JP3845568B2

JP3845568B2 - 複数ロボットの作業設定方法

Info

Publication number: JP3845568B2
Application number: JP2001332678A
Authority: JP
Inventors: 琢牧田; 健策金安; 泰宏河合; 栄作長谷川; 俊之近藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: JP2003136449A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに対して溶接等の処理を行う複数ロボットの作業設定方法に関し、例えば、複数の関連するロボットが作業する領域（作業領域）が複数あり、かつ、これら作業領域が隣接している場合に、ロボット同士を干渉させずに作業を進めることができる複数ロボットの作業設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近時、製造工程の自動化により、多関節ロボットが広く、生産部門にて用いられているが、ロボットの可動範囲の制約により、ワークに対する作業範囲が決められ、あるいは作業設定時間（ラインタクト）によるロボットの処理能力からもワークに対する作業範囲が決められる。
【０００３】
複数のロボットを同一の作業領域に配置し、作業を行えば効率は向上すると考えられるが、ロボット同士の干渉を防ぐためには、一方のロボットが作業を行っているときに、他方のロボットは干渉を回避して作業を行う必要がある。この干渉を回避しながら効率的にロボットを動かす手法として、例えば特許第２９８４２１８号に開示された技術が提案されている。
【０００４】
この技術は、１つの作業領域を複数のグループに分け、各グループに対応して配置されたロボットの動きを順方向あるいは逆方向にするというものであるが、複数の作業領域間のロボットの干渉については解消できない。
【０００５】
従って、従来においては、複数のロボットを同一の作業領域に配置して作業を行っても、結果として、各ロボットの作業効率は低下することとなる。
【０００６】
これらのロボットの干渉やワークの配置などの制約により、生産ラインにおけるロボットの配置が設定され、生産ラインが構成されることから、生産ラインが長くなり、ライン長さ当たりの生産性の向上は望めない。
【０００７】
この問題を解決するために、複数のロボットを高密度に配置する試みが種々行われてきたが、ロボットを高密度に配置すればするほど、当然にロボット同士の干渉の問題が発生する。つまり、これらの問題を解決することは困難であり、その手法はまだ提案されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複数のロボットを高密度に配置しても、隣接する作業領域間でのロボットの干渉を、ロボットを停止させることなく回避することができ、複数のロボットを同一の作業領域に配置することによる生産性の向上を有効に図ることができる複数ロボットの作業設定方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る複数ロボットの作業設定方法は、自動車の、ピラーのフロント側を含む第１開口部と、前記ピラーを挟んで前記第１開口部に隣接し、前記ピラーのリア側を含む第２開口部とをそれぞれ複数のロボットで溶接するための複数のロボットの作業設定方法において、前記第１開口部及び前記第２開口部に対し、複数の関連するロボットが作業する領域を作業領域とし、前記作業領域を前記複数のロボットの数で分割し、かつ、前記複数のロボットがそれぞれ対応する作業始点から対応する終点に移動する範囲を作業範囲と定義したとき、前記ピラーに割り当てられた作業範囲のうち、前記第１開口部の作業領域に含まれる第１作業範囲内に、前記ピラーの一方の端部を含み、前記ピラーに割り当てられた前記作業範囲のうち、前記第２開口部の作業領域に含まれる第２作業範囲内に、前記ピラーの前記一方の端部を含み、前記第１作業範囲における作業始点から前記ピラーの前記一方の端部までの距離が、前記第２作業範囲における作業始点から前記ピラーの前記一方の端部までの距離と異なるように設定し、前記ピラーにおけるロボットの移動方向を、各作業領域間で互いに同一方向に設定することを特徴とする。
【００１０】
ここで、ロボットとは、ロボット全体あるいはロボットの一部（例えばロボットのアームの先端に取り付けられたエンドエフェクター等）を指す。
【００１１】
