特許 7589833 ロボット制御装置、ロボット制御システム、およびロボット制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】ロボット制御装置、ロボット制御システム、およびロボット制御方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/06 20060101AFI20241119BHJP

【ＦＩ】

B25J19/06

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023563279

(86)(22)【出願日】2023-02-08

(86)【国際出願番号】 JP2023004112

【審査請求日】2023-10-16

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109612

【弁理士】

【氏名又は名称】倉谷 泰孝

(74)【代理人】

【識別番号】100116643

【弁理士】

【氏名又は名称】伊達 研郎

(74)【代理人】

【識別番号】100184022

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 美保

(72)【発明者】

【氏名】櫻本 泰憲

(72)【発明者】

【氏名】奥村 誠也

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／０９５３１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０５１６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０８４２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０２４０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０８９８８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１８８５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２９９４１２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／１６－１９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御プログラムで動作するロボット制御装置であって、
ユーザの設定により変更可能な表示区間を記憶装置に記憶する表示区間設定部を有し、前記制御プログラムを先読みし、前記制御プログラムに規定されたロボットの動作を示すロボット動作情報を算出する先読み動作計算部と、
前記ロボット動作情報を示す表示画像であって、前記表示区間に対応した前記ロボットの位置を含む前記表示画像を生成する表示画像生成部と、
前記ロボットの動作領域内の人および物体を検出する検出装置から受信した検出信号に人が含まれるか否かを認識する認識処理部と、
前記認識処理部が人を含むと認識した場合は、前記表示画像に警告表示を追加し、人を含まないと認識した場合は、前記表示画像に警告表示を追加しない表示切替処理部と、
を備え、
前記表示切替処理部は、回避行動をとらなければ前記認識処理部により前記検出信号に含まれると認識された人が前記ロボットと衝突しそうな場合に、前記物体が前記ロボットと衝突する場合よりも目立つ態様で前記警告表示を追加する、
ロボット制御装置。

【請求項2】

前記表示区間は、時間の長さに関する情報であることを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。

【請求項3】

前記認識処理部は、前記人の位置を解析し、
前記表示切替処理部は、前記人の位置によって前記表示画像の向きを変更する画像方向変更部を有することを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のロボット制御装置と、
前記ロボット制御装置により制御されるロボットと、
前記ロボットの動作領域を含む領域を検出する検出装置と、
前記ロボット制御装置から表示画像を受信し表示する表示装置と
を備えるロボット制御システム。

【請求項5】

ユーザの設定により変更可能な表示区間を記憶装置に記憶するステップと、
制御プログラムを先読みし、前記制御プログラムに規定されたロボットの動作を示すロボット動作情報を算出するステップと、
前記ロボット動作情報を示す表示画像であって、前記表示区間に対応した前記ロボットの位置を含む前記表示画像を生成するステップと、
前記ロボットの動作領域内の人および物体を検出する検出装置から受信した検出信号に人が含まれるか否かを認識する認識ステップと、
人を含むと認識した場合は、前記表示画像に警告表示を追加し、人を含まないと認識した場合は、前記表示画像に警告表示を追加しない表示切替ステップと
を含み、
前記表示切替ステップは、回避行動をとらなければ前記認識ステップにおいて前記検出信号に含まれると認識された人が前記ロボットと衝突しそうな場合に、前記物体が前記ロボットと衝突する場合よりも目立つ態様で前記警告表示を追加する、
ロボット制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示はロボット制御装置、ロボット制御システム、およびロボット制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ロボット制御装置は、制御プログラムや、ユーザーインターフェイスを通じたユーザからの指令に従ってロボットの動作を制御する。このようなロボット制御装置に制御されたロボットと作業者が作業空間を共有して作業をする場合、作業者の安全性を担保する必要がある。作業者がロボットの近くで安全に作業できるよう支援する方法が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１のロボット用の表示システムでは、ロボットの動作を制御する制御プログラムを先読みし分岐命令がある場合に、分岐元位置から分岐先毎のそれぞれの目標位置までの軌跡である複数の予想軌跡を仮想画像として生成し、ロボットとともに表示する。さらに、分岐先となる可能性に応じて複数の予想軌跡の太さ等を変える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－０５１６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１においては、ロボットの予想軌跡が分岐可能性とともに表示されるにすぎない。したがって、作業者がその予想軌跡を見ただけでは人の安全に関わる重要なものであるか否か素早く判断することが難しい。

