(57)【要約】【課題】ロボットと作業用機器との動作を連動させて作業を行う生産システムを容易に構築可能な多機能統合型作業テーブルを提供することにある。【解決手段】作業テーブルは、近傍にロボットと作業用機器とが配置され、作業テーブル側コントローラとユーザが操作可能な工程計画設計コントローラとを具え、作業テーブル側コントローラは、ロボット側コントローラおよび作業用機器から識別および状態監視情報信号を受信してそれらを工程計画設計コントローラに送信し、ロボットおよび作業用機器を連動させる作業工程に沿ってロボット側コントローラおよび作業用機器に対し動作指令信号を送信するとともにそれらから動作状況信号を受信してロボットと作業用機器との動作を連動させる作業工程を実施し、工程計画設計コントローラは、ロボットおよび作業用機器の識別および状態監視情報信号に基づきロボットおよび作業用機器を連動させる作業工程の計画設計を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該作業テーブルの近傍に配置されるとともにロボット側コントローラを有する少なくとも１台のロボットと、当該作業テーブル上および／またはその作業テーブルの近傍に配置され前記ロボットを用いた作業で使用される少なくとも１台の作業用機器とを組み合わせて生産システムを構成する多機能統合型作業テーブルにおいて、
作業テーブル側コントローラと、ユーザが操作可能な工程計画設計コントローラとを互いに通信可能に接続されて具え、
前記作業テーブル側コントローラは、１または複数の通信規格に対応していて前記作業用機器との通信が可能な作業用機器用通信接続手段と、前記ロボット側コントローラとの通信が可能なロボット用通信接続手段とを有し、前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器から前記ロボットおよび前記作業用機器の識別および状態監視情報信号を受信してそれらの識別および状態監視信号を前記工程計画設計コントローラに送信し、さらに、前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程に沿って前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器に対し動作指令信号を送信するとともに前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器から動作状況信号を受信して前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程を実施し、
前記工程計画設計コントローラは、前記ロボットおよび前記作業用機器の識別および状態監視情報信号に基づき前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程の計画設計を行うことを特徴とする多機能統合型作業テーブル。
【請求項２】
前記作業用機器は機器タイプに基づいて分類され、
前記作業テーブル側コントローラは、少なくとも一つの機器タイプに対応した作業用機器用通信接続プログラムを有し、
前記作業用機器用通信接続プログラムは、前記作業テーブル側コントローラに接続された作業用機器が同一の機器タイプであれば同一の当該作業用機器用通信接続プログラムによって前記作業用機器との間の通信が可能であって、前記作業テーブル側コントローラに接続された前記作業用機器が実行可能な作業に関する情報を持ち、前記工程計画設計用コントローラに対して、前記作業テーブル側コントローラに接続された前記作業用機器の識別情報に加えて前記実行可能な作業の情報およびその作業の実行のためのプログラムの作成補助情報を供給することを特徴とする請求項１記載の多機能統合型作業テーブル。
【請求項３】
前記作業テーブル上に、前記ロボットを用いた作業工程で使用される冶具が設置される冶具設置領域および／または、前記ロボットを用いた作業工程で使用されるハンドツールを納めるツールハンガが配置され、
前記冶具および／または前記ハンドツールには、その冶具および/またはハンドツールの識別情報を持つデータタグが設けられ、
前記作業テーブルはさらに前記冶具設置領域および／または前記ツールハンガに、前記冶具および／または前記ハンドツールのデータタグを認識することで、前記作業テーブル上の前記冶具および/またはハンドツールを識別する冶具および/またはハンドツール識別手段を有し、
前記作業テーブル側コントローラは、前記冶具および/またはハンドツール識別手段と接続されてその冶具および/またはハンドツール識別手段から前記冶具および/またはハンドツールの識別情報を取得することを特徴とする請求項１または２記載の多機能統合型作業テーブル。
【請求項４】
前記冶具および／またはハンドツールが持つデータタグの少なくとも１つは２次元バーコードおよび／またはＩＣチップであることを特徴とする請求項３記載の多機能統合型作業テーブル。
【請求項５】
前記作業テーブル側コントローラは、冶具および／またはハンドツール認識用プログラムを有し、
前記冶具および／またはハンドツール認識用プログラムは、前記作業テーブル上に配置された冶具および／またはハンドツールを用いて前記ロボットが実行可能な作業に関する情報を持ち、前記工程計画設計コントローラに対して前記作業テーブル上に配置された前記冶具および／またはハンドツールの識別情報に加えて前記実行可能な作業の情報およびその作業の実行のためのサンプル動作情報を提供することを特徴とする請求項３または４記載の多機能統合型作業テーブル。
【請求項６】
前記作業テーブル側コントローラと前記工程計画設計コントローラとを具える請求項１から５までの何れか１項記載の多機能統合型作業テーブルと、
前記作業テーブルの近傍に配置されるとともにロボット側コントローラを有する前記少なくとも１台のロボットと、
前記作業テーブル上および／またはその作業テーブルの近傍に配置されるとともに、少なくとも１つの通信規格を持って前記作業テーブル側コントローラと接続され、前記ロボットを用いた作業工程で使用される前記少なくとも１台の作業用機器と、
を具える生産システムにおいて、
前記作業テーブル側コントローラは、前記作業工程で使用される前記ロボットと前記作業用機器との動作を互いに連動させる作業工程を実施し、
前記工程計画設計コントローラは、前記ロボットおよび作業用機器の識別および状態監視情報信号に基づきそれらロボットおよび作業用機器を連動させる作業工程の計画設計を行うことを特徴とする生産システム。
【請求項７】
前記ロボットは、前記アームとしての複数の多関節アームと、頭部と、前記頭部の姿勢を変更可能な首部と、そのロボットを任意の位置および向きに移動させることができる走行台車部とを有し、
前記ロボット側コントローラは、それら多関節アームと頭部と首部と走行台車部との動作制御を行い、
前記多関節アームは、異なるハンドツールの装着が可能なツールチェンジャと、ハンドツールの動作に必要な電力および／またはエアを供給する機構とを持ち、
前記頭部は、ステレオカメラを持ち、前記ステレオカメラは前記首部の動作により撮像方向を変更することができ、
前記作業テーブルは、電源およびエア供給源を有し、
前記走行台車部は、前記作業テーブルに分離可能に接続する接続部を有し、その接続部を前記作業テーブルに接続されると、その作業テーブルの前記電源およびエア供給源から前記接続部を介して供給される電力およびエアを前記ロボットに対して供給し、またその作業テーブルの前記電源およびエア供給源から前記接続部を介して供給される電力により前記走行台車部が搭載するバッテリに対する充電を行うことを特徴とする請求項６記載の生産システム。
【請求項８】
前記作業テーブルは、その作業テーブル上に前記ロボットとの相対位置関係をロボットが認識するための位置認識用マーカを有し、
前記ロボットは、前記走行台車部の接続部を前記作業テーブルに接続されると、前記ステレオカメラにより前記位置認識用マーカを撮像し、そのロボットと前記作業テーブルとの間の座標系を共通化させることを特徴とする請求項７記載の生産システム。
【請求項９】
前記工程計画設計コントローラは、前記ロボットが前記作業用機器を使用するためのロボット動作パターンおよび／または、前記ロボットに装着されたハンドツールの制御パターンおよび／または、前記作業用機器の動作パターンを動作情報として纏め、前記纏められた動作情報の組み合わせにより生産システムの構築を行うことを特徴とする請求項６から８までの何れか１項記載の生産システム。
【請求項１０】
前記工程計画設計コントローラは前記作業テーブルに含まれ、
前記纏められたロボットおよび作業用機器の動作情報は前記作業テーブル側コントローラに入力されて保持され、
前記ロボットの動作および前記作業用機器の動作は前記作業テーブル側コントローラにより制御されることを特徴とする請求項９記載の生産システム。
【請求項１１】
前記工程計画設計コントローラは前記ロボットに含まれ、
前記纏められたロボットの動作情報は前記ロボット側コントローラに入力されて保持され、
前記纏められた作業用機器の動作情報は前記作業テーブル側コントローラに入力されて保持され、
前記ロボットの動作は前記ロボット側コントローラにより制御され、
前記作業用機器の動作は前記作業テーブル側コントローラにより制御されることを特徴とする請求項９記載の生産システム。
【請求項１２】
