JP2010208003A - Device and method for controlling robot device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To promptly and easily obtain environment information around a manipulator in a robot device configured to monitor intrusion of an intrusion object. <P>SOLUTION: The robot device includes an intrusion detection means 6 monitoring intrusion of an intrusion object to a precaution range that includes a movable range of the manipulator 1 and is larger than the movable range, and to which the intrusion object can intrude, and control means 3, 7 controlling the operation of the manipulator 1. The control means 3, 7 obtain the environment data around the manipulator 1 in the precaution range by putting the manipulator 1 in such an attitude that a projected area observed by the intrusion detection means 6 becomes minimum when no intrusion object exists in the precaution range, obtaining data by the intrusion detection means 6, and deleting data in a cone shape area including the manipulator 1 and having the intrusion detection means 6 as a vertex from the obtained data, thus creating the environment data. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ロボット装置の制御装置及びロボット装置の制御方法に関し、ロボット装置のマニピュレータの可動領域に人などが侵入した場合の保安、安全の向上を図ったロボット装置の制御装置及びロボット装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a control device for a robot apparatus and a control method for the robot apparatus, and relates to a control apparatus for the robot apparatus and a control for the robot apparatus that improve safety and safety when a person or the like enters a movable region of a manipulator of the robot apparatus. Regarding the method.

従来、マニピュレータを備えたロボット装置が提案されている。このようなロボット装置においては、マニピュレータの可動領域に人などが侵入する可能性がある。このような場合の保安、安全を図るため、従来のロボット装置においては、カメラ等によりマニピュレータを含む領域を監視し、人などの侵入物体の侵入が検知された場合には、マニピュレータを減速させ、または、停止させる制御を行うように構成されたものがある。   Conventionally, a robot apparatus provided with a manipulator has been proposed. In such a robot apparatus, a person or the like may enter the movable region of the manipulator. In order to ensure safety and safety in such a case, in a conventional robot apparatus, a region including a manipulator is monitored by a camera or the like, and when an intruding object such as a person is detected, the manipulator is decelerated, Alternatively, there is one configured to perform control for stopping.

例えば、特許文献１には、人とマニピュレータとの接触可能性のあるエリアを限定し、このエリアを重点的にカメラにより監視しておき、状況に応じて、マニピュレータの動作を減速させ、あるいは、非常停止させるようにしたロボット装置が記載されている。   For example, in Patent Document 1, an area where humans and manipulators can be contacted is limited, and this area is monitored by a camera, and the operation of the manipulator is decelerated depending on the situation, or A robotic device that is to be brought to an emergency stop is described.

また、特許文献２には、カメラ等による監視を行い、侵入者を検出した場合には、警告を発するようにしたロボット装置が記載されている。   Patent Document 2 describes a robot apparatus that performs monitoring with a camera or the like and issues a warning when an intruder is detected.

さらに、特許文献３には、カメラ等による監視を行い、侵入者を検出した場合には、侵入者の位置及び速度等の状況を分析し、マニピュレータとの接触可能性のある領域との位置及び速度等の関係から、マニピュレータの動作を減速させ、あるいは、非常停止させるようにしたロボット装置が記載されている。   Furthermore, in Patent Document 3, when an intruder is detected by monitoring with a camera or the like, the position and speed of the intruder are analyzed, and the position of the area that may contact the manipulator and A robot apparatus is described in which the operation of the manipulator is decelerated or emergency-stopped from the relationship of speed or the like.

特開２００７−２８３４５０号公報JP 2007-283450 A 特許第３７０４７０６号公報Japanese Patent No. 3704706 特表２００６−５０１４８７号公報JP-T-2006-501487

ところで、前述した従来のロボット装置においては、カメラ等によりマニピュレータの周囲を監視するにあたり、人などの侵入物体と、マニピュレータとを区別する必要がある。また、マニピュレータの周囲に設置されたベルトコンベア等の周辺機器と侵入物体とを区別する必要もある。これらが正確に区別されないと、マニピュレータや周辺機器を侵入物体と誤認して、マニピュレータを停止させてしまうという誤動作が生ずるからである。   By the way, in the above-described conventional robot apparatus, it is necessary to distinguish an intruding object such as a human from a manipulator when monitoring the periphery of the manipulator with a camera or the like. It is also necessary to distinguish peripheral devices such as belt conveyors installed around the manipulator from intruding objects. This is because if these are not accurately distinguished, a malfunction occurs in which the manipulator or peripheral device is mistaken for an intruding object and the manipulator is stopped.

