JP5546377B2 - Production system - Google Patents
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Description
本発明は、ロボットアームを搭載する架台を複数組み合わせて構成される生産システムに関するものである。 The present invention relates to a production system configured by combining a plurality of platforms on which a robot arm is mounted.
近年、小型の電機製品、電子製品等は、多品種少量生産化や製品サイクルの短期化が進んでおり、これらを生産する生産ラインも、生産対象となる製品にあわせて、ライン構成の組み換えが頻繁に行われる傾向がある。こうした生産ラインは、他の製品に移行する際、ライン変更に時間や専用の治具を作る必要があるため、ある程度、まとまった数が出ない場合は、自動化生産ラインは見送り、人手によるセル生産で対応しているものが多い。しかしながら、このような場合にあっても、製品の品質の安定や、急激な生産増加等に対応するため、生産ラインの自動化が望まれている。そこで近年では、汎用利用可能な多軸のロボットアームを用いた組立装置が注目されている。 In recent years, small electrical products, electronic products, etc. have been produced in a variety of small-lot production and product cycles have been shortened, and the production lines that produce them have been reconfigured according to the products to be produced. There is a tendency to occur frequently. When these production lines are transferred to other products, it is necessary to make time and special jigs to change the line, so if there is not a certain number of batches, the automated production line will be sent off, and manual cell production There are many that are supported by. However, even in such a case, it is desired to automate the production line in order to cope with stable product quality and rapid increase in production. Therefore, in recent years, an assembling apparatus using a multi-axis robot arm that can be used for general purposes has attracted attention.
なかでも、ロボットアームの位置とワークの位置との公差をキャンセルすべく、広範囲の視野を持つカメラを筐体の天面に配置し、動作プログラムを変更することでさまざまな作業を行わせる組立装置が注目されている(特許文献1参照)。このロボットアームは、筐体の側壁に固定されている。そして、この種の組立装置を複数配列して生産システムが構築されている。 Among them, an assembly device that performs various tasks by arranging a camera with a wide field of view on the top surface of the housing and changing the operation program in order to cancel the tolerance between the position of the robot arm and the position of the workpiece. Has attracted attention (see Patent Document 1). This robot arm is fixed to the side wall of the housing. A production system is constructed by arranging a plurality of assembly devices of this type.
ところで、複数の組立装置を配列してなる生産システムにおいて、ロボットアームが扱う治具類の公差を抑える、即ち治具類の精度を緩和してコストを抑制するためには、カメラの検知精度が重要な要素となる。 By the way, in a production system in which a plurality of assembly devices are arranged, in order to suppress the tolerance of jigs handled by the robot arm, that is, to reduce the accuracy of the jigs and reduce the cost, the detection accuracy of the camera is required. It becomes an important factor.
しかし、従来の組立装置では、カメラが固定されている筐体の側壁にロボットアームが設けられているので、ロボットアームの稼働により筐体が振動する。また、筐体は床の振動によっても振動する。床の振動の原因は、例えばフロア上若しくは近隣フロアに設置された装置の稼動による振動、工場近隣を通る重機車両による振動、又は工場の床の強度不足により組立装置の近くを人や台車などが通過することで発生する振動等、さまざまである。このように筐体が振動すると筐体と共にカメラが振動してしまうので、被加工物を撮像するカメラの検知精度が低下するという問題があった。 However, in the conventional assembly apparatus, since the robot arm is provided on the side wall of the casing to which the camera is fixed, the casing vibrates by the operation of the robot arm. The housing also vibrates due to floor vibration. The cause of floor vibration is, for example, vibration caused by operation of equipment installed on the floor or nearby floors, vibration caused by heavy machinery vehicles passing through the vicinity of the factory, or people or carts near the assembly equipment due to insufficient strength of the factory floor. There are various vibrations that occur when passing through. When the casing vibrates in this way, the camera vibrates together with the casing, which causes a problem that the detection accuracy of the camera that captures an image of the workpiece is lowered.
そこで、この筐体の振動に起因するカメラの検知精度の低下を避ける方法として、筐体の揺れが収まるのを待って、カメラによる撮像を行うことが考えられる。しかし、筐体の天面の高さは、ロボットアームの作業空間の確保を行う必要性からある程度の高さを取る必要がある。そのため、筐体が一度揺れ始めると、筐体の高さを確保したために揺れの周期が大きくなり、筐体の揺れの収束時間が長くなる。筐体の揺れの収束時間が長くなると、ロボットアームの作業を停止させる停止時間が長くなるため、生産タクトの低下を招き、実用的なロボットステーションの実現は難しかった。 Therefore, as a method for avoiding a decrease in the detection accuracy of the camera due to the vibration of the casing, it is conceivable to perform imaging with the camera after the shaking of the casing is settled. However, the height of the top surface of the housing needs to be set to a certain level because of the need to secure the work space of the robot arm. For this reason, once the housing starts to shake, the height of the housing is secured, so that the period of shaking increases, and the convergence time of the shaking of the housing increases. When the convergence time of the shaking of the case becomes long, the stop time for stopping the work of the robot arm becomes long, which causes a reduction in production tact and makes it difficult to realize a practical robot station.
