(57)【要約】【課題】第１無線装置と第２無線装置との間で無線通信をリアルタイムに行うこと。【解決手段】生産装置１００は、ロボットアーム１０１と、ワークが載置される作業台１０４と、第１アンテナ部及び第１無線装置を有する無線局１１１と、第２アンテナ部及び第２無線装置を有する無線局１１２とを備えている。無線局１１１は、ロボットアーム１０１に支持されている。無線局１１２は、枠体１０５に固定されて作業台１０４に対して相対移動不能に配置されている。作業台１０４には、無線局１１２の第２アンテナ部の指向範囲内の位置であって、ロボットアーム１０１の姿勢Ｐ１で無線局１１１の第１アンテナ部の指向範囲内に位置するように反射板１０７，１０８が配置されている。反射板１０７，１０８は、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１のときに、第１無線装置と第２無線装置との間で通信可能に無線信号を反射する。【選択図】図１
2018176420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームと、
ワークが載置される作業台と、
前記ロボットアームに支持された、指向性を有する第１アンテナ部と、
前記第１アンテナ部に接続された第１無線装置と、
前記作業台に対して相対移動不能に配置された、指向性を有する第２アンテナ部と、
前記第２アンテナ部に接続され、前記第１アンテナ部及び前記第２アンテナ部を通じて、前記第１無線装置と無線通信を行うための第２無線装置と、
前記第２アンテナ部の指向範囲内の位置であって、前記ロボットアームの複数の姿勢のうちの少なくとも１つの姿勢で前記第１アンテナ部の指向範囲内に位置するように配置され、前記ロボットアームが前記少なくとも１つの姿勢のときに、前記第１無線装置と前記第２無線装置との間で通信可能に無線信号を反射する反射板と、を備えたことを特徴とする生産装置。
【請求項２】
前記反射板は、前記作業台に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の生産装置。
【請求項３】
前記第１アンテナ部の可動領域の上方に位置する天部及び前記天部を支持する支柱部を有する枠体を備え、
前記第２アンテナ部は、前記枠体に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の生産装置。
【請求項４】
前記第２アンテナ部は、前記天部に支持されていることを特徴とする請求項３に記載の生産装置。
【請求項５】
前記第１アンテナ部は、第１送信アンテナ及び第１受信アンテナを有し、
前記第２アンテナ部は、第２送信アンテナ及び第２受信アンテナを有し、
前記第１無線装置は、前記第１送信アンテナを介して無線信号を送信するための第１送信機、及び前記第１受信アンテナを介して無線信号を受信するための第１受信機を有し、
前記第２無線装置は、前記第２送信アンテナを介して無線信号を送信するための第２送信機、及び前記第２受信アンテナを介して無線信号を受信するための第２受信機を有し、
前記反射板は、前記ロボットアームが前記少なくとも１つの姿勢のときに、前記第１送信アンテナから送信された無線信号を前記第２受信アンテナに反射し、且つ前記第２送信アンテナから送信された無線信号を前記第１受信アンテナに反射するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生産装置。
【請求項６】
前記第１アンテナ部は、送信アンテナを有し、
前記第２アンテナ部は、受信アンテナを有し、
前記第１無線装置は、前記送信アンテナを介して無線信号を送信するための送信機を有し、
前記第２無線装置は、前記受信アンテナを介して無線信号を受信するための受信機を有し、
前記反射板は、前記ロボットアームが前記少なくとも１つの姿勢のときに、前記送信アンテナから送信された無線信号を前記受信アンテナに反射するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生産装置。
【請求項７】
撮像素子を備え、
前記第１無線装置は、前記撮像素子により撮像された撮像画像を示す画像信号を送信することを特徴とする請求項５又は６に記載の生産装置。
【請求項８】
前記第１無線装置と前記第２無線装置との間の無線通信における無線信号の強度を計測する計測部と、
前記計測部の計測結果を表示する表示部と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の生産装置。
【請求項９】
前記反射板の姿勢を調整する調整機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の生産装置。
【請求項１０】
前記反射板の反射面が凹面であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の生産装置。
【請求項１１】
前記反射板の反射面が凸面であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の生産装置。
【請求項１２】
前記ロボットアームの先端に取り付けられたロボットハンドと、
前記ロボットハンドにより把持されたツールと、を備え、
前記第１アンテナ部は、前記ツールに固定されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の生産装置。
【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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人手による組み立て作業に換えて、ロボットアームにより組み立て作業を実現する組み立て生産装置が求められている。人手による組み立て作業においては、効率よく多品種少量生産に対応するため、コンベアを取り除き、ワークを人手により搬送し、一定の工程を受け持つ人セル生産方式が導入されており、これを、生産品目に応じて組み替えている。この人セル生産方式の１つの人セルを、ロボットアームによる組み立て生産装置に置き換えたものが、ロボットセルであり、例えば特許文献１にあげられる生産装置がある。
【０００３】
これらの生産装置のロボットアームには、カメラやハンド等のツールが先端部に設けられており、これらへの制御信号や画像信号は、通常、ロボットアームに内蔵されたケーブルを通じて送受信される。
【０００４】
しかしながら、ロボットアーム内に埋め込まれるケーブルは過酷な可動条件に晒され、中でも、制御や画像伝送に使われる高速通信線は、シールド等が必要なため、耐久寿命が短いという難点があった。
【０００５】
また、カメラ等は、組み立て工程によっては不必要になる場合があり、容易に取り外しができることが求められることがある。通常、このような場合は、カメラの画像通信線は、ロボットアームの外側から引き回されるため、ロボットセルの組み替え時に、ケーブルの引き回し等、煩雑な作業が必要になり、装置の立上げリードタイムが長くなるという難点があった。
【０００６】
これに対して、画像通信線を廃止して、このような高速信号を無線通信によりやりとりすることで改善する方法が、例えば特許文献２にあげられる生産装置で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２４０４４３号公報
【特許文献２】特開２００６−１０５７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、画像データのような大容量のデータをリアルタイムに無線通信する場合には、ミリ波通信や光通信等の高周波通信を用いる必要がある。周波数が高くなるほど電磁波の伝播損失は大きくなるため、高周波電磁波の場合、非常に損失が大きくなり、遠くに飛びにくいという特徴がある。
【０００９】
一方、高周波電磁波の性質は光に近くなり、アンテナ構造によって、高い指向性を有する電磁波を送出可能である。よって、ミリ波のような高周波電磁波を用いた無線通信においては無指向に近い指向性のアンテナで、極近傍で通信を行うか、指向性が高いアンテナを用いてアンテナ指向方向に限定された範囲にある無線局と通信を行うこととなる。
【００１０】
ロボットアームを備えた生産装置においては、スペースの制約があり、極近傍に無線局同士を配置することは困難であるため、生産装置内で伝送可能な程度に指向性を有するアンテナを用いて通信を行う。
【００１１】
このような場合、撮像時のロボットアームの姿勢は工程によって大きく変化するので、各撮像姿勢でロボットアームに支持されたアンテナの指向方向が大きく変わり、各撮像姿勢で受信側と送信側との指向範囲が重ならない場合が往々にしてある。
【００１２】
そこで、電磁波の強い方向をサーチしてアンテナの指向方向を変化させる手法を、生産装置に適用することが考えられるが、サーチによるタイムロスが生じ、生産装置の生産タクトが低下するという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は、第１無線装置と第２無線装置との間で無線通信をリアルタイムに行うことが可能な生産装置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】
【００１４】
