JPH11226889A - 作業装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 人間などの物体との接触事故を防止できる安
全性の高い作業装置を提供する。 【解決手段】 物体検知部１とアーム３２との間には距
離判別部２とアーム制御部３とが接続される。距離判別
部２では，物体検知部１から出力された物体検知信号に
基づいて，検知された物体までの距離が例えば遠／近の
２段階に判別され，それに応じて「遠」，「近」の信号
が出力される。また，アーム制御部３では，所定の教示
データに基づいてアーム３２の動作制御が行われるが，
距離判別部２から「遠」若しくは「近」信号を受けた場
合には，アーム３２の動作をそれぞれ減速若しくは一時
停止させる。これにより，物体がある距離まで接近する
と作業手段の動作は減速され，更に接近してある距離ま
でくると上記作業手段の動作が停止される。従って，作
業装置と人間などの物体との接触事故を確実に防止で
き，高い安全性を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，例えば作業アーム
などにより所定の作業を行う作業装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年，ロボットを用いたプロセスの自動
化技術が進み，従来人手で行われていた作業工程の多く
をロボットによって代替させることが可能となってき
た。例えば半導体クリーンルームなどにおいても，例え
ば図４に示すような，搬送台車３１上に作業アーム３２
を搭載した搬送用移動ロボットＡ０が用いられ，装置間
での物品の搬送が自動的に行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，ロボッ
トによる自動化が進んだといっても，実際には作業工程
上に全く人間が存在しないということは少なく，人間と
ロボットとが共存しながら作業を行っている場合が多
い。また，通常はロボットだけで作業を行っている場合
でも，メンテナンスなどで人間がロボットに近づかなけ
ればならない場合もある。このような場合，従来は人間
の方がロボットの動作に注意を払いながら作業すること
によりロボットと人間との接触事故を防止していた。と
ころが，このように人間の注意力だけに頼っていたので
は事故を完全に防止することはできない。特に，上記搬
送用移動ロボットＡ０のように，動作半径の大きなアー
ムを搭載していたり，自走したりするロボットの場合に
は，人間の予想外の動作をする場合もあり，非常に危険
である。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り，その目的とするところは，人間などの物体との接触
事故を防止できる安全性の高い作業装置を提供すること
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は，所定の作業を行う作業手段を具備する作業
装置において，所定の範囲内にある物体を検知する検知
手段と，上記検知手段からの検知信号に基づいて，上記
作業手段の動作速度を制御する制御手段とを具備してな
ることを特徴とする作業装置として構成されている。具
体的には，例えば上記検知手段により上記所定の範囲内
にある物体までの距離を多段階に判別し，上記制御手段
により上記検知手段によって判別された上記物体までの
距離に応じて上記作業手段の動作を減速若しくは停止さ
せるように構成できる。或いは，上記検知手段により上
記所定の範囲内にある物体の位置及び／若しくは移動量
を検出し，上記検知手段若しくは上記制御手段により上
記検知手段で検出された上記物体の位置若しくは移動量
より上記物体の速度及び／若しくは加速度を算出すると
共に，上記制御手段が上記物体の速度及び／若しくは加
速度に基づいて上記作業手段の動作速度を制御するよう
に構成することも可能である。また，上記検知手段につ
いては，上記作業手段上や上記作業手段を移動させる移
動台車上など，物体の検知に最適な位置に設置すること
が望ましい。尚，上記検知手段による物体の検知は距離
に限られるものではなく，例えば物体の移動速度や加速
度などを検知してそれらに基づいて上記作業手段の動作
速度を制御するようにすることもできる。

