JP7338091B1

JP7338091B1 - 自動作業装置及びこれを備えたシステム

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Publication number: JP7338091B1
Application number: JP2023070868A
Authority: JP
Inventors: 和久丸山; 伴昭依田
Original assignee: DMG Mori Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2023-04-24
Filing date: 2023-04-24
Publication date: 2023-09-04
Anticipated expiration: 2043-04-24

Abstract

【課題】通信機能を有しない作業対象装置に対して作業を行うことができる自動作業装置を備えたシステム等を提供する。【解決手段】作業対象装置１００と、作業対象装置１００に対して作業を行うロボット１１を有する自動作業装置１０とを備える。作業対象装置１００は、複数の稼働状態を表示する状態表示灯１０３と、その稼働状態に対応して状態表示灯１０３を点灯させる点灯制御部１２０とを備える。自動作業装置１０は、ロボット１１が搭載される移動装置２０と、ロボット１１を制御するロボット制御部１６と、ロボット１１に設けられた撮像カメラ１５とを備える。ロボット制御部１６は、移動装置２０が作業位置にある状態で撮像カメラ１５に状態表示灯を撮像させ、得られた画像を基に作業対象装置１００の稼働状態を認識して、作業対象装置１００が設定された作業を行う稼働状態である場合に、設定作業をロボット１１に実行させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットを備えた自動作業装置、及びこの自動作業装置を備えたシステムに関する。

上記自動作業装置を備えたシステムの一つとして、従来、国際公開第２０１８／９２２２２号（特許文献１）に開示された工作機械システムが知られている。

また、この特許文献１に開示された工作機械システムは、複数の工作機械と、当該工作機械の近傍に配設された複数のワークストッカと、自律走行可能な複数の自走ロボット（自動作業装置）とから構成される。自走ロボットは、無人搬送車と、この無人搬送車上に設けられた３軸以上の自由度を持つマニピュレータ（ロボット）とを備えて構成される。そして、自走ロボットは、位置基準情報としての電波やレーザ光を観測することで、自身のおよその位置を認識しながら目標位置付近まで移動し、この後、目標物又は目標物に取り付けられたマーカをカメラにより認識することによって、精密な位置決めをするように構成されている。

斯くして、この自走ロボットは、複数の工作機械からそれぞれ送信される、ワークを搬送する搬送作業、並びに切屑の廃棄、工具の入れ替えや給油といった保守作業に関する作業要求を受信し、受信した作業を要求元の工作機械に対して実行するように構成されている。

国際公開第２０１８／９２２２２号

上述したように、上記特許文献１に開示された工作機械システムでは、自走ロボットと工作機械との間の通信により、工作機械から自走ロボットに保守作業に関する作業要求が送信され、この作業要求を受信した自走ロボットにより、該当する工作機械に対して要求された作業が実行される。

このため、従来では、自走ロボットと工作機械との間で通信を行うことができる環境になければ、上述した工作機械システムを構築することができない。工作機械の分野では、日々技術革新がなされ、通信機能が標準的に備えられるようになってきているが、旧式のものでは、通信機能を備えていないものあり、このような工作機械については、自走ロボットとのシステムを構築することができない。

その一方、このような通信機能を有しない旧式の工作機械との間でシステムを構築することができれば、通信機能のための過大な設備投資を伴うことなく、工作機械を用いた加工の自動化を図ることができ、その生産効率を高めることができて有益である。

尚、自走ロボットが作業を提供する対象の機械（作業対象装置）は、上述した工作機械に限られるものではなく、ロボットが作業を提供できる各種の産業機械等が含まれる。

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであって、通信機能を有する作業対象装置のみならず、通信機能を有しない作業対象装置に対しても予定された作業を提供することができる自動作業装置、及びこの自動作業装置を備えたシステムの提供を、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、
作業対象装置と、該作業対象装置に対して作業を行うロボットを有する自動作業装置とを備えたシステムであって、
前記作業対象装置は、該作業対象装置の複数の稼働状態を表示する状態表示灯と、該作業対象装置の稼働状態を認識して、認識した稼働状態に対応した点灯態様で前記状態表示灯を点灯させる点灯制御部とを備え、
前記自動作業装置は、更に、前記ロボットが搭載される移動装置と、該移動装置が前記作業対象装置に対して予め設定された作業位置に停止した状態で、前記ロボットに前記作業を実行させるロボット制御部と、前記移動装置が前記作業位置に停止した状態で前記状態表示灯を撮像可能に前記ロボット又は前記移動装置に設けられた撮像カメラとを備え、
前記ロボット制御部は、前記移動装置が前記作業位置に停止した状態で前記撮像カメラに前記状態表示灯を撮像させる処理と、得られた画像を基に前記作業対象装置の稼働状態を認識し、認識した前記作業対象装置の稼働状態が設定された作業を行う稼働状態である場合には、設定された作業を前記ロボットに実行させる処理とを含む第１の動作制御を実行するように構成されたシステムに係る。

