JP2017154187A - 組立装置、および生産ライン - Google Patents
組立装置、および生産ライン Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017154187A JP2017154187A JP2016036886A JP2016036886A JP2017154187A JP 2017154187 A JP2017154187 A JP 2017154187A JP 2016036886 A JP2016036886 A JP 2016036886A JP 2016036886 A JP2016036886 A JP 2016036886A JP 2017154187 A JP2017154187 A JP 2017154187A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- assembly
- workpiece
- adjacent
- robot
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
Abstract
【課題】ロボットセル同士の間でワーク授受を柔軟にプログラムでき、生産ラインの構築、レイアウトの変更を容易に行えるようにする。
【解決手段】生産ラインを構成するロボットセル1の上部に配置された組立ロボット3は、移載ハンド7、組立ハンド14、ビス締めドライバ50などをベース2上部の水平平面内で移動させる。下方の空間に配置された搬送ユニット4は、ワークを搭載する作業台5のためのZ軸昇降装置22を含む。また、搬送ユニット4は、両隣のセルの方向に作業台5を搬送するX軸搬送装置21を含む。制御装置9は、搬送ユニット4により作業台5を隣接セルの方向に搬送して、作業台5上のワークを隣接セルに引き渡すワーク引き渡し制御、または、作業台5を隣接セルの方向に搬送して、作業台5を用いて隣接セルからワークを受け取るワーク受け取り制御を行う。
【選択図】 図1
Description
本発明は、隣接して複数台、配置することにより、生産ラインを構成する組立装置、およびその組立装置によって構成される生産ラインに関する。
従来より、種々の物品、工業製品の製造現場で、直交ロボットや、多軸ロボットを用いて組立ハンドによってワークを操作し、自動組立を行う組立装置が用いられている。
特に、直交ロボットを用いる組立装置は、XYステージ、Zステージなどを組み合わせて、組立ハンドや工具などのツール類と、被作業対象であるワークとの相対的な位置関係を制御し、ワークに対する組立部品の組み付け、加工などを行う。上記のXYステージ、Zステージは、XYテーブル、Zテーブル、あるいはXYロボット、Zロボットなどと呼ばれることもある。これらの直交ステージ(テーブル、ロボット)は、例えば直線的なガイド部材上でツールを搭載した組立ヘッド、あるいはワークを搭載した作業台を移動させる構成であり、一般に構成がシンプルであり、比較的容易に高精度な動作を行うことができる。
この種の直交ロボットを用いる組立装置は、プログラミングに応じて種々の組立操作を行うモジュールやユニットとして、例えば一定の形状、サイズを有する構成に規格化することができる。このように規格化された組立装置モジュール(ユニット)は、多数、配列することにより1つの生産ラインを構成することができる。このような用途で用いられる、組立装置モジュール(ユニット)の単体は、セルないしロボットセルなどと呼ばれることがある。以下では、多数、配列することにより1つの生産ラインを構成する組立装置のユニット(モジュール、セル)を「ロボットセル」ということがある。
上記のようなロボットセルをモジュール化して分離・連結可能とすることで、ライン構成の変更を容易に行えるようになる。従来では、例えば天吊りロボットにより搬送手段および組立処理手段を兼ねた汎用セルを用いた自動組立装置が提案されている(下記の特許文献1)。
特許文献1で提案されているロボットセルは、天吊りロボットが搬送手段および組立処理手段を兼ねている。このため、搬送および組立処理を同時に行うことができず、製品組立の所要時間が増大しがちな問題がある。
また、特許文献1のようなロボットセルで構成された生産ラインにおいてロボットセル間のワーク授受を行う場合、1つの方向へ(一方通行で)搬送することが前提とされている。例えば、ワーク授受方向が1方向のみに限定されていると、生産ラインを柔軟に運用することができない。例えば、第1のロボットセルから第2のロボットセルにワークを引き渡し、何らかの工程作業を行った後、再度第2のロボットセルから第1のロボットセルにワークを引き渡し(逆送)、さらに他の工程作業を行う、といった運用は行えない。また、製造物の仕様(工程)変更などによって生産ラインの組み換えが必要となった場合、ワーク授受方向が1方向のみに限定された従来装置では、ライン構成の変更が難しい。例えば、各ロボットセルの配置順序の変更や前後の入れ換えなどに関するライン設計が面倒であり、また、実際の変更作業の工数が増大する可能性がある。また、ワーク授受方向が1方向のみに限定された従来装置では、同一工程(例えばネジ止めなど)を担当するロボットセルを複数台用意し、1つのラインの異なる位置に配置しなければならない場合がある。
本発明の課題は、ロボットセル同士の間でワーク授受を柔軟にプログラムでき、生産ラインの構築、レイアウトの変更を容易に行え、高速な組立処理を行える生産ラインを構築できるようにすることにある。
上記課題を解決するために、本発明では、組立ツールを水平平面内で移動させる第1の移動装置と、前記水平平面より下方の空間においてワークを搭載する作業台を垂直方向に昇降させる第2の移動装置と、前記第1および第2の移動装置を支持する基台と、前記第1および第2の移動装置を介して前記組立ツールおよび前記作業台の相対位置姿勢を制御し、前記組立ツールを用いた前記ワークに対する組立処理を制御する制御装置と、を備え、隣接して複数台、配置することにより、生産ラインを構成する組立装置において、前記基台の外側に隣接して配置された隣接組立装置の方向に前記作業台を搬送する搬送装置を備え、前記制御装置が、前記搬送装置により前記作業台を前記隣接組立装置の方向に搬送して、前記作業台に搭載されたワークを前記隣接組立装置に引き渡すワーク引き渡し制御、または、前記搬送装置により前記作業台を前記隣接組立装置の方向に搬送して、前記作業台を用いて前記隣接組立装置からワークを受け取るワーク受け取り制御を行うことにより、前記隣接組立装置との間で前記ワークを双方向に授受する構成を採用した。
上記構成によれば、ロボットセル同士の間でワーク授受を柔軟にプログラムでき、生産ラインの構築、レイアウトの変更を容易に行え、高速な組立処理を行える生産ラインを構築することができる。
以下、添付図面に示す実施例を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す実施例はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
<実施例>
図1〜図3は、本発明を実施可能な組立装置として、隣接して複数台、配置することにより生産ラインを構成可能な1台のロボットセルの概略構成を斜視図として示している。各図の左下には、ロボットセルの制御に係る3次元(XYZ)座標系の座標軸の方向を示してある。また、図4は、図1〜図3と同様の様式で、上記ロボットセルを複数(この例では3台)図中のX軸方向に配列して成る生産ラインを示している。
図1〜図3は、本発明を実施可能な組立装置として、隣接して複数台、配置することにより生産ラインを構成可能な1台のロボットセルの概略構成を斜視図として示している。各図の左下には、ロボットセルの制御に係る3次元(XYZ)座標系の座標軸の方向を示してある。また、図4は、図1〜図3と同様の様式で、上記ロボットセルを複数(この例では3台)図中のX軸方向に配列して成る生産ラインを示している。
図1〜図3に示すように、ロボットセル1は、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を備える。
また、ロボットセル1の基台、ないし架台に相当するベース2上には、隣接ロボットセルとワーク6の受渡しを行う搬送ユニット4が配置されている。搬送ユニット4は、例えば、ワーク6を搭載する作業台5を支持するX軸搬送装置21(Xテーブル211、212)から構成する。