本発明の生産装置は、ロボットアームと、ワークが載置される作業台と、前記ロボットアームに支持された、指向性を有する第１アンテナ部と、前記第１アンテナ部に接続された第１無線装置と、前記作業台に対して相対移動不能に配置された、指向性を有する第２アンテナ部と、前記第２アンテナ部に接続され、前記第１アンテナ部及び前記第２アンテナ部を通じて、前記第１無線装置と無線通信を行うための第２無線装置と、前記第２アンテナ部の指向範囲内の位置であって、前記ロボットアームの複数の姿勢のうちの少なくとも１つの姿勢で前記第１アンテナ部の指向範囲内に位置するように配置され、前記ロボットアームが前記少なくとも１つの姿勢のときに、前記第１無線装置と前記第２無線装置との間で通信可能に無線信号を反射する反射板と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電磁波の強い方向をサーチする必要がなく、サーチに要する時間のロスがなくなり、第１無線装置と第２無線装置との間での無線通信のリアルタイム性が確保され、生産タクトが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】アンテナの指向性を説明するための図である。
【図４】カメラの外観を示す斜視図である。
【図５】カメラの構成を示すブロック図である。
【図６】第１無線局の構成を示すブロック図である。
【図７】第２無線局の外観を示す斜視図である。
【図８】第２無線局の構成を示すブロック図である。
【図９】反射板及び反射板の調整機構を示す斜視図である。
【図１０】第２実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。
【図１１】第２実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。
【図１２】第３実施形態に係る生産装置における反射板及び反射板の姿勢を調整する調整機構を示す側面図である。
【図１３】部品トレイに配置した部品をツールを用いて把持する工程の説明図である。
【図１４】部品トレイに配置した部品をツールを用いて把持する工程の説明図である。
【図１５】第４実施形態に係る生産装置における反射板及び反射板の姿勢を調整する調整機構を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。生産装置１００は、部品Ｗ１を本体部品Ｗ２に組み付ける生産装置である。生産装置１００は、いわゆるロボットセルであり、図示は省略するが、生産装置１００と略同様の構成の生産装置が生産装置１００に隣接して配置されている。
【００１９】
生産装置１００は、ロボットアーム１０１と、ロボットアーム１０１の先端に取り付けられたエンドエフェクタとしてのロボットハンド１０２と、ロボットハンド１０２により把持されるツール１０３と、を備えている。
【００２０】
ロボットアーム１０１は、多関節（例えば６関節）のロボットアームである。ロボットハンド１０２は、多指（例えば３指）のロボットハンドである。ツール１０３は、入力した制御信号に応じて開閉するように構成されたピンセット１０３ａを有するピンセットツールである。
【００２１】
また、生産装置１００は、作業部である作業面１０４ａを有する作業台１０４と、略直方体形状の骨組み構造の枠体１０５と、を備えている。この作業面１０４ａは平面であり、作業面１０４ａには、ワークＷ１，Ｗ２が直接又は間接的に載置される。なお、作業部が作業面である場合について説明するが、平面形状に限らず、凹凸を有していてもよい。
【００２２】
図１及び図２では、部品Ｗ１が、作業面１０４ａ上に直接載置されているが、不図示の部品トレイに載置され、間接的に作業面１０４ａ上に載置されてもよい。また、図１及び図２では、本体部品Ｗ２が、作業面１０４ａ上に直接載置されているが、不図示のワーク載置台に載置され、間接的に作業面１０４ａ上に載置されてもよい。
【００２３】
また、生産装置１００は、第１無線局である無線局１１１を内蔵したカメラ１０６を備えている。カメラ１０６は、ツール１０３に固定されている。生産装置１００は、カメラ１０６に内蔵された無線局１１１と無線通信を行うための第２無線局としての無線局１１２を備えている。これら無線局１１１，１１２間の無線通信には、指向性の強いミリ波や光等の電磁波を用いている。
【００２４】
作業台１０４は、機械強度が要求されるため、アルミ等の金属により強固に形成される。ロボットアーム１０１の基端は、作業台１０４の作業面１０４ａに固定されている。なお、ロボットアーム１０１は、作業台１０４以外のものに固定してもよく、例えば枠体１０５や床面、壁面等、他の構造物に固定してもよい。
【００２５】
ロボットハンド１０２によりツール１０３を把持し、部品Ｗ１をツール１０３のピンセット１０３ａで把持して、部品Ｗ１を本体部品Ｗ２に組み付けることができる。このとき、無線局１１１を内蔵するカメラ１０６は、ツール１０３に固定されているので、ツール１０３がロボットハンド１０２に把持されることにより、ツール１０３及びロボットハンド１０２を介してロボットアーム１０１に支持されていることになる。
【００２６】
枠体１０５は、作業台１０４の作業面１０４ａに固定されている。なお、枠体１０５は、作業台１０４以外のものに固定してもよく、ロボットアーム１０１等の振動が直接伝わらないように、例えば床面に直接固定してもよい。無線局１１２は、作業台１０４に対して相対移動不能に配置されており、具体的には、枠体１０５に支持（固定）されている。
【００２７】
枠体１０５は、支柱部として、垂直に延びる複数本（例えば４本であり、図１及び図２で図示されているのは２本）の支柱部材１２１と、各支柱部材１２１の上端に固定され、各支柱部材１２１に支持される天部１２２と、を有している。そして、無線局１１２は、天部１２２に支持（固定）されている。
【００２８】
支柱部材１２１は、例えば金属で形成されている。また、天部１２２は、例えば梁部材や天板等で構成されており、作業台１０４の上方に配置されている。この天板は、例えばプラスチック等の非金属板であるのが好ましい。これによりカメラ１０６から発せられた電磁波（無線信号）は、天部１２２の天板を通過するため、天板での反射は起きないようになっている。なお、天部１２２が天板を有しているとしたが、天井の照明等の外乱光の影響がないならば、天板を設けなくてもよい。そのときには、無線局１１２は天部１２２の梁部材に直接設置すればよい。
【００２９】
無線局１１１を有するカメラ１０６は、ロボットアーム１０１の動作に応じて位置及び姿勢が変化する。作業台１０４の作業面１０４ａは、ロボットアーム１０１の動作に伴うカメラ１０６（即ち、アンテナ部を有する無線局１１１）の可動領域よりも下方に位置している。また、枠体１０５の天部１２２は、ロボットアーム１０１の動作に伴うカメラ１０６（即ち、アンテナ部を有する無線局１１１）の可動領域よりも上方に位置している。
【００３０】
ここで、図１にはカメラ１０６の無線局１１１から無線局１１２へ電磁波（無線信号）を送信したとき、図２には無線局１１２からカメラ１０６の無線局１１１へ電磁波（無線信号）を送信したときを示している。
【００３１】
本第１実施形態では、カメラ１０６により撮像する際のロボットアーム１０１の姿勢が２つの場合について説明する。図１及び図２に示すように、ロボットアーム１０１が第１姿勢である姿勢Ｐ１と第２姿勢である姿勢Ｐ２のときに、カメラ１０６を用いて撮像する。本第１実施形態では、ロボットアーム１０１は、撮像する際の姿勢Ｐ１，Ｐ２を保持する。そのロボットアーム１０１の静止状態のときに無線局１１１，１１２間で無線通信を行う。なお、撮像する際のロボットアーム１０１の姿勢は、２つに限定するものではなく、３つ以上であってもよい。なお、図１及び図２には、各姿勢Ｐ１，Ｐ２における電磁波（無線信号）の伝送範囲Ｅ１〜Ｅ４、Ｅ１０〜Ｅ１２を仮想的に描いてある。
【００３２】
主制御装置２００について説明する。主制御装置２００は、ケーブル１０を介して無線局１１２に接続されている。主制御装置２００は、画像処理部２０１と、ロボット制御部２０２とを有している。主制御装置２００は、コンピュータであり、ソフトウェア処理によって各部２０１，２０２として機能してもよいし、主制御装置２００の各部２０１，２０２をハードウェア（回路）で構成してもよい。
【００３３】
画像処理部２０１は、取得した画像からワークＷ１，Ｗ２等の位置及び姿勢の計測を行う画像処理を実行する。ロボット制御部２０２は、ロボットアーム１０１の軌道、ロボットハンド１０２の開閉及びツール１０３の開閉を制御する。
【００３４】
ロボット制御部２０２は、画像処理部２０１から受信した補正データをもとに、ロボットアーム１０１の軌道を補正する機能を持つ。また、実際は、有線でロボットアーム１０１やロボットハンド１０２、ツール１０３の制御を行っているが、図１及び図２では制御ケーブルの図示は省略している。
【００３５】
主制御装置２００の画像処理部２０１について説明する。画像処理部２０１は、ケーブル１０及び無線局１１２を介してカメラ１０６の無線局１１１と通信を行う。本実施形態では、カメラリンク規格のデータを通信する。画像処理部２０１には、画像処理機能があり、カメラ１０６の無線局１１１から受信した撮像画像を画像処理することにより、撮像対象であるワークＷ１，Ｗ２の位置及び姿勢を計測する。この計測した位置及び姿勢の情報を用いて、ロボットアーム１０１の移動量を補正している。
