JP2019098455A - Robot system and workpiece production method - Google Patents
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Abstract
Description
開示の実施形態は、ロボットシステムおよびワークの生産方法に関する。 Embodiments of the disclosure relate to a robot system and a method of producing a work.
従来、複数の関節をそれぞれ駆動して動作するロボットが知られている。かかるロボットの先端には、吸着や把持等の用途にあわせたツールが取り付けられ、ワークの保持や移動といった様々な作業が行われる。 BACKGROUND Conventionally, a robot that operates by driving a plurality of joints is known. A tool adapted to the application such as suction and gripping is attached to the tip of the robot, and various operations such as holding and moving of a work are performed.
また、人とロボットとが協調しつつ安全に作業を行うために、人およびロボットの双方が協調して動作を行う協調動作領域ではロボットの動作速度を減速する生産システムも提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 In addition, in order to work safely while humans and robots cooperate, a production system has also been proposed in which the motion speed of the robot is reduced in a coordinated operation area where both humans and robots cooperate and operate (for example, , Patent Document 1).
しかしながら、従来の生産システムのように協調動作領域でロボットの動作速度を減速しても、作業者の作業効率が向上するとは限らない。つまり、従来の生産システムには、作業者による作業効率の面について改善の余地がある。 However, even if the operating speed of the robot is reduced in the cooperative operation area as in the conventional production system, the work efficiency of the worker is not always improved. That is, in the conventional production system, there is room for improvement in terms of work efficiency by workers.
実施形態の一態様は、作業者による作業効率を向上させることができるロボットシステムおよびワークの生産方法を提供することを目的とする。 An aspect of the embodiment aims to provide a robot system and a method of producing a work that can improve the work efficiency by a worker.
実施形態の一態様に係るロボットシステムは、ロボットと、ロボットコントローラとを備える。ロボットは、作業者の作業対象となるワークを保持する。ロボットコントローラは、前記ロボットの動作を制御する。また、ロボットコントローラは、決定部と、動作制御部とを備える。決定部は、前記作業者による前記ワークに対する作業区間を複数含んだ作業区間情報に基づき、前記作業区間ごとに前記ワークの位置および方向を決定する。動作制御部は、前記決定部による決定結果に対応するように前記ロボットの姿勢を制御する。 A robot system according to an aspect of the embodiment includes a robot and a robot controller. The robot holds a work to be worked by the worker. The robot controller controls the operation of the robot. The robot controller also includes a determination unit and an operation control unit. The determination unit determines the position and the direction of the work for each work section based on work section information including a plurality of work sections for the work by the worker. The motion control unit controls the posture of the robot to correspond to the determination result by the determination unit.
また、実施形態の一態様に係るワークの生産方法は、作業者の作業対象となるワークを保持するロボットと、前記ロボットの動作を制御するロボットコントローラとを用いる。また、ワークの生産方法は、決定工程と、動作制御工程とを含む。決定工程は、前記ロボットコントローラが、前記作業者による作業区間を複数含んだ作業区間情報に基づき、前記作業区間ごとに前記ワークの位置および方向を決定する。動作制御工程は、前記ロボットコントローラが、前記決定工程における決定結果に対応するように前記ロボットの姿勢を制御する。 In addition, a method of producing a work according to one aspect of the embodiment uses a robot that holds a work to be a work target of a worker and a robot controller that controls the operation of the robot. Also, the method of producing a work includes a determination step and an operation control step. In the determination step, the robot controller determines the position and the direction of the work for each of the work sections based on work section information including a plurality of work sections by the worker. In the motion control step, the robot controller controls the posture of the robot so as to correspond to the determination result in the determination step.
実施形態の一態様によれば、作業者による作業効率を向上させることが可能となるロボットシステムおよびワークの生産方法を提供することができる。 According to an aspect of the embodiment, it is possible to provide a robot system and a method of producing a work that can improve the work efficiency by the worker.
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およびワークの生産方法を詳細に説明する。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。 The robot system and work production method disclosed herein will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited by the embodiments described below.
また、以下に示す実施形態では、「直交」、「垂直」、「平行」あるいは「鉛直」といった表現を用いるが、厳密に「直交」、「垂直」、「平行」あるいは「鉛直」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。 Also, in the embodiments described below, although expressions such as “orthogonal”, “vertical”, “parallel” or “vertical” are used, it is strictly “orthogonal”, “vertical”, “parallel” or “vertical” You do not need That is, each expression mentioned above shall accept deviations, such as manufacture accuracy and installation accuracy.
