(57)【要約】【課題】複数のロボットまたは処理装置が混在する工程においても、協調作業の教示に必要な工数を削減する手法を提供すること。【解決手段】複数のロボットまたは処理装置２に接続され、前記複数のロボットまたは処理装置２により行われる協調作業を制御する協調作業制御システムにおいて、前記ロボットまたは処理装置２の機種データを格納する教示データ格納部４と、前記ロボットまたは処理装置２の位置情報を検出する位置検出部３０と、前記ロボットまたは処理装置２の機種データの組み合わせに基づいて、協調作業パターンを選択する動作パターン算出部６１と、前記位置情報と前記協調作業パターンとに基づいて、前記ロボットまたは処理装置２の動作を制御するための指示を決定する指示決定部６２と、を有する。【選択図】図１
2015039761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロボットまたは処理装置に接続され、前記複数のロボットまたは処理装置により行われる協調作業を制御する協調作業制御システムにおいて、
前記ロボットまたは処理装置の機種データを格納する教示データ格納部と、
前記ロボットまたは処理装置の位置情報を検出する位置検出部と、
前記ロボットまたは処理装置の機種データの組み合わせに基づいて、協調作業パターンを選択する動作パターン算出部と、
前記位置情報と前記協調作業パターンとに基づいて、前記ロボットまたは処理装置の動作を制御するための指示を決定する指示決定部と、を有することを特徴とする協調作業制御システム。
【請求項２】
前記位置情報と前記指示とを表示する表示部と、前記教示データ格納部に格納される前記機種データを設定する教示データ設定部と、を有するタッチパネルを備えている、請求項１に記載の協調作業制御システム。
【請求項３】
前記複数のロボットまたは処理装置にそれぞれ接続された複数の下位制御装置と、
前記複数の下位制御装置に接続された上位制御装置と、を備えており、
前記ロボットまたは処理装置は、前記ロボットまたは処理装置の位置を変更するためのモータと、前記モータに取り付けられたエンコーダと、を備えており、
前記下位制御装置は、前記モータを駆動するモータ駆動回路と、前記エンコーダの出力を読み取るパルスカウンタ回路と、を備えており、
前記エンコーダおよび前記パルスカウンタ回路は、前記位置検出部を構成している、請求項１または２に記載の協調作業制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のロボットまたは処理装置が混在する工程での協調作業を制御する協調作業制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶基板の組み立てやガラス基板の修理に向けた、ロボットまたは処理装置を用いた工程の立ち上げにおいて、混在するロボットまたは処理装置の相互動作の干渉チェックに多くの工数が必要となる。液晶基板の組み立て工程のうち、液晶基板へのシール貼り工程は、図７に示すように、ローダー・アンローダーロボット１０１、シール供給機１０２、およびコンベア１０３によって行われる。ローダー・アンローダーロボット１０１がシール供給機１０２上のシール部材１０４を拾い上げる動作をしている際に、シール供給機１０２がシール部材１０４を供給する動作を開始すれば、シール部材１０４の欠損やローダー・アンローダーロボット１０１やシール供給機１０２の歪みを生じさせる恐れがある。また、ローダー・アンローダーロボット１０１がコンベア１０３上の液晶基板１０５に対して、シール部材１０４を貼る動作をしている際に、コンベア１０３が液晶基板１０５の搬送を開始すれば、液晶基板の割れ・ヒビやシールの欠損、ローダー・アンローダーロボット１０１やコンベア１０３の故障を生じさせる恐れがある。ロボットまたは処理装置間における干渉は動作の再教示（再ティーチング）や装置の修理を伴うため、できるだけ避ける必要がある。干渉チェックにはジョグ運転でゆっくり動作させて確認すると言った、時間が多くかかる作業を行わざるを得ない。
【０００３】
現在までに、図８に示すような、多機種のロボット本体を制御可能とする手法が提案されている（特許文献１参照）。これは、ロボット内部の機構データ設定手段１５１を外部データ読み込み手段１５２で読み込み、制御装置が自動判断することによって、１つの制御装置が多機種のロボットを制御可能とするものである。しかし、特許文献１は、１台の教示のみしか開示していないから、複数のロボットまたは処理装置による協調作業に対する教示に適用できるか否か不明である。このため、本手法では、複数のロボットまたは処理装置の協調作業を制御させることができないという問題があった。
【０００４】
