JP2010188459A - Production system using part kit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、製品に必要な複数の部品を部品収納部から取り出して部品キットを形成し、部品キットに含まれる部品を組み立てて製品を生産する生産システムに関する。 The present invention relates to a production system for producing a product by taking out a plurality of parts required for a product from a part storage unit to form a part kit, and assembling parts contained in the part kit.
電子機器などの製品は、一般に、最終的に複数の部品を組み立てることによって生産される。このような製品の組み立てでは、単一の製品を大量に生産する場合には、組立作業工程毎に作業場所が分離されたライン生産システムが効率的である。 A product such as an electronic device is generally produced by finally assembling a plurality of parts. In the assembly of such products, when a single product is produced in large quantities, a line production system in which work places are separated for each assembly work process is efficient.
これに対して、近年の市場要求の多様化に伴い、単一の生産現場において多種の製品の組立を行う「多品種混流セル生産システム」が広がりを見せている。このような生産システムでは、製品を組み立てるのに必要な部品一式を部品トレイ上に集めた部品キットを形成し、組立作業を実施する作業者やロボットに供給する手法が効率的であり、一般によく用いられている。 On the other hand, with the recent diversification of market demands, a “multi-mixed mixed cell production system” that assembles various products at a single production site is spreading. In such a production system, it is generally efficient to form a parts kit that collects a set of parts necessary for assembling a product on a parts tray and supply it to workers and robots that perform assembly work. It is used.
従来、部品キットの形成は人間が行っている例が多い。すなわち、複数種類の部品が収納された部品棚などの部品収納部から人間が製品毎に組み立てに必要な部品一式を集め、集めた部品キットに含まれる部品の種類に誤りがないか、部品の数量に過不足がないかなどを目視により確認した上で、組立作業を実施する作業者やロボットに供給している。 Conventionally, there are many examples in which a part kit is formed by a human. That is, a person collects a set of parts necessary for assembly for each product from a parts storage section such as a parts shelf in which multiple types of parts are stored, and whether there is an error in the type of parts contained in the collected parts kit. After confirming whether the quantity is sufficient or not, it is supplied to workers and robots who perform assembly work.
また、ロボットにより部品キットの形成と供給を自動化している例もある。この場合、部品収納部に部品を整列させ、それをロボットが取り出すようにした手法がある。また、部品収納部で部品を整列させず、所謂「バラ積み」をし、CCDカメラなどを利用した画像処理によって部品の位置や姿勢を認識し、認識された位置や姿勢に応じてロボットを動作させて部品を取り出す手法が採用される場合もある。バラ積み状態の部品を取り出す場合には、一般的に、熟練した人間が作業をするよりも、ロボットを用いた方が部品キットを形成するのに時間がかかるが、ロボットを24時間稼動させることによって、高い作業能力を発揮させることが可能である。いずれにしても、ロボットを用いることによって、生産コストの低減を図ることができる。 There is also an example in which the formation and supply of a component kit is automated by a robot. In this case, there is a method in which the parts are aligned in the parts storage unit and the robot takes them out. In addition, parts are not aligned in the part storage unit, so-called "separate stacking" is performed, and the position and orientation of the part are recognized by image processing using a CCD camera, etc., and the robot operates according to the recognized position and orientation. In some cases, a method of taking out parts is adopted. When taking out parts in bulk, it is generally more time-consuming to form a parts kit with a robot than with a skilled person, but the robot must be operated for 24 hours. It is possible to demonstrate a high work ability. In any case, the production cost can be reduced by using the robot.
一方、供給された部品キットを使用した人間による組立作業においては、組立作業を実施する作業者が、組立作業工程毎に必要な部品を部品キットから取り出して組立作業を進めていく。この際、使用する部品の間違いを完全に排除することはできず、特に、電子部品の組み立てにおいてありがちなように、多数の類似部品を使用する場合には、間違いが起こりやすい。組み立ての間違いをすると、それに気付かずに先の作業工程まで組立作業を実施した後に間違いに気付き、作業工程を遡って組立作業をやり直すことになる場合もある。このため、組み立ての間違いは、生産性を大きく低下させる原因となってしまう恐れがある。また、組立作業をロボットが実施する生産システムの場合でも、ロボットが部品キットから部品を取り損ねることにより正しい組立作業が行われないまま次の作業工程に進行してしまうなどの間違いが発生することが考えられる。このため、組み立ての信頼性を向上させる上で、作業工程の要所で正しい部品が使用されているかを確認することが重要な役割を果たす。 On the other hand, in an assembling operation by a human using the supplied component kit, an operator who performs the assembling operation takes out necessary components from the component kit for each assembling operation process and proceeds with the assembling operation. At this time, it is not possible to completely eliminate mistakes in parts to be used, and errors are likely to occur particularly when many similar parts are used, as is often the case in assembling electronic parts. If there is a mistake in assembly, it may be noticed after the assembly work has been carried out up to the previous work process without recognizing it, and the assembly work may be performed retroactively. For this reason, an assembly error may cause a significant reduction in productivity. Also, even in the case of a production system in which assembly work is performed by a robot, errors such as the robot proceeding to the next work process without performing proper assembly work due to failure to remove parts from the part kit may occur. Can be considered. For this reason, in order to improve the reliability of assembly, it is important to check whether correct parts are used at key points in the work process.