【0006】

本開示は上記問題に鑑みてなされたものであって、人の安全に関わるロボットの動作を人が把握しやすい、ロボット制御装置、ロボット制御システム、およびロボット制御方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この開示によるロボット制御装置は、制御プログラムで動作するロボット制御装置であって、ユーザの設定により変更可能な表示区間を記憶装置に記憶する表示区間設定部を有し、制御プログラムを先読みし、制御プログラムに規定されたロボットの動作を示すロボット動作情報を算出する先読み動作計算部と、ロボット動作情報を示す表示画像であって、表示区間に対応したロボットの位置を含む表示画像を生成する表示画像生成部と、ロボットの動作領域内の人および物体を検出する検出装置から受信した検出信号に人が含まれるか否かを認識する認識処理部と、認識処理部が人を含むと認識した場合は、前記表示画像に警告表示を追加し、人を含まないと認識した場合は、前記表示画像に警告表示を追加しない表示切替処理部とを備え、表示切替処理部は、回避行動をとらなければ人がロボットと衝突しそうな場合に、物体がロボットと衝突する場合よりも目立つ態様で警告表示を追加するものである。

【0008】

この開示によるロボット制御システムは、この開示によるロボット制御装置と、ロボット制御装置により制御されるロボットと、ロボットの動作領域を含む領域を検出する検出装置と、ロボット制御装置から表示画像を受信し表示する表示装置とを備えるものである。

【0009】

この開示によるロボット制御方法は、ユーザの設定により変更可能な表示区間を記憶装置に記憶するステップと、制御プログラムを先読みし、制御プログラムに規定されたロボットの動作を示すロボット動作情報を算出するステップと、ロボット動作情報を示す表示画像であって、表示区間に対応したロボットの位置を含む表示画像を生成するステップと、ロボットの動作領域内の人および物体を検出する検出装置から受信した検出信号に人が含まれるか否かを認識するステップと、人を含むと認識した場合は、前記表示画像に警告表示を追加し、人を含まないと認識した場合は、前記表示画像に警告表示を追加しない表示切替ステップとを含み、表示切替ステップは、回避行動をとらなければ人がロボットと衝突しそうな場合に、物体がロボットと衝突する場合よりも目立つ態様で警告表示を追加するものである。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、人の安全に関わるロボットの動作を人が熟練度に応じて把握しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１にかかるロボット制御システムを示す概略構成図。

【図2】実施の形態１にかかるロボット制御システムの機能ブロック図。

【図3】実施の形態１にかかるロボット制御装置が行う処理のフローチャート。

【図4】実施の形態１にかかる人がロボットに接近している場合に警告を表示した例。

【図5】実施の形態１にかかるロボット制御装置を実現するためのハードウェア構成図。

【図6】実施の形態１にかかるロボット動作情報をロボットの姿勢とした表示画像の例。

【図7】実施の形態１にかかる表示装置の投影面をベルトコンベアとした場合の例。

【図8】実施の形態１にかかるロボットの台座に表示装置であるＬＥＤディスプレイを組み込んだ場合の例。

【図9】実施の形態１にかかるロボット制御システムのロボットが停止中であることを表示させた例。

【図10】実施の形態２にかかるロボット制御システムの機能ブロック図。

【図11】実施の形態２にかかるロボット制御装置が行う処理のフローチャート。

【図12】実施の形態３にかかるロボット制御システムの機能ブロック図。

【図13】実施の形態３にかかる画像方向変更部により文字方向を変更した例。

【図14】実施の形態４にかかるロボット制御システムを示す機能ブロック図。

【図15】実施の形態４にかかる表示区間を説明する図。

【図16】実施の形態４にかかるロボット制御システムにおいて表示区間を変更した例。

【図17】実施の形態４にかかるロボット制御システムにおける表示区間の設定例。

【図18】実施の形態４にかかるロボット制御システムにおける表示区間の設定例。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の実施の形態について、図を用いて説明する。図中の同一の符号は、同一または相当する部分を表す。

