JP2002264070A - 移動ロボット及び移動ロボットシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全機能を設けたものにあって、人などの接
近を確実に検出し、信頼性を高める。 【解決手段】 移動ロボット１１の無人搬送車１２の前
後、左右の各辺部の中央部に、移動ロボット１１の周囲
に設定される検出エリアＡ内への障害物の侵入を検出す
るための距離測定式のエリアセンサ１６を設ける。エリ
アセンサ１６は、検出可能範囲Ａ0 内で障害物の検出エ
リアＡ1 を自在に設定，切替えでき、固定設備１５を向
く側のエリアセンサ１６に関して、その検出エリアＡ1
を固定設備１５の凹凸形状に応じて予め設定する。ロボ
ットコントローラは、ロボットアーム１３による作業中
に、エリアセンサ１６により検出エリアＡ1 内への障害
物の侵入が検出されたときに、ロボットアーム１３を一
時停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の固定設備間
を移動するための移動機構を備え、固定設備前の所定の
作業位置に停止した状態でロボットアームによる作業を
行う移動ロボット、及び移動ロボットを用いた移動ロボ
ットシステムに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、例えば自動車用
部品の組立ライン等においては、無人搬送車上にロボッ
トアームを搭載した移動ロボットを、複数の固定設備間
を順に移動させながら作業を行わせるようにしたシステ
ムが供されてきている。このような移動ロボットシステ
ムにおいては、移動ロボットと人（作業者）とが安全柵
なしで共存して作業を行う場合等の安全性を確保するた
めに、移動ロボットに、例えば特開平４−８４９５号公
報に示されるような安全機能を設けることが行われる。

【０００３】即ち、図１１（ａ）に示すように、移動ロ
ボット１の無人搬送車２の前後左右には夫々例えば赤外
線センサからなる障害物センサ３を設け、移動ロボット
１が固定設備４の前の作業位置に停止し、ロボットアー
ム５による作業を行っている状態で、それら障害物セン
サ３の検出エリアＡ内に作業者等が侵入したときに、ロ
ボットアーム５を一時停止させるようになっている。こ
の場合、固定設備４自体を障害物と誤検出することを防
止するため、設備４側を向く障害物センサ３はオフさ
れ、他の３個の障害物センサ３が有効とされるようにな
っている。尚、特開平５−８８７４６号公報には、障害
物センサを、広域用のセンサと狭域用のセンサとから構
成し、無効化領域を減らすようにした技術が開示されて
いる。

【０００４】しかしながら、上述のような障害物センサ
３は、投光量に対する反射量に基づいて検出エリアＡ内
の障害物の有無を検出する方式であるため、固定設備の
細かな形状に対応して作業位置毎に異なる検出エリアＡ
を設定するといったことは不可能であった。このため、
例えば図１１（ｂ）に例示するように、固定設備６が不
規則な形状（移動ロボット１側に凹凸を有するような形
状）である場合に、ロボットアーム５の届く範囲に作業
者Ｍが侵入しても、いわば障害物センサ３の死角となっ
てその人を検出できなくなるケースが考えられる。

【０００５】これに対応するため、狭域対応の障害物セ
ンサを多数設けて死角をなくすことも考えられるが、こ
れでは、取付や調整の作業が繁雑で、コスト面でも高価
となり、現実的ではない。尚、従来の障害物センサ３で
は、センサ自体の検出能力を保証する機能がないため、
例えば障害物センサ３の検出能力が低下した（あるいは
故障が発生した）場合でもそれに気付かず、ひいては、
安全性が低下した状態で移動ロボット１を稼働させてし
まう虞もあった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、安全機能を設けたものにあって、人な
どの接近を確実に検出することができ、信頼性を高める
ことができる移動ロボット及び移動ロボットシステムを
提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】レーザ式エリアセンサ
（障害物検知用センサ）に代表される距離測定式のエリ
アセンサは、所定角度範囲（例えば１６２°）のエリア
を１ステップ（例えば２°弱）ずつ角度を変えながらス
キャンし、対象物の距離計測とその角度とにより座標計
算を行って設定されたエリア内の障害物を検出するとい
った動作原理を備える。本発明者等は、かかる距離測定
式のエリアセンサが、障害物の検出エリアを自在に設定
及び切替えできる点に着目し、本発明を成し遂げたので
ある。

【０００８】即ち、本発明の請求項１の移動ロボット
は、ロボットアームの周囲部に設定される検出エリア内
への障害物の侵入を検出する距離測定式のエリアセンサ
を設けて、ロボットアームによる作業中に前記エリアセ
ンサにより検出エリア内への障害物の侵入が検出された
ときに、アーム制御手段によりロボットアームの安全確
保動作を実行させるようにすると共に、前記検出エリア
を、各作業位置における固定設備の形状に応じて設定す
る構成としたところに特徴を有する。

【０００９】これによれば、ロボットアームによる作業
中に、例えば作業者がエリアセンサの検出エリア内に侵
入したときに、エリアセンサにより障害物の侵入として
検出され、アーム制御手段によりロボットアームの安全
確保動作が実行される。従って、作業者と移動ロボット
とが共存して作業を行う場合でも、作業者の安全が確保
されるようになる。そして、距離測定式のエリアセンサ
を採用したことにより、固定設備の細かな形状に対応し
て各作業位置毎に異なる検出エリアを設定することが可
能となるので、固定設備に凹凸があるような場合でも、
エリアセンサによるいわば死角をなくすことができ、高
い安全性を確保することができ、ひいては信頼性の向上
を図ることができる。