本発明に係るシステムによれば、作業対象装置は、その点灯制御部の制御の下で、その稼働状態に応じた点灯態様で状態表示灯を点灯させる。稼働状態に応じた点灯態様としては、稼働状態に対応した異なる色で点灯させる態様、例えば、自動運転中を青色光、待機状態を黄色光、異常状態を赤色光で点灯させる態様を採ることができる。或いは、稼働状態に対応して設けられた複数の点灯位置を備え、稼働状態に応じた位置を点灯させる態様を採ることができる。

そして、自動作業装置は、ロボット制御部による制御の下、移動装置が作業対象装置に対して予め設定された作業位置に停止した状態で、撮像カメラにより、作業対象装置に設けられた状態表示灯を撮像させる処理と、得られた画像を基に前記作業対象装置の稼働状態を認識し、認識した前記作業対象装置の稼働状態が設定された作業を行う稼働状態である場合には、設定された作業を前記ロボットに実行させる処理とを含む第１の動作制御を実行する。

このように、本発明に係るシステムによれば、自動作業装置は、通信手段によらないで作業対象装置の稼働状態を認識し、認識した作業対象装置の稼働状態が設定された作業を行う稼働状態である場合に、設定された作業を行うように構成されているので、通信機能を有しない作業対象装置との間でもシステムを構築することができる。このため、過大な設備投資を伴うことなく、作業対象装置の自動化を図ることができ、その稼働効率を高めることができる。

尚、本発明に係るシステムにおいて、前記自動作業装置の移動装置は自律走行可能な態様を採ることができ、或いは、オペレータの手動操作によって移動する態様を採ることができる。また、ロボットは、好ましい態様として６軸の多関節型ロボットを例示することができるが、これに限られるものではなく、適用可能な従来公知のあらゆる構成のものが含まれる。

また、上記システムにおいて、作業対象装置と自動作業装置のロボット制御部とは、通信により情報を送受信可能に構成されていてもよい。この場合、ロボット制御部は、作業対象装置との通信が確立していると判定される場合には、通信により作業対象装置の稼働状態を認識する処理と、認識した作業対象装置の稼働状態が設定された作業を行う稼働状態である場合には、ロボットに設定された作業を実行させる処理とを含む第２の動作制御を実行するように構成される。

一方、ロボット制御部は、作業対象装置との通信が確立されていないと判定される場合には、第１の動作制御を実行するように構成される。

また、本発明に係るシステムにおいて、前記状態表示灯は、前記作業対象装置の複数の稼働状態を報知するためのシグナルランプとすることができる。

また、本発明に係るシステムにおいて、前記作業対象装置は、設定された作業領域を囲むように設けられ、且つ外部から前記作業領域内に進入可能に形成された開口部を有するカバー体と、前記開口部を開閉する開閉扉とを備え、
前記自動作業装置の作業位置は、前記開口部に隣接する位置に設定され、
前記状態表示灯は、前記カバー体の前記開口部に隣接する位置、又は前記開閉扉に設けられた態様を採ることができる。

また、本発明は、
作業対象装置に対して作業を行うロボットと、該ロボットが搭載される移動装置と、前記ロボット又は前記移動装置に設けられた撮像カメラと、該移動装置が前記作業対象装置に対して予め設定された作業位置に停止した状態で、前記ロボットに前記作業を実行させるロボット制御部とを備えた自動作業装置であって、
前記ロボット制御部は、前記移動装置が前記作業位置に停止した状態で、前記作業対象装置に設けられた該作業対象装置の複数の稼働状態を表示する状態表示灯を前記撮像カメラに撮像させる処理と、得られた画像を基に前記作業対象装置の稼働状態を認識し、認識した前記作業対象装置の稼働状態が設定された作業を行う稼働状態である場合には、設定された作業を前記ロボットに実行させる処理とを含む動作制御を実行するように構成された自動作業装置に係る。