【0013】

実施の形態１．
図１はロボット制御システム１００を示す概略構成図である。ロボット制御システム１００は、ロボット１、ロボット１の動作を制御するロボット制御装置３、ロボット１の動作領域にある作業者２等の人や物体を検出する撮像装置４、後述するロボット動作情報を実作業空間に表示する表示装置５を備える。

【0014】

ロボット１は、例えば６軸の垂直多関節型ロボットであり、各軸に搭載されたモータにより、各軸のアームが駆動する。ロボット１には図示しないエンコーダが備えられ、エンコーダはモータの現在の回転角度を計測する。例えば、ロボット１はベルトコンベア６に置かれたワーク７を把持し、移動させる等の作業を作業者と協働して行う。

【0015】

ここでは、ロボット１がベルトコンベア６に置かれたワーク７に対し動作を行う例について説明するが、これに限られない。ベルトコンベア６以外の作業台等の周辺装置があってもよいし、ワーク７への動作ではなく他の動作を行ってもよい。

【0016】

作業者２は、ロボット１と同じ作業空間で作業を行う協働作業者である。作業者２はロボット１の動作領域を含む作業空間でワーク７に対し作業を行う。撮像装置４は、ロボット１の動作領域を含む領域を検出する。すなわち、撮像装置４は、ロボットの周囲に存在する人および物体を検出する検出装置であり、撮像装置４で撮像した撮像情報は検出信号である。

【0017】

ロボット制御装置３は制御プログラムを先読みし、ロボット１のアームやエンドエフェクタの位置を参照したロボット１の動作開始位置、現在位置、目的位置、動作経路（軌跡）、動作方向、動作速度、等のロボット動作情報を算出する。ここで、制御プログラムに規定されたロボット１の動作に関する情報をロボット動作情報とする。またロボット制御装置３は、各軸のアームの長さや回転方向を持つロボットモデルを有しており、ロボット１のエンコーダから送られるモータの回転角度を取得することで、エンドエフェクタの現在フィードバック位置、現在フィードバック姿勢、現在フィードバック速度等を計算する。ロボット制御装置３は、作業者２にロボット動作情報を示す画像を生成し表示装置５に送信する。

【0018】

表示装置５は、例えばプロジェクタでありロボット制御装置３と無線または有線で接続される。表示装置５は、ロボット制御装置３から受信したロボット動作情報を示す画像を作業空間上に表示する。図１では、点線で囲まれた部分が表示画像である。表示画像は、エンドエフェクタの動作開始位置Ｐ１、現在位置Ｐｃ、目的位置Ｐ２、動作経路Ｌ１、動作方向等を含む。動作方向は矢印で表現されている。動作開始位置Ｐ１、現在位置Ｐｃ、目的位置Ｐ２、動作経路Ｌ１、動作方向、動作速度は、ロボット動作情報である。動作経路Ｌ１は動作開始位置Ｐ１から目的位置Ｐ２の間の動作軌跡である。

【0019】

図２は、実施の形態１にかかるロボット制御システム１００の機能ブロック図である。ロボット制御装置３は、ロボット制御部１０、先読み動作計算部１１、表示画像生成部１２、認識処理部１３、判定処理部１４、表示切替処理部１５を備える。

【0020】

先読み動作計算部１１は、制御プログラムを先読みし、目的位置Ｐ２および動作補間の種類を取得する。動作補間の種類は、エンドエフェクタを直線上に動作させる補間、円弧上を動作させる補間、あらかじめ設定された自由曲線上を動作させる補間等があり、その他の補間方法を指定することも可能である。

