JP6007170B2 - Workpiece manufacturing method and system - Google Patents
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本発明は、ワーク製造方法及びシステム、特に、作業者と作業ロボットとが同じ部品に対して作業を行ってワークを組み立てるワーク製造方法及びシステムに関する。 The present invention relates to a workpiece manufacturing method and system, and more particularly, to a workpiece manufacturing method and system in which a worker and a work robot perform work on the same parts to assemble a workpiece.
従来から、自動車部品等の製造ラインでは、作業者と作業ロボットとが同じ部品に対して作業を行ってワークを組み立てることがあった。特に、近年、作業ロボットだけでワークを組み立てることは、過度な設備投資を必要とし、汎用性も劣るので、作業者と作業ロボットとがそれぞれに適した作業を行うように見直されている。 Conventionally, in a production line for automobile parts and the like, an operator and a work robot sometimes work on the same parts to assemble a workpiece. In particular, in recent years, assembling a workpiece using only a work robot requires excessive equipment investment and is less versatile, the worker and the work robot have been reconsidered to perform work suitable for each.
例えば、特許文献1には、磁気テープカートリッジの組立ラインが記載されている。この組立ラインでは、作業者が部品を供給するステーションから組立ロボットが部品を組み立てるステーションへ、ローラコンベア上を搬送される搬送パレットによって部品が搬送される。 For example, Patent Document 1 describes an assembly line for a magnetic tape cartridge. In this assembly line, parts are transported by a transport pallet transported on a roller conveyor from a station where parts are supplied by an operator to a station where the assembly robot assembles the parts.
また、特許文献2には、作業者が作業する作業ステーションと作業ロボットが作業する作業ステーションとがレールで接続され、部品を塔載する台車がレールに沿って移動することが記載されている。この台車は、タイヤを駆動するモータを備え、作業手順等に従って移動するように制御される。 Patent Document 2 describes that a work station where an operator works and a work station where a work robot works are connected by a rail, and a carriage on which components are mounted moves along the rail. This carriage is provided with a motor for driving a tire and is controlled to move according to a work procedure or the like.
しかしながら、特許文献1,2に記載された従来の技術では、作業者が作業する区画と作業ロボットが作業する区画との間で部品を移動させるために、ローラコンベアやモータ付きの台車などの自走可能な搬送機構を必要としていた。 However, in the conventional techniques described in Patent Documents 1 and 2, in order to move parts between a section where an operator works and a section where a work robot works, a roller conveyor, a motorized carriage, or the like is required. I needed a transport mechanism that could run.
また、上記従来の技術では、自走可能な搬送機構を制御して、作業ロボットの作業に適した位置に部品を移動させていた。そのため、部品を移動させた位置が、本来の設定位置からずれて、作業ロボットの作業に不具合が生じるおそれがあった。そこで、移動後の搬送機構の位置を検知する機構などを必要としていた。 Further, in the above conventional technique, the self-propelled transport mechanism is controlled to move the component to a position suitable for the work of the work robot. For this reason, the position where the component is moved may deviate from the original set position, which may cause problems in the work of the work robot. Therefore, a mechanism for detecting the position of the transport mechanism after movement is required.
本発明は、以上の点に鑑み、自走可能な搬送機構を必要とせず、作業ロボットの作業に適した位置に部品を正確に移動させることが可能なワーク製造方法及びシステムを提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention provides a workpiece manufacturing method and system capable of accurately moving a part to a position suitable for work of a work robot without requiring a self-propelled transport mechanism. Objective.
