JP2008308296A - 部品取出し設備 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なく簡便な構造をもち、設備の信頼性が高く、設備費用を抑えることができる部品取出し設備を提供する。
【解決手段】部品台車１１に、回転可能に回転支柱２７を立て、この回転支柱２７に部品棚２８を設け、回転支柱２７を回すことにより、取出し対象の部品をロボット１６に臨ませ、部品Ｗをロボット１６で取出すようにした部品取出し設備において、部品台車１１に、ロボットアーム２２の先端を係止する第１係止部３１が設けられ、回転支柱２７又は部品棚２８に、ロボットアーム２２の先端を係止する第２係止部３２、３２が設けられ、第１係止部３１により部品台車１１を移動させ、第２係止部３２、３２により回転支柱２７を回転させるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、部品を載置した部品棚を回転させ、部品棚に載置した部品を取出すようにした部品取出し設備に関する。

部品を載置する部品棚を回転可能に設け、この部品棚に搬送装置を用いて部品を載置し保管するようにした保管棚装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−３０７１２５公報（図２）

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図９は従来の技術の基本構成を説明する図であり、保管棚装置１００には、ワーク１０１を載せる部品棚１０２と、この部品棚１０２を回転させる部品棚駆動機構１０３と、が備えられている。

部品棚１０２は、複数段の棚板１０２ａ・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）を有する。また、部品棚駆動機構１０３は、棚板１０２ａ・・・を駆動する棚板駆動機構１０３ａ・・・を有する。
各々の棚板１０２ａ・・・には、棚板駆動機構１０３ａ・・・が連結されている。

１つの棚板駆動機構１０３ａは、駆動モータ１０４と、この駆動モータ１０４に駆動される減速機１０５と、この減速機１０５により駆動される駆動プーリ１０６及び従動プーリ１０７と、駆動プーリ１０６と従動プーリ１０７の間に掛け渡す駆動ベルト１０８と、からなり、従動プーリ１０７は、棚板１０２ａ及び棚板回転角度検出器１０９に連結されている。

部品棚駆動機構１０３を作動させ、部品棚１０２に備えられている各々の棚板１０２ａ・・・を所定角度に回転させ、棚板１０２ａ・・・に形成したスリット１０２ｂ・・・にワーク１０１を通過させ、各棚板１０２ａ・・・の所定位置に部品１０１を載置するようにした。図中、１１１は棚板１０２ａ・・・の回転中心、１１２はワーク１０１の移動経路である。

このように、特許文献１の保管棚装置１００には、各棚板１０２ａ・・・ごとに、棚板駆動機構１０３ａ・・・が設けられている。加えて、１つの棚板駆動機構１０３ａは、駆動モータ１０４や減速機１０５などからなる複雑な構造をもっていた。保管棚装置１００には、棚板１０２ａの数だけ棚板駆動機構１０３ａを有しており、部品点数が多くなり、複雑な構造を有していた。部品点数が多くなるため、設備の信頼性に改良の余地があった。また、設備費用も嵩んでいた。

本発明は、部品点数が少なく簡便な構造をもち、設備の信頼性が高く、設備費用を抑えることができる部品取出し設備を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、部品台車に部品棚を設け、この部品棚に載置した部品をロボットで取出すようにした部品取出し装置において、部品台車には、鉛直軸方向に回転可能に回転支柱が立てられ、この回転支柱に複数段の部品棚が設けられると共に、ロボットアームの先端を係止する第１係止部が設けられ、回転支柱又は部品棚に、ロボットアームの先端を係止する第２係止部が設けられ、第１係止部により部品台車を移動させることができ、第２係止部により回転支柱を回転させることができるようにしたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、回転支柱には、所定の回転角度で回転を止めるクリック機構が設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、回転支柱には、回転方向を一定にする一方向機構が設けられていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、部品をロボットで取出す部品取出しステージには、部品台車の位置を所定位置に保持する保持機構が設けられていることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、部品台車は、ＡＧＶに載置して搬送されると共に、第１係止部によりＡＧＶと部品取出しステージの間を移動可能に設けられていることを特徴とする。

請求項６に係る発明では、第１係止部又は第２係止部の少なくともいずれか一方には、ロボットアームの動作の座標の原点を兼ねさせていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、回転支柱又は部品棚には、ロボットアームの先端を係止する第２係止部が設けられ、この第２係止部により回転支柱を回転させることができるようにした。

