特許 6026897 作業方法及び作業装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6026897

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】作業方法及び作業装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/00 20060101AFI20161107BHJP

【ＦＩ】

   B25J13/00 A

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-11835(P2013-11835)

(22)【出願日】2013年1月25日

(65)【公開番号】特開2014-140944(P2014-140944A)

(43)【公開日】2014年8月7日

【審査請求日】2015年11月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】重松 徳昭

(72)【発明者】

【氏名】赤見 和紀

(72)【発明者】

【氏名】松田 祥士

(72)【発明者】

【氏名】青木 裕志

(72)【発明者】

【氏名】金安 健策

(72)【発明者】

【氏名】柴田 薫

(72)【発明者】

【氏名】伊賀上 光隆

【審査官】 中田 善邦

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−１１１８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０２２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３６２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−２２３８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１５８７０９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ１／００−２１／０２，

Ｂ２３Ｐ２１／００，

Ｂ６２Ｄ６５／００，６５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業装置が備える第１制御部及び第２制御部の制御により、搬送装置により搬送される作業対象物に対し前記作業装置が作業を施す作業方法において、
第１制御部が、前記搬送装置と機械的に連結することなく前記作業装置を前記作業対象物と同期移動させる同期工程と、
第２制御部が、前記作業装置を制御して同期搬送中の前記作業対象物に対して作業を施す作業工程と、
前記第１制御部又は前記第２制御部のいずれかに異常が生じた場合に、正常な前記第１制御部又は前記第２制御部が、前記搬送装置に対して搬送を停止させる信号を供給するとともに、前記搬送装置の停止に伴い前記作業対象物に生じる振動を前記作業装置に再現させる異常時制御工程と、
を含むことを特徴とする作業方法。

【請求項2】

前記作業装置は、所定範囲で移動する移動部と、当該移動部に設置された作業部と、を含み、
前記異常時制御工程では、前記移動部又は前記作業部を制御し、前記作業対象物に生じる振動を前記作業装置に再現させる、請求項１に記載の作業方法。

【請求項3】

搬送装置により搬送される作業対象物に対し作業を施す作業装置において、
前記搬送装置と機械的に連結することなく前記作業装置を前記作業対象物と同期移動させる第１制御部と、前記作業装置を制御して同期搬送中の前記作業対象物に対して作業を施す第２制御部と、を備え、
前記第１制御部又は前記第２制御部は、他方に異常が生じた場合に、前記搬送装置に対して搬送を停止させる信号を供給するとともに、前記搬送装置の停止に伴い前記作業対象物に生じる振動を前記作業装置に再現させることを特徴とする作業装置。

【請求項4】

前記作業装置は、所定範囲で移動する移動部と、当該移動部に設置された作業部と、を含み、
前記第１制御部又は前記第２制御部は、前記移動部又は前記作業部を制御し、前記作業対象物に生じる振動を前記作業装置に再現させる、請求項３に記載の作業装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークに対する作業をワーク搬送中に行う作業方法及び作業装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等を代表とする工業製品は、コンベア等の搬送装置を用いて搬送されるワークに対して作業用ロボットが組み付け、塗装等の各種作業を順次行うことで製造される。従来、このような製造工程では、各種作業を適切に行うために作業用ロボットの近傍でワークの搬送を停止することが一般的であったが、近年では作業効率の観点からワークの搬送を止めることなくワークに対し作業する試みが注目されている。

【0003】

ワークの搬送を止めない場合、作業用ロボットとワークとの間の搬送方向の相対的な位置関係を一定にする必要がある。そこで、特許文献１のように、作業用ロボットをワークの搬送と同期させて移動させることで、両者の相対的な位置関係を保ちつつ作業用ロボットによるワークへの作業を可能にする同期搬送装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４２０２９５３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、搬送装置でワークを搬送する場合、ワークには一定の振動が生じてしまうが、特許文献１ではワークに生じた振動を考慮しておらず、更なる工夫の余地があった。特に、搬送装置が停止した場合には、ワークには通常生じる振動とは異なる大きな振動が生じてしまいワーク及び作業用ロボットを破損してしまうおそれがあった。

