JP2009131908A - Automatic manufacturing system - Google Patents

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JP2009131908A
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Kei Kakinuma
圭 柿沼
Yoshiaki Ono
義明 小野
Masahito Deguchi
将人 出口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-size and low-cost automatic manufacturing system having a high versatility easily responding to wide variety of products. <P>SOLUTION: This automatic manufacturing system 1 performing a plurality of working operations with respect to workpieces W is characterized in having: a robot installed on a pedestal 2 to carry a workpiece W and preforming a plurality of working operations; a plurality of working hands 4 formed into shapes corresponding to at least one of the carrying of the workpiece W and the plurality of working operations; a plurality of working units 5A-5F each having a pedestal 11 and a work mechanism installed on the pedestal 11 and used for at least one of the plurality of working operations and changeably disposed on the pedestal 2 within the working range of the robot 3; a positioning means 6 provided on the pedestal 2 and prescribing the arrangement positions of the working units 5A-5F; and a control part connected to the robot 3 and the plurality of working units 5A-5F and controlling the carrying of the workpieces W and the plurality of working operations. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、小型部品や製品を生産する自動生産装置に関する。   The present invention relates to an automatic production apparatus that produces small parts and products.

近年、顧客のニーズの多様化による製品競争の激化から製品のライフサイクルは短縮化する傾向にあり、製品の種類もニーズの多様化に合わせて多品種にわたるようになってきた。従来の生産ラインや生産装置は製品毎に変更、または新規に構築しており、多品種生産の現在ではコストがかかりすぎるため、コストダウンにつなげることが困難である。そこで、製造においては、単に自動化するだけではなく、多品種中少量生産に対応できる汎用性の高い生産装置への要求が高まっている。
また、消費電力削減、スペース生産効率向上、装置コスト削減などの観点から、従来のような大規模な装置ではなく、生産する部品・製品に見合った大きさの装置が求められている。
In recent years, product life cycles have been shortened due to intensifying product competition due to diversification of customer needs, and the types of products have come to cover a wide variety of products in accordance with diversification of needs. Conventional production lines and production apparatuses are changed or newly constructed for each product, and it is difficult to reduce the cost because the cost is too high at the time of multi-product production. Therefore, in manufacturing, there is an increasing demand for a highly versatile production apparatus that can be used not only for automation but also for high-mix, low-volume production.
In addition, from the viewpoints of reducing power consumption, improving space production efficiency, and reducing device costs, there is a need for a device that has a size suitable for the parts and products to be produced, instead of a conventional large-scale device.

この分野における従来技術として、テーブル上に作業モジュールを直線状に並べて設置し、生産ラインを構成するものであって、各作業モジュールは3つまたは4つのユニットから成り立ち、ユニットを交換して作業モジュールを組み替えることにより、様々な製品に対応できるようにする生産ラインシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a prior art in this field, work modules are arranged in a straight line on a table to constitute a production line, and each work module is composed of three or four units. There is known a production line system that can cope with various products by rearranging (see, for example, Patent Document 1).

また、微小部品生産に関しては、搬送手段によって搬送される被組立物をクリーン化された室内ユニットに導入し、該室内ユニットを少なくとも1つ設け、該室内ユニットの1つに供給される微小部品と被組立物の相対的位置ずれを計測手段で計測し、微小部品の組立作業、締結結合作業、調整作業、検査作業を行う室内ユニットを有し、該室内ユニットを着脱可能に構成した微小部品自動製造システムが知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2003−295156号公報 特許3094669号公報
In addition, regarding the production of micro parts, an assembly to be transported by transport means is introduced into a cleaned indoor unit, at least one indoor unit is provided, and the micro parts supplied to one of the indoor units are Automatic microcomponents that have an indoor unit that measures the relative displacement of the assembly using measuring means and performs assembly, fastening and coupling, adjustment, and inspection of microcomponents, and the indoor unit is detachable A manufacturing system is known (see, for example, Patent Document 2).
JP 2003-295156 A Japanese Patent No. 3094669

しかしながら、特許文献1に記載の生産ラインシステムでは、様々な製品に対応させるために、すべてのモジュール内のユニット、または作業ロボットを組み替えなければならず、人手による組み換え・調整が煩雑であるという問題がある。また、ラインの形態をとっているため、一つの生産システムを構築するのに、搬送装置や作業ロボット、及び位置決め手段が作業モジュール毎に必要になり、結果として装置サイズが大きくなってしまい、装置コストも高くなってしまうという課題もある。   However, in the production line system described in Patent Document 1, in order to cope with various products, it is necessary to rearrange the units or work robots in all the modules, and it is a problem that manual recombination and adjustment are complicated. There is. In addition, since it takes the form of a line, a transfer device, a work robot, and positioning means are required for each work module to construct a single production system, resulting in an increase in the size of the device. There is also a problem that the cost becomes high.

また、特許文献2記載の微小部品自動製造システムでも、上記特許文献1と同様に一つの生産システムを構築するのに、搬送装置や作業ロボット、及びクリーン化手段等が室内ユニット毎に必要になるため、装置サイズの大きさや装置コストの課題は同様に存在する。
さらに、搬送系が室内ユニットの外側にも出ているため、完全にクリーン環境にするにはクリーンルームが必要となり、装置以外にも莫大なコストがかかるという問題がある。
Also, in the automatic microparts manufacturing system described in Patent Document 2, in order to construct one production system as in Patent Document 1, a transfer device, a working robot, and a cleaning means are required for each indoor unit. Therefore, the problem of the size of the apparatus and the apparatus cost similarly exists.
Furthermore, since the transport system is also provided outside the indoor unit, a clean room is required to make a completely clean environment, and there is a problem that enormous costs other than the apparatus are required.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小型かつ低コストで、多品種に容易に対応可能な汎用性の高い自動生産装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a highly versatile automatic production apparatus that can be easily adapted to a wide variety of products in a small size and at a low cost.

