JPH10244431A - 生産システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被組み付け部品に複数の部品を組み付けてゆ
く作業を移動ロボットに部品により行う生産システムに
おいて、移動ロボットにより被組み付け部品を搬送する
ことなく他の部品を組み付けてゆくことがてきるように
する。 【解決手段】 フリーフローコンベア１３に沿って複数
の部品供給部１２ａ〜１２ｈを設け、第１の移動ロボッ
ト１９により被組み付け部品Ｐａをフリーフローコンベ
ア１３により搬送される組立用治具パレット１４にセッ
トする。以後、第１の移動ロボット１９は第２〜第４の
作業ステーションＳ２〜Ｓ４に順次移動して部品Ｐａに
部品Ｐｂ〜Ｐｄを組み付け、第２の移動ロボット２０は
部品Ｐａに部品Ｐｅ〜Ｐｈを組み付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動ロボットを複数
の作業ステーションに順次移動させて作業を行なわせる
生産システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットを走行させながら所定の組体を
組み立てて行く自動組立装置として、特開平５−１８５
３３２号公報に示されたものがある。このものの概略を
図８に基づいて説明するに、まず、レール１上に移動ロ
ボット２が図示左側のスタート位置と右側のエンド位置
との間で往復移動できるように設けられている。この移
動ロボット２のレール１の脇には部品供給機構３ａ〜３
ｃが設けられている。

【０００３】移動ロボット２は、レール１に沿ってスタ
ート位置からエンド位置に向かって移動しながら各部品
供給機構３ａ〜３ｃから順次部品をピックし、移動ロボ
ット２の荷台に取り付けられた組立用治具パレット２ａ
上で所定の組体を組み上げて行く。そして、移動ロボッ
ト２は、エンド位置に設けられた部品収納機構４に完成
した組体を収納し、その後、スタート位置に戻り、再
び、組体の組立動作を開始する、ということを繰り返す
ことにより、同一組体を大量に生産するように構成され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の移動
ロボット２を使用した生産システムでは、移動ロボット
２は自身の荷台に組立用治具パレット２ａを取り付けて
おり、まず、スタート位置で部品供給機構３ａから部品
をピックして荷台上の組立用治具パレット２ａにセット
し、以後、そのパレット２ａにセットされた部品に対し
て順次他の部品を組み付けて行く構成になっている。

【０００５】この構成の移動ロボット２では、部品が大
形になると、荷台上に多くの部品を載せることができ
ず、大量生産による能率向上が期待できなくなる。すな
わち、移動ロボット２の荷台に一度に搭載できる部品の
個数は、荷台と部品とロボット本体の大きさで上限が決
まってしまう。部品が小形で、移動ロボット２の荷台上
に取り付け得る組立用治具パレット２ａの個数が多けれ
ば、移動ロボット２のスタート位置からエンド位置まで
の一度の移動で多数の組体を完成することができ、生産
効率は上がる。

【０００６】しかしながら、最終的に組み立てられる組
体が大形であると、移動ロボット２の荷台に取り付ける
ことができる組立用治具パレット２ａの個数が減少する
ため、スタート位置からエンド位置までの一度の移動で
完成できる組体の個数は少なくなり、大量に組み立てる
場合には、移動ロボット２はスタート位置とエンド位置
との間を何度も往復しなければならなくなる。このこと
は、組み立て作業よりも、移動ロボット２の往復移動の
ために多くの時間が費やされることとなり、生産効率の
向上を抑制する結果となる。

【０００７】また、従来の移動ロボットは荷台に部品を
搭載して移動する構成のものであるため、以下のような
問題を生じていた。まず、移動ロボットを用いた生産シ
ステムでは、使用するロボット台数を変えることによ
り、生産能力を容易に変えることができ、生産能力を下
げる場合、余った移動ロボットは動作プログラムを変え
ることによって他の生産システムに容易に転用すること
ができるという利点がある。しかしながら、荷台に組立
用治具パレット２ａを設置した移動ロボット２では、そ
の組立用治具パレット２ａは生産する組体に特有の仕様
となるため、他の生産システムにそのまま転用すること
が困難となる。

【０００８】一方、一般にロボットは、軟質な部品を取
り扱うことは難しいため、例えばゴム製のブッシュを穴
に嵌め込むというような組立作業については、多くは人
の作業に頼っている。移動ロボットを用いた生産システ
ムでも、ロボットで行なうことが困難な作業は人が行な
うようにしている。

【０００９】このように人による作業が存在する場合、
荷台に部品を搭載して移動する構成の移動ロボットで
は、移動ロボットに人が作業できるようなスペースを設
ける必要があると共に、安全性の見地から、移動ロボッ
トの荷台に取り付けられている複数台の組立用治具パレ
ットの全部に対してロボット作業が終了するまでは、人
が作業を開始することができず、逆に人の作業が終わる
までは、移動ロボットが作業を開始できず、時間的な無
駄が多い。

【００１０】更に、移動ロボットが故障したり、移動ロ
ボットを修理、点検したりする場合には、移動ロボット
に代わって人が作業することとなるが、そのとき、作業
者は台車の上に部品を載せて人力で移動させねばならな
いため、生産効率が著しく低下してしまう。

【００１１】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、移動ロボットを用いた生産システムに
おいて、移動ロボットにワークを搭載せずとも済み、生
産性の向上に寄与することができる生産システムを提供
するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、複数の作業ステーション
を繋ぐように設けられ、ワークを前段の作業ステーショ
ンから次段の作業ステーションへと順に搬送するための
コンベア装置と、移動ロボットと、この移動ロボットを
制御するロボット制御手段とを備え、前記ロボット制御
手段は、前記複数の作業ステーションのうち、設定され
た作業ステーションに前記移動ロボットを移動させて所
定の作業を実行させ、その後、設定された次の作業ステ
ーションに移動させて所定の作業を実行させることを繰
り返す構成を採用したものである。

【００１３】この構成によれば、コンベア装置によって
各作業ステーションに順次搬送されるワークに対し、移
動ロボットは設定された作業ステーションに順次移動し
て所定の作業を実行する、という動作を繰り返す。これ
により、ワークに所定の加工が施されたり、ワークに別
のワークが組み付けられたりする。