【００１０】この場合、エリアセンサを、検出エリア内
への障害物の侵入の有無を、オン，オフ信号にて出力す
るように構成することができ（請求項２の発明）、これ
により、制御の単純化，簡単化を図ることができる。あ
るいは、検出エリアを、該検出エリアの周縁部までの距
離として予め設定，記憶させておき、ロボットアームに
よる作業中にエリアセンサにより測定された距離を、前
記設定距離と比較して障害物の接近を検出するように構
成することもでき（請求項３の発明）、これにより、オ
ペレータによる設定が容易となる。

【００１１】ところで、この種の移動ロボットにおいて
は、正規（教示時）の作業位置に高精度で停止できると
は限らず、正規の作業位置と、実際の停止位置との間
に、Ｘ，Ｙ，θ（回転）方向の差が生ずる場合がある。
このような停止位置の差が生じていると、予め設定され
た検出エリア（あるいは距離）にずれが生じてしまうこ
とになる。そこで、作業位置に停止した際に、その停止
位置と教示時の作業位置との差を検出する停止位置差検
出手段を設け、補正手段によりその検出に基づいて検出
エリアを補正するように構成することができる（請求項
４の発明）。これにより、移動ロボットの停止位置にず
れが生じた場合でも、検出エリアを正しく設定すること
ができる。

【００１２】又は、上記した検出エリアの設定の手法と
して、予めオペレータが設定するのではなく、作業位置
に停止した際に、エリアセンサにより固定設備との間の
距離を測定することに基づいて、検出エリアを自動設定
する構成とすることもできる（請求項５の発明）。これ
によれば、オペレータが検出エリアを予め設定する作業
を省略することが可能となる。

【００１３】そして、距離測定式のエリアセンサにおい
ては、検出可能範囲内の所定位置（距離及び方向）に固
定的に物体が存在すれば、その固定対象物の検出を確認
することによって自己の能力をチェックすることが可能
となる。従って、エリアセンサの検出可能範囲内に、自
己診断用の固定対象物が配されるように構成し、エリア
センサによりその固定対象物が検出されるかどうかに基
づいて、該エリアセンサの能力をチェックする自己診断
機能を設けることができ（請求項６の発明）、これによ
り、エリアセンサの検出能力が低下した（あるいは故障
が発生した）ことを自己診断でき、信頼性をより一層高
めることができる。

【００１４】また、エリアセンサによる検出可能範囲
に、開閉扉等の移動物体が存在する場合には、その部分
を検出エリアから除外する構成とすれば（請求項７の発
明）、誤検出を未然に防止することができる。

【００１５】さらには、この種の距離測定式のエリアセ
ンサにあっては、検出エリアを段階的に設定することが
可能となるので、検出エリアを、内側の停止エリアとそ
の外側の警告エリアとの２段階に設定し、警告エリア内
への障害物の侵入が検出されたときにロボットアームを
減速させ、停止エリア内への障害物の侵入が検出された
ときにロボットアームを停止させるように構成すること
ができる（請求項８の発明）。これにより、より緻密な
制御が可能となる。

【００１６】本発明の請求項９の移動ロボットシステム
は、上記のような移動ロボット自体に距離測定式のエリ
アセンサを設けることに代えて、固定設備に、作業位置
に停止した移動ロボットの周囲部に該移動ロボット自体
を除くように設定される検出エリア内への障害物の侵入
を検出する距離測定式のエリアセンサを設けると共に、
そのエリアセンサにより障害物の侵入が検出されたとき
にその旨を移動ロボットに通知し、移動ロボット側で
は、その通知に基づいてロボットアームの安全確保動作
を実行させるように構成したものである。これによって
も、固定設備の細かな形状に対応して各作業位置毎に異
なる検出エリアを設定することが可能となるので、エリ
アセンサによるいわば死角をなくすことができ、高い安
全性を確保することができ、ひいては信頼性の向上を図
ることができる。

【００１７】本発明の請求項１０の移動ロボットシステ
ムは、固定設備の床部及び移動ロボット側を向く壁面部
に認識ラインを設け、移動ロボットに、作業位置に停止
した際に周囲の認識ラインを視覚的に認識するライン認
識センサを設けると共に、ライン認識センサにより認識
ラインが遮られたことが検出されたときにロボットアー
ムの安全確保動作を実行させるアーム制御手段を設けた
ところに特徴を有する。これによれば、ライン認識に基
づいて、移動ロボットに対する作業者の接近を確実に検
出することができ、安全性、信頼性を高めることができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を例えば複数台の移
動ロボットを用いて自動車用部品を組立てるようにした
移動ロボットシステム（組立ライン）に適用したいくつ
かの実施例について、図１ないし図１０を参照しながら
説明する。 （１）第１の実施例 まず、図１ないし図６を参照して、本発明の第１の実施
例（請求項１，２，４，６，７に対応）について述べ
る。

