JP2018118341A - 作業ロボット及び生産システム - Google Patents

Abstract

【課題】安全性を向上させつつ、作業を適切に行う。【解決手段】作業ロボット４は、生産ラインに設けられたステーション間を移動可能な移動部１０と、ステーションで作業を行う作業部１２と、作業部１２に作動用の電力Ｅ１を供給するための電力端子部、作業部１２に作業用の信号Ｅ２を送信するための信号端子部、及び作業部１２に作業用の気体Ｅ３を供給するための気体導通接続部を有するコネクタ部１４と、を有する。コネクタ部１４は、作業部１２が作業を行う際に、ステーションコネクタ部に接続され、ステーションコネクタ部から作業部１２に電力Ｅ１、信号Ｅ２、及び気体Ｅ３を供給して、作業部１２を作動可能な状態とし、作業部１２が作業を行わない際には、ステーションコネクタ部との接続が解除され、作業部１２への電力Ｅ１、信号Ｅ２、及び気体Ｅ３の供給を停止することで、作業部１２を作動停止した状態とする。【選択図】図２

Description

本発明は、作業ロボット及び生産システムに関する。

自動車用部品などの生産ラインでは、作業用の作業ロボットが実用化されている。このような作業ロボットとしては、無人搬送車などの走行機構にロボットアームなどの作業用装置を搭載し、生産ライン内を移動させつつ作業を行うものがある。例えば特許文献１には、作業ロボットが作業を行う固定設備（ステーション）から、ロボットアームの電源を供給する技術が記載されている。特許文献１では、作業ロボットがステーション内で停止している場合に、ロボットアームの受電カプラをステーションの給電カプラと接続することにより、ロボットアームを作動させるための電力を受けている。このように停止時に作動用の電力をステーションから受けつつ、走行時には電力供給を遮断することで、移動時のロボットアームの誤作動を防止して、安全性を向上させることができる。

特開２００１−３４１０８５号公報

しかし、近年の生産ラインでは、様々な作業が行われており、それに伴い、ロボットアーム（作業用装置）も様々な作業を行う必要がある。従って、安全性を向上させつつ、作業ロボットが作業を適切に行うためには、ステーションから作動用の電力を供給する以外の工夫も求められている。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、安全性を向上させつつ、作業を適切に行う作業ロボット又は生産システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る作業ロボットは、生産ラインで作業を行う作業ロボットであって、前記生産ラインに設けられたステーション間を移動可能な移動部と、前記ステーションで作業を行う作業部と、前記作業部に作動用の電力を供給するための電力端子部、前記作業部に作業用の信号を送信するための信号端子部、及び前記作業部に作業用の気体を供給するための気体導通接続部を有するコネクタ部と、を有し、前記コネクタ部は、前記作業部が前記ステーションで作業を行う際に、前記ステーションに設けられたステーションコネクタ部に接続され、前記ステーションコネクタ部から前記作業部に前記電力、前記信号、及び前記気体を供給して、前記作業部を作動可能な状態とし、前記作業部が前記ステーションで作業を行わない際には、前記ステーションコネクタ部との接続が解除され、前記ステーションコネクタ部から前記作業部への前記電力、前記信号、及び前記気体の供給を停止することで、前記作業部を作動停止した状態とする。

この作業ロボットは、安全性を向上させつつ、作業を適切に行うことができる。

前記作業ロボットにおいて、前記コネクタ部は、前記電力端子部、前記信号端子部、前記気体導通接続部を有する１つのコネクタであることが好ましい。この作業ロボットは、コネクタ部とステーションコネクタ部との接続を容易に行うことができる。

前記作業ロボットにおいて、前記作業部は、前記生産ライン内の部品を保持可能なハンド部を備えるロボットアームを有し、前記気体により前記ハンド部を前記ロボットアームにチャックし、前記信号に基づき、前記電力で前記ロボットアームを作動させることが好ましい。この作業ロボットは、作業を適切に行うことが可能となる。

前記作業ロボットにおいて、前記作業部は、前記ステーションに設けられた基準点部の座標を計測する計測部を有し、前記計測部が計測した前記基準点部の座標に基づき、前記作業部の前記生産ライン内の部品に対する位置ずれを補正することが好ましい。この作業部は、基準点の座標に基づき位置ずれを補正するため、作業精度を向上させることができる。

前記作業ロボットは、異なる形状の複数の前記ハンド部を保持するハンド保持部を更に有し、前記作業部は、どの前記ハンド部を用いるかを示す前記信号を、前記ステーションコネクタ部を介して取得し、前記信号が示すハンド部を前記ハンド保持部から取り出してチャックすることが好ましい。この作業ロボットは、ハンド保持部を有することで、作業を適切に行うことが可能となる。

前記作業ロボットにおいて、前記移動部は、無人搬送車であることが好ましい。この作業ロボットは、自動で移動することが可能となるため、移動するために作業者の操作が必要なくなり、作業効率が向上する。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る生産システムは、前記作業ロボットと、前記ステーションに設けられて前記ステーションコネクタ部を有するステーションユニットと、を有する。この生産システムは、安全性を向上させつつ、作業を適切に行うことができる。

前記生産システムにおいて、前記ステーションユニットは、前記作業ロボットを前記ステーションユニットに対して固定するクランプ部と、ステーション制御部とを更に有し、前記ステーション制御部は、前記作業ロボットが前記ステーション内の所定の初期位置に位置していることを確認した場合に、前記クランプ部により前記作業ロボットを固定し、固定した前記作業ロボットの前記コネクタ部に対して前記ステーションコネクタ部を突出させることにより、前記ステーションコネクタ部を前記コネクタ部に接続させることが好ましい。この生産システムは、コネクタ部とステーションコネクタ部とを適切に接続することが可能となる。

前記生産システムにおいて、前記ステーションユニットは、前記作業ロボットが進入してくる進入口を開放しつつ前記ステーションの周囲を覆う安全柵を更に有し、前記作業ロボットは、前方部から前記ステーション内に進入し、前記前方部とは反対側の後方部から前記ステーション内から退出し、前記後方部への近接物を検出する近接センサを更に有することが好ましい。この生産システムは、安全柵と近接センサとを有するため、他の装置や作業者などへの衝突を好適に抑制することができる。

前記生産システムにおいて、作業ロボットは、前記ステーション内からの退出中に前記近接センサが近接物を検出した場合に、前記移動部の移動を停止、又は移動速度を低下させることが好ましい。この生産システムは、作業ロボットが退出する際に、近接センサを用いて近接物を検出するため、他の装置や作業者などへの衝突を好適に抑制することができる。

前記生産システムにおいて、前記作業ロボットは、前記作業部が前記ステーションで作業を行っている際に前記近接センサが近接物を検出した場合に、前記作業部の作業を停止させることが好ましい。この生産システムは、作業ロボットの作業時に、近接センサを用いて近接物を検出するため、作業時に他の装置や作業者などへ衝突することをを好適に抑制することができる。

前記作業ロボットにおいて、前記生産ラインは、ターボチャージャーを生産する生産ラインであることが好ましい。この作業ロボットを用いると、ターボチャージャーを適切に生産することができる。

前記生産システムにおいて、前記生産ラインは、ターボチャージャーを生産する生産ラインであることが好ましい。この生産システムを用いると、ターボチャージャーを適切に生産することができる。

本発明によれば、安全性を向上させつつ、作業を適切に行うことができる。

図１は、第１実施形態に係る生産システムを示す模式図である。 図２は、第１実施形態に係る作業ロボットの模式図である。 図３は、第１実施形態に係る作業ロボットの模式図である。 図４は、第１実施形態に係るステーションの模式図である。 図５は、第１実施形態に係るガイド部、クランプ部、及びステーションコネクタ部の模式図である。 図６は、ステーションユニットによる作業ロボットの固定及びコネクタ部の接続方法を説明する図である。 図７は、第１実施形態に係るステーションの模式図である。 図８は、第１実施形態に係る生産システムの動作を示すフローチャートである。 図９は、第２実施形態に係るステーションの模式図である。 図１０は、第３実施形態に係るステーションの模式図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

（第１実施形態）
（全体構成）
図１は、第１実施形態に係る生産システムを示す模式図である。第１実施形態に係る生産システム１は、工場に設けられ、部品を加工し、加工した部品を組み立てることで製品を生産する生産システムである。本実施形態においては、生産システム１は、自動車部品、さらに詳しくはターボチャージャーを生産する。ただし、生産システム１は、ターボチャージャーを生産することに限られず、任意の製品を生産するシステムであってよい。

