JP2006065653A - ロボット加工ラインシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ロボット生産ラインにおけるティーチング負荷及びコストの低減を図る。
【解決手段】複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１ロボットＲ１、第２ロボットＲ２と、第１加工機であるアーク溶接機Ａ１が、１つのユニットをなし、同様に配置された２以上のユニットを含む２以上のロボット加工ラインを有し、１つのロボット加工ラインでティーチングされたデータを、他のロボット加工ラインに転送することにより、他のロボット加工ラインを動作させること。
【選択図】 図１
【解決手段】複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１ロボットＲ１、第２ロボットＲ２と、第１加工機であるアーク溶接機Ａ１が、１つのユニットをなし、同様に配置された２以上のユニットを含む２以上のロボット加工ラインを有し、１つのロボット加工ラインでティーチングされたデータを、他のロボット加工ラインに転送することにより、他のロボット加工ラインを動作させること。
【選択図】 図１
Description
この発明は、複数のロボットと、複数の加工機を用いて、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムに関するものである。
近年、工業的な生産ラインにおいて、産業用ロボットを使うケースは多くなってきており、ワークの移載や、部品の組付け、穴あけ、ネジ締め、溶接、といった加工分野においても積極的に利用されている。これらのロボットは、単軸であり単に多点位置決めできるだけのものから、多軸の水平多関節ロボットや垂直多関ロボットなど複雑な動きをするものまで様々だが、それぞれ専用のコントローラからの指令によって各作業を行うため、汎用性が高く、ティーチング次第で色々な場面で使用でき、繰り返し高精度作業を得意とし、また特殊なものになると劣悪環境下においても使用が可能であるので、更に多くの分野での利用が期待されている。
また、人件費削減による設備効率化の流れに伴って、複数のロボットを同時に扱うというケースも増えている。
工業的な生産ラインにおいて、１つのラインに複数のロボットを用いて部品の組み付け、加工などを行うことは現在一般的に行われている。
これら複数のロボットを生産ラインに用いる場合は、製作段階において、ロボットごとにプログラムを作成し、ロボットごとにティーチングを行う必要がある。これらのプログラミングやティーチングは、作業の内容や、ロボットと設備の相対関係によってそれぞれ異なってくるためである。これは、各ロボットに全く同じ作業をさせる設備でも同様で、各ロボットの有する各コントローラにプログラムとティーチングデータをそれぞれ入力してやる必要がある。
また、これらのプログラミングやティーチングは、最終的な設備の動作確認をしながら決定してやる必要があるため、ロボットの付帯設備が完成してから、現場にて行わなければならないという制約がある。このため、作業が終了するまで生産設備を稼動させる事はできない。また、ロボットコントローラはロボット１台に１つであるため、殆どの作業は並行して行う事ができず、また少人数で行う必要があるため、多大な時間と工数が必要となる。また、そのティーチングの作業者は、プログラムを作成することができ、ティーチングを行える能力が必要であるため、誰でも良いという訳には行かず、さらに、作業者の能力によってそのプログラムやティーチングにバラつきが出てしまい、製品に影響を及ぼすといったことが問題になっていた。
工業的な生産ラインにおいて、１つのラインに複数のロボットを用いて部品の組み付け、加工などを行うことは現在一般的に行われている。
これら複数のロボットを生産ラインに用いる場合は、製作段階において、ロボットごとにプログラムを作成し、ロボットごとにティーチングを行う必要がある。これらのプログラミングやティーチングは、作業の内容や、ロボットと設備の相対関係によってそれぞれ異なってくるためである。これは、各ロボットに全く同じ作業をさせる設備でも同様で、各ロボットの有する各コントローラにプログラムとティーチングデータをそれぞれ入力してやる必要がある。
また、これらのプログラミングやティーチングは、最終的な設備の動作確認をしながら決定してやる必要があるため、ロボットの付帯設備が完成してから、現場にて行わなければならないという制約がある。このため、作業が終了するまで生産設備を稼動させる事はできない。また、ロボットコントローラはロボット１台に１つであるため、殆どの作業は並行して行う事ができず、また少人数で行う必要があるため、多大な時間と工数が必要となる。また、そのティーチングの作業者は、プログラムを作成することができ、ティーチングを行える能力が必要であるため、誰でも良いという訳には行かず、さらに、作業者の能力によってそのプログラムやティーチングにバラつきが出てしまい、製品に影響を及ぼすといったことが問題になっていた。
そういった点を踏まえて、プログラミングの手間と、ティーチングにかかる負担を減らすような試みもなされている。
一例を挙げると、特許文献１に開示されるような、単軸ロボットを複数組み合わせ多軸のロボットであるような動きをさせる場合である。
この例では、１つのマスターコントローラと１以上のスレイブコントローラを組み合わせて、コントローラ間で情報を授受しながら、２以上の単軸ロボットを制御し、詳しくは、第１単軸目のロボットの制御をマスターコントローラが、第２単軸目以降のロボットをスレイブコントローラが制御する構成である。これによって、２以上の単軸ロボットが、あたかも２以上の軸を持つ１つのロボットのような動きを行うことを可能としている。この方法によれば、マスターコントローラのみにプログラムとティーチングポイントを入力すればよく、マスターコントローラにアクセスすることで、マスターコントローラ及びすべてのスレイブコントローラの情報参照や、変更等の管理が可能となり、制御管理の効率を向上できる。
一例を挙げると、特許文献１に開示されるような、単軸ロボットを複数組み合わせ多軸のロボットであるような動きをさせる場合である。
この例では、１つのマスターコントローラと１以上のスレイブコントローラを組み合わせて、コントローラ間で情報を授受しながら、２以上の単軸ロボットを制御し、詳しくは、第１単軸目のロボットの制御をマスターコントローラが、第２単軸目以降のロボットをスレイブコントローラが制御する構成である。これによって、２以上の単軸ロボットが、あたかも２以上の軸を持つ１つのロボットのような動きを行うことを可能としている。この方法によれば、マスターコントローラのみにプログラムとティーチングポイントを入力すればよく、マスターコントローラにアクセスすることで、マスターコントローラ及びすべてのスレイブコントローラの情報参照や、変更等の管理が可能となり、制御管理の効率を向上できる。
上記の方法は、多軸ロボットを複数制御する場合にも応用されており、例えば溶接のラインでは、第１、第２ロボットを１組で用い、可搬重量の大きな第１のロボットにワークを持たせて、第２のロボットで溶接を行い、同期して動くことによってより複雑な動き、溶接加工を可能にしているといった特許文献２のようなものも見られる。
この特許文献２に開示されている溶接ロボットの制御方法では、１つの制御装置で、２つのロボットを、教示点と溶接速度に応じて、その教示点間を所定数に分割して速度と距離を計算して同時に駆動するといった方法で、同期運転を実現している。これによって、複数の補完点における制御データを計算して、ロボットを同期させ駆動するので、細かく教示をする必要が無く、教示点の数を少なくすることができ、教示データを入力する教示点を減らすことが可能である。また、１つのコントローラにて第１、第２の２つのロボットを制御することが可能であるので、複数のプログラムを作って、それぞれのティーチングを個別に行わなければならないという手間が省ける。
この特許文献２に開示されている溶接ロボットの制御方法では、１つの制御装置で、２つのロボットを、教示点と溶接速度に応じて、その教示点間を所定数に分割して速度と距離を計算して同時に駆動するといった方法で、同期運転を実現している。これによって、複数の補完点における制御データを計算して、ロボットを同期させ駆動するので、細かく教示をする必要が無く、教示点の数を少なくすることができ、教示データを入力する教示点を減らすことが可能である。また、１つのコントローラにて第１、第２の２つのロボットを制御することが可能であるので、複数のプログラムを作って、それぞれのティーチングを個別に行わなければならないという手間が省ける。
また、ティーチング負荷を減らすといった観点から、近年は特許文献３のような手法もとられている。
特許文献３では、オフライン教示装置を使用する方法が開示されており、コンピュータシステム上に構築された生産ラインあるいはロボットのモデルにより教示を行い、完成したプログラムをロボットにダウンロードするものである。この方法によれば、特に並列する複数の生産ラインに設置された複数台のロボットに同一作業を教示する場合には、一度のティーチングで済む為に教示時間は短縮される。
特開２０００−１１２５１２号公報
特開平５−２１０４０７号公報
