JP2017177243A - Assembly device and production line - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は直交ロボットを用いた組立装置、および生産ラインに関する。 The present invention relates to an assembly apparatus using an orthogonal robot and a production line.
従来から、種々の物品の製造現場で、直交ロボットを用いた組立装置が用いられている。また、この種の組立装置を用いた生産ラインでは、複数の組立工程を行うために複数台の組立装置をロボットセルとして配列することにより構成された生産ラインが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an assembly apparatus using an orthogonal robot has been used at a manufacturing site for various articles. In addition, a production line using this type of assembly apparatus is known in which a plurality of assembly apparatuses are arranged as robot cells in order to perform a plurality of assembly processes.
この種のロボットセルでは、例えば高精度組付を行う場合に、セル内において実行する組立工程が複雑なものになる場合がある。例えば、部品の組付を行うために組付部品を取得し、高精度組付が必要な場合は取得した組付部品の取得精度を上げるために仮置き、位置確認や、組付部品の位置調整や再取得などの動作が組合せられる。このために、高精度組付が必要な場合ほど、1セルで実行する全工程に必要な処理時間が増大する傾向がある。また、通常、組付部品の被組付部品に対する組付動作が終了するのを待ってから次の組付部品の取得を行うため、高精度組付などの長時間動作が発生するセルでは特に処理時間が増大する。これにより、ボトルネックとなるセルの処理時間によって、生産ライン全体のサイクルタイムが長くなる問題が発生する。 In this type of robot cell, for example, when high-precision assembly is performed, an assembly process executed in the cell may be complicated. For example, when assembling parts are acquired in order to assemble parts, and when high-accuracy assembly is required, temporary placement, position confirmation, and position of the assembling parts are performed in order to increase the acquisition accuracy of the acquired assembly parts. Operations such as adjustment and reacquisition are combined. For this reason, the processing time required for all the processes executed in one cell tends to increase as high-precision assembly is required. Also, since the next assembly part is usually acquired after the assembly operation of the assembly part to the assembly target part is completed, especially in cells where long-term operation such as high-precision assembly occurs. Processing time increases. This causes a problem that the cycle time of the entire production line becomes longer due to the processing time of the cell that becomes the bottleneck.
上記の問題を解決するには、特にボトルネックとなる比較的複雑な組立処理を行うロボットセルにおいて、組立処理を高速化する必要がある。そのために、例えば1つのロボットセルの工程を分割して2つ以上のロボットセルを用いて組付けを行うことでサイクルタイムを短縮する方法と、同一のロボットセルを複数設置することでサイクルタイムを低減する方法、などが考えられる。 In order to solve the above problem, it is necessary to speed up the assembly process particularly in a robot cell that performs a relatively complicated assembly process that becomes a bottleneck. For this purpose, for example, the process of shortening the cycle time by dividing the process of one robot cell and performing assembly using two or more robot cells, and the cycle time by installing a plurality of identical robot cells. A method of reducing the level is conceivable.
従来では、複数の直交ロボット間の部品の受取、受渡動作における部品保持部の搬送方向への移動を回避することでサイクルタイムの短縮を図る手法が提案されている(例えば下記の特許文献1)。また、複数の直交ロボットが配置された自動組立装置において、一定のスペース内で各直交ロボットの共通動作領域を広げる構成が提案されている(例えば下記の特許文献2)。
Conventionally, a method has been proposed in which cycle time is shortened by avoiding movement of the component holding unit in the conveyance direction during receiving and delivery of components between a plurality of orthogonal robots (for example,
しかしながら、上記の特許文献1、2で提案されている構成では、複数の直交ロボットの動作を、相互干渉なく制御することが困難である。例えば特許文献1、2のような構成では、複数の直交ロボットがいずれもアクセスできる作業領域(作業空間)においては、全部の直交ロボットの動作を同期的に、かつ干渉を生じないように排他制御する必要がある。このために、各直交ロボットの制御が複雑化する。特許文献1、2の構成では、例えば、1つのロボットセル上において、複数の直交ロボットの動作を同期的に、かつ排他制御しなければならない空間が大きく、また、そのような制御期間は長くなりがちである。このために、実行すべき組立処理のサイクルタイムの短縮が難しくなる。また、一般に複数の直交ロボットを同期的かつ排他的に制御するための制御プログラムは、記述が煩雑になりがちで、そのような記述個所が多い程、開発時間も余計にかかる問題がある。
However, with the configurations proposed in
そこで、本発明の課題は、上記の問題点に鑑み、組立装置の基台上に配置する複数の直交ロボットの同期的かつ排他的な動作制御がなるべく少なくて済む構成を提供することにある。また、小さな制御系の負担でサイクルタイムを短縮でき、省スペースかつ低コストな生産ラインを構成できるようにすることにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a configuration in which the synchronous and exclusive operation control of a plurality of orthogonal robots arranged on a base of an assembly apparatus is minimized. It is another object of the present invention to be able to shorten the cycle time with a small burden on the control system and to construct a space-saving and low-cost production line.
上記課題を解決するため、本発明においては、第1の組立ツールを第1の水平可動範囲で移動させる第1の直交ロボットと、第2の組立ツールを第2の水平可動範囲で移動させる第2の直交ロボットと、前記第1および第2の水平可動範囲より下方であって、前記第1または第2の直交ロボットにより移動される前記第1または第2の組立ツールでアクセス可能な共通領域においてワークを載置可能なワーク台を昇降させる昇降装置と、前記第1、第2の直交ロボット、および前記昇降装置を支持する基台と、前記第1の直交ロボットおよび組立ツール、前記第2の直交ロボットおよび組立ツール、および前記ワーク台および前記昇降装置の各動作をこれらの直交ロボット、組立ツール、ないしワーク台の相互干渉を回避しつつ実行させ、前記第1または第2の組立ツールを用いて前記ワーク台に載置された前記ワークに対して行う組立処理を制御する組立制御を実行する制御装置と、を備えた構成を採用した。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, a first orthogonal robot that moves the first assembly tool within the first horizontal movable range and a second robot that moves the second assembly tool within the second horizontal movable range. Two orthogonal robots and a common area below the first and second horizontal movable ranges and accessible by the first or second assembly tool moved by the first or second orthogonal robot Elevating device for elevating and lowering a work table on which a work can be placed, the first and second orthogonal robots, a base supporting the elevating device, the first orthogonal robot and assembly tool, and the second The orthogonal robot and assembly tool of the robot, and the operations of the work table and the lifting device are executed while avoiding mutual interference between the orthogonal robot, the assembly tool, and the work table. A control unit for executing assembly control for controlling the assembly process to be performed on the placed the workpiece to the worktable with the first or second assembly tool, employing a configuration with a.
上記構成によれば、第1、第2の組立ツールを、第1、第2の直交ロボットによって、第1、第2の水平可動範囲で移動させる。これにより、第1、第2の組立ツール、および直交ロボットの相互の干渉を回避する回避制御が必要になるような制御状態が出現する領域を、第1または第2の組立ツールでアクセス可能な共通領域にほぼ限定することができる。このため、上記各部の排他制御の必要な状態の生じるタイミングや期間は従来構成よりも著しく減少する。従って、組立装置の基台上に配置する複数の直交(XY)ロボットの同期的かつ排他的な動作制御が少なくて済み、制御の負担を軽減でき、組立装置を高速に動作させることができる。また、上記の組立装置を隣接して配置することにより、小さな制御系の負担で高速動作できる省スペースかつ低コストな生産ラインを構成することができる。 According to the above configuration, the first and second assembly tools are moved within the first and second horizontal movable ranges by the first and second orthogonal robots. As a result, the first or second assembly tool can access a region where a control state appears that requires avoidance control to avoid mutual interference between the first and second assembly tools and the orthogonal robot. It can be almost limited to the common area. For this reason, the timing and period in which the above-described units need exclusive control are significantly reduced as compared with the conventional configuration. Therefore, the synchronous and exclusive operation control of a plurality of orthogonal (XY) robots arranged on the base of the assembly apparatus can be reduced, the control burden can be reduced, and the assembly apparatus can be operated at high speed. Further, by arranging the above assembling apparatuses adjacent to each other, a space-saving and low-cost production line that can operate at high speed with a small control system load can be configured.
