WO2015075775A1 - ロボットシステム - Google Patents

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WO2015075775A1
WO2015075775A1 PCT/JP2013/081175 JP2013081175W WO2015075775A1 WO 2015075775 A1 WO2015075775 A1 WO 2015075775A1 JP 2013081175 W JP2013081175 W JP 2013081175W WO 2015075775 A1 WO2015075775 A1 WO 2015075775A1
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WO
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robot
workpiece
reachable range
robot system
tray
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/081175
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English (en)
French (fr)
Inventor
亮介 堤
晃大 塩田
Original Assignee
株式会社安川電機
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社安川電機 filed Critical 株式会社安川電機
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Priority to PCT/JP2013/081175 priority patent/WO2015075775A1/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1674—Programme controls characterised by safety, monitoring, diagnostic
    • B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39083—Robot interference, between two robot arms
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39135—For multiple manipulators operating at same time, avoid collision

Definitions

  • the disclosed embodiment relates to a robot system.
  • a robot is provided for each manufacturing apparatus that processes and assembles a workpiece, and these robots convey the processed workpiece to a manufacturing apparatus for the next step.
  • the manufacturing apparatus includes a working device and a robot, and means a device that performs processing and assembly of parts on a workpiece by the working device and the robot in each process.
  • the work device and the robot are synchronized by a wireless signal or the like, and each device performs processing (assembly) and conveyance of the workpiece in synchronization with each other (see, for example, Patent Document 1).
  • the line is stopped, and the operator needs to perform an operation such as taking out a workpiece from the manufacturing apparatus in which the processing failure has occurred.
  • the operation rate of the line is greatly reduced, and there is a difficulty in efficient production.
  • each robot only performs an operation of transporting only a workpiece that has been successfully processed and assembled to a manufacturing apparatus for the next process. That is, the defective workpiece is not conveyed to the manufacturing apparatus for the next process. For this reason, when it is going to take out the workpiece of a defective product automatically from a manufacturing line, for example, or to collect the taken-out workpiece
  • One aspect of the embodiment has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a robot system that can efficiently produce a processed product or an assembled product.
  • a robot system includes a first robot, a second robot, a carry-in / out area, and a control device.
  • the first robot has a first reachable range that is a reachable range of the held workpiece.
  • the second robot has a second reach that partially overlaps the first reach.
  • the carry-in / out area is provided within the first reachable range and outside the second reachable range, and is used for carrying in / out the workpiece.
  • the control device moves the workpiece between the position within the second reachable range and outside the first reachable range, and the carry-in / out area via the first and second robots. Control to transport.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a series of operations of workpiece conveyance in the robot system according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing the arrangement of the robot system.
  • FIG. 3A is a perspective view showing the configuration of the robot.
  • FIG. 3B is a perspective view showing the configuration of the hand.
  • FIG. 4 is a block diagram of the robot system.
  • FIG. 5A is a diagram showing a pallet and a jig when the pallet is loaded.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a positional relationship among the workpiece, the tray, and the pallet.
  • FIG. 6 is a flowchart (part 1) illustrating a processing procedure executed by the robot system.
  • FIG. 7 is a flowchart (part 2) illustrating a processing procedure executed by the robot system.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the arrangement of robots in a robot system according to a modification.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing procedure executed by the
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a series of operations of workpiece conveyance in the robot system according to the embodiment.
  • the robot system according to the embodiment includes two robots
  • the number of robots is not limited. For example, it is good also as having three or more robots so that it may mention later using FIG.
  • the robot system includes a first robot and a second robot that can hold a workpiece by holding the workpiece, for example.
  • the first robot and the second robot respectively perform processing and assembly work on the workpiece, and transport the processed workpiece between the robots.
  • a work device (not shown) may be provided in a first reachable range or a second reachable range, which will be described later, to perform work on the workpiece.
  • the first robot has a first reachable range that is a reachable range of the work held by the first robot.
  • the second robot has a second reachable range that is a reachable range of the work held by the second robot.
  • the first reachable range and the second reachable range are provided so as to overlap in the common area.
  • a carry-in / out area is provided within the first reachable range and outside the second reachable range. This carry-in / out area is used to carry in / out a workpiece or the like between the movement range of the robot and the outside.
  • a robot is provided for each manufacturing apparatus that processes and assembles a workpiece, and these robots convey a processed workpiece to a manufacturing apparatus for the next process.
  • each robot only performs an operation of transporting only a workpiece that has been successfully processed and assembled to a manufacturing apparatus for the next process. That is, the defective workpiece is not conveyed to the manufacturing apparatus for the next process. For this reason, when it is going to take out the inferior goods workpiece
  • a workpiece other than a workpiece that has been successfully processed and assembled, for example, a defective product is transported between the robots.
  • the robot system which concerns on embodiment demonstrates the method to convey a workpiece
  • the second robot holds a workpiece (for example, a defective product) in a place where only the second robot can reach and transfers it to a common area ( Arrow 601; see step S1 in FIG. 1).
  • a workpiece for example, a defective product
  • the workpiece is transferred from the second robot to the first robot (see step S2 in FIG. 1).
  • the first robot may receive the workpiece directly from the second robot, or may receive the workpiece via a work table (not shown) provided in the common area.
  • the first robot conveys the workpiece received from the second robot to the carry-in / out area (see arrow 602, step S3 in FIG. 1).
  • the robots also transfer workpieces other than the workpieces that have been successfully processed and assembled, and do not use a dedicated transfer device. For this reason, for example, a defective workpiece in the process in which the second robot is provided can be transported to the carry-in / out area via the first robot.
  • the robot system even when a defective product is generated in the process having the second robot, the defective workpiece can be paid out of the line without stopping the production line. Thereby, the production efficiency of a manufacturing line can be improved. Also, defective products from the respective processes having the first robot and the second robot can be collected in one place and dispensed from the production line without using a dedicated transfer device.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing the arrangement of the robot system. 2 illustrates a three-dimensional orthogonal coordinate system including the Z axis with the vertical upward direction as the positive direction for easy understanding. Such an orthogonal coordinate system is also shown in other drawings used in the following description, and the positive direction of the Z axis may be shown as the upper side and the negative direction as the lower side with respect to the object. In the present embodiment, it is assumed that the positive direction of the X axis points to the front of the robot 12.
  • a component composed of a plurality of components only a part of the plurality of components may be provided with a reference numeral, and the provision of a reference numeral may be omitted for the others. In such a case, it is assumed that a part with the reference numeral and the other have the same configuration.
  • each component is identified by adding a number in the form of “-number” to the component, which is also composed of a plurality of components.
  • the reference numerals are used without using the “-number” numbering.
  • the robot system 1 includes a cell 11 that forms a rectangular parallelepiped work space.
  • the robot system 1 includes two robots 12, a work device 13, a detection unit 14, and a pallet table 15 inside the cell 11.
  • the robot 12 has a reach range 603 that is a reachable range of the gripped work.
  • the robot 12-1 corresponds to the reach range 603-1
  • the robot 12-2 corresponds to the reach range 603-2.
  • An area surrounded by the outer wall of the cell 11, the reach range 603-1, and the reach range 603-2 is a common area 604 where the robot 12-1 and the robot 12-2 can reach simultaneously. That is, the reach range 603-1 and the reach range 603-2 are provided so as to partially overlap so as to have the common area 604. Details of the robot 12 will be described later with reference to FIGS. 3A and 3B.
  • the working device 13 is a device that performs a predetermined work such as machining or assembly on the workpiece 50 described later.
  • the detection unit 14 is a detection device such as a camera or a sensor that detects an abnormality of the workpiece 50. 2 illustrates the case where the detection unit 14 is provided in the work device 13-2. However, the detection unit 14 may be provided on the inner wall of the cell 11, the robot 12, or the like. Good.