本実施例のX軸搬送装置21は、作業台5を隣接するロボットセルのベース2上に進入させるよう搬送し、ワーク6を隣接するロボットセルに引き渡し、または、受け取るために用いる。また、作業台5上のワーク6の搬送方向に関して言えば、本実施例のX軸搬送装置21は、従来装置のように1方向(例えばX+方向)に隣接するロボットセルの方向にワーク6を搬送するだけではない。例えばX+方向に隣接するロボットセルからワークを引き取り、逆方向(例えばX−方向)に搬送(逆送)するよう制御できるものとする。
また、本実施例のX軸搬送装置21は、両隣り、例えば、X+方向に隣接するロボットセル、X−方向に隣接するロボットセルの双方にワーク6を搬送し、またこれら双方のロボットセルからワーク6を引き取ることができるよう構成される。
このため、例えば、図1〜図3に示すように、X軸搬送装置21は、Xテーブル211上に、Xテーブル212をX方向のスライド移動位置を制御できるよう配置して成る。
X軸搬送装置21のXテーブル212上にはZ軸昇降装置22を介して作業台5が装着される。なお、Z軸昇降装置22には、作業台5のZ軸廻りの回動姿勢を制御する回動装置221を配置することができる。Z軸昇降装置22は、組立ロボット3が動作する水平平面より下方の空間においてワークを搭載する作業台を垂直方向に昇降させる第2の移動装置に相当する。
Z軸昇降装置22および作業台5は、Xテーブル212上の移動位置を制御可能に構成される。即ち、Z軸昇降装置22および作業台5は、図2、図3にそれぞれ示すようにワーク授受のために、Xテーブル212のX+側の端部の位置や、Xテーブル212のX−側の端部の位置に移動することができる。この状態で、Xテーブル211上で、図2のようにXテーブル212をX+側、または図3のようにX−側に伸長させることにより、Z軸昇降装置22および作業台5をX+側、X−側のいずれの隣接装置のベース上にも進入させることができる。また、Z軸昇降装置22および作業台5は、ロボットセル1の組立行程を実行するなどの目的で、Xテーブル212のX+側の端部〜X−側の端部の位置の中間の任意の位置に移動することもできる。
また、X軸搬送装置21を、図示のようなXテーブル211、Xテーブル212を用いた2段の伸縮可能な構成とすることにより、各部の寸法設定によっては、X軸搬送装置21の収縮時、特にX軸方向のサイズをコンパクトに構成することができる。
例えば、後述の例(図7(a)〜(d))のように、Xテーブル211、Xテーブル212の2段構成によるX軸搬送装置21をベース2の中央位置に配置する。この場合には、各部の寸法設定によって、X軸搬送装置21の両側の領域をワーク授受用の空間、即ちワーク授受領域として確保することができる。そして、X軸搬送装置21を最小形状に収縮させておくことにより、隣接するロボットセルが進入させたX軸搬送装置(21)をワーク授受領域に受け入れることができる。
また、Xテーブル211、Xテーブル212の2段構成により収縮時にコンパクトな形状を取れるX軸搬送装置21を用いることにより、X軸方向に関してX軸搬送装置21の両側にそれぞれ2つのワーク授受領域を確保することができる。このため、本実施例のロボットセルは、両隣のロボットセルにX軸搬送装置21を進入させることができ、また、両隣のロボットセルが進入させたX軸搬送装置21を受容することができる。これにより、本実施例のロボットセルを生産ラインに配列した場合、両隣のロボットセルのいずれに対しても、ワークの引き渡しと、受け取りのいずれをも実行可能であり、双方向のワーク授受を行うことができる。しかも、その場合、ワーク授受には、工程制御上の都合などにより、ワーク授受を行う2つのロボットセルのX軸搬送装置21のいずれも相手の側に伸長させて用いることができる。
以上のような構成により、X軸搬送装置21は、Z軸昇降装置22および作業台5を、図2のように、X+側に隣接する装置のベース上に進入するよう搬送でき、また、図3のようにX―側に隣接する装置のベース上に進入するよう搬送することができる。
即ち、本実施例によれば、X軸搬送装置21は、第1の隣接組立装置(例えばロボットセル201)に向かう第1の方向、または、第2の隣接組立装置(例えばロボットセル101)に向かう第2の方向、の方向に作業台5を搬送できるよう構成される。そして、第1の隣接組立装置、および第2の隣接組立装置との間で、ワーク引き渡し制御、またはワーク受け取り制御を行うことによりワーク6を双方向に授受することができる。
図4に示すように、ロボットセル1は、例えば同様の構成を有するロボットセル101、201をベース2の(基台)の外側にX軸方向に隣接して複数台、配置することにより、生産ラインを構成することができる。その場合、搬送ユニット4を図1〜図3のようにX軸搬送装置21、Z軸昇降装置22で構成することで、作業台5を、X−側に隣接するロボットセル101のベース上にも、あるいは、X+側に隣接するロボットセル201のベース上にも移動可能である。
そして、X+側、X−側のいずれに隣接するロボットセル101、201に対しても作業台5を用いてワーク6を引き渡し、あるいはこれら隣接するロボットセル101、201からワーク6を引き取ることができる。また、ロボットセル1、101、201を同等の構成としておけば、ワーク授受、即ち、ワーク6の引き渡し、引き取りのいずれについても、行程制御上の都合などに応じて、隣接するロボットセル1、101、201のいずれのX軸搬送装置21も利用できる。
さらに、ロボットセル1を構成する他の部材につき説明する。以下の構造についても、隣接配置されるロボットセル101、201はロボットセル1と同等であるものとする。
被組立部品としてのワーク6は、ワーク6を移載する移載ハンド7、各種組立作業を行うための組立ハンド14によって操作することができる。これら移載ハンド7、組立ハンド14は、ワークに対して組立操作を行う組立ツールに相当し、組立ロボット3の組立ヘッド上に搭載され、組立ロボット3によってX、Y軸方向の位置を制御することができる。組立ロボット3は、直交配置のY軸移動装置12、X軸移動装置13を備え、これらの(XY)移動装置は前記の組立ツールを水平平面内で移動させる第1の移動装置に相当する。
ロボットセル1のベース2上には、当セル上で行う組立作業を行うため、さらにZ軸昇降装置30により昇降可能な作業台8が配置されている。また、ベース2上には、組付部品を供給するためのZ軸昇降装置31には少なくとも一つ以上の組立部品33を供給可能に収容した供給パレット32が配置されている。供給パレット32(供給トレイ)は、ベース2上にZ軸昇降装置31により昇降可能に配置されている。供給パレット32には複数種類の組立部品が収容されていてよい。
組立部品33は、例えば組立ハンド14(あるいは移載ハンド7)により供給パレット32から取り出し、作業台5や作業台8上に移動したり、あるいは作業台5や作業台8上のワーク6に組み付けたりすることができる。
また、ベース2のY−方向には、組立部品(33ないしその供給パレット32)を多数収容するストッカー40が配置される。詳細構造は不図示であるが、例えば、ストッカー40は、供給パレット32上の組立部品33が使い切られた時、Z軸昇降装置31上の空の供給パレット32を組立部品33を配列した新しい供給パレット32と交換するような動作を行えるよう構成される。また、ストッカー40には、使用済み(空)の供給パレット32を不図示の回収機構などに向けて排出する機能が設けられていてもよい。
ロボットセル1のベース2の下部にはロボットセル1を制御するための制御装置9を格納することができる。制御装置9は、組立ツール(7、14、後述の50など)、および作業台5、8の相対位置姿勢を制御し、組立ツールを用いたワークに対する組立処理を制御する。
また、組立ハンド14や移載ハンド7をXY移動する組立ロボット3は、ベース2に固定された支柱11を介してベース2上空に支持されたY軸移動装置12を備える。さらに、Y軸移動装置12上には、Y軸移動装置12のガイドレールと直角方向に移動可能にX軸移動装置13が取付けられている。
X軸移動装置13のガイドレールに支持された組立ヘッドには、上記の移載ハンド7、組立ハンド14が取付けられている。移載ハンド7や組立ハンド14で、作業台5(8)上のワークを操作する場合は、組立ロボット3を作業台5(8)のXY座標に対応する位置に移動し、Z軸昇降装置22(30)によって作業台5(8)を各ハンドで操作可能な位置まで上昇させる。
