JP2005029391A - 作業支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光電センサに掛かるコストの大幅な削減を図るとともに、部品棚における部品格納箱の配置構成に自由度を持たせることで多品少量生産に好適な段取り替えを実現可能とした作業支援装置を提供すること。
【解決手段】 部品棚を（２）を、複数の部品格納箱を保持する格納箱保持体と、光電センサを保持するセンサ保持体とのセパレート構成とし、光電センサを、格納箱保持体の前方直近の所定２次元領域において遮光された位置の座標を検知可能なエリアセンサ（１００）とし、情報処理装置（１）には、格納箱保持体の複数の部品格納箱に対して、それぞれ対応する部品、格納箱の大きさ及び位置に関する情報を予め記憶し、前記情報と、エリアセンサを通じて検知された遮光位置座標とにより、いずれの部品に対応する格納箱に作業者の手が出し入れされたかを検知する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、製品の製造過程において、モニタ等を通じて作業者に組立手順や使用部品等を適宜教示する作業支援装置に係り、特に、部品格納箱が複数収容された部品棚からの部品の取り出しの実行確認を、光電センサを用いて各部品格納箱に出し入れされる作業者の手を検知することにより行うようにした作業支援装置に関する。

一般に、ＦＡ製造現場における作業者による製品の組立や加工、検査等は、専用の作業スペースで行われる。作業スペースには、通常、作業台と、部品格納箱が複数収容された部品棚、並びに治具格納箱が複数収容された治具棚とが配備されている。そして、各作業者には、各作業工程で必要な部品や治具、部品の取付態様等が文章や図により示されている作業指示書が配布され、作業者は、この作業指示書を頼りに作業を進めるのが常である。しかしながら、作業初心者にも解りやすい作業指示書の作成は容易ではなく、また、作業指示書を見ながらの作業では、熟練度や各個人の能力の差が作業速度に顕著に反映されるため、作業速度にばらつきが生じて生産ラインを停滞させる等の種々の問題がある。そこで、現場作業者の作業（イベント）を検知する各種センサやスイッチ、あるいはタイマ等からの入力に応じてモニタ等を通じて作業者に組立手順を適宜教示する作業支援装置（例えば特許文献１参照）や、複数の部品格納箱を用意しておき、その都度の作業に必要な部品が格納されている部品格納箱に設けたランプ等の表示装置を点灯し、かつ、作業者の持ち出した部品を各部品格納箱にそれぞれ設置された光電センサによって検出し、選択すべき部品格納箱以外から持ち出した場合には警告器を作動させるようにした作業支援装置（例えば特許文献２参照）が提案されている。

更に、上記の公知技術を組み合わせれば、モニタ等を通じて作業者に組立手順を適宜教示するとともに部品格納箱からの部品の取り出しの指示及び実行確認を可能とした作業支援装置とすることも可能である。
特開平１０−３０１４７２号公報 特開平５−４２４６１号公報

しかしながら、上述した光電センサを用いる作業支援装置にあっては、以下に掲げる問題が指摘されている。
（１） 各部品格納箱から部品が取出されたことを検知するための光電センサは、各部品格納箱に対して個々に設置されている。段取り替えに際しては、異なる部品に対応した部品格納箱を別途用意しておくか、部品格納箱の中の部品を入れ換える必要が生じるが、多品種少量生産を要求される現場にあっては、品種数に応じた多数の部品格納箱を用意することとなると、その数に応じた光電センサが必要となるため、コスト高となり、かつ配線に手間がかかるという問題がある。また、部品格納箱の中の部品を入れ換えることとなると、作業効率が低下し、加えて異種部品混入の危険性が高くなるという問題がある。
（２） さらに、多品種少量生産を要求される現場では、部品のサイズも多種多様であるため、本来であれば、様々なサイズの部品格納箱を用意するのが理想である。しかしながら、光電センサは各部品格納箱に対して個々に設置されるものであるため、様々なサイズの部品格納箱に対応した様々なサイズの光電センサを用意するとなると大幅なコスト高となる。このため、従来では、部品のサイズに拘わらず、同一サイズの部品格納箱を使用していた。すなわち、部品格納箱の配置構成に自由度を持たせることが困難であり、このことが段取り替えに不便さを生じさせていた。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光電センサに掛かるコストの大幅な削減を図るとともに、部品棚における部品格納箱の配置構成に自由度を持たせることで多品少量生産に好適な段取り替えを実現可能とした作業支援装置を提供することにある。

この発明のさらに他の目的乃至作用効果については、以下の明細書の記載を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。

