JP2021123363A - ロボットアームの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前工程のサイクルタイムの短縮を図る。【解決手段】コントローラ１０は、コンベア３により連続して搬送されるワーク２を取り出して容器５に整列状態で投入するロボットアーム４を制御する。コントローラ１０の位置設定部１１は、容器５におけるワーク２の投入位置を設定する。コントローラ１０の動作制御部１２は、ワーク２を所定の取り出し位置にて取り出すとともに、そのワーク２を位置設定部１１により設定された投入位置に配置するようにロボットアーム４の動作を制御する。位置設定部１１は、連続して搬送される複数のワーク２によりワーク群が形成されるとともに取り出し位置から投入位置までの距離を移動距離とすると、所定のワーク群を形成する複数のワーク２に対応する各移動距離の平均値とその所定のワーク群とは別のワーク群を形成する複数のワーク２に対応する各移動距離の平均値との差が所定値以下となるように投入位置の設定を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、ロボットアームの制御装置に関する。

従来、特許文献１に開示されているように、生産現場において、ワークをコンベアなどの搬送装置により搬送することで工場内の生産ラインに流通させ、ロボットアームによりワークを把持して取り出して所定の作業を行うものがある。この場合、コンベアは、基本的には、停止することなく動き続けることになる。このような生産ラインでは、ワークがコンベアにより搬送されてくると、そのワークをロボットアームで取り出して矩形状の容器に整列状態で投入を行う、といった工程が存在する。

特開２０１１−１２５９８９号公報

このような工程において、ワークの取り出し位置から容器への投入位置までの距離である移動距離は、ワークを容器の奥側に投入する際にはワークを容器の手前側に投入する際に比べて長くなる。なお、ワークの奥側とは取り出し位置から比較的遠い側のことであり、ワークの手前側とは取り出し位置から比較的近い側のことである。このような移動距離の差は、容器が大きくなるほど顕著に現れる。ワークが例えば食品などの比較的大きなものである場合、ワークが例えば電子部品などの比較的小さなものである場合に比べ、容器が大型化することから、移動距離の差も顕著なものとなる。

移動距離が長くなると、１つのワークに対する一連の作業に要する所要時間が長くなることから、所定のワークに対する作業が完了してから、次のワークに対する作業を開始するまでの余裕時間が短くなる。このような余裕時間は、コンベアの移動速度が速くなるほど短くなり、また、ワーク同士の間隔が短くなるほど短くなる。ワークが例えばパンなどの食品である場合、サイクルタイムを１秒あるいは１秒未満程度の短い時間とするように短縮が望まれることが多いことから、コンベアの移動速度が比較的速く、また、ワーク同士の間隔も短くなる傾向があり、それにより余裕時間も短くなる傾向がある。

また、複数のワークを矩形状の容器に整列状態で投入する場合、各ワークの投入位置は、容器の手前側から奥側へと順番に設定されていくのが一般的である。このような設定では、ワークを容器の手前側に投入する作業が連続するとともに、ワークを奥側に投入する作業が連続することになる。このような構成および設定によれば、特にワークを容器の奥側に投入する作業が連続する際、所定のワークを容器に投入する作業を完了してから次のワークを投入する作業へと遷移する際の余裕時間が極めて短いものとなり、次のワークの取り出しに間に合わずに作業を失敗する可能性が生じる。

このような失敗が生じる可能性を低くするためには、ワークを容器の奥側に投入する作業が連続する際における余裕時間を十分に確保できる程度に、コンベアの移動速度を低下させたり、ワーク同士の間隔を広げたりする必要がある。すなわち、上記失敗が生じる可能性を低くするためには、ロボットアームにより行われる作業について、最も遅いワーストケースを前提とした時間での作業とならざるを得ない。しかしながら、このようにすると、本工程よりも前に行われる例えばワークであるパンをピロー包装する工程などの前工程のサイクルタイム、ひいては生産全体に要するサイクルタイムの長期化を招いてしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、前工程のサイクルタイムの短縮を図ることができるロボットアームの制御装置を提供することにある。

請求項１に記載のロボットアームの制御装置は、搬送装置により所定の速度且つ所定の間隔で連続して搬送されるワークを取り出し、その取り出したワークを矩形状の容器に整列状態で投入するロボットアームを制御する装置であり、位置設定部および動作制御部を備える。位置設定部は、容器におけるワークの投入位置を設定する。動作制御部は、ワークを所定の取り出し位置にて取り出すとともに、その取り出したワークを位置設定部により設定された投入位置に配置するようにロボットアームの動作を制御する。