【００１９】図１〜図３，図６に示すように、移動ロボ
ット１１は、例えば無人搬送車１２上に垂直多関節（６
軸）型のロボットアーム１３を備えて構成されている。
前記無人搬送車１２は、図示しない移動機構（走行機
構）を備え、図で左右に延びる走行路１４上を例えば矢
印ａ方向に移動するように構成されている。この場合、
移動ロボット１１（無人搬送車１２）内には、マイコン
等から構成される図示しない走行コントローラ及びロボ
ットコントローラが設けられ、夫々無人搬送車１２の走
行及びロボットアーム１３の動作を制御するようになっ
ている。

【００２０】そして、詳しく図示はしないが、前記走行
路１４に沿って複数（１個のみ図示）の固定設備（作業
ステーション）１５が設けられている。また、走行路１
４には、移動ロボット１１（無人搬送車１２）の走行を
ガイドするためのガイドラインが設けられていると共
に、各固定設備１５前の所定の作業位置に停止マーカ
（いずれも図示せず）が設けられている。これも図示は
しないが、移動ロボット１１（無人搬送車１２）は、底
部に設けられたガイドセンサにより前記ガイドラインを
検出することに基づいて、走行路１４上を走行し、マー
カセンサにより停止マーカを検出することにより、所定
の作業位置に停止するようになっている。

【００２１】前記各固定設備１５は、例えば部品（ワー
ク）が載置される作業台等を有し、前記ロボットアーム
１３に対する部品の供給や、ロボットアーム１３による
部品の組付け等の作業、ロボットアーム１３からの部品
の受取り等を行うように構成されている。このとき、各
固定設備１５は、走行路１４（移動ロボット１１）側を
向く壁部の形状の異なるものが存在し、図示のように、
固定設備１５においては、上から見てほぼ左半部が前方
に突出した凹凸形状を有している。また、図示はしない
が、固定設備１５のなかには、その壁部に前方に開放す
る開閉扉（移動物体）を有するものも存在する。

【００２２】尚、前記ロボットコントローラには、ロボ
ットアーム１３の動作ポイントが、移動ロボット１１が
正規（教示時）の作業位置に停止したものとして設定さ
れるようになっているが、移動ロボット１１が教示時の
作業位置に高精度で停止できるとは限らず、例えば図３
に誇大的に示すように、教示時の作業位置（想像線で示
す）と実際の停止位置との間に、Ｘ，Ｙ，θ（回転）方
向の差が生ずる場合がある。

【００２３】そこで、実際に作業を行うにあたっては、
例えば固定設備１５の作業台上に設けられた位置決めマ
ーカを、ロボットアーム１３に設けられたＣＣＤカメラ
等により視覚的に検出することに基づいて、その差を検
出し、前記動作ポイントの補正が行われる。これにて、
停止位置差検出手段が構成されるようになっている。前
記位置決めマーカを、床部（走行路１４）上に設けて、
無人搬送車１２の底部に設けられたセンサによりその位
置決めマーカを検出するようにしても良い。

【００２４】さて、上記のような移動ロボットシステム
においては、作業者（人）Ｍが移動ロボット１１と共存
して作業を行う場合があり、このようなケースでは、作
業者Ｍの安全を確保する必要がある。そこで、本実施例
では、移動ロボット１１に以下のような安全機能が設け
られる。

【００２５】即ち、図１〜図３，図６（ｂ）に示すよう
に、前記無人搬送車１２の上部の前後、左右の各辺部の
中央部には、夫々移動ロボット１１の周囲に設定される
検出エリアＡ内への障害物の侵入を検出するための距離
測定式のエリアセンサ１６が設けられる。本実施例で
は、この距離測定式のエリアセンサ１６として、例え
ば、北陽電機（株）製の障害物検知用光電センサＰＢ９
−０１を採用しており、図５（ａ）に示すように、やや
縦長の矩形箱状をなすケース１６ａの前面部に、上下に
受光部１６ｂ及び投光部１６ｃを有した外観を備えてい
る。

【００２６】このエリアセンサ１６は、図５（ｂ）に示
すように、水平方向に所定角度範囲（例えば１６２°）
で且つ所定半径（例えば３ｍ）のいわば扇形の検出可能
範囲Ａ0 を有し、そのエリアＡ0 を９１分割したステッ
プ角（２°弱）ずつ角度を変えながらスキャンし、対象
物の距離計測とその角度とにより座標計算を行って障害
物を検出するといった動作原理を備える。そして、例え
ばパソコン等により、その検出可能範囲Ａ0 内で、障害
物の検出エリアＡ1 をユーザが自在に設定でき、また、
複数の検出エリアＡ1 を切替えできるようになってい
る。

【００２７】このとき、本実施例では、各固定設備１５
前の作業位置において、特に固定設備１５を向く側（図
で左側壁部側）のエリアセンサ１６に関して、その検出
エリアＡ1 が、各固定設備１５毎に、その形状に応じて
予め設定されるようになっている。図１には、前記固定
設備１５に対して設定される検出エリアＡ1 を示してお
り、固定設備１５の移動ロボット１１側を向く壁部の凹
凸形状に倣い、且つ測定誤差分（例えば最大１００ｍ
ｍ）を考慮して検出エリアＡ1 が設定される。