本発明は、カメラの振動を抑制してカメラの検知精度を向上させ、ロボットアームやワークの位置決めを高精度に行うことができる生産システムを提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a production system capable of improving camera detection accuracy by suppressing camera vibration and positioning a robot arm or a workpiece with high accuracy.
本発明は、ワークが載置されるワークスペースを有してロボットアームが搭載される架台を複数備え、前記各架台が前記ロボットアームにより隣接する架台にワークを順次搬送可能に並べて配置された生産システムにおいて、前記各架台をそれぞれ囲うように配置された骨組み構造の枠体と、前記各枠体にそれぞれ取り付けられ、前記各架台の前記ワークスペースを撮像可能としたカメラと、を備え、前記各枠体は、平面視で短辺と長辺とを有する直方体形状に形成されて、長辺側の枠側面同士が対向するように短辺方向に沿って隣り合わせて配置され、前記複数の枠体のうちの隣り合う2つの枠体が、着脱可能な連結部材で連結されていることを特徴とするものである。 The present invention includes a plurality of mounts on which a robot arm is mounted with a work space on which a work is placed, and each of the mounts is arranged side by side so that the work can be sequentially transported to an adjacent mount by the robot arm A frame having a frame structure arranged so as to surround each frame; and a camera attached to each frame and capable of imaging the work space of each frame. The frame body is formed in a rectangular parallelepiped shape having a short side and a long side in plan view, and is arranged adjacent to each other along the short side direction so that the frame side surfaces on the long side face each other, and the plurality of frame bodies Two adjacent frame bodies are connected by a detachable connecting member.
本発明によれば、隣り合う2つの枠体が長辺側の枠側面同士を対向させて連結部材で連結されるので、各枠体の剛性が高まり、各枠体の振動が抑制される。したがって、各枠体に取り付けられたカメラの振動が抑制され、カメラによる検知精度を向上させることができる。ゆえに、カメラの撮像結果に基づいて位置制御されるロボットアームやワークの位置決めを高精度に行うことができる。また、連結部材を取り外すことで枠体同士の連結を解除できるので、枠体を個別に移動させることが可能となり、生産システムの組み換えを容易に行うことができる。 According to the present invention, two adjacent frame bodies are connected by the connecting member with the side surfaces of the long sides facing each other, so that the rigidity of each frame body is increased and vibration of each frame body is suppressed. Therefore, the vibration of the camera attached to each frame is suppressed, and the detection accuracy by the camera can be improved. Therefore, it is possible to position the robot arm and the workpiece whose positions are controlled based on the imaging result of the camera with high accuracy. Moreover, since the connection between the frames can be released by removing the connection member, the frames can be moved individually, and the production system can be easily recombined.
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る生産システムに組み込まれる組立装置の概略構成を示す斜視図である。図1に示す組立装置(以下「ロボットステーション」という)100は、ロボットアーム101,102と、ロボットアーム101,102が搭載される架台103と、架台103を囲う骨組み構造の枠体(以下、「ブース」という)104とを備えている。また、ロボットステーション100は、カメラ106と、照明107と、カメラ106及び照明107をブース104に固定するためのカメラ固定機材105とを備えている。これらロボットアーム101,102、架台103、ブース104、カメラ固定機材105、カメラ106及び照明107で、1つのユニットを構成している。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an assembling apparatus incorporated in a production system according to an embodiment of the present invention. An assembly apparatus (hereinafter referred to as “robot station”) 100 shown in FIG. 1 includes
