JP2018192605A - Automatic assembly device, and automatic assembly system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットを用いた自動組立装置および自動組立システムに係り、特に組立部品の受渡部の改良に関する。 The present invention relates to an automatic assembling apparatus and an automatic assembling system using a robot, and more particularly to improvement of a delivery part for an assembly part.
従来、ロボットを用いて部品の組立を行う自動組立装置では、組立部品を把持する直交ロボットあるいは多関節ロボットが用いられることが多かった。例えば、特許文献1には、XYZ軸に可動な関節とXY平面内で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を連動可能な自動組付機が開示されている。
しかし、特許文献1の自動組付機では、直交ロボットにZ軸移動機構が設けられているため慣性モーメントが大きくなり、部品の受渡し時に高速でハンドを移動させると振動が発生して長時間収束しない傾向があった。このため、組立精度が低下したり組立時間が長くなるという問題があった。
Conventionally, in an automatic assembly apparatus that assembles parts using a robot, an orthogonal robot or an articulated robot that grips the assembled parts is often used. For example,
However, in the automatic assembly machine of
そこで、特許文献2には、複数の組立ステーション間で組立部品の受取りと受渡しを行う自動組立機において、X軸移動手段と、X軸移動手段上に作業台を備えたZ軸移動手段が架台面上に設けられた受渡し機構が提案されている。
Therefore, in
特許文献2に示した自動組立装置では、複数の組立ステーション間の部品の受渡し機構に関しては、慣性モーメントが低減され、振動が抑制されていた。
しかしながら、例えば部品ストッカからの部品の供給のように、各組立ステーション内における部品の受取りや受渡しに関しては仮置き台を用いた部品受け渡し方式が用いられており、ロボットの大型化と振動量の大きさが課題となっていた。
In the automatic assembly apparatus shown in
However, the parts delivery method using a temporary table is used for parts reception and delivery within each assembly station, for example, parts supply from a parts stocker, which increases the size of the robot and the amount of vibration. Was an issue.
そこで本発明は、ステーション間に限らず、各組立ステーション内における部品の受取りと受渡しに関しても振動を低減でき、しかも小型な自動組立装置と自動組立方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a small automatic assembling apparatus and an automatic assembling method that can reduce vibrations not only between stations but also in receiving and delivering parts in each assembling station.
本発明は、部品供給部と、部品受渡部と、組立部とを備える自動組立装置であって、前記部品供給部は、組立部品を前記部品受渡部に供給する供給手段を有し、前記部品受渡部は、前記供給手段から供給された前記組立部品を保持する部品保持部と、部品保持部で保持している前記組立部品を前記組立部に向けてXY面内で搬送する組立部品搬送部と、を有し、前記組立部は、前記組立部品搬送部により搬送された前記組立部品を前記部品保持部から受取るハンドと、前記ハンドを組付け作業位置までY方向に移動させるY軸移動手段と、被組立部品を保持する作業台と、前記作業台をZ方向に移動させて前記ハンドが把持する前記組立部品を前記作業台が保持する前記被組立部品に組付けるZ軸移動手段と、を有する、ことを特徴とする自動組立装置である。 The present invention is an automatic assembly apparatus including a component supply unit, a component delivery unit, and an assembly unit, wherein the component supply unit includes supply means for supplying an assembly part to the component delivery unit, The delivery unit includes a component holding unit that holds the assembly component supplied from the supply unit, and an assembly component conveyance unit that conveys the assembly component held by the component holding unit toward the assembly unit in an XY plane. And the assembly unit receives the assembly component conveyed by the assembly component conveyance unit from the component holding unit, and a Y-axis moving unit that moves the hand in the Y direction to the assembly work position. A work table for holding the assembly target part, and a Z-axis moving means for moving the work table in the Z direction and assembling the assembly part held by the hand to the assembly target part held by the work table; Self-characterized by It is an assembly apparatus.
本発明は、ステーション間に限らず、各組立ステーション内における部品の受取りと受渡しに関しても振動を低減でき、しかも小型な自動組立装置と自動組立方法を提供することができる。 The present invention can reduce vibrations not only between stations but also in receiving and delivering parts in each assembly station, and can provide a small automatic assembly apparatus and automatic assembly method.
[第一の実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第一の実施形態である自動組立装置と自動組立システムについて説明する。実施形態の自動組立て装置は、複数台の組立てステーションを連結させて自動組立システムとして作動させ得るが、まず1台の組立てステーションの構成から説明してゆく。
[First embodiment]
Hereinafter, an automatic assembly apparatus and an automatic assembly system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The automatic assembly apparatus according to the embodiment can be operated as an automatic assembly system by connecting a plurality of assembly stations. First, the configuration of one assembly station will be described.
