JP6299769B2 - ロボットシステム - Google Patents

Description

開示の実施形態は、ロボットシステムに関する。

従来、一連の加工や部品の組み付けを行う組み立て工程などにおいて、ロボットにワークを搬送させることで、製造ラインの効率化を図るロボットシステムが種々提案されている。

かかるロボットシステムでは、たとえば、ワークに対する加工や組み付けを行う製造装置ごとにロボットが設けられ、これらのロボットが、加工済みのワークを次の工程の製造装置へ搬送する。ここで、製造装置とは、作業装置やロボットを備えており、各工程において作業装置やロボットによりワークに対して加工や部品の組み付けを行うものを指す。また、作業装置やロボットは、無線信号などにより同期し、各装置がお互いにタイミングを合わせて、ワークの加工（組み付け）や搬送を行う（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１２−５９１１９号公報

しかしながら、上記した従来技術には、効率よく加工品や組み立て品の生産を行うという点で更なる改善の余地がある。

たとえば、上述したロボットシステムでは、製造装置で加工不良が発生した場合、ラインは停止し、作業者は、加工不良が生じた製造装置から、ワークを取り出すなどの作業を行う必要がある。このような作業に時間がかかると、ラインの稼働率が大きく低下することとなり、効率よく生産をする上では難点があった。

また、上述したロボットシステムでは、各ロボットは、加工や組み立てが成功したワークのみを次の工程の製造装置へ搬送する動作しか行わない。つまり、不良品のワークは次の工程の製造装置へは搬送されない。このため、不良品のワークを、たとえば、製造ラインから自動で取り出したり、取り出したワークを一箇所に集めたりしようとすると、専用の搬送装置が必要となる。この場合、設備の設置面積が大きくなったり、設備のコストが高くなったり、装置設置後の装置レイアウトの変更が難しくなったりするといった問題があった。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、効率よく加工品や組み立て品の生産をすることができるロボットシステムを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るロボットシステムは、第１のロボットと、第２のロボットと、検出部と、搬出入エリアと、制御装置とを備える。前記第１のロボットは、保持したワークが到達可能な範囲である第１の到達範囲を有する。前記第２のロボットは、前記第１の到達範囲と一部が重複する第２の到達範囲を有するとともに、到達範囲同士が重複する領域に配置された供給エリアから供給される前記ワークに対して所定の作業を行う。前記検出部は、前記所定の作業が行われた前記ワークから所定の情報を検出する。前記搬出入エリアは、前記第１の到達範囲内、かつ、前記第２の到達範囲外に設けられ、前記ワークの搬出入に用いられる。前記制御装置は、前記第２の到達範囲内、かつ、前記第１の到達範囲外の位置と、前記搬出入エリアとの間で、前記第１および第２のロボットを経由して前記ワークを搬送させる制御を行う。また、前記制御装置は、前記検出部で検出された前記所定の情報に基づいて前記所定の作業が行われた前記ワークの良否を判定し、不良と判定された前記ワークを、前記第２のロボットから前記第１のロボットを経由して前記搬出入エリアへ搬送させる制御を行う一方、前記所定の作業が成功したと判定された前記ワークを、前記第２のロボットから前記供給エリアへ戻す。

実施形態の一態様によれば、効率よく加工品や組み立て品の生産をすることができるロボットシステムを提供することができる。

図１は、実施形態に係るロボットシステムのワーク搬送の一連の動作を示す模式図である。 図２は、ロボットシステムの配置を示す平面模式図である。 図３Ａは、ロボットの構成を示す斜視図である。 図３Ｂは、ハンドの構成を示す斜視図である。 図４は、ロボットシステムのブロック図である。 図５Ａは、パレット搬入時のパレットとジグを示す図である。 図５Ｂは、ワークと、トレイと、パレットとの位置関係を示す図である。 図６は、ロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャート（その１）である。 図７は、ロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャート（その２）である。 図８は、変形例に係るロボットシステムのロボットの配置を示す模式図である。 図９は、変形例に係るロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットシステムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

まず、実施形態に係るロボットシステムにおけるワーク搬送方法について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るロボットシステムのワーク搬送の一連の動作を示す模式図である。なお、以下では、実施形態に係るロボットシステムが２台のロボットを有する場合について説明するが、ロボットの台数を限定するものではない。たとえば、図８を用いて後述するように、３台以上のロボットを有することとしてもよい。

