JP2018013919A

JP2018013919A - 組立装置

Info

Publication number: JP2018013919A
Application number: JP2016142532A
Authority: JP
Inventors: 矢島　健太郎; Kentaro Yajima; 健太郎矢島; 周平伊澤; Shuhei Izawa; 亮市川; Akira Ichikawa; 渓輔冨山; Keisuke Tomiyama
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2018-01-25

Abstract

【課題】人に頼らずとも復旧が可能か否かを判断し、復旧可能であれば自動的に復旧動作を行い、復旧不可能であればその旨の報知を行うことが可能な組立装置を提供する。【解決手段】複数のワーク１，２を組み立てる組立部４と、ワーク１，２及び組立部４の動作及び位置を撮影する撮影部１２と、組立部４に異常が発生した際にこれを確認して組立部４の動作を停止させる異常発生確認手段９と、異常発生確認手段９によって異常発生が確認された際に撮影部１２により撮影された画像を確認して各ワーク１，２の組立状態を判断する組立状態判断手段１４とを備え、異常発生確認手段９によって異常発生が確認された後に組立状態判断手段１４によって各ワーク１，２の組立状態が判断された際に、組立状態判断手段１４の判断結果に応じて組立部４の動作を復帰させる第１の対応または異常が発生したことを報知する第２の対応の何れかを選択的に行う組立装置１５。【選択図】図１

Description

本発明は、組立装置に関する。

近年の製造業では、多様化する製品に対して高精度化、高品質化、複雑化等が展開され、さらに生産設備においては高生産性並びに自動化が進められている。生産設備における制御では、パーソナルコンピュータでのプログラミング制御または各メーカで市販されているプログラマブルコントローラユニットを用いた制御が主流となっている。
特に、複数の部品を有する製品の組立工程では、ロボットやサーボモータ、エアシリンダ等の駆動源を複雑に組み合わせた自動装置が多数導入されており、その保守及び保全においては専門知識を有する担当者が対応することはもとより、短時間の設備トラブルでもある程度操作に習熟した経験者や制御に関する専門知識を有する技術者が対応する場合がある。

また、生産設備で頻度の少ない異常が発生した際には、設備の習熟者や有識技術者においても対応や異常の原因調査に多くの時間を要し、生産設備の稼働率を大きく下げてしまうこととなる。さらに、生産計画の制約から原因に対して適切に対応ができないまま早期に復旧及び生産を再開した場合には、同じ原因の異常を再度発生させてしまうことになりかねない。
生産設備で発生した異常の原因を調査する方法としては、異常が発生している生産設備そのものの状態をつぶさに観察することが一般的であるが、静的な状態での外観上で異常が発見できない場合も多く、特に信号処理に依存する異常は外観からは特定できない。また、稼働を継続しながらプログラムのシーケンスを確認する場合においても、発生頻度が少ない異常では発見することが困難である。

上述の点を考慮すると、生産設備において異常が発生した状態を記録することができれば生産設備の稼働を停止することなく異常の特定を行うことができる。このような技術として、データベースに予め登録された異常と実際に発生した異常とを比較し、対象とする装置の異常予兆の検知時または異常の発生時にその異常原因を診断及び推定し、その対策または保守の作業内容等を情報出力する技術が提案されている（例えば「特許文献１」参照）。このようなシステムを構築することにより、生産設備で発生した異常の原因の特定及び復旧指示を容易に行うことができる。

一般的な製造現場では、作業を行う生産設備を管理する管理担当者を配置し、担当の生産設備に異常が発生した際に対応する管理担当者が対応する。このため、上述の技術で提示された作業指示を実行する作業者は先に述べた管理担当者にあたり、現場で利用可能な技術を駆使しても最終的には管理担当者の判断に頼ることとなる。そのため、最終的には管理担当者の習熟度によって生産設備の稼働率が左右されてしまうという問題点がある。
本発明は、上述した問題点を解決し、人に頼らずとも復旧が可能か否かを判断し、復旧可能であれば自動的に復旧動作を行い、復旧不可能であればその旨の報知を行うことが可能な組立装置の提供を目的とする。