前記生産システムは、工程管理コントローラを有して少なくとも現在の作業工程の前工程および後工程の作業進捗状況を含む全体工程の管理を行う生産管理システムを具え、
前記作業テーブル側コントローラは、前記工程管理コントローラとの間での通信を行うことを特徴とする請求項６から１１までの何れか１項記載の生産システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロボットと周辺機器との動作を連動させて作業を行う多機能統合型作業テーブルおよび、その多機能統合型作業テーブルを用いた生産システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ものづくりの現場において、多関節アームを初めとするロボットは広く普及しつつあり、今まで人手に頼ってきた作業について、人手からロボットへの置き換えが進められている。その一方、ロボットの導入には、ロボット自体の導入コストの負担に加え、ロボットを使用した新たな生産システムの構築のために、作業内容に応じて高価な冶具等を含む周辺装置を用意し、またロボット独自の教示システムの操作を習得する必要がある。このため、生産技術部門を持たない企業や、中堅中小企業のユーザでは、これらの条件を満たすことができず、ロボット導入に至らないケースが多い。
【０００３】
また、ロボットを使用した従来の生産システムの多くは、例えば図６に示すように、ロボットコントローラ側でロボット本体とそれを搭載したＡＧＶ（自動走行台車）に加えて作業テーブル周辺（作業テーブル上あるいは作業テーブル近傍）の作業用機器を制御するよう纏められているため、多数の作業用機器を接続するにはロボットコントローラの通信接続手段（通信インターフェースや通信アプリケーション）が肥大化するといった課題もある。それゆえこれらの課題を解決した、ロボットを使用した生産システムのより効率的な開発・導入手法の確立が望まれている。
【０００４】
ロボットを使用した生産システムとして、ロボットと連動する工作機械の監視が可能なロボットコントローラや、電源・エアの供給・ネットワーク接続等を可能とする作業台を導入する手法が存在するが、いずれも上記の課題の解決には至っていない。
【０００５】
すなわち、ロボットを使用した生産システムの開発・導入の従来手法として、例えば特許文献１は、移動ロボットと作業台を固定接続し、作業台から移動ロボットに電源・エアの供給を行うとともに、作業台を介してネットワークと接続して移動ロボットの制御情報や稼動情報をネットワーク上に伝達するシステムを提案している。
【０００６】
また、例えば特許文献２は、ロボットが工作機械にワークの供給・排出を行うシステムを提案しており、このシステムでは、工作機械側の運転状態に応じてロボットの動作を分岐させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１４４４９０号公報
【特許文献２】特開２０１５−１６８０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記前者のシステムでは、ロボットと作業台との接続によって拡張性を持たせることは可能であるが、作業台は接続用コネクタが配置されている程度であり、実際の情報処理はロボットコントローラ側が負うことになり、外部機器の配置・制御も行っていない。
【０００９】
また、上記後者のシステムでも、ロボットと外部機器を連動させることは可能であるが、ロボットコントローラ側に外部機器の状態を監視させており、多様な外部機器を接続するための拡張性に欠ける。
【００１０】
それゆえこの発明は、ロボットと作業用機器とを組み合わせて生産システムを構築する多機能統合型作業テーブルを導入し、その多機能統合型作業テーブルによってロボットの動作と作業用機器の動作とを連動させるとともに作業用機器の配置・追加・交換・配置変更等による生産システムの構築・再構築手順を簡易化することで、ロボットを使用した生産システムを容易に構築可能にして、ロボットを使用した生産システムの開発・導入をより効率的に実施可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を有利に解決するこの発明の多機能統合型作業テーブルは、
当該作業テーブルの近傍に配置されるとともにロボット側コントローラを有する少なくとも１台のロボットと、当該作業テーブル上および／またはその作業テーブルの近傍に配置され前記ロボットを用いた作業で使用される少なくとも１台の作業用機器とを組み合わせて生産システムを構成するものであって、
作業テーブル側コントローラと、ユーザが操作可能な工程計画設計コントローラとを互いに通信可能に接続されて具え、
前記作業テーブル側コントローラは、１または複数の通信規格に対応していて前記作業用機器との通信が可能な作業用機器用通信接続手段と、前記ロボット側コントローラとの通信が可能なロボット用通信接続手段とを有し、前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器から前記ロボットおよび前記作業用機器の識別および状態監視情報信号を受信してそれらの識別および状態監視信号を前記工程計画設計コントローラに送信し、さらに、前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程に沿って前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器に対し動作指令信号を送信するとともに前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器から動作状況信号を受信して前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程を実施し、
前記工程計画設計コントローラは、前記ロボットおよび前記作業用機器の識別および状態監視情報信号に基づき前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程の計画設計を行うことを特徴としている。
【００１２】
また、前記多機能統合型作業テーブルを用いて前記課題を有利に解決するこの発明の生産システムは、
前記作業テーブル側コントローラと前記工程計画設計コントローラとを具える前記作業テーブルと、
前記作業テーブルの近傍に配置されるとともにロボット側コントローラを有する前記少なくとも１台のロボットと、
前記作業テーブル上および／またはその作業テーブルの近傍に配置されるとともに、少なくとも１つの通信規格を持って前記作業テーブル側コントローラと接続され、前記ロボットを用いた作業工程で使用される前記少なくとも１台の作業用機器と、を具え、
前記作業テーブル側コントローラは、前記作業工程で使用される前記ロボットと前記作業用機器との動作を互いに連動させる作業工程を実施し、
前記工程計画設計コントローラは、前記ロボットおよび作業用機器の識別および状態監視情報信号に基づきそれらロボットおよび作業用機器を連動させる作業工程の計画設計を行い、
前記作業テーブル側コントローラが、それらロボットおよび作業用機器を連動させる作業工程に沿ってロボットおよび作業用機器に対し動作指令信号を送信するとともにロボットおよび作業用機器から動作状況信号を受信してその作業工程を実施することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
上述したこの発明の多機能統合型作業テーブルにあっては、
作業テーブルの近傍に少なくとも１台のロボットが配置されるとともに、作業テーブル上および／またはその作業テーブルの近傍に前記ロボットを用いた作業工程で使用される少なくとも１台の作業用機器が配置されると、
作業テーブルが具える作業テーブル側コントローラが、１または複数の通信規格に対応していて前記作業用機器との通信が可能な前記作業テーブルが具える作業用機器用通信接続手段により作業用機器と通信し、前記作業テーブルが具えるロボット用通信接続手段によりロボット側コントローラと通信し、前記ロボットおよび前記作業用機器から識別および状態監視情報信号を受信してそれらの識別および状態監視信号を工程計画設計コントローラに送信し、ロボットと作業用機器との動作を連動させる作業工程に沿ってロボットおよび作業用機器に対し動作指令信号を送信するとともにロボットおよび作業用機器から動作状況信号を受信してその作業工程を実施する。
そして、ユーザが操作可能な工程計画設計コントローラが、前記ロボットおよび前記作業用機器の識別および状態監視情報信号に基づきそれらロボットおよび作業用機器を連動させる作業工程の計画設計を行う。
【００１４】
従って、この発明の多機能統合型作業テーブルによれば、作業テーブル近傍のロボットの動作と作業テーブル上および／または作業テーブル近傍の作業用機器の動作を連動させる作業工程を実施できるとともに、ユーザがその作業工程の計画設計を容易に行うことができるので、作業用機器の配置・追加・交換・配置変更等による生産システムの構築・再構築手順を簡易化することができ、それゆえ、ロボットを使用した生産システムを容易に構築可能にするとともに、ロボットを使用した生産システムの開発・導入をより効率的に実施可能とすることができる。
【００１５】
また、この発明の多機能統合型作業テーブルを用いた上述したこの発明の生産システムにあっては、
