JP2018192556A - ロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】安全性の高いロボットシステムを提供する。【解決手段】ロボットシステム（１）は、アーム（３０）の動作を制御するアーム動作制御部（４２）と、前記アームの把持部（３１）、および、当該把持部が把持する作業対象物のうち、少なくともいずれか一方の危険部位情報を記録する記憶部（２０）と、を備えており、前記アーム動作制御部は、前記危険部位情報に基づいて、危険部位の危険な方向が、前記把持部の移動方向とは異なるように前記アームを動作させる。【選択図】図１

Description

本発明は、プログラムによって動作するロボットシステムに関する。

作業を行うように動作可能なアームを備えたロボットシステムが従来技術として知られている。このようなロボットシステムに対して、作業者が当該ロボットシステムの近辺で作業を行うとき、アームの動作時に当該アームが作業者と衝突し、作業者を傷つけることを抑制する技術も知られている。例えば、特許文献１は、突起部を有する産業用ロボットに作業者が接近したことを検知すると、作業者が突起部と衝突しないように回避軌道を生成する回避軌道生成装置が開示されている。特許文献２には、作業者と接触することが好ましくない爪部材をカバー部内に収納するエンドエフェクタが開示されている。

特開２０１６−１９６０６９号公報（２０１６年１１月２４日公開） 特開２００９−７８３２４号公報（２００９年４月１６日公開）

しかしながら、前述のような従来技術は、作業者が突起部と衝突することを確実に回避できるものではない。例えば、特許文献１は、回避軌道を用いて作業者が突起部と衝突することを回避するが、回避軌道の生成には計算負荷がかかり、かつ回避できる範囲が限定されるという問題がある。また、特許文献２は、突起を有する爪部材をカバー部内に収納する構成であるが、カバー部の大きさによって、爪部材が把持可能な作業対象物（ワーク）の大きさが制限されるという問題がある。

本発明の一態様は、作業者が突起と衝突することを確実に回避できる、安全性の高いロボットシステムを提供することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るロボットシステムは、アームの動作を制御するアーム動作制御部と、前記アームの把持部、および、当該把持部が把持する作業対象物のうち、少なくともいずれか一方の危険部位の位置および危険な方向に関する危険部位情報を記録する記憶部と、を備えており、前記アーム動作制御部は、前記危険部位情報に基づいて、前記危険部位の前記危険な方向が、前記把持部の移動方向とは異なるように前記アームを動作させる構成である。

本発明の一態様に係るロボットシステムは、前記危険部位情報を受け付ける情報入力部をさらに備える構成としてもよい。

本発明の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記アーム動作制御部は、前記把持部が前記作業対象物を把持していない状態と把持している状態とで、前記危険部位の前記危険な方向を切り替える構成としてもよい。

本発明の一態様に係るロボットシステムは、前記アームの所定箇所に、動作方向先行部が設けられており、前記アーム動作制御部は、前記把持部の移動方向において、前記動作方向先行部が先行して前記把持部が後から続くように前記アームを動作させる構成としてもよい。

本発明の一態様に係るロボットシステムは、前記ロボットシステムの周囲に存在する作業者の位置を検知する位置検知部をさらに備えており、前記アーム動作制御部は、前記位置検知部が検知した作業者の位置が、前記把持部の移動方向に応じて設定される移動方向領域内であったとき、前記アームの動作を停止、または低速動作させる構成としてもよい。

本発明の一態様に係るロボットシステムにおいて、前記アーム動作制御部は、前記アームの動作を停止、または低速動作させた後に前記位置検知部が当該移動方向領域に前記作業者を検知しなくなった場合、前記アームの動作を再開、または通常速度で動作させる構成としてもよい。

本発明の一態様によれば、安全性の高いロボットシステムを提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係るロボットシステムの要部構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係るロボットシステムの概要を示す模式図である。 本発明の実施形態１に係るロボットシステムにおける把持部の移動方向と危険部位の向きの関係を示す模式図である。 本発明の実施形態１に係るロボットシステムが実行する処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１に係るロボットシステムにおいて、把持部が危険部位を有する場合における把持部の移動方向と危険部位の向きの関係を示す模式図であり、図５の（ａ）はアームを動作させる前の状態を示し、図５の（ｂ）はアームを動作させるときの状態を示す。 本発明の実施形態１に係るロボットシステムにおいて、ワークが危険部位を有する場合における把持部の移動方向と危険部位の向きの関係を示す模式図であり、図６の（ａ）はアームを動作させる前の状態を示し、図６の（ｂ）は把持部にてワークを把持したアームが動作するときの状態を示す。 本発明の実施形態２に係るロボットシステムが実行する処理の一例を示すフローチャートである。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１について、図１〜６を用いて以下に説明する。