位置設定部は、連続して搬送される複数のワークによりワーク群が形成されるとともに取り出し位置から投入位置までの距離を移動距離とすると、所定のワーク群を形成する複数のワークのそれぞれに対応する各移動距離の平均値と、前記所定のワーク群とは別のワーク群を形成する複数のワークのそれぞれに対応する各移動距離の平均値と、の差が所定値以下となるように投入位置の設定を行う。すなわち、上記構成では、各ワーク群における各移動距離の平均値は、全てのワーク群についてどこで見た場合でも、ある程度の範囲に収束している、つまり複数のワーク群に対応する各移動距離の平均値が平滑化されている。

複数のワーク群に対応する各移動距離の平均値が平滑化されるということは、複数のワーク群に対する一連の作業に要する所要時間が平滑化されることを意味する。このように、複数のワーク群に対する一連の作業に要する所要時間が平滑化されれば、本工程よりも前に行われる前工程のサイクルタイムは、平滑化された本工程の所要時間に合わせた時間とすることができる。

これに対し、従来技術のように、容器の奥側に投入する作業が連続する場合、複数のワーク群のうち少なくとも１つのワーク群における各移動距離の平均値が他のワーク群における各移動距離の平均値に比べて非常に長い時間となり、本工程よりも前に行われる前工程のサイクルタイムは、このような非常に長い時間、つまり最も作業に時間がかかるようなワーストケースの所要時間に合わせた時間とならざるを得ない。このようなことから、上記構成によれば、従来技術に比べ、前工程のサイクルタイムの短縮を図ることができ、その結果、生産全体に要するサイクルタイムの短縮を図ることができるという優れた効果が得られる。

請求項２に記載のロボットアームの制御装置において、位置設定部は、連続して搬送される複数のワークについて、移動距離が相対的に短くなる投入位置と移動距離が相対的に長くなる投入位置とが交互に繰り返されるように投入位置を設定するようになっている。このようにすれば、複数のワーク群における各移動距離の平均値を確実かつ容易に平滑化することができ、その結果、前工程のサイクルタイムが短縮される効果を確実に得ることができる。また、この場合、移動距離が長くなるような作業が連続して実施され続けることが無くなるため、余裕時間が極端に短いものとなることがなく、その結果、作業が失敗する可能性を低く抑えることができる。

第１実施形態に係る生産システムの構成を模式的に示す図 第１実施形態に係る容器におけるワークの投入位置を説明するための図 第１実施形態に係る各ワークに対する所要時間および平均値を示す図 比較例に係る容器におけるワークの投入位置を説明するための図 比較例に係る各ワークに対する所要時間および平均値を示す図 第２実施形態に係る容器におけるワークの投入位置を説明するための図

以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１〜図５を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態の生産システム１では、ワーク２をベルトコンベア装置であるコンベア３により搬送することで工場内の生産ラインに流通させるようになっている。生産システム１には、図１に示すような工程、つまりワーク２がコンベア３により搬送されてくると、そのワーク２をロボットアーム４で取り出して容器５に整列状態で投入する工程、つまりコンベア３から容器５への移し変え工程が含まれる。

コンベア３は、搬送装置に相当するものであり、基本的には、停止することなく動作し続けるようになっている。ワーク２は、例えばパンなどの食品となっており、本工程よりも前の前工程においてピロー包装が施され、個包装された状態で本工程へと搬送される。この場合、個包装されたパンであるワーク２は、コンベア３により所定の速度且つ所定の間隔で連続して搬送される。なお、図１では、一部のワークにだけ符号を付し、他のワークの符号は省略している。

ロボットアーム４は、例えば４軸のアームを有する水平多関節型ロボットとして構成されている。容器５は、例えば番重などの矩形状の容器であり、その内部は格子状に仕切られている。ロボットアーム４および容器５は、それぞれ作業台６、７上に配置されている。ロボットアーム４は、アームを旋回させて先端をコンベア３の上方に位置させた後、そのアーム先端に取り付けられたハンド８を下降させ、ハンド８でワーク２を把持して引き上げる。そして、ロボットアーム４は、アームを旋回させて先端を容器５の上方に位置させた後、ハンド８を下降させ、ハンド８からワーク２を離して容器５の所定の投入位置に配置する。ロボットアーム４は、このようなワーク２に対する一連の作業、つまりコンベア３により搬送されるワーク２を取り出してから容器５に投入するという作業を繰り返し実行する。

