(57)【要約】【課題】各作業台で用いる治具の選択、設置等を自動で行う。【解決手段】生産システム（１）の制御部（１０１）は、製造実行システム（Ｍ）から通信部（１０２）を通じて製造対象物品の切り替えを示す情報を受信すると、レール（１３）上を移動可能なロボットアーム（１４）を制御して、以降の製造対象物品に応じて選択した治具を、認識部（１０３）を通じて作業台から選択した設置場所にプレースさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の作業台と、
複数の治具を保管するための治具保管台と、
レールと、
前記レール上を移動可能で、治具を前記治具保管台からピックして前記複数の作業台にプレースすることが可能なロボットアームと、
制御部、通信部、及び認識部が設けられた制御装置と、を備え、
前記制御部は、
製造実行システムから、前記通信部を通じて製造対象物品の切り替えを示す情報を受信すると、
前記認識部を制御して、前記治具保管台に保管された治具から、以降の製造対象物品に応じた治具を選択し、
前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具をピックさせて、
前記認識部を制御して、前記作業台から、当該製造対象物品に応じた当該治具の設置場所を選択し、
前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具を前記設置場所にプレースさせる、生産システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記製造実行システムから、前記通信部を通じて製造対象物品の切り替えを示す情報を受信すると、
前記認識部を制御して、前記作業台に設置された治具から、以降の製造対象物品に不要な治具を選択し、
前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具をピックさせて、
前記認識部を制御して、前記治具保管台から、当該治具の保管場所を選択し、
前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具を前記保管場所にプレースさせる、請求項１に記載の生産システム。
【請求項３】
前記保管場所の選択は、前記保管場所に設けられたマーカを認識して行われる、請求項２に記載の生産システム。
【請求項４】
前記設置場所の選択は、前記設置場所に設けられたマーカを認識して行われる、請求項１から３のいずれか１項に記載の生産システム。
【請求項５】
前記治具の選択は、前記治具に設けられたマーカを認識して行われる、請求項１から４のいずれか１項に記載の生産システム。
【請求項６】
前記治具保管台は、前記複数の作業台のうちのいずれかの作業台の、作業者が作業を行う側とは反対側に設置されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の生産システム。
【請求項７】
前記レールは、前記複数の作業台上に跨って設置されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の生産システム。
【請求項８】
複数の治具保管台を備え、
前記レールは、前記複数の治具保管台上に跨って設置されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の生産システム。
【請求項９】
複数の作業台と、
複数の治具を保管するための治具保管台と、
レールと、
前記レール上を移動可能で、治具を前記治具保管台からピックして前記複数の作業台にプレースすることが可能なロボットアームとを備えた生産システムに用いる制御装置であって、
制御部、通信部、及び認識部を備え、
製造実行システムから、前記通信部を通じて製造対象物品の切り替えを示す情報を受信すると、
前記認識部を制御して、前記治具保管台に保管された治具から、以降の製造対象物品に応じた治具を選択し、
前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具をピックさせて、
前記認識部を制御して、前記作業台から、当該製造対象物品に応じた当該治具の設置場所を選択し、
前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具を前記設置場所にプレースさせる、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボットアームを備えた生産システム、及びそれに用いる制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セル生産方式とは、組み立て製造業において、一人または数人の作業者が、部品の取り付けから組み立て、加工、検査までの多工程を担当する生産方式であり、主に少量多品種の生産に適用される。セル生産方式において、製造する製品の切り替えに伴う段取り替えのため、作業台にて用いる治具の入れ替えを行うことがある。
【０００３】