【００１４】このようにワークは移動ロボットに搭載さ
れて搬送されるものではなく、コンベア装置により搬送
される。このため、移動ロボットは、一の作業ステーシ
ョンで停止したままで、コンベア装置により順次搬送さ
れてくる複数のワークに対して作業し、その後、次の作
業ステーションでも同様にコンベア装置によって順次搬
送されてくる複数のワークに対して作業する、というよ
うにスタート位置からエンド位置までの一度の移動で複
数のワークに対する作業をし終えることができるので、
生産効率を上げることができる。

【００１５】また、移動ロボットはワークを搬送しない
ので、その荷台にワークをセットするパレットを取り付
けずとも済む。このため、移動ロボットを他の生産シス
テムでの作業にそのまま転用することができる。

【００１６】しかも、人による作業が介在する場合、そ
の人による作業は、移動ロボットが作業するステーショ
ンとは別のステーションで行なうことができるので、安
全であり、コンベア装置により順次搬送されてくるワー
クに対して順次作業することができるので、時間的な無
駄も少ない。

【００１７】また、移動ロボットの故障、或いは修理や
点検の際に、移動ロボットに代わって人が作業する場
合、ワークはコンベア装置により搬送されてくるので、
人がワークを搬送しながら作業を行なったりせずとも済
む。

【００１８】請求項２記載の発明は、前記移動ロボット
が移動する前記作業ステーションに、前記コンベア装置
により送られる前記ワークとは別のワークを供給するワ
ーク供給部が設けられている場合に、前記移動ロボット
は、前記ワーク供給部が設けられた前記作業ステーショ
ンに移動したとき、前記ワーク供給部のワークを前記コ
ンベア装置上の前記ワークに組み付ける作業を実行する
構成を採用したものである。

【００１９】この構成によれば、コンベア装置により搬
送されるワークに組み付ける別のワークを移動ロボット
によって搬送する必要性をなくすことができる。

【００２０】また、前記ワーク供給部を備えた前記作業
ステーションのうちに、前記ワーク供給部が前記別のワ
ークを複数個収納したパレットを備えたものとして構成
された作業ステーションが存在する場合には、請求項３
記載の発明のように、その作業ステーションに、前記移
動ロボットが前記パレット内の前記別のワークをピック
して前記コンベア装置により送られる前記ワークに組み
付ける作業を終了して当該作業ステーションを離れると
き、前記パレット内に存在する前記別のワークの収納位
置を示すデータを記録するための記録手段を設ける構成
を採用することができる。

【００２１】この構成によれば、移動ロボットが組み付
け作業を実行する作業ステーションに移動したとき、記
録手段の記録内容を読み取ることにより、パレット内に
収納されているワークの位置を検知できるので、ワーク
をピックし始める位置を短時間で認識でき、作業能率を
向上させることができる。

【００２２】また、請求項４記載の発明のように、前記
移動ロボットは複数台設けられ、前記各移動ロボットは
前記複数の作業ステーションのうち、それぞれ予め定め
られた作業ステーションでの作業を分担するように構成
され、前記各移動ロボットは、通常時は前記分担する作
業ステーションを予め定められた順に移動し、前記コン
ベア装置および前記ワーク供給部を制御する主制御手段
から移動先の指令が出力されたときには、前記主制御手
段により指令された作業ステーションに優先的に移動す
る構成を採用しても良い。

【００２３】この構成によれば、例えばコンベア装置或
いはワーク供給部に異常等があったときに、主制御手段
から移動ロボットに移動先の指令が出力される。する
と、移動ロボットは指令された作業ステーションに優先
的に移動して所定の作業を実行する。このため、移動ロ
ボットの稼動率が上がり、生産能率が高くなる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１〜
図６に基づいて説明する。なお、この実施例は一つの部
品（ワーク）に対して複数の部品（ワーク）を順次組み
付けて行く生産システムに適用したものである。図１お
よび図２は生産システム全体の概略構成を示すもので、
組立ラインはコンベア装置１１の片側の脇に部品供給部
１２ａ〜１２ｈを設置して構成されている。上記のコン
ベア装置１１は、フリーフローコンベア１３により構成
され、組立用治具パレット１４を組み立て開始位置から
終了位置に向かって矢印Ａ方向に搬送する。

【００２５】この組立ラインでの組立ては、まず、組み
立て開始位置の部品供給部１２ａにより供給される部品
Ｐａをフリーフローコンベア１３上の組立用治具パレッ
ト１４にセットすることから行なわれ、以後、この部品
Ｐａに部品供給部１２ｂ〜１２ｈにより供給される部品
Ｐｂ〜Ｐｈを順に組み付けることによって所定の組体を
得るものである。なお、組立用治具パレット１４には、
部品Ｐａをセットするための治具１５が装着されてい
る。

【００２６】ここで、先頭の部品供給部１２ａから供給
される部品Ｐａをフリーフローコンベア１３上の組立用
治具パレット１４にセットする作業を行なう組み立て開
始位置を第１の作業ステーションと称し、それ以降の各
部品供給部１２ｂ〜１２ｈから供給される部品Ｐｂ〜Ｐ
ｈを組立用治具パレット１４にセットされた部品Ｐａに
組み付ける作業を行なう位置を第２〜第８の作業ステー
ションＳ２〜Ｓ８と称することとする。

【００２７】第８の作業ステーションＳ８の次に存在す
る組み立て終了位置には部品供給部は設置されていな
い。この組み立て終了位置は第９の作業ステーションＳ
９とされ、当該ステーションＳ９は人Ｍによる検査作業
が行われるようになっており、組体は人Ｍにより組立用
治具パレット１４から取り外され、検査により良品とさ
れた組体が図示しない次工程ラインに移送され、不良品
は廃棄されるようになっている。

【００２８】上記第１〜第９の各作業ステーションＳ１
〜Ｓ９での作業は、組立用治具パレット１４を停止させ
た状態で行われる。組立用治具パレット１４を各作業ス
テーションＳ１〜Ｓ９で停止させるために、フリーフロ
ーコンベア１３には、各作業ステーションＳ１〜Ｓ９に
対応して図３に示すようなストッパ１６が上下動可能に
設けられており、このストッパ１６が上昇すると、組立
用治具パレット１４はストッパ１６により係止されて停
止する。そして、各作業ステーションＳ１〜Ｓ９で停止
された組立用治具パレット１４は図示しない位置決め機
構によって定位置に固定される。