【００３６】
次に、生産装置１００を用いた生産工程の概略について説明する。以下で説明していく工程では、主制御装置２００が各機器の制御を行う。
【００３７】
まず、組み付け作業の事前準備として、ロボット制御部２０２は、ロボットハンド１０２にツール１０３を把持させる。ロボット制御部２０２は、ツール１０３に部品Ｗ１を把持させるために、ロボットアーム１０１を姿勢Ｐ１に動作させる。
【００３８】
ツール１０３に部品Ｗ１を把持させるためには、部品Ｗ１の位置及び姿勢を正確に計測する必要がある。そのため、カメラ１０６で部品Ｗ１を撮像し、撮像画像を画像処理部２０１に伝送して画像処理させることにより、部品Ｗ１の位置及び姿勢を計測する。
【００３９】
カメラ１０６の撮像時に使用する無線通信に関する詳細は後述する。ロボット制御部２０２は、計測した部品Ｗ１の位置及び姿勢の情報を用いて、ロボットアーム１０１が移動すべき位置を算出し、移動させる。そして、ロボット制御部２０２は、ツール１０３のピンセット１０３ａを用いて部品Ｗ１を把持させる。
【００４０】
ツール１０３による部品Ｗ１の把持作業が完了したら、部品Ｗ１を本体部品Ｗ２に組み付ける作業に移行する。
【００４１】
ロボット制御部２０２は、部品Ｗ１を本体部品Ｗ２に組み付けるために、ロボットアーム１０１を姿勢Ｐ１から姿勢Ｐ２に動作させる。部品Ｗ１を本体部品Ｗ２に組み付けるためには、本体部品Ｗ２の位置及び姿勢を正確に把握する必要がある。そのため、カメラ１０６で本体部品Ｗ２を撮像し、撮像画像を画像処理部２０１に伝送して画像処理させることにより、本体部品Ｗ２の位置及び姿勢を計測する。
【００４２】
ロボット制御部２０２は、本体部品Ｗ２の位置及び姿勢の情報を用いて、ロボットアーム１０１が移動すべき量を算出する。そして、ロボット制御部２０２は、算出した移動量だけロボットアーム１０１を移動させてから、部品Ｗ１を本体部品Ｗ２に組み付ける。
【００４３】
ロボット制御部２０２は、組み付け作業が完了したら、ロボットアーム１０１を姿勢Ｐ１に動作させ、新たに供給された部品Ｗ１をツール１０３に把持させる。そして、ロボット制御部２０２は、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ２となるように動作させ、新たに供給された本体部品Ｗ２に部品Ｗ１を組み付ける。
【００４４】
このように、生産装置１００は、部品Ｗ１と本体部品Ｗ２との組み付け作業を繰り返し実施する工程を行う。
【００４５】
つまり、カメラ１０６による撮像箇所は、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１と姿勢Ｐ２のときである。これら図１及び図２からもわかるように、カメラ１０６の撮像姿勢（つまり、ロボットアーム１０１の姿勢Ｐ１，Ｐ２）は、工程によって大きく異なる。
【００４６】
次に、無線通信路を含む通信路に関して説明する。第１実施形態では、無線局１１１と無線局１１２と間の無線通信に、ミリ波通信等の高速無線通信を用いた場合について説明する。このような高周波の電磁波は光に近い特性を持つので、アンテナから放射される電磁波の指向角が狭く、見通しがよくない（電磁波が届かない）場所では通信しにくいという特徴を持つ。
【００４７】
ここで、アンテナの指向性と指向方向に関して、図３を用いて補足説明する。図３に示すアンテナＡＴは、指向性を有するアンテナである。図３には、アンテナＡＴから発生する電波強度の角度分布を示している。これは、最大放射強度を有する角度の電磁波強度を１とした場合、角度に応じてどの強度になるかを示した分布図である。
【００４８】
一般的にアンテナＡＴから放射される電磁波には、放射の主方向に放射するメインロブＭＬと、その両側又は片側に生じるサイドロブＳＬがある。以下、メインロブＭＬによる放射のみについて説明を行い、サイドロブＳＬに関する説明は省略する。
【００４９】
θは最大放射強度の半値を維持する角度で、指向角と呼ばれる。一般に、指向性が強い電磁波においては、指向角θ外において急激に電磁波強度が低下するため、この指向角θ以内の領域が通信可能領域として使われている。なお本実施形態においては、指向角θの中点が向く方向を指向方向Ｄとしている。また、指向性を有するアンテナとは、指向角θの範囲の電磁波が、直接、隣接する生産装置に入らない程度の指向性を有するアンテナをいう。
【００５０】
次に、各機器の構造について詳細に説明する。まず、カメラ１０６について説明する。図４は、カメラ１０６の外観を示す斜視図である。図４に示すように、カメラ１０６は、筐体３０１を有しており、筐体３０１の内部に無線局１１１の第１無線装置である無線装置３５０が収納されている。
【００５１】
カメラ１０６は、ステレオカメラであり、少なくとも２つの光学系としてレンズ３０２，３０３を有している。筐体３０１の前面には、レンズ３０２，３０３が設けられており、筐体３０１の上面には、無線局１１１の第１アンテナ部であるアンテナ部３１０が配置されている。つまり、カメラ１０６は、アンテナ部３１０と、アンテナ部３１０に接続された無線装置３５０と、を有する無線局１１１を備えている。したがって、アンテナ部３１０は、ツール１０３に固定されているので、ロボットアーム１０１に間接的に支持されることになる。
【００５２】
アンテナ部３１０は、第１送信アンテナである送信アンテナ３１１と、第１受信アンテナである受信アンテナ３１２とを有して構成される。なお、本実施形態では、カメラ１０６は、ステレオカメラ構造をとっているが、これに限定されることはない。
【００５３】
無線局１１１の無線装置３５０は、送信アンテナ３１１から常に電磁波を送信するモードを有する。無線局１１１の無線装置３５０は送信アンテナ３１１を介して、無線局１１２と無線通信を行う。アンテナ３１１，３１２はパッチアンテナ構造とするがこれに限定するものではない。
【００５４】
図５は、カメラ１０６の構成を示すブロック図である。カメラ１０６は、撮像素子であるイメージセンサ３４１，３４２を有している。イメージセンサ３４１，３４２は、レンズ３０２，３０３から入射した光を電気信号に変換するものであり、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサである。なお、本実施形態では、カメラ１０６は、ステレオカメラであるため、イメージセンサ（撮像素子）を少なくとも２つ有している。
【００５５】
また、カメラ１０６は、ＦＰＧＡ等で形成された映像回路３４３，３４４と、カメラ１０６全体の制御を司る制御部としての制御回路３４５と、前述したアンテナ部３１０を有する無線局１１１と、を備えている。
【００５６】
各イメージセンサ３４１，３４２は、各映像回路３４３，３４４からトリガ信号を受信すると、撮像処理を開始し、ＲＡＷ画像データを示す画像信号を、各映像回路３４３，３４４に送信する。各映像回路３４３，３４４は、各イメージセンサ３４１，３４２から出力された画像信号（ＲＡＷ画像データ）を、所定の画像フォーマットに形式変換する。そして、各映像回路３４３，３４４は、変換した画像データを示す画像信号を無線局１１１に送信する。なお、なお、第１実施形態では、イメージセンサ３４１，３４２により撮像された撮像画像（ＲＡＷ画像データ）を、所定の画像フォーマットに変換しているが、変換が必要なければそのまま画像信号を無線局１１１へ送信してもよい。
【００５７】
制御回路３４５は、マイコン（マイクロコンピュータ）等で構成される。制御回路３４５は、無線局１１１から送信された制御信号を受信し、各イメージセンサ３４１，３４２が受信可能な型式に変換してから、各イメージセンサ３４１，３４２に制御信号を送信する。そして、各イメージセンサ３４１，３４２のゲインや読み出し範囲を設定する。また、制御回路３４５は、各イメージセンサ３４１，３４２からの返信信号を受信し、この信号を無線局１１１が受信可能な型式に変換してから、無線局１１１に送信する。
【００５８】
無線局１１１は、無線局１１２と無線通信を行う機能を持つ。無線局１１２からの電波を受信し、それを復調して得たデータを映像回路３４３，３４４や制御回路３４５に送信する。また、映像回路３４３，３４４や制御回路３４５からの信号を変調して、無線局１１２に対して送信する。
【００５９】
図６は、無線局１１１の構成を示すブロック図である。無線局１１１は、前述した送信アンテナ３１１及び受信アンテナ３１２を有するアンテナ部３１０と、アンテナ部３１０に接続された無線装置３５０と、を有する。
【００６０】
無線装置３５０は、第１送信機としての送信機３５１と、第１受信機としての受信機３５２とを有している。送信機３５１は、送信アンテナ３１１を介して無線信号を送信するためのものであり、受信機３５２は、受信アンテナ３１２を介して無線信号を受信するためのものである。
【００６１】
送信機３５１は、通信信号処理回路３５３、アナログベースバンド変換回路３５４、ＲＦ変換回路３５５、及びドライバ回路３５６を有する。通信信号処理回路３５３は、イメージセンサ３４１，３４２から映像回路３４３，３４４を介して送信されてくる画像信号や、制御回路３４５から送信されてくる制御信号を調停し、パケット化して、通信論理層を形成する。アナログベースバンド変換回路３５４は、通信信号処理回路３５３から送信されてきた信号を、アナログベースバンド信号に変換する。ＲＦ変換回路３５５は、アナログベースバンド変換回路３５４から送信されてきたアナログベースバンド信号を変調して、ＲＦ信号（無線信号）に変換する。ドライバ回路３５６は、送信アンテナ３１１にＲＦ信号を送信する。