本発明は、複数のワークを組み立てる組立部と、前記ワーク及び前記組立部の動作及び位置を撮影する撮影部と、前記組立部に異常が発生した際にこれを確認して前記組立部の動作を停止させる異常発生確認手段と、前記異常発生確認手段によって異常発生が確認された際に前記撮影部により撮影された画像を確認して前記各ワークの組立状態を判断する組立状態判断手段とを備え、前記異常発生確認手段によって異常発生が確認された後に前記組立状態判断手段によって前記各ワークの組立状態が判断された際に、前記組立状態判断手段の判断結果に応じて前記組立部の動作を復帰させる第１の対応または異常が発生したことを報知する第２の対応の何れかを選択的に行うことを特徴とする。

本発明によれば、人に頼らずとも組立作業の復旧が可能か否かを判断し、復旧可能であれば自動的に復旧動作を行い、復旧不可能であればその旨の報知を行うことができるので、組立装置の稼働率が向上して製品の生産性を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態を適用した組立装置の概略図である。本発明の第１の実施形態に用いられるＰＬＣ内部のメモリアドレスの値を示す図表である。本発明の第１の実施形態における異常状態を説明する概略図である。本発明の第１の実施形態における動作処理を行う制御ブロック図である。本発明の第１の実施形態における異常発生時における動作を説明するフローチャートである。本発明の第２の実施形態を適用した組立装置の概略図である。本発明の第２の実施形態における異常状態を説明する概略図である。本発明の第２の実施形態における動作処理を行う制御ブロック図である。本発明の第２の実施形態における異常発生時における動作を説明するフローチャートである。本発明の第２の実施形態に用いられる各ＰＬＣ内部のメモリアドレスの値を示す図表である。本発明の第３の実施形態における異常発生時における動作を説明するフローチャートである。本発明の第４の実施形態における動作処理を行う制御ブロック図である。本発明の各実施形態と従来技術とを比較した結果を示す図表である。

図１は、本発明の第１の実施形態を適用した組立装置を示している。同図において、ワークである親部品１にワークである子部品２を嵌合させて組立を行う組立装置１５は、親部品１を固定及び位置決めさせるセット台３、子部品２を把持して親部品１に嵌合させる組立部を構成するアクチュエータとしてのロボット４を備えている。
さらに組立装置１５は、親部品１を工程に供給するコンベヤ５、コンベヤ５から親部品１をセット台３へと供給するローダ６、子部品２を供給及びストックする供給ステージ７、Ｉ／Ｏや各アクチュエータの動作を制御する制御盤８を有している。制御盤８は、異常発生確認手段として機能するＰＬＣ（プログラマブルコントローラユニット）９を備えており、本実施形態ではＰＬＣ９として（株）オムロン社製ＣＪ２Ｍ−ＣＰＵ３１を用いている。
ロボット４には、親部品１と子部品２との組立時における嵌め合い具合を管理するための荷重センサ１１を備え、子部品２を把持することが可能なハンド１０が設けられており、荷重センサ１１をＰＬＣ９と接続することによりハンド１０の制御及び状態の取得をパラレルＩ／Ｏまたは各種ＦＡネットワークを経由して行っている。荷重センサ１１は、負荷計測手段として機能する。

ロボット４による親部品１と子部品２との組立エリアを撮影可能な位置には撮影部であるカメラ１２が配設されており、親部品１、子部品２、セット台３、ロボット４が有するハンド１０の動作及び位置がカメラ１２によって撮影記録される。カメラ１２は、ＰＬＣ９と共に例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ等のネットワーク１３によってデータ収集及び解析用のＰＣ（パーソナルコンピュータ）１４に接続されている。組立状態判断手段として機能するＰＣ１４は、データの保存管理に必要なデータベースを備えている。なおＰＣ１４は、カメラ１２で撮影された画像を表示するディスプレイ１６も備えている。

ＰＬＣ９は、図２に示すように内部のメモリアドレスの値でロボット４の動作状態を管理しており、同様に荷重センサ１１等の各種センサの状態に関してもメモリの値として管理を行っている。
荷重センサ１１としては、例えばピエゾ素子（圧電素子）等で形成されるセンサを用いている。荷重センサ１１は、ロボット４のアーム先端とハンド１０との間に取り付けられており、ハンド１０に作用する負荷を検知している。荷重センサ１１には、図示しないアダプタケーブルから電力が供給される。
ＰＣ１４は、ＰＬＣ９のメモリアドレスの値を例えばソケット通信等によって自由に読み書きを行うことができると共に、カメラ１２から任意のタイミングで画像を取得し、ディスプレイ１６に表示させることが可能である。