【００２９】位置決め機構による組立用治具パレット１
４の固定が解除され、そしてストッパ１６が下降する
と、その組立用治具パレット１４は常時図示しないモー
タによって駆動されているフリーフローコンベア１３に
より、次の作業ステーションへと矢印Ａ方向に搬送され
るようになっている。

【００３０】フリーフローコンベア１３によって組み立
て終了位置である第９の作業ステーションＳ９まで搬送
された組立用治具パレット１４は再び組み立て開始位置
である第１の作業ステーションＳ１に戻されるようにな
っている。この組立用治具パレット１４の戻しを自動的
に行なうために、図示はしないが、コンベア装置１１は
フリーフローコンベア１３の下段に別のコンベアを備え
ていると共に、両端部に移載リフタ１１ａを備えてい
る。

【００３１】そして、上段のフリーフローコンベア１３
によって第９の作業ステーションＳ９まで搬送された組
立用治具パレット１４は終端部の移載リフタ１１ａによ
って下段のコンベアに降ろされ、その下段のコンベアに
よって第１の作業ステーションＳ１まで搬送される。下
段のコンベアにより第１の作業ステーションＳ１まで搬
送された組立用治具パレット１４は、始端部の移載リフ
タ１１ａによって上段のフリーフローコンベア１３に移
載される。このようにして組立用治具パレット１４は第
１の作業ステーションＳ１と第９の作業ステーションＳ
９との間で循環するようになっている。

【００３２】一方、部品供給部１２ａ〜１２ｈのうち部
品供給部１２ａ，１２ｄ〜１２ｈはパレット式部品供給
機構により構成され、部品供給部１２ｂ，１２ｃは振動
式部品供給機構により構成されている。ここで、パレッ
ト式部品供給機構とは、図３に示すように、パレット１
７に多数の部品を配置してなる周知のもので、空になっ
たパレット１７はパレット式部品供給機構が備えている
交換装置（図示せず）によって新たなものと自動的に交
換されるようになっている。また、振動式部品供給機構
は貯留された多数の部品を振動によって整列状態にして
１個ずつ供給する周知構成のものである。なお、部品供
給部１２ａ〜１２ｈはパレット式部品供給機構や振動式
部品供給機構以外のものから構成しても良いことは勿論
である。

【００３３】以上のようなコンベア装置１１の脇に部品
供給部１２ａ〜１２ｈを配置して構成された組立ライン
は主制御手段としてのコンピュータを主体とした主制御
装置１８により制御される。

【００３４】さて、第１の作業ステーションＳ１から第
８の作業ステーションＳ８で行なわれる各作業は、１台
または複数台、この実施例では例えば２台の移動ロボッ
ト１９，２０によって行なわれる。この移動ロボット１
９，２０は、図４に示すように、自動走行装置を有する
無人搬送車２１の荷台上にロボット本体２２を搭載して
なり、ロボット本体２２の手首にはハンド２３を着脱可
能に装着するためのハンド着脱機構２４および視覚認識
手段としてのＣＣＤカメラ２５が取り付けられている。

【００３５】そして、無人搬送車２１の荷台上には、Ｃ
ＣＤカメラ２５の撮影像を写し出すモニタ２６、ハンド
着脱機構２４に装着されたハンド２３の開閉動作の駆動
源としての空圧アクチュエータ（図示せず）に圧縮空気
を供給するエアコンプレッサ２７、ハンド着脱機構２４
に交換可能に装着される複数種のハンド２３を格納した
ハンドストッカ２８、各移動ロボット１９，２０の全体
を制御するロボット制御手段としてのロボット制御装置
２９等が取り付けられている。

【００３６】ロボット制御装置２９は、移動ロボット１
９，２０が上記各作業ステーションＳ１〜Ｓ８で作業を
行うに際し、ハンドストッカ２８に装着されているハン
ド２３の中から適合するハンドを選択してハンド着脱機
構２４に装着する。そして、ロボット制御装置２９はハ
ンド着脱機構２４に装着したハンド２３の種類を認識し
ており、次の作業が異なる種類のハンド２３を使用して
行う作業である場合には、そのハンド２３と自動交換す
るようになっている。

【００３７】このような移動ロボット１９，２０はコン
ベア装置１１の両側のうち、部品供給部１２ａが設置さ
れている側とは反対側の床面を走行路面として移動す
る。そして、移動ロボット１９，２０はその走行路面に
設けられた誘導手段の案内により自動的に操舵しながら
軌道に沿って走行し、目的位置に移動するようになって
いる。誘導手段としては公知の種々の方式があるが、こ
の実施例では、走行路面にコンベア装置１１と平行に磁
気テープ３０を敷設すると共に、無人搬送車２１側に磁
気検出装置（図示せず）を設け、そして、磁気検出装置
により磁気テープ３０を検出しながら、その磁気テープ
３０の位置と無人搬送車２１の位置との誤差を修正する
ように自動的に操舵することにより、磁気テープ３０に
沿って走行する構成としている。

【００３８】上記の移動ロボット１９，２０の通常時の
移動エリアはそれぞれ予め定められており、一方の移動
ロボット（以下、第１の移動ロボット）１９は、第１の
作業ステーションＳ１と第４の作業ステーションＳ４と
の間を移動エリアとし、そのエリア内の作業ステーショ
ンＳ１〜Ｓ４での作業を分担する。また、他方の移動ロ
ボット（以下、第２の移動ロボット）２０は、残りの第
５の作業ステーションＳ５と第８の作業ステーションＳ
との間を移動エリアとし、そのエリア内の作業ステーシ
ョンＳ５〜Ｓ８での作業を分担するようになっている。

【００３９】第１および第２の移動ロボット１９および
２０が各作業ステーションＳ１〜Ｓ８の位置を認識でき
るようにするために、走行路面には各作業ステーション
Ｓ１〜Ｓ８に対応して位置決め用の磁気シートおよびＩ
Ｄタグからなる識別体３１ａ〜３１ｈが張り付けられて
いる。この識別体３１ａ〜３１ｈのうち磁気シート部分
には、それぞれの作業ステーションＳ１〜Ｓ８を表示す
るデータが記録されており、第１および第２の移動ロボ
ット１９および２０は、この識別体３１ａ〜３１ｈの位
置データを図示しない読み取り装置によって読み取るこ
とにより、設定された作業ステーションで停止するよう
に構成されている。

