JP4814175B2 - 部品運搬用ロボット、及び同ロボットを用いた部品の順立て供給システム - Google Patents

Description

この発明は、部品運搬用ロボット、及び同ロボットを用いた部品の順立て供給システムに関するものである。

近年、例えば自動車組立工場などのように、所定の工業製品を製造するために複数の車種組立てラインを備えた工場においては、製造効率を向上させるために、多種多様な複数の部品を収容した収容器の中から、所定の組立物を組み上げるために必要な部品を、例えば組立物がライン上を流れてくる順序に従って前記収容器から取出し、取出した部品を、部品供給部に前記組立物の組立順に配列する、所謂「順立て」が行われることが多い。

他方、生産性を向上させるために、多くの工場などでは、人に代わって様々な作業を行う（例えば、溶接、塗装、搬送など）ロボットが導入されてきている。（例えば、特許文献１、特許文献２を参照。）。
特開２００２−０３７１５７号公報 特開２００２−１６６４８０号公報

ところが、工場で用いられるロボットは、単一形状を対象とした作業の繰り返しには適していても、多種多様な部品を対象とする前述の「順立て」に用いると、設備投資が著しく増大してしまう。

また、ロボットを「順立て」作業に用いるためには、部品の把持や運搬などを行う上で、物や物の位置を認識する高度な機能が必要とされる。そのためには、例えば、特許文献２に記載のように、光学式カメラを用いて視覚機能を備えさせることが考えられる。
しかし、画像認識等の処理を行うシステムを構築しなければならないために、さらにコスト増となるおそれがある。しかも、工場では昼夜の照度変化を初めとする外乱要素があるため、カメラによる対象物の認識力に大きなばらつきが生じてしまうという問題もあった。

本発明は、上述した課題を解決することのできる部品運搬用ロボット、及び同ロボットを用いた部品の順立て供給システムを提供することを目的としている。

（１）本願発明では、種類別にそれぞれ複数個の部品を収容して列状に並設された複数の収容器の中から、所定の組立物を組み上げるために必要な部品を、組立順序に従って前記収容器から取出し、取出した部品を、部品供給部に前記組立物の組立順に配列するために、前記複数の収容器が並設された列に沿って敷設された軌道上を自走可能な走行部と、この走行部上に設けられた本体部に可動自在に連接され、先端部に部品保持部を設けたアーム部と、を備えた部品運搬用ロボットであって、前記部品保持部に設けられ、前記収容器の位置を規定する位置規定部が通過したか否かを検出することで前記軌道の方向に対する前記収容器の位置を検出し、前記物品の通過を検出することで、前記物品保持部による前記部品の把持状態を検出する第１検知部と、前記部品保持部に設けられ、前記収容器の前端面をセンシングすることで前記軌道に直交する方向に対する前記収容器の位置を検出し、前記部品が収容されている平面における前記部品の２方向をセンシングすることで前記部品の前記部品保持部による把持位置を検出する第２検知部と、前記第１検知部が前記収容器の位置を規定する位置規定部が通過したか否か検出した結果に基づき前記収容器の位置の補正を行い、補正した値を用いて前記部品保持部にて前記部品を保持するように前記部品運搬用ロボットの動作を制御する制御部と、を備えることとした。

（２）本願発明は、上記（１）において、前記制御部に接続され、前記走行部の軌道上の移動距離を検出する第１エンコーダと、前記制御部に接続され、前記部品保持部の前記軌道に対して直交する方向への移動距離を検出する第２エンコーダと、を備え、 前記制御部は、前記第１及び第２エンコーダの検出結果をフィードバックしながら前記部品運搬用ロボットの動作を制御することを特徴とする。

（３）本願発明は、上記（１）又は（２）において、前記アーム部を、先端部に前記部品保持部をそれぞれ有し前記本体部に前記本体部に可動自在に連接された第１アーム部と第２アーム部とからなる双腕のアーム部とし、前記第１検知部を、前記第１及び第２アーム部の各部品保持部に設けたレーザーセンサーとし、前記第２検知部を、前記第１アーム部の部品保持部に設けた超音波センサーとしたことを特徴とする。

（４）本願発明は、種類別に複数個の部品を収容した複数の収容器を列状に並設した部品貯留部と、 前記部品貯留部に略平行に付設した軌道上を自走可能に配置され、前記部品を保持する部品保持部を備えた部品運搬用ロボットと、この部品運搬用ロボットにより前記部品貯留部から取出された前記部品を、所定の組立物の組立順に配列して載置するための部品供給部と、を備えた部品の順立て供給システムであって、前記部品運搬用ロボットは、前記軌道上を自走可能な走行部と、この走行部上に設けられた本体部に可動自在に連接され、先端部に部品保持部をそれぞれ設けた第１アーム部及び第２アーム部と、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の前記部品保持部にそれぞれ設けられ、前記収容器の位置を規定する位置規定部が通過したか否かを検出することで前記軌道の方向に対する前記収容器の位置を検出するとし、前記部品の通過を検出することで、前記部品保持部による前記部品の把持状態を検出する第１検知部と、前記第１アーム部の前記部品保持部に設けられ、前記収容器の前端面をセンシングすることで前記軌道に直交する方向に対する前記収容器の位置を検出し、前記部品が収容されている平面における前記部品の２方向をセンシングすることで前記部品の前記部品保持部による把持位置を検出する第２検知部と、前記走行部の軌道上の移動距離を検出する第１エンコーダと、前記部品保持部の前記軌道に対して直交する方向への移動距離を検出する第２エンコーダと、前記第１検知部が前記収容器の位置を規定する位置規定部が通過したか否か検出した結果に基づき前記収容器の位置の補正を行い、補正した値を用いて前記部品保持部にて前記部品を保持するように前記部品運搬用ロボットの動作を制御する制御部と、を備えることとした。

（５）本願発明は、上記（４）において、前記部品搬送用ロボットは、外部通信手段をさらに備え、前記第２検知部により、複数の収容器が所定位置にセッティングされていないこと、又は前記収容器内の部品が空であることを検出した場合、前記制御部は、前記外部通信手段から外部へ所定の信号を送信することを特徴とする。

本発明によれば、所定の組立物を組み上げるために必要な部品を、組立順序に従って前記収容器から取出し、取出した部品を、部品供給部に前記組立物の組立順に配列する、所謂「順立て」作業を、効率よく、かつ正確に行うことのできるロボットを極めて低コストで提供することが可能となる。

本実施形態に係る部品運搬用ロボット（以下、単に「ロボット」とする場合がある）は、種類別にそれぞれ複数個の部品を収容して列状に並設された複数の収容器の中から、所定の組立物を組み上げるために必要な部品を、組立順序に従って前記収容器から取出し、取出した部品を、部品供給部に前記組立物の組立順に配列することを可能としたものであって、前記複数の収容器が並設された列に沿って敷設された軌道上を自走可能な走行部と、この走行部上に設けられた本体部に可動自在に連接され、先端部に部品保持部を設けたアーム部と、このアーム部に設けられ、前記軌道の方向に対する前記収容器の位置を検出する第１検知部と、同じく前記アーム部に設けられ、前記軌道に直交する方向に対する前記収容器の位置、及び当該収容器内に配列された前記部品の位置を検出する第２検知部と、前記走行部、前記アーム部の各動作を、前記第１検知部及び／又は前記第２検知部の検知結果に基いて制御する制御部とを備えている。

すなわち、ロボットが自走可能な軌道を略直線状に付設しておくとともに、この軌道に沿って、それぞれに複数の部品が収容された複数の収容器を、所定間隔をあけて列状に並設しておき、制御部によって駆動制御されたロボットが走行し、所定のプログラムにしたがって、所定の順番で必要な部品を前記収容器からロボット本体部に設けたアーム部によって取り出して部品供給部に移動して、取り出した部品を組立物の組立順序に従って部品供給部に載置し配列させるようにしたものである。

ロボットのアーム部は、第１アーム部と第２アーム部とからなり、人間同様に双腕による安定した作業が行えるようにしており、かかるアーム部に、前記軌道の方向に対する前記収容器の位置を検出する第１検知部と、前記軌道に直交する方向に対する前記収容器の位置、及び当該収容器内に配列された前記部品の位置を検出する第２検知部とをそれぞれ設けている。したがって、目的とする収容器を検知して、この収容器内に列状に収容された対象となる部品を正確に取り出すことができる。