一方、組み立て製造業での段取り替えに関して、治具を自動で加工対象物に組み付ける自動段取り替え装置も知られていた（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−１６７７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
セル生産方式での各作業台で用いる治具の作業者による入れ替えには、確認および入れ替え作業のために作業者の時間を消費し、また人為的なミスが発生する怖れがある。
【０００６】
特許文献１の従来技術の自動段取り替え装置は、生産工程において多種類の工作物の加工を行う加工機に対し、工作物を、各工作物に応じた治具を組み付けたうえで提供するための装置である。よって、セル生産方式の各作業台で用いる治具の入れ替えを行えるような装置ではなかった。従って、本従来技術を仮にセル生産方式に適用するとしても、上記課題の解消をすることはできなかった。
【０００７】
本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、段取り替えのために各作業台で用いる治具の選択、設置または入れ替えを自動で行うことにより、セル生産方式の作業効率を高め、治具の取り違えミスを抑制できる生産システムを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の構成を採用する。
【０００９】
本発明の一側面に係る生産システムは、複数の作業台と、複数の治具を保管するための治具保管台と、レールと、前記レール上を移動可能で、治具を前記治具保管台からピックして前記複数の作業台にプレースすることが可能なロボットアームと、制御部、通信部、及び認識部が設けられた制御装置と、を備え、前記制御部は、製造実行システムから、前記通信部を通じて製造対象物品の切り替えを示す情報を受信すると、前記認識部を制御して、前記治具保管台に保管された治具から、以降の製造対象物品に応じた治具を選択し、前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具をピックさせて、前記認識部を制御して、前記作業台から、当該製造対象物品に応じた当該治具の設置場所を選択し、前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具を前記設置場所にプレースさせる構成を備える。
【００１０】
上記構成によれば、段取り替えのために各作業台で用いる治具の選択と設置を自動で行うことが可能になり、セル生産方式の作業効率を高め、治具の取り違えミスを抑制できる生産システムを実現することができる。作業台上に治具をプレースするためのロボットアームのサイズはコンパクトであり、また複数の作業台を受け持つため、ロボットアームを多数備える必要は無く経済的である。
【００１１】
上記一側面に係る生産システムにおいて、前記制御部は、前記製造実行システムから、前記通信部を通じて製造対象物品の切り替えを示す情報を受信すると、前記認識部を制御して、前記作業台に設置された治具から、以降の製造対象物品に不要な治具を選択し、前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具をピックさせて、前記認識部を制御して、前記治具保管台から、当該治具の保管場所を選択し、前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具を前記保管場所にプレースさせる構成を備えてもよい。
【００１２】
上記構成によれば、段取り替えのために各作業台で不要となった治具の入れ替えを自動で行うことが可能になり、セル生産方式の作業効率を高め、治具の取り違えミスを抑制できる生産システムを実現することができる。
【００１３】
上記一側面に係る生産システムにおいて、前記保管場所の選択は、前記保管場所に設けられたマーカを認識して行われる構成を備えてもよい。
【００１４】
上記構成によれば、治具の保管場所を正確に検出することができるようになる。
【００１５】
上記一側面に係る生産システムにおいて、前記設置場所の選択は、前記設置場所に設けられたマーカを認識して行われる構成を備えてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、治具の設置場所を正確に検出することができるようになる。
【００１７】
上記一側面に係る生産システムにおいて、前記治具の選択は、前記治具に設けられたマーカを認識して行われる構成を備えてもよい。
【００１８】
上記構成によれば、治具の識別を正確に行うことができるようになる。
【００１９】
上記一側面に係る生産システムにおいて、前記治具保管台は、前記複数の作業台のうちのいずれかの作業台の、作業者が作業を行う側とは反対側に設置されている構成を備えてもよい。
【００２０】
上記構成によれば、作業者の動線を小さくした生産システムを実現することができるようになる。
【００２１】
上記一側面に係る生産システムにおいて、前記レールは、前記複数の作業台上に跨って設置されている構成を備えてもよい。
【００２２】
上記構成によれば、レールの敷設を容易に行うことができるようになる。
【００２３】
上記一側面に係る生産システムにおいて、複数の治具保管台を備え、前記レールは、前記複数の治具保管台上に跨って設置されている構成を備えてもよい。
