(57)【要約】【課題】無人搬送車、カメラを備えたロボット及び工作機械から構成される生産システムにおいて、切屑の堆積量が排出基準量に達したときに、当該切屑の排出を可能にする生産システムを提供する。【解決手段】工作機械１０と、画像を撮像するカメラ２６を有し、工作機械１０に対して作業を行うロボット２０と、ロボット２０を搭載し、工作機械１０に対して設定された作業位置に経由する無人搬送車３０と、無人搬送車３０及びロボット２０を制御する制御装置４０とを備える。制御装置４０は、無人搬送車３０を作業位置に移動させた後、ロボット２０を動作させて、カメラ２６により、工作機械１０の加工領域内を撮像するとともに、得られた画像を基に、加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、当該加工領域内の清掃の要否を判定するように構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対して所定の加工を行う工作機械と、
画像を撮像するカメラを有し、前記工作機械に対して作業を行うロボットと、
前記ロボットを搭載し、前記工作機械に対して設定された作業位置に経由する無人搬送車と、
前記無人搬送車及びロボットを制御する制御装置とを備えた生産システムであって、
前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に移動させた後、前記ロボットを動作させて、前記カメラにより、前記工作機械の加工領域内を撮像するとともに、得られた画像を基に、前記加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、該加工領域内の清掃の要否を判定するように構成されていることを特徴とする生産システム。
【請求項２】
前記制御装置は、清掃が必要であると判定した場合には、その旨を外部に出力するように構成されている請求項１記載の生産システム。
【請求項３】
前記工作機械は、加工領域内の切屑を排出する清掃処理を実行する機能を備えており、
前記制御装置は、清掃が必要であると判定した場合には、前記工作機械に清掃信号を送信して、前記清掃処理を実行させるように構成されている請求項１記載の生産システム。
【請求項４】
ワークに対して所定の加工を行う工作機械と、
画像を撮像するカメラを有し、前記工作機械に対して作業を行うロボットと、
前記ロボットを搭載し、前記工作機械に対して設定された作業位置に経由する無人搬送車と、
前記無人搬送車及びロボットを制御する制御装置と、
データ処理を行う処理装置とを備えた生産システムであって、
前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に移動させた後、前記ロボットを動作させて、前記カメラにより、前記工作機械の加工領域内を撮像するとともに、得られた画像データを前記処理装置に送信するように構成され、
前記処理装置は、前記制御装置から送信された画像データを基に、前記加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、該加工領域内の清掃の要否を判定するように構成されていることを特徴とする生産システム。
【請求項５】
前記処理装置は、清掃が必要であると判定した場合には、その旨を外部に出力するように構成されている請求項４記載の生産システム。
【請求項６】
前記工作機械は、加工領域内の切屑を排出する清掃処理を実行する機能を備えており、
前記処理装置は、清掃が必要であると判定した場合には、前記工作機械に清掃信号を送信して、前記清掃処理を実行させるように構成されている請求項４記載の生産システム。
【請求項７】
ワークに対して所定の加工を行う工作機械と、
画像を撮像するカメラを有し、前記工作機械に対して作業を行うロボットと、
前記ロボットを搭載し、前記工作機械に対して設定された作業位置に経由する無人搬送車と、
前記無人搬送車及びロボットを制御する制御装置とを備えた生産システムであって、
前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に移動させた後、前記ロボットを動作させて、前記カメラにより、前記工作機械の加工領域内を撮像するとともに、得られた画像を前記工作機械に送信するように構成され、
前記工作機械は、前記制御装置から送信された画像を基に、前記加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、該加工領域内の清掃の要否を判定するように構成されていることを特徴とする生産システム。
【請求項８】
前記工作機械は、清掃が必要であると判定した場合には、その旨を外部に出力するように構成されている請求項７記載の生産システム。
【請求項９】