本発明は、ワークに対して複数の作業を行う自動生産装置であって、架台上に設置されて前記ワークの搬送及び前記複数の作業を行うロボットと、前記ロボットに交換可能に取付けられ、前記ワークの搬送及び前記複数の作業の少なくとも1つに対応する形状に形成された複数の作業ハンドと、基台と、前記基台上に設置されて前記複数の作業のうち少なくとも1つに使用される作業機構とを有し、前記架台上かつ前記ロボットの作業範囲内に交換可能に配置された複数の作業ユニットと、前記架台上に設けられ、前記作業ユニットの配置位置を規定する位置決め手段と、前記ロボット及び前記複数の作業ユニットと接続され、前記ワークの搬送及び前記複数の作業を制御する制御部とを備えることを特徴とする。   The present invention is an automatic production apparatus that performs a plurality of operations on a workpiece, and is installed on a gantry to carry the workpiece and perform the plurality of operations, and is replaceably attached to the robot, A plurality of work hands formed in a shape corresponding to at least one of the work transfer and the plurality of operations, a base, and installed on the base and used for at least one of the plurality of operations. A plurality of work units that are replaceably disposed on the platform and within a work range of the robot, and positioning means that is provided on the platform and defines the position of the work unit. And a controller that is connected to the robot and the plurality of work units, and controls the transfer of the workpiece and the plurality of works.

なお、本発明においてワークとは、単独の部品、及び複数の部品が組み合わされた製品又は半製品を含む。   In the present invention, the work includes a single part and a product or semi-finished product in which a plurality of parts are combined.

本発明の自動生産装置によれば、ワークに対して行う複数の作業の内容に応じて架台上の作業ユニットを適宜選択、交換することにより、様々な工程に対応することが可能となる。   According to the automatic production apparatus of the present invention, it is possible to cope with various processes by appropriately selecting and exchanging work units on the gantry according to the contents of a plurality of work performed on the workpiece.

各々の前記作業ユニットは、前記基台の形状及び大きさが同一に形成されており、前記基台及び前記架台の少なくとも一方には、前記作業ユニットが誤った方向で配置されることを防止する誤配置防止部を有し、各々の前記作業機構において、前記ワークの作業が行われる作業位置の平面視における前記基台上の座標が同一に設定されてもよい。この場合、架台上の作業ユニットの種類にかかわらず、同一の作業位置にワークを搬送するようにロボットを制御すればよいので、制御部の制御が簡素となり、より好適に制御することができる。   Each of the work units has the same shape and size of the base, and prevents the work unit from being arranged in an incorrect direction on at least one of the base and the base. There may be a misplacement prevention unit, and in each of the work mechanisms, the coordinates on the base in plan view of the work position where the work of the work is performed may be set to be the same. In this case, it is only necessary to control the robot so as to transport the workpiece to the same work position regardless of the type of the work unit on the gantry, so that the control of the control unit is simplified and can be controlled more suitably.

本発明の自動生産装置は、前記ロボット及び前記作業ユニットを覆うカバーと、前記カバーに取付けられ、前記カバー内の空気を清浄にするクリーンユニットとをさらに備えてもよい。この場合、クリーンルーム等を設置せずに、クリーン環境下でワークの作業を行うことができる。   The automatic production apparatus of the present invention may further include a cover that covers the robot and the work unit, and a clean unit that is attached to the cover and cleans the air in the cover. In this case, the work can be performed in a clean environment without installing a clean room or the like.

各々の前記作業ユニットは、加工、組立、調整、計測、洗浄、接着、検査、溶接、ハンダ付けのうちのいずれかを前記複数の作業として行うように構成されてもよい。この場合、様々な工程に対応可能な自動生産装置を構成することができる。   Each of the operation units may be configured to perform any one of processing, assembly, adjustment, measurement, cleaning, adhesion, inspection, welding, and soldering as the plurality of operations. In this case, an automatic production apparatus that can handle various processes can be configured.

前記作業ハンドは、前記作業に対応した前記作業ユニットに着脱自在に取付けられてもよい。この場合、作業ユニット及び作業ハンドの設置を同時に行うことができるので、ワークの種類の変更に伴う作業ユニット及び作業ハンドの交換作業をより簡素で容易、かつ短時間にすることができる。   The work hand may be detachably attached to the work unit corresponding to the work. In this case, since the work unit and the work hand can be installed at the same time, the work unit and the work hand can be replaced in a simpler, easier and shorter time when the work type is changed.

本発明の自動生産装置によれば、小型かつ低コストで、多品種に容易に対応可能な汎用性の高い自動生産装置を提供することができる。   According to the automatic production apparatus of the present invention, it is possible to provide a highly versatile automatic production apparatus that can be easily adapted to various types of products at a small size and at low cost.

本発明の第1実施形態について、図1から図4を参照して説明する。図1は、本実施形態の自動生産装置1を示す斜視図であり、図2は自動生産装置1の平面図である。なお、図1については、構成を見やすくするために、後述する位置決め手段6を省略して示しており、図2については、架台2上の構成を見やすくするため、後述するカバー7を除いて示している。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing an automatic production apparatus 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view of the automatic production apparatus 1. 1, the positioning means 6 described later is omitted for easy understanding of the configuration, and FIG. 2 is shown excluding the cover 7 described later for easy viewing of the configuration on the gantry 2. ing.