図１に示すように、生産システム１は、生産ライン２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、ライン制御部３と、作業ロボット４とを有する。生産ライン２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、それぞれ部品Ｗを加工するラインである。本実施形態において、生産ライン２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、それぞれ別の加工作業を行うものであるが、同じ加工作業を行うものであってもよい。また、本実施形態において、生産システム１は、生産ラインを３つ有しているが、生産ラインの数は任意であり、１つであってもよいし、２つ以上の複数であってもよい。以下、生産ライン２Ａ、２Ｂ、２Ｃを互いに区別しない場合は、生産ライン２と記載する。生産ライン２は、本実施形態では部品Ｗに加工を施すラインであったが、製品を生産するための生産ラインであればよい。生産ライン２は、例えば、複数の部品同士を組み立てる組立ラインであってもよく、部品や完成した製品の寸法などを計測する計測ラインであってもよい。また、以下、生産ライン２が延在する方向であって、部品Ｗが搬送される方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交する鉛直方向をＺ方向とする。本実施形態では、生産ライン２はＹ方向に沿って並列に並んでいるが、Ｘ方向に沿って直列に並んでいてもよい。

生産ライン２は、コンベヤ部６と、生産装置７と、入口ステーション８Ａと、出口ステーション８Ｂとを有する。コンベヤ部６は、部品Ｗを搬送するコンベヤである。コンベヤ部６は、Ｘ方向に沿って延在しており、部品ＷをＸ方向に向かって搬送する。生産装置７は、コンベヤ部６に対し、Ｙ方向側に隣接して設けられている。また、生産装置７は、部品Ｗの搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数設けられている。生産装置７は、コンベヤ部６に搬送されてきた部品Ｗに対し、予め定められた加工を行う。生産装置７は、自動で加工を行う装置であり、作業者による作業を不要としているが、作業者の操作により部品Ｗを加工する装置であってもよい。また、生産装置７は、製品を生産するための装置であればよく、例えば、複数の部品Ｗを組み立てる組み立て装置であってもよいし、部品Ｗや製品の寸法や性能などを測定する測定装置であってもよい。

入口ステーション８Ａは、コンベヤ部６の部品Ｗの搬送方向の上流側、すなわちコンベヤ部６のＸ方向と反対側の端部に設けられている固定設備（領域）である。すなわち、入口ステーション８Ａは、生産装置７よりも部品Ｗの搬送方向の上流側に設けられている。入口ステーション８Ａは、加工前の部品Ｗをコンベヤ部６に投入して、加工を開始させるための設備である。出口ステーション８Ｂは、コンベヤ部６の部品Ｗの搬送方向の下流側、すなわちコンベヤ部６のＸ方向側の端部に設けられている固定設備（領域）である。すなわち、出口ステーション８Ｂは、生産装置７よりも部品Ｗの搬送方向の下流側に設けられている。出口ステーション８Ｂは、生産装置７により加工が終了した部品Ｗをコンベヤ部６から取り出すための設備である。以下、入口ステーション８Ａと出口ステーション８Ｂとを区別しない場合は、ステーション８と記載する。ステーション８は、言い換えれば、生産ライン２に設けられる固定設備であり、生産ライン２に部品Ｗを供給したり、生産ライン２から部品を取り出したりするための固定設備である。ステーション８の詳細な構成については後述する。

ライン制御部３は、各生産ライン２からの情報を取得して、製品の生産工程を統括管理する制御装置である。ライン制御部３は、各生産ライン２からの情報に基づき、後述する作業ロボット４の移動先のステーション８を決定し、そのステーション８へ移動する旨の指令を作業ロボット４に伝達する。なお、各生産ライン２からの情報とは、生産ライン２が生産（加工）している部品Ｗの情報であり、例えば現在加工中の部品Ｗの数、加工が完了した部品Ｗの数などの情報である。

（作業ロボット）
作業ロボット４は、ステーション８で作業を行う作業ロボットである。また、作業ロボット４は、各生産ライン２のステーション８間を移動可能である。図２及び図３は、第１実施形態に係る作業ロボットの模式図である。図２は、作業ロボット４の側面図であり、図３は、作業ロボット４の正面図である。図２に示すように、作業ロボット４は、移動部１０と、作業部１２と、コネクタ部１４と、被固定部１６と、ハンド保持部１８と、を有する。

移動部１０は、作業部１２を搭載して移動が可能な車両である。本実施形態において、移動部１０は、自動走行が可能な無人搬送車（ＡＧＶ；Automated Guided Vehicle）である。

図２に示すように、移動部１０は、本体部２０と、車輪部２２と、電源部２４と、移動制御部２６と、ロック部２８とを有する。本体部２０は、車両である移動部１０の本体であり、作業部１２などを上面に搭載している。車輪部２２は、本体部２０の底面に設けられる車輪である。電源部２４は、移動部１０を駆動するための電源、ここではバッテリーである。電源部２４は、移動部１０の走行用の電力を供給する電源であり、作業部１２に対しては作動用の電力を供給しない。すなわち、移動部１０と作業部１２とは、作動するための電力の供給源が異なる。

移動制御部２６は、本体部２０に設けられており、移動部１０の走行を制御する制御装置である。移動制御部２６は、ライン制御部３からの指令を受け取り、その指令に基づき車輪部２２を駆動して、移動部１０をステーション８間で移動させる。例えば、ライン制御部３は、各生産ライン２からの情報に基づき、次に作業ロボット４が作業を行うべきステーション８を決定して、移動制御部２６に対しそのステーション８へ移動する旨の指令を出す。ここでの指令は無線で伝達されるが、例えば移動部１０がライン制御部３と有線で接続されている場合は、この有線を用いて伝達されてもよい。移動制御部２６は、その指令されたステーション８へ移動部１０を移動させる。ただし、移動制御部２６は、必ずしもライン制御部３の指令に基づき移動部１０を移動させなくてもよく、例えば予め定められた移動ルートに基づき、各ステーション８を順番に巡るように移動部１０を移動させてもよい。

ロック部２８は、移動部１０の走行時には地面から離間しており、停止時に地面と接触することが可能となっている。ロック部２８は、停止時に地面と接触することで、移動部１０が意図せず動いてしまうことを抑制するストッパーとして機能する。ロック部２８は、移動制御部２６の制御により地面と接触するように動作する。

以下、移動部１０の前方側の端部を前方部１０Ａとし、後方側の端部（前方部１０Ａと反対側の端部）を後方部１０Ｂとする。また、前方部１０Ａと後方部１０Ｂとを結んだ方向をＡ方向とする。Ａ方向のうち、後方部１０Ｂから前方部１０Ａに向けた方向をＡ１方向とし、前方部１０Ａから後方部１０Ｂに向けた方向（Ａ１方向と反対方向）を、Ａ２方向とする。また、Ａ方向及びＺ方向（鉛直方向）と直交する方向をＢ方向とする。Ａ方向は、移動部１０の移動方向に沿った方向（ロール軸）であり、Ｂ方向は横方向（ピッチ軸）であるということもできる。

移動部１０は、このような構成であり、ステーション８間を自動走行する車両である。ただし、移動部１０は、自動走行する無人搬送車でなくてもよく、作業者の操作によって移動する車両（例えばカートや台車など）であってもよい。この場合、移動部１０は、ライン制御部３から伝達された次に移動すべきステーション８の情報を通知する通知部を有していてもよい。この通知部は、ライン制御部３から伝達されたステーション８の情報を表示する表示部であってもよく、この情報を音声で通知する音声部であってもよい。これにより、作業者は、作業ロボット４を次のステーション８に適切に移動させることができる。ただし、移動部１０は、作業者の操作によって移動する場合であっても、必ずしも通知部を有していなくてもよい。作業者は、自身の判断やライン制御部３から受けた指令の基づき、作業ロボット４を移動させてもよい。

作業部１２は、移動部１０に搭載される装置であり、上述のように移動部１０とは作動用の電力源が異なっている。作業部１２は、移動部１０（本体部２０）の上面の前方部１０Ａ側に取付けられている。作業部１２は、生産ライン２で作業を行うための作業用装置である。より詳しくは、作業部１２は、ステーション８内で作業を行うものであり、入口ステーション８Ａ内では生産ライン２に部品Ｗを供給し、出口ステーション８Ｂ内では生産ライン２から部品を取り出すための作業を行う。

