • {2} 2 ist eine Draufsicht des Robotersystems in 1.
    • {3} 3 ist ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit zeigt, die in dem Robotersystem in 1 bereitgestellt ist.
    • {4} 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Robotersystems in 1 zeigt.
    • {5} 5 ist eine Vorderansicht, die eine erste Änderung des Robotersystems in 1 zeigt.
    • {6} 6 ist eine Vorderansicht, die eine zweite Änderung des Robotersystems in 1 zeigt.
    • {7} 7 ist eine Vorderansicht, die eine dritte Änderung des Robotersystems in 1 zeigt.
    • {8} 8 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb des Robotersystems in 7 zeigt.
  • {Beschreibung von Ausführungsformen}
  • Ein Robotersystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist das Robotersystem 1 gemäß dieser Ausführungsform einen Roboter 2 auf, der in einem ersten Bereich installiert ist, eine nach unten zeigende dreidimensionale Kamera (Bilderfassungseinheit) 3, die vertikal oberhalb einer Grenze L zwischen einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich, der zu dem ersten Bereich benachbart ist, angeordnet ist, und eine Steuereinheit 4, die den Roboter 2 basierend auf dreidimensionalen Bildern, die von der dreidimensionalen Kamera 3 erfasst werden, steuert.
  • Der Roboter 2 hat einen Arbeitsraum (genauer genommen einen Raum, der aufgrund der Betriebseinschränkung oder dergleichen kleiner ist als der maximal bewegbare Raum des Roboters 2) in dem ersten Bereich, und ist konfiguriert, um nur innerhalb des ersten Bereichs betätigbar zu sein. Hier weist der Roboter 2 nicht nur die mechanischen Teile des Roboters 2 auf, sondern auch ein Werkzeug, das an dem Handgelenk des Roboters 2 angebracht ist, und ein Werkstück, das von dem Werkzeug transportiert wird. Kurz gesagt ist der Roboter 2 derart installiert, dass er inklusive Werkstück nur innerhalb des ersten Bereichs arbeiten kann.
  • Die dreidimensionale Kamera 3 befindet sich an einer Position, an der die gesamte Grenze L, die von einem Bediener A oder einem sich bewegenden Roboter, der sich in dem zweiten Bereich bewegt, überquert werden kann, und mindestens Abschnitte des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs, die zu der Grenze L benachbart sind, in ihrem Blickfeld sind. Die dreidimensionale Kamera 3 ist konfiguriert, um sequenziell dreidimensionale Bilder in ihrem Blickfeld zu erfassen, und kann ein Objekt in ihrem Blickfeld überwachen, um seine dreidimensionale Position zu erfassen.
  • Wie in 3 gezeigt, weist die Steuereinheit 4 Folgendes auf: eine Überwachungsbereicheinstelleinheit 5, die Überwachungsbereiche (in 3 schraffierte Abschnitte) in Räumen in dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich, die zu der Grenze L benachbart sind, basierend auf den dreidimensionalen Bildern einstellt, die von der dreidimensionalen Kamera 3 erfasst werden; eine Objekterfassungseinheit 6, die die dreidimensionalen Bilder verarbeitet und die Gegenwart/Abwesenheit eines Objekts in dem Überwachungsbereich, der in dem zweiten Bereich eingestellt ist, erfasst; eine Robotererfassungseinheit 7, die die dreidimensionalen Bilder verarbeitet und die Gegenwart/Abwesenheit des Roboters 2 in dem Überwachungsbereich, der in dem ersten Bereich eingestellt ist, erfasst; eine Robotersteuervorrichtung (Steuervorrichtung) 8, die den Roboter 2 derart steuert, dass sein Betrieb basierend auf den Resultaten der Erfassung durch die Objekterfassungseinheit 6 und die Robotererfassungseinheit 7 eingeschränkt ist, und eine Bekanntgabeeinheit 9, die eine Bekanntgabe der Resultate der Erfassung ausgibt.