ロボットアーム101,102は、6軸制御可能なロボットアームであり、各アームの先端部分には、各種作業に応じて様々なエンドエフェクターを取り付けることができる。ここでいうエンドエフェクターとは、人間でいう指に相当する部分である。例えば、ロボットアーム101には、細かい作業を可能にするピンセットを備えるピンセットハンドがエンドエフェクターとして装着されている。また、ロボットアーム102には、レンズ鏡筒等の比較的大きな部材の搬送を請け負うグリッパーハンドがエンドエフェクターとして装着されている。
The
架台103には、ロボットアーム101,102が搭載されている。架台103は、ロボットアーム101,102が各種作業を行うためのワークスペースを有する箱体である。本実施の形態では、架台103の天板103aがワークスペースの役目を果たし、天板103aは正方形状に形成されている。天板103aの4隅部のうちの対角関係にある2隅部分に、1本ずつ、合計2本のロボットアーム101,102の基端が固定されている。なお、架台103は、ステンレス製の支柱と側面板と天板103aを有して構成されるが、ロボットアーム101,102は、ステンレス製の支柱に強固に固定されている。
ロボットアーム101,102は、ロボットアーム101,102の固定箇所を除く架台103の天板103a全域をワークスペースとして利用することができる。この天板103aには、ロボットアーム101,102が使用できる各種の加工ツール等を載置するための台座や、部品入れておくトレイ等を固定できるように、一定間隔で穴が設けられている。この穴に各種の台座やトレイ等を固定することで、一定精度の位置が確保できる構成になっている。また、天板103aには、キャリブレーションに使用するマーカーが刻まれていてもよい。そのマーカーが形成される位置は、4隅部のうちのロボットアーム101,102を固定した2隅部分以外の残りの2隅部の近傍が好ましい。
The
ロボットアーム101,102の制御には、アーム内に内蔵されているモータの制御を行い、指令値にそった動作を行うためのロボットコントローラが必要である。このロボットアーム101,102のコントローラも、架台103の箱体内部に配置されている。また、ロボットステーション100では、ロボット制御に伴うロボット自体の持つ公差、ワークW(被加工物や部品)の持っている公差、熱や光等による外乱で生まれるさまざまな公差を、ロボット指令値を修正することで許容公差内に収束させている。その際に、架台103のワークスペース及びその周辺をカメラ106で撮像し、撮像画像を不図示の画像処理装置で画像処理する。この画像処理装置も架台103の箱体内部に配置されている。
Control of the
なお、ロボットアーム101,102を架台103に固定したことで架台103が相当な重量となるため、架台103の底面には移動用のキャスター103bが取り付けられている。また、架台103を固定かつ安定させるため、床面に固定するためのネジ式の固定金具103cが装着されている。この固定金具103cは、床面に打ち込まれた不図示のアンカーボルトにより床面に固定され、ロボットアーム101,102の稼動に伴う振動を最小限に抑えることができる。
Since the
枠体であるブース104は、架台103のワークスペースである天板103aに対してカメラ撮像面が平行になるようにカメラ106を固定するための剛性を持つ支柱及び梁により組み上げられた骨組体である。
The
この骨組み構造のブース104は、平面視長方形の天板104aと、天板104aから下方に垂直に延びる4本の支柱104bと、隣り合う支柱104bの下端同士を連結する4本の梁104cとを有している。なお、ブース104は、2つの支柱104b間に上下方向に間隔を空けて配置された、長辺方向Yに平行な複数の梁104d,104eを有している。ブース104は、この骨組み構造により、平面視で長辺yと短辺xとを有する直方体形状に形成されている。そして、これら天板104a,支柱104b,梁104c,104d,104eにより、4面の枠側面が形成される(図1では、そのうちの2面の枠側面を図示している)。具体的には、長辺側の枠側面104Aと、枠側面104Aに直交する短辺側の枠側面104Bとが形成されている。なお、4本の支柱104bの下端には、移動用のキャスター104fが取り付けられている。また、4本の支柱104bの下端には、床面に打ち込まれた不図示のアンカーボルトにより床面に固定される固定金具104gが取り付けられている。
The
ブース104は、ブース104,架台103及びロボットアーム101,102が振動したとしても、架台103及びロボットアーム101,102と接触しない大きさに形成されている。具体的には、ブース104の長辺yの長さは、ロボットアーム101,102が長辺方向Yに架台103から飛び出す最大の長さ×2+架台103の長辺yの寸法+支柱104bの長辺方向Yの幅としている。また、ブース104の高さは、ロボットアーム101,102の最大到達高さ+架台103の高さ+カメラ106の設置のための寸法+支柱104bの幅を高さ寸法としている。そして、架台103をブース104の設置エリアの中央部に設置している。
The
図2は、ロボットステーション100を上部から見下ろした概略図であり、架台103とロボットアーム101,102とブース104との位置関係と、カメラ106の設置位置関係とを示している。図2中、点P1はロボットアーム101の第1軸の回転中心を示し、点P2はロボットアーム102の第1軸の回転中心を示している。また、範囲E1は、ロボットアーム101の第1軸を回転させた場合、ロボットアーム101のエンドエフェクターが最大到達する可動範囲を示している。同様に、範囲E2は、ロボットアーム102の第1軸を回転させた場合、ロボットアーム102のエンドエフェクターが最大到達する可動範囲を示している。図2では、ロボットアーム101,102の第1軸の可動回転範囲は、架台103の天板103a隅部から中心部に向かう方向を基準として±90度、つまり180度である。また、ロボットアーム101,102とエフェクターの可動範囲E1,E2が短辺方向Xにブース104から突出しているが、これはロボットアーム101,102がワークWの搬送手段も兼ねているためである。以上によりブース104は、平面視短辺x及び長辺yを有する直方体形状に形成されている。