（ロボットシステムの構成）
本発明の一態様に係るロボットシステム１の概要および構成について、図１および２を用いて説明する。図１は、ロボットシステム１の要部構成の一例を示すブロック図である。図２は、ロボットシステム１の概要を示す模式図である。

まず、ロボットシステム１の概要を、図２を用いて説明する。図示の例によれば、ロボットシステム１は、３次元監視センサ１１にて作業者の位置を監視することができる。ロボットシステム１は、台座に支持されたアーム３０を動作させることによって作業を行うことができる。前記の処理は、ロボットシステム１が有する制御部４０によって制御される。

また、ロボットシステム１は、アーム３０および作業対象物（以下、ワーク）が危険部位を有するものであるとき、当該危険部位の位置および方向に関する危険部位情報を情報入力部４１にて受け付けることができる。さらにロボットシステム１は、受け付けた危険部位情報に基づいて、危険部位の危険な方向が、アーム３０の把持部の移動方向とは異なるようにアーム３０を動作させることができる。ここで、ワークは、アーム３０が把持部を用いて把持することが可能な形状を有することが好適である。さらに、危険部位は作業者と衝突したときに当該作業者に傷害を負わせる部位であり、例えば先端の尖った突起である。危険な方向は、危険部位が作業者と衝突したときに当該作業者に傷害を負わせ得る方向であり、例えば危険部位が突起であれば、当該突起を作業者に対して押し込む方向である。このとき、突起が作業者に押し込まれると、作業者が刺傷されることとなる。

次に、ロボットシステム１の構成を、図１を用いて説明する。図示の例によれば、ロボットシステム１は、３次元監視センサ１１、非常停止スイッチ１２、入力機器１３、記憶部２０、アーム３０、および制御部４０を備えている。また、記憶部２０は動作プログラム２１および危険部位情報２２を備えており、アーム３０は把持部３１を備えている。さらに、制御部４０は、情報入力部４１、アーム動作制御部４２、および位置検知部４３を備えている。なお、図１には前記構成の他に、動作方向先行部３２が示されているが、本実施形態では必須ではない。これらの部材の詳細については後述する。

ロボットシステム１は、動作プログラム２１にしたがって各部を動作させることができる。より具体的には、ロボットシステム１は、動作プログラム２１にしたがって、アーム３０を動作させることができる。

なお、図示はしないが、制御部４０は例えばコントローラなどの上位機器と通信接続されており、該コントローラからの指示に応じて動作プログラム２１における動作内容を変更する構成であってもよい。また、アーム３０の実際の動作状況や３次元監視センサ１１による撮像データなどをコントローラに送信してもよい。

３次元監視センサ１１は、ロボットシステム１の周囲に存在する作業者の位置を検知することが可能なセンサである。３次元監視センサ１１は、例えば所定の範囲に対してレーザー光をスキャニングし、反射光の有無によって作業者の存在を検知するレーザースキャナであってもよい。３次元監視センサ１１は、検知結果について、位置検知部４３へ送信することができる。

非常停止スイッチ１２は、非常時にアーム３０の動作を停止させることが可能なスイッチである。非常停止スイッチ１２は、例えばアーム３０の動作範囲の外側に配置され、アーム３０が作業者と衝突するおそれがあると判断した別の作業者にとって押下が容易な位置に配置されることが好適である。非常停止スイッチ１２が押下されると、位置検知部４３へ通知される。なお、非常停止スイッチ１２はアーム動作制御部４２に接続してもよく、このとき、非常停止スイッチ１２が押下されるとアーム動作制御部４２へ通知される。

