JP6599927B2 - ワーク供給システム - Google Patents

ワーク供給システム

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Description

本発明は、ワーク供給システムに関するものである。
従来、ロボットと作業者とが、協働して作業を行う場合がある。例えば、ロボットが重量の大きなワークを搬送して作業者にワークを受け渡し、作業者は、ロボットから受け取ったワークに対して所定の作業を施す場合である。
このような形態で作業を行う場合、ロボットは、一定時間(インターバル時間)が経過する毎に、ワークを順次作業者に受け渡すようにプログラミングされていることが多い。しかし、時間の経過とともに、作業者の疲労等によって作業効率が低下し、ロボットの一定時間毎の動作に追従して作業者が動作することが困難となる場合がある。すると、ロボットの動作と作業者の動作とにズレ(遅れ)が生じ、生産効率の低下等が生じてしまう。
これに対し、作業者の作業効率が低下した場合に、作業者が行うべき作業の一部をロボットが代わりに行う構成が提案されている。
例えば、作業者が所定の作業に要した時間を測定し、測定された時間に応じて、作業者とロボットの間の作業分担の割合を変化させる構成の生産システムが知られている(例えば、特許文献1参照。)。この構成によれば、作業者が所定の作業に要した時間が規定以上に長くなると、作業者が行うべき作業の一部をロボットが代わりに行うことで、生産効率の低下を抑える。
また、ロボットが供給するワークの置き場の空き具合を検出し、検出された空き具合が所定以下となった場合に、作業者が行う作業の一部を、ロボットが行う構成の生産システムが知られている(例えば、特許文献2参照。)。このような構成においても、作業者の作業効率が低下した場合に、作業者が行うべき作業の一部をロボットが代わりに行うことで、生産効率の低下を抑える。
特開2011―227773号公報 特開2014―142814号公報
ところで、特許文献1および特許文献2に開示されたような構成は、作業者が行う作業の一部を、ロボットが代わりに行うことができる、ということを前提としている。
しかしながら、作業者の行う作業が、ロボットが代わりに行うことができないものである場合、特許文献1および特許文献2に開示されたような構成を適用して生産効率の低下を抑えることは困難である。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、ロボットが作業者に代わって行うことができないような作業においても、ロボットと作業者とが協働して作業を行いながら、生産効率の低下を抑えることができるワーク供給システムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、作業者がワークに対して所定の作業を実行する複数の作業領域のそれぞれに、前記ワークを供給するロボットと、それぞれの前記作業領域の前記作業者の疲労度を検出する検出部と、前記検出部で検出された前記作業者の疲労度に応じて、前記作業者が疲労状態にあるか否かを判定する判定部と、前記判定部で前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、複数の前記作業領域間で、前記ロボットによるそれぞれの前記作業領域に対する前記ワークの供給ペースを調整する調整制御部とを備え、該調整制御部は、前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、疲労状態であると判定されていない他の前記作業者の前記作業領域に対し、前記ワークの供給ペースを高めるワーク供給システムである。
本発明の参考例としての他の態様は、作業者がワークに対して所定の作業を実行する複数の作業領域のそれぞれに、前記ワークを供給するロボットと、それぞれの前記作業領域の前記作業者の疲労度を検出する検出部と、前記検出部で検出された前記作業者の疲労度に応じて、前記作業者が疲労状態にあるか否かを判定する判定部と、前記判定部で前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、複数の前記作業領域間で、前記ロボットによるそれぞれの前記作業領域に対する前記ワークの供給ペースを調整する調整制御部とを備え、該調整制御部は、前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、当該作業者の前記作業領域に対し、前記ワークの供給ペースを低下させるワーク供給システムである。
本態様によれば、判定部において、作業者が疲労状態にあると判定された場合、調整制御部は、複数の作業領域間で、それぞれの作業領域に対するワークの供給ペースを調整する。これにより、例えば、疲労状態にある作業者に対しては、ワークの供給ペースを下げることで、疲労度がさらに高まるのを抑え、生産効率がさらに低下するのを抑えることができる。また、例えば、疲労状態にない作業者に対してワークの供給ペースを高めれば、複数の作業領域全体として生産効率が低下するのを抑えることができる。