図1及び図2に示すように、自動生産装置1は、架台2上に設置されてワークWの搬送及び複数の作業を行うロボット3と、ロボット3の先端部に交換可能に取付けられる複数の作業ハンド4と、
架台2上かつロボット3の作業範囲内に交換可能に配置された複数の作業ユニット5と、架台2上に設けられ、作業ユニット5の配置位置を規定する位置決め手段6と、架台2上の各機構を覆うカバー7とを備えて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, an automatic production apparatus 1 includes a robot 3 that is installed on a gantry 2 and carries a workpiece W and performs a plurality of operations, and a plurality of robots 3 that are interchangeably attached to the tip of the robot 3. Work hand 4,
A plurality of work units 5 that are replaceably arranged on the gantry 2 and within the work range of the robot 3, positioning means 6 that is provided on the gantry 2 and that defines the position of the work unit 5, And a cover 7 that covers the mechanism.

架台2は、上面が平坦になっており、ロボット3及び6つの作業ユニット5Aないし5Fが配置されている。架台2の正面には、ワークWが搬入されるワーク搬入口8とワークWが搬出されるワーク搬出口9が設けられている。ワーク搬入口8及びワーク搬出口9では、エアシリンダやコンベア、単軸ロボット等の図示しない搬送機構によって、架台2の上面との間でワークWのやり取りを行う。   The gantry 2 has a flat upper surface, and the robot 3 and the six work units 5A to 5F are arranged. On the front surface of the gantry 2, a work carry-in port 8 through which the work W is carried in and a work carry-out port 9 through which the work W is carried out are provided. At the workpiece carry-in port 8 and the workpiece carry-out port 9, the workpiece W is exchanged with the upper surface of the gantry 2 by a conveyance mechanism (not shown) such as an air cylinder, a conveyor, or a single-axis robot.

ロボット3は公知の構成からなり、多関節型の作業アーム3Aを有する。作業アーム3Aの先端には、ワークWの搬送を行う作業ハンド4が着脱自在に装着されている。作業ハンド4は複数あり、各々が作業ユニットで行われる作業に対応した形状に形成されている。図1においては、搬送用の作業ハンド4A以外の作業ハンドは、ロボット3の近傍に配置されたハンドマガジン10に収容されている。   The robot 3 has a known configuration and has an articulated work arm 3A. A work hand 4 for transporting the workpiece W is detachably attached to the tip of the work arm 3A. There are a plurality of work hands 4, each of which is formed in a shape corresponding to the work performed by the work unit. In FIG. 1, work hands other than the transport work hand 4 </ b> A are accommodated in a hand magazine 10 disposed in the vicinity of the robot 3.

作業ユニット5Aないし5Fは、いずれも架台2上に設置される基台11と、それぞれ基台11上に設けられた作業機構12Aないし12Fと、各作業機構の外周を覆う側壁部13とを備えて構成されている。作業機構12Aないし12Fは、例えば、加工、組立、調整、計測、洗浄、接着、検査、溶接、ハンダ付け等の各種作業又は工程のうち、特定の作業又は工程をワークWに対して行うのに必要な機械要素を有して構成されている。また、各作業ユニットの上部は開口しており、上部から作業ハンド4のアクセスが可能となっている。
なお、作業機構12Aないし12Fは、実際にはそれぞれ異なる形状を有するが、説明を理解しやすくするため、すべての作業機構を同一形状に簡略化して示している。
Each of the work units 5A to 5F includes a base 11 installed on the gantry 2, work mechanisms 12A to 12F provided on the base 11, respectively, and a side wall 13 covering the outer periphery of each work mechanism. Configured. The working mechanisms 12A to 12F perform, for example, a specific work or process on the work W among various works or processes such as processing, assembly, adjustment, measurement, cleaning, adhesion, inspection, welding, and soldering. It is configured with the necessary mechanical elements. Moreover, the upper part of each work unit is open, and the work hand 4 can be accessed from the upper part.
Although the working mechanisms 12A to 12F actually have different shapes, all the working mechanisms are simplified to the same shape for easy understanding of the description.

図2に示すように、各作業ユニットの基台11は共通に用いることが可能であり、長辺と短辺とを有する略長方形の同一形状となっている。また、各作業ユニットにおいて、ワークWに対して作業が行われる作業位置PAないしPFは、平面視において、基台11上における座標が同一に設定されている。すなわち、いずれの作業ユニットにおいても、作業位置と基台11のロボット3に対向する長辺S1との距離L1と、作業位置と基台11のロボット3に向かって右側に位置する短辺S2との距離L2が同一に設定されている。   As shown in FIG. 2, the base 11 of each work unit can be used in common, and has a substantially rectangular shape having a long side and a short side. In each work unit, work positions PA to PF where work is performed on the work W are set to have the same coordinates on the base 11 in plan view. That is, in any work unit, the distance L1 between the work position and the long side S1 facing the robot 3 of the base 11 and the short side S2 located on the right side of the work position and the robot 11 of the base 11 Are set to be the same.

また、ロボット3の近傍には、ワーク搬入口8から搬入されたワークWが運ばれる搬入ステージ8A、及び作業の終わったワークWが置かれてワーク搬出口9まで運ばれる搬出ステージ9Aが設けられている。   Further, in the vicinity of the robot 3, there are provided a carry-in stage 8 </ b> A in which the work W carried in from the work carry-in port 8 is carried and a carry-out stage 9 </ b> A in which the finished work W is placed and carried to the work carry-out port 9. ing.

図3は、位置決め手段6及び作業ユニット5を示す図である。位置決め手段6は、架台2に突出して設けられた複数の当接部14と、作業ユニット5を架台2上に固定するクランプ部15とを備えて構成されている。   FIG. 3 shows the positioning means 6 and the work unit 5. The positioning means 6 includes a plurality of abutting portions 14 provided so as to protrude from the gantry 2, and a clamp portion 15 that fixes the work unit 5 on the gantry 2.

