JP2010120102A - 生産装置、及び生産システム - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化が図れるとともに、清浄度を保ちつつ優れた搬送効率が得られ、且つ作業効率を向上させて、生産性とコストとをバランスよく達成できるようにした。
【解決手段】生産装置１は、一対の多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂを有する双腕ロボット１０を設けた清浄度管理エリアをなす作業室１Ａと、この作業室１Ａの下方に設けた清浄度管理外エリアをなす作業準備室１Ｂとが作業床１ａによって仕切られており、搬送対象物４を載置させて作業室１Ａと作業準備室１Ｂとの間の昇降通路内で上下方向に移動させるように、作業準備室１Ｂの側壁寄りに位置した昇降テーブル２１と、昇降テーブル２１の昇降通路に連通していて搬送対象物４を搬入、搬出を行うための開口部６と、この開口部６において搬送対象物４を昇降テーブル２１に対して取出し又は取込み可能な受渡し機構をなす伸縮シリンダ２３とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、クリーン環境内において作業ロボットを用いて生産作業を行なうための生産装置、及び生産システムに関する。

従来、工業製品の生産工程では、搬送手段に沿って組立作業、締結作業、調整作業、及び検査作業などを行う各種作業手段や、作業ロボットなどを作業工程順に並べて生産ラインが構築されている。そして、上述したような搬送手段によって、作業対象部材であるワークを各作業手段間を順次移動させることで作業が行われている。
ところで、ワークを自動で組立てる生産装置において、生産性を高めるために、複数台の多軸マニピュレータを備えた双腕ロボットを用いて生産を行なう組立装置が、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１には、２基のロボットの連携動作により複雑な組立を可能とした組立装置であって、組立装置同士間においてコンベア等の搬送設備を組立装置とは別に設けることで、生産装置のライン化を図った構成について記載されている。
特開２００８−１６８４０６号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術では、コンベア等を使用した搬送装置が平面的な移動によるものであることから、装置の設置面積や清浄度を管理するための面積が増大すし、設置に必要な広大なスペースを確保する必要が生じるうえ、フロアコストも増大するという不具合がある。そして、このような問題に伴って、清浄度を確保しつつ搬送効率に優れ、生産性を高め、且つ生産コストを抑えることが要求されており、特許文献１のように単に双腕ロボットを使用した構造とするだけでは、作業効率は上がるものの、清浄度と搬送効率とをバランスよく達成することができないことから、その点で改良の余地があった。
また、発塵源となりうる搬送装置と清浄度が必要な作業エリアが同一平面にレイアウトされているため、清浄度を保つ上で好ましくなく、清浄度を管理する体積も大きくなり清浄度維持コストがかかる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、装置の小型化が図れるとともに、清浄度を保ちつつ優れた搬送効率が得られ、且つ作業効率を向上させて、生産性とコストとをバランスよく達成できるようにした生産装置、及び生産システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る生産装置では、一対の多軸マニピュレータを有する双腕ロボットを設けた清浄度管理エリアをなす作業室と、作業室の下方に設けた清浄度管理外エリアをなす作業準備室とが作業床によって仕切られてなり、双腕ロボットの少なくとも一方の多軸マニピュレータによる作業領域内の作業床上に搬送対象物を搬入、搬出させるための生産装置であって、搬送対象物を載置させ、作業室と作業準備室との間で上下方向に移動させるとともに、昇降通路が作業準備室の側壁寄りに位置した昇降テーブルと、昇降テーブルの昇降通路に連通するとともに、搬送対象物を搬入、搬出を行うための開口部と、開口部において、搬送対象物を昇降テーブルに対して取出し又は取込み可能な受渡し機構とを備えて構成されていることを特徴としている。

また、本発明に係る生産システムでは、上述した生産装置を複数台連結させた生産システムであって、隣り合う生産装置のそれぞれの開口部同士を一致させるとともに、それぞれの受渡し機構によって一方の生産装置から他方の生産装置へ搬送対象物を受渡し可能とした構成であることを特徴としている。

本発明では、昇降テーブルによって、清浄度管理エリアをなす作業室と清浄度管理外エリアをなす作業準備室との間で搬送対象物を移動させることができるので、清浄度が保たれた作業室内だけで例えば搬送対象物によって搬入されたワークに対して作業を行うことができる。
また、作業準備室の側壁側に寄った位置に昇降テーブルの昇降通路が設けられ、さらに昇降テーブルには受渡し機構が設けられているので、受渡し機構を使用することで開口部において昇降テーブルに対する搬送対象物の取り出し、或いは取り込みが容易となる。そして、複数の生産装置の開口部同士を一致させるようにして連結させた生産システムを構成することで、生産装置同士の間で容易に且つ自動的に搬送対象物を受け渡しさせることが可能となり、作業効率の向上が図れるという利点がある。
さらに、一方の多軸マニピュレータでも可能な作業はその多軸マニピュレータの作業領域内で行い、一対の多軸マニピュレータで行う作業は両多軸マニピュレータのそれぞれの作業領域のオーバーラップする作業領域で行うことで、作業効率が向上され、生産性を高めることができる。

また、本発明に係る生産装置では、昇降テーブルは少なくとも一対が対応して設けられてなり、受渡し機構は、一対の昇降テーブルのうち一方の第１昇降テーブルの開口部側に突出して形成された凸状部と、他方の第２昇降テーブルの開口部側に開口するとともに、凸状部を進入可能とした凹状部とを備え、第１昇降テーブル及び第２昇降テーブルのうちいずれか一方が開口部より外側に延出可能であってもよい。