  • the pallet stand 15 is a pedestal for placing a pallet 31 (described later) provided in the common area 604.
  • a supply area 110 and a carry-in / out area 111 are provided inside the cell 11.
  • a jig 32 is provided in the vicinity of the supply area 110 in the cell 11. The details of the jig 32 will be described later with reference to FIG. 5A.
  • the cart 30 on which the pallet 31 is placed is stored.
  • the stored pallet 31 on the cart 30 is arranged so as to be within the common area 604.
  • the pallet 31 is locked with a tray 40 that locks the workpiece 50, a member that the robot 12 uses in each process, and the like. Details of this point will be described later with reference to FIG. 5B.
  • the workpiece 50 is supplied from the pallet 31 to the robot 12, and the workpiece 50 that has been successfully processed and assembled is returned to the pallet 31 again.
  • the defective workpiece 50 is carried out of the cell 11 from the carry-in / out area 111. Further, it is possible to supply the robot 12 with a repaired product obtained by correcting the defective part of the workpiece 50 of the defective product from the carry-in / out area 111.
  • the robot system 1 includes a control device 20 outside the cell 11.
  • the control device 20 is connected to various devices in the cell 11 such as the robot 12, the work device 13, and the detection unit 14 so that information can be transmitted.
  • control device 20 is a controller that controls the operation of various connected devices, and includes various control devices, arithmetic processing devices, storage devices, and the like. Details of the control device 20 will be described later with reference to FIG.
  • control device 20 with one housing is shown, but the control device 20 is not limited to these.
  • the control device 20 includes a plurality of housings associated with various devices to be controlled. May be. Further, it may be disposed inside the cell 11.
  • FIG. 3A is a schematic perspective view illustrating the configuration of the robot 12.
  • the robot 12 is a single-arm multi-axis robot.
  • the robot 12 includes a first arm unit 121, a second arm unit 122, a third arm unit 123, a fourth arm unit 124, a fifth arm unit 125, and a base unit 126.
  • a first arm unit 121 a first arm unit 121, a second arm unit 122, a third arm unit 123, a fourth arm unit 124, a fifth arm unit 125, and a base unit 126.
  • the first arm portion 121 is supported at the base end portion by the second arm portion 122.
  • the second arm portion 122 is supported at the base end portion by the third arm portion 123 and supports the first arm portion 121 at the distal end portion.
  • the third arm portion 123 is supported at the base end portion by the fourth arm portion 124 and supports the second arm portion 122 at the tip end portion.
  • the fourth arm portion 124 is supported at the base end portion by the fifth arm portion 125 and supports the third arm portion 123 at the distal end portion.
  • the fifth arm portion 125 is supported at the base end portion by a base portion 126 fixed to the floor surface of the cell 11 (see FIG. 2), and supports the fourth arm portion 124 at the tip end portion.
  • each joint portion (not shown) that is a connecting portion of each of the first arm portion 121 to the fifth arm portion 125 is equipped with an actuator, and the robot 12 performs multi-axis operation by driving the actuator. It can be carried out.
  • the joint actuator that connects the first arm portion 121 and the second arm portion 122 rotates the first arm portion 121 about the B axis. Further, the actuator of the joint portion that connects the second arm portion 122 and the third arm portion 123 rotates the second arm portion 122 around the U axis.
  • the joint actuator that connects the third arm part 123 and the fourth arm part 124 rotates the third arm part 123 around the L axis. Further, the actuator of the joint portion that connects the fourth arm portion 124 and the fifth arm portion 125 rotates the fourth arm portion 124 around the S axis.
  • the robot 12 includes individual actuators that rotate the first arm 121 around the T-axis, the second arm 122 around the R-axis, and the third arm 123 around the E-axis.
  • the robot 12 has seven axes. Then, the robot 12 performs various multi-axis operations combining these seven axes based on the operation instructions from the control device 20.
  • the operation instruction from the control device 20 is specifically notified as a drive instruction for each of the actuators described above.
  • FIG. 3B is a perspective view showing the configuration of the hand 120.
  • FIG. 3B illustrates an example in which the hand 120 is positioned in parallel with the T axis as the Z axis and the drive shaft 120b as the Y axis.
  • the hand 120 includes a drive unit 120a, a drive shaft 120b, a guide shaft 120c, a bracket 120d, a common gripping unit 120e, and a process gripping unit 120f.
  • the driving unit 120 a is attached to the tip of the first arm unit 121.
  • each of the drive shafts 120b is a pair of shafts that are arranged symmetrically with respect to the T-axis with the axis centered in the Y-axis direction.
  • the drive shaft 120b is advanced and retracted in the Y-axis direction by the drive unit 120a, and a bracket 120d is attached to each tip.
  • the guide shaft 120c is a pair of shafts provided so that the shaft center thereof coincides with the drive shaft 120b opposite to the guide shaft 120c and the T axis, and is slidable with the base end portion of the bracket 120d. Provided. That is, the bracket 120d advances and retreats in the Y-axis direction while being guided by the guide shaft 120c with the operation of the drive shaft 120b.
  • a common gripping portion 120e and a process gripping portion 120f are attached to the tray 40 (see FIG. 2) as the bracket 120d advances and retreats in the Y-axis direction. And a workpiece 50 (see FIG. 2) can be gripped.
  • the common gripping part 120e is a gripping claw provided in common to the robot 12 (see FIG. 2) involved in the transfer of the workpiece 50.
  • the shape of the process gripper 120f is appropriately changed for each robot 12 in accordance with the shape and work of the workpiece 50 for each process.
  • FIG. 4 is a block diagram of the robot system according to the embodiment.
  • FIG. 4 only the components necessary for the description of the robot system 1 are shown, and descriptions of general components are omitted.
  • the internal configuration of the control device 20 will be mainly described, and the description of various devices already shown in FIG. 2 may be simplified.
  • the control device 20 includes a control unit 21 and a storage unit 22.
  • the control unit 21 further includes an acquisition unit 211, a determination unit 212, and an instruction unit 213.
  • the control unit 21 performs overall control of the control device 20.
  • the acquisition unit 211 acquires information including the work status of the workpiece 50 (see FIG. 2) detected by the detection unit 14.
  • the determination unit 212 determines the quality of the work 50 from the information acquired by the acquisition unit 211 and notifies the instruction unit 213 of the determination content.
  • the quality of the workpiece 50 is determined based on the determination information 221.
  • the determination information 221 is information such as the shape and dimensions of the workpiece 50 and is registered in the storage unit 22 in advance.
  • the instruction unit 213 generates an operation signal for operating various devices such as the robot 12 and the work device 13 based on the notified information from the determination unit 212 and outputs the operation signal to the various devices. For example, the instruction unit 213 delivers the work 50 that can be reached only by the robot 12-2 to the robot 12-1 in the common area 604 (see FIG. 2), and the work 50 received by the robot 12-1 is transferred to the loading / unloading area. Instruct the various devices to transport to 111 (see FIG. 2).
  • the instruction unit 213 instructs the various devices to transfer the work 50 in the loading / unloading area 111 to the common area 604 while being held by the robot 12-1 and to deliver to the robot 12-2.
  • the storage unit 22 is a storage device such as a hard disk drive or a nonvolatile memory, and stores determination information 221. Since the contents of the determination information 221 have already been described, description thereof is omitted here.
  • each component shown inside the control device 20 in FIG. 4 may not be arranged in the control device 20 alone.
  • the determination information 221 stored in the storage unit 22 may be stored in the internal memory of the detection unit 14 to improve the throughput.
  • Necessary information may be acquired sequentially from a higher-level device that is connected to be able to communicate with each other.
