JP2014180708A - ロボットシステムおよび被加工物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組立作業において、作業効率を向上する。
【解決手段】制御装置１０は、通常は、ロボット２０が部品を組立順序に従い順に部品載置トレイ３０からピッキングして組立てるように制御する。一方で、制御装置１０は、ロボット２０が何れかの部品を所定の組立順序に従ってピッキングできなかった場合に、ピッキング可能性の高い部品を先にピッキングし、当該ピッキング済み部品間における組立順序に従って、当該ピッキング済み部品を先に組立てるように、ロボット２０の動作を制御する。その後、制御装置１０は、ピッキング条件を変更し、ロボット２０が当該変更後のピッキング条件に基づき組立前の部品をピッキングして組立てるように、ロボット２０の動作を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットシステムおよび被加工物の製造方法に関するものである。

近年の製造ラインにおいては、例えば下記の特許文献１に記載されたように、製品を組立てるのに必要な複数種類の部品一式（「混載品」ともいう。）を部品トレイ上に集めた部品キットを形成し、当該形成した部品キットを組立作業を実施するロボット等に供給することが行われている。この部品キットを用いた製造方法においては、部品キット内の部品を所定の組立順序に従ってピッキングして組立を行う。

特開２０１０−１８８４５９号公報

ところで、組立順序上の或る順番において、部品のピッキングに失敗した場合には、通常は当該ピッキング失敗部品を除いて組立の次の段階へ進められないため、当該部品がピッキングに成功されるまでピッキングを繰り返して試すこととなる。これにより、作業時間が不必要に長くなり、ピッキングに成功するまで長時間が費やされた場合には、作業効率の悪化をもたらす。

そこで、本発明は上記に鑑みてなされたもので、組立作業において、作業効率を向上することが可能なロボットシステムおよび被加工物の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のロボットシステムは、製品の組立に必要な複数種類の部品が載置された部品載置部と、前記部品を前記部品載置部からピッキングして組立てるロボットと、前記ロボットの動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記部品を組立てる際の所定の組立順序を示す情報を格納する第１格納部を備え、前記ロボットが前記部品を前記組立順序に従い順に前記部品載置部からピッキングして組立てるように、前記ロボットの動作を制御し、前記ロボットが前記部品を前記組立順序に従ってピッキングできなかった場合に、ピッキング可能性の高い部品を先にピッキングし、当該ピッキング済み部品間における組立順序に従って当該ピッキング済み部品を先に組立てるように、前記ロボットの動作を制御し、且つピッキング条件を変更し、前記ロボットが当該変更後のピッキング条件に基づき組立前の部品をピッキングして組立てるように、前記ロボットの動作を制御する。

本発明によれば、組立作業において、作業効率を向上することが可能なロボットシステムおよび被加工物の製造方法を提供することができる。

ロボットシステム１の構成概要図である。 ロボットシステム１の構成要素間の物理的な位置関係を示す図である。 部品載置トレイ３０と部品３１〜３５の一例を示す図である。 部品３１〜３５を用いて作った完成品をイメージしている図である。 制御装置１０のハードウェア構成図である。 組立完了判断部１３５の判断動作を説明するための図である。 組立完了判断部１３５の判断動作を説明するための図である。 組立完了判断部１３５の判断動作を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して本発明にかかるロボットシステムおよび被加工物の製造方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下に説明する図面は本発明のロボットシステムおよび被加工物の製造方法を説明するための例示的なものに過ぎず、図示される各部の寸法等は、実際のロボットシステムおよび被加工物の製造方法における寸法等と異なる場合がある。

（ロボットシステム１の全体構成）
最初に、ロボットシステム１の全体的な構成について説明する。図１は、ロボットシステム１の構成概要図である。図１に示すように、ロボットシステム１は、制御装置１０、ピッキングロボット２１、組立ロボット２２、部品載置トレイ３０（部品載置部）、画像撮像装置４０、仮置テーブル５０および組立テーブル６０を備えて構成される。制御装置１０、ピッキングロボット２１、組立ロボット２２、画像撮像装置４０間は通信ネットワークにより互いに情報の送受信ができるように接続されている。