なお、XY移動を行う組立ロボット3に対して、Z軸昇降装置を介して組立ヘッドを懸架するような従来構成も知られている。本実施例においても、作業台5、8、供給パレット32などを昇降しない構成とするなら、Z軸昇降装置を介して移載ハンド7、組立ハンド14を備えた組立ヘッドを組立ロボット3に懸架する構成を取ることも考えられる。しかしながら、組立ロボット3をX、Y、Zの3軸移動を行うように構成する場合、組立ロボット3が懸架する機構が大型化し、重量が増大する。これによって、例えば支柱11、X軸移動装置13、Y軸移動装置12などの構造を強化するなどの必要が生じ、装置全体が大型化し、また重量が増大することが懸念される。
これに対して、本実施例では、上述のように作業台5、8、供給パレット32のZ軸に沿った昇降を下方のベース2側に配置したZ軸昇降装置によって行う構造を採用している。このような構造によれば、組立ロボット3で支持する必要のある部位を小型化、軽量化でき、上記のようなデメリットを回避することができる。
さらに、本実施例では、組立ロボット3のX軸移動装置13のガイドレール上にビス締めドライバ50が装着されている。これに関連して、ベース2上には、加工用ビスを格納したビス供給機51が配置される。
上述のX軸移動装置13、Y軸移動装置12、X軸搬送装置21、Z軸昇降装置22、30、31は、公知の各種のX、Yテーブル(ステージ)、Zテーブル(ステージ)などの移動装置と同様に構成できる。例えば、X、Y軸移動(搬送)装置の場合は、移動部(組立ヘッドや作業台ないしその支持部)は、テーブル(ガイドレール)上に摺動自在に支持される。駆動手段にはモータなどが用いられ、テーブル(ガイドレール)の両端のプーリなどに架装されたワイヤやベルトなどを介して、移動部の位置を制御する。あるいは、被移送体にモータなどの駆動手段を配置することもでき、テーブル(ガイドレール)側に配置されたラックと噛合するピニオンギアなどを介して移動部を自走させるような構造としてもよい。Z軸移動(搬送)装置の場合は、縦方向のガイドレール上に移動部を支持し、例えば上記同様のラック&ピニオンのような駆動系を介して移動部を移動させる構造が考えられる。これら各々の細部の構造は不図示であるが、後述の制御系の制御によって、移動部の移動位置を制御できるものであれば、公知の任意の構造を適宜採用すればよい。
図4は上記のロボットセル1の両隣に同等の構造を有するロボットセル101、201を配置して成る生産ライン(自動組立ライン)を示している。ここでは、簡略化のため3台のロボットセルのみによる生産ラインを示しているが、この台数は例示に過ぎず、任意であり、実際には、実行させる工程によってより多数のロボットセルを配置することが考えられる。
図4の構成では、生産ラインの端部に相当するロボットセル101、201のロボットセル1と隣接していない側には、供給排出ユニット60a、60bが配置されている。供給排出ユニット60a、60bはほぼ同等の構造であり、供給排出ユニット60aにつき説明すれば、これら供給排出ユニットはベース601上にコの字型のゲート602を設けた構造である。供給排出ユニット60a、60bのベース601は、ロボットセル101、201のベース(2)とほぼ同じ高さになるよう配置される。
供給排出ユニット60a、60bは、生産ラインの一端、または他端のロボットセルに隣接して、生産ラインに対して部品を供給する部品供給装置、または、組立処理済みのワークを回収するワーク回収装置に相当する。
供給排出ユニット60a、60bのゲート602の上部の水平部位には、移載ハンド603が配置されている。移載ハンド603は、ゲート602の中央位置に固定された構造であっても良いし、あるいは必要ならゲート602の上部の水平部位をY軸移動装置として構成し、Y+−方向の位置を制御可能な構造としてもよい。
上記のような構造において、ロボットセル101、201の搬送ユニット4(X軸搬送装置21)で作業台(5)を供給排出ユニット60a、60bのベース601上に進入させ、さらに軸昇降装置22で上昇させる。これにより、作業台(5)上の空間に移載ハンド603がアクセスできるようになる。従って、供給排出ユニット60a、60bの移載ハンド603によって、保持した組立部品を作業台(5)に供給したり、あるいは作業台(5)上のワークを取り出し、不図示の排出ラインに引き渡す、といった動作が可能となる。
また、上述のように、本実施例のロボットセル1(101、201)の搬送ユニット4(X軸搬送装置21)は、1つの隣接装置に片方向でワーク搬送するのみならず、他のもう1方向へワーク搬送を行い、隣接装置との間のワーク授受を行うことができる。また、このため、ワーク搬送に関しては、本実施例のロボットセル1(101、201)で構成した生産ラインでは双方向のワーク搬送が可能である。例えば、供給排出ユニット60aから60bに向かう1方向搬送で行うワーク組立ての他、逆のワーク搬送方向で組立てを行うこともできる。例えば、ロボットセル1(101、201)の配置を変更せずに各セルのプログラミングの変更により供給排出ユニット60aから60bに向かう他の搬送方向でワーク組立てを行うことができる。
例えば、後述の図6の例では、供給排出ユニット60aから60bに向かう方向のワーク搬送と、その逆方向のワーク搬送を組合せて、製品組立を行っている。
また、工程の組み方によって、途中の数台のロボットセルの間でワークを往復させてサブ工程を進める、といったプログラミングも可能である。例えば、図4では、ロボットセル1、101、201にそれぞれネジ止め機構、即ちビス締めドライバ50、ビス供給機51が配置されている。このようなネジ止め機構は、ネジ止めの必要になる工程に相当するロボットセルのみに配置すれば足りる。しかしながら、従来の1方向搬送のみにより稼働する生産ラインでは、ネジ止め機構はネジ止めの必要になる工程に相当するロボットセルに繰り返し配置する必要があった。これに対して、本実施例では、逆方向のワーク搬送、授受、あるいは往復搬送、授受が可能であるため、配置するネジ止め機構の数を減少することができる。例えば、ビス締めドライバ50、ビス供給機51から成るネジ止め機構を1台のセルのみ、例えばロボットセル1のみに配置するようなライン設計も可能である。例えば、ロボットセル1から101(201)にワークを送り、組立部品を搭載させた後、ロボットセル1にワーク逆送してネジ止め機構でネジ止めする工程を繰り返し行うことができる。
ここで、図1〜図4のロボットセル(1、101、201)の1台で実行可能な組立あるいはワーク搬送制御につき、作業対象のワーク受け取りから順に説明する。
本実施例の構成では、当該ロボットセルの搬送ユニット4を伸長させて、隣接するロボットセルにワークを受け取りに行く動作も可能であるが、隣接するロボットセルが搬送ユニット4でワークを搬入する場合は次のような動作になる。ただし、当該ロボットセルの搬送ユニット4を伸長させて、隣接するロボットセルにワークを受け取らせる場合でも、いずれの搬送ユニット4がワーク(ないし作業台5)を搬送するかの違いがあるだけで、動作の流れはそれほど大きく相違しない。
まず、隣接するロボットセルの搬送ユニット4および作業台5により、ロボットセル1のベース2上のワーク授受領域に進入してきたワーク6に対し、組立ロボット3が移載ハンド7の水平(XY)位置を制御し、ワーク6の上空の所定位置まで移動させる。ここで、隣接するロボットセルの搬送ユニットに取付けられたZ軸昇降装置22が移載ハンド7に対し所定の位置まで上昇させ、(隣接セルの)作業台5上のワーク6を移載ハンド7へ引き渡す。その後、隣接するロボットセルは搬送ユニット4および作業台5を自機のベース上に回収する。
続いて、組立ロボット3を水平方向に移動させ、当該ロボットセルの作業台5の上空の所定の位置まで移載ハンド7を移動させる。そして、Z軸昇降装置22で作業台5を移載ハンド7でワーク6を載置することができる高さまで上昇させる。その後、移載ハンド7の把持を解除し、これにより、ワーク6が作業台5に載置される。
一方、ストッカー40から供給された供給パレット32には組立部品33が格納されている。そこで、供給パレット32から作業台5上のワーク6に組み付ける組立部品33を取り出す。このため、組立ロボット3を水平方向に移動し、取り出すべき組立部品33の上空の所定の位置まで組立ハンド14を移動させる。そこで、Z軸昇降装置31で供給パレット32を上昇させ、組立ハンド14で組立部品33を把持させる。