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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to embodiments shown in the accompanying drawings. The following embodiment is merely an example, and for example, a detailed configuration can be appropriately changed by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. Moreover, the numerical value taken up by this embodiment is a reference numerical value, Comprising: This invention is not limited.
<実施例>
(組立装置(ロボットセル))
図1は、本発明の一実施例として、複数、配列されることにより、生産装置ラインを可能な組立装置100の構成の一例を示している。同図のような組立装置100は、「組立てロボットセル」などの名称の製品として提供されることがある。
<Example>
(Assembly device (robot cell))
FIG. 1 shows an example of a configuration of an assembling
組立装置100は基台102(ベース)上に、下記のような各部から成るワーク操作部を配置して構成され、これにより、ワーク(組立部品、被組立部品)に対する組立操作を行う。ワーク操作部は、垂直あるいはパラレル構成などの多軸多関節ロボットから構成する場合もあるが、本実施例では、XYテーブル(XYステージ)による直交ロボットを採用している。
The assembling
組立装置100の制御に用いられる直交座標系の3軸(X、Y、Z)をどのように取るかは任意であるが、図1では図中に示すようにこの直交座標系の3軸(X、Y、Z)が取られている。基台102の上面は、このXY軸と平行な姿勢を取るよう配置される。また、図1(後述の図2)では詳細な図示を省略しているが、基台102は、その下部に配置した脚部(あるいは支柱など)によって、適当な配置高で設置床面上に設置される。
Although how to take the three axes (X, Y, Z) of the orthogonal coordinate system used for the control of the
本実施例では、特にこの組立装置100で行う生産ライン上の工程の処理を高速化するために、基台102上に複数台の直交ロボットを配置する。本実施例では、2台のXYテーブル(XYステージ)から成るXYロボットを配置している。図1において、これらの直交ロボットは、XYロボット200、およびXYロボット300である。なお、この種の直交ロボットを構成するXYテーブルは、XYステージなどと呼ばれることもある。これに対して、本実施例では、2軸の可動軸を有するものは例えば「XYロボット」のように呼び、1軸の可動軸を有するものはX(Y、あるいはZ)テーブル、のような用語を用いている。ただし、このような呼び分けは単なる便宜上のものに過ぎず、本発明の実施例を具体的に限定するものではない。
In the present embodiment, in particular, a plurality of orthogonal robots are arranged on the
XYロボット200は、組立ハンド、移載ハンドのような後述のツール類を作業位置に移動させるXテーブル202、およびXテーブル202を移送するYテーブル201から成る。また、XYロボット300は、同様のツールを作業位置に移動させるXテーブル302、およびXテーブル302を移送するYテーブル301から成る。Xテーブル202、302、Yテーブル201、301は、直線状のガイド部材上で、移送を目的とする部材を支持するヘッド(スライダ)部を直動させ、所定の各座標軸上の座標位置に位置決めする構造である。
The
XYロボット200は、Yテーブル201の両端部を下方から支える支柱107、107によって基台102上に支持されている。また、XYロボット300は、Yテーブル301の両端部を下方から支える支柱108、108によって基台102上に支持されている。
The
XYロボット200、XYロボット300を構成する各テーブル(ステージ)が、これらの被搬送部(移送ヘッドや他の直交テーブル)を駆動する駆動系の構成は任意であり、当業者は公知のこの種の直動テーブル(ステージ)の構成を採用してよい。例えば、詳細は不図示であるが、これら各テーブル(ステージ)の駆動系は、被搬送部を摺動自在に支持する直動ガイドと、ワイヤやベルトなどを介してサーボモータのような駆動源によって構成する。
旧来の多くの構成では、これらXYロボット200、XYロボット300には、XY方向に移動させるツールをZ軸((垂直)上下)方向に移動させるZステージ(テーブル)を釣り下げのような形で配置する場合がある。しかしながら、本実施例では、後述するように、ツール類と、ワークとのZ軸方向の相対位置の制御は、基台102側に配置した後述のZテーブル(113、115、126…)によって行なう。このような「下Z」構成によって、XYロボット200、300の搬送荷重を小さくできる。即ち、XYロボット200、300によって懸架する部材からZ軸昇降装置を除くことができ、これらXYロボットの懸架すべき総重量を低減できる。このため、XY移動制御の精度向上、各XYロボットを支持する支柱の共振などによって発生する振動の抑制、など種々の利点が得られる。
Each table (stage) constituting the
In many conventional configurations, the
また、この「下Z」構成(配置)は、下記のように、XYロボット200、XYロボット300の可動範囲を可能な限り別の空間に分離する構成を実現するのに利用することもできる。また、各X、Yテーブルやこれらを支持する支柱107、108などの強度、剛性に関する設計条件を緩和でき、装置全体を小型軽量、あるいは簡単安価に構成することが容易になる。
This “lower Z” configuration (arrangement) can also be used to realize a configuration that separates the movable ranges of the
本実施例では、上記のように複数、基台102上に配置したXYロボット200、XYロボット300を用いて組立工程を実施する。本実施例では、XYロボット200、300の可動範囲を少なくともXY平面に沿った動作では互いに干渉の発生しない、別の空間に、可能な限り分離する構成を採用している。この分離領域(空間)では、XYロボット200、300は、両者の相互干渉が生じないため、互いの位置や動作を考慮せずにXYロボット200、300を動作させることができる。本実施例では、このような分離空間をできるだけ大きく確保することにより、XYロボット200、XYロボット300の相互干渉を回避する排他制御の負担が軽減される。このため、比較的大きな自由度で高速にXYロボット200、XYロボット300によるツール類の移送制御を行うことができる。
In the present embodiment, the assembly process is performed using a plurality of
本実施例では、2台のXYロボット200、300の可動範囲を、上記の相互干渉の発生しない別々の分離空間に分離するために、XYロボット200、300の動作するXY空間を、基台102上空全体のXY空間をほぼ2分割して割り当てる構成を用いる。ここで例えばXYロボット200、300を、それぞれ、第1、および第2の組立ツールを移動させる第1、および第2の直交ロボットとする。
In this embodiment, in order to separate the movable range of the two
その場合、本実施例の第1の直交ロボットは、第1の組立ツールを第1の水平可動範囲で移動させ、第2の直交ロボットは、第2の組立ツールを第2の水平可動範囲で移動させるようそれぞれ配置する。 In that case, the first orthogonal robot of the present embodiment moves the first assembly tool within the first horizontal movable range, and the second orthogonal robot moves the second assembly tool within the second horizontal movable range. Arrange to move each.