FIG. 2 is a schematic view of the
ここで、破線領域305,306の空間を設けたことにより、ロボットアーム101,102がブース104から長辺方向Yに突出するのを防いでおり、ブース104の専有面積が広がる形になる。その結果、ブース104は揺れに強い構造になる。なお、図2中の矢印Tは、ロボットステーション100に対して鏡筒等のワークWが流れていく搬送方向を示している。ロボットステーション100のワークWの搬送方向Tには、同一構成のロボットステーションが隣接されて配置されるか、またはワークWの投入用スタンドが配置される。したがって、破線領域305,306は、架台103に対してワークWが流れる搬送方向Tと直交する方向に設けられ、ワークWが流れるのと同じ方向Tには、同一構成のロボットステーションが配置される。
Here, by providing the spaces of the
なお、隣接する架台同士の隙間は、2つの支柱104bの幅よりも僅かに大きい程度であり、隣接する架台同士の間に人間が入りこむ余地はなく問題はない。また、ブース104の支柱104bには、不図示の扉や柵を容易につけることができ、柵等の構築が安価に構築できる。
In addition, the clearance gap between adjacent mounts is a little larger than the width | variety of the two support |
ロボットステーション100では人セルが比較対象となるため、設置面積が非常に厳しく制限される。例えば鏡筒の組立てにおいては、人セルの作業者1人分のワークスペースは、50cm角程度になる。ロボットステーション100において同様に対応すると、6軸のロボットアーム101,102が移動するためのスペースを確保するためには、ブース104は高さ方向に長い直方体形状となる。このため、一旦振動が始まれば、ブースには周期の長い振動が発生する。しかしながら、本実施の形態では、ブース104と架台103とを独立して床面に固定しているので、ロボットアーム101,102や架台103が、ブース104の支柱104bの一部に接触することがない。そのため、ロボットアーム101,102や架台103の振動が直接ブース104に伝わることを防ぐことができる。したがって、ロボットアーム101,102を固定する架台103と、カメラ106を固定するブース104とを接触させずに互いに独立して床面に固定することで、カメラ106の振動を極力抑えることができる。
In the
カメラ106は、架台103の上方からロボットアーム101,102のワークスペースである天板103a全域を見渡せる画角で、かつ、カメラ106の光軸が天板103aに垂直になるように、ブース104に固定されたカメラ固定機材105に設置される。カメラ固定機材105は、ブース104の梁104eの溝を用いて平行度を確保するとともに、必要な位置にネジ止めで固定される。また、カメラ固定機材105は、カメラ106を固定するとともに、照明107も固定できるようになっている。本実施の形態では、照明107は、カメラ106のレンズの周囲に配置された方環状のLED照明であり、ワークスペース上のワークWに対して、均一な光を照射する。カメラ106は、広い視野を有する必要があるため、高画素タイプであることが好ましい。具体的には、10Mピクセル以上であることが好ましく、カメラ106と画像処理装置の間は、FA用の一般規格であるカメラリンク規格で接続を行っている。このようにカメラ106をブース104に取り付けたことで、カメラ106は架台103のワークスペースである天板103aを撮像可能となる。
The
ところで、図1において、ブース104に1台のカメラ106を設置し、カメラ106をブース104の平面視中心部に配置する場合について説明したが、ブース104に取り付けるカメラは、1台である必然性はない。例えば図2のように2台のカメラ106,106Aを配置してもよい。1台のカメラ106は、架台103全域を視野にする広域カメラ(グローバルカメラ)とし、もう1台のカメラ106Aは、鏡筒等のワークWに部品を組み付ける作業領域だけを視野とする狭視野カメラ(ローカルカメラ)としてもよい。つまり、作業に応じて、必要な分解能のカメラを使い分けるようにすればよい。ここで、グローバルカメラであるカメラ106は、ブース104の平面視中心部からずらして配置されているため、その場合にはカメラ106を斜めに取り付ければよい。なお、カメラ自体の大きさが小さければ、上記のように配置する必要はなく、ブース104の平面視中心部に、架台103の天板103aとカメラの光軸が、共に垂直になるように、カメラを2台並べて配置してもよい。
By the way, in FIG. 1, the case where one
図3は、ロボットステーションを複数台組み合わせた生産システムの斜視図である。図3に示す生産システム(以下、「ロボットセル」という)200は、ロボットステーション100を複数備えている。本実施の形態では、ロボットセル200は、8台のロボットステーション1001〜1008を備えている。各ロボットステーション1001〜1008は、図1のロボットステーション100と同一の構成である。そして、8台のロボットステーション1001〜1008が並べて配置されて1つのロボットセル200が構築されている。
FIG. 3 is a perspective view of a production system in which a plurality of robot stations are combined. A production system (hereinafter referred to as “robot cell”) 200 shown in FIG. 3 includes a plurality of
