JP5768828B2 - ロボットシステム、及び、ロボットシステムの制御方法 - Google Patents

Description

ロボットシステム、及び、ロボットシステムの制御方法に関する。

従来、動作可能な作業用アームを有するロボットが提案されている。通常、作業用アームの周囲には安全柵を設けて作業用アームの動作領域と人とを仕切るようにしているが、作業対象物の補充などのために人が安全柵内に入る場合がある。また近年、作業用アームと人とが仕切られていない空間で両者が作業するケースも増えている。このようなロボットにおいては、作業用アームの動作領域に人などが侵入して、ロボットと人とが干渉してしまうリスクを回避するために、安全対策が図られている。例えば、人に取り付けた発信機と、この発信機に対応し装置に取り付けた受信機と、この受信機の出力信号を演算処理して装置に対する人の位置を検出する位置検出手段を備えたマン・マシン作業システムが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特許文献１に記載されたマン・マシン作業システムにおいては、位置検出手段によって、装置に対する人の位置関係が検出され、当該位置関係により人の動作領域が設定される。

また、産業用ロボットの動作領域内の人間の存在を検出する人間検出装置を備えたロボットシステムも提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。

特許文献２に記載されたロボットシステムは、ロボット制御装置への電流量を調整する機能を有する給電調整装置を備え、電流量の切り替えを、人間検出装置からの出力信号により給電調整器が行うものである。

特許第４２１９８７０号公報 特開２０１０−１６７５２３号公報

しかしながら、ロボットは、与えられた作業を遂行するために、予め設定された所定の動作モードにしたがって、決められた動作を行うように制御されている。すなわち、ロボットの動作内容は、作業の進行状況に応じて刻々と変化する。そして、ロボットの動作内容によって、人に対する危険性（リスク）が変化する。したがって、装置に対する位置関係によって人の動作領域を画一的に設定するだけでは、十分な安全対策とはいえない場合がある。逆に、ロボットの動作内容によっては、安全対策が過剰となり、ロボットの作業効率が低下してしまう場合がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、より安全性を向上したロボットシステム、及び、ロボットシステムの制御方法を提供することを例示的課題とする。

例示的側面としてのロボットシステムは、ロボットと、このロボットの動作を制御するコントローラと、を有し、コントローラは、予め設定された第１条件を満たしたときにロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替わるようにロボットを制御する動作モードを複数記憶する動作モード記憶部と、動作モード記憶部に記憶された複数の動作モードのうちの特定の動作モードが実行されているとき、当該特定の動作モードの実行条件を満たした状態で、さらに、予め設定された第２条件を満たすと、動作モードを動作モード記憶部に記憶された複数の動作モードのうちの特定の動作モードと異なる別の動作モードに切り替える動作モード切替部と、を有している。

ロボットは、作業用アームと、作業用アームを支持する基台と、基台を移動させる移動機構とを有していてもよい。

ロボット以外の移動体の位置を検知する移動体検知手段を有し、複数の動作モードのうちの少なくとも１つはロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したことを第１条件としてロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替えるものであってもよい。

複数の動作モードのうちの少なくとも１つはロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したことを第１条件としてロボットを停止状態に切り替える第１動作モードであってもよい。

複数の動作モードのうちの少なくとも１つはロボットに設けられたスイッチがオンである状態であることを第１条件としてロボットが外力に倣って動作することを許可する第２動作モードであってもよい。

複数の動作モードのうちの少なくとも１つは移動体検知手段により検出された移動体の位置とロボットとの距離が所定距離以下であることを第１条件としてロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替える第３動作モードであってもよい。

複数の動作モードのうちの少なくとも１つはロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したことを第１条件としてロボットの動作態様を通常から通常よりも低出力で動作する特別な動作態様に切り替える第４動作モードであってもよい。

動作モード切替部は、上記第１動作モード実行時に、第２条件としてロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知する状態が所定時間以上続いたとき、動作モードを第１動作モードから、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したことを第１条件としてロボットの動作態様を通常から通常よりも低出力で動作する特別な動作態様に切り替える第４動作モードに切り替えてもよい。

更に、動作モード切替部は、第４動作モード実行時に、第２条件としてロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知しない状態であるとき、動作モードを第４動作モードから上記第１動作モードに切り替える。

動作モード切替部は、上記第１動作モード実行時に、第２条件としてロボットに設けられたスイッチ（イネーブルスイッチ）がオンである状態となったとき、動作モードを第１動作モードから、このスイッチ（イネーブルスイッチ）がオンである状態であることを第１条件としてロボットが外力に倣って動作することを許可する第２動作モードに切り替えてもよい。