上記態様においては、前記ロボットは、複数の前記作業領域にそれぞれ設けられ、前記調整制御部は、前記判定部で前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、複数の前記ロボット間で、前記ワークの供給ペースを調整してもよい。
このようにすることで、作業者が疲労状態にあると判定された場合、調整制御部は、複数の作業領域のそれぞれに設けられた複数のロボット間で、各作業領域に対するワークの供給ペースを調整する。
上記態様においては、前記検出部は、前記所定の作業に要した作業時間を測定することで、前記疲労度を検出してもよい。
このようにすることで、作業者が所定の作業を行うのに要した作業時間が長くなれば、作業者の疲労度が高まっていると判断することができる。
また、上記態様においては、前記判定部は、前記作業者が前記作業領域で作業を開始した当初に前記検出部によって検出された、前記所定の作業に要した初期の作業時間を記憶しておき、前記検出部で検出された前記所定の作業に要した前記作業時間が、前記初期の作業時間に対し、予め定められた以上に長くなったとき、前記作業者が疲労状態にあると判定してもよい。
このようにすることで、作業者毎に、初期の作業時間を記憶しておくことで、所定の作業に要した作業時間が初期の作業時間よりも長くなった場合に、作業者が疲労状態にあると判定することができる。作業者が複数いると、作業への習熟度等の個人差によって、作業者ごとに、所定の作業に要する作業時間が異なる場合がある。このような場合においても、作業者毎に、疲労状態にあるか否かを、より正確に判定することができる。
また、上記態様においては、前記検出部は、前記作業者が前記作業領域で作業を開始してからの連続作業時間を検出することで、前記疲労度を検出してもよい。
このようにすることで、連続作業時間が長くなった場合に、作業者が疲労状態にあると判定することができる。したがって、例えば、所定の作業に要した作業時間が長くなっていなくても、連続作業時間が長くなった場合に、作業者が疲労状態にあると判定して、複数の作業領域間でワークの供給ペースを調整することで、疲労状態の作業者に過度の負担を掛けることを抑えることができる。
また、上記態様においては、前記検出部は、前記ロボットが前記作業領域に前記ワークを供給してから前記作業者が前記所定の作業を開始するまでの応答時間を検出することで、前記疲労度を検出してもよい。
このようにすることで、ロボットが作業領域にワークを供給してから作業者が所定の作業を開始するまでの応答時間が長くなれば、作業者の疲労度が高まっていると判断することができる。
また、上記態様においては、前記調整制御部は、前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、疲労状態であると判定されていない他の前記作業者の前記作業領域に対し、前記ワークの供給ペースを高め
このようにすることで、疲労状態にある作業者の作業領域で作業効率が低下しても、疲労状態にない他の作業者の作業領域で作業効率を高めることができる。したがって、複数の作業領域の全体で、作業効率が低下するのを抑えることができる。
また、上記他の態様においては、前記調整制御部は、前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、当該作業者の前記作業領域に対し、前記ワークの供給ペースを低下させ
このようにすることで、疲労状態にあると判定された作業者の疲労度が、さらに高まるのを抑えることができる。これにより、複数の作業領域全体での生産効率が低下するのを抑えることができる。
また、上記態様においては、前記検出部で検出された前記作業者の疲労度に関する情報を出力する出力部をさらに備えていてもよい。
このようにすることで、例えば、複数の作業領域を管理する管理者が、各作業者の疲労状態を確認することができる。これにより、管理者は、疲労度が高い作業者がいることを確認し、例えば、作業者を休憩させたり交替させたりすることができる。
また、上記態様においては、前記出力部は、前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、前記作業者の休憩または交替を促すメッセージを出力してもよい。
このようにすることで、疲労状態にある作業者を休憩または交替させることで、生産効率が低下するのを抑えることができる。