本発明では、例えば一方の生産装置の第１昇降テーブル側の開口部と他方の生産装置の第２昇降テーブル側の開口部とを一致させるようにして双方の生産装置を配置させた場合において、第２昇降テーブル上の搬送対象物を第１昇降テーブル上に受け渡す際には、第１昇降テーブルを開口部より延出させ、その凸状部を第２昇降テーブルの凹状部に進入させることで、その凸状部を搬送対象物の下方へ移動させ、さらに、第１昇降テーブルを上昇、或いは第２昇降テーブルを下降させることで、凸状部上に搬送対象物が載置した状態となり、第２昇降テーブルから第１昇降テーブルへ移し替えられ、さらにその状態のまま第１昇降テーブルを開口部より内側に引き戻すことで、搬送対象物を一方の生産装置から他方の生産装置へ受け渡すことができる。

また、本発明に係る生産装置では、受渡し機構は、昇降テーブルに載置された搬送対象物を開口部より外側に押し出す押出し装置であってもよい。

本発明では、例えば一方の生産装置の昇降テーブル側の開口部と他方の生産装置の昇降テーブル側の開口部とを一致させるようにして双方の生産装置を配置させた場合において、一方の第１昇降テーブル上の搬送対象物を他方の第２昇降テーブル上に受け渡す際には、第１及び第２昇降テーブルのそれぞれのテーブル上面がほぼ同一面となるように位置させ、第１昇降テーブル側に設けた押出し装置（受渡し機構）によって搬送対象物を開口部より外側に押出し、搬送対象物を第２昇降テーブル上へ移し替え、これにより搬送対象物を一方の生産装置から他方の生産装置へ受け渡すことができる。

また、本発明に係る生産装置では、受渡し機構は、略水平方向に突出可能な吸着パッドを有し、搬送対象物を吸着パッドで吸着して、開口部の内側と外側との間で進退可能とした構成であることが好ましい。

本発明では、例えば一方の生産装置の昇降テーブル側の開口部と他方の生産装置の昇降テーブル側の開口部とを一致させるようにして双方の生産装置を配置させた場合において、一方の第１昇降テーブル上の搬送対象物を他方の第２昇降テーブル上に受け渡す際には、第１及び第２昇降テーブルのそれぞれのテーブル上面がほぼ同一面となるように位置させ、第１昇降テーブル側に設けた吸着パッド（受渡し機構）によって搬送対象物を吸着しつつ、その搬送対象物を開口部より外側に押出し、これにより搬送対象物を第２昇降テーブル上へ移動させて移し替えることができる。または、第２昇降テーブル側に設けた吸着パッドを突出させて第１昇降テーブル上の搬送対象物を吸着して開口部の内側に引き込むことで第２昇降テーブル上に移し替えることができる。これにより搬送対象物を一方の生産装置から他方の生産装置へ受け渡すことができる。

本発明の生産装置、及び生産システムによれば、昇降テーブルが清浄度管理エリアと清浄度管理外エリアとの間で上下方向の移動となるので、搬送対象物を移動させるための搬送機構が平面的に広がらず、装置の設置面積を小さくすることができ、作業室の清浄度を確保した装置を小型化させてコストダウンを図ることができる。そして、受渡し機構を使用することで、昇降テーブルに対する搬送対象物の取り出し、或いは取り込みが容易となるうえ、複数の生産装置を連結させた生産システムを構成することで、生産装置同士の間で容易に且つ自動的に搬送対象物を受け渡しさせることが可能となることから、清浄度を保ちつつ優れた搬送効率が得られ、作業効率の向上を図ることができ、生産性とコストとをバランスよく達成することができる。

以下、本発明の第１の実施の形態による生産装置について、図１乃至図６に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態による生産装置の概略構成を示す斜視図、図２は図１に示す生産装置の正面図であって、作業準備室の一部を破断した図、図３は搬送対象物の構造を示す斜視図、図４は昇降テーブルの構造を示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図、図５（ａ）〜（ｄ）は昇降テーブルによる搬送対象物の受渡し動作の概要を示す側面図、図６（ａ）〜（ｃ）は搬送機構の動作を説明する図である。なお、これらの図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。

図１に示すように、本第１の実施の形態による生産装置１は、例えばレンズ（光学部品）の芯取りから、清浄、検査（例えば表裏判定、異物及び傷の検査等）を行い、鏡枠への組立作業（組付け、接着剤塗布、仮硬化）を行った後、接着剤の本硬化までの組み立てを行なうための装置である。
生産装置１は、クリーンルームとして清浄度管理エリアをなす作業室１Ａと、その下側に配置された清浄度管理外エリアをなす作業準備室１Ｂとを有し、作業室１Ａと作業準備室１Ｂとは作業床（作業室仕切部）１ａによって仕切られている。

作業室１Ａは、筐体状のカバー２によって覆われており、そのカバー内部においてワークＷを組み立てるための作業空間となっている。
作業準備室１Ｂは、筐体状の架台３によって形成されたものであり、作業室１Ａを支持するとともに、作業対象物であるレンズや鏡枠などのワークＷに対して作業を行う複数の作業ユニット４１（４１Ａ、４１Ｂ）とワークＷを収納する搬送パレット４２（４２Ａ、４２Ｂ）とを、作業準備室１Bを介して作業室１Ａと生産装置１の外側との間で搬入、搬出させるための搬送機構２０を備えて構成されている。つまり、作業準備室１Ｂの架台３は、前記作業床１ａを天井とし、４面からなる側壁３ａ、３ａ、…と、底盤３ｂとを有している。ここで、作業ユニット４１（４１Ａ、４１Ｂ）と搬送パレット４２（４２Ａ、４２Ｂ）とを総称して搬送対象物４という。