前記工作機械は、加工領域内の切屑を排出する清掃処理を実行する機能を備えており、清掃が必要であると判定した場合に、前記清掃処理を実行するように構成されている請求項７記載の生産システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを加工する工作機械、工作機械に対して作業を行うロボット、ロボットを搭載し、工作機械に対して設定された作業位置に経由する無人搬送車、並びにこれらロボット及び無人搬送車の動作を制御する制御装置を備えた生産システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上述した生産システムの一例として、特開２０１９−９３４８１号公報（下記特許文献１）に開示された生産システムが知られている。このような生産システムでは、ロボットを搭載した無人搬送車が、工作機械に対して設定された作業位置に移動し、当該作業位置において、ロボットにより当該工作機械に対してワークの着脱等の作業が実行される。
【０００３】
そして、この生産システムでは、無人搬送車によって移動する一台のロボットにより、複数の工作機械に対してワークの着脱等の作業を実施することができるので、工作機械に対してロボットを固定した状態で配設する場合に比べて、工作機械のレイアウトの自由度が増すため、工作機械のレイアウトをより生産効率を高めることが可能なレイアウトに設定することができる。また、ロボットを固定状態で配設した旧来の生産システムに比べて、一台のロボットにより、より多くの工作機械に対して作業を行うことができるので、設備費用の低廉化を図ることができる。
【０００４】
その一方、無人搬送車は車輪を用いて自走する構造であるが故に、前記作業位置に停止するその位置決め精度は必ずしも高いものとは言えない。このため、ロボットが工作機械に対して正確な作業を行うためには、無人搬送車を前記作業位置へ位置決めした際のロボットの姿勢と、制御上の基準となる所謂ティーチング時に設定されたロボットの基準姿勢とを比較して、その誤差量を検出し、当該誤差量に応じてロボットの作業姿勢を補正する必要がある。
【０００５】
このようなロボットの姿勢を補正する技術として、従来、特開２０１６−２２１６２２号公報（下記特許文献２）に開示されるような位置補正手法が知られている。具体的には、この位置補正手法は、２つの較正用マーカからなる視覚ターゲットを工作機械の外表面に配設し、ロボットの可動部に設けられたカメラにより、前記視覚ターゲットを撮像し、得られた画像と、カメラの位置及び姿勢とを基に、ロボットと工作機械との相対的な位置関係を測定し、測定された位置関係に基づいて、ロボットの作業姿勢を補正するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１９−９３４８１号公報
【特許文献２】特開２０１６−２２１６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、工作機械、とりわけ、切削加工を行う工作機械の場合、切屑が加工領域内に堆積されると、移動体の案内部への悪影響が予想され、また、切屑による蓄熱によって工作機械が熱変形するという問題を生じる。
【０００８】
そこで、従来、加工時に用いられるクーラントを、例えば、定期的に加工領域内に吐出して、加工領域に堆積された切屑をチップコンベア等の適宜排出装置に導き（洗い流し）、当該排出装置を介して、切屑を加工領域外に排出するといったことが行なわれている。
【０００９】
ところが、クーラントを加工領域内に吐出して切屑を洗い流す清掃処理は、加工を中断して行う必要があるため、この清掃処理を頻繁に行う場合には、加工領域内における切屑堆積の問題は解消される反面、工作機械の稼働率が低下して生産性が悪くなるという問題を生じる。
【００１０】
したがって、上述した生産システムにおいても、加工領域内に堆積される切屑の量を検出して、当該切屑の堆積量が予め定められた基準値を超えるなど、切屑の堆積量が、支障が予想される程度に至ったときに前記清掃処理を実行するようにすれば、切屑を加工領域外に排出することによって得られるメリットと、生産性とのバランスを良好なものにすることができて好ましい。
【００１１】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、無人搬送車に搭載され、且つカメラを備えたロボットにより、工作機械に対して作業を行うように構成された生産システムにおいて、切屑の堆積量が排出基準量に達したときに、当該切屑の排出を可能にした生産システムの提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明は、
ワークに対して所定の加工を行う工作機械と、
画像を撮像するカメラを有し、前記工作機械に対して作業を行うロボットと、
前記ロボットを搭載し、前記工作機械に対して設定された作業位置に経由する無人搬送車と、
前記無人搬送車及びロボットを制御する制御装置とを備えた生産システムであって、
前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に移動させた後、前記ロボットを動作させて、前記カメラにより、前記工作機械の加工領域内を撮像するとともに、得られた画像を基に、前記加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、該加工領域内の清掃の要否を判定するように構成された生産システムに係る。