【0006】

本発明は、このような要求に鑑みてなされたものであり、搬送中のワークに対して作業を行う作業方法及び作業装置に関し、特に、搬送装置の停止に伴うワーク及び作業用ロボットの破損を防止可能な作業方法及び作業装置を提供することを目的とする。なお、搬送装置の停止としては、搬送路に異常が生じた場合における停止のほか、作業装置に異常が生じることにより搬送装置も併せて停止する場合がある。本発明は、特に、作業装置に異常が生じた場合の搬送装置の停止に伴うワーク及び作業用ロボットの破損防止を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため本発明は、作業装置（例えば、後述の作業装置１、ロボット１３１）が備える第１制御部（例えば、後述の第１制御部１５Ａ）及び第２制御部（例えば、後述の第２制御部１５Ｂ）の制御により、搬送装置（例えば、後述のワーク搬送装置２）により搬送される作業対象物（例えば、後述のワークＷ）に対し前記作業装置が作業を施す作業方法において、第１制御部が、前記搬送装置と機械的に連結することなく前記作業装置を前記作業対象物と同期移動させる同期工程（例えば、後述の同期制御）と、第２制御部が、前記作業装置を制御して同期搬送中の前記作業対象物に対して作業を施す作業工程と、前記第１制御部又は前記第２制御部のいずれかに異常が生じた場合に、正常な前記第１制御部又は前記第２制御部が、前記搬送装置に対して搬送を停止させる信号を供給するとともに、前記搬送装置の停止に伴い前記作業対象物に生じる振動を前記作業装置に再現させる異常時制御工程（例えば、後述の異常時制御）と、を含む。

【0008】

このような本発明に係る作業方法では、作業装置が備える第１制御部及び第２制御部のいずれか一方に異常が発生し搬送装置が停止しても、正常な制御部が、搬送装置の停止に伴い作業対象物に生じる振動を搬送装置と機械的に連結されていない作業装置に再現させる。これにより、当該振動に伴い作業対象物と作業装置とに生じるずれを除外することができ、作業対象物及び作業装置の破損を防止することができ、作業性を向上させることができる。

【0009】

また、本発明に係る作業工程では、前記作業装置は、所定範囲で移動する移動部（例えば、後述の移動部１１）と、当該移動部に設置された作業部（例えば、後述の作業部１３）と、を含み、前記異常時制御工程では、前記移動部又は前記作業部を制御し、前記作業対象物に生じる振動を前記作業装置に再現させる。
ここで、搬送装置の停止に伴い作業対象物に生じる振動は、搬送方向に沿った振動であるため、移動部及び作業部を制御することで適切に除外することができ、結果、作業対象物及び作業装置の破損を防止することができる。

【0010】

また、搬送装置（例えば、後述のワーク搬送装置２）により搬送される作業対象物（例えば、後述のワークＷ）に対し作業を施す作業装置（例えば、後述の作業装置１、ロボット１３１）において、前記搬送装置と機械的に連結することなく前記作業装置を前記作業対象物と同期移動させる第１制御部（例えば、後述の第１制御部１５Ａ）と、前記作業装置を制御して同期搬送中の前記作業対象物に対して作業を施す第２制御部（例えば、後述の第２制御部１５Ｂ）と、を備え、前記第１制御部又は前記第２制御部は、他方に異常が生じた場合に、前記搬送装置に対して搬送を停止させる信号を供給するとともに、前記搬送装置の停止に伴い前記作業対象物に生じる振動を前記作業装置に再現させることを特徴とする。

【0011】

また、前記作業装置は、所定範囲で移動する移動部（例えば、後述の移動部１１）と、当該移動部に設置された作業部（例えば、後述の作業部１３）と、を含み、前記第１制御部又は前記第２制御部は、前記移動部又は前記作業部を制御し、前記作業対象物に生じる振動を前記作業装置に再現させる。

【0012】

この作業装置によれば、上記の作業方法の発明と同様の効果がある。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、搬送装置の停止に伴うワーク及び作業用ロボットの破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】搬送システムの機能構成を示す機能ブロック図である。

【図2】搬送システムを模式的に示す模式図である。

【図3】記憶部に記憶されるデータテーブルを示す図である。

【図4】搬送されるワークに生じた振動と作業部に再現させた振動との関係を示す図である。

【図5】搬送システムの側面図である。

【図6】搬送システムの平面図である。

【図7】搬送システムを構成する作業装置の側面図である。

【図8】搬送システムを構成する作業装置の背面図である。

【図9】搬送システムの動作の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は、符号の向きに見るものとする。

【0016】

［搬送システム３０の概略］
初めに、図１及び図２を参照して、本発明を実施する搬送システム３０の概略について説明する。図１は、搬送システム３０の機能構成を示す機能ブロック図であり、図２は、搬送システム３０を模式的に示す模式図である。

