JP5832388B2 - 作業方法及び作業装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークに対する作業をワーク搬送中に行う作業方法及び作業装置に関する。

自動車等を代表とする工業製品は、コンベア等の搬送装置を用いて搬送されるワークに対して作業用ロボットが組み付け、塗装等の各種作業を順次行うことで製造される。従来、このような製造工程では、各種作業を適切に行うために作業用ロボットの近傍でワークの搬送を停止することが一般的であったが、近年では作業効率の観点からワークの搬送を止めることなくワークに対し作業する試みが注目されている。

ワークの搬送を止めない場合、作業用ロボットとワークとの間の搬送方向の相対的な位置関係を一定にする必要がある。そこで、特許文献１のように、作業用ロボットをワークの搬送と同期させて移動させることで、両者の相対的な位置関係を保ちつつ作業用ロボットによるワークへの作業を可能にする同期搬送装置が知られている。

特許第４２０２９５３号

ところで、搬送装置でワークを搬送する場合、ワークには一定の振動が生じてしまうが、特許文献１ではワークに生じた振動を考慮しておらず、更なる工夫の余地があった。即ち、作業の内容によっては高精度な位置決めが要求されるものもあり、このような作業では、ワークに生じた振動を除外する工夫が要求される。

本発明は、このような要求に鑑みてなされたものであり、搬送中のワークに対して作業を行う作業方法及び作業装置に関し、特に、搬送に伴う振動に関わらず高精度な作業が可能な作業方法及び作業装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、搬送装置（例えば、後述のワーク搬送装置２）により保持され搬送される作業対象物（例えば、後述のワークＷ）に対し、作業装置（例えば、後述の作業装置１、ロボット１３１）が作業を施す作業方法において、搬送される前記作業対象物に生じる振動を測定し、当該作業対象物に以後生じる振動パターン（例えば、後述の予測振動パターン）を予測する振動予測工程（例えば、後述の図７のステップＳ３の工程）と、予測した前記振動パターンに応じた振動で動作するよう前記作業装置を制御する振動実行工程（例えば、後述の図７のステップＳ４の工程）と、前記振動実行工程中に前記作業装置に生じた振動を検出する振動検出工程（例えば、後述の図７のステップＳ５の工程）と、検出した前記振動と予測した前記振動パターンとを比較し、異なる場合には前記作業装置の振動を前記振動パターンと一致するように調整する振動調整工程（例えば、後述の図７のステップＳ６の工程）と、を含み、前記各工程は、前記作業装置が前記作業対象物に対して作業を行う作業工程よりも上流で完了する（例えば、後述の図７のステップＳ７の工程の前に完了する）ことを特徴とする作業方法。

このような本発明に係る作業方法では、作業対象物に対する作業工程の前に作業対象物に生じた振動パターンを作業装置に対して再現させる。これにより、作業装置・作業対象物間において作業対象物に生じた振動が除外されるため、搬送に伴い作業対象物に生じた振動を原因とする精度低下を軽減することができ、高精度な位置決めが要求される作業であっても確実に行うことができる。このとき、本発明に係る作業方法では、作業装置に対して作業対象物の振動パターンを単に実行させるだけでなく、当該実行に伴い生じた作業装置の振動が振動パターンと一致しない場合には一致するように調整することとしている。これにより、作業対象物に生じた振動を高精度で再現することができ、結果、搬送に伴い作業対象物に振動が生じたとしても高精度な作業を行うことができる。

また、本発明に係る作業工程では、搬送される前記作業対象物と同期して前記作業装置を移動する同期搬送工程（例えば、後述の図７のステップＳ１の肯定）を更に含むことを特徴とする。
これにより、搬送経路に沿って進む作業対象物と作業装置との相対的な位置関係を一定に保つことができ、搬送中の作業対象物に対して高精度な作業を行うことができる。

