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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungssystem für einen Roboter und ein Robotersystem
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[Allgemeiner Stand der Technik]
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Zum Verhindern einer Behinderung zwischen einem Roboter und einem Menschen in der Nähe des Roboters ist im Allgemeinen der Eintritt des Menschen in den Bewegungsbereich des Roboters verhindert worden, indem der gesamte Außenumfang des Bewegungsbereichs mit einem Sicherheitszaun umgeben wurde und ein Sensor an einem Eingang des Sicherheitszauns angeordnet wurde, um das Öffnen und Schließen der Tür zu detektieren. Bei einem kollaborativen Roboter, der mit einem Menschen kooperierend arbeitet, ist es möglich, den Roboter ohne den Sicherheitszaun auf folgende Weise zu betreiben: befindet sich kein Mensch in der Nähe des Roboters, wird der Roboter mit einer hohen Geschwindigkeit in Bewegung gesetzt; und wenn sich ein Mensch dem Roboter nähert, wird ein Sicherheitsmodus eingestellt, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters zu verringern und eine Kontaktstoppfunktion zu aktivieren.
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Ferner ist eine Technik zum Detektieren eines sich in der Nähe des Roboters befindenden Bedieners bekannt, indem eine oberhalb des Roboters angeordnete Kamera oder ein am vorderen Handgelenksende des Roboters angebrachter Lasersensor verwendet wird (siehe zum Beispiel PTL 1).
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[Liste der Anführungen]
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[Patentliteratur]
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[PTL 1) Ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2017-94409 -
[Kurzdarstellung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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Die in PTL 1 über dem Roboter angeordnete Kamera überwacht jedoch regelmäßig den gesamten Bewegungsbereich des Roboters, wodurch der Roboter, selbst wenn ein Roboterarm und der Mensch voneinander entfernt sind, gemäß dem Bewegungszustand des Roboters zu dem Zeitpunkt angehalten oder gebremst wird, zu dem der Mensch in den durch die Kamera überwachten Bereich eintritt. Dies führt insofern zu einem Nachteil, als der Mensch und der Roboter unter Gewährleistung der Sicherheit nicht so nahe wie möglich beieinander arbeiten können, wodurch es schwierig wird, die Arbeitsrate des Roboters zu verbessern.
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Bei der Technik des Detektierens des Bedieners durch Verwendung des am vorderen Handgelenksende des Roboters angebrachten Lasersensors besteht, obgleich der überwachte Bereich, in dem der Bediener überwacht wird, bewegt werden kann, insofern ein Nachteil, als der überwachte Bereich gemäß der Pose des am vorderen Handgelenksende angebrachten Werkzeugs variiert. Das heißt, es gibt insofern einen Nachteil, als der Näherungszustand des Menschen und des Roboters überhaupt nicht überwacht werden können, wenn der Roboter in einer Richtung bewegt wird, die einer Richtung, in die der am vorderen Handgelenksende angebrachte Laser weist, entgegengesetzt ist.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Überwachungssystems für einen Roboter und eines Robotersystems, die in der Lage sind, die Arbeitsrate des Roboters zu verbessern, während gleichzeitig ermöglicht wird, dass ein Mensch und der Roboter so nahe beieinander wie möglich arbeiten.
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[Lösung des Problems]
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Überwachungssystem für einen Roboter, das eine auf einer Installationsfläche installierte Basis und einen bezüglich der Basis beweglich gestützten beweglichen Teil enthält, wobei das Überwachungssystem Folgendes enthält: einen Sensor, der das Vorhandensein oder das Fehlen eines Objekts in der Nähe des Roboters überwacht, und einen Teil zum Steuern des überwachten Bereichs, der einen überwachten Bereich des Sensors basierend auf einem Bewegungsbefehlssignal für den Roboter steuert. Der Sensor weist den überwachten Bereich auf jeder der beiden Seiten über eine Vertikalebene, die eine Mittelachsenlinie des beweglichen Teils enthält, hinweg auf, und der Teil zum Steuern des überwachten Bereichs gestaltet den überwachten Bereich hinten in einer Bewegungsrichtung des beweglichen Teils kleiner als den überwachten Bereich vorne in der Bewegungsrichtung des beweglichen Teils.
