JP5447044B2 - ロボットシステム - Google Patents

Description

本発明は、ロボットアームにより作業を行うロボットと、ロボットの作業範囲内まで物品を搬送する搬送車とを備えるロボットシステムに関する。

従来、ロボットアーム周囲の検出領域内に物体が侵入したことをセンサにより検出したときに、安全確保動作としてロボットアームを一時停止させるものがある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のものでは、ロボットの作業位置における固定設備を作業者と誤検出することを防止するために、固定設備の形状に対応させてセンサの検出領域を設定している。

したがって、固定設備の方向を検出するセンサを停止させることなく、固定設備と作業者との誤検出を防止することができる。その結果、一部のセンサを停止させる場合と比較して、センサの死角を小さくすることができるため、安全性を向上させることができる。

特開２００２−２６４０７０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものでは、ロボットの作業範囲内まで搬送車により物品を搬送する場合には、以下の問題が生じることとなる。

すなわち、特許文献１に記載のものは、検出領域内の予め設定された固定設備については、作業者と誤検出することを防止することができる。しかし、検出領域外からロボットに近付く搬送車については、作業上必要なものとして検出が不要であるが、この搬送車を作業者と誤検出することを防止することができない。このため、ロボットの作業範囲内へ搬送車が入る度に、ロボットアームが一時停止されることとなり、ロボットの作業性が低下するおそれがある。なお、搬送車の形状を想定してセンサの検出領域を設定したとしても、搬送車の積荷の有無や状態により全体形状が変化するため、作業者のみを検出することは困難である。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、ロボットの作業範囲内まで物品を搬送する搬送車を備えるロボットシステムにおいて、作業者の安全を確保するとともに、ロボットの作業性の低下を抑制することを主たる目的とするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

第１の発明は、建物内に設けられるロボットシステムであって、ロボットアームにより作業を行うロボットと、前記建物内の床を走行して前記ロボットの作業範囲内まで物品を搬送する搬送車と、水平方向に走査して光を照射し、物体により反射されて戻る光に基づいて、前記ロボットから物体までの距離を検出する反射型のセンサと、前記センサにより検出される距離が判定値よりも短いことを条件として、前記ロボットに安全動作を実行させる制御装置と、前記搬送車に設けられ、前記センサから前記搬送車へ照射された光を上方へ反射させる反射部材と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、ロボットアームを用いてロボットにより作業が行われるとともに、搬送車によりロボットの作業範囲内まで物品が搬送される。

ここで、ロボット付近の作業者の安全を確保するために、反射型のセンサにより、水平方向に走査して光が照射され、物体により反射されて戻る光に基づいて、ロボットから物体までの距離が検出される。詳しくは、反射型のセンサは、物体により拡散反射された光の一部を検出する。そして、センサにより検出される距離が判定値よりも短いことを条件として、制御装置によりロボットに安全動作が実行させられる。

このため、ロボットの作業範囲内へ作業者が入った場合には、センサから照射された光が作業者により反射（詳しくは拡散反射）され、その反射光の一部がセンサへ戻る。そして、ロボットから物体（作業者）までの距離が判定値よりも短いと判定され、ロボットに安全動作が実行させられる。したがって、作業者の安全を確保することができる。

一方、ロボットの作業範囲内へ搬送車が入った場合には、センサから搬送車へ照射された光が、搬送車に設けられた反射部材により上方へ反射される。すなわち、反射部材は、照射された光を拡散反射させず、照射された光を上方へのみ反射させる。このとき、この反射された光が建物の天井により反射（詳しくは拡散反射）されるおそれがあり、ひいては建物の天井により反射された光の一部が反射部材まで戻り、さらに反射部材により反射されてセンサまで戻るおそれがある。この場合には、ロボットから物体までの距離として、ロボットから搬送車までの距離と搬送車から天井までの距離との合計が検出される。

ここで、ロボットアームは、建物の天井等に接触することなく、自由に動作可能である必要がある。このため、建物の天井は通常十分に高く設定されており、センサから建物の天井までの距離は、ロボットのアームが到達可能な距離よりも十分に長くなる。したがって、天井により反射された光がセンサまで戻ったとしても、その場合に検出される距離はセンサの判定値よりも長くなる。

このため、ロボットから物体（搬送車）までの距離が判定値よりも短いと判定されないようになり、ロボットに不要な安全動作を実行させることを抑制することができる。したがって、搬送車によりロボットの作業範囲内まで物品を搬送する際にも、ロボットに作業を継続させることができる。その結果、ロボットの作業性の低下を抑制することができる。

