JP2000354919A - 組立装置とそのためのトレイシステム、および設計支援装置 - Google Patents
組立装置とそのためのトレイシステム、および設計支援装置Info
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Abstract
える組立技術を提供する。 【解決手段】 ロボット210A、210Bは、矩形状
の基台20、20Bに固定され、メカニカルハンド21
1A、211Bを有している。メカニカルハンド211
A、211Bの先端に装着自在で部品を把持する複数の
ロボットツール、および部品の組付けに使用する組立用
冶具を含む組立ツールを載置した複数のトレイ6をロボ
ットの可動範囲RA、RBに搬入し、組立ツールをこの
可動範囲RA、RB内の所定の場所にセッティングす
る。そして、セッティングされた組立ツールを使用して
部品の組立作業を行う。これにより、組立体の品種切替
えが行われても、組立ツールの交換を人手に頼らずに行
える。その結果、多品種少量生産を効率的に行うことが
できる。
Description
成される組立体を組み立てる組立技術に関し、特にロボ
ットを用いる組立技術に関する。
ボットにより自動的に組み立てる組立装置では、ロボッ
トの可動範囲の内部に複数の部品を自動的に供給するこ
とにより、部品搬入時にロボットを停止させて人手によ
る部品の交換を不要としている。
して協働して動作させ、組立用冶具を利用して複数の部
品を組み付けることにより、効率的に部品の組み立てを
行おうとしている。
にロボットの可動範囲の内部に複数の部品を自動的に供
給するだけでは、多品種少量生産を目的とした組立装置
において、組立体の品種切替えが頻繁に行われると、そ
れに伴い組立ツール(ロボットツール、組立用冶具)の
交換も頻繁に行う必要があるが、この組立ツールの交換
作業は人手に頼っているため、交換作業に時間がかか
り、その間は組立装置を停止しなければならず、組立装
置の稼働率を低減させる原因となる。
するのでは、多品種少量生産を目的とした組立装置にお
いて、大幅な組立体の品種切替えに伴うロボットの配置
の変更やロボットの増設に迅速に対応するのは、困難で
ある。
であり、ロボットによる多品種少量生産を効率的に行え
る組立技術を提供することを目的とする。
め、請求項1の発明は、組立ツールを利用して複数の部
品を順次に組立て、それによって所定の組立体を製造す
る組立装置であって、(a)所定の基台上に配置されたロ
ボットを有する組立部と、(b)前記ロボットを駆動制御
するロボット制御手段と、(c)前記複数の部品と前記組
立ツールとを搬入対象物として、各搬入対象物を前記ロ
ボットの可動範囲の外部から前記可動範囲の内部まで搬
入するとともに、完成後の組立体と使用後の組立ツール
とを搬出対象物として、各搬出対象物を前記可動範囲の
内部から前記可動範囲の外部まで搬出する搬送手段と、
を備え、前記ロボット制御手段が、(b-1)搬入された前
記組立ツールのセッティングと、使用後の前記組立ツー
ルの前記搬送手段への返却とを前記ロボットに行わせる
ツール管理制御手段と、(b-2)搬入された前記複数の部
品の順次組立てと、完成後の組立体の前記搬送手段への
返却とを前記ロボットに行わせる組立制御手段と、を備
える。
に係る組立装置において前記組立ツールとして、前記ロ
ボットの先端腕に着脱自在なロボットツールと、前記基
台に付随させた作業台上に配置されて前記複数の部品を
組み付ける組立用冶具と、が含まれており、前記ツール
管理制御手段は、前記ロボットに、前記先端腕への前記
ロボットツールの着脱制御を行わせるロボットツール管
理制御手段と、前記ロボットに、前記作業台上の所定の
組立位置と前記搬送手段との間の前記組立用冶具の移動
を行わせる冶具管理制御手段と、を備える。
に係る組立装置において、前記ロボットツールとして複
数種類のロボットツールが前記搬送手段によって搬送さ
れ、前記ロボットツール管理制御手段は、前記ロボット
によって、前記基台上の所定のロボットツール待機位置
まで前記複数種類のロボットツールを搬送するロボット
ツール搬送制御手段、と、前記組立体の組立段階に応じ
て、前記先端腕に装着するロボットツールを複数のロボ
ットツールの中から選択して交換するロボットツール交
換制御手段と、を備える。
請求項3のいずれかの発明に係る組立装置において、前
記搬送手段は、(c-1)それぞれが所定のトレイを保持可
能な複数のトレイ保持部の並列配置と、(c-2)前記複数
のトレイ保持部のそれぞれを前記ロボットの可動範囲の
内部と外部との間で移動させる搬送駆動手段と、を備
え、前記搬入対象物および前記搬出対象物のそれぞれ
は、前記トレイに収容された状態で前記搬送手段によっ
て搬送される。
に係る組立装置において前記複数のトレイ保持部が、所
定の単位幅のトレイを保持する第1トレイ保持部と、前
記単位幅の複数倍に相当する幅のトレイを保持する第2
トレイ保持部と、の並列配置を有する。
求項5の発明に係る組立装置において、前記トレイに
は、その外面に第1の局所形状が付されており、各トレ
イ保持部は、前記第1の局所形状と嵌合する第2の局所
形状を有しており、前記第1の局所形状と前記第2の局
所形状との嵌合によって各トレイ保持部への各トレイの
位置決めがなされる。
に係る組立装置において、前記ロボットツールとして前
記複数の部品のそれぞれを把持可能なチャックが使用さ
れているとともに、前記ロボットの作業範囲内における
前記複数の部品のそれぞれの搬入位置から前記組立位置
までの区間内において、前記ロボットによる各部品のそ
れぞれの単方向の移送経路が所定の共通位置を通るよう
に設定されており、前記組立装置が、(d)前記共通位置
近傍に設置されて、前記ロボットにおいて前記チャック
が部品を把持しているか否かを検出する部品検出手段、
をさらに備える。
次に組立てることによって組立体を製造する組立装置で
あって、(a)それぞれが略矩形の平面形状を有する基台
上にロボットを搭載して構成され、前記矩形の辺同士を
対向させて配列した複数のロボット部と、(b)前記複数
のロボット部の間に配置された作業台と、を備え、各ロ
ボット部のロボットの動作範囲が、当該ロボット部に隣
接する作業台の少なくとも一部をカバーしている。
に係る組立装置において、前記複数のロボット部のう
ち、互いに隣接する2のロボット部のそれぞれのロボッ
トは、動作自由度の組合せが互いに異なる。
し請求項6のいずれかの発明に係る組立装置で使用され
るトレイシステムであって、(a)トレイ本体の群と、(b)
被収容物の形状に適合した所定の上面凹部を有し、前記
トレイ本体に収容されて前記被収容物を前記上面凹部に
位置決めして保持する保持部材の群と、を備え、前記ト
レイ本体の群が、(a-1)所定の単位収容幅を有するシン
グルサイズのトレイ本体と、(a-2)前記単位収容幅の倍
の収容幅を有するダブルサイズのトレイ本体と、を含む
一方、前記保持部材の群が、(b-1)前記シングルサイズ
のトレイ本体の内部に単独で適合して収容されることが
可能であるとともに、前記ダブルサイズのトレイ本体の
内部にはペアで収容されることが可能なシングルサイズ
の保持部材と、(b-2)前記ダブルサイズのトレイ本体の
内部に単独で適合して収容されることが可能なダブルサ
イズの保持部材と、を含んでなり、前記ダブルサイズの
トレイ本体において、前記シングルサイズの保持部材を
ペアで収容した場合に、前記ダブルサイズの保持部材を
単独で収容した場合と実質的に等価な状態で、トレイ本
体と保持部材とが位置的に適合する。
トを使用して複数の部品を順次に組立て、それによって
所定の組立体を製造する組立装置の動作設計を行う際に
使用される設計支援装置であって、各ロボットによる部
