JP5231463B2 - 作業補助システム及び作業補助方法並びに該作業補助方法を記録した記録媒体 - Google Patents
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Description
2……モーションキャプチャ
23……圧力センサ
31……制御部
31a……部品取付位置判定機能
31b……保持部押圧機能
31c……ロボット位置補正機能
31d……ロボット角度補正機能
31e……ロボット追従機能
31f……ロボット制御機能
31g……保持部固定機能
32……データ記憶部
32a……作業者用作業位置標準データ
32b……ロボット用作業位置標準データ
32c……取付角度標準データ
4……産業用ロボット
41……アーム
43……吸着パッド(保持部)
WG……ウインドガラス(部品)
Claims (13)
- 工場内の生産ラインにおいて、作業者が前記生産ライン上を搬送される製品に部品を取り付ける部品取付作業を行うために、前記部品の一方側を前記作業者が手で保持し他方側を産業用ロボットがアームの先端に連結された保持部で保持して、前記部品の前記一方側を保持した前記作業者が、前記部品が配置されている部品配置位置から前記生産ライン上を搬送される前記製品に前記部品を取り付けるための部品取付位置まで前記部品を移動することで、前記製品の前記他方側を保持した前記産業用ロボットの前記保持部も強制移動させ、さらに、前記作業者の前記手及び前記産業用ロボットの前記保持部で前記部品を押圧することで当該部品を前記製品に取り付ける作業補助システムであって、
前記作業者の前記手に装着され、当該手による作業動作を経時的に測定してその測定結果である動作情報を3次元座標データとして送信するモーションキャプチャと、
前記作業者の前記手に装着され、前記部品に加わる荷重を経時的に測定してその測定結果である圧力検出データを送信する圧力センサと、
前記3次元座標データで、前記部品取付位置における前記作業者の前記手の作業位置の標準である作業者用作業位置標準データが登録されたデータ記憶部と、
前記モーションキャプチャから送信される前記3次元座標データ、及び前記圧力センサから送信される前記圧力検出データに基づき前記産業用ロボットを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記モーションキャプチャから得られた前記3次元座標データの値と、前記データ記憶部に登録された前記作業者用作業位置標準データの値とを比較して、前記3次元座標データの値が前記作業者用作業位置標準データの値に設定された誤差範囲内の場合には前記作業者の前記手が前記標準作業位置に到達したと判定する部品取付位置判定機能と、
前記部品取付位置判定機能で前記作業者の前記手が前記標準作業位置に到達したと判定すると、前記作業者が前記手で前記部品を押圧することで前記圧力センサから送信される前記圧力検出データの値に応じた圧力値で、前記産業用ロボットの前記保持部で前記部品を押圧させる保持部押圧機能とを有することを特徴とする作業補助システム。 - 工場内の生産ラインにおいて、作業者が前記生産ライン上を搬送される製品に部品を取り付ける部品取付作業を行うために、前記部品の一方側を前記作業者が手で保持し他方側を産業用ロボットがアームの先端に連結された保持部で保持して、前記部品の前記一方側を保持した前記作業者が、前記部品が配置されている部品配置位置から前記生産ライン上を搬送される前記製品に前記部品を取り付けるための部品取付位置まで前記部品を移動することで、前記製品の前記他方側を保持した前記産業用ロボットの前記保持部が前記アームを介して前記部品取付位置まで移動され、さらに、前記作業者の前記手及び前記産業用ロボットの前記保持部で前記部品を押圧することで当該部品を前記製品に取り付ける作業補助システムであって、
前記作業者の前記手に装着され、当該手による作業動作を経時的に測定してその測定結果である動作情報を3次元座標データとして送信するモーションキャプチャと、
前記作業者の前記手に装着され、前記部品に加わる荷重を経時的に測定してその測定結果である圧力検出データを送信する圧力センサと、
前記モーションキャプチャから送信される前記3次元座標データ、及び前記圧力センサから送信される前記圧力検出データに基づき前記産業用ロボットが動作するように制御する制御部と、
前記3次元座標データで、前記部品取付位置における前記作業者の前記手の作業位置の標準である作業者用作業位置標準データが登録されたデータ記憶部とを備え、
前記制御部は、
前記モーションキャプチャから時系列で受信する前記3次元座標データに基づき前記産業用ロボットの前記保持部を前記作業者の前記手による前記作業動作に追従させるロボット追従機能と、