図２は、生産装置１の一部破断正面図であり、作業準備室１Ｂ内における搬送対象物４の搬送機構２０（後述）を示した図となっている。
作業準備室１Ｂの側壁３ａには、個々の搬送対象物４を生産装置１に対して搬入、搬出させるための開口部６が形成されている。ここで、本第１の実施の形態では、二つの作業ユニット４１Ａ、４１Ｂと二つの搬送パレット４２Ａ、４２Ｂとが適宜な位置に配置されており、それぞれが後述する搬送機構２０の昇降テーブル２１によって上下方向に移動する構成となっている。そして、前記開口部６は、搬送対象物４が上下方向に移動するための後述する昇降通路毎に１箇所設けられている。この開口部６は、上下方向で作業準備室１Ｂにおける側壁３ａの上寄り（作業室１Ａ寄り）の位置に形成されている。

作業床１ａは、搬送対象物４が配置される箇所がスライド可能となっている。つまり、作業準備室１Ｂから昇降テーブル２１によって移動する搬送対象物４が通過できるように、作業床１ａの所定位置には床開口部（図示省略）が形成されるとともに、この床開口部には作業床１ａに沿って床開口部を開閉可能に横移動する図示しない可動板が設けられている。この可動板が開いて床開口部が形成されているときには、昇降テーブル２１とともに搬送対象物４が作業室１Ａ内に配置され、可動板が閉じて床開口部が塞がれているときには搬送対象物４が作業室１Ａより搬出された状態となる。なお、作業床１ａは、搬送対象物４が配置される箇所に床開口部を形成することに限らず、搬送対象物４が配置される箇所に形成される床開口部の周囲に小開口部を設けてもよく、この場合には、小開口部を介して後述するクリーニングユニット９から送り込まれる清浄度の高い空気が適度に排出される。床開口部と小開口部とを形成するために用いる作業床１ａとして、パンチングプレートを使用すると都合が良い。

図１及び図２に示すように、生産装置１は、架台３の上にカバー２で覆われた空間（作業室１Ａ）を有しており、その作業室１Ａの最上部に取り付けられたクリーニングユニット９から清浄度の高い空気が常時下方側に送り込まれることで清浄度を保っている。その作業室１Ａの空間内には、一対の多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂを備えた双腕ロボット１０が配置され、その多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂのそれぞれのハンド１１（１１Ａ、１１Ｂ）の作業領域が重複する領域（以下、「複合作業エリアＲ」という）に組立ステージ７が配置され、さらに双腕ロボット１０の背面側にはこれを動作させるための制御装置８が設けられている。

複合作業エリアＲは、一対の多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂのそれぞれのハンド１１Ａ、１１Ｂによって所望の作業（例えば、姿勢変更、持替えなど）が可能な領域であって、図示のように作業床１ａ上の空間を含む領域である。これに対して、片腕のみの多軸マニピュレータ１０Ａ（１０Ｂ）で各搬送対象物４に到達可能な領域を「単独作業エリアｒ１、ｒ２」という。

図１に示す作業ユニット４１Ａ、４１Ｂとして、とくに図示しないが、例えばレンズの芯取り、清浄、検査（表裏判定、異物及び傷の検査）、接着剤の本硬化などの各作業を行なうために必要な装置等を搭載した箱状のユニット構造体が採用されており、搬送機構２０によって搬送可能な所定の大きさで形成されている。つまり、１つの作業ユニット４１では、上記作業のうちの１つの作業が行われる構成となっている。例えば片腕の多軸マニピュレータ１０Ａ（１０Ｂ）によって供給されたワークＷに対して、自動で清浄作業を行なう作業部を有している。

また、搬送パレット４２は、作業ユニット４１と同等の大きさから形成される箱状体であり、内部にワークＷを収容できる構成であり、作業ユニット４１のように内部で上記作業を行なうためのものではなく、ワークＷを防塵状態にして生産装置１に対して搬入出するためのものである。

本第１の実施の形態による作業ユニット４１及び搬送パレット４２は、上述したように箱状をなし、開閉可能なカバーで覆われた構造をなしている。なお、図３は、搬送対象物４のうち搬送パレット４２を示している。この搬送パレット４２の一側面（開閉蓋４ａ）が上下方向にスライド可能となっており、清浄度管理エリアをなす作業室１Ａ内に配置されている際にはその開閉蓋４ａが下方に移動して搬送パレット４２の一側面が開いた状態となる。これにより、清浄度管理外エリアをなす作業準備室１Ｂ内に位置する際には搬送パレット４２の開閉蓋４ａが閉じた状態となり、搬送対象物４内が密閉され、その内部への異物の侵入を防ぐ構造となっている。なお、開閉蓋４ａには、係止突起４ｂが設けられており、この係止突起４ｂを使用して搬送パレット４２に対して開閉蓋４ａをスライドさせるが、開閉蓋４ａの具体的な開閉動作については後述する。

図２に示すように、双腕ロボット１０は、ワークＷを作業ユニット４１Ａ、４１Ｂ間、或いは作業ユニット４１と搬送パレット４２との間で移動させたり、組立ステージ７においてワークＷを組立てる等の作業を行うために設けられたものであり、各多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂの基端部１０ｂ、１０ｂがロボット支持部１０Ｃに支持された構造となっている。ロボット支持部１０Ｃは、作業室１Ａにおける奥行き方向で奥寄り、且つ左右方向で略中央の位置に配置され、作業床１ａに対して鉛直方向を中心にして回転可能に設けられている。

