JP2017042900A

JP2017042900A - 自動組立方法及び自動組立装置

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Publication number: JP2017042900A
Application number: JP2015193668A
Authority: JP
Inventors: 渉小串; Wataru Kogushi; 信輔飯塚; Shinsuke Iizuka; 陽介中野; Yosuke Nakano
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: TW201615322A; JP6628534B2; TWI595958B; US20190193217A1; EP3006167B1; US20160089755A1; US10780536B2; CN105458646A; EP3006167A1; US10252384B2; CN105458646B

Abstract

【課題】組立ロボットにかかる慣性モーメントを低減することで、高速かつ低コストで、より精度の高い自動組立方法及び装置を実現する。【解決手段】自動組立装置であって、Ｙ軸移動手段と、Ｙ軸移動手段に沿ってＹ軸方向に移動可能な第１のＸ軸移動手段と、Ｘ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能な把持手段と、を有する組立ロボットと、組立ロボットのＺ軸下方に配置されているＺ軸移動手段と、Ｚ軸移動手段によってＺ軸方向に移動可能な作業台と、を有する作業台ユニットとを備え、把持手段により把持した第１の組立部品と作業台ユニットに載置された第２の組立部品との組立作業は、前記作業台ユニットによるＺ軸方向への移動により行われる。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボットを用いた自動組立方法及び自動組立装置に関する。

従来、ロボットを用いた自動組立装置では、組立部品を把持する直交ロボット又は多関節ロボットが作業を行うことで、被組立部品に組立部品を組付けていた。
特許文献１は、ＸＹＺ軸にそれぞれ直動可能な関節とＸＹ平面に回転可能な関節を備える直交ロボットと、２つの回転関節を備える治具ロボットと、それぞれのロボットの動作を連動させるコントローラからなる自動組付機を開示している。特許文献１の自動組付装置は、多方向から組付けができる。

特開平８−３２３６６１号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている自動組付機では、直交ロボットにＺ軸移動手段が設けられているため、高速で移動するとロボット先端に備えられたハンドの慣性力が大きくなり、組立精度が低下してしまう。

本発明は、このような従来の手法では解決できない問題を解決しようとするものであり、各ステーションで部品が組立てられる被組立部品を位置決め及び保持する保持手段が上下及び旋回して組立を行うことで、精度の高い組立を行うことができる。

本発明の目的は、組立ロボットにかかる慣性モーメントを低減することで、高速かつ低コストで、より精度の高い自動組立方法及び装置を実現することである。

本発明の自動組立装置は、Ｙ軸移動手段と、前記Ｙ軸移動手段に沿ってＹ軸方向に移動可能な第１のＸ軸移動手段と、前記Ｘ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能な把持手段と、を有する組立ロボットと、前記組立ロボットのＺ軸下方に配置されているＺ軸移動手段と、前記Ｚ軸移動手段によってＺ軸方向に移動可能な作業台と、を有する作業台ユニットとを備え、前記把持手段により把持した第１の組立部品と前記作業台ユニットに載置された第２の組立部品との組立作業は、前記作業台ユニットによるＺ軸方向への移動により行われることを特徴とする。

また、本発明の自動組立システムは、少なくとも第１の自動組立装置と第２の自動組立装置が隣接して設けられた自動組立システムであって、前記第１の自動組立装置および前記第２の自動組立装置はそれぞれ、Ｙ軸移動手段と、前記Ｙ軸移動手段に沿ってＹ軸方向に移動可能な第１のＸ軸移動手段と、前記第１のＸ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能な把持手段とを有する組立ロボットと、第２のＸ軸移動手段と、前記第２のＸ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能なＺ軸移動手段と、前記Ｚ軸移動手段によってＺ軸方向に移動可能な作業台とを有し、前記組立ロボットの前記Ｚ軸移動手段の下方に配置された作業台ユニットとを備え、
前記第１の自動組立装置に搬入された第１の部品に対して、第１の自動組立装置において第２の部品を組み付け、前記第２の部品が組み付けられた第１の部品を前記第２の自動組立装置に搬入し、前記第２の自動組立装置において第３の部品を組み付け、
前記第１の自動組立装置の作業台ユニットに載置された前記第２の部品が組み付けられた第１の部品は、第２のＸ軸移動手段により前記第１の自動組立装置から前記第２の自動組立装置に搬入され、前記Ｚ軸移動手段により前記作業台ユニットを上昇させることで、前記第２の自動組立装置の把持手段により把持され、前記第２の自動組立装置の作業台に載置されることを特徴とする。

本発明によれば、以下の効果が得られる。被組立部品を保持する保持手段がＺ軸方向に動作するＺ軸移動手段を備え、保持手段が上下動作することにより組み立て作業を行う。そのため、Ｚ軸直動関節が備えられた通常の組立ロボットよりも移動する際の慣性モーメントが小さいため、Ｘ軸移動手段及びＹ軸移動手段が高速で動作しても、組立部品を把持する把持手段の振動を小さく抑えることができる。そのため、把持手段が保持手段上に停止する位置精度が向上し、高精度な組立を行うことができる。

また、保持手段により保持される被組立部品に対して、組立ロボットに備えられた把持手段に把持される組立部品の重量が小さいため、組立ロボットで動作させる移動重量が軽くなり、慣性モーメントを小さくできる。そのため、高速で把持手段を移動させても把持手段の振動を小さく抑えることができるため、把持手段が保持手段上に停止する位置精度が向上し、高精度な組立を行うことができる。

更に、被組立部品を保持する保持手段にＺ軸移動手段を備えたことにより、組立ロボットに加わる慣性モーメントが小さくなるため、Ｘ軸移動手段及びＹ軸移動手段が高速で動作しても、把持手段の振動を小さく抑えることができる。そのため、高精度な自動組立装置を実現できる。

本発明の第１の実施形態を示す自動組立方法及びそのための装置の概略斜視図である。本発明の第１の実施形態における作業台ユニットの概要斜視図であり、（ａ）は、３面方向からの組立てが可能な作業台ユニットの概要斜視図であり、（ｂ）は、５面方向からの組立てが可能な作業台ユニットの概要斜視図である。第２の実施形態の自動組立装置を用いる自動組立システムの概略斜視図である。第２の実施形態で用いられる自動組立装置の概略斜視図である。第２の実施形態における自動組立装置を配置したときの概略斜視図であり、（ａ）は初期状態の概要斜視図であり、（ｂ）は隣接装置に組立部品を搬送する際の概要斜視図である。第３の実施形態による被組立部品の搬送、及び移載動作の概略図である。第４の実施形態による被組立部品の搬送、及び移載動作の概略図である。第５の実施形態による被組立部品の搬送、及び移載動作の概略図である。第６の実施形態における自動組立装置の概略斜視図である。第６の実施形態における自動組立装置を隣接して設けた自動組立ラインの概略斜視図である。第６の実施形態における自動組立装置を用いた自動組立ラインの模式図である。第６の実施形態における自動組立方法を示す概略図である。第７の実施形態における自動組立装置を用いた自動組立ラインの模式図である。第７の実施形態における自動組立方法を示す概略図である。第８の実施形態における自動組立装置を用いた自動組立ラインの模式図である。第８の実施形態における自動組立方法を示す概略図である。第９の実施形態における自動組立装置を用いた自動組立ラインの模式図である。

本発明を実施するための各実施形態を、図面に基づいて以下説明する。各図面において同一部分は同一符号で示してある。また、以下説明する実施形態は本発明を例示として示したものであり、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。

（第１の実施形態）
本発明を適用した基本的な実施形態として、第１の実施形態について図１を参照して以下、具体的に説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で示してある。

図１は、本発明にかかる自動組立方法及び自動組立装置の概略斜視図である。自動組立装置１は、それぞれベース２上に配置され、水平平面内を移動可能な組立ロボット３、第１の作業台ユニット（保持手段）４、第２の作業台ユニット５、位置決めユニット６、供給ユニット７、ビス供給ユニット８から構成されている。位置決め機構は、第１の自動組立装置の作業台ユニット１１６ａのガイドレールと、第２の自動組立装置のベースの一方に設けられた位置決めピンと、他方に設けられた位置決め孔とで構成されている。

供給ユニット７は、少なくとも一つ以上の組立部品２２を供給可能に収容した供給パレット２１を備えている。組立部品２２は、後述の組立ハンド１２により、供給パレット２１から把持される。

組立ロボット３は、Ｙ軸移動手段、Ｙ軸移動手段に対して移動可能なＸ軸移動手段（第１のＸ軸移動手段）、Ｘ軸移動手段に対して移動可能な把持手段を有している。ベース２に固定された支柱９上には、電動スライダーからなるＹ軸移動手段１０のガイドレールが設けられている。電動スライダーからなるＸ軸移動手段１１ａは、Ｙ軸移動手段１０のガイドレールに、Ｙ軸方向に移動可能に取り付けられている。また、Ｘ軸移動手段１１ａのガイドレールには、把持手段である組立ハンド１２及び移載ハンド１３がＸ軸方向に移動可能に取付けられている。また把持手段以外に、ビス締めユニット１４もＸ軸方向に移動可能に取付けられている。組立ハンド１２には案内手段として貫通孔２５ｂが備えられており、後述の作業台１６ａとの位置合わせを行うことが可能である。Ｘ軸とＹ軸は略直交しかつＸ軸とＹ軸は同一平面内にある。Ｘ軸とＹ軸が略直交しているとは、Ｘ軸とＹ軸の成す角度が９０°±１０°の角度のことを示す。なお、Ｘ軸とＹ軸は直交していることが好ましい。なお、第１の実施形態では、支柱９上に、Ｘ軸移動手段を設け、Ｙ軸移動手段をＸ軸移動手段に移動可能に取り付け、Ｘ軸移動手段に把持手段を移動可能に取付けても良い。