このように組立作業の要所で組立作業が正確に実施されていることを検査する手法としては、特許文献1,2に、画像処理を用いた手法が提案されている。これらの手法では、部品の取り付け完了後に製品または半完成品の画像を撮像し、その撮像画像と、部品が正しく取り付けられた場合の撮像画像との一致率に基づいて正確に取り付けが実施されているかどうかを判定している。
As methods for inspecting that the assembly work is accurately performed at the key points of the assembly work as described above, methods using image processing are proposed in
人間が部品キットを形成・供給する場合、部品を集める作業や、集めた部品の目視検査における間違いを排除することはできない。また、部品キットの形成・供給にロボットを用いた場合にも、部品を把持し損なうなどの間違いを完全に排除することは困難である。したがって、生産性や製品の信頼性の向上のため、部品キットの形成・供給の信頼性を向上させることが望まれる。 When human beings form and supply parts kits, it is impossible to eliminate mistakes in collecting parts and visual inspection of the collected parts. Even when a robot is used to form and supply a component kit, it is difficult to completely eliminate mistakes such as failure to grasp the component. Therefore, in order to improve productivity and product reliability, it is desired to improve the reliability of formation and supply of component kits.
また、前述のように、特許文献1,2では、組立作業の要所で、組み立てられた製品の画像に基づいて組立作業が正確に実施されていることを検査している。この場合、ある方向から製品を撮像したとき、例えば、製品の、撮像される側とは反対側や、他の部品によって覆われる位置に取り付けられた部品を確認するのは困難である。したがって、製品に取り付けられた部品を的確に判定するのには困難を伴う。
Further, as described above, in
そこで、本発明は、上記の問題を解決すべく、生産に必要な部品を集めた部品キットの形成の信頼性を向上させることができる生産システムを提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、部品キットから組み立てを行う作業工程において、正しい部品が使用されていることを容易かつ確実に確認することができる生産システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a production system capable of improving the reliability of forming a component kit in which components necessary for production are collected in order to solve the above problems. Another object of the present invention is to provide a production system capable of easily and surely confirming that a correct part is used in an operation process of assembling from a part kit.
上述の目的を達成するため、本発明の生産システムは、複数の部品が収納された部品収納部と、製品を生産するために必要な複数の部品を部品収納部より取り出し集めて部品キットを形成するロボットとが配置された生産システムにおいて、予め撮像された各種類の部品の像である部品基準画像、および、各製品のための部品キットに含まれるべき部品の情報である部品キット構成部品情報を記憶する記憶手段と、ロボットにより実際に形成された部品キットを撮像する第1の撮像手段と、第1の撮像手段により撮像された部品キットの画像と記憶手段に記憶された部品基準画像とを比較し、部品キットの画像中で部品基準画像に対応する部分画像を抽出して、部品キットに実際に含まれている部品の種類と数を特定する第1の部品特定手段と、第1の部品特定手段により特定された部品の種類および数と、記憶手段に記憶された部品キット構成部品情報とを比較し、必要な部品が部品キットに過不足なく含まれていることを確認する第1の確認手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the production system of the present invention forms a component kit by collecting and collecting a component storage unit storing a plurality of components and a plurality of components necessary for producing a product from the component storage unit. In a production system in which a robot is arranged, a component reference image that is an image of each type of component imaged in advance, and a component kit component information that is information on a component to be included in a component kit for each product Storage means, first imaging means for imaging a part kit actually formed by the robot, an image of the component kit imaged by the first imaging means, and a component reference image stored in the storage means First component specifying means for extracting the partial image corresponding to the component reference image in the image of the component kit and identifying the type and number of components actually included in the component kit The type and number of the parts specified by the first part specifying means are compared with the parts kit component information stored in the storage means, and it is confirmed that the necessary parts are included in the parts kit without excess or deficiency. And a first confirmation means for confirming.