多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂは、６自由度を有しており、その６自由度に対応する複数のアームと関節とから構成されている。各多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂの最先端にはハンド１１を備え、そのハンド１１を動かすための関節（先端関節１０ａ）がハンド１１の取り付け方向の軸線を中心に回転自在となっている。ハンド１１は、一対の平行棒状をなすフィンガー１１ａ、１１ｂを備え、それらフィンガー１１ａ、１１ｂが互いに近接離反する構造をなしている。つまり、双腕ロボット１０では、フィンガー１１ａ、１１ｂを適宜動かすことでワークＷを把持できるようになっている。

なお、以下の説明では、とくに区別する必要がある場合には図１の紙面に向かって左側を第１多軸マニピュレータ１０Ａ、同じく右側を第２多軸マニピュレータ１０Ｂと称する。
そして、各作業ユニット４１、各搬送パレット４２は、少なくとも多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂのハンド１１のいずれか一方が届く長さの範囲に配置されている、具体的には、第１多軸マニピュレータ１０Ａのハンド１１が左右方向で中心より左側に配置される作業ユニット４１Ａと搬送パレット４２Ａに届く長さ寸法に形成され、第２多軸マニピュレータ１０Ｂのハンド１１が同じく右側に配置される作業ユニット４１Ｂと搬送パレット４２Ｂに届く長さ寸法に形成されている。

組立ステージ７は、このステージ上に固定させたワークＷの姿勢を微調整することが可能な位置調整機構（図示省略）を備えており、例えば二つの部品からなるワークＷの組立作業（例えば、レンズと鏡枠との組付け、接着剤塗布、仮硬化）を行うための領域である。
そして、図１に示すように、制御装置８は、ワークＷの生産工程に基づいて多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂや各作業ユニット４１の動作を制御するものである。

次に、作業準備室１Ｂに設けられ、搬送対象物４を作業室１Ａ内の適宜な位置に搬送するための搬送機構２０について図面に基づいて説明する。
図２に示すように、搬送機構２０は、作業準備室１Ｂ内において、搬送対象物４を載置させるための昇降テーブル２１と、昇降テーブル２１を上下方向に往復移動させるようにして案内する昇降ガイドレール２２と、昇降テーブル２１を水平方向で生産装置１より外側に延出させる伸縮装置２３（図４参照）とを備えて概略構成されている。なお、伸縮装置２３は、本発明の受渡し機構に相当する。

昇降ガイドレール２２は、作業準備室１Ｂの底部中央に固定されている支持台２５に長手方向を上下方向に向けて支持された長尺な支持部材２６に沿って設けられており、電動モータ等の図示しない駆動手段により駆動力を得たスライド支持部材２４を介して昇降テーブル２１を上下方向に移動させるためのものである。

ここで、図４（ａ）、（ｂ）は、昇降テーブル２１の構造を示しており、２つの生産装置１を並べた状態の各開口部６、６を介して、互いに対応する一対の第１昇降テーブル２１Ａ、第２昇降テーブル２１Ｂが対向するようにして隣接させた状態を示し、両昇降テーブル２１Ａ、２１Ｂの間で搬送対象物４を受渡しすることが可能な構造を説明するための図である。
図２及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、昇降テーブル２１は、搬送対象物４の設置面積より大きい外形面積を有しており、昇降ガイドレール２２に沿って上下方向に摺動するスライド支持部材２４の上面に固定されてなり、このスライド支持部材２４とともに載置させた搬送対象物４を作業室１Ａと作業準備室１Ｂとの間で移動させる構成となっている。昇降テーブル２１の位置は、平面視で作業室１Ａ内の作業床１ａに配置される搬送対象物４の位置（すなわち、上述した作業床１ａに形成された床開口部の位置）に対応する位置であって、作業準備室１Ｂの側壁寄りの位置となっている。ここで、昇降テーブル２１の上面が開口部６の下端にほぼ一致する位置を下降位置ｈ１（図６（ａ）参照）とし、作業床１ａの上面と一致する位置を上昇位置ｈ２（図６（ｃ）参照）とする。この下降位置ｈ１と上昇位置ｈ２との間で、搬送対象物４が上下方向に移動するための昇降通路が形成される。

そして、昇降テーブル２１は、互いに対応する二種の形状からなり、図４（ａ）、（ｂ）において紙面右側を第１昇降テーブル２１Ａとし、紙面左側を第２昇降テーブル２１Ｂとする。第２昇降テーブル２１Ｂには、平面視で二箇所の切欠状の凹状部２１ｂ、２１ｂが形成され、それら凹状部２１ｂの開口が開口部６に対向する方向に向けて配置されている。
一方、第１昇降テーブル２１Ａには、前記凹状部２１ｂ、２１ｂに進入可能に対応する凸状部２１ａ、２１ａが形成されている。凸状部２１ａの幅は、凹状部２１ｂの幅より小さい寸法で形成されており、凹状部２１ｂに対して上下方向に通過可能な大きさとなっている。

伸縮装置２３は、一端が図２に示すスライド支持部材２４の側面などに固定され、他端が昇降テーブル２１の下面に固定された伸縮自在なシリンダを有している。
これにより、第１昇降テーブル２１Ａは、伸縮装置２３によってスライド支持部材２４に対して水平方向で昇降ガイドレール２２から離れる方向に延出可能であり、開口部６から外側に突出する構成となっている。