図２は、ピッキングロボット２１、組立ロボット２２、部品載置トレイ３０、画像撮像装置４０、仮置テーブル５０および組立テーブル６０間の物理的な位置関係を示す図である。図２に示す一例において、部品載置トレイ３０、仮置テーブル５０および組立テーブル６０は中央に配置されたピッキングロボット２１および組立ロボット２２を囲むような形で配置されている。配置例はこれに限定されず、ピッキングロボット２１のアーム２３が部品載置トレイ３０、仮置テーブル５０および組立テーブル６０まで届き、組立ロボット２２のアーム２３が仮置テーブル５０および組立テーブル６０まで届き、画像撮像装置４０が部品載置トレイ３０を撮像できれば、種々のバリエーションを適用できる。また、図２の配置では、ピッキングロボット２１および組立ロボット２２を一つのロボット２０で構成した例を示しているが、これに限定されず、ピッキングロボット２１および組立ロボット２２を別々のロボットとして構成してもかまわない。

部品載置トレイ３０には、製品の組立に必要な複数種類の部品、いわゆる混載品が載置されている。図３は、部品載置トレイ３０と部品３１〜３５の一例を示す。部品載置トレイ３０は、例えば金属、樹脂等から作られ、部品３１〜３５が置かれるスペース３０ａを有したトレイである。混載品を載置するためのものは、これに限定されず、混載品を載置できれば良く、例えば箱のような形をしていても良い。または、混載品を載置するための特定の場所（作業場における床などの特定場所）であっても良い。

図３に示した部品３１〜３５を用いて所定の組立を行うと、図４に示したような製品３６が完成される。図４は図３に示した部品３１〜３５を用いて作った完成品をイメージしている図である。部品３１〜３５には、それぞれ組立のための所定の組立順序が設定されている。例えば、図３の例においては、部品３１、３２、３３、３４、そして３５の順で組立てられるように、組立順序が設定されている。以下では、この組立順序を一例として説明を行う。この組立順序を示す情報は、後述するように制御装置１０の組立順序格納部１２１に格納されている。

画像撮像装置４０は、部品載置トレイ３０を撮像するものである。画像撮像装置４０は、対象物の画像を撮像できるものであれば良く、例えばＣＣＤカメラ、ステレオカメラ、距離画像センサ、またはこれらを組み合わせたものより構成することができる。

仮置テーブル５０および組立テーブル６０は、製造ラインにおける通常の作業テーブルである。仮置テーブル５０は、ピッキングロボット２１がピッキングした部品を一時的に置くためのテーブルである。組立テーブル６０は、ピッキングロボット２１がピッキングした部品を用いて、組立ロボット２２が組立作業を行うためのテーブルである。

図１および図２に示したような構成のロボットシステム１では、ピッキングロボット２１が、部品載置トレイ３０に載置された部品３１〜３５をピッキングする。ピッキングにエラーがなく、通常通りに成功した場合に、ピッキングロボット２１は当該ピッキングした部品を組立テーブル６０に置く。一方で、ピッキングにエラーがあり、後述するように、通常の組立順序とは異なる順序で別の部品をピッキングした場合には、ピッキングロボット２１は当該ピッキングした部品を仮置テーブル５０に置く。そして、組立ロボット２２が組立テーブル６０および仮置テーブル５０に置かれた部品を用いて所望の製品を製造する。なお、以下では、ピッキングロボット２１および組立ロボット２２が図２に示したように一つのロボット２０として構成された場合を一例として説明する。すなわち、ロボット２０はピッキング作業と組立作業を両方とも行えるロボットである。