つまり、ロボットセル200は、ロボットアーム101,102が搭載された複数(8台)の架台1031〜1038を備えており、各架台1031〜1038が1列に並べて配置されている。そして、隣り合う2つの架台1031,1032、架台1032,1033、架台1033,1034、架台1034,1035、架台1035,1036、架台1036,1037、架台1037,1038は、互いに近接して配置されている。これにより、架台1031でワークWの加工又は組立等の作業を終えたら、架台1031又は架台1032に搭載されたロボットアーム101又は102により架台1031に隣接する架台1032にワークWが搬送可能となる。同様に、架台1032から架台1033、架台1033から1034、架台1034から架台1035、架台1035から架台1036、架台1036から架台1037、架台1037から架台1038へとワークWを順次搬送可能となっている。
That is, the
また、ロボットセル200は、各架台1031〜1038を囲うように配置された複数(8台)のブース1041〜1048を備えている。各ブース1041〜1048には、各カメラ1061〜1068が取り付けられている。
The
各ブース1041〜1048は、長辺側の枠側面同士(図1では、枠側面104A)同士が対向するように短辺方向Xに沿って隣り合わせて配置されている。具体的には、ブース104n(n=1,2,3,4,5,6,7、以下同じ)の長辺側の枠側面とブース104n+1の長辺側の枠側面とが対向するように、ブース104nとブース104n+1とが短辺方向Xに沿って隣り合わせて配置されている。ブース1041の搬送方向Tの上流側には、ロボットセル200にワークW(被加工物)を供給する自動台車209が設けられ、ブース1048の搬送方向Tの下流側には、ロボットセル200からワークW(加工物)を受け取る自動台車210が配置されている。これらの自動台車209,210は、例えば、工場面の床に設置されたテープ211等の順路を読み取り、自動搬送を行う移動体であり、自動台車209,210の天板にトレイが載置されている。そして、多数のワークW(被加工物又は加工物)がこのトレイに載置され、異なる作業や加工を行うロボットセル又は人セルとの間を行き来する。ワークW(被加工物)が載置された自動台車209は、ロボットステーション1001に隣接して停止する。また、ワークW(加工物)を載置する自動台車210も、ロボットステーション1008に隣接して停止し、この状態で、ロボットセルにより組み立て等の作業が行われる。
The
ロボットステーション1001内には、ワークW(被加工物)を一時的に載置するトレイは設置されていない。ロボットステーション1001のロボットアーム101は、隣接する自動台車209に載置されたワークWを直接つかみ、ロボットステーション1001内で作業を行うために架台1031上のワークスペースの所定位置にワークWを搬送する。また、ロボットステーション1001のブース1041に取り付けられたカメラ1061は、ロボットステーション1001の架台1031の天板だけでなく、隣接して停止する自動台車209のトレイも視野に入るように設置される。ロボットステーション1008のロボットアーム102も、隣接して停止している自動台車210のトレイに対して加工されたワークW(加工物)を搬送し、順に並べていく動作を行う。また、ロボットステーション1008のブース1048に取り付けられたカメラ1068は、ロボットステーション1008の架台1038の天板だけでなく、隣接して停止する自動台車210のトレイも視野に入るように設置される。この他のロボットステーション1002〜1007についても、ブース1042〜1047に取り付けられた各カメラ1062〜1067は、対応する架台1032〜1037のワークスペースとその近傍を視野範囲とする。つまり、各カメラ1062〜1067は、両隣の架台のワークスペースの一部、好ましくは、全部(つまり、隣の架台における組み立て等の作業を行う領域)を含む視野範囲とする。
The robot station 100 1, a tray for temporarily placing the workpiece W (workpiece) is not installed.
ロボットステーション1001〜1008は短辺方向Xに沿って配列されているが、図4に示すように、複数のブース1041〜1048は、隣り合う2つのブース104n,104n+1の間に僅かながら隙間cが空くように並べて配置されている。隙間cを設けている理由は、生産計画に応じて再配列して新たなロボットセル200を構築する際に、ロボットアームや架台のみならず、ブースごと再配列するケースもあり、ブースの移動を容易にするためである。
Although the
このようにブース同士に隙間cがあるため、仮に床Fが何らかの要因で床振動V1が発生した場合、各ブースはその影響を受けて振動V2が発生する。なお、ここに示す床振動V1及び振動V2は、ブースの短辺方向の成分のみを示しているが、実際にはその他の方向の成分も含まれている。ブースは前述のとおり骨組体であるため、床振動V1の振動プロファイルに対して、周波数は低く、振幅は大きく、床振動V1が収まってからも揺れが収まるまでにある程度の時間を必要とする。 Since this so that there is a gap c in the booth with each other, the temporarily if floor vibration V 1 the floor F is some factor occurs, the booth vibration V 2 are affected occurs. Note that the floor vibration V 1 and the vibration V 2 shown here show only components in the short side direction of the booth, but actually include components in other directions. Since the booth is as framework of the foregoing, with respect to the vibration profile of the floor vibration V 1, the frequency is low, the amplitude is large, and requires a certain amount of time to accommodate the sway even after the floor vibration V 1 is settled To do.
