特許 6462012 警報方法およびロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6462012

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】警報方法およびロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/06 20060101AFI20190121BHJP

   G08B 21/02 20060101ALI20190121BHJP

【ＦＩ】

   B25J19/06

   G08B21/02

【請求項の数】16

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-575329(P2016-575329)

(86)(22)【出願日】2014年7月2日

(65)【公表番号】特表2017-520419(P2017-520419A)

(43)【公表日】2017年7月27日

(86)【国際出願番号】EP2014064079

(87)【国際公開番号】WO2016000770

(87)【国際公開日】20160107

【審査請求日】2017年4月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】390039413

【氏名又は名称】シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト

【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ

(74)【代理人】

【識別番号】100075166

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 巖

(74)【代理人】

【識別番号】100133167

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 浩

(72)【発明者】

【氏名】ブールマイスター、ゼーレン

(72)【発明者】

【氏名】ホルツ、マルク

【審査官】 臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／０８９８８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０８０８８２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０３５４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２３０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０４２７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０２７５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２８５６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３６２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０８００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３０２０７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２０１２９２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ ９／１６−１９／０６

Ｇ０５Ｄ １／０２

Ｇ０８Ｂ ５／３６−２１／０２

Ｈ０４Ｎ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の床セグメント（２６）を含み、前記床セグメント（２６）にそれぞれ１つの作業空間セグメント（２４）が関連付けられた作業空間（２０）内において、少なくとも１つの第１のロボット（１０）を人に警報する方法であって、
ａ）前記少なくとも１つの第１のロボット（１０）により、作業インターバル（５０）内で実施されるロボットの動き（１８）を予測するステップであって、前記作業インターバル（５０）が、第１の時間空間（５２）と、その後の第２の時間空間（５４）とを含むステップと、
ｂ）前記作業インターバル（５０）中に前記少なくとも１つの第１のロボット（１０）により走行される空間（１９）を検出するステップと、
ｃ）前記第１または第２の時間空間（５２、５４）内において少なくとも部分的に走行空間（１９）内にある少なくとも１つの作業空間セグメント（２４）を検出するステップと、
ｄ）関連する前記作業空間セグメント（２４）が前記第１の時間空間（５２）内において走行されるときに床セグメント（２６）に第１の視覚的警報（６２）を出力するステップと、
ｅ）関連する前記作業空間セグメント（２４）が前記第２の時間空間（５４）内において走行されるときに床セグメント（２６）に第２の視覚的警報（６４）を出力するステップと、を有し、
前記第１および第２の視覚的警報（６２、６４）の少なくとも一方が、相応する床セグメント（２６）に配置された照明要素（３０）によって出力される
方法。

【請求項2】

ステップｄ）およびｅ）がステップａ）からｃ）のみに依存して実施されることを特徴とする請求項１記載の方法。

【請求項3】

ステップｂ）において、前記少なくとも１つの第１のロボット（１０）および第１の搬送物（１５）により一緒に走行される空間（１９）が検出されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。

【請求項4】

前記第１および第２の視覚的警報（６２、６４）が、それぞれ有色信号または照明パターンとして形成されることを特徴とする請求項１から３の１つに記載の方法。

【請求項5】

ステップｃ）が少なくとも１つの第３の時間空間（５６）に対しても実施され、
少なくとも次のステップｆ）において関連する作業空間セグメント（２４）が走行されるときに、床セグメント（２６）に第３の視覚的警報（６６）が出力されることを特徴とする請求項１から４の１つに記載の方法。

【請求項6】

方法ステップｄ）からｆ）までの１つにおいて、付加的に音響的警報（６８）が出力せられる（６８）ことを特徴とする請求項１から５の１つに記載の方法。

【請求項7】

前記第１および第２の視覚的警報（６２、６４）の少なくとも一方が、前記少なくとも１つの第１のロボット（１０）の少なくとも１つのプロセスパラメータ（７０）に関連して実施されることを特徴とする請求項１から４の１つに記載の方法、
前記第１、第２および第３の視覚的警報（６２、６４、６６）の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの第１のロボット（１０）の少なくとも１つのプロセスパラメータ（７０）に関連して実施されることを特徴とする請求項５記載の方法、
前記第１および第２の視覚的警報（６２、６４）、および、前記音響的警報（６８）の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの第１のロボット（１０）の少なくとも１つのプロセスパラメータ（７０）に関連して実施されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項を引用する請求項６記載の方法、
または、
前記第１、第２および第３の視覚的警報（６２、６４、６６）、および、前記音響的警報（６８）の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの第１のロボット（１０）の少なくとも１つのプロセスパラメータ（７０）に関連して実施されることを特徴とする請求項５を引用する請求項６記載の方法。

