(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車に塔載された部品に対して複数の作業を行ってワークを組み立てるワーク製造方法であって、
人作業区画内で作業者が前記部品に対して作業を行う人作業工程と、
ロボット作業区画内で作業ロボットが前記部品に対して作業を行うロボット作業工程と、
前記人作業区画内から前記ロボット作業区画内に前記部品を塔載した前記台車を移動させる台車移動工程とを備え、
前記台車移動工程は、
前記作業者が前記台車を予め設定された位置まで移動させる人移動工程と、
前記台車が前記位置に位置することを検知する検知工程と、
前記台車が前記位置に位置することを検知した場合、前記作業ロボットは、前記台車を当該作業ロボットが前記部品に対して作業を行う位置まで前記台車を移動させるロボット移動工程とを含むことを特徴とするワーク製造方法。
【請求項２】
作業者が移動可能な台車に塔載された部品に対して複数の作業を行ってワークを組み立てるワーク製造システムであって、
前記作業者が前記部品に対して作業を行う人作業区画と、
作業ロボットが前記部品に対して作業を行うロボット作業区画と、
前記台車が予め設定された位置に位置するか否かを検知する台車検知機構と、
前記台車検知機構が前記台車が前記位置に位置することを検知した場合、前記作業ロボットによって前記台車を当該作業ロボットが前記部品に対して作業を行う位置まで移動させるよう前記作業ロボットを制御するロボット制御部とを含むことを特徴とするワーク製造システム。
【請求項３】
前記台車検知機構は、前記台車の被係合部に係合可能な係合体と、前記係合体を前記被係合部に対して弾性的に押圧する弾性体と、前記係合体が前記被係合部と係合しているか否かを検知する検知部とを備えることを特徴とする請求項２に記載のワーク製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク製造方法及びシステム、特に、作業者と作業ロボットとが同じ部品に対して作業を行ってワークを組み立てるワーク製造方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車部品等の製造ラインでは、作業者と作業ロボットとが同じ部品に対して作業を行ってワークを組み立てることがあった。特に、近年、作業ロボットだけでワークを組み立てることは、過度な設備投資を必要とし、汎用性も劣るので、作業者と作業ロボットとがそれぞれに適した作業を行うように見直されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、磁気テープカートリッジの組立ラインが記載されている。この組立ラインでは、作業者が部品を供給するステーションから組立ロボットが部品を組み立てるステーションへ、ローラコンベア上を搬送される搬送パレットによって部品が搬送される。
【０００４】
また、特許文献２には、作業者が作業する作業ステーションと作業ロボットが作業する作業ステーションとがレールで接続され、部品を塔載する台車がレールに沿って移動することが記載されている。この台車は、タイヤを駆動するモータを備え、作業手順等に従って移動するように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３９２５３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５２６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２に記載された従来の技術では、作業者が作業する区画と作業ロボットが作業する区画との間で部品を移動させるために、ローラコンベアやモータ付きの台車などの自走可能な搬送機構を必要としていた。
【０００７】
また、上記従来の技術では、自走可能な搬送機構を制御して、作業ロボットの作業に適した位置に部品を移動させていた。そのため、部品を移動させた位置が、本来の設定位置からずれて、作業ロボットの作業に不具合が生じるおそれがあった。そこで、移動後の搬送機構の位置を検知する機構などを必要としていた。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、自走可能な搬送機構を必要とせず、作業ロボットの作業に適した位置に部品を正確に移動させることが可能なワーク製造方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のワーク製造方法は、台車に塔載された部品に対して複数の作業を行ってワークを組み立てるワーク製造方法であって、人作業区画内で作業者が前記部品に対して作業を行う人作業工程と、ロボット作業区画内で作業ロボットが前記部品に対して作業を行うロボット作業工程と、前記人作業区画内から前記ロボット作業区画内に前記部品を塔載した前記台車を移動させる台車移動工程とを備え、前記台車移動工程は、前記作業者が前記台車を予め設定された位置まで移動させる人移動工程と、前記台車が前記位置に位置することを検知する検知工程と、前記台車が前記位置に位置することを検知した場合、前記作業ロボットは、前記台車を当該作業ロボットが前記部品に対して作業を行う位置まで前記台車を移動させるロボット移動工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明のワーク製造方法によれば、部品を塔載した台車は、人移動工程で、予め設定された位置まで作業者が移動させ、ロボット移動工程で、この位置から作業ロボットが部品に対して作業を行う位置までは当該部品に対して作業を行う作業ロボットが移動させる。