【0021】

先読み動作計算部１１は、制御プログラムの目的位置Ｐ２および動作補間の種類から、各時刻ｔ毎のエンドエフェクタの指令位置Ｐ（t）を計算することで補間処理を行う。先読み動作計算部１１は、指令位置Ｐ（t）をもとに動作経路Ｌ１を算出する。先読み動作計算部１１は、ロボット動作情報として、動作経路Ｌ１、動作開始位置Ｐ１、目的位置Ｐ２、現在位置Ｐｃ、動作速度等を計算し、表示画像生成部１２、認識処理部１３およびロボット制御部１０に送信する。ここで動作開始位置Ｐ１は、目的位置Ｐ２までの補間が開始される位置またはロボットの停止中の位置から得られる位置である。

【0022】

ロボット制御部１０は、先読み動作計算部１１から取得したロボット動作情報に基づき、ロボット１の各軸のモータを駆動させることでロボット１の動きを制御する。

【0023】

認識処理部１３は、撮像装置４から撮像情報を受信し、工作機械、構造物、ワーク７等の物体および作業者２等の人の位置や動きを含む情報を取得する。認識処理部１３は、撮像情報に人が含まれるか否かを認識する。また、人が含まれる場合どの位置に人がいるか、人がどのような動き（例えば動作方向、動作速度等）をしているか等を撮像情報に基づき解析する。また認識処理部１３は、どの位置に物体があるか等を解析する。例えば、工作機械や構造物等の物体や人のモデル画像をあらかじめ登録しておき、撮像情報とモデル画像とを照合することで解析する。認識処理部１３は、解析結果を判定処理部１４に送信する。

【0024】

判定処理部１４は、先読み動作計算部１１から受信したロボット動作情報、および認識処理部１３の解析結果に基づき、人とロボット１が接近しているか否かを判定する。人とロボット１が接近しているか否かの判定は、例えば、人とロボット１の時間ごとの相対距離を算出し、相対距離が時間経過に従い短くなっていれば、接近していると判定する。判定処理部１４は、判定結果を表示切替処理部１５に送信する。

【0025】

表示画像生成部１２は、先読み動作計算部１１から得たロボット動作情報から、ロボット動作情報を示す表示画像を生成し、表示切替処理部１５に送信する。図１の例では、動作開始位置Ｐ１、現在位置Ｐｃ、目的位置Ｐ２、動作経路Ｌ１の表示画像を生成する。

【0026】

表示切替処理部１５は、判定処理部１４の判定結果に基づき、表示画像を切り替える。表示切替処理部１５は、認識処理部１３が人を含むと認識した場合と、人を含まないと認識した場合で表示画像を切り替える。具体的には、判定処理部１４により人がロボット１の動作方向に接近していると判定されれば、表示画像生成部１２から受信した表示画像に警告を追加等することで表示画像を変更し、変更後の表示画像を表示装置５に送信する。

【0027】

図３は、実施の形態１にかかるロボット制御装置３が行う処理のフローチャートである。まず、ロボット制御装置３の先読み動作計算部１１は、制御プログラムを先読みしてロボット動作情報を計算し、表示画像生成部１２に送信する（ステップＳ１）。次に、表示画像生成部１２は、ロボット動作情報に基づき表示画像を生成し、表示切替処理部１５に送信する（ステップＳ２）。次に、認識処理部１３は、撮像装置４が撮像した撮像情報を取得する（ステップＳ３）。

【0028】

次に、認識処理部１３は、撮像情報から、どの位置に物体があるか、人がいるか、人がいる場合にはどの位置にいるのか、人の動作方向および動作速度等を解析し、解析結果を判定処理部１４に送信する（ステップＳ４）。人がいる場合（ステップＳ４ Ｙｅｓ）、ステップＳ５に進み、人がいない場合（ステップＳ４ Ｎｏ）、ステップＳ７に進む。判定処理部１４は、受信した解析結果から、人とロボット１が接近しているか否かを判定し、表示切替処理部１５に結果を送信する（ステップＳ５）。

【0029】

人とロボット１が接近している場合（ステップＳ５ Ｙｅｓ）、表示切替処理部１５は、表示画像に警告の追加等の変更を加えた表示画像を表示装置５に送信する（ステップＳ６）。具体的な変更内容は、例えば、警告を追加する、文字の大きさを変える等であり、警告以外の表示画像が警告と干渉する場合は警告を優先して表示する。人とロボット１が接近していない場合（ステップＳ５ Ｎｏ）、表示切替処理部１５は、表示画像生成部１２から受信した表示画像をそのまま表示装置５に送信する（ステップＳ７）。