【００６２】
受信機３５２は、ＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｅｒ）回路３５７、ベースバンド変換回路３５８、デジタル変換回路３５９、及び通信信号処理回路３６０を有する。ＬＮＡ回路３５７は、受信アンテナ３１２からの信号を増幅する。ベースバンド変換回路３５８は、ＬＮＡ回路３５７からのＲＦ信号（無線信号）を復調してベースバンド信号に変換する。デジタル変換回路３５９は、ベースバンド変換回路３５８から送信されてきたベースバンド信号をデジタル信号に変換する。通信信号処理回路３６０は、デジタル変換回路３５９から送信されてきたデジタル信号をデパケタイジングして、トリガ信号とシリアル制御信号に変換する通信論理層を形成する。
【００６３】
図７は、無線局１１２の外観を示す斜視図である。図８は、無線局１１２の構成を示すブロック図である。
【００６４】
無線局１１２は、図７に示すように、ケーブル１０を介して主制御装置２００（図１）に接続されている。無線局１１２は、指向性を有する第２アンテナ部としてのアンテナ部４１０と、図８に示すように、アンテナ部４１０に接続された第２無線装置としての無線装置４５０と、を有している。無線装置４５０は、アンテナ部３１０，４１０を通じて無線装置３５０と無線通信を行うためのものである。
【００６５】
アンテナ部４１０は、無線局１１２が枠体１０５の天部１２２（図１）に取り付けられているので、天部１２２に支持されていることになる。したがって、アンテナ部４１０は、作業台１０４（図１）に対して相対移動不能に配置されている。
【００６６】
このアンテナ部４１０は、第２送信アンテナとしての送信アンテナ４１１と、第２受信アンテナとしての受信アンテナ４１２とを有している。アンテナ４１１，４１２は、パッチアンテナ構造とするが、これに限定することはない。
【００６７】
図８に示すように、無線装置４５０は、第２送信機としての送信機４５１と、第２受信機としての受信機４５２とを有している。送信機４５１は、送信アンテナ４１１を介して無線信号を送信するためのものであり、受信機４５２は、受信アンテナ４１２を介して無線信号を受信するためのものである。
【００６８】
送信機４５１は、図６に示した無線局１１１の送信機３５１と同様の回路構成であり、通信信号処理回路４５３、アナログベースバンド変換回路４５４、ＲＦ変換回路４５５、及びドライバ回路４５６を有する。
【００６９】
通信信号処理回路４５３は、主制御装置２００から送信されてくるトリガ信号や制御信号を調停し、パケット化して、通信論理層を形成する。アナログベースバンド変換回路４５４、ＲＦ変換回路４５５及びドライバ回路４５６は、送信機３５１におけるアナログベースバンド変換回路３５４、ＲＦ変換回路３５５及びドライバ回路３５６と同様の処理を実行する。これにより、送信機４５１は、トリガ信号や制御信号を含む無線信号を、送信アンテナ４１１を介して送信する。
【００７０】
受信機４５２は、図６に示した無線局１１１の受信機３５２と同様の回路構成であり、ＬＮＡ回路４５７、ベースバンド変換回路４５８、デジタル変換回路４５９、及び通信信号処理回路４６０を有する。
【００７１】
ＬＮＡ回路４５７、ベースバンド変換回路４５８及びデジタル変換回路４５９は、受信機３５２におけるＬＮＡ回路３５７、ベースバンド変換回路３５８及びデジタル変換回路３５９と同様の処理を実行する。通信信号処理回路４６０は、デジタル変換回路４５９から送信されてきたデジタル信号をデパケタイジングして、画像信号とシリアル制御信号に変換する通信論理層を形成する。これにより、受信機４５２は、画像信号やシリアル制御信号を含む無線信号を、受信アンテナ４１２を介して受信する。
【００７２】
無線局１１２は、図７に示すように、無線装置３５０と無線装置４５０との間の無線通信における無線信号の強度を計測する計測部４７１と、計測部４７１の計測結果を表示する表示部としてのインジケータ４７２と、を有している。具体的に説明すると、計測部４７１は、受信アンテナ４１２を介して受信機４５２により受信された電磁波の受信強度を計測する。
【００７３】
インジケータ４７２は、ユーザが目視可能な位置に無線局１１２に設置されている。インジケータ４７２は、複数のＬＥＤで構成されており、ＬＥＤの点灯数が多いほど受信電波強度が高いことを表す。
【００７４】
なお、図示は省略するが、無線局１１１が、計測部４７１と同様の機能の計測部とインジケータ４７２と同様の機能の表示部とを有していてもよい。この場合、計測部は、受信アンテナ３１２を介して受信機３５２により受信された電磁波の受信強度を計測する。また、表示部は、インジケータに限定するものではなく、例えば各種画像を表示する不図示のモニタであってもよい。
【００７５】
生産装置１００は、図１及び図２に示すように、反射板１０７，１０８を備えている。各反射板１０７，１０８の反射面は、平面状に形成されている。反射板１０７は、アンテナ部４１０の指向範囲内の位置であって、ロボットアーム１０１の複数の姿勢Ｐ１，Ｐ２のうちの少なくとも１つの姿勢、第１実施形態では姿勢Ｐ１でアンテナ部３１０の指向範囲内に位置するように配置されている。そして、反射板１０７は、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１のときに、無線装置３５０と無線装置４５０との間で通信可能に無線信号を反射するよう配置されている。即ち、反射板１０７は、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１のときに、送信アンテナ３１１から送信された無線信号を受信アンテナ４１２に反射し、且つ送信アンテナ４１１から送信された無線信号を受信アンテナ３１２に反射するように配置されている。
【００７６】
反射板１０８は、アンテナ部４１０の指向範囲内の位置であって、ロボットアーム１０１の複数の姿勢Ｐ１，Ｐ２のうちの少なくとも１つの姿勢、第１実施形態では姿勢Ｐ２でアンテナ部３１０の指向範囲内に位置するように配置されている。そして、反射板１０８は、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ２のときに、無線装置３５０と無線装置４５０との間で通信可能に無線信号を反射するよう配置されている。即ち、反射板１０８は、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ２のときに、送信アンテナ３１１から送信された無線信号を受信アンテナ４１２に反射し、且つ送信アンテナ４１１から送信された無線信号を受信アンテナ３１２に反射するように配置されている。
【００７７】
本第１実施形態では、反射板１０７，１０８は、作業台１０４の作業面１０４ａに支持されている。反射板１０７，１０８の材質は、電波を反射しやすい材質、例えば鉄板、アルミ板等の金属又は金属メッキ板等である。反射板１０７，１０８の表面形状に関しては、特殊な加工処理を必要としない平面形状の金属プレートを用いれば、低コストで製作できるので望ましい。
【００７８】
まず、カメラ１０６から主制御装置２００への送信経路について説明する。図１において、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１の位置にある場合、カメラ１０６の無線局１１１から送信された電磁波Ｅ１は、反射板１０７で反射し、反射波Ｅ３が生成される。一方、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ２の位置にある場合、カメラ１０６の無線局１１１から送信された電磁波Ｅ２は、反射板１０８で反射し、反射波Ｅ４が生成される。反射波Ｅ３，Ｅ４の照射範囲が重なるところに、無線局１１２が設置さている。
【００７９】
換言すると、反射板１０７，１０８は、無線局１１２のアンテナ部４１０の指向範囲内の位置であって、ロボットアーム１０１の姿勢Ｐ１，Ｐ２で無線局１１１のアンテナ部３１０の指向範囲内に位置するように配置されている。詳述すると、反射板１０７は、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１のときに、送信アンテナ３１１から送信された無線信号を受信アンテナ４１２に反射し、送信アンテナ４１１から送信された無線信号を受信アンテナ３１２に反射するように配置されている。また、反射板１０８は、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ２のときに、送信アンテナ３１１から送信された無線信号を受信アンテナ４１２に反射し、送信アンテナ４１１から送信された無線信号を受信アンテナ３１２に反射するように配置されている。
【００８０】
これにより、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１，Ｐ２の両方の姿勢で、カメラ１０６の無線局１１１から送信された電磁波が、反射板１０７，１０８を介して無線局１１２にて受信される。