マニピュレータの形状は予めわかっており、また、マニピュレータの動作、姿勢は、このマニピュレータの動作を制御するための制御情報に基づいて特定することができる。しかし、周辺機器については、その位置及び形状を特定するためのデータがないため、問題となる。   The shape of the manipulator is known in advance, and the operation and posture of the manipulator can be specified based on control information for controlling the operation of the manipulator. However, since there is no data for specifying the position and shape of the peripheral device, it becomes a problem.

周辺機器と侵入物体との区別を迅速、かつ、高精度に行うには、マニピュレータを含まないマニピュレータの周囲の環境情報を事前に取得しておくことが望ましい。侵入物体を監視するたびに、カメラ等により取得されたデータから、周辺機器を検知したデータを削除するのでは、情報処理量が増加してしまうためである。   In order to quickly and accurately distinguish between peripheral devices and intruding objects, it is desirable to obtain in advance environmental information around a manipulator that does not include a manipulator. This is because the amount of information processing increases if data that detects peripheral devices is deleted from data acquired by a camera or the like each time an intruding object is monitored.

また、環境情報は、経年変化等を考慮すると、ロボット装置の設置時などに１度だけ取得するのではなく、定期的にデータを取得し、更新することが必要である。環境情報の更新の周期は短いほうが望ましいので、環境情報の取得は、短時間に手間をかけずに行えることが望ましい。   Further, in consideration of secular change and the like, it is necessary to periodically acquire and update the environmental information instead of acquiring it once when the robot apparatus is installed. Since it is desirable that the cycle of updating the environmental information is short, it is desirable that the environmental information can be acquired in a short time without trouble.

しかし、侵入物体の侵入を監視するように構成されたロボット装置において、マニピュレータの周囲の環境情報を迅速、かつ、容易に取得する方法は提案されていない。   However, no method has been proposed for quickly and easily acquiring environmental information around a manipulator in a robot apparatus configured to monitor the intrusion of an intruding object.

そこで、本発明は、前記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、侵入物体の侵入を監視するように構成されたロボット装置において、マニピュレータの周囲の環境情報を迅速、かつ、容易に取得することができるロボット装置の制御装置及びロボット装置の制御方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to quickly and easily obtain environmental information around a manipulator in a robot apparatus configured to monitor the intrusion of an intruding object. It is an object of the present invention to provide a robot apparatus control apparatus and a robot apparatus control method that can be obtained.

前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係るロボット装置の制御装置は、以下の構成を有するものである。   In order to solve the above-described problems and achieve the above object, a control device for a robot apparatus according to the present invention has the following configuration.

〔構成１〕
マニピュレータを備えたロボット装置の動作を制御するためのロボット装置の制御装置であって、マニピュレータの可動領域を包括し該可動領域よりも広い領域であって侵入物体の侵入が可能である警戒領域に対する侵入物体の侵入を監視する侵入検知手段と、マニピュレータの動作を制御する制御手段とを備え、制御手段は、警戒領域内のマニピュレータの周囲の環境データの取得を行うため、警戒領域内に侵入物体が存在しない状態において、マニピュレータを侵入検知手段から観測される投影面積が最小となる姿勢とし、侵入検知手段によりデータを取得し、取得されたデータから、マニピュレータを包含し侵入検知手段を頂点とする錐体形状の領域のデータを削除して、環境データとすることを特徴とするものである。 [Configuration 1]
A control device for a robot apparatus for controlling the operation of a robot apparatus having a manipulator, which covers a moving area of the manipulator and covers a warning area that is wider than the moving area and allows an intruding object to enter. An intrusion detection means for monitoring the intrusion of the intruding object and a control means for controlling the operation of the manipulator. The control means acquires the environmental data around the manipulator in the alert area. In a state in which no manipulator is present, the manipulator is positioned so that the projected area observed from the intrusion detection means is minimized, the data is acquired by the intrusion detection means, and the manipulator is included from the acquired data and the intrusion detection means is the vertex. The data of the cone-shaped region is deleted and used as environment data.

また、本発明に係るロボット装置の制御方法は、以下の構成を有するものである。   The robot apparatus control method according to the present invention has the following configuration.

