(57)【要約】【課題】簡単なシステム構成であるにもかかわらず、従来よりも安全性および確実性を一層向上させた自動生産設備における安全装置を提供する。【解決手段】自動搬送ロボット３の作業領域を囲んで配置された安全柵４に設けられた出入用のゲート５には開閉状態を検知するゲート開閉検知センサ９が設けられる一方、安全柵４には障害物の有無を検知するためのサーチ信号を出力するサーチ信号送信部１０が設けられており、このサーチ信号送信部１０は、ゲート開閉検知センサ９の検出出力に応じて直接にオン／オフ制御されるように構成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各製造装置間を移動しながら各製品の搬送や組み付けなどの作業を行う自動搬送ロボットを備えた自動生産設備に設けられるものであって、上記自動搬送ロボットの作業領域を囲んで安全柵が配置され、この安全柵には上記作業領域への出入用のゲートが設けられており、このゲートには、その開閉状態を検知するゲート開閉検知センサが設けられる一方、上記安全柵には自動搬送ロボットとの間の障害物の有無を検知するためのサーチ信号を出力するサーチ信号送信部が設けられ、また、上記自動搬送ロボットは、このサーチ信号送信部からのサーチ信号を受信するサーチ信号受信部を有するとともに、このサーチ信号受信部でサーチ信号が受信されない場合には障害物ありと判断して作業動作を停止するように構成されており、さらに上記サーチ信号送信部は、上記ゲート開閉検知センサの検出出力に応じてオン／オフ制御されるものであることを特徴とする自動生産設備の安全装置。
【請求項２】
上記ゲート開閉検知センサの代わりに、上記サーチ信号送信部をオン／オフする押しボタンを設けたことを特徴とする請求項１記載の自動生産設備の安全装置。
【請求項３】
上記安全柵の近傍にはリスタートボタンが設けられ、上記サーチ信号送信部は、上記ゲート開閉検知センサによるゲート閉の検出出力、およびリスタートボタンの操作信号が共に入力される場合にオンするものであることを特徴とする請求項１記載の自動生産設備の安全装置。
【請求項４】
上記安全柵の外側には、接近する物体を検知する近接センサが設けられる一方、上記サーチ信号送信部は、この近接センサで物体が接近したことが検知された場合には、その検出信号に応じてサーチ信号の出力本数を増加させるものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の自動生産設備の安全装置。
【請求項５】
上記近接センサは、接近する物体の種類を識別する識別センサであることを特徴とする請求項４記載の自動生産設備の安全装置。
【請求項６】
上記近接センサは、作業者が携帯する発信器からの出力信号を受信する受信器であることを特徴とする請求項４記載の自動生産設備の安全装置。
【請求項７】
上記サーチ信号送信部およびサーチ信号受信部には、その良否をモニタしてその結果を外部に報知するモニタ手段がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の自動生産設備の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各製造装置間を移動しながら各製品の搬送や組み付けなどの作業を行う自動搬送ロボットを備えた自動生産設備における安全性を確保するための安全装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、たとえば、各種の半導体デバイスを製造する場合の自動生産設備においては、各製造プロセスに応じた各製造装置を各工程順に配置するとともに、各製造装置間を移動しながら各製品の搬送や組み付けなどの作業を行う自動搬送ロボットを設けたものがある。
【０００３】
このような自動生産設備では、自動搬送ロボットの作業領域内に人が勝手に立ち入ると、作業中の自動搬送ロボットと不意に接触するなどして危険であるので、自動搬送ロボットの作業領域を囲んで安全柵が配置されている。また、各製造装置のメンテナンスや装置トラブルなどに対処するため、安全柵には作業領域への出入用のゲートが設けられている。
【０００４】