本実施例では、この第1および第2の水平可動範囲は、基台102上空全体のXY空間をほぼ2分割して割り当てる。また、上記の第1および第2の水平可動範囲は、第1、第2の直交ロボットの第1および第2の組立ツールが双方ともアクセスできる共通領域を画成できるよう配置する。例えば、下記のように上記の第1および第2の水平可動範囲を例えば基台102の中央部において一部重畳させるのは、そのための構成の一部である。
In the present embodiment, the first and second horizontal movable ranges are allocated by dividing the XY space over the base 102 substantially into two. The first and second horizontal movable ranges are arranged so as to define a common area accessible by both the first and second assembly tools of the first and second orthogonal robots. For example, as described below, part of the first and second horizontal movable ranges described above, for example, in the central portion of the
ここで、図1、図5〜図8を参照して、本実施例のXYロボット200、300の構成につき詳細に説明する。
Here, the configuration of the
XYロボット200、300は、基台102の上でほぼ最小X座標に相当する1辺部(図7、図8の左側)において、それぞれ2本ずつの支柱107、108によって両端で支持されている。例えば図5、図6において、それぞれ2本の支柱107、108は、Yテーブル201、301が基台102上をほぼ中央で2分した左側で、またXYロボット300が右側で主に動作するように配置される。このような配置により、2台のXYロボット200、300の可動範囲を、上記の相互干渉の発生しない別々の分離空間に分離することができる。
The
Yテーブル201、301は、基台102のY軸方向のサイズの半分よりも僅かに長く、これにより、基台中央部において、これらのY可動域を一部重畳させている。これは、第1、第2の直交ロボット(XYロボット200、300)の第1および第2の組立ツールが双方ともアクセスできる共通領域を画成するための構成の一部である。
The Y tables 201 and 301 are slightly longer than half of the size of the base 102 in the Y-axis direction, so that these Y movable areas are partially overlapped at the center of the base. This is part of a configuration for defining a common area that can be accessed by both the first and second assembly tools of the first and second orthogonal robots (
本実施例では、XYロボット200、300で移動させる第1、第2の組立ツールとして、組立ハンド203、移載ハンド303、ビス締め用のドライバ3039を考える。ただし、これらは一例であり、ワークに対する組立作業(組み付け、移動、加工など)を行える他の任意のツールを用いてもよい。
In this embodiment, an
本実施例では、XYロボット200により移送する組立ツールとして、組立ハンド203がXテーブル202でX方向に移送されるヘッド部に配置されている。また、XYロボット300により移送するツールとして、移載ハンド303、およびビス締め用のドライバ3039がXテーブル302でX方向に移送されるヘッド部に配置されている。
In this embodiment, as an assembly tool to be transferred by the
本実施例では、上記のXYロボット200、300のツール、特に組立ハンド203、および移載ハンド303には、基台中央部において昇降制御される少なくともワーク台124上のワーク(A)を共通に扱えるような共通領域を与える。
In this embodiment, the tools of the
なお、本実施例は、ドライバ3039は、ビス供給部106とワーク台125のみにアクセスでき、また、組立ハンド203は供給トレイ103とワーク台124のみにアクセスできるような構成である。しかしながら、下記のヘッド部のオーバーハング部の寸法設定などによって、例えば、ワーク台124、125の昇降する空間をXYロボット200、300の各ツールが共通にアクセスできる共通領域とすることも可能である。
In this embodiment, the
XYロボット200、300のツール、組立ハンド203、および移載ハンド303に上記のような共通領域を与えるために、例えば図5、図6に示すような構成を用いることができる。例えば、そのための構成の1つは、図5、図6に示すように、XYロボット200、300を動作させる第1および第2の水平可動範囲を一部重畳させる構成である。
In order to provide the common area as described above to the tools of the
図5、図6の構成では、Yテーブル201、301は、基台102のY方向の長さの半分よりもそれぞれ僅かに長い。これは、XYロボット200、300を動作させる第1および第2の水平可動範囲を一部重畳させるための構造の1つである。なお、本実施例では図5、図6に示すように、基台中央部においてYテーブル201はYテーブル301の僅かに下方にあり、両Yテーブルが上下に重なるように配置してある。これにより、これらの各Yテーブルの他端が基台102からはみ出さないような配置が実現される。このYテーブル201、301の上下方向に重畳している長さは図5に2030の矢印で示してある。
5 and 6, the Y tables 201 and 301 are slightly longer than half the length of the base 102 in the Y direction. This is one of the structures for partially overlapping the first and second horizontal movable ranges in which the
なお、Yテーブル201とYテーブル301の可動範囲を重畳させるには、Yテーブル201はYテーブル301の中央部側を上下に重ねる他に、両者を同じ高さとし、水平方向に重ねる手法も考えられる。また、Yテーブル201とYテーブル301は、必ずしも上下や垂直な方向に並んだ重畳部分を持たない配置も考えられる。その場合でも、後述のようなオーバーハングを有するヘッド部を用いたツール支持によってXテーブル202、302にツール類を装着する、などの手法を用いることができる。これによって、Yテーブル201とYテーブル301は、必ずしも上下や垂直な方向に並んだ重畳部分を持たない配置においても、共通領域のワーク台124(あるいはさらに125)の上部にXテーブル202、302を移送することができる。 In addition, in order to overlap the movable range of the Y table 201 and the Y table 301, in addition to overlapping the center part side of the Y table 301 up and down, a method can be considered in which both have the same height and are stacked in the horizontal direction. . In addition, the Y table 201 and the Y table 301 are not necessarily arranged so as not to have overlapping portions arranged in the vertical and vertical directions. Even in such a case, it is possible to use a technique such as attaching tools to the X tables 202 and 302 by tool support using a head portion having an overhang as described later. Thereby, even if the Y table 201 and the Y table 301 do not necessarily have an overlapping portion arranged vertically or vertically, the X tables 202 and 302 are placed on the upper part of the work table 124 (or 125) in the common area. Can be transported.