なお、反射部材は、センサから搬送車へ照射された光を真上へ反射させるものや、斜め上方へ反射させるものを含むものとする。また、反射部材は、１回の反射により光を上方へ向かわせるものに限らず、２回以上の反射により光を上方へ向かわせるものであってもよい。

具体的には、前記判定値は、前記ロボットアーム及び物品の寸法に基づいて設定されており、前記センサから前記建物の天井までの距離は前記判定値よりも長いといった構成を採用することができる。

上記構成によれば、判定値は、ロボットアーム及び物品の寸法に基づいて設定されているため、物品を持ったロボットアームが作業者に接触することを抑制することができる。そして、ロボットと作業者との距離がこの判定値よりも長い場合には、ロボットに不要な安全動作を実行させないようにすることができる。また、天井により反射された光がセンサまで戻ったとしても、その場合に検出される距離は判定値よりも確実に長くなる。このため、搬送車によりロボットの作業範囲内まで物品を搬送する際にも、ロボットに作業を継続させることができる。

第２の発明では、前記反射部材は、前記センサから前記搬送車へ照射された光を、その反射位置において前記センサとは反対側の斜め上方で、且つ前記搬送車に載せられる前記物品よりも上方へ反射させることを特徴とする。

上記構成によれば、センサから搬送車へ照射された光が反射部材により反射される際に、その反射位置においてセンサとは反対側の斜め上方へ反射される。このため、反射部材に対する光の入射角（反射面に垂直な線と光のなす角度）を大きくすることができる。例えば、反射部材に対する光の入射角を６０度、すなわち反射面と光のなす角度を３０度に設定することができる。

したがって、反射部材により反射される光が拡散することを抑制することができ、ひいては反射部材により反射される光がセンサまで戻ることを抑制することができる。その結果、搬送車が判定値よりも短い距離にある物体として検出されることを抑制することができ、ロボットに不要な安全動作を実行させることを抑制することができる。

さらに、センサから搬送車へ照射された光が反射部材により反射される際に、搬送車に載せられる物品よりも上方へ反射される。このため、反射部材により反射された光が、搬送車に載せられた物品に当たることを抑制することができる。したがって、この物品が判定値よりも短い距離にある物体として検出されることを抑制することができ、ロボットに不要な安全動作を実行させることを抑制することができる。

第３の発明では、前記反射部材は、前記センサから前記搬送車へ照射された光を、その反射位置において前記センサ側の斜め上方へ反射させることを特徴とする。

上記構成によれば、センサから搬送車へ照射された光が反射部材により反射される際に、その反射位置においてセンサ側の斜め上方、すなわち搬送車に載せられる物品とは反対側へ反射される。例えば、反射部材に対する光の入射角を３０度、すなわち反射面と光のなす角度を６０度に設定すればよい。

この場合には、第３の発明と比較して反射部材により反射される光が拡散し易くなるものの、反射部材により反射された光が、搬送車に載せられた物品に当たることを抑制することが容易となる。したがって、搬送車に高い位置まで物品が載せられる場合等、センサとは反対側の斜め上方で且つ物品よりも上方へ光を反射させることが難しい場合に有効である。

第４の発明は、建物内に設けられるロボットシステムであって、ロボットアームにより作業を行うロボットと、前記ロボットの作業範囲内まで物品を搬送する搬送車と、水平方向に走査して光を照射し、物体により反射されて戻る光に基づいて、前記ロボットから物体までの距離を検出する反射型のセンサと、前記センサにより検出される距離が判定値よりも短いことを条件として、前記ロボットに安全動作を実行させる制御装置と、前記搬送車に設けられ、前記センサから前記搬送車へ照射された光を吸収する吸収部材と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、センサから搬送車へ照射された光が、搬送車に設けられた吸収部材により吸収される。こうした構成によっても、センサから搬送車へ照射された光が、センサへ戻らないようにすることができる。その結果、ロボットから物体（搬送車）までの距離が判定値よりも短いと判定されないようになり、ロボットに不要な安全動作を実行させることを抑制することができる。

具体的には、第５の発明のように、第１〜第４のいずれかの発明において、前記センサは、作業者の膝の高さに相当する高さを水平方向に走査して光を照射するといった構成を採用することができる。

センサにより作業者を漏れなく検出するために、作業者の膝の高さに相当する高さが水平方向に走査されるように、センサにより光が照射されることが多い。この場合には、センサから照射される光が搬送車に当たらないようにすることが難しく、搬送車を作業者と誤検出する可能性が高い。

