TWI611883B - 產業用遠端操作機器人系統 - Google Patents

Abstract

遠端操作機器人系統，其具備：主裝置；從動臂，具有包含自動模式與手動模式之複數個控制模式；控制單元，使從動臂動作；侵入者檢測裝置，檢測侵入從動臂之動作區域之侵入者；侵入者識別資訊取得裝置，取得侵入者識別資訊，該侵入者識別資訊係識別侵入者是否為攜帶主裝置之操作者；以及動作抑制裝置，根據從侵入者檢測裝置及侵入者識別資訊取得裝置取得之資訊，抑制從動臂之動作。動作抑制裝置，在自動模式時檢測出侵入者後即抑制前述從動臂之動作，在從動臂為手動模式時檢測出侵入者後，若侵入者為操作者則使從動臂之動作繼續，若為其以外者則抑制從動臂之動作。

Description

產業用遠端操作機器人系統

本發明係關於一種具備主裝置及從動臂之產業用遠端操作機器人系統。

以往，已知有具備主裝置與按照主裝置之操作動作之從動臂的遠端操作機器人系統。作為主裝置，係利用機械手、操作桿、操作鈕等。此種遠端操作機器人系統中，有使從動臂之姿勢依循作為主裝置之機械手之姿勢的構成。專利文獻1中揭示有此種技術。

專利文獻1揭示有一種醫療用主從式機械手，其具備攜帶型臂操作部作為主裝置。此攜帶型臂操作部，具備附帶有操作者掛於肩上之皮帶之操作台、設於操作台之顯示器、以及設於操作台之複數個小型主臂。於此等主操作臂之前端部裝備有把持鉗子，該把持鉗子與設於藉由該主臂操作之處理工具前端部之把持鉗子對應。

先前技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平7-194609號公報

上述專利文獻1所記載之醫療用機械手，係由機械手及安裝 於其手前端部之鉗子來動作者，與產業用機器人相較，動作速度低且動作範圍亦狹窄。是以，醫療用機械手，假使操作主裝置之操作者與機械手接近，亦不會損害操作者之安全性。然而，產業用機器人中，若有人類不小心侵入機器人之動作區域則有人類與機器人衝撞之虞。因此，只要在產業用機器人之運轉中有人侵入該機器人之動作區域(例如安全柵欄內)，則機器人會緊急停止。

雖說如此，產業用遠端操作機器人系統中，亦可能發生最好由操作者接近從動臂而一邊確認該從動臂之動作一邊操作主裝置的狀況。因此，本發明係提出一種產業用遠端操作機器人系統中操作者能在從動臂之動作區域內操作主裝置的技術。

一種遠端操作機器人系統，其具備：主裝置，受理操作者之操作；從動臂，具有複數個控制模式，該複數個控制模式包含根據預先儲存之工作程式動作之自動模式與根據前述主裝置所受理之操作者之操作動作之手動模式；控制單元，以從前述複數個控制模式中被選擇之一個模式使前述從動臂動作；侵入者檢測裝置，檢測侵入前述從動臂之動作區域之侵入者；侵入者識別資訊取得裝置，用以取得侵入者識別資訊，該侵入者識別資訊係識別前述侵入者是否為攜帶前述主裝置之前述操作者；以及動作抑制裝置，根據從前述侵入者檢測裝置及前述侵入者識別資訊 取得裝置取得之資訊，抑制前述從動臂之動作；前述動作抑制裝置，在前述從動臂為前述自動模式時檢測出侵入者後即抑制前述從動臂之動作，在前述從動臂為前述手動模式時檢測出侵入者後，若前述侵入者為前述操作者則使前述從動臂之動作繼續，若前述侵入者為前述操作者以外者則抑制前述從動臂之動作。

根據上述遠端操作機器人系統，即使攜帶主裝置之操作者侵入從動臂之動作區域，從動臂亦會繼續動作。是以，操作者能在從動臂之動作區域內操作主裝置。通常而言，攜帶主裝置之操作者，由於係一邊監視從動臂之移動一邊操作主裝置，因此能預測從動臂之移動，且能操作主裝置避免從動臂與自身之衝撞。

又，上述遠端操作機器人系統，在從動臂以自動模式動作時，不論侵入從動臂之動作區域之侵入者是誰，均可抑制從動臂之動作。是以，能防止從動臂與侵入該動作區域之侵入者之衝撞。

