JP7370746B2 - 協調制御装置およびロボットシステム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、協調制御装置およびロボットシステムに関する。

近年、物流、流通、製造現場などで使用される産業システムにおいては、業務効率の向上のために、積極的なロボットの導入が進められている。例えば、商品を組み上げるアームロボットや運搬用の自動搬送車（ＡＧＶ）など様々なロボットの導入が進められている。このようなロボットは人や作業対象外の物体との衝突しないように制御することが必要となる。例えば、ロボットが人や作業対象外の物体との衝突を防止するため、専用の作業エリアやレールを設けているシステムがある。

また、ロボットが衝突を防止する方法としては、ロボットに設置した超音波センサが出力する超音波信号の反射波によって近接物の存在を検知し、人や作業対象外の物体の近接時に動作を停止したり速度を落としたりするなどの方法がある。しかしながら、従来の方法では、カメラあるいは超音波センサなどのセンサでロボットと対象物との距離を求めているため、センサが距離を測定した対象物がワークであるか作業者であるかを区別することが難しく、ワークを作業者と誤検出してロボットが速度を低下したり停止したりしてしまうという問題がある。すなわち、従来は、人以外のワークが近接した場合でもロボットの速度を下げたり停止させたりすることが多いため、ロボットと作業者とが効率良く協調作業を行えないという課題がある。

特開２０００－２６３４８９号公報

本発明が解決しようとする課題は、人物を確実に判別し、無駄なロボットの動作制限を抑制できる協調制御装置およびロボットシステムを提供することである。

実施形態によれば、協調制御装置は、第１インターフェースと第２インターフェースとプロセッサとを有する。第１インターフェースは、ワークを把持して移動させるロボット本体と通信する。第２インターフェースは、ロボットの制御部の所定位置に設置され、信号波を送受信するセンサと接続する。プロセッサは、第２インターフェースを介して接続するセンサが送信した送信信号波が対象物で反射した信号波としての受信信号波をセンサが受信したタイミングに基づいて所定位置から対象物までの距離を測定し、所定位置から前記対象物までの距離の測定結果に基づいて対象物の速度を測定し、対象物の速度が所定閾値以上である場合に距離および対象物の速度に応じたロボットの動作制限を示す動作制限情報を前記第１インターフェースを介してロボットの制御部へ送信する。

図１は、実施形態に係る協調制御装置およびロボットを含む産業システムの構成例を示す図である。 図２は、実施形態に係る協調制御装置およびロボットの構成例を示すブロック図である。 図３（ａ）は、実施形態に係るセンサが出力する送信信号の例を示す図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す送信信号が反射した受信信号の例を示す図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示す送信信号と図３（ｂ）に示す受信信号とをミキシングしてローパスフィルタした波形を示す図である。 図４（ａ）は、実施形態に係るセンサが受信する受信信号の例を示す図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す受信信号の次に受信した受信信号の例を示す図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）に示す受信信号と図４（ｂ）に示す受信信号とをミキシングしてローパスフィルタした波形を示す図である。 図５は、実施形態に係る協調制御装置の動作例を説明するためのフローチャートである。 図６（ａ）は、実施形態に係るセンサが出力する送信信号の例を示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す送信信号が対象物で反射された受信信号の例を示す図である。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示す受信信号の前に受信した受信信号の例を示す図である。 図７（ａ）は、実施形態に係るセンサが出力する送信信号の例を示す図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す送信信号が対象物で反射された受信信号の例を示す図である。図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示す受信信号の前に受信した受信信号の例を示す図である。

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係るロボット（ピッキングロボット）１を含むロボットシステムＲの構成例を概略的に示す図である。
図１に示す構成例において、ロボット１は、アーム１１およびベースユニット１２を有する。アーム１１は、ワークＷを把持して移動させるピッキング用のアームである。図１に示すように、本実施形態において、ロボットシステムＲは、ロボット１が、作業者ＰおよびワークＷが混在する空間を移動するシステムを想定するものとする。