動作モード切替部は、上記第３動作モード実行時に、第２条件として、ロボットが停止状態となり、かつ、ロボットに設けられたスイッチ（イネーブルスイッチ）がオンである状態となったとき、動作モードを第３動作モードから、このスイッチ（イネーブルスイッチ）がオンである状態であることを第１条件としてロボットが外力に倣って動作することを許可する第２動作モードに切り替えてもよい。

動作モード切替部は、上記第３動作モード実行時に、第２条件として、ロボットが停止状態となり、かつ、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知する状態が所定時間以上続いたとき、動作モードを第３動作モードから、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したことを第１条件としてロボットの動作態様を通常から通常よりも低出力で動作する特別な動作態様に切り替える第４動作モードに切り替えてもよい。

他の例示的側面としてのロボットシステムの制御方法は、予め設定された第１条件を満たしたときにロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替わるようにロボットを制御する動作モードを複数記憶する動作モード記憶部から、所定の動作モードを実行する動作モード実行ステップと、動作モード実行ステップによりに特定の動作モードが実行されているとき、当該特定の動作モードの実行条件を満たした状態で、さらに、予め設定された第２条件を満たすと、動作モードを動作モード記憶部に記憶された複数の動作モードのうちの特定の動作モードと異なる別の動作モードに切り替える動作モード切り替えステップと、を有する。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。

より安全性が向上する。

実施の形態１に係るロボットシステムの動作を説明するための模式図である。 実施の形態１に係るロボットシステムにおける動作モードの切り替え手順を説明するフローチャートである。 実施の形態２に係るロボットシステムにおける動作モードの切り替え手順を説明するフローチャートである。 実施の形態３に係るロボットシステムにおける動作モードの切り替え手順を説明するフローチャートである。 変形例に係るに係るロボットシステムの動作を説明するための模式図である。

実施するための形態

［実施の形態１］
以下、実施の形態１に係るロボットシステムについて、図面を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係るロボットシステムの動作を説明するための模式図である。図２は、実施の形態１に係るロボットシステムにおける動作モードの切り替え手順を説明するフローチャートである。

図１に示すロボットシステム２は、ロボット３と、ロボット３の動作を制御するコントローラ４と、を有している。コントローラ４は、動作モード記憶部５と、動作モード切替部６とを有する。動作モード記憶部５は、予め設定された第１条件を満たしたときにロボット３の動作態様を通常から特別な動作態様に切り替わるようにロボット３を制御する動作モードを複数記憶するものである。動作モード切替部６は、動作モード記憶部５に記憶された複数の動作モードのうちのある特定の動作モードが実行されているとき、当該特定の動作モードの実行条件を満たした状態で、さらに、予め設定された第２条件を満たすと、動作モードを、動作モード記憶部５に記憶された複数の動作モードのうち特定の動作モードとは異なる別の動作モードに切り替えるものである。このようなロボットシステム２によれば、より安全性を向上することができる。すなわち、条件設定に応じて、ロボット３の動作モードを、ロボット３及びロボット３の周囲の状況に適した別の動作モードに切り替えることにより、より安全性が向上する。また、ロボット３の速度制限や動作制限が少なくなりタクトタイムが縮小し、生産性及び稼働率が向上する。

ロボット３は、作業用アーム２４と、この作業用アーム２４を支持する基台１１と、この基台１１を移動させる移動機構１２とを有している。図１においては、１つの作業用アーム２４を基台１１が支持しているが、ロボット３の動作内容に応じて、作業用アーム２４を２つ以上有していてもよい。また、図１においては、基台１１を移動させる移動機構１２を有するロボット３の例を示しているが、基台１１は、設置面（例えば、床部等）に対し、図示しないアンカーボルト等により固定されていてもよい。また、ロボット３には、イネーブルスイッチ８が設けられている。イネーブルスイッチ８は押下されるとオン状態となり、このイネーブルスイッチがオン状態である間のみ、ロボットが外力に倣って動作が可能である。イネーブルスイッチ８は、所謂デッドマンスイッチのように、押下された状態から放すとオフ状態になるのに加え、押下されたオン状態からさらに強く押下されるとオフ状態になるよう構成してもよい。

コントローラ４は、ロボットの各駆動部位の動作を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されている。ロボット３とロボットコントローラ４とは、ケーブル１３を介して相互通信可能に接続されている。なお、ロボット３とロボットコントローラ４とは無線接続されていてもよい。図１に示すコントローラ４は、動作モード記憶部５、動作モード切替部６、動作制御部１４、入力部１５、及び条件判定部１６を有している。

動作制御部１４は、ロボット３や作業用アーム２４の動作を制御するものである。予め教示された動作プログラムに従って作業用アーム２４のアクチュエータ（サーボモータなど）へ動作指令を出力する一方、アクチュエータの位置情報などを監視し、作業用アーム２４が動作指令に沿った動作をするよう制御する。また後述する動作モードの切り替えに従って、ロボット３の動作態様を切り替える制御を行う。