第１の作業台ユニット（保持手段）４は、組立ロボット３のＺ軸下方に配置されており、被組立部品（第１の組立部品）２３に組立部品（第２の組立部品）２２を組み付けるために、被組立部品２３を位置決め及び保持するユニットである。Ｘ軸移動手段１１ｂ（第２のＸ軸移動手段）とＺ軸移動手段１５ａと、作業台１６ａを有している。作業台１６ａには、被組立部品２３を位置決め及び保持するためのワーク押え手段１７と、案内手段２５ａ及びＸ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向に自由に移動できるコンプライアンス機構２６とで構成されている。

図２は第１の作業台ユニット４の概略斜視図である。Ｘ軸移動手段１１ｂはガイドレール１１ｂ１と、不図示の駆動手段により、ガイドレール１１ｂ１に沿ってＸ軸方向に移動する移動体１１ｂ２を有している。Ｚ軸移動手段１５ａは移動体１１ｂ２に対して、Ｚ軸方向に移動可能に取りつけられている。

コンプライアンス機構２６は、ロック、アンロック機構がついており、作業台１６ａと組立ハンド１２の位置合わせを行う時はアンロックし、作業台１６ａを外側に移動可能な状態にすることができる。またそれ以外の時はロックすることで作業台１６ａを固定することができる。また、第１の作業台ユニット４は、必要に応じて作業台１６ａを回動自在にできる第１の旋回手段１８を備えることができる。

図２は第１の作業台ユニット４の概略斜視図であり、図２（ａ）は第１の旋回手段１８により３面方向からの組立てを可能とした状態である。また図２（ｂ）に示すように、さらに第２の旋回手段２４を備えることもでき、５面方向からの組立も可能となる。

第２の作業台ユニット５は、被組立部品２３を自動組立装置１に搬入するためのユニットであり、第１の作業台ユニット４と同様に、被組立部品２３を位置決め及び保持することが可能なユニットであり、Ｚ軸移動手段１５ｂと、作業台１６ｂとで構成されている。

被組立部品２３は、不図示の手段により自動組立装置１に搬入され、第２の作業台１６ｂに載置される。第２の作業台１６ｂに載置された被組立部品２３は、第１の作業台ユニット４と同様に位置決めおよび保持することも可能である。

位置決めユニット６は、組立部品２２をあらかじめ位置決めすることにより、高精度組立を行うものであり、位置決め台１９がＺ軸移動手段１５ｃ上に載置されている。位置決め台１９には組立部品２２と係合して、組立部品２２の回転方向の位相やＸＹ方向の位置決めを高精度に行うための位置決め手段２０が配置されている。

供給ユニット７は組立部品２２を貯蔵及び供給するためのものであり、供給パレット２１がＺ軸移動手段１５ｄ上に載置されている構成となっている。

供給パレット７には複数種類の組立部品が入っていてもよい。また、複数種類のパレットを並べて、複数種類の部品を供給することもできる。

ビス供給ユニット８はビスを貯蔵及び供給するためのものであり、先端部にＺ軸移動手段１５ｅが備えられている。

（自動組立装置の動作説明）
次に、本発明の各実施形態に係る自動組立の一連の動作を、図１を参照して具体的に説明する。まず、被組立部品２３を、不図示の搬送手段により、作業台１６ｂに配置する。

被組立部品２３の配置後、組立ロボット３に備えられた移載ハンド１３が、Ｙ軸移動手段１０及びＸ軸移動手段１１ａが動作することによって、第２の作業台ユニット５上へ移動する。移載ハンド１３が第２の作業台ユニット５上に移動完了後、第２の作業台ユニット５に備えられたＺ軸移動手段１５ｂが上昇し、作業台１６ｂに置かれている被組立部品２３を移載ハンド１３が把持する。

被組立部品２３を把持すると、Ｚ軸移動手段１５ｂが下降する。下降後、Ｙ軸移動手段１０及びＸ軸移動手段１１ａが動作することによって、組立ロボット３に備えられた移載ハンド１３が、第１の作業台ユニット４上へ移動する。移載ハンド１３が第１の作業台ユニット４上に移動完了後、第１の作業台ユニット４に備えられたＺ軸移動手段１５ａが上昇し、移載ハンド１３がアンチャックを行うことで、作業台１６ａに被組立部品２３を配置する。Ｚ軸移動手段１５ａが下降した後、ワーク押え手段１７が前進することにより、被組立部品２３の位置決め及び保持がなされる。

次に、Ｙ軸移動手段１０及びＸ軸移動手段１１ａが動作することによって、組立ロボット３に備えられた組立ハンド１２が、供給ユニット７上へ移動する。組立ハンド１２が供給ユニット７上に移動完了後、供給ユニット７に備えられたＺ軸移動手段１５ｄが上昇し、上昇後供給パレット２１内に配置されている組立部品２２を組立ハンド１２が把持する。

Ｚ軸移動手段１５ｄの動作により、供給ユニット７が下降した後、Ｙ軸移動手段１０及びＸ軸移動手段１１ａが動作することによって、組立ハンド１２は、位置決めユニット６上へ移動する。組立ハンド１２が位置決めユニット６上へ移動完了後、位置決めユニット６に備えられたＺ軸移動手段１５ｃが上昇する。上昇後、組立ハンド１２が組立部品２２をアンチャックし、組立部品２２を位置決め台１９上に載置する。

組立ハンド１２のアンチャック後、位置決め手段２０の前進によって、組立部品２２のＸＹ方向の位置及び位相方向の精度が向上され、位置精度が向上された組立部品２２を組立ハンド１２が再び把持する。位置決めユニット６における作業は、高精度な組立作業が要求される場合のみ実施され、必ずしも実施する必要はない。

位置決めユニット６の作業完了後、組立ハンド１２は、Ｙ軸移動手段１０及びＸ軸移動手段１１ａが動作することによって、第１の作業台ユニット４上へ移動する。組立ハンド１２が第１の作業台ユニット４上へ動作完了後、コンプライアンス機構２６をアンロックし、作業台１６ａを移動可能にする。

作業台１６ａが移動可能となった後、第１の作業台ユニット４が備えるＺ軸移動手段１５ａにより、作業台１６ａが上昇する。上昇中、ピン状の案内手段２５ａと貫通孔２５ｂとが嵌合することで、コンプライアンス機構２６により作業台１６ａが移動し、組立ハンド１２に対して位置合わせを行う。

作業台１６ａが位置合わせされた状態のまま、さらに作業台１６ａが上昇し、組立ハンド１２が把持している組立部品２２と作業台１６ａが位置決め及び保持している被組立部品２３とを嵌合させる。嵌合後、組立ハンド１２が組立部品２２をアンチャックし、Ｚ軸移動手段１５ａにより、作業台１６ａが下降する。

被組立部品２３と組立部品２２の嵌合後、ビス締めユニット１４は、Ｙ軸移動手段１０及びＸ軸移動手段１１ａが動作することによって、ビス供給ユニット８上へ移動する。それと同時に、ビス締めユニット１４が備える不図示のモータにより、ビス締めユニット１４内の不図示のドライバビットが回転する。

ビス締めユニット１４がビス供給ユニット８上へ動作完了後、ビス締めユニット１４が不図示の吸着手段によって吸着を行う。Ｚ軸移動手段１５ｅの上昇により、ビス供給ユニット８の先端がビスを保持した状態で上昇し、吸着を行っているビス締めユニット１４付近に停止し、ビス締めユニット１４にビスが受け渡される。

Ｚ軸移動手段１５ｅの下降により、ビス供給ユニット先端が下降した後、ビス締めユニット１４は、Ｙ軸移動手段１０及びＸ軸移動手段１１ａが動作することによって、第１の作業台ユニット４上へ移動する。ビス締めユニット１４が第１の作業台ユニット４上へ動作完了後、第１の作業台ユニット４が備えるＺ軸移動手段１５ａにより、作業台１６ａが上昇する。上昇途中、ビスと被組立部品２３が接触すると、トルク変化が始まり、ビスを締め終わるとトルクが最大値になる。トルクの最大値になった箇所を検出することで、ビス締めユニット１４が備える不図示のモータと、Ｚ軸移動手段１５ａが停止する。

このように被組立部品２３に対して組立部品２２を組み付けた後、ビス締めユニット１４で組立部品２２を被組立部品２３に固定する作業を行うこともできる。また、ビス締めユニット１４及びビス供給ユニット８はビス締め工程が存在する場合のみ必要であり、必ずしも実施されるものではない。必要に応じて着脱することも可能である。また、第１の旋回手段１８や第２の旋回手段２４を用いれば、被組立部品２３の複数方向において組立部品２２を組付ける動作や、ビス締め等の固定作業を行うことができる。