これにより、例えば互いに隣接する作業領域を第１及び第２の作業領域としたとき、第１の作業領域に含まれる作業範囲のうち、前記作業領域の近接部分に割り当てられた作業範囲（一方の作業範囲）と、第２の作業領域に含まれる作業範囲のうち、前記作業領域の近接部分に割り当てられた作業範囲（他方の作業範囲）とが互いにずれた関係となる。
【００１２】
これにより、例えば第１作業範囲を移動するロボットが前記ピラーに進入しても、第２作業範囲を移動するロボットは、その前方あるいは後方を移動中であり、しかも、これらロボットは、前記ピラーにおいて互いに同一方向に移動することから、互いに干渉し合うことが回避される。
【００１３】
このように、本発明においては、複数のロボットを高密度に配置しても、隣接する作業領域間でのロボットの干渉を、ロボットを停止させることなく回避することができ、複数のロボットを同一の作業領域に配置することによる生産性の向上を有効に図ることができる。
【００１４】
この場合、前記作業領域に含まれる複数の作業範囲への複数のロボットの割り当ては、予め定められた設定作業時間内に行うことができる各ロボットの処理能力に応じて行うことが好ましい。
【００１８】
この場合、前記第１作業範囲の作業終点と前記第２作業範囲の作業終点が、前記ピラーに割り当てられている場合に、前記ピラーの前記一方の端部から前記第１作業範囲の作業終点までの距離が、前記ピラーの前記一方の端部から前記第２作業範囲の作業終点までの距離と異なることが好ましい。これにより、前記ピラーに最初に進入したロボットに関する作業範囲の作業終点が、その他の作業範囲の作業終点よりも、前記ピラーの前記一方の端部から遠くなるように設定することができるため、ロボット同士の干渉を確実に回避させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る複数ロボットの作業設定方法を、例えば自動車の製造過程、特に、車体のドア用開口部及び／又はウインドウ用開口部を溶接処理するロボットに適用した実施の形態例を図１〜図１１を参照しながら説明する。
【００２１】
まず、自動車工場における車体の溶接作業は、仮打ち溶接作業と増し打ち溶接作業から構成される。
【００２２】
前記仮打ち溶接作業は、車体を構成する主要な構成部品を組み合わせた状態で、仮付けの溶接を行う溶接作業である。この溶接作業を行うには、多関節ロボットが使用される。
【００２３】
通常、前記多関節ロボットの先端部には、溶接ガンを備えたエンドエフェクター（作業ツール）が取り付けられている。前記エンドエフェクタが、空間内の任意の位置において任意の姿勢をとることを可能にするためには、空間内の位置を示すＸ、Ｙ、Ｚ座標で表される３つの自由度と、傾斜角度を示すロール、ピッチ、ヨーで表される３つの自由度との合計６つの自由度が必要であり、これを確保するために、前記多関節ロボットは６つの関節を有しているものが多い。
【００２４】
図１に、前記仮付け溶接される車体１０を例示する。前記車体１０は、フロント部材１２、フロア部材１４、ルーフ部材１６、サイドパネル部材１８ａ、１８ｂから構成される。
【００２５】
この場合、先ず、フロント部材１２とフロア部材１４とを前記多関節ロボットを用いて溶接して結合させ、次いで、サイドパネル部材１８ａ、１８ｂを前記フロア部材１４の両側に配置し、該サイドパネル部材１８ａ、１８ｂの頂部にルーフ部材１６を載置して、一体的に溶接して車体１０を得る。このように、前記仮付け溶接は、溶接ガンを備えた多関節ロボットによるスポット溶接等によって行われる。
【００２６】
前記仮打ち溶接が完了した車体１０は、図２に示す溶接ライン２０に投入されることになる。この溶接ライン２０は、図１に示す車体１０の各部に対して左右から増し打ち溶接を行うものである。
【００２７】
即ち、この溶接ライン２０は、例えば、図１に示すように、フロントドア用開口部２２の周縁部に配されたウィンドシールドピラー２４、ドリップエッジ（フロントドア側）２６ｆ、センターピラー２８及びシル（フロントドア側）３０ｆ並びにリアドア用開口部３２の周縁部に配されたリアピラー３４、ドリップエッジ（リアドア側）２６ｒ、センターピラー２８及びシル（リアドア側）３０ｒに対して増し打ち溶接作業を集中的に行う第１ステーション４０と、該第１ステーション４０に隣接して配置され、かつ、車体１０のフロントドア用開口部２２及びリアドア用開口部３２の周縁部以外の部分の内外における増し打ち溶接作業を行う第２ステーション４２とから構成されている。
【００２８】