第1、第2の直交ロボットの第1および第2の組立ツールが双方ともアクセスできる共通領域を画成するための構造として、本実施例の組立装置100は以下のような構造を有する。
As a structure for defining a common area that can be accessed by both the first and second assembly tools of the first and second orthogonal robots, the
図5、図6には、Xテーブル202、302に対する(第1、第2の)ツール類の支持構造の一例がよく表われている。例えば、XYロボット300のXテーブル302に対して、L字アングル形状のヘッド部3031が装着され、Xテーブル302はこのヘッド部3031を移送し、そのX方向の位置を制御する。図5、図6において、ヘッド部3031には、Y−(図中左方)側にドライバ3039が装着されている。また、ヘッド部3031のオーバーハング状にY+(図中右方)方向に水平に延長された部分の下面には、移載ハンド303が支持されている。
In FIGS. 5 and 6, an example of the support structure of the (first and second) tools for the X tables 202 and 302 is well represented. For example, an L-shaped
一方、XYロボット200のXテーブル202は、ヘッド部3031ほどは長くないが、Y−(図中左方)側に伸びるオーバーハングを有するヘッド部2031が装着されている。Xテーブル202はこのヘッド部2031を移送し、そのX方向の位置を制御する。ヘッド部2031のオーバーハング部位の下面には、組立ハンド203が装着されている。
On the other hand, the X table 202 of the
上記のように、本実施例の構成では、XYロボット200、300の組立ハンド203、移載ハンド303が共にアクセスできるワーク台はワーク台124のみで、この上部の空間が両XYロボットの共通領域である。しかしながら、図5、図6の図示から明らかなように、ヘッド部2031、3031のオーバーハング部の長さを適宜選択することにより、XYロボット200、300の共通領域を拡張することもできる。例えば、ヘッド部2031のオーバーハング部を延長することにより、組立ハンド203がワーク台125にアクセスできるよう構成することもできる。この場合は、XYロボット200、300の共通領域は、ワーク台124、125の上方の空間となる。
As described above, in the configuration of this embodiment, the work platform that can be accessed by both the
図5、図6は、XYロボット200、300の組立ツール(例えば組立ハンド203、移載ハンド303)が共通領域に入る様子を示している。
FIGS. 5 and 6 show how the assembly tools (for example, the
図5では、Xテーブル202をYテーブル201上で移動できる最も小さいY座標まで移動させている。本実施例の構成では、Yテーブル201がYテーブル301の下方に配置されているため、図5に示す位置がXテーブル202およびヘッド部2031の移動できる左端の位置である。本実施例では、図5の状態で、組立ハンド203がワーク台124のほぼ直上の位置になるようヘッド部2031のオーバーハング部の長さを決めてある。この状態で、Zテーブル126によりワーク台124を上昇させれば、組立ハンド203にワーク台124上のワークにアクセスさせることができる。
In FIG. 5, the X table 202 is moved to the smallest Y coordinate that can be moved on the Y table 201. In the configuration of this embodiment, since the Y table 201 is disposed below the Y table 301, the position shown in FIG. 5 is the leftmost position where the X table 202 and the
一方、図5では、XYロボット300側のXテーブル302は、ヘッド部3031オーバーハング部の下面に支持された移載ハンド303がワーク台124の直上に来るように移動されている。この状態で、Zテーブル115によりワーク台125を上昇させれば、移載ハンド303にワーク台125上のワークにアクセスさせることができる。このXYロボット300の状態が、移載ハンド303によってワーク台125にアクセスするための位置である。また、このXYロボット300の状態は、同時に、共通領域のワーク台124に組立ハンド203がアクセスする時の、XYロボット300側の退避位置、とも言える。
On the other hand, in FIG. 5, the X table 302 on the
なお、XYロボット200が図5のようにワーク台124上の共通領域に組立ハンド203を進入させている場合でも、上記共通領域のY−側ではXYロボット300側の動作は自由に行える。即ち、移載ハンド303が図示の位置より左側となるY座標であればXテーブル302は上記共通領域のY−側(基台102の図中左半分)では自由に移動させることができる。これにより、例えば、ドライバ3039が後述のビス供給部106の直上に来るようにXテーブル302を移動させることができる。このように、例えばドライバ3039によってビス供給部106からビスを取り出す動作は、上記共通領域のY−側の動作であるから、そのためのXYロボット300側の動作は自由に行える。
Even when the
これに対して、図6のXYロボット300のXテーブル302の制御位置は、移載ハンド303がワーク台124の直上に、ドライバ3039がワーク台125の直上に来るようY座標に選ばれている。図示の位置において、ヘッド部3031の寸法は、ドライバ3039がワーク台125のほぼ直上、移載ハンド303がワーク台124のほぼ直上に来るよう決めてある。図6のXYロボット300の状態においては、移載ハンド303は、ワーク台124にアクセスできる。例えば、移載ハンド303に、図5の位置においてワーク台125上からワーク(A)を引き取らせる。その後、XYロボット300を図6の状態に制御することにより、ワーク台124〜125の間でワークを移載することができる。
In contrast, the control position of the X table 302 of the
一方、図6のXYロボット200のXテーブル202の位置は、組立ハンド203が、供給トレイ103の上部の位置になるように制御されている。この位置は、組立ハンド203により供給トレイ103からワーク(B)を取り出す時の位置である。図示の位置で、Zテーブル113により供給トレイ103を上昇させることにより、組立ハンド203で供給トレイ103よりワーク(B)を取り出すことができる。このXYロボット200の動作は、上記共通領域のY+側の分離領域における動作に相当する。即ち、図6のように、XYロボット300側が上記共通領域(ワーク台124の上部)に移載ハンド303を進入させている場合でも、組立ハンド203の供給トレイ103からのワーク取り出しのためのXYロボット200の動作は自由に行える。
On the other hand, the position of the X table 202 of the
なお、図7、図8は、図1の組立装置100を図1のY−方向から示した正面図で、Xテーブル202、302により移動される組立ハンド203、移載ハンド303、ドライバ3039の異なるX方向の位置を示している。例えば、図7では、組立ハンド203は、ワーク台125上のワークAにアクセスするためにX+方向に移動している。図示の組立ハンド203の位置は、ワークAの直上よりも僅かに手前の位置である。また、図7では、ドライバ3039は、ビス供給部106のビス供給ヘッド116にアクセスするためにX+方向に移動している。同様に、図示の位置は、ビス供給部106のビス供給ヘッド116の直上よりも僅かに手前の位置である。
7 and 8 are front views showing the assembling
もし、XYロボット200、300がそれぞれのツール類のY座標を上記のワーク台124の上部の共通領域内に制御しようとする場合、図7のようなツール類のX座標を取ると干渉が生じる。後述の図3の組立制御手順では、上記の共通領域内において、図7のようなX座標を目標値として含む移動先へツール類を移動するためのXYロボット200、300の移動制御イベントが生じた場合は、排他制御を行うことになる。
If the
図8は、移載ハンド303、ドライバ3039の位置は図7と同じであるが、組立ハンド203は、図7よりもX−側に移動した位置にある。従って、上記のワーク台(124)の上部の共通領域内においても、XYロボット200、300のツール類のX座標の制御位置がこの図8のようにすれ違えるような位置に制御できれば干渉は生じない。例えば、後述の図3の組立制御手順において、排他制御が必要な場合、図8のように、各ツール類のX座標を制御すれば、ワーク台124の上部の共通領域内においても、干渉回避が可能である。例えば、図8の位置において、XYロボット300側の移載ハンド303がワーク台にアクセスしている時、同じく組立ハンド203がワーク台(124)にアクセスするイベントが生じたとする。この場合でも、組立ハンド203の退避(待機)位置として、同図のようなX座標を採用できる。
In FIG. 8, the positions of the
XYロボット200、XYロボット300で、それぞれ2つのXY平面に沿って移送する、ワーク(組立部品、被組立部品)をハンドリングするための組立ツールとしては、各種のロボットハンドや、ビス締め用のドライバなどが考えられる。
As an assembly tool for handling workpieces (assembled parts and parts to be assembled) that are transferred along two XY planes by the
次に、基台102上に配置され、上記「下Z」配置の一部を成し、各ZテーブルによってZ軸(上下)方向に昇降制御される各部材の配置例につき説明する。
Next, an example of the arrangement of each member arranged on the
図1の構成では、2つのワーク台124、ワーク台125を基台102上に配置している。これらの上には、隣接組立装置と授受すべきワークA、あるいは、供給トレイ103上から移載したワークBを載置し、位置決めすることができる。例えば、ワークAを被組立部品とすると、ワーク台124、125は、ワークAを所定位置に載置、位置決め保持する。このワークAに対して、組立ハンドによって保持したワークB(組立部品)を組み付ける作業を行わせることができる。