【００４０】ところで、識別体３１ａ〜３１ｈの検出に
よる移動ロボット１９，２０の停止位置には誤差が生ず
る。その誤差を検出してロボット本体２２が部品供給部
１２ａ〜１２ｈの部品Ｐａ〜Ｐｈをピックして組立用治
具パレット１４にセットされた部品Ｐａに正しく組み付
け得るようにするために、コンベア装置１１の側部に
は、各作業ステーションＳ１〜Ｓ８に対応する各位置に
補正用マーカ３２が取り付けられている。

【００４１】このマーカ３２による位置補正は次のよう
にして行われる。すなわち、移動ロボット１９，２０が
識別体３１ａ〜３１ｈにより設定された作業ステーショ
ンで停止すると、ロボット本体２２は一定のマーカ読取
り姿勢となるように動作し、この一定の姿勢でＣＣＤカ
メラ２５により補正用マーカ３２を撮影する。そして、
ＣＣＤカメラ２５の画像情報は図示しない画像処理装置
に伝送され、ここで画像処理される。そして、ロボット
制御装置２９は、画像処理情報から得られた補正用マー
カ３２の現実の位置と正規の位置とを比較し、移動ロボ
ット１９，２０の停止位置の誤差を演算する。この演算
結果に基づいて、以後のロボット本体２２の動作位置を
補正する。

【００４２】上記の各作業ステーションＳ１〜Ｓ８の位
置表示のために設けられた識別体３１ａ〜３１ｈのう
ち、部品供給部１２ａ〜１２ｈがパレット式部品供給機
構により構成された作業ステーションＳ１，Ｓ４〜Ｓ８
の識別体３１ａ，３１ｄ〜３１ｈのＩＤタグは、移動ロ
ボット１９，２０がそれら作業ステーションＳ１，Ｓ４
〜Ｓ８から離れる際にパレット１７内に残っている部品
Ｐａ，Ｐｄ〜Ｐｈの収納位置を示すデータを記録する記
録手段としても機能するようになっている。

【００４３】すなわち、パレット式部品供給機構からな
る部品供給部１２ａ，１２ｄ〜１２ｈのパレット１７内
には、図５に示すように部品Ｐが縦横に整列した状態で
保管されており、移動ロボット１９，２０はその部品Ｐ
を所定の順序でピックして組み付け作業を実行してゆ
く。そして、移動ロボット１９，２０がその作業ステー
ションＳ１，Ｓ４〜Ｓ８から他の作業ステーションに移
動してゆく際、移動ロボット１９，２０は図示しない書
き込み装置によって識別体３１ａ，３１ｄ〜３１ｈのＩ
Ｄタグにパレット１７内に残されている部品Ｐの位置を
示すデータを書き込むようにしている。なお、図５で二
点鎖線で示す部品Ｐは組み付けにより取り出されたもの
を示す。

【００４４】そして、移動ロボット１９，２０が再びそ
の作業ステーションＳ１，Ｓ４〜Ｓ８に移動してきた
時、移動ロボット１９，２０は図示しない読み取り装置
により識別体３１ａ，３１ｄ〜３１ｈに記録されている
データを読み取ることによって即座にパレット１７内の
部品Ｐの収納位置を即座に検知できる。このため、パレ
ット１７内の部品Ｐの収納位置を検出するために、ＣＣ
Ｄカメラ２５によりパレット１７内を撮影するなどの時
間のかかる検索動作を行わずとも済み、部品の収納位置
の検出に要する時間を著しく短縮できる。

【００４５】また、移動ロボット１９，２０には通信手
段として光通信器３３が設けられている。この光通信器
３３に対し、コンベア装置１１にも各作業ステーション
Ｓ１〜Ｓ８に対応する各位置に光通信器３４が設けられ
ており、これら光通信器３３，３４によってロボット制
御装置２９と主制御装置１８との間で後述のような種々
の情報が送受信されるようになっている。

【００４６】次に上記構成の作用を説明する。まず、第
１の移動ロボット１９は、第１の作業ステーションＳ１
で停止すると、ロボット本体２２を動作させて部品供給
部１２ａのパレット１７に収納されている部品Ｐａをピ
ックし、図示しない位置決め機構により第１の作業ステ
ーションＳ１に固定されている組立用治具パレット１４
の治具１５に部品Ｐａをセットする。部品Ｐａが組立用
治具パレット１４にセットされると、位置決め機構によ
る固定が解除されると共に、ストッパ１６が下降する。
これにより、組立用治具パレット１４はフリーフローコ
ンベア１３によって次の第２の作業ステーションＳ２へ
と搬送される。

【００４７】第１の作業ステーションＳ１のストッパ１
６は、部品Ｐａのセットを終了した組立用治具パレット
１４が第１の作業ステーションＳ２から離れると、直ち
に上昇し、移載リフタ１１ａによりフリーフローコンベ
ア１３に移載されて矢印Ａ方向に搬送されてくる空の組
立用治具パレット１４を第１の作業ステーションＳ１で
停止させる。

【００４８】すると、図示しない位置決め機構が動作
し、新たに第１の作業ステーションＳ１に搬送されてき
た空の組立用治具パレット１４を定位置に固定する。次
いで、第１の移動ロボット１９が再び部品供給部１２ａ
のパレット１７に収納されている部品Ｐａをピックして
組立用治具パレット１４の治具１５にセットする動作を
行う。そして、部品Ｐａをセットし終えた組立用治具パ
レット１４がフリーフローコンベア１３により第２の作
業ステーションＳ２へと搬送されると、第１の移動ロボ
ット１９は再び部品Ｐａをピックし、新たに第１の作業
ステーションＳ１に搬送されてきた空の組立用治具パレ
ット１４にセットする動作を行う。

【００４９】このようにして第１の移動ロボット１９
は、第１の作業ステーションＳ１で停止したまま、搬送
されてくる空の組立用治具パレット１４に部品Ｐａをセ
ットする動作を複数回繰り返す。そして、予め定められ
た台数の組立用治具パレット１４に部品Ｐａをセットし
終えると、第１の移動ロボット１９は、第１の作業ステ
ーションＳ１から第２の作業ステーションＳ２へと移動
する。