本発明のワーク製造方法は、台車に塔載された部品に対して複数の作業を行ってワークを組み立てるワーク製造方法であって、人作業区画内で作業者が前記部品に対して作業を行う人作業工程と、ロボット作業区画内で作業ロボットが前記部品に対して作業を行うロボット作業工程と、前記人作業区画内から前記ロボット作業区画内に前記部品を塔載した前記台車を移動させる台車移動工程とを備え、前記台車移動工程は、前記作業者が前記台車を予め設定された位置まで移動させる人移動工程と、前記台車が前記位置に位置することを検知する検知工程と、前記台車が前記位置に位置することを検知した場合、前記作業ロボットは、前記台車を当該作業ロボットが前記部品に対して作業を行う位置まで前記台車を移動させるロボット移動工程とを含むことを特徴とする。 A workpiece manufacturing method according to the present invention is a workpiece manufacturing method for assembling a workpiece by performing a plurality of operations on a component mounted on a carriage, and an operator performs an operation on the component in a human operation section. A human work process, a robot work process in which a work robot works on the parts in the robot work section, and a carriage that moves the carriage on which the parts are mounted from the human work section into the robot work section. A moving step, wherein the bogie moving step includes a human moving step in which the operator moves the bogie to a preset position, a detecting step for detecting that the bogie is located at the position, and the bogie. When the robot detects that the robot is located at the position, the work robot moves the carriage to a position where the work robot works on the component. Characterized in that it comprises and.
本発明のワーク製造方法によれば、部品を塔載した台車は、人移動工程で、予め設定された位置まで作業者が移動させ、ロボット移動工程で、この位置から作業ロボットが部品に対して作業を行う位置までは当該部品に対して作業を行う作業ロボットが移動させる。よって、上記特許文献1,2に記載された従来の技術のように、部品を搬送するために、自走可能な搬送装置は不要であり、作業者等が移動させることが可能な台車であればよい。そのため、搬送装置を自走させる機構を必要としないので、製造設備の簡素化を図ることができ、且つ、搬送装置を制御する必要がない。 According to the workpiece manufacturing method of the present invention, the carriage on which the component is mounted is moved by a worker to a preset position in the human movement process, and the work robot moves from this position to the part in the robot movement process. The work robot that performs work on the part moves to the position where the work is performed. Therefore, unlike the conventional techniques described in Patent Documents 1 and 2, a self-propelled transport device is not necessary for transporting parts, and the cart can be moved by an operator or the like. That's fine. For this reason, since a mechanism for self-propelling the transport device is not required, it is possible to simplify the manufacturing equipment, and it is not necessary to control the transport device.
さらに、ロボット移動工程では、部品に対して作業を行う位置までは当該部品を対して作業を行う作業ロボットが台車を移動させる。よって、移動後の部品の位置は、当該部品に対して作業を行う作業ロボット自体の基準点を基準とした位置となる。そのため、作業ロボットの作業に不具合が生じるおそれが解消され、さらに、移動後の台車の位置を検知する機構などを必要としない。 Furthermore, in the robot movement process, the work robot that works on the part moves the carriage to the position where the work is performed on the part. Therefore, the position of the moved part is a position based on the reference point of the working robot itself that performs the work on the part. This eliminates the possibility of malfunctions in the work of the work robot, and does not require a mechanism for detecting the position of the carriage after movement.
本発明のワーク製造システムは、作業者が移動可能な台車に塔載された部品に対して複数の作業を行ってワークを組み立てるワーク製造システムであって、前記作業者が前記部品に対して作業を行う人作業区画と、作業ロボットが前記部品に対して作業を行うロボット作業区画と、前記台車が予め設定された位置に位置するか否かを検知する台車検知機構と、前記台車検知機構が前記台車が前記位置に位置することを検知した場合、前記作業ロボットによって前記台車を当該作業ロボットが前記部品に対して作業を行う位置まで移動させるよう前記作業ロボットを制御するロボット制御部とを含むことを特徴とする。 A workpiece manufacturing system according to the present invention is a workpiece manufacturing system for assembling a workpiece by performing a plurality of operations on components mounted on a carriage that can be moved by an operator. A human work section, a robot work section in which a work robot performs work on the part, a cart detection mechanism that detects whether the cart is located at a preset position, and the cart detection mechanism A robot control unit that controls the work robot so that the work robot moves the carriage to a position where the work robot works on the component when the work robot detects that the cart is located at the position. It is characterized by that.