In the configuration of FIG. 1, two work tables 124 and 125 are arranged on the
ワーク台124は、基台102上面のほぼ中央部に、Zテーブル126により支持され、このZテーブル126を駆動することによって、昇降位置を制御できる。これにより、例えばワーク台124に保持された、ワークを上昇させ、XYロボット200、300により保持されたツール(例えば移載ないし組立ハンド)にアクセスさせることができる。
The work table 124 is supported by a Z table 126 at a substantially central portion on the upper surface of the
本実施例では、基台102の中央の少なくともワーク台124(あるいはさらに125)が昇降する作業空間(領域)は、XYロボット200、300(ないしこれらが支持するツール)がいずれも進入できる、いわゆる共通領域となっている。この共通領域である基台102の中央のワーク台124が昇降する作業空間(領域)では、XYロボット200、300(とその支持するツール)の両者が干渉する可能性がある。また、XYロボット200、300(とその支持するツール)のうち一方にワークアクセスさせるため、ワーク台(例えば124)を上昇させている状態では、他方のXYロボット300、200が、このワーク台(例えば124)と干渉する可能性がある。このため、共通領域である基台102の中央のワーク台124が昇降する作業空間(領域)では、他方のXYロボット300、200(とその支持するツール)の移動に関しては、干渉を回避するための排他制御を行う必要がある。
In this embodiment, at least the
これに対して、基台102の中央部のワーク台124(〜125)が昇降する作業空間のY−およびY+側の外側の領域は、XYロボット200、300(およびこれらのツール)が上記の排他制御の必要ない移動できる分離領域(分離空間)となっている。この基台102の中央のワーク台124〜125が昇降する作業空間(領域)の外側の分離領域では、XYロボット200、300(とこれらが支持するツール)は、排他制御を必要とせず自由に移動することができる。このため、上記の分離領域では、XYロボット200、300(とこれらが支持するツール)を高速に移動させることができ、この部分におけるタクトタイムを短縮することができ、結果として当組立装置において実施すべき組立処理全体の高速化に役立つ。
On the other hand, the
ワーク台125は、Zテーブル115によりZ軸方向に昇降可能に支持されている。本実施例では、Zテーブル115は基台102に直接支持するのではなく、Z軸ガイド145を介してXテーブル155に支持されている。Zテーブル115は、このZ軸ガイド145に沿って、ワーク台125を昇降駆動させる。
The work table 125 is supported by the Z table 115 so as to be movable up and down in the Z-axis direction. In this embodiment, the Z table 115 is not directly supported by the base 102 but is supported by the X table 155 via the Z-
このように、本実施例では、第1または第2のXYロボット200、300の各ハンド(第1または第2の組立ツール)でアクセス可能な領域に、ワークを載置可能なワーク台124を(少なくとも1台)配置している。そして、このワーク台124は、Zテーブル126(昇降装置)によりZ軸(上下)方向に昇降可能に構成されている。
As described above, in this embodiment, the work table 124 on which the work can be placed is placed in an area accessible by each hand (first or second assembly tool) of the first or
また、本実施例では、ワーク台125は、図1(図7)の矢印155aの方向にXテーブル155移動させることができるよう構成されている。これにより、ワーク台125(とその上のワーク)を矢印155aに配置された隣接組立装置に搬入することができる。即ち、Xテーブル155は、ワーク台125を隣接組立装置に搬入する搬送装置として機能させることができる。Xテーブル155によって、ワーク台125に載置されたワークを隣接組立装置に引き渡したり、あるいは逆に受け取る、といったワーク授受を隣接組立装置の間で行うことができる。このXテーブル155によるワーク台125の搬入方式には凡そ2つの方式がある。
In the present embodiment, the work table 125 is configured to be able to move the X table 155 in the direction of the
このうち、第1の搬入方式は、例えばXテーブル155の先端位置にワーク台125を支持するZ軸ガイド145を固定(またはX方向に移動)しておき、Xテーブル155を隣接組立装置側に突出させたり引っ込めたりする方式である。Xテーブル155をこの場合、基台102上に引き込んだ位置から(例えば図中右手前または左奥側)隣接組立装置(不図示)の方向に突出させ、ワーク台125を隣接装置の基台上に搬入する。第2の搬入方式は、予めXテーブル155を隣接組立装置側に突出させた姿勢で隣接組立装置との間に掛け渡しておく構成である。この場合、Xテーブル155によってワーク台125を支持するZ軸ガイド145を当組立装置の基台102上と、隣接組立装置の基台102上の間で往復させる方式である。
Of these, the first carry-in method, for example, fixes (or moves in the X direction) the Z-
本実施例では、Xテーブル155によるZ軸ガイド145の搬入方式は、上記の第1の方式である。ここで、後述する図4のように組立装置100のX−、X+方向の両隣に(隣接)組立装置501、502を配置する場合、組立装置100はX+方向の組立装置502の基台上にXテーブル155を進入させる。また、組立装置100はX−方向の組立装置502が進入(図7の矢印155b)させて来るXテーブル155を、自機のXテーブル155の後方に収容できなければならない。このためには、基台102のX方向の寸法を充分広く取り、Xテーブル155の後方にX−方向の組立装置502が進入(図7の矢印155b)させて来るXテーブル155を収容できるスペースを予め確保する構成が考えられる。しかしながら、基台102幅(X方向)が仕様上制約されている場合には、図4(図7、図8)のように基台102のX方向の全長に近い長さに取る構成も可能である。その場合、例えばXテーブル155でワーク台125の搬入、搬出を行う場合には、図4の各組立装置501、100、502のXテーブル155、155…を一斉に行う、といった搬送制御を行えばよい。
In the present embodiment, the loading method of the Z-
さらに、基台102において、Xテーブル155よりもY−側には、Zテーブル1061で昇降可能なビス供給部106が配置されている。ドライバ3039をビス供給部106は、公知の任意の構造によって構成でき、ビス供給ヘッド116に1個ずつビスを供給することができる。ビス供給時には、例えば、XYロボット300によってドライバ3039をビス供給ヘッド116の直上に移動させた状態で、Zテーブル1061によりビス供給部106を上昇させる。これにより、ビス供給ヘッド116が保持するビスの頭の上にドライバ3039の先端が接触する。そして、この状態でドライバ3039に設けられた負圧(あるいは磁気)方式などによる吸着手段(不図示)を駆動することにより、ビス供給ヘッド116からドライバ3039に対して1個のビスを供給できる。なお、ビス締めは、上述の図6の位置にドライバ3039を移動させて、ワーク台125上のワーク(A)に対して行う。
Further, on the
また、ワーク台124より奥(Y+)側の基台102上には、供給トレイ103がZテーブル113によりZ軸(上下)方向に昇降自在に配置されている。供給トレイ103の上部は、例えば、皿状で、必要に応じて隔壁などによって区画された複数の領域にワークB(組立部品)を配列できるよう構成する。供給トレイ103を上昇させることにより、移載ハンドを用いて特定の区画のワークBを取り出すことができる。例えば、XYロボット200により組立ハンド203のXY座標を選択した上で、このハンドが把持できる位置まで供給トレイ103を上昇させることにより、このハンドに特定のワークB(組立部品)を取り出させることができる。
A
(生産ラインへの設置)
図1に示した組立装置100は、少なくとも1台を、例えば他の隣接組立装置と隣接して配置することにより、特定物品のための生産ラインを構成することができる。
(Installation on production line)
The
図4はごく簡略化した生産ラインの構成として、ロボットセル3台により構成した生産ラインの概略構成を上面から示している。同図において、中央の組立装置100は、図1に示した組立装置100と同じものである。
FIG. 4 shows a schematic configuration of a production line constituted by three robot cells from the top as a very simplified production line configuration. In the figure, a
この組立装置100は、上述同様に、複数(2つ)のXYロボット200、300を有している。基台102上のその他のワーク台その他の部材には図1と同一符号を付しており、これらの構成は上述のものと同一である。
The assembling
一方、組立装置100の両隣の組立装置501、502は、基台102に、組立装置100と同様の参照符号を有する部材が配置されている。これら基台102上に配置された部材は、組立装置100と同様に、Zテーブル(詳細不図示)によって昇降可能な「下Z構成」である。ところが、組立装置501、502では、XY平面に沿ったツール類の移動手段の構成が異なる。即ち、組立装置501、502では、XY平面に沿ったツール類の移動手段は、Yテーブル401、Xテーブル402の1組から成るXYロボット400のみを用いて構成されている。
On the other hand, in the