【0017】

図１を参照して、搬送システム３０は、ワークＷに対する作業を行う作業装置１と、ワークＷを搬送するワーク搬送装置２と、を含んで構成される。
なお、以下に説明するように、本実施形態では、ワークＷとして塗装工程が終了した自動車の車体を用い、ワーク搬送装置２としてワークＷを上方から吊るして搬送するオーバーヘッドコンベアを用いることとしている。このとき、作業装置１は、ワーク搬送装置２が搬送するワークＷから塗装のために仮付けしておいたドアを取り外す作業を行う。勿論、ワークＷ、ワーク搬送装置２及び／又はワークに対する作業の内容は、一例に過ぎずこれに限られるものではない。

【0018】

図１に示すように作業装置１は、移動部１１と、第１振動検出部１２と、作業部１３と、第２振動検出部１４と、制御部１５と、記憶部１６と、を含んで構成され、ワーク搬送装置２が搬送中のワークＷに対して所定の作業を行う。

【0019】

移動部１１は、制御部１５の制御に従い、ワークＷの搬送方向に沿って移動する。このとき、移動部１１は、ワークＷの搬送速度と同速度でワークＷの搬送方向に沿って移動、即ちワーク搬送装置２により搬送されるワークＷと同期して移動する。特に、移動部１１は、同期に際してワーク搬送装置２及びワークＷと接触することなく非接触の状態で、即ち同期のためにワーク搬送装置２及びワークＷと機械的に連結することなくワークＷと同期して移動する。
図２を参照して、移動部１１は、例えば、ワークＷの搬送方向に平行して設けられたレール１１２ａ，１１２ｂ（図４等参照、以下、夫々を区別しない場合「レール１１２」と呼ぶ）を移動する台車１１１ａ，１１１ｂである。なお、本実施形態では、ワークＷ（車体）からドアを取り外す作業を行うため、ワークＷの両側に２つの台車１１１ａ，１１１ｂ（以下、夫々を区別しない場合「台車１１１」と呼ぶ）を用いることとしている。

【0020】

第１振動検出部１２は、ワーク搬送装置２の搬送に伴いワークＷに生じた振動を検出する。一例として、第１振動検出部１２は、ワークＷの任意の点の位置情報を検出するセンサ装置であり、制御部１５と協働することで検出した位置情報の変化からワークＷに生じた振動を検出する。
ここで、図２に示すように本実施形態ではワークＷの底面の任意の位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３（例えば、底面に設けられた溶接用穴部近傍の３箇所）の位置情報から底面中央部である位置Ｐの位置情報及び振動を検出する。そこで、本実施形態では、台車１１１の上面にセンサ装置１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ（以下、夫々を区別しない場合「センサ装置１２１」と呼ぶ）を設置し、台車１１１と同期して移動するワークＷの下方から位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３（以下、夫々を区別しない場合「位置Ｐｎ」と呼ぶ）の位置情報を検出することとしている。一例として、台車１１１ａには、搬送方向下流側の任意の位置に位置Ｐ１の位置情報を検出するセンサ装置１２１ａを設置し、台車１１１ｂには、搬送方向下流側の任意の位置に位置Ｐ２の位置情報を検出するセンサ装置１２１ｂ、搬送方向上流側の任意の位置に位置Ｐ３の位置情報を検出するセンサ装置１２１ｃを設置することとしている。
なお、ワークＷに生じた振動を除外し作業を行うためには、３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）の位置情報を検出することが好ましい。そのため、本実施形態では、センサ装置１２１として、位置ＰｎのＺ軸（垂直方向）の位置情報を検知するレーザー変位計、及び位置ＰｎのＸ，Ｙ軸（水平面）の位置情報を検知する２Ｄリアルタイムカメラを用いることとしている。

【0021】

作業部１３は、多関節マニピュレータにより構成される作業ロボットであり、制御部１５の制御の下、ワークＷに対して所定の作業を行う。また、作業部１３は、移動部１１の上面に設置され、移動部１１の移動に伴いワークＷと同期して搬送方向に移動する。
ここで、図２に示すように本実施形態では、作業部１３はワークＷからドアを取り外す作業を行うため、ワークＷの片側に２つずつ計４つのロボット１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄを設置することとしている。即ち、台車１１１ａには、ロボット１３１ａ，１３１ｂが設置され、台車１１１ｂには、ロボット１３１ｃ，１３１ｄが設置される。なお、以下では、夫々を区別しない場合には単に「ロボット１３１」と呼ぶ。

