JP2014121742A - Production system and production line using articulated dual-arm robot - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、多関節型双腕ロボットのハンドによって部品の組立等の作業を行う生産システムおよびその生産システムを複数具えて部品の組立等の作業を順次に行う多関節型双腕ロボットによる生産ラインに関するものである。 The present invention relates to a production system for assembling parts and the like by a multi-joint type double-arm robot hand, and a production line using a multi-joint type double-arm robot for sequentially assembling parts and the like by including a plurality of production systems. It is about.
多関節型双腕ロボットのハンド（エンドエフェクタ）によって部品の組立等の作業を行う生産システムおよびその生産システムを複数具えて部品の組立等の作業を順次に行う多関節型双腕ロボットによる生産ラインとしては例えば、特許文献１にて開示されたものが知られている。この生産システムは、清浄環境とした多関節型双腕ロボットの作業領域に対し各々エレベーター式の部品供給装置と部品排出装置とで部品を給排して作業を行うものであり、特許文献１では、この生産システムを複数接続することにより、清浄環境内で部品の組立や検査等の複数工程の作業を順次に自動的に行う生産ラインを構成している。 A production system for assembling parts and the like with a multi-joint type dual-arm robot hand (end effector), and a production line with a multi-joint type double-arm robot for sequentially assembling parts and parts with multiple production systems For example, those disclosed in Patent Document 1 are known. In this production system, work is performed by supplying and discharging parts to and from a work area of an articulated double-arm robot in a clean environment with an elevator-type parts supply device and a parts discharge device. By connecting a plurality of these production systems, a production line is constructed in which a plurality of processes such as assembly and inspection of parts are automatically performed in order in a clean environment.
しかしながら従来は、上述のような多関節型双腕ロボットによる生産システムを使用して多関節型双腕ロボットによる生産ラインを構成する場合、生産ラインのサイクルタイムに応じて部品の供給方法や排出方法を決める必要があるため、大ロットから中ロットまでの生産向けの設備が主流であった。また、それらの供給方法や排出方法は、上述の特許文献１のような製造会社毎の特許技術やノウハウを含むため、一般に同じような方法を誰でも使うということはできず、生産ラインの立ち上げの準備に多くの時間が必要であった。 However, conventionally, when a production line with an articulated double-arm robot is configured using the above-described production system with an articulated double-arm robot, a part supply method and a discharge method according to the cycle time of the production line The equipment for production from large lots to medium lots was the mainstream. In addition, since the supply method and the discharge method include patent technology and know-how for each manufacturing company such as Patent Document 1 described above, generally no one can use the same method, and the production line is set up. It took a lot of time to prepare for raising.
それゆえ本発明は、多種の部品を取り扱う中ロットから小ロットまでの生産に適する、多関節型双腕ロボットによる生産システムおよび、その生産システムを複数具えて部品の組立等の作業を順次に行う多関節型双腕ロボットによる生産ラインを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention is suitable for production from medium lots to small lots handling various parts, and a production system using an articulated double-arm robot, and a plurality of production systems are provided to sequentially perform operations such as assembly of parts. The purpose is to provide a production line with articulated double-arm robots.
この発明は、上記課題を有利に解決するものであり、この発明の多関節型双腕ロボットによる生産システムは、
双腕のハンドを所定の作業範囲内で移動させる多関節型双腕ロボットと、
部品を搭載した部品搬送トレイをその少なくとも一部が前記多関節型双腕ロボットの作業範囲内に位置するように供給するトレイ供給手段と、
部品を取り出された部品搬送トレイを前記作業範囲内から排出するトレイ排出手段と、
を具え、
前記多関節型双腕ロボットがその双腕のハンドの一方または両方により、前記部品搬送トレイから一または複数の部品を取り上げてその部品に対し作業を行い、作業後の部品または製品を所定の搬出位置に配置する生産システムにおいて、
前記多関節型双腕ロボットはその双腕のハンドの一方または両方により、
前記部品搬送トレイに搭載された全ての部品が前記作業範囲内に位置する場合は前記トレイ供給手段による供給位置に位置する部品搬送トレイから部品を取り上げ、
前記部品搬送トレイに搭載された部品の一部が前記作業範囲内に位置しない場合は前記トレイ供給手段による供給位置から前記部品搬送トレイを移動させてその部品搬送トレイに搭載された全ての部品を一旦前記作業範囲内に位置させてから、その部品搬送トレイから部品を取り上げ、
前記部品搬送トレイに搭載された全ての部品が取り出されるとその部品搬送トレイを前記トレイ排出手段による搬出位置に移動させることを特徴とするものである。
The present invention advantageously solves the above problems, and a production system using an articulated double-arm robot according to the present invention provides:
An articulated double-arm robot that moves a double-armed hand within a predetermined working range;
Tray supply means for supplying a component carrying tray carrying components so that at least a part of the tray is located within the working range of the multi-joint type double-arm robot;
Tray discharge means for discharging the component transport tray from which the components have been removed from within the working range;
With
The articulated double-arm robot picks up one or a plurality of parts from the parts transport tray with one or both of the two-armed hands, performs the work on the parts, and carries out a predetermined part or product after the work. In the production system to be located
The multi-joint type double-arm robot has one or both of its double-armed hands,
When all the components mounted on the component transport tray are located within the work range, the components are picked up from the component transport tray located at the supply position by the tray supply means,
If some of the components mounted on the component transport tray are not located within the working range, the component transport tray is moved from the supply position by the tray supply means to move all the components mounted on the component transport tray. Once positioned within the working range, pick up the part from its parts transport tray,
When all the components mounted on the component transport tray are taken out, the component transport tray is moved to the unloading position by the tray discharge means.
