JP2010194698A - Production system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の生産機器を一連に並べてなる生産システムに係り、特に生産機器へのワークの供給を移動ロボットによって行うようにしたものに関する。 The present invention relates to a production system in which a plurality of production devices are arranged in series, and more particularly to a system in which a workpiece is supplied to a production device by a mobile robot.
生産ラインを構成する複数の生産機器間でのワークの搬送および各生産機器へのワークの受け渡しを人が行う場合、人の安全を確保するために、生産機器と人の移動エリアとの間には、所定の安全エリアが設けられ、生産機器の動作中、人の手などが安全エリア内へ侵入したとき、これを侵入検出センサが検出して生産機器を緊急停止させるようにしている。 When people transfer workpieces between multiple production devices that make up a production line and deliver workpieces to each production device, in order to ensure the safety of people, between production devices and people's movement areas Is provided with a predetermined safety area, and when a human hand or the like enters the safety area during operation of the production equipment, the intrusion detection sensor detects this to stop the production equipment urgently.
つまり、生産機器の動作領域内に不用意に人の手が入れられると、怪我をする恐れがある。しかし、生産機器は緊急停止信号が入力されても、直ちに動作を停止することはできず、慣性で若干の間、動作を継続する。そこで、生産機器の動作領域と人の移動エリアとの間に安全エリアを設置し、人の手が安全エリアに入ると、これを侵入検出センサが検出して緊急停止信号を出力し生産機器を緊急停止させる。このため、人の手が安全エリアを通過して動作領域内に侵入する時点では、生産機器は動作を停止しているから、人を怪我から守ることができるというものである。
これに対し、特許文献1には、ワークの搬送と生産機器へのワークの受け渡しを移動ロボットで行うことが開示されている(特許文献1)。
That is, if a person's hand is inadvertently placed in the operating area of the production equipment, there is a risk of injury. However, even if an emergency stop signal is input, the production device cannot immediately stop its operation and continues to operate for a while due to inertia. Therefore, a safety area is installed between the operation area of the production equipment and the person's movement area. When a human hand enters the safety area, the intrusion detection sensor detects this and outputs an emergency stop signal to Emergency stop. For this reason, when the human hand passes through the safety area and enters the operation area, the production equipment stops operating, so that the person can be protected from injury.
On the other hand,
人がワークの搬送と生産機器へのワークの受け渡しを行っていた生産システムにおいて、省力化を図るために、特許文献1のように、人を移動ロボットに置き換えることが考えられる。
しかしながら、人がワークの搬送と生産機器へのワークの受け渡しとを行っていた従来の生産システムにおいて、人を移動ロボットに置き換えたとしても、安全エリアは依然として必要である。なぜならば、人は移動ロボットの移動エリア内に自由に立ち入ることができるから、移動エリア内に立って不用意に生産機器の動作領域内に手を伸ばす場合があるので、この際に安全エリアが設けられていないと、生産機器の動作が完全に停止する前に、手が生産機器の動作領域内に入ってしまう恐れがあるからである。このため、移動ロボットにより生産機器へのワークの受け渡しを行う生産システムにあっても、移動ロボットの移動エリアと生産機器との間に安全エリアを設けねばならず、生産設備の設置床面積は変わらないまま、新たに移動ロボットの移動エリア面積が必要となり、占有床面積が広くなるという問題が未解決のまま残る。
In a production system in which a person transports a work and delivers a work to a production device, it is conceivable to replace a person with a mobile robot as in