【0030】

ここで、ステップＳ１およびステップＳ２と、ステップＳ３およびステップＳ４の順序はこれに限られない。ステップＳ３およびステップＳ４が、ステップＳ１およびステップＳ２の前であってもよい。

【0031】

図４に点線で示す表示画像は、図１に示す表示画像を表示切替処理部１５によって変更した例である。例えば表示切替処理部１５は、警告を表す文字２０および警告を示すマーク２１を追加し、文字「Ｐ１」、「Ｐｃ」の大きさを警告を表す文字２０より小さくし、優先順位の低い文字「Ｐ２」、「Ｌ１」、および矢印を削除する変更を行っている。

【0032】

図５は、ロボット制御装置３を実現するためのハードウェア構成図である。図５に示すとおり、上記ロボット制御装置３の一部又は全部は、具体的には、ＣＰＵ３１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、記憶装置３２、ＩＯ（ＩＮＰＵＴ ＯＵＴＰＵＴ：入出力）インターフェース３３等により構成される。

【0033】

記憶装置３２はＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等から構成される。ロボット制御装置３のＩＯインターフェース３３には、撮像装置４、表示装置５、ロボット１が無線または有線で接続される。記憶装置３２には、制御プログラム、認識処理部１３で用いる工作機械、構造物等の物体や人のモデル画像、ロボット１のアームモデル等が保存されている。ロボット制御装置３の一連の処理は、記憶装置３２に保存されている制御プログラムをＣＰＵ３１が実行することで実現される。

【0034】

このように、本実施の形態によれば、撮像装置４でロボット１の周囲の状況を取得し、人がいるか否かを検出し、人がいる場合にはロボット動作情報および人の動きに基づいて人とロボット１が近づいているか否かを判定処理部１４で判定する。人が近づいている（危険が予想される）場合には、表示画像生成部１２で生成した画像に警告を追加する等画像を変更して表示するので、人の安全に関わるロボットの動作を人にわかりやすく表示することができる。

【0035】

なお、ロボット制御システム１００が撮像装置４を備える場合について述べたが、撮像装置４の代わりに距離センサ、視覚センサ、赤外線センサ、位置受信機を用いてもよい。位置受信機を用いる場合には、作業者２は位置送信機を所持して作業を行えばよい。位置受信機が作業者２の位置送信機から位置を受信すると、認識処理部１３でその位置に人がいると認識できる。この場合にも上述と同様の効果を奏する。

【0036】

また、認識処理部１３が、あらかじめ登録された画像とのマッチングを行うことで解析を行う例を示したが、取得した撮像情報の時刻毎の変化量から人と物体を識別してもよい。撮像装置４の代わりに距離センサ、視覚センサ等を用いる場合には、取得したセンサ情報の時刻毎の変化量から人と物体を識別する。撮像装置４の代わりに赤外線センサを用いた場合には、人の体温に対応する閾値をあらかじめ登録しておき、センサ出力が閾値を超えた場合に人であると認識処理部１３に認識させればよい。これらの場合にも上述と同様の効果を奏する。

【0037】

また、図３のステップＳ７で、人とロボットが接近していない場合に表示画像をそのまま送信する例を示したが、人とロボットが接近している場合（ステップＳ６）の変更と異なる変更を行ってもよい。その場合には、人に注意を向けさせるステップＳ６の変更よりも目立たない変更を行う。具体的には色を目立たなくする、字を小さくする等の変更を行う。

【0038】

また、ロボット動作情報として、動作開始位置Ｐ１、現在位置Ｐｃ、目的位置Ｐ２、動作経路Ｌ１、動作方向を表示させたが、ロボット１の姿勢をロボット動作情報として表示させてもよい。図６は、ロボット動作情報をロボット１の姿勢とした表示画像の一例である。この場合、表示画像生成部１２は、アームモデルを用いて一定時間後のロボットの姿勢を生成する。このようにすると、ロボット動作情報を人に立体的に認識させることができる。つまり、人の安全に関わるロボットの動作を、よりわかりやすく表示できる。