根據本發明之產業用遠端操作機器人系統，操作者能在從動臂之動作區域內操作主裝置。

1‧‧‧從動臂

2‧‧‧操作盤

4‧‧‧輸出裝置

5‧‧‧狀況取得裝置

6‧‧‧控制單元

7‧‧‧輸入裝置

8‧‧‧儲存裝置

11a~11f‧‧‧連桿

15‧‧‧基台

16‧‧‧馬達控制部

20‧‧‧主裝置

27‧‧‧搖桿

28‧‧‧緊急停止鈕

29‧‧‧控制模式切換開關

32‧‧‧電源

33‧‧‧連接器

34‧‧‧電力供給路

41‧‧‧顯示器裝置

60‧‧‧主機控制部

61‧‧‧從動控制部

63‧‧‧收訊部

64‧‧‧輸出控制部

65‧‧‧修正部

90‧‧‧安全柵欄

91‧‧‧柵欄

93‧‧‧侵入者檢測裝置

93A‧‧‧光幕

931‧‧‧發光部

932‧‧‧受光部

94‧‧‧侵入者識別資訊取得裝置

941‧‧‧RF標籤

942‧‧‧讀取器

95‧‧‧動作抑制裝置

97‧‧‧識別鈕

98‧‧‧識別資訊輸出裝置

100‧‧‧遠端操作機器人系統

C1~6‧‧‧電流感測器

E1~6‧‧‧位置感測器

JT1~6‧‧‧關節

M1~6‧‧‧驅動馬達

圖1係顯示本發明之實施形態之遠端操作機器人系統之概略構成的俯視圖。

圖2係顯示遠端操作機器人系統之控制系統構成的方塊圖。

圖3係顯示從動臂之控制系統構成的方塊圖。

圖4係顯示具備變形例之侵入者識別資訊取得裝置之遠端操作機器人系統之控制系統構成的方塊圖。

以下，參照圖式，針對本發明之實施形態進行說明。

(遠端操作機器人系統100)

圖1係顯示具備本發明一實施形態之遠端操作機器人系統100之概略構成的方塊圖，圖2係顯示遠端操作機器人系統100之控制系統構成的方塊圖。如圖1及圖2所示，遠端操作機器人系統100係主從方式之機器人系統，其具備從動臂1、主裝置20、輸入裝置7、輸出裝置4、狀況取得裝置5、侵入者檢測裝置93、侵入者識別資訊取得裝置94、動作抑制裝置95、統籌控制系統100之控制單元6。

本實施形態之從動臂1具有自動模式、手動模式、以及修正自動模式之三個控制模式。能切換從動臂1之控制模式，俾以此等複數個控制模式中所選擇之一個模式控制動作。

於本說明書中，將從動臂1按照預先設定之工作程式而動作之控制模式稱為「自動模式」。在自動模式中，係與習知之教示再現(teaching playback)機器人同樣地，在無透過操作者之主裝置20之操作之情形下由從動臂1自動進行既定作業。

又，於本說明書中，將從動臂1根據主裝置20所受理之操作者之操作而動作之控制模式稱為「手動模式」。主裝置20，能受理藉由操作者直接移動主裝置20而輸入之操作。此外，在手動模式中，主裝置20所受理之操作者之操作或根據此操作動作之從動臂1之移動亦可被自動修 正。

又，於本說明書中，將從動臂1一邊藉由主裝置20所受理之操作者之操作而逐次修正一邊按照預先設定之工作程式而動作之控制模式稱為「修正自動模式」。於修正自動模式中，按照預先設定之工作程式而動作之從動臂1之移動，係根據主裝置20所受理之操作者之操作而被修正。

以下，詳細說明遠端操作機器人系統100之各構成要素。

(從動臂1)

如圖2所示，從動臂1係多關節機器臂，其由複數個連桿11a~11f之連接體與支承此之基台15構成，具有複數個關節JT1~JT6。更詳言之，第1關節JT1中，基台15與第1連桿11a之基端部連結成能繞延伸於鉛垂方向之軸旋轉。第2關節JT2中，第1連桿11a之前端部與第2連桿11b之基端部連結成能繞延伸於水平方向之軸旋轉。第3關節JT3中，第2連桿11b之前端部與第3連桿11c之基端部連結成能繞延伸於水平方向之軸旋轉。第4關節JT4中，第3連桿11c之前端部與第4連桿11d之基端部連結成能繞延伸於第4連桿11d長度方向之軸旋轉。第5關節JT5中，第4連桿11d之前端部與第5連桿11e之基端部連結成能繞與第4連桿11d長度方向正交之軸旋轉。第6關節JT6中，第5連桿11e之前端部與第6連桿11f之基端部連結成能扭轉旋轉。又，於第6連桿11f之前端部設有機械式介面。於此機械式介面能拆裝地安裝有與作業內容對應之末端效應器12(參照圖1)。

圖3係顯示從動臂1之控制系統構成之方塊圖。此圖中，顯示有以馬達控制部16為中心之具體電性構成。如圖3所示，於從動臂1之各關節JT1~JT6，設有作為使該關節所連結之兩個構件相對地旋轉之致動 器一例之驅動馬達M1~M6。驅動馬達M1~M6例如係藉由馬達控制部16伺服控制之伺服馬達。又，於各驅動馬達M1~M6，設有用以檢測其旋轉位置之位置感測器E1~E6與用以檢測控制其旋轉之電流之電流感測器C1~C6。位置感測器E1~E6只要係例如編碼器、分解器、脈衝產生器等能檢測出旋轉位置者即可。此外，於上述驅動馬達M1~M6、位置感測器E1~E6、以及電流感測器C1~C6之記載中，係與各關節JT1~JT6對應地於字母附加了添加字之1~6。以下，在表示關節JT1~JT6中之任意關節之情形係省略添加字而稱為「JT」，而關於驅動馬達M、位置感測器E、以及電流感測器C亦同。