本発明のワーク製造システムによれば、部品を塔載した台車は、予め設定された位置までは作業者が移動可能であり、この位置から作業ロボットが部品に対して作業を行う位置までは当該部品に対して作業を行う作業ロボットが移動させる。よって、上記特許文献1,2に記載された従来の技術のように、部品を搬送するために、自走可能な搬送装置は不要であり、作業者等が移動させることが可能な台車であればよい。そのため、搬送装置を自走させる機構を必要としないので、製造システムの簡素化を図ることができ、且つ、搬送装置を制御する必要がない。 According to the workpiece manufacturing system of the present invention, the carriage on which the component is mounted can be moved by the operator up to a preset position, and from this position to the position where the work robot performs the work on the component. A work robot that performs work on the parts is moved. Therefore, unlike the conventional techniques described in Patent Documents 1 and 2, a self-propelled transport device is not necessary for transporting parts, and the cart can be moved by an operator or the like. That's fine. Therefore, since a mechanism for causing the transport device to self-run is not required, the manufacturing system can be simplified, and the transport device need not be controlled.
さらに、部品に対して作業を行う位置までは当該部品を対して作業を行う作業ロボットが台車を移動させる。よって、移動後の部品の位置は、当該部品に対して作業を行う作業ロボット自体の基準点を基準とした位置となる。そのため、作業ロボットの作業に不具合が生じるおそれが解消され、さらに、移動後の台車の位置を検知する機構などを必要としない。 Further, a work robot that performs work on the part moves the carriage to a position at which the work is performed on the part. Therefore, the position of the moved part is a position based on the reference point of the working robot itself that performs the work on the part. This eliminates the possibility of malfunctions in the work of the work robot, and does not require a mechanism for detecting the position of the carriage after movement.
本発明のワーク製造システムにおいて、前記台車検知機構は、前記台車の被係合部に係合可能な係合体と、前記係合体を前記被係合部に対して弾性的に押圧する弾性体と、前記係合体が前記被係合部と係合しているか否かを検知する検知部とを備えることが好ましい。 In the workpiece manufacturing system of the present invention, the cart detection mechanism includes an engagement body that can be engaged with an engaged portion of the carriage, and an elastic body that elastically presses the engagement body against the engaged portion. It is preferable that a detection unit that detects whether or not the engaging body is engaged with the engaged portion is provided.
この場合、台車の被係合部と台車検知機構の係合体とが弾性体の押圧力によって安定的に係合するので、台車を予め設定された位置に安定的に停止させることが可能となり、検知部による検知が確実となる。 In this case, since the engaged portion of the carriage and the engagement body of the carriage detection mechanism are stably engaged by the pressing force of the elastic body, the carriage can be stably stopped at a preset position, Detection by the detection unit is ensured.
以下、本発明の実施形態に係るワーク製造システム10について説明する。
Hereinafter, a
ワーク製造システム10は、図1に示すように、自動車部品等のワークW(図4参照)を構成する部品Sに対して作業者(不図示)及び作業ロボット11,12が複数の作業を行ってワークWを組み立てるためのシステムである。ワーク製造システム10は、人作業区画Aとロボット作業区画Bとに区画される。なお、ワークWは部品Sを含めた複数の部品が組み立てられてなるものであり、例えば、部品SはワークWの基体や基台などを構成する部品である。
