JP2021171856A - 無人搬送車、及び該無人搬送車を備えた産業機械システム - Google Patents

Abstract

【課題】搬送車本体と、画像を撮像するカメラを有していて該搬送車本体に搭載されるロボットと備えた無人搬送車、及び該無人搬送車を含む産業機械システムにおいて、無人搬送車の構成を複雑化することなく、カメラのレンズ面の清掃を安価に行えるようにする。【解決手段】無人搬送車は、ロボット２０及び搬送車本体を制御する制御装置を備えている。制御装置は、搬送車本体を、産業機械１０に対する所定位置に移動させた後、ロボット２０に、カメラ２６のレンズ面が、産業機械１０における気体供給装置１６の気体吹出口１６ｂに対向する姿勢を取らせるレンズ清掃用制御を実行可能に構成されている。【選択図】図７

Description

本発明は、産業機械が設置された床面上を走行する搬送車本体と、画像を撮像するカメラを有していて該搬送車本体に搭載されるロボットとを備えた無人搬送車、及び該無人搬送車を備えた産業機械システムに関する。

従来、上述した無人搬送車の一例として、特開平１−１３５４８５号公報（下記特許文献１）に開示された無人搬送車が知られている。この無人搬送車では、ロボットを搭載した無人搬送車が、産業機械に対して設定された作業位置に移動し、当該作業位置においてロボットにより当該産業機械に対してワークの着脱等の所定作業が実行される。

無人搬送車にはロボットの動作位置を補正するための位置補正装置が搭載されており、産業機械の外表面には該位置補正の基準となる基準マーカーが設けられている。そして、位置補正装置は、ロボットが前記所定作業を実行する前に、前記カメラにより撮像した基準マーカーの画像を基に、無人搬送車の停止位置のずれ量を算出して、算出した位置ずれ量を基にロボットの動作位置補正を行うように構成されている。これにより、搬送車本体の停止位置精度に左右されることなく、ロボットによる前記所定作業の実行精度の向上を図っている。

特開平１−１３５４８５号公報

しかしながら、特許文献１に示す従来の無人搬送車では、ロボットに搭載されたカメラのレンズ面が工場内のミストや粉塵等により汚れていると、カメラによる基準マーカーの撮像精度が低下するという問題がある。カメラによる画像の撮像精度が低下すると、ロボットの動作位置の補正精度が低下し、延いてはロボットによる所定作業の実行精度が低下する等の問題が生じる。

これに対して、エアー吹付け装置（気体供給装置）や可動式ワイパーを、カメラのレンズ面の清掃用装置として無人搬送車に搭載することが考えられる。しかしこの場合、無人搬送車に清掃用装置を搭載することにより、無人搬送車のハード面及びソフト面の構成が複雑化してコスト増加を招くという問題がある。

本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであって、搬送車本体と、画像を撮像するカメラを有していて該搬送車本体に搭載されるロボットと備えた無人搬送車及び該無人搬送車を備えた産業機械システムにおいて、無人搬送車の構成を複雑化することなく、カメラのレンズ面の清掃を安価に行えるようにすることを、その目的とする。

本発明の一局面に係る無人搬送車は、気体供給装置を有する産業機械が設置された床面上を走行する搬送車本体と、画像を撮像するカメラを有していて該搬送車本体に搭載されるロボットと、前記ロボット及び前記搬送車本体を制御する制御装置とを備えている。
そして、前記制御装置は、前記搬送車本体を、前記産業機械に対する所定位置に移動させた後、前記ロボットに、前記カメラのレンズ面が、前記産業機械における前記気体供給装置の気体吹出口に対向する姿勢を取らせるレンズ清掃用制御を実行可能に構成されている。

この無人搬送車によれば、制御装置によって、搬送車本体が産業機械に対する所定位置に移動された後、レンズ清掃用制御が実行されて、前記カメラのレンズ面が、前記産業機械における前記気体供給装置の気体吹出口に対向するようにロボットの姿勢が制御される。この状態で気体供給装置を作動させることで、気体吹出口から吹出された気体がカメラのレンズ面に吹付けられて、レンズ面の汚れが該気体により除去される。このように、前記無人搬送車では、産業機械に搭載された気体供給装置の気体吹出口から吹出される気体を利用して、カメラのレンズ面の清掃を行うことができる。よって、カメラのレンズ面を清掃するための専用の清掃装置を無人搬送車に搭載する必要がないので、無人搬送車の製造コストを低減することができる。尚、気体供給装置を作動させる方法としては、制御装置から産業機械に対して気体供給装置の作動信号を出力するか、又は、人（作業者）が産業機械の操作盤を手動操作して気体供給装置を作動させるか、又は、無人搬送車が産業機械の所定位置にあるか否かに拘わらず気体供給装置を常時作動させておく等が考えられる。

前記制御装置は、前記カメラにより画像を撮像する前に前記レンズ清掃用制御を実行するように構成されている態様を採用することができる。

この態様によれば、前記カメラによる画像の撮像前に制御装置によってレンズ清掃用制御が実行される。よって、カメラのレンズ面がクリーンな状態でカメラによる撮像を実行することができる。

本発明の他の局面に係る産業機械システムは、気体供給装置を有する産業機械と、画像を撮像するカメラを有するロボットと該ロボットが搭載された搬送車本体とを含む無人搬送車と、該無人搬送車の搬送車本体及びロボットを制御する制御装置とを備えている。
そして、前記制御装置は、前記搬送車本体を、前記産業機械に対する所定位置に移動させた後、前記ロボットに、前記カメラのレンズ面が、前記産業機械における前記気体供給装置の気体吹出口に対向する姿勢を取らせるレンズ清掃用制御を実行可能になっており、前記レンズ清掃用制御の実行に際して、前記産業機械に前記気体供給装置の作動信号を出力することで、前記気体供給装置を作動させて前記気体吹出口から気体を吹出させるように構成されている。