（制御装置１０）
引き続き、制御装置１０について説明する。制御装置１０は、ロボット２０の動作を制御するものである。図５は制御装置１０のハードウェア構成図である。図２に示すように、制御装置１０は、物理的には、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３等の主記憶装置、キーボード及びマウス等の入力デバイス１４、ディスプレイ等の出力デバイス１５、ロボット２０や画像撮像装置４０との間でデータの送受信を行うためのネットワークカード等の通信モジュール１６、ハードディスク等の補助記憶装置１７などを含む通常のコンピュータシステムとして構成される。後述する制御装置１０の各機能は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ１１の制御の元で入力デバイス１４、出力デバイス１５、通信モジュール１６を動作させると共に、主記憶装置１２，１３や補助記憶装置１７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

図１に示すように、制御装置１０は、機能的には、画像入力部１１０、格納部１２０および制御部１３０を備えて構成される。画像入力部１１０は、画像撮像装置４０が撮像した部品載置トレイ３０の画像データを入力するものである。

格納部１２０は、制御装置１０における種々の制御に必要なデータを格納するものであり、組立順序格納部１２１（第１格納部）および次段階移行可否情報格納部１２２（第２格納部）を備える。組立順序格納部１２１は、部品３１〜３５を組立てる際の所定の組立順序を示す情報を格納するものである。上述したように、部品３１〜３５にはそれぞれ組立のための所定の組立順序が設定されており、この所定の組立順序を示す情報が組立順序格納部１２１に格納されている。上記の例において、組立順序格納部１２１には、部品３１、３２、３３、３４、そして３５の順の組立順序を示す情報が格納されている。

組立順序格納部１２１には、部品載置トレイ３０上の全ての部品に対する組立順序（以下、「全品対象順序」）のみならず、部品載置トレイ３０上の一部の部品に対する組立順序（以下、「一部対象順序」）を示す情報が格納されている。例えば、部品３３、３４、３５に対して、格納部１２０には、部品３３、３４、３５の順の組立順序を示す情報が格納されている。この例においては、部品３３、３４、３５に対する全品対象順序および一部対象順序が一致しているが、これに限らず、一致しない場合もある。すなわち、完成品の種類や組立作業の条件等によって、例えば、一部対象順序における組立順序が部品３４、３３、３５の順である場合もある。

次段階移行可否情報格納部１２２は、部品ごとに、組立における次の段階に進められるものか否かを示す情報を格納するものである。「組立における次の段階に進められるものか否か」とは、当該部品をピッキングしたときに、組立順序上における前の順番の部品がピッキングされていなくても、当該部品から部分的に組立を開始できるか否かの意味である。

例えば、図３に示した部品３１〜３５の例において、組立方法の一例が、まず部品３２の開口３２ａに部品３１を嵌めて、その後部品３３を部品３１の上に置き、更に部品３４を部品３３の上に置き、その後に部品３４の所定の場所に部品３５を取り付ける、ことであると仮定する。この場合のピッキングの順序は、部品３１、３２、３３、３４、そして３５の順となる。しかし、何らかの不具合で、部品３１がピッキングできなかった場合に、部品３３をピッキングできれば、その後のピッキング順の部品である部品３４および３５をピッキングして、部品３４を部品３３の上に置き、その後に部品３４の所定の場所に部品３５を取り付けることができる。つまり、部品３１および３２がピッキングされていなくても、部品３３から部分的に組立を開始することができる。この場合に、部品３３は、「組立における次の段階に進められる部品」として、この旨を示す情報が次段階移行可否情報格納部１２２に格納される。

一方で、部品３２の場合には、部品３１がピッキングされていなければ、組立における次の段階に進めることができない。部品３１がピッキングされなかった場合に、その後部品３２をピッキングし、その次に部品３３をピッキングしたとしても、部品３２と部品３３の間では行うべき直接的な組立作業がないからである。この場合に、部品３２は、「組立における次の段階に進められない部品」として、この旨を示す情報が次段階移行可否情報格納部１２２に格納される。

