JP2012187643A - 自動作業装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの種別を自動的に判別する自動作業装置のコストを抑えること。
【解決手段】ワークを把持したか否かを検知するセンサを備えたロボットハンドへ作業対象となるワークを供給する供給容器に、ワークの種別を示す被把持部を予め設けておき、作業の開始前に、ロボットハンドによって供給容器の被把持部を把持させる模擬動作を行い、ロボットハンドによる被把持部の把持位置および把持結果に基づいてワークの種別を判別するように自動作業装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動作業装置に関する。

従来、作業対象のワークの種別を自動的に判別して組立作業や加工作業等を行う自動作業装置が知られている。かかる自動作業装置では、ワークの種別を判別するために専用のセンサを設けることが一般的である（たとえば、特許文献１参照）。

特開平１０−１５８６５号公報

しかしながら、従来の自動作業装置では、ワークの種別を判別するために専用のセンサを設ける必要があるため、コストが高くなるという問題があった。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ワークの種別を判別する自動作業装置のコストを抑えることを目的とする。

本願の開示する自動作業装置は、作業対象のワークを把持するロボットハンドと、前記ロボットハンドへ前記ワークを供給する供給容器に設けた当該ワークの種別を示す被把持部を前記ロボットハンドによって把持させる把持動作に基づいて当該ワークの種別を判別する判別部とを備える。

本願の開示する自動作業装置の一つの態様によれば、ワークの種別を判別する自動作業装置のコストを抑えることができる。

図１は、実施例に係る自動作業方法を示す説明図である。 図２は、実施例に係る自動作業装置のレイアウトを示す平面図である。 図３は、実施例に係る自動作業装置のレイアウトを示す側面図である。 図４は、実施例に係る自動作業装置の構成を示すブロック図である。 図５は、実施例に係る被把持部の配設位置の一例を示す図である。 図６は、実施例に係る判別テーブルの一例を示す図である。 図７は、実施例に係るワークの判別動作の一例を示す図である。 図８は、実施例に係る作業の一例を示す図である。 図９は、実施例に係るネジ除去動作の一例を示す図である。 図１０は、実施例に係る自動作業装置の制御部が実行するメイン処理を示すフローチャートである。 図１１は、実施例に係る自動作業装置の制御部が実行するワーク種別判別処理を示すフローチャートである。 図１２は、吸着部を備えた左ハンドによるワークの種別判別動作の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する自動作業装置の実施例を詳細に説明する。なお、以下に示す実施例における例示で本発明が限定されるものではない。

まず、実施例に係る自動作業方法について、図１を用いて説明する。図１は、実施例に係る自動作業方法を示す説明図である。

なお、以下では、作業対象の部品（以下、「ワーク」と記載する）を把持するロボットハンドを備えた自動作業装置による自動作業方法について説明する。かかる自動作業装置は、ロボットハンドによってワークを把持したか否かを判別するセンサを備えている。

実施例に係る自動作業方法では、ワークを用いた作業を開始する前に、自動作業装置がワークの種別を自動的に判別する。具体的には、実施例に係る自動作業方法では、図１に示すように、ロボットハンド１００へワーク１０１を供給する供給容器１０２の所定位置に、供給容器１０２内のワーク１０１の種別を示す被把持部１０３を予め設けておく。

すなわち、実施例に係る自動作業方法では、ワーク１０１の種別毎に供給容器１０２を用意しておく。たとえば、供給容器１０２へワーク１０１を装填する際にワーク１０１の装填口となる部分を特定のワーク１０１しか装填できない形状に加工しておく。

これにより、各供給容器１０２には、同一種別のワーク１０１のみが装填されることになる。そして、各供給容器１０２には、ワーク１０１の種別毎に配設位置が異なる被把持部１０３を予め設けておく。

また、自動作業装置には、ワーク１０１の種別毎に被把持部１０３の配設位置に関する情報を予め記憶させておく。かかる自動作業装置は、作業を開始する前に、被把持部１０３の配設位置に関する情報に基づいてロボットハンド１００を駆動し、供給容器１０２の所定位置で被把持部１０３を把持する模擬動作を行う。

そして、実施例に係る自動作業方法では、自動作業装置がロボットハンド１００による被把持部１０３の把持位置および把持結果に基づいてワーク１０１の種別を判別する。具体的には、ロボットハンド１００は、作業対象のワーク１０１を把持する一対の把持部と、把持部を駆動するエアシリンダ（図示略）とを備える。

エアシリンダは、一対の把持部を開状態から閉状態へ変位させてワークを挟持させる。かかるエアシリンダは、把持部によってワーク１０１が把持された否かを判別するために、把持部が開状態か閉状態かを検出するセンサ（図示略）を備える。また、ロボットハンド１００は、把持部による把持位置を検出するセンサ（図示略）を備える。