本発明によれば、ロボットが作業者に代わって行うことができないような作業においても、ロボットと作業者とが協働して作業を行いながら、生産効率の低下を抑えることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るワーク供給システムの全体構成を示す概略図である。 図1のワーク供給システムの機能的な構成を示すブロック図である。 図1のワーク供給システムの各ロボットにおいて、動作中に作業者の疲労度を検出するための処理の流れを示すフローチャートである。 図1のワーク供給システムの制御装置において、作業者の疲労度を推定する処理の流れを示すフローチャートである。 図1のワーク供給システムの管理装置において、各ロボットと協働する作業者の疲労度に応じて、複数のロボット間でワークの供給ペースを調整する処理の流れを示すフローチャートである。
本発明の一実施形態に係るワーク供給システム1について、図面を参照して以下に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るワーク供給システム1の全体構成を示す概略図である。図2は、図1のワーク供給システム1の機能的な構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るワーク供給システム1は、図1に示されるように、複数のロボット2と、各ロボット2の動作を制御する制御装置4と、表示装置(出力部)5と、複数のロボット2間における動作を調整する管理装置(調整制御部)3とを主として備えている。
このワーク供給システム1においては、複数の作業領域(受け渡し位置)Aのそれぞれに対し、1台ずつのロボット2が配置されている。各作業領域Aにおいては、作業者Pがワークに対して所定の作業を実行する。
この実施形態において、作業者Pがワークに対して行う所定の作業としては、例えば、ロボット2によって供給されたワークを、ワークの組み付け対象物に組み付けるものがある。また、例えば、ロボット2によって供給されたワークに対し、作業者Pが各種の部品等を組み付ける作業を実行するようにしてもよい。ワークは、作業者Pによって所定の作業が実行された後には、コンベア、無人搬送車、搬出シュート等の搬出手段7によって、作業領域Aから搬出される。
各ロボット2は、ワーク置場6に複数がストックされたワークを、作業領域Aのそれぞれに供給する。なおここで、ロボット2は、ワークを作業領域Aに供給できるのであれば、その具体的な構造、形式を何ら限定するものではない。また、ワーク置場6は、図示しないコンベア等の搬入手段により、ロボット2で供給すべきワークが搬入され、ストックされている。
各ロボット2は、それぞれの作業領域Aの作業者Pの疲労度を検出する検出部21を備えている。検出部21は、疲労度を検出するためのパラメータとして、例えば、作業者Pが作業領域Aで作業を開始してからの連続作業時間T1、所定の作業に要した作業時間T2、ロボット2が作業領域Aにワークを供給してから作業者Pが所定の作業を開始するまでの応答時間T3を測定する。このため、ロボット2は、所定の作業の開始及び終了を検知するためのセンサやスイッチ等を有している。
検出部21は、測定した連続作業時間T1、作業時間T2、応答時間T3を、疲労度の検出データとして、制御装置4に出力する。
制御装置4は、複数の作業領域Aに1台ずつ配置されたロボット2のそれぞれに設けられている。図2に示すように、各制御装置4は、疲労データ記憶部41と、疲労度評価部(判定部)42と、指令生成部43と、作業指令部44とを備えている。
疲労データ記憶部41は、ロボット2の検出部21から出力された、連続作業時間T1、作業時間T2、応答時間T3の計測結果を、疲労度の測定データとして記憶する。
疲労度評価部42は、検出部21で検出された作業者Pの疲労度に応じて、作業者Pが疲労状態にあるか否かを評価(判定)する。疲労度評価部42は、作業者Pが疲労状態に有るか否かの評価結果を、管理装置3に出力する。管理装置3は、後述するように、疲労度評価部42から出力された評価結果に基づいて、ロボット2におけるワークの供給ペースを調整する。
指令生成部43は、疲労度評価部42で出力した評価結果に基づいて管理装置3が生成したロボット2におけるワークの供給ペースの指示値に応じ、ロボット2への指令を生成する。
作業指令部44は、指令生成部43で生成された指令を、ロボット2に出力する。
表示装置5は、疲労度に関する情報を出力する。ここでは、表示装置5は、出力する疲労度に関する情報として、作業者Pが疲労状態にあると判定された場合に、作業者Pの休憩または交替を促すメッセージを出力する。これにより、作業者Pや、複数の作業領域Aを管理する管理者が、作業者Pの疲労状態を確認することができる。これにより、管理者は、疲労度が高い作業者Pがいることを確認し、例えば、作業者Pを休憩させたり交替させたりすることができる。
管理装置3は、複数の作業領域Aで作業を行っている複数の作業者Pのうちの少なくとも一人が、疲労度評価部42で作業者Pが疲労状態にあると判定された場合、複数のロボット2間でワークの供給ペースを調整する。
