KR102014915B1 - 공유 영역으로의 출입 관리 시스템 - Google Patents

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히데시 야마네
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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

작업자와 로봇(20)의 공유 영역(13)으로의 작업자의 출입을 관리하는 출입 관리 시스템(7)은, 공유 영역(13)의 중앙으로부터 바라보아 적어도 4방향에 각각 배치된 표시등(31 ~ 34)과, 공유 영역(13)의 게이트(26)를 개폐하는 도어(27)와, 도어(27)를 잠금 및 해제하는 록 장치(28)와, 로봇(20)의 동작과 대응하여 표시등(31 ~ 34) 및 록 장치(28)를 제어하는 제어장치(30)를 구비한다.

Description

공유 영역으로의 출입 관리 시스템
본 발명은, 작업자와 산업용 로봇이 공유하는 작업 영역(이하, '공유 영역'이라고 한다)으로의, 작업자의 출입을 관리하는 시스템에 관한 것이다.
종래, 산업용 로봇의 동작 영역은 안전 펜스로 둘러싸여, 안전 펜스에 의해서 작업자와 산업용 로봇이 분리되어 있었다. 최근에는, 산업용 로봇의 제어능력의 향상으로, 작업자와 산업용 로봇이 작업 영역을 공유하는 것이 이론상 실현 가능하게 되어 있다. 그러나 산업용 로봇이 안전 펜스로 둘러싸여 있으면, 작업자는 공유 영역으로 쉽게 출입할 수가 없다.
한편으로, 종래의 안전 펜스를 설치하지 않고, 산업용 로봇 주변으로의 작업자나 물체의 침입을 감시함으로써, 산업용 로봇과 작업자의 간섭을 회피하는 시스템이 제안되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 시스템은, 로봇의 동작 영역으로의 미등록 신규물체의 침입을 감시하는 센서부와, 로봇보다 높은 위치에서 동작 영역의 외연부에 가시광을 조사하는 가시광 조사부와, 센서부에 동작 영역 안으로의 신규물체의 침입이 있다고 판정되었을 때 로봇에 정지 요구를 발령하는 감시 제어부를 구비하고 있다. 가시광의 조사는, 동작 영역을 포괄하는 감시 영역에 신규물체의 침입이 있을 때만 수행하여도 된다. 본 시스템에서는, 로봇의 주위에 안전 펜스를 설치하지 않고, 가시광에 의해서 작업자에게 로봇의 동작 영역으로의 주의를 환기시켜, 작업자가 작업 영역 안으로 침입하여 로봇을 정지시키는 사태의 발생을 억제하고 있다.
일본 특허공개 특개2014-140920호 공보
특허문헌 1의 시스템에 의하면, 산업용 로봇의 주위로부터 실체적인 펜스를 없앨 수 있다. 그러나 특허문헌 1의 기술을 작업자와 로봇이 작업 영역을 공유하는 시스템에 적용하면, 작업자가, 공유 영역을 인식하거나, 공유 영역에서 작업자가 작업 가능한 상황인지 아닌지를 판단하기가 어렵다는 과제가 있다.
본 발명은 이상의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 선행기술의 과제 중 적어도 하나 이상을 경감하는 것이다.
본 발명의 한 형태에 따른 공유 영역으로의 출입 관리 시스템은, 작업자와 로봇이 공유하는 작업 공간인 공유 영역으로의 작업자의 출입을 관리하는 출입 관리 시스템으로서, 상기 공유 영역과 타영역과의 경계를 규정하는 복수의 표시등과, 상기 공유 영역의 게이트를 개폐하는 개폐 부재와, 상기 개폐 부재를 잠금 및 해제하는 록 장치와, 상기 로봇의 동작과 대응하여 상기 표시등 및 상기 록 장치를 제어하는 제어장치를 구비하는 것이다.
상기 공유 영역으로의 출입 관리 시스템에서는, 표시등의 발광부 및/또는 거기에서 나오는 빛에 의해서, 작업자에게 공유 영역과 타영역과의 경계가 표시되고, 당해 경계에 의거하여 공유 영역을 작업자에게 인식시킬 수가 있다. 또한, 상기 공유 영역으로의 출입 관리 시스템에서는, 로봇의 동작과 대응하여, 표시등의 표시 내용과, 개폐 부재의 잠금 또는 해제가 제어되기 때문에, 작업자는 이러한 상황으로부터 공유 영역에서 작업자가 작업 가능한지 아닌지를 쉽게 판단할 수가 있어, 공유 영역에서의 로봇과 작업자의 간섭을 회피할 수가 있다.
본 발명에 의하면, 작업자가, 공유 영역을 인식하거나, 공유 영역에서 작업자가 작업 가능한 상황인지 아닌지를 판단할 수가 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 공유 영역으로의 출입 관리 시스템이 적용된 로봇 시스템의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는, 로봇 시스템을 도 1에 나타낸 제1방향(X)에서 바라본 측면도이다.