この構成によれば、第1の確認手段によって部品キットが正確に形成されているのを確認することができる。それによって、人間の目視による部品キットの確認よりも高精度な確認が可能である。 According to this configuration, it is possible to confirm that the component kit is accurately formed by the first confirmation means. Accordingly, it is possible to confirm with higher accuracy than confirmation of a parts kit by human eyes.
第1の撮像手段は、ロボットに搭載するのが好ましい。それによって、部品キットを種々の位置に配置した状態で撮影し、正確に部品が集められているかどうかを確認することが可能となり、生産システムの融通性が高まる。 The first imaging means is preferably mounted on a robot. As a result, it is possible to shoot with the parts kit arranged at various positions and to check whether or not the parts are accurately collected, thereby increasing the flexibility of the production system.
また、本発明の生産システムは、第1の確認手段により部品の過不足がないことが確認された部品キットがロボットにより供給され、当該部品キットに含まれる部品の組立作業が行われる組立作業部がさらに設けられ、記憶手段には、部品キットに含まれる部品の各組立作業工程で使用すべき部品の情報である組立順序情報が記憶されており、組立作業部に配置された部品キットに含まれる部品を撮像するための第2の撮像手段と、第2の撮像手段により撮像された部品キットの画像と記憶手段に記憶された部品基準画像とを比較し、部品キットの画像中で部品基準画像に対応する部分画像を抽出して、部品キットに実際に含まれている部品の種類と数を特定する第2の部品特定手段と、組立作業工程の開始時に、当該組立作業工程で使用する部品が取り出された後に第2の撮像手段によって撮像された部品キットの画像に基づいて第2の部品特定手段によって特定された部品の種類および数と、当該組立作業工程で使用する部品が取り出される前の部品キットに含まれる部品の種類および数とを比較して、当該組立作業工程で使用される部品を特定する差分特定手段と、差分特定手段により特定された部品が、記憶手段に記憶された組立順序情報における前記の組立作業工程で使用すべき部品と一致していることを確認する第2の確認手段と、をさらに備える構成としてもよい。これによれば、組立作業工程で使用される部品が正しいことを迅速に確認して、間違った部品を使用して、後から遡って組立作業をやりなおすことになるのを回避することができる。この際、本発明では、各部品が組み立てられていない状態で撮像した画像に基づいて部品を特定する。このため、組み立てられた製品または半完成品を撮像する場合のように、部品が他の部品に隠れてしまうといったことがなく、部品の判定を容易にし、判定の信頼性を高めることができる。 In the production system of the present invention, an assembly work unit in which a part kit that has been confirmed by the first confirmation means that there is no excess or shortage of parts is supplied by a robot and an assembly operation of the parts included in the part kit is performed. Is further provided, and the storage means stores assembly order information, which is information on the parts to be used in each assembly work process of the parts included in the parts kit, and is included in the parts kit arranged in the assembly work section. A second imaging unit for imaging a component to be imaged, a component kit image captured by the second imaging unit and a component reference image stored in the storage unit, and comparing the component reference in the image of the component kit A second part specifying means for extracting a partial image corresponding to the image and specifying the type and number of parts actually included in the part kit, and used in the assembly work process at the start of the assembly work process; The type and number of parts specified by the second part specifying means based on the image of the part kit picked up by the second image pickup means after the parts are picked up, and the parts used in the assembly work process are picked up. Comparing the type and number of parts included in the previous part kit, the difference specifying means for specifying the parts used in the assembly work process, and the parts specified by the difference specifying means are stored in the storage means. It is also possible to further comprise a second confirming means for confirming that the parts are to be used in the assembly work process in the assembly order information. According to this, it is possible to quickly confirm that the parts used in the assembling work process are correct, and to avoid using the wrong parts and performing the assembling work retroactively. At this time, in the present invention, the component is specified based on an image captured in a state where the components are not assembled. For this reason, the part is not hidden behind other parts as in the case of imaging the assembled product or the semi-finished product, and the part can be easily determined and the reliability of the determination can be improved.
部品キットの形成時に正確に部品が集められていることを確認するために部品キットを撮像する第1の撮像手段と、組立作業工程で使用される部品を特定するために部品キットを撮像する第2の撮像手段としては、同一の撮像手段を用いることができる。それによって、必要な撮像手段の数を減らし、設備コストを軽減することができる。 First imaging means for imaging the component kit to confirm that the components are accurately collected at the time of forming the component kit, and first imaging the component kit to identify the component used in the assembly operation process As the second imaging means, the same imaging means can be used. Thereby, the number of necessary image pickup means can be reduced and the equipment cost can be reduced.