(組立てステーションの構成)
図1は、第一の実施形態の自動組立装置の組立てステーションの外観図であり、部品供給部、部品受渡部、組立部の3つの部分を備えている。
(Configuration of assembly station)
FIG. 1 is an external view of an assembly station of the automatic assembly apparatus according to the first embodiment, and includes three parts: a component supply unit, a component delivery unit, and an assembly unit.
部品供給部は図中の10〜17により構成され、10は架台、11は架台10に取り付けられZ方向に延伸するスタンドである。また、12はスタンド11に取り付けられたY軸方向に移動可能な部品供給部Y軸移動手段、13はY軸移動手段12に取り付けられたX軸方向に移動可能な部品供給部X軸移動手段である。
また、14は部品供給部X軸移動手段13に取り付けられたZ軸方向に移動可能な部品供給部Z軸移動手段、15は部品供給部Z軸移動手段14に取り付けられた第2のハンド、16は供給パレット、17は組立部品である。
The component supply unit is composed of 10 to 17 in the figure, 10 is a gantry, and 11 is a stand attached to the
Further, 14 is a component supply unit Z-axis movement unit that is movable in the Z-axis direction attached to the component supply unit
部品供給部Y軸移動手段12、部品供給部X軸移動手段13、部品供給部Z軸移動手段14は、第2のハンドをX軸Y軸Z軸の3方向に移動可能な第2ハンド移動手段であるといえる。部品供給部Y軸移動手段12、部品供給部X軸移動手段13、部品供給部Z軸移動手段14、第2のハンド15は、架台10の上面よりもZ軸方向の高い位置に配置されるようにスタンド11によって支持されている。
The component supplying unit Y-
部品受渡部は、図中の18〜21により構成され、18は架台1に取り付けられY軸方向に移動可能な第2のY軸移動手段、19は第2のY軸移動手段18に取り付けられたZ軸に移動可能な第2のZ軸移動手段である。また、20はZ軸移動手段19に取り付けられた第2のθx軸姿勢変更手段、21は第2のθx軸姿勢変更手段20に取り付けられた部品保持部である。尚、第2のθx軸姿勢変更手段20は、X軸と平行な回転軸を中心として回転可能な回動機構である。第2のY軸移動手段18と第2のZ軸移動手段は、部品保持部で保持している組立部品を組立部に向けてXY面内で搬送する組立部品搬送部であるといえる。
The parts delivery section is composed of 18 to 21 in the figure, 18 is a second Y-axis moving means attached to the
組立部は図中の1〜9により構成され、1は架台、2は架台1に取り付けられZ方向に延伸するスタンド、3はスタンド2に取り付けられY軸方向に移動可能なY軸移動手段、4はY軸移動手段3に取り付けられX軸方向に移動可能な第1のX軸移動手段である。また、5は第1のX軸移動手段4に取り付けられた第1のハンドである。
Y軸移動手段3、X軸移動手段4、第1のハンド5は、架台の上面よりもZ軸方向の高い位置に配置されるようにスタンド2によって支持されている。
The assembly part is composed of 1 to 9 in the figure, 1 is a stand, 2 is a stand attached to the
The Y-
6は架台1に取り付けられたX軸方向に移動可能な第2のX軸移動手段、7は第2のX軸移動手段6に取り付けられたZ軸方向に移動可能な第1のZ軸移動手段である。8はZ軸移動手段7に取り付けられたθx軸姿勢変更手段、9はθx軸姿勢変更手段8に取り付けられた作業台である。尚、θx軸姿勢変更手段8は、X軸と平行な回転軸を中心として回転可能な回動機構である。
(組立てステーションを連結した自動組立てシステム)
図1に示した組立てステーションは、複数台連結することで連続的な組立作業を行う自動組立てシステムを構成することができる。本実施形態の組立ステーションを3台連結した例の概観を、図2に示す。各々の組立てステーションでは、異なった部品の組付け作業が行われる。1台の組立てステーションの作業台9で部品の組み付けが完了した組付け部品は、当該組立てステーションの第2のX軸移動手段6によって隣接する組立てステーション側へ搬送され、隣接する組立てステーションの作業台9に受渡される。隣接する組立てステーションでは、別の部品の組付け作業が行われ、さらに隣接する組立てステーションに受渡される。
(Automatic assembly system connecting assembly stations)
The assembly station shown in FIG. 1 can constitute an automatic assembly system that performs a continuous assembly operation by connecting a plurality of stations. FIG. 2 shows an overview of an example in which three assembly stations of this embodiment are connected. At each assembly station, different parts are assembled. The assembled parts whose parts have been assembled on the work table 9 of one assembly station are transported to the adjacent assembly station side by the second X-axis moving means 6 of the assembly station, and the work table of the adjacent assembly station. Passed to 9. At the adjacent assembly station, another part is assembled and transferred to the adjacent assembly station.