まず、実施形態に係るロボットシステム1の概要について図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1の概要を示す説明図である。なお、図1には、立った状態で作業を行う作業者Hを示しているが、作業者Hは、椅子などに座った状態で作業を行うこととしてもよい。
First, an outline of a
図1に示すように、ロボットシステム1は、ワークWを保持するロボット20と、ロボット20の動作を制御するロボットコントローラ30と、作業者Hの操作を受け付ける入力装置100とを備えている。そして、ロボットシステム1は、作業者HがワークWに対して行う作業を行いやすいようにワークWの位置や方向を適宜変更する。つまり、ロボットシステム1では、ロボット20を「動く作業テーブル」であるかのように動作させる。
As shown in FIG. 1, the
なお、ロボット20は、いわゆる人協調ロボットであり、表面が滑らかな形状とされるとともに、アームなどの動作部間に隙間が設けられるなどして挟み込みを防止している。したがって、ロボット20を作業者Hの近くに配置しても、作業者Hは安全に作業を行うことができる。
The
ここで、作業者HがワークWに対してケーブルやモジュールといった部品の取付け等の一連の作業を行う場合、ワークWの側面や背面といった作業を行いにくい位置にも作業を行うことが一般的である。 Here, when the worker H performs a series of operations such as attaching a component such as a cable or a module to the work W, generally, the work is also performed at a position where the work such as the side or the back of the work W is difficult to perform is there.
そして、作業者HがワークWの方向を変更する場合、一方の手でワークWを固定しつつ、他方の手で作業を行うなど作業を行いにくい。また、ワークWが重量物である場合、作業者HがワークWの姿勢を変更すると体力を消耗するため、作業者Hは自身の立ち位置や姿勢を変更しつつ部品の取付けを行っていた。 When the worker H changes the direction of the work W, it is difficult to perform work such as performing work with the other hand while fixing the work W with one hand. In addition, when the work W is a heavy object, when the worker H changes the posture of the work W, the physical strength is consumed, and the worker H is mounting parts while changing its standing position and posture.
しかしながら、このような作業者Hの行動は、作業者Hの作業効率の観点からは好ましくない。そこで、ロボットシステム1では、ワークWを保持するロボット20が、作業者Hの作業が行いやすいようにワークWの位置や方向を変更することとした。
However, such an action of the worker H is not preferable from the viewpoint of the work efficiency of the worker H. Therefore, in the
具体的には、ロボット20の動作を制御するロボットコントローラ30は、作業者によるワークWに対する作業区間を複数含んだ作業区間情報32bに基づき、作業区間ごとにワークWの位置および方向を決定する。そして、ロボットコントローラ30は、決定結果に対応するようにロボット20の姿勢を制御する。
Specifically, the
図1に示したように、作業区間情報32bは、作業区間WS1、作業区間WS2、作業区間WS3等の作業区間WSに関する情報を含んでいる。そして、各作業区間WSには、対応するワークWの方向WDがそれぞれ規定されている。つまり、作業区間WS1には方向WD1が、作業区間WS2には方向WD2が、作業区間WS3には方向WD3がそれぞれ対応している。なお、図1では、ワークWの位置を明示していないが、各作業区間WSには、ワークWの位置についても規定されているものとする。
As shown in FIG. 1, the
そして、ロボットコントローラ30は、かかる作業区間情報32bに規定されたワークWの位置および方向となるように、各作業区間WSにおけるロボット20の姿勢を制御する。したがって、ロボットシステム1によれば、作業者Hが作業を行いやすい位置および方向となるようにワークWを動かすことができるので、作業者Hによる作業効率を向上させることが可能となる。
Then, the
また、ロボット20がワークWを保持してワークWの位置および方向を変更するので、作業者HはワークWを保持する必要がない。したがって、作業者Hは、両手を作業に用いることが可能となり、作業効率が向上する。
Further, since the
なお、ロボットシステム1は、作業区間WSの切り替えを自動的に行なったり、作業者Hの操作によって手動的に行ったりすることができるが、この点の詳細については、図3等を用いて後述する。また、ロボットシステム1は、作業者Hの熟練度(以下、「スキルレベル」と記載する)や体格に応じてワークWの位置および方向を適切に調整することができるが、この点の詳細については、図5等を用いて後述する。
The
次に、図1に示したロボット20の具体的な構成例について図2を用いて説明する。図2は、ロボット20の構成を示す側面図である。ここで、ロボット20は、上記したように、いわゆる人協調ロボットである。
Next, a specific configuration example of the
また、ロボット20は、基端側から先端側にかけて連通した内部空間を有しており、ワークWを保持するツール200用のケーブルなどのケーブルがかかる内部空間に収容されている。つまり、ロボット20にダイレクトティーチングを行う際や、ロボット20が作業を行う際に、ケーブルが邪魔にならない。なお、図2には、固定式のロボット20を例示したが、自由走行する走行台にロボット20を載置することとしてもよい。
Further, the
図2に示したように、ロボット20は、鉛直軸A0〜第5軸A5の6軸を有するいわゆる垂直多関節ロボットである。このようにロボット20は、6軸のロボットであるので、図1に示したワークWの方向をどのような方向にでも自由に変更することができる。なお、この点の詳細については図4を用いて後述する。
As shown in FIG. 2, the
また、ロボット20は、基端側から先端側へ向けて、ベース部20Bと、旋回部20Sと、第1アーム21と、第2アーム22と、第3アーム23と、手首部24とを備える。また、手首部24の先端側にはワークW(図1参照)を保持するツール200が着脱可能に取付けられる。
The