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Gemäß dem vorliegenden Aspekt wird der überwachte Bereich durch den Betrieb des Sensors auf jeder der beiden Seiten über eine Vertikalebene, die die Mittelachsenlinie des beweglichen Teils enthält, hinweg gebildet, und das in den überwachten Bereich eingetretene Objekt wird durch den Sensor detektiert. Der Überwachungsbereich des Sensors bewegt sich mit der Bewegung des beweglichen Teils, der eine Gefahrenquelle in Kontakt mit einem Menschen ist, so dass der überwachte Bereich im Vergleich zu einem Fall, in dem der Sensor den gesamten Bewegungsbereich, in dem der bewegliche Teil passieren kann, überwacht, auf das Minimum eingegrenzt werden kann. Dadurch kann der Mensch dem Roboter an einer Stelle nahekommen, an der der Mensch nicht in den überwachten Bereich eintritt, und wenn der Mensch in den überwachten Bereich eintritt, kann die Behinderung zwischen dem Menschen und dem Roboter durch Anhalten oder Abbremsen des Roboters vermieden werden.
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Wenn der bewegliche Teil bezüglich der auf der Installationsfläche installierten Basis bewegt wird, steuert in diesem Fall der Teil zum Steuern des überwachten Bereichs den überwachten Bereich des Sensors basierend auf dem Bewegungsbefehlssignal für den Roboter dahingehend, den überwachten Bereich hinten in der Bewegungsrichtung kleiner als den überwachten Bereich vorne in der Bewegungsrichtung zu gestalten. Somit wird vorne in der Bewegungsrichtung, wo der Mensch und der Roboter sich schnell aneinander annähern, ein ausreichend großer überwachter Bereich gewährleistet, so dass die Behinderung zwischen dem Menschen und dem Roboter vermieden werden kann, und hinten in der Bewegungsrichtung, wo der Mensch und der Roboter voneinander entfernt sind, können der Mensch und der Roboter so nahe beieinander wie möglich arbeiten, so dass die Arbeitsrate des Roboters verbessert werden kann.
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Bei dem obigen Aspekt kann der Sensor an dem beweglichen Teil angebracht sein.
Da sich der überwachte Bereich mit der Bewegung des beweglichen Teils bewegt, ist es bei dieser Konfiguration ausreichend, wenn der Teil zum Steuern des überwachten Bereichs in erster Linie nur die Größe des überwachten Bereichs steuert, und die Steuerung kann somit erleichtert werden.
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Bei dem obigen Aspekt kann der Sensor einen ersten Sensor, der den überwachten Bereich in einer Richtung bezüglich der Vertikalebene aufweist, und einen zweiten Sensor, der den überwachten Bereich in der anderen Richtung bezüglich der Vertikalebene aufweist, enthalten.
Bei dieser Konfiguration kann der Teil zum Steuern des überwachten Bereichs nur den überwachten Bereich des ersten Sensors und den überwachten Bereichs des zweiten Sensors individuell steuern, und somit kann die Steuerung erleichtert werden.