そこで、本実施の形態では、図3に示す連結部材500(斜線を施した部分)を用いて複数のブース1041〜1048のうちの隣り合う2つのブース104n,104n+1の支柱104b同士を連結している。この連結部材500は、隣り合う2つのブース104n,104n+1に対して着脱可能に設けられており、連結部材500を取り外すことでブース104n,104n+1同士の連結を解除することができる。したがって、ブース1041〜1048を個別に移動させることが可能となり、ロボットセル200の組み換えを容易に行うことができる。そして、組み換えが終了した後に連結部材500を隣り合う2つのブース104n,104n+1に跨って取り付けることで、ブース104n,104n+1同士を連結することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
そして、各ブース1041〜1048は、長辺側の枠側面104A(図1)同士を向かい合わせに対向させており、この状態で各隣り合うブース同士が連結部材500で連結されている。したがって、ブースが単独で設置されているときよりもブース全体の重心位置が下がり、ブース1041〜1048の剛性が高まってより安定した状態となり、各ブース1041〜1048の振動を抑制することができる。これにより各ブース1041〜1048に取り付けられたカメラ1061〜1068の振動が抑制され、カメラ1061〜1068による検知精度を向上させることができる。ゆえに、カメラ1061〜1068の撮像結果に基づいて位置制御されるロボットアーム101,102やワークWの位置決めを高精度に行うことができる。
The
ここでは連結部材500は各ブースの一方の短辺側の枠側面104Bに設けられているが、各ブースの他方の短辺側の枠側面にも連結部材500と同様の連結部材を設けることで、さらにブース全体の振動を抑制することができる。
Here, the connecting
ここで、各ブース1041〜1048の振動を抑制する手法として、連結部材を高剛性な材質および形状として、隣り合うブースを剛結合する場合と、連結部材をダンピング(減衰)特性を持つ材質として、隣り合うブースを柔結合する場合がある。床振動に対してブースの揺れの振幅を抑制したい場合は剛結合が適しており、床振動に対してブースの揺れの減衰時間を短くしたい場合は柔結合が適している。床振動の特性によってブースの揺れ方が異なるため、どの方式を適用するか(またはその両方を適用するか)の判断は、実際に工場にロボットセルを設置して、床振動に対するブースの揺れを評価した結果で判断する。揺れの目標値は、ブースに設置しているカメラの揺れに対する許容値(振幅や振動速度など)により決定する。
Here, as a technique for suppressing the vibration of each of the
本実施の形態では、連結部材500は、図5に示すように、隣り合う2つのブース104n,104n+1を剛結合により連結している。具体的に説明すると、連結部材500は、連結部材本体である平板状の1枚の連結板501と、連結板501を2つのブース104n,104n+1に締結固定する複数の締結具としての複数のボルト502とを有する。締結手法を適用している理由は、生産計画に応じて再配列して新たなロボットセル200を構築する際に、ブース1041〜1048の組み換え作業を効率よく行うことと、ブース104n,104n+1と連結部材との接続を確実に行うことを両立するためである。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the connecting
連結板501は、例えばアルミニウムや鉄などの高剛性な材質で形成されている。連結板501の厚さは、厚いほど高剛性であるが取り外したときの持ち運びがしやすい重さとなるように設定されている。連結板501の幅は、剛結合の効果を最大限に発揮するため、隣り合う2つのブース104n,104n+1の支柱104b,104bの幅を覆うように設定されている。
The connecting
ここで、各ブース1041〜1048は、短辺側の枠側面104Bが面一となるように揃えて配置されており、連結板501を2つのブース104n,104n+1の短辺側の枠側面104Bに面接触させている。そして、連結板501が2つのブース104n,104n+1の短辺側の枠側面104Bに跨ってボルト502により締結固定されるので、2つのブース104n,104n+1が強固に連結される。また、短辺側の枠側面104Bは外側を向いているので連結部材500の連結板501の着脱を容易に行うことができ、作業効率がよい。そして、連結板501とブース104n,104n+1との接続をボルト502による締結とすることで、生産計画に応じて、再配列して新たなロボットセル200を構築する際に、隣り合うブースの連結及び解除の作業を、短時間に行うことができる。なお、隣り合うブース104n,104n+1の枠側面104Bが面一とならずに段差がある場合には、両方の枠側面104Bに面接触するように連結板501を段状に折り曲げて形成すればよい。
Here, each of the
連結部材500の連結板501は、ブースの垂直方向(高さ方向)に延びて形成され、2つのブース104n,104n+1のそれぞれの短辺側の枠側面104Bに垂直方向に亘って面接触してボルト502で固定される。これにより、支柱104bは短辺側の面全体が連結部材500によって垂直方向に覆われ、この状態でボルト502で固定されるので、2つのブース104n,104n+1がさらに強固に連結される。なお、図5では、連結板501は一体物で図示しているが、剛結合したことによる効果が発揮されるのであれば、必ずしもその限りではなく、垂直方向に複数に分割されていても構わない。
The
このように隣り合うブースを連結部材500により剛結合することで、接続されたブース同士の短辺方向Xの剛性を高めることができ、床振動により発生するブース1041〜1048の揺れの幅を小さくする効果が得られる。
By rigidly connecting the adjacent booths with the connecting
