JP2015013329A - 生産装置 - Google Patents

Abstract

【課題】他の生産装置との通信の干渉を回避しつつ、安定した無線通信を確保すること。【解決手段】ロボットアームに支持されたアンテナ部３１０は、複数の送信アンテナ３２１〜３２８を有する送信アンテナ部３１１と、複数の受信アンテナ３３１〜３３８を有する受信アンテナ部３１２とを有する。送信側スイッチャ回路３６１は、ロボットアームの姿勢情報に対応して、複数の送信アンテナ３２１〜３２８の中から送信機３５１に接続する送信アンテナを切り替えることで、送信アンテナ部３１１の指向方向を変更する。受信側スイッチャ回路３６２は、ロボットアームの姿勢情報に対応して、複数の受信アンテナ３３１〜３３８の中から受信機３５２に接続する受信アンテナを切り替えることで、受信アンテナ部３１２の指向方向を変更する。【選択図】図５

Description

本発明は、ロボットアームを備えた生産装置に関する。

近年、人手による組み立て作業に換えて、ロボットアームにより組み立て作業を実現する組み立て生産装置が求められている。人手による組み立て作業においては、効率よく多品種少量生産に対応するため、コンベアを取り除き、ワークを人手により搬送し、一定の工程を受け持つ人セル生産方式が導入されており、これを、生産品目に応じて組み替えている。この人セル生産方式の１つの人セルを、ロボットアームによる組み立て生産装置に置き換えたものが、ロボットセルであり、例えば特許文献１にあげられる生産装置がある。

これらの生産装置のロボットアームには、カメラやハンド等のツールが先端部に設けられており、これらへの制御信号や画像信号は、通常、ロボットアームに内蔵されたケーブルを通じて送受信される。

しかしながら、ロボットアーム内に埋め込まれるケーブルは過酷な可動条件に晒され、中でも、制御や画像伝送に使われる高速通信線は、シールド等が必要なため、耐久寿命が短いという難点があった。

また、カメラ等は、組み立て工程によっては不必要になる場合があり、容易に取り外しができることが求められることがある。通常、このような場合は、カメラの画像通信線は、ロボットアームの外側から引き回されるため、ロボットセルの組み替え時に、ケーブルの引き回し等、煩雑な作業が必要になり、装置の立上げリードタイムが長くなるという難点があった。

これに対して、画像通信線を廃止して、このような高速信号を無線通信によりやりとりすることで改善する方法が、例えば特許文献２にあげられる生産装置で知られている。

特開２０１１−２４０４４３号公報 特開２００６−１０５７８２号公報

しかしながら、前述したロボットセル等の生産装置で無線通信を行う場合は、多数の無線通信を極めて狭いエリアで行うことになるため、隣接する生産装置間での電磁波の干渉防止のための周波数チャンネルが足りなくなる。

特に、近年、ＦＡ用に使用するカメラやロボットハンド等のツール制御信号は高速化の一途をたどっており、それに応じて、無線装置は帯域確保のため周波数を高帯域化する等の対応が迫られている。

例えば、画像の高速無線通信によく使われる６０ＧＨｚ帯域のミリ波通信では、法的に許容されるチャンネル数は、わずかに４チャンネルしかない。これでは、生産装置に隣接する他の生産装置が４台以上ある場合には、周波数での弁別ができなくなる場合があった。

そのため、前述したようなロボットセル等の生産装置で無線通信を多用すると、隣接する生産装置間で、通信の干渉が発生し、無線通信の伝送速度の大幅な低下や、無線装置の待機時間の増大によるエラーが生じ、生産装置の停止が発生する問題があった。

本発明は、他の生産装置との通信の干渉を回避しつつ、安定した無線通信が可能な生産装置を提供することを目的とする。

本発明の生産装置は、ロボットアームと、前記ロボットアームに支持された、指向性を有する第１アンテナ部と、前記第１アンテナ部に接続された第１無線装置と、前記第１アンテナ部の可動領域よりも下方に位置する作業部を有する作業台と、前記第１アンテナ部の可動領域よりも上方に位置する天部を有する枠体と、前記作業部及び前記天部のいずれかに支持され、前記第１アンテナ部に指向方向が向けられた、指向性を有する第２アンテナ部と、前記第２アンテナ部に接続され、前記第１アンテナ部及び前記第２アンテナ部を通じて、前記第１無線装置と無線通信を行うための第２無線装置と、前記第１アンテナ部の指向範囲に前記第２アンテナ部が含まれるよう、前記ロボットアームの動作に対応して前記第１アンテナ部の指向方向を変更する第１変更部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、本生産装置に用いられる無線信号と隣接する生産装置に用いられる無線信号とが干渉するのを抑制することができる。また、第１アンテナ部の指向方向は、ロボットアームの動作に応じて変更されるので、電磁波の強い方向をサーチする必要がない。そのため、サーチに要するタイムロスがなくなり、第１無線装置と第２無線装置との間での無線通信のリアルタイム性が確保され、生産タクトが向上する。

第１実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。 第１実施形態に係る生産装置の制御ブロック図である。 第１実施形態におけるオンハンドカメラを示す説明図である。 第１実施形態におけるオンハンドカメラの構成を示すブロック図である。 第１実施形態における第１無線局の構成を示すブロック図である。 画像処理装置及びロボット制御装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態における第２無線局を示す説明図である。 第１実施形態における第２無線局の構成を示すブロック図である。 第２無線局を枠体の天部に固定した状態を示す説明図である。 第２実施形態に係る生産装置の第１無線局を示すブロック図である。 第３実施形態に係る生産装置を２つ並べた状態を示す説明図である。 第４実施形態に係る生産装置のオンハンドカメラを示す説明図である。 第４実施形態におけるオンハンドカメラの構成を示すブロック図である。 第４実施形態における第１無線局の構成を示すブロック図である。 第５実施形態に係る生産装置のオンハンドカメラを示す説明図である。 第６実施形態に係る生産装置のオンハンドカメラを示すブロック図である。 第７実施形態に係る生産装置のオンハンドカメラを示す説明図である。 第８実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。 第８実施形態に係る生産装置の構成を示すブロック図である。 第８実施形態に係る生産装置の変形例を示す説明図である。 第９実施形態に係る生産装置の第２無線局を示すブロック図である。 第１０実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。 第１０実施形態に係る生産装置の制御ブロック図である。 第１０実施形態における第２無線局の送信部及び受信部の構成を示すブロック図である。 第１０実施形態におけるオンハンドカメラを示す説明図である。 第１０実施形態における第１無線局を示すブロック図を示す。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、それぞれ生産装置の概略構成を示す説明図であるが、撮像画像を送信する際のロボットアームの姿勢が異なる。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す生産装置１００は、部品Ｗ１を本体部品Ｗ２に組み付ける生産装置である。生産装置１００は、いわゆるロボットセルであり、図示は省略するが、生産装置１００と略同様の構成の生産装置が生産装置１００に隣接して配置されている。生産装置１００は、ロボットアーム１０１と、ロボットアーム１０１の先端に取り付けられたエンドエフェクタとしてのロボットハンド１０２と、ロボットハンド１０２により把持されるツール１０３と、を備えている。

ロボットアーム１０１は、多関節（例えば６関節）のロボットアームである。ロボットハンド１０２は、多指（例えば３指）のロボットハンドである。ツール１０３は、入力した制御信号に応じて開閉するように構成されたピンセット１０３ａを有するピンセットツールである。

また、生産装置１００は、作業部である作業面１０４ａを有する作業台１０４と、略直方体形状の骨組み構造の枠体１０５と、を備えている。この作業面１０４ａは平面であり、作業面１０４ａには、ワークＷ１，Ｗ２が直接又は間接的に載置される。なお、作業部が作業面である場合について説明するが、平面形状に限らず、凹凸を有していてもよい。

また、生産装置１００は、無線カメラ装置であるオンハンドカメラ（以下、単に「カメラ」という）１０６を備えている。カメラ１０６は、ツール１０３に固定されている。なお、カメラ１０６は、後述する第１アンテナ部及び第１無線装置を有する第１無線局としての無線局１１１を備えている。

また、生産装置１００は、カメラ１０６に内蔵された無線局１１１と無線通信を行うための第２無線局としての無線局１１２を備えている。これら無線局１１１，１１２間の無線通信には、指向性の強いミリ波や光等の電磁波を用いている。

作業台１０４は、機械強度が要求されるため、アルミ等の金属により強固に形成される。ロボットアーム１０１の基端は、作業台１０４の作業面１０４ａに固定されている。なお、ロボットアーム１０１は、作業台１０４以外のものに固定してもよく、例えば枠体１０５や床面、壁面等、他の構造物に固定してもよい。

また、作業台１０４の作業面１０４ａ上には、部品Ｗ１が載置される部品トレイ１０８及びワークＷ２が載置されるワーク載置台１０９が載置されている。

ロボットハンド１０２によりツール１０３を把持し、部品トレイ１０８に並べられている部品Ｗ１をツール１０３のピンセット１０３ａで把持して、部品Ｗ１をワークＷ２に組み付けることができる。このとき、無線局１１１を内蔵するカメラ１０６は、ツール１０３に固定されているので、ツール１０３がロボットハンド１０２に把持されることにより、ツール１０３及びロボットハンド１０２を介してロボットアーム１０１に支持されていることになる。

枠体１０５は、作業台１０４の作業面１０４ａに固定されている。なお、枠体１０５は、作業台１０４以外のものに固定してもよく、ロボットアーム１０１等の振動が直接伝わらないように、例えば床面に直接固定してもよい。無線局１１２は、作業台１０４に対して相対移動不能に配置されており、具体的には、枠体１０５に支持（固定）されている。

枠体１０５は、支柱部として、垂直に延びる複数本（例えば４本であり、図１（ａ）で図示されているのは２本）の支柱部材１２１と、各支柱部材１２１の上端に固定され、各支柱部材１２１に支持される天部１２２と、を有している。支柱部材１２１は、例えば金属で形成されている。また、天部１２２は、例えば梁部材や天板等で構成されており、作業台１０４の上方に配置されている。この天板は、例えばプラスチック等の非金属板であるのが好ましい。これによりカメラ１０６から発せられた電磁波（無線信号）は、天部１２２の天板を通過するため、天板での反射は起きないようになっている。なお、天部１２２が天板を有しているとしたが、天井の照明等の外乱光の影響がないならば、天板を設けなくてもよい。そのときには、無線局１１２は天部１２２の梁部材に直接設置すればよい。