これによれば、制御装置によって、産業機械に気体供給装置の作動信号を出力することで、該気体供給装置による気体の吹出しが開始される。したがって、清掃用のエアーが必要となるタイミングで気体供給装置を適切に作動させることができるので、省エネ性の向上を図ることができる。また、無人搬送車がレンズ清掃姿勢を取った後、制御装置からの作動信号により気体供給装置が作動して気体の吹出しが開始させるまでの一連の処理を自動化することができるので、省人化にも寄与する。

前記産業システムにおいても、前記制御装置が、前記カメラにより画像を撮像する前に前記レンズ清掃用制御を実行するように構成されている態様を採用することができる。

前記制御装置は、前記レンズ清掃用制御の実行に際して、前記ロボットの動作により前記カメラの位置を変化させる第一処理と、前記産業機械との連携によって、該産業機械における前記気体供給装置の気体吹出口の位置を変化させる第二処理と、前記産業機械との連携によって前記ロボット及び前記産業機械との双方を駆動することで前記カメラのレンズ面に対する前記気体吹出口の位置を変化させる第三処理とのいずれかを実行することで、前記カメラのレンズ面に対する前記気体吹出口からの気体の吹付け箇所を、該レンズ面を含む平面内において変化させるように構成されている態様を採用することができる。

この態様においては、制御装置によって、カメラのレンズ面に対する前記気体吹出口からの気体の吹付け箇所を、該レンズ面を含む平面内において変化させることでレンズ清掃用制御が実行される。これによれば、カメラのレンズ面における気体の吹付け箇所を固定した場合に比べて、カメラのレンズ面全体を効率良く清掃することができる。尚、前記レンズ面における気体の吹付け箇所の変更は、ロボットによりカメラ位置を変化させるか（第一処理）又は、産業機械により前記気体供給装置の気体吹出口の位置を変化させるか（第二処理）、又は、産業機械との連携によりロボット及び産業機械の双方を駆動することで容易に実現される。

前記制御装置は、前記第一処理と第二処理と第三処理とのいずれかを実行することで、前記カメラのレンズ面に対する前記気体吹出口からの気体の吹付け箇所を、前記レンズ面を含む平面内において、該レンズ面の中心部から径方向外側に向かって渦巻き状に変化させるように構成されている態様を採用することができる。

この態様によれば、レンズ面における気体の吹付け箇所が、レンズ面を含む平面内において、レンズ面の中心部から径方向外側に向かって渦巻き状に変化するので、気体の吹付けによってレンズ面から剥離した汚れを、レンズ面の中心部から径方向外側に移動させつつレンズ面全体を隈無く清掃することができる。

前記制御装置は、前記第一処理と第二処理と第三処理とのいずれかを実行することで、前記カメラのレンズ面に対する前記気体吹出口からの気体の吹付け箇所を、前記レンズ面を含む平面内において、該レンズ面の所定方向の一側端部から他側端部に向けてジグザグ状に変化させるように構成されている態様を採用することができる。

この態様によれば、レンズ面における気体の吹付け箇所が、レンズ面の所定方向の一側端部から他側端部に向けてジグザグ状に変化するので、気体の吹付けによってレンズ面から剥離した汚れを、レンズ面における前記所定方向に直交する方向の両側からレンズ面の外側に交互に掃出しつつ、レンズ面全体を隈無く清掃することができる。

以上のように、本発明に係る無人搬送車及び産業機械システムによれば、搬送車本体を、産業機械に対する所定位置に移動させた後、ロボットに、カメラのレンズ面が、産業機械における気体供給装置の気体吹出口に対向する姿勢を取らせるようにしたことで、無人搬送車の構成を複雑化することなく、カメラのレンズ面の清掃を安価に行うことできる。

本発明の第１の実施形態に係る無人搬送車を含む生産システム（産業機械システムの一例）を示した平面図である。 第１の実施形態に係る無人搬送車（搬送車本体及びロボット）を示した斜視図である。 第１の実施形態に係る無人搬送車を含む生産システムの構成を示したブロック図である。 第１の実施形態の機内清掃要否判定部における処理を示したフローチャートである。 第１の実施形態に係るロボットの動作姿勢を説明するための説明図である。 第１の実施形態に係るロボットの動作姿勢を説明するための説明図である。 第１の実施形態に係るロボットの動作姿勢を説明するための説明図である。 第１の実施形態に係る自動運転制御部における撮像制御を示したフローチャートである。 第２の実施形態に係る無人搬送車を含む生産システムにおいて、工作機械（産業機械の一例）のエアー供給装置によってカメラのレンズ面に吹付けられるエアーの吹付け方法を説明するための説明図である。 第３の実施形態に係る無人搬送車を含む生産システムにおいて、工作機械（産業機械の一例）のエアー供給装置によってカメラのレンズ面に吹付けられるエアーの吹付け方法を説明するための説明図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１〜図３に示すように、本例の生産システム１は、工作機械１０と、ロボット２０及び搬送車本体３１を有する無人搬送車３０と、無人搬送車３０を制御する制御装置４０とを備えている。工作機械１０は産業機械の一例であり、生産システム１は産業機械システムの一例である。