また、この発明の多関節型双腕ロボットによる生産ラインは、
前記多関節型双腕ロボットによる生産システムを、その多関節型双腕ロボットの作業範囲同士が互いに隣接する配置で複数具えるとともに、
その作業範囲同士の隣接部分で部品を受け渡しする少なくとも一つの部品受け渡し具を具える生産ラインにおいて、
前記部品受け渡し具は、
部品を搭載して前記互いに隣接する作業範囲間で移動する部品台と、
前記多関節型双腕ロボットの腕により駆動されて前記部品台を前記互いに隣接する作業範囲間で移動させる部品台移動手段と、
を具えることを特徴とするものである。
In addition, the production line by the multi-joint type double-arm robot of this invention is
A plurality of the articulated double-arm robot production system including a plurality of work ranges of the multi-joint double-arm robot arranged adjacent to each other;
In a production line comprising at least one part delivery tool that delivers parts at adjacent parts of the work range,
The parts delivery tool is
A parts table that carries parts and moves between the adjacent work ranges;
A parts table moving means driven by the arms of the multi-joint type dual arm robot to move the parts table between the adjacent work ranges;
It is characterized by comprising.
この発明の多関節型双腕ロボットによる生産システムにあっては、トレイ供給手段が、部品を搭載した部品搬送トレイをその少なくとも一部が多関節型双腕ロボットの双腕のハンドを移動させる所定の作業範囲内に位置するように供給すると、多関節型双腕ロボットがその双腕のハンドの一方または両方により、部品搬送トレイから一または複数の部品を取り上げてその部品に対し作業を行い、作業後の部品または製品を所定の搬出位置に配置し、トレイ排出手段が、部品を取り出されて例えば空になった部品搬送トレイを前記作業範囲内から排出する。 In the production system using the multi-joint type double-arm robot according to the present invention, the tray supply means is a predetermined unit for moving the double-arm hand of the multi-joint type double-arm robot at least a part of the component carrying tray on which the parts are mounted. If it is supplied so that it is located within the working range, the multi-joint type dual arm robot picks up one or more parts from the parts transport tray with one or both of the hands of the two arms, and works on the parts. The part or product after the work is arranged at a predetermined carry-out position, and the tray discharge means discharges the part conveyance tray, for example, which is empty after the part is taken out, from the work range.
そしてこの発明の多関節型双腕ロボットによる生産システムにあっては、多関節型双腕ロボットがその双腕のハンドの一方または両方により、部品搬送トレイに搭載された全ての部品が作業範囲内に位置する場合はトレイ供給手段による供給位置に位置する部品搬送トレイから部品を取り上げ、部品搬送トレイに搭載された部品の少なくとも一部が作業範囲内に位置しない場合はトレイ供給手段による供給位置から部品搬送トレイを移動させてその部品搬送トレイに搭載された全ての部品を一旦作業範囲内に位置させてから、その部品搬送トレイから部品を取り上げ、部品搬送トレイに搭載された全ての部品が取り出されるとその部品搬送トレイをトレイ排出手段による搬出位置に移動させる。 In the production system using the multi-joint double-arm robot according to the present invention, the multi-joint double-arm robot uses the one or both hands of the double-arm to move all the parts mounted on the component transport tray within the working range. If the component is picked up from the component transport tray positioned at the supply position by the tray supply means, at least a part of the component mounted on the component transport tray is not within the working range, from the supply position by the tray supply means. Move the parts transport tray to place all the parts mounted on the parts transport tray within the working range, then pick up the parts from the parts transport tray and remove all the parts mounted on the parts transport tray. Then, the component transport tray is moved to the carry-out position by the tray discharge means.
従って、この発明の多関節型双腕ロボットによる生産システムによれば、トレイ供給手段による供給位置に位置する部品搬送トレイに搭載された部品の少なくとも一部が多関節型双腕ロボットの作業範囲内に位置していなくても、多関節型双腕ロボットがその双腕のハンドの一方または両方により、部品搬送トレイに搭載された全ての部品を取り上げて作業を行うので、多関節型双腕ロボットの周囲に多種類の部品を配置して組立等の作業を行うことができ、これにより、多種の部品を取り扱う中ロットから小ロットまでの生産に適する多関節型双腕ロボットによる生産システムを容易に構築することができ、ひいてはこの生産システムを複数接続することで、多関節型双腕ロボットによる生産ラインを容易に立ち上げることができる。 Therefore, according to the production system using the articulated double-arm robot of the present invention, at least a part of the components mounted on the component transport tray positioned at the supply position by the tray supply means is within the work range of the articulated double-arm robot. The multi-joint type double-arm robot works by picking up all the parts mounted on the parts transport tray with one or both hands of the double-arm, even if it is not Various types of parts can be placed around the machine to perform operations such as assembly, making it easy to produce a production system with multi-joint type double-arm robots suitable for production from medium lots to small lots handling various parts. By connecting a plurality of this production system, a production line using an articulated double-arm robot can be easily set up.
なお、この発明の多関節型双腕ロボットによる生産システムにおいては、前記トレイ供給手段と前記トレイ排出手段との少なくとも一方は、前記部品搬送トレイを複数枚重ねた状態で搬送すると、一度に多数の部品を多関節型双腕ロボットの周囲に配置して、長時間の自動運転による組立等の作業を行うことができるので好ましい。 In the production system using the multi-joint type double-arm robot according to the present invention, at least one of the tray supply unit and the tray discharge unit can transport a large number of the component transport trays in a stacked state. It is preferable because parts can be arranged around the multi-joint type double-arm robot, and work such as long-time assembly can be performed.
また、この発明の多関節型双腕ロボットによる生産ラインにあっては、複数の前記多関節型双腕ロボットによる生産システムの多関節型双腕ロボットの作業範囲同士の隣接部分に、部品を受け渡しする少なくとも一つの部品受け渡し具が配置されており、その受け渡し具の部品台移動手段が、多関節型双腕ロボットの腕により駆動されて、部品を搭載した部品台を互いに隣接する作業範囲間で移動させる。 Further, in the production line using the multi-joint type double-arm robot of the present invention, parts are transferred to adjacent portions of the work ranges of the multi-joint type double-arm robot in the production system using the plurality of multi-joint type double-arm robots. At least one parts delivery tool is disposed, and the parts platform moving means of the delivery tool is driven by the arm of an articulated double-arm robot so that the parts platform on which the parts are mounted is placed between adjacent work ranges. Move.