また、図９に示すような、複数のロボットの協調作業の教示を短時間で行う手法が提案されている（特許文献２参照）。これはハンドリングロボット１６１、１６２で固定されたワーク１６３に対し加工ロボット１６４が加工を行う工程において、その工程に特化したプログラミング装置を備えたコンピュータ１６５とロボット上位制御装置１６６で制御を行うものである。しかしながら、本手法は、ハンドリングロボット２台と加工ロボット１台が存在する場合に限定された手法である。このため、本手法は、同一工程内にロボットではない処理装置が存在する場合には適応することができない。さらに、複数のロボットまたは処理装置からなる他の組み合わせの協調作業に対する教示にも、適用できないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２５３４５２号明細書
【特許文献２】特開２００７−３８３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来、複数のロボットまたは処理装置が混在する工程において、協調作業の教示に多くの工数が掛かっている。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みたものであって、複数のロボットまたは処理装置が混在する工程においても、協調作業の教示に必要な工数を削減する手法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る協調作業制御システムは、複数のロボットまたは処理装置に接続され、前記複数のロボットまたは処理装置により行われる協調作業を制御する協調作業制御システムにおいて、前記ロボットまたは処理装置の機種データを格納する教示データ格納部と、前記ロボットまたは処理装置の位置情報を検出する位置検出部と、前記ロボットまたは処理装置の機種データの組み合わせに基づいて、協調作業パターンを選択する動作パターン算出部と、前記位置情報と前記協調作業パターンとに基づいて、前記ロボットまたは処理装置の動作を制御するための指示を決定する指示決定部と、を有する。
【０００９】
前記協調作業制御システムは、前記位置情報と前記指示とを表示する表示部と、前記教示データ格納部に格納される前記機種データを設定する教示データ設定部と、を有するタッチパネルを備えている。
【００１０】
前記協調作業制御システムは、前記複数のロボットまたは処理装置にそれぞれ接続された複数の下位制御装置と、前記複数の下位制御装置に接続された上位制御装置と、を備えており、前記ロボットまたは処理装置は、前記ロボットまたは処理装置の位置を変更するためのモータと、前記モータに取り付けられたエンコーダと、を備えており、前記下位制御装置は、前記モータを駆動するモータ駆動回路と、前記エンコーダの出力を読み取るパルスカウンタ回路と、を備えており、前記エンコーダおよび前記パルスカウンタ回路は、前記位置検出部を構成している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明はロボットまたは処理装置の協調作業を自動で行うため、協調作業の教示に必要な工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る協調作業制御システムの基本構成を示す図である。
【図２】押し圧検査工程の説明図である。
【図３】押し圧検査工程の協調作業パターンを示す図である。
【図４】押し圧検査工程のフローチャートを示す図である。
【図５】ガラス基板修正工程を示す図である。
【図６】ガラス基板シール貼り工程を示す図である。
【図７】従来の協調作業を示した説明図である。
【図８】従来の多機種のロボット本体を制御可能とする手法を示した説明図である。
【図９】協調作業の教示を短時間で行う手法を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本実施形態に係る協調作業制御システムを示している。
【００１４】
協調作業制御システムは、上位制御装置１と、複数のロボットまたは処理装置２と、複数の下位制御装置３と、タッチパネル８とを備えている。複数のロボットまたは処理装置は、複数のロボットからなる集合、複数の処理装置からなる集合、あるいは１以上のロボットおよび１以上の処理装置からなる集合を示している。複数の下位制御装置３は、複数のロボットまたは処理装置２にそれぞれ接続されている。上位制御装置１は、複数の下位制御装置３に接続されている。
【００１５】
上位制御装置１は、上位マイコン６、メモリ７、および複数の接続ユニット２０を備えている。上位マイコン６は、動作パターン算出部６１および指示決定部６２を備えている。１つの接続ユニット２０は、機種データ読込部５、位置監視部１６、および作業指示部１７を備えており、１つの下位制御装置３に接続されている。下位制御装置３は、教示データ格納メモリ（教示データ格納部）４、下位マイコン１０、モータ駆動回路１１、パルスカウンタ回路１４、位置報告部１５、および指示受付部１８を備えている。ロボットまたは処理装置３は、モータ１２およびエンコーダ１３を備えている。タッチパネル８は、教示データ設定部９および表示部１９を備えている。