無線局１１１を有するカメラ１０６は、ロボットアーム１０１の動作に応じて位置及び姿勢が変化する。作業台１０４の作業面１０４ａは、ロボットアーム１０１の動作に伴うカメラ１０６（即ち、アンテナ部を有する無線局１１１）の可動領域よりも下方に位置している。また、枠体１０５の天部１２２は、ロボットアーム１０１の動作に伴うカメラ１０６（即ち、アンテナ部を有する無線局１１１）の可動領域よりも上方に位置している。そして、無線局１１２は、作業面１０４ａ及び天部１２２のいずれか、本実施形態では、天部１２２に支持されている。

ここで、図１（ａ）及び図１（ｂ）は、生産装置１００において、カメラ１０６で撮像される互いに異なるシーンを表している。図１（ａ）は、カメラ１０６を用いて、ワークＷ２、部品Ｗ１及びピンセット１０３ａの位置計測を行い、当初の教示との位置ズレを修正するシーンである。また、図１（ｂ）は、部品トレイ１０８から部品Ｗ１を取り出す際の部品Ｗ１の有無検査と、部品Ｗ１の姿勢を計測して、教示姿勢の修正を行うシーンである。いずれのシーンにおいても、ロボットアーム１０１は、ワークを撮像した時の姿勢のまま静止状態を保持し、その姿勢状態で、無線局１１１，１１２間で画像信号等の無線信号の通信を行う。

図１（ａ）及び図１（ｂ）中、矢印Ｄ_Ａ，Ｄ_Ｂは、カメラ１０６が有する無線局１１１のアンテナ部の指向方向を示しており、破線Ｒ_Ａ，Ｒ_Ｂは、同アンテナ部の指向性を示している。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、それぞれのシーンにおいて、ロボットアーム１０１の姿勢が異なることにより、ロボットアーム１０１の先端に支持されたカメラ１０６の姿勢も大きく異なっている。そのためロボットアーム１０１のそれぞれの姿勢において、カメラ１０６が有する無線局１１１と、枠体１０５に支持された無線局１１２との間で通信を行うには、ロボットアーム１０１の動作に応じてカメラ１０６のアンテナ部の指向方向を変更する必要がある。

第１実施形態では、カメラ１０６における無線局１１１のアンテナ部の指向方向を変化させることにより、アンテナ部の指向方向を、撮像するシーン（ロボットアーム１０１の姿勢）毎に変化させる。カメラ１０６の無線局１１１と無線局１１２との間の無線通信は、生産装置１００の設置面に対して上下方向で行うことで、隣接する他の生産装置に向かう方向の電磁波の強度を大幅に低下させて、電磁波の干渉を防ぐことが特徴である。

なお、ロボットアーム１０１の動作によって、カメラ１０６が有するアンテナ部の指向方向を無線局１１２に向ける構成がポイントとなるが、その構成については以下に詳述する。

図２は、第１実施形態に係る生産装置１００の制御ブロック図である。生産装置１００は、画像処理装置（ビジョンコントローラ）２０１と、ロボット制御部としてのロボット制御装置（ロボットコントローラ）２０２と、シーケンサ２０３とを備えている。

画像処理装置２０１は、カメラ１０６と無線局１１２を制御し、適切なシーンにおいて必要な撮像画像を入手し、画像処理を行う。ロボット制御装置２０２は、ロボットアーム１０１、ロボットハンド１０２及びツール１０３を制御して、必要な動作を行わせる。シーケンサ２０３は、ロボットアーム１０１及びロボットハンド１０２のみならず、部品供給機や圧縮空気のオン／オフ等のロボット以外の機器を含めた生産装置全体の制御を行う。

無線局１１２と画像処理装置２０１とは、少なくとも３つの通信線２０６，２０７，２０８で接続される。

画像処理装置２０１は、トリガ線２０６を通じてカメラ１０６に対するトリガ信号を無線局１１２へ送信する。また、画像処理装置２０１は、シリアル制御線２０７を通じて、カメラ１０６の設定等を行うシリアル制御信号を無線局１１２へ送信する。無線局１１２は、画像信号線２０８を通じて、カメラ１０６から得た画像信号を画像処理装置２０１へ送信する。

カメラ１０６に内蔵された無線局１１１と無線局１１２とは、無線経路２０４により接続されている。カメラ１０６とツール１０３とは電源線２０５で接続されており、カメラ１０６には、ツール１０３側から電源線２０５を通じて電力が供給される。

ロボット制御装置２０２と、ロボットアーム１０１、ロボットハンド１０２及びツール１０３とは、ＦｌｅｘＲａｙ等の高速シリアル制御線２０９で接続されている。

ロボット制御装置２０２は、制御線２０９を通じて、ロボットアーム１０１等に制御信号を送り、ロボットアーム１０１等を可動させる他、ロボットアーム１０１等から各種の検出信号を取得する。例えばロボット制御装置２０２は、制御線２０９を通じて、エンコーダ等の情報を読み取り、ロボットアーム１０１に内蔵されているモータを制御することで、ロボットアーム１０１に所定の教示プログラムに従った所定の動作を行わせる。即ち、ロボット制御装置２０２は、制御信号をロボットアーム１０１へ送信して、ロボットアーム１０１の姿勢を制御する。

ロボット制御装置２０２と画像処理装置２０１とは、例えばイーサネット（登録商標）等の通信線２１０でつながれており、ロボット制御装置２０２と画像処理装置２０１との間で情報のやり取りを行う。例えばロボット制御装置２０２と画像処理装置２０１とは、カメラ１０６の撮像指令や撮像の結果である教示点とのずれ量等の情報のやり取りを行う。本実施形態では、ロボット制御装置２０２は、ロボットアーム１０１の姿勢に関する情報（姿勢情報）を画像処理装置２０１へ通信線２１０を通じて送信する。

シーケンサ２０３とロボット制御装置２０２とは、ＣＣ−ＬＩＮＫ等の通信線２１１により接続されている。

図３は、オンハンドカメラを示す説明図である。図３（ａ）は、オンハンドカメラを示す外形図、図３（ｂ）は、アンテナ部の平面図、図３（ｃ）は、アンテナの指向性を示す説明図である。

図３（ａ）に示すように、カメラ１０６は、筐体３０１を有しており、筐体３０１の内部に無線局１１１（図１）が収納されている。また、カメラ１０６は、ステレオカメラであり、少なくとも２つの光学系としてレンズ３０２，３０３を有している。筐体３０１の前面には、レンズ３０２，３０３が設けられており、筐体３０１の上面には、無線局１１１の第１アンテナ部であるアンテナ部３１０を露出させる開口３０４が形成されている。つまり、本実施形態では、カメラ１０６は、アンテナ部３１０と、アンテナ部３１０に接続された後述する第１無線装置と、を有する無線局１１１を内蔵している。したがって、アンテナ部３１０は、ツール１０３に固定されているので、ロボットアーム１０１に間接的に支持されることになる。

図３（ｂ）に示すように、アンテナ部３１０は、絶縁基板３１３と、絶縁基板３１３上に配置された、送信アンテナ部３１１及び受信アンテナ部３１２とを有しているアンテナユニット（無線ＩＣチップ）である。送信アンテナ部３１１は、指向性を有する複数の送信アンテナ３２１〜３２８からなる。送信アンテナ３２１〜３２８は、指向方向が互いに異なる指向方向となるように配置されている。同じく、受信アンテナ部３１２は、指向性を有する複数の受信アンテナ３３１〜３３８からなる。受信アンテナ３３１〜３３８は、指向方向が互いに異なる指向方向となるように配置されている。これらアンテナ３２１〜３２８，３３１〜３３８は、パッチアンテナであり、指向性を有する。

ここで、アンテナの指向性と指向方向に関して、図３（ｃ）を用いて補足説明する。図３（ｃ）に示すアンテナＡＴは、図３（ｂ）の各アンテナ３２１〜３２８，３３１〜３３８と同様の構成の指向性を有するアンテナである。図３（ｃ）には、アンテナＡＴから発生する電波強度の角度分布を示している。これは、最大強度を有する角度の電波強度を１とした場合、角度に応じてどの強度になるかを示した分布図である。

なお、一般的にアンテナＡＴからの電磁波の放射においては、放射の主方向に放射するメインロブＭＬと、その両側又は片側に生じるサイドロブＳＬによる放射がある。以下、メインロブＭＬによる放射のみについて説明を行い、サイドロブＳＬに関する説明は省略する。

図３（ｃ）においてθは、指向性の広がりを示す代表値であり、電磁界強度の半値を維持する角度で、指向角と呼ばれる。一般に、指向性が強い電磁波においては、指向角θ外において急激に電磁界強度が低下するため、この指向角θ以内の角度範囲を通信可能領域として使われることが多い。なお、本実施形態においては、指向角θの中点が向く方向を指向方向Ｄとしている。また、指向性を有するアンテナとは、前述する指向角θの範囲の電波が、直接、隣接する生産装置に入らない程度の指向性を有するアンテナをいう。このような指向性を持つ無線通信波として好適な通信手段としては、ミリ波以下の波長をもつ電波又は光を使う無線装置があげられる。

図４は、カメラ１０６の構成を示すブロック図である。カメラ１０６は、光学系としてのレンズ３０２，３０３と、レンズ３０２，３０３に対向して配置された撮像素子（例えば、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ）３４１，３４２とを有している。なお、本実施形態では、カメラ１０６は、ステレオカメラであるため、撮像素子を少なくとも２つ有している。近年、イメージセンサのデジタル化が進み、イメージセンサからは、画像信号はデジタルで出力される他、イメージセンサからの読み出し位置やサイズ、ゲイン等は、外部からのシリアル制御信号で設定できるようになっている。

また、カメラ１０６は、ＦＰＧＡ等で形成された画像信号処理回路３４３と、カメラ１０６全体の制御を司る制御部としてのマイコン（マイクロコンピュータ）３４４と、図３に示したアンテナ部３１０を有する無線局１１１と、を備えている。

画像信号処理回路３４３は、撮像素子３４１，３４２により撮像された撮像画像を示す画像信号を、信号線６１０を通して取り込み、所定の画像フォーマットに形式変換して、無線局１１１に信号線６１１を経由して送信する。なお、第１実施形態では、撮像素子３４１，３４２により撮像された撮像画像（ＲＡＷ画像データ）を、所定の画像フォーマットに変換しているが、変換が必要なければそのまま画像信号を無線局１１１へ送信してもよい。