従って、この発明の多関節型双腕ロボットによる生産ラインによれば、多関節型双腕ロボットの腕により駆動されて別途の動力なしに作動する部品受け渡し具が、隣接する生産システム間で部品を受け渡しするので、多関節型双腕ロボットによる生産システム同士を容易に接続して多関節型双腕ロボットによる生産ラインを容易に立ち上げることができる。 Therefore, according to the production line using the multi-joint type double-arm robot of the present invention, the parts transfer tool that is driven by the arm of the multi-joint type double-arm robot and operates without any additional power supplies the parts between the adjacent production systems. Since it is handed over, production systems using articulated double-arm robots can be easily set up by easily connecting production systems using articulated double-arm robots.
なお、この発明の多関節型双腕ロボットによる生産ラインにおいては、前記部品台移動手段は、前記作業範囲同士の隣接部分に跨って延在し、前記部品台の前記作業範囲間での移動を案内する案内部材と、前記案内部材の中央部を、その案内部材の延在方向と直交する水平軸線周りに揺動可能に支持する支持部材と、を有し、前記案内部材は、前記多関節型双腕ロボットの腕により駆動されて上下方向へ揺動し、その揺動による前記案内部材の上昇部分から下降部分へ前記部品台を重力により移動させるものであると、多関節型双腕ロボットはその腕により案内部材の端部を作業範囲内で持ち上げるだけで部品台を移動させることができるので好ましい。 In the production line using the multi-joint type double-arm robot of the present invention, the parts table moving means extends across adjacent parts of the work ranges, and moves the parts table between the work ranges. A guide member that guides, and a support member that supports a central portion of the guide member so as to be swingable around a horizontal axis perpendicular to the extending direction of the guide member, the guide member including the articulated joint A multi-joint type double-arm robot that is driven by the arm of the type double-arm robot and swings in the vertical direction, and the parts table is moved by gravity from the ascending portion to the descending portion of the guide member due to the swing. Is preferable because the parts table can be moved only by lifting the end of the guide member within the working range by the arm.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づく実施例によって詳細に説明する。ここに、図１（ａ）および（ｂ）は、この発明の多関節型双腕ロボットによる生産ラインの一実施例に用いられる、この発明の多関節型双腕ロボットによる生産システムの一実施例を示す平面図および側面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B show an embodiment of a production system using an articulated double-arm robot of the present invention, which is used in an embodiment of a production line using an articulated double-arm robot of the present invention. It is the top view and side view which show.
この実施例の多関節型双腕ロボットによる生産システムおよび、この実施例の多関節型双腕ロボットによる生産ラインでは、例えば本願出願人が先に特開２０１０−０６４１９８号公報にて開示した多関節型双腕ロボットあるいは本願出願人が市販している多関節型双腕ロボット（商品名「ＮＥＸＴＡＧＥ」）の如きものを用いることとし、図中符号１は、その多関節型双腕ロボット、Ｒは、その多関節型双腕ロボット１の動作範囲を示す。 In the production system using the multi-joint type double-arm robot of this embodiment and the production line using the multi-joint type double-arm robot of this embodiment, for example, the applicant of the present application previously disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-064198. A multi-joint type robot or a multi-joint type double-arm robot commercially available by the applicant of the present application (trade name “NEXTTAG”). The operation range of the multi-joint type double-arm robot 1 is shown.
この実施例の多関節型双腕ロボットによる生産システムでは、図1に示すように、多関節型双腕ロボット１の前方に作業テーブル１０、後方にトレイ供給手段としての４列の供給用コンベア２，３，４，５を配置する。これらの供給用コンベア２〜５は各々、当該生産システムで用いる部品を搭載した、規格化された例えば矩形の輪郭を有する部品搬送トレイ１２を複数段重なった状態で供給されると、それらの部品搬送トレイ１２を図１では右方から左方へ自動的に搬送し、その部品搬送トレイ１２の少なくとも一部が多関節型双腕ロボット１の作業範囲内に位置するように、それらの供給用コンベヤ２〜５の図１では左端のトレイ供給位置に配置する。 In the production system using the multi-joint double-arm robot of this embodiment, as shown in FIG. 1, a work table 10 is provided in front of the multi-joint double-arm robot 1, and four rows of supply conveyors 2 as tray supply means are provided in the rear. , 3, 4 and 5 are arranged. When these supply conveyors 2 to 5 are each supplied with a plurality of stacked component transport trays 12 having standardized rectangular outlines on which components used in the production system are mounted, these components are used. In FIG. 1, the transport tray 12 is automatically transported from right to left, and at least a part of the component transport tray 12 is supplied within the work range of the articulated double-arm robot 1. The conveyors 2 to 5 are arranged at the tray supply position at the left end in FIG.
ここで、左右の供給用コンベア２，５上のトレイ供給位置に位置する部品搬送トレイ１２は、全体的に多関節型双腕ロボット１の動作範囲Ｒ内にあるため、その部品搬送トレイ１２に搭載された部品は全て、多関節型双腕ロボット１の動作範囲Ｒ内にあり、それゆえ多関節型双腕ロボット１は、左右の供給用コンベア２，５上のトレイ供給位置に位置する部品搬送トレイ１２からは双腕の一方または両方のハンド（エンドエフェクタ）１ａで部品を直接取り上げる。 Here, since the component transport tray 12 located at the tray supply position on the left and right supply conveyors 2 and 5 is entirely within the operation range R of the multi-joint type double-arm robot 1, the component transport tray 12 All the mounted parts are within the operation range R of the multi-joint type double-arm robot 1, and therefore the multi-joint type double-arm robot 1 is located at the tray supply position on the left and right supply conveyors 2, 5. Parts are picked up directly from the transport tray 12 by one or both hands (end effectors) 1a of the double arms.