また、本実施形態において、ロボット１は、アーム１１、駆動機構１３およびロボット制御部１４により本体（ロボット本体）を構成するものとし、ロボットシステムＲは、ロボット１とロボット１の所定位置に設置したセンサ２１に接続される協調制御装置２２とを含むものとする。
アーム１１の先端には、ワークを把持する把持部が設けられ、把持部が自在に移動する。ベースユニット１２には、アーム１１が取り付けられる。ベースユニット１２は、アーム１１を駆動させる駆動機構１３および駆動機構１３によるアーム１１の動作を制御するロボット制御部１４が設けられる。

ロボット１のベースユニット１２には、センサ２１が取り付けられる。センサ２１は、超音波センサ、電磁波アンテナ、ステレオカメラおよび温度センサなどの何れか１つまたは複数である。センサ２１は、検知範囲Ａにおける物体（対象物）までの距離を測定するためのセンサを含む。例えば、センサ２１としての超音波センサは、対象物までの距離および対象物の速度を計測するための信号波としての超音波を送受信する。また、センサ２１としての電磁波アンテナは、対象物までの距離および対象物の速度を計測するための信号波としての電磁波を送受信する。センサ２１としてのステレオカメラは、対象物までの距離および対象物の速度を計測するための複数の画像を撮像する。センサ２１としての温度センサは、対象物の温度を計測するための信号を取得する。

センサ２１は、ベースユニット１２に設けられた協調制御装置２２に接続される。センサが取得する情報は、協調制御装置２２へ供給される。また、センサ２１が出力する信号は、協調制御装置２２によって制御される。協調制御装置２２は、インターフェースなどを介してロボット１の本体のロボット制御部１４にも接続される。協調制御装置２２は、センサ２１が取得する情報に基づいて作業者などを保護するための協調制御情報としてのロボットの動作を制限する制御情報をロボット制御部１４へ供給する。

なお、センサ２１および協調制御装置２２は、ロボット１の一部として構成されるものであっても良いし、インターフェースを介してロボット１に外部接続されるものであっても良い。
また、複数台のロボット１が１つの作業場で稼働する運用形態である場合、センサ２１は、複数台のロボット１にそれぞれ設置し、各ロボット１の可動範囲全体において対象物を測定できるようにする。

次に、実施形態に係るロボットシステムＲにおける協調制御装置２２およびロボット１の構成について説明する。
図２は、実施形態に係るロボットシステムＲにおける協調制御装置２２およびロボット１の構成例を示すブロック図である。
図２に示す構成例において、協調制御装置２２は、プロセッサ３１、メモリ３２、インターフェース３３、３４などで構成される制御装置である。協調制御装置２２において、プロセッサ３１は、プログラムを実行することにより種々の処理機能を有する。図２に示す構成例において、信号生成部４１、距離測定部４２、速度測定部４３、判定部４４およびロボット動作制限部４５は、プロセッサ３１がプログラムを実行することにより実現する処理機能であるものとする。

また、メモリ３２は、データを記憶する。メモリ３２は、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび書き換え可能な不揮発性メモリなどを含むものとする。プロセッサ３１は、メモリ３２が記憶するプログラムを実行することにより各種の処理機能を実現するものしても良い。

インターフェース３３は、ロボット１の制御部１４と通信するためのインターフェースである。インターフェース３３は、第１インターフェースとして機能する。インターフェース３４は、センサ２１と接続するためのインターフェースである。

インターフェース３４は、第２インターフェースとして機能する。また、センサ２１が複数種類のセンサを含む場合、インターフェース３４は、各センサに対応する複数のインターフェースを含むものとしても良い。例えば、センサ２１が、超音波センサ、電磁波アンテナあるいはステレオカメラなどの対象物までの距離および速度を計測するためのセンサの他に、対象物の温度を計測する温度センサを含む場合、インターフェース３４は、距離および速度を計測するためのセンサ用の第２インターフェースと温度センサ用のインターフェースとしての第３インターフェースとを具備するものとしても良い。

信号生成部４１は、センサ２１へ出力する信号を生成する。信号生成部４１は、インターフェース３４を介して生成した出力信号をセンサ２１へ供給する。
例えば、センサ２１が超音波センサである場合、信号生成部４１は、センサ２１としての超音波センサが出力する超音波（信号波）の波形を示す信号情報を生成する。また、センサ２１が電磁波アンテナである場合、信号生成部４１は、センサ２１としての電磁波アンテナが出力する電磁波（信号波）の波形を示す信号情報を生成する。