【００１６】
上位制御装置１は、複数の下位制御装置３を介して、複数のロボットまたは処理装置２を制御する。この制御は、具体的には次のように行われる。
【００１７】
ロボットまたは処理装置２の動作は、単独作業と協調作業に分けられる。単独作業は複数のロボットまたは処理装置２が相互に干渉しない動作のことであり、協調作業は単独作業ではない作業のことである。単独作業時には、複数のロボットまたは処理装置２が相互に干渉しないので、ロボットまたは処理装置２は基本的に下位制御装置３のみによって制御される。上位制御装置１は、例えば、ロボットまたは処理装置２の目標位置および目標時間のみを指定する。下位制御装置３は、ロボットまたは処理装置２が目標位置に目標時間で到達するように、エンコーダ１３の出力に基づいてパルスカウンタ回路１４で得られる位置情報に基づいて、モータ駆動回路１１を介してモータ１２を制御する。エンコーダ１３およびパルスカウンタ回路１４は、ロボットまたは処理装置２の位置情報を検出する位置検出部３０を構成している。位置報告部１５は、位置検出部３０で得られた位置情報を、位置監視部１６を介して上位マイコン６に送信する。
【００１８】
協調作業時には、複数のロボットまたは処理装置２が相互に干渉する可能性があるので、上位制御装置１が複数の下位制御装置３を介して、複数のロボットまたは処理装置２を制御する。
【００１９】
まず、上位マイコン６は、教示データ格納メモリ４に格納されたロボットまたは処理装置２に関する機種データを、機種データ読込部５で読み込む。ここで、１つの下位制御装置３は、１つのロボットまたは処理装置２に対応しており、下位制御装置３に格納されている機種データは、下位制御装置３に接続されているロボットまたは処理装置２に関する機種データである。また、上位制御装置１は、複数のロボットまたは処理装置２に接続されているため、上位マイコン６は複数の機種データを取得している。次に、動作パターン算出部６１（上位マイコン６）は、メモリ７に記憶されている協調作業パターン群の中から、現在接続されている複数のロボットまたは処理装置２の組み合わせに対応する１または複数の協調作業パターンを選択する。協調作業パターン群は、異なる多数（複数）の協調作業パターンからなっている。１つの協調作業パターンは、ロボットまたは処理装置２の機種および数によって決定される１つの組み合わせに対応している。また、同一の組み合わせにおいても、作業内容毎に、１つの協調作業パターンが設けられている。上位マイコン６は、選択された協調作業パターンを、現在の組み合わせに対応する協調作業パターン（現在の協調作業パターン）としてメモリ７に記憶させる。
【００２０】
オペレータは、タッチパネル８を用いて、機種データを含む教示データを、教示データ格納メモリ４に格納させることができる。オペレータによるタッチパネル８の操作により、教示データ設定部９は、機種データを含む教示データを設定し、設定された教示データが格納メモリ４に格納される。
【００２１】
次に、指示決定部６２（上位マイコン６）は、ロボットまたは処理装置２の位置情報と現在の協調作業パターンとに基づいて、ロボットまたは処理装置２の動作を制御するための指示を決定する。ここで、位置検出部３０が、ロボットまたは処理装置２の位置情報を検出している。位置検出部３０は、エンコーダ１３およびパルスカウンタ回路１４によって構成されている。位置報告部１５は、位置検出部３０で得られた位置情報を、位置監視部１６を介して上位マイコン６に送信する。作業指示部１７は、指示決定部６２で決定された指示を、指示受付部１８を介して下位マイコン１０に送信する。下位マイコン１０は、送信された指示に基づいて、モータ駆動回路１１を介してモータ１２を制御する。
【００２２】
協調作業の状況は、タッチパネル８内の表示部１９に表示される。具体的には、位置情報および指示が、表示部１９に表示される。
【実施例１】
【００２３】
図２は、水平多関節ロボット２０２と垂直多関節ロボット２０３による押し圧検査工程を示している。水平多関節ロボット２０２は下位制御ボックス（下位制御装置）２０４によって制御され、垂直多関節ロボット２０３は下位制御装置（下位制御装置）２０５によって制御される。上位制御装置２０１は、下位制御ボックス２０４、２０５に接続されている。水平多関節ロボット２０２と垂直多関節ロボット２０３の協調作業のために、タッチパネル２０６を用いて、水平多関節ロボット２０２の機種データが下位制御ボックス２０４に格納され、垂直多関節ロボット２０３の機種データが下位制御ボックス２０５に格納されている。上位制御装置２０１は、格納された２つの機種データに基づいて、この組み合わせに対応する協調作業パターンを選択する。上位制御装置２０１は、この協調作業パターンに基づいて指示を、下位制御ボックス２０４、２０５へ出す。押し圧検査工程は、協調作業だけでなく単独作業も含んでいるが、液晶パネル２０７への押し圧検査は協調作業である。