これにより、搬送機構２０では、伸縮装置２３による受渡し機構によって、第２昇降テーブル２１Ｂから第１昇降テーブル２１Ａへ搬送対象物４を受渡すことが可能な構造となっている。つまり、図４（ａ）、（ｂ）及び図５（ａ）に示すように、第１昇降テーブル２１Ａの凸状部２１ａを搬送対象物４が載った状態の第２昇降テーブル２１Ｂの凹状部２１ｂに進入させ、図５（ｂ）に示すように第１昇降テーブル２１Ａを上昇させることで、凹状部２１ｂ内を凸状部２１ａが上方向に通過して第１昇降テーブル２１Ａ上に搬送対象物４を載せ替え、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、この状態のまま第１テーブル２１Ａを延出前の位置に引き戻すことで第２昇降テーブル２１Ｂから第１昇降テーブル２１Ａに受け渡すことが可能な構成となっている。なお、このような受渡し動作は、隣り合う生産装置１の互いに対応する開口部６、６同士を一致させた状態で連結配置することで実現することが可能である。

また、図６（ａ）に示すように、昇降テーブル２１が下降位置ｈ１まで下降すると、作業室１Ａの作業床１ａに開口（床開口部）が形成され、その開口は図示しないスライド床（可動板）によって塞がれる。つまり、昇降テーブル２１が作業床１ａと同一面上（図６（ｃ）に示す上昇位置ｈ２）にあるときはスライド床が開いた状態となり、昇降テーブル２１が作業準備室１Ｂに位置（下降位置ｈ１）するときには閉状態となる。

次に、このように構成される生産装置１の作用について、図面に基づいてさらに詳細に説明する。
ここで、図１に示す二つの作業ユニット４１Ａ、４１Ｂが既に作業室１Ａ内に配置されたものとして説明する。また、図２において、紙面左側の開口部６を搬入側開口部６Ａとし、同じく右側を搬出側開口部６Ｂとする。

先ず、図２に示すように、組立に必要なレンズや鏡枠などのワークＷを収容した搬送対象物４を生産装置１の搬入側開口部６Ａから作業室１Ａへ搬入する。すなわち、図６（ａ）に示すように、搬入側に位置する第１昇降パレット２１Ａを下降位置ｈ１へ移動させ、その第１昇降パレット２１Ａを図４に示す伸縮装置２３を伸張させることによって開口部６Ａより外側に延出し、その第１昇降テーブル２１Ａ上に搬送対象物４を所定位置に載置する（図５（ａ）参照）。このときの搬送対象物４の位置は、図３に示す開閉蓋４ａの係止突起４ｂが作業床１ａの床開口部の下面１ｂに係止する位置とされる。

次いで、図５（ｂ）に示すように、伸縮装置２３を収縮することによって、延出した状態の第１昇降パレット２１Ａを作業準備室１Ｂ内に引き込み、図２に示す昇降ガイドレール２２に沿って上昇させる。そして、図６（ｂ）に示すように、搬送対象物４が作業室１Ａ内に入る際には、開閉蓋４ａの係止突起４ｂが床開口部の下面１ｂに当接して係止状態となり、開閉蓋４ａの上昇が止まり、搬送対象物４は開閉蓋４ａが開いた状態で上昇する。そして、図６（ｃ）に示すように、第１昇降テーブル２１Ａが上昇位置ｈ２に達したときに、搬送対象物４の開閉蓋４ａが開いた状態で作業室１Ａ内に配置されることになる。

続いて、図１に示す第１多軸マニピュレータ１０Ａのハンド１１によって搬送パレット４２Ａ内のワークＷを把持しつつ所定の姿勢としてから第１作業ユニット４１Ａ内に移動させ、そのワークＷに対して所定の作業を行う。さらに、第１作業ユニット４１Ａによる作業が終了したワークＷを、第１多軸マニピュレータ１０Ａから第２多軸マニピュレータ１０Ｂへ持ち替え、第２作業ユニット４１Ｂへ移動させてワークＷに対して所定の作業を行う。なお、本第１の実施の形態では、作業ユニット４１が２基であるが、３基以上配置される場合においても、各作業ユニット４１においてワークＷを双腕ロボット１０によって移動させながら所定の作業を順次行う。

ここで、これら作業ユニット４１による作業が完了するまでに、搬出側において空の状態（ワークＷが収容されていない状態）の第２搬送パレット４２Ｂを開閉蓋４ａが開いた状態で作業室１Ａ内に配置させておく。
そして、すべての作業ユニット４による工程が完了した後、ワークＷを第２搬送パレット４２Ｂ内に収容し、その第２搬送パレット４２Ｂを載置させた第２昇降テーブル２１Ｂを下降位置ｈ１へ移動させる。この下降に伴って、上述した図６（ａ）、（ｂ）の逆の動作により開閉蓋４ａが閉まり、作業準備室１Ｂ内へ移動させた第２搬送パレット４２Ｂは、密閉された状態となることからゴミ等がパレット内に侵入することがなく、内部のワークＷに付着することを防ぐことができる。続いて、下降位置ｈ１において、図４に示す伸縮装置２３を伸張させて第２昇降テーブル２１Ｂとともに第２搬送パレット４２Ｂを搬出側開口部６Ｂより外側に延出し、適宜な取出し手段により第２搬送パレット４２Ｂを搬出する。
なお、作業工程の変更によって作業ユニット４１を交換する場合には、交換対象の作業ユニット４１を載置した昇降テーブル２１を下降させ、搬入出口をなす開口部６から交換すればよい。