無線局１１１は、撮像素子３４１，３４２の設定等を行うシリアル制御信号や撮像素子３４１，３４２による撮像タイミングを示すトリガ信号を無線局１１２から受信する。そして、無線局１１１は、トリガ信号を、制御線６０９を通じて各撮像素子３４１，３４２へ送信し、シリアル制御信号を、制御線６１５を通じてマイコン３４４へ送信する。

マイコン３４４は、シリアル制御信号を受けて、制御線６０８を通じて撮像素子３４１，３４２の各種の設定を行う。また、マイコン３４４は、シリアル制御信号を受けて、制御線６１２，６１３を通じて、無線局１１１へ図３（ｂ）のアンテナ３２１〜３２８、アンテナ３３１〜３３８を切り替える信号を送信する。これにより、アンテナ部３１０の指向方向を、各シーンに応じた所定の指向方向に変化させる。

図５は、無線局１１１の構成を示すブロック図である。無線局１１１は、第１無線装置である無線装置３５０と、第１変更部であり切替器である送信側スイッチャ回路３６１及び受信側スイッチャ回路３６２と、を有している。また、無線局１１１は、送信アンテナ部３１１の各送信アンテナ３２１〜３２８と送信側スイッチャ回路３６１の各端子との間に各々接続された複数のドライバ回路３７１を有している。また、無線局１１１は、受信アンテナ部３１２の各受信アンテナ３３１〜３３８と受信側スイッチャ回路３６２の各端子との間に各々接続された複数のＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｅｒ）回路３７２を有している。

各ドライバ回路３７１は、送信側スイッチャ回路３６１から入力した信号を、対応する送信アンテナ３２１〜３２８に送信するものである。また、各ＬＮＡ回路３７２は、対応する受信アンテナ３３１〜３３８から入力した信号を増幅して受信側スイッチャ回路３６２に送信するものである。

無線装置３５０は、無線信号（ＲＦ信号）を送信する第１送信機である送信機３５１と、無線信号（ＲＦ信号）を受信する第１受信機である受信機３５２とを有している。送信機３５１は、通信信号処理回路３５３、ベースバンド変換回路３５４、及びＲＦ変換回路３５５を有している。受信機３５２は、ベースバンド変換回路３５６、デジタル変換回路３５７及び通信信号処理回路３５８を有している。

以上、無線装置３５０は、送信側スイッチャ回路３６１及びドライバ回路３７１を介してアンテナ部３１０の送信アンテナ部３１１に接続されている。また、無線装置３５０は、受信側スイッチャ回路３６２及びＬＮＡ回路３７２を介してアンテナ部３１０の受信アンテナ部３１２に接続されている。

送信機３５１の通信信号処理回路３５３は、画像信号処理回路３４３（図４）から信号線６１１を通じて画像信号を受信する。また、通信信号処理回路３５３は、マイコン３４４（図４）から制御線６１４を通じてシリアル制御信号を受信する。通信信号処理回路３５３は、これらの信号を調停してパケット化し、通信論理層を形成する。

ベースバンド変換回路３５４は、通信信号処理回路３５３からの信号を受けて、これをアナログベースバンド信号に変換する。

ＲＦ変換回路３５５は、ベースバンド変換回路３５４により変換されたアナログベースバンド信号を、例えば６０ＧＨｚの超高周波に変調して、ＲＦ信号（無線信号）に変換する。

送信側スイッチャ回路３６１は、制御線６１２を介して入力した切り替え信号に対応して、複数の送信アンテナ３２１〜３２８の中から１つの送信アンテナを送信機３５１に接続するものである。つまり、送信側スイッチャ回路３６１は、送信機３５１にドライバ回路３７１を介して接続する送信アンテナを、切り替え信号に応じて切り替えるものである。これにより、スイッチャ回路３６１は、制御線６１２を介してマイコン３４４（図４）から送信された切り替え信号を受信し、切り替え信号に応じて送信機３５１へ接続する送信アンテナを切り替えて、送信アンテナ部３１１の指向方向を変化させる。

受信側スイッチャ回路３６２は、制御線６１３を介して入力した切り替え信号に対応して、複数の受信アンテナ３３１〜３３８の中から１つの受信アンテナを受信機３５２に接続するものである。つまり、受信側スイッチャ回路３６２は、受信機３５２にＬＮＡ回路３７２を介して接続する受信アンテナを、切り替え信号に応じて切り替えるものである。これにより、スイッチャ回路３６２は、制御線６１３を介してマイコン３４４（図４）から送信された切り替え信号を受信し、切り替え信号に応じて受信機３５２へ接続する受信アンテナを切り替えて、受信アンテナ部３１２の指向方向を変化させる。

ベースバンド変換回路３５６は、ＬＮＡ回路３７２からのＲＦ信号を復調してベースバンド信号に変換する。デジタル変換回路３５７は、ベースバンド信号をデジタル信号に変換する。通信信号処理回路３５８は、デジタル信号をデパケタイジングして、トリガ信号とシリアル制御信号に変換する通信論理層を形成する。そして、通信信号処理回路３５８は、トリガ信号を、制御線６０９を介して撮像素子３４１，３４２（図４）へ出力し、シリアル制御信号を、制御線６１５を介してマイコン３４４（図４）へ出力する。

図６は、画像処理装置２０１及びロボット制御装置２０２の構成を示すブロック図である。

画像処理装置２０１は、ＣＰＵコア、Ｉ／Ｏコントローラ及びメモリコントローラを含むＣＰＵチップセット８０１と、ＤＤＲメモリ８０５と、プログラムを格納しているＲＯＭ８０６と、を有している。ＲＯＭ８０６には、例えばブートプログラムが格納されている。また、画像処理装置２０１は、周辺機器に接続するための外部バス８２４を有し、外部バス８２４としては、例えばＰＣＩ−ＥＸＰＲＥＳＳ等のバスを使用できる。また、画像処理装置２０１は、グラフィックコントーラ８０３と、グラフィックコントーラ８０３の制御により画像処理装置２０１のステータスが表示されるモニタ８０２とを有する。また、画像処理装置２０１は、インターフェース回路８０８を介して外部バス８２４に接続される外部記憶装置としてのＨＤＤ８０９と、汎用ＵＳＢインターフェースコントローラ８１０を介して外部バス８２４に接続されるキーボード８１１とを有する。画像処理装置２０１は、ロボット制御装置２０２と通信を行うための通信コントローラ８０７と、特有のインターフェースボードとして、無線局１１２と交信するためのカメラリンクグラバーボード８０４とを有する。

ロボット制御装置２０２は、ＣＰＵコア、Ｉ／Ｏコントローラ及びメモリコントローラを含むＣＰＵチップセット８１２と、ＤＤＲメモリ８１３と、プログラムを格納しているＲＯＭ８１４と、を有している。ＲＯＭ８１４には、例えばブートプログラムが格納されている。また、ロボット制御装置２０２は、周辺機器に接続するための外部バス８２５を有し、外部バス８２５としては、例えばＰＣＩ−ＥＸＰＲＥＳＳ等のバスを使用できる。また、ロボット制御装置２０２は、グラフィックコントーラ８１６と、グラフィックコントーラ８１６の制御によりロボット制御装置２０２のステータスが表示されるモニタ８１５とを有する。また、ロボット制御装置２０２は、インターフェース回路８１９を介して外部バス８２５に接続される外部記憶装置としてのＳＳＤ８２０と、汎用ＵＳＢインターフェースコントローラ８２１を介して外部バス８２５に接続されるキーボード８２２とを有する。ロボット制御装置２０２は、画像処理装置２０１と通信を行うための通信コントローラ８１７と、特有のインターフェースボードとして、シーケンサ２０３と接続するためのＣＣ−ＬＩＮＫコントローラ８２３とを有する。

図７は、無線局１１２を示す説明図である。図７（ａ）は、無線局１１２の外形図、図７（ｂ）は、無線局１１２が有する第２アンテナ部を示す平面図である。

無線局１１２は、筐体４０１と、筐体４０１に収納された、指向性を有する第２アンテナ部であるアンテナ部４１０と、アンテナ部４１０に接続された第２無線装置である無線装置４５０と、を有している。

筐体４０１には、枠体１０５の天部１２２（図１）に取り付けるためのネジ穴４０２と、アンテナ部４１０を露出させるための開口４０４が形成されている。上述した、トリガ線２０６、シリアル制御線２０７、画像信号線２０８（図２）は、画像処理装置２０１（図２）に接続されるカメラリンク規格の通信線であり、１つのケーブル４０３にまとめたものである。筐体４０１が枠体１０５の天部１２２に取り付けられているので、アンテナ部４１０は、間接的に枠体１０５の天部１２２に支持されていることとなる。

無線装置４５０に接続されるアンテナ部４１０は、図７（ｂ）に示すように、絶縁基板４１３と、絶縁基板４１３上に配置された、第２送信アンテナ部としての送信アンテナ４１１、及び第２受信アンテナ部としての受信アンテナ４１２とを有している。これらアンテナ４１１，４１２は、パッチアンテナであり、指向性を有する。なお、本実施形態のアンテナ部４１０には、指向方向を変化させる手段を設けてはいない。

図８は、無線局１１２の構成を示すブロック図である。無線局１１２は、第２アンテナ部であるアンテナ部４１０と、第２無線装置である無線装置４５０とを有している。この無線装置４５０は、アンテナ部３１０及びアンテナ部４１０を通じて、無線装置３５０と無線通信を行うものである。

具体的に説明すると、無線装置４５０は、無線信号（ＲＦ信号）を送信する第２送信機である送信機４５１と、無線信号（ＲＦ信号）を受信する第２受信機である受信機４５２とを有している。また、無線局１１２は、アンテナ部４１０の送信アンテナ４１１と送信機４５１との間に接続されたドライバ回路４７１と、アンテナ部４１０の受信アンテナ４１２と受信機４５２との間に接続されたＬＮＡ回路４７２とを有している。

送信機４５１は、通信信号処理回路４５３、Ｄ／Ａ変換回路４５４及び変調回路４５５を有している。受信機４５２は、復調回路４５６、Ａ／Ｄ変換回路４５７及び通信信号処理回路４５８を有している。