品ごとの取扱い動作を類型化して定義した複数の動作モ
ジュールを登録するデータベースと、各工程ごとに使用
するロボットを指定するとともに、前記データベースに
登録されている動作モジュールの集合の中から、各工程
に使用する動作モジュールを選択する操作入力手段と、
前記複数のロボットについて、前記組立の各工程につい
て選択された動作モジュールの実行タイミングを各工程
の実行順序に従って演算する実行タイミング演算手段
と、前記複数のロボットのそれぞれについての前記実行
タイミングの連鎖を、所定の表示手段上で時間軸に沿っ
てグラフィック表示させる表示制御手段と、を備える。
発明に係る設計支援装置であって、各動作モジュールの
実行タイミングおいて、前工程との干渉防止のために当
該ロボットが待機すべき時間帯を演算する待機時間演算
手段と、前記待機の時間帯を前記グラフィック表示にお
いて他の時間帯と区別可能に表示させる待機時間表示制
御手段と、をさらに備える。
図1は、本発明の実施形態に係る組立システム1の斜視
図である。
の組立装置2の動作シーケンスを設計する際に利用され
る設計支援装置3とに大別される。まず、組立装置2の
要部構成について、以下で説明する。
置2を上方から見た概念的平面図である。以下、図1と
図2とを参照する。
10Bを備えており、ロボット部10A、10Bの間に
配置された組立作業台11を備えている。また、ロボッ
ト部10A、10Bに隣接して部品等を供給する供給部
23、組立装置2の起動、停止等の操作入力を行うため
の操作部24、および組立装置2の統括制御を行う制御
部25(図1)を備えている。
>一方のロボット部10Aは、基台20Aの上面のほぼ
中央に固定されたロボット210Aを備えており、他方
のロボット部10Bは、基台20Bの上面のほぼ中央に
固定されたロボット210Bを備えている。これらの基
台20A、20Bのそれぞれはその平面形状が略矩形で
あり、それらの矩形の1辺ずつが対向するように所定の
間隔を隔てて配置されている。この間隔には、別体の組
立作業台11が密着配置されている。基台20A,20
Bおよび組立作業台11のそれぞれの上面の高さは同一
とされてされており、これらによってほぼ連続する1平
面が基準面として規定されている。
りの2つの旋回自由度の間に、水平軸まわりの3つの回
動自由度をアーム結合した6自由度のロボットであり、
図2に示すようにその先端腕に相当するメカニカルハン
ド211Aの作業側端部は、ロボットツール(後述)を
着脱可能な着脱マスタ部212Aとなっている。
ンド211Aを水平方向に起こして伸ばした状態が示さ
れており、また図1および図2には、水平XY方向と鉛
直Z方向とで構成された絶対座標系XYZが定義されて
いる。
の3つの旋回自由度のアーム結合の先端に鉛直軸方向の
1つの伸縮自由度を持たせた4自由度のロボットであ
り、図2に示すようにその先端腕に相当するメカニカル
ハンド211Bの作業側端部は、ロボット210Aの場
合と同様に、ロボットツールを着脱可能な着脱マスタ部
212Bとなっている。
端は、水平視で図2中に示すような可動範囲RA,RB
をそれぞれ有している。このうちロボット210Aの可
動範囲RAは一部が欠けた略リング状であり、ロボット
210Bの可動範囲RBは一部が陥入した略円形であ
る。
れぞれが組立作業台11の上面のうち、端部を除いた大
部分をカバーするように構成されている。特にこの実施
形態では、これらの可動範囲RA,RBの相互が組立作
業台11上で重なることによって共通可動範囲RCを規
定している。この共通可動範囲RCは、2台のロボット
210A,210Bが協働できる空間範囲である。後述
する冶具ホルダ222および部品検出器223(図2)
は、この共通可動範囲RC内に配置されている。
ぞれが組立作業台11の上面の少なくとも一部に重なる
ように構成されていればよい。
ち、ロボット210Aは、部品を把持して水平方向にそ
の部品を組み付ける作業を行うことも可能であり、上下
方向に部品を組み付ける作業も可能である。また、ロボ
ット210Bは、部品を把持して上下方向に部品を組み
付ける作業が可能である。したがって、たとえば水平方
向に組み付ける部品についてはロボット210Bを使用
し、水平方向に組み付ける部品はロボット210Aを使
用するというような機能分担を持たせて協働させること
ができる。
部23によって、所定の組立体を組み立てる際に必要と
される部品、ロボットツールおよび組立用冶具が組立装
置2の外部から可動範囲RA,RB内に自動搬入され
る。また、自動組立作業によって完成した組立体のほ
か、新たな種類の組立作業には不用のロボットツールや
組立用冶具は、供給部23によって可動範囲RA,RB
から組立装置2の外部に自動搬出されるようになってい
る。
平面視での矩形の各辺のうち、X方向に伸びる1辺に沿
うように配置されており、ロボット部20A、20Bに
それぞれ対応する2つの供給部23A,23B(図1)
の直線的な組合わせ配列となっている。
ロボットツールの例を示す斜視図である。図4(a)に示
すロボットツール41は、部品等を把持する1つのチャ
ック411、上記の着脱マスタ部212Aに対して着脱
自在の連結部412を備えており、この連結部412に
固定された板状の支持部材413にはチャック411が
装着されてこの支持部材413によって支持されてい
る。連結部412は短尺の円筒形であり、その中央には
着脱孔412Hが形成されている一方、支持部材413
の側端部からは複数の凸部431aが突出している。
孔422Hが形成された連結部422と、複数の凸部4
23aが突出してなる支持部材423とを備える点で
は、図4(a)のロボットツール41と同様である。し
かしながら、図4(b)のロボットツール42の場合に
は、互いに異なる把持機能を有する複数(図示例では3
つ)の把持機構421A、421B、421Cが、支持
板423に連設された中間支持体421Sに並列的に固
定されている。
A、211B)とロボットツール41との着脱動作を説
明する図である。図5(a)は、メカニルハンド211に
ロボットツール41が結合されていない状態を示し、図
5(b)は、結合されている状態を示している。ロボット
210Aのメカニカルハンド211Aと、ロボット21
0Bのメカニカルハンド211Bとは異なる自由度のロ
ボットに設けられているが、それらの着脱マスタ部21
2A、212Bとのロボットツールとの連結構造は同じ
である。このため、図5ではロボット210Aのメカニ
カルハンド211Aと、ロボット210Bのメカニカル
ハンド211Bとを同じ参照記号211で表現してい
る。また、図4(a)のロボットツール41と、図4
(b)のロボットツール42とは、それぞれの把持機構
は互いに異なるが、連結部412、422の構造は互い
に同一とされるため、この図4においてロボットツール
41について説明する事項は、ロボットツール42につ
いても該当する。さらに、図示しない他の種類のロボッ
トツールを使用する場合でも、それらの連結部はロボッ
トツール41,42の連結部412,422と同じ構造
とされるため、以下の連結原理はそれらのロボットツー
ルについても該当する。
タ部212は、その中心軸に沿って突出した短尺の円筒
形とされた突出部213を有しており、この突出部21
3の側面の複数箇所に形成された円形孔のそれぞれの内
部に、この円形孔よりも若干大きな径を持つ可動球21
4が収容されている。円筒突出部213の内部にはメカ
ニカルハンド211のアーム内を通して圧空(圧縮空
気)が供給されるようになっており、その圧空の供給の
ON/OFFによって、可動球214が円筒突出部21
3の側面から出没できるようになっている。
に設けた着脱孔412Hは、その出口付近が狭まるよう
な逆テーパの傾斜面412aとされており、その開口径