尚、本発明において、前記作業対象装置には、産業上使用されるあらゆる産業機械が含まれ、代表的には、工作機械や、工作機械に周辺に設けられるストッカや測定器などの周辺機械、ロボット、清掃機械や洗浄機会といった各種の機械が例示される。

本発明に係るシステムによれば、自動作業装置は、通信手段によらないで作業対象装置の稼働状態を認識し、認識した作業対象装置の稼働状態が設定された作業を行う稼働状態である場合に、設定された作業を行うように構成されているので、通信機能を有しない作業対象装置との間でもシステムを構築することができる。このため、過大な設備投資を伴うことなく、作業対象装置の自動化を図ることができ、その稼働効率を高めることができる。

本発明の一実施形態に係るシステムを示した斜視図である。本実施形態に係る工作機械の加工領域内を示した斜視図である。本実施形態に係る自動作業装置を示した斜視図である。本実施形態に係る自動作業装置の制御装置における制御を示したフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本例のシステム１は、作業対象装置としての工作機械１００と、工作機械１００のドア（開閉扉）１０２の近傍に設置されて、当該工作機械１００に対してワークＷの搬入と搬出を行う自動作業装置１０と、ワーク収容台車５０とから構成される。尚、本例の工作機械１００は、旋削及びミーリング加工を行うことが可能な複合加工型のＮＣ工作機械であるが、自動作業装置１０が作業を提供する対象の作業対象装置としては、このようなＮＣ工作機械に限られるものではなく、従来公知の他の構成の工作機械や、ワークを洗浄する洗浄装置、ワークの形状や寸法を測定する測定装置など、複数の処理物を連続的に処理するように構成された各種の処理装置、言い換えれば各種の産業機械が含まれる。

前記工作機械１００は、数値制御装置１２０によって制御される複合加工型のＮＣ工作機械であって、図２に示すように、その加工領域内には、工具Ｔを保持して回転させる工具主軸１１５、それぞれの中心軸が同軸に設けられ、且つ相互に対向するように配設された第１主軸１１１及び第２主軸１１３、複数の工具を装着可能なタレット１１８、並びにこのタレット１１８を回転自在に保持する刃物台１１７などが設けられている。

前記加工領域は、開口部が形成されるように設けられた適宜カバー体１０１によって囲まれており、当該開口部を通して、外部から前記加工領域内に侵入（アクセス）可能になっている。そして、当該開口部は、数値制御装置１２０による制御の下で動作するドア１０２によって開閉されるようになっている。

工具主軸１１５は、数値制御装置１２０による制御の下で、図示しない第１Ｘ_ｍ軸送り機構、第１Ｙ_ｍ軸送り機構及び第１Ｚ_ｍ軸送り機構によって、相互に直交するＸ_ｍ軸、Ｙ_ｍ軸及びＺ_ｍ軸方向に移動し、同様にして、刃物台１１７は、図示しない第２Ｘ_ｍ軸送り機構及び第２Ｚ_ｍ軸送り機構によって、Ｘ_ｍ軸及びＺ_ｍ軸方向に移動する。尚、Ｚ_ｍ軸は前記第１主軸１１１及び第２主軸１１３の軸線と平行な送り軸であり、Ｘ_ｍ軸は水平面内でＺ軸に直交する送り軸であり、Ｙ_ｍ軸は鉛直方向の送り軸である。

また、第１主軸１１１には第１チャック１１２が装着されるとともに、第２主軸１１３には第２チャック１１４が装着されており、これら第１チャック１１２及び第２チャック１１４によって、ワークＷの両端が把持される。そして、この状態で、前記数値制御装置１２０による制御の下で、所定の加工プログラムに従って、第１主軸１１１及び第２主軸１１３がその軸線回りに回転し、且つ前記工具主軸１１５や刃物台１１７がＸ_ｍ軸、Ｙ_ｍ軸及びＺ_ｍ軸方向に適宜移動することで、工具主軸１１５に装着された工具やタレット１１８に装着された工具によって、ワークＷが加工される。