上述のように、各製造装置のメンテナンスや装置トラブルなどに対処するため、作業者はしばしばゲートを開いて安全柵内に入る必要が生じるが、その場合、自動搬送ロボットが作業動作をそのまま継続していると作業者にとっては非常に危険な状態になる。
【０００５】
そこで、従来技術では、作業者の安全性を確保するために、自動搬送ロボットに障害物検知センサを取り付け、この障害物検知センサで作業者などの障害物が検知された場合には、自動搬送ロボットの作業動作を停止するようにした技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、従来技術では、安全柵の外側に非常停止スイッチを設けたり、安全柵のゲートの開閉状態を検知するセンサを設けるなどして、自動搬送ロボットの作業動作を強制的に停止させるようにした技術も提案されている（たとえば、特許文献２，３参照）。
【０００７】
さらに、従来技術では、安全柵のゲートの開状態がセンサで検知された場合には、このセンサ出力を自動搬送ロボットの作業動作を全般的に制御する集中制御部に送信し、これに応じて集中制御部から作業停止の無線信号を自動搬送ロボットに送信して動作を停止させるようにしたものもある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１８７５１３号公報
【特許文献２】
特開２００１−８８０８０号公報
【特許文献３】
実開平５−３７７１２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように、自動搬送ロボットに障害物検知センサを設けていても、作業者がゲートを開いて安全柵内に入り込んだことが即座に分からないときには、障害物検知センサで作業者が検知されるまでの間、自動搬送ロボットは作業動作を継続しているため、その間に自動搬送ロボットの動きによって作業者と接触するなどの危険性がある。
【００１０】
また、安全柵の外側に非常停止スイッチを設けたり、安全柵の出入用のゲートの開閉状態を検知するセンサを設けることで、自動搬送ロボットの作業動作を強制的に停止できるようにした場合でも、安全柵内に作業者がいるにもかかわらず、他人によってゲートが不意に閉められた場合には、自動搬送ロボットが作業動作を再開してしまうために危険である。
【００１１】
さらに、従来のように、安全柵のゲートの開状態がセンサで検知された場合には、その情報を集中制御部に送信し、これに応じて集中制御部から与えられる作業停止の無線信号によって自動搬送ロボットを停止させるようにしたものでは、制御シーケンスが複雑となり、危険を検知してから実際に自動搬送ロボットが停止するまでに時間がかかる。つまり、応答動作が鈍いため、作業者が不意にゲートを開いて安全柵内に入り込んだときの危険回避が十全でない。しかも、このような無線信号を用いた場合には、外来ノイズの影響を受け易く、誤動作が発生するなど、信頼性が不十分である。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、簡単なシステム構成であるにもかかわらず、従来よりも安全性および確実性を一層向上させた自動生産設備における安全装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る自動生産設備の安全装置は、自動搬送ロボットの作業領域を囲んで安全柵が配置され、この安全柵には上記作業領域への出入用のゲートが設けられており、このゲートには、その開閉状態を検知するゲート開閉検知センサが設けられる一方、上記安全柵には自動搬送ロボットとの間の障害物の有無を検知するためのサーチ信号を出力するサーチ信号送信部が設けられ、また、上記自動搬送ロボットは、このサーチ信号送信部からのサーチ信号を受信するサーチ信号受信部を有するとともに、このサーチ信号受信部でサーチ信号が受信されない場合には障害物ありと判断して作業動作を停止するように構成されており、さらに上記サーチ信号送信部は、上記ゲート開閉検知センサの検出出力に応じてオン／オフ制御されるものであることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における自動生産設備に設けられた安全装置の構成およびその動作説明に供する図である。
【００１５】
