JP6972062B2 - 生産システム及び制御方法 - Google Patents
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Description
図1及び図2に示す生産システム1は、製品の生産ラインにおいて、ワークに対し所定の作業を実行するシステムである。これらの具体例はあくまで一例であり、製品、ワーク及び作業に特に制限はないが、以下においては、自動車の生産ラインにおいて自動車用のボディパーツに塗装作業を行うシステムを具体的に例示する。
続いて、制御方法の一例として、生産システム1の制御手順を例示する。この制御手順は、受渡領域24と作業領域23との間でワーク保持部230を移動させるように公転駆動部240により旋回部220を旋回させることと、作業領域23に配置されたワーク保持部230が保持するワークWに対し予め設定された作業を作業ロボット300に実行させることと、ワーク保持部230が保持するワークWに対し作業ロボット300が作業を実行する期間中に、傾動駆動部250によって、当該ワーク保持部230を公転軌道203の中心軸線204に対して傾動させることと、を含む。
図8に示すように、作業コントローラ400は、まずステップS01,S02,S03,S04,S05を実行する。ステップS01では、ハンドリングロボット500により受渡領域24にワークWが搬入され、受渡領域24のワーク保持部230にワークWが配置される(例えば支持冶具270が配置される)のを公転制御部411が待機する。例えば公転制御部411は、ワーク保持部230へのワークWの配置完了に応じてシーケンスコントローラ100が送信する保持指令の受信を待機する。
例えば旋回姿勢調節部412は、ステップS04,S12,S17,S23,S28,S34の実行期間中に、自転駆動部260によるワーク保持部230の自転によって障害物を回避するようにワークWの姿勢を変更させる。
図12は、ステップS06,S14,S19,S25,S31,S36で開始される塗装用の姿勢変更手順を例示するフローチャートである。図12に示すように、作業コントローラ400は、まずステップS51,S52,S53を実行する。ステップS51では、作業領域23のワークWの姿勢を、作業ロボット300による最初の塗装対象領域用に予め設定された姿勢に変更するように、ワーク姿勢調節部413が、傾動駆動部250によるワーク保持部230の傾動と、自転駆動部260によるワーク保持部230の自転との少なくとも一方を実行させる。ステップS52では、現在の塗装対象領域に対し作業ロボット300による塗装が完了するのをワーク姿勢調節部413が待機する。ステップS53では、ワークWの塗装対象面の全域の塗装が完了したか否かをワーク姿勢調節部413が確認する。
図13に示すように、作業コントローラ400は、まずステップS61,S62,S63を実行する。ステップS61では、ロボット制御部414が、作業領域23のワークWの最初の塗装対象領域に対応する塗装ツール310の移動パターンをロードする。ステップS62では、ロボット制御部414が、ロードした移動パターンに対応する塗装対象領域用のワークWの姿勢変更が完了するのを待機する。ステップS63では、ロボット制御部414が、移動パターンの初期位置及び初期姿勢に塗装ツール310を配置するように、作業アーム320により塗装ツール310を移動させる。
図14は、ハンドリングロボット500が二つの作業セル2の受渡領域24に受渡用保持部510を配置する場合の搬入・搬出手順を例示するフローチャートである。以下、説明の便宜上、二つの作業セル2の一方を「第1セル」といい、他方を「第2セル」という。