尚、本例では、図２に示すように、前記タレット１１８の外周面に、ワークＷを支持する支持具１１９が設けられており、前記自動作業装置１０によって、ワークＷが搬入、搬出される際に、この支持具１１９にワークＷが仮置きされる。具体的には、刃物台１１７が搬出入位置に移動した状態で、支持具１１９に加工前のワークＷが仮置きされると、この状態で、第１主軸１１１及び第２主軸１１３が相互に接近して、第１チャック１１２及び第２チャック１１４によってワークＷの両端を把持し、この後、刃物台１１７が搬出入位置から離れた状態で、ワークＷの加工が開始される。一方、ワークＷの加工が完了した場合には、刃物台１１７が搬出入位置に移動した後、第１チャック１１２及び第２チャック１１４の把持を解除し、ついで、第１主軸１１１及び第２主軸１１３が相互に離反することによって、加工後のワークＷが支持具１１９にワークＷが仮置きされる。

また、前記カバー体１０１の前記開口部に隣接する天板部には、状態表示灯としてのシグナルランプ１０３が立設されている。シグナルランプ１０３は、その点灯位置が上下方向に３区分に区分けされており、本例では、最上部が青色に点灯し、最下部が赤色に点灯し、中間部が黄色に点灯する。このシグナルランプ１０３は、前記数値制御装置１２０によって、その点灯状態が制御されており、工作機械１００の稼働状態に対応した色が点灯される。具体的には、本例では、工作機械１００が自動運転中（加工中）である場合には青色が点灯され、工作機械１００が加工を終了して、ドア１０２を開いた待機状態にあるときには黄色が点灯され、工作機械１００に何らかの異常が発生しているときには赤色が点灯されるようになっている。したがって、オペレータは、シグナルランプ１０３の点灯状態を確認することで、工作機械１００の稼働状態を認識することができる。尚、状態表示灯としてのシグナルランプ１０３は一例に過ぎないものであり、これに限られるものではなく、また、点灯態様についてもあくまでも例示であり、これに限られるものではない。

また、シグナルランプ１０３とは反対側の開口部に隣接する位置に操作盤１０４が設けられている。言うまでもないことであるが、操作盤１０４は数値制御装置１２０に操作信号を入力する機能を有するものであり、各種手動操作信号や自動運転の開始信号を数値制御装置１２０に入力することができる。

前記ワーク収容台車５０は、人手によって移動される所謂手押し台車であり、その上面に、複数のワークＷを収容するためのワーク収容部５４が設けられている。尚、本例では、前記ワーク収容部５４は、棒状のワークＷを並列状態で収容できるように構成されており、当該ワーク収容部５４には、ＮＣ工作機械１００で加工される加工前のワークＷ、及びＮＣ工作機械１００で加工された加工後のワークＷが収容される。

このワーク収容台車５０には、手押し方向前側に、ブレーキ機構（図示せず）を備えた２つの固定車輪（図示せず）が設けられ、同様に、手押し方向後側に、ブレーキ機構５３を備えた２つの自在車輪５２が設けられており、オペレータが手押し方向（前方）に押し出すことにより、当該前方に移動させることができ、また、停止させた状態で、それぞれのブレーキ機構（図示せず）及びブレーキ機構５３を有効にすることで、その位置に固定（不動状態に）することができる。そして、このワーク収容台車５０は、工作機械１００の前記開口部付近に設定された適宜位置（自動作業装置が作業する近傍の位置）に配置され、前記ブレーキ機構（図示せず）及びブレーキ機構５３によって当該作業位置に固定される。

前記自動作業装置１０は、図１及び図３に示すように、手動操作によって移動する移動装置としての移動台車２０、この移動台車２０上に載置されるロボット１１、このロボット１１を制御する制御装置１６などを備えている。尚、制御装置１６は、移動台車２０内に収納されており、前記数値制御装置１２０との間で有線又は無線により各種情報に係る信号及び制御信号を送受信可能になっている。
いる。

ロボット１１は、複数のアームから構成されるマニュピレータ１２、このマニュピレータ１２の先端部に設けられたエンドエフェクタとしてのハンド１３、及びハンド１３に付設されたカメラ１５などから構成され、前記制御装置１６による制御の下、ロボット座標系のＸｒ軸－Ｙｒ軸－Ｚｒ軸で構成される三次元空間内でハンド１３及びカメラ１５を移動させ、ハンド１３を用いてワークＷを移送する作業を行う。尚、本例のロボット１１は、６軸の多関節型ロボットであるが、ロボット１１は、これに限られるものではなく、ワークＷを工作機械１００に対して搬送することができれば、どのような構成のものでも良い。