具体的には、管理装置3は、作業者Pが疲労状態にあると判定された場合に、当該作業者Pの作業領域Aにワークを供給するロボット2において、ワークの供給ペースを低下させる。また、管理装置3は、作業者Pが疲労状態にあると判定された場合に、疲労状態であると判定されていない他の作業者Pの作業領域Aにワークを供給する他のロボット2で、ワークの供給ペースを高める。
次に、上記したようなワーク供給システム1における各部の制御方法について説明する。
図3は、図1のワーク供給システム1の各ロボット2において、動作中に作業者Pの疲労度を検出するための処理の流れを示すフローチャートである。
図3に示すように、各ロボット2においては、作業領域Aを担当する作業者Pが、ロボット2を作動させて一連の連続作業を開始すると、検出部21、連続作業時間T1の測定を開始する(ステップS201)。
連続作業の開始後、ロボット2は、ワーク置場6にストックされているワークを保持する(ステップS202)。
次いで、ロボット2は、ワークを保持したまま、作業領域Aにおける所定の受け渡し位置に移動し、作業者Pによる受け取りを待機する(ステップS203)。
ロボット2がワークを保持して受け渡し位置に移動すると、検出部21において、応答時間T3の測定を開始する(ステップS204)。作業者Pは、自らが所定の作業を開始する準備が整ったら、ロボット2からワークを受け取る。これには、例えば、作業者Pの動作により、所定のセンサによる検知、スイッチの操作等を行う。すると、ロボット2は、ワークを作業者Pに受け渡す動作を開始する。
ここで、ロボット2は、ワークの保持を解除し、ワークを作業者Pに受け渡してもよいし、ワークを作業領域Aの所定位置にセットしてもよい。さらに、ロボット2は、ワークの保持を継続したまま、作業者Pが所定の作業を行う位置にワークを移動させることで、ワークの受け渡しを行うものとしてもよい。
ロボット2の検出部21は、ワークの受け渡しが完了したか否かを確認し(ステップS205)、受け渡しが完了次第、応答時間T3の測定を終了する(ステップS206)。
さらに、検出部21は、作業時間T2の測定を開始する(ステップS207)。作業者Pは、ワークの受け渡しが完了次第、所定の作業を開始する。
作業者Pがワークに対して所定の作業の実行を完了したら、所定のセンサによる検知、スイッチの操作等が行われ、検出部21に所定の信号が出力される。検出部21は、作業が完了したことを示す信号の入力を待機しており(ステップS208)、信号が入力され次第、作業時間T2の測定を終了する(ステップS209)。
このように、1つのワークに対する所定の作業の実行が完了したら、次いで、検出部21は、ステップS206,S209で得た応答時間T3および作業時間T2の測定データと、その時点における連続作業時間T1の測定データとを、制御装置4に出力する(ステップS210)。
この後、ロボット2は、一連の連続作業が終了されたか否かを判定し(ステップS211)、一連の連続作業が終了した場合には、連続作業時間T1の測定を終了し(ステップS212)、運転を終了する。
一方、ステップS211において、一連の連続作業が終了しない限り、ロボット2は、ロボット2に設定されたワークの供給ペースの設定値に応じた所定のインターバル時間が経過するごとに、ステップS202に戻って一連の処理を繰り返す。所定のインターバル時間が経過するまでの間に、制御装置4の指令を受信した場合(ステップS213)は、ロボット2にそれまで設定されていたインターバル時間を、制御装置4からの指令に含まれるワークの供給ペースに応じたインターバル時間に更新する(ステップS214)。
図4は、図1のワーク供給システム1の制御装置4において、作業者Pの疲労度を推定する処理の流れを示すフローチャートである。
図4に示すように、制御装置4は、上記ステップS210においてロボット2の検出部21から出力された、連続作業時間T1、応答時間T3および作業時間T2の測定データを受信する(ステップS401)。制御装置4は、受信した測定データを疲労データ記憶部41に記憶する。
次に、制御装置4の疲労度評価部42は、疲労データ記憶部41に記憶した測定データに基づいて、作業者Pの疲労度を推定する(ステップS402)。例えば、連続作業時間T1が、予め定めた規定以上であれば、疲労度が高いと推定する。また、応答時間T3が、予め定めた以上に大きければ、作業者Pがロボット2の供給ペースに追従できておらず、疲労度が高いと推定する。また、所定の作業を実行するのに要する作業時間T2が、予め定めた規定以上である場合も、疲労度が高いと推定することができる。
さらに、疲労度評価部42は、作業時間T2の変化に基づいて、作業者Pの疲労度を推定することができる。これには、作業者Pが、作業領域Aで一連の連続作業を開始して初回(当初)に検出部21によって検出された、所定の作業に要した初期の作業時間T2を疲労データ記憶部41で記憶しておく。そして、ステップS402では、疲労度評価部42は、最新の作業時間T2が、初期の作業時間T2に対し、予め定められた以上に長くなった場合、疲労度が高いと推定することができる。