即ち、組立装置100は両隣の組立装置501、502の2倍の数のXYロボット200、300を有している。このため、XYロボット200、300を同時に動作させることによって、単一時間内に移動対象のツール類を少なくとも2倍程度の延べ移動量だけ、移動させることができる。上述のように、XYロボット200、300の多くの水平可動範囲は、分離領域に配置されている。このため、他の部材との干渉を回避するための排他制御は後述(図3)のようにごく簡単なもので済む。従って、少なくともツール類の延べ移動量だけで考えれば、上記の両隣の装置(501、502)のほぼ2倍程度の延べ移動量を達成するのはそれほど困難ではない。
That is, the assembling
以上のように、組立装置100を生産ラインの一部として、少なくとも1台、配置する。そして、例えば、組立装置100を、ライン中で、特にスループットの低下しがちな工程を実施する位置に配置し、例えば高精度組付などの複雑な工程を担当させる。このように生産ラインを構成することによって、特に複数のXYロボット200、300(…)を動作させて、高精度組付などの複雑な工程を効率よく実行させることができる。そのため、この生産ラインによって実行する生産(組立)処理を著しく高速化することができる。なお、上記で例示した組立装置100をラインの中間に配置する構成はあくまでも一例で、必ずしも上記のように生産ラインの中間に配置する必要はなく、生産ラインの両端部ないしそれに近い位置に配置しても構わない。
As described above, at least one
(制御系)
図2に本実施例の組立装置に実施可能な制御装置600の構成例を示す。同図に示すように、制御装置600は、CPU601、ROM602、RAM603、HDD604、各種のインターフェース606〜608を備えている。
(Control system)
FIG. 2 shows a configuration example of a
CPU601には、ROM602、RAM603、HDD604、および各種のインターフェース606〜608が接続される。ROM602には、BIOS等の基本プログラムが格納される。RAM603は、CPU601の演算処理結果を一時的に記憶する記憶装置である。
Connected to the
HDD604は、この種の組立装置モジュールでは必須ではないが、配置した場合は、HDD604はCPU601の演算処理結果である各種のデータ等を記憶する記憶部を構成する。また、HDD604には、CPU601に各種演算処理を実行させるためのプログラムを記録したファイルを格納することができる。CPU601は、ROM602ないしHDD604に記録(格納)されたプログラムに基づいて後述のワーク授受制御手順を実行する。
The
後述のワーク授受制御手順を実行させるプログラムをROM602ないしHDD604に記録(格納)する場合、これらの記録媒体は、本発明を実施するための制御手順を格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を構成する。なお、後述のワーク授受制御手順を実行させるプログラムは、ROM602ないしHDD604のような固定的な記録媒体に格納する他、各種フラッシュメモリや光(磁気)ディスクのような着脱可能なコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。このような格納形態は、本発明を実施する組立装置ラインを構成する各組立装置に、ワーク授受制御手順を実行させるプログラムをインストールしたり更新したりする場合に利用できる。また、ワーク授受制御手順を実行させるプログラムをインストールしたり更新したりする場合、上記のような着脱可能な記録媒体を用いる他、ネットワーク609を介してプログラムをダウンロードする方式を利用できる。
When a program for executing a work transfer control procedure described later is recorded (stored) in the
CPU601は、インターフェース606を介して、基台(102)上に複数配置されたZテーブル115、126、113(…)と通信し、実行すべき組立処理に同期してこれらのZテーブルの昇降動作を制御する。また、CPU601は、インターフェース606を介した通信により、組立ハンド203、移載ハンド303の把持動作を制御する。
The
また、CPU601は、インターフェース606を介した通信により、実行すべき組立処理に同期して、2つのXYロボット200、およびXYロボット300の移動動作を制御する。
Further, the
また、XYロボット200、XYロボット300には、各ハンド203、303のいずれかとともに、他のツールを装着してもよい。このようなツールとしては、例えばビス締め用のドライバが挙げられる。図2では、このようなツールとして、ドライバ3039を装着した場合に相当し、CPU601は、インターフェース606を介してドライバ3039の動作を制御することができる。
Further, the
各XYロボット、Zテーブル、ドライバのようなツール、各ハンドは、例えば、サーボモータ(あるいはソレノイドなど)の駆動源を備える。これらの駆動源は例えばサーボ制御回路などを介して制御される。このため、インターフェース606、607は、この種のサーボ制御回路のようなインターフェース回路(不図示)を含んでいてよい。これらインターフェース606、607は、例えば各種のシリアルないしパラレルインターフェース規格に基づき構成できる。インターフェース606、607は適当な規格の有線接続のみならず無線通信インターフェースによって構成できる。また、インターフェース606、607は、ネットワークインターフェースによって構成することもできる。この場合も、各種のネットワーク通信方式は、有線接続(IEEE 802.3など)、無線接続(IEEE802.xxなど)などのいずれであってもよい。
Each XY robot, Z table, tool such as a driver, and each hand are provided with a drive source of a servo motor (or solenoid or the like), for example. These drive sources are controlled via, for example, a servo control circuit. Therefore, the
この種のネットワークとして、図2では、ネットワーク609を示してある。制御装置600は、ネットワークインターフェース608を介してネットワーク609上の他の資源と通信することができる。ネットワーク609は、例えばTCP/IPのようなプロトコルを用いて接続機器が通信できるよう構成される。
FIG. 2 shows a
後述のように、図1に示した組立装置によって、例えば図6に示すような生産ラインを構成することができるが、その場合、ラインを構成する組立装置同士をネットワーク609を介して接続し、ワーク授受のための同期制御(ハンドシェイク)を行ってもよい。また、ネットワーク609を介して通信する相手として生産ラインの全体の動作を制御するための上位サーバなどが考えられる。この場合、CPU601は、ネットワーク609を介して、上位サーバに対して、例えば動作ログ情報などの稼働情報をリアルタイムで送信することができる。あるいはサーバから後述の生産制御に係る制御プログラムをダウンロードしてROM602やHDD604にインストールしたり、あるいは既にインストールされているプログラムを新版に更新したりすることもできる。
As will be described later, for example, a production line as shown in FIG. 6 can be constituted by the assembling apparatus shown in FIG. 1, but in that case, assembling apparatuses constituting the line are connected via a
次に、上記の組立装置100において、制御装置600、特にそのCPU601が実行する組立処理の制御手順につき説明する。
Next, the control procedure of the assembly process executed by the
(組立制御手順)
図3は、上記の組立装置100の制御装置600のCPU601が実行する組立処理の制御手順の要部を示したものである。図3では、特に、上述の各XYロボットやZテーブルを相互の干渉することなく動作させるための排他制御に係わる部分を図示している。図3の制御手順は、汎用マイクロプロセッサなどから成るCPU601で実行可能な制御プログラムの形式で、ROM602やHDD604に格納しておくことができる。
(Assembly control procedure)
FIG. 3 shows a main part of the control procedure of the assembly process executed by the
図3にフローチャートに示した手順は、CPU601が上述の各XYロボットやZテーブルの1単位(1イベント)の動作を逐次処理するループに相当する。図3では、1つのループのみを示してあるが、本実施例では、例えばXYロボット200、300、Zテーブル113(、115、126…)ごとに、図3同様のループ処理ルーチンを用意し、これらを並列実行させるような実装を想定している。ただし、このようなマルチスレッド的なソフトウェア実装は一例に過ぎず、例えば複数の被制御部材を扱う逐次処理ループの形式でプログラムを実装するなど、同様のソフトウェア機能を実現するためのソフトウェア構成は当業者において任意である。
The procedure shown in the flowchart of FIG. 3 corresponds to a loop in which the
図3の制御ルーチンでそれぞれ取り扱う各XYロボット(またはZテーブル)動作イベントを定義する移動制御データは、例えば教示点データのリストや、ロボット制御プログラムなどの形式で記憶手段に格納しておく。その場合の格納形式は、プログラムテキスト、中間コード、実行コードなど形式は任意である。また、この移動制御データの記憶手段は、例えばROM602、HDD604などであり、あるいはプログラムの実行時にRAM603の所定領域に展開されていてもよい。
The movement control data defining each XY robot (or Z table) operation event handled in the control routine of FIG. 3 is stored in the storage means in the form of, for example, a teaching point data list or a robot control program. The storage format in that case may be any format such as program text, intermediate code, and execution code. The movement control data storage means is, for example, the