その後、組立ロボット3を水平方向に移動させ、作業台8の上空の所定の位置まで組立部品33を把持した組立ハンド14を移動させる。そこで、Z軸昇降装置30により、作業台8を組立ハンド14でアクセス可能な高さまで上昇させて、組立ハンド14の把持を解除し、組立部品33を作業台8に載置する。
この作業台8では組立部品33の位置決めを行ったり、供給パレット32に複数種類の組立部品がある場合の下処理的な組立などを行ったりできる。その際、位置決め爪(詳細不図示)などの位置決め手段の動作はソレノイドなどによって適宜制御される。
次に、Z軸昇降装置30で作業台8を組立ハンド14に対し所定の位置まで上昇させ、組立ハンド14により組立部品33を把持させる。続いて、組立ロボット3を水平方向に移動し、作業台5の上空の所定の位置まで組立ハンド14を移動させる。そこで、Z軸昇降装置22により作業台5を組立ハンド14のアクセスが可能な所定の位置まで上昇させ、組立ハンド14によって、作業台5上のワーク6に対し、組立部品33を組付ける動作を行わせる。
続いて、ビス締めが必要な場合は、組立ロボット3を水平方向の位置を制御し、ビス供給機51の上空の所定の位置までビス締めドライバ50を移動する。ビス供給機51はZ軸昇降装置511で昇降可能であり、Z軸昇降装置511によりビス供給機51をビス締めドライバ50に対し所定の位置まで上昇させる。ビス締めドライバ50には、負圧あるいは電磁石などにより吸着力を発生させる吸着機構(不図示)が配置されており、ビス供給機51の供給位置に用意された加工用ビスを取得する。
その後、組立ロボット3の水平位置を制御し、作業台5上のワーク6の上空の所定の位置までビス締めドライバ50を移動させる。また、Z軸昇降装置22により作業台5をビス締めドライバ50に対し所定の位置まで上昇させ、これによりビス締めドライバ50によるビス締め加工処理を行う。ここでは例えば、組立部品33をワーク6にビス締め固着するような作業を行える。
その後、Z軸昇降装置22でワーク6を搭載した作業台5を所定の位置まで下降させ、搬送ユニット4のX軸搬送装置21を駆動して隣接するロボットセルのベース上に画成されたワーク授受領域にワーク6を搭載した作業台5を搬入する。そこで、Z軸昇降装置22が隣接ロボットセルの移載ハンド7の位置まで上昇させることによりワーク6を隣接ロボットセルへ受け渡すことができる。なお、ここでも本実施例の構成によれば、隣接ロボットセルの方が、搬送ユニット4のX軸搬送装置21を用いて作業台を引き取りに来る動作を行うことにより、同等のワーク授受が可能である。
以上が、1つのロボットセルの上の一連の組立動作の一例であるが、ビス締め加工処理は作業台8上で行っても良い。また、ビス締めドライバ50に換えて何らか塗布材のための塗布装置を配置しておけば、ビス締め処理に換えて塗布部材の塗布加工処理など別の加工処理を行うこともできる。また、本実施例ではZ軸昇降装置22が搬送ユニット4に取付けられていたが、ベース2の下部に取付け、搬送ユニット4に取付られた作業台5を下方から突き上げるような動作を行って昇降させても構わない。この場合には、作業台5は、例えばその時作業台5が移動している位置の下方に配置されているZ軸昇降装置によって垂直位置を制御されることになる。
図5は、ロボットセル1(101、201)の制御系(制御装置9)の構成例を示している。図5の制御系は、汎用マイクロプロセッサなどから成るCPU701のシステムバス(不図示)に各周辺装置を接続して構成することができる。CPU701は、インターフェース704、705を介して、ロボットセル1(101、201)を構成する各周辺装置と通信する。インターフェース705に接続される周辺装置には、組立ロボット3のX軸移動装置13、Y軸移動装置12、作業台5の昇降に係るZ軸昇降装置22が含まれる。また、インターフェース705に接続される周辺装置には、ワーク授受に係る搬送ユニット4のX軸搬送装置21と、Z軸昇降装置22、30、31のような駆動系が含まれる。さらに、インターフェース705に接続される周辺装置には、作業台ユニット712、移載ハンド7、組立ハンド14、ビス締めドライバ50(あるいはさらにビス供給機51)が含まれる。作業台ユニット712として記したブロックには、作業台5のZ軸廻りの回動姿勢を制御する回動装置221や、作業台5に配置されたワーク固定爪などを駆動するソレノイドなどが含まれる。これらのモータやソレノイドなどを含む駆動装置は、例えばサーボコントローラなどから成る駆動回路706を介してインターフェース705に接続される。
また、インターフェース705には、さらに上述のストッカー40、通信部708、操作パネル707などが接続されている。CPU701はストッカー40と制御コマンド授受を行うなどの手法により、供給パレット32の交換などの動作を行わせることができる。通信部708は、外部装置、例えば隣接する他のロボットセルや、生産ライン全体を制御する上位制御装置との通信に用いられる。CPU701は、例えば後述の生産ライン動作で必要となる隣接する他のロボットセルとのハンドシェイクや、上位制御装置との間のコマンド授受などをこの通信部708を介して行う。通信部708の通信方式には各種のシリアル、あるいはパラレルバスによる通信方式を用いることができる。主にロボットセル1(101、201)の操作に用いるユーザーインターフェースに相当する操作パネル707は、ファンクションキー、ディスプレイ、あるいはさらにポインティングデバイス、タッチパネルなどを用いて構成される。操作パネル707の操作面の具体的構成は不図示であるが、操作パネル707はこの種のユーザーインターフェースに用いられる任意のハードウェア構成、あるいは操作入(出)力仕様によって構成することができる。これらの部材(40、708、707)は、主にコマンドやデータ入出力の対象であって、直接、インターフェース705に接続される形で図示してある。なお、図5ではインターフェース704には周辺装置を接続していないが、上記の周辺装置のうち任意の周辺装置はインターフェース704側に接続されていてもよい。
CPU701には、記憶装置709が接続されている。図5の構成では、記憶装置709は、ROM702、RAM703により構成されているが、不図示のHDDなどの外部記憶装置の記憶領域を利用して構成された仮想記憶装置を含んでいてもよい。
CPU701が実行することによって、ロボットセル1(101、201)を制御するための制御プログラム800は、例えばROM702に格納しておくことができる。ただし、制御プログラム800は不図示のHDDなどの外部記憶装置などに格納されていてもよい。また、制御プログラム800を格納するROM702の領域は、E(E)PROMのような書き換え可能なメモリ領域で構成されていてもよい。上記HDDのファイル領域や、書き換え可能なROM領域によって制御プログラム800の格納領域が構成されている場合には、例えば、通信部708を介したネットワーク通信により制御プログラム800のインストールや更新が可能である。
また、記憶装置709は、光ディスクや磁気ディスク、各種フラッシュメモリカードなど、交換可能な記録媒体のドライブ装置(あるいはインターフェース)などを含んでいてよい。その場合、これらコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されたファイルデータなどを用いて制御プログラム800のインストールや更新を行うことができる。制御プログラム800、あるいはそれを格納した上記のコンピュータ読み取り可能な記録媒体もまた、本発明の一部を構成する。
CPU701がロボットセル1(101、201)を制御するための制御プログラム800は、ワーク組立処理パターン801、ワーク搬送制御(サブルーチン)802、受渡しパターン803のようなサブルーチンないし制御データを含む。このうちワーク組立処理パターン801は、組立ハンド14、X軸移動装置13、Y軸移動装置12、Z軸昇降装置22、供給パレット32などを制御して、当該セル上でワークに対する組立工程を実行させるサブルーチン(ないし制御データ)を構成する。
ワーク搬送制御802は、RAM703上などに確保された搬送方向を制御するフラグ領域などを用いて、図1〜図4で説明した搬送ユニット4(X軸搬送装置21)による双方向のワーク搬送を制御する。ワーク搬送制御802は、主に、搬送ユニット4(X軸搬送装置21)によって、双方向のいずれか、即ち、第1、第2の隣接セルのいずれの方向に進入させるかの態様を制御することができる。