(組立てステーションの動作)
最初に組立てステーションの動作の概要を説明し、その後に組立部品の受渡しから被組立部品への組付けに係る工程について詳細に説明する。
まず、部品供給部において、供給パレット16に格納されている組立部品17を、第2のハンド15でピックアップする。ピックアップされた組立部品17は部品受渡部側に搬送され、第2のハンド15から部品受渡部の部品保持部21に渡される。部品受渡部は、部品保持部21で保持した組立部品17を、Y軸に沿って組立部側に搬送するとともに、必要に応じてX軸を中心にして回動させて姿勢を変更させる。組立部側に到着した組立部品17は、部品保持部21から組立部の第1のハンド5に渡される。組立部品17を把持した第1のハンド5は、組立部の作業台9の上方に移動する。作業台9には、上流側に隣接する組立てステーションから受取った被組立部品22が保持されており、組立部品17を被組立部品22に組付ける作業が行われる。組付け完了後、作業台9は組付けが完了した部品をX方向に移動させ、下流側の組立てステーションに渡す。以上の動作を繰り返すことにより、部品の組付けが連続して自動的に行われる。
以下では、部品供給部でハンド15に組立部品がピックアップされた後の工程について、さらに詳しく説明する。
(Operation of assembly station)
First, an outline of the operation of the assembly station will be described, and then a process related to assembly from delivery of assembly parts to assembly parts will be described in detail.
First, the component supply unit picks up the
Hereinafter, the process after an assembly part is picked up by the
図3は、組立部品の受渡しから被組立部品への組付けまでの一連の工程フローを表したフローチャートである。また、図4(a)〜(c)、図5(d)〜(f)、図6(g)〜(i)は、図3のフローチャートに示された工程S31〜S39の各工程に対応して装置の動作状態を模式的に示した図である。 FIG. 3 is a flowchart showing a series of process flows from delivery of assembly parts to assembly to assembly parts. FIGS. 4A to 4C, FIGS. 5D to 5F, and FIGS. 6G to 6I correspond to steps S31 to S39 shown in the flowchart of FIG. It is the figure which showed typically the operation state of the apparatus.
まず、図3の工程S31において、(a)「部品供給部が組立部品を搬送」の動作が行われる。すなわち、図4(a)に示すように、部品供給部のY軸移動手段12により、第2のハンド15に把持された組立部品17が部品受渡部側に搬送されてくる。この間、部品受渡部の部品保持部21は、図4(a)に示す受取り位置で待機している。
First, in step S31 of FIG. 3, the operation of (a) “component supply unit transports assembly component” is performed. That is, as shown in FIG. 4A, the
次に、図3の工程S32において、(b)「第2のZ軸移動手段にて部品保持部が上昇し、組立部品を受け取り」の動作が行われる。すなわち、図4(b)に示すように、第2のZ軸移動手段19にて部品保持部21が第2のハンド15の位置まで上昇し、組立部品17は部品保持部21に渡される。
Next, in step S32 of FIG. 3, the operation of (b) “the component holding portion is raised by the second Z-axis moving means and the assembled component is received” is performed. That is, as shown in FIG. 4B, the
次に、図3の工程S33において、(c)「第2のZ軸移動手段にて部品保持部が下降」の動作が行われる。すなわち、図4(c)に示すように、θx軸姿勢変更手段20、部品保持部21、組立部品17が、第2のZ軸移動手段19によって下降する。次の動作時にこれらの部分が第1のハンド5や第2のハンド15と干渉しないようにするためである。
Next, in step S <b> 33 of FIG. 3, the operation of (c) “the component holding unit is lowered by the second Z-axis moving unit” is performed. That is, as shown in FIG. 4 (c), the θx-axis
次に、図3の工程S34において、(d)「第2のY軸移動手段+θx軸姿勢変更手段にて部品保持部がY軸移動+θx姿勢変更」の動作が行われる。すなわち、図5(d)に示すように、第2のY軸移動手段18にてZ軸移動手段19、θx軸姿勢変更手段20、部品保持部21、組立部品17を第1のハンド5の直下の位置まで移動させる。
Next, in step S34 of FIG. 3, the operation of (d) “Part holding unit moves Y-axis + θx attitude changed by second Y-axis moving means + θx-axis attitude changing means” is performed. That is, as shown in FIG. 5 (d), the second Y-axis moving means 18 moves the Z-axis moving means 19, the θx-axis