ベース部20Bは、床などの設置面500に固定される。旋回部20Sは、ベース部20Bに支持され、設置面500と垂直な鉛直軸A0まわりに旋回する。第1アーム21は、基端側が旋回部20Sに支持され、鉛直軸A0と垂直な第1軸A1まわりに旋回する。第2アーム22は、基端側が第1アーム21の先端側に支持され、第1軸A1と平行な第2軸A2まわりに旋回する。
The
第3アーム23は、基端側が第2アーム22の先端側に支持され、第2軸A2と垂直な第3軸A3まわりに回転する。手首部24は、基端部24aと、先端部24bとを含む。基端部24aは、基端側が第3アーム23の先端側に支持され、第3軸A3と垂直な第4軸A4まわりに旋回する。
The
先端部24bは、基端側が基端部24aの先端側に支持され、第4軸A4と直交する第5軸A5まわりに回転する。また、先端部24bの先端側には、ツール200が取り付けられる。ツール200は、ワークW(図1参照)を保持する把持機構などの機構を有する。なお、ツール200から可動機構を省略し、たとえば、手動によるネジ止めなどでワークW(図1参照)をツール200に固定することとしてもよい。
The
次に、ロボットシステム1の構成について図3を用いて説明する。図3は、ロボットシステム1の構成を示すブロック図である。図3に示すように、ロボットシステム1は、ロボット20と、ロボットコントローラ30と、入力装置100とを備える。
Next, the configuration of the
以下では、ロボットコントローラ30の構成について主に説明する。なお、ロボット20の構成については図2を用いて既に説明したので、ここでの説明を省略する。また、入力装置100の詳細については図7を用いて後述する。
The configuration of the
図3に示すように、ロボットコントローラ30には、入力装置100およびロボット20がそれぞれ接続されている。また、ロボットコントローラ30は、制御部31と、記憶部32とを備える。
As shown in FIG. 3, the
制御部31は、受付部31aと、決定部31bと、動作制御部31cとを備える。記憶部32は、作業者情報32aと、作業区間情報32bと、教示情報32cとを記憶する。ここで、ロボットコントローラ30は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
The
コンピュータのCPUは、たとえば、ROMに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部31の受付部31a、決定部31bおよび動作制御部31cとして機能する。
The CPU of the computer functions as, for example, the
また、受付部31a、決定部31bおよび動作制御部31cの少なくともいずれか一つまたは全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成することもできる。
Further, at least one or all of the
また、記憶部32は、たとえば、RAMやHDDに対応する。RAMやHDDは、作業者情報32a、作業区間情報32bおよび教示情報32cを記憶することができる。なお、ロボットコントローラ30は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。
Also, the storage unit 32 corresponds to, for example, a RAM or an HDD. The RAM or HDD can store
制御部31は、ロボット20の動作制御を行う。受付部32aは、作業区間WSの切替指示を受け付ける。そして、作業区間WSの切替指示を決定部31bへ通知する。具体的には、受付部32aは、作業区間情報32bの制限時間(図6参照)が到来した場合に、現在の作業区間WSを次の作業区間WSへ切り替える。また、受付部32aは、作業者Hの操作によって入力装置100から切替指示を受け付けた場合にも、現在の作業区間WSを次の作業区間WSへ切り替える。
The
このように、作業区間情報32bの制限時間に基づいて作業区間WSを切り替えることで、作業の目標時間に沿って作業者Hが作業ペースをあわせることができる。つまり、作業計画にあわせた作業を行わせることが可能となるので、全体としての作業効率を向上させることができる。
As described above, by switching the work section WS based on the time limit of the
なお、入力装置100などに作業区間WSの残り時間を表示したり、音声によって残り時間を報知したりすることとしてもよい。このようにすることで、各作業者Hが作業ペースのスピードアップやスピードダウンを行いやすくなる。
The remaining time of the work section WS may be displayed on the
また、入力装置100の操作によっても作業区間WSを切り替えることが可能であるので、たとえば、作業ペースが早い作業者Hは、自身の意志で次の作業区間WSの作業を行うこともできる。なお、操作履歴を記録することとすれば、各作業者Hの作業ペースの比較が可能となる。したがって、作業者Hのスキルアップを評価することもできる。
In addition, since the work section WS can be switched also by the operation of the
ここで、入力装置100としては、タッチパネルディスプレイなどの表示機能を備えた入力デバイスを用いることができる。なお、作業区間WSの切り替え専用の押しボタンなどのデバイスを入力装置100として用いることとしてもよい。
Here, as the
決定部31bは、作業区間WSを複数含んだ作業区間情報32bに基づき、作業区間WSごとのワークWの位置および方向を決定する。そして、決定した位置および方向を動作制御部31cへ通知する。これにより、作業者Hが作業を行いやすい位置や方向へワークWを動かすことが可能となるので、作業者Hの作業効率を向上させることができる。
The determination unit 31b determines the position and the direction of the work W for each work section WS based on the
また、決定部31bは、作業者Hの属性を示す作業者情報32aに基づき、ワークWの位置および方向を決定することができる。これにより、作業者Hのスキルレベルや体格に応じた調整が可能となるので、作業者Hの作業効率をさらに向上させることができる。
In addition, the determination unit 31b can determine the position and the direction of the work W based on the
ここで、作業を行う作業者Hを特定するには、たとえば、入力装置100やその他の装置にカードリーダや2次元バーコードリーダなどの入力デバイスを設け、作業者Hの社員カードなどを介して入力された情報で、作業者情報32aをサーチすることとすればよい。なお、作業者情報32aの例については図5を、作業区間情報32bの例については図6をそれぞれ用いて後述する。
Here, in order to specify the worker H who is to work, for example, the