また、受渡しパターン803は、搬送ユニット4を用いた双方向のワーク授受、即ち、第1、第2の隣接セルのいずれとワーク授受を行うか、また、その場合ワークを引き渡すのか、あるいは受け取るのか、といった動作態様を制御する。
図6は、上述のロボットセル1、101、201と、その両端に供給排出ユニット60a、60bを配置して成る生産ラインにおいてプログラミング可能なワーク組立および搬送、授受(受渡し)の流れの一例を示している。図6の例では、例えばロボットセル1、101、201とそれらのストッカー40に充分な組立部品(33)の供給能力があることが前提であるが、図中、左から右へのワーク搬送とその逆方向のワーク搬送の1往復で、製品組立を行っている。
図6では、供給排出ユニット60a、60bの両側に人手セル901、902(A、B)が配置されている(図9(a)、(b)参照)。人手セル901、902は、作業者の手動による作業で、ワーク投入(供給:S10、S30)、ワーク排出(S20、S40)、組立処理(パターン4:S21)などを行う。ここで、人手セル901の作業者は主に初期ワークの投入(S10)、およびこのラインでの完成品にあたるワークの排出(S40)を行う。また、人手セル902の作業者は、一旦、ラインから排出(S20)した(半完成の)ワークに対して人力でしか行えないような微妙な作業パターンを要する組立処理(S21)を手作業で実行し、その後、再度、ラインにワークを投入(S30)する。なお、図6では、供給排出ユニット60a、60bはそれぞれ両端のロボットセル101、201とともに1つのブロック内に示してある。
図6において、ロボットセル101で行う組立処理パターンは、左から右への搬送で行われる経路ではS14、その逆の右から左への搬送で行われる経路ではS38である。また、ロボットセル1で行う組立処理パターンは、左から右への搬送で行われる経路ではS16、その逆の右から左への搬送で行われる経路ではS36である。また、ロボットセル201で行う組立処理パターンは、左から右への搬送で行われる経路ではS18、その逆の右から左への搬送で行われる経路ではS34である。また、人手セル902で行う組立処理パターンは、上記の組立処理パターン(S21)である。これらのうち、ロボットセル101、1、201で行われる組立処理パターン(S14、S16、S18…)は、ワーク組立処理パターン801のサブルーチン(図8)で制御される。その際、1セル上で行う組立ハンド14や搬送ユニット4、Z軸昇降装置22を用いた組立操作の実例は上述の通りである。
また、図6において、供給排出ユニット60a、60bやロボットセル101、1、201間のワーク授受は、上記の各組立処理パターンの間の受渡しパターン(S12、S15、S17、S19、S32、S35、S37、S39)によって実行される。このワーク受渡し時の各部の駆動パターンは、図8のワーク搬送制御802のサブルーチン(図8)で制御される。この場合、繰り返し述べているように、各ロボットセルが搬送ユニット4(X軸搬送装置21)は作業台5を両隣のいずれの隣接ロボットセルに対しても進入させることができる。このため、上記各ワーク受渡しの動作パターンにおいては、工程設計やその進行状態などに応じて、ワーク授受に用いる搬送ユニット4は引き渡し側、受け取り側のいずれをも利用することができる。
例えば、図6では、工程順に関して、上流(前工程)側のロボットセルが搬送ユニット4により、下流(後工程)側のロボットセルのベース上に作業台5を進入させる受渡しパターンを「受渡しパターン1」という(S14、S19、S35など)。この「受渡しパターン1」は、工程上流側のロボットセルにワークを引き渡しに行く動作パターンである。これに対して下流(後工程)側のロボットセルが搬送ユニット4により、上流(前工程)側のセルのロボットベース上に作業台5を進入させる(受け取りに行く)受渡しパターンを「受渡しパターン2」と(S12、S32など)。なお、図6の上半部では、左から右方向へワークを搬送しており、従ってここでは図中左側を上流側、図中右側を下流側と考えるものとする(往路)。また、図6の下半部では、ワークを右から左方向へワークを搬送しており、従ってここでは図中右側を上流側、図中左側を下流側と考えるものとする(復路)。
図6において、図中、左から右方向への搬送に伴ない進行する各セルの組立処理(往路)と、右から左方向への搬送に伴ない進行する各セルの組立処理(復路)では異なる組立処理を実行させることができる。これにより、上記往路と復路の往復搬送の全体によって、この生産ライン全体で実行すべき1つの組立処理を完結させることができる。
次に、図7〜図9を参照して、本実施例における各ロボットセル間におけるワーク授受態様の実例を具体的に説明する。
図7(a)〜(d)は図2の搬送装置に係る部分を簡略的に表した図であり、図7(a)は搬送ユニット4のX軸搬送装置21を収縮させた状態で各ロボットセル101、1、201内に格納されている状態である。X軸搬送装置21は、上述の通り、下段、上段のXテーブル211、212の2段構成で、作業台5を図7(b)、(c)、(d)のように左右両側の隣接ロボットセルのベース2上に搬入することができる。また、図7(図8、図9も同様)では詳細不図示であるが、作業台5は、Z軸昇降装置22によって昇降させることができ、作業台5を隣接ロボットセルの移載ハンド7の位置まで上昇させれば、作業台5上のワークを移載ハンド7に引き渡すことができる。なお、作業台5は、図1〜図3では、上段のXテーブル212上でX+、X−方向に摺動可能な構成を例示しているが、この構成については図7〜図9では簡略化のため詳細な図示を省略している。
図7(a)のように、各X軸搬送装置21を最も収縮させた状態では、ベース2上のX軸搬送装置21の両側(X+、X−側)には空間がある。この空間は、隣接ロボットセルが伸長させたX軸搬送装置21を受容でき、ワーク授受領域として用いることができる。
図7(b)はロボットセル1がX軸搬送装置21をX+側に伸長させ、ロボットセル201に対してワークを引き渡すワーク授受を行う様子を示している。なお、以後の図面においても、X軸搬送装置21が隣接ロボットセルに進入させる状態では、隣接ロボットセルの支柱11を破線などにより図示することがある。X軸搬送装置21は、下段、上段のXテーブル211、212の2段構成であり、収縮時はごくコンパクトな外形、伸長時は2段分のテーブルのほぼ全長近くまで長く延長することができる。
図7(b)のように、ロボットセル1がX軸搬送装置21により作業台5をロボットセル201のワーク授受領域に進入させた時、ロボットセル201のX軸搬送装置21を収縮位置に制御されていればX軸搬送装置21同士の干渉は生じない。また、もちろん、図7(c)で示すように、ロボットセル1、およびロボットセル201のX軸搬送装置21がいずれもワーク搬送を行っている時も、X軸搬送装置21同士の干渉は生じない。つまり、ロボットセル201が組立処理などを行う搬送ユニット収縮時(図7(a))、および同一搬送方向に隣接ロボットセルへワーク搬入を行う時(図7(b))ならロボットセル1はロボットセル201側にX軸搬送装置21を進入させることができる。
図7(d)は、同様にロボットセル1がX軸搬送装置21をX−側に伸長させ、ロボットセル101に対してワークを引き渡すワーク授受を行う様子を示している。ロボットセル101は、この時、搬送ユニット収縮状態で、例えば当該セル上の組立処理工程を行っている。このような状態なら、どのようなタイミングでもロボットセル1はロボットセル101側にX軸搬送装置21によって作業台5を進入させることができる。また、このことはロボットセル101がX軸搬送装置21をX−側に伸長させている時でも同様で、セル(1、101)間のX軸搬送装置21同士の干渉は生じない。
本実施例では、XY移動を行う組立ロボット3をセルのベース上方に、また、これとは分離して作業台5のZ軸方向の移動のZ軸昇降装置22、あるいはワーク授受のためのX軸搬送装置21をベース下方に配置する構成(いわゆる「下Z」構成)である。このため、組立ロボット3の動作空間と、ワーク授受のため、隣接セルに進入する必要のあるX軸搬送装置21の動作空間と、をベースの上下の空間に分離できる。従って、ワーク授受のため隣接セルにX軸搬送装置21で作業台5を進入させる場合、干渉を考慮する条件をほぼ隣接セルのX軸搬送装置21の状態のみに限定できる。このため、本実施例の生産ラインでは、各セルの工程制御条件を緩和でき、自由度の高い工程制御、およびワーク授受制御を行うことができる。また、本実施例のようにワークや作業台の3次元の移動を行う移動装置をベース上方、下方にそれぞれ分離した「下Z」構成では、セル上の組立工程と、ワーク授受を並行処理できるタイミングを多く選択でき、ラインの生産効率を向上できる可能性がある。