尚、部品供給部から供給されたときの組立部品17の姿勢のままでは組付けができない場合には、前記移動中にθx軸姿勢変更手段20よって組立部品17の姿勢をX軸と平行な回転軸を中心として回転させる。組立部品17は、供給パレット16に充填効率が高くなる向きで収納されたり、清浄面を露出させない向きで収納されることが多いが、供給パレットからピックアップした姿勢のままでは組付けができない場合があるからである。
If the
次に、図3の工程S35において、(e)「第2のZ軸移動手段にて部品保持部が上昇し、組立部品を受け渡し」の動作が行われる。すなわち、図5(e)に示すように、第2のZ軸移動手段19にて部品保持部21が第1のハンド5の位置まで上昇し、組立部品17を第1のハンド5に渡す。
Next, in step S35 of FIG. 3, the operation of (e) “the component holding unit is raised by the second Z-axis moving means and the assembly component is delivered” is performed. That is, as shown in FIG. 5E, the
次に、図3の工程S36において、(f)「第2のZ軸移動手段にて部品保持部が下降」の動作が行われる。すなわち、図5(f)に示すように、第2のZ軸移動手段19にてθx軸姿勢変更手段20、部品保持部21を下降させる。次の動作時にこれらの部分が第1のハンド5で把持した組立部品17や第2のハンド15と干渉しないようにするためである。
Next, in step S36 of FIG. 3, the operation of (f) “part holding portion is lowered by second Z-axis moving means” is performed. That is, as shown in FIG. 5F, the second Z-axis moving means 19 lowers the θx-axis
次に、図3の工程S37において、(g)「第1のY軸移動手段にて第1の組立部品把持ハンドがY軸移動、受渡部側は待機位置へ移動」の動作が行われる。すなわち、図6(g)に示すように、第1のハンド5で把持した組立部品17は、第1のY軸移動手段3によって組立装置で行われる次の作業位置まで搬送される。尚、工程は図示していないが、前記搬送が完了するまでの間に、上流側の組立てステーションの作業台9から自ステーションの作業台9に被組立部品22が受け渡されている。また、第2のY軸移動手段18にてZ軸移動手段19、θx軸姿勢変更手段20、部品保持部21を、図6(g)の待機位置まで移動させる。また、工程S34においてθx軸姿勢変更を行った場合には、図6(g)に示すように前記移動中にθx軸姿勢変更手段20よって部品保持部21の姿勢を元の姿勢に戻す。
Next, in step S37 of FIG. 3, the operation of (g) “the first assembly component gripping hand is moved in the Y-axis by the first Y-axis moving means, and the delivery unit side is moved to the standby position” is performed. That is, as shown in FIG. 6G, the
次に、図3の工程S38において、(h)「第1のZ軸移動手段にて作業台が上昇し、被組立部品を組立部品へ組付け」の動作が行われる。すなわち、図6(h)に示すように、第1のZ軸移動手段7にてθx軸姿勢変更手段8、作業台9を図6(h)の位置まで上昇させ、組立部品17を被組立部品22へ組付ける。
Next, in step S38 of FIG. 3, the operation of (h) “The work table is raised by the first Z-axis moving means and the part to be assembled is assembled to the assembled part” is performed. That is, as shown in FIG. 6 (h), the first Z-axis moving means 7 raises the θx-axis
次に、図3の工程S39において、(i)「第1のZ軸移動手段にて作業台が下降」の動作が行われる。すなわち、図4(i)に示すように、第1のZ軸移動手段7にてθx軸姿勢変更手段8、作業台9、被組立部品22を下降させる。次に、下流側の組立てステーションに被組立部品22を搬送するためである。
Next, in step S39 of FIG. 3, the operation of (i) “the work table is lowered by the first Z-axis moving means” is performed. That is, as shown in FIG. 4 (i), the first Z-axis moving means 7 lowers the θx-axis
以上により、部品供給部から組立部への組立部品17の受け渡しと、組立部における組付けが完了した。この動作を繰り返し行うことにより、連続的して自動組立を行うことができる。
As described above, the delivery of the
本実施形態においては、部品受渡部の第2のY軸移動手段18のストローク(移動距離)が、組立部のY軸移動手段3のストローク(移動距離)よりも大きくなるように構成するのが望ましい。 In this embodiment, it is configured such that the stroke (movement distance) of the second Y-axis movement means 18 of the component delivery unit is larger than the stroke (movement distance) of the Y-axis movement means 3 of the assembly part. desirable.