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Ferner richtet sich ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung auf ein Robotersystem, das Folgendes enthält: einen Roboter, der mit einer auf einer Installationsfläche installierten Basis und einem beweglichen Teil, der bezüglich der Basis beweglich ist, versehen ist; eine Steuerung, die den Roboter steuert; einen Sensor, der das Vorhandensein oder Fehlen eines Objekts in der Nähe des Roboters überwacht und einen Teil zum Steuern des überwachten Bereichs, der einen überwachten Bereich des Sensors basierend auf einem Bewegungsbefehlssignal für den Roboter von der Steuerung steuert. Der Sensor weist den überwachten Bereich auf jeder der beiden Seiten über eine Vertikalebene, die eine Mittelachsenlinie des beweglichen Teils enthält, hinweg auf; der Teil zum Steuern des überwachten Bereichs steuert den überwachten Bereich hinten in einer Bewegungsrichtung des beweglichen Teils dahingehend, dass er kleiner als der überwachte Bereich vorne in der Bewegungsrichtung des beweglichen Teils ist; und die Steuerung hält den Roboter an oder bremst ihn oder steuert eine Bewegung des Roboters dahingehend, einen Kontakt mit dem Objekt zu vermeiden, basierend auf einem Detektionssignal für das Objekt von dem Sensor.
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Gemäß dem vorliegenden Aspekt wird der überwachte Bereich durch den Betrieb des Sensors auf jeder der beiden Seiten über die Vertikalebene, die die Mittelachsenlinie des beweglichen Teils enthält, hinweg gebildet, und das in den überwachten Bereich eingetretene Objekt wird durch den Sensor detektiert. Dadurch kann der Mensch dem Roboter an einer Stelle nahekommen, an der der Mensch nicht in den überwachten Bereich eintritt, und wenn der Mensch in den überwachten Bereich eintritt, kann die Behinderung zwischen dem Menschen und dem Roboter dadurch vermieden werden, dass die Steuerung den Roboter anhält oder abbremst oder die Bewegung des Roboters dahingehend steuert, einen Kontakt mit dem Objekt zu vermeiden, basierend auf einem Detektionssignal für das Objekt von dem Sensor.
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Wenn der bewegliche Teil bezüglich der auf der Installationsfläche installierten Basis bewegt wird, steuert in diesem Fall der Teil zum Steuern des überwachten Bereichs den überwachten Bereich des Sensors basierend auf dem Bewegungsbefehlssignal für den Roboter, um den überwachten Bereich hinten in der Bewegungsrichtung kleiner als den überwachten Bereich vorne in der Bewegungsrichtung zu erstellen. Somit wird vorne in der Bewegungsrichtung, wo sich der Mensch und der Roboter schnell annähern, ein ausreichend großer überwachter Bereich gewährleistet, so dass die Behinderung zwischen dem Menschen und dem Roboter vermieden werden kann, und hinten in der Bewegungsrichtung, wo der Mensch und der Roboter voneinander entfernt sind, können der Mensch und der Roboter so nahe beieinander wie möglich arbeiten, so dass die Arbeitsrate des Roboters verbessert werden kann.
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Bei dem obigen Aspekt kann der Sensor an dem beweglichen Teil angebracht sein.
Bei dem obigen Aspekt kann der bewegliche Teil einen Arm enthalten, der eine Handgelenkseinheit an einem vorderen Ende stützt, die um eine Längsachse drehbar ist, und der Sensor kann an dem Arm fixiert sein
Bei dieser Konfiguration ist der Sensor an dem Arm angebracht, der sich unabhängig von der Pose des Handgelenks nicht um die Längsachse dreht; es ist möglich, jede der beiden Seiten über die Vertikalebene, die die Mittelachsenlinie des beweglichen Teils enthält, hinweg weiter zu überwachen.
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Bei dem obigen Aspekt kann der bewegliche Teil einen Arm enthalten, der eine Handgelenkseinheit an einem vorderen Ende, die um eine Längsachse drehbar ist, stützt; die Handgelenkseinheit kann ein erstes Handgelenkelement, das bezüglich des Arms drehbar um die Längsachse gestützt wird, enthalten; der Sensor umfasst mehrere Sensoren, die mehreren Sensoren können in Abständen in einer Umfangsrichtung um die Längsachse an dem ersten Handgelenkelement fixiert sein; und der Teil zum Steuern des überwachten Bereichs kann gemäß einem Drehwinkel des ersten Handgelenkelements um die Längsachse zwischen den Sensoren wechseln.
