JP2021065974A - ロボット安全システム - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットを用いた設備において、当該設備に関わる作業者の安全を十全にはかることが可能なロボット安全システムを提供すること。【解決手段】ロボット制御部３３は、位置関連情報取得部３５が取得した情報に対応する第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の何れか一方または双方の位置がロボットシミュレータ４０により生成された動作範囲情報（ＭＲＩ）に対応する領域（ＭＡ）内にある場合には、操作盤３１のアラーム停止操作部３１１への操作および自動運転起動操作部３１２への操作を何れも無効にする。【選択図】図４

Description

本発明は、ロボット安全システムに関する。

定格出力８０Ｗをこえるロボットについては、労働安全衛生法下の労働安全衛生規則により、柵または囲いなどの安全策を講じることが定められている（労働安全衛生規則第１５０条の４）。また、柵または囲いの代替措置も認められている（解釈例規）。
ロボットの作業領域を囲う物理的な柵を排除して、装着型モニタを利用して人とロボットが協働するときの安全を確保するためのシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、コントローラによる制御下で、ロボットなどの機械が、動作の停止、動作速度の変更、および、動作方向の変更等を行なって、作業者の安全を確保する安全制御システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
また、作業者の体温や心拍数などの生体情報を検出して、この生体情報が異常を示す場合に、操作対象機器を緊急停止させるようにした緊急処理システムが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１７−１００２０７号公報 特開２０１８−２０２５３１号公報 特開２０１７−５１３５０号公報

ロボットを用いた設備では、いずれかの箇所に異常を来した場合に、設備の停止と共にロボット周りの安全機能をも無効にした状態で作業者がロボットの柵や囲いの中に入って設備の点検を行わなくてはならない場合がある。このような場合に、柵や囲いの中で点検作業が行われていることを認識していない他の作業者が不用意に設備を再起動してしまうと、点検作業中の作業者に危険が生じるおそれがある。しかしながら、上記何れの特許文献にもこのような場合に生じる危険を抜本的に回避する方策は示されていない。

そこで、ロボットを用いた設備において、当該設備に関わる作業者の安全を十全にはかることが可能なロボット安全システムが望まれている。

本開示のロボット安全システムの一態様は、所定の安全柵が施されたロボットを含む設備に関与する作業者の安全をはかるロボット安全システムであって、
表示部と、自己の位置情報を取得する位置情報取得部と、外部装置と通信するディスプレイ通信部とを備え、各別の作業者に装着されて用いられる第１の装着型ディスプレイおよび第２の装着型ディスプレイと、
前記ロボットを操作するための操作盤と、前記ロボットの作動状態を認識するロボット作動状態認識部と、前記操作盤への操作と前記ロボット作動状態認識部での認識とに応じて前記ロボットを制御するロボット制御部と、前記第１の装着型ディスプレイおよび第２の装着型ディスプレイを含む外部機器と通信する通信部と、前記通信部から前記第１の装着型ディスプレイおよび／または第２の装着型ディスプレイの位置に関連する情報を取得する位置関連情報取得部と、を有するロボット制御装置と、
前記ロボットに係る現在の設置条件での挙動をシミュレーションして前記ロボットの動作範囲を表す動作範囲情報を前記通信部を通して前記ロボット制御装置に提供するロボットシミュレータと、を含んで構成され、
前記操作盤は、前記ロボット作動状態認識部が前記ロボットの異常を認識したときに発報するアラームを停止する操作を行うアラーム停止操作部と、前記ロボット制御部に前記ロボットの自動運転を起動させる操作を行う自動運転起動操作部とを有し、
前記ロボット制御部は、前記位置関連情報取得部が取得した情報に対応する前記第１の装着型ディスプレイおよび第２の装着型ディスプレイの何れか一方または双方の位置が前記動作範囲情報に対応する領域内にある場合には、前記操作盤への前記アラーム停止操作部への操作および前記自動運転起動操作部への操作を何れも無効にする。

一態様によれば、ロボットを用いた設備において、当該設備に関わる作業者の安全を十全にはかることが可能になる。

本開示のロボット安全システムを含む設備を示す概略構成図である。 図１のロボット安全システムにおけるロボット制御装置を示す図である。 図２のロボット制御装置の操作盤を示す図である。 図２のロボット制御装置の動作を示すフローチャートである。