【請求項8】

少なくとも１つのプロセスパラメータ（７０）が、前記少なくとも１つの第１のロボット（１０）の運動速度および第１または第２の搬送物（１５、１７）の状況情報（７２）、の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。

【請求項9】

次のステップｇ）において、それぞれ１つの床セグメント（２６）に、関連する前記作業空間セグメント（２４）が前記作業インターバル（５０）中に前記少なくとも１つの第１のロボット（１０）により走行されないときに、視覚的警報解除信号（６９）が出力されることを特徴とする請求項１から８の１つに記載の方法。

【請求項10】

方法ステップａ）からｃ）が付加的に少なくとも１つの第２のロボット（１１）に対して実施されることを特徴とする請求項１から９の１つに記載の方法。

【請求項11】

制御ユニット（４０）と、前記制御ユニット（４０）に接続され作業空間（２０）内に配置される少なくとも１つの第１のロボット（１０）を含み、
前記作業空間（２０）がそれぞれ１つの床セグメント（２６）を付設する複数の作業空間セグメント（２６）を含み、
少なくとも１つの照明要素（３０）が、前記制御ユニット（４０）に接続され、少なくとも１つの床セグメント（２６）にそれぞれ視覚的警報（６２、６４、６６）を出力するように構成されるロボットシステム（８０）において、
前記制御ユニット（４０）が請求項１から１０の１つに記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とするロボットシステム。

【請求項12】

少なくとも１つの第２のロボット（１１）を含むことを特徴とする請求項１１記載のロボットシステム（８０）。

【請求項13】

前記少なくとも１つの照明要素（３０）が複数の照明セグメント（３２）として構成され、
関連する前記床セグメント（２６）上に接しているかまたはその上方に設置されていることを特徴とする請求項１１または１２記載のロボットシステム（８０）。

【請求項14】

前記少なくとも１つの照明要素（３０）が、関連する前記床セグメント（２６）の上方に配置された可制御画像プロジェクタ（３４）として構成されていることを特徴とする請求項１２または１３記載のロボットシステム（８０）。

【請求項15】

請求項１１から１４の１つに記載のロボットシステム（８０）において、請求項１から１０の１つに記載の方法を実施するのに適した、メモリまたはデータ媒体に記憶されているコンピュータプログラム（９０）。

【請求項16】

請求項１５に記載のコンピュータプログラム（９０）を備え、少なくとも１つの第１のロボット（１０）に接続された制御ユニット（４０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットシステムおよび運転中にこのロボットシステムの領域内に滞在する人に警報するための方法に関する。さらに本発明は、ロボットシステムを本発明による警報方法を実施するように駆動するのに適したコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１から、一つの経路に沿って移動しその際とった経路区間を周囲の人に表示するようにした自走式のロボットが知られている。このため床表面には照明手段が設置され、これらは受信器に連結される。この自走式ロボットは照明制御手段を有しており、床面にある照明手段をＯＮ状態にしてロボットが通過する経路区間を照明するようにしている。この場合床面に配置される照明手段はほぼ１つのチェーンを形成している。

【0003】

特許文献２は、ロボット周囲の危険領域を照明装置により指示するモバイル形ロボットを開示している。このためロボットはロボットケースに取り付けられたプロジェクタを有する。ロボットは、危険領域の輪郭を検出しプロジェクタにより適切に形成された投影図を床面に形成ように構成されている。この場合ロボット自体の動きとロボットの一部、たとえばロボットアームの動きがともに考慮されている。

【0004】

特許文献３は、ロボット周囲の検出領域内に居る人を検出するためのセンサシステムを有するロボットを開示している。さらにロボットは計算ユニットを有しており、このユニットは少なくとも部分的に検出領域と重なる危険領域を明示するように構成されている。さらにロボットは画像判別装置を有しており、これにより人の身体部分、たとえば胴体、頭部または腕を判別できるようにされている。ロボットにより危険領域にあると判別された人の身体部分に応じて例えばロボットの走行速度を減少させるなど種々の安全対策が行われる。

【0005】

特許文献４から、一つの面上にレーザ光膜を形成するように構成された有色レーザ光源を備えた警報システムが知られている。特許文献４による警報システムはクレーンブームにある搬送物を動かすクレーンに取り付けられている。レーザ警報システムは搬送物の下側の危険領域を可視化するようにクレーンに取り付けられる。