疲労度評価部42は、上記のようなパラメータに基づいて、作業者Pの疲労度を数値化する等して推定する。
次に、疲労度評価部42は、ステップS402で推定した作業者Pの疲労度が、予め定めた規定以上の疲労状態であるか否かを判定する(ステップS403)。
その結果、作業者Pの疲労度が規定以上の疲労状態であった場合、制御装置4は、表示装置5に、作業者Pの疲労度に関する情報を出力する。具体的には、制御装置4は、表示装置5に、作業者Pの休憩または交替を促すメッセージを出力させる(ステップS404)。
この後、制御装置4は、ステップS403における作業者Pの疲労度の評価結果を、管理装置3に送信する(ステップS405)。
管理装置3では、後に詳述するように、制御装置4から送信された疲労度の評価結果に基づき、ロボット2におけるワークの供給ペースの設定情報(具体的には、インターバル時間)を含む指示を生成し、制御装置4に送信する。
制御装置4は、管理装置3から、供給ペースの指示を受信すると(ステップS406)、その指示内容に基づいて、ロボット2に作業指令を作成する(ステップS407)。さらに、制御装置4は、作成した作業指令をロボット2に送信する(ステップS408)。
制御装置4から送信された作業指令は、ロボット2において、図3に示したステップS213で受信される。
図5は、図1のワーク供給システム1の管理装置3において、各ロボット2と協働する作業者Pの疲労度に応じて、複数のロボット2間でワークの供給ペースを調整する処理の流れを示すフローチャートである。
図5に示すように、管理装置3においては、図4のステップS405において制御装置4が送信した作業者Pの疲労度の評価結果を受信すると(ステップS301)、予め定めた規定以上の疲労度の作業者Pがいるか否かを判定する(ステップS302)。
規定以上の疲労度の作業者Pがいなければ、各ロボット2においてワークの供給ペースを調整する必要は無いので、ステップS301に戻り、他の評価結果の受信を待機する。
一方、ステップS302において、規定以上の疲労度の作業者Pがいた場合、管理装置3は、複数の作業領域Aのロボット2におけるワークの供給ペースの配分を決定する(ステップS303)。すなわち、管理装置3は、疲労度評価部42で作業者Pが疲労状態にあると判定された場合に、複数の作業領域A間で、ロボット2によるそれぞれの作業領域Aに対するワークの供給ペース(インターバル時間)を調整する。具体的には、疲労度が規定以上に高く、疲労状態にあると判定された作業者Pの作業領域Aにワークを供給するロボット2では、ワークの供給ペースを低下させる(インターバル時間を長くする)。また、疲労状態であると判定されていない他の作業者Pの作業領域Aにワークを供給する他のロボット2では、ワークの供給ペースを高める(インターバル時間を短くする)。ここで、ワークの供給ペースを低下させる度合い、ワークの供給ペースを高める度合いは、適宜設定すればよい。例えば、疲労度を複数段階に区分し、疲労度が高いほど、ワークの供給ペースを大きく低下させたり、疲労度が低いほど、ワークの供給ペースを大きく高めたりしてもよい。
このようにして、複数のロボット2のそれぞれにおいて、ワークの供給ペースの設定情報を決定したら、その決定内容に基づき、各ロボット2の制御装置4に対し、決定したワークの供給ペースの設定情報を含む供給ペース指示を送信する(ステップS304)。
上記のような処理を、ロボット2、制御装置4および管理装置3が実行することによって、ワーク供給システム1が配置された複数の作業領域Aにおいては、いずれかの作業領域Aで作業者Pの疲労度が高まった場合、疲労度の高い作業者Pのロボット2の供給ペースを低下させ、疲労度が低い作業者Pのロボット2の供給ペースを高める。
また、疲労度の高い作業者Pが休憩して疲労度を回復させた場合や、疲労度の高い作業者Pを他の作業者に交替させた場合には、管理装置3は、各制御装置4に対し、ロボット2におけるワークの供給ペースを、予め定めた標準値に復帰させるようにしてもよい。
このように、本実施形態に係るワーク供給システム1によれば、疲労度評価部42において、作業者Pが疲労状態にあると判定された場合、管理装置3は、複数の作業領域Aのロボット2間で、それぞれの作業領域Aに対するワークの供給ペースを調整する。これにより、例えば、疲労状態にある作業者Pに対しては、ワークの供給ペースを下げることで、疲労度がさらに高まるのを抑えることができ、生産効率がさらに低下するのを抑えることができる。また、例えば、疲労状態にない作業者Pに対してワークの供給ペースを高めれば、複数の作業領域A全体として生産効率が低下するのを抑えることができる。
したがって、ロボット2が作業者Pに代わって行うことができないような作業においても、ロボット2と作業者Pとが協働して作業を行いながら、生産効率の低下を抑えることができる。