驅動馬達M、位置感測器E、以及電流感測器C係與馬達控制部16電性連接。本實施形態之馬達控制部16，雖能以一台對複數個驅動馬達M進行伺服控制，但亦可設有與各驅動馬達M對應之馬達控制部。

從電源32經由電力供給路34對馬達控制部16供給電力。於電力供給路34設有切換從電源32對馬達控制部16之電力供給與供給遮斷之連接器33。連接器33係接收來自控制單元6之緊急停止訊號而成為開啟狀態，遮斷從電源32對馬達控制部16之電力供給。

馬達控制部16，係根據從後述之控制單元6(更詳言之為從動控制部61)取得之位置指令值或伺服增益等生成驅動指令值(電流指令值)，將與驅動指令值對應之驅動電流往驅動馬達M供應。驅動馬達M之輸出旋轉角由位置感測器E檢測，並對馬達控制部16回饋。不過，馬達控制部16與從動控制部61之功能亦可藉由單一電路或單一運算裝置來實現。

在從控制單元6(更詳言之為從動控制部61)對馬達控制部16 輸入位置指令值後，被輸入之位置指令值即被賦予至減算器之正側之輸入。表示以位置感測器E檢測出之旋轉角之訊號(位置現在值)則被賦予至該減算器31b之負側之輸入。減算器31b，係從位置指令值減去旋轉角。減算器31b之輸出被賦予至係數器31c，在此處以位置增益Kp增幅後，被賦予至減算器31e之+輸入。此減算器31b之-輸入，係被賦予來自位置感測器E之旋轉角經微分器31d微分後之值。減算器31b之輸出被賦予至係數器31f，在此處以速度增益Kv增幅後，被賦予至減算器31g之+輸入。此減算器31g之-輸入，係被賦予來自電流感測器C之電流值。減算器31g之減算輸出作為驅動指令值而往增幅電路31h輸入，與增幅後之驅動指令值對應之驅動電流往驅動馬達M供給。

(主裝置20)

主裝置20係受理操作者之操作之手段。本實施形態之遠端操作機器人系統100，係使用可搬運性之操作盤2作為主裝置20。於操作盤2，設有受理從動臂1之位置或姿勢相關之操作的搖桿27。本實施形態中，作為受理從動臂1之位置或姿勢相關之操作之操作工具雖係採用搖桿27，但亦可取代搖桿27或進一步地，使用例如機械手、觸控面板、按鍵、桿、按鈕、開關、刻度盤等已知之操作輸入工具。

於上述操作盤2，作為輸入裝置7之一部分，設有受理強制使從動臂1緊急停止之指令之緊急停止鈕28、受理從動臂1之控制模式之切換操作之控制模式切換開關29。於操作盤2設有上述以外之輸入裝置7。

又，於操作盤2，作為輸出裝置4之一部分，搭載有顯示器裝置41及揚聲器(圖示省略)。

主裝置20與控制單元6以無線可通訊地連接。主裝置20受理操作者對各種操作工具之操作，並將所受理之操作對控制單元6輸入。

[輸入裝置7]

輸入裝置7係與主裝置20一起設置於作業空間外，係受理來自操作者之操作指示，並將所受理之操作指示對控制單元6輸入之輸入手段。輸入裝置7，係輸入與從動臂1之位置或姿勢相關之操作以外之操作。於輸入裝置7包含控制模式切換開關29或緊急停止鈕28等輸入除了從動臂1之位置或姿勢以外之操作指令之1以上的操作輸入工具。於1以上之操作輸入工具，亦可包含例如觸控面板、按鍵、桿、按鈕、開關、刻度盤等已知之操作輸入工具。又，亦可使用遙控器(pendant)或平板等攜帶型終端來作為輸入裝置7。

[狀況取得裝置5]

狀況取得裝置5，係取得顯示從動臂1在作業空間內之狀況之狀況資訊之手段。狀況資訊，包含在作業空間內之從動臂1之位置及姿勢等、或為了辨識從動臂1周圍狀況所利用的資訊。更具體而言，狀況資訊，包含例如在作業空間內之從動臂1之位置及姿勢、從動臂1與工件之位置關係、或從動臂1與供組裝組裝零件之被組裝零件之位置關係等在作業空間內能辨識從動臂1之狀況及從動臂1周圍狀況所必須之資訊。