そこで、実施例に係る自動作業装置では、かかるワーク１０１を把持したか否かを判別するためのセンサをワーク１０１の種別の判別に用いた。すなわち、センサは、把持部によって供給容器１０２の被把持部１０３の把持動作が実施された場合に、被把持部１０３が存在しなければ、一対の把持部が限界まで接近するため把持部の閉状態を検出する。

一方、センサは、把持部によって供給容器１０２の被把持部１０３の把持動作が実施された場合に、被把持部１０３が存在すれば、一対の把持部が被把持部１０３を挟むことになるため閉状態を検出することができない。あるいは、センサは、把持部の開状態を検出する。

すなわち、ワーク１０１を把持したか否かを判別するセンサは、供給容器１０２の所定位置に被把持部１０３が存在するか否かを判別することができる。したがって、自動作業装置は、ロボットハンド１００によって所定位置で被把持部１０３を把持できた場合、すなわち、供給容器１０２の所定位置に被把持部１０３が存在していた場合に、供給容器１０２内の部品をワーク１０１と判別する。

一方、自動作業装置は、ロボットハンド１００によって所定位置で被把持部１０３を把持できなかった場合、すなわち、供給容器１０２の所定位置に被把持部１０３が存在していなかった場合、供給容器１０２内の部品をワーク１０１でないと判別する。

このように、実施例に係る自動作業方法では、自動作業装置が供給容器１０２の所定位置に設けられている被把持部１０３をロボットハンド１００によって把持する模擬動作を行い、被把持部１０３を把持できたか否かによってワーク１０１の種別を判別する。

これにより、実施例に係る自動作業方法では、自動作業装置へワーク１０１の種別を判別するために専用のセンサを設ける必要がなく、ワーク１０１を把持できたか否かを判別する既存のセンサによってワーク１０１の種別を判別することができる。したがって、実施例に係る自動作業装置によれば、自動作業装置のコストを抑えることができる。

なお、ロボットハンド１００は、サーボモータによって把持部を駆動する構成であってもよい。かかる構成の場合、自動作業装置は、被把持部１０３を把持部によって把持した場合のサーボモータの回転位置を予め記憶しておく。

そして、自動制御装置は、ワーク１０１の種別を判別する場合、把持部を開状態から閉状態へ変位させる回転指令をサーボモータへ出力する。続いて、自動作業装置は、被把持部１０３を把持した場合の予め記憶したサーボモータの回転位置と、被把持部１０３を把持できなかった場合のサーボモータの回転位置とを比較することで被把持部１０３の有無を判別してワーク１０１の種別を判別する。

なお、図１では、被把持部１０３が１個の場合について説明したが、被把持部１０３は、各供給容器１０２にそれぞれ複数設けることもできる。かかる場合、各供給容器１０２に設ける複数の被把持部１０３は、ワーク１０１の種別毎に配設位置の組み合わせが異なるように設ける。

そして、自動作業装置は、ロボットハンド１００による被把持部１０３の把持位置と把持結果との組み合わせに基づいてワーク１０１の種別を判別する。これにより、自動作業装置は、ワーク１０１の種別数が増大した場合であっても各ワーク１０１の種別を的確に判別することができる。なお、かかる点については、図５を用いて後述する。

以下、実施例に係る自動作業装置の構成および動作について、さらに詳細に説明する。図２は、実施例に係る自動作業装置１のレイアウトを示す平面図であり、図３は、実施例に係る自動作業装置１のレイアウトを示す側面図である。なお、図２および図３では、自動作業装置１を模式的に示している。

図２および図３に示すように、自動作業装置１は、四方を壁面によって囲まれた作業ブース２内で所定の作業を行うロボット３と、作業ブース２の所定の壁面２１の外側に設けられ、ロボット３に対して作業に関する指示を入力する表示操作部４とを備えている。

ロボット３は、表示操作部４によって入力された指示に対応する作業を行う２本のロボットハンド３１および３２を備えている。以下、図２に示す左側のロボットハンド３１を左ハンド３１と記載し、右側のロボットハンド３２を右ハンド３２と記載する。なお、左ハンド３１および右ハンド３２を区別しない場合には、符号を付することなく、単にハンドと記載する。

左ハンド３１は、物体を挟持することによって把持する把持部３３と、把持部３３を駆動して開状態および閉状態へ変位させるエアシリンダ（図示略）と、エアシリンダに設けられ、把持部３３の開状態および閉状態を検出するセンサ（図示略）とを備える。

かかるセンサとしては、たとえば、把持部３３が物体を挟持する鉗子を備えている場合、鉗子によって物体を把持した際の鉗子の開き量と鉗子にかかる圧力を検知するセンサ等を用いることができる。また、左ハンド３１は、把持部３３の把持位置を検出するセンサ（図示略）を備える。かかる各センサは、後述の制御部３０（図４参照）へ検出結果を出力する。

右ハンド３２は、ネジ容器８からネジＥを吸着してネジ止めを行う電動ドライバ３４を備えている。なお、電動ドライバ３４は、工具の一例であり、他の工具であってもよく、左ハンド３１と同様の作業を行う把持部３３であってもよい。かかるハンドによる作業の一例については、図８および図９を用いて後述する。