本発明によれば、第1の確認手段によって部品キットが正確に形成されているのを確認することができ、それによって、生産に必要な部品を集めた部品キットの形成の信頼性を向上させることができる。また、第2の確認手段を設ければ、部品キットから組み立てを行う作業工程において、正しい部品が使用されていることを容易かつ確実に確認することができる。 According to the present invention, it is possible to confirm that the component kit is accurately formed by the first confirmation means, thereby improving the reliability of the formation of the component kit in which components necessary for production are collected. be able to. Further, if the second confirmation means is provided, it is possible to easily and surely confirm that the correct component is used in the work process of assembling from the component kit.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、複数の部品を集めた部品キットを形成し、その部品キットに含まれる部品を組立作業部で組み立てて所定の製品を製造する生産システムに関するものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present embodiment relates to a production system in which a part kit is formed by collecting a plurality of parts, and parts included in the part kit are assembled by an assembly work unit to manufacture a predetermined product.
図1は、このような本実施形態の生産システムにおいて、部品キットが正確に形成されたかどうか、および組み立てに適切な部品が使用されているかどうかを確認するための本発明における特徴的な構成部を示すブロック図である。図1に示すように、このような構成部は、生産システムに含まれるロボットなどの機器を、必要に応じて、それを制御するロボット制御装置などと通信して統括制御し、生産の全体を監視する生産工程管理システム40に組み込むことができる。あるいは、このような構成部は、ロボット制御装置に組み込まれたものであってもよく、それによって、生産工程管理システムのような上位の制御装置がない場合には、生産システムの構成を簡素化することができる。
FIG. 1 shows a characteristic component in the present invention for confirming whether or not a component kit is correctly formed in the production system of this embodiment and whether or not an appropriate component is used for assembly. FIG. As shown in FIG. 1, such a component communicates with a robot controller or the like that controls equipment such as a robot included in a production system as needed, and performs overall control to control the entire production. It can be incorporated into the production
図2は、本発明に係る一実施形態の生産システムの部品キット5を形成するための部品キット形成部を示す斜視図である。同図に示すように、この生産システムには、多種多数の部品を収納するための部品収納部1が設置されている。すなわち、部品収納部1には、同一の種類の複数の部品2が収納された部品コンテナ3が、少なくとも2種類以上の部品2の各種類用に少なくとも1つずつ配置されている。図に示す例では、部品収納部1は複数段の棚として構成され、その各段に数種類の部品2用の部品コンテナ3を収容している。
FIG. 2 is a perspective view showing a component kit forming part for forming the
部品収納部1の前には、部品収納部1から部品2を取り出して部品キット5を形成し、後述する組立作業部に供給するためのロボット4が配置されている。図には、ロボット4として、単腕式の垂直多関節型ロボットを記載している。しかし、ロボット4としては、双腕式の垂直多関節型、水平多関節型、パラレルリンク型などのロボットを用いてもよく、更には、ロボットアーム部がレール上を移動する形態や、自走式の移動機構を有する形態であってもよい。
In front of the
ロボット4の可動範囲内には、形成中の部品キット5を載せておくための支持台9aが配置されている。なお、支持台9aを省略して、床面上の所定の領域に形成中の部品キット5を配置するようにしてもよい。
Within the movable range of the
部品キット5は、部品トレイ11上に、部品収納部1から取り出された複数の部品2が載せられたものである。部品キット5は、所定の製品に必要な全ての部品2が、部品トレイ11上に載せられることによって完成する。本実施形態の生産システムでは、複数の製品についての、したがって、含まれる部品2の種類や数が互いに異なる部品キット5が形成されるものであってよいが、分かりやすくするために、図には、そのような部品キット5の1つのみを示している。
The
支持台9aの周囲には、撮像手段(第1の撮像手段)6が、支持台9a上に配置された部品キット5を上方から撮影できる位置に支持部材9bによって支持されている。撮像手段6としては、対象物の画像を撮像できる任意のものを用いることができるが、例えば、CCDカメラを好適に用いることができる。
An imaging unit (first imaging unit) 6 is supported around the support table 9a by a support member 9b at a position where the