制御部１３０は、画像入力部１１０および格納部１２０からの種々の入力を受け、当該入力に基づきロボット２０の動作を制御するものである。制御部１３０は、通常は、ロボット２０が部品３１〜３５を所定の組立順序に従い順に部品載置トレイ３０からピッキングして組立てるように制御する。一方で、制御部１３０は、ロボット２０が何れかの部品を所定の組立順序に従ってピッキングできなかった場合に、ピッキング可能性の高く、更に組立における次の段階に進められる部品を先にピッキングし、当該ピッキング済み部品間における組立順序に従って、当該ピッキング済み部品を先に組立てるように、ロボット２０の動作を制御する。その後、制御部１３０は、ピッキング条件を変更し、ロボット２０が当該変更後のピッキング条件に基づき組立前の部品をピッキングして組立てるように、ロボット２０の動作を制御する。

以上の動作を実行するために、制御部１３０は、機能的な構成要素として、ピッキング可否判断部１３１、ピッキング可能性判断部１３２、指令出力部１３３、ピッキング条件変更部１３４、および組立完了判断部１３５を備える。

ピッキング可否判断部１３１は、ロボット２０が部品のピッキングに成功したか否かを判断するものである。ピッキング可否判断部１３１は、例えば、ロボット２０のアーム２３に配置されたセンサー２４（図２参照）からの情報に基づき、この判断を行うことができる。または、ピッキング可否判断部１３１は、ロボット２０がピッキングを開始する前の時点における部品載置トレイ３０の画像と、ロボット２０がピッキングを完了した後の時点における部品載置トレイ３０の画像とを比較することにより、この判断を行うことができる。この場合に、画像撮像装置４０は、判断動作に必要な上記両画像を撮像し、画像入力部１１０を経由してピッキング可否判断部１３１に出力する。ピッキング可否判断部１３１は、判断結果を示す情報を指令出力部１３３に出力する。

ピッキング可能性判断部１３２は、ロボット２０が何れかの部品を所定の組立順序に従ってピッキングできなかった場合に、当該組立順序における次の順番の部品に対して、当該部品のピッキングに成功する可能性を判断するものである。ピッキングに成功する可能性は、例えば当該部品の形状、姿勢、位置等に基づき判断される。ピッキング可能性判断部１３２は、例えば、当該部品の形状、姿勢、位置等ごとにスコアを計算し、それらの合計スコアが所定の閾値を超えた場合に、当該部品はピッキングに成功する可能性が高いと判断する。ピッキング可能性判断部１３２は、判断結果を示す情報を指令出力部１３３に出力する。

指令出力部１３３は、ピッキングおよび組立のための指令を生成して、ロボット２０に出力するものである。ロボット２０は指令出力部１３３からの指令に指定されている部品をピッキングし組立てる。指令出力部１３３からの指令に基づきロボット２０を駆動するための駆動部（図示せず）を別途備えても良い。指令出力部１３３は、通常は、部品載置トレイ３０上の全ての部品が所定の組立順序に従い順にピッキングされるように、ピッキング指令を生成して、ロボット２０に出力する。例えば、図３における一例において、指令出力部１３３は、ロボット２０が、部品３１、３２、３３、３４、そして３５の順にピッキングして組立テーブル６０に置き、当該ピッキングした部品を組立テーブル６０上で組立てるように、ピッキング指令および組立指令を生成してロボット２０に出力する。

一方で、指令出力部１３３は、何れかの部品がピッキングに失敗した旨を示す情報をピッキング可否判断部１３１より入力した場合には、ピッキング可能性が高く、更に組立における次の段階に進められる部品を先にピッキングして仮置テーブル７０に置くように、ピッキング指令を生成して、ロボット２０に出力する。ここで、ピッキング可能性の高い部品が何れかに関する判断は、ピッキング可能性判断部１３２からの出力信号に基づき行われる。また、当該部品が組立における次の段階に進められる部品であるか否かに関する判断は、次段階移行可否情報格納部１２２を参照することにより行われる。そして、指令出力部１３３は、仮置テーブル７０に置かれているピッキング済み部品間における組立順序に従って、当該ピッキング済み部品を先に組立てるように、組立指令を生成して出力する。