また、搬送装置（例えば、後述のワーク搬送装置２）により保持され搬送される作業対象物（例えば、後述のワークＷ）に対して作業を施す作業装置（例えば、後述の作業装置１）において、搬送される前記作業対象物に生じる振動を測定し、当該作業対象物に以後生じる振動パターンを予測する振動予測部（例えば、後述の振動予測制御を実行する制御部１５）と、前記作業対象物に対して作業を施す作業部分（例えば、後述のロボット１３１のうちのワークＷに対して作業を行う部分）を、予測した前記振動パターンに応じた振動で動作するよう制御する振動実行部（例えば、後述の振動実行制御を実行する制御部１５）と、前記振動実行部の制御により前記作業部分に生じた振動を検出する振動検出部（例えば、後述の振動調整制御を実行する制御部１５）と、検出した前記振動と予測した前記振動パターンとを比較し、異なる場合には前記作業部分の振動を前記振動パターンと一致するように調整する振動調整部（例えば、後述の振動調整制御を実行する制御部１５）と、を備え、前記作業部分に前記振動パターンと一致する振動が生じることを条件に（例えば、後述の図７のステップＳ６の工程が終了することを条件に）、前記作業部分による前記作業対象物への作業を開始する（例えば、後述の図７のステップＳ７の工程を開始する）ことを特徴とする。

このとき、作業装置は、搬送される前記作業対象物と同期して移動する移動部（例えば、後述の移動部１１）を更に含むことを特徴とする。

この作業装置によれば、上記の作業方法の発明と同様の効果がある。

本発明によれば、搬送に伴う振動に関わらず搬送中の作業対象物（ワーク）に対して高精度な作業を行うことができる。

搬送システムの機能構成を示す機能ブロック図である。 搬送システムを模式的に示す模式図である。 搬送システムの側面図である。 搬送システムの平面図である。 搬送システムを構成する作業装置の側面図である。 搬送システムを構成する作業装置の背面図である。 搬送システムの動作の流れを示すタイムフローである。 搬送されるワークの振動とロボットの振動との関係を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は、符号の向きに見るものとする。

［搬送システム３０の概略］
初めに、図１及び図２を参照して、本発明を実施する搬送システム３０の概略について説明する。図１は、搬送システム３０の機能構成を示す機能ブロック図であり、図２は、搬送システム３０を模式的に示す模式図である。

図１を参照して、搬送システム３０は、ワークＷに対する作業を行う作業装置１と、ワークＷを搬送するワーク搬送装置２と、を含んで構成される。
なお、以下に説明するように、本実施形態では、ワークＷとして塗装工程が終了した自動車の車体を用い、ワーク搬送装置２としてワークＷを上方から吊るして搬送するオーバーヘッドコンベアを用いることとしている。このとき、作業装置１は、ワーク搬送装置２が搬送するワークＷから塗装のために仮付けしておいたドアを取り外す作業を行う。勿論、ワークＷ、ワーク搬送装置２及び／又はワークに対する作業の内容は、一例に過ぎずこれに限られるものではない。

図１に示すように作業装置１は、移動部１１と、第１振動検出部１２と、作業部１３と、第２振動検出部１４と、制御部１５と、を含んで構成され、ワーク搬送装置２が搬送中のワークＷに対して所定の作業を行う。

移動部１１は、制御部１５の制御に従い、ワークＷの搬送方向に沿って移動する。このとき、移動部１１は、ワークＷの搬送速度と同速度でワークＷの搬送方向に沿って移動、即ちワーク搬送装置２により搬送されるワークＷと同期して移動する。
図２を参照して、移動部１１は、例えば、ワークＷの搬送方向に平行して設けられたレール１１２ａ，１１２ｂ（図４等参照、以下、夫々を区別しない場合「レール１１２」と呼ぶ）を移動する台車１１１ａ，１１１ｂである。なお、本実施形態では、ワークＷ（車体）からドアを取り外す作業を行うため、ワークＷの両側に２つの台車１１１ａ，１１１ｂ（以下、夫々を区別しない場合「台車１１１」と呼ぶ）を用いることとしている。

