JP6848110B1

JP6848110B1 - 協働システム

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Publication number: JP6848110B1
Application number: JP2020119116A
Authority: JP
Inventors: 秀樹長末; 勇太大場; 田中　秀明; 秀明田中
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2020-07-10
Filing date: 2020-07-10
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2040-07-10
Also published as: JP2022015933A

Abstract

【課題】産業機械と、ロボットが搭載された無人搬送車とを備えた協働システムにおいて、無人搬送車の停車位置にバラツキが生じたとしても、ロボットに、産業機械の操作盤に設けられた被操作部を正確に操作させる。【解決手段】産業機械の操作盤１６の所定箇所には位置識別標識Ｔ１が設けられ、無人搬送車又はロボット２５は、無人搬送車２５が所定の作業位置に停車した状態で操作盤１６の前記所定箇所を撮像可能なカメラ３１を有している。ロボット２５及び無人搬送車を制御する制御装置は、無人搬送車を作業位置に停車させた状態で、カメラ３１に操作盤１６の所定箇所を撮像させる撮像処理と、該撮像処理により得られた撮像画像中に含まれる位置識別標識Ｔ１の画像を基に、被操作部１６６〜１６８とロボット２５との位置関係を認識して、認識した該位置関係を基に、ロボット２５に操作盤１６の被操作部１６６〜１６８を操作させる操作処理とを実行する。【選択図】図１１

Description

被操作部が設けられた操作盤を有する産業機械と、前記産業機械に対して作業を行うロボットと、該ロボットを搭載し、前記産業機械に対して予め設定された作業位置に経由する無人搬送車と、前記ロボット及び前記無人搬送車を制御する制御装置とを備えた協働システムに関する。

従来、上述した協働システムの一例として、国際公開第２０１８／０９２２２２号（下記特許文献１）に開示された協働システムが知られている。この協働システムでは、ロボットを搭載した無人搬送車が、工作機械（産業機械の一例）に対して設定された作業位置に移動し、当該作業位置において、ロボットにより当該工作機械に対してワークの着脱等の作業が実行される。

この協働システムでは、工作機械の制御装置と、ロボット及び無人搬送車の制御装置とが、通信機器を介して信号を送受信することで、ロボットが工作機械に対して適切なタイミングで作業を行えるようになっている。

国際公開第２０１８／０９２２２２号

ところで、例えば旧式の工作機械（産業機械）等では、無人搬送車及びロボットとの通信を行うための通信機器を有していない機種や、通信機器を有していても通信規格が異なるために通信を行うことができない機種が存在する。

このような産業機械に対して、上述した特許文献１に示す無人搬送車及びロボットを用いた協働システムを適用しようとしても、無人搬送車及びロボットを制御する制御装置と、産業機械を制御する制御装置との間で通信を行うことができないので、ロボットの動作と産業機械の動作とを所定の順序通りに連携させることができず、協働システムとして成立し得ない。

これに対して、例えばオペレータが行う操作盤の操作をロボットに行わせることができれば、工作機械の動作とロボットの動作とを所定の順序通りに実行し、ロボットと工作機械との協働システムを実現できる可能性が高まる。

しかし、無人搬送車に搭載されたロボットと、操作盤に設けられた操作ボタン（被操作部）との位置関係は、無人搬送車の停車位置のバラツキ等に起因して毎回変化するので、ロボットに被操作部を正確に操作させることは困難である。

本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであって、無人搬送車の停車位置にバラツキが生じたとしても、ロボットに、産業機械の操作盤に設けられた被操作部を正確に操作させることができる協働システムを提供することを、その目的とする。

前記課題を解決するための本発明は、
被操作部が設けられた操作盤を有する産業機械と、前記産業機械に対して作業を行うロボットと、該ロボットを搭載し、前記産業機械に対して予め設定された作業位置に経由する無人搬送車と、前記ロボット及び前記無人搬送車を制御する制御装置とを備えた協働システムであって、
前記産業機械の前記操作盤の所定箇所には位置識別標識が設けられ、
前記無人搬送車又は前記ロボットは、前記無人搬送車が前記作業位置に停車した状態で前記操作盤の前記所定箇所を撮像可能なカメラを有し、
前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に停車させた状態で、前記カメラに、前記操作盤の前記所定箇所を撮像させる撮像処理と、該撮像処理により得られた撮像画像中に含まれる前記位置識別標識の画像を基に、前記被操作部と前記ロボットとの位置関係を認識して、認識した該位置関係を基に、前記ロボットに前記操作盤の前記被操作部を操作させる操作処理とを実行可能に構成されている協働システムに係る。

この協働システムによれば、制御装置は、無人搬送車を産業機械の作業位置に停車させた状態で、撮像処理と操作処理とを実行可能になっている。この撮像処理では、制御装置による制御の下にカメラが作動して、操作盤の所定箇所の画像が該カメラにより撮像される。該所定箇所には位置識別標識が設けられるので、カメラによる撮像画像には、この位置識別標識の画像が含まれることとなる。前記操作処理では、制御部においてこの位置識別標識の画像を基に被操作部とロボットとの位置関係を認識する。そして、制御部は、認識した位置関係を基にロボットに操作盤の被操作部を操作させる。この操作部としては、例えば、工作機械（産業機械の一例）の操作盤に設けられた起動ボタン等が挙げられる。

斯くして、本発明の協働システムによれば、制御装置は、ロボットに操作盤の被操作部を操作させる際に、操作盤に設けられた位置識別標識の画像を基に、被操作部とロボットとの位置関係を認識するように構成されているので、無人搬送車の停車位置のバラツキが生じたとしても、ロボットによる被操作部の操作を正確に行うことができる。

また、前記協働システムにおいて、前記産業機械は、前記被操作部に対する操作を待つ操作待ち状態にあるか否かを判定して、該操作待ち状態にあると判定した場合には、前記位置識別標識を前記カメラにより撮像可能な撮像可能状態にする一方、前記操作待ち状態にないと判定した場合に、前記位置識別標識を前記カメラにより撮像不能な撮像不能状態に切替える識別切替部を有し、前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に停車させた状態で、前記撮像処理として、前記カメラにより前記操作盤の前記所定箇所を継続的に撮像する処理を実行し、該撮像処理により得られた撮像画像中に前記位置識別標識の画像が検出された場合に、前記操作処理を実行し、前記撮像画像中に前記位置識別標識の画像が検出されない場合には、前記操作処理を実行せずに前記カメラによる撮像を継続するように構成されている態様を採用することができる。

この態様によれば、識別切替部において、産業機械が、被操作部に対する操作を待つ操作待ち状態にあるか否かが判定される。そして、識別部において、産業機械が操作待ち状態にあると判定された場合には、位置識別標識がカメラにより撮像可能な撮像可能状態とされる一方、操作待ち状態にないと判定された場合に、前記位置識別標識が前記カメラにより撮像不能な撮像不能状態に切替えられる。そして、制御装置による制御の下、無人搬送車が産業機械の作業位置に停車すると、前記カメラによって前記操作盤の前記所定箇所が継続的に撮像され、撮像画像中に位置識別標識の画像が検出された場合には、ロボットにより前記被操作部が操作され（操作処理が実行され）、位置識別標識の画像が検出されない場合には、ロボットによる当該操作は実行されず、産業機械は操作待ち状態を継続する。ここで言う、カメラにより継続的に撮像するとは、例えば動画撮影のように略連続的に行う撮像処理に限らず、例えば数秒置きに静止画像を撮像する処理を含む。

これによれば、カメラによる撮像画像中に位置識別標識が検出されたことをトリガーとして、ロボットが操作盤の被操作部を操作するので、ロボットと産業機械とを、通信に依らずに協働させることができる。したがって、例えば、産業機械がロボットとの通信機器を有していない比較的古い機種である場合に、新たな通信機器を搭載することなくロボットと産業機械との協働システムを構築することができる。よって、通信機器を新たに搭載する必要がない分、ユーザのコスト負担を低減することができる。また、位置識別標識は、産業機械が被操作部に対する操作待ち状態にある場合にだけカメラにより撮像可能になるので、操作待ち状態でないにも拘わらず、被操作部が誤って操作されるのを防止することができる。