前記ハンド１３は、２つの把持爪が相互に接近、離反するように構成された所謂２方爪からなるもので、２つの把持爪が接近することによってワークＷを把持し、一方、離反することによって、把持したワークＷを開放する。尚、図１及び図３では、把持爪は視覚的に視認されない位置に設けられている。

前記移動台車２０は、底部に複数の車輪２２及び複数の複数のジャッキ２３を有し、その上面である載置面２４上に前記ロボット１１が載置、固定されている。また、移動台車２０の上面には、オペレータが手押しするための取手２５が設けられている。オペレータはこの取手２５を持って前方に押し出すことにより、移動台車２０を手押し方向（前方）に移動させることができ、工作機械１００に対して設定された作業位置、即ち、図１に示すように、前記ワーク収容台車５０及び工作機械１００の前記ドア１０２（開口部）に対応した位置に位置決めする。前記ジャッキ２３は昇降可能に設けられており、ジャッキ２３を降下させて接地させることにより、移動台車２０を不動に固定することができる。

また、取手２５の近傍には、前記制御装置１６による制御の下で、前記ロボット１１を操作するための操作盤２６が設けられている。操作盤２６は、制御装置１６に操作信号を入力するものであり、例えば、ロボット１１に自動運転させるための開始信号や、手動操作信号、非常停止信号などを、所定の操作キーを押下することによって、前記制御装置１６に入力することができる。

前記制御装置１６は、移動台車２０に設けられた操作盤２６から入力される制御信号に従って、前記ロボット１１の動作を制御する。例えば、操作盤２６から手動操作信号が入力されると、この手動操作信号に応じて前記ロボット１１を動作させる。また、操作盤２６から自動運転の開始信号が入力されると、所定のプログラムに従って、ロボット１１を動作させる。

例えば、自動運転時の要素動作として、制御装置１６は、ロボット１１に以下の動作を実行させる。
＜工作機械のシグナルランプを撮像する動作（撮像動作）＞
工作機械１００に設けられたシグナルランプ１０３をカメラ１５によって撮像する動作であって、以下の動作から構成される。
・マニュピレータ１２を駆動して、マニュピレータ１２の先端部に設けられたカメラ１５をシグナルランプ１０３に向けた後、当該カメラ１５によってシグナルランプ１０３を撮像する動作。

＜加工後のワークの搬出動作（搬出動作）＞
工作機械１００によって加工されたワークＷを搬出する動作であって、以下の動作から構成される。
・前記工作機械１００の加工領域内にハンド１３を侵入させる動作。
・侵入後、工作機械１００の支持具１１９に仮置きされた加工後のワークＷをハンド１３により把持する動作。
・把持後のハンド１３を工作機械１００の加工領域から退出させる動作。

＜加工後のワークの収容動作（収容動作）＞
工作機械１００から取り出したワークＷをワーク収容台車５０に収容する動作であって、以下の動作から構成される。
・ワークＷを把持した前記ハンド１３を、前記ワーク収容台車５０に設けられたワーク収容部５４の空き領域上方に移動させる動作。
・ワークＷを把持した前記ハンド１３を、降下させて前記ワーク収容部５４の空き領域にワークＷを載置する動作。

＜加工前のワークの取出動作（取出動作）＞
ワーク収容台車５０から加工前のワークＷを取り出す動作であって、以下の動作から構成される。
・空の前記ハンド１３を、前記ワーク収容台車５０のワーク収容部５４に収容された加工前ワークＷの上方に移動させる動作。
・前記ハンド１３を降下させて、加工前ワークＷを把持した後、当該加工前ワークＷを前記ワーク収容部５４から取り出す動作。

＜加工前のワークの搬入動作（搬入動作）＞
加工前のワークＷを当該工作機械１００に搬入する動作であって、以下の動作から構成される。
・加工前のワークＷを把持したハンド１３を、工作機械１００の加工領域内に侵入させる動作。
・侵入後、ハンド１３に把持した加工前のワークＷを、工作機械１００の支持具１１９に仮置きする動作。
・仮置き後のハンド１３を工作機械１００の加工領域から退出させる動作。