ユーザが操作可能な工程計画設計コントローラが、作業テーブル側コントローラから、作業テーブルの近傍に配置された少なくとも１台のロボットと作業テーブル上および／またはその作業テーブルの近傍に配置されるとともに少なくとも１つの通信規格を持っていてそのロボットを用いた作業工程で使用される少なくとも１台の作業用機器との識別および状態監視情報信号を受信して、その識別および状態監視情報信号に基づきそれらロボットおよび作業用機器を連動させる作業工程の計画設計を行い、
作業テーブル側コントローラが、それらロボットおよび作業用機器を連動させる作業工程に沿ってロボットおよび作業用機器に対し動作指令信号を送信するとともにロボットおよび作業用機器から動作状況信号を受信してその作業工程を実施する。
【００１６】
従って、この発明の生産システムによれば、作業テーブル近傍のロボットの動作と作業テーブル上および／または作業テーブル近傍の作業用機器の動作を連動させる作業工程を実施できるとともに、ユーザがその作業工程の計画設計を容易に行うことができるので、作業用機器の配置・追加・交換・配置変更等による生産システムの構築・再構築手順を簡易化することができ、それゆえ、ロボットを使用した生産システムを容易に構築可能にするとともに、ロボットを使用した生産システムの開発・導入をより効率的に実施可能とすることができる。
【００１７】
なお、この発明の多機能統合型作業テーブルにおいては、
前記作業用機器は機器タイプに基づいて分類され、
前記作業テーブル側コントローラは、少なくとも一つの機器タイプに対応した作業用機器用通信接続プログラムを有し、
前記作業用機器用通信接続プログラムは、前記作業テーブル側コントローラに接続された作業用機器が同一の機器タイプであれば同一の当該作業用機器用通信接続プログラムによって前記作業用機器との間の通信が可能であって、前記作業テーブル側コントローラに接続された前記作業用機器が実行可能な作業に関する情報を持ち、前記工程計画設計用コントローラに対して、前記作業テーブル側コントローラに接続された前記作業用機器の識別情報に加えて前記実行可能な作業の情報およびその作業の実行のためのプログラムの作成補助情報を供給するものであると好ましい。
【００１８】
また、この発明の多機能統合型作業テーブルにおいては、
前記作業テーブル上に、前記ロボットを用いた作業工程で使用される冶具が設置される冶具設置領域および／または、前記ロボットを用いた作業工程で使用されるハンドツールを納めるツールハンガが配置され、
前記冶具および／または前記ハンドツールには、その冶具および／またはハンドツールの識別情報を持つデータタグが設けられ、
前記作業テーブルはさらに前記冶具設置領域および／または前記ツールハンガに、前記冶具および／または前記ハンドツールのデータタグを認識することで、前記作業テーブル上の前記冶具および／またはハンドツールを識別する冶具および／またはハンドツール識別手段を有し、
前記作業テーブル側コントローラは、前記冶具および／またはハンドツール識別手段と接続されてその冶具および／またはハンドツール識別手段から前記冶具および／またはハンドツールの識別情報を取得するものであると好ましい。
【００１９】
さらに、この発明の多機能統合型作業テーブルにおいては、
前記冶具および／またはハンドツールが持つデータタグの少なくとも１つは２次元バーコードおよび／またはＩＣチップであると好ましい。
【００２０】
さらに、この発明の多機能統合作業テーブルにおいては、
前記作業テーブル側コントローラは、冶具および／またはハンドツール認識用プログラムを有し、
前記冶具および／またはハンドツール認識用プログラムは、前記作業テーブル上に配置された冶具および／またはハンドツールを用いて前記ロボットが実行可能な作業に関する情報を持ち、前記工程計画設計コントローラに対して前記作業テーブル上に配置された前記冶具および／またはハンドツールの識別情報に加えて前記実行可能な作業の情報およびその作業の実行のためのサンプル動作情報を提供するものであると好ましい。
【００２１】
一方、この発明の生産システムにおいては、
前記ロボットは、前記アームとしての複数の多関節アームと、頭部と、前記頭部の姿勢を変更可能な首部と、そのロボットを任意の位置および向きに移動させることができる走行台車部と、それら多関節アームと頭部と首部と走行台車部との動作制御を行うロボット側コントローラとを有し、
前記多関節アームは、異なるハンドツールの装着が可能なツールチェンジャと、ハンドツールの動作に必要な電力および／またはエアを供給する機構とを持ち、
前記頭部は、ステレオカメラを持ち、前記ステレオカメラは前記首部の動作により撮像方向を変更することができ、
前記作業テーブルは、電源および／またはエア供給源を有し、
前記走行台車部は、前記作業テーブルに分離可能に接続する接続部を有し、その接続部を前記作業テーブルに接続されると、その作業テーブルの前記電源および／またはエア供給源から前記接続部を介して供給される電力および／またはエアを前記ロボットに対して供給し、またその作業テーブルの前記電源および／またはエア供給源から前記接続部を介して供給される電力により前記走行台車部が搭載するバッテリに対する充電を行うものであると好ましい。
【００２２】
また、この発明の生産システムにおいては、
前記作業テーブルは、その作業テーブル上に前記ロボットとの相対位置関係をロボットが認識するための位置認識用マーカを有し、
前記ロボットは、前記走行台車部の接続部を前記作業テーブルに接続されると、前記ステレオカメラにより前記位置認識用マーカを撮像し、そのロボットと前記作業テーブルとの間の座標系を共通化させるものであると好ましい。
【００２３】
さらに、この発明の生産システムにおいては、
前記工程計画設計用コントローラは、前記作業テーブルに含まれ、前記ロボットが前記作業用機器を使用するためのロボット動作パターンおよび／または、前記ロボットに装着されたハンドツールの制御パターンおよび／または、前記作業用機器の動作パターンを動作情報として纏め、前記纏められた動作情報の組み合わせにより生産システムの構築を行うものであると好ましい。
【００２４】
さらに、この発明の生産システムにおいては、
前記纏められたロボットおよび作業用機器の動作情報は、前記作業テーブル側コントローラに入力されて保持され、前記ロボットの動作および前記作業用機器の動作は、前記作業テーブル側コントローラにより制御されるものであると好ましい。
【００２５】
さらに、この発明の生産システムにおいては、
前記工程計画設計用コントローラは前記作業テーブルの代わりに前記ロボットに含まれ、
前記纏められたロボットの動作情報は前記ロボット側コントローラに入力されて保持され、
前記纏められた作業用機器の動作情報は前記作業テーブル側コントローラに入力されて保持され、
前記ロボットの動作は前記ロボット側コントローラにより制御され、
前記作業用機器の動作は前記作業テーブル側コントローラにより制御されるものであっても良い。
【００２６】
そして、この発明の生産システムにおいては、
当該生産システムは、工程管理コントローラを有して少なくとも現在の作業工程の前工程および／または後工程の作業進捗状況を含む全体工程の管理を行う生産管理システムを具え、
前記作業テーブル側コントローラは、前記工程管理コントローラとの間での通信を行うものであると好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の多機能統合型作業テーブルの一実施形態を用いたこの発明の生産システムの一実施形態の構成図である。
【図２】この発明の多機能統合型作業テーブルの第１実施形態およびそれを用いたこの発明の生産システムの第１実施形態の構成を機能ブロックで示すブロック線図である。
【図３】この発明の多機能統合型作業テーブルの第２実施形態およびそれを用いたこの発明の生産システムの第２実施形態の構成を機能ブロックで示すブロック線図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、この発明の一実施形態の生産システムとしての検査システムにおける検査ユニットの交換前後の状態をそれぞれ示す平面図である。
【図５】この発明の他の一実施形態の生産システムとしての組立ておよび検査システムを示す平面図である。
【図６】ロボットを使用した従来型の生産システムを示すブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明の多機能統合型作業テーブルの一実施形態を用いたこの発明の生産システムの一実施形態の構成図である。
【００２９】
この発明の一実施形態の生産システムは、人型多能工ロボット（以下、単にロボットと呼ぶ）１と、この発明の一実施形態の多機能統合型作業テーブルとしてのロボット作業統合型作業テーブル（以下、ＲＩＴ（Ｒｏｂｏｔ  ｔａｓｋ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  Ｔａｂｌｅ）と呼ぶ）２と、工場全体の作業工程管理を行う生産管理システム３とを具えている。
【００３０】
ロボット１は、複数本の多関節アーム１０と、頭部１１と、頭部の向きを変更可能な首部１２とを有するロボット本体１５と、走行台車部１３と、それらの動作制御を行うロボット側コントローラ１４とを有している。
【００３１】