例えば、図３における一例において、指令出力部１３３が、部品３１のピッキングに失敗した旨を示す情報をピッキング可否判断部１３１より入力したとする。この場合に、ピッキング可能性判断部１３２は、組立順序における次の順番の部品である部品３２、３３、３４および３５に対して、当該部品のピッキングに成功する可能性を判断する。この判断において、例えば、部品３３はピッキングに成功する可能性が低いと判断され、部品３２、３４および３５はピッキングに成功する可能性が高いと判断されたとする。この場合に、指令出力部１３３は、ピッキング可能性が高い部品である部品３２、３４および３５の何れかを先にピッキングするように、ピッキング指令を生成してロボット２０に出力する。部品３３はピッキングに成功する可能性が低いと判断されたため、指令出力部１３３は、部品３３を先にピッキングするようなピッキング指令は生成しない。

ところで、指令出力部１３３は、部品３２を先にピッキングするようなピッキング指令を生成しない。なぜなら、部品３２は、組立における次の段階に進められない部品であると判断されたからである。指令出力部１３３は、次段階移行可否情報格納部１２２を参照することにより、この判断を行うことができる。

更に、指令出力部１３３は、当該ピッキング済み部品である部品３４および３５間における組立順序に従って、当該ピッキング済み部品３４および３５を先に組立てるように、組立指令を生成してロボット２０に出力する。なお、指令出力部１３３は、組立順序格納部１２１を参照することにより、部品３４および３５間における組立順序（一部対象順序）を示す情報を取得することができる。一方で、部品３２のピッキング可能性が高いので、指令出力部１３３は、指令出力部１３３がとりあえず部品３２をピッキングし、別の仮置テーブル（図示せず）に置くようなピッキング指令を生成しても良い。

ピッキング条件変更部１３４は、ロボット２０によるピッキング条件を変更するものである。ピッキング条件変更部１３４は、ロボット２０が何れかの部品を所定の組立順序に従ってピッキングできなかった場合、上述したような次段階の部品が先にピッキングされた後に、ピッキングの条件を変更する。ピッキング条件変更部１３４によるピッキング条件変更後に、指令出力部１３３は、ロボット２０が当該変更後のピッキング条件下で組立前の部品をピッキングして組立てるように、ピッキング指令および組立指令を生成してロボット２０に出力する。 上記例において、ピッキング条件変更後に、指令出力部１３３は、ロボット２０が当該変更後のピッキング条件下で部品３１〜３３をピッキングして組立てるように、ピッキング指令および組立指令を生成してロボット２０に出力する。指令出力部１３３は、当該ピッキングした部品３１〜３３を組立テーブル６０まで運び、仮置テーブル５０で先に組立てられている部品３４および３５と共に組立てるように、ピッキング指令および組立指令を生成しても良い。

ピッキング条件を変更するための一つの方法として、ピッキング条件変更部１３４は、部品を照らす照明７０（図２参照）に変更を加えることができる。ピッキング条件変更部１３４は、例えば、照明７０の輝度や向きを調整することにより、ピッキング条件を変更することができる。または、例えば、照明７０の発する光を可視光から赤外線に変えることにより、ピッキング条件を変更することができる。

ピッキング条件を変更するための別の方法として、ピッキング条件変更部１３４は、ピッキングするためのロボット２０の初期位置を変えることができる。この場合に、ピッキング条件変更部１３４は、ロボット２０に、ピッキング時における初期位置を所定の別の位置に変える旨の指令を出力することにより、ピッキング条件を変更することができる。

ピッキング条件を変更するための更に別の方法として、ピッキング条件変更部１３４は、部品載置トレイ３０に残った部品を一度シャッフルすることができる。この場合に、シャッフルするための別のロボットが更に備えられていても良く、ロボット２０がこの動作を行っても良い。または、ピッキング条件変更部１３４はシャッフルのためのアラームを出し、作業者がシャッフルを行っても良い。