【００２８】尚、図示はしないが、上述のように、固定
設備１５が開閉扉などの移動物体を有する場合には、そ
の部分（開閉扉の可動範囲）が検出エリアＡ1 から除外
されるようになっている。また、図６に示すように、残
りの３個のエリアセンサ１６についても、例えばロボッ
トアーム１３の可動範囲など、必要な検出エリアが設定
され、これにて、移動ロボット１１の周囲全体に検出エ
リア（全体として検出エリアＡという）が設定されるこ
とになるのである。

【００２９】そして、前記ロボットコントローラは、前
記各エリアセンサ１６の電源オン，オフ及び検出エリア
Ａ1 の切替えを制御するようになっていると共に、ロボ
ットコントローラには、各エリアセンサ１６の検出信号
が入力されるようになっている。このとき、本実施例で
は、各エリアセンサ１６は、検出エリアＡ1 内への障害
物の侵入の有無を、オン，オフ信号で出力するように構
成されている。

【００３０】後の作用説明でも述べるように、ロボット
コントローラは、ロボットアーム１３による作業中に前
記各エリアセンサ１６を電源オン（有効化）し、検出エ
リアＡ内への障害物の侵入が検出されたとき（エリアセ
ンサ１６から侵入（オン）信号が入力されたとき）に、
前記ロボットアーム１３の安全確保動作を実行させる、
この場合一時停止させるようになっている。従って、ロ
ボットコントローラがアーム制御手段として機能するよ
うになっている。

【００３１】さらに、本実施例では、前記エリアセンサ
１６には、例えば移動ロボット１１が作業位置に停止し
た際に、自己の能力をチェックする自己診断機能が設け
られる。この自己診断は、図２に示すように、左側のエ
リアセンサ１６の検出可能範囲Ａ0 内に、固定対象物
（この場合固定設備１５の一部）が配されるようにし、
その固定対象物を検出可能な自己診断用エリアＢを設定
し、その自己診断用エリアＢ内に固定対象物を検出でき
るかどうかにより行われる。前記自己診断用エリアＢの
設定についても測定誤差を考慮して行われる。

【００３２】なお、他のエリアセンサ１６についても、
同様に自己診断が行われるのであるが、図６に示すよう
に、例えば右側（固定設備１５とは反対側）のエリアセ
ンサ１６については、検出可能範囲Ａ0 が固定設備１５
から外れている。従って、このような場合には、別途に
自己診断用の固定対象物１７を例えば床上に配設するこ
とが行われ、またそれに応じて自己診断用エリアＢが設
定される。ロボットコントローラは、ロボットアーム１
３の作業開始前に、各エリアセンサ１６の自己診断を行
わせ、正常であることを確認した上で、作業を開始させ
るようになっている。

【００３３】また、本実施例では、上述のように、ロボ
ットコントローラは、移動ロボット１１（無人搬送車１
２）の停止位置の差を検出し、ロボットアーム１３の動
作ポイントを補正するのであるが、これと併せて、図３
に一部示すように、ロボットコントローラは、停止位置
の差に応じて、各エリアセンサ１６の検出エリアＡ1
（及び自己診断用エリアＢ）を補正するようになってい
る。従って、ロボットコントローラが補正手段として機
能するようになっている。

【００３４】次に、上記構成の作用について、図４も参
照して述べる。図４のフローチャートは、移動ロボット
１１が所定の固定設備１５前に到着してから、ロボット
アーム１３により作業を行わせ、作業完了後次の固定設
備へ向けて移動するまでの、ロボットコントローラが実
行する主として安全機能の実現（障害物検出）に関する
処理の手順を示している。尚、ここでは、予め各固定設
備１５におけるエリアセンサ１６の検出エリアＡ1 がそ
の固定設備１５の形状に応じて設定されており、また自
己診断用エリアＢも設定されている。

【００３５】即ち、移動ロボット１１が、固定設備１５
前の作業位置に到着して停止すると（ステップＳ１）、
次のステップＳ２にて、移動ロボット１１により実際の
停止位置の認識が行われ、教示時の作業位置との間の、
Ｘ，Ｙ，θ方向の差の検出が行われる。そして、その差
に基づいて、ロボットアーム１３の動作ポイントの補
正、並びに、前記検出エリアＡ1 及び自己診断用エリア
Ｂの補正が行われる。これにて、図３に一部示すよう
に、移動ロボット１１の停止位置にずれが生じた場合で
も、動作ポイント並びに検出エリアＡ1 及び自己診断用
エリアＢを正しく補正することができる。

【００３６】次いで、ステップＳ３では、エリアセンサ
１６の自己診断が行われる。この自己診断は、図２に示
すように、自己診断用エリアＢに対するセンシング（障
害物検出）を行い、固定対象物（この場合固定設備１５
自体）が検出されることを確認し、検出されれば正常と
判断する。もし、障害物の検出がされない場合には（ス
テップＳ４にてＮｏ）、エリアセンサ１６の検出能力の
低下（あるいは故障）と判断できるので、アラームを出
力して移動ロボット１１の動作を停止する（ステップＳ
５）。