この実施の形態１の安全装置１は、各製造工程順に配置された製造装置２間を移動しながら各製品の搬送や組み付けなどの作業を行う自動搬送ロボット３を備えた自動生産設備に設けられるもので、自動搬送ロボット３の作業領域を囲んで安全柵４が配置され、この安全柵４には作業領域への出入用のゲート５が設けられている。また、安全柵４の外側には、自動搬送ロボット３の作業動作を全般的に制御する集中制御部６が配置されている。
【００１６】
一方、安全柵４のゲート５には、その開閉状態を検知するゲート開閉検知センサ９が設けられている。この場合のゲート開閉検知センサ９としては、たとえばゲート５の開閉に応じてオン／オフするスイッチや、ゲート５の開閉を光学的に検知するフォトセンサが適用される。
【００１７】
また、安全柵４の自動搬送ロボット３の走行方向に対向する左右の各位置には、特許請求の範囲におけるサーチ信号送信部として、サーチ用光線を出力する発光素子を備えた投光部１０が設けられている。そして、投光部１０とゲート開閉検知センサ９とは信号線で互いに接続されており、ゲート開閉検知センサ９の検出出力に応じて投光部１０がオン／オフ制御されるようになっている。
【００１８】
上記の自動搬送ロボット３は、たとえば、路面に敷設されたレールに沿って走行する車体に多関節ロボット（いずれも図示省略）などが搭載されるとともに、その車体の前後には、特許請求の範囲におけるサーチ信号受信部として、各投光部１０からのサーチ用光線を受光する受光素子を備えた受光部１１が設けられている。さらに、この自動搬送ロボット３には、集中制御部６から無線で送信されてくる指示に従って走行制御および多関節ロボットの動作制御などを行うコントローラ１３が設けられており、このコントローラ１３は、受光部１１でサーチ用光線が受光されない場合には障害物有りと判断して作業動作を停止するように構成されている。
【００１９】
上記構成において、図１（ａ）に示すように、安全柵４のゲート５が閉じらている状態では、ゲート開閉検知センサ９からはゲート閉状態を示す検出信号が出力されているので、投光部１０はオン状態にあってサーチ用光線が出力されている。したがって、自動搬送ロボット３側では、投光部１０からのサーチ用光線が受光部１１で受光されるので、コントローラ１３は障害物無しと判断し、集中制御部６から無線で送信されてくる指示に基づいて作業動作を継続する。
【００２０】
一方、図１（ｂ）に示すように、作業者Ｍが安全柵４内に立ち入るためにゲート５を開いた場合には、ゲート開閉検知センサ９からゲート開状態を示す検出信号が出力されるため、これに応じて投光部１０がオフしてサーチ用光線の出力が停止される。これに伴い、自動搬送ロボット３側では、投光部１０からのサーチ用光線が受光部１１で受光されなくなるため、コントローラ１３は障害物有りと判断して作業動作を即座に停止する。
【００２１】
その後、作業者Ｍが所定の作業を終了して安全柵４の外に出てからゲート５を閉じると、ゲート開閉検知センサ９からは再びゲート閉状態を示す検出信号が出力されるので、投光部１０はオンしてサーチ用光線が出力される。したがって、自動搬送ロボット３の受光部１１でこのサーチ用光線が受光されるため、コントローラ３は作業動作を再開する。
【００２２】
なお、当然のことながら、この実施の形態１では、安全柵３内にいる作業者によって投光部１０からのサーチ用光線が遮られて自動搬送ロボット３の受光部１１で受光されなくなった場合には、コントローラ１３は、障害物有りと判断して作業動作を即座に停止するので、その場合の安全性も確保される。
【００２３】
このように、この実施の形態１では、作業者Ｍがゲート５を開いて急に安全柵４内に入り込んだ場合や、安全柵４内にいる作業者Ｍによって投光部１０からのサーチ用光線が遮られて自動搬送ロボット３の受光部１１で受光されなくなった場合のいずれについても自動搬送ロボット３の動作が確実に停止されるため、実質的に安全確保の範囲が広がり、作業者Ｍに対する安全性が一層向上する。
【００２４】