当接部14は例えば丸棒状の部材であり、作業ユニット5のロボット3に対向する長辺S1と、ロボット3に向かって右側に位置する短辺S2に対応する位置に取付けられている。したがって、各々の作業ユニット5の長辺S1及び短辺S2を当接部14に突き当てて基台11を配置することによって、作業ユニット5を架台2上の所定の位置に位置決めすることができる。なお、当接部14の形状や配置位置は、基台11を架台2上で位置決めすることができれば特に制限はなく、スペース等の諸条件に応じて適宜変更してよい。   The contact portion 14 is, for example, a round bar-like member, and is attached to a position corresponding to the long side S <b> 1 facing the robot 3 of the work unit 5 and the short side S <b> 2 positioned on the right side of the robot 3. Therefore, the work unit 5 can be positioned at a predetermined position on the gantry 2 by placing the base 11 by abutting the long side S1 and the short side S2 of each work unit 5 against the contact portion 14. . The shape and arrangement position of the contact portion 14 are not particularly limited as long as the base 11 can be positioned on the gantry 2 and may be appropriately changed according to various conditions such as a space.

クランプ部15は、作業ユニット5側の被固定部材15Aと、架台2上に設けられた固定部材15Bとから構成されており、当接部14によって位置決めされた作業ユニット5の基台11を所定位置に固定する。
クランプ部15は、当接部14に当接する長辺S1及び短辺S2に設けられてもよいし、当接部14に当接しない長辺及び短辺に設けられてもよい。また、被固定部材15Aが架台2に設けられ、固定部材15Bが作業ユニット5に設けられてもよい。
The clamp portion 15 is composed of a fixed member 15A on the work unit 5 side and a fixing member 15B provided on the gantry 2, and the base 11 of the work unit 5 positioned by the abutting portion 14 is predetermined. Fix in position.
The clamp part 15 may be provided on the long side S <b> 1 and the short side S <b> 2 that contact the contact part 14, or may be provided on the long and short sides that do not contact the contact part 14. Further, the fixed member 15A may be provided on the gantry 2 and the fixing member 15B may be provided on the work unit 5.

さらに、基台11の下面には、下方に向かって突出する突起部16Aが設けられており、架台2には、作業ユニット5が架台2上において正しい向きにセットされた時に突起部16Aと嵌合する嵌合孔16Bが設けられている。そして、突起部16A及び嵌合孔16Bによって、誤配置防止部16が構成されている。
誤配置防止部16の設置位置及び個数は、作業ユニット5の長辺S1と反対側の長辺が当接部14に当接した際に、少なくとも1つの突起部16Aと嵌合孔16Bとが嵌合しなくなる、すなわち、突起部16Aと架台2とが干渉して作業ユニット5が設置できなくなる位置でさえあれば、特に制限されない。
Furthermore, a protrusion 16A that protrudes downward is provided on the lower surface of the base 11, and the base 2 is fitted with the protrusion 16A when the work unit 5 is set on the base 2 in the correct orientation. A mating hole 16B is provided. And the misplacement prevention part 16 is comprised by 16 A of protrusion parts, and the fitting hole 16B.
When the long side opposite to the long side S1 of the work unit 5 comes into contact with the contact part 14, at least one protrusion 16A and the fitting hole 16B are installed. There is no particular limitation as long as it does not fit, that is, the position where the projection unit 16A and the gantry 2 interfere with each other and the work unit 5 cannot be installed.

また、側壁部13には接続孔13Aが設けられており、架台2の下方から延出するコネクタ17が、接続孔13Aを通って各々の作業ユニットの作業機構と接続されている。各々のコネクタ17は、後述する制御部に接続されている。   Further, the side wall portion 13 is provided with a connection hole 13A, and a connector 17 extending from below the gantry 2 is connected to the work mechanism of each work unit through the connection hole 13A. Each connector 17 is connected to a control unit described later.

カバー7は、架台2上に配置されたロボット3、各作業ユニット5、及びハンドマガジン10等の各機構を覆うように設けられており、ユーザが図示しない扉を介して架台2上の各機構にアクセス可能に構成されている。
また、カバー7の上面には公知のクリーンユニット18が取付けられており、カバー7内の空気を清浄にして、自動生産装置1の作業環境を清浄に保持できるようになっている。
The cover 7 is provided so as to cover each mechanism such as the robot 3, each work unit 5, and the hand magazine 10 arranged on the gantry 2, and each mechanism on the gantry 2 by a user via a door (not shown). Is configured to be accessible.
A known clean unit 18 is attached to the upper surface of the cover 7 so that the air in the cover 7 can be cleaned and the working environment of the automatic production apparatus 1 can be kept clean.

図4は、自動生産装置1の各部のつながりを示すブロック図である。図4に示すように、架台2上に設置されたロボット3及び作業ユニット5Aないし5Fは、自動生産装置1全体の動作制御を行う制御部19に接続されている。制御部19には、複数種類の製品及び部品の生産プログラムが格納されている。また、制御部19には、ユーザが各種情報を制御部19に入力するための入力部20が接続されている。
制御部19は、図1に示すように、自動生産装置1に一体に組み込まれてもよいし、自動生産装置1に接続されたパソコン等の外部機器に格納されてもよい。
FIG. 4 is a block diagram showing the connection of each part of the automatic production apparatus 1. As shown in FIG. 4, the robot 3 and the work units 5A to 5F installed on the gantry 2 are connected to a control unit 19 that controls the operation of the entire automatic production apparatus 1. The control unit 19 stores production programs for a plurality of types of products and parts. The control unit 19 is connected to an input unit 20 for a user to input various information to the control unit 19.
As shown in FIG. 1, the control unit 19 may be integrated into the automatic production apparatus 1 or may be stored in an external device such as a personal computer connected to the automatic production apparatus 1.

