(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】
(24)【登録日】2024-10-22
(45)【発行日】2024-10-30
(54)【発明の名称】エンドエフェクタの提供システムおよび提供方法
(51)【国際特許分類】
B25J 15/04 20060101AFI20241023BHJP
B29C 64/386 20170101ALI20241023BHJP
B29C 64/393 20170101ALI20241023BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20241023BHJP
B33Y 50/00 20150101ALI20241023BHJP
B33Y 50/02 20150101ALI20241023BHJP
B33Y 80/00 20150101ALI20241023BHJP
【ＦＩ】
B25J15/04 A
B29C64/386
B29C64/393
B33Y10/00
B33Y50/00
B33Y50/02
B33Y80/00
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020550994
(86)(22)【出願日】2018-10-03
(86)【国際出願番号】 JP2018036974
(87)【国際公開番号】W WO2020070813
(87)【国際公開日】2020-04-09
【審査請求日】2021-03-17
【審判番号】
【審判請求日】2023-04-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000237271
【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ
(74)【代理人】
【識別番号】110000017
【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】東田 明洋
(72)【発明者】
【氏名】天野 雅史
【合議体】
【審判長】刈間 宏信
【審判官】田々井 正吾
【審判官】堀内 亮吾
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－３１２４２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１７８３７７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－０２８８７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】“製造現場のさまざまなプロセスで活用される３Ｄプリンタ－－産業用ロボット大手ＫＵＫＡ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、２０１８年４月２８日、ＺＤＮｅｔ Ｊａｐａｎ、［２０１８年１１月１５日検索］、インターネット、＜ｈｔｔｐｓ：／／ｊａｐａｎ．ｚｄｎｅｔ．ｃｏｍ／ａｒｔｉｃｌｅ／３５１１７１２６／＞及び＜ｈｔｔｐｓ：／／ｊａｐａｎ．ｚｄｎｅｔ．ｃｏｍ／ａｒｔｉｃｌｅ／３５１１７１２６／２／＞
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
B25J 15/00 - 15/12
B29C 64/00 - 64/40
B33Y 10/00
B33Y 50/00 - 50/02
B33Y 80/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
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と、
を備え、
前記処理制御部は、前記エンドエフェクタの提供要求がされた場合、該提供要求が新規の要求か即納の要求か再造形の要求のいずれかであれば、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し、前記提供要求が新規の要求か即納の要求か再造形の要求のいずれでもなく正規品の要求であれば、前記エンドエフェクタの金型成形の手配処理を行い、
前記評価取得部は、前記エンドエフェクタの評価結果として、良好でない旨の評価結果は前記エンドエフェクタの再造形の要求と共に送信されるものを取得し、良好である旨の評価結果は前記エンドエフェクタの正規品の要求と共に送信されるものを取得し、
さらに、前記処理制御部は、良好でない旨の評価結果が取得された場合、該評価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造形するように前記３次元造形装置を制御し、良好である旨の評価結果が取得された場合、前記設計基準と前記３次元データとを確定し、前記エンドエフェクタの正規品が納入されるまで前記エンドエフェクタの造形品を用いた前記作業の継続を許容する、
エンドエフェクタの提供システム。
【請求項2】
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、（ａ）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、
（ｂ）前記３次元データに基づいて材料を積層することで前記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ステップと、
（ｃ）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ステップと、
を含み、
前記ステップ（ｂ）では、前記エンドエフェクタの提供要求がされた場合、該提供要求が新規の要求か即納の要求か再造形の要求のいずれかであれば、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し、
（ｄ）前記提供要求が新規の要求か即納の要求か再造形の要求のいずれでもなく正規品の要求であれば、前記エンドエフェクタの金型成形の手配処理を行うステップ、をさらに含み、
前記ステップ（ｃ）では、前記エンドエフェクタの評価結果として、良好でない旨の評価結果は前記エンドエフェクタの再造形の要求と共に送信されるものを取得し、良好である旨の評価結果は前記エンドエフェクタの正規品の要求と共に送信されるものを取得し、
さらに、前記ステップ（ｂ）では、良好でない旨の評価結果が取得された場合、該評価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造形するように前記３次元造形装置を制御し、
（ｅ）良好である旨の評価結果が取得された場合、前記設計基準と前記３次元データとを確定し、前記エンドエフェクタの正規品が納入されるまで前記エンドエフェクタの造形品を用いた前記作業の継続を許容するステップ、をさらに含む、
エンドエフェクタの提供方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】ＷＯ２０１５／１７８３７７Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
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。
【0005】
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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】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。
【図2】作業システム５０の構成の概略を示す構成図。
【図3】エンドエフェクタＥの一例を示す説明図。
【図4】提供管理装置２０が有する作業ＤＢ２６の一例を示す説明図。
【図5】提供対応処理の一例を示すフローチャート。
【図6】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。
【図7】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。
【図8】評価対応処理の一例を示すフローチャート。
【図9】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。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【産業上の利用可能性】
【0049】
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。
【符号の説明】
【0050】
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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】