ロボットアーム４は、図２に示すコントローラ１０により制御される。コントローラ１０は、ロボットアームの制御装置に相当するものであり、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどで構成されたコンピュータからなる制御手段においてコンピュータプログラムを実行することで、ロボットアーム４を制御している。具体的には、コントローラ１０は、インバータ回路などから構成された駆動部を備えており、ロボットアーム４の各軸を駆動するモータに対応して設けられているエンコーダで検知したモータの回転位置に基づいて例えばフィードバック制御によりそれぞれのモータを駆動する。コントローラ１０は、予め設定された動作プログラムを実行することにより、ロボットアーム４の各軸が予め定められた所定の動作を自動的に実行するようにロボットアーム４を制御する。

コントローラ１０は、位置設定部１１および動作制御部１２などの機能ブロックを備えている。これら各機能ブロックは、コントローラ１０が備えるＣＰＵがＲＯＭなどに格納されているコンピュータプログラムを実行してコンピュータプログラムに対応する処理を実行することにより実現されている、つまりソフトウェアにより実現されている。なお、各機能ブロックのうち少なくとも一部をハードウェアにより実現する構成としてもよい。

位置設定部１１は、容器５におけるワーク２の投入位置を設定する。動作制御部１２は、ワーク２をコンベア３上の所定の取り出し位置にて取り出すとともに、その取り出したワーク２を位置設定部１１により設定された投入位置に配置するようにロボットアーム４の動作を制御する。この場合、コンベア３は図２における左右方向に延びており、ワーク２は図２における左から右へと搬送されるようになっている。つまり、この場合、ワーク２の搬送方向は、図２に白抜きの矢印で示す方向となる。

ここで、図２における左右方向を容器５の横方向とし、図２における上下方向を容器５の縦方向とすると、容器５は、横方向において４つに仕切られるとともに、縦方向において６つに仕切られており、２４個のワーク２を配置可能となっている。取り出し位置は、基本的には容器５の横方向の中心となっているが、前工程で実施される作業に要した実際の所要時間に応じて、その位置にずれが生じる。具体的には、取り出し位置は、前工程の所要時間が比較的短くなった場合には容器５の横方向の中心よりも搬送の上流側、つまり左側にずれるとともに、前工程の所要時間が比較的長くなった場合には容器５の横方向の中心よりも下流側、つまり右側にずれる。

ここで、図２における上側を容器５の奥側とし、図２における下側を容器５の手前側とすると、取り出し位置から投入位置までの距離である移動距離は、ワーク２を容器５の奥側に投入する際にはワーク２を容器５の手前側に投入する際に比べて長くなる。この場合、連続して搬送される２つのワーク２によりワーク群が形成されるものとする。位置設定部１１は、所定のワーク群を形成する２つのワーク２のそれぞれに対応する移動距離の平均値と、その所定のワーク群とは異なる別のワーク群を形成する２つのワーク２のそれぞれに対応する移動距離の平均値と、の差が所定値以下となるように投入位置の設定を行う。この場合、位置設定部１１は、連続して搬送される２つのワーク２について、移動距離が相対的に短くなる投入位置と移動距離が相対的に長くなる投入位置とが交互に繰り返されるように投入位置を設定することで、上記したような投入位置の設定を実現している。

なお、移動距離の相対的な長短の基準は、次のような基準となっている。すなわち、前述したように、移動距離は、ワーク２を容器５の奥側に投入する際に長くなるとともに手前側に投入する際に短くなるため、ワーク２を容器５の奥側と手前側の間となる中央付近に投入する際には平均的な長さ、つまり１つの容器５に配置される全てのワーク２のそれぞれに対応する各移動距離の平均値に近い値となる。この場合、ワーク２を容器５の中央付近に投入する際の移動距離、つまり移動距離の平均値またはそれに近い値を基準として、移動距離の長短が定められている。したがって、移動距離が相対的に短くなる投入位置とは、移動距離が平均値よりも短くなる投入位置のこととなり、移動距離が相対的に長くなる投入位置とは、移動距離が平均値よりも長くなる投入位置のこととなる。