【００５０】ところで、第１の移動ロボット１９が第１
の作業ステーションＳ１で作業している間、第２の作業
ステーションＳ２のストッパ１６は上昇しており、第１
の作業ステーションＳ１から順次搬送されてくる組立用
治具パレット１４はそのストッパ１６によって第２の作
業ステーションＳ２より下流側へは搬送されないように
止められる。このため、第２の作業ステーションＳ２に
は、治具１５に部品Ｐａをセットした複数台の組立用治
具パレット１４が滞留した状態になっており、そのう
ち、先頭の組立用治具パレット１４だけが図示しない位
置決め機構によって正規の位置に固定されている。

【００５１】第１の作業ステーションＳ１での作業を終
了した第１の移動ロボット１９が第２の作業ステーショ
ンＳ２で停止すると、そのロボット本体２２は部品供給
部１２ｂから部品Ｐｂをピックし、その部品Ｐｂを位置
決め機構により固定されている組立用治具パレット１４
上の部品Ｐａに組み付ける動作を行う。部品Ｐｂの組み
付けが終了すると、位置決め機構が組立用治具パレット
１４の固定を解除すると共に、ストッパ１６が下降す
る。これにより、部品Ｐｂの組み付けを終えた組立用治
具パレット１４が第２の作業ステーションＳ２から第３
の作業ステーションＳ３へと搬送される。

【００５２】第２の作業ステーションＳ２のストッパ１
６は、部品Ｐｂの組み付けを終えた組立用治具パレット
１４が第３の作業ステーションＳ３へと搬送されると、
直ちに上昇して次の組立用治具パレット１４を係止す
る。すると、図示しない位置決め機構がその組立用治具
パレット１４を第２の作業ステーションＳ２の正規の位
置に固定する。次いで、第１の移動ロボット１９が部品
Ｐｂをピックし、正規の位置に固定されている組立用治
具パレット１４上の部品Ｐａに部品Ｐｂを組み付ける。

【００５３】このようにして、第１の移動ロボット１９
が第２の作業ステーションＳ２に停止したままで、予め
定められた所要台数の組立用治具パレット１４の部品Ｐ
ａに部品Ｐｂを組み付けると、第１の移動ロボット１９
は第３の作業ステーションＳ３へと移動する。

【００５４】以後、第１の移動ロボット１９は、第３の
作業ステーションＳ３、第４の作業ステーションＳ４へ
と順次移動し、各作業ステーションＳ３，Ｓ４で予め定
められた所要台数の組立用治具パレット１４に対して部
品Ｐａに部品Ｐｃ，Ｐｄを組み付ける作業を行う。そし
て、第４の作業ステーションＳ４での作業を終了する
と、第１の移動ロボット１９は第１の作業ステーション
Ｓ１に戻り、再び上述した動作を行う。

【００５５】一方、第５〜第８の各作業ステーションＳ
５〜Ｓ８において、そのストッパ１６は、上述した第１
〜第４の各作業ステーションＳ１〜Ｓ４のストッパ１６
と同様に、作業を終了した組立用治具パレット１４を下
流側に搬送すべく下降した後、直ちに上昇して次に上流
側から搬送されてくる組立用治具パレット１４を止める
という動作を行うようになっている。

【００５６】そして、第２の移動ロボット２０が第５の
作業ステーションＳ５で停止すると、そのロボット本体
２２が部品供給部１２ｅの部品Ｐｅをピックし、図示し
ない位置決め機構により定位置に固定されている組立用
治具パレット１４上の部品Ｐａに組み付けるという動作
を行う。部品Ｐｅの組み付けが終了すると、位置決め機
構による組立用治具パレット１４の固定が解除されると
共に、ストッパ１６が下降し、これにより、部品Ｐｅの
組み付けを終了した組立用治具パレット１４はフリーフ
ローコンベア１３により第６の作業ステーションＳ６へ
と搬送される。

【００５７】第２の移動ロボット２０は、第５の作業ス
テーションＳ５で部品Ｐｅを部品Ｐａに組み付けるとい
う作業を予め定められた台数の組立用治具パレット１４
に対して行うと、次の第６の作業ステーションＳ６に移
動し、以後、上述したと同様にして、各作業ステーショ
ンＳ６〜Ｓ８において、部品Ｐｈ〜Ｐｈを部品Ｐａに組
み付ける動作を予め定められた台数の組立用治具パレッ
ト１４に対して行う。そして、第２の移動ロボット２０
が第８の作業ステーションＳ８での作業を終了すると、
第２の移動ロボット２０は第５の作業ステーションＳ５
に戻り、再び上述した動作を行う。

【００５８】第８の作業ステーションＳ８で部品Ｐｈの
組み付けを終了すると、組立治具用パレット１４は第９
の作業ステーションＳ９に搬送される。この第９の作業
ステーションＳ９では、作業者Ｍが組体を検査し、良品
と判断したものだけを次の生産ラインへと移送するとい
う作業を行っている。この場合、人Ｍによる検査作業エ
リアは第８の作業ステーションＳ８での第２の移動ロボ
ット２０の動作エリアから外れているので、第８の作業
ステーションＳ８で第２の移動ロボット２０が部品Ｐｈ
の組み付け作業を行っていたとしても、人Ｍはそれとは
関係なく安全に検査作業を行うことができる。なお、第
９の作業ステーションＳ９で空になった組立治具用パレ
ット１４は移載リフタ１１ａにより戻し用のコンベアに
移載され、第１の作業ステーションＳ１へと戻される。

【００５９】第１および第２の移動ロボット１９および
２０の概略的な動作内容は以上の通りであるが、ここ
で、制御の内容を更に詳細に説明する。この制御内容
は、第１，第２の移動ロボット１９，２０について、ど
の作業ステーションＳ１〜Ｓ８で作業を行う場合も同様
であるので、ここでは、第１の移動ロボット１９が第１
の作業ステーションＳ１で作業を行う場合を例にとって
図６のフローチャートを参照しながら説明する。