도 3은, 공유 영역으로의 출입 관리 시스템의 제어계통의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 공유 영역으로의 출입 관리 시스템의 동작을 설명하는 도표이다.
도 5는, 변형예 1에 따른 로봇 시스템의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 6은, 변형예 2에 따른 로봇 시스템의 개략 구성을 나타내는 평면도이다.
도 7은, 변형예 2에 따른 로봇 시스템과 대응하는 공유 영역으로의 출입 관리 시스템의 동작을 설명하는 도표이다.
다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 우선, 본 발명에 따른 공유 영역으로의 출입 관리 시스템이 적용되는 로봇 시스템의 개략 구성부터 설명한다.
[로봇 시스템(1)]
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 공유 영역으로의 출입 관리 시스템(7)이 적용된 로봇 시스템(1)의 개략 구성을 나타내는 평면도이고, 도 2는 로봇 시스템(1)을 도 1에 나타낸 제1방향(X)에서 바라본 측면도이다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 로봇 시스템(1)은 시스템 영역(10)에 구축되어 있다. 본 실시형태에 따른 시스템 영역(10)은, 직육면체 형상의 외형을 가지며, 도 1에 점선으로 표시된 가상의 경계(11)(경계면)에 의해서, 수평인 제1방향(X)으로 늘어선 2개의 3차원 영역으로 가상적으로 나누어져 있다. 또한, 경계(11)는, 실체적인 펜스를 설치할 필요는 없지만, 로봇(20)과 간섭을 일으키지 않을 정도로 낮은 펜스나 표식(marker)이 설치되어 있어도 좋다.
상기 2개의 3차원 영역 중 한쪽은, 오로지 로봇(20)이 작업을 수행하는 작업공간으로, 이하에서는. '로봇 영역(12)'이라고 한다. 2개의 3차원 영역 중 다른 쪽은, 로봇(20)과 작업자가 공유하는 작업 공간으로, 이하에서는 '공유 영역(13)'이라고 한다. 공유 영역(13)에서는, 로봇(20)과 작업자가 교대로 작업을 수행한다.
시스템 영역(10)의 제1방향(X)의 가상 단면(끝 면) 중 로봇 영역(12) 측의 단면(10a)을 따라서, 워크(W)를 반송하는 컨베이어(21)가 설치되어 있다. 또한, 시스템 영역(10)의 제1방향(X)의 가상 단면 중 공유 영역(13) 측의 단면(10b)에는, 공유 영역(13)으로의 작업자의 출입구인 게이트(26)가 설치되어 있다. 게이트(26)에는, 게이트(26)를 개폐하는 도어(27)(개폐 부재의 일례)가 설치되어 있다. 또한, 작업자가 게이트(26) 밖에서부터 공유 영역(13)으로 침입하지 못하도록, 게이트(26)가 설치된 시스템 영역(10)의 가상 단면(10b)에 쉽게 제거할 수 있는 가설식 펜스(도 2의 이점 쇄선(18))를 설치하여도 좋다. 마찬가지로, 공유 영역(13)의, 제1방향(X)과 직교하는 수평방향의 가상 단면(10c)에도, 쉽게 제거할 수 있는 가설식 펜스(도시 생략)를 설치하여도 좋다.
로봇 영역(12)의 바닥면에는, 로봇(20), 워크(W)를 반송하는 컨베이어(21), 로봇(20)의 손끝에 장착되는 도구(tool)가 얹혀진 툴 다이(tool die)(24) 등이 설치되어 있다. 또한, 공유 영역(13)의 바닥면에는 워크(W)가 얹혀지는 작업대(22) 등이 설치되어 있다.
본 실시형태에 따른 로봇(20)은, 복수의 관절축을 가지는 다관절 형태의 산업용 로봇이다. 로봇(20)은, 도시되지 않은 케이블을 통해 로봇 제어장치(60)와 접속되어 있다. 로봇 제어장치(60)는, CPU와 기억부를 구비하는 컴퓨터로 구성되어 있다. 로봇 제어장치(60)에는, 복수의 작동 프로그램이 미리 기억되어 있다. 로봇 제어장치(60)는, 복수의 동작 프로그램 중에서 하나 이상을 선택적으로 실행하여, 로봇(20)의 각 관절에 설치된 서보 모터를 구동하는 것에 의해, 로봇(20)의 동작을 제어한다. 로봇(20)의 동작 가능 범위(로봇(20)의 각 부분이 위치할 수 있는 범위)에는, 공유 영역(13)의 일부 또는 전부가 포함되어 있다.