【0022】

第２振動検出部１４は、作業部１３に生じた振動を検出する。一例として、第２振動検出部１４は、作業部１３の位置情報を検出するセンサ装置であり、制御部１５と協働することで検出した位置情報の変化から作業部１３の先端に生じた振動を検出する。
ここで、本実施形態では、作業部１３の位置情報を超音波方式で検出することとしている。なお、超音波方式とは、発信装置から発信された超音波を複数（３個以上）の受信装置で受信し、夫々の受信装置までの超音波の到達時間の違いを利用して三点測量により位置情報を検出する方式である。そこで、図２に示すように、本実施形態の第２振動検出部１４は、ロボット１３１夫々に設置され超音波を発信する超音波発信装置１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄと、搬送経路に沿った任意の位置に設置され超音波を受信する超音波受信装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄと、を含んで構成されることとしている。なお、以下、夫々を区別しない場合「超音波発信装置１４１」「超音波受信装置１４２」と呼ぶ。このとき、超音波受信装置１４２の夫々は３個の受信部を備え、対応する超音波発信装置１４１から発信された超音波を３個の受信部で受信することで、超音波発信装置１４１の位置情報を検出する。即ち、超音波受信装置１４２ａは超音波発信装置１４１ａの位置情報を検出し、超音波受信装置１４２ｂは超音波発信装置１４１ｂの位置情報を検出し、超音波受信装置１４２ｃは超音波発信装置１４１ｃの位置情報を検出し、超音波受信装置１４２ｄは超音波発信装置１４１ｄの位置情報を検出する。なお、本発明ではワークＷに生じた振動をロボット１３１に再現させることで、ワークＷに生じた振動を除外し、搬送中のワークＷに対するロボット１３１による作業を可能にしている。そのため、超音波発信装置１４１は、ロボット１３１のうち、ワークＷに対して作業を行う部分、例えばワークＷを把持する把持部やワークＷのボルトを緩め／締めするボルト操作部等（以下「作業部分」と呼ぶ）の近傍、好適にはロボット１３１の先端に設置することが好ましい。また、ロボット１３１が複数の作業部分を備える場合には、当該複数の作業部分の夫々の近傍に超音波発信装置１４１を備えることが好ましい。

【0023】

制御部１５は、作業装置１を統括的に制御するコントロールユニットであり、一例として、制御部１５は、搬送方向に沿って作業装置１を移動するように移動部１１を制御し、また、ワークＷに対して所定の作業を行うように作業部１３を制御する。なお、本実施形態では、制御部１５として、第１制御部１５Ａと第２制御部１５Ｂと並列的に設け、基本的に第１制御部１５Ａが移動部１１を制御し、第２制御部１５Ｂが作業部１３を制御することとしている。
具体的には、第１制御部１５Ａは、移動部１１を制御し後述の同期制御を実行する。また、第２制御部１５Ｂは、作業部１３を制御しワークＷに対して作業を施すとともに、後述の振動予測制御、及び振動再現制御を実行する。また、第１制御部１５Ａ及び第２制御部１５Ｂは、いずれかに異常が生じた場合に後述の異常時制御を実行する。なお、異常時制御では、第１制御部１５Ａが作業部１３を制御することがあり、また、第２制御部１５Ｂが移動部１１を制御することがある。このような異常時制御のため、第１制御部１５Ａ及び第２制御部１５Ｂは、異常が生じたか否かを互いに監視することとする。

【0024】

ここで、同期制御とは、ワーク搬送装置２により搬送されるワークＷと同期して移動部１１を移動させる制御をいう。同期制御の方法としては適宜好適な方法を利用することができるが、本実施形態では、ワーク搬送装置２に図示しないエンコーダを設け、このエンコーダからの信号に基づいて移動部１１を制御することで同期制御を行うこととしている。

【0025】

また、振動予測制御とは、ワーク搬送装置２により搬送されるワークＷに生じた振動を予測する制御をいう。ワーク搬送装置２により搬送されるワークＷには、一定の周期性を持った振動が生じている。そこで、制御部１５は、第１振動検出部１２が検出した所定期間の振動から以後ワークＷに発生する振動を予測する。なお、所定期間は、ワークＷの振動の予測が可能な期間であればよく、適宜任意の期間を設定することができる。また、振動の予測後に第１振動検出部１２が検出した振動を用いて、振動予測制御で予測した振動を補正することとしてもよい。以下、振動予測制御で予測したワークＷの振動を「予測振動パターン」と呼ぶ。