よって、上記特許文献１，２に記載された従来の技術のように、部品を搬送するために、自走可能な搬送装置は不要であり、作業者等が移動させることが可能な台車であればよい。そのため、搬送装置を自走させる機構を必要としないので、製造設備の簡素化を図ることができ、且つ、搬送装置を制御する必要がない。
【００１１】
さらに、ロボット移動工程では、部品に対して作業を行う位置までは当該部品を対して作業を行う作業ロボットが台車を移動させる。よって、移動後の部品の位置は、当該部品に対して作業を行う作業ロボット自体の基準点を基準とした位置となる。そのため、作業ロボットの作業に不具合が生じるおそれが解消され、さらに、移動後の台車の位置を検知する機構などを必要としない。
【００１２】
本発明のワーク製造システムは、作業者が移動可能な台車に塔載された部品に対して複数の作業を行ってワークを組み立てるワーク製造システムであって、前記作業者が前記部品に対して作業を行う人作業区画と、作業ロボットが前記部品に対して作業を行うロボット作業区画と、前記台車が予め設定された位置に位置するか否かを検知する台車検知機構と、前記台車検知機構が前記台車が前記位置に位置することを検知した場合、前記作業ロボットによって前記台車を当該作業ロボットが前記部品に対して作業を行う位置まで移動させるよう前記作業ロボットを制御するロボット制御部とを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明のワーク製造システムによれば、部品を塔載した台車は、予め設定された位置までは作業者が移動可能であり、この位置から作業ロボットが部品に対して作業を行う位置までは当該部品に対して作業を行う作業ロボットが移動させる。よって、上記特許文献１，２に記載された従来の技術のように、部品を搬送するために、自走可能な搬送装置は不要であり、作業者等が移動させることが可能な台車であればよい。そのため、搬送装置を自走させる機構を必要としないので、製造システムの簡素化を図ることができ、且つ、搬送装置を制御する必要がない。
【００１４】
さらに、部品に対して作業を行う位置までは当該部品を対して作業を行う作業ロボットが台車を移動させる。よって、移動後の部品の位置は、当該部品に対して作業を行う作業ロボット自体の基準点を基準とした位置となる。そのため、作業ロボットの作業に不具合が生じるおそれが解消され、さらに、移動後の台車の位置を検知する機構などを必要としない。
【００１５】
本発明のワーク製造システムにおいて、前記台車検知機構は、前記台車の被係合部に係合可能な係合体と、前記係合体を前記被係合部に対して弾性的に押圧する弾性体と、前記係合体が前記被係合部と係合しているか否かを検知する検知部とを備えることが好ましい。
【００１６】
この場合、台車の被係合部と台車検知機構の係合体とが弾性体の押圧力によって安定的に係合するので、台車を予め設定された位置に安定的に停止させることが可能となり、検知部による検知が確実となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るワーク製造システムを示す模式図。
【図２】台車位置検知機構を模式的に示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図。
【図３】台車が設定位置にある状態におけるワーク製造システムを示す模式図。
【図４】台車がロボット作業位置にある状態におけるワーク製造システムを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係るワーク製造システム１０について説明する。
【００１９】
ワーク製造システム１０は、図１に示すように、自動車部品等のワークＷ（図４参照）を構成する部品Ｓに対して作業者（不図示）及び作業ロボット１１，１２が複数の作業を行ってワークＷを組み立てるためのシステムである。ワーク製造システム１０は、人作業区画Ａとロボット作業区画Ｂとに区画される。なお、ワークＷは部品Ｓを含めた複数の部品が組み立てられてなるものであり、例えば、部品ＳはワークＷの基体や基台などを構成する部品である。
【００２０】
人作業区画Ａは、台車２１に塔載された部品Ｓに対して作業者が作業を行う区画である。作業者が行う作業には、部品Ｓへの他の部品の載置、仮組み付け、組み付けなどが挙げられるが、従来と同様の作業でよく、特に限定されない。また、作業者が、台車２１に塔載された部品Ｓを台車２１以外の作業台等に移動させて、この作業台等で部品Ｓに対して作業を行ってもよい。
【００２１】