前記作業者が前記部品の前記一方側を保持した位置と、前記産業用ロボットの前記保持部が前記部品の前記他方側を保持した位置との間を実質的に一定間隔で維持した状態で当該産業用ロボットを前記ロボット追従機能で制御するロボット制御機能と、
前記モーションキャプチャから得られた前記3次元座標データの値と、前記データ記憶部に登録された前記作業者用作業位置標準データの値とを比較して、前記3次元座標データの値が前記作業者用作業位置標準データの値に設定された誤差範囲内の場合には前記作業者の前記手が前記標準作業位置に到達したと判定する部品取付位置判定機能と、
前記部品取付位置判定機能で前記作業者の前記手が前記標準作業位置に到達したと判定すると、前記作業者が前記手で前記部品を押圧することで前記圧力センサから送信される前記圧力検出データの値に応じた圧力値で、前記産業用ロボットの前記保持部で前記部品を押圧させる保持部押圧機能とを有することを特徴とする作業補助システム。 - 前記制御部は、
前記データ記憶部の前記作業者用作業位置標準データに基づき、前記作業者が前記製品の前記一方側を保持した位置と、前記産業用ロボットの前記保持部が前記製品の前記他方側を保持した位置との間を実質的に一定間隔にした状態で導き出される前記産業用ロボットの前記保持部の前記部品取付位置におけるロボット用作業位置標準データと、
前記作業者の前記部品の移動作業により移動された前記保持部の位置情報を前記産業用ロボットから得ることができる位置データとを比較して、
異なる場合には前記保持部の位置を前記ロボット用作業位置標準データの値まで補正するロボット位置補正機能を有することを特徴とする請求項1記載の作業補助システム。 - 前記制御部は、前記産業用ロボットの前記保持部が前記部品取付位置における予め定められた座標軸上に到達した場合には、前記モーションキャプチャが前記予め定められた座標軸上に到達するまでは前記保持部を当該座標軸上に固定させ、さらに、前記保持部が前記部品取付位置における前記予め定められた前記座標軸と直交する座標軸に到達すると、当該保持部を前記座標軸と直交する前記座標軸上に固定する保持部固定機能を有することを特徴とする請求項2記載の作業補助システム。
- 前記データ記憶部は、前記3次元座標データで、前記標準作業位置で前記作業者が前記部品を前記製品に取り付けるための当該部品の取付角度の標準である取付角度標準データが登録され、
前記制御部は、前記産業用ロボットの前記保持部による前記部品の前記取付角度を前記取付角度標準データに基づき補正するロボット角度補正機能を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4のうち何れか1項に記載の作業補助システム。 - 前記モーションキャプチャは、
前記作業者の手指に装着される複数の磁気式3次元位置姿勢センサと、
前記磁気式3次元位置姿勢センサ群で検出された前記作業者の作業動作情報を受信して前記データ処理装置に送信する信号処理部とを備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のうち何れか1項に記載の作業補助訓練システム。 - 前記圧力センサは、前記作業者の前記手指に複数装着されていることを特徴とする請求項6記載の作業補助システム。
- 工場内の生産ラインにおいて、作業者が前記生産ライン上を搬送される製品に部品を取り付ける部品取付作業を行うために、前記部品の一方側を前記作業者がモーションキャプチャ及び圧力センサを装着した手で保持し他方側を産業用ロボットがアームの先端に連結された保持部で保持して、前記部品の前記一方側を保持した前記作業者が、前記部品が配置されている部品配置位置から前記生産ライン上を搬送される前記製品に前記部品を取り付けるための部品取付位置まで前記部品を移動することで、前記製品の前記他方側を保持した前記産業用ロボットの前記保持部が強制移動される際、前記作業者の作業動作を前記モーションキャプチャで経時的に測定しその測定結果である3次元座標データを前記産業用ロボットを制御する制御部に送信すると共に、さらに、前記作業者の前記手及び前記産業用ロボットの前記保持部で前記部品を押圧することで当該部品を前記製品に取り付ける際、前記部品に加わる荷重を前記圧力センサで経時的に測定しその測定結果である圧力検出データも前記制御部に送信して、当該制御部で前記産業用ロボットを前記作業者の前記作業動作に準じて動作させる作業補助方法であって、
前記制御部は、
前記モーションキャプチャから得られた前記3次元座標データの値と、前記部品取付位置における前記作業者の前記手の作業位置の標準である作業者用作業位置標準データの値とを比較して、前記3次元座標データの値が前記作業者用作業位置標準データの値に設定された誤差範囲内の場合には前記作業者の前記手が前記標準作業位置に到達したと判定するステップと、