特開平５−１２７７２０号公報
特許文献３では、オフライン教示装置を使用する方法が開示されており、コンピュータシステム上に構築された生産ラインあるいはロボットのモデルにより教示を行い、完成したプログラムをロボットにダウンロードするものである。この方法によれば、特に並列する複数の生産ラインに設置された複数台のロボットに同一作業を教示する場合には、一度のティーチングで済む為に教示時間は短縮される。
しかしながら、従来技術においては、以下のような問題があった。
まず、特許文献１及び特許文献２に開示された発明では、１つのロボットコントローラで複数のロボットを動作させる事が可能ではあるが、１つの作業をやらせるためには、必ずそれに対応したプログラムの作成と、ティーチングを行う必要がある。全く同じ設備が複数あったとしても、それぞれのロボットコントローラにそれぞれプログラムの入力と、それぞれのティーチングが必要となる。また、ロボットの動作は設備との相対関係に左右されるために、設備が完成してから作業者が現場でロボットにプログラムを入力し、ティーチングを行うといった手間は不可避である。また、設備の移転をする場合には、作業者が設備と一緒に現地に行って、試運転を行いながらティーチングを修正するといったケースも多く、多くの工数を必要とする。
つまり、複数のロボットとそれらを制御する１つのロボットコントローラのセットが複数ある場合、１つの作業をやらせるために必ず対応したプログラムの作成と、ティーチングをそれぞれのロボットコントローラに対して行わなければならないという点が問題となる。
まず、特許文献１及び特許文献２に開示された発明では、１つのロボットコントローラで複数のロボットを動作させる事が可能ではあるが、１つの作業をやらせるためには、必ずそれに対応したプログラムの作成と、ティーチングを行う必要がある。全く同じ設備が複数あったとしても、それぞれのロボットコントローラにそれぞれプログラムの入力と、それぞれのティーチングが必要となる。また、ロボットの動作は設備との相対関係に左右されるために、設備が完成してから作業者が現場でロボットにプログラムを入力し、ティーチングを行うといった手間は不可避である。また、設備の移転をする場合には、作業者が設備と一緒に現地に行って、試運転を行いながらティーチングを修正するといったケースも多く、多くの工数を必要とする。
つまり、複数のロボットとそれらを制御する１つのロボットコントローラのセットが複数ある場合、１つの作業をやらせるために必ず対応したプログラムの作成と、ティーチングをそれぞれのロボットコントローラに対して行わなければならないという点が問題となる。
また、特許文献３に開示された発明では、複数台のロボットに同一作業を教示する場合には、その効果を発揮するが、事前に関連する設備の全ての条件を決定し、シミュレーションデータとしてシミュレータに入力しておく必要があり、膨大な工数がかかる上に、ロボットの作業の多様性ゆえに、シミュレータを専用にカスタマイズする必要がある場合が多く、コストが高く付いてしまう。また製作途中において、設備の設計変更、特にロボットの動きに関わる変更があった場合は、その都度シミュレータのデータも修正をしなければならないという問題がある。
つまり、シミュレータによって、現地工数を削減可能であるが、シミュレータ自身のデータ設定に多くの工数を必要とするという点が問題となる。
つまり、シミュレータによって、現地工数を削減可能であるが、シミュレータ自身のデータ設定に多くの工数を必要とするという点が問題となる。
これら特許文献１乃至特許文献３の課題の共通点は、何れも依然としてティーチングの負荷が大きい点にあり、これは、ロボット加工ラインシステムそのものの、基本的課題である。
この基本的課題は、ロボットを用いた設備のロボットのティーチングをする作業者は、ロボットのプログラムを理解し、かつ設備の動きを十分に理解していなければ、精度の良いティーチングが行えない、という部分が主な原因である。
ティーチングの良し悪しは、そのラインで生産される製品に影響してしまうこともある為、海外に設備を移管した場合などは、ティーチング用の作業者も、現地に出張して、現地でのティーチングを行うケースが殆どである。このため、作業効率の面においても、コストの面においても、問題となっていた。特に、近年では複数の同一の生産ラインを海外拠点に持ち、モデルチェンジよって短期間にその設備の内容を変えたい、といった要求も多くなってきているが、作業者を海外拠点全てに順番に派遣し、修正を行う手間をかける事は期間的にもコスト的にも非現実的である。また、ロボットの動作は、ロボットの付帯設備との相対位置関係に左右されるため、特許文献３のような方法でティーチングデータを作成したとしても、特に精密な作業をさせる場合は、実際に設備を動かしながら再度ティーチングの修正が必要となる場合が多い。最近は海外工場にも同一生産ラインがあるケースも増えているため、ティーチングの修正だけを行う場合でも、精度が必要であればティーチング作業者が現地に行って作業を行わなければならず、その工数とコストが問題視されている。
つまり、ティーチング作業はある程度の能力が要求されるため、作業者が限定されるという問題がある。
この基本的課題は、ロボットを用いた設備のロボットのティーチングをする作業者は、ロボットのプログラムを理解し、かつ設備の動きを十分に理解していなければ、精度の良いティーチングが行えない、という部分が主な原因である。
ティーチングの良し悪しは、そのラインで生産される製品に影響してしまうこともある為、海外に設備を移管した場合などは、ティーチング用の作業者も、現地に出張して、現地でのティーチングを行うケースが殆どである。このため、作業効率の面においても、コストの面においても、問題となっていた。特に、近年では複数の同一の生産ラインを海外拠点に持ち、モデルチェンジよって短期間にその設備の内容を変えたい、といった要求も多くなってきているが、作業者を海外拠点全てに順番に派遣し、修正を行う手間をかける事は期間的にもコスト的にも非現実的である。また、ロボットの動作は、ロボットの付帯設備との相対位置関係に左右されるため、特許文献３のような方法でティーチングデータを作成したとしても、特に精密な作業をさせる場合は、実際に設備を動かしながら再度ティーチングの修正が必要となる場合が多い。最近は海外工場にも同一生産ラインがあるケースも増えているため、ティーチングの修正だけを行う場合でも、精度が必要であればティーチング作業者が現地に行って作業を行わなければならず、その工数とコストが問題視されている。
つまり、ティーチング作業はある程度の能力が要求されるため、作業者が限定されるという問題がある。
さらに、特許文献１乃至特許文献３に示されるような従来技術では、上記の問題の他にも、これまで未解決となっていた以下のような問題がある。
まず、作業の多様化に伴い、１台のロボットで複数の作業を行わせたい場合、当然、ロボットコントローラ内に、そのロボットの行う作業の全てのプログラムと、ティーチングデータを保有する必要がある。例えば、ロボット生産ラインを多品種に対応するために、ツールチェンジャを装備して、異なる作業を連続的に行う場合、少数の段取り替えでもワークや設備との干渉や相対関係の変化から、多くのティーチングデータを必要とする場合等、同時に複数のデータを必要としないにもかかわらず、ロボットコントローラ内に多くのデータを必要とする。すると、必然的にロボットコントローラの記憶容量も大きなものが必要となり、無駄が多い。更に、この作業を複数のロボットで分担して行う場合は、同じデータであるにもかかわらず、複数のロボットのロボットコントローラそれぞれが、それぞれのデータを保有する必要があるため、無駄に記憶容量を必要とする結果になる。
つまり、複数の異なる作業を１台のロボットに行わせる生産ラインが複数ある場合には、全てのプログラムとティーチングデータを各ロボットコントローラ内に保持する必要があり、多くの記憶容量を無駄に必要とするという問題がある。
まず、作業の多様化に伴い、１台のロボットで複数の作業を行わせたい場合、当然、ロボットコントローラ内に、そのロボットの行う作業の全てのプログラムと、ティーチングデータを保有する必要がある。例えば、ロボット生産ラインを多品種に対応するために、ツールチェンジャを装備して、異なる作業を連続的に行う場合、少数の段取り替えでもワークや設備との干渉や相対関係の変化から、多くのティーチングデータを必要とする場合等、同時に複数のデータを必要としないにもかかわらず、ロボットコントローラ内に多くのデータを必要とする。すると、必然的にロボットコントローラの記憶容量も大きなものが必要となり、無駄が多い。更に、この作業を複数のロボットで分担して行う場合は、同じデータであるにもかかわらず、複数のロボットのロボットコントローラそれぞれが、それぞれのデータを保有する必要があるため、無駄に記憶容量を必要とする結果になる。
つまり、複数の異なる作業を１台のロボットに行わせる生産ラインが複数ある場合には、全てのプログラムとティーチングデータを各ロボットコントローラ内に保持する必要があり、多くの記憶容量を無駄に必要とするという問題がある。
以上に記載した従来技術の問題点を整理すると、以下のようになる。
（１）ティーチング作業はある程度の能力が要求されるため、作業者が限定され、完成した設備を動かしながらティーチング及び、プログラムの作成又は修正、を行う必要があるため膨大な工数が必要となる問題がある。