  • FIG. 5A is a diagram showing a pallet and a jig when the pallet is loaded.
  • the jig 32 is a frame body in which the main surfaces of the bracket 321 are connected to each other by a member such as a pipe.
  • two common gripping blocks 70 are attached to the upper surface of one bracket 321 on the upper side in the Z-axis direction at a predetermined interval.
  • the other bracket 321 is provided with an engaging portion 322.
  • engaging portions 311 that engage with the engaging portions 322 are provided in the vicinity of two opposing sides of the pallet 31 that are parallel to the X axis, for example.
  • FIG. 5A shows a case where the engaging portion 322 is two protrusions protruding in the positive direction of the Z axis, and the engaging portion 311 is a hole that fits into these protrusions.
  • the robot 12 grips the two common gripping blocks 70 with the common gripping part 120e (see FIG. 3B) from the outside, and moves the jig 32 to move the engaging part 311 and the engaging part. 322 is engaged.
  • the robot 12-1 holds the jig 32-1
  • the robot 12-2 holds the jig 32-2.
  • the pallet 31 placed on the cart 30 (see FIG. 2) is lifted through the jig 32 and moved onto the pallet table 15 (see FIG. 2).
  • An engaging portion (not shown) is provided on the lower surface of the pallet 31 and the upper surface of the pallet table 15 shown in FIG. 5A, and the pallet 31 is locked on the pallet table 15.
  • the robot 12 grips the gripping target having an arbitrary shape without using a gripping claw or the like that matches the shape of the gripping target. be able to. Therefore, the equipment cost can be reduced.
  • the gripping object is not limited to the jig 32 but refers to all articles provided with the common gripping block 70.
  • FIG. 5A illustrates the case where the common gripping portion 120e grips and grips the two common gripping blocks 70 from the outside, but the configurations of the common gripping block 70 and the common gripping portion 120e are illustrated in this example. Not limited.
  • the number of common gripping blocks 70 may be one, and in this case, the common gripping part 120e may grip one common gripping block 70.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a positional relationship among the workpiece, the tray, and the pallet.
  • the tray 40 will be described with reference to FIG. 5B.
  • the tray 40 is a rectangular plate-like body having a spacer 401 on the lower surface and a block 403 and a locking portion 404 on the upper surface.
  • a common gripping block 70 is attached to the block 403.
  • the pallet 31 has a pedestal 312.
  • the spacer 401 includes an engaging portion 402 that engages with a positioning pin 314 described later.
  • the engaging portion 402 is a hole that fits with the positioning pin 314 or a notch that locks the positioning pin 314.
  • the pedestal 312 includes a pedestal block 313 on which the spacer 401 is placed and a positioning pin 314 when the tray 40 is placed on the pallet 31. As a result, the tray 40 is locked at a predetermined position on the pallet 31.
  • the locking portion 404 is a recess provided on the upper surface of the tray 40 so that the workpiece 50 can be fixed.
  • the workpiece 50 placed on the tray 40 is engaged on the tray 40 by the locking portion 404. Stopped.
  • the robot 12 can hold the tray 40 by gripping the common gripping block 70 from the outside of each of the two common gripping blocks 70 with the common gripping portion 120e. Therefore, the workpiece 50 having a shape that cannot be directly gripped by the robot 12-1 (see FIG. 2) can be placed on the tray 40 and transferred to the carry-in / out area 111 (see FIG. 2).
  • a pedestal having the same shape as the pedestal 312 may also be provided in the carry-in / out area 111, and the tray 40 may be locked at a predetermined position in the carry-in / out area 111.
  • the work 12 that is locked together with the tray 40 on the pallet 31 carried on the pallet table 15 includes a robot 12-1 and a robot 12-2. Are reachable at the same time. Therefore, it is possible to perform work on the workpiece 50 simultaneously by the robot 12-1 and the robot 12-2, and work efficiency can be increased.
  • the common gripping block 70 is attached to the block 403.
  • the common gripping block 70 may be provided at any location on the tray 40, and the shape of the tray 40 is also set arbitrarily. be able to.
  • the pedestal 312 locks the tray 40 with the positioning pins 314, but the configuration of the pedestal 312 is not limited to this example.
  • the spacer 401 may be an L-shaped block for positioning the spacer 401 diagonally, or a recess for locking the spacer 401.
  • the pedestal block 313 may be an installation surface of the tray 40 such as the pallet 31. If positioning is not required, the pedestal 312 and the spacer 401 may not be provided.
  • the locking portion 404 may be an L-shaped block or pin that positions the workpiece 50 diagonally.
  • FIG. 6 is a flowchart (part 1) illustrating a processing procedure executed by the robot system.
  • the second robot (robot 12-2) and the work device 13-2 perform operations such as machining and assembly on the workpiece 50 (step S101).
  • the determination unit 212 determines that the workpiece 50 is abnormal (step S102)
  • the second robot transports the workpiece 50 to the common area 604 (step S103).
  • the first robot (robot 12-1) receives the workpiece 50 in the common area 604 (step S104), transports it to the carry-in / out area 111 (step S105), and ends the process.
  • the transfer of the work 50 to the common area 604 by the second robot may be carried on the tray 40 on the loaded pallet 31 (step S103).
  • the first robot conveys the workpiece 50 together with the tray 40 to the carry-in / out area 111 (see FIG. 2).
  • FIG. 7 is a flowchart (part 2) illustrating a processing procedure executed by the robot system.
  • the first robot grips the workpiece 50 in the carry-in / out area 111 (step S201) and transports it to the common area (step S202).
  • the second robot (robot 12-2) receives the workpiece 50 in the common area 604, transports it to the working device 13-2, etc. (step S203), and ends the process.
  • the conveyance of the work 50 of the first robot to the common area 604 may be performed by the tray 40 on which the work 50 is installed.
  • the first robot holds the tray 40 on which the workpiece 50 is placed in the carry-in / out area 111 (step S201), and places the tray 40 on the loaded pallet 31 (step S202).
  • the robot system 1 includes two robots 12, but the configuration of the robot system 1 is not limited to this example.
  • the robot system 1 may include three or more robots. Therefore, in the following, a modified example of the robot system 1 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the arrangement of robots in a robot system according to a modification.
  • the robot 12 is indicated by a white circle, and the robots are numbered 12-1 to 12-9. Also, the robots 12 connected by a solid line have a common area 604 (see FIG. 2) that can reach each other, and can transfer the workpiece 50 (see FIG. 2). In addition, the working device 13 or the like may be assigned a number corresponding to the robot 12.
  • the robot system 1 has, for example, nine robots 12, and the carry-in / out area 111 is provided in an area that only the robot 12-1 can reach. Further, the workpiece 50 is conveyed from the robot 12-9 to the robot 12-1 while being processed in order of decreasing numbers.
  • the control device 20 calculates the shortest route to the robot 12-1, and moves the work 50 along the route.
  • the robot 12 is instructed to carry it.
  • the shortest route refers to a route with the smallest number of transfers between the robots 12.
  • the workpiece 50 is transferred from the robot 12-9 to the robot 12-1 only through the robot 12-5 (hereinafter referred to as “path 1c”). Thereby, the time taken to convey the workpiece 50 to the carry-in / out area 111 can be shortened.
  • the conveyance path of the workpiece 50 may be changed as appropriate according to the work status of the robot 12. For example, if an abnormality is determined for the work 50 being worked on by the robot 12-9, but the robot 12-5 is working on another work 50, the control device 20 may use a robot that bypasses the robot 12-5. The shortest transport route up to 12-1 is calculated.
  • the workpiece 50 is transferred to the robot 12-1 via the robot 12-4 and the robot 12-2, or via the robot 12-8 and the robot 12-6 (hereinafter, “ Path 2c ").
