JP2001246591A - 組立ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立ロボットにおけるロボットハンドの保持
爪によって複数種類の部品の位置決め保持を可能として
機構の簡素化、可動効率の向上を図る。 【解決手段】 各種形状の部品を保持してワークの組み
立てを行う組立ロボットにおいて、部品31，32の形状を
利用すると共に、ロボットハンド１の保持爪６，７が複
数の保持部８，９を有し、共通の保持爪６，７の異なる
保持部８，９で異形状の各部品31，32を所定の姿勢に位
置決めしつつ保持して組み付けを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気カートリッジ
等のワークの組み立てにおいて、そのケースに対して各
種部品を順次組み付けるような組み立てを行う組立ロボ
ットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、部品の組み立てに組立ロボッ
トを使用して自動化を図ることが行われているが、その
場合には組立ロボットに対して部品を位置決めして供給
し、ロボットハンドの先端保持爪によってこの位置決め
されている部品を所定の姿勢に保持し、組み付け動作を
行うのが一般的である。

【０００３】しかし、上記部品供給は特定形状の部品の
搬送に適した機構が採用されることで汎用性に欠け、部
品形状が変更されることへの対応が煩雑である。また、
組立工程の自動化を図った際に、その停止原因の多くは
部品供給不良に起因している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような点から、
本発明では組立ロボットに対する部品供給ではその位置
決めは正確には行わないようにして設備の簡素化を図
り、少量生産にも対応可能とするものである。

【０００５】例えば組立ロボットに対する部品の供給
は、搬送パレット上に１組の部品を人手によってセット
した状態で行い、この搬送パレットを組立ロボットの作
業位置に順次搬送し、組立ロボットは搬送パレット上で
各部品を順次保持してケースの所定位置に組み付ける。
その際、搬送パレットに対する各部品のセットは、単に
所定位置に置くだけで正確な位置決めはせず、その作業
の効率化を図る。そして、組立ロボットのロボットハン
ドで部品を保持したときに同時に所定の姿勢に位置決め
し、所定位置に組み付けることを意図するものである。

【０００６】上記のような組立ロボットを設計するにつ
いて、組立ロボットのロボットハンドの先端に取り付け
る保持爪を、それぞれの部品に対して専用に設けること
で位置決め保持が行えるが、これでは、組立ロボットに
複数のロボットハンドを設置して各ロボットハンドに専
用保持爪を取り付け、部品に応じてロボットハンドを切
り替えるか、ロボットハンドに取り付ける専用保持爪を
交換可能として、部品に応じて保持爪を交換する必要が
あり、稼働効率が低下すると共に、組立ロボットの機構
が複雑となり、保持爪の数が多く製作が煩雑となる。

【０００７】そこで本発明は上記点に鑑みてなされたも
のであり、ロボットハンドの保持爪によって複数種類の
部品の位置決め保持を可能として効率を高めるようにし
た組立ロボットを提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の組立ロボットは、各種形状の部品を保持してワーク
の組み立てを行う組立ロボットにおいて、部品の形状を
利用すると共に、ロボットハンドの保持爪が複数の保持
部を有し、共通の保持爪の異なる保持部で異形状の各部
品を所定の姿勢に位置決めしつつ保持して組み付けを行
うことを特徴とするものである。

【０００９】例えば、ロボットハンドは対向して開閉移
動する保持爪を有し、閉じた状態で部品の内側に移動し
てから開作動して部品を保持する外開き用の保持部を有
すると共に、開いた状態で部品に移動してから閉作動し
て部品を保持する内閉じ用の保持部を有する。また、ロ
ボットハンドは対向して開閉移動する保持爪を有し、こ
の保持爪は外開きでまたは内閉じで部品を保持するよう
にし、該保持爪に形状、大きさなどが異なる複数の保持
部を並設し、各保持部で異形状部品をそれぞれ保持可能
とする。部品の位置決めはＶ字状凹部による保持部の２
側面で部品の角部または円弧部を保持するか、Ｖ字状凹
部による保持部のコーナー部で薄板部品の端部を保持す
るか、凸面部による保持部で部品の穴部を２点保持する
ことなどの組み合わせで位置決め保持可能とする。