その他にも、コントローラ４は動作プログラムや制御に必要なパラメータを記憶する記憶部を有するが図では省略している。

ロボット３は、通常は予め教示された動作プログラムにて指定された速度で動作する。

動作モード記憶部５は、ロボット３を制御する動作モードを複数記憶したデータベースである。動作モード記憶部５に記憶されたそれぞれの動作モードは、予め設定された第１条件を満たしたときに、ロボット３の動作態様を通常から特別な動作態様に切り替えるものである。ここで、通常の動作態様とは、上記第１条件を満たしていないときに、実行中の動作モードが平常に行う動作態様のことである。特別な動作態様とは、動作モードが平常に行う動作態様以外の別の動作態様のことである。なお、第１条件、及び第１条件を満たしたときに切り替える特別な動作態様は、それぞれの動作モードごとに異なる。例えば、複数の動作モードのうちの少なくとも１つはロボット３周囲の所定エリア内に移動体９を検知することを第１条件としてロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替えるものであってもよい。

動作モード切替部６は、特定の動作モードが実行されているとき、当該特定の動作モードを、動作モード記憶部５に記憶された別の動作モードに切り替えるものである。この動作モード切替部６は、当該特定の動作モードの実行条件（第１条件）を満たした状態で、さらに、予め設定された第２条件を満たした場合に、当該特定の動作モードを別の動作モードに切り替える。すなわち、それぞれの動作モードには、予め、通常の動作態様を、特別な動作態様に切り替える契機となる第１条件と、現在実行されている動作モードを別の動作モードに切り替える契機となる第２条件とが設定されている。そして、まず、条件判定部１６が、入力部１５から受け取った各種のロボット３及びロボットの周囲の情報から、現在実行されている動作モードの第１条件及び第２条件の両方を満たしているか否かを判定する。そして、第１条件及び第２条件の両方を満たしている場合に、動作モード切替部６が、動作モード記憶部５に記憶した複数の動作モードから、現在実行中の動作モードとは別の動作モードを選択して動作モードを選択し、ロボット３の動作モードを切り替える。

条件判定部１６は、現在実行されている動作モードの第１条件、及び第２条件を満たしているか否かの条件判定を行う。そして、この条件判定部１６は、第１条件を満たしている場合には、判定結果を、動作制御部１４に出力し、また、第１条件及び第２条件の両方を満たしている場合には、判定結果を、動作モード切替部６に出力する。動作制御部１４は、動作モード記憶部５に記憶された動作モードを実行させて、ロボット３を制御する。動作制御部１４は、条件判定部１６から、第１条件を満たしているとの出力を受け取ると、実行中の動作モードにおいて、ロボット３の動作態様を通常から特別な動作態様に切り替える制御を行う。また、動作モード切替部６は、上述したように、第１条件及び第２条件の両方を満たしているとの出力を受け取ると、現在実行中の動作モードとは別の動作モードに切り替える。そして、動作制御部１４は、切り替えられた別の動作モードを新たに実行させて、ロボット３を制御する。

図１に示すように、ロボットシステム２は、ロボット３以外の移動体９の位置を検知する移動体検知手段７を有していてもよい。ロボット３以外の移動体９とは、例えば、人間、ハンドリフト、搬送台車、その他のロボット３以外の自走可能なロボットなどを挙げることができる。特に、人間、及び人力走行の移動体であることが好ましい。検知対象の移動体９が、床面上を移動するものの場合には、図１に示すように、レーザ測距装置などの移動体検知手段７を、床面から所定の高さに設置し、当該所定の高さにおける移動体９の位置を検知してもよい。移動体検知手段７は、レーザ測距装置に限定されることはなく、例えば、撮像装置、移動体に配設されたＩＣタグからデータを読み取るデータ受信装置であってもよい。移動体検知手段７は、移動体の検知結果を、ロボットコントローラ４の入力部１５に出力する。入力部１５は、条件判定部１６での条件判定に必要な各種情報を受け取り、当該情報を条件判定部１６に出力する。ロボットシステム２は、移動体検知手段７以外に、条件判定部１６での条件判定に必要な情報を検知するためのその他の検知手段（図示せず）をさらに有していてもよい。

上記のようなロボットシステム２による、動作モードの切り替え手順を、フローチャートに示した。図２は、実施の形態１に係るロボットシステムにおける動作モードの切り替え手順を説明するフローチャートである。実施の形態１に係るロボットシステムでは、ステップＳ１として、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したことを第１条件としてロボットを停止状態に切り替える第１動作モードを実行する。なお、フローチャートの開始時点は、第１条件が満たされていないものとし、ロボットを動作状態、すなわち、通常の動作態様とする。第１動作モードは、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知する状態が所定時間以上続いたことを第２条件とする。所定エリアの範囲については、第１動作モードが実行する作業内容に応じて適宜設定することができる。