  • Wie in 1 gezeigt, stellt die Überwachungsbereicheinstelleinheit 5 bei dieser Ausführungsform als die Überwachungsbereiche einen Raum zwischen parallelen Ebenen ein, die sich in einem vorbestimmten Abstand von der sich vertikal erstreckenden planaren Grenze L zu der Seite des ersten Bereichs und der Seite des zweiten Bereichs erstrecken. Der Überwachungsbereich der Seite des zweiten Bereichs ist eingestellt, um gleich der Entfernung zu sein, über die sich das sich bewegende Objekt bewegt, die durch Multiplizieren der Zeit berechnet wird, die erforderlich ist, um die Betriebseinschränkung abzuschließen, nachdem die Betriebseinschränkung des Roboters 2 durch die Robotersteuereinheit 8 gestartet wurde, mit der Bewegungsgeschwindigkeit des sich bewegenden Objekts, wie des Bedieners A, der sich in die Seite des zweiten Bereichs bewegt. Die Bewegungsentfernung wird vorab in der Überwachungsbereicheinstelleinheit 5 gespeichert. Darüber hinaus kann die Bewegungsgeschwindigkeit die erwartete maximale Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts sein.
  • Die Betriebseinschränkung des Roboters 2 durch die Robotersteuereinheit 8 weist zum Beispiel das Stoppen des Betriebs des Roboters 2 und das Verlangsamen des Roboters 2 auf. Auf diese Art, durch Starten der Betriebseinschränkung durch die Robotersteuereinheit 8 beim Erfassen des Eintretens eines sich bewegenden Objekts in den Überwachungsbereich des Bereichs der zweiten Seite ist es möglich, das sich bewegende Objekte daran zu hindern, die Grenze L zu überqueren, bevor die Betriebseinschränkung des Roboters 2 abgeschlossen ist.
  • Der Überwachungsbereich der Seite des ersten Bereichs braucht nur einen Abstand zu haben, der größer oder gleich dem voreingestellten Sicherheitsabstand ist. Der Sicherheitsabstand zum Einstellen des Überwachungsbereichs der Seite des ersten Bereichs wird auch vorab in der Überwachungsbereicheinstelleinheit 5 gespeichert.
  • Die Robotersteuervorrichtung 8 führt die Steuerung derart aus, dass die Betriebseinschränkung des Roboters 2 gestartet wird, wenn der Roboter 2 in dem Überwachungsbereich in dem ersten Bereich von der Robotererfassungseinheit 7 in dem Zeitpunkt erfasst wird, in dem ein sich bewegendes Objekt in dem Überwachungsbereich in dem zweiten Bereich von der Objekterfassungseinheit 6 erfasst wird.
  • Wenn die Robotersteuervorrichtung 8 die Betriebseinschränkung des Roboters 2 startet, gibt die Bekanntgabeeinheit 9 eine entsprechende Bekanntgabe dazu aus. Genauer genommen wird eine Zustandsanzeigelampe eingeschaltet.
  • Der Betrieb des derart konfigurierten Robotersystems 1 gemäß dieser Ausführungsform wird unten beschrieben.
  • Wie in 4 gezeigt, werden bei dem Robotersystem 1 gemäß dieser Ausführungsform dreidimensionale Bilder sequenziell von der dreidimensionalen Kamera 3 erfasst (Schritt S1), die erfassten dreidimensionalen Bilder werden zu der Überwachungsbereicheinstelleinheit 5 der Steuereinheit 4 gesendet, und Überwachungsbereiche werden in dem ersten Bereich und in dem zweiten Bereich in der Nähe der Grenze L eingestellt (Schritt S2).
  • Sobald die Überwachungsbereiche eingestellt sind, werden die dreidimensionalen Bilder von der Objekterfassungseinheit 6 verarbeitet, um das sich bewegende Objekt in dem Überwachungsbereich zu erfassen (Schritt S3). Die Robotersteuereinheit 8 bestimmt, ob das erfasste sich bewegende Objekt die Grenze L überquert hat (Schritt S4) und, falls es die Grenze L überquert hat, wird der Roboter zu einem Notstillstand gebracht (Schritt S5). Wenn das erfasste sich bewegende Objekt die Grenze L nicht überquert hat, wird bestimmt, ob es sich in dem Überwachungsbereich befindet (Schritt S6), und wenn es sich in dem Überwachungsbereich befindet, führt die Robotererfassungseinheit 7 das Erfassen des Roboters 2 aus (Schritt S7), und die Robotersteuervorrichtung 8 bestimmt, ob sich der Roboter 2 in dem Überwachungsbereich befindet (Schritt S8) .
