(57)【要約】【課題】  搬送対象となるワークの形状や大きさが様々に異なる場合でも、それらのワークの検出を構成を変更することなく行うことができるワーク搬送システムを提供する。【解決手段】  パレット２５上に圧力センサ２６及びＲＦＩＤタグ２７を配置し、パレット２５上にワーク２８が載置されれば、圧力センサ２６がそのワーク２８の重量を測定し、その重量データをＲＦＩＤタグ２７のメモリに記憶する。そして、コンベア２２側において、ＲＦＩＤタグ２７より送信される重量データをタグリーダが受信すると、制御装置は、受信された重量データに基づきパレット２５上におけるワーク２８の有無を判定し、「ワーク有り」と判定すればロボットにそのワーク２８の取り出し動作をさせるための制御指令を出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの重量を測定するための重量測定手段と、この重量測定手段によって測定された重量のデータを記憶する記憶手段と、前記データを外部に送信する送信手段とを備えてなるパレットと、
このパレットを搬送するための搬送手段側に配置され、前記送信手段によって送信される重量データを受信する受信手段と、この受信手段によって受信された重量データに基づいて前記パレット上におけるワークの有無を判定する判定手段と、
この判定手段によって「ワーク有り」と判断された場合は、ロボットに前記ワークの取り出し動作をさせるための指令を出力する制御手段とを備えてなることを特徴とするワーク搬送システム。
【請求項２】
前記記憶手段及び前記送信手段は、ＲＦＩＤタグで構成されていることを特徴とする請求項１記載のワーク搬送システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ロボットがワークの取り出し動作を行なった後、前記判定手段によって再び「ワーク有り」と判断された場合は、ワークの取り出しエラーと判断して異常対応処理を行なうことを特徴とする請求項１又は２記載のワーク搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送手段によって搬送されるパレット上に載置されたワークを加工等するために、所定の位置においてロボットにより前記ワークの取り出し動作を行なわせるワーク搬送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の生産ラインにおいて、コンベアで搬送されるパレット上に載置されたワークを所定位置で取り出す場合には、ロボットと、例えばＲＦＩＤタグのようなデータキャリアとの組み合わせが採用されることが多い。即ち、図７に示すように、ワーク１が載置されたパレット２がコンベア３上を搬送されて行く場合、コンベア３側に配置されているワーク検出センサ４がワーク１の有無を光学的に検出する。
【０００３】
また、パレット２側部には、ＲＦＩＤタグ５が配置されており、コンベア３側に配置されているタグリーダ（のヘッド）６がＲＦＩＤタグ５に記録されているデータを読取るとパレット２が所定位置に到達したものと判断して、コンベア３のストッパ７を突出させてパレット２の搬送を停止させる。そして、図示しない制御装置は、そのタイミングでロボット８に動作開始指令を出力する。すると、ロボット８は、ロボットハンドを移動させてパレット２よりワーク１をピックアップし、ワーク１の種類（Ａ，Ｂ）に応じてケース９Ａ，９Ｂ内に夫々収容する。
例えば特許文献１には、図７と同様にワーク検出センサを用いてワークの有無を光学的に検出する構成の一例が開示されている。
【特許文献１】特開平５−３２９７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的な生産ラインにおいては、ワークが一品番しか流れないということは殆どなく、通常は数１０〜数１００品番のワークが流れる。そして、ワークの形状や大きさ等は品番によって変化するため、１つのワーク検出センサでそれらの全てを検出しようとすることは非常に困難である。
例えば、図８（ａ）に示すように、背が高く倒れ易い形状のワーク１０の場合は、ワーク１０を支えるためのガイドバー１１を添える場合があり、ワーク１０がパレット上に搭載されていない場合でもセンサがガイドバー１１を検出してしまう場合がある。また、例えば、図９（ｂ）に示すように、平べったい形状で厚さが薄いワーク１２の場合は、センサによる検出自体が困難である。更に、図９（ｃ）に示すようなコイル１３の場合は、コイル１３の中心をガイドバー１４が貫通した状態で搬送される場合があり、斯様な状態からコイル１３のみを検出することも極めて難しい。
【０００５】