第１振動検出部１２は、ワーク搬送装置２の搬送に伴いワークＷに生じた振動を検出する。一例として、第１振動検出部１２は、ワークＷの任意の点の位置情報を検出するセンサ装置であり、制御部１５と協働することで検出した位置情報の変化からワークＷに生じた振動を検出する。
ここで、図２に示すように本実施形態ではワークＷの底面の任意の位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３（例えば、底面に設けられた溶接用穴部近傍の３箇所）の位置情報から底面中央部である位置Ｐの位置情報及び振動を検出する。そこで、本実施形態では、台車１１１の上面にセンサ装置１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ（以下、夫々を区別しない場合「センサ装置１２１」と呼ぶ）を設置し、台車１１１と同期して移動するワークＷの下方から位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３（以下、夫々を区別しない場合「位置Ｐｎ」と呼ぶ）の位置情報を検出することとしている。一例として、台車１１１ａには、搬送方向下流側の任意の位置に位置Ｐ１の位置情報を検出するセンサ装置１２１ａを設置し、台車１１１ｂには、搬送方向下流側の任意の位置に位置Ｐ２の位置情報を検出するセンサ装置１２１ｂ、搬送方向上流側の任意の位置に位置Ｐ３の位置情報を検出するセンサ装置１２１ｃを設置することとしている。
なお、ワークＷに生じた振動を除外し作業を行うためには、３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）の位置情報を検出することが好ましい。そのため、本実施形態では、センサ装置１２１として、位置ＰｎのＺ軸（垂直方向）の位置情報を検知するレーザー変位計、及び位置ＰｎのＸ，Ｙ軸（水平面）の位置情報を検知する２Ｄリアルタイムカメラを用いることとしている。

作業部１３は、多関節マニピュレータにより構成される作業ロボットであり、制御部１５の制御の下、ワークＷに対して所定の作業を行う。また、作業部１３は、移動部１１の上面に設置され、移動部１１の移動に伴いワークＷと同期して搬送方向に移動する。
ここで、図２に示すように本実施形態では、作業部１３はワークＷからドアを取り外す作業を行うため、ワークＷの片側に２つずつ計４つのロボット１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄを設置することとしている。即ち、台車１１１ａには、ロボット１３１ａ，１３１ｂが設置され、台車１１１ｂには、ロボット１３１ｃ，１３１ｄが設置される。なお、以下では、夫々を区別しない場合には単に「ロボット１３１」と呼ぶ。

第２振動検出部１４は、作業部１３に生じた振動を検出する。一例として、第２振動検出部１４は、作業部１３の位置情報を検出するセンサ装置であり、制御部１５と協働することで検出した位置情報の変化から作業部１３の先端に生じた振動を検出する。
ここで、本実施形態では、作業部１３の位置情報を超音波方式で検出することとしている。なお、超音波方式とは、発信装置から発信された超音波を複数（３個以上）の受信装置で受信し、夫々の受信装置までの超音波の到達時間の違いを利用して三点測量により位置情報を検出する方式である。そこで、図２に示すように、本実施形態の第２振動検出部１４は、ロボット１３１夫々に設置され超音波を発信する超音波発信装置１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄと、搬送経路に沿った任意の位置に設置され超音波を受信する超音波受信装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄと、を含んで構成されることとしている。なお、以下、夫々を区別しない場合「超音波発信装置１４１」「超音波受信装置１４２」と呼ぶ。このとき、超音波受信装置１４２の夫々は３個の受信部を備え、対応する超音波発信装置１４１から発信された超音波を３個の受信部で受信することで、超音波発信装置１４１の位置情報を検出する。即ち、超音波受信装置１４２ａは超音波発信装置１４１ａの位置情報を検出し、超音波受信装置１４２ｂは超音波発信装置１４１ｂの位置情報を検出し、超音波受信装置１４２ｃは超音波発信装置１４１ｃの位置情報を検出し、超音波受信装置１４２ｄは超音波発信装置１４１ｄの位置情報を検出する。なお、本発明ではワークＷに生じた振動をロボット１３１に再現させることで、ワークＷに生じた振動を除外し、搬送中のワークＷに対するロボット１３１による作業を可能にしている。そのため、超音波発信装置１４１は、ロボット１３１のうち、ワークＷに対して作業を行う部分、例えばワークＷを把持する把持部やワークＷのボルトを緩め／締めするボルト操作部等（以下「作業部分」と呼ぶ）の近傍、好適にはロボット１３１の先端に設置することが好ましい。また、ロボット１３１が複数の作業部分を備える場合には、当該複数の作業部分の夫々の近傍に超音波発信装置１４１を備えることが好ましい。

制御部１５は、作業装置１を統括的に制御するコントロールユニットであり、一例として、制御部１５は、搬送方向に沿って作業装置１を移動するように移動部１１を制御し、また、ワークＷに対して所定の作業を行うように作業部１３を制御する。また、制御部１５は、作業装置１を制御し、同期制御、振動予測制御、及び振動再現制御を実行する。