また、ロボットの走行は軌道上を往復移動するだけであり、走行部の構造としては軌道上を転動する車輪を備えた比較的単純な構成でよく、また、本実施形態では、前記第１検知部を前記第１及び第２アーム部の各部品保持部に設けたレーザーセンサーとするとともに、前記第２検知部を、前記第１アーム部の部品保持部に設けた超音波センサーとしている。

したがって、第１検知部、第２検知部は、光学式カメラなどを用いたセンサーとは異なり、比較的に安価に構築可能であり、しかも、共に光の照度の強弱の影響を受けることがないため、第１検知部は軌道の方向に対する収容器の位置を正確に検出することができ、第２検知部は、軌道に直交する方向に対する収容器の位置及び収容器内に配列された部品の位置を正確に検出することができる。

また、低コストでありながら、走行部による走行距離や、前記アーム部の先端部に設けた部品保持部の移動距離などを正確に検出できるように、本実施形態では、前記走行部の軌道上の移動距離を検出する第１エンコーダと、前記部品保持部の前記軌道に対して直交する方向への移動距離を検出する第２エンコーダとを設け、各エンコーダを制御部に接続して検出結果を入力させるようにしている。

制御部は、ＣＰＵやメモリなどを備えたマイクロコンピュータにより構成しており、ＣＰＵがメモリに格納されたプログラムを読み出し、プログラムに従って走行部やアーム部を駆動させるとともに、前記第１、第２エンコーダからの検出結果を参照しながらその駆動制御を行っている。

このように、本実施形態によれば、たとえ重量のある部品であっても双腕アームの先端にそれぞれ設けた部品保持部を用いることで、たとえ長尺部品であってもこれを安定して保持することができ、第１検知部に、光学式カメラなどに比べて安価なレーザーセンサーを、第２検知部にこれも比較的安価な超音波センサーを用いることで、外部環境による光の強度変化の影響を受けることなく、測定精度を高く安定させ、収容器の位置検出機能、収容器内の部品の検出機能を良好にはたらかせることができる。
特に、第１検知部のレーザーセンサーは、第１アーム部及び第２アーム部の各部品保持部に設けており、軌道上を走行しながら、各収容器の軌道に沿った位置を正確にセンシングすることができる。
また、第２検知部の超音波センサーは、第１アーム部の部品保持部に設けているため、第１アーム部を軌道に直交する方向に進出させることで、収容器が所定位置に至っているか否か、及び収容器内の部品の検出を精度良くセンシングすることができる。

このように、上述した構成のロボットを用いることにより、これまで安価に構築することが困難であった順立て作業のロボット化が実現できる。なお、「順立」とは、例えば自動車組立てラインで各部品を組立てて自動車に組上げる作業を行う前工程において、この自動車に複数の部品を組付ける作業に対して、組立物ラインを流れる車種の順番に対応して各車種に合致した複数の部品を組み立て順に順次並べて置くことをいう。

上述してきた部品運搬用ロボットを用いて構築した順立て供給システムについて説明する。

本実施形態に係る順立て供給システムは、種類別に複数個の部品を収容した複数の収容器を列状に並設した部品貯留部と、前記部品貯留部に略平行に付設した軌道上を自走可能に配置され、前記部品を保持する部品保持部を備えた部品運搬用ロボットと、この部品運搬用ロボットにより前記部品貯留部から取出された前記部品を、所定の組立物の組立順に配列して載置するための部品供給部とを備えた構成としている。
そして、部品運搬用ロボットは、前述したように、軌道上を自走可能な走行部と、この走行部上に設けられた本体部に可動自在に連接され、先端部に部品保持部をそれぞれ設けた第１アーム部及び第２アーム部と、前記第１アーム部及び前記第２アーム部にそれぞれ設けられ、前記軌道の方向に対する前記収容器の位置を検出する第１検知部と、前記第１アーム部に設けられ、前記軌道に直交する方向に対する前記収容器の位置、及び当該収容器内に配列された前記部品の位置を検出する第２検知部と、前記走行部の軌道上の移動距離を検出する第１エンコーダと、前記部品保持部の前記軌道に対して直交する方向への移動距離を検出する第２エンコーダと、前記走行部、前記アーム部の各動作を制御する制御部とを備えている。

かかる構成の順立て供給システムにより、部品供給部には、組立物を組み立てるのに必要な多種多様な部品が、組立順に効率良く並べられることになり、作業者は円滑に組み立て作業を行うことができる。しかも、前述したロボットを適用した場合、順立てに必要な部品の認識については、安価でありながらも工場内の明るさに検知精度が左右されない超音波センサなどを用いることになるため、工場などにおける部品の順立て作業に極めて有益となる。

また、かかる順立て供給システムでは、前記部品搬送用ロボットに外部通信手段を設けておくことが望ましい。すなわち、前記第２検知部により、複数の収容器が所定位置にセッティングされていないこと、又は前記収容器内の部品が空であることを検出した場合、前記制御部は、前記外部通信手段から外部へ所定の信号を送信させるのである。

したがって、収容器の位置不良などの不具合や部品の欠品などの対応をいち早く行うことが可能となり、生産工程の遅延を可及的に防止することができる。

以下、本実施の形態に係る部品の順立て供給システム、及び部品運搬用ロボットについて、図面を参照しながら具体的に説明する。

［１．部品の順立て供給システムの概要］
図１は本実施の形態に係る部品の順立て供給システムを示す概略構成図である。以下、部品運搬用ロボット１の走行する軌道方向をｘ軸方向として、ｘ軸に直交する収容器を載置している方向をｙ軸方向として説明する。なお、本実施の形態では、組立物を自動車とし、順立てて供給される部品を、自動車のプロペラシャフトとしている。

先ず、本実施形態に係る順立て供給システムが導入されている自動車生産工場の概要を説明する。

図１において、５０は最終組立工程のラインの一である組立物ラインであり、車種の異なる複数種の自動車が順次流れている。そして、この組立物ライン５０の近傍の載置領域５２には順立部品収容台６１が配置されており、各順立部品収容台６１内には、本実施形態に係る順立て供給システムによって、各車種に応じた３種類のプロペラシャフトａ，ｂ，ｃが自動車の車種の順番に対応して、それぞれ複数本ずつ列状に載置されるようになっている。

また、プロペラシャフトａ，ｂ，ｃを自動車の車種の順番に順立てし直すためのブースが順立領域５１として組立物ライン５０の側方に配置されている。
この順立領域５１は、種類毎に区分けされた各種プロペラシャフトａ，ｂ，ｃを収容した収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃをそれぞれ搬送するレール５９ａ、５９ｂ、５９ｃが並列に三列配設されており、これらレール５９ａ、５９ｂ、５９ｃの各終端の前方には、同レール５９ａ、５９ｂ、５９ｃと直交する方向に、後に詳述する部品運搬用ロボット１が走行するための軌道５５が敷設されている。
また、かかる軌道５５の基端側には、部品運搬用ロボット１が動作を始動する原位置５６が設けられるとともに、この原位置５６側を始端とし、終端を組立物ライン５０方向に向けたレール６３が配設されている。そして、このレール６３上には予め部品運搬用ロボット１によって供給部品受具６２がセットされており、この供給部品受具６２に、部品運搬用ロボット１が前記順立領域５５から組立順番（順立）に搬送したプロペラシャフトａ，ｂ，ｃが列状に組み立て順に載置される。本実施形態では、このレール６３が敷設された領域を部品供給部５４としている。

部品供給部５４は２段構造となっており、上方の段にレール６３が設けられ、下方の段には複数の供給部品受具６２を配設している。なお、レール６３は、供給部品受具６２が転がり易いように始端から終端に向かって緩やかな傾斜を備えている。

一方、軌道５５の終端側には、プロペラシャフトａ，ｂ，ｃが部品運搬用ロボット１により取り出されて空になった収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃを回収する回収台車６４が載置され、この軌道５５終端と直交した方向に、空の収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃを外部へ排出する回収部５８が設けられる。また、この回収部５８には、回収台車６４から空の収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃを基の位置に返送するために、終端側から外部方向に向かって緩やかに傾斜させたレール５９ｆを連結している。

本実施形態における順立領域５１のレール５９ａ、５９ｂ、５９ｃは、プロペラシャフトａ，ｂ，ｃの種類に応じて三列配設されており、１列のレールに前後２つの収容器（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ）が載置され、各収容器内には同種類のプロペラシャフト（ａ，ｂ，ｃ）がそれぞれ複数個、軌道５５に向かうように列状に載置されている。なお、これらの収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃは、作業者の人手により、各レール５９ａ、５９ｂ、５９ｃ上に適宜搬送されて載置される。