組立完了判断部１３５は、ロボット２０による組立が完了したか否かを判断するものである。組立完了を判断するための一つの方法として、組立完了判断部１３５は、部品が載置される前の部品載置トレイ３０の画像と、当該判断時点における部品載置トレイ３０の画像とを比較し、両画像の一致度が所定の閾値以上の場合に、組立が完了したと判断することができる。

図６は、この場合の組立完了判断部１３５の判断動作を説明するための図である。図６（Ａ）は、部品が載置される前の部品載置トレイ３０の画像をイメージした図である。この画像は、部品が載置される前の時点で、画像撮像装置４０が部品載置トレイ３０を撮像することにより得ることができ、画像撮像装置４０は当該撮像画像を画像入力部１１０に入力する。一方で、図６（Ｂ）は、組立完了判断部１３５の判断時点における部品載置トレイ３０の画像をイメージした図である。この画像は、組立完了判断部１３５の判断時点で、画像撮像装置４０が部品載置トレイ３０を撮像することにより得ることができ、画像撮像装置４０は当該撮像画像を画像入力部１１０に入力する。組立完了判断部１３５は、図６（Ａ）に示す画像と、図６（Ｂ）に示す画像とを比較する。この例において、図６（Ｂ）に部品３５の一部が残っていることから、両画像の一致度は所定の閾値以上にならず、組立完了判断部１３５は、組立が完了していないと判断する。

組立完了を判断するための別の方法として、部品載置トレイ３０には部品が載置される場所ごとに所定の標識が施され、組立完了判断部１３５は、当該判断時点における部品載置トレイ３０の画像から、各部品に対応する標識が所定の閾値以上認識できた場合に、組立が完了したと判断することができる。

図７は、この場合の組立完了判断部１３５の判断動作を説明するための図である。図７（Ａ）は、部品が載置される前の部品載置トレイ３０の画像をイメージした図である。図７（Ａ）に示すように、部品載置トレイ３０には部品３１〜３５が載置される場所ごとに所定の標識（この例では星型の目印）が施されている。一方で、図７（Ｂ）は、組立完了判断部１３５の判断時点における部品載置トレイ３０の画像をイメージした図である。組立完了判断部１３５は、図７（Ｂ）に示した画像から、各部品に対応する標識が所定の閾値以上認識できた場合に、組立が完了したと判断する。この例において、組立完了判断部１３５は、例えば全ての標識（この例では７個）が認識できた場合に、組立が完了したと判断する。すなわち、図７（Ｂ）の例では、標識が６個しか認識できないので、組立完了判断部１３５は、組立が完了していないと判断する。

組立完了を判断するための更に別の方法として、部品載置トレイ３０の部品が載置される場所がマス目からなり、組立完了判断部１３５は、当該判断時点における部品載置トレイ３０の画像から、マス目が所定の閾値以上認識できた場合に、組立が完了したと判断することができる。

図８は、この場合の組立完了判断部１３５の判断動作を説明するための図である。図８（Ａ）は、部品が載置される前の部品載置トレイ３０の画像をイメージした図である。図８（Ａ）に示すように、部品載置トレイ３０の部品が載置される場所（主面３０ｂ）がマス目の模様になっている。一方で、図８（Ｂ）は、組立完了判断部１３５の判断時点における部品載置トレイ３０の画像をイメージした図である。組立完了判断部１３５は、図８（Ｂ）に示した画像から、マス目が所定の閾値以上認識できた場合に、組立が完了したと判断する。この例において、組立完了判断部１３５は、例えば全てのマス目が認識できた場合に、組立が完了したと判断する。すなわち、図８（Ｂ）の例では、部品３４および３５の下に隠れたいくつかのマス目が認識できないので、組立完了判断部１３５は、組立が完了していないと判断する。

