WO2020070813A1 - エンドエフェクタの提供システムおよび提供方法 - Google Patents

エンドエフェクタの提供システムおよび提供方法

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Publication number
WO2020070813A1
WO2020070813A1 PCT/JP2018/036974 JP2018036974W WO2020070813A1 WO 2020070813 A1 WO2020070813 A1 WO 2020070813A1 JP 2018036974 W JP2018036974 W JP 2018036974W WO 2020070813 A1 WO2020070813 A1 WO 2020070813A1
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WO
WIPO (PCT)
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end effector
work
data
evaluation
management device
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/036974
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
明洋 東田
雅史 天野
Original Assignee
株式会社Ｆｕｊｉ
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Ｆｕｊｉ filed Critical 株式会社Ｆｕｊｉ
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Priority to PCT/JP2018/036974 priority patent/WO2020070813A1/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing

Definitions

  • This specification discloses a system and a method for providing an end effector.
  • Patent Literature 1 describes that the suitability of a work and an end effector is evaluated based on information on a work to be worked and information on an end effector, and a more appropriate end effector is automatically selected. I have.
  • the present disclosure has as its main object to provide an appropriate end effector for holding a workpiece more quickly.
  • This disclosure employs the following means to achieve the above-mentioned main object.
  • a system for providing an end effector is a system for providing an end effector that is exchangeably mounted on a work device that performs a work on a work and that holds the work, and stacks materials based on three-dimensional data.
  • a three-dimensional modeling apparatus for performing three-dimensional modeling by generating and acquiring three-dimensional data that satisfies the design criteria of the end effector set based on the work and the information of the work, based on the three-dimensional data.
  • a processing control unit that controls the three-dimensional modeling apparatus so as to model the molded product of the end effector.
  • three-dimensional data that satisfies the design criteria of the end effector determined based on the work and work information is generated or acquired, and the shaped product of the end effector is formed based on the three-dimensional data.
  • the three-dimensional modeling device is controlled to perform the modeling. This makes it possible to significantly shorten the manufacturing period of the end effector and to provide the end user with a working device quickly, as compared with the case of manufacturing a mold product of the end effector. Further, since the three-dimensional data of the end effector satisfies the design criteria of the end effector determined based on the information of the work and the work, it is possible to provide an appropriate end effector for a new work or a new work. .
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an outline of a configuration of a work system.
  • Explanatory drawing which shows an example of the end effector E.
  • Explanatory drawing which shows an example of the work DB26 which the provision management apparatus 20 has.
  • 9 is a flowchart illustrating an example of a provision correspondence process.
  • 9 is a flowchart illustrating an example of an end effector modeling process.
  • 9 is a flowchart illustrating an example of an end effector evaluation process.
  • 9 is a flowchart illustrating an example of an evaluation correspondence process.
  • Explanatory drawing which shows the flow of modeling and evaluation of the prototype of the end effector E.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a business operator system 10 and a customer system 40
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a work system 50. 2 is the X-axis direction
  • the front-back direction is the Y-axis direction
  • the up-down direction is the Z-axis direction. It should be noted that not only one customer system 40 but also a plurality of customer systems may exist.
  • the company system 10 is a system of a company that provides the end effector E used in the work system 50 of the customer system 40.
  • the business operator system 10 includes a processing device 12, an injection molding device 14, a provision management device 20, and a 3D printer 30, which are connected to a LAN 19.
  • the processing device 12 includes a machining center, a lathe, and the like, and performs die processing by cutting or the like.
  • the injection molding device 14 molds the end effector E to be provided by injection molding of a resin or the like using a mold.
  • the provision management device 20 includes a control unit for controlling the entire device, a storage unit for storing various application programs and various data, a display unit for displaying various information, a keyboard and a mouse for inputting various commands by an operator. An input unit and a communication unit that communicates with an external device such as the 3D printer 30 are provided.
  • the storage unit of the provision management device 20 incorporates 3D CAD software and the like.
  • the provision management device 20 includes a setting processing unit 22, a 3D data generation unit 24, and a work DB 26 as functional units necessary for designing and providing the end effector E to be provided.
  • the setting processing unit 22 performs a process of setting a design standard of the end effector E based on information on the work W, information on work performed on the work W, and the like.
  • the 3D data generation unit 24 generates 3D (three-dimensional) data as modeling data for modeling the three-dimensional shape of the end effector E to be provided.
  • the work DB 26 registers the end effector E that has been provided to each customer and various types of information related to work using the end effector E, and details thereof will be described later.
  • the 3D printer 30 includes a modeling stage 32, a head 34 that ejects or extrudes a molding material such as resin toward the modeling stage 32, and a moving mechanism that relatively moves the modeling stage 32 and the head 34 in the XYZ directions. And a control unit 38 for controlling the head 34 and the moving mechanism 36.
  • the 3D printer 30 can form a three-dimensional modeled product such as the end effector E by laminating modeling materials based on 3D data.
  • a material according to rigidity, elasticity, and the like required for the molded product such as an ABS resin, an acrylic resin, a metal, and a silicone rubber, is appropriately selected.
  • the customer system 40 of the customer (user) using the end effector E includes a work management device 42 and a work system 50 including a robot 60, and these are connected to the LAN 49.
  • the work system 50 includes a work supply device 52 and a tray transfer device 54 arranged on a work table 51, a robot 60, and a control unit 58 that controls the entire work system 50.
  • the work supply device 52 includes a drive belt and a conveyor belt 52a spanned between driven rollers that are spaced apart in the front-rear direction (Y-axis direction). A plurality of works W are supplied from back to front.
  • the tray transport device 54 is configured by a conveyor belt, transports the tray T in a direction (X-axis direction) orthogonal to the supply direction of the work W, and positions and holds the tray T at a central position.
  • the work system 50 performs a work of picking the work W supplied by the work supply device 52 by the robot 60 and aligning and placing the work W on the tray T transferred by the tray transfer device 54.
  • the work system 50 picks up another work W such as a washer or the like by the robot 60 with respect to the work W such as a bolt arranged on the tray T and places the work W such that the work W is inserted into the shaft of the bolt. Also do.
  • the robot 60 includes a vertical articulated robot arm 62 in which a plurality of links are rotatably connected via joints.
  • the robot arm 62 is provided with a servomotor (not shown) and an encoder for detecting a rotation angle at each joint.
  • an end effector E as a work tool for picking the work W is detachable.
  • a camera 68 is attached to the tip of the robot arm 62. The camera 68 captures an image for recognizing the position and orientation of the work W to be picked, and for recognizing the position and the like of the place to be picked, and transmits the image to the control unit 58.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the end effector E.
  • an end effector E1 * shown in FIG. 3A and an end effector E2 * shown in FIG. 3B can be used as the end effector E.
  • the end effector E1 * is a suction nozzle that holds the work W by sucking it by negative pressure, and a plurality of types having different design standards such as a nozzle inner diameter ⁇ N, a height H, and a pad diameter ⁇ P are used.
  • the end effector E2 * is a mechanical chuck (hereinafter, referred to as a mechanical chuck) that holds the work W by gripping a pair of openable / closable clamp claws, and the thickness D, width W, height H, and opening / closing stroke of the clamp claws.
  • a mechanical chuck that holds the work W by gripping a pair of openable / closable clamp claws, and the thickness D, width W, height H, and opening / closing stroke of the clamp claws.
  • a plurality of types having different design criteria such as the amount St and the outer dimension Ro at the maximum opening are used.
  • the control unit 58 includes a CPU, a ROM, an HDD, a RAM, and the like, and stores an operation program of the robot 60 and the like.
  • the control unit 58 receives a detection signal from an encoder of the robot 60, image data from the camera 68, and operation signals from the work supply device 52 and the tray transport device 54.
  • the control unit 58 outputs a control signal to the servo motor and the end effector E of the robot 60, a control signal to the camera 68, a control signal to the work supply device 52 and the tray transport device 54, and the like.