ここで、前記協働システムにおいて、前記操作盤は、情報を表示するモニタを有し、前記所定箇所は、前記モニタの画面の所定領域であり、前記識別切替部は、前記産業機械が前記操作待ち状態にあると判定した場合には、前記モニタの画面の前記所定領域に前記位置識別標識を表示させることで、該位置識別標識を前記撮像可能状態にする一方、前記産業機械が前記操作待ち状態にないと判定した場合には、該位置識別標識を前記モニタの画面の前記所定領域に表示させないことで、該位置識別標識を前記撮像不能状態にするように構成されている態様を採用することができる。

この態様によれば、識別切替部は、操作盤に設けられたモニタの画面上において、位置識別標識の表示／非表示を切替える構成とされている。したがって、例えば操作盤に設けられた既存のモニタを利用して識別切替部の機能を容易に実現することができる。

尚、識別切替部は、このようにモニタを用いた電子的手段に限ったものではなく、例えば、スライド式のシャッター等からなる可動部材を、位置識別標識を覆う覆い位置と位置識別標識を外部に露出させる露出位置とに切替える構成であってもよい。

また、前記無人搬送車に搭載される前記ロボットは、該ロボットが備えるハンドの一部を前記操作盤の前記被操作部に接触させることで該被操作部を操作するように構成されている態様を採用することができる。

この態様によれば、ロボットに備わった既存のハンドの一部を利用して被操作部を操作することができるので、被操作部を操作するための操作部材を別途設ける場合に比べて、部品点数を削減してコスト低減することができる。

また、前記無人搬送車に搭載される前記ロボットは、該ロボットが備えるハンドに取付けられた操作部材を前記操作盤の前記被操作部に接触させることで該被操作部を操作するように構成されていて、前記操作部材が前記被操作部と接触した際の衝撃を緩和する緩衝部を有している態様を採用することができる。

この態様によれば、ロボットが操作部材を被操作部に接触させる際の衝撃を緩衝部により緩和することができる。よって、操作部材による被操作部の操作を、機器類を破損することなく安全に行うことができる。

また、前記協働システムにおいて、前記カメラは、前記無人搬送車に搭載された前記ロボットに設けられ、前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に停車させた状態で、前記ロボットの姿勢を、前記カメラにより前記操作盤の前記所定箇所を撮像可能な撮像姿勢と、前記操作盤の前記被操作部を操作可能な操作姿勢と、前記産業機械に対して作業を行うための作業姿勢とに選択的に切替え可能に構成され、前記ロボットの前記撮像姿勢、前記操作姿勢、及び前記作業姿勢は、それぞれ、前記ロボットにティーチング操作することによって前記制御装置に予め記憶され、前記制御装置は、ティーチング操作時に、前記ロボットに前記撮像姿勢を取らせた状態で前記カメラにより撮像した前記位置識別標識の画像を基準画像として予め記憶しておき、自動運転用プログラムに基づく前記無人搬送車の自動運転時において、前記撮像処理を実行する際には、前記ロボットを前記撮像姿勢にした状態で前記カメラにより前記操作盤の前記所定箇所を撮像し、前記操作処理の実行に際しては、該撮像処理により得られた撮像画像中に含まれる前記位置識別標識の画像と前記基準画像とを比較することで、前記ロボットの現在の撮像姿勢とティーチング操作時の撮像姿勢との間の誤差量を算出し、算出した該誤差量に基づいて、前記被操作部と前記ロボットとの前記位置関係を認識し、認識した該位置関係を基に前記予め記憶した前記操作姿勢を補正して、前記ロボットに、補正した該操作姿勢を取らせることで前記操作盤の前記被操作部を操作させるように構成されている態様を採用することができる。

この態様によれば、カメラはロボットに取付けられており、前記ロボットの姿勢として、カメラにより前記操作盤の前記所定箇所を撮像可能な撮像姿勢と、前記操作盤の被操作部を操作可能な操作姿勢と、産業機械に対して作業を行うための作業姿勢とが、ロボットへのティーチング操作によって予め制御装置に記憶されている。ロボットに撮像姿勢のティーチング操作を行う際には、このティーチング操作と併せて、前記カメラにより位置識別標識の画像が撮像され、基準画像として制御装置に予め記憶される。

そして、制御装置は、自動運転用プログラムに基づく前記無人搬送車の自動運転時において、前記カメラに撮像処理を実行させる際には、ロボットを撮像姿勢にした状態で前記カメラにより前記操作盤の前記所定箇所を撮像させる。そして、制御装置は、所定箇所に設けられた位置識別標識の画像を、ティーチング操作時に撮像した位置識別標識の画像である前記基準画像と比較することで、ロボットの現在の撮像姿勢とティーチング操作時の撮像姿勢との間の誤差量を算出する。制御装置は、算出した該誤差量に基づいて、前記被操作部と前記ロボットとの前記位置関係を認識し、認識した該位置関係を基に前記予め記憶した前記操作姿勢を補正して、前記ロボットに、補正した該操作姿勢を取らせることで前記操作盤の前記被操作部を操作させる。

斯くして、自動運転時にカメラにより撮像した位置識別標識の画像と、ティーチング操作時にカメラにより撮像した位置識別標識の画像である前記基準画像との比較を基に、ロボットの現在の撮像姿勢とティーチング操作時の撮像姿勢との間の誤差量を算出することで、ロボットと被操作部との位置関係を容易に認識することができる。

また、前記協働システムにおいて、前記産業機械は、ワークに対して所定の加工を行う工作機械である態様を採用することができる。これによれば、工作機械を含む生産システムに対して本発明の協働システムを適用することで、省人化を促進しつつ生産効率の向上を図ることができる。

以上のように、本発明に係る協働システムよれば、産業機械の操作盤に設けられた位置識別標識の画像をカメラにより撮像して、撮像した位置識別標識の画像を基に、操作盤の被操作部とロボットとの位置関係を認識して、該認識した位置関係を基に、ロボットに被操作部を操作させるようにしたことで、無人搬送車の停車位置にバラツキが生じても、ロボットに被操作部を正確に操作させることができる。

本発明の実施形態に係る協働システムの一例を示す平面図である。協働システムにおいて使用されるロボット及び無人搬送車を示す斜視図である。協働システムにおいて使用される工作機械（産業機械の一例）を示す斜視図である。工作機械における制御ブロック図である投入用のワーク受け部材にワークを支持させて、下刃物台を待機位置に位置させた状態を示す、工作機械の正面側から見た斜視図である。投入用のワーク受け部材にワークを支持させて、下刃物台をワーク着脱位置に位置させた状態を示す、工作機械の正面側から見た斜視図である。工作機械に付設されたＮＣ操作盤を拡大して示す拡大斜視図である。工作機械のＮＣ操作盤に設けられたメインタッチパネルの表示画面の一例を示す概略図である。（ａ）は、位置識別標識の一例を示す説明図であり、（ｂ）は、自動運転時にロボットが撮像姿勢を取ったときに、カメラによる撮像画像中に含まれる位置識別標識の画像の一例を示した説明図である。ロボット及び無人搬送車の制御ブロック図である。ロボットが撮像姿勢にある状態を示す斜視図である。ロボットが操作姿勢と取ることで、ハンドの一部がメインタッチパネルに表示された操作ボタンに接触する様子を示す概略側面図である。ロボット及び無人搬送車を制御する制御装置（ＡＧＶ制御装置）により実行される制御処理の一例を示すフローチャートである。変形例１において、ロボットが扉開ボタンを操作した後にメインタッチパネルに表示される表示画面の一例を示す概略図である。変形例２において、全てのワークの加工が完了したときに、メインタッチパネルに表示される表示画面の一例を示す概略図である。変形例３を示す図１２相当図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施形態）
図１に示すように、本例の協働システム１は、産業機械としての工作機械１０、無人搬送車３５、この無人搬送車３５に搭載されるロボット２５、ロボット２５に装着されるカメラ３１、工作機械１０を制御する制御装置１７（以下、工作機械制御装置１７という）、並びに、ロボット２５及び無人搬送車３５を制御する制御装置４０（以下、ＡＧＶ制御装置４０という）などから構成される。工作機械制御装置１７（後述する図４参照）は、ＡＧＶ制御装置４０（後述する図１０参照）との間で通信を行うための通信機器を有していない。このため、ＡＧＶ制御装置４０は、工作機械制御装置１７との通信に依らずに、カメラ３１による撮像画像を基に、ロボット２５に工作機械１０のＮＣ操作盤１６を操作させて、ロボット２５と工作機械１０とを協働させる。

