(57)【要約】【課題】作業効率を向上させるロボット装置と作業者との協働環境を実現すること。【解決手段】本実施形態に係るロボットシステムは、多関節アーム機構を備えた複数のロボット装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃが作業員の近傍に配置されてなる。多関節アーム機構２００Ａは、基部１０Ａと、基部の略中心線に係る第1軸回りのねじり回転性と第1軸に直交する第２軸回りの曲げ回転性と第２軸に直交する第３軸に沿った直動伸縮性とを有するアーム部２Ａと、アーム部の先端に装備される手先効果器３Ａとを有する。複数のロボット装置は互いに及び作業員と協働してタスクを実行するために複数のロボット装置各々の基部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃはアーム部の先端の可動領域が作業員による作業領域とオーバーラップする位置に配置される。【選択図】      図９
2017013180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多関節アーム機構を備えた複数のロボット装置が作業員の近傍に配置されてなるロボットシステムにおいて、
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性と前記第1軸に直交する第２軸回りの曲げ回転性と前記第２軸に直交する第３軸に沿った直動伸縮性とを有するアーム部と、前記アーム部の先端に装備される手先効果器とを有し、
前記複数のロボット装置は互いに及び前記作業員と協働してタスクを実行するために前記複数のロボット装置各々の前記基部は前記アーム部の先端の可動領域が前記作業員による作業領域とオーバーラップする位置に配置されることを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
前記タスクは複数の部分タスクに分割され、前記複数の部分タスクは前記複数のロボット装置及び前記作業員に分担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３】
前記複数のロボット装置は互いに異なる部分タスクを予め個別に教示され、それぞれ独立して実行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】
前記複数のロボット装置は相互通信不要にしてそれぞれの部分タスクを実行することを特徴とする請求項３記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記複数のロボット装置のうち少なくとも２台のロボット装置は相互通信可能に構成され、前記少なくとも２台のロボット装置のうち、一のロボット装置から出力された制御信号に呼応して、他のロボット装置の動作が開始され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６】
前記複数のロボット装置の一は前記作業員にワークを受け渡す部分タスクを実行することを特徴とする請求項４記載のロボットシステム。
【請求項７】
前記複数のロボット装置の一は前記作業員からワークを受け取る部分タスクを実行することを特徴とする請求項４記載のロボットシステム。
【請求項８】
前記複数のロボット装置各々の前記基部はそれぞれの可動領域が互いにオーバーラップする位置に配置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９】
前記多関節アーム機構は、前記直動伸縮性を発揮する直動伸縮関節部を有し、
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１記載のロボットシステム。
【請求項１０】
多関節アーム機構を備えた複数のロボット装置が作業員の近傍に配置されてなるロボットシステムにおいて、
前記複数のロボット装置は互いに及び前記作業員と協働してタスクを実行するために前記複数のロボット装置は前記多関節アーム機構の先端の可動領域が前記作業員による作業領域とオーバーラップする位置に配置されることを特徴とするロボットシステム。
【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の近傍で作業を行なう状況の可能性が検討されている。この状況が実現すれば例えば健常者と同様に障害者が作業をすることができる。
【０００３】
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、柵を不要にできるので、ロボット装置が作業者と協働して作業できる可能性を示唆している。それによる作業効率を向上させる環境の提供が期待されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
目的は、作業効率を向上させるロボット装置と作業者との協働環境を実現することにある。
【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、多関節アーム機構を備えた複数のロボット装置が作業員の近傍に配置されてなる。多関節アーム機構は、基部と、基部の略中心線に係る第1軸回りのねじり回転性と第1軸に直交する第２軸回りの曲げ回転性と第２軸に直交する第３軸に沿った直動伸縮性とを有するアーム部と、アーム部の先端に装備される手先効果器とを有する。複数のロボット装置は互いに及び作業員と協働してタスクを実行するために複数のロボット装置各々の基部はアーム部の先端の可動領域が作業員による作業領域とオーバーラップする位置に配置される。
【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のロボット装置１Ａの外観斜視図である。
【図４】図４は、図１のロボット装置１Ｂとロボット装置１Ｃとに採用されているハンド装置を示す斜視図である。
【図５】図５は、図１のロボットシステムにおいて、ロボット装置１Ａの構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、図１のロボットシステムにおいて、ロボット装置１Ｂの構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、図１のロボットシステムにおいて、ロボット装置１Ｃの構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、図１の３台のロボット装置の手先軌道を示す平面図である。