このような投入位置の設定の具体例は、次のようなものとなる。この場合、図２には、容器５の２４個の投入位置のそれぞれについて、ワーク２が配置される順番を括弧書きの符号を付して示している。例えば容器５に最初に投入されるワーク２から５番目に投入されるワーク２の各投入位置は、次のようなものとなっている。すなわち、第１の投入位置（１）は、１行２列の位置であり、第２の投入位置（２）は６行４列の位置である。第１の投入位置（１）は、容器５の手前側に近いため、移動距離が相対的に短くなる。また、第２の投入位置（２）は、容器５の奥側に近いため、移動距離が相対的に長くなる。

つまり、容器５に最初に投入されるワーク２および容器５に２番目に投入されるワーク２について見ると、移動距離が相対的に短くなる投入位置と移動距離が相対的に長くなる投入位置とが交互に繰り返されている。第３の投入位置（３）は、２行２列の位置である。第３の投入位置（３）は、容器５の手前側に近いため、移動距離が相対的に短くなる。つまり、容器５に２番目に投入されるワーク２および容器５に３番目に投入されるワーク２について見ると、移動距離が相対的に長くなる投入位置と移動距離が相対的に短くなる投入位置とが交互に繰り返されている。第４の投入位置（４）は５行４列の位置である。第４の投入位置（４）は、容器５の奥側に近いため、移動距離が相対的に長くなる。

つまり、容器５に３番目に投入されるワーク２および容器５に４番目に投入されるワーク２について見ると、移動距離が相対的に短くなる投入位置と移動距離が相対的に長くなる投入位置とが交互に繰り返されている。第５の投入位置（５）は、３行２列の位置である。第５の投入位置（５）は、容器５の手前側に近いため、移動距離が相対的に短くなる。つまり、容器５に４番目に投入されるワーク２および容器５に５番目に投入されるワーク２について見ると、移動距離が相対的に長くなる投入位置と移動距離が相対的に短くなる投入位置とが交互に繰り返されている。

また、例えば容器５に２０番目に投入されるワーク２から最後に投入されるワーク２の各投入位置は、次のようなものとなっている。すなわち、第２０の投入位置（２０）は、４行３列の位置であり、第２１の投入位置（２１）は２行１列の位置である。第２０の投入位置（２０）は、容器５の奥側に近いため、移動距離が相対的に長くなる。また、第２１の投入位置（２１）は、容器５の手前側に近いため、移動距離が相対的に短くなる。つまり、容器５に２０番目に投入されるワーク２および容器５に２１番目に投入されるワーク２について見ると、移動距離が相対的に長くなる投入位置と移動距離が相対的に短くなる投入位置とが交互に繰り返されている。

第２２の投入位置（２２）は、５行３列の位置である。第２２の投入位置（２２）は、容器５の奥側に近いため、移動距離が相対的に長くなる。つまり、容器５に２１番目に投入されるワーク２および容器５に２２番目に投入されるワーク２について見ると、移動距離が相対的に短くなる投入位置と移動距離が相対的に長くなる投入位置とが交互に繰り返されている。第２３の投入位置（２３）は１行１列の位置である。第２３の投入位置（２３）は、容器５の手前側に近いため、移動距離が相対的に短くなる。つまり、容器５に２２番目に投入されるワーク２および容器５に２３番目に投入されるワーク２について見ると、移動距離が相対的に長くなる投入位置と移動距離が相対的に短くなる投入位置とが交互に繰り返されている。

第２４の投入位置（２４）は、６行３列の位置である。第２４の投入位置（２４）は、容器５の奥側に近いため、移動距離が相対的に長くなる。つまり、容器５に２３番目に投入されるワーク２および容器５に最後に投入されるワーク２について見ると、移動距離が相対的に短くなる投入位置と移動距離が相対的に長くなる投入位置とが交互に繰り返されている。なお、容器５に６番目に投入されるワーク２から１９番目に投入されるワーク２について見たときも、上記と同様であり、移動距離が相対的に短くなる投入位置と移動距離が相対的に長くなる投入位置とが交互に繰り返されている。