【００２４】
上記構成によれば、レールの敷設を容易に行うことができるようになる。特に、複数の作業台の高さが異なる場合にあっても、レールの敷設を容易に行うことができるようになる。
【００２５】
本発明の一側面に係る制御装置は、複数の作業台と、複数の治具を保管するための治具保管台と、レールと、前記レール上を移動可能で、治具を前記治具保管台からピックして前記複数の作業台のいずれかにプレースすることが可能なロボットアームとを備えた生産システムに用いる制御装置であって、制御部、通信部、及び認識部を備え、製造実行システムから、前記通信部を通じて製造対象物品の切り替えを示す情報を受信すると、前記認識部を制御して、前記治具保管台に保管された治具から、以降の製造対象物品に応じた治具を選択し、前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具をピックさせて、前記認識部を制御して、前記作業台から、当該製造対象物品に応じた当該治具の設置場所を選択し、前記ロボットアームを制御して、前記ロボットアームに当該治具を前記設置場所にプレースさせる構成を備える。
【００２６】
上記構成によれば、段取り替えのために各作業台で用いる治具の選択と設置を自動で行うことが可能になり、セル生産方式の作業効率を高め、治具の取り違えミスを抑制できる生産システムを実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一側面に係る生産システムによれば、段取り替えのために各作業台で用いる治具の選択、設置または入れ替えを自動で行うことにより、セル生産方式の作業効率を高め、治具の取り違えミスを抑制できる生産システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態１に係る生産システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る生産システムが適用されたセル生産ラインの構成を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る生産システムの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る生産システムの構成を示す図（側方視図）である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態１に係る生産システムのロボットアームの構成と動きを説明するための図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態１に係る生産システムのロボットアームのグリッパの例を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る生産システムにおける、治具交換時の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態２に係る生産システムの構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態２に係る生産システムの構成を示す図（側方視図）である。
【図１０】本発明の実施形態３に係る生産システムの構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態３に係る生産システムの構成を示す図（側方視図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔実施形態１〕
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）が、図面に基づいて説明される。
【００３０】
§１  適用例
図１を用いて、本発明が適用される場面の一例が説明される。図１は、本適用例に係る生産システム１の構成を示すブロック図である。
【００３１】
生産システム１は、複数の作業台（不図示）と、複数の治具を保管するための治具保管台（不図示）と、レール１３と、ロボットアーム１４と、制御装置１０とを備える。ロボットアーム１４は、レール１３上を移動でき、治具を前記治具保管台からピックして前記複数の作業台にプレースすることが可能である。
【００３２】
制御装置１０には、制御部１０１、通信部１０２、及び認識部１０３が設けられている。通信部１０２と、認識部１０３、ロボットアーム１４とは、制御部１０１により制御される。生産システム１は、以下の動作を実行する。
【００３３】
制御部１０１が、工場における上位システムである製造実行システムＭ（Manufacturing Execution System:ＭＥＳ）から、通信部１０２を通じて製造対象物品の切り替えを示す情報を受信する。すると、制御部１０１は、認識部１０３を制御して、前記治具保管台に保管された複数の治具から、以降の製造対象物品に応じた治具を選択する。続いて制御部１０１は、ロボットアーム１４を制御して、ロボットアーム１４に当該治具をピックさせる。
【００３４】