【0006】

これらの特許文献により公知の警報システムの主要な欠点は、運転中にしばしばロボットと人との接近が生じ、事故がロボットの安全メカニズムの介入によってのみ回避できることにある。この場合ロボットは停止状態になるので、当面の作業プロセスに遅延が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００６−２８５６３５号公報

【特許文献2】国際公開第２００９／０６３３１８１号

【特許文献3】国際公開第２０１４／０３６５４９号

【特許文献4】特開平０５−２２９７８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の課題は、公知文献の上述の欠点を克服するロボットシステムおよび関連する警報方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明方法は、作業空間内にある少なくとも１つの第1のロボットを人に警報するのに用いられる。作業空間は多数の作業空間セグメントに区分され、１つの作業空間セグメントには１つの床セグメントが関連するようにされている。本発明方法では、少なくとも１つのロボットの動きを予測する第１のステップが実施される。予測はこの場合少なくとも１つのロボットの制御プログラムの時間的にずれたシミュレーションまたはコード分析により行うことができる。この場合第１のステップでは１つの作業インターバルに対するロボットの動きが予測される。作業インターバルとは、選択可能な期間だけ未来に向かって延長される時間空間である。第２の方法ステップにおいては、少なくとも１つのロボットがこの作業インターバル中にロボットの動きの途中でどの空間を走行するかが検出される。この場合第２のステップで検出される走行空間は、ロボットの基体、および／またはロボットのアーム、および／またはロボットに取り付けられたマニピュレータにより走行される領域を含む。

【0010】

第３の方法ステップでは、少なくとも部分的にロボットにより走行される空間内にある少なくとも１つの作業空間セグメントが検出される。この場合同様に、この走行がそれぞれ第１および／または第２の時間空間内で行われるかどうかが検出される。予測されたロボットの動きが行われる作業インターバルは第１および第２の時間空間を含む。第１の時間空間は好適には未来における０から１０秒の時間インターバルであり、第２の時間空間は好適には未来における１０から２０秒の時間インターバルである。第３の方法ステップでは、少なくとも１つの第１のロボットの作業インターバルにおける規定通りのプログラム経過の過程でいつどの作業空間セグメントに操作員に対する危険状況が存在するかの予測が行われる。これまでの方法ステップに基づき１つの作業空間セグメントが第１の時間空間内でロボットにより走行されることが検出されると、その作業空間セグメントに関連する床セグメントに第１の視覚的警報が出力される。これまでの方法ステップに基づき１つの作業空間セグメントが第２の時間空間内でロボットにより走行されることが検出されると、関連する床セグメントに第２の視覚的警報が出力される。

【0011】

本発明方法は、ロボットの動きの予測に際してロボットのプログラミングの時間的にずれたシミュレーションまたはコード分析に依拠することができる。時間シフトされたシミュレーションまたはロボットのプログラミングのコード解析は、計算能力の要求が低く、技術的に簡単な方法で迅速かつ確実に実行することができる。この場合ロボットの一時的な停止または遅延などの予期不能の外的現象を迅速に視覚的警報の実現化された発生に変換することができる。ロボットのプログラミングは動作指令のシーケンシャルな遂行をほぼ含むので、これによりロボットの動きの予測性はさらに容易化される。

【0012】

本発明方法は、未来の潜在的危険状況の差別化された画像を適切に伝達することを可能にする。これは実行されるロボットの動きの人による予見を容易化し、人はその動作をこれに適合させることができる。これにより簡単に少なくとも１つの第１のロボットへの人の接近が簡単に回避されるので、少なくとも１つの第１のロボットの運転経過の遅延が最小にされる。

【0013】

本発明方法の有利な一実施形態では、少なくとも１つの第１のロボットのほかに少なくとも第１のロボットにより動かされる第１の搬送物も考慮される。これにより少なくとも第１のロボットと第１の搬送物により一緒にとられる走行空間が検出される。これにより本発明方法により人に対する危険状況が存在する走行空間をより正確に検出することができる。この方法はこれにより現在の状況の検出をより差別化でき、人に対し信頼性のある警報方法を可能にするので、作業空間に必要な安全性が改良される。

【0014】

本発明の別の有利な実施形態では、第１および第２の視覚的警報はそれぞれ有色信号としてまたは照明パターンとして形成される。この場合第１および第２の視覚的警報はたとえば種々の色彩の定常的または周期的照明信号として形成することができる。同様に、第１および第２の視覚的警報はそれぞれたとえばスポットパターン、幾何学的フィギュアまたはシンボルなどの幾何学的形態としてそれぞれの床セグメントに形成することができる。この場合照明パターンは時間的に定常または変化するものとすることができる。時間的に変化する照明パターンとはたとえば動画である。本発明方法はこれにより人に対しさらに差別化された警報を発することができ、その明白性に基づき簡単に潜在的危険状況に関する的確な画像が提供される。