また、多関節型双腕ロボット１の後方中央部に置かれた2つの供給用コンベア３，４上のトレイ供給位置に位置する部品搬送トレイ１２は、その一部が多関節型双腕ロボット１の動作範囲Ｒ外にあるため、その部品搬送トレイ１２に搭載された部品の一部は、多関節型双腕ロボット１の動作範囲Ｒ外にあり、それゆえ多関節型双腕ロボット１は、双腕の一方または両方のハンド（エンドエフェクタ）１ａでその部品搬送トレイ１２を把持して、前方の作業テーブル１０に置かれたトレイ置き台８またはトレイ置き台９上へその部品搬送トレイ１２を一旦移動させることで、その部品搬送トレイ１２に搭載された全ての部品を動作範囲Ｒ内に入れ、その後に双腕の一方または両方のハンド（エンドエフェクタ）１ａでその部品搬送トレイ１２から部品を取り上げる。 Further, a part transport tray 12 located at the tray supply position on the two supply conveyors 3 and 4 placed at the rear center of the multi-joint type double-arm robot 1 is partially a multi-joint type double-arm robot 1. Therefore, some of the components mounted on the component transport tray 12 are outside the operation range R of the articulated double-arm robot 1, and therefore the articulated double-arm robot 1 is The component transport tray 12 is gripped by one or both hands (end effector) 1a of the double arms, and the component transport tray 12 is placed on the tray table 8 or the tray table 9 placed on the front work table 10. Once moved, all the components mounted on the component transport tray 12 are put in the operation range R, and thereafter, one or both hands (end effectors) 1a of the double arms are moved from the component transport tray 12 Pick up parts.
そして、空になった部品搬送トレイ１２については、多関節型双腕ロボット１は、双腕の一方または両方のハンド（エンドエフェクタ）１ａでその部品搬送トレイ１２を把持して、多関節型双腕ロボット１の真後ろにあるトレイ排出手段としての空トレイ排出部１１の、スプリング１３で弾性的に支持された昇降テーブル上に載置し、これにより、空の部品搬送トレイ１２が昇降テーブル上に重ねられて溜まり、一定の重さになって、昇降テーブルが所定の高さまで下降すると、これもトレイ排出手段としての排出コンベア１４が作動して、積み重なった空の部品搬送トレイ１２を自動的に多関節型双腕ロボット１の動作範囲Ｒ外に排出する。 And about the empty component conveyance tray 12, the multi-joint type double-arm robot 1 holds the component conveyance tray 12 with one or both hands (end effector) 1a of the double arms, and the multi-joint type dual-arm robot 1 The empty tray discharge unit 11 serving as a tray discharge unit directly behind the arm robot 1 is placed on a lifting table elastically supported by a spring 13, whereby an empty component transport tray 12 is placed on the lifting table. When the lifting and lowering table is lowered to a predetermined height after being stacked and accumulated to a predetermined height, the discharge conveyor 14 as the tray discharge means is also activated, and the stacked empty component transfer tray 12 is automatically set. The multi-joint double-arm robot 1 is discharged out of the operation range R.
従って、この実施例の生産システムによれば、上記の規格化された部品搬送トレイ１２と、部品を搭載したその部品搬送トレイ１２をその少なくとも一部が多関節型双腕ロボット１の動作範囲Ｒ内に位置するように供給する４列の供給用コンベア２，３，４，５と、空になった部品搬送トレイ１２を多関節型双腕ロボット１の動作範囲Ｒ外に排出する空トレイ排出部１１および排出コンベヤ１４とにより、一定量の4種類の部品を自動的に多関節型双腕ロボット１の動作範囲Ｒ内に供給することができる。そして、多関節型双腕ロボット１の動作範囲Ｒ内の前方の作業テーブル１０上には、例えばアルミ押出しフレームを使用して自由に、後述の如き組立治具やパーツフィーダ、交換用ハンド等を配置することができるので、多関節型双腕ロボット１は、あらかじめ教示されたプログラムに基づき、これらを適宜使用して部品の組立や検査等の作業を行うことができる。 Therefore, according to the production system of this embodiment, at least a part of the above-mentioned standardized component transport tray 12 and the component transport tray 12 on which the components are mounted are within the operation range R of the articulated double-arm robot 1. 4 trays of supply conveyors 2, 3, 4, 5 that are supplied so as to be positioned inside, and empty tray discharge that discharges the empty component transport tray 12 outside the operation range R of the articulated double-arm robot 1 The unit 11 and the discharge conveyor 14 can automatically supply a fixed amount of four types of parts into the operation range R of the multi-joint type double-arm robot 1. Then, an assembly jig, a parts feeder, a replacement hand, etc. as described later can be freely used on the front work table 10 within the operation range R of the articulated double-arm robot 1 by using, for example, an aluminum extrusion frame. Since they can be arranged, the multi-joint type double-arm robot 1 can appropriately perform operations such as assembly and inspection of parts based on a program taught in advance.
一方、この実施例の生産ラインでは、上記実施例の生産システムを複数具えて複数工程の作業を行うとともに、組立が完成した部品をそれらの工程間で受け渡すために、互いに隣接する工程の、多関節型双腕ロボット１の作業範囲Ｒ同士の隣接部分に、部品を受け渡しするここでは２台の部品受け渡し具７が並んで配置され、それらの部品受け渡し具７が一方の工程の作業テーブル１０上に固定されており、この部品受け渡し具７のガイドレール７ａが、多関節型双腕ロボット１の腕により後述の如く駆動されて、部品を搭載した部品台６を上記互いに隣接する作業範囲Ｒ間で移動させる。 On the other hand, in the production line of this embodiment, the plurality of production systems of the above embodiment are provided and a plurality of processes are performed, and in order to deliver the assembled parts between those processes, Two parts delivery tools 7 for delivering parts are arranged next to each other in the adjacent part of the work range R of the multi-joint type double-arm robot 1, and these parts delivery tools 7 serve as a work table 10 in one process. The guide rail 7a of the component delivery tool 7 is driven as described later by the arm of the multi-joint type dual arm robot 1, and the component table 6 on which the component is mounted is placed on the work range R adjacent to each other. Move between.