（２）複数の異なる作業を１台のロボットに行わせるラインが複数ある場合には、全てのプログラムとティーチングデータを各ロボットコントローラ内に保持する必要があり、多くの記憶容量を無駄に必要となる問題がある。
（１）ティーチング作業はある程度の能力が要求されるため、作業者が限定され、完成した設備を動かしながらティーチング及び、プログラムの作成又は修正、を行う必要があるため膨大な工数が必要となる問題がある。
（２）複数の異なる作業を１台のロボットに行わせるラインが複数ある場合には、全てのプログラムとティーチングデータを各ロボットコントローラ内に保持する必要があり、多くの記憶容量を無駄に必要となる問題がある。
上記の問題点を解決するために、本発明のロボット加工ラインシステムは次の構成を有している。
（１）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２ロボットと、第１加工機が、１つのユニットをなし、同様に配置された２以上のユニットを含む２以上のロボット加工ラインを有し、１つのロボット加工ラインでティーチングされたプログラムを、他のロボット加工ラインに転送することにより、他のロボット加工ラインを動作させることを特徴とする。
（２）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２、第３ロボットが、等間隔で配置され、各ロボットの中間位置に第１、第２、第３加工機が配置され、次に製造する部品の情報に基づき複数の加工要素に分解し、各加工要素のプログラムとポイントデータを読みだし、ロボットの稼働状況により、非稼動状態のロボットを２台選択し、選択してロボットに対して、前記プログラムと前記ポイントデータを転送することを特徴とする。
（３）（２）に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、第４ロボットが、前記第２及び第３ロボットと等間隔で配置され、前記第４ロボットと、前記第２ロボットとの中間位置に、第４加工機が配置され、前記第４ロボットと、前記第３ロボットとの中間位置に、第５加工機が配置されることを特徴とする。
（４）（２）に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、前記加工機が、固定のアーク溶接機であることを特徴とする。
（５）（４）に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、選択された２台のロボットの各々が、異なるワークを保持し、前記アーク溶接機で、異なるワーク同士を接合することを特徴とする。
（６）（２）に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、前記ロボットに必要なデータを保管する１つのホストプログラムサーバと、次に製造する部品の情報に基づき複数の加工要素に分解し、各加工要素の前記プログラムを選択して前記ホストプログラムサーバに指示し、前記プログラムと前記ポイントデータを、前記ロボットに対して転送させる１つの生産指示サーバを有することを特徴とする。
（１）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２ロボットと、第１加工機が、１つのユニットをなし、同様に配置された２以上のユニットを含む２以上のロボット加工ラインを有し、１つのロボット加工ラインでティーチングされたプログラムを、他のロボット加工ラインに転送することにより、他のロボット加工ラインを動作させることを特徴とする。
（２）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２、第３ロボットが、等間隔で配置され、各ロボットの中間位置に第１、第２、第３加工機が配置され、次に製造する部品の情報に基づき複数の加工要素に分解し、各加工要素のプログラムとポイントデータを読みだし、ロボットの稼働状況により、非稼動状態のロボットを２台選択し、選択してロボットに対して、前記プログラムと前記ポイントデータを転送することを特徴とする。
（３）（２）に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、第４ロボットが、前記第２及び第３ロボットと等間隔で配置され、前記第４ロボットと、前記第２ロボットとの中間位置に、第４加工機が配置され、前記第４ロボットと、前記第３ロボットとの中間位置に、第５加工機が配置されることを特徴とする。
（４）（２）に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、前記加工機が、固定のアーク溶接機であることを特徴とする。
（５）（４）に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、選択された２台のロボットの各々が、異なるワークを保持し、前記アーク溶接機で、異なるワーク同士を接合することを特徴とする。
（６）（２）に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、前記ロボットに必要なデータを保管する１つのホストプログラムサーバと、次に製造する部品の情報に基づき複数の加工要素に分解し、各加工要素の前記プログラムを選択して前記ホストプログラムサーバに指示し、前記プログラムと前記ポイントデータを、前記ロボットに対して転送させる１つの生産指示サーバを有することを特徴とする。
上記構成を有するロボット加工ラインシステムの作用効果について説明する。
本発明のロボット加工ラインシステムにおいては、
（１）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２ロボットと、第１加工機が、１つのユニットをなし、同様に配置された２以上のユニットを含む２以上のロボット加工ラインを有し、１つのロボット加工ラインでティーチングされたデータを、他のロボット加工ラインに転送することにより、他のロボット加工ラインを動作させることを特徴とするので、プログラミングやティーチングを行うためには１つのユニットだけで足り、システム全体を必要としない。よって、プログラミング及びティーチング負荷の軽減が実現し、現場工数の削減を図ることが出来る。さらにこの事は、国内工場にロボット加工ラインがあり海外工場に同様のロボット加工ラインを持っている場合に効果が高く、国内で修正したプログラム等を海外に転送するだけで、プログラム等の手直しや、品種変更等を行えるという優れた効果を奏する。
（２）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２、第３ロボットが、等間隔で配置され、各ロボットの中間位置に第１、第２、第３加工機が配置され、次に製造する部品の情報に基づき複数の加工要素に分解し、各加工要素のプログラムとポイントデータを読みだし、ロボットの稼働状況により、非稼動状態のロボットを２台選択し、選択したロボットに対して、前記プログラムと前記ポイントデータを転送することを特徴とするので、各ロボットを制御するロボットコントローラが、必要とする全ての情報を保持する必要が無いほか、ロボットコントローラの記憶容量を削減する事が可能であり、設備コストを抑える事ができ、選択的にプログラムを共有できる事で、非稼動状態のロボット２台を選択し稼動するため、どれか１つのロボットにトラブルが発生した場合にもライン全体を止めるような事がないという優れた効果を奏する。
本発明のロボット加工ラインシステムにおいては、
（１）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２ロボットと、第１加工機が、１つのユニットをなし、同様に配置された２以上のユニットを含む２以上のロボット加工ラインを有し、１つのロボット加工ラインでティーチングされたデータを、他のロボット加工ラインに転送することにより、他のロボット加工ラインを動作させることを特徴とするので、プログラミングやティーチングを行うためには１つのユニットだけで足り、システム全体を必要としない。よって、プログラミング及びティーチング負荷の軽減が実現し、現場工数の削減を図ることが出来る。さらにこの事は、国内工場にロボット加工ラインがあり海外工場に同様のロボット加工ラインを持っている場合に効果が高く、国内で修正したプログラム等を海外に転送するだけで、プログラム等の手直しや、品種変更等を行えるという優れた効果を奏する。
（２）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２、第３ロボットが、等間隔で配置され、各ロボットの中間位置に第１、第２、第３加工機が配置され、次に製造する部品の情報に基づき複数の加工要素に分解し、各加工要素のプログラムとポイントデータを読みだし、ロボットの稼働状況により、非稼動状態のロボットを２台選択し、選択したロボットに対して、前記プログラムと前記ポイントデータを転送することを特徴とするので、各ロボットを制御するロボットコントローラが、必要とする全ての情報を保持する必要が無いほか、ロボットコントローラの記憶容量を削減する事が可能であり、設備コストを抑える事ができ、選択的にプログラムを共有できる事で、非稼動状態のロボット２台を選択し稼動するため、どれか１つのロボットにトラブルが発生した場合にもライン全体を止めるような事がないという優れた効果を奏する。