図２に示すように、前記無人搬送車３５には、その上面である載置面３６に前記ロボット２５が搭載され、また、オペレータが携帯可能なＡＧＶ操作盤３７（図１参照）が付設されている。尚、このＡＧＶ操作盤３７は、データの入出力を行う入出力部、当該無人搬送車３５及びロボット２５を手動操作する操作部、並びに画面表示可能なディスプレイなどを備えている。

また、無人搬送車３５は、工場内における自身の位置を認識可能な位置センサ（例えば、レーザ光を用いた距離計測センサ）を備えており、ＡＧＶ制御装置４０による制御の下で、工場内を無軌道で走行するように構成され、本例では、前記工作機械１０に対して設定された作業位置に経由する。ＡＧＶ制御装置４０は、無人搬送車３５の筐体内に収容されている。

前記ロボット２５は、第１アーム２６、第２アーム２７及び第３アーム２８の３つのアームを備えた多関節型のロボットであり、第３アーム２８の先端部にはエンドエフェクタとしてのハンド２９が装着され、また、支持バー３０を介して２つのカメラ３１が装着されている。ハンド２９は、ボディ２９１と、互い対向する一対の把持部材２９２とをしている。ハンド２９は、一対の把持部材２９２によりワーク１００を挟んで把持するように構成されている。

無人搬送車３５の載置面３６におけるロボット２５よりも車両後側には、ワーク１００を収納するバケット３８が載置されている。バケット３８は、加工前のワーク１００を収納する加工前収納部３８ａ（図１参照）と加工後のワーク１００を収納する加工後収納部３８ｂとに区画されている。ロボット２５は、無人搬送車３５が工作機械１０の作業位置に停車した状態で、加工前収納部３８ａに収納された加工前のワーク１００を取出して工作機械１０に投入する一方、工作機械１０から加工後のワーク１００を取出して加工後収納部３８ｂに収納する。

前記工作機械１０は、固定工具を用いた旋削機能と、回転工具を用いたミーリング機能とを有する複合型のＮＣ（数値制御）工作機械である。

具体的には、工作機械１０は、図３〜図６に示すように、加工動作機構部２０、ＮＣ操作盤１６、及び工作機械制御装置１７を備えている。

加工動作機構部２０は、図３に示すように、ワーク１００を把持するチャック１１が装着されるワーク主軸１２と、回転工具が保持される工具主軸１３と、旋削加工のための固定工具（図示省略）が取付けられる下刃物台１４とを有している。ワーク主軸１２は、チャック１１にワーク１００を保持した状態でＺ軸に平行な軸線回りに回転可能に構成されている。工具主軸１３は、回転工具（図示省略）をＸ軸に平行な軸線回りに回転駆動しつつ送り装置によってＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成されている。下刃物台１４は、Ｚ軸と平行に延びる軸線回りに旋回可能な旋回部１４１（図５参照）を有していて、送り装置によってＺ軸方向及びＸ軸方向に移動可能に構成されている。旋回部１４１の外周部には、固定工具を保持するためのホルダーが周方向に間隔を空けてＺ軸を中心とする放射状に配置されている。

加工動作機構部２０は、後述する工作機械制御装置１７の数値制御部１７２から位置指令及び速度指令を受けたサーボ機構２３（図４参照）によって駆動される。サーボ機構２３は、例えば、サーボアンプと、サーボアンプにより駆動されるサーボモータと、サーボモータの回転角度をフィードバックするエンコーダと（いずれも図示せず）から構成される。そして、加工動作機構部２０は、送り装置によって、Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸の直交３軸方向において、回転工具、固定工具、及びワーク１００を相対移動させることでワーク１００を所定形状に加工する。

加工動作機構部２０の構成要素である前記下刃物台１４は、ワーク１００をワーク主軸１２のチャック１１に着脱する着脱機構としても機能する。この機能を実現するために、旋回部１４１は、回転工具の他に、ワーク受け部材１４２（図５参照）を装着可能に構成されている。ワーク受け部材１４２は、Ｚ軸方向にて対向する一対の支持板に形成されたＶ字状の溝部１４２ａによりワーク１００を下方から支持する。本例では、ワーク受け部材１４２として、ワーク１００を投入する際に使用する投入用のワーク受け部材１４２Ａと、ワーク１００を払出す際に使用する払出し用のワーク受け部材１４２Ｂとの二つが設けられている。下刃物台１４は、ＸＺ平面内において待機位置（図５の位置）とワーク着脱位置（図６の位置）との間で移動可能に構成されている。待機位置は、加工中のワーク１００や回転工具がワーク受け部材１４２Ａ，１４２Ｂと干渉しない位置に設定され、ワーク着脱位置は、ワーク１００をチャック１１に着脱可能な位置（つまり、ワーク１００の一端部をチャック１１に挿入支持させることが可能な位置）に設定されている。

工作機械１０は、ワーク１００を加工する際に必要となる前記加工動作機構部２０の他に、加工動作と直接関係しない補助装置２１（図４参照）を有している。補助装置２１の一例として、クーラント供給装置（図示省略）や、扉開閉装置２２等が挙げられる。クーラント供給装置は、例えば加工時に回転中のワーク主軸１２に向けてクーラントを吐出する。扉開閉装置２２は、工作機械１０の正面に形成されたアクセス開口１０ａ（図３参照）を開閉する開閉扉１５を駆動する。アクセス開口１０ａは、ワーク１００の加工エリアの前側に位置している。開閉扉１５は、左右方向にスライドすることでアクセス開口１０ａを開閉可能に構成されている。扉開閉装置２２は、例えばエアシリンダとソレノイドバルブとから構成される。

工作機械１０のアクセス開口１０ａの右側にはＮＣ操作盤１６が配置されている。ＮＣ操作盤１６は、オペレータの各種操作を受付けるとともに必要な情報を表示可能に構成されている。

具体的には、ＮＣ操作盤１６は、図７に示すように、操作面が水平面に対して僅かに傾いた主操作盤１６１と、主操作盤１６１よりも上側に位置し、操作面が前側を向く副操作盤１６２とを有している。主操作盤１６１には、工作機械１０の使用時に必要な操作ボタン１６６〜１６８を表示するメインタッチパネル１６３（モニタの一例）と、メインタッチパネル１６３の下側の領域に物理的に固定された複数のハードボタン１６４とが設けられている。ハードボタン１６４には、例えば緊急停止用の非常ボタン等が含まれる。副操作盤１６２には、工作機械１０の稼働状況やジョブの進行状況等を表示するサブタッチパネル１６５が設けられている。

図８は、メインタッチパネル１６３に表示される操作画面の一例である。この操作画面は、情報領域ｒ１と操作領域ｒ２と標識表示領域ｒ３との三つの領域で構成されている。

前記情報領域ｒ１は、ＮＣプログラムの入力画面や、加工シミュレーション画像等、加工動作機構部２０の動作制御に関連する種々の画面を表示するための領域である。

前記操作領域ｒ２は、工作機械１０の操作に必要な操作ボタン１６６〜１６８（被操作部の一例）を表示するための領域である。操作ボタン１６６〜１６８は、開閉扉１５を開くための扉開ボタン１６６と、開閉扉１５を閉じるための扉閉ボタン１６７と、ＮＣプログラムを実行するための起動ボタン１６８とを含んでいる。以下の説明において、扉開ボタン１６６、扉閉ボタン１６７及び起動ボタン１６８を特に区別する必要がない場合には、操作ボタン１６６〜１６８と称して説明を行う。メインタッチパネル１６３は、操作ボタン１６６〜１６８が押されると、後述するシーケンス制御部１７１に向けてそれぞれの操作ボタン１６６〜１６８に対応する操作信号を出力する。

前記標識表示領域ｒ３は、位置識別標識Ｔ１を表示するための領域である。位置識別標識Ｔ１は、後述するようにロボット２５と各操作ボタン１６６〜１６８との位置関係を認識するために使用される。標識表示領域ｒ３は、メインタッチパネル１６３の右下の隅部に位置している。標識表示領域ｒ３が、メインタッチパネル１６３の所定領域に相当するとともにＮＣ操作盤１６の所定箇所に相当する。

工作機械制御装置１７は、図４に示すように、シーケンス制御部１７１、数値制御部１７２、表示制御部１７３、シーケンスプログラム記憶部１７４、及びＮＣプログラム記憶部１７５等からなる。