ロボット作業区画Ｂは、台車２１に塔載された部品Ｓに対して作業ロボット１１，１２が作業を行う区画である。作業ロボット１１，１２が行う作業には、部品Ｓへの他の部品の載置、組み付け、部品の締付け、調整、検査、加工、部品Ｓの反転などが挙げられるが、従来と同様の作業でよく、特に限定されない。また、作業ロボット１１，１２が台車２１に塔載された台車２１以外の作業台等に移動させて、作業ロボット１１，１２又は他の作業ロボット等がこの作業台等で部品Ｓに対して作業を行ってもよい。
【００２２】
図３を参照して、作業ロボット１１，１２は協働して部品Ｓに対して作業を行うことが可能である。ただし、作業ロボット１１，１２の数は２台に限定されず、１台でも３台以上であってもよい。また、作業ロボット１１，１２は、別個に個別の位置で、部品Ｓに対して作業を行ってもよい。
【００２３】
ロボット作業区画Ｂには、作業ロボット１１，１２がそれぞれ作業を行うためのステーション１３，１４が設置されている。ステーション１３，１４には、例えば、作業ロボット１１，１２の各種作業用のツール、交換用ハンド、あるいは、作業ロボット１１，１２が部品Ｓに組み立てる他の部品等が配置されている。
【００２４】
図示しないが、作業者がロボット作業区画Ｂ内に侵入しないように、人作業区画Ａとロボット作業区画Ｂとの間は、安全扉などの区画物を設置することが好ましい。
【００２５】
人作業区画Ａとロボット作業区画Ｂとに亘ってこれらの床面Ｌ（図２（ａ）参照）にレール２２が設置されている。ここでは、レール２２は１本であるが、複数本のレールを並列に設置してもよい。
【００２６】
台車２１は、複数のタイヤ式の車輪２３、及びレール２２の両側面にそれぞれ係合して回転自在なローラ２４を備えている。台車２１は、駆動源は備えておらず自走不能であるが、外部から力を受けると、レール２２に沿って移動可能となっている。台車２１は、作業者や作業ロボット１１，１２から力を受けると容易に移動する。
【００２７】
ここでは、レール２２は、人作業区画Ａからロボット作業区画Ｂを経て再び同じ人作業区画Ａに戻るように設置されている。しかし、レール２２は、このように設置されることには限定されず、人作業区画Ａからロボット作業区画Ｂを経て他の人作業区画、または、ロボット作業区画Ｂで終了するように設置されてもよい。ただし、レール２２を人作業区画Ａ及びロボット作業区画Ｂを含めたループ状に設置すれば、台車２１をレール２２に載せ替える等の手間が省略でき、好ましい。
【００２８】
ワーク製造システム１０は、さらに、台車２１が予め設定された基準位置Ｐ１に位置するか否かを検知する台車検知機構３０を備えている。この台車検知機構３０は、人作業区画Ａに近いロボット作業区画Ｂに配置されている。
【００２９】
台車検知機構３０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、係合体３１、弾性体３２、支持体３３、及び検知部３４を備えている。
【００３０】
係合体３１は、台車２１の被係合部２５に係合可能な形状を有している。本実施形態では、台車２１の被係合部２５は、台車２１の部品Ｓを上面に載置する載置台２６の下面に回動自在に軸支されたローラ２５である。なお、図面では、台車２１は、２個のローラ２５を備えているが、ローラ２５は１個であってもよい。
【００３１】
そして、係合体３１は、ローラ２５の外周面と係合する窪んだ面３１ａを中央部に有している。ここでは、面３１ａは、前後方向に対称な傾斜平面となっている。さらに、傾斜平面３１ａの前後方向外側には、台車２１の左右外方向に傾斜した平面３１ｂを有している。
【００３２】
係合体３１は、レール２２の方向に弾性体３２によって弾性的に押圧されている。係合体３１の左側面には摺動棒３５が固定されており、この摺動棒３５の外側で係合体３１と支持体３３との間で、自由長より短くなるように、つるまきばねからなる弾性体３２が配置されている。支持体３３は床面Ｌに固定されており、詳細は図示しないが、摺動棒３５は支持体３３内を摺動可能となっている。
【００３３】
係合体３１は、前後方向外側に傾斜した平面３１ｂを有しているので、弾性力に対抗する力がさほどの大きさでなくとも、ローラ２５に係合をさせること、または、ローラ２５との係合を解除させることが可能である。また、係合体３１とローラ２５との相対的な位置に多少の誤差があっても、これらは確実に係合する。これにより、作業者が押して来た台車２１を正確な基準位置Ｐ１に安定的に停止させることが可能である。
【００３４】
検知部３４は、台車２１が基準位置Ｐ１に位置するか否かを検知する。検知部３４は、例えば、複数の透過型光電センサである。複数の透過型光電センサを適切な位置に設置することで、それぞれの光が台車２１で遮蔽されるか否かに応じて、台車２１が基準位置Ｐ１に位置するか否かを正確に検知することができる。
【００３５】
ワーク製造システム１０は、図１に示すように、さらに、作業ロボット１１，１２の動作を制御するロボット制御部４０を備えている。このロボット制御部４０には、検知部３４からの検知信号が入力される。ロボット制御部４０は、ＣＰＵ等により構成されたコンピュータ等である。