組立部では高い位置精度で組立作業を行う必要上、第1のハンド5の振動をできるだけ低減したいが、そのためにはY軸移動手段3のストローク(移動距離)をできるだけ小さくするのが有効だからである。一方、部品受渡部は部品供給部から受けた組立部品を組立部に搬送するが、振動低減に対する必要性は組立部と比較すれば格段に小さく、組立部品の受渡に支障が発生しない程度に抑制できればよい。したがって、部品供給部から受取った後、組立位置に至るまでのY方向の搬送距離のうち、過半の部分を部品受渡部の第2のY軸移動手段18が担当し、第2のY軸移動手段18により作業台9の近くまで組立部品17を搬送するのがよいのである。
In order to reduce the vibration of the
本実施形態においては、架台面に近い低位置に第2のY軸移動手段18を設けたことにより、架台面から高位置にある部品供給部のY軸移動手段12の架台10からの張り出し量や、Y軸移動手段3の架台1からの張り出し量を小さくすることができた。このため、組立てステーションのY方向の全長を短くすることができた。
In the present embodiment, by providing the second Y-axis moving means 18 at a low position close to the gantry surface, the amount of overhang from the
架台10からの部品供給部のY軸移動手段12の張り出し長さが短くなったため、従来と比較して、受け渡し時に振動量を小さく抑えることができるとともに、Y軸移動手段12には低剛性の安価な移動手段を用いることができるようになった。
Since the overhang length of the Y-
また、第2のY軸移動手段18で組立部品17を、被組立部品22を把持する作業台9の近くまで移動させることにより、第1のハンド5が取り付けられた第1のY軸移動手段3の長さを短くすることができる。このため、第1のY軸移動手段3の剛性を高めることが可能となり、第1のハンド5の振動も小さくすることが可能となった。
Further, the first Y-axis moving means to which the
また、本実施形態においては、θx軸姿勢変更手段20より、第2のY軸移動手段18での移動時に組立部品17のθx軸方向に姿勢変更ができるため、姿勢変更に要する作業時間の短縮をすることができようになった。
Further, in the present embodiment, the θx-axis
尚、本実施形態では、第2のY軸移動手段18は、X軸と直交するY軸に沿った方向に移動する手段であるが、本発明の実施は必ずしもこれに限らなくともよい。例えば、XY面内でY軸方向とは異なる斜め方向の移動手段でも良く、部品供給部と組立部の配置しだいで適宜変更して良い。
In the present embodiment, the second Y-
[第二の実施形態]
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。
(組立てステーションの構成)
図7は、第二の実施形態の自動組立装置の組立てステーションの外観図であり部品供給部、部品受渡部、組立部の3つの部分を備えている。
組立部は図中の1〜9により構成され、部品供給部は10〜17により構成されるが、これらについては第一の実施形態と同様の構成なので、説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
(Configuration of assembly station)
FIG. 7 is an external view of an assembly station of the automatic assembly apparatus according to the second embodiment, and includes three parts: a component supply unit, a component delivery unit, and an assembly unit.
The assembly unit is configured by 1 to 9 in the figure, and the component supply unit is configured by 10 to 17. However, since these are the same configurations as those in the first embodiment, description thereof is omitted.
第一の実施形態の部品受渡部には、組立部のY軸移動手段3や部品供給部のY軸移動手段12よりもZ方向の低い位置、すなわち架台上面に近い位置に、第2のY軸移動手段18を設けていた。
これに対して、第二の実施形態の部品受渡部は、Y軸移動手段ではなく、Z軸と平行な回転軸を中心として回転可能な回動機構であるθz移動手段23を備える。θz移動手段23は、組立部のY軸移動手段3や部品供給部のY軸移動手段12よりもZ方向に見て低い位置、すなわち架台上面に近い位置に配置されている。部品受渡部は、θz移動手段23に取り付けられたZ軸に移動可能な第2のZ軸移動手段19と、Z軸移動手段19に取り付けられた第2のθx軸姿勢変更手段20と、第2のθx軸姿勢変更手段20に取り付けられた部品保持部21とをさらに備えている。本実施形態では、Z軸と平行な回転軸を中心としてθz移動手段23を駆動することで、部品保持部21を部品供給部側と組立部側の間で移動させることができる。
In the component delivery section of the first embodiment, the second Y is located at a position lower in the Z direction than the Y-axis moving means 3 of the assembly section and the Y-axis moving means 12 of the component supply section, that is, a position close to the top surface of the gantry. The shaft moving means 18 was provided.