〔構成２〕
マニピュレータを備えたロボット装置の動作を制御するためのロボット装置の制御方法であって、マニピュレータの可動領域を包括し該可動領域よりも広い領域であって侵入物体の侵入が可能である警戒領域に対する侵入物体の侵入を監視する侵入検知手段を用い、警戒領域内のマニピュレータの周囲の環境データの取得を行うときには、警戒領域内に侵入物体が存在しない状態において、マニピュレータを侵入検知手段から観測される投影面積が最小となる姿勢とし、侵入検知手段によりデータを取得し、取得されたデータから、マニピュレータを包含し侵入検知手段を頂点とする錐体形状の領域のデータを削除して、環境データとすることを特徴とするものである。 [Configuration 2]
A method for controlling a robot apparatus for controlling the operation of a robot apparatus having a manipulator, which covers a moving area of the manipulator and covers a warning area that is wider than the moving area and allows an intruding object to enter. When using intrusion detection means for monitoring the intrusion of an intruding object and acquiring environmental data around the manipulator in the alert area, the manipulator is observed from the intrusion detection means in a state where no intruding object exists in the alert area. Set the posture with the smallest projected area, acquire data by the intrusion detection means, delete the data of the cone-shaped area that includes the manipulator and has the intrusion detection means at the apex from the acquired data, and It is characterized by doing.

構成１を有する本発明に係るロボット装置の制御装置においては、制御手段は、警戒領域内のマニピュレータの周囲の環境データの取得を行うため、警戒領域内に侵入物体が存在しない状態において、マニピュレータを侵入検知手段から観測される投影面積が最小となる姿勢とし、侵入検知手段によりデータを取得し、取得されたデータから、マニピュレータを包含し侵入検知手段を頂点とする錐体形状の領域のデータを削除して、環境データとするので、マニピュレータを撤去することなく、また、複雑な信号処理を行うことなく、マニピュレータを含まないマニピュレータの周囲の環境情報を迅速、かつ、容易に取得することができる。   In the control device of the robot apparatus according to the present invention having the configuration 1, the control means acquires the environmental data around the manipulator in the alert area, so that the manipulator is operated in a state where no intruding object exists in the alert area. The posture is such that the projected area observed from the intrusion detection means is minimized, the data is acquired by the intrusion detection means, and the data of the cone-shaped region including the manipulator and having the intrusion detection means as the apex is obtained from the acquired data. Since it is deleted and used as environmental data, it is possible to quickly and easily obtain environmental information around the manipulator that does not include the manipulator without removing the manipulator and without performing complicated signal processing. .

構成２を有する本発明に係るロボット装置の制御方法においては、警戒領域内のマニピュレータの周囲の環境データの取得を行うときには、警戒領域内に侵入物体が存在しない状態において、マニピュレータを侵入検知手段から観測される投影面積が最小となる姿勢とし、侵入検知手段によりデータを取得し、取得されたデータから、マニピュレータを包含し侵入検知手段を頂点とする錐体形状の領域のデータを削除して、環境データとするので、マニピュレータを撤去することなく、また、複雑な信号処理を行うことなく、マニピュレータを含まないマニピュレータの周囲の環境情報を迅速、かつ、容易に取得することができる。   In the control method of the robot apparatus according to the present invention having the configuration 2, when acquiring environmental data around the manipulator in the alert area, the manipulator is removed from the intrusion detection means in a state where no intruding object exists in the alert area. The posture where the projected area to be observed is minimized, the data is acquired by the intrusion detection unit, and the data of the cone-shaped region including the manipulator and having the intrusion detection unit as a vertex is deleted from the acquired data, Since the environmental data is used, it is possible to quickly and easily obtain environmental information around the manipulator that does not include the manipulator without removing the manipulator or performing complicated signal processing.

すなわち、本発明は、侵入物体の侵入を監視するように構成されたロボット装置において、マニピュレータの周囲の環境情報を迅速、かつ、容易に取得することができるロボット装置の制御装置及びロボット装置の制御方法を提供することができるものである。   That is, the present invention is a robot apparatus configured to monitor an intrusion of an intruding object, and can quickly and easily obtain environmental information around the manipulator, and the control of the robot apparatus. A method can be provided.