【００３７】エリアセンサ１６が正常と判断されれば
（ステップＳ４にてＹｅｓ）、ロボットアーム１３によ
る作業が開始される（ステップＳ６）と共に、エリアセ
ンサ１６の電源がオンされて検出エリアＡ1 （全体の検
出エリアＡ）に対する障害物の侵入の有無の監視が行わ
れる（ステップＳ７）。このとき、図１に示すように、
固定設備１５側にあっても、その形状に倣うように検出
エリアＡ1 が設定されるので、エリアセンサ１６の検出
エリアＡ1 にいわば死角をなくすことができるのであ
る。また、固定設備１５に開閉扉等の移動物体が設けら
れる場合には、その部分が検出エリアＡ1 から除外され
るので、誤検出を未然に防止することができる。

【００３８】この状態では、検出エリアＡ1 内への障害
物の侵入がない限りは（ステップＳ８にてＮｏ）、ロボ
ットアーム１３による作業が継続して実行される（ステ
ップＳ９）。これに対し、検出エリアＡ1 内に作業者
（人）Ｍや他の移動ロボット１１等が侵入すると、エリ
アセンサ１６により障害物の侵入が検出されてオン信号
が出力され（ステップＳ８にてＹｅｓ）、ロボットコン
トローラは、ロボットアーム１３の動作を一時停止させ
る（ステップＳ１０）。これにて、作業者Ｍの安全が確
保されるのである。また、この一時停止状態で、障害物
が検出エリアＡ1内から離れると、エリアセンサ１６の
出力がオフとなり、ロボットアーム１３による作業が再
開されるようになっている。

【００３９】そして、その固定設備１５におけるロボッ
トアーム１３による作業が終了すると（ステップＳ１１
にてＹｅｓ）、ロボットアーム１３が原点位置に移動さ
れ、エリアセンサ１６の電源がオフされて移動ロボット
１１は次の固定設備１５に向けて移動される（ステップ
Ｓ１２）。なお、詳しい説明は省略するが、この移動ロ
ボット１１の移動時にも、移動方向前方のエリアセンサ
１６あるいは別の障害物センサにより進行方向に対する
障害物検出が行われ、障害物が検出されたときに移動が
停止されるようになっている。

【００４０】このように本実施例によれば、ロボットア
ーム１３による作業中に、例えば作業者Ｍが移動ロボッ
ト１１の周囲の検出エリアＡ1 内に侵入したときに、エ
リアセンサ１６により障害物の侵入として検出され、ロ
ボットアーム１３が一時停止されるので、作業者Ｍと移
動ロボット１１とが共存して作業を行う場合でも、作業
者Ｍの安全が確保されるようになる。

【００４１】そして、距離測定式のエリアセンサ１６を
採用したことにより、固定設備１５の細かな形状に対応
して各作業位置毎に異なる検出エリアＡ1 を設定するこ
とが可能となるので、従来のような固定設備５側に検出
エリアを設定できなかったものと異なり、エリアセンサ
１６のいわば死角をなくして人等の接近を確実に検出す
ることができ、高い安全性を確保できて信頼性の向上を
図ることができるという優れた効果を得ることができ
る。

【００４２】また、特に本実施例では、エリアセンサ１
６の能力をチェックする自己診断機能を設けるようにし
たので、エリアセンサ１６の検出能力が低下した（ある
いは故障が発生した）ことを自己診断でき、信頼性をよ
り一層高めることができる。さらには、本実施例では、
移動ロボット１１が作業位置に停止した際に、その停止
位置と教示時の作業位置との差を検出し、その検出に基
づいて検出エリアＡ1を補正するようにしたので、移動
ロボット１１の停止精度がさほど高くない場合でも、検
出エリアＡ1 を常に正しく設定することができる。しか
も本実施例では、エリアセンサ１６を、検出エリアＡ1
内への障害物の侵入の有無を、オン，オフ信号にて出力
するように構成したので、制御の単純化，簡単化を図る
ことができるといったメリットも得ることができる。

【００４３】（２）第２，第３の実施例 次に、図７を参照しながら、本発明の第２の実施例（請
求項３に対応）について述べる。尚、以下述べる第２，
第３の実施例は、上記第１の実施例の変形例とも言える
べきものであり、上記第１の実施例と同一部分について
は、同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる点に
ついてのみ述べることとする。

【００４４】この第２の実施例に係る移動ロボット２１
は、やはり４個の距離測定式のエリアセンサ２２を備え
るのであるが、この場合、エリアセンサ２２による検出
エリアが、エリアセンサ２２の各ステップ角に対する、
検出エリアの周縁部（検出ラインＣ）までの距離とし
て、ロボットコントローラにオペレータにより予め設定
されるようになっている。この検出ラインＣは、固定設
備１５の形状に応じて設定される。また、同様に自己診
断用エリアについても、距離（検出ラインＤ）として予
め設定されるようになっている。尚、これら検出ライン
Ｃ，Ｄについても、測定誤差を考慮して設定される。