入力機器１３は、ユーザがロボットシステム１に対して各種入力を行うための機器である。ユーザは、入力機器１３を介してロボットシステム１へ、把持部３１および把持部３１が把持するワークのうち、少なくともいずれか一方の危険部位の位置および危険な方向に関する危険部位情報を入力することができる。入力機器１３は、例えば一般的なパーソナルコンピュータであってもよい。

記憶部２０は、ロボットシステム１にて扱う各種データを保持することができる。図示の例において、記憶部２０は、動作プログラム２１および危険部位情報２２を少なくとも備えている。

動作プログラム２１は、ロボットシステム１の動作に必要な処理が記述されたプログラムである。動作プログラム２１は制御部４０によって読み出され、制御部４０は記述内容にしたがって各部を動作させることができる。

危険部位情報２２は、ユーザが入力機器１３を用いて入力し、情報入力部４１にて受け付けた、把持部３１および把持部３１が把持するワークのうち、少なくともいずれか一方の危険部位の位置および危険な方向に関する情報である。危険部位情報２２は、例えば、ワークの形状、位置、および当該ワークが有する危険部位の相対位置を含むものであってもよい。

アーム３０は、ロボットシステム１が作業に用いる部位である。アーム３０は、例えば、複数の関節部を備えるフレキシブルアームであってもよい。アーム３０は、アーム動作制御部４２の制御にしたがって動作することができる。

把持部３１は、アーム３０の先端部に設けられ、制御部４０の制御にしたがって動作することができる。把持部３１は、例えばロボットハンドの形状を備えており、ワークを把持することができる。なお、把持部３１は、危険部位を有する構成であってもよいし、危険部位を持たない構成であってもよい。

制御部４０は、ロボットシステム１の各部を統括して制御する。制御部４０は、入力機器１３から入力された危険部位情報を情報入力部４１にて受け付け、記憶部２０に記録することができる。制御部４０は、危険部位情報２２に基づいて、危険部位の危険な方向が、把持部３１の移動方向とは異なるようにアーム３０を動作させるよう、アーム動作制御部４２に指示することができる。さらに、制御部４０は、危険部位情報に基づいて、把持部３１がワークを把持していない状態と把持している状態とで、危険部位の危険な方向を切り替えるようにアーム動作制御部４２に指示することができる。

また、制御部４０は、３次元監視センサ１１による検知結果を位置検知部４３にて受け付けると、検知した作業者の位置が把持部３１の移動方向上に存在するか否かを判定することができる。制御部４０は、非常停止スイッチ１２が押下されたことを位置検知部４３にて受け付けると、アーム動作制御部４２を介してアーム３０の動作を停止することができる。

情報入力部４１は、入力機器１３を介してユーザが入力した、把持部３１および当該把持部３１が把持するワークのうち、少なくともいずれか一方の危険部位の位置および危険な方向に関する危険部位情報を受け付け、危険部位情報２２へ格納することができる。なお、情報入力部４１は、危険部位情報を、例えば図示しない通信ネットワークから受信して記憶部２０に記憶させてもよい。

アーム動作制御部４２は、制御部４０からの指示に応じてアーム３０を動作させることができる。アーム動作制御部４２は、危険部位情報２２から読み出した危険部位情報に基づいて、危険部位の危険な方向が、把持部３１の移動方向とは異なるようにアーム３０を動作させることができる。また、アーム動作制御部４２は、位置検知部４３が作業者を検知した結果を受信し、検知結果に応じてアーム３０を動作させることができる。例えば、アーム動作制御部４２は、位置検知部４３が作業者を検知したときは、作業者を検知しなかったときと異なる動作でアーム３０を動作させることができる。

位置検知部４３は、ロボットシステム１の周囲に存在する作業者の位置を検知することができる。具体的には、位置検知部４３は、３次元監視センサ１１を用いてロボットシステム１の周囲に存在する作業者の位置を検知し、検知結果をアーム動作制御部４２へ送信することができる。

（把持部の移動方向と危険部位の向き）
本実施形態に係るロボットシステム１における、把持部３１の移動方向と危険部位の向きの関係について図３を用いて説明する。図３は、ロボットシステム１における把持部３１の移動方向と危険部位の向きの関係を示す模式図である。図３の（ａ）は、把持部３１にて把持したワークが危険部位を有し、かつ危険部位が把持部３１の移動方向と同じ方向を向いている場合を示す。図３の（ｂ）は、把持部３１にて把持したワークが危険部位を有し、かつ危険部位が把持部３１の移動方向と異なる方向を向いている場合を示す。