On the other hand, the component delivery part of 2nd embodiment is equipped with the θz moving means 23 which is a rotation mechanism which can be rotated centering on the rotating shaft parallel to a Z axis instead of a Y-axis moving means. The θz moving means 23 is arranged at a position lower than the Y-axis moving means 3 of the assembling unit and the Y-axis moving means 12 of the component supply unit when viewed in the Z direction, that is, a position close to the top surface of the gantry. The component delivery unit includes a second Z-
(組立てステーションを連結した自動組立てシステム)
図7に示した組立てステーションは、複数台連結することで連続的な組立作業を行う自動組立てシステムを構成することができる。本実施形態の組立ステーションを3台連結した例の概観を、図8に示す。各々の組立てステーションでは、異なった部品の組付け作業が行われる。1台の組立てステーションの作業台9で部品の組み付けが完了した組付け部品は、当該組立てステーションの第2のX軸移動手段6によって隣接する組立てステーション側へ搬送され、隣接する組立てステーションの作業台9に受渡される。隣接する組立てステーションでは、別の部品の組付け作業が行われ、さらに隣接する組立てステーションに受渡される。
(Automatic assembly system connecting assembly stations)
The assembly station shown in FIG. 7 can constitute an automatic assembly system that performs a continuous assembly operation by connecting a plurality of stations. FIG. 8 shows an overview of an example in which three assembly stations of this embodiment are connected. At each assembly station, different parts are assembled. The assembled parts whose parts have been assembled on the work table 9 of one assembly station are transported to the adjacent assembly station side by the second X-axis moving means 6 of the assembly station, and the work table of the adjacent assembly station. Passed to 9. At the adjacent assembly station, another part is assembled and transferred to the adjacent assembly station.
(組立てステーションの動作)
最初に組立てステーションの動作の概要を説明し、その後に組立部品の受渡しから被組立部品への組付けに係る工程について詳細に説明する。
(Operation of assembly station)
First, an outline of the operation of the assembly station will be described, and then a process related to assembly from delivery of assembly parts to assembly parts will be described in detail.
まず、部品供給部において、供給パレット16に格納されている組立部品17を、第2のハンド15でピックアップする。ピックアップされた組立部品17はの部品受渡部側に搬送され、第2のハンド15から部品受渡部の部品保持部21に渡される。部品受渡部は、部品保持部21で保持した組立部品17をθz移動手段23を駆動して組立部側に搬送するとともに、必要に応じてX軸を中心にして回動させて組立部品17の姿勢を変更する。組立部側に到着した組立部品17は、部品保持部21から組立部の第1のハンド5に渡される。組立部品17を把持した第1のハンド5は、組立部の作業台9の上方に移動する。作業台9には、上流側に隣接する組立てステーションから受取った被組立部品22が保持されており、組立部品17を被組立部品22に組付ける作業が行われる。組付け完了後、作業台9は下流側の組立てステーションに組付けが完了した部品を渡す。以上の動作を繰り返すことにより、部品の組付けが自動的に行われる。
First, the component supply unit picks up the
次に、部品供給部でハンド15に組立部品がピックアップされた後の工程について、さらに詳しく説明する。
図9は、組立部品の受渡しから被組立部品への組付けまでの一連の工程フローを表したフローチャートである。
Next, the process after the assembly parts are picked up by the
FIG. 9 is a flowchart showing a series of process flows from delivery of assembly parts to assembly to an assembly target part.