通信信号処理回路４５３は、トリガ線２０６を通じて、画像処理装置２０１（図２）からトリガ信号を受信し、シリアル制御線２０７を通じてシリアル制御信号を受信する。そして、通信信号処理回路４５３は、トリガ信号とシリアル制御信号を、パケタイジング処理を行い１つのデジタル信号に変換する。Ｄ／Ａ変換回路４５４は、デジタル信号をアナログベースバンド信号に変換する。変調回路４５５は、アナログベースバンド信号を、超高周波である６０ＧＨｚに変調してＲＦ信号に変換する。ドライバ回路４７１は、送信アンテナ４１１にＲＦ信号を送る。

ＬＮＡ回路４７２は、受信アンテナ４１２からの出力（ＲＦ信号）を増幅する。復調回路４５６は、ＬＮＡ回路４７２の出力（ＲＦ信号）をベースバンド信号に復調する。Ａ／Ｄ変換回路４５７は復調したベースバンド信号をデジタル信号に変換する。通信信号処理回路４５８は、デジタル信号をデパケタイジングして、カメラ１０６からの送信された画像信号とシリアル制御信号に分配する通信論理層を形成する。そして、通信信号処理回路４５８は、画像信号線２０８を通じて、画像処理装置２０１（図２）に画像信号を送信し、シリアル制御線２０７を通じて、画像処理装置２０１にシリアル制御信号を送信する。

図９は、無線局１１２を枠体１０５の天部１２２に固定した状態を示す説明図である。無線局１１２のアンテナ部４１０の指向方向Ｄ_１は、生産装置１００の設置面に対して垂直になるように真下方向にあわせてある。無線局１１２のアンテナ部４１０の各アンテナ４１１，４１２は、単一のパッチアンテナとしたことで、指向角θ_１を広く設定することができ、概略６０度の指向角θ_１を実現している。即ち、アンテナ部４１０は、アンテナ部３１０に指向方向が向けられている。

本実施形態では、ロボットアーム１０１は、カメラ１０６の無線局１１１がこの指向角θ_１の範囲内に収まるように動作の教示を行うことを想定している。アンテナ部３１０の指向方向が、無線局１１２とカメラ１０６を結ぶ直線に対して最も近くなるように、撮像シーン毎に、カメラ１０６に内蔵されたアンテナを切り替えるように画像処理装置２０１から制御を行う。

以下、アンテナ部３１０の切り替えシーケンスを更に詳しく説明する。まず、ロボットアーム１０１の動作は、図６中、ロボット制御装置２０２のＳＳＤ８２０等に記憶された教示動作に従って行われる。この教示は、生産装置１００のセットアップの時点で行われ、撮像シーンとカメラ１０６の姿勢は、この時に、シーン毎に決定される。これから、撮像シーンに対応する最適なカメラ１０６における無線局１１１のアンテナ部３１０のアンテナ番号も、この時に決定されることになる。

生産装置１００が稼働した組み立て動作時においては、各シーンにおける撮像指令は、ロボット制御装置２０２から、図２中、通信線２１０を通じて行われる。画像処理装置２０１側は、この撮像指令に対応するアンテナの選択番号を予め保持してあり、各シーンに応じて、適切なアンテナに切り替える指令を、画像処理装置２０１が、無線局１１２を経由してカメラ１０６に、事前にシリアル制御線２０７を通じて行う。

具体的に説明すると、ロボット制御装置２０２は、ロボットアーム１０１を動作させるに先立って、ロボットアーム１０１を動作させようとする姿勢情報を含む指令（撮像するシーン）を画像処理装置２０１へ出力する。画像処理装置２０１は、姿勢情報と選択するアンテナとを対応付けたテーブルを記憶している記憶部（例えば図６中、ＳＳＤ８２０）を有している。ここで、アンテナ部３１０は、送信アンテナ部３１１及び受信アンテナ部３１２からなるので、記憶部８２０は、送信アンテナ部３１１及び受信アンテナ部３１２それぞれについて、テーブルを記憶している。

画像処理装置２０１は、姿勢情報を含む指令を取得すると、テーブルに基づき、複数の送信アンテナ３２１〜３２８の中から無線装置３５０の送信機３５１に接続する送信アンテナを選択する。同様に、画像処理装置２０１は、テーブルに基づき、複数の受信アンテナ３３１〜３３８の中から無線装置３５０の受信機３５２に接続する受信アンテナを選択する。画像処理装置２０１は、これら切り替えるべきアンテナに関する情報（例えばアンテナ番号）を、シリアル制御信号として、シリアル制御線２０７を通じて無線局１１２へ出力する。

無線局１１２における無線装置４５０の送信機４５１は、シリアル制御信号をＲＦ信号としてアンテナ部４１０の送信アンテナ４１１から放射させる。無線局１１１における無線装置３５０の受信機３５２は、ＲＦ信号をアンテナ部３１０の受信アンテナ部３１２を介して受信する。

無線装置３５０の受信機３５２は、ＲＦ信号をシリアル制御信号に戻し、マイコン３４４へ出力する。

マイコン３４４は、シリアル制御信号に含まれる、姿勢情報に対応する送信アンテナ及び受信アンテナの情報（例えばアンテナ番号）に基づき、切り替え信号を無線局１１１のスイッチャ回路３６１，３６２へ出力する。スイッチャ回路３６１，３６２は、切り替え信号（即ち姿勢情報）に対応して、複数のアンテナの中から無線装置３５０に接続するアンテナを切り替える。

このように、ロボットアーム１０１の姿勢を変更する前に、変更しようとする姿勢に対応するアンテナに各アンテナ部３１１，３１２が切り替えられる。即ち、各アンテナ部３１１，３１２の指向方向が変更される。ロボットアーム１０１の姿勢を変更した後、即ち撮像素子３４１，３４２による撮像を行う姿勢に変更した後には、各アンテナ部３１１，３１２の指向範囲は、アンテナ４１１，４１２を含むことになる。

これにより、無線局１１１の受信機３５２は、次のシリアル制御信号やトリガ信号を無線局１１２の送信機４５１から受信することができ、無線局１１１の送信機３５１は、画像信号を無線局１１２の受信機４５２へ送信することができる。

撮像前に事前にアンテナを切り替えるのは、ロボットアーム１０１の可動中に常時アンテナを切り替えて無線通信を維持しているわけではなく、各シーンで、ロボットアーム１０１が一旦停止した時点で無線通信を行うためである。

このため、カメラ１０６の次の撮像シーンでは、適切なアンテナに事前に切り替えておかないと、アンテナを切り替えるための通信自体もできなくなる。このような場合は、無線局１１１は、まず、アンテナ切り替えのサーチ動作を行い適切なアンテナを探して通信することもできる。

本実施形態では、カメラ１０６の無線局１１１のアンテナの切り替えは、直前のシーンの通信の最終通信で送られ、アンテナの切り替え動作は、その時点で行われる。このため、事前に、無線局１１１は、通信開始時にアンテナのサーチ動作を行う必要がないため、すぐさまに、撮像のための通信を行うことができ、無線通信確保のためのロスタイムが生じない。その結果、生産装置のタクトを向上させる効果がある。

ここで、一般の無線通信においては、常に電波の強い方向にアンテナの指向方向をサーチして指向方向を変化させるという手法が知られている。しかしながら、生産装置においては、一度、教示を行い生産装置のセットアップを行うことで、無線通信をする場所は、特定されるという性質がある。

本第１実施形態によれば、送信側スイッチャ回路３６１及び受信側スイッチャ回路３６２により、アンテナ部３１０の指向範囲にアンテナ部４１０が含まれるよう、ロボットアーム１０１の動作に対応してアンテナ部３１０の指向方向を変更する。したがって、アンテナ部３１０の指向方向は、ロボットアーム１０１の動作に応じて変更されるので、電磁波の強い方向をサーチする必要がない。そのため、サーチに要するタイムロスがなくなり、無線通信のリアルタイム性が維持され、生産タクトが向上する。

また、前述のような、サーチを行いアンテナの指向方向を変化させるには、送信側の無線局は、常にビーコン等の信号を発する必要がある。そのため、アンテナの指向性の切り替えには一連の手順が必要になるが、第１実施形態のように、ロボットアーム１０１の動きによって、無線通信時の指向方向を制御することで、前述のようなビーコン信号は不要である。したがって、無線システム自体を簡単にできるというメリットもある。

また無線局１１２が、枠体１０５の天部１２２に固定されるため、アンテナ部３１０の指向方向が上方向となり、生産装置１００に用いられる無線信号と隣接する生産装置に用いられる無線信号とが干渉するのを抑制することができる。

また、カメラ１０６は、物体との距離を測る計測機であるため、通信するタイミングを、各シーンの撮像時に限定することで、無線装置３５０，４５０自体の稼働時間を短くすることができる。その結果、無線装置３５０，４５０の発熱を抑えることができ、温度変化幅を抑えることが可能になるため、計測精度があがるという格別の効果も奏する。

なお、第１実施形態では、予めシーンに応じたアンテナ番号を画像処理装置２０１に保持させて、ロボット制御装置２０２からは、姿勢情報として画像処理装置２０１にどのシーンなのかを指示する制御方法を示したが、これに限定するものではない。即ち、ロボット制御装置２０２が出力するロボットアーム１０１の姿勢情報とは、ロボットアーム１０１の姿勢に対応付けられるあらゆる情報を含むものであり、例えばロボットアーム１０１の各関節の角度情報やアンテナ番号の情報等であってもよい。また、第１実施形態において、ロボット制御装置２０２がロボットアーム１０１の姿勢情報を画像処理装置２０１に伝え、その姿勢情報から対応するアンテナ番号を自動算出してアンテナの切り替えを行ってもよい。このようにすれば、ロボットアーム１０１の教示の際にアンテナ番号も一緒に教示する必要がなくなるというメリットがある。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る生産装置について説明する。図１０は、第２実施形態に係る生産装置のオンハンドカメラが有する無線局を示すブロック図である。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

図１０に示すように、ロボットアームに支持されるオンハンドカメラに内蔵された無線局１１１Ａは、第１アンテナ部としてのアンテナ部３１０Ａと、第１変更部としての位相器３６１Ａ，３６２Ａとを有する。また、無線局１１１Ａは、上記第１実施形態と同様、第１無線装置としての無線装置３５０、ドライバ回路３７１及びＬＮＡ回路３７２を有する。