以上のような問題から、現状では、ワークの形状や大きさが比較的近いものを予めグループ化しておき、各製品グループに合わせて生産ラインの設備を調整して設置する、といった対応を行なわざるを得ない。そのため、生産効率が低下すると共に、生産ラインの設置コストが上昇するという問題などを生じていた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、搬送対象となるワークの形状や大きさが様々に異なる場合でも、それらのワークの検出を、構成を変更することなしに行うことができるワーク搬送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載のワーク搬送システムによれば、パレット上にワークが載置されれば、重量測定手段がそのワークの重量を測定し、測定された重量データは記憶手段に記憶される。そして、搬送手段側において、パレット側の送信手段より送信される重量データを受信手段が受信すると、判定手段は、受信された重量データに基づきパレット上におけるワークの有無を判定し、制御手段は、「ワーク有り」と判断されれば、ロボットにそのワークの取り出し動作をさせるための指令を出力する。
即ち、パレット上におけるワークの有無はその重量に基づいて判定されるため、光学的なセンサなどを使用する場合のように、ワークの形状や大きさに依存することはないので、搬送対象となるワークの種類が非常に多くなる場合でも、システムの構成を変更することなく対応することができる。従って、生産効率の向上を図ることができると共に、搬送システムの設置コストを低下させることが可能となる。
【０００７】
請求項２記載のワーク搬送システムによれば、パレット側に配置される記憶手段及び送信手段をＲＦＩＤタグで構成する。即ち、ＲＦＩＤタグは、データを記憶するためのメモリと無線信号による通信手段とを双方とも備えていると共にサイズが極めて小型であるから、本発明のシステムに有効に適用することができる。
【０００８】
請求項３記載のワーク搬送システムによれば、制御手段は、ロボットがワークの取り出し動作を行なった後判定手段が再度「ワーク有り」と判断すると、ワークの取り出しエラーと判断して異常対応処理を行なう。即ち、ロボットがワークの取り出し動作を行なったはずであるにもかかわらず、ワークの重量が未だ検出されるという場合には、ワークの取り出し動作が正常に完了しなかったという状態が推定される。従って、斯様な場合に異常対応処理を行なうことにより、ワークの取り出し異常に対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施例について図１乃至図６を参照して説明する。図３は、本発明のワーク搬送システム（但し、パレットは図示せず）を備えて構成される生産ラインの全体構成を示す斜視図である。生産ライン２１は、コンベア（搬送手段）２２の各作業位置において、制御装置一体型のベース２３が夫々配置されている。また、各作業位置には、夫々ロボット２４が配置されており、それらのロボット２４は、コンベア２２上を搬送されるパレット２５（図１又は図２参照）に対して、例えばワークを載置したり、ワークに対する取り付け部品を供給したり、ワークを加工したり、加工後のワークを取り出すなどの作業を行う。
【００１０】
図１（ａ）は、コンベア２２及びパレット２５の部分を取り出して示す図である。また、図１（ｂ）に示すように、パレット２５の中央部には圧力センサ（重量測定手段）２６とＲＦＩＤタグ２７とが配置されており、両者は信号線を介して接続されている。圧力センサ２６は、ワーク２８がパレット２５上に載置された場合に、当該ワーク２８の重量に応じた圧力検出信号をＲＦＩＤタグ２７側に出力するものである。
そして、図１（ａ）及び図２（ｃ）に示すように、ベース２３の上面にはＲＦＩＤタグ２７より送信された電磁信号を受信するためのアンテナ２９が配置されている。尚、このアンテナ２９は、パレット２５の面積に比較してサイズが小さいＲＦＩＤタグ２７が、パレット２５のどこに配置されていても通信が可能となるように、ベース２３の略全面に配置されている。
【００１１】
図２（ａ）は、図３において、加工装置３０によりワーク２８を加工する部分を示すものである。ワーク２８が載置されたパレット２５がベース２３の位置に到達すると、ロボット２４は、ワーク２８をピックアップして加工装置３０のテーブル上に載置する。尚、ロボット２４のハンドは、図２の奥行き方向に９０度回動可能となっている。すると、加工装置３０はそのワーク２８を加工処理する。
【００１２】
図４（ａ）は、パレット２５に配置される圧力センサ２６及びＲＦＩＤタグ２７の電気的構成を示す機能ブロック図である。ＲＦＩＤタグ２７は、一般的なＲＦＩＤタグと同様に、ＣＰＵなどで構成される制御回路３１、データを記憶するためのメモリ（記憶手段）３２、通信を行うための受信回路３３及び送信回路（送信手段）３４並びにアンテナ（送信手段）３５を備えているが、バッテリ３６を内蔵しており、外部より電源供給を受けずとも常時動作するように構成されている。また、圧力センサ２６と制御回路３１とはＡ／Ｄ変換部３７を介して接続されており、制御回路３１は、圧力センサ２６より出力されるデータを周期的にＡ／Ｄ変換して読み込むようになっている。