【００８１】
ここで、ある撮像箇所において、撮像方向が無線局１１２の方向であった場合には、反射板を設けなくてもよい。例えば、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ２のときにアンテナ部３１０とアンテナ部４１０の指向範囲が互いのアンテナ部に含まれていれば、反射板１０８は省略してもよい。
【００８２】
無線局１１２は、カメラ１０６の無線局１１１から電磁波（無線信号）を受信して、主制御装置２００でデータとして認識可能な信号に復調する。無線局１１２は、この受信したデータを示す信号をケーブル１０経由で主制御装置２００に送信する。主制御装置２００は、このデータを用いて適宜処理を実施する。
【００８３】
次に、主制御装置２００からカメラ１０６への送信経路について図２を用いて説明する。主制御装置２００は、ケーブル１０を介して、無線局１１２にデータを示す信号を送信する。無線局１１２は、受信した信号を変調し、カメラ１０６の無線局１１１に対して電磁波（無線信号）Ｅ１０を送信する。このとき、送信した電磁波Ｅ１０の照射範囲に、反射板１０７と反射板１０８とが存在するような位置に、無線局１１２が設置されている。
【００８４】
電磁波Ｅ１０は反射板１０７と反射板１０８で反射し、反射波Ｅ１１，Ｅ１２が生成される。ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１の位置にある場合、無線局１１１は反射波Ｅ１１を受信する。一方、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ２の位置にある場合は、無線局１１１は反射波Ｅ１２を受信する。無線局１１１はこの受信した電磁波（無線信号）を復調し、受信したデータを用いて適宜処理を実施する。
【００８５】
なお、第１実施形態では、各姿勢Ｐ１，Ｐ２に対応して、反射板をそれぞれ１枚ずつ設置しているが、各姿勢Ｐ１，Ｐ２に対応して、反射板をそれぞれ複数枚ずつ設置してもよい。つまり、障害物をさけるように複数の反射板を配置することで、安定した通信路が確保することができる。
【００８６】
ここで、カメラ１０６のアンテナ部３１０の設置方向（指向方向）について説明する。アンテナ３１１，３１２の指向方向が、カメラ１０６のレンズ３０２，３０３における光軸方向と略平行になるように、各アンテナ３１１，３１２を設置する。略平行である最低条件は、送信電磁波又は受信電磁波の指向角内の領域に光軸が入っていることである。
【００８７】
仮にカメラ１０６の撮像範囲内に障害物が存在した場合、撮像対象を正常に撮像することができないため、カメラ１０６（即ちイメージセンサ３４１，３４２）による撮像の際には、撮像範囲内に障害物が存在しないのが前提である。したがって、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１，Ｐ２では、カメラ１０６の撮像範囲内には障害物は存在していない。よって、アンテナ部３１０（アンテナ３１１，３１２）の指向方向をレンズ３０２，３０３の光軸方向と略平行にすることにより、カメラ１０６と反射板１０７，１０８との間に安定した通信路を確保できる。
【００８８】
当然、無線局１１２からの指令をカメラ１０６が受信する場合においても、反射板１０７，１０８とカメラ１０６との間の通信路は安定している。ここで、図２に示すように、無線局１１２から送信される電磁波の伝送範囲Ｅ１０は広くなるため、作業台１０４やロボットアーム１０１などの金属体でも電磁波が反射される。無線局１１２は、反射板１０７，１０８からの反射波以外も受信する、即ちマルチパスによる通信品質劣化が発生する恐れも考えられる。その際には、受信アンテナ３１２の指向方向を反射板１０７，１０８方向と略平行となるので、受信アンテナ３１２を狭指向性アンテナとすることで対策できる。
【００８９】
これにより、受信アンテナ３１２は、反射板１０７，１０８からの反射波Ｅ１１，Ｅ１２以外の電波を受信しにくくなるので、マルチパスによる通信品質劣化を防ぐことができる。また、作業台１０４やロボットアーム１０１の表面に電波吸収体を設けても、不要な反射波が発生しなくなるので、マルチパスによる通信品質劣化を防ぐことが可能である。
【００９０】
次に、無線局１１２の設置箇所について説明する。第１実施形態では、無線局１１２が枠体１０５の上部に設置されている場合について示している。しかし、これに限定されることなく、枠体１０５の横側（支柱部）に設置しても構わない。この枠体１０５を使用することにより、専用のジグを設置する必要がないので、コストを削減できる。
【００９１】
また、無線局１１２が枠体１０５の天部１２２に支持（固定）されているので、生産装置上部には金属体等の障害物は存在せず、不要な反射波を生成しないので、マルチパスによる通信品質劣化も抑制できる。また、隣接する生産装置は平面上に配置される。すなわち、上部方向に反射することにより、隣接する生産装置同士での電磁波の干渉を防止する効果もある。
【００９２】
また、生産装置１００は、ロボットアーム１０１の干渉防止や、枠体１０５に取り付けられた固定カメラのワークディスタンス確保のため、作業エリア（撮像箇所）から枠体１０５の上面までの距離は長くとられている。
【００９３】
よって、反射板１０７，１０８の電磁波の反射方向を生産装置１００の上部方向にすることにより、指向角が狭いアンテナを用いて電磁波を照射したときにも、伝播距離が長くなるので電磁波の伝送範囲はより広くなる。これにより、各撮像箇所から伝送される電磁波の重なる領域も広くなるので、無線局１１２の設置箇所の自由度が増す。
【００９４】
一方、無線局１１２からの送信に関しても、反射板１０７，１０８までの距離が長くなるので、作業エリア近辺での伝送範囲は広くなる。この伝送範囲内に反射板１０７，１０８を設置すればよいので、反射板１０７，１０８の設置箇所の自由度も広がる。
【００９５】
なお、枠体１０５が生産装置１００の構成として存在しない場合には、別途専用ジグを作業台１０４に設置し、この専用ジグに無線局１１２を取り付ければよい。その際、無線局１１２が専用ジグの上部に設置することがより好適である。
【００９６】
一般的に、生産装置１００の立ち上げ時に、撮像位置の微調整を行う。この微調整により、カメラ１０６の無線局１１１からの電磁波の指向方向が変化する。
【００９７】
そこで、本第１実施形態では、生産装置１００は、反射板１０７，１０８の姿勢を調整する調整機構を備えている。この調整機構により、反射板１０７，１０８の調整、つまり通信路の調整を短時間で実施できる。
【００９８】
図９は、反射板１０７（１０８）及び反射板１０７（１０８）の調整機構５００を示す斜視図である。まず、前提として、無線局１１２と反射板１０７（１０８）との間の距離は長いため、反射板１０７（１０８）のあおり角度によって、反射波の伝送範囲は大きく変化する。よって、第１実施形態では、調整機構５００は、反射板１０７のあおり角度を調整する。
【００９９】
調整機構５００は、設置用ジグに取り付ける面５０１ａを有する底板である金属板５０１を有する。金属板５０１の中央には取り付け穴（貫通孔）５０１ｂが形成されており、金属板５０１は、作業台１０４などの固定物にねじを用いて固定される。
【０１００】
金属板５０１の隅（４隅）にはタップ穴５０１ｃ、反射板１０７（１０８）の隅（４隅）には貫通孔１０７ｃ（１０８ｃ）が形成されている。
【０１０１】
調整機構５００は、金属板５０１と反射板１０７（１０８）との間であって、４隅に配置された４つのコイルばね５０２を有する。また、調整機構５００は、コイルばね５０２及び反射板１０７（１０８）に挿通され、タップ穴５０１ｃに螺合するねじ軸と、反射板１０７（１０８）に係合するねじ頭とを有する４つのねじ５０３を有する。
【０１０２】
この４隅のねじ５０３を回転させることにより、反射板１０７（１０８）の反射面のあおり角度を調整することができる。本実施形態では、ばね５０２とねじ５０３を用いた場合について述べたが、ボールジョイントを用いてもよい。
【０１０３】
つぎに、無線局１１２と反射板１０７，１０８の設置手順を説明する。前述したように、カメラ１０６の撮像箇所は一度決定すれば、工程が変わらない限り変わらない。それゆえ、生産装置１００の立ち上げ時に、一度だけ位置及び姿勢を調整すればよい。
【０１０４】
調整及び設置手順としては、まず無線局１１２及び反射板１０７，１０８を設置してから、反射板１０７，１０８のあおり角度を、調整機構５００により調整する。このとき、無線局１１２のおおまかな設置位置は、事前にシミュレーション等により求めておけばよい。
【０１０５】
無線局１１２を設置した後の反射板１０７，１０８の調整方法について説明する。まず、反射板１０７のあおり角度の調整を行うため、ロボットアーム１０１を姿勢Ｐ１の位置に移動する。そして、カメラ１０６の無線局１１１を、前述した、常に電波を送信し続けるモードに設定する。
【０１０６】
前述したように、無線局１１２には、受信感度を表すインジケータ４７２（図７）が付いている。作業者はこのインジケータ４７２の表示を見ながら、反射板１０７のあおり角度を調整すればよい。
【０１０７】