従来例によれば、回転機構をもつ部品棚の回転は、モータなどの駆動源を用いて行われていた。回転機構は、部品点数が多くなり、複雑な構造を有するものであった。このため、設備の信頼性に改良の余地があり、設備費用が嵩んでいた。

この点、本発明では、部品を取出すロボットアームと部品台車に設ける第２係止部とにより、部品棚を回転可能にしたので、部品台車の内外にモータなどの駆動源や回転機構を設けることなく、部品棚を回転させることが可能となる。
部品台車の内外に、専用の駆動手段や回転機構を設ける必要がなくなり、簡便な構造にできるので、設備の信頼性が高まると共に設備費用を低く抑えることができる。

加えて、部品台車に、ロボットアームの先端を係止する第１係止部が設けられ、この第１係止部により部品台車を移動させることができるようにした。つまり、ロボットアームに移動手段を兼ねさせるようにしたので、部品台車を移動させるための専用の駆動機構が不要となる。専用の駆動機構が不要になれば、部品点数が少なくなり、簡便な構造にすることができる。部品点数が少なくなり、簡便な構造となるので、設備費用を低く抑えることができる。
部品台車に汎用型の台車を利用すれば、さらなる設備費用の低減を図ることができる。

つまり本発明によれば、部品棚の回転、部品台車の移動及び部品の取出しを一台のロボットにて行わせることができ、簡便な構造をもち設備の信頼性が高い部品取出し設備を得ることができる。

請求項２に係る発明では、回転支柱には、所定の回転角度で回転を止めるクリック機構が設けられているので、所定の回転角度に部品棚を止めることができる。
従って、回転支柱にクリック機構を介在させることで、簡便な機構にて、部品をロボットに臨ませることができると共に、部品棚の位置決め精度を高めることができる。

請求項３に係る発明では、回転支柱には、回転方向を一定にする一方向機構が設けられているので、部品棚の位置が定まり易くなる。部品棚の位置が定まり易くなれば、ロボットのテイーチング調整を一層容易に行えるようになり、メンテナンス費用を抑えることができる。

請求項４に係る発明では、部品取出しステージには、部品台車を保持する保持機構が設けられている。部品取出しステージに、部品台車が保持可能になるので、ロボットにより部品棚を安定して回転させることができる。

請求項５に係る発明では、部品台車は、ＡＧＶに載置して搬送されると共に第１係止部によりＡＧＶと部品取出しステージの間を移動可能に設けられている。部品棚から部品を取出すロボットに、部品台車の移動を兼ねさせ、ＡＧＶと連動させることで、工場の自動化が図れ、生産費用の低減を図ることができる。

請求項６に係る発明では、第１係止部又は第２係止部の少なくともいずれか一方には、ロボットアームの動作の座標の原点を兼ねさせている。
従来、部品台車を部品取出しステージに移動させた後、この部品取出しステージにて、部品台車の位置を所定位置に保持する際に、部品台車の位置が若干変化する場合があった。部品台車の位置が若干でも変化すると、部品の把持位置がずれるため、把持不良などにつながる虞があった。

この点、本発明では、第１係止部又は第２係止部にて、ロボットアームの動作の座標の原点を修正させ、部品取出しステージに移動した部品台車ごとに、部品取出しの作業原点を割り出すことを可能にした。このため、常に正確な位置で部品の取出しが行えるようになり、部品取出し精度を一層高めることができる。併せて、把持不良などの不具合をなくすことができ、部品取出し作業に係る信頼性が高まる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る部品取出し設備の平面図であり、部品取出し設備１０には、部品台車１１を載置したＡＧＶ１２（自走台車１２）が停止して部品台車１１の受け渡しを行うステーションとしての停止ステージ１３と、この停止ステージ１３に連続して配置されＡＧＶ１２との間で部品台車１１を移動可能にする部品取出しステージ１５とが配置されている。

部品取出しステージ１５を中心に、前記停止ステージ１３の反対側には、ロボット１６が配置され、このロボット１６を中心に部品取出しステージ１５の反対側には、次工程となる作業台１７が配置されている。

図２は本発明に係る部品取出し設備の斜視図であり、ロボット１６には、駆動部２１・・・と、これらの駆動部２１・・・に駆動され伸縮可能に設けたロボットアーム２２と、このロボットアーム２２の先端に部品Ｗを把持可能にする把持部材２３と、この把持部材２３と略直角に設けられ部品台車１１を移動及び回転可能にする駆動爪２４と、が備えられている。