次に、部品キット5の形成工程について説明すると、まず、支持台9a上に部品トレイ11を用意する。ロボット4は、後述するように、部品トレイ11を含めた部品キット5を組立作業部に供給し、そこで、部品トレイ11上の部品は、作業者または組み立て用のロボットによって組み立てに利用される。そこで、例えば、組み立てが完了して空になった部品トレイ11をロボット4によって支持台9a上に戻すことによって、部品トレイ11を用意することができる。あるいは、ロボット4とは別のコンベヤベルトシステムなどによって部品トレイ11を用意するようにしてもよい。また、部品トレイ11の代わりに、製品の筐体などの所定の部品2を最初に部品収納部1から取り出して、あるいは、コンベヤベルトなどによって搬送して支持台9a上に用意し、その上に他の部品2を載せるようにしてもよい。
Next, the process of forming the
次に、部品キット5に必要な部品2を部品収納部1から取り出すようにロボット制御装置に動作指令が出力される。このために、生産工程管理システム40には、各製品に対応する部品キット5に必要な部品2の情報である部品キット構成部品情報52を記憶手段41に予め記憶しておき、この部品キット構成部品情報52に基づいて指令を出力することができる。
Next, an operation command is output to the robot controller so as to take out the
例えば、各部品コンテナ3は、図3に示すように、部品収納部1の棚からスライドさせて引き出すことができるように構成されている。これによって、ロボット4は、取り出す部品2用の部品コンテナ3を引き出し、部品コンテナ3の上方から部品2をつかんで取り出すことができる。あるいは、図4に示すように、ロボット4を、2つのアーム4a,4bを有する双腕式の垂直多関節型ロボットとして構成し、片方のアーム4aで部品コンテナ3を引き出し、もう一方のアーム4bで部品コンテナ3から部品2を取り出すようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 3, each
部品2は、部品コンテナ3において所定の位置に配置されるように整列させておき、それによって、ロボット4が所定の動作をすることによって容易に部品2を取り出すことができるようにすることができる。あるいは、部品2は部品コンテナ3内にランダムに配置され、すなわち所謂「バラ積み」されたものとしてもよい。この場合には、ロボット4またはその周辺に取り付けられた撮像手段による撮像画像の画像処理によって部品2の位置や姿勢を認識し、認識された位置や姿勢に応じてロボット4を動作させて部品2を取り出すようにすることができる。
The
次に、ロボット4は、取り出した部品2を部品トレイ11上に載せる。部品トレイ11上の部品2を載せる位置は、例えば、部品キット5の各部品2について予め設定しておき、その設定情報に基づいて、ロボット4を動作させることができる。あるいは、撮像手段を利用した画像処理に基づいて、適当な位置に各部品2を配置するようにしてもよい。
Next, the
このように部品2を部品収納部1から取り出し、それを部品トレイ11上に載せる動作を繰り返すことによって、部品キット5が完成する。図5は、このようにして完成した部品キット5の一例を示しており、図5に示す例では、部品キット5は、部品トレイ11上に3種類の部品2a,2b,2cが載せられたものとなっている。
In this way, the
このように部品キット5が完成すると、次に、撮像手段6によって部品キット5を撮像し、撮像画像に基づいて、部品特定手段(第1の部品特定手段)42aによって、部品キット5に含まれている部品2を特定する。このために、記憶手段41には、各部品2についての部品基準画像51を予め記憶しておく。この部品基準画像51は、例えば、図6(A)に示すように、各部品2を真上から見た輪郭像であってよい(図6(A)には、部品2a,2b,2cに対応する基準部品画像51a,51b,51cを示している)。部品基準画像51は、各部品2を部品トレイ11上に載せて撮像手段6によって撮像して取得してもよいし、他の撮像手段によって撮像して取得してもよいし、設計情報に基づいて作製してもよい。
When the
次に、部品特定手段42aによって、図6(B)に示すような、撮像手段6による部品キット5の撮像画像において、各部品2に対応する基準部品画像51と一致する画像部分8a,8b,8cを抽出することによって、部品キット5に含まれている部品2を特定する。部品2を特定する際は、基準部品画像51と、それに対応する撮影画像部分の輪郭形状の一致の度合いを指標とすることで確実な判定を行うことができるが、幾つかの部品2について輪郭形状の類似性が高い場合は、輪郭形状だけではなく、部品2内の特徴的な形状部分や色なども含めて判別を行うようにしてもよい。また、画像を真上ではなく、斜めの方向から撮影し、それによって、各部品2の側面の形状なども判別に利用できるようにしてもよい。
Next,
この際、図6(A)に示す例では、基準部品画像51a,51b,51cとしては、各部品2a,2b,2cを一方の側から見た像を用いている。したがって、部品特定手段42aによる判定を適切に行うために、各部品2をロボット4によって部品トレイ11上に載せる際には、上方から見た時に、基準部品画像51として登録されている像に対応する像が得られる所定の姿勢となるようにする。あるいは、各部品2について、部品トレイ11上に載った状態で安定する複数の姿勢での基準部品画像を登録しておいて、各部品2がどのような姿勢で部品トレイ11上に載せられている時でも、あるいは、搬送中に倒れるなどした場合にも、各部品2を特定できるようにしてもよい。
At this time, in the example shown in FIG. 6A, as the
次に、部品特定手段42aによって特定された部品2の種類および数が、記憶手段41に記憶された部品キット構成部品情報52に合致しているかどうかを確認手段(第1の確認手段)43によって判定する。それによって、部品キット5が正確に形成されているかどうかを判定することができる。図6に示す例では、撮像手段6による撮像画像中の画像部分8a,8b,8cが、部品キット5を構成するものとして指定された部品2a,2b,2cに対応する部品基準画像51a,51b,51cと一致しているので、部品キット5は、正確に形成されていると判定される。
Next, the confirmation means (first confirmation means) 43 confirms whether or not the type and number of the