【００１３】
この生産システムによれば、前記制御装置により前記無人搬送車及びロボットが制御され、無人搬送車は工作機械に対して設定された作業位置に経由する。そして、ロボットは、前記制御装置による制御の下、予め設定された動作指令を含む動作プログラムに従った複数の作業姿勢を順次取ることにより、例えば、工作機械に対してワークの着脱などの作業を実行する。
【００１４】
その際、前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に移動させた後、まず、前記ロボットを動作させて、前記カメラにより、前記工作機械の加工領域内を撮像するとともに、得られた画像を基に、前記加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、該加工領域内の清掃の要否を判定する態様を採ることができる。例えば、制御装置は、カメラによって撮像された加工領域内の画像を処理して、当該画像に占められる切屑の分布状態を検出し、切屑の分布が予め定められた範囲を超えている場合、言い換えれば、切屑の体積量が排出基準量を超えている場合には、加工領域内の清掃が必要であると判定する。尚、切屑の分布状態は、切屑が堆積していない状態の初期画像を予め前記カメラにより撮像して取得しておき、初期画像と現在の画像とを比較することによって検出することができ、検出処理には機械学習手法を用いることができる。
【００１５】
そして、加工領域内の清掃が不要であると判断された場合には、制御装置は、動作プログラムに従ってロボットを制御し、指定されたその後の動作を実行させる。
【００１６】
斯くして、この生産システムでは、無人搬送車及びロボットを用いて工作機械に対して作業を行わせる際に、まず、ロボットに配設されたカメラを用いて加工領域内の画像を撮像することによって、加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、当該加工領域内の清掃の要否を判定するようにしているので、加工領域内の清掃が必要な時期を的確、且つ適切に判断することができる。また、自由度の高い動作を行うことができるロボットに配設したカメラを用いて切屑の堆積状態を検出するようにしているので、加工領域内の任意の場所について切屑の堆積状態を検出することができる。
【００１７】
そして、清掃が必要であると判定した場合に、前記制御装置が、その旨を外部に出力するように構成されていれば、例えば、工作機械のオペレータが加工領域内から切屑を除去する清掃作業を適切に実行することができる。
【００１８】
或いは、上記生産システムにおいて、工作機械が、加工領域内の切屑を排出する清掃処理を実行する機能を備えている場合には、制御装置は、清掃が必要であると判定した場合に、当該工作機械に清掃信号を送信して、前記清掃処理を実行させるように構成された態様を採ることができる。
【００１９】
この生産システムによれば、清掃が必要であると制御装置が判定した場合に、当該制御装置から工作機械に清掃信号が送信され、この清掃信号を受信した工作機械によって清掃処理が実行されるので、加工領域内に切屑が堆積されて清掃が必要となった場合に、当該清掃を自動的に実行することができ、これにより、必要な清掃作業をより適切に実行することができる。そして、このようにすることで、必要以上に工作機械の稼働率を低下させることなく、良好な生産を行うことができる。尚、切屑を清掃する態様としては、クーラントや圧縮気体を利用した態様を例示することができる。
【００２０】
また、本発明において、前記切屑の堆積状態を検出する処理は、これを前記制御装置とは別に設けられた処理装置によって実行するようにしても良い。この場合、前記生産システムは、上記構成に加えて、データ処理を行う処理装置を備え、前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に移動させた後、前記ロボットを動作させて、前記カメラにより、前記工作機械の加工領域内を撮像するとともに、得られた画像データを前記処理装置に送信するように構成され、前記処理装置は、前記制御装置から送信された画像データを基に、前記加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、該加工領域内の清掃の要否を判定するように構成される。
【００２１】
そして、処理装置は、清掃が必要であると判定した場合には、その旨を外部に出力するように構成されていても良く、更に、工作機械が、加工領域内の切屑を排出する清掃処理を実行する機能を備えている場合には、処理装置は、清掃が必要であると判定した場合には、工作機械に清掃信号を送信して、清掃処理を実行させるように構成された態様を採ることができる。
【００２２】