すなわち、ここにおける部品受け渡し具７は、作業範囲Ｒ同士の隣接部分に跨って延在し、互いに隣接する作業範囲Ｒ間での部品台６の移動を案内する、部品台移動手段を構成する案内手段としての上記ガイドレール７ａと、そのガイドレール７ａの中央部を、そのガイドレール７ａの延在方向（図１（ａ）では上下方向）と直交する方向（図１（ａ）では左右方向）へ延在する水平軸線周りに揺動可能に支持する、部品台移動手段を構成する支持部材としての支柱７ｂとを有しており、ここで、部品台６は、ガイドレール７ａに沿って摺動自在な図示しないスライダによって支持され、ガイドレール７ａは、多関節型双腕ロボット１の少なくとも一方の腕に装着されたハンド１ａにより駆動されてシーソーのように上下方向へ揺動し、その揺動によるガイドレール７ａの上昇部分から下降部分へ、部品台６を重力により移動させる。 That is, the component delivery tool 7 here extends over adjacent parts of the work ranges R and guides the parts table moving means for guiding the movement of the parts table 6 between the work ranges R adjacent to each other. As a means, the guide rail 7a and the central portion of the guide rail 7a are orthogonal to the extending direction of the guide rail 7a (vertical direction in FIG. 1A) (horizontal direction in FIG. 1A). And a support column 7b as a support member that constitutes a component table moving means that is swingably supported around a horizontal axis extending to the component table. Here, the component table 6 slides along the guide rail 7a. Supported by a movable slider (not shown), the guide rail 7a is driven by a hand 1a attached to at least one arm of the multi-joint type double arm robot 1 and swings up and down like a seesaw. From the raised portion of the guide rail 7a through the moving to the descending portion, causing the parts board 6 is moved by gravity.
図２（ａ）〜（ｆ）は、この部品受け渡し具７による部品受渡し方法の例を示し、図中符号１−１は前工程の多関節型双腕ロボット、１−２は後工程の多関節型双腕ロボットをそれぞれ示す。図２（ａ）では、前工程の多関節型双腕ロボット１−１が、自工程の作業によって半完成した部品（あるいは製品）Ｐをハンド１ａで把持するとともに、部品台６がガイドレール７ａ上の所定位置（部品搭載位置）にあることを頭部カメラの画像で確認しており、後工程側の多関節型双腕ロボット１−２は、他の作業を行いながら、ガイドレール７ａの傾きを頭部カメラの画像で定期的に確認している。 2 (a) to 2 (f) show an example of a component delivery method using the component delivery tool 7. In the figure, reference numeral 1-1 denotes a multi-joint type double-arm robot in the previous process, and 1-2 denotes a number of subsequent processes. Each articulated double-arm robot is shown. In FIG. 2 (a), the multi-joint type double-arm robot 1-1 of the previous process grips the part (or product) P semifinished by the work of its own process with the hand 1a, and the parts table 6 is the guide rail 7a. The image of the head camera confirms that it is at the predetermined position (part mounting position) above, and the multi-joint type double-arm robot 1-2 on the post-process side performs the other operations while the guide rail 7a The tilt is regularly checked with the image of the head camera.
図２（ｂ）では、前工程の多関節型双腕ロボット１−１が、部品台６がガイドレール７ａ上の所定位置にあることを確認できたため、半完成した部品Ｐを部品台６上に載置しており、図２（ｃ）では、前工程の多関節型双腕ロボット１−１が、部品受け渡し具７のガイドレール７ａの手前側端部をハンド１ａで持ち上げて、後工程の多関節型双腕ロボット１−２側へガイドレール７ａを傾斜させている。 In FIG. 2B, since the multi-joint type double-arm robot 1-1 in the previous process has confirmed that the parts table 6 is in a predetermined position on the guide rail 7a, the semi-finished part P is placed on the parts table 6. In FIG. 2C, the multi-joint double-arm robot 1-1 in the previous process lifts the front end of the guide rail 7a of the component transfer tool 7 with the hand 1a, and performs the subsequent process. The guide rail 7a is inclined toward the multi-joint type double-arm robot 1-2.
図２（ｄ）では、部品Ｐを載置された部品台６がガイドレール７ａの傾斜によって、重力により後工程側へ移動しており、後工程の多関節型双腕ロボット１−２は、頭部カメラの画像から画像処理を行い、ガイドレール７ａの傾きや部品Ｐの有無等の情報により自工程への部品Ｐの供給を検知している。 In FIG. 2D, the parts table 6 on which the part P is placed is moved to the rear process side by gravity due to the inclination of the guide rail 7a, and the multi-joint type double-arm robot 1-2 in the rear process is Image processing is performed from the image of the head camera, and the supply of the component P to the own process is detected based on information such as the inclination of the guide rail 7a and the presence or absence of the component P.