図５及び図６に示すように、前記工作機械１０は、ワークを把持するチャック（図示せず）が装着されるワーク主軸１１、及び工具（図示せず）が保持される工具主軸１２を備えた所謂複合加工型のＮＣ（数値制御）工作機械であり、旋削加工及びミーリング加工の双方を行うことができるようになっている。ワーク主軸１１の近傍にはクーラントを吐出する二つのクーラントノズル１３，１４とが設けられており、同様に、工具主軸１２の近傍にもクーラントを吐出するクーラントノズル１５が設けられている。これらクーラントノズル１３，１４，１５が切屑清掃機構として機能する。また、ワーク主軸１１の近傍における二つのクーラントノズル１３，１４の間にはエアーノズル１６ａが設けられている。尚、この図５及び図６では、都合によりチャック及び工具の図示を省略している。

エアーノズル１６ａは、後述する制御装置４０により制御されるエアー供給装置１６の一部であって、先端部の吹出口１６ｂからエアーを吹出すことで、ワーク主軸１１等に付着した異物を除去する機能を有している。本例では、エアー供給装置１６は、後述するように無人搬送車３０のロボット２０に搭載されたカメラ２６の清掃にも利用される。このエアー供給装置１６が気体供給装置に相当し、エアーノズル１６ａの吹出口１６ｂが気体吹出口に相当する。

図１に示すように、前記無人搬送車３０には、搬送車本体３１の上面である載置面３２に前記ロボット２０が搭載され、また、オペレータが携帯可能な操作盤３３が付設されている。尚、この操作盤３３は、データの入出力を行う入出力部、当該無人搬送車３０及びロボット２０を手動操作する操作部、並びに画面表示可能なディスプレイなどを備えている。搬送車本体３１は、下面に走行用の駆動輪及び従動輪が取付けられた筐体と、筐体内に収容されて駆動輪を回転駆動するモータ（いずれも図示せず）とを有している。

また、無人搬送車３０は、工場内における自身の位置を認識可能なセンサ（例えば、レーザ光を用いた距離計測センサ）を備えており、前記制御装置４０による制御の下で、前記工作機械１０が配設される領域を含む工場内を無軌道で走行するように構成され、本例では、前記工作機械１０に対して設定された作業位置（所定位置の一例）に経由する。

図１及び図２に示すように、前記ロボット２０は、第一アーム２１、第二アーム２２及び第三アーム２３の三つのアームを備えた多関節型のロボットであり、第三アーム２３の先端部にはエンドエフェクタとしてのハンド２４が装着され、また、支持バー２５を介して第一カメラ２６Ａと第二カメラ２６Ｂとが装着されている。尚、以下の説明において、第一カメラ２６Ａ及び第二カメラ２６Ｂを区別する必要がない場合には単にカメラ２６と表記し、両者を区別する必要がある場合にのみ符号２６に添字Ａ，Ｂを付するものとする。

前記制御装置４０は、前記無人搬送車３０の搬送車本体３１内に格納されており、図３に示すように、動作プログラム記憶部４１、移動位置記憶部４２、動作姿勢記憶部４３、マップ情報記憶部４４、画像記憶部４５、手動運転制御部４６、自動運転制御部４７、位置認識部４８、機内清掃要否判定部４９、及び入出力インターフェース５０から構成される。そして、制御装置４０は、この入出力インターフェース５０を介して、前記工作機械１０と、無人搬送車３０の構成要素であるロボット２０、搬送車本体３１、カメラ２６、及び操作盤３３とに接続している。

尚、制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成され、前記手動運転制御部４６、自動運転制御部４７、位置認識部４８、機内清掃要否判定部４９、入出力インターフェース５０は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、後述する処理を実行する。また、動作プログラム記憶部４１、移動位置記憶部４２、動作姿勢記憶部４３、マップ情報記憶部４４及び画像記憶部４５はＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成される。

前記手動運転制御部４６は、オペレータにより前記操作盤３３から入力される操作信号に従って、前記無人搬送車３０における搬送車本体３１、ロボット２０及びカメラ２６などを動作させる機能部である。即ち、オペレータは、この手動運転制御部４６による制御の下で、操作盤３３を用いて、搬送車本体３１、ロボット２０及びカメラ２６などの手動操作を実行することができる。

前記動作プログラム記憶部４１は、生産時に前記無人搬送車３０における搬送車本体３１及びロボット２０を自動運転するための自動運転用プログラムなどを記憶する機能部である。自動運転用プログラムは、例えば、前記操作盤３３に設けられた入出力部から入力され、当該動作プログラム記憶部４１に格納される。

尚、この自動運転用プログラムには、無人搬送車３０の搬送車本体３１が移動する目標位置としての移動位置、移動速度及び搬送車本体３１の向きに関する指令コードが含まれ、また、ロボット２０が順次動作する当該動作に関する指令コード、及び前記カメラ２６の操作に関する指令コードが含まれる。

前記マップ情報記憶部４４は、無人搬送車３０が走行する工場内に配置される機械、装置、機器など（装置等）の配置情報を含むマップ情報を記憶する機能部であり、例えば、予め作成されたマップ情報が前記操作盤３３に設けられた入出力部から入力され、当該マップ情報記憶部４４に格納される。

前記位置認識部４８は、前記センサによって検出される距離データ、及び前記マップ情報記憶部４４に格納された工場内のマップ情報を基に、工場内における無人搬送車３０の位置を認識する機能部であり、この位置認識部４８によって認識される無人搬送車３０の位置に基づいて、当該無人搬送車３０の動作が前記自動運転制御部４７によって制御される。

