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公開番号2025117009
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-12
出願番号2024011631
出願日2024-01-30
発明の名称ロボットシステム
出願人株式会社不二越
代理人個人,個人,個人
主分類B25J 19/06 20060101AFI20250804BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】ロボットと干渉物とを識別し、干渉物の接近を検知する。
【解決手段】ロボットシステムの制御装置4は、ロボットのリンクパラメータの値を記憶するリンクパラメータ記憶部62と、3次元センサから点群データを取得する点群データ取得部63と、ロボットアームの各関節の現在の関節角度を取得する関節角度取得部64と、リンクパラメータ及び関節角度に基づいて、ロボットの現在の姿勢と同様な姿勢を示すロボットモデルを生成するロボットモデル生成部65と、ロボットモデルを用いて点群データから少なくともロボットを示す点を除去し、残りの点群データを干渉物データとして設定する干渉物データ設定部66と、干渉物データ及びロボットモデルを用いて干渉物とロボットとの距離を算出し、距離に基づいて干渉物とロボットとが接近しているか否かを判定する接近判定部67と、を備える。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
ロボットアームを有する１又は複数のロボットと、前記ロボットの動作可能範囲を含む空間を撮像する１又は複数の３次元センサと、前記ロボット及び前記３次元センサの動作を制御する１又は複数の制御装置と、を備えるロボットシステムであって、
前記制御装置は、
前記ロボットのリンクパラメータの値を記憶するリンクパラメータ記憶部と、
前記３次元センサから、前記空間に置かれた物体の表面の位置を示す点の集まりである点群データを取得する点群データ取得部と、
前記ロボットアームの各関節の現在の関節角度を取得する関節角度取得部と、
前記リンクパラメータ及び前記関節角度に基づいて、前記ロボットの現在の姿勢と同様な姿勢を示すロボットモデルを生成するロボットモデル生成部と、
前記ロボットモデルを用いて前記点群データから少なくとも前記ロボットを示す点を除去し、残りの前記点群データを干渉物の位置を示す点の集まりである干渉物データとして設定する干渉物データ設定部と、
前記干渉物データ及び前記ロボットモデルを用いて前記干渉物と前記ロボットとの距離を算出し、前記干渉物と前記ロボットとの距離に基づいて前記干渉物と前記ロボットとが接近しているか否かを判定する接近判定部と、
を備えることを特徴とするロボットシステム。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記ロボットモデル生成部は、前記リンクパラメータ及び前記関節角度に基づいて前記ロボットの各部位の位置を示す点を基準点として算出し、前記基準点に基づいて前記ロボットモデルを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記ロボットモデル生成部は、前記基準点に従って定義される空間図形をロボットオブジェクトとし、
前記干渉物データ設定部は、前記点群データから少なくとも前記ロボットオブジェクトの内部に含まれる点を除去し、前記干渉物データを生成する
ことを特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記接近判定部は、前記干渉物データをグループ分けし、グループごとに前記干渉物と前記ロボットとの距離を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記接近判定部は、前記干渉物データに含まれる点又は前記干渉物データに従って定義される空間図形と、前記ロボットモデルに含まれる点又は前記ロボットモデルに従って定義される空間図形との距離を、前記干渉物と前記ロボットとの距離として算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のロボットシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、人等の干渉物の接近を検知するロボットシステムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、安全柵なしで人と協働して作業を行う協働ロボットが注目されている。協働ロボットの安全対策は、人等の干渉物との接触を検知すると、ロボットに危険を回避させる手法と、干渉物の接近を検知すると、ロボットに危険を回避させる手法とがある。後者の手法は、干渉物との接触前に危険回避動作を命令するので、前者の手法よりも安全性が高いと言える。後者の一例として、特許文献１に、物体との間に生じる静電容量の変化によって物体が近接したことを検出する近接センサを用いたシステムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７１０９５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、静電容量方式の近接センサでは、ロボットの外回しの配線や据付ベース等を干渉物として検出してしまうという課題がある。ロボットの動作を制御するロボット制御装置は、予めロボットの附属物や各部位の位置を記憶し、これらとロボットアームが接触しないように制御するため、干渉物として検出する必要はない。仮にロボットの附属物や各部位を干渉物として検出してしまうと、本来の目的の動作を実行できないか、又は動作範囲が制限され、著しく生産効率が低下する恐れがある。
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、主要な目的は、ロボットと干渉物とを識別し、干渉物の接近を検知するロボットシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するための本発明は、ロボットアームを有する１又は複数のロボットと、前記ロボットの動作可能範囲を含む空間を撮像する１又は複数の３次元センサと、前記ロボット及び前記３次元センサの動作を制御する１又は複数の制御装置と、を備えるロボットシステムであって、前記制御装置は、前記ロボットのリンクパラメータの値を記憶するリンクパラメータ記憶部と、前記３次元センサから、前記空間に置かれた物体の表面の位置を示す点の集まりである点群データを取得する点群データ取得部と、前記ロボットアームの各関節の現在の関節角度を取得する関節角度取得部と、前記リンクパラメータ及び前記関節角度に基づいて、前記ロボットの現在の姿勢と同様な姿勢を示すロボットモデルを生成するロボットモデル生成部と、前記ロボットモデルを用いて前記点群データから少なくとも前記ロボットを示す点を除去し、残りの前記点群データを干渉物の位置を示す点の集まりである干渉物データとして設定する干渉物データ設定部と、前記干渉物データ及び前記ロボットモデルを用いて前記干渉物と前記ロボットとの距離を算出し、前記干渉物と前記ロボットとの距離に基づいて前記干渉物と前記ロボットとが接近しているか否かを判定する接近判定部と、
を備えることを特徴とするロボットシステムである。
【０００７】
前記ロボットモデル生成部は、前記リンクパラメータ及び前記関節角度に基づいて前記ロボットの各部位の位置を示す点を基準点として算出し、前記基準点に基づいて前記ロボットモデルを生成するようにしても良い。
【０００８】
また、前記ロボットモデル生成部は、前記基準点に従って定義される空間図形をロボットオブジェクトとし、前記干渉物データ設定部は、前記点群データから少なくとも前記ロボットオブジェクトの内部に含まれる点を除去し、前記干渉物データを生成するようにしても良い。
【０００９】
また、前記接近判定部は、前記干渉物データをグループ分けし、グループごとに前記干渉物と前記ロボットとの距離を算出するようにしても良い。
【００１０】
また、前記接近判定部は、前記干渉物データに含まれる点又は前記干渉物データに従って定義される空間図形と、前記ロボットモデルに含まれる点又は前記ロボットモデルに従って定義される空間図形との距離を、前記干渉物と前記ロボットとの距離として算出するようにしても良い。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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