狀況取得裝置5，能藉由例如感測器、攝影機裝置5(參照圖1)、通訊器、編碼器等來實現。作為感測器，例如能例示用以測量至工件(組裝零件)或被組裝零件之距離或位置之雷射感測器或雷達感測器等。再者，亦能例示使用從複數個攝影裝置取得之影像資料測量從從動臂1至其周圍 之物體為止之距離的感測器亦即立體攝影機等。作為通訊器，可舉出例如用以取得來自感測器及攝影裝置之資訊之通訊器等，該感測器及攝影裝置設置於組裝零件或被組裝零件或者作業空間內之既定位置。作為編碼器，能例示例如能偵測從動臂1之移動量或位置之編碼器。

狀況取得裝置5逐次取得狀況資訊，所取得之狀況資訊被輸入至後述之控制單元6，在控制單元6中用於從動臂1之動作控制。進而，控制單元6亦可為控制成使狀況資訊在輸出裝置4中輸出之構成。狀況取得裝置5亦可安裝於從動臂1，亦可安裝於作業空間內之適當位置。又，所安裝之狀況取得裝置5數目亦可為一個，亦可為複數個。只要在能適當地取得狀況資訊之位置安裝適當數目之狀況取得裝置5即可，安裝位置及安裝數目為任意。

[輸出裝置4]

輸出裝置4用以輸出從控制單元6發送之資訊。輸出裝置4設置於由操作主裝置20中之操作者易於視認的位置。輸出裝置4至少包含顯示器裝置41，進而可包含列印機或揚聲器或警報燈等。顯示器裝置41顯示輸出從控制單元6發送之資訊。例如，在揚聲器係將從控制單元6發送之資訊輸出為聲音。又，例如，在列印機係將從控制單元6發送之資訊印刷輸出至紙等記錄媒體。

[儲存裝置8]

於儲存裝置8儲存有用於從動臂1之控制之各種工作程式。工作程式，可作成為各作業之動作流程。工作程式例如可藉由教示(teaching)作成，與從動臂1之識別資訊及工作建立對應關係而存放於儲存裝置8。此外，儲存裝 置8雖與控制單元6分開獨立記載，但亦可由控制單元6所具備之儲存裝置來負責作為儲存裝置8之功能。

又，於儲存裝置8儲存有預先作成之動作順序資訊。所謂動作順序資訊，係與規定在作業空間內藉由從動臂1實施之一連串作業步驟的動作順序相關的資訊。此動作順序資訊，係將作業步驟之動作順序與從動臂1之控制模式建立有對應關係。又，此動作順序資訊，係對各作業步驟，將使從動臂1自動執行其作業之工作程式建立對應關係。不過，動作順序資訊亦可包含用以對各作業步驟使從動臂1自動執行其作業之程式。

[控制單元6]

如圖2所示，於控制單元6，以有線或無線方式能通訊地連接有從動臂1、主裝置20、輸出裝置4、狀況取得裝置5、輸入裝置7、儲存裝置8。

控制單元6即所謂電腦，具有CPU等運算處理部與ROM、RAM等儲存部(均未圖示)。於儲存部儲存有控制單元6執行之控制程式或各種固定資料等。運算處理部例如與輸入裝置7、輸出裝置4、儲存裝置8等外部裝置進行資料之收發送。又，運算處理部，係進行來自各種感測器之檢測訊號之輸入或對各控制對象之控制訊號輸出。控制單元6，藉由由運算處理部讀出儲存於儲存部之程式等軟體並加以執行，以進行用以控制系統100之各種動作的處理。此外，控制單元6可藉由單一電腦之集中控制來執行各處理，亦可藉由複數台電腦之協同動作之分散控制來執行各處理。又，控制單元6，亦可由微控制器、可編程邏輯控制器(PLC)等構成。

控制單元6，具備作為功能塊之主機控制部60、從動控制部61、收訊部63、輸出控制部64、修正部65。圖2中，雖此等功能塊彙整顯 示於一個控制單元6，但亦可藉由獨立之1以上之電腦實現各功能塊或複數個功能塊之組合。此情形下，亦可此等功能塊中之一部分配置於作業空間，剩餘部分配置於作業外空間。

從動控制部61係控制從動臂1之動作。從動控制部61在自動模式時，係讀出儲存於儲存裝置8之工作程式並依照此工作程式生成位置指令值，將位置指令值或伺服增益等對從動臂1之馬達控制部16賦予。又，從動控制部61在手動模式時，係根據主裝置20所受理、以收訊部63接收之操作資訊生成位置指令值，將位置指令值或伺服增益等對從動臂1之馬達控制部16賦予。又，從動控制部61在修正自動模式時，係讀出儲存於儲存裝置8之工作程式並根據此工作程式與從修正部65取得之修正指令值生成位置指令值(或修正後之位置指令值)，將位置指令值或伺服增益等對馬達控制部16賦予(參照圖3)。此外，若在修正自動模式時從修正部65沒被賦予修正指令值，修正指令值即會作為零來運算。