前記移動位置記憶部４２は、前記無人搬送車３０が移動する具体的な目標位置としての移動位置であって、前記動作プログラム中の指令コードに対応した具体的な移動位置を記憶する機能部であり、この移動位置には、上述した工作機械１０に対して設定される作業位置が含まれる。尚、この移動位置は、例えば、前記手動運転制御部４６による制御の下、前記操作盤３３により前記無人搬送車３０を手動運転して、目標とする各位置に移動させた後、前記位置認識部４８によって認識される位置データを前記移動位置記憶部４２に格納する操作によって設定される。この操作は所謂ティーチング操作と呼ばれる。

前記動作姿勢記憶部４３は、前記ロボット２０が所定の順序で動作することによって順次変化するロボット２０の姿勢（動作姿勢）であって、前記動作プログラム中の指令コードに対応した動作姿勢に係るデータを記憶する機能部である。この動作姿勢に係るデータは、前記手動運転制御部４６による制御の下で、前記操作盤３３を用いたティーチング操作により、当該ロボット２０を手動運転して、目標とする各姿勢を取らせたときの、当該各姿勢におけるロボット２０の各関節（モータ）の回転角度データであり、この回転角度データが動作姿勢に係るデータとして前記動作姿勢記憶部４３に格納される。

例えば、本例では、無人搬送車３０が工作機械１０に経由した位置において、当該工作機械１０の加工領域内に進入する前の作業開始姿勢及び加工領域から後退した後の作業終了姿勢（図５参照）、カメラ２６を工作機械１０の加工領域内に進入させてそのレンズ面Ｌをエアーノズル１６ａの吹出口１６ｂに対向させるレンズ清掃姿勢（図７参照）、加工領域内に進入したカメラ２６によって加工領域内の一若しくはそれ以上の箇所を撮像するための各撮像姿勢（例えば、図６参照）、ワークをチャック（図示せず）に対して着脱するための各動作姿勢が設定され、前記動作姿勢記憶部４３に格納される。尚、作業開始姿勢は作業終了姿勢と同じ姿勢であるため、以降において、この姿勢を作業開始姿勢という。

前記レンズ清掃姿勢としては、第一カメラ２６Ａのレンズ面Ｌをエアーノズル１６ａの吹出口１６ｂに対向させた第一レンズ清掃姿勢（図７参照）と、第二カメラ２６Ｂのレンズ面Ｌをエアーノズル１６ａの吹出口１６ｂに対向させた第二レンズ清掃姿勢（図示せず）との二つが設定されている。各レンズ清掃姿勢においては、各カメラ２６Ａ，２６Ｂの軸線と、エアーノズル１６ａの吹出口１６ｂ付近（先端部）における軸線とが同軸に位置しており、エアーノズル１６ａの吹出口１６ｂから吹出されたエアーが各カメラ２６Ａ，２６Ｂのレンズ面Ｌの中心部に吹付けられるようになっている。

前記自動運転制御部４７は、前記動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラムを実行し、前記移動位置記憶部４２及び動作姿勢記憶部４３に格納されたデータ、及び前記位置認識部４８によって認識される位置データを用いて、前記無人搬送車３０における搬送車本体３１、ロボット２０及びカメラ２６を動作させるとともに、工作機械１０との間で信号の送受信を行う。尚、自動運転制御部４７の制御の下での、搬送車本体３１及びロボット２０の具体的な動作は後述する。

前記画像記憶部４５は、前記カメラ２６によって撮像される画像を記憶する機能部である。具体的には、画像記憶部４５は、前記ティーチング操作によって各撮像姿勢を設定する際に、ロボット２０が各撮像姿勢を取った時に前記カメラ２６によって撮像される画像であって、切屑が堆積していない状態の基準画像を記憶するとともに、連続運転時にロボット２０が各撮像姿勢を取った時に前記カメラ２６によって撮像される現在の画像を記憶する。

前記機内清掃要否判定部４９は、前記自動運転制御部４７からの処理開始信号を受信して、図４に示したステップＳ１〜Ｓ１１の処理を実行する。具体的には、機内清掃要否判定部４９は、カメラ２６によって加工領域内の画像が撮像されたかどうかを監視し（ステップＳ２）、画像が撮像された場合には、前記画像記憶部４５に格納された基本画像と比較して、加工領域内における切屑の堆積状態を解析し（ステップＳ３）、切屑の堆積状態が所定の基準状態を越えていない場合には（ステップＳ４）、前記自動運転制御部４７に動作開始指令を出力して（ステップＳ１０）、処理を終了する。

尚、切屑の堆積状態の良否は、例えば、現在の画像と基準画像を比較することによって、現在の画像に占められる切屑の分布状態を検出し、切屑の分布が予め定められた範囲を超えている場合、即ち、切屑の堆積量が排出基準量に到達しているときには、加工領域内の清掃が必要であると判定する。また、この切屑の分布状態の検出には、機械学習手法を用いることができる。

一方、切屑の堆積状態が所定の基準状態を越えていると判定される場合には（ステップＳ４）、前記工作機械１０に清掃指令に係る信号を工作機械１０に送信して、前記工作機械１０に、前記クーラントノズル１３，１４，１５からクーラントを吐出させて加工領域内を清掃させる清掃動作を実行させる（ステップＳ５）。そして、工作機械１０における清掃動作が完了した後、前記機内清掃要否判定部４９は、再度画像を撮像する指令を前記自動運転制御部４７に送信して、カメラ２６により加工領域内の画像を撮像させる（ステップＳ９）。カメラ２６による画像の撮像は、後述するように自動運転制御部４７よる撮像制御に基づいて実行される。