ここで、第１ステーション４０には、車体１０の両側にそれぞれ溶接ロボットシステム４４が設置されている。この溶接ロボットシステム４４は、２台の第１ロボット群４６Ａ及び４６Ｂと、１台の第２ロボット群４８が溶接ライン２０の進行方向に沿って並べられて構成されている。他方、第２ステーション４２では、汎用の多関節ロボット５０が使用される。
【００２９】
前記第１ステーション４０における第１ロボット群４６Ａ及び４６Ｂは、図３に示すように、それぞれＣ型溶接ガンを備えた４つの多関節ロボット６０ａ〜６０ｄが１つの機枠６２にマトリックス状に高密度に配置固定されて構成されている。
【００３０】
具体的には、この第１ロボット群４６Ａ及び４６Ｂは、矩形の板状に形成された１つの機枠６２と、該機枠６２を地面に対して垂直方向に保持する２本の支柱６４ａ、６４ｂとを有する。
【００３１】
機枠６２の一方の板面には、４つの取付用パネル６６がマトリックス状に配置固着され、各取付用パネル６６にそれぞれ多関節ロボット６０（６０ａ〜６０ｄ）が固着されている。
【００３２】
各多関節ロボット６０ａ〜６０ｄは、１軸の伸縮運動と、２軸の揺動運動と、３軸の回転運動を備えた６軸の自由度を有し、それぞれ実質的にほぼ同じ構造を備えている。具体的には、多関節ロボット６０ａ〜６０ｄは、取付用パネル６６に対して垂直に延びる中心軸である軸Ｊ１を中心に配置され、かつ、該軸Ｊ１に対して回転可能なベース部６８と、該ベース部６８の側面に接続され、かつ、該ベース部６８と共に軸Ｊ１に対して回転可能な支持部７０と、該支持部７０の先端部横方向の軸Ｊ２を中心にして揺動可能な第１アーム部７２とを有する。
【００３３】
第１アーム部７２には、その軸Ｊ３と同軸に伸縮可能な第２アーム部７４が設けられている。第２アーム部７４には、その軸心である軸Ｊ３を中心にして回転可能な第１手首部７６と、該第１手首部７６の先端部において横方向に延びる軸Ｊ４を中心に揺動可能な第２手首部７８が接続されている。
【００３４】
更に、第２手首部７８には、その軸心である軸Ｊ５を中心にして回転可能な先端部８０と、該先端部８０に取り付けられたエンドエフェクター８２とを有する。
【００３５】
そして、エンドエフェクター８２には、増し打ち溶接作業を行うためのＣ形溶接ガン８４が接続されている。Ｃ形溶接ガン８４は、開閉する一対の溶接電極８６ａ〜８６ｄを有する。この溶接電極８６ａ〜８６ｄが閉じて接するポイントが溶接打点であり、軸Ｊ５上に設定されている。
【００３６】
一方、第２ロボット群４８は、図４に示すように、図３に示す第１ロボット群４６Ａ（又は４６Ｂ）を左右に分離したような構成を有し、１つの機枠９０に対して２つの多関節ロボット６０ｅ及び６０ｆが上下に配置固定された構成を有する。これら多関節ロボット６０ｅ及び６０ｆの構成も第１ロボット群４６Ａ（４６Ｂ）における４つの多関節ロボット６０ａ〜６０ｄとほぼ同一の構成を有する。
【００３７】
従って、図２に示すように、第１ステーション４０に設置される１つの溶接ロボットシステム４４は、２台の第１ロボット群４６Ａ及び４６Ｂと、１台の第２ロボット群４８で構成されることから、多関節ロボットの数でみた場合、１０台の多関節ロボットが立体的に高密度に配置された構成となる。なお、図２の溶接ロボットシステム４４の記述では、平面図であることから、各ロボット群４６Ａ、４６Ｂ及び４８の上側に配置された多関節ロボットのみを示した。
【００３８】
そして、例えば図３の第１ロボット群４６Ａ（４６Ｂ）及び図４の第２ロボット群４８を用いて溶接を行う場合、図示しないティーチング装置によって、多関節ロボット６０ａ〜６０ｆの姿勢制御が行われる。即ち、前記ティーチング装置は、３次元ＣＡＤをベースとした多関節ロボット６０ａ〜６０ｆのモデルを構築し、該モデル相互の干渉（接触等）をチェックする。その上で、エンドエフェクター８２の姿勢および傾斜角度とから、多関節ロボット６０ａ〜６０ｆの姿勢を算出すると共に、溶接打点の位置も算出する。それらの結果に基づいて、被溶接物における所望箇所の増し打ち溶接作業を、多関節ロボット６０ａ〜６０ｆに行わせる。
【００３９】
通常の溶接ラインに設置されたロボットシステム１００では、例えば図５に示すように、溶接ライン２０の進行方向に対して横１列に多関節ロボット１０２ａ〜１０２ｄが配置されたものが使用されている。しかし、この通常のロボットシステム１００では、溶接ライン２０の進行方向について、多関節ロボット１０２ａ〜１０２ｄ同士の干渉が引き起こされるため、１台の多関節ロボットが担当する溶接作業範囲が限定され、溶接作業効率が低下することが問題とされていた。
【００４０】