図１に示すように、実施形態に係るロボットシステムは、ワークを、たとえば把持することでそれぞれ保持可能な第１のロボットと第２のロボットとを備える。第１のロボットと第２のロボットとは、ワークに対する加工や組み付け作業をそれぞれ行ったり、加工済のワークをロボット間で搬送したりする。なお、作業装置（不図示）を、後述する第１の到達範囲や第２の到達範囲内に設け、ワークに対する作業を行うこととしてもよい。

第１のロボットは、第１のロボットが保持したワークが到達可能な範囲である第１の到達範囲を有する。また、第２のロボットは、第２のロボットが保持したワークが到達可能な範囲である第２の到達範囲を有する。そして、第１の到達範囲と、第２の到達範囲とは共通領域で重複させて設けられる。また、第１の到達範囲内、かつ、第２の到達範囲外には、搬出入エリアが設けられる。この搬出入エリアは、ロボットの動作範囲の内と外との間でワークなどの搬出入を行うために用いられる。

ところで、従来のロボットシステムとしては、ワークに対する加工や組み付けを行う製造装置ごとにロボットが設けられ、これらのロボットが、加工済みのワークを次の工程の製造装置へ搬送するものが知られていた。

しかしながら、このような従来の手法では、１つの製造装置で加工不良が発生した場合、ラインは停止し、作業者は、加工不良が生じた製造装置から、ワークを取り出すなどの作業を行う必要があった。したがって、このような作業に時間がかかると、ラインの稼働率が大きく低下することとなり、効率よく生産をする上では難点があった。

また、上述した従来のロボットシステムでは、各ロボットは、加工や組み立てが成功したワークのみを次の工程の製造装置へ搬送する動作しか行わない。すなわち、不良品のワークは次の工程の製造装置へは搬送されない。このため、不良品のワークを、たとえば、製造ラインから自動で取り出したり、取り出したワークを一箇所に集めたりしようとすると、専用の搬送装置が必要であった。この場合、設備の設置面積の増大や、設備の高コスト化や、装置設置後の装置レイアウトの変更の困難化などの問題があった。

そこで、実施形態に係るロボットシステムでは、加工や組み立てが成功したワーク以外のワーク、たとえば、不良品などの搬送もロボット間で行うこととした。以下では、実施形態に係るロボットシステムが、ワークを搬送する方法について説明する。

図１に示すように、実施形態に係るロボットシステムでは、第２のロボットが、第２のロボットのみが到達できる場所にある、ワーク（たとえば、不良品）を保持して共通領域へ搬送する（矢印６０１、図１のステップＳ１参照）。

そして、かかるワークは、第２のロボットから第１のロボットへ受け渡される（図１のステップＳ２参照）。この場合、第１のロボットは、ワークを第２のロボットから直接受け取ってもよいし、共通領域に設けられた不図示の作業台などを経由して受け取ることとしてもよい。次に、第１のロボットは、第２のロボットから受け取ったワークを、搬出入エリアへ搬送する（矢印６０２、図１のステップＳ３参照）。

このように、実施形態に係るロボットシステムでは、加工や組み立てが成功したワーク以外のワークの搬送もロボット同士で行い、専用の搬送装置を用いない。このため、たとえば、第２のロボットが設けられた工程における不良品のワークを、第１のロボットを介して搬出入エリアへ搬送することができる。

したがって、実施形態に係るロボットシステムによれば、第２のロボットを有する工程で不良品が発生した場合でも、製造ラインを停止させることなく、不良品のワークをライン外へ払い出すことができる。これにより、製造ラインの生産効率を向上させることができる。また、専用の搬送装置を用いることなく、第１のロボットや第２のロボットを有するそれぞれの工程からの不良品のワークを一箇所にまとめて、製造ラインから払い出すことができる。

なお、上記した図１の説明では、ワークが第２のロボットから、搬出入エリアへ搬送される場合について例示したが、ワークは、搬出入エリアから第１のロボットや第２のロボットへ渡されることとしてもよい。この場合、搬出入エリアから第２のロボットへのワークの搬送は、上述した搬送手順と逆の手順で行われる。

これにより、第２のロボットが、作業者が到達できない場所に設置されている場合であっても、第２のロボットにワークや、ワークに対する作業で使用する部材などを容易に供給することが可能となる。

次に、実施形態に係るロボットシステム１の配置について説明する。図２は、ロボットシステムの配置を示す平面模式図である。なお、図２には、説明を分かりやすくするために、鉛直上向きを正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示し、また、対象物に対してＺ軸の正方向を上側、負方向を下側として示す場合がある。なお、本実施形態では、Ｘ軸の正方向がロボット１２の前方を指すものとする。