動作制御部31cは、教示情報32cに基づいてロボット20を動作させる。ここで、教示情報32cは、ロボット20に対するティーチング段階で作成され、ロボット20の動作経路を規定するプログラムである「ジョブ」を含んだ情報である。また、動作制御部31cは、決定部31bから通知されたワークWの位置および方向に対応するようにロボット20の姿勢を制御する。
The
なお、「ロボット20の姿勢」とは、たとえば、ロボット20の先端等に設定される代表点の位置と、ロボット20における各可動部の姿勢とを総称した表現である。また、動作制御部31cは、ロボット20の動力源であるモータ等のアクチュエータにおけるエンコーダ値を用いつつフィードバック制御を行うなどしてロボット20の動作精度を向上させる。
The “posture of the
次に、ワークWの位置および方向について図4を用いて説明する。図4は、ワークWの位置および方向を示す説明図である。なお、ワークWの形状は、図4に例示した形状に限られない。また、図4に示した3次元の座標軸は、たとえば、図2に示した設置面500に固定される座標軸である。
Next, the position and the direction of the workpiece W will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing the position and the direction of the work W. As shown in FIG. In addition, the shape of the workpiece | work W is not restricted to the shape illustrated in FIG. Further, the three-dimensional coordinate axes shown in FIG. 4 are, for example, coordinate axes fixed to the
ここで、ロボット20(図2参照)は、6軸のロボットであるので、6つの自由度をもつ。したがって、X軸、Y軸およびZ軸についての3次元の座標の任意の位置にワークWを動かすことができる。また、X軸まわりの回転方向α、Y軸まわりの回転方向βおよびZ軸まわりの回転方向γを組み合わせることで、任意の方向にワークWの方向を変更することができる。 Here, since the robot 20 (see FIG. 2) is a six-axis robot, it has six degrees of freedom. Therefore, the workpiece W can be moved to any position of the three-dimensional coordinates about the X axis, the Y axis and the Z axis. Further, the direction of the work W can be changed in any direction by combining the rotation direction α around the X axis, the rotation direction β around the Y axis, and the rotation direction γ around the Z axis.
たとえば、図4に示したように、ロボット20(図2参照)は、ワークW上に設定される代表点WPが任意の位置となるようにワークWを動かすことができる。また、ロボット20は、代表点WPに設定される方向WDを任意の方向へ変更することができる。
For example, as shown in FIG. 4, the robot 20 (see FIG. 2) can move the workpiece W such that the representative point WP set on the workpiece W is at an arbitrary position. In addition, the
したがって、図4に示したワークWにおける面w1や面w3を、作業者Hが作業しやすい位置および方向となるようにワークWを動かすことができる。また、面w1や面w3とは向きが異なる面w2や面w4についても同様に作業者Hが作業しやすい位置および方向となるようにワークWを動かすことができる。
Therefore, the work W can be moved so that the surface w1 or the face w3 of the work W shown in FIG. Further, the work W can be moved so that the worker H can easily work at the position w and the direction w on the
次に、図3に示した作業者情報32aおよび作業区間情報32bについて図5および図6を用いて説明する。図5は、作業者情報32aの一例を示す説明図であり、図6は、作業区間情報32bの一例を示す説明図である。
Next, the
まず、作業者情報32aについて説明する。図5に示すように、作業者情報32aは、たとえば、「作業者ID」、「スキルレベル」および「身長」を項目として有する情報である。「作業者ID」項目は、作業者Hを一意に識別する数字やアルファベットである。
First, the
「スキルレベル」項目は、作業者Hのスキルレベルを示す数字やアルファベットである。これにより、たとえば、スキルレベルが高い作業者Hの場合には、スキルレベルが低い作業者Hよりも作業区間の制限時間を短くしたり、ワークWの姿勢変化を小さくしたりすることが可能となる。なお、図5では、スキルレベルを低い方から「1」〜「5」であらわす場合を例示しているが、レベルの段階は任意の数とすることができる。 The “skill level” item is a number or alphabet indicating the skill level of the worker H. Thereby, for example, in the case of the worker H with a high skill level, it is possible to shorten the time limit of the work section or reduce the change in posture of the work W than the worker H with a low skill level. Become. Although FIG. 5 exemplifies the case where the skill level is represented by “1” to “5” in ascending order, the number of levels may be arbitrary.
また、「身長」項目は、作業者Hの身長に対応する。これにより、たとえば、身長が高い作業者Hには、身長が低い作業者HよりもワークWの位置を高い位置に設定することが可能となる。 Also, the “height” item corresponds to the height of the worker H. Thereby, for example, for the worker H having a large height, it is possible to set the position of the work W at a higher position than the worker H having a short height.