また、センサ２１がステレオカメラである場合、信号生成部４１は、センサ２１に画像の撮影を指示する信号を供給するものとしても良い。また、センサ２１が温度イメージセンサなどの温度センサを含む場合、信号生成部４１は、センサ２１としての温度センサに温度計測を指示する信号を供給するものとしても良い。

距離測定部４２は、センサ２１が取得した情報に基づいて検知範囲内にある物体（ワークまたは人物）までの距離を測定する。距離測定部４２は、インターフェース３４を介してセンサ２１が取得した検知情報を取得する。
例えば、センサ２１が超音波センサである場合、距離測定部４２は、センサ２１が出力した超音波が物体で反射された反射波としての受信する超音波（信号波）を電気信号に変換した受信信号を取得する。距離測定部４２は、センサ２１が超音波を出力したタイミングと当該超音波の反射波としての超音波（受信信号）をセンサ２１が受信したタイミングとの差分により距離を測定する。

また、センサ２１が電磁波アンテナである場合、距離測定部４２は、センサ２１から出力した電磁波が物体で反射された反射波としての電磁波（信号波）を受信し、受信した電磁波を電気信号に変換した受信信号を取得する。距離測定部４２は、センサ２１が電磁波を出力したタイミングと当該電磁波の反射波としての電磁波（受信信号）をセンサ２１が受信したタイミングとの差分により距離を測定する。

図３（ａ）は、センサ２１が超音波センサまたは電磁波アンテナである場合の送信信号（送信する信号波）の例を示す図である。図３（ｂ）は、センサ２１が超音波センサまたは電磁波アンテナである場合の受信信号（受信する信号波）の例を示す図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示す送信信号と図３（ｂ）に示す受信信号とをミキシングしてローパスフィルタした波形の例を示す図である。

図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）は横軸が時間である。従って、図３（ａ）に示す送信信号は、時間経過に伴って、周波数がΔｆ変化する波形である。また、図３（ｂ）に示す受信信号は、信号波（超音波または電波）が対象物で反射して受信する遅れ時間を伴った波形である。図３（ａ）に示す波形と図３（ｂ）に示す波形とをミキシングしてローパスフィルタすると図３（ｃ）に示す波形が得られる。距離測定部４２は、図３（ｃ）に示す波形の周波数ｆにより対象物までの距離Ｌを求める。超音波または電波の速度をＣとすると、距離Ｌは、以下の式（１）で算出される。
Ｌ＝（ｆ／Δｆ×Ｃ）／２…（１）
なお、センサ２１がステレオカメラである場合、距離測定部４２は、センサ２１としてのステレオカメラが撮影する複数の撮影画像に基づいて撮影画像に含まれる物体までの距離を測定するようにすれば良い。

速度測定部４３は、距離測定部４２により測定する距離に基づいて検知範囲内にある物体（ワークまたは人物）の移動速度を測定する。例えば、速度測定部４３は、移動距離の変化量によりセンサ２１に対する物体の相対的な移動速度を測定する。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、時間間隔を空けて受信する２つの受信信号の例を示す図である。例えば、図４（ａ）に示す受信信号を受信してからＴ秒後に、図４（ｂ）に示す受信信号を受信したものとする。この場合、図４（ａ）に示す受信信号と図４（ｂ）に示す受信信号とが異なれば、信号を反射する対象物が、Ｔ秒間で移動したことを示すものとなる。図４（ａ）に示す波形と図４（ｂ）に示す波形とをミキシングしてローパスフィルタすると、図４（ｃ）に示す波形が得られる。

速度測定部４３は、図４（ｃ）に示す波形の周波数ｆにより対象物の速度Ｖを求める。超音波または電波の速度をＣ、２つの受信信号の測定間隔をＴとすると、速度Ｖは、以下の式（２）で算出される。
Ｖ＝（ｆ／Δｆ×Ｃ）／２／Ｔ…（２）

判定部４４は、人物が検知する対象物が人物（作業者）であるか否かを判定する。例えば、判定部４４は、測定した物体の移動速度が所定閾値以上であれば、当該物体が人物であるとは判定する。具体例として、判定部４４は、ワークが静止するものであると想定すれば、所定の閾値を０．０１ｍ／ｓとしても良い。