部品キット5が正確に形成されていないことが判定された場合には、ロボット4によって、部品2の入れ替えや補充を行うようにしてもよく、および/または、警報を出してもよい。警報を出すことによって、作業員が、部品キット5の形成を適宜やり直すことができ、さらには、部品収納部1において部品2が不足していたり、部品コンテナ3に、それに対応しない部品2が入っていたりといった、生産システムの不都合がないかも確認することができる。
If it is determined that the
以上のようにして、最終的に、確実に正確に部品2が集められた部品キット5が形成され、次に、この部品キット5が組立作業部に供給される。図7は、組立作業部の一例を模式的に示す斜視図である。同図では、部品キット5の形成のための支持台9aなどの部品キット形成部の構成の一部については図示を省略している。
As described above, finally, the
図7に示す例では、ロボット4の可動範囲内に、組立作業台13が配置され、作業者12が、組立作業台13上で部品キット5に含まれる部品2の組立作業を行うようになっている。組立作業台13には、支持部材14を介して撮像手段(第2の撮像手段)15が、組立作業台13上を撮像できるように取り付けられている。撮像手段15は、撮像手段6と同様、例えばCCDカメラであってよい。なお、組立作業台13を省略して、床面上の所定の領域で組立作業を行う構成としてもよい。
In the example shown in FIG. 7, the assembly work table 13 is disposed within the movable range of the
ロボット4は、支持台9a上で完成された部品キット5を把持して搬送し、組立作業台13上の、撮像手段15による撮像範囲内に設定された所定の位置に載せる。このように部品キット5が組立作業台13上に載せられると、撮像手段15によって、部品キット5が撮像される。そして、前述したのと同様に、部品基準画像51との比較により部品特定手段(第2の部品特定手段)42bによって、初期の部品キット5に含まれる部品2が特定される。すなわち、本実施形態では、撮像手段15によって、組立作業前の初期段階では、図9(A)に示す画像が撮像され、この画像における部分画像16a,16b,16cが、部品2a,2b,2cに対応する部品基準画像51a,51b,51c(図6(A)参照)と一致しているので、これらの部品2a,2b,2cが、初期の部品キット5に含まれるものとして特定される。
The
次に、作業者12が組立作業工程毎に必要な部品2を部品キット5から取り出し、製品の組立作業を行う。この際、各組立作業工程が行われる度に、撮像手段15によって部品キット5の撮像が行われる。図9(B)は、最初の組立作業工程の開始後の撮像画像の例を示している。この画像から、部品特定手段42bによって、部分画像17b,17cが部品基準画像51b,51cと一致していることが判定され、それによって、部品キット5に残されているのが部品2b,2cであると特定される。
Next, the
次に、初期に部品キット5に含まれていた部品2a,2b,2cと、最初の組立作業工程の開始後に部品キット5に含まれている部品2b,2cとの差が、部品2aであることが差分特定手段44によって特定される。このように差分特定手段44によって特定された部品2aは、最初の組立作業工程で使用されたものと判断することができる。
Next, the difference between the
次に、最初の組立作業工程で使用されたものとして特定された部品2が、最初の組立作業工程で使用されるべき部品であるかどうかが、確認手段(第2の確認手段)45によって判定される。このために、記憶手段41には、各組立作業工程で使用すべき部品2の情報を組立順序情報53として予め記憶しておき、それを確認手段45が参照するようにする。
Next, the confirmation means (second confirmation means) 45 determines whether or not the
その後、次の組立作業工程後に、再び部品キット5の残りの部品2を特定し、前の組立作業工程の後に特定された部品キット5の残りの部品2との比較によって、使用された部品2を特定する。このようにして、各組立作業工程毎に、使用された部品2が正しいかどうかを判定することができる。
Then, after the next assembly operation process, the remaining
組立作業工程毎に使用された部品2の確認を行うには、例えば、作業員12が、組立作業工程を実行する毎に所定のスイッチなどを操作するようにし、そのような操作が行われた時に確認を行うようにすることができる。あるいは、撮像手段15によって部品キット5を常時、または所定の時間間隔で撮像し、撮像画像に変化が生じた時に、部品キット5に残される部品2の確認を行うようにしてもよい。
In order to check the
この際、初期の部品キット5の構成部品に関しては、上述では、部品キット5が作業台13上に配置された時の撮像手段15による撮像画像に基づいて部品特定手段42bによって特定された情報を用いるものとして説明した。しかし、初期の部品キット5の構成部品は、予め記憶手段41に記憶された部品キット構成部品情報52に基づいて特定し、初期の部品キット5の撮影およびそれに含まれる部品2の特定の処理は省略してもよい。
At this time, regarding the components of the
各組立作業工程で、部品2が正しくないことが判定された場合には、警報を出して、組立作業の修正を促すことができ、それによって、作業者12は、直に作業をやり直すことができる。その結果、組立作業工程をさらに進めてから間違いに気付いて、遡って組立作業をすることになるのを防止し、生産性の低下を抑制することができる。
When it is determined that the
この際、本実施形態では、各部品2が部品トレイ11上に載せられた状態で撮像した画像に基づいて部品2を特定している。このため、組み立てられた半完成品を撮像する場合のように、部品2が他の部品2に隠れてしまうといったことがなく、その結果、部品2の判定を容易にし、判定の信頼性を高めることができる。
At this time, in this embodiment, the
なお、上述の実施形態は本発明を例示するものであり、特許請求の範囲に規定する本発明の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、組立作業は、作業者12の代わりに、ロボット4とは別の組立作業用のロボットが実施する構成としてもよい。この場合、確認手段45によって、使用した部品2に誤りがあることが判定された場合には、組立作業用のロボットが組立作業をやり直すようにしてもよいが、警報を出して、作業員が組立作業をやり直すなどの調整をするようにしてもよい。
