(57)【要約】【課題】作業エリアとロボットの相対的な位置の変化に対して短時間のうちに対処すること。【解決手段】ロボットシステムはロボット装置１を有する。ロボット装置１は、ワークを搬送する搬送装置又は前記ワークの作業台の近傍に配置可能であり、多関節アーム機構２００を備えている。多関節アーム機構２００のアーム先端には手先効果器３が取り付けられる。搬送装置又は作業台に対するロボット装置１の相対的位置を検出するために位置検出部１０５、８−１〜８−３が設けられる。多関節アーム機構２００と手先効果器３の動作を記述する複数の作業プログラムが複数の相対的位置にそれぞれ関連付けられて記憶部１０７に記憶される。位置検出部により検出された相対的位置に関連付けられている作業プログラムが記憶部から選択的に読み出される。制御部１０６は、読み出された作業プログラムに従って多関節アーム機構と手先効果器との動作を制御する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを搬送する搬送装置又は前記ワークの作業台の近傍に配置される多関節アーム機構を備えたロボット装置と、
前記多関節アーム機構のアーム先端に取り付けられた手先効果器と、
前記搬送装置又は前記作業台に対する前記ロボット装置の相対的位置を検出する位置検出部と、
前記多関節アーム機構と前記手先効果器の動作を記述する複数の作業プログラムを複数の相対的位置にそれぞれ関連付けて記憶する記憶部と、
前記位置検出部により検出された相対的位置に関連付けられている作業プログラムを前記記憶部から選択的に読み出し、前記読み出された作業プログラムに従って前記多関節アーム機構と前記手先効果器との動作を制御するロボット制御部とを具備することを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
前記搬送装置又は前記作業台の複数箇所に取り付けられ、前記ロボット装置を着脱する複数のドッキングステーションをさらに備えることを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記位置検出部は、前記ドッキングステーションへの前記ロボット装置の装着を検出することを特徴とする請求項２記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記位置検出部は、
前記搬送装置又は前記作業台の複数箇所に付され、それぞれ対応する箇所の位置を特定するための情報を記録した複数のバーコード、２次元コード又はＲＦＩＤタグと、
前記ロボット装置に設けられ、前記位置を特定するための情報を読み取るリーダとを有することを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記ロボット装置と協働する作業者の前記搬送装置又は前記作業台に対する相対的位置を検出する他の位置検出部をさらに備え、
前記作業プログラムは前記搬送装置又は前記作業台に対する前記ロボット装置の相対的位置に加えて、前記搬送装置又は前記作業台に対する前記作業者の相対的位置を関連付けられて前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
【請求項６】
前記他の位置検出部は、前記搬送装置又は前記作業台の複数箇所に取り付けられる複数の光電センサを有することを特徴とする請求項５記載のロボットシステム。
【請求項７】
前記他の位置検出部は、前記作業者を援助するために前記搬送装置又は前記作業台の近傍に配置される前記ワークのトレイの前記搬送装置又は前記作業台に対する相対的位置を、前記作業者の相対的位置として検出する、前記搬送装置又は前記作業台の複数箇所に取り付けられる複数のセンサを有することを特徴とする請求項５記載のロボットシステム。
【請求項８】
前記多関節アーム機構は、基部と、前記基部の略中心線に係る第1軸回りのねじり回転間接部と前記第1軸に直交する第２軸回りの曲げ回転間接部と前記第２軸に直交する第３軸に沿った直動伸縮性を有する直動伸縮関節部とを有する請求項１記載のロボットシステム。
【請求項９】
前記直動伸縮関節部は、
屈曲可能に連結された複数の連結コマと、前記連結コマの屈曲が拘束されることにより柱状体が前記アーム部として構成される、
前記柱状体を支持する射出部と、
前記連結コマを屈曲可能な状態で前記基部内に収納する収納部とを有することを特徴とする請求項８記載のロボットシステム。
【請求項１０】
ワークを搬送する搬送装置又は作業台の近傍に配置される多関節アーム機構と、
前記多関節アーム機構のアーム先端に取り付けられた手先効果器と、
前記多関節アーム機構と前記手先効果器の動作を記述する複数の作業プログラムを、前記搬送装置又は前記作業台に対する前記多関節アーム機構の相対的位置に関連付けて記憶する記憶部と、
前記搬送装置又は前記作業台に対する前記ロボット装置の相対的位置に関連付けられている作業プログラムを前記記憶部から選択的に読み出し。前記読み出された作業プログラムに従って前記多関節アーム機構と前記手先効果器との動作を制御する制御部とを具備することを特徴とするロボット装置。
【請求項１１】
ワークを搬送する搬送装置又は前記ワークの作業台の近傍に設置可能なロボット装置において、
多関節アーム機構と、
前記多関節アーム機構のアーム先端に取り付けられる手先効果器と、
前記多関節アーム機構と前記手先効果器との動作を制御するための複数の作業プログラムを記憶する記憶部と、
表示部と、
操作部と、
前記搬送装置又は前記作業台の近傍への前記ロボット装置の設置を契機として前記記憶された複数の作業プログラムに関するリストを前記表示部に表示させるとともに、前記操作部のユーザ操作により前記表示されたリストから選択された一の作業プログラムに従って前記多関節アーム機構と前記手先効果器との動作を制御する動作制御部とを具備することを特徴とするロボット装置。
【請求項１２】
ワークを搬送する搬送装置又は前記ワークの作業台の近傍に設置可能なロボット装置において、
多関節アーム機構と、
前記多関節アーム機構のアーム先端に取り付けられる手先効果器と、
前記多関節アーム機構と前記手先効果器との動作を制御するための複数の作業プログラムを、前記搬送装置又は前記作業台に対する前記多関節アーム機構の相対的位置に関連付けて記憶する記憶部と、前記相対的位置の少なくとも一つには２以上の作業プログラムが関連付けられている、
表示部と、
操作部と、
前記ロボット装置が設置されたとき前記搬送装置又は前記作業台に対する前記多関節アーム機構の相対的位置に対応する作業プログラムを前記記憶部から読み出し、前記読み出された作業プログラムに従って前記多関節アーム機構と前記手先効果器との動作を制御するとともに、前記搬送装置又は前記作業台に対する前記多関節アーム機構の相対的位置に前記２以上の作業プログラムが関連付けられているとき前記２以上の作業プログラムに関するリストを前記表示部に表示させ、前記操作部のユーザ操作により前記表示されたリストから選択された一の作業プログラムに従って前記多関節アーム機構と前記手先効果器との動作を制御する動作制御部とを具備することを特徴とするロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態はロボットシステム及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ロボットがユーザと同一空間にいる環境が多くなってきている。介護用ロボットはもちろん産業用ロボットでも作業者と並んで協働して作業を行なう状況が今後拡大していくものと考えられる。発明者が実用化を実現した直動伸縮アーム機構は従来の垂直多関節アーム機構のような肘関節がなく、特異点もないことから、柵を不要にしてロボットと作業者との協働作業を可能としている。例えば、ワークを搬送するベルトコンベアによるライン上の作業エリア近傍に設置したロボットとその近傍の作業者とが協働して一つの作業を完遂する状況がある。そのような状況では作業者の体格的又は身体的制約などによりラインの作業エリアやロボットに対する作業者の相対的な位置が作業者によって又は動的に変化してしまう状況が実際上発生する。