【００１０】

【発明の効果】上記のような本発明によれば、部品の形
状を利用すると共にロボットハンドの保持爪が複数の保
持部を有し、共通の保持爪の異なる保持部で異形状の各
部品を所定の姿勢に位置決めしつつ保持して組み付けを
行うようにしたことにより、各部品に対応する専用の保
持爪を有することなくロボットハンドの保持爪の共通化
を図って１つの保持爪で複数の部品の位置決め保持が行
えるようにし、ロボットハンドの切替工程または保持爪
の交換工程を低減して処理効率の向上を図ることができ
ると共に、ロボットハンドの簡略化および保持爪の減少
による製造コストの低減が行える。

【００１１】また、組立ロボットで部品の位置決め行う
ことで、組立ロボットに対する部品供給での位置決めを
簡略化して部品供給の効率化、トラブルによる組立工程
の停止を抑制して稼働率の低下を改善できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいて本発明を詳細に説明する。図１は一つの実施の形
態にかかる組立ロボットにおけるロボットハンド部分を
示し、１つの部品を保持する状態の正面図、図２は図１
の部品を保持する前後の状態を示すＡ−Ａ断面図、図３
は他の部品を保持する状態を示すロボットハンド部分の
正面図、図４は図３の部品を保持する前後の状態を示す
Ｂ−Ｂ断面図である。

【００１３】本実施形態の組立ロボットにおけるロボッ
トハンド１は平行ハンドであって、本体部２の先端（下
部）に互いに開閉移動する２つの可動部３，４を有し、
この可動部３，４は本体部２に内蔵したアクチュエータ
（図示せず）によって平行に中心位置から等距離に接離
移動するように駆動される。また、組立ロボットの全体
は示していないが、公知の多軸多関節を有するアームの
先端部に上記ロボットハンド１が取り付けられ、上下方
向、前後方向、左右方向、回転方向および斜め方向など
の多方向に移動可能である。

【００１４】前記ロボットハンド１の両可動部３，４に
は、それぞれ対となる左右保持爪６，７が取付ネジ５に
よって取り付けられ、対向して開閉移動される。両保持
爪６，７は基部６ａ，７ａが前記可動部３，４の内側に
固着され、基部６ａ，７ａの下端から下方に延びる細い
棒状の先端部６ｂ，７ｂの下部外側に第１保持部８，８
が、下部内側に第２保持部９，９がそれぞれ上下方向に
形成されている。

【００１５】外側の第１保持部８，８は、左保持爪６お
よび右保持爪７ともに中央が凹んだＶ字状の凹形状に設
けられている。この第１保持部８，８は、図１および図
２に示すように、左右保持爪６，７が閉じた状態で第１
の部品３１の内側に移動してから開作動して第１の部品
３１を位置決め保持する外開き保持用である。

【００１６】また、内側の第２保持部９，９は、左保持
爪６では中央が平坦で両側部が円弧状の凸形状に設けら
れ、右保持爪７では中央が凹んだＶ字状の凹形状に設け
られている。この第２保持部９，９は、図３および図４
に示すように、左右保持爪６，７が開いた状態で第２の
部品３２に移動してから閉作動して第２の部品３２を位
置決め保持する内閉じ保持用である。

【００１７】まず、図１および図２において、第１の部
品３１は円盤部３１ａの中央に十字形開口３１ｂを有す
る筒部３１ｃが突設されたものである。この第１の部品
３１はパレット（図示せず）上に平坦に載置され、この
第１の部品３１に対して左右保持爪６，７を閉じた状態
でロボットハンド１を下降移動させて、図１および図２
(ａ)のように両保持爪６，７の先端部６ｂ，７ｂを十字
形開口３１ｂの中心部に挿入する。その後、両保持爪
６，７を開く方向に作動させ、図２(ｂ)のように左右保
持爪６，７の外側第１保持部８，８のＶ字状凹部の２側
面が、第１の部品３１の筒部３１ｃの内角部３１ｄにそ
れぞれ当接した合計４点の接触で、中心位置および回転
位置を位置決めした所定の姿勢に保持し、組付け位置に
移動して組み付ける。なお、上記第１の部品３１の回転
角度はパレット上では規定されておらず、撮像した画像
の処理からその角度を検出し、ロボットハンド１の回転
位置を制御してから上記のような位置決め保持を行う。