ここで、同期制御とは、ワーク搬送装置２により搬送されるワークＷと同期して移動部１１を移動させる制御をいう。同期制御の方法としては適宜好適な方法を利用することができるが、本実施形態では、ワーク搬送装置２に図示しないエンコーダを設け、このエンコーダからの信号に基づいて移動部１１を制御することで同期制御を行うこととしている。

また、振動予測制御とは、ワーク搬送装置２により搬送されるワークＷに生じた振動を予測する制御をいう。ワーク搬送装置２により搬送されるワークＷには、一定の周期性を持った振動が生じている。そこで、制御部１５は、第１振動検出部１２が検出した所定期間の振動から以後ワークＷに発生する振動を予測する。なお、所定期間は、ワークＷの振動の予測が可能な期間であればよく、適宜任意の期間を設定することができる。また、振動の予測後に第１振動検出部１２が検出した振動を用いて、振動予測制御で予測した振動を補正することとしてもよい。以下、振動予測制御で予測したワークＷの振動を「予測振動パターン」と呼ぶ。

また、振動再現制御とは、作業部１３に対して、より詳細には作業部１３としてのロボット１３１の作業部分に対して予測振動パターンに応じた振動を再現させる制御をいう。なお、作業部１３は、移動部１１により搬送方向に移動しているため、ワーク搬送装置２により搬送されるワークＷとは異なる振動が生じる可能性があり、その結果、作業部１３にワークＷの振動を再現しようとしても、作業部１３には予測振動パターンと異なる振動が生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、振動再現制御を、振動実行制御及び振動調整制御の２段階で行うこととしている。
なお、振動実行制御とは、作業部１３を予測振動パターンに応じて振動させる制御をいう。具体的には、制御部１５は、作業部１３に対して予測振動パターンと適合する制御信号を供給し、作業部１３としてのロボット１３１の作業部分が予測した振動で振動するように制御する。
また、振動調整制御とは、振動実行制御により作業部１３に生じた振動と、振動予測制御により予測した振動との間の相違を調整する制御である。具体的には、制御部１５は、第２振動検出部１４と協働して振動実行制御中に作業部１３に生じた振動を検出し、検出した振動と予測振動パターンとを比較し、両者が一致しない場合に予測振動パターンと一致するように作業部１３の振動を調整する。
なお、振動再現制御の詳細については、図８で後述する。

［搬送システム３０の具体的構成］
続いて、本発明を実施する搬送システム３０の一実施形態を、図３〜図６を参照して説明する。図３は搬送システム３０の側面図であり、図４は搬送システム３０の平面図である。また、図５は搬送システム３０を構成する作業装置１の側面図であり、図６は作業装置１の背面図である。

図３及び図４を参照して、搬送システム３０は、ワークＷに対する作業を行う作業装置１と、ワークＷを搬送するワーク搬送装置２と、を含んで構成される。図中Ａ−Ｂ地点間は、ワークＷに対して作業を行うステーションを示している。

ワーク搬送装置２は、自動車の車体（ワークＷ）の製造ラインの一部を構成するものであり、本実施形態ではオーバーヘッドコンベアである。具体的には、ワーク搬送装置２は、搬送経路に沿って設けられた支持レール２１と、支持レール２１に吊り下げられて移動するハンガ２２と、を含んで構成される。また、支持レール２１には、図示しないチェーンが設けられており、当該チェーンが支持レール２１に案内されて移動することで、ハンガ２２が牽引される。

図４に示すように、作業装置１は、前述の移動部１１としての台車１１１及びレール１１２を含んで構成される。レール１１２は、ワークＷの搬送経路に沿って設けられ、台車１１１の移動を規制する。また、台車１１１は、図示せぬモータを備え、制御部１５から供給されるパルス信号に従いレール１１２上をＡ地点からＢ地点まで移動する。具体的には、台車１１１は、Ａ地点からワークＷとの同期を開始し、Ｂ地点まで移動する。その後、Ｂ地点に到着すると当該ワークＷとの同期を解除し、Ａ地点まで移動し、次のワークＷとの同期を開始する。なお、図３及び図４では、前後のワークＷの間隔及びＡ−Ｂ地点間の距離を説明の都合上適宜簡略化して図示している。