被組立部品２３に組立部品２２が嵌合または結合し、自動組立装置１での組立工程が終了する。組立工程が終了後、第１の作業台ユニット４が備えるＸ軸移動手段１１ｂの、移動体１１ｂ２がガイドレール１１ｂ１に対して移動することにより、作業台１６ａに設置されている被組立部品２３が自動組立装置１の外部に排出される。

以上説明した構成及び動作によれば、組立部品２２に対してＺ軸方向に上下動作するＺ軸動作手段１５ａが第１の作業台ユニット４に備えられているために、組立ロボット３に加わる慣性モーメントが小さくなる。このため、Ｙ軸移動手段１０及びＸ軸移動手段１１ａが高速で動作しても、組立ハンド１２、移載ハンド１３、ビス締めユニット１４の振動を小さく抑えることができる。その結果、高精度な自動組立を行うことができる。

また、第１の作業台ユニット４が案内手段２５とコンプライアンス機構２６により組立ハンド１２と位置合わせを行うことで、より高精度な組立を行うこともできる。また、案内手段２５及びコンプライアンス機構２６による位置合わせは位置決め作業及び部品取出し作業でも行うことが可能である。また、第１の作業台ユニット４がＸ軸移動手段１１ｂを備えることで、少ないスペースで被組立部品２３の搬出を行うことができる。

（第２の実施形態）
図３に示すように、第２の実施形態の自動組立装置は、第１発明と同様に、Ｚ軸方向の駆動手段を有さずＸ軸方向及びＹ軸方向の駆動手段を有する組立てロボットと、Ｚ軸駆動手段を有する作業台ユニットを有する。第２の実施形態の自動組立装置は、自動組立装置を複数並べて、自動組立システムとして用いることができる。以下に、３つの自動組立装置４１、４２、４３を並べて用いた自動組立システム４０について説明する。

自動組立システム４０は、自動組立装置４１、４２、４３と、部品をストックしているストッカー５１、５２、５３を有している。それぞれのストッカー５１、５２、５３は、複数の組立部品５５を貯蔵している供給パレット５４を複数有している。

自動組立システム４０には、不図示手段によって、被組立部品が投入シフター４４から自動組立装置４１に投入される。自動組立装置４１で組立てられた被組立部品は、自動組立装置４１の作業台ユニットが自動組立装置４２の方向に伸長して、自動組立装置４２へ送られる。部品の組立て方法については、後で詳細に述べる。同様に、自動組立装置４２で組立てられた被組立部品は、自動組立装置４２の作業台ユニットで自動組立装置４３へ送られる。また、自動組立装置４３で組立てられた被組立部品（不図示）は排出ユニット４５に置かれる。排出ユニット４５に置かれた被組立部品は、不図示の手段によって、搬送される。

図４は、前述の自動組立システム４０の自動組立装置４１の概略斜視図である。

図４は、本発明にかかる自動組立方法を説明するための自動組立装置の概略斜視図である。自動組立装置４１は、それぞれベース１０２上に配置され、高さ方向（Ｚ軸方向）の駆動手段を有さず水平平面（Ｘ軸及びＹ軸方向）内を移動可能な組立ロボット１０３、作業台ユニット１０４及び供給ユニット１０７から構成されている。

供給ユニット１０７は、少なくとも一つ以上の組立部品１２２を供給可能に収容した供給パレット１２１を備えている。組立部品１２２は、後述の組立ハンド１１２により、供給パレット１２１から把持される。

組立ロボット１０３は、ベース２に固定された支柱１０９上に設けられたＹ軸移動手段１１０のガイドレールに移動可能に取り付けられている第１のＸ軸移動手段１０５に取付けられている。また、第１のＸ軸移動手段５のガイドレールには、すくなくとも１つの把持手段が設けられている。図１では、組立ハンド１１２、移載ハンド１１３の２つの把持手段がＸ軸方向に移動可能に取付けられている。Ｘ軸とＹ軸は直交し、かつＸ軸とＹ軸は同一平面内にある。

作業台ユニット（保持手段）１０４は、ワークである被組立部品１２３に組立部品１２２を組み付けるために、被組立部品１２３を位置決め及び保持するユニットである。作業台ユニット（保持手段）１０４は、第２のＸ軸移動手段１１１とＺ軸移動手段１１５ａと、被組立部品１２３を載置可能な作業台１１６ａと、被組立部品１２３を位置決め及び保持するためのワーク押え手段１１７及びＸ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向に自由に移動できるコンプライアンス機構１２６とで構成されている。

電動スライダーの第２のＸ軸移動手段１１１は、ベース２にネジ止めされて固定されている。電動スライダーの第２のＸ軸移動手段１１１のスライダー（不図示）には、Ｌ字ブラケットの移動プレート１１ａが固定されており、Ｘ軸移動手段１１のスライダーがＸ軸方向に移動することにより、移動プレート１１ａがＸ軸方向に伸長する。移動プレート１１ａには、内部のロッドが伸縮できる電動スライダーのＺ軸移動手段１５ａが設けられている。

コンプライアンス機構１２６は、ロック、アンロック機構がついており、作業台１１６ａと組立ハンド１１２の位置合わせを行う時はアンロックし、作業台１１６ａを移動可能な状態にすることができる。またそれ以外の時はロックすることで作業台１１６ａを回動自在にできる旋回手段１２４を備えることができる。

供給ユニット７は、組立部品１２２を貯蔵及び供給するためのものであり、供給パレット１２１がＺ軸移動手段１１５ｄ上に載置されている構成となっている。供給パレット１２１には複数種類の組立部品が入っていてもよい。また、複数種類のパレットを並べて、複数種類の部品を供給することもできる。

（自動組立装置の動作説明）
次に、本発明の各実施形態に係る自動組立の一連の動作を、図５を参照して具体的に説明する。

図５は、本発明にかかる第１の自動組立装置である自動組立装置４１及び第２の自動組立装置である自動組立装置４２を並列に配置したときの概略斜視図であり、図５（ａ）は、被組立部品１２３の搬送装置を構成する第２のＸ軸移動手段１１１が自動組立装置４１内にある初期状態を示している。また、図５（ｂ）に示すように、第２のＸ軸移動手段１１１が伸長することで被組立部品１２３を搬送することが可能となる。第２のＸ軸移動手段１１１が不図示の旋回軸を中心として旋回することで被組立部品１２３を搬送することも可能である。尚、自動組立装置４１及び自動組立装置４２の構成は図１に示したものと同様である。ここでは第１の自動組立装置４１と第２の自動組立装置４２は、同一の装置であるが、異なる構成の装置であって良い。

第２のＸ軸移動手段１１１は、Ｚ軸移動手段１１５ａが固定された移動プレート１１１ａを備えている。移動プレート１１１ａは、第２のＸ軸移動手段１１１の駆動によって、Ｘ軸方向に移動可能であり、移動プレート１１１ａが移動することで、作業台１１６ａがＸ軸方向に移動する。第２のＸ軸移動手段２１１も同様な構成であり、移動プレート２１１ａが移動することで、作業台２１６ａがＸ軸方向に進退する。

自動組立装置４１での組み付けが完了すると、図５（ｂ）に示すように、電動スライダーの第２のＸ軸移動手段１１１のスライダーが移動して、移動プレート１１１ａが自動組立装置４２に向かって伸長する。これにより、作業台１１６ａが自動組立装置２０１の作業エリア内に移動する。尚、移動プレート１１１ａが移動する長さはユーザーが設定することができる。

組立ロボット２０３に備えられた移載ハンド２１３は、Ｙ軸移動手段２１０及び第１のＸ軸移動手段２０５が動作することで、作業台１１６ａ上へ移動する。移載ハンド２１３が作業台１１６ａ上に移動完了後、作業台ユニット（保持手段）１０４に備えられたＺ軸移動手段１１５ａが上昇し、作業台１１６ａに置かれている被組立部品１２３（自動組立装置４１で組立部品が組みつけられている）を移載ハンド１１３が把持する。

被組立部品１２３を把持すると、Ｚ軸移動手段１１５ａが下降する。下降後、第２のＸ軸移動手段１１１は自動組立装置４１に向かって縮長することによって、作業台１１６ａは自動組立装置１の元の位置に戻る。

作業台ユニット（保持手段）２０４の構成は、作業台ユニット１０４とほぼ同様であり、被組立部品１２３に組立部品２２２を組み付けるために、被組立部品１２３を位置決め及び保持するユニットである。被組立部品１２３の搬送装置を構成する第２のＸ軸移動手段２１１とＺ軸移動手段２１５ａと、作業台２１６ａと、被組立部品１２３を位置決め及び保持するためのワーク押え手段２１７及びＸ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向に自由に移動できるコンプライアンス機構２２６とで構成されている。

コンプライアンス機構２２６は、ロック、アンロック機構がついており、作業台２１６ａと組立ハンド２１２の位置合わせを行う時はアンロックし、作業台２１６ａを移動可能な状態にすることができる。またそれ以外の時はロックすることで作業台２１６ａを回動自在にできる旋回手段２２４を備えることができる。