However, even if a person is replaced with a mobile robot in a conventional production system in which a person carries a workpiece and delivers the workpiece to a production device, a safety area is still necessary. This is because people can freely enter the moving area of the mobile robot, so they may stand in the moving area and inadvertently reach into the operating area of the production equipment. This is because if it is not provided, the hand may enter the operation area of the production device before the operation of the production device is completely stopped. For this reason, even in a production system that transfers work to production equipment using a mobile robot, a safety area must be provided between the mobile robot's movement area and the production equipment, and the installation floor area of the production equipment will vary. The problem that a moving area area of the mobile robot is newly required and the occupied floor area becomes large remains unsolved.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、小型で設置床面積を小さくすることができる生産システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a production system that is small in size and can reduce the installation floor area.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、一連に並べられた複数の生産機器の動作領域に沿って移動エリアを設け、当該移動エリア内に移動ロボットを移動可能に配置し、そして、生産ラインおよび移動ラインの外周をカバーによって一括して覆う構成とした。この構成によれば、人はカバーの外側に立つことになるので、人体が不用意に生産機器の動作領域内に入ることはなく、生産機器と移動エリアとの間に従来の安全エリアが設けられていなくとも、人の手などが動作中にある生産機器に触れて怪我をするといった恐れがない。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明では、カバーに各生産機器に一対一の関係をもって開口部を設け、各開口部を開閉する扉を設け、各扉の開閉を検出する扉センサを設け、カバー内を、生産機器、開口部および当該開口部を開閉する扉を一つずつ有する複数の生産エリアに区画するとしたとき、互いに隣接する生産エリアの境界を監視し、当該境界を通過する物の有無を検出する境界センサを設け、生産機器および移動ロボットを制御する制御手段を設け、扉センサにより扉の開が検出されたとき、開が検出された扉を有する生産エリア内の生産機器を緊急停止させると共に、開が検出された扉を有する生産エリアと当該生産エリアの隣の生産エリアとの境界を監視する境界センサが、境界を通過する物有りを検出したとき、当該隣の生産エリア内の生産機器を緊急停止させるように構成したので、開けられた扉に対応する生産機器は直ちに停止される。このため、扉により開放された開口部からカバー内に人体が侵入したときには、生産機器は既に停止しており、怪我をする危険性はない。また、隣の生産エリアに向けて物(人体を含む)が通過すると、これを境界センサが検出して隣の生産エリア内の生産機器を緊急停止させるので、隣の生産機器によって怪我を負う危険性をもなくすことができる。
In the invention of
請求項3の発明では、機器緊急停止制御を、開が検出された扉を有する生産エリアと当該生産エリアの隣の生産エリアの境界を監視する境界センサから離れる側に順に位置する境界センサが境界を通過する物有りを順次検出したときにも実施するので、手を隣の生産機器、更に隣の生産機器へと伸ばしていっても、怪我を負う危険性をなくすことができる。
In the invention according to
請求項4の発明では、扉の開が検出されたとき、開が検出された扉を有する生産エリア内および当該生産エリアから隣の生産エリア内に所定距離入ったところまでを移動禁止エリアに定め、移動ロボットが移動禁止エリア内に位置している場合、移動ロボットを緊急停止させ、または移動ロボットが移動禁止エリアに向かって移動するとき、当該移動禁止エリア内に侵入する前に移動ロボットを緊急停止させるので、動作中にある移動ロボットに当たって怪我をする危険性をなくすことができる。
請求項5の発明では、境界センサが物の通過を検出すると、その度に移動禁止エリアを広げてゆくので、隣の生産エリア内、更に隣の生産エリア内に人体が入ったとしても、動作中にある移動ロボットに当たって怪我をするといった危険性をなくすことができる。
In the invention of
In the invention of
(第1の実施形態)
以下、本発明を卓上型生産ラインに適用した第1の実施形態につき図1〜図6を参照しながら説明する。図1および図2に示すように、人(作業者)が作業し易い高さに設置された作業床1上には、第1の生産機器2〜第5の生産機器6が工程順に一連に並べて設置されている。これら一連に並べられた第1の生産機器2〜第5の生産機器6は、物を生産するための、例えば、図2に示すワーク7に対し順次小部品を組み付けたり、ワーク7を順次機械加工したりするための生産ライン8を構成する。この実施形態の生産ライン8は、ワーク7に機械加工を施すためのものであるとする。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a desktop production line will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, a