また、図3の制御ルーチンは、例えば上記のように、各XYロボット、またはZテーブルのような被制御部材ごとに1つずつ並列実行される。これらの図3の制御ルーチンは、処理系の構成によっても異なるが、例えば、並列実行されるプロセスやスレッド、マイクロコードのような単位で並列実行させる。例えば、スレッド実装の場合は、各XYロボット、またはZテーブルのような各被制御部材に対応する制御スレッド間で必要な情報交換は、RAM603上などに大域変数などとして共有可能に配置したステータスメモリを用いて行うことができる。このステータスメモリには、各XYロボット、またはZテーブルのような各被制御部材の現在実行中の動作や現在の位置、姿勢などを逐次、記録するものとする。従って、各XYロボット、またはZテーブルのような1つの被制御部材に対応する1つのスレッドは、このステータスメモリを参照することにより、他の被制御部材の現在実行中の動作や現在の位置、姿勢などを取得することができる。
3 is executed in parallel for each controlled member such as each XY robot or Z table, for example, as described above. These control routines shown in FIG. 3 vary depending on the configuration of the processing system, but are executed in parallel in units such as processes, threads, and microcodes that are executed in parallel. For example, in the case of thread implementation, the necessary information exchange between the control threads corresponding to each XY robot or each controlled member such as the Z table is a status memory arranged on the
図3の制御では、CPU601は、この制御ループが対象とするXYロボット(またはZテーブル)の動作イベントを定義する移動制御データを1つを取り出し(ステップS200)、それを実行(ステップS205)する。図3では、この移動制御データの取り出し(S200)と、実行(S205)の間に、ステップS201〜S204に示した排他制御ステップが挿入されている。
In the control of FIG. 3, the
まず、ステップS201では、フェッチした対象のXYロボット(またはZテーブル)の動作イベントを定義する移動制御データを解釈する。例えば、移動制御データは当該の被制御部材の移動先を記述した教示点や、プログラムテキストなどであり、ここではこれらの形式からステップS205の当該の被制御部材を動作させるのに必要なデータ形式への変換などを行う。この場合、CPU601は、例えば当該の被制御部材の現在の位置姿勢から移動先の位置姿勢への軌道や、移動速度、被制御部材と、一緒に移動するツールやワークがその移動で掃引する掃引空間(SV)などを計算することができる。
First, in step S201, the movement control data defining the operation event of the fetched XY robot (or Z table) is interpreted. For example, the movement control data is a teaching point that describes the movement destination of the controlled member, a program text, or the like. Here, the data format necessary for operating the controlled member in step S205 from these formats. Conversion to etc. In this case, the
ステップS202では、CPU601は上記のステータスメモリを参照して、他のXYロボット(またはZテーブル)などの被制御部材の現在実行中の動作や現在の位置、姿勢などを取得する。
In step S <b> 202, the
ステップS203では、ステップS201で計算した、今回の動作イベントにより当該の被制御部材に生じる移動先の位置姿勢への軌道や、その移動で掃引する掃引空間(SV)と、他の被制御部材が現在の動作や位置姿勢と干渉しないか判定する。ここで、もし、当該の被制御部材の今回の動作イベントが、他の被制御部材の現在の動作や位置姿勢と干渉する場合には、CPU601は制御をステップS204に移行させ、干渉がない場合にはステップS205に移行する。
In step S203, the trajectory to the position and orientation of the movement destination generated in the controlled member by the current operation event calculated in step S201, the sweep space (SV) swept by the movement, and other controlled members are It is determined whether there is no interference with the current motion or position / posture. Here, if the current operation event of the controlled member concerned interferes with the current operation or position and orientation of another controlled member, the
ステップS204では、回避制御を行う。この制御は、他の被制御部材との干渉を回避するための排他制御として実行する。このステップでは、例えば、上記のステータスメモリの内容を監視しつつ、他の被制御部材との干渉状態がクリアされるまで、ステップS200でフェッチした移動制御データに対応する動作を開始することなく待機する。 In step S204, avoidance control is performed. This control is executed as exclusive control for avoiding interference with other controlled members. In this step, for example, while monitoring the contents of the status memory, it waits without starting the operation corresponding to the movement control data fetched in step S200 until the interference state with other controlled members is cleared. To do.
なお、ステップS204において、ステップS200でフェッチした移動制御データに定義された動作の態様を変更することにより他の被制御部材との干渉を回避できるのであれば、そのような動作態様変更により回避制御を行ってもよい。ここで、本実施例のようなXYロボットやZテーブルの場合、例えば垂直多関節ロボットのように多彩な回避軌道を生成することは難しい。それでもXYロボットの場合、XY2次元の軌道は選択可能であり、また速度制御により回避条件を達成することができる場合がある。Zテーブルのように1軸しか可動軸がない場合は、回避動作の態様はより制限されるが、速度変化パターンなどを選択することにより回避条件を達成できる場合がある。 In step S204, if the operation mode defined in the movement control data fetched in step S200 can be changed to avoid interference with other controlled members, the avoidance control is performed by changing the operation mode. May be performed. Here, in the case of the XY robot and the Z table as in the present embodiment, it is difficult to generate various avoidance trajectories like, for example, a vertical articulated robot. Still, in the case of an XY robot, an XY two-dimensional trajectory can be selected, and an avoidance condition can sometimes be achieved by speed control. When there is only one movable axis as in the Z table, the avoidance operation mode is more limited, but the avoidance condition may be achieved by selecting a speed change pattern or the like.
ステップS204において、上記のステータスメモリの監視および待機(あるいは回避動作態様への変更)により、他の被制御部材との干渉状態がクリアされたことが確認された場合は、ステップS205に進む。 If it is confirmed in step S204 that the interference state with other controlled members has been cleared by monitoring the status memory and waiting (or changing to the avoidance operation mode), the process proceeds to step S205.