図１は、本開示のロボット安全システムを含む設備を示す概略構成図である。
図１において、設備１は、ロボット２を含んで構成された生産設備である。設備１には、この設備１に関与する作業者の安全をはかるロボット安全システム３が構築されている。ロボット２には労働安全衛生法下の労働安全衛生規則第１５０条の４に準拠した安全柵４が施されている。

ロボット安全システム３は、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０と、ロボット制御装置３０と、ロボットシミュレータ４０と、を含んで構成される。

第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０は、表示部１０１と、自己の位置情報を取得する位置情報取得部１０２と、外部装置と通信するディスプレイ通信部１０３と、装着者の視野に対応する撮像視野を撮影する撮像部１０４と、当該装着型ディスプレイ１０、２０が装着者（作業者）に装着された状態にあるか否かを検知する装着センサー１０６を備える。

本例の第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０における表示部１０１は、透過型の拡張現実ディスプレイである。また、位置情報取得部１０２とディスプレイ通信部１０３とは、一体化された通信ユニット１０５として構成される。さらに、通信ユニット１０５の外殻と撮像部１０４の外殻とは、撮像部１０４の光軸方向に連なって一体化され、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の側方（本例では、装着者の左耳側）のテンプルピースまたはアームにマウントされている。

位置情報取得部１０２は、例えば、ＧＰＳデバイス、モーションセンサ、加速度計等を含んで構成され、位置情報と共に動きを表す情報を取得可能に構成され得る。

ディスプレイ通信部１０３は、１チップ型ＢｌｕｅｔｏｏｔｈインターフェイスＬＳＩ等の短距離無線通信デバイスを含んで構成され得る。

撮像部１０４は、光学素子を含むワンチップカメラモジュールにより構成され得る。撮像部１０４でその撮像視野に対応する映像情報が生成され、ディスプレイ通信部１０３を通してロボット制御装置３０に送信される。

また、ロボット制御装置３０からの拡張現実情報がディスプレイ通信部１０３を通して供給され、拡張現実が現実の視野に重ねて表示部１０１に表示される。上述のように、表示部１０１は透過型の拡張現実ディスプレイであり、装着者の両眼に対応するように一対のものとして構成される。双方の表示部間を結ぶブリッジ部に装着センサー１０６が設けられる。装着センサー１０６としては、当該装着型ディスプレイが装着者に装着された状態にあるか否かに応じて変化する電極間の導電抵抗の変化を利用する導電抵抗式のセンサーや静電容量の変化を利用する静電容量式のセンサーを適用できる。装着センサー１０６の出力も、ディスプレイ通信部１０３を通してロボット制御装置３０に送信される。

次に、ロボット制御装置３０について説明する。
図２は、図１のロボット安全システム３におけるロボット制御装置を示す図である。ロボット制御装置３０は、操作盤３１と、ロボット作動状態認識部３２と、ロボット制御部３３と、通信部３４と、位置関連情報取得部３５とを有する。

操作盤３１は、操作者（作業者）が操作してロボット２に意図した作動を行わせる。この操作盤３１は、スイッチ等の操作用デバイスを含んで構成されるユーザインターフェイスデバイスである。

ロボット作動状態認識部３２は、不図示のセンサーなどが検出したロボット２の位置や姿勢に関する物理量と自己が保有するロボット２の仕様に係る情報等に基づいてロボット２の作動状態を認識する機能部である。このロボット作動状態認識部３２は、図示しないＣＰＵ、記憶デバイス、各センサーとの接続に係るインターフェイスデバイスなどのハードウェアが所定のソフトウェア（プログラム）で規定される動作を行うようにして構成される。また、ロボット作動状態認識部３２は、記憶デバイスに準備された故障診断プログラムを利用してロボット２に生じる故障等の異常を監視する。

ロボット制御部３３は、操作盤３１への操作とロボット作動状態認識部３２での認識とに応じてロボット２を制御する機能部である。このロボット制御部３３は、上記ＣＰＵ、記憶デバイス、操作盤３１とのインターフェイスデバイス、ロボット２とのインターフェイスデバイスなどのハードウェアが所定のソフトウェア（プログラム）で規定される動作を行うようにして構成される。

通信部３４は、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０を含む外部機器と通信する。この通信部３４は、例えば、ＣＰＵの管理下で作動する１チップ型近距離無線通信規格インターフェイスＬＳＩ等の短距離無線通信デバイスおよび信号伝送用導体部（有線部分）等を含んで構成される。