また、作業ブース２には、ハンドに対してワークＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤをそれぞれ供給する複数の供給容器５１、５２、５３および５４が設置される。これらの供給容器５１、５２、５３および５４は、ワークＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤの種別毎に設けられる。

具体的には、各供給容器５１、５２、５３および５４は、ワークＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤを装填する際にワークＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤの装填口となる部分が特定のワークＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤしか装填できない形状に加工されている。

これにより、各供給容器５１、５２、５３および５４には、同一種別のワークＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤのみが装填されることになる。たとえば、供給容器５１には、同じ種別のワークＡのみが一列に複数装填される。

以下、各供給容器５１、５２、５３および５４のうち、任意の供給容器を示す場合には、符号を付することなく単に供給容器と記載する。また、各ワークＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤのうち、任意のワークを示す場合には、符号を付することなく単にワークと記載する。

各供給容器は、作業ブース２の外部でワークがそれぞれ装填され、作業ブース２の所定の壁面２１に設けられた搬入窓２２（図３参照）から作業ブース２内の予め定められた場所へ搬入されて設置される。そして、これらの各供給容器は、全て作業ブース２の所定の壁面２１側に設置される。

これにより、左ハンド３１によって各供給容器からワークを取り出す場合に、左ハンド３１の可動範囲を狭く抑えることができるため、作業ブース２の省スペース化を図ることができる。

また、各供給容器は、作業ブース２の所定の壁面２１からハンドの作業領域へ向けて下り勾配となるように保持台６によってそれぞれ保持される。かかる供給容器は、保持台６に保持された状態でハンドと最も近い位置にワークの取出部が設けられている。

そして、各供給容器は、取出部から左ハンド３１によってワークが取り出される毎に、供給容器内のワークが自重によって供給容器内をハンドの方向へ移動するように構成されている。

このため、左ハンド３１は、最も近い位置まで移動してきたワークを供給容器から順次取り出して作業を行うことができる。これにより、左ハンド３１がワークを各供給容器から取り出す際の可動範囲を狭く抑えることができるため、作業ブース２の省スペース化を図ることができる。

また、各供給容器には、所定位置７にそれぞれワークの種別を示す被把持部Ｐが設けられている。自動作業装置１では、ロボット３が作業開始前に、左ハンド３１によってかかる被把持部Ｐを把持する模擬動作を行うことにより、各供給容器に装填されているワークの種別を判別する。かかる模擬動作の具体例については、図７を用いて後述する。

その後、ロボット３は、作業に必要なワークを各供給容器から取り出し、作業領域に設けられている作業用の冶具９を用いてワークの組み立てやネジ止め作業を行う。なお、ロボット３は、右ハンド３２によるネジ止め作業に失敗し、電動ドライバ３４にネジＥが残存していた場合には、ネジ取り具１０を用いて右ハンド３２からネジＥを除去する。かかるネジとり動作については、図９を用いて後述する。

また、作業ブース２には、ハンドによる作業済の製品のうち、良品（以下、「完成品Ｆ」と記載する）が左ハンド３１によって搬入される作業済用容器（以下、「完成品容器１２」と記載する）が設けられる。

また、作業ブース２には、ハンドによる作業済の製品のうち、不良品Ｇが左ハンド３１によって搬入される作業済用容器（以下、「不良品容器１３」と記載する）が設けられる。また、作業ブース２には、完成品容器１２および不良品容器１３を作業ブース２の外部へ搬出するための搬出路１１が設けられる。

かかる搬出路１１は、ハンドの作業領域から作業ブース２の所定の壁面２１へ向けて下り勾配となるように配設される。ハンドは、作業開始前に、作業ブース２内の所定の容器置場（図示略）から完成品容器１２および不良品容器１３を取り出し、搬出路１１上へセットする。

そして、左ハンド３１は、所定数の完成品Ｆを組み立てて完成品容器１２へ搬入した場合、完成品容器１２および不良品容器１３を作業ブース２の所定の壁面２１側へ向けて押出す。

これにより、完成品容器１２および不良品容器１３は、左ハンド３１から所定の壁面２１の方向へ押圧力が加えられ、その後、傾斜している搬出路１１上を自重によって所定の壁面２１の方向へ滑り下りて作業ブース２の外部へ搬出される。

このように、作業ブース２では、搬出路１１を供給容器と同様に作業ブース２の所定の壁面２１側に設けるとともに、供給容器と搬出路１１とを上下に配置することで（図３参照）、作業ブース２の省スペース化を図っている。

また、作業ブース２では、左ハンド３１によって完成品容器１２および不良品容器１３を押出すだけで、その後、完成品容器１２および不良品容器１３が自重によって作業ブース２の外部へ搬出されるので、搬出に電動のベルトコンベア等を設ける必要がない。したがって、設備のコストおよび搬出作業のランニングコストを低く抑えることができる。

