JP2991822B2 - ワーク組付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワーク組付装置に関し、
特に、ワークを治具にセットするためのセットステーシ
ョンと、該セットステーションでセットされたワークを
組付けるための組付ステーションとを備えたワーク組付
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワークを治具にセットした後、治
具にセットされたワークを組付ける場合、図８に示すよ
うに、作業員ａがワーク（図示は省略）を治具ｂにセッ
トし、その後、治具ｂにセットされたワークをスポット
溶接機やねじ締め機等を備えた作業用ロボットｃによっ
て組付けていた。

【０００３】ところが、上記の治具ｂに対応するワーク
の生産量が減少した場合、作業員ａは他の作業場に簡単
に移動することはできるが、産業用ロボットｃは移動で
きないため該産業用ロボットが遊んでしまうことにな
る。

【０００４】また、通常、ワークを産業用ロボットによ
り組付ける組付時間はワークを治具にセットするセット
時間より短いため、上記のような作業方法を採用する
と、産業用ロボットｃが作業をしていない空白の時間が
生じるので、産業用ロボットｃの作業効率が悪い。

【０００５】そこで、組付ステーションの両側に第１及
び第２のセットステーションを配置し、第１及び第２の
治具を治具台車に同時に載置せしめて第１の治具を第１
のセットステーションと組付ステーション間に、第２治
具を第２のセットステーションと組付ステーション間に
各々移送するワーク組付装置が提案されている。

【０００６】このワーク組付装置は、具体的には、ワー
クを第１の治具にセットするための第１のセットステー
ションと、該第１のセットステーションと間隔をおいて
設けられワークを第２の治具にセットするための第２の
セットステーションと、第１のセットステーションと第
２のセットステーションとの間に設けられ第１及び第２
のセットステーションでセットされたワークを産業用ロ
ボットにより組付けるための組付ステーションと、第１
及び第２の治具を同時に載置せしめて第１のセットステ
ーション、組付ステーション及び第２のセットステーシ
ョン間を移動し、第１の治具が第１のセットステーショ
ンに位置するときには第２の治具は組付ステーションに
位置し、第２の治具が第２のセットステーションに位置
するときには第１の治具は組付ステーションに位置する
よう構成された治具移送台車とを備えた装置である。

【０００７】このワーク組付装置においては、組付ステ
ーションにおいて第１のセットステーションでセットさ
れたワークに対する組付作業を行なっている際に、第２
のセットステーションでワークを第２の治具にセットす
る一方、組付ステーションにおいて第２のセットステー
ションでセットされたワークに対する組付作業を行なっ
ている際に、第１のセットステーションでワークを第１
の治具にセットするものであって、第１及び第２のセッ
トステーションでセットされたワークを組付ステーショ
ンにおいて交互に組付けることにより、産業用ロボット
の作業効率の向上を図っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なワーク組付装置を用いて近時の傾向である多品種少量
生産を行なう場合において、第１の治具にセットして組
付けるワークの数と、第２の治具にセットして組付ける
ワークの数とが異なると、該ワーク組付装置で生産され
る製品の数は少ない方の数になってしまう。例えば、第
１の治具を用いて組付けるワークの数が１００個で、第
２の治具を用いて組付けるワークの数が２００個のとき
には、上記のワーク組付装置によって得られる製品の数
は１００個になってしまう。

【０００９】このため、１つの組付ステーションに対し
て２つのセットステーションを設けたにも拘らず、産業
用ロボットの作業効率を満足できる程度に向上させるこ
とができないという問題がある。

【００１０】上記に鑑みて、本発明は、１つの組付ステ
ーションに対して２つのセットステーションを備えるワ
ーク組付装置を用いて組付作業を行なう場合の産業用ロ
ボットの作業効率をさらに向上させることを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、従来技術の項で説明したような
ワーク組付装置をワーク組付作業場として複数個設ける
と共に、各種の治具を保管する治具保管場を設けてお
き、各種の治具を複数個のワーク組付作業場相互間及び
複数個のワーク組付作業場と治具保管場相互間で互いに
移送可能にするものである。