  • the work management device 42 includes a control unit, a storage unit, a display unit, an input unit, and a communication unit, like the provision management device 20.
  • the work management device 42 is communicably connected to the control unit 58 of the work system 50 via the LAN 49, and exchanges various data related to the work.
  • the work management device 42 can communicate with the provision management device 20 via the network 18 such as the Internet, and exchanges various data.
  • the work management apparatus 42 outputs a necessary end effector E provision request to the provision management apparatus 20 together with job information including information on the work W and information on work performed on the work W.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of the work DB 26 included in the provision management device 20.
  • various information such as information on the serial number of the end effector E and the design standard is registered in association with the information on the work W and the information on the work.
  • the information on the work W includes information such as the shape and dimensions of the work W.
  • the work information includes information on the contents of the work, such as a target shape and a target size on which the work W is to be placed, and whether the work W is to be aligned on the tray T or inserted into a bolt shaft.
  • the shape (washer) of the work W the inner and outer diameters of the washer, the shaft diameter of the bolt, the shaft insertion, and the like are registered.
  • the information on the end effector E includes the model number (E1 * and E2 *) of the end effector E and information on design criteria such as the nozzle inner diameter ⁇ N, the height H, and the pad diameter ⁇ P if the end effector E1 * is a suction nozzle. If the end effector E2 * is a mechanical chuck, it includes information on design criteria such as the thickness D, width W, height H, opening / closing stroke St, and outer dimension Ro of the clamp claw.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of the provision correspondence process. This processing is executed by the provision management device 20 of the business operator system 10.
  • the provision management device 20 first receives a provision request for the end effector E from the customer system 40 (S100), and determines whether the provision request is a request for a new end effector E (S110). It is determined whether it is a request for immediate delivery (S120) and a request for remodeling (S130).
  • the new request is a request to provide the end effector E having no track record in die molding, and is made, for example, when a work on a new work W or a work with new contents is scheduled.
  • the instant delivery request is a provision request accompanied by designation of a short delivery time, such as the same day or within a few days. For example, is there a sudden failure such as breakage during use of the molded end effector E, and there is no stock? It is done when there are few.
  • the request for remodeling is made, for example, when a prototype in which a new end effector E is formed is provided to the customer system 40 and used, so that a shape correction or the like is required.
  • the provision management device 20 determines that the request is a new request in S110, determines that the request is an immediate delivery request in S120, or determines that the request is a remodeling request in S130, the end effector by the 3D printer 30 A modeling process is performed (S140). Details of the processing of S140 will be described later.
  • the provision management device 20 determines that none of the requests in S110 to S130 is made, the provision management device 20 arranges for the die molding of the requested end effector E (S150). In S150, if the end effector E has no track record in die molding, the provision management device 20 issues a die design instruction and a die processing instruction in the processing device 12. In addition, when the preparation of the mold is completed or the end effector E has the mold, the provision management device 20 instructs the injection molding device 14 to perform the injection molding of the end effector E.
  • the provision management device 20 sends out and delivers the end effector E for which the modeling by the 3D printer 30 is completed in the end effector molding processing in S140 to the requesting customer system 40 (S160), and ends the provision handling processing. I do.
  • the end effector E manufactured by injection molding in the injection molding device 14 is also sent and delivered to the requesting customer system 40 upon completion (S160). However, it may take several weeks to several months from the design of the mold to the completion of the injection molding of the end effector E.
  • the provision management device 20 determines whether or not the 3D data of the end effector E has been generated (S200). If it is determined that the 3D data has not been generated, the design standard of the end effector E has been set. It is determined whether or not it is (S210). In the case of a request for immediate delivery or a request for remodeling, it is determined in S200 that 3D data has been generated. Even if the 3D data has not been generated, for example, when a provision request is received together with the design standard from the customer system 40, it is determined in S210 that the design standard has been set.
  • the provision management device 20 When determining that the design standard has not been set in S210, the provision management device 20 acquires the information of the work W and the information of the work as information of the current job necessary for setting the design standard of the end effector E (S220). . Since the work management device 42 of the customer system 40 transmits the provision request of the end effector E including the information of the work W and the information of the work, the provision management device 20 may obtain the information from the provision request. Good. Next, the provision management device 20 calculates a correlation value between the acquired information and information of each job registered in the work DB 26 by using a predetermined algorithm (S230).
  • each evaluation value is calculated using an evaluation function defined for each item, and A correlation value is calculated by weighting and adding each evaluation value using a weighting coefficient for each.
  • a specific example of such an algorithm is described in, for example, WO2015 / 178377.
  • the provision management device 20 refers to the information of one or more jobs in which the correlation value becomes higher than a predetermined value among the plurality of jobs in the work DB 26, and refers to the design criteria of the end effector E. Is set (S240). For example, when the end effector E1 * used in two jobs having a high correlation value is a suction nozzle having a nozzle inner diameter ⁇ N of ⁇ 4 and ⁇ 8, the provision management device 20 determines the setting target nozzle inner diameter ⁇ N as an intermediate between them. The design standard is set by setting the value to ⁇ 6. Alternatively, the provision management device 20 may set the nozzle inner diameter ⁇ N to ⁇ 7 if ⁇ 8 has a higher correlation value.
  • the provision management device 20 similarly sets other design criteria. Further, the provision management device 20 displays the information of the job having a high correlation value on the display unit to receive the setting of the design standard from the operator, or displays the automatically set design standard on the display unit to display the design standard from the operator. May be accepted.
  • 3D data satisfying the design standard is generated (S250).
  • the provision management device 20 sets each dimension of one or a plurality of members constituting the end effector E so as to satisfy the design criteria, and generates 3D data. Further, the provision management device 20 appropriately selects a modeling material for forming the member according to the rigidity and bending required for the member.
  • the provision management device 20 displays the 3D drawing and the modeling material of the end effector E based on the 3D data on the screen, and confirms the display contents. Wait for the user to input the molding permission (S260).
  • the operator may input the modeling permission after adjusting the 3D data.
  • the provision management device 20 outputs the 3D data to the 3D printer 30, forms the end effector E based on the 3D data (S270), and ends the processing.
  • the control unit 38 of the 3D printer 30 controls the head 34 and the moving mechanism 36 based on the 3D data to form the end effector E.
  • the shaping of the end effector E depends on the type, size, shape, material and the like of the end effector E, but is generally completed in about several hours.
  • the provision management device 20 delivers the molded product of the end effector E to the customer system 40.
  • the business system 10 when the business system 10 accepts a new request, an immediate delivery request, and a remodeling request for the end effector E, it manufactures a shaped product of the end effector E using the 3D printer 30 instead of a molded product. It is delivered to the customer system 40. For this reason, the company system 10 can deliver the end effector E within several days, such as the same day or the next day. Therefore, even if it is a new request for the end effector E, a molded product of the end effector E can be delivered as a prototype as soon as possible and used in the work system 50 as soon as possible.
  • the 3D printer 30 may form the work W based on the 3D data of the work W, and deliver the work W to the customer system 40 together with the prototype of the end effector E.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the end effector evaluation process.
  • the work management device 42 first instructs use of the delivered end effector E prototype (S300), and waits for reception of a use result (S310).
  • S300 if the robot 60 is configured so that the end effector E can be automatically replaced, the work management device 42 outputs a replacement instruction to the robot 60 to start using it.
  • the work management device 42 causes the operator to exchange the end effector E by displaying an exchange instruction on a display unit and start using the end effector E.
  • the worker confirms the holding state of the work W when the robot 60 performs the work using the prototype of the end effector E and inputs the result as a use result.
  • the use result determined by the control unit 58 to determine whether or not the robot 60 can normally hold the work W may be input to the work management device 42.
  • the work management device 42 determines whether or not the use result is good (S320). When the work management device 42 determines that the use result is not good, the work management device 42 waits to accept a change in the design standard (S330). The operator modifies the numerical value of each item of the design standard of the end effector E to change the design standard via, for example, a design change screen displayed on the display unit of the work management device 42. Note that the present invention is not limited to the one in which the change of the design standard is received based on the operation of the worker, and the work management device 42 may receive only the specification of the item to be changed and may automatically correct the specification.