位置関連情報取得部３５は、通信部３４を通して第１の装着型ディスプレイ１０および／または第２の装着型ディスプレイ２０の位置に関連する情報を取得する機能部である。この位置関連情報取得部３５は、上記ＣＰＵ、記憶デバイス、通信部３４とのインターフェイスデバイスなどのハードウェアが所定のソフトウェア（プログラム）で規定される動作を行うようにして構成される。
なお、位置関連情報取得部３５で取得する位置関連情報は、第１の装着型ディスプレイ１０、第２の装着型ディスプレイ２０の位置情報取得部１０２で取得され通信部３４を通して受信される位置情報もこれに該当する。

また、位置関連情報取得部３５で取得された位置関連情報（撮像画像情報を含む）は、第１の装着型ディスプレイ１０と第２の装着型ディスプレイ２０との間で、相互に共有され、この場合の位置関連情報に対応する拡張現実の画像がこれら両装着型ディスプレイ１０、２０の表示部１０１で共通に視認され得る。

或いは、第１の装着型ディスプレイ１０と第２の装着型ディスプレイ２０のうちの一方の視野（撮像部１０４の撮像視野における映像）の画像が他方の視野内に拡張現実の画像として、相互に、重畳表示されるように構成される。即ち、両装着型ディスプレイ１０、２０は、位置関連情報取得部３５で取得された位置関連情報を、両装着型ディスプレイ１０、２０の各自己のディスプレイ通信部１０３を通して各自己の位置情報および撮像情報として共有する。

ロボットシミュレータ４０は、ロボット２に係る現在の設置条件（設備１における設置態様）での挙動をシミュレーションして、ロボット２の動作範囲（ＭＲ）を表す動作範囲情報（ＭＲＩ）を生成し通信部３４を通してロボット制御装置３０に提供する。このロボットシミュレータ４０は、図示しないＣＰＵ、記憶デバイス、インターフェイスデバイス等のハードウェアが所定のソフトウェア（プログラム）で規定される動作を行うように構成される。

本例のロボットシミュレータ４０は、自己の記憶部が保有するロボット２自体の仕様データ、設備１への設置に係って入力されるロボット２の据え付け位置データ（３次元位置データ）やロボット２に行わせる予定の作業を表す作業データに基づいて、ロボット２に係る現在の設置条件での挙動をシミュレーションし、その挙動を表すロボット挙動シミュレーションデータを生成する。

ロボット挙動シミュレーションデータには、ロボット２の動作範囲（ＭＲ）を表す動作範囲データ（ＭＲＤ）が含まれる。この場合、動作範囲データ（ＭＲＤ）に対応する領域は、ロボット２が既定のワークを把持して移動する場合の当該ワークの移動軌跡に沿う最外郭のワーク移動軌跡包絡面で囲まれた領域と、ロボット２のアームやハンドなどのロボット自体の部位が描く最外郭の移動軌跡に沿うロボット部位移動軌跡包絡面で囲まれた領域との両領域のうち何れか大きい方の領域を連ねた最大外郭領域（ＭＯＡ）である。

ロボットシミュレータ４０は、このような最大外郭領域（ＭＯＡ）を表すデータを動作範囲情報（ＭＲＩ）として生成し通信部３４を通してロボット制御装置３０に提供する。なお、最大外郭領域（ＭＯＡ）は上述の包絡面に更に安全係数を勘案したマージンを付加したものであってもよい。

図３は、図２の操作盤３１の構成を示す図である。操作盤３１は、ロボット作動状態認識部３２がロボット２の異常を認識したときに発報するアラームを停止する操作を行うアラーム停止操作部３１１と、ロボット制御部３３にロボット２の自動運転を起動させる操作を行う自動運転起動操作部３１２と、ロボット制御部３３にロボット２を緊急停止させる操作を行う緊急停止操作部３１３と、その他の各種操作部（代表的に参照符号３１４を付す）と、ロボット作動状態認識部３２がロボット２の異常を認識したときにアラームを発報表示するアラーム表示部３１５とを有する。アラーム停止操作部３１１、自動運転起動操作部３１２および緊急停止操作部３１３は、例えば、プッシュスイッチのようなスイッチを含んで構成される。また、アラーム表示部３１５は、例えば、発光素子を有し、その点滅表示などによってアラームを表示する。アラーム表示部３１５は、アラームの表示と共に警報音を発音するように構成され得る。