本発明の作業支援装置は、部品取り出し口を前方に向けて部品格納箱が複数収容された部品棚と、情報処理装置とを有し、モニタや部品格納箱毎に対応して設置される表示灯を通じて作業者にそのとき必要な部品が格納された部品格納箱の位置を適宜教示すると共に、教示された部品格納箱からの部品の取り出しの実行確認を、光電センサを通じて各格納箱に出し入れされる作業者の手を検知することにより行うようにした作業支援装置を前提としている。

本発明の作業支援装置において、部品棚は、複数の部品格納箱を保持する格納箱保持体と、光電センサを保持するセンサ保持体とのセパレート構成とされる。

そして、光電センサとしては、格納箱保持体の前方直近の所定２次元領域において遮光された位置の座標を検知可能なエリアセンサが採用される。

加えて、情報処理装置には、格納箱保持体の複数の部品格納箱に対して、それぞれ対応する部品、格納箱の大きさ及び位置に関する情報が予め記憶される。

そして、前記情報と、エリアセンサを通じて検知された遮光位置座標とにより、いずれの部品に対応する格納箱に作業者の手が出し入れされたかを検知するものである。

本発明の作業支援装置によれば、光電センサとしてエリアセンサを採用したため、部品格納箱の個数及び個々のサイズに合わせて多数のセンサを用意する必要が無く、センサに掛かるコストを大幅に削減することができる。加えて、部品格納箱毎に光電センサを設置する必要がないため、様々な部品箱配置構成の部品棚を安価かつ容易に構成することができる。

更には、センサ保持体に組み合わされる予定の格納箱保持体に係る情報（複数の部品格納箱に対して、それぞれ対応する部品、格納箱の大きさ及び位置に関する情報）を予め情報処理装置に記憶しておくだけで、１体のセンサ保持体に対して、様々な部品箱配置構成の格納箱保持体を任意に組み合わせることができるから、部品棚における部品格納箱の配置構成に自由度を持たせることができる。

本発明の作業支援装置は以上のような構成であるから、例えば、異なるサイズ又は形状の２種以上の部品格納箱が異なる配置態様で収容された２種以上の格納箱保持体を用意しておくことができる。このようにすれば、多品種少量生産に好適な段取り替えを容易に実現することができる。尚、このような態様は、情報処理装置に、複数の格納箱保持体に係る情報を予め記憶しておくことで容易に実現される。

本発明において、好ましくは、エリアセンサは、センサ保持体の所定箇所に固定されており、格納箱保持体には、前記センサ保持体と組み合わされた状態において、前記エリアセンサの検知領域に対面する格納箱保持体の部位を変更するための位置可変機構が設けられている。

このように、エリアセンサを固定とすれば、部品取り出し領域を所定箇所に維持できるから、作業者は、立ち位置等を一定の範囲内に維持することができる。一方で、位置可変機構により、エリアセンサの検知領域に臨む格納箱を適宜変更できるから、エリアセンサの検知領域の広さに拘束されること無く、１体の格納箱保持体により多くの格納箱（部品種）を保持させることができる。

尚、『位置可変機構』を使用して、格納箱保持体をどのような方向に移動させるかは任意である。例えば、位置可変機構として、格納箱保持体の高さを可変とするリフト装置を採用することもできる。このような態様によれば、例えば、エリアセンサに対する格納箱保持体の位置を横方向に可変とする場合に比べると、狭い作業スペースであっても、より多くの部品を効率よく作業スペースに配置することができる。これは、一般に、作業スペースには、高さ方向に十分な空間があることを理由としている。

ここで、更に好ましくは、格納箱保持体には、高さ方向に複数のＲＦＩＤタグが一列に設けられており、センサ保持体には、ＲＦＩＤタグの読み取り装置が設けられており、情報処理装置は、前記ＩＤタグ読取装置で読み取られるＩＤタグ情報に基づいて、格納箱保持体の位置変更が適切に行われているか否かを判定するようにする。

尚、『ＲＦＩＤ』とは、Radio Frequency Identification Systemのことであり、非接触でタグに格納された情報を読み出し可能なものである。具体的には、オムロン社製のＶ６００シリーズを挙げることができる。

このような態様によれば、位置変更が適切に行われているかを自動確認することができる。

本発明において、好ましくは、情報処理装置は、作業過程において、格納箱保持体の位置変更タイミングをモニタ等を通じて作業者に通知するようにされる。このようにすれば、作業中に格納箱保持体を移動させる必要がある場合に、作業者は、格納箱保持体の位置変更タイミングを適切に知ることができる。

ここで、更に好ましくは、格納箱保持体には、作業者に部品箱を選択的に教示するめに各格納箱毎に対応して設置された複数の表示灯が設けられ、情報処理装置は、格納箱保持体の位置変更タイミングの到来と同時に、所定の表示灯を同時に点灯させることにより、エリアセンサの検知領域に対面させるべき格納箱保持体の部位を作業者に教示するようにされる。