多関節アーム１０は、異なるハンドツールの装着が可能なツールチェンジャ１０１と、ハンドツールの動作に必要な電力を供給する電力供給機構１０２と、動作に必要なエアを供給するエア供給機構１０３とを持つ。
【００３２】
頭部１１は、ステレオカメラ１１１を持ち、ステレオカメラ１１１は首部１２の動作により撮像方向を変更でき、少なくとも所定ピッチ軸周りの上下方向および所定ヨー軸周りの左右方向の２方向に撮像方向を変更できることが望ましい。
【００３３】
走行台車部１３は、ロボット１を任意の位置・向きに移動させることができるＳＬＡＭ（自己位置推定・環境地図作成同時遂行）式のＡＧＶ（自動走行台車）であることが望ましい。また、走行台車部１３は、電源に対する接続部１３１およびエア供給源に対する接続部１３２を持ち、ロボット１に電力・エアを供給しても良い。また、走行台車部１３はバッテリ１３３を持ち、電源接続部１３１から供給される電力によりバッテリ１３３の充電を行っても良い。
【００３４】
ＲＩＴ２は、テーブル側コントローラとしてのＲＩＴ側コントローラ２１と、作業台２２と、作業台２２上または作業台２２の近傍の周辺部に配置される１または複数台の作業用機器２３と、作業台２２上の冶具設置領域２４および冶具２５と、ロボット１が具えるツールチェンジャ１０１が装着するハンドツールを納めるツールハンガ２６およびハンドツール２７と、ロボット１がＲＩＴ２との相対位置関係を認識するためにステレオカメラ１１１で撮像する位置認識マーカ２８とを有している。また、走行台車部１３に電力・エアを供給するための電源４０およびエア供給源４１をＲＩＴ２内に有していても良い。
【００３５】
ＲＩＴ側コントローラ２１は、１または複数台の作業用機器２３と通信するための作業用機器用通信接続手段としての作業用機器インターフェース（以下、作業用機器Ｉ／Ｆと呼ぶ）２１１と、冶具・ハンドツール等の認識情報を受信するための作業台上ツールインターフェース（以下、作業台上ツールＩ／Ｆと呼ぶ）２１２と、１または複数台のロボット１と通信するためのロボット用通信接続手段としてのロボットインターフェース（以下、ロボットＩ／Ｆと呼ぶ）２１３と、生産管理システム３と通信するための生産管理システムインターフェース（以下、生産管理システムＩ／Ｆと呼ぶ）２１４とを有している。
【００３６】
なお、ＲＩＴ側コントローラ２１は、例えば中央処理ユニット（ＣＰＵ）とメモリと入出力回路とを有し、与えられたプログラムに基づき制御等の処理を行う通常のコンピュータを用いて構成され、また、作業用機器Ｉ／Ｆ２１１、作業台上ツールＩ／Ｆ２１２、ロボットＩ／Ｆ２１３および生産管理システムＩ／Ｆ２１４は各々、通信回線の直接接続のためのコネクタや無線接続のための電波通信装置あるいは光接続のための光通信装置を含み、異なる通信規格を持つ機器や装置間で通信元の信号を通信先の規格に合わせて変換して通信先に伝達する信号変換回路基板や信号変換装置等によって構成される。
【００３７】
この発明の第１実施形態の生産システムおよびＲＩＴ２では、図２に示すように、ＲＩＴ側コントローラ２１には、作業用機器Ｉ／Ｆ２１１に接続された作業用機器の識別・状態監視・動作制御を行うための通信用アプリケーションがインストールされている。ＲＩＴ２の作業用機器Ｉ／Ｆ２１１に接続される作業用機器２３は、実行可能な動作や通信規格により機器タイプが分類され、上記通信用アプリケーションは、機器タイプ毎に、もしくは複数の機器タイプに共通して使用可能なように設計される。また、上記通信用アプリケーションは、機器タイプ毎に、実行可能なタスク情報を持つ。
【００３８】
作業台２２上の冶具設置領域２４およびツールハンガ２６には、設置された冶具２５およびハンドツール２７を認識するための認識手段を備えている。冶具・ハンドツールの認識手段として、冶具２５およびハンドツール２７上にそれらの識別情報を含む２次元バーコードやＩＣタグを貼り付け、それら２次元バーコードやＩＣタグの読み取り用リーダを冶具設置領域２４およびツールハンガ２６上に備えても良い。
【００３９】
ＲＩＴ側コントローラ２１には、作業台上ツールＩ／Ｆ２１２に冶具・ハンドツールの認識手段から入力された冶具・ハンドツールの認識情報を受信するための認識用ソフトウェアがインストールされている。
【００４０】
ＲＩＴ２は、生産システムを構築するユーザとしてのオペレータが操作可能なヒューマンマシンインターフェース(以下、ＨＭＩ／Ｆと呼ぶ)として、作業工程計画の作成を行う工程計画設計コントローラ２１５を有し、工程計画設計コントローラ２１５は、例えば中央処理ユニット（ＣＰＵ）とメモリと入出力回路とを有し、与えられたプログラムに基づき制御等の処理を行う通常のコンピュータを用いて構成され、ＲＩＴ側コントローラ２１に接続される。
【００４１】
工程計画設計コントローラ２１５は基本的にはＲＩＴ２側に配置されるが、ＲＩＴ側コントローラ２１との直接接続が可能なようにロボット側コントローラ１４が設計されているこの発明の第２実施形態の生産システムおよびＲＩＴ２では、図３に示すように、工程計画設計コントローラ２１５はロボット側コンポーネントとして配置しても良く、その場合、工程計画設計コントローラ２１５は、ＲＩＴ側ロボットＩ／Ｆ２１３を介さず直接ロボット側コントローラ１４と接続される。
【００４２】
生産管理システム３は、例えば中央処理ユニット（ＣＰＵ）とメモリと入出力回路とを有し、与えられたプログラムに基づき制御等の処理を行う通常のコンピュータを用いて構成され、工場内に複数配置したＲＩＴ２の生産工程を管理する生産統合管理部３１と、オペレータが操作可能な通常の操作端末からなるＨＭＩ／Ｆ３２と、各ＲＩＴ２と通信するインターフェースの機能を持つＲＩＴ通信部３１１とを有している。ＲＩＴ通信部３１１は、工場内に複数配置したＲＩＴ２のうち、少なくとも現在実行中の工程で使用されているＲＩＴ２と、現在実行中の工程の前工程で使用されているＲＩＴ２０１と、現在実行中の工程の後工程で使用されているＲＩＴ２０２とが各々具えるＲＩＴ側コントローラ２１に対し通信を行う。
【００４３】
（生産システムの構築）
ユーザはＲＩＴ２をプラットフォームとして、一連の作業を行う生産システムの構築を以下の（１）〜（１２）の手順で行う。
（１）ＲＩＴ２の作業台２２上または作業台２２の近傍の周辺部に１台または複数台の作業用機器２３を配置する。ＲＩＴ２の作業用機器Ｉ／Ｆ２１１は、複数台の作業用機器２３の通信規格に対応した通信用インターフェースを備えており、ユーザ（オペレータ）は各作業用機器２３を、その作業用機器２３が有する通信規格に対応するインターフェースに接続する。
【００４４】
（２）ＲＩＴ２の作業用機器Ｉ／Ｆ２１１に作業用機器２３が接続されると、ＲＩＴ側コントローラ２１は作業用機器２３の機器タイプを確認し、対応する通信用アプリケーションを起動させ、接続された作業用機器２３の識別・状態監視を開始する。
（３）ＲＩＴ側コントローラ２１は、作業用機器２３の識別・状態監視情報を工程計画設計コントローラ２１５へと送信し、また、作業用機器２３が実行可能な作業（タスク）の情報、および作業の実行用のアプリケーションプログラミングインターフェース(以下、ＡＰＩと呼ぶ)も併せて工程計画設計コントローラ２１５へ提供する。
【００４５】
（４）作業台２２上の冶具設置領域２４への冶具２５の配置および／または作業台２２上のツールハンガ２６へのロボット１用のハンドツール２７の配置を行う。
（５）冶具設置領域２４および／またはツールハンガ２６に冶具２５および／またはハンドツール２７が配置されると、ＲＩＴ側コントローラ２１は作業台上ツールＩ／Ｆ２１２を介してその冶具２５および／またはハンドツール２７の識別情報を取得する。冶具およびハンドツールの識別方法としては、上述のように冶具２５およびハンドツール２７にそれらの識別情報を持つ２次元バーコードやＩＣタグ等を貼付け、冶具設置領域２４およびツールハンガ２６に備えたリーダにより情報を取得することで行っても良い。また、識別情報には、冶具２５およびハンドツール２７の形状モデルデータや質量、慣性モーメント等の情報を含めても良い。
【００４６】
（６）ＲＩＴ側コントローラ２１は、冶具２５および／またはハンドツール２７の識別情報を工程計画設計コントローラ２１５へと送信し、また、冶具２５および／またはハンドツール２７を用いることで実行可能な作業サンプル情報および作業サンプルプログラムも併せて工程計画設計コントローラ２１５へと送信する。
（７）ユーザは、工程計画設計コントローラ２１５を用いて、ロボット１がハンドツール２７を装着して、作業用機器２３および／または冶具２５を使用して作業を行う一連の作業工程、またはロボット１が作業用機器２３や冶具２５を使用せずに単独で作業を行う作業工程を教示し、その作業工程をパッケージ化して保存する。保存する情報としては、一連の作業工程におけるロボット１の動作パターンや、作業用機器２３・ハンドツール２７に対する制御信号送受信のタイミング等がある。
【００４７】
（８）ユーザは、工程計画設計コントローラ２１５に提供されている、ＲＩＴ側コントローラ２１に接続中の作業用機器２３が実行可能な作業を実行するためのＡＰＩ、作業台２２上に配置された冶具２５および／またはハンドツール２７を用いることで実行可能な作業を実行するための作業サンプルプログラム、ロボット１の動作として予め作成されているサンプルプログラム等を選択し、組み合わせることで、工程設計を行うことができる。