工作機械制御装置１７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成され、シーケンス制御部１７１、数値制御部１７２、表示制御部１７３は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、後述する処理を実行する。また、シーケンスプログラム記憶部１７４及びＮＣプログラム記憶部１７５は、ＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成される。

シーケンス制御部１７１は、シーケンスプログラム記憶部１７４に予め記憶されたシーケンスプログラムを実行することで工作機械１０の全体動作を制御する機能部である。

シーケンス制御部１７１は、ＮＣ操作盤１６のメインタッチパネル１６３より起動ボタン１６８（図８参照）が押されたことを示す操作信号を受信した場合には、数値制御部１７２に対してＮＣプログラムの実行指令を出力する。

また、シーケンス制御部１７１は、ＮＣプログラムを実行中に数値制御部１７２より所定の指令コード（例えばＭコード）を受信した場合には、当該コードに対応する補助装置２１のスイッチ（例えばソレノイド等）に作動信号を出力する。

また、シーケンス制御部１７１は、ＮＣ操作盤１６のメインタッチパネル１６３から扉閉ボタン１６７（図８参照）が押されたことを示す操作信号を受信した場合には、扉開閉装置２２に対して開閉扉１５を閉じる作動信号を出力し、扉開ボタン１６６が押されたことを示す操作信号を受信した場合には、扉開閉装置２２に対して開閉扉１５を開く作動信号を出力する。

数値制御部１７２は、シーケンス制御部１７１からの実行指令を受けて、ＮＣプログラム記憶部１７５に記憶されたＮＣプログラムを実行する機能部である。具体的には、数値制御部１７２は、ＮＣプログラムを実行（解析）することで、加工動作機構部２０を構成する各要素のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に関する目標移動位置及び目標移動速度を認識し、認識した目標移動位置及び目標移動速度をサーボ機構２３に対して制御信号として出力する。

表示制御部１７３は、メインタッチパネル１６３及びサブタッチパネル１６５の表示画面を制御する機能部である。尚、サブタッチパネル１６５は、工作機械１０の状態を監視するために補助的に設けられるものであるため、以下ではサブタッチパネル１６５の表示制御の詳細は省略し、メインタッチパネル１６３の表示制御についてのみ説明する。

表示制御部１７３は、ＮＣ操作盤１６の電源が投入されると、前記操作画面（図８参照）をメインタッチパネル１６３に表示する。表示制御部１７３は、工作機械１０が、操作画面に表示された操作ボタン１６６〜１６８に対する操作待ち状態にあるか否かを判定して、該操作待ち状態にあると判定した場合には、位置識別標識Ｔ１をメインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３に表示する一方、前記操作待ち状態にないと判定した場合には、位置識別標識Ｔ１を標識表示領域ｒ３に表示しないように構成されている。この標識表示領域ｒ３に位置識別標識Ｔ１が表示されている状態が撮像可能状態に相当し、位置識別標識Ｔ１が表示されていない状態が撮像不能状態に相当し、表示制御部１７３が識別切替部に相当する。操作待ち状態とは、工作機械１０が次の動作（本例では次のワーク１００の加工動作）に進むために三つの操作ボタン１６６〜１６８のうち少なくとも一つの操作を待つ状態である。

図９（ａ）は、前記標識表示領域ｒ３に表示される位置識別標識Ｔ１の一例を示している。この位置識別標識Ｔ１は、複数の正方形をした画素が二次元に配列されたマトリクス構造を有するものであり、各画素が白または黒で表示されている。図９（ａ）では、黒色の画素に斜線を付している。

以上のように構成された工作機械１０において、数値制御部１７２がＮＣプログラムを実行することで実現される加工動作機構部２０の動作を説明する。

開閉扉１５が閉じた状態で、メインタッチパネル１６３の起動ボタン１６８が押されると、下刃物台１４が、その旋回部１４１によって投入用のワーク受け部材１４２Ａを上面に割り出した状態で、図５に示す待機位置から図６に示す着脱位置に移動する。図５及び図６では、見易さを考慮して開閉扉１５が開いた状態を示しているが、実際のワーク投入時には開閉扉１５は閉じている。

下刃物台１４の待機位置から着脱位置への移動に際しては、下刃物台１４をＸ軸方向に沿って上側（図５の矢印Ｄ１方向）に移動させた後、Ｚ軸方向に沿ってチャック１１に接近する側（図５の矢印Ｄ２方向）に移動させる。これにより、ワーク受け部材１４２Ａに支持されたワーク１００がチャック１１に挿入される。

下刃物台１４のＺ軸方向（矢印Ｄ２方向）の移動が停止した後、チャック１１が三つ爪を閉じてワーク１００をチャックし、その後、加工動作機構部２０の各構成要素によって、ワーク主軸１２と回転工具と固定刃具との相対位置を変化させながらワーク１００を所定の形状に加工する。

ワーク１００の加工が完了した後は、下刃物台１４が、旋回部１４１によって払出し用のワーク受け部材１４２Ｂ（図５のワーク１００が位置する側とは反対側のワーク受け部材１４２Ｂ）を上面に割り出した状態で、前記待機位置から前記着脱位置に移動する。そして、この下刃物台１４の着脱位置への移動が完了した後、チャック１１の三つ爪を開いてワーク１００のチャックを解除する。

そうすると、ワーク１００が払出し用のワーク受け部材１４２Ｂ（図６のワーク１００が位置する側とは反対側のワーク受け部材１４２Ｂ）に支持された状態になるので、この状態で、下刃物台１４をＺ軸方向に沿ってチャック１１から離間する側（矢印Ｄ３方向）に移動させる。これにより、ワーク１００がチャック１１から引き抜かれる。そして、下刃物台１４は、ワーク１００をチャック１１から完全に引き抜く位置まで移動した後、Ｘ軸方向に沿って下側（矢印Ｄ４方向）に移動して前記待機位置に戻る。下刃物台１４が待機位置に戻った後は、旋回部１４１を回転させて投入用のワーク受け部材１４２Ａを上面に割り出す。以上の動作を持ってＮＣプログラムに基づく加工動作機構部２０の加工動作（ＮＣプログラムの１サイクル）が完了する。

そうして、加工動作機構部２０によるワーク１００の加工動作が完了すると（数値制御部１７２によるＮＣプログラムの実行が完了すると）、表示制御部１７３において工作機械１０が操作待ち状態に切り替わったと判定され、メインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３に位置識別標識Ｔ１が表示される。その後、メインタッチパネル１６３の起動ボタン１６８が押されて、加工動作機構部２０により次のワーク１００の加工が開始すると、表示制御部１７３において前記操作待ち状態が解除されたと判定され、前記位置識別標識Ｔ１が非表示に切替わる。

次に、図１０を参照して、無人搬送車３５及びロボット２５を制御するＡＧＶ制御装置４０について説明する。

ＡＧＶ制御装置４０は、動作プログラム記憶部４１、移動位置記憶部４２、動作姿勢記憶部４３、マップ情報記憶部４４、基準画像記憶部４５、手動運転制御部４６、自動運転制御部４７、マップ情報生成部４８、位置認識部４９、補正量算出部５０及び入出力インターフェース５１から構成される。そして、ＡＧＶ制御装置４０は、この入出力インターフェース５１を介して、ロボット２５、カメラ３１、無人搬送車３５及びＡＧＶ操作盤３７に接続している。

尚、ＡＧＶ制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成され、前記手動運転制御部４６、自動運転制御部４７、マップ情報生成部４８、位置認識部４９、補正量算出部５０及び入出力インターフェース５１は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、後述する処理を実行する。また、動作プログラム記憶部４１、移動位置記憶部４２、動作姿勢記憶部４３、マップ情報記憶部４４及び基準画像記憶部４５はＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成される。

前記手動運転制御部４６は、オペレータにより前記ＡＧＶ操作盤３７から入力される操作信号に従って、前記無人搬送車３５、ロボット２５及びカメラ３１を動作させる機能部である。即ち、オペレータは、この手動運転制御部４６による制御の下で、ＡＧＶ操作盤３７を用いた、前記無人搬送車３５、ロボット２５及びカメラ３１の手動操作を実行することができる。

前記動作プログラム記憶部４１は、生産時に前記無人搬送車３５及び前記ロボット２５を自動運転するための自動運転用プログラム、並びに後述する工場内のマップ情報を生成する際に前記無人搬送車３５を動作させるためのマップ生成用プログラムを記憶する機能部である。自動運転用プログラム及びマップ生成用プログラムは、例えば、前記ＡＧＶ操作盤３７に設けられた入出力部から入力され、当該動作プログラム記憶部４１に格納される。

