移動ロボットの安全装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動ロボットを所定の作業位置へ移動させその作業位置に停止させながら、ロボットアームによる作業を行なわせるようにしたシステムに用いられる移動ロボットに組込まれる安全装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】近年、例えば自動車用部品の組立製造ライン等においては、無人搬送台車にロボットアームを搭載して構成される複数台の移動ロボットを、ラインに設けられた複数の設備の前の作業位置間を移動させながら作業を行なわせるようにしたシステムが採用されてきている。このようなシステムでは、例えば移動ロボットと作業者とが安全柵なしで共存して作業を行なう場合等の安全性を確保するために、移動ロボットに安全装置を設けることが行なわれており、例えば本出願人の先の出願に係る特願平９−３００２５２号公報に示されたものが知られている。
【０００３】このものは、図８に示すように、移動ロボット１の搬送台車２の前後に各１個、左右に各２個の赤外線センサ等の障害物センサ３を設け、例えば移動ロボット１が設備４の前の作業位置で停止し、ロボットアーム５により作業を行なっているときに、それら障害物センサ３の検知エリアＡ内に作業者や他の移動ロボットが侵入すると、ロボットアーム５を停止させるようになっている。尚、この作業時には、設備４側にロボットアーム５を伸ばしてワークを受取る等の必要があるため、予めプログラムにより、設備４側を向く障害物センサ３はオフされるようになっている。
【０００４】ところで、上記した安全装置にあっては、障害物センサ３の検知エリアＡをある程度の範囲で確保する必要があり、作業中の移動ロボット１に他の移動ロボットが近付いた場合でも、その検知エリアＡに侵入することによってロボットアーム５の作業が停止されてしまうことになる。このため、安全性に問題がない場合でも、移動ロボット１同士をある程度の間隔（例えば５００mm以上）離しておかなければならず、言い換えれば、複数の作業位置（設備４）をある程度の間隔を離して配置する必要があり、ひいては、ライン全体の省スペース化を十分に図り得ないものとなっていた。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、人に対する安全性を確保しながらも、作業位置の間隔を狭めることを可能とする移動ロボットの安全装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の移動ロボットの安全装置は、移動ロボットの周囲多方向に検知エリアが設定される障害物センサを設け、その障害物センサの検知に基づきアーム制御手段によってロボットアームの安全確保動作を実行させるようにしたものにあって、障害物センサにより検知された障害物が自分の作業位置に近接する作業位置にて作業を行なう他の移動ロボット等の作業機械であるかどうかを判断する判断手段を設けると共に、この判断手段により他の作業機械の近接作業が判断されたときには近接作業する他の作業機械側に検知エリアを有する障害物センサの無効化あるいはその検知エリアの縮小を行なうセンサ制御手段を設け、さらに、前記他の作業機械との間での信号の送受信が可能な通信手段を設けて、該他の作業機械の近接作業中において、障害物センサにより障害物が検知されたときに障害物侵入信号を送信するように構成すると共に、近接作業中の他の作業機械から障害物侵入信号を受信したときにも、アーム制御手段による安全確保動作が実行されるようにした構成に特徴を有するものである。
【０００７】これによれば、移動ロボットの周囲に障害物が近付いたときには、障害物センサの検知に基づきロボットアームの安全確保動作が実行される。これにより、作業者が共存作業するような場合の人に対する安全性を確保することができる。このとき、障害物センサの検知エリアに障害物が侵入したときには、その障害物が近接作業を行なう他の作業機械かどうかが、判断手段により判断される。そして、障害物が近接作業する他の作業機械であるときには、センサ制御手段により、他の作業機械側に検知エリアを有する障害物センサが無効化あるいはその検知エリアが縮小される。
【０００８】従って、自分の作業位置に近接する作業位置に他の作業機械が近接作業を行なうときには、相互間の検知エリアがなくなるあるいは縮小されるので、移動ロボット同士が接近状態にあっても、相互に検知エリアに侵入し合うことがなくなり、ロボットアームによる作業を互いに阻害されることなく行なうことが可能となる。この結果、人に対する安全性を確保しながらも、作業位置の間隔を狭めることが可能となる。さらに、他の作業機械の近接作業中においては、障害物センサにより障害物が検知されたときに、自らの安全確保動作が実行されることに加え通信手段により他の作業機械に障害物侵入信号を送信し、また他の作業機械から障害物侵入信号を受信したときにも、安全確保動作が実行されるので、近接作業を行なっている複数台の移動ロボット（作業機械）がひとつのいわば移動ロボット群と見なされ、その移動ロボット群の周囲に設定される検知エリアのどこかに障害物が侵入したときに、その移動ロボット群の全ての移動ロボットにおいて安全確保動作が実行されるようになり、安全性をより一層高めることができる。
【０００９】本発明の請求項６の移動ロボットの安全装置は、移動ロボットの周囲多方向に設定された複数の検知エリア内への障害物の侵入を夫々検知する複数個の障害物センサと、これら障害物センサを個々に無効化あるいはその検知エリアの縮小を行なうことが可能なセンサ制御手段と、いずれかの障害物センサにより障害物が検知されているときにロボットアームの安全確保動作を実行させるアーム制御手段と、障害物センサにより検知された障害物が、自分の作業位置に近接する作業位置にて作業を行なう他の移動ロボットであるかどうかを判断する判断手段とを具備すると共に、判断手段により他の移動ロボットの近接作業が判断されたときに、センサ制御手段が、近接作業する他の移動ロボット側に検知エリアを有する障害物センサのみを無効化あるいはその検知エリアを縮小することにより、近接作業する２台の移動ロボットがひとつの群とみなされ、その群の周囲に検知エリアが設定されるように構成されているところに特徴を有する。
【００１０】
【００１１】上記した請求項１、６の移動ロボットの安全装置にあって、障害物センサにより検知された障害物が他の作業機械（移動ロボット）であるかどうかを判断するためのより具体的な構成として、他の作業機械（移動ロボット）との間での信号の送受信が可能な通信手段を設け、障害物センサにより障害物が検知されたときに障害物検知信号を送信するように構成すると共に、判断手段を、他の作業機械（移動ロボット）からの障害物検知信号を受信したときに近接作業であると判断するように構成することができる（請求項２、７の発明）。
【００１２】これによれば、自分の作業位置に近接する作業位置に他の作業機械（移動ロボット）が近接作業を行なうときには、一旦ロボットアームの安全確保動作が実行されると共に、障害物検知信号の送信が行なわれるが、このとき、他の作業機械からの障害物検知信号を受信することにより、いわば近接作業を通信によって相互に確認し合うことができ、これに基づいて確実に他の作業機械（移動ロボット）側の障害物センサの無効化あるいは検知エリアの縮小が行なわれて、ロボットアームによる作業が開始（再開）されることになる。
【００１３】またこのとき、前記障害物検知信号に自分の作業位置を示す信号を含ませると共に、判断手段を、その障害物検知信号の作業位置信号が、自分の作業位置に近接する作業位置を示すものであったときに、近接作業を判断するように構成すれば（請求項３、８の発明）、例えば離れた作業位置にいる他の作業機械（移動ロボット）から障害物検知信号を偶然に受信した場合等における誤判断を未然に防止することができ、より一層確実に近接作業を相互に確認し合うことができるようになる。
【００１４】また、このとき、障害物センサの検知エリアを、他の作業機械（移動ロボット）の近接作業中において、該他の作業機械（移動ロボット）の障害物センサの検知エリアと一部がオーバーラップするように構成することができ（請求項４、９の発明）、これにより、近接作業を行なっている複数台の移動ロボット（作業機械）からなる移動ロボット群の周囲に、検知エリアの間隙が生ずることを防止でき、安全性を高めることができる。
【００１５】さらに、他の作業機械（移動ロボット）との間での信号の送受信が可能な通信手段を備えるものにあっては、近接作業中の他の作業機械（移動ロボット）から離脱する際に離脱信号を送信するように構成すると共に、センサ制御手段を、近接作業中の他の作業機械（移動ロボット）からの離脱時及び他の作業機械（移動ロボット）から離脱信号を受信したときに、障害物センサの検知エリアを元の状態に戻すように構成することもできる（請求項５、１０の発明）。これによれば、近接作業の状態が解消されたときに、速やかに障害物センサの検知エリアを元に戻すことができ、安全性を確保することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について、図１ないし図７を参照しながら説明する。尚、この実施例では、２台の移動ロボットが近接作業を行なう場合を具体例としている。図３及び図４は、本実施例に係る移動ロボット１１の構成を概略的に示しており、この移動ロボット１１は、無人搬送台車（ＡＧＶ）１２上に、ロボットアーム１３を搭載して構成されている。