  • the work management device 42 may change the design standard by accepting which item among the items such as height and thickness is excessive or deficient, and increasing or decreasing the accepted item by a predetermined amount. . Further, the work management device 42 may receive the change of the 3D data. Upon receiving the change in the design standard, the work management device 42 registers the change so as to be included in the evaluation result (S340), and transmits the remodeling request of the end effector E and the evaluation result to the provision management device 20. (S350), the end effector evaluation processing ends.
  • the work management device 42 determines that the use result is good in S320, the work management device 42 transmits a request for a genuine product of the end effector E and the evaluation result to the provision management device 20 (S360), and executes the end effector evaluation process. finish.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of the evaluation correspondence processing.
  • the provision management device 20 first determines whether or not the evaluation result is good (S400). If it is determined that the evaluation result is not good, the provision management device 20 ends based on the change registered in the evaluation result.
  • the design standard of the effector E is corrected (S410).
  • the provision management device 20 corrects the 3D data so as to satisfy the corrected design standard (S420), and ends the evaluation handling process. As described above, when the provision management device 20 receives the evaluation result indicating that it is not good, the provision management device 20 corrects the design standard and the 3D data based on the change.
  • the provision management apparatus 20 determines that the request is for remodeling in S130 of the provision correspondence process, and forms the end effector E.
  • the end effector E is remodeled using the corrected 3D data reflecting the evaluation result, the corrected end effector E is used as compared with the case where the mold needs to be corrected. E can be easily provided again.
  • the provision management device 20 determines the design standard and the 3D data when the delivered end effector E is formed (S430), and the information and work of the work W are determined.
  • the work DB 26 is updated by registering the serial number and the design standard of the end effector E in association with the information (S440), and the evaluation correspondence processing ends.
  • the provision management device 20 registers information necessary for setting the design standard of the end effector E in the work DB 26 when a favorable evaluation of the end effector E is obtained. The accuracy of the automatic setting of the design standard of E can be improved.
  • the evaluation result indicating good is transmitted together with a request for a genuine product.
  • the provision management apparatus 20 determines that the process does not correspond to any of S110 to S130 of the provision correspondence process and arranges the molding of the end effector E, so that the molded product of the genuine end effector E is used. Will start manufacturing. Although the genuine product has higher durability and dimensional accuracy than the prototype, the prototype can be used continuously, so the customer system 40 uses the prototype until the genuine end effector E is delivered. Work can be continued. For this reason, in the customer system 40, the work can be continued using the modeled product (prototype) of the end effector E, and it is possible to prevent the work from being disabled until the genuine product of the end effector E is delivered. can do.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing the flow of modeling and evaluation of a prototype of the end effector E.
  • a request for providing a prototype including information on the work W and information on the work is made from the work management device 42 (FIG. 9A).
  • the provision management device 20 that has received the provision request sets the design criteria (FIG. 9 (2)) and generates 3D data to output to the 3D printer 30 (FIG. 9 (3)).
  • the 3D printer 30 forms a prototype of the end effector E based on the 3D data (FIG. 9 (4)), and the prototype is provided to the customer system 40 (FIG. 9 (5)).
  • the work system 50 of the customer system 40 uses the end effector E as a prototype (FIG.
  • the provision management apparatus 20 acquires the evaluation and reflects the evaluation in the modification or determination of the design standard (FIG. 9 (8)).
  • the provision management device 20 modifies the 3D data if necessary and outputs it to the 3D printer 30 (FIG. 9 (9)), and the 3D printer 30 performs remodeling (FIG. 9 (10)).
  • the evaluation is transmitted using the prototype again.
  • the robot 60 according to the present embodiment corresponds to a working device
  • the end effector E corresponds to an end effector
  • the business operator system 10 corresponds to a providing system
  • the 3D printer 30 corresponds to a three-dimensional printing device
  • the provision management device 20 that executes the effector modeling process and the control unit 38 of the 3D printer 30 correspond to a process control unit. Further, the provision management device 20 corresponds to an evaluation acquisition unit.
  • the company system 10 described above generates 3D data that satisfies the design criteria of the end effector E determined based on the work W and the work information, and forms the end effector E with the 3D printer 30 based on the 3D data. I do. Thereby, compared to the case of manufacturing a molded product of the end effector E, the manufacturing period of the end effector E can be significantly shortened and promptly provided to the user. In addition, since the 3D data satisfies the design criteria determined based on the information on the work W and the work, it is possible to provide the end effector E appropriate for the new work W and the new work.
  • the end effector E is formed by the 3D printer 30, so that a molded product of the end effector E is provided as a prototype in a short period of time such as the same day. Work can be performed.
  • the evaluation of the holding of the workpiece W by the molded product of the end effector E is obtained, the evaluation of the molded product (prototype) of the end effector E is reflected in the design of the mold, and the more appropriate end effector E is evaluated. Provision is possible. If the evaluation is not good, the 3D data is modified to reflect the result of the evaluation, and the molded product of the end effector E is formed again by the 3D printer 30. Therefore, a more appropriate end effector is considered based on the evaluation result. E can be provided again.
  • the provision management device 20 includes the setting processing unit 22 of the end effector E, the 3D data generation unit 24, and the work DB 26, and performs the setting of the design standard of the end effector E and the generation of 3D data.
  • the work management device 42 may include a setting processing unit and a work DB to set design criteria. Then, the provision management device 20 may generate 3D data that satisfies the design criteria acquired from the work management device 42.
  • the work management device 42 may include a setting processing unit, a 3D data generation unit, and a work DB to perform setting of design criteria and generation of 3D data.
  • the provision management device 20 may cause the 3D printer 30 to form the end effector E based on the 3D data acquired from the work management device 42.
  • a dedicated processing device including a setting processing unit, a 3D data generation unit, and a work DB may be provided separately from the company system 10 and the customer system 40 and connected to the network 18.
  • the processing device receives the information of the work W and the information of the work from the work management device 42, the processing device sets a design standard and transmits it to the provision management device 20, or generates 3D data and transmits it to the provision management device 20. Or something.
  • the setting of the design standard and the generation of the 3D data are not limited to those performed automatically, and may be performed by an operator.
  • the company system 10 is provided with the processing device 12 and the injection molding device 14 and can provide the mold product of the end effector E.
  • the present invention is not limited to this, and the processing device 12 and the injection molding device 14 can be provided. May not be provided. That is, the company system 10 may be a system in which the 3D printer 30 provides a molded product of the end effector E without providing a molded product of the end effector E.
  • the business system 10 includes the 3D printer 30, but the present invention is not limited thereto.
  • the 3D printer may be provided separately from the business system 10 and connected to the network 18. In such a case, the provision management device 20 may transmit the 3D data to the 3D printer to form the end effector E.
  • the customer system 40 may include a 3D printer.
  • the work management device 42 may set a design standard of the end effector E and generate 3D data to cause the 3D printer to form the end effector E. That is, the system for providing the end effector E may exist in the customer system.
  • one type of end effector E is formed in response to a new request.
  • the present invention is not limited to this, and a plurality of types of end effectors E having different design standards and 3D data may be formed. Good. In this way, it is possible to manufacture an optimal molded product of the end effector E based on the evaluation results of the plurality of types of end effectors E.
  • the vertically articulated robot 60 has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and may be an orthogonal robot, a horizontally articulated robot, a parallel link robot, or the like.
  • the robot 60 is not limited to the one in which the robot 60 picks the work W and places it on the tray T, but may be one in which electronic components or the like are mounted on a substrate.
  • the end effector E is formed by the 3D printer 30 according to a new request of the end effector E or a request for immediate delivery.
  • the present invention is not limited to this.
  • E may be shaped.
  • the end effector E when the 3D data satisfying the design criteria is generated, the end effector E is formed based on the 3D data.