また、判定部４４は、測定した物体の移動速度により物体の速度が周期的に変化する場合（すなわち、物体が振動している場合）、呼吸等による周期的な変化であるものと判断して、当該物体が人物であると判定する。また、判定部４４は、センサ２１として温度センサを有する場合、温度センサが検知する物体の温度が人物の体温（例えば、３０度から４０度）であれば当該物体が人物であると確定するようにしても良い。

ロボット動作制限部４５は、人物（作業者）の距離および速度に応じたアームの速度制限をロボット１本体（ロボット制御部１４）へ指示する。判定部４４は、距離および速度を計測した作業者がアーム１１と接触しないようにアーム１１の制限速度を設定する。また、判定部４４は、作業者とアーム１１とが接触する可能性が高いと判定すると、アーム１１を緊急停止させるようにしても良い。ロボット動作制限部４５は、アーム１１の制限速度あるいは緊急停止などの動作制限を指定する動作制限情報を作成し、作成した動作制限情報をインターフェース３３によりロボットの制御部１４へ送信する。

例えば、センサ２１が静止状態のベースユニット１２に設置される場合、アームの速度制限の例として、ロボット動作制限部４５は、アーム１１の制限速度Ｖ３を以下の式（３）により算出する。式（３）では、図１に示すように、作業者がセンサ２１（ロボット１のベースユニット１２）に近接する速度をＶ１、アーム１１が作業者に近接する速度をＶ２、作業者とアーム１１との距離をＬ１として、余裕距離をＬ２、測定の応答時間あるいは周期をＴ１、および、アーム１１の制御時間Ｔ２から、アーム１１の速度を式（３）に示すＶ３以下に制限する。
Ｖ３＝（（Ｌ１－Ｌ２）－（Ｖ１＋Ｖ２）×（Ｔ１＋Ｔ２））／（Ｔ１＋Ｔ２）…（３）
すなわち、式（３）は、距離測定部４２が測定する距離と速度測定部４３が測定する速度とから、作業者とアーム１１が接触しないようにアーム１１の制限速度を決めるものである。

なお、センサ２１をアーム１１に取り付けた場合、距離測定部４２および速度測定部４３は、アーム１１と作業者との相対的な距離および速度を測定するものとなる。この場合、協調制御装置２２は、ロボット制御部１４から駆動機構１３がアーム１１を実際に動作させている速度を示す情報を取得し、アーム１１の速度を基準として作業者を検知したり制限速度を算出したりすれば良い。

また、図２に示す構成例において、ロボット１は、アーム１１、駆動機構１３およびロボット制御部１４を有する。ロボット制御部１４は、プロセッサ５１、メモリ５２、インターフェース５３などを有する。プロセッサ５１は、プログラムを実行することにより種々の処理機能を有する。

メモリ５２は、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび書き換え可能な不揮発性メモリなどの記憶装置で構成する。プロセッサ５１は、メモリ５２が記憶するプログラムを実行することにより各種の処理機能を実現する。また、メモリ５２は、ロボット１の動作を制御するための情報を保持する。例えば、メモリ５２は、アーム１１の位置を示す位置情報（例えば、位置座標）を保持する。メモリ５２が保持する位置情報は、アーム１１の動作に応じて更新され、現在のアーム１１の位置を示す情報として管理される。例えば、メモリ５２が保持するアーム１１の位置情報は、現在のアーム１１の位置を示す情報として協調制御装置２２へ供給される。

インターフェース５３は、協調制御装置２２と通信するためのインターフェースである。図２に示す構成例において、インターフェース５３は、協調制御装置２２のインターフェース３３に接続される。これにより、ロボット１のロボット制御部１４と協調制御装置２２のロボット動作制限部４５とは、インターフェース５３およびインターフェース３３を介して通信可能に構成される。

次に、実施形態に係る協調制御装置２２の動作について説明する。
なお、以下の説明では、主として、センサ２１が超音波センサまたは電磁波アンテナである場合を想定して説明するものとする。
図５は、実施形態に係る協調制御装置２２の動作例としてロボット１のアーム１１の速度を制限する協調制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。
まず、協調制御装置２２のプロセッサ３１は、センサ２１から信号波（超音波または電磁波）を送信するための送信信号を信号生成部４１により生成する（ＳＴ１１）。信号生成部４１が生成する送信信号の具体例については、あとで詳細に説明するものとする。