が、メカニカルハンド211側の突出部213の外径と
適合している。
可動球214は突起部213の内部に収容されている。
ところが、図5(b)に示す結合状態では、圧空供給によ
って可動球214を移動させて可動球214の一部を突
起部213の外部に突出させることにより、着脱孔41
2Hの傾斜部412aに可動球214が係合する。これ
によって、メカニルハンド211とロボットツール41
とが結合されることとなる。以上の動作により、組立作
業に必要なロボットツールの交換が可能となる。圧空の
供給を停止すると可動球214への付勢力は消失し、メ
カニカルハンド211を引き抜くことによってロボット
ツール41をその自重で取り外すことができる。
たロボットツール42が部品を把持する様子を示す図で
ある。図6に示すように、チャック421Aの先端で板
状の部品81を把持し、チャック421Bの先端で円筒
コイル状の部品82を保持できる。
および図2に示すように、基台20A、20Bの上面に
は、ロボットツール41、42を含む複数のロボットツ
ールを保持する複数のツールホルダ221、および後述
するトレイ6を位置決めする位置決めプレート224が
設けられている。
である。
板として形状されたホルダ本体221aと、ホルダ本体
221aの先端に設けられている棒状の4本のツール載
置部221bとを有している。各ツール載置部221b
の上面には、2つの凹部221cが設けられている。
(423a)が、このツールホルダ221の凹部221c
と嵌合することにより、ロボットツールが吊り下げられ
た状態で保持される。また、同時にツールホルダ221
に対するロボットツールの位置決めが行われることとな
る。
ト224は、基台20A,20Bの上においてトレイ6
を位置決めするためのものであり、水平X方向について
所定の単位幅を有するシングルサイズの位置決めプレー
ト224sと、この単位幅の2倍の幅を有するダブルサ
イズの位置決めプレート224wとの2種類が混在して
配設される。
形状を有する台であり、その奥行き方向(Y方向)の長
さは、基台20A,210BのY方向の長さとと整合し
ている。このため、基台20A、20Bによって作業台
11を挟むように配置したとき、これら全体として平面
視でひとつの矩形を構成する。これによって、後述する
ようにさらに多くのロボット部や作業台を追加するとき
に、その配置の自由度を高め、かつ空間的な無駄を防止
できるようになっている。
には、後述する組立用冶具を保持する治具ホルダ222
が複数設けられるとともに、各ロボット10A,1OB
にその作業段階で装着されている各チャックが部品を把
持して移送するにあたって、図6に例示するように実際
にチャックが部品を把持しているか否かを非接触で検出
する部品検出器223が設けられている。
2の例を示す斜視図である。図8(a)に示す組立用冶
具51は、部品等を保持する部品保持部511および、
治具ホルダ222に着脱自在に接続するホルダ接続部5
12を備えている。図8(b)に示す組立用治具52
も、同様に部品等を保持する部品保持部521および、
治具ホルダ222に着脱自在に接続するホルダ接続部5
22を備えている。また、図8(c)に示す治具ホルダ
222は、その底面が作業台11の上面に固定されてお
り、組立用冶具52を載置する冶具載置部222aを備
えている。この冶具載置部222aは、突起部222b
を有しており、この突起部222bがホルダ接続部51
2、522の底面に設けられている穴(図示せず)に嵌
合することで、組立用治具52を保持するとともに、治
具ホルダ222に対する組立用治具52の位置決めが行
われる。
品を組立てる様子を示す図である。組立用治具52の部
品保持部521には、製造すべき組立体の、組立途中の
状態に相当する組立途上物81aが載置されている。こ
の組立途上物83は、上記の板状の部品81、円筒コイ
ル状の部品82などが所定の位置に組み付けされてい
る。そして、図5は、ロボットツール41のチャック4
11に保持された部品84を、組立用治具52の上方か
ら降下させて、これらの組立てを行なう段階を例示して
いる。
である。部品検出器223は、コの字状の形状であり、
発光部223aおよび受光部223bを有している。そ
して、ロボットツールに把持された部品を、発光部22
3aから発せられる光FLを横切るようにメカニカルハ
ンドにより移動させる。ここで、部品がロボットツール
に把持されていれば、光FLを遮ることとなり、受光部
223bでは光FLを検出できない。一方、ロボットツ
ールによる部品の把持が失敗していれば、光FLは遮光
物がなく、受光部223bで光FLを検出する。このよ
うに、受光部223bでの光FLを監視するすること
で、ロボットツールによる部品の把持の検出が行える。
示した各ロボット210A,210Bの共通可動範囲R
Cまたはその近傍に設置してあることによって、それぞ
れのロボット210A,210Bにつき、ロボットツー
ルが位置決めプレート224上に載置されて部品の取り
出し対象として現に使用されているトレイ(以下「利用
中トレイ」)中の部品を順次に把持して組立途上体83
の位置(したがって、組立用冶具51および冶具ホルダ
222の設置位置)に至るまでの移送経路において、各
部品がロボットツールに把持されているか否かを検出可
能である。
210Bにつき、ロボットツールが利用中トレイの部品
を把持してピックアップし、そのままの把持状態で組立
途中体83に向かって移動するような単方向の移送経路
を、それらの経路が共通可動範囲RC内の所定位置を通
るように設定しておく。そして、その所定位置またはそ
の近傍に部品検出器223を配置しておくことによっ
て、部品検出器223をたとえば図2のツールホルダ2
21の近傍にロボットごとに個別に配置するような場合
と比較して、少ない数の部品検出器(ここでの例では1
つの部品検出器223)によって各ロボットでの部品の
把持を検出可能である。
Aが利用中トレイから部品検出器の位置に反時計回りに
旋回して部品の把持の検出を行った後、時計まわりに逆
旋回して部品を組立途上体83の位置(治具ホルダ22
2の上の位置)に搬送する、というような往復動作(反
転動作)を必要とする。これに対して、この実施形態の
ようにを部品の単方向の移送経路(図2のロボット21
0Aの例では時計まわりに利用中トレイから組立途上体
83に向かう単方向の移動経路PA)に部品検出器22
3を配置することによって、ロボットの往復動作が不要
となり、組立タクトの改善に寄与する。ロボット210
Bの場合には、利用中トレイから部品検出器223に向
かう反時計回りの部品移送経路PBが、「単方向の部品
移送経路」に相当する。
24の上に複数の使用中トレイがあるため、部品移送経
路PA,PBのそれぞれは、どの利用中トレイから部品
を取り出すかによってその出発点は異なるが、図2に例
示するように、部品検出器223の付近を通る段階でそ
れらの各ルートは同じ経路に合流する。そして、この部
品検出器223を過ぎて組立途上体83の近傍に至る
と、組立途上体83にどの方向からその部品を組み付け
るかによって、それぞれの方向に分かれるようになる。
210Aまたは210Bが部品を保持していないと判定
されたときには、当該ロボットは部品トレイの場所に戻
って新たな部品をピックアップする。このため、ひとつ
の部品の保持エラーによってすべての組立作業が完全に
停止してしまうことはない。
ト210Aまたは210Bが部品を保持していないと判
定されたときには、図2に示すように共通可動範囲RC
内に配置しておいたトラッシュボックスTRの上まで当
該ロボットのチャックを移動させてそのトラッシュボッ
クスTRの上でチャックを開く。
ロボット210A,210Bのチャックに保持されてい
ることによって部品の保持が検出されなかったような場