或いは、本発明において、前記切屑の堆積状態を検出する処理は、これを前記工作機械によって実行するようにしても良い。この場合、前記生産システムの制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に移動させた後、前記ロボットを動作させて、前記カメラにより、前記工作機械の加工領域内を撮像するとともに、得られた画像を前記工作機械に送信するように構成され、前記工作機械は、前記制御装置から送信された画像を基に、前記加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、該加工領域内の清掃の要否を判定するように構成される。
【００２３】
そして、工作機械は、清掃が必要であると判定した場合には、その旨を外部に出力するように構成されていても良く、更に、工作機械が、加工領域内の切屑を排出する清掃処理を実行する機能を備えている場合には、当該工作機械は、清掃が必要であると判定した場合に、清掃処理を実行するように構成されていても良い。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る生産システムによれば、無人搬送車及びロボットを用いて工作機械に対して作業を行わせる際に、まず、ロボットに配設されたカメラを用いて加工領域内の画像を撮像することによって、加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、当該加工領域内の清掃の要否を判定するようにしているので、加工領域内の清掃が必要な時期を的確、且つ適切に判断することができる。また、自由度の高い動作を行うことができるロボットに配設したカメラを用いて切屑の堆積状態を検出するようにしているので、加工領域内の任意の場所について切屑の堆積状態を検出することができる。
【００２５】
そして、清掃が必要であると判定した場合に、その旨を外部に出力するようにすれば、例えば、工作機械のオペレータが加工領域内から切屑を除去する清掃作業を適切に実行することができる。或いは、工作機械が加工領域内の切屑を排出する清掃処理を実行する機能を備えている場合には、清掃が必要であると判定した場合に、当該工作機械によって当該清掃を自動的に実行することができる。そして、このようにすれば、必要な切屑の清掃作業を適切に実行することができ、必要以上に工作機械の稼働率を低下させることなく、良好な生産を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る生産システムを示した平面図である。
【図２】第１の実施形態に係る無人搬送車及びロボットを示した斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る生産システムの構成を示したブロック図である。
【図４】第１の実施形態の清掃要否判定部における処理を示したフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係るロボットの動作姿勢を説明するための説明図である。
【図６】第１の実施形態に係るロボットの動作姿勢を説明するための説明図である。
【図７】第２の実施形態に係る生産システムの構成を示したブロック図である。
【図８】第３の実施形態に係る生産システムの構成を示したブロック図である。
【図９】第３の実施形態に係る工作機械の清掃要否判定部における処理を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１〜図３に示すように、本例の生産システム１は、工作機械１０、無人搬送車３０、この無人搬送車３０に搭載されるロボット２０、並びにロボット２０及び無人搬送車３０を制御する制御装置４０などから構成される。
【００２９】
図５及び図６に示すように、前記工作機械１０は、ワークを把持するチャック（図示せず）が装着されるワーク主軸１１、及び工具（図示せず）が保持される工具主軸１２を備えた所謂複合加工型のＮＣ（数値制御）工作機械であり、旋削加工及びミーリング加工の双方を行うことができるようになっている。また、ワーク主軸１１の近傍にはクーラントを吐出するクーラントノズル１３，１４が設けられており、同様に、工具主軸１２の近傍にもクーラントを吐出するクーラントノズル１５が設けられている。これらクーラントノズル１３，１４，１５が切屑清掃機構として機能する。尚、この図５及び図６では、都合によりチャック及び工具の図示を省略している。
【００３０】
図１に示すように、前記無人搬送車３０には、その上面である載置面３１に前記ロボット２０が搭載され、また、オペレータが携帯可能な操作盤３２が付設されている。尚、この操作盤３２は、データの入出力を行う入出力部、当該無人搬送車３０及びロボット２０を手動操作する操作部、並びに画面表示可能なディスプレイなどを備えている。
【００３１】