以後、加工領域内の切屑の堆積状態が許容範囲内になるまで、ステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返し、繰り返し回数ｎが繰り返し限界として設定された回数ｍに到達したときには、切屑の堆積状態の改善が不可能であると判断して、操作盤３３のディスプレイにエラー表示するとともに、工作機械１０にエラーを出力する（ステップＳ１１）。

図８は、自動運転制御部４７により実行される撮像制御の内容を示すフローチャートである。この撮像制御には、後述するようにカメラ２６のレンズ面Ｌを清掃するためのレンズ清掃用制御が含まれている。
自動運転制御部４７は、無人搬送車３０が工作機械１０の作業位置に移動した後、このフローチャートに示すステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理を実行する。

具体的には、自動運転制御部４７、工作機械１０と通信を行うことにより、工作機械１０側においてドアカバーが開き且つロボット２０による作業待ちの状態にあるか否かを判定し（ステップＳ１０１）、作業待ちの状態にある場合には、ロボット２０を作業姿勢からレンズ清掃姿勢に移行させるレンズ清掃用制御を実行するとともに、工作機械１０に対してエアー供給装置１６を作動させるための作動信号を出力して（Ｓ１０２）、エアー供給装置１６のエアーノズル１６ａからカメラ２６のレンズ面Ｌにエアー吹付ける。

ここで、本例では、カメラ２６が二つ設けられているので、自動運転制御部４７は、ステップＳ１０２の処理を二段階に分けて行う。具体的には、自動運転制御部４７は、先ずロボット２０に、第一カメラ２６Ａのレンズ面Ｌがエアーノズル１６ａに対向する第一レンズ清掃姿勢を取らせて、この状態で工作機械１０にエアー供給装置の作動指令を行う。そして、第一カメラ２６Ａに対するエアーの吹付け処理が終了した後に、ロボット２０に、第二カメラ２６Ｂのレンズ面Ｌがエアーノズル１６ａに対向する第二レンズ清掃姿勢を取らせて、この状態で再度、工作機械１０にエアー供給装置の作動指令を行う。

そして、自動運転制御部４７は、前記ステップＳ１０２の処理を実行してカメラ２６のレンズ面Ｌをエアーにより清掃した後、カメラ２６を撮像姿勢に移行して該カメラ２６に対して撮像実行指令を行う（ステップＳ１０３）。この撮像実行指令を行った後、自動運転制御部４７は、機内清掃要否判定部４９に処理開始信号を出力し（ステップＳ１０４）、該出力後に、ロボット２０を作業開始姿勢に退避させる（Ｓ１０５）。その後は、自動運転制御部４７からの処理開始信号を受けた上述の機内清掃要否判定部４９において、上述のステップＳ２〜ステップＳ１１の処理が実行される。このＳ２〜Ｓ１１の処理の実行過程で、自動運転制御部４７が機内清掃要否判定部４９から画像取得指令（ステップＳ９）を受信した場合には、自動運転制御部４７は、エアー供給装置１６によるレンズ面Ｌの清掃処理（ステップＳ１０２）、及びカメラ２６による加工領域の撮像処理（ステップＳ１０３）を順次実行し、機内清掃要否判定部４９に対して処理開始信号を再度出力する。この処理開始信号の出力後は、自動運転制御部４７は、ロボット２０を作業開始位置に移行して待機させる（Ｓ１０５）。自動運転制御部４７では、機内清掃要否判定部４９から処理終了信号を受信するまで、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の処理を繰り返し実行する。一方、自動運転制御部４７は、機内清掃要否判定部４９から処理終了信号を受信した場合には（ステップＳ１０７）、本撮像制御を終了する。

以上の構成を備えた本例の生産システム１によれば、以下のようにして、無人自動生産が実行される。

即ち、前記制御装置４０の自動運転制御部４７による制御の下で、前記動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラムが実行され、この自動運転用プログラムに従って、例えば、無人搬送車３０における搬送車本体３１及びロボット２０が以下のように動作するとともに、前記機内清掃要否判定部４９の処理、及び前記撮像制御が実行される。

まず、無人搬送車３０の搬送車本体３１、工作機械１０に対して設定された作業位置に移動するとともに、ロボット２０が上述した作業開始姿勢を取る。尚、この時、工作機械１０は所定の加工を完了して、ロボット２０が加工領域内に侵入可能なようにドアカバーを開いているものとする。

次に、自動運転制御部４７は、ロボット２０を作業開始姿勢から第一レンズ清掃姿勢（図７参照）及び第二レンズ清掃姿勢に順次移行させるとともに、各清掃姿勢において、工作機械１０のエアー供給装置１６に作動信号を送信する。これにより、各レンズ清掃姿勢において、工作機械１０のエアー供給装置１６が作動し、カメラ２６のレンズ面Ｌに向けてエアーノズル１６ａからエアーが吹付けられる。その後、自動運転制御部４７は、ロボット２０に撮像姿勢を取らせてカメラ２６に撮像指令を行うとともに、前記機内清掃要否判定部４９に処理開始信号を送信する。そして、ロボット２０が各撮像姿勢を取ったときにカメラ２６によって加工領域内が撮像され、撮像された画像が前記画像記憶部４５に格納される。そして、このようにして画像記憶部４５に格納された現在の画像、及び既に画像記憶部４５に格納された基準画像が前記機内清掃要否判定部４９の処理で使用される。