【0026】

また、振動再現制御とは、作業部１３に対して、より詳細には作業部１３としてのロボット１３１の作業部分に対して予測振動パターンに応じた振動を再現させる制御をいう。なお、作業部１３は、移動部１１により搬送方向に移動しているため、ワーク搬送装置２により搬送されるワークＷとは異なる振動が生じる可能性があり、その結果、作業部１３にワークＷの振動を再現しようとしても、作業部１３には予測振動パターンと異なる振動が生じる可能性がある。そこで、本実施形態では、振動再現制御を、振動実行制御及び振動調整制御の２段階で行うこととしている。
なお、振動実行制御とは、作業部１３を予測振動パターンに応じて振動させる制御をいう。具体的には、制御部１５は、作業部１３に対して予測振動パターンと適合する制御信号を供給し、作業部１３としてのロボット１３１の作業部分が予測した振動で振動するように制御する。
また、振動調整制御とは、振動実行制御により作業部１３に生じた振動と、振動予測制御により予測した振動との間の相違を調整する制御である。具体的には、制御部１５は、第２振動検出部１４と協働して振動実行制御中に作業部１３に生じた振動を検出し、検出した振動と予測振動パターンとを比較し、両者が一致しない場合に予測振動パターンと一致するように作業部１３の振動を調整する。

【0027】

また、異常時制御とは、第１制御部１５Ａ及び第２制御部１５Ｂのいずれかに異常が生じた場合に、異常のない制御部が異常の生じた制御部に代わりワークＷに生じる振動を作業部１３に再現させる制御をいう。本実施形態では、第１制御部１５Ａ及び第２制御部１５Ｂのいずれかに異常が生じた場合に、ワーク搬送装置２及び移動部１１を停止する。即ち、同期制御に関係のない第２制御部１５Ｂに異常が生じた場合であっても、同期制御を行う第１制御部１５Ａに異常が生じた場合であっても、移動部１１は停止し、またワーク搬送装置２も停止する。
ここで、ワーク搬送装置２が停止した場合、搬送されていたワークＷには慣性による振動（以下、「異常時振動」と呼ぶ）が発生する。このような異常時振動を適切に再現しなければ、ワークＷや作業部１３の関節部分等が破損してしまうため、第１制御部１５Ａ又は第２制御部１５Ｂの異常発生時に、正常な第１制御部１５Ａ又は第２制御部１５Ｂが異常時振動を再現する。具体的には、ワーク搬送装置２を停止した際に生じる異常時振動の波形を後述の記憶部１６に予め記憶しておき、第１制御部１５Ａ又は第２制御部１５Ｂに異常が生じた場合に、正常な第１制御部１５Ａ又は第２制御部１５Ｂは、記憶部１６からこの異常時振動の波形を読み出し、作業部１３に異常時振動を再現させる。なお、異常時振動は慣性により生じる進行方向前後の振動であるため、作業部１３に対する異常時振動の再現は、作業部１３を制御することにより行うこととしてもよく、移動部１１を進行方向前後に移動させることにより行うこととしてもよく、また、作業部１３及び移動部１１の両方を制御することにより行うこととしてもよい。また、作業部１３を制御する場合には、必要に応じて作業部１３に実際に生じた振動に基づくフィードバックを行うこととしてもよい。即ち、正常な第１制御部１５Ａ又は第２制御部１５Ｂは、第２振動検出部１４と協働して作業部１３に生じた振動を検出し、記憶部１６に記憶された異常時振動の波形と一致するように作業部１３の振動を調整することとしてもよい。

【0028】

記憶部１６は、異常発生時のワーク搬送装置２の停止に伴いワークＷに生じる異常時振動を記憶する。図３に記憶部１６の一例を示すデータテーブルを示す。異常時振動は、搬送しているワークＷの種別や搬送路の種別により異なるため、記憶部１６は、ワーク種別や搬送路種別に対応付けて異常時振動を記憶する。もちろん、記憶部１６は、異常時振動が異なる可能性のあるその他の情報も併せて記憶することとしてもよい。

【0029】

［異常時制御の詳細］
続いて、図４を参照して、異常時制御の詳細について説明する。図４は、搬送されるワークＷに生じた振動と作業部１３に再現させた振動との関係を示す図であり、図４最上段にワークＷに生じた振動を示し、図４の２段目に第２制御部１５Ｂの制御による作業部１３の振動を示し、図４の３段目に第１制御部１５Ａの制御による作業部１３の振動を示し、図４最下段に作業部１３に実際に生じた振動（２段目と３段目との合成）を示す。
図４では、時間ｔ１のタイミングで第２制御部１５Ｂに異常が発生し、第２制御部１５Ｂの動作が停止したものとする。なお、本実施形態では、第２制御部１５Ｂに異常が発生した場合についてのみ説明するが、第１制御部１５Ａに異常が発生した場合も基本的に同様である。