本発明に係るロボット加工ラインシステムについて、具体化した形態をあげ、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本ロボット加工ラインシステムにおける、ブロック図である。本システムは、部品の種類を決定して生産指示を出す上位生産指示と、プログラムを選択し、呼び出す働きをする生産指示サーバＳ１と、プログラムを保管し、生産指示サーバＳ１の指示に従いプログラムを出力するホストプログラムサーバＳ２と、実際に作業を行う垂直多関節６軸ロボット（以下、単にロボットと称する）、ロボットコントローラ、溶接機等が並んでいる溶接ラインＬ１とからなり、それぞれがネットワークによって接続されている。
まず、上位生産指示より降りてきた生産指示が、生産指示サーバＳ１に入力されると、生産指示サーバＳ１は、１）溶接要素に分解、２）溶接ラインＬ１の空きロボットを把握、３）ロボットにプログラミングパッケージを割り当て、４）溶接ラインの空きロボットにプログラムを転送するように、ホストプログラムサーバＳ２に指示、という処理を行う。
次に、ホストプログラムサーバＳ２は、生産指示サーバＳ１から受け取った指令を基に、内部に保存するロボットのプログラムやティーチングデータ等を含んだプログラムデータＰＲ１１、プログラムデータＰＲ３１他の中から、必要なプログラム、及びティーチングデータ等を溶接ラインＬ１の非稼動状態の１組のロボットのコントローラに転送する。例えば、ロボットコントローラＣ１にプログラムデータＰＲ１１を、ロボットコントローラＣ２にプログラムデータＰＲ３１を転送する。
そして、指令とプログラムやティーチングデータ等といったプログラムデータＰＲ１１他を受け取ったロボットコントローラＣ１、及びロボットコントローラＣ２は、それぞれのロボットに作業を開始させる。
図１は本ロボット加工ラインシステムにおける、ブロック図である。本システムは、部品の種類を決定して生産指示を出す上位生産指示と、プログラムを選択し、呼び出す働きをする生産指示サーバＳ１と、プログラムを保管し、生産指示サーバＳ１の指示に従いプログラムを出力するホストプログラムサーバＳ２と、実際に作業を行う垂直多関節６軸ロボット（以下、単にロボットと称する）、ロボットコントローラ、溶接機等が並んでいる溶接ラインＬ１とからなり、それぞれがネットワークによって接続されている。
まず、上位生産指示より降りてきた生産指示が、生産指示サーバＳ１に入力されると、生産指示サーバＳ１は、１）溶接要素に分解、２）溶接ラインＬ１の空きロボットを把握、３）ロボットにプログラミングパッケージを割り当て、４）溶接ラインの空きロボットにプログラムを転送するように、ホストプログラムサーバＳ２に指示、という処理を行う。
次に、ホストプログラムサーバＳ２は、生産指示サーバＳ１から受け取った指令を基に、内部に保存するロボットのプログラムやティーチングデータ等を含んだプログラムデータＰＲ１１、プログラムデータＰＲ３１他の中から、必要なプログラム、及びティーチングデータ等を溶接ラインＬ１の非稼動状態の１組のロボットのコントローラに転送する。例えば、ロボットコントローラＣ１にプログラムデータＰＲ１１を、ロボットコントローラＣ２にプログラムデータＰＲ３１を転送する。
そして、指令とプログラムやティーチングデータ等といったプログラムデータＰＲ１１他を受け取ったロボットコントローラＣ１、及びロボットコントローラＣ２は、それぞれのロボットに作業を開始させる。
次に、溶接ラインＬ１を構成するロボットと、溶接機について説明する。図２は本ロボット加工ラインシステムのレイアウトであり、第１、第２、第３ロボットの位置関係が正三角形を成し、隣り合うロボットがワークを支持し合って、溶接できるような距離となるように、ロボットＲ１乃至ロボットＲ７が配置されている。これらのロボットは、ボディＰ１１等の部品がチャックできるような、ハンドを各自供えている。また、アーク溶接機Ａ１１乃至アーク溶接機Ａ２１は、第１、第２ロボットの中間位置に来るように配置されている。本実施例では２台のロボットと、１台のアーク溶接機が１つのユニットとして扱われるが、システムの性格上、隣のユニットとロボットが重複する事を妨げない。つまり、第１のユニットがロボットＲ１とアーク溶接機Ａ１１とロボットＲ２で構成されるとすると、第２のユニットがロボットＲ１とアーク溶接機Ａ１２とロボットＲ３で構成される。なお、それぞれのロボットＲ１乃至ロボットＲ７は個々にロボットコントローラＣ１乃至ロボットコントローラＣ７を備えている。
具体的には、ロボットＲ１と、ロボットＲ２と、ロボットＲ３は正３角形を成すように配置され、ロボットＲ４は、ロボットＲ３と、ロボットＲ２と正３角形を成すように配置され、ロボットＲ５は、ロボットＲ４と、ロボットＲ３と正３角形を成すように配置され、ロボットＲ６は、ロボットＲ５と、ロボットＲ４と正３角形を成すように配置され、ロボットＲ７は、ロボットＲ６と、ロボットＲ５と正３角形を成すように配置される。
この際、全てのロボット同士の距離が等しくなることが重要であるため、例えば、ロボットを固定するためのベースは機械加工によって削りだし、３次元的な相対位置が決まるように固定をしてピンを打って固定する等の作業が必要である。しかし、実際の加工誤差分は当然発生するので、ワークをチャックするハンドは、ある程度の誤差吸収機構を持って設計されているものとする。
具体的には、ロボットＲ１と、ロボットＲ２と、ロボットＲ３は正３角形を成すように配置され、ロボットＲ４は、ロボットＲ３と、ロボットＲ２と正３角形を成すように配置され、ロボットＲ５は、ロボットＲ４と、ロボットＲ３と正３角形を成すように配置され、ロボットＲ６は、ロボットＲ５と、ロボットＲ４と正３角形を成すように配置され、ロボットＲ７は、ロボットＲ６と、ロボットＲ５と正３角形を成すように配置される。
この際、全てのロボット同士の距離が等しくなることが重要であるため、例えば、ロボットを固定するためのベースは機械加工によって削りだし、３次元的な相対位置が決まるように固定をしてピンを打って固定する等の作業が必要である。しかし、実際の加工誤差分は当然発生するので、ワークをチャックするハンドは、ある程度の誤差吸収機構を持って設計されているものとする。
また、ロボットＲ１と、ロボットＲ２の中間位置には、アーク溶接機Ａ１１が配置され、ロボットＲ１と、ロボットＲ３の中間位置には、アーク溶接機Ａ１２が配置され、ロボットＲ２と、ロボットＲ３の中間位置には、アーク溶接機Ａ１３が配置され、ロボットＲ２と、ロボットＲ４の中間位置には、アーク溶接機Ａ１４が配置され、ロボットＲ３と、ロボットＲ４の中間位置には、アーク溶接機Ａ１５が配置され、ロボットＲ３と、ロボットＲ６の中間位置には、アーク溶接機Ａ１６が配置され、ロボットＲ４と、ロボットＲ５の中間位置には、アーク溶接機Ａ１７が配置され、ロボットＲ４と、ロボットＲ６の中間位置には、アーク溶接機Ａ１８が配置され、ロボットＲ５と、ロボットＲ６の中間位置には、アーク溶接機Ａ１９が配置され、ロボットＲ５と、ロボットＲ７の中間位置には、アーク溶接機Ａ２０が配置され、ロボットＲ６と、ロボットＲ７の中間位置には、アーク溶接機Ａ２１が配置される。このアーク溶接機の設置位置についても、溶接部位が２台のロボットの間であって、各ロボットとの距離が等しい位置に設置されている。なお、アーク溶接機の設置位置はロボットとロボットの中間位置に無くても、全てのユニット単位で見て、同じ位置関係に設置されていれば良いが、ロボットの稼動範囲等の問題を考えると、中間位置に設置したほうが有利である。
このように設置されている各ロボットと各アーク溶接機は、図１で示したホストプログラムサーバＳ２からロボットコントローラにプログラム等を受け取り、生産指示サーバＳ１から指示を受け取って、作業を開始する。
このように設置されている各ロボットと各アーク溶接機は、図１で示したホストプログラムサーバＳ２からロボットコントローラにプログラム等を受け取り、生産指示サーバＳ１から指示を受け取って、作業を開始する。
図３は本ロボット加工ラインシステムにおいて、溶接を行うワークと、その溶接部位、ビードの形状等を示したものである。アッシーＰ１０、アッシーＰ２０は、ボディＰ１１、リブＰ１２、フタＰ１３、とボディＰ２１、リブＰ２２、フタＰ２３からなり、アッシーＰ１０の溶接部位は、溶接部位Ｗ１１乃至Ｗ１４、アッシーＰ２０の溶接部位は、溶接部位Ｗ２１乃至Ｗ２４である。なお、各溶接部位の溶接条件は、あらかじめ溶接機に設定されており、適宜選択される。
アッシーＰ１０は、ボディＰ１１とリブＰ１２が溶接部位Ｗ１１と溶接部位Ｗ１２で溶接され、また、ボディＰ１１とフタＰ１３は溶接部位Ｗ１３と溶接部位Ｗ１４で溶接され、一体の部品となっている。
アッシーＰ２０は、ボディＰ２１とリブＰ２２が溶接部位Ｗ２１と溶接部位Ｗ２２で溶接され、また、ボディＰ２１とフタＰ２３は溶接部位Ｗ２３と溶接部位Ｗ２４で溶接され、一体の部品となっている。
アッシーＰ１０は、ボディＰ１１とリブＰ１２が溶接部位Ｗ１１と溶接部位Ｗ１２で溶接され、また、ボディＰ１１とフタＰ１３は溶接部位Ｗ１３と溶接部位Ｗ１４で溶接され、一体の部品となっている。
