JP2013151062A - 作業ロボット支援システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサを有する計測部42と、計測部42から入力されたデータから作業者の作業状況を特定する作業状況特定部43と、時間に対する作業の実行率に関する確率分布を計算して保有可能としており、作業状況特定部43から入力された作業状況に応じて、時間に対する作業の実行率を求める計算処理兼データベース部45と、計算処理兼データベース部45で求めた、時間に対する作業の実行率に基づいて供給タイミングを決定する供給タイミング決定部47と、を備える。
【選択図】図7
Description
上記構成において、計測部から入力されたデータから作業者の位置を特定する作業者位置特定部と、位置に対する作業の実行率に関する確率分布を計算して保有しており、作業者位置特定部から入力された作業者の位置に応じて、位置に対する作業の実行率を求める別の計算処理兼データベース部と、別の計算処理兼データベース部から入力された、位置に対する作業の実行率と、作業者位置特定部から入力された作業者の位置と、から作業進行を推定して供給時刻の修正量を求める作業進行推定部と、供給タイミング決定部で求めた供給タイミングと、作業進行推定部で求めた供給時刻の修正量とから、供給時刻を求める供給時刻実時間修正部と、をさらに備える。
上記構成において、供給タイミング決定部と供給時刻実時間修正部との間には、計算処理兼データベース部から出力された、時間に対する作業の実行率から求めた供給タイミングに対し、供給時刻に対するオフセット量を加減して供給時刻実時間修正部に出力する供給時刻調整部を備える。
図1は本発明の第1の実施形態に係る作業支援ロボットシステムのブロック構成図である。図2は図1に示すシステムの一例を示すブロック構成図である。図3は図1及び図2に示す作業支援ロボットシステムが自動車の組立ラインに配備されている場面を模式的に示す図である。各図において同一又は実質的に同一のものについては同一の符号を付すことにする。
本発明の第1の実施形態に係る作業支援ロボットシステム10Aは、図1に示すように、部品や工具などの物品を搬送する搬送機構11Aと、作業者の位置を計測する計測部12と、作業進行状況を推定して部品や工具などの物品を選択する作業進行状況推定部13と、搬送機構11Aを制御する運動計画部14Aと、を備えている。作業進行状況推定部13は、作業手順に関するデータを参照しながら計測部12から入力されたデータに基づいて作業進行状況を推定し、作業工程が次の工程に遷移したと判断したときその次の工程において必要となる部品や工具などの物品を選択する。上記運動計画部14Aは、作業進行状況推定部13が推定した作業進行状況と選択した物品とに応じて搬送機構11Aの運動を計画して搬送機構11Aを制御する。
作業進行状況推定部13及び上位動作計画部18からの各出力情報がアーム運動計画部14に入力され、アーム運動計画部14はそれらの出力情報に基づいてロボットアーム11の軌道を計画する。アーム運動計画部14、インピーダンス制御部20及び緊急動作制御部19からの各出力情報がロボットアーム11に入力され、ロボットアーム11が制御される。
以下の説明においては、作業手順データ蓄積部22が備えられている場合を説明するが、作業手順データが作業支援ロボットシステム10に外部から構内LANなどのネットワークを介して必要に応じて統合制御部21にデータ配信される場合であっても同様である。
図1及び図2に示す作業支援ロボットシステム10,10Aの構成について詳説する。搬送手段11Aとしてのロボットアーム11は、アームが関節部で連結されて構成されている。図3に示すような多関節型ロボットアームで同一水平面のみで駆動されるものでも、水平および垂直の何れにも駆動されるものであってもよい。また工程によっては、図1に示す搬送機構11Aは、図2に示すロボットアーム11だけでなく、関節を複数持つものでなく1自由度の直動テーブルのように、工具、部品の何れか又は双方を搬送するものであればよく、またそれ自身が移動する台車であっても工具、部品の何れか又は双方を搬送するものであればよい。ロボットアーム11は、図3に示すように筐体30に駆動可能に取り付けられていても、ラインの固定設備に取り付けられていても、台車のような移動可能なものに取り付けられていてもよい。
統合制御部21における各部の構成について詳説する。