また、無人搬送車３０は、工場内における自身の位置を認識可能なセンサ（例えば、レーザ光を用いた距離計測センサ）を備えており、前記制御装置４０による制御の下で、前記工作機械１０が配設される領域を含む工場内を無軌道で走行するように構成され、本例では、前記工作機械１０に対して設定された作業位置に経由する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、前記ロボット２０は、第１アーム２１、第２アーム２２及び第３アーム２３の３つのアームを備えた多関節型のロボットであり、第３アーム２３の先端部にはエンドエフェクタとしてのハンド２４が装着され、また、支持バー２５を介して２つのカメラ２６が装着されている。
【００３３】
前記制御装置４０は、前記無人搬送車３０の筐体内に格納されており、図３に示すように、動作プログラム記憶部４１、移動位置記憶部４２、動作姿勢記憶部４３、マップ情報記憶部４４、画像記憶部４５、手動運転制御部４６、自動運転制御部４７、位置認識部４８、清掃要否判定部４９及び入出力インターフェース５０から構成される。そして、制御装置４０は、この入出力インターフェース５０を介して、前記工作機械１０、ロボット２０、カメラ２６、無人搬送車３０及び操作盤３２に接続している。
【００３４】
尚、制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成され、前記手動運転制御部４６、自動運転制御部４７、位置認識部４８、清掃要否判定部４９及び入出力インターフェース５０は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、後述する処理を実行する。また、動作プログラム記憶部４１、移動位置記憶部４２、動作姿勢記憶部４３、マップ情報記憶部４４及び画像記憶部４５はＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成される。
【００３５】
前記手動運転制御部４６は、オペレータにより前記操作盤３２から入力される操作信号に従って、前記無人搬送車３０、ロボット２０及びカメラ２６などを動作させる機能部である。即ち、オペレータは、この手動運転制御部４６による制御の下で、操作盤３２を用いて、前記無人搬送車３０、ロボット２０及びカメラ２６などの手動操作を実行することができる。
【００３６】
前記動作プログラム記憶部４１は、生産時に前記無人搬送車３０及び前記ロボット２０を自動運転するための自動運転用プログラムなどを記憶する機能部である。自動運転用プログラムは、例えば、前記操作盤３２に設けられた入出力部から入力され、当該動作プログラム記憶部４１に格納される。
【００３７】
尚、この自動運転用プログラムには、無人搬送車３０が移動する目標位置としての移動位置、移動速度及び無人搬送車３０の向きに関する指令コードが含まれ、また、ロボット２０が順次動作する当該動作に関する指令コード、及び前記カメラ２６の操作に関する指令コードが含まれる。
【００３８】
前記マップ情報記憶部４４は、無人搬送車３０が走行する工場内に配置される機械、装置、機器など（装置等）の配置情報を含むマップ情報を記憶する機能部であり、例えば、予め作成されたマップ情報が前記操作盤３２に設けられた入出力部から入力され、当該マップ情報記憶部４４に格納される。
【００３９】
前記位置認識部４８は、前記センサによって検出される距離データ、及び前記マップ情報記憶部４４に格納された工場内のマップ情報を基に、工場内における無人搬送車３０の位置を認識する機能部であり、この位置認識部４８によって認識される無人搬送車３０の位置に基づいて、当該無人搬送車３０の動作が前記自動運転制御部４７によって制御される。
【００４０】
前記移動位置記憶部４２は、前記無人搬送車３０が移動する具体的な目標位置としての移動位置であって、前記動作プログラム中の指令コードに対応した具体的な移動位置を記憶する機能部であり、この移動位置には、上述した工作機械１０に対して設定される作業位置が含まれる。尚、この移動位置は、例えば、前記手動運転制御部４６による制御の下、前記操作盤３２により前記無人搬送車３０を手動運転して、目標とする各位置に移動させた後、前記位置認識部４８によって認識される位置データを前記移動位置記憶部４２に格納する操作によって設定される。この操作は所謂ティーチング操作と呼ばれる。
【００４１】
前記動作姿勢記憶部４３は、前記ロボット２０が所定の順序で動作することによって順次変化するロボット２０の姿勢（動作姿勢）であって、前記動作プログラム中の指令コードに対応した動作姿勢に係るデータを記憶する機能部である。この動作姿勢に係るデータは、前記手動運転制御部４６による制御の下で、前記操作盤３２を用いたティーチング操作により、当該ロボット２０を手動運転して、目標とする各姿勢を取らせたときの、当該各姿勢におけるロボット２０の各関節（モータ）の回転角度データであり、この回転角度データが動作姿勢に係るデータとして前記動作姿勢記憶部４３に格納される。
【００４２】