このように投入位置が設定された場合、各ワーク２に対する一連の作業に要する所要時間は、図３に黒塗りの丸印で示すようなものとなる。なお、図３および後述する図５において、横軸は、各投入位置の順番を表す数字となっている。また、図３および後述する図５における縦軸の時間である所要時間には、ワーク２を把持して取り出すために要する時間およびワーク２を離して投入するために要する時間は含まれていない。

図３に示すように、容器５に最初に投入されるワーク２についての所要時間は、２８０ｍｓ程度の比較的短い時間となっており、容器５に２番目に投入されるワーク２についての所要時間は、５００ｍｓ程度の比較的長い時間となっている。つまり、容器５に最初に投入されるワーク２および容器５に２番目に投入されるワーク２について見ると、所要時間が相対的に短くなるものと所要時間が相対的に長くなるものとが交互に繰り返されている。この場合、最初に投入されるワーク２と２番目に投入されるワーク２とによりワーク群が形成されることになる。３番目以降に投入されるワーク２についても同様にしてワーク群が形成されることになる。

容器５に３番目に投入されるワーク２についての所要時間は、３００ｍｓ程度の比較的短い時間となっている。つまり、容器５に２番目に投入されるワーク２および容器５に３番目に投入されるワーク２について見ると、所要時間が相対的に長くなるものと所要時間が相対的に短くなるものとが交互に繰り返されている。容器５に２２番目に投入されるワーク２についての所要時間は、４２０ｍｓ程度の比較的長い時間となっており、容器５に２３番目に投入されるワーク２についての所要時間は、３００ｍｓ程度の比較的短い時間となっている。つまり、容器５に２２番目に投入されるワーク２および容器５に２３番目に投入されるワーク２について見ると、所要時間が相対的に長いものと所要時間が相対的に短いものとが交互に繰り返されている。

容器５に２４番目に投入されるワーク２についての所要時間は、４８０ｍｓ程度の比較的長い時間となっている。つまり、容器５に２３番目に投入されるワーク２および容器５に最後に投入されるワーク２について見ると、所要時間が相対的に短くなるものと所要時間が相対的に長くなるものとが交互に繰り返されている。なお、容器５に４番目に投入されるワーク２から２１番目に投入されるワーク２について見たときも、上記と同様であり、所要時間が相対的に短いものと所要時間が相対的に長いものとが交互に繰り返されている。

図３には、連続して搬送される２つのワーク２のそれぞれに対応する所要時間の平均値、言い換えると各ワーク群における所要時間の平均値を白抜きの丸印で示している。図３に示すように、各ワーク群における所要時間の平均値は、概ね一定の値であり、３５０ｍｓ〜４００ｍｓの範囲に収束している。言い換えると、各ワーク群における所要時間の平均値同士の差は、例えば５０ｍｓ程度の所定値以下に抑えられている。このように、本実施形態の位置設定部１１は、所定のワーク群を形成する２つのワーク２のそれぞれに対応する所要時間の平均値と、その所定のワーク群とは別のワーク群を形成する２つのワーク２のそれぞれに対応する所要時間の平均値と、の差が所定値以下となるように投入位置の設定を行うようになっている。

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
位置設定部１１は、所定のワーク群を形成する２つのワーク２に対応する各移動距離の平均値と、その所定のワーク群とは別のワーク群を形成する２つのワーク２に対応する各移動距離の平均値と、の差が所定値以下となるように投入位置の設定を行う。すなわち、上記構成では、各ワーク群における各移動距離の平均値は、全てのワーク群についてどこで見た場合でも、ある程度の範囲に収束している、つまり複数のワーク群に対応する各移動距離の平均値が平滑化されている。

複数のワーク群に対応する各移動距離の平均値が平滑化されるということは、複数のワーク群に対する一連の作業に要する所要時間が平滑化されることを意味する。このように、複数のワーク群に対する一連の作業に要する所要時間が平滑化されれば、本工程よりも前に行われる前工程のサイクルタイムは、平滑化された本工程の所要時間に合わせた時間とすることができる。したがって、上記構成によれば、前工程のサイクルタイムの短縮を図ることができ、その結果、生産全体に要するサイクルタイムの短縮を図ることができるという優れた効果が得られる。