この点、第５の発明は、第１〜第４のいずれかの発明を前提としているため、こうした構成においても、作業者の安全を確保するとともに、ロボットの作業性の低下を抑制することができる。

ロボットシステムの概要を示す平面図。 ロボットシステムの概要を示す側面図。 反射ベルトを示す拡大側面図。 物体検知制御の処理手順を示すフローチャート。 レーザ光の反射態様を示す側面図。 反射ベルトの変形例を示す拡大側面図。 反射ベルトの他の変形例を示す拡大側面図。 反射ベルトの他の変形例を示す拡大側面図。 ロボットシステムの変形例を示す側面図。

以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、機械組立工場等の建物において、産業用ロボット及び無人搬送車により機械等の組み立てを行うロボットシステムとして具体化している。

図１は、このロボットシステムの概要を示す平面図である。

同図に示すように、このシステムは、組み立て中の仕掛かり部品１１（ワークＡ）を移動させる作業ライン１０を備えている。作業ライン１０は、ベルトコンベア等で直線状に構成され、仕掛かり部品１１が載置されるとともに、所定の工程に従って仕掛かり部品１１を移動させる。

作業ライン１０の近傍には、垂直多関節型のロボット２０が設けられている。ロボット２０は、ロボットアーム２３を備えており、このロボットアーム２３の動作により部品の組立作業等を行う。ロボット２０は、マイコン等から構成されるコントローラ２４を備えており、このコントローラ２４によりロボットアーム２３の動作が制御される。なお、ロボット２０は、警告音を発生させるブザーを備えている。

建物内の床には、所定位置からロボット２０の近傍まで、直線状のガイドライン３５が設けられている。このガイドライン３５は、上記作業ライン１０に対して垂直に配置されている。ガイドライン３５の所定位置には、停止マーカが設けられている。

このシステムは、無人搬送車３０（搬送車）を備えている。この無人搬送車３０は、上記仕掛かり部品１１に組み付けられる組付け部品３１（物品）を、ロボット２０の作業範囲内まで搬送する。無人搬送車３０は、部品３１（ワークＢ）が載置される載置台を備えており、この載置台の上に複数の部品３１が所定の配列で積載される。

無人搬送車３０は、直方体状の外形を有しており、その外周に後述する反射ベルト３２（反射部材）が設けられている。反射ベルト３２は、合成樹脂等により矩形帯状に形成されている。

無人搬送車３０は、上記ガイドライン３５を検出するガイドセンサと、上記停止マーカを検出するマーカセンサと、コントローラとを備えている。そして、無人搬送車３０は、ガイドセンサによりガイドライン３５を検出することにより、ガイドライン３５に沿って建物内の所定位置からロボット２０の作業範囲内まで往復する。このとき、無人搬送車３０は、マーカセンサにより停止マーカを検出することにより、停止マーカの設けられた所定位置で停止する。このようにして、無人搬送車３０は、所定の工程に従って部品３１を搬送する。

具体的には、複数の部品３１が積載された無人搬送車３０が、ガイドライン３５に沿って建物内の所定位置からロボット２０の方向へ進行し、ロボット２０の作業範囲内まで入った所で、停止マーカを検出して停止する。そして、ロボット２０は、無人搬送車３０からロボットアーム２３により組付け部品３１を取り、水平方向に１８０°回転して作業ライン１０上の仕掛かり部品１１に組み付ける。

仕掛かり部品１１に対して組付け部品３１が組み付けられると、作業ライン１０により次の仕掛かり部品１１がロボット２０の近傍へ移動される。そして、ロボット２０は、再度、無人搬送車３０から組付け部品３１を取り、仕掛かり部品１１に組み付ける。

このような組立作業が、無人搬送車３０に積載された部品３１が全て使用されるまで繰返される。その後、無人搬送車３０は、部品１１を受け取るために、ガイドライン３５に沿ってロボット２０近傍から建物内の所定位置の方向へ進行する。そして、無人搬送車３０は、建物内の所定位置において停止マーカを検出して停止し、無人搬送車３０の載置台に複数の部品３１が積載される。以降は、上記工程が繰返し実行される。

ここで、ロボット２０の周囲近傍には、検出領域内への物体の侵入を検知する領域センサ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが設けられている。これらの領域センサ４０ａ〜４０ｄは、ロボット２０を中心として四方に設けられており、それぞれ設置方向に対応した所定領域を検出している。そして、これらの領域センサ４０ａ〜４０ｄによって、警告領域Ａ１及びその中心付近の危険領域Ａ２（ロボット２０の作業範囲）に対して侵入物体の検知が行われる。