第1の生産機器2〜第5の生産機器6は、ワーク7の受け渡しが前側から行われるように、ワーク受け渡し側を揃えて設置されている。これら第1の生産機器2〜第5の生産機器6を個別に制御する第1の機器制御装置9〜第5の機器制御装置13は、作業床1の後側(図1および図2で左側)に配設されている。なお、機器制御装置9〜13は、マイクロコンピュータを主体とするものである。
The
作業床1上には、第1の生産機器2〜第5の生産機器6の前側に位置して移動エリア14が設けられている。移動エリア14は生産ライン8と平行に延びている。この移動エリア14内には、レール(案内路)15が敷かれており、このレール15上を移動ロボット16が往復移動するようになっている。この移動ロボット16は、作業床1の一端側に配設されたロボット制御装置17によって制御される。なお、ロボット制御装置17も、マイクロコンピュータを主体とするものである。
ここで、上記移動エリア14とは、移動ロボット16のうち、レール15上に乗せられた基台16aが移動するエリアを指すものとする。従って、移動エリア14の前後方向の幅W1は、基台16aの前後方向の幅W2と同じになっている。
On the
Here, the
作業床1の両端部にはパレット(図示せず)が置かれ、第1工程の加工を担う第1の生産機器2側のパレットには、機械加工前のワーク7が収納され、最終工程である第5工程を担う第5の生産機器6側のパレットには、機械加工終了後のワーク7が収納される。上記移動ロボット16は、2本のアーム16b,16cを有し、これら2本のアーム16b,16cの先端部にワーク7を把持するハンド(図示せず)が取り付けられている。
Pallets (not shown) are placed at both ends of the
移動ロボット16は、2本のアーム16b,16cを使って各生産機器2〜6との間でワーク7の受け渡しを行う。つまり、移動ロボット16は、前工程の生産機器で加工を終えたワーク7を一方のアームで把持して次工程の生産機器の前まで移動すると、まず、当該工程の生産機器で加工を終えたワーク7を、空いている他方のアームで把持する。続いて、一方のアームに把持しているワーク7を当該工程の生産機器に取り付ける。その後、移動ロボット16は次工程の生産機器の前に移動し、空いている一方のアームにより当該工程の生産機器で加工を終えたワーク7を把持し、続いて、他方のアームに把持しているワークを当該工程の生産機器に取り付ける、というように、両アームを交互に使用してワーク7の受け渡しを行うのである。
The
図3にも示すように、作業床1の上には、生産ライン8および移動エリア14の外周を一括して覆うカバー18が設けられている。このカバー18は、例えば細長い矩形箱状に構成された骨組み19の前後、左右および上の各面を金網20で覆って構成されている。カバー18の前面には、第1の生産機器2〜第5の生産機器6に対向する位置に、当該第1の生産機器2〜第5の生産機器6に一対一の関係をもって第1の開口部21〜第5の開口部25が形成されている。
As shown also in FIG. 3, a
カバー18には、第1の開口部21〜第5の開口部25を各別に開閉する金網製の第1の扉26〜第5の扉30が開閉可能に取り付けられている。これら第1の扉26〜第5の扉30の開閉は、第1の扉センサ31〜第5の扉センサ35によって各別に検出される。第1の扉センサ31〜第5の扉センサ35は、例えばマイクロスイッチからなり、第1の扉26〜第5の扉30が開かれると、オンする構成になっている。
The
カバー18内を、第1の生産機器2、これに対向する第1の開口部21および第1の開口部21を開閉する第1の扉26を有する第1の生産エリア36、第2の生産機器3、これに対向する第2の開口部22および第2の開口部22を開閉する第2の扉27を有する第2の生産エリア37、第3の生産機器4、これに対向する第3の開口部23および第3の開口部23を開閉する第3の扉28を有する第3の生産エリア38、第4の生産機器5、これに対向する第4の開口部24および第4の開口部24を開閉する第4の扉29を有する第4の生産エリア39、第5の生産機器6、これに対向する第5の開口部25および第5の開口部25を開閉する第5の扉30を有する第5の生産エリア40というように、生産機器と開口部と扉とを一つずつ有する複数の生産エリアに区画するとしたとき、カバー18には、第1の生産エリア36〜第5の生産エリア40の境界を監視する第1の境界センサ41〜第4の境界センサ44が設けられている。
Inside the
これら第1の境界センサ41〜第4の境界センサ44は、カバー18の内部前面および内部後面に、互いに対向して設けられた複数対の投受光素子45a,45bからなるもので、複数対の投受光素子45a,45bは、短い間隔をおいて上下方向に複数段に設けられている。これら第1の境界センサ41〜第4の境界センサ44は、第1の生産エリア36〜第5の生産エリア40の境界を通過する物(人体を含む)が存在する場合に検出信号(オン)を出力する。
The
ところで、第1の生産機器2〜第5の生産機器6は、加工ヘッドがXYZ(上下左右)方向に移動し、或いは、ワーク7をセットするテーブルがXYZ方向に移動するようになっており、これによってワーク7の所望箇所に所要の加工(穴あけ、ねじ切り、切削など)を施す。図1において、斜線を施した部分が加工ヘッド或いはテーブルのXY(左右)方向の動作領域2a〜6aとなっている。そして、この動作領域2a〜6a内に人体が侵入すると、怪我を負う危険性が高くなる。
By the way, in the
ここで、各生産機器2〜6の動作領域2a〜6aは、生産機器2〜6自身が位置する生産エリアと隣の生産エリアとの境界から所定距離L1だけ離れるように各生産エリア36〜40の幅寸法が設定されている。この所定距離L1は次のように定められている。つまり、各生産機器2〜6は、緊急停止指令を受けると停止するが、直ちに停止するのではなく、慣性で若干の時間動作を継続して停止する。一方、人体、例えば人が手を動かす場合、手の速さは或る速さ以上にはならないことは経験則から知られている。このため、人の手が動作領域2a〜6aに向かって動かされるとき、手を動かす距離が所定距離以上あれば、手を動かし始めると同時に生産機器2〜6に緊急停止指令を出力したとすれば、手は生産機器2〜6が動作停止した以後でしか動作領域2a〜6aに到達しないこととなる。上記所定距離L1は、このような生産機器2〜6が緊急停止指令を受けた時から動作停止するまでの間に、手が動く距離以上の長さに定められているものである。