次に、第１の実施形態における組立装置１５の通常の動作について説明する。
コンベヤ５は、組立工程の前の工程から親部品１を搬送している。コンベヤ５によって搬送されてきた親部品１はローダ６によってセット台３上に供給され、セット台３上において所定の位置に固定される。一方、ロボット４はハンド１０によってステージ７上から子部品２を把持し、親部品１の上方から子部品２を下降させることにより親部品１に対して子部品２を挿入する。そして、親部品１の凸部と子部品２の凹部あるいは穴部とが所定の状態で嵌合した後に、親部品１と子部品２との組み立て品は次工程に搬出される。
親部品１と子部品２との嵌合状態は、荷重センサ１１によって所定の圧力に管理されるか、または他のセンサによって所定の位置を認識することにより管理される。

次に、第１の実施形態において親部品１と子部品２との組立時に嵌め合い異常が発生した場合における組立装置１５の動作を説明する。
例えば、子部品２が形状にある程度のばらつきを有するモールド部品のようなものであった場合に、親部品１との嵌合代に余裕がなく親部品１と子部品２とが正常に嵌合せず、ロボット４に過負荷異常が生じる場合がある。
図３は、親部品１に子部品２を挿入しようとした際に、嵌合が良好に行われずに子部品２がハンド１０から外れて下方に落下し、同時にロボット４が過負荷異常を発生した例の概略状態を示している。図３において符号２ｃは、ハンド１０から外れてセット台３上に落下した子部品を示している。図４はこのときの処理を行う制御ブロック図を、図５はこの動作のフローチャートをそれぞれ示している。

図５に基づき、異常発生時における組立装置１５の動作を説明する。
先ず、ロボット４の正常な動作が阻害されてロボット４に過負荷が発生すると（ＳＴ０１）、図示しないコントローラを介して過負荷異常の発生がＰＬＣ９に通知される（ＳＴ０２）。通知を受けたＰＬＣ９は、ロボット４の動作を停止させると共に過負荷異常の発生をＰＣ１４に通知し（ＳＴ０３）、ＰＣ１４は図２に示したＰＬＣ９の状態を示すメモリアドレス値を取得する（ＳＴ０４）。これにより、ロボット４がどの動作を行っているときに異常が発生したのかをＰＣ１４が認識することができ、例えば図２においてメモリアドレスの値が５００．５の状態であれば、親部品１に子部品２を挿入する動作時に過負荷異常が発生したと判断する。
またＰＣ１４は、メモリアドレス値の取得と同時に荷重センサ１１やその他のセンサの値も取得することができる。セット台３には親部品１がセットされているが、その状態を把握するための例えば近接センサ等が設けられており、この値を取得することにより親部品１が正常な状態であるか否かを判断することができる。ここで用いられる近接センサとしては、例えば親部品１の材質が金属であれば渦電流センサが、親部品１の材質がモールドであればＬＥＤやレーザを使用した光量検出型の汎用センサが挙げられる。

次に、ＰＣ１４はカメラ１２から画像を取得し（ＳＴ０５）、内部の画像処理機能により子部品２及びハンド１０の座標を取得する（ＳＴ０６）。また、カメラ１２の視界内に除去が必要となる異物が存在するか否かの判断も同時に行い、子部品２とハンド１０との間の座標距離から、子部品２がハンド１０から落下して落下した子部品２ｃが発生した際にこれを把握可能となる。
また、予めロボット４の各動作位置における状態と動作パターンとをＰＣ１４に登録しておく。例えば、ロボット４が組立位置に移動したときに、ロボット４におけるハンド１０の過負荷異常が荷重センサ１１によって検知され、カメラ１２によって子部品２の落下により子部品２ｃが生じたと判断される場合に、親部品１の状態が正常であるか否か、及びカメラ１２の視界内に異物が存在しないならばどのように処理するかを、予めＰＣ１４内の登録条件部１８に登録したパターンから適用させる（ＳＴ０７）。