【００１７】前記無人搬送台車１２（以下単に「搬送台車１２」と略称する）は、上面を作業台としたほぼ矩形箱状の本体の底部に、走行用の車輪１４を有して構成されている。この車輪１４は、図示しない駆動モータ、ステアリングモータ、電源となるバッテリ等と共に移動機構を構成し、この移動機構は、図３に示す走行用コントローラ１５により制御されるようになっている。
【００１８】一方、前記ロボットアーム１３（以下単に「アーム１３」と略称する）は、例えば多関節形ロボットからなり、その先端に設けられたハンド１６により、図示しないワークを把持して、該ワークの積み降ろし等の作業を行なうようになっている。このアーム１３（及びハンド１６）は、図３に示すアーム用コントローラ１７により制御されるようになっている。
【００１９】ここで、前記移動ロボット１１が稼働される組立製造ラインは、図５，図７に一部のみ示すように、移動ロボット１１が移動する走行路に沿って複数の設備１８，１９（２つのみ図示）を備えて構成されており、各設備１８，１９の前部が夫々移動ロボット１１の作業位置ａ，ｂとされている。この場合、設備１８，１９（作業位置ａ，ｂ）は近接して配置されている。
【００２０】また、前記各設備１８，１９の側部には、安全確保が必要な領域に位置して、作業者が侵入した（足で踏んだ）ことを検知するマットスイッチ（安全マット）２０が設けられている（便宜上斜線を付して示す）。詳しい説明は省略するが、このマットスイッチ２０がオンすると、前記各設備１８，１９から後述する通信機能を利用して移動ロボット１１に対して人侵入信号が送信されるようになっている。
【００２１】そして、図示はしないが、前記走行路には、例えばガイドテープからなる誘導ラインが敷設され、さらに、各作業位置ａ，ｂを示すノードマークが設けられている。前記移動ロボット１１（走行用コントローラ１５）は、誘導ラインに沿って移動し、ノードマークの検出に基づいて所定の作業位置に停止するようになっている。尚、複数台この場合２台の移動ロボット１１を区別する必要があるときには、以下、符号１１の後に（Ａ），（Ｂ）を付して区別することとする。
【００２２】さて、前記搬送台車１２の側壁部には、前記アーム１３の周囲の障害物（人や他の移動ロボット１１等）を検知するための障害物センサ２１が設けられる。この障害物センサ２１は、非接触形の物体検知センサ例えば赤外線センサからなり、図４等に示すように、搬送台車１２の進行方向（図４で左右方向）前後に各１個、左右に各２個の合計６個が設けられている。
【００２３】これら障害物センサ２１は、斜め上方を指向して設けられ、図４に示すように、移動ロボット１１の周囲に前記アーム１３の動作領域の高さに対応する検知エリアＡを設定し、その検知エリアＡ内に侵入した障害物を検知するようになっている。全ての障害物センサ２１がオンされた状態では、検知エリアＡが移動ロボット１１の周囲全体をカバーするようになっている。
【００２４】さらに、前記搬送台車１２には、上面の前後部に位置して通信手段たる通信機２２が設けられている。この通信機２２は、他の移動ロボット１１との間で、例えば光（赤外線）よる信号の送受信を行なうことが可能とされ、後述するように、障害物検知信号や、作業位置信号、障害物侵入信号、離脱信号などの信号のやり取りを行なうようになっている。尚、この通信機２２は、前記マットスイッチ２０の検知に基づく前記設備１８，１９からの人侵入信号も受信するようになっている。
【００２５】これに対し、図３に示すように、前記搬送台車１２内には、各機構を制御するための制御装置２３が設けられている。この制御装置２３は、マイコン等からなる演算処理部２４と、入出力ポート部２５とを備えて構成されている。この制御装置２３は、作業内容（どの設備（作業位置）でどのような作業を行なうか）を示す作業プログラムに基づいて、前記走行用コントローラ１５及びアーム用コントローラ１７に制御信号を与え、もって複数の作業位置間を移動させ各作業位置に停止させながら、前記アーム１３による作業を行なわせるようになっている。この場合、制御装置２３には、各設備（作業位置）の位置を示す地図データ等の必要なデータが記憶され、どの作業位置が近接作業位置となっているかが判るようになっている。
【００２６】また、この制御装置２３は、前記各障害物センサ２１の有効及び無効（電源のオン，オフ）を個々に制御するようになっていると共に、有効とされた障害物センサ２１からの検知信号が入力されるようになっている。この場合、図５に示すように、移動ロボット１１が設備の前に停止して作業を行なう際には、設備１８，１９側を向く障害物センサ２１に関しては無効化（電源オフ）されるようになっている。さらには、この制御装置２３は、後述するように、前記通信機２２による信号の送信を制御すると共に、通信機２２の受信信号が入力されるようになっている。
【００２７】このとき、後の作用説明でも述べるように、制御装置２３は、そのソフトウエア構成により、障害物センサ２１の検知に基づいて以下のような制御を行なうようになっている。即ち、移動ロボット１１が所定の作業位置に停止してアーム１３による作業を行なっている通常作業モードにおいては、設備１８，１９側を除く４個の障害物センサ２１がオン（有効化）され、そのうちいずれかが検知エリアＡ内への障害物の侵入を検知したときに、アーム１３に安全確保動作を行なわせるこの場合一時停止させるようになっている。検知エリアＡから障害物がいなくなれば、作業を再開させる。
【００２８】また、これと共に、制御装置２３は、障害物センサ２１が検知エリアＡ内への障害物の侵入を検知したときに、その障害物が、自分の作業位置に近接する作業位置にて作業を行なう他の移動ロボット１１であるかどうかを判断する。より具体的には、障害物センサ２１により障害物が検知されたときには、制御装置２３は、前記通信機２２により、障害物を検知した旨の障害物検知信号を、自分の作業位置を示す作業位置信号と併せて送信するようになっており、これと共に、他の移動ロボット１１からの障害物検知信号を受信し、その作業位置信号が近接する作業位置を示すものであるときに、他の移動ロボット１１の近接作業であると判断するのである。
【００２９】そして、他の移動ロボット１１の近接作業と判断されたときには、障害物センサ２１に基づく制御モードが、通常作業モードから近接作業モードに変更され、近接作業する他の移動ロボット１１側（近接する作業位置側）の障害物センサ２１をこの場合無効化（電源オフ）するようになっている。従って、この制御装置２３が、アーム制御手段、判断手段、センサ制御手段として機能するのである。尚、このとき、図７にハッチングを付し且つ符号Ｂで示したように、他の移動ロボット１１の近接作業中においては、移動ロボット１１の障害物センサ２１の検知エリアＡは、該他の移動ロボット１１の障害物センサ２１の検知エリアＡと一部がオーバーラップするように構成されている。
【００３０】前記近接作業モードにおいては、制御装置２３は、３個の障害物センサ２１のうちいずれかの検知エリアＡ内への障害物の侵入を検知したときに、アーム１３を一時停止させるようになっていると共に、近接作業を行なう他の移動ロボット１１に対し、障害物侵入信号を送信するようになっている。また、近接作業を行なっている他の移動ロボット１からの障害物侵入信号を受信した際にも、アーム１３を一時停止させるようになっている。
【００３１】さらには、この近接作業に係る作業が終了し、移動を行なう際には、制御装置２３は、離脱信号を送信すると共に、障害物センサ２１の検知エリアＡを通常作業モードの状態に戻すようになっている。尚、図示及び詳しい説明を省略するが、この移動ロボット１１（搬送台車１２）には、移動時における移動方向前方の障害物を検知するための走行用障害物センサも設けられており、前記制御装置２３は、移動ロボット１１の移動時において、その走行用障害物センサが障害物を検知したときに、走行を一時停止させるように構成されている。
【００３２】次に、上記構成の作用について、図１及び図２、並びに図５ないし図７も参照して述べる。ここでは、図５ないし図７に示すように、近接する作業位置ａ，ｂ（設備１８，１９）において、移動ロボット１１（Ａ）に対して他の作業機械たる移動ロボット１１（Ｂ）が近接作業を行なう場合を具体例としてあげながら説明する。図１及び図２のフローチャートは、移動ロボット１１が設備にて作業を行なう際の、制御装置２３が実行する障害物検知に関連する部分の制御手順を示しており、このうち、図１のフローチャートは、通常作業モードにおける制御手順を示している。
【００３３】即ち、作業位置に停止してアーム１３による作業を行なうにあたり、まず設備側を除く４個の障害物センサ２１の電源がオンされる（ステップＳ１）。その後は、障害物センサ２１の信号が常に監視され（ステップＳ２）、障害物の侵入の検知がないことを条件に（ステップＳ２にてＮｏ）、アーム１３による作業が実行されるのである（ステップＳ３）。図５の例では、作業位置ａ（設備１８）に移動ロボット１１（Ａ）が停止された状態では、移動ロボット１１（Ａ）の周囲に設備１８側を除いて検知エリアＡが設定され、検知エリアＡ内に障害物の侵入がない限り、アーム１３による作業（設備１８との間でのワークの積み降ろし等）が実行されるのである。