상기 로봇 시스템(1)에서는, 예를 들면, 로봇(20)이 컨베이어(21)로부터 워크(W)를 가지고 나와서 작업대(22)로 운반하고, 작업자가 작업대(22) 위의 워크(W)에 대해 볼트를 조립하여 임시 체결하고, 로봇(20)이 볼트를 완전히 체결한 후 워크(W)를 작업대(22)에서 가지고 나와서 컨베이어(21)로 운반하는, 등과 같은 일련의 작업을 수행할 수 있다. 이 일련의 작업에서, 로봇(20)과 작업자는, 공유 영역(13)을 작업 영역으로서 공유한다. 이와 같이, 작업자와 로봇(20)이 작업 공간을 공유하는 것으로는, 로봇(20)의 점유 공간을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
로봇 시스템(1)에는, 공유 영역(13)에서의 로봇(20)과 작업자의 간섭을 피하기 위하여, 공유 영역(13)으로의 작업자의 출입을 관리하는 출입 관리 시스템(7)이 설치되어 있다. 이하. 공유 영역(13)으로의 출입 관리 시스템(7)에 대해 상세하게 설명한다.
[공유 영역(13)으로의 출입 관리 시스템(7)]
도 3은 공유 영역(13)으로의 출입 관리 시스템(7)의 제어계통의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 공유 영역(13)으로의 출입 관리 시스템(7)은, 복수의 표시등(31 ~ 34)과, 예정되어 있지 않은 물체가 경계(11)를 통과하는 것을 비접촉으로 검출하는 통과 검출 센서(40)와, 도어(27)의 잠금과 해제가 가능한 전자식 록(lock) 장치(28)와, 도어(27)의 개폐를 검출하는 게이트 센서(29)와, 제어장치(30)를 개략적으로 구비하고 있다. 또한, 물체가 경계(11)를 통과하는 것에는, 물체의 일부분이 경계(11)를 통과하는 것을 포함한다.
복수의 표시등(31 ~ 34)은, 발광부(광원) 및/또는 거기에서 나오는 빛에 의해서, 공유 영역(13)과 타영역과의 경계를 규정할 수 있도록 배치된다. 본 실시형태에 따른 복수의 표시등(31 ~ 34)은, 작업자가, 인접한 표시등의 발광부끼리 연결한 라인(또는 면)을 이미징(imaging) 하고, 이 라인을 경계로 인식할 수 있도록 배치되어 있다. 예를 들면, 복수의 표시등(31 ~ 34)은, 공유 영역(13)의 중앙에 있는 작업자로부터 바라보아 적어도 4방향에 각각 배치되어 있어도 좋다.
본 실시형태에 따른 복수의 표시등(31 ~ 34)에는, 공유 영역(13)과 로봇 영역(12)의 경계(11)를 따라서 배치된 한 쌍의 표시등(31, 32)과, 게이트(26)가 설치된 시스템 영역(10)의 가상 단면(10b)을 따라 배치된 한 쌍의 표시등(33, 34)이 포함된다. 전자의 한 쌍의 표시등(31, 32)은, 공유 영역(13)과 로봇 영역(12)의 평면에서 바라보아 직선 모양의 경계를 규정하고 있으며, 이하에서는 '로봇 표시등(31, 32)'이라는 것이다. 또한, 로봇 표시등은, 로봇 영역(12)과 공유 영역(13)의 경계(11) 중 적어도 일부분을 규정하는 적어도 1개의 표시등이면 족하며, 본 실시형태에 한정되지 않는다.
로봇 표시등(31, 32)은, 작업자에게 공유 영역(13), 및/또는, 공유 영역(13)과 로봇 영역(12)의 경계(11)를 인식시키는 것과, 작업자에게 로봇(20)의 상황(운전과 정지)을 고지하는 것을 목적으로 마련된 것이다. 로봇 표시등(31, 32)은, 공유 영역(13)의 중앙에 있는 작업자로부터 바라보아 로봇(20) 쪽에 위치되어 있다. 로봇 표시등(31, 32)은, 또한, 공유 영역(13)과 시스템 영역(10)의 타영역과의 경계상에 있는 작업자로부터 바라보아 로봇(20) 쪽에 위치하고 있다.
또한, 이러한 4개의 표시등(31 ~ 34)은, 공유 영역(13)과 로봇 영역(12)을 제외한 타영역과 평면에서 바라보아 대략 U-자형의 경계를 규정하고 있다. 이 평면에서 바라보아 대략 U-자형의 경계 가운데, 게이트(26)를 포함하는 한 변을 규정하고 있는 한 쌍의 표시등(33, 34)을, 이하에서는, '게이트 표시등(33, 34)'이라고 하는 것이다. 또한, 게이트 표시등은, 공유 영역(13)과 로봇 영역(12)을 제외한 타영역과의 경계 가운데, 게이트(26)를 포함하는 적어도 일부분을 규정하는 적어도 하나의 표시등이면 족하고, 본 실시형태에 한정되지 않는다.
게이트 표시등(33, 34)은, 작업자에게 공유 영역(13)을 인식시키는 것과, 작업자에게 공유 영역(13)으로의 침입의 가부(可否)를 고지하는 것을 목적으로 마련된 것이다. 게이트 표시등(33, 34)은, 공유 영역(13)의 중앙으로부터 바라보아 게이트(26) 측에 위치하고 있다.