收訊部63，接收從控制單元6外部發送之輸入訊號。作為以收訊部63接收之輸入訊號，可舉出例如從主裝置20亦即操作盤2發送之訊號、從輸入裝置7發送之訊號、從狀況取得裝置5發送之狀況資訊等。

輸出控制部64，係控制輸出裝置4並將通知操作者之資訊對輸出裝置4輸出。例如，輸出裝置4在開始動作順序中之選擇部分時，係將識別作為對象之從動臂1之資訊與催促從動臂1之控制模式之選擇輸入之資訊對顯示器裝置41輸出。又，例如輸出裝置4在從動臂1之控制模式為手動模式及修正自動模式時，係將被主裝置20操作之從動臂1之狀況資訊或動作狀況對顯示器裝置41輸出。又，例如輸出裝置4在系統100產 生不良情形時，係對揚聲器或顯示器裝置41輸出警報。

修正部65，在從動臂1之控制模式為修正自動模式時，係根據主裝置20所受理之操作修正從動臂1之移動。例如，在操作者藉由使搖桿27移動而搖桿27之位置及姿勢變化時，主裝置20即將此位置及姿勢之位移作為修正指示予以受理，並對控制單元6輸入。在從動臂1之控制模式為修正自動模式時，收訊部63接收修正指令訊號後，修正部65即根據修正指令訊號生成修正指令值。從修正指令訊號求出修正指令值之運算式或圖(map)預先被儲存。此種修正指令值，例如亦可為與搖桿27之位置及姿勢之變化量成正比之值。所生成之修正指令值往從動控制部61傳達，從從動控制部61將修正後之位置指令值對馬達控制部16輸出(參照圖3)。

主機控制部60，讀出儲存於儲存裝置8之動作順序資訊，以按照此動作順序資訊使從動臂1、主裝置20、輸出裝置4、以及狀況取得裝置5動作之方式，對從動控制部61、輸出控制部64、修正部65輸出指令。

[遠端操作機器人系統100之動作]

接著，說明上述構成之遠端操作機器人系統100之動作一例。此處，係以將遠端操作機器人系統100構裝於汽車組裝產線並使從動臂1進行將片材安裝於汽車車體之作業為例，說明系統100之動作流程。不過，本發明之遠端操作機器人系統100並不限定於上述汽車組裝產線，亦可在各種製造設備中廣泛地適用。

儲存於儲存裝置8之對汽車車體之片材安裝作業之動作順序資訊，由從容器取出片材之零件取出工作T1、將片材搬送至車體安裝位置附近之零件搬送工作T2、以及將位於安裝位置附近之片材對安裝位置安 裝之零件安裝工作T3構成，依此順序反覆執行此等工作T1~T3。此動作順序中之零件取出工作T1及零件搬送工作T2，係從動臂1以自動模式動作之「自動部分」。於動作順序中之自動部分，自動模式作為控制模式而建立對應關係。又，動作順序中之零件安裝工作T3，係從動臂1以從自動模式、手動模式、以及修正自動模式選擇之控制模式動作之「選擇部分」。於動作順序中之選擇部分未建立特定控制模式之對應關係，控制模式為能選擇者。

首先，控制單元6讀出儲存於儲存裝置8之既定動作順序資訊，按照此動作順序資訊開始系統100之控制。

首先，控制單元6從儲存裝置8讀出零件取出工作T1之工作程式並執行。其次，控制單元6從儲存裝置8讀出零件搬送工作T2之工作程式並執行。在零件取出工作T1及零件搬送工作T2，控制單元6以自動模式控制從動臂1之動作。

零件搬送工作T2結束後，控制單元6使顯示器裝置41顯示用以對操作者催促次一零件安裝工作T3之控制模式之選擇的選擇畫面。同時，控制單元6使即將被選擇控制模式之從動臂1之狀況資訊輸出至顯示器裝置41。此處，顯示輸出於顯示器裝置41之狀況資訊，亦可包含被顯示之從動臂1之識別資訊或其次進行之程序的內容等。

操作者，係視認顯示於顯示器裝置41之從動臂1之狀況資訊，而選擇三個控制模式中之一個。透過操作者之控制模式之選擇，係被主裝置20或輸入裝置7受理而對控制單元6輸入。

上述中，在自動模式被選擇後，控制單元6即從儲存裝置8讀出零件安裝工作T3之工作程式，控制單元6以自動模式控制從動臂1之 動作。又，在手動模式被選擇後，控制單元6以手動模式控制從動臂1之動作。或者，在修正自動模式被選擇後，控制單元6以修正自動模式控制從動臂1之動作。

上述中，在手動模式及修正自動模式中之任一者被選擇後，控制單元6即在整個該程序中使從動臂1之狀況資訊顯示輸出於顯示器裝置41。如以上說明，控制單元6按照動作順序依序進行作業步驟。

[侵入者檢測裝置93]