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Da der Sensor an dem ersten Handgelenkelement, das sich bezüglich des Arms um die Längsachse dreht, angebracht ist, dreht sich bei dieser Konfiguration der überwachte Bereich des Sensors, wenn das erste Handgelenkelement um die Längsachse gedreht wird, auch um die Längsachse. Da der Teil zum Steuern des überwachten Bereichs in diesem Fall gemäß dem Drehwinkel des ersten Handgelenkelements um die Längsachse zwischen den Sensoren wechselt, ist es in diesem Fall möglich, den überwachten Bereich mit einer ordnungsgemäßen Größe auf jeder der beiden Seiten über die Vertikalebene, die die Mittelachsenlinie des beweglichen Teils enthält, hinweg konstant anzuordnen.
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Bei dem obigen Aspekt kann der überwachte Bereich einen Stoppbereich nahe dem beweglichen Teil und einen Abbremsbereich, der an einer Stelle angeordnet ist, die von dem beweglichen Bereich weiter entfernt als der Stoppbereich ist, enthalten; die Steuerung kann den Roboter als Reaktion darauf, dass der Sensor das Objekt in dem Abbremsbereich detektiert, abbremsen; und die Steuerung kann den Roboter als Reaktion darauf, dass der Sensor das Objekt in dem Stoppbereich detektiert, abbremsen.
Wenn das Objekt in den überwachten Bereich eintritt, kann bei dieser Konfiguration ein sofortiges Anhalten des Roboters verhindert werden, wodurch eine Verbesserung der Arbeitsrate des Roboters ermöglicht wird.
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[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird insofern eine Wirkung erzeugt, als eine Arbeitsrate eines Roboters verbessert werden kann, während ermöglicht wird, dass ein Mensch und der Roboter so nahe beieinander wie möglich arbeiten.
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[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
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[Figur 1]
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1 ist ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das ein Robotersystem und ein Überwachungssystem für einen Roboter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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[Figur 2]
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2 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben von Installationsstellen von Sensoren am Roboter und überwachten Bereichen der Sensoren in dem Überwachungssystem für den Roboter in 1.
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[Figur 3]
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3 ist eine Draufsicht, die die überwachten Bereiche der Sensoren in einem Zustand, in dem eine erste Achse des Roboters in dem Überwachungssystem für den Roboter in 1 stillsteht, veranschaulicht.
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[Figur 4]
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4 ist eine Draufsicht, die die überwachten Bereiche der Sensoren in einem Zustand, in dem die erste Achse des Roboters in einer Richtung in dem Überwachungssystem für den Roboter in 1 in Bewegung ist, veranschaulicht.
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[Figur 5]
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5 ist eine schematische Ansicht, die eine Modifikation der überwachten Bereiche in 2 veranschaulicht.
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[Figur 6]
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6 ist eine Seitenansicht, die eine Modifikation der Montageposition des Roboters in dem Überwachungssystem für den Roboter in 1 veranschaulicht.
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[Figur 7]
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7 ist eine Seitenansicht, die eine Modifikation der Montageposition des Sensors in dem Überwachungssystem für den Roboter in 1 veranschaulicht.
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[Figur 8]
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8 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel für die überwachten Bereiche der Sensoren in 6 oder 7 veranschaulicht.
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[Figur 9]
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9 ist eine Seitenansicht, die eine Modifikation des Roboters in dem Überwachungssystem für den Roboter in 1 veranschaulicht.
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[Figur 10]
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10 ist eine schematische Ansicht, die Sensoren, die an einem ersten Handgelenkelement des Roboters in 9 angebracht sind, und ein Beispiel für die überwachten Bereiche der Sensoren veranschaulicht.
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[Figur 11]
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11 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die überwachten Bereiche, wenn das erste Handgelenkelement des Roboters in 10 um 45° in einer Richtung gedreht ist, veranschaulicht.