プロセッサ３１は、信号生成部４１により送信信号を生成すると、生成した送信信号をセンサ２１へ供給することによりセンサ２１から送信信号としての信号波を送信させる（ＳＴ１２）。

センサ２１が送信信号を送信した後、センサ２１は、送信した送信信号が対象物などで反射した信号波（反射波）を受信する。例えば、センサ２１としての超音波センサは、受信した超音波を電気信号に変換し、受信した超音波から得た電気信号を受信信号としてバッファメモリに保持する。プロセッサ３１は、インターフェース３４を介してセンサ２１が受信した受信信号を取得する（ＳＴ１３）。

受信信号を取得すると、プロセッサ３１は、距離測定部４２により対象物までの距離を測定し（ＳＴ１４）、速度測定部４３により対象物の速度を計測する（ＳＴ１５）。距離測定部４２による対象物までの距離の計測および速度測定部４３による対象物の速度の計測については後で詳細に説明する。

さらに、プロセッサ３１は、インターフェース３３を介してロボット本体のロボット制御部１４からアームの位置を示す位置情報（例えば、位置座標）を取得する（ＳＴ１６）。アームの位置情報を取得すると、プロセッサ３１は、アームの位置に基づいてセンサ２１が検出した対象物がアーム１１であるか否かを判定する（ＳＴ１７）。アームであると判定した場合（ＳＴ１７、ＹＥＳ）、プロセッサ３１は、センサ２１が検出した対象物によるロボットの速度制限を行う必要がないと判断し、ＳＴ２１へ進む。

対象物がアームでないと判定した場合（ＳＴ１７、ＮＯ）、プロセッサ３１は、対象物が作業者（人物）であるか否かを判定する（ＳＴ１８）。プロセッサ３１は、対象物の速度が所定閾値以上であるか否かにより作業者であるか否かを判定する。また、プロセッサ３１は、対象物が周期的に移動（振動）しているか否かにより作業者であるか否かを判定しても良い。さらに、センサ２１として温度センサを有している場合、プロセッサ３１は、速度による作業者か否かの判定に加えて、温度センサが計測する対象物の温度が人物の体温（例えば、３０度から４０度）であるか否かにより作業者であるか否かを判定しても良い。

対象物が作業者でないと判定した場合（ＳＴ１８、ＮＯ）、プロセッサ３１は、センサ２１が検出した対象物によるロボットの速度制限を行う必要がないと判断し、ＳＴ２０へ進む。

また、対象物が作業者であると判定した場合（ＳＴ１８、ＹＥＳ）、プロセッサ３１は、対象物までの距離と対象物の速度とからロボットの動作速度を制限するための動作制限情報を作成する（ＳＴ１９）。例えば、プロセッサ３１は、上述した式（３）によってロボットの速度の上限値を決定し、速度の上限（制限）を示す動作制限情報を作成する。動作制限情報を作成すると、プロセッサ３１は、インターフェース３３を介して制限情報をロボット制御部１４へ供給する（ＳＴ２０）。これにより、ロボット本体のロボット制御部１４は、協調制御装置２２からの動作制限情報に従ってアーム１１の動作を制限する。

プロセッサ３１は、協調制御処理を継続する場合（ＳＴ２１、ＮＯ）、ＳＴ１２へ戻り、送信信号の送信からの処理を再度実行する。例えば、ＳＴ１２－２０の処理を繰り返し実行することにより、複数回受信した受信信号の相間に基づく距離や速度の計測が実施できることとなる。

以上のような協調制御処理により、センサ２１が検出した対象物が作業者であるか否かを判定でき、作業者とロボットとの距離および速度に応じてロボット本体のアームの速度を制限することでき、効率の良く確実に作業者を保護できる。

次に、上述した協調制御装置２２に適用される第１の変形例および第２の変形例について説明する。
種々の信号波を用いて対象物までの距離および速度を計測する方法として
まず、第１の変形例について説明する。
第１の変形例は、バースト変調により生成した信号波（超音波または電波）を用いて対象物までの距離を測定する例である。
図６（ａ）は、バースト変調した送信信号と受信信号の例を示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す送信信号の反射波としての受信信号の例を示す図である。