合でも、そのような不良保持状態の部品をトラッシュボ
ックスTRの中に回収することが可能である。
かわらず、「部品を保持していない」と判定され、その
部品を保持したまま当該ロボットが部品トレイまで戻っ
て新たな部品をつかもうとして元の部品を部品トレイ上
に落としてしまい、以後の部品のピックアップを阻害し
てしまう、という事態の発生を防止できる。
とし、最後にロボット210Aまたは210Bで自動的
に装置の外部側に移動させるようにすれば、トラッシュ
ボックスTRの回収にあたって人手を要しない。
光透過式の例を示したが、これに限らず、検出対象物
(部品)に光を照射し、その反射光を監視することで部
品を検出する反射式の検出器であってもよい。また、部
品の把持の有無をカメラによる画像処理によって検出し
ても良い。
は、部品等を載置するトレイ6を搬送するトレイ搬送部
231(図11(a))、搬送するトレイを交換するト
レイ交換部23(同じく図11(a))2、およびトレ
イの識別を行うトレイ識別部233(図12)を備えて
いる。
図である。
て水平方向Yに往復移動するトレイ保持部231aと、
トレイ保持部231aと連結してトレイに水平Y方向へ
の往復駆動力を与える駆動部231bとを有している。
トレイ保持部231aは、トレイ6を保持できるととも
に保持解除できる機能を有している。このトレイ保持部
231aは、位置決めプレート224sに対応した幅の
シングルサイズのトレイを保持する第1トレイ保持部2
31a-1(図1)と、位置決めプレート224sの2倍
の幅を持つダブルサイズのトレイを保持することができ
る第2トレイ保持部231a-2とを含んでいる。また、
図11(a)の駆動部231bは、エアー駆動によりレ
ール231cに沿って移動できるようになっている。そ
して、トレイ保持部231aで保持されたトレイが、基
台20A上のトレイを位置決めする位置決めプレート2
24の直上に搬送されると、保持部231aでの保持を
解除して位置決めプレート224の位置決めブロック2
24b(図13(a))とトレイ6の位置決め溝61
(図13(a))とを嵌合させて、ロボット210Aに
対するトレイ6の位置が定められる。
1aと同様の構成のトレイ保持部232aと、積み重ね
られたトレイ6を下方から支持する支持プレート232
bとを備えている。さらに、支持プレート232bにそ
の上端部が連結する支持ポール232cと、支持ポール
232cを昇降させる昇降用モータ232dとが設けら
れている。
立体で一杯になったトレイ(以下「使用済トレイ」)を
他のトレイ(以下「次使用トレイ」)と交換するときに
は、次の動作を行う。
支持プレート232b上に積み重ねられたトレイ群を上
昇させて、最下段のトレイ6Lをトレイ保持部232a
で保持する(図11(b)参照)。
レート232bの直上まで使用済トレイ6Aを移動させ
る(図11(b)参照)。
保持解除を行い、支持プレート232bの上に全トレイ
を載置する。そして、昇降用モータ232dの動作によ
り全トレイを降下させ、最上段の次使用トレイ6Bをト
レイ保持部231aで保持し、位置決めプレート224
Aまで搬送する(図11(a)参照)。
る。
明する図である。
部を有するスキャナ233aと、このスキャナ233a
を水平X方向に往復移動させるスキャナ移動部233b
とを備えている。スキャナ233aは、トレイ6の外面
に付された標識(バーコード)BCを検出して、各トレ
イ6に載置された部品等の被収容物の種類を識別する。
すなわち、各トレイ6の端面には、当該トレイ6上に載
置されている被収容物の種類ごとにあらかじめ割り当て
られたバーコードBCが貼付されており、そのバーコー
ドBCによって当該トレイが保持している被収容物が識
別されるようになっている。これにより、搬送すべき被
収容物が収容されているトレイを確実に搬送できる。ま
た、スキャナ駆動部232bを駆動させ、スキャナ23
3aを矢印SCの方向に移動させることで、一度に複数
のトレイ6の識別を行える。
ついてその被収容物を識別するにあたっては、図11の
支持プレート232bによってトレイ積層体を上昇また
は下降させ、その段のトレイのバーコードBCをスキャ
ナ233aの読取りヘッドの高さにしておいた状態でス
キャンを行う。
必要な部品などのリストはそのコードとともにあらかじ
め制御部に登録されており、スキャナ232aによって
読取られたバーコードBCのコード番号が登録コードに
一致していればトレイ6の置き間違いはないと判断し
て、作業プロセスを続行する。逆にバーコードBCのコ
ード番号が登録コードに一致していなければトレイの置
き間違いであるとして、作業プロセスを中断し、警告音
などを発することにより、トレイの置き間違いをオペレ
ータに通知する。
位幅を有するシングルサイズのトレイ6sを、ダブルサ
イズの位置決めプレート224wに対して位置決めする
状況を説明する図である。
プレート224sに対応するもので、その底部の端辺に
第1の局所形状としての複数の位置決め溝61を有して
いる。また、ダブルサイズの位置決めプレート224w
は、その外周に沿って突出した8つの位置決めブロック
224bを、上記第1の局所形状に対応する第2の局所
形状として有している。そして、図13(a)に示すよ
うに、ダブルサイズの位置決めプレート224w上に2
つのトレイ6sを配列して、それぞれ対応する位置決め
溝61と位置決めブロック224bとを相互に合させる
ことで、図13(b)に示すような位置決めが行われ
る。
ルサイズの位置決めプレート224s(図2)について
は縦横2個ずつ計4個の位置決めブロック224bが突
出形成されており、シングルサイズのトレイ6sを1個
だけ位置決めされた状態で載置できる。
ルサイズのトレイ6wを位置決めプレート224wに対
して位置決めする状態を説明する図である。
めプレート224wと平面的に同サイズであり、複数の
位置決め溝61を有するとともに、位置決めブロック2
24bより若干大きい溝幅を持った複数の位置決めブロ
ック逃し溝62を有している。位置決めブロック逃し溝
62は、トレイ6wの熱収縮等により、トレイ6wの溝
の間の間隔Saと位置決めプレート224wのブロック
224bの相互間隔Sbとが一致しなくなった場合に、
全ての位置決めブロック224bが適正に嵌合できなく
なるのを防止するために設けられている。そして、位置
決めに関与する位置決め溝61は、トレイ6wのXY各
2方向についての中心線を通る位置に配置して、それ以
外は、位置決めブロック逃し溝62としている。これに
より、上記のトレイ6sの位置決めと同様に、それぞれ
対応する位置決め溝61および位置決めブロック224
bを嵌合させることで、図14(b)に示すような位置
決めが行われる。
6wは、硬質プラスチックなどで形成されている比較的
硬質のトレイ本体60wの中に、発泡樹脂の成型品など
のような比較的軟質の材質で構成された中子65wが着
脱自在に収容されて構成されている。中子65wは、部
品や完成後の組立体などの被収容物を整列させ、トレイ
内での位置決めを行うもので、厚みのある板状の形状を
有し、複数の被収容物を整列させる整列孔651を有し
ている。また、トレイ本体60wはその内側の隅に位置
決めブロック224bが複数設けられており、一方、中
子65wには、これらのブロック224bに対応する位
置決め溝652が設けられている。そして、上記の位置
決めプレート224wに対するトレイ6wの位置決めと
同様に、位置決め溝652によりトレイ本体60wに対
する各整列孔652の位置決めがなされる。
65sは、水平X方向について上記の中子65wの半分
の大きさであり、その上部に整列孔653を有してい
る。シングルサイズのトレイ6sも、硬質プラスチック
などで形成されている比較的硬質のトレイ本体60sの