次いで後工程の多関節型双腕ロボット１−２は、図２（ｅ）に示すように、ハンド１ａで部品台６から部品Ｐを取り出し、その後、図２（ｆ）に示すように、部品受け渡し具７のガイドレール７ａの手前側端部をハンド１ａで持ち上げて、前工程の多関節型双腕ロボット１−１側へガイドレール７ａを傾斜させ、空になった部品台６を重力により前工程側に移動させてから、自工程の作業を開始する。このとき、前工程の多関節型双腕ロボット１−１は、他の作業を行いながら、部品受け渡し具７のガイドレール７ａの傾きを頭部カメラの画像で定期的に確認し、ガイドレール７ａが自工程側に傾いていると、図２（ａ）に示す状態に戻って上記作業を繰り返す。 Next, as shown in FIG. 2E, the multi-joint type double-arm robot 1-2 in the subsequent process takes out the part P from the parts table 6 with the hand 1a, and then, as shown in FIG. The front end of the guide rail 7a of the delivery tool 7 is lifted by the hand 1a, the guide rail 7a is inclined toward the multi-joint type double-arm robot 1-1 in the previous process, and the empty parts table 6 is moved by gravity. After moving to the previous process side, the work of the own process is started. At this time, the multi-joint type double-arm robot 1-1 of the previous process periodically checks the inclination of the guide rail 7a of the component delivery tool 7 with the image of the head camera while performing other operations, and guide rail 7a. Is inclined to the own process side, the process returns to the state shown in FIG.
図３に示す、この実施例の多関節型双腕ロボットによる生産ラインは、上記実施例の多関節型双腕ロボットによる生産システムを第１工程から第４工程まで４つ並べて具えているが、上記部品受け渡し具７を使用することで、この実施例の生産ラインは、多関節型双腕ロボット１の動作範囲Ｒ外へ、当該多関節型双腕ロボット１以外の動力を使用することなしに半完成した部品（あるいは製品）Ｐを供給できるので、上記実施例の生産システムを増設して、生産ラインを容易に拡張することができる。 The production line by the multi-joint type double-arm robot of this embodiment shown in FIG. 3 includes four production systems by the multi-joint type double-arm robot of the above-described embodiment from the first step to the fourth step. By using the component transfer tool 7, the production line of this embodiment can use the power other than the multi-joint double-arm robot 1 without using the power other than the multi-joint double-arm robot 1. Since semi-finished parts (or products) P can be supplied, the production line can be easily expanded by adding the production system of the above embodiment.
図４（ａ）および（ｂ）は、図１に示す上記実施例の生産システムにおける多関節型双腕ロボットの具体的な作業内容を示す平面図および側面図であり、ここでは図３に示す生産ラインの第１工程での組立作業が次のようにして行われる。初めに、多関節型双腕ロボット１は、周囲の環境や位置関係や作業プログラムが正しいかどうか確認するために、周辺に貼られたクロスマークを頭部カメラの画像で測定し（詳細は上記特開２０１０−０６４１９８号公報参照）、また同時に部品の供給状態（有無）を確認する。ここで部品搬送トレイ１２に部品が無い場合は、先に説明した要領で部品搬送トレイ１２の交換を行う。 4 (a) and 4 (b) are a plan view and a side view showing the specific work contents of the articulated double-arm robot in the production system of the above-described embodiment shown in FIG. Assembly work in the first process of the production line is performed as follows. First, the multi-joint type double-arm robot 1 measures the cross mark attached to the periphery with the image of the head camera in order to check whether the surrounding environment, positional relationship, and work program are correct (details are described above). Japanese Patent Laid-Open No. 2010-064198), and at the same time, the component supply state (presence / absence) is confirmed. Here, when there are no parts in the parts transport tray 12, the parts transport tray 12 is replaced in the manner described above.
組立条件が全て整っていると判断したら多関節型双腕ロボット１は、組立に必要なハンド（エンドエフェクタ）Ｅ１，Ｅ２を選択し、その双腕の手首部に設けられた通常の自動ツールチェンジャ（ＡＴＣ）を使用してそれらのハンドＥ１，Ｅ２を双腕に装着する。そして双腕をそれぞれ順番に使い、部品搬送トレイ１２上の部品Ｐ２〜Ｐ５を取り上げて作業テーブル１０上のジグＴ１にセットし、次いでフレーム部品Ｐ１を左腕のハンドＥ１で把持し、部品Ｐ２〜Ｐ５に嵌め合わせる。 When it is determined that all the assembly conditions are satisfied, the multi-joint type double-arm robot 1 selects the hands (end effectors) E1 and E2 necessary for the assembly, and a normal automatic tool changer provided on the wrist of the double-arm. (ATC) is used to attach the hands E1 and E2 to both arms. Then, using the two arms in order, picking up the parts P2 to P5 on the parts transport tray 12 and setting them on the jig T1 on the work table 10, and then holding the frame part P1 with the hand E1 of the left arm, and parts P2 to P5 Fit together.
またこれと並行して多関節型双腕ロボット１は、右腕のハンドＥ２を外して電動ドライバＥ３を装着し、作業テーブル１０上のネジ供給機Ｔ２から自動供給されるネジを電動ドライバＥ３の先端のビットに吸着させ、左腕のハンドＥ１で押さえているフレーム部品Ｐ１と部品Ｐ２〜Ｐ５を締結してゆく。ネジ締めが終了したらこの工程の作業が完了し、多関節型双腕ロボット１は、半完成した部品（あるいは製品）Ｐ６を、図２に示す要領で部品受け渡し具７を使用して次工程へ払い出す。 In parallel with this, the multi-joint type double-arm robot 1 removes the right-hand hand E2 and attaches the electric driver E3, and the screw automatically supplied from the screw feeder T2 on the work table 10 is used as the tip of the electric driver E3. The frame part P1 and the parts P2 to P5 held by the left arm hand E1 are fastened. When the screw tightening is finished, the operation of this process is completed, and the multi-joint type double-arm robot 1 uses the part delivery tool 7 in the manner shown in FIG. 2 for the semi-finished part (or product) P6 to the next process. Pay out.
この実施例の生産ラインでは、図３に示すように、第２工程以降も同様にしてそれぞれ組立作業を行って、次工程へと部品を送り出し、第４工程では、完成したユニット（あるいは製品）Ｐ７をコンベア１５によって別の工程へ出荷している。なお、各工程間には人が入れる隙間Ｓが設けられている。 In the production line of this embodiment, as shown in FIG. 3, the assembly work is similarly performed in the second and subsequent steps, and the parts are sent to the next step. In the fourth step, the completed unit (or product) is sent. P7 is shipped to another process by the conveyor 15. In addition, the clearance gap S which a person puts between each process is provided.