  • Wenn sich der Roboter 2 in dem Überwachungsbereich befindet, wird die Betriebseinschränkung zum Verlangsamen oder Stoppen des Roboters 2 ausgeführt (Schritt S9). Wenn bestimmt wird, dass sich das sich bewegende Objekt bei Schritt S6 nicht in dem Überwachungsbereich befindet, und wenn bestimmt wird, dass sich der Roboter 2 bei Schritt S8 nicht in dem Überwachungsbereich befindet, wird der Prozess ab Schritt S1 wiederholt.
  • Bei dem derart konfigurierten Robotersystem 1 gemäß dieser Ausführungsform, wird der Überwachungsbereich in dem zweiten Bereich, in dem sich das sich bewegende Objekt, wie ein Bediener A, bewegt, über einen vorbestimmten Bereich von der Grenze L in Bezug auf den ersten Bereich eingestellt, und der Betrieb des Roboters 2, wird in dem ersten Bereich als ein Resultat des Eintretens des sich bewegenden Objekts in den Überwachungsbereich eingeschränkt. Bei der Installation des Roboters 2 braucht folglich der Arbeitsraum des Roboters 2 nicht von der Grenze L in Bezug auf den zweiten Bereich entfernt eingestellt zu sein.
  • Mit anderen Worten, da die Betriebseinschränkung des Roboters 2 gestartet wird, wenn das Eintreten des sich bewegenden Objekts in den Überwachungsbereich der Seite des zweiten Bereichs erfasst wird, überquert das sich bewegende Objekt die Grenze L nicht, bevor die Betriebseinschränkung des Roboters 2 abgeschlossen ist, was zu einem Vorteil dadurch führt, dass die Berührung zwischen dem Roboter 2 und dem sich bewegenden Objekt zuverlässig vermieden werden kann, obwohl der Arbeitsraum des Roboters 2 sehr knapp an der Grenze L zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich eingestellt ist. Das resultiert in einem Vorteil, dass der Installationsraum für den Roboter 2 minimiert werden kann.
  • Obwohl bei der oben stehenden Konfiguration kein Problem in dem Fall besteht, in dem kein Überwachungsbereich auf der Seite des ersten Bereichs eingestellt ist, ist bei dem System, das die Schritte S8 und S19 hat, die Betriebseinschränkung des Roboters 2 noch nicht abgeschlossen, wenn das sich bewegende Objekt die Grenze L überquert hat. Das ist darauf zurückzuführen, dass der Roboter 2 in dem Überwachungsbereich der Seite des ersten Bereichs nicht erfasst wird.
  • Diese Ausführungsform hat auch dadurch einen Vorteil, dass es, weil die dreidimensionale Kamera 3, die die dreidimensionalen Bilder erfasst, als die Bilderfassungseinheit verwendet wird, möglich ist, die dreidimensionale Position des sich bewegenden Objekts sicherzustellen, um zweckdienliche Überwachungsbereiche einzustellen. Insbesondere, wie in 5 gezeigt, wenn zweidimensionale Bilder mit einer zweidimensionalen Kamera 10 erfasst werden, um Überwachungsbereiche einzustellen, werden aufgrund des Blickfeldwinkels Überwachungsbereiche, die an einer Position, die weiter von der zweidimensionalen Kamera 10 liegt, breiter sind, erzeugt.
  • Die Überwachungsbereiche sind daher an dem oberen Teil, der der zweidimensionalen Kamera 10 näher liegt, schmaler, und die Überwachungsbereiche sind an dem unteren Teil, der von der zweidimensionalen Kamera 10 weit entfernt ist, breit. Da die Bewegungsgeschwindigkeit des sich bewegenden Objekts in dem oberen Teil und in dem unteren Teil gleich ist, sind die Überwachungsbereiche an dem unteren Teil, falls ausreichend Überwachungsbereiche in dem oberen Teil sicherzustellen sind, ineffizient breit, was nachteilig ist.