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[Figur 12]
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12 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die überwachten Bereiche, wenn das erste Handgelenkelement des Roboters in 11 um 45° weiter in einer Richtung gedreht ist, veranschaulicht.
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[Beschreibung der Ausführungsformen]
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Überwachungssystem 4 für einen Roboter 2 und ein Robotersystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie in 1 veranschaulicht ist, ist das Robotersystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit dem Roboter 2, einer Steuerung 3 zum Steuern des Roboters 2 und dem Überwachungssystem 4 für den Roboter 2 versehen.
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Der Roboter 2 ist zum Beispiel ein Vertikal-Gelenkarmroboter. Die Art des Roboters 2 ist nicht eingeschränkt, und es kann jegliche andere Form des Roboters eingesetzt werden.
Der Roboter 2 enthält Folgendes: eine auf einer Bodenfläche (Installationsfläche) installierte Basis 21; einen Drehzylinder 22, der drehbar um eine vertikale erste Axiallinie A bezüglich der Basis 21 gestützt wird; einen ersten Arm (beweglichen Teil) 23, der drehbar um eine horizontale zweite Axiallinie B bezüglich des Drehzylinders 22 gestützt wird; einen zweiten Arm (beweglichen Teil, Arm) 24, der eine Längsachse D aufweist und um eine horizontale dritte Axiallinie C bezüglich des ersten Arms 23 gestützt wird; und eine Handgelenkseinheit 25, die am vorderen Ende des zweiten Arms 24 gestützt wird.
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Der Roboter 2 ist mit einem Motor (nicht veranschaulicht), der jede Achse antreibt, und einem Codierer (nicht veranschaulicht), der den Drehwinkel jeder Achse detektiert, versehen.
Die Steuerung 3 steuert jeden Motor des Roboters 2 gemäß einem zuvor gelehrten Bewegungsprogramm und Steuerparametern, wie zum Beispiel dem Winkel und die Geschwindigkeit jeder Achse des Roboters 2, durch Verwendung des durch den Codierer detektierten Drehwinkels an.
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Das Überwachungssystem 4 für den Roboter 2 enthält einen Sensor 41, der an dem zweiten Arm 24 angebracht ist, und ein Sensorsteuerungsteil (Teil zum Steuern des überwachten Bereichs) 42, der den Sensor 41 steuert.
Der Sensor 41 ist zum Beispiel ein Lasersensor zum Scannen eines Laserstrahls entlang der Ebene, weist einen radial um den Sensor 41 verteilten überwachten Bereich AF auf, misst den Abstand zu einem an einer Stelle, an der das Objekt den Laserstrahl blockiert, angeordneten Objekt, um zu detektieren, ob das Objekt in den überwachten Bereich AF eingetreten ist oder nicht, und gibt ein Detektionssignal an die Steuerung 3 aus.
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Wie in 2 veranschaulicht ist, sind an dem unteren Abschnitt des zweiten Arms 24 die Sensoren 41 jeweils auf jeder der beiden Seiten über die Vertikalebene, die eine Längsachse D des zweiten Arms 24 enthält, hinweg angeordnet. Wie in 3 veranschaulicht ist, weist jeder der Sensoren (der erste Sensor und der zweite Sensor) 41a, 41b, den überwachten Bereich AF auf, der von der Nähe der Vertikalebene in einer Halbkreisform entlang der orthogonal zu der Vertikalebene verlaufenden Ebene verteilt ist.
Der überwachten Bereich AF jedes der Sensoren 41a, 41b enthält einen Stoppbereich AF1, der an einer Stelle nahe jedem der Sensoren 41a, 41b angeordnet ist, und einen Abbremsbereich AF2, der an einer von jedem der Sensoren 41a, 41b beabstandeten Stelle angeordnet ist.