本発明に係るロボット装置の制御装置の構成を示す模式的な側面図である。It is a typical side view which shows the structure of the control apparatus of the robot apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るロボット装置の制御装置において実施される本発明に係るロボット装置の制御方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the control method of the robot apparatus which concerns on this invention implemented in the control apparatus of the robot apparatus which concerns on this invention.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

〔ロボット装置の制御装置の構成〕
図１は、本発明に係るロボット装置の制御装置の構成を示す模式的な側面図である。 [Configuration of control device of robot device]
FIG. 1 is a schematic side view showing a configuration of a control apparatus for a robot apparatus according to the present invention.

本発明に係るロボット装置の制御装置が制御するロボット装置は、加工、組立、ワークハンドリング、溶接、塗装等を行うものである。このロボット装置は、図１に示すように、ロボット基台部４と、このロボット基台部４上に設置されたマニピュレータ１とを有し、このマニピュレータ１により、作業対象（ワーク）の把持、運搬、加工及び他の部材への組立などの操作が可能となされている。また、このロボット装置においては、マニピュレータ１の可動領域内には、作業のために人が侵入することが前提とされている。   The robot apparatus controlled by the control apparatus of the robot apparatus according to the present invention performs processing, assembly, work handling, welding, painting, and the like. As shown in FIG. 1, the robot apparatus includes a robot base unit 4 and a manipulator 1 installed on the robot base unit 4, and the manipulator 1 holds a work target (work). Operations such as transportation, processing, and assembly to other members are possible. In this robot apparatus, it is assumed that a person enters the movable area of the manipulator 1 for work.

マニピュレータ１は、複数のアクチュエータ（駆動装置）とリンク（剛体の構造物）とによって構成されている。すなわち、各リンク間は、回動（屈曲）、または、旋回可能な関節を介して接続されており、それぞれアクチュエータによって相対駆動されるようになっている。各アクチュエータは、制御手段を構成するロボット制御装置３によって制御される。   The manipulator 1 includes a plurality of actuators (drive devices) and links (rigid bodies). That is, each link is connected via a joint that can be rotated (bent) or turned, and is relatively driven by an actuator. Each actuator is controlled by a robot control device 3 constituting a control means.

最も先端側のリンクの先端側（手先）には、作業対象を把持したり加工したりする先端ツール機構５が設けられている。この先端ツール機構５は、ロボット制御装置３によって制御される。
ロボット制御装置３は、マニピュレータ１の動作状態、すなわち、マニピュレータ１の各アクチュエータの移動速度及び移動方向を制御し、また、マニピュレータ１の減速、一時停止、非常停止等の動作モードを制御する。また、ロボット制御装置３は、マニピュレータ１に対する制御情報、すなわち、各関節のアクチュエータに対する動作指令情報やツール機構５に対する動作指令情報に基づいて、各関節の角度、把持情報などを取得し、マニピュレータ１の動作状態を特定することができる。 A tip tool mechanism 5 for gripping and processing a work target is provided on the tip side (hand end) of the most tip side link. The tip tool mechanism 5 is controlled by the robot control device 3.
The robot control device 3 controls the operating state of the manipulator 1, that is, the moving speed and moving direction of each actuator of the manipulator 1, and controls the operating mode of the manipulator 1 such as deceleration, temporary stop, and emergency stop. Further, the robot control device 3 acquires the angle of each joint, grip information and the like based on the control information for the manipulator 1, that is, the operation command information for the actuator of each joint and the operation command information for the tool mechanism 5, and the manipulator 1 Can be specified.

また、ロボット装置を制御するロボット制御装置３の上位制御装置として、ロボット制御装置やツール機構に指令やシーケンスを与えるために統括制御装置としてＰＬＣなどが用いられることも多く、これらを介して、マニピュレータ１やツール機構５の動作状態を取得することも可能である。   Also, as a host control device for the robot control device 3 that controls the robot device, a PLC or the like is often used as an overall control device to give commands or sequences to the robot control device or the tool mechanism. 1 and the operating state of the tool mechanism 5 can be acquired.

そして、本発明に係るロボット装置の制御装置においては、マニピュレータ１の可動領域を包括し可動領域よりも広い領域であって侵入物体（例えば、作業者）の侵入が可能である警戒領域が設定されている。   In the control device for the robot apparatus according to the present invention, a warning area is set that covers the movable area of the manipulator 1 and is wider than the movable area and allows an intruding object (for example, an operator) to enter. ing.