【００３４】そして、検知エリアＡ内への障害物の侵入が検知されると（ステップＳ２にてＹｅｓ）、アーム１３が停止される安全確保動作が実行される（ステップＳ４）。引続き、通信機２２により、障害物検知信号を自分の作業位置を示す作業位置信号と併せて送信する（ステップＳ５）。さらに、他の移動ロボット１１から障害物検知信号の受信がないかどうかが判断され（ステップＳ６）、受信があった場合には（ステップＳ６にてＹｅｓ）、次いで受信した作業位置信号が示す作業位置が、自分の作業位置に近接するものであるかが判断されるようになっている（ステップＳ７）。
【００３５】障害物検知信号の受信がない場合（ステップＳ６にてＮｏ）、あるいは作業位置信号が近接するものでない場合（ステップＳ７にてＮｏ）には、検知された障害物が近接作業を行なう他の移動ロボット１１ではない（例えば人など）であると判断され、ステップＳ２に戻る。これに対し、他の移動ロボット１１の近接作業であると判断されたときには（ステップＳ７にてＹｅｓ）、近接作業モードに切替えられるのである（ステップＳ８）。
【００３６】図５の例では、今、移動ロボット１１（Ａ）が作業を行なっている際に、例えば作業者が検知エリアＡ内に侵入すると、アーム１３の作業が一時停止され、安全性が確保されるのである。尚、詳しい説明は省略するが、作業者が、マットスイッチ２０上に侵入した場合にも、アーム１３の作業が一時停止されるようになっている。
【００３７】ここで、図５に示すように移動ロボット１１（Ａ）が作業位置ａ（設備１８）にて作業を行なっているときに、他の移動ロボット１１（Ｂ）が、図で左方から移動してきて、それとは近接した作業位置ｂ（設備１９）に停止しそこで作業（近接作業）を行なう場合を考える。図６に示すように、他の移動ロボット１１（Ｂ）が作業位置ｂ（設備１９）に停止すると、移動ロボット１１（Ａ）の検知エリアＡ内に侵入することになる。これと同時に、移動ロボット１１（Ｂ）の検知エリアＡ内に移動ロボット１１（Ａ）が侵入することになり、互いに検知エリアＡ内に侵入し合うことになる。
【００３８】すると、移動ロボット１１（Ａ）においては、アーム１３の作業が一時停止されると共に、障害物検知信号が作業位置信号（作業位置ａ）と共に送信され（ステップＳ５）、その信号を移動ロボット１１（Ｂ）が受信するようになる。また、移動ロボット１１（Ｂ）においても、同様に障害物検知信号が作業位置信号（作業位置ｂ）と共に送信され、移動ロボット１１（Ａ）はその信号を受信することになる（ステップＳ６）。
【００３９】そして、移動ロボット１１（Ａ）は、受信した作業位置信号が、自分の作業位置ａに近接する作業位置ｂを示すものであるため、近接作業と判断するのである（ステップＳ７）。また、移動ロボット１１（Ｂ）側においても、同様に受信した作業位置信号が、自分の作業位置ｂに近接する作業位置ａを示すものであるため、近接作業と判断する。これにて、近接作業を行なう移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）は共に、いわば近接作業を相互に確認し合うことができ、接近作業モードに切替えられるのである（ステップＳ８）。
【００４０】図２のフローチャートは、近接作業モードにおける制御手順を示している。即ち、この接近作業モードが開始されると、まず、有効となる障害物センサ２１の変更、つまり近接作業する他の移動ロボット１１側を向く障害物センサ２１の無効化がなされる（ステップＳ１１）。図７の具体例では、移動ロボット１１（Ａ）にあっては、図で左側の障害物センサ２１が無効化（電源オフ）され、移動ロボット１１（Ｂ）にあっては、図で右側の障害物センサ２１が無効化されることになる。
【００４１】これにて、移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）間で互いに干渉していた部分の検知エリアＡがなくなることになり、移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）が接近状態にあっても、相互に検知エリアＡに侵入し合うことがなくなり、アーム１３による作業を互いに阻害されることなく行なうことが可能となるのである。また、この状態では、近接作業を行なっている２台の移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）がひとつのいわば移動ロボット群と見なされ、その移動ロボット群の周囲に検知エリアＡが設定されるようになり、このとき、移動ロボット１１（Ａ）の検知エリアＡと，移動ロボット１１（Ｂ）の検知エリアＡとが、一部のオーバーラップ部Ｂを介して隙間なくつながる状態とされるようになっている。
【００４２】この接近作業モードでは、常に、近接作業中の他の移動ロボット１１からの離脱信号（後述する）の受信がないかどうかが監視され（ステップＳ１２）、また、障害物センサ２１の信号が常に監視され（ステップＳ１３）、更には、近接作業中の他の移動ロボット１１からの障害物侵入信号の受信がないかどうかが常に監視される（ステップＳ１４）。離脱信号の受信がなく（ステップＳ１２にてＮｏ）、且つ、障害物の検知がなく（ステップＳ１３にてＮｏ）、且つ、障害物侵入信号の受信がない（ステップＳ１４にてＮｏ）ことを条件に、アーム１３による作業が実行されるのである（ステップＳ１５）。
【００４３】これに対し、障害物センサ２１により検知エリアＡ内への障害物の侵入が検知されると（ステップＳ１３にてＹｅｓ）、通信機２２により、近接作業中の他の移動ロボット１１に対して、障害物侵入信号が送信される（ステップＳ１６）と共に、アーム１３が一時停止されるのである（ステップＳ１７）。また、近接作業中の他の移動ロボット１１からの障害物侵入信号を受信したときにも（ステップＳ１４にてＹｅｓ）、アーム１３が一時停止される（ステップＳ１７）。障害物が検知エリアＡから離れれば、アーム１３による作業が続行される。
【００４４】ここで、図７の具体例において、今、図に矢印Ｃで示すように、移動ロボット１１（Ａ）の検知エリアＡに作業者が侵入した場合を考えると、移動ロボット１１（Ａ）は、障害物センサ２１の検知に基づいて、移動ロボット１１（Ｂ）に対して障害物侵入信号を送信すると共に、自らのアーム１３を停止させる。また、移動ロボット１１（Ｂ）側においては、障害物侵入信号を受信することに基づいてやはりアーム１３を停止させる。
【００４５】これにて、近接作業を行なっている２台の移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）の周囲に隙間なく設定される検知エリアＡのうちのどこに障害物が侵入しても、２台の移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）は共にアーム１３を停止させる安全確保動作を実行するのである。これにより、例えば移動ロボット１１（Ａ）の検知エリアＡである矢印Ｃの位置に侵入した作業者が、移動ロボット１１（Ｂ）のアーム１３の動作範囲に手が届いてしまう場合があるということに伴う不具合が解消され、安全性をより一層高めることができるのである。
【００４６】また、このフローチャートには示されていないが、移動ロボット１１は、近接作業に係る作業が終了し、近接する他の移動ロボット１１から離れる方向に移動する際には、近接する他の移動ロボット１１に離脱信号を送信すると共に、自らの障害物センサ２１の検知エリアＡを通常作業モードの状態に戻すようになっている。そして、移動ロボット１１は、近接する他の移動ロボット１１から離脱信号を受信した際にも（ステップＳ１２にてＹｅｓ）、障害物センサ２１の検知エリアＡを通常作業モードの状態に戻し（ステップＳ１８）、通常作業モードに移行するようになっている。
【００４７】従って、図７の例で、例えば移動ロボット１１（Ｂ）が作業が終了し左方へ移動する際には、自らの障害物センサ２１の検知エリアＡを通常作業モードの状態に戻す（図６参照）と共に、移動ロボット１１（Ａ）に対し、離脱信号を送信する。移動ロボット１１（Ａ）側では、離脱信号を受信することに基づいて、障害物センサ２１の検知エリアＡを通常作業モードの状態に戻し（図５，図６参照）、上述の通常作業モードに戻されるのである。
【００４８】このように本実施例によれば、障害物センサ２１により検知された障害物が近接作業を行なう他の移動ロボット１１かどうかを判断し、近接作業する他の移動ロボット１１であるときには他の移動ロボット１１側の障害物センサ２１を無効化して、アーム１３による作業を互いに阻害されることなく行なうことを可能としたので、作業者が共存作業するような場合の人に対する安全性を確保しながらも、移動ロボット１１同士間の間隔、つまり作業位置ａ，ｂの間隔を狭めることを可能とすることができる。
【００４９】この結果、ライン全体の省スペース化を十分に図ることができ、ひいては、このラインの省スペース化により、移動ロボット１１の移動距離つまり移動時間の短縮化を図ることができ、作業の効率化にもつながるのである。ちなみに、従来では、移動ロボット１同士の間隔が５００mm以上必要であったものが、この実施例では、移動ロボット１１同士の間隔を３０mmまで接近させることができ、２８％ものライン全体の省スペース化を図ることができたのである。