【００４５】そして、前記エリアセンサ２２からは、検
出エリア内への障害物の侵入の有無でなく、各ステップ
角における検出物（障害物）までの距離が出力され、ロ
ボットコントローラに入力されるようになっている。ロ
ボットコントローラは、エリアセンサ２２の検出距離を
設定距離（検出ラインＣ）と比較して、検出ラインＣよ
りも内側にある場合に、障害物の侵入と判断し、ロボッ
トアーム１３の安全確保動作（一時停止）を実行させる
ようになっている。

【００４６】この実施例においても、上記第１の実施例
と同様に、検出ラインＣ、自己診断用の検出ラインＤが
予め設定された状態で、移動ロボット２１が固定設備１
５前の作業位置に到着して停止すると、実際の停止位置
の誤差検出が行われ、その誤差に基づいて、ロボットア
ーム１３の動作ポイントの補正、及び検出ラインＣ，Ｄ
の補正が行われる。そして、自己診断用の検出ラインＤ
を用いてエリアセンサ２２の自己診断が行われる。

【００４７】この後、ロボットアーム１３による作業が
開始されると共に、エリアセンサ２２によるセンシング
（各ステップ角における検出物の距離測定）が行われ、
その結果を検出ラインＣと比較することにより、障害物
の接近を検出することが行われる。このときにも、作業
者Ｍ等の検出ラインＣ内への侵入が検出されると、ロボ
ットアーム１３の動作が一時停止され、安全機能が実現
されるのである。

【００４８】従って、この第２の実施例によっても、上
記第１の実施例と同様に、作業者Ｍと移動ロボット２１
とが共存して作業を行う場合でも、作業者Ｍの安全が確
保され、その際、固定設備１５の細かな形状に対応して
検出ラインＣが設定されるので、エリアセンサ２２のい
わば死角をなくして人等の接近を確実に検出することが
でき、高い安全性を確保できて信頼性の向上を図ること
ができるという優れた効果を得ることができる。また、
本実施例では、オペレータによる検出ラインＣの設定が
容易となるといったメリットを得ることができる。

【００４９】尚、この第２の実施例（及び上記第１の実
施例）では、検出ラインＣ（検出エリアＡ1 ）をオペレ
ータが予め設定するようにしたが、エリアセンサ２２の
距離測定の機能を利用することにより、オペレータが設
定するのではなく、移動ロボット２１，１１が作業位置
に停止した際に、エリアセンサ２２，１６により固定設
備１５との間の距離を測定することに基づいて、検出ラ
インＣ（検出エリアＡ1 ）を自動設定する構成とするこ
ともできる（請求項５に対応）。これによれば、オペレ
ータの設定作業を省略することが可能となる。

【００５０】図８は、本発明の第３の実施例（請求項８
に対応）を示すものであり、上記第１の実施例と異なる
ところは、次の点にある。即ち、この実施例では、距離
測定式のエリアセンサ２３の検出エリアＡが、内側の停
止エリアＡ11とその外側の警告エリアＡ12との２段階に
設定されるようになっている。

【００５１】そして、前記エリアセンサ２３により、警
告エリアＡ12内への障害物の侵入が検出されたときに
は、ロボットコントローラは安全確保動作としてロボッ
トアーム１３の動作を減速させると共に、ブザー等で警
報を発し、さらに、エリアセンサ２３により、停止エリ
アＡ11内への障害物の侵入が検出されたときには、ロボ
ットコントローラは安全確保動作としてロボットアーム
１３を停止させるようになっている。

【００５２】これによれば、上記第１の実施例と同様
に、作業者Ｍと移動ロボットとが共存して作業を行う場
合でも、作業者Ｍの安全が確保され、エリアセンサ２３
のいわば死角をなくして人等の接近を確実に検出するこ
とができ、高い安全性を確保できて信頼性の向上を図る
ことができるという効果を得ることができ、これに加え
て、より緻密な制御が可能となるものである。尚、検出
エリアを３段階以上に設定することも可能である。

【００５３】（３）第４の実施例 図９は、本発明の第４の実施例（請求項９に対応）を示
している。この第４の実施例に係る移動ロボットシステ
ムにおいては、移動ロボット３１にエリアセンサを設け
ることに代えて、固定設備３２側に、例えば２個の距離
測定式のエリアセンサ３３，３３を設けるようにしてい
る。

【００５４】これらエリアセンサ３３，３３は、固定設
備３２の移動ロボット３１側を向く壁部の無人搬送車１
２よりもやや高い位置に図で左右に位置して設けられ、
移動ロボット３１が所定の作業位置に停止した状態で、
夫々検出エリアＡ2 ，Ａ3 が設定されるようになってい
る。この検出エリアＡ2 ，Ａ3 は、全体として、移動ロ
ボット３１（ロボットアーム１３）自体を除いて、該移
動ロボット３１の周囲全体（ロボットアーム１３の動作
範囲）をカバーするように設定される。

【００５５】さらに、図示はしないが、固定設備３２の
壁部には、例えば赤外線により通信を行う通信手段たる
光通信機が設けられ、移動ロボット３１（無人搬送車１
２）の側面（固定設備３２側）には、該移動ロボット３
１が作業位置に停止した状態で前記光通信機に対向し該
光通信機との間で赤外線により通信を行う光通信機が設
けられている。この場合、通信手段としては、電波によ
り通信を行うものであっても良い。