アッシーＰ２０は、ボディＰ２１とリブＰ２２が溶接部位Ｗ２１と溶接部位Ｗ２２で溶接され、また、ボディＰ２１とフタＰ２３は溶接部位Ｗ２３と溶接部位Ｗ２４で溶接され、一体の部品となっている。
そして、これらのシステムの運用を表したのが、図４のシステムフローである。
縦列は作業しているロボットを現し、ロボットＲ１乃至ロボットＲ７の作業内容を、横列はステップを示し、１４ステップ分の作業を表す。ただし、１ステップは行う作業の単位を表しており、時間が同一というわけではない。
まず、図４の時間の経過に従い、ロボットの作業を説明する。説明の都合上、第１ワーク、第２ワーク、第３ワークの３つを製作する流れとする。
（ステップ１）
ロボットＲ１は、第１ワークの部品であるリブＰ１２をチャックし、作業の対になるロボットＲ３は、第１ワークの部品であるボディＰ１１をチャックする。その後、ロボットＲ１は、第１ワークの部品であるリブＰ１２を、ロボットＲ３は、第１ワークの部品であるボディＰ１１を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
（ステップ２）
アーク溶接機Ａ１２が、ロボットＲ１及びロボットＲ３に支持された、第１ワークの部品であるボディＰ１１と第１ワークの部品であるリブＰ１２との溶接部位Ｗ１１を溶接する。溶接後、ロボットＲ１は、第１ワークの部品であるリブＰ１２を放す。ロボットＲ３は、第１ワークの部品であるリブＰ１２が溶接された状態のボディＰ１１を保持する。
縦列は作業しているロボットを現し、ロボットＲ１乃至ロボットＲ７の作業内容を、横列はステップを示し、１４ステップ分の作業を表す。ただし、１ステップは行う作業の単位を表しており、時間が同一というわけではない。
まず、図４の時間の経過に従い、ロボットの作業を説明する。説明の都合上、第１ワーク、第２ワーク、第３ワークの３つを製作する流れとする。
（ステップ１）
ロボットＲ１は、第１ワークの部品であるリブＰ１２をチャックし、作業の対になるロボットＲ３は、第１ワークの部品であるボディＰ１１をチャックする。その後、ロボットＲ１は、第１ワークの部品であるリブＰ１２を、ロボットＲ３は、第１ワークの部品であるボディＰ１１を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
（ステップ２）
アーク溶接機Ａ１２が、ロボットＲ１及びロボットＲ３に支持された、第１ワークの部品であるボディＰ１１と第１ワークの部品であるリブＰ１２との溶接部位Ｗ１１を溶接する。溶接後、ロボットＲ１は、第１ワークの部品であるリブＰ１２を放す。ロボットＲ３は、第１ワークの部品であるリブＰ１２が溶接された状態のボディＰ１１を保持する。
（ステップ３）
ロボットＲ１は、第２ワークの部品であるリブＰ２２をチャックし、作業の対になるロボットＲ２は、第２ワークの部品であるボディＰ２１をチャックする。その後、ロボットＲ１は第２ワークの部品であるリブＰ２２を、ロボットＲ２は第２ワークの部品であるボディＰ２１を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
ロボットＲ３は、第１ワークの部品であるリブＰ１２が溶接された状態のボディＰ１１を保持している。
（ステップ４）
アーク溶接機Ａ１１が、ロボットＲ１及びロボットＲ２に支持された、第２ワークの部品であるボディＰ２１と、第２ワークの部品であるリブＰ２２との溶接部位Ｗ２１を溶接する。溶接後、ロボットＲ１は、第２ワークの部品であるリブＰ２２を放す。ロボットＲ２は、第２ワークの部品であるリブＰ２２が溶接された状態のボディＰ２１を保持する。
また、アーク溶接機Ａ１２が、ロボットＲ３に支持された第１ワークの部品であるボディＰ１１と第１ワークの部品であるリブＰ１２の溶接部位Ｗ１２を溶接する。この時点で、第１ワークの部品であるボディＰ１１とリブＰ１２の溶接は完了する。
ロボットＲ１は、第２ワークの部品であるリブＰ２２をチャックし、作業の対になるロボットＲ２は、第２ワークの部品であるボディＰ２１をチャックする。その後、ロボットＲ１は第２ワークの部品であるリブＰ２２を、ロボットＲ２は第２ワークの部品であるボディＰ２１を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
ロボットＲ３は、第１ワークの部品であるリブＰ１２が溶接された状態のボディＰ１１を保持している。
（ステップ４）
アーク溶接機Ａ１１が、ロボットＲ１及びロボットＲ２に支持された、第２ワークの部品であるボディＰ２１と、第２ワークの部品であるリブＰ２２との溶接部位Ｗ２１を溶接する。溶接後、ロボットＲ１は、第２ワークの部品であるリブＰ２２を放す。ロボットＲ２は、第２ワークの部品であるリブＰ２２が溶接された状態のボディＰ２１を保持する。
また、アーク溶接機Ａ１２が、ロボットＲ３に支持された第１ワークの部品であるボディＰ１１と第１ワークの部品であるリブＰ１２の溶接部位Ｗ１２を溶接する。この時点で、第１ワークの部品であるボディＰ１１とリブＰ１２の溶接は完了する。
（ステップ５）
ロボットＲ２は、第２ワークの部品であるリブＰ２２が溶接された状態のボディＰ２１を保持している。
ロボットＲ５が、ロボットＲ３から、第１ワークの部品であるリブＰ１２の溶接されたボディＰ１１を受け取る。また、作業の対になるロボットＲ６が第１ワークの部品であるフタＰ１３をチャックする。その後、ロボットＲ５は第１ワークの部品であるリブＰ１２の溶接されたボディＰ１１を、ロボットＲ３は第１ワークの部品であるフタＰ１３を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
（ステップ６）
ロボットＲ１は、第３ワークの部品であるボディＰ２１をチャックし、作業の対になるロボットＲ３は第３ワークの部品であるリブＰ２２をチャックする。その後、ロボットＲ１は第３ワークの部品であるボディＰ２１を、ロボットＲ３は第３ワークの部品であるリブＰ２２を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
また、アーク溶接機Ａ１１が、ロボットＲ２に支持された第２ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２との溶接部位Ｗ２２を溶接する。この時点で、第２ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２の溶接は完了する。
また、アーク溶接機Ａ１９が、ロボットＲ５及びロボットＲ６に支持された、第１ワークの部品であるリブＰ１２が溶接されたボディＰ１１と、第１ワークの部品であるフタＰ１３との溶接部位Ｗ１３で溶接する。溶接後、ロボットＲ５は第１ワークの部品であるリブＰ１２の溶接されたボディＰ１１を放す。ロボットＲ６は第１ワークの部品であるボディＰ１１とリブＰ１２とが溶接されたフタＰ１３を保持する。
ロボットＲ２は、第２ワークの部品であるリブＰ２２が溶接された状態のボディＰ２１を保持している。
ロボットＲ５が、ロボットＲ３から、第１ワークの部品であるリブＰ１２の溶接されたボディＰ１１を受け取る。また、作業の対になるロボットＲ６が第１ワークの部品であるフタＰ１３をチャックする。その後、ロボットＲ５は第１ワークの部品であるリブＰ１２の溶接されたボディＰ１１を、ロボットＲ３は第１ワークの部品であるフタＰ１３を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
（ステップ６）
ロボットＲ１は、第３ワークの部品であるボディＰ２１をチャックし、作業の対になるロボットＲ３は第３ワークの部品であるリブＰ２２をチャックする。その後、ロボットＲ１は第３ワークの部品であるボディＰ２１を、ロボットＲ３は第３ワークの部品であるリブＰ２２を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
また、アーク溶接機Ａ１１が、ロボットＲ２に支持された第２ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２との溶接部位Ｗ２２を溶接する。この時点で、第２ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２の溶接は完了する。
また、アーク溶接機Ａ１９が、ロボットＲ５及びロボットＲ６に支持された、第１ワークの部品であるリブＰ１２が溶接されたボディＰ１１と、第１ワークの部品であるフタＰ１３との溶接部位Ｗ１３で溶接する。溶接後、ロボットＲ５は第１ワークの部品であるリブＰ１２の溶接されたボディＰ１１を放す。ロボットＲ６は第１ワークの部品であるボディＰ１１とリブＰ１２とが溶接されたフタＰ１３を保持する。
（ステップ７）
ロボットＲ４は、ロボットＲ２から、第３ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ２１を受け取る。また、作業の対になるロボットＲ５が第３ワークの部品であるフタＰ２３をチャックする。その後、ロボットＲ４は第３ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ１１を、ロボットＲ５は第３ワークの部品であるフタＰ２３を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