  • the time taken to transfer the workpiece 50 along the path 2c is compared with the time required for the robot 12-5 to transfer the workpiece 50 along the path 1c after waiting until the robot 12-5 can transfer the workpiece 50. It is good also as selecting the one where time is short. As a result, the defective workpiece 50 can be transported to the carry-in / out area 111 in the shortest time.
  • the robot 12 may be provided with the common gripping part 120e, and the work 50 may be placed on the tray 40 and conveyed. Thereby, it becomes possible to convey the workpiece
  • the common area 604 is provided with a tray base (not shown) for installing the tray 40, a plurality of robots 12 capable of reaching the workpiece 50 on the tray base can simultaneously perform operations such as processing and assembly. It can be performed. Therefore, it is possible to increase the working efficiency of the production line.
  • the configuration of the robot system 1 is not limited to this example, and may include an arbitrary number of robots 12. Further, the common area 604 between the robots 12 may be set as appropriate.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a processing procedure executed by the robot system according to the modification. Note that FIG. 9 shows an example in which the workpiece 50 is conveyed along the path 1c (see FIG. 8).
  • the robot 12-9 and the work device 13-9 perform work such as processing and assembly on the work 50 (step S301).
  • the determination unit 212 determines that the workpiece 50 is abnormal (step S302)
  • the control device 20 calculates the shortest path to the robot 12-1 (step S303).
  • the robot 12-9 transports the workpiece 50 to the common area 604 with the robot 12-5 (step S304).
  • the robot 12-5 receives the workpiece 50 (step S305) and transports the workpiece 50 to the common area 604 with the robot 12-1 (step S306).
  • the robot 12-1 receives the work 50 (step S307), transports the work 50 to the carry-in / out area 111 (step S308), and ends the process.
  • the robot system includes the first robot (robot 12-1), the second robot (robot 12-2), the carry-in / out area, and the control device.
  • the first robot has a first reachable range that is a reachable range of the held workpiece.
  • the second robot has a second reach that partially overlaps the first reach.
  • the carry-in / out area is provided within the first reachable range and outside the second reachable range, and is used for carrying in / out the workpiece.
  • the control device moves the workpiece between the position within the second reachable range and outside the first reachable range, and the carry-in / out area via the first and second robots. Control to transport.
  • a workpiece is transferred between an arbitrary robot included in the robot system and the carry-in / out area, and a dedicated transfer device is not used. For this reason, the production efficiency of a manufacturing line can be improved.
  • the single-arm robot is exemplified, but the present invention is not limited to this, and a multi-arm robot having two or more arms may be used.
  • a multi-axis robot having seven axes is illustrated, but the number of axes is not limited.

Abstract

　保持したワークが到達可能な範囲である第１の到達範囲を有する第１のロボットと、第１の到達範囲と一部が重複する第２の到達範囲を有する第２のロボットとを備えるようにロボットシステムを構成する。第１の到達範囲内、かつ、第２の到達範囲外に設けられ、ワークの搬出入に用いられる搬出入エリアと、第２の到達範囲内、かつ、第１の到達範囲外の位置と、搬出入エリアとの間で、第１および第２のロボットを経由してワークを搬送させる制御を行う制御装置を備えるようにロボットシステムを構成する。

Description

ロボットシステム
　開示の実施形態は、ロボットシステムに関する。
　従来、一連の加工や部品の組み付けを行う組み立て工程などにおいて、ロボットにワークを搬送させることで、製造ラインの効率化を図るロボットシステムが種々提案されている。
　かかるロボットシステムでは、たとえば、ワークに対する加工や組み付けを行う製造装置ごとにロボットが設けられ、これらのロボットが、加工済みのワークを次の工程の製造装置へ搬送する。ここで、製造装置とは、作業装置やロボットを備えており、各工程において作業装置やロボットによりワークに対して加工や部品の組み付けを行うものを指す。また、作業装置やロボットは、無線信号などにより同期し、各装置がお互いにタイミングを合わせて、ワークの加工（組み付け）や搬送を行う（たとえば、特許文献１参照）。
特開２０１２－５９１１９号公報
　しかしながら、上記した従来技術には、効率よく加工品や組み立て品の生産を行うという点で更なる改善の余地がある。