上記のように構成された自動生産装置1の使用時の動作について、以下に説明する。
まずユーザは、カバー7の図示しない扉を開け、ワークWに対して行われる各種作業に対応する作業ユニット5を架台2上に配置する。このとき、図3に示すように、基台11の長辺S1及び短辺S2を位置決め手段6の当接部14に当接させて各々の作業ユニット5を位置決めしながら誤配置防止部16の突起部16Aを嵌合孔16Bと嵌合させ、クランプ部15を介して架台2上に固定する。
併せて、設置された作業ユニット5に対応する作業ハンド4をハンドマガジン10にセットする。
The operation | movement at the time of use of the automatic production apparatus 1 comprised as mentioned above is demonstrated below.
First, the user opens a door (not shown) of the cover 7 and arranges the work unit 5 corresponding to various works performed on the workpiece W on the gantry 2. At this time, as shown in FIG. 3, the long side S <b> 1 and the short side S <b> 2 of the base 11 are brought into contact with the contact part 14 of the positioning means 6 to position each work unit 5 while positioning the work unit 5. The protruding portion 16A is fitted into the fitting hole 16B, and is fixed on the gantry 2 via the clamp portion 15.
At the same time, the work hand 4 corresponding to the installed work unit 5 is set in the hand magazine 10.

そして、側壁部13の接続孔13Aを通して、コネクタ17を各々の作業ユニットの作業機構と接続する。そして、カバー7の扉を閉めて自動生産装置1を起動する。
なお、作業ユニットは、架台2上の6箇所すべてに配置されなくてもよいし、必ずしも工程順に配置されなくてもよい。
Then, the connector 17 is connected to the work mechanism of each work unit through the connection hole 13A of the side wall part 13. Then, the door of the cover 7 is closed and the automatic production apparatus 1 is activated.
Note that the work units do not have to be arranged at all six locations on the gantry 2, and are not necessarily arranged in the order of steps.

自動生産装置1が起動されると、クリーンユニット18が作動し、カバー7内の空気を清浄にして作業の準備をする。クリーンユニット18はワークWに対する作業中も動作を継続し、カバー7内のクリーン環境を保持する。   When the automatic production apparatus 1 is activated, the clean unit 18 operates to clean the air in the cover 7 and prepare for work. The clean unit 18 continues to operate during work on the workpiece W, and maintains a clean environment in the cover 7.

並行して、制御部19は、コネクタ17を介して設置された作業ユニット5の種別及び位置を認識する。ユーザは、入力部20を介して、各々の作業ユニット5を使用して行う工程の順番(すなわち作業ユニット5の使用順)や、対応する作業ハンド4の種類等の作業に必要な各種情報を制御部19に入力する。   In parallel, the control unit 19 recognizes the type and position of the work unit 5 installed via the connector 17. Through the input unit 20, the user obtains various information necessary for the work such as the order of steps performed using each work unit 5 (that is, the use order of the work units 5) and the type of the corresponding work hand 4. Input to the control unit 19.

各種情報の入力後、ユーザは図示しないワーク供給装置を動作させて、ワーク搬入口8から順次ワークWを供給する。供給されたワークWは、自動的に架台2上の搬入ステージ8Aまで移動する。   After inputting various information, the user operates a workpiece supply device (not shown) to sequentially supply workpieces W from the workpiece carry-in entrance 8. The supplied workpiece W automatically moves to the carry-in stage 8A on the gantry 2.

ロボット3は、搬入ステージ8A上のワークWに対して、入力部20から入力された情報にもとづいて、所定の順序で各工程における作業を行う。なお、以下の説明は、架台2上に作業ユニット5Aないし5Cが図1及び図2に示す位置に設置されており、作業ユニット5A、5B,5Cの順番で各作業ユニットに対応する作業が行われるという想定で説明する。   The robot 3 performs the work in each process in a predetermined order on the workpiece W on the carry-in stage 8A based on the information input from the input unit 20. In the following description, work units 5A to 5C are installed on the gantry 2 at the positions shown in FIGS. 1 and 2, and work corresponding to each work unit is performed in the order of the work units 5A, 5B, and 5C. The explanation is based on the assumption that

まず、ロボット3は、作業アーム3Aの先端に取付けられた搬送専用の作業ハンド4Aによって搬入ステージ8A上のワークWを把持し、作業ユニット5Aの作業位置PAまで搬送して該作業位置PAに載置する。作業ユニット5Aでは、作業機構12AによってワークWに対する所定の作業が行われる。ロボット3は必要に応じて作業ハンド4Aをハンドマガジン10に設置された対応する形状のものと交換して、当該作業を行ったり、補助したりする。   First, the robot 3 grips the work W on the carry-in stage 8A by the work hand 4A dedicated for transport attached to the tip of the work arm 3A, transports it to the work position PA of the work unit 5A, and places it on the work position PA. Put. In the work unit 5A, a predetermined work is performed on the work W by the work mechanism 12A. The robot 3 replaces the work hand 4A with a corresponding shape installed in the hand magazine 10 as necessary, and performs or assists the work.