これに対して、例えば図３に示す第１ロボット群４６Ａ（４６Ｂ）は、各多関節ロボット６０ａ〜６０ｄの取付位置が同一面であって、更に、第２アーム部７４が第１アーム部７２に対して伸縮自在に取り付けられているため、アームの回転移動だけによる多関節ロボットと比して干渉の発生頻度が減ると共に、干渉を回避した姿勢の設定が容易になり、多関節ロボット６０ａ〜６０ｄの立体的かつ高密度の配置が可能になる。
【００４１】
従って、それぞれの多関節ロボット６０ａ〜６０ｄにおける溶接作業範囲は拡大されると共に、溶接作業効率は格段に向上する。更に、溶接打点がきわめて多い車体１０のドア用開口部の周縁部やウィンドウ用開口部の周縁部に対する増し打ち溶接作業を迅速かつ効率的に行うことができる。
【００４２】
また、第１ロボット群４６Ａ（４６Ｂ）は、本実施の形態のように、溶接ライン２０に導入されることで、溶接ライン２０の長さの縮小化と溶接ロボットの数の低減化も実現できる。即ち、図２に示す溶接ライン２０において、第１ロボット群４６Ａ、４６Ｂ並びに第２ロボット群４８を有する溶接ロボットシステム４４を、第１ステーション４０に搬送された車体１０の左右に配置した場合、従来の溶接ラインと比較して、増し打ち溶接作業に必要な溶接ロボットの数及び溶接ライン２０の設備投資費を大幅に低減することができる。
【００４３】
ところで、例えば４ドアタイプの自動車の車体１０を考えた場合、例えばドア用開口部の周縁部の溶接は、図２に示す溶接ロボットシステム４４の第１ロボット群４６Ａ及び４６Ｂを使用して行われることになる。
【００４４】
この場合、一方の第１ロボット群４６Ａを使用してフロントドア用開口部２２の周縁部に対する増し打ち溶接が行われ、他方の第１ロボット群４６Ｂを使用してリアドア用開口部３２の周縁部に対する増し打ち溶接が行われる。
【００４５】
これらフロントドア用開口部２２の周縁部とリアドア用開口部３２の周縁部はそれぞれ第１ロボット群４６Ａ及び４６Ｂによる作業領域を示すことになり、これら作業領域は互いに隣接していることから、２つの第１ロボット群４６Ａ及び４６Ｂを使用して溶接作業を行った場合、これら作業領域が互いに近接する部分、即ち、センターピラー２８への溶接作業においてロボット（一方の第１ロボット群４６Ａのロボットと他方の第１ロボット群４６Ｂのロボット）同士の干渉が発生するおそれがある。
【００４６】
具体的に、図６を参照しながら説明すると、まず、フロントドア用開口部２２の周縁部に対して一方の第１ロボット群４６Ａで溶接する場合においては、４つの多関節ロボット６０ａ〜６０ｄの各作業範囲１１０ａ〜１１０ｄは、例えば以下のように設定することが考えられる（比較例１）。
【００４７】
つまり、第１の多関節ロボット６０ａの作業範囲１１０ａとして、ウィンドシールドピラー２４の上半分の範囲が設定され、同じく第２の多関節ロボット６０ｂの作業範囲１１０ｂとして、シル（フロントドア側）３０ｆの前半分からウィンドシールドピラー２４の下半分までの範囲が設定され、同じく第３の多関節ロボット６０ｃの作業範囲１１０ｃとして、ドリップエッジ（フロントドア側）２６ｆからセンターピラー２８の上半分までの範囲が設定され、同じく第４の多関節ロボット６０ｄの作業範囲１１０ｄとして、センターピラー２８の下半分からシル（フロントドア側）３０ｆの後半分までの範囲が設定される。
【００４８】
一方、リアドア用開口部３２の周縁部に対して他方の第１ロボット群４６Ｂで溶接する場合においては、４つの多関節ロボット６０ａ〜６０ｄの各作業範囲１１２ａ〜１１２ｄは、例えば以下のように設定される。
【００４９】
つまり、第１の多関節ロボット６０ａの作業範囲１１２ａとして、ドリップエッジ（リアドア側）２６ｒの前半分からセンターピラー２８の上半分までの範囲が設定され、同じく第２の多関節ロボット６０ｂの作業範囲１１２ｂとして、センターピラー２８の下半分からシル（リアドア側）３０ｒの前半分までの範囲が設定され、同じく第３の多関節ロボット６０ｃの作業範囲１１２ｃとして、リアピラー３４の上半分からドリップエッジ（リアドア側）２６ｒの後半分までの範囲が設定され、同じく第４の多関節ロボット６０ｄの作業範囲１１２ｄとして、シル（リアドア側）３０ｒの後半分からリアピラー３４の下半分までの範囲が設定される。
【００５０】
これらの設定においては、各作業範囲１１０ａ〜１１０ｄ、１１２ａ〜１１２ｄをほぼ同じ距離にし、しかも、各作業範囲１１０ａ〜１１０ｄ、１１２ａ〜１１２ｄにおける打点数もほぼ等しく（あるいは打点位置の配列ピッチもほぼ等しく）することが考えられる。これは、第１ロボット群４６Ａ及び４６Ｂにそれぞれ４つの多関節ロボット６０ａ〜６０ｄが高密度に配置されていることから、各多関節ロボット６０ａ〜６０ｄの移動速度をほぼ同じにすることで、作業効率を上げることができるからである。