【００５６】そして、固定設備３２側に設けられた制御
装置は、前記エリアセンサ３３，３３により検出エリア
Ａ2 ，Ａ3 内への障害物の侵入が検出されたときに、そ
の旨を前記光通信機により移動ロボット３１側に通知す
るように構成されていると共に、移動ロボット３１のロ
ボットコントローラは、前記光通信機により検出エリア
Ａ2 ，Ａ3 内への障害物侵入の通知があったときに、ロ
ボットアーム１３の安全確保動作（一時停止）を実行さ
せるようになっている。

【００５７】このような第４の実施例によっても、距離
測定式のエリアセンサ３３を採用したことにより、固定
設備３２の細かな形状に対応して各作業位置毎に異なる
検出エリアＡ2 ，Ａ3 を設定することが可能となるの
で、エリアセンサ３３によるいわば死角をなくすことが
でき、高い安全性を確保することができ、ひいては信頼
性の向上を図ることができるものである。尚、詳しい説
明は省略するが、この実施例においても、例えば移動ロ
ボット３１のロボットアーム１３を固定対象物としてエ
リアセンサ３３の自己診断機能を設けることができる。

【００５８】（４）第５の実施例 最後に、図１０は、本発明の第５の実施例（請求項１０
に対応）を示している。この第５の実施例に係る移動ロ
ボットシステムにおいては、安全機能の実現のために、
上記した各実施例における距離測定式のエリアセンサに
代えて、移動ロボット４１（無人搬送車１２）にライン
認識センサたる白線認識センサ（図示せず）を設けたと
ころに特徴を有する。

【００５９】このとき、固定設備４２の設置された床部
に、走行路４３の延びる方向に沿って、認識ラインとし
て例えば３本の白線４４が設けられていると共に、固定
設備４２の移動ロボット４１側を向く壁面部に、認識ラ
インとして縦方向に延びるこの場合２本の白線４５が設
けられるようになっている。前記白線認識センサは、カ
メラにより取込んだ画像を処理して白線４４，４５を抽
出，認識するようになっており、このとき、移動ロボッ
ト４１の周囲全体が視野に入るように複数個が設けられ
る。

【００６０】そして、移動ロボット４１のロボットコン
トローラは、固定設備４２前の作業位置に停止してロボ
ットアーム１３による作業を行う際に、前記白線認識セ
ンサにより、白線４４，４５を常時認識し、白線認識セ
ンサにより白線４４，４５のどこかが遮られたことが検
出されたときに、ロボットアーム１３の安全確保動作
（一時停止）を実行させるようになっている。尚、この
場合、床部（走行路４３）に設けられた白線４４を、ガ
イドラインの代りに走行制御に利用することも可能とな
る。

【００６１】これによれば、作業中の移動ロボット４１
に作業者Ｍ等が接近すると、白線４４，４５が遮られる
ことが白線認識センサにより検出されてロボットアーム
１３が一時停止されるので、作業者Ｍと移動ロボットと
が共存して作業を行う場合でも、作業者Ｍの安全が確保
される。そして、固定設備４２の形状に対応して、白線
４４，４５を設ける位置を工夫することにより、白線認
識センサによるいわば死角をなくすことができ、高い安
全性を確保することができ、ひいては信頼性の向上を図
ることができるものである。尚、認識ラインとしては、
白線４４，４５に限らず、ライン認識センサにより視覚
的に認識できるものであれば良い。

【００６２】また、上記した第１〜第４の実施例では、
エリアセンサを水平方向を指向して設けるようにした
が、斜め上方を向けて取付けるようにしても良い。そし
て、上記各実施例では、ロボットアーム１３の安全確保
動作として一時停止を行わせるようにしたが、安全確保
動作としては、減速（出力ダウン）や原点位置への復帰
などであっても良い。さらには、移動ロボットを高精度
で作業位置に停止させるものであれば、誤差検出に基づ
く位置補正を不要とすることができる。

【００６３】その他、本発明は上記した各実施例に限定
されるものではなく、例えばエリアセンサの自己診断を
行うタイミングとしては、より大まかに行ったりよりこ
まめに行うなど様々な変形が可能であり、また、固定設
備の形状や移動ロボットの構造などについても種々の変
形が可能であるなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変
更して実施し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、エリアセ
ンサによる検出エリアを示す平面図

【図２】自己診断用エリアを示す平面図

【図３】移動ロボットの停止位置に誤差が生じた様子を
示す平面図

【図４】ロボットコントローラによる安全機能の実現に
関する処理手順を示すフローチャート

【図５】エリアセンサの外観（ａ）及び検出エリア
（ｂ）を示す図

【図６】自己診断用の固定対象物を別途に設けた様子を
示す斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）

【図７】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図８】本発明の第３の実施例を示す図５（ｂ）相当図

【図９】本発明の第４の実施例を示すもので、エリアセ
ンサの設置の様子を示す斜視図（ａ）及び検出エリアを
示す平面図（ｂ）

【図１０】本発明の第５の実施例を示すもので、白線の
設置の様子を示す斜視図

【図１１】従来例を示すもので、固定設備の形状の異な
る２つのものについて障害物センサの検出エリアを示す
図

【符号の説明】

図面中、１１，２１，３１，４１は移動ロボット、１２
は無人搬送車、１３はロボットアーム、１４，４３は走
行路、１５，３２，４２は固定設備、１６，２２，２
３，３３はエリアセンサ、１７は固定対象物、４４，４
５は白線、Ａ，Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 ，Ａ11, Ａ12は検出エ
リア、Ａ0 は検出可能範囲、Ｂは自己診断用エリア、Ｃ
は検出ライン，Ｄは自己診断用の検出ラインを示す。