（９）保存したパッケージ化情報は、各ＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１または工程計画設計コントローラ２１５で保管するとともに、生産管理システム３で各ＲＩＴ２が実行可能な作業内容として保存して情報を共有する。
【００４８】
（１０）各ＲＩＴ２において作業完了までの工程が組めるように上記パッケージ化情報を各ＲＩＴ２や生産管理システム３で蓄積し、生産システムの構築および作業工程設計を完成させる。
（１１）配置する作業用機器２３や冶具２５やハンドツール２７のレイアウトや作業手順を変更する場合、パッケージ化情報の一部補正や組み合わせにより作業工程を再構築することができ、生産システムの効率的な構築が可能となる。
（１２）ＲＩＴ２に接続する作業用機器２３を追加または変更する場合、ＲＩＴ側コントローラ２１にその追加または変更する作業用機器２３の機器タイプに対応する通信用アプリケーションを事前にインストールしておくことで、通信用アプリケーションを再作成・インストールすることなく機器を追加・変更することができ、生産システムの効率的な構築が可能となる。また、機器タイプ毎の通信用アプリケーションや上記パッケージ化情報は、生産管理システム３からダウンロードすることができ、ＲＩＴ側コントローラ２１は、追加または変更される作業用機器２３に応じた通信用アプリケーションやパッケージ化情報を持っていない場合には、生産管理システム３からダウンロードする。
【００４９】
（作業の実施）
ＲＩＴ２は、ロボット１および作業用機器２３に対して、以下の（１３）〜（２６）の手順で作業を実施させる。
（１３）ロボット１は、生産管理システム３から作業実施命令を受けると、作業実施用に設置されたＲＩＴ２の前まで移動する。
（１４）ロボット１は自身が有する走行台車部１３の機能により自己位置推定を行いながら目標ＲＩＴ２の前まで移動する。ロボット１が走行機能を持たない場合には、人手によりロボット１を目標ＲＩＴ２の前まで移動させても良い。
【００５０】
（１５）ロボット１はＲＩＴ２の前まで移動すると、自身のＲＩＴ接続用インターフェースと、ＲＩＴ２側のロボットＩ／Ｆ２１３とを接続する。ロボットＩ／Ｆ２１３の通信規格は、ロボット１およびハンドツール２７への動作指令、ロボットのステータスの受信等が可能な最小限のものを備える。
（１６）ロボット１のロボット側コントローラ１４とＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１との間の接続方法は有線接続には限らず、必要な通信精度が確保できれば無線電波接続でも光接続でもよい。
（１７）ＲＩＴ２に電源４０および／またはエア供給源４１を配置している場合には、ロボット１は電源接続部１３１および／またはエア接続部１３２を電源４０および／またはエア供給源４１に接続し、電力および／またはエアの供給および／またはバッテリの充電を同時に行っても良い。
【００５１】
（１８）ロボット１のロボット側コントローラ１４は、ＲＩＴ２上に配置された位置認識マーカ２８をロボット１自身が持つカメラ１１１にて撮像し、ロボット１とＲＩＴ２との間の位置ずれ量を計算し、ロボット１とＲＩＴ２との座標系を一致させる。
（１９）ＲＩＴ２とロボット１とが接続されると、ＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１は生産管理システム３と通信を行って作業工程計画を取得する。取得する情報としては、使用する動作情報パッケージ、作業工程フロー、作業工程の繰り返し回数等がある。生産管理システム３から工程計画を取得しない場合、ＲＩＴ側コントローラ２１は、ユーザによって予め設定された工程計画を使用しても良い。
（２０）ＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１は、ロボット１および作業用機器２３のステータス情報、およびＲＩＴ２上に配置されている冶具２５およびハンドツール２７の情報を取得して、工程計画の実行が可能か否かを判断する。工程計画の実行が不可能な場合には、ＲＩＴ２上に配置されたＨＭＩ／Ｆとしての工程計画設計コントローラ２１５、または生産管理システム３のＨＭＩ／Ｆ３２を通して、ユーザに工程計画の実行が不可能であることを通知する。
【００５２】
（２１）ＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１は、作業用機器２３およびロボット１に対して互いに連動する動作命令を送信する。動作命令は、サンプリング周期毎に送信する必要はなく、パッケージ化された動作命令を工程の進捗状況に応じて順次送信しても良い。
（２２）ロボット１および作業用機器２３が互いに連動する作業を開始すると、ＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１は工程計画の進捗状況を監視し、その進捗状況を生産管理システム３に随時送信する。生産管理システム３は、各ＲＩＴ２から送られる進捗状況を統合し、全体工程計画の進捗状況を監視する。
（２３）作業中のロボット１および作業用機器２３は、自身のステータス（動作状況）を監視してＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１にステータス信号を送信する。ＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１は、ロボット１および作業用機器２３から異常状態を示すステータス信号を受信すると、各異常状態に対応した対処指令を送信する。
【００５３】
（２４）異常状態には、状態に応じて緊急度を設定して対処パターンを複数用意しても良い。例として、緊急度の高い異常状態については、作業用機器２３の動作も含めて工程計画を中断する非常停止処理を行い、また緊急度の低い異常状態については、一連の工程計画が完了した後に、ロボット１および作業用機器２３の停止処理を順次行う等の対処パターンを用意しても良い。
（２５）工程計画の実行が完了するとＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１は、ロボット１および作業用機器２３に対して終了処理の指令を送信し、また、生産管理システム３に対して作業完了信号を送信する。
（２６）ＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１は、作業完了信号を送信すると、生産管理システム３からロボット１に対する次工程実施命令を受信するため待機状態となる。
【００５４】
（次工程実施命令）
ＲＩＴ２は、ロボット２に対して、以下の（２７）〜（２９）の手順で次工程実施命令を出す。
（２７）生産管理システム３は、作業完了信号を受信すると、他のＲＩＴ２からの進捗情報を基に、ロボット１に対する次工程実施命令を作成し、ＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１に送信する。
（２８）ＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１は、受信した次工程実施命令をロボット１のロボット側コントローラ１４に送信する。次工程実施命令には、次工程用ＲＩＴ２の位置情報、ロボット１の移動経路、到着時間等が含まれる。
（２９）次工程実行命令を受けたロボット１は、次工程用ＲＩＴ２へ向かう移動を開始する。
【００５５】
（ＲＩＴ２を用いた検査システムの構成例）
図４（ａ）は、ＲＩＴ２を用いた生産システムの構築例として、ロボット１による検査システムの構築例を示す。上記検査システムは、検査対象の外観検査および重量検査を行うものであり、以下の（３０）〜（３５）には、ＲＩＴ２による教示作業の実施例を示す。
（３０）ＲＩＴ２上には作業用機器２３として、検査品供給用ベルトコンベア２３ａ、検査品搬出用ベルトコンベア２３ｂ、外観検査ユニット２３ｃ、および検査品Ａ用計量ユニット２３ｄが配置され、それらは図示しない作業用機器Ｉ／Ｆ２１１を介して図示しないＲＩＴ側コントローラ２１へとそれぞれ接続されている。また、ＲＩＴ２上の冶具設置領域２４およびツールハンガ２６には、配置された検査品Ａ用検査冶具２５ａおよび検査品Ａ用ハンドツール２７ａを特定するための図示しない認識手段が設けられている。
【００５６】
（３１）ＲＩＴ側コントローラ２１は、作業用機器Ｉ／Ｆ２１１を介して検査品供給用ベルトコンベア２３ａおよび検査品搬出用ベルトコンベア２３ｂの動作制御が可能であり、また外観検査ユニット２３ｃに対する撮像実施命令の送信とそこからの画像データの受信が可能であり、また検査品Ａ用計量ユニット２３ｄに対する初期化命令の送信とそこからの計測結果の受信が可能である。
（３２）ＲＩＴ側コントローラ２１は、図示しない作業台上ツールＩ／Ｆ２１２を介して、冶具配置領域２４およびツールハンガ２６に配置された上記認識手段によって取得した配置中の検査品Ａ用検査冶具２５ａおよび検査品Ａ用ハンドツール２７ａの識別情報の受信が可能である。
【００５７】