また、アーク溶接機Ａ１２が、ロボットＲ１及びロボットＲ３に支持された第３ワークの部品であるリブＰ２２と第３ワークの部品であるボディＰ２１の溶接部位Ｗ２１を溶接する。溶接後、ロボットＲ１は第３ワークの部品であるリブＰ２２を放す。ロボットＲ３は第３ワークの部品であるリブＰ２２が溶接されたボディＰ２１を保持する。
ロボットＲ６は第１ワークの部品であるボディＰ１１とリブＰ１２とが溶接されたフタＰ１３を保持している。
（ステップ８）
ロボットＲ３は第３ワークの部品であるリブＰ２２が溶接されたボディＰ２１を保持している。
アーク溶接機Ａ１７が、ロボットＲ４及びロボットＲ５に支持された、第２ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ２１と、第２ワークの部品であるフタＰ２３の溶接部位Ｗ２３を溶接する。溶接後、ロボットＲ５は、第２ワークの部品であるフタＰ２３を放す。ロボットＲ４は、第２ワークの部品であるボディＰ２１とフタＰ２３の溶接された状態のリブＰ２２を保持する。
アーク溶接機Ａ１９が、ロボットＲ６に支持された第１ワークの部品であるフタＰ１３と第１ワークの部品であるリブＰ１２が溶接されたボディＰ１１の溶接部位Ｗ１４を溶接する。この時点で第１ワークの部品であるボディＰ１１とリブＰ１２とフタＰ１３の溶接は完了し、第１ワークであるアッシーＰ１０が完成する。
ロボットＲ４は、ロボットＲ２から、第３ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ２１を受け取る。また、作業の対になるロボットＲ５が第３ワークの部品であるフタＰ２３をチャックする。その後、ロボットＲ４は第３ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ１１を、ロボットＲ５は第３ワークの部品であるフタＰ２３を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
また、アーク溶接機Ａ１２が、ロボットＲ１及びロボットＲ３に支持された第３ワークの部品であるリブＰ２２と第３ワークの部品であるボディＰ２１の溶接部位Ｗ２１を溶接する。溶接後、ロボットＲ１は第３ワークの部品であるリブＰ２２を放す。ロボットＲ３は第３ワークの部品であるリブＰ２２が溶接されたボディＰ２１を保持する。
ロボットＲ６は第１ワークの部品であるボディＰ１１とリブＰ１２とが溶接されたフタＰ１３を保持している。
（ステップ８）
ロボットＲ３は第３ワークの部品であるリブＰ２２が溶接されたボディＰ２１を保持している。
アーク溶接機Ａ１７が、ロボットＲ４及びロボットＲ５に支持された、第２ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ２１と、第２ワークの部品であるフタＰ２３の溶接部位Ｗ２３を溶接する。溶接後、ロボットＲ５は、第２ワークの部品であるフタＰ２３を放す。ロボットＲ４は、第２ワークの部品であるボディＰ２１とフタＰ２３の溶接された状態のリブＰ２２を保持する。
アーク溶接機Ａ１９が、ロボットＲ６に支持された第１ワークの部品であるフタＰ１３と第１ワークの部品であるリブＰ１２が溶接されたボディＰ１１の溶接部位Ｗ１４を溶接する。この時点で第１ワークの部品であるボディＰ１１とリブＰ１２とフタＰ１３の溶接は完了し、第１ワークであるアッシーＰ１０が完成する。
（ステップ９）
アーク溶接機Ａ１２が、ロボットＲ３に支持された第３ワークの部品であるリブＰ２２と第３ワークの部品であるボディＰ２１の溶接部位Ｗ２２を溶接する。この時点で、第３ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２の溶接は完了する。
ロボットＲ４は、第２ワークの部品であるボディＰ２１とフタＰ２３の溶接された状態のリブＰ２２を保持している。
ロボットＲ６は完成した第１ワークであるアッシーＰ１０を放す。
（ステップ１０）
アーク溶接機Ａ１７が、ロボットＲ４に支持された、第２ワークの部品であるフタＰ２３と第２ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ２１との溶接部位Ｗ２４を溶接する。この時点で第２ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２とフタＰ２３の溶接は完了し、第２ワークであるアッシーＰ２０が完成する。
ロボットＲ５が、ロボットＲ３から、第３ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ２１を受け取る。また、作業の対になるロボットＲ７が第３ワークの部品であるフタＰ２３をチャックする。その後、ロボットＲ５は第３ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ２１を、ロボットＲ７は第３ワークの部品であるフタＰ２３を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
アーク溶接機Ａ１２が、ロボットＲ３に支持された第３ワークの部品であるリブＰ２２と第３ワークの部品であるボディＰ２１の溶接部位Ｗ２２を溶接する。この時点で、第３ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２の溶接は完了する。
ロボットＲ４は、第２ワークの部品であるボディＰ２１とフタＰ２３の溶接された状態のリブＰ２２を保持している。
ロボットＲ６は完成した第１ワークであるアッシーＰ１０を放す。
（ステップ１０）
アーク溶接機Ａ１７が、ロボットＲ４に支持された、第２ワークの部品であるフタＰ２３と第２ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ２１との溶接部位Ｗ２４を溶接する。この時点で第２ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２とフタＰ２３の溶接は完了し、第２ワークであるアッシーＰ２０が完成する。
ロボットＲ５が、ロボットＲ３から、第３ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ２１を受け取る。また、作業の対になるロボットＲ７が第３ワークの部品であるフタＰ２３をチャックする。その後、ロボットＲ５は第３ワークの部品であるリブＰ２２の溶接されたボディＰ２１を、ロボットＲ７は第３ワークの部品であるフタＰ２３を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
（ステップ１１）
ロボットＲ４は完成した第２ワークであるアッシーＰ２０を放す。
アーク溶接機Ａ２０が、ロボットＲ５及びロボットＲ７に支持された、第３ワークの部品であるボディＰ２１の溶接されたリブＰ２２と、第３ワークの部品であるフタＰ２３との溶接部位Ｗ２３を溶接する。溶接後、ロボットＲ５は、第３ワークの部品であるボディＰ２１の溶接されたリブＰ２２を放す。ロボットＲ７は、第３ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２が溶接されたフタＰ２３を保持する。
（ステップ１２）
ロボットＲ７は、第３ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２が溶接されたフタＰ２３を保持している。
ロボットＲ４は完成した第２ワークであるアッシーＰ２０を放す。
アーク溶接機Ａ２０が、ロボットＲ５及びロボットＲ７に支持された、第３ワークの部品であるボディＰ２１の溶接されたリブＰ２２と、第３ワークの部品であるフタＰ２３との溶接部位Ｗ２３を溶接する。溶接後、ロボットＲ５は、第３ワークの部品であるボディＰ２１の溶接されたリブＰ２２を放す。ロボットＲ７は、第３ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２が溶接されたフタＰ２３を保持する。
（ステップ１２）
ロボットＲ７は、第３ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２が溶接されたフタＰ２３を保持している。
（ステップ１３）
アーク溶接機Ａ２１が、ロボットＲ７に支持された、第３ワークの部品であるリブＰ２２が溶接されたボディＰ２１と、第３ワークの部品であるフタＰ２３の溶接部位Ｗ２４を溶接する。この時点で第３ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２とフタＰ２３の溶接は完了し、第３ワークであるアッシーＰ２０が完成する。
（ステップ１４）
ロボットＲ７は完成した第３ワークであるアッシーＰ２０を放す。
以上、第１ワーク乃至第３ワークの製作の流れを追ったが、実際にはステップ１１から第４ワーク、ステップ１３から第５ワークの製作を開始する事が可能で、作業をしていないペアになるロボットに、継続的に作業を進める事が可能である。
なお、溶接について、各部位の溶接は、アーク溶接機固定でロボットがワークを保持しながら動く事を想定しているが、ロボットは保持したまま動かず、アーク溶接機側が動く事を妨げない。