각 표시등(31 ~ 34)은, 연직 방향으로 연장되는 2종의 발광부를 구비하고 있다. 각 발광부는, 적어도, 작업자가 구부린 자세 및 일어선 자세 양쪽 모두를 시인(視認)할 수 있는 범위에서, 연직 방향으로 뻗어있는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 따른 2종의 발광부는 청색 발광부와 적색 발광부이다. 2종의 발광부는, 예를 들면, 수직 방향으로 연속해서 늘어선 적색 발광 다이오드와 연직 방향으로 연속해서 늘어선 청색 발광 다이오드로 구성되어 있어도 좋고, 연직 방향으로 교대로 늘어선 적색 발광 다이오드와 청색 발광 다이오드에 의해 구성되어 있어도 좋다. 또한, 2종의 발광부는, 형광등 등의 발광 다이오드 이외의 적어도 1종의 발광 수단으로 구성되어 있어도 좋다.
본 실시형태에 따른 통과 검출 센서(40)는, 이른바 '라이트 커튼(light curtain)'이다. 통과 검출 센서(40)는, 투광기(投光器) 유닛(41)과 수광기(受光器) 유닛(42)으로 구성되어 있다. 투광기 유닛(41)은, 복수의 평행 광선을 수광기 유닛(42)을 향해 투광하는 복수의 투광기를 가진다. 이 복수의 평행 광선이 경계(11)를 형성하도록, 투광기 유닛(41) 및 수광기 유닛(42)이 시스템 영역(10)에 설치된다. 수광기 유닛(42)은, 투광기 유닛(41)으로부터 투광 된 복수의 평행 광선을 수광 하는 복수의 수광기를 가진다. 수광기 유닛(42)은, 복수의 수광기에서의 수광 유무에 따라서 통과 검출 센서(40)의 검출 필드(즉, 복수의 평행 광선의 광로)에 물체가 존재하는지 검출한다. 또한, 통과 검출 센서(40)로서, 라이트 커튼에 대신하여, 비접촉으로 경계(11)에 존재하는 물체를 검출하는 다른 형태의 통과 검출 센서가 이용되어도 좋다.
제어장치(30)에는, 표시등(31 ~ 34), 통과 검출 센서(40), 로봇 제어장치(60), 게이트 센서(29), 록 장치(28) 등이 유선 또는 무선으로 접속되어 있다. 제어장치(30)는, CPU와 기억부를 구비하는 컴퓨터로 구성되어 있으며, 게이트 센서(29), 통과 검출 센서(40), 그리고 로봇 제어장치(60)로부터 수신한 정보에 의거하여, 표시등(31 ~ 34)의 점등 및 소등, 그리고 록 장치(28) 및 로봇(20)의 동작을 제어한다. 또한, 제어장치(30)와 로봇 제어장치(60)는 반드시 물리적으로 분리되어있을 필요는 없고, 예를 들면, 이러한 기능이 하나의 프로그램 안에 존재하는 복수의 기능부로서 실현되어 있어도 좋다.
여기서, 도 4를 이용하여, 출입 관리 시스템(7)의 동작에 대해 설명한다. 도 4는 공유 영역(13)으로의 출입 관리 시스템(7)의 동작을 설명하는 도표이다.
출입 관리 시스템(7)에서는, 모든 표시등(31 ~ 34)이 점등함에 따라, 공유 영역(13)과 타영역과의 경계가 표시된다. 본 실시형태에서는, 공유 영역(13)의 주위(네 모서리)가 표시등(31 ~ 34)으로 비추어진다. 이에 따라, 작업자에게, 공유 영역(13)을 명확하게 인식시킬 수가 있다. 각 표시등(31 ~ 34)에서, 원칙적으로, 적색 발광부의 점등은 '금지', 적색 발광부 점멸은 '요주의', 청색 발광부의 점등은 '허가'를 표시 및/또는 고지하고 있다.
로봇(20)이 정지하고 있을 때(즉, 로봇(20)의 모터 전원이 꺼져 있을 때 등, 로봇(20)이 작동할 수 없다고 간주 되는 상태에 있을 때), 작업자에게 공유 영역(13)으로의 침입이 허가된다. 이에, 출입 관리 시스템(7)의 제어장치(30)는, 로봇(20)이 정지하고 있을 때, 모든 표시등(31 ~ 34)의 청색 발광부를 점등시킴과 함께, 록 장치(28)에 도어(27)를 해제하도록 한다. 이에 따라, 작업자는 도어(27)를 열고 공유 영역(13)으로 출입할 수가 있다.