図３の（ａ）においてアーム３０は、把持部３１を用いてワークを保持している。また、ワークは危険部位として突起を有し、突起の先端は、把持部３１の移動方向と同じ向きを向いている。すなわち、図示の状態を保って把持部３１を動作させると、アーム３０は、ワークが有する突起を把持部３１の移動方向に刺すように動作する。このとき、例えば把持部３１の移動方向に作業者が存在すると、ワークの突起による刺傷を受けるおそれがある。

一方、図３の（ｂ）においてアーム３０は、把持部３１の移動方向と逆の向きにワークの危険部位が向いている場合を示す。このとき、例えば把持部３１の移動方向に作業者が存在する場合であっても、ワークの突起による刺傷を受けることはない。

したがって、制御部４０は、情報入力部４１から受信した危険部位情報および把持部３１の移動方向から、把持部３１の移動方向とワークの危険部位の向きの組み合わせが、図３の（ａ）および図３の（ｂ）のどちらの組み合わせかを判定できる。

なお、図示の例では把持部３１が突起を持たず、ワークのみが危険部位を有する構成について説明したが、把持部３１が危険部位を有する構成であってもよい。

（処理の流れ）
本実施形態に係るロボットシステム１が実行する処理の流れについて、図４を用いて説明する。図４は、ロボットシステム１が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、情報入力部４１が、入力機器１３を介してユーザから入力された危険部位情報を受け付け、記憶部２０の危険部位情報２２に格納する（Ｓ１）。次に、制御部４０は、Ｓ１で危険部位情報２２に格納された情報より、危険部位が現在、把持部３１の移動方向に向いているか否かを判定する（Ｓ２）。危険部位が把持部３１の移動方向に向いていると判定した場合（Ｓ２でＹＥＳ）、アーム動作制御部４２は、危険部位を把持部３１の移動方向と逆方向に向けた後（Ｓ３）、把持部３１を移動方向へ動作させる（Ｓ４）。一方、Ｓ２にて危険部位が把持部３１の移動方向に向いていないと判定した場合（Ｓ２でＮＯ）、処理はＳ４へ進み、アーム動作制御部４２は、危険部位の向きを変更することなくアーム３０を動作させる。Ｓ４にてアーム３０を動作させると、ロボットシステム１は、次にアーム３０の動作指示を受け付けるまで待機し、動作指示を受け付けると、Ｓ２〜４の処理を繰り返す。

前記の処理によって、ロボットシステム１は、把持部３１および作業対象物の少なくともいずれかが危険部位を有するときは、当該危険部位の危険な方向を把持部３１の移動方向と異なる方向に向けてアーム３０を動作させることができる。これにより、例えばアーム３０の動作方向に作業者が存在するときに、危険部位が作業者と衝突することによって作業者が傷害を負わせられることを抑制できる。したがって、安全性の高いロボットシステムを提供することができるという効果を奏する。

（危険部位の切り替え）
図３を用いて、ワークが危険部位を有するときの把持部３１の移動方向と危険部位の向きの関係について説明した。しかしながら、危険部位は把持部３１に対しても設定することが可能である。例えば、ユーザが入力機器１３を用いて把持部３１およびワークの両方に危険部位を設定したとき、ロボットシステム１は、自身の状態に応じて危険部位を適切に切り替える必要がある。図５および６を用いて、危険部位の切り替えについて説明する。図５は、ロボットシステム１において、把持部３１に対して危険部位が設定されている場合における把持部３１の移動方向と危険部位の向きの関係を示す模式図である。図５の（ａ）はアーム３０を動作させる前の状態を示し、図５の（ｂ）はアーム３０を動作させるときの状態を示す。図６は、ロボットシステム１において、ワークに対して危険部位が設定されている場合における把持部３１の移動方向と危険部位の向きの関係を示す模式図である。図６の（ａ）はアーム３０を動作させる前の状態を示し、図６の（ｂ）はアーム３０が把持部３１を用いてワークを把持し、動作するときの状態を示す。