次に、ステップＳ２として、移動体の位置を検知する。移動体の位置の検知は、第１動作モードの第１条件の条件判定に必要であり、また、上記第２条件の条件判定にも必要である。次に、ステップＳ３として、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したか否かの判定を行う。ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知した場合には、ステップＳ４に進み、ロボットを停止状態、すなわち、特別な動作態様とする。ロボットを停止状態にすることにより、所定エリア内に侵入した移動体とロボットとの干渉が防止され、安全性が向上する。また、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知しない場合には、ステップＳ１に戻り、第１動作モードの通常の動作態様を維持する。これにより、生産性及び稼働率が向上する。

次に、ステップＳ５として、第１動作モードの第２条件の条件判定として、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知する状態が所定時間以上続いたか否かの判定を行う。すなわち所定の時間間隔で移動体の位置を検知し、所定エリア内に移動体を検知すればその時間をカウントし、所定時間と比較を行う。第２条件の条件判定中は、ロボットは停止状態を維持するが、所定時間に達する前に所定エリア内に移動体を検知しなくなった場合には、カウントをリセットしてステップＳ１に戻り、第１動作モードの動作態様を再開する。所定エリア内に移動体を検知する状態が所定時間以上続いた場合には、ステップＳ６として、動作モードを第１動作モードから、第４動作モードに切り替える。この第４動作モードは、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したことを第１条件（第４動作モードの第１条件）としてロボットを通常よりも低出力で動作させるモードである。

「通常よりも低出力での動作」の具体例として、ロボットの各関節を駆動するサーボモータの最大出力を、移動体を検知していない場合より低い値に制限して動作させることが挙げられる。

すなわち、現時点では特別な動作態様として停止状態にある第１動作モードを、第１条件を満たした場合に通常よりも低出力で動作する第４動作モードに切り替え、ロボットの動作を再開させる。移動体を検知する状態が所定時間以上続いたことにより、移動体は、移動体自身の状況を含めロボット周囲の状況を十分に把握することができる。このため、移動体を検知する状態が所定時間続いたことを第２条件として、ロボットの動作を再開する。ここで、第４動作モードは、第４動作モードの第１条件を満たしている場合に通常よりも低出力で動作する動作モードである。そして、第１動作モードから第４動作モードへの切り替え条件が、第４動作モードの第１条件を満たしている。したがって、切り替えられた第４動作モードは、特別な動作態様である低出力にて動作を再開する。ロボットが低出力にて動作を再開すると、移動体に対する危険性が低減する。移動体を検知する状態の継続時間が所定時間未満である場合には、ステップＳ４によるロボットの停止状態を維持する。なお、第１動作モードの第２条件を満たすための時間については特に制限はなく、第１動作モードが実行する作業内容や所定エリアの範囲に応じて適宜設定することができる。

以上説明したように、実施の形態１に係るロボットシステムでは、通常の動作態様で作業中のロボットに移動体が近づくと、ロボットが一旦停止状態となる。その後、移動体が所定時間内にロボットから離れるとロボットは従前と同じ動作態様で作業を再開する。一方、移動体がロボットに近い状態が所定時間以上続くと、ロボットを低出力で動作するモードとした上で作業を再開する。ロボットが低出力で動作している状態であれば、仮にロボットと移動体が接触しても移動体への衝撃を抑えることができる。

すなわち実施の形態１に係るロボットシステムによれば、生産性及び稼働率と、安全性とを両立することができる。

［実施の形態２］
図３は、実施の形態２に係るロボットシステムにおける動作モードの切り替え手順を説明するフローチャートである。実施の形態２に係るロボットシステムでは、ステップＳ７として、移動体の位置とロボットとの距離が所定距離以下であることを第１条件としてロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替える第３動作モードを実行する。なお、フローチャートの開始時点は、第１条件が満たされていないものとし、ロボットを動作状態、すなわち、通常の動作態様とする。第３動作モードは、ロボットが停止状態となり、かつ、ロボットに設けられたイネーブルスイッチ（以下、単に「スイッチ」ということがある）がオンである状態を第２条件とする。第１条件における移動体の位置とロボットとの距離については、第３動作モードが実行する作業内容に応じて適宜設定することができる。

次に、ステップＳ８として、移動体の位置を検知する。移動体の位置の検知は、第３動作モードの第１条件の条件判定に必要である。次に、ステップＳ９として、移動体の位置とロボットとの距離が所定距離以下であるか否かの判定を行う。ここで、所定距離以下である場合には、ステップＳ１０として、ロボットを特別な動作態様とする。図３においては、ロボットを停止状態としている。ロボットを停止状態にすることにより、移動体の位置がロボットに近づき過ぎてしまった場合でも、移動体とロボットとの干渉が防止され、安全性が向上する。また、移動体の位置とロボットとの距離が所定距離以上の場合には、ステップ７に戻り、第３動作モードの通常の動作態様を維持する。これにより、生産性及び稼働率が向上する。