【００５０】そして、特に本実施例では、移動ロボット１１に通信機２２を設け通信によって相互に近接作業を確認し合う構成としたので、近接作業の判断をより確実に行なうことができる。また、近接作業を行なっている２台の移動ロボット１１をいわば１つの移動ロボット群と見なし、その移動ロボット群の周囲に設定される検知エリアＡのどこかに障害物が侵入したときに、その２台の移動ロボット１１のアーム１３を共に停止させるようにしたので、安全性をより一層高めることができる。さらには、近接作業の状態が解消されたときに、速やかに障害物センサ２１の検知エリアＡを元に戻すことができ、安全性を確保することができるものである。
【００５１】尚、上記実施例では、２台の移動ロボットの近接作業を具体例としたあげたが、３台以上の移動ロボットが近接作業を行なう場合にも本発明を適用することができる。また、移動ロボット同士の近接作業に限らず、移動ロボットと他の作業機械例えばＡＧＶや固定ロボットとの間の近接作業にも本発明を適用することができる。また、上記実施例では、近接作業時に、相手側に位置する障害物センサ２１を無効化するようにしたが、検知エリアを縮小するようにしても良い。
【００５２】その他、障害物センサとしては、赤外線センサに限らず、超音波センサなどを採用しても良く、接触式のセンサを用いても良い。また、通信機としても、赤外線（光）通信機に限らず、特定省電力無線機等を用いても良い。さらには、ロボットアームの安全確保動作としても、停止することに限らず、動作速度を低速としたり、所定の退避位置に移動させたりしても良いなど、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、通常作業モードにおける制御手順を示すフローチャート
【図２】近接作業モードにおける制御手順を示すフローチャート
【図３】移動ロボットの全体構成を概略的に示す図
【図４】障害物センサの検知エリアを示す正面図（ａ）及び平面図（ｂ）
【図５】１台の移動ロボットの作業時の様子を示す平面図
【図６】移動ロボットに他の移動ロボットが近接した様子を示す正面図
【図７】２台の移動ロボットの近接作業モードにおける様子を示す平面図
【図８】従来例を示す図５相当図
【符号の説明】
図面中、１１は移動ロボット、１２は無人搬送台車、１３はロボットアーム、１８，１９は設備、２１は障害物センサ、２２は通信機（通信手段）、２３は制御装置（アーム制御手段，判断手段，センサ制御手段）、Ａは検知エリア、Ｂはオーバーラップ部、ａ，ｂは作業位置を示す。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動ロボットを所定の作業位置へ移動させその作業位置に停止させながら、ロボットアームによる作業を行なわせるようにしたシステムに用いられる移動ロボットに組込まれる安全装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】近年、例えば自動車用部品の組立製造ライン等においては、無人搬送台車にロボットアームを搭載して構成される複数台の移動ロボットを、ラインに設けられた複数の設備の前の作業位置間を移動させながら作業を行なわせるようにしたシステムが採用されてきている。このようなシステムでは、例えば移動ロボットと作業者とが安全柵なしで共存して作業を行なう場合等の安全性を確保するために、移動ロボットに安全装置を設けることが行なわれており、例えば本出願人の先の出願に係る特願平９−３００２５２号公報に示されたものが知られている。
【０００３】このものは、図８に示すように、移動ロボット１の搬送台車２の前後に各１個、左右に各２個の赤外線センサ等の障害物センサ３を設け、例えば移動ロボット１が設備４の前の作業位置で停止し、ロボットアーム５により作業を行なっているときに、それら障害物センサ３の検知エリアＡ内に作業者や他の移動ロボットが侵入すると、ロボットアーム５を停止させるようになっている。尚、この作業時には、設備４側にロボットアーム５を伸ばしてワークを受取る等の必要があるため、予めプログラムにより、設備４側を向く障害物センサ３はオフされるようになっている。
【０００４】ところで、上記した安全装置にあっては、障害物センサ３の検知エリアＡをある程度の範囲で確保する必要があり、作業中の移動ロボット１に他の移動ロボットが近付いた場合でも、その検知エリアＡに侵入することによってロボットアーム５の作業が停止されてしまうことになる。このため、安全性に問題がない場合でも、移動ロボット１同士をある程度の間隔（例えば５００mm以上）離しておかなければならず、言い換えれば、複数の作業位置（設備４）をある程度の間隔を離して配置する必要があり、ひいては、ライン全体の省スペース化を十分に図り得ないものとなっていた。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、人に対する安全性を確保しながらも、作業位置の間隔を狭めることを可能とする移動ロボットの安全装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の移動ロボットの安全装置は、移動ロボットの周囲多方向に検知エリアが設定される障害物センサを設け、その障害物センサの検知に基づきアーム制御手段によってロボットアームの安全確保動作を実行させるようにしたものにあって、障害物センサにより検知された障害物が自分の作業位置に近接する作業位置にて作業を行なう他の移動ロボット等の作業機械であるかどうかを判断する判断手段を設けると共に、この判断手段により他の作業機械の近接作業が判断されたときには近接作業する他の作業機械側に検知エリアを有する障害物センサの無効化あるいはその検知エリアの縮小を行なうセンサ制御手段を設け、さらに、前記他の作業機械との間での信号の送受信が可能な通信手段を設けて、該他の作業機械の近接作業中において、障害物センサにより障害物が検知されたときに障害物侵入信号を送信するように構成すると共に、近接作業中の他の作業機械から障害物侵入信号を受信したときにも、アーム制御手段による安全確保動作が実行されるようにした構成に特徴を有するものである。
【０００７】これによれば、移動ロボットの周囲に障害物が近付いたときには、障害物センサの検知に基づきロボットアームの安全確保動作が実行される。これにより、作業者が共存作業するような場合の人に対する安全性を確保することができる。このとき、障害物センサの検知エリアに障害物が侵入したときには、その障害物が近接作業を行なう他の作業機械かどうかが、判断手段により判断される。そして、障害物が近接作業する他の作業機械であるときには、センサ制御手段により、他の作業機械側に検知エリアを有する障害物センサが無効化あるいはその検知エリアが縮小される。
【０００８】従って、自分の作業位置に近接する作業位置に他の作業機械が近接作業を行なうときには、相互間の検知エリアがなくなるあるいは縮小されるので、移動ロボット同士が接近状態にあっても、相互に検知エリアに侵入し合うことがなくなり、ロボットアームによる作業を互いに阻害されることなく行なうことが可能となる。この結果、人に対する安全性を確保しながらも、作業位置の間隔を狭めることが可能となる。さらに、他の作業機械の近接作業中においては、障害物センサにより障害物が検知されたときに、自らの安全確保動作が実行されることに加え通信手段により他の作業機械に障害物侵入信号を送信し、また他の作業機械から障害物侵入信号を受信したときにも、安全確保動作が実行されるので、近接作業を行なっている複数台の移動ロボット（作業機械）がひとつのいわば移動ロボット群と見なされ、その移動ロボット群の周囲に設定される検知エリアのどこかに障害物が侵入したときに、その移動ロボット群の全ての移動ロボットにおいて安全確保動作が実行されるようになり、安全性をより一層高めることができる。
【０００９】本発明の請求項６の移動ロボットの安全装置は、移動ロボットの周囲多方向に設定された複数の検知エリア内への障害物の侵入を夫々検知する複数個の障害物センサと、これら障害物センサを個々に無効化あるいはその検知エリアの縮小を行なうことが可能なセンサ制御手段と、いずれかの障害物センサにより障害物が検知されているときにロボットアームの安全確保動作を実行させるアーム制御手段と、障害物センサにより検知された障害物が、自分の作業位置に近接する作業位置にて作業を行なう他の移動ロボットであるかどうかを判断する判断手段とを具備すると共に、判断手段により他の移動ロボットの近接作業が判断されたときに、センサ制御手段が、近接作業する他の移動ロボット側に検知エリアを有する障害物センサのみを無効化あるいはその検知エリアを縮小することにより、近接作業する２台の移動ロボットがひとつの群とみなされ、その群の周囲に検知エリアが設定されるように構成されているところに特徴を有する。
【００１０】
【００１１】上記した請求項１、６の移動ロボットの安全装置にあって、障害物センサにより検知された障害物が他の作業機械（移動ロボット）であるかどうかを判断するためのより具体的な構成として、他の作業機械（移動ロボット）との間での信号の送受信が可能な通信手段を設け、障害物センサにより障害物が検知されたときに障害物検知信号を送信するように構成すると共に、判断手段を、他の作業機械（移動ロボット）からの障害物検知信号を受信したときに近接作業であると判断するように構成することができる（請求項２、７の発明）。