【0039】

また、表示装置５が空間上に画像を表示させる例について説明したが、表示装置５がプロジェクタであれば投影面を決めて画像を表示させてもよい。図７は、投影面をベルトコンベア６とした例である。

【0040】

また、表示装置５をヘッドマウントディスプレイとしてもよいし、ＬＥＤディスプレイとしてもよい。図８は、ロボット１の台座に表示装置５であるＬＥＤディスプレイを組み込んだ例である。ロボット動作情報として、動作方向を図形で、動作速度を文字で表示している。

【0041】

また、ロボット１が停止中の場合、警告の追加に加えロボット１が停止中である旨の表示をしてもよい。図９はロボット１が停止中であることを表示させた例である。実際の作業では、ロボット１を一時停止し、再始動により動作を途中から行う場合がある。人がロボット１の動作範囲内にいると、再始動したときにロボット１と衝突したり、人がロボット１の動作に驚いて転倒したりする可能性がある。そのため、停止中であること、および、再始動後の動作軌跡を表示することで、停止中であっても再始動時のロボット１の動作であって、人の安全に関わる動作を人に知らせることができる。

【0042】

また、作業者２を人の例として説明したが、指令者、見学者等の作業者２以外の人を検出して、同様の操作をすることも可能である。

【0043】

実施の形態２．
図１０は実施の形態２にかかるロボット制御システム１００を示す機能ブロック図である。実施の形態１と同じ箇所は説明を省略する。

【0044】

図１０に基づき、実施の形態２にかかるロボット制御システム１００について説明する。実施の形態２のロボット制御システム１００は、実施の形態１のロボット制御システム１００に対し、判定処理部１４が衝突判定部１６となる点が異なる。その他は、実施の形態１と同様である。

【0045】

認識処理部１３は、撮像情報から、人がいるか、どの位置に人がいるか、どの位置に物体があるか、人または物体の速度等を解析し、結果を衝突判定部１６に送信する。衝突判定部１６は、先読み動作計算部１１から受信したロボット動作情報、および認識処理部１３の解析結果に基づいて、人または物体がロボット１と衝突するか否かを判定する。衝突判定部１６は、判定結果を表示切替処理部１５に送信する。

【0046】

図１１は、実施の形態２にかかるロボット制御装置３が行う処理のフローチャートである。図３のフローチャートと比べると、ステップＳ５およびステップＳ６がなく、ステップＳ８からステップＳ１１が追加されている点が異なり、その他は同様である。図３と同様の箇所は説明を省略する。

【0047】

まず、ステップＳ４がＹｅｓの場合、衝突判定部１６は認識処理部１３の解析結果から、人がロボット１と衝突するか否かを判定する（ステップＳ８）。衝突すると判定された場合（ステップＳ８ Ｙｅｓ）、表示切替処理部１５は、表示画像に警告を追加して表示装置５に送信する（ステップＳ１０）。衝突しない場合（ステップＳ８ Ｎｏ）、表示切替処理部１５は表示画像をそのまま送信する（ステップＳ７）。

【0048】

ステップＳ４で人がいると判定されない場合（ステップＳ４ Ｎｏ）、衝突判定部１６は認識処理部１３の解析結果から、物体がロボット１と衝突するか否かを判定する（ステップＳ９）。物体がロボット１と衝突する場合（ステップＳ９ Ｙｅｓ）、表示切替処理部１５は、ステップＳ１０の警告より目立たない態様で表示画像に警告を追加して表示装置５に送信する（ステップＳ１１）。衝突しない場合（ステップＳ９ Ｎｏ）、表示切替処理部１５は表示画像をそのまま送信する（ステップＳ７）。

【0049】

ステップＳ１０では、例えば、警告に用いる線の太さを、物体とロボット１が衝突した場合の警告に用いる線の太さより太くしたり、文字の大きさを大きくしたり、色をステップＳ１１の警告とは異なる色にして、警告を目立たせる。ここで、ステップＳ１０では、画像の変更だけでなく音を発生させてもよい。