本実施形態では、子部品２が落下して子部品２ｃが生じたことを、作業管理者のＰＣ１４を用いた登録作業によって登録条件部１８に予め登録した不具合内容としており、ロボット４の過負荷異常発生時においてステップＳＴ０７による判断実施後、ＰＣ１４はハンド１０から子部品２が落下したか否かを判断する（ＳＴ０８）。ロボット４が子部品２の落下が原因ではない未登録の過負荷異常であるとＰＣ１４が判断すると、ＰＣ１４はディスプレイ１６に子部品２の落下ではない未登録の異常であることを表示させ、作業管理者に判断及び処置を依頼する旨の報知を行う（ＳＴ０９）。

図３に示すように、ステップＳＴ０８で子部品２が落下して子部品２ｃが生じたと判断されると、次に子部品２ｃが落下した位置が以降の動作継続に対して障害となるか否かを判断する必要がある（ＳＴ１０）。これは、カメラ１２から得られた子部品２ｃの落下後における座標から、その後の組立作業を自動続行することが可能か否かを判断する（ＳＴ１１）。ここで、子部品２ｃが親部品１の供給を行うローダ６あるいはロボット４の作動領域と干渉する位置に落下している場合には子部品２ｃを取り除く必要があるため、その旨をディスプレイ１６に表示させて作業者に判断及び処置を依頼する旨を報知する（ＳＴ１２）。

ステップＳＴ１１において子部品２ｃが干渉せずに自動復帰が可能であると判断された場合には、ＰＣ１４からＰＬＣ９に対して指令を行いロボット４の原点復帰動作を行わせる（ＳＴ１３）。具体的には、ＰＬＣ９のメモリアドレス値を５００．２の値に変更させることにより、新たな子部品２を再度供給ステージ７からハンド１０によって把持する動作より組立動作を再開することが可能となる（ＳＴ１４）。
他の異常状態についても、予め登録条件部１８にパターンを登録しておくことにより、異常発生後に自動復帰を安全に行うことができる。また、作業者の対応が必要となる場合においても、迅速に作業管理者に指示を行うことで装置の停止を最小限に抑えることができる。

この第１の実施形態によれば、人に頼らずとも組立作業の復旧が可能か否かを判断し、復旧可能であれば自動的に復旧動作を行い、復旧不可能であればその旨の報知を行うことができるので、組立装置の稼働率が向上して製品の生産性を向上させることができる。
また、異常発生時に自動復帰可能である場合があるので、作業管理者が対応するリードタイムを短縮することができ稼働率を向上することができる。
また、作業管理者の習熟度によらず迅速な対応ができるので、部品や装置の干渉が生じるような不具合が生じても稼働率の低下を防止することができる。

図６は、本発明の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態で示す組立装置１７は、上述した第１の実施形態と比較すると、組立部として２台のロボット４ａ，４ｂを有し、親部品１に対して各ロボット４ａ，４ｂがそれぞれ子部品２ａ，２ｂを協働作業で組み立てる点において相違している。
組立装置１７では、親部品１に対してロボット４ａが子部品２ａを挿入後、所定位置でロボット４ａが子部品２ａを押さえた状態でロボット４ｂが子部品２ａに対して子部品２ｂを挿入するという組立工程である。

組立装置１７において、子部品２ｂに寸法のばらつき等の不具合があると、図７に示すように子部品２ａに対して子部品２ｂの挿入を行うことができず、ロボット４ｂに過負荷異常が発生する場合がある。組立装置１７では、第１の実施形態で示した組立装置１５とは異なり復帰動作時において各ロボット４ａ，４ｂ同士の干渉が発生する虞があるため、単独の装置のみではなく複数の設備の状態を総合的に判断する必要がある。
図８は第２の実施形態における動作処理を行う制御ブロック図を、図９はこの動作のフローチャートをそれぞれ示している。図８に示すブロック図では、それぞれ異常発生確認手段として機能する、ロボット４ａの動作を制御するＰＬＣ９ａとロボット４ｂの動作を制御するＰＬＣ９ｂとが、それぞれＰＣ１４と接続されている。