【0015】

さらに本発明方法は付加的に、少なくとも第３の時間空間において少なくとも部分的に走行空間内にある作業空間セグメントがあるかどうかを検出できる。少なくとも第３の時間空間内においてある作業空間が走行されることが検出されると、これに関連する床セグメントに第３の視覚的警報が出力される。第３の視覚的警報の発生のもとに第３の時間空間を考慮する警報方法は、現在の状況下において危険ポテンシャルの範囲をより差別化して検出および表示することを可能にする。これにより現況の安全性がさらに高められる。

【0016】

本発明方法の有利な一実施形態においては、第１、第２または第３の視覚的警報が出力される方法ステップにおいて、付加的に音響的警報を発生することができる。音響的警報の発生は危険ポテンシャルが高いという状況を警報することを可能にする。たとえば作業空間内において第１の時間空間内に少なくとも１つの第１のロボットにより走行される作業空間セグメントがもっぱら存在する場合には、これを警報音で知らせることができる。これにより少なくとも１つの第１のロボットの安全メカニズムが働いて遅延が生じるような運転状況が回避される。これは特に、ロボットが高い走行速度で使用されるような作業経過において有利である。

【0017】

本発明方法の別の特に有利な実施形態では、視覚的警報および／または音響的警報がさらに少なくとも１つのロボットの少なくとも１つのプロセスパラメータに関係して形成される。この場合視覚的または音響的警報は、その時の危険状況の大きさに応じて警報が形成されるように適合せしめられる。たとえば大きな危険ポテンシャルが存在すると変化した色調が選ばれ、視覚的警報は定常的から周期的な照明信号に移行するか、または面状の視覚的警報が照明パターンに移行するようにされる。この場合、それに応じて視覚的警報および／または音響的警報が適合せしめられるプロセスパラメータとしては、少なくとも１つの第１のロボットの走行速度とすることができる。作業インターバル中のロボットの走行速度が高い場合には走行速度が低い場合よりも危険ポテンシャルが大きい。さらにプロセスパラメータとしては第１の搬送物の状況情報も使用される。この場合第１の搬送物の状況情報は、第１の搬送物の物理的または化学的特性に基づきこの搬送物から人に対し大きな危険が発生するかどうかを表すものである。その状況情報が本発明方法により強められたまたはより明確な警報を生じるような搬送物とは、たとえば化学剤または溶融物を収容する容器や、尖った対象物、硬質材料からなる物品、または視覚的に知覚困難な材料、たとえばガラスやＰＭＭＡからなる物品などである。さらにプロセスパラメータとしては、少なくとも１つのロボットの安全メカニズムが作動するときに惹起される少なくとも１つのロボットの安全対策の態様および／または範囲に関する情報が使用される。たとえば安全メカニズムの作動が全製造ラインの停止に至るようなときには、第１および／または第２の視覚的警報または音響的警報が高められた強さで出力される。安全メカニズムの作動がそれほどの結果を伴わない遅延に至るようなときには、第１および／または第２の視覚的警報または音響的警報は弱められた強さで出力される。

【0018】

本発明方法の特に有利な実施形態では、別のステップにおいて作業空間セグメントが作業インターバル中に少なくとも１つの第1のロボットにより走行されないことが検出される。この場合には関連する床セグメントに視覚的警報解除信号が出力され、作業インターバル中に相応する作業空間セグメント内に危険状況が存在しないことを人に知らせる。これにより作業空間内の人には、少なくとも１つの第１のロボットの停止または遅延を考慮せずに、作業空間のどの領域が問題なく通行できるかが知らされる。これにより本発明方法の効率がさらに改良される。

【0019】

さらに本発明方法は、作業インターバル中のロボットの動きを予測し、この作業インターバル中の走行空間を検出し、作業空間セグメントが第１および第２の時間空間内において少なくとも部分的に走行空間内にあるかどうかを検出する方法ステップが、少なくとも1つの第２のロボットに対しても実施されるように拡張することができる。この場合には作業インターバル中の第２のロボットの動きが予測されるとともに第２のロボットにより走行される空間が別個に検出される。同様に、第１および第２の時間空間内において作業空間セグメントが少なくとも走行空間内にあるかどうかが、別個に検出される。ロボットの動きの予測、走行空間の検出、および少なくとも部分的に走行空間内にある作業空間セグメントの検出の各ステップは、この場合少なくとも１つの第１のロボットに関する対応方法ステップと同時に行われる。第１および第２のロボットに対してそれぞれ観察される作業インターバルは同一であり、並びにそれぞれ少なくとも１つの作業空間セグメントが少なくとも部分的に走行空間内にあるかどうかが検出される第１および第２の時間空間も同一である。これにより多数のロボットを有する作業空間に対しては存在する危険ポテンシャルは一緒に検出されるとともに、多数の第１および第２の視覚的警報を含むコヒーレントな警報画像の枠内で表示される。これにより多数のロボットが存在する環境内に居る人は、複雑な現況を迅速に簡単に検出でき、少なくとも１つのロボットの安全メカニズムが働く危険状況を回避し、これにより作業遂行の遅延を回避できる。本発明方法は、作業空間内における安全性を改良すると同時に、この中にあるロボットにより達成可能な生産性をも高めるものである。