【0050】

このように本実施の形態によれば、回避行動をとらなければ人がロボット１と衝突しそうな場合に、表示切替処理部１５が、物体がロボット１と衝突する場合よりも目立つ態様で警告を追加する。これにより、回避行動をとらなければ人と衝突してしまうという安全上影響が大きいロボット１の動作を、作業者２が把握しやすくなる。

【0051】

ロボット１と作業者２の協働作業中には、作業者２が作業していたワーク７をロボット１の動作軌跡上に置いてしまうことがある。本実施の形態によれば、物体がロボット１と衝突しそうな場合に表示切替処理部１５が警告を追加するので、このような場合でも、作業者２が、ワーク７の衝突前にワーク７を取り除く等の対処をさせることができる。すなわち、作業を一時的に停止することなく、物体とロボット１との干渉が防げるので作業効率が向上する。

【0052】

なお、本実施の形態において実施の形態１の判定処理部１４の代わりに衝突判定部１６を備えたが、判定処理部１４に加え衝突判定部１６があってもよい。その場合には、人が衝突すると判定された場合、表示切替処理部１５は、人が接近している場合の警告よりも目立つ態様で警告を追加して表示する。これにより、人の安全に関わるロボット１の動作について、安全に関わるレベルを分けて作業者に知らせることができる。

【0053】

実施の形態３．
図１２は、実施の形態３にかかるロボット制御システム１００を示す機能ブロック図である。図１２に基づき、実施の形態３にかかるロボット制御システム１００について説明する。実施の形態３では、実施の形態１の表示切替処理部１５に画像方向変更部１７が追加されている点が異なり、その他の構成は同様である。実施の形態１と同じ箇所は説明を省略する。

【0054】

画像方向変更部１７は、認識処理部１３から人の位置を取得する。画像方向変更部１７は、取得した位置から見やすくなるよう、警告等追加した表示画像をさらに変更する。すなわち、画像方向変更部１７は、人の位置によって表示画像の向きを変更する。図１３は、画像方向変更部１７により文字方向を変更した一例である。表示画像生成部１２が作成した表示画像の文字を作業者２の位置が正面になるよう回転させる変更を行っている。

【0055】

このようにすれば、作業者２に表示画像を把握させやすくなるので、人の安全に関わるロボットの動作をより把握しやすくできる。

【0056】

なお、実施の形態１のロボット制御システム１００の表示切替処理部１５に画像方向変更部１７を追加させる例について説明したが、同様に実施の形態２のロボット制御システム１００に追加させてもよい。この場合にも人の安全に関わるロボット１の動作をより把握しやすくできる。

【0057】

実施の形態４．
図１４は、実施の形態４にかかるロボット制御システム１００を示す機能ブロック図である。図１４に基づき、実施の形態４にかかるロボット制御システム１００について説明する。実施の形態４のロボット制御システム１００は、実施の形態１における先読み動作計算部１１に表示区間設定部１８を備える点が異なり、その他の構成は同様である。実施の形態１と同じ箇所は説明を省略する。

【0058】

先読み動作計算部１１は、表示画像の表示区間を取得する表示区間設定部１８を有する。表示区間設定部１８は、図示しないＲＯＭ等の記憶装置３２を有し、作業者２からあらかじめ取得した表示区間を記憶装置３２に記憶させる。図１５は、表示区間を説明する図である。図１５において、現在位置はＰｃ、現在時刻はＴｃ、動作開始位置はＰ１、開始時刻はＴ１、目的位置はＰ２、目的位置に対応する時刻はＴ２である。現在時刻Ｔｃを起点に過去表示区間Ｔｓだけ過去の時刻Ｔｃ－Ｔｓから、現在時刻Ｔｃを起点に未来表示区間Ｔｅだけ未来の時刻Ｔｃ＋Ｔｅまでが表示区間である。表示区間設定部１８は、過去表示区間Ｔｓおよび未来表示区間Ｔｅを記憶装置３２に記憶させる。