図９に基づき、異常発生時における組立装置１７の動作を説明する。
先ず、ロボット４ｂに過負荷異常が発生すると（ＳＴ２１）、図示しないコントローラを介して過負荷異常の発生がＰＬＣ９ｂに通知される（ＳＴ２２）。通知を受けたＰＬＣ９ｂは、ロボット４ｂの動作を停止させると共に過負荷異常の発生をＰＣ１４に通知し（ＳＴ２３）、ＰＣ１４は図１０に示したＰＬＣ９ａ，９ｂの状態を示すメモリアドレス値をそれぞれ取得する（ＳＴ２４）。これにより、各ロボット４ａ，４ｂがどの動作を行っているときにロボット４ｂに異常が発生したのかをＰＣ１４が認識することができ、例えば図１０においてメモリアドレスの値が６００．５の状態であれば、親部品１に子部品２ｂを挿入する動作時に過負荷異常が発生したと判断する。

次に、ＰＣ１４はカメラ１２から画像を取得し（ＳＴ２５）、内部の画像処理機能により子部品２ｂ及びハンド１０ａ，１０ｂの座標を取得する（ＳＴ２６）。また、予め各ロボット４ａ，４ｂの各動作位置における状態と動作パターンとをＰＣ１４の登録条件部１８に登録しておく。例えば、ロボット４ｂが子部品２ｂの挿入中に子部品２ｂの挿入不具合により過負荷異常が生じたと荷重センサ１１ｂの出力から判断される場合に、親部品１の状態が正常であるか否か、及びカメラ１２の視界内でロボット４ｂの復帰動作のための退避を行っても干渉が発生しない座標関係にある場合にどのように処理するかを、作業管理者のＰＣ１４を用いた登録作業によって登録条件部１８に予め登録したパターンから適用させる（ＳＴ２７）。

本実施形態では、子部品２ｂが子部品２ａに対して挿入できないことを登録条件部１８に予め登録した不具合内容としており、ロボット４ｂの過負荷異常発生時においてステップＳＴ２７による判断実施後、ＰＣ１４は子部品２ｂが子部品２ａに対して挿入できたか否かを判断する（ＳＴ２８）。荷重センサ１１ｂの出力値から、ロボット４ｂが子部品２ｂの挿入不具合ではなく未登録の過負荷異常であるとＰＣ１４が判断すると、ＰＣ１４はディスプレイ１６に子部品２ｂの挿入不具合ではない未登録の異常であることを表示させ、作業管理者に判断及び処置を依頼する旨の報知を行う（ＳＴ２９）。

ステップＳＴ２８で子部品２ｂの挿入不具合であると判断されると、次に子部品２ａ，２ｂ及び親部品１の状態から以降の動作継続に対して障害となるか否かを判断する必要がある（ＳＴ３０）。これは、カメラ１２から得られた親部品１及び子部品２ａ，２ｂの不具合発生時における座標から、その後の組立作業を自動復帰することが可能か否かを判断する（ＳＴ３１）。ここで、親部品１及び子部品２ａ，２ｂがローダ６あるいはロボット４の作動領域と干渉する位置に移動している場合にはこれ等を取り除く必要があるため、その旨をディスプレイ１６に表示させて作業者に判断及び処置を依頼する旨を報知する（ＳＴ３２）。

ステップＳＴ３１において自動復帰が可能であると判断された場合には、ハンド１０ｂが把持中の子部品２ｂは一度挿入が中止された部材であり不具合の存在が推測されて組立に使用することが好ましくないことから、ロボット４ｂを組立が行われる位置から退避させると共にハンド１０ｂを開放して、ハンド１０ｂが把持している子部品２ｂを廃棄する（ＳＴ３３）。子部品２ｂの廃棄が完了すると、ＰＣ１４からＰＬＣ９ｂに対して指令を行いロボット４ｂの原点復帰動作を行わせる（ＳＴ３４）。
具体的には、ロボット４ｂにおいて過負荷異常が発生してからロボット４ｂが原点復帰を行う間、ロボット４ａ及びＰＬＣ９ａはメモリアドレス値を５００．６の値のまま維持して待機する。そして、ＰＬＣ９ｂのメモリアドレス値を６００．１の値に変更させることにより、子部品２ｂを再度供給ステージ７からハンド１０ｂによって把持する動作より組立動作を再開することが可能となる（ＳＴ３５）。
この第２の実施形態によれば、複数のアクチュエータが存在する場合でも作業管理者やオペレータを介することなく最小限の復帰動作を行う組立装置を提供することができる。これにより設備の稼働率が向上して製品の生産性を向上させることができる。