図２を参照して説明したロボット制御部３３は、ロボット作動状態認識部３２がロボット２の異常を認識している第１の場合（Ｃ１）、位置関連情報取得部３５が取得した情報に対応する第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の何れか一方または双方の位置（位置関連情報による位置）がロボットシミュレータ４０により生成された動作範囲情報（ＭＲＩ）に対応する領域（ＭＡ）内にある第２の場合（Ｃ２）、および、位置関連情報取得部３５が取得した情報に対応する第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の何れか一方または双方の位置が安全柵４の領域内にある第３場合（Ｃ３）、の３つの場合（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）のうち少なくとも何れか一つの場合に該当しているときには、操作盤３１のアラーム停止操作部３１１への操作および自動運転起動操作部３１２への操作を何れも無効にする。

次に、フローチャートを参照して図１のロボット安全システム３におけるロボット制御装置３０の動作について説明する。
図４は、図２のロボット制御装置３０の動作を示すフローチャートである。このフローチャートにおける動作は、ロボット制御装置３０における上述のＣＰＵ、記憶デバイス、インターフェイスデバイスなどのハードウェアが所定のソフトウェア（プログラム）で規定される動作を行うようにして実行される。この実行に際し、概念的にはロボット制御装置３０の各機能部のうち該当する機能部が作動することになるが、ここでは適宜ロボット制御装置３０が主体となって実行されるものとして述べる。

動作が開始すると、ロボット制御装置３０は、通信部３４を通して結ばれた各通信相手である第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０が装着者である作業者に装着されているか否かを監視する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１での監視は第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０のディスプレイ通信部１０３を通して供給される装着センサー１０６の検出出力を通信部３４で受信し、ロボット制御部３３が監視することによって行われる。

ロボット制御部３３は、通信部３４で受信した装着センサー１０６の検出出力に基づいて第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０が装着者である作業者に装着されているか否かを判断する（ステップＳ１２）。
それぞれの作業者について第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の装着が完了するのを待機し（ステップＳ１２：ＮＯ）、当該ディスプレイ１０、２０の装着が完了したと判断されたときには（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１３では、ロボット２、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０、ロボットシミュレータ４０が正規に作動して所要の情報の授受を行う準備が整った状況に至っているか否かを判断する。

ステップＳ１３で全ての通信相手について当該準備が完了するのを待機し（ステップＳ１３：ＮＯ）、全ての通信相手について当該準備が完了したと判断されたときには（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の位置の監視を開始する。
ステップＳ１２で、それぞれの作業者は第１の装着型ディスプレイ１０、第２の装着型ディスプレイ２０を装着していることが確認されているため、ステップＳ１４の監視において検出されている第１の装着型ディスプレイ１０、第２の装着型ディスプレイ２０の各位置は、即ち、作業者の位置であり、これら作業者の現在位置が監視される。

各作業者の現在位置である第１の装着型ディスプレイ１０、第２の装着型ディスプレイ２０の各位置は次のようにして算定される。即ち、位置情報取得部１０２のＧＰＳデバイス、モーションセンサ、加速度計等からの出力がディスプレイ通信部１０３を通して供給され、通信部３４で受信され、該受信された出力に基づいて位置関連情報取得部３５が算定する。

なお、位置関連情報取得部３５は第１の装着型ディスプレイ１０、第２の装着型ディスプレイ２０の各撮像部１０４からディスプレイ通信部１０３および通信部３４を通して供給される装着者の視野に対応する撮像視野の画像を、画像認識によって識別する。
本例では特に、当該画像認識によって、装着者の視野に対応する撮像視野に操作盤３１が収まっているか否かを識別する。操作盤３１が装着者たる作業者の視野に対応する撮像視野に収まっていれば、その作業者は、ロボット２の柵４外の安全な位置に居るとみなすことができる。即ち、各撮像部１０４における撮像視野の画像は、装着者たる作業者の位置を識別するための位置関連情報である。

ステップＳ１４で実質的に作業者の位置の監視が始まり、次いで、「異常」の発生が監視される（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５において監視される「異常」には次の３通りの場合が含まれる。即ち、ロボット作動状態認識部３２がロボット２の異常を認識している第１の場合、位置関連情報取得部３２が取得した情報に対応する第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の何れか一方または双方の位置がロボットシミュレータ４０から提供される動作範囲情報（ＭＲＩ）に対応する領域内にある第２の場合、および、位置情報取得部１０２が取得した情報に対応する第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の何れか一方または双方の位置が安全柵４の領域内にある第３場合である。これら３通りの場合のうち少なくとも何れか一つの場合に該当するときに「異常」に該当するものとして扱う。なお「異常」の識別手法については後述する。