図２に示すように、作業部１２は、ロボットアーム３０と、ハンド部３２と、撮像部３４と、作業制御部３６とを有する。ロボットアーム３０は、例えば６軸に変位（移動）可能なロボットアームである。ロボットアーム３０は、コネクタ部１４を介してステーション８から電力供給を受け、その電力によって変位する。ハンド部３２は、ロボットアーム３０の先端に取付けられるツールであり、部品Ｗを保持（把持）する機能を有する。ロボットアーム３０は、コネクタ部１４を介してステーション８から気体（エアー）の供給を受け、この気体を動力源としてハンド部３２を先端に固定（チャック）する。すなわち、ロボットアーム３０は、この気体による圧力でハンド部３２を先端に固定する。撮像部３４は、ロボットアーム３０に設けられた撮像装置である。撮像部３４は、ステーション８内で部品Ｗなどを撮像する。本実施形態では、撮像部３４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラである。

作業制御部３６は、作業部１２の動作を制御する。作業制御部３６は、撮像部３４が撮像した画像に基づき部品Ｗの位置を検出し、ロボットアーム３０の先端を部品Ｗの位置まで移動させ、ハンド部３２に部品Ｗを把持させる。そして、作業制御部３６は、部品Ｗを把持した状態で、ロボットアーム３０の先端をステーション８内の所定の位置まで移動させ、部品Ｗの把持を解除することで、部品Ｗを所定の位置まで移動させる。

作業部１２は、このようにステーション８内で作業を行う作業用装置である。作業部１２は、コネクタ部１４が後述するステーションコネクタ部６７に接続されている場合に、電力Ｅ１、信号Ｅ２、及び気体Ｅ３が供給される。電力Ｅ１は、作業部１２の作動用の電力であり、作業部１２は、電力Ｅ１が供給されていない場合、作動が不可能となる。信号Ｅ２は、作業部１２が作業を行うための信号であり、作業制御部３６に入力される。作業制御部３６は、この信号Ｅ２に基づき作業部１２を駆動させる。気体Ｅ３は、作業部１２が作業を行うための気体であり、本実施形態では、上述のようにハンド部３２をロボットアーム３０の先端に固定させるためのエアーである。ロボットアーム３０は、先端に気体Ｅ３が供給されることで、ハンド部３２を先端で固定し、この気体Ｅ３の供給を抑制することで、ハンド部３２の固定を解除してハンド部３２を先端から取り外す。

図２に示すように、コネクタ部１４は、移動部１０の本体部２０に設けられるカプラである。より詳しくは、コネクタ部１４は、移動部１０の前方部１０Ａに設けられており、前方部１０Ａから方向Ａ１に向けて突出している。

図３に示すように、コネクタ部１４は、方向Ａ１側の先端４０に、電力端子部４２、信号端子部４４、気体導通接続部４６を有している。電力端子部４２は、作業部１２に電力Ｅ１を供給するための端子である。電力端子部４２は、雌端子、すなわち穴形状となっている。さらに言えば、電力端子部４２は、図２に示す導電線４２Ａの端子である。導電線４２Ａは、作業部１２に接続されている。導電線４２Ａは、電力端子部４２に後述するステーションコネクタ部６７が接続されて電力Ｅ１が供給された場合に、作業部１２まで電力Ｅ１を導通する。

信号端子部４４は、作業部１２に信号Ｅ２を供給するための端子である。信号端子部４４は、電力端子部４２に隣接して設けられており、雌端子、すなわち穴形状となっている。さらに言えば、信号端子部４４は、図２に示す信号線４４Ａの端子である。信号線４４Ａは、作業部１２に接続されている。信号線４４Ａは、信号端子部４４に後述するステーションコネクタ部６７が接続されて信号Ｅ２が送信された場合に、作業部１２（作業制御部３６）まで信号Ｅ２を伝送する。

気体導通接続部４６は、作業部１２に気体Ｅ３を供給するための開口である。気体導通接続部４６は、信号端子部４４に隣接して設けられた穴である。さらに言えば、気体導通接続部４６は、図２に示す気体導通経路４６Ａに設けられた開口である。気体導通経路４６Ａは、作業部１２のロボットアーム３０の先端に接続され、内部に気体Ｅ３を導通する管路である。気体導通経路４６Ａは、気体導通接続部４６に後述するステーションコネクタ部６７が接続されて気体Ｅ３が供給された場合に、ロボットアーム３０まで気体Ｅ３を供給する。

以上説明したコネクタ部１４は、作業部１２がステーション８内で作業を行う際に、後述するステーションコネクタ部６７に接続される。コネクタ部１４は、これにより、ステーションコネクタ部６７から作業部１２に電力Ｅ１、信号Ｅ２、及び気体Ｅ３を供給して、作業部１２を作動可能な状態とする。また、コネクタ部１４は、移動部１０がステーション８間を移動している際には、ステーションコネクタ部６７との接続が解除される。コネクタ部１４は、これにより、移動中には、ステーションコネクタ部６７から作業部１２への電力Ｅ１、信号Ｅ２、及び気体Ｅ３の供給を停止することで、作業部１２を作動停止した状態とする。コネクタ部１４とステーションコネクタ部６７との接続方法については、後述する。

また、本実施形態において、コネクタ部１４は、１つのコネクタ（カプラ）であり、先端４０に電力端子部４２、信号端子部４４、気体導通接続部４６を有している。言い換えれば、コネクタ部１４は、電力端子部４２、信号端子部４４、及び気体導通接続部４６が分岐した複数の先端に設けられているものでなく、１つの共通する先端４０に、電力端子部４２、信号端子部４４、及び気体導通接続部４６が設けられている。なお、図３に示す電力端子部４２、信号端子部４４、気体導通接続部４６の形状は一例であり、電力Ｅ１、信号Ｅ２、気体Ｅ３を導通可能であれば、任意の形状であってよい。

図２及び図３に示すように、被固定部１６は、移動部１０の前方部１０Ａに設けられた部材である。図３に示すように、被固定部１６は、コの字状又はＵ字状の部材である。具体的には、被固定部１６は、前方部１０ＡからＡ１方向に突出する２つの柱状部材の先端同士を、１つの柱状部材で連結した形状となっている。被固定部１６は、後述するステーション８内のクランプ部６４にクランプされることにより、ステーション８内に固定されるが、固定方法については後述する。本実施形態では、被固定部１６は、コネクタ部１４を挟んで２つ設けられている。ただし、被固定部１６は、クランプ部６４に固定されるものであれば、形状及び数は任意である。また、作業ロボット４は、必ずしも被固定部１６を有していなくてもよい。

ハンド保持部１８は、移動部１０（本体部２０）の上面の後方部１０Ｂ側に設けられている。すなわち、ハンド保持部１８は、作業部１２よりもＡ２方向側に設けられている。ハンド保持部１８は、ハンド部３２Ａ、ハンド部３２Ｂ、ハンド部３２Ｃを保持している。ハンド部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは、互いに形状の異なるハンド部３２である。以下、ハンド部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを区別しない場合は、ハンド部３２と記載する。作業制御部３６は、部品Ｗの形状に合わせてどのハンド部３２を用いるかを選択し、ロボットアーム３０の先端をハンド保持部１８の位置まで移動させ、ハンド保持部１８から選択したハンド部３２をロボットアーム３０に取出させて、取出したハンド部３２を気体Ｅ３でチャックさせる。

作業ロボット４は、以上説明した構造となっている。

（ステーション）
次に、ステーション８についてより詳細に説明する。図４は、第１実施形態に係るステーションの模式図である。図４は、入口ステーション８Ａの模式図である。図４に示すように、入口ステーション８Ａには、ステーションユニット５０が備えられている。ステーションユニット５０は、ライン側テーブル５２と、部品側テーブル５４と、安全柵５７、５８、５９と、ガイド部６２と、クランプ部６４と、センサ部６６と、ステーションコネクタ部６７と、ステーション制御部６８と、基準点部９０とを有する。ステーション制御部６８は、ステーションユニット５０の動作を制御する制御装置である。

ライン側テーブル５２は、コンベヤ部６に隣接して設けられたテーブルである。ライン側テーブル５２は、コンベヤ部６のＹ方向側に設けられている。ライン側テーブル５２上には、設置部ＷＡが設けられている。設置部ＷＡには、部品Ｗが設置される。設置部ＷＡは、設置された部品Ｗをコンベヤ部６に供給して、部品Ｗの加工を開始させる。すなわち、ライン側テーブル５２は、生産ライン２に供給する部品Ｗを配置するためのテーブルである。

