(57)【要約】【課題】  部品を確実に判別し、信頼性の高い機械の生産システムを提供する。【解決手段】  部品（101、102、103）を把持するハンド6を取り付けたロボット1と、ロボット1の動作を制御するロボット制御装置2と、部品101に対して加工を行う作業装置5とを備え、複数の部品（101、102、103）を組み合わせて複数の機種の機械を生産する機械の生産システムにおいて、生産する機械の機種に応じて部品を複数個（101、102、103）載置したパレット3と、部品101の特徴点を検出するセンサ（4a、4b、4c）と、センサの出力に基づいて機械の機種を判別する機種判別部8と、機械の機種とロボット制御装置2に予め設定されたプログラムとに基づいて作業装置5に制御指令を出力する加工制御指令部12とを備えることを特徴とする機械の生産システム。【選択図】  図１
2005096011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を把持するハンドを取り付けたロボットと、前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、前記部品に対して加工を行う作業装置とを備え、複数の前記部品を組み合わせて複数の機種の機械を生産する機械の生産システムにおいて、
生産する機械の機種に応じて前記部品を複数個載置したパレットと、
前記部品の特徴点を検出するセンサと、
前記センサの出力に基づいて前記機械の機種を判別する機種判別部と、
前記機械の機種と前記ロボット制御装置に予め設定されたプログラムとに基づいて前記作業装置に制御指令を出力する加工制御指令部とを備えることを特徴とする機械の生産システム。
【請求項２】
前記機械は、ロボットであり、前記部品は、ロボットの関節部品であることを特徴とする請求項１記載の機械の生産システム。
【請求項３】
前記機種判別部は、前記センサの検出した位置及び検出箇所から前記部品の種類を判別する部品種類判別部と、
前記部品の種類と前記機械の機種との対応関係を格納する部品機種関連格納部とを備えることを特徴とする請求項１乃至２記載の機械の生産システム。
【請求項４】
前記部品の特徴点は、貫通穴であり、前記センサは、光学式透過型センサであることを特徴とする請求項１乃至３記載の機械の生産システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の部品をハンドリングし、加工し、組み立てを行う機械の生産システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
機械は、その機種毎に構成される部品が異なる。このため、従来では、生産する機械の機種毎に使用するパレットがあり、このパレットに付加された識別子を用いて、機種を判別し、加工作業を行っていた。
また、従来技術としては、タッチセンサを用いてワークを判別するワーク認識装置がある。この従来技術は、ロボットのアームにタッチセンサを用いて、そのタッチセンサを部品の複数箇所に当接させ、その当接した位置に基づいてワークの種類を判別するものである（例えば、特許文献１）。
他の従来技術としては、透過型のセンサを用いて、ワークの位置や有無を検出し、ワークの収納状況を検出するものがある（例えば、特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１８０６６９号公報（第３頁左列第６行〜第３頁右列第５行）
【特許文献２】特開２００１−３３２６０５号公報（第４頁右列第５行〜第４頁右列１３行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
機種毎にパレットを使用して加工作業を行う場合は、機種毎に生産量の最大数のパレットが必要である。このため、Ｘという機種の生産量が増加し、Ｙという機種の生産量が減少した場合では、Ｘという機種のパレットを作成しなければならないのに対し、Ｙという機種のパレットの使用頻度は減少するという問題があり、設備に無駄が生じる。
また、タッチセンサを用いてワークを判別する従来のワーク判別装置では、部材に当接するために、部材を傷つけるという問題があった。また、透過型センサを用いたワーク収納状況を検出する従来の技術では、ワークの収納状況は確認できても、その種類までは確認できるものではなかった。また、透過型センサを従来技術のワーク判別装置で開示されているセンサに適用した場合、透過型センサのために、ワークの高さなどは判別不可能となり、システムとしては成り立たなかった。