  • the present invention is not limited to this.
  • a simulation based on the 3D data may be performed to confirm that there is no problem with the 3D data, and then the end effector E may be formed based on the 3D data.
  • the end effector E may be evaluated by the operator system 10 and then delivered to the customer system 40.
  • the design criteria and the 3D data are modified to remodel the end effector E.
  • the present invention is not limited to this. For example, if an evaluation that the product is not good is obtained but it can be dealt with by a small correction, a mold molding of the end effector E is arranged by reflecting the correction in the mold design without remodeling the end effector E. Or the like.
  • the work information of the work DB 26 includes dimensions and the like in addition to the shape of the work W.
  • the work information may include at least the shape of the work W.
  • the work information includes the target shape and the target dimensions on which the work W is to be placed, but it is sufficient if the work information includes at least the contents of the work to be performed.
  • the system for providing an end effector of the present disclosure may be configured as follows.
  • the processing control unit may generate the end effector as a prototype prior to manufacturing a mold molded product of the end effector.
  • the three-dimensional modeling apparatus may be controlled so as to model the shaped article of (1).
  • a molded product of the end effector can be provided to the user as a prototype in a short period of time, for example, on the same day, and can be attached to a working device to perform work.
  • a user may use a molded product of the end effector as a prototype.
  • the end effector may be provided with an evaluation obtaining unit that obtains an evaluation regarding holding of the workpiece by a shaped product of the end effector.
  • the evaluation of the molded product of the end effector can be reflected in the design of the mold, and thus, a more appropriate end effector can be provided.
  • the processing control unit when the evaluation indicating that the evaluation is not good is acquired as the evaluation, the processing control unit generates or acquires the three-dimensional data modified to reflect the result of the evaluation. Then, the three-dimensional printing apparatus may be controlled so that the formed product of the end effector is formed again based on the corrected three-dimensional data. In this way, it is possible to provide a more appropriate shaped product of the end effector based on the result of the evaluation.
  • a method for providing an end effector is a method for providing an end effector that is exchangeably mounted on a work device that performs work on a work and that holds the work, and is set based on information on the work and the work. Generating or acquiring three-dimensional data that satisfies the obtained design criteria of the end effector, and forming a molded product of the end effector by a three-dimensional modeling device based on the three-dimensional data. And According to the end effector providing method, similarly to the end effector providing system described above, the end effector can be provided to the user of the working device quickly by greatly reducing the manufacturing period of the end effector. Further, it is possible to provide an appropriate end effector for a new work or a new work. In the method for providing an end effector, steps for realizing each function of the system for providing an end effector may be added.
  • the present invention is applicable to the end effector manufacturing industry and the like.

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Abstract

ワークに対する作業を行う作業装置に交換可能に装着されワークを保持するためのエンドエフェクタを提供する提供システムは、３次元データに基づいて材料を積層することで３次元造形を行う３次元造形装置と、ワークおよび作業の情報に基づいて設定されたエンドエフェクタの設計基準を満たす３次元データを生成または取得し、３次元データに基づいてエンドエフェクタの造形品を造形するように３次元造形装置を制御する処理制御部と、を備えるものである。