以上、本実施形態のロボットシステム１について説明したが、このロボットシステム１を用いて所望の製品（被加工物）を製造することもできる。被加工物としては、ロボットシステム１により搬送あるいは組付などの加工を受けるワークを用いたあらゆる物品またはワーク自身が該当し得る。例えば、被加工物には、ボルト等の部品や自動車等の組立体が含まれる。

続いて、本実施形態にかかるロボットシステム１の作用及び効果について説明する。本実施形態のロボットシステム１によれば、制御装置１０は、通常は、ロボット２０が部品を組立順序に従い順に部品載置トレイ３０からピッキングして組立てるように制御する。一方で、制御装置１０は、ロボット２０が何れかの部品を所定の組立順序に従ってピッキングできなかった場合に、ピッキング可能性の高い部品を先にピッキングし、当該ピッキング済み部品間における組立順序に従って、当該ピッキング済み部品を先に組立てるように、ロボット２０の動作を制御する。その後、制御装置１０は、ピッキング条件を変更し、ロボット２０が当該変更後のピッキング条件に基づき組立前の部品をピッキングして組立てるように、ロボット２０の動作を制御する。

以上のような制御により、ロボット２０が或る部品のピッキングに失敗した場合に、当該部品がピッキングに成功されるまでピッキングを繰り返して行うことを防止できる。その結果、ピッキング可能性の低い部品に対してピッキングを繰り返してトライすることにより、作業時間が不必要に長くなり、作業効率が悪化されることを防止できる。また、制御装置１０はピッキング可能性の高い部品を先にピッキングさせるるので、ピッキング可能性の低い部品に対してピッキングを繰り返してトライすることを確実に防止できる。更に、制御装置１０はピッキング条件を変更してピッキングを再トライさせることにより、ピッキング可能性が低いままピッキングを繰り返してトライすることを防止できる。

また、本実施形態によれば、ピッキング条件を変更するための具体的な手法が提供される。すなわち、照明７０の輝度等に変更を加えることにより、ピッキングの再トライ時におけるピッキング成功率を高める可能性を模索できる。また、ピッキングするためのロボット２０の初期位置を変えることにより、ピッキングの再トライ時におけるピッキング成功率を高める可能性を模索できる。更に、部品載置トレイ３０に残った部品を一度シャッフルすることにより、ピッキングの再トライ時におけるピッキング成功率を高める可能性を模索できる。

また、本実施形態によれば、制御装置１０は、ロボット２０が何れかの部品を所定の組立順序に従ってピッキングできなかった場合に、ピッキング可能性の高く、更に組立における次の段階に進められる部品を先にピッキングするように、ロボット２０の動作を制御する。組立における次の段階に進められる部品を先にピッキングして、これらに対する組立作業を先に進めることにより、作業効率を更に向上させることができる。

また、本実施形態によれば、ロボット２０による組立が完了したか否かを判断するための具体的な手法が提供される。すなわち、組立完了判断部１３５が、部品が載置される前の部品載置トレイ３０の画像と、当該判断時点における部品載置トレイ３０の画像とを比較し、両画像の一致度が所定の閾値以上の場合に、組立が完了したと判断することができる。この方法により、組立完了の判断を簡易な構成を用いて迅速に行うことができる。

また、部品載置トレイ３０には部品が載置される場所ごとに所定の標識が施され、組立完了判断部１３５は、当該判断時点における部品載置トレイ３０の画像から、各部品に対応する標識が所定の閾値以上認識できた場合に、組立が完了したと判断することができる。この方法によれば、例えば部品載置トレイ３０上のキズが物に誤認されたことによる誤認識を防止できるので、組立完了の判断を正確に行うことができる。

また、部品載置トレイ３０の部品が載置される場所がマス目からなり、組立完了判断部１３５は、当該判断時点における部品載置トレイ３０の画像から、マス目が所定の閾値以上認識できた場合に、組立が完了したと判断することができる。この方法により、装置構成を簡単にしながらも、組立完了の判断を正確に行うことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