로봇(20)이 공유 영역(13)에서의 작업, 또는, 공유 영역(13) 및 로봇 영역(12)에 걸친 작업을 수행하고 있을 때, 작업자에게 공유 영역(13)으로의 침입이 금지된다. 이에, 출입 관리 시스템(7)의 제어장치(30)는, 로봇(20)이 공유 영역(13)에서의 작업을 포함하는 동작 프로그램을 실행하고 있을 때, 모든 표시등(31 ~ 34)의 적색 발광부를 점등시킴과 더불어, 록 장치(28)에 도어(27)를 잠그도록 한다. 이에 따라, 작업자는 도어(27)를 열 수가 없어, 공유 영역(13)으로 들어갈 수 없다. 또한, 로봇(20)의 공유 영역(13)에서의 작업에는, 로봇(20)에 홀딩 된 워크(W)의 적어도 일부분이 공유 영역(13)에 침입하는 작업을 포함한다.
로봇(20)이 로봇 영역(12)에서의 작업을 수행하고 있을 때, 작업자에게 주의 환기를 시키면서 공유 영역(13)으로의 침입이 허가된다. 그래서, 출입 관리 시스템(7)의 제어장치(30)는, 로봇(20)이 공유 영역(13)에서의 작업을 포함하지 않는 동작 프로그램을 실행하고 있을 때, 로봇 표시등(31 ~ 32)의 적색 발광부를 점멸시키고, 게이트 표시등(33, 34)의 청색 발광부를 점등시키며, 록 장치(28)에 도어(27)를 해제시키도록 한다. 이에 따라, 작업자는 도어(27)를 열고 공유 영역(13)으로 출입할 수가 있다. 공유 영역(13)으로 들어간 작업자는, 로봇 표시등(31 ~ 32)의 적색 발광부의 점멸을 시인함으로써, 로봇(20)이 로봇 영역(12)에서 동작하고 있는지 또는 동작하려고 하고 있는지를 알 수가 있다.
또한, 작업자가 공유 영역(13)에 존재하는 동안은, 도어(27)를 개방한 상태 그대로 한다. 이에 따라, 작업자가 공유 영역(13)에 존재하는 동안은, 게이트 센서(29)가 게이트(26)의 개방을 검출한다. 제어장치(30)는, 게이트(26)의 개방이 검출되고 있는 동안은, 로봇(20)이 공유 영역(13)으로 침입하지 않도록, 로봇 제어장치(60)에 공유 영역(13)으로의 침입 금지 신호를 보낸다. 또한, 제어장치(30)는, 게이트(26)의 개방이 검출되고 있는 동안, 로봇(20)에게 정상보다 저속으로 동작을 수행시키도록, 로봇 제어장치(60)에 저속 동작 신호를 보내게 하여도 좋다.
또한, 제어장치(30)는, 게이트(26)의 개방이 검출되고 있는 동안에 통과 검출 센서(40)가 경계(11)를 통과하는 물체를 검출하면, 로봇(20)을 정지시키도록, 로봇 제어장치(60)에 정지 신호를 보낸다. 이에 따라, 만에 하나, 작업자가 경계(11)를 넘어 로봇 영역(12)으로 침입한 경우에는, 로봇(20)을 정지시킬 수가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 공유 영역(13)의 출입 관리 시스템(7)은, 작업자와 로봇(20)이 공유하는 작업 공간인 공유 영역(13)으로의 작업자의 출입을 관리하는 시스템이다. 본 출입 관리 시스템(7)은, 공유 영역(13)과 타영역과의 경계를 규정하는 복수의 표시등(31 ~ 34)과, 공유 영역(13)의 게이트(26)를 개폐하는 도어(27)(개폐 부재)와, 도어(27)를 잠금 및 해제하는 록 장치(28)와, 로봇(20)의 동작과 대응하여 표시등(31 ~ 34) 및 록 장치(28)를 제어하는 제어장치(30)를 구비한다.
상기 출입 관리 시스템(7)에 의하면, 표시등(31 ~ 34)의 발광부 및/또는 거기에서 나오는 빛에 의해 공유 영역(13)과 타영역과의 경계가 작업자에게 표시되고, 당해 경계에 의거하여 공유 영역(13)을 작업자에게 인식시킬 수가 있다. 또한, 출입 관리 시스템(7)은, 로봇(20)의 동작과 대응하여, 표시등(31)의 표시 내용과, 도어(27)의 잠금 또는 해제가 제어되기 때문에, 작업자는 이러한 상황으로부터 공유 영역(13)에서 작업자가 작업 가능한지 아닌지를 쉽게 판단할 수 있어, 공유 영역(13)에서의 로봇(20)과 작업자의 간섭을 회피할 수가 있다.
또한, 상기 출입 관리 시스템(7)에 의하면, 표시등(31 ~ 34)에 의해서, 공유 영역(13)과 타영역과의 경계에 실체(실제의 물체)를 마련하지 않고, 공간을 공유 영역(13)과 타영역으로 나눌 수 있다. 따라서, 실체적인 펜스를 시스템(1)에 구비하는 경우와 비교하여, 버려지는 공간(dead space)을 줄일 수 있고, 작업자가 공유 영역(13)에 출입할 때 번잡한 절차가 경감되며, 공유 영역(13)으로 물체를 반출할 때의 크기의 제한이 완화된다.