【００５１】
これらの設定で、図６に示すように、一方の第１ロボット群４６Ａにおける４つの多関節ロボット６０ａ〜６０ｄの各エンドエフェクター８２を例えば時計回りに移動させ、他方の第１ロボット群４６Ｂにおける４つの多関節ロボット６０ａ〜６０ｄの各エンドエフェクター８２を例えば反時計回りに移動させた場合を考える。
【００５２】
この場合、フロントドア用開口部２２とリアドア用開口部３２とが互いに近接する部分、即ち、センターピラー２８に割り付けられた一方の第１ロボット群４６Ａにおける作業範囲１１０ｃと他方の第１ロボット群４６Ｂにおける作業範囲１１２ａを注目したとき、共に作業始点１１４ｃ、１１８ａからセンターピラー２８の上端部分１２２（各多関節ロボット６０ｃ及び６０ａがセンターピラー２８に差し掛かった時点の位置）までの距離がほぼ同じになっている。
【００５３】
そのため、前記２つの作業範囲１１０ｃ及び１１２ａの各作業始点１１４ｃ及び１１８ａから出発した各多関節ロボット６０ｃ及び６０ａのエンドエフェクター８２は、ほぼ同じ速度でセンターピラー２８に向かって移動する、その結果、各多関節ロボット６０ｃ及び６０ａはセンターピラー２８の上端部分１２２で互いに干渉し合うことになる。
【００５４】
これは、センターピラー２８の下半分に割り付けられた２つの作業範囲１１０ｄ及び１１２ｂでも同じであり、これら作業範囲１１０ｄ及び１１２ｂにおいては、共に作業始点１１４ｄ及び１１８ｂがほぼ同じ位置に存在することとなるため、各ロボット６０ｄ及び６０ｂのエンドエフェクター８２が移動を開始した時点で互いに干渉し合うことになる。
【００５５】
次に、上述の設定において、図７に示すように、一方の第１ロボット群４６Ａにおける４つの多関節ロボット６０ａ〜６０ｄの各エンドエフェクター８２並びに他方の第１ロボット群４６Ｂにおける４つの多関節ロボット６０ａ〜６０ｄの各エンドエフェクター８２を共に例えば反時計回りに移動させた場合を考える（比較例２）。
【００５６】
この場合、センターピラー２８の上半分に割り付けられた２つの作業範囲１１０ｃ及び１１２ａを注目したとき、センターピラー２８のほぼ中央部分に一方の作業範囲１１０ｃの作業始点１１４ｃと他方の作業範囲１１２ａの作業終点１２０ａが位置することから、各多関節ロボット６０ｃ及び６０ａがセンターピラー２８上の任意の位置ですれ違うこととなり、該すれ違うポイントで互いに干渉し合うことになる。これは、センターピラー２８の下半分に割り付けられた２つの作業範囲１１０ｄ及び１１２ｂについても同様である。
【００５７】
そこで、本実施の形態では、図８に示すように、例えばセンターピラー２８の上半分に割り付けられた２つの作業範囲１１０ｃ及び１１２ａに注目したとき、これらの作業範囲１１０ｃ及び１１２ａを互いにずらして設定する（実施例１）。
【００５８】
具体的には、前記２つの作業範囲１１０ｃ及び１１２ａについて、一方の作業範囲１１０ｃの作業始点１１４ｃからセンターピラー２８の上端部分１２２までの距離をＬ１、他方の作業範囲１１２ａの作業始点１１８ａからセンターピラー２８の上端部分１２２までの距離をＬ２としたとき、例えばＬ１＜Ｌ２とする。このとき、図８に示すように、各作業範囲１１０ｃ及び１１２ａの作業終点１１６ｃ及び１２０ａがセンターピラー２８に含まれた形態となっているため、センターピラー２８の上端部分１２２から一方の作業範囲１１０ｃの作業終点１１６ｃまでの距離をＬ１１、センターピラー２８の上端部分１２２から他方の作業範囲１１２ａの作業終点１２０ａまでの距離をＬ２２としたとき、Ｌ１１＞Ｌ２２とする。
【００５９】
もちろん、一方の作業範囲１１０ｃの作業始点１１４ｃからセンターピラー２８の上端部分１２２までの距離をＬ２、他方の作業範囲１１２ａの作業始点１１８ａからセンターピラー２８の上端部分１２２までの距離をＬ１として定義し、センターピラー２８の上端部分１２２から一方の作業範囲１１０ｃの作業終点１１６ｃまでの距離をＬ２２、センターピラー２８の上端部分１２２から他方の作業範囲１１２ａの作業終点１２０ａまでの距離をＬ１１と定義してもよい。
【００６０】
距離Ｌ１とＬ２の差が小さいと、各多関節ロボット６０ｃ及び６０ａの能力差によって、多関節ロボット６０ｃ及び６０ａ同士が干渉する場合が生じる。そのため、好ましくはＬ１＜Ｌ２／２（及び／又はＬ１１＞２×Ｌ２２）とすれば、多関節ロボット６０ｃ及び６０ａ同士の干渉を確実に回避することができる。
【００６１】