なお、図5に示した場合では、作業者IDが「11111」のスキルレベルは「5」であり、身長は「150cm」である。また、作業者IDが「22222」のスキルレベルは「3」であり、身長は「160cm」であり、作業者IDが「33333」のスキルレベルは「1」であり、身長は「170cm」である。 In the case shown in FIG. 5, the skill level of the worker ID “11111” is “5”, and the height is “150 cm”. In addition, the skill level of worker ID “22222” is “3”, the height is “160 cm”, the skill level of worker ID “33333” is “1”, the height is “170 cm” is there.
このように、作業者Hの属性を示す作業者情報32aを用いることで、作業者Hの体格やスキルレベルにばらつきがある場合であっても、それぞれの作業者Hが作業を行ううえで最適な位置や方向にワークWを動かすことが可能となる。
As described above, by using the
なお、図5では、身長を例示したが、腕の長さや、足の長さ、握力、性別などを作業者情報32aに加えることとしてもよい。このようにすることで、作業者Hがより作業しやすいワークWの位置や方向を提供することが可能となる。
Although the height is illustrated in FIG. 5, the arm length, the leg length, the grip strength, the gender, and the like may be added to the
また、作業者情報32aに、作業時の姿勢、たとえば、立ち作業、座り作業を識別する項目を追加したり、車椅子で作業する作業者Hを識別する項目を追加したりすることとしてもよい。また、作業者情報32aに、作業者Hが右利きか、左利きかを識別する項目を追加することとしてもよい。
Further, an item identifying work posture, for example, standing work or sitting work may be added to the
次に、作業区間情報32bについて説明する。図6に示すように、作業区間情報32bは、たとえば、「ワークID」、「作業区間」、「手動/自動」、「標準位置」、「標準方向」および「制限時間」を項目として有する情報である。ワークIDは、ワークWの種別を一意に識別する数字やアルファベットである。
Next, the
「作業区間」項目は、ワークWに対して一人の作業者Hが作業を行う際の複数の作業区間の順序を示す項目である。なお、図6に示した場合では、ワークIDが「100」のワークWについて、「1」〜「5」の5つの作業区間があることを示している。 The “work section” item is an item indicating the order of a plurality of work sections when one worker H performs a work on the work W. Note that the case shown in FIG. 6 indicates that there are five work sections of “1” to “5” for the work W whose work ID is “100”.
「手動/自動」項目は、ワークWに対する作業を手動で行うか自動で行うかを示す項目である。かかる項目に「手動」が指定された作業区間では、作業者HがワークWに対して作業を行う。一方、「自動」が指定された作業区間では、ロボット(ロボット20以外のロボット)がワークWに対して作業を行う。かかる作業としては、たとえば、ワークWに対する接着剤や潤滑剤の塗布作業や研磨作業などがある。 The “manual / automatic” item is an item indicating whether the work on the workpiece W is performed manually or automatically. In the work section in which "manual" is designated in the item, the worker H performs the work on the work W. On the other hand, the robot (a robot other than the robot 20) performs a work on the work W in the work section in which "automatic" is designated. As such an operation, there are, for example, an application operation of an adhesive and a lubricant to the work W, and a polishing operation.
ここで、ロボット20以外のロボットを用いる代わりに、ロボット20がアクセス可能な範囲に作業装置を配置し、ロボット20の動作によってワークWに対する作業を行うこととしてもよい。なお、ロボット20以外のロボットが作業を行う例については図8を用いて後述する。
Here, instead of using a robot other than the
「標準位置」項目は、標準的な身長の作業者H(たとえば、図5に示した身長が160cmの作業者H)が作業しやすいワークWの位置である。また、「標準方向」項目は、同じく標準的な身長の作用者Hが作業しやすいワークWの方向である。また、「制限時間」項目は、たとえば、各作業区間で許容される作業時間の上限値である。 The “standard position” item is the position of the work W which is easy for a worker H with a standard height (for example, the worker H having a height of 160 cm shown in FIG. 5) to work. Also, the “standard direction” item is the direction of the work W in which the operator H of the standard height is also easy to work. Further, the “time limit” item is, for example, an upper limit value of the working time permitted in each work section.
なお、「標準位置」項目や「標準方向」項目は、上記したように標準的な身長の作業者Hに対応する内容であるので、図5に示した作業者情報32aを併用することで、作業者Hの属性に応じて標準位置や標準方向をより好ましい内容へ補正することが可能となる。
In addition, since the "standard position" item and the "standard direction" item are contents corresponding to the worker H of the standard height as described above, by using the
たとえば、作業者Hの身長と、標準的な身長とを入力すると、標準位置を作業者H用の値へ補正する関数や、標準方向を作業者H用の値へ補正する関数を用いることができる。また、関数の代わりに身長ごとの補正値を定めたテーブルなどの情報を用いることとしてもよい。なお、身長以外の属性ついても身長と同様の処理を行うこととすればよい。 For example, when the height of worker H and the standard height are input, a function for correcting the standard position to the value for worker H or a function for correcting the standard direction to the value for worker H it can. Further, instead of the function, information such as a table in which a correction value for each height is defined may be used. The same processing as height may be performed for attributes other than height.