Description

エンドエフェクタの提供システムおよび提供方法
　本明細書は、エンドエフェクタの提供システムおよび提供方法を開示する。
　従来、ワークを保持するエンドエフェクタ（ハンド）を備えるロボットにおいて、複数種類のエンドエフェクタから作業対象のワークに応じた適切なエンドエフェクタを選択するシステムが提案されている。例えば、特許文献１には、作業対象のワークに関する情報とエンドエフェクタに関する情報とに基づいて、ワークとエンドエフェクタの適合性を評価し、より適切なエンドエフェクタを自動で選択することが記載されている。
ＷＯ２０１５／１７８３７７Ａ１
　ここで、エンドエフェクタの適合性の評価結果によっては、新たな形状のエンドエフェクタを設計して製造する必要が生じることがある。そのためには新たな金型の製造などが必要となるから、新たなエンドエフェクタを短期間に製造することは困難である。また、エンドエフェクタを製造して使用した場合に不具合が見つかると、エンドエフェクタを再度製造することになるが、金型を修正したり金型を製造し直したりするため、時間やコストがかかるものとなる。
　本開示は、ワークを保持するための適切なエンドエフェクタをより迅速に提供することを主目的とする。
　本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
　本開示のエンドエフェクタの提供システムは、ワークに対する作業を行う作業装置に交換可能に装着され前記ワークを保持するためのエンドエフェクタを提供する提供システムであって、３次元データに基づいて材料を積層することで３次元造形を行う３次元造形装置と、前記ワークおよび前記作業の情報に基づいて設定された前記エンドエフェクタの設計基準を満たす３次元データを生成または取得し、前記３次元データに基づいて前記エンドエフェクタの造形品を造形するように前記３次元造形装置を制御する処理制御部と、を備えることを要旨とする。
　本開示のエンドエフェクタの提供システムでは、ワークおよび作業の情報に基づいて定められたエンドエフェクタの設計基準を満たす３次元データを生成または取得し、その３次元データに基づいてエンドエフェクタの造形品を造形するように３次元造形装置を制御する。これにより、エンドエフェクタの金型成形品を製造する場合に比して、エンドエフェクタの製造期間を大幅に短縮して作業装置の使用者に迅速に提供することができる。また、エンドエフェクタの３次元データは、ワークおよび作業の情報に基づいて定められたエンドエフェクタの設計基準を満たすから、新たなワークや新たな作業に対して適切なエンドエフェクタを提供することができる。
事業者システム１０および顧客システム４０の概略を示す説明図。 作業システム５０の構成の概略を示す構成図。 エンドエフェクタＥの一例を示す説明図。 提供管理装置２０が有する作業ＤＢ２６の一例を示す説明図。 提供対応処理の一例を示すフローチャート。 エンドエフェクタ造形処理の一例を示すフローチャート。 エンドエフェクタ評価処理の一例を示すフローチャート。 評価対応処理の一例を示すフローチャート。 エンドエフェクタＥの試作品の造形および評価の流れを示す説明図。
　次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
　図１は事業者システム１０および顧客システム４０の概略を示す説明図であり、図２は作業システム５０の構成の概略を示す構成図である。なお、図２の左右方向がＸ軸方向であり、前後方向がＹ軸方向であり、上下方向がＺ軸方向である。なお、顧客システム４０が１つだけでなく複数存在していてもよい。
　事業者システム１０は、顧客システム４０の作業システム５０で使用されるエンドエフェクタＥを提供する事業者のシステムである。事業者システム１０は、図１に示すように、加工装置１２と、射出成形装置１４と、提供管理装置２０と、３Ｄプリンタ３０とを備え、これらがＬＡＮ１９に接続されている。加工装置１２は、マシニングセンタや旋盤などで構成されており切削などにより金型加工を行う。射出成形装置１４は、金型を用いた樹脂などの射出成形により提供対象のエンドエフェクタＥを成形する。
　提供管理装置２０は、装置全体を制御する制御部と、各種アプリケーションプログラムや各種データを記憶する記憶部と、各種情報を表示する表示部と、作業者が各種指令を入力するキーボード及びマウス等の入力部と、３Ｄプリンタ３０などの外部装置と通信を行う通信部とを備える。提供管理装置２０の記憶部には、３ＤＣＡＤソフトウエアなどが組み込まれている。また、提供管理装置２０は、提供対象のエンドエフェクタＥの設計や提供に必要な機能部として、設定処理部２２と、３Ｄデータ生成部２４と、作業ＤＢ２６とを備える。設定処理部２２は、ワークＷの情報やワークＷに対して行う作業の情報などに基づいて、エンドエフェクタＥの設計基準を設定する処理を行う。なお、ワークＷの情報やワークＷに対して行う作業の情報などは、顧客システム４０から送信された情報が用いられる。また、設計基準については後述する。３Ｄデータ生成部２４は、提供対象のエンドエフェクタＥの３次元形状を造形する造形データとしての３Ｄ（３次元）データを生成する。作業ＤＢ２６は、各顧客に提供済みのエンドエフェクタＥやそれを用いた作業に関する各種情報が登録されており、その詳細は後述する。
　３Ｄプリンタ３０は、造形ステージ３２と、造形ステージ３２に向けて樹脂などの造形材料を吐出したり押し出したりするヘッド３４と、造形ステージ３２とヘッド３４とを相対的にＸＹＺ方向に移動させる移動機構３６と、ヘッド３４や移動機構３６を制御する制御部３８とを備える。３Ｄプリンタ３０は、３Ｄデータに基づいて造形材料を積層していくことによりエンドエフェクタＥなどの３次元造形品を造形することが可能である。造形材料としては、ＡＢＳ樹脂やアクリル樹脂、金属、シリコンゴムなど、造形品に必要とされる剛性や弾性などに応じたものが適宜選定される。
　エンドエフェクタＥを使用する顧客（使用者）側の顧客システム４０は、作業管理装置４２と、ロボット６０を含む作業システム５０とを備え、これらがＬＡＮ４９に接続されている。作業システム５０は、作業台５１上に配置されたワーク供給装置５２およびトレイ搬送装置５４、ロボット６０と、作業システム５０の全体を制御する制御部５８とを備える。ワーク供給装置５２は、前後方向（Ｙ軸方向）に離間して配置された駆動ローラおよび従動ローラに架け渡されたコンベアベルト５２ａを備え、駆動ローラを回転駆動することにより、コンベアベルト５２ａ上の複数のワークＷを後方から前方へ供給する。トレイ搬送装置５４は、コンベアベルトにより構成され、ワークＷの供給方向と直交する方向（Ｘ軸方向）にトレイＴを搬送し、中央位置にて位置決め保持する。作業システム５０は、ワーク供給装置５２により供給されたワークＷをロボット６０によりピッキングして、トレイ搬送装置５４により搬送されたトレイＴ上に整列させてプレースする作業を行う。また、作業システム５０は、トレイＴ上に整列させたボルトなどのワークＷに対し、ワッシャーなどの別のワークＷをロボット６０によりピッキングして、ボルトの軸部に挿入するようにプレースする作業なども行う。
　ロボット６０は、複数のリンクが関節を介して回転可能に連結された垂直多関節型のロボットアーム６２を備える。ロボットアーム６２は、各関節に図示しないサーボモータや回転角度を検出するエンコーダなどが設けられている。ロボットアーム６２の先端には、ワークＷをピッキングするための作業ツールとしてのエンドエフェクタＥが着脱可能となっている。また、ロボットアーム６２の先端には、カメラ６８が取り付けられている。カメラ６８は、ピッキング対象のワークＷの位置や姿勢などを認識したり、プレース対象の位置などを認識したりするための画像を撮像し、制御部５８に送信する。
　ここで、図３はエンドエフェクタＥの一例を示す説明図である。本実施形態では、エンドエフェクタＥとして、図３Ａに示すエンドエフェクタＥ１＊と、図３Ｂに示すエンドエフェクタＥ２＊とを使用可能である。エンドエフェクタＥ１＊は、ワークＷを負圧によって吸着することで保持する吸着ノズルであり、ノズル内径φＮや高さＨ、パッド径φＰなどの設計基準が異なる複数のタイプが使用される。エンドエフェクタＥ２＊は、開閉可能な一対のクランプ爪によりワークＷを把持することで保持するメカニカルチャック（以下、メカチャックという）であり、クランプ爪の厚みＤや幅Ｗ、高さＨ、開閉ストローク量Ｓｔ、最大開放時の外寸Ｒｏなどの設計基準が異なる複数のタイプが使用される。
　制御部５８は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＨＤＤ，ＲＡＭなどで構成され、ロボット６０の動作プログラムなどを記憶している。制御部５８には、ロボット６０のエンコーダなどからの検知信号やカメラ６８からの画像データ、ワーク供給装置５２やトレイ搬送装置５４からの動作信号などが入力される。制御部５８からは、ロボット６０のサーボモータやエンドエフェクタＥへの制御信号、カメラ６８への制御信号、ワーク供給装置５２やトレイ搬送装置５４への制御信号などが出力される。