しかも、自動搬送ロボット３の動作を停止する上で従来のように集中制御部６を経由した通信を行う必要がなく、制御シーケンスが極めて簡単なため、ゲート５が開かれたのを検知してから実際に自動搬送ロボット３が停止するまでの時間が短くなる。たとえば、従来では停止までに３秒ほどかかっていたのが、この実施の形態１では、１．５秒と約半分の時間になる。また、ゲート開閉検知センサ９の検出出力が信号線を介して投光部１０に直接入力されてオン／オフ制御されるので、外来ノイズの影響を受け難く、従来よりも信頼性が向上する。
【００２５】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２における自動生産設備に設けられた安全装置の構成およびその動作説明に供する図であり、図１に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００２６】
この実施の形態２の特徴は、ゲート開閉検知センサ９を設ける代わりに、投光部１０をオン／オフする押しボタン１４を安全柵４の外側に設けていることである。なお、その他の構成は実施の形態１の場合と同様である。
【００２７】
上記構成において、安全柵４のゲート５が閉じらていて押しボタン１４が操作されていない状態では、図２（ａ）に示すように、投光部１０はオン状態にあり、したがって、自動搬送ロボット３側では、投光部１０からのサーチ用光線が受光部１１で受光されるため、自動搬送ロボット３のコントローラ１３は障害物無しと判断し、集中制御部６からの指示に基づいて作業動作を継続する。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、作業者Ｍが安全柵４内に立ち入るために、これに先立って押しボタン１４を操作した場合には、これに応じて投光部１０がオフされ、投光部１０によるサーチ用光線の出力が停止される。このため、自動搬送ロボット３側では、投光部１０からのサーチ用光線が受光部１１で受光されなくなるので、コントローラ１３は作業動作を即座に停止する。
【００２９】
そして、図２（ｃ）に示すように自動搬送ロボット３の動作が停止していることを見届けてから、作業者Ｍがゲート５を開いて安全柵４内に侵入することになるので、作業者Ｍは安心して所定の作業を行うことができる。
【００３０】
作業終了後に、作業者Ｍが安全柵４の外に出て再び押しボタン１４を操作すると、図２（ａ）に示すように、投光部１０からはサーチ用光線が再び発生されて自動搬送ロボット３の受光部１１で受光されるようになるので、自動搬送ロボット３のコントローラ１３は作業動作を再開する。
【００３１】
このように、この実施の形態２では、作業者Ｍは、自ら押しボタン１４を操作して自動搬送ロボット３の動作が停止したのを見届けた上で安全柵４内に入ることになるので、安全柵４内に立ち入った作業者Ｍが自動搬送ロボット３の動きによって接触するなどの危険性が回避される。
【００３２】
また、この実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、安全柵４内に作業者Ｍがいる状態で不意にゲート５が閉められても、投光部１０からのサーチ用光線が作業者Ｍによって遮られた場合には、自動搬送ロボット３は作業動作を即座に停止するので、その場合の安全性も確保されている。
その他の作用効果については、実施の形態１の場合と同様であるから詳しい説明は省略する。
【００３３】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３における自動生産設備に設けられた安全装置の構成およびその動作説明に供する図であり、図１に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００３４】
この実施の形態３では、実施の形態１の構成に加えて、さらに、安全柵４の近傍にリスタートボタン１５が設けられている。また、サーチ信号送信部としての投光部１０は、ゲート開閉検知センサ９によるゲート閉状態を示す検出出力、およびリスタートボタン１５の操作信号が共に入力される場合にのみオンするように構成されている。
【００３５】
上記構成において、図３（ａ）に示すように、安全柵４のゲート５が閉じらている状態では、ゲート開閉検知センサ９からはゲート閉状態を示す検出信号が出力されており、しかも、既にリスタートボタン１５が押されている場合には、投光部１０はオン状態にあってサーチ用光線が出力されている。このため、自動搬送ロボット３側では、投光部１０からのサーチ用光線が受光部１１で受光されるので、コントローラ１３は障害物無しと判断して集中制御部６からの指示に基づいて作業動作を継続する。