このように、複数の作業区間を含む作業区間情報32bを用いることで、ワークWの位置や方向を変更すべき作業区間がある場合であっても、それぞれの作業者Hが作業を行ううえで最適な位置や方向にワークWを動かすことが可能となる。
In this manner, by using the
次に、図1等に示した入力装置100について図7を用いて説明する。図7は、入力装置100の画面例を示す説明図である。図7に示すように、画面70は、切替ボタン71と、上ボタン72a、下ボタン72bおよび登録ボタン72cを含む作業高さエリア72と、9つの姿勢ボタン73aを含む姿勢選択エリア73とを含む。
Next, the
切替ボタン71は、上記したように、作業者Hが作業区間を次の作業区間へ切り替えたい場合に押下される。また、作業高さエリア72の上ボタン72aは作業者HがワークWの高さを高くしたい場合に押下され、下ボタン72bは作業者HがワークWの高さを低くしたい場合に押下される。
As described above, the
たとえば、上ボタン72aを押下すると、押下中は徐々にワークWの高さを高くすることができ、下ボタン72aを押下すると、押下中は徐々にワークWの高さを低くすることができる。そして、上ボタン72aおよび下ボタン72bの押下を適宜行うことで、作業者Hは、ワークWの高さを好みの高さへ調整することができる。
For example, when the
そして、作業者Hが登録ボタン72cを押下することで、ワークWの高さの調整量を登録することができる。たとえば、作業者Hが、ある作業区間においてワークWの高さを10cm高くした場合には、次の作業区間においても10cmの高さ調整が維持される。
Then, when the worker H presses the
姿勢ボタン73aは、作業者Hがロボット20の姿勢を特定の姿勢としたい場合に押下さされる。ここで、図7に示した姿勢選択エリア73には、「姿勢0」〜「姿勢8」にそれぞれ対応する9つの姿勢ボタン73aを例示している。
The
たとえば、姿勢0は、ロボット20のホームポジションに対応する。なお、ホームポジションとしては、アームをたたんだ収納姿勢とすることができる。また、姿勢1〜姿勢8は、予め定められた異なる姿勢に対応する。このように、ロボット20の姿勢にそれぞれ対応する姿勢ボタン73aを設けることで、ロボット20の操作に不慣れな作業者Hであっても、ロボット20の姿勢を変更することが可能となる。
For example, the posture 0 corresponds to the home position of the
なお、各姿勢ボタン73aにそれぞれの姿勢をあらわすイラストを表示することとしてもよい。このようにすることで、作業者Hは、直感的かつ容易にロボット20の姿勢を把握することができる。
It is also possible to display an illustration representing each posture on each
次に、ロボットシステム1を配置する作業ブースBの例について図8を用いて説明する。図8は、作業ブースBの一例を示す上面模式図である。なお、図8には、1つの作業ブースBを示しているが、複数の作業ブースBを並べることとしてもよい。
Next, an example of the work booth B in which the
図8に示すように、作業ブースBには、ロボット20と、ロボット20aと、工具棚320と、部品棚330とが配置される。また、作業者Hは、作業ブースB内でワークWに対する作業を行う。
As shown in FIG. 8, in the work booth B, a
ここで、ロボット20aとしては、たとえば、ロボット20と同様のロボットを用いることができる。ロボット20aは、ロボット20が保持したワークWに対して作業を行うロボットである(図6における「手動/自動」項目の「自動」の欄参照)。
Here, as the
工具棚320は、作業者Hが使用するツールを収納する棚である。なお、工具棚320におけるそれぞれの棚や区画には光センサなどのセンサが設けられており、作業者Hが取り出したツール200の種別をロボットコントローラ30(図3参照)へ通知することが可能である。
The
部品棚330は、作業者HがワークWへ取付ける部品を収納する棚である。なお、部品棚330におけるそれぞれの棚や区画には光センサなどのセンサが設けられており、作業者Hが取り出した部品の種別をロボットコントローラ30(図3参照)へ通知することが可能である。
The
したがって、ロボットコントローラ30は、工具棚320や部品棚330からの通知に基づいて作業区間WSを切り替えることも可能である。たとえば、作業者Hが工具を工具棚320に収納した場合に、次の作業区間WSへ切り替えたり、作業者Hが工具を工具棚320から取り出した場合に、次の作業区間WSへ切り替えたりすることができる。
Therefore, the
なお、工具棚320および部品棚330の少なくとも一方に高さ調整用の可動軸を設け、ワークWの高さ変更に連動して棚の高さを変更することとしてもよい。また、工具棚320および部品棚330の少なくとも一方を他のロボット20に把持させ、ワークWの高さ変更に連動して棚の高さを変更することとしてもよい。
A movable shaft for height adjustment may be provided on at least one of the
また、図8に示したように、作業ブースBの隣には、ベルトコンベアなどの搬送装置310が配置される。ロボットコントローラ30は、搬送装置310と通信可能に構成されており、搬送中のワークWの位置を取得することができる。
Further, as shown in FIG. 8, next to the work booth B, a
したがって、図8に示した搬送方向311に搬送されるワークWを把持するようにロボット20へ指示することが可能である。また、作業後のワークWをロボット20が搬送装置310へ載置した場合にも、他の作業ブースBで作業後のワークWを取得することが可能である。
Therefore, it is possible to instruct the
なお、複数の作業ブースBを設ける場合には、搬送装置310の搬送方向311に沿ってそれぞれの作業ブースBを並べることとすればよい。また、各作業ブースB間を仕切る仕切り板を設けることとしてもよい。
When a plurality of work booths B are provided, the work booths B may be arranged along the
また、搬送方向311が反対向きの搬送装置310を併設することとしてもよい。このようにすることで、作業が完了したワークWを任意の作業ブースBへ搬送することができる。また、搬送装置310を省略し、各作業ブースBのロボット20同士でワークWの受け渡しを行うこととしてもよい。
In addition, it is also possible to arrange the
次に、図3に示したロボットコントローラ30が実行する処理手順について図9を用いて説明する。図9は、ロボットコントローラ30が実行する処理手順を示すフローチャートである。
Next, the processing procedure executed by the