　作業管理装置４２は、提供管理装置２０と同様に、制御部と、記憶部と、表示部と、入力部と、通信部とを備える。作業管理装置４２は、ＬＡＮ４９を介して作業システム５０の制御部５８と通信可能に接続されており、作業に関する各種データのやり取りを行う。また、作業管理装置４２は、インターネットなどのネットワーク１８を介して提供管理装置２０と通信が可能であり、各種データなどのやり取りを行う。例えば、作業管理装置４２は、ワークＷの情報やワークＷに対して行う作業の情報などを含むジョブの情報と共に、必要なエンドエフェクタＥの提供要求を提供管理装置２０に出力する。
　ここで、図４は提供管理装置２０が有する作業ＤＢ２６の一例を示す説明図である。図示するように、作業ＤＢ２６は、ワークＷの情報や作業の情報に対応付けて、エンドエフェクタＥの製造番号や設計基準に関する情報などの各種情報が登録されている。ワークＷの情報には、ワークＷの形状や寸法などの情報を含む。作業情報には、ワークＷをプレースする対象の対象形状や対象寸法、ワークＷをトレイＴ上に整列させるのかボルトの軸に挿入するかなどの作業の内容の情報を含む。例えば、ワッシャーをボルトの軸に挿入する作業の場合、ワークＷの形状（ワッシャー）やワッシャーの内外径、ボルトの軸径、軸挿入などが登録される。エンドエフェクタＥの情報には、エンドエフェクタＥの型式番号（Ｅ１＊やＥ２＊）と共に、エンドエフェクタＥ１＊が吸着ノズルであればノズル内径φＮや高さＨ、パッド径φＰなどの設計基準の情報を含み、エンドエフェクタＥ２＊がメカチャックであればクランプ爪の厚みＤや幅Ｗ、高さＨ、開閉ストローク量Ｓｔ、外寸Ｒｏなどの設計基準の情報を含む。
　次に、事業者システム１０が行うエンドエフェクタＥの提供に関する処理を説明する。図５は提供対応処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、事業者システム１０の提供管理装置２０により実行される。この処理では、提供管理装置２０は、まず、顧客システム４０からのエンドエフェクタＥの提供要求を受け付け（Ｓ１００）、その提供要求が、新規のエンドエフェクタＥの要求であるか否か（Ｓ１１０）、即納の要求であるか否か（Ｓ１２０）、再造形の要求であるか否か（Ｓ１３０）、をそれぞれ判定する。新規の要求は、金型成形の実績のないエンドエフェクタＥの提供要求であり、例えば新たなワークＷに対する作業や新たな内容の作業が予定されている場合などになされる。即納の要求は、即日または数日以内などの短納期の指定を伴う提供要求であり、例えば金型成形されたエンドエフェクタＥの使用中に破損などの突発的な不良が生じて在庫がないか少ない場合などになされる。再造形の要求は、例えば新規なエンドエフェクタＥを造形した試作品を顧客システム４０に提供して使用された結果、形状修正などが必要な場合などになされる。
　提供管理装置２０は、Ｓ１１０で新規の要求であると判定したり、Ｓ１２０で即納の要求であると判定したり、Ｓ１３０で再造形の要求であると判定したりすると、３Ｄプリンタ３０によるエンドエフェクタ造形処理を実行する（Ｓ１４０）。Ｓ１４０の処理の詳細は後述する。一方、提供管理装置２０は、Ｓ１１０～Ｓ１３０のいずれの要求でもないと判定すると、要求されたエンドエフェクタＥの金型成形の手配を行う（Ｓ１５０）。Ｓ１５０では、提供管理装置２０は、金型成形の実績のないエンドエフェクタＥであれば、金型の設計指示や加工装置１２での金型の加工指示を行う。また、提供管理装置２０は、金型の準備が整ったり、既に金型のあるエンドエフェクタＥであったりすると、射出成形装置１４でのエンドエフェクタＥの射出成形の指示を行う。
　そして、提供管理装置２０は、Ｓ１４０のエンドエフェクタ造形処理において３Ｄプリンタ３０での造形が完了したエンドエフェクタＥを、要求元の顧客システム４０に発送し納入して（Ｓ１６０）、提供対応処理を終了する。なお、射出成形装置１４での射出成形により製造されるエンドエフェクタＥも、完了次第、要求元の顧客システム４０に発送し納入することになる（Ｓ１６０）。ただし、金型の設計からエンドエフェクタＥの射出成形の完了までには数週間から数月程度の長期間を要することがある。
　ここで、Ｓ１４０のエンドエフェクタ造形処理を図６のフローチャートに基づいて説明する。この処理では、提供管理装置２０は、エンドエフェクタＥの３Ｄデータを生成済みであるか否かを判定し（Ｓ２００）、生成済みでないと判定すると、エンドエフェクタＥの設計基準を設定済みであるか否かを判定する（Ｓ２１０）。なお、即納の要求の場合や再造形の要求の場合には、Ｓ２００で３Ｄデータを生成済みであると判定する。また、３Ｄデータを生成済みでなくても、例えば顧客システム４０から設計基準と共に提供要求が受け付けられた場合には、Ｓ２１０で設計基準を設定済みであると判定する。
　提供管理装置２０は、Ｓ２１０で設計基準を設定済みでないと判定すると、エンドエフェクタＥの設計基準の設定に必要となる今回のジョブの情報としてワークＷの情報および作業の情報を取得する（Ｓ２２０）。なお、顧客システム４０の作業管理装置４２は、エンドエフェクタＥの提供要求にワークＷの情報と作業の情報とを含めて送信するから、提供管理装置２０はそれらの情報を提供要求から取得すればよい。次に、提供管理装置２０は、取得した情報と作業ＤＢ２６に登録されている各ジョブの情報の相関値を所定のアルゴリズムにより演算する（Ｓ２３０）。例えば、所定のアルゴリズムでは、ワークＷの形状や寸法、プレース対象の対象形状や対象寸法、作業内容などの各項目について、項目毎に定められた評価関数を用いて各評価値を演算し、項目毎の重み付け係数を用いて各評価値をそれぞれ重み付けして加算することで相関値を演算する。このようなアルゴリズムの具体例については、例えばＷＯ２０１５／１７８３７７などに記載されている。
　提供管理装置２０は、相関値を演算すると、作業ＤＢ２６の複数のジョブのうち相関値が予め定められた所定値以上に高くなる１または複数のジョブの情報を参考にしてエンドエフェクタＥの設計基準を設定する（Ｓ２４０）。例えば、提供管理装置２０は、相関値の高い２つのジョブで使用されたエンドエフェクタＥ１＊が、ノズル内径φＮがφ４とφ８の吸着ノズルであった場合、設定対象のノズル内径φＮをそれらの中間値のφ６に定めるなどにより設計基準を設定する。あるいは、提供管理装置２０は、φ８の方が相関値が高ければ、ノズル内径φＮをφ７に定めてもよい。提供管理装置２０は、他の設計基準も同様に設定する。また、提供管理装置２０は、相関値の高いジョブの情報を表示部に表示して作業者から設計基準の設定を受け付けたり、自動設定した設計基準を表示部に表示して作業者から設計基準の調整を受け付けたりしてもよい。
　こうして設計基準を設定するか、Ｓ２１０で設計基準を設定済みであると判定すると、設計基準を満たす３Ｄデータを生成する（Ｓ２５０）。提供管理装置２０は、Ｓ２５０では、設計基準を満たすように、エンドエフェクタＥを構成する１または複数の部材の各寸法を設定して３Ｄデータを生成する。また、提供管理装置２０は、部材を造形するための造形材料を、部材に必要とされる剛性や撓みなどに応じて適宜選定する。３Ｄデータを生成するか、Ｓ２００で３Ｄデータを生成済みであると判定すると、提供管理装置２０は、３Ｄデータに基づくエンドエフェクタＥの３Ｄ図面や造形材料を画面表示し、表示内容を確認した作業者が造形許可を入力するのを待つ（Ｓ２６０）。なお、作業者は、３Ｄデータを調整した上で造形許可を入力してもよい。提供管理装置２０は、Ｓ２６０で造形許可が入力されると、３Ｄプリンタ３０に３Ｄデータを出力し３Ｄデータに基づいてエンドエフェクタＥを造形させて（Ｓ２７０）、本処理を終了する。３Ｄプリンタ３０の制御部３８は、３Ｄデータに基づいてヘッド３４や移動機構３６を制御して、エンドエフェクタＥを造形する。エンドエフェクタＥの造形は、エンドエフェクタＥの種類やサイズ、形状、材料などによって異なるが、概ね数時間程度で完了する。提供管理装置２０は、エンドエフェクタＥの造形が完了すると、エンドエフェクタＥの造形品を顧客システム４０に納入する。このように、事業者システム１０では、エンドエフェクタＥの新規要求や即納要求、再造形要求を受け付けると、金型成形品ではなく、３Ｄプリンタ３０を用いたエンドエフェクタＥの造形品を製造して顧客システム４０に納入するのである。このため、事業者システム１０は、即日や翌日などの数日以内にエンドエフェクタＥを納入することができる。したがって、エンドエフェクタＥの新規要求であっても、早ければ即日にエンドエフェクタＥの造形品を試作品として納入して、作業システム５０で使用させることができる。以下、試作品としてのエンドエフェクタＥを納入した以降の処理について説明する。なお、３Ｄプリンタ３０がワークＷの３Ｄデータに基づいてワークＷを造形し、エンドエフェクタＥの試作品と共に顧客システム４０に納入するものなどとしてもよい。