部品側テーブル５４は、ライン側テーブル５２に隣接して設けられたテーブルである。部品側テーブル５４は、ライン側テーブル５２のＹ方向側に設けられおり、出口ステーション８Ｂ内においてＸ方向側に位置している。部品側テーブル５４上には、バスケットＢｓが設けられている。バスケットＢｓには、加工前の部品Ｗが収納されている。作業ロボット４は、このバスケットＢｓに収納された部品Ｗをライン側テーブル５２上の設置部ＷＡに移動させる。すなわち、部品側テーブル５４は、ライン側テーブル５２に配置する部品Ｗが配置されているテーブルである。

部品側テーブル５４は、Ｘ方向とは反対側に作業空間Ｓを設けるように、ステーション８内に設けられている。作業空間Ｓは、作業ロボット４が作業を行うための空間である。本実施形態では、作業空間Ｓは、ライン側テーブル５２のＹ方向側であって、部品側テーブル５４のＸ方向とは反対側に設けられた空間である。

安全柵５７は、部品側テーブル５４のＹ方向側の端部から作業空間ＳのＹ方向側の端部にわたって、Ｘ方向に沿って延在する壁状部材である。安全柵５７は、部品側テーブル５４よりも、Ｚ方向（鉛直方向）の上方まで延在している。安全柵５８は、部品側テーブル５４のＸ方向側の端部に設けられ、Ｙ方向に沿って延在する壁状部材である。安全柵５８は、部品側テーブル５４よりも、Ｚ方向（鉛直方向）の上方まで延在している。安全柵５８は、例えば作業者が部品側テーブル５４にバスケットＢｓを出し入れできるように、開閉可能となっている。安全柵５９は、部品側テーブル５４のＺ方向（鉛直方向）の上方に設けられた壁状部材（屋根）である。安全柵５９は、部品側テーブル５４の上部を覆うように設けられている。安全柵５９は、作業空間Ｓにまで延在していてもよい。

このように、安全柵５７、５８、５９は、ステーション８の周囲を覆う。以下、安全柵５７、５８、５９を区別しない場合は、安全柵５６と記載する。作業空間Ｓは、Ｙ方向と反対側に隣接するライン側テーブル５２、Ｘ方向側に隣接する部品側テーブル５４、及びＹ方向側に隣接する安全柵５６（安全柵５７）で囲われた空間であるということができる。作業空間Ｓは、Ｙ方向と反対側が解放されており、作業ロボット４が進入可能な進入口ＳＡを形成している。

図４に示すように、作業ロボット４は、方向Ａ１を進行方向として、前方部１０Ａから進入口ＳＡを通って作業空間Ｓ内に進入する。作業空間Ｓ内に進入した作業ロボット４は、前方部１０Ａが、部品側テーブル５４に対向する。また、作業ロボット４は、作業空間Ｓから退出する際は、方向Ａ２を進行方向として、後方部１０Ｂから進入口ＳＡを通って作業空間Ｓから外部に退出する。

図５は、第１実施形態に係るガイド部、クランプ部、及びステーションコネクタ部の模式図である。図５に示すように、ガイド部６２は、土台部５５の表面５５Ａに設けられている。土台部５５は、部品側テーブル５４のＺ方向（鉛直方向）の下側に設けられており、表面５５Ａは、土台部５５のＸ方向とは反対側の表面である。ガイド部６２は、Ｘ方向の反対方向に向けて延在している。本実施形態では、ガイド部６２は、土台部５５の表面５５Ａに２つ設けられており、Ｘ方向の反対方向に向かうに従って、互いの間の距離が広がるように湾曲している。ガイド部６２は、作業空間Ｓに進入してきた作業ロボット４を挟むことでガイドし、作業ロボット４が初期位置Ｐまで移動することを補助する。初期位置Ｐは、予め定められた作業空間Ｓ内の領域である。

図５に示すように、クランプ部６４は、土台部５５の表面５５Ａに設けられている。クランプ部６４は、可動部７０と回転部７２とを有する。可動部７０は、土台部５５の表面５５ＡからＸ方向と反対方向に突出した部材であり、Ｘ方向に沿って可動する。回転部７２は、可動部７０のＸ方向と反対側の表面７０Ａに設けられている。回転部７２は、回転軸７２Ａと延在部７２Ｂとを有している。回転軸７２Ａは、可動部７０の表面７０ＡからＸ方向と反対方向に突出する軸状部材である。延在部７２Ｂは、末端が回転軸７２Ａに取付けられ、先端に向けて表面７０Ａに平行な方向に延在する部材である。回転部７２は、回転軸７２Ａを中心に回転することで、延在部７２Ｂの延在方向をＺ方向からＹ方向へ変化させる。本実施形態では、クランプ部６４は、ステーションコネクタ部６７を隔てて２つ設けられている。クランプ部６４は、初期位置Ｐ内で停止した作業ロボット４を、ステーション８（ステーションユニット５０）に対して固定（クランプ）する。この固定方法については後述する。

センサ部６６は、土台部５５の表面５５Ａに設けられたセンサであり、初期位置Ｐに作業ロボット４が位置しているかを検出する。

ステーションコネクタ部６７は、部品側テーブル５４のＺ方向（鉛直方向）の下側に設けられている。図５に示すように、ステーションコネクタ部６７は、土台部５５の表面５５Ａに設けられている。ステーションコネクタ部６７は、可動部８０と、ステーションカプラ部８１とを有する。可動部８０は、土台部５５の表面５５ＡからＸ方向と反対方向に突出した部材であり、Ｘ方向に沿って可動する。ステーションカプラ部８１は、可動部８０の先端に設けられたカプラ（コネクタ）である。ステーションカプラ部８１は、可動部８０の移動に伴いＸ方向に沿って移動する。ステーションカプラ部８１は、先端に、電力端子部８２、信号端子部８４、及び気体導通接続部８６を有している。

図５に示す電力端子部８２は、図４に示す導電線８２Ａに接続された端子である。導電線８２Ａは、生産ライン２に設けられている図示しない電源から電力Ｅ１が供給される。電力端子部８２は、作業ロボット４の電力端子部４２に接続可能な形状となっており、ここでは雄端子すなわち凸形状となっている。電力端子部８２が電力端子部４２に接続されると、導電線８２Ａを流れる電力Ｅ１は、作業ロボット４の電力端子部４２及び導電線４２Ａを介して、作業部１２に供給される。

図５に示す信号端子部８４は、図４に示す信号線８４Ａに接続された端子である。信号線８４Ａは、ステーション制御部６８に接続されており、ステーション制御部６８からの信号Ｅ２が入力される。信号端子部８４は、作業ロボット４の信号端子部４４に接続可能な形状となっており、ここでは雄端子すなわち凸形状となっている。信号端子部８４が信号端子部４４に接続されると、信号線８４Ａに入力された信号Ｅ２は、作業ロボット４の信号端子部４４及び信号線４４Ａを介して、作業部１２（作業制御部３６）に伝達される。また、作業部１２（作業制御部３６）が信号を出力した場合は、その信号が信号線８４Ａを介してステーション制御部６８に入力される。

図５に示す気体導通接続部８６は、図４に示す気体導通経路８６Ａの一端に設けられた開口である。気体導通経路８６Ａは、生産ライン２に設けられている図示しない気体供給源から気体Ｅ３が供給される。気体導通接続部８６は、作業ロボット４の気体導通接続部４６に接続可能な形状となっている。気体導通接続部８６が気体導通接続部４６に接続されると、気体導通経路８６Ａに供給されている気体Ｅ３が、作業ロボット４の気体導通接続部４６及び気体導通経路４６Ａを介して、ロボットアーム３０に供給される。

ステーションカプラ部８１は、１つのコネクタ（カプラ）であり、先端に電力端子部８２、信号端子部８４、及び気体導通接続部８６を有している。言い換えれば、ステーションカプラ部８１は、電力端子部８２、信号端子部８４、及び気体導通接続部８６が分岐した複数の先端に設けられているものでなく、１つの共通する先端に電力端子部８２、信号端子部８４、及び気体導通接続部８６が設けられている。なお、図５に示す電力端子部８２、信号端子部８４、及び気体導通接続部８６の形状は一例であり、電力Ｅ１、信号Ｅ２、気体Ｅ３を導通可能であれば、任意の形状であってよい。

図４及び図５に示す基準点部９０は、部品側テーブル５４上に設けられており、部品側テーブル５４からＺ方向（鉛直方向）の上側に向けて延在した軸状の部材である。本実施形態において、基準点部９０は３つ設けられており、部品側テーブル５４上であって、バスケットＢｓが配置されている領域の外側に位置している。各基準点部９０は、Ｚ方向に沿った高さが共通しているが、互いに異なる高さであってもよい。なお、基準点部９０は、３つ以上設けられていることが好ましい。これにより、より精度よく位置情報を取得することが可能となる。ただし、基準点部９０の数は任意である。