次に、ステップＳ１１として、第３動作モードの第２条件の条件判定を行う。すなわち、ステップＳ１１として、ロボットに設けられたイネーブルスイッチがオンである状態か否かの判定を行う。また、第３動作モードの第２条件には、ロボットが停止状態であることが含まれるが、実施の形態２に係るロボットシステムにおいては、第３動作モードの第１条件を満たした際の特別な動作態様が、ロボットを停止状態にすることである。このため、図３に示すフローチャートでは、ロボットが停止状態であるか否かの判定を省略している。例えば、第３動作モードの第１条件を満たした際の特別な動作態様が、ロボットを停止状態とすること以外の場合には、第３動作モードの第２条件の条件判定として、ロボットが停止状態であるか否かの判定を含んでもよい。ロボットに設けられたイネーブルスイッチがオンである場合には、ステップＳ１２として、動作モードを第３動作モードから、第２動作モードに切り替える。この第２動作モードは、イネーブルスイッチがオンである状態であることを第１条件（第２動作モードの第１条件）としてロボットが外力に倣って動作することを許可するモードである。すなわち、現時点では特別な動作態様として停止状態にある第３動作モードでは、ロボットが外力に倣って動作することを許可しておらず、第２動作モードに切り替えられ、かつ、上述した第２動作モードの第１条件を満たした場合に、ロボットが外力に倣って動作することが可能となる。

図３に示すフローチャートでは、第２動作モードに切り替えた後、ステップＳ１３として、再度、ロボットに設けられたイネーブルスイッチがオンである状態か否かの判定を行っている。この条件判定は、第２動作モードの第１条件の条件判定である。そして、イネーブルスイッチがオンの場合には、ステップＳ１４として、ロボットが外力に倣って動作することを許可する。したがって、第３動作モードの第２条件の条件判定時のまま、イネーブルスイッチがオンの場合には、第２動作モードに切り替えた時点で、ロボットが外力に倣って動作することを許可している。また、第２動作モードに切り替えた後、イネーブルスイッチがオフに変更された場合には、ステップＳ１５として、ロボットが外力に倣って動作することを禁止する。

以上説明したように、実施の形態２に係るロボットシステムでは、通常の動作態様で作業中のロボットに移動体が近づくとロボットが一旦停止状態となる。その後、イネーブルスイッチがオンになるとロボットが外力に倣って動作する。

移動体が人間である場合、イネーブルスイッチをオン状態にしたままロボットに外力を加えてロボットを所望の位置、姿勢へと動作させることができる。さらに、そのロボットの状態をコントローラ内の記憶部（図示せず）に記録するように構成することにより、所謂ダイレクトティーチングを行うことができる。

ダイレクトティーチングとは、人間がロボットに力を加えて所望の位置、姿勢を取らせその状態を記録していくことでロボットに動作プログラムを教示する手法である。

すなわち実施の形態２に係るロボットシステムによれば、通常の動作態様で作業を行っているロボットに接近し、ダイレクトティーチングによりロボットの動作プログラムの修正を行うという一連の流れを、特別な手順を踏むことなくスムーズに行うことができる。

［実施の形態３］
図４は、実施の形態３に係るロボットシステムにおける動作モードの切り替え手順を説明するフローチャートである。実施の形態３に係るロボットシステムでは、ロボット周囲の所定エリア内において移動体を検知したことを第１条件としてロボットを停止状態に切り替える第１動作モードを実行する。なお、フローチャートの開始時点は、第１条件が満たされていないものとし、ロボットを動作状態、すなわち、通常の動作態様とする。第１動作モードは、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知する状態が所定時間以上続いたことを第２条件とする。そして、第１動作モードの第２条件が満たされた場合に、動作モードを第１動作モードから第４動作モードに切り替える。なお、この第１動作モードは、実施の形態１に係るロボットシステムにて説明した第１動作モードと同じ内容の動作モードである。また、第１動作モードの第２条件が満たされた場合に、動作モードを第１動作モードから第４動作モードに切り替える手順も、実施の形態１に係るロボットシステムにて説明した手順と同じである。実施の形態３に係るロボットシステムでは、第４動作モードに切り替えられた後、第４動作モードの第２条件を満たした場合に、第４動作モードから第１動作モードに再度切り替える切り替え手順を更に含んでいる。