また、各レール５９ａ、５９ｂ、５９ｃは、基端から終端（軌道５５側）に向かって緩やかに傾斜しており、収容器（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ）の軌道５５側に面する端面の左右位置には、収容器（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ）自身の位置を規定する位置規定ポール６９，６９が取付けられている。したがって、各レール５９ａ、５９ｂ、５９ｃ上の収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃの各軌道５５方向に対する正確な位置は、位置規定ポール６９，６９によって規定することができる。なお、図中６８は、各収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃの滑降を規制して位置決めするためにレール５９ａ、５９ｂ、５９ｃの先端及び中間位置にそれぞれ設けられた位置決めポールである。

［２．部品運搬用ロボット］
ここで、本実施形態における部品の順立供給システムに用いられる部品運搬用ロボットについて詳細に説明する。図２は本実施の形態に係る部品運搬用ロボットを示す構成図、図３は同ロボットの制御ブロック図である。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る部品運搬用ロボット１は、前述した軌道５５（図１参照）上を自走可能な走行部２と、この走行部２上に設けられた本体部３と、この本体部３に可動自在に連接されると共に、先端部に部品保持部６，７を設けた第１アーム部４と第２アーム部５とからなる双腕のアーム部と、このアーム部（第１アーム部４及び第２アーム部５）に設けられて、軌道５５の方向に対する収容器６０の位置を検出する第１検知部としてのレーザーセンサー８，９と、前記第１アーム部４に設けられて、軌道５５に直交する方向に対する収容器６０の位置、及び収容器６０内に配列されたプロペラシャフトａ，ｂ，ｃの位置を検出する第２検知部としての超音波センサー１０と、走行部２、アーム部（第１アーム部４及び第２アーム部５）の各動作を、第１検知部及び／又は第２検知部の検知結果に基いて制御する制御部４１（図３）とを備えている。

第１アーム部４及び第２アーム部５は、複数（例えば５軸）の関節部を介して３次元軸方向に屈曲自在に連結された可動アームから構成されるとともに、各先端にはペンチ状の部品保持部６，７を設けている。
そして、５軸の多関節の可動部を駆動制御することで、第１アーム部４及び第２アーム部５の長さを調整し、必要に応じた位置に部品保持部６，７を届かせることができる。本実施形態では、第１検知部であるレーザーセンサー８，９をこれら部品保持部６，７に設けるとともに、第２検知部である超音波センサー１０については第１アーム部４の部品保持部６に設けている。

図２（ｃ）に示すように、各部品保持部６，７は、部品を把持可能な一対の爪体１１，１２からなり、第１アーム部４と第２アーム部５の先端に開閉自在に連動連結されている。そして、前記一対の爪体１１，１２間に、例えばシリンダからなる伸縮駆動装置１３を介設し、この伸縮駆動装置１３を伸縮することで、爪体１１，１２の基端同士を枢支連結した連結部を中心に開閉駆動してプロペラシャフトａ，ｂ，ｃを把持又は開放することができる。

一方の爪体１１は、基端から先端間の中途部に断面凹状部１４を形成し、他方の爪体１２は、基端から終端を断面へ字状に形成されている。そして、図２（ｃ）に示すように、前記断面凹状部１４にプロペラシャフトａ，ｂ，ｃを係止して爪体１１，１２によりしっかりと挟持できるようにしている。したがって、プロペラシャフトａ，ｂ，ｃのように外周面に曲面を有する部品であっても確実に保持可能となる。
また、図２（ｃ）に示すように、爪体１２Ｌ，１２Ｒの先端にレーザーセンサー８，９の発光部８ｂ，９ｂを設ける一方、爪体１１Ｌ，１１Ｒの先端には、発光部８ｂ，９ｂと対向するようにレーザーセンサー８，９の受光部８ａ，９ａを設けている。また、特に第１アーム部４には、爪体１１Ｌ外側の基端側に超音波センサー１０を配設している。

これらのセンサー８，９，１０は、光学式カメラなどと異なり、照度の変化が激しい場所などにおいても検知精度が変わらず、しかも、光学式カメラなどよりも安価で入手可能であり、さらに画像処理装置なども不要であるため、順立て供給システムを構築するに当たり、コスト低減に大きく寄与することができる。

ところで、レーザーセンサー８，９は、発光部８ｂ，９ｂより出射して受光部８ａ，９ａで受光しているレーザー光の出射領域間を物体が通過すると、レーザー光を遮断もしくは減少することにより、物体の通過を検知することができ、ここでは、出射領域間を、各収容器６０の前部に設けた基準点となる位置規定ポール６９，６９が通過したことをセンシングすることにより、軌道５５方向に対する各収容器６０の搬入位置（ｘ軸方向）を検知し、また、プロペラシャフトａ，ｂ，ｃを把持する際に、出射領域間を部品（ここではプロペラシャフトａ，ｂ，ｃ）が通過することにより、部品保持部６，７によるプロペラシャフトａ，ｂ，ｃの把持状態を検知することができる。

なお、レーザーセンサー８，９は、相対位置に設けるような受光部、発光部を備えたものを用いたが、同一位置に受光部と発光部を備えた反射式のセンサー部品を用いてもよい。

超音波センサー１０は、部品保持部６の爪体１１Ｌの外側の基端側に、部品保持部６の先端部方向へ超音波を照射するように取り付けられている。かかる取付位置としたため、プロペラシャフトａ，ｂ，ｃの把持に邪魔になることがなく、かつ左右のアーム部４，５を可動させた場合でも、他の物体と接触あるいは衝突しにくくセンサ１０を破損させるおそれがない。

かかる超音波センサー１０は、出射部と検知部とからなり、出射部より発した超音波が対象物で反射され、この反射波を検知部で検知することで対象物までの距離を検出している。本実施形態では、超音波センサー１０により各収容器６０の前端面をセンシングして収容器６０の搬入位置（図１のｙ軸方向）を検出すると共に、収容器６０内のプロペラシャフトａ，ｂ，ｃの載置位置のｘ軸方向とｙ軸方向の２軸方向を検出している。

また、図３に示すように、部品運搬用ロボット１は、制御部４１を備えており、この制御部４１は、図示しない中央演算装置（ＣＰＵ）や所定のプログラムが格納されたＲＯＭ(Read-Only Memory)や作業用のＲＡＭ(Random-Access Memory）などを備えたマイクロコンピュータからなり、走行部２、アーム部４，５の各動作を、第１検知部であるレーザーセンサー８，９と第２検知部である超音波センサー１０の検知結果に基いて制御している。ＲＯＭには、制御部４１を起動して制御する基本的なプログラムを格納している。ＲＡＭには、センサー８，９，１０の検出結果や例えば収容器６０の位置座標データ等の書き換え可能なデータを一時的に格納する。そして、中央演算装置は、ＲＯＭ、ＲＡＭに記憶されたデータに基づいて演算する。

また、部品運搬用ロボット１は、制御部４１に接続した第１エンコーダ４２と第２エンコーダ４３とを備えており、第１エンコーダ４２は、軌道５５上の走行部２の移動距離を検出し、第２エンコーダ４３は、軌道５５に対して直交する方向への部品保持部６，７の移動距離を検出する。

すなわち、第１エンコーダ４２は走行部２の車輪の転動量を介して得られた機械的な変位量を電気信号に変換して、電気信号を処理して走行部２の軌道５５上の移動距離を検出する。そして、制御部４１は、原位置５６からの移動距離を判別することにより、ロボット１の軌道５５上における座標位置を決定する。

第２エンコーダ４３は、アーム部を駆動したときに、超音波センサー１０によってセンシングして得たｙ軸方向の検知結果に基いて、このアーム部が駆動した機械的な変位量を電気信号に変換して、電気信号を処理して部品保持部６，７の移動距離を検出する。そして、制御部４１は、部品保持部６，７の移動距離を検出してフィードバックしながら各アーム部を制御する。
したがって、この第２エンコーダ４３を用いることにより、制御部４１は、アーム部を駆動しつつ超音波センサー１０によって収容器６０内のプロペラシャフト（ａ，ｂ，ｃ）の長手方向（ｙ軸方向）の長さや列方向（ｘ軸方向）における隣接するプロペラシャフト（ａ，ｂ，ｃ）同士間の間隔を正確に検出することができ、この検出結果に基いて、ロボット１は、プロペラシャフト（ａ，ｂ，ｃ）の最適位置を部品保持部６，７により把持して収容器６０から取り出し、供給部品受具６２に載置することができる。