  • Im Gegensatz dazu ist es bei dieser Ausführungsform durch Erfassen dreidimensionaler Bilder möglich, Überwachungsbereiche einzustellen, die von der Grenze L über die Gesamtlänge in die Höhenrichtung einen gleichförmigen horizontalen Abstand haben. Das führt zu einem Vorteil, dass es möglich ist, gleichmäßige Überwachung an jeder beliebigen Position in die Höhenrichtung auszuführen.
  • Darüber hinaus ist der Betrieb des Roboters 2 bei dieser Ausführungsform, weil der Überwachungsbereich von der Überwachungsbereicheinstelleinheit 5 auch auf der Seite des ersten Bereichs, auf der der Roboter installiert ist, eingestellt wird, um die Betriebseinschränkung des Roboters 2 auszuführen, wenn sich der Roboter 2 in dem Überwachungsbereich befindet, geschränkt, wenn er sich nicht in dem Überwachungsbereich befindet. Es besteht daher ein Vorteil darin, dass im Vergleich zu einem Fall, in dem der Betrieb jedes Mal dann eingeschränkt ist, wenn das sich bewegende Objekt in dem Überwachungsbereich der Seite des zweiten Bereichs erfasst wird, die Betriebseffizienz verbessert werden kann, weil der Betrieb des Roboters 2 nicht eingeschränkt wird, wenn die Möglichkeit von Berührung mit dem sich bewegenden Objekt niedrig ist.
  • Bei dieser Ausführungsform, obwohl der Fall, in dem die dreidimensionale Kamera 3 als die Bilderfassungseinheit eingesetzt wird, beschrieben wurde, kann stattdessen eine zweidimensionale Kamera 10 eingesetzt werden.
  • Darüber hinaus, obwohl der Überwachungsbereich auch auf der Seite des ersten Bereichs eingestellt wird, um den Betrieb einzuschränken, wenn sich der Roboter 2 in dem Überwachungsbereich befindet, ist es stattdessen, wie in 6 gezeigt, auch möglich, den Betrieb des Roboters 2 jedes Mal einzuschränken, wenn das sich bewegende Objekt in dem Überwachungsbereich der Seite des zweiten Bereichs erfasst wird, ohne den Überwachungsbereich auf der Seite des ersten Bereichs einzustellen.
  • Darüber hinaus kann bei dieser Ausführungsform, obwohl ein Bereich von der Grenze L zu einer Position von dieser um eine vorab gespeicherte Entfernung weg als der Überwachungsbereich in dem ersten Bereich eingestellt wird, die Überwachungsbereicheinstelleinheit 5 den Überwachungsbereich in dem ersten Bereich basierend auf der dreidimensionalen Position und Entfernung des sich bewegenden Objekts, das sich in dem zweiten Bereich bewegt, erzeugen und einstellen.
  • Genauer genommen, wie in 6 gezeigt, wenn das sich bewegende Objekt in dem zweiten Bereich nicht in dem Überwachungsbereich ist, wird der Überwachungsbereich nicht in der Seite des ersten Bereichs eingestellt, während, wie in 7, wenn das sich bewegende Objekt in dem Überwachungsbereich eingetreten ist, ein Überwachungsbereich der Seite des ersten Bereichs an einer Position erzeugt wird, die von der dreidimensionalen Position der Oberfläche des sich bewegenden Objekts um die Entfernung, über die sich das sich bewegende Objekt bewegt, versetzt ist, was das Produkt der Zeit, die für die Betriebseinschränkung des Roboters 2 erforderlich ist, und der Bewegungsgeschwindigkeit des sich bewegenden Objekts ist.
  • Diese Konfiguration stellt einen Vorteil darin bereit, dass es möglich ist, den Überwachungsbereich basierend auf dem die Betriebseinschränkung des Roboters 2 ausgeführt wird, zu minimieren, was die Betriebseffizienz weiter verbessert.