中に、発泡樹脂の成型品などのような比較的軟質の材質
で構成された中子65sが着脱自在に収容されて構成さ
れている。
15(b)に示すように2つのシングルサイズの中子6
5sを収容することもできる。各中子6w、6sに同数
の部品などを収容する場合には、シングルサイズの中子
65sの整列孔653は、ダブルサイズの中子65wの
整列孔651に比べて小さくなるめ、比較的小型の部品
などを保持するのに適している。
6wに整列される例を示す図である。
整列孔651aのそれぞれに部品84が挿入されること
で、整列が行われる。ここで、整列孔651aの形状
は、部品84の形状に対応しており、これにより部品8
4の位置が整列孔651aによって規制される。図16
(b)に示すように、部品81についても、その形状に
対応した整列孔651bを有する中子65wにより、ト
レイ6wに整列される。
いては、上記の整列孔651a、651bの代わりに整
列突起651cにより整列が行われる。ここでは、整列
突起651cの間に、組立体85が挟み込まれて固定さ
れることとなる。なお、図16(a)および図16
(b)に示すトレイを部品用トレイ、図16(c)に示
すトレイを組立体用トレイと呼ぶこととする。
載置される例を示す図である。
置決め溝662を有する中子本体661と、中子本体6
61の上面に接続するツール載置部663を備えてい
る。ツール載置部663には、ツールホルダ221と同
様に、複数の凹部663が設けられている。この凹部6
63にロボットツール42の凸部423aが嵌入される
ことにより、ロボットツール42の位置を規制して保持
できる。そして、図17(b)に示すように、中子66
に固定されたロボットツール41は、トレイ本体60w
に収容される。
る例を示す図である。
置決め溝672を有する中子本体671と、中子本体6
61の上面中央に配置させる突起部673を備えてい
る。組立用冶具51、53、54の各ホルダ接続部51
2、532、542の底面に設けられている穴(図示せ
ず)に突起部673が嵌合することで、各組立用冶具が
中子67に固定できる。そして、図18(b)に示すよ
うに、中子67に固定された組立用冶具51は、トレイ
本体60sに収容される。なお、この図18および上記
の図17に示すトレイを組立ツール用トレイを呼ぶこと
とする。
機能ブロックを示す図である。
る制御部25A、25Bに電気的に接続している。ま
た、制御部25A(25B)は、ロボット部20A(2
0B)のコントローラ219A(219B)、供給部2
3A(23B)のコントローラ239A(239B)、
およびインターフェース部26A(26B)と電気的に
接続している。コントローラ219A、239A(21
9B、239B)もまた、CPUおよびメモリを有して
いる。コントローラ219A(219B)は、ロボット
210A(210B)と接続し、コントローラ239A
(239B)は、トレイ搬送部231A(231B)、
トレイ交換部232A(232B)およびトレイ識別部
233A(233B)に接続している。
ロボット制御手段として、制御部25A、25Bがツー
ル管理制御手段および組立制御手段としての機能を担っ
ている。
を有するとともに、組立装置2の起動状況を表示するデ
ィスプレイを有している。
Uおよびメモリの協働によって、操作部24におけるオ
ペレータの操作に応答して組立装置2の各可動部をトー
タルに制御する役目を担っている。
御部25Aに関する制御データが書込まれた記録媒体を
読み込めるようになっている。なお、インターフェイス
部26A、26Bに伝送線を接続し、この伝送線を介し
て設計支援装置3から制御データを受信するようにして
もよい。
支援装置3を示す斜視図である。
プレイ32、キーボード33、およびマウス34を備え
ている。
を示す図である。
ともに、制御部35に電気的に接続する表示部36、操
作入力部37、インターフェイス部38およびデータベ
ース部39を有している。
に設けられ、CPUおよびメモリを有している。
相当し、制御部35の指令に基づき各種画面の表示を行
う。
ス34とに相当し、オペレータによる操作が可能であ
る。
処理されたロボットの制御データ等を記録媒体に出力す
る。なお、インターフェイス部38に伝送線を接続し、
この伝送線を介して組立装置2の制御部242A、24
2Bに制御データを送信してもよい。
品ごとの取扱い動作を類型化して定義した動作モジュー
ル39aをデータベースとして記憶装置内に記憶してい
る。
要を説明するフローチャートである。以下、同図を参照
して、その基本動作を説明する。
組立用冶具で構成される組立ツールをロボットの可動範
囲RA、RB内に自動搬入し、そのセッティングも自動
で行う。
た組立ツールを用い、ロボット210A、210Bによ
り複数の部品を順次に組み立てる組立作業を所定回数繰
り返して行う。
不要となる組立ツールをロボットの可動範囲RA、RB
から搬出する。
行うかを判定する。品種切替を行う場合にはステップS
1に戻り、同様の手順で組立作業を続行する。これによ
り、異なる品種でも組立ツールの交換を人手に頼らずに
連続して組立作業を行うことができる。
するフローチャートであり、図21に示すフローチャー
トのS1に対応する。
の選択を行う。つまり、トレイ交換部232にて、組立
ツール用トレイを選択する。なお、トレイ識別部233
により、所定の組立ツール用トレイが選択されていなけ
れば、アラームを発信する。
択した組立ツール用トレイの搬送を行う。ここでは、ト
レイ搬送部231を駆動させて、組立ツール用トレイを
ロボット210A,210Bの可動範囲RA、RB外か
ら可動範囲RA、RB内の位置決めプレート224の場
所まで搬入する。これにより、複数種類のロボットツー
ルを搬入できる。
がロボットの可動範囲RA、RB内まで搬入されたかを
判定する。ロボットの可動範囲内まで搬入されている場
合にはステップS14に進み、搬入されていない場合に
はステップS12に戻る。
210Bによる組立ツールの自動セッティングを行う。
つまり、まず、初期状態において既にツールホルダ22
1に載置されている複数種類のロボットツールのなかか
ら予め選択されているロボットツールをメカニカルハン
ド211A、211Bに装着する。そして、ロボット2
10A,210Bの可動範囲RA、RB内に搬入された
組立ツールすなわちロボットツールおよび組立用冶具
は、ロボット210A,210Bによって所定の場所つ
まりツールホルダ221および冶具ホルダ222の位置
までそれぞれ移送されて配置される。
したかを判定する。つまり、搬入された全ての組立ツー
ルのセッティングが完了している場合にはステップS1
6に進み、完了していない場合にはステップS14に戻
る。
を駆動させて、全ての組立ツールのセッティングの完了
により空になった組立ツール用トレイを、ロボット21
0A,210Bの可動範囲RA、RB内から、可動範囲
RA、RB外の位置まで搬出する。
交換部23まで搬出されたかを判定する。トレイ交換部
23まで搬出されている場合にはステップS2に進み、
搬出されていない場合にはステップS16に戻る。
ーチャートであり、図21に示すフローチャートのS2
に対応する。
を行う。つまり、トレイ交換部232にて、積層された
複数の部品トレイのうちその時点で最上部にある部品用
トレイを選択する。なお、トレイ識別部233により、
所定の部品用トレイが選択されていなければ、アラーム
を発信する。
搬送を行う。具体的には、トレイ搬送部231を駆動さ
せて部品用トレイを、ロボット210A,210Bの可
動範囲RA、RB外から可動範囲RA、RB内の位置決
めプレート224の場所まで自動搬入する。
210Bの可能範囲RA、RB内まで搬送したかを判定
する。可能範囲内まで搬送されている場合にはステップ