【0059】

先読み動作計算部１１は、過去表示区間Ｔｓ、未来表示区間Ｔｅを用いて、時刻Ｔｃ－Ｔｓに対応する変更表示開始位置Ｐｓ、時刻Ｔｃ＋Ｔｅに対応する変更表示終了位置Ｐｅ、および変更表示開始位置Ｐｓから変更表示終了位置Ｐｅまでのロボット１の動作軌跡をロボット動作情報として算出し、表示画像生成部１２に送信する。先読み動作計算部１１は、現在時刻Ｔｃから未来表示区間Ｔｅの時間未来に到る時刻（Ｔｃ＋Ｔｅ）に対応するロボット１の位置をロボット動作情報として算出する。

【0060】

表示画像生成部１２は、現在時刻Ｔｃから未来表示区間Ｔｅ分未来の時刻（Ｔｃ＋Ｔｅ）に対応するロボット１の位置を含む表示画像を生成する。

【0061】

図１６は、実施の形態４にかかる表示画像生成部１２により表示区間を変更した一例である。表示画像は、動作開始位置Ｐ１、現在位置Ｐｃ、動作経路Ｌ１、動作開始位置Ｐ１と現在位置Ｐｃの間の軌跡上にある変更表示開始位置Ｐｓ、現在位置Ｐｃと目的位置Ｐ２の間の軌跡上にある変更表示終了位置Ｐｅ、変更表示開始位置Ｐｓから変更表示終了位置Ｐｅまでの動作軌跡、動作方向を含んでいる。

【0062】

図１７、図１８は、実施の形態４にかかるロボット制御システム１００における表示区間の設定例である。図１７は、図１８よりも表示区間を長く設定している。表示区間の長さは作業者２に応じて決定する。例えば、作業者２が初心者の場合、作業者２はロボットの動作を予測することが難しいため、表示区間を長くする。逆に作業者２が熟練者の場合、作業者２はロボットの動作を予測することができるので、表示区間を短くする。図１８の例では、変更表示開始位置Ｐｓは現在位置Ｐｃと同じ位置としている。

【0063】

このように、本実施の形態では、表示区間設定部１８で表示区間を設定できるようにしたので、例えば作業者２の熟練度に応じて表示区間の変更が可能となる。表示区間を長くすることで、ロボット１の動作の予測が難しい作業者２でもロボットの動作を把握でき、安全性が向上する。また、表示区間を短くすることで、作業者２が作業に集中でき作業効率を向上させることができる。

【0064】

なお、ここでは過去表示区間Ｔｓおよび未来表示区間Ｔｅを取得する例について説明したが、過去表示区間Ｔｓと未来表示区間Ｔｅを同一の値とし、１つの値を取得してもよい。過去表示区間Ｔｓを固定値とし、未来表示区間Ｔｅのみ取得してもよい。これらの場合も上述と同様の効果を奏する。

【0065】

また、実施の形態１のロボット制御システム１００の先読み動作計算部１１に表示区間設定部１８を備える例について説明したが、実施の形態２、実施の形態３のロボット制御システム１００に備えてもよい。これらの場合も上述と同様の効果を奏する。

【0066】

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、上記の実施の形態の組み合わせや、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0067】

１ ロボット、２ 作業者、３ ロボット制御装置、４ 撮像装置、５ 表示装置、６ ベルトコンベア、７ ワーク、１０ ロボット制御部、１１ 先読み動作計算部、１２ 表示画像生成部、１３ 認識処理部、１４ 判定処理部、１５ 表示切替処理部、１６ 衝突判定部、１７ 画像方向変更部、１００ ロボット制御システム。

【要約】

制御プログラムで動作するロボット制御装置（３）であって、制御プログラムを先読みし、制御プログラムに規定された情報であるロボット動作情報を算出する先読み動作計算部（１１）と、ロボット動作情報を示す表示画像を生成する表示画像生成部（１２）と、検出装置（４）から受信した検出信号に含まれるものが人か否かを識別する認識処理部（１３）と、認識処理部（１３）が人を含むと認識した場合と、人を含まないと認識した場合で表示画像を切り替える表示切替処理部（１５）を備える。これにより、人の安全に関わるロボットの動作を人が把握しやすくなる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】