【０００５】

【作用】本発明に係る作業装置によれば，作業手段の動
作中に所定の範囲内に人間などの物体が近づいてくる
と，上記検知手段により例えばその物体までの距離が多
段階に判別される。そして，上記検知手段による判別結
果に応じて，上記制御手段により上記作業手段の動作が
減速，若しくは停止される。即ち，物体がある距離まで
接近すると作業手段の動作は減速され，更に接近してあ
る距離までくると上記作業手段の動作が停止される。従
って，作業装置と人間などの物体との接触事故を確実に
防止でき，例えば作業装置と人間との共存による作業環
境において高い安全性を確保することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して，本発明
の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に
供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は本発明を具
体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する
性格のものではない。ここに，図１は本発明の実施の形
態に係る移動ロボットＡ１のアーム制御系の概略構成を
示すブロック図，図２は上記移動ロボットＡ１における
アームの制御手順を示すフローチャート，図３は上記移
動ロボットＡ１の概略構成を示す全体斜視図である。本
実施の形態に係る移動ロボットＡ１は，本発明に係る作
業装置の一例であり，図３に示すように，搬送台車３１
（移動台車の一例）と，該搬送台車３１上に搭載された
アーム３２（作業手段の一例）とを具備している。ま
た，上記アーム３２上には，所定の範囲内にある物体の
存在を検知する物体検知部１が取り付けられている。上
記物体検知部１としては，例えば赤外線ビームセンサな
ど，周知の種々のセンサを用いることができる。また，
図１に示すように，上記物体検知部１と上記アーム３２
との間には，図３には示していない距離判別部２とアー
ム制御部３とが接続されている。上記距離判別部２で
は，上記物体検知部１から出力された物体検知信号に基
づいて，検知された物体までの距離が遠／近の２段階に
判別され，それに応じて「遠」，「近」の信号が出力さ
れる。例えば，物体までの距離が３ｍとなったときに
「遠」信号が，１ｍになったときに「近」信号が出力さ
れる。ここで，上記物体検知部１と上記距離判別部２と
が上記検知手段の一例である。また，上記アーム制御部
３では，所定の教示データに基づいて上記アーム３２の
動作制御が行われるが，上記距離判別部２から上記
「遠」／「近」信号を受けた場合には，上記アーム３２
の動作をそれぞれ減速／一時停止させる。ここで，上記
アーム制御部３が上記制御手段の一例である。

【０００７】続いて，以上のような構成を有する移動ロ
ボットＡ１における物体接近時の処理手順を図２に示す
フローチャートに従って説明する。通常時には，上記ア
ーム３２は上記アーム制御部３により通常の速度で動作
するように制御される（ステップＳ１）。また，アーム
３２の動作中は，上記物体検知部１と上記距離判別部２
とは常に動作状態とされる。アーム３２の動作中に上記
物体検知部１によって物体が検知されなければ，アーム
３２はそのまま通常速度で作業終了まで制御され，作業
終了と同時に停止される（ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→
Ｓ４）。アーム３２の動作中に上記物体検知部１によっ
て物体が検知されると（ステップＳ２），上記距離判別
部２によってその物体までの距離が判別され，それに応
じて「遠」／「近」のいずれかの信号が上記アーム制御
部３に対して出力される（ステップＳ５）。上記アーム
制御部３では，上記距離判別部２から受けた信号が
「遠」信号であれば，動作中のアーム３２の動作速度を
減速して低速にて運転を継続させ（ステップＳ６），
「近」信号であれば，動作中のアーム３２の動作を一時
停止させ（ステップＳ７），上記ステップＳ２に戻る。
低速にて運転されている時に上記ステップＳ２において
物体検知が解除されると，上記アーム３２は通常速度ま
で増速され，作業が継続される（ステップＳ６→Ｓ２→
Ｓ３→Ｓ１）。一方，一時停止状態の時に上記ステップ
Ｓ５において出力信号が「近」信号から「遠」信号に変
わると，アーム３２は低速にて動作が再開される（ステ
ップＳ７→Ｓ２→Ｓ５→Ｓ６）。以上説明したように，
本実施の形態に係る移動ロボットＡ１では，人間などの
物体が接近すると，その距離に応じてアーム３２の動作
が減速，停止されるため，ロボットと人間との接触事故
を確実に防止でき，ロボットと人間との共存による作業
環境において高い安全性を確保することができる。