【0020】

本発明はさらに、制御ユニットと、作業空間内にありこの制御ユニットに接続されている少なくとも1つの第１のロボットとを有するロボットシステムに関する。少なくとも1つの第１のロボットと制御ユニットとの接続はこの場合、少なくとも1つの第１のロボットと制御ユニットとの間に信号を交換することができるような各種のデータ接続法を使用することができる。少なくとも１つの第１のロボットが配置される作業空間はこの場合、この作業空間を相応に多数の領域に区分する多数の作業空間セグメントを含む。各作業空間セグメントはこの場合、輪郭が作業空間セグメントの形状に相応する床セグメントを有する。本発明によるロボットシステムはさらに、制御ユニットに接続された少なくとも１つの照明要素を有する。少なくとも１つの照明要素と制御ユニットとの間の接続としては、制御指令を制御ユニットから少なくとも１つの照明要素に伝達できるものであれば各種の接続法が可能である。詳細には接続はデータケーブルまたは無線接続として形成することができる。少なくとも１つの照明要素はこのため、少なくとも１つの床セグメントにそれぞれ視覚的警報を発するように構成される。本発明によるロボットシステムの制御ユニットはさらに、少なくとも１つの第１のロボットを人に警報する方法を実施する状態にあり、本発明による警報方法の特徴を有する。本発明によるロボットシステムは、複雑な作業行程を高められた速度で作業空間内で実施し、作業空間内に滞在し動いている人に対し高度な安全性を与えることができる。同時に少なくとも1つの第１のロボットの停止および遅延を低減するので高い生産性が得られる。

【0021】

本発明によるロボットシステムの有利な一実施形態においては、ロボットシステムは少なくとも１つの第２のロボットを有する。このような実施形態は、狭い空間に多数のロボットを設置し、これらのロボットを高速で運転するとともに複雑な生産行程も実施することができる。この場合少なくとも２つのロボットの協働により生じる複雑な危険状況は人が簡単に認識できるので、人間とロボットとの緊密で確実なネットワークが可能となる。本発明はロボットシステムにより達成可能な生産性をさらに高めることができる。本発明の有利な一実施形態においては、少なくとも１つの照明要素が種々の形状および配置で据え付け可能な多数の照明セグメントとして形成される。照明セグメントは特定の床セグメントに関連しており、それぞれ関連床セグメントに視覚的警報が出力されるように形成されている。照明セグメントはこの場合直接的に関連する床セグメントに取り付けられるかまたは関連する床セグメントの上方に取り付けられる。特に有利な実施形態では照明要素はデッキに取り付けられる。本発明によるロボットシステムの別の実施形態では、少なくとも１つの照明要素は可制御画像プロジェクタとして形成され、関連する床セグメントの上方に取り付けられる。可制御画像プロジェクタは、わずかな数のシステムコンポーネントで多数の床セグメントに１つの視覚的警報を発生することができる。これによりシステムの複雑化が減少され、ロボットシステムの信頼性がさらに高められる。さらに可制御画像プロジェクタではそのプログラミングを簡単に変更できるので、視覚的警報を種々の使用目的に容易に適合させることができる。さらに可制御画像プロジェクタでは定常的または時間的に変化する照明パターンを１つの床セグメント上に投影することができる。本発明によるロボットシステムはこれにより迅速かつ効率的に作業空間内における多様な形態に適合させることができ、多数の適宜な視覚的警報を生成することができる。

【0022】

本発明はさらに、データ担体に記憶され本発明による警報方法を本発明によるロボットシステムで実施するのに適したコンピュータプログラムに関する。この場合コンピュータプログラムは好適にはロボットシステムの制御ユニットのメモリに格納され、少なくとも1つのロボットのデータを検出して少なくとも１つの照明要素を制御するようにされる。