【００１２】具体的に請求項１の発明が講じた解決手段
は、ワークを第１の治具にセットするための第１のセッ
トステーションと、該第１のセットステーションと間隔
をおいて設けられワークを第２の治具にセットするため
の第２のセットステーションと、上記第１のセットステ
ーションと第２のセットステーションとの間に設けられ
上記第１及び第２のセットステーションでセットされた
ワークを産業用ロボットにより組付けるための組付ステ
ーションと、上記第１及び第２の治具を同時に載置せし
めて第１のセットステーション、組付ステーション及び
第２のセットステーション間を移動し、第１の治具が第
１のセットステーションに位置するときには第２の治具
は組付ステーションに位置し、第２の治具が第２のセッ
トステーションに位置するときには第１の治具は組付ス
テーションに位置するよう構成された治具移送台車とを
各々有する複数個のワーク組付作業場と、上記複数個の
ワーク組付作業場毎の第１及び第２の治具と、予備の治
具とを各々保管可能な治具保管場と、上記複数個のワー
ク組付作業場毎の第１及び第２の治具と、予備の治具と
を各々保持する治具保持手段と、該治具保持手段を上記
各ワーク組付作業場相互間及び上記各ワーク組付作業場
と治具保管場相互間に移動せしめる治具移動手段とを有
する治具搬送機とを備える構成とするものである。

【００１３】また、請求項２の発明は、治具移動手段が
治具保持手段を移動せしめても、治具保持手段が確実に
治具を保持できるように、請求項１の構成に、上記治具
移動手段は、上記治具保持手段を保持して上下方向へ移
動せしめる上下方向移動手段と、該上下方向移動手段を
保持して上記各ワーク組付作業場の上方位置相互間及び
上記各ワーク組付作業場の上方位置と上記治具保管場の
上方位置相互間に水平移動せしめる水平方向移動手段
と、上記治具保持手段と上記水平方向移動手段とを連結
しており内外多層に配置された多角形断面の複数の筒よ
りなる伸縮自在なガイド部材とからなる構成を付加する
ものである。

【００１４】

【作用】請求項１の発明の構成により、第１と第２のセ
ットステーション、組付ステーション及び治具移送台車
を備えた複数個のワーク組付作業場と、該複数個のワー
ク組付作業場毎の第１及び第２の治具及び予備の治具を
各々保管可能な治具保管場と、上記各治具を保持する治
具保持手段と、該治具保持手段を各ワーク組付作業場及
び治具保管場間に移動せしめる治具移動手段とを有する
治具搬送機とを備えているため、各治具を、ワーク組付
作業場相互の間で、或いはワーク組付作業場と治具保管
場との間で自由に交換することができる。

【００１５】請求項２の発明の構成により、治具移動手
段が治具保持手段と水平方向移動手段とを連結しており
内外多層に配置された多角形断面の複数の筒よりなる伸
縮自在なガイド部材を備えているために、上下方向移動
手段が治具保持手段を上下方向へ移動させたり或いは水
平方向移動手段が治具保持手段を水平方向へ移動させて
も、治具保持手段が水平方向移動手段に対して水平面内
で相対回転することはない。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１７】図１は本発明の一実施例に係るワーク組付
装置の正面構造、図２はその平面構造、図３及び図４は
図１におけるＩ−Ｉ線の断面構造を各々示し、図４は後
述の治具移送台車１８が移動した状態を示している。

【００１８】これらの図において、１０Ａは第１ワーク
組付作業場、１０Ｂは第２ワーク組付作業場である。

【００１９】第１ワーク組付作業場１０Ａは、図１にお
ける左側に設けられワークを第１治具１２Ａにセットす
るための第１セットステーション１４Ａと、該第１セッ
トステーション１４Ａと間隔をおいて右側に設けられワ
ークを第２治具１２Ｂにセットするための第２セットス
テーション１４Ｂと、上記第１セットステーション１４
Ａと第２セットステーション１４Ｂとの間に設けられ、
これら第１及び第２セットステーション１４Ａ，１４Ｂ
でセットされたワークを産業用ロボット１６，１６によ
り組付けるための第１組付ステーション１８Ａとを備え
ている。

【００２０】さらに、第１ワーク組付作業場１０Ａは、
左部２０ａと右部２０ｂとからなり床面レール２２の上
を走行可能な第１治具移送台車２０Ａを備え、該第１治
具移送台車２０Ａは、左部２０ａに第１治具１２Ａを載
置せしめ、右部２０ｂに第２治具１２Ｂを載置せしめて
第１セットステーション１４Ａ、組付ステーション１８
Ａ及び第２セットステーション１４Ｂ間を移動可能であ
り、第１治具１２Ａが第１セットステーション１４Ａに
位置するときには第２治具１２Ｂは組付ステーション１
８Ａに位置し（図３に示す状態である）、第２治具１２
Ｂが第２セットステーション１４Ｂに位置するときには
第１治具１２Ａは第１組付ステーション１８Ａに位置す
る（図４に示す状態である）よう構成されている。