領域センサ４０ａ〜４０ｄは、距離測定式の光電センサである。詳しくは、各領域センサ４０ａ〜４０ｄは、赤色光や赤外光のレーザ光を照射する照射部と、物体により反射されたレーザ光を受光する受光部と、レーザ光の照射から受光までの時間を計測する時間計測部と、計測された時間に基づいて各領域センサ４０ａ〜４０ｄから物体までの距離を算出する距離算出部と、算出された距離を送信する送信部とを備えている。

そして、照射部は、水平方向の所定角度範囲（例えば１６０°）において、所定角度毎（例えば０．２５°毎）に走査してレーザ光を照射する。受光部は、照射部から照射されたレーザ光に対応して、物体により拡散反射されたレーザ光を受光する。時間計測部はレーザ光の照射から受光までの時間を計測し、距離算出部は、計測された時間とレーザ光の速さとから、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから物体までの距離を算出する。その後、送信部は、算出された距離をロボット２０のコントローラ２４に送信する。

このように、タイム・オブ・フライトの原理により距離を測定するセンサによれば、三角測距の原理により距離を測定するセンサと比較して、より長距離（例えば６ｍ）の測定が可能となる。なお、レーザ光の照射から受光までの時間が所定時間を超えた場合には、算出距離が強制的に検出限界距離（例えば６ｍ）等に設定される。また、上記作業ライン１０及び仕掛かり部品１１は、領域センサ４０ａ〜４０ｄにより検出されない高さ位置（高位置又は低位置）に配置されている。

図２は、ロボットシステムの概要を示す側面図である。

ロボット２０について補足すると、同図に示すように、ロボット２０は、建物の床に固定されたベース２１と、このベース２１に対して回転可能に支持された回転部２２とを備えている。回転部２２は、鉛直軸を中心として水平方向に回転可能となっている。そして、上記ロボットアーム２３は、回転部２２に連結されており、回転部２２と共に回転可能となっている。ロボットアーム２３は、複数の関節を備えており、その関節において各部の回転動作が行われる。

上記の危険領域Ａ２は、ロボットアーム２３の到達可能な範囲を基準として設定されており、詳しくは組付け部品３１を持ったロボットアーム２３の到達可能な範囲を基準として設定されている。具体的には、二点鎖線で示すように、ロボットアーム２３を最大限伸ばした状態において、ロボット２０のベース２１の中心線Ｘを中心として、ロボットアーム２３の長さと部品３１の水平方向幅とを合計した長さを半径とする円（直径Ｌ２の円）内の領域が、危険領域Ａ２として設定されている。また、警告領域Ａ１は、ベース２１を中心として、直径Ｌ２の２倍の直径Ｌ１を有する円内の領域として設定されている。

ロボットアーム２３は、建物の天井Ｃに接触することなく、自由に動作可能である必要がある。このため、建物の床Ｆから天井Ｃまでの高さｈは、危険領域Ａ２を規定する円の半径（Ｌ２／２）と比較して十分高くなっている。詳しくは、天井Ｃの高さｈは、警告領域Ａ１を規定する円の半径（Ｌ１／２）よりも高くなっている。

上述したように、領域センサ４０ａ〜４０ｄは、ロボット２０（具体的にはベース２１）を中心として四方に設けられている。そして、例えば領域センサ４０ａから、実線矢印で示すように水平方向にレーザ光が照射される。このとき、このレーザ光は、作業者Ｍを確実に検出するために、作業者Ｍの膝の高さに相当する高さで照射される。すなわち、レーザ光が作業者Ｍの上半身の高さで照射される場合等には、屈んで移動する作業者Ｍを検出できないおそれがある。なお、作業者Ｍに照射されたレーザ光は、作業者Ｍの作業服等により拡散反射させられ、その反射光の一部が各領域センサ４０ａ〜４０ｄにより受光される。

このように、領域センサ４０ａのレーザ光が作業者Ｍの膝の高さで照射されると、そのレーザ光が無人搬送車３０や積載された部品３１に当たることとなる。そして、無人搬送車３０により反射（詳しくは拡散反射）されたレーザ光が、領域センサ４０ａにより検出されると、無人搬送車３０が作業者Ｍと誤検出される。

そこで、無人搬送車３０には、このレーザ光が照射される高さの位置に、上記反射ベルト３２が設けられている。反射ベルト３２の外周面（例えば側面３２ａ）には、レーザ光を反射する反射面が設けられている。この反射面は、ＡｌやＡｇ等の金属の被膜や、それらの合金の被膜によって形成されている。この反射面は、レーザ光を拡散反射させずに、一方向にのみ反射させるものである。