【０００５】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、ワーク（部品）を確実に判別し、信頼性の高い機械の生産システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、本発明の請求項１記載の機械の生産システムは、部品を把持するハンドを取り付けたロボットと、前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、前記部品に対して加工を行う作業装置とを備え、複数の前記部品を組み合わせて複数の機種の機械を生産する機械の生産システムにおいて、生産する機械の機種に応じて前記部品を複数個載置したパレットと、前記部品の特徴点を検出するセンサと、前記センサの出力に基づいて前記機械の機種を判別する機種判別部と、前記機械の機種と前記ロボット制御装置に予め設定されたプログラムとに基づいて前記作業装置に制御指令を出力する加工制御指令部とを備えることを特徴とするものである。
本発明の請求項２記載の機械の生産システムは、前記機械は、ロボットであり、前記部品は、ロボットの関節部品であることを特徴とするものである。
本発明の請求項３記載の機械の生産システムは、前記機種判別部は、前記センサの検出した位置及び検出箇所から前記部品の種類を判別する部品種類判別部と、前記部品の種類と前記機械の機種との対応関係を格納する部品機種関連格納部とを備えることを特徴とするものである。
本発明の請求項４記載の生産システムは、前記部品の特徴点は、貫通穴であり、前記センサは、光学式透過型センサであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の機種の機械を生産する生産システムにおいて、確実に部品を判別して信頼性の高い生産システムを構築できるとともに、生産する機種によらずパレットを流用できるという格段の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態として図１〜図６に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
実施例１の機械の生産システムの構成図を図１に基づいて説明する。ロボット1は、手先部にハンド6が取り付けられている。ロボット制御装置2は、図示しない上位制御装置から動作開始、停止などの信号を受信し、その信号に応じてロボット1を動作制御する。パレット3には、１つの機械の機種の複数の部品101、102、103が載置されている。4ａは発光素子であり、4bは受光素子である。これらの4a、4bを制御する4cがセンサアンプである。センサ4a、4bは、ロボット1の動作範囲内に固定されている。センサアンプ4cは、ロボット制御装置2と接続されている。塗布ガン7は、外部に接続された塗布剤を作業装置5により塗布する。また、作業装置5は、ロボット制御装置2に接続されている。
【００１０】
実施例1では、パレット3に載置された部品101、102、103をハンドリングし、塗布し、組み立てる工程を経て製品を生産する。この部品は、ロボットのアームの関節部分の部品である。パレット3が、操作者または自動走行車にて既定の位置に置かれる。このパレット3の存在を上位制御装置が認識し、ロボット制御装置2に作業開始指令を出力する。この作業開始指令が入力されるまで、ロボット制御装置2は、ポーリングにて上位制御装置からの指令を監視している。上位制御装置から作業開始指令が入信されると、ロボット制御装置2は、パレット3に載置された部品101のハンドリング動作を開始する。
ロボット1は、部品101の上方に移動する。この移動が完了するまでには、ハンド6は部品101を把持できるように開放されている。次に、部品101を把持できる位置までロボット1が移動する。この移動が完了した時点で、ロボット制御装置2は、ハンド6を閉める。ハンド6が部品101を把持している把持確認信号がロボット制御装置2に入信した時点で、次の位置に移動を開始する。
【００１１】
ここで、部品について図２、３を示して説明する。図２に示すように、部品101には、穴110の３つの貫通穴が存在する。また、図３においては、図２に示した機械の機種とは異なる機種の部品部品104、105、106が載置されている。部品104が、部品101と大きく異なる箇所は、穴110が６つ存在することである。
また、部品の特徴について、部品毎に特徴点を格納したデータベースを予め設定しておく。本実施例の場合には、部品番号と穴数を関係づけるデータベースを予め設定しておく。
【００１２】
ロボット1は、部品101を把持した状態で、図４に示すように、部品101を発光素子4aと受光素子4bとの光軸上に移動させる。移動が完了した時点で、ロボット制御装置2は、センサアンプ4cにセンシング開始指令を出力する。その後、ロボット制御装置2は、ロボット1に対してＡ軸回りに部品101を回転させる。このＡ軸は、部品101をＡ軸回りに回転させた場合、センサの光軸が穴110を貫通することが出来る位置である。光軸が穴110を貫通した時に、センサアンプ4cは、ロボット制御装置2に信号を出力する。