　たとえば、上述したロボットシステムでは、製造装置で加工不良が発生した場合、ラインは停止し、作業者は、加工不良が生じた製造装置から、ワークを取り出すなどの作業を行う必要がある。このような作業に時間がかかると、ラインの稼働率が大きく低下することとなり、効率よく生産をする上では難点があった。
　また、上述したロボットシステムでは、各ロボットは、加工や組み立てが成功したワークのみを次の工程の製造装置へ搬送する動作しか行わない。つまり、不良品のワークは次の工程の製造装置へは搬送されない。このため、不良品のワークを、たとえば、製造ラインから自動で取り出したり、取り出したワークを一箇所に集めたりしようとすると、専用の搬送装置が必要となる。この場合、設備の設置面積が大きくなったり、設備のコストが高くなったり、装置設置後の装置レイアウトの変更が難しくなったりするといった問題があった。
　実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、効率よく加工品や組み立て品の生産をすることができるロボットシステムを提供することを目的とする。
　実施形態の一態様に係るロボットシステムは、第１のロボットと、第２のロボットと、搬出入エリアと、制御装置とを備える。前記第１のロボットは、保持したワークが到達可能な範囲である第１の到達範囲を有する。前記第２のロボットは、前記第１の到達範囲と一部が重複する第２の到達範囲を有する。前記搬出入エリアは、前記第１の到達範囲内、かつ、前記第２の到達範囲外に設けられ、前記ワークの搬出入に用いられる。前記制御装置は、前記第２の到達範囲内、かつ、前記第１の到達範囲外の位置と、前記搬出入エリアとの間で、前記第１および第２のロボットを経由して前記ワークを搬送させる制御を行う。
　実施形態の一態様によれば、効率よく加工品や組み立て品の生産をすることができるロボットシステムを提供することができる。
図１は、実施形態に係るロボットシステムのワーク搬送の一連の動作を示す模式図である。 図２は、ロボットシステムの配置を示す平面模式図である。 図３Ａは、ロボットの構成を示す斜視図である。 図３Ｂは、ハンドの構成を示す斜視図である。 図４は、ロボットシステムのブロック図である。 図５Ａは、パレット搬入時のパレットとジグを示す図である。 図５Ｂは、ワークと、トレイと、パレットとの位置関係を示す図である。 図６は、ロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャート（その１）である。 図７は、ロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャート（その２）である。 図８は、変形例に係るロボットシステムのロボットの配置を示す模式図である。 図９は、変形例に係るロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットシステムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
　まず、実施形態に係るロボットシステムにおけるワーク搬送方法について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るロボットシステムのワーク搬送の一連の動作を示す模式図である。なお、以下では、実施形態に係るロボットシステムが２台のロボットを有する場合について説明するが、ロボットの台数を限定するものではない。たとえば、図８を用いて後述するように、３台以上のロボットを有することとしてもよい。
　図１に示すように、実施形態に係るロボットシステムは、ワークを、たとえば把持することでそれぞれ保持可能な第１のロボットと第２のロボットとを備える。第１のロボットと第２のロボットとは、ワークに対する加工や組み付け作業をそれぞれ行ったり、加工済のワークをロボット間で搬送したりする。なお、作業装置（不図示）を、後述する第１の到達範囲や第２の到達範囲内に設け、ワークに対する作業を行うこととしてもよい。
　第１のロボットは、第１のロボットが保持したワークが到達可能な範囲である第１の到達範囲を有する。また、第２のロボットは、第２のロボットが保持したワークが到達可能な範囲である第２の到達範囲を有する。そして、第１の到達範囲と、第２の到達範囲とは共通領域で重複させて設けられる。また、第１の到達範囲内、かつ、第２の到達範囲外には、搬出入エリアが設けられる。この搬出入エリアは、ロボットの動作範囲の内と外との間でワークなどの搬出入を行うために用いられる。
　ところで、従来のロボットシステムとしては、ワークに対する加工や組み付けを行う製造装置ごとにロボットが設けられ、これらのロボットが、加工済みのワークを次の工程の製造装置へ搬送するものが知られていた。
　しかしながら、このような従来の手法では、１つの製造装置で加工不良が発生した場合、ラインは停止し、作業者は、加工不良が生じた製造装置から、ワークを取り出すなどの作業を行う必要があった。したがって、このような作業に時間がかかると、ラインの稼働率が大きく低下することとなり、効率よく生産をする上では難点があった。
　また、上述した従来のロボットシステムでは、各ロボットは、加工や組み立てが成功したワークのみを次の工程の製造装置へ搬送する動作しか行わない。すなわち、不良品のワークは次の工程の製造装置へは搬送されない。このため、不良品のワークを、たとえば、製造ラインから自動で取り出したり、取り出したワークを一箇所に集めたりしようとすると、専用の搬送装置が必要であった。この場合、設備の設置面積の増大や、設備の高コスト化や、装置設置後の装置レイアウトの変更の困難化などの問題があった。
　そこで、実施形態に係るロボットシステムでは、加工や組み立てが成功したワーク以外のワーク、たとえば、不良品などの搬送もロボット間で行うこととした。以下では、実施形態に係るロボットシステムが、ワークを搬送する方法について説明する。
　図１に示すように、実施形態に係るロボットシステムでは、第２のロボットが、第２のロボットのみが到達できる場所にある、ワーク（たとえば、不良品）を保持して共通領域へ搬送する（矢印６０１、図１のステップＳ１参照）。
　そして、かかるワークは、第２のロボットから第１のロボットへ受け渡される（図１のステップＳ２参照）。この場合、第１のロボットは、ワークを第２のロボットから直接受け取ってもよいし、共通領域に設けられた不図示の作業台などを経由して受け取ることとしてもよい。次に、第１のロボットは、第２のロボットから受け取ったワークを、搬出入エリアへ搬送する（矢印６０２、図１のステップＳ３参照）。
　このように、実施形態に係るロボットシステムでは、加工や組み立てが成功したワーク以外のワークの搬送もロボット同士で行い、専用の搬送装置を用いない。このため、たとえば、第２のロボットが設けられた工程における不良品のワークを、第１のロボットを介して搬出入エリアへ搬送することができる。
　したがって、実施形態に係るロボットシステムによれば、第２のロボットを有する工程で不良品が発生した場合でも、製造ラインを停止させることなく、不良品のワークをライン外へ払い出すことができる。これにより、製造ラインの生産効率を向上させることができる。また、専用の搬送装置を用いることなく、第１のロボットや第２のロボットを有するそれぞれの工程からの不良品のワークを一箇所にまとめて、製造ラインから払い出すことができる。
　なお、上記した図１の説明では、ワークが第２のロボットから、搬出入エリアへ搬送される場合について例示したが、ワークは、搬出入エリアから第１のロボットや第２のロボットへ渡されることとしてもよい。この場合、搬出入エリアから第２のロボットへのワークの搬送は、上述した搬送手順と逆の手順で行われる。
　これにより、第２のロボットが、作業者が到達できない場所に設置されている場合であっても、第２のロボットにワークや、ワークに対する作業で使用する部材などを容易に供給することが可能となる。
　次に、実施形態に係るロボットシステム１の配置について説明する。図２は、ロボットシステムの配置を示す平面模式図である。なお、図２には、説明を分かりやすくするために、鉛直上向きを正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示し、また、対象物に対してＺ軸の正方向を上側、負方向を下側として示す場合がある。なお、本実施形態では、Ｘ軸の正方向がロボット１２の前方を指すものとする。
　また、以下では、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの一部にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。かかる場合、符号を付した一部とその他とは同様の構成であるものとする。
　また、同じく複数個で構成される構成要素につき、符号に「－番号」の形式の符番を付して構成要素をそれぞれ識別する場合がある。かかる場合、これら構成要素を総称する際には、上記「－番号」の付番を用いずに符号のみを用いるものとする。