上記いずれの「異常」も生じていないときには（ステップＳ１５：ＮＯ）、操作盤３１の自動運転操作部３１２への操作が有効となるステップＳ２２へと移行する。ステップＳ２２への移行により、設備１は正常に稼働できる。
一方、ステップＳ１５で「異常」が発生したと判断された場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、操作盤３１のアラーム表示部３１５でアラームを発報する（ステップＳ１６）。
ステップＳ１６でのアラーム発報後、ロボット制御部３３の管理下でロボット２（設備１）を停止させる。この停止は操作盤３１の緊急停止操作部３１３への操作の有無にかかわらず自動的に行われる。

ステップＳ１６でロボット２（設備１）が停止して以降、ロボット２（設備１）の復旧を待機する（ステップＳ１８：ＮＯ）。ロボット２（設備１）が復旧したことの認識は、例えば、次のようにしてなされる。即ち、作業者が操作盤３１の（その他の各種操作部）３１４のうちの復帰操作部を操作するなどしたときに、この操作に基づいて復旧が認識される。或いはまた、作業者がメンテナンス作業後に、ロボット制御装置３０に準備された故障診断プログラムを実行することによって復旧が認識される。
ロボット２（設備１）が復旧すると（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、作業者の位置は、ロボットシミュレータ４０により生成された動作範囲情報（ＭＲＩ）に対応する領域（ＭＡ）外であるか否かが判断される（ステップＳ１８）。

作業者が領域（ＭＡ）外に出るまでは次のステップＳ１９に進まず待機する（ステップＳ１９：ＮＯ）。作業者が領域（ＭＡ）外に出たと判断されると（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、次いで、作業者がロボット２の物理的な柵４の外に出ているか否かが判断される（ステップＳ２０）。

ステップＳ２０で作業者がロボット２の物理的な柵４の外に出ないうちは、次のステップＳ２１に進まず待機する（ステップＳ２０：ＮＯ）。作業者が柵４の外に出たと判断されると（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、操作盤３１のアラーム停止操作部３１１への操作が有効に行われ得るようになる（ステップＳ２１）。更に、操作盤３１の自動運転操作部３１２への操作が有効に行われ得るようになる（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の後、設備１は予定された運転が終了する時点に至っているか否かが判断される（ステップＳ２３）。ステップＳ２３で予定された運転が終了する時点に至っていると判断されたときには（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、動作のサイクルが終了する。ステップＳ２３で予定された運転が未完了であると判断されたときには（ステップＳ２３：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。

ここで、ステップＳ１５において監視される「異常」の識別手法について説明する。
上述の「第１の場合」の異常の識別は次のようにして行われる。即ち、ロボット作動状態認識部３２は、不図示の記憶デバイスに準備された故障診断プログラムを利用してロボット２に生じる故障等の異常を監視する。これによってロボット２（設備１）の「異常」が「第１の場合」の異常として識別される。
次に、上述の「第２の場合」の異常の識別は次のようにして行われる。即ち、各作業者の位置は、第１の装着型ディスプレイ１０、第２の装着型ディスプレイ２０の各位置に実質的に一致している。当該装着型ディスプレイの各位置は、位置情報取得部１０２からの出力がディスプレイ通信部１０３、通信部３４を通して位置関連情報取得部３５に供給され、ここで上記各位置が演算により算出される。このようにして算出された各位置が、ロボットシミュレータ４０により生成された上述の動作範囲情報（ＭＲＩ）に対応する領域（ＭＡ）内にある場合が、上述の「第２の場合」の異常として識別される。
さらに、上述の「第３の場合」の異常の識別は次のようにして行われる。即ち、位置情報取得部１０２からの出力に基づいて上述のように位置関連情報取得部３５で算出された各位置が、不図示の記憶デバイス等にデータとして保持されている物理的な柵４の領域内にある場合が上述の「第３場合」の異常として識別される。第２の場合の異常と、第３の場合の異常が、作業者が危険な場所に立ち入っているという意味での異常である。

他方、「異常」については、他の視点から、次のような状態をもこの概念に含ませるようにして扱うこともできる。
即ち、作業者の挙動から推測される心身の不調や錯誤による誤操作である。各作業者が装着している装着型ディスプレイ１０，２０には位置情報取得部１０２が備えられており、ここにＧＰＳデバイス、モーションセンサ、加速度検出デバイス等が含まれている。これらのデバイスやセンサの出力を常時監視して作業者の特異的な挙動を識別することにより、作業者の心身の不調や錯誤による誤操作を推測することが可能になる。このような場合も上述した「異常」の一つとして扱うことにより、労働災害を予防する有効な手立てになりうる。この場合の識別機能は、例えば、ロボット制御部３３に判別部として設ける態様を採ることもできる。