Here, the
また、移動ロボット16のレール15が敷かれた移動エリア14は、生産機器2〜6の動作領域2a〜5aの近くに寄せて、これら動作領域2a〜5aに沿って設けられている。具体的には、移動エリア14が動作領域2a〜6aから上記所定距離L1以上離れないように、動作領域2a〜6aに近付けて設けられているものである。この場合、作業床1の前後方向の幅を最小にするには、移動エリア14を動作領域2a〜6aに接しない程度に近付ける、つまり移動ロボット16の基台16aが動作領域2a〜6aに接しない程度に近付けることが好ましい。ただし、動作領域2a〜6aとカバー18の前面との間の距離W3が上記所定距離L1未満とならないようにする必要はある。
Further, the moving
図4(a)に示すように、各生産機器2〜6を制御する各機器制御装置9〜13には、第1の扉センサ31〜第5の扉センサ35および第1の境界センサ41〜第4の境界センサ44が接続されていると共に、各生産機器2〜6を緊急停止させるための第1の機器停止スイッチ46〜第5の機器停止スイッチ50および停止後の再スタート用の第1の機器スタートスイッチ51〜第5の機器スタートスイッチ55が接続されている。各生産機器2〜6の各機器停止スイッチ46〜50および各機器スタートスイッチ51〜55は、図3に示すように、カバー18の外側に、各生産エリア36〜40の開口部22〜25の例えば右横に位置して設けられている。
As shown to Fig.4 (a), in each apparatus control apparatus 9-13 which controls each production apparatus 2-6, the 1st door sensor 31-the
各機器制御装置9〜13には、全ての扉センサ31〜35、全ての境界センサ41〜44の検出信号が入力されるが、各機器制御装置9〜13は、例えば各扉センサ31〜35および各境界センサ41〜44の接続ポートが異なっていることから、各接続ポートに入力された信号を検出することによってどの扉センサ、どの境界センサから検出(オン)信号が入力されたかが判別できるように構成されている。
Although the detection signals of all the
一方、図4(b)に示すように、移動ロボット16を制御するロボット制御装置17には、第1の扉センサ31〜第5の扉センサ35および第1の境界センサ41〜第4の境界センサ44が接続されていると共に、移動ロボット16を緊急停止させるロボット停止スイッチ56および停止後の再スタート用のロボットスタートスイッチ57が接続されている。ロボット停止スイッチ56およびロボットスタートスイッチ57は、カバー18外に設置されたロボット制御装置17の前面に取り付けられている。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the
そして、移動ロボット16は、自身の現在位置を検出するための位置センサ58を備えており、ロボット制御装置17は、この位置センサ58から得られる現在位置情報と目標位置とを比較し、その差分に応じた移動指令を出力して移動ロボット16を目標位置へと移動させる。なお、移動ロボット16の現在位置は、移動ロボット16の原点位置(第1の生産機器2側に置かれた加工前のワーク7を収納するパレットの直前の位置)を基準とするもので、例えば原点位置からの車輪駆動用モータ(図示せず)の回転数を変数とした所定の計算式によって求められる。
The
次に上記構成において、制御手段としての第1の機器制御装置9〜第5の機器制御装置13および同じく制御手段としてのロボット制御装置17の作用を、場合に分けて説明する。
(1)各機器停止スイッチ46〜50のいずれか、ロボット停止スイッチ56が操作された場合
第1の生産機器2〜第5の生産機器6のうちのいずれかを点検修理する場合、第1の機器停止スイッチ46〜第5の停止スイッチ50のうち、点検修理する生産機器の機器停止スイッチを操作し、且つ、ロボット停止スイッチ56を操作する。例えば、第3の生産機器4を点検修理する場合、第3の機器停止スイッチ53を操作し、且つ、ロボット停止スイッチ56を操作する。
Next, in the above configuration, the operations of the first
(1) When any one of the equipment stop switches 46 to 50 or the
すると、第3の機器制御装置11が第3の生産機器4を1動作サイクルの終了時点で停止させる。また、ロボット制御装置17が移動ロボット16を最終工程である第5の生産機器6の直前まで移動させた後、原点位置に復帰させて当該原点位置で停止させる。なお、各生産機器2〜6の1動作サイクルとは、各生産機器が1個のワーク7に対して担う工程の開始から終了までの動作をいう。
Then, the third
そして、作業者は、第3の生産機器4が停止し、移動ロボット16が原点位置に停止したことを確認した上で、第3の扉28を開放し、第3の開口部23から第3の生産エリア38内に手を差し入れて第3の生産機器4の点検修理を行う。この場合、機器停止スイッチが操作された生産機器以外の生産機器も、ワーク7の受け渡しが行われなくなるため、1動作サイクルを終了した時点で停止することとなる。
Then, after confirming that the
(2)第1の扉26〜第5の扉30のいずれかを開放した場合
第1の生産機器2〜第5の生産機器6のうちのいずれか、例えば第3の生産機器4を点検修理するために第3の扉28を開放したとする。すると、この第3の扉28の開放を第3の扉センサ33が検出してオンする。この第3の扉センサ33のオン信号(開検出信号)は、第1の機器制御装置9〜第5の機器制御装置13のすべてに入力される。
(2) When one of the
各機器制御装置9〜13は、図5のフローチャートに示すように、扉センサ31〜35のいずれかからオン信号が入力された場合(ステップS1で「YES」)、オン信号を出力した扉センサが自身の生産エリアの扉センサであるか否かを判断する(ステップS2)。ここで、自身の生産エリアとは、機器制御装置が制御する生産機器の設置されている生産エリアのことをいう。