【００１８】また、図３および図４において、第２の部
品３２は、三角形状のプレート３２ａの頂部に円柱状の
脚３２ｂが突設されたものであり、プレート３２ａの頂
部は円弧状に形成されると共に、中心位置と各頂部を結
ぶ線上には位置決め用の開口３２ｃが設けられている。
この開口３２ｃは両側が斜辺の略台形状である。この第
２の部品３２はパレット上の穴に脚３２ｂが挿入されて
平坦に載置され、この第２の部品３２に対して左右保持
爪６，７が所定距離開いた状態でロボットハンド１を下
降移動させて、図３および図４(ａ)のように左保持爪６
の先端部６ｂを１つの台形状開口３２ｃに挿入するとと
もに、右保持爪７の先端部７ｂを上記開口３２ｃと対向
する頂部（脚３２ｂ）の外側に位置させる。その後、両
保持爪６，７を閉じる方向に作動させ、図４(ｂ)のよう
に左保持爪６の内側第２保持部９の凸部の両側円弧部が
第２の部品３２の台形状開口３２ｃの両斜辺に当接し、
右保持爪７の内側第２保持部９のＶ字状凹部の２側面が
第２の部品３２のプレート頂部の円弧面に当接して合計
４点の接触で、中心位置および回転位置を位置決めした
所定の姿勢に保持し、組付け位置に移動して組み付け
る。なお、上記第２の部品３２の回転角度がパレット上
で規定されていない場合には、前記と同様に撮像した画
像の処理からその角度を検出し、ロボットハンド１の回
転位置を制御してから上記のような位置決め保持を行
う。

【００１９】本実施形態では、ロボットハンド１の左右
保持爪６，７が外側の第１保持部８，８と内側の第２保
持部９，９を有し、部品形状に対応して両保持部８，９
の形状を設定したことで、２つの部品の位置決め保持が
共通の保持爪６，７の開き動作または閉じ動作によって
行える。

【００２０】次に、図５は他の実施の形態にかかる組立
ロボットにおけるロボットハンド部分を示し、１つの部
品を保持する状態の正面図、図６は図５の部品を保持す
る前後の状態を示すＣ−Ｃ断面図、図７は他の部品を保
持する状態を示すロボットハンド部分の正面図、図８は
図７の部品を保持する前後の状態を示すＤ−Ｄ断面図、
図９はさらに他の部品を保持する状態を示すロボットハ
ンド部分の正面図、図１０は図９の部品を保持する前後
の状態を示すＥ−Ｅ断面図である。

【００２１】ロボットハンド１０は前記と同様の平行ハ
ンドであって、本体部２の先端に互いに開閉移動する２
つの可動部３，４を有している。両可動部３，４には、
それぞれ対となる左右保持爪１６，１７が取付ネジ５に
よって取り付けられ、対向して開閉移動される。両保持
爪１６，１７は基部１６ａ，１７ａが前記可動部３，４
の外側に固着され、基部１６ａ，１７ａの下端中央部か
ら下方内側に傾斜して延びる傾斜部１６ｂ，１７ｂの内
側先端部に第１保持部１８，１８が上下方向に形成さ
れ、傾斜部１６ｂ，１７ｂの下端部の前面に内側に突出
する突起部１６ｃ，１７ｃが一体に設けられ、この突起
部１６ｃ，１７ｃの内側先端部に第２保持部１９，１９
が上下方向に形成されている。第１保持部１８，１８お
よび第２保持部１９，１９は両者ともに開いた状態で第
３〜第５部品３３〜３５に移動してから閉作動して各部
品３３〜３５を位置決め保持する内閉じ保持用である。

【００２２】第１保持部１８，１８は互いに対向する内
面の中央が凹んだ上下方向に延びるＶ字状の凹形状に設
けられ、両側斜面で部品を位置決め保持するもので、図
５〜図８に示すように、第３の部品３３および第４の部
品３４を閉方向に作動して位置決め保持する。第２保持
部１９，１９は互いに対向する内面の中央が凹んだ上下
方向に延びるＶ字状の凹形状に設けられ、内部のコーナ
ー部で部品を位置決め保持するもので、図９および図１
０に示すように、第５の部品３５を閉方向に作動して位
置決め保持する。

【００２３】まず、図５および図６において、第３の部
品３３は左右方向に延びる縦壁３３ａの上部側に横壁３
３ｂが、横壁３３ｂの下部に上下方向に延びる柱部３３
ｃが設けられたものである。この第３の部品３３はパレ
ット上に立てた状態で載置され、この第３の部品３３に
対して左右保持爪１６，１７が所定距離開いた状態でロ
ボットハンド１０を下降移動させて、図６(ａ)のように
縦壁３３ａの両側に左右保持爪１６，１７の第１保持部
１８，１８を位置させる。その後、両保持爪１６，１７
を閉じる方向に作動させ、図５および図６(ｂ)のように
左右保持爪１６，１７における第１保持部１８，１８の
Ｖ字状凹部の２側面が第３の部品３３の縦壁３３ａの両
側辺の角部に当接して合計４点の接触で、前後位置およ
び上下位置を位置決めした所定の姿勢に保持し、組付け
位置に移動して組み付ける。