【００６０】まず、コンベア装置１１側にあっては、第
１の作業ステーションＳ１に組立用治具パレット１４が
搬送されてきてストッパ１６により止められると、主制
御装置１８がこれを図示しないセンサにより検出し、位
置決め機構によって組立用治具パレット１４を定位置に
固定する。そして、出力制御装置１８は、光通信器３４
から作業可能である旨の信号を送信する。

【００６１】一方、第１の移動ロボット１９は、ロボッ
ト制御装置２９による制御の下で、第１の作業ステーシ
ョンＳ１に移動し、読み取り装置が第１の作業ステーシ
ョンＳ１を示す識別体３１ａを検出すると、ロボット制
御装置２９は自動走行装置を停止させる。これにより、
第１の移動ロボット１９は第１の作業ステーションＳ１
で停止する（ステップＳＡ）。

【００６２】第１の移動ロボット１９が第１の作業ステ
ーションＳ１で停止すると、ロボット制御装置２９は、
組立用治具パレット１４が第１の作業ステーションＳ１
に有るか否かを判断する（ステップＳＢ）。このとき、
第１の移動ロボット１９の光通信器３３が主制御装置１
８側の光通信器３４から作業可能信号を受信していなか
った場合には、ロボット制御装置２９は、ステップＳＢ
で「ＮＯ」となり、後に詳述するステップＳＫに移行す
る。また、光通信器３３が作業可能信号を受信していた
場合には、ロボット制御装置２９はステップＳＢでは
「ＹＥＳ」となり、次に位置補正済みであるか否かを判
断するステップＳＣに移行する。

【００６３】位置補正とは、補正用マーカ３２により第
１の移動ロボット１９の停止位置と正規の停止位置との
誤差を検出し、以後のロボット本体２２の動作位置を検
出誤差だけ補正することを言う。ここでは、第１の移動
ロボット１９は第１の作業ステーションＳ１で停止した
直後で、位置補正は行っていないので、ロボット制御装
置２９はステップＳＣでは「ＮＯ」と判断し、次いで位
置補正を行うために、ロボット本体２２を前述のマーカ
読み取り姿勢となるように動作させ、この一定のマーカ
読み取り姿勢でＣＣＤカメラ２５により補正用マーカ３
２を撮影する。そして、この撮影画像に基づいて正規の
停止位置との誤差を演算する（ステップＳＤ）。

【００６４】位置補正を終了すると、ロボット制御装置
２９は、次に、部品供給部１２ａに部品Ｐａがあるか否
かを判断する（ステップＳＥ）。この部品Ｐａの有無は
ロボット本体２２を移動させてＣＣＤカメラ２５により
部品供給部１２ａのパレット１７を撮影することによっ
て行う。

【００６５】今、部品供給部１２ａのパレット１７内に
部品Ｐａが有るとすると、ロボット制御装置２９はステ
ップＳＥでステップＳＥで「ＹＥＳ」と判断し、次のス
テップＳＦでロボット本体２２を動作させてそのハンド
２３によりパレット１７内の部品Ｐａをピックさせる。

【００６６】また、部品供給部１２ａのパレット１７内
に部品Ｐａが無かったとすると、ロボット制御装置２９
はステップＳＥで「ＮＯ」となってステップＳＧに移行
し、ここで光通信器３３から第１の作業ステーションＳ
１の光通信器３４に部品供給部１２ａのパレット１７を
新たなものと交換すべき旨の指令信号を送信する。

【００６７】光通信器３４がパレット１７を交換すべき
旨の指令信号を受信すると、主制御装置１８は部品供給
部１２ａの交換装置１６に交換命令信号を出力する。こ
れにより、部品供給部１２ａの交換装置１７は、空にな
ったパレット１７を新たなパレット１７に交換する。そ
して、ロボット制御装置２９がＣＣＤカメラ２５の撮影
画像に基づいて、或いは主制御装置１８側の光通信器３
４から送信される交換完了信号を光通信器３３が受信し
たことに基づいて新たなパレット１７に交換されたこと
を検知すると（ステップＳＨで「ＹＥＳ」）、次にステ
ップＳＦに移行してハンド２３によりパレット１７内の
部品Ｐａをピックさせる。なお、パレット１７を交換す
べき旨の指令信号を送信しても、その交換が実行されな
い場合には、交換が実行されるまで、その指令信号は送
信される（ステップＳＧ，ＳＨの繰り返し）。

【００６８】以上のようにして、ハンド２３が部品Ｐａ
をピックすると、ロボット制御装置２９は、ハンド２３
に把持した部品Ｐａが組立用治具パレット１４の治具１
５にセットされるようにロボット本体２２を動作させる
（ステップＳＩ）。この後、ロボット制御装置２９は、
光通信器３３から光通信器３４に作業完了の信号を送信
する（ステップＳＪ）。光通信器３４が作業完了の信号
を受信すると、主制御装置１８は位置決め機構による組
立用治具パレット１４の固定を解除させると共に、スト
ッパ１６を下降動作させる。これにより、部品Ｐａがセ
ットされた組立用治具パレット１４はフリーフローコン
ベア１３により第２の作業ステーションＳ２へと搬送さ
れる。

【００６９】次に、ロボット制御装置２９は、光通信器
３３が主制御装置１８の光通信器３４から他の作業ステ
ーションに移動すべき旨の命令信号を受信しなかったか
否かを判断する（ステップＳＫ）。今、そのような命令
信号の受信が無かったとすると、ロボット制御装置２９
はステップＳＫで「ＮＯ」と判断し、次に予め設定され
た回数の作業を行ったか否かを判断する（ステップＳ
Ｌ）。

【００７０】設定された繰り返し作業回数が例えば３回
であったとすると、第１回目の作業を終了したばかりで
あるから、ロボット制御装置２９はステップＳＬでは
「ＮＯ」と判断して前述のステップＳＢに戻り、第１の
作業ステーションＳ１に組立用治具パレット１４が有る
か否か、すなわち光通信器３３が主制御装置１８側の光
通信器３４から作業可能信号を受信したか否かを判断
し、受信していれば次のステップＳＣに移行して位置補
正済みであるか否かを判断する。