【0030】

時間ｔ０〜時間ｔ１において、第１制御部１５Ａの制御により移動部１１がワークＷと同期して移動している。このとき、作業部１３は、第２制御部１５Ｂの制御（振動再現制御）により振動し（２段目）、結果、最下段に示すように作業部１３には、最上段に示すワークＷの振動と近似する振動が生じている。

【0031】

時間ｔ１において、第２制御部１５Ｂに異常が発生すると、第２制御部１５Ｂの異常発生が第１制御部１５Ａ及びワーク搬送装置２に通知され、移動部１１及びワーク搬送装置２が停止する。この停止に伴い、最上段に示すようにワークＷには、慣性による異常時振動が生じることになる。このとき、発生した異常により第２制御部１５Ｂの動作が停止しているため、第２制御部１５Ｂは異常時振動を再現することができない。
そこで、正常な第１制御部１５Ａが予め記憶部１６に設定しておいた異常時振動（詳細には、異常時振動を再現させるデータ）を読み出し、作業部１３又は移動部１１を制御することで、作業部１３に異常時振動を再現する。これにより、第１制御部１５Ａ又は第２制御部１５Ｂに異常が発生した場合に、ワーク搬送装置２の停止に伴うワークＷの異常時振動を作業部１３に再現させることができ、ワークＷや作業部１３の破損を防止することができる。

【0032】

［搬送システム３０の具体的構成］
続いて、本発明を実施する搬送システム３０の一実施形態を、図５〜図８を参照して説明する。図５は搬送システム３０の側面図であり、図６は搬送システム３０の平面図である。また、図７は搬送システム３０を構成する作業装置１の側面図であり、図８は作業装置１の背面図である。

【0033】

図５及び図６を参照して、搬送システム３０は、ワークＷに対する作業を行う作業装置１と、ワークＷを搬送するワーク搬送装置２と、を含んで構成される。図中Ａ−Ｂ地点間は、ワークＷに対して作業を行うステーションを示している。

【0034】

ワーク搬送装置２は、自動車の車体（ワークＷ）の製造ラインの一部を構成するものであり、本実施形態ではオーバーヘッドコンベアである。具体的には、ワーク搬送装置２は、搬送経路に沿って設けられた支持レール２１と、支持レール２１に吊り下げられて移動するハンガ２２と、を含んで構成される。また、支持レール２１には、図示しないチェーンが設けられており、当該チェーンが支持レール２１に案内されて移動することで、ハンガ２２が牽引される。

【0035】

図６に示すように、作業装置１は、前述の移動部１１としての台車１１１及びレール１１２を含んで構成される。レール１１２は、ワークＷの搬送経路に沿って設けられ、台車１１１の移動を規制する。また、台車１１１は、図示せぬモータを備え、制御部１５から供給されるパルス信号に従いレール１１２上をＡ地点からＢ地点まで移動する。具体的には、台車１１１は、Ａ地点からワークＷとの同期を開始し、Ｂ地点まで移動する。その後、Ｂ地点に到着すると当該ワークＷとの同期を解除し、Ａ地点まで移動し、次のワークＷとの同期を開始する。なお、図５及び図６では、前後のワークＷの間隔及びＡ−Ｂ地点間の距離を説明の都合上適宜簡略化して図示している。

【0036】

また、Ａ−Ｂ地点間の所定の位置には、前述の第２振動検出部１４の一部を構成する超音波受信装置１４２が設置されている。超音波受信装置１４２の夫々は、ロボット１３１の作業部分に取り付けられた超音波発信装置１４１（図７参照）から発信された超音波を３箇所の受信部で受信し、当該作業部分の位置情報を取得する。

【0037】

また、図７及び図８に示すように、台車１１１の上面には、前述の第１振動検出部１２としてのセンサ装置１２１、前述の作業部１３としてのロボット１３１、及び前述の制御部１５としてのコントロールユニット１５１が設置されている。

【0038】

センサ装置１２１は、台車１１１の上面のうちワークＷの下方の位置に設置され、ワークＷの底面の任意の位置Ｐｎの位置情報を取得する。例えば、センサ装置１２１は、上方に向けて所定のレーザー光を照射することでワークＷの底面までの距離を測定し、また、センサ装置１２１は、ワークＷの底面の任意の位置Ｐｎを観測することで位置Ｐｎの水平方向の移動量を測定する。そして、センサ装置１２１は、このワークＷの底面までの距離及び水平方向の移動量から位置Ｐｎの３軸方向、即ち３次元上の位置情報を取得する。