アーク溶接機Ａ２１が、ロボットＲ７に支持された、第３ワークの部品であるリブＰ２２が溶接されたボディＰ２１と、第３ワークの部品であるフタＰ２３の溶接部位Ｗ２４を溶接する。この時点で第３ワークの部品であるボディＰ２１とリブＰ２２とフタＰ２３の溶接は完了し、第３ワークであるアッシーＰ２０が完成する。
（ステップ１４）
ロボットＲ７は完成した第３ワークであるアッシーＰ２０を放す。
以上、第１ワーク乃至第３ワークの製作の流れを追ったが、実際にはステップ１１から第４ワーク、ステップ１３から第５ワークの製作を開始する事が可能で、作業をしていないペアになるロボットに、継続的に作業を進める事が可能である。
なお、溶接について、各部位の溶接は、アーク溶接機固定でロボットがワークを保持しながら動く事を想定しているが、ロボットは保持したまま動かず、アーク溶接機側が動く事を妨げない。
上記までのような流れでワークが製作されるので、次に、第１ワークのみに着目して製作の流れを説明する。
例えば、第１ワークがアッシーＰ１０であったとする。まず、上位生産指示より、アッシーＰ１０を生産するように、生産指示サーバＳ１に指示が下る。生産指示サーバＳ１は、非稼動状態のロボットのペア、ロボットＲ１とロボットＲ３を確認すると、アッシーＰ１０を溶接要素に分解し、ホストプログラムサーバＳ２にアッシーＰ１０を製作するためのプログラムデータＰＲ１１、プログラムデータＰＲ１３、プログラムデータＰＲ２２、プログラムデータＰＲ２４等を、溶接ラインＬ１のロボットコントローラＣ１とロボットコントローラＣ３に送るように指示を出す。また、アーク溶接機Ａ１２にも指示を出す。
溶接ラインＬ１のロボットＲ１とロボットＲ２が、生産指示サーバＳ１からアッシーＰ１０を製作するように指示を受け、ホストプログラムサーバＳ２から各コントローラに各プログラムが転送されると、まず、ステップ１で、ロボットＲ１は、リブＰ１２をチャックし、作業の対になるロボットＲ３は、ボディＰ１１をチャックする。その後、ロボットＲ１はリブＰ１２を、ロボットＲ３はボディＰ１１を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
例えば、第１ワークがアッシーＰ１０であったとする。まず、上位生産指示より、アッシーＰ１０を生産するように、生産指示サーバＳ１に指示が下る。生産指示サーバＳ１は、非稼動状態のロボットのペア、ロボットＲ１とロボットＲ３を確認すると、アッシーＰ１０を溶接要素に分解し、ホストプログラムサーバＳ２にアッシーＰ１０を製作するためのプログラムデータＰＲ１１、プログラムデータＰＲ１３、プログラムデータＰＲ２２、プログラムデータＰＲ２４等を、溶接ラインＬ１のロボットコントローラＣ１とロボットコントローラＣ３に送るように指示を出す。また、アーク溶接機Ａ１２にも指示を出す。
溶接ラインＬ１のロボットＲ１とロボットＲ２が、生産指示サーバＳ１からアッシーＰ１０を製作するように指示を受け、ホストプログラムサーバＳ２から各コントローラに各プログラムが転送されると、まず、ステップ１で、ロボットＲ１は、リブＰ１２をチャックし、作業の対になるロボットＲ３は、ボディＰ１１をチャックする。その後、ロボットＲ１はリブＰ１２を、ロボットＲ３はボディＰ１１を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
次に、ステップ２で、アーク溶接機Ａ１２が、ロボットＲ１及びロボットＲ３に支持された、ボディＰ１１とリブＰ１２との溶接部位Ｗ１１を溶接する。溶接後、ロボットＲ１は、リブＰ１２を放す。ロボットＲ３は、リブＰ１２が溶接された状態のボディＰ１１を保持する。
次に、ステップ３を経てステップ４で、アーク溶接機Ａ１２が、ロボットＲ３に支持されたボディＰ１１とリブＰ１２の溶接部位Ｗ１２を溶接する。この時点で、ボディＰ１１とリブＰ１２の溶接は完了する。
この溶接完了を受けて、生産指示サーバＳ１は、別に非稼動状態のロボットのペアを探し、非稼動状態のロボットＲ５とロボットＲ６に、ホストプログラムサーバＳ２から、アッシーＰ１０を製作するためのプログラムデータＰＲ１２、プログラムデータＰＲ２１等を溶接ラインＬ１のロボットコントローラＣ５と、ロボットコントローラＣ６に送るように指示を出す。またアーク溶接機Ａ１９にも指示を出す。
次に、ステップ５で、ロボットＲ５が、ロボットＲ３から、リブＰ１２の溶接されたボディＰ１１を受け取る。また、作業の対になるロボットＲ６がフタＰ１３をチャックする。その後、ロボットＲ５はリブＰ１２の溶接されたボディＰ１１を、ロボットＲ３はフタＰ１３を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
次に、ステップ３を経てステップ４で、アーク溶接機Ａ１２が、ロボットＲ３に支持されたボディＰ１１とリブＰ１２の溶接部位Ｗ１２を溶接する。この時点で、ボディＰ１１とリブＰ１２の溶接は完了する。
この溶接完了を受けて、生産指示サーバＳ１は、別に非稼動状態のロボットのペアを探し、非稼動状態のロボットＲ５とロボットＲ６に、ホストプログラムサーバＳ２から、アッシーＰ１０を製作するためのプログラムデータＰＲ１２、プログラムデータＰＲ２１等を溶接ラインＬ１のロボットコントローラＣ５と、ロボットコントローラＣ６に送るように指示を出す。またアーク溶接機Ａ１９にも指示を出す。
次に、ステップ５で、ロボットＲ５が、ロボットＲ３から、リブＰ１２の溶接されたボディＰ１１を受け取る。また、作業の対になるロボットＲ６がフタＰ１３をチャックする。その後、ロボットＲ５はリブＰ１２の溶接されたボディＰ１１を、ロボットＲ３はフタＰ１３を所定の位置に持っていき、溶接すべき姿勢で保持する。
次に、ステップ６で、アーク溶接機Ａ１９が、ロボットＲ５及びロボットＲ６に支持された、リブＰ１２が溶接されたボディＰ１１と、フタＰ１３との溶接部位Ｗ１３で溶接する。溶接後、ロボットＲ５はリブＰ１２の溶接されたボディＰ１１を放す。ロボットＲ６はボディＰ１１とリブＰ１２とが溶接されたフタＰ１３を保持する。
次に、ステップ７を経てステップ８で、アーク溶接機Ａ１９が、ロボットＲ６に支持されたフタＰ１３とリブＰ１２が溶接されたボディＰ１１の溶接部位Ｗ１４を溶接する。この時点でボディＰ１１とリブＰ１２とフタＰ１３の溶接は完了し、アッシーＰ１０が完成する。
最後に、ステップ９で、ロボットＲ６は完成した第１ワークであるアッシーＰ１０を放す。
次に、ステップ７を経てステップ８で、アーク溶接機Ａ１９が、ロボットＲ６に支持されたフタＰ１３とリブＰ１２が溶接されたボディＰ１１の溶接部位Ｗ１４を溶接する。この時点でボディＰ１１とリブＰ１２とフタＰ１３の溶接は完了し、アッシーＰ１０が完成する。
最後に、ステップ９で、ロボットＲ６は完成した第１ワークであるアッシーＰ１０を放す。
このようにして第１ワークであるアッシーＰ１０は完成するが、全てのロボットが等距離に設置され、且つ溶接機はその中間位置に来るように設置され１つのユニットをなしているため、どのロボットのペアでアッシーＰ１０の製作を行っても良い。この事は、プログラム及びティーチングをどのロボットのペアで行っても、良いことをも意味する。つまり、１つのユニットと生産指示サーバＳ１とホストプログラムサーバＳ２があれば、システム全体を用意しなくてもティーチングが行えるという優れた効果を奏する。
また、シミュレータを使用する場合、ロボット同士の距離と、ロボットと溶接機までの距離が決定し１つのユニットをなし、２台のロボットがワークを保持し、溶接機で溶接するという構成を取っているため、他の付帯設備に対する依存度が低く、シミュレータのデータを限定しやすいというメリットもある。本発明にかかるロボット加工ラインシステムに専用のシミュレータを併用すれば、仮想ユニットを増やして干渉を確認するなど、更に高い効果が期待できる。
また、シミュレータを使用する場合、ロボット同士の距離と、ロボットと溶接機までの距離が決定し１つのユニットをなし、２台のロボットがワークを保持し、溶接機で溶接するという構成を取っているため、他の付帯設備に対する依存度が低く、シミュレータのデータを限定しやすいというメリットもある。本発明にかかるロボット加工ラインシステムに専用のシミュレータを併用すれば、仮想ユニットを増やして干渉を確認するなど、更に高い効果が期待できる。
さらに、ある国内工場で、本発明にかかるロボット加工ラインシステムを準備しておいて、そこでプログラミング及びティーチングしたデータを、別の工場の本発明にかかるロボット加工ラインシステムでそのまま利用してやることが可能となる。これによって、低コスト化、及び工数低減、更に、出張して他工場での作業等の手間が省ける。特に、例えばこのシステムを国内工場で使用しており、新たに海外工場でも採用しようというケースでは効果が高く、海外工場にこのシステムを同じレイアウトで設置してやれば、プログラミングやティーチングのために技術者を海外に長期滞在させる必要も無く、大幅な工期短縮に繋がるという優れた効果を奏する。
さらに、ユニットが複数あって、生産指示サーバＳ１、ホストプログラムサーバＳ２等の付加する本発明のシステム構成であれば、完全に同じレイアウトでなくても対応が可能である。無論、干渉域の限定が更に厳しくなるなどの弊害は考えられるが、シミュレータなどを併用すれば確認することは困難でない。こうすることで、例えば、国内工場と海外工場では、その規模が異なりロボットや溶接機の数が違った場合でも、生産指示サーバＳ１の条件を変更してやるだけで、他は殆ど手を加えずに対応が可能であるという優れた効果を奏する。