部品台車１１には、基部２６と、この基部２６に鉛直軸廻りに回転可能に立てた回転支柱２７と、この回転支柱２７に設け部品Ｗを載置する複数段の部品棚２８と、が備えられている。
基部２６には、駆動爪２４が係合して部品台車１１を移動可能にする第１係止部３１が形成されている。

部品台車１１は、ＡＧＶ１２に載置して搬送されると共に、第１係止部３１によりＡＧＶ１２と部品取出しステージ１５の間に移動可能に設けられている。また、部品棚２８には、ロボットアーム２２の先端に設けた駆動爪２４を係止する第２係止部３２、３２が設けられ、駆動爪２４を第２係止部３２、３２の一方に係止させることにより回転支柱２７を回転させることができるようにした。回転支柱２７の詳細構造は後述する。

部品台車１１には、ロボットアーム２２の先端を係止する第１係止部３１が設けられ、第１係止部３１により部品台車１１を移動させることができる。
すなわち、部品台車１１は、ＡＧＶ１２に載置して搬送されると共に、第１係止部３１によりＡＧＶ１２と部品取出しステージ１５の間を移動可能に設けられている。

このように、部品棚２８から部品を取出すロボット１６に、部品台車１１の移動を兼ねさせ、ＡＧＶ１２と連動させることで、工場の自動化を図ることができ、併せて、生産費用の低減を図ることができる。

また、部品Ｗをロボット１６によって取出す部品取出しステージ１５には、部品台車１１の位置を所定位置に保持する保持機構３３が設けられている。
保持機構３３は、部品取出しステージ１５の側部に複数のシリンダユニット３４・・・を設け、これらのシリンダユニット３４・・・のロッド３４ｒ・・・が水平方向で部品台車１１の中心を向くように配置し、これらロッド３４ｒ・・・の先端に進退可能に押圧パッド３５・・・を設けてなる。押圧パッド３５・・・を基部２６の側面２６ｓ・・・に押圧することで、部品取出しステージ１５に、部品台車１１が保持可能になり、ロボット１６により部品棚２８を安定して回転させることができる。

図３は本発明に係る部品台車に立設された回転支柱の断面図であり、基部２６に支柱保持部４１が取付けられている。
支柱保持部４１と回転支柱２７の間には、回転支柱２７に形成した鍔部４２を下方から回転可能に支持するスラスト軸受４３が設けられ、回転支柱２７に形成した小径部２７ｄを回転可能に支持するラジアル軸受４４が設けられている。つまり、部品台車１１に、鉛直軸廻りに回転可能に回転支柱２７を立てた。

回転支柱２７には、複数段の部品棚２８が設けられている。
部品棚２８は、回転支柱２７から左右に水平部材４６・・・を延設し、各々の水平部材４６・・・の先端に部品Ｗ・・・を載置する棚部材４７・・・を取付けたものである。棚部材４７・・・は、回転支柱２７の外方に向け互いに反対の位相となる位置に配置されているので、部品Ｗの収納数を効果的に高めることができる。

例えば、自動車部品を部品台車に載置する場合において、内板を一方の棚部材４７・・・に載置し、内板に対応する外板を他方の棚部材４７・・・に載置するようにして、内板を取出し、回転支柱２７を略１８０°回転させ、次に外板を取出すことで、組立エリアの部品保管スペースを節約し、収容数を増やすと共に、これらの部品を効率良く取出すことができる。

回転支柱２７の下部には、回転方向を一定にする一方向機構５１が連結されている。一方向機構５１とは、いわゆるワンウエイクラッチ機構であり、例えば、ラチェット機構がこれに相当する。

回転支柱２７に一方向機構５１を設けたので、部品棚２８の位置が定まり易くなる。部品棚２８の位置が定まり易くなれば、ロボット（図１の符号１６）のテイーチング調整を一層容易に行えるようになり、メンテナンス時間を短縮でき、メンテナンス費用を抑えることができる。
また、支柱保持部４１には、クリック機構５２が取付けられている。クリック機構５２の詳細を次図で説明する。

図４は図３の４−４線断面図であり、回転支柱２７には、所定の回転角度で回転を止めるクリック機構５２が設けられている。
クリック機構５２は、ホルダ部材５３に設けるボール５４、５４と、回転支柱２７の一部に前記ボール５４、５４に係合可能に形成する凹部５５と、を主要な要素とする。
ホルダ部時５３は、支柱保持部４１に取付けられている。