このロボット装置の制御装置は、警戒領域に対する侵入物体の侵入を監視する侵入検知手段となる３次元センサ６を備えている。この３次元センサ６としては、例えば、レーザレーダ等を使用することができる。この３次元センサ６は、警戒領域よりも広い計測領域Ａ内の物体までの距離を測定することができ、この測定結果に基づいて、警戒領域内の物体を３次元計測することができる。この３次元センサ６は、計測領域Ａ内に、マニピュレータ１の原点、例えば、ロボット基台部４の中央点が入るように設置する。また、３次元センサ６は、マニピュレータ１との間に周辺機器等の固定物体１０２が介在しにくいようにして、マニピュレータ１の周辺環境をなるべく高精度に取得できるようにするため、マニピュレータ１の上方に設置することが好ましい。   The control device of this robot apparatus includes a three-dimensional sensor 6 serving as an intrusion detection unit that monitors an intruding object entering the alert area. As this three-dimensional sensor 6, for example, a laser radar or the like can be used. The three-dimensional sensor 6 can measure the distance to an object in the measurement area A wider than the warning area, and can measure the object in the warning area three-dimensionally based on the measurement result. The three-dimensional sensor 6 is installed so that the origin of the manipulator 1, for example, the center point of the robot base 4, enters the measurement area A. Further, the three-dimensional sensor 6 is arranged above the manipulator 1 in order to prevent a fixed object 102 such as a peripheral device from intervening with the manipulator 1 so that the surrounding environment of the manipulator 1 can be acquired as accurately as possible. It is preferable to install in.

３次元センサ６による計測結果を示す計測データは、制御手段を構成する安全監視装置７に送られる。この安全監視装置は、３次元センサ６から送られた計測データと、ロボット制御装置３から送られるマニピュレータ１に対する制御情報（関節角情報や把持情報等）とに基づいて、侵入物体とマニピュレータ１との間の距離を算出する。そして、安全監視装置は、侵入物体とマニピュレータ１との間が所定の距離以下となっている場合には、ロボット制御装置３に対して、減速や非常停止を指示する動作指令を送る。ロボット制御装置３は、安全監視装置７から動作指令が送られると、この動作指令に従って、マニピュレータ１の動作を減速させたり、または、停止させる。   The measurement data indicating the measurement result by the three-dimensional sensor 6 is sent to the safety monitoring device 7 constituting the control means. This safety monitoring device is based on the measurement data sent from the three-dimensional sensor 6 and the control information (joint angle information, grip information, etc.) for the manipulator 1 sent from the robot control device 3. The distance between is calculated. Then, when the distance between the intruding object and the manipulator 1 is equal to or less than a predetermined distance, the safety monitoring device sends an operation command for instructing deceleration or emergency stop to the robot control device 3. When an operation command is sent from the safety monitoring device 7, the robot control device 3 decelerates or stops the operation of the manipulator 1 according to the operation command.

なお、ロボット制御装置３と安全監視装置７とは、統合制御装置８によって制御されるようにしてもよい。   The robot control device 3 and the safety monitoring device 7 may be controlled by the integrated control device 8.

〔ロボット装置の制御方法〕
本発明に係るロボット装置の制御方法は、本発明に係るロボット装置の制御装置を動作させることによって実施される。このロボット装置の制御方法は、定期的に、例えば、ロボット装置の通常の運転に先だって、１日に１回、あるいは、数回実施することが望ましい。 [Robot device control method]
The robot apparatus control method according to the present invention is implemented by operating the robot apparatus control apparatus according to the present invention. This method for controlling the robot apparatus is desirably performed periodically, for example, once a day or several times before normal operation of the robot apparatus.

このロボット装置の制御方法において、ロボット制御装置３は、警戒領域内のマニピュレータ１の周囲の環境データの取得を行うため、警戒領域内に侵入物体が存在しない状態において、マニピュレータ１を３次元センサ６から観測される投影面積が最小となる姿勢とし、３次元センサ６によりデータを取得し、取得されたデータから、マニピュレータ１を包含し３次元センサ６を頂点とする錐体形状の領域のデータを削除して、環境データとする。   In this robot apparatus control method, the robot control apparatus 3 acquires environmental data around the manipulator 1 in the alert area, and therefore the manipulator 1 is connected to the three-dimensional sensor 6 in a state where no intruding object exists in the alert area. From the acquired data, the data of the cone-shaped region including the manipulator 1 and having the three-dimensional sensor 6 as the vertex is obtained from the acquired data. Delete it as environmental data.