このように構成された部品運搬用ロボット１は、図１に示すように、各レール５９ａ、５９ｂ、５９ｃの終端前方に敷設した軌道５５に沿って走行しながら、自動車の組立物ライン５０の車種の順番に合致したプロペラシャフトａ，ｂ，ｃの供給順序、すなわち順立を決定して、次々に各レール５９ａ、５９ｂ、５９ｃ上の各収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃから各プロペラシャフトａ，ｂ，ｃを把持し、部品供給部５４のレール６３上の供給部品受具６２に載置していくことができる。

［３．部品運搬用ロボットによる主な順立て動作］
上述してきたように、本実施形態に係る部品の順立て供給システムでは、部品運搬用ロボット１を用いて、図１に示した順立領域５１内でプロペラシャフトａ，ｂ，ｃを自動的に順立てすることができる。
部品運搬用ロボット１は、図２に示すように、軌道５５上を移動する車輪を備えた走行部２と、この走行部２上に、図示しない軸回りに水平方向に回転自在に設けられた本体部３と、この本体部３に可動自在に連接され、各収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃ内の各プロペラシャフトａ，ｂ，ｃを把持可能な双腕多関節の第１、第２アーム部４，５とを備えている。

以下、図１〜図８を参照して、部品運搬用ロボットの主な動作について具体的に説明する。図４は部品運搬用ロボットによる収容器のセンシングを示す説明図、図５は同ロボットによる前記収容器内における部品のセンシングを示す説明図、図６は同ロボットの収容器内における部品の把持動作を示す説明図、図７は同ロボットの部品供給部内における作業動作を示す説明図、図８は同ロボットの空の収容器返し動作を示す説明図である。

先ず、上記構成の部品運搬用ロボット１が、部品貯留部５３に載置された各収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃの位置検出を行う場合について説明する。

初期状態において、部品運搬用ロボット１は、図１に示すように、原位置５６に位置しており、収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃの位置検出を行う際には、先ず、原位置５６から部品貯留部５３の手前側の収容器６０ａの前部まで所定の走行ポジションを維持しながら軌道５５上を走行して移動する。

そして、図４（ａ）に示すように、収容器６０ａの前部で本体部３を回転して走行ポジションから収容器６０ａの前部に向かい合うポジションを取り、双腕アームのうち一方の第１アーム部４の部品保持部６を収容器６０ａの前面部７０に合わせた後、同部品保持部６に装着された超音波センサー１０から超音波を照射してセンシングすることで収容器６０ａのｙ軸方向における位置の検知結果を得る。

次に、収容器６０ａのｙ軸方向における位置の検出結果から、収容器６０ａの前面部７０右側の配置された位置規定ポール６９のｙ軸方向における位置を認識した部品運搬用ロボット１は、図４（ｂ）に示すように、双腕アームのうち他方の第２アーム部５の部品保持部７の爪体１１，１２で、収容器６０ａの前面部７０右側の配置された位置規定ポール６９を跨ぐようにした状態でｘ軸方向へ移動する。このとき、部品保持部７に装着されたレーザーセンサー８の照射を位置規定ポール６９が遮ったことを検知することにより、収容器６０ａのｘ軸方向の位置を検出するための基準点７１が検出される。

また、部品運搬用ロボット１は、前述したように、制御部４１に接続した第１エンコーダ４２を備えており、原位置５６からこの基準点７１の検知位置までの移動距離が検出されているため、レーザーセンサー８のセンシングの検知結果を参照して収容器６０ａのｘ軸方向の位置を決定し記憶する。

このとき、制御部４１は、第１エンコーダ４２の移動距離の検出結果に基いて収容器６０ａのｘ軸方向の位置バラツキ補正を行い、収容器６０ａの座標位置を記憶する。同様にして、部品運搬用ロボット１は、他の２つの収容器６０ｂ，６０ｃのｘ軸方向の位置をそれぞれ記憶する。

各収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃの位置検出作業の完了後、図１中、走行ポジションを維持して原位置５６へ移動する。

なお、部品運搬用ロボット１は、外部通信手段４４（図３参照）を備えており、超音波センサー１０のセンシングにより、収容器６０ａが所定位置にセッティングされていない場合には、制御部４１は外部通信手段４４を介して外部へ所定の信号を送信するように制御する。

上述した各収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃの位置検出処理を行った後、次に、部品運搬用ロボット１は、組立物ライン５０を流れる車種の順番に対応して各車種に合致した順序にプロペラシャフトを順立するために、外部の図示しない生産指示サーバより部品貯留部５３の収容器内のプロペラシャフトａ，ｂ，ｃを順立てし直す順番の生産指示データを取得して読み込む。

次に、各種のプロペラシャフトａ，ｂ，ｃの中から生産指示データに基いて順序を順立し直す順立作業について説明する。

部品運搬用ロボット１は、生産指示データに基いて、プロペラシャフトａの順立て作業を開始するが、図１に示した原位置５６において、本体部３を軌道５５方向を向いた走行ポジションから回転して部品供給部５４に向かい合わせて、供給部品受具６２を把持するセットポジションを取る。すなわち、両アーム部４，５の多関節を調整しつつ、部品供給部５４の下段の台車置場に載置された供給部品受具６２を両部品保持部６，７で把持して、この両アーム部４，５の多関節を調整して同供給部品受具６２を部品供給部５４の上段のレール６３始端へ載置する。

次いで、部品供給部５４に向かい合うポジションから軌道５５方向へ本体部３を回転して、軌道５５上を走行するときの走行ポジションを取る。

走行ポジションを維持しながら原位置５６から、既に位置を認識した収容器６０ａの前部へ、軌道５５上を走行して移動する。

図５（ａ）に示すように、走行ポジションから収容器６０ａに向き合うように本体部３を回転し、部品保持部６の超音波センサー１０で、収容器６０ａ内のプロペラシャフトａ位置をセンシングするポジションを取る。ここでのポジションは、多関節の両アーム部４，５を折り曲げるようにして、超音波センサー１０でプロペラシャフトａをセンシングし易いように調整されている。

そして、多関節の第１アーム部４を伸ばすように調整しながら収容器６０ａ内の前方から後方（ｙ軸方向）に可動させると共に超音波センサー１０で収容器６０ａ内の前方から後方（ｙ軸方向）の順にセンシングする。

超音波センサー１０でｙ軸方向にセンシングして、現時点で最も手前側に配置されたプロペラシャフトａを検出する。ここでは、収容器６０ａの前から３番目まではすでに取り出されたか、あるいは空となっており、４番目に配置されたプロペラシャフトａが検出される。なお、超音波センサー１０でｙ軸方向にセンシングしてプロペラシャフトａが収容器６０ａ内に検出されない場合、すなわち収容器６０ａが空であると認識した場合は、後述する空収容器の処理を行う。さらに、部品運搬用ロボット１は、収容器６０ａ内のプロペラシャフトａが空であることを検出した場合、制御部４１は、外部通信手段４４を介して外部へ所定の信号を送信するように制御する。

図５（ｂ）に示すように、部品運搬用ロボット１は、多関節の第１アーム部４を調整しながら超音波センサー１０で収容器６０ａ内のｘ軸方向をセンシングして、プロペラシャフトａの長手方向を認識する。この超音波センサー１０で得られた収容器６０ａ内のプロペラシャフトａのｘ軸方向及びｙ軸方向の検知結果に基いて、第２エンコーダ４３でプロペラシャフトａのｘ軸方向及びｙ軸方向の長さを検出する。

制御部４１は、超音波センサーによるｘ軸方向及びｙ軸方向の各移動距離の検出結果により、第１、第２アーム部４，５によってプロペラシャフトａを把持する座標位置を決定する。

なお、この収容器６０ａ内に横架して載置されている複数のプロペラシャフトａは、それぞれが左右長手方向（ｘ軸方向）にずれた状態で配置されている場合が多いが、このような状態で配置されたプロペラシャフトａであっても、超音波センサー１０でセンシングして、各プロペラシャフトａにおける適切な把持位置を決定することが可能である。しかも、超音波センサー１０は、環境の明るさの変化などに影響されることがないため、天窓などが設けられた自動車生産工場内で、昼夜問わず正確なセンシングが可能となっている。