Ｙ軸移動手段２１０及び第１のＸ軸移動手段２０５が動作することによって、組立ロボット１０３に備えられた移載ハンド２１３が、作業台ユニット２０４上へ移動する。

移載ハンド２１３が作業台ユニット２０４上に移動完了後、作業台ユニット２０４に備えられたＺ軸移動手段２１５ａが上昇し、移載ハンド２１３がアンチャックを行うことで、作業台２１６ａに被組立部品２３を配置する。Ｚ軸移動手段２１５ａが下降した後、ワーク押え手段２１７が前進することにより、被組立部品１２３の位置決め及び保持がなされる。

ワーク押え手段２１７の前進後、Ｙ軸移動手段２１０及び第１のＸ軸移動手段２０５が動作することによって、組立ロボット２０３に備えられた組立ハンド２１２が、供給ユニット２０７上へ移動する。組立ハンド２１２が供給ユニット２０７上に移動完了後、供給ユニット２０７に備えられたＺ軸移動手段２１５ｄが上昇し、上昇後供給パレット２２１内に配置されている組立部品２２２を組立ハンド２１２が把持する。

Ｚ軸移動手段２１５ｄの動作により、供給ユニット２０７が下降した後、Ｙ軸移動手段２１０及び第１のＸ軸移動手段２０５が動作することによって、組立ハンド２１２は、作業台ユニット２０４上へ移動する。

組立ハンド２１２が作業台ユニット２０４上へ動作完了後、作業台ユニット２０４が備えるＺ軸移動手段２１５ａにより、作業台２１６ａが上昇する。作業台２１６ａが上昇することで、組立ハンド２１２が把持している組立部品２２２と作業台２１６ａが位置決め及び保持している被組立部品１２３とを嵌合させる。嵌合後、組立ハンド２１２が組立部品２２２をアンチャックし、Ｚ軸移動手段２１５ａにより、作業台２１６ａが下降する。

被組立部品１２３に組立部品２２２が嵌合または結合し、自動組立装置４２での組立工程が終了すると、作業台ユニット２０４が備える第２のＸ軸移動手段２１１が動作する。これにより、作業台２１６ａに設置されている被組立部品１２３が自動組立装置１０１の外部に排出される。

以上説明した第２の実施形態の構成及び動作によれば、搬送装置が自動組立装置から移動するのは搬送時のみになる。従って、自動組立装置の構成要素の進退（抜き差し）を行う際、隣接する自動組立装置との干渉を気にしながら構成要素を動かす必要がなくなり、ライン構成の変更に要する時間を短縮することができる。また、搬送装置が隣接する自動組立装置に進入可能なように伸長または旋回する機構を持つことにより、ライン構成の変更に要する際に位置調整のために構成要素を動かす必要がなくなり、ライン構成の変更に要する時間をさらに短縮することができる。

（第３の実施形態）
次に本発明にかかる第３の実施形態について図６を参照して具体的に説明する。第３の実施形態における自動組立装置４１ａ、４２ａは、第２の実施形態で説明した自動組立装置４１、４２と、後述する直動シリンダ１３３、２３３および規制手段１３４と２３４以外は同様である。

図６（ａ）は、自動組立装置１での組み立て作業が完了した被組立部品１２３が、自動組立装置４１ａの作業台1１６ａ上に載置されている状態を示す。

次に、図６（ｂ）において、自動組立装置１の第２のＸ軸移動手段１１１が自動組立装置２０１方向に伸長することで、自動組立装置４１ａの作業台１１６ａが自動組立装置２０１の内部に進入する。第２のＸ軸移動手段１１１が旋回することで被組立部品１２３を搬送するように構成することも可能である。

更に、図６（ｃ）において、組立ロボット２０３に備えられた移載ハンド２１３が、不図示のＹ軸移動手段及び第１のＸ軸移動手段２０５が動作することによって、自動組立装置２０１内に進入している作業台１１６ａ上へ移動する。移載ハンド２１３が作業台１１６ａ上に移動完了後、自動組立装置２０１の直動シリンダ２３３が動作することで、第２のＸ軸移動手段１１の移動プレート１１１ａと移動プレート１１１ａに固定された作業台１１６ａとが上昇する。

この際、直動シリンダ２３３の先端に設けられた位置決めピンの規制手段２３４が、作業台１１６ａの裏面に設けられたピン穴（不図示）に嵌合することで、作業台１１６ａが移動し、自動組立装置２０１に対して位置合わせが行われる。ピン穴は、入口にテーパが設けられている。次に、移載ハンド２１３が作業台１１６ａに載置されている被組立部品１２３を把持する。ここでは、直動シリンダ２３３は動作しない。これにより、自動組立装置４１ａから自動組立装置４２ｂへの被組立部品１２３の受渡しが完了する。自動組立装置１ａも、自動組立装置４２ｂと同様な機能を有する、直動シリンダ３３と規制手段１３４とを備えている。

被組立部品１２３の受渡し作業が完了すると、図６（ｄ）に示すように、直動シリンダ２３３が下降し、第２のＸ軸移動手段１１１が初期の高さに戻る。

下降後、第２のＸ軸移動手段１１１は自動組立装置４１ａに向かって縮長することによって、作業台ユニット４は自動組立装置４１ａの元の位置に戻る。図６（ｅ）は、その状態を示している。

以上説明した第３の実施形態の構成及び動作によれば、自動組立装置４１ａと自動組立装置４１ｂを連結することなく、自動組立装置１０１に設けられた規制手段で、自動組立装置４１ａの作業台１１６ａと自動組立装置２０１との位置決めすることで、高精度な組立を行うことができる。また、ライン構成の変更後の調整時間を短縮することができる。

（第４の実施形態）
次に本発明にかかる第４の実施形態について図７を参照して具体的に説明する。第４の実施形態における自動組立装置４１ｂ、４２ｂは、第２の実施形態で説明し自動組立装置４１、４２と、後述する規制手段３３４と４３４以外は同様である。

図７（ａ）において、自動組立装置４１ｃでの組み立て作業が完了した被組立部品３２３が、作業台３１６ａ上に載置されている。

図７（ｂ）では、自動組立装置４１ｃの第２のＸ軸移動手段３１１が伸長することで、自動組立装置４１ｃの作業台３１６ａが自動組立装置４０１の内部に進入している。第２のＸ軸移動手段３１１が旋回することで被組立部品３２３を搬送するように構成することも可能である。

次に図７（ｃ）で、組立ロボット４０３に備えられた移載ハンド４１３が、不図示のＹ軸移動手段及び第１のＸ軸移動手段４０５が動作することによって、自動組立装置４０１内に進入している作業台３１６ａの上へ移動する。移載ハンド４１３が作業台３１６ａの上に移動完了した後、自動組立装置１のＺ軸移動手段３１５が動作することで、作業台３１６ａと第２のＸ軸移動手段３１１が上昇する。

この際、移載ハンド４１３に設けられた位置決めピンの規制手段４３４が作業台３１６ａの表面に設けられたピン穴（不図示）に嵌合することで、作業台３１６ａが移動し、移載ハンド４１３に対して位置合わせが行われる。ピン穴は、入口にテーパが設けられている。次に移載ハンド４１３が作業台３１６ａに載置された被組立部品３２３を把持する。ここでは、直動シリンダ４３３は動作しない。これにより、自動組立装置４１ｂから自動組立装置４２ｂへの被組立部品３２３の受渡し作業が完了する。

次に、被組立部品２３の受渡し作業が完了すると、図７（ｄ）に示すように、直動シリンダ４３３が下降し、第２のＸ軸移動手段３１１が初期の高さに戻る。

下降後、第２のＸ軸移動手段３１１は自動組立装置１に向かって縮長することによって、作業台ユニット３０４は自動組立装置１の元の位置に戻る。図７（ｅ）は、その状態を示している。

以上説明した第４の実施形態の構成及び動作によれば、自動組立装置４１ｂと自動組立装置４２ｂを連結することなく、自動組立装置４２ｂの移載ハンド４１３に設けられた規制手段で、自動組立装置４１ｂの作業台３１６ａと自動組立装置３０１の移載ハンド４１３との位置決めすることで、高精度な組立を行うことができる。また、ライン構成の変更後の調整時間を短縮することができる。また、ライン構成の変更後の調整時間を短縮することができる。

（第５の実施形態）
次に本発明にかかる第５の実施形態について図８を参照して具体的に説明する。第５の実施形態における自動組立装置４１ｃ、４２ｃは、第２の実施形態で説明した自動組立装置４１、４２と、後述する規制手段５３４と６３４以外は同様である。

図８（ａ）において、自動組立装置４１ｃでの組み立て作業が完了した被組立部品４２３が、自動組立装置１の作業台１６ａ上に載置されている。

図８（ｂ）では、自動組立装置４１ｃの第２のＸ軸移動手段５１１が伸長することで、自動組立装置４１ｃの作業台５１６ａが自動組立装置６０１の内部に進入している。第２のＸ軸移動手段５１１が旋回することで被組立部品５２３を搬送するように構成することも可能である。