また、本実施形態に係るワーク供給システム1によれば、検出部21は、所定の作業に要した作業時間T2を計測することで疲労度を検出するので、作業者Pが所定の作業を行うのに要した作業時間T2が長くなれば、作業者Pの疲労度が高まっていると判断することができる。
また、本実施形態に係るワーク供給システム1によれば、作業者Pが作業領域Aで作業を開始した当初において所定の作業に要した作業時間T2を記憶しておき、作業時間T2が、初期の作業時間T2に対し、予め定められた以上に長くなったとき、作業者Pが疲労状態にあると判定するようにした。
作業者Pが複数いると、作業への習熟度等の個人差によって、作業者Pごとに、所定の作業に要する作業時間T2が異なる場合がある。このような場合においても、作業者P毎に、初期の作業時間T2を記憶しておくことで、所定の作業に要した作業時間T2が初期の作業時間T2よりも長くなった場合に、作業者Pが疲労状態にあると判定することができる。
また、本実施形態に係るワーク供給システム1によれば、検出部21は、作業者Pが作業領域Aで作業を開始してからの連続作業時間T1を検出することで疲労度を検出するようにした。これにより、連続作業時間T1が長くなった場合に、作業者Pが疲労状態にあると判定することができる。したがって、例えば、所定の作業に要した作業時間T2が長くなっていなくても、連続作業時間T1が長くなった場合に、作業者Pが疲労状態にあると判定して、複数の作業領域A間でワークの供給ペースを調整することで、作業者Pに過度の負担を掛けることを抑えることができる。
また、本実施形態に係るワーク供給システム1によれば、検出部21は、ロボット2が作業領域Aにワークを供給してから作業者Pが所定の作業を開始するまでの応答時間T3を検出することで、疲労度を検出するようにした。このようにすることで、ロボット2が作業領域Aにワークを供給してから作業者Pが所定の作業を開始するまでの応答時間T3が長くなれば、作業者Pの疲労度が高まっていると判断することができる。
また、管理装置3は、作業者Pが疲労状態にあると判定された場合に、疲労状態であると判定されていない他の作業者Pの作業領域Aにワークを供給する他のロボット2で、ワークの供給ペースを高めるようにした。このようにすることで、疲労状態にある作業者Pの作業領域Aで作業効率が低下しても、疲労状態にない他の作業者Pの作業領域Aで作業効率を高めることができる。したがって、複数の作業領域Aの全体で、作業効率が低下するのを抑えることができる。
また、管理装置3は、作業者Pが疲労状態にあると判定された場合に、当該作業者Pの作業領域Aにワークを供給するロボット2で、ワークの供給ペースを低下させるようにした。このようにすることで、疲労状態にあると判定された作業者Pの疲労度が、さらに高まるのを抑えることができる。これにより、複数の作業領域A全体での生産効率が低下するのを抑えることができる。
また、検出部21で検出された作業者Pの疲労度に関する情報を出力する表示装置5をさらに備えるようにした。このようにすることで、例えば、複数の作業領域Aを管理する管理者や作業者P自身が、作業者Pの疲労状態を確認することができる。これにより、管理者は、疲労度が高い作業者Pがいることを確認し、例えば、作業者Pを休憩させたり交替させたりすることができる。
また、表示装置5は、作業者Pが疲労状態にあると判定された場合に、作業者Pの休憩または交替を促すメッセージを出力するようにした。このようにすることで、疲労状態にある作業者Pを休憩または交替させ、生産効率が低下するのを抑えることができる。
なお、本実施形態においては、ワーク供給システム1を構成するロボット2及び作業者Pの数は、複数であればよく、その具体的な数について何ら限定するものではない。
また、本実施形態においては、ワーク供給システム1は、ロボット2と作業者Pとが対となって、ロボット2と作業者Pとが複数対配置されるようにしたが、1台のロボット2が、複数人の作業者Pに対し、ワークを供給するようにしてもよい。このような構成においても、ロボット2が、作業者Pの疲労度に応じて、複数の作業領域A間でワークの供給ペースを上記と同様に調整するようにしてもよい。
1 ワーク供給システム
2 ロボット
3 管理装置(調整制御部)
4 制御装置
5 表示装置(出力部)
21 検出部
42 疲労度評価部(判定部)
A 作業領域
P 作業者
T1 連続作業時間
T2 作業時間
T3 応答時間

Claims (9)

  1. 作業者がワークに対して所定の作業を実行する複数の作業領域のそれぞれに、前記ワークを供給するロボットと、
    それぞれの前記作業領域の前記作業者の疲労度を検出する検出部と、
    前記検出部で検出された前記作業者の疲労度に応じて、前記作業者が疲労状態にあるか否かを判定する判定部と、