図４のフローチャートにおけるロボット制御装置３０の動作のうち、ステップＳ１８からステップＳ２２までの動作は、ロボット制御部３３が主体となって実行されるものであり、次のように換言することができる。即ち、ロボット作動状態認識部３２がロボット２の異常を認識している第１の場合（Ｃ１）、位置関連情報取得部３５が取得した情報に対応する第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の何れか一方または双方の位置がロボットシミュレータ４０から提供される動作範囲情報（ＭＲＩ）に対応する領域（ＭＡ）内にある第２の場合（Ｃ２）、および、位置情報取得部１０２が取得した情報に対応する第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の何れか一方または双方の位置が安全柵４の領域内にある第３場合（Ｃ３）のうち少なくとも何れか一つの場合に該当しているときには、操作盤３１のアラーム停止操作部３１１への操作および自動運転起動操作部３１２への操作を何れも無効にする。

以上、図１から図４を参照して説明した本開示のロボット安全システムの作用効果について次に要約する。
（１）本開示のロボット安全システム３は、所定の安全柵４が施されたロボット２を含む設備１に関与する作業者の安全をはかるロボット安全システム３であって、
表示部１０１と、自己の位置情報を取得する位置情報取得部１０２と、外部装置と通信するディスプレイ通信部１０３とを備え、各別の作業者に装着されて用いられる第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０と、
ロボット２を操作するための操作盤３１と、ロボット２の作動状態を認識するロボット作動状態認識部３２と、操作盤３１への操作とロボット作動状態認識部３２での認識とに応じてロボット２を制御するロボット制御部３３と、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０を含む外部機器と通信する通信部３４と、通信部３４を通して第１の装着型ディスプレイ１０および／または第２の装着型ディスプレイ２０の位置に関連する情報を取得する位置関連情報取得部３５と、を有するロボット制御装置３０と、
ロボット２に係る現在の設置条件での挙動をシミュレーションしてロボット２の動作範囲（ＭＲ）を表す動作範囲情報（ＭＲＩ）を通信部３４からロボット制御装置３０に提供するロボットシミュレータ４０と、を含んで構成され、
操作盤３１は、ロボット作動状態認識部３２がロボット２の異常を認識したときに発報するアラームを停止する操作を行うアラーム停止操作部３１１と、ロボット制御部３３にロボット２の自動運転を起動させる操作を行う自動運転起動操作部３１２とを有し、
ロボット制御部３３は、位置関連情報取得部３５が取得した情報に対応する第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の何れか一方または双方の位置が動作範囲情報（ＭＲＩ）に対応する領域（ＭＡ）内にある場合には、操作盤３１のアラーム停止操作部３１１への操作および自動運転起動操作部３１２への操作を何れも無効にする。

上記（１）のロボット安全システム３では、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の何れか一方または双方の位置が動作範囲情報（ＭＲＩ）に対応する領域（ＭＡ）内にある場合には、操作盤３１のアラーム停止操作部３１１への操作および自動運転起動操作部３１２への操作が何れも無効になるため、ロボットを用いた設備において、当該設備に関わる作業者の安全を十全にはかることが可能になる。

（２）本開示のロボット安全システム３は、その一態様において、ロボット制御部３３は位置関連情報取得部３５が取得した情報に対応する第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の何れか一方または双方の位置が動作範囲情報（ＭＲＩ）に対応する領域（ＭＡ）内にある場合には、ロボット２を停止させる。

上記（２）のロボット安全システム３では、位置関連情報取得部３５が取得した情報に対応する第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の何れか一方または双方の位置が動作範囲情報（ＭＲＩ）に対応する領域（ＭＡ）内にある場合には、ロボット２を停止させる。このため、ロボットを用いた設備において、当該設備に関わる作業者の安全を十全にはかることができる。

（３）本開示のロボット安全システム３は、その一態様において、第１の装着型ディスプレイ１０および／または第２の装着型ディスプレイ２０は、装着者の視野に対応する撮像視野を撮影する撮像部１０４を備え、
位置関連情報取得部３５は、撮像部１０４による撮像情報を通信部３４を通して取得し、該取得した撮像情報に基づいて位置関連情報を取得する。