次に、図８（ｃ）において、組立ロボット６０３に備えられた移載ハンド６１３が、Ｙ軸移動手段６１０（図２参照）及び第１のＸ軸移動手段６０５が動作することによって、自動組立装置４１ｃの作業台５１６ａ上へ移動する。移載ハンド６１３が自動組立装置４１ｃの作業台５１６ａ上に移動を完了した後、自動組立装置４１ｃのＺ軸移動手段５１５が動作することで、作業台５１６ａと第２のＸ軸移動手段５１１が上昇する。

この際、自動組立装置４２ｃのベース６０２に設けられたＸ軸方向の位置を規制する規制手段６３４が搬送装置である第２のＸ軸移動手段５１１または作業台５１６ａと突き当たる。これにより、作業台５１６ａが移動した際、自動組立装置４１ｃに対して位置合わせが行われる。第２のＸ軸移動手段５１１または作業台５１６ａが規制手段６３４と突き当たると、第２のＸ軸移動手段５１１による作業台５１６ａの移動は停止する。規制手段６３４は、Ｌ字形状を有しＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を規制するものであっても良い。次に移載ハンド６１３が作業台５１６ａに載置されている被組立部品５２３を把持する。ここでは、直動シリンダ６３３は動作しない。これにより、自動組立装置１から自動組立装置６０１への被組立部品５２３の受渡し作業が完了する。

被組立部品５２３の受渡し作業が完了すると、直動シリンダが下降する。図８（ｄ）はこの状態を示している。

下降後、第２のＸ軸移動手段５１１は自動組立装置４１ｃに向かって縮長することによって、作業台ユニット５０４は自動組立装置４１ｃの元の位置に戻る。図８（ｅ）はその状態を示している。

以上説明した本発明にかかる第５の実施形態の構成及び動作によれば、自動組立装置４１ｃと自動組立装置４２ｃを連結することなく、自動組立装置４２ｃに設けられた規制手段で、自動組立装置４１ｃの作業台５１６ａと自動組立装置６０１との位置決めすることで、高精度な組立を行うことができる。また、ライン構成の変更後の調整時間を短縮することができる。

以上説明した第３〜第５の各実施形態では、２基の自動組立装置を並置しているが、２基以上の複数の自動組立装置を配置することで一つの自動組立システム（生産ライン）を構築し、複数の作業を行うことも可能である。

以上説明した第３〜第５の各実施形態において、Ｚ軸移動手段で作業台を上昇させると同時に、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の少なくとも１方向を規制手段により規制することも可能である。

また、以上説明した第３〜第５の各実施形態において、位置決めピンとピン穴を用いる場合には、上記で説明した位置決めピンとピン穴を設ける場所を反対にしても良い。

（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態について、図９及び図１０を参照しながら以下に具体的に説明する。

図９は、本発明にかかる自動組立装置の概略斜視図である。自動組立装置６０１は、それぞれベース６０２上に配置された、水平平面内を移動可能な組立ロボット６０３、作業台ユニット（保持手段）６０４、位置決めユニット６０５、供給ユニット６０６、ビス供給ユニット６０７を有している。組立ロボット６０３は、組立部品６２２を把持する移載ハンド（把持手段）６１３と、Ｘ軸移動手段６１１ａと、Ｙ軸移動手段６１０とを有する。把持手段６１３は、Ｘ軸移動手段６１０に水平平面内のＸ軸方向に移動可能に取り付けられている。Ｘ軸移動手段６１１ａは、Y軸移動手段６１０にＹ軸方向に移動可能に取り付けられている。組立ロボット６０３は、ベース６０２に固定された支柱６０９上に設けられている。

また、Ｘ軸移動手段６１１ａには、組立ハンド６１２と移載ハンド６１３の２つの把持手段、ビス締めユニット６１４がＸ軸方向に移動可能に取付けられている。組立ハンド６１２には貫通孔６２４が備えられており、貫通孔６２４と後述の作業台６１６のピン形状を有する案内手段６２５とが嵌合することにより、組立ハンド６１２と作業台６１６の位置合わせを行うことが可能である。Ｘ軸とＹ軸は略直交し、かつＸ軸とＹ軸は同一平面内にある。Ｘ軸とＹ軸が略直交しているとは、Ｘ軸とＹ軸の成す角度が９０°±１０°の角度のことを示す。なお、Ｘ軸とＹ軸は直交していることが好ましい。

作業台ユニット（保持手段）６０４は、被組立部品６２３に組立部品６２２を組み付けるために、被組立部品６２３を位置決め及び保持するユニットである。作業台ユニット６０４は、電動スライダーのＸ軸移動手段（Ｘ軸方向の駆動手段）６１１ｂと電動スライダーのＺ軸移動手段（Ｚ軸方向の昇降駆動手段）６１５ａと、を有している。更に、作業台６１６と、作業台に置かれたワークを押させるワーク押え手段６１７と、旋回手段６１８と、案内手段６２５及びＸ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向に自由に移動できるコンプライアンス機構６２６と、を有している。Ｘ軸移動手段（Ｘ軸方向の駆動手段）６１１ｂがベース６０２に固定されている。Ｘ軸移動手段６１１ｂにＺ軸移動手段（Ｚ軸方向の昇降駆動手段）６１５ａが設けられており、Ｚ軸移動手段に作業台６１６が設けられている。Ｚ軸移動手段６１５ａの中のロッドが伸縮して、作業台６１６を上下に移動させる。

コンプライアンス機構６２６は、平行板バネ機構を用いたものであり、外力により変位し、外力が解除されたあとは元の位置に戻る。コンプライアンス機構６２６は、外力が無い状態で位置を固定するロック、アンロック機構がついている。作業台６１６と組立ハンド６１２の位置合わせを行う時はアンロックし、作業台６１６を移動可能な状態にすることができる。またそれ以外の時はロックすることで作業台６１６を固定して組立作業を効率化することができる。

位置決めユニット６０５は、組立部品６２２をあらかじめ位置決めすることにより、組立ハンド６１２が把持する組立部品６２２の位置精度を高める。これにより、組立ハンド６１２が被組立部品６２３に組立部品６２２を組立てるときの位置精度が向上する。位置決めユニット６０５は、位置決め台６１９がＺ軸移動手段６１５ｂ上に設けられている。位置決め台６１９には組立部品６２２と係合して、組立部品６２２の回転方向の位相やＸＹ方向の位置決めを高精度に行うための位置決め手段６２０が配置されている。

供給ユニット６０６は、組立部品６２２を貯蔵及び供給するためのものである。供給ユニット６０６は、少なくとも一つ以上の組立部品６２２を供給可能に収容した供給パレット６２１を備え、供給パレット６２１がＺ軸移動手段６１５ｃ上に載置されている。Ｚ軸移動手段によってＸ軸移動手段及び６１１ａ及びＹ軸移動手段によって供給パレット６２１の上方に移動した組立ハンド６１２は、Ｚ軸移動手段６１５ｃが上昇して、供給パレット６２１にある組立部品６２２を把持する。供給ユニット６０６には複数種類の組立部品が入っていてもよい。また、複数種類のパレットを並べて、複数種類の部品を供給することもできる。

ビス供給ユニット６０７はビスを貯蔵及び供給するためのものであり、先端部にＺ軸移動手段６１５ｄが備えられている。

図１０は、本発明の自動組立装置を隣接して複数台並べて構成された自動生産ラインを模式的に示す斜視図である。隣接する自動組立装置６０１、７０１、８０１は、装置の間に挟まれたスペーサ６０８により、相対位置を所定の範囲内に調整して設置される。自動生産ラインでは、第１の自動組立装置６０１のＸ軸移動手段６１１ｂは、ベース６０２に固定されており、第２の組立装置７０１に張り出して設けられている。また、第２の組立装置７０１のＸ移動手段７１１ｂは、ベース７０２に固定されており、第３の組立装置８０１に張り出して設けられている。

（自動組立装置を用いた自動組立方法の説明）
次に、本発明の第７の実施形態に係る自動組立方法の一連の動作を具体的に説明する。ここでは図１０で示すように生産ラインを構築するロボットセルの台数を３台とし、ワーク搬送方向の上流側から、第１の自動組立装置６０１、第２の自動組立装置７０１、第３の自動組立装置８０１とする。

図１１は、第１の実施形態の自動組立ラインの概略図である。第１の実施形態の自動組立装置６０１は、電動スライダーのＸ軸移動手段６１１ｂのスライダー（不図示）に、内部のロッドが伸縮できる電動スライダーのＺ軸移動手段６１５ａが設けられている。作業台６１６は、Ｚ軸移動手段６１５ａにネジで固定されている。

図１２を参照して、被組立部品１２３の受取り及び受渡し作業を説明する。
図１２（ａ）では、第１の組立装置の組立作業が完了した被組立部品６２３が、第１の自動組立装置６０１の作業台ユニット（保持手段）６０４が持つ作業台６１６に載置されている。

図１２（ｂ）では、第１の自動組立装置の電動スライダーのＸ軸移動手段６１１ｂがスライドすることで、第１の組立装置の作業台６１６とＺ軸移動手段６１５ａが第２の自動組立装置７０１の領域に進入する。

図１２（ｃ）では、第１の自動組立装置６０１の作業台６１６が進入した後、組立ロボット７０３に備えられた移載ハンド７１３は、Ｙ軸移動手段７１０及びＸ軸移動手段７１１ａが動作することによって、第１の組立装置の作業台６１６上へ移動する。