S24に進み、搬出されていない場合にはステップS2
2に戻る。
レイの位置決めを行う。つまり、位置決めプレート22
4により、部品用トレイをロボットの可能範囲RA、R
B内で位置決めする。
点数に応じた数の部品用トレイを並列的に自動搬送する
ように実行され、これによって組立作業に必要な各部品
がロボット部10A,10Bに近傍に配置されて組立作
業が開始できる状態になる。
210Bによる部品の組立作業を開始する。
出して組立を行う。具体的には、部品の種類などに応じ
て適宜ロボットツールの交換を行い、搬入されたトレイ
内の部品をロボット210A,210Bを交互に使用し
てピックアップし組立用冶具で移送して組立を行う。な
お、必要に応じてロボット210A,210Bの一方を
連続して使用することもできる。また、一連の組立作業
の途中でロボットツールの交換が必要になったときに
は、ロボット210A(210B)は、ツールホルダ2
11上に待機している他のロボットツールと現在のロボ
ットツールとを交換する。すなわち、組立体の組立段階
に応じてロボットツールはロボット210A(210
B)自身によって自動交換される。
品が組立作業の進行に伴って、空になったトレイがある
かを判定する。空になっている場合にはステップS28
に進み、空でない場合にはステップS36に進む。
レイをロボット210A,210Bの可動範囲RA,R
Bからトレイ交換部232まで自動搬出する。
レイ(使用済トレイ)と、別の部品が載置されている部
品用トレイ(次使用トレイ)とをトレイ交換部232に
て交換する。
換され、部品が載置されている次使用の部品用トレイを
ロボット210A,210Bの可動範囲RA,RBまで
搬入する。
されているため、ひとつの部品用トレイ内の部品が空に
なるときには他の部品用トレイも空になるため、複数の
部品用トレイが次使用の部品用トレイと時間的に並行し
て交換されるが、各部品用トレイが空になるタイミング
が異なる場合は、いずれかの部品トレイが空になる都
度、その部品用トレイについての自動搬出とトレイ積層
体の最下段への収容、最上段の部品トレイの自動搬入と
いう、一対の動作が連続して行われ、それが完了するま
ではロボット210A,210Bによる組立プロセスの
繰返しは一時中断して待機状態となる。
26〜S30に対して並行動作となる。
組立体が完成すると、それをロボット210Aまたは2
10Bにより組立体用トレイ内に移送する。この組立体
用トレイは、あらかじめ空状態で位置決めプレート22
4のいずれかの位置に部品用トレイと並行して自動搬入
されている。
立体移送の繰返しによって組立体用トレイが一杯になっ
たかを判定する。一杯になっている場合にはステップS
33に進み、一杯でない場合にはステップS36に進
む。
たトレイをロボット210A,210Bの可動範囲R
A,RBからトレイ交換部232まで自動搬出する。
にて組立体で一杯になった組立体用トレイと空の組立体
用トレイとを交換する。
をロボット210A,210Bの可動範囲RA,RB内
まで自動搬入する。
がすべて完了したかを判定する。完了している場合には
ステップS37に進み、完了していない場合にはステッ
プS26、S31に戻る。
210Bの可動範囲RA,RB内にある全てのトレイを
自動搬出する。
まで全てのトレイが搬出されたか否かの判定を行う。搬
出されている場合にはステップS5に進み、搬出されて
いない場合には、ステップS37に戻る。
するフローチャートであり、図21に示すフローチャー
トのS5に対応する。
にて空の組立ツール用トレイを選択する。なお、トレイ
識別部233により、所定のトレイが選択されていなけ
れば、アラームを発信する。
レイをロボット210A,210Bの可動範囲RA,R
B内まで搬入する。ここでは、トレイ搬送部231を駆
動させてトレイを搬送する。
レイがロボット210A,210Bの可動範囲RA,R
B内まで搬入されたか否かを判定する。搬入されている
場合にはステップS54に進み、搬入されていない場合
にはステップS52に戻る。
ツール用トレイに、ロボット210A,210Bによっ
て組立ツールを返却する。
210Bによる組立ツール用トレイへの返却が完了した
かを判定する。完了している場合にはステップS56に
進み、完了していない場合にはS54に戻る。
ルをトレイ搬送部231を駆動させて搬出する。
たトレイがトレイ交換部232まで搬出されたかを判定
する。搬出されている場合にはステップS6に進み、搬
出されていない場合にはステップS57に戻る。
ツールもロボット210A,210Bの可動範囲RA,
RB内まで自動搬入され、また完成後の組立体だけでな
く、品種変更によって不用になった組立ツールもロボッ
ト210A,210Bの可動範囲RA,RBからその外
部まで自動搬出されるため、組立装置2によって多品種
少量生産を効率的に行えることとなる。
A,210Bの可動範囲RA,RB内にオペレータの人
手が入ることがないため、ロボット210A,210B
の動作によって危険が生じることもない。
トルクが大きいため、できるだけその可動範囲内にオペ
レータが入らないようにすることが安全上で好ましい
が、この実施形態の装置ではこのような要請にも合致し
たものとなっている。
支援装置3の動作の概要を説明するフローチャートであ
る。以下、同図を参照して、その基本動作を説明する。
ータベースから選択して、各工程の動作を入力する。
21の例を示す図である。この画面321は、各工程を
概略フローを表示する工程表示画面322、および各工
程の動作を入力する工程入力画面323を有している。
示した工程番号表示322aと、各工程で取り扱う部品
の画像322bとを含んでいる。この工程表示画面32
2により、操作者は組立で使用する部品を視覚的に確認
できる。
323aおよび複数の選択ボタン323bを有してい
る。番号入力部323aは、工程番号を入力するための
もので、キーボード33の操作により工程番号を入力す
る。また、選択ボタン323bは、データベース部39
に記憶されている複数の動作モジュールから、必要なデ
ータを選択するためのボタンである。選択ボタン323
bをマウス34の操作によりクリックすると、複数の選
択可能なデータの表示323cが現れ、表示323cに
おいて複数のデータの中から選択するデータをマウス3
4の操作により選ぶことでデータ入力が行われる。
ュールに基づき、各工程の実行タイミングを演算する。
この演算は、制御部35のCPUにより実行される。こ
のために、各動作モジュールは、たとえばその部品の1
回の組付けに必要な一連の動作など、各単位動作に必要
なロボットの動作とその動作に要する時間などの情報を
含んで構成されている。これらは類型化されているが、
その意味は以下の通りである。
方からねじ込む場合には、そのネジのサイズが多少異な
っても、その組付け動作としてはほとんど同じような内
容となる。したがって、データベース上ではそれらを区
別せず、基本的な動作形態が類似した動作はひとつの動
作モジュールとして定義して登録している。
入するというような場合も、そのバネの巻数がどうであ
るかというような事項は捨象して、共通の類型に属する
動作としてひとつのモジュールとすることができる。
ことによって、組立プロセスの組立が容易になり、迅速
かつ正確な設計が可能になる。
って表示する。
る画面324の例を示す図である。画面324は、作業
開始からの経過時間を表示する時間表示部324aおよ
び各工程ごとの所要時間を表示する棒グラフ324bを
含んでいる。この画面324におけるグラフィック表示
により各ロボットの稼働状況などを視覚的に把握でき
る。
ける部品の画像を棒グラフ324bに付随させて表示す
ることによって、その工程がどの部品に関するものであ
るかを容易に理解できる。なお、各工程のすべてにつ