また、本実施形態で例示されるプログラムに従った自動運転としては、制御装置１６は、図４に示した以下の手順でロボット１１を動作させる。

まず、制御装置１６は処理を開始して、前記数値制御装置１２０との間で通信が可能になっているか否かを判断する処理を行う（ステップＳ１）。そして、ステップＳ１において、通信が確立していない、即ち、通信可能になっていないと判定された場合には、制御装置１６は、ロボット１１を駆動して、カメラ１５によってシグナルランプ１０３を撮像する動作（撮像動作）を実行させた後（ステップＳ２）、撮像された画像を処理して工作機械１００の稼働状態を認識する処理を実行する（ステップＳ３）。例えば、撮像された画像を処理してシグナルランプ１０３の点灯色を認識し、認識された点灯色から工作機械１００の稼働状態を認識する。具体的には、点灯色が青色である場合には、工作機械１００が自動運転中（加工中）であると認識し、点灯色が黄色である場合には、工作機械１００が加工を終了して待機状態にあると認識し、点灯色が赤色である場合には、工作機械１００に何らかの異常が発生していると認識する。

そして、認識した結果、工作機械１００が加工を終了して待機状態にある、即ち、工作機械１００に対して作業可能であると認識された場合には（ステップＳ４）、ロボット１１に上記搬出動作、収容動作、取出動作及び搬入動作を順次実行させる（ステップＳ５）。そして、この後、ロボット１１を駆動して、そのハンド１３により、工作機械１００の操作盤１０４に設けられた自動運転開始キーを押下させて、工作機械１００に自動運転を開始させ、処理を終了しない場合には（ステップＳ１１）、上記ステップＳ１以降の処理を繰り返し、一方、処理を終了する場合には（ステップＳ１１）、処理を終了する。また、前記ステップＳ４において、工作機械１００が待機状態にないと認識された場合も、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。尚、前記ステップＳ２－Ｓ６の処理が第１の動作制御に相当する。

一方、前記ステップＳ１において、前記数値制御装置１２０との間で通信が可能になっていると判定された場合には、通信によって、工作機械１００の稼働状態を認識する（ステップＳ７）。そして、工作機械１００の稼働状態がロボット１１による作業を行うことが可能な状態か否か、即ち、工作機械１００が加工を終了して、ロボット１１によるワークＷの交換待ちになっているかを認識する（ステップＳ８）。そして、工作機械１００がロボット１１によるワークＷの交換待ちの状態になっている場合には、ロボット１１に上記搬出動作、収容動作、取出動作及び搬入動作を順次実行させる（ステップＳ９）。この後、数値制御装置１２０にワークＷの交換完了に係る信号を送信して、工作機械１００に自動運転を開始させ（ステップＳ１０）、ステップＳ１１に進む。また、前記ステップＳ７において、工作機械１００がロボット１１によるワークＷの交換待ちになっていない場合にも、ステップＳ１１に進む（ステップＳ８）。尚、前記ステップＳ７－Ｓ１０の処理が第２の動作制御に相当する。

以上のように構成されたシステム１によれば、ワーク収容台車５０に収容されたワークＷが、以下のようにして、前記ロボット１１によって、自動的に工作機械１００に供給される。尚、このとき、自動作業車１０及びワーク収容台車５０は、それぞれオペレータの手押し操作によって移動可能になっている。また、ワーク収容台車５０のワーク収容部５４には、未加工のワークＷが適宜収容されているものとする。

まず、オペレータの手押し操作により、ロボット載置台車１０及びワーク収容台車５０がそれぞれ移動され、これらが工作機械１００に対して予め設定されたドア１０２の近傍位置（それぞれの作業位置であり、図１に示した位置）に配置される。この後、オペレータは、ワーク収容台車５０の固定車輪（図示せず）のブレーキ機構（図示せず）及び自在車輪５２のブレーキ機構５３を操作して、固定車輪（図示せず）及び自在車輪５２をロックし、これにより、当該ワーク収容台車５０を設置位置に固定する。また、オペレータは、そのジャッキ２６を降下させて接地させることにより、移動台車２０を設置位置に固定するとともに、有線又は無線により、数値制御装置１２０と制御装置１６とを接続する。

次に、オペレータは、自動作業車１０（移動台車２０）の操作盤２６に設けられた操作キーを押下することによって、自動運転開始信号を前記制御装置１６に入力する。そして、この自動運転開始信号が入力されると、制御装置１６は、上述の図４に示した手順でロボット１１を動作させる自動運転の下で、工作機械１００から加工後のワークＷを搬出し、また、未加工のワークＷを工作機械１００に搬入する。