図３は、反射ベルト３２を示す拡大側面図である。

同図に示すように、反射ベルト３２の上面３２ｂ及び下面３２ｃは、互いに平行に形成されている。反射面としての側面３２ａは、上面３２ｂ及び下面３２ｃに対して傾斜した平面として形成されている。具体的には、側面３２ａは、下面３２ｃに対して３０°の角度で傾斜している。

そして、反射ベルト３２の高さ方向に関して、側面３２ａの略中央に上記レーザ光が照射されるように、無人搬送車３０に反射ベルト３２が取り付けられている。反射ベルト３２の高さ方向の幅は、無人搬送車３０への反射ベルト３２の取付け誤差や、無人搬送車３０の移動に伴う上下方向の振動等を考慮して、レーザ光が側面３２ａの範囲から外れないように設定されている。

こうした構成において、矢印で示すように、反射ベルト３２の側面３２ａに、レーザ光が水平に照射される。このとき、側面３２ａに対するレーザ光の入射角、すなわち側面３２ａに垂直な一点鎖線と入射するレーザ光とのなす角度は６０°となる。そして、側面３２ａに対するレーザ光の反射角、すなわち側面３２ａに垂直な一点鎖線と反射するレーザ光とのなす角度は、入射角と等しい６０°となる。換言すれば、側面３２ａと入射するレーザ光とのなす角度は３０°となり、側面３２ａと反射するレーザ光とのなす角度は同じく３０°となる。

このようにして、側面３２ａに照射されたレーザ光は、その反射位置において上記領域センサ４０ａとは反対側の斜め上方へ反射する。すなわち、側面３２ａは、照射された光を拡散反射させず、照射された光を上方へのみ反射させる。図２に戻ると、このときにレーザ光は、無人搬送車３０に積載された部品３１よりも上方へ反射させられる。すなわち、無人搬送車３０に積載された部品３１よりも上方へレーザ光を反射させることができるように、反射ベルト３２における側面３２ａの傾斜角度、及び部品３１の積載量や積載位置が設定されている。

反射ベルト３２の側面３２ａにより反射されたレーザ光は、実線矢印で示すように建物の天井Ｃにより拡散反射される。そして、その拡散反射されたレーザ光が反射ベルト３２まで戻り、反射ベルト３２の側面３２ａにより領域センサ４０ａの方向へ反射される。すなわち、領域センサ４０ａから照射されたレーザ光と同じ経路を逆向きに辿って、天井Ｃにより反射されたレーザ光が領域センサ４０ａにより受光される。なお、同図では、反射ベルト３２の側面３２ａ（反射面）が、警告領域Ａ１の境界に位置する状態を示している。

このとき、領域センサ４０ａにより受光された反射光によれば、領域センサ４０ａから反射ベルト３２の側面３２ａまでの距離と、側面３２ａから天井Ｃまでの距離とを合計した距離が、領域センサ４０ａから物体までの距離として検出される。そして、側面３２ａから天井Ｃの反射部までの距離は、床Ｆから反射ベルト３２までの高さを考慮しても、床Ｆから天井Ｃまでの高さよりも長い。このため、領域センサ４０ａと側面３２ａとの距離が０の場合であっても、天井Ｃにより反射されたレーザ光によって検出される物体までの距離は、警告領域Ａ１を規定する円の半径（Ｌ１／２）よりも長くなる。

次に、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから物体までの距離を検出し、この検出された距離に基づいてロボット２０に安全動作を実行させる物体検知制御について説明する。図４は、物体検知制御の処理手順を示すフローチャートである。なお、この処理は、領域センサ４０ａ〜４０ｄ及びロボット２０のコントローラ２４により、所定の周期をもって繰返し実行される。

各領域センサ４０ａ〜４０ｄの照射部は、水平方向の所定角度範囲において所定方向へレーザ光を照射する（Ｓ１１）。時間計測部は、照射部によるレーザ光の照射から、受光部による反射光の受光までの時間を計測し、距離測定部は、計測された時間に基づいて各領域センサ４０ａ〜４０ｄから物体までの距離を算出する（Ｓ１２）。各領域センサ４０ａ〜４０ｄの送信部は、算出された距離をロボット２０のコントローラ２４に送信する。

コントローラ２４は、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから送信された距離を受信し、この距離が監視距離よりも短いか否か判定する（Ｓ１３）。具体的には、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから物体までの距離が、警告領域Ａ１を規定する円の半径（Ｌ１／２）よりも短いか否か、また危険領域Ａ２を規定する円の半径（Ｌ２／２）よりも短いか否か判定する。