【００７１】ここでは、既に位置補正済みであるので、
ロボット制御装置２９は、ステップＳＣで「ＹＥＳ」と
なってロボット本体２２にパレット１７内の部品Ｐａを
ピックする動作を行わせるステップＳＦに移行し、以
下、上述したような制御動作を繰り返し実行する。そし
て、予め設定された回数だけ作業を行うと、ロボット制
御装置２９は、ステップＳＬで「ＹＥＳ」となってステ
ップＳＭに移行し、第１の移動ロボット１９を他工程、
すなわち予め設定された通り第２の作業ステーションＳ
２に移動するように自動走行装置を動作させる。

【００７２】このとき、ロボット制御装置２９は、図示
しない書き込み装置によって識別体３１ａにパレット１
７内に残された部品Ｐａを示しデータを記録する。これ
により、第１の移動ロボット１９が次に第１の作業ステ
ーションＳ１に移動したとき、そのデータを読み取るこ
とで、直ちにピックすべき部品Ｐａの位置を認識できる
ものである。

【００７３】ところで、例えば部品供給部１２ａに異常
が発生し、部品Ｐａの供給が困難になったとする。する
と、主制御装置１８は部品供給部１２ａの異常診断装置
からの異常発生信号を受け、光通信器３４から第１の移
動ロボット１９の光通信器３３に他の作業ステーショ
ン、例えば第２の作業ステーションＳ２に移動する旨の
指令信号を送信する。

【００７４】すると、ロボット制御装置２９はステップ
ＳＫで「ＹＥＳ」と判断し、主制御装置１８から指令さ
れた第２の作業ステーションＳ２に移動すべく自動走行
装置を動作させる（ステップＳＭ）。そして、第２の作
業ステーションＳ２で所定の作業を行い、第２の作業ス
テーションＳ２に組立治具用パレット１４が搬送されて
こない等の理由で主制御装置１８から第３の作業ステー
ションＳ３に移動すべき指令が発せられた場合には、第
１の移動ロボット１９を第３の作業ステーションＳ３に
移動させるための動作を行わせる。

【００７５】この後、例えば第１の作業ステーションＳ
１の部品供給部１２ａが修理されて正常状態に戻ると、
第１の作業ステーションＳ１に移動すべき指令が主制御
装置１８から発せられ、これにより第１の移動ロボット
１９は第１の作業ステーションＳ１に移動して設定回数
だけ部品Ｐａを組立用治具パレット１４にセットする作
業を実行し、第１の作業ステーションＳ２に移動する、
という通常の動作形態に戻る。

【００７６】このように本実施例によれば、被組み付け
部品である部品Ｐａは第１の作業ステーションＳ１で組
立用治具パレット１４にセットされ、以後、その部品Ｐ
ａはフリーフローコンベア１３によって第２〜第９の各
作業ステーションＳ２〜Ｓ９へと順次搬送され、それら
各作業ステーションＳ２〜Ｓ９で部品Ｐａに他の部品Ｐ
ｂ〜Ｐｈが順次組み付けられ、或いは最終的な検査がな
されてゆく。

【００７７】このように部品Ｐａは第１，第２の各移動
ロボット１９，２０に搭載されて搬送されるものではな
いため、移動ロボット１９，２０は、一つの作業ステー
ションに停止したままで、フリーフローコンベア１３に
より順次搬送されてくる部品Ｐａに他の部品を組み付
け、その後、次の作業ステーションに移動して同じくフ
リーフローコンベア１３によって順次搬送されてくる部
品Ｐａに他の部品を組み付ける、というように各移動ロ
ボット１９，２０はそれぞれの移動エリア内のスタート
位置からエンド位置までの１回の移動で複数の部品Ｐａ
に対して多種の部品の組み付けを行うことができる。従
って、移動ロボット１９，２０の移動のための時間を極
力少なくしながら、組体の完成個数を多くすることがで
きるので、生産効率が向上するものである。

【００７８】また、生産能力を高めるためには、２台の
移動ロボット１９，２０に加えて第３の移動ロボットを
使用し、それら３台の移動ロボットで第１〜第８の各作
業ステーションＳ１〜Ｓ８での作業を分担させるように
することも、それぞれの移動ロボットの動作プログラム
を変更することで容易にでき、また、生産能力を低くす
るため、第１，第２の移動ロボット１９，２０のうちの
一方だけで第１〜第８の作業ステーションＳ１〜Ｓ８の
作業を担わせ、他の移動ロボットは生産ラインに投入す
ることも、同じくそれぞれの移動ロボットの動作プログ
ラムを変更することで容易に行うことができる。

【００７９】この場合、移動ロボット１９，２０は部品
を搬送しないので、その荷台に部品をセットするための
組立用治具パレットを取り付けずとも済む。従って、組
立用治具パレットの交換等の面倒な段取り作業を行わず
とも、動作プログラムの変更程度の簡単な作業を行うだ
けで、直ちに移動ロボットを他の生産ラインに転用する
ことができる。

【００８０】また、第１，第２の移動ロボット１９，２
０の故障、或いは修理や点検の際には、その移動ロボッ
ト１９，２０に代わって人が作業を行うようにする。こ
の場合、部品Ｐａはフリーフローコンベア１３により搬
送されてくるので、人が台車に部品Ｐａを載せ、その台
車を人力で移動させながら、各作業ステーションで部品
Ｐａ〜Ｐｈを組み付けてゆく等せずとも済む。

【００８１】図７は本発明の他の実施例を示すもので、
これは、組立ラインではなく、加工ラインに適用したも
のである。すなわち、フリーフローコンベア１３の片側
の脇には例えば第１〜第４の加工機械３５〜３８が並べ
られており、各加工機械３５〜３８が存在する位置は第
１〜第４の作業ステーションＳ１〜Ｓ４とされている。

【００８２】部品供給部３９は第１の作業ステーション
Ｓ１に設けられ、この部品供給部３９からワーク、すな
わち被加工素材（図示せず）が供給される。第１の移動
ロボット１９は第１の作業ステーションＳ１で部品供給
部３９から素材をピックし、第１の加工機械３５にセッ
トし、該第１の加工機械３５で加工された素材を加工用
治具パレット４０にセットする。