き、その部品の画像が付随して表示されるが、図27で
は図示の便宜上、一部の工程についてのみ部品画像の表
示を示している。
にかかる全所要時間(タクトタイム)を演算して数値表
示する。具体的には、図27における表示324cに示
すように、ステップS82で演算された各工程の実行タ
イミングに基づき、ディスプレイ32に表示される。
を演算して表示する。具体的には、図27の表示324
d(平行斜線で示す)に示すように、ロボット210
A、210Bが干渉領域に入る時間帯を他の時間帯と区
別可能に表示する。すなわち、共通可動範囲RCはロボ
ット210A,10Bが相互に干渉し得る干渉領域にな
っているため、この共通可動範囲RCに一方のロボット
が入っているときには他方のロボットはその外部で待機
することが好ましい。そこで、共通可動範囲RCに入っ
たロボット以外のロボットの待機すべき時間帯が把握で
き、時間軸において表示324dが重複しないように演
算を行うことで、ロボット同士の衝突を防止できる。具
体的には、当該ロボットが部品などを保持して共通可動
範囲RCに入ろうとするとき、相手側のロボットが共通
可動範囲RC内にあるときには、その相手側のロボット
が共通可動範囲RCから出るまでの時間を計算して、そ
れを待機時間として表示する。
ーケンスが満足できるものでない場合、たとえばタクト
タイムが所望のものよりもかなり長くなっており、かつ
一方のロボットの待機時間が過大であるような場合に
は、各動作に使用するロボットを変更するなどの修正を
行えば、その修正後の動作シーケンスが表示され、最終
的にプロセス設計者が満足する結果が得られた段階で動
作シーケンスを確定する。
した動作シーケンスにつき、それに対応する制御データ
をインターフェイス部38における可搬性の記録媒体に
出力するかを判定する。出力する場合にはステップS8
7に進み、出力しない場合にはステップS81に進む。
制御データをインターフェイス部38における記録媒体
に出力する。これにより、設計支援装置3における入力
された組立作業に関する制御データを記録媒体を介して
組立装置2に入力できる。
は、組立装置2と設計支援装置3とをオンライン接続し
てオンライン通信で行ってもよい。
て、ロボットによる効率的な多品種少量生産の設計支援
が可能となる。
2は、2台のロボット210A、210Bを有している
が、この発明は種々の態様で実現可能である。すなわ
ち、図28に示すように1台のロボット210と、それ
に隣接させた1つの作業台11,それにひとつの供給部
23によって構成される装置が最小限のユニットとなる
が、図29に示すように、種々の配列が可能である。
ボットの対の間に作業台11があり、その作業台11の
少なくとも一部はそれら隣接するロボットの可動範囲内
に入っている。したがって、どの作業台11においても
複数のロボットの協働が可能である。
P、210Qを1次元的(図29(a))または2次元
的(図29(b))に交互配置した場合には、どの作業
台11でも、異なる動作自由度のロボット210P、2
10Qの協働が可能になるという利点がある。
によって、このような配置を実質的な隙間無く行うこと
が可能になり、スペースの有効利用が図れる。
生産性を有するとともい、安全性も高く、フレキシビリ
ティに富んだシステムとなっている。
よれば、複数の部品と組立ツールとを搬入対象物とし
て、各搬入対象物をロボットの可動範囲の外部から可動
範囲の内部まで搬入するとともに、完成後の組立体と使
用後の組立ツールとを搬出対象物として、各搬出対象物
を可動範囲の内部から可動範囲の外部まで搬出する搬送
手段とを備えている。その結果、組立ツールの交換を人
手に頼らずに行えるため、多品種少量生産を効率的に行
える。
ルとして、ロボットの先端腕に着脱自在なロボットツー
ルと基台に付随させた作業台上に配置されて複数の部品
を組み付ける組立用冶具とが含まれているため、組立作
業に必要なロボットツールと組立用冶具とを確実に供給
できる。
組立段階に応じて、ロボットの先端腕に装着するロボッ
トツールを複数のロボットツールの中から選択して交換
するため、各組立段階において適切なロボットツールの
選択が行える。
レイ保持部のそれぞれをロボットの可動範囲の内部と外
部との間で移動させ、搬入対象物および搬出対象物のそ
れぞれはトレイに収容された状態で搬送される。従っ
て、トレイを用いることにより、汎用性の高い搬送が行
える。
位幅のトレイを保持する第1トレイ保持部と、単位幅の
複数倍に相当する幅のトレイを保持する第2トレイ保持
部との並列配置を有するため、搬入対象物および搬出対
象物の各種大きさに対応した搬送が行える。
はその外面に第1の局所形状が付されており、各トレイ
保持部は、第1の局所形状と嵌合する第2の局所形状を
有しており、第1の局所形状と前記第2の局所形状との
嵌合によって各トレイ保持部への各トレイの位置決めが
なされる。従って、各トレイの位置決めが正確に行え
る。
の作業範囲内における複数の部品のそれぞれの搬入位置
から組立位置までの区間内において、ロボットによる各
部品のそれぞれの単方向の移送経路が所定の共通位置を
通るように設定されており、共通位置近傍に設置され
て、ロボットのチャックが部品を把持しているか否かを
検出する部品検出手段を備えている。その結果、部品を
把持しているか否かを迅速に検出できる。
が略矩形の平面形状を有する基台上にロボットを搭載し
て構成され、矩形の辺同士を対向させて配列した複数の
ロボット部と、複数のロボット部の間に配置された作業
台とを備え、各ロボット部のロボットの動作範囲が、当
該ロボット部に隣接する作業台の少なくとも一部をカバ
ーしている。その結果、組立体の品種切替えに対して柔
軟にロボットの配置を変更できるため、多品種少量生産
を効率的に行える。
ボット部のうち互いに隣接する2のロボット部のそれぞ
れのロボットは動作自由度の組合せが互いに異なるた
め、ロボットによる組立作業のバリエーションが増え
る。
サイズのトレイ本体において、シングルサイズの保持部
材をペアで収容した場合にダブルサイズの保持部材を単
独で収容した場合と実質的に等価な状態でトレイ本体と
保持部材とが位置的に適合している。その結果、シング
ルサイズの保持部材はシングルサイズのトレイ本体のみ
ならずダブルサイズのトレイ本体にも適切に位置決めさ
れた状態で収容でき、シングルサイズの保持部材の共用
化が可能となる。
ットによる部品ごとの取扱い動作を類型化して定義した
複数の動作モジュールを登録するデータベースと、各工
程ごとに使用するロボットを指定するとともに、データ
ベースに登録されている動作モジュールの集合の中か
ら、各工程に使用する動作モジュールを選択する操作入
力手段と、複数のロボットについて組立の各工程につい
て選択された動作モジュールの実行タイミングを各工程
の実行順序に従って演算する実行タイミング演算手段
と、複数のロボットのそれぞれについての実行タイミン
グの連鎖を所定の表示手段上で時間軸に沿ってグラフィ
ック表示させる表示制御手段とを備えている。その結
果、組立における各工程の動作を入力するのが簡易にな
り、また各工程の実行タイミングを視覚的に確認できる
ため、ロボットによる効率的な多品種少量生産の設計支
援に有効である。
モジュールの実行タイミングおいて前工程との干渉防止
のために当該ロボットが待機すべき時間帯を演算して、
待機の時間帯をグラフィック表示において他の時間帯と
区別可能に表示させる。従って、当該ロボットが待機す
べき時間帯を確実に把握できる。
的斜視図である。
る。
の着脱動作を説明する図である。
す図である。
図である。
る。
図である。
を示す図である。
である。
る。
ャートである。
ャートである。
ある。
ャートである。
ーチャートである。