また、Ａ−Ｂ地点間の所定の位置には、前述の第２振動検出部１４の一部を構成する超音波受信装置１４２が設置されている。超音波受信装置１４２の夫々は、ロボット１３１の作業部分に取り付けられた超音波発信装置１４１（図５参照）から発信された超音波を３箇所の受信部で受信し、当該作業部分の位置情報を取得する。

また、図５及び図６に示すように、台車１１１の上面には、前述の第１振動検出部１２としてのセンサ装置１２１、前述の作業部１３としてのロボット１３１、及び前述の制御部１５としてのコントロールユニット１５１が設置されている。

センサ装置１２１は、台車１１１の上面のうちワークＷの下方の位置に設置され、ワークＷの底面の任意の位置Ｐｎの位置情報を取得する。例えば、センサ装置１２１は、上方に向けて所定のレーザー光を照射することでワークＷの底面までの距離を測定し、また、センサ装置１２１は、ワークＷの底面の任意の位置Ｐｎを観測することで位置Ｐｎの水平方向の移動量を測定する。そして、センサ装置１２１は、このワークＷの底面までの距離及び水平方向の移動量から位置Ｐｎの３軸方向、即ち３次元上の位置情報を取得する。

ロボット１３１は、台車１１１の上面に設置され、台車１１１と同期搬送中のワークＷに対して側面から所定の作業を行う作業ロボットである。また、ロボット１３１は、複数の関節が独立して回転動作する多関節マニピュレータにより構成される作業ロボットであり、先端の任意の位置に超音波発信装置１４１を備える。なお、先端の任意の位置とは、ワークＷに対して作業を行う作業部分の近傍であり、当該作業部分による作業の妨げにならない位置である。
この超音波発信装置１４１は、超音波受信装置１４２と共に前述の第２振動検出部１４を構成するものであり、対応する超音波受信装置１４２に対して超音波を発信することで、超音波発信装置１４１が設置された部分の位置情報及び位置情報の変化（即ち、振動）を検出可能に構成される。

コントロールユニット１５１は、作業装置１を統括的に制御、即ち台車１１１の移動やロボット１３１の動作等を制御する。なお、コントロールユニット１５１は、１又は複数の装置により構成することができ、例えば台車１１１及びロボット１３１と対応する数の装置を設けることとしてもよく、また１の装置のみで台車１１１及びロボット１３１を制御することとしてもよい。
また、コントロールユニット１５１は、ワーク搬送装置２に設けられた図示せぬエンコーダからの信号に基づいてワークＷを吊るしたハンガ２２の位置情報を特定し、この位置情報に基づいて前述の同期制御、即ちワークＷと同期して移動するように台車１１１の移動を制御する。また、コントロールユニット１５１は、センサ装置１２１が所定期間にわたりワークＷの振動を検出すると、検出した所定期間の振動に基づいて前述の振動予測制御、即ち以後ワークＷに生じる予測振動パターンを予測する。また、コントロールユニット１５１は、振動予測制御で予測した予測振動パターンに基づいて振動再現制御、即ちワークＷの予測振動パターンと一致するようにロボット１３１を振動させる。このとき、コントロールユニット１５１は、超音波発信装置１４１及び超音波受信装置１４２と協働してロボット１３１の振動を測定しておき、ロボット１３１の振動が予測振動パターンと異なる場合には、一致するようにロボット１３１の振動を調整する。

［搬送システム３０の動作］
続いて、図７及び図８を参照して、搬送システム３０の動作について説明する。図７は、搬送システム３０の動作の流れを示すタイムフローであり、図８は、ワークＷの振動とロボット１３１の振動との関係を示す図である。

図７を参照して、ステップＳ１に示すように、制御部１５としてのコントロールユニット１５１は、作業対象のワークＷと同期して台車１１１を移動させる同期搬送工程を開始する。即ち、コントロールユニット１５１は、ワーク搬送装置２に設けられたエンコーダからの信号に基づいて、Ａ−Ｂ地点間を作業対象のワークＷと同期して移動するように台車１１１を制御する。このステップＳ１の同期搬送工程は、作業対象のワークＷへの作業が終了するまで、即ち以下に説明するステップＳ２〜ステップＳ７の工程が終了するまで継続して行われる。