　図２に示すように、ロボットシステム１は、直方体形状の作業スペースを形成するセル１１を備える。また、ロボットシステム１は、かかるセル１１の内部に、２台のロボット１２と、作業装置１３と、検出部１４と、パレット台１５とを備える。
　また、ロボット１２は、把持したワークが到達可能な範囲である到達範囲６０３を有する。ここで、到達範囲６０３－１には、ロボット１２－１が、到達範囲６０３－２には、ロボット１２－２が、それぞれ対応する。また、セル１１の外壁と、到達範囲６０３－１と、到達範囲６０３－２とで囲まれる領域は、ロボット１２－１とロボット１２－２とが同時に到達可能な共通領域６０４である。すなわち、到達範囲６０３－１と到達範囲６０３－２とは、共通領域６０４を有するように一部を重複させて設けられる。なお、ロボット１２の詳細については、図３Ａと図３Ｂとを用いて後述する。
　作業装置１３は、後述するワーク５０に対して加工や組み付けなどの所定の作業を行う装置である。検出部１４は、ワーク５０の異常を検出する、カメラやセンサといった検出デバイスである。なお、図２には、検出部１４が、作業装置１３－２に設けられている場合を例示しているが、検出部１４は、セル１１の内壁や、ロボット１２などに設けられることとしてもよい。パレット台１５は、共通領域６０４内に設けられた、後述するパレット３１を載置するための架台である。
　また、セル１１の内部には、供給エリア１１０と、搬出入エリア１１１とが設けられる。セル１１内の供給エリア１１０の近傍には、ジグ３２が備えられる。なお、ジグ３２の詳細については、図５Ａを用いて後述する。
　供給エリア１１０には、パレット３１を載置した台車３０が格納される。格納された台車３０上のパレット３１は、共通領域６０４内に収まるように配置される。そして、パレット３１には、ワーク５０を係止したトレイ４０や、ロボット１２が各工程で使用する部材などが係止される。この点の詳細については、図５Ｂを用いて後述する。
　また、ワーク５０は、パレット３１からロボット１２へ供給され、加工や組み立てが成功したワーク５０は、再びパレット３１へ戻される。一方、たとえば、不良品のワーク５０は、搬出入エリア１１１からセル１１の外へ搬出される。また、かかる不良品のワーク５０の不良個所を修正した手直し品などを、搬出入エリア１１１からロボット１２に供給することが可能である。
　また、ロボットシステム１は、セル１１の外部に制御装置２０を備える。制御装置２０は、ロボット１２や、作業装置１３、検出部１４といったセル１１内部の各種装置と情報伝達可能に接続される。
　ここで、制御装置２０は、接続された各種装置の動作を制御するコントローラであり、種々の制御装置や演算処理装置、記憶装置などを含んで構成される。制御装置２０の詳細については、図４を用いて後述する。
　なお、図２では、１筐体の制御装置２０を示しているが、これらに限られるものではなく、たとえば、制御対象となる各種装置のそれぞれに対応付けられた複数個の筐体で構成されてもよい。また、セル１１の内部に配設されてもよい。
　次に、ロボット１２の構成例について、図３Ａを用いて説明する。図３Ａは、ロボット１２の構成を示す斜視模式図である。図３Ａに示すように、ロボット１２は、単腕型の多軸ロボットである。具体的には、ロボット１２は、第１アーム部１２１と、第２アーム部１２２と、第３アーム部１２３と、第４アーム部１２４と、第５アーム部１２５と、基台部１２６とを備える。
　第１アーム部１２１は、基端部を第２アーム部１２２によって支持される。第２アーム部１２２は、基端部を第３アーム部１２３によって支持され、先端部において第１アーム部１２１を支持する。
　第３アーム部１２３は、基端部を第４アーム部１２４によって支持され、先端部において第２アーム部１２２を支持する。第４アーム部１２４は、基端部を第５アーム部１２５によって支持され、先端部において第３アーム部１２３を支持する。
　第５アーム部１２５は、セル１１（図２参照）の床面などに固定された基台部１２６によって基端部を支持され、先端部において第４アーム部１２４を支持する。また、第１アーム部１２１～第５アーム部１２５の各連結部分である各関節部（図示せず）にはそれぞれアクチュエータが搭載されており、ロボット１２は、かかるアクチュエータの駆動によって多軸動作を行うことができる。
　具体的には、第１アーム部１２１および第２アーム部１２２を連結する関節部のアクチュエータは、第１アーム部１２１をＢ軸まわりに回動させる。また、第２アーム部１２２および第３アーム部１２３を連結する関節部のアクチュエータは、第２アーム部１２２をＵ軸まわりに回動させる。
　また、第３アーム部１２３および第４アーム部１２４を連結する関節部のアクチュエータは、第３アーム部１２３をＬ軸まわりに回動させる。また、第４アーム部１２４および第５アーム部１２５を連結する関節部のアクチュエータは、第４アーム部１２４をＳ軸まわりに回動させる。
　また、ロボット１２は、第１アーム部１２１をＴ軸まわりに、第２アーム部１２２をＲ軸まわりに、第３アーム部１２３をＥ軸まわりに、それぞれ回動させる個別のアクチュエータを備える。
　すなわち、ロボット１２は、７軸を有する。そして、ロボット１２は、制御装置２０からの動作指示に基づき、かかる７軸を組み合わせた多様な多軸動作を行うこととなる。なお、制御装置２０からの動作指示は、具体的には、前述のアクチュエータそれぞれに対する駆動指示として通知される。
　なお、第１アーム部１２１の先端部は、ロボット１２の終端可動部であり、かかる終端可動部には、後述するハンド１２０が取り付けられる。つづいて、かかるハンド１２０について図３Ｂを用いて説明する。図３Ｂは、ハンド１２０の構成を示す斜視図である。なお、説明を分かりやすくするために、図３Ｂでは、ハンド１２０が、Ｔ軸をＺ軸と、駆動軸１２０ｂをＹ軸と、それぞれ平行に位置している場合を例にとって説明する。
　図３Ｂに示すように、ハンド１２０は、駆動部１２０ａと、駆動軸１２０ｂと、ガイド軸１２０ｃと、ブラケット１２０ｄと、共通把持部１２０ｅと、工程把持部１２０ｆとを備える。
　駆動部１２０ａは、第１アーム部１２１の先端部に取り付けられる。図３Ｂに示すように、駆動軸１２０ｂは、軸心をＹ軸方向に向けてＴ軸に関して対称に配置された、それぞれ一対のシャフトである。駆動軸１２０ｂは、駆動部１２０ａによりＹ軸方向に進退し、それぞれの先端にブラケット１２０ｄが取り付けられる。
　また、ガイド軸１２０ｃは、かかるガイド軸１２０ｃとＴ軸に関して反対側の駆動軸１２０ｂと軸心を一致させて設けられた、それぞれ一対のシャフトであり、ブラケット１２０ｄの基端部と摺動自在に備えられる。すなわち、ブラケット１２０ｄは、駆動軸１２０ｂの動作に伴い、ガイド軸１２０ｃにガイドされながらＹ軸方向に進退する。
　また、図３Ｂに示すように、ブラケット１２０ｄの他端部には、共通把持部１２０ｅと、工程把持部１２０ｆとが、ブラケット１２０ｄのＹ軸方向への進退に伴い、トレイ４０（図２参照）やワーク５０（図２参照）などをそれぞれ把持可能に備えられる。
　共通把持部１２０ｅは、ワーク５０の搬送に関わるロボット１２（図２参照）に共通して備えられる把持爪である。一方、工程把持部１２０ｆの形状は、工程ごとのワーク５０の形状や作業に合わせて、ロボット１２ごとに適宜変更される。
　次に、実施形態に係るロボットシステム１の構成について、図４を用いて説明する。図４は、実施形態に係るロボットシステムのブロック図である。なお、図４では、ロボットシステム１の説明に必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。また、図４を用いた説明では、主として制御装置２０の内部構成について説明することとし、既に図２で示した各種装置については説明を簡略化する場合がある。
　図４に示すように、制御装置２０は、制御部２１と、記憶部２２とを備える。制御部２１は、取得部２１１と、判定部２１２と、指示部２１３とをさらに備える。制御部２１は、制御装置２０の全体制御を行う。取得部２１１は、検出部１４で検出されたワーク５０（図２参照）の作業状況などを含む情報を取得する。
　判定部２１２は、取得部２１１で取得された情報からワーク５０の良否の判定を行い、判定内容を指示部２１３へ通知する。なお、かかるワーク５０の良否の判定は、判定情報２２１に基づいて行われる。判定情報２２１は、たとえば、ワーク５０の形状や寸法といった情報であり、あらかじめ記憶部２２に登録される。
　指示部２１３は、通知された判定部２１２からの情報に基づき、ロボット１２や作業装置１３といった各種装置を動作させる動作信号を生成して各種装置へ向け出力する。指示部２１３は、たとえば、ロボット１２－２のみが到達可能なワーク５０を、共通領域６０４（図２参照）でロボット１２－１に受け渡し、ロボット１２－１が受け取ったワーク５０を、搬出入エリア１１１（図２参照）へ搬送するように各種装置へ指示する。