【００１２】これによれば、自分の作業位置に近接する作業位置に他の作業機械（移動ロボット）が近接作業を行なうときには、一旦ロボットアームの安全確保動作が実行されると共に、障害物検知信号の送信が行なわれるが、このとき、他の作業機械からの障害物検知信号を受信することにより、いわば近接作業を通信によって相互に確認し合うことができ、これに基づいて確実に他の作業機械（移動ロボット）側の障害物センサの無効化あるいは検知エリアの縮小が行なわれて、ロボットアームによる作業が開始（再開）されることになる。
【００１３】またこのとき、前記障害物検知信号に自分の作業位置を示す信号を含ませると共に、判断手段を、その障害物検知信号の作業位置信号が、自分の作業位置に近接する作業位置を示すものであったときに、近接作業を判断するように構成すれば（請求項３、８の発明）、例えば離れた作業位置にいる他の作業機械（移動ロボット）から障害物検知信号を偶然に受信した場合等における誤判断を未然に防止することができ、より一層確実に近接作業を相互に確認し合うことができるようになる。
【００１４】また、このとき、障害物センサの検知エリアを、他の作業機械（移動ロボット）の近接作業中において、該他の作業機械（移動ロボット）の障害物センサの検知エリアと一部がオーバーラップするように構成することができ（請求項４、９の発明）、これにより、近接作業を行なっている複数台の移動ロボット（作業機械）からなる移動ロボット群の周囲に、検知エリアの間隙が生ずることを防止でき、安全性を高めることができる。
【００１５】さらに、他の作業機械（移動ロボット）との間での信号の送受信が可能な通信手段を備えるものにあっては、近接作業中の他の作業機械（移動ロボット）から離脱する際に離脱信号を送信するように構成すると共に、センサ制御手段を、近接作業中の他の作業機械（移動ロボット）からの離脱時及び他の作業機械（移動ロボット）から離脱信号を受信したときに、障害物センサの検知エリアを元の状態に戻すように構成することもできる（請求項５、１０の発明）。これによれば、近接作業の状態が解消されたときに、速やかに障害物センサの検知エリアを元に戻すことができ、安全性を確保することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について、図１ないし図７を参照しながら説明する。尚、この実施例では、２台の移動ロボットが近接作業を行なう場合を具体例としている。図３及び図４は、本実施例に係る移動ロボット１１の構成を概略的に示しており、この移動ロボット１１は、無人搬送台車（ＡＧＶ）１２上に、ロボットアーム１３を搭載して構成されている。
【００１７】前記無人搬送台車１２（以下単に「搬送台車１２」と略称する）は、上面を作業台としたほぼ矩形箱状の本体の底部に、走行用の車輪１４を有して構成されている。この車輪１４は、図示しない駆動モータ、ステアリングモータ、電源となるバッテリ等と共に移動機構を構成し、この移動機構は、図３に示す走行用コントローラ１５により制御されるようになっている。
【００１８】一方、前記ロボットアーム１３（以下単に「アーム１３」と略称する）は、例えば多関節形ロボットからなり、その先端に設けられたハンド１６により、図示しないワークを把持して、該ワークの積み降ろし等の作業を行なうようになっている。このアーム１３（及びハンド１６）は、図３に示すアーム用コントローラ１７により制御されるようになっている。
【００１９】ここで、前記移動ロボット１１が稼働される組立製造ラインは、図５，図７に一部のみ示すように、移動ロボット１１が移動する走行路に沿って複数の設備１８，１９（２つのみ図示）を備えて構成されており、各設備１８，１９の前部が夫々移動ロボット１１の作業位置ａ，ｂとされている。この場合、設備１８，１９（作業位置ａ，ｂ）は近接して配置されている。
【００２０】また、前記各設備１８，１９の側部には、安全確保が必要な領域に位置して、作業者が侵入した（足で踏んだ）ことを検知するマットスイッチ（安全マット）２０が設けられている（便宜上斜線を付して示す）。詳しい説明は省略するが、このマットスイッチ２０がオンすると、前記各設備１８，１９から後述する通信機能を利用して移動ロボット１１に対して人侵入信号が送信されるようになっている。
【００２１】そして、図示はしないが、前記走行路には、例えばガイドテープからなる誘導ラインが敷設され、さらに、各作業位置ａ，ｂを示すノードマークが設けられている。前記移動ロボット１１（走行用コントローラ１５）は、誘導ラインに沿って移動し、ノードマークの検出に基づいて所定の作業位置に停止するようになっている。尚、複数台この場合２台の移動ロボット１１を区別する必要があるときには、以下、符号１１の後に（Ａ），（Ｂ）を付して区別することとする。
【００２２】さて、前記搬送台車１２の側壁部には、前記アーム１３の周囲の障害物（人や他の移動ロボット１１等）を検知するための障害物センサ２１が設けられる。この障害物センサ２１は、非接触形の物体検知センサ例えば赤外線センサからなり、図４等に示すように、搬送台車１２の進行方向（図４で左右方向）前後に各１個、左右に各２個の合計６個が設けられている。
【００２３】これら障害物センサ２１は、斜め上方を指向して設けられ、図４に示すように、移動ロボット１１の周囲に前記アーム１３の動作領域の高さに対応する検知エリアＡを設定し、その検知エリアＡ内に侵入した障害物を検知するようになっている。全ての障害物センサ２１がオンされた状態では、検知エリアＡが移動ロボット１１の周囲全体をカバーするようになっている。
【００２４】さらに、前記搬送台車１２には、上面の前後部に位置して通信手段たる通信機２２が設けられている。この通信機２２は、他の移動ロボット１１との間で、例えば光（赤外線）よる信号の送受信を行なうことが可能とされ、後述するように、障害物検知信号や、作業位置信号、障害物侵入信号、離脱信号などの信号のやり取りを行なうようになっている。尚、この通信機２２は、前記マットスイッチ２０の検知に基づく前記設備１８，１９からの人侵入信号も受信するようになっている。
【００２５】これに対し、図３に示すように、前記搬送台車１２内には、各機構を制御するための制御装置２３が設けられている。この制御装置２３は、マイコン等からなる演算処理部２４と、入出力ポート部２５とを備えて構成されている。この制御装置２３は、作業内容（どの設備（作業位置）でどのような作業を行なうか）を示す作業プログラムに基づいて、前記走行用コントローラ１５及びアーム用コントローラ１７に制御信号を与え、もって複数の作業位置間を移動させ各作業位置に停止させながら、前記アーム１３による作業を行なわせるようになっている。この場合、制御装置２３には、各設備（作業位置）の位置を示す地図データ等の必要なデータが記憶され、どの作業位置が近接作業位置となっているかが判るようになっている。
【００２６】また、この制御装置２３は、前記各障害物センサ２１の有効及び無効（電源のオン，オフ）を個々に制御するようになっていると共に、有効とされた障害物センサ２１からの検知信号が入力されるようになっている。この場合、図５に示すように、移動ロボット１１が設備の前に停止して作業を行なう際には、設備１８，１９側を向く障害物センサ２１に関しては無効化（電源オフ）されるようになっている。さらには、この制御装置２３は、後述するように、前記通信機２２による信号の送信を制御すると共に、通信機２２の受信信号が入力されるようになっている。
【００２７】このとき、後の作用説明でも述べるように、制御装置２３は、そのソフトウエア構成により、障害物センサ２１の検知に基づいて以下のような制御を行なうようになっている。即ち、移動ロボット１１が所定の作業位置に停止してアーム１３による作業を行なっている通常作業モードにおいては、設備１８，１９側を除く４個の障害物センサ２１がオン（有効化）され、そのうちいずれかが検知エリアＡ内への障害物の侵入を検知したときに、アーム１３に安全確保動作を行なわせるこの場合一時停止させるようになっている。検知エリアＡから障害物がいなくなれば、作業を再開させる。
【００２８】また、これと共に、制御装置２３は、障害物センサ２１が検知エリアＡ内への障害物の侵入を検知したときに、その障害物が、自分の作業位置に近接する作業位置にて作業を行なう他の移動ロボット１１であるかどうかを判断する。より具体的には、障害物センサ２１により障害物が検知されたときには、制御装置２３は、前記通信機２２により、障害物を検知した旨の障害物検知信号を、自分の作業位置を示す作業位置信号と併せて送信するようになっており、これと共に、他の移動ロボット１１からの障害物検知信号を受信し、その作業位置信号が近接する作業位置を示すものであるときに、他の移動ロボット１１の近接作業であると判断するのである。
【００２９】そして、他の移動ロボット１１の近接作業と判断されたときには、障害物センサ２１に基づく制御モードが、通常作業モードから近接作業モードに変更され、近接作業する他の移動ロボット１１側（近接する作業位置側）の障害物センサ２１をこの場合無効化（電源オフ）するようになっている。従って、この制御装置２３が、アーム制御手段、判断手段、センサ制御手段として機能するのである。尚、このとき、図７にハッチングを付し且つ符号Ｂで示したように、他の移動ロボット１１の近接作業中においては、移動ロボット１１の障害物センサ２１の検知エリアＡは、該他の移動ロボット１１の障害物センサ２１の検知エリアＡと一部がオーバーラップするように構成されている。