まず、制御装置１６は処理を開始して、前記数値制御装置１２０との間で通信が可能になっているか否かを判断し（ステップＳ１）、通信が確立していない、即ち、通信可能になっていないと判定された場合には、ロボット１１を駆動して、カメラ１５によりシグナルランプ１０３を撮像する動作（撮像動作）を実行させた後（ステップＳ２）、撮像された画像を処理して工作機械１００の稼働状態を認識する（ステップＳ３）。そして、認識した結果、工作機械１００が加工を終了して待機状態にあると認識された場合には（ステップＳ４）、ロボット１１に上記搬出動作、収容動作、取出動作及び搬入動作を順次実行させた後（ステップＳ５）、ロボット１１のハンド１３により、工作機械１００の操作盤１０４に設けられた自動運転開始キーを押下させて、工作機械１００に自動運転を開始させる。

一方、前記ステップＳ１において、前記数値制御装置１２０との間で通信が可能、即ち、通信が正常である場合には、通信によって、工作機械１００の稼働状態を認識し（ステップＳ７）、工作機械１００が加工を終了して、ロボット１１によるワークＷの交換待ちの状態になっている場合には、ロボット１１に上記搬出動作、収容動作、取出動作及び搬入動作を順次実行させた後（ステップＳ９）、数値制御装置１２０にワークＷの交換完了に係る信号を送信して、工作機械１００に自動運転を開始させる（ステップＳ１０）。

このように、本例のシステム１によれば、自動作業装置１０は、工作機械１００の数値制御装置１２０との間で通信が可能になっている場合には、数値制御装置１２０との間の通信を介した工作機械１００との協働によって、工作機械１００との間でワークＷの搬出と搬入を行うことができる。

一方、何らかの原因によって工作機械１００の数値制御装置１２０との間の通信に不都合があって、数値制御装置１２０との間で通信が確立できない場合には、自動作業装置１０は、シグナルランプ１０３の点灯状態に基づいて、工作機械１００の稼働状態を認識し、認識した結果、工作機械１００が加工を終了して待機状態にあると認識された場合には、自動作業装置１０は、工作機械１００との協働によらず、自律した動作で工作機械１００に対してワークＷの搬出と搬入を行うことができる。このように、本例のシステム１によれば、自動作業装置１０と工作機械１００の数値制御装置１２０との間で通信が確立されていない状態でも、システム１を止めることなく稼働させることができ、言い換えれば、工作機械１００の稼働率を高めることができ、その結果として生産効率を高めることができる。

尚、本例では、工作機械１００の開口部の近傍にシグナルランプ１０３を設けているので、ロボット１１は容易に当該シグナルランプ１０３の画像をカメラ１５によって撮像することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明が採り得る態様は、何ら上例のものに限定されるものではない。

例えば、上例では、カメラ１５をロボット１１のエンドエフェクタとしてマニュピレータ１２の先端部に設けたが、このような態様に限られるものではなく、前記シグナルランプ１０３を撮像できるように構成されていれば、カメラ１５を移動台車２０に設けてもよい。

また、上例では、移動台車２０を手動操作によって移動する構成としてが、これに限られるものではなく、移動台車２０は、車輪を駆動する駆動モータ及びこの駆動モータを制御する制御装置を備えて有軌道又は無軌道で自律走行するように構成されていてもよい。

上例のシステム１では、工作機械１００の数値制御装置１２０と、自動作業装置１０の制御装置１６とは、無線又は有線によって通信可能に設けられているが、このような構成に限られるものではなく、数値制御装置１２０と制御装置１６との間で通信が確立されていない構成であってもよい。この場合、制御装置１６は、図４に示したステップＳ１－Ｓ６及びＳ１１の処理を実行するように構成される。このような構成によっても、自動作業装置１０は、自律した動作で工作機械１００に対してワークＷの搬出と搬入を行うことができる。そして、このように構成すれば、通信機能を有しない旧式の工作機械１００との間でも生産システムを構築することができ、旧式の工作機械１００おいても、過大な設備投資を伴うことなく、その自動化を図ることができ、稼働効率を高めることができる。