図9に示すように、決定部31bは、記憶部32の作業区間情報32bを読み込む(ステプS101)。そして、決定部31bからワークWの位置および方向の決定結果を受け取った動作制御部31cは、ロボット20を最初の作業区間の姿勢となるように動作制御する(ステップS102)。
As shown in FIG. 9, the determination unit 31b reads the
受付部31aは、入力装置100から作業区間の切替指示を受け付けたか否かを判定する(ステップS103)。そして、受付部31aが切替指示を受け付けたと判定した場合には(ステップS103,Yes)、決定部31bは、作業区間情報32bに次の作業区間があるか否かを判定する(ステップS105)。そして、次の作業区間がないと判定された場合には(ステップS105,No)、処理を終了する。
The receiving
一方、ステップS103の判定条件を満たさなかった場合には、決定部31bは、作業区間情報32bの制限時間が満了したか否かを判定し(ステップS104)、作業時間が満了した場合には(ステップS104,Yes)、ステップS105の処理を実行する。なお、ステップS104の判定条件を満たさなかった場合には(ステップS104,No)、ステップS103の処理を実行する。
On the other hand, when the determination condition of step S103 is not satisfied, the determination unit 31b determines whether the time limit of the
一方、ステップS105において次の作業区間があると判定された場合には(ステップS105,Yes)、動作制御部31cは、ロボット20を次の作業区間の姿勢となるように動作制御し(ステップS106)、ステップS103の処理を実行する。
On the other hand, when it is determined in step S105 that there is the next work section (step S105, Yes), the
上述してきたように、実施形態に係るロボットシステム1は、ロボット20と、ロボットコントローラ30とを備える。ロボット20は、作業者Hの作業対象となるワークWを保持する。ロボットコントローラ30は、ロボット20の動作を制御する。また、ロボットコントローラ30は、決定部31bと、動作制御部31cとを備える。決定部31bは、作業者HによるワークWに対する作業区間WSを複数含んだ作業区間情報32bに基づき、作業区間WSごとにワークWの位置および方向を決定する。動作制御部31cは、決定部31bによる決定結果に対応するようにロボット20の姿勢を制御する。
As described above, the
このように、実施形態に係るロボットシステム1は、作業区間WSごとにワークWの位置および方向を決定し、決定結果に対応するようにロボット20の姿勢を制御する。したがって、作業者Hが作業を行いやすい位置および方向となるようにワークWを動かすことができるので、作業者Hによる作業効率を向上させることが可能となる。
As described above, the
また、ワークWの生産方法は、作業者Hの作業対象となるワークWを保持するロボット20と、ロボット20の動作を制御するロボットコントローラ30とを用いる。また、ワークWの生産方法は、決定工程と、動作制御工程とを含む。決定工程は、ロボットコントローラ30が、作業者Hによる作業区間WSを複数含んだ作業区間情報32bに基づき、作業区間WSごとにワークWの位置および方向を決定する。
Further, the method of producing the work W uses the
このように、実施形態に係るワークWの生産方法は、作業区間WSごとにワークWの位置および方向を決定し、決定結果に対応するようにロボット20の姿勢を制御する。したがって、作業者Hが作業を行いやすい位置および方向となるようにワークWを動かすことができるので、作業者Hによる作業効率を向上させることが可能となる。
As described above, the method of producing the work W according to the embodiment determines the position and the direction of the work W for each work section WS, and controls the posture of the
なお、上述した実施形態では、ロボット20を6軸のロボットとする例を示したが、ロボット20を7軸以上のロボットとしてもよい。このようにすることで、ロボット20が作業者Hの作業の邪魔にならない姿勢をとることがより容易になる。
In the embodiment described above, an example in which the
また、上述した実施形態では、ロボット20が作業用のワークWを保持する場合について説明したが、たとえば、食器等を並べるテーブルを保持することとしてもよい。このようにすることで、テーブルの高さを人の体格にあわせて変更したり、テーブルの位置を複数の人のうち特定の人の近くに動かしたりすることができる。
Further, in the embodiment described above, the case where the
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例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。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative examples presented and described above. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1 ロボットシステム
20 ロボット
20B ベース部
20S 旋回部
21 第1アーム
22 第2アーム
23 第3アーム
24 手首部
24a 基端部
24b 先端部
30 ロボットコントローラ
31 制御部
31a 受付部
31b 決定部
31c 動作制御部
32 記憶部
32a 作業者情報
32b 作業区間情報
32c 教示情報
100 入力装置
200 ツール
310 搬送装置
311 搬送方向
320 工具棚
330 部品棚
500 設置面
A0 鉛直軸
A1 第1軸
A2 第2軸
A3 第3軸
A4 第4軸
A5 第5軸
B 作業ブース
H 作業者
W ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ロボットの動作を制御するロボットコントローラと
を備え、
前記ロボットコントローラは、
前記作業者による前記ワークに対する作業区間を複数含んだ作業区間情報に基づき、前記作業区間ごとに前記ワークの位置および方向を決定する決定部と、
前記決定部による決定結果に対応するように前記ロボットの姿勢を制御する動作制御部と
を備えることを特徴とするロボットシステム。 A robot that holds a work to be worked by the worker;
And a robot controller for controlling the movement of the robot.