【００３０】前記近接作業モードにおいては、制御装置２３は、３個の障害物センサ２１のうちいずれかの検知エリアＡ内への障害物の侵入を検知したときに、アーム１３を一時停止させるようになっていると共に、近接作業を行なう他の移動ロボット１１に対し、障害物侵入信号を送信するようになっている。また、近接作業を行なっている他の移動ロボット１からの障害物侵入信号を受信した際にも、アーム１３を一時停止させるようになっている。
【００３１】さらには、この近接作業に係る作業が終了し、移動を行なう際には、制御装置２３は、離脱信号を送信すると共に、障害物センサ２１の検知エリアＡを通常作業モードの状態に戻すようになっている。尚、図示及び詳しい説明を省略するが、この移動ロボット１１（搬送台車１２）には、移動時における移動方向前方の障害物を検知するための走行用障害物センサも設けられており、前記制御装置２３は、移動ロボット１１の移動時において、その走行用障害物センサが障害物を検知したときに、走行を一時停止させるように構成されている。
【００３２】次に、上記構成の作用について、図１及び図２、並びに図５ないし図７も参照して述べる。ここでは、図５ないし図７に示すように、近接する作業位置ａ，ｂ（設備１８，１９）において、移動ロボット１１（Ａ）に対して他の作業機械たる移動ロボット１１（Ｂ）が近接作業を行なう場合を具体例としてあげながら説明する。図１及び図２のフローチャートは、移動ロボット１１が設備にて作業を行なう際の、制御装置２３が実行する障害物検知に関連する部分の制御手順を示しており、このうち、図１のフローチャートは、通常作業モードにおける制御手順を示している。
【００３３】即ち、作業位置に停止してアーム１３による作業を行なうにあたり、まず設備側を除く４個の障害物センサ２１の電源がオンされる（ステップＳ１）。その後は、障害物センサ２１の信号が常に監視され（ステップＳ２）、障害物の侵入の検知がないことを条件に（ステップＳ２にてＮｏ）、アーム１３による作業が実行されるのである（ステップＳ３）。図５の例では、作業位置ａ（設備１８）に移動ロボット１１（Ａ）が停止された状態では、移動ロボット１１（Ａ）の周囲に設備１８側を除いて検知エリアＡが設定され、検知エリアＡ内に障害物の侵入がない限り、アーム１３による作業（設備１８との間でのワークの積み降ろし等）が実行されるのである。
【００３４】そして、検知エリアＡ内への障害物の侵入が検知されると（ステップＳ２にてＹｅｓ）、アーム１３が停止される安全確保動作が実行される（ステップＳ４）。引続き、通信機２２により、障害物検知信号を自分の作業位置を示す作業位置信号と併せて送信する（ステップＳ５）。さらに、他の移動ロボット１１から障害物検知信号の受信がないかどうかが判断され（ステップＳ６）、受信があった場合には（ステップＳ６にてＹｅｓ）、次いで受信した作業位置信号が示す作業位置が、自分の作業位置に近接するものであるかが判断されるようになっている（ステップＳ７）。
【００３５】障害物検知信号の受信がない場合（ステップＳ６にてＮｏ）、あるいは作業位置信号が近接するものでない場合（ステップＳ７にてＮｏ）には、検知された障害物が近接作業を行なう他の移動ロボット１１ではない（例えば人など）であると判断され、ステップＳ２に戻る。これに対し、他の移動ロボット１１の近接作業であると判断されたときには（ステップＳ７にてＹｅｓ）、近接作業モードに切替えられるのである（ステップＳ８）。
【００３６】図５の例では、今、移動ロボット１１（Ａ）が作業を行なっている際に、例えば作業者が検知エリアＡ内に侵入すると、アーム１３の作業が一時停止され、安全性が確保されるのである。尚、詳しい説明は省略するが、作業者が、マットスイッチ２０上に侵入した場合にも、アーム１３の作業が一時停止されるようになっている。
【００３７】ここで、図５に示すように移動ロボット１１（Ａ）が作業位置ａ（設備１８）にて作業を行なっているときに、他の移動ロボット１１（Ｂ）が、図で左方から移動してきて、それとは近接した作業位置ｂ（設備１９）に停止しそこで作業（近接作業）を行なう場合を考える。図６に示すように、他の移動ロボット１１（Ｂ）が作業位置ｂ（設備１９）に停止すると、移動ロボット１１（Ａ）の検知エリアＡ内に侵入することになる。これと同時に、移動ロボット１１（Ｂ）の検知エリアＡ内に移動ロボット１１（Ａ）が侵入することになり、互いに検知エリアＡ内に侵入し合うことになる。
【００３８】すると、移動ロボット１１（Ａ）においては、アーム１３の作業が一時停止されると共に、障害物検知信号が作業位置信号（作業位置ａ）と共に送信され（ステップＳ５）、その信号を移動ロボット１１（Ｂ）が受信するようになる。また、移動ロボット１１（Ｂ）においても、同様に障害物検知信号が作業位置信号（作業位置ｂ）と共に送信され、移動ロボット１１（Ａ）はその信号を受信することになる（ステップＳ６）。
【００３９】そして、移動ロボット１１（Ａ）は、受信した作業位置信号が、自分の作業位置ａに近接する作業位置ｂを示すものであるため、近接作業と判断するのである（ステップＳ７）。また、移動ロボット１１（Ｂ）側においても、同様に受信した作業位置信号が、自分の作業位置ｂに近接する作業位置ａを示すものであるため、近接作業と判断する。これにて、近接作業を行なう移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）は共に、いわば近接作業を相互に確認し合うことができ、接近作業モードに切替えられるのである（ステップＳ８）。
【００４０】図２のフローチャートは、近接作業モードにおける制御手順を示している。即ち、この接近作業モードが開始されると、まず、有効となる障害物センサ２１の変更、つまり近接作業する他の移動ロボット１１側を向く障害物センサ２１の無効化がなされる（ステップＳ１１）。図７の具体例では、移動ロボット１１（Ａ）にあっては、図で左側の障害物センサ２１が無効化（電源オフ）され、移動ロボット１１（Ｂ）にあっては、図で右側の障害物センサ２１が無効化されることになる。
【００４１】これにて、移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）間で互いに干渉していた部分の検知エリアＡがなくなることになり、移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）が接近状態にあっても、相互に検知エリアＡに侵入し合うことがなくなり、アーム１３による作業を互いに阻害されることなく行なうことが可能となるのである。また、この状態では、近接作業を行なっている２台の移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）がひとつのいわば移動ロボット群と見なされ、その移動ロボット群の周囲に検知エリアＡが設定されるようになり、このとき、移動ロボット１１（Ａ）の検知エリアＡと，移動ロボット１１（Ｂ）の検知エリアＡとが、一部のオーバーラップ部Ｂを介して隙間なくつながる状態とされるようになっている。
【００４２】この接近作業モードでは、常に、近接作業中の他の移動ロボット１１からの離脱信号（後述する）の受信がないかどうかが監視され（ステップＳ１２）、また、障害物センサ２１の信号が常に監視され（ステップＳ１３）、更には、近接作業中の他の移動ロボット１１からの障害物侵入信号の受信がないかどうかが常に監視される（ステップＳ１４）。離脱信号の受信がなく（ステップＳ１２にてＮｏ）、且つ、障害物の検知がなく（ステップＳ１３にてＮｏ）、且つ、障害物侵入信号の受信がない（ステップＳ１４にてＮｏ）ことを条件に、アーム１３による作業が実行されるのである（ステップＳ１５）。
【００４３】これに対し、障害物センサ２１により検知エリアＡ内への障害物の侵入が検知されると（ステップＳ１３にてＹｅｓ）、通信機２２により、近接作業中の他の移動ロボット１１に対して、障害物侵入信号が送信される（ステップＳ１６）と共に、アーム１３が一時停止されるのである（ステップＳ１７）。また、近接作業中の他の移動ロボット１１からの障害物侵入信号を受信したときにも（ステップＳ１４にてＹｅｓ）、アーム１３が一時停止される（ステップＳ１７）。障害物が検知エリアＡから離れれば、アーム１３による作業が続行される。
【００４４】ここで、図７の具体例において、今、図に矢印Ｃで示すように、移動ロボット１１（Ａ）の検知エリアＡに作業者が侵入した場合を考えると、移動ロボット１１（Ａ）は、障害物センサ２１の検知に基づいて、移動ロボット１１（Ｂ）に対して障害物侵入信号を送信すると共に、自らのアーム１３を停止させる。また、移動ロボット１１（Ｂ）側においては、障害物侵入信号を受信することに基づいてやはりアーム１３を停止させる。
【００４５】これにて、近接作業を行なっている２台の移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）の周囲に隙間なく設定される検知エリアＡのうちのどこに障害物が侵入しても、２台の移動ロボット１１（Ａ），（Ｂ）は共にアーム１３を停止させる安全確保動作を実行するのである。これにより、例えば移動ロボット１１（Ａ）の検知エリアＡである矢印Ｃの位置に侵入した作業者が、移動ロボット１１（Ｂ）のアーム１３の動作範囲に手が届いてしまう場合があるということに伴う不具合が解消され、安全性をより一層高めることができるのである。