尚、この自動運転用プログラムには、無人搬送車３５が移動する目標位置としての移動位置、移動速度及び無人搬送車３５の向きに関する指令コードが含まれ、また、ロボット２５が順次動作する当該動作に関する指令コード、及び前記カメラ３１の操作に関する指令コードが含まれる。また、マップ生成用プログラムは、前記マップ情報生成部４８においてマップ情報を生成できるように、無人搬送車３５を無軌道で工場内を隈なく走行させるための指令コードが含まれる。

前記マップ情報記憶部４４は、無人搬送車３５が走行する工場内に配置される機械、装置、機器など（装置等）の配置情報を含むマップ情報を記憶する機能部であり、このマップ情報は前記マップ情報生成部４８によって生成される。

前記マップ情報生成部４８は、詳しくは後述する前記ＡＧＶ制御装置４０の自動運転制御部４７による制御の下で、前記動作プログラム記憶部４１に格納されたマップ生成用プログラムに従って無人搬送車３５を走行させた際に、前記位置センサによって検出される距離データから工場内の空間情報を取得するとともに、工場内に配設される装置等の平面形状を認識し、例えば、予め登録された装置等の平面形状を基に、工場内に配設された具体的な装置、本例では、工作機械１０の位置、平面形状等（配置情報）を認識する。そして、マップ情報生成部４８は、得られた空間情報及び装置等の配置情報を工場内のマップ情報として前記マップ情報記憶部４４に格納する。

前記位置認識部４９は、前記位置センサによって検出される距離データ、及び前記マップ情報記憶部４４に格納された工場内のマップ情報を基に、工場内における無人搬送車３５の位置を認識する機能部であり、この位置認識部４９によって認識される無人搬送車３５の位置に基づいて、当該無人搬送車３５の動作が前記自動運転制御部４７によって制御される。

前記移動位置記憶部４２は、前記無人搬送車３５が移動する具体的な目標位置としての移動位置であって、前記動作プログラム中の指令コードに対応した具体的な移動位置を記憶する機能部であり、この移動位置には、上述した工作機械１０に対して設定される作業位置が含まれる。尚、この移動位置は、例えば、前記手動運転制御部４６による制御の下、前記ＡＧＶ操作盤３７により前記無人搬送車３５を手動運転して、目標とする各位置に移動させた後、前記位置認識部４９によって認識される位置データを前記移動位置記憶部４２に格納する操作によって設定される。この操作は所謂ティーチング操作と呼ばれる。

前記動作姿勢記憶部４３は、前記ロボット２５が所定の順序で動作することによって順次変化するロボット２５の姿勢（動作姿勢）であって、前記動作プログラム中の指令コードに対応した動作姿勢に係るデータを記憶する機能部である。この動作姿勢に係るデータは、前記手動運転制御部４６による制御の下で、前記ＡＧＶ操作盤３７を用いたティーチング操作により、当該ロボット２５を手動運転して、目標とする各姿勢を取らせたときの、当該各姿勢におけるロボット２５の各関節（モータ）の回転角度データであり、この回転角度データが動作姿勢に係るデータとして前記動作姿勢記憶部４３に格納される。

ロボット２５の具体的な動作姿勢としては、カメラ３１がメインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３を撮像可能な撮像姿勢（図１１参照）と、無人搬送車３５が工作機械１０の作業位置に停車した状態で、ハンド２９によってメインタッチパネル１６３の操作ボタン１６６〜１６８を操作可能な操作姿勢（図示省略）と、工作機械１０に対して作業行うための作業姿勢（図示省略）とが設定される。

前記撮像姿勢は、図１１に示すように、例えば一対のカメラ３１による光軸の先にメインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３が位置するように設定される。

前記ロボット２５の作業姿勢としては、ハンド２９によって、載置面３６に載置されたバケット３８内の加工前のワーク１００を把持して取出す取出し姿勢と、ハンド２９によって、該取出した加工前のワーク１００を工作機械１０内の待機位置にある下刃物台１４の投入用のワーク受け部材１４２Ａにセットする投入姿勢と、工作機械１０内の待機位置にある下刃物台１４の払出し用のワーク受け部材１４２Ｂから、加工後のワーク１００を把持して取出す払出し姿勢と、把持した加工後のワーク１００をバケット３８内に収納する収納姿勢とが設定される。

また、前記ロボット２５の操作姿勢としては、ハンド２９によってメインタッチパネル１６３の扉開ボタン１６６を押す扉開操作姿勢と、ハンド２９によってメインタッチパネル１６３の扉閉ボタン１６７を押す扉閉操作姿勢と、ハンド２９によってメインタッチパネル１６３の起動ボタン１６８を押す起動操作姿勢とが設定される。各操作姿勢では、例えば図１２に示すように、ハンド２９における一対の把持部材２９２の一方を、メインタッチパネル１６３の各操作ボタン１６６〜１６８に押し当てる。このとき、把持部材２９２の先端のエッジ２９２ａのみをメインタッチパネル１６３に接触させることで、各操作ボタン１６６〜１６８をピンポイントで（正確に）操作することができる。エッジ２９２ａは曲面状に形成されていることが好ましい。こうすることで、メインタッチパネル１６３にエッジ２９２ａとの接触痕が生じるのを防止することができる。

前記自動運転制御部４７は、前記動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラム及びマップ生成用プログラムのいずれかを用い、当該プログラムに従って無人搬送車３５、ロボット２５及びカメラ３１を動作させる機能部である。その際、前記移動位置記憶部４２及び動作姿勢記憶部４３に格納されたデータが必要に応じて使用される。自動運転制御部４７による無人搬送車３５及びロボット２５の具体的な制御処理については後述する。

前記基準画像記憶部４５は、ティーチング操作時に、無人搬送車３５が工作機械１０に対して設定された作業位置に在り且つロボット２５が撮像姿勢にあるときに、メインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３に表示された位置識別標識Ｔ１を、２つのカメラ３１により撮像して得られた画像を、基準画像として記憶する機能部である。

前記補正量算出部５０は、前記自動運転制御部４７による制御の下で、前記動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラムに従って前記ロボット２５が自動運転される際に、当該ロボット２５が撮像姿勢に在り、２つのカメラ３１によって前記位置識別標識Ｔ１が撮像されると、当該自動運転時に得られた位置識別標識Ｔ１の画像と、前記基準画像記憶部４５に格納された基準画像とを基に、ティーチング操作時におけるロボット２５の撮像姿勢と、自動運転時におけるロボット２５の撮像姿勢との誤差量を算出する。

図９（ｂ）に自動運転時に撮像された位置識別標識Ｔ１の一例を示している。前記カメラ３１は所謂ステレオカメラであり、これらによって得られる画像から、カメラ３１と位置識別標識Ｔ１との間の相対的な位置関係、及び位置識別標識Ｔ１に対するカメラ３１の回転角、例えば、直交３軸周りの回転角を算出することができる。斯くして、前記基準画像を基に算出される位置関係及び回転角、並びに自動運転時に得られる画像を基に算出される位置関係及び回転角から、ティーチング時の撮像姿勢と、自動運転時の撮像姿勢との間の誤差量を算出することができる。

そして、補正量算出部５０は、ロボット２５に操作姿勢を取らせたときにロボット２５と各操作ボタン１６６〜１６８との位置関係が、ティーチング操作時と比べて前記誤差量分だけずれると認識（推定）して、認識したずれ量を補正するべく、ロボット２５を各操作姿勢に移行させる際のティーチングデータの補正量を算出する。換言すると、補正量算出部５０は、位置識別標識Ｔ１の画像を基に、ロボット２５と各操作ボタン１６６〜１６８との位置関係を認識し、認識した位置関係を基に、ロボット２５の各操作姿勢の補正量を算出する。

尚、本例では、バケット３８内の加工前のワーク１００を取出す取出し姿勢、及び、バケット３８内に加工後のワーク１００を収納する収納姿勢については、無人搬送車３５の停車位置にバラツキが生じたとしても、ロボット２５とバケット３８内のワーク１００との位置関係は変化しないので、補正を行わない。また、投入用のワーク受け部材１４２Ａにワーク１００を投入する投入姿勢、及び、払出し用のワーク受け部材１４２Ｂからワーク１００を払出す払出し姿勢についても、各ワーク受け部材１４２Ａ，１４２Ｂの溝部１４２ａによるワーク１００の位置ずれ許容度が比較的大きいので、補正を行わない。これにより、ロボット２５の姿勢補正が不必要に実行されてロボット２５の動作が遅延するのを防止している。