作業進行状況推定部13は、計測部12からセンサの出力データが入力され、作業者による作業の進行状況を推定するものである。詳細には、作業進行状況推定部13は、作業者の位置を特定する機能と、作業者の位置から作業者の行動を判別する機能とを有する。前者を作業者位置特定機能と呼び、後者を作業者行動判別機能と呼ぶことにする。
作業支援ロボットシステム10が図3に示した自動車の組立ラインに組み込まれている場合を例に挙げて、作業支援方法について詳細に説明する。
図7は本発明の第2の実施形態に係る作業支援ロボットシステム40の構成図である。図1に示すシステム構成に対して、作業手順データ蓄積部22及び作業進行状況推定部13、アーム運動計画部14及びそれらに関連する各部が次のように変更されている。なお、図7においても、図1に示す入力部16、安全保障部17、上位動作計画部18、緊急動作制御部19及びインピーダンス制御部20に対応する入力部50、安全保障部51、上位動作計画部53、緊急動作制御部52及びインピーダンス制御部54を備え、それにより、ロボットアーム及び補給部を備えるロボット41を強制的に制御することも可能なようにしてもよい。
はm台目の車両において作業者がn番目の作業を行っている位置データの総数であり、Mは計測した車両の台数である。ただし、式(1)では作業者が存在する可能性のある領域全体を200×360のメッシュで区切っている。従って、iの最大値はx軸方向のメッシュの数(式中では200)であり、jの最大値はy軸方向のメッシュの数(式中では360)である。
2:作業者
10,10A,40,40A:作業支援ロボットシステム
11:ロボットアーム
11A:搬送手段
31:テーブル
11A,11B,11C:関節部
11D,11E:アーム
11F:工具取付用アタッチメント
11G:トレー
12:計測部
12A,12B:センサ
13:作業進行状況推定部
14:アーム運動計画部
15:補給部
16,50:入力部
17,51:安全保障部
18,53:上位動作計画部
19,52:緊急動作制御部
20,54:インピーダンス制御部
21:統合制御部
22:作業手順データ蓄積部
30:筐体
31:テーブル
32:排出口
33:工具設置用ボックス
34:工具
35:部品
41:ロボット
42:計測部
43:作業者位置特定部
44:作業進度推定部
45:計算処理兼データベース部
45A:第一計算処理部
45B:第二計算処理部
45C:第三計算処理部
46:供給位置決定部
47:供給タイミング決定部
48:供給軌道計算部
49A:供給時刻実時間修正部
49B:供給位置調整部
49C:供給時刻調整部
55:作業状況特定部
56:作業者位置及び作業状況特定部
Claims (3)
- センサを有する計測部と、
上記計測部から入力されたデータから作業者の作業状況を特定する作業状況特定部と、
時間に対する作業の実行率に関する確率分布を計算して保有可能としており、上記作業状況特定部から入力された作業状況に応じて、時間に対する作業の実行率を求める計算処理兼データベース部と、
上記計算処理兼データベース部で求めた、時間に対する作業の実行率に基づいて供給タイミングを決定する供給タイミング決定部と、
を備える、作業支援ロボットシステム。 - 前記計測部から入力されたデータから作業者の位置を特定する作業者位置特定部と、
位置に対する作業の実行率に関する確率分布を計算して保有しており、上記作業者位置特定部から入力された作業者の位置に応じて、位置に対する作業の実行率を求める別の計算処理兼データベース部と、
上記別の計算処理兼データベース部から入力された、位置に対する作業の実行率と、上記作業者位置特定部から入力された作業者の位置と、から作業進行を推定して供給時刻の修正量を求める作業進行推定部と、
前記供給タイミング決定部で求めた供給タイミングと、上記作業進行推定部で求めた供給時刻の修正量とから、供給時刻を求める供給時刻実時間修正部と、
をさらに備える、請求項1に記載の作業支援ロボットシステム。 - 前記供給タイミング決定部と前記供給時刻実時間修正部との間には、前記計算処理兼データベース部から出力された、時間に対する作業の実行率から求めた供給タイミングに対し、供給時刻に対するオフセット量を加減して前記供給時刻実時間修正部に出力する供給時刻調整部を備える、請求項2に記載の作業支援ロボットシステム。
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