アンテナ部３１０Ａは、送信アンテナ部３１１Ａと受信アンテナ部３１２Ａとを有している。送信アンテナ部３１１Ａは、複数の送信アンテナ素子３２１Ａ〜３２８Ａを有し、各送信アンテナ素子３２１Ａ〜３２８Ａに入力される電磁波の位相に応じて指向方向が変化するフェーズドアレーアンテナである。受信アンテナ部３１２Ａは、複数の受信アンテナ素子３３１Ａ〜３３８Ａを有し、各受信アンテナ素子３３１Ａ〜３３８Ａに入力される電磁波の位相に応じて指向方向が変化するフェーズドアレーアンテナである。

位相器３６１Ａは、制御線６１２から入力した信号（姿勢情報）に対応して各送信アンテナ素子３２１Ａ〜３２８Ａにおける電磁波の位相を変更する。また、位相器３６２Ａは、制御線６１３から入力した信号（姿勢情報）に対応して各受信アンテナ素子３３１Ａ〜３３８Ａにおける電磁波の位相を変更する。

以上、本第２実施形態のように、アンテナ部３１０Ａがフェーズドアレーアンテナであっても、上記第１実施形態と同様、アンテナ部３１０Ａの指向方向を変更することが可能である。よって、他の生産装置との電磁波の干渉を抑制することができ、また、電磁波の強い方向をサーチする必要がないため、生産タクトが向上する。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る生産装置について説明する。図１１は、第３実施形態に係る生産装置を２つ並べた状態を示す説明図である。なお、上記第１、第２実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

一般に、ロボットセル等のロボットアームを備えた生産装置においては、ロボットアームの上空部には、カメラや照明が設けられる。また、天井の照明を遮光するため、遮光板を設けられる。

このため、本第３実施形態の生産装置１００Ｂは、上記第１実施形態と同様、骨組み構造の枠体１０５を備えている。枠体１０５は、カメラや照明を取り付けるだけで良いならば骨組のみでよく、更に遮光板を必要とする場合でも、金属である必要がないため、最終的に金属部分は骨組みのみで良い。そのため、枠体１０５の天部１２２には、電波や光（即ち電磁波）を反射する要素は非常に少ないといえる。

一方、作業台１０４は、ロボットアーム１０１を頑丈に固定する必要があるほか、部品トレイ１０８やワーク載置台１０９の固定位置に、ロボットアーム１０１との相対位置精度が要求されるため、一般には金属部材で作られる。

そのため、オンハンドカメラ１０６から無線局１１２に上方向に電磁波を送信する場合は、反射要素がほとんど無いが、逆に無線局１１２からカメラ１０６のように下方向に電磁波を送信する場合は、作業台１０４で電磁波が反射するおそれがある。

ただし、無線局１１２は、所定の指向角を有するため、生産装置間を十分離せば、反射波が直接、隣接する生産装置のアンテナに入射することはないため問題は生じない。

しかしながら、生産装置１００Ｂ同士を近接して並べると、無線局１１２の送信電波の反射が、隣接する生産装置１００Ｂの無線局１１２にも入射して妨害波になり、干渉を起こす可能性が大きくなる。

第３実施形態では、生産装置１００Ｂは、枠体１０５に配置され、無線信号が枠体１０５の外部へ放射されるのを遮蔽する遮蔽板１３１，１３２を備えている。

遮蔽板１３１は、枠体１０５の支柱部材１２１に固定して設けられている。この遮蔽板１３１は、互いに隣接する生産装置１００Ｂ，１００Ｂ間で、例えばワークの引き渡しの際に、動作するロボットアーム１０１に干渉しない位置に配置されており、第３実施形態では、枠体１０５の支柱部材１２１の下端部に配置されている。即ち、遮蔽板１３１は、ロボットアーム１０１によるワークの引き渡し領域より下方に配置される。

これにより、無線局１１２から放射される電磁波（無線信号）が、作業台１０４で反射したとしても、遮蔽板１３１により遮蔽され、電磁波の干渉をより効果的に抑制することができる。

また、遮蔽板１３２は、枠体１０５の支柱部材１２１に固定して設けられている。この遮蔽板１３２は、動作するロボットアーム１０１に干渉しない位置に配置されており、第３実施形態では、枠体１０５の支柱部材１２１の上端部に配置されている。即ち、遮蔽板１３２は、ロボットアーム１０１によるワークの引き渡し領域より上方に配置される。

これにより、カメラ１０６から放射される電磁波（無線信号）が遮蔽板１３２により遮蔽され、電磁波の干渉をより効果的に抑制することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る生産装置について説明する。図１２は、第４実施形態に係る生産装置のオンハンドカメラを示す説明図である。なお、上記第１〜第３実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

図１２（ａ）は、オンハンドカメラの外形図、図１２（ｂ）は、アンテナ部の上面図、図１２（ｃ）は、アンテナ部及び駆動機構の側面図である。

図１２（ａ）に示すオンハンドカメラ１０６Ｃは、図１２（ｂ）に示す第１アンテナ部としてのアンテナ部３１０Ｃと、アンテナ部３１０Ｃを収納し、アンテナ部３１０Ｃを外部に露出させる開口３０４Ｃを有する筐体３０１Ｃと、を備えている。図１２（ｂ）に示すアンテナ部３１０Ｃは、絶縁基板３１３Ｃと、絶縁基板３１３Ｃ上に配置された、送信アンテナ部としての送信アンテナ３１１Ｃ及び受信アンテナ部としての受信アンテナ３１２Ｃと、を有している。各アンテナ３１１Ｃ，３１２Ｃは、パッチアンテナである。

オンハンドカメラ１０６Ｃは、図１２（ｃ）に示すように、第１変更部として、ロボットアームの姿勢情報に対応してアンテナ部３１０Ｃの姿勢を変更する駆動機構３６０Ｃを有する。

駆動機構３６０Ｃは、図１２（ｃ）に示すようにアンテナ部３１０Ｃを支持し、図１２（ｂ）中の矢印方向に可動させる円形状の回転台３６１Ｃを有している。アンテナ部３１０Ｃは、図１２（ｃ）に示すように、垂直方向に対して４５度の角度で傾いて設置されている。また、駆動機構３６０Ｃは、回転台３６１Ｃの外周面に圧接する円柱状の摩擦車３６２Ｃと、摩擦車３６２Ｃを回転させる超音波モータ３６３Ｃと、を有する。

この駆動機構３６０Ｃにおいて、回転台３６１Ｃの中心軸を中心に回転台３６１Ｃを回転させることで、アンテナ部３１０Ｃの各アンテナ３１１Ｃ，３１２Ｃの指向方向Ｄを変化させることができる。

図１３は、カメラ１０６Ｃの構成を示すブロック図である。上記第１実施形態のカメラ１０６と異なるのは、マイコン３４４に、超音波モータ３６３Ｃを駆動制御するための駆動制御回路３４５が接続されている点と、無線局１１１Ｃの構成が異なる点である。即ち、カメラ１０６Ｃは、超音波モータ３６３Ｃを駆動制御するための駆動制御回路３４５と、上記第１実施形態の無線局１１１とは異なる構成の無線局１１１Ｃを有する。

カメラ１０６Ｃの無線局１１１Ｃが、画像処理装置からの指令を、無線局１１２を通じて受けると、駆動制御回路３４５が、超音波モータ３６３Ｃを動作させ、アンテナ部３１０Ｃを回転させる。これにより、アンテナ部３１０Ｃの各アンテナ３１１Ｃ，３１２Ｃの指向方向Ｄを、カメラ１０６Ｃと無線局１１２を結ぶ方向に対して、できるだけ近い方向に変化させる。

図１４は、無線局１１１Ｃの構成を示すブロック図である。無線局１１１Ｃは、上述したアンテナ部３１０Ｃと、上記第１実施形態と同様の構成の無線装置３５０、ドライバ回路３７１及びＬＮＡ回路３７２とを有する。つまり、送信アンテナ及び受信アンテナが１つであるので、ドライバ回路３７１及びＬＮＡ回路３７２も１つであり、スイッチャ回路は省略される。

図１２（ｂ）に示すアンテナ部３１０Ｃでは、アンテナ３１１Ｃ，３１２Ｃが回転駆動されるため、図１２（ｃ）に示すように広い指向角θを有する。そのため、ロボットアームの姿勢に対して、細かくアンテナ３１１Ｃ，３１２Ｃの指向方向を変化させる必要が無いため、教示時点のアンテナの設定が楽になるというメリットがある。その半面、指向角θが広いため、上記第３実施形態で説明した遮蔽板１３２を枠体１０５に配置することで、隣接する生産装置との電磁波の干渉が効果的に防止される。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る生産装置について説明する。図１５は、第５実施形態に係る生産装置のオンハンドカメラを示す説明図である。なお、上記第１〜第４実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

上記第４実施形態のオンハンドカメラ１０６Ｃでは、アンテナ部３１０Ｃを直接回転させることで、アンテナ部３１０Ｃの指向方向を無線局１１２の方向に変化させたが、アンテナ部３１０Ｃの指向方向を間接的に変更してもよい。

図１５（ａ）は、オンハンドカメラの外形図、図１５（ｂ）は、アンテナ部と駆動機構の一部を示す上面図、図１５（ｃ）は、アンテナ部及び駆動機構の側面図である。

図１５（ａ）に示すオンハンドカメラ１０６Ｄは、上記第４実施形態と同様の構成のアンテナ部３１０Ｃと、アンテナ部３１０Ｃが収納され、アンテナ部３１０Ｃを外部に露出させる開口３０４Ｄを有する筐体３０１Ｄと、を備えている。

カメラ１０６Ｄは、第１変更部として、アンテナ部３１０Ｃの指向方向に配置された反射板３６４Ｄと、姿勢情報に対応して反射板３６４Ｄの姿勢を変更する駆動機構３６０Ｄと、を有する。アンテナ部３１０Ｃは、不図示の固定部に固定されている。

駆動機構３６０Ｄは、反射板３６４Ｄが固定される回転板３６１Ｄと、回転板３６１Ｄの外周面に圧接する円柱状の摩擦車３６２Ｄと、摩擦車３６２Ｄを回転させる超音波モータ３６３Ｄと、を有する。回転板３６１Ｄには、アンテナ部３１０Ｃからの電波を通すための貫通孔があいている。反射板３６４Ｄは、回転板３６１Ｄにおいてアンテナ部３１０Ｃが配置された側とは反対側の面に４５度の角度で傾斜して配置されている。