移載ハンド７１３が第１の組立装置の作業台６１６上に移動完了後、第１の組立装置のＺ軸移動手段６１５ａが動作することで、作業台６１６が上昇し、移載ハンド７１３が作業台６１６に置かれている被組立部品６２３を把持する。これにより、第１の自動組立装置６０１から第２の自動組立装置７０１への被組立部品６２３の受渡し作業を行なう。

図１２（ｄ）では、被組立部品６２３の受渡し作業が完了すると、Ｚ軸移動手段６１５ａが下降する。下降後、Ｙ軸移動手段７１０及びＸ軸移動手段７１１ａが動作することによって、組立ロボット７０３に備えられた移載ハンド７１３が、第２の組立装置の作業台ユニット７０４上へ移動する。

図１２（ｅ）では、移載ハンド７１３が第２の組立装置の作業台ユニット７０４上に移動完了後、第２の組立装置の作業台ユニット７０４に備えられたＺ軸移動手段７１５ａが上昇する。そして、移載ハンド７１３が把持を解除して、作業台７１６に被組立部品１２３を載置する。

図１２（ｆ）では、Ｚ軸移動手段７１５ａが下降した後、エアシリンダーとストッパーで構成されるワーク押さえ手段（不図示）において、被組立て部品７２３がストッパーに押し当てられることにより、被組立部品７２３の位置決め及び保持がなされる。

次に、図９を参照して、被組立部品６２３への組付部品６２２の組付け作業について説明する。

Ｙ軸移動手段６１０及びＸ軸移動手段６１１ａが動作することによって、組立ロボット６０３に備えられた組立ハンド６１２が、供給ユニット６０６上へ移動する。組立ハンド６１２が供給ユニット６０６上に移動完了後、供給ユニット６０６に備えられたＺ軸移動手段６１５ｃが上昇し、上昇後供給パレット６２１内に配置されている組立部品６２２を組立ハンド６１２が把持する。Ｚ軸移動手段６１５ｃの動作により、供給ユニット６０６が下降した後、Ｙ軸移動手段６１０及びＸ軸移動手段６１１ａが動作することによって、組立ハンド６１２は、位置決めユニット６０５上へ移動する。

組立ハンド６１２が位置決めユニット６０５上へ移動完了後、位置決めユニット６０５に備えられたＺ軸移動手段６１５ｂが上昇する。上昇後、組立ハンド６１２が組立部品６２２をアンチャックし、組立部品６２２を位置決め台６１９上に載置する。組立ハンド６１２のアンチャック後、位置決め手段６２０の前進によって、組立部品６２２のＸＹ方向の位置及び位相方向の位置が決められ、組立てハンド６１２が把持する組立部品６２２の位置精度が高くなる。位置決めユニット６０５における作業は、高精度な組立作業が要求される場合のみ実施され、必ずしも実施する必要はない。

位置決めユニット６０５の作業完了後に、Ｚ軸移動手段６１５ｂが下降する。組立ハンド６１２は、Ｙ軸移動手段６１０及びＸ軸移動手段６１１ａが動作することによって、作業台ユニット６０４上方へ移動する。組立ハンド６１２が作業台ユニット６０４上方へ動作完了後、コンプライアンス機構６２６をアンロックし、作業台６１６を移動可能にする。作業台６１６が移動可能となった後、作業台ユニット６０４が備えるＺ軸移動手段６１５ａにより、作業台６１６が上昇する。

作業台６１６が上昇して、コンプライアンス機構６２６により作業台６１６が倣って、作業台６１６に設けられたピン状の案内手段６２５と組立ハンド６１３に設けられた貫通孔６２４が嵌合することで、作業台６１６と組立てハンド６１３が位置決めされる。作業台６１６と組立ハンド６１３が位置合わせされた状態のまま、さらに作業台６１６が上昇し、組立ハンド６１２が把持している組立部品６２２と作業台６１６が位置決め及び保持している被組立部品６２３とを嵌合する。嵌合後、組立ハンド６１２が組立部品６２２の把持を解除して、Ｚ軸移動手段６１５ａにより、作業台６１６が下降する。

被組立部品６２３と組立部品６２２の嵌合後、ビス締めユニット６１４は、Ｙ軸移動手段６１０及びＸ軸移動手段６１１ａが動作することによって、ビス供給ユニット６０７上へ移動する。ビス供給ユニット６０７のＺ軸移動手段６１５ｄが上昇することにより、ビス締めユニット６１４が空気や磁力でビス（不図示）を吸着することによりビスを取得する。ビス取得後、ビス締めユニット６１４は、Ｙ軸移動手段６１０及びＸ軸移動手段６１１ａが動作することによって、作業台ユニット６０４上へ移動する。その後、Ｚ軸移動手段６１５ａが上昇することにより、ビス締めを行なう。ビス締めユニット６１４及びビス供給ユニット６０７はビス締め工程が存在する場合のみ必要であり、必ずしも実施されるものではない。必要に応じて着脱することも可能である。

また、旋回手段６１８を用いれば、被組立部品６２３の複数方向において組立部品６２２を組付ける動作や、ビス締め等の固定作業を行うことができる。

組立動作として、第１の組立装置から第２の組立装置へと被組立部品を搬送していたが、搬送方向を限定するものではない。搬送方向を逆にすると、第２の組立装置で組立を完了した被組立部品を、第１の組立装置のＺ軸移動手段により、第２の組立装置から第１の組立装置へと搬送する。

自動組立装置６０１は、被組立部品６２３を保持する作業台６１６がＺ軸方向に動作するＺ軸移動手段６１５ｂを備え、作業台６１６が上下動作することにより組み立て作業を行う。そのため、自動組立装置６０１の組立てロボット６０３は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸駆動手段が備えられた組立ロボットよりも重量が軽くなり、移動する際の慣性力が小さくなる。したがって、Ｘ軸移動手段６１１ａ及びＹ軸移動手段６１０が高速で動作しても、作業台６１６上の被組立部品６２３の位置精度が向上し、高精度な組立を行うことができる。

自動組立装置６０１は、被組立部品６２３を搬送するコンベヤーを設ける必要が無く、装置を小型化するとともにコストを削減することができる。また、自動組立装置６０１は、Ｘ軸移動手段６１１ｂにＺ軸移動手段６１５ａが設けられたており、組立部品６２２が組み付けられた被組立部品６２３を搬送することができる。Ｚ軸移動手段６１５ａの搬送対象が作業台６１６と被組立部品６２３であり、許容荷重の低いＺ軸移動手段６１５ａを使用して装置を軽量化することができる。

（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態について、図１３を参照しながら以下に具体的に説明する。
図１３に示すように、第７の実施形態の自動組立装置は、第６の実施形態と同様に、３つの自動組立装置６０１Ａ、７０１Ａ、８０１Ａを並べて用いた自動組立システムである。第７の実施形態の自動組立装置６０１Ａ、７０１Ａ、８０１Ａは、作業台ユニット６０４、７０４、８０４の構成が第６の実施形態と異なる以外は、第６の実施形態と同様の構成の自動組立装置を用いた。

第７の実施形態の自動組立装置の作業台ユニット６０４Ａ、７０４Ａ、８０４Ａは、図１３に示すように、内部のロッドが伸縮できる電動スライダーのＺ軸移動手段１１５ｂに、電動スライダーのＸ軸移動手段１１１ｂが設けられている。

図１４を参照して、被組立部品６２３の受取り及び受渡し作業を説明する。
図１４（ａ）〜（ｂ）の第１の自動組立装置６０１Ａの作業台６１６が第２の自動組立装置７０１Ａの内部に進入する工程は、第６の実施形態と同様である。

図１４（ｃ）では、第１の自動組立装置６０１Ａの作業台６１６が進入後、組立ロボット７０３に備えられた移載ハンド７１３は、Ｙ軸移動手段７１０及びＸ軸移動手段７１１ａが動作することによって、第１の組立装置の作業台６１６上へ移動する。移載ハンド７１３が第１の組立装置の作業台６１６上に移動完了後、第１の自動組立装置６０１ＡのＺ軸移動手段６１５ａが動作することで、作業台６１６とＸ軸移動手段６１１ｂが上昇し、移載ハンド７１３が作業台６１６に置かれている被組立部品６２３を把持する。これにより、第１の自動組立装置６０１Ａから第２の自動組立装置７０１Ａへの被組立部品６２３の受渡し作業を行なう。

図１４（ｄ）では、被組立部品６２３の受渡し作業が完了すると、Ｚ軸移動手段６１５ａが下降する。下降後、Ｙ軸移動手段７１０及びＸ軸移動手段７１１ａが動作することによって、組立ロボット７０３に備えられた移載ハンド７１３が、第２の組立装置の作業台ユニット７０４上へ移動する。

図１４（ｅ）では、移載ハンド７１３が第２の組立装置の作業台ユニット７０４上に移動完了後、第２の組立装置の作業台ユニット７０４に備えられたＺ軸移動手段７１５ａが上昇する。そして、移載ハンド７１３がアンチャックを行うことで、作業台７１６に被組立部品６２３を設置する。