さらに、ユニットが複数あって、生産指示サーバＳ１、ホストプログラムサーバＳ２等の付加する本発明のシステム構成であれば、完全に同じレイアウトでなくても対応が可能である。無論、干渉域の限定が更に厳しくなるなどの弊害は考えられるが、シミュレータなどを併用すれば確認することは困難でない。こうすることで、例えば、国内工場と海外工場では、その規模が異なりロボットや溶接機の数が違った場合でも、生産指示サーバＳ１の条件を変更してやるだけで、他は殆ど手を加えずに対応が可能であるという優れた効果を奏する。
また、ホストプログラムサーバＳ２に全てのプログラム、ティーチングデータ等を保管するという構成であるので、各ロボットコントローラが巨大な記憶容量を持つ必要が無く、コスト低減に貢献する他、仮にティーチング修正や、プログラムの書き換えが必要な場合、各ロボットコントローラのデータを個別に書き換えてやる手間が必要なく、ホストプログラムサーバＳ２のデータを書き換えてやれば良いという、優れた効果を奏する。また、海外工場にも同様の設備がある場合には、更に高い効果を期待できる。
また、以上のことを踏まえれば、例えばどれか１台のロボットが故障等をしている場合でも、別の非稼動状態のロボット２台を選択して作業させれば問題ない。そのため、ライン停止になる確率が非常に低くなるという優れた効果を奏する。
また、以上のことを踏まえれば、例えばどれか１台のロボットが故障等をしている場合でも、別の非稼動状態のロボット２台を選択して作業させれば問題ない。そのため、ライン停止になる確率が非常に低くなるという優れた効果を奏する。
上述したように、本発明によるロボット加工ラインシステムによれば、
（１）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２ロボットと、第１加工機が、１つのユニットをなし、同様に配置された２以上のユニットを含む２以上のロボット加工ラインを有し、１つのロボット加工ラインでティーチングされたデータを、他のロボット加工ラインに転送することにより、他のロボット加工ラインを動作させることを特徴とするので、プログラミングやティーチングを行うためには１つのユニットだけで足り、システム全体を必要としない。よって、プログラミング及びティーチング負荷の軽減が実現し、現場工数の削減を図ることが出来る。さらにこの事は、国内工場にロボット加工ラインがあり海外工場に同様のロボット加工ラインを持っている場合に効果が高く、国内で修正したプログラム等を海外に転送するだけで、プログラム等の手直しや、品種変更等を行えるという優れた効果を奏する。
（２）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２、第３ロボットが、等間隔で配置され、各ロボットの中間位置に第１、第２、第３加工機が配置され、次に製造する部品の情報に基づき複数の加工要素に分解し、各加工要素のプログラムとポイントデータを読みだし、ロボットの稼働状況により、非稼動状態のロボットを２台選択し、選択してロボットに対して、前記プログラムと前記ポイントデータを転送することを特徴とするので、各ロボットを制御するロボットコントローラが、必要とする全ての情報を保持する必要が無いほか、ロボットコントローラの記憶容量を削減する事が可能であり、設備コストを抑える事ができ、選択的にプログラムを共有できる事で、非稼動状態のロボット２台を選択し稼動するため、どれか１つのロボットにトラブルが発生した場合にもライン全体を止めるような事がないという優れた効果を奏する。
（１）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２ロボットと、第１加工機が、１つのユニットをなし、同様に配置された２以上のユニットを含む２以上のロボット加工ラインを有し、１つのロボット加工ラインでティーチングされたデータを、他のロボット加工ラインに転送することにより、他のロボット加工ラインを動作させることを特徴とするので、プログラミングやティーチングを行うためには１つのユニットだけで足り、システム全体を必要としない。よって、プログラミング及びティーチング負荷の軽減が実現し、現場工数の削減を図ることが出来る。さらにこの事は、国内工場にロボット加工ラインがあり海外工場に同様のロボット加工ラインを持っている場合に効果が高く、国内で修正したプログラム等を海外に転送するだけで、プログラム等の手直しや、品種変更等を行えるという優れた効果を奏する。
（２）複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、第１、第２、第３ロボットが、等間隔で配置され、各ロボットの中間位置に第１、第２、第３加工機が配置され、次に製造する部品の情報に基づき複数の加工要素に分解し、各加工要素のプログラムとポイントデータを読みだし、ロボットの稼働状況により、非稼動状態のロボットを２台選択し、選択してロボットに対して、前記プログラムと前記ポイントデータを転送することを特徴とするので、各ロボットを制御するロボットコントローラが、必要とする全ての情報を保持する必要が無いほか、ロボットコントローラの記憶容量を削減する事が可能であり、設備コストを抑える事ができ、選択的にプログラムを共有できる事で、非稼動状態のロボット２台を選択し稼動するため、どれか１つのロボットにトラブルが発生した場合にもライン全体を止めるような事がないという優れた効果を奏する。
Ａ１１〜Ａ２１ アーク溶接機
Ｃ１〜Ｃ７ ロボットコントローラ
Ｌ１ 溶接ライン
Ｐ１０ アッシー
Ｐ１１ ボディ
Ｐ１２ リブ
Ｐ１３ フタ
Ｐ２０ アッシー
Ｐ２１ ボディ
Ｐ２２ リブ
Ｐ２３ フタ
ＰＲ１１〜ＰＲ１４ プログラムデータ
ＰＲ２１〜ＰＲ２４ プログラムデータ
ＰＲ３１、ＰＲ３２ プログラムデータ
Ｒ１〜Ｒ７ ロボット
Ｓ１ 生産指示サーバ
Ｓ２ ホストプログラムサーバ
Ｗ１１〜Ｗ１４ 溶接部位
Ｗ２１〜Ｗ２４ 溶接部位
Ｃ１〜Ｃ７ ロボットコントローラ
Ｌ１ 溶接ライン
Ｐ１０ アッシー
Ｐ１１ ボディ
Ｐ１２ リブ
Ｐ１３ フタ
Ｐ２０ アッシー
Ｐ２１ ボディ
Ｐ２２ リブ
Ｐ２３ フタ
ＰＲ１１〜ＰＲ１４ プログラムデータ
ＰＲ２１〜ＰＲ２４ プログラムデータ
ＰＲ３１、ＰＲ３２ プログラムデータ
Ｒ１〜Ｒ７ ロボット
Ｓ１ 生産指示サーバ
Ｓ２ ホストプログラムサーバ
Ｗ１１〜Ｗ１４ 溶接部位
Ｗ２１〜Ｗ２４ 溶接部位
Claims (6)
- 複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、
第１、第２ロボットと、第１加工機が、１つのユニットをなし、同様に配置された２以上のユニットを含む２以上のロボット加工ラインを有し、
１つのロボット加工ラインでティーチングされたプログラムを、他のロボット加工ラインに転送することにより、他のロボット加工ラインを動作させることを特徴としたロボット加工ラインシステム。 - 複数のロボットと、複数の加工機を有し、多品種の部品を製造するロボット加工ラインシステムにおいて、
第１、第２、第３ロボットが、等間隔で配置され、各ロボットの中間位置に第１、第２、第３加工機が配置され、
次に製造する部品の情報に基づき複数の加工要素に分解し、各加工要素のプログラムとポイントデータを読みだし、
ロボットの稼働状況により、非稼動状態のロボットを２台選択し、選択してロボットに対して、前記プログラムと前記ポイントデータを転送することを特徴としたロボット加工ラインシステム。 - 請求項２に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、
第４ロボットが、前記第２及び第３ロボットと等間隔で配置され、
前記第４ロボットと、前記第２ロボットとの中間位置に、第４加工機が配置され、
前記第４ロボットと、前記第３ロボットとの中間位置に、第５加工機が配置されることを特徴としたロボット加工ラインシステム。 - 請求項２に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、
前記加工機が、固定のアーク溶接機であることを特徴としたロボット加工ラインシステム。 - 請求項４に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、
選択された２台のロボットの各々が、異なるワークを保持し、
前記アーク溶接機で、異なるワーク同士を接合することを特徴としたロボット加工ラインシステム。 - 請求項２に記載されたロボット加工ラインシステムにおいて、
前記ロボットに必要なデータを保管する１つのホストプログラムサーバと、
次に製造する部品の情報に基づき複数の格好要素に分解し、各加工要素の前記プログラムを選択して前記ホストプログラムサーバに指示し、前記プログラムと前記ポイントデータを、前記ロボットに対して転送させる１つの生産指示サーバを有することを特徴としたロボット加工ラインシステム。
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-
2004
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