また、以下では、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの一部にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。かかる場合、符号を付した一部とその他とは同様の構成であるものとする。

また、同じく複数個で構成される構成要素につき、符号に「−番号」の形式の符番を付して構成要素をそれぞれ識別する場合がある。かかる場合、これら構成要素を総称する際には、上記「−番号」の付番を用いずに符号のみを用いるものとする。

図２に示すように、ロボットシステム１は、直方体形状の作業スペースを形成するセル１１を備える。また、ロボットシステム１は、かかるセル１１の内部に、２台のロボット１２と、作業装置１３と、検出部１４と、パレット台１５とを備える。

また、ロボット１２は、把持したワークが到達可能な範囲である到達範囲６０３を有する。ここで、到達範囲６０３−１には、ロボット１２−１が、到達範囲６０３−２には、ロボット１２−２が、それぞれ対応する。また、セル１１の外壁と、到達範囲６０３−１と、到達範囲６０３−２とで囲まれる領域は、ロボット１２−１とロボット１２−２とが同時に到達可能な共通領域６０４である。すなわち、到達範囲６０３−１と到達範囲６０３−２とは、共通領域６０４を有するように一部を重複させて設けられる。なお、ロボット１２の詳細については、図３Ａと図３Ｂとを用いて後述する。

作業装置１３は、後述するワーク５０に対して加工や組み付けなどの所定の作業を行う装置である。検出部１４は、ワーク５０の異常を検出する、カメラやセンサといった検出デバイスである。なお、図２には、検出部１４が、作業装置１３−２に設けられている場合を例示しているが、検出部１４は、セル１１の内壁や、ロボット１２などに設けられることとしてもよい。パレット台１５は、共通領域６０４内に設けられた、後述するパレット３１を載置するための架台である。

また、セル１１の内部には、供給エリア１１０と、搬出入エリア１１１とが設けられる。セル１１内の供給エリア１１０の近傍には、ジグ３２が備えられる。なお、ジグ３２の詳細については、図５Ａを用いて後述する。

供給エリア１１０には、パレット３１を載置した台車３０が格納される。格納された台車３０上のパレット３１は、共通領域６０４内に収まるように配置される。そして、パレット３１には、ワーク５０を係止したトレイ４０や、ロボット１２が各工程で使用する部材などが係止される。この点の詳細については、図５Ｂを用いて後述する。

また、ワーク５０は、パレット３１からロボット１２へ供給され、加工や組み立てが成功したワーク５０は、再びパレット３１へ戻される。一方、たとえば、不良品のワーク５０は、搬出入エリア１１１からセル１１の外へ搬出される。また、かかる不良品のワーク５０の不良個所を修正した手直し品などを、搬出入エリア１１１からロボット１２に供給することが可能である。

また、ロボットシステム１は、セル１１の外部に制御装置２０を備える。制御装置２０は、ロボット１２や、作業装置１３、検出部１４といったセル１１内部の各種装置と情報伝達可能に接続される。

ここで、制御装置２０は、接続された各種装置の動作を制御するコントローラであり、種々の制御装置や演算処理装置、記憶装置などを含んで構成される。制御装置２０の詳細については、図４を用いて後述する。

なお、図２では、１筐体の制御装置２０を示しているが、これらに限られるものではなく、たとえば、制御対象となる各種装置のそれぞれに対応付けられた複数個の筐体で構成されてもよい。また、セル１１の内部に配設されてもよい。

次に、ロボット１２の構成例について、図３Ａを用いて説明する。図３Ａは、ロボット１２の構成を示す斜視模式図である。図３Ａに示すように、ロボット１２は、単腕型の多軸ロボットである。具体的には、ロボット１２は、第１アーム部１２１と、第２アーム部１２２と、第３アーム部１２３と、第４アーム部１２４と、第５アーム部１２５と、基台部１２６とを備える。

第１アーム部１２１は、基端部を第２アーム部１２２によって支持される。第２アーム部１２２は、基端部を第３アーム部１２３によって支持され、先端部において第１アーム部１２１を支持する。

第３アーム部１２３は、基端部を第４アーム部１２４によって支持され、先端部において第２アーム部１２２を支持する。第４アーム部１２４は、基端部を第５アーム部１２５によって支持され、先端部において第３アーム部１２３を支持する。