図１４（ｆ）では、Ｚ軸移動手段２１５ａが下降した後、不図示のワーク押さえ手段７１７が前進することにより、被組立部品６２３の位置決め及び保持がなされる。

本発明の第７の実施形態の自動組立装置６０１Ａは、Ｚ軸移動手段６１５ａにＸ軸移動手段６１１ｂが備えられている。第７の実施形態の自動組立装置６０１Ａは、Ｘ軸移動手段６１１ｂの搬送対象の重量を削減することで、Ｘ軸移動手段の停止精度を向上することができる。また、Ｘ軸移動手段６１１ｂの駆動時の振動を減少させることができ、高精度な組立を行うことができる。

（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態について、図１５を参照しながら以下に具体的に説明する。
図１５に示すように、第８の実施形態の自動組立装置は、第６の実施形態と同様に、３つの自動組立装置６０１Ｂ、７０１Ｂ、８０１Ｂを並べて用いた自動組立システムである。第８の実施形態の自動組立装置６０１Ｂ、７０１Ｂ、８０１Ｂは、作業台ユニット６０４、７０４、８０４の構成が第６の実施形態と異なる以外は、第６の実施形態と同様の構成の自動組立装置を用いた。

第８の実施形態の自動組立装置の作業台ユニット６０４Ｂ、７０４Ｂ、８０４Ｂは、図１５に示すように、ベース固定されたＺ軸移動手段６１５ｄと、Ｚ軸移動手段６１５ｅが設けられている。Ｚ軸移動手段６１５ｄの上にはＸ軸移動手段６１１ｂと作業台６１６が設けられており、Ｘ軸移動手段６１１ｂはリニアガイド６２９によりベースと平行を保って上下移動する。Ｘ軸移動手段６１１ｂは、Ｚ軸移動手段６１５ｄが上下することによりＺ方向に移動するとともに、隣接して設けられた第２の自動組立装置６０１ＢのＺ軸移動手段６１５ｅが上下することによりＺ方向に移動する。図８を参照して、被組立部品６２３の受取り及び受渡し作業を説明する。

図１６（ａ）〜（ｂ）の第１の自動組立装置６０１Ｂの作業台６１６が第２の自動組立装置６０１Ｂの内部に進入する工程は、第１の実施形態と同様である。

図１６（ｃ）では、第１の自動組立装置６０１Ｂの作業台６１６が進入後、組立ロボット７０３に備えられた移載ハンド７１３が、Ｙ軸移動手段７１０及びＸ軸移動手段７１１ａが動作することによって、第１の組立装置の作業台６１６上へ移動する。移載ハンド７１３が第１の組立装置の作業台６１６上に移動完了後、第２の自動組立装置７０１のＺ軸移動手段７１５ｅが動作することで、作業台６１６とＸ軸移動手段６１１ｂが上昇し、移載ハンド７１３が作業台６１６に置かれている被組立部品６２３を把持する。ここでは、Ｚ軸移動手段６１５ｄは動作しない。これにより、第１の自動組立装置６０１Ｂから第２の自動組立装置７０１Ｂへの被組立部品６２３の受渡し作業を行なう。

図１６（ｄ）では、被組立部品６２３の受渡し作業が完了すると、Ｚ軸移動手段７１５ｅが下降する。下降後、Ｙ軸移動手段７１０及びＸ軸移動手段７１１ａが動作することによって、組立ロボット７０３に備えられた移載ハンド７１３が、第２の組立装置の作業台ユニット７０４上へ移動する。

図１６（ｅ）では、移載ハンド７１３が第２の自動組立装置の作業台ユニット７０４上に移動完了後、第２の組立装置の作業台ユニット７０４に備えられたＺ軸移動手段７１５ａが動作することで、作業台７１６とＸ軸移動手段７１１ｂが上昇する。そして、移載ハンド７１３がアンチャックを行うことで、作業台７１６に被組立部品６２３を設置する。

図１６（ｆ）では、Ｚ軸移動手段７１５ｄが下降した後、不図示のワーク押さえ手段７１７が前進することにより、被組立部品６２３の位置決め及び保持がなされる。ここでは、Ｚ軸移動手段７１５ｄは動作しない。

第３の実施形態の自動組立装置６０１Ｂを用いた自動組立ラインでは、第１の自動組立装置のＸ軸移動手段６１１ｂがＺ軸移動手段６１５ｄだけでなく、隣接して設けられた第２の自動組立装置のＺ移動手段７１５ｅによってＺ方向に移動することができる。第３の実施形態の自動組立装置６０１Ｂを用いた自動組立ラインでは、被組立部品６２３の重心に近い位置にＺ軸を配置することでＸ軸移動手段に対しての負荷を小さくできる。したがって、第３の実施形態の自動組立装置６０１Ｂは、許容荷重の低いＸ軸移動手段６１１ｂを使用して装置を軽量化することができる。

（第９の実施形態）
本発明の第９の実施形態について、図１７を参照しながら具体的に説明する。
図１７に示すように、第９の実施形態の自動組立装置は、第６の実施形態と同様に、３つの自動組立装置６０１Ｃ、７０１Ｃ、８０１Ｃを並べて用いた自動組立システムである。第９の実施形態の自動組立装置６０１Ｃ、７０１Ｃ、８０１Ｃは、作業台ユニット６０４、７０４、８０４の構成が第６の実施形態と異なる以外は、第６の実施形態と同様の構成の自動組立装置を用いた。

第９の実施形態の自動組立装置の作業台ユニット６０４Ｃ、７０４Ｃ、８０４Ｃは、図１７に示すように、ベースに固定された２つのＺ軸移動手段が設けられている。Ｘ軸移動手段６１１ｂは、第１の自動組立装置のＺ軸移動手段６１５ｆと、第１の自動組立装置と隣接して設けられた第２の自動組立装置のＺ軸移動手段７１５ｇに取りつけられている。Ｘ軸移動手段６１１ｂは、Ｚ軸移動手段６１５ｆとＺ軸移動手段７１５ｇが同期して上下することにより、Ｚ軸方向に移動する。

本発明の第９の実施形態の自動組立装置６０１Ｃを用いた自動組立ラインでは、第１の自動組立装置のＸ軸移動手段６１１ｂは、Ｚ軸移動手段６１５ｆだけでなく、隣接して設けられた第２の自動組立装置７０１ＣのＺ移動手段７１５ｇに固定されている。したがって、第９の実施形態の自動組立措置は、Ｚ方向に移動することができる。第９の実施形態の自動組立装置６０１Ｃを用いた自動組立ラインでは、被組立部品６２３の重心に近い位置にＺ軸を配置することでＸ軸移動手段に対しての負荷を小さくできる。したがって、第９の実施形態の自動組立装置６０１Ｃは、重量の重い被組立部材６２３を組み立てることができる。

なお、第６乃至９の実施形態において、第１の自動組立装置と第２の自動組立装置もしくは、第２の自動組立装置と第３の自動組立装置の位置合わせには、第３乃至５の実施形態において説明した、位置合わせ方法を使って位置調整を行うこともできる。