【図９】図９は、図８に対応し、作業者に対する３台のロボット装置の基部のレイアウトを示す図である。
【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、複数のロボット装置が作業者と協働して１つの作業（全体タスク）を行うためのシステムである。１つの作業（全体タスク）は事前に解析され、作業者の特性と複数のロボット装置それぞれの特性とに基づいて複数の部分作業に分割される。例えば搬送ライン上を搬送されるワーク（内容物が詰められたチューブ容器）を直方体形の紙箱に収容させ、それを搬送ラインに戻す作業（全体タスク）を複数のタスク（部分タスクという）に分割し、これら複数の部分タスクを作業者と、作業者の近傍に配置された複数のロボット装置とがそれぞれ担当する。紙箱を開けて、そこにワークを挿入し、紙箱を閉めるというロボット装置よりも作業者に好適な比較的複雑な作業（第３工程作業）は作業者が担当するものとする。その作業者の作業効率を高めるための比較的単純な他の作業はロボット装置に割り当てられる。ワークを搬送ラインから拾い上げ（ピッキング）、作業者に渡す作業（第１工程作業）はロボット装置１Ａが担当する。ワークを箱詰めするための空箱をストックテーブルから取り出し、作業者に渡す（第２工程作業）はロボット装置１Ｂが担当する。箱詰めされたワークを搬送ラインに戻す（第４工程作業）はロボット装置１Ｃが担当する。このような単一のタスクをロボット装置と作業者とが協働して作業することにより、作業効率を向上させることが実現され得る。
【０００８】
なお、ここでは、作業者による箱詰め作業を支援するために３台のロボット装置が作業者の近傍に配置されるとしたが、例えば、作業者の近傍に1台又は２台のロボット装置が配置され、１台のロボット装置が第１工程、第２工程、第４工程を担当してもよいし、２台のロボット装置のうち一方のロボット装置が第１工程を担当し、他方のロボット装置が第２工程、第４工程を担当してもよい。
【０００９】
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。コンベア装置５は、直線に沿って複数の第１、第３ワーク３００、５００を連続的に搬送するための直線状に配設された搬送ライン５１を備える。搬送ライン５１は、搬送ライン５１上に載置された第１、第３ワーク３００、５００を、予めユーザ等により設定された搬送速度で搬送する。ストックテーブル６は、コンベア装置５の近傍に配置される。ストックテーブル６は、複数の第２ワーク４００を収納する。
【００１０】
なお説明の便宜上、可撓性を有するチューブ容器を第１ワーク３００、チューブ容器（第１ワーク３００）を収容する空箱を第２ワーク４００、空箱（第２ワーク４００）に箱詰めされたチューブ容器（第１ワーク３００）を第３ワーク５００として区別する。
【００１１】
コンベア装置５のスライダ側面には、搬出シュータ（搬出トレイ）６０と搬入シュータ（搬入トレイ）７０とが取り付けられている。搬出シュータ６０は、搬入シュータ７０よりも搬送ライン５１の上流に取り付けられている。  
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、ロボット装置１Ａ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。
【００１２】
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。搬入シュータ７０は、作業者により箱詰めされ、搬入シュータ７０の任意位置に置かれた第３ワーク５００を、その傾きにより所定の搬入位置まで降下させる。搬入シュータ７０の搬入位置に対応する位置には、矩形状の開口が開けられ、その開口の直下には光電センサ９５が設けられている。
【００１３】
搬送ライン５１の幅の中心線（以下、ライン中心線という。）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、また、第１ワーク３００を箱詰めした後の第３ワーク５００を戻す位置の目標線である。
【００１４】
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。
【００１５】
通過検知センサ９３は、搬出シュータ６０よりも上流に設けられ、搬送ライン５１により搬送される第１ワーク３００の所定位置（通過検知位置）の通過を検知する。通過検知センサ９３には、例えば、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。例えば、通過検知センサ９３は、搬送ライン５１の近傍に設けられる。このとき、通過検知センサ９３が搬送ライン５１の外側の干渉物を検知しないために、通過検知センサ９３の最大感度距離は搬送ライン５１の全幅に等価な距離に調整されている。また、通過検知センサ９３は、搬送ライン５１の搬出／搬入シュータ６０，７０側の近傍に設けられてもよい。このとき、通過検知センサ９３が第１ワーク３００の通過を検知し、第３ワーク５００の通過を検知しないために、通過検知センサ９３の最大感度距離は搬送ライン５１の全幅の１／２の距離に調整されている。
【００１６】
ロボット装置１Ａは、複数の関節部を有する多関節アーム機構２００Ａを備える。この多関節アーム機構２００Ａは、複数の関節部のうち一が直動伸縮関節で構成されている。以下、多関節アーム機構２００Ａについて説明する。
【００１７】
図３は、図１のロボット装置１Ａの外観斜視図である。ロボット装置１Ａは、略円筒形状の基部１０Ａと基部１０Ａに接続されるアーム部２Ａとを有する。アーム部２Ａの先端には手首部４Ａが取り付けられている。手首部４Ａ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４Ａのアダプタを介してハンド装置３Ａが取り付けられる。
【００１８】
ロボット装置１Ａ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１０Ａ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３Ａの姿勢を変化させる手首３軸と呼ばれる。手首部４Ａ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２Ａは第３関節部Ｊ３を構成する主要な構成要素である。