図５の（ａ）は、アーム３０が動作しておらず、かつ危険部位を有する把持部３１が危険部位を鉛直下方向に向けている状態を示している。図示の例において、把持部３１のうち、丸印で囲った先端部分が突起の先端であり、衝突時に作業者を刺傷するおそれのある危険部位である。図５の（ａ）の状態ではアーム３０が動作していないため、突起によってユーザを刺傷させる可能性は低い。

図５の（ｂ）は、把持部３１が移動方向に向けて動作するときの状態を示している。図示の例において、把持部３１が有する危険部位は、アーム動作制御部４２によって、把持部３１の移動方向とは反対の方向を向くように制御される。すなわち、把持部３１のうち、丸印で囲った危険部位は、把持部３１の移動方向とは反対の方向に向けられ、図中に「危険な方向」として矢印で示した方向とは逆の方向にアーム３０全体が動作する。「危険な方向」に沿って突起が押し込まれることがないので、把持部３１が有する危険部位による作業者が傷害を受ける可能性が抑制された、安全性の高いロボットシステムを提供することができる。

図６の（ａ）は、図５の（ａ）の状態に加えて、一端に突起を有する棒状のワークが存在する状態を示している。図示の例において、ワークのうち、突起を含む丸印で囲った部分が、衝突時に作業者を刺傷するおそれのある危険部位である。なお、図中に「危険な方向」として矢印で示された方向は、ワークの突起による刺傷が発生しうる方向であり、「危険な方向」に沿って突起が押し込まれると、作業者を刺傷しうる。図６の（ａ）の状態ではワークが移動していないため、突起によってユーザを刺傷させる可能性は低い。

図６の（ｂ）は、把持部３１がワークを把持し、かつ把持部３１の移動方向に向けて動作するときの状態を示している。図示の例において、ワークの危険部位は、突起を含む領域に設定されているため、アーム動作制御部４２は、危険部位の向きに対応する「危険な方向」が把持部３１の移動方向と逆の方向を向くように当該ワークを把持する。これにより、「危険な方向」とは逆の方向にアーム３０全体が動作するので、「危険な方向」に沿ってワークの突起が押し込まれることがない。したがって、ワークが有する突起による作業者への刺傷が抑制された、安全性の高いロボットシステムを提供することができる。

図５および図６より、アーム動作制御部４２は、危険部位情報２２に格納されている、把持部３１およびワークのうち、少なくともいずれか一方の危険部位の位置および危険な方向に関する情報に応じて、危険部位を切り替えることができる。すなわち、アーム動作制御部４２は、把持部３１が危険部位を有し、かつワークを持たないか危険部位を持たないワークを把持するときは、把持部３１の危険部位の危険な方向が、把持部３１の移動方向とは異なるように前記アームを動作させることができる。一方、アーム動作制御部４２は、ワークが危険部位を有し、かつ把持部３１がワークを把持するときは、ワークの危険部位の危険な方向が、把持部３１の移動方向とは異なるように前記アームを動作させることができる。

（動作方向先行部による衝突の緩和）
アーム３０は、動作方向先行部３２をさらに備えている構成であってもよい。動作方向先行部３２は、アーム３０の所定箇所に設けられており、把持部３１の移動方向にアーム３０全体が動作するとき、把持部３１および把持部３１にて把持されたワークに先行して移動方向に向かって移動することができる。動作方向先行部３２は、どのような構成であってもよいが、例えば作業者と衝突しても当該作業者に傷害を負わせる可能性が低い、一部に丸みを帯びた形状であることが好適である。動作方向先行部３２は、アーム３０のどこに設けられてもよいが、把持部３１およびワークのうち、少なくともいずれかが危険部位を有するとき、当該危険部位を把持部３１の移動方向と異なる方向へ向けると自動的に動作方向を向く位置に設けられていることが好適である。例えば、図３、５、および６の各図における、アーム３０と把持部３１の境界に設けられた丸型または曲線で示された、丸みを帯びた形状を動作方向先行部３２としてもよい。このとき、アーム動作制御部４２は、把持部３１およびワークのうち、少なくともいずれかに対して危険部位が設定されているとき、危険部位情報２２から取得した情報に基づいて、当該危険部位を把持部３１の移動方向と異なる方向へ向け、かつ丸みを帯びた形状が動作方向を向くようにアーム３０を動作させることができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図１および７を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