（３３）ＲＩＴ２の図示しない工程計画設計コントローラ２１５上で作業工程を構築するユーザには、検査品供給用ベルトコンベア２３ａ、検査品搬出用ベルトコンベア２３ｂ、外観検査ユニット２３ｃおよび検査品Ａ用計量ユニット２３ｄの各々において実行可能な機能の操作用ＡＰＩが提供されており、また、配置中の検査品Ａ用検査冶具２５ａおよび検査品Ａ用ハンドツール２７ａを用いることでロボット１が実施できる作業サンプルプログラムが提供されている。なお、これらＡＰＩおよび作業サンプルプログラムは、特定の座標位置を基準としたロボット１の動作工程を含んでおり、ユーザは、ＲＩＴ２の座標系を基準にして上記座標位置を設定することができる。
【００５８】
（３４）ユーザは、上記ＡＰＩおよび作業サンプルプログラムを基にして作業工程を構築し、任意の区分毎に作業工程をパッケージ化し、作業工程計画を完成させる。
（３５）完成した作業工程計画は、ＲＩＴ２のＲＩＴ側コントローラ２１へとアップロードされる。
【００５９】
以下の（３６）〜（４０）には、上記検査システムの動作例の手順を示す。
（３６）ＲＩＴ２に接続されたロボット１は、ＲＩＴ２に固定されている位置認識マーカ２８を自身の持つステレオカメラ１１１にて撮像し、ロボット１とＲＩＴ２との間の位置ずれ量を計算して座標系を共通化する。また、ＲＩＴ２に配置された電源４０およびエア供給源４１と接続することで、ロボット１やハンドツール２７の駆動に必要な電源およびエアを確保するとともに、図示しないバッテリ１３３への充電を開始する。
（３７）ロボット１は、検査品Ａ用ハンドツール２７ａを装着する。ＲＩＴ側コントローラ２１によって制御される検査品供給用ベルトコンベア２３ａにより検査品Ａ２９が供給されると、ロボット１は、検査品Ａ用ハンドツール２７ａを用いて検査品Ａ２９を把持する。
（３８）ロボット１は、検査品Ａ２９の形状に合わせた検査品Ａ用検査冶具２５ａに検査品Ａ２９を固定する。検査品Ａ用検査冶具２５ａ上に検査品Ａ２９が固定されると、ＲＩＴ側コントローラ２１は作業用機器Ｉ／Ｆ２１１を介して外観検査ユニット２３ｃに対して撮像の実施と画像データの転送を指令し、外観検査ユニット２３ｃから検査品Ａ２９の画像データを受信する。
【００６０】
（３９）ＲＩＴ側コントローラ２１は作業用機器Ｉ／Ｆ２１１を介して検査品Ａ用計量ユニット２３ｄに対して初期化命令を送信し、検査品Ａ用計量ユニット２３ｄの測定値をリセットする。検査品Ａ用計量ユニット２３ｄの測定値がリセットされると、ロボット１は外観検査を終えた検査品Ａ２９を検査品Ａ用ハンドツール２７ａで再度把持して検査品Ａ用計量ユニット２３ｄ上に置く。検査品Ａ２９が検査品Ａ用計量ユニット２３ｄ上に置かれると、ＲＩＴ側コントローラ２１は作業用機器Ｉ／Ｆ２１１を介して検査品Ａ用計量ユニット２３ｄに対して検査品Ａ２９の重量測定結果を送信するよう命令を送り、検査品Ａ用計量ユニット２３ｄから測定結果を受信する。
（４０）予め与えられた規準と受信した画像データおよび重量測定結果との比較に基づき、外観検査および重量測定検査の結果が合格であるとＲＩＴ側コントローラ２１が判断すると、ロボット１は検査に合格した検査品Ａ２９（検査合格品）を検査品搬出用ベルトコンベア２３ｂに載せる。検査品Ａ２９が検査品搬出用ベルトコンベア２３ｂに載せられると、ＲＩＴ側コントローラ２１はその検査品搬出用ベルトコンベア２３ｂを作動制御して、検査品Ａ２９を次工程に搬送する。
【００６１】
以下の（４１）〜（４４）には、検査システム再構築の実施例の手順を示す。
（４１）図４（ｂ）に示すように、検査品Ａ用計量ユニット２３ｄを検査品Ｂ用計量ユニット２３ｅへと変更する場合、検査品Ｂ用計量ユニット２３ｅ用の通信用アプリケーションをＲＩＴ側コントローラ２１にインストールする。検査品Ｂ用計量ユニット２３ｅ用の通信用アプリケーションが既にインストールされている、またはＲＩＴ側コントローラ２１にインストールされている計量ユニット通信用アプリケーションが検査品Ｂ用計量ユニット２３ｅとの通信にも対応している場合には、検査品Ｂ用計量ユニット２３ｅがＲＩＴ側コントローラ２１に接続されると、検査品Ｂ用計量ユニット２３ｅの操作用ＡＰＩが工程計画設計コントローラ２１５に自動的に提供される。
（４２）検査対象を検査品Ａ２９から検査品Ｂ２９ａへと変更する場合、検査品Ａ用検査冶具２５ａおよび検査品Ａ用ハンドツール２７ａも検査品Ｂに対応した検査品Ｂ用検査冶具２５ｂおよび検査品Ｂ用ハンドツール２７ｂに変更する。冶具２５およびハンドツール２７が検査品Ｂ２９ａに対応するものに変更されたことを作業台上ツールＩ／Ｆ２１２を介してＲＩＴ側コントローラ２１が認識すると、工程計画設計コントローラ２１５には、検査品Ｂ２９ａを対象としてロボット１が実施可能な作業サンプルプログラムが提供される。
（４３）検査品Ｂ２９ａの検査のための追加検査機器２３ｆを配置する場合は、追加検査機器２３ｆ用の通信用アプリケーションをＲＩＴ側コントローラ２１にインストールする。既にＲＩＴ側コントローラ２１に、追加検査機器２３ｆに対応する通信用アプリケーションがインストールされている場合は、追加検査機器２３ｆがＲＩＴ２に接続されると、追加検査機器操作用ＡＰＩが工程計画設計コントローラ２１５に自動的に提供される。
（４４）各検査機器のレイアウトを変更する場合、作成済の作業工程パッケージにおいて、各ＡＰＩおよび作業サンプルプログラムの持つ座標位置を、任意の位置に再設定することで、各動作の基準位置を変更することができる。
【００６２】
かくして上記実施形態のロボット作業統合型作業テーブル２およびそれを用いた生産システムによれば、ロボット１および作業用機器２３等を組み合わせるだけで、簡便にシステムの構成および再構成が可能であるため、ロボットを使用した生産システムを容易に構築することができ、また、導入コスト増加の要因となる作業テーブルへの作業機器の配置・接続等による生産システムの統合の工数を引き下げることができる。
【００６３】
さらに、作業用機器２３はいくつかの機器タイプに分類され、ＲＩＴ側コントローラ２１は各機器タイプに対応する通信用アプリケーションをインストールしているため、対応する通信用アプリケーションが存在すれば、異なる作業用機器２３を配置した場合でも通信環境を再度整備する必要がないので、生産システムの統合の工数を引き下げることができる。
【００６４】
さらに、作業用機器２３の制御と工程管理とをＲＩＴ側コントローラ２１で行わせることで、ロボット１とＲＩＴ２との間の通信規格の簡略化が可能であり、例えば、ロボット動作パターンをパッケージ化してロボット側コントローラ１４にアップロードし、工程管理をラダー制御等で行うことで、工程実行中のＲＩＴ側コントローラ２１とロボット側コントローラ１４との間の通信は装置入出力レベルの通信のみでも対応が可能となる。
【００６５】
以下の（４５）〜（４８）には、複数のＲＩＴを組み合わせた生産システム構築の実施例の手順を示す。
（４５）図５は、この発明の他の一実施形態の生産システムとしての組立ておよび検査システムを示す平面図であり、この組立ておよび検査システムでは、図中右側の第一工程ロボット１ａおよび第一工程ＲＩＴ２ａが検査品Ａ第一部品２９ｂおよび検査品Ａ第二部品２９ｃを組み合わせて検査品Ａ２９を組み立てて、その検査品Ａ２９をコンベアで図中左側の第二工程ロボット１ｂおよび第二工程ＲＩＴ２ｂに送り、その第二工程ロボット１ｂおよび第二工程ＲＩＴ２ｂが、先の実施形態と同様にして検査品Ａ２９の検査を行って、良品と不具合品とを分別する。
【００６６】
（４６）第一工程ＲＩＴ２ａには作業用機器として、検査品Ａ第一部品２９ｂを供給するための検査品Ａ第一部品供給用ベルトコンベア２３ｈと、組み立てた検査品Ａ２９を搬出するための検査品搬出用ベルトコンベア２３ｉと、検査品Ａ第一部品２９ｂおよび検査品Ａ第二部品２９ｃを認識するための位置認識ユニット２３ｇとが配置され、それぞれＲＩＴ側コントローラ２１へと接続されている。また、第一工程ＲＩＴ２ａに設置されたツールハンガ２６には、検査品Ａ第一部品用ハンドツール２７ｃが配置される。また、第一工程ＲＩＴ２ａが制御する検査品搬出用ベルトコンベア２３ｉと、第二工程ＲＩＴ２ｂが制御する検査品供給用ベルトコンベア２３ａは連結されており、ＲＩＴ間における検査品Ａ２９の受け渡しが可能となっている。また、第一工程ＲＩＴ２ａおよび第二工程ＲＩＴ２ｂは各々生産管理システム３に接続されている。
【００６７】
（４７）検査品Ａ第一部品供給用ベルトコンベア２３ｈおよび検査品Ａ搬出用コンベア２３ｉには、第二工程ＲＩＴ２ｂで使用されているベルトコンベアと共通の通信用アプリケーションで動作制御が可能なベルトコンベアが配置されている。また、位置認識ユニット２３ｇには、第二工程ＲＩＴ２ｂで使用されている外観検査ユニット２３ｃと共通の通信用アプリケーションで撮像実施命令の送信と画像データの受信が可能な撮像機器が配置されている。また、検査品Ａ第一部品用ハンドツール２７ｃとして、検査品Ａ用ハンドツール２７ａが共通して使用される。
（４８）配置された作業用機器に対応する通信用アプリケーションやハンドツール情報がＲＩＴ側コントローラ２１にインストールされていない場合、第一工程ＲＩＴ２ａは必要な通信用アプリケーションを生産管理システム３よりダウンロードする。
【００６８】
上述の如く生産システムを構成することで、作業内容の異なる新たな生産システムを構成する場合であっても、各作業用機器操作用ＡＰＩが工程計画設計コントローラに自動的に提供され、ロボット１および作業用機器２３等を組み合わせるだけで、簡便にシステムの構成が可能であるため、ロボットを使用した生産システムを容易に構築することができ、また、導入コスト増加の要因となる作業テーブルへの作業機器の配置・接続等による生産システムの統合の工数を引き下げることができる。