【0039】

ロボット１３１は、台車１１１の上面に設置され、台車１１１と同期搬送中のワークＷに対して側面から所定の作業を行う作業ロボットである。また、ロボット１３１は、複数の関節が独立して回転動作する多関節マニピュレータにより構成される作業ロボットであり、先端の任意の位置に超音波発信装置１４１を備える。なお、先端の任意の位置とは、ワークＷに対して作業を行う作業部分の近傍であり、当該作業部分による作業の妨げにならない位置である。
この超音波発信装置１４１は、超音波受信装置１４２とともに前述の第２振動検出部１４を構成するものであり、対応する超音波受信装置１４２に対して超音波を発信することで、超音波発信装置１４１が設置された部分の位置情報及び位置情報の変化（即ち、振動）を検出可能に構成される。

【0040】

コントロールユニット１５１は、第１制御部１５Ａとしてのコントロールユニット１５１Ａと、第２制御部１５Ｂとしてのコントロールユニット１５１Ｂと、により構成され、作業装置１を統括的に制御する。
具体的には、コントロールユニット１５１Ａは、ワーク搬送装置２に設けられた図示せぬエンコーダからの信号に基づいてワークＷを吊るしたハンガ２２の位置情報を特定し、この位置情報に基づいて前述の同期制御、即ちワークＷと同期して移動するように台車１１１の移動を制御する。また、コントロールユニット１５１Ｂは、センサ装置１２１が所定期間にわたりワークＷの振動を検出すると、検出した所定期間の振動に基づいて前述の振動予測制御、即ち以後ワークＷに生じる予測振動パターンを予測する。また、コントロールユニット１５１Ｂは、振動予測制御で予測した予測振動パターンに基づいて振動再現制御、即ちワークＷの予測振動パターンと一致するようにロボット１３１を振動させる。このとき、コントロールユニット１５１Ｂは、超音波発信装置１４１及び超音波受信装置１４２と協働してロボット１３１の振動を測定しておき、ロボット１３１の振動が予測振動パターンと異なる場合には、一致するようにロボット１３１の振動を調整する。また、コントロールユニット１５１Ａ，Ｂは、コントロールユニット１５１Ａ，Ｂのいずれかに異常が発生した場合に、予め記憶された異常時振動の波形を読み出し前述の異常時制御、即ちワークＷに発生する異常時振動と一致するようにロボット１３１を振動させる。

【0041】

［搬送システム３０の動作］
続いて、図９を参照して、搬送システム３０の動作について説明する。図９は、搬送システム３０の動作の流れを示すフローチャートである。

【0042】

ステップＳＴ１に示すように、第１制御部１５Ａ及び第２制御部１５Ｂとしてのコントロールユニット１５１Ａ，１５１Ｂは、互いを監視し他方に異常が生じたか否かを判定する。このとき、コントロールユニット１５１Ａ，１５１Ｂのいずれにも異常が生じていない場合には、処理をステップＳＴ２に移し、このステップＳＴ２において、コントロールユニット１５１Ａ，１５１Ｂは、通常時制御を実行する。即ち、コントロールユニット１５１Ａは、台車１１１を制御し、作業対象のワークＷと同期して移動させる同期制御を実行する。また、コントロールユニット１５１Ｂは、ロボット１３１を制御し、ワークＷに生じた振動を再現させつつ（振動予測制御及び振動再現制御）、ワークＷに対して所定の作業を施す。

【0043】

他方、コントロールユニット１５１Ａ，１５１Ｂのいずれかに異常が生じていた場合には、処理をステップＳＴ３に移し、このステップＳＴ３において、正常なコントロールユニット１５１Ａ，１５１Ｂは、ワーク搬送装置２に対して停止要求を行う。続いて、ステップＳＴ３において、正常なコントロールユニット１５１Ａ，１５１Ｂは、停止時制御を実行する。具体的には、正常なコントロールユニット１５１Ａ，１５１Ｂは、記憶部１６から予め記憶された異常時振動を再現させるためのデータを読み出し、このデータに従い台車１１１又は／及びロボット１３１を制御することで、ワーク搬送装置２の停止に伴いワークＷに生じる異常時振動をロボット１３１に再現させる。