更に制御部１０１が、認識部１０３を制御して、前記複数の作業台から、当該製造対象物品に応じた当該治具の設置場所を選択する。続いてロボットアーム１４を制御して、ロボットアーム１４に当該治具を前記設置場所にプレースさせる。
【００３５】
以上により、本適用例に係る生産システム１によれば、段取り替えのために各作業台で用いる治具の選択と設置を自動で行うことができる。よって、セル生産方式の作業効率を高め、治具の取り違えミスを抑制することができる。
【００３６】
生産システム１は、更に以下の動作を実行してもよい。
【００３７】
制御部１０１が、製造実行システムＭから、通信部１０２を通じて製造対象物品の切り替えを示す情報を受信すると、制御部１０１は、認識部１０３を制御して、前記作業台に設置された治具から、以降の製造対象物品に不要な治具を選択する。続いて制御部１０１は、ロボットアーム１４を制御して、ロボットアーム１４に当該治具をピックさせる。
【００３８】
更に制御部１０１が、認識部１０３を制御して、前記治具保管台から、当該治具の保管場所を選択する。続いてロボットアーム１４を制御して、ロボットアーム１４に当該治具を前記保管場所にプレースさせる。
【００３９】
以上により、段取り替えのために各作業台で用いる治具の入れ替え、以降の製造対象物品に不要となった治具の作業台からの撤去を自動で行うことができる。よって更に、セル生産方式の作業効率を高め、治具の取り違えミスを抑制することができる。
【００４０】
§２  構成例
以下に図１から図７を参照し、生産システム１のより具体的な構成例と動作が説明される。
【００４１】
（セル生産ラインの構成）
図２は、実施形態１に係る生産システム１を適用したセル生産ラインＣの構成を示す概略図である。図２において、作業台１１がコの字型に並べられ、作業員Ｗが、コの字の内側から各々の作業台１１で組み立てや検査等の作業を行えるようになっている。コの字の一辺である図２の左方で一列に並べられた複数の作業台１１を含んで、実施形態１に係る生産システム１が構成されている。
【００４２】
また、当該一辺の対辺である図２の右方で一列に並べられた複数の作業台１１を含んでも、実施形態１に係る生産システム１が構成されている。つまり、図２に示されたセル生産ラインＣは、実施形態１に係る生産システム１を２式擁している。
【００４３】
（生産システムの構成）
図３は、実施形態１に係る生産システム１を側方から視た図（側方視図）である。図２と図３とを参照し、生産システム１の構成が説明される。生産システム１は、複数の作業台１１と、複数の治具Ｊを保管するための治具保管台１２と、レール１３と、ロボットアーム１４と、制御装置１０とを備えている。
【００４４】
レール１３は、複数の作業台１１上に跨って敷設されている。レール１３の設置されている位置は、一列に並べられた作業台１１の奥側（作業員が作業を行う側と反対側）である。ロボットアーム１４は、レール１３上を移動可能であり、各々の作業台１１上に治具Ｊをプレースし、またピックすることができる。レール１３の両端には、ストッパ１３１が設けられており、ロボットアーム１４のレール上での移動範囲を制限している。
【００４５】
治具保管台１２は、一列に並べられた複数の作業台１１の奥側にレール１３に沿って並べられている。ロボットアーム１４は、各々の治具保管台１２上に治具Ｊをプレースし、またピックすることができる。レール１３の一方の側に複数の作業台１１上の作業スペースが配置され、レール１３の反対の側に治具保管台１２上の治具保管用スペースが配置される。実施形態１において、治具保管台１２の治具保管場所の高さは、作業台１１の高さと略同一である。
【００４６】
図２の例示では、治具保管台１２は、作業台１１よりも数が少ない複数台であるが、これに限られず１台であってもよいし、作業台１１と同数またはより多い台数であってもよい。また、実施形態１の具体例において、治具保管台１２は、テーブルのような、上面に治具Ｊを並べて保管できるような形態である。しかし、ロボットアーム１４により保管する治具Ｊのピック及びプレースができるものであれば、複数の棚段が設けられた棚のような形態であってもよい。
【００４７】
生産システム１は、図１にブロック図で構成が示された制御装置１０を備えている。制御装置１０には、制御部１０１、通信部１０２、及び認識部１０３が設けられている。通信部１０２と、認識部１０３、ロボットアーム１４とは、制御部１０１により制御される。
【００４８】
通信部１０２は、ロボットアーム１４及び工場における上位システムである製造実行システムＭとの間で通信を行うための、通信インターフェースである。認識部１０３は、治具Ｊの識別、作業台１１上の治具Ｊの設置場所の認識、治具保管台１２上の治具Ｊの保管場所の認識を行う機能ブロックである。
【００４９】
（設置場所・保管場所の識別）
認識部１０３は、治具Ｊの識別、作業台１１上の治具Ｊの設置場所の認識、治具保管台１２上の治具Ｊの保管場所の認識を、画像認識により実行するためのカメラ１０４をロボットアーム１４上に有している。しかし、画像認識を実行するためのカメラがロボットアーム１４上にあることに限られない。例えば、認識部１０３が複数の固定カメラを作業台１１上や治具保管台１２上に有するように構成されているものであってもよい。
【００５０】