例えば、本例では、無人搬送車３０が工作機械１０に経由した位置において、当該工作機械１０の加工領域内に進入する前の作業開始姿勢及び加工領域から後退した後の作業終了姿勢（図５参照）、カメラ２６を工作機械１０の加工領域内に進入させて、カメラ２６によって加工領域内の一若しくはそれ以上の箇所を撮像するための各撮像姿勢（例えば、図６参照）、ワークをチャック（図示せず）に対して着脱するための各動作姿勢が設定され、前記動作姿勢記憶部４３に格納される。尚、作業開始姿勢は作業終了姿勢と同じ姿勢であるため、以降において、この姿勢を作業開始姿勢という。尚、図６に示す撮像姿勢はあくまでも一例であって、カメラ２６の撮像領域は切屑が堆積する領域に設定される。
【００４３】
前記自動運転制御部４７は、前記動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラムを実行し、前記移動位置記憶部４２及び動作姿勢記憶部４３に格納されたデータ、及び前記位置認識部４８によって認識される位置データを用いて、前記無人搬送車３０、ロボット２０及びカメラ２６を動作させるとともに、工作機械１０との間で信号の送受信を行う。尚、自動運転制御部４７の制御の下での、無人搬送車３０及びロボット２０の具体的な動作は後述する。
【００４４】
前記画像記憶部４５は、前記カメラ２６によって撮像される画像を記憶する機能部である。具体的には、画像記憶部４５は、前記ティーチング操作によって各撮像姿勢を設定する際に、ロボット２０が各撮像姿勢を取った時に前記カメラ２６によって撮像される画像であって、切屑が堆積していない状態の基準画像を記憶するとともに、連続運転時にロボット２０が各撮像姿勢を取った時に前記カメラ２６によって撮像される現在の画像を記憶する。
【００４５】
前記清掃要否判定部４９は、前記自動運転制御部４７からの処理開始信号を受信して、図４に示したステップＳ１〜Ｓ１１の処理を実行する。具体的には、清掃要否判定部４９は、カメラ２６によって加工領域内の画像が撮像されたかどうかを監視し（ステップＳ２）、画像が撮像された場合には、前記画像記憶部４５に格納された基本画像と比較して、加工領域内における切屑の堆積状態を解析し（ステップＳ３）、切屑の堆積状態が所定の基準状態を越えていない場合には（ステップＳ４）、前記自動運転制御部４７に動作開始指令を出力して（ステップＳ１０）、処理を終了する。
【００４６】
尚、切屑の堆積状態の良否は、例えば、現在の画像と基準画像を比較することによって、現在の画像に占められる切屑の分布状態を検出し、切屑の分布が予め定められた範囲を超えている場合、即ち、切屑の堆積量が排出基準量に到達しているときには、加工領域内の清掃が必要であると判定する。また、この切屑の分布状態の検出には、機械学習手法を用いることができる。
【００４７】
一方、切屑の堆積状態が所定の基準状態を越えていると判定される場合には（ステップＳ４）、前記工作機械１０に清掃指令に係る信号を工作機械１０に送信して、前記工作機械１０に、前記クーラントノズル１３，１４，１５からクーラントを吐出させて加工領域内を清掃させる清掃動作を実行させる（ステップＳ５）。そして、工作機械１０における清掃動作が完了した後、前記清掃要否判定部４９は、再度画像を撮像する指令を前記自動運転制御部４７に送信して、カメラ２６により加工領域内の画像を撮像させる（ステップＳ９）。
【００４８】
以後、加工領域内の切屑の堆積状態が許容範囲内になるまで、ステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返し、繰り返し回数ｎが繰り返し限界として設定された回数ｍに到達したときには、切屑の堆積状態の改善が不可能であると判断して、操作盤３２のディスプレイにエラー表示するとともに、工作機械１０にエラーを出力する（ステップＳ１１）。
【００４９】
以上の構成を備えた本例の生産システム１によれば、以下のようにして、無人自動生産が実行される。
【００５０】
即ち、前記制御装置４０の自動運転制御部４７による制御の下で、前記動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラムが実行され、この自動運転用プログラムに従って、例えば、無人搬送車３０及びロボット２０が以下のように動作するとともに、前記清掃要否判定部４９の処理、及び工作機械１０における清掃動作等が実行される。
【００５１】
まず、無人搬送車３０が、工作機械１０に対して設定された作業位置に移動するとともに、ロボット２０が上述した作業開始姿勢を取る。尚、この時、工作機械１０は所定の加工を完了して、ロボット２０が加工領域内に侵入可能なようにドアカバーを開いているものとする。
【００５２】
次に、自動運転制御部４７は、ロボット２０に前記撮像姿勢を取らせるとともに、前記清掃要否判定部４９に処理開始信号を送信する。そして、ロボット２０が各撮像姿勢を取ったときにカメラ２６によって加工領域内が撮像され、撮像された画像が前記画像記憶部４５に格納される。そして、このようにして画像記憶部４５に格納された現在の画像、及び既に画像記憶部４５に格納された基準画像が前記清掃要否判定部４９の処理で使用される。
【００５３】