　また、指示部２１３は、搬出入エリア１１１のワーク５０を、ロボット１２－１が保持して共通領域６０４へ搬送し、ロボット１２－２に受け渡すように各種装置へ指示する。記憶部２２は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスであり、判定情報２２１を記憶する。なお、判定情報２２１の内容については既に説明したため、ここでの記載を省略する。
　また、図４で制御装置２０の内部に示した各構成要素は、制御装置２０単体に配置されなくともよい。たとえば、記憶部２２の記憶する判定情報２２１を検出部１４の内部メモリに記憶させることによって、スループットの向上を図ることとしてもよい。
　また、図４を用いた説明では、制御装置２０が、検出部１４からの検出情報やあらかじめ登録された判定情報２２１などに基づいてワーク５０に関する状況判定を行う例を示したが、制御装置２０と相互通信可能に接続された上位装置から逐次必要な情報を取得することとしてもよい。
　次に、ロボット１２によるパレット３１の搬入について図５Ａを用いて説明する。図５Ａは、パレット搬入時のパレットとジグを示す図である。図５Ａに示すように、ジグ３２は、ブラケット３２１の主面同士がお互いにパイプなどの部材で連結された枠体である。図５Ａに示すように、Ｚ軸方向の上側にある一方のブラケット３２１の上面には、２つの共通把持ブロック７０が、所定の間隔を設けて取り付けられる。他方のブラケット３２１には、係合部３２２が設けられる。
　また、パレット３１の、たとえばＸ軸に平行な、対向する２つの辺の近傍には、係合部３２２と係合する係合部３１１がそれぞれ設けられる。図５Ａには、係合部３２２が、Ｚ軸の正方向に突出した２つの突起で、係合部３１１がこれらの突起と嵌合する穴である場合を示している。
　ロボット１２（図２参照）は、共通把持部１２０ｅ（図３Ｂ参照）で２つの共通把持ブロック７０を、それぞれの外側から挟み込んで把持し、ジグ３２を移動させて係合部３１１と係合部３２２とを係合させる。ここで、ロボット１２－１が、ジグ３２－１を、ロボット１２－２が、ジグ３２－２を、それぞれ保持する。
　そして、２つのロボット１２で協調して、台車３０（図２参照）に載置されたパレット３１を、ジグ３２を介して持ち上げて、パレット台１５（図２参照）上に移動させる。なお、図５Ａに示すパレット３１の下面とパレット台１５の上面とには不図示の係合部が設けてあり、パレット３１は、パレット台１５上に係止される。
　このように、把持対象物に共通把持ブロック７０を備えることとすれば、ロボット１２は、把持対象物の形状に合わせた把持爪などを使用することなく、任意の形状の把持対象物を把持することができる。したがって、設備コストを低減することができる。ここで、把持対象物とは、ジグ３２に限らず、共通把持ブロック７０を備えるすべての物品を指す。
　ところで、図５Ａでは、共通把持部１２０ｅが、２つの共通把持ブロック７０を、それぞれの外側から挟み込んで把持する場合について例示したが、共通把持ブロック７０や共通把持部１２０ｅの構成は、かかる例示に限られない。たとえば、共通把持ブロック７０は、１つでもよく、この場合、共通把持部１２０ｅは、１つの共通把持ブロック７０を把持することとしてもよい。また、共通把持ブロック７０を設けずに、把持対象物に共通把持部１２０ｅが把持することができる部位を設けることとしてもよい。
　つづいて、トレイ４０について図５Ｂを用いて詳細に説明する。図５Ｂは、ワークと、トレイと、パレットとの位置関係を示す図である。まず、トレイ４０について図５Ｂを用いて説明する。図５Ｂに示すように、トレイ４０は、下面にスペーサ４０１と、上面にブロック４０３と係止部４０４とを備える矩形の板状体である。ブロック４０３には、共通把持ブロック７０が取り付けられる。また、パレット３１は、台座３１２を有する。
　スペーサ４０１は、後述する位置決めピン３１４と係合する係合部４０２を備える。係合部４０２は、位置決めピン３１４と嵌合する穴や、位置決めピン３１４を係止する切欠きである。台座３１２は、トレイ４０がパレット３１に設置された際に、スペーサ４０１を載置する台座ブロック３１３と、位置決めピン３１４を有する。これにより、トレイ４０は、パレット３１上の所定の位置に係止される。
　また、係止部４０４は、トレイ４０の上面に設けられた、ワーク５０を固定可能な形状の窪みであり、トレイ４０に載置されたワーク５０は、係止部４０４によってトレイ４０上に係止される。
　ロボット１２（図２参照）は、共通把持部１２０ｅで、２つの共通把持ブロック７０のそれぞれの外側から共通把持ブロック７０を把持してトレイ４０を保持できる。したがって、ロボット１２－１（図２参照）が直接把持することができない形状のワーク５０を、トレイ４０に設置して搬出入エリア１１１（図２参照）へ搬送することができる。また、この場合、搬出入エリア１１１にも、台座３１２と同形状の台座を設け、トレイ４０は、搬出入エリア１１１の所定の位置に係止されることとしてもよい。
　また、パレット台１５上に搬入されたパレット３１（以下、単に「搬入されたパレット３１」と記載する）にトレイ４０とともに係止されたワーク５０には、ロボット１２－１とロボット１２－２とが同時に到達可能である。したがって、かかるワーク５０に、ロボット１２－１とロボット１２－２とで同時に作業を行うことが可能となり、作業効率を上昇させることができる。
　ところで、図５Ｂでは、共通把持ブロック７０が、ブロック４０３に取り付けられることとしたが、共通把持ブロック７０は、トレイ４０の任意の場所に設けられてもよく、トレイ４０の形状も任意に設定することができる。また、図５Ｂでは、台座３１２が、位置決めピン３１４によりトレイ４０を係止することとしたが、台座３１２の構成は、かかる例示に限られない。
　たとえば、スペーサ４０１を対角に位置決めするＬ字型のブロックであったり、スペーサ４０１を係止する窪みであったりしてもよい。また、台座ブロック３１３は、パレット３１などのトレイ４０の設置面としてもよく、位置決めが不要な場合は、台座３１２やスペーサ４０１を設けなくてもよい。なお、係止部４０４は、ワーク５０を対角に位置決めするＬ字型のブロックやピンであったりしてもよい。
　次に、実施形態に係るロボットシステム１が、不良品のワーク５０を搬出入エリア１１１へ搬送する場合の処理手順について図６を用いて説明する。図６は、ロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャート（その１）である。
　図６に示すように、第２のロボット（ロボット１２－２）や作業装置１３－２がワーク５０に加工や組み付けなどの作業を行う（ステップＳ１０１）。判定部２１２が、ワーク５０の異常を判定すると（ステップＳ１０２）、第２のロボットは、ワーク５０を共通領域６０４へ搬送する（ステップＳ１０３）。第１のロボット（ロボット１２－１）は、共通領域６０４内でワーク５０を受け取って（ステップＳ１０４）、搬出入エリア１１１へ搬送し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。
　なお、第２のロボットによるワーク５０の共通領域６０４への搬送は（ステップＳ１０３）、搬入されたパレット３１上のトレイ４０に載置することとしてもよい。この場合、第１のロボットは、ワーク５０をトレイ４０とともに搬出入エリア１１１（図２参照）へ搬送する。
　つづいて、実施形態に係るロボットシステム１が、ワーク５０や部材を搬出入エリア１１１から搬入する場合の処理手順について図７を用いて説明する。図７は、ロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャート（その２）である。
　第１のロボット（ロボット１２－１）は、搬出入エリア１１１のワーク５０を把持し（ステップＳ２０１）、共通領域へ搬送する（ステップＳ２０２）。第２のロボット（ロボット１２－２）は、共通領域６０４内でワーク５０を受け取って、作業装置１３－２などへ搬送し（ステップＳ２０３）、処理を終了する。
　なお、第１のロボットのワーク５０の共通領域６０４への搬送は、ワーク５０が設置されたトレイ４０によることとしてもよい。この場合、第１のロボットは、ワーク５０を設置したトレイ４０を搬出入エリア１１１で保持し（ステップＳ２０１）、かかるトレイ４０を、搬入されたパレット３１上に設置する（ステップＳ２０２）。
　ところで、図２では、ロボットシステム１が、２つのロボット１２を備える場合について例示したが、ロボットシステム１の構成は、かかる例示に限られない。たとえば、ロボットシステム１は、３つ以上のロボットを備えることとしてもよい。そこで、以下では、ロボットシステム１の変形例について図８を用いて説明する。図８は、変形例に係るロボットシステムのロボットの配置を示す模式図である。