【００３６】
一方、図３（ｂ）に示すように、作業者Ｍが安全柵４内に立ち入るためにゲート５を開いた場合には、ゲート開閉検知センサ９からゲート開状態を示す検出信号が出力されるため、投光部１０がオフしてサーチ用光線の出力が停止される。これに伴い、自動搬送ロボット３側では、投光部１０からのサーチ用光線が受光部１１で受光されなくなるため、コントローラ１３は障害物有りと判断して作業動作を即座に停止する。
【００３７】
その後、図３（ｃ）に示すように、作業者Ｍが所定の作業を終了して安全柵４の外に出てゲート５を閉じると、ゲート開閉検知センサ９からはゲート閉状態を示す検出信号が出力されるようになるが、リスタートボタン１５が操作されない限り投光部１０はオフ状態が継続されるため、自動搬送ロボット３も動作を停止した状態のままになっている。
【００３８】
そして、図３（ｄ）に示すように、作業者Ｍがリスタートボタン１５を操作して操作信号を出力すると、これに応じて初めて投光部１０がオンしてサーチ用光線が発生されるので、自動搬送ロボット３の作業動作が再開される。
【００３９】
なお、この実施の形態３の場合も、実施の形態１の場合と同様に、安全柵３内にいる作業者Ｍによって投光部１０からのサーチ用光線が遮られて自動搬送ロボット３の受光部１１で受光されなくなった場合には、コントローラ１３は障害物有りと判断して作業動作を即座に停止するので、その場合の安全性も確保されている。
【００４０】
このように、この実施の形態３では、安全柵４内に作業者Ｍがいる状態で不意にゲート５が閉められた場合でも、リスタートボタン１５が操作されない限り投光部１０はオフ状態を継続したままであり、したがって自動搬送ロボット３も動作を停止しているため、実施の形態１の場合よりも作業者Ｍに対する安全性が一層向上する。
その他の構成および作用効果については、実施の形態１の場合と同様であるからここでは詳しい説明は省略する。
【００４１】
実施の形態４．
図４は本発明の実施の形態４における自動生産設備の安全装置の構成およびその動作説明に供する図であり、図１ないし図３に示した実施の形態１〜３と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００４２】
この実施の形態４では、実施の形態１ないし実施の形態３のいずれかの構成を備えた安全装置において、さらに、安全柵４の外側には、ゲート５に至る通路１７に面して、接近する物体を検知する近接センサ１８が設けられている。この場合の近接センサ１８としては、たとえば、光電センサ、超音波センサ、赤外線センサ、感熱センサ、重量がかかると作動するマットスイッチなどが適用される。
【００４３】
また、この実施の形態４では、安全柵４に設けられた投光部１０は、サーチ用光線を出力する複数の発光素子１０ａがアレー状に配列されており、これに応じて自動搬送ロボット３に設けられた受光部１１は、投光部１０の各発光素子１０ａからのサーチ用光線を個別に受光する受光素子１１ａをアレー状に配列して構成されている。しかも、上記の投光部１０は、近接センサ１８で物体Ｍが接近したことが検知されない場合には、図４（ａ）に示すように、中央の単一の発光素子１０ａのみがオンされる一方、近接センサ１８で物体Ｍが接近したことが検知された場合には、図４（ｂ）に示すように全ての発光素子１０ａがオンするように構成されている。
【００４４】
このように、この実施の形態４では、近接センサ１８によって物体Ｍが接近したことが検知された場合には、ゲート９が勝手に閉じられるなどの危険性が増したと判断されて、その検出信号に応じて投光部１０におけるサーチ用光線の出力本数が増加される。したがって、安全柵４内に立ち入った作業者Ｍをより一層確実に検知できるため、実施の形態１〜３の場合よりもさらに安全性が向上する。また、自動搬送ロボット３の動作中、投光部１０を構成する複数の発光素子１０ａの全てを常時オンしておく場合に比べて、必要に応じて発光素子１０ａの点灯数を変化させる方が無駄な電力消費を抑えることができるため都合がよい。
【００４５】