【００１９】
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２Ａが伸縮する関節である。
【００２０】
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。
【００２１】
基部１０Ａを成すアーム支持体（第１支持部）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支持部１１Ａはアーム部２Ａの旋回とともに軸回転する。なお、第１支持部１１Ａが接地面に固定されていてもよい。その場合、第１支持部１１Ａとは独立してアーム部２Ａが旋回する構造に設けられる。第１支持部１１Ａの上部には第２支持部１２Ａが接続される。
【００２２】
第２支持部１２Ａ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１２Ａ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１２Ａの他端は開放され、第３支持部１３Ａ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１３Ａ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１３Ａ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１２Ａに収容され、また送出される。ロボット装置１Ａの直動関節部Ｊ３（第３関節部Ｊ３）を構成するアーム部２Ａの後部はその収縮により第１支持部１１Ａと第２支持部１２Ａの連続する中空構造の内部に収納される。
【００２３】
第３支持部１３Ａはその後端下部において第２支持部１２Ａ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２Ａは、手首部４Ａ及びハンド装置３Ａ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。
【００２４】
第４関節部Ｊ４は、アーム部２Ａ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３Ａ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３Ａ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３Ａが左右に旋回する。
【００２５】
上記の通り手首部４Ａのアダプタに取り付けられたハンド装置３Ａ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１０Ａ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３Ａ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。
【００２６】
以下、直動伸縮関節部Ｊ３の機構について説明する。  
直動伸縮機構はアーム部２Ａを有する。アーム部２Ａは第１連結コマ列２１Ａと第２連結コマ列２２Ａとを有する。第１連結コマ列２１Ａは複数の第１連結コマ２３Ａからなる。第１連結コマ２３Ａは略平板に構成される。前後の第１連結コマ２３Ａ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２１Ａ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２２Ａは複数の第２連結コマ２４Ａからなる。第２連結コマ２４Ａ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２４Ａ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２４Ａ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２２Ａ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。
【００２７】
第１連結コマ列２１Ａのうち先頭の第１連結コマ２３Ａと、第２連結コマ列２２Ａのうち先頭の第２連結コマ２４Ａとは結合コマ２７Ａにより結合される。例えば、結合コマ２７Ａは第１連結コマ２３Ａと第２連結コマ２４Ａとを合成した形状を有している。  
アーム部２Ａが伸長するときには、結合コマ２７Ａが始端となって、第１、第２連結コマ列２１Ａ，２２Ａが第３支持部１３Ａ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２１Ａ、２２Ａは、第３支持部１３Ａの開口付近で互いに接合される。第１、第２連結コマ列２１Ａ、２２Ａの後部が第３支持部１３Ａの内部で堅持されることにより、第１、第２連結コマ列２１Ａ，２２Ａの接合状態が保持される。第１、第２連結コマ列２１Ａ、２２Ａの接合状態が保持されたとき、第１連結コマ列２１Ａと第２連結コマ列２２Ａ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２１Ａ、２２Ａ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２２Ａに第１連結コマ列２１Ａが接合されてなる柱状の棒体を言う。
【００２８】
アーム部２Ａが収縮するときには、第３支持部１３Ａの開口に第１、第２連結コマ列２１Ａ，２２Ａが引き戻される。柱状体を構成する第１、第２連結コマ列２１Ａ，２２Ａは、第３支持部１３Ａ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２１Ａ，２２Ａ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支持部１１Ａの内部に略平行に格納される。
【００２９】