図１３は、ＡＧＶ制御装置４０により実行される無人搬送車３５及びロボット２５の自動運転制御の一例を示すフローチャートである。

この自動運転制御では、先ず、自動運転制御部４７が、動作プログラム記憶部４１に記憶された動作プログラムに従って、無人搬送車３５を工作機械１０に対して設定された作業位置に停車させる（ステップＳ１）。

自動運転制御部４７は、無人搬送車３５を前記作業位置に停車させた後、ロボット２５に撮像姿勢（図１１参照）を取らせるとともにカメラ３１に撮像処理を開始させる（ステップＳ２）。

次いで、自動運転制御部４７は、カメラ３１による撮像画像を取得し、取得した撮像画像中に、位置識別標識Ｔ１を検出したか否かを判定する（ステップＳ３）。

ここで、工作機械１０が、メインタッチパネル１６３の操作ボタン１６６〜１６８に対する操作待ち状態にある場合には、上述したように、工作機械１０の表示制御部１７３によって標識表示領域ｒ３（図８参照）に位置識別標識Ｔ１が表示される。

自動運転制御部４７では、撮像画像中に位置識別標識Ｔ１を検出できない場合（ステップＳ３でＮＯの場合）には、工作機械１０が操作待ち状態でないものとして、ロボット２５を撮像姿勢に維持してカメラ３１による撮像処理を継続する。

一方、自動運転制御部４７では、撮像画像中に位置識別標識Ｔ１を検出した場合（ステップＳ３でＹＥＳの場合）には、工作機械１０が操作待ち状態にあるものとして、ロボット２５に操作ボタン１６６〜１６８を操作させる前準備として、補正量算出部５０にロボット２５の操作姿勢の補正量を算出させる。具体的には、補正量算出部５０は、上述したように、位置識別標識Ｔ１の画像を基に、ロボット２５と、メインタッチパネル１６３の各操作ボタン１６６〜１６８との位置関係を認識し（ステップＳ４）、認識した位置関係を基に、ロボット２５の操作姿勢の補正量を算出する（ステップＳ５）。

そして、自動運転制御部４７は、前記補正量算出部５０が算出した補正量を基に、動作姿勢記憶部４３に記憶されたロボット２５の扉開操作姿勢を補正して、ロボット２５に該補正した扉開操作姿勢を取らせる（ステップＳ６）。これにより、メインタッチパネル１６３の扉開ボタン１６６がロボット２５のハンド２９により押されて、開閉扉１５が全閉位置から全開位置に移動する。

この状態で、自動運転制御部４７は、ロボット２５にワーク１００の投入及び払出しを実行させる（ステップＳ７）。具体的には、先ず、ロボット２５に、前記取出し姿勢を取らせて、無人搬送車３５のバケット３８内（加工前収納部３８ａ内）の加工前のワーク１００をハンド２９により把持させる。次いで、ロボット２５に前記投入姿勢を取らせて、ハンド２９に把持したワーク１００を投入用のワーク受け部材１４２Ａにセットし、次いで、ロボット２５に前記払出し姿勢を取らせて、ハンド２９に、払出し用のワーク受け部材１４２Ｂにセットされた加工後のワーク１００を把持させる。そして、ロボット２５に前記収納姿勢を取らせて、ハンド２９が把持した加工後のワーク１００を無人搬送車３５のバケット３８内（加工後収納部３８ｂ内）に収納させる。こうして、ロボット２５によるワーク１００の投入払出し作業が完了する。

そして、自動運転制御部４７は、ロボット２５によるワーク１００の投入払出しが完了した後、ステップＳ５で算出した補正量を基に、動作姿勢記憶部４３に記憶されたロボット２５の扉閉姿勢を補正して、ロボット２５に該補正した扉閉姿勢を取らせる（ステップＳ８）。これにより、メインタッチパネル１６３の扉閉ボタン１６７がロボット２５のハンド２９により押されて、開閉扉１５が全開位置から全閉位置に移動する。

続いて、自動運転制御部４７は、ステップＳ５で算出した補正量を基に、動作姿勢記憶部４３に記憶されたロボット２５の起動操作姿勢を補正して、ロボット２５に該補正した起動操作姿勢を取らせる（ステップＳ９）。これにより、メインタッチパネル１６３の起動ボタン１６８がロボット２５のハンド２９により押されて、加工動作機構部２０によるワーク１００の加工が実行される。

自動運転制御部４７は、ロボット２５に起動姿勢を取らせた後は、現在加工中のワーク１００が最後のワークであるか否かを判定する（ステップＳ１０）。この判定では、工作機械１０に投入したワーク１００の数が、所定個数に達したか否かを判定する。この所定個数は、例えばＡＧＶ操作盤３７を介してオペレータにより設定される。自動運転制御部４７は、現在加工中のワーク１００が最後のワークであると判定した場合（ステップＳ１０でＹＥＳの場合）には、ロボット２５により最後のワーク１００を払出した後、無人搬送車３５を次工程（例えば、測定工程や洗浄工程）の作業位置に移動させる一方、最後のワークでないと判定した場合（ステップＳ１０でＮОの場合）にはステップ２に戻り、ロボット２５に撮像姿勢を取らせてカメラ３１による撮像処理を実行する。そうして、全てのワーク１００の加工が終了するまで、ステップＳ１〜ステップＳ１０の処理を繰り返すことで、ロボット２５と工作機械１０とを協働させてワーク１００の無人加工が実現される。

以上説明したように本実施形態の協働システム１によれば、ＡＧＶ制御装置４０は、カメラ３１が撮像した位置識別標識Ｔ１の画像を基に、無人搬送車３５に搭載されたロボット２５と、メインタッチパネル１６３に表示された各操作ボタン１６６〜１６８との位置関係を認識して、認識した位置関係を基に、ロボット２５にこれらの操作ボタン１６６〜１６８を操作させるように構成されている。これにより、無人搬送車３５の停車位置のバラツキが生じたとしても、ロボット２５と各操作ボタン１６６〜１６７との位置関係を精度良く把握することができるので、ロボット２５による各操作ボタン１６６〜１６８の操作を正確に行うことができる。

また、位置識別標識Ｔ１は、ＮＣ操作盤１６のメインタッチパネル１６３に表示されるので、例えば位置識別標識Ｔ１をＮＣ操作盤１６から離れた工作機械１０のカバー表面に設けるようにした場合に比べて、ロボット２５による各操作ボタン１６６〜１６８の操作精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、工作機械１０が、メインタッチパネル１６３の操作ボタン１６６〜１６８に対する操作待ち状態になると、表示制御部１７３によってメインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３に位置識別標識Ｔ１が表示される。そして、ＡＧＶ制御装置４０の自動運転制御部４７は、カメラ３１による撮像画像中に位置識別標識Ｔ１を検出した場合（ステップＳ３でＹＥＳの場合）に、ロボット２５にメインタッチパネル１６３の操作ボタン１６６〜１６８の操作を実行させるように構成されている（ステップＳ６，ステップＳ８及びステップＳ９）。

これによれば、ＡＧＶ制御装置４０と工作機械制御装置１７との間で通信手段を有していない場合であっても、ＡＧＶ制御装置４０が位置識別標識Ｔ１を検出したことをトリガーとして、適切なタイミングでロボット２５に操作ボタン１６６〜１６８の操作を実行させることができる。

また、本実施形態では、ロボット２５は、該ロボット２５に備わったハンド２９の一部（一方の把持部材２９２のエッジ２９２ａ）を各操作ボタン１６６〜１６８に接触させることで、各操作ボタン１６６〜１６８の操作を行うように構成されている。

これによれば、ロボット２５に備わった既存のハンド２９の一部を利用して各操作ボタン１６６〜１６８を操作することができる。よって、各操作ボタン１６６〜１６８を操作するための操作部材を別途設ける場合に比べて、部品点数を削減してコスト低減することができる。

（変形例１）
次に、実施形態の変形例１を説明する。この変形例では、メインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３に、位置識別標識Ｔ１の他に、図１４に示す扉開完了標識Ｔ２を表示可能になっている点、及び、扉開完了標識Ｔ２に基づくロボット２５の動作制御を行う点で前記実施形態とは異なる。