【０００３】
しかしこのような相対的な位置の変化はその都度ロボットの手先軌道や動作を修正する必要があり、その修正作業は非常に負担であったばかりかその間作業が中断するという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
目的は、作業エリアとロボットの相対的な位置の変化に対して短時間のうちに対処することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態に係るロボットシステムは、ワークを搬送する搬送装置又は作業台の近傍に配置される多関節アーム機構を備えたロボット装置を有する。多関節アーム機構のアーム先端には手先効果器が取り付けられる。搬送装置又は作業台に対するロボット装置の相対的位置は位置検出部により検出される。記憶部には、多関節アーム機構と手先効果器の動作を既定する複数の作業プログラムが複数の相対的位置にそれぞれ関連付けて記憶される。ロボット制御部は、位置検出部により検出された相対的位置に関連付けられている作業プログラムを記憶部から選択的に読み出し、読み出された作業プログラムに従って多関節アーム機構と手先効果器との動作を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態に係るロボットシステムの外観斜視図である。
【図２】図２は、図１のロボットシステムの平面図である。
【図３】図３は、図１のロボットシステムの正面図である。
【図４】図４は、図１のロボット装置の外観斜視図である。
【図５】図５は、図１のロボットシステムのブロック構成図である。
【図６】図６は、図５の記憶部に記憶される複数の作業プログラムのファイル構造を示す図である。
【図７】図７は、図６の作業プログラムＤ１０の記述例を示す図である。
【図８】図８は、図６の作業プログラムＤ１０による手先軌道を示す平面図である。
【図９】図９は、図６の作業プログラムＤ３による手先軌道を示す平面図である。
【図１０】図１０は、図６の作業プログラムＤ１３による手先軌道を示す平面図である。
【図１１】図１１は、本実施形態の変形例１に係るロボットシステムのブロック構成図である。
【図１２】図１２は、図１１のペンダントデバイスの表示部に表示される作業プログラムリストの表示例を示す図である。
【図１３】図１３は、本実施形態の変形例２に係るロボットシステムのブロック構成図である。
【図１４】図１４は、図１３のペンダントデバイスの表示部に表示される作業プログラムリストの表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係るロボットシステムを説明する。本実施形態に係るロボットシステムは、作業エリアの近傍に配置されたロボット装置と作業者とが、作業エリアで特定のワークに対する１つの作業を協働して行うためのシステムである。ロボット装置は、ロボット装置と作業エリアと作業者との間の３者間の相対的な位置に応じた作業プログラムに従って動作する。本実施形態では、ロボットシステムの一例として、搬送ライン上を搬送されるワーク（チューブ）の箱詰め作業を、搬送ラインの近傍に配置されたロボット装置と作業者とが協働して行うシステムとする。したがって、本実施形態では、作業エリアをワークを搬送する搬送ライン上に設定する。例えば、箱詰め作業は、大きく分けて、搬送ライン上を搬送されるワークをピッキングする第１工程と、ピッキングしたワークを箱詰めする第２工程と、箱詰めしたワークを搬送ラインに戻す第３工程とに分けられる。第２工程は作業者が行い、この作業者の作業を支援するためにロボット装置が配置され、ロボット装置はロボット装置と搬送ラインと作業者との間の相対的な位置に応じて、第１工程、第３工程、又はその両工程を担当する。以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【０００８】
図１は、本実施形態に係るロボットシステムの外観斜視図である。図２は、図１のロボットシステムの平面図である。図３は、図１のロボットシステムの正面図である。本実施形態において、コンベア装置５に対する作業者の相対的位置をコンベア装置５に対する搬出シュータ６０の相対的位置と搬入シュータ７０の相対的位置とで規定する。つまり、本実施形態に係るロボットシステムは、ロボット装置１とコンベア装置５と搬出シュータ６０と搬入シュータ７０とを有する。
【０００９】
コンベア装置５は、複数の第１、第２ワーク３００、４００を連続的に搬送する機能を有する。第１ワーク３００は、可撓性を有する、例えば、液体チューブ等である。第２ワーク４００は、第１ワーク３００が箱詰めされた箱等である。例えば、コンベア装置５は、直線に沿って、形状、寸法、重量、素材、さらに柔軟性等の属性の異なる第１、第２ワーク３００、４００を搬送するための直線状に配設された搬送ライン５１を有する。搬送ライン５１は、搬送ライン５１上に載置された第１、第２ワーク３００、４００を、予めユーザ等により設定された搬送速度Ｖｌｉｎｅで搬送する。
【００１０】
コンベア装置５には、コンベア装置５に対してロボット装置１を予め決まった位置と向きとで固定するための、複数、ここでは３つのドッキングステーション８１，８２，８３が備えられる。また、コンベア装置５のフレーム側面には、コンベア装置５に対して搬出シュータ（搬出トレイ）６０を取り付ける位置を検出するために複数の、ここでは３つの光電センサ６−１，６−２，６−３が設けられている。光電センサ６−１，６−２，６−３が設けられる位置は、それぞれ搬出シュータ６０のコンベア装置５に対する相対位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に対応する。
同様に、コンベア装置５のフレーム側面には、コンベア装置５に対して搬入シュータ（搬入トレイ）７０を取り付ける位置を検出するために複数の、ここでは３つの光電センサ７−１，７−２，７−３が設けられている。光電センサ７−１，７−２，７−３が設けられる位置は、それぞれ搬入シュータ７０のコンベア装置５に対する相対位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に対応する。光電センサ６−１，６−２，６−３，７−１，７−２，７−３は、光軸が搬送ライン５１の幅方向に平行に、且つ外向きになるよう配置されている。
【００１１】
例えば作業者はコンベア装置５を挟んでロボット装置１の反対側に配置される。作業者の体格又は生涯等の個人的事情によりコンベア装置５の近傍の様々な位置にスタンバイする。そのスタンバイした位置に応じて作業者が作業しやすいように搬出シュータ６０のコンベア装置５に対する取り付け位置と、搬入シュータ７０のコンベア装置５に対する取り付け位置との組み合わせが変化することになる。換言すると、搬出シュータ６０及び搬入シュータ７０のコンベア装置５に対する取り付け位置の組み合わせとは、作業者の作業位置を直接計測する手間を不要にして、作業者の作業位置に相当する又は作業者の作業位置を推定するものと言える。
【００１２】
例えば、図１、図２、図３に示すように、ドッキングステーション８１，８２，８３は、搬送ライン５１を挟んでコンベア装置５のフレームの一方の側面に、互いに所定の間隔を隔てて設けられている。光電センサ６−１，６−２，６−３は、搬送ライン５１を挟んでコンベア装置５のフレームの他方の側面に、互いに所定の間隔を隔てて設けられている。光電センサ７−１，７−２，７−３は、搬送ライン５１に沿った位置に関して、光電センサ６−１，６−２，６−３よりも下流に設けられている。