侵入者檢測裝置93係檢測侵入從動臂1之動作區域之包含操作者在內的侵入者的裝置。本實施形態中，侵入者檢測裝置93由光幕93A構成。不過，侵入者檢測裝置93不限定於光幕93A，例如亦可由拍攝從動臂1之動作區域之複數個攝影機裝置51與以攝影機裝置51解析所拍攝影像以檢測出侵入者之影像解析裝置(圖示省略)。

如圖1所示，從動臂1之動作區域被安全柵欄90包圍。安全柵欄90由包圍從動臂1之動作區域周圍四方中之三方的柵欄91與包圍從動臂1之動作區域周圍四方中之剩餘一方的光幕93A構成。不過，安全柵欄90亦可為從動臂1之動作區域周圍四方均以光幕形成者。侵入者能越過光幕93A而侵入從動臂1之動作區域。

光幕93A包含發光部931與受光部932。從發光部931發出之光被受光部932接收。受光部932因未接收到光、亦即光被通過光幕93A之物體遮蔽，而檢測出物體之通過。光幕93A以有線或無線連接成能與動作抑制裝置95通訊。光幕93A在檢測出物體之通過後，即將侵入者檢出訊號對動作抑制裝置95輸出。

此外，本實施形態中，雖將被安全柵欄90包圍之範圍界定為從動臂1之動作區域，但從動臂1之動作區域亦可為較其小之區域。例如，亦可將於從動臂1之動作區域或作業區域加入了末端效應器12及工件能到達之區域的區域界定為從動臂1之動作區域。又，從動臂1之限制區域或運轉區域亦可界定為從動臂1之動作區域。如上所述，在從動臂1之動作區域被界定為較被安全柵欄90包圍之範圍小之情形，可利用包圍動作區域周圍之光幕或監視動作區域之攝影機或鋪滿於動作區域之壓電感測器等來作為侵入者檢測裝置93。

[侵入者識別資訊取得裝置94]

侵入者識別資訊取得裝置94，係用以取得侵入者識別資訊，該侵入者識別資訊係識別侵入從動臂1之動作區域之侵入者是否為攜帶主裝置20之操作者。本實施形態之侵入者識別資訊取得裝置94係利用RFID。RFID由RF標籤941與讀出RF標籤941所保存之資訊的讀取器942構成。

RF標籤941設於主裝置20(操作盤2)。於RF標籤941儲存有固有之ID資訊。此外，亦可取代RF標籤941而使用能以非接觸方式讀寫內藏記憶體之資料的其他其他資訊媒體。

讀取器942設於光幕93A附近。此讀取器942能使用電波(電磁波)，以非接觸方式讀出設在主裝置20(橫越光幕93A)之RF標籤941所保存之資料。讀取器942以有線或無線連接成能與動作抑制裝置95通訊。讀取器942將從RF標籤941讀出之ID資訊(侵入者識別資訊)對動作抑制裝置95輸出。

[動作抑制裝置95]

動作抑制裝置95係根據從侵入者檢測裝置93及侵入者識別資訊取得裝置94取得之資訊，依照條件抑制從動臂1之動作者。動作抑制裝置95即所謂電腦，具有CPU等運算處理部與ROM、RAM等儲存部(均未圖示)。或者，動作抑制裝置95由CPU等運算處理部與緊急停止電路構成。動作抑制裝置95以有線或無線連接成能與控制單元6、連接器33、侵入者檢測裝置93以及侵入者識別資訊取得裝置94通訊。

動作抑制裝置95接收來自侵入者檢測裝置93之侵入者檢出訊號，偵測出於從動臂1之動作區域(在本實施形態中為安全柵欄90內)有侵入者。動作抑制裝置95在偵測到有侵入者後，則使侵入者識別資訊取得裝置94動作，從侵入者識別資訊取得裝置94取得侵入者識別資訊。動作抑制裝置95根據所取得之侵入者識別資訊判斷侵入者是否為操作者。

此處，動作抑制裝置95在讀取器942成功從RF標籤941讀出ID資訊(侵入者識別資訊)，且該ID資訊與預先儲存之從動臂1(或能操作從動臂1之主裝置20)之ID資訊一致時，即判斷侵入者為攜帶有主裝置20之操作者。又，動作抑制裝置95在讀取器942成功從RF標籤941讀出ID資訊，而該ID資訊與預先儲存之從動臂1(或能操作從動臂1之主裝置20)之ID資訊不一致時，即判斷侵入者為操作者以外者。又，動作抑制裝置95在讀取器942於一既定時間內未成功讀出ID資訊時，即判斷侵入者為操作者以外者。

接著，動作抑制裝置95依條件進行次一處理。次表1中依各條件顯示動作抑制裝置95所採取之次一處理。表1中，行的標題表示侵入從動臂1之動作區域之侵入者(操作者、操作者以外者)，列的標題表示從 動臂1之控制模式(自動模式、手動模式、修正自動模式)。