ロボット装置１Ａは、第１ワーク３００を把持するためのハンド装置３Ａを備える。ハンド装置３Ａは、ハンド本体３１Ａを有する。ハンド本体３１Ａは角柱形状を有し、その上方端面に取り付け部を備える。この取り付け部を介して、ハンド装置３Ａは手首部４Ａのアダプタに装着される。ハンド本体３１Ａの下方には、エアチャック構造３２Ａが取り付けられる。エアチャック構造３２Ａは一対のスライダ３３Ａを接近／離反自在に支持する。スライダ３３ＡはＬ字形状の金属板で提供される。一対のスライダ３３Ａには一対の把持部３４Ａが取り付けられる。一対の把持部３４Ａは、互いの把持面が対向する。スライダ３３Ａの移動に伴って把持部３４Ａは接近／離反する。それにより把持部３４Ａの間の把持対象を把持する。把持対象に対する把持特性を向上させるために把持部３４Ａの把持面には蛇腹接触部３５Ａが取り付けられている。蛇腹接触部３５Ａ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。
【００３０】
エアチャック構造３２Ａは２系統のエアチューブを介して加圧ポンプ（図示しない）に接続されている。一方のエアチューブは電磁弁を介してエアシリンダの後端に接続される。他方のエアチューブは電磁弁を介してエアシリンダの先端に接続される。電磁弁が交互に開閉することにより、ピストンは前後に移動する。電磁弁の開閉はシステム制御部１０１Ａにより制御される。それにより一対のスライダ３３Ａは一対の把持部３４Ａを伴って接近・離反する。一対の把持部３４Ａが接近するとき、第１ワーク３００は一対の蛇腹接触部３５Ａにより狭持される。一対の蛇腹接触部３５Ａ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。一対の把持部３４Ａが離反するとき、第１ワーク３００は一対の蛇腹接触部３５Ａから開放される。
【００３１】
蛇腹接触部３５Ａは真空吸着機能を有する。一対の蛇腹接触部３５Ａ各々には、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、後述のシステム制御部１０１Ａにより制御される。一対の蛇腹接触部３５Ａの接触面が第１ワーク３００の表面に密着した状態で、真空吸着機能がＯＮされると、電磁弁が開かれ、第１ワーク３００の表面と蛇腹接触部３５Ａ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３５Ａに吸着される。ハンド装置３Ａは、蛇腹接触部３５Ａの蛇腹構造と真空吸着機能とにより、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３Ａは、可撓性を有する第１ワーク（チューブ容器）３００であっても、確実にピッキングすることができる。ハンド装置３Ａによる第１ワーク３００の把持状態は、一対のスライダ３３Ａが互いに離反する方向に移動されるとともに真空吸着機能がＯＦＦされることで解除される。
【００３２】
図４は、図１のロボット装置１Ｂに装備されているハンド装置３Ｂを示す斜視図である。ロボット装置１Ｂは、第２ワーク（紙箱）４００を吸着してピッキングするためのハンド装置３Ｂを備える。ハンド装置３Ｂは、ハンド本体３６Ｂを有する。ハンド本体３６Ｂは角柱形状を有し、その上方端面に取り付け部を備える。この取り付け部を介して、ハンド装置３Ｂは手首部４Ｂのアダプタに装着される。ハンド本体３６Ｂの下面には、平行開閉形のエアチャック構造３７Ｂが取り付けられる。エアチャック構造３７Ｂはエアチャック構造３２Ａと同一の機構を有する。エアチャック構造３７Ｂには一対のスライダ３８Ｂが取り付けられる。一対のスライダ３８Ｂには、一対の吸着部３９Ｂが取り付けられる。一対の吸着部３９Ｂの吸着面は対向する。吸着部３９Ｂは真空吸着機能を有する。一対の吸着部３９Ｂ各々には、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、後述のシステム制御部１０１Ｂにより制御される。一対の吸着部３９Ｂの吸着面が第２ワーク４００の表面に密着した状態で、真空吸着機能がＯＮされると、電磁弁が開かれ、第２ワーク４００の表面と吸着部３９Ｂ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、ハンド装置３Ｂ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３９Ｂの真空吸着機能がＯＦＦされることで解除される。なお、ロボット装置１Ｃは、ロボット装置１Ｂに装備されているハンド装置３Ｂと同一のハンド装置３Ｃを備える。ここでは、ハンド装置３Ｃの説明は省略する。
【００３３】
図５は、図１のロボットシステムにおいて、ロボット装置１Ａの構成を示すブロック図である。ロボット装置１Ａは、多関節アーム機構２００Ａを備える。多関節アーム機構２００Ａ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２０１Ａ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２０２Ａが接続されている。ロータリエンコーダ２０２Ａからの出力パルスは、カウンタで加減算される。カウンタにより計数された累積パルスにステップ角を乗算することにより関節角度が測定される。ハンド装置３Ａには、エアチャック構造３２Ａに接続されているエアチューブに介在されている電磁弁及び蛇腹接触部３５Ａに接続されているエアチューブに介在されている電磁弁等からなるハンドアクチュエータ３０１Ａが設けられている。
【００３４】
動作制御装置１００Ａは、システム制御部１０１Ａと、速度センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０２Ａと、通過検知センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０３Ａと、作業プログラム記憶部１０７Ａと、指令値出力部１０８Ａとを有する。
【００３５】
システム制御部１０１Ａには、制御／データバス１０９Ａを介して各部が接続されている。システム制御部１０１ＡはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と半導体メモリ等を有し、動作制御装置１００Ａを統括して制御する。
【００３６】
動作制御装置１００Ａには、速度センサインターフェース１０２Ａ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で動作制御装置１００Ａに対して出力する。  