図４は生産システム１の一部を拡大して示した図である。図示されるように、作業台１１上には、治具Ｊの設置場所を示す設置位置マーカ１１１が設けられている。また、治具保管台１２上には、治具Ｊの保管場所を示す保管位置マーカ１２１が設けられている。これらの設置位置マーカ１１１や保管位置マーカ１２１は、実施形態１の生産システム１においては２次元コードが印刷されたシールである。
【００５１】
しかし、設置位置マーカ１１１や保管位置マーカ１２１の具体例はこれに限られるものではない。設置場所や保管場所を示す情報の担体（符号）として、２次元コードの他、バーコード、文字、数字、記号、図形、ホログラムや色彩、またはこれらの組み合わせを用いてもよい。設置位置マーカ１１１や保管位置マーカ１２１の媒体としては、シールに限らず、作業台１１や治具保管台１２への直接の印刷や、作業台１１や治具保管台１２を覆うシートや板であってもよい。
【００５２】
また、設置位置マーカ１１１及び保管位置マーカ１２１として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプを用いてもよく、発光色により、設置場所や保管場所を示すものとしてもよい。あるいは、発光の変調により搬送される情報によって設置場所や保管場所を示してもよい。
【００５３】
（治具の識別）
生産システム１では、製造対象物品とその製造のための作業場所に応じた複数の治具Ｊを取り扱う。これら複数の治具Ｊを個体識別するための方法として、設置位置マーカ１１１や保管位置マーカ１２１と同様の構成が適用され得る。
【００５４】
しかし、これに限られず、治具Ｊ自体の形状を画像認識し、個体の識別をするものであってもよい。また、画像によって治具Ｊの認識を行うものに限られず、治具Ｊに設けられるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグによって、個体の識別をするように構成されていてもよい。
【００５５】
（ロボットアームの構成）
図５はロボットアーム１４の構成と動きを示す図である。図５（ｅ）の側面図に示されるように、ロボットアーム１４は、可動スタンド１４１、支持部１４２、支持部上の関節部１４３、関節部１４３から腕状に延びるアーム部１４４と、アーム部１４４の外端部に設けられたグリッパ１４５とを備える。可動スタンド１４１は、ロボットアーム１４がレール１３上を移動するための機構部である。
【００５６】
支持部１４２は可動スタンド１４１上に固定されている。図５（ａ）の上面図に示されるように、関節部１４３は、支持部１４２の鉛直方向に平行な中心軸（ｚ軸）のまわりに回転できる。また図５（ｅ）に示されるように、関節部１４３は支持部１４２に対して昇降できる、すなわち、鉛直方向（ｚ軸方向）に移動できる。
【００５７】
図５（ｂ）、（ｃ）の側面図に示されるように、アーム部１４４は、関節部１４３の水平軸（ｙ軸）を回転軸として鉛直面（ｘｙ平面）内で回転できる。その結果、グリッパ１４５は上下に移動できる。
【００５８】
図５（ａ）に示されるように、アーム部１４４はその軸を中心に、グリッパ１４５が回転するように動かすことができる。図５（ｄ）の上面図に示されるように、アーム部１４４は伸縮することができ、その結果、グリッパ１４５を可動スタンド１４１から遠ざけたり近づけたりできる。
【００５９】
図６は、ロボットアーム１４が物体を把持するための機構部であるグリッパ１４５の例を示す図である。グリッパ１４５は、図５（ａ）に示されるような２本指のグリッパや、図５（ａ）に示されるような５本指のグリッパであってよい。また、図５（ｃ）に示されるようなユニバーサルグリッパであってもよい。あるいは、真空吸着式や電磁石式のグリッパ、産業用ロボットにおいて物体を把持するための機構部として用いられているその他のグリッパを適用してもよい。
【００６０】
§３  動作例
生産システム１は、製造対象物品の切り替えのタイミングで、以降の製造対象物品の生産に不要な治具Ｊを作業台１１から撤去して所定の治具保管台１２に格納する動作を自動で行う。また、生産システム１は、製造対象物品の切り替えのタイミングで、以降の製造対象物品の生産に必要な治具Ｊを治具保管台１２から選択して、作業手順に定められた作業台１１上の所定の設置場所にセットする動作を自動で行う。
【００６１】
図７は、生産システム１が実行するこれらの特徴的な動作を説明するためのフローチャートである。生産システム１は、図７に図示された以下のステップＳ１からステップＳ１９のフローを、定期的に繰り返し実行する。
【００６２】
ステップＳ１：制御部１０１は、通信部１０２を通じ、工場において生産の管理を行う上位システムである製造実行システムＭから、製造対象物品の切り替えに関する情報を取得する。
【００６３】
ステップＳ２：続いて制御部１０１は、当該取得した情報に基づき、製造対象物品の切り替えのタイミングであるか否かを判断する。切り替えのタイミングであると判断される場合（Ｓ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に進み、それ以外の場合（Ｓ２でＮＯ）、フローは終了する。
【００６４】