前記機内清掃要否判定部４９は、前記自動運転制御部４７から処理開始信号を受信すると、上述した図４に示すステップＳ１〜Ｓ１１の処理を実行し、ステップＳ４において、切屑の堆積状態が所定の基準状態を越えていないと判定される場合には、自動運転制御部４７に動作開始指令を出力して（ステップＳ１０）、処理を終了する。一方、ステップＳ４において、切屑の堆積状態が所定の基準状態を越えていると判定される場合には、自動運転制御部４７及び工作機械１０に清掃指令に係る信号を送信して、前記工作機械１０に、前記クーラントノズル１３，１４，１５からクーラントを吐出させて加工領域内を清掃させる機内清掃動作を実行させる（ステップＳ５）。

尚、この機内清掃動作に際して、自動運転制御部４７は、ロボット２０を工作機械１０の加工領域外に設定した作業開始姿勢に移行させ、この後、工作機械１０はドアカバーを閉じる。そして、機内清掃動作を終了すると、工作機械１０がドアカバーを開いた後、自動運転制御部４７はロボット２０に、前記第一レンズ清掃姿勢、及び第二レンズ清掃姿勢を順次取らせて工作機械１０のエアー供給装置１６を作動させることで、第一カメラ２６Ａ及び第二カメラ２６Ｂのレンズ面Ｌをエアー吹付けにより清掃し、その後、ロボット２０に撮像姿勢を取らせて、カメラ２６により加工領域内の画像を撮像させる。

以後、加工領域内の切屑の堆積状態が許容範囲内になるまで、ステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返し、前記清掃動作によって切屑の堆積状態が許容範囲内になったと判断される場合には（ステップＳ４）、上記と同様に、自動運転制御部４７に動作開始指令を出力して（ステップＳ１０）、処理を終了し、一方、繰り返し回数ｎが繰り返し限界として設定された回数ｍに到達すると、切屑の堆積状態の改善が不可能であると判断して、操作盤３３のディスプレイにエラー表示するとともに、工作機械１０にエラーを出力して（ステップＳ１１）、処理を終了する。

そして、上記のようにして機内清掃要否判定部４９から動作開始指令を受信すると、前記自動運転制御部４７は、ロボット２０に、工作機械１０に対するワークの着脱動作を実行させ、この着脱動作終了後、作業開始姿勢に移行させ、この後、工作機械１０に対して加工開始指令を送信する。そして、工作機械１０はこの加工開始指令を受信した後、ドアカバーを閉じて所定の加工を実行する。

斯くして、本例の生産システム１では、以上を繰り返すことにより、当該工作機械１０において、無人自動生産が実行される。

以上のように、本例の生産システム１では、無人搬送車３０のロボット２０を用いて工作機械１０に対して作業を行わせる際に、まず、ロボット２０に配設されたカメラ２６を用いて加工領域内の画像を撮像することによって、加工領域内における切屑の堆積状態を検出して、当該加工領域内の清掃の要否を判定するようにしているので、加工領域内の清掃が必要な時期を的確、且つ適切に判断することができる。また、自由度の高い動作を行うことができるロボット２０に配設したカメラ２６を用いて切屑の堆積状態を検出するようにしているので、加工領域内の任意の場所について切屑の堆積状態を検出することができる。

また、この生産システム１では、工作機械１０が、加工領域内の切屑を排出する清掃動作を実行する機能を備え、機内清掃要否判定部４９により清掃が必要であると判定された場合に、当該機内清掃要否判定部４９から工作機械１０に清掃指令が送信され、この清掃指令を受信した工作機械１０によって清掃動作が実行されるので、加工領域内に切屑が堆積されて清掃が必要となった場合に、当該清掃を自動的に実行することができ、これにより、必要な清掃作業をより適切に実行することができる。そして、このようにすることで、必要以上に工作機械１０の稼働率を低下させることなく、良好な生産を行うことができる。

そして、本例の生産システム１では、自動運転制御部４７は、無人搬送車３０の搬送車本体３１を、工作機械１０の作業位置に移動させた後、ロボット２０に、カメラ２６のレンズ面Ｌが、工作機械１０におけるエアーノズル１６ａの吹出口１６ｂに対向するレンズ清掃姿勢を取らせるレンズ清掃用制御を実行することで、該吹出口から吹出されるエアーを該レンズ面Ｌに吹付ける。

これによれば、工作機械１０に搭載されたエアー供給装置１６を利用してカメラ２６のレンズ面Ｌを清掃することができる。よって、カメラ２６のレンズ面Ｌを清掃するための専用の清掃装置を無人搬送車３０に搭載する場合に比べて、無人搬送車３０の構成を複雑化することなく、カメラ２６のレンズ面Ｌの清掃を安価に行うことができる。

また、自動運転制御部４７は、カメラ２６による撮像（ステップＳ１０３）を行う前に前記レンズ清掃用制御を実行するように構成されている。

これによれば、カメラ２６により加工領域内の画像を撮像する前に自動運転制御部４７によりレンズ清掃用制御が実行されて、エアー供給装置１６によりカメラ２６のレンズ面Ｌにエアーが吹付けられる。したがって、カメラ２６による加工領域内の画像の撮像を、常に、カメラ２６のレンズ面Ｌがクリーンな状態で行うことができる。よって、機内清掃要否判定部４９における前記撮像画像に基づく処理を精度良く行うことができる。

また、自動運転制御部４７は、レンズ清掃用制御の実行に際して、工作機械１０にエアー供給装置１６の作動信号を出力することで、エアー供給装置１６を作動させてエアーノズル１６ａからエアーを吹出させるように構成されている。