ホルダ部材５３には、ボール収納部５６、５６が形成され、これらのボール収納部５６、５６には、収納したボール５４、５４を半径方向内向きに押圧するスプリング５７、５７が設けられている。５８、５８はスプリング５７、５７をホルダ部材５３に固定する固定ブッシュである。

回転支柱２７が回転すると、１８０°毎にボール５４が回転支柱２７の凹部５５に係合して、固定側に設けたホルダ部材５３に回転支柱２７が止まる。
回転支柱２７には、所定の回転角度で回転を止めるクリック機構５２が設けられているので、所定の回転角度に部品棚２８を止めることができる。

従って、回転支柱２７にクリック機構５２を介在させることで、簡便な機構にて、部品（図３の符号Ｗ）をロボット１６に臨ませることができると共に、部品棚２８の位置決め精度を高めることができる。

図５は本発明に係る部品棚に設けられている第２係止部及びその作用を説明する図であり、平面視で部品棚２８の回転支柱２７の中心から所定値だけ離れた位置には、第２係止部３２、３２が形成されている。この第２係止部３２、３２にロボットアーム２２の駆動爪２４を差し込み係合させ、部品棚２８を回転支柱２７の中心を軸に図ｍ方向に回転させる。
ロボットアーム２２を部品棚２８の駆動手段として用いることで、専用の駆動機構を設けることなく部品棚２８を回転させることが可能となる。

以上に述べた部品取出し設備の作用を次に述べる。
図６は部品台車をＡＧＶから部品取出しステージまで移動させる作用を説明する図であり、停止ステージ１３に部品台車１１を載置したＡＧＶ１２が到着し、この部品台車１１の第１係止部３１に駆動爪２４を係合させ、部品台車１１をＡＧＶ１２から部品取出しステージ１５に図ｕ方向に移動させる。

部品台車１１に、ロボットアーム２２の先端を係止する第１係止部３１が設けられ、この第１係止部３１により部品台車１１を移動させることができるようにした。つまり、ロボットアーム２２に移動手段を兼ねさせるようにしたので、部品台車１１を移動させるための専用の駆動機構が不要となる。専用の駆動機構が不要になれば、部品点数が少なくなり、簡便な構造にすることができる。部品点数が少なくなり、簡便な構造となるので設備の信頼性が高まると共に、設備費用を低く抑えることができる。

部品台車に汎用型の台車を利用すれば、さらなる設備費用の低減を図ることができる。
つまり本発明によれば、部品棚２８の回転、部品台車１１の移動及び部品Ｗの取出しを１台のロボット１６にて行わせることができ、簡便な構造をもつ部品取出し設備１０を得ることができる。

部品取出しステージ１５に部品台車１１を移動させた後、保持機構（図１の符号３３）により部品台車１１を保持させる。
図３に戻って、部品台車１１を部品取出しステージ１５に移動させた後、この部品取出しステージ１５にて、部品台車１１の位置を所定位置に保持する際に、部品台車１１の位置が若干変化する場合があった。部品台車１１の位置が若干でも変化すると、部品の把持位置がずれるため、把持不良などにつながる虞があった。
そこで、本発明では、第１係止部３１又は第２係止部３２の少なくともいずれか一方に、ロボットアーム２２の動作の座標の原点を兼ねさせるようにした。

そして、第１係止部３１又は第２係止部３２にて、ロボットアーム２２の動作の座標の原点を修正させ、部品取出しステージ１５に移動した部品台車１１ごとに、部品取出しの作業原点を割り出すことを可能にした。つまり、ロボット１６には、ロボット原点補正機能をもたせた。

ロボットアーム２２の動作の座標の原点としての第１係止部３１又は第２係止部３２を部品台車１１に設けると共に、ロボット１６にロボット原点補正機能をもたせたので、常に正確な位置で部品の取出しが行えるようになり、部品取出し精度を一層高めることができる。併せて、例えば、把持不良など部品取出し時の不具合をなくすことができ、部品取出し作業に係る信頼性を向上させることができる。

図７は部品棚を回転させ部品をロボット側に臨ませる作用を説明する図であり、第２係止部３２、３２のうちの一方の第２係止部３２にロボットアーム２２の駆動爪２４を係合させ、図ｖ方向に回転支柱２７を回すことにより、取出し対象の部品Ｗをロボット１６に臨ませることができる。