As shown in the flowchart of FIG. 5, each of the
第3の機器制御装置11は、当該第3の扉センサ33が自身の生産エリアの扉センサであることを予め記憶しているので、第3の扉センサ33からオン信号が入力されると、自身の生産機器である第3の生産機器4を直ちに停止させる(ステップS4)。このため、第3の扉28を開いて第3の開口部23から第3の生産エリア38内に手を差し入れても、手が第3の生産機器4の動作領域4aに至るまでの間に第4の生産機器5は停止しているので、動作している第3の生産機器4に触れても、怪我をする恐れはない。
Since the third
第3の機器制御装置11以外の機器制御装置9,10,12,13は、オン信号を出力した第3の扉センサ33が自身の生産エリアの扉センサではないので(ステップS2で「NO」)、自身の制御する生産機器2,3,5,6をそのまま動作継続させ、1動作サイクルの終了後に停止させる。次に、これら第3の機器制御装置11以外の機器制御装置9,10,12,13は、オン信号を出力した扉センサ(第3の扉センサ33)の生産エリア(第3の生産エリア38)から自身の生産エリアまでにある境界センサが全てオンであるか否かを判断する(ステップS3)。
In the
このステップS3の判断を、例えば点検整備対象である第3の生産機器4の隣の第4の生産機器5を制御する第4の機器制御装置12に適用して述べる。第4の機器制御装置12は、第3の扉センサ33がオン信号を出力すると、このオン信号を出力した第3の扉センサ33の生産エリアである第3の生産エリア38から自身(第4の機器制御装置12)の生産エリアである第4の生産エリア39までに存在する全ての境界センサ、この場合には第3の境界センサ43がオンであるか否かを判断する。
The determination in step S3 will be described by applying it to the fourth
ここで、第3の生産機器4を点検修理している作業者の手が、第3の生産エリア38から第4の生産エリア39へと伸びたとすると、第3の境界センサ43の投光素子45aから投射された光が手で遮られるため、第3の境界センサ43が第3の生産エリア38と第4の生産エリア39の境界を物(手)が通過したことを検出(オン)する。すると、第4の機器制御装置12は、ステップS3で「YES」と判断して自身の生産機器である第4の生産機器5を緊急停止させる。このとき、第3の生産エリア38と第4の生産エリア39の境界から第4の生産機器5の動作領域4aまでの距離はL1であるので、手が当該境界を通過してから第4の生産機器5の動作領域4aに至るまでの間に第4の生産機器5は停止していることとなり、第4の生産機器5に手を触れても怪我をする恐れはない。
Here, assuming that the hand of an operator who is inspecting and repairing the
これに対し、第5の機器制御装置13は、オン信号を出力した第3の扉センサ33の生産エリアである第3の生産エリア38から自身(第5の機器制御装置13)の生産エリアである第5の生産エリア40までに存在する全ての境界センサ、この場合には第3の境界センサ43および第4の境界センサ44がオンしなければ、第5の生産機器6を停止させることはない。上記の例では、第3の境界センサ43がオンしただけであるから、第5の機器制御装置13は、第5の生産機器6を停止させることはない。第3の生産機器4を点検修理している作業者の手が、更に、第4の生産エリア39から第5の生産エリア40へと伸びると、第3の境界センサ43に加えて第4の境界センサ44がオンするため、第5の機器制御装置13は、第5の生産機器6を停止させるのである。
On the other hand, the fifth
一方、ロボット制御装置17は、図6のフローチャートに示すように、第1の扉センサ31〜第5の扉センサ35のうちのいずれかの扉センサがオン信号を出力すると(ステップA1で「YES」)、オン信号を出力した扉センサと各境界センサ41〜44のオンオフ情報から移動禁止エリアを算出する(ステップA2)。この移動禁止エリアは、開が検出された扉を有する生産エリア内と、当該生産エリアから隣の生産エリア内に所定距離L2入ったところまでを移動禁止エリアに定める。更に、開が検出された扉を有する生産エリアを含めて隣どうしの関係を持つ2つの生産エリアの境界を監視する境界センサが、境界を通過する物有りを、開が検出された扉を有する生産エリアから遠ざかる側に向かって順次検出したとき、境界を通過する物有りを検出した境界センサのうち、開が検出された扉を有する生産エリアから最も遠い境界センサが監視する境界の次の境界の隣の生産エリア内に所定距離L2入ったところまで順次拡大する。ここで、上記所定距離L2は、移動ロボット16の緊急停止に要する距離(停止の信号が入ってから停止するまでの移動距離)に定められている。
On the other hand, as shown in the flowchart of FIG. 6, the
例えば、第3の扉28を開いた時点では、第3の扉センサ33がオン信号を出力しているだけであるから、ロボット制御装置17は、オン信号を出力した扉センサの生産エリアである第3の生産エリア38と、この第3の生産エリア38から隣の生産エリアである第2の生産エリア37および第4の生産エリア39内に向かって所定距離L2だけ侵入したエリアとを含めて移動禁止エリア(図1に移動禁止エリア(例1)で示す)に設定する。
For example, when the
次に、ロボット制御装置17は、位置センサ58から移動ロボット16の現在位置を検出し、その現在位置が移動禁止エリア内であるか否かを判断する(ステップA3)。移動ロボット16が移動禁止エリア内に存在する場合(ステップA3で「YES」)、ロボット制御装置17は移動ロボット16を緊急停止させる(ステップA6)。移動ロボット16が移動禁止エリア内にない場合(ステップA3で「NO」)、ロボット制御装置17は、移動ロボット16が移動禁止エリアに向かって移動しているか否かを判断し(ステップA4)、移動禁止エリアに向かって移動中の場合には、当該移動禁止エリア内へ侵入したと当時に移動ロボット16を緊急停止させる(ステップA4で「YES」、ステップA5で「YES」、ステップA6)。
Next, the