しかも、完成品Ｆおよび不良品Ｇを作業ブース２から搬出する際の左ハンド３１の動作は、完成品容器１２および不良品容器１３が自重で滑り出す位置まで完成品容器１２および不良品容器１３を押出すだけである。このように、完成品Ｆおよび不良品Ｇを作業ブース２から搬出する際の左ハンド３１の可動範囲を狭く抑えることで作業ブース２をさらに省スペース化することができる。

次に、図４を用いて自動作業装置１の構成について説明する。図４は、実施例に係る自動作業装置１の構成を示すブロック図である。なお、図４には、自動作業装置１の特徴を説明するために必要な構成要素のみを図示しており、一般的な構成については図示を省略している。

図４に示すように、自動作業装置１は、表示操作部４と、ロボット３と、制御部３０と、記憶部３７とを備えている。表示操作部４は、ロボット３に対して指示する作業内容等を入力するキーボードやボタンスイッチ等の操作部と、操作部によって入力した作業内容やロボット３の作業状態等を表示する表示部とを備えている。なお、ロボット３の構成については、図２および図３を用いて既に説明したため、ここでは、説明を省略する。

制御部３０は、自動作業装置１全体を制御する処理部であり、ロボット制御部３５と、判別部３６とを備えている。また、記憶部３７は、メモリであり、作業プログラム３８と判別テーブル３９とを記憶する。

作業プログラム３８は、ロボット３に各種作業を行わせるために制御部３０が実行する予め作成されたプログラムである。判別テーブル３９は、ワークの種別を判別する際に制御部３０によって参照される情報である。なお、判別テーブル３９については、図６を用いて後述する。

制御部３０は、たとえば、コンピュータで構成することができる。この場合、制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部３７から作業プログラム３８をロードして実行することによってロボット制御部３５として機能する。

ロボット制御部３５は、作業プログラム３８に基づいてロボット３へ制御信号を出力することによりハンドの動作を制御して作業を行わせる処理部である。たとえば、ロボット制御部３５は、表示操作部４から作業に用いるワークＡおよびＢの供給場所が指定されると、指定された供給場所からワークＡおよびＢを取り出し、指定されたワークＡおよびＢに関して予め定められた作業を行う。

かかるロボット制御部３５は、作業を開始する前に、左ハンド３１を駆動して供給容器に設けられている被把持部Ｐ（図２参照）を把持させる模擬動作を行わせ、模擬動作に基づいて判別部３６により判別されたワークの種別を判別部３６から受け付ける。

たとえば、ロボット制御部３５は、表示操作部４からワークＡおよびＢの供給場所が指定されると、指定された供給場所に設置されている供給容器５１および５２に設けられた被把持部Ｐ（図２参照）を左ハンド３１によって把持させる模擬動作を行わせる。

続いて、ロボット制御部３５は、判別部３６から入力されるワークＡおよびＢの種別に基づき、指定された供給場所にそれぞれワークＡが装填された供給容器５１と、ワークＢが装填された供給容器５２とが正しく設置されているか否かを判断する。

そして、ロボット制御部３５は、ワークＡが装填された供給容器５１と、ワークＢが装填された供給容器５２とが正しく設置されていると判断した場合に、作業を開始する。一方、ロボット制御部３５は、指定された供給場所に供給容器５１および５２が正しく設置されていないと判断した場合、その旨を示す情報を表示操作部４へ出力して表示させる。

判別部３６は、左ハンド３１に設けられたセンサによる検出結果に基づいて判別した左ハンド３１による被把持部Ｐの把持位置および把持結果と、記憶部３７によって記憶されている判別テーブル３９とに基づいてワークの種別を判別する。そして、判別部３６は、判別したワークの種別をロボット制御部３５へ出力する。

このように、自動作業装置１では、判別部３６が左ハンド３１による被把持部Ｐの把持位置および把持結果に基づいてワークの種別を判別するので、ワークの種別を判別するために専用のセンサを設ける必要がない。このため、自動作業装置１は、コストを低く抑えることができる。

次に、図５および図６を用いて被把持部Ｐの配設位置および判別テーブル３９の一例について説明する。図５は、実施例に係る被把持部Ｐの配設位置の一例を示す図であり、図６は、実施例に係る判別テーブル３９の一例を示す図である。

被把持部Ｐは、各供給容器の所定位置７に、ワークの種別に応じて配設位置の組み合わせが異なるように配設する。たとえば、図５に示すように、供給容器の所定位置７内で被把持部Ｐを配設するか否かを選択可能な５か所の配設位置７１、７２、７３、７４、および７５を予め規定しておく。

そして、ワークの種別毎に、各供給容器の各配設位置７１、７２、７３、７４、および７５へ被把持部Ｐを配設する組み合わせを変えることで、被把持部Ｐの配設位置の組み合わせにより最大３２種類のワークの種別を示すことができる。