超音波モータ３６３Ｄの動作により摩擦車３６２Ｄが回転し、回転板３６１Ｄが回転駆動される。これにより、反射板３６４Ｄの向きが変更され、アンテナ部３１０Ｃの指向方向が実質的に変更される。これにより、アンテナ部３１０Ｃを動かす必要がないため、アンテナ部３１０Ｃに入力する必要のある超高周波信号等の電気信号を、フレキ等の柔軟部材を使い、可動部にそって動かす必要性はなくなる。そのため、コスト的、サイズ的に縮小できるメリットがある。

［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係る生産装置について説明する。図１６は、第６実施形態に係る生産装置のオンハンドカメラを示すブロック図である。なお、上記第１〜第５実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

第６実施形態のオンハンドカメラ１０６Ｅは、上記第１実施形態のオンハンドカメラ１０６に対し更に、マイコン３４４に接続された姿勢検出部３４６を備えたものである。姿勢検出部３４６は、例えば姿勢を検出可能なセンサである。姿勢検出部３４６は、ロボットアーム１０１（図１）の姿勢を検出するものであり、オンハンドカメラ１０６Ｅ、ツール１０３、ロボットハンド１０２又はロボットアーム１０１に取り付けられている。

第６実施形態では、マイコン３４４は、ロボットアーム１０１の姿勢情報を、画像処理装置からではなく、姿勢検出部３４６から取得する。そして、上記第１実施形態と同様にスイッチャ回路を用いてアンテナを切り替える。

これにより、ロボットアームの動きによって、オンハンドカメラ１０６Ｅに内蔵される無線局１１１のアンテナ部の指向方向を、無線局１１２（図１）に向くように制御する。

第６実施形態によれば、事前の教示段階で、撮像シーンにあわせて、アンテナの選択番号を教示する必要がなくなるため、生産装置のセットアップ時間を短くする効果がある。

なお、第６実施形態では、姿勢検出部３４６からの姿勢情報を用いてアンテナを切り替えるようにしたが、上記第４、第５実施形態のように、アンテナの姿勢を変更させる場合に、姿勢検出部３４６からの姿勢情報を用いるようにしてもよい。

また、第６実施形態では、アンテナ部３１０Ｃそのものを、オンハンドカメラの姿勢変化をとらえて、姿勢検出部３４６を利用して可動したが、姿勢検出部３４６を利用して、反射板を可動させるように構成してもよい。これを利用して、第１アンテナ部の指向方向が、常に上方向に向くようにすることも可能である。

［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態に係る生産装置について説明する。図１７は、第７実施形態に係る生産装置のオンハンドカメラを示す説明図である。なお、上記第１〜第６実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

上記第６実施形態では、姿勢検出部３４６による姿勢情報をマイコン３４４に読み込ませることにより、自律的に無線局１１１のアンテナ部３１０の指向方向を変更させた。アンテナ部の大きさが小さければ、錘を利用して、直接的に無線チップを常に上面方向に向けさせるメカ機構を設けても、同様に、生産装置のセットアップ時間を短くする効果がある。

図１７（ａ）は、オンハンドカメラの外形図、図１７（ｂ）は、アンテナ部及び姿勢維持機構を示す上面図、図１７（ｃ）は、アンテナ部及び姿勢維持機構の側面図である。図１７（ａ）に示すオンハンドカメラ１０６Ｆは、上記第４実施形態と同様の構成のアンテナ部３１０Ｃと、アンテナ部３１０Ｃが収納され、アンテナ部３１０Ｃを外部に露出させる開口３０４Ｆを有する筐体３０１Ｆと、を備えている。

カメラ１０６Ｆは、第１変更部として、ロボットアーム１０１（図１）の姿勢にかかわらず、アンテナ部３１０Ｃを一定の姿勢に維持する姿勢維持機構３８０を有する。図１７（ｃ）には、アンテナ部３１０Ｃの各アンテナの指向方向Ｄを図示している。

姿勢維持機構３８０は、アンテナ部３１０Ｃが載置され、図１７（ｂ）の矢印方向に可動する筐体３８１と、筐体３８１に支持され、図１７（ｃ）の矢印方向に可動する筐体３８２と、筐体３８２に搭載された錘３８３とを有する。オンハンドカメラ１０６Ｆ（即ちロボットアーム１０１）の姿勢が変化すると、重力の影響で、筐体３８１，３８２が３軸可動して、アンテナ部３１０Ｃの指向方向Ｄを、重力と反対方向（即ち上方向）に向けるように構成されている。

以上の構成により、ロボットアーム１０１の姿勢に応じて、オンハンドカメラ１０６Ｆのアンテナ部３１０Ｃの指向方向Ｄが常に上方向に向く。そのため、ロボットアーム１０１の姿勢情報に応じてアンテナ部を可動制御したり、複数のアンテナの中からアンテナを切り替えたりする必要がなくなる。このように、簡単な構成で、アンテナ部３１０Ｃの姿勢を変更することができる。

また、第７実施形態では、アンテナ部３１０Ｃの指向方向が、直接上方向に向くようにしたが、これに限定するものではなく、アンテナ部３１０Ｃの指向方向が、反射板を介して上方向に向くように構成してもよい。また、アンテナ部３１０Ｃの指向方向は、上方向に限定するものでななく、無線局１１２と通信可能であればよい。

［第８実施形態］
次に、本発明の第８実施形態に係る生産装置について説明する。図１８は、本発明の第８実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。図１８（ａ）及び図１８（ｂ）は、それぞれ生産装置の概略構成を示す説明図であるが、撮像画像を送信する際のロボットアーム１０１の姿勢（撮像シーン）が異なる。なお、上記第１〜第７実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

上記第１〜第７実施形態では、生産装置が無線局１１２を１つ備えている場合について説明したが、第８実施形態では、生産装置が無線局１１２を複数備えている場合について説明する。

第８実施形態における生産装置１００Ｇは、上記第１実施形態の無線局１１２と同様の構成の、互いに間隔をあけて配置された複数（例えば２つ）の無線局１１２_１，１１２_２を備えているが、その他の構成は上記第１実施形態の生産装置１００と略同様である。

無線局１１２_１は、枠体１０５の天部１２２に支持され、無線局１１２_２は、作業台１０４の作業面１０４ａに支持されている。

なお、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）における矢印Ｄ_Ｃ及び矢印Ｄ_Ｄは、無線局１１１におけるアンテナ部３１０の送信アンテナ部３１１及び受信アンテナ部３１２（図３）の指向方向を示している。また、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）における破線Ｒ_Ｃ，Ｒ_Ｄは、同アンテナ部の指向性を示している。

図１９は、本発明の第８実施形態に係る生産装置の構成を示すブロック図である。無線局１１２_１，１１２_２は、画像処理装置２０１にセレクタ２３０を介して接続されている。無線局１１２_１，１１２_２とカメラ１０６内蔵の無線局１１１とは、それぞれ無線経路２０４_１，２０４_２で接続されている。

上記第１実施形態と同様、カメラ１０６の各撮像シーンに応じて、事前に無線局１１１のアンテナ部３１０（図３）の送信アンテナ部３１１の送信アンテナ及び受信アンテナ部３１２の受信アンテナが切り替えられる。

更に、本第８実施形態では、セレクタ２３０は、制御線２１２によって切り替えられて、画像処理装置２０１と接続する無線局１１２_１，１１２_２を選択して接続する。これにより、各シーンにおいて、画像処理装置２０１と接続される無線局１１２_１，１１２_２が適切に接続される。

以上、本第８実施形態では、図１８（ｂ）のように、カメラ１０６の上方を、ロボットアーム１０１自体が遮るようなシーンにおいても、良好に無線通信を行えるメリットがある。

なお、図１８では、オンハンドカメラとそれに対応する無線装置の間に大きな障害物があるような無線通信の死角を埋めるために、カメラ１０６に対応させる複数の無線局１１２_１，１１２_２を設けた例を示した。

更に、本第８実施形態の変形例として、無線局１１２_１，１１２_２のアンテナの指向角をより狭めて混信を防ぐような使い方もある。例えば、図２０は、本発明の第８実施形態に係る生産装置の変形例を示す説明図である。図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、それぞれ生産装置の概略構成を示す説明図であるが、撮像画像を送信する際のロボットアーム１０１の姿勢（撮像シーン）が異なる。

無線局１１２_１，１１２_２は、枠体１０５の天部１２２に支持されている。このように、複数の無線局１１２_１，１１２_２を天部１２２に設けたことで、各無線局１１２_１，１１２_２の指向角は、それぞれ狭くすることが可能になる。その結果、より隣接する生産装置に対して、電波の反射が直接入射することが少なくなり、反射による混信の影響を低減することができる。

なお、各無線局１１２_１，１１２_２が作業台１０４の作業面１０４ａに支持されている場合であってもよい。

［第９実施形態］
次に、本発明の第９実施形態に係る生産装置について説明する。図２１は、第９実施形態に係る生産装置の第２無線局を示すブロック図である。なお、上記第１〜第８実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

上記第１〜第８実施形態では、枠体又は作業台に設けた第２無線局における第２アンテナ部の指向方向が固定されている場合について説明したが、上記第１〜第８実施形態において、第２無線局における第２アンテナ部の指向方向も変更してもよい。

第９実施形態の生産装置の第２無線局である無線局１１２Ｈは、第２アンテナ部としてのアンテナ部４１０Ｈと、アンテナ部４１０Ｈに接続された第２無線装置として、上記第１実施形態と同様の構成の無線装置４５０と、を備えている。アンテナ部４１０Ｈは、第２送信アンテナ部としての送信アンテナ部４１１Ｈと、第２受信アンテナ部としての受信アンテナ部４１２Ｈと、を有している。

送信アンテナ部４１１Ｈは、複数の第２送信アンテナとしての送信アンテナ４２１Ｈ〜４２８Ｈと、複数の第２受信アンテナとしての受信アンテナ４３１Ｈ〜４３８Ｈとを有している。各アンテナ４２１Ｈ〜４２８Ｈ，４３１Ｈ〜４３８Ｈは、指向性を有するアンテナであり、例えばパッチアンテナである。そして、送信アンテナ４２１Ｈ〜４２８Ｈは、互いに異なる指向方向となるように配置され、受信アンテナ４３１Ｈ〜４３８Ｈは、互いに異なる指向方向となるように配置されている。