上記（３）のロボット安全システム３では、ロボット制御装置３０の位置関連情報取得部３５は、第１の装着型ディスプレイ１０および／または第２の装着型ディスプレイ２０の撮像部１０４から供給される撮像情報に基づいて位置関連情報を取得する。このため、位置関連情報に基づいて、作業者が設備１のロボット２の周辺等の危険な場所に居るか否かが正確に把握される。

（４）本開示のロボット安全システム３は、その一態様において、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０は、各自己のディスプレイ通信部１０３を通して各自己の位置情報および撮像情報を共有する。

上記（４）のロボット安全システム３では、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０の相互間で、各自己の位置情報および撮像情報を共有する。このため、第１の装着型ディスプレイ１０を装着した作業者と第２の装着型ディスプレイ２０を装着した作業者とが、お互いの状況を認識できる。このため、お互いに、安全確保のための注意喚起を行ったり、所要の指示を状況を踏まえて的確に行ったりすることが可能になる。

（５）本開示のロボット安全システム３は、その一態様において、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０は、表示部１０１が透過型の拡張現実ディスプレイである。

上記（５）のロボット安全システム３では、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０は、それらの表示部１０１が透過型の拡張現実ディスプレイである。このため、ロボット制御装置３０からの拡張現実情報がディスプレイ通信部１０３を通して供給され、拡張現実が現実の視野に重ねて表示部１０１に表示される。従って、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０を装着した各作業者は、自己の視野外に居る相手の状況をも的確に把握することができる。

（６）本開示のロボット安全システム３は、その一態様において、ロボット制御部３３は、撮像情報に基づいて取得された位置関連情報が操作盤３１を撮像視野内に置いていることを表すものであるときには、前記第２の場合（Ｃ２）には該当しない条件での作動をする。

上記（６）のロボット安全システム３では、ロボット制御部３３は、撮像情報に基づいて取得された位置関連情報が操作盤３１を撮像視野内に置いていることを表すものであるときには、前記第２の場合（Ｃ２）には該当しない条件での作動をする。撮像視野は当該装着型ディスプレイを装着した作業者の視野に対応するものである。また、操作盤３１は作業者の安全が確保される場所に設置されることが一般的である。従って、操作盤３１を撮像視野内に置いている状態であれば、当該作業者は安全な場所に居るとみなすことができ、前記第２の場合（Ｃ２）には該当しないとして扱うことに合理性がある。

（７）本開示のロボット安全システム３は、その一態様において、ロボット制御部３３は、第１の装着型ディスプレイ１０および／または第２の装着型ディスプレイ２０から取得した位置情報および／または撮像情報に基づいて装着者である作業者の挙動が正常であるか否かを判別する判別部を有し、判別部が作業者の挙動が正常でないことを判別したときには、警告を発し、および／または、ロボット２を停止させる。

上記（７）のロボット安全システム３では、判別部が作業者の挙動が正常でないことを判別したときには、警告を発し、および／または、ロボット２を停止させる。このため、心身に変調を来していたり錯誤による誤操作があったりした作業者の安全を確保することができる。

（８）本開示のロボット安全システム３は、その一態様において、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０は、装着者への装着を検知する装着センサー１０６を有し、装着センサー１０６の出力をディスプレイ通信部１０３を通してロボット制御装置３０に供給し、
ロボット制御装置３０は、当該供給された装着センサー１０６の出力に基づいて装着者への装着がある場合のみロボットの稼働を許容する。

上記（８）のロボット安全システム３では、第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０が装着者たる作業者に装着されているのみロボットの稼働を許容する。このため、ロボット安全システム３が本来的に機能する場合においてのみロボットが稼働することとなり、作業者の安全を十全に確保することができる。
以上を総じて、本開示によれば、ロボットを用いた設備において、当該設備に関わる作業者の安全を十全にはかることが可能なロボット安全システムが具現される。

尚、本開示は既述の実施形態には限定されるものではなく、種々、変形変更して実施可能である。例えば、上述の実施形態では、作業者の位置は第１の装着型ディスプレイ１０および第２の装着型ディスプレイ２０に備えられた位置情報取得部１０２の出力や撮像部１０４の出力に基づいて割り出し、もしくは、推定したが、これらに替えた手段を適用可能である。例えば、設備１側に設けた一または複数台の監視カメラの出力画像を利用して作業者の位置を検知するようにしてもよい。
その他、本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良も本開示に包摂される。