なお、図５では、所定位置７に規定した５か所の配設位置のうち、被把持部Ｐが配設されている位置を黒丸で示し、被把持部Ｐが配設されていない位置を白丸で示している。以下、図５に示す各所定位置７に規定した５か所の配設位置を下から順に第１ビット７１、第２ビット７２、第３ビット７３、第４ビット７４、第５ビット７５と記載する。なお、かかるビットの数は、一例にすぎず、任意に設計変更を行うことができる。

また、被把持部Ｐは、前述したように、ロボット３が作業を開始する前に、左ハンド３１によって把持されるものである。このため、かかる被把持部Ｐは、ロボット３による作業の開始前に、左ハンド３１の動作チェックに利用することができる。

そこで、本実施例では、各供給容器の第１ビットに全て被把持部Ｐを設けておき、作業の開始前に自動作業装置１によってワークの種別を判別する際、第１ビット７１から順に左ハンド３１による被把持部Ｐの把持動作を行わせる。

これにより、自動作業装置１では、左ハンド３１によって第１ビット７１に設けられた被把持部Ｐを把持できなかった場合に、左ハンド３１の動作を不良と判定することができる。したがって、自動作業装置１によれば、ワークの種別の判別を開始する時点で、作業を開始する前に左ハンド３１の動作チェックを行うことができる。

なお、各供給容器の第１ビットに全て被把持部Ｐを設けた場合、被把持部Ｐの配設位置の組み合わせによって示すことができるワークの種別は、１６種類となる。

また、被把持部Ｐを配設可能な位置として前述した第１〜第５ビット７１〜７５を規定した場合、記憶部３７は、図６に示すように、各ビットにおける被把持部Ｐの有無の組み合わせとワークの種別とを対応付けた判別テーブル３９を記憶する。なお、図６に示す判別テーブル３９では、被把持部Ｐが配設されているビットを「１」、被把持部Ｐが配設されていないビットを「０」によって表している。

そして、自動作業装置１の判別部３６は、左ハンド３１による被把持部Ｐの把持位置および把持結果と判別テーブル３９とに基づいてワークの種別を判別する。次に、図７を用いて左ハンド３１によりワークの種別を判別する判別動作の一例について説明する。図７は、実施例に係るワークの判別動作の一例を示す図である。

自動作業装置１では、供給容器５２内のワークＢの種別を判別する場合、図７に示すように、左ハンド３１が把持部３３により第１ビット７１、第２ビット７２、第３ビット７３、第４ビット７４および第５ビット７５の順で被把持部Ｐを把持する把持動作を行う。

そして、判別部３６は、かかる把持動作の把持結果と検知結果と図６および図７に示す判別テーブル３９とを照合することによってワークの種別を判別する。図６に示す例では、把持部３３によって第１ビット７１および第３ビット７３で被把持部Ｐが把持され、第２ビット７２、第４ビット７４、第５ビット７５では被把持部Ｐが把持されない。

したがって、被把持部Ｐが把持された場合の把持結果を「１」、把持されない場合の把持結果を「０」とすると、図７に示す例での把持結果は、第１ビット７１から順に「１、０、１、０、０」となる。

このため、判別部３６は、判別テーブル３９（図６参照）で「１、０、１、０、０」という把持結果に対応付けられているワークの種別「ワークＢ」を供給容器５２内のワークと判別する。

なお、ここでは、第１〜第５ビット７１〜７５の全ての位置で左ハンド３１が被把持部Ｐを把持する模擬動作を行う場合について説明したが、必ずしも第１〜第５ビット７１〜７５の全ての位置で被把持部Ｐを把持する必要はない。

たとえば、判別すべきワークの種別が２種類の場合には、第１ビット７１を左ハンド３１の動作チェック用に用いても、第２ビット７２に被把持部Ｐが存在するか否かによって各ワークの種別を判別することができる。

また、判別すべきワークの種別が４種類の場合には、第１ビット７１を左ハンド３１の動作チェック用に用いても、第２ビット７２および第３ビット７３における被把持部Ｐの配設位置の組み合わせを異ならせることで各ワークの種別を判別することができる。

このように、第１〜第５ビット７１〜７５の全ての位置で被把持部Ｐを把持する模擬動作を行う必要がない場合には、ワークの種別を判別できた時点で各供給容器に対する模擬動作を途中で打ち切ることにより、作業時間の短縮を図ることができる。

次に、図８を用いてハンドによる作業の一例について説明する。図８は、実施例に係る作業の一例を示す図である。以下では、ワークＡとワークＢとを重ね合わせ、ワークＡおよびＢをネジＥによってネジ止めして完成品Ｆを組み立てる作業について説明する。

自動作業装置１では、作業対象として指定されたワークＡおよびＢの種別を左ハンド３１による被把持部Ｐの把持動作に基づいて判別し、判別の結果、ワークＡの供給容器５１およびワークＢの供給容器５２が正しく設置されていた場合、図８に示す作業を行う。

具体的には、自動作業装置１は、図８に示すように、作業を開始する前に、作業ブース２内の所定の容器置場（図示略）から完成品容器１２および不良品容器１３を取り出し、搬出路１１上へセットする。続いて、左ハンド３１は、目印Ｘを不良品容器１３へ投入する。かかる目印Ｘは、完成品容器１２と不良品容器１３とを区別する区別用部材である。