  • Genauer genommen wird bei dem Beispiel, das in 7 gezeigt ist, weil ein Fuß des Bedieners A in die untere Seite des Überwachungsbereichs des zweiten Bereichs eingetreten ist, ein Überwachungsbereichoffset von der Oberfläche des Fußes durch eine Bewegungsentfernung D nur auf der unteren Seite des ersten Bereichs erzeugt. In dem Abschnitt der unteren Seite, in dem sich der Fuß der Grenze L nähert, ist die Möglichkeit von Berührung mit dem Roboter 2 hoch, und daher wird der Überwachungsbereich basierend auf welchem die Betriebseinschränkung des Roboters 2 ausgeführt wird, eingestellt, während der Überwachungsbereich in dem Abschnitt der oberen Seite, wo die Möglichkeit von Berührung niedrig ist, nicht eingestellt und daher der Betrieb des Roboters 2 nicht eingeschränkt wird.
  • In diesem Fall, wie in 8 gezeigt, wird bei Schritt S2 nur der Überwachungsbereich in dem zweiten Bereich eingestellt, und der Überwachungsbereich in dem ersten Bereich wird als ein Resultat dessen erzeugt, dass das sich bewegende Objekt in dem Überwachungsbereich der Seite des zweiten Bereichs erfasst wird (Schritt S10), was von dem Prozess in 4 unterschiedlich ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Robotersystem
    2
    Roboter
    3
    dreidimensionale Kamera (Bilderfassungseinheit)
    5
    Überwachungsbereicheinstelleinheit
    6
    Objekterfassungseinheit
    8
    Robotersteuervorrichtung (Steuervorrichtung)
    A
    Bediener (sich bewegendes Objekt)
    L
    Grenze
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 201566664 [0003]

Claims (6)

  1. Robotersystem (1), das Folgendes umfasst: einen Roboter (2), der derart installiert ist, dass sein Arbeitsraum innerhalb eines ersten Bereichs liegt; eine Bilderfassungseinheit (3), die sequenziell Bilder der Nähe einer Grenze (L) des ersten Bereichs und eines zweiten Bereichs, die zueinander mit der Grenze (L) dazwischen benachbart sind, erfasst; eine Überwachungsbereicheinstelleinheit (5), die in den Bildern, die von der Bilderfassungseinheit (3) erfasst werden, einen Überwachungsbereich in einem Raum in dem zweiten Bereich benachbart zu der Grenze (L) einstellt; eine Objekterfassungseinheit (6), die ein sich bewegendes Objekt (A) in dem Überwachungsbereich, der von der Überwachungsbereicheinstelleinheit (5) eingestellt wird, durch Verarbeiten der Bilder, die von der Bilderfassungseinheit (3) erfasst werden, erfasst, und eine Steuervorrichtung (8), die Steuerung derart ausführt, dass der Betrieb des Roboters (2) eingeschränkt wird, wenn das sich bewegende Objekt (A) von der Objekterfassungseinheit (6) erfasst wird.
  2. Robotersystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Überwachungsbereicheinstelleinheit (5) einen Überwachungsbereich auch in einem Raum in dem ersten Bereich benachbart zu der Grenze (L) einstellt, und die Steuervorrichtung (8) Steuerung derart ausführt, dass der Betrieb des Roboters (2), der sich in dem Überwachungsbereich befindet, der in dem ersten Bereich eingestellt ist, eingeschränkt wird.
  3. Robotersystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Überwachungsbereicheinstelleinheit (5) den Überwachungsbereich basierend auf der Entfernung einstellt, über die sich das sich bewegende Objekt (A) bewegt, wenn es von der Objekterfassungseinheit (6) erfasst wird, bis wenn die Betriebseinschränkung des Roboters (2) durch die Steuervorrichtung (8) abgeschlossen ist.
  4. Robotersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bilderfassungseinheit (3) eine dreidimensionale Kamera ist, die dreidimensionale Bilder erfasst.
  5. Robotersystem (1) nach Anspruch 2, wobei die Bilderfassungseinheit (3) eine dreidimensionale Kamera umfasst, die dreidimensionale Bilder erfasst, und die Überwachungsbereicheinstelleinheit (5) den Überwachungsbereich in dem ersten Bereich basierend auf der Entfernung, über die sich das sich bewegende Objekt (A) bewegt, wenn es von der Objekterfassungseinheit (6) erfasst wird, bis wenn die Betriebseinschränkung des Roboters (2) durch die Steuervorrichtung (8) abgeschlossen ist, und basierend auf den dreidimensionalen Bildern, die von der Bilderfassungseinheit (3) erfasst werden, einstellt.