Claims

自動組立装置であって、
Ｙ軸移動手段と、前記Ｙ軸移動手段に沿ってＹ軸方向に移動可能な第１のＸ軸移動手段と、前記Ｘ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能な把持手段と、を有する組立ロボットと、
前記組立ロボットのＺ軸下方に配置されているＺ軸移動手段と、前記Ｚ軸移動手段によってＺ軸方向に移動可能な作業台と、を有する作業台ユニットとを備え、
前記把持手段により把持した第１の組立部品と前記作業台ユニットに載置された第２の組立部品との組立作業は、前記作業台ユニットによるＺ軸方向への移動により行われることを特徴とする自動組立装置。
請求項１に記載の自動組立装置において、前記把持手段と前記作業台ユニットには、前記把持手段により把持した第１の組立部品と、前記作業台ユニットに載置された第２の組立部品との位置を調整するための位置決め機構が設けられており、前記作業台ユニットは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動するコンプライアンス機構を備えており、前記位置決め機構は、前記作業台ユニットと、前記把持手段の一方に設けられた位置決めピンと、他方に設けられた位置決め孔であることを特徴とする自動組立装置。
請求項１に記載の自動組立装置において、
前記作業台ユニットは、第２のＸ軸移動手段を有し、
前記Ｚ軸移動手段は、前記第２のＸ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能であることを特徴とする自動組立装置。
請求項３に記載の自動組立装置において、前記第２のＸ軸移動手段は、ガイドレールと、ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する移動体とを有し、前記移動体がガイドレールに対して移動することにより、前記作業台は前記自動組立装置から外側に移動することを特徴とする自動組立装置。
少なくとも第１の自動組立装置と第２の自動組立装置が隣接して設けられた自動組立システムであって、
前記第１の自動組立装置および前記第２の自動組立装置はそれぞれ、
Ｙ軸移動手段と、
前記Ｙ軸移動手段に沿ってＹ軸方向に移動可能な第１のＸ軸移動手段と、
前記第１のＸ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能な把持手段とを有する組立ロボットと、
第２のＸ軸移動手段と、
前記第２のＸ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能なＺ軸移動手段と、
前記Ｚ軸移動手段によってＺ軸方向に移動可能な作業台とを有し、前記組立ロボットの前記Ｚ軸移動手段の下方に配置された作業台ユニットとを備え、
前記第１の自動組立装置に搬入された第１の部品に対して、第１の自動組立装置において第２の部品を組み付け、前記第２の部品が組み付けられた第１の部品を前記第２の自動組立装置に搬入し、前記第２の自動組立装置において第３の部品を組み付け、
前記第１の自動組立装置の作業台ユニットに載置された前記第２の部品が組み付けられた第１の部品は、第２のＸ軸移動手段により前記第１の自動組立装置から前記第２の自動組立装置に搬入され、前記Ｚ軸移動手段により前記作業台ユニットを上昇させることで、前記第２の自動組立装置の把持手段により把持され、前記第２の自動組立装置の作業台に載置されることを特徴とする自動組立システム。
請求項５に記載の自動組立システムにおいて、前記第２のＸ軸移動手段は、ガイドレールと、ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する移動体とを有し、前記移動体がガイドレールに対して移動することにより、前記移動体が前記第２の自動組立装置の内部に進入することで、前記作業台が前記第２の自動組立装置の内部に移動することを特徴とする自動組立システム。
請求項５に記載の自動組立システムにおいて、前記第１の自動組立装置の第２のＸ軸移動手段は、前記第１の自動組立装置から外側に張り出しており、前記第２の自動組立装置の内部に伸びるガイドレールであることを特徴とする自動組立システム。
請求項５に記載の自動組立システムにおいて、
前記第１の自動組立装置の作業台ユニットと、前記第２の自動組立装置の把持手段には、
前記第１の自動組立装置の作業台ユニットに載置された前記第２の部品が組み付けられた第１の部品を、前記第２の自動組立装置の把持手段により把持する際に、前記第１の自動組立装置の作業台ユニットと、前記第２の自動組立装置とを位置決めする位置決め機構が設けられていることを特徴とする自動組立システム。
請求項８に記載の自動組立システムにおいて、
前記位置決め機構は、前記第１の自動組立装置の作業台ユニットのガイドレールと、前記第２の自動組立装置のベースの一方に設けられた位置決めピンと、他方に設けられた位置決め孔であることを特徴とする自動組立システム。
請求項５に記載の自動組立システムにおいて、
前記第１の自動組立装置の作業台ユニットと、前記第２の自動組立装置の把持手段には、
前記第１の自動組立装置の作業台ユニットに載置された前記第２の部品が組み付けられた第１の部品を、前記第２の自動組立装置の把持手段により把持する際に、前記第１の自動組立装置の作業台ユニットと、前記第２の自動組立装置の把持手段とを位置決めする位置決め機構が設けられていることを特徴とする自動組立システム。
請求項１０に記載の自動組立システムにおいて、
前記位置決め機構は、前記第１の自動組立装置の作業台ユニットに載置された組立部品に設けられた孔と嵌合する、前記第２の自動組立装置の把持手段に設けられた位置決めピンであることを特徴とする自動組立システム。
請求項１１に記載の自動組立システムにおいて、
前記位置決め機構は、前記第１の自動組立装置の移動体が突き当たる、前記第２の自動組立装置に設けられた規制手段である特徴とする自動組立システム。
少なくとも第１の自動組立装置と第２の自動組立装置が隣接して設けられた自動組立システムであって、
前記第１の自動組立装置および前記第２の自動組立装置はそれぞれ、
Ｘ軸移動手段と、
前記Ｘ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能な第１のＹ軸移動手段と、
前記第１のＹ軸移動手段に沿ってＹ軸方向に移動可能な把持手段とを有する組立ロボットと、
第２のＹ軸移動手段と、
前記第２のＹ軸移動手段に沿ってＹ軸方向に移動可能なＺ軸移動手段と、
前記Ｚ軸移動手段によってＺ軸方向に移動可能な作業台とを有し、前記組立ロボットのＺ軸下方に配置された作業台ユニットとを備え、
前記第１の自動組立装置に搬入された第１の部品に対して、第１の自動組立装置において第２の部品を組み付け、前記第２の部品が組み付けられた第１の部品を前記第２の自動組立装置に搬入し、前記第２の自動組立装置において第３の部品を組み付け、
前記第１の自動組立装置の作業台ユニットに載置された前記第２の部品が組み付けられた第１の部品は、第２のＹ軸移動手段により前記第１の自動組立装置から前記第２の自動組立装置に搬入され、前記Ｚ軸移動手段により前記作業台ユニットを上昇させることで、前記第２の自動組立装置の把持手段により把持され、前記第２の自動組立装置の作業台に載置されることを特徴とする自動組立システム。
少なくとも第１の自動組立装置と第２の自動組立装置が隣接して設けられた自動組立システムであって、
前記第１の自動組立装置および前記第２の自動組立装置はそれぞれ、
Ｙ軸移動手段と、
前記Ｙ軸移動手段に沿ってＹ軸方向に移動可能な第１のＸ軸移動手段と、
前記第１のＸ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能な把持手段と有する組立ロボットと、
Ｚ軸移動手段と、
前記Ｚ軸移動手段に沿ってＺ軸方向に移動可能な第２のＸ軸移動手段と、
前記第２のＸ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能な作業台とを有し、前記組立ロボットのＺ軸下方に配置された作業台ユニットとを備え、
前記第１の自動組立装置に搬入された第１の部品に対して、第１の自動組立装置において第２の部品を組み付け、前記第２の部品が組み付けられた第１の部品を前記第２の自動組立装置に搬入し、前記第２の自動組立装置において第３の部品を組み付け、
前記第１の自動組立装置の作業台ユニットに載置された前記第２の部品が組み付けられた第１の部品は、第２のＸ軸移動手段により前記第１の自動組立装置から前記第２の自動組立装置に搬入され、前記Ｚ軸移動手段により前記作業台ユニットを上昇させることで、前記第２の自動組立装置の把持手段により把持され、前記第２の自動組立装置の作業台に載置されることを特徴とする自動組立システム。
請求項１４に記載の自動組立システムにおいて、
前記第２の自動組立装置には、前記第１の自動組立装置の前記作業台ユニットを上昇させる駆動手段が設けられていることを特徴とする自動組立システム。
自動組立装置により第１の部品と第２の部品を組み立てる自動組立方法であって、
前記自動組立装置は、
Ｙ軸移動手段と、
前記Ｙ軸移動手段に沿ってＹ軸方向に移動可能な第１のＸ軸移動手段と、
前記第１のＸ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能な把持手段と、を有する組立ロボットと、
前記組立ロボットのＺ軸下方に配置され、第２のＸ軸移動手段と前記第２のＸ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能なＺ軸移動手段と、前記Ｚ軸移動手段によってＺ軸方向に移動可能な作業台と、を有する作業台ユニットとを有しており、前記把持手段により把持した第１の組立部品と前記作業台ユニットに載置された第２の組立部品との組立作業は、前記作業台ユニットによるＺ軸方向への移動により行われることを特徴とする自動組立方法。
少なくとも第１の自動組立装置と第２の自動組立装置が隣接して設けられ、第１の自動組立装置に搬入された第１の部品に対して、第１の自動組立装置において第２の部品を組み付け、前記第２の部品が組み付けられた第１の部品を前記第２の自動組立装置に搬入し、前記第２の自動組立装置において第３の部品を組み付ける自動組立方法であって、
前記第１の自動組立装置および前記第２の自動組立装置は、
Ｙ軸移動手段と、前記Ｙ軸移動手段に沿ってＹ軸方向に移動可能な第１のＸ軸移動手段と、前記第１のＸ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能な把持手段と、を有する組立ロボットと、
前記組立ロボットのＺ軸下方に配置され、第２のＸ軸移動手段と前記第２のＸ軸移動手段に沿ってＸ軸方向に移動可能なＺ軸移動手段と、前記Ｚ軸移動手段によってＺ軸方向に移動可能な作業台ユニットとを有しており、
前記第１の自動組立装置の作業台ユニットに載置された前記第２の部品が組み付けられた第１の部品は、第２のＸ軸移動手段により前記第１の自動組立装置から前記第２の自動組立装置に搬入され、前記Ｚ軸移動手段により前記作業台ユニットを上昇させることで、前記第２の自動組立装置の把持手段により把持され、前記第２の自動組立装置の作業台に載置されることを特徴とする自動組立方法。
請求項１７に記載の自動組立方法において、
前記第１の自動組立装置の第２のＸ軸移動手段は、前記第１の自動組立装置から外側に張り出しており、前記第２の自動組立装置の内部に伸びるガイドレールであることを特徴とする自動組立方法。
請求項１７に記載の自動組立方法において、
前記第１の自動組立装置の作業台ユニットと、前記第２の自動組立装置の把持手段には、
前記第１の自動組立装置の作業台ユニットに載置された前記第２の部品が組み付けられた第１の部品を、前記第２の自動組立装置の把持手段により把持する際に、前記第１の自動組立装置の作業台ユニットと、前記第２の自動組立装置の把持手段とを位置決めする位置決め機構が設けられていることを特徴とする自動組立方法。
請求項１９に記載の自動組立方法において、
前記位置決め機構は、前記第１の自動組立装置の作業台ユニットと、前記第２の自動組立装置の把持手段の一方に設けられた位置決めピンと、他方に設けられた位置決め孔であることを特徴とする自動組立方法。