尚、ここでいう『位置変更タイミング』は、作業工程を考慮して予め情報処理装置に記憶されたものである。また、『所定の表示灯を同時に点灯させる』とあるが、どの表示灯を選択的に点灯させるかは任意であり、要は、エリアセンサの検知領域に対面させるべき格納箱保持体の部位を作業者に教示できるものであればよい。一例としては、点灯されたＬＥＤをエリアセンサ本体の内枠に沿って合わせることで、エリアセンサの検知領域に、予定された格納箱保持体の部位が対面されるようにされたものを挙げることができる。

このような構成によれば、既設のＬＥＤ等の表示灯を利用して、エリアセンサに対する格納箱保持体の位置変更態様を作業者に教示することができるから、位置の設置ミスを防止することができる。また、別途、位置変更態様を教示するための手段を設けなくても良い。

以上の説明で明らかなように、本発明の作業支援装置によれば、光電センサに掛かるコストの大幅な削減が図られる。加えて、部品棚における部品格納箱の配置構成に自由度を持たせることができるから、多品少量生産に好適な段取り替えが実現される。

以下に、本発明に係る作業支援装置の好適な実施の一形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の実施の形態は本発明の一例を示すものに過ぎず、言うまでもなく、本発明の要旨は特許請求の範囲によってのみ規定されるものである。

本発明に係る作業支援装置の全体見取り図が図１に示されている。同図に示されるように、本実施形態の作業支援装置は、情報処理装置としてのパソコン１と、部品格納箱が複数収容された部品棚２と、治具格納箱が複数収容された治具棚３と、作業台４と、バーコードリーダ５とを有して構成される。この例では、作業台４の中央にパソコン１が配置され、この作業台４を挟んで２台の部品棚２ａ，２ｂが配置されている。また、治具棚３は、部品棚２ａの横に１台が配置されている。

部品棚２ａ、２ｂ、及び治具棚３の前面には、それぞれエリアセンサ１００ａ，１００ｂ，１００ｃが配置されている。これらエリアセンサ１００は、パソコン１に接続されており、各棚の前面の所定２次元領域において遮光された位置の座標を検知する。このエリアセンサは、複数の光軸を有する投光器と受光器（所謂ライトカーテン）が２組使用されて構成されている。より具体的には、この例では、水平方向の光軸を有する投受光器としてオムロン社製の『形Ｆ３ＺＮ−Ｓ０５１０Ｎ１５（検出幅５１０ｍｍ、光軸数３５本）が、垂直方向の光軸を有する投受光器として『形Ｆ３ＺＮ−Ｓ１４７０Ｎ１５（検出幅１４７０ｍｍ、光軸数９９本）が使用されている。従って、この例で示される２次元領域は、５１０ｍｍ×１４７０ｍｍの領域となる。

バーコードリーダ５は、パソコン１に接続されており、製造する製品毎に用意されたバーコード付きの作業指示書を読み取るために使用される。パソコン１は、読み取られたバーコード情報に基づき、データベースを検索し、製造する製品を特定すると共に、この製品の製造手順データを呼び出し、この製造手順データに従って、モニタや後述するＬＥＤを通じて、作業者に製造手順を教示する。

本実施形態の作業支援装置の構成図が図２に示されている。図１では図示されていないが、パソコン１には、下位装置としてのＰＬＣ６が接続されている。後述する各種機器とパソコン１との信号送受信は、このＰＬＣ６を介して実行される。

ＰＬＣ６には、デバイスネット（ＤｅｖｉｃｅＮｅｔ）を介して、無線ユニット７と、Ｉ／Ｏ８とが接続されている。無線ユニット７は、通信ラインにフレキシブル性を持たせるために設けられたものであり、部品棚２ａ、２ｂ、及び治具棚３にそれぞれ設けられている無線ユニット１０との無線通信を行うものである。

Ｉ／Ｏ８には、作業確認スイッチをはじめ、各種センサ、Ｉ／Ｏポートが接続される。作業確認スイッチは、各イベント（工程）が終了したことをパソコン１に通知するためのものであり、作業者がイベント完了毎に適宜押下する。

次いで、同図を参照して部品棚２ａ、２ｂ、及び治具棚３の構成について説明するが、これらの機器構成は、いずれも同様であるため、ここでは、部品棚２についてのみ説明する。

部品棚２は、エリアセンサ１００が所定箇所に取りつけられたセンサ保持体２１と、部品格納箱が複数収容された格納箱保持体２２とのセパレート構成とされている。尚、この例では、異なるサイズ又は形状の２種以上の部品格納箱が異なる配置態様で収容された２種以上の格納箱保持体が予め用意されており、センサ保持体２１に適宜組み合わせることができる。如何なるタイミングで、どの格納箱保持体をセンサ保持体２１に組み合わせるかに関する情報は、パソコン１のデータベースに予め保存されており、モニタを通じて作業者に適宜通知される。