    前記判定部で前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、複数の前記作業領域間で、前記ロボットによるそれぞれの前記作業領域に対する前記ワークの供給ペースを調整する調整制御部とを備え、
    該調整制御部は、前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、疲労状態であると判定されていない他の前記作業者の前記作業領域に対し、前記ワークの供給ペースを高めるワーク供給システム。
  2. 前記ロボットは、複数の前記作業領域にそれぞれ設けられ、
    前記調整制御部は、前記判定部で前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、複
    数の前記ロボット間で、前記ワークの供給ペースを調整する請求項1に記載のワーク供給システム。
  3. 前記検出部は、前記所定の作業に要した作業時間を測定することで、前記疲労度を検出する請求項1または請求項に記載のワーク供給システム。
  4. 前記判定部は、前記作業者が前記作業領域で作業を開始した当初に前記検出部によって検出された、前記所定の作業に要した初期の作業時間を記憶しておき、
    前記検出部で検出された前記所定の作業に要した前記作業時間が、前記初期の作業時間に対し、予め定められた以上に長くなったとき、前記作業者が疲労状態にあると判定する請求項に記載のワーク供給システム。
  5. 前記検出部は、前記作業者が前記作業領域で作業を開始してからの連続作業時間を検出することで、前記疲労度を検出する請求項1から請求項のいずれかに記載のワーク供給システム。
  6. 前記検出部は、前記ロボットが前記作業領域に前記ワークを供給してから前記作業者が前記所定の作業を開始するまでの応答時間を検出することで、前記疲労度を検出する請求項1から請求項のいずれかに記載のワーク供給システム。
  7. 前記調整制御部は、前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、当該作業者の前記作業領域に対し、前記ロボットが当該作業領域に前記ワークを供給するインターバル時間を長くすることによって前記ワークの供給ペースを低下させる請求項1に記載のワーク供給システム。
  8. 前記検出部で検出された前記作業者の疲労度に関する情報を出力する出力部をさらに備える請求項1から請求項のいずれかに記載のワーク供給システム。
  9. 前記出力部は、前記作業者が疲労状態にあると判定された場合に、前記作業者の休憩または交替を促すメッセージを出力する請求項に記載のワーク供給システム。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3593959B1 (en) * 2018-07-10 2022-09-28 Tata Consultancy Services Limited Method and system for online non-intrusive fatigue- state detection in a robotic co-working environment
JP2020099019A (ja) * 2018-12-19 2020-06-25 株式会社日立製作所 機器制御装置及び機器制御システム
JP7221796B2 (ja) * 2019-05-29 2023-02-14 株式会社日立産機システム 生産管理装置及び方法
JP7235596B2 (ja) * 2019-05-31 2023-03-08 ファナック株式会社 協働ロボットシステム
JP6860612B2 (ja) * 2019-06-06 2021-04-14 株式会社京三製作所 インピーダンスボンド用端子の製造装置
JP7121200B2 (ja) * 2019-07-05 2022-08-17 株式会社Fuji 作業管理システム
CN114746210B (zh) * 2019-11-20 2023-11-03 日本电产株式会社 作业系统
US11442429B2 (en) 2019-12-06 2022-09-13 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Systems and methods for advance anomaly detection in a discrete manufacturing process with a task performed by a human-robot team
US11472028B2 (en) * 2019-12-06 2022-10-18 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Systems and methods automatic anomaly detection in mixed human-robot manufacturing processes