【0023】

本発明のその他の実施形態および利点は、以下に図１から図５において明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は本発明によるロボットシステムの第１の実施形態の概略平面図を示す。

【図2】図２は本発明方法の一実施形態のフローチャートを示す。

【図3】図３は本発明方法の別の実施形態の時間的経過を示す。

【図4】図４は本発明によるロボットシステムの第２の実施形態の概略平面図を示す。

【図5】図５は本発明によるロボットシステムの第３の実施形態の概略構成を示す。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１は、可動マニピュレータを有し、作業空間２０内に配置された第１のロボット１０を有するロボットシステム８０を示す。作業空間２０の領域には、第１の搬送物１５と第２の搬送物１７が搬送方向１３に沿って第１のロボット１０に導かれる。第１のロボット１０はこのため、マニピュレータ１２により搬送物１５、１７を一個ずつ掴み、旋回運動で置き場２３に搬送するように構成されている。この場合、第１のロボット１０と置き場２３は作業空間２０内に設置されている。作業空間２０はほぼ矩形の多数の作業セグメント２４に区分され、これらのセグメントは分離線２８に沿って互いに接している。作業セグメント２４は詳細には示していないがほぼ直方体の空間セグメントであり、下面がそれぞれ作業空間の床２２により境界づけられている。各作業空間セグメント２４には相応に１つの床セグメント２６が関連付けられており、これらの床セグメント２６は同様に仮想分離線２８に沿って互いに接している。さらに、床セグメント２６はそれぞれ照明セグメントとして構成された照明要素３０を備えている。照明セグメント３２はそれぞれ、床セグメント２６の表面上に照明により、視覚的な警報を出力するように構成されている。

【0026】

図１は、さらに経路２７に沿って作業空間２０内を動く人Ｐを示している。図１には、第１のロボット１０によりここには図示しない作業インターバル５０で実施されるロボットの動き１８が矢印で示されている。この場合、矢印方向はロボットの動き１８の時間的経過を示す。第１のロボット１０は、この場合ほぼ円弧状の形態を有する空間１９を走行する。全体として走行空間１９は多数の作業空間セグメント２４にまたがっており、それらに関連する床セグメント２６の上を通過するようになっている。図１には、さらに関連する床セグメント２６´を備えた作業空間セグメント２４´が示されており、これはロボットの動き１８の途中で第２の作業セグメント２４´´および関連する床セグメント２６´´の前で第１のロボットにより走行される。第１の床セグメント２６´は図１には示していない第１の時間空間２６において第１のロボット１０がその上を通るので、第１の視覚的警報６２が第１の床セグメント２６´に出力される。第２の床セグメント２６´´はその後の図示しない第２の時間空間５４において初めて第１のロボット１０がその上を通るので、第２の床セグメント２´´には照明要素３０により第２の視覚的警報６４が出力される。さらに作業空間２０は、作業インターバル５０内では第１のロボット１０により走行されない作業空間セグメント２４を有している。これらの作業空間セグメント２４では人Ｐに対しては何らの危険状況がないので、関連する床セグメント２６には警報解除信号６９が出力される。種々の視覚的警報６２、６４および警報解除信号６９は、どのような危険ポテンシャルが作業空間２０のどの領域に存在するかを人Ｐに指し示す。

【0027】

図２には本発明方法のフローチャートが示されている。第１のステップ１１０では少なくとも１つの第１のロボット１０が作業インターバル５０で実施するロボットの動き１８の予測が行われる。この場合、少なくとも１つの第１のロボット１０のプログラミングに基づき、その計画された動きの経過がその間に少なくとも１つの第１のロボット１０の停止または遅延を生じさせるような現象が生じない、という推定のもとに予測される。次の方法ステップ１２０では、どの空間が少なくとも１つの第１のロボット１０により分析されている作業インターバル５０内で走行されるかが検出される。次の方法ステップ１３０では、作業空間セグメント２４が少なくとも部分的に走行空間１９内にあるかどうかが検出される。作業インターバル５０中に少なくとも１つの第１のロボット１０により走行される作業空間セグメント２４は、この場合まず人Ｐに対する潜在的危険領域と特定される。さらに方法ステップ１３０では、第１または第２の時間空間５２、５４で相応する作業空間セグメント２４が少なくとも１つの第１のロボット１０により走行されるかどうかが検出される。後の時間空間における作業空間セグメントよりも先の時間空間で走行される作業空間２４は、この場合より危険なものとして分類される。