例えば、インジケータ４７２のＬＥＤが５個中４個以上点灯すれば合格という基準を設けておけば、作業者は反射板１０７のあおり調整が完了したか否かを容易に判断することができる。
【０１０８】
次に反射板１０８のあおり調整を行うため、ロボットアーム１０１を姿勢Ｐ２の位置に移動する。そして、反射板１０７の調整と同様に反射板１０８の調整も実施する。反射板１０８を調整しても、受信感度が合格基準に達しない場合には、無線局１１２の位置を移動し、反射板１０７の調整から再度実施する。
【０１０９】
以上説明したように、カメラ１０６の撮像方向に反射板１０７，１０８を設けて、反射波を生成することにより、カメラ１０６の無線局１１１から無線局１１２までの電磁波の伝播距離が長くなる。これにより、電磁波の伝送範囲が広くなり、重なり領域が広がるため、無線局１１２の数を削減することが可能となる。
【０１１０】
本第１実施形態によれば、電磁波の強い方向をサーチする必要がなく、サーチに要する時間のロスがなくなり、無線装置３５０と無線装置４５０との間での無線通信のリアルタイム性が確保され、生産装置１００の生産タクトが向上する。
【０１１１】
また、無線局１１１に対応する無線局１１２の数を削減することができるので、生産装置１００全体としてコストを削減できる。
【０１１２】
また、無線局１１２の数を削減することができるので、無線局１１２と主制御装置２００との間をケーブルで接続する作業も削減でき、生産装置１００の立ち上げリードタイムを短縮することができる。
【０１１３】
また、反射板１０７，１０８に姿勢を調整する調整機構５００が設けられているので、反射板１０７，１０８の調整、つまりは、通信路の調整を短時間で行うことができる。よって、生産装置１００の立ち上げリードタイムを短縮可能である。
【０１１４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る生産装置について説明する。図１０及び図１１は、本発明の第２実施形態に係る生産装置の概略構成を示す説明図である。生産装置１００Ａは、部品Ｗ１及び部品Ｗ３を本体部品Ｗ２に組み付ける生産装置である。即ち、本第２実施形態において、上記第１実施形態との違いは、本体部品Ｗ２に部品Ｗ１だけでなく、部品Ｗ３も組み付ける点である。部品Ｗ３も、ツール１０３のピンセットを用いて組み付け作業を行う。なお、本第２実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
【０１１５】
本第２実施形態では、ロボットアーム１０１が３つの姿勢Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のときの撮像箇所でカメラ１０６を用いてワークＷ１〜Ｗ３を撮像するものである。本第２実施形態では、撮像箇所が３か所である場合について説明するが、これ以上あってもよい。
【０１１６】
生産装置１００Ａは、上記第１実施形態の生産装置１００の各部の構成に加え、ロボットアーム１０１の姿勢Ｐ３に対応して、反射板１０９及び第２無線局である無線局１１３を更に備えている。即ち、生産装置１００Ａは、第２アンテナ部及び第２無線装置を有する第２無線局を複数備えている。無線局１１３は、無線局１１２と同様の構成である。
【０１１７】
本第２実施形態では、無線局１１３は、枠体１０５の支柱部である支柱部材１２１に支持されており、ケーブル１１で主制御装置２００に接続されている。
【０１１８】
図１０にはカメラ１０６の無線局１１１から無線局１１２，１１３へ電磁波（無線信号）を送信したとき、図１１には無線局１１２，１１３からカメラ１０６の無線局１１１へ電磁波（無線信号）を送信したときを示している。なお、図１０及び図１１には、姿勢Ｐ３における電磁波（無線信号）の伝送範囲Ｅ２１，Ｅ２３，Ｅ３０，Ｅ３１を仮想的に描いてある。
【０１１９】
本第２実施形態では、１つの無線局１１２に対して全撮像箇所からは安定した通信を確保できない場合、第２無線局を複数設置することである。仮に、反射板を用いない場合、第２無線局が３個必要となるが、反射板１０７〜１０９を用いることにより、２個に削減できる。
【０１２０】
生産装置１００Ａを用いた生産工程の概略について説明する。以下で説明していく工程では、主制御装置２００が各機器の制御を行う。本第２実施形態では、上記第１実施形態で説明した部品Ｗ１の本体部品Ｗ２への組み付け後に、部品Ｗ３を組み付ける作業を実施する。
【０１２１】
差異部分である、部品Ｗ３の組み付け工程について説明する。ロボットアーム１０１を姿勢Ｐ３に移動させる。部品Ｗ３を把持するためには、部品Ｗ３の位置及び姿勢を正確に計測する必要がある。そのため、主制御装置２００の画像処理部２０１は、カメラ１０６で部品Ｗ３を撮像した撮像画像を画像処理することにより、部品Ｗ３の位置及び姿勢を計測する。
【０１２２】
主制御装置２００のロボット制御部２０２は、計測した部品Ｗ３の位置及び姿勢の情報を用いて、ロボットアーム１０１が移動すべき位置を算出し、移動させる。そして、ツール１０３のピンセットを用いて部品Ｗ３を把持する。
【０１２３】
把持作業が完了したら、部品Ｗ３を本体部品Ｗ２に組み付ける作業に移行する。この作業は部品Ｗ１の組み付け作業と同様のため、説明は割愛する。組み付け作業が完了したら、主制御装置２００は、新たに供給された部品Ｗ１を把持し、新たに供給された本体部品Ｗ２に部品Ｗ１を組み付ける。そして、新たに供給された部品Ｗ３を把持し、先ほどの本体部品Ｗ２に組み付ける。このように、部品Ｗ１と部品Ｗ３を本体部品Ｗ２に組み付ける作業を繰り返し実施する。
【０１２４】
つまり、カメラ１０６の撮像箇所は、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のときである。図１０及び図１１からもわかるように、カメラ１０６の撮像姿勢は、工程によって大きく異なる。
【０１２５】
次に、無線通信路を含む通信路に関して説明する。ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１，姿勢Ｐ２の位置にある場合は、上記第１実施形態で説明したので説明は省略し、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ３の位置にある場合について説明する。
【０１２６】
撮像時のカメラ１０６の位置及び姿勢によっては、反射板１０９をどのように調整しても、無線局１１２との安定した通信路を確保できない場合があり得る。例えば、図１０に示したように、反射板１０９と無線局１１２との間に、障害物１１０が存在する場合である。
【０１２７】
このような場合、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ３の位置にあるときにも安定して通信できる箇所に、別途、無線局１１３を設置すればよい。このとき、装置立ち上げ時に、ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ１，姿勢Ｐ２の位置にあるときは無線局１１２を、姿勢Ｐ３の位置にあるときは無線局１１３を使用することを、主制御装置２００に記憶させておけばよい。
【０１２８】
ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ３の位置にあるときの、カメラ１０６から主制御装置２００への送信経路について図１０を用いて説明する。カメラ１０６の無線局１１１から送信された電磁波Ｅ２１は反射板１０９で反射し、反射波Ｅ２３が生成される。
【０１２９】
この反射波Ｅ２３の伝送範囲内に、無線局１１３が設置されている。撮像方向が無線局１１２方向であった場合には、反射板１０９を設けなくてもよい。
【０１３０】
無線局１１３は、カメラ１０６の無線局１１１から電磁波（無線信号）を受信して、主制御装置２００でデータとして認識可能な信号に復調する。無線局１１３は、この受信したデータを示す信号をケーブル１１経由で主制御装置２００に送信する。主制御装置２００は、このデータを用いて適宜処理を実施する。
【０１３１】
ロボットアーム１０１が姿勢Ｐ３の位置にあるときの、主制御装置２００からカメラ１０６への送信経路について図１１を用いて説明する。主制御装置２００は、ケーブル１１を介して、無線局１１３にデータを示す信号を送信する。無線局１１３は、受信した信号を変調し、カメラ１０６の無線局１１１に対して電磁波（無線信号）Ｅ３０を送信する。このとき、送信した電磁波Ｅ３０の伝送範囲に、反射板１０９が存在するような位置に、無線局１１３が設置されている。
【０１３２】
電磁波Ｅ３０は反射板１０９で反射し、反射波Ｅ３１が生成される。カメラ１０６の無線局１１１は反射波Ｅ３１を受信する。カメラ１０６はこの受信した電磁波（無線信号）を復調し、受信したデータを用いて適宜処理を実施する。
【０１３３】
次に、上記第１実施形態と異なる無線局１１２，１１３と主制御装置２００との構成について説明する。まず、無線局１１２，１１３の構造について説明する。
【０１３４】
本第２実施形態では、各無線局１１２，１１３がＩＤをもっており、主制御装置２００が各無線局１１２，１１３を識別できる。ＩＤは、無線局１１２，１１３に設けられたスイッチで変更することが可能である。ただし、スイッチ方式に限定することはなく、無線局１１２，１１３内の不揮発メモリ内にＩＤを保存しておいてもよい。