続いて、ステップＳ２では、コントロールユニット１５１は、第１振動検出部１２としてのセンサ装置１２１と協働して同期搬送中のワークＷの振動を検出するワークＷに対する振動検出工程を開始する。即ち、コントロールユニット１５１は、センサ装置１２１が検出した位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の位置情報から、ワークＷの底面中央部である位置Ｐの３次元上の位置情報を取得する。そして、コントロールユニット１５１は、この位置Ｐの位置情報の変化から、位置Ｐに生じている振動を検出する。このステップＳ２のワークＷに対する振動検出工程は、以後の振動を予測するのに十分な所定期間、継続して行われる。なお、所定期間としてはワークＷの種類やワーク搬送装置２の種類に応じて適宜設定することができる。

続いて、ステップＳ３では、コントロールユニット１５１は、ステップＳ２で検出したワークＷの振動から、ワークＷに以後生じる振動を予測する振動予測工程を開始する。ワーク搬送装置２で搬送されるワークＷには、外力が加えられない限り一定の周期性を持った振動が生じると予測される。そこで、コントロールユニット１５１は、ステップＳ２で検出した所定期間分のワークＷの振動から、ワークＷに生じる振動の周期性を特定することで、ワークＷに以後生じる振動を予測、即ち予測振動パターンを算出する。

予測振動パターンを算出すると、コントロールユニット１５１は、続いてロボット１３１の夫々に対して予測振動パターンに応じた振動を再現させる振動再現工程を開始する。なお、この振動再現工程は、ステップＳ４〜ステップＳ６の各工程により実現される。

即ち、コントロールユニット１５１は、予測振動パターンを算出すると初めにステップＳ４の振動実行工程を開始する。この振動実行工程では、コントロールユニット１５１は、予測振動パターンに応じて振動するようにロボット１３１に対して動作指令を供給する。ここで、図８を参照して、図中二点鎖線で表す予測振動パターンＬ２が算出された場合の振動実行工程について説明する。図８（Ａ）に示すように、コントロールユニット１５１は、ロボット１３１の動作が予測振動パターンＬ２が示す振動の波形に一致するように、ロボット１３１に対する動作指令を生成する。このとき、コントロールユニット１５１は、動作指令の供給から実際にロボット１３１が動作するまでの応答時間を考慮し、予測振動パターンＬ２よりも応答時間分だけ先に指令を出す動作指令Ｌ１を生成する。この動作指令Ｌ１によりロボット１３１が動作し、ステップＳ４の振動実行工程が実現される。なお、このステップＳ４の振動実行工程は、ロボット１３１に対する予測振動パターンに応じた振動の再現が終了するまで、即ち以下に説明するステップＳ６の工程が終了するまで継続して行われる。

ところで、動作指令に従いロボット１３１が動作したとしても、ロボット１３１に予測振動パターンと一致する振動が生じるとは限らない。一例として、ロボット１３１には、台車１１１の移動に伴う振動が加えられることがあり、また、台車１１１に複数のロボット１３１が設置されている場合には他のロボット１３１に生じた振動の影響を受け、予測振動パターンとは異なる振動が生じてしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、コントロールユニット１５１は、ステップＳ４の工程によりロボット１３１に生じた振動を監視し、予測振動パターンと一致しない場合には一致するように調整することとしている。

具体的には、図７のステップＳ５に示すように、コントロールユニット１５１は、ロボット１３１に対して動作指令を供給すると、第２振動検出部１４としての超音波発信装置１４１及び超音波受信装置１４２と協働して、動作指令に応じてロボット１３１に生じる振動を測定し検出する振動検出工程を開始する。即ち、コントロールユニット１５１は、超音波発信装置１４１及び超音波受信装置１４２と協働して超音波方式によりロボット１３１の位置情報を取得する。そして、コントロールユニット１５１は、ロボット１３１の位置情報の変化から、ロボット１３１に生じている振動を検出する。