例えば、上記実施形態におけるロボット２０は、図１に例示したような単腕式に限らず、双腕式であっても良い。また、ロボット２０は、垂直多関節型ロボットでも良く、水平多関節型やパラレルリンク型のロボットであっても良い。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。

また、図３や図４に示した部品３１〜３５は一例に過ぎず、種々の部品に対して本実施形態を適用することができる。

１…ロボットシステム、１０…制御装置、１１０…画像入力部、１２０…格納部、１２１…組立順序格納部、１２２…次段階移行可否情報格納部、１３０…制御部、１３１…ピッキング可否判断部、１３２…ピッキング可能性判断部、１３３…指令出力部、１３４…ピッキング条件変更部、１３５…組立完了判断部、２０…ロボット、２１…ピッキングロボット、２２…組立ロボット、３０…部品載置トレイ、３１〜３５…部品、３６…製品、４０…画像撮像装置、５０…仮置テーブル、６０…組立テーブル、７０…照明。

Claims (8)

1. 製品の組立に必要な複数種類の部品が載置された部品載置部と、
   前記部品を前記部品載置部からピッキングして組立てるロボットと、
   前記ロボットの動作を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記部品を組立てる際の所定の組立順序を示す情報を格納する第１格納部を備え、
   前記ロボットが前記部品を前記組立順序に従い順に前記部品載置部からピッキングして組立てるように、前記ロボットの動作を制御し、
   前記ロボットが前記部品を前記組立順序に従ってピッキングできなかった場合に、
   ピッキング可能性の高い部品を先にピッキングし、当該ピッキング済み部品間における組立順序に従って当該ピッキング済み部品を先に組立てるように、前記ロボットの動作を制御し、且つ
   ピッキング条件を変更し、前記ロボットが当該変更後のピッキング条件に基づき組立前の部品をピッキングして組立てるように、前記ロボットの動作を制御する、ロボットシステム。
2. 前記制御装置は、前記部品に照らす照明に変更を加えることにより、前記ピッキング条件を変更する、請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記制御装置は、ピッキングするための当該ロボットの初期位置を変えることにより、前記ピッキング条件を変更する、請求項１または２に記載のロボットシステム。
4. 前記制御装置は、
   前記部品ごとに、組立における次の段階に進められるものか否かを示す情報を格納する第２格納部を更に備え、
   前記ロボットが前記部品を前記組立順序に従ってピッキングできなかった場合に、前記ピッキング可能性が高く、更に前記組立における次の段階に進められる部品を先にピッキングするように、前記ロボットの動作を制御する、請求項１〜３の何れか１項に記載のロボットシステム。
5. 前記制御装置は、前記組立が完了したか否かを判断する判断部を更に備え、
   前記判断部は、前記部品載置部に前記部品が載置される前の前記部品載置部の画像と、当該判断時点における前記部品載置部の画像とを比較し、両画像の一致度が所定の閾値以上の場合に、前記組立が完了したと判断する、請求項１〜４の何れか１項に記載のロボットシステム。
6. 前記制御装置は、前記組立が完了したか否かを判断する判断部を更に備え、
   前記部品載置部には、前記部品が載置される場所ごとに、所定の標識が施され、
   前記判断部は、当該判断時点における前記部品載置部の画像から、各部品に対応する前記標識が所定の閾値以上認識できた場合に、前記組立が完了したと判断する、請求項１〜４の何れか１項に記載のロボットシステム。
7. 前記制御装置は、前記組立が完了したか否かを判断する判断部を更に備え、
   前記部品載置部の前記部品が載置される場所が、マス目からなり、
   前記判断部は、当該判断時点における前記部品載置部の画像から、前記マス目が所定の閾値以上認識できた場合に、前記組立が完了したと判断する、請求項１〜４の何れか１項に記載のロボットシステム。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載のロボットシステムを用いて被加工物を製造する被加工物の製造方法。
   

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