このような本実施形態により得られる効果は、従来技術に相当する投入位置の設定手法を採用した比較例と比較することで一層明確なものとなる。図４に示すように、比較例では、容器５に最初に投入されるワーク２から６番目に投入されるワーク２の各投入位置（１）〜（６）については、１列目の最も手前側である１行１列の位置から１列目の最も奥側である６行１列の位置へと順番に設定される。比較例では、容器５に７番目に投入されるワーク２から１２番目に投入されるワーク２の各投入位置（７）〜（１２）については、２列目の最も手前側である１行２列の位置から２列目の最も奥側である６行２列の位置へと順番に設定される。

比較例では、容器５に１３番目に投入されるワーク２から１８番目に投入されるワーク２の各投入位置（１３）〜（１８）については、３列目の最も手前側である１行３列の位置から３列目の最も奥側である６行３列の位置へと順番に設定される。比較例では、容器５に１９番目に投入されるワーク２から２４番目に投入されるワーク２の各投入位置（１９）〜（２４）については、４列目の最も手前側である１行４列の位置から４列目の最も奥側である６行４列の位置へと順番に設定される。

比較例のように投入位置が設定された場合、各ワーク２に対する一連の作業に要する所要時間は、図５に黒塗りの丸印で示すようなものとなる。すなわち、容器５に最初に投入されるワーク２から６番目に投入されるワーク２のそれぞれに対応する各所要時間は、３００ｍｓ程度の比較的短い時間から４８０ｍｓ程度の比較的長い時間へと漸増している。容器５に７番目に投入されるワーク２から１２番目に投入されるワーク２のそれぞれに対応する各所要時間は、２９０ｍｓ程度の比較的短い時間から４７０ｍｓ程度の比較的長い時間へと漸増している。

容器５に１３番目に投入されるワーク２から１８番目に投入されるワーク２のそれぞれに対応する各所要時間は、２５０ｍｓ程度の比較的短い時間から４８０ｍｓ程度の比較的長い時間へと漸増している。容器５に１９番目に投入されるワーク２から最後に投入されるワーク２のそれぞれに対応する各所要時間は、２８０ｍｓ程度の比較的短い時間から５００ｍｓ程度の比較的長い時間へと漸増している。

図５には、連続して搬送される２つのワーク２のそれぞれに対応する所要時間の平均値、言い換えると各ワーク群における所要時間の平均値を白抜きの丸印で示している。図５に示すように、容器５に最初に投入されるワーク２から６番目に投入されるワーク２について見ると、各ワーク群における所要時間の平均値は、比較的短い所要時間が連続する１番目と２番目との平均値は３２０ｍｓ程度の比較的短い時間となるものの、比較的長い所要時間が連続する５番目と６番目との平均値は４５０ｍｓ程度の比較的長い時間となる。容器５に７番目に投入されるワーク２から１２番目に投入されるワーク２について見ると、各ワーク群における所要時間の平均値は、比較的短い所要時間が連続する７番目と８番目との平均値は３００ｍｓ程度の比較的短い時間となるものの、比較的長い所要時間が連続する１１番目と１２番目との平均値は４４０ｍｓ程度の比較的長い時間となる。

容器５に１３番目に投入されるワーク２から１８番目に投入されるワーク２について見ると、各ワーク群における所要時間の平均値は、比較的短い所要時間が連続する１３番目と１４番目との平均値は２８０ｍｓ程度の比較的短い時間となるものの、比較的長い所要時間が連続する１７番目と１８番目との平均値は４５０ｍｓ程度の比較的長い時間となる。容器５に１９番目に投入されるワーク２から最後に投入されるワーク２について見ると、各ワーク群における所要時間の平均値は、比較的短い所要時間が連続する１８番目と１９番目との平均値は２９０ｍｓ程度の比較的短い時間となるものの、比較的長い所要時間が連続する２３番目と２４番目との平均値は４５０ｍｓ程度の比較的長い時間となる。

このように、比較例では、各ワーク群における所要時間の平均値は、本実施形態に比べて大きく変動する値であり、その最大値は４５０ｍｓ程度の比較的長い時間となっている。そのため、比較例では、前工程のサイクルタイムは、作業の失敗を防止するためには、本工程の平均値の最大値、つまり最も作業に時間がかかるようなワーストケースの所要時間に合わせた所要時間としなければならず、前工程のサイクルタイム、ひいては生産全体に要するサイクルタイムの長期化を招いてしまう。これに対し、本実施形態によれば、前工程のサイクルタイムは、比較例よりも変動幅の少ない平均値の最大値である４００ｍｓ程度の比較的短い時間に合わせた時間とすることができるため、前工程のサイクルタイムの短縮を図ることができる。