フロントページの続き (72)発明者 山田 哲久 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3C007 AS23 BS10 CS08 KS12 KS18 KS36 KV11 KX02 MS00 MS06 MS07 MS15 MS27 WA16 5H301 BB14 DD02 GG03 GG08 LL08 LL14 MM05 MM09

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の固定設備間を移動するための移動
   機構を備え、前記固定設備前の所定の作業位置に停止し
   た状態でロボットアームによる作業を行う移動ロボット
   において、 前記ロボットアームの周囲部に設定される検出エリア内
   への障害物の侵入を検出する距離測定式のエリアセンサ
   と、 前記ロボットアームによる作業中に前記エリアセンサに
   より検出エリア内への障害物の侵入が検出されたとき
   に、該ロボットアームの安全確保動作を実行させるアー
   ム制御手段とを備えると共に、 前記エリアセンサの検出エリアは、前記各作業位置にお
   ける固定設備の形状に応じて設定されることを特徴とす
   る移動ロボット。
2. 【請求項２】 前記エリアセンサは、予め設定された検
   出エリア内への障害物の侵入の有無を、オン，オフ信号
   にて出力するように構成されていることを特徴とする請
   求項１記載の移動ロボット。
3. 【請求項３】 前記検出エリアは、該検出エリアの周縁
   部までの距離として予め設定され、ロボットアームによ
   る作業中に前記エリアセンサにより測定された距離を、
   前記設定距離と比較して障害物の接近を検出するように
   構成されていることを特徴とする請求項１記載の移動ロ
   ボット。
4. 【請求項４】 前記作業位置に停止した際に、その停止
   位置と教示時の作業位置との差を検出する停止位置差検
   出手段を備えると共に、その停止位置差検出手段の検出
   に基づいて前記検出エリアを補正する補正手段を備える
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
   移動ロボット。
5. 【請求項５】 前記作業位置に停止した際に、前記エリ
   アセンサにより前記固定設備との間の距離を測定するこ
   とに基づいて、前記検出エリアを自動設定することを特
   徴とする請求項１記載の移動ロボット。
6. 【請求項６】 前記エリアセンサの検出可能範囲内に、
   自己診断用の固定対象物が配されるように構成し、前記
   エリアセンサにより前記固定対象物が検出されるかどう
   かに基づいて、該エリアセンサの能力をチェックする自
   己診断機能を備えたことを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれかに記載の移動ロボット。
7. 【請求項７】 前記エリアセンサによる検出可能範囲
   に、開閉扉等の移動物体が存在する場合には、その部分
   が前記検出エリアから除外されることを特徴とする請求
   項１ないし６のいずれかに記載の移動ロボット。
8. 【請求項８】 前記エリアセンサによる検出エリアは、
   内側の停止エリアとその外側の警告エリアとの２段階に
   設定され、前記アーム制御手段は、前記警告エリア内へ
   の障害物の侵入が検出されたときに、安全確保動作とし
   て前記ロボットアームを減速させ、前記停止エリア内へ
   の障害物の侵入が検出されたときに、安全確保動作とし
   て前記ロボットアームを停止させることを特徴とする請
   求項１ないし７のいずれかに記載の移動ロボット。
9. 【請求項９】 移動ロボットを、複数の固定設備間を移
   動させながら、前記固定設備前の所定の作業位置に停止
   した状態でロボットアームによる作業を行わせるように
   した移動ロボットシステムにおいて、 前記固定設備に、前記作業位置に停止した前記移動ロボ
   ットの周囲部に該移動ロボット自体を除くように設定さ
   れる検出エリア内への障害物の侵入を検出する距離測定
   式のエリアセンサを設けると共に、前記ロボットアーム
   による作業中に前記エリアセンサにより前記検出エリア
   内への障害物の侵入が検出されたときに、その旨を前記
   移動ロボットに通知する通信手段を設け、 前記移動ロボットに、前記通信手段による通知に基づい
   て前記ロボットアームの安全確保動作を実行させるアー
   ム制御手段を設けたことを特徴とする移動ロボットシス
   テム。
10. 【請求項１０】 移動ロボットを、複数の固定設備間を
    移動させながら、前記固定設備前の所定の作業位置に停
    止した状態でロボットアームによる作業を行わせるよう
    にした移動ロボットシステムにおいて、 前記固定設備の床部及び前記移動ロボット側を向く壁面
    部に認識ラインを設け、 前記移動ロボットに、前記作業位置に停止した際に周囲
    の認識ラインを視覚的に認識するライン認識センサを設
    けると共に、該ライン認識センサにより前記認識ライン
    が遮られたことが検出されたときに前記ロボットアーム
    の安全確保動作を実行させるアーム制御手段を設けたこ
    とを特徴とする移動ロボットシステム。