動作制御装置１００Ａには、通過検知センサインターフェース１０３Ａ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、発光素子と受光素子とを備えた光学センサで提供される。通過検知センサ９３は搬送ラインのサイドフレームの所定位置に取り付けられる。第１ワーク３００が当該位置を通過したとき、通過検知センサ９３は通過検知信号を出力する。
【００３７】
作業プログラム記憶部１０７Ａは、第１工程に対応するシーケンスプログラムＡのデータを記憶する。当該シーケンスプログラムＡは、事前にティーチングにより生成される。シーケンスプログラムＡでは、搬送ライン５１上を搬送される第１ワーク３００をピッキングし、ピッキングした第１ワーク３００を搬出シュータ６０上にリリースするまでのハンド装置３Ａの手先軌道、作業位置、各作業位置での動作タスクが手順とともに記述されている。
【００３８】
システム制御部１０１Ａは、作業プログラム記憶部１０７ＡからロードしたシーケンスプログラムＡに従って、多関節アーム機構２００Ａとハンド装置３Ａとの動作を制御する。具体的には、システム制御部１０１Ａは、速度センサ９１で計測された搬送ライン５１の搬送速度に基づいて、シーケンスプログラムＡに記述されている指令値を修正する。システム制御部１０１Ａは、通過検知センサ９３から通過検知信号が出力されたのを契機に、多関節アーム機構２００Ａとハンド装置３Ａとの動作制御を開始する。
【００３９】
指令値出力部１０８Ａは、システム制御部１０１Ａの制御に従って、指令値に応じた制御信号をアーム関節アクチュエータ２０１Ａとハンドアクチュエータ３０１Ａとに出力する。例えば、指令値出力部１０８Ａは、システム制御部１０１Ａの制御に従って、制御周期Δｔ（例えば、１０ｍｓ）経過後の、関節部Ｊ１−Ｊ６各々の位置の指令値に応じた制御信号をアーム関節アクチュエータ２０１Ａに出力する。関節部Ｊ１−Ｊ６各々のモータドライバは、位置指令値に応じたパルス信号をステッピングモータに供給する。これにより、関節部Ｊ１−Ｊ６各々は制御周期Δｔ経過するまでに、位置指令値に対応する位置まで変位する。また、指令値出力部１０８Ａは、システム制御部１０１Ａの制御に従って、エアチャック構造３２Ａの閉命令と真空吸着機能ＯＮとに応じた制御信号をハンドアクチュエータ３０１Ａに出力する。ハンドアクチュエータ３０１Ａの電磁弁各々は、制御信号に従って開閉が制御され、一対のスライダ３３Ａが互いに接近する方向に移動されるとともに、一対の蛇腹接触部３５Ａの真空吸着機能がＯＮされる。これにより、ハンド装置３Ａによる第１ワーク３００のピッキング動作が行われる。
【００４０】
図６は、図１のロボットシステムにおいて、ロボット装置１Ｂの構成を示すブロック図である。ロボット装置１Ｂは他のロボット装置１Ａ，１Ｃに対して通信ケーブル等による電気的な接続はなされていない。ロボット装置１Ｂは他のロボット装置１Ａ，１Ｃと双方向通信を不要にして、それぞれ事前にティーチングされた部分タスクを独立して実行するよう個々に独立性を持ったスタンドアローンシステムとして構成されている。任意のタスク分割により必要なロボット装置を選択して作業者近傍に任意に配置させて、ロボット装置と作業者との協働環境をダイナミックに変更自在に実現できる。一律な作業効率の向上ではなく、その時々の状況に応じた作業効率の向上を実現できる。
【００４１】
ロボット装置１Ｂは、多関節アーム機構２００Ｂを備える。多関節アーム機構２００Ｂは、ロボット装置１Ａの多関節アーム機構２００Ａと同一の機構と機能とを有する。そのため、ここでは多関節アーム機構２００Ｂの説明は省略する。
【００４２】
動作制御装置１００Ｂは、システム制御部１０１Ｂと、圧力センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０４Ｂと、作業プログラム記憶部１０７Ｂと、指令値出力部１０８Ｂとを有する。
【００４３】
システム制御部１０１Ｂには、制御／データバス１０９Ｂを介して各部が接続されている。システム制御部１０１ＢはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と半導体メモリ等を有し、動作制御装置１００Ｂを統括して制御する。
【００４４】
動作制御装置１００Ｂには、圧力センサインターフェース１０４Ｂを介して圧力センサ９７が接続されている。圧力センサ９７は、ハンド装置３Ｂの吸着部３９Ｂの内圧を繰り返し計測する。圧力センサ９７は、直前の圧力値に対して現在の圧力値の差が、所定の閾値よりも低くなったとき、受け渡し検知信号を動作制御装置１００Ｂに対して出力する。閾値は、吸着部３９Ｂに第２ワーク４００が吸着されているときの圧力値と吸着部３９Ｂに第２ワーク４００が吸着されていないときの圧力値との差に対応する。
【００４５】
作業プログラム記憶部１０７Ｂは、第２工程に対応するシーケンスプログラムＢのデータを記憶する。当該シーケンスプログラムＢは、例えば、ロボットティーチングにより生成される。シーケンスプログラムＢでは、ストックテーブル６から第２ワーク４００をピッキングし、ピッキングした第２ワーク４００を作業者に渡すまでのハンド装置３Ｂの手先軌道、作業位置、各作業位置での動作タスクが手順とともに記述されている。システム制御部１０１Ｂは、作業プログラム記憶部１０７ＢからロードしたシーケンスプログラムＢに従って、多関節アーム機構２００Ｂとハンド装置３Ｂとの動作を制御する。指令値出力部１０８Ｂは、システム制御部１０１Ｂの制御に従って、指令値に応じた制御信号をアーム関節アクチュエータ２０１Ｂとハンドアクチュエータ３０１Ｂとに出力する。
【００４６】
図７は、図１のロボットシステムにおいて、ロボット装置１Ｃの構成を示すブロック図である。ロボット装置１Ｃは他のロボット装置１Ａ，Ｂに対して通信ケーブル等による電気的な接続はなされていない。ロボット装置１Ｃは他のロボット装置１Ａ，１Ｂと双方向通信を不要にして、それぞれ事前にティーチングされた部分タスクを独立して実行するよう個々に独立性を持ったスタンドアローンシステムとして構成されている。任意のタスク分割により必要なロボット装置を選択して作業者近傍に任意に配置させて、ロボット装置と作業者との協働環境をダイナミックに変更自在に実現できる。一律な作業効率の向上ではなく、その時々の状況に応じた作業効率の向上を実現できる。ロボット装置１Ｃは、多関節アーム機構２００Ｃを備える。多関節アーム機構２００Ｃは、ロボット装置１Ａの多関節アーム機構２００Ａと同一の機構と機能とを有する。そのため、ここでは多関節アーム機構２００Ｃの説明は省略する。