すなわち、ロボット制御装置３は、マニピュレータ１を含まないマニピュレータ１の周辺の環境情報を取得するときには、まず、マニピュレータ１の姿勢を、３次元センサ６から観測される投影面積が最小となる姿勢、例えば、マニピュレータ１を直線状として、マニピュレータ１の先端部を３次元センサ６に向けた姿勢とする。このとき、３次元センサ６により取得されるデータにおいて、マニピュレータ１が占めるエリアが最小化される。   That is, when the robot controller 3 acquires environmental information around the manipulator 1 that does not include the manipulator 1, first, the robot controller 3 sets the attitude of the manipulator 1 to an attitude that minimizes the projected area observed from the three-dimensional sensor 6, for example, The manipulator 1 is linear, and the tip of the manipulator 1 is oriented toward the three-dimensional sensor 6. At this time, in the data acquired by the three-dimensional sensor 6, the area occupied by the manipulator 1 is minimized.

そして、マニピュレータ１を包含し３次元センサ６を頂点とする錐体形状の領域、すなわち、３次元センサ６の計測原点からマニピュレータ１の原点までの線分を軸とする錐体形状（円錐や四角錐など）を設定する。この錐体形状の頂角は、直線状となっているマニピュレータ１の外形を包括する範囲のうち、最小の角度、または、最小の角度に若干の余裕分を加えた角度に設定する。   A cone-shaped region including the manipulator 1 and having the three-dimensional sensor 6 as a vertex, that is, a cone shape (cone or four-axis) having a line segment from the measurement origin of the three-dimensional sensor 6 to the origin of the manipulator 1 as an axis. (Pyramid etc.). The apex angle of the cone shape is set to the minimum angle or the angle obtained by adding a slight margin to the minimum angle in the range encompassing the outer shape of the manipulator 1 that is linear.

なお、３次元センサ６は、必ずしもマニピュレータ１の直上位置に設置されているわけではない。３次元センサ６がマニピュレータ１の斜め上方に設置されている場合には、マニピュレータ１を包含する錐体形状は、傾斜した錐体形状（斜円錐や斜四角錐など）として設定される。   The three-dimensional sensor 6 is not necessarily installed at a position directly above the manipulator 1. When the three-dimensional sensor 6 is installed obliquely above the manipulator 1, the cone shape including the manipulator 1 is set as an inclined cone shape (an inclined cone, an inclined quadrangular pyramid, etc.).

そして、この状態において３次元センサ６により取得されるデータから、マニピュレータ１を包含する錐体形状の領域のデータを削除する。なお、このようなデータの削除は、当該の領域内のデータを、床面の高さデータに置換することによって行ってもよい。この処理により、マニピュレータ１を含まず、かつ、周辺の情報を極力失わずに、環境情報を取得することができる。   And the data of the cone-shaped area | region which includes the manipulator 1 are deleted from the data acquired by the three-dimensional sensor 6 in this state. Note that such deletion of data may be performed by replacing the data in the area with the floor height data. By this process, the environment information can be acquired without including the manipulator 1 and without losing the surrounding information as much as possible.

このような環境情報の取得は、例えば、日々の作業開始に先だって行い、そのたびに更新することが望ましい。そして、作業開始後には、更新された環境情報を用いて、ロボット制御装置３及び安全監視装置７により、マニピュレータ１の制御が行われる。すなわち、環境情報は、周辺機器等の固定物体１０２と侵入物体との区別、分離のための基礎データとして利用される。   Such acquisition of environmental information is preferably performed, for example, prior to the start of daily work, and updated each time. After the work starts, the manipulator 1 is controlled by the robot control device 3 and the safety monitoring device 7 using the updated environment information. That is, the environmental information is used as basic data for distinguishing and separating the fixed object 102 such as a peripheral device from the intruding object.

なお、３次元センサ６を複数個所に設置している場合においても、マニピュレータ１を、各３次元センサ６について順次同様の動作をさせ、データ取得を繰り返すことにより、同様の環境情報を取得することができる。   Even when the three-dimensional sensor 6 is installed at a plurality of locations, the manipulator 1 sequentially performs the same operation for each of the three-dimensional sensors 6 and repeats data acquisition to acquire the same environmental information. Can do.