図６（ａ）に示す送信信号は、一定時間のみ振幅がある波形である。図６（ｂ）に示す受信信号は、センサ２１が出力した送信信号としての信号波（超音波または電波）が対象物で反射してから受信する遅れ時間を伴った波形である。図６（ａ）に示す波形に対する図６（ｂ）に示す波形の遅れ時間Ｔを検出することにより対象物までの距離Ｌが算出される。超音波または電波の速度をＣとすると、以下の式（４）で距離が求められる。

Ｌ＝（Ｔ×Ｃ）／２…（４）
図６（ｃ）は、図６（ｂ）のＵ秒前に受信した受信信号を示すものとする。図６（ｂ）に示す波形と図６（ｃ）に示す波形との位相差Δθによって対象物の速度Ｖが測定される。ここで、信号波（超音波または電波）の速度をＣ、信号周波数をｆとすると、速度Ｖは以下の式（５）で測定される。
Ｖ＝Ｃ×Δθ／（２πｆ）／２／Ｕ…（５）
上述した第１の変形例を協調制御装置に適用すれば、対象物までの距離と対象物の速度とを簡易な信号処理で算出することができる。

次に、第２の変形例について説明する。
第２の変形例は、バースト変調により生成した信号波（超音波または電波）を用いて対象物までの距離を測定する例である。
図７（ａ）は、ランダム変調した送信信号の例を示す図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す送信信号の反射波としての受信信号の例を示す図である。
図７（ａ）に示す送信信号は、振幅をランダムに変調した波形であり、連続波である。図７（ｂ）に示す受信信号は、図７（ａ）に示す信号波（超音波または電波）が対象物で反射して受信する遅れ時間を伴った波形である。図７（ａ）に示す送信信号と図７（ｂ）に示す受信信号とを相互に時間的にずらしながら相関が最大になる点を求めることで遅れ時間Ｔが検出される。この場合も、対象物までの距離Ｌは、上述した式（４）により算出される。

図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示す受信信号のＵ秒前に受信された受信信号を示すものである。図７（ｂ）に示す受信信号と図７（ｃ）に示す受信信号との位相差Δθを検出することにより、上述した式（５）を用いて対象物の速度Ｖが算出される。

上述した第２の変形例は、第１の変形例では送信信号がオフの時間があるのに対して、連続した信号を送信するものとなる。これにより、第２の変形例では、単位時間当たりの受信信号強度が大きく、Ｓ／Ｎ良くなり対象物までの距離と対象物の速度とを精度良く算出することができる。

以上のように、本実施形態に係る協調制御装置は、超音波センサや電磁波アンテナが送受信する信号波から得られる対象物までの距離および対象物の速度に基づいてワークと作業者（人物）とを確実に区別し、作業者がロボットに接近した場合にロボットの動作速度を下げるあるいは停止させる。これにより、ワークなどを作業者と誤検知して頻繁にロボットの動作速度が低下あるいは停止することがなく、効率良く協調作業が行えるシステムを提供できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…ロボット（ピッキングロボット）、１０…本体（ロボット本体）、１１…アーム、１２…ベースユニット、１３…駆動機構、１４…ロボット制御部、２１…センサ、２２…協調制御装置、３１…プロセッサ、３３…インターフェース（第１インターフェース）、３４…インターフェース（第２インターフェース、第３インターフェース）。

Claims (12)