図４に示すように、実施の形態３に係るロボットシステムでは、まず、ステップＳ１６として、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したことを第１条件としてロボットを停止状態に切り替える第１動作モードを実行する。次に、ステップＳ１７として、移動体の位置を検知する。次に、ステップＳ１８として、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したか否かの判定を行う。ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知した場合には、ステップＳ１９に進み、ロボットを停止状態、すなわち、特別な動作態様とする。また、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知しない場合には、ステップＳ１６に戻り、第１動作モードの通常の動作態様を維持する。

次に、ステップＳ２０として、第１動作モードの第２条件の条件判定として、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知する状態が所定時間以上続いたか否かの判定を行う。すなわち所定の時間間隔で移動体の位置を検知し、所定エリア内に移動体を検知すればその時間をカウントし、所定時間と比較を行う。第２条件の条件判定中は、ロボットは停止状態を維持するが、所定時間に達する前に所定エリア内に移動体を検知しなくなった場合には、カウントをリセットしてステップＳ１６に戻り、第１動作モードの動作態様を再開する。所定エリア内に移動体を検知する状態が所定時間以上続いた場合には、ステップ２１に進み、動作モードを第１動作モードから、第４動作モードに切り替える。この第４動作モードは、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したことを第１条件（第４動作モードの第１条件）としてロボットの動作態様を通常から通常よりも低出力で動作するモードである。

次に、ステップＳ２２として、再度、移動体の位置を検知する。次に、ステップＳ２３として、第４動作モードの第２条件の条件判定を行う。すなわち、ステップＳ２３として、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知しないか否かの判定を行う。所定エリア内に移動体を検知しない状態であるときは、ステップＳ２４に進み、動作モードを第４動作モードから第１動作モードに切り替える。第１動作モードにおいては、第４動作モードから第１動作モードへの切り替え条件が、第１動作モードの第１条件を満たしていないため、第１動作モードは、通常の動作態様にて動作が行われる。第４動作モードから切り替わった第１動作モードでも、これまでに説明した第１動作モードと同じ条件判定が行われ、適宜、特別な動作態様への切り替え、及び第４動作モードへの切り替えが行われる。このため、より安全性が向上し、また、ロボットの出力の制限が少なくなり、生産性及び稼働率が向上する。また、ステップＳ２３にて、所定エリア内に移動体を検知した場合には、ステップＳ２２に戻り、第４動作モードの特別な動作態様を維持して移動体の位置を検知する。

［変形例］
図５は、変形例に係るロボットシステムの動作を説明するための模式図である。図５に示すロボットシステム２ａは、ロボット３ａと、ロボット３ａの動作を制御するコントローラ４ａと、移動体検知手段７ａと、を有している。ロボット３ａは、所定の作業エリア内を自走して各種の作業を行う作業部１７と、作業部１７が配設された基台１８と、基台１８を移動させる移動機構１９とを有する自走式移動ロボットである。ロボット３ａは、例えば、プログラミングされた所定の走行方式にしたがって作業エリア内を自走して作業を行う。コントローラ４ａは、動作モード記憶部５ａ、動作モード切替部６ａ、動作制御部１４ａ、入力部１５ａ、及び条件判定部１６ａを有している。また、このコントローラ４ａは、ロボット３ａを自走させるために必要な制御部（図示せず）を更に有していてもよい。動作モード記憶部５ａは、予め設定された第１条件を満たしたときにロボット３ａの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替わるようにロボット３ａを制御する動作モードを複数記憶する。動作モード切替部６ａは、動作モード記憶部５ａに記憶された特定の動作モードが実行されているとき、当該特定の動作モードの実行条件（第１条件）を満たした状態で、さらに、予め設定された第２条件を満たすと、動作モードを別の動作モードに切り替える。動作制御部１４ａは、動作モード記憶部５ａに記憶された動作モードを実行させて、ロボット３ａを制御する。条件判定部１６ａは、現在実行されている動作モードの第１条件、及び第２条件を満たしているか否かの条件判定を行う。入力部１５ａは、条件判定部１６ａでの条件判定に必要な各種情報を受け取り、当該情報を条件判定部１６ａに出力する。

このようなロボット３ａは、所定の作業エリア内を自走するため、移動体９との接触などの干渉を生じ易いが、複数の動作モードに第１条件及び第２条件の条件付けを行い、かつ、これらの条件を満たした場合に、動作モードを別の動作モードに切り替えることにより、より安全性が向上する。

以上説明したように、実施の形態３に係るロボットシステムでは、通常の動作態様で作業中のロボットに移動体が近づくと、ロボットが一旦停止状態となる。その後、移動体が所定時間内にロボットから離れるとロボットは従前と同じ状態で動作を再開する。一方、移動体がロボットに近い状態が所定時間以上続くと、ロボットを低出力で動作するモードとした上で動作を再開する。ロボットが低出力で動作している状態であれば、仮にロボットと移動体が接触しても移動体への衝撃を抑えることができる。