従って、この実施例の生産システムによれば、省スペースで多種の部品を１台の多関節型双腕ロボット１により取り扱うことが可能になるので、多種の部品を取り扱う中ロットから小ロットまでの生産に適するシステムを提供することができる。また、生産システムの設備がプラットフォーム化しているため、設備導入計画やシステム設計が容易になる。さらに、多関節型双腕ロボット１へのティーチングなどの動作教示工程においても、トレイ交換動作等の類似した動作はパターン化されるため、立ち上げまでの工数を削減することができる。 Therefore, according to the production system of this embodiment, it is possible to handle various parts with a single articulated double-arm robot 1 in a space-saving manner, from medium lots to small lots handling various parts. A system suitable for production can be provided. In addition, since the equipment of the production system is a platform, equipment introduction planning and system design are facilitated. Further, in the operation teaching process such as teaching to the multi-joint type double-arm robot 1, similar operations such as the tray replacement operation are patterned, so that the man-hours until the start-up can be reduced.
さらに、部品搬送トレイ１２を多列多段に重ねられるため、多関節型双腕ロボット１の周囲に多量の部品をストックできるので、長時間の自動運転が可能となる。また、空になった部品搬送トレイ１２も供給側と同じ側に排出されるので、部品搬送トレイ１２の回収時間が短縮される。 Furthermore, since the component transport trays 12 can be stacked in multiple rows and stages, a large amount of components can be stocked around the multi-joint type double-arm robot 1, so that automatic operation can be performed for a long time. In addition, since the empty component conveyance tray 12 is also discharged to the same side as the supply side, the collection time of the component conveyance tray 12 is shortened.
また、この実施例の生産ラインによれば、多関節型双腕ロボット１間の部品の受け渡しに部品受け渡し具７を使用することで、多関節型双腕ロボット１の動作範囲外へ他の動力を使用することなく半完成した部品あるいは製品を供給できるので、この組立ラインを容易に拡張することができ、組立ラインを拡張すれば、手順の多い複雑な工程も単純化され、さまざまな種類の組立工程に適用することが可能になる。 Further, according to the production line of this embodiment, by using the component transfer tool 7 to transfer the components between the multi-joint type double arm robots 1, other power is moved out of the operation range of the multi-joint type double arm robot 1. This means that the assembly line can be easily expanded without expanding the assembly line. By expanding the assembly line, complicated procedures with many procedures can be simplified, and various types of products can be supplied. It becomes possible to apply to an assembly process.
さらに、機種切り替えにおける、装置の組み換えが発生しても、上記の効果により、短期間に組立ラインを立ち上げることができる。また、ティーチングや短時間停止（いわゆるチョコ停）等の理由で多関節型双腕ロボット１にアクセスする場合を考慮して、工程間に隙間Ｓを設けているので、高いメンテナンス性が得られる。 Furthermore, even if the device is recombined during model switching, an assembly line can be set up in a short time due to the above effects. Further, considering the case where the articulated double-arm robot 1 is accessed for reasons such as teaching or short-time stop (so-called chocolate stop), the gap S is provided between the processes, so that high maintainability can be obtained.
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、部品台移動手段は、案内部材を揺動させるシーソー型のものでなく、水平に固定した案内部材上の部品台をロボットがハンドで押し出す形式のものでも良い。また、規格化された部品搬送トレイでの供給に適さない部品、例えば、大きなフレームや、小さな板金部品、締結部品等は、作業テーブル上の空きスペースに別の供給方式を使って供給するようにしても良い。 Although the present invention has been described based on the illustrated examples, the present invention is not limited to the above-described examples, and can be appropriately changed within the scope of the claims. Instead of a seesaw type that swings a member, a type in which a robot pushes a parts table on a horizontally fixed guide member with a hand may be used. In addition, parts that are not suitable for supply in the standardized parts transport tray, such as large frames, small sheet metal parts, and fastening parts, should be supplied to the empty space on the work table using another supply method. May be.
かくしてこの発明の多関節型ロボットによる生産システムによれば、トレイ供給手段による供給位置に位置する部品搬送トレイに搭載された部品の少なくとも一部が多関節型双腕ロボットの作業範囲内に位置していなくても、多関節型双腕ロボットがその双腕のハンドの一方または両方により、部品搬送トレイに搭載された全ての部品を取り上げて作業を行うので、多関節型双腕ロボットの周囲に多種類の部品を配置して組立等の作業を行うことができ、これにより、多種の部品を取り扱う中ロットから小ロットまでの生産に適する多関節型双腕ロボットによる生産システムを容易に構築することができ、ひいてはこの生産システムを複数接続することで、多関節型双腕ロボットによる生産ラインを容易に立ち上げることができる。 Thus, according to the production system using the articulated robot of the present invention, at least a part of the parts mounted on the parts transport tray located at the supply position by the tray supply means is located within the working range of the articulated double-arm robot. Even if not, the multi-joint type double-arm robot picks up all the parts mounted on the parts transport tray with one or both of its double-armed hands, Multiple types of parts can be placed to perform assembly work, etc., thereby easily constructing a production system with multi-joint type double-arm robot suitable for production from medium lots to small lots handling various types of parts As a result, by connecting a plurality of production systems, a production line using an articulated double-arm robot can be easily set up.
そしてこの発明の多関節型ロボットによる生産ラインによれば、多関節型双腕ロボットの腕により駆動されて別途の動力なしに作動する部品受け渡し具が、隣接する生産システム間で部品を受け渡しするので、多関節型双腕ロボットによる生産システム同士を容易に接続して多関節型双腕ロボットによる生産ラインを容易に立ち上げることができる。 According to the production line of the articulated robot according to the present invention, the parts delivery tool that is driven by the arm of the articulated double arm robot and operates without additional power delivers the parts between the adjacent production systems. It is possible to easily connect production systems using articulated double-arm robots and easily set up a production line using articulated double-arm robots.