또한, 본 실시형태의 공유 영역(13)의 출입 관리 시스템(7)에서, 제어장치(30)는, 로봇(20)이 공유 영역(13)에서의 작업을 포함하는 동작 프로그램을 실행하고 있을 때, 표시등(31 ~ 34)에 금지 표시를 하게 함(즉, 적색 발광부를 점등시킴)과 더불어, 록 장치(28)에 도어(27)를 잠그도록, 표시등(31 ~ 34) 및 록 장치(28)를 제어한다.
이에 따라, 로봇(20)이 공유 영역(13)에서의 작업을 수행하고 있을 때, 표시등(31)이 금지 표시를 하고 있고, 또한, 도어(27)가 잠겨 있기 때문에 작업자는 공유 영역(13)으로 출입할 수 없다. 따라서, 작업자는 공유 영역(13)에서 작업자가 작업 불가능한 상황임을 쉽게 판단할 수가 있다. 더 나아가서는, 공유 영역(13)에서의 로봇(20)과 작업자의 간섭을 회피할 수가 있다.
또한, 본 실시형태의 공유 영역(13)의 출입 관리 시스템(7)에서, 복수의 표시등(31 ~ 34)은, 오로지 로봇(20)이 작업을 수행하는 공간인 로봇 영역(12)과 공유 영역(13)과의 경계 중 적어도 일부분을 규정하는 적어도 하나의 로봇 표시등(31, 32)과, 공유 영역(13)과 로봇 영역(12)을 제외한 타영역과의 경계의 게이트(26)를 포함하는 적어도 일부분을 규정하는 적어도 하나의 게이트 표시등(33, 34)을 포함하고 있다. 그리고 제어장치(30)는, 로봇(20)이 공유 영역(13)에서의 작업을 포함하지 않는 동작 프로그램을 실행하고 있을 때, 로봇 표시등(31, 32)에 주의 환기 표시를 하도록 하고(즉, 적색 발광부를 점멸시키고), 게이트 표시등(33, 34)에 허가 표시를 하도록 하며(즉, 청색 발광부를 점등시키며), 록 장치(28)에 도어(27)를 해제시키도록, 표시등(31 ~ 34) 및 록 장치(28)를 제어한다.
이에 따라, 로봇(20)이 로봇 영역(12)에서만 작업을 수행하고 있을 때, 표시등(33, 34)이 허가 표시를 하고 있고, 또한, 도어(27)가 해제되어 있기 때문에 작업자는 공유 영역(13)으로 출입할 수가 있다. 그리고 작업자가 공유 영역(13)에 들어가면, 주의 환기 표시를 하고 있는 표시등(31 ~ 32)을 시인할 수가 있다. 따라서, 작업자는 공유 영역(13)에서 작업자가 작업 가능한 상황이지만, 주의를 요한다는 것을 쉽게 판단할 수가 있다.
또한, 본 실시형태의 공유 영역(13)의 출입 관리 시스템(7)에서, 제어장치(30)는, 로봇(20)이 정지하고 있을 때, 표시등(31 ~ 34)에 허가 표시를 하도록(즉, 청색 발광부를 점등시키도록) 함과 함께, 록 장치(28)에 도어(27)를 해제시키도록, 표시등(31 ~ 34) 및 록 장치(28)를 제어한다.
이에 띠라, 로봇(20)이 정지하고 있을 때(즉, 로봇(20)의 모터 전원이 꺼져 있을 때 등, 로봇(20)이 작동할 수 없다고 간주 되는 상태에 있을 때), 표시등(31 ~ 34)이 허가 표시를 하고 있고, 또한, 도어(27)가 해제되어 있기 때문에 작업자는 공유 영역(13)으로 출입할 수가 있다. 따라서, 작업자는 공유 영역(13)에서 작업자가 작업 가능한 상황인 것을 쉽게 판단할 수가 있다.
또한, 본 실시형태의 공유 영역(13)의 출입 관리 시스템(7)은, 게이트(26)의 개폐를 검출하는 게이트 센서(29)를 더 구비하고 있다. 그리고 제어장치(30)는, 게이트 센서(29)에서 검출된 게이트(26)의 개방에 의거하여, 작업자가 공유 영역(13)에 존재하는 것을 검지하도록 구성되어 있다.
이에 따라, 공유 영역(13)에 작업자가 존재하는지 아닌지를 비교적 간단한 구성으로 검지할 수가 있다.
또한, 본 실시형태의 공유 영역(13)의 출입 관리 시스템(7)은, 공유 영역(13)에 인접하여 로봇(20)의 로봇 영역(12)이 규정되어 있고, 공유 영역(13)과 로봇 영역(12)의 경계(11)에 물체가 존재하는 것을 검출하는 통과 검출 센서(40)를 더 구비하고 있다. 그리고 제어장치(30)는, 작업자가 공유 영역(13)에 존재하고 있을 때, 통과 검출 센서(40)에 의해서 경계(11)에 물체가 존재하는 것이 검출되면, 로봇(20)(로봇 제어장치(60))에 정지 신호를 송신하도록 구성되어 있다.