本実施形態の自動組立装置は、まず工程S91から工程S93の動作を行うが、これらは第一の実施形態の工程S31から工程S33の動作と同様であるので、詳しい説明を省略する。 The automatic assembly apparatus of the present embodiment first performs the operations from step S91 to step S93, but these are the same as the operations from step S31 to step S33 of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
次に、本実施形態の工程S94においては、(d)「θz移動手段+θx軸姿勢変更手段にて部品保持部がθz移動+θx軸姿勢変更」の動作が行われる。すなわち、図10に示すように、θz移動手段23をθz方向に180°回転移動させ、Z軸移動手段19、θx軸姿勢変更手段20、部品保持部21、組立部品17を第1のハンド5の直下の位置まで移動させる。
Next, in step S94 of the present embodiment, the operation of (d) “the component holding unit performs θz movement + θx axis posture change by the θz moving unit + θx axis posture changing unit” is performed. That is, as shown in FIG. 10, the θz moving means 23 is rotated 180 ° in the θz direction, and the Z-axis moving means 19, the θx-axis
尚、部品供給部から供給されたときの組立部品17の姿勢のままでは組付けができない場合には、前記移動中にθx軸姿勢変更手段20よって組立部品17の姿勢をX軸と平行な回転軸を中心として回転させる。組立部品17は、供給パレット16に充填効率が高くなる向きで収納されたり、清浄面を露出させない向きで収納されることが多いが、供給パレットからピックアップした姿勢のままでは組付けができない場合があるからである。
次に、工程S95から工程S99の動作を行うが、これらは第一の実施形態の工程S35から工程S39の動作と同様であるので、詳しい説明を省略する。
If the
Next, operations from step S95 to step S99 are performed. Since these are the same as the operations from step S35 to step S39 in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
以上により、部品供給部から組立部への組立部品17の受け渡しと、組立部における組付けが完了した。この動作を繰り返し行うことにより、連続的して自動組立を行うことができる。
As described above, the delivery of the
本実施形態においては、部品受渡部のθz移動手段23により組立部品17がXY面内でY軸方向に移動する距離(すなわち回転直径)が、組立部のY軸移動手段3のストローク(移動距離)よりも大きくなるように構成するのが望ましい。
In the present embodiment, the distance (that is, the rotation diameter) by which the
組立部では高い位置精度で組立作業を行う必要上、第1のハンド5の振動をできるだけ低減したいが、そのためにはY軸移動手段3のストローク(移動距離)を小さくするのが有効だからである。一方、部品受渡部は部品供給部から受けた組立部品を組立部に搬送するが、振動低減に対する必要性は組立部と比較すれば格段に小さく、組立部品の受渡に支障が発生しない程度に抑制できればよい。したがって、部品供給部から受取った後、組立位置に至るまでのY方向の搬送距離のうち、過半の部分を部品受渡部のθz移動手段23が担当し、作業台9の近くまで組立部品17を搬送するのがよいのである。
In order to reduce the vibration of the
本実施形態においては、架台面に近い低位置にθz移動手段23を設けたことにより、架台面から高位置にある部品供給部のY軸移動手段12の架台10からの張り出し量や、Y軸移動手段3の架台1からの張り出し量を小さくすることができた。このため、組立ステーションのY方向の全長を短くすることができた。
In this embodiment, by providing the θz moving means 23 at a low position close to the gantry surface, the amount of overhang from the
架台10からの部品供給部のY軸移動手段12の張り出し長さが短くなったため、従来と比較して、受け渡し時に振動量を小さく抑えることができるとともに、Y軸移動手段12に低剛性の安価な移動手段を用いることができるようになった。
Since the overhang length of the Y-axis moving means 12 of the component supply unit from the
また、θz移動手段23で組立部品17を、被組立部品22を把持する作業台9の近くまで移動させることにより、第1のハンド5が取り付けられた第1のY軸移動手段3の長さを短くすることができる。このため、第1のY軸移動手段3の剛性を高めることが可能となり、第1のハンド5の振動も小さくすることが可能となる。
Further, the
また、本実施形態においては、θx軸姿勢変更手段20より、θz移動手段23での移動時に組立部品17のθx軸方向に姿勢変更ができるため、姿勢変更に要する作業時間の短縮をすることができようになった。
Further, in the present embodiment, since the posture of the
尚、本実施形態では、θz移動手段23は、180度回転して部品供給部から組立部に組立部品を搬送するが、本発明の実施は必ずしもこれに限らなくともよい。例えば、180度未満の回転移動でもよく、部品供給部と組立部の配置しだいで適宜変更して良い。
In the present embodiment, the
[他の実施形態]
本発明の実施形態は、上述した第一〜第二の実施形態に限られるものではなく、適宜変更したり、組み合わせたりすることが可能である。
[Other Embodiments]
Embodiments of the present invention are not limited to the first to second embodiments described above, and can be changed or combined as appropriate.