第５アーム部１２５は、セル１１（図２参照）の床面などに固定された基台部１２６によって基端部を支持され、先端部において第４アーム部１２４を支持する。また、第１アーム部１２１〜第５アーム部１２５の各連結部分である各関節部（図示せず）にはそれぞれアクチュエータが搭載されており、ロボット１２は、かかるアクチュエータの駆動によって多軸動作を行うことができる。

具体的には、第１アーム部１２１および第２アーム部１２２を連結する関節部のアクチュエータは、第１アーム部１２１をＢ軸まわりに回動させる。また、第２アーム部１２２および第３アーム部１２３を連結する関節部のアクチュエータは、第２アーム部１２２をＵ軸まわりに回動させる。

また、第３アーム部１２３および第４アーム部１２４を連結する関節部のアクチュエータは、第３アーム部１２３をＬ軸まわりに回動させる。また、第４アーム部１２４および第５アーム部１２５を連結する関節部のアクチュエータは、第４アーム部１２４をＳ軸まわりに回動させる。

また、ロボット１２は、第１アーム部１２１をＴ軸まわりに、第２アーム部１２２をＲ軸まわりに、第３アーム部１２３をＥ軸まわりに、それぞれ回動させる個別のアクチュエータを備える。

すなわち、ロボット１２は、７軸を有する。そして、ロボット１２は、制御装置２０からの動作指示に基づき、かかる７軸を組み合わせた多様な多軸動作を行うこととなる。なお、制御装置２０からの動作指示は、具体的には、前述のアクチュエータそれぞれに対する駆動指示として通知される。

なお、第１アーム部１２１の先端部は、ロボット１２の終端可動部であり、かかる終端可動部には、後述するハンド１２０が取り付けられる。つづいて、かかるハンド１２０について図３Ｂを用いて説明する。図３Ｂは、ハンド１２０の構成を示す斜視図である。なお、説明を分かりやすくするために、図３Ｂでは、ハンド１２０が、Ｔ軸をＺ軸と、駆動軸１２０ｂをＹ軸と、それぞれ平行に位置している場合を例にとって説明する。

図３Ｂに示すように、ハンド１２０は、駆動部１２０ａと、駆動軸１２０ｂと、ガイド軸１２０ｃと、ブラケット１２０ｄと、共通把持部１２０ｅと、工程把持部１２０ｆとを備える。

駆動部１２０ａは、第１アーム部１２１の先端部に取り付けられる。図３Ｂに示すように、駆動軸１２０ｂは、軸心をＹ軸方向に向けてＴ軸に関して対称に配置された、それぞれ一対のシャフトである。駆動軸１２０ｂは、駆動部１２０ａによりＹ軸方向に進退し、それぞれの先端にブラケット１２０ｄが取り付けられる。

また、ガイド軸１２０ｃは、かかるガイド軸１２０ｃとＴ軸に関して反対側の駆動軸１２０ｂと軸心を一致させて設けられた、それぞれ一対のシャフトであり、ブラケット１２０ｄの基端部と摺動自在に備えられる。すなわち、ブラケット１２０ｄは、駆動軸１２０ｂの動作に伴い、ガイド軸１２０ｃにガイドされながらＹ軸方向に進退する。

また、図３Ｂに示すように、ブラケット１２０ｄの他端部には、共通把持部１２０ｅと、工程把持部１２０ｆとが、ブラケット１２０ｄのＹ軸方向への進退に伴い、トレイ４０（図２参照）やワーク５０（図２参照）などをそれぞれ把持可能に備えられる。

共通把持部１２０ｅは、ワーク５０の搬送に関わるロボット１２（図２参照）に共通して備えられる把持爪である。一方、工程把持部１２０ｆの形状は、工程ごとのワーク５０の形状や作業に合わせて、ロボット１２ごとに適宜変更される。

次に、実施形態に係るロボットシステム１の構成について、図４を用いて説明する。図４は、実施形態に係るロボットシステムのブロック図である。なお、図４では、ロボットシステム１の説明に必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。また、図４を用いた説明では、主として制御装置２０の内部構成について説明することとし、既に図２で示した各種装置については説明を簡略化する場合がある。

図４に示すように、制御装置２０は、制御部２１と、記憶部２２とを備える。制御部２１は、取得部２１１と、判定部２１２と、指示部２１３とをさらに備える。制御部２１は、制御装置２０の全体制御を行う。取得部２１１は、検出部１４で検出されたワーク５０（図２参照）の作業状況などを含む情報を取得する。