このように、移動ロボット16については、作業者がいずれかの扉(例えば第3の扉28)を開いたとき、開いた扉の生産エリア(第3の生産エリア38)を含めて当該生産エリア(第3の生産エリア3)から両隣の生産エリア(第2の生産エリア37、第4の生産エリア39)に所定距離L2だけ広げたエリア内に移動ロボット16がいた場合には当該移動ロボット16が緊急停止されるので、開かれた扉の開口部(第3の開口部23)から生産エリア(第3の生産エリア38)内に作業者が手を差し入れたとしても、移動中の移動ロボット16に手が触れて怪我をするといった恐れはない。
Thus, for the
仮に、手を開かれた開口部から生産エリア(第3の生産エリア38)内に差し入れたとき、移動ロボット16が当該生産エリア(第3の生産エリア38)内に位置していたとしても、扉(第3の扉28)を開いた時点で移動ロボット16の緊急停止は始まるので、生産エリア(第3の生産エリア38)内に手を差し入れたときには移動ロボット16は停止、或は停止直前の状態にあり、怪我をする恐れはない、或は殆どない。
Even if the
また、開かれた開口部(第3の開口部23)から生産エリア(第3の生産エリア38)内に手を差し入れて生産機器(第3の生産機器4)を修理点検している際に、移動ロボット16が当該生産エリア(第3の生産エリア38)に向かって移動していたとしても、当該生産エリア(第3の生産エリア38)に至る所定距離L2手前まで来ると、移動ロボット16は緊急停止動作して手を差し入れている生産エリア(第3の生産エリア38)内に進入する前に停止するので、作業者の手が動作中の移動ロボット16に触れる恐れはない。
In addition, when the production equipment (third production equipment 4) is repaired and inspected by inserting a hand into the production area (third production area 38) from the opened opening (third opening 23). Even if the
ところで、開かれた開口部から生産エリア内に手を差し入れて生産機器を点検修理していた場合、何らかの理由で手を隣の生産エリア内に入れてしまうことがある。例えば、第3の生産エリア38で修理点検していた作業者の手が何らかの理由で例えば第4の生産エリア39内に入り込んだとする。すると、第3の生産エリア38と第4の生産エリア39との境界を監視する第3の境界センサ43がオン信号を出力するので、ロボット制御装置17は、移動禁止エリアを、第3の扉センサ3がオンおよび第3の境界センサ43がオンを条件としたエリアに再設定する。
By the way, when the production equipment is inspected and repaired by inserting a hand into the production area from the opened opening, the hand may be placed in the adjacent production area for some reason. For example, it is assumed that the operator's hand that has been repaired and inspected in the
このときの移動禁止エリアは、オン信号を出力した境界センサのうち、扉の開が検出された生産エリアから最も遠い境界センサが監視する境界の次の境界の隣の生産エリア、つまり第3の境界センサ43がオン信号を出力した場合には、この第3の境界センサ43が扉の開が検出された生産エリアから最も遠い境界センサに相当するから、第3の境界センサ43が監視する境界の次の境界、即ち第4の境界センサ44が監視する境界の隣の生産エリアである第5の生産エリア40内に所定距離L2だけ入ったエリアまでを移動禁止エリアに含める(図1に移動禁止エリア(例2)で示す)。このため、第3の生産エリア38から隣の第4の生産エリア39内に手を差し入れた場合、移動ロボット16は、第4の生産エリア39内に侵入することはないので、第4の生産エリア39に差し入れた手が移動中にある移動ロボット16に当たって怪我をするといった恐れはない。
The movement prohibition area at this time is the production area next to the boundary next to the boundary monitored by the boundary sensor farthest from the production area where the door opening is detected among the boundary sensors that output the ON signal, that is, the third sensor. When the
(第2の実施形態)
図7は本発明の第2の実施形態を示すもので、これは、生産エリア、生産機器、カバー18の開口部、扉を一つずつ増やして、第6の生産エリア59、第6の生産機器60、第7の開口部61、第7の扉62を設け、これに応じて、機器制御装置、機器停止スイッチ、扉スイッチ、機器スタートスイッチ、境界センサも一つずつ増やして、第6の機器制御装置63、第6の扉スイッチ64、第6の機器停止スイッチ65、第6の機器スタートスイッチ66、第6の境界センサ67を設け、更に、移動ロボット16を2台にして2台の移動ロボット16を別々のロボット制御装置17によって制御するようにしたところが上記一実施形態と異なる。
(Second Embodiment)
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. This is because the production area, the production equipment, the opening of the
(その他の実施形態)
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限られるものではなく、以下のような拡張或は変更が可能である。
生産エリアの数は、5つ或は6つに限られず、それ以上でも、それ以下でも良い。
複数の生産機器を1台の機器制御装置(制御手段)によって統括制御するようにしても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be expanded or changed as follows.