前記ステップで前記作業者の前記手が前記標準作業位置に到達したと判定すると、前記作業者が前記手で前記部品を押圧することで前記圧力センサから送信される前記圧力検出データの値に応じた圧力値で、前記産業用ロボットの前記保持部で前記部品を押圧させるステップとを有することを特徴とする作業補助方法。 - 工場内の生産ラインにおいて、作業者が前記生産ライン上を搬送される製品に部品を取り付ける部品取付作業を行うために、前記部品の一方側を前記作業者がモーションキャプチャ及び圧力センサを装着した手で保持し他方側を産業用ロボットがアームの先端に連結された保持部で保持して、前記部品の前記一方側を保持した前記作業者が、前記部品が配置されている部品配置位置から前記生産ライン上を搬送される前記製品に前記部品を取り付けるための部品取付位置まで前記部品を移動することで、前記製品の前記他方側を保持した前記産業用ロボットの前記保持部が前記アームを介して前記部品取付位置まで移動される際、前記作業者の作業動作を前記モーションキャプチャで経時的に測定しその測定結果である3次元座標データを前記産業用ロボットを制御する制御部に送信すると共に、さらに、前記作業者の前記手及び前記産業用ロボットの前記保持部で前記部品を押圧することで当該部品を前記製品に取り付ける際、前記部品に加わる荷重を前記圧力センサで経時的に測定しその測定結果である圧力検出データも前記制御部に送信して、当該制御部で前記産業用ロボットを前記作業者の前記作業動作に準じて動作させる作業補助方法であって、
前記制御部は、
前記モーションキャプチャから時系列で受信する前記3次元座標データに基づき前記産業用ロボットの前記保持部を前記作業者の前記手による前記作業動作に追従させるステップと、
前記作業者が前記部品の前記一方側を保持した位置と、前記産業用ロボットの前記保持部が前記部品の前記他方側を保持した位置との間を実質的に一定間隔で維持した状態で、当該産業用ロボットの前記保持部を前記作業者の前記手による前記作業動作に追従させるステップと、
前記モーションキャプチャから得られた前記3次元座標データの値と、前記部品取付位置における前記作業者の前記手の作業位置の標準である作業者用作業位置標準データの値とを比較して、前記3次元座標データの値が前記作業者用作業位置標準データの値に設定された誤差範囲内の場合には前記作業者の前記手が前記標準作業位置に到達したと判定するステップと、
前記ステップで前記作業者の前記手が前記標準作業位置に到達したと判定すると、前記作業者が前記手で前記部品を押圧することで前記圧力センサから送信される前記圧力検出データの値に応じた圧力値で、前記産業用ロボットの前記保持部で前記部品を押圧させるステップとを有することを特徴とする作業補助方法。 - 前記制御部は、
前記作業者用作業位置標準データに基づき、前記作業者が前記製品の前記一方側を保持した位置と、前記産業用ロボットの前記保持部が前記製品の前記他方側を保持した位置との間を実質的に一定間隔にした状態で導き出される前記産業用ロボットの前記保持部の前記部品取付位置におけるロボット用作業位置標準データと、
前記作業者の前記部品の移動作業により移動された前記保持部の位置情報を前記産業用ロボットから得ることができる位置データとを比較して、
異なる場合には前記保持部の位置を前記ロボット用作業位置標準データの値まで補正するステップを有することを特徴とする請求項8記載の作業補助方法。 - 前記制御部は、
前記産業用ロボットの前記保持部が前記部品取付位置における予め定められた前記座標軸上に到達した場合には、前記モーションキャプチャが前記予め定められた座標軸上に到達するまでは前記保持部を当該座標軸上に固定させ、さらに、前記保持部が前記部品取付位置における前記予め定められた前記座標軸と直交する座標軸に到達すると、当該保持部を前記座標軸と直交する前記座標軸上に固定するステップを有することを特徴とする請求項9記載の作業補助方法。 - 前記制御部は、
前記産業用ロボットの前記保持部による前記部品の前記取付角度を、前記3次元座標データで、前記標準作業位置で前記作業者が前記部品を前記製品に取り付けるための当該部品の取付角度の標準である取付角度標準データに基づき補正するステップを有することを特徴とする請求項8乃至請求項11のうち何れか1項に記載の作業補助方法。 - 請求項8乃至請求項12のうち何れか1項に記載の作業補助方法によって実現するためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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