【００２１】この第１ワーク組付作業場Ａにおいては、
図３に示すように、第１セットステーション１４Ａでワ
ークを第１治具移送台車２０Ａ上の第１治具１２Ａに作
業員によりセット作業を行なっている際には、第１組付
ステーション１８Ａでは第１治具移送台車２０Ａ上の第
２治具１２Ｂにセットされたワークに対して産業用ロボ
ット１６により組付作業を行なう。そして、両方の作業
が完了すると、第１治具移送台車２０Ａを右方へ移動し
て図４に示す状態に位置せしめて、第１組付ステーショ
ン１８Ａで第１治具１２Ａにセットされたワークに産業
用ロボット１６により作業を行なうと共に、第２セット
ステーション１４Ｂでは組付が完了した第２治具１２Ｂ
の上のワークを取り除いた後、該第２治具１２Ｂに新し
いワークをセットする。

【００２２】また、第２ワーク組付作業場１０Ｂにも、
第１ワーク組付作業場１０Ａと同様に、ワークを第３治
具１２Ｃにセットするための第３セットステーション１
４Ｃと、ワークを第４治具１２Ｄにセットするための第
４セットステーション１４Ｄと、これら第３及び第４セ
ットステーション１４Ｃ，１４Ｄでセットされたワーク
を産業用ロボット１６，１６により組付けるための第２
組付ステーション１８Ｂと、第３治具１２Ｃ及び第４治
具１４Ｄを同時に載置せしめて第３セットステーション
１４Ｃ、第２組付ステーション１８Ｂ及び第２セットス
テーション１４Ｄ間を移動可能な第２治具移送台車具２
０Ｂとを備えている。

【００２３】図１及び図２において２４はフレームであ
って、該フレーム２４は、適所に配置された柱２４ａ
と、柱２４ａの中部に架設され左右方向に延びる前後一
対の中段の梁２４ｂと、柱２４ａの上端部に架設され左
右方向に延びる前後一対の上段の梁２４ｃとからなる。

【００２４】図２に示すように、フレーム２４の中段の
梁２４ｂには、第１及び第２組付ステーション１８Ａ，
１８Ｂの上方を除いて床材が架設されており、該床材
は、第１及び第２ワーク組付作業場１０Ａ，１０Ｂの第
１〜第４治具１２Ａ〜１２Ｄ及び予備の治具１２Ｅ，１
２Ｅ…を各々保管可能な治具保管場２６を構成してい
る。

【００２５】フレーム２２の上段の梁２４ｃの上には、
該上段の梁２４ｃに沿って延びる上段レール２４ｄの上
を走行する治具搬送機２８が配置されている。

【００２６】図５は治具搬送機２８の平面構造、図６は
図５におけるIV−IV線の断面構造を各々示しており、治
具搬送機２８は、水平方向移動手段としての台車３０
と、治具保持手段３２と、ガイド部材としての伸縮部材
３４と、上下方向移動手段としてのホイスト３６とを備
えている。

【００２７】台車３０は、上段レール２４ｄ上を走行す
る車輪３０ａと、該車輪３０ａを支持する左右（図５で
は上下）一対のシャフト３０ｂ，３０ｂと、該シャフト
３０ｂの前後（図５では左右）両端部間に支持された前
後一対のコ字状部材３０ｃ，３０ｃと、該コ字状部材３
０ｃの左右端部間に架設された左右一対のＨ字状部材３
０ｄ，３０ｄと、該Ｈ字状部材３０ｄ間に架設された床
材３０ｅと、床材３０ｅの左端部で支持部材３０ｆを介
して支持され上記シャフト３０ｂを回転駆動する走行用
サーボモータ３０ｇとからなり、フレーム２２の上段の
梁２４ｃに沿って左右方向に所定量走行可能である。

【００２８】治具保持手段３２は、第１〜第４治具１２
Ａ〜１２Ｄ及び予備の治具１２Ｅを保持するものであっ
て、図７に詳細を示すように、左右方向に延びる断面コ
の字状の支持部材３２ａと、該支持部材３２ａの左右両
端部に支持された左右一対のシリンダ３２ｂと、該一対
のシリンダ３２ｂのピストンロッドの先端に揺動自在に
支持された略Ｌ字状の保持具３２ｃとからなり、シリン
ダ３２ｂのピストンロッドが進出すると、保持具３２ｃ
の下端部の爪３２ｄが内側へ回動して治具１２の左右端
部を保持する。

【００２９】伸縮部材３４はロッドアンテナ式に内外に
多層に組み込まれた複数の矩形状の角筒からなり、該伸
縮部材３４の最外筒３４ａの上端部は台車３０の床