なお、特許文献1に示されるような構成では、天吊りのXYZロボットのみによって、組立の他、ワーク授受も行うようになっている。このような従来構成では、隣接するセルのXYZロボット同士の干渉を防ぐため、工程制御が複雑になり、また、セル上の組立工程とワーク授受の並行処理が難しくなる問題があり、上述のような作用効果を期待できない。このため、従来構成では、セル間のインターロックのための通信のトラフィックが増大し、各部の位置検出のためのセンサなどを余計に追加する必要が生じる可能性がある。また、同じ理由で生産ラインの構築や、ラインレイアウトの変更に必要な作業量、作業時間が増大する可能性がある。本実施例のように移動装置をベース上方、下方に分離した「下Z」構成では、このような問題を生じない。
図8(a)〜(d)は、供給排出ユニット60a、60b、ロボットセル101、1、201で構成された生産ラインにおける隣接ロボットセル間のワーク受渡しパターンを示している。なお、便宜上、図8(a)〜(d)では、下部の矢印が工程の流れを示しており、図中左(X−)側が工程上流、右(X+)側が工程下流であるものとする。また、ここでは、図6で説明したように、下流(後工程)側のロボットセルのベース上に作業台5を進入させる受渡しパターンが「受渡しパターン1」であるものとする。また、上流(前工程)側のロボットセルのベース上に作業台5を進入させる受渡しパターンは「受渡しパターン2」であるものとする。
図8は図2の搬送装置および供給排出ユニットに係る部分を簡略的に表した図であり、図8(a)の初期状態では供給排出ユニット60aに被組立部品であるワーク6が保持されている。また、各セルのX軸搬送装置21は中央の位置において収縮状態に制御されている。ここでは、生産ラインをワーク6が流れる搬送方向は、矢印の通りロボットセル101、ロボットセル1、ロボットセル201の順であり、各ロボットセルがそれぞれ必要な組立処理を行い、最終工程が済むと供給排出ユニット60bにワーク6を排出する。
この例では、最初に、ワーク6を受け取るため、図8(b)に示すようにロボットセル101がX軸搬送装置21を左方(X−)に伸長させ、作業台5を供給排出ユニット60aのワーク授受領域に進入させる。図8(b)の状態で、ロボットセル101がZ軸昇降装置(22:詳細不図示)により上昇させることにより供給排出ユニット60aの移載ハンド603が保持しているワーク6を受取ることができる。その後、ロボットセル101がX軸搬送装置21を収縮制御し、ワーク6はロボットセル101のベース上に格納され、ロボットセル101における所定の組立処理を実行する。この動作は、上流(前工程)側のセルのロボットベース上に作業台5を進入させる(受け取りに行く)「受渡しパターン2」である。
その後、ロボットセル101からロボットセル1へのワーク授受は、工程制御上の都合などに応じて、「受渡しパターン1」、「受渡しパターン2」のいずれによっても行うことができる。
「受渡しパターン1」の場合は、図8(c)に示すように、工程上流側のロボットセル101が右方(X+)にX軸搬送装置21を伸長制御し、工程下流側のロボットセル1のワーク授受領域に進入させる。そして、ロボットセル101がZ軸昇降装置(22)により作業台5を上昇させ、作業台5上のワーク6をロボットセル1の移載ハンド7に引き渡す。
一方、「受渡しパターン2」の場合は、図8(d)に示すように、工程下流側のロボットセル1が左方(X−)にX軸搬送装置21を伸長制御し、工程上流側のロボットセル101のワーク授受領域に進入させる。そして、ロボットセル1がZ軸昇降装置(22)により作業台5を上昇させ、ロボットセル1の移載ハンド7が保持しているワーク6を作業台5上に引き取る。
本実施例では、上記の「受渡しパターン1」、「受渡しパターン2」を、各セルの工程制御上の都合によって選択できる。例えば、「受渡しパターン1」(図8(c))ではロボットセル101側の移載ハンド7はワーク授受に関与せず、「受渡しパターン2」(図8(d))ではロボットセル1側の移載ハンド7がワーク授受に関与しない。そして、これらワーク授受に関与しない移載ハンド7には、上記受渡しパターンを実行中、例えば作業台8や供給パレット32に係る当該セルにおける組立作業を並行的に実行させることができる。このため、当該セル上では、組立処理や複数組立部品の組立などの組立処理時間を長く確保できる利点がある。
ロボットセル1からロボットセル201へのワーク授受においても、同様に「受渡しパターン1」、「受渡しパターン2」のプログラムパターンを選択可能である。
あるいは、X軸搬送装置21の干渉防止に係る制御を簡略化するため、本実施例では次のようなワーク授受制御ポリシーを選択してもよい。例えば、ロボットセル1はX軸搬送装置21上流側、下流側のいずれのロボットセルにも進入させるが、ライン両端のロボットセル101、201は供給排出ユニット60aまたは60b側にのみ進入させるよう制御する。このようなワーク授受制御ポリシーによれば、X軸搬送装置21の干渉防止に係る制御を簡略化できる。このため、どのようなタイミングでロボットセル1がX軸搬送装置21を両隣のロボットセル101、201のワーク授受領域に進入させてもX軸搬送装置21同士の干渉は生じない。
CPU701が実行する上記の受渡しパターン1、2(803:図5)や、上記のワーク授受制御ポリシーのための制御プログラムや制御データは、制御装置9の記憶装置(704)内にワーク受渡しパターン情報として記憶させておくことができる。そして、各ロボットセルが、工程制御の都合などに応じて、それぞれ適切なワーク受渡しパターンを選択することにより受渡しパターンを切替えることができる。
例えば、生産ライン上にロボットセルを追加したり、あるいは減少させたりするライン再構成を行う必要が生じた場合は、工程順序の変更などに応じて各ロボットセルが実行するワーク受渡しパターンは任意に変更できる。また、工程下流から上流へのワーク逆送も任意であり、その場合、本実施例の構成によれば、ワーク授受には、下流、および上流のロボットセルのX軸搬送装置21をいずれも用いることができる。このため、本実施例の構成によると、従来装置のように、生産ライン上のロボットセルの位置を大きく変更したり、同じ工程を実行する余計なロボットセルを生産ライン上の異なる位置に重複配置したりする必要が生じる可能性は小さい。
図9(a)、(b)は、ロボットセル101、1、201から成る生産ラインにおいて、供給排出ユニット60a、60bの両側にさらに人手セル901、902を配置した構成を図7、図8と同様の様式で図示している。図9(a)、(b)は、図6で説明した同じ生産ラインの左から右(往路)、および右から左(復路)の往復によってワークを搬送し、作業工程を進める例をより具体的に示したものである。図9(a)は往路の工程に相当し、矢印で示すように左(X−)側が工程上流側、右(X+)側が工程下流側に相当する。これに対して、図9(b)は復路の工程に相当し、矢印で示すように右(X+)側が工程上流側、左(X−)側が工程下流側に相当する。
図9(a)、(b)の往路、復路の工程は例えば次のように実施される。
往路の工程では、図9(a)に示すように、供給排出ユニット60aに隣接する人手セル901から(初期)ワークが例えば手作業により供給排出ユニット60aに投入される。ロボットセル101の搬送ユニットは、上述の通り受渡しパターン2でX軸搬送装置21を制御してワークを受取り(図6のS12、以下同様)、組立処理パターン1(S14)を行う。
さらに、ロボットセル1に対するワーク授受は、受渡しパターン1(S15)であり、ここではロボットセル101がX軸搬送装置21を下流側のロボットセル1のワーク授受領域へ進入させて行う。
ロボットセル1の移載ハンド7はワークを受取り、組立処理パターン2(S10)を行う。その後、受渡しパターン1(S17)により、下流のロボットセル201へワークを引き渡す。受渡しパターン1(S17)は、ロボットセル1がX軸搬送装置21を下流側のロボットセル201のワーク授受領域へ進入させて行う。
ロボットセル201の移載ハンド7はワークを受取り、組立処理パターン3(S18)を行う。その後、搬送ユニットは受渡しパターン1(S19)で下流側の供給排出ユニット60bへワークを引き渡す。供給排出ユニット60bの隣には人手セル902(B)があり、人力、または供給排出ユニット60bの何らかの排出操作により人手セル902へワークを排出する。