（コネクタの接続）
以下、クランプ部６４による作業ロボット４の固定方法と、ステーションコネクタ部６７のコネクタ部１４への接続方法について説明する。図６は、ステーションユニットによる作業ロボットの固定及びコネクタ部の接続方法を説明する図である。図６のステップＳ１に示すように、ステーション制御部６８は、作業ロボット４が初期位置Ｐに停止していることを確認したら（ステップＳ１）、クランプ部６４に作業ロボット４を作業空間Ｓ内で固定させる。具体的には、ステーション制御部６８は、クランプ部６４の延在部７２Ｂを、Ｙ方向に沿わせる向きに回転させる（ステップＳ３）。これにより、延在部７２Ｂは、作業ロボット４の被固定部１６と前方部１０Ａの間に入り込む。そして、ステーション制御部６８は、可動部７０をＸ方向に移動させることで、被固定部１６を介して作業ロボット４をＸ方向側に引っ張る（ステップＳ５）。これにより、クランプ部６４は、作業ロボット４の被固定部１６を延在部７２Ｂと土台部５５の表面５５Ａとで挟み込み、作業ロボット４を、土台部５５（ステーションユニット５０）に対して固定する。作業ロボット４は、クランプ部６４にクランプされることで、移動することが不可能な状態となる。

クランプ部６４によってクランプされた作業ロボット４は、コネクタ部１４の先端４０が、土台部５５の表面５５Ａ、すなわちステーションカプラ部８１の先端と対向した状態で停止している。この状態において、ステーションカプラ部８１は、コネクタ部１４から離間している。ステーション制御部６８は、作業ロボット４をクランプした後、ステーションコネクタ部６７の可動部８０をＸ方向と反対方向、すなわちコネクタ部１４側に向けて移動させる（ステップＳ７）。これにより、ステーションカプラ部８１がコネクタ部１４に向かって突出し、ステーションカプラ部８１の先端がコネクタ部１４の先端に接続される。これにより、ステーションコネクタ部６７のコネクタ部１４への接続が完了する。このように、本実施形態では、作業ロボット４を固定する際、ステーションユニット５０側のクランプ部６４を移動させるが、作業ロボット４側の被固定部１６は作業ロボット４に対し移動させず、作業ロボット４に固定したままとする。同様に、ステーションコネクタ部６７をコネクタ部１４に接続する際、ステーションユニット５０側のステーションコネクタ部６７を移動させるが、作業ロボット４側のコネクタ部１４は作業ロボット４に対し移動させず、作業ロボット４に固定したままとする。

このようにステーションコネクタ部６７をコネクタ部１４へ接続することで、ステーションカプラ部８１の電力端子部８２が、コネクタ部１４の電力端子部４２に接続されて、作業部１２への電力Ｅ１の供給が可能となる。同様に、ステーションカプラ部８１の信号端子部８４が、コネクタ部１４の信号端子部４４に接続されて、作業部１２への信号Ｅ２の供給が可能となる。また、ステーションカプラ部８１の気体導通接続部８６が、コネクタ部１４の気体導通接続部４６に接続されて、作業部１２への気体Ｅ３の供給が可能となる。このように、作業ロボット４は、ステーションカプラ部８１（ステーションコネクタ部６７）がコネクタ部１４と接続することにより、作動可能状態となる。作動可能状態とは、コネクタ部１４がステーションコネクタ部６７と接続されることで、ステーションコネクタ部６７から作業部１２に電力Ｅ１、信号Ｅ２、及び気体Ｅ３が供給可能となっている状態を指す。さらに言えば、作動可能状態は、作業部１２が電力Ｅ１により作動することができる状態を指す。

作業ロボット４の作業が終わると、ステーション制御部６８は、ステーションコネクタ部６７の可動部８０をＸ方向に移動させて、ステーションカプラ部８１をコネクタ部１４から離間させることで、ステーションカプラ部８１とコネクタ部１４との接続を解除する。これにより、作業ロボット４は、作動不可能状態となる。作動不可能状態とは、コネクタ部１４がステーションコネクタ部６７との接続が遮断されることで、作業部１２への電力Ｅ１、信号Ｅ２、及び気体Ｅ３の供給が不可能となっている状態を指す。さらに言えば、作動不可能状態は、作業部１２が電力Ｅ１の供給を受けることができないため、作動を行うことができなくなっている状態を指す。

ステーション制御部６８は、ステーションカプラ部８１とコネクタ部１４との接続を解除した後、クランプ部６４の可動部７０をＸ方向と反対側に向かって移動させて、延在部７２ＢをＺ方向に沿わせる向きに戻るように回転させる。これにより、ステーション制御部６８は、クランプ部６４による作業ロボット４のクランプ（固定）を解除する。これにより、作業ロボット４は、移動することが可能な状態となる。

ステーションユニット５０は、以上説明した構成となっている。なお、以上の例では、入口ステーション８Ａに設けられたステーションユニット５０について説明した。出口ステーション８Ｂに設けられたステーションユニット５０は、以下説明する点以外は、入口ステーション８Ａに設けられたステーションユニット５０と同じ構造となっている。図７は、第１実施形態に係るステーションの模式図である。図７は、出口ステーション８Ｂの模式図である。図７に示すように、出口ステーション８Ｂの部品側テーブル５４は、出口ステーション８Ｂ内のＸ方向と反対側に位置している。そして、作業空間Ｓは、進入口ＳＡが、Ｘ方向側に設けられている。生産ライン２で加工が終了した部品Ｗは、コンベヤ部６により、ライン側テーブル５２上の設置部ＷＢ上に置かれる。作業ロボット４は、出口ステーション８Ｂ内では、ライン側テーブル５２上の設置部ＷＢ上に設置された部品Ｗをロボットアーム３０及びハンド部３２により移動させて、部品側テーブル５４上のバスケットＢｓに収納する。すなわち、出口ステーション８Ｂ内でのライン側テーブル５２は、生産ライン２での加工（作業）が完了した部品Ｗが配置されるテーブルであり、部品側テーブル５４は、ライン側テーブル５２から取り出した部品Ｗが配置されるテーブルである。

（生産システムの動作）
次に、生産システム１、すなわち作業ロボット４とステーションユニット５０の動作工程を、フローチャートに基づき説明する。図８は、第１実施形態に係る生産システムの動作を示すフローチャートである。図８に示すように、最初に、作業ロボット４は、移動部１０が、行先ステーションの情報をライン制御部３から受信する（ステップＳ１０）。行先ステーションとは、次に作業ロボット４が作業を行うべきステーション８を指す。ライン制御部３は、各生産ライン２からの情報に基づき、複数のステーション８のうちから行先ステーションを決定して、決定した行先ステーションに向かう旨の指令（情報）を、無線通信で移動部１０の移動制御部２６に伝達する。移動制御部２６は、その行先ステーションの情報を受信する。

行先ステーションの情報を取得したら、作業ロボット４は、移動制御部２６で移動部１０を駆動して、行先ステーション内の初期位置Ｐまで移動する（ステップＳ１２）。作業ロボット４は、上述のように、方向Ａ１を進行方向として、前方部１０Ａから行先ステーションの進入口ＳＡを通って、作業空間Ｓ内に進入する。作業ロボット４は、ガイド部６２にガイドされつつ、初期位置Ｐまで移動し、初期位置Ｐで停止する。このステップＳ１２、すなわち作業ロボット４の移動中においては、コネクタ部１４がステーションコネクタ部６７に接続されていないため、作業部１２は、作動不可能状態となっており、電力Ｅ１の供給を受けておらず作動が停止している。

作業ロボット４が初期位置Ｐまで移動すると、ステーションユニット５０は、センサ部６６により、作業ロボット４が初期位置Ｐで停止していることを検出する（ステップＳ１３）。ステーションユニット５０は、作業ロボット４が初期位置Ｐで停止していることを検出すると、クランプ部６４により作業ロボット４をクランプ（固定）する（ステップＳ１４）。すなわち、ステーションユニット５０が有するステーション制御部６８は、作業ロボット４が初期位置Ｐで停止していることをセンサ部６６によって確認した場合に、クランプ部６４により初期位置Ｐの作業ロボット４を固定する。より詳しくは、ステーション制御部６８は、延在部７２ＢをＹ方向に沿わせる向きに回転させて、延在部７２Ｂで作業ロボット４の被固定部１６を掴んだ後、可動部７０を移動させることで、作業ロボット４をステーションユニット５０に対して固定する。なお、作業ロボット４は、初期位置Ｐで停止した後に、ロック部２８を地面と接触させてもよい。この場合、作業ロボット４は、より好適にステーションユニット５０に固定される。