【００１３】
ドッキングステーション８１，８２，８３は、ロボット装置１をコンベア装置５に対して予め決まった位置に固定するための治具である。ドッキングステーション８１，８２，８３は、ロボット装置１をコンベア装置５に対する相対位置Ａ１，Ａ２，Ａ３に固定するように設けられる。例えば、ドッキングステーション８１，８２，８３は、ロボット装置１をその第１支持体１１ａの円筒部分において固定するために円弧形状に構成された固定ホルダを備える。固定ホルダの両縁には嵌合爪(hook)が形成されている。嵌合爪は、ロボット装置１の第１支持体１１ａの円筒部分に設けられた嵌合爪を受けるくぼみ部に嵌合する形状を有する。ロボット装置１は、ドッキングステーション８１，８２，８３の嵌合爪が第１支持体１１ａの嵌合爪受け部に嵌合することにより、ドッキングステーション８１，８２，８３に固定される。ドッキングステーション８１，８２，８３に固定されたロボット装置１のロボット座標系Σｂの直交３軸（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）は、コンベア装置５に対して常に固定される。
【００１４】
また、ドッキングステーション８１，８２，８３は、ロボット装置１に商用電源を供給する機能を有する。例えば、ドッキングステーション８１，８２，８３には、固定ホルダの例えば中央に電力供給用の差込口（レセプタクル）が設けられる。レセプタクルは外部の商用電源に接続されている。ロボット装置１の第１支持体１１ａの円筒部分の、レセプタクルに対応する位置には、電力供給用のコネクタ（ジャック）が設けられている。例えば、ロボット装置１がドッキングステーション８１の固定ホルダに予め決まった向きでドッキングすることにより、ロボット装置１のジャックは、ドッキングステーション８１のレセプタクルに接続される。これにより、ロボット装置１とドッキングステーション８１とは通電し、レセプタクルを介して外部電源から商用電源が供給される。
【００１５】
また当該ロボット装置１はそのハンド部３の動作に空気圧システムを採用していることから外部のエアポンプ又はエアコンプレッサとエアチューブで接続するためのコネクタがドッキングステーション８１に設けられている。
【００１６】
コンベア装置５のコンベア装置５に対するロボット装置１の相対的位置を検出するための手段として、例えばドッキングステーション８１，８２，８３には、それぞれロボット装置１への商用電源の通電を検知する通電検知センサ８−１，８−２，８−３が装備されて居る。通電検知センサ８−１，８−２，８−３のうち、実際にロボット装置１がドッキングされたドッキングステーションに対応する通電検知センサから通電検知信号が後述の位置情報取得部１０５に出力される。
【００１７】
コンベア装置５のコンベア装置５に対するシュータ６０，７０の相対的な位置を検出するための手段として例えば光電センサ６−１，６−２，６−３，７−１，７−２，７−３がコンベア装置５のフレーム側面にラインと平行に一列に配列されている。光電センサ６−１，６−２，６−３，７−１，７−２，７−３は、例えば、投光部と、投光部から投光され対象、ここではコンベア装置５に対して配置されたシュータ６０，７０で反射された光を受光する受光部とが一体となった光電センサである。
【００１８】
搬出シュータ６０は例えば断面Ｌ字の板形に形成されている。搬出シュータ６０は、搬送ライン５１から外側に、下方に向かって傾斜して配置される。搬出シュータ６０は、ハンド装置３でピッキングされ、搬送ライン５１の外にリリースされた第１ワーク（チューブ容器製品）３００を搬送ライン５１から下方の作業者の手元の位置まで搬送する機能を有する。
【００１９】
光電センサ６−１，６−２，６−３の択一的な出力により、コンベア装置５に対して搬出シュータ６０が配置された相対的な位置を検知することができる。光電センサ６−１，６−２，６−３のうち、実際に搬出シュータ６０が配置された位置に対応する光電センサから配置検知信号が後述の位置情報取得部１０５に出力される。
【００２０】
搬入シュータ７０は、例えば断面Ｌ字の板形に形成されている。搬入シュータ７０は、搬送ライン５１から外側に、上方に向かって傾斜して配置される。作業者がチューブ容器製品を化粧箱に箱詰め作業を行なってその化粧箱を搬入シュータ７０の任意の位置に置いたとき、その第２ワーク（チューブ容器製品を収納する化粧箱）４００は搬入シュータ７０の傾きにより所定の搬入位置まで降下する。なお、搬入シュータ７０に第２ワーク４００が置かれていることを検出するために、搬入シュータ７０の底面にはその搬入位置に対応する位置に矩形状の開口９７が開けられ、その開口９７の直下には、光電センサ９５が設けられている。
【００２１】
光電センサ７−１，７−２，７−３の択一的な出力により、コンベア装置５に対して搬入シュータ７０が配置された相対的な位置を検知することができる。光電センサ７−１，７−２，７−３のうち、実際に搬入シュータ７０が配置された位置に対応する光電センサから配置検知信号が後述の位置情報取得部１０５に出力される。
【００２２】
搬送ライン５１上の、搬送ライン５１の幅の中心線（以下、ライン中心線という。）の両側には、ライン中心線と平行に第１ワーク搬送基準線と第２ワーク搬送基準線とが予め決められている。第１ワーク搬送基準線は、ライン中心線から搬入／搬出シュータ６０，７０側に設定され、第２ワーク搬送基準線は、ライン中心線からドッキングステーション８１，８２，８３側に設定されている。第１ワーク搬送基準線は、第１ワーク３００を載置する搬送ライン５１上の目標線であり、第２ワーク搬送基準線は、第２ワーク４００を載置する目標線である。
【００２３】
速度センサ９１は、搬送ライン５１の搬送速度を計測する。速度センサ９１には、例えば、ロータリー／リニアエンコーダ等の任意のセンサが適用される。
【００２４】
通過検知センサ９３は、コンベア装置５の搬出／搬入シュータ６０，７０側であって、搬出シュータ６０よりも上流に設けられ、搬送ライン５１上に載置された第１ワーク３００の所定位置の通過を検知する。例えば、通過検知センサ９３には、投光部と、投光部から投光されワークで反射された光を受光する受光部とが一体となった光電センサが適用される。通過検知センサ９３は、搬送ライン５１上を搬送されるワークを検知でき、搬送ライン５１の外側の干渉物を検知しないための感度距離を有する。例えば、通過検知センサ９３は、搬送ライン５１の全幅に等価な最大感度距離を有する。なお、本実施形態のように、搬送ライン５１上に第１、第２ワーク搬送基準線が設けられ、第１ワーク搬送基準線上を搬送される第１ワーク３００のみを検知したいとき、通過検知センサ９３は、第１ワーク搬送基準線上を搬送される第１ワーク３００を検知でき、第２ワーク搬送基準線上を搬送される第２ワーク４００を検知しないための感度距離を有する。例えば、通過検知センサ９３は、搬送ライン５１の全幅の１／２を最大感度距離となるように設定される。
【００２５】
ロボット装置１は、多関節アーム機構２００を有する。本実施形態に係るロボットシステムのロボット装置１の多関節アーム機構２００において、複数の関節のうち、一が直動伸縮関節で構成されている。
【００２６】
図４は、図１のロボット装置１の外観斜視図である。ロボット装置１は、略円筒形状の基部１０と基部１０に接続されるアーム部２とを有する。アーム部２の先端には手首部４が取り付けられている。手首部４には図示しないアダプタが設けられている。アダプタは、後述する第６回転軸ＲＡ６の回転部に設けられる。手首部４のアダプタを介してハンド装置３が取り付けられる。
【００２７】