如表1所示，在從動臂1為自動模式時，不論侵入者為操作者或操作者以外者，均抑制從動臂1之動作。此處，動作抑制裝置95係對連接器33輸出緊急停止訊號使連接器33成為供給遮斷狀態。其結果，停止從電源32對馬達控制部16之電力供給，而使從動臂1緊急停止。此外，如上所述，本實施形態之動作抑制裝置95雖係將從動臂1之動作抑制以緊急停止之方式來實現，但動作抑制之態樣不限定於此。從動臂1之動作抑制亦可藉由動作之減速、動作之停止(亦即動作速度為零)以及在緊急停止中預先設定於動作抑制裝置95之任一者來實現。或者，動作抑制裝置95亦可根據從動臂1之控制模式或從狀況取得裝置5取得之狀況資訊等複數個資訊，從上述複數個態樣中自動選擇動作抑制之態樣。在使從動臂1之動作減速或使動作停止之情形，動作抑制裝置95係對控制單元6以使從動臂1之動作停止或減速之方式輸出指令。

又，在從動臂1為手動模式或修正自動模式時，若侵入者為操作者則使從動臂1之動作繼續，若侵入者為操作者以外者則抑制從動臂1之動作。此處，動作抑制裝置95在抑制從動臂1之動作時，係與上述同樣 地，進行使從動臂1緊急停止的處理。又，動作抑制裝置95在使從動臂1之動作繼續時，係不進行處理，而繼續對侵入從動臂1之動作區域之侵入者進行監視。此外，動作抑制裝置95在使從動臂1之動作繼續時，亦可以將從動臂1之手前端部最大移動速度限制在安全速度以下(例如250mm/s以下)之方式將指令賦予給控制單元6。

如以上所說明，本實施形態之產業用遠端操作機器人系統100，具備：主裝置20，受理操作者之操作；從動臂1，具有複數個控制模式，該複數個控制模式包含根據預先儲存之工作程式而動作之自動模式與根據主裝置20所受理之操作者之操作而動作之手動模式；控制單元6，以從複數個控制模式中被選擇之一個模式使從動臂1動作；侵入者檢測裝置93，檢測侵入從動臂1之動作區域之侵入者；侵入者識別資訊取得裝置94，取得侵入者識別資訊，該侵入者識別資訊係識別侵入者是否為攜帶主裝置20之操作者；以及動作抑制裝置95，根據從侵入者檢測裝置93及侵入者識別資訊取得裝置94取得之資訊，抑制從動臂1之動作。

又，動作抑制裝置95，在從動臂1為自動模式時檢測出侵入者後即抑制從動臂1之動作，在從動臂1為手動模式時檢測出侵入者後，若侵入者為操作者則使從動臂1之動作繼續，若侵入者為操作者以外者則抑制從動臂1之動作。

再者，上述系統100中，複數個控制模式進一步包含：修正自動模式，係一邊藉由主裝置20所受理之操作者之操作而逐次修正一邊根據工作程式而動作。動作抑制裝置95，在從動臂1為修正自動模式時檢測出侵入者後，若侵入者為操作者則使從動臂1之動作繼續，若侵入者為操 作者以外者則抑制從動臂1之動作。

根據上述遠端操作機器人系統100，即使攜帶主裝置20之操作者侵入從動臂1之動作區域，從動臂1亦會繼續動作。是以，操作者能在從動臂1之動作區域內操作主裝置20。通常而言，攜帶主裝置20之操作者，由於係一邊監視從動臂1之移動一邊操作主裝置20，因此能預測從動臂1之移動，且能操作主裝置20避免從動臂1與自身之衝撞。是以，可確保攜帶主裝置20之操作者之安全性。

再者，上述遠端操作機器人系統100，在從動臂1以自動模式動作時，不論侵入從動臂1之動作區域之侵入者是誰，均可抑制從動臂1之動作。是以，能防止從動臂1與侵入該動作區域之侵入者之衝撞。

進而，上述遠端操作機器人系統100中，操作者能依據作業內容或從動臂1之狀況，從自動模式與手動模式與修正自動模式選擇從動臂1之控制模式。控制模式之選擇可由操作者之判斷來進行。例如，在把持脆弱之零件、精密嵌合、正確定位或軸對準等作業，較佳為透過能使從動臂1之移動反映出操作者之操作之手動模式或修正自動模式來進行。在此種作業中，例如，當可預測若使從動臂1完全以自動動作即會產生不良情形時，則選擇修正自動模式即可。在修正自動模式，由於可一邊以從動臂1之自動動作為基礎，一邊透過操作者之操作修正其動作，因此與手動模式相較，操作者之負荷較小，且能抑制作業效率降低。如上述，根據本系統100，藉由操作者依各作業從複數個控制模式中選擇出與狀況對應之適當控制模式，即能實現不停止之機器人系統。