また、無線局１１２Ｈは、第２変更部として、送信側スイッチャ回路４６１Ｈと、受信側スイッチャ回路４６２Ｈと、を有している。

送信側スイッチャ回路４６１Ｈの各端子と各送信アンテナ４２１Ｈ〜４２８Ｈとの間には、ドライバ回路４７１Ｈが接続されている。また、受信側スイッチャ回路４６２Ｈの各端子と各受信アンテナ４３１Ｈ〜４３８Ｈとの間には、ＬＮＡ回路４７２Ｈが接続されている。

送信側スイッチャ回路４６１Ｈは、制御線２１３を介して画像処理装置から入力した切り替え信号に対応して、複数の送信アンテナ４２１Ｈ〜４２８Ｈの中から１つの送信アンテナを送信機４５１に接続するものである。つまり、送信側スイッチャ回路４６１Ｈは、送信機４５１にドライバ回路４７１を介して接続する送信アンテナを、切り替え信号に応じて切り替えるものである。これにより、スイッチャ回路４６１Ｈは、制御線２１３を介して画像処理装置から送信された切り替え信号を受信し、切り替え信号に応じて送信機４５１へ接続する送信アンテナを切り替えて、送信アンテナ部４１１Ｈの指向方向を変化させる。

受信側スイッチャ回路４６２Ｈは、制御線２１４を介して画像処理装置から入力した切り替え信号に対応して、複数の受信アンテナ４３１Ｈ〜４３８Ｈの中から１つの受信アンテナを受信機４５２に接続するものである。つまり、受信側スイッチャ回路４６２Ｈは、受信機４５２にＬＮＡ回路４７２Ｈを介して接続する受信アンテナを、切り替え信号に応じて切り替えるものである。これにより、スイッチャ回路４６２Ｈは、制御線２１４を介して画像処理装置から送信された切り替え信号を受信し、切り替え信号に応じて受信機４５２へ接続する受信アンテナを切り替えて、受信アンテナ部４１２Ｈの指向方向を変化させる。

以上、第２変更部であるスイッチャ回路４６１Ｈ，４６２Ｈは、アンテナ部４１０Ｈの指向範囲に無線局１１１（図１）の第１アンテナ部が含まれるよう、ロボットアーム１０１の動作に応じてアンテナ部４１０Ｈの指向方向を変更する。

従って、アンテナ部４１０Ｈの各アンテナ４２１Ｈ〜４２８Ｈ，４３１Ｈ〜４３８Ｈを、より狭指向角のアンテナとすることができる。そして、画像処理装置側による制御により、各シーンに応じてアンテナを切り替えることで、より隣接する生産装置から漏れ出る反射波等の誤入射を防ぐことが可能になり、より混信に対して強い無線システムを、生産装置に構築することができる。

なお、送信アンテナ部４１１Ｈ，受信アンテナ部４１２Ｈを、上記第２実施形態と同様、フェーズドアレーアンテナで構成してもよい。また、送信アンテナ部４１１Ｈ，受信アンテナ部４１２Ｈを、それぞれ１つのアンテナで構成し、上記第４、第５実施形態と同様、アンテナの姿勢を駆動する駆動機構でアンテナの指向方向を変更するようにしてもよい。

［第１０実施形態］
次に、本発明の第１０実施形態に係る生産装置について説明する。図２２は、本発明の第１０実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は、それぞれ生産装置の概略構成を示す説明図であるが、撮像画像を送信する際のロボットアーム１０１の姿勢（撮像シーン）が異なる。なお、上記第１〜第９実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

上記第１〜第９実施形態では、第２無線局が第２アンテナ部と第２無線装置とを有し、これらが一体に構成されている場合について説明したが、第２無線局が送信部と受信部とに分かれて配置されていてもよい。

第８実施形態における生産装置１００Ｉは、オンハンドカメラ１０６Ｉの第１無線局である無線局１１１Ｉと通信する、送信機能のみ備えた送信部１１３と、カメラ１０６Ｉの無線局１１１Ｉと通信する、受信機能のみ備えた受信部１１４とを備えている。送信部１１３と受信部１１４とは別体に構成され、互いに離間して配置されている。第８実施形態では、送信部１１３が作業台１０４の作業面１０４ａに支持され、受信部１１４が枠体１０５の天部１２２に支持されている。

ここで、図２２（ｂ）は、カメラ１０６Ｉの無線局１１１Ｉに対して、撮像のトリガ信号を送信しているシーンであり、この時、無線通信は、送信部１１３から、カメラ１０６Ｉの無線局１１１Ｉに対して送信される。矢印Ｄ_Ｆは、無線局１１１Ｉの受信アンテナ部の指向方向を示している。破線Ｒ_Ｆは受信感度の角度分布を示す。

図２２（ａ）は、このトリガ信号を受けて、画像信号をカメラ１０６Ｉの無線局１１１Ｉから、受信部１１４に対して送信している状態を示している。矢印Ｄ_Ｅは、無線局１１１Ｉの送信アンテナの指向方向を示している。破線Ｒ_Ｅは送信電波強度の角度分布を示す。

図２３は、第１０実施形態に係る生産装置１００Ｉの制御ブロック図である。生産装置１００Ｉは、画像処理装置（ビジョンコントローラ）２０１と、ロボット制御部としてのロボット制御装置（ロボットコントローラ）２０２と、シーケンサ２０３とを備えている。送信部１１３と画像処理装置２０１とは、２つの通信線２０６，２０７_１で接続される。受信部１１４と画像処理装置２０１とは、２つの通信線２０８，２０７_２で接続されている。

画像処理装置２０１は、トリガ線２０６を通じてカメラ１０６Ｉに対するトリガ信号を送信部１１３へ送信する。また、画像処理装置２０１は、送信線２０７_１を通じて、カメラ１０６Ｉの設定等を行うシリアル制御信号を送信部１１３へ送信する。カメラ１０６Ｉに内蔵された無線局１１１Ｉと送信部１１３とは、無線経路２０４_１により接続され、無線局１１１Ｉと受信部１１４とは、無線経路２０４_１により接続されている。

図２４は、第２無線局の送信部１１３及び受信部１１４の構成を示すブロック図である。送信部１１３は、上記第１実施形態と同様、第２送信アンテナ部としての送信アンテナ４１１と、ドライバ回路４７１を介して送信アンテナ４１１に接続された第２送信機としての送信機４５１と、を有する。

受信部１１４は、上記第１実施形態と同様、第２受信アンテナ部としての受信アンテナ４１２と、ＬＮＡ回路４７２を介して受信アンテナ４１２に接続された第２受信機としての受信機４５２と、を有する。これら送信機４５１及び受信機４５２により第２無線装置が構成され、送信アンテナ４１１及び受信アンテナ４１２により第２アンテナ部が構成されている。

図２５は、第１０実施形態におけるオンハンドカメラ１０６Ｉを示す説明図である。図２５（ａ）及び図２５（ｂ）は、カメラ１０６Ｉを示す外形図、図２５（ｃ）は、アンテナ部の平面図である。なお、図２５（ａ）は、カメラ１０６Ｉを右斜め前から見た図であり、図２５（ｂ）は、カメラ１０６Ｉを左斜め前から見た図である。

図２５（ａ）及び図２５（ｂ）に示すように、カメラ１０６Ｉは、筐体３０１Ｉを有しており、筐体３０１Ｉの内部に無線局１１１Ｉ（図２２）が収納されている。また、カメラ１０６Ｉは、ステレオカメラであり、少なくとも２つの光学系としてレンズ３０２，３０３を有している。筐体３０１Ｉの前面には、レンズ３０２，３０３が設けられており、筐体３０１Ｉの左右の側面には、無線局１１１Ｉの第１アンテナ部である図２５（ｃ）のアンテナユニット３１０Ｌ，３１０Ｒを露出させる開口３０４Ｌ，３０４Ｒが形成されている。アンテナユニット（無線ＩＣチップ）３１０Ｌは、開口３０４Ｌに対向して配置され、アンテナユニット（無線ＩＣチップ）３１０Ｒは、開口３０４Ｒに対向して配置されている。

アンテナユニット３１０Ｌは、互いに異なる指向方向の複数の送信アンテナからなる送信アンテナ群３１１Ｌと、互いに異なる指向方向の複数の受信アンテナからなる受信アンテナ群３１２Ｌとを有する。アンテナユニット３１０Ｒは、互いに異なる指向方向の複数の送信アンテナからなる送信アンテナ群３１１Ｒと、互いに異なる指向方向の複数の受信アンテナからなる受信アンテナ群３１２Ｒとを有する。なお、これらアンテナは、例えばパッチアンテナである。

送信アンテナ群３１１Ｌ及び送信アンテナ群３１１Ｒにより第１送信アンテナ部である送信アンテナ部３１１Ｉが構成されている。受信アンテナ群３１２Ｌ及び受信アンテナ群３１２Ｒにより第１受信アンテナ部である受信アンテナ部３１２Ｉが構成されている。

アンテナユニット３１０Ｌ，３１０Ｒが、それぞれ筐体３０１Ｉの左右の側面側に配置されているので、カメラ１０６Ｉは、上下左右のさまざまな方向に対して、送受信を行うことができる。これにより、一姿勢において、２つの異なる方向との無線通信を同時に行うことが可能になる。

図２６は、無線局１１１Ｉを示すブロック図を示す。無線局１１１Ｉは、上記第１実施形態と同様、無線装置３５０と、スイッチャ回路３６１，３６２と、複数のドライバ回路３７１と、複数のＬＮＡ回路３７２とを有している。送信側スイッチャ回路３６１の各端子には、ドライバ回路３７１を介して送信アンテナ群３１１Ｌ，３１１Ｒの各送信アンテナが接続されている。また、受信側スイッチャ回路３６２の各端子には、ＬＮＡ回路３７２を介して受信アンテナ群３１２Ｌ，３１２Ｒの各受信アンテナが接続されている。