ステップS205に移行する時には、ステップS203で他の被制御部材との干渉状態がなかったか、あるいはステップS204で干渉状態がクリアされたことが確認されている。そこで、ステップS205では、この制御ルーチンに対応する該当の被制御部材に、ステップS200でフェッチした移動制御データに対応する動作を実行させる。この時、ステップS201に生成した軌道、移動速度などの制御条件に応じて該当の被制御部材を動作させる。この時、例えば、各インターフェース(図2)を介して、サーボ制御データなどの形式で該当の被制御部材に対して駆動データが送信される。 When the process proceeds to step S205, it is confirmed that there is no interference state with other controlled members in step S203, or that the interference state is cleared in step S204. Therefore, in step S205, the corresponding controlled member corresponding to this control routine is caused to execute an operation corresponding to the movement control data fetched in step S200. At this time, the corresponding controlled member is operated according to the control conditions such as the trajectory and movement speed generated in step S201. At this time, for example, the drive data is transmitted to the corresponding controlled member in the form of servo control data or the like via each interface (FIG. 2).
以上のような組立制御を、各被制御部材(上記のXYロボット、Zテーブル)に関する駆動制御をCPU601で実行することにより、特定に組立処理に係る各被制御部材の動作を、相互の干渉を生じることなく実行することができる。
Assembling control as described above is executed by the
図3の制御は、ステップ構成上は、従来の排他制御を含む組立制御とそれ程大きく相違しない。しかしながら、本実施例では、XYロボット200、300の可動空間は、共通領域である基台102の中央のワーク台124が昇降する作業空間(領域)を除けば、この作業空間の外側にそれぞれ分離された分離領域に配置されている。そして、基台102の中央のワーク台124〜125が昇降する作業空間の外側の分離領域では、XYロボット200、300は互いの状態を考慮せず、自由に動作させることができる。
The control of FIG. 3 is not so different from the assembly control including the exclusive control in the past in the step configuration. However, in this embodiment, the movable spaces of the
このような配置構成では、基台102の中央のワーク台124〜125が昇降する作業空間の外側の分離領域では、基本的に相互干渉の2つのXYロボット200、300では生じない。
In such an arrangement, basically, the two
即ち、図1のような配置によって、XYロボット200、300の相互の干渉を回避する回避制御が必要になるような制御状態が出現する領域は、XYロボット200、300が共通にアクセスする上記の共通領域にほぼ限定される。この共通領域は、本実施例では、例えば、基台102の中央のワーク台124が昇降する作業空間である。
That is, an area where a control state where avoidance control for avoiding mutual interference between the
例えば、本機の組立制御では、この基台102の中央の共通領域では、例えば、XYロボット200、300のうち一方のために、ワーク台124を上昇させている制御状態が生じることがある。このような制御状態では、当然ながら、他方のXYロボット300、200は、上記の回避動作(S204)によって、例えばこれらワーク台やトレイおよびその下部のZテーブルが下降するまで待機させる。このような回避制御の必要な状態は、基台102の中央の基台102の中央のワーク台124(あるいはさらに125)が昇降する、XYロボット200、300の共通領域内においてのみ生じる。
For example, in the assembly control of this machine, in the common area in the center of the
従って、本実施例の構成では、排他制御が必要になるタイミングや期間は従来構成よりも著しく減少する。このため、従って、図3のような簡単なマルチスレッド実装で組立制御を行うだけでも、組立処理が基台102上の可動部材の排他制御により遅延する確率は大いに下る。このため、複数配置したXYロボット200、300によって、効率よく組立処理を実行でき、特に高精度組付などの複雑な工程を効率よく実行することができ、本機を配置した生産ラインによって実行する生産(組立)処理を著しく高速化することができる。
Therefore, in the configuration of the present embodiment, the timing and period when exclusive control is required are significantly reduced compared to the conventional configuration. Therefore, the probability that the assembly process is delayed by the exclusive control of the movable member on the
また、本実施例では、複数のXYロボット200、300の水平可動範囲は、両者の共通領域である基台102の中央のワーク台124〜125が昇降する空間の外側の分離領域に分離されている。このため、上記の分離領域では、制御装置600は、相互干渉を回避する排他制御をほぼ必要とせず、XYロボット200、300によって、高速にこれらの分離領域で実行すべきタスクを実行させることができる。例えば、組立装置100上の組立処理は、複数のタスクに分割することができる。これら複数のタスクの1つは、例えばXYロボット200の組立ハンド203による供給トレイ103からのワーク取り出し、がある。また、これら複数のタスクの1つとして、XYロボット300の移載ハンド303によるワーク台125〜124間のワークの移載操作を考えることができる。また、XYロボット300のドライバ3039によるビス締め、などもこれら複数のタスクの1つである。即ち、本実施例では、制御装置600は、ワークに対して実行すべき組立処理を、第1、第2のXYロボット200、300の、第1、第2の組立ツール(上記の各ツール)で、実行可能な複数のタスクにタスク分割して制御する。第1、第2のXYロボット200、300の多くの水平可動範囲は上記のように分離領域に配置されているため、これら分離領域においてそれぞれのXYロボットに分割したタスクをそれぞれ高速に実行させることができる。
In the present embodiment, the horizontal movable range of the plurality of
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。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. It can also be realized by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
100、501、502…組立装置、102…基台、103…供給トレイ、106…ビス供給部、107、108…支柱、113、115、126、1061…Zテーブル、124、125…ワーク台、145…Z軸ガイド、200、300…XYロボット、201、301、401…Yテーブル、202、202、402…Xテーブル、203…組立ハンド、303…移載ハンド、400…XYロボット、600…制御装置、601…CPU、602…ROM、603…RAM、604…HDD、2031、3031…ヘッド部、3039…ドライバ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,501,502 ... Assembly apparatus, 102 ... Base, 103 ... Supply tray, 106 ... Screw supply part, 107, 108 ... Post, 113, 115, 126, 1061 ... Z table, 124, 125 ... Work table, 145 ... Z-axis guide, 200, 300 ... XY robot, 201, 301, 401 ... Y table, 202, 202, 402 ... X table, 203 ... Assembly hand, 303 ... Transfer hand, 400 ... XY robot, 600 ...
Claims (7)
第2の組立ツールを第2の水平可動範囲で移動させる第2の直交ロボットと、
前記第1および第2の水平可動範囲より下方であって、前記第1または第2の直交ロボットにより移動される前記第1または第2の組立ツールでアクセス可能な共通領域においてワークを載置可能なワーク台を昇降させる昇降装置と、
前記第1、第2の直交ロボット、および前記昇降装置を支持する基台と、
前記第1の直交ロボットおよび組立ツール、前記第2の直交ロボットおよび組立ツール、および前記ワーク台および前記昇降装置の各動作をこれらの直交ロボット、組立ツール、ないしワーク台の相互干渉を回避しつつ実行させ、前記第1または第2の組立ツールを用いて前記ワーク台に載置された前記ワークに対して行う組立処理を制御する組立制御を実行する制御装置と、を備えた組立装置。 A first orthogonal robot that moves the first assembly tool within a first horizontal movable range;
A second orthogonal robot that moves the second assembly tool within a second horizontal movable range;
A workpiece can be placed in a common area that is below the first and second horizontal movable ranges and is accessible by the first or second assembly tool moved by the first or second orthogonal robot. Elevating device for elevating and lowering a work table,
A base for supporting the first and second orthogonal robots and the lifting device;
The operations of the first orthogonal robot and assembly tool, the second orthogonal robot and assembly tool, and the work table and the lifting device are performed while avoiding mutual interference between the orthogonal robot, the assembly tool, and the work table. And a controller for executing assembly control for controlling assembly processing performed on the workpiece placed on the workpiece table using the first or second assembly tool.
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