이에 따라, 작업자가 공유 영역(13)에서 작업을 하고 있을 때, 만에 하나, 작업자가 로봇 영역(12)으로 침입한 경우에는, 로봇(20)이 작동을 정지한다. 또한, 작업자가 공유 영역(13)에서 작업을 하는 있는 동안에, 만에 하나, 로봇(20) 또는 로봇(20)에 홀딩 된 워크(W)가 공유 영역(13)으로 침입한 경우에는, 로봇(20)이 작동을 정지한다. 따라서, 로봇(20)과 작업자의 간섭을 회피할 수가 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명하였으나, 상기 구성은 예를 들면 다음과 같이 변경할 수 있다.
상기 실시형태에서, 표시등(31 ~ 34)은 공유 영역(13)의 4방향에 각각 1개씩 배치되어 있지만, 1개 이상의 추가 표시등이 공유 영역(13)을 둘러싸도록 배치되어 있어도 좋다. 또한, 몸을 구부려서 작업을 하고 있는 작업자가 시인하기 쉽도록, 상기 표시등에 더해 로봇 표시등(31, 32)과 동기화하여 점등하는 추가 표시등을 공유 영역(13)의 바닥면이나 작업대(22) 등에 설치하여도 좋다.
상기 실시형태에서, 표시등(31 ~ 34)의 금지 표시를 적색 발광부의 점등, 주의 환기 표시를 적색 발광부 점멸, 허가 표시를 청색 발광부의 점등이라고 각각 규정하였으나, 표시등(31 ~ 34)의 표시방법은 이것에 한정되지 않는다. 즉, 작업자가 공유 영역(13)과 로봇(20)의 상황(운전과 정지)을 인식할 수 있다면, 표시등(31 ~ 34)의 금지 표시·주의 환기 표시·허가 표시의 형태는 한정되지 않는다. 예를 들면, 표시등(31 ~ 34)에, 적색 발광부에 대신하여 황색 발광부, 청색 발광부에 대신하여 녹색 발광부를 구비하고, 금지 표시를 황색 발광부의 점등, 주의 환기 표시를 황색 발광부의 점멸, 허가 표시를 녹색 발광부의 점등으로 각각 규정하여도 좋다. 또한, 예를 들면, 표시등(31 ~ 34)에 황색 발광부를 더 구비하여, 주의 환기 표시를 황색 발광부의 점등으로 규정하여도 좋다. 또한, 예를 들면, 표시등(31 ~ 34)에 더하여, 음성이나 부저 음을 발생하는 경보기를 출입 관리 시스템(7)에 구비하여, 경보기에서도 로봇(20)의 상황을 작업자에게 고지하여도 좋다.
상기 실시형태에서, 1대의 로봇(20)에 대해 하나의 공유 영역(13)이 규정되어 있으나, 예를 들면, 도 5에 도시된 변형예 1에 따른 로봇 시스템(1A)과 같이, 1대의 로봇(20)에 대해 2개 이상의 공유 영역(13)이 규정되어 있어도 좋다. 이 경우, 각 공유 영역(13)에 대하여 출입 관리 시스템(7)이 구축되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시형태에서, 1대의 로봇(20)에 대해 하나의 공유 영역(13)이 규정되어 있으나, 예를 들면, 도 6에 도시된 변형예 2에 따른 로봇 시스템(1B)처럼, 복수(여기에서는 2대)의 로봇(20)에 대해 하나의 공유 영역(13)이 규정되어 있어도 좋다. 도 6에 나타낸 예에서는, 하나의 공유 영역(13)에 대해 2개의 로봇 영역(12)이 규정되어 있고, 로봇 영역(12)과 공유 영역(13)의 경계(11) 각각에 로봇 표시등(31, 32)이 설치되며, 게이트(26)를 사이에 두고 양쪽에 게이트 표시등(33, 34)이 설치되어 있다. 그리고 복수의 로봇(20)의 로봇 제어장치(60) 각각이 하나의 제어장치(30)와 접속되어, 제어장치(30)가 복수의 로봇(20)의 동작상황에 따라서 로봇 표시등(31, 32), 게이트 표시등(33, 34) 및 록 장치(28)를 제어하도록 구성되어 있다.