（ロボットシステムの構成）
本実施形態に係るロボットシステム１の構成について、図１を用いて説明する。

ロボットシステム１の基本的な構成は前記実施形態１と同一であるが、アーム動作制御部４２の一部構成が異なる。

アーム動作制御部４２は、基本的な構成は前記実施形態１と同一であるが、位置検知部４３が検知した作業者の位置に応じて、把持部３１の移動速度を変化させる点が異なる。より具体的には、アーム動作制御部４２は、位置検知部４３が検知した作業者の位置が、把持部３１の移動方向に応じて設定される移動方向領域内であったときは、アーム３０を低速動作させることができる。さらに、アーム動作制御部４２は、アーム３０を低速動作させた後に位置検知部４３が移動方向領域に作業者を検知しなくなった場合、動作方向へアーム３０を低速動作よりも高速な、通常速度で動作させることができる。ここで、移動方向領域は、把持部３１の移動方向に沿って設定される所定の領域である。例えば、移動方向領域は、アーム３０が動作する方向に対して設定された領域であり、移動方向領域の中に作業者が存在すると、当該作業者がアーム３０と衝突する可能性があるとみなされる所定の領域である。

（処理の流れ）
本実施形態に係るロボットシステム１が実行する処理の流れについて、図７を用いて説明する。図７は、ロボットシステム１が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

Ｓ１〜Ｓ３の処理は、前記実施形態１と同一である。Ｓ２にて危険部位が移動方向を向いていないと判定した場合（Ｓ２でＮＯ）、またはＳ３の後、アーム動作制御部４２は、位置検知部４３による検知結果から、把持部３１の移動方向に応じて設定された移動方向領域内に作業者が存在するか否かを判定する（Ｓ１１）。作業者が存在すると判定した場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、アーム動作制御部４２は、アーム３０を低速で動作させる（Ｓ１２）。Ｓ１２にてアーム３０を動作方向へ低速で動作させると、ロボットシステム１は、次にアーム３０の動作指示を受け付けるまで待機し、動作指示を受け付けると、Ｓ２以降の処理を繰り返す。

一方、Ｓ１１にて、移動方向領域内に作業者が存在しないと判定した場合（Ｓ１１でＮＯ）、アーム動作制御部４２は、アーム３０を高速で動作させる（Ｓ１３）。Ｓ１３にてアーム３０を動作方向へ高速で動作させると、ロボットシステム１は、次にアーム３０の動作指示を受け付けるまで待機し、動作指示を受け付けると、Ｓ２以降の処理を繰り返す。

前記の処理によって、ロボットシステム１は、危険部位を把持部３１の移動方向と異なる方向へ向け、さらに把持部３１の移動方向に応じて設定された移動方向領域内に作業者が存在するときはアーム３０全体を低速動作させることができる。さらに、ロボットシステム１は作業者が移動方向領域から離れたことを検知すると、アーム３０を通常速度で動作させることができる。これにより、アーム３０が作業者と衝突することを抑制し、かつ衝突時の衝撃を抑制することができる。したがって、より安全性の高いロボットシステムを提供することができるという効果を奏する。

なお、前記の構成は、位置検知部４３が移動方向領域内に作業者を検知したとき、アーム動作制御部４２がアーム３０を低速動作させる構成であった。しかしながら、アーム３０が作業者と衝突することを抑制できるのであれば、例えば移動方向領域内に作業者を検知したとき、アーム動作制御部４２がアーム３０の動作を停止させる構成であってもよい。このとき、位置検知部４３が移動方向領域内に作業者を検知しなくなると、アーム動作制御部４２がアーム３０の動作を再開させる構成であってもよい。

〔変形例〕
前記各実施形態において、把持部３１がワークを把持する向きは特に限定されない構成であった。しかしながら、把持部３１およびワークがともに危険部位を有するとき、アーム動作制御部４２は、把持部の危険部位およびワークの危険部位をともに把持部３１の移動方向と異なる方向へ向けながらアーム３０を動作させることが好適である。すなわち、アーム動作制御部４２は、把持部３１の危険部位の危険な方向と、ワークの危険部位の危険な方向とが異なる方向であるときは、両方の危険な方向について、把持部３１の移動方向とは異なる方向とすることが好適である。