本生産装置１では、昇降テーブル２１によって、清浄度管理エリアをなす作業室１Ａと清浄度管理外エリアをなす作業準備室１Ｂとの間で搬送対象物４を移動させることができるので、清浄度が保たれた作業室１Ａ内だけでワークＷに対して作業を行うことができる。
また、作業準備室１Ｂの側壁側に寄った位置に昇降テーブル２１の昇降通路が設けられ、さらに昇降テーブル２１には伸縮装置２３が設けられているので、この伸縮装置２３を使用することで開口部６において昇降テーブル２１に対する搬送対象物４の取り出し、或いは取り込みが容易となる。そして、複数の生産装置１の開口部６、６同士を一致させるようにして連結させることで、生産装置１、１同士の間で容易に且つ自動的に搬送対象物を受け渡しさせることが可能となり、作業効率の向上が図れるという利点がある。
さらに、一方の多軸マニピュレータ１０Ａ（１０Ｂ）でも可能な作業はその多軸マニピュレータ１０Ａ（１０Ｂ）の作業領域内で行い、一対の多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂで行う作業は両多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂのそれぞれの作業領域のオーバーラップする複合作業エリアＲで行うことで、作業効率が向上され、生産性を高めることができる。

上述のように本第１の実施の形態による生産装置では、昇降テーブル２１が清浄度管理エリアと清浄度管理外エリアとの間で上下方向の移動となるので、搬送対象物４を移動させるための搬送機構が平面的に広がらず、装置の設置面積を小さくすることができ、作業室１Ａの清浄度を確保した装置を小型化させてコストダウンを図ることができる。そして、伸縮装置２３を使用することで、昇降テーブル２１に対する搬送対象物４の取り出し、或いは取り込みが容易となるうえ、複数の生産装置１を連結させた生産システムを構成することで、生産装置１、１同士の間で容易に且つ自動的に搬送対象物４を受け渡しさせることが可能となることから、清浄度を保ちつつ優れた搬送効率が得られ、作業効率の向上を図ることができ、生産性とコストとをバランスよく達成することができる。

次に、他の実施の形態及び変形例について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。

図７は本発明の第２の実施の形態による生産システムの構成を示す一部破断正面図であって、図２に対応する図である。
図７に示すように、生産システム１１０は、複数の生産装置１、１、…（図７では２台の生産装置１１１、１１２が記載されている）を連結させ、連結する生産装置１１１、１１２のそれぞれの搬入側開口部６Ａ、搬出側開口部６Ｂ同士を対向配置させて一致させるとともに、一方の第１生産装置１１１から他方の第２生産装置１１２へワークＷ（搬送対象物４）を受渡し可能とした構成となっている。なお、生産装置１１１、１１２は、上述した第１の実施の形態の生産装置１と同様の構成であるので、詳しい説明は省略する。

ここで、図７に示す二つの生産装置１１１、１１２において、それぞれ紙面左側に位置する開口部６Ａが搬入側であり、同じく紙面右側に位置する開口部６Ｂが搬出側である。つまり、紙面左側に位置する生産装置１１１がワークＷの作業工程における上流側であり、紙面右側に位置する生産装置１１２が下流側であり、上流側から下流側に向けて搬送対象物４が搬送されるとともに、その搬送対象物４内のワークＷ（図２参照）に対して適宜な作業が施されることになる。

次に、生産システム１１０の動作について図７に基づいて説明するが、ここでは個々の生産装置１１１、１１２の作業室１Ａ内には予め所定の作業ユニット４１が配置されているものとして説明する。
図７において、一点鎖線ＳはワークＷの移動経路を示している。すなわち、生産時にはワークＷを収納した搬送対象物４（搬送パレット４２）が第１生産装置１１１の搬入側の第１昇降テーブル２１Ａ上にセットされ、この第１昇降テーブル２１Ａにより作業室１Ａ内に移送にされる。この第１昇降テーブル２１Ａ上へのセットを含む搬送手順については、後述する生産装置１１１、１１２同士の連結部Ｔにおける受け渡し手順内で詳しく説明するので、ここでは省略する。
その後、搬送対象物４に収納されたワークＷは、双腕ロボット１０の一方（紙面左側）の多軸マニピュレータ１０Ａにより取り出され、一対の多軸マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂ、或いはいずれか一方の多軸マニピュレータ１０Ａ（１０Ｂ）を使用して、各作業ユニット４１（図１参照）および組立ステージ７で適宜な順序で組立作業が行われる。

そして、第１生産装置１１１での作業終了後のワークＷを、第１生産装置１１１の右側に配置された第２昇降テーブル２１Ｂ上の搬送対象物４（搬送パレット４２）内に収容し、その搬送対象物４を作業室１Ａから作業準備室１Ｂへ移送し、連結されている隣の第２生産装置１１２へ受渡しされる。具体的には、連結部Ｔにおいて、図５（ａ）に示すように、第２生産装置１１２側の第１昇降テーブル２１Ａを搬入側開口部６Ａより延出させ、その凸状部２１ａを第１生産装置１１１側の第２昇降テーブル２１Ｂの凹状部２１ｂに進入させることで、その凸状部２１ａを搬送対象物４の下方へ移動させる。

さらに、図５（ｂ）に示すように、第１昇降テーブル２１Ａを少しだけ上昇させることで、凸状部２１ａ上に搬送対象物４が載置した状態となり、第２昇降テーブル２１Ｂから第１昇降テーブル２１Ａへ移し替えられ、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、さらにその状態のまま第１昇降テーブル２１Ａを作業準備室１Ｂ内へ引き戻すことで、搬送対象物４を第１生産装置１１１から第２生産装置１１２へ受け渡すことができる。なお、図５（ｂ）で示した第１昇降テーブル２１Ａの上昇量は、第２昇降パレット２１Ｂ上の搬送対象物４が第１昇降テーブル２１Ａ上に載せ替えられる寸法であればよい。
また、図５（ｂ）では第１昇降テーブル２１Ａを上昇させて載せ替えを行っているが、これに代えて、凸状部２１ａを搬送対象物４の下方に配置させた後、第２昇降テーブル２１Ｂを下降させることで、凸状部２１ａ上に搬送対象物４を載置させてもかまわない。