作業ロボット４をクランプした後、ステーションユニット５０は、ステーションコネクタ部６７を作業ロボット４のコネクタ部１４に接続する（ステップＳ１６）。すなわち、ステーション制御部６８は、クランプされた作業ロボット４のコネクタ部１４に向かってステーションコネクタ部６７を突出させることで、ステーションコネクタ部６７をコネクタ部１４に接続する。ステーションコネクタ部６７をコネクタ部１４に接続したら、ステーションユニット５０は、ステーションコネクタ部６７及びコネクタ部１４を介して、作業部１２に電力Ｅ１、信号Ｅ２、気体Ｅ３を供給して、作業部１２を作業可能状態とする（ステップＳ１８）。ステーション制御部６８が作業部１２に出力する信号Ｅ２としては、例えば、そのステーション８の情報（ステーションに割り当てられた番号など）、安全柵５６の情報（安全柵５８が閉じているかの情報）、コンベヤ部６の情報（コンベヤ部６の運転状態、コンベヤ部６に搭載されている部品Ｗの数、コンベヤ部６に新たに部品Ｗを搬入してよいかの情報）等が挙げられる。

作業ロボット４は、作業部１２が作業可能状態となったら、作業準備処理を実行する（ステップＳ２０）。作業準備処理とは、作業部１２が作業を行うための準備動作である。作業準備処理としては、例えばロボットアーム３０の原点復帰などである。

作業準備処理を実行したら、作業部１２は、位置調整処理を実行する(ステップＳ２２)。位置調整処理とは、ロボットアーム３０のステーションユニット５０（ここでは部品側テーブル５４）に対するアラインメントを調整する処理である。作業制御部３６は、撮像部３４に部品側テーブル５４上の基準点部９０を１つずつ撮像させ、その撮像した画像に基づき、ロボットアーム３０の部品側テーブル５４に対する位置を調整する。具体的には、作業制御部３６は、撮像部３４が撮像した基準点部９０の撮像画像から、各基準点部９０の位置情報、すなわち各基準点の先端の座標（Ｘ方向、Ｙ方向の二次元座標）を算出する。作業制御部３６は、この基準点部９０の位置情報に基づき、各基準点部９０に対するロボットアーム３０の位置の誤差を検出する。作業制御部３６は、その誤差から補正量を算出し、その補正量に基づき、ロボットアーム３０を動かす。例えば、作業制御部３６は、この補正量の分だけ補正を加えて、ロボットアーム３０を動かす。これにより、作業制御部３６は、作業部１２の部品Ｗに対する位置ずれを補正する。

位置調整処理を終了したら、作業部１２は、作業を実行する（ステップＳ２４）。作業制御部３６は、信号Ｅ２に基づきステーション８内の部品Ｗの種類を特定し、その部品Ｗを保持するのに必要なハンド部３２を選定する。作業制御部３６は、ロボットアーム３０をハンド保持部１８まで動かして、選定したハンド部３２をハンド保持部１８から取り出し、取り出したハンド部３２を気体Ｅ３でロボットアーム３０の先端に固定する。そして、作業制御部３６は、撮像部３４にバスケットＢｓ内の部品Ｗを撮像させて、その撮像画像に基づき、部品Ｗの有無、及び部品Ｗの位置を検出する。作業制御部３６は、検出した部品Ｗをハンド部３２で把持させ、ライン側テーブル５２上の設置部ＷＡ上に配置する。なお、出口ステーション８Ｂでの作業の際は、作業制御部３６は、検出したライン側テーブル５２の設置部ＷＢ上の部品Ｗをハンド部３２で把持させ、部品側テーブル５４上のバスケットＢｓに収納する。

その後、作業部１２は、作業が終了したかを判断する（ステップＳ２６）。作業制御部３６は、バスケットＢｓ内の部品Ｗを取り出して設置部ＷＡに設置する作業の際は、バスケットＢｓ内の部品Ｗが無くなった場合に、作業が終了したと判断する。ただし、作業が終了したとの判断はこれに限られない。例えば、作業制御部３６は、予め定められた個数だけ部品Ｗを設置した場合に、作業が終了したと判断してもよい。また、作業制御部３６は、設置部ＷＡ上に新たに部品Ｗを設置する箇所が無い、すなわち設置部ＷＡが一杯になった場合に、作業が終了したと判断してもよい。また、作業制御部３６は、設置部ＷＢ上の部品Ｗを取り出してバスケットＢｓに収納する作業の際は、設置部ＷＢ上に部品Ｗが無くなった場合に、作業が終了したと判断する。ただし、この場合での作業が終了したとの判断もこれに限られず、例えば、予め定められた個数だけ部品Ｗを収納した場合に作業が終了したと判断してもよく、バスケットＢｓに新たに部品Ｗを収納する箇所が無い、すなわちバスケットＢｓが一杯になった場合に、作業が終了したと判断してもよい。

作業部１２は、作業が終了していないと判断した場合（ステップＳ２６；Ｎｏ）、ステップＳ２４に戻り作業を続ける。作業部１２は、作業が終了したと判断した場合（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、作業終了処理を実行する（ステップＳ２８）。作業終了処理は、作業を終了するための処理であり、例えば、ハンド部３２をロボットアーム３０から取り外してハンド保持部１８に戻す処理であったり、ロボットアーム３０を原点位置に戻す処理であったりする。作業制御部３６は、作業終了処理が完了した旨、すなわち作業が終了した旨の信号を、コネクタ部１４及びステーションコネクタ部６７を介して、ステーション制御部６８に伝達する。

ステーションユニット５０は、作業終了処理が完了した旨の信号を受けたら、コネクタの接続とクランプとを解除して、作業部１２を作動停止状態とする（ステップＳ３０）。具体的には、ステーション制御部６８は、ステーションコネクタ部６７とコネクタ部１４との接続を解除して、作業部１２への電力Ｅ１、信号Ｅ２、及び気体Ｅ３の供給を停止して、作業部１２を作動停止状態とする。そして、ステーション制御部６８は、クランプ部６４による作業ロボット４のクランプ（固定）を解除する。これにより、作業ロボット４は、移動することが可能な状態となる。

これにより、本処理は終了する。なお、その後、作業ロボット４は、ステップＳ１０に戻り、別の行先ステーションの情報を受信して、別のステーション８での作業を行うために移動してもよい。ステーションコネクタ部６７とコネクタ部１４との接続が解除されると、作業部１２への電力Ｅ１供給が停止するため、作業ロボット４の移動部１０は、移動することが可能な状態となっていることを認識することができる。すなわち、移動部１０は、ステーションコネクタ部６７とコネクタ部１４との接続が解除されている場合には移動するが、ステーションコネクタ部６７とコネクタ部１４とが接続されている場合には、移動せず停止状態を維持する。

以上説明したように、本実施形態に係る作業ロボット４は、生産ライン２で作業を行う。作業ロボット４は、移動部１０と、作業部１２と、コネクタ部１４とを有する。移動部１０は、生産ライン２に設けられたステーション８間を移動可能である。作業部１２は、ステーション８で作業を行う。コネクタ部１４は、作業部１２に作動用の電力Ｅ１を供給するための電力端子部４２と、作業部１２に作業用の信号Ｅ２を送信するための信号端子部４４と、作業部１２に作業用の気体Ｅ３を供給するための気体導通接続部４６とを有する。コネクタ部１４は、作業部１２がステーション８で作業を行う際に、ステーション８に設けられたステーションコネクタ部６７に接続され、ステーションコネクタ部６７から作業部１２に電力Ｅ１、信号Ｅ２、及び気体Ｅ３を供給して、作業部１２を作動可能な状態（作動可能状態）とする。また、コネクタ部１４は、移動部１０がステーション間を移動している際、すなわち作業部１２がステーション８で作業を行わない際には、ステーションコネクタ部６７との接続が解除され、ステーションコネクタ部６７から作業部１２への電力Ｅ１、信号Ｅ２、及び気体Ｅ３の供給を停止することで、作業部１２を作動停止した状態（作動停止状態）とする。