【0028】

方法ステップ１３０の結果に応じて作業空間セグメント２４に対しては第４の方法ステップ１４０または第５の方法ステップ１５０が行われる。先に行われた検出ステップ１３０において、作業空間セグメント２４が第１の時間空間５２中に少なくとも部分的にロボット１０により走行される空間１９内にあることが確認されると、関連する床セグメント２６には第１の視覚的警報５２が出力される。先に行われた方法ステップ１３０で作業空間セグメント２４が第２の時間空間５４中に少なくとも部分的に走行空間１９内にあることが検出されると、関連する床セグメント２６には第２の視覚的警報６４が出力される。

【0029】

図３から本発明方法の別の実施形態の時間的経過が明らかにされる。出発点は作業インターバル５０の開始を定義するスタート時点５１である。図３には、ほぼ同様にスタート時点５１で始まる第１の時間空間５２が示されている。ここには図示しない方法ステップ１１０、１２０、１３０中に同様に図示しない作業空間セグメント２４が第１の時間空間５２内で走行されることが確認されると、第４の方法ステップ１４０の枠内で第１の視覚的警報６２が関連する床セグメント２６に出力される。第１の時間空間５２には第２の時間空間５４が続く。作業空間セグメント２４が第２の時間空間５４中を走行すると、第5の方法ステップ１５０の枠内で、第２の視覚的警報６４が出力される。この場合、第2の時間空間５４は作業インターバル５０の範囲内にある。第２の時間空間５４には第３の時間空間５６が続き、これはほぼ作業インターバル５０の終了とともに同様に終了する。作業空間セグメント２４が第３の時間空間５６中を走行すると、第３の視覚的警報６６が関連する床セグメント２６に出力される。さらに図３は、作業インターバル５０の終了後の付加的な時間空間５９も示されている。作業空間セグメント２４が付加的時間空間５９の開始までに走行されないと、関連する床セグメント２６には警報解除信号６９が出力される。矢印５７は時間経過を示しているので、作業インターバル５０、並びに時間空間５２、５４、５９は常に観察の開始時点５１と関連して理解される時間空間である。時間空間５２、５４、５６、５９は従って対応するロボットシステム８０の運転経過において矢印５７に沿って共に移動する。図３に示した方法は個々の方法ステップ１１０、１２０、１３０、１４０、１５０の連続的な繰り返しのもとに行われる。

【0030】

図４は作業空間２０における本発明によるロボットシステム８０の別の実施形態を示す。作業空間２０の領域内では第１の搬送物１５と第２の搬送物１７が搬送方向１３に沿って第１のロボット１０に案内される。第１のロボット１０はこのため、マニピュレータ１２により搬送物１５、１７を一個ずつ掴み、旋回運動で置き場２３に搬送するように構成されている。この場合、第１のロボット１０と置き場２３は作業空間２０内に設置される。作業空間２０はほぼ矩形の多数の作業セグメント２４に区分され、分離線２８に沿って互いに接している。作業セグメント２４は、この場合詳細には図示しないほぼ直方体の空間セグメントであり、下面がそれぞれ作業空間の床２２により境界づけられている。各作業空間セグメント２４には相応する床セグメント２６が関連しており、床セグメント２６は同様に仮想分離線２８に沿って互いに接している。さらに、床セグメント２６はそれぞれ照明要素３０を備えており、これらは照明セグメントとして形成されている。照明セグメント３２は、それぞれ床セグメント２６の表面上に照明により視覚的警報を出力するように構成されている。

【0031】

図４は、さらに第２のロボット１１を示しており、これはマニピュレータ１２を有し置き場２３の範囲で作業ステップを実施する。第１および第２のロボット１０、１１は、それぞれ同時に空間１９を走行する動き１８を実施する。この場合、作業空間セグメント２４は少なくとも部分的にロボット１０、１１に対応する走行空間１９内にある。動き１８の方向は、図４ではそれぞれ矢印で明示されている。矢印方向は、ここには図示しない作業インターバル５０内のそれぞれの動き１８の時間的経過に相応する。置き場２３の範囲における作業空間セグメント２４´´´は、作業インターバル５０中に両ロボットにより走行される。第１のロボット１０は、同様に図示しない第２の時間空間５４における動き１８の終了時に作業空間セグメント２４´´´を走行する。さらに作業空間セグメント２４´´´は第２のロボット１１により作業インターバル５０の開始時に、従って第１の時間空間５２において走行される。ロボットシステム８０は本発明による方法に基づき、作業空間セグメント２４´´´において既に第１の時間空間５２で危険ポテンシャルが存在することを検知し、対応する床セグメント２６´´´に第１の視覚的警報６２を出力する。第１の視覚的警報６２は、この場合照明セグメント３２として形成された照明要素３０により出力される。