これによれば、自動運転制御部４７からの作動信号を受けて、工作機械１０に搭載されたエアー供給装置１６の作動が開始する。したがって、エアー供給装置１６をその清掃が必要なタイミングで適切に作動させて、省エネ性の向上を図ることができる。また、無人搬送車３０がレンズ清掃姿勢を取った後、自動運転制御部４７からの作動信号を受けて工作機械１０のエアー供給装置１６が作動するまでの一連の処理を自動化することができるので、省人化にも寄与する。

（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態を示している。この実施形態では、レンズ清掃用制御の実行に際して、工作機械１０のエアー供給装置１６によりカメラ２６のレンズ面Ｌに吹付けられるエアーの吹付け方法が第１の実施形態とは異なっている。尚、以下の実施形態において、実施形態１と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

すなわち、前記実施形態１では、エアー供給装置１６のエアーノズル１６ａからカメラ２６のレンズ面Ｌにエアーを吹付ける際に、エアーノズル１６ａ及びカメラ２６が共に静止しており、このため、カメラ２６のレンズ面Ｌにおけるエアーの吹付け箇所はレンズ面Ｌの中心部に固定されていた。これに対して本実施形態２では、自動運転制御部４７は、ステップＳ１０２のレンズ清掃用制御を実行する際に、エアーノズル１６ａが静止した状態で、ロボット２０の動作によりカメラ２６の位置を変化させることで（第一処理を実行することで）、図９に示すように、カメラ２６のレンズ面Ｌにおけるエアーの吹付け箇所（図９の二点鎖線参照）を、該レンズ面Ｌを含む平面内において、レンズ面Ｌの中心部から径方向外側に向かって渦巻き状に変化させるように構成されている。

この構成によれば、カメラ２６のレンズ面Ｌにおけるエアーの吹付け箇所が、レンズ面Ｌの中心部から径方向外側に向かって渦巻き状に変化するので、エアーの吹付けによってレンズ面Ｌから剥離した汚れを、レンズ面Ｌの中心部から径方向外側に移動させてレンズ面Ｌ全体を隈無く清掃することができる。

（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態を示している。この実施形態では、レンズ清掃用制御の実行に際して、工作機械１０のエアー供給装置１６によってカメラ２６のレンズ面Ｌに吹付けられるエアーの吹付け方法が第２の実施形態とは異なっている。

すなわち、本実施形態では、自動運転制御部４７は、ステップＳ１０２のレンズ清掃用制御を実行する際に、エアーノズル１６ａが静止した状態で、ロボット２０の動作によりカメラ２６の位置を変化させることで（第一処理を実行することで）、図１０に示すように、カメラ２６のレンズ面Ｌに対するエアーの吹付け箇所を、レンズ面Ｌを含む平面内において、該レンズ面Ｌの所定方向の一側端部から他側端部に向けてジグザグ状に変化させるように構成されている。

この構成によれば、カメラ２６のレンズ面Ｌにおけるエアーの吹付け箇所が、レンズ面Ｌの所定方向の一側端部から他側端部に向けてジグザグ状に変化するので、エアーの吹付けによってレンズ面Ｌから剥離した汚れを、所定方向に直交する方向（図１０の上下方向）の両側からレンズ面Ｌの外側に交互に掃出しつつ、レンズ面Ｌ全体を隈無く清掃することができる。尚、所定方向は如何なる方向であってもよいが、一側端部から他側端部に向かう向きは（図１０の矢印Ｄの向き）は、清掃中でない他方のカメラ２６から遠ざかる向きであることが好ましい。

尚、本実施形態及び前記実施形態２では、自動運転制御部４７は、ロボット２０の動作によりカメラ２６の位置を変化させる処理（第一処理に相当）を実行することでカメラ２６のレンズ面Ｌに対するエアーの吹付け箇所を変化させるように構成されているが、これに限ったものではない。自動運転制御部４７は、工作機械１０との連携によって、例えばエアーノズル１６ａが固定された工作機械１０のワーク主軸台を移動させる処理（第二処理に相当）を実行することで、前記レンズ面Ｌに対するエアーの吹付け箇所を変化させるように構成されていてもよい。また、自動運転制御部４７は、工作機械１０との連携によって、ロボット２０及び工作機械１０のワーク主軸台の双方を駆動することで、前記レンズ面Ｌに対するエアーの吹付け箇所を変化させる処理（第三処理に相当）を実行することで前記エアーの吹付け箇所を変化させるように構成されていてもよい。尚、ここでいう連携とは、例えば、自動運転制御部４７から工作機械１０に対しワーク主軸台を駆動させるための駆動信号を出力し、工作機械１０にて駆動信号を受信したときに動作プログラムにしたがってワーク主軸台を駆動するといった連携を意味する。

（その他の実施形態）
前記各実施形態では、無人搬送車３０が工作機械１０の作業位置に移動した後、自動運転制御部４７により工作機械１０に対してエアー供給装置１６の作動指令を行うことで、エアー供給装置１６によるエアーの吹出しを開始するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、ロボット２０がカメラ清掃用姿勢に移行した後に、作業者が工作機械１０の操作盤を手動操作することでエアー供給装置１６を作動させるようにしてもよい。この場合にも、工作機械１０に搭載されたエアー供給装置１６を利用してカメラ２６のレンズ面Ｌの清掃を行うことができるので、無人搬送車３０の構成を複雑化することなくレンズ面Ｌの清掃を安価に実行可能になる。また、エアー供給装置１６を常時作動させておくようにしてもよい。この場合、自動運転制御部４７から工作機械１０に対してエアー供給装置１６の作動信号を出力しなくても、ロボット２０にレンズ清掃用姿勢を取らせるだけでカメラ２６のレンズ面Ｌの清掃が実行される。したがって、自動運転制御部４７及び工作機械１０間の通信処理を簡素化することができる。