すなわち、本変形例では、ロボット２５が扉開ボタン１６６を押した後（前記実施形態におけるステップＳ６の後）、開閉扉１５が実際に全開位置に移動したときに、工作機械制御装置１７の表示制御部１７３による制御の下、図１４に示すように、メインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３に扉開完了標識Ｔ２を表示する。扉開完了標識Ｔ２は円形状の図形標識とされているが、これに限ったものではなく、撮像画像を画像処理したときに位置識別標識Ｔ１と区別可能であれば如何なるデザイン構成（形状、模様、及び色彩等）であってもよい。また、前記開閉扉１５が実際に全開位置に移動したことは、工作機械１０内に設けられたセンサ（例えば、開閉扉１５を検知する近接センサ等）からの信号を基に検出すればよい。

一方、ロボット２５は、扉開ボタン１６６を押した後（前記実施形態におけるステップＳ６の後）、ＡＧＶ制御装置４０の自動運転制御部４７による制御の下、撮像姿勢を取ってカメラ３１による撮像処理を開始する。そして、自動運転制御部４７は、カメラ３１による撮像画像中に扉開完了標識Ｔ２を検出した場合には、ロボット２５にワーク１００の投入払出し動作（前記実施形態におけるステップＳ７の動作）を実行させる一方、扉開完了標識Ｔ２を検出しない場合には、ロボット２５による投入払出し動作を禁止してカメラ３１に撮像処理を継続させる。

本変形例によれば、ロボット２５が扉開ボタン１６６を押した後、開閉扉１５が実際に全開位置に移動しない限り、ロボット２５によるワーク１００の投入払出し動作は実行されない。したがって、例えば、開閉扉１５が故障により開放動作の途中で停止してしまった場合には、ロボット２５によるワーク１００の投入払出し動作は実行されないので、ロボット２５が開閉扉１５と干渉するのを防止することができる。

（変形例２）
次に、実施形態の変形例２を説明する。この変形例では、メインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３に、位置識別標識Ｔ１の他に、図１５に示す工程完了標識Ｔ３を表示可能になっている点、及び、工程完了標識Ｔ３に基づくロボット２５の動作制御を行う点で前記実施形態とは異なる。

すなわち、本変形例では、工作機械制御装置１７の表示制御部１７３は、例えばＮＣ操作盤１６を介してオペレータが入力したジョブ情報を基に、全てのワーク１００の加工が完了したか否かを判定する。そして、表示制御部１７３は、全てのワーク１００の加工が完了したと判定した場合には、図１５に示すように、メインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３に工程完了標識Ｔ３を表示する。本変形例では、工程完了標識Ｔ３は三角形状の図形標識とされているが、これに限ったものではなく、撮像画像を画像処理したときに他の標識（位置識別標識Ｔ１及び扉開完了標識Ｔ２等）と区別可能であれば如何なるデザイン構成（形状、模様、及び色彩等）であってもよい。

一方、ＡＧＶ制御装置４０の自動運転制御部４７は、ロボット２５に起動ボタン１６８を押させた後（前記実施形態のステップＳ９の処理を実行した後）、ロボット２５に撮像姿勢を取らせてカメラ３１による撮像処理を実行する。そして、自動運転制御部４７は、カメラ３１による撮像画像中に工程完了標識Ｔ３を検出した場合には、ロボット２５に最後のワーク１００を払出させた後、無人搬送車３５を次工程（例えば、測定工程や洗浄工程）の作業位置に移動させる一方、撮像画像中に工程完了標識Ｔ３が検出されない場合には、ロボット２５を撮像姿勢に維持してカメラ３１による撮像処理を継続する。

本変形例によれば、前記実施形態のようにオペレータがＡＧＶ操作盤３７を介して予めワーク１００の加工総数を入力しておく必要がないので、オペレータの準備負担を低減することができる。

（変形例３）
次に、実施形態の変形例３を説明する。この変形例では、図１６に示すように、ロボット２５が、ボールプランジャ２９３を介してメインタッチパネル１６３の操作ボタン１６６〜１６８を操作する点で前記実施形態とは異なる

ボールプランジャ２９３は、ハンド２９におけるボディ２９１の側面にブラケット部材２９４を介して支持されている。

ブラケット部材２９４は、ロボット２５が操作姿勢を取った状態で、ボディ２９１の側面から一対の把持部材２９２と平行に斜め下方に延びた後、メインタッチパネル１６３側に直角に折れ曲がるように形成されている。

ボールプランジャ２９３は、ブラケット部材２９４の先端部に形成された取付穴２９４ａに圧入又は螺合して固定されている。ボールプランジャ２９３は、ボール２９３ａと、ボール２９３ａをメインタッチパネル１６３側に付勢する付勢バネ２９３ｂとを有している。そして、ロボット２５が各操作姿勢を取った際に、ボールプランジャ２９３のボール２９３ａが、各操作姿勢に対応する操作ボタン１６６〜１６８に接触するようになっている。このボール２９３ａが操作部材として機能し、付勢バネ２９３ｂが、ボール２９３ａと各操作ボタン１６６〜１６８との接触時の衝撃を緩和する緩衝部として機能する。

本変形例３によれば、ロボット２５が各操作姿勢を取った際に、操作部材であるボール２９３ａがメインタッチパネル１６３に作用させる衝撃を緩和することができる。よって、ロボット２５による各操作ボタン１６６〜１６８の操作を安全に行うことができる。

（他の実施形態）
前記実施形態では、ＡＧＶ制御装置４０の自動運転制御部４７は、カメラ３１による撮像画像中に位置識別標識Ｔ１を検出したときに、ロボット２５による操作ボタン１６６〜１６８の操作処理を実行するように構成されているが、操作処理のタイミングはこれに限ったものではない。例えば、カメラ３１により工作機械１０のパトライト（登録商標）を監視しておき、パトライトの色が加工動作の完了（ＮＣプログラムの実行完了）を示す色に切り替わったことを検出したときに、ロボット２５による操作処理を実行するようにしてもよい。

前記実施形態において、ワーク１００の加工動作が完了すると、表示制御部１７３によりメインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３に位置識別標識Ｔ１を表示するようにしているが、これに限ったものではない。例えば、工作機械１０が各種の異常（加工トラブルや機器の故障）に起因して停止している場合には、ワーク１００の加工が完了していたとしても、位置識別標識Ｔ１をメインタッチパネル１６３の標識表示領域ｒ３に表示しないようにしてもよい。これにより、工作機械１０に異常が生じているにも拘わらずロボット２５が操作ボタン１６６〜１６８を操作して二次異常が発生するのを回避することができる。

前記実施形態では、工作機械１０の操作待ち状態は、三つの操作ボタン１６６〜１６８が全て操作されたことをもって操作待ち状態が解除される例を示したが、これに限ったものではなく、例えば、ワーク１００の加工完了後、三つの操作ボタン１６６〜１６８のうち最初に操作する必要がある扉開ボタン１６６が操作されたことをもって、操作待ち状態が解除されたと判定してもよい。

前記実施形態では、補正量算出部５０が算出した補正量を基にロボット２５の操作姿勢のみを補正するようにしているが、これに限ったものではなく、ロボット２５の操作姿勢に加えて作業姿勢（投入払出し作業時の各作業姿勢）も補正するようにしてもよい。

前記実施形態では、位置識別標識Ｔ１をメインタッチパネル１６３に表示するようにしているが、これに限ったものではなく、位置識別標識Ｔ１はＮＣ操作盤１６の表面に物理的に固定されていてもよい。一例として、位置識別標識Ｔ１が印字されたシールをＮＣ操作盤１６の表面に貼付けてもよい。

前記実施形態では、表示制御部１７３による制御の下、メインタッチパネル１６３の表示画面上で位置識別標識Ｔ１の表示／非表示を切替えることで、位置識別標識Ｔ１を撮像可能状態と撮像不能状態とに切替えるようにしているが、これに限ったものではない。例えば、ＮＣ操作盤１６の表面に位置識別標識Ｔ１を物理的に固定し、スライド式のシャッターや回動式の扉等からなる可動部材によって、位置識別標識Ｔ１を撮像可能状態と撮像不能状態とに切替えるようにしてもよい。この場合、可動部材は、工作機械制御装置１７からの指令を受けたアクチュエータによって、位置識別標識Ｔ１を覆う覆い位置と、位置識別標識Ｔ１を露出させる露出位置とに選択的に切替えられる。