【0032】

同様に少なくとも部分的に走行空間１９内にある別の作業空間セグメント２４に対しては同様に本発明方法に基づき、第１または第２の時間空間５２、５４内に危険ポテンシャルが存在するかどうかおよび相応する第１または第２の視覚的警報６２、６４が出力されたかどうかが検出される。ロボット１０、１１により走行されない作業空間セグメント２４では警報解除信号６９が出力される。

【0033】

図５から２つのロボット１０、１１を含む本発明によるロボットシステム８０の構成が概略的に明らかにされる。ロボット１０、１１は、それぞれアクチュエータ１６を介して駆動されるマニピュレータ１２を有している。ロボット１０、１１はそれぞれさらにセンサ機構１４を備えており、これらはたとえば人の存在を検知して関連情報をロボット１０、１１の制御装置に伝達する働きをする。ロボット１０、１１は、作業空間２０内に第１および第２の搬送物１５、１７の作業ステップを遂行するために配置される。搬送物１５、１７は、それぞれロボット１０、１１のセンサ機構１４を介して検出することのできる状況情報７２を有している。ロボット１０，１１は、検出された状況情報７２を接続具４２を介して制御ユニット４０に伝送する状態にある。状況情報７２のほかに、たとえばロボット１０、１１の運動速度のようなほかのプロセスパラメータ７０も接続具４２を介して制御ユニット４０に伝達される。接続具４２はデータの搬送に適したものであり、第１のロボット１０と制御ユニット４０の間でデータケーブル４４として形成される。第２のロボット１１は、無線接続用に形成された接続具４２を介して制御ユニット４０に接続されている。

【0034】

さらに図５は、それぞれ詳細には示してない作業空間セグメント２４に関連する多数の床セグメント２６を概略的に示す。床セグメント２６は照明要素３０として用いられる照明セグメント３２を有している。個々の照明セグメント３２は、少なくとも１つの床セグメント２６上に視覚的警報６２、６４、６６または警報解除信号６９を出力するのに適している。１つの床セグメント２６は、無線接続具４６を介して制御ユニット４０に接続される。そのほかの床セグメント３６は接続具４２として用いられるデータケーブル４４を介してビーマーとして形成される可制御画像プロジェクタ３４に接続され、床セグメント２６上に視覚的警報６２、６４、６６も出力する状態にある。さらに可制御画像プロジェクタ３４は、詳細には図示しない床セグメント２６の上に照明要素３０なしに視覚的警報６２、６４、６６または警報解除信号６９を出力するのに適している。可制御画像プロジェクタ３４は制御ユニット４０を介して、視覚的警報６２、６４、６６または警報解除信号６９として一定のまたは時間的に可変な照明パターンを出力するように制御され得る。視覚的警報６２、６４、６６はこの場合種々の色を取ることができ、あるいは色の変化や静止画または動画のシンボルとして形成される。ロボットシステム８０はまた音響的警報信号発信器３６を備えており、この発信器はデータケーブル４４を介して制御ユニット４０に接続され、危険ポテンシャルが増大する状況下で付加的に音響的警報を作業空間２０内の人に出力するのに適している。制御ユニット４０は、ロボットシステム８０内で本発明方法を実施するコンピュータプログラム９０を実行可能に記憶しているメモリを有している。コンピュータプログラム９０は、ロボット１０、１１に関して検出され接続具４２を介してデータケーブル４４または無線接続具４６により送信される全ての情報、たとえばプロセスパラメータ７０を本発明方法の枠内で処理し評価するように形成されている。コンピュータプログラム９０はまた、制御信号を個々の照明要素３０、可制御画像プロジェクタ３４または音響的警報発信器３６に伝送し、相応する視覚的警報６２、６４、６６、音響的警報６８および警報解除信号６９を出力するのにも適している。

【符号の説明】

【0035】

１０ 第１のロボット
１１ 第２のロボット
１２ マニピュレータ
１３ 搬送方向
１４ センサ機構
１５ 搬送物
１６ アクチュエータ
１７ 搬送物
１８ ロボットの動き
１９ ロボットの走行空間
２０ 作業空間
２３ 置き場
２４ 作業空間セグメント
２６ 床セグメント
２８ 仮想分離線
３０ 照明要素
３２ 照明セグメント
３４ 画像プロジェクタ
３６ 音響的警報発信器
４０ 制御ユニット
４２ 接続具
４４ データケーブル
４６ 無線接続具
６２、６４、６６ 視覚的警報
６９ 警報解除信号
７０ プロセスパラメータ
８０ ロボットシステム
９０ コンピュータプログラム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】