以上のように、本第５実施形態では、第２無線局が送信部１１３と受信部１１４とに分かれているが、制御動作は、上記第１実施形態と同様である。

送信部１１３は作業台１０４の作業面１０４ａにあり、受信部１１４は枠体１０５の天部１２２にある。無線通信時に、画像処理装置２０１により、無線局１１１Ｉからの送信時は、送信側スイッチャ回路３６１を切り替えて、送信アンテナ部３１１Ｉの指向方向を、受信部１１４に最も近い方向にあわせる。さらに、画像処理装置２０１により、無線局１１１Ｉの受信時は、受信側スイッチャ回路３６２を切り替えて、受信アンテナ部３１２Ｉの指向方向を、カメラ１０６Ｉと送信部１１３とを結ぶ方向に最も近い方向にあわせる。以上の動作により、無線装置の送信電波は、常に下方向から上方向に向かうことになる。

上記第１実施形態において説明した通り、作業台１０４の作業面１０４ａは、ロボットアーム１０１の設置や、部品トレイ１０８、ワーク載置台１０９の組み付け精度が要求されるため、電波を反射しやすい金属部材で構成される。それに対して、天部１２２は、金属部材はそれほど用いる必要性がないため、電波を反射する部材が最低限で済む構成になる。そのため、第１０実施形態によれば、電波は、常に反射要素の少ない生産装置の上方に向かって送信されるため、隣接する生産装置への電波の反射による電波の漏れこみを最低限に抑えることができる。その結果、遮蔽板を省略することができる。

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

上記第１実施形態では、アンテナ部３１０がカメラ１０６に設けられている場合について説明したが、これに限定するものではなく、例えば、ツール１０３やロボットハンド１０２、ロボットアーム１０１等に取り付けられていてもよい。また上記第１実施形態では、第１アンテナ部であるアンテナ部３１０と第１無線装置である無線装置３５０とが一体に構成されている場合について説明したが、これに限定するものではない。アンテナ部３１０と無線装置３５０とが別体に構成されて互いに異なる位置に配置されていてもよい。以上のことは、上記第２〜第１０実施形態においても同様である。また、第２アンテナ部と第２無線装置についても同様である。

また、上記第１実施形態では、無線装置３５０が、送信機３５１と受信機３５２とを有している場合について説明したが、これに限定するものではなく、無線装置３５０が送信機３５１のみで構成されていてもよい。その場合、無線装置４５０は、受信機４５２で構成のみされていればよい。そして、アンテナ部３１０は、送信アンテナ部３１１のみで構成され、アンテナ部４１０は、受信アンテナ４１２のみで構成されていればよい。以上のことは、上記第２〜第９実施形態においても同様である。

また、逆に、上記第１実施形態において、無線装置３５０が受信機３５２のみで構成されている場合であってもよく、その場合、無線装置４５０は、送信機４５１のみで構成されていればよい。そして、アンテナ部３１０は、受信アンテナ部３１２のみで構成され、アンテナ部４１０は、送信アンテナ４１１のみで構成されていればよい。以上のことは、上記第２〜第９実施形態においても同様である。

また、上記第１〜第１０実施形態では、枠体１０５は、直方体型の場合について説明したが、門型、片持ち型等いかなる形状の枠体であってもよい。

また、上記第１〜第１０実施形態では、指向性を有する第２アンテナ部に接続された第２無線装置の通信対象として、ロボットアームに支持されたオンハンドカメラを前提として説明したが、本発明の無線通信の制御対象は、これらに限定されない。例えば、ツール１０３やロボットハンド１０２の制御通信についても本発明は適用が可能である。また、ツール１０３やロボットハンド１０２が、無線通信の制御対象である場合、無線通信するタイミングを、各シーンの撮像時に限定する必要もない。ロボットアーム１０１の軌跡に応じて、適宜、第１アンテナ部の指向方向を変更すればよい。例えば第１実施形態では、ロボット制御装置２０２から、画像処理装置２０１を通じて、ロボットアーム１０１に支持された第１アンテナ部に対するアンテナの切り替え信号を送り、常時、無線通信が可能であるように制御することも可能である。

また、第１アンテナ部がツール１０３やロボットハンド１０２に搭載されており、オンハンドカメラが必要ない場合には、画像処理装置２０１は省略してもよい。その際、無線局１１２は、ロボット制御装置２０２にインターフェースボードを設けて、ロボット制御装置２０２と直接接続してもよく、これにより、第１アンテナ部に接続された第１無線装置と交信させてもよい。

また、上記第１〜第１０実施形態では、画像信号の他、制御信号やトリガ信号の送受信を行うため、各無線装置が送信機と受信機とを有する場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、画像信号は無線通信により送受信を行い、制御信号やトリガ信号は信号線を介して通信を行うように構成した場合には、第１無線装置は送信機のみを有していればよく、第２無線装置は受信機のみを有していればよい。

また、上記第１０実施形態では、送信部１１３の送信アンテナ４１１が作業台１０４の作業面１０４ａに支持され、受信部１１４の受信アンテナ４１２が枠体１０５の天部１２２に支持される場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、送信アンテナ４１１及び受信アンテナ４１２が天部１２２に支持されていてもよく、また、送信アンテナ４１１及び受信アンテナ４１２が作業面１０４ａに支持されていてもよい。また、上記第１０実施形態とは逆に、送信アンテナ４１１が天部１２２に支持され、受信アンテナ４１２が作業面１０４ａに支持されていてもよい。

また、上記第１〜第１０実施形態では、第１アンテナ部が、送信アンテナ部と受信アンテナ部とを別個に備えている場合について説明したが、これに限定するものではない。第１無線装置の送信機と受信機とを、第１アンテナ部に切り替えて接続するように構成すれば、第１アンテナ部が、送信用と受信用とを兼ねたアンテナ部であってもよい。第２アンテナ部についても同様である。

１００…生産装置、１０１…ロボットアーム、１０２…ロボットハンド、１０３…ツール、１０４…作業台、１０４ａ…作業面（作業部）、１０５…枠体、１２２…天部、３１０…アンテナ部（第１アンテナ部）、３５０…無線装置（第１無線装置）、３６１…送信側スイッチャ回路（第１変更部）、３６２…受信側スイッチャ回路（第１変更部）、４１０…アンテナ部（第２アンテナ部）、４５０…無線装置（第２無線装置）

Claims (18)

1. ロボットアームと、
   前記ロボットアームに支持された、指向性を有する第１アンテナ部と、
   前記第１アンテナ部に接続された第１無線装置と、
   前記第１アンテナ部の可動領域よりも下方に位置する作業部を有する作業台と、
   前記第１アンテナ部の可動領域よりも上方に位置する天部を有する枠体と、
   前記作業部及び前記天部のいずれかに支持され、前記第１アンテナ部に指向方向が向けられた、指向性を有する第２アンテナ部と、
   前記第２アンテナ部に接続され、前記第１アンテナ部及び前記第２アンテナ部を通じて、前記第１無線装置と無線通信を行うための第２無線装置と、
   前記第１アンテナ部の指向範囲に前記第２アンテナ部が含まれるよう、前記ロボットアームの動作に対応して前記第１アンテナ部の指向方向を変更する第１変更部と、を備えたことを特徴とする生産装置。
2. 前記ロボットアームの姿勢を制御するロボット制御部を備え、
   前記第１変更部は、前記ロボット制御部からの前記ロボットアームの姿勢情報に対応して前記第１アンテナ部の指向方向を変更することを特徴とする請求項１に記載の生産装置。
3. 前記ロボットアームの姿勢を検出する姿勢検出部を備え、
   前記第１変更部は、前記姿勢検出部からの前記ロボットアームの姿勢情報に対応して前記第１アンテナ部の指向方向を変更することを特徴とする請求項１に記載の生産装置。
4. 前記第１アンテナ部は、指向方向が互いに異なる複数のアンテナを有し、
   前記第１変更部は、前記姿勢情報に対応して、前記複数のアンテナの中から前記第１無線装置に接続するアンテナを切り替える切替器を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の生産装置。
5. 前記第１アンテナ部は、複数のアンテナ素子を有し、前記各アンテナ素子における電磁波の位相に応じて指向方向が変化するフェーズドアレーアンテナであり、
   前記第１変更部は、前記姿勢情報に対応して前記各アンテナ素子における電磁波の位相を変更する位相器を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の生産装置。
6. 前記第１変更部は、前記姿勢情報に対応して前記第１アンテナ部の姿勢を変更する駆動機構を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の生産装置。
7. 前記第１変更部は、
   前記第１アンテナ部の指向方向に配置された反射板と、
   前記姿勢情報に対応して前記反射板の姿勢を変更する駆動機構と、を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の生産装置。
8. 前記第１変更部は、前記ロボットアームの姿勢にかかわらず、前記第１アンテナ部を一定の姿勢に維持する姿勢維持機構を有することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の生産装置。
9. 前記第２アンテナ部の指向範囲に前記第１アンテナ部が含まれるよう、前記ロボットアームの動作に応じて前記第２アンテナ部の指向方向を変更する第２変更部を備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の生産装置。
10. 前記枠体に配置され、無線信号が前記枠体の外部へ放射されるのを遮蔽する遮蔽板を備えたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の生産装置。
11. 前記第１無線装置が、無線信号を送信するための送信機であり、
    前記第２無線装置が、無線信号を受信するための受信機であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の生産装置。
12. 前記第１無線装置が、無線信号を送信するための第１送信機、及び無線信号を受信するための第１受信機を備え、
    前記第２無線装置が、無線信号を送信するための第２送信機、及び無線信号を受信するための第２受信機を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の生産装置。
13. 前記第２アンテナ部が、前記第２送信機に接続された送信アンテナ部と、前記第２受信機に接続された受信アンテナ部と、を有し、
    前記送信アンテナ部と前記受信アンテナ部とが、それぞれ前記作業部及び前記天部のいずれかに支持されていることを特徴とする請求項１２に記載の生産装置。
14. 前記送信アンテナ部が前記作業部に支持され、前記受信アンテナ部が前記天部に支持されていることを特徴とする請求項１３に記載の生産装置。
15. 撮像素子を備え、
    前記第１無線装置は、前記撮像素子により撮像された撮像画像を示す画像信号を送信することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の生産装置。
16. 前記第１無線装置が、無線信号を受信する受信機であり、
    前記第２無線装置が、無線信号を送信する送信機であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の生産装置。
17. 前記第２アンテナ部を複数備え、前記複数の第２アンテナ部が互いに間隔をあけて配置されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の生産装置。
18. 前記ロボットアームの先端に取り付けられたロボットハンドと、
    前記ロボットハンドにより把持されるツールと、を備え、
    前記第１アンテナ部は、前記ツールに固定されていることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の生産装置。

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