本実施形態に係る作業ロボット４は、作業部１２が作業を行う場合、ステーション８に設けられたステーションコネクタ部６７とコネクタ部１４とを接続することで、作業部１２にステーション８から電力Ｅ１、信号Ｅ２、気体Ｅ３の供給を受ける。作業ロボット４は、作動用の電力Ｅ１に加え、ステーション８からの信号Ｅ２を受信することで、ステーション８の状況に応じて作業を適切に行うことができる。特にステーション８が複数ある場合は、ステーション８毎に生産状態や作業内容などが異なるため、ステーション８から信号Ｅ２を受けることで、ステーション８に応じた作業が可能となる。また、作業ロボット４は、ステーション８から作業用の気体Ｅ３の供給を受ける。作業ロボット４は、供給された気体Ｅ３を用いて作業を行うことで、例えば気体Ｅ３を動力源としたアクチュエータを用いることが可能となり、アクチュエータのサイズを小型化したり、作業をより適切に行ったりすることができる。さらに、作業ロボット４は、ステーション８から気体Ｅ３の供給を受けるため、気体供給源を自身に搭載する必要がなくなり、さらにサイズを小さくすることができる。また、本実施形態に係る作業ロボット４は、例えばステーション８間の移動中など、作業部１２が作業を行わない際にはコネクタ部の接続を解除することで、電力Ｅ１等の供給を停止して、作業部１２の誤作動を抑制して安全性を向上させている。このように、本実施形態に係る作業ロボット４は、安全性を向上させつつ、作業を適切に行うことができる。

また、コネクタ部１４は、電力端子部４２、信号端子部４４、及び気体導通接続部４６を有する１つのコネクタである。作業ロボット４は、コネクタ部１４を電力Ｅ１、信号Ｅ２、及び気体Ｅ３の複数の供給端子を有する１つのコネクタとすることで、コネクタ部１４とステーションコネクタ部６７との接続を容易に行うことができる。

また、作業部１２は、生産ライン２内の部品Ｗを保持可能なハンド部３２を備えるロボットアーム３０を有する。作業部１２は、気体Ｅ３によりハンド部３２をロボットアーム３０にチャックし、信号Ｅ２に基づき、電力Ｅ１でロボットアーム３０を作動させる。この作業部１２は、気体Ｅ３でハンド部３２をチャックすることで、チャック用のアクチュエータを小型にすることができる。また、作業部１２は、信号Ｅ２に基づき、電力Ｅ１でロボットアーム３０を駆動することで、作業を適切に行うことが可能となる。

また、作業ロボット４は、異なる形状の複数のハンド部３２を保持するハンド保持部１８を更に有する。そして、作業部１２は、どのハンド部３２を用いるかを示す信号Ｅ２を、ステーションコネクタ部６７を介して取得し、その信号Ｅ２が示すハンド部３２をハンド保持部１８から取り出してチャックする。この作業ロボット４は、ハンド保持部１８が保持している複数のハンド部３２に取り換えることで、異なる形状の部品Ｗに対して作業を行うことが可能となる。また、ステーション８側でなく作業ロボット４側にハンド保持部１８を搭載することで、ステーション８毎にハンド部３２を配置する必要がなくなり、効率的となる。このように、この作業ロボット４は、ハンド保持部１８を有することで、作業をより適切に行うことが可能となる。

また、移動部１０は、無人搬送車である。この移動部１０は、自動で移動することが可能となるため、移動するために作業者の操作が必要なくなり、作業効率が向上する。

また、本実施形態に係る生産システム１は、作業ロボット４と、ステーションユニット５０とを有する。ステーションユニット５０は、ステーション８に設けられ、ステーションコネクタ部６７を有する。この生産システム１は、作業ロボット４とステーションユニット５０とを有するため、作業ロボット４に作業を適切に行わせることが可能となる。

また、ステーションユニット５０は、作業ロボット４をステーションユニット５０に対して固定するクランプ部６４と、ステーション制御部６８とを更に有する。ステーション制御部６８は、作業ロボット４がステーション８内の所定の初期位置Ｐに位置していることを確認した場合に、クランプ部６４により作業ロボット４を固定する。そして、ステーション制御部６８は、固定した作業ロボット４のコネクタ部１４に対してステーションコネクタ部６７を突出させることにより、ステーションコネクタ部６７をコネクタ部１４に接続させる。この生産システム１は、クランプ部６４により作業ロボット４を固定した状態で、ステーションコネクタ部６７を動かしてコネクタ部１４に接続させる。これにより、この生産システム１は、コネクタ部１４とステーションコネクタ部６７とを適切に接続することが可能となる。

また、生産ライン２は、ターボチャージャーを生産するラインである。本実施形態に係る生産システム１及び作業ロボット４は、適切にターボチャージャーを生産することができる。

なお、本実施形態の作業ロボット４は、ステーション８内で部品Ｗの供給及び取り出し作業を行うが、部品Ｗや製品を自身に搭載して別のステーション８などに搬送する機能を有していてもよい。

(第２実施形態)
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る生産システム１ａは、作業ロボット４ａが計測部３５を有する点で、第１実施形態と異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

図９は、第２実施形態に係るステーションの模式図である。図９に示すように、第２実施形態に係るステーション８ａ（ここでは入口ステーション８Ａａ）は、ステーションユニット５０ａを有する。ステーションユニット５０ａは、基準点部９０を有する。

図９に示すように、第２実施形態に係る作業ロボット４ａは、撮像部３４に加え、計測部３５を有している。計測部３５は、作業部１２ａのロボットアーム３０に設けられている。計測部３５は、基準点部９０のＺ方向の位置情報、すなわち先端のＺ方向の座標（ロボットアーム３０の原点位置に対する基準点部９０の先端のＺ方向の座標）を計測する。計測部３５は、レーザ変位計であるが、基準点部９０の先端の座標を計測可能であればレーザ変位計以外の装置であってもよい。

作業制御部３６は、位置調整処理（図８のステップＳ２２を参照）の際に、撮像部３４が基準点部９０の画像を撮像することに加え、計測部３５が計測した基準点部９０のＺ方向の位置情報を取得する。作業制御部３６は、撮像部３４の撮像画像から各基準点部９０のＸ方向、Ｙ方向の位置情報（座標）を検出し、計測部３５が計測した基準点部９０のＺ方向の位置情報から、各基準点部９０のＺ方向の位置情報（座標）を検出する。これにより、作業制御部３６は、各基準点部９０に対するロボットアーム３０の位置の誤差を検出する。作業制御部３６は、その誤差から補正量を算出し、その補正量に基づき、ロボットアーム３０を動かす。例えば、作業制御部３６は、この補正量の分だけ補正を加えて、ロボットアーム３０を動かす。これにより、作業制御部３６は、作業部１２の部品Ｗに対する位置ずれを補正する。第２実施形態においては、作業制御部３６は、撮像部３４の撮像画像から取得したＸ方向、Ｙ方向の２次元データに加えて、基準点部９０の先端の座標、すなわちＺ方向のデータを取得することで、３次元の位置情報を検出する。作業制御部３６は、この３次元の位置情報の情報を用いて位置ずれを補正することにより、例えばステーション８毎の床面のＺ方向の傾きが異なっていた場合でも、適切に位置調整を行い、作業効率を向上させることができる。なお、作業制御部３６は、撮像部３４の撮像画像を用いず、基準点部９０の先端の座標の情報のみから位置情報を検出して、位置調整を行ってもよい。この場合、計測部３５は、基準点部９０の先端のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の３つの座標を計測することが好ましい。

以上説明したように、第２実施形態に係る作業部１２ａは、ステーション８ａに設けられた基準点部９０の座標を計測する計測部３５を有する。作業部１２ａは、計測部３５が計測した基準点部９０の座標に基づき、作業部１２ａの生産ライン２内の部品Ｗに対する位置ずれを補正する。この作業部１２ａは、基準点部９０の座標に基づき位置ずれを補正するため、作業精度を向上させることができる。

なお、第１実施形態及び第２実施形態において、基準点部９０の高さ及び位置は、ステーション８毎に共通するが、基準点部９０の高さ及び位置をステーション８毎に異ならせてもよい。この場合、作業ロボット４は、基準点部９０の高さ及び位置の情報を、ステーション８毎に記憶していることが好ましい。作業ロボット４は、記憶した情報と、計測部３５が計測した基準点部９０の高さ及び位置の情報とを照合することで、自身がどのステーション８で作業を行うかを認識することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る生産システム１ｂは、作業ロボット４ｂが近接センサ９２を有する点で、第１実施形態と異なる。第３実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