以上に説明したように、セル内搬送装置200は、ワークWの受渡領域24と、作業ロボット300によるワークWへの作業領域23とを通る公転軌道203の中心軸線204まわりに旋回可能な旋回部220と、いずれか一つが受渡領域24に位置するときに他の一つが作業領域23に位置するように旋回部220に設けられた複数のワーク保持部230と、旋回部220を公転軌道203の中心軸線204まわりに旋回させる公転駆動部240と、複数のワーク保持部230のそれぞれを公転軌道203の中心軸線204に対して傾動させる傾動駆動部250と、を備える。傾動駆動部250は、複数のワーク保持部230のそれぞれを公転軌道203の中心軸線204に垂直な傾動軸線253まわりに傾動させてもよい。
Claims (18)
- ワークの受渡領域と、前記ワークへの作業領域とを通る公転軌道の中心軸線まわりに旋回可能な旋回部と、
いずれか一つが前記受渡領域に位置するときに他の一つが前記作業領域に位置するように前記旋回部に設けられた複数のワーク保持部と、
前記旋回部を前記公転軌道の中心軸線まわりに旋回させる公転駆動部と、
前記複数のワーク保持部のそれぞれを前記公転軌道の中心軸線に対して傾動させる傾動駆動部と、を備える搬送装置と、
前記作業領域に位置する前記ワーク保持部が保持する前記ワークに向けて塗料を吐出する塗装ツールと、前記塗装ツールの位置及び姿勢を変更する多関節の作業アームと、を有するロボットと、
前記ワークを搬送し、前記受渡領域において前記ワーク保持部との間でワークの受け渡しを行うハンドリングロボットと、を備える生産システム。 - 前記傾動駆動部は、前記複数のワーク保持部のそれぞれを前記公転軌道の中心軸線に垂直な軸線まわりに傾動させる、請求項1記載の生産システム。
- 前記複数のワーク保持部のそれぞれを前記ワーク保持部の傾動用の軸線に垂直な軸線まわりに自転させる自転駆動部を更に備える、請求項2記載の生産システム。
- 前記作業領域に位置する前記ワーク保持部が保持する前記ワークに対し前記塗装ツールによる塗装作業を前記ロボットに実行させるロボット制御部と、
前記ワーク保持部が保持するワークに対し前記ロボットが前記塗装作業を実行する期間中に、前記傾動駆動部による前記ワーク保持部の傾動によって前記ワークの姿勢を変更させるワーク姿勢調節部と、を更に備える請求項1〜3のいずれか一項記載の生産システム。 - 前記作業領域に位置する前記ワーク保持部が保持する前記ワークに対し前記塗装ツールによる塗装作業を前記ロボットに実行させるロボット制御部と、
前記ワーク保持部が保持する前記ワークに前記ロボットが前記塗装作業を実行する期間中に、前記傾動駆動部による前記ワーク保持部の傾動と前記自転駆動部による前記ワーク保持部の自転とによって前記ワークの姿勢を変更させるワーク姿勢調節部と、を更に備える請求項3記載の生産システム。 - 前記ロボット制御部は、前記塗装ツールを前記作業アームの基部に向けることなく前記作業アームにより前記塗装ツールを移動させ、
前記ワーク姿勢調節部は、前記ロボットが前記塗装ツールを移動させる期間中に、前記傾動駆動部による前記ワーク保持部の傾動と前記自転駆動部による前記ワーク保持部の自転とによって前記ワークの塗装対象面の全域を前記塗装ツールに対向させる、請求項5記載の生産システム。 - 前記受渡領域と前記作業領域との間で前記ワーク保持部を移動させるように前記公転駆動部により前記旋回部を旋回させる公転制御部と、
前記公転駆動部が前記旋回部を旋回させる期間の少なくとも一部において、前記傾動駆動部による傾動によって少なくとも一方の前記ワーク保持部を前記公転軌道の中心軸線側に傾けさせる旋回姿勢調節部と、を更に備える、請求項4〜6のいずれか一項記載の生産システム。 - 前記受渡領域と前記作業領域との間で前記ワーク保持部を移動させるように前記公転駆動部により前記旋回部を旋回させる公転制御部と、
前記公転駆動部が前記旋回部を旋回させる期間の少なくとも一部において、前記自転駆動部による前記ワーク保持部の自転によって障害物を回避するように前記ワークの姿勢を変更させる旋回姿勢調節部と、を更に備える請求項5又は6記載の生産システム。 - 前記ハンドリングロボットは、
前記ワーク保持部との間でワークの受け渡しを行う受渡用保持部と、