【００４７】
動作制御装置１００Ｃは、システム制御部１０１Ｃと、光電センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５Ｃと、作業プログラム記憶部１０７Ｃと、指令値出力部１０８Ｃとを有する。
【００４８】
システム制御部１０１Ｃには、制御／データバス１０９Ｃを介して各部が接続されている。システム制御部１０１ＣはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と半導体メモリ等を有し、動作制御装置１００Ｃを統括して制御する。
【００４９】
動作制御装置１００Ｃには、光電センサインターフェース１０５Ｃ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が所定の閾値を超えたとき、搬送検知信号を動作制御装置１００Ｃに対して出力する。当該閾値は、搬送位置に第３ワーク５００が搬送されたときの光量に対応する。
【００５０】
作業プログラム記憶部１０７Ｃは、第４工程に対応するシーケンスプログラムＣのデータを記憶する。当該シーケンスプログラムＣは、例えば、ロボットティーチングにより生成される。シーケンスプログラムＣでは、搬送位置に搬送された第３ワーク５００をピッキングし、ピッキングした第３ワーク５００を搬送ライン５１のライン中心線上にリリースするまでのハンド装置３Ｃの手先軌道、作業位置、各作業位置での動作タスクが手順とともに記述されている。システム制御部１０１Ｃは、作業プログラム記憶部１０７ＣからロードしたシーケンスプログラムＣに従って、多関節アーム機構２００Ｃとハンド装置３Ｃとの動作を制御する。指令値出力部１０８Ｃは、システム制御部１０１Ｃの制御に従って、指令値に応じた制御信号をアーム関節アクチュエータ２０１Ｃとハンドアクチュエータ３０１Ｃとに出力する。
【００５１】
以下、ロボット装置１Ａ，ロボット装置１Ｂおよびロボット装置１Ｃ各々の動作について、図８を参照して説明する。図８は、図１のロボット装置１Ａ，ロボット装置１Ｂ及びロボット装置１Ｃ各々の手先軌道を示す平面図である。図８では、ロボット装置１Ｂ及びロボット装置１Ｃ各々の手先軌道をコンベア装置５、ストックテーブル６、搬出シュータ６０、搬入シュータ７０及び作業者とともに示している。作業者は、コンベア装置５の脇の搬出シュータ６０と搬入シュータ７０との間に配置されている。
【００５２】
ロボット装置１Ａは、作業者によるチューブの箱詰め作業における第１工程を担当する。ロボット装置１Ａの手先軌道において、ハンド装置３Ａの待機位置を待機位置Ｐｗａｉｔ１、ハンド装置３Ａによる第１ワーク３００のピッキング動作の開始位置を把持開始位置Ｐｐｓ１、ピッキング動作の終了位置を把持終了位置Ｐｐｅ１、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と表記する。
【００５３】
ロボット装置１Ａのロボット座標系において、把持開始位置Ｐｐｓ１は、ライン中心線上の、第１ワーク３００を把持可能な高さに設定されている。把持終了位置Ｐｐｅ１は、把持開始位置Ｐｐｓ１よりも搬送ライン５１に沿って下流のライン中心線上の、把持開始位置Ｐｐｓ１と同じ高さに設定されている。待機位置Ｐｗａｉｔ１は、把持開始位置Ｐｐｓ１よりも搬送ライン５１に沿って上流に、把持開始位置Ｐｐｓ１よりも高い位置に設定されている。リリース位置Ｐｒ１は、搬出シュータ６０の上方に設定されている。
【００５４】
ロボット装置１Ａは第１工程に対応する作業を行う。具体的には、システム制御部１０１Ａにより、シーケンスプログラムＡが実行されると、ハンド装置３Ａは、待機位置Ｐｗａｉｔ１で待機される。通過検知センサ９３から通過検知信号が出力されたのを契機に、ハンド装置３Ａの動作が開始される。ハンド装置３Ａは、シーケンスプログラムＡの手順に従って、待機位置Ｐｗａｉｔ１から、把持開始位置Ｐｐｓ１、把持終了位置Ｐｐｅ１、リリース位置Ｐｒ１と順番に移動され、再び待機位置Ｐｗａｉｔ１に戻される。把持開始位置Ｐｐｓ１から把持終了位置Ｐｐｅ１に移動される間、ハンド装置３Ａによるピッキング動作が行われる。また、リリース位置Ｐｒ１において、ハンド装置３Ａによるリリース動作が行われる。
【００５５】
なお、通過検知センサ９３から通過検知信号が出力されてからハンド装置３Ａが把持開始位置Ｐｐｓ１に移動されるまでの時間は、通過検知センサ９３により通過が検知された第１ワーク３００が通過検知位置から把持開始位置Ｐｐｓ１まで搬送されるまでの時間と略等価である。すなわち、ハンド装置３Ａが把持開始位置Ｐｐｓ１に移動されたとき、ハンド装置３Ａの一対の蛇腹接触部３５Ａの間に、通過検知センサ９３により通過検知位置の通過が検知された第１ワーク３００が挟まれた状態である。そのため、把持開始位置Ｐｐｓ１から把持終了位置Ｐｐｅ１にかけて行われるピッキング動作により、ハンド装置３Ａは当該第１ワーク３００をピッキングすることができる。上述のロボット装置１Ａによる第１工程に対応する第１ワーク３００のピッキング作業は、通過検知センサ９３から通過検知信号が出力されるたびに繰り返し実行される。
【００５６】
以上説明したロボット装置１Ａの動作によれば、ロボット装置１Ａは、搬送ライン５１上を搬送される第１ワーク３００をピッキングし、ピッキングした第１ワーク３００を搬出シュータ６０上にリリースすることができる。搬出シュータ６０上にリリースされた第１ワーク３００は、搬出シュータ６０の下向きの傾斜により、作業者の手元に搬送される。したがって、ロボット装置１Ａは、箱詰め作業の第１工程を担当し、作業者による搬送ライン５１上を搬送される第１ワーク３００のピッキング作業を支援することができる。
【００５７】
ロボット装置１Ｂは、作業者によるチューブの箱詰め作業における第２工程を担当する。ロボット装置１Ｂの手先軌道において、ハンド装置３Ｂによる第２ワーク４００のピッキング位置をＰｐ２、ピッキングした第２ワーク４００を作業者に渡す位置を受け渡し位置Ｐｇ２、ピッキング位置Ｐｐ２から受け渡し位置Ｐｇ２に移動する際の経由位置をＰｖ２と表記する。ロボット装置１Ｂのロボット座標系において、ピッキング位置Ｐｐ２は、ストックテーブル６に収納されている複数の第２ワーク４００各々の位置に設定されている。ここで作業者の作業領域を定義する。作業者の作業領域とは、作業者が例えば立位姿勢から大きく腰を曲げたり等姿勢を崩さず、その姿勢を維持した状態で腕を伸縮させ、旋回させ、起伏させて手先作業ができる空間的範囲をいう。この作業領域内での作業が作業者にとって最も効率性が高いといえる。