The number of production areas is not limited to five or six, and may be more or less.
A plurality of production devices may be centrally controlled by a single device control device (control means).
図面中、1は作業床、2〜6は第1の生産機器〜第5の生産機器、7はワーク、8は生産ライン、9〜13は第1の機器制御装置〜第5の機器制御装置(制御手段)、14は移動ライン、15はレール(案内路)、16は移動ロボット、17はロボット制御装置(制御手段)、18はカバー、21〜25は第1の開口部〜第5の開口部、26〜30は第1の扉〜第5の扉、31〜35は第1の扉スイッチ〜第5の扉スイッチ、36〜40は第1の生産エリア〜第5の生産エリア、41〜44は第1の境界センサ〜第4の境界センサ、46〜50は第1の機器停止スイッチ〜第5の機器停止スイッチ、51〜55は第1の機器スタートスイッチ〜第5の機器スタートスイッチ、56はロボット停止スイッチ、57はロボットスタートスイッチ、59は第6の生産エリア、60は第6の生産機器、61は第7の開口部、62は第7の扉、63は第6の機器制御装置、64は第6の扉スイッチ、65は第6の機器停止スイッチ、66は第6の機器スタートスイッチ、67は第6の境界センサを示す。 In the drawings, 1 is a work floor, 2 to 6 are first production equipment to fifth production equipment, 7 is a work, 8 is a production line, and 9 to 13 are first equipment control devices to fifth equipment control devices. (Control means), 14 is a moving line, 15 is a rail (guide path), 16 is a mobile robot, 17 is a robot control device (control means), 18 is a cover, 21 to 25 are first openings to fifth Openings, 26 to 30 are a first door to a fifth door, 31 to 35 are a first door switch to a fifth door switch, 36 to 40 are a first production area to a fifth production area, 41 ˜44 are the first boundary sensor to the fourth boundary sensor, 46 to 50 are the first device stop switch to the fifth device stop switch, and 51 to 55 are the first device start switch to the fifth device start switch. , 56 is a robot stop switch, 57 is a robot start switch, 9 is a sixth production area, 60 is a sixth production device, 61 is a seventh opening, 62 is a seventh door, 63 is a sixth device control device, 64 is a sixth door switch, and 65 is A sixth device stop switch, 66 represents a sixth device start switch, and 67 represents a sixth boundary sensor.
Claims (5)
前記一連の生産機器の動作領域に沿って設けられた移動エリアと、
前記移動エリア内に移動可能に配置され、前記一連の生産機器の間でワークの受け渡しを行う移動ロボットと、
前記生産ラインおよび前記移動エリアの外周を一括して覆うカバーと、
を備えてなる生産システム。 A production line configured by arranging a plurality of production devices in a series in the order of processes;
A moving area provided along the operating area of the series of production equipment;
A mobile robot that is movably arranged in the moving area and delivers workpieces between the series of production devices;
A cover that collectively covers the outer periphery of the production line and the moving area;
A production system comprising.
前記カバーの前記移動エリア側に前記各生産機器に一対一の関係をもって形成された開口部と、
前記各開口部を開閉する扉と、
前記各扉の開閉を検出する扉センサと、
前記カバー内を、前記生産機器、前記開口部および当該開口部を開閉する前記扉を一つずつ有する複数の生産エリアに区画するとしたとき、隣り合う前記生産エリアの境界を監視し、当該境界を通過する物の有無を検出する境界センサと、
前記複数の生産機器および前記移動ロボットを制御する制御手段と、
を備え、
前記各生産機器は、動作範囲が隣の前記生産エリアとの境界から所定距離離れるように配設され、
前記制御手段は、前記扉センサにより前記扉の開が検出されたとき、前記複数の生産エリアのうち前記開が検出された扉を有する生産エリア内の前記生産機器を緊急停止させると共に、前記境界センサのうち前記開が検出された扉を有する前記生産エリアと当該生産エリアの隣の生産エリアとの境界を監視する境界センサが、境界を通過する物有りを検出したとき、当該隣の生産エリア内の前記生産機器を緊急停止させることを特徴とする生産システム。 The production system according to claim 1,
An opening formed in a one-to-one relationship with each production device on the moving area side of the cover;
A door that opens and closes each opening;
A door sensor for detecting opening and closing of each door;
When the inside of the cover is divided into a plurality of production areas each having the production equipment, the opening, and the door that opens and closes the opening, the boundary between the adjacent production areas is monitored, and the boundary is A boundary sensor that detects the presence or absence of a passing object;
Control means for controlling the plurality of production devices and the mobile robot;
With
Each production device is disposed such that the operating range is a predetermined distance away from the boundary with the adjacent production area,
When the door sensor detects the opening of the door, the control means urgently stops the production equipment in the production area having the door where the opening is detected among the plurality of production areas, and the boundary When a boundary sensor that monitors the boundary between the production area having the door where the opening is detected and the production area adjacent to the production area among the sensors detects that there is an object passing through the boundary, the adjacent production area A production system characterized in that an emergency stop is performed on the production equipment.