１ 多関節型双腕ロボット
１ａ，Ｅ１，Ｅ２ ハンド（エンドエフェクタ）
２，３，４，５ 供給用コンベア
６ 部品台
７ 部品受け渡し具
７ａ ガイドレール
７ｂ 支柱
８，９ トレイ置き台
１０ 作業テーブル
１１ 空トレイ排出部
１２ 部品搬送トレイ
１３ スプリング
１４ 排出コンベア
１５ コンベア
Ｅ３ 電動ドライバ
Ｐ，Ｐ１〜Ｐ６ 部品（あるいは製品）
Ｐ７ ユニット（あるいは製品）
Ｒ 動作範囲
Ｓ 隙間
Ｔ１ ジグ
Ｔ２ ネジ供給機
1 Articulated double-arm robot 1a, E1, E2 Hand (end effector)
2, 3, 4, 5 Supply conveyor 6 Parts table 7 Parts delivery tool 7a Guide rail 7b Support column 8, 9 Tray table 10 Work table 11 Empty tray discharge unit 12 Parts transport tray 13 Spring 14 Discharge conveyor 15 Conveyor E3 Electric driver P, P1 to P6 Parts (or products)
P7 unit (or product)
R Operating range S Clearance T1 Jig T2 Screw feeder
Claims (4)
部品を搭載した部品搬送トレイをその少なくとも一部が前記多関節型双腕ロボットの作業範囲内に位置するように供給するトレイ供給手段と、
部品を取り出された部品搬送トレイを前記作業範囲内から排出するトレイ排出手段と、
を具え、
前記多関節型双腕ロボットがその双腕のハンドの一方または両方により、前記部品搬送トレイから一または複数の部品を取り上げてその部品に対し作業を行い、作業後の部品または製品を所定の搬出位置に配置する生産システムにおいて、
前記多関節型双腕ロボットはその双腕のハンドの一方または両方により、
前記部品搬送トレイに搭載された全ての部品が前記作業範囲内に位置する場合は前記トレイ供給手段による供給位置に位置する部品搬送トレイから部品を取り上げ、
前記部品搬送トレイに搭載された部品の少なくとも一部が前記作業範囲内に位置しない場合は前記トレイ供給手段による供給位置から前記部品搬送トレイを移動させてその部品搬送トレイに搭載された全ての部品を一旦前記作業範囲内に位置させてから、その部品搬送トレイから部品を取り上げ、
前記部品搬送トレイに搭載された全ての部品が取り出されるとその部品搬送トレイを前記トレイ排出手段による搬出位置に移動させることを特徴とする、多関節型双腕ロボットによる生産システム。 An articulated double-arm robot that moves a double-armed hand within a predetermined working range;
Tray supply means for supplying a component carrying tray carrying components so that at least a part of the tray is located within the working range of the multi-joint type double-arm robot;
Tray discharge means for discharging the component transport tray from which the components have been removed from within the working range;
With
The articulated double-arm robot picks up one or a plurality of parts from the parts transport tray with one or both of the two-armed hands, performs the work on the parts, and carries out a predetermined part or product after the work. In the production system to be located
The multi-joint type double-arm robot has one or both of its double-armed hands,
When all the components mounted on the component transport tray are located within the work range, the components are picked up from the component transport tray located at the supply position by the tray supply means,
If at least some of the components mounted on the component transport tray are not located within the working range, all the components mounted on the component transport tray by moving the component transport tray from the supply position by the tray supply means Once within the working range, pick up the parts from its parts transport tray,
A production system using an articulated double-arm robot, wherein when all the components mounted on the component transport tray are taken out, the component transport tray is moved to a transport position by the tray discharge means.
その作業範囲同士の隣接部分で部品を受け渡しする少なくとも一つの部品受け渡し具を具える生産ラインにおいて、
前記部品受け渡し具は、
部品を搭載して前記互いに隣接する作業範囲間で移動する部品台と、
前記多関節型双腕ロボットの腕により駆動されて前記部品台を前記互いに隣接する作業範囲間で移動させる部品台移動手段と、
を具えることを特徴とする多関節型双腕ロボットによる生産ライン。 A plurality of production systems using the multi-joint type double-arm robot according to claim 1 or 2, wherein the work ranges of the multi-joint type double-arm robot are arranged adjacent to each other,
In a production line comprising at least one part delivery tool that delivers parts at adjacent parts of the work range,
The parts delivery tool is
A parts table that carries parts and moves between the adjacent work ranges;
A parts table moving means driven by the arms of the multi-joint type dual arm robot to move the parts table between the adjacent work ranges;
A production line with an articulated double-arm robot.
前記作業範囲同士の隣接部分に跨って延在し、前記部品台の前記作業範囲間での移動を案内する案内部材と、
前記案内部材の中央部を、その案内部材の延在方向と直交する水平軸線周りに揺動可能に支持する支持部材と、
を有し、
前記案内部材は、前記多関節型双腕ロボットの腕により駆動されて揺動し、その揺動による前記案内部材の上昇部分から下降部分へ前記部品台を重力により移動させることを特徴とする、請求項３記載の多関節型双腕ロボットによる生産ライン。 The parts table moving means includes
A guide member that extends across adjacent parts of the work ranges and guides movement of the parts table between the work ranges;
A support member that supports the central portion of the guide member so as to be swingable around a horizontal axis perpendicular to the extending direction of the guide member;
Have
The guide member is driven and swung by an arm of the multi-joint type dual arm robot, and the parts table is moved by gravity from an ascending portion to a descending portion of the guiding member due to the swinging. A production line using the multi-joint double-arm robot according to claim 3.
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