センサアンプ4cからの出力信号は、ロボット制御装置2の入出力処理部（図示せず）を介してロボット制御装置装置2内のＣＰＵに入信が確認される。ロボット1は、部品101を１回転させ、穴110の個数をカウントする。その後、センサアンプ4cに対して、センシング終了指令を出力する。
【００１３】
ロボット制御装置2の機種判別部8は、センサアンプ4cからの出力に応じてプログラムを選択する。機種判別部8の詳細について、以下に説明する。部品種類判別部10は、この穴の個数によって、部品の種類を判別する。部品機種関連格納部11は、機械の機種毎に、部品を登録している。図５に示すように機種Ｘについては、部品101、102、103がこの工程では加工される。また、機種Ｙについては、部品104、105、106がこの工程では加工される。
部品種類判別部10において、部品番号と穴数を格納したデータベースから部品を判別する。部品101と判別された場合、部品機種関連格納部11は、部品101を持つ機種を検索する。この場合、機種Ｘと識別される。機種Ｘと識別された場合、予めプログラム格納部９に格納された機種Ｘ用のロボット動作のためのプログラムが呼び出され、実行される。
【００１４】
ロボット1は、部品101を把持した状態で、塗布ガン7の作業位置に移動する。作業位置にロボット1が移動後、ロボット制御装置2は、作業装置5に対して、加工制御指令部12を介して作業開始指令を出力する。本実施例の場合、部品101の周囲に塗布剤を塗布する加工を施す。塗布ガン7は固定されているため、ロボット制御装置2は、塗布ガン7の先端を制御点として、ロボット1の制御を行う。
部品101に対する塗布が終了した時点で、加工制御指令部12は、作業装置5に作業終了指令を出力する。
【００１５】
つぎに、ロボット制御装置2は、ロボット1の動作範囲内に固定された第１の載置台（図示せず）まで部品101をハンドリングする。第１の載置台に部品を載置したのち、ハンド6を開放する。ハンド6の開放確認信号が、ロボット制御装置2に入信されると、ロボット1は、部品102の把持を行い、部品101と部品102との組み立て作業を行う。組み立てが終了すると、部品102の作業と同様に部品103を部品101、102に組み立てを行う。
【００１６】
部品101、102、103の組み立てを終了した時点で、ロボット1は、第２の載置台（図示せず）に組み立て品を載置する。これにより、部品101、102、103に対する加工が終了する。
【実施例２】
【００１７】
実施例２では、実施例１と異なる部分を説明する。実施例１では、部品101の穴110の個数により部品種類の判別を行ったが、本実施例では、穴間の角度により部品の判別を行う。
この場合には、部品番号と穴間角度を関係づけるデータベースを予め設定しておく。
図６に示す処理フローを元に説明する。
ステップ１では、部品101の回転を開始する。
ステップ２では、部品101の穴と光軸が一致し、センサアンプ4cからロボット制御装置2に信号が入信される。
ステップ３では、ステップ２の入信を受けて、現在位置Ｂをロボット制御装置2の記憶領域に格納する。
ステップ４では、部品101の次の穴と光軸が一致し、センサアンプ4cからロボット制御装置2に信号が入信される。
ステップ５では、ステップ４の入信を受けて、現在位置Ｃをロボット制御装置2の記憶領域に格納する。
ステップ６では、ロボット1の動作を停止する。
ステップ７では、現在位置Ｂと現在位置Ｃの穴間角度を算出する。
ステップ８では、データベースと穴間角度から部品の種類を判別する。
【００１８】
その他の実施例としては、センサを画像処理センサに置き換えても同じように処理は可能である。また、作業装置5は、塗布作業以外のスポット溶接装置、アーク溶接装置などであっても本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の生産システムは、複数機種の機械を加工生産する生産システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のシステム構成図
【図２】本発明の実施例１のパレット及び部品の構成例
【図３】本発明の実施例１のパレット及び部品の構成例
【図４】本発明の実施例１のセンサと部品の位置関係を表わす図
【図５】本発明の部品機種関連格納部の構成図
【図６】本発明の実施例２の処理フロー
【符号の説明】
【００２１】
1：ロボット
2：ロボット制御装置
3：パレット
4a：発光素子
4b：受光素子
4c：センサアンプ
5：作業装置
6：ハンド
7：塗布ガン
8：機種判別部
9：プログラム格納部
10：部品種類判別部
11：部品機種関連格納部
12：加工制御指令部
101、102、103、104、105、106：部品
110：穴
【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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