【００６９】
以上、図示の実施形態に基づき説明したが、この発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で所要に応じて適宜変更することができ、例えば、この発明の多機能統合型作業テーブルは、人とロボットの協働操作を実現するための機能を備えてもよい。具体的には、多機能統合型作業テーブルにレーザーセンサや光カーテンを配置することで、多機能統合型作業テーブルの周辺への作業者の接近を感知し、ロボットに協働操作のための減速処理や停止処理等を行わせても良い。このようにすれば、協働操作のための検知機能を持たないロボットであっても協働操作が実現可能となり、安全柵を設けないことで、多機能統合型作業テーブルの設置レイアウトの自由度を高めることができる。
【００７０】
また、ロボットの移動先の、多機能統合型作業テーブルの設置領域に作業者がいる場合には、多機能統合型作業テーブルは生産管理システムを介してロボットに同領域への侵入禁止命令や減速命令を送信し、また作業者に対してロボットの接近を警告するようにしても良い。このようにすれば、移動ロボットを単体で運用する場合より生産システムの安全性を高めることができる。
【００７１】
さらにこの発明においては、多機能統合型作業テーブルの近傍に複数台のロボットを配置して、それらのロボットを互いに協調動作させるとともに作業用機器と連動させる生産システムを構築しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
かくしてこの発明の多機能統合型作業テーブルおよびそれを用いた生産システムによれば、作業テーブル近傍のロボットの動作と作業テーブル上および／または作業テーブル近傍の作業用機器の動作を連動させる作業工程を実施できるとともに、ユーザがその作業工程の計画設計を容易に行うことができるので、作業用機器の配置・追加・交換・配置変更等による生産システムの構築・再構築手順を簡易化することができ、それゆえ、ロボットを使用した生産システムを容易に構築可能にするとともに、ロボットを使用した生産システムの開発・導入をより効率的に実施可能とすることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  人型多能工ロボット（ロボット）
１ａ  第一工程ロボット
１ｂ  第二工程ロボット
１０  多関節アーム
１０１  ツールチェンジャ
１０２  電力供給機構
１０３  エア供給機構
１１  頭部
１１１  ステレオカメラ（カメラ）
１２  首部
１３  走行台車部
１３１  電源接続部
１３２  エア供給源接続部
１３３  バッテリ
１４  ロボット側コントローラ
１５  ロボット本体
２  ロボット作業統合型作業テーブル（ＲＩＴ）
２ａ  第一工程ＲＩＴ
２ｂ  第二工程ＲＩＴ
２１  ＲＩＴ側コントローラ
２０１  前工程ＲＩＴ
２０２  後工程ＲＩＴ
２１１  作業用機器インターフェース（Ｉ／Ｆ）
２１２  作業台上ツールインターフェース（Ｉ／Ｆ）
２１３  ロボットインターフェース（Ｉ／Ｆ）
２１４  生産管理システムインターフェース（Ｉ／Ｆ）
２１５  工程計画設計コントローラ
２２  作業台
２３  作業用機器
２３ａ  検査品供給用ベルトコンベア
２３ｂ  検査品搬出用ベルトコンベア
２３ｃ  外観検査ユニット
２３ｄ  検査品Ａ用計量ユニット
２３ｅ  検査品Ｂ用計量ユニット
２３ｆ  追加検査機器
２３ｇ  位置認識ユニット
２３ｈ  検査品Ａ第一部品供給用ベルトコンベア
２３ｉ  検査品搬出用ベルトコンベア
２４  冶具設置領域
２５  冶具
２５ａ  検査品Ａ用検査冶具
２５ｂ  検査品Ｂ用検査冶具
２６  ツールハンガ
２７  ハンドツール
２７ａ  検査品Ａ用ハンドツール
２７ｂ  検査品Ｂ用ハンドツール
２７ｃ  検査品Ａ第一部品用ハンドツール
２８  位置認識マーカ
２９  検査品Ａ
２９ａ  検査品Ｂ
２９ｂ  検査品Ａ第一部品
２９ｃ  検査品Ａ第二部品
３  生産管理システム
３１  生産統合管理部
３２  ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ／Ｆ）
３１１  ＲＩＴ通信部
４０  電源
４１  エア供給源
【図１】
2019185258.tif 000003
【図２】
2019185258.tif 000004
【図３】
2019185258.tif 000005
【図４】
2019185258.tif 000006
【図５】
2019185258.tif 000007
【図６】
2019185258.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月8日(2019.7.8)
【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】
当該作業テーブルの近傍に配置されるとともにロボット側コントローラを有する少なくとも１台のロボットと、当該作業テーブル上および／またはその作業テーブルの近傍に配置され前記ロボットを用いた作業工程で使用される少なくとも１台の作業用機器とを組み合わせて生産システムを構成する多機能統合型作業テーブルにおいて、
作業テーブル側コントローラと、ユーザが操作可能な工程計画設計コントローラとを互いに通信可能に接続されて具え、
前記作業テーブル側コントローラは、１または複数の通信規格に対応していて前記作業用機器との通信が可能な作業用機器用通信接続手段と、前記ロボット側コントローラとの通信が可能なロボット用通信接続手段とを有し、前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器から前記ロボットおよび前記作業用機器の識別および状態監視情報信号を受信してそれらの識別および状態監視信号を前記工程計画設計コントローラに送信し、さらに、前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程に沿って前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器に対し動作指令信号を送信するとともに前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器から動作状況信号を受信して前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程を実施し、
前記工程計画設計コントローラは、前記ロボットおよび前記作業用機器の識別および状態監視情報信号に基づき前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程の計画設計を行い、
前記作業用機器は機器タイプに基づいて分類され、
前記作業テーブル側コントローラは、少なくとも一つの機器タイプに対応した作業用機器用通信接続プログラムを有し、
前記作業用機器用通信接続プログラムは、前記作業テーブル側コントローラに接続された作業用機器が同一の機器タイプであれば同一の当該作業用機器用通信接続プログラムによって前記作業用機器との間の通信が可能であって、前記作業テーブル側コントローラに接続された前記作業用機器が実行可能な作業に関する情報を持ち、前記工程計画設計コントローラに対して、前記作業テーブル側コントローラに接続された前記作業用機器の識別情報に加えて前記実行可能な作業の情報およびその作業の実行のためのプログラムの作成補助情報を供給することを特徴とする多機能統合型作業テーブル。
【請求項２】
前記作業テーブル上に、前記ロボットを用いた作業工程で使用される冶具が設置される冶具設置領域および／または、前記ロボットを用いた作業工程で使用されるハンドツールを納めるツールハンガが配置され、
前記冶具および／または前記ハンドツールには、その冶具および／またはハンドツールの識別情報を持つデータタグが設けられ、
前記作業テーブルはさらに前記冶具設置領域および／または前記ツールハンガに、前記冶具および／または前記ハンドツールのデータタグを認識することで、前記作業テーブル上の前記冶具および／またはハンドツールを識別する冶具および／またはハンドツール識別手段を有し、
前記作業テーブル側コントローラは、前記冶具および／またはハンドツール識別手段と接続されてその冶具および／またはハンドツール識別手段から前記冶具および／またはハンドツールの識別情報を取得することを特徴とする請求項１記載の多機能統合型作業テーブル。
【請求項３】
前記冶具および／またはハンドツールが持つデータタグの少なくとも１つは２次元バーコードおよび／またはＩＣチップであることを特徴とする請求項２記載の多機能統合型作業テーブル。
【請求項４】
前記作業テーブル側コントローラは、冶具および／またはハンドツール認識用プログラムを有し、
前記冶具および／またはハンドツール認識用プログラムは、前記作業テーブル上に配置された冶具および／またはハンドツールを用いて前記ロボットが実行可能な作業に関する情報を持ち、前記工程計画設計コントローラに対して前記作業テーブル上に配置された前記冶具および／またはハンドツールの識別情報に加えて前記実行可能な作業の情報およびその作業の実行のためのサンプル動作情報を提供することを特徴とする請求項２または３記載の多機能統合型作業テーブル。