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Der Sensorsteuerungsteil 42 ist mit der Steuerung 3 und dem Sensor 41 verbunden. Der Sensorsteuerungsteil 42 empfängt ein Antriebsbefehlssignal für den Roboter 2, das von der Steuerung 3 ausgegeben wurde, insbesondere ein Antriebsbefehlssignal, das die Bewegungsrichtung der ersten Achse des Roboters 2 angibt, um den überwachten Bereich AF des Sensors 41 zu steuern.
Insbesondere sind in einem Zustand, in dem sich die erste Achse des Roboters 2 nicht dreht, wie in 3 veranschaulicht ist, die überwachten Bereiche AF der beiden Sensoren 41a, 41b gleichförmig, wenn sich aber die erste Achse des Roboters 2 in einer Richtung bewegt, wie in 4 dargestellt ist, wird der überwachte Bereich AF des Sensors 41b, der sich hinten in der Bewegungsrichtung befindet, kleiner als der überwachte Bereich AF des Sensors 41a, der sich vorne in der Bewegungsrichtung befindet.
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Wenn das Detektionssignal von dem Sensor 41 eingegeben wird, steuert die Steuerung 3 den Roboter 2 gemäß der Art des Detektionssignals. Das heißt, wenn das Detektionssignal zum Detektieren des Eintritts des Objekts in den Abbremsbereich AF2 von den Sensor 41 eingegeben wird, wird der Roboter 2 dahingehend gesteuert, die Bewegung jeder Achse abzubremsen oder Kontakt zwischen dem Roboter 2 und dem detektierten Objekt zu vermeiden. Wenn das Detektionssignal zum Detektieren des Eintritts des Objekts in den Stoppbereich AF1 von dem Sensor 41 eingegeben wird, wird der Roboter 2 ferner dahingehend gesteuert, die Bewegung jeder Achse anzuhalten.
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Nachfolgend werden die Aktionen des Überwachungssystems 4 für den Roboter 2 und das Robotersystem 1 gemäß der so konfigurierten vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Gemäß dem Überwachungssystem 4 für den Roboter 2 und dem Robotersystem 1 bei der vorliegenden Ausführungsform bildet der an dem zweiten Arm 24 des Roboters 2 angebrachte Sensor 41 den überwachten Bereich AF, der entlang der sich horizontal um den zweiten Arm 24 erstreckenden Ebene verteilt ist, wobei die Steuerung 3 den Roboter 2 anhalten oder abbremsen kann, wenn der Eintritt des Objekts in den überwachten Bereich AF detektiert wird. Dies ermöglicht es, eine Behinderung zwischen dem Objekt und dem Roboter 2 zu vermeiden.
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Wenn der erste Arm 23 und der zweite Arm 24, die der bewegliche Teil sind, bezüglich der Basis 21 bewegt werden, bewegt sich in diesem Fall auch der an dem zweiten Arm 24 angebrachte Sensor 41 mit dem zweiten Arm 24, und der Sensorsteuerungsteil 42 steuert den überwachten Bereich AF des Sensors 41 basierend auf dem Bewegungsbefehlssignal für den Roboter 2, um den überwachten Bereich AF hinten in der Bewegungsrichtung kleiner als der überwachte Bereich AF vorne in der Bewegungsrichtung zu gestalten. Dieser Fall beinhaltet einen Fall, in dem der überwachte Bereich AF hinten in der Bewegungsrichtung 0 beträgt, das heißt, der überwachte Bereich AF hinten in der Bewegungsrichtung nicht vorliegt.
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Dadurch kann vorne in der Bewegungsrichtung, wo sich das Objekt und der Roboter 2 schnell aneinander annähern, ein ausreichend großer überwachter Bereich AF gewährleistet werden, um die Behinderung zwischen dem Objekt und dem Roboter 2 zu vermeiden. Andererseits besteht hinten in der Bewegungsrichtung, wo das Objekt und der Roboter 2 voneinander entfernt sind, insofern ein Vorteil, als ermöglicht wird, dass das Objekt und der Roboter 2 so nah beieinander wie möglich arbeiten, wodurch ein unnötiges Abbremsen und Anhalten des Roboters 2 verhindert und die Arbeitsrate des Roboters verbessert wird.