ステップＳ３：制御部１０１は、当該取得した情報に基づき、切換え後の製造対象物品の生産の作業のため、作業台１１上に配置されている複数または単数の治具Ｊの中に、作業台１１上から撤去すべき不要治具があるか否かを判断する。ここで不要治具としては、作業台１１上に作業スペースを確保するために撤去する治具や、切換えに伴って別の治具に置換される治具が挙げられる。不要治具があると判断される場合（Ｓ３でＹＥＳ）、ステップＳ４に進み、それ以外の場合（Ｓ３でＮＯ）、ステップＳ１１に進む。
【００６５】
ステップＳ４：制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、当該不要治具が設置されている作業台１１にロボットアーム１４を移動させる。
【００６６】
ステップＳ５：続いて制御部１０１は、認識部１０３を通じて当該作業台１１上の当該不要治具を識別し、当該不要治具の位置を認識する。
【００６７】
ステップＳ６：続いて制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、当該不要治具をピックする。その際、当該不要治具に対するアーム部１４４の角度や長さ、グリッパ１４５での把持の仕方を適切に調整してピックを実行する。
【００６８】
ステップＳ７：続いて制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、当該不要治具を掴んだ状態で、グリッパ１４５が作業台１１の側から、レール１３に対して反対の治具保管台１２の側に向くように、ロボットアーム１４を回転させる。
【００６９】
その際、レール１３上方の空間に余裕があり、アーム部１４４を最短にして鉛直に立てた場合にグリッパ１４５や掴んだ治具等が他に干渉することの無いような状況であれば、次のように動作させることが好ましい。
【００７０】
アーム部１４４を最短にし、アーム部１４４が一時的に略鉛直に立って、掴んだ治具がレール１３の周りを回転するように移動させる（図５（ｃ）のｙ軸周りの回転）。掴んだ治具が反対の側（治具保管台１２の側）に向くと、掴んだ治具の上下が正しくなるように、グリッパ１４５がアーム部１４４の軸で１８０度回転するようにする。
【００７１】
一方、レール１３上方の空間に余裕がない状況であれば、次のように動作させることが好ましい。
【００７２】
アーム部１４４を最短にして、掴んだ治具等が他に干渉することの無いように関節部１４３の昇降位置と、アーム部１４４の向きを調整し、関節部１４３を支持部１４２に対して回転させる（図５（ａ）のｚ軸周りの回転）。掴んだ治具が反対の側（治具保管台１２の側）に向くと、掴んだ治具の上下が正しくなるように、アーム部１４４の向きを調整する。
【００７３】
ステップＳ８：続いて制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、当該不要治具の保管場所に指定されている治具保管台１２の前に、ロボットアーム１４を移動させる。
【００７４】
ステップＳ９：続いて制御部１０１は、認識部１０３を通じて当該治具保管台１２上の当該保管場所を識別し、当該不要治具をプレースする位置を認識する。
【００７５】
ステップＳ１０：続いて制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、当該不要治具を当該保管場所にプレースする。その際、当該保管場所に対するアーム部１４４の角度や長さ、グリッパ１４５での把持の仕方を適切に調整してプレースを実行する。次にフローはステップＳ３に進む。つまり、複数の作業台１１から撤去すべき治具Ｊが無くなるまで、ステップＳ３からステップＳ１０までの動作が繰り返される。
【００７６】
ステップＳ１１：制御部１０１は、当該取得した情報に基づき、切換え後の製造対象物品の生産の作業のため、作業台１１上にセットすべき設置治具があるか否かを判断する。設置治具があると判断される場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に進み、それ以外の場合（Ｓ１１でＮＯ）、ステップＳ１９に進む。
【００７７】
ステップＳ１２：制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、当該設置治具が保管されている治具保管台１２の前にロボットアーム１４を移動させる。
【００７８】
ステップＳ１３：続いて制御部１０１は、認識部１０３を通じて当該治具保管台１２上の当該設置治具を識別し、当該設置治具の位置を認識する。
【００７９】
ステップＳ１４：続いて制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、当該設置治具をピックする。その際、当該設置治具に対するアーム部１４４の角度や長さ、グリッパ１４５での把持の仕方を適切に調整してピックを実行する。
【００８０】
ステップＳ１５：続いて制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、当該設置治具を掴んだ状態で、グリッパ１４５が治具保管台１２の側から、レール１３に対して反対の作業台１１の側に向くように、ロボットアーム１４を回転させる。
【００８１】