その後、移動体がロボットから離れるとロボットは低出力での動作をやめ、通常状態での動作に復帰する。

すなわち実施の形態３に係るロボットシステムによれば、生産性及び稼働率と、安全性とを両立することができる。

［実施の形態４］
以下、実施の形態４に係るロボットシステムの制御方法について説明する。実施の形態４に係るロボットシステムの制御方法は、図１に示す実施の形態１に係るロボットシステム２を制御する方法である。ロボットシステムの制御方法は、動作モード実行ステップと、動作モード切り替えステップとを有する。動作モード実行ステップは、予め設定された第１条件を満たしたときにロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替わるようにロボットを制御する動作モードを複数記憶する動作モード記憶部から、所定の動作モードを実行するステップである。動作モード切り替えステップは、動作モード実行ステップによりに特定の動作モードが実行されているとき、当該特定の動作モードの実行条件（第１条件）を満たした状態で、さらに、予め設定された第２条件を満たすと、動作モードを別の動作モードに切り替えるステップである。

ここで、図２に示すフローチャートに基づいて、実施の形態４に係るロボットシステムの制御方法における制御の流れを、ステップ順に説明する。まず、ステップＳ１として、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したことを第１条件としてロボットを停止状態に切り替える第１動作モードを実行する。第１動作モードは、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知する状態が所定時間以上続いたことを第２条件とする。

次に、ステップＳ２として、移動体の位置を検知する。移動体の位置の検知は、第１動作モードの第１条件の条件判定に必要であり、また、上記第２条件の条件判定にも必要である。次に、ステップＳ３として、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知したか否かの判定を行う。ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知した場合には、ステップＳ４に進み、ロボットを停止状態とする。次に、第１動作モードの第２条件の条件判定として、ステップＳ５として、ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知する状態が所定時間以上続いたか否かの判定を行う。すなわち所定の時間間隔で移動体の位置を検知し、所定エリア内に移動体を検知すればその時間をカウントし、所定時間と比較を行う。移動体を検知する状態が所定時間以上続いた場合には、ステップＳ６として、動作モードを第１動作モードから第４動作モード（ロボット周囲の所定エリア内に移動体を検知することを第１条件としてロボットを通常よりも低出力で動作させる動作モード）に切り替える。また、第２条件の条件判定中は、ロボットは停止状態を維持するが、所定時間に達する前に所定エリア内に移動体を検知しなくなった場合には、ステップＳ１に戻り、第１動作モードの動作態様を再開する。実施の形態４に係るロボットシステムの制御方法によれば、安全性が向上する。すなわち、条件設定に応じて、ロボットの動作モードを、ロボット及びロボットの周囲の状況に適した別の動作モードに切り替えることにより、より安全性が向上する。また、ロボットの速度制限や動作制限が少なくなりタクトタイムが縮小し、生産性及び稼働率が向上する。

以上、実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である

２，２ａ：ロボットシステム
３，３ａ：ロボット
４，４ａ：コントローラ
５，５ａ：動作モード記憶部
６，６ａ：動作モード切替部
７，７ａ：移動体検知手段
８：イネーブルスイッチ
９：移動体
１０：エリア
１１：基台
１２：移動機構
１３：ケーブル
１４，１４ａ：動作制御部
１５，１５ａ：入力部
１６，１６ａ：条件判定部
１７：作業部
１８：基台
１９：移動機構
２４：作業用アーム

Claims (10)