ロボット装置１は、複数、ここでは６つの関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する。複数の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６は基部１０から順番に配設される。一般的に、第１、第２、第３関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３は根元３軸と呼ばれ、第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６はハンド装置３の姿勢を変化させる手首３軸と呼ばれる。手首部４は第４、第５、第６関節部Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６を有する。根元３軸を構成する関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の少なくとも一つは直動伸縮関節である。ここでは第３関節部Ｊ３が直動伸縮関節、特に伸縮距離の比較的長い関節部として構成される。アーム部２は第３関節部Ｊ３を構成する主要な構成要素である。
【００２８】
第１関節部Ｊ１は基台面に対して例えば垂直に支持される第１回転軸ＲＡ１を中心としたねじり関節である。第２関節部Ｊ２は第１回転軸ＲＡ１に対して垂直に配置される第２回転軸ＲＡ２を中心とした曲げ関節である。第３関節部Ｊ３は、第２回転軸ＲＡ２に対して垂直に配置される第３軸（移動軸）ＲＡ３を中心として直線的にアーム部２が伸縮する関節である。
【００２９】
第４関節部Ｊ４は、第３移動軸ＲＡ３に一致する第４回転軸ＲＡ４を中心としたねじり関節であり、第５関節部Ｊ５は第４回転軸ＲＡ４に対して直交する第５回転軸ＲＡ５を中心とした曲げ関節である。第６関節部Ｊ６は第４回転軸ＲＡ４に対して直交し、第５回転軸ＲＡ５に対して垂直に配置される第６回転軸ＲＡ６を中心とした曲げ関節である。
【００３０】
基部１０を成すアーム支持体（第１支持体）１１ａは、第１関節部Ｊ１の第１回転軸ＲＡ１を中心に形成される円筒形状の中空構造を有する。第１関節部Ｊ１は図示しない固定台に取り付けられる。第１関節部Ｊ１が回転するとき、第１支持体１１ａはアーム部２の旋回とともに軸回転する。なお、第１支持体１１ａが接地面に固定されていてもよい。その場合、第１支持体１１ａとは独立してアーム部２が旋回する構造に設けられる。第１支持体１１ａの上部には第２支持部１１ｂが接続される。
【００３１】
第２支持部１１ｂは第１支持部１１ａに連続する中空構造を有する。第２支持部１１ｂの一端は第１関節部Ｊ１の回転部に取り付けられる。第２支持部１１ｂの他端は開放され、第３支持部１１ｃが第２関節部Ｊ２の第２回転軸ＲＡ２において回動自在に嵌め込まれる。第３支持部１１ｃは第１支持部１１ａ及び第２支持部に連通する鱗状の外装からなる中空構造を有する。第３支持部１１ｃは、第２関節部Ｊ２の曲げ回転に伴ってその後部が第２支持部１１ｂに収容され、また送出される。ロボット装置１の直動関節部Ｊ３（第３関節部Ｊ３）を構成するアーム部２の後部はその収縮により第１支持部１１ａと第２支持部１１ｂの連続する中空構造の内部に収納される。
【００３２】
第３支持部１１ｃはその後端下部において第２支持部１１ｂの開放端下部に対して第２回転軸ＲＡ２を中心として回動自在に嵌め込まれる。それにより第２回転軸ＲＡ２を中心とした曲げ関節部としての第２関節部Ｊ２が構成される。第２関節部Ｊ２が回動すると、アーム部２は、手首部４及びハンド装置３とともに第２関節部Ｊ２の第２回転軸ＲＡ２を中心に垂直方向に回動、つまり起伏動作をする。
【００３３】
第４関節部Ｊ４は、アーム部２の伸縮方向に沿ったアーム中心軸、つまり第３関節部Ｊ３の第３移動軸ＲＡ３に典型的には一致する第４回転軸ＲＡ４を有するねじり関節である。第４関節部Ｊ４が回転すると、第４関節部Ｊ４から先端にかけてハンド装置３とともに第４回転軸ＲＡ４を中心に回転する。第５関節部Ｊ５は、第４関節部Ｊ４の第４回転軸ＲＡ４に対して直交する第５回転軸ＲＡ５を有する曲げ関節部である。第５関節部Ｊ５が回転すると、第５関節部Ｊ５から先端にかけてハンド装置３とともに上下に回動する。第６関節部Ｊ６は、第４関節部Ｊ４の第４回転軸ＲＡ４に直交し、第５関節部Ｊ５の第５回転軸ＲＡ５に垂直な第６回転軸ＲＡ６を有する曲げ関節である。第６関節部Ｊ６が回転するとハンド装置３が左右に旋回する。
【００３４】
上記の通り手首部４のアダプタに取り付けられたハンド装置３は、第１、第２、第３関節部Ｊ１．Ｊ２．Ｊ３により任意位置に移動され、第４、第５、第６関節部Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６により任意姿勢に配置される。特に第３関節部Ｊ３の直動伸縮距離の長さは、基部１０の近接位置から遠隔位置までの広範囲の対象にハンド装置３を到達させることを可能にする。第３関節部Ｊ３はそれを構成する直動伸縮機構により実現される直動伸縮距離の長さが特徴的である。
【００３５】
直動伸縮機構はアーム部２を有する。アーム部２は第１連結コマ列２１と第２連結コマ列２２とを有する。第１連結コマ列２１は複数の第１連結コマ２３からなる。第１連結コマ２３は略平板に構成される。前後の第１連結コマ２３は、互いの端部箇所においてピンにより屈曲自在に列状に連結される。これにより第１連結コマ列２１は内側と外側とに屈曲可能な性質を備える。第２連結コマ列２２は複数の第２連結コマ２４からなる。第２連結コマ２４は断面コ字形状の短溝状体に構成される。前後の第２連結コマ２４は、互いの底面端部箇所においてピンにより屈曲自在に列状に連結される。第２連結コマ２４の断面形状及びピンによる連結位置により第２連結コマ列２２は内側に屈曲可能であるが、外側に屈曲不可な性質を備える。
【００３６】
第１連結コマ列２１のうち先頭の第１連結コマ２３と、第２連結コマ列２２のうち先頭の第２連結コマ２４とは結合コマ２７により結合される。例えば、結合コマ２７は第１連結コマ２３と第２連結コマ２４とを合成した形状を有している。  
アーム部２が伸長するときには、結合コマ２７が始端となって、第１、第２連結コマ列２１，２２が第３支持部１１ｃの開口から外に向かって送り出される。第１、第２連結コマ列２１、２２は、第３支持体１１ｃの開口付近で互いに接合される。第１、第２連結コマ列２１、２２の後部が第３支持体１１ｃの内部で堅持されることにより、第１、第２連結コマ列２１，２２の接合状態が保持される。第１、第２連結コマ列２１、２２の接合状態が保持されたとき、第１連結コマ列２１と第２連結コマ列２２の屈曲は拘束される。接合し、それぞれの屈曲が拘束された第１、第２連結コマ列２１、２２により一定の剛性を備えた柱状体が構成される。柱状体とは、第２連結コマ列２２に第１連結コマ列２１が接合されてなる柱状の棒体を言う。
【００３７】
アーム部２が収縮するときには、第３支持体１１ｃの開口に第１、第２連結コマ列２１，２２が引き戻される。柱状体を構成する第１、第２連結コマ列２１，２２は、第３支持体１１ｃの内部で互いに離反される。離反された第１、第２連結コマ列２１，２２はそれぞれ屈曲可能な状態に復帰し、それぞれ同方向の内側に屈曲され、第１支持体１１ａの内部に略平行に格納される。
【００３８】
ハンド装置３は、ハンド本体３１と、エアチャック３２と、把持機構と、吸着機構とを有する。ハンド本体３１は角柱形状を有し、その上方端面に取り付け部が設けられる。ハンド装置３は手首部４に装備されたアダプタにハンド本体３１の取り付け部３０を介してロボットアーム機構２００に装着される。ハンド本体３１の下方には、平行開閉形のエアチャック３２が取り付けられる。エアチャック３２は、図示しない一対の可動部を備える。エアチャック３２は、２系統のエアチューブを介して図示しない加圧ポンプに接続されている。２系統のエアチューブ各々には電磁弁が介在されている。電磁弁の開閉が後述のロボット制御部１０６により制御されることで、一対の可動部は互いに接近・離反する方向に移動される。エアチャック３２には、把持機構と吸着機構とが取り付けられている。