次に、部品運搬用ロボット１は、プロペラシャフトａを把持するポジションを取り、第１アーム部４と第２アーム部５の多関節を駆動調整しつつ、第１アーム部４と第２アーム部５の双腕アーム間隔をプロペラシャフトａを把持可能なポジションに調整する。

図６（ｃ）に示すように、両部品保持部６、７でプロペラシャフトａの長手方向の中途部を把持する。このとき、プロペラシャフトａは、両部品保持部６、７の一方の基材である左右の爪体１１Ｌ，１１Ｒの断面凹状部１４に係合した状態となり、同プロペラシャフトａは、爪体１１Ｌ，１１Ｒと他方の爪体１２Ｌ，１２Ｒとの間の伸縮駆動装置１３が駆動されることにより挟持される。制御部４１は、プロペラシャプトａが部品保持部６，７に装着したレーザーセンサー８，９の発光領域を通過することにより、部品保持部６、７の爪体１１，１２間に位置したことを認識する。

そして、図６（ｄ）に示すように、多関節の左右のアーム部４，５を上方所定位置まで引き上げると共に、関節部を介してアーム部４，５を折り畳んで手前側に引き、図６（ｅ）に示すように、プロペラシャフトａを把持した状態で本体部３を回転して走行ポジションを取る。そして、プロペラシャフトａを把持した状態で軌道５５上を走行して原位置５６へ移動する。この一連の動作において、左右のアーム部４，５で把持した長いプロペラシャフトａは、搬送中に何物にも衝突することはなく、安全に搬送可能である。

その後、図７（ａ）に示すように、原位置５６に戻った部品運搬用ロボット１は、走行ポジションから本体部３を１２０度回転して部品供給部５４に向かい合うポジションを取り、多関節の左右のアーム部４，５を駆動してレール６３上の供給部品受具６２までの距離を調整しつつ、部品保持部６，７で把持したプロペラシャフトａを供給部品受具６２に移載する。

そして、図７（ｂ）に示すように、多関節のアーム部４，５を駆動してプロペラシャフトａが載置された供給部品受具６２を、部品保持部６，７の各先端部で押す。このとき、プロペラシャフトａを載置した供給部品受具６２は、下り傾斜のレール６３上を移動して順立部品収容台６１内に収納される。

順立部品収容台６１内のプロペラシャフトが６本になるまで、生産指示データに従ってプロペラシャフトａ，ｂ，ｃの順立作業を繰返す。

順立部品収容台６１内に載置するプロペラシャフトが６本になると、制御部４１は、順立てしての部品供給が完了したことを外部通信手段４４のＰＨＳを用いて外部の作業者へ連絡して、所定の信号で報告する。

そして、外部通信手段４４で連絡を受けた作業者は、順立部品収容台６１を載せた台車を搬出して、組立物ライン５０の載置領域５２へ載置する（図１参照）。

こうして、組立物ライン５０の組立作業者は、順立部品収容台６１から順立てされたプロペラシャフトを取り出して、所定の車種に順次組み付けていくことができ、極めて効率的な自動車部品の組立作業が実現することになる。

次に、図１及び図８を参照しながら、部品運搬用ロボット１による空収容器の回収作業について説明する。なお、ここでは部品貯留部５３において二列目に配置された収容器６０ｂ内をセンシングした結果、プロペラシャフトｂが一本も検出されなかった場合としている。

部品運搬用ロボット１は、先ず、軌道５５上を終端まで走行して回収置場５７の空収容器の回収台車６４へ移動する（図１参照）。

そして、図８（ａ）に示すように、走行ポジションから軌道５５方向に本体部３を回転すると共に、左右のアーム部４，５を駆動して、空収容器の回収台車６４の把持部６４ｈをアーム部４の部品保持部６で把持する。

図８（ｂ）に示すように、部品貯留部５３の空の収容器６０ｂの前に空収容器の回収台車６４を牽引して移動する。
そして、部品貯留部５３に向き合うように本体部３を回転し、多関節の第２アーム部５を駆動して部品貯留部５３の空の収容器６０ｂの前方側部に設けられた空収容器の回収釦６５を押す。この操作により、空の収容器６０ｂの進行を規制していた前部の位置決めポール６８が下がり、空収容器６０ｂが回収台車６４上に移動する。

次いで、図８（ｃ）に示すように、アーム部５を駆動して、上記回収釦６５の横に設けられた供給釦６６を押すことにより、複数のプロペラシャフトｂが積載された新たな収容器６０ｂが、部品貯留部５３の後方から前方へ移動する。

部品運搬用ロボット１は、アーム部４を駆動して、空の収容器６０ｂを載置した回収台車６４の把持部６４ｈをアーム部４の部品保持部６で把持する。

そして、部品運搬用ロボット１は、空収容器６０ｂを載置した回収台車６４を回収置場５７へ牽引走行して移動した後、回収台車６４から空の収容器６０ｂを回収部５８へ移動させる。なお、回収部５８上に載置された空収容器６０ｂは、作業者によって外部に運び出される。

ここでは、プロペラシャフトｂが順立てに必要とされていたため、部品運搬用ロボット１は、再度収容器６０ｂの位置を確認するために、前述した収容器の位置検出を行い、収容器６０ｂからプロペラシャフトｂの取り出して順立部品収容台６１に載置する作業を実行する。

［順立ての制御処理を含む順立て作業の流れ］
本実施の形態に係る部品の順立て供給システムでは、部品運搬用ロボット１は上述してきたような主なる動作を行うが、ここで、部品の順立て供給システムにおける作業の流れについて、制御部４１が実行する制御処理を含めて、図９〜図１２のフローチャートに沿ってさらに説明を加える。図９は部品運搬用ロボットを用いた部品の順立て供給システムのメインのフローチャート、図１０は収容器位置検出処理であるサブルーチンを示すフローチャート、図１１は部品運搬用ロボットの部品運搬処理であるサブルーチンを示すフローチャート、図１２は同部品運搬用ロボットによる空の収容器返し処理であるサブルーチンを示すフローチャートである。

図９に示すように、部品運搬用ロボット１の制御部４１は、先ず、ステップＳ１〜Ｓ３で各収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃの位置検出処理を実行する（図４参照）。なお、この収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃの位置検出処理については、図１０に示すサブルーチンを用いて後に詳述する。

次に、制御部４１は、ステップＳ４において、部品運搬用ロボット１を順立領域５１内の軌道５５上を走行させて原位置５６へ移動させる（図１参照）。

ステップＳ５はメイン処理ループの始点設定であり、制御部４１は、ステップＳ６において、供給部品受具６２を収納した順立部品収容台６１内へプロペラシャフトを順立てる作業回数すなわちワーク数をカウントしているカウンターをリセットして初期値設定を行う。

次に、制御部４１は、部品供給部５４の供給部品受具６２に各種プロペラシャフトａ，ｂ，ｃを６本積込んだか否かの判断する（ステップＳ７）。ここでは、部品運搬用ロボット１は、供給部品受具６２に各種プロペラシャフトａ，ｂ，ｃを６本積込むまで処理を繰返す。プロペラシャフトを６本積込んでいない場合（ＮＯ）は、処理をステップＳ８へ移す。一方、ステップＳ７の判断が（ＹＥＳ）場合は、後述する。

ステップＳ８で、制御部４１は、順立するプロペラシャフトａ，ｂ，ｃの生産指示データ（Ｖ）をリセットし、ステップＳ９において、生産指示サーバより順立てるプロペラシャフトａ，ｂ，ｃの生産指示データ（Ｖ）を読み込む。

制御部４１は、ステップＳ１０において、生産指示データ（Ｖ）が収容器６０ａであるか否かを判断し、生産指示データ（Ｖ）が収容器６０ａであれば（ＹＥＳ）処理をステップＳ１３に移す。一方、生産指示データ（Ｖ）が収容器６０ａでない場合（ＮＯ）は処理をステップＳ１１に移す。

ステップＳ１１では、生産指示データ（Ｖ）が収容器６０ｂであるか否かを判断し、生産指示データ（Ｖ）が収容器６０ｂであれば（ＹＥＳ）処理をステップＳ１４に移す。一方、生産指示データ（Ｖ）が収容器６０ｂでない場合（ＮＯ）は処理をステップＳ１２に移す。