次に、別の実施の形態の連結部材について説明する。図6は、別の実施の形態の連結部材を説明するための図である。連結部材600は、連結部材本体としての平板状の連結板601と、連結板601を2つのブース104n,104n+1に吸着固定する永久磁石であるマグネット板602,602とを有する。連結板601は、上述の締結方式と同様、アルミニウムや鉄などの高剛性な材質を選定し、厚さは、厚いほど高剛性であるが取り外したときの持ち運びがしやすい重さとなるように設定されている。連結板601の幅は、剛結合の効果を最大限に発揮するため、隣り合うブース104n,104n+1の枠側面104Bの支柱104b部分の幅方向全体を覆うように設定し、高さも同様な理由でブースの高さをほぼ覆うような寸法としている。
Next, a connecting member according to another embodiment will be described. FIG. 6 is a view for explaining a connecting member according to another embodiment. The connecting
マグネット板602は、連結板601に接着剤により接着固定されている。図6では、永久磁石は、一方のブース104nに対向するマグネット板602と他方のブース104n+1に対向するマグネット板602とからなる。マグネット板602の材質は、永久磁石として一般的なフェライト磁石やサマリウムコバルト磁石などがあるが、強力な吸着力を要する場合は、ネオジウム磁石を選定することもできる。マグネット板602の寸法は、剛結合の効果を最大限に発揮するため、ブース104n,104n+1の枠側面104Bの支柱104bの部分に吸着する面積ができる限り広くなるように設定されている。マグネット板602の厚さは、永久磁石の磁力を有効に発揮するために厚いほど良いが、ブースの組み換え作業の際に連結部材600全体が重くなり過ぎて扱いにくくならないように配慮する。図6では連結部材600の高さ方向は一体物で図示しているが、剛結合したことによる効果が発揮されるのであれば、必ずしもその限りではなく、高さ方向に複数に分割しても構わない。
The
マグネット板602が各ブース104n,104n+1の支柱104bに吸着することで隣り合うブース同士が連結部材600により剛結合する。ブース1041〜1048の支柱104bには、あらかじめマグネット板602と吸着するように、吸着面に不図示の鉄板などの吸着可能な部材を接着またはネジ止めで固定されている。なお、ブース1041〜1048が鉄等で構成されていれば、別途鉄板を固定する必要はない。
Adjacent booths are rigidly coupled to each other by the connecting
マグネット吸着という手法を適用することで、生産計画に応じて再配列して新たなロボットセル200を構築する際に、ブース1041〜1048の組み換え作業を前述の締結方式よりもさらに効率よく行うことができる。また、隣り合うブース104n,104n+1の連結及び解除の作業をワンタッチで行えるため、上記の締結方式よりも作業を短時間に行うことができる。そして、ブース104n,104n+1と連結部材600との接続を確実に行うことができる。なお、ブースに対するマグネット板602の脱着は、両部材の吸着面の隙間を調節可能な工具を用いて行うと効率よく行える。
By applying a technique called magnet adsorption, recombination work of
次に、さらに別の実施の形態の連結部材について説明する。図7は、さらに別の実施の形態の連結部材を説明するための図である。図7に示す連結部材700は、隣り合う2つのブース104n,104n+1を柔結合するものである。この連結部材700は、連結部材本体として、2つのブース104n,104n+1にそれぞれ固定される2つの固定板701,701と、2つの固定板701,701の間に設けられた緩衝部材702と、を有する。緩衝部材702は例えば接着剤により固定板701,701に固定されている。固定板701は、ブース104n,104n+1の枠側面104Bの支柱104b部分に締結具としてのボルト703を用いて締結固定される。締結という手法を適用している理由は、図5に示した剛結合の場合と同じである。
Next, a connection member according to another embodiment will be described. FIG. 7 is a view for explaining a connecting member according to still another embodiment. A connecting
固定板701はボルト703で締結されるので適度な剛性がある金属製とした。緩衝部材702はゴム部材を用い、天然ゴム、二トリルゴム、クロロプレーンゴム、などの防振ゴムとして使用されている一般的なものや、硬度の低いブチルゴムやシリコンゴムなども使用可能である。また、特殊な構成としては、ゴム製の袋状の容器にゲル状の緩衝材を封入したものなども使用可能である。
Since the fixing
すなわち、緩衝部材702には、ブース1041〜1048の振動の減衰時間を所定の時間内におさめるのに適した材料を用いればよく、固定板701の寸法もその目的を達するものであればいかなる寸法でも構わない。また、前述の剛結合の場合と同様、固定板701の高さ方向に複数に分割しても構わない。このように連結部材700を隣り合うブース104n,104n+1を柔結合する部材とすることで、接続されたブース同士の短辺方向Xの揺れに対する減衰力を高めることができ、床振動により発生するブースの揺れが減衰する時間を短くする効果が得られる。
In other words, the
また、この連結部材700においても、ブース1041〜1048の垂直方向に延びて形成され、ブース104n,104n+1のそれぞれの枠側面104Bに垂直方向に亘って面接触して固定されている。したがって、さらにブース全体の振動を抑制することができる。
The connecting