KR102160545B1 (ko) * 2020-07-23 2020-09-28 (주)선진테크 IoT를 이용한 스마트 팩토리 시스템

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4321020B2 (ja) * 2002-08-27 2009-08-26 パナソニック電工株式会社 セル生産運用システム
JP2004138555A (ja) * 2002-10-18 2004-05-13 Seiko Epson Corp 計測支援方法及び製造支援システム、計測支援装置並びに計測支援方法のプログラム
JP4590845B2 (ja) * 2003-08-27 2010-12-01 ダイキン工業株式会社 作業管理システム、作業管理方法及び作業管理プログラム
JP2006201866A (ja) * 2005-01-18 2006-08-03 Ricoh Co Ltd 作業指示システム
JP2006239157A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Ricoh Co Ltd 作業指示システム
JP4382003B2 (ja) * 2005-03-23 2009-12-09 川崎重工業株式会社 ロボット制御装置およびロボット制御方法
JP2007072754A (ja) * 2005-09-07 2007-03-22 Konica Minolta Holdings Inc 生産工程効率化支援方法
JP2007133664A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Konica Minolta Holdings Inc 生産工程支援方法
WO2010102299A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-10 Nash David E Predictive risk intelligent safety module
JP2011227773A (ja) * 2010-04-21 2011-11-10 Panasonic Electric Works Co Ltd 生産システム
JP2013027954A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Azbil Corp 生産設備および生産システム
JP6186730B2 (ja) * 2013-01-24 2017-08-30 セイコーエプソン株式会社 生産システム、ロボット、制御装置、生産方法及び制御プログラム
JP5741616B2 (ja) * 2013-03-18 2015-07-01 株式会社安川電機 生産システム及び製品の生産方法
JP2014225123A (ja) * 2013-05-16 2014-12-04 本田技研工業株式会社 生産方法
AU2013206671B2 (en) * 2013-07-03 2015-05-14 Safemine Ag Operator drowsiness detection in surface mines
RU2014101664A (ru) * 2014-01-21 2015-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Аби Девелопмент" Способы и системы для определения степени утомления оператора
CN106415418B (zh) * 2014-01-22 2018-12-28 株式会社富士 生产系统
US9396639B2 (en) * 2014-10-21 2016-07-19 Honeywell International Inc. Apparatus and method for managing operator alertness and enhancing operator effectiveness for industrial control systems
US20180027218A1 (en) * 2015-02-16 2018-01-25 Nec Corporation Work assistance device, work assistance system, work assistance method, and recording medium storing work assistance program
CN106503752B (zh) * 2016-11-14 2018-03-27 吉林大学 一种坐式手工装配线疲劳度检测系统

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