図１０は、第３実施形態に係るステーションの模式図である。図１０に示すように、第２実施形態に係る作業ロボット４ｂは、後方部１０Ｂに近接センサ９２が設けられている。近接センサ９２は、移動部１０が用いるセンサであり、移動部１０が有する電源部２４からの電力で作動する。近接センサ９２は、作業ロボット４ｂの後方部１０Ｂへの近接物（作業者や他の装置など）を検出するセンサである。すなわち、近接センサ９２は、後方部１０Ｂから所定距離以内に位置する物や人を検出する。また、図１０に示すように、ステーションユニット５０は、第１実施形態と同様に、安全柵５６（安全柵５７、５８、５９）を有する。安全柵５６は、ステーション８、すなわち作業空間Ｓの周囲を覆う(遮蔽している)が、進入口ＳＡについては遮蔽することなく開放している。

作業ロボット４ｂは、ステーション８内で作業を行う場合、方向Ａ１を進行方向として、前方部１０Ａから進入口ＳＡを通って作業空間Ｓ内に進入する。また、作業ロボット４ｂは、作業が終了したら、方向Ａ２を進行方向として、後方部１０Ｂから進入口ＳＡを通って作業空間Ｓの外部に退出する。作業ロボット４ｂが有する移動制御部２６は、移動部１０の移動を制御する。移動制御部２６は、ステーション８（作業空間Ｓ）から退出する際に、近接センサ９２に、後方部１０Ｂへの近接物を検出させる。移動制御部２６は、退出するために移動している際に近接センサ９２が近接物を検出すると、移動部１０の移動を停止させる。また、移動制御部２６は、この場合に移動部１０の移動速度を低下させてもよい。例えば、移動制御部２６は、近接物と後方部１０Ｂの距離が、所定距離以内であり、かつ設定距離より大きい場合は、移動部１０の移動速度を低下させてよい。ここでの設定距離は、近接物であると判断するための閾値である所定距離より短い距離である。また、移動制御部２６は、近接物と後方部１０Ｂの距離が、設定距離以内である場合は、移動部１０の移動を停止させてよい。なお、移動制御部２６は、退出しようとしているがまだ移動を開始せず停止している際に近接センサ９２が近接物を検出すると、移動部１０を停止させたままとする。

以上説明したように、第３実施形態に係る生産システム１ｂは、ステーションユニット５０が、安全柵５６を有する。安全柵５６は、作業ロボット４ｂが進入してくる進入口ＳＡを開放しつつステーション８の周囲を覆う。作業ロボット４ｂは、前方部１０Ａからステーション８内に進入し、前方部１０Ａとは反対側の後方部１０Ｂからステーション８内から退出する。作業ロボット４ｂは、さらに、後方部１０Ｂへの近接物を検出する近接センサ９２を更に有する。作業ロボット４ｂは、ステーション８内からの退出中に近接センサ９２が近接物を検出した場合に、移動部１０の移動を停止、又は移動速度を低下させる。

第３実施形態において、ステーションユニット５０は、進入口ＳＡ以外の作業空間Ｓの周囲を、安全柵５６で覆っている。従って、ステーションユニット５０は、例えば、ロボットアーム３０が進入口ＳＡ以外の箇所からステーション８の外部に突出して、他の装置や作業者に衝突することを抑制する。また、第３実施形態において、作業ロボット４ｂは、近接センサ９２により、後方部１０Ｂ、すなわち進入口ＳＡ側の近接物を検出して、退出時に他の装置や作業者に衝突することを抑制する。このように、第３実施形態においては、進入口ＳＡを開放しつつ安全柵５６を設け、かつ進入口ＳＡ側の近接物を作業ロボット４ｂが検出することで、安全性を向上させることができる。なお、近接センサ９２は、移動部１０の退出中だけでなく、移動部１０がステーション８に進入する際、ステーション８内で停止している際、及びステーション８内で停止していて作業部１２が作業を行っている際にも、近接センサ９２で近接物を検出してもよい。作業ロボット４ｂは、移動部１０がステーション８に進入する際に近接物を検出したら、退出時と同様に、移動部１０の移動を停止、又は移動速度を低下させる。また、作業ロボット４ｂは、作業部１２が作業を行っている際に近接センサ９２が近接物を検出したら、作業制御部３６が、作業部１２の作業（ロボットアーム３０の作動）を停止させる。これにより、安全性をさらに向上させることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ 生産システム
２ 生産ライン
４ 作業ロボット
６ コンベヤ部
８ ステーション
１０ 移動部
１０Ａ 前方部
１０Ｂ 後方部
１２ 作業部
１４ コネクタ部
３０ ロボットアーム
３２ ハンド部
３６ 作業制御部
４２ 電力端子部
４４ 信号端子部
４６ 気体導通接続部
５０ ステーションユニット
６７ ステーションコネクタ部
Ｅ１ 電力
Ｅ２ 信号
Ｅ３ 気体

Claims (13)

1. 生産ラインで作業を行う作業ロボットであって、
   前記生産ラインに設けられたステーション間を移動可能な移動部と、
   前記ステーションで作業を行う作業部と、
   前記作業部に作動用の電力を供給するための電力端子部、前記作業部に作業用の信号を送信するための信号端子部、及び前記作業部に作業用の気体を供給するための気体導通接続部を有するコネクタ部と、を有し、
   前記コネクタ部は、
   前記作業部が前記ステーションで作業を行う際に、前記ステーションに設けられたステーションコネクタ部に接続され、前記ステーションコネクタ部から前記作業部に前記電力、前記信号、及び前記気体を供給して、前記作業部を作動可能な状態とし、
   前記作業部が前記ステーションで作業を行わない際には、前記ステーションコネクタ部との接続が解除され、前記ステーションコネクタ部から前記作業部への前記電力、前記信号、及び前記気体の供給を停止することで、前記作業部を作動停止した状態とする、作業ロボット。
2. 前記コネクタ部は、前記電力端子部、前記信号端子部、前記気体導通接続部を有する１つのコネクタである、請求項１に記載の作業ロボット。
3. 前記作業部は、前記生産ライン内の部品を保持可能なハンド部を備えるロボットアームを有し、前記気体により前記ハンド部を前記ロボットアームにチャックし、前記信号に基づき、前記電力で前記ロボットアームを作動させる、請求項１又は請求項２に記載の作業ロボット。
4. 前記作業部は、前記ステーションに設けられた基準点部の座標を計測する計測部を有し、前記計測部が計測した前記基準点部の座標に基づき、前記作業部の前記生産ライン内の部品に対する位置ずれを補正する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の作業ロボット。
5. 異なる形状の複数の前記ハンド部を保持するハンド保持部を更に有し、
   前記作業部は、どの前記ハンド部を用いるかを示す前記信号を、前記ステーションコネクタ部を介して取得し、前記信号が示すハンド部を前記ハンド保持部から取り出してチャックする、請求項３に記載の作業ロボット。
6. 前記移動部は、無人搬送車である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業ロボット。
7. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の作業ロボットと、
   前記ステーションに設けられて前記ステーションコネクタ部を有するステーションユニットと、を有する、生産システム。
8. 前記ステーションユニットは、前記作業ロボットを前記ステーションユニットに対して固定するクランプ部と、ステーション制御部とを更に有し、
   前記ステーション制御部は、前記作業ロボットが前記ステーション内の所定の初期位置に位置していることを確認した場合に、前記クランプ部により前記作業ロボットを固定し、固定した前記作業ロボットの前記コネクタ部に対して前記ステーションコネクタ部を突出させることにより、前記ステーションコネクタ部を前記コネクタ部に接続させる、請求項７に記載の生産システム。
9. 前記ステーションユニットは、前記作業ロボットが進入してくる進入口を開放しつつ前記ステーションの周囲を覆う安全柵を更に有し、
   前記作業ロボットは、
   前方部から前記ステーション内に進入し、前記前方部とは反対側の後方部から前記ステーション内から退出し、前記後方部への近接物を検出する近接センサを更に有する、請求項７又は請求項８に記載の生産システム。
10. 前記作業ロボットは、前記ステーション内からの退出中に前記近接センサが近接物を検出した場合に、前記移動部の移動を停止、又は移動速度を低下させる、請求項９に記載の生産システム。
11. 前記作業ロボットは、前記作業部が前記ステーションで作業を行っている際に前記近接センサが近接物を検出した場合に、前記作業部の作業を停止させる、請求項９又は請求項１０に記載の生産システム。
12. 前記生産ラインは、ターボチャージャーを生産する生産ラインである、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の作業ロボット。
13. 前記生産ラインは、ターボチャージャーを生産する生産ラインである、請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の生産システム。

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