前記各実施形態は、１種類のワークに対して危険部位情報を設定し、危険部位の危険な方向を把持部３１の移動方向と異なる方向へ向ける構成であったが、複数種類のワークに対して危険部位情報を設定する構成であってもよい。このとき、ロボットシステム１は、最初にワークの種類を特定し、特定した種類に応じた危険部位情報に基づいて、危険部位の危険な方向を把持部３１の移動方向と異なる方向へ向ける構成であってもよい。

また、アーム動作制御部４２は、危険部位情報に加えて、把持部３１がワークを把持している角度に応じて、当該危険部位の危険な方向を切り替えてもよい。このとき、把持部３１がワークを把持している角度は、把持部３１による把持動作開始時のワークの載置位置や載置状態に応じて予め設定してもよい。また、画像センサなどのワーク把持角度検出部によって前記角度を認識してもよい。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るロボットシステム（１）は、アーム（３０）の動作を制御するアーム動作制御部（４２）と、前記アームの把持部（３１）、および、当該把持部が把持する作業対象物のうち、少なくともいずれか一方の危険部位の位置および危険な方向に関する危険部位情報（２２）を記録する記憶部（２０）と、を備えており、前記アーム動作制御部は、前記危険部位情報に基づいて、前記危険部位の前記危険な方向が、前記把持部の移動方向とは異なるように前記アームを動作させる構成である。

前記の構成によれば、ロボットシステムは、把持部および作業対象物の少なくともいずれかが危険部位を有するときは、当該危険部位の危険な方向を把持部の移動方向と異なる方向に向けてアームを動作させることができる。これにより、例えば把持部の移動方向に作業者が存在するときに、危険部位が作業者と衝突することによって作業者が刺傷されることを抑制できる。したがって、安全性の高いロボットシステムを提供することができるという効果を奏する。

本発明の態様２に係るロボットシステム（１）は、前記態様１において、前記危険部位情報（２２）を受け付ける情報入力部（４１）をさらに備える構成としてもよい。

前記の構成によれば、例えばユーザが情報入力部に対して危険部位情報を入力することによって、上記のような危険回避動作をロボットシステムに行わせることができる。すなわち、例えば作業対象物の変更などに応じて、危険部位情報の更新が可能となる。

本発明の態様３に係るロボットシステム（１）は、前記態様１または２において、前記アーム動作制御部（４２）は、前記把持部（３１）が前記作業対象物を把持していない状態と把持している状態とで、前記危険部位の前記危険な方向を切り替える構成としてもよい。

前記の構成によれば、ロボットシステムは、把持部にて作業対象物を把持しているか否かに応じて、把持部および作業対象物のいずれかに対して記録された危険部位情報に基づいて、危険部位の危険な方向を把持部の移動方向と異なる方向へ向けてアームを動作させることができる。これにより、例えば把持部および作業対象物が危険部位を有しており、さらに把持部が作業対象物を把持しないときは、把持部が有する危険部位の危険な方向を把持部の移動方向と異なる方向へ向けてアームを動作させることができる。一方、把持部が作業対象物を把持するときは、作業対象物が有する危険部位について、当該危険部位の危険な方向を把持部の移動方向と異なる方向へ向けてアームを動作させることができる。

本発明の態様４に係るロボットシステム（１）は、前記態様１〜３のいずれかにおいて、前記アーム動作制御部（４２）は、前記把持部（３１）が把持している前記作業対象物の種類に応じて、前記危険部位の前記危険な方向を切り替える構成としてもよい。

前記の構成によれば、ロボットシステムは、作業対象物の種類に応じて危険部位の危険な方向を切り替えることができる。よって、例えばロボットシステムが複数種類の作業対象物を状況に応じて切り替えて把持して動作する場合に、それぞれの作業対象物の種類に応じて上記のような危険回避動作をロボットシステムに行わせることが可能となる。

本発明の態様５に係るロボットシステム（１）は、前記態様１〜４のいずれかにおいて、前記アーム（３０）の所定箇所に、動作方向先行部（３２）が設けられており、前記アーム動作制御部（４２）は、前記把持部（３１）の移動方向において、前記動作方向先行部が先行して前記把持部が後から続くように前記アームを動作させる構成としてもよい。