センサ保持体２１の側には、先に説明した無線ユニット７と無線通信を行うための無線ユニット１０と、この無線ユニット１０とＩ／Ｏ１３を介してデバイスネットで接続されるエリアセンサ１００と、無線ユニット１０とデバイスネットで接続されるＲＦＩＤアンテナ１０２とが設けられている。ＲＦＩＤアンテナ１０２は、センサ保持体２１の所定箇所に取り付けられており（図３参照）、後述する格納箱保持体２２のＲＦＩＤタグに記録された情報を読み取り、パソコン１に通知するためのものである。

格納箱保持体２２には、種々の部品に対応した部品格納箱が複数収容されており、各部品格納箱に一対一で対応してＬＥＤ２２が設けられている（図３、図５参照）。各ＬＥＤは、パソコン１からの指示により点消灯されるものであり、点灯により、その都度の作業に必要な部品が格納されている部品格納箱を作業者に通知するために設けられている。尚、ＬＥＤ２２は、センサ保持体２１に格納箱保持体２２を組み合わせた状態で、センサ保持体２１の側に設けられたＩ／Ｏ１１とコネクタケーブルにより接続される。

また、格納箱保持体２２には、高さ方向に複数のＲＦＩＤタグ２０３が一列に設けられている（図３参照）。各ＲＦＩＤタグには、そのＲＦＩＤタグが取りつけられている格納箱保持体２２の識別情報（他の格納箱保持体との識別のための情報）と、その格納箱保持体における個別の位置情報が記録されている。情報処理装置１は、先に説明した格納箱保持体２２のＲＦＩＤアンテナ１０２を介して直近のＲＦＩＤタグ２０３に記録された情報を読み込むことにより、センサ保持体２１に適切な格納箱保持体が組み合わせられているか否かを判定するとともに、センサ保持体２１に対する格納箱保持体２２の高さ変更状態（図４を参照して後述するように、格納箱保持体２２は、センサ保持体２１に組み合わされた状態でリフター２０４により上下動可能とされている）の適正を判定する。

部品棚の構成の詳細が図３に示されている。同図に示されるように、部品棚は、センサ保持体２１に、適宜の格納箱保持体２２を組み合わせて構成される。

センサ保持体２１は、矢崎加工（株）製のイレクターパイプ１０１を骨組みとして作られており、予備作業台４０、エリアセンサ１００、ＲＦＩＤアンテナ１０２、及び移動用のキャスタ１０３が図３に示される態様で取りつけられている。

一方、格納箱保持体２２は、同様に矢崎加工（株）製のイレクターパイプ１０１を骨組みとして作られており、各種部品が格納される部品格納箱２００が複数個（同図に示される例では３６個）保持されている。各格納箱の前側（部品取り出し口側）直下のパイプ１０１には、それぞれＬＥＤ２０２が埋め込まれている（同図に示される例では格納箱の数と同様の合計３６個）。また、格納箱保持体２２の右側面には、先に説明したＲＦＩＤタグ２０３が、高さ方向に複数（同図に示される例では合計６つ）一列配置されている。

この格納箱保持体２２も、同様に、移動用のキャスタ２０５を有するのであるが、特徴的な点として、部品格納箱２００群とキャスタとの間には、リフター（トラスコ製ローリフター、形ＨＤＬ−Ｗ１０５８Ｊ）２０４が備えられている。この例では、図示されない操作スイッチにより、リフター２０４が上下に動作し、これにより、格納箱保持体２２の高さ調整が可能とされている。

リフターによる作用を図４を参照しつつ説明する。同図（ａ）は、図３に示した格納箱保持体２２を下降させたときの部品棚２の状態を示し、同図（ｂ）は、図３に示した格納箱保持体２２を上昇させたときの部品棚２の状態をそれぞれ示している。尚、符号Ｓで示されるのは、エリアセンサ１００の検知対象領域（所定２次元領域）である。

同図から明らかであるように、リフター２０４を動作させて、格納箱保持体２２の高さを調整することで、検知対象領域Ｓに臨む部品格納箱が変更される。同図（ａ）に示される状態では、上から４列目までの計２４個の部品格納箱が検知対象領域Ｓに臨んでおり、同図（ｂ）に示される状態では、下から４列目までの計２４個の部品格納箱が検知対象領域Ｓに臨んでいる。

このように、本実施形態では、リフター２０４により格納箱保持体２２の高さを変更可能とすることで、エリアセンサ１００の取りつけ位置で規定される部品取り出し領域を所定箇所に維持したまま、部品取り出し領域に臨む（部品取り出しが可能な）部品格納箱を適宜変更可能としている。このため、エリアセンサ１００の検知対象領域Ｓの広さに拘束されること無く、格納箱保持体２２に、より多くの部品格納箱（部品種）を保持させることができる。