又，上述產業用遠端操作機器人系統100，侵入者識別資訊 取得裝置94包含設於主裝置20之RF標籤941與讀出RF標籤941之資訊並往動作抑制裝置95輸出的讀取器942。

藉此，攜帶主裝置20之操作者不需進行特別之操作，侵入者識別資訊即被送往動作抑制裝置95，而在動作抑制裝置95自動進行識別侵入者之處理。

以上雖說明了本發明之較佳實施形態，但上述構成亦可例如如下般變更。

例如，上述實施形態中，雖使用RFID作為侵入者識別資訊取得裝置94，但侵入者識別資訊取得裝置94不限定於此，亦可例如如圖4所示，侵入者識別資訊取得裝置94由設在主裝置20亦即操作盤2之識別鈕97與在按壓此識別鈕後即從操作盤2對動作抑制裝置95發送輸出主裝置20之ID資訊(侵入者識別資訊)的識別資訊輸出裝置98構成。此處，動作抑制裝置95係從識別資訊輸出裝置98接收侵入者識別資訊，與預先儲存之從動臂1(或能操作從動臂1之主裝置20)之ID資訊相較，判斷侵入者是操作者或操作者以外者。

上述變形例中，侵入者識別資訊取得裝置94包含設於主裝置20之識別鈕97與操作識別鈕97時將主裝置20之識別資訊往動作抑制裝置95輸出之識別資訊輸出裝置98。

如上述，能將侵入者識別資訊取得裝置94作成單純之構成，且操作者能下意識地將侵入者識別資訊對動作抑制裝置95賦予。

從上述說明中，對於發明所屬技術領域中具有通常知識者而 言，本發明之諸多改良或其他實施形態為明確。是以，上述說明僅應作為例示解釋，係以對發明所屬技術領域中具有通常知識者教示實行本發明之最佳態樣的目的而提供。在不脫離本發明之精神之情形下，能實質變更其構造及/或功能之詳細。

1‧‧‧從動臂

2‧‧‧操作盤

4‧‧‧輸出裝置

5‧‧‧狀況取得裝置

6‧‧‧控制單元

7‧‧‧輸入裝置

8‧‧‧儲存裝置

11a~11f‧‧‧連桿

15‧‧‧基台

16‧‧‧馬達控制部

20‧‧‧主裝置

27‧‧‧搖桿

28‧‧‧緊急停止鈕

29‧‧‧控制模式切換開關

41‧‧‧顯示器裝置

60‧‧‧主機控制部

61‧‧‧從動控制部

63‧‧‧收訊部

64‧‧‧輸出控制部

65‧‧‧修正部

93‧‧‧侵入者檢測裝置

94‧‧‧侵入者識別資訊取得裝置

941‧‧‧RF標籤

95‧‧‧動作抑制裝置

100‧‧‧遠端操作機器人系統

JT1~6‧‧‧關節

Claims (4)

1. 一種遠端操作機器人系統，其具備：主裝置，受理操作者之操作；從動臂，具有複數個控制模式，該複數個控制模式包含根據預先儲存之工作程式動作之自動模式與根據前述主裝置所受理之操作者之操作動作之手動模式；控制單元，以從前述複數個控制模式中被選擇之一個模式使前述從動臂動作；侵入者檢測裝置，檢測侵入前述從動臂之動作區域之侵入者；侵入者識別資訊取得裝置，用以取得侵入者識別資訊，該侵入者識別資訊係識別前述侵入者是否為攜帶前述主裝置之前述操作者；以及動作抑制裝置，根據從前述侵入者檢測裝置及前述侵入者識別資訊取得裝置取得之資訊，抑制前述從動臂之動作；前述動作抑制裝置，在前述從動臂為前述自動模式時檢測出侵入者後即抑制前述從動臂之動作，在前述從動臂為前述手動模式時檢測出侵入者後，若前述侵入者為前述操作者則使前述從動臂之動作繼續，若前述侵入者為前述操作者以外者則抑制前述從動臂之動作。
2. 如申請專利範圍第1項之遠端操作機器人系統，其中，前述複數個控制模式進一步包含：修正自動模式，係一邊藉由前述主裝置所受理之操作者之操作而逐次修正一邊根據前述工作程式動作；前述動作抑制裝置，在前述從動臂為前述修正自動模式時檢測出侵入者後，若前述侵入者為前述操作者則使前述從動臂之動作繼續，若前 述侵入者為前述操作者以外者則抑制前述從動臂之動作。
3. 如申請專利範圍第1或2項之遠端操作機器人系統，其中，前述侵入者識別資訊取得裝置包含設於前述主裝置之RF標籤、與讀出前述RF標籤之資訊並對前述動作抑制裝置輸出之讀取器。
4. 如申請專利範圍第1或2項之遠端操作機器人系統，其中，前述侵入者識別資訊取得裝置包含設於前述主裝置之識別鈕、與在前述識別鈕被操作時將前述主裝置之識別資訊對前述動作抑制裝置輸出之識別資訊輸出裝置。