前記の構成によれば、ロボットシステムは、把持部の移動方向に対して動作方向先行部が把持部に先行するようにしてアームを動作させることができる。これにより、例えば、
動作方向先行部について、丸みを帯びた形状としたり、柔軟な材料によって構成したりすることによって、万が一動作方向先行部が作業者と衝突したとしても、作業者が外傷を受けることを抑制できる。したがって、より安全性の高いロボットシステムを提供することができるという効果を奏する。

本発明の態様６に係るロボットシステム（１）は、前記態様１から５のいずれかにおいて、前記ロボットシステムの周囲に存在する作業者の位置を検知する位置検知部（４３）をさらに備えており、前記アーム動作制御部（４２）は、前記位置検知部が検知した作業者の位置が、前記把持部（３１）の移動方向に応じて設定される移動方向領域内であったとき、前記アーム（３０）の動作を停止、または低速動作させる構成としてもよい。

前記の構成によれば、ロボットシステムは、移動方向領域に作業者が存在するときは、アームの動作を停止するか、低速動作させることができる。これにより、アームが作業者と衝突することを抑制し、かつ衝突時の衝撃を抑制することができる。したがって、より安全性の高いロボットシステムを提供することができるという効果を奏する。

本発明の態様７に係るロボットシステム（１）は、前記態様６において、前記アーム動作制御部（４２）は、前記アーム（３０）の動作を停止、または低速動作させた後に前記位置検知部（４３）が当該移動方向領域に前記作業者を検知しなくなった場合、前記アームの動作を再開、または通常速度で動作させる構成としてもよい。

前記の構成によれば、ロボットシステムは作業者が移動方向領域から離れたことを検知すると、アームの動作を再開、または通常速度で動作させることができる。これにより、安全性を高くし、さらに動作を継続することで作業効率を高めたロボットシステムを提供することができるという効果を奏する。

〔ソフトウェアによる実現例〕
ロボットシステム１の制御ブロック（特に情報入力部４１およびアーム動作制御部４２）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、ロボットシステム１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ ロボットシステム
１１ ３次元監視センサ
１２ 非常停止スイッチ
１３ 入力機器
２０ 記憶部
２１ 動作プログラム
２２ 危険部位情報
３０ アーム
３１ 把持部
３２ 動作方向先行部
４０ 制御部
４１ 情報入力部
４２ アーム動作制御部
４３ 位置検知部

Claims (7)

1. アームの動作を制御するアーム動作制御部と、
   前記アームの把持部、および、当該把持部が把持する作業対象物のうち、少なくともいずれか一方の危険部位の位置および危険な方向に関する危険部位情報を記録する記憶部と、を備えており、
   前記アーム動作制御部は、前記危険部位情報に基づいて、前記危険部位の前記危険な方向が、前記把持部の移動方向とは異なるように前記アームを動作させる
   ことを特徴とするロボットシステム。
2. 前記危険部位情報を受け付ける情報入力部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記アーム動作制御部は、前記把持部が前記作業対象物を把持していない状態と把持している状態とで、前記危険部位の前記危険な方向を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載のロボットシステム。
4. 前記アーム動作制御部は、前記把持部が把持している前記作業対象物の種類に応じて、前記危険部位の前記危険な方向を切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットシステム。
5. 前記アームの所定箇所に、動作方向先行部が設けられており、
   前記アーム動作制御部は、前記把持部の移動方向において、前記動作方向先行部が先行して前記把持部が後から続くように前記アームを動作させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボットシステム。
6. 前記ロボットシステムの周囲に存在する作業者の位置を検知する位置検知部をさらに備えており、
   前記アーム動作制御部は、前記位置検知部が検知した作業者の位置が、前記把持部の移動方向に応じて設定される移動方向領域内であったとき、前記アームの動作を停止、または低速動作させる
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のロボットシステム。
7. 前記アーム動作制御部は、前記アームの動作を停止、または低速動作させた後に前記位置検知部が当該移動方向領域に前記作業者を検知しなくなった場合、前記アームの動作を再開、または通常速度で動作させる
   ことを特徴とする請求項６に記載のロボットシステム。

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