尚、作業過程における格納箱保持体２２の高さ変更の実行タイミングおよび変更程度に関する情報は、パソコン１のデータベースに予め保存されており、実行タイミングはモニタを通じて作業者に適宜通知される。また、高さ変更の程度は、この例では、格納箱保持体２２の所定のＬＥＤを同時に点灯させることにより、エリアセンサ１００の検知対象領域Ｓに臨ませるべき格納箱群を作業者に教示する。より具体的には、点灯されたＬＥＤをエリアセンサ１００の内枠に沿って合わせることで、エリアセンサの検知対象領域Ｓに、予定された部品格納箱が臨むように予め設定されている。また、そのような高さ変更が正常に行われたか否かの確認は、その都度、ＲＦＩＤアンテナ１０２で直近のＲＦＩＤタグ２０３を読み込むことで行われる。すなわち、パソコン１には、高さ変更の実行タイミング毎に読み込まれるべきＲＦＩＤタグの情報（個別の位置情報）が予めデータベースに記憶されている。そして、高さ変更が正常に行われていないときは、再度高さ調整をするように促す所定通知がモニタを介して行われる。

ところで、もっぱら図３、図４で示した実施形態では、センサ保持体２１には、同一サイズの部品格納箱が複数収容された格納箱保持体２２を組み合わせる様子を示したが、先にも説明したように、この例では、異なるサイズ又は形状の２種以上の部品格納箱が異なる配置態様で収容された２種以上の格納箱保持体が予め用意されており、センサ保持体２１に適宜組み合わせることができる。

他の態様の格納箱保持体を組み合わせた部品棚の一例が図５に示されている。同図（ａ）は、他の態様の格納箱保持体２２の一例を、同図（ｂ）は、他の態様の格納箱保持体２２をセンサ保持体２１に組み合わせてなる部品棚の一例をそれぞれ示している。

同図（ａ）、（ｂ）に示されるように、センサ保持体２１には、異なるサイズ又は形状の２種以上の部品格納箱が混在して収容された格納箱保持体２２を組み合わせることができる。このような態様の格納箱保持体２２にあっても、各部品格納箱に一対一で対応してＬＥＤ２２が設けられている。また、格納箱保持体２２の右側面には、ＲＦＩＤタグ２０３が、高さ方向に複数（同図に示される例では合計６つ）が一列配置されており、リフター２０４を介して高さ変更が可能とされている。

次に、格納箱保持体における部品格納箱の配置態様の情報処理装置（パソコン１）への教示（記憶）方法を、図６並びに図７を参照して説明する。これまでの説明から明らかであるように、パソコン１には、格納箱保持体毎に、如何なるサイズの部品格納箱が如何なる態様で配置されているかを予め記憶させておく必要がある。

図６（ａ）に示されるように、情報処理装置（パソコン）１は、格納箱保持体を１５０個（垂直方向１０分割（縦インデックス番号“０”〜“９”）、水平方向１５分割（横インデックス番号“１”〜“Ｆ”））の最小分割マス（それぞれに番号が付されている）の集合体として認識している。すなわち、格納箱保持体における各部品格納箱の位置情報は、この最小分割マス番号に対応付けた情報として記憶されている。同図（ｂ）は、各マス番号と各部品格納箱とを対応付けるためにパソコン１のモニタに表示される部品格納箱割付ウィンドウの一例である。同図（ｂ）において、符号６１で示される欄には、対応する格納箱保持体の識別番号（“設定棚番”）が表示される。符号６２で示される欄は、ＲＦＩＤタグ情報入力欄であり、格納箱保持体の高さ変更のための位置合わせ情報が入力される。また、符号６３で示される１５０個の最小分割マスは、１個ずつがボタン化されており、マウス等の操作子を用いて何れかのボタンを選択し、対応する部品格納箱の識別番号を入力することで、各マス番号と各部品格納箱との対応付けが行われる。

各マス番号と各部品格納箱との対応付けの具体的一例を図７に示す。いま、同図（ａ）に示されるように、サイズが区々な１８個の部品格納箱を収容した格納箱保持体を用意したとする。この場合の各マス番号と各部品格納箱との対応付け、すなわち、部品格納箱割付ウィンドウにおける設定内容（各最小分割マスに入力される番号）は、同図（ｂ）に示されるようになる。このように、本実施形態においては、図６（ｂ）又は図７（ｂ）に示した部品格納箱割付ウィンドウを通じて、各マス番号と各部品格納箱との対応付けを行うことにより、格納箱保持体における部品格納箱の配置態様の情報処理装置（パソコン１）への教示が行われる。