作業ユニット5Aにおける作業が終了した後、ロボット3は、作業ハンドを作業ハンド4Aに交換して、作業位置PAにあるワークWを把持し、次工程を行う作業ユニット5Bの作業位置PBに搬送して載置する。このとき、作業ユニット5Aにおいて使用した作業ハンドが搬送も可能な形状であれば、作業ハンドを交換せずにそのままワークWの搬送を行ってもよい。   After the work in the work unit 5A is completed, the robot 3 replaces the work hand with the work hand 4A, grips the work W at the work position PA, and transports it to the work position PB of the work unit 5B that performs the next process. To place. At this time, if the work hand used in the work unit 5A has a shape that can be transported, the work W may be transported as it is without replacing the work hand.

続いて、作業位置PBにあるワークWに対して、作業ユニット5Bに対応する作業が作業ユニット5Aにおけるのと同様の手順で行われる。作業後のワークWは、上記と同様の手順で作業ユニット5Cの作業位置PCに搬送され、ワークWに対して対応する作業が行われる。   Subsequently, the work corresponding to the work unit 5B is performed on the work W at the work position PB in the same procedure as in the work unit 5A. The work W after the work is transported to the work position PC of the work unit 5C in the same procedure as described above, and the work corresponding to the work W is performed.

ワークWに対して予定されたすべての作業が終了した後、ワークWはロボット3によって搬出ステージ9Aに搬送されて載置される。その後、ワークWはワーク搬出口9から次工程に送られる。   After all the scheduled operations for the workpiece W are completed, the workpiece W is transferred to the unloading stage 9A by the robot 3 and placed thereon. Thereafter, the workpiece W is sent to the next process from the workpiece carry-out port 9.

作業内容を変更する際は、カバー7の扉を開け、コネクタ17を作業ユニット5から抜き、クランプ部15の固定を外して必要な作業ユニットと交換する。必要に応じてハンドマガジン10内の作業ハンド4も交換した後、扉を閉め、ユーザが入力部20から当該作業に必要な情報等を制御部19に入力すると、設定が終了して当該作業を実行可能となる。   When changing the work content, the door of the cover 7 is opened, the connector 17 is removed from the work unit 5, the clamp part 15 is removed, and the work unit is replaced with a necessary work unit. After replacing the work hand 4 in the hand magazine 10 as necessary, when the user closes the door and inputs information necessary for the work from the input unit 20 to the control unit 19, the setting is completed and the work is performed. It becomes executable.

本発明の自動生産装置1によれば、ワークWに対して行われる各種作業に応じて、架台2上に配置する作業ユニット5を適宜選択、交換することによって、加工、組立、調整、計測、洗浄、接着検査、溶接、ハンダ付け等の様々な種類の工程に柔軟に対応できる自動生産装置を構成することができる。   According to the automatic production apparatus 1 of the present invention, processing, assembly, adjustment, measurement, and the like by appropriately selecting and exchanging the work unit 5 arranged on the gantry 2 according to various works performed on the workpiece W. An automatic production apparatus that can flexibly handle various types of processes such as cleaning, adhesion inspection, welding, and soldering can be configured.

また、ロボット3の作業アーム3Aに着脱自在に取付けられる作業ハンド4も、各々の作業ユニット5に対応して複数設けられ、交換可能にハンドマガジン10に設置されているので、作業に応じて作業ハンド4を交換することで、ワークWの搬送とワークWに対する複数の異なる作業を共通のロボットで行うことができる。したがって、作業ユニットごとにロボットを備える必要がなく、小型で構成が簡素であり、かつ製造コストが低く抑えられた自動生産装置を提供することができる。   Also, a plurality of work hands 4 that are detachably attached to the work arm 3A of the robot 3 are provided corresponding to each work unit 5 and are installed in the hand magazine 10 so as to be replaceable. By exchanging the hand 4, it is possible to carry the workpiece W and perform a plurality of different operations on the workpiece W with a common robot. Therefore, it is not necessary to provide a robot for each work unit, and it is possible to provide an automatic production apparatus that is small in size, simple in configuration, and low in manufacturing cost.

さらに、位置決め手段6によって、各作業ユニット5の基台11が所定の位置に確実に位置決めされて設置されるので、ロボット3によるワークWの搬送及び作業を確実に行うことができる。
また、各作業ユニットは基台11の形状が同一に設定されているため、架台2上のすべての設置位置にすべての作業ユニットを設置することができ、装置の汎用性を向上させることができる。
Furthermore, since the base 11 of each work unit 5 is reliably positioned and installed at a predetermined position by the positioning means 6, it is possible to reliably carry the work W and work by the robot 3.
In addition, since the shape of the base 11 is set to be the same for each work unit, all work units can be installed at all installation positions on the gantry 2 and the versatility of the apparatus can be improved. .

また、架台2及び基台11には、誤配置防止部16が設けられているので、作業ユニット5の設置向きを間違えると、誤配置防止部16の干渉によって設置不能となる。したがって、基台11が本実施形態のように、平面視において長方形等の点対象な形状であっても、向きを誤ることなく的確に設置することができる。   Moreover, since the misplacement prevention unit 16 is provided on the gantry 2 and the base 11, if the work unit 5 is installed in the wrong direction, it cannot be installed due to the interference of the misplacement prevention unit 16. Therefore, even if the base 11 has a point-like shape such as a rectangle in plan view as in this embodiment, it can be accurately installed without misdirection.

さらに、各作業ユニットにおける作業位置PAないしPFの平面視における基台11上の座標が同一に設定されているので、どの作業ユニットを配置しても作業が行われる作業位置の平面視における座標が同一となる。したがって、ロボット3の作業ハンド4は、設置された作業ユニットの種類にかかわらず、作業位置の座標にワークWを移動させればよいため、制御部19によるロボット3の制御を簡素にして、自動生産装置1をより好適に制御することができる。   Further, since the coordinates on the base 11 in the plan view of the work positions PA to PF in each work unit are set to be the same, the coordinates in the plan view of the work position where the work is performed no matter which work unit is arranged. It will be the same. Therefore, since the work hand 4 of the robot 3 only has to move the workpiece W to the coordinates of the work position regardless of the type of work unit installed, the control of the robot 3 by the control unit 19 is simplified and automatic. The production apparatus 1 can be controlled more suitably.