The robot controller is
A determination unit that determines the position and direction of the work for each work section based on work section information including a plurality of work sections for the work by the worker;
A robot control unit configured to control an attitude of the robot so as to correspond to a determination result by the determination unit.
前記作業区間の切替指示を受け付ける受付部
を備え、
前記動作制御部は、
前記切替指示によって切り替えられたあらたな前記作業区間に対応する前記ワークの前記位置および前記方向に対応するように前記ロボットの姿勢を変更すること
を特徴とする請求項1に記載のロボットシステム。 The robot controller is
A reception unit that receives an instruction to switch the work section;
The operation control unit
The robot system according to claim 1, wherein the posture of the robot is changed to correspond to the position and the direction of the work corresponding to the new work section switched by the switching instruction.
前記作業者の属性を示す作業者情報に基づいて前記ワークの前記位置および前記方向を決定すること
を特徴とする請求項1または2に記載のロボットシステム。 The determination unit is
The robot system according to claim 1 or 2, wherein the position and the direction of the work are determined based on worker information indicating an attribute of the worker.
をさらに備え、
前記動作制御部は、
前記入力装置を介して選択された姿勢となるように前記ロボットを制御すること
を特徴とする請求項1、2または3に記載のロボットシステム。 It further comprises an input device for selecting the posture of the robot from among a plurality of predetermined postures,
The operation control unit
The robot system according to claim 1, wherein the robot is controlled to be in a posture selected via the input device.
前記ロボットによる前記ワークに対する前記作業区間を含むこと
を特徴とする1〜4のいずれか一つに記載のロボットシステム。 The work section information is
The robot system according to any one of 1 to 4, comprising the work section for the workpiece by the robot.
前記ロボットの動作を制御するロボットコントローラと
を用い、
前記ロボットコントローラが、前記作業者による作業区間を複数含んだ作業区間情報に基づき、前記作業区間ごとに前記ワークの位置および方向を決定する決定工程と、
前記ロボットコントローラが、前記決定工程における決定結果に対応するように前記ロボットの姿勢を制御する動作制御工程と
を含むことを特徴とするワークの生産方法。 A robot that holds a work to be worked by the worker;
Using a robot controller that controls the operation of the robot;
A determination step in which the robot controller determines the position and direction of the work for each work section based on work section information including a plurality of work sections by the worker;
A motion control process in which the robot controller controls the posture of the robot so as to correspond to the determination result in the determination process.
前記作業区間の切替指示を受け付ける受付部
を備え、
前記動作制御工程は、
前記切替指示によって切り替えられたあらたな前記作業区間に対応する前記ワークの前記位置および前記方向に対応するように前記ロボットの姿勢を変更すること
を特徴とする請求項6に記載のワークの生産方法。 The robot controller is
A reception unit that receives an instruction to switch the work section;
The operation control process is
The method according to claim 6, wherein the posture of the robot is changed to correspond to the position and the direction of the work corresponding to the new work section switched by the switching instruction. .
前記作業者の属性を示す作業者情報に基づいて前記ワークの前記位置および前記方向を決定すること
を特徴とする請求項6または7に記載のワークの生産方法。 The determination step
The method for producing a work according to claim 6 or 7, wherein the position and the direction of the work are determined based on worker information indicating an attribute of the worker.
をさらに用い、
前記動作制御工程は、
前記入力装置を介して選択された姿勢となるように前記ロボットを制御すること
を特徴とする請求項6、7または8に記載のワークの生産方法。 Further using an input device capable of selecting the posture of the robot from among a plurality of predetermined postures,
The operation control process is
The method for producing a work according to claim 6, 7, or 8, wherein the robot is controlled to be in a posture selected via the input device.
前記ロボットによる前記ワークに対する前記作業区間を含むこと
を特徴とする請求項6〜9のいずれか一つに記載のワークの生産方法。 The work section information is
The method for producing a work according to any one of claims 6 to 9, further comprising: the work section for the work by the robot.
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