続いて、図６（ａ）に示すように、第２生産装置１１２側の第１昇降テーブル２１Ａ上にセットされた搬送対象物４を第１昇降テーブル２１Ａとともに上昇させる。このとき、図６（ｂ）に示すように、搬送対象物４を作業室１Ａ内に搬入させる際には、開閉蓋４ａの係止突起４ｂが作業床１ａの床開口部の下面１ｃに当接して係止状態となり、開閉蓋４ａの上昇が止まり、搬送対象物４は開閉蓋４ａが開いた状態で上昇する。そして、図６（ｃ）に示すように、第１昇降テーブル２１Ａが上昇位置ｈ２に達したときに、搬送対象物４の開閉蓋４ａが開いた状態で作業室１Ａ内に配置されることになる。
このように、本生産システム１１０では、生産装置１１１、１１２同士の間で容易に且つ自動的に搬送対象物４を受け渡しさせることが可能となり、作業効率の向上が図れるという利点がある。

次に、図８は本第１の実施の形態の第１変形例による搬送対象物４の押出し装置の動作を示す説明図であって、（ａ）は搬送対象物４の押出し前の図、（ｂ）は押出し中の図である。
図８に示す第１変形例は、搬送機構２０の伸縮装置２３に代えて押出し装置５０（受渡し機構）を備えた構成となっている。押出し装置５０は、昇降テーブル２１が下降位置ｈ１に位置した状態で搬送対象物４の背面側（搬出側開口部６Ｂに対して反対側）の支持部材２６側面に設けられており、作業準備室１Ｂの支持部材２６の側面に一端（基端部５１ａ）が固定されるとともに、略水平方向に伸縮するリンク機構５１と、リンク機構５１の他端（先端部５１ｂ）に設けられた押出部５２とからなる。つまり、押出し装置５０は、図８（ｂ）に示すように、リンク機構５１を伸張させることで、押出部５２で第２昇降テーブル２１Ｂ上に載置されている搬送対象物４の背面側から押圧し、搬出側開口部６Ｂより外側に押し出すように構成されている。

これにより、例えば一方の生産装置１の開口部６Ａと他方の生産装置１の開口部６Ｂとを一致させるようにして双方の生産装置１、１を配置させた場合において、一方の第２昇降テーブル２１Ｂ上の搬送対象物４を他方の第１昇降テーブル２１Ａ上に受け渡す際には、第１及び第２昇降テーブル２１Ａ、２１Ｂのそれぞれのテーブル上面がほぼ同一面となるように位置させ、第２昇降テーブル２１Ｂ側に設けた押出し装置５０によって搬送対象物４を搬出側開口部６Ｂより外側に押出し、搬送対象物４を第１昇降テーブル２１Ａ上へ移し替え、これにより搬送対象物４を一方の生産装置１から他方の生産装置１へ受け渡すことができる。

次に、図９は本第１の実施の形態の第２変形例による受渡し機構を示す平面図である。図９において、一方の生産装置１の開口６と他方の生産装置１の開口とは図示を省略している。
図９に示すように、第２変形例による受渡し機構は、搬入側と搬出側に対応して、一方（搬出側）の第２昇降テーブル２１Ｂ側に上述した第１変形例と同様の構成のリンク機構５１と押出部５２を備えた押出し装置５０が設けられ、他方（搬入側）の第１昇降テーブル２１Ａ上に、押出し装置５０によって押し込まれる搬送対象物４を嵌合させて、所定の姿勢で保持するための平面視で凹状の保持部５４を設けた構成をなしている。この場合、保持部５４で搬送対象物４を受け取ることができるので、受渡し時、或いは昇降テーブル２１の上下移動時に搬送対象物４のずれが防止され、作業室１Ａ内における位置を固定することができる。

次に、図１０は本第１の実施の形態の第３変形例による受渡し機構を示す平面図である。
図１０に示すように、第３変形例は、上述した第２変形例の押出し装置５０（図９参照）に代えて吸着装置５５（受渡し機構）を設けたものである。すなわち、吸着装置５５は、吸着パッド５６と、この吸着パッド５６を略水平方向に突出させる突出部材５７とからなり、突出部材５７は支持部材２６の側面に一端を固定した図示しない駆動装置によって略水平方向に突出する構成であり、搬送対象物４を吸着パッド５６で吸着して、開口部６の内側と外側との間で進退可能となっている。

これにより、例えば一方の生産装置１の開口部６Ａと他方の生産装置１の開口部６Ｂとを一致させるようにして双方の生産装置１、１を配置させた場合において、一方の第２昇降テーブル２１Ｂ上の搬送対象物４を他方の第１昇降テーブル２１Ａ上に受け渡す際には、第１及び第２昇降テーブル２１Ａ、２１Ｂのそれぞれのテーブル上面がほぼ同一面となるように位置させ、第２昇降テーブル２１Ｂ側に設けた吸着パッド５６によって搬送対象物４を吸着しつつ、その搬送対象物４を開口部６より外側に押出し、これにより搬送対象物４を第１昇降テーブル２１Ａ上へ移動させて移し替えることができる。または、図示はしないが、第１昇降テーブル２１Ａ側に吸着パッド５６を設けた構成であってもよく、この吸着パッド５６を突出させて第２昇降テーブル２１Ｂ上の搬送対象物４を吸着して開口部６の内側に引き込むことで第１昇降テーブル２１Ａ上に移し替えることができる。このようにして、搬送対象物４を一方の生産装置１から他方の生産装置１へ受け渡すことができる。