As shown in FIG. 1, in the
人作業区画Aは、台車21に塔載された部品Sに対して作業者が作業を行う区画である。作業者が行う作業には、部品Sへの他の部品の載置、仮組み付け、組み付けなどが挙げられるが、従来と同様の作業でよく、特に限定されない。また、作業者が、台車21に塔載された部品Sを台車21以外の作業台等に移動させて、この作業台等で部品Sに対して作業を行ってもよい。
The human work section A is a section in which the worker performs work on the parts S mounted on the
ロボット作業区画Bは、台車21に塔載された部品Sに対して作業ロボット11,12が作業を行う区画である。作業ロボット11,12が行う作業には、部品Sへの他の部品の載置、組み付け、部品の締付け、調整、検査、加工、部品Sの反転などが挙げられるが、従来と同様の作業でよく、特に限定されない。また、作業ロボット11,12が台車21に塔載された台車21以外の作業台等に移動させて、作業ロボット11,12又は他の作業ロボット等がこの作業台等で部品Sに対して作業を行ってもよい。
The robot work section B is a section where the
図3を参照して、作業ロボット11,12は協働して部品Sに対して作業を行うことが可能である。ただし、作業ロボット11,12の数は2台に限定されず、1台でも3台以上であってもよい。また、作業ロボット11,12は、別個に個別の位置で、部品Sに対して作業を行ってもよい。
Referring to FIG. 3, work
ロボット作業区画Bには、作業ロボット11,12がそれぞれ作業を行うためのステーション13,14が設置されている。ステーション13,14には、例えば、作業ロボット11,12の各種作業用のツール、交換用ハンド、あるいは、作業ロボット11,12が部品Sに組み立てる他の部品等が配置されている。
In the robot work section B,
図示しないが、作業者がロボット作業区画B内に侵入しないように、人作業区画Aとロボット作業区画Bとの間は、安全扉などの区画物を設置することが好ましい。 Although not shown, it is preferable to install a compartment such as a safety door between the human work section A and the robot work section B so that the worker does not enter the robot work section B.
人作業区画Aとロボット作業区画Bとに亘ってこれらの床面L(図2(a)参照)にレール22が設置されている。ここでは、レール22は1本であるが、複数本のレールを並列に設置してもよい。
台車21は、複数のタイヤ式の車輪23、及びレール22の両側面にそれぞれ係合して回転自在なローラ24を備えている。台車21は、駆動源は備えておらず自走不能であるが、外部から力を受けると、レール22に沿って移動可能となっている。台車21は、作業者や作業ロボット11,12から力を受けると容易に移動する。
The
ここでは、レール22は、人作業区画Aからロボット作業区画Bを経て再び同じ人作業区画Aに戻るように設置されている。しかし、レール22は、このように設置されることには限定されず、人作業区画Aからロボット作業区画Bを経て他の人作業区画、または、ロボット作業区画Bで終了するように設置されてもよい。ただし、レール22を人作業区画A及びロボット作業区画Bを含めたループ状に設置すれば、台車21をレール22に載せ替える等の手間が省略でき、好ましい。
Here, the
ワーク製造システム10は、さらに、台車21が予め設定された基準位置P1に位置するか否かを検知する台車検知機構30を備えている。この台車検知機構30は、人作業区画Aに近いロボット作業区画Bに配置されている。
The
台車検知機構30は、図2(a)及び図2(b)に示すように、係合体31、弾性体32、支持体33、及び検知部34を備えている。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
係合体31は、台車21の被係合部25に係合可能な形状を有している。本実施形態では、台車21の被係合部25は、台車21の部品Sを上面に載置する載置台26の下面に回動自在に軸支されたローラ25である。なお、図面では、台車21は、2個のローラ25を備えているが、ローラ25は1個であってもよい。
The engaging
そして、係合体31は、ローラ25の外周面と係合する窪んだ面31aを中央部に有している。ここでは、面31aは、前後方向に対称な傾斜平面となっている。さらに、傾斜平面31aの前後方向外側には、台車21の左右外方向に傾斜した平面31bを有している。
The engaging
係合体31は、レール22の方向に弾性体32によって弾性的に押圧されている。係合体31の左側面には摺動棒35が固定されており、この摺動棒35の外側で係合体31と支持体33との間で、自由長より短くなるように、つるまきばねからなる弾性体32が配置されている。支持体33は床面Lに固定されており、詳細は図示しないが、摺動棒35は支持体33内を摺動可能となっている。
The
係合体31は、前後方向外側に傾斜した平面31bを有しているので、弾性力に対抗する力がさほどの大きさでなくとも、ローラ25に係合をさせること、または、ローラ25との係合を解除させることが可能である。また、係合体31とローラ25との相対的な位置に多少の誤差があっても、これらは確実に係合する。これにより、作業者が押して来た台車21を正確な基準位置P1に安定的に停止させることが可能である。
Since the engaging