次に、本発明の第３の実施形態を説明する。この第３の実施形態は、上述した第１及び第２の実施形態の構成に加え、ＰＬＣ９のメモリアドレス値や画像処理の結果から得られる座標等のデータの取得を異常発生後のみならず予め定期的に取得することにより、過去の複数回分のデータを記憶可能である構成としている。
この構成により、異常発生時の状態だけではなく、時間的な変化を含めた条件指定が可能となる。図１１に、第３の実施形態における異常発生時での動作フローチャートの一例を示す。

図１１に基づいて第３の実施形態における組立装置１５の動作を説明する。
先ず、ロボット４の正常な動作が阻害されてロボット４に過負荷が発生すると（ＳＴ４１）、図示しないコントローラを介して過負荷異常の発生がＰＬＣ９に通知される（ＳＴ４２）。通知を受けたＰＬＣ９は、ロボット４の動作を停止させると共に過負荷異常の発生をＰＣ１４に通知し（ＳＴ４３）、ＰＣ１４はＰＬＣ９のメモリアドレス値を取得する（ＳＴ４４）。また、荷重センサ１１やその他のセンサの値も同時に取得する。
次に、ＰＣ１４はカメラ１２から画像を取得し（ＳＴ４５）、内部の画像処理機能により子部品２及びハンド１０の座標を取得する（ＳＴ４６）。また、予めロボット４の各動作位置における状態と動作パターンとを、第１の実施形態と同様にＰＣ１４の登録条件部１８に登録しておく。（ＳＴ４７）。

本実施形態では、子部品２が落下したことを登録条件部１８に予め登録した不具合内容としており、過負荷異常発生時においてステップＳＴ４７による判断実施後、ＰＣ１４はハンド１０から子部品２が落下したか否かを判断する（ＳＴ４８）。ロボット４が子部品２の落下ではなく未登録の過負荷異常であるとＰＣ１４が判断すると、ＰＣ１４はディスプレイ１６に子部品２の落下ではない未登録の異常であることを表示させ、作業管理者に判断及び処置を依頼する旨の報知を行う（ＳＴ４９）。

ステップＳＴ４８で子部品２が落下したと判断されると、次に子部品２が落下した位置が以降の動作継続に対して障害となるか否かを判断し（ＳＴ５０）、その後の組立作業を自動続行することが可能か否かを判断する（ＳＴ５１）。ここで、子部品２がローダ６あるいはロボット４の作動領域と干渉する位置に落下している場合には子部品２を取り除く必要があるため、その旨をディスプレイ１６に表示させて作業者に判断及び処置を依頼する旨を報知する（ＳＴ５２）。

ステップＳＴ５１において子部品２が干渉せずに自動復帰が可能であると判断された場合には、今回の不具合発生時に計測して記憶した荷重センサ１１の値と過去の組立工程において記憶された荷重センサ１１の値とを比較し、親部品１に異常の一因が存在するか否かを判断する（ＳＴ５３）。これは、ロボット４が親部品１に対して子部品２を挿入する際に過負荷異常が発生する場合、その過程で荷重センサ１１に加わる荷重が経時的に増加し、荷重の上昇率が小さければ子部品２のばらつきのみではなく親部品１のばらつきも過負荷異常を引き起こした原因の一つであると判断できる。

親部品１に過負荷発生の一因があるか否かが判断され（ＳＴ５４）、結果として親部品１に一因があると判断されると親部品１に対して子部品２を挿入しにくいことから、ＰＣ１４はＰＬＣ９に対してハンド１０による親部品１に対する子部品２の挿入速度を小さくするように指示を行う（ＳＴ５５）。
ステップＳＴ５４において親部品１に過負荷発生の一因がないと判断されると、ＰＣ１４からＰＬＣ９に対して指令を行いロボット４の原点復帰動作を行わせる（ＳＴ５６）。具体的には、ＰＬＣ９のメモリアドレス値を５００．２の値に変更させることにより、子部品２を再度供給ステージ７からハンド１０によって把持する動作より組立動作を再開することが可能となる（ＳＴ５７）。