次に、本発明に係る作業支援装置を用いた作業の実行手順を図８及び図９のフローチャートに示す。

作業を開始するに当たっては、まず、作業者がパソコン１の電源を投入し（ステップ８０１）、次に、システム（エリアセンサ１００等のパソコン１以外の機器）の電源を投入する（ステップ８０２）。電源が投入されたら、先ず、製造する製品毎に用意されたバーコード付きの作業指示書をバーコードリーダ５で読み込む（ステップ８０３）。これにより、パソコン１は、読み取られたバーコード情報に基づき、データベースを検索し、製造する製品を特定すると共に、この製品の製造手順データを呼び出す。

次いで、作業者は、その製品の製造個数、作業者名をバーコードリーダ５を介してパソコン１に入力する（ステップ８０４）。これを受けて、パソコン１は製造個数、作業者名を記憶する（ステップ８０５）。

次いで、治具のピッキング処理へと移行する（ステップ８０６）。この治具のピッキング処理の詳細が図１０のフローチャートにより示されている。治具のピッキング処理では、先ず、パソコン１が、モニタを通じて作業者に所定の治具をピッキングするように指示する。このとき、所定の治具が格納された治具格納箱に対応するＬＥＤが点灯される（ステップ１００１）。このＬＥＤを頼りに、作業者が、治具棚から治具をピッキングすると（ステップ１００２）、エリアセンサにより、検知対象エリアにおいて作業者の手により遮光された位置の座標が検知される（ステップ１００３）。パソコン１には、格納箱保持体の複数の治具格納箱に対して、それぞれ対応する治具、格納箱の大きさ及び位置に関する情報が予めデータベースに記憶されており、この情報と、ステップ１００３で検知された遮光位置座標とを照らし合わせ、指示通りの治具がピッキングされたか否かを判定する（ステップ１００４）。ここで、指示された治具以外の治具をピッキングしたと判定された場合には（ステップ１００４ＮＯ）、所定のブザーを鳴動させ、作業者に警告を促す（ステップ１００５）。

指示された通りの治具がピッキングされた場合には（ステップ１００４ＹＥＳ）、作業者に作業終了の旨を伝えるためのモニタ表示を行う（ステップ１００６）。これを受けて、作業者が作業確認スイッチを押下すると（ステップ１００７）、パソコン１は作業確認スイッチからの信号を確認し（ステップ１００８）、これをもって治具のピッキング処理が一旦終了される。尚、同フローチャートには示されていないが、ステップ１００１からステップ１００８までの一連の処理は、必要な治具が全て取り出されるまで繰り返し実行される。

治具のピッキング処理が終了すると、次いで、図９のフローチャートに示されるように、部品棚の段取り替え処理が実行される。この部品棚の段取り替え処理の詳細が図１１のフローチャートにより示されている。部品棚の段取り替え処理では、まず、センサ保持体に格納箱保持体が組み合わされた状態で、ＲＦＩＤアンテナを介して、直近のＲＦＩＤタグに記録された情報（ここでは、そのＲＦＩＤタグが取りつけられている格納箱保持体の識別情報）が読み込まれる（ステップ１１０１）。パソコン１は、読み込まれた識別情報が、予定されたものと一致しているか否かにより、センサ保持体に適切な格納箱保持体が組み合わせられているか否かを判定する（ステップ１１０２）。

ステップ１１０２において、センサ保持体に適切な格納箱保持体が組み合わせられていると判定された場合には（ステップ１１０２ＹＥＳ）、部品棚の段取り替え処理は一旦終了される。一方、センサ保持体に適切な格納箱保持体が組み合わせられていないと判定された場合には（ステップ１１０２ＮＯ）、パソコン１は、モニタを通じて作業者に更なる段取り替え（格納箱保持体の入れ替え）指示を出す（ステップ１１０３）。この場合には、作業者は、格納箱保持体を入れ替え（ステップ１１０４）、その格納箱保持体に取り付けられたＲＦＩＤタグの位置合わせ（いずれかのＲＦＩＤタグをＲＦＩＤアンテナに接近させる動作）を行うこととなる（ステップ１１０５）。尚、この位置合わせが行われた後には、再度、ステップ１１０１へと移行する。

図９のフローチャートに戻り、部品棚の段取り替え処理が終了すると、次いで、部品棚の昇降処理が行われる（ステップ９０２）。この部品棚の昇降処理の詳細が図１２のフローチャートにより示されている。部品棚の昇降処理では、まず、センサ保持体に格納箱保持体が組み合わされた状態で、ＲＦＩＤアンテナを介して、直近のＲＦＩＤタグに記録された情報（ここでは、格納箱保持体における個別の位置情報）が読み込まれる（ステップ１２０１）。パソコン１は、読み込まれた個別位置情報が予定されたものと一致しているか否かにより、格納箱保持体の高さ調整状態が予定されたものであるか否か、すなわち、エリアセンサの検知対象領域に、予定された部品格納箱が臨んでいるか否かを判定する（ステップ１２０２）。