すなわち、部品棚２８に、ロボットアーム２２の先端を係止する第２係止部３２、３２が設けられ、この第２係止部３２、３２により回転支柱２７を回転させることができるようにした。

従来例によれば、回転機構をもつ部品棚の回転は、モータなどの駆動源を用いて行われていた。このため、回転機構は、部品点数が多くなり、複雑な構造を有し設備の信頼性に改良の余地があり、加えて、設備費用が嵩むものであった。

この点、本発明では、部品を取出すロボットアーム２２を利用し、部品棚２８の回転を兼ねさせるようにした。駆動爪２４と第２係止部３２により、部品棚２８を回転させることが可能となるので、部品台車の内外にモータなどの駆動源や回転機構を設けることなく、部品棚を回転させることが可能となる。

部品台車の内外に、専用の駆動手段や回転機構が不要になるので、設備故障の確率が減り設備の信頼性を高めると共に、設備費用を低く抑えることができる。
なお、本実施例では、部品棚２８に第２係止部３２、３２を設けたが、回転支柱２７に第２係止部３２、３２を設けることは差し支えない。

図８は部品棚から部品を取出す作用を説明する図であり、ロボットアーム２２の先端に設けた把持部材２３を、部品棚２８に載置されている部品Ｗに近づけ、部品Ｗを把持しロボット１６で取出すようにした。

図１を併せて参照し、この後、必要に応じて部品棚２８を回転させ部品を取出すものとし、部品棚２８に部品がなくなったところで、第１係止部３１に駆動爪２４を係合し、部品取出しステージ１５からＡＧＶ１２に部品台車１１を移動させる。そして、空になった部品台車を移動させ、部品棚に部品が載置されている次のＡＧＶ１２を停止ステージ１３に移動させ動作の１サイクルが終了する。

尚、請求項１では、クリック機構を省略することは差し支えない。また、一方向機構を省略することは差し支えない。
また、本発明は、実施の形態では自動車の組立工程に適用したが、自動車部品、機械部品、その他の一般の電気機械の組立工程に適用することは差し支えない。

本発明の部品取出し設備は、自動車用の車体部品、艤装部品の取出し設備に利用すると好適である。

本発明に係る部品取出し設備の平面図である。 本発明に係る部品取出し設備の斜視図である。 本発明に係る部品台車に立設された回転支柱の断面図である。 図３の４−４線断面図である。 本発明に係る部品棚に設けられている第２係止部及びその作用を説明する図である。 部品台車をＡＧＶから部品取出しステージまで移動させる作用を説明する図である。 部品棚を回転させ部品をロボット側に臨ませる作用を説明する図である。 部品棚から部品を取出す作用を説明する図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…部品取出し設備、１１…部品台車、１５…部品取出しステージ、１６…ロボット、２２…ロボットアーム、２７…回転支柱、２８…部品棚、３１…第１係止部、３２…第２係止部、３３…保持機構、５１…一方向機構、５２…クリック機構。

Claims (6)

1. 部品台車に部品棚を設け、この部品棚に載置した部品をロボットで取出すようにした部品取出し装置において、
   前記部品台車には、鉛直軸方向に回転可能に回転支柱が立てられ、この回転支柱に複数段の部品棚が設けられると共に、前記ロボットアームの先端を係止する第１係止部が設けられ、前記回転支柱又は前記部品棚に、前記ロボットアームの先端を係止する第２係止部が設けられ、前記第１係止部により部品台車を移動させることができ、前記第２係止部により前記回転支柱を回転させることができるようにしたことを特徴とする部品取出し設備。
2. 前記回転支柱には、所定の回転角度で回転を止めるクリック機構が設けられていることを特徴とする請求項１記載の部品取出し設備。
3. 前記回転支柱には、回転方向を一定にする一方向機構が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の部品取出し設備。
4. 前記部品をロボットによって取出す部品取出しステージには、前記部品台車の位置を所定位置に保持する保持機構が設けられていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の部品取出し設備。
5. 前記部品台車は、ＡＧＶに載置して搬送されると共に、前記第１係止部により前記ＡＧＶと前記部品取出しステージの間を移動可能に設けられていることを特徴とする請求項２、請求項３又は請求項４記載の部品取出し設備。
6. 前記第１係止部又は前記第２係止部の少なくともいずれか一方には、前記ロボットアームの動作の座標の原点を兼ねさせていることを特徴とする請求項１、請求項４又は請求項５記載の部品取出し設備。

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