その際、レール１３上方の空間に余裕があり、アーム部１４４を最短にして鉛直に立てた場合にグリッパ１４５や掴んだ治具等が他に干渉することの無いような状況であれば、次のように動作させることが好ましい。
【００８２】
アーム部１４４を最短にし、アーム部１４４が一時的に略鉛直に立ち、グリッパ１４５がレール１３の周りを回転するように掴んだ治具を移動させる（図５（ｃ）のｙ軸周りの回転）。掴んだ治具が作業台１１の側に向くと、掴んだ治具の上下が正しくなるように、グリッパ１４５がアーム部１４４の軸で１８０度回転するようにする。
【００８３】
一方、レール１３上方の空間に余裕がない状況であれば、次のように動作させることが好ましい。
【００８４】
アーム部１４４を最短にして、掴んだ治具等が他に干渉することの無いように関節部１４３の昇降位置と、アーム部１４４の向きを調整し、関節部１４３を支持部１４２に対して回転させる（図５（ａ）のｚ軸周りの回転）。掴んだ治具が作業台１１の側に向くと、掴んだ治具の上下が正しくなるように、アーム部１４４の向きを調整する。
【００８５】
ステップＳ１６：続いて制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、切換え後の製造対象物品の生産の作業における当該設置治具の設置場所に指定されている作業台１１に、ロボットアーム１４を移動させる。
【００８６】
ステップＳ１７：続いて制御部１０１は、認識部１０３を通じて当該作業台１１上の当該設置場所を識別し、当該設置治具をプレースする位置を認識する。
【００８７】
ステップＳ１８：続いて制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、当該設置治具を当該設置場所にプレースする。その際、当該設置場所に対するアーム部１４４の角度や長さ、グリッパ１４５での把持の仕方を適切に調整してプレースを実行する。次にフローはステップＳ１１に進む。つまり、複数の作業台１１に対して設置すべき治具Ｊが無くなるまで、ステップＳ１１からステップＳ１８の動作が繰り返される。
【００８８】
ステップＳ１９：制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、所定の待機場所にロボットアーム１４を移動させる。ここで、所定の待機場所とは、例えばレール１３の端部付近に設けられた、生産の作業の邪魔にならない場所である。更に制御部１０１は、通信部１０２を通じてロボットアーム１４に指示し、アーム部１４４を最短とし、アーム部１４４を作業台１１の側に向けた状態とする。次にフローは終了する。
【００８９】
§４  作用、効果
実施形態１に係る生産システム１によれば、セル生産方式等において、製造対象物品の切り替えのタイミングで、以降の製造対象物品の生産に不要な治具Ｊを作業台１１から撤去して所定の治具保管台１２に格納する動作が自動で実行される。また、製造対象物品の切り替えのタイミングで、以降の製造対象物品の生産に必要な治具Ｊを治具保管台１２から取り出して、作業工程で定められた作業台１１上の所定の設置場所にセットする動作が自動で実行される。そのため、治具Ｊの設置、撤去、入れ替えのために作業者Ｗの作業時間を消費すること無く、効率的に段取り替えを行うことができる。
【００９０】
実施形態１に係る生産システム１によれば、治具Ｊの識別、及び製造対象物品の生産に必要な治具Ｊの作業台１１上の設置場所の識別が行われる。従って、予め定められた作業手順に沿って、正確に、治具Ｊやその設置場所が選定される。そのため、治具Ｊや設置場所の取り違えによる作業ミスが抑止される。また、取り違えを防止するための確認作業や、取り違えの修正のために作業者Ｗの作業時間を消費することが無くなる。また、必要な治具Ｊが、正しく作業手順に定められた位置にセットされるため、製造対象物品の生産の作業効率の低下が抑止される。
【００９１】
このように、実施形態１に係る生産システム１によれば、人手により治具Ｊの入れ替え等を行っていた場合のヒューマンエラー（取り違え）を抑止するための単にエラーの通知に留まらず、エラー（取り違え）そのものをなくすことができる。従って、セル生産方式等の生産における不良品の流出が抑制でき、もって効率的な生産を実現することができる。
【００９２】
実施形態１に係る生産システム１によれば、作業台１１がレール１３に沿って一列に並べられ、治具保管台１２が作業台１１とは反対側にレール１３に沿って配置される。従ってレール１３の上を移動できるロボットアーム１４が、複数の作業台１１にアクセスでき、また、治具保管台１２にもアクセスできる。よって、セル生産ラインにおいて、治具Ｊを取り換えるためのロボットを多数設置する必要が無く経済的である。
【００９３】
従来、作業者Ｗが治具の交換を行っていた場合には、作業者Ｗが治具保管台に容易にアクセスできるように配置する必要があった。この場合、治具保管台を、作業台の横や作業台間等に設置するか、あるいは作業台から離れた場所に設置することが必要となり、その分作業者Ｗの動線が長くなっていた。しかし生産システム１によれば、治具保管台１２は、作業台１１の奥側に配置されているため、作業者Ｗの動線を妨げることは無い。
【００９４】