加えて、クリーンユニット18を有するカバー7が架台2上のロボット3及び作業ユニット5を覆っているので、クリーンルームを設置することなく、清浄環境下でワークWに対する各種作業を行うことができる。   In addition, since the cover 7 having the clean unit 18 covers the robot 3 and the work unit 5 on the gantry 2, various operations can be performed on the workpiece W in a clean environment without installing a clean room.

次に本発明の第2実施形態の自動生産装置について、図5を参照して説明する。本実施形態の自動生産装置と、上記第1実施形態の自動生産装置との異なる点は、各々の作業ユニットに、対応する作業ハンドが取付けられている点である。
なお、上記第1実施形態に既出の各構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Next, an automatic production apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A difference between the automatic production apparatus of the present embodiment and the automatic production apparatus of the first embodiment is that a corresponding work hand is attached to each work unit.
In addition, about each structure already mentioned in the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図5は、本実施形態における作業ユニット22の一例を示す斜視図である。側壁部23の一部は基台24と平行な底面を有する作業ハンド取付け部25となっており、作業ユニット22における作業に対応する作業ハンド26が着脱自在に収容されている。   FIG. 5 is a perspective view showing an example of the work unit 22 in the present embodiment. A part of the side wall portion 23 is a work hand mounting portion 25 having a bottom surface parallel to the base 24, and a work hand 26 corresponding to the work in the work unit 22 is detachably accommodated therein.

本実施形態の自動生産装置においては、ロボット3が作業ユニット22の作業位置にワークWを搬送した後、必要に応じてハンドマガジン10で搬送専用の作業ハンド4Aを取り外し、作業ハンド取付け部25において、作業アーム3Aの先端に作業ハンド26を装着し、作業等が行われる。   In the automatic production apparatus of this embodiment, after the robot 3 transports the workpiece W to the work position of the work unit 22, the work hand 4 </ b> A dedicated for transport is removed by the hand magazine 10 as necessary, and the work hand mounting unit 25 The work hand 26 is attached to the tip of the work arm 3A, and work is performed.

本実施形態の自動生産装置においても上述の第1実施形態の自動生産装置1と同様の効果を得ることができる。
さらに、作業ユニット22に対応する作業ハンド26が作業ハンド取付け部25に収容され、作業ユニット22と一体となっている。したがって、ハンドマガジン10の設置スペースを小さくし、装置のサイズをより小さくすることができる。また、ワークの種類の変更に伴う作業ユニットの交換作業の際には、使用される作業ユニット22を架台2上に設置するだけで、対応する作業ハンド26の設置も同時に終了する。したがって、装置動作前の作業ユニット及び作業ハンドの交換作業をより容易に、かつ短時間にすることができる。
Also in the automatic production apparatus of this embodiment, the same effect as the automatic production apparatus 1 of the first embodiment described above can be obtained.
Further, a work hand 26 corresponding to the work unit 22 is accommodated in the work hand mounting portion 25 and integrated with the work unit 22. Therefore, the installation space of the hand magazine 10 can be reduced, and the size of the apparatus can be further reduced. Further, when the work unit is exchanged in accordance with the change of the work type, the work unit 26 to be used is simply installed on the gantry 2, and the installation of the corresponding work hand 26 is simultaneously completed. Therefore, the work unit and the work hand can be replaced easily and in a short time before the operation of the apparatus.

本実施形態においては、作業ハンド取付け部25が側壁部23の一部に設けられている例を説明したが、これに代えて、作業ハンド取付け部25が基台24や作業機構に設けられても構わない。   In the present embodiment, the example in which the work hand mounting portion 25 is provided on a part of the side wall portion 23 has been described. Instead, the work hand mounting portion 25 is provided on the base 24 or the work mechanism. It doesn't matter.

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の各実施形態においては、作業ユニットが側壁部を有する例を説明したが、作業ユニットは側壁部を有さず、基台及び作業機構のみで構成されてもよい。
While the embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the work unit has the side wall portion has been described. However, the work unit does not have the side wall portion, and may be configured only by the base and the work mechanism.

また、誤配置防止部の設置位置及び構成も上述の実施形態における態様に限定されない。例えば、架台2上において作業ユニット設置時に基台の長辺S1と反対側の長辺が位置する部分に、作業ユニットが異なる向きで設置された際にクランプ部の被固定部材と干渉するように突起等を設けることによって誤配置防止部が設置されてもよい。同様に、作業ユニットが異なる向きで設置された際に、当接部と干渉するように、突起等を基台に設けることによって誤配置防止部としても構わない。   Further, the installation position and configuration of the misplacement prevention unit are not limited to the aspects in the above-described embodiment. For example, when the work unit is installed in a different direction on the base 2 where the long side opposite to the long side S1 of the base is located when the work unit is installed, it interferes with the fixed member of the clamp portion. The misplacement prevention unit may be provided by providing a protrusion or the like. Similarly, when the work unit is installed in a different direction, a projection or the like may be provided on the base so as to interfere with the abutting portion, thereby providing a misplacement prevention unit.