前記距離Ｌ１とＬ２の違いは、作業時間の違いとして説明することもできる。即ち、一方の作業範囲１１０ｃに割り当てられた多関節ロボット６０ｃが当該作業範囲１１０ｃの作業始点１１４ｃからセンターピラー２８の上端部分１２２に到達するまでに要する時間をＴ１、他方の作業範囲１１２ａに割り当てられた多関節ロボット６０ａが当該作業範囲１１２ａの作業始点１１８ａからセンターピラー２８の上端部分１２２に到達するまでに要する時間をＴ２としたとき、例えばＴ１＜Ｔ２とし、好ましくはＴ１＜Ｔ２／２とする。この場合も、前記多関節ロボット６０ｃが一方の作業範囲１１０ｃの作業始点１１４ｃからセンターピラー２８の上端部分１２２に到達するまでに要する時間をＴ２、前記多関節ロボット６０ａが他方の作業範囲１１２ａの作業始点１１８ａからセンターピラー２８の上端部分１２２に到達するまでに要する時間をＴ１と定義してもよい。
【００６２】
図８の例では、一方の作業範囲１１０ｃの作業始点１１４ｃがドリップエッジ（フロントドア側）２６ｆに位置した場合を想定したが、前記作業始点１１４ｃがセンターピラー２８の上半分の任意の位置にあっても上述と同じ設定方法を採用することができる。
【００６３】
次に、センターピラー２８の下半分に割り付けられた２つの作業範囲１１０ｄ及び１１２ｂに注目したとき、これらの作業範囲１１０ｄ及び１１２ｂも互いにずらして設定する。
【００６４】
具体的には、前記２つの作業範囲１１０ｄ及び１１２ｂについて、一方の作業範囲１１０ｄの作業始点１１４ｄからセンターピラー２８の下端部分１２４までの距離をＬ３、他方の作業範囲１１２ｂの作業始点１１８ｂからセンターピラー２８の下端部分１２４までの距離をＬ４としたとき、例えばＬ３＜Ｌ４とする。
【００６５】
もちろん、一方の作業範囲１１０ｄの作業始点１１４ｄからセンターピラー２８の下端部分１２４までの距離をＬ４、他方の作業範囲１１２ｂの作業始点１１８ｂからセンターピラー２８の下端部分１２４までの距離をＬ３として定義してもよい。
【００６６】
この場合も、距離Ｌ３とＬ４の差が小さいと、各多関節ロボット６０ｄ及び６０ｂの能力差によって、多関節ロボット６０ｄ及び６０ｂ同士が干渉する場合が生じる。そのため、好ましくはＬ３＜Ｌ４／２とすれば、多関節ロボット６０ｄ及び６０ｂ同士の干渉を確実に回避することができる。
【００６７】
また、前記距離Ｌ３とＬ４の違いは、作業時間の違いとして説明することもできる。即ち、一方の作業範囲１１０ｄに割り当てられた多関節ロボット６０ｄが当該作業範囲１１０ｄの作業始点１１４ｄからセンターピラー２８の下端部分１２４に到達するまでに要する時間をＴ３、他方の作業範囲１１２ｂに割り当てられた多関節ロボット６０ｂが当該作業範囲１１２ｂの作業始点１１８ｂからセンターピラー２８の下端部分１２４に到達するまでに要する時間をＴ４としたとき、例えばＴ３＜Ｔ４とし、好ましくはＴ３＜Ｔ４／２とする。この場合も、前記多関節ロボット６０ｄが一方の作業範囲１１０ｄの作業始点１１４ｄからセンターピラー２８の下端部分１２４に到達するまでに要する時間をＴ４、前記多関節ロボット６０ｂが他方の作業範囲１１２ｂの作業始点１１８ｂからセンターピラー２８の下端部分１２４に到達するまでに要する時間をＴ３と定義してもよい。
【００６８】
そして、これらの手法から、以下のような作業範囲の設定方法（実施例２）も導き出すことができる。即ち、図９に示すように、例えばフロントドア用開口部２２に対する４つの作業範囲１１０ａ〜１１０ｄのうち、例えば第１の作業範囲１１０ａにおける作業始点１１４ａと第４の作業範囲１１０ｄにおける作業始点１１４ｄを結ぶ線を線Ｍとし、第２の作業範囲１１０ｂにおける作業始点１１４ｂと第３の作業範囲１１０ｃにおける作業始点１１４ｃを結ぶ線を線Ｎとする。
【００６９】
同様に、リアドア用開口部３２に対する４つの作業範囲１１２ａ〜１１２ｄのうち、例えば第１の作業範囲１１２ａにおける作業始点１１８ａと第４の作業範囲における作業始点１１８ｄを結ぶ線を線ｍとし、第２の作業範囲１１２ｂにおける作業始点１１８ｂと第３の作業範囲１１２ｃにおける作業始点１１８ｃを結ぶ線を線ｎとする。
【００７０】
このような場合に、フロントドア用開口部２２について、線Ｍが水平方向に延び、線Ｎが垂直方向に延び、いわゆる十字形が形成されるように各作業範囲１１０ａ〜１１０ｄを設定した場合を考えると、リアドア用開口部３２については、線ｍが右斜め上方向に延び、線ｎが右斜め下方向に延び、いわゆる×字形が形成されるように、各作業範囲１１２ａ〜１１２ｄを設定する。
【００７１】
もちろん、線Ｍと線Ｎで×字形を形成し、線ｍと線ｎで十字形を形成するようにしてもよい。
【００７２】