上記判定において、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから物体までの距離が、監視距離よりも短いと判定された場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、コントローラ２４は、ロボット２０に安全を確保するための動作を実行させる（Ｓ１４）。具体的には、上記距離が警告領域Ａ１を規定する円の半径（Ｌ１／２）よりも短いと判定された場合には、ロボット２０のロボットアーム２３の動作を減速させるとともに、ブザーにより警告音を発生させる。また、上記距離が危険領域Ａ２を規定する円の半径（Ｌ２／２）よりも短いと判定された場合には、ロボット２０のロボットアーム２３の動作を停止させる。

一方、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから物体までの距離が、監視距離よりも短くないと判定された場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、コントローラ２４はこの一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。具体的には、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから物体までの距離が、警告領域Ａ１を規定する円の半径（Ｌ１／２）よりも短くないと判定された場合には、ロボット２０のロボットアーム２３の動作を継続させる。

なお、Ｓ１３及びＳ１４の処理が制御装置としての処理に相当し、警告領域Ａ１を規定する円の半径（Ｌ１／２）が判定値（第１判定値）に相当し、危険領域Ａ２を規定する円の半径（Ｌ２／２）が判定値（第２判定値）に相当する。

次に、上記の物体検知制御の作用について説明する。

図５は、レーザ光の反射態様を示す側面図である。同図に示すように、例えば領域センサ４０ａから照射されたレーザ光が作業者Ｍに当たった場合には、作業者Ｍの膝辺りでレーザ光が拡散反射される。このため、反射された光が領域センサ４０ａにより受光され、領域センサ４０ａから作業者Ｍまでの距離が検出される。そして、上記距離に基づいて、ロボット２０に所定の安全動作を実行させるか、又はロボット２０にロボットアーム２３の動作を継続させるか決定される。

一方、例えば領域センサ４０ａから照射されたレーザ光が無人搬送車３０の反射ベルト３２に当たった場合には、図２に示すように、領域センサ４０ａから照射されたレーザ光と同じ経路を逆向きに辿って、天井Ｃにより反射された光が領域センサ４０ａにより受光される。このとき、上述したように、天井Ｃにより反射されたレーザ光によって検出される物体までの距離は、警告領域Ａ１を規定する円の半径（Ｌ１／２）よりも長くなる。したがって、領域センサ４０ａから物体までの距離が、警告領域Ａ１を規定する円の半径（Ｌ１／２）よりも短くないと判定され、ロボット２０のロボットアーム２３の動作が継続される。

以上詳述した本実施形態は以下の利点を有する。

・ロボット２０の作業範囲内（危険領域Ａ２）へ作業者Ｍが入った場合には、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから照射された光が作業者Ｍにより拡散反射され、その反射光の一部が各領域センサ４０ａ〜４０ｄへ戻る。そして、ロボット２０から物体（作業者Ｍ）までの距離が、危険領域Ａ２を規定する円の半径（Ｌ２／２）よりも短いと判定され、ロボット２０のロボットアーム２３の動作が停止される。したがって、作業者Ｍの安全を確保することができる。

一方、ロボット２０の作業範囲内へ無人搬送車３０が入った場合には、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから無人搬送車３０へ照射された光が、無人搬送車３０に設けられた反射ベルト３２により上方へ反射される。そして、天井Ｃにより拡散反射されたレーザ光が各領域センサ４０ａ〜４０ｄまで戻ったとしても、その場合に検出される距離は危険領域Ａ２を規定する円の半径（Ｌ２／２）よりも長くなる。さらに、この検出される距離は、警告領域Ａ１を規定する円の半径（Ｌ１／２）よりも長くなる。

このため、ロボット２０から物体（無人搬送車３０）までの距離が監視距離よりも短いと判定されないようになり、ロボット２０に不要な安全動作を実行させることを抑制することができる。したがって、無人搬送車３０によりロボット２０の作業範囲内まで物品を搬送する際にも、ロボット２０に作業を継続させることができる。その結果、ロボット２０の作業性の低下を抑制することができる。

・危険領域Ａ２は、ロボットアーム２３の長さ及び組付け部品３１の水平方向幅に基づいて設定されているため、部品３１を持ったロボット２０アームが作業者Ｍに接触することを抑制することができる。

・各領域センサ４０ａ〜４０ｄから無人搬送車３０へ照射されたレーザ光が反射ベルト３２により反射される際に、その反射位置において各領域センサ４０ａ〜４０ｄとは反対側の斜め上方へ反射される。このため、反射ベルト３２の側面３２ａに対するレーザ光の入射角（側面３２ａに垂直な線とレーザ光のなす角度）を大きくすることができる。すなわち、反射ベルト３２の側面３２ａに対するレーザ光の入射角が６０°に設定されており、換言すれば側面３２ａとレーザ光のなす角度が３０°に設定されている。