【００３６】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、台車２１のローラ２５が台車検知機構３０の係合体３１に係合したとき、即ち、台車２１が基準位置Ｐ１に位置するとき、ロボット制御部４０には検知部３４から検出信号が入力される。この場合、ロボット制御部４０は、作業ロボット１１，１２による作業を行うに最適な、予め設定された作業位置Ｐ２に台車２１を移動させるよう動作するように、作業ロボット１１に対して制御信号を送信する。
【００３７】
これにより、図４に示すように、作業ロボット１１は、台車２１を牽引して、基準位置Ｐ１から作業位置Ｐ２まで移動させるように動作する。作業ロボット１１は、台車２１を牽引するに適したハンドやツールを有している、または、このようなハンドやツールに交換可能となっている。例えば、作業ロボット１１は、人間の手に類似した多指を有するハンドを備え、このハンドで、作業者が台車２１を押し引きするための押棒などの被把持部を把持して台車２１を牽引するものであってもよい。
【００３８】
なお、台車２１を作業位置Ｐ２に仮固定するための機構を設けてもよい。このような機構は、例えば、台車検知機構３０と類似した機構とすればよい。
【００３９】
以下、ワーク製造システム１０を用いた本発明の実施形態に係るワーク製造方法について参照して説明する。
【００４０】
まず、図１に示すように、人作業区画Ａにおいて、台車２１に塔載された部品Ｓに対して作業者が作業を行う人作業工程を行う。その後、人作業区画内Ａからロボット作業区画Ｂ内に台車２１を移動させる台車移動工程を行う。
【００４１】
台車移動工程では、まず、作業を終えた作業者が、台車２１を押して、図３に示すように、台車２１を基準位置Ｐ１に向けて移動させる人移動工程を行う。
【００４２】
そして、台車２１が基準位置Ｐ１に位置するか否かを検知する検知工程を行う。台車２１が基準位置Ｐ１に達すると、検知部３４はその旨の検知信号を送信する。
【００４３】
この検知信号を受信したロボット制御部４０は、台車２１を作業位置Ｐ２に移動させるように作業ロボット１１に制御信号を送信する。この制御信号に応じて、作業ロボット１１は台車２１を牽引して、台車２１を作業位置Ｐ２に移動させるロボット移動工程を行う。
【００４４】
そして、図４に示すように、作業位置Ｐ２に位置する台車２１に塔載された部品Ｓに対して、作業ロボット１１，１２は、ロボット制御部４０から受信した制御信号に基づいて、予め設定された作業を行い、ロボット作業工程を行う。これにより、ワークＷが完成する。
【００４５】
その後、ロボット制御部４０は、台車２１を作業位置Ｐ２から人作業区画Ａ内に移動させるように作業ロボット１２に制御信号を送信する。この制御信号に応じて、作業ロボット１２は台車２１を押し出して、台車２１を人作業区画Ａ内に移動させる。
【００４６】
以上説明したように、本発明の実施形態に係るワーク製造方法及びワーク製造システムによれば、部品Ｓを塔載した台車２１は、基準位置Ｐ１までは作業者が移動させ、基準位置Ｐ１から作業位置Ｐ２までは当該部品Ｓに対して作業を行う作業ロボット１１が移動させる。よって、上記特許文献１，２に記載された従来の技術のように、部品Ｓを搬送するために、自走可能な搬送装置は不要であり、作業者等が移動させることが可能な台車２１であればよい。そのため、台車２１を自走させる機構を必要としないので、ワーク製造システム１０の簡素化を図ることができ、且つ、搬送装置を制御する必要がない。
【００４７】
さらに、部品Ｓに対して作業を行う作業位置Ｐ２まで当該部品Ｓを対して作業を行う作業ロボット１１が台車２１を移動させる。よって、移動後の部品Ｓの位置は、当該部品Ｓに対して作業を行う作業ロボット１１自体の基準点を基準とした位置となる。そのため、作業ロボット１１，１２の作業に不具合が生じるおそれが解消され、さらに、移動後の台車２１の位置を検知する機構などを必要としない。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、作業位置Ｐ２に位置する台車２１に塔載された部品Ｓに対して、作業ロボット１１，１２は協働して作業を行う場合について説明した。しかし、これに限定されない。
【００４９】
例えば、作業位置Ｐ２に位置する台車２１に塔載された部品Ｓに対して作業ロボット１１が作業を行い、作業位置Ｐ２から他の作業位置にロボット１２が台車２１を移動させ、この作業位置に位置する台車２１に塔載された部品Ｓに対して作業ロボット１２が作業を行ってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１０…ワーク製造システム、  １１，１２…作業ロボット、  ２１…台車、  ２２…レール、  ２３…車輪、  ２４…ローラ、  ２５…ローラ、被係合部、  ３０…台車検知機構、  ３１…係合体、  ３２…弾性体、  ３３…支持体、  ３４…検知部、  ３５…摺動棒、  ４０…ロボット制御部、  Ａ…人作業区画、  Ｂ…ロボット作業区画、  Ｐ１…基準位置、  Ｐ２…作業位置、  Ｓ…部品、  Ｗ…ワーク。
【図１】
0006007170.tif 000002
【図２】
0006007170.tif 000003
【図３】
0006007170.tif 000004
【図４】
0006007170.tif 000005