このような方法で作業範囲を設定しても、各多関節ロボット同士の互いの干渉を回避させることができる。
【００７３】
このように、本実施の形態においては、複数の作業領域２２及び３２が隣接している場合に、各作業領域２２及び３２にそれぞれ含まれる複数の作業範囲１１０ａ〜１１０ｄ、１１２ａ〜１１２ｄのうち、前記隣接する複数の作業領域２２及び３２が近接する部分（図８等の例では、センターピラー２８）に割り当てられた作業範囲１１０ｃ及び１１２ａ並びに１１０ｄ及び１１２ｂを、各作業領域２２及び３２間で互いにずらして設定し、前記作業領域２２及び３２の近接部分２８に割り当てられた各作業範囲１１０ｃ及び１１２ａ並びに１１０ｄ及び１１２ｂにおける多関節ロボット６０ｃ及び６０ｃ並びに６０ｄ及び６０ｂの移動方向を、各作業領域２２及び３２間で互いに同一方向に設定するようにしている。
【００７４】
これにより、例えば互いに隣接する作業領域を第１及び第２の作業領域２２及び３２としたとき、第１の作業領域２２に含まれる作業範囲１１０ａ〜１１０ｄのうち、前記作業領域の近接部分２８に割り当てられた作業範囲１１０ｃ（一方の作業範囲）と、第２の作業領域３２に含まれる作業範囲１１２ａ〜１１２ｄのうち、前記作業領域の近接部分２８に割り当てられた作業範囲１１２ａ（他方の作業範囲）とが位置的にあるいは時間的に互いにずれた関係となる。
【００７５】
従って、例えば一方の作業範囲１１０ｃを移動する多関節ロボット６０ｃが前記作業領域の近接部分２８に進入しても、他方の作業範囲１１２ａを移動する多関節ロボット６０ａは、その前方あるいは後方を移動中であり、しかも、これら多関節ロボット６０ｃ及び６０ａは、作業領域の近接部分２８において互いに同一方向に移動することから、互いに干渉し合うことが回避される。
【００７６】
このようなことから、本実施の形態においては、複数の多関節ロボットを高密度に配置しても、隣接する作業領域間での多関節ロボットの干渉を、多関節ロボットを停止させることなく回避することができ、複数の多関節ロボットを同一の作業領域に配置することによる生産性の向上を有効に図ることができる。
【００７７】
上述の例では、４ドアタイプの自動車の車体１０に適用した例を示したが、その他、図１０に示すように、３ドアタイプの自動車の車体１３０や、図１１に示すように、ワン・ボックス・カーの車体１３２（一室式の箱型車体）にも適用させることができる。
【００７８】
具体的には、図１０に示す３ドアタイプの自動車の車体１３０に適用させる場合は、フロントドア用開口部２２の周縁部に対する溶接を第１ロボット群６４Ａ又は６４Ｂにて行い、ウィンドウ用開口部１３４の周縁部に対する溶接を第２ロボット群４８にて行う。
【００７９】
この場合、第１ロボット群６４Ａ又は６４Ｂの第１の多関節ロボット６０ａの作業範囲１１０ａとして、ウィンドシールドピラー２４の上半分の範囲が設定され、同じく第２の多関節ロボット６０ｂの作業範囲１１０ｂとして、シル（フロントドア側）３０ｆの前半分からウィンドシールドピラー２４の下半分までの範囲が設定され、同じく第３の多関節ロボット６０ｃの作業範囲１１０ｃとして、ドリップエッジ（フロントドア側）２６ｆからセンターピラー２８の上半分までの範囲が設定され、同じく第４の多関節ロボット６０ｄの作業範囲１１０ｄとして、センターピラー２８の下半分からシル（フロントドア側）３０ｆの後半分までの範囲が設定される。
【００８０】
また、第２ロボット群４８の第１の多関節ロボット６０ｅの作業範囲１３６ｅとして、窓枠１３８の上半分の範囲が設定され、同じく第２の多関節ロボット６０ｆの作業範囲１３６ｆとして、窓枠１３８の下半分の範囲が設定される。
【００８１】
更に、第１ロボット群４６Ｂにおける４つの多関節ロボット６０ａ〜６０ｄの各エンドエフェクター８２が例えば時計回りに移動し、第２ロボット群４８における２つの多関節ロボット６０ｅ及び６０ｆの各エンドエフェクター８２が例えば反時計回りに移動するように設定される。
【００８２】
そして、センターピラー２８の上半分に割り付けられた２つの作業範囲１１０ｃ及び１３６ｅのうち、一方の作業範囲１１０ｃの作業始点１１４ｃからセンターピラー２８の上端部分１２２までの距離をＬ１、他方の作業範囲１３６ｅの作業始点１４０ｅからセンターピラー２８の上端部分１２２までの距離をＬ２としたとき、例えばＬ１＜Ｌ２とすれば、多関節ロボット６０ｃ及び６０ｅ同士の干渉を回避させることができる。
【００８３】