1・・・架台/2・・・スタンド/3・・・Y軸移動手段/4・・・第1のX軸移動手段/5・・・第1のハンド/6・・・第2のX軸移動手段/7・・・第1のZ軸移動手段/8・・・θx軸姿勢変更手段/9・・・作業台/10・・・架台/11・・・スタンド/12・・・部品供給部のY軸移動手段/13・・・部品供給部のX軸移動手段/14・・・部品供給部のZ軸移動手段/15・・・第2のハンド/16・・・供給パレット/17・・・組立部品/18・・・第2のY軸移動手段/19・・・第2のZ軸移動手段/20・・・第2のθx軸姿勢変更手段/21・・・部品保持部/22・・・被組立部品/23・・・θz移動手段
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記部品供給部は、組立部品を前記部品受渡部に供給する供給手段を有し、
前記部品受渡部は、前記供給手段から供給された前記組立部品を保持する部品保持部と、
部品保持部で保持している前記組立部品を前記組立部に向けてXY面内で搬送する組立部品搬送部と、を有し、
前記組立部は、前記組立部品搬送部により搬送された前記組立部品を前記部品保持部から受取るハンドと、前記ハンドを組付け作業位置までY方向に移動させるY軸移動手段と、被組立部品を保持する作業台と、前記作業台をZ方向に移動させて前記ハンドが把持する前記組立部品を前記作業台が保持する前記被組立部品に組付けるZ軸移動手段と、を有する、
ことを特徴とする自動組立装置。 An automatic assembly apparatus comprising a component supply unit, a component delivery unit, and an assembly unit,
The component supply unit has supply means for supplying an assembly component to the component delivery unit,
The component delivery unit includes a component holding unit that holds the assembly component supplied from the supply unit;
An assembly part transporting part for transporting the assembly part held by the part holding part toward the assembly part in an XY plane,
The assembly unit includes a hand that receives the assembly component conveyed by the assembly component conveyance unit from the component holding unit, a Y-axis moving unit that moves the hand to the assembly work position in the Y direction, and an assembly target component. A work table to be held, and Z-axis moving means for moving the work table in the Z direction and assembling the assembly part gripped by the hand to the assembly target part held by the work table,
An automatic assembly apparatus characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の自動組立装置。 The distance that the assembly part transport unit transports the assembly part in the XY plane is longer than the distance that the Y-axis moving unit moves the hand in the Y direction.
The automatic assembly apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の自動組立装置。 The assembly part transport unit is a second Y-axis movement unit that transports the assembly part in the Y direction at a height lower than that of the Y-axis movement unit when viewed in the Z direction.
The automatic assembly apparatus according to claim 1, wherein the automatic assembly apparatus is an automatic assembly apparatus.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の自動組立装置。 The assembly part transport unit is θz moving means for rotating and transporting the assembly part at a height lower than that of the Y-axis moving means when viewed in the Z direction.
The automatic assembly apparatus according to claim 1, wherein the automatic assembly apparatus is an automatic assembly apparatus.
ことを特徴とする請求項1乃至4のうちのいずれか1項に記載の自動組立装置。 The component delivery unit has posture changing means for changing the posture of the assembly component held by the component holding unit,
The automatic assembly apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちのいずれか1項に記載の自動組立装置。 The component delivery unit includes a second Z-axis moving unit that moves the component holding unit in the Z direction.
The automatic assembly apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
前記組立部品を収納した供給パレットと、
前記供給パレットに収納された前記組立部品をピックアップするための第2のハンドと、
前記第2のハンドをX軸とY軸とZ軸の3方向に移動可能な第2ハンド移動手段と、を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のうちのいずれか1項に記載の自動組立装置。 The component supply unit
A supply pallet containing the assembly parts;
A second hand for picking up the assembly parts stored in the supply pallet;
A second hand moving means capable of moving the second hand in three directions of an X axis, a Y axis, and a Z axis;
The automatic assembly apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein
ことを特徴とする請求項1乃至7のうちのいずれか1項に記載の自動組立装置。 The assembly unit includes an X-axis moving unit that moves the work table in the X direction.
The automatic assembly apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein
ことを特徴とする自動組立システム。 A plurality of the automatic assembly apparatuses according to any one of claims 1 to 8 are connected,
An automatic assembly system characterized by that.
前記X軸移動手段により、組付けが完了した被組立部品を隣接する自動組立装置に搬送する、
ことを特徴とする請求項9に記載の自動組立システム。
The assembly section of each of the plurality of automatic assembly apparatuses has an X-axis moving means for moving the work table in the X direction,
By the X-axis moving means, the assembled parts that have been assembled are transported to an adjacent automatic assembly device.
The automatic assembly system according to claim 9.
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