【００２４】
押し圧検査工程では、上位制御装置２０１は、水平多関節ロボット２０２の「押し圧検査用液晶基板準備ロボット機種」と垂直多関節ロボット２０３の「押し圧検査用液晶基板押し圧ロボット機種」の機種データに基づいて、図３に示す２つの協調作業パターンを選択する。この２つの協調作業パターンは、第１パターンおよび第２パターンからなっている。第１パターンでは、上位制御装置２０１は、「報告：準備ロボ：検査位置移動完」と「報告：押圧ロボ：検査位置移動完」の２つの報告を受けて、「指示：押圧ロボ：押圧動作開始」の指示を出す。ここで、「準備ロボ」は水平多関節ロボット２０２を指しており、「押圧ロボ」は垂直多関節ロボット２０３を指している。第１パターンでは、上位制御装置２０１は、「報告：押圧ロボ：押圧動作完」の報告を受けて、「指示：準備ロボ：原点動作開始」と「指示：押圧ロボ：原点動作開始」の２つの指示を出す。
【００２５】
図４は、押し圧検査工程のフローチャートを示している。押し圧検査工程は、協調作業を含む一連の動作フローからなっている。ステップＳ１は、動作開始を示している。ステップＳ２、Ｓ３は協調作業を示している。ステップＳ２は、水平多関節ロボット２０２の押圧検査位置への動作を示している。ステップＳ３は、垂直多関節ロボット２０３の押圧検査位置への動作を示している。ステップＳ４は、ステップＳ５の許可判定を示しており、ステップＳ２、Ｓ３の動作が完了した場合にステップＳ５の実行が許可される。ステップＳ５は、垂直多関節ロボット２０３の動作による押圧検査を示しており、この押圧検査は単独作業である。ステップＳ６は、ステップＳ７、Ｓ８の許可判定を示しており、ステップＳ５の動作が完了した場合にステップＳ７、Ｓ８の実行が許可される。ステップＳ７、Ｓ８は協調作業を示している。ステップＳ７は、水平多関節ロボット２０２の原点位置への動作を示している。ステップＳ８は、垂直多関節ロボット２０３の原点位置への動作を示している。ステップＳ８は、ステップＳ７、Ｓ８の実行後における動作完了を示している。
【実施例２】
【００２６】
図５は、液晶基板修正装置３０１と、ローダー・アンローダーロボット３０２と、搬入コンベア３０３とによって実行される液晶基板修正工程を示している。液晶基板修正工程では、ローダー・アンローダーロボット３０２が搬入コンベア３０３上の液晶基板３０４を把持して液晶基板修正装置３０１上のテーブル３０５に載せる。液晶基板修正装置３０１は、ローダー・アンローダーロボット３０２が安全位置に退避したことを確認して装置シャッター３０６を閉じ、その後、載せられた液晶基板３０４を修理する。修理が完了した際には、液晶基板修正装置３０１は装置シャッター３０６を開ける。その後、ローダー・アンローダーロボット３０２が液晶基板３０４を取り出し、搬出コンベア３０７に置く。このようにして、液晶基板修正工程における一連の動作が完了する。
【００２７】
液晶基板修正工程は、５つの協調作業を含んでいる。５つの協調作業は、ローダー・アンローダーロボット３０２が搬入コンベア３０３上の液晶基板３０４を取り出す作業、ローダー・アンローダーロボット３０２が液晶基板３０４を把持して液晶基板修正装置３０１上のテーブル３０５に載せる作業、ローダー・アンローダーロボット３０２が安全位置に退避したことを確認して装置シャッター３０６を閉じる作業、ローダー・アンローダーロボット３０２が液晶基板修正装置３０１上のテーブル３０５から液晶基板３０４を取り出す作業、およびローダー・アンローダーロボット３０２が搬出コンベア３０７に液晶基板３０４を置く作業である。
【００２８】
実施例１と同様、上位制御装置は、下位制御装置の機種データから協調作業パターンを選択し、下位制御装置から報告される位置情報に応じて作業指示を出し、ロボットまたは処理装置の動作を制御する。
【実施例３】
【００２９】
図６は、シール貼付ロボット４０１、４０２と、シール供給機４０３、４０４と、液晶基板搬送コンベア４０５とによって実行されるシール貼り付け工程を示している。シール貼り付け工程では、シール貼付ロボット４０１、４０２がそれぞれシール供給機４０３、４０４上のシール部材４０６を把持し、液晶基板搬送コンベア４０５上の液晶基板４０７にシール部材を貼り付け、シール貼付ロボット４０１、４０２が安全位置まで退避した後、液晶基板搬送コンベア４０５が液晶基板を搬送する。このようにして、一連の動作が完了する。
【００３０】
シール貼り付け工程は、４つの協調作業を含んでいる。４つの協調作業は、シール貼付ロボット４０１がシール供給機４０３上のシール部材４０６を取り出す作業、シール貼付ロボット４０１がシール供給機４０３上のシール部材４０６を取り出す作業、シール貼付ロボット４０１、４０２が液晶基板搬送コンベア４０５上の液晶基板４０７にシールを貼る作業、および、シール貼付ロボット４０１、４０２が安全位置まで退避したことを確認した後、液晶基板搬送コンベア４０５が液晶基板４０７を搬送する作業である。