続いて、ステップＳ６では、ロボット１３１の振動の検出が行われると、コントロールユニット１５１は、ロボット１３１に生じた振動が予測振動パターンと一致するように調整する振動調整工程を開始する。この振動調整工程では、任意の時間でのロボット１３１の振動と当該時間に対応する予測振動パターンとを比較する。そして、この比較の結果、ロボット１３１が遅れているようであれば、ロボット１３１による動作指令の読み出しタイミングを早くし、又は、動作指令をロボット１３１により早く供給するように調整する。他方、比較の結果、ロボット１３１が進んでいるようであれば、ロボット１３１による動作指令の読み出しタイミングを遅くし、又は、動作指令をロボット１３１により遅く供給するように調整する。

図８（Ｂ）を参照して、図中実線は、図８（Ａ）における動作指令Ｌ１に従い動作することでロボット１３１に生じた振動Ｌ３である。図８（Ｂ）に示すように、動作指令Ｌ１に従い動作することで、当初、ロボット１３１には予測振動パターンＬ２と一致する振動Ｌ３が生じていたものの、時間が経過するにつれ、ロボット１３１の振動Ｌ３は、予測振動パターンＬ２に対して徐々に遅れが生じてしまっている。
そこで、図８（Ｃ）に示すように、コントロールユニット１５１は、動作指令をロボット１３１により早く供給するように調整する。図８（Ｃ）では、ステップＳ４で生成した動作指令Ｌ１を、より早くロボット１３１に対して指令を行う動作指令Ｌ４に調整している。これにより、図８（Ｄ）に示すように、予測振動パターンＬ２に対して遅れていたロボット１３１の振動Ｌ３が、予測振動パターンＬ２と一致する振動Ｌ５に調整される。

図７に戻り、ロボット１３１の夫々に予測振動パターンに応じた振動を再現させると、ステップＳ７において、コントロールユニット１５１は、同期搬送中のワークＷに対して作業を行う作業工程を開始する。即ち、コントロールユニット１５１は、ワークＷの振動を再現したロボット１３１をワークＷに対して直接又は間接的に当接させ、ワークＷに対して例えばドアの取り外し等の所定の作業を行わせる。ワークＷに対する作業が終了すると、コントロールユニット１５１は、ロボット１３１をワークＷから離し作業工程を終了する。
このステップＳ７の作業工程が終了すると、コントロールユニット１５１は、当該ワークＷに対する作業を終了し、台車１１１をＢ地点からＡ地点まで移動することで、次のワークＷに対する作業の開始準備を行う。

以上のような搬送システム３０では、ワークＷに対して作業を行う前に、ワークＷに生じた振動をロボット１３１の作業部分に再現させる。これにより、ロボット１３１にはワークＷに生じた振動と同じ振動が生じるため、ロボット１３１・ワークＷ間において振動の影響を除外することができる。その結果、ワークＷに対してロボット１３１の作業部分を適切に位置決めすることができ、搬送中のワークＷに対して高精度な作業を行うことができる。
このとき、本実施形態では、ロボット１３１に対してワークＷの予測振動パターンを単に実行させるだけでなく、当該実行に伴い生じたロボット１３１の振動が予測振動パターンと一致しない場合には一致するように調整することとしている。これにより、ワークＷに生じた振動を高精度で再現することができ、結果、搬送に伴いワークＷに振動が生じたとしても高精度な作業を行うことができる。
また、ワークＷやワーク搬送装置２に対する変更を加えることなく、作業用のロボット１３１に対する変更のみでワークＷに生じた振動を除外することができるため、既存の製造ラインを変更する必要がない。

以上、本実施形態に係る搬送システム３０について説明した。なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

例えば、上記実施形態では、移動部１１として台車１１１及びレール１１２を例にとって説明したが、移動部１１はこれに限られるものではなく、その他の構成により実現することとしてもよい。このとき、移動部１１は、ワークＷに対して作業を行う作業部１３、即ちロボット１３１の先端に設けられた作業部分が、搬送方向に沿ってワークＷと同期していれば足りる。即ち、移動部１１は、上記実施形態のように作業部１３が設置された台車１１１のように作業部１３自体を移動させる構成としてもよく、作業部１３自体は移動せずワークＷに対して作業を行う作業部分のみが移動する構成としてもよい。作業部分のみが移動する構成としては、任意の位置に固定的に設置され、所定の長さのアームを供える作業用ロボットが挙げられる。このような作業用ロボットは、自身は移動しないものの、アームを伸縮あるいは関節を屈伸することで作業部分をＡ−Ｂ地点間で移動可能に構成される。