図２は、本発明に係るロボット装置の制御装置において実施される本発明に係るロボット装置の制御方法の手順を示すフローチャートである。   FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the robot apparatus control method according to the present invention, which is performed in the robot apparatus control apparatus according to the present invention.

このロボット装置の制御装置において、作業開始指令が発せられたときには、ロボット制御装置３は、図２に示すように、ステップｓｔ１で制御を開始し、ステップｓｔ２で、カウンタ値ｉを１とする。次に、ステップｓｔ３に進み、マニピュレータ１の先端部をｉ番目の３次元センサ６に向ける位置及び姿勢とする。   In the control device of this robot apparatus, when a work start command is issued, the robot control apparatus 3 starts the control at step st1, and sets the counter value i to 1 at step st2, as shown in FIG. Next, it progresses to step st3 and makes the front-end | tip part of the manipulator 1 the position and attitude | position which orient | assigns to the i-th three-dimensional sensor 6. FIG.

そして、ステップｓｔ４に進み、ｉ番目の３次元センサ６によりデータを取得する。ステップｓｔ５に進み、３次元センサ６により取得されたデータから、マニピュレータ１を包含する錐体形状の領域のデータを削除する。次に、ステップｓｔ６に進み、ステップｓｔ５で処理されたデータを環境情報として保存（記録）し、最新のデータに更新する。   In step st4, data is acquired by the i-th three-dimensional sensor 6. Proceeding to step st5, the data of the cone-shaped region including the manipulator 1 is deleted from the data acquired by the three-dimensional sensor 6. Next, proceeding to step st6, the data processed at step st5 is saved (recorded) as environment information and updated to the latest data.

次のステップｓｔ７では、カウンタ値ｉが設置されている３次元センサ６の数以上であるかを判別する。カウンタ値ｉが３次元センサ６の数以上であればステップｓｔ９に進み、カウンタ値ｉが３次元センサ６の数以上でなければステップｓｔ８に進む。ステップｓｔ８では、カウンタ値ｉを１増加させ、すなわち、ｉ＝ｉ＋１として、ステップｓｔ３に戻る。すなわち、３次元センサ６が複数設置されている場合には、各３次元センサ６に対して、ステップｓｔ３乃至ステップｓｔ６のシーケンスが繰り返される。３次元センサ６が１個のみ設置されている場合には、ステップｓｔ３乃至ステップｓｔ６のシーケンスが一度だけ実行された後、ステップｓｔ９に進むことになる。   In the next step st7, it is determined whether the counter value i is equal to or greater than the number of three-dimensional sensors 6 installed. If the counter value i is greater than or equal to the number of the three-dimensional sensors 6, the process proceeds to step st9, and if the counter value i is not greater than or equal to the number of the three-dimensional sensors 6, the process proceeds to step st8. In step st8, the counter value i is incremented by 1, that is, i = i + 1, and the process returns to step st3. That is, when a plurality of three-dimensional sensors 6 are installed, the sequence from step st3 to step st6 is repeated for each three-dimensional sensor 6. When only one three-dimensional sensor 6 is installed, the sequence from step st3 to step st6 is executed only once, and then the process proceeds to step st9.

ステップｓｔ９では、マニピュレータ１を初期状態に復帰させて作業開始に備え、ステップｓｔ１０に進み、処理を終了する。   In step st9, the manipulator 1 is returned to the initial state to prepare for the start of work, and the process proceeds to step st10 and the process ends.

なお、この実施の形態においては、マニピュレータ１を１台有するロボット装置を制御対象としているが、本発明は、複数のマニピュレータ１を有するロボット装置、または、複数のロボット装置を制御対象としてもよい。すなわち、ロボット装置は、同一のセル（同一領域）において、複数台が同時に稼働する場合がある。このような場合には、安全監視装置７が複数台のロボット制御装置３、もしくは、これらを統括管理する制御装置からデータを取得して、前述の実施の形態と同様にして、周辺環境のデータを取得するようにしてもよい。   In this embodiment, a robot apparatus having one manipulator 1 is a control target. However, the present invention may be a robot apparatus having a plurality of manipulators 1 or a plurality of robot apparatuses. That is, there are cases where a plurality of robot devices are simultaneously operated in the same cell (same area). In such a case, the safety monitoring device 7 obtains data from a plurality of robot control devices 3 or a control device that performs overall management of these, and in the same manner as in the above-described embodiment, data on the surrounding environment is obtained. May be obtained.