人手セル902(B)では、作業者が例えば人力操作でしか行えないような手動組立作業によって組立処理パターン4(S21)を実施する。手動組立作業終了後、作業者はワーク6を供給排出ユニット60bに投入(S30)する。
復路の工程においては、図9(b)に示すように、ロボットセル201が上流側の供給排出ユニット60bから受渡しパターン2(S32)でワークを受取り、組立処理パターン5(S35)を行う。さらに、ロボットセル201からロボットセル1に対するワーク授受は受渡しパターン1(S35)によって行う。
ロボットセル1が移載ハンド7によりワーク6を受取ると、組立処理パターン6(S36)を行う。その後、ロボットセル1は、受渡しパターン1(S37)により下流のロボットセル101へワーク6を引き渡す。
ロボットセル101は移載ハンド7によりワーク6を受取り、組立処理パターン7(S38)を行う。その後、ロボットセル101は受渡しパターン1(S39)で下流側の供給排出ユニット60aへワークを引き渡し、供給排出ユニット60aから人手セルAにワークが排出される。なお、以上ではワークの供給ないし排出を人手により行うものとしたが、ストッカーやコンベアなどのワークの自動供給ないし排出装置を用いても構わない。
以上のように、本実施例の構成において実施させる上記の受渡しパターン1、または2は、ロボットセルの制御装置であるCPU701から見ると次のワーク引き渡し制御、およびワーク受け取り制御から構成される。
(1)搬送装置により作業台を隣接組立装置の方向に搬送して、作業台に搭載されたワークを隣接組立装置に引き渡すワーク引き渡し制御。
(2)搬送装置により作業台を隣接組立装置の方向に搬送して、作業台を用いて隣接組立装置からワークを受け取るワーク受け取り制御。
そこで、制御プログラム800の構成によって、CPU701が、上記のワーク引き渡し制御、およびワーク受け取り制御を工程制御の進行に応じて適宜組合せて選択的に実行するよう、プログラムすることができる。これにより、上述の受渡しパターン1、および受渡しパターン2のワーク授受制御が可能となり、隣接組立装置との間でワークを双方向に授受することができる。従って、本実施例のロボットセルにより構成した生産ラインは、1つの生産ラインの全体でワークを往復させて、あるいは局所的にいくつかのセル間でワークを往復させたり、逆送したりして、生産工程を実行するようプログラム可能である。また、本実施例の構成では、セルとセルの間に配置されたロボットセル1では、図7(c)、(d)のようにX軸搬送装置21(Xテーブル211、212)を制御できる。このため、例えばロボットセル1で組立工程を行うことなく、両隣のセルの間でワーク6を素通りさせてリレーするようなワーク搬送のみの動作すら実行可能である。
例えば、生産ラインの全体の往路と復路でそれぞれ別工程を実施することにより、本実施例のロボットセルにより構成した生産ラインの全長は、従来の一方通行でしかワークを搬送しない生産ラインのほぼ半分まで短縮できる可能性がある。また、局所的なセル間の往復では、異なる組立部品の装着、およびビス止めや塗布作業を繰返すことができる。即ち、組立ツールによって組立処理済みのワークを隣接セルに引き渡し、隣接セルの組立ツールによって組立処理済みのワークを隣接セルから受け取り、受け取ったワークに対して再度、前記組立ツールによって組立処理を行う、などの動作を実現できる。
即ち、本実施例のロボットセルにより構成された生産ラインは、上記のワーク引き渡し制御、またはワーク受け取り制御を選択的に実行するようプログラムすることができる。これにより、本実施例のロボットセルにより構成された生産ラインでは、複数台のロボットセルによる組立行程、およびこれら各セルの間のワークの搬送方向を双方向で変更可能である。
このため、従来のように同機能のセルをライン中の異なる位置に重複配置することなく、組立工程を実行できる。このため、本実施例のロボットセルにより構成した生産ラインは、著しく小さな設置スペースに配置できる。また、本実施例の構成によれば、各セルにおける工程作業と、セル間のワーク搬送を並列処理できる可能性が高く、生産効率を著しく向上することができる。
図5に示したように、ワークの組立処理のパターン情報(801)、ワークの搬送制御情報(802)、隣接ロボットセルへのワークの受渡しパターン情報(803)は、CPU701が実行するプログラムあるいはそのための制御データの形で記述できる。そして、これらのプログラムあるいはそのための制御データは、例えば制御装置9の記憶装置内に格納しておくことができる。本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
1,101,201…ロボットセル、2…ベース、3…組立ロボット、4…搬送ユニット、5,8…作業台、6…ワーク、7…移載ハンド、9…制御装置、22…Z軸昇降装置、32…供給パレット、33…組立部品、40…ストッカー、60a,60b…供給排出ユニット。
Claims (7)
- 組立ツールを水平平面内で移動させる第1の移動装置と、前記水平平面より下方の空間においてワークを搭載する作業台を垂直方向に昇降させる第2の移動装置と、前記第1および第2の移動装置を支持する基台と、前記第1および第2の移動装置を介して前記組立ツールおよび前記作業台の相対位置姿勢を制御し、前記組立ツールを用いた前記ワークに対する組立処理を制御する制御装置と、を備え、隣接して複数台、配置することにより、生産ラインを構成する組立装置において、
前記基台の外側に隣接して配置された隣接組立装置の方向に前記作業台を搬送する搬送装置を備え、
前記制御装置が、前記搬送装置により前記作業台を前記隣接組立装置の方向に搬送して、前記作業台に搭載されたワークを前記隣接組立装置に引き渡すワーク引き渡し制御、または、前記搬送装置により前記作業台を前記隣接組立装置の方向に搬送して、前記作業台を用いて前記隣接組立装置からワークを受け取るワーク受け取り制御を行うことにより、前記隣接組立装置との間で前記ワークを双方向に授受する組立装置。 - 請求項1に記載の組立装置において、前記搬送装置は、前記基台の外側に隣接して配置された第1の隣接組立装置に向かう第1の方向、または、前記基台の外側に隣接して配置された第2の隣接組立装置に向かう第2の方向に前記作業台を搬送するよう構成され、
前記第1の隣接組立装置、および前記第2の隣接組立装置との間で、前記のワーク引き渡し制御、またはワーク受け取り制御を行うことにより前記第1および第2の隣接組立装置との間で前記ワークを双方向に授受する組立装置。 - 請求項1または2に記載の制御装置に前記のワーク引き渡し制御、およびワーク受け取り制御を実行させる組立装置の制御プログラム。
- 請求項3に記載の組立装置の制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 請求項1または2に記載の組立装置を隣接して複数台、配置することにより構成された生産ラインにおいて、前記制御装置が前記のワーク引き渡し制御、または前記ワーク受け取り制御を選択的に実行するようプログラムされ、前記複数台の組立装置による組立行程、および前記複数台の組立装置の間の前記ワークの搬送方向を双方向で変更可能な生産ライン。
- 請求項1または2に記載の組立装置を隣接して複数台、配置することにより構成された生産ラインにおいて、前記制御装置が前記のワーク引き渡し制御、または前記ワーク受け取り制御を選択的に実行し、前記組立ツールによって組立処理済みのワークを前記隣接組立装置に引き渡し、前記隣接組立装置の前記組立ツールによって組立処理済みのワークを前記隣接組立装置から受け取り、受け取った前記ワークに対して再度、前記組立ツールによって組立処理を行う生産ライン。