す図である。
の例を示す図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 組立ツールを利用して複数の部品を順次
に組立て、それによって所定の組立体を製造する組立装
置であって、 (a) 所定の基台上に配置されたロボットを有する組立部
と、 (b) 前記ロボットを駆動制御するロボット制御手段と、 (c) 前記複数の部品と前記組立ツールとを搬入対象物と
して、各搬入対象物を前記ロボットの可動範囲の外部か
ら前記可動範囲の内部まで搬入するとともに、 完成後の組立体と使用後の組立ツールとを搬出対象物と
して、各搬出対象物を前記可動範囲の内部から前記可動
範囲の外部まで搬出する搬送手段と、を備え、 前記ロボット制御手段が、 (b-1) 搬入された前記組立ツールのセッティングと、使
用後の前記組立ツールの前記搬送手段への返却とを前記
ロボットに行わせるツール管理制御手段と、 (b-2) 搬入された前記複数の部品の順次組立てと、完成
後の組立体の前記搬送手段への返却とを前記ロボットに
行わせる組立制御手段と、を備えることを特徴とする組
立装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の組立装置において前記
組立ツールとして、 前記ロボットの先端腕に着脱自在なロボットツールと、 前記基台に付随させた作業台上に配置されて前記複数の
部品を組み付ける組立用冶具と、が含まれており、 前記ツール管理制御手段は、 前記ロボットに、前記先端腕への前記ロボットツールの
着脱制御を行わせるロボットツール管理制御手段と、 前記ロボットに、前記作業台上の所定の組立位置と前記
搬送手段との間の前記組立用冶具の移動を行わせる冶具
管理制御手段と、を備えることを特徴とする組立装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の組立装置において、 前記ロボットツールとして複数種類のロボットツールが
前記搬送手段によって搬送され、 前記ロボットツール管理制御手段は、 前記ロボットによって、前記基台上の所定のロボットツ
ール待機位置まで前記複数種類のロボットツールを搬送
するロボットツール搬送制御手段、と、 前記組立体の組立段階に応じて、前記先端腕に装着する
ロボットツールを複数のロボットツールの中から選択し
て交換するロボットツール交換制御手段と、を備えるこ
とを特徴とする組立装置。 - 【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかに記
載の組立装置において、 前記搬送手段は、 (c-1) それぞれが所定のトレイを保持可能な複数のトレ
イ保持部の並列配置と、 (c-2) 前記複数のトレイ保持部のそれぞれを前記ロボッ
トの可動範囲の内部と外部との間で移動させる搬送駆動
手段と、を備え、 前記搬入対象物および前記搬出対象物のそれぞれは、前
記トレイに収容された状態で前記搬送手段によって搬送
されることを特徴とする組立装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の組立装置において前記
複数のトレイ保持部が、 所定の単位幅のトレイを保持する第1トレイ保持部と、 前記単位幅の複数倍に相当する幅のトレイを保持する第
2トレイ保持部と、の並列配置を有することを特徴とす
る組立装置。 - 【請求項6】 請求項4または請求項5に記載の組立装
置において、 前記トレイには、その外面に第1の局所形状が付されて
おり、 各トレイ保持部は、前記第1の局所形状と嵌合する第2
の局所形状を有しており、 前記第1の局所形状と前記第2の局所形状との嵌合によ
って各トレイ保持部への各トレイの位置決めがなされる
ことを特徴とする組立装置。 - 【請求項7】 請求項2に記載の組立装置において、 前記ロボットツールとして前記複数の部品のそれぞれを
把持可能なチャックが使用されているとともに、 前記ロボットの作業範囲内における前記複数の部品のそ
れぞれの搬入位置から前記組立位置までの区間内におい
て、前記ロボットによる各部品のそれぞれの単方向の移
送経路が所定の共通位置を通るように設定されており、 前記組立装置が、 (d) 前記共通位置近傍に設置されて、前記ロボットにお
いて前記チャックが部品を把持しているか否かを検出す
る部品検出手段、をさらに備えることを特徴とする組立
装置。 - 【請求項8】 複数の部品を順次に組立てることによっ
て組立体を製造する組立装置であって、 (a) それぞれが略矩形の平面形状を有する基台上にロボ
ットを搭載して構成され、前記矩形の辺同士を対向させ
て配列した複数のロボット部と、 (b) 前記複数のロボット部の間に配置された作業台と、
を備え、 各ロボット部のロボットの動作範囲が、当該ロボット部
に隣接する作業台の少なくとも一部をカバーしているこ
とを特徴とする組立装置。 - 【請求項9】 請求項8に記載の組立装置において、 前記複数のロボット部のうち、互いに隣接する2のロボ
ット部のそれぞれのロボットは、動作自由度の組合せが
互いに異なることを特徴とする組立装置。 - 【請求項10】 請求項4ないし請求項6のいずれかに
記載の組立装置で使用されるトレイシステムであって、 (a) トレイ本体の群と、 (b) 被収容物の形状に適合した所定の上面凹部を有し、
前記トレイ本体に収容されて前記被収容物を前記上面凹
部に位置決めして保持する保持部材の群と、を備え、 前記トレイ本体の群が、 (a-1) 所定の単位収容幅を有するシングルサイズのトレ
イ本体と、 (a-2) 前記単位収容幅の倍の収容幅を有するダブルサイ
ズのトレイ本体と、を含む一方、 前記保持部材の群が、 (b-1) 前記シングルサイズのトレイ本体の内部に単独で
適合して収容されることが可能であるとともに、前記ダ
ブルサイズのトレイ本体の内部にはペアで収容されるこ
とが可能なシングルサイズの保持部材と、 (b-2) 前記ダブルサイズのトレイ本体の内部に単独で適
合して収容されることが可能なダブルサイズの保持部材
と、を含んでなり、 前記ダブルサイズのトレイ本体において、前記シングル
サイズの保持部材をペアで収容した場合に、前記ダブル
サイズの保持部材を単独で収容した場合と実質的に等価
な状態で、トレイ本体と保持部材とが位置的に適合する
ことを特徴とするトレイシステム。 - 【請求項11】 複数のロボットを使用して複数の部品
を順次に組立て、それによって所定の組立体を製造する
組立装置の動作設計を行う際に使用される設計支援装置
であって、 各ロボットによる部品ごとの取扱い動作を類型化して定
義した複数の動作モジュールを登録するデータベース
と、 各工程ごとに使用するロボットを指定するとともに、前
記データベースに登録されている動作モジュールの集合
の中から、各工程に使用する動作モジュールを選択する
操作入力手段と、 前記複数のロボットについて、前記組立の各工程につい
て選択された動作モジュールの実行タイミングを各工程
の実行順序に従って演算する実行タイミング演算手段
と、 前記複数のロボットのそれぞれについての前記実行タイ
ミングの連鎖を、所定の表示手段上で時間軸に沿ってグ
ラフィック表示させる表示制御手段と、を備えることを
特徴とする設計支援装置。 - 【請求項12】 請求項11に記載の設計支援装置であ
って、 各動作モジュールの実行タイミングおいて、前工程との
干渉防止のために当該ロボットが待機すべき時間帯を演
算する待機時間演算手段と、 前記待機の時間帯を前記グラフィック表示において他の
時間帯と区別可能に表示させる待機時間表示制御手段
と、をさらに備えることを特徴とする設計支援装置。
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