判定部２１２は、取得部２１１で取得された情報からワーク５０の良否の判定を行い、判定内容を指示部２１３へ通知する。なお、かかるワーク５０の良否の判定は、判定情報２２１に基づいて行われる。判定情報２２１は、たとえば、ワーク５０の形状や寸法といった情報であり、あらかじめ記憶部２２に登録される。

指示部２１３は、通知された判定部２１２からの情報に基づき、ロボット１２や作業装置１３といった各種装置を動作させる動作信号を生成して各種装置へ向け出力する。指示部２１３は、たとえば、ロボット１２−２のみが到達可能なワーク５０を、共通領域６０４（図２参照）でロボット１２−１に受け渡し、ロボット１２−１が受け取ったワーク５０を、搬出入エリア１１１（図２参照）へ搬送するように各種装置へ指示する。

また、指示部２１３は、搬出入エリア１１１のワーク５０を、ロボット１２−１が保持して共通領域６０４へ搬送し、ロボット１２−２に受け渡すように各種装置へ指示する。記憶部２２は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスであり、判定情報２２１を記憶する。なお、判定情報２２１の内容については既に説明したため、ここでの記載を省略する。

また、図４で制御装置２０の内部に示した各構成要素は、制御装置２０単体に配置されなくともよい。たとえば、記憶部２２の記憶する判定情報２２１を検出部１４の内部メモリに記憶させることによって、スループットの向上を図ることとしてもよい。

また、図４を用いた説明では、制御装置２０が、検出部１４からの検出情報やあらかじめ登録された判定情報２２１などに基づいてワーク５０に関する状況判定を行う例を示したが、制御装置２０と相互通信可能に接続された上位装置から逐次必要な情報を取得することとしてもよい。

次に、ロボット１２によるパレット３１の搬入について図５Ａを用いて説明する。図５Ａは、パレット搬入時のパレットとジグを示す図である。図５Ａに示すように、ジグ３２は、ブラケット３２１の主面同士がお互いにパイプなどの部材で連結された枠体である。図５Ａに示すように、Ｚ軸方向の上側にある一方のブラケット３２１の上面には、２つの共通把持ブロック７０が、所定の間隔を設けて取り付けられる。他方のブラケット３２１には、係合部３２２が設けられる。

また、パレット３１の、たとえばＸ軸に平行な、対向する２つの辺の近傍には、係合部３２２と係合する係合部３１１がそれぞれ設けられる。図５Ａには、係合部３２２が、Ｚ軸の正方向に突出した２つの突起で、係合部３１１がこれらの突起と嵌合する穴である場合を示している。

ロボット１２（図２参照）は、共通把持部１２０ｅ（図３Ｂ参照）で２つの共通把持ブロック７０を、それぞれの外側から挟み込んで把持し、ジグ３２を移動させて係合部３１１と係合部３２２とを係合させる。ここで、ロボット１２−１が、ジグ３２−１を、ロボット１２−２が、ジグ３２−２を、それぞれ保持する。

そして、２つのロボット１２で協調して、台車３０（図２参照）に載置されたパレット３１を、ジグ３２を介して持ち上げて、パレット台１５（図２参照）上に移動させる。なお、図５Ａに示すパレット３１の下面とパレット台１５の上面とには不図示の係合部が設けてあり、パレット３１は、パレット台１５上に係止される。

このように、把持対象物に共通把持ブロック７０を備えることとすれば、ロボット１２は、把持対象物の形状に合わせた把持爪などを使用することなく、任意の形状の把持対象物を把持することができる。したがって、設備コストを低減することができる。ここで、把持対象物とは、ジグ３２に限らず、共通把持ブロック７０を備えるすべての物品を指す。

ところで、図５Ａでは、共通把持部１２０ｅが、２つの共通把持ブロック７０を、それぞれの外側から挟み込んで把持する場合について例示したが、共通把持ブロック７０や共通把持部１２０ｅの構成は、かかる例示に限られない。たとえば、共通把持ブロック７０は、１つでもよく、この場合、共通把持部１２０ｅは、１つの共通把持ブロック７０を把持することとしてもよい。また、共通把持ブロック７０を設けずに、把持対象物に共通把持部１２０ｅが把持することができる部位を設けることとしてもよい。

つづいて、トレイ４０について図５Ｂを用いて詳細に説明する。図５Ｂは、ワークと、トレイと、パレットとの位置関係を示す図である。まず、トレイ４０について図５Ｂを用いて説明する。図５Ｂに示すように、トレイ４０は、下面にスペーサ４０１と、上面にブロック４０３と係止部４０４とを備える矩形の板状体である。ブロック４０３には、共通把持ブロック７０が取り付けられる。また、パレット３１は、台座３１２を有する。