前記清掃要否判定部４９は、前記自動運転制御部４７から処理開始信号を受信すると、上述した図４に示すステップＳ１〜Ｓ１１の処理を実行し、ステップＳ４において、切屑の堆積状態が所定の基準状態を越えていないと判定される場合には、自動運転制御部４７に動作開始指令を出力して（ステップＳ１０）、処理を終了する。一方、ステップＳ４において、切屑の堆積状態が所定の基準状態を越えていると判定される場合には、自動運転制御部４７及び工作機械１０に清掃指令に係る信号を送信して、前記工作機械１０に、前記クーラントノズル１３，１４，１５からクーラントを吐出させて加工領域内を清掃させる清掃動作を実行させる（ステップＳ５）。
【００５４】
尚、この清掃動作に際して、自動運転制御部４７は、ロボット２０を工作機械１０の加工領域外に設定した作業開始姿勢に移行させ、この後、工作機械１０はドアカバーを閉じる。そして、清掃動作を終了すると、工作機械１０がドアカバーを開いた後、自動運転制御部４７はロボット２０に撮像姿勢を取らせて、カメラ２６により加工領域内の画像を撮像させる。
【００５５】
そして、以後、加工領域内の切屑の堆積状態が許容範囲内になるまで、ステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返し、前記清掃動作によって切屑の堆積状態が許容範囲内になったと判断される場合には（ステップＳ４）、上記と同様に、自動運転制御部４７に動作開始指令を出力して（ステップＳ１０）、処理を終了し、一方、繰り返し回数ｎが繰り返し限界として設定された回数ｍに到達すると、切屑の堆積状態の改善が不可能であると判断して、操作盤３２のディスプレイにエラー表示するとともに、工作機械１０にエラーを出力して（ステップＳ１１）、処理を終了する。
【００５６】
そして、上記のようにして清掃要否判定部４９から動作開始指令を受信すると、前記自動運転制御部４７は、ロボット２０に、工作機械１０に対するワークの着脱動作を実行させ、この着脱動作終了後、作業開始姿勢に移行させ、この後、工作機械１０に対して加工開始指令を送信する。そして、工作機械１０はこの加工開始指令を受信した後、ドアカバーを閉じて所定の加工を実行する。
【００５７】
斯くして、本例の生産システム１では、以上を繰り返すことにより、当該工作機械１０において、無人自動生産が実行される。
【００５８】
以上のように、本例の生産システム１では、無人搬送車３０及びロボット２０を用いて工作機械１０に対して作業を行わせる際に、まず、ロボット２０に配設されたカメラ２６を用いて加工領域内の画像を撮像することによって、加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、当該加工領域内の清掃の要否を判定するようにしているので、加工領域内の清掃が必要な時期を的確、且つ適切に判断することができる。また、自由度の高い動作を行うことができるロボット２０に配設したカメラ２６を用いて切屑の堆積状態を検出するようにしているので、加工領域内の任意の場所について切屑の堆積状態を検出することができる。
【００５９】
また、この生産システム１では、工作機械１０が、加工領域内の切屑を排出する清掃動作を実行する機能を備え、清掃要否判定部４９により清掃が必要であると判定された場合に、当該清掃要否判定部４９から工作機械１０に清掃指令が送信され、この清掃指令を受信した工作機械１０によって清掃動作が実行されるので、加工領域内に切屑が堆積されて清掃が必要となった場合に、当該清掃を自動的に実行することができ、これにより、必要な清掃作業をより適切に実行することができる。そして、このようにすることで、必要以上に工作機械１０の稼働率を低下させることなく、良好な生産を行うことができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図７に示すように、本例の生産システム１’は、制御装置４０’が清掃要否判定部４９を備えていない点、及び制御装置４０’に接続される処理装置５０を備えている点で、上述した第１の実施形態の生産システム１とはその構成が異なっている。したがって、図７では、生産システム１と同じ構成要素については同じ符号を付し、以下では、その詳しい説明を省略する。
【００６１】
前記処理装置５０は制御装置４０’とは別に設けられるもので、清掃要否判定部５１及び画像記憶部５２を備えている。この処理装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成され、清掃要否判定部５１は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、画像記憶部５２はＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成される。そして、清掃要否判定部５１は、第１の実施形態に係る前記清掃要否判定部４９と同様に、図４に示した処理を実行する。尚、具体的な処理については上述した通りであるので、ここではその説明を省略する。
【００６２】