図１１に示すワン・ボックス・カーの車体１３２への適用については、フロントドア用開口部２２の周縁部に対しては、一方の第１ロボット群４６Ａを割り当て、リアドア用開口部３２の周縁部に対しては、他方の第１ロボット群４６Ｂを割り当て、ウィンドウ用開口部１３４の周縁部に対しては、第２ロボット群４８を割り当てればよい。
【００８４】
そして、フロントドア用開口部２２の周縁部とリアドア用開口部３２の周縁部への各作業範囲１１０ａ〜１１０ｄ並びに１１２ａ〜１１２ｄの設定は、例えば図８に示す４ドアタイプの自動車の車体１０に適用した設定方法を使用し、リアドア用開口部３２の周縁部とウィンドウ用開口部１３４への各作業範囲１１２ａ〜１１２ｄ並びに１３６ｅ及び１３６ｆの設定は、例えば図１０に示す３ドアタイプの自動車の車体１３０に適用した設定方法を使用すればよい。
【００８５】
なお、この発明に係る複数ロボットの作業設定方法は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る複数ロボットの作業設定方法によれば、複数のロボットを高密度に配置しても、隣接する作業領域間でのロボットの干渉を、ロボットを停止させることなく回避することができ、複数のロボットを同一の作業領域に配置することによる生産性の向上を有効に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る複数ロボットの設定方法が適用される車体の一例を示す斜視図である。
【図２】溶接ラインを示す平面図である。
【図３】本実施の形態に係る複数ロボットの設定方法が適用される第１ロボット群を示す斜視図である。
【図４】第２ロボット群を示す斜視図である。
【図５】通常のロボットシステムを示す斜視図である。
【図６】４ドアタイプの自動車の車体に対する作業範囲の設定方法の一例（比較例１）を示す説明図である。
【図７】４ドアタイプの自動車の車体に対する作業範囲の設定方法の他の例（比較例２）を示す説明図である。
【図８】本実施の形態に係る設定方法による一例（実施例１）を示す説明図である。
【図９】本実施の形態に係る設定方法による他の例（実施例２）を示す説明図である。
【図１０】３ドアタイプの自動車の車体に対する作業範囲の設定方法の一例を示す説明図である。
【図１１】ワン・ボックス・カーの車体に対する作業範囲の設定方法の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…車体２０…溶接ライン
２２…フロントドア用開口部２４…ウィンドシールドピラー
２６ｆ…ドリップエッジ（フロントドア側）
２６ｒ…ドリップエッジ（リアドア側）２８…センターピラー
３０ｆ…シル（フロントドア側）３０ｒ…シル（リアドア側）
３２…リアドア用開口部３４…リアピラー
４４…溶接ロボットシステム４６Ａ、４６Ｂ…第１ロボット群
４８…第２ロボット群
６０、６０ａ〜６０ｆ…多関節ロボット８２…エンドエフェクター
１１０ａ〜１１０ｄ、１１２ａ〜１１２ｄ…作業範囲
１１４ａ〜１１４ｄ、１１８ａ、１１８ｂ…作業始点
１１６ｃ、１１６ｄ、１２０ａ…作業終点
１２２…センターピラーの上端部分１２４…センターピラーの下端部分

Claims

自動車の、ピラーのフロント側を含む第１開口部と、前記ピラーを挟んで前記第１開口部に隣接し、前記ピラーのリア側を含む第２開口部とをそれぞれ複数のロボットで溶接するための複数のロボットの作業設定方法において、
前記第１開口部及び前記第２開口部に対し、複数の関連するロボットが作業する領域を作業領域とし、
前記作業領域を前記複数のロボットの数で分割し、かつ、前記複数のロボットがそれぞれ対応する作業始点から対応する終点に移動する範囲を作業範囲と定義したとき、
前記ピラーに割り当てられた作業範囲のうち、前記第１開口部の作業領域に含まれる第１作業範囲内に、前記ピラーの一方の端部を含み、
前記ピラーに割り当てられた前記作業範囲のうち、前記第２開口部の作業領域に含まれる第２作業範囲内に、前記ピラーの前記一方の端部を含み、
前記第１作業範囲における作業始点から前記ピラーの前記一方の端部までの距離が、前記第２作業範囲における作業始点から前記ピラーの前記一方の端部までの距離と異なるように設定し、
前記ピラーにおけるロボットの移動方向を、各作業領域間で互いに同一方向に設定することを特徴とする複数ロボットの作業設定方法。
請求項１記載の複数ロボットの作業設定方法において、
前記第１作業範囲の作業終点と前記第２作業範囲の作業終点が、前記ピラーに割り当てられ、
前記ピラーの前記一方の端部から前記第１作業範囲の作業終点までの距離が、前記ピラーの前記一方の端部から前記第２作業範囲の作業終点までの距離と異なることを特徴とする複数ロボットの作業設定方法。