【０１３５】
主制御装置２００の内部構成を説明する。前述したように、ロボットアーム１０１の姿勢によって、使用する無線局１１２，１１３が異なってくる。よって、主制御装置２００は、どの無線局１１２，１１３を使用するか事前に知る必要がある。
【０１３６】
この機能について説明する。まず、主制御装置２００の画像処理部２０１が、無線局１１２，１１３を選択できる装置を具備する。主制御装置２００は、接続されている無線局１１２，１１３のＩＤを把握する機能と、ＩＤを選択して通信相手となる無線局１１２，１１３を決定する機能を持つ。
【０１３７】
使用する無線局１１２，１１３の決定方法について説明する。生産装置１００Ａの立ち上げ時に、カメラ１０６の撮像タイミングを主制御装置２００に保存する工程があるので、このときに、どの無線局１１２，１１３を使用するかを、主制御装置２００の記憶装置に保存する。そして、主制御装置２００は撮像処理時に、この記憶装置から使用する無線局１１２，１１３のＩＤを読み出し、このＩＤを持つ無線局１１２，１１３に対して通信を行う。
【０１３８】
以上説明したように、ある撮像箇所において、無線局１１２に電磁波を反射できない場合、無線局１１３を別途配置することにより、安定した通信路を確保することができる。
【０１３９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る生産装置について説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係る生産装置における反射板及び反射板の姿勢を調整する調整機構を示す側面図である。また、図１３及び図１４は、部品トレイに配置した部品をツールを用いて把持する工程の説明図である。なお、本第３実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１４０】
本第３実施形態では、反射板１０７の代わりに反射板１０７Ｂを作業台１０４の作業面１０４ａ（図１）に配置したものである。
【０１４１】
図１２に示すように、本第３実施形態の反射板１０７Ｂは、反射面１０７ａが凹面である。反射面１０７ａが凹面であるため、反射波のビームが広がらず、遠方まで通信が可能となる。これにより、送信局から送信された電磁波の一部しか反射できない場合や、通信相手局との距離が離れている場合に対応可能となる。なお、表面性状は、電波の波長より十分小さければ問題ない。そのため、光の反射板のように鏡面仕上げをする必要がないので、極めて安価に作成できる。
【０１４２】
図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、部品トレイ１２０の四隅に位置する部品Ｗ１を把持する際の工程を示す説明図である。また、図１４（ａ）は、部品トレイ１２０の最上列に位置する部品Ｗ１を把持する際の工程を示す説明図、図１４（ｂ）は、部品トレイ１２０の最下列に位置する部品Ｗ１を把持する際の工程を示す説明図である。
【０１４３】
図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示す部品トレイ１２０には、複数の部品Ｗ１が格子状に並べて配置され、作業台１０４の作業面１０４ａ（図１）に載置される。そして、複数の部品Ｗ１を順次、別々の本体部品Ｗ２に組み付けられる。
【０１４４】
部品Ｗ１を把持する際に部品Ｗ１を撮像するロボットアーム１０１（図１）の姿勢は複数あり、図１３では２４の姿勢がある。
【０１４５】
反射板１０７Ｂは、無線局１１２のアンテナ部４１０の指向範囲内の位置であって、ロボットアーム１０１（図１）の複数の姿勢のうち２４の姿勢でカメラ１０６のアンテナ部の指向範囲内に位置するように配置されている。
【０１４６】
そして、反射板１０７Ｂは、ロボットアーム１０１が２４の各姿勢のときに、無線装置３５０と無線装置４５０との間で通信可能に無線信号を反射するように、位置及び姿勢が設定されている。なお、反射板１０７Ｂの姿勢は、図１２に示す調整機構５００で調整すればよい。
【０１４７】
以下、部品Ｗ１を本体部品Ｗ２に組み付ける生産工程について説明する。ただし、部品Ｗ１を把持する工程以外は、上記第１実施形態で説明した内容と同一であるため割愛する。
【０１４８】
部品Ｗ１の把持工程について説明する。部品トレイ１２０内には部品Ｗ１が複数配置されている。まず、部品トレイ１２０の右上の部品Ｗ１を把持し、本体部品Ｗ２に組み付ける。組み付け作業が完了したら、部品トレイ１２０内の１つ下にある部品Ｗ１を把持し、同様に組み付け作業を行う。これを繰り返し、左下の部品Ｗ１の組み付け作業が完了したら、新たな部品トレイ１２０が供給され、同様に右上の部品Ｗ１の組み付け作業に入る。
【０１４９】
このように、把持する部品Ｗ１の位置は部品トレイ１２０内で変化する。各部品Ｗ１を把持する際、カメラ１０６を用いて部品Ｗ１を撮像し、画像処理により部品Ｗ１の位置及び姿勢を計測する。よって、把持する部品Ｗ１の位置が変化するということは、カメラ１０６の撮像箇所（つまりロボットアームの姿勢）が変化するということである。
【０１５０】
カメラ１０６の無線局１１１から送信された電磁波Ｅ４１は反射板１０７Ｂで反射され、無線局１１２（図１４）に送信される。前述したように、撮像箇所が変化するので、各撮像箇所から送信される電磁波Ｅ４１の伝送範囲を全てカバーするような領域は広範なものとなる。つまり、この領域をすべて含むような反射板は巨大なものとなってしまうので、設置するのは困難である。
【０１５１】
よって、本第３実施形態では、各撮像箇所から伝送される電磁波Ｅ４１の一部を反射する反射板１０７Ｂを設置している。このように、電磁波Ｅ４１の一部しか反射できないため、反射波Ｅ４２の信号強度が減衰することが考えられる。
【０１５２】
本第３実施形態では、横長な部品トレイ１２０を使用している。部品トレイ１２０の縦方向への移動（図１３（ａ）から図１３（ｂ）、図１３（ｃ）から図１３（ｄ））に対応するために、カメラ１０６に搭載されたアンテナの指向角を縦方向に広くなるように設計されている。
【０１５３】
縦方向の指向角が広くとられるとアンテナゲインが下がり、さらに一部しか反射できないので、平面形状の反射板では、無線局１１２に伝送される信号強度が弱くなり、正常に通信できない場合がある。そこで、反射板１０７Ｂの反射面１０７ａの形状を縦方向に凹型の凹面にすることで、反射波Ｅ４２の広がりを抑え、アンテナゲインの低減分を補い、より遠方まで電磁波を伝送することができる。また、横方向は、カメラ１０６に搭載されたアンテナの横方向の指向角をなるべく狭くすることで、アンテナゲインを上げるとともに、アンテナの指向方向を常に無線局１１２に向けることが可能となる。よって、無線局１１２における受信電波強度を高くすることができるので、安定して無線通信を行うことができる。
【０１５４】
以上説明したように、部品トレイ１２０内の部品Ｗ１の把持工程などの、カメラ１０６の撮像箇所が毎回異なるような場合にも、安定して無線通信を行うことができる。
【０１５５】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る生産装置について説明する。図１５は、本発明の第４実施形態に係る生産装置における反射板及び反射板の姿勢を調整する調整機構を示す側面図である。なお、本第４実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１５６】
本第４実施形態では、反射板１０７又は反射板１０８の代わりに反射板１５０を作業台１０４の作業面１０４ａ（図１）に配置したものである。
【０１５７】
図１５に示すように、反射板１５０の反射面１５０ａを凸面としている。反射波の広がり角を大きくできるというメリットがある。これにより、各撮像箇所からの反射波の重なり領域が広くなるため、無線局１１２の設置箇所の自由度が増す。
【０１５８】
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【０１５９】
上記第１〜４実施形態では、アンテナ部３１０がカメラ１０６に設けられている場合について説明したが、これに限定するものではなく、例えば、ツール１０３やロボットハンド１０２、ロボットアーム１０１等に取り付けられていてもよい。また、上記第１〜第４実施形態では、第１アンテナ部であるアンテナ部３１０と第１無線装置である無線装置３５０とが一体に構成されている場合について説明したが、これに限定するものではない。アンテナ部３１０と無線装置３５０とが別体に構成されて互いに異なる位置に配置されていてもよい。第２アンテナ部と第２無線装置についても同様である。
【０１６０】
また、上記第１〜第４実施形態では、無線装置３５０が、送信機３５１と受信機３５２とを有している場合について説明したが、これに限定するものではなく、無線装置３５０が送信機３５１のみで構成されていてもよい。その場合、無線装置４５０は、受信機４５２で構成のみされていればよい。そして、アンテナ部３１０は、送信アンテナ３１１のみで構成され、アンテナ部４１０は、受信アンテナ４１２のみで構成されていればよい。その際、反射板は、送信アンテナから送信された無線信号を受信アンテナに反射するように配置されていればよい。例えば、画像情報を用いてロボットアーム軌道を制御する、いわゆるビジュアルサーボなどを実施するためには、カメラ１０６は撮影を連続して行う必要がある。このような用途の場合には、上記アンテナ構成でも対応可能である。また、仮に、主制御装置２００からカメラ１０６への通信を実施したい場合には、有線の通信路を確保すればよい。主制御装置２００がロボットハンド１０２を制御するために、ロボットハンド１０２までは、制御通信路が確保されている。例えば、ロボットハンド１０２とツール１０３の掌部にそれぞれ制御通信用接点を設ければ、主制御装置２００とカメラ１０６間の制御通信路を確保できる。