1. ワークを把持して移動させるロボットの制御部と通信する第１インターフェースと、
   前記ロボットの所定位置に設置され、信号波を送受信するセンサと接続する第２インターフェースと、
   前記第２インターフェースを介して接続する前記センサが送信した送信信号波が対象物で反射した信号波としての受信信号波を前記センサが受信したタイミングに基づいて前記所定位置から前記対象物までの距離を測定し、前記所定位置から前記対象物までの距離の測定結果に基づいて前記対象物の速度を測定し、前記対象物の速度が所定閾値以上である場合に前記距離および前記対象物の速度に応じた前記ロボットの動作制限を示す動作制限情報を前記第１インターフェースを介して前記ロボットの制御部へ送信する、プロセッサと、
   を有する協調制御装置。
2. 前記センサは、信号波として超音波を送受信する超音波センサである、
   請求項１に記載の協調制御装置。
3. 前記センサは、信号波として電磁波を送受信する電磁波アンテナである、
   請求項１に記載の協調制御装置。
4. 前記プロセッサは、時間経過に従い周波数が変化する周波数変調した信号波を前記送信信号波として前記センサから出力させ、前記送信信号波と前記受信信号波との周波数差から得られる受信タイミングによって対象物までの距離を測定し、複数回の受信信号波の周波数差から対象物の速度を測定する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の協調制御装置。
5. 前記プロセッサは、一定時間の振幅を与えるバースト変調を行った信号波を前記送信信号波として前記センサから出力させ、前記送信信号波の送信タイミングと前記受信信号波の受信タイミングとの時間から対象物までの距離を測定し、複数回の受信信号の位相変化から対象物の速度を測定する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の協調制御装置。
6. 前記プロセッサは、時間経過に従いランダムな振幅を与える振幅変調により生成した信号波を前記送信信号波として前記センサから出力させ、前記送信信号波と前記受信信号波との相関から得られるタイミングによって対象物までの距離を測定し、複数回の受信信号波の位相変化から対象物の速度を測定する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の協調制御装置。
7. ロボットの制御部と通信する第１インターフェースと、
   前記ロボットの所定位置に設置されるステレオカメラが撮影する画像を取得する第２インターフェースと、
   前記第２インターフェースを介して接続する前記ステレオカメラが撮影した画像から対象物までの距離を測定し、前記ステレオカメラが複数回計測した前記対象物までの距離の変化に基づいて前記対象物の速度を測定し、前記対象物の速度が所定閾値以上である場合に前記距離および前記対象物の速度に応じた前記ロボットの動作制限を示す動作制限情報を前記第１インターフェースを介して前記ロボットの制御部へ送信する、プロセッサと、 を有する協調制御装置。
8. さらに、前記ロボットに設置された温度センサが計測する前記対象物の温度を示す温度情報を取得する第３インターフェースを有し、
   前記プロセッサは、さらに、前記温度センサが計測する前記対象物の温度が所定範囲の温度である場合に前記動作制限情報を前記ロボットの制御部へ送信する、
   請求項１乃至７の何れか１項に記載の協調制御装置。
9. 前記プロセッサは、さらに、前記対象物の速度が周期的に変化する場合に前記動作制限情報を前記ロボットの制御部へ送信する、
   請求項１乃至８の何れか１項に記載の協調制御装置。
10. 前記プロセッサは、人物が前記ロボットに近接する速度、前記ロボットに設けたアームが前記人物へ近接する速度、および、前記人物と前記アームとの距離に基づいて前記アームの動作速度を制限する値を前記動作制限情報に設定する、
    請求項１乃至９の何れか１項に記載の協調制御装置。
11. 前記プロセッサは、前記ロボットに設けたアームの位置を示す情報を前記ロボットの制御部から取得し、前記アームの位置を示す情報に基づいて前記対象物がアームではないと判定し、かつ、前記対象物の速度が所定閾値以上である場合に前記動作制限情報を前記ロボットの制御部へ送信する、
    請求項１乃至１０の何れか１項に記載の協調制御装置。
12. 協調制御装置とロボットとを含むロボットシステムであって、
    前記協調制御装置は、
    ワークを把持して移動させるロボットの制御部と通信する第１インターフェースと、 前記ロボットの所定位置に設置され、信号波を送受信するセンサと接続する第２インターフェースと、
    前記第２インターフェースを介して接続する前記センサが送信した送信信号波が対象物で反射した信号波としての受信信号波を受信した前記センサがタイミングに基づいて前記所定位置から前記対象物までの距離を測定し、前記所定位置から前記対象物までの距離の測定結果に基づいて前記対象物の速度を測定し、前記対象物の速度が所定閾値以上である場合に前記距離および前記対象物の速度に応じた前記ロボットの動作制限を示す動作制限情報を前記第１インターフェースを介して前記ロボットの制御部へ送信するプロセッサと、を有し、
    前記ロボットは、
    ワークを把持するアームと、
    前記アームを動作させる駆動機構と、
    前記協調制御装置からの前記動作制限情報に従って動作を制限し、前記駆動機構による前記アームの動作を制御するロボット制御部と、を有する、
    ロボットシステム。