また、上記実施形態では、第１振動検出部１２は、ワークＷの底面の任意の３点（位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）から位置Ｐの位置情報を検出することとしているが、これに限られるものではなく、必要に応じて３点以上の位置から位置Ｐの位置情報を検出することとしてもよい。
また、第１振動検出部１２は、ワークＷに生じた振動を検出できれば足り、上記実施形態のようなセンサ装置１２１に限られず、他の構成により実現することとしてもよい。例えば、ワークＷをカメラ等の撮像装置により撮像し、撮像した動画像を解析することでワークＷに生じた振動を検出することとしてもよい。
また、例えば、ワークＷを搬送するハンガ２２に加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサ等の各種センサを取り付けることで、ハンガ２２の振動を検出し、当該ハンガ２２の振動をワークＷの振動として用いることとしてもよい。また、これら加速度センサ等の各種センサをワークＷ自身に取り付けることで、ワークＷに生じた振動を検出することとしてもよい。このような構成であっても既存の製造ラインに対する変更は最小限ですみ、既存設備を好適に利用することができる。

また、第２振動検出部１４についても同様に、作業部１３の作業部分に生じた振動を検出できれば足り、上記実施形態のような超音波方式に限られるものではない。例えば、作業部１３の作業部分に加速度センサ等の各種センサを取り付けることで振動を検出することとしてもよく、また、作業部分をカメラ等で撮像し、動画像を解析することで振動を検出することとしてもよい。
また、第２振動検出部１４は、ワークＷに対して作業を行う作業部分の全てから振動を検出する必要はなく、作業の内容によって振動を検出しない、又は検出精度を異ならせることとしてもよい。例えば、ワークＷからドアを取り外す際に、ボルトを緩め／締めするボルト操作部等では高精度の振動の再現が要求される一方で、ドアを把持する把持部等ではそこまで高精度の振動の再現は要求されない。そこで、第２振動検出部１４は、作業の内容に応じて、作業部分の振動の検出方法を変えることとしてもよく、また、振動再現時の精度を変えることとしてもよい。

１…作業装置
１１…移動部
１１１…台車
１１２…レール
１２…第１振動検出部
１２１…センサ装置（振動予測部）
１３…作業部
１３１…ロボット
１４…第２振動検出部（振動検出部）
１４１…超音波発信装置
１４２…超音波受信装置
１５…制御部（振動予測部、振動実行部、振動検出部、振動調整部）
１５１…コントロールユニット
２…ワーク搬送装置
２１…支持レール
２２…ハンガ
３０…搬送システム
Ｗ…ワーク

Claims (4)

1. 搬送装置により保持され搬送される作業対象物に対し、作業装置が作業を施す作業方法において、
   搬送される前記作業対象物に生じる振動を測定し、当該作業対象物に以後生じる振動パターンを予測する振動予測工程と、
   予測した前記振動パターンに応じた振動で動作するよう前記作業装置を制御する振動実行工程と、
   前記振動実行工程中に前記作業装置に生じた振動を検出する振動検出工程と、
   検出した前記振動と予測した前記振動パターンとを比較し、異なる場合には前記作業装置の振動を前記振動パターンと一致するように調整する振動調整工程と、
   を含み、
   前記各工程は、前記作業装置が前記作業対象物に対して作業を行う作業工程よりも上流で完了することを特徴とする作業方法。
2. 搬送される前記作業対象物と同期して前記作業装置を移動する同期搬送工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の作業方法。
3. 搬送装置により保持され搬送される作業対象物に対して作業を施す作業装置において、
   搬送される前記作業対象物に生じる振動を測定し、当該作業対象物に以後生じる振動パターンを予測する振動予測部と、
   前記作業対象物に対して作業を施す作業部分を、予測した前記振動パターンに応じた振動で動作するよう制御する振動実行部と、
   前記振動実行部の制御により前記作業部分に生じた振動を検出する振動検出部と、
   検出した前記振動と予測した前記振動パターンとを比較し、異なる場合には前記作業部分の振動を前記振動パターンと一致するように調整する振動調整部と、
   を備え、
   前記作業部分に前記振動パターンと一致する振動が生じることを条件に、前記作業部分による前記作業対象物への作業を開始することを特徴とする作業装置。
4. 搬送される前記作業対象物と同期して移動する移動部を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の作業装置。

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