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Da der Sensor 41 an dem zweiten Arm 24 angebracht ist, bei dem die Wahrscheinlichkeit einer Behinderung mit dem Objekt am größten ist, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, den überwachten Bereich AF zuverlässig um den zweiten Arm 24 an jeder Stelle am zweiten Arm 24, an der der Sensor 41 angeordnet ist, anzuordnen. Für den Sensorsteuerungsteil 42 reicht es somit aus, in erster Linie nur die Größe des überwachten Bereichs AF jedes der Sensoren 41a, 41b zu steuern, und es ist nicht erforderlich, die Position des überwachten Bereichs zu steuern, wobei insofern ein Vorteil besteht, als die Steuerung erleichtert wird.
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Jeder der Abtastsensoren 41a, 41b zum Abtasten des Laserstrahls entlang der Ebene ist bei der vorliegenden Ausführungsform dargestellt worden, wie aber in 5 veranschaulicht ist, kann jeder Sensor den Laserstrahl dreidimensional abtasten, um einen dreidimensionalen überwachten Bereich zu erhalten, oder statt des Lasersensors kann ein Abstandssensor, Sichtsensor oder dergleichen, die zu einer dreidimensionalen Detektion des Abstands in der Lage sind, eingesetzt werden.
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Die Steuerung durch den Sensorsteuerungsteil 42 im überwachten Bereich AF jedes der Sensoren 41a, 41b kann in Abhängigkeit davon, ob sich der überwachte Bereich AF vorne in der Bewegungsrichtung oder hinten in der Bewegungsrichtung befindet, zwischen den überwachten Bereichen AF zweier Arten mit unterschiedlicher Größe gewechselt werden. Der Sensorsteuerungsteil 42 hat den überwachten Bereich AF jedes der Sensoren 41a, 41b gemäß dem Antriebsbefehlssignal, das die Bewegungsrichtung der ersten Achse des Roboters 2 angibt, gesteuert, aber die Größe, wie zum Beispiel der Radius, des überwachten Bereichs AF kann gemäß der Bewegungsgeschwindigkeit der ersten Achse schrittweise oder kontinuierlich gesteuert werden. Das heißt, je höher die Bewegungsgeschwindigkeit, desto größer kann der überwachte Bereich AF vorne in der Bewegungsrichtung gestaltet werden und/oder je kleiner kann der überwachte Bereich AF hinten in der Bewegungsrichtung gestaltet werden.
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Der auf jeder der beiden Seiten über die Vertikalebene, die die Längsachse D des zweiten Arms 24 enthält, hinweg angeordnete überwachte Bereich AF ist durch jeden der getrennten Sensoren 41a, 41b gebildet worden, aber stattdessen kann der überwachte Bereich AF auch durch einen einzigen Sensor auf jeder der beiden Seiten der Vertikalebene gebildet werden.
Ferner ist der Sensor 41 an dem zweiten Arm 24 angebracht worden, aber stattdessen kann der Sensor 41 auch an dem ersten Arm 23 angebracht sein, wie in 6 veranschaulicht ist, oder kann an dem Drehzylinder 22 angebracht sein, wie in 7 veranschaulicht ist. Wie in 8 veranschaulicht ist, können in diesem Fall die Bewegungsbereiche vorne in der Bewegungsrichtung und hinten in der Bewegungsrichtung mit unterschiedlicher Größe gestaltet werden, indem der Winkelbereich geändert wird.
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Alternativ kann der Sensor 41 über der Basis 21 oder dem Roboter 2 fixiert und angeordnet sein. Da sich der überwachte Bereich AF nicht automatisch mit der Bewegung des Roboters 2 bewegt, werden möglicherweise sowohl die Position als auch die Größe des überwachten Bereichs AF nur gemäß der Bewegung des Roboters 2 gesteuert.