The above-described embodiments are examples of the present invention, and various modifications are possible within the scope of the present invention defined in the claims. For example, the assembly work may be performed by a robot for assembly work different from the
また、部品キット5に残される部品2の確認は、必ずしも、全ての組立作業工程毎に行わなくてもよく、所定の組立作業工程時にのみ行うようにしてもよい。例えば、間違いやすい部品を使用する組立作業工程時や、組立作業工程が半分完了した時などに確認を行うようにしてもよい。
The confirmation of the
また、図10に示すように、部品キット形成部での部品キット5の撮像は、ロボット4の手首部10に取り付けた撮像手段7によって行ってもよい。それによって、形成時に部品キット5を種々の位置に配置しても、ロボット4によって撮像手段7を部品キット5の上方に配置して部品キット5を適切に撮像することが可能となり、生産システムの融通性が高まる。その結果、部品2を集めるのに便利な位置に部品キット5を配置するなどして作業効率を向上させることができる。また、図4に示すような、双腕式のロボット4を用いた場合、一方のアーム4aで部品キット5を任意の位置に保持した状態で、他方のアーム4bに取り付けた撮像手段によって撮像を行うことができる。その結果、部品キット5の撮像は、任意の位置で行うことが可能となり、部品キット5を撮像のために移動させる必要が生じるのを回避して、部品キット5に含まれる部品を確認するのに必要な所要時間を短縮し、作業効率を向上させることができる。また、種々の製品毎に、その製品用の部品キット5を別々の位置で形成するようにし、その際、各製品用の部品キット5に対して、共通の撮像手段7を用いるという構成も可能となる。
As shown in FIG. 10, the imaging of the
また、図11(B)に示すように、組立作業部での部品キット5の撮像にも、ロボット4に取り付けた撮像手段30を用いてもよい。さらには、図11(A)に示すように、部品キット形成部での撮像にも、組立作業部での撮像にも、ロボット4に取り付けた共通の撮像手段30を用いてもよい。それによって、複数の撮像手段を設ける必要がなくなり、設備のコストを低減することができる。
Further, as shown in FIG. 11B, the imaging means 30 attached to the
また、図11に示すように、ロボット4に撮像手段30を取り付けた場合、撮像手段30の撮像画像を利用して、ロボット4によって、次の組立作業工程に必要な部品2を部品トレイ11から取り出して横に置くなどして、作業者12に、次の組立作業工程に必要な部品2がどれであるかを示すようにしてもよい。それによって、作業者12が使用する部品を間違えるのを未然に抑制することができ、また、作業者12が部品を取り出す負担を減らし、組立作業に集中できるようにすることができるという利点も得られる。
As shown in FIG. 11, when the
また、上述の実施形態では、部品キット5の形成と、部品キット5に含まれる部品の組立作業とを別々の場所で行う構成を示したが、部品キット5の形成を組立作業部で行うようにしてもよい。すなわち、例えば、図7の、組立作業台13上に載せた部品トレイ11上に、ロボット4によって部品収納部1から取り出した各部品2を載せるようにしてもよい。この場合にも、部品キット5の形成時の確認と、組立作業時の使用部品の確認とに共通の撮像手段15を用いることができ、設備コストを低減することができる。
In the above-described embodiment, the configuration in which the formation of the
また、上述の実施形態では、部品キット5の形成と、形成された部品キット5の組立作業部への供給とを単一のロボット4によって行う例を示した。しかし、部品キット5の組立作業部への供給は、別のロボット、またはコンベヤベルトなどの他の機構を用いて行ってもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
1 部品収納部
4 ロボット
6,7,15,30 撮像手段
40 生産工程管理システム
DESCRIPTION OF
Claims (4)
予め撮像された各種類の部品の像である部品基準画像、および、各製品のための前記部品キットに含まれるべき部品の情報である部品キット構成部品情報を記憶する記憶手段と、
前記ロボットにより実際に形成された部品キットを撮像する第1の撮像手段と、
前記第1の撮像手段により撮像された前記部品キットの画像と前記記憶手段に記憶された前記部品基準画像とを比較し、前記部品キットの画像中で前記部品基準画像に対応する部分画像を抽出して、前記部品キットに実際に含まれている部品の種類と数を特定する第1の部品特定手段と、
前記第1の部品特定手段により特定された部品の種類および数と、前記記憶手段に記憶された前記部品キット構成部品情報とを比較し、必要な部品が前記部品キットに過不足なく含まれていることを確認する第1の確認手段と、
を備える生産システム。 In a production system in which a component storage unit in which a plurality of components are stored, and a robot that takes out and collects a plurality of components necessary to produce each product from the component storage unit to form a component kit,
Storage means for storing a component reference image that is an image of each type of component imaged in advance and a component kit component information that is information of a component to be included in the component kit for each product;
First imaging means for imaging a component kit actually formed by the robot;