また、上述の各実施形態においては、ロボットとして多関節ロボットが使用される例を説明したが、ワークの搬送やワークに対する作業を直交する動きのみによって構成すれば、多関節ロボットに代えて、xyzの直交ロボットを用いてもよい。またロボットの台数も1台に限定されず、複数台用いてもよい。   Further, in each of the above-described embodiments, an example in which an articulated robot is used as the robot has been described. However, if the workpiece transfer and the work with respect to the workpiece are configured by only orthogonal movement, the xyz robot can be used instead of the articulated robot. Any orthogonal robot may be used. The number of robots is not limited to one, and a plurality of robots may be used.

さらに、架台上における作業ユニットの設置個数や準備される作業ユニットの数には特に制限はなく、適宜決定することができる。したがって、架台上の設置箇所の総数より多い数の作業ユニットを備え、それらの中から必要な作業ユニットが適宜選択されて架台上に設置されるように自動生産装置が構成されてもよい。   Furthermore, there are no particular limitations on the number of work units installed on the gantry or the number of work units to be prepared, and can be determined as appropriate. Therefore, the automatic production apparatus may be configured such that the number of work units larger than the total number of installation locations on the gantry is provided, and necessary work units are appropriately selected from these units and installed on the gantry.

また、カバー及びクリーンユニットは本発明の自動生産装置には必須ではない。クリーン環境を必要としないワークを扱う場合は、これらの機構を設けずに自動生産装置を構成してもよい。   Further, the cover and the clean unit are not essential for the automatic production apparatus of the present invention. When handling a workpiece that does not require a clean environment, an automatic production apparatus may be configured without providing these mechanisms.

本発明の第1実施形態の自動生産装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the automatic production apparatus of 1st Embodiment of this invention. 同自動生産装置を示す平面図である。It is a top view which shows the same automatic production apparatus. 同自動生産装置の架台及び作業ユニットを拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the mount frame and work unit of the automatic production apparatus. 同自動生産装置の各部のつながりを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the connection of each part of the automatic production apparatus. 本発明の第2実施形態の自動生産装置における作業ユニットの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the work unit in the automatic production apparatus of 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 自動生産装置
2 架台
3 ロボット
3A 作業アーム
4、4A、26 作業ハンド
5、5A、5B、5C、5D、5E、5F、22 作業ユニット
6 位置決め手段
7 カバー
11、24 基台
12A、12B、12C、12D、12E、12F 作業機構
16 誤配置防止部
18 クリーンユニット
19 制御部
W ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic production apparatus 2 Base 3 Robot 3A Work arm 4, 4A, 26 Work hand 5, 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F, 22 Work unit 6 Positioning means 7 Cover 11, 24 Base 12A, 12B, 12C , 12D, 12E, 12F Work mechanism 16 Misplacement prevention unit 18 Clean unit 19 Control unit W Workpiece

Claims (5)

ワークに対して複数の作業を行う自動生産装置であって、
架台上に設置されて前記ワークの搬送及び前記複数の作業を行うロボットと、
前記ロボットに交換可能に取付けられ、前記ワークの搬送及び前記複数の作業の少なくとも1つに対応する形状に形成された複数の作業ハンドと、
基台と、前記基台上に設置されて前記複数の作業のうち少なくとも1つに使用される作業機構とを有し、前記架台上かつ前記ロボットの作業範囲内に交換可能に配置された複数の作業ユニットと、
前記架台上に設けられ、前記作業ユニットの配置位置を規定する位置決め手段と、
前記ロボット及び前記複数の作業ユニットと接続され、前記ワークの搬送及び前記複数の作業を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする自動生産装置。
An automatic production device that performs multiple operations on a workpiece,
A robot installed on a pedestal for carrying the workpiece and performing the plurality of operations;
A plurality of work hands attached to the robot in a replaceable manner and formed in a shape corresponding to at least one of the work transfer and the plurality of work;
A plurality of bases and a work mechanism installed on the base and used for at least one of the plurality of works, and arranged interchangeably on the platform and within the work range of the robot A working unit of
Positioning means provided on the gantry and defining an arrangement position of the work unit;
A controller that is connected to the robot and the plurality of work units and controls the transfer of the workpiece and the plurality of works;
An automatic production apparatus comprising:
各々の前記作業ユニットは、
前記基台の形状及び大きさが同一に形成されており、
前記基台及び前記架台の少なくとも一方には、前記作業ユニットが誤った方向で配置されることを防止する誤配置防止部を有し、
各々の前記作業機構において、前記ワークの作業が行われる作業位置の平面視における前記基台上の座標が同一に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の自動生産装置。
Each said work unit is
The shape and size of the base are the same,
At least one of the base and the gantry has a misplacement prevention unit that prevents the work unit from being placed in a wrong direction,
2. The automatic production apparatus according to claim 1, wherein in each of the work mechanisms, coordinates on the base in a plan view of a work position where the work of the workpiece is performed are set to be the same.
前記ロボット及び前記作業ユニットを覆うカバーと、
前記カバーに取付けられ、前記カバー内の空気を清浄にするクリーンユニットと、
をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の自動生産装置。
A cover covering the robot and the work unit;
A clean unit attached to the cover and purifying the air in the cover;
The automatic production apparatus according to claim 2, further comprising:
各々の前記作業ユニットは、加工、組立、調整、計測、洗浄、接着、検査、溶接、ハンダ付けのうちのいずれかを前記複数の作業として行うように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の自動生産装置。   Each of the operation units is configured to perform any one of processing, assembly, adjustment, measurement, cleaning, adhesion, inspection, welding, and soldering as the plurality of operations. 2. The automatic production apparatus according to 2. 前記作業ハンドは、前記作業に対応した前記作業ユニットに着脱自在に取付けられていることを特徴とする請求項2に記載の自動生産装置。   The automatic production apparatus according to claim 2, wherein the work hand is detachably attached to the work unit corresponding to the work.
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