　まず、エンドエフェクタＥの試作品が納入された顧客システム４０の処理について説明する。図７はエンドエフェクタ評価処理の一例を示すフローチャートである。この処理では、作業管理装置４２は、まず、納入されたエンドエフェクタＥの試作品の使用を指示して（Ｓ３００）、使用結果を受け付けるのを待つ（Ｓ３１０）。Ｓ３００では、ロボット６０がエンドエフェクタＥを自動交換可能に構成されていれば、作業管理装置４２はロボット６０に交換指示を出力して使用を開始させる。一方、ロボット６０がエンドエフェクタＥを自動交換可能でないならば、作業管理装置４２は交換指示を表示部に表示するなどして作業者にエンドエフェクタＥを交換させて使用を開始させる。また、作業者は、ロボット６０がエンドエフェクタＥの試作品を用いて作業を行った際の、ワークＷの保持状況を確認して使用結果として入力するものとする。あるいは、ロボット６０がワークＷを正常に保持できたか否かを、制御部５８が判定した使用結果が作業管理装置４２に入力されるものなどとしてもよい。
　作業管理装置４２は、Ｓ３１０で使用結果が受け付けられると、その使用結果が良好であるか否かを判定する（Ｓ３２０）。作業管理装置４２は、使用結果が良好でないと判定すると、設計基準の変更を受け付けるのを待つ（Ｓ３３０）。作業者は、例えば作業管理装置４２の表示部に表示される設計変更画面などを介して、エンドエフェクタＥの設計基準の各項目の数値を修正して設計基準を変更する。なお、作業者の操作に基づいて設計基準の変更を受け付けるものに限られず、変更すべき項目の指定のみを作業管理装置４２が受け付けて自動修正するものなどとしてもよい。例えば、作業管理装置４２は、高さや厚みなどの各項目のうちいずれの項目が過不足しているのかを受け付け、受け付けた項目を所定量単位で増減させることで設計基準を変更してもよい。また、作業管理装置４２は、３Ｄデータの変更を受け付けるものとしてもよい。作業管理装置４２は、設計基準の変更を受け付けると、その変更点を評価結果に含めるように登録し（Ｓ３４０）、エンドエフェクタＥの再造形の要求と評価結果とを提供管理装置２０に送信して（Ｓ３５０）、エンドエフェクタ評価処理を終了する。一方、作業管理装置４２は、Ｓ３２０で使用結果が良好であると判定すると、エンドエフェクタＥの正規品の要求と評価結果とを提供管理装置２０に送信して（Ｓ３６０）、エンドエフェクタ評価処理を終了する。
　続いて、評価結果を受け付けた事業者システム１０の提供管理装置２０の処理を説明する。図８は評価対応処理の一例を示すフローチャートである。この処理では、提供管理装置２０は、まず、評価結果が良好であるか否かを判定し（Ｓ４００）、評価結果が良好でないと判定すると、評価結果に登録されている変更点に基づいてエンドエフェクタＥの設計基準を修正する（Ｓ４１０）。次に、提供管理装置２０は、修正後の設計基準を満たすように３Ｄデータを修正して（Ｓ４２０）、評価対応処理を終了する。このように、提供管理装置２０は、良好でない旨の評価結果を受け付けると、変更点に基づいて設計基準と３Ｄデータとを修正する。また、良好でない旨の評価結果は、再造形の要求と共に送信されるから、提供管理装置２０は、提供対応処理のＳ１３０で再造形の要求であると判定してエンドエフェクタＥを造形する。その場合、評価結果を反映させた修正後の３Ｄデータを用いてエンドエフェクタＥの再造形が行われることになるから、金型の修正などが必要となる場合に比して修正後のエンドエフェクタＥを容易に再提供することができる。
　一方、提供管理装置２０は、Ｓ４００で評価結果が良好であると判定すると、納入済みのエンドエフェクタＥを造形した際の設計基準と３Ｄデータとを確定し（Ｓ４３０）、ワークＷの情報や作業の情報に対応付けてエンドエフェクタＥの製造番号や設計基準を登録することで作業ＤＢ２６を更新して（Ｓ４４０）、評価対応処理を終了する。このように、提供管理装置２０は、エンドエフェクタＥの良好な評価が得られた場合に、エンドエフェクタＥの設計基準を設定するのに必要な情報を作業ＤＢ２６に登録していくから、エンドエフェクタＥの設計基準の自動設定の精度を高めることができる。また、良好である旨の評価結果は、正規品の要求と共に送信される。このため、提供管理装置２０は、提供対応処理のＳ１１０～Ｓ１３０のいずれにも該当しないと判定してエンドエフェクタＥの金型成型を手配するから、正規品であるエンドエフェクタＥの金型成形品の製造に着手することになる。この正規品の方が試作品よりも耐久性や寸法精度が高いものの試作品も継続使用が可能であるから、顧客システム４０では、エンドエフェクタＥの正規品が納入されるまで試作品を用いて作業を継続すればよい。このため、顧客システム４０では、エンドエフェクタＥの造形品（試作品）を用いて作業を継続することができ、エンドエフェクタＥの正規品が納入されるまでの間に作業ができなくなるのを防止することができる。
　ここで、図９はエンドエフェクタＥの試作品の造形および評価の流れを示す説明図である。まず、作業管理装置４２からワークＷの情報や作業の情報を含む試作品の提供要求がなされる（図９（１））。提供要求を受け付けた提供管理装置２０は、設計基準を設定すると共に（図９（２））、３Ｄデータを生成して３Ｄプリンタ３０に出力する（図９（３））。３Ｄプリンタ３０は、３Ｄデータに基づいてエンドエフェクタＥの試作品を造形し（図９（４））、その試作品が顧客システム４０に提供される（図９（５））。顧客システム４０の作業システム５０は、試作品としてのエンドエフェクタＥを使用し（図９（６））、作業管理装置４２はその評価を提供管理装置２０に送信する（図９（７））。提供管理装置２０は、その評価を取得して設計基準の修正または確定に反映させる（図９（８））。提供管理装置２０は、必要があれば３Ｄデータを修正して３Ｄプリンタ３０に出力し（図９（９））、３Ｄプリンタ３０が再造形を行う（図９（１０））。なお、再造形された試作品が納入された顧客システム４０では、再度試作品を使用して評価を送信する。
　ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のロボット６０が作業装置に相当し、エンドエフェクタＥがエンドエフェクタに相当し、事業者システム１０が提供システムに相当し、３Ｄプリンタ３０が３次元造形装置に相当し、図６のエンドエフェクタ造形処理を実行する提供管理装置２０と３Ｄプリンタ３０の制御部３８とが処理制御部に相当する。また、提供管理装置２０が評価取得部に相当する。
　以上説明した事業者システム１０は、ワークＷおよび作業の情報に基づいて定められたエンドエフェクタＥの設計基準を満たす３Ｄデータを生成し、その３Ｄデータに基づいて３Ｄプリンタ３０でエンドエフェクタＥを造形する。これにより、エンドエフェクタＥの金型成形品を製造する場合に比して、エンドエフェクタＥの製造期間を大幅に短縮して使用者に迅速に提供することができる。また、３Ｄデータは、ワークＷおよび作業の情報に基づいて定められた設計基準を満たすから、新たなワークＷや新たな作業に対して適切なエンドエフェクタＥを提供することができる。
　また、事業者システム１０では、新規なエンドエフェクタＥの提供が要求された場合に３Ｄプリンタ３０でエンドエフェクタＥを造形するから、即日などの短期間でエンドエフェクタＥの造形品を試作品として提供し作業を行わせることができる。また、エンドエフェクタＥの造形品によるワークＷの保持に関する評価を取得するから、エンドエフェクタＥの造形品（試作品）の評価を、金型の設計に反映させるなど、より適切なエンドエフェクタＥの提供が可能となる。また、評価が良好でない場合、評価の結果を反映するように３Ｄデータを修正してエンドエフェクタＥの造形品を３Ｄプリンタ３０で再度造形するから、評価の結果を踏まえて、より適切なエンドエフェクタＥを提供し直すことができる。
　なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
　例えば、上述した実施形態では、提供管理装置２０がエンドエフェクタＥの設定処理部２２と３Ｄデータ生成部２４と作業ＤＢ２６とを備え、エンドエフェクタＥの設計基準の設定と３Ｄデータの生成とを行うものとしたが、これに限られるものではない。例えば、作業管理装置４２が設定処理部と作業ＤＢとを備えて設計基準の設定を行ってもよい。そして、提供管理装置２０は、作業管理装置４２から取得した設計基準を満たす３Ｄデータを生成すればよい。あるいは、作業管理装置４２が設定処理部と３Ｄデータ生成部と作業ＤＢとを備えて、設計基準の設定と３Ｄデータの生成とを行ってもよい。そして、提供管理装置２０は、作業管理装置４２から取得した３Ｄデータに基づいて３Ｄプリンタ３０にエンドエフェクタＥを造形させればよい。あるいは、設定処理部と３Ｄデータ生成部と作業ＤＢとを備える専用の処理装置が、事業者システム１０や顧客システム４０とは別に設けられてネットワーク１８に接続されているものなどとしてもよい。その処理装置は、作業管理装置４２からワークＷの情報および作業の情報を受信すると、設計基準を設定して提供管理装置２０に送信したり、３Ｄデータを生成して提供管理装置２０に送信したりするものなどとすればよい。なお、設計基準の設定や３Ｄデータの生成が自動で行われるものに限られず、作業者が行うものなどとしてもよい。