そして、本実施形態では、位置設定部１１は、連続して搬送される２つのワーク２について、移動距離が相対的に短くなる投入位置と移動距離が相対的に長くなる投入位置とが交互に繰り返されるように投入位置を設定するようになっている。このようにすれば、複数のワーク群における各移動距離の平均値を確実かつ容易に平滑化することができ、その結果、前工程のサイクルタイムが短縮される効果を確実に得ることができる。また、この場合、移動距離が長くなるような作業が連続して実施され続けることが無くなるため、余裕時間が極端に短いものとなることがなく、その結果、作業が失敗する可能性を低く抑えることができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図６を参照して説明する。
本実施形態では、第１実施形態に対し、位置設定部１１による投入位置の具体的な設定手法が異なっている。この場合、位置設定部１１は、予め容器５における全ての投入位置を移動距離に応じた複数のグループに分類する。そして、位置設定部１１は、連続して搬送される２つのワーク２について、移動距離が相対的に短いグループに分類された投入位置のうちのいずれかと、移動距離が相対的に長いグループに分類された投入位置のうちのいずれかと、が交互に繰り返されるように投入位置を設定する。

このような投入位置の設定の具体例は、図６に示すようなものとなる。すなわち、移動距離が最も短くなる２つの投入位置Ｐ１、Ｐ２が第１グループＧ１とされ、移動距離が２番目に短くなる４つの投入位置Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６が第２グループＧ２とされ、移動距離が３番目に短くなる４つの投入位置Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０が第３グループＧ３とされる。

また、移動距離が４番目に短くなる４つの投入位置Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４が第４グループＧ４とされ、移動距離が５番目に短くなる４つの投入位置Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１７、Ｐ１８が第５グループＧ５とされ、移動距離が６番目に短くなる４つの投入位置Ｐ１９、Ｐ２０、Ｐ２１、Ｐ２２が第６グループＧ６とされ、移動距離が最も長くなる２つの投入位置Ｐ２３、Ｐ２４が第７グループＧ７とされる。

この場合、第１グループＧ１、第２グループＧ２、第３グループＧ３および第４グループＧ４は、これらとは別のグループに比べて移動距離が短くなることから、前述した移動距離が相対的に短いグループに相当する。また、この場合、第４グループＧ４、第５グループＧ５、第６グループＧ６および第７グループＧ７は、これらとは別のグループに比べて移動距離が長くなることから、前述した移動距離が相対的に長いグループに相当する。

位置設定部１１は、このようなグループＧ１〜Ｇ７に基づいて、２つの連続するワーク２に対応する投入位置を設定する。具体的には、位置設定部１１は、移動距離が最も短くなる第１グループＧ１のうちいずれかを一方のワーク２の投入位置に設定し、移動距離が最も長くなる第７グループＧ７のうちいずれかを他方のワーク２の投入位置に設定する。すなわち、一方のワーク２に対する投入位置が第１グループＧ１の投入位置Ｐ１、Ｐ２のうちいずれかに設定されるとともに、他方のワーク２に対する投入位置が第７グループＧ７の投入位置Ｐ２３、Ｐ２４のうちいずれかに設定される。

位置設定部１１は、移動距離が２番目に短くなる第２グループＧ２のうちいずれかを一方のワーク２の投入位置に設定し、移動距離が６番目に短くなる、つまり移動距離が２番目に長くなる第６グループＧ６のうちいずれかを他方のワーク２の投入位置に設定する。すなわち、一方のワーク２に対する投入位置が第２グループＧ２の投入位置Ｐ３〜Ｐ６のうちいずれかに設定されるとともに、他方のワーク２に対する投入位置が第６グループＧ６の投入位置Ｐ１９〜Ｐ２２のうちいずれかに設定される。

位置設定部１１は、移動距離が３番目に短くなる第３グループＧ３のうちいずれかを一方のワーク２の投入位置に設定し、移動距離が５番目に短くなる、つまり移動距離が３番目に長くなる第５グループＧ５のうちいずれかを他方のワーク２の投入位置に設定する。すなわち、一方のワーク２に対する投入位置が第３グループＧ３の投入位置Ｐ７〜Ｐ１０のうちいずれかに設定されるとともに、他方のワーク２に対する投入位置が第５グループＧ５の投入位置Ｐ１５〜Ｐ１８のうちいずれかに設定される。

