JP6599927B2 - ワーク供給システム - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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は、連続作業時間T1の測定を開始する(ステップS201)。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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2に記載のワーク供給システム。
- 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3に記載のワーク供給システム。 - 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4のいずれかに記載のワーク供給システム。
- 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5のいずれかに記載のワーク供給システム。
- 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。
- 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7のいずれかに記載のワーク供給システム。
- 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8に記載のワーク供給システム。
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