また、ステップＳ１２では、生産指示データ（Ｖ）が収容器６０ｃであるか否かを判断し、生産指示データ（Ｖ）が収容器６０ｃであれば（ＹＥＳ）処理をステップＳ１５に移し、生産指示データ（Ｖ）が収容器６０ｂでない場合（ＮＯ）は処理をステップＳ１７に移す。

ステップＳ１７では、生産指示データ（Ｖ）がｄすなわち収容器６０ａ〜６０ｃのいずれでもなくプロペラシャフトを必要としない場合であり、ステップＳ１８に移し、ｎ＝ｎでステップＳ７に戻る。このとき、生産指示データの指示は受けるがプロペラシャフトを順立てしないワークとして処理される。

ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５は、収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃからのプロペラシャフトａ，ｂ，ｃの取り出し及び搬送処理であり、これらの処理については図１１のサブルーチンを用いて詳述する。

ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５の処理を終えると、制御部４１は、処理をステップ１６へ移し、供給部品受具６２へのプロペラシャフトの積込み本数に「１」を足してステップＳ７に処理を戻す。

ステップ７で、プロペラシャフトを６本積込んだ場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１９に進み、制御部４１は、ステップＳ１９で、管理用ディスプレイ上に順立完了の表示を行う。なお、この管理用ディスプレイは、管理者が随時視認できる位置に適宜設置されている。

次に、制御部４１は、部品供給部５４の供給部品受具６２にプロペラシャフト６本を順立して積込み完了したことを、ロボット１に内蔵した外部通信手段４４のＰＨＳ（Personal Handyphone System）を用いて外部の作業者へ所定の信号で報告する（ステップＳ２０）。このとき、順立部品収容台６１には、順立てしたプロペラシャフトａ，ｂ，ｃの載置が完了していることになる。

ステップＳ２０における順立完了報告を受け、作業者は順立部品収容台６１を載せた台車を搬出して、組立物ライン５０の載置領域５２へ載置する（ステップＳ２１）。

次いで、作業者は順立領域５１の部品供給部５４に順立部品収容台６１を載置した台車を搬入し（ステップＳ２２）、その後、作業者が釦押して、台車の搬入完了を部品運搬用ロボット１に知らせ認識させる（ステップＳ２３）。
なお、ステップＳ２１〜Ｓ２３までの作業者が行うステップについては、例えば、ロボットなどに置き換えて自動化することも可能である。

こうして、ステップＳ５からの処理ループが完了して（ステップＳ２４）、部品の順立て供給システムのメインのフローチャートが終了する。

［収容器位置検出処理］
次に、上述した図９のＳ１〜Ｓ３の収容器位置検出処理について、図１０のサブルーチンを用いて説明する。なお、収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃのいずれの位置検出処理も、実質的な処理内容は同じであるため、以下では収容器６０ａに関する位置検出処理、すなわちステップＳ１についての説明を行う。

図１０に示すように、収容器６０ａ位置検出の処理動作が開始されると、部品運搬用ロボット１の制御部４１は、先ず、収容器６０ａのｘ軸方向のバラツキ変数をリセットする（ステップＳ３１）。ここでは、収容器６０ａごとの寸法の誤差及び収容器６０の配設位置の誤差によるｘ軸方向のバラツキである。

ステップＳ３２で、制御部４１は、部品運搬用ロボット１に軌道５５上を走行させて、部品貯留部５３の収容器６０ａの前に停止させる。

ステップＳ３３で、制御部４１は、図４（ａ）に示すように、第１アーム部４の部品保持部６を収容器６０ａの前面部７０に合わせた後、部品保持部６の超音波センサー１０から超音波を照射して、収容器６０ａの前面部７０のｙ軸方向の検知結果を記憶させる。第２エンコーダ４３による検出結果に基づき、制御部４１は、部品保持部６，７の軌道５５に対して直交する方向への移動距離を検出して、収容器６０ａのｙ軸方向の位置座標を決定する。

ステップＳ３４で、図３（ｂ）に示すように、第２アーム部５の部品保持部７を収容器６０ａの前面部７０右側の基準点７１に合わせた後、部品保持部７のレーザーセンサー８で位置規定ポール６９をｘ軸方向にセンシングすることで、収容器６０ａの前面部７０のｘ軸方向の検知結果を記憶させる。制御部４１は、第１エンコーダ４２の検出結果に基いて、走行部２の軌道５５上のｘ軸方向の移動距離から収容器６０ａのｘ軸方向の検出位置座標をＲＡＭに記憶する。

制御部４１は、収容器６０ａの位置座標が検出されたか否かについて判断し（ステップＳ３５）、収容器６０ａが検出されない場合（ＮＯ）は、ステップＳ３４に戻って収容器６０ａの位置座標が検出されるまでセンシングを繰り返すようにしている。

なお、ステップＳ３３において、ｙ方向における収容器６０ａの位置のセンシングを行って、収容器６０ａそのものが検出されない場合、制御部４１は、外部通信手段４４を用いて、収容器６０ａが所定位置に配置されていないことを管理者などに連絡する。

このように、収容器６０ａがセッティングされていない、あるいは大きく位置ずれしている場合、外部通信手段４４から外部へ所定の信号を送信するように制御されているため、管理者は早期に対応することができ、自動車生産工程の遅延を可及的に防止することができる。

ステップＳ３５において収容器６０ａの位置座標が検出された場合（ＹＥＳ）、制御部４１は、処理をステップＳ３６に移し、第１エンコーダ４２で検出された軌道５５上の走行軸のエンコーダ値を読み取る。

ステップＳ３７で、第１エンコーダ４２で検出された移動距離の検出結果を、収容器６０ａのｘ軸方向の位置バラツキ補正を行い、収容器６０ａの座標位置を決定し、有効座標位置として記憶する。なお、Ａ（Ｂ，Ｃ）は定数である。

ステップＳ３８で、制御部４１は部品運搬用ロボット１に走行ポジションを取らせ、収容器６０ａの位置検出処理が終了する。また、残りの収容器６０ｂ、６０ｃについても、上述してきた収容器６０ａと同様にステップＳ３１〜Ｓ３８までの処理を行うことで、収容器６０ｂ、６０ｃの有効位置座標を決定することができる。

［部品運搬用ロボットによる部品順立処理］
次に、図９のステップＳ１３〜Ｓ１５の処理である部品運搬用ロボットの順立作業について、図１１のサブルーチンを用いて説明する。この処理により、部品運搬用ロボット１が、自動車の車種の生産順序にしたがい、部品貯留部５３の各収容器６０内から各プロペラシャフトａ，ｂ，ｃを運搬移動して、供給部品受具６２へ各プロペラシャフトａ，ｂ，ｃを順立して供給することになる。

先ず、制御部４１は、ステップＳ５１で、収容器６０ａが空であることを示す最終部品判定フラグをリセットし、ＲＡＭに「０」をセットする。

続いて制御部４１は、ステップＳ５２で、軌道５５方向から部品供給部５４に向かい合うように部品運搬用ロボット１の本体部３を回転させ、後にプロペラシャフト（部品）を載置する供給部品受具６２を把持するセットポジションを取らせる。このとき、部品運搬用ロボット１は、次に把持する供給部品受具６２までの距離に合わせて、多関節のアーム部４，５を折り曲げて調整する。

ステップＳ５３で、部品運搬用ロボット１は両アーム部４，５の多関節を調整しつつ、下段の台車置場に載置された供給部品受具６２を両部品保持部６，７で把持して、再度、両アーム部４，５の多関節を調整して同供給部品受具６２を部品供給部５４の上段のレール６３始端へ載置する（図７参照）。

ステップＳ５４で、制御部４１は、部品供給部５４に向かい合うポジションから軌道５５方向へ、部品運搬用ロボット１の本体部３を回転させ、軌道５５上を走行するときの走行ポジションを取らせる。

ステップＳ５５で、制御部４１は、原位置５６の値と、ステップＳ３７で得た収容器６０の位置バラツキ補正の値を足した値を読み込み、読込んだ値に基づいて、原位置５６から収容器６０ａの前部へ軌道５５上を走行して移動する。

ステップＳ５６で、制御部４１は部品運搬用ロボット１に走行ポジションから収容器６０ａに向き合うように本体部３を回転させて姿勢を変更させ、部品保持部６の超音波センサー１０で、収容器６０ａ内のプロペラシャフトａ位置をセンシングするポジションを取らせる。ここでのポジションは、多関節の両アーム部４，５を折り曲げるようにして、超音波センサー１０でプロペラシャフトａをセンシングし易いように調整されている。