【００８３】第１の作業ステーションＳ１で予め設定さ
れた個数の素材を加工し終えると、第１の移動ロボット
１９は第２の作業ステーションＳ２に移動し、ここで加
工用治具パレット４０にセットされている素材をピック
し、第２の加工機械３６にセットすると共に、第２の加
工機械３６で加工された素材を加工用治具パレットに戻
す。そして、第２の作業ステーションＳ２で予め設定さ
れた個数の素材を加工し終えると、第１の移動ロボット
１９は第１の作業ステーションＳ１に戻り、前述の作業
を行う、ということを繰り返す。

【００８４】第２の移動ロボット２０は第３および第４
の作業ステーションＳ３およびＳ４を作業エリアとして
おり、第１の移動ロボット１９が第２の作業ステーショ
ンＳ２で行う作業と同様に、加工用治具パレット４０か
ら素材をピックし、第３，第４の加工機械３７，３８に
セットすると共に、該加工機械３７，３８で加工された
素材を加工用治具パレット４０にセットする。このよう
に加工ラインに適用しても上記生産ラインに適用した実
施例と同様の効果を得ることができる。

【００８５】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、意かのような拡張或いは
変更が可能である。光通信器３３，３４は移動ロボット
１９と主制御装置１８との間の通信手段を構成するもの
であるが、これは有線で行うものであっても良い。

【００８６】各作業ステーションＳ１〜Ｓ８に組立用治
具パレット１４が固定されているか否かはＣＣＤカメラ
２５の撮影画像に基づいて判断するものであっても良
い。組立用治具パレット１４は予め被組み付け部品Ｐａ
をセットした状態で前工程ラインから搬送されてくる構
成であっても良い。一つの作業ステーションで一つの部
品を組み付けるものばかりでなく、一つの作業ステーシ
ョンで複数の部品を組み付けるようにしても良い。一つ
の作業ステーションで被組み付け部品の機種に応じて異
なる機種の部品を組み付けるようにしても良い。このと
きピックする部品の選別は、例えば組立用治具パレット
１４に被組み付け部品の機種を現す識別部としてＩＤタ
グを取り付けたり、被組み付け部品に機種識別部を設
け、それらの識別部を移動ロボット１９，２０の読み取
り手段により読み取って組み付けるべき部品を選別する
構成が考えられる。

【００８７】部品Ｐａへの部品Ｐｂ〜Ｐｈの組み付け作
業の完了はＣＣＤカメラ２５により確認するようにして
も良い。また、作業完了の主制御装置１８への報知手段
としては、光通信器３３，３４に限られず、スイッチと
してこれを作業完了時に移動ロボット１９，２０が操作
する構成としても良い。

【００８８】移動ロボット１９，２０に過電流検出装置
などの異常検出装置を設け、異常が検出されたとき、警
報を発したりする構成としても良い。移動ロボット１
９，２０が一つの作業ステーションで予め設定された作
業回数の完了前に他の作業ステーションに移動する動作
は、主制御装置１８側からの指令によるものばからでな
く、ＣＣＤカメラ２４の撮影画像に基づいてロボット制
御装置２９自らが判断するように構成しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す生産システムの概略を
示す平面図

【図２】斜視図

【図３】部分的な拡大斜視図

【図４】移動ロボットの正面図

【図５】部品供給用のパレットの平面図

【図６】制御内容を示すフローチャート

【図７】本発明の他の実施例を示す図２相当図

【図８】従来の移動ロボットを使用した生産システムの
一例を示す図１相当図

【符号の説明】

図中、１１はコンベア装置、１２ａ〜１２ｈは部品供給
部、１３はフリーフローコンベア、１４は組立用治具パ
レット、１５は部品供給用のパレット、１８は主制御装
置、１９，２０は第１，第２の移動ロボット、２１は無
人搬送車、２２はロボット本体、２５はＣＣＤカメラ、
２９はロボット制御装置、３０は磁気テープ、３１ａ〜
３１ｈは識別体（記録手段）、３２は補正用マーカ、３
３，３４は光通信器、３５〜３８は加工機械、３９は部
品供給部、４０は加工用治具パレット、Ｐａ〜Ｐｈは部
品（ワーク）、Ｓ１〜Ｓ９は第１〜第９の作業ステーシ
ョンである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の作業ステーションを繋ぐように設
   けられ、ワークを前段の作業ステーションから次段の作
   業ステーションへと順に搬送するためのコンベア装置
   と、 移動ロボットと、 この移動ロボットを制御するロボット制御手段とを備
   え、 前記ロボット制御手段は、前記複数の作業ステーション
   のうち、設定された作業ステーションに前記移動ロボッ
   トを移動させて所定の作業を実行させ、その後、設定さ
   れた次の作業ステーションに移動させて所定の作業を実
   行させることを繰り返すように構成されていることを特
   徴とする生産システム。
2. 【請求項２】 前記移動ロボットが移動する前記作業ス
   テーションには、前記コンベア装置により送られる前記
   ワークとは別のワークを供給するワーク供給部が設けら
   れ、前記移動ロボットは前記ワーク供給部が設けられた
   前記作業ステーションに移動したとき、前記ワーク供給
   部のワークを前記コンベア装置上の前記ワークに組み付
   ける作業を実行するように構成されていることを特徴と
   する請求項１記載の生産システム。
3. 【請求項３】 前記ワーク供給部を備えた前記作業ステ
   ーションのうちには、前記ワーク供給部が前記別のワー
   クを複数個収納したパレットを備えたものとして構成さ
   れた作業ステーションが存在し、その作業ステーション
   には、前記移動ロボットが前記パレット内の前記別のワ
   ークをピックして前記コンベア装置により送られる前記
   ワークに組み付ける作業を終了して当該作業ステーショ
   ンを離れるとき、前記パレット内に存在する前記別のワ
   ークの収納位置を示すデータを記録するための記録手段
   が設けられていることを特徴とする請求項２記載の生産
   システム。
4. 【請求項４】 前記移動ロボットは複数台設けられ、前
   記各移動ロボットは前記複数の作業ステーションのう
   ち、それぞれ予め定められた作業ステーションでの作業
   を分担するように構成され、前記各移動ロボットは、通
   常時は前記分担する作業ステーションを予め定められた
   順に移動し、前記コンベア装置および前記ワーク供給部
   を制御する主制御手段から移動先の指令が出力されたと
   きには、前記主制御手段により指令された作業ステーシ
   ョンに優先的に移動するように構成されていることを特
   徴とする請求項１記載の生産システム。