【００４６】また、このフローチャートには示されていないが、移動ロボット１１は、近接作業に係る作業が終了し、近接する他の移動ロボット１１から離れる方向に移動する際には、近接する他の移動ロボット１１に離脱信号を送信すると共に、自らの障害物センサ２１の検知エリアＡを通常作業モードの状態に戻すようになっている。そして、移動ロボット１１は、近接する他の移動ロボット１１から離脱信号を受信した際にも（ステップＳ１２にてＹｅｓ）、障害物センサ２１の検知エリアＡを通常作業モードの状態に戻し（ステップＳ１８）、通常作業モードに移行するようになっている。
【００４７】従って、図７の例で、例えば移動ロボット１１（Ｂ）が作業が終了し左方へ移動する際には、自らの障害物センサ２１の検知エリアＡを通常作業モードの状態に戻す（図６参照）と共に、移動ロボット１１（Ａ）に対し、離脱信号を送信する。移動ロボット１１（Ａ）側では、離脱信号を受信することに基づいて、障害物センサ２１の検知エリアＡを通常作業モードの状態に戻し（図５，図６参照）、上述の通常作業モードに戻されるのである。
【００４８】このように本実施例によれば、障害物センサ２１により検知された障害物が近接作業を行なう他の移動ロボット１１かどうかを判断し、近接作業する他の移動ロボット１１であるときには他の移動ロボット１１側の障害物センサ２１を無効化して、アーム１３による作業を互いに阻害されることなく行なうことを可能としたので、作業者が共存作業するような場合の人に対する安全性を確保しながらも、移動ロボット１１同士間の間隔、つまり作業位置ａ，ｂの間隔を狭めることを可能とすることができる。
【００４９】この結果、ライン全体の省スペース化を十分に図ることができ、ひいては、このラインの省スペース化により、移動ロボット１１の移動距離つまり移動時間の短縮化を図ることができ、作業の効率化にもつながるのである。ちなみに、従来では、移動ロボット１同士の間隔が５００mm以上必要であったものが、この実施例では、移動ロボット１１同士の間隔を３０mmまで接近させることができ、２８％ものライン全体の省スペース化を図ることができたのである。
【００５０】そして、特に本実施例では、移動ロボット１１に通信機２２を設け通信によって相互に近接作業を確認し合う構成としたので、近接作業の判断をより確実に行なうことができる。また、近接作業を行なっている２台の移動ロボット１１をいわば１つの移動ロボット群と見なし、その移動ロボット群の周囲に設定される検知エリアＡのどこかに障害物が侵入したときに、その２台の移動ロボット１１のアーム１３を共に停止させるようにしたので、安全性をより一層高めることができる。さらには、近接作業の状態が解消されたときに、速やかに障害物センサ２１の検知エリアＡを元に戻すことができ、安全性を確保することができるものである。
【００５１】尚、上記実施例では、２台の移動ロボットの近接作業を具体例としたあげたが、３台以上の移動ロボットが近接作業を行なう場合にも本発明を適用することができる。また、移動ロボット同士の近接作業に限らず、移動ロボットと他の作業機械例えばＡＧＶや固定ロボットとの間の近接作業にも本発明を適用することができる。また、上記実施例では、近接作業時に、相手側に位置する障害物センサ２１を無効化するようにしたが、検知エリアを縮小するようにしても良い。
【００５２】その他、障害物センサとしては、赤外線センサに限らず、超音波センサなどを採用しても良く、接触式のセンサを用いても良い。また、通信機としても、赤外線（光）通信機に限らず、特定省電力無線機等を用いても良い。さらには、ロボットアームの安全確保動作としても、停止することに限らず、動作速度を低速としたり、所定の退避位置に移動させたりしても良いなど、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、通常作業モードにおける制御手順を示すフローチャート
【図２】近接作業モードにおける制御手順を示すフローチャート
【図３】移動ロボットの全体構成を概略的に示す図
【図４】障害物センサの検知エリアを示す正面図（ａ）及び平面図（ｂ）
【図５】１台の移動ロボットの作業時の様子を示す平面図
【図６】移動ロボットに他の移動ロボットが近接した様子を示す正面図
【図７】２台の移動ロボットの近接作業モードにおける様子を示す平面図
【図８】従来例を示す図５相当図
【符号の説明】
図面中、１１は移動ロボット、１２は無人搬送台車、１３はロボットアーム、１８，１９は設備、２１は障害物センサ、２２は通信機（通信手段）、２３は制御装置（アーム制御手段，判断手段，センサ制御手段）、Ａは検知エリア、Ｂはオーバーラップ部、ａ，ｂは作業位置を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 移動機構及びロボットアームを備える移動ロボットを、所定の作業位置へ移動させその作業位置にて前記ロボットアームによる作業を行なわせるようにしたシステムにおける、前記移動ロボットに組込まれる安全装置であって、前記移動ロボットの周囲多方向に設定された検知エリア内への障害物の侵入を検知する障害物センサと、この障害物センサにより障害物が検知されているときに前記ロボットアームの安全確保動作を実行させるアーム制御手段と、前記障害物センサにより検知された障害物が、自分の作業位置に近接する作業位置にて作業を行なう他の移動ロボット等の作業機械であるかどうかを判断する判断手段と、この判断手段により他の作業機械の近接作業が判断されたときには、近接作業する他の作業機械側に検知エリアを有する障害物センサの無効化あるいはその検知エリアの縮小を行なうセンサ制御手段と、前記他の作業機械との間での信号の送受信が可能な通信手段とを具備し、前記他の作業機械の近接作業中において、前記障害物センサにより障害物が検知されたときに前記通信手段により障害物侵入信号を送信するように構成されていると共に、前記アーム制御手段は、近接作業中の他の作業機械から障害物侵入信号を受信したときにも、安全確保動作を実行させるように構成されていることを特徴とする移動ロボットの安全装置。
【請求項２】 前記障害物センサにより障害物が検知されたときに、前記通信手段により障害物検知信号を送信するように構成されていると共に、前記判断手段は、他の作業機械からの障害物検知信号を受信したときに近接作業を判断することを特徴とする請求項１記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項３】 前記障害物検知信号は、自分の作業位置を示す信号を含んでいると共に、前記判断手段は、その障害物検知信号の作業位置信号が、自分の作業位置に近接する作業位置を示すものであったときに、近接作業を判断することを特徴とする請求項２記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項４】 前記障害物センサの検知エリアは、他の作業機械の近接作業中において、該他の作業機械の障害物センサの検知エリアと一部がオーバーラップするように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項５】 近接作業中の他の作業機械から離脱する際に前記通信手段により離脱信号を送信するように構成されていると共に、前記センサ制御手段は、近接作業中の他の作業機械からの離脱時及び他の作業機械から離脱信号を受信したときには、前記障害物センサの検知エリアを元の状態に戻すように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項６】 移動機構及びロボットアームを備える移動ロボットを、所定の作業位置へ移動させその作業位置にて前記ロボットアームによる作業を行なわせるようにしたシステムにおける、前記移動ロボットに組込まれる安全装置であって、前記移動ロボットの周囲多方向に設定された複数の検知エリア内への障害物の侵入を夫々検知する複数個の障害物センサと、これら障害物センサを個々に無効化あるいはその検知エリアの縮小を行なうことが可能なセンサ制御手段と、前記いずれかの障害物センサにより障害物が検知されているときに前記ロボットアームの安全確保動作を実行させるアーム制御手段と、前記障害物センサにより検知された障害物が、自分の作業位置に近接する作業位置にて作業を行なう他の移動ロボットであるかどうかを判断する判断手段とを具備すると共に、前記判断手段により他の移動ロボットの近接作業が判断されたときに、前記センサ制御手段が、近接作業する他の移動ロボット側に検知エリアを有する障害物センサのみを無効化あるいはその検知エリアを縮小することにより、近接作業する２台の移動ロボットがひとつの群とみなされ、その群の周囲に検知エリアが設定されるように構成されていることを特徴とする移動ロボットの安全装置。