도 7은, 도 6에 예시된 것과 같이 복수의 로봇(20)에 대해 하나의 공유 영역(13)이 규정되어 있는 로봇 시스템(1B)에 적용되는, 공유 영역(13)으로의 출입 관리 시스템(7)의 동작을 설명하는 도표이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 모든 로봇(20)이 정지하고 있을 때(즉, 로봇(20)의 모터 전원이 꺼져 있을 때 등, 로봇(20)이 동작할 수 없다고 간주 되는 상태에 있을 때), 출입 관리 시스템(7)의 제어장치(30)는, 로봇(20)이 정지하고 있을 때, 모든 표시등(31 ~ 34)의 청색 발광부를 점등시킴(즉, 허가 표시를 하게 함)과 더불어, 록 장치(28)에 도어(27)를 해제하게 한다. 또한, 예를 들면, 적어도 1대의 로봇(20)이 공유 영역(13)에서의 작업을 포함하는 동작 프로그램을 실행하고 있을 때, 출입 관리 시스템(7)의 제어장치(30)는, 모든 표시등(31 ~ 34)의 적색 발광부를 점등시킴(즉, 금지 표시를 하게 함)과 더불어, 록 장치(28)에 도어(27)를 잠그게 한다. 또한, 예를 들면, 모든 로봇(20)이 공유 영역(13)에서의 작업을 포함하지 않는 동작 프로그램을 실행하고 있을 때, 출입 관리 시스템(7)의 제어장치(30)는, 로봇 표시등(31 ~ 32)의 적색 발광부를 점멸시키고(즉, 주의 환기 표시를 하게 하고), 게이트 표시등(33, 34)의 청색 발광부를 점등시키며(즉, 허가 표시를 하게 하며), 록 장치(28)에 도어(27)를 해제하도록 한다.
상기 설명으로부터, 통상의 기술자에게는, 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시형태가 자명하다. 따라서, 상기 설명은, 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 통상의 기술자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않고, 그 구조 및/또는 기능의 상세한 내용을 실질적으로 변경할 수 있다.
1, 1A, 1B : 로봇 시스템
7 : 출입 관리 시스템
10 : 시스템 영역
11 : 경계
12 : 로봇 영역
13 : 공유 영역
20 : 로봇
21 : 컨베이어
22 : 작업대
24 : 툴 다이
26 : 게이트
27 : 도어(개폐 부재)
28 : 록 장치
29 : 게이트 센서
30 : 제어장치
31 ~ 34 : 표시등
40 : 통과 검출 센서
60 : 로봇 제어장치

Claims (6)

  1. 작업자와 로봇이 공유하는 작업 공간인 공유 영역으로의 작업자의 출입을 관리하는 출입 관리 시스템으로서,
    상기 공유 영역과 타영역과의 경계를 규정하는 복수의 표시등과,
    상기 공유 영역의 게이트를 개폐하는 개폐 부재와,
    상기 개폐 부재를 잠금 및 해제하는 록 장치와,
    상기 로봇의 동작과 대응하여 상기 복수의 표시등 및 상기 록 장치를 제어하는 제어장치를 구비하고,
    상기 복수의 표시등은, 오로지 로봇이 작업을 수행하는 공간인 로봇 영역과 공유 영역의 경계 중 적어도 일부분을 규정하는 하나 이상의 로봇 표시등과, 상기 공유 영역과 상기 로봇 영역을 제외한 타영역과의 경계의 상기 게이트를 포함하는 적어도 일부분을 규정하는 하나 이상의 게이트 표시등을 포함하고,
    상기 제어장치는, 상기 로봇이 상기 공유 영역에서의 작업을 포함하지 않는 동작 프로그램을 실행하고 있을 때, 상기 로봇 표시등에 주의 환기 표시를 하도록 하고, 상기 게이트 표시등에 허가 표시를 하도록 하며, 상기 록 장치에 상기 개폐 부재를 해제시키도록, 상기 복수의 표시등 및 상기 록 장치를 제어하는, 공유 영역으로의 출입 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 로봇이 상기 공유 영역에서의 작업을 포함하는 동작 프로그램을 실행하고 있을 때, 상기 복수의 표시등에 금지 표시를 하게 함과 더불어, 상기 록 장치에 상기 개폐 부재를 잠그도록, 상기 복수의 표시등 및 상기 록 장치를 제어하는, 공유 영역으로의 출입 관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 로봇이 정지하고 있을 때, 상기 복수의 표시등에 허가 표시를 하게 함과 더불어, 상기 록 장치에 상기 개폐 부재를 해제시키도록, 상기 복수의 표시등 및 상기 록 장치를 제어하는, 공유 영역으로의 출입 관리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 게이트의 개폐를 검출하는 게이트 센서를 더 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 게이트 센서에서 검출된 상기 게이트의 개방에 의거하여, 상기 작업자가 상기 공유 영역에 존재하는 것을 검지하는, 공유 영역으로의 출입 관리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    오로지 상기 로봇이 작업을 실시하는 공간인 로봇 영역과 상기 공유 영역의 경계를 통과하는 물체를 검출하는 통과 검출 센서를 더 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 작업자가 상기 공유 영역에 존재하고 있을 때, 상기 통과 검출 센서에 의해서 상기 로봇 영역과 상기 공유 영역의 경계를 통과하는 물체가 검출되면, 상기 로봇에 정지 신호를 전송하는, 공유 영역으로의 출입 관리 시스템.
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