以上、本発明による生産装置、及び生産システムの実施の形態及び変形例について説明したが、本発明は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態及び変形例では受渡し機構として、伸縮シリンダ２３、押出し装置５０、５３、吸着装置５５を採用しているが、これらの構造に限定されることはない。要は、搬送対象物を昇降テーブルに対して取出し又は取込み可能な構造であればよいのである。

また、本実施の形態では昇降テーブル２１の移動機構として、昇降ガイドレール２２に沿って摺動可能に設けたスライド支持部材２４を介して昇降テーブル２１を上下方向に移動させる構造としているが、このような構造に限定されることはない。例えば、昇降テーブル２１は、ねじ軸とそれに螺合するナットとからなるボールねじ機構を使用し、そのナットに昇降テーブルが固定され、図示しない駆動モータの回転運動によってナット（昇降テーブル）が上下方向（昇降方向）に移動する機構であってもかまわない。

さらに、開口部６の大きさや高さ方向の位置、作業室１Ａ内に配置される作業ユニットや搬送パレット等の搬送対象物の数量、大きさ、機能は適宜設定することができる。また、本実施の形態では搬送対象物４の一側面の開口蓋４ａを上下方向にスライドさせることで開閉可能とした構造（図３参照）としているが、この他に、例えば図１１に示すように、搬送対象物４は天板が開閉自在な開閉上蓋４ｃを有する構造であってもかまわない。この場合、開閉上蓋４ｃは、搬送対象物４が作業室に配置された際に、多軸マニピュレータのハンドによって開閉可能するように構成することができる。

本発明の第１の実施の形態による生産装置の概略構成を示す斜視図である。 図１に示す生産装置の正面図であって、作業準備室の一部を破断した図である。 搬送対象物の構造を示す斜視図である。 昇降テーブルの構造を示す図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。 （ａ）〜（ｄ）は昇降テーブルによる受渡し動作の概要を示す側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は搬送機構の動作を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態による生産システムの構成を示す一部破断正面図であって、図２に対応する図である。 本第１の実施の形態の第１変形例による押出し装置の動作を示す説明図であって、（ａ）は押出し前の図、（ｂ）は押出し中の図である。 本第１の実施の形態の第２変形例による受渡し機構を示す平面図である。 本第１の実施の形態の第３変形例による受渡し機構を示す平面図である。 搬送対象物の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１、１１１、１１２ 生産装置
１Ａ 作業室
１Ｂ 作業準備室
４ 搬送対象物
４１、４１Ａ、４１Ｂ 作業ユニット
４２、４２Ａ、４２Ｂ 搬送パレット
６ 開口部
１０ 双腕ロボット
１０Ａ、１０Ｂ 多軸マニピュレータ
２０ 搬送機構
２１ 昇降テーブル
２３ 伸縮シリンダ（受渡し機構）
５０、５３ 押出し装置（受渡し機構）
５５ 吸着装置（受渡し機構）
５６ 吸着パッド
Ｗ ワーク
ｈ１ 下降位置
ｈ２ 上昇位置

Claims (5)

1. 一対の多軸マニピュレータを有する双腕ロボットを設けた清浄度管理エリアをなす作業室と、該作業室の下方に設けた清浄度管理外エリアをなす作業準備室とが作業床によって仕切られてなり、前記双腕ロボットの少なくとも一方の多軸マニピュレータによる作業領域内の前記作業床上に搬送対象物を搬入、搬出させるための生産装置であって、
   前記搬送対象物を載置させ、前記作業室と前記作業準備室との間で上下方向に移動させるとともに、昇降通路が前記作業準備室の側壁寄りに位置した昇降テーブルと、
   該昇降テーブルの昇降通路に連通するとともに、前記搬送対象物を搬入、搬出を行うための開口部と、
   該開口部において、前記搬送対象物を前記昇降テーブルに対して取出し又は取込み可能な受渡し機構と、
   を備えて構成されていることを特徴とする生産装置。
2. 前記昇降テーブルは少なくとも一対が対応して設けられてなり、
   前記受渡し機構は、前記一対の昇降テーブルのうち一方の第１昇降テーブルの開口部側に突出して形成された凸状部と、
   他方の第２昇降テーブルの前記開口部側に開口するとともに、前記凸状部を進入可能とした凹状部と、
   を備え、
   前記第１昇降テーブル及び第２昇降テーブルのうちいずれか一方が前記開口部より外側に延出可能であることを特徴とする請求項１に記載の生産装置。
3. 前記受渡し機構は、
   前記昇降テーブルに載置された前記搬送対象物を前記開口部より外側に押し出す押出し装置であることを特徴とする請求項１に記載の生産装置。
4. 前記受渡し機構は、
   略水平方向に突出可能な吸着パッドを有し、
   前記搬送対象物を前記吸着パッドで吸着して、前記開口部の内側と外側との間で進退可能とした構成であることを特徴とする請求項１に記載の生産装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の生産装置を複数台連結させた生産システムであって、
   隣り合う前記生産装置のそれぞれの開口部同士を一致させるとともに、それぞれの前記受渡し機構によって一方の生産装置から他方の生産装置へ前記搬送対象物を受渡し可能とした構成であることを特徴とする生産システム。

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