【請求項５】
前記作業テーブル側コントローラと前記工程計画設計コントローラとを具える請求項１から４までの何れか１項記載の多機能統合型作業テーブルと、
前記作業テーブルの近傍に配置されるとともにロボット側コントローラを有する前記少なくとも１台のロボットと、
前記作業テーブル上および／またはその作業テーブルの近傍に配置されるとともに、少なくとも１つの通信規格を持って前記作業テーブル側コントローラと接続され、前記ロボットを用いた作業工程で使用される前記少なくとも１台の作業用機器と、を具える生産システムにおいて、
前記作業テーブル側コントローラは、前記作業工程で使用される前記ロボットと前記作業用機器との動作を互いに連動させる作業工程を実施し、
前記工程計画設計コントローラは、前記ロボットおよび作業用機器の識別および状態監視情報信号に基づきそれらロボットおよび作業用機器を連動させる作業工程の計画設計を行うことを特徴とする生産システム。
【請求項６】
前記ロボットは、複数の多関節アームと、頭部と、前記頭部の姿勢を変更可能な首部と、そのロボットを任意の位置および向きに移動させることができる走行台車部とを有し、
前記ロボット側コントローラは、それら多関節アームと頭部と首部と走行台車部との動作制御を行い、
前記多関節アームは、異なるハンドツールの装着が可能なツールチェンジャと、ハンドツールの動作に必要な電力および／またはエアを供給する機構とを持ち、
前記頭部は、ステレオカメラを持ち、前記ステレオカメラは前記首部の動作により撮像方向を変更することができ、
前記作業テーブルは、電源およびエア供給源を有し、
前記走行台車部は、前記作業テーブルに分離可能に接続する接続部を有し、その接続部を前記作業テーブルに接続されると、その作業テーブルの前記電源およびエア供給源から前記接続部を介して供給される電力およびエアを前記ロボットに対して供給し、またその作業テーブルの前記電源およびエア供給源から前記接続部を介して供給される電力により前記走行台車部が搭載するバッテリに対する充電を行うことを特徴とする請求項５記載の生産システム。
【請求項７】
前記作業テーブルは、その作業テーブル上に前記ロボットとの相対位置関係をロボットが認識するための位置認識用マーカを有し、
前記ロボットは、前記走行台車部の接続部を前記作業テーブルに接続されると、前記ステレオカメラにより前記位置認識用マーカを撮像し、そのロボットと前記作業テーブルとの間の座標系を共通化させることを特徴とする請求項６記載の生産システム。
【請求項８】
前記工程計画設計コントローラは、前記ロボットが前記作業用機器を使用するためのロボット動作パターンおよび／または、前記ロボットに装着されたハンドツールの制御パターンおよび／または、前記作業用機器の動作パターンを動作情報として纏め、前記纏められた動作情報の組み合わせにより生産システムの構築を行うことを特徴とする請求項５から７までの何れか１項記載の生産システム。
【請求項９】
前記工程計画設計コントローラは前記作業テーブルに含まれ、
前記纏められたロボットおよび作業用機器の動作情報は前記作業テーブル側コントローラに入力されて保持され、
前記ロボットの動作および前記作業用機器の動作は前記作業テーブル側コントローラにより制御されることを特徴とする請求項８記載の生産システム。
【請求項１０】
前記工程計画設計コントローラは前記ロボットに含まれ、
前記纏められたロボットの動作情報は前記ロボット側コントローラに入力されて保持され、
前記纏められた作業用機器の動作情報は前記作業テーブル側コントローラに入力されて保持され、
前記ロボットの動作は前記ロボット側コントローラにより制御され、
前記作業用機器の動作は前記作業テーブル側コントローラにより制御されることを特徴とする請求項８記載の生産システム。
【請求項１１】
前記生産システムは、工程管理コントローラを有して少なくとも現在の作業工程の前工程および後工程の作業進捗状況を含む全体工程の管理を行う生産管理システムを具え、
前記作業テーブル側コントローラは、前記工程管理コントローラとの間での通信を行うことを特徴とする請求項５から１０までの何れか１項記載の生産システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記課題を有利に解決するこの発明の多機能統合型作業テーブルは、
当該作業テーブルの近傍に配置されるとともにロボット側コントローラを有する少なくとも１台のロボットと、当該作業テーブル上および／またはその作業テーブルの近傍に配置され前記ロボットを用いた作業工程で使用される少なくとも１台の作業用機器とを組み合わせて生産システムを構成する多機能統合型作業テーブルにおいて、
作業テーブル側コントローラと、ユーザが操作可能な工程計画設計コントローラとを互いに通信可能に接続されて具え、
前記作業テーブル側コントローラは、１または複数の通信規格に対応していて前記作業用機器との通信が可能な作業用機器用通信接続手段と、前記ロボット側コントローラとの通信が可能なロボット用通信接続手段とを有し、前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器から前記ロボットおよび前記作業用機器の識別および状態監視情報信号を受信してそれらの識別および状態監視信号を前記工程計画設計コントローラに送信し、さらに、前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程に沿って前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器に対し動作指令信号を送信するとともに前記ロボット側コントローラおよび前記作業用機器から動作状況信号を受信して前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程を実施し、
前記工程計画設計コントローラは、前記ロボットおよび前記作業用機器の識別および状態監視情報信号に基づき前記ロボットと前記作業用機器との動作を連動させる前記作業工程の計画設計を行い、
前記作業用機器は機器タイプに基づいて分類され、
前記作業テーブル側コントローラは、少なくとも一つの機器タイプに対応した作業用機器用通信接続プログラムを有し、
前記作業用機器用通信接続プログラムは、前記作業テーブル側コントローラに接続された作業用機器が同一の機器タイプであれば同一の当該作業用機器用通信接続プログラムによって前記作業用機器との間の通信が可能であって、前記作業テーブル側コントローラに接続された前記作業用機器が実行可能な作業に関する情報を持ち、前記工程計画設計コントローラに対して、前記作業テーブル側コントローラに接続された前記作業用機器の識別情報に加えて前記実行可能な作業の情報およびその作業の実行のためのプログラムの作成補助情報を供給することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
一方、この発明の生産システムにおいては、
前記ロボットは、複数の多関節アームと、頭部と、前記頭部の姿勢を変更可能な首部と、そのロボットを任意の位置および向きに移動させることができる走行台車部と、それら多関節アームと頭部と首部と走行台車部との動作制御を行うロボット側コントローラとを有し、
前記多関節アームは、異なるハンドツールの装着が可能なツールチェンジャと、ハンドツールの動作に必要な電力および／またはエアを供給する機構とを持ち、
前記頭部は、ステレオカメラを持ち、前記ステレオカメラは前記首部の動作により撮像方向を変更することができ、
前記作業テーブルは、電源および／またはエア供給源を有し、
前記走行台車部は、前記作業テーブルに分離可能に接続する接続部を有し、その接続部を前記作業テーブルに接続されると、その作業テーブルの前記電源および／またはエア供給源から前記接続部を介して供給される電力および／またはエアを前記ロボットに対して供給し、またその作業テーブルの前記電源および／またはエア供給源から前記接続部を介して供給される電力により前記走行台車部が搭載するバッテリに対する充電を行うものであると好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
さらに、この発明の生産システムにおいては、
前記工程計画設計コントローラは、前記作業テーブルに含まれ、前記ロボットが前記作業用機器を使用するためのロボット動作パターンおよび／または、前記ロボットに装着されたハンドツールの制御パターンおよび／または、前記作業用機器の動作パターンを動作情報として纏め、前記纏められた動作情報の組み合わせにより生産システムの構築を行うものであると好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
さらに、この発明の生産システムにおいては、
前記工程計画設計コントローラは前記作業テーブルの代わりに前記ロボットに含まれ、
前記纏められたロボットの動作情報は前記ロボット側コントローラに入力されて保持され、
前記纏められた作業用機器の動作情報は前記作業テーブル側コントローラに入力されて保持され、
前記ロボットの動作は前記ロボット側コントローラにより制御され、
前記作業用機器の動作は前記作業テーブル側コントローラにより制御されるものであっても良い。