【００３９】
把持機構は、第１ワーク３００を把持によりピッキングする。例えば、把持機構は、一対の可動部に取り付けられる一対の把持フレーム３４と、一対の把持フレーム３４により、第１ワーク３００を把持するための対向配置される一対の把持部３５と、一対の把持部３５に取り付けられる一対の蛇腹接触部３６とを有する。蛇腹接触部３６は、シリコンゴム等で成型された蛇腹形状、好適には１．５段の蛇腹形状を有する。エアチャック３２の一対の可動部が互いに接近、離反する方向に往復移動されることで、一対の把持部３５は、一対の把持フレーム３４とともに互いに接近・離反する方向に移動される。一対の可動部が互いに接近する方向に移動されるとき、第１ワーク３００は一対の把持部３５により挟まれ把持される。一対の把持部３５に取り付けられた蛇腹接触部３６の接触面は、その蛇腹構造により第１ワーク３００の表面に密着する。
【００４０】
蛇腹接触部３６は真空吸着排気機能を有する。一対の蛇腹接触部３６各々は、エジェクタ構造を介してエアチューブに接続されている。エアチューブ各々は、既出の加圧ポンプに接続されている。エアチューブ各々には電磁弁が介在されている。電磁弁の開閉は、後述のロボット制御部１０６により制御される。一対の蛇腹接触部３６の接触面が第１ワーク３００の表面に密着した状態で、電磁弁が開かれることで、第１ワーク３００の表面と蛇腹接触部３６とで規定される空間の空気がエジェクタ構造を介して吸引され、第１ワーク３００に対して負圧が働く。これにより、第１ワーク３００は、蛇腹接触部３６に吸着される。ハンド装置３は、蛇腹接触部３６の蛇腹構造と真空吸着排気機能とにより、第１ワーク３００を挟みながら、吸着することができる。これにより、ハンド装置３は、可撓性を有する第１ワーク３００であっても、確実にピッキングすることができる。第１ワーク３００の把持状態は、一対の可動部が互いに離反する方向に移動されるとともに真空吸着排気機能がＯＦＦされることで解除される。
【００４１】
吸着機構は、第２ワーク４００を吸着によりピッキングする。例えば、吸着機構は、一対の可動部に取り付けられる一対の吸着フレーム３９と、一対の吸着フレーム３９により、一対の蛇腹接触部３６とは異なる向きで取り付けられる一対の吸着部３８とを有する。吸着部３８は、シリコンゴム等で成型された蛇腹形状、好適には１．５段の蛇腹形状を有する。吸着部３８は、互いの吸着面が同一平面上であって、その吸着方向が互いに平行になるように一対の吸着フレーム３９により保持される。吸着部３８は、真空吸着排気機能を有する。一対の吸着部３８各々は、エジェクタ構造を介してエアチューブに接続されている。エアチューブ各々は、既出の加圧ポンプに接続されている。エアチューブ各々には電磁弁が介在されている。電磁弁の開閉は、後述のロボット制御部１０６により制御される。ロボットアーム機構２００の移動により、一対の吸着部３８各々の吸着面が第２ワーク４００の表面に密着される。吸着面が第２ワーク４００の表面に密着した状態で、電磁弁が開かれることで、第２ワーク４００の表面と吸着部３８とで規定される空間の空気がエジェクタ構造を介して吸引され、第２ワーク４００に対して負圧が働く。これにより、第２ワーク４００は、吸着部３８に吸着される。これにより、ハンド装置３は、第２ワーク４００を吸着によりピッキングすることができる。第２ワーク４００の吸着状態は、吸着部３８の真空吸着排気機能がＯＦＦされることで解除される。
【００４２】
図５は、図１のロボットシステムのブロック構成図である。  
ロボットアーム機構２００の関節部Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５、Ｊ６には、それぞれステッピングモータ及びモータドライバ等からなるアーム関節アクチュエータ２０１が設けられている。これらステッピングモータのドライブシャフトには、一定の回転角ごとにパルスを出力するロータリエンコーダ２０２が接続されている。ロータリエンコーダ２０２からの出力パルスは、カウンタで加減算されることにより関節角度が測定される。ハンド装置３には、エアチャック３２及び電磁弁等からなるハンドアクチュエータ３０１が設けられている。
【００４３】
動作制御装置１００は、システム制御部１０１と、速度センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０２と、通過検知センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０３と、光電センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０４と、位置情報取得部１０５と、ロボット制御部１０６と、作業プログラム記憶部１０７と、作業プログラム選択部１０８とを有する。
【００４４】
システム制御部１０１には、制御／データバス１０９を介して各部が接続されている。システム制御部１０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と半導体メモリ等を有し、動作制御装置１００を統括して制御する。
【００４５】
動作制御装置１００には、速度センサインターフェース１０２を介して速度センサ９１が接続されている。速度センサ９１は、搬送ライン５１の速度を逐次計測し、計測した速度データを所定の間隔又はシステム制御部１０１の制御に呼応して動作制御装置１００に対して出力する。  
動作制御装置１００には、通過検知センサインターフェース１０３を介して通過検知センサ９３が接続されている。通過検知センサ９３は、所定位置を第１ワーク３００が通過したとき、動作制御装置１００に対して、通過検知信号を出力する。  
動作制御装置１００には、光電センサインターフェース１０４を介して光電センサ９５が接続されている。光電センサ９５は、受光部に到達する光量に応じた電気信号を出力する。
【００４６】
位置情報取得部１０５は、コンベア装置５（作業エリア）、ロボット装置１、作業者の３者の間の相対的位置に関する情報を取得する。例えば、位置情報取得部１０５には、複数の通電検知センサ８−１、８−２，８−３と、複数の光電センサ６−１，６−２，６−３と、複数の光電センサ７−１，７−２，７−３とが電気的に接続されている。位置情報取得部１０５には、複数の通電検知センサ８−１、８−２，８−３から択一的に通電検知信号が入力される。同様に、位置情報取得部１０５には、複数の光電センサ６−１，６−２，６−３から択一的に配置検知信号が入力される。同様に、位置情報取得部１０５には、複数の光電センサ７−１，７−２，７−３から択一的に配置検知信号が入力される。これらセンサには、予めＩＤが割り当てられている。位置情報取得部１０５は、通電検知信号が出力された通電検知センサのＩＤに基づいて、ロボット装置１がドッキングされたドッキングステーションを特定する。これにより、位置情報取得部１０５は、コンベア装置５に対するロボット装置１の相対的位置を特定する。
【００４７】
位置情報取得部１０５は、複数の光電センサ６−１、６−２，６−３から出力された配置検知信号に基づいて、コンベア装置５に対する搬出シュータ６０の相対的位置を特定する。位置情報取得部１０５は、複数の光電センサ７−１、７−２，７−３から出力された配置検知信号に基づいて、コンベア装置５に対する搬入シュータ７０の相対的位置を特定する。これら搬出シュータ６０のコンベア装置５に対する取り付け位置と、搬入シュータ７０のコンベア装置５に対する取り付け位置との組み合わせは、作業者の作業位置を表す情報として利用される。
【００４８】