その他の構成および作用効果は、実施の形態１ないし実施の形態３の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４６】
なお、近接センサ１８としては、上述したものに限らず、たとえば、作業者Ｍが携帯する発信器からの出力信号を受信する受信器であってもよい。この場合には近接センサ１８の構成が簡単になり、安価に実現することができる。さらには、ＣＣＤカメラやサーモビュアなどのように、接近する物体の種類を識別できる識別センサであってもよい。このように物体Ｍの種類を識別できれば、危険性の度合いを段階的に判断できるため、一層安全性を高めることができる。
【００４７】
また、上記の各実施の形態１〜４においては、図５に示すように、投光部１０および受光部１１に対して、その発光素子や受光素子の良否状態を常時モニタしてその結果をたとえば集中制御部６に対して無線で報知するモニタ手段２１，２２を設けることもできる。
【００４８】
すなわち、同図（ａ）に示すように、各投光部１０や受光部１１の各構成素子の動作が正常な場合には、各モニタ手段２１，２２はエラー無しの情報を集中制御部６に無線で送信するため、集中制御部６は、自動搬送ロボット３に対して動作制御用の指令信号を継続して送信する。
【００４９】
これに対して、同図（ｂ）に示すように、投光部１０の発光素子が点灯しないなどの異常が生じている場合には、モニタ手段２１はエラー有りの情報を集中制御部６に無線で送信する。また、同図（ｃ）に示すように、投光部１０からはサーチ用光線が出力されているにもかかわらず、受光部１１の受光素子から所定の検出出力が得られないなどの異常が生じている場合には、モニタ手段２２はエラー有りの情報を集中制御部６に無線で送信する。集中制御部６は、いずれかのモニタ手段２１，２２から出力されたエラー有りの情報が受信された場合には、自動搬送ロボット３の動作を停止させるとともに、たとえば警報を発するなどして故障発生を報知する。
【００５０】
このようにすれば、投光部１０と受光部１１の各構成素子の故障に起因した自動搬送ロボット３の誤動作を防止することができるとともに、各部１０，１１の修理などの対策を早期に講じることができるので都合がよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明に係る自動生産設備における安全装置においては、作業者がゲートを開いて急に安全柵内に入り込んだ場合や、サーチ信号発生部からのサーチ信号が安全柵内にいる作業者によって遮られて自動搬送ロボットのサーチ信号受信部で受信されなくなった場合のいずれについても自動搬送ロボットの動作が確実に停止されるため、実質的に安全確保の範囲が広がる。また、制御シーケンスが極めて簡単なため、危険を検知してから実際に自動搬送ロボットが停止するまでの時間が短くなる。その結果、作業者に対する安全性を一層向上させることができる。また、外来ノイズの影響も受け難いため、従来よりもシステムの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における自動生産設備の安全装置の構成およびその動作説明に供する図である。
【図２】本発明の実施の形態２における自動生産設備の安全装置の構成およびその動作説明に供する図である。
【図３】本発明の実施の形態３における自動生産設備の安全装置の構成およびその動作説明に供する図である。
【図４】本発明の実施の形態４における自動生産設備の安全装置の構成およびその動作説明に供する図である。
【図５】本発明の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  安全装置、２  製造装置、３  自動搬送ロボット、４  安全柵、５  ゲート、９  ゲート開閉検知センサ、１０  投光部（サーチ信号送信部）、１１  受光部（サーチ信号受信部）、１４  押しボタン、１５  リスタートボタン、１８近接センサ、２１，２２  モニタ手段。
【図１】
2004265163.tif 000003
【図２】
2004265163.tif 000004
【図３】
2004265163.tif 000005
【図４】
2004265163.tif 000006
【図５】
2004265163.tif 000007