また、上述した例では、状態表示灯としてシグナルランプ１０３を採用したが、これに限られるものではなく、複数の状態を表示できるものであれば、どのような態様の表示灯であってもよい。また、上例では、カバー体１０１の開口部に隣接する天板部に立設した構成を採用したが、これに限られるものではなく、例えば、ドア１０２に表示灯を設けてもよい。また、上例では、複数の色を点灯できる状態表示灯を例示したが、これに限られるものではなく、例えば、状態表示灯は、稼働状態に対応して設けられた複数の点灯位置を備え、稼働状態に応じた位置を点灯させる態様のものであってもよい。

繰返しになるが、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およ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。

１システム
１０自動作業装置
１１ロボット
１２マニュピレータ
１３ハンド
１５カメラ
１６制御装置
２０移動台車
２２車輪
２３ジャッキ
２５取手
２６操作盤
５０ワーク収容台車
５２自在車輪
５３ブレーキ機構
５４ワーク収容部
１００工作機械
１０１カバー体
１０２ドア
１０３シグナルランプ（状態表示灯）
１０４操作盤

Claims

作業対象装置と、該作業対象装置に対して作業を行うロボットを有する自動作業装置とを備えたシステムであって、
前記作業対象装置は、該作業対象装置の複数の稼働状態を表示する状態表示灯と、該作業対象装置の稼働状態を認識して、認識した稼働状態に対応した点灯態様で前記状態表示灯を点灯させる点灯制御部とを備え、
前記自動作業装置は、更に、前記ロボットが搭載される移動装置と、該移動装置が前記作業対象装置に対して予め設定された作業位置に停止した状態で、前記ロボットに前記作業を実行させるロボット制御部と、前記移動装置が前記作業位置に停止した状態で前記状態表示灯を撮像可能に前記ロボット又は前記移動装置に設けられた撮像カメラとを備え、
前記ロボット制御部は、前記移動装置が前記作業位置に停止した状態で前記撮像カメラに前記状態表示灯を撮像させる処理と、得られた画像を基に前記作業対象装置の稼働状態を認識し、認識した前記作業対象装置の稼働状態が設定された作業を行う稼働状態である場合には、設定された作業を前記ロボットに実行させる処理とを含む第１の動作制御を実行するように構成され、
更に、前記作業対象装置と前記ロボット制御部とは、通信により情報を送受信可能に構成され、
前記作業対象装置は、その複数の稼働状態に係る状態情報を前記通信により前記ロボット制御部に送信するように構成され、
前記ロボット制御部は、前記作業対象装置との通信が確立されていないと判定される場合には、前記第１の動作制御を実行するように構成されていることを特徴とするシステム。
前記ロボット制御部は、前記作業対象装置との通信が確立していると判定される場合には、前記通信により前記作業対象装置の稼働状態を認識する処理と、認識した前記作業対象装置の稼働状態が設定された作業を行う稼働状態である場合には、前記ロボットに設定された作業を実行させる処理とを含む第２の動作制御を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
前記状態表示灯は、前記作業対象装置の複数の稼働状態を報知するためのシグナルランプであることを特徴とする請求項１又は２記載のシステム。
前記作業対象装置は、設定された作業領域を囲むように設けられ、且つ外部から前記作業領域内に進入可能に形成された開口部を有するカバー体と、前記開口部を開閉する開閉扉とを備え、
前記自動作業装置の作業位置は、前記開口部に隣接する位置に設定され、
前記状態表示灯は、前記カバー体の前記開口部に隣接する位置、又は前記開閉扉に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のシステム。
作業対象装置に対して作業を行うロボットと、該ロボットが搭載される移動装置と、前記ロボット又は前記移動装置に設けられた撮像カメラと、該移動装置が前記作業対象装置に対して予め設定された作業位置に停止した状態で、前記ロボットに前記作業を実行させるロボット制御部とを備えた自動作業装置であって、
前記作業対象装置と前記ロボット制御部とは、通信により情報を送受信可能に構成され、
前記作業対象装置は、その複数の稼働状態に係る状態情報を前記通信により前記ロボット制御部に送信するように構成され、
前記ロボット制御部は、前記作業対象装置との通信が確立されていないと判定される場合には、前記移動装置が前記作業位置に停止した状態で、前記作業対象装置に設けられた該作業対象装置の複数の稼働状態を表示する状態表示灯を前記撮像カメラに撮像させる処理と、得られた画像を基に前記作業対象装置の稼働状態を認識し、認識した前記作業対象装置の稼働状態が設定された作業を行う稼働状態である場合には、設定された作業を前記ロボットに実行させる処理とを含む動作制御を実行するように構成されていることを特徴とする自動作業装置。