The image of the component kit captured by the first imaging unit is compared with the component reference image stored in the storage unit, and a partial image corresponding to the component reference image is extracted from the image of the component kit A first component specifying means for specifying the type and number of components actually included in the component kit;
The type and number of parts specified by the first part specifying means are compared with the part kit component information stored in the storage means, and the necessary parts are included in the parts kit without excess or deficiency. A first confirmation means for confirming that
Production system with.
前記記憶手段には、前記部品キットに含まれる部品の各組立作業工程で使用すべき部品の情報である組立順序情報が記憶されており、
前記組立作業部に配置された前記部品キットに含まれる部品を撮像するための第2の撮像手段と、
前記第2の撮像手段により撮像された前記部品キットの画像と前記記憶手段に記憶された前記部品基準画像とを比較し、前記部品キットの画像中で前記部品基準画像に対応する部分画像を抽出して、前記部品キットに実際に含まれている部品の種類と数を特定する第2の部品特定手段と、
組立作業工程の開始時に、当該組立作業工程で使用する部品が取り出された後に前記第2の撮像手段によって撮像された前記部品キットの画像に基づいて前記第2の部品特定手段によって特定された部品の種類および数と、当該組立作業工程で使用する部品が取り出される前の前記部品キットに含まれる部品の種類および数とを比較して、当該組立作業工程で使用される部品を特定する差分特定手段と、
前記差分特定手段により特定された部品が、前記記憶手段に記憶された前記組立順序情報における前記組立作業工程で使用すべき部品と一致していることを確認する第2の確認手段と、
をさらに備える、請求項1または2に記載の生産システム。 The assembly kit is further provided with the assembly kit in which the assembly kit in which the component kit that has been confirmed by the first confirmation means to be confirmed that there is no excess or deficiency of the component is supplied by the robot,
The storage means stores assembly order information, which is information on parts to be used in each assembly work process of the parts included in the parts kit,
A second imaging means for imaging a component included in the component kit disposed in the assembly work unit;
The image of the component kit captured by the second imaging unit is compared with the component reference image stored in the storage unit, and a partial image corresponding to the component reference image is extracted from the image of the component kit A second component specifying means for specifying the type and number of components actually included in the component kit;
The component specified by the second component specifying unit based on the image of the component kit imaged by the second imaging unit after the component used in the assembly operation step is taken out at the start of the assembly operation step The difference specification that identifies the part used in the assembly work process by comparing the type and number of parts with the type and number of parts contained in the part kit before the part used in the assembly work process is taken out Means,
Second confirmation means for confirming that the part identified by the difference identification means matches the part to be used in the assembly operation step in the assembly order information stored in the storage means;
The production system according to claim 1, further comprising:
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