【０００８】

【実施例】上記実施の形態に係る移動ロボットＡ１で
は，上記距離判別部２において物体までの距離が遠／近
の２段階に判別されるように構成されているが，物体ま
での距離を３段階以上，或いは無段階に判別できるよう
にし，それに応じてアーム３２の動作についても３段階
以上，或いは無段階に速度制御するようにしてもよい。
これにより，作業効率の低下を最小限に抑えることが可
能となる。また，検知手段による検知量としては，上述
したような物体までの距離に限られるものではない。例
えば，所定範囲内にある物体の速度や加速度を検出し，
それに基づいてアームの動作速度の制御を行うようにし
てもよい。これにより，例えば近づいてくる物体の速度
に応じてアームの動作を制御することが可能となり，よ
り細かい動作制御が行える。尚，上記物体の速度や加速
度は検知手段で直接検出する場合以外に，例えば検知手
段により物体の位置や移動量を検出し，それに基づいて
制御手段等において物体の速度や加速度を算出する場合
も考えられる。また，物体までの距離，物体の速度及び
／若しくは加速度などの異なる検知量を必要に応じて複
数用いてアームの動作を制御することも勿論可能であ
る。更に，赤外線センサなどにより所定範囲内の物体の
温度や形状などを検出して上記物体が人であるかそれ以
外の物であるかを判別し，その判別結果をアームの動作
制御に反映させるようにしてもよい。例えば検知された
物体が人であれば，先の動作の予測が難しく，また接触
事故を起こすことは許されないため，物の場合よりも安
全側で制御することが望ましい。また，上記の例では，
アーム３２の動作制御を例に挙げて説明したが，同様の
制御を搬送台車３１の走行制御にも適用することが望ま
しい。また，上記物体検知部１などの検知手段について
は，アーム３２上に限らず，上記搬送台車３１上など，
物体の検知に最も適切な位置に取り付けるべきである。
また，場合によっては複数の位置に取り付けることも有
効である。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように，本発明は，所定の
作業を行う作業手段を具備する作業装置において，所定
の範囲内にある物体を検知する検知手段と，上記検知手
段からの検知信号に基づいて，上記作業手段の動作速度
を制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする
作業装置として構成されているため，作業装置と人間な
どの物体との接触事故を確実に防止でき，例えば作業装
置と人間との共存による作業環境において高い安全性を
確保することができる。。また，例えば上記検知手段に
より上記所定の範囲内にある物体までの距離を多段階に
判別し，上記制御手段により上記検知手段によって判別
された上記物体までの距離に応じて上記作業手段の動作
を減速若しくは停止させるように構成すれば，作業効率
の低下を最小限に抑えることが可能となる。更に，上記
検知手段により上記所定の範囲内にある物体の位置及び
／若しくは移動量を検出し，上記検知手段若しくは上記
制御手段により上記検知手段で検出された上記物体の位
置若しくは移動量より上記物体の速度及び／若しくは加
速度を算出すると共に，上記制御手段が上記物体の速度
及び／若しくは加速度に基づいて上記作業手段の動作速
度を制御するように構成すれば，より細かい制御が可能
となり，安全性と作業効率とをより高い次元で両立させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る移動ロボットＡ１
のアーム制御系の概略構成を示すブロック図。

【図２】 上記移動ロボットＡ１におけるアームの制御
手順を示すフローチャート。

【図３】 上記移動ロボットＡ１の概略構成を示す全体
斜視図。

【図４】 従来の移動ロボットＡ０の概略構成を示す全
体斜視図。

【符号の説明】

１…物体検知部（検知手段の一例） ２…距離判別部（検知手段の一例） ３…アーム制御部（制御手段の一例） ３１…搬送台車（移動台車の一例） ３２…アーム（作業手段の一例）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の作業を行う作業手段を具備する作
   業装置において，所定の範囲内にある物体を検知する検
   知手段と，上記検知手段からの検知信号に基づいて，上
   記作業手段の動作速度を制御する制御手段とを具備して
   なることを特徴とする作業装置。
2. 【請求項２】 上記検知手段が，上記所定の範囲内にあ
   る物体までの距離を多段階に判別し，上記制御手段が，
   上記検知手段によって判別された上記物体までの距離に
   応じて上記作業手段の動作を減速若しくは停止させるよ
   うに構成されてなる請求項１記載の作業装置。
3. 【請求項３】 上記検知手段が，上記所定の範囲内にあ
   る物体の位置及び／若しくは移動量を検出し，上記検知
   手段若しくは上記制御手段が，上記検知手段で検出され
   た上記物体の位置若しくは移動量より上記物体の速度及
   び／若しくは加速度を算出すると共に，上記制御手段が
   上記物体の速度及び／若しくは加速度に基づいて上記作
   業手段の動作速度を制御する請求項１又は２記載の作業
   装置。
4. 【請求項４】 上記検知手段が，上記作業手段上に設置
   されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の作業装置。
5. 【請求項５】 上記検知手段が，上記作業手段を移動さ
   せる移動台車上に設置されてなる請求項１〜３のいずれ
   かに記載の作業装置。