- 請求項1または2に記載の組立装置を隣接して複数台、配置することにより構成された生産ラインにおいて、生産ラインの一端、または他端の組立装置に隣接して、当該の組立装置に対して部品を供給する部品供給装置、または、当該の組立装置から組立処理済みのワークを回収するワーク回収装置が配置され、当該の組立装置の前記制御装置が、前記のワーク受け取り制御、またはワーク引き渡し制御を行うことにより、前記部品供給装置から前記部品を受け取り、または、前記ワーク回収装置に対して前記ワークを引き渡す生産ライン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016036886A JP2017154187A (ja) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 組立装置、および生産ライン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016036886A JP2017154187A (ja) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 組立装置、および生産ライン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017154187A true JP2017154187A (ja) | 2017-09-07 |
Family
ID=59809020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016036886A Pending JP2017154187A (ja) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 組立装置、および生産ライン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017154187A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019077642A1 (ja) * | 2017-10-16 | 2019-04-25 | 株式会社Fuji | 設置型小型モジュールおよび加工機械ライン |
JP2019150937A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 三菱電機株式会社 | ワーク搭載装置、ワーク搭載装置ユニットおよびユニット |
CN112171255A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-05 | 苏州睿力泰克自动化技术有限公司 | 一种汽车转向助力装配设备 |
CN112975314A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 扬州京柏自动化科技有限公司 | 磁铁组装设备 |
CN113635036A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-11-12 | 杭州徐睿机械有限公司 | 一种接头拧紧装置 |
CN116237748A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-06-09 | 广东北田智能科技有限公司 | 一种丝杆滑台的模组的组装检测设备及其工艺 |
-
2016
- 2016-02-29 JP JP2016036886A patent/JP2017154187A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019077642A1 (ja) * | 2017-10-16 | 2019-04-25 | 株式会社Fuji | 設置型小型モジュールおよび加工機械ライン |
JPWO2019077642A1 (ja) * | 2017-10-16 | 2020-01-16 | 株式会社Fuji | 設置型小型モジュールおよび加工機械ライン |
JP2019150937A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 三菱電機株式会社 | ワーク搭載装置、ワーク搭載装置ユニットおよびユニット |
JP7061898B2 (ja) | 2018-03-06 | 2022-05-02 | 三菱電機株式会社 | ワーク搭載装置、ワーク搭載装置ユニットおよびユニット |
CN112171255A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-05 | 苏州睿力泰克自动化技术有限公司 | 一种汽车转向助力装配设备 |
CN112171255B (zh) * | 2020-10-10 | 2022-07-29 | 苏州睿力泰克自动化技术有限公司 | 一种汽车转向助力装配设备 |
CN112975314A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-18 | 扬州京柏自动化科技有限公司 | 磁铁组装设备 |
CN112975314B (zh) * | 2021-02-05 | 2023-02-10 | 扬州京柏自动化科技有限公司 | 磁铁组装设备 |
CN113635036A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-11-12 | 杭州徐睿机械有限公司 | 一种接头拧紧装置 |
CN113635036B (zh) * | 2021-08-13 | 2022-06-14 | 杭州徐睿机械有限公司 | 一种接头拧紧装置 |
CN116237748A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-06-09 | 广东北田智能科技有限公司 | 一种丝杆滑台的模组的组装检测设备及其工艺 |
CN116237748B (zh) * | 2022-12-28 | 2023-09-05 | 广东北田智能科技有限公司 | 一种丝杆滑台的模组的组装检测设备及其工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017154187A (ja) | 組立装置、および生産ライン | |
US9248533B2 (en) | Production system general-purpose cell | |
CN109843503B (zh) | 输送设备及其控制装置和材料加工单元的装载和卸载方法 | |
JP5550554B2 (ja) | ワーク加工装置及びワーク加工方法 | |
US5094282A (en) | Lumber processing apparatus | |
JP2008522851A (ja) | パレット上で加工品から構成要素群を組み立てる組立セル | |
JP2008264862A (ja) | 板材加工システム | |
US8788088B2 (en) | Production system, processed object manufacturing method, and container transferring method | |
JP7350895B2 (ja) | 部品供給ユニットの段取りシステム | |
WO2013118175A1 (ja) | 加工システム及び制御方法 | |
JP4946523B2 (ja) | 生産システム用汎用セル及び該汎用セルを用いた生産システム | |
WO2006098039A1 (ja) | ワークハンドリング装置 | |
JP5421172B2 (ja) | 溶接ライン | |
JP2008213130A (ja) | 生産システム用汎用セル及び該汎用セルを用いた生産システム | |
JP4301207B2 (ja) | 工具ホルダチェンジャー制御プログラム作成装置 | |
WO2021144864A1 (ja) | 部品供給ユニットの段取りシステム | |
JP7123620B2 (ja) | 生産システム、生産機器、生産システムの制御方法、制御プログラム、記録媒体 | |
JP2012081582A (ja) | 生産システム用汎用セル及び該汎用セルを用いた生産システム | |
JP2017007060A (ja) | マシニングセンタ | |
JP2008213132A (ja) | 生産システム用汎用セル及び該汎用セルを用いた生産システム | |
JP2002116811A (ja) | 板材加工仕分け搬出システム | |
JP2004172497A (ja) | 電子回路組立方法および部品装着プログラム作成プログラム | |
JPH05329722A (ja) | 部品供給組立装置 | |
JP7212188B2 (ja) | 製造装置および製造装置の制御方法 | |
CN221676047U (zh) | 一种pcb板功率器件自动焊接装置 |