また、前記各実施形態では、産業機械の一例として工作機械１０を挙げて説明したが、産業機械とは工作機械１０に限らず、産業上利用可能な全ての機械を含むものである。すなわち、産業機械の一例として、工作機械１０の他に、例えば工場内に設置されたエアコン等を採用してもよい。この場合、無人搬送車３０を、予め定めたエアコンの前側位置（所定位置の一例）に移動した後、ロボット２０に、カメラ２６のレンズ面Ｌがエアコンのエアー吹出し口に対向するレンズ清掃姿勢を取らせるようにすればよい。

また、前記各実施形態では、前記各実施形態では、カメラ２６により工作機械１０の加工領域内の画像を撮像して、撮像した画像を基に機内清掃の要否を判定する例を示したが、カメラ２６の用途はこれに限ったものではなく、例えばカメラ２６により工作機械１０に設けられた基準マーカーの画像を撮像して、撮像した画像を基にロボット２０の動作位置（作業姿勢等）を補正するようにしてもよい。

また、前記各実施形態では、カメラ２６の数は二つとされているが、これに限ったものではなく、一つ又は三つ以上であってもよい。カメラ２６が三つ以上存在する場合いは、ロボット２０のレンズ清掃用姿勢を、各カメラのそれぞれに対応して設定すればよい。

また、前記各実施形態では、生産システム１を構成する制御装置４０が無人搬送車３０に搭載されている例を説明したが、これに限ったものでははく、制御装置４０は、工場内に設置された上位サーバーに設けられていてもよい。この場合、無人搬送車３０の搬送車本体３１及びロボット２０は制御装置４０により遠隔制御される。

また、前記各実施形態では、エアー供給装置１６によってカメラ２６のレンズ面Ｌに吹付ける気体としてエアーを採用しているが、これに限ったものではなく、その他の気体を採用してもよい。

尚、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

１ ：生産システム（産業機械システム）
２ ：ロボット
１０ ：工作機械（産業機械）
１６ ：エアー供給装置（気体供給装置）
１６ａ ：エアーノズル
１６ｂ ：吹出口（気体吹出口）
２０ ：ロボット
２６ ：カメラ
２６Ａ ：第一カメラ（カメラ）
２６Ｂ ：第二カメラ（カメラ）
３０ ：無人搬送車
３１ ：搬送車本体
４０ ：制御装置
Ｌ ：レンズ面

Claims (7)

1. 気体供給装置を有する産業機械が設置された床面上を走行する搬送車本体と、画像を撮像するカメラを有していて該搬送車本体に搭載されるロボットと、前記ロボット及び前記搬送車本体を制御する制御装置とを備えた無人搬送車であって、
   前記制御装置は、前記搬送車本体を、前記産業機械に対する所定位置に移動させた後、前記ロボットに、前記カメラのレンズ面が、前記産業機械における前記気体供給装置の気体吹出口に対向する姿勢を取らせるレンズ清掃用制御を実行可能に構成されていることを特徴とする無人搬送車。
2. 前記制御装置は、前記カメラにより画像を撮像する前に前記レンズ清掃用制御を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の無人搬送車。
3. 気体供給装置を有する産業機械と、画像を撮像するカメラを有するロボットと該ロボットが搭載された搬送車本体とを含む無人搬送車と、該無人搬送車の搬送車本体及びロボットを制御する制御装置とを備えた産業機械システムであって、
   前記制御装置は、前記搬送車本体を、前記産業機械に対する所定位置に移動させた後、前記ロボットに、前記カメラのレンズ面が、前記産業機械における前記気体供給装置の気体吹出口に対向する姿勢を取らせるレンズ清掃用制御を実行可能になっており、該レンズ清掃用制御の実行に際して、前記産業機械に前記気体供給装置の作動信号を出力することで、前記気体供給装置を作動させて前記気体吹出口から気体を吹出させるように構成されていることを特徴とする産業機械システム。
4. 前記制御装置は、前記カメラにより画像を撮像する前に前記レンズ清掃用制御を実行するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の産業機械システム。
5. 前記制御装置は、前記レンズ清掃用制御の実行に際して、前記ロボットの動作により前記カメラの位置を変化させる第一処理と、前記産業機械との連携により、該産業機械における前記気体供給装置の気体吹出口の位置を変化させる第二処理と、前記産業機械との連携により、前記ロボット及び前記産業機械との双方を駆動することで前記カメラのレンズ面に対する前記気体吹出口の位置を変化させる第三処理とのいずれかを実行することで、前記カメラのレンズ面に対する前記気体吹出口からの気体の吹付け箇所を、該レンズ面を含む平面内において変化させることを特徴とする請求項３又は４記載の産業機械システム。
6. 前記制御装置は、前記第一処理と第二処理と第三処理とのいずれかを実行することで、前記カメラのレンズ面に対する前記気体吹出口からの気体の吹付け箇所を、前記レンズ面を含む平面内において、該レンズ面の中心部から径方向外側に向かって渦巻き状に変化させることを特徴とする請求項５記載の産業機械システム。
7. 前記制御装置は、前記第一処理と第二処理と第三処理とのいずれかを実行することで、前記カメラのレンズ面に対する前記気体吹出口からの気体の吹付け箇所を、前記レンズ面を含む平面内において、該レンズ面の所定方向の一側端部から他側端部に向けてジグザグ状に変化させることを特徴とする請求項５記載の産業機械システム。
   
   
   
   
   
   

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