第３の実施形態によれば、荷重センサ１１からの情報に基づいて親部品１の状態も把握することができ、これにより親部品１に対する子部品２の挿入速度を小さくさせることでばらつきが大きく子部品２の挿入が困難な親部品１であっても子部品２を挿入し易くなり、次回も過負荷異常が発生することを防止することができる。
また、現在の状態のみならず過去の状態も条件として設定することにより、パターン登録をより細かく正確に行うことができることから、設備の稼働率をより一層向上させることができ、さらに製品の生産性を向上させることができる。

図１２は、本発明の第４の実施形態における動作処理を行う制御ブロック図である。この第４の実施形態では、上述した各実施形態の構成に加え、組立エリアを撮影する撮影部としてのカメラを複数台（本形態では１２ａ，１２ｂの２台）備えている。
この構成により、異なる視点からの画像を取得することができ、画像処理によって子部品２やロボット４の座標を立体的に処理することが可能となる。カメラ１２は２台以上設けられており、特に死角や三次元的な情報を補足可能な位置に取り付けることが望ましい。

上述した第１の実施形態において、図５に示したステップＳＴ１１において組立装置１５が自動復帰可能か否かを親部品１及び子部品２の状態から判断する際に、カメラ１２が１台のみでは得られる座標は平面座標であるため、立体的に捉えて判断すれば自動復帰時に落下した子部品２とロボット４及び親部品１との干渉が考えられない場面でも干渉の疑いがあるとして自動復帰ができないと判断する虞がある。
しかし本実施形態の構成によれば立体座標において判断を行うことができるため、平面座標では干渉が疑われる場面においても干渉が生じないことを判断することができ、自動復帰を行うことができる。このように自動復帰が可能な状況が増加することにより、設備の稼働率が向上してさらに生産性を向上することができる。

図１３は、本発明の各実施形態と従来技術とを比較した結果を示している。従来技術では異常の診断までであったが、本発明の第１の実施形態により診断後の自動復帰または作業指示が可能となり、組立装置の稼働率が向上する。また、復旧動作がオペレータの習熟度に依存しないため、組立装置の稼働が安定する。
さらに、第２の実施形態、第３の実施形態、第４の実施形態を適用することにより、さらに組立装置の稼働率を向上することができると共に、安定性も向上することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ワーク（親部品）
２ワーク（子部品）
４組立部（ロボット）
９異常発生確認手段（ＰＬＣ）
１１負荷計測手段（荷重センサ）
１２撮影部（カメラ）
１４組立状態判断手段（ＰＣ）
１５，１７組立装置

特許第５４８７０６０号公報

Claims

複数のワークを組み立てる組立部と、
前記ワーク及び前記組立部の動作及び位置を撮影する撮影部と、
前記組立部に異常が発生した際にこれを確認して前記組立部の動作を停止させる異常発生確認手段と、
前記異常発生確認手段によって異常発生が確認された際に前記撮影部により撮影された画像を確認して前記各ワークの組立状態を判断する組立状態判断手段とを備え、
前記異常発生確認手段によって異常発生が確認された後に前記組立状態判断手段によって前記各ワークの組立状態が判断された際に、前記組立状態判断手段の判断結果に応じて前記組立部の動作を復帰させる第１の対応または異常が発生したことを報知する第２の対応の何れかを選択的に行う組立装置。
請求項１記載の組立装置において、
前記組立部が複数のアクチュエータを有し、前記異常発生確認手段が前記複数のアクチュエータにそれぞれ対応して設けられていることを特徴とする組立装置。
請求項１または２記載の組立装置において、
前記各ワークの組立時に作用する負荷を計測する負荷計測手段を有することを特徴とする組立装置。
請求項３記載の組立装置において、
前記負荷計測手段により計測された負荷の上昇率を記憶し、記憶した前記上昇率と計測された前記上昇率とに基づいて復帰後における前記組立部の動作を変化させることを特徴とする組立装置。
請求項１ないし３の何れか一つに記載の組立装置において、
前記撮影部を複数有することを特徴とする組立装置。