次に、さらに別の実施の形態の連結部材について説明する。図8は、さらに別の実施の形態の連結部材を説明するための図である。図8に示す連結部材800は、隣り合う2つのブース104n,104n+1を柔結合するものである。この連結部材800は、連結部材本体として、2つのブース104n,104n+1にそれぞれ固定される2つの固定板801,801と、2つの固定板801,801の間に設けられた緩衝部材802と、を有する。緩衝部材802は例えば接着剤により固定板801,801に固定されている。固定板801は、ブース104n,104n+1の枠側面104Bの支柱104b部分に永久磁石であるマグネット板803,803を用いて吸着固定される。磁石による吸着という手法を適用している理由は、図6に示した剛結合の場合と同じである。マグネット板803の材質や寸法については、図6で説明したものと同じである。また、緩衝部材802の材質や寸法についても図7で説明したものと同じである。
Next, a connection member according to another embodiment will be described. FIG. 8 is a view for explaining a connecting member according to still another embodiment. A connecting
したがって、マグネット吸着という手法を適用することで、生産計画に応じて再配列して新たなロボットセル200を構築する際に、ブース1041〜1048の組み換え作業を締結方式よりもさらに効率よく行うことができる。また、隣り合うブース104n,104n+1の連結及び解除の作業をワンタッチで行えるため、締結方式よりも作業を短時間に行うことができる。そして、ブース104n,104n+1と連結部材800との接続を確実に行うことができる。なお、ブースに対するマグネット板803の脱着は、両部材の吸着面の隙間を調節可能な工具を用いて行うと効率よく行える。
Therefore, when a
また、連結部材800を隣り合うブース104n,104n+1を柔結合する部材とすることで、接続されたブース同士の短辺方向Xの揺れに対する減衰力を高めることができ、床振動により発生するブースの揺れが減衰する時間を短くする効果が得られる。
Further, by using the connecting
なお、上記実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施の形態では、ロボットステーションが8台の場合について説明したが、これに限定するものではなく、2台以上であれば、本願発明は適用可能である。 Although the present invention has been described based on the above embodiment, the present invention is not limited to this. In the above-described embodiment, the case where the number of robot stations is eight has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applicable to two or more robot stations.
101,102 ロボットアーム
103,1031〜1038 架台
103a 天板(ワークスペース)
104,1041〜1048 ブース(枠体)
104A 長辺側の枠側面
104B 短辺側の枠側面
106,1061〜1068 カメラ
200 ロボットセル(生産システム)
500 連結部材
501 連結板(連結部材本体)
502 ボルト(締結具)
600 連結部材
601 連結板(連結部材本体)
602 マグネット板(永久磁石)
700 連結部材
701 固定板
702 緩衝部材
703 ボルト(締結具)
800 連結部材
801 固定板
802 緩衝部材
803 マグネット板(永久磁石)
101, 102
104,104 1 to 104 8 booth (frame)
104A Long side
500 connecting
502 bolt (fastener)
600 connecting
602 Magnet plate (permanent magnet)
700
800 Connecting
Claims (10)
前記各架台をそれぞれ囲うように配置された骨組み構造の枠体と、
前記各枠体にそれぞれ取り付けられ、前記各架台の前記ワークスペースを撮像可能としたカメラと、を備え、
前記各枠体は、平面視で短辺と長辺とを有する直方体形状に形成されて、長辺側の枠側面同士が対向するように短辺方向に沿って隣り合わせて配置され、
前記複数の枠体のうちの隣り合う2つの枠体が、着脱可能な連結部材で連結されていることを特徴とする生産システム。 In a production system comprising a plurality of platforms on which a robot arm is mounted having a work space on which a workpiece is placed, and each of the platforms is arranged side by side so as to be able to sequentially transport the workpiece to an adjacent frame by the robot arm,
A frame of a frame structure arranged so as to surround each of the mounts;
A camera that is attached to each of the frames, and that can image the work space of each of the mounts;
Each frame is formed in a rectangular parallelepiped shape having a short side and a long side in a plan view, and is arranged adjacent to each other along the short side direction so that the frame sides on the long side face each other.
Two adjacent frames of the plurality of frames are connected by a detachable connecting member.
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