スペーサ４０１は、後述する位置決めピン３１４と係合する係合部４０２を備える。係合部４０２は、位置決めピン３１４と嵌合する穴や、位置決めピン３１４を係止する切欠きである。台座３１２は、トレイ４０がパレット３１に設置された際に、スペーサ４０１を載置する台座ブロック３１３と、位置決めピン３１４を有する。これにより、トレイ４０は、パレット３１上の所定の位置に係止される。

また、係止部４０４は、トレイ４０の上面に設けられた、ワーク５０を固定可能な形状の窪みであり、トレイ４０に載置されたワーク５０は、係止部４０４によってトレイ４０上に係止される。

ロボット１２（図２参照）は、共通把持部１２０ｅで、２つの共通把持ブロック７０のそれぞれの外側から共通把持ブロック７０を把持してトレイ４０を保持できる。したがって、ロボット１２−１（図２参照）が直接把持することができない形状のワーク５０を、トレイ４０に設置して搬出入エリア１１１（図２参照）へ搬送することができる。また、この場合、搬出入エリア１１１にも、台座３１２と同形状の台座を設け、トレイ４０は、搬出入エリア１１１の所定の位置に係止されることとしてもよい。

また、パレット台１５上に搬入されたパレット３１（以下、単に「搬入されたパレット３１」と記載する）にトレイ４０とともに係止されたワーク５０には、ロボット１２−１とロボット１２−２とが同時に到達可能である。したがって、かかるワーク５０に、ロボット１２−１とロボット１２−２とで同時に作業を行うことが可能となり、作業効率を上昇させることができる。

ところで、図５Ｂでは、共通把持ブロック７０が、ブロック４０３に取り付けられることとしたが、共通把持ブロック７０は、トレイ４０の任意の場所に設けられてもよく、トレイ４０の形状も任意に設定することができる。また、図５Ｂでは、台座３１２が、位置決めピン３１４によりトレイ４０を係止することとしたが、台座３１２の構成は、かかる例示に限られない。

たとえば、スペーサ４０１を対角に位置決めするＬ字型のブロックであったり、スペーサ４０１を係止する窪みであったりしてもよい。また、台座ブロック３１３は、パレット３１などのトレイ４０の設置面としてもよく、位置決めが不要な場合は、台座３１２やスペーサ４０１を設けなくてもよい。なお、係止部４０４は、ワーク５０を対角に位置決めするＬ字型のブロックやピンであったりしてもよい。

次に、実施形態に係るロボットシステム１が、不良品のワーク５０を搬出入エリア１１１へ搬送する場合の処理手順について図６を用いて説明する。図６は、ロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャート（その１）である。

図６に示すように、第２のロボット（ロボット１２−２）や作業装置１３−２がワーク５０に加工や組み付けなどの作業を行う（ステップＳ１０１）。判定部２１２が、ワーク５０の異常を判定すると（ステップＳ１０２）、第２のロボットは、ワーク５０を共通領域６０４へ搬送する（ステップＳ１０３）。第１のロボット（ロボット１２−１）は、共通領域６０４内でワーク５０を受け取って（ステップＳ１０４）、搬出入エリア１１１へ搬送し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。

なお、第２のロボットによるワーク５０の共通領域６０４への搬送は（ステップＳ１０３）、搬入されたパレット３１上のトレイ４０に載置することとしてもよい。この場合、第１のロボットは、ワーク５０をトレイ４０とともに搬出入エリア１１１（図２参照）へ搬送する。

つづいて、実施形態に係るロボットシステム１が、ワーク５０や部材を搬出入エリア１１１から搬入する場合の処理手順について図７を用いて説明する。図７は、ロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャート（その２）である。

第１のロボット（ロボット１２−１）は、搬出入エリア１１１のワーク５０を把持し（ステップＳ２０１）、共通領域へ搬送する（ステップＳ２０２）。第２のロボット（ロボット１２−２）は、共通領域６０４内でワーク５０を受け取って、作業装置１３−２などへ搬送し（ステップＳ２０３）、処理を終了する。

なお、第１のロボットのワーク５０の共通領域６０４への搬送は、ワーク５０が設置されたトレイ４０によることとしてもよい。この場合、第１のロボットは、ワーク５０を設置したトレイ４０を搬出入エリア１１１で保持し（ステップＳ２０１）、かかるトレイ４０を、搬入されたパレット３１上に設置する（ステップＳ２０２）。