このように、左ハンド３１によって予め不良品容器１３へ目印Ｘを投入しておくことにより、作業が完了して完成品容器１２および不良品容器１３が作業ブース２の外部へ搬出された際、作業者が完成品容器１２と不良品容器１３とを容易に判別することができる。

続いて、左ハンド３１は、把持部３３によって供給容器５１からワークＡを取出し、冶具９の所定位置へセットする。続いて、左ハンド３１は、把持部３３によって供給容器５２からワークＢを取り出し、冶具９にセットしたワークＡ上の所定位置へセットする。

続いて、右ハンド３２は、吸着機能を備えた電動ドライバ３４によってネジ容器８からネジＥを吸着し、ネジＥによってワークＡおよびＢをネジ止めすることにより完成品Ｆを組み立てる。

続いて、左ハンド３１は、把持部３３によって完成品Ｆを把持し、完成品容器１２へ搬入する。一方、左ハンド３１は、組み立てた製品が不良品Ｇであった場合、把持部３３によって不良品Ｇを把持し、不良品容器１３へ搬入する。

たとえば、自動作業装置１では、右ハンド３２の電動ドライバ３４によってネジ止めに使用したネジＥが電動ドライバ３４に残存していた場合、組み立てた製品を不良品Ｇと判定し、左ハンド３１によって不良品容器１３へ搬入する。なお、電動ドライバ３４におけるネジＥの残存は、たとえば、電動ドライバ３４の吸着部にネジＥを検知するセンサ（図示略）を設けておくことで検知することができる。

また、右ハンド３２は、電動ドライバ３４にネジＥが残存した場合、ネジ取り具１０を用いて電動ドライバ３４からネジＥを除去する。なお、右ハンド３２によるネジＥの除去動作については、図９を用いて後述する。

続いて、左ハンド３１は、所定数の完成品Ｆを組み立てて完成品容器１２へ搬入した場合、不良品容器１３を作業ブース２の所定の壁面２１へ向けて押出す。これにより、不良品容器１３および完成品容器１２は、自重によって搬出路１１上を滑り下り、作業ブース２の外部へ搬出される。

次に、図９を用いて右ハンド３２によるネジＥの除去動作について説明する。図９は、実施例に係るネジ除去動作の一例を示す図である。図９に示すように、右ハンド３２は、電動ドライバ３４にネジＥが残存していた場合、電動ドライバ３４をネジ取り具１０の位置まで移動させる。

続いて、右ハンド３２は、ネジ取り具１０に設けられているネジＥを嵌入可能な嵌入孔へネジＥを嵌入する。続いて、右ハンド３２は、ネジ取り具１０の上面に沿って電動ドライバ３４をスライドさせることにより、電動ドライバ３４に残存していたネジＥをネジ取り具１０内へ廃棄して除去する。

このように、右ハンド３２は、電動ドライバ３４によるネジ止め作業を行った後、電動ドライバ３４にネジＥが残存していた場合、ネジ取り具１０を用いて不要なネジＥを自動的に電動ドライバ３４から除去することができる。

次に、図１０および図１１を用いて自動作業装置１の制御部３０が実行する処理について説明する。図１０は、実施例に係る自動作業装置１の制御部３０が実行するメイン処理を示すフローチャートであり、図１１は、実施例に係る自動作業装置１の制御部３０が実行するワーク種別判別処理を示すフローチャートである。

制御部３０は、表示操作部４から作業で使用するワークの供給場所が指定されると、図１０に示すメイン処理を開始する。具体的には、制御部３０は、図１０に示すように、まず、ワーク種別判別処理を実行する（ステップＳ１０１）。かかるワーク種別判別処理については、図１１を用いて後述する。

続いて、制御部３０は、ワーク種別判別処理によって判別されたワークの種別に基づき、表示操作部４から指定されたワークの供給場所に、作業対象として正しいワークが装填された供給容器が設置されているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

すなわち、制御部３０は、ワークの供給場所として指定された場所に設置された供給容器内のワークが、作業対象として正しいワークか否かを判定する（ステップＳ１０２）。そして、制御部３０は、正しいワークでないと判定した場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、たとえば、「誤ったワークがセットされています。」等のテキスト情報を表示操作部４へ表示させてエラー報知を行い（ステップＳ１１４）、処理を終了する。

一方、制御部３０は、正しいワークであると判定した場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、左ハンド３１によって完成品容器１２および不良品容器１３を搬出路１１上の所定位置へセットさせる（ステップＳ１０３）。続いて、制御部３０は、左ハンド３１によって不良品容器１３へ目印Ｘを投入させる（ステップＳ１０４）。

続いて、制御部３０は、組立処理を実行することで（ステップＳ１０５）、ハンドへワークの組立作業を行わせる。かかる組立作業については、図８を用いて既に説明したため、ここでは説明を省略する。