ステップ１２０２において、予定された高さ調整状態にあると判定された場合には（ステップ１２０２ＹＥＳ）、部品棚の昇降処理は一旦終了される。一方、予定された高さ調整状態にないと判定された場合には（ステップ１２０２ＮＯ）、パソコン１は、格納箱保持体の所定のＬＥＤを同時に点灯させることにより、エリアセンサの検知対象領域Ｓに臨ませるべき格納箱群を作業者に教示する（ステップ１２０３）。これを受けて、作業者は、このとき点灯されている所定のＬＥＤがエリアセンサの内枠に合致するように、図示されない操作スイッチを操作して、リフターを動作させる（ステップ１２０４）。尚、このリフター動作が行われた後には、再度、ステップ１２０１へと移行する。

図９のフローチャートに戻り、部品棚の昇降処理が終了すると、次いで、取り出された治具と部品とを用いた製品の組立処理が行われる。この製品組立処理は、部品のピッキング処理（ステップ９０３）と組立作業処理（ステップ９０４）とが交互或いは繰り返し実行されることにより行われる。

部品のピッキング処理の詳細が図１３のフローチャートにより示されている。部品のピッキング処理では、先ず、パソコン１が、取り出すべき部品が格納された部品格納箱に対応するＬＥＤを点灯させる（ステップ１３０１）。このＬＥＤを頼りに、作業者が、部品棚から部品をピッキングすると（ステップ１３０２）、エリアセンサにより、検知対象エリアにおいて作業者の手により遮光された位置の座標が検知される（ステップ１３０３）。パソコン１には、格納箱保持体の複数の部品格納箱に対して、それぞれ対応する部品、格納箱の大きさ及び位置に関する情報が予めデータベースに記憶されており、この情報と、ステップ１３０３で検知された遮光位置座標とを照らし合わせ、指示通りの部品がピッキングされたか否かを判定する（ステップ１３０４）。ここで、指示された部品以外の部品をピッキングしたと判定された場合には（ステップ１３０４ＮＯ）、所定のブザーを鳴動させ、作業者に警告を促す（ステップ１３０５）。

一方、ステップ１３０４において、指示された通りの部品がピッキングされたと判定された場合には（ステップ１３０４ＹＥＳ）、先に点灯したＬＥＤを消灯し、引き続き、次の指示（新たな部品ピッキング処理（ステップ９０３）或いは組立作業処理（ステップ９０４））を実行する。

組立作業処理の詳細が図１４のフローチャートにより示されている。組み立て作業処理では、先ず、パソコン１が、モニタを通じて組立作業内容を文章や絵等により指示する（ステップ１４０１）。作業者は、この作業内容を見て、既に取り出されている治具と部品を用いて組立作業を行う（ステップ１４０２）。この作業内容に示されている組立作業が終了した場合には、作業者は、作業確認スイッチを押下することとなっている（ステップ１４０４）。作業確認スイッチが押下されると、パソコン１は、引き続き、次の指示（新たな組立作業処理（ステップ９０４）或いは部品ピッキング処理（ステップ９０３））を実行する（ステップ１４０４）。

図９のフローチャートに戻り、部品ピッキング処理（ステップ９０３）と組立作業処理（ステップ９０４）とからなる製品の組立処理は、製品の数量がステップ８０４で指示された数量に達するまで繰り返し実行される（ステップ９０５ＮＯ，ステップ９０３ＯＲステップ９０４）。製品の数量がステップ８０４で指定された数量に達したときには（ステップ９０５ＹＥＳ）、モニタを通じて作業終了の旨が作業者に通知される。これをもって、一連の作業支援は終了する。

以上説明した実施の形態によれば、光電センサとしてエリアセンサが採用されているため、従来の作業支援装置にように、部品格納箱の個数及び個々のサイズに合わせて多数のセンサを用意する必要が無く、センサに掛かるコストを大幅に削減することができる。加えて、部品格納箱毎に光電センサを設置する必要がないため、様々な部品箱配置構成の部品棚を安価かつ容易に構成することができる。

更には、センサ保持体に組み合わされる予定の格納箱保持体に係る情報（複数の部品格納箱に対して、それぞれ対応する部品、格納箱の大きさ及び位置に関する情報）を予め情報処理装置に記憶しておくだけで、１体のセンサ保持体に対して、様々な部品箱配置構成の格納箱保持体を任意に組み合わせることができるから、部品棚における部品格納箱の配置構成に自由度を持たせることができる。