ところで、図２では、ロボットシステム１が、２つのロボット１２を備える場合について例示したが、ロボットシステム１の構成は、かかる例示に限られない。たとえば、ロボットシステム１は、３つ以上のロボットを備えることとしてもよい。そこで、以下では、ロボットシステム１の変形例について図８を用いて説明する。図８は、変形例に係るロボットシステムのロボットの配置を示す模式図である。

なお、図８では、説明を分かりやすくするためにロボット１２を白抜きの丸で示し、各ロボットに１２−１〜１２−９の符番を付す。また、実線で結ばれたロボット１２同士は、お互いに到達可能な共通領域６０４（図２参照）を有し、ワーク５０（図２参照）の受け渡しが可能であることとする。なお、作業装置１３などにも、ロボット１２に対応する付番を付す場合がある。

変形例に係るロボットシステム１は、たとえば、９つのロボット１２を有し、搬出入エリア１１１は、ロボット１２−１のみが到達可能な領域内に設けられる。また、ワーク５０は、ロボット１２−９から付番の降順に順に加工されながらロボット１２−１まで搬送される。

ここで、ロボット１２−９で作業中のワーク５０に異常が判定された場合、制御装置２０（図２参照）は、ロボット１２−１までの最短の経路を算出し、かかる経路でワーク５０を搬送するようにロボット１２に指示する。ここで、最短の経路とは、ロボット１２間の受け渡し回数が最も少ない経路のことを指す。

具体的には、ワーク５０は、ロボット１２−９からロボット１２−５のみを経由してロボット１２−１へ搬送される（以下、「経路１ｃ」とする）。これにより、ワーク５０を搬出入エリア１１１へ搬送するのにかかる時間を短縮することができる。

また、ワーク５０の搬送経路は、ロボット１２の作業状況に応じて適宜変更されてもよい。たとえば、ロボット１２−９で作業中のワーク５０に異常が判定されたものの、ロボット１２−５が他のワーク５０に対して作業中の場合、制御装置２０は、ロボット１２−５を迂回するロボット１２−１までの最短の搬送経路を算出する。

この場合、ワーク５０は、ロボット１２−４とロボット１２−２とを経由して、または、ロボット１２−８とロボット１２−６とを経由してロボット１２−１へ搬送される（以下、「経路２ｃ」とする）。

なお、ワーク５０を経路２ｃで搬送するのにかかる時間と、ロボット１２−５がワーク５０を搬送可能になるまで待機して経路１ｃでワーク５０を搬送するのにかかる時間とを比較して、時間が短い方を選択することとしてもよい。これにより、最短の時間で不良品のワーク５０を、搬出入エリア１１１へ搬送することができる。

また、ワーク５０が、ロボット１２−９以外の任意のロボット１２からロボット１２−１へ搬送される場合や、ロボット１２−１から任意のロボット１２へ搬送される場合においても、上述した搬送手順と同様の手順で搬送経路が決定される。

これにより、任意のロボット１２から不良品のワーク５０を効率よく搬出入エリア１１１へ搬送したり、作業者がアクセスしにくいロボット１２にワーク５０や部材を効率よく搬送したりすることが可能となる。

また、ロボット１２は、共通把持部１２０ｅをそれぞれ備え、ワーク５０をトレイ４０に設置させて搬送することとしてもよい。これにより、ロボット１２が直接把持できないワーク５０を搬送することが可能となり、設備コストを低減することができる。

さらに、この場合、共通領域６０４にトレイ４０を設置するトレイ台（不図示）を備えることとすれば、トレイ台上のワーク５０に到達可能な複数のロボット１２で、同時に加工や組み付けなどの作業を行うことができる。したがって、製造ラインの作業効率を上昇させることが可能となる。

なお、図８では、ロボットシステム１が、９つのロボット１２を有する場合について例示したが、ロボットシステム１の構成は、かかる例示に限られず、任意の数のロボット１２を有することとしてもよい。また、ロボット１２間の共通領域６０４は、適宜設定されることとしてもよい。

つづいて、変形例に係るロボットシステム１が、不良品のワーク５０を搬出入エリア１１１へ搬送する場合の処理手順について図９を用いて説明する。図９は、変形例に係るロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、図９では、ワーク５０が、経路１ｃ（図８参照）で搬送される場合を例にとって示す。

図９に示すように、ロボット１２−９や作業装置１３−９がワーク５０に加工や組み付けなどの作業を行う（ステップＳ３０１）。判定部２１２がワーク５０の異常を判定すると（ステップＳ３０２）、制御装置２０は、ロボット１２−１までの最短経路を算出する（ステップＳ３０３）。