１ 設備
２ ロボット
３ ロボット安全システム
４ 柵
１０ 第１の装着型ディスプレイ
２０ 第２の装着型ディスプレイ
３０ ロボット制御装置
３１ 操作盤
３２ ロボット作動状態認識部
３３ ロボット制御部
３４ 通信部
３５ 位置関連情報取得部
４０ ロボットシミュレータ
１０１ 表示部
１０２ 位置情報取得部
１０３ ディスプレイ通信部
１０４ 撮像部
１０６ 装着センサー
３１１ アラーム停止操作部
３１２ 自動運転起動操作部
３１３ 緊急停止操作部
３１５ アラーム表示部

Claims (8)

1. 所定の安全柵が施されたロボットを含む設備に関与する作業者の安全をはかるロボット安全システムであって、
   表示部と、自己の位置情報を取得する位置情報取得部と、外部装置と通信するディスプレイ通信部とを備え、各別の作業者に装着されて用いられる第１の装着型ディスプレイおよび第２の装着型ディスプレイと、
   前記ロボットを操作するための操作盤と、前記ロボットの作動状態を認識するロボット作動状態認識部と、前記操作盤への操作と前記ロボット作動状態認識部での認識とに応じて前記ロボットを制御するロボット制御部と、前記第１の装着型ディスプレイおよび第２の装着型ディスプレイを含む外部機器と通信する通信部と、前記通信部を通して前記第１の装着型ディスプレイおよび／または第２の装着型ディスプレイの位置に関連する情報を取得する位置関連情報取得部と、を有するロボット制御装置と、
   前記ロボットに係る現在の設置条件での挙動をシミュレーションして前記ロボットの動作範囲を表す動作範囲情報を前記通信部から前記ロボット制御装置に提供するロボットシミュレータと、を含んで構成され、
   前記操作盤は、前記ロボット作動状態認識部が前記ロボットの異常を認識したときに発報するアラームを停止する操作を行うアラーム停止操作部と、前記ロボット制御部に前記ロボットの自動運転を起動させる操作を行う自動運転起動操作部とを有し、
   前記ロボット制御部は、前記位置関連情報取得部が取得した情報に対応する前記第１の装着型ディスプレイおよび第２の装着型ディスプレイの何れか一方または双方の位置が前記動作範囲情報に対応する領域内にある場合には、前記操作盤への前記アラーム停止操作部への操作および前記自動運転起動操作部への操作を何れも無効にする、
   ロボット安全システム。
2. 前記ロボット制御部は、前記位置関連情報取得部が取得した情報に対応する前記第１の装着型ディスプレイおよび第２の装着型ディスプレイの何れか一方または双方の位置が前記動作範囲情報に対応する領域内にある場合には、前記ロボットを停止させる請求項１に記載のロボット安全システム。
3. 前記第１の装着型ディスプレイおよび／または第２の装着型ディスプレイは、装着者の視野に対応する撮像視野を撮影する撮像部を備え、
   前記位置関連情報取得部は、前記撮像部による撮像情報を前記通信部を通して取得し、該取得した撮像情報に基づいて前記位置関連情報を取得する請求項１または２に記載のロボット安全システム。
4. 前記第１の装着型ディスプレイおよび第２の装着型ディスプレイは、各自己の前記ディスプレイ通信部を通して各自己の前記位置情報および前記撮像情報を共有する請求項３に記載のロボット安全システム。
5. 前記第１の装着型ディスプレイおよび第２の装着型ディスプレイは、前記表示部が透過型の拡張現実ディスプレイである請求項４に記載のロボット安全システム。
6. 前記ロボット制御部は、前記撮像情報に基づいて取得された位置関連情報が前記操作盤を前記撮像視野内に置いていることを表すものであるときには、前記第２の場合には該当しない条件での作動をする請求項３から５の何れか一項に記載のロボット安全システム。
7. 前記ロボット制御部は、前記第１の装着型ディスプレイおよび／または第２の装着型ディスプレイから取得した前記位置情報および／または撮像情報に基づいて装着者である作業者の挙動が正常であるか否かを判別する判別部を有し、前記判別部が作業者の挙動が正常でないことを判別したときには、警告を発し、および／または、前記ロボットを停止させる請求項３から６の何れか一項に記載のロボット安全システム。
8. 前記第１の装着型ディスプレイおよび第２の装着型ディスプレイは、装着者への装着を検知する装着センサーを有し、前記装着センサーの出力を前記ディスプレイ通信部を通して前記ロボット制御装置に供給し、
   前記ロボット制御装置は、当該供給された前記装着センサーの出力に基づいて装着者への装着がある場合のみ前記ロボットの稼働を許容する請求項１から７の何れか一項に記載のロボット安全システム。

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