したがって、反射ベルト３２の側面３２ａにより反射されるレーザ光が拡散することを抑制することができ、ひいては反射ベルト３２の側面３２ａにより反射されるレーザ光が、各領域センサ４０ａ〜４０ｄまで戻ることを抑制することができる。その結果、無人搬送車３０が監視距離よりも短い距離にある物体として検出されることを抑制することができ、ロボット２０に不要な安全動作を実行させることを抑制することができる。

さらに、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから無人搬送車３０へ照射されたレーザ光が反射ベルト３２により反射される際に、無人搬送車３０に積載される部品３１よりも上方へ反射される。このため、反射ベルト３２により反射されたレーザ光が、無人搬送車３０に積載された部品３１に当たることを抑制することができる。したがって、この部品３１が監視距離よりも短い距離にある物体として検出されることを抑制することができ、ロボット２０に不要な安全動作を実行させることを抑制することができる。

・各領域センサ４０ａ〜４０ｄは、作業者Ｍの膝の高さに相当する高さを水平方向に走査してレーザ光を照射するため、作業者Ｍを漏れなく検出することができる。このように、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから照射されるレーザ光が無人搬送車３０に当たる構成において、作業者Ｍの安全を確保するとともに、ロボット２０の作業性の低下を抑制することができる。

上記実施形態に限定されず、例えば次のように実施することもできる。

・各領域センサ４０ａ〜４０ｄを、ロボット２０のベース２１に組み込んでもよい。こうした構成によれば、ロボット２０の周囲に空間を確保することができるため、ロボット２０との関係において作業ライン１０や無人搬送車３０の配置が容易となる。

・図６に示すように、反射ベルト１３２の側面１３２ａ（反射面）を、下面３２ｃに対して４５°の角度で傾斜させてもよい。こうした構成によれば、側面１３２ａに入射するレーザ光が、側面１３２ａにより鉛直上方へ反射される。この場合であっても、天井Ｃにより反射されたレーザ光によって検出される物体までの距離は、警告領域Ａ１を規定する円の半径（Ｌ１／２）よりも長くなる。したがって、作業者Ｍの安全を確保するとともに、ロボット２０の作業性の低下を抑制することができる。

さらに、反射ベルト１３２により反射されたレーザ光が、無人搬送車３０に積載された組付け部品３１側へ向かわないため、この反射されたレーザ光が部品３１に当たることを抑制することが容易となる。このため、無人搬送車３０の載置台に、より多くの部品３１を積載することができる。

・図７に示すように、反射ベルト２３２の側面２３２ａ（反射面）を、下面３２ｃに対して６０°の角度で傾斜させてもよい。こうした構成によれば、側面２３２ａに入射するレーザ光が、その反射位置において各領域センサ４０ａ〜４０ｄ側の斜め上方へ反射される。この場合であっても、天井Ｃにより反射されたレーザ光によって検出される物体までの距離は、警告領域Ａ１を規定する円の半径（Ｌ１／２）よりも長くなる。したがって、作業者Ｍの安全を確保するとともに、ロボット２０の作業性の低下を抑制することができる。

この場合には、上記実施形態と比較して反射ベルト２３２により反射されるレーザ光が拡散し易くなるものの、反射ベルト２３２により反射された光が、無人搬送車３０に積載された組付け部品３１に当たることを抑制することが容易となる。したがって、無人搬送車３０に高い位置まで部品３１が積載される場合等、各領域センサ４０ａ〜４０ｄとは反対側の斜め上方で、且つ部品３１よりも上方へレーザ光を反射させることが難しい場合に有効である。

・図８に示すように、反射ベルト３３２の第１側面３３２ａ（第１反射面）を、下面３２ｃに対して３０°の角度で傾斜させるとともに、その上端から下面３２ｃに対して垂直方向に広がる第２側面３３２ｂ（第２反射面）を形成してもよい。すなわち、反射ベルト３３２に入射されるレーザ光を、複数回の反射により上方へ向かわせてもよい。

こうした構成によれば、反射ベルト３３２の第１側面３３２ａ及び第２側面３３２ｂに対するレーザ光の入射角を大きくすることができる。このため、第１側面３３２ａ及び第２側面３３２ｂにより反射されるレーザ光が拡散することを抑制することができ、ひいては第１側面３３２ａ及び第２側面３３２ｂにより反射されるレーザ光が、各領域センサ４０ａ〜４０ｄまで戻ることを抑制することができる。その結果、無人搬送車３０が監視距離よりも短い距離にある物体として検出されることを抑制することができ、ロボット２０に不要な安全動作を実行させることを抑制することができる。