【請求項７】 前記他の移動ロボットとの間での信号の送受信が可能な通信手段を備え、前記障害物センサにより障害物が検知されたときに、障害物検知信号を送信するように構成されていると共に、前記判断手段は、他の移動ロボットからの障害物検知信号を受信したときに近接作業を判断することを特徴とする請求項６記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項８】 前記障害物検知信号は、自分の作業位置を示す信号を含んでいると共に、前記判断手段は、その障害物検知信号の作業位置信号が、自分の作業位置に近接する作業位置を示すものであったときに、近接作業を判断することを特徴とする請求項７記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項９】 前記障害物センサの検知エリアは、他の移動ロボットの近接作業中において、該他の移動ロボットの障害物センサの検知エリアと一部がオーバーラップするように構成されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項１０】 前記他の移動ロボットとの間での信号の送受信が可能な通信手段を備え、近接作業中の他の移動ロボットから離脱する際に離脱信号を送信するように構成されていると共に、前記センサ制御手段は、近接作業中の他の移動ロボットからの離脱時及び他の移動ロボットから離脱信号を受信したときには、前記障害物センサの検知エリアを元の状態に戻すように構成されていることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項１】 移動機構及びロボットアームを備える移動ロボットを、所定の作業位置へ移動させその作業位置にて前記ロボットアームによる作業を行なわせるようにしたシステムにおける、前記移動ロボットに組込まれる安全装置であって、前記移動ロボットの周囲多方向に設定された検知エリア内への障害物の侵入を検知する障害物センサと、この障害物センサにより障害物が検知されているときに前記ロボットアームの安全確保動作を実行させるアーム制御手段と、前記障害物センサにより検知された障害物が、自分の作業位置に近接する作業位置にて作業を行なう他の移動ロボット等の作業機械であるかどうかを判断する判断手段と、この判断手段により他の作業機械の近接作業が判断されたときには、近接作業する他の作業機械側に検知エリアを有する障害物センサの無効化あるいはその検知エリアの縮小を行なうセンサ制御手段と、前記他の作業機械との間での信号の送受信が可能な通信手段とを具備し、前記他の作業機械の近接作業中において、前記障害物センサにより障害物が検知されたときに前記通信手段により障害物侵入信号を送信するように構成されていると共に、前記アーム制御手段は、近接作業中の他の作業機械から障害物侵入信号を受信したときにも、安全確保動作を実行させるように構成されていることを特徴とする移動ロボットの安全装置。
【請求項２】 前記障害物センサにより障害物が検知されたときに、前記通信手段により障害物検知信号を送信するように構成されていると共に、前記判断手段は、他の作業機械からの障害物検知信号を受信したときに近接作業を判断することを特徴とする請求項１記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項３】 前記障害物検知信号は、自分の作業位置を示す信号を含んでいると共に、前記判断手段は、その障害物検知信号の作業位置信号が、自分の作業位置に近接する作業位置を示すものであったときに、近接作業を判断することを特徴とする請求項２記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項４】 前記障害物センサの検知エリアは、他の作業機械の近接作業中において、該他の作業機械の障害物センサの検知エリアと一部がオーバーラップするように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項５】 近接作業中の他の作業機械から離脱する際に前記通信手段により離脱信号を送信するように構成されていると共に、前記センサ制御手段は、近接作業中の他の作業機械からの離脱時及び他の作業機械から離脱信号を受信したときには、前記障害物センサの検知エリアを元の状態に戻すように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項６】 移動機構及びロボットアームを備える移動ロボットを、所定の作業位置へ移動させその作業位置にて前記ロボットアームによる作業を行なわせるようにしたシステムにおける、前記移動ロボットに組込まれる安全装置であって、前記移動ロボットの周囲多方向に設定された複数の検知エリア内への障害物の侵入を夫々検知する複数個の障害物センサと、これら障害物センサを個々に無効化あるいはその検知エリアの縮小を行なうことが可能なセンサ制御手段と、前記いずれかの障害物センサにより障害物が検知されているときに前記ロボットアームの安全確保動作を実行させるアーム制御手段と、前記障害物センサにより検知された障害物が、自分の作業位置に近接する作業位置にて作業を行なう他の移動ロボットであるかどうかを判断する判断手段とを具備すると共に、前記判断手段により他の移動ロボットの近接作業が判断されたときに、前記センサ制御手段が、近接作業する他の移動ロボット側に検知エリアを有する障害物センサのみを無効化あるいはその検知エリアを縮小することにより、近接作業する２台の移動ロボットがひとつの群とみなされ、その群の周囲に検知エリアが設定されるように構成されていることを特徴とする移動ロボットの安全装置。
【請求項７】 前記他の移動ロボットとの間での信号の送受信が可能な通信手段を備え、前記障害物センサにより障害物が検知されたときに、障害物検知信号を送信するように構成されていると共に、前記判断手段は、他の移動ロボットからの障害物検知信号を受信したときに近接作業を判断することを特徴とする請求項６記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項８】 前記障害物検知信号は、自分の作業位置を示す信号を含んでいると共に、前記判断手段は、その障害物検知信号の作業位置信号が、自分の作業位置に近接する作業位置を示すものであったときに、近接作業を判断することを特徴とする請求項７記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項９】 前記障害物センサの検知エリアは、他の移動ロボットの近接作業中において、該他の移動ロボットの障害物センサの検知エリアと一部がオーバーラップするように構成されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の移動ロボットの安全装置。
【請求項１０】 前記他の移動ロボットとの間での信号の送受信が可能な通信手段を備え、近接作業中の他の移動ロボットから離脱する際に離脱信号を送信するように構成されていると共に、前記センサ制御手段は、近接作業中の他の移動ロボットからの離脱時及び他の移動ロボットから離脱信号を受信したときには、前記障害物センサの検知エリアを元の状態に戻すように構成されていることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の移動ロボットの安全装置。
【図２】
【図１】
【図８】
【図５】
【図６】
【図３】
【図７】
【図４】
【図１】
【図８】
【図５】
【図６】
【図３】
【図７】
【図４】
【特許番号】特許第３４４６６５０号（Ｐ３４４６６５０）
【登録日】平成１５年７月４日（２００３．７．４）
【発行日】平成１５年９月１６日（２００３．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−７０２００
【出願日】平成１１年３月１６日（１９９９．３．１６）
【公開番号】特開２０００−２６３４８９（Ｐ２０００−２６３４８９Ａ）
【公開日】平成１２年９月２６日（２０００．９．２６）
【審査請求日】平成１３年６月２７日（２００１．６．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【参考文献】
【文献】特開 平１１−５８２７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−３０２８０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−１５０７１０（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１５年７月４日（２００３．７．４）
【発行日】平成１５年９月１６日（２００３．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年３月１６日（１９９９．３．１６）
【公開番号】特開２０００−２６３４８９（Ｐ２０００−２６３４８９Ａ）
【公開日】平成１２年９月２６日（２０００．９．２６）
【審査請求日】平成１３年６月２７日（２００１．６．２７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【参考文献】
【文献】特開 平１１−５８２７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平２−３０２８０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６３−１５０７１０（ＪＰ，Ａ）
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