メモリ３２には、パレット２５に載置される予定のワーク２８の品番情報などが、予め（例えば、ワーク２８をパレット２５に載置する処理を行なう上流の工程において）タグライタにより書き込まれている。尚、圧力センサ２６の動作用電源は、自身がバッテリを内蔵していても良いし、また、ＲＦＩＤタグ２７側のバッテリ３６より電源供給を受けても良い。
【００１３】
一方、図４（ｂ）は、ベース２３に内蔵されている制御装置（判定手段，制御手段）３８を中心とする電気的構成を示すものである。制御装置３８は、アンテナ２９を介してＲＦＩＤタグ２７と通信を行うためのタグリーダ３９（ベース２３に内蔵，受信手段）を介して、ＲＦＩＤタグ２７のメモリ３２に記憶されているデータを読み込むようになっている。尚、タグリーダ３９は、書込み機能も備えるリーダライタであっても良い。
また、制御装置３８は、パレット２５の搬送を停止させるため、コンベア２２側に配置されているストッパ４０に制御信号を出力すると共に、ロボット２４に対して制御指令を与え、また、ロボット２４側より動作データを受け取るようになっている。更に、制御装置３８は、ベース２３に配置されている表示器４１の表示や警告ブザー４２の鳴動も制御するようになっている。
尚、以上の構成において、コンベア２２、パレット２５、圧力センサ２６、ＲＦＩＤタグ２７、制御装置３８及びタグリーダ３９は、ワーク搬送システム４３を構成している。
【００１４】
次に、本実施例の作用について図５及び図６も参照して説明する。図５は、ＲＦＩＤタグ２７の制御回路３１によって実行される制御内容を示すフローチャートである。制御回路３１は、一定周期のＡ／Ｄ変換タイミングが到来するか（ステップＡ１）、或いは外部のタグリーダ３９より送信要求があるまで（ステップＡ２）待機している。そして、Ａ／Ｄ変換タイミングが到来すると（ステップＡ１，「ＹＥＳ」）、圧力センサ２６の出力データをＡ／Ｄ変換して読み込み（ステップＡ３）、メモリ３２に書き込んで記憶させる（ステップＡ４）。それから、ステップＡ２に移行する。
即ち、パレット２５の圧力センサ２６の上にワーク２８が載置されると、圧力センサ２６は、そのワーク２８の重量に応じた圧力検出信号を出力する。従って、ワーク２８の重量に応じたデータが、ＲＦＩＤタグ２７のメモリ３２に書き込まれることになる。
【００１５】
そして、パレット２５がコンベア２２によって搬送され、ベース２３の位置に到達し、アンテナ３５及び受信回路３３を介してタグリーダ３９による送信要求を受信すると（ステップＡ２，「ＹＥＳ」）、制御回路３１は、メモリ３２に記憶されているワーク２８の品番情報や、重量データなどを読み出し、アンテナ３５を介して送信する（ステップＡ５）。それから、ステップＡ１に戻る。
【００１６】
一方、図６は、ベース２３に内蔵される制御装置３８による制御内容を示すフローチャートである。制御装置３８は、先ず、タグリーダ３９により、パレット２５が加工装置３０に対応するベース２３の位置に到達して検知されるまで待機しており（ステップＢ１）、パレット２５が検知されると（「ＹＥＳ」）、ストッパ４０に制御信号を出力して前記パレット２５の搬送を停止させる（ステップＢ２）。
それから、制御装置３８は、タグリーダ３９を介して、パレット２５側よりワーク２８の品番情報と重量データとを読み込む（ステップＢ３，Ｂ４）。品番情報は、ロボット２４がワーク２８をピックアップするためのハンドの交換（ツールチェンジ）及びワーク２８の形状を把握するために必要となる。そして、制御装置３８は、ＲＦＩＤタグ２７より読み込んだワーク２８の重量が「０」でないか否かを判断する（ステップＢ５）。
【００１７】
ステップＢ５での判断は、単にワーク２８がパレット２５に載置されているか否かを判断するだけであるから、「０」でない重量が検出されれば（「ＹＥＳ」）「ワーク有り」と判断してステップＢ６に移行する。尚、ワーク２８の品番に応じたツールチェンジが必要であれば、ステップＢ６への移行前に行えば良い。一方、重量が「０」であれば（「ＮＯ」）ワーク２８がパレット２５に載置されていないと判断されるので、ストッパ４０による規制を解除しパレット２５を下流側に搬送させてから（ステップＢ１２）ステップＢ１に戻る。
【００１８】
ステップＢ６において、制御装置３８は、ロボット２４に制御指令を与え、ハンドをワーク２８の上方へ移動させるとそのワーク２８を把持（チャック）させてから（ステップＢ７）ハンドを上昇させる（ステップＢ８）。尚、ステップＢ６〜Ｂ８の処理が「取り出し動作」に対応する。