なお、ここでは、コンベア装置５に対するロボット装置１、搬出／搬入シュータ６０，７０の相対配置を検知するために通電検知センサや光電センサを用いたが、これらセンサに代わって、他のセンサが設けられてもよい。例えば、これらセンサに代わって、バーコードや２次元コードを読み取るリーダやＲＦＩＤタグを読み取るアンテナが設けられてもよい。このとき、ロボット装置１、搬出／搬入シュータ６０、７０には、これら種類に応じたバーコード、２次元コードまたはＲＦＩＤタグが付与されている。また、これらセンタに代わって、接触センサが設けられてもよい。
【００４９】
また、コンベア装置５に対する作業者の相対的位置を検知する場合、位置情報取得部１０５は、搬送ライン５１を上方から俯瞰撮影した画像に基づいて、コンベア装置５とロボット装置１と作業者との間の相対的な位置関係を取得することができる。また、コンベア装置５の搬送ライン５１に沿った各作業位置にスイッチが設けられており、位置情報取得部１０５は、作業位置に配置された作業者により、対応するスイッチが押されることにより、コンベア装置５に対する作業者の相対的位置を取得してもよい。
【００５０】
作業プログラム記憶部１０７には、手先軌道、経由地（作業位置）、各作業位置での作業内容を記述した複数の作業プログラムが記憶される。図６は、図５の作業プログラム記憶部１０７に記憶される複数の作業プログラムのファイル構造を示す図である。例えば、複数の作業プログラムは、コンベア装置５と、ロボット装置１と、作業者との３者に関する複数の相対的位置にそれぞれ関連付けられている。なお、ここでは上述した通り、コンベア装置５に対する作業者の相対的位置は、その作業者がアプローチする搬出シュータ６０のコンベア装置５に対する取り付け位置と、同じくその作業者がアプローチする搬入シュータ７０のコンベア装置５に対する取り付け位置との組み合わせに応じているものとしている。
【００５１】
作業プログラム選択部１０８は、作業プログラム記憶部１０７を参照し、複数の作業プログラムから、位置情報取得部１０５で取得されたコンベア装置５に対するロボット装置１の相対的位置と、コンベア装置５に対する搬出シュータ６０の相対的位置と、コンベア装置５に対する搬入シュータ７０の相対的位置とに関連付けられている作業プログラムを選択する。例えば、位置情報取得部１０５により取得された、コンベア装置５に対するロボット装置１の相対的位置がＡ２、コンベア装置５に対する搬出シュータ６０の相対的位置がＢ３、コンベア装置５に対する搬入シュータ７０の相対的位置がＣ１のとき、作業プログラム選択部１０８は、複数の作業プログラムから作業プログラムＤ１０を選択する。
【００５２】
図７は、図６の作業プログラムＤ１０の記述例を示す図である。「ＳＥＮＳＯＲ  Ｏｕｔｐｕｔ＝３」は通過検知センサ９３から通過検知信号が３回出力されたとき、それをトリガとしてロボット装置１の動作制御を開始することを明示するための命令である。システム制御部１０１は、通過検知信号が３回出力されたのを契機に、手順に従ってロボットアーム機構２００とハンド装置３との動作制御を開始する。各手順において、「ＭＯＶ」はロボット装置１の手先基準点を移動させる命令である。手先基準点は、ハンド装置３の任意の着目位置、例えば、一対の蛇腹接触部３６の接触面の中心位置を結んだ直線の中点に設定されている。各手順の「ＭＯＶ」の右側には、経由点Ｐｗａｉｔ、Ｐｐ１ｓ、Ｐｐ１ｅ、Ｐｒ１、Ｐｄｏｗｎ、Ｐｐ２、Ｐｒ２が記述されている。これら経由点は、移動先の手先基準点の位置と移動先での手先姿勢とを記述したパラメータであり、ロボット座標系Σｂで与えられる。また、「Ｔ」は経由点間の移動や経由点での作業工程に要するタクトタイム（工程作業時間）を指定するパラメータである。例えば、「Ｔ＝１００」は、タクトタイム１００ｍｓを指定している。手順００３における作業内容「ピッキング動作（把持）」は、ハンド装置３に把持によるピッキング動作をさせる命令である。手順００４の作業内容「リリース動作（把持機構）」は、ハンド装置３に把持機構のリリース動作をさせる命令である。手順００６における作業内容「ピッキング動作（吸着）」は、ハンド装置３に吸着によるピッキング動作をさせる命令である。手順００７の作業内容「リリース動作（吸着機構）」は、ハンド装置３に吸着機構のリリース動作をさせる命令である。各作業内容に対応する基本動作プログラムは作業プログラム記憶部１０７に記憶されている。
【００５３】
システム制御部１０１は、作業プログラム選択部１０８により選択された作業プログラムと、速度センサ９１で計測された搬送ライン５１の搬送速度と、通過検知センサ９３で検知された第１ワーク３００の通過タイミングと、光電センサ９５から出力された電気信号とに従って、ロボット制御部１０６に対して指令値を出力する。
【００５４】
ロボット制御部１０６は、システム制御部１０１から出力された指令値に従って、ロボットアーム機構２００とハンド装置３との動作を制御する。具体的には、ロボット制御部１０６は、システム制御部１０１から出力された指令値に応じた制御信号を、アーム関節アクチュエータ２０１とハンドアクチュエータ３０１とに出力する。例えば、ロボット制御部１０６は、システム制御部１０１により読み出された手先移動に関する指令値に応じた制御信号を各モータドライバに対して送信する。各モータドライバは、受信した指令値に応じたパルスをステッピングモータに供給する。また、ロボット制御部１０６は、システム制御部１０１により読み出されたエアチャック３２の開閉命令に応じた制御信号を電磁弁に送信する。電磁弁は、受信した開閉命令に応じて開閉される。
【００５５】
以下、作業プログラムＤ１０に従って動作するロボット装置１について、図８を参照して説明する。図８は、図６の作業プログラムＤ１０による手先軌道を示す平面図である。図８では、複数の経由点をコンベア装置５、搬出シュータ６０、搬入シュータ７０及びロボット装置１とともに示している。コンベア装置５に対してロボット装置１はＡ２に配置され、コンベア装置５に対して搬出シュータ６０はＢ３に配置され、コンベア装置５に対して搬入シュータ７０はＣ１に配置されている。作業プログラムＤ１０において、ハンド装置３の複数の経由点がロボット座標系Σｂで規定されている。
【００５６】
ここでは、ハンド装置３の待機位置を待機位置Ｐｗａｉｔ、第１ワーク３００に対するハンド装置３の把持によるピッキング動作が行われる区間（以下、把持区間という。）の開始位置を把持開始位置Ｐｐ１ｓ、把持区間の終了位置を把持終了位置Ｐｐ１ｅ、ピッキングした第１ワーク３００をリリースする位置をリリース位置Ｐｒ１、第２ワーク４００が搬入位置にあるか否かを判定を開始する位置を降下位置Ｐｄｏｗｎ、第２ワーク４００を吸着によりピッキングする位置を吸着位置Ｐｐ２、ピッキングした第２ワーク４００をリリースする位置をリリース位置Ｐｒ２である。
【００５７】
待機位置Ｐｗａｉｔは、ライン中心線に沿った位置に関して、通過検知位置より所定距離だけ下流であり、搬送ライン５１の幅方向の位置に関して、ライン中心線と第1ワーク搬送基準線との間であり、高さ（例えば搬送ライン５１の表面からの鉛直距離）に関して、把持開始位置Ｐｐ１ｓの高さよりも高い位置に設定されている。待機位置Ｐｗａｉｔにおいて、ハンド装置３は、把持方向がライン中心線に平行になる手先姿勢で保持される。
【００５８】
把持開始位置Ｐｐ１ｓと把持終了位置Ｐｐ１ｓとは、搬送ライン５１の幅方向の位置に関して、ともに第１ワーク搬送基準線上に設定されている。ライン中心線に沿った位置に関して、把持終了位置Ｐｐ１ｅは、把持開始位置Ｐｐ１ｓよりも上流に設定されている。把持開始位置Ｐｐ１ｓと把持終了位置Ｐｐ１ｓとは、ともに同じ高さ、例えば、搬送ライン５１に載置されたチューブ形状の第１ワーク３００の上方部分を把持するために必要な高さに調整されている。ハンド装置３は、手先姿勢を保持した状態で、待機位置Ｐｗａｉｔから把持開始位置Ｐｐ１ｓに移動される。ハンド装置３は、把持開始位置Ｐｐ１ｓで把持によるピッキング動作を開始し、ピッキング動作をしながら把持終了位置Ｐｐ１ｅまで移動される。このときのハンド装置３の移動速度は、移動速度のライン中心線に平行な成分が搬送ライン５１の搬送速度Ｖｌｉｎｅと略等価になるように制御される。これにより、ハンド装置３は、把持終了位置Ｐｐ１ｅで第１ワーク３００を把持によりピッキングすることができる。