　なお、図８では、説明を分かりやすくするためにロボット１２を白抜きの丸で示し、各ロボットに１２－１～１２－９の符番を付す。また、実線で結ばれたロボット１２同士は、お互いに到達可能な共通領域６０４（図２参照）を有し、ワーク５０（図２参照）の受け渡しが可能であることとする。なお、作業装置１３などにも、ロボット１２に対応する付番を付す場合がある。
　変形例に係るロボットシステム１は、たとえば、９つのロボット１２を有し、搬出入エリア１１１は、ロボット１２－１のみが到達可能な領域内に設けられる。また、ワーク５０は、ロボット１２－９から付番の降順に順に加工されながらロボット１２－１まで搬送される。
　ここで、ロボット１２－９で作業中のワーク５０に異常が判定された場合、制御装置２０（図２参照）は、ロボット１２－１までの最短の経路を算出し、かかる経路でワーク５０を搬送するようにロボット１２に指示する。ここで、最短の経路とは、ロボット１２間の受け渡し回数が最も少ない経路のことを指す。
　具体的には、ワーク５０は、ロボット１２－９からロボット１２－５のみを経由してロボット１２－１へ搬送される（以下、「経路１ｃ」とする）。これにより、ワーク５０を搬出入エリア１１１へ搬送するのにかかる時間を短縮することができる。
　また、ワーク５０の搬送経路は、ロボット１２の作業状況に応じて適宜変更されてもよい。たとえば、ロボット１２－９で作業中のワーク５０に異常が判定されたものの、ロボット１２－５が他のワーク５０に対して作業中の場合、制御装置２０は、ロボット１２－５を迂回するロボット１２－１までの最短の搬送経路を算出する。
　この場合、ワーク５０は、ロボット１２－４とロボット１２－２とを経由して、または、ロボット１２－８とロボット１２－６とを経由してロボット１２－１へ搬送される（以下、「経路２ｃ」とする）。
　なお、ワーク５０を経路２ｃで搬送するのにかかる時間と、ロボット１２－５がワーク５０を搬送可能になるまで待機して経路１ｃでワーク５０を搬送するのにかかる時間とを比較して、時間が短い方を選択することとしてもよい。これにより、最短の時間で不良品のワーク５０を、搬出入エリア１１１へ搬送することができる。
　また、ワーク５０が、ロボット１２－９以外の任意のロボット１２からロボット１２－１へ搬送される場合や、ロボット１２－１から任意のロボット１２へ搬送される場合においても、上述した搬送手順と同様の手順で搬送経路が決定される。
　これにより、任意のロボット１２から不良品のワーク５０を効率よく搬出入エリア１１１へ搬送したり、作業者がアクセスしにくいロボット１２にワーク５０や部材を効率よく搬送したりすることが可能となる。
　また、ロボット１２は、共通把持部１２０ｅをそれぞれ備え、ワーク５０をトレイ４０に設置させて搬送することとしてもよい。これにより、ロボット１２が直接把持できないワーク５０を搬送することが可能となり、設備コストを低減することができる。
　さらに、この場合、共通領域６０４にトレイ４０を設置するトレイ台（不図示）を備えることとすれば、トレイ台上のワーク５０に到達可能な複数のロボット１２で、同時に加工や組み付けなどの作業を行うことができる。したがって、製造ラインの作業効率を上昇させることが可能となる。
　なお、図８では、ロボットシステム１が、９つのロボット１２を有する場合について例示したが、ロボットシステム１の構成は、かかる例示に限られず、任意の数のロボット１２を有することとしてもよい。また、ロボット１２間の共通領域６０４は、適宜設定されることとしてもよい。
　つづいて、変形例に係るロボットシステム１が、不良品のワーク５０を搬出入エリア１１１へ搬送する場合の処理手順について図９を用いて説明する。図９は、変形例に係るロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、図９では、ワーク５０が、経路１ｃ（図８参照）で搬送される場合を例にとって示す。
　図９に示すように、ロボット１２－９や作業装置１３－９がワーク５０に加工や組み付けなどの作業を行う（ステップＳ３０１）。判定部２１２がワーク５０の異常を判定すると（ステップＳ３０２）、制御装置２０は、ロボット１２－１までの最短経路を算出する（ステップＳ３０３）。
　ロボット１２－９は、ロボット１２－５との共通領域６０４にワーク５０を搬送する（ステップＳ３０４）。ロボット１２－５は、ワーク５０を受け取って（ステップＳ３０５）、ロボット１２－１との共通領域６０４にワーク５０を搬送する（ステップＳ３０６）。ロボット１２－１は、ワーク５０を受け取って（ステップＳ３０７）、搬出入エリア１１１にワーク５０を搬送し（ステップＳ３０８）、処理を終了する。
　上述してきたように、実施形態の一態様に係るロボットシステムは、第１のロボット（ロボット１２－１）と、第２のロボット（ロボット１２－２）と、搬出入エリアと、制御装置とを備える。上記第１のロボットは、保持したワークが到達可能な範囲である第１の到達範囲を有する。上記第２のロボットは、上記第１の到達範囲と一部が重複する第２の到達範囲を有する。上記搬出入エリアは、上記第１の到達範囲内、かつ、上記第２の到達範囲外に設けられ、上記ワークの搬出入に用いられる。上記制御装置は、上記第２の到達範囲内、かつ、上記第１の到達範囲外の位置と、上記搬出入エリアとの間で、上記第１および第２のロボットを経由して上記ワークを搬送させる制御を行う。
　このように、実施形態に係るロボットシステムは、ロボットシステムが有する任意のロボットと搬出入エリアとの間のワークの搬送をロボットによって行い、専用の搬送装置を用いない。このため、製造ラインの生産効率を向上させることができる。
　また、上述した実施形態では、単腕ロボットを例示したが、これに限られるものではなく、２つ以上の腕を備える多腕ロボットを用いることとしてもよい。
　また、上述した実施形態では、７軸を有する多軸ロボットを例示したが、軸数を限定するものではない。
　さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
　１　ロボットシステム
　１１　セル
　１２　ロボット
　１３　作業装置
　１４　検出部
　１５　パレット台
　２０　制御装置
　３０　台車
　３１　パレット
　３２　ジグ
　４０　トレイ
　５０　ワーク
　７０　共通把持ブロック
　１１１　搬出入エリア
　６０３　到達範囲
　６０４　共通領域

Claims (7)

  1. 　保持したワークが到達可能な範囲である第１の到達範囲を有する第１のロボットと、
    　前記第１の到達範囲と一部が重複する第２の到達範囲を有する第２のロボットと、
    　前記第１の到達範囲内、かつ、前記第２の到達範囲外に設けられ、前記ワークの搬出入に用いられる搬出入エリアと、
    　前記第２の到達範囲内、かつ、前記第１の到達範囲外の位置と、前記搬出入エリアとの間で、前記第１および第２のロボットを経由して前記ワークを搬送させる制御を行う制御装置と
    　を備えることを特徴とするロボットシステム。
  2. 　前記第１の到達範囲外、かつ、前記第２の到達範囲と一部が重複する第３の到達範囲を有する第３のロボットをさらに備え、
    　前記制御装置は、
    　前記第３の到達範囲内、かつ、前記第２の到達範囲外の位置と、前記第２の到達範囲内の位置との間で、前記第３のロボットを経由して前記ワークを搬送させる制御を行うこと
    　を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
  3. 　前記ワークから所定の情報を検出する検出部をさらに備え、
    　前記制御装置は、
    　前記検出部で検出された情報に基づいて前記ワークの良否を判定し、不良と判定された前記ワークを、前記搬出入エリアへ搬送させる制御を行うこと
    　を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
  4. 　前記制御装置は、
    　前記搬出入エリアの前記ワークを、任意のロボットの到達範囲へ搬送させる制御を行うこと
    　を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
  5. 　前記ワークは、
    　前記ワークを載置可能なトレイに載置された状態で搬送されること
    　を特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
  6. 　到達範囲同士が重複する領域に設けられ、前記トレイを載置するトレイ台をさらに備え、
    　前記制御装置は、
    　前記トレイ台に載置された前記トレイの前記ワークに対する作業を、前記ワークに同時に到達可能な複数のロボットに行わせる制御を行うこと
    　を特徴とする請求項５に記載のロボットシステム。
  7. 　前記制御装置は、
    　経由するロボットの数が最小となる経路で前記ワークを搬送させる制御を行うこと
    　を特徴とする請求項２～６のいずれか一つに記載のロボットシステム。
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