【0044】

以上、本実施形態について説明した。このような搬送システム３０では、ワーク搬送装置２の停止に伴いワークＷに生じる異常時振動（より詳細には、異常時振動を再現するためのデータ、即ち台車１１１の制御データ又は／及びロボット１３１の制御データ）を予め記憶しておきロボット１３１に再現させる。これにより、コントロールユニット１５１Ａ，１５１Ｂのいずれかに異常が生じワーク搬送装置２が停止したとしても、ワーク搬送装置２と非接触の状態で同期移動するロボット１３１に異常時振動が再現され、異常時振動によるワークＷとロボット１３１とのずれを除外することができる。その結果、ワークＷ及びロボット１３１が破損することなく、作業性を向上させることができる。
また、異常時振動は搬送停止に伴い生じる慣性による振動であるため、搬送中に生じる振動と比べて大きな振動になるが、ロボット１３１だけでなく台車１１１も併せて制御することで、大きな異常時振動をロボット１３１に確実に再現することができ、結果、ワークＷ及びロボット１３１が破損することを防止できる。

【0045】

以上、本実施形態に係る搬送システム３０について説明した。なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

【0046】

例えば、上記実施形態では、移動部１１として台車１１１及びレール１１２を例にとって説明したが、移動部１１はこれに限られるものではなく、その他の構成により実現することとしてもよい。このとき、移動部１１は、ワークＷに対して作業を行う作業部１３、即ちロボット１３１の先端に設けられた作業部分が、搬送方向に沿ってワークＷと同期していれば足りる。即ち、移動部１１は、上記実施形態のように作業部１３が設置された台車１１１のように作業部１３自体を移動させる構成としてもよく、作業部１３自体は移動せずワークＷに対して作業を行う作業部分のみが移動する構成としてもよい。作業部分のみが移動する構成としては、任意の位置に固定的に設置され、所定の長さのアームを供える作業用ロボットが挙げられる。このような作業用ロボットは、自身は移動しないものの、アームを伸縮あるいは関節を屈伸することで作業部分をＡ−Ｂ地点間で移動可能に構成される。

【0047】

また、上記実施形態では、第１振動検出部１２は、ワークＷの底面の任意の３点（位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）から位置Ｐの位置情報を検出することとしているが、これに限られるものではなく、必要に応じて３点以上の位置から位置Ｐの位置情報を検出することとしてもよい。
また、第１振動検出部１２は、ワークＷに生じた振動を検出できれば足り、上記実施形態のようなセンサ装置１２１に限られず、他の構成により実現することとしてもよい。例えば、ワークＷをカメラ等の撮像装置により撮像し、撮像した動画像を解析することでワークＷに生じた振動を検出することとしてもよい。
また、例えば、ワークＷを搬送するハンガ２２に加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサ等の各種センサを取り付けることで、ハンガ２２の振動を検出し、当該ハンガ２２の振動をワークＷの振動として用いることとしてもよい。また、これら加速度センサ等の各種センサをワークＷ自身に取り付けることで、ワークＷに生じた振動を検出することとしてもよい。このような構成であっても既存の製造ラインに対する変更は最小限ですみ、既存設備を好適に利用することができる。

【0048】

また、第２振動検出部１４についても同様に、作業部１３の作業部分に生じた振動を検出できれば足り、上記実施形態のような超音波方式に限られるものではない。例えば、作業部１３の作業部分に加速度センサ等の各種センサを取り付けることで振動を検出することとしてもよく、また、作業部分をカメラ等で撮像し、動画像を解析することで振動を検出することとしてもよい。
また、第２振動検出部１４は、ワークＷに対して作業を行う作業部分の全てから振動を検出する必要はなく、作業の内容によって振動を検出しない、又は検出精度を異ならせることとしてもよい。例えば、ワークＷからドアを取り外す際に、ボルトを緩め／締めするボルト操作部等では高精度の振動の再現が要求される一方で、ドアを把持する把持部等ではそこまで高精度の振動の再現は要求されない。そこで、第２振動検出部１４は、作業の内容に応じて、作業部分の振動の検出方法を変えることとしてもよく、また、振動再現時の精度を変えることとしてもよい。

【符号の説明】

【0049】

１…作業装置
１１…移動部
１１１…台車
１１２…レール
１２…第１振動検出部
１２１…センサ装置
１３…作業部
１３１…ロボット
１４…第２振動検出部
１４１…超音波発信装置
１４２…超音波受信装置
１５…制御部
１５Ａ…第１制御部
１５Ｂ…第２制御部
１５１、１５１Ａ、１５１Ｂ…コントロールユニット
１６…記憶部
２…ワーク搬送装置
２１…支持レール
２２…ハンガ
３０…搬送システム
Ｗ…ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】