前記処理装置５０は、清掃要否判定部５１における処理に必要な基本画像及び現在の画像を、前記入出力インターフェース５０を介し前記画像記憶部４５から受信して、画像記憶部５２に格納する。また、処理装置５０の清掃要否判定部５１は、前記入出力インターフェース５０を介し前記自動運転制御部４７から処理開始信号を受信して、ステップＳ１〜Ｓ１１の処理を実行する。そして、ステップＳ５では工作機械１０に清掃指令を送信し、ステップＳ９及びＳ１０ではそれぞれの指令を前記入出力インターフェース５０を介して自動運転制御部４７に送信する。また、ステップＳ１１では、操作盤３２及び工作機械１０にエラーを出力する
【００６３】
斯くして、この第２の実施形態に係る生産システム１’においても、上述した第１の実施形態における生産システム１と同様の効果が奏される。
【００６４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図８に示すように、本例の生産システム１”は、制御装置４０’が清掃要否判定部４９を備えていない点、及び制御装置４０’に接続される工作機械１０’が清掃要否判定部１６及び画像記憶部１７を備えている点で、上述した第１の実施形態の生産システム１とはその構成が異なっている。したがって、図８では、生産システム１と同じ構成要素については同じ符号を付し、以下では、その詳しい説明を省略する。
【００６５】
前記清掃要否判定部１６及び画像記憶部１７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成され、清掃要否判定部５１は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、画像記憶部５２はＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成される。尚、この清掃要否判定部１６及び画像記憶部１７は、工作機械１０’の数値制御装置（図示せず）に組み込むことができる。
【００６６】
工作機械１０’は清掃要否判定部１６における処理に必要な基本画像及び現在の画像を、前記入出力インターフェース５０を介し前記画像記憶部４５から受信して、画像記憶部１７に格納する。また、工作機械１０’の清掃要否判定部１６は、前記入出力インターフェース５０を介し前記自動運転制御部４７から処理開始信号を受信して、図９に示した処理を実行する。尚、図９に示した処理は、第１の実施形態に係る清掃指令の出力（ステップＳ５）に代えて、清掃動作を実行する（ステップＳ２１）もので、他の処理については、図４に示した処理と同様である。したがって、図９では、図４と同じ処理については同じ符号を付している。
【００６７】
この生産システム１”では、清掃要否判定部１６が、ステップ４において、切屑の堆積状態が所定の基準状態を越えていると判定した場合に、当該工作機械１０’において清掃動作が実行される（ステップＳ２１）。また、ステップＳ９及びＳ１０では、それぞれの指令が前記入出力インターフェース５０を介して自動運転制御部４７に送信され、ステップＳ１１では、操作盤３２にエラーが出力される。
【００６８】
斯くして、この第３の実施形態に係る生産システム１”においても、上述した第１の実施形態における生産システム１と同様の効果が奏される。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、上述した第１〜第３の実施形態の態様に何ら限られるものではない。
【００７０】
例えば、上述した工作機械１０、１０’に清掃機構（クーラントノズル１３，１４，１５）が備えられていない場合には、上述の清掃要否判定部４９，５１はそれぞれ上述したステップＳ５において、操作盤３２及び工作機械１０に清掃が必要である旨の信号を送信して、これを操作盤３２及び工作機械１０に表示させるように構成されていても良く、また、同様に、清掃要否判定部１６は、ステップＳ２１において、操作盤３２に清掃が必要である旨の信号を送信して、これを操作盤３２に表示させるとともに、工作機械１０においても清掃が必要である旨を表示するように構成されていても良い。このようにすれば、例えば、工作機械のオペレータが加工領域内から切屑を除去する清掃作業を適切に実行することができる。
【００７１】
また、上述した第１〜第３の実施形態では、ロボット２０に２つのカメラ２６を設けたがこれに限られるものではなく、当然のことながら１つのカメラ２６を備えていれば良く、或いは、３つ以上のカメラ２６を備えていても良い。
【００７２】
繰り返しになるが、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
１    生産システム
１０  工作機械
２０  ロボット
２６  カメラ
３０  無人搬送車
３２  操作盤
４０  制御装置
４１  動作プログラム記憶部
４２  移動位置記憶部
４３  動作姿勢記憶部
４４  マップ情報記憶部
４５  画像記憶部
４６  手動運転制御部
４７  自動運転制御部
４８  位置認識部
４９  清掃要否判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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