検知部34は、台車21が基準位置P1に位置するか否かを検知する。検知部34は、例えば、複数の透過型光電センサである。複数の透過型光電センサを適切な位置に設置することで、それぞれの光が台車21で遮蔽されるか否かに応じて、台車21が基準位置P1に位置するか否かを正確に検知することができる。
The
ワーク製造システム10は、図1に示すように、さらに、作業ロボット11,12の動作を制御するロボット制御部40を備えている。このロボット制御部40には、検知部34からの検知信号が入力される。ロボット制御部40は、CPU等により構成されたコンピュータ等である。
As shown in FIG. 1, the
図2(a)及び図2(b)に示すように、台車21のローラ25が台車検知機構30の係合体31に係合したとき、即ち、台車21が基準位置P1に位置するとき、ロボット制御部40には検知部34から検出信号が入力される。この場合、ロボット制御部40は、作業ロボット11,12による作業を行うに最適な、予め設定された作業位置P2に台車21を移動させるよう動作するように、作業ロボット11に対して制御信号を送信する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, when the
これにより、図4に示すように、作業ロボット11は、台車21を牽引して、基準位置P1から作業位置P2まで移動させるように動作する。作業ロボット11は、台車21を牽引するに適したハンドやツールを有している、または、このようなハンドやツールに交換可能となっている。例えば、作業ロボット11は、人間の手に類似した多指を有するハンドを備え、このハンドで、作業者が台車21を押し引きするための押棒などの被把持部を把持して台車21を牽引するものであってもよい。
Thereby, as shown in FIG. 4, the
なお、台車21を作業位置P2に仮固定するための機構を設けてもよい。このような機構は、例えば、台車検知機構30と類似した機構とすればよい。
A mechanism for temporarily fixing the
以下、ワーク製造システム10を用いた本発明の実施形態に係るワーク製造方法について参照して説明する。
Hereinafter, a workpiece manufacturing method according to an embodiment of the present invention using the
まず、図1に示すように、人作業区画Aにおいて、台車21に塔載された部品Sに対して作業者が作業を行う人作業工程を行う。その後、人作業区画内Aからロボット作業区画B内に台車21を移動させる台車移動工程を行う。
First, as shown in FIG. 1, in the human work section A, a human work process is performed in which the worker performs work on the parts S mounted on the
台車移動工程では、まず、作業を終えた作業者が、台車21を押して、図3に示すように、台車21を基準位置P1に向けて移動させる人移動工程を行う。
In the cart moving process, first, the worker who has finished the work pushes the
そして、台車21が基準位置P1に位置するか否かを検知する検知工程を行う。台車21が基準位置P1に達すると、検知部34はその旨の検知信号を送信する。
And the detection process which detects whether the trolley |
この検知信号を受信したロボット制御部40は、台車21を作業位置P2に移動させるように作業ロボット11に制御信号を送信する。この制御信号に応じて、作業ロボット11は台車21を牽引して、台車21を作業位置P2に移動させるロボット移動工程を行う。
The
そして、図4に示すように、作業位置P2に位置する台車21に塔載された部品Sに対して、作業ロボット11,12は、ロボット制御部40から受信した制御信号に基づいて、予め設定された作業を行い、ロボット作業工程を行う。これにより、ワークWが完成する。
Then, as shown in FIG. 4, the
その後、ロボット制御部40は、台車21を作業位置P2から人作業区画A内に移動させるように作業ロボット12に制御信号を送信する。この制御信号に応じて、作業ロボット12は台車21を押し出して、台車21を人作業区画A内に移動させる。
Thereafter, the
以上説明したように、本発明の実施形態に係るワーク製造方法及びワーク製造システムによれば、部品Sを塔載した台車21は、基準位置P1までは作業者が移動させ、基準位置P1から作業位置P2までは当該部品Sに対して作業を行う作業ロボット11が移動させる。よって、上記特許文献1,2に記載された従来の技術のように、部品Sを搬送するために、自走可能な搬送装置は不要であり、作業者等が移動させることが可能な台車21であればよい。そのため、台車21を自走させる機構を必要としないので、ワーク製造システム10の簡素化を図ることができ、且つ、搬送装置を制御する必要がない。
As described above, according to the workpiece manufacturing method and the workpiece manufacturing system according to the embodiment of the present invention, the
さらに、部品Sに対して作業を行う作業位置P2まで当該部品Sを対して作業を行う作業ロボット11が台車21を移動させる。よって、移動後の部品Sの位置は、当該部品Sに対して作業を行う作業ロボット11自体の基準点を基準とした位置となる。そのため、作業ロボット11,12の作業に不具合が生じるおそれが解消され、さらに、移動後の台車21の位置を検知する機構などを必要としない。