【００２４】図７および図８において、第４の部品３４
は、平板３４ａの一側部にロッド３４ｂが設けられたも
のである。この第５の部品３５はパレット上に立てた状
態で載置され、この第５の部品３５に対して左右保持爪
１６，１７が所定距離開いた状態（全開状態）でロボッ
トハンド１０を下降移動させて、図７および図８(ａ)の
ように平板３４ａの両側に左右保持爪１６，１７の第１
保持部１８，１８を位置させる。その後、両保持爪１
６，１７を閉じる方向に作動させ、図８(ｂ)のように左
右保持爪１６，１７における第１保持部１８，１８のＶ
字状凹部の２側面が第４の部品３４の平板３４ａの両側
辺の角部に当接して合計４点の接触で、前後位置および
上下位置を位置決めした所定の姿勢に保持し、組付け位
置に移動して組み付ける。なお、上記平板３４ａの長さ
が大きいことで、左右保持爪１６，１７を最大限開作動
した状態からの閉作動移動量は小さなものとなってい
る。

【００２５】図９および図１０において、第５の部品３
５は、板バネで基板３５ａの上下にバネ部３５ｂが延設
されたものである。この第５の部品３５はパレット上に
立てて載置され、この第５の部品３５に対して左右保持
爪１６，１７が所定距離開いた状態でロボットハンド１
０を下降移動させ、図９および図１０(ａ)のように基板
３５ａの両側に左右保持爪１６，１７の第２保持部１
９，１９を位置させる。その後、両保持爪１６，１７を
閉じる方向に作動させ、図１０(ｂ)のように左右保持爪
１６，１７における第２保持部１９，１９のＶ字状凹部
のコーナー部が第５の部品３５の基板３５ａの両側辺に
当接して２点の直線状接触で、前後位置および上下位置
を位置決めした所定の姿勢に保持し、組付け位置に移動
して組み付ける。

【００２６】第２保持部１９，１９は小型で厚みの薄い
板状部材の保持に適し、第１保持部１８，１８はこれよ
り厚みの大きい板状部材の保持に適し、幅の大きさに対
応して対向幅が設定される。なお、可動部３，４が閉じ
た位置に移動した際においても、両側の保持部１８，１
９が衝突しないように保持爪１６，１７の傾斜部１６
ｂ，１７ｂの形状、保持部１８，１９の突出量等が、部
品の幅にも対応して設定される。

【００２７】本実施形態によれば、部品形状における保
持位置の設定および左右保持爪１６，１７の第１および
第２保持部１８，１９の形状設定により、板状の３部品
の位置決め保持が行え、効率よく部品の保持と位置決め
が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態による組立ロボット
における１つの部品を保持する状態のロボットハンド部
分を示す正面図

【図２】図１の部品を保持する前後の状態を示すＡ−Ａ
断面図

【図３】他の部品を保持する状態を示す図１のロボット
ハンド部分の正面図

【図４】図３の部品を保持する前後の状態を示すＢ−Ｂ
断面図

【図５】他の実施の形態にかかる組立ロボットにおける
１つの部品を保持する状態のロボットハンド部分を示す
正面図

【図６】図５の部品を保持する前後の状態を示すＣ−Ｃ
断面図

【図７】他の部品を保持する状態を示す図５のロボット
ハンド部分の正面図

【図８】図７の部品を保持する前後の状態を示すＤ−Ｄ
断面図

【図９】さらに他の部品を保持する状態を示す図５のロ
ボットハンド部分の正面図

【図１０】図９の部品を保持する前後の状態を示すＥ−
Ｅ断面図

【符号の説明】

１，10 ロボットハンド ２ 本体部 ３，４ 可動部 ６，７ 保持爪 6a，7a 基部 6b，7b 先端部 ８，９ 保持部 16，17 保持爪 16a，17a 基部 16b，17b 傾斜部 16c，17c 突起部 18，19 保持部 31〜35 部品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種形状の部品を保持してワークの組み
   立てを行う組立ロボットにおいて、 部品の形状を利用すると共に、ロボットハンドの保持爪
   が複数の保持部を有し、共通の保持爪の異なる保持部で
   異形状の各部品を所定の姿勢に位置決めしつつ保持して
   組み付けを行うことを特徴とする組立ロボット。