　上述した実施形態では、事業者システム１０が加工装置１２や射出成形装置１４を備えてエンドエフェクタＥの金型成形品を提供可能としたが、これに限られず、加工装置１２や射出成形装置１４を備えないものとしてもよい。即ち、事業者システム１０は、エンドエフェクタＥの金型成形品は提供せず、３Ｄプリンタ３０によりエンドエフェクタＥの造形品を提供するシステムとしてもよい。また、事業者システム１０が３Ｄプリンタ３０を備えたが、これに限られず、３Ｄプリンタが事業者システム１０とは別に設けられてネットワーク１８に接続されているものとしてもよい。そのようにする場合、提供管理装置２０は、その３Ｄプリンタに３Ｄデータを送信してエンドエフェクタＥを造形させればよい。あるいは、顧客システム４０が３Ｄプリンタを備えてもよい。そのようにする場合、作業管理装置４２がエンドエフェクタＥの設計基準の設定や３Ｄデータの生成を行って３ＤプリンタにエンドエフェクタＥを造形させるものなどとすればよい。即ち、エンドエフェクタＥの提供システムが、顧客システム内に存在するものとしてもよい。
　上述した実施形態では、新規の要求に対して１種類のエンドエフェクタＥを造形するものとしたが、これに限られず、設計基準や３Ｄデータが異なる複数種類のエンドエフェクタＥを造形するものとしてもよい。こうすれば、複数種類のエンドエフェクタＥの評価結果に基づいて最適なエンドエフェクタＥの金型成形品を製造することができる。
　上述した実施形態では、垂直多関節のロボット６０を例示したが、これに限られず、直交ロボットや水平多関節ロボット、パラレルリンクロボットなどであってもよい。また、ロボット６０がワークＷをピッキングしてトレイＴ上にプレースするものに限られず、電子部品などを基板に実装するものとしてもよい。
　上述した実施形態では、エンドエフェクタＥの新規の要求や即納の要求により３Ｄプリンタ３０でエンドエフェクタＥを造形するものとしたが、これに限られず、要求の理由に拘わらず３Ｄプリンタ３０でエンドエフェクタＥを造形するものとしてもよい。
　上述した実施形態では、設計基準を満たす３Ｄデータを生成すると、その３Ｄデータに基づいてエンドエフェクタＥを造形するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、設計基準を満たす３Ｄデータを生成すると、その３Ｄデータに基づくシミュレーションを行って３Ｄデータに問題がないことを確認してからその３Ｄデータに基づいてエンドエフェクタＥを造形するものなどとしてもよい。あるいは、事業者システム１０でエンドエフェクタＥの評価を行ってから顧客システム４０に納入するものなどとしてもよい。
　上述した実施形態では、エンドエフェクタＥの評価として良好でない旨の評価を取得すると、設計基準や３Ｄデータを修正してエンドエフェクタＥを再造形するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、良好でない旨の評価を取得したものの微修正で対応可能な場合には、エンドエフェクタＥを再造形することなく、金型設計に修正を反映させてエンドエフェクタＥの金型成形品を手配するものなどとしてもよい。
　上述した実施形態では、作業ＤＢ２６のワーク情報としてワークＷの形状以外に寸法などを含むものとしたが、少なくともワークＷの形状を含むものであればよい。また、作業情報としてワークＷをプレースする対象形状や対象寸法などを含むものとしたが、少なくともどのような作業を行うかの作業内容を含むものであればよい。
　ここで、本開示のエンドエフェクタの提供システムは、以下のように構成してもよい。例えば、本開示のエンドエフェクタの提供システムにおいて、前記処理制御部は、新規な前記エンドエフェクタの提供が要求された場合に、前記エンドエフェクタの金型成形品の製造に先立つ試作品として前記エンドエフェクタの造形品を造形するように前記３次元造形装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、例えば即日などの短期間でエンドエフェクタの造形品を試作品として使用者に提供し、作業装置に装着させて作業を行わせることができる。なお、正規品としてのエンドエフェクタの金型成形品が提供されるまで、使用者は試作品としてのエンドエフェクタの造形品を用いるものなどとすればよい。
　本開示のエンドエフェクタの提供システムにおいて、前記エンドエフェクタの造形品による前記ワークの保持に関する評価を取得する評価取得部を備えるものとしてもよい。こうすれば、エンドエフェクタの造形品の評価を、金型の設計などに反映させることができるから、より適切なエンドエフェクタの提供が可能となる。
　本開示のエンドエフェクタの提供システムにおいて、前記処理制御部は、前記評価として良好でない旨の評価が取得された場合、該評価の結果を反映するように修正された前記３次元データを生成または取得し、修正された前記３次元データに基づいて前記エンドエフェクタの造形品を再度造形するように前記３次元造形装置を制御するものとしてもよい。こうすれば、評価の結果を踏まえて、より適切なエンドエフェクタの造形品を提供し直すことができる。
　本開示のエンドエフェクタの提供方法は、ワークに対する作業を行う作業装置に交換可能に装着され前記ワークを保持するためのエンドエフェクタの提供方法であって、前記ワークおよび前記作業の情報に基づいて設定された前記エンドエフェクタの設計基準を満たす３次元データを生成または取得するステップと、前記３次元データに基づいて前記エンドエフェクタの造形品を３次元造形装置により造形するステップと、を含むことを要旨とする。このエンドエフェクタの提供方法では、上述したエンドエフェクタの提供システムと同様に、エンドエフェクタの製造期間を大幅に短縮して作業装置の使用者に迅速に提供することができる。また、新たなワークや新たな作業に対して適切なエンドエフェクタを提供することができる。なお、このエンドエフェクタの提供方法において、エンドエフェクタの提供システムの各機能を実現するようなステップを追加してもよい。
   本発明は、エンドエフェクタの製造産業などに利用可能である。
　１０　事業者システム、１８　ネットワーク、１９，４９　ＬＡＮ、２０　提供管理装置、２２　設定処理部、２４　３Ｄデータ生成部、２６　作業ＤＢ、３０　３Ｄプリンタ、３２　造形ステージ、３４　ヘッド、３６　移動機構、３８，５８　制御部、４０　顧客システム、４２　作業管理装置、５０　作業システム、５１　作業台、５２　ワーク供給装置、５２ａ　コンベアベルト、５４　トレイ搬送装置、６０　ロボット、６２　ロボットアーム、６８　カメラ、Ｅ，Ｅ１＊，Ｅ２＊　エンドエフェクタ、Ｔ　トレイ、Ｗ　ワーク。

Claims (5)

  1. 　ワークに対する作業を行う作業装置に交換可能に装着され前記ワークを保持するためのエンドエフェクタを提供する提供システムであって、
    　３次元データに基づいて材料を積層することで３次元造形を行う３次元造形装置と、
    　前記ワークおよび前記作業の情報に基づいて設定された前記エンドエフェクタの設計基準を満たす３次元データを生成または取得し、前記３次元データに基づいて前記エンドエフェクタの造形品を造形するように前記３次元造形装置を制御する処理制御部と、
    　を備えるエンドエフェクタの提供システム。
  2. 　請求項１に記載のエンドエフェクタの提供システムであって、
    　前記処理制御部は、新規な前記エンドエフェクタの提供が要求された場合に、前記エンドエフェクタの金型成形品の製造に先立つ試作品として前記エンドエフェクタの造形品を造形するように前記３次元造形装置を制御する
    　エンドエフェクタの提供システム。
  3. 　請求項１または２に記載のエンドエフェクタの提供システムであって、
    　前記エンドエフェクタの造形品による前記ワークの保持に関する評価を取得する評価取得部を備える
    　エンドエフェクタの提供システム。
  4. 　請求項３に記載のエンドエフェクタの提供システムであって、
    　前記処理制御部は、前記評価として良好でない旨の評価が取得された場合、該評価の結果を反映するように修正された前記３次元データを生成または取得し、修正された前記３次元データに基づいて前記エンドエフェクタの造形品を再度造形するように前記３次元造形装置を制御する
    　エンドエフェクタの提供システム。
  5. 　ワークに対する作業を行う作業装置に交換可能に装着され前記ワークを保持するためのエンドエフェクタの提供方法であって、
    　前記ワークおよび前記作業の情報に基づいて設定された前記エンドエフェクタの設計基準を満たす３次元データを生成または取得するステップと、
    　前記３次元データに基づいて前記エンドエフェクタの造形品を３次元造形装置により造形するステップと、
    　を含むエンドエフェクタの提供方法。
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