【００５８】
受け渡し位置Ｐｇ２は、作業者の作業領域内、好適には、作業者が簡単に手が届き、作業者の箱詰め作業の邪魔にならない位置に設定されている。経由位置Ｐｖ２は、ピッキング位置Ｐｐ２と受け渡し位置Ｐｇ２との間であって、作業者の前方に設定されている。これにより、ハンド装置３Ｂがピッキング位置Ｐｐ２から受け渡し位置Ｐｇ２に移動する際、一旦作業者の視界にハンド装置３Ｂを入れることができるため、作業者は安心して作業を行うことができる。
【００５９】
ロボット装置１Ｂは第２工程に対応する作業を行う。具体的には、システム制御部１０１Ｂにより、シーケンスプログラムＢが実行されると、ハンド装置３Ｂは、最初のピッキング位置Ｐｐ２で第２ワーク４００をピッキングし、経由位置Ｐｖ２を経由して、受け渡し位置Ｐｇ２に移動される。ハンド装置３Ｂは、第２ワーク４００をピッキングした状態で受け渡し位置Ｐｇ２で待機される。ハンド装置３Ｂは、圧力センサ９７から受け渡し検知信号が出力されたのを契機に、つまり、作業者がハンド装置３Ｂから第２ワーク４００を受け取ったのを契機に、第２ワーク４００のピッキング動作を開始する。すなわち、ハンド装置３Ｂは、受け渡しＰｇ２から次のピッキング位置Ｐｐ２に移動され、第２ワーク４００をピッキングし、経由位置Ｐｖ２を経由して、再び受け渡し位置Ｐｇ２に移動される。上述のロボット装置１Ｂによる第２工程に対応する第２ワーク４００のピッキング作業は、圧力センサ９７から受け渡し検知信号が出力されるたびに繰り返し実行される。
【００６０】
以上説明したロボット装置１Ｂの動作によれば、ロボット装置１Ｂはストックテーブル６から第２ワーク４００をピッキングし、ピッキングした第２ワーク４００を直接作業者に渡すことができる。したがって、ロボット装置１Ｂは、箱詰め作業の第２工程を担当し、作業者によるストックテーブル６に収納されている第２ワーク（空箱）４００のピッキング作業を支援することができる。
【００６１】
ロボット装置１Ｃは、作業者によるチューブの箱詰め作業における第４工程を担当する。ロボット装置１Ｃの手先軌道において、ハンド装置３Ｃの待機位置を待機位置Ｐｗａｉｔ３、ハンド装置３Ｃによる第３ワーク５００のピッキング位置をＰｐ３、ピッキングした第３ワーク５００を搬送ライン５１上でリリースする位置をリリース位置Ｐｒ３と表記する。ロボット装置１Ｃのロボット座標系において、待機位置Ｐｗａｉｔ３は、ピッキング位置Ｐｐ３の上方に設定されている。ピッキング位置Ｐｐ３は、搬入シュータ７０の搬送位置に設定されている。リリース位置Ｐｒ３は、搬送ライン５１のライン中心線上に設定されている。
【００６２】
ロボット装置１Ｃは第４工程に対応する作業を行う。具体的には、システム制御部１０１Ｃにより、シーケンスプログラムＣが実行されると、ハンド装置３Ｃは、待機位置Ｐｗａｉｔ３で待機される。光電センサ９５から搬送検知信号が出力されたのを契機に、ハンド装置３Ｃによる第３ワーク５００のピッキング動作が開始される。ハンド装置３Ｃは、シーケンスプログラムＣの手順に従って、待機位置Ｐｗａｉｔ３から、ピッキング位置Ｐｐ３、リリース位置Ｐｒ３と順番に移動され、再び待機位置Ｐｗａｉｔ３に戻される。ハンド装置３は、ピッキング位置Ｐｐ３で第３ワーク５００をピッキングし、リリース位置Ｐｒ３でピッキングした第３ワーク５００をリリースする。上述のロボット装置１Ｃによる第４工程に対応する第３ワーク５００のピッキング作業は、光電センサ９５から搬送検知信号が出力されるたびに繰り返し実行される。
【００６３】
次に、作業者に対するロボット装置１Ａ，１ロボット装置１Ｂおよびロボット装置１Ｃの配置について図９を参照して説明する。図９は、図８に対応し、作業者に対する３台のロボット装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの基部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのレイアウトを示す図である。
【００６４】
本実施形態に係るロボットシステムのロボット装置１Ａに装備されている多関節アーム機構２００Ａは、根元３軸を構成する３つの関節部のうち、一を直動伸縮関節部に構成される。ロボット装置１Ａには肘関節が存在しないことから、ロボット装置１Ａの可動領域を単純化することができる。具体的には、ロボット装置１Ａの可動領域は、関節部Ｊ１の実装上の動作可能な角度と関節部Ｊ２の実装上の動作可能な角度と関節部Ｊ３のアーム部２Ａの最大伸張距離とで規定できる。なお、ロボット装置１Ａには肘関節が存在しないことから、作業者はアーム部２Ａの旋回のみを意識でき、その移動予測性が高いことから安全性が高いといえる。ロボット装置１Ｂ，１Ｃも同様である。
【００６５】
ロボット装置１Ａの可動領域とは、関節部Ｊ１，Ｊ２の回転変位と関節部Ｊ３の直動変位とにより、ロボット装置１Ａの手首部４Ａの先端が到達する立体的な領域であり、水平方向（第１回転軸ＲＡ１回りの旋回方向）に関する可動領域と垂直方向（第２回転軸ＲＡ２回りの起伏方向）に関する可動領域とを総合した領域である。水平方向に関する可動領域は、直動伸縮関節部Ｊ３を最も伸張してアーム部２Ａを最長の状態にしたときにおける第１回転軸ＲＡ１から手首部４Ａの先端までの長さを半径として、第１関節部Ｊ１の実装上の動作可能な角度を中心角とした略扇形状の領域として規定することができる。同様に、垂直方向に関する可動領域は、直動伸縮関節部Ｊ３を最も伸張してアーム部２Ａを最長の状態にしたときにおける第１回転軸ＲＡ１から手首部４Ａの先端までの長さを半径として、第２関節部Ｊ２の実装上の動作可能な角度を中心角とした略扇形状の領域として規定することができる。
【００６６】
すなわち、手先から基部１０Ａまでの直線的な範疇でアーム部２Ａが動くことから、作業者が手先の動きからアーム部２Ａの動きを容易に予測することができる。また、ロボット装置１Ａの多関節アーム機構２００Ａは、構造上特異点を解消していることから、特異点を回避するための急な旋回動作等をする必要がなく、また、多関節アーム機構２００Ａには肘関節がないため、扇形状の可動領域の外側にはアーム部２Ａが関節部を含めて突出することがほぼない。以上のことを鑑みると、ロボット装置１Ａが作業者の近傍に配置されても安全であり、作業者は危険を感じることなく作業を行うことができる。