また、ロボットアーム１４は、治具Ｊの入れ替えが終わった時点では、待機場所に退避するため、生産のための作業の邪魔になることが無い。従って生産システム１によれば、作業者Ｗにとっても効率的なセル生産ラインを実現できる。
【００９５】
さらに、ロボットアーム１４は、作業台１１の作業を行う面に近接したレール１３上を移動するように構成されているため、治具のプレース、ピックのためのアームのサイズをコンパクトにできる。また、作業台１１間を移動するための機構である可動スタンド１４１も公知の可動ステージを適用できコンパクトである。一方、床面上を移動する搬送用ロボットを治具の搬送のために適用するような構成とすると、作業台には高さがあるため、当該搬送用ロボットは大型とならざるを得ないし、治具をピックするためのロボットアームも大型となる。
【００９６】
セル生産ラインの現場では、作業者Ｗの動線を短くしたいため、作業台や作業台間のスペースをなるべくコンパクトにしたいし、作業に用いる治具、部品、工具の置き場所を作業台の周囲に確保したい。セル生産ラインの現場で、大型の搬送用ロボットを治具搬送用に適用することは、このような要請に反する。
【００９７】
実施形態１に係る生産システム１では、レール１３を作業台１１上に敷設するので、その設置や撤去が容易である。よって工程の組み替えにも柔軟に対応でき、多品種の生産を目的とするセル生産ラインへの適用に適している。
【００９８】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態が、以下に説明される。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００９９】
図８、図９に示される実施形態２に係る生産システムは、実施形態１の場合と同様の構成であるが、レール１３の敷設箇所が異なる例である。図８は、実施形態２に係る生産システムの一部を拡大して示した図であり、実施形態１における図４に相応する図である。ただし、図８では、設置位置マーカ１１１及び保管位置マーカ１２１の表示は省略されている。図９は、実施形態２に係る生産システムの側方視図である。
【０１００】
図８及び図９に示されるように、実施形態２に係る生産システムでは、レール１３が、作業台１１と治具保管台１２との間に跨るように敷設されている。作業台１１と治具保管台１２の高さが揃っており、また、作業台１１と治具保管台１２が近接して配置されている場合に、このような構成が有効である。
【０１０１】
実施形態２においても、実施形態１と同様の作用、効果が奏される。
【０１０２】
〔実施形態３〕
図１０、図１１に示される実施形態３に係る生産システムは、実施形態１の場合と同様の構成であるが、レール１３の敷設箇所が異なる例である。図１０は、実施形態３に係る生産システムの一部を拡大して示した図であり、実施形態２における図８に相応する図である。図１１は、実施形態３に係る生産システムの側方視図である。
【０１０３】
図１０及び図１１に示されるように、実施形態３に係る生産システムでは、レール１３が複数の治具保管台１２上に跨って敷設されている。レール１３の設置されている位置は、治具保管台１２の、一列に並べられた作業台１１の側である。図１１に示されるように、作業台１１の高さが揃っておらず、作業台１１上にレール１３を敷設し難い場合に、このような構成が効果的である。あるいは、作業台１１上の作業スペースを広く取りたい場合にも、このような構成が効果的である。
【０１０４】
実施形態３においても、実施形態１と同様の作用、効果が奏される。
【０１０５】
〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置１０の機能ブロック（特に、制御部１０１、通信部１０２、認識部１０３）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【０１０６】
後者の場合、制御装置１０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを更に備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１０７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０８】
１  生産システム
１０  制御装置
１０１  制御部
１０２  通信部
１０３  認識部
１０４  カメラ
１１  作業台
１１１  設置位置マーカ
１２  治具保管台
１２１  保管位置マーカ
１３  レール
１３１  ストッパ
１４  ロボットアーム
１４１  可動スタンド
１４２  支持部
１４３  関節部
１４４  アーム部
１４５  グリッパ
Ｃ  セル生産ライン
Ｊ  治具
Ｗ  作業者
【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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【図１０】
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【図１１】
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