位置設定部１１は、移動距離が４番目に短くなる第４グループＧ４のうちいずれかを一方のワーク２の投入位置に設定し、移動距離が５番目に短くなる第５グループＧ５または移動距離が３番目に短くなる第３グループＧ３のうちいずれかを他方のワーク２の投入位置に設定する。すなわち、一方のワーク２に対する投入位置が第４グループＧ４の投入位置Ｐ１１〜Ｐ１４のうちいずれかに設定されるとともに、他方のワーク２に対する投入位置が第５グループＧ５の投入位置Ｐ１５〜Ｐ１８または第３グループＧ３の投入位置Ｐ７〜Ｐ１０のうちいずれかに設定される。

以上説明したように、本実施形態の位置設定部１１は、予め容器５における全ての投入位置を移動距離に応じた複数のグループに分類する。そして、位置設定部１１は、連続して搬送される２つのワーク２について、移動距離が相対的に短いグループに分類された投入位置のうちのいずれかと移動距離が相対的に長いグループに分類された投入位置のうちのいずれかとが交互に繰り返されるように投入位置を設定する。

このようにすれば、複数のワーク群における各移動距離の平均値を確実かつ容易に平滑化することができ、その結果、前工程のサイクルタイムが短縮される効果を確実に得ることができる。また、この場合、移動距離が長くなるような作業が連続して実施され続けることが無くなるため、余裕時間が極端に短いものとなることがなく、その結果、作業が失敗する可能性を低く抑えることができる。さらに、この場合、位置設定部１１は、グループ毎の移動距離に基づいて適切なグループを選択した後、そのグループの中から任意の投入位置を設定すればよいことになるため、位置設定部１１による投入位置の設定に関する処理負荷を軽減することができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。

ワーク群は、連続して搬送される複数のワーク２により形成されるようになっていればよく、例えば連続して搬送される３つのワーク２によりワーク群が形成されるようにしてもよい。また、位置設定部１１による投入位置の具体的な設定に関しては、上記した効果が得られる範囲であれば適宜変更することができる。例えば、位置設定部１１は、連続して搬送される３つ以上のワーク２について、移動距離が相対的に短くなる投入位置と移動距離が相対的に長くなる投入位置とが交互に繰り返されるように投入位置を設定することができる。

本発明は、生産システム１に適用されるロボットアーム４のコントローラ１０に限らず、搬送装置により一定の速度且つ一定の間隔で連続して搬送されるワークを取り出し、その取り出したワークを矩形状の容器に整列状態で投入するロボットアームを制御するロボットアームの制御装置全般に適用することができる。

２…ワーク、３…コンベア、４…ロボットアーム、５…容器、１０…コントローラ、１１…位置設定部、１２…動作制御部。

Claims (2)

1. 搬送装置により所定の速度且つ所定の間隔で連続して搬送されるワークを取り出し、その取り出した前記ワークを矩形状の容器に整列状態で投入するロボットアームを制御するロボットアームの制御装置であって、
   前記容器における前記ワークの投入位置を設定する位置設定部と、
   前記ワークを所定の取り出し位置にて取り出すとともに、その取り出した前記ワークを前記位置設定部により設定された前記投入位置に配置するように前記ロボットアームの動作を制御する動作制御部と、
   を備え、
   前記位置設定部は、連続して搬送される複数の前記ワークによりワーク群が形成されるとともに前記取り出し位置から前記投入位置までの距離を移動距離とすると、所定の前記ワーク群を形成する複数の前記ワークのそれぞれに対応する前記移動距離の平均値と、前記所定のワーク群とは別の前記ワーク群を形成する複数の前記ワークのそれぞれに対応する前記移動距離の平均値と、の差が所定値以下となるように前記投入位置の設定を行うロボットアームの制御装置。
2. 前記位置設定部は、
   連続して搬送される複数の前記ワークについて、前記移動距離が相対的に短くなる前記投入位置と前記移動距離が相対的に長くなる前記投入位置とが交互に繰り返されるように前記投入位置を設定する請求項１に記載のロボットアームの制御装置。

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