ロボット１２−９は、ロボット１２−５との共通領域６０４にワーク５０を搬送する（ステップＳ３０４）。ロボット１２−５は、ワーク５０を受け取って（ステップＳ３０５）、ロボット１２−１との共通領域６０４にワーク５０を搬送する（ステップＳ３０６）。ロボット１２−１は、ワーク５０を受け取って（ステップＳ３０７）、搬出入エリア１１１にワーク５０を搬送し（ステップＳ３０８）、処理を終了する。

上述してきたように、実施形態の一態様に係るロボットシステムは、第１のロボット（ロボット１２−１）と、第２のロボット（ロボット１２−２）と、搬出入エリアと、制御装置とを備える。上記第１のロボットは、保持したワークが到達可能な範囲である第１の到達範囲を有する。上記第２のロボットは、上記第１の到達範囲と一部が重複する第２の到達範囲を有する。上記搬出入エリアは、上記第１の到達範囲内、かつ、上記第２の到達範囲外に設けられ、上記ワークの搬出入に用いられる。上記制御装置は、上記第２の到達範囲内、かつ、上記第１の到達範囲外の位置と、上記搬出入エリアとの間で、上記第１および第２のロボットを経由して上記ワークを搬送させる制御を行う。

このように、実施形態に係るロボットシステムは、ロボットシステムが有する任意のロボットと搬出入エリアとの間のワークの搬送をロボットによって行い、専用の搬送装置を用いない。このため、製造ラインの生産効率を向上させることができる。

また、上述した実施形態では、単腕ロボットを例示したが、これに限られるものではなく、２つ以上の腕を備える多腕ロボットを用いることとしてもよい。

また、上述した実施形態では、７軸を有する多軸ロボットを例示したが、軸数を限定するものではない。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ ロボットシステム
１１ セル
１２ ロボット
１３ 作業装置
１４ 検出部
１５ パレット台
２０ 制御装置
３０ 台車
３１ パレット
３２ ジグ
４０ トレイ
５０ ワーク
７０ 共通把持ブロック
１１１ 搬出入エリア
６０３ 到達範囲
６０４ 共通領域

Claims (6)

1. 保持したワークが到達可能な範囲である第１の到達範囲を有する第１のロボットと、
   前記第１の到達範囲と一部が重複する第２の到達範囲を有するとともに、到達範囲同士が重複する領域に配置された供給エリアから供給される前記ワークに対して所定の作業を行う第２のロボットと、
   前記所定の作業が行われた前記ワークから所定の情報を検出する検出部と、
   前記第１の到達範囲内、かつ、前記第２の到達範囲外に設けられ、前記ワークの搬出入に用いられる搬出入エリアと、
   前記第２の到達範囲内、かつ、前記第１の到達範囲外の位置と、前記搬出入エリアとの間で、前記第１および第２のロボットを経由して前記ワークを搬送させる制御を行う制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記検出部で検出された前記所定の情報に基づいて前記所定の作業が行われた前記ワークの良否を判定し、不良と判定された前記ワークを、前記第２のロボットから前記第１のロボットを経由して前記搬出入エリアへ搬送させる制御を行う一方、前記所定の作業が成功したと判定された前記ワークを、前記第２のロボットから前記供給エリアへ戻すこと
   を特徴とするロボットシステム。
2. 前記第１の到達範囲外、かつ、前記第２の到達範囲と一部が重複する第３の到達範囲を有する第３のロボットをさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記第３の到達範囲内、かつ、前記第２の到達範囲外の位置と、前記第２の到達範囲内の位置との間で、前記第３のロボットを経由して前記ワークを搬送させる制御を行うこと
   を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記制御装置は、
   前記搬出入エリアの前記ワークを、任意のロボットの到達範囲へ搬送させる制御を行うこと
   を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
4. 前記ワークは、
   前記ワークを載置可能なトレイに載置された状態で搬送されること
   を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
5. 到達範囲同士が重複する領域に設けられ、前記トレイを載置するトレイ台をさらに備え、
   前記制御装置は、
   前記トレイ台に載置された前記トレイの前記ワークに対する作業を、前記ワークに同時に到達可能な複数のロボットに行わせる制御を行うこと
   を特徴とする請求項４に記載のロボットシステム。
6. 前記制御装置は、
   経由するロボットの数が最小となる経路で前記ワークを搬送させる制御を行うこと
   を特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載のロボットシステム。

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