尚、上述の説明では、もっぱら部品棚における段取り替えの内容を示したが、治具棚においても同様に説明することができる。

本発明に係る作業支援装置の全体見取り図である。 本発明に係る作業支援装置の構成図である。 部品棚の構成を示す図である。 リフターによる作業を説明するための図である。 他の態様の格納箱保持体を組み合わせた部品棚の一例を示す図である。 格納箱保持体における部品格納箱の配置態様を情報処理装置への教示方法を説明するための図（その１）である。 格納箱保持体における部品格納箱の配置態様を情報処理装置への教示方法を説明するための図（その２）である。 本発明に係る作業支援装置を用いた作業の実行手順を示すフローチャート（その１）である。 本発明に係る作業支援装置を用いた作業の実行手順を示すフローチャート（その２）である。 治具のピッキング処理の詳細を示すフローチャートである。 部品棚の段取り替え処理の詳細を示すフローチャートである。 部品棚の昇降処理の詳細を示すフローチャートである。 部品のピッキング処理の詳細を示すフローチャートである。 組立作業の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１ パソコン（情報処理装置）
２ 部品棚
３ 治具棚
４ 作業台
５ バーコードリーダ
６ ＰＬＣ
７ 無線通信ユニット
８ Ｉ／Ｏ
９ 作業確認スイッチ
１０ 無線にユニット
１１ Ｉ／Ｏ
１２ ＬＥＤ
１３ Ｉ／Ｏ
２１ センサ保持体
２２ 格納箱保持体
４０ 予備作業台
１００ エリアセンサ
１０１ パイプ
１０２ ＲＦＩＤアンテナ
１０３ キャスタ
２０１ パイプ
２０２ ＬＥＤ
２０３ ＲＦＩＤタグ
２０４ リフター
２０５ キャスタ

Claims (8)

1. 部品取り出し口を前方に向けて部品格納箱が複数収容された部品棚と、情報処理装置とを有し、モニタや部品格納箱毎に対応して設置される表示灯を通じて作業者にそのとき必要な部品が格納された部品格納箱の位置を適宜教示すると共に、教示された部品格納箱からの部品の取り出しの実行確認を、光電センサを通じて各格納箱に出し入れされる作業者の手を検知することにより行うようにした作業支援装置であって、
   前記部品棚は、複数の部品格納箱を保持する格納箱保持体と、光電センサを保持するセンサ保持体とのセパレート構成とされ、
   前記光電センサは、格納箱保持体の前方直近の所定２次元領域において遮光された位置の座標を検知可能なエリアセンサであり、
   前記情報処理装置には、格納箱保持体の複数の部品格納箱に対して、それぞれ対応する部品、格納箱の大きさ及び位置に関する情報が予め記憶されており、
   前記情報と、エリアセンサを通じて検知された遮光位置座標とにより、いずれの部品に対応する格納箱に作業者の手が出し入れされたかを検知するようにした作業支援装置。
2. 異なるサイズ又は形状の２種以上の部品格納箱が、異なる配置態様で収容された２種以上の格納箱保持体が用意されている、ことを特徴とする請求項１に記載の作業支援装置。
3. 情報処理装置には、複数の格納箱保持体に係る情報が記憶されている、ことを特徴とする請求項１に記載の作業支援装置。
4. エリアセンサは、センサ保持体の所定箇所に固定されており、
   格納箱保持体には、前記センサ保持体と組み合わされた状態において、前記エリアセンサの検知領域に対面する格納箱保持体の部位を変更するための位置可変機構が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の作業支援装置。
5. 位置可変機構として、格納箱保持体の高さを可変とするリフト装置を採用したことを特徴とする請求項４に記載の作業支援装置。
6. 情報処理装置は、作業過程において、格納箱保持体の位置変更タイミングをモニタ等を通じて作業者に通知する、ことを特徴とする請求項４に記載の作業支援装置。
7. 格納箱保持体には、作業者に部品箱を選択的に教示するめに各格納箱毎に対応して設置された複数の表示灯を有し、
   情報処理装置は、格納箱保持体の位置変更タイミングの到来と同時に、所定の表示灯を同時に点灯させることにより、エリアセンサの検知領域に対面させるべき格納箱保持体の部位を作業者に教示する、ことを特徴とする請求項６に記載の作業支援装置。
8. 格納箱保持体には、高さ方向に複数のＲＦＩＤタグが一列に設けられており、
   センサ保持体には、ＲＦＩＤタグの読み取り装置が設けられており、
   情報処理装置は、前記ＩＤタグ読取装置で読み取られるＩＤタグ情報に基づいて、格納箱保持体の位置変更が適切に行われているか否かを判定する、ことを特徴とする請求項５に記載の作業支援装置。

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