前記実施形態では、カメラ３１がロボット２５に取付けられている例を説明したが、これに限ったものではなく、カメラ３１は、例えば無人搬送車３５に取付けられていてもよい。

前記実施形態では、メインタッチパネル１６３に表示される操作ボタン１６６〜１６８を被操作部の一例として説明したが、これに限ったものではなく、被操作部は、例えばＮＣ操作盤１６に物理的に固定されたハードボタン１６４であってもよい。また、被操作部である操作ボタンの数は三つに限らず、二つ以下であってもよいし、四つ以上であってもよい。また、被操作部は、押しボタン式の操作ボタンに限らず、例えばレバー式の操作スイッチ等で構成されていてもよい。

前記実施形態では、無人搬送車３５が、工作機械１０による全てのワーク１００の加工が完了するまで作業位置に停車している例を説明したが、これに限ったものではない。例えば、工作機械１０の隣に測定装置及び洗浄装置を並べて、工作機械１０によるワーク１００の加工中は、無人搬送車３５を、測定装置及び洗浄装置に対して予め設定された作業装置に移動させて、ロボット２５に、加工後のワーク１００の寸法測定及び洗浄処理を実行させるようにしてもよい。

また、前記実施形態では、ＡＧＶ制御装置４０は無人搬送車３５に搭載されているが、これに限ったものではない。ＡＧＶ制御装置４０は、例えば工場の建屋内に設置されて無人搬送車３５及びロボット２５を無線通信により遠隔操作するものであってもよい。

また、前記実施形態では、工作機械１０が、ロボット２５及び無人搬送車３５との通信機器を有していない例を説明したが、これに限ったものではなく、通信機器を有していてもよい。このように通信機器を有する場合においても、必要に応じて、ロボット２５にＮＣ操作盤１６を操作させることで、通信機器の故障や通信規格の不一致があっても、工作機械１０とロボット２５とを協働させることができる。

前記実施形態では、産業機械の一例として工作機械１０を挙げて説明したが、これに限ったものではない。産業機械とは工作機械１０に限らず、産業上利用可能な全ての機械を含むものである。

また、本発明には、前記実施形態及び前記変形例１〜３の任意の組合わせが含まれる。

尚、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

Ｔ１位置識別標識
ｒ３標識表示領域（操作盤の所定箇所、モニタの画面の所定領域）
１協働システム
１０工作機械（産業機械）
１６ＮＣ操作盤（操作盤）
２５ロボット
２９ハンド
３１カメラ
３５無人搬送車
４０制御装置
１００ワーク
１６３メインタッチパネル（モニタ、識別切替部）
１６８扉閉ボタン（被操作部）
１７３表示制御部（識別切替部）
２９２ａエッジ（ハンドの一部）
２９３ａボール（操作部材）
２９３ｂ付勢バネ（緩衝部）

Claims

被操作部が設けられた操作盤を有する産業機械と、前記産業機械に対して作業を行うロボットと、該ロボットを搭載し、前記産業機械に対して予め設定された作業位置に経由する無人搬送車と、前記ロボット及び前記無人搬送車を制御する制御装置とを備えた協働システムであって、
前記産業機械の前記操作盤の所定箇所には位置識別標識が設けられ、
前記無人搬送車又は前記ロボットは、前記無人搬送車が前記作業位置に停車した状態で前記操作盤の前記所定箇所を撮像可能なカメラを有し、
前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に停車させた状態で、前記カメラに、前記操作盤の前記所定箇所を撮像させる撮像処理と、該撮像処理により得られた撮像画像中に含まれる前記位置識別標識の画像を基に、前記被操作部と前記ロボットとの位置関係を認識して、認識した該位置関係を基に、前記ロボットに前記操作盤の前記被操作部を操作させる操作処理とを実行可能に構成され、
前記産業機械は、前記被操作部に対する操作を待つ操作待ち状態にあるか否かを判定して、該操作待ち状態にあると判定した場合には、前記位置識別標識を前記カメラにより撮像可能な撮像可能状態にする一方、前記操作待ち状態にないと判定した場合に、前記位置識別標識を前記カメラにより撮像不能な撮像不能状態に切替える識別切替部を有し、
前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に停車させた状態で、前記撮像処理として、前記カメラに、前記操作盤の前記所定箇所を継続的に撮像させる処理を実行し、該撮像処理により得られた撮像画像中に前記位置識別標識の画像が検出された場合に、前記操作処理を実行し、前記撮像画像中に前記位置識別標識の画像が検出されない場合には、前記操作処理を実行せずに前記カメラによる撮像を継続するように構成されていることを特徴とする協働システム。
前記操作盤は、情報を表示するモニタを有し、
前記所定箇所は、前記モニタの画面の所定領域であり、
前記識別切替部は、前記産業機械が前記操作待ち状態にあると判定した場合には、前記モニタの画面の前記所定領域に前記位置識別標識を表示させることで、該位置識別標識を前記撮像可能状態にする一方、前記産業機械が前記操作待ち状態にないと判定した場合には、該位置識別標識を前記モニタの画面の前記所定領域に表示させないことで、該位置識別標識を前記撮像不能状態にするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の協働システム。
被操作部が設けられた操作盤を有する産業機械と、前記産業機械に対して作業を行うロボットと、該ロボットを搭載し、前記産業機械に対して予め設定された作業位置に経由する無人搬送車と、前記ロボット及び前記無人搬送車を制御する制御装置とを備えた協働システムであって、
前記産業機械の前記操作盤の所定箇所には位置識別標識が設けられ、
前記無人搬送車又は前記ロボットは、前記無人搬送車が前記作業位置に停車した状態で前記操作盤の前記所定箇所を撮像可能なカメラを有し、
前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に停車させた状態で、前記カメラに、前記操作盤の前記所定箇所を撮像させる撮像処理と、該撮像処理により得られた撮像画像中に含まれる前記位置識別標識の画像を基に、前記被操作部と前記ロボットとの位置関係を認識して、認識した該位置関係を基に、前記ロボットに前記操作盤の前記被操作部を操作させる操作処理とを実行可能に構成され、
前記カメラは、前記無人搬送車に搭載された前記ロボットに設けられ、
前記制御装置は、前記無人搬送車を前記作業位置に停車させた状態で、前記ロボットの姿勢を、前記カメラにより前記操作盤の前記所定箇所を撮像可能な撮像姿勢と、前記操作盤の前記被操作部を操作可能な操作姿勢と、前記産業機械に対して作業を行うための作業姿勢とに選択的に切替え可能に構成され、
前記ロボットの前記撮像姿勢、前記操作姿勢、及び前記作業姿勢は、それぞれ、前記ロボットにティーチング操作することによって前記制御装置に予め記憶され、
前記制御装置は、ティーチング操作時に、前記ロボットに前記撮像姿勢を取らせた状態で前記カメラにより撮像した前記位置識別標識の画像を基準画像として予め記憶しておき、自動運転用プログラムに基づく前記無人搬送車の自動運転時において、前記撮像処理を実行する際には、前記ロボットを前記撮像姿勢にした状態で前記カメラにより前記操作盤の前記所定箇所を撮像し、前記操作処理の実行に際しては、該撮像処理により得られた撮像画像中に含まれる前記位置識別標識の画像と前記基準画像とを比較することで、前記ロボットの現在の撮像姿勢とティーチング操作時の撮像姿勢との間の誤差量を算出し、算出した該誤差量に基づいて、前記被操作部と前記ロボットとの前記位置関係を認識し、認識した該位置関係を基に前記予め記憶した前記操作姿勢を補正して、前記ロボットに、補正した該操作姿勢を取らせることで前記操作盤の前記被操作部を操作させるように構成されていることを特徴とする協働システム。
前記無人搬送車に搭載される前記ロボットは、該ロボットが備えるハンドの一部を前記操作盤の前記被操作部に接触させることで該被操作部を操作するように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の協働システム。
前記無人搬送車に搭載される前記ロボットは、該ロボットが備えるハンドに取付けられた操作部材を前記操作盤の前記被操作部に接触させることで該被操作部を操作するように構成されていて、前記操作部材が前記被操作部と接触した際の衝撃を緩和する緩衝部を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の協働システム。
前記産業機械は、ワークに対して所定の加工を行う工作機械であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の協働システム。