【００５９】
リリース位置Ｐｒ１は、搬送ライン５１の外側に設置された搬出シュータ６０上であって、把持終了位置Ｐｐ１ｓよりも高い位置に設定されている。ハンド装置３は、把持終了位置Ｐｐ１ｅから少し上昇しながらリリース位置Ｐｒ１まで移動され、リリース位置Ｐｒ１で把持機構のリリース動作を行う。これにより、第１ワーク３００は搬出シュータ６０により所定位置まで搬送される。
【００６０】
降下位置Ｐｄｏｗｎは、搬入シュータ７０の搬入位置の上方に設定されている。降下位置Ｐｄｏｗｎの真下に吸着位置Ｐｐ２が設定されている。ハンド装置３は、一対の吸着部３８が第２ワーク４００を吸着可能な手先姿勢に姿勢変化されながら、リリース位置Ｐｒ１から降下位置Ｐｄｏｗｎまで移動される。ハンド装置３は、手先姿勢を保持した状態で降下位置Ｐｄｏｗｎから吸着位置Ｐｐ２に鉛直に降下する。ハンド装置３が降下位置Ｐｄｏｗｎから吸着位置Ｐｐ２にかけて降下しているとき、システム制御部１０１は、光電センサ９５の出力に基づいて、搬入位置に第２ワーク４００が搬入されているか否かを判定する。搬入位置に第２ワーク４００がないと判定されたとき、ハンド装置３は、待機位置Ｐｗａｉｔに戻される。一方、搬入位置に第２ワーク４００があると判定されたとき、ハンド装置３は、吸着位置Ｐｐ２で吸着によるピッキング動作を行う。これにより、ハンド装置３は、吸着位置Ｐｐ２で第２ワーク４００を吸着によりピッキングすることができる。
【００６１】
リリース位置Ｐｒ２は、ライン中心線に沿った位置に関して、吸着位置Ｐｐ２よりも下流であって、搬送ライン５１の幅方向の位置に関して、第２ワーク搬送基準線上に設定されている。リリース位置Ｐｒ２は、搬送ライン５１にピッキングした第２ワーク４００が接触しないための高さに調整されている。ハンド装置３は、ピッキングした第２ワーク４００の長手方向がライン中心線と直交するように手先姿勢を変化させた後、吸着位置Ｐｐ２からリリース位置Ｐｒ２まで移動され、リリース位置Ｐｒ２で吸着機構のリリース動作を行う。これにより、第２ワーク４００が搬送ライン５１に載置される。ハンド装置３は、吸着機構のリリース動作を行った後、リリース位置Ｐｒ２から待機位置Ｐｗａｉｔに戻される。
【００６２】
以上説明したように、ハンド装置３は、作業プログラムＤ１０に従って、待機位置Ｐｗａｉｔ、把持開始位置Ｐｐ１ｓ、把持終了位置Ｐｐ１ｅ、リリース位置Ｐｒ１、降下位置Ｐｄｏｗｎ、吸着位置Ｐｐ２、リリース位置Ｐｒ２の順に、規定されているタクトタイムで移動されながら、各経由点で規定されている動作を行う。これにより、ハンド装置３は、搬送ライン５１上を搬送される第１ワーク３００を把持によりピッキングし、ピッキングした第１ワーク３００を搬出シュータ６０にリリースし、搬入シュータ７０の搬入位置に搬入された第２ワーク４００を吸着によりピッキングし、ピッキングした第２ワーク４００を搬送ライン５１上にリリースする。
【００６３】
このように、本実施形態に係るロボットシステムは、ロボット装置１をコンベア装置５に対する相対的位置Ａ２，搬出シュータ６０をコンベア装置５に対する相対的位置Ｂ３、搬入シュータ７０をコンベア装置５に対する相対的位置Ｃ１に配置することで、ロボット装置１に、第１ワーク３００の箱詰め作業における、搬送ライン上を搬送される第１ワーク３００をピッキングする工程と箱詰めした第１ワーク３００（第２ワーク４００）を搬送ラインに戻す工程を担当させることができる。作業者は第１ワーク３００の箱詰め工程を担当することで、ロボット装置１と協働して箱詰め作業を完遂することができる。
【００６４】
次に、作業プログラムＤ３に従って動作するロボット装置１について、図９を参照して説明する。図９は、図６の作業プログラムＤ３による手先軌道を示す平面図である。図９に示すように、ハンド装置３は、作業プログラムＤ３に従って、待機位置Ｐｗａｉｔ、把持開始位置Ｐｐ１ｓ、把持終了位置Ｐｐ１ｅ、リリース位置Ｐｒ１の順に、規定されているタクトタイムで移動されながら、各経由点で規定されている動作を行う。これにより、ハンド装置３は、搬送ライン５１上を搬送される第１ワーク３００を把持によりピッキングし、ピッキングした第１ワーク３００を搬出シュータ６０にリリースする。
【００６５】
このように、本実施形態に係るロボットシステムは、ロボット装置１をコンベア装置５に対する相対的位置Ａ１，搬出シュータ６０をコンベア装置５に対する相対的位置Ｂ３に配置することで、ロボット装置１に、第１ワーク３００の箱詰め作業における、搬送ライン５１上を搬送される第１ワーク３００をピッキングする工程を担当させることができる。作業者は作業者は第１ワーク３００の箱詰め工程と箱詰めした第１ワーク３００（第２ワーク４００）を搬送ライン５１に戻す工程とを担当することで、ロボット装置１と協働して箱詰め作業を完遂することができる。
【００６６】
次に、作業プログラムＤ１３に従って動作するロボット装置１について、図１０を参照して説明する。図１０は、図６の作業プログラムＤ１３による手先軌道を示す平面図である。図１０に示すように、ハンド装置３は、作業プログラムＤ１３に従って、待機位置Ｐｗａｉｔ、降下位置Ｐｄｏｗｎ、吸着位置Ｐｐ２、リリース位置Ｐｒ２の順に、規定されているタクトタイムで移動されながら、各経由点で規定されている動作を行う。これにより、ハンド装置３は、搬入シュータ７０の搬入位置に搬入された第２ワーク４００を吸着によりピッキングし、ピッキングした第２ワーク４００を搬送ライン５１上にリリースする。
【００６７】
このように、本実施形態に係るロボットシステムは、ロボット装置１をコンベア装置５に対する相対的位置Ａ３，搬入シュータ７０をコンベア装置５に対する相対的位置Ｃ１に配置することで、ロボット装置１に、第１ワーク３００の箱詰め作業における、箱詰めした第１ワーク３００（第２ワーク４００）を搬送ライン５１に戻す工程を担当させることができる。作業者は搬送ライン５１上を搬送される第１ワーク３００をピッキングする工程と第１ワーク３００の箱詰め工程とを担当することで、ロボット装置１と協働して箱詰め作業を完遂することができる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態に係るロボットシステムにおいて、ロボット装置１は、コンベア装置５（作業エリア）とロボット装置１と搬出／搬入シュータ６０、７０（作業者）との３者の相対的位置関係に基づいて、予め用意された複数の作業プログラムから一の作業プログラムを選択し、その選択した作業プログラムに従って動作する。したがって、本実施形態に係るロボットシステムは、作業エリアとロボット装置１と作業者との３者の相対的な位置の変化に応じて、ロボット装置１の動作プログラムを動的に変化させることができる。例えば、作業者は、体格的又は身体的制約などにより、予め決められたタクトタイムで、１つの作業を完遂できない場合がある。このような場合、本実施形態に係るロボットシステムを使用することで、ロボット装置１は、体格的又は身体的制約のある作業者をサポートすることができる。ロボット装置１をコンベア装置５と当該作業者に対して予め決められた位置に配置するだけで、ロボット装置１に、１つの作業の複数の工程のうち、いくつかの工程に対応する作業プログラムを自動的に実行させることができる。複数の工程のうち、どの工程をロボット装置１に担当させるかは、コンベア装置５と当該作業者に対するロボット装置１の相対的位置に応じて変更できる。このように、ロボット装置１を、生産ラインの足りない作業者に代わって配置したり、作業者と協働作業させたりするとき、作業者に対してロボット装置１を近接して配置しなければならない。本実施形態に係るロボットシステムのロボット装置１は、従来の垂直多関節アーム機構のような肘関節がなく、特異点もないことから、他の作業者の位置を気にせず、また、作業者に近接して配置することができる。したがって、本実施形態に係るロボットシステムは、３者（作業エリア、ロボット装置１、作業者）の相対的な位置の変化に柔軟に対応することができる。