【００３１】
実施例１と同様、上位制御装置が下位制御装置の機種データから協調作業パターンを選択し、下位制御装置から報告される位置情報に応じて作業指示を出し、ロボットまたは処理装置の動作を制御させる。
【００３２】
本実施形態に係る協調作業制御システムは、上述の構成により、次の効果を有している。
【００３３】
（１）本実施形態に係る協調作業制御システムは、複数のロボットまたは処理装置２に接続され、前記複数のロボットまたは処理装置２により行われる協調作業を制御する協調作業制御システムである。前記協調作業制御システムは、前記ロボットまたは処理装置２の機種データを格納する教示データ格納部４と、前記ロボットまたは処理装置２の位置情報を検出する位置検出部３０と、前記ロボットまたは処理装置２の機種データの組み合わせに基づいて、協調作業パターンを選択する動作パターン算出部６１と、前記位置情報と前記協調作業パターンとに基づいて、前記ロボットまたは処理装置２の動作を制御するための指示を決定する指示決定部６２と、を有する。
【００３４】
（２）本実施形態に係る協調作業制御システムは、ロボットまたは処理装置２の協調作業を自動で行うため、協調作業の教示に必要な工数を削減することができる。
【００３５】
前記協調作業制御システムは、前記位置情報と前記指示とを表示する表示部１９と、前記教示データ格納部４に格納される前記機種データを設定する教示データ設定部９と、を有するタッチパネル８を備えている。
【００３６】
本実施形態に係る協調作業制御システムは、機種データを容易に設定でき、作業の状態を容易に確認できる。
【００３７】
（３）前記協調作業制御システムは、前記複数のロボットまたは処理装置２にそれぞれ接続された複数の下位制御装置１０と、前記複数の下位制御装置１０に接続された上位制御装置１と、を備えている。前記ロボットまたは処理装置２は、前記ロボットまたは処理装置２の位置を変更するためのモータ１２と、前記モータ１２に取り付けられたエンコーダ１３と、を備えている。前記下位制御装置１０は、前記モータ１２を駆動するモータ駆動回路１１と、前記エンコーダ１３の出力を読み取るパルスカウンタ回路１４と、を備えている。前記エンコーダ１３および前記パルスカウンタ回路１４は、前記位置検出部３０を構成している。
【００３８】
本実施形態に係る協調作業制御システムは、接続される前記複数のロボットまたは処理装置２の数に応じて制御装置を拡張できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
液晶基板に関する自動ラインを作る上で、似た工程が多数存在することがある。例えば実施例２や実施例３で挙げた工程であり、液晶基板の置き位置やシール貼り位置の僅かな違いだけを再教示して残りは同じ作業の工程が必要なケースもある。本発明は、似た工程を作る上で、工数削減に大きく寄与するため、産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００４０】
１  上位制御装置
２  ロボットまたは処理装置
３  下位制御装置
４  教示データ格納メモリ（教示データ格納部）
５  機種データ読込部
６  上位マイコン
７  メモリ
８  タッチパネル
９  教示データ設定部
１０  下位マイコン
１１  モータ駆動回路
１２  モータ
１３  エンコーダ
１４  パルスカウンタ回路
１５  位置報告部
１６  位置監視部
１７  作業指示部
１８  指示受付部
１９  表示部
３０  位置検出部
６１  動作パターン算出部
６２  指示決定部
２０１  上位制御装置
２０２  水平多関節ロボット
２０３  垂直多関節ロボット
２０４  下位制御ボックス（下位制御装置）
２０５  下位制御ボックス（下位制御装置）
２０６  タッチパネル
３０１  液晶基板修正装置
３０２  ローダー・アンローダーロボット
３０３  搬入コンベア
３０６  装置シャッター
３０７  搬出コンベア
４０１  シール貼付ロボット
４０２  シール貼付ロボット
４０３  シール供給機
４０４  シール供給機
４０５  液晶基板搬送コンベア
【図１】
2015039761.tif 000003
【図２】
2015039761.tif 000004
【図３】
2015039761.tif 000005
【図４】
2015039761.tif 000006
【図５】
2015039761.tif 000007
【図６】
2015039761.tif 000008
【図７】
2015039761.tif 000009
【図８】
2015039761.tif 000010
【図９】
2015039761.tif 000011