Further, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、作業位置P2に位置する台車21に塔載された部品Sに対して、作業ロボット11,12は協働して作業を行う場合について説明した。しかし、これに限定されない。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this. For example, a case has been described in which the
例えば、作業位置P2に位置する台車21に塔載された部品Sに対して作業ロボット11が作業を行い、作業位置P2から他の作業位置にロボット12が台車21を移動させ、この作業位置に位置する台車21に塔載された部品Sに対して作業ロボット12が作業を行ってもよい。
For example, the
10…ワーク製造システム、 11,12…作業ロボット、 21…台車、 22…レール、 23…車輪、 24…ローラ、 25…ローラ、被係合部、 30…台車検知機構、 31…係合体、 32…弾性体、 33…支持体、 34…検知部、 35…摺動棒、 40…ロボット制御部、 A…人作業区画、 B…ロボット作業区画、 P1…基準位置、 P2…作業位置、 S…部品、 W…ワーク。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
人作業区画内で作業者が前記部品に対して作業を行う人作業工程と、
ロボット作業区画内で作業ロボットが前記部品に対して作業を行うロボット作業工程と、
前記人作業区画内から前記ロボット作業区画内に前記部品を塔載した前記台車を移動させる台車移動工程とを備え、
前記台車移動工程は、
前記作業者が前記台車を予め設定された位置まで移動させる人移動工程と、
前記台車が前記位置に位置することを検知する検知工程と、
前記台車が前記位置に位置することを検知した場合、前記作業ロボットは、前記台車を当該作業ロボットが前記部品に対して作業を行う位置まで前記台車を移動させるロボット移動工程とを含むことを特徴とするワーク製造方法。 A workpiece manufacturing method for assembling a workpiece by performing a plurality of operations on parts mounted on a carriage,
A human work process in which a worker works on the part in a human work section;
A robot work process in which a work robot works on the parts in a robot work section;
A carriage moving step for moving the carriage on which the parts are mounted in the robot work section from the human work section,
The carriage moving step is
A person moving step in which the worker moves the carriage to a preset position;
A detection step of detecting that the carriage is located at the position;
When it is detected that the carriage is located at the position, the work robot includes a robot moving step of moving the carriage to a position where the work robot performs work on the component. A workpiece manufacturing method.
前記作業者が前記部品に対して作業を行う人作業区画と、
作業ロボットが前記部品に対して作業を行うロボット作業区画と、
前記台車が予め設定された位置に位置するか否かを検知する台車検知機構と、
前記台車検知機構が前記台車が前記位置に位置することを検知した場合、前記作業ロボットによって前記台車を当該作業ロボットが前記部品に対して作業を行う位置まで移動させるよう前記作業ロボットを制御するロボット制御部とを含むことを特徴とするワーク製造システム。 A workpiece manufacturing system for assembling a workpiece by performing a plurality of operations on parts mounted on a carriage that can be moved by an operator,
A human work section where the worker works on the parts;
A robot work section in which a work robot works on the parts;
A cart detection mechanism for detecting whether the cart is located at a preset position;
When the cart detection mechanism detects that the cart is located at the position, the robot controls the work robot so that the work robot moves the cart to a position where the work robot works on the component. A workpiece manufacturing system including a control unit.
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