【０１６１】
また、逆に、上記第１〜第４実施形態において、無線装置３５０が受信機３５２のみで構成されている場合であってもよく、その場合、無線装置４５０は、送信機４５１のみで構成されていればよい。そして、アンテナ部３１０は、受信アンテナ３１２のみで構成され、アンテナ部４１０は、送信アンテナ４１１のみで構成されていればよい。その際、反射板は、送信アンテナから送信された無線信号を受信アンテナに反射するように配置されていればよい。
【０１６２】
また、上記第１〜第４実施形態では、枠体１０５は、直方体型の場合について説明したが、門型、片持ち型等いかなる形状の枠体であってもよい。
【０１６３】
また、上記第１〜第４実施形態では、指向性を有する第２アンテナ部に接続された第２無線装置の通信対象として、ロボットアーム１０１に支持されたカメラ１０６を前提として説明したが、本発明の無線通信の制御対象は、これらに限定されない。例えば、ツール１０３やロボットハンド１０２の制御通信についても本発明は適用が可能である。
【０１６４】
また、第１アンテナ部がツール１０３やロボットハンド１０２に搭載されており、カメラ１０６が必要ない場合には、画像処理部２０１は省略してもよい。その際、無線局１１２は、ロボット制御部２０２にインターフェースボードを設けて、ロボット制御部２０２と直接接続してもよく、これにより、第１アンテナ部に接続された第１無線装置と交信させてもよい。
【０１６５】
また、上記第１〜第４実施形態では、画像信号の他、制御信号やトリガ信号の送受信を行うため、各無線装置が送信機と受信機とを有する場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、画像信号は無線通信により送受信を行い、制御信号やトリガ信号は信号線を介して通信を行うように構成した場合には、第１無線装置は送信機のみを有していればよく、第２無線装置は受信機のみを有していればよい。そして、第１アンテナ部は、送信アンテナのみ、第２アンテナ部は、受信アンテナのみ有していればよい。その際、反射板は、送信アンテナから送信された無線信号を受信アンテナに反射するように配置されていればよい。
【０１６６】
また、上記第１〜第４実施形態では、第１アンテナ部が、送信アンテナと受信アンテナとを別個に備えている場合について説明したが、これに限定するものではない。第１無線装置の送信機と受信機とを、第１アンテナ部に切り替えて接続するように構成すれば、第１アンテナ部が、送信用と受信用とを兼ねたアンテナ部であってもよい。第２アンテナ部についても同様である。
【符号の説明】
【０１６７】
１００…生産装置、１０１…ロボットアーム、１０２…ロボットハンド、１０３…ツール、１０４…作業台、１０５…枠体、１０７，１０８…反射板、３１０…アンテナ部（第１アンテナ部）、３５０…無線装置（第１無線装置）、４１０…アンテナ部（第２アンテナ部）、４５０…無線装置（第２無線装置）
【図１】
2018176420.tif 000003
【図２】
2018176420.tif 000004
【図３】
2018176420.tif 000005
【図４】
2018176420.tif 000006
【図５】
2018176420.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018176420.tif 000009
【図８】
2018176420.tif 000010
【図９】
2018176420.tif 000011
【図１０】
2018176420.tif 000012
【図１１】
2018176420.tif 000013
【図１２】
2018176420.tif 000014
【図１３】
2018176420.tif 000015
【図１４】
2018176420.tif 000016
【図１５】
2018176420.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月24日(2018.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ワークを第２ワークに組み付けるようにロボットアームの動作を制御するロボット制御方法であって、
前記ロボットアームの先端に取り付けられたエンドエフェクタに前記第１ワークを保持させ、
前記ロボットアームに支持された撮像装置が、前記第２ワークを撮像し撮像画像を得て、
前記撮像装置に設けられた第１無線装置が、前記撮像画像を示す無線信号を反射板を介して第２無線装置に送信し、
前記撮像画像を示す無線信号から前記第２ワークの位置を計測し、
前記計測の結果に基づいて前記ロボットアームを移動させ、前記第１ワークを前記第２ワークに組み付けることを特徴とするロボット制御方法。
【請求項２】
前記撮像装置が、前記第１ワークを撮像し撮像画像を得て、
前記第１無線装置が、前記撮像画像を示す無線信号を反射板を介して前記第２無線装置に送信し、
前記撮像画像を示す無線信号から前記第１ワークの位置を計測し、
前記計測の結果に基づいて前記ロボットアームを移動させ、前記ロボットアームの先端に取り付けられた前記エンドエフェクタに前記第１ワークを保持させることを特徴とする請求項１に記載のロボット制御方法。
【請求項３】
ロボットアームの動作を制御して、第１ワークを第２ワークに組み付けた物品を製造する物品の製造方法であって、
前記ロボットアームの先端に取り付けられたエンドエフェクタに前記第１ワークを保持させ、
前記ロボットアームに支持された撮像装置が、前記第２ワークを撮像し撮像画像を得て、
前記撮像装置に設けられた第１無線装置が、前記撮像画像を示す無線信号を反射板を介して第２無線装置に送信し、
前記撮像画像を示す無線信号から前記第２ワークの位置を計測し、
前記計測の結果に基づいて前記ロボットアームを移動させ、前記第１ワークを前記第２ワークに組み付けることを特徴とする物品の製造方法。
【請求項４】
前記撮像装置が、前記第１ワークを撮像し撮像画像を得て、
前記第１無線装置が、前記撮像画像を示す無線信号を反射板を介して前記第２無線装置に送信し、
前記撮像画像を示す無線信号から前記第１ワークの位置を計測し、
前記計測の結果に基づいて前記ロボットアームを移動させ、前記ロボットアームの先端に取り付けられた前記エンドエフェクタに前記第１ワークを保持させることを特徴とする請求項３に記載の物品の製造方法。
【請求項５】
ロボットアームと、
ワークが載置される作業台と、
前記ロボットアームに支持された撮像装置と、
前記撮像装置に設けられた第１無線装置と、
前記第１無線装置と無線通信を行うための第２無線装置と、
前記作業台に支持され、前記第１無線装置から送信される無線信号を反射して前記第２無線装置に前記無線信号を受信させる反射板と、を備えることを特徴とするロボット装置。
【請求項６】
前記無線信号は、前記撮像装置によって撮像された撮像画像を示す無線信号であって、
前記ロボット装置は前記ロボットアームの動作を制御する制御部を有し、
前記制御部が、
前記撮像装置が前記ワークを撮像し撮像画像を得て、
前記撮像画像を示す無線信号から前記ワークの位置を計測し、
前記計測の結果に基づいて前記ロボットアームを移動させることを特徴とする請求項５に記載のロボット装置。
【請求項７】
前記ロボットアームの先端にはエンドエフェクタが取り付けられており、
前記制御部が、
前記計測の結果に基づいて、前記ロボットアームを移動させ、前記ロボットアームの先端に取り付けられた前記エンドエフェクタに前記ワークを保持させることを特徴とする請求項６に記載のロボット装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、ロボット制御方法、物品の製造方法、及びロボット装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
そこで、本発明は、第１無線装置と第２無線装置との間で無線通信をリアルタイムに行うことを可能にすることを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明のロボット制御方法は、第１ワークを第２ワークに組み付けるようにロボットアームの動作を制御するロボット制御方法であって、前記ロボットアームの先端に取り付けられたエンドエフェクタに前記第１ワークを保持させ、前記ロボットアームに支持された撮像装置が、前記第２ワークを撮像し撮像画像を得て、前記撮像装置に設けられた第１無線装置が、前記撮像画像を示す無線信号を反射板を介して第２無線装置に送信し、前記撮像画像を示す無線信号から前記第２ワークの位置を計測し、前記計測の結果に基づいて前記ロボットアームを移動させ、前記第１ワークを前記第２ワークに組み付けることを特徴とする。