前記受渡用保持部を移動させる多関節のハンドリングアームと、を有し、
前記ハンドリングアームの基部は、前記搬送装置よりも上に設置されている、請求項7又は8記載の生産システム。 - 前記ハンドリングアームは、
水平面内で先端部を移動させる多関節の第1スカラーアームと、
前記第1スカラーアームの前記先端部に連なり、鉛直面内で前記受渡用保持部を移動させる多関節の第2スカラーアームと、を有する、請求項9記載の生産システム。 - 複数のロボットシステムを備え、
複数の前記ロボットシステムのそれぞれが、前記搬送装置と、前記ロボットとを有し、
前記ハンドリングロボットは、複数の前記ロボットシステムの前記受渡領域に前記受渡用保持部を配置し得るように設置されている、請求項9又は10記載の生産システム。 - いずれかの前記ロボットシステムの前記受渡領域に前記受渡用保持部を搬送することと、他の前記ロボットシステムの前記受渡領域に前記受渡用保持部を搬送することとを、異なる時間帯に前記ハンドリングロボットに実行させるハンドリング制御部を更に備える、請求項11記載の生産システム。
- それぞれの前記ロボットシステムの前記公転制御部は、前記ハンドリングロボットが前記受渡用保持部を前記受渡領域に配置するタイミングに合わせて、前記ワークの受け渡し用の前記ワーク保持部を前記受渡領域に配置するように前記旋回部を旋回させる、請求項12記載の生産システム。
- ワークの受渡領域と、前記ワークへの作業領域とを通る公転軌道の中心軸線まわりに旋回可能な旋回部と、いずれか一つが前記受渡領域に位置するときに他の一つが前記作業領域に位置するように前記旋回部に設けられた複数のワーク保持部とを備える搬送装置において、前記受渡領域と前記作業領域との間で前記ワーク保持部を移動させるように公転駆動部により前記旋回部を旋回させることと、
前記作業領域に配置された前記ワーク保持部が保持する前記ワークに対し、塗料を吐出する塗装ツールによる塗装作業をロボットに実行させることと、
前記ワーク保持部が保持するワークに対し前記ロボットが前記塗装作業を実行する期間中に、傾動駆動部によって、当該ワーク保持部を前記公転軌道の中心軸線に対して傾動させることと、
前記ワーク保持部との間でワークの受け渡しを行う受渡用保持部を有するハンドリングロボットにより、前記受渡用保持部を前記受渡領域に搬送させることと、を含む制御方法。 - 前記ワーク保持部が保持するワークに対し前記ロボットが作業を実行する期間中に、自転駆動部によって、前記ワーク保持部の傾動用の軸線に垂直な軸線まわりに当該ワーク保持部を自転させることを更に含む、請求項14記載の制御方法。
- 前記ロボットは、前記塗装ツールと、前記塗装ツールの位置及び姿勢を変更する多関節の作業アームと、を備え、
前記塗装ツールを前記作業アームの基部に向けることなく前記作業アームにより前記塗装ツールを移動させる作業を前記ロボットに実行させ、
前記ロボットが前記塗装ツールを移動させる期間中に、前記傾動駆動部による前記ワーク保持部の傾動と前記自転駆動部による前記ワーク保持部の自転とによって前記ワークの塗装対象面の全域を前記塗装ツールに対向させる、請求項15記載の制御方法。 - 前記受渡領域と前記作業領域との間で前記ワーク保持部を移動させるように前記公転駆動部により前記旋回部を旋回させることと、
前記公転駆動部が前記旋回部を旋回させる期間の少なくとも一部において、前記傾動駆動部による傾動によって少なくとも一方の前記ワーク保持部を前記公転軌道の中心軸線側に傾けさせることと、を更に含む、請求項15又は16記載の制御方法。 - 前記公転駆動部が前記旋回部を旋回させる期間の少なくとも一部において、前記自転駆動部による前記ワーク保持部の自転によって障害物を回避するように前記ワークの姿勢を変更させることを更に含む、請求項17記載の制御方法。
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