1. ロボットと、
   前記ロボットの動作を制御するコントローラと、
   前記ロボット以外の移動体の位置を検知する移動体検知手段と、を有するロボットシステムであって、
   前記コントローラは、
   予め設定された第１条件を満たしたときに前記ロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替わるように前記ロボットを制御する動作モードを複数記憶する動作モード記憶部と、
   前記動作モード記憶部に記憶された特定の動作モードが実行されているとき、当該特定の動作モードの実行条件を満たした状態で、さらに、予め設定された第２条件を満たすと、動作モードを別の動作モードに切り替える動作モード切替部と、を有し、
   前記複数の動作モードのうちの少なくとも１つは前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知したことを前記第１条件として前記ロボットを停止状態に切り替える第１動作モードであり、
   前記動作モード切替部は、前記第１動作モード実行時に、前記第２条件として前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知する状態が所定時間以上続いたとき、動作モードを前記第１動作モードから、前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知したことを前記第１条件として前記ロボットの動作態様を通常から通常よりも低出力で動作する特別な動作態様に切り替える第４動作モードに切り替える、ロボットシステム。
2. ロボットと、
   前記ロボットの動作を制御するコントローラと、
   前記ロボット以外の移動体の位置を検知する移動体検知手段と、を有するロボットシステムであって、
   前記コントローラは、
   予め設定された第１条件を満たしたときに前記ロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替わるように前記ロボットを制御する動作モードを複数記憶する動作モード記憶部と、
   前記動作モード記憶部に記憶された特定の動作モードが実行されているとき、当該特定の動作モードの実行条件を満たした状態で、さらに、予め設定された第２条件を満たすと、動作モードを別の動作モードに切り替える動作モード切替部と、を有し、
   前記複数の動作モードのうちの少なくとも１つは前記移動体検知手段により検出された前記移動体の位置と前記ロボットとの距離が所定距離以下であることを前記第１条件として前記ロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替える第３動作モードであり、
   前記動作モード切替部は、前記第３動作モード実行時に、前記第２条件として、前記ロボットが停止状態となり、かつ、前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知する状態が所定時間以上続いたとき、動作モードを前記第３動作モードから、前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知したことを前記第１条件として前記ロボットの動作態様を通常から通常よりも低出力で動作する特別な動作態様に切り替える第４動作モードに切り替える、ロボットシステム。
3. 前記ロボットは、
   作業用アームと、前記作業用アームを支持する基台と、前記基台を移動させる移動機構とを有している、請求項１又は請求項２に記載のロボットシステム。
4. 前記複数の動作モードのうちの少なくとも１つは前記ロボットに設けられたスイッチがオンである状態であることを前記第１条件として前記ロボットが外力に倣って動作することを許可する第２動作モードである、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のロボットシステム。
5. 前記複数の動作モードのうちの少なくとも１つは前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知したことを前記第１条件として前記ロボットの動作態様を通常から通常よりも低出力で動作する特別な動作態様に切り替える第４動作モードである、請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のロボットシステム。
6. 前記動作モード切替部は、前記第４動作モード実行時に、前記第２条件として前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知しない状態であるとき、動作モードを前記第４動作モードから前記第１動作モードに切り替える、請求項１に記載のロボットシステム。
7. 前記動作モード切替部は、前記第１動作モード実行時に、前記第２条件として前記ロボットに設けられたスイッチがオンである状態となったとき、動作モードを前記第１動作モードから、前記スイッチがオンである状態であることを前記第１条件として前記ロボットが外力に倣って動作することを許可する第２動作モードに切り替える、請求項１に記載のロボットシステム。
8. 前記動作モード切替部は、前記第３動作モード実行時に、前記第２条件として、前記ロボットが停止状態となり、かつ、前記ロボットに設けられたスイッチがオンである状態となったとき、動作モードを前記第３動作モードから、前記スイッチがオンである状態であることを前記第１条件として前記ロボットが外力に倣って動作することを許可する第２動作モードに切り替える、請求項２に記載のロボットシステム。
9. 予め設定された第１条件を満たしたときにロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替わるように前記ロボットを制御する動作モードを複数記憶する動作モード記憶部から、所定の動作モードを実行する動作モード実行ステップと、
   前記動作モード実行ステップによりに特定の動作モードが実行されているとき、当該特定の動作モードの実行条件を満たした状態で、さらに、予め設定された第２条件を満たすと、動作モードを別の動作モードに切り替える動作モード切り替えステップと、を有し、
   複数の動作モードのうちの少なくとも１つは前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知したことを前記第１条件として前記ロボットを停止状態に切り替える第１動作モードであり、
   前記動作モード切り替えステップは、前記第１動作モード実行時に、前記第２条件として前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知する状態が所定時間以上続いたとき、動作モードを前記第１動作モードから、前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知したことを前記第１条件として前記ロボットの動作態様を通常から通常よりも低出力で動作する特別な動作態様に切り替える第４動作モードに切り替える、ロボットシステムの制御方法。
10. 予め設定された第１条件を満たしたときにロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替わるように前記ロボットを制御する動作モードを複数記憶する動作モード記憶部から、所定の動作モードを実行する動作モード実行ステップと、
    前記動作モード実行ステップによりに特定の動作モードが実行されているとき、当該特定の動作モードの実行条件を満たした状態で、さらに、予め設定された第２条件を満たすと、動作モードを別の動作モードに切り替える動作モード切り替えステップと、を有し、
    複数の動作モードのうちの少なくとも１つは前記移動体検知手段により検出された前記移動体の位置と前記ロボットとの距離が所定距離以下であることを前記第１条件として前記ロボットの動作態様を通常から特別な動作態様に切り替える第３動作モードであり、
    前記動作モード切り替えステップは、前記第３動作モード実行時に、前記第２条件として、前記ロボットが停止状態となり、かつ、前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知する状態が所定時間以上続いたとき、動作モードを前記第３動作モードから、前記ロボット周囲の所定エリア内に前記移動体を検知したことを前記第１条件として前記ロボットの動作態様を通常から通常よりも低出力で動作する特別な動作態様に切り替える第４動作モードに切り替える、ロボットシステムの制御方法。
    

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