続いて、制御部３０は、組み立てた製品が良品か否かを判定し（ステップＳ１０６）、良品と判定した場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、左ハンド３１によって完成品Ｆを完成品容器１２へ搬入させる（ステップＳ１０７）。

一方、制御部３０は、組み立てた製品を不良品と判定した場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、左ハンド３１によって不良品Ｇを不良品容器１３へ搬入させる（ステップＳ１１３）。

続いて、制御部３０は、電動ドライバ３４にネジＥが残存しているか否かの判定を行い（ステップＳ１０８）、残存していると判定した場合（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、残存するネジＥの除去を行って（ステップＳ１０９）、処理をステップＳ１１０へ移す。

一方、制御部３０は、電動ドライバ３４にネジＥが残存していないと判定した場合（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、処理をステップＳ１１０へ移す。続いて、制御部３０は、完成品Ｆを所定数組み立てたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

そして、制御部３０は、完成品Ｆを所定数組み立てたと判定した場合（ステップＳ１１０,Ｙｅｓ）、左ハンド３１によって完成品容器１２および不良品容器１３を作業ブース２から搬出させ（ステップＳ１１１）、処理をステップＳ１１２へ移す。一方、制御部３０は、完成品Ｆを所定数組み立てていないと判定した場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、処理をステップＳ１０５へ移す。

ステップＳ１１２において、制御部３０は、表示操作部４によって供給場所が指定された供給容器にワークがあるか否かを判定し、ワークがあると判定した場合（ステップＳ１１２，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０３へ移す。一方、制御部３０は、ワークがないと判定した場合（ステップＳ１１２，Ｎｏ）、処理を終了する。

次に、図１１を用いて制御部３０がステップＳ１０１で行うワーク種別判別処理について説明する。制御部３０は、ワーク種別判別処理を開始すると、図１１に示すように、まず、左ハンド３１によって第１ビット７１の位置で被把持部Ｐを把持させる（ステップＳ２０１）。

続いて、制御部３０は、第１ビット７１での把持結果が「１」か否かの判定を行う（ステップＳ２０２）。ここで、制御部３０は、第１ビット７１で被把持部Ｐを把持できた場合に把持結果を「１」と判定する。一方、制御部３０は、第１ビット７１で被把持部Ｐを把持できなかった場合に、把持結果を「０」と判定する。

そして、制御部３０は、把持結果を「１」と判定した場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２０３へ移す。一方、制御部３０は、把持結果を「０」と判定した場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、左ハンド３１の動作を不良と判定し、その旨を示す情報、たとえば、「左ハンド不調」等のテキスト情報を表示操作部４へ表示させてエラー報知を行う（ステップＳ２０５）。その後、制御部３０は、処理をステップＳ１０２へリターンする。

ステップＳ２０３において、制御部３０は、左ハンド３１によって第２〜第５ビット７２〜７５の位置で被把持部Ｐをそれぞれ把持させ、ステップＳ２０２と同様に、第１〜第５ビット７１〜７５での各把持結果が「１」か「０」かを判定する。

続いて、制御部３０は、第１〜第５ビット７１〜７５での把持結果と判別テーブル３９（図４および図６参照）とに基づきワークの種別を判別し（ステップＳ２０４）、その後、処理をステップＳ１０２へリターンする。

上述したように、実施例に係る自動作業装置１では、作業を開始する前に、供給容器の所定位置７に設けられている被把持部Ｐを左ハンド３１によって把持する模擬動作を行い、被把持部Ｐを把持できたか否かによってワークの種別を判別する。

これにより、実施例に係る自動作業装置１では、ワークの種別を判別するために専用のセンサを設ける必要がなく、ワークを把持できたか否かを判別する既存のセンサによってワークの種別を判別することができる。したがって、実施例に係る自動作業装置１によれば、自動作業装置１のコストを抑えることができる。

なお、上述した実施例では、左ハンド３１がワークを挟持することで把持する把持部３３を備えている場合について説明したが、把持部３３に代えてワークを吸着することで把持する吸着部を左ハンド３１に設けてもよい。

ここで、図１２を用いて吸着部３３ａを備えた左ハンド３１によるワークの種別判別動作の一例について説明する。図１２は、吸着部３３ａを備えた左ハンド３１によるワークの種別判別動作の一例を示す図である。

図１２に示すように、左ハンド３１は、吸着部３３ａを備えている。吸着部３３ａは、
たとえば、ワークを把持する吸盤３３ｂと、吸盤３３ｂの吸着面から空気を吸引するエアシリンダ３３ｃとを備えている。また、吸着部３３ａは、空気を吸引した際にエアシリンダにかかる負荷に基づいてワークを把持したか否かを判別するセンサ（図示略）を備えている。

そして、かかる左ハンド３１によってワークの種別を判別する場合には、図１２に示すように、第１〜第５ビット７１〜７５の順に、吸盤３３ｂを被把持部Ｐの先端へ当接させてエアシリンダ３３ｃによって空気を吸引する。