また、この実施の形態においては、侵入検知手段となる３次元センサ６として、レーザレーダ（レーザレンジファインダ）を例示しているが、侵入検知手段となるセンサとしては、赤外線飛行時間計測方式の３次元距離測定装置や、ステレオカメラ、マイクロ波センサ、超音波センサなどを使用することができる。   In this embodiment, a laser radar (laser range finder) is illustrated as the three-dimensional sensor 6 serving as an intrusion detection unit. However, as a sensor serving as an intrusion detection unit, an infrared time-of-flight measurement method 3 is used. A dimensional distance measuring device, a stereo camera, a microwave sensor, an ultrasonic sensor, or the like can be used.

本発明は、ロボット装置の制御装置及びロボット装置の制御方法に適用され、ロボット装置のマニピュレータの可動領域に人などが侵入した場合の保安、安全の向上を図ったロボット装置の制御装置及びロボット装置の制御方法に適用される。   The present invention is applied to a robot apparatus control device and a robot apparatus control method, and the robot apparatus control device and the robot apparatus are designed to improve safety and safety when a person or the like enters the movable region of the manipulator of the robot apparatus. Applied to the control method.

１ マニピュレータ
３ ロボット制御装置
４ ロボット基台部
５ 先端ツール機構
６ ３次元センサ
７ 安全監視装置
１０２ 固定物体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manipulator 3 Robot control apparatus 4 Robot base part 5 Tip tool mechanism 6 Three-dimensional sensor 7 Safety monitoring apparatus 102 Fixed object

Claims (2)

マニピュレータを備えたロボット装置の動作を制御するためのロボット装置の制御装置であって、
前記マニピュレータの可動領域を包括し該可動領域よりも広い領域であって、侵入物体の侵入が可能である警戒領域に対する前記侵入物体の侵入を監視する侵入検知手段と、
前記マニピュレータの動作を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記警戒領域内の前記マニピュレータの周囲の環境データの取得を行うため、前記警戒領域内に侵入物体が存在しない状態において、前記マニピュレータを前記侵入検知手段から観測される投影面積が最小となる姿勢とし、前記侵入検知手段によりデータを取得し、取得されたデータから、前記マニピュレータを包含し前記侵入検知手段を頂点とする錐体形状の領域のデータを削除して、環境データとする
ことを特徴とするロボット装置の制御装置。 A control device for a robot device for controlling the operation of the robot device provided with a manipulator,
Intrusion detection means for monitoring the intrusion of the intruding object into a warning area that includes the movable area of the manipulator and is wider than the movable area, and allows an intruding object to enter.
Control means for controlling the operation of the manipulator,
Since the control means acquires environmental data around the manipulator in the alert area, the projected area observed from the intrusion detection means by the intrusion detection means in the state where no intruding object exists in the alert area. The data is acquired by the intrusion detection unit, and the data of the cone-shaped region including the manipulator and having the intrusion detection unit as a vertex is deleted from the acquired data, and the environment data and A control device for a robotic device. マニピュレータを備えたロボット装置の動作を制御するためのロボット装置の制御方法であって、
前記マニピュレータの可動領域を包括し該可動領域よりも広い領域であって、侵入物体の侵入が可能である警戒領域に対する前記侵入物体の侵入を監視する侵入検知手段を用い、
前記警戒領域内の前記マニピュレータの周囲の環境データの取得を行うときには、前記警戒領域内に侵入物体が存在しない状態において、前記マニピュレータを前記侵入検知手段から観測される投影面積が最小となる姿勢とし、前記侵入検知手段によりデータを取得し、取得されたデータから、前記マニピュレータを包含し前記侵入検知手段を頂点とする錐体形状の領域のデータを削除して、環境データとする
ことを特徴とするロボット装置の制御方法。 A control method of a robot apparatus for controlling the operation of a robot apparatus provided with a manipulator,
Using intrusion detection means for monitoring the intrusion of the intruding object into a warning area that covers the movable area of the manipulator and is wider than the movable area, and allows the intruding object to enter,
When acquiring environmental data around the manipulator in the alert area, the manipulator is set in a posture that minimizes the projected area observed from the intrusion detection means in a state where no intruding object exists in the alert area. The data is acquired by the intrusion detection means, and the data of the cone-shaped region including the manipulator and having the intrusion detection means as a vertex is deleted from the acquired data to obtain environmental data. Method for controlling a robotic device.
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