【００６７】
したがって、図９に示すように、ロボット装置１Ａの基部１０Ａを、作業者の作業領域に対して、ロボット装置１Ａの可動領域が部分的にオーバーラップする位置に配置することができる。具体的には、ロボット装置１Ａの手先軌道において、ハンド装置３Ａが第１ワーク３００をリリースする位置Ｐｒ１を、作業者の作業領域内に設定することができる。同様に、ロボット装置１Ｂの基部１０Ｂを、作業者の作業領域に対して、ロボット装置１Ｂの可動領域が部分的にオーバーラップする位置に配置することができる。具体的には、ロボット装置１Ｂの手先軌道において、ロボット装置１Ｂが第２ワーク４００を作業者に受け渡す位置Ｐｇ２を、作業者の作業領域内に設定することができる。同様に、ロボット装置１Ｃの基部１０Ｃを、作業者の作業領域に対して、ロボット装置１Ｃの可動領域が部分的にオーバーラップする位置に配置することができる。具体的には、ロボット装置１Ｃの手先軌道において、ハンド装置３Ｃが第３ワーク５００をピッキングする位置Ｐｐ３を、作業者の作業領域内に設定することができる。
【００６８】
このように、本実施形態に係るロボットシステムのロボット装置１Ａ、ロボット装置１Ｂ及びロボット装置１Ｃは、直動伸縮機構を備える多関節アーム機構を採用することで、ロボット装置１Ａ、ロボット装置１Ｂ及びロボット装置１Ｃ各々を、その可動領域が作業者の作業領域とオーバーラップする位置に配置した場合でも、作業者の安全性を確保することができる。これにより、ロボット装置１Ａ、ロボット装置１Ｂ及びロボット装置１Ｃ各々の手先軌道を作業者の作業領域内にも設定できるため、従来、作業者が行っていた１つの作業を、ロボット装置１Ａ、ロボット装置１Ｂ、ロボット装置１Ｃおよび作業者とで協働して行うことができる。例えば、生産ラインの、ある１つの作業を作業者が担当する際、作業者の体格的又は身体的制約によって、その１つの作業のいくつかの工程のうち、特定の工程ができない又は特定の工程に時間がかかる場合がある。このような場合、従来であれば、生産ラインの生産能力を落とさないために、作業者を交代しなければならない。しかしながら、本実施形態のロボットシステムのように、ロボット装置を作業者の近傍に配置し、そのロボット装置に作業者の苦手な工程を担当させることで、作業者を交代することなく、生産ラインの生産能力を維持することができる。したがって、本実施形態に係るロボットシステムによれば、ロボット装置が作業者と協働する環境、特に作業効率を向上させるロボット装置と作業者との協働環境を実現することにある。
【００６９】
またロボット装置は他のロボット装置に対して通信ケーブル等による電気的な接続はなされていない。ロボット装置は他のロボット装置と双方向通信を不要にして、それぞれ事前にティーチングされた部分タスクを独立して実行するよう個々に独立性を持ったスタンドアローンシステムとして構成されている。任意のタスク分割により必要なロボット装置を選択して作業者近傍に任意に配置させて、ロボット装置と作業者との協働環境をダイナミックに変更自在に実現できる。一律な作業効率の向上ではなく、その時々の状況に応じた作業効率の向上を実現できる。
【００７０】
なお、本実施形態に係るロボットシステムは、ロボット装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃの間の双方向通信を可能にし、ロボット装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃとが連動して動作するシステムとして構成してもよい。例えば、ロボット装置１Ａは、ハンド装置３Ａがリリース位置Ｐｒ１で第１ワーク３００のリリース動作をしたときに、そのリリース制御信号又はリリース制御信号に応じたリリース信号をロボット装置１Ｂに対して送信する。ロボット装置１Ｂは、ロボット装置１Ａからの信号を受信したのを契機に、部分タスクを起動し、第２ワーク４００のピッキング動作を開始してもよい。チューブの箱詰め作業（全体タスク）において、作業者は、ロボット装置１Ａによる第１工程作業により提供される第１ワーク３００とロボット装置１Ｂの第２工程作業による第２ワーク４００とが揃った時点で、第３工程作業を開始することができる。したがって、ロボット装置１Ａにより第１工程作業が完了したのを契機に、ロボット装置１Ｂによる第２工程作業が開始されれば、作業者は、遅れ時間なく、第３工程作業を行うことができる。また、ロボット装置１Ｂは、受け渡し位置Ｐｇ２で、第２ワーク４００が作業者により受け取られるまで、第２ワーク４００をピッキングした状態でハンド装置３Ｂを保持する必要がなくなるため、電力消費量を低減することができる。
【００７１】
また、本実施形態は、ロボット装置１Ａ，１Ｂ、１Ｃ各々が、関節部Ｊ３を回転関節部又はねじり関節部で構成した多関節アーム機構を採用することを否定するものではない。回転関節部とねじり関節部とで構成された多関節アーム機構を備えるロボット装置であっても、肘関節の動作をソフトウェア又はハードウェアで制限することで、作業者の安全性を完全とはいえないまでも十分に確保することができる。したがって、ロボット装置１Ａ、１Ｂ，１Ｃのうち、少なくとも一が、回転関節部とねじり関節部とで構成された多関節アーム機構を備えても、本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７２】
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】
【００７３】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…ロボット装置、２Ａ…アーム部、３Ａ…ハンド装置、４Ａ…手首部、５…コンベア装置、５１…搬送ライン、３００、４００，５００…第１、第２、第３ワーク、６…ストックテーブル。
【図１】
2017013180.tif 000003
【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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