すると、制御装置３８は、再度パレット２５側のＲＦＩＤタグ２７よりワーク２８の重量を読み込み（ステップＢ９）、その重量が「０」であるか否かを判断する（ステップＢ１０）。即ち、ロボット２４によってワーク２８が正常にピックアップされていれば、その時点のワーク２８の重量は「０」になっているはずであるから、重量が「０」であれば（「ＹＥＳ」）ロボット２４にワーク２８を加工装置３０に投入させて（ステップＢ１１）、ステップＢ１に戻る。
【００１９】
一方、ステップＢ１０において、ワーク２８の重量が「０」でない場合は（「ＮＯ」）、ロボット２４のハンドがワーク２８を正常に把持して持ち上げることができなかったと推定される（ステップＢ１３）。そこで、制御装置３８は、表示器４１に「チャックミス」が発生したことを示す表示を行わせると共に、警告ブザー４２を鳴動させて「チャックミス」の発生を報知する「エラー処理（異常対応処理）」を行なう（ステップＢ１４）。それから、ステップＢ１に戻る。
【００２０】
以上のように本実施例によれば、パレット２５上に圧力センサ２６及びＲＦＩＤタグ２７を配置し、パレット２５上にワーク２８が載置されれば、圧力センサ２６がそのワーク２８の重量を測定し、その重量データをＲＦＩＤタグ２７のメモリ３２に記憶する。そして、コンベア２２側において、ＲＦＩＤタグ２７より送信される重量データをタグリーダ３９が受信すると、制御装置３８は、受信された重量データに基づきパレット２５上におけるワーク２８の有無を判定し、「ワーク有り」と判定すればロボット２４にそのワーク２８の取り出し動作をさせるための制御指令を出力する。
【００２１】
即ち、パレット２５上におけるワーク２８の有無はその重量に基づいて判定されるので、光学的なセンサなどを使用する場合のように、ワーク２８の形状や大きさに依存することはない。従って、搬送対象となるワークの種類が非常に多くなる場合でもシステムの構成を変更することなく対応することができ、生産効率の向上を図ることができると共に、ワーク搬送システム４３の設置コストを低下させることが可能となる。
【００２２】
また、ＲＦＩＤタグ２７は、データを記憶するためのメモリ３２と無線信号による通信手段とを双方とも備えていると共にサイズが極めて小型であるから、本発明のシステムに有効に適用することができる。更に、制御装置３８は、ロボット２４がワーク２８の取り出し動作を行なった後に再度「ワーク有り」と判断すると、取り出しエラーと判断して異常対応処理を行なうので、ワーク２８の取り出し異常に対処することができる。
【００２３】
本発明は上記しまたは図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形が可能である。
ステップＢ９，Ｂ１０，Ｂ１３，Ｂ１４は、必要に応じて実行すれば良い。
圧力センサ２６とＲＦＩＤタグ２７とが一体に構成されるユニットを、パレット２５上に配置しても良い。
制御装置３８側の読取りタイミングに問題がない場合、ＲＦＩＤタグ２７は、バッテリ３６を内蔵することなく、タグリーダ３９側より送信される電力の供給を受けて動作するように構成されていても良い。圧力センサ２６についても同様である。
また、記憶手段及び送信手段は、必ずしもＲＦＩＤタグ２７によって構成するものに限らない。夫々、メモリのような記憶手段と、無線信号を送信可能な手段であれば、どのような構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例であり、（ａ）は図３よりコンベア及びパレットの部分を取り出して示す斜視図、（ｂ）はワークを除いた状態のパレットを示す斜視図
【図２】（ａ）は図３において加工装置によりワークを加工する部分を示す図、（ｂ）は（ａ）よりロボット及び加工装置を除いた状態を示す図、（ｃ）はベースを示す図
【図３】生産ラインの全体構成を示す斜視図
【図４】（ａ）は、パレットに配置される圧力センサ及びＲＦＩＤタグの電気的構成を示す機能ブロック図、（ｂ）はベースに内蔵されている制御装置を中心とする電気的構成を示す機能ブロック図
【図５】ＲＦＩＤタグの制御回路によって実行される制御内容を示すフローチャート
【図６】ベースに内蔵される制御装置による制御内容を示すフローチャート
【図７】従来技術を示す図３相当図
【図８】（ａ）〜（ｃ）は様々な形状のワークを示す図
【符号の説明】
【００２５】
図面中、２１は生産ライン、２２はコンベア（搬送手段）、２４はロボット、２５はパレット、２６は圧力センサ（重量測定手段）、２７はＲＦＩＤタグ、２８はワーク、３２はメモリ（記憶手段）、３４は送信回路（送信手段）、３５はアンテナ（送信手段）、３８は制御装置（判定手段，制御手段）、３９はタグリーダ（受信手段）、４３はワーク搬送システムを示す。
【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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