【００６９】
（変形例１）  
上述した本実施形態に係るロボットシステムにおいては、コンベア装置５と、ロボット装置１と、作業者（搬出シュータ６０／搬入シュータ７０）との３者の間の相対的位置に応じた作業プログラムが自動的に選択される。しかし記憶された複数の作業プログラムから任意の作業プログラムをユーザが自身の判断で手動選択するようにしてもよい。変形例１,２はそのユーザによる選択作業を支援する機能に関するものである。
【００７０】
図１１は、本実施形態の変形例１に係るロボットシステムのブロック構成図である。本実施形態の変形例１に係るロボットシステムにおいて、動作制御装置１００は、システム制御部１０１と、速度センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０２と、通過検知センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０３と、光電センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０４と、ロボット制御部１０６と、作業プログラム記憶部１０７と、作業プログラム選択部１０８と、設置センサ１１０と、ペンダントデバイス１１１とを有する。
【００７１】
作業プログラム記憶部１０７は、複数の作業プログラムを記憶する。複数の作業プログラム各々には３者（コンベア装置５、ロボット装置１、搬出シュータ６０／搬入シュータ７０（作業者））の間の相対的位置が関連付けられている。さらに複数の作業プログラム各々には、ユーザがその作業プログラムによる作業を他の作業プログラムの作業と明確に識別して所要の作業プログラムを容易に選択させるための情報として、その作業上の特徴を簡易に且つ端的に表す作業概要が関連付けられている。各作業プログラムの作業概要は事前に人的に作成される。
【００７２】
設置センサ１１０は、ロボット装置１がドッキングステーション８−１，８−２，８−３のいずれかに設置されたことを検知し、設置検知信号を出力する。設置センサ１１０には、圧力センサ、接触センサ、光電センサ等任意の方式のセンサが適用されることができる。ペンダントデバイス１１１は、表示部と操作部からなり、典型的にはタッチスクリーンにより提供される。
【００７３】
システム制御部１０１は、設置センサ１１０から設置検知信号が出力されたとき、つまりロボット装置１が複数の設置位置のいずれかに設置されたとき、それに呼応して作業プログラム選択支援プログラムコードを自動的に起動させる。それにより作業プログラム記憶部１０７に記憶された複数の作業プログラムに関するリストが作成され、ペンダントデバイス１１１の表示部にそのリストが表示される。システム制御部１０１は、そのリストからユーザにより操作部を介して選択された作業プログラムを、作業プログラム記憶部１０７からロボット制御部１０６にロードさせる。
【００７４】
図１２は、図１１のペンダントデバイス１１１の表示部に表示される作業プログラムリストの表示例を示している。図１２に示すように、作業プログラム選択画面において、作業プログラム記憶部１０７に記憶されている複数の作業プログラムにそれぞれ対応する３者の間の相対的位置及び作業概要が作業プログラムＩＤとともにリスト表示される。例えば、作業プログラム選択画面では、コンベア装置５に対するロボット装置１の相対的位置がＡ１，コンベア装置５に対する搬出シュータ６０の相対的位置がＢ１のときには、２種類の作業プログラムが関連付けされていることを示している。ユーザは、作業プログラム選択画面を視認して、３者の間の相対的位置と作業概要とに合致する作業プログラムを選択することができる。
【００７５】
（変形例２）  
変形例１で例示した作業プログラム選択画面では、作業プログラム記憶部１０７に記憶されているすべての作業プログラムに関する情報が一覧表示される。しかしながら、コンベア装置５、ロボット装置１、搬出シュータ６０／搬入シュータ７０（作業者）の間の３者の相対的位置に関連付けられている２以上の作業プログラムが、作業プログラム記憶部１０７に記憶されている複数の作業プログラムから抽出され、それら２以上の作業プログラムに関する３者の間の相対的位置及び作業概要が作業プログラムＩＤとともにリスト表示されてもよい。
【００７６】
図１３は、本実施形態の変形例２に係るロボットシステムのブロック構成図である。本実施形態の変形例２に係るロボットシステムの作業プログラム選択部１０８は、位置情報取得部１０５により取得されたコンベア装置５、ロボット装置１、搬出シュータ６０／搬入シュータ７０（作業者）の間の３者の相対的位置に対応する作業プログラムを作業プログラム記憶部１０７から選択する。システム制御部１０１は、３者の相対的位置に応じた作業プログラムが選択されたとき、選択された作業プログラムのリストを含む作業プログラム選択画面を作成し、ペンダントデバイス１１１の表示部にそのリストを表示させる。システム制御部１０１は、そのリストからユーザにより操作部を介して選択された作業プログラムを、作業プログラム記憶部１０７からロボット制御部１０６にロードさせる。
【００７７】
図１４は、図１３のペンダントデバイス１１１の表示部に表示される作業プログラムリストの表示例を示している。図１４は、コンベア装置５に対するロボット装置１の相対的位置がＡ１，コンベア装置５に対する搬出シュータ６０の相対的位置がＢ１のとき、表示部に表示される作業プログラム選択画面を示している。図１４に示すように、作業プログラム選択画面には、作業プログラム記憶部１０７に記憶されている作業プログラムのうち、コンベア装置５に対するロボット装置１の相対的位置とコンベア装置５に対する搬出シュータ６０の相対的位置とに関連付けられている２以上の作業プログラムの作業概要、さらに作業プログラムＩＤのリストが含まれる。図１４では、コンベア装置５に対するロボット装置１の相対的位置がＡ１，コンベア装置５に対する搬出シュータ６０の相対的位置がＢ１に関連付けられている２つの作業プログラム（ＩＤ：Ｄ１−１，Ｄ１−２）がリスト表示の対象とされる。これにより、ユーザが選択する作業プログラムの選択肢を少なくすることができるため、作業効率を向上できる。
【００７８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１…ロボット装置、２…アーム部、３…ハンド装置、４…手首部、５…コンベア装置、６−１〜６−３…光電センサ（搬出シュータ６０）、７−１〜７−３…光電センサ（搬入シュータ）、８−１〜８−３…通電検知センサ（ロボット装置１）、９１…速度センサ、９３…通電検知センサ、９５…光電センサ、１００…動作制御装置、１０１…システム制御部、１０２…速度センサインターフェース、１０３…通過検知センサインターフェース、１０４…光電センサインターフェース、１０５…位置情報取得部、１０６…ロボット制御部、１０７…作業プログラム記憶部、１０８…作業プログラム選択部、１０９…制御／データバス、２００…多関節アーム機構、２０１…アーム関節アクチュエータ、２０２…ロータリーエンコーダ、３０１…ハンドアクチュエータ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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