さらに、反射ベルト３３２により反射されたレーザ光が、無人搬送車３０に積載された組付け部品３１と反対側へ向かうため、この反射されたレーザ光が部品３１に当たることを抑制することが容易となる。このため、無人搬送車３０の載置台に、より多くの部品３１を積載することができる。

・反射ベルト３２，１３２，２３２，３３２の形状は、矩形帯状に限定されず、無人搬送車３０の外形に応じて適宜変更することができる。また、無人搬送車３０の移動方向と各領域センサ４０ａ〜４０ｄの位置との関係において、無人搬送車３０の側面において、レーザ光が照射される側面のみに、レーザ光を反射する反射部材を設けてもよい。

・各領域センサ４０ａ〜４０ｄから無人搬送車へ照射されたレーザ光を上方へ反射させる反射ベルト３２に代えて、図９に示すように、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから無人搬送車３０へ照射されたレーザ光を吸収する吸収ベルト４３２（吸収部材）を設けてもよい。吸収ベルト４３２は、矩形帯状に形成されるとともに、その外周面には、レーザ光を吸収する吸収面（低反射面）が設けられている。この吸収面は、黒色ゴムやその被膜等によって形成されている。

こうした構成によれば、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから無人搬送車３０へ照射されたレーザ光が、無人搬送車３０に設けられた吸収ベルト４３２により吸収される。したがって、各領域センサ４０ａ〜４０ｄから無人搬送車３０へ照射されたレーザ光が、各領域センサ４０ａ〜４０ｄへ戻らないようにすることができる。その結果、ロボット２０から物体（無人搬送車３０）までの距離が監視距離よりも短いと判定されないようになり、ロボット２０に不要な安全動作を実行させることを抑制することができる。

・各領域センサ４０ａ〜４０ｄが、作業者Ｍの膝の高さ以外の高さを、水平方向に走査してレーザ光を照射するようにしてもよい。この場合には、各領域センサ４０ａ〜４０ｄが水平方向に走査する高さに合わせて、上記反射ベルト３２，１３２，２３２，３３２や吸収ベルト４３２を無人搬送車３０に設ければよい。

・ロボット２０は、垂直多関節型のロボットに限らず、ロボットアームにより作業を行うものであれば、任意の型式のロボットを採用することができる。

２０…ロボット、２３…ロボットアーム、２４…コントローラ（制御装置）、３０…無人搬送車（搬送車）、３１…組付け部品（物品）、３２…反射ベルト（反射部材）、４０ａ〜４０ｄ…領域センサ（センサ）。

Claims (5)

1. 建物内に設けられるロボットシステムであって、
   ロボットアームにより作業を行うロボットと、
   前記建物内の床を走行して前記ロボットの作業範囲内まで物品を搬送する搬送車と、
   水平方向に走査して光を照射し、物体により反射されて戻る光に基づいて、前記ロボットから物体までの距離を検出する反射型のセンサと、
   前記センサにより検出される距離が判定値よりも短いことを条件として、前記ロボットに安全動作を実行させる制御装置と、
   前記搬送車に設けられ、前記センサから前記搬送車へ照射された光を上方へ反射させる反射部材と、
   を備えることを特徴とするロボットシステム。
2. 前記反射部材は、前記センサから前記搬送車へ照射された光を、その反射位置において前記センサとは反対側の斜め上方で、且つ前記搬送車に載せられる前記物品よりも上方へ反射させ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. 前記反射部材は、前記センサから前記搬送車へ照射された光を、その反射位置において前記センサ側の斜め上方へ反射させ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。
4. 建物内に設けられるロボットシステムであって、
   ロボットアームにより作業を行うロボットと、
   前記ロボットの作業範囲内まで物品を搬送する搬送車と、
   水平方向に走査して光を照射し、物体により反射されて戻る光に基づいて、前記ロボットから物体までの距離を検出する反射型のセンサと、
   前記センサにより検出される距離が判定値よりも短いことを条件として、前記ロボットに安全動作を実行させる制御装置と、
   前記搬送車に設けられ、前記センサから前記搬送車へ照射された光を吸収する吸収部材と、
   を備えることを特徴とするロボットシステム。
5. 前記センサは、作業者の膝の高さに相当する高さを水平方向に走査して光を照射することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のロボットシステム。

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