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Wie in 9 veranschaulicht ist, kann die Handgelenkseinheit 25 bei der vorliegenden Ausführungsform ferner ein drehbares, zylindrisches erstes Handgelenkelement 26 um die Längsachse D bezüglich des zweiten Arms 24 enthalten, und der Sensor 41 kann an dem ersten Handgelenkelement angebracht sein.
Da sich der überwachte Bereich AF des Sensors 41 auch mit der Drehung des ersten Handgelenkelement 26 dreht, wie in 10 veranschaulicht ist, sind in diesem Fall mehrere Sensoren, wie zum Beispiel vier Sensoren 41a, 41b, 41c, 41d, vorzugsweise in Abständen in der Umfangsrichtung um die Längsachse des ersten Handgelenkelement 26 angeordnet.
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Zusätzlich zu dem Steuern der Größen der überwachten Bereiche AF der jeweiligen Sensoren 41a, 41b, 41c, 41d kann dann der Sensorsteuerungsteil 42 gemäß dem Drehwinkel des ersten Handgelenkelements zwischen den zu verwendenden Sensoren 41a, 41b, 41c oder 41d wechseln.
Das heißt, dass, wie in 10 veranschaulicht ist, in einem Zustand, in dem das erste Handgelenkelement 26 in der Ausgangsposition angeordnet ist, zwei Sensoren 41a, 41b, die auf beiden Seiten in der Horizontalrichtung über das erste Handgelenkelement 26 angeordnet sind, betrieben werden; und wie in 11 veranschaulicht ist, werden, wenn sich das erste Handgelenkelement 36 um 45° in eine Richtung um die Längsachse dreht, die beiden Sensoren 41a, 41b zum Anordnen der überwachten Bereiche AF schräg nach unten betrieben. Wie in 2 veranschaulicht ist, werden, wenn sich das erste Handgelenkelement 26 weiter um 45° dreht, die beiden Sensoren 41a, 41b auf beiden Seiten in der Horizontalrichtung über das erste Handgelenkelement 26 hinweg betrieben.
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Da sich die Positionen der jeweiligen Sensoren 41a, 41b, 41c, 41d mit der Drehung des ersten Handgelenkelements 26 ändern, steuert, wie somit beschrieben, der Sensorsteuerungsteil 42 jedes Mal, wenn sich die Position ändert, den betriebenen Sensor 41 in Abhängigkeit davon, ob der Sensor 41 der Sensor 41a, 41b, 41c oder 41d ist, der vorne in der Bewegungsrichtung bezüglich der Vertikalebene, die die Längsachse D enthält, angeordnet ist, oder der Sensor 41a, 41b, 41c oder 41d ist, der hinten in der Bewegungsrichtung bezüglich der Vertikalebene, die die Längsachse D enthält, angeordnet ist, um den überwachten Bereich AF des Sensors 41, der hinten in der Bewegungsrichtung angeordnet ist, kleiner als den überwachten Bereich AF des Sensors 41, der vorne in der Bewegungsrichtung angeordnet ist, zu gestalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Robotersystem
- 2
- Roboter
- 3
- Steuerung
- 4
- Überwachungssystem
- 21
- Basis
- 23
- erster Arm (beweglicher Teil)
- 24
- zweiter Arm (beweglicher Teil, Arm)
- 25
- Handgelenkseinheit
- 26
- erstes Handgelenkelement
- 41
- Sensor
- 42
- Sensorsteuerungsteil (Teil zum Steuern des überwachten Bereichs)
- 41a
- erster Sensor
- 42b
- zweiter Sensor
- AF
- überwachter Bereich
- AF1
- Stoppbereich
- AF2
- Abbremsbereich
- D
- Längsachse
- F
- Fußboden (Installationsfläche)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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