このとき、被把持部Ｐの存在しないビットよりも被把持部Ｐの存在するビットの方が、空気を吸引した場合にエアシリンダ３３ｃへかかる負荷が大きい。これにより、吸着部３３ａを備えた左ハンド３１では、エアシリンダ３３ｃへかかる負荷に基づいてワークを把持したか否かを判別するセンサによって被把持部Ｐが存在するか否かを判別することができる。

したがって、吸着部３３ａを備えた左ハンド３１では、センサによって判別した被把持部Ｐの有無に関する判別結果と図６に示す判別テーブル３９とを照合することによってワークの種別を判別することができる。

なお、本実施例では、ワークの種別を判別する際の最初の動作で左ハンド３１の動作チェックを行うために、各供給容器の第１ビット７１に全て被把持部Ｐを設ける場合について説明したが、第１ビット７１をワークの種別を判断するために用いてもよい。

かかる場合、第１〜第５ビット７１〜７５を全てワークの種別を判断するために用いることができるため、被把持部Ｐの配設位置の組み合わせによって示すことができるワークの種別数を最大にすることができる。

また、本実施例では、表示操作部４から制御部３０に対して、作業対象となるワークの供給場所を指定する場合について説明したが、表示操作部４によってワークの種別のみを指定するように自動作業装置１を構成してもよい。

かかる場合、自動作業装置１では、作業開始前に全ての供給容器に対して被把持部Ｐを把持する模擬動作を左ハンド３１により行わせて作業対象のワークをサーチさせるように作業プログラムを変更する。

かかる構成によれば、たとえば、自動作業装置１のユーザが供給容器を作業ブース２内の予め定められた場所とは異なる場所に誤って設置した場合であっても、自動作業装置１が作業で使用するワークの供給容器を自動的にサーチして作業を行うことができる。したがって、自動作業装置１は、供給容器の設置場所に関して人為的なミスが生じた場合であっても、使用すべきワークを用いて適切に作業を遂行することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 自動作業装置
１１ 搬出路
１２ 完成品容器
１３ 不良品容器
２ 作業ブース
２１ 所定の壁面
３ ロボット
３０ 制御部
３１ 左ハンド
３２ 右ハンド
３３ 把持部
３４ 電動ドライバ
３５ ロボット制御部
３６ 判別部
３７ 記憶部
３８ 作業プログラム
３９ 判別テーブル
４ 表示操作部
５１〜５４ 供給容器
Ｐ 被把持部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ ワーク
Ｅ ネジ
Ｆ 完成品
Ｇ 不良品
Ｘ 目印

Claims (8)

1. 作業対象のワークを把持するロボットハンドと、
   前記ロボットハンドへ前記ワークを供給する供給容器に設けた当該ワークの種別を示す被把持部を前記ロボットハンドによって把持させる把持動作に基づいて当該ワークの種別を判別する判別部と
   を備えたことを特徴とする自動作業装置。
2. 前記被把持部は、
   前記ワークの種別毎に配設位置が異なり、
   前記判別部は、
   前記ロボットハンドによる前記被把持部の把持位置と把持結果とに基づいて前記ワークの種別を判別する
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動作業装置。
3. 前記被把持部は、
   前記供給容器に複数配設され、前記ワークの種別毎に配設位置の組み合わせが異なり、
   前記判別部は、
   前記ロボットハンドによる前記被把持部の把持位置と把持結果との組み合わせに基づいて前記ワークの種別を判別する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動作業装置。
4. 前記ロボットハンドは、
   前記ワークを挟持することによって把持する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動作業装置。
5. 前記ロボットハンドは、
   前記ワークを吸着することによって把持する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動作業装置。
6. 前記供給容器は、
   前記ロボットハンドによって作業が行われる作業ブースの所定の壁面から前記ロボットハンドの作業領域へ向けて下り勾配となるように保持され、
   前記供給容器内の前記ワークは、
   前記ロボットハンドによって前記供給容器から前記ワークが取り出される毎に、自重によって前記供給容器内を前記ロボットハンドの方向へ移動する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の自動作業装置。
7. 前記作業領域から前記所定の壁面へ向けて下り勾配となるように配設され、作業済の前記ワークが前記ロボットハンドによって搬入される作業済用容器を前記作業ブースの外部へ搬出する搬出路
   を備え、
   前記作業済用容器は、
   前記ロボットハンドによって前記所定の壁面の方向へ押圧力が加えられた場合に、自重によって前記搬出路を前記所定の壁面の方向へ移動する
   ことを特徴とする請求項６に記載の自動作業装置。
8. 前記作業済用容器は、
   前記作業済のワークのうち良品が搬入される完成品容器と不良品が搬入される不良品容器とを含み、
   前記ロボットハンドは、
   作業開始前に、前記完成品容器と前記不良品容器とを区別する区別用部材を前記完成品容器または前記不良品容器へ投入する
   ことを特徴とする請求項７に記載の自動作業装置。

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