前記制御手段は、
前記境界センサのうち、前記緊急停止された生産機器を有する前記生産エリアと、当該生産エリアの隣の未だ緊急停止されていない生産機器を有する前記生産エリアとの境界を監視する境界センサが境界を通過する物有りを検出したとき、既に緊急停止された生産機器を有する生産エリアの隣の生産エリア内の生産機器を緊急停止させる機器緊急停止制御を、
前記開が検出された扉を有する前記生産エリアと当該生産エリアの隣の生産エリアの境界を監視する前記境界センサから離れる側に順に位置する前記境界センサが境界を通過する物有りを順次検出したときにも実施することを特徴とする生産システム。 The production system according to claim 2,
The control means includes
Among the boundary sensors, a boundary sensor that monitors a boundary between the production area having the production equipment that has been urgently stopped and the production area having production equipment that has not been urgently stopped next to the production area When the presence of passing objects is detected, the device emergency stop control for emergency stopping the production device in the production area adjacent to the production area that already has the production device that has been urgently stopped,
The boundary sensor sequentially located on the side away from the boundary sensor that monitors the boundary between the production area having the door where the opening is detected and the production area adjacent to the production area sequentially detects the presence of an object passing through the boundary. Production system characterized by occasional implementation.
前記カバーの前記移動エリア側に前記各生産機器に一対一の関係をもって形成された開口部と、
前記各開口部を開閉する扉と、
前記各扉の開閉を検出する扉センサと、
前記カバー内を、前記生産機器、前記開口部および当該開口部を開閉する前記扉を一つずつ有する複数の生産エリアに区画するとしたとき、隣り合う前記生産エリアの境界を監視し、当該境界を通過する物の有無を検出する境界センサと、
前記複数の生産機器および前記移動ロボットを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記扉センサにより前記扉の開が検出されたとき、前記複数の生産エリアのうち前記開が検出された扉を有する生産エリア内および当該生産エリアから隣の生産エリア内に所定距離入ったところまでを移動禁止エリアに定め、前記移動ロボットが前記移動禁止エリア内に位置している場合、前記移動ロボットを緊急停止させ、または前記移動ロボットが前記移動禁止エリアに向かって移動する場合、当該移動禁止エリア内に侵入する前に前記移動ロボットを緊急停止させることを特徴とする生産システム。 In the production system according to any one of claims 1 to 3,
An opening formed in a one-to-one relationship with each production device on the moving area side of the cover;
A door that opens and closes each opening;
A door sensor for detecting opening and closing of each door;
When the inside of the cover is divided into a plurality of production areas each having the production equipment, the opening, and the door that opens and closes the opening, the boundary between the adjacent production areas is monitored, and the boundary is A boundary sensor that detects the presence or absence of a passing object;
Control means for controlling the plurality of production devices and the mobile robot;
With
The control means includes
When opening of the door is detected by the door sensor, the production area having the door where the opening is detected among the plurality of production areas and a place within a predetermined distance from the production area to the adjacent production area If the mobile robot is located in the movement prohibition area, the mobile robot is urgently stopped, or if the mobile robot moves toward the movement prohibition area, the movement prohibition is performed. A production system characterized in that the mobile robot is urgently stopped before entering the area.
前記制御手段は、
前記開が検出された扉を有する前記生産エリアを含めて隣どうしの関係を持つ2つの生産エリアの境界を監視する前記境界センサが、境界を通過する物有りを、前記開が検出された扉を有する前記生産エリアから遠ざかる側に向かって順次検出したとき、
前記移動禁止エリアを、前記境界を通過する物有りを検出した境界センサのうち、前記開が検出された扉を有する前記生産エリアから最も遠い境界センサが監視する境界の次の境界の隣の生産エリア内に前記所定距離入ったところまで順次拡大することを特徴とする生産システム。 The production system according to claim 4, wherein
The control means includes
The door in which the opening is detected by the boundary sensor that monitors the boundary between two production areas having a relationship between each other including the production area having the door in which the opening is detected. When sequentially detected toward the side away from the production area having
Among the boundary sensors that detect the presence of objects passing through the boundary, the production next to the boundary next to the boundary monitored by the boundary sensor that is farthest from the production area that has the door that is detected to be opened is detected. A production system, wherein the system is sequentially expanded up to a predetermined distance within an area.
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| JP2025511603A (en) * | 2022-05-13 | 2025-04-16 | 科徳数控股▲ふん▼有限公司 | Tool changing device for machine tool, machine tool, and tool changing method for machine tool |
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