  6. Robotersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuervorrichtung (8) Steuerung derart ausführt, dass der Roboter (2) in dem Überwachungsbereich, der in dem ersten Bereich eingestellt wird, wenn das sich bewegende Objekt (A) von der Objekterfassungseinheit (6) erfasst wird, verlangsamt wird.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3422053B1 (de) * 2017-06-28 2021-05-19 Datalogic IP Tech S.r.l. Sicherheitssystem
JP6838027B2 (ja) 2018-10-31 2021-03-03 ファナック株式会社 ロボットシステム
JP6650988B1 (ja) * 2018-11-14 2020-02-19 株式会社東芝 制御システム、制御方法、プログラム、及び記憶媒体
CN111476336B (zh) * 2019-01-23 2023-06-20 阿里巴巴集团控股有限公司 服装的计件方法、装置及设备
JP7036078B2 (ja) * 2019-03-28 2022-03-15 オムロン株式会社 制御システム、制御方法、および制御ユニット
GB2583485B (en) * 2019-04-29 2021-09-01 Arrival Ltd A system for preventing collisions in a robotic cell environment
JP7152370B2 (ja) * 2019-08-26 2022-10-12 日立建機株式会社 現場監視装置および現場監視システム
JP7194288B2 (ja) * 2019-09-23 2022-12-21 株式会社Fuji 周辺監視装置
JP7368156B2 (ja) * 2019-09-26 2023-10-24 ファナック株式会社 ロボット制御システム
CN112140102A (zh) * 2020-06-08 2020-12-29 深圳市越疆科技有限公司 一种工业机器人的避障方法、装置和系统
US12033394B2 (en) * 2021-12-29 2024-07-09 Midea Group Co., Ltd. Automatic robotic lawn mowing boundary detection using 3D semantic segmentation

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7768549B2 (en) * 2001-06-08 2010-08-03 Honeywell International Inc. Machine safety system with mutual exclusion zone
DE10152543A1 (de) 2001-10-24 2003-05-08 Sick Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer sicherheitsrelevanten Funktion einer Maschine
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
JP4066168B2 (ja) 2003-03-13 2008-03-26 オムロン株式会社 侵入物監視装置
DE102004043514A1 (de) * 2004-09-08 2006-03-09 Sick Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer sicherheitsrelevanten Funktion einer Maschine
DE102005003827B4 (de) * 2005-01-26 2007-01-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Interaktion zwischen einem Menschen und einer Robotereinheit an einem Roboterarbeitsplatz
DE102006048163B4 (de) 2006-07-31 2013-06-06 Pilz Gmbh & Co. Kg Kamerabasierte Überwachung bewegter Maschinen und/oder beweglicher Maschinenelemente zur Kollisionsverhinderung
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
JP4648486B2 (ja) * 2009-01-26 2011-03-09 ファナック株式会社 人間とロボットとの協調動作領域を有する生産システム
JP5343641B2 (ja) 2009-03-12 2013-11-13 株式会社Ihi ロボット装置の制御装置及びロボット装置の制御方法
DE102010002250B4 (de) * 2010-02-23 2022-01-20 pmdtechnologies ag Überwachungssystem
JP5845659B2 (ja) * 2011-06-29 2016-01-20 セイコーエプソン株式会社 侵入物検出方法、侵入物検出装置及びロボットシステム
DE112012005650B4 (de) 2012-01-13 2018-01-25 Mitsubishi Electric Corporation Risikomesssystem
JP6123307B2 (ja) 2013-01-23 2017-05-10 株式会社デンソーウェーブ ロボット周辺への物体の侵入を監視する監視システムおよび監視方法
DE102013104265A1 (de) 2013-04-26 2014-10-30 Pilz Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Absichern einer automatisiert arbeitenden Maschine
JP2015066664A (ja) 2013-10-01 2015-04-13 セイコーエプソン株式会社 侵入検出装置、ロボットシステム及び侵入検出方法
US9452531B2 (en) 2014-02-04 2016-09-27 Microsoft Technology Licensing, Llc Controlling a robot in the presence of a moving object

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JP2018130814A (ja) 2018-08-23

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