ステップＳ５７で、多関節の第１アーム部４を伸ばすように調整しながら収容器６０ａ内の前方から後方（ｙ軸方向）に可動させると共に超音波センサー１０で収容器６０ａ内の前方から後方（ｙ軸方向）の順にセンシングしていく。

ステップＳ５８で、制御部４１は、超音波センサー１０でｙ軸方向にセンシングしてプロペラシャフトａを検出したか否かの判断を行い、プロペラシャフトａが検出された場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６１へ処理を移す。一方、収容器６０ａ内のｙ軸方向におけるプロペラシャフトａが検出されない場合（ＮＯ）、ステップＳ５９に処理を移す。

ステップＳ５９では、制御部４１は、超音波センサー１０でセンシングした結果が収容器６０ａ内のｙ軸方向の終端であるか否かを判断し、収容器６０ａ内のｙ軸方向の終端である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６０に処理を移して空の収容器返しの処理（図１２）を行い、処理を終了した後は、ステップＳ５５へ処理を戻す。他方、ステップＳ５９における判定処理で、収容器６０ａ内のｙ軸方向の終端でない場合（ＮＯ）、ステップＳ５７へ戻り収容器６０ａ内のｙ軸方向のセンシングを継続する。

なお、ステップＳ６０の処理に移す際に、制御部４１は、外部通信手段４４を用いて、収容器６０ａ内が空であることを管理者などに連絡する。したがって、連絡を受けた管理者は、ただちにプロペラシャフトａの補充を行うことができ、生産工程の遅延を防止することができる。

ステップＳ６１で、制御部４１は、収容器６０ａ内の最後のプロペラシャフトａであるか否かの判断を行う。
収容器６０ａ内の最後のプロペラシャフトａである場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６３で最終のプロペラシャフトａであることを示す判定フラグを「１」とＲＡＭに記憶する処理を行い、収容器６０ａ内の最後のプロペラシャフトａでない場合（ＮＯ）はそのままステップＳ６２へと進む。

ステップＳ６２で、制御部４１は、第１アーム部４を調整しながら超音波センサー１０で収容器６０ａ内のｘ軸方向をセンシングして、プロペラシャフトａの長手方向を認識する（図５（ｂ）参照）。

次いで、制御部４１は、ステップＳ６４において、超音波センサーによるｘ軸方向のセンシング検知結果により、プロペラシャフトａを把持する座標位置を決定する。

ステップＳ６５で、制御部４１は、部品運搬用ロボット１にプロペラシャフトａを把持するポジションを取らせる。例えば、第１アーム部４と第２アーム部５の関節部を調整して、第１アーム部４と第２アーム部５のアーム間隔をプロペラシャフトａを把持可能なポジションに調整する。

その後、制御部４１は、ステップＳ６６において、プロペラシャフトａの両端を部品保持部６、７で把持させる（図５（ｃ）参照）。このとき、部品運搬用ロボット１は、プロペラシャプトａが部品保持部に装着したレーザーセンサー８，９の発光領域を通過することにより、部品保持部６、７に把持されることを認識することになる。また、プロペラシャフトａは、両部品保持部６、７の一方の基材である左右の爪体１１Ｌ，１１Ｒの断面凹状部１４に係合した状態であり、制御部４１は、伸縮駆動装置１３を駆動して爪体１１Ｌ，１１Ｒと他方の爪体１２Ｌ，１２Ｒとでこれを挟持する。

ステップＳ６７で、制御部４１は、左右のアーム部４，５を駆動調整して、プロペラシャフトａを把持した状態で本体部３を回転させ、ロボット１に走行ポジションを取らせる（図６（ｅ）参照）。

ステップＳ６８で、制御部４１は走行部２を駆動制御して、プロペラシャフトａを把持した状態で部品運搬用ロボット１に軌道５５上を走行させて原位置５６へ移動させる。

ステップＳ６９では、制御部４１は、走行ポジションから本体部３を１２０度回転してロボット１に部品供給部５４に向かい合うポジションを取らせ、左右のアーム部４，５を駆動してレール６３上の供給部品受具６２までの距離を調整しつつ、部品保持部６，７で把持したプロペラシャフトａを供給部品受具６２に移載する（図７（ａ）参照）。

ステップＳ７０で、部品運搬用ロボット１は、供給部品受具６２へ移載したプロペラシャフトが６本目であるか否かの判断を行い、プロペラシャフトが６本目である場合（ＹＥＳ）はそのままステップＳ７２へ処理を移すとともに、プロペラシャフトが６本目でない場合（ＮＯ）、ステップＳ７１に処理を移して部品運搬用ロボット１の部品保持部６，７でプロペラシャフトａが載置された供給部品受具６２の端部を押す動作を実行させ、その後、ステップＳ７２へ処理を移す。なお、ロボット１によって押された供給部品受具６２は、図７（ｂ）に示すように、移動して順立部品収容台６１内に収納される。例えば、ワーク数ｎ＝５の処理後であり、かつ、全てのワークが供給部品受具６２へのプロペラシャフトの積込み処理後であるとき、プロペラシャフトの本数は６本目となる。

ステップＳ７２で、ステップＳ６４の最終のプロペラシャフトの判定フラグが「１」であるか否かの判断を行い、判定フラグが「１」である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ７３で、空収容器返しの処理（図８参照）を行う。なお、ステップＳ７３の処理については、図１２に示すサブルーチンを用いて後述する。
制御部４１は、ステップＳ７３の処理を終えると、部品運搬用ロボット１を軌道５５上を走行させて原位置５６へ復帰させ、ステップＳ５１からのこの部品順立処理を完了する。
また、ステップＳ７２において、判定フラグが「１」でない場合（ＮＯ）、制御部４１は、そのまま原位置５６に復帰させてステップＳ５１からの部品順立処理を完了する。

［空収容器回収処理］
ここで、図１１のＳ７３の処理である空収容器の回収作業処理について、図１２に示すサブルーチンを参照しながら説明する。

図１２に示すように、この空の収容器の回収作業処理では、先ず、制御部４１は部品運搬用ロボット１に走行ポジションを取らせる（ステップＳ８１）。

ステップＳ８２で、制御部４１は、部品運搬用ロボット１に軌道５５上を走行させて回収置場５７の空収容器の回収台車６４へ移動させる（図８（ａ）参照）。

そして、ステップＳ８３において、空収容器の回収台車６４の把持部６４ｈをアーム部４の部品保持部６で把持させる。

ステップＳ８４において、図８（ｂ）に示すように、制御部４１はロボット１に、部品貯留部５３の空収容器６０ｂの前に空収容器の回収台車６４を牽引して移動させる。

次いで、ステップＳ８５で、ロボット１に部品貯留部５３の空の収容器６０ｂの前方側部に設けている空収容器の回収釦６５を押させる。これにより、空の収容器６０ｂの進行を規制していた前部の位置決めポール６８（図１参照）が下がり、空収容器６０ｂが回収台車６４上に移動することになる。

続いて制御部４１は、図８（ｃ）に示すように、ロボット１に供給釦６６を押させる。これにより、複数のプロペラシャフトｂを積載した収容器６０ｂが、部品貯留部５３の後方から前方へ移動することになる。

そして、ステップＳ８７において、空収容器６０ｂを載置した回収台車６４の把持部６４ｈをアーム部４の部品保持部６で把持させる。

ステップＳ８８では、ロボット１を回収置場５７へ走行させて、空収容器６０ｂを載置した回収台車６４を移動した後、回収台車６４から空収容器６０ｂを回収部５８へ移動させる。

その後、制御部４１は、ステップＳ８９において、部品運搬用ロボット１に再度収容器６０ａ（６０ｂ、６０ｃ）の位置を確認させるために、新たに順立領域５１に供給された収容器６０ａ（６０ｂ、６０ｃ）の位置検出を行わせ、収容器６０ａ（６０ｂ、６０ｃ）からプロペラシャフトａ（ｂ，ｃ）の取り出して順立部品収容台６１に載置する作業を実行する。すなわち、図１０に示した処理を行い、この空収容器の回収作業処理を終了する。

以上説明してきたように、本実施の形態に係る部品運搬用ロボットを用いた部品の順立て供給システムによれば、例えば多種類のプロペラシャフトａ，ｂ，ｃのような部品を複数種類の自動車に適切に組み込む場合、ラインにおける自動車の流れる順序に合わせて適切なプロペラシャフトａ，ｂ，ｃを収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃから取出し、取出したプロペラシャフトａ，ｂ，ｃを、部品供給部５４に組立順に配列する、所謂「順立て」作業を、効率よく、かつ正確に行うことができる。

また、ロボット１が備える第１検知部であるレーザーセンサー８，９及び第２検知部である超音波センサー１０は、工場内などにおいて日中や夜間で全く異なる光照度の強弱の影響を受けることがないため、収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃの位置検出、さらには収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃ内のプロペラシャフトａ，ｂ，ｃの認識を高精度で行える。そして、かかる高精度なセンサー８．９．１０の検知結果に基いて制御しているため、工場内において、ロボット１の走行部２及びアーム部４，５の各動作の駆動制御を良好に行うことができる。

また、本実施の形態に係る部品運搬用ロボット１は、第１アーム部４と第２アーム部５とからなる双腕アームを備え、その先端に部品保持部６，７を設けているため、部品を把持しつつ、部品を安定して搬送することができ、しかも、プロペラシャフトａ，ｂ，ｃのように長尺な部品、さらには重量のある部品であっても安定して保持、搬送することができる。

なお、上述してきた例では、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、順立てする部品はプロペラシャフトに限らず、いかなる部品であっても本部品運搬用ロボット及び本部品の順立て供給システムは適用可能である。この場合、本部品運搬用ロボットのアーム部（特に、部品保持部）及び部品を載置している収容器等を変更するのみで、本部品運搬用ロボット及び本部品の供給システムの所要の効果を得ることができる。

また、レーザーセンサー８，９及び超音波センサー１０の取り付け位置は、適宜調整可能であり、必ずしも実施例に限定されるものではない。

また、本実施の形態において、外部通信手段としてＰＨＳを用いたが、これに限定されるものではなく、既存の携帯電話システム、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ等を用いてもよい。

また、順立領域５１内の部品貯留部５３（図１）に用意された収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃは、作業者によってレール５９ａ，５９ｂ，５９ｃの基端からそれぞれ供給するようにしているが、この作業者による収容器６０ａ，６０ｂ，６０ｃの搬入作業についても、例えば搬入用ロボットを用いて省力化することもできる。

本発明に係る部品の順立て供給システムを示す概略構成図である。 本発明に係る部品運搬用ロボットを示す構成図である。 部品運搬用ロボットの制御を示すブロック図である。 部品運搬用ロボットによる収容器のセンシングを示す構成図である。 同部品運搬用ロボットによる収容器内の部品のセンシングを示す構成図である。 同部品運搬用ロボットの収容器内の部品の把持動作を示す構成図である。 同部品運搬用ロボットの部品供給部内の作業動作を示す構成図である。 同部品運搬用ロボットの空の収容器返しを示す構成図である。 部品の順立て供給システムのメインフローチャートである。 収容器位置検出を示すフローチャートである。 部品運搬用ロボットの部品運搬処理を示すフローチャートである。 同部品運搬用ロボットによる空の収容器返しを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 部品運搬用ロボット
２ 走行部
３ 本体部
４ 第１アーム部
５ 第２アーム部
６，７ 部品保持部
８，９ 第１検知部
１０ 第２検知部
１１ 爪体
１２ 爪体
１３ 伸縮駆動装置
１４ 断面凹状部
５０ 組立物ライン
５１ 順立領域
５２ 載置領域
５３ 部品貯留部
５４ 部品供給部
５５ 軌道
５６ 原位置
５７ 回収置場
５８ 回収部
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ 収容器
６１ 順立収容器
６２ 供給部品受具
６４ 回収台車
６４ｈ 把持部
６５ 回収釦
６６ 供給釦

Claims (6)

1. 種類別にそれぞれ複数個の部品を収容して列状に並設された複数の収容器の中から、所定の組立物を組み上げるために必要な部品を、組立順序に従って前記収容器から取出し、取出した部品を、部品供給部に前記組立物の組立順に配列するために、前記複数の収容器が並設された列に沿って敷設された軌道上を自走可能な走行部と、この走行部上に設けられた本体部に可動自在に連接され、先端部に部品保持部を設けたアーム部と、を備えた部品運搬用ロボットであって、
   前記部品保持部に設けられ、前記収容器の位置を規定する位置規定部が通過したか否かを検出することで前記軌道の方向に対する前記収容器の位置を検出し、前記物品の通過を検出することで、前記物品保持部による前記部品の把持状態を検出する第１検知部と、
   前記部品保持部に設けられ、前記収容器の前端面をセンシングすることで前記軌道に直交する方向に対する前記収容器の位置を検出し、前記部品が収容されている平面における前記部品の２方向をセンシングすることで前記部品の前記部品保持部による把持位置を検出する第２検知部と、
   前記第１検知部が前記収容器の位置を規定する位置規定部が通過したか否か検出した結果に基づき前記収容器の位置の補正を行い、補正した値を用いて前記部品保持部にて前記部品を保持するように前記部品運搬用ロボットの動作を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする部品運搬用ロボット。
2. 前記制御部に接続され、前記走行部の軌道上の移動距離を検出する第１エンコーダと、
   前記制御部に接続され、前記部品保持部の前記軌道に対して直交する方向への移動距離を検出する第２エンコーダと、
   を備え、
   前記制御部は、前記第１及び第２エンコーダの検出結果をフィードバックしながら前記部品運搬用ロボットの動作を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の部品運搬用ロボット。
3. 前記アーム部を、先端部に前記部品保持部をそれぞれ有し前記本体部に前記本体部に可動自在に連接された第１アーム部と第２アーム部とからなる双腕のアーム部とし、
   前記第１検知部を、前記第１及び第２アーム部の各部品保持部に設けたレーザーセンサーとし、
   前記第２検知部を、前記第１アーム部の部品保持部に設けた超音波センサーとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の部品運搬用ロボット。
4. 前記部品保持部は、連結部を中心に開閉駆動する一対の爪体を有し、
   前記第１検知部を前記一対の爪体の先端側に設け、
   前記第２検知部を前記一対の爪体の一方の外側の基端側に設けることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の部品運搬用ロボット。
5. 種類別に複数個の部品を収容した複数の収容器を列状に並設した部品貯留部と、
   前記部品貯留部に略平行に付設した軌道上を自走可能に配置され、前記部品を保持する部品保持部を備えた部品運搬用ロボットと、
   この部品運搬用ロボットにより前記部品貯留部から取出された前記部品を、所定の組立物の組立順に配列して載置するための部品供給部と、
   を備えた部品の順立て供給システムであって、
   前記部品運搬用ロボットは、
   前記軌道上を自走可能な走行部と、
   この走行部上に設けられた本体部に可動自在に連接され、先端部に部品保持部をそれぞれ設けた第１アーム部及び第２アーム部と、
   前記第１アーム部及び前記第２アーム部の前記部品保持部にそれぞれ設けられ、前記収容器の位置を規定する位置規定部が通過したか否かを検出することで前記軌道の方向に対する前記収容器の位置を検出するとし、前記部品の通過を検出することで、前記部品保持部による前記部品の把持状態を検出する第１検知部と、
   前記第１アーム部の前記部品保持部に設けられ、前記収容器の前端面をセンシングすることで前記軌道に直交する方向に対する前記収容器の位置を検出し、前記部品が収容されている平面における前記部品の２方向をセンシングすることで前記部品の前記部品保持部による把持位置を検出する第２検知部と、
   前記走行部の軌道上の移動距離を検出する第１エンコーダと、
   前記部品保持部の前記軌道に対して直交する方向への移動距離を検出する第２エンコーダと、
   前記第１検知部が前記収容器の位置を規定する位置規定部が通過したか否か検出した結果に基づき前記収容器の位置の補正を行い、補正した値を用いて前記部品保持部にて前記部品を保持するように前記部品運搬用ロボットの動作を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする部品の順立て供給システム。
6. 前記部品搬送用ロボットは、外部通信手段をさらに備え、
   前記第２検知部により、複数の収容器が所定位置にセッティングされていないこと、又は前記収容器内の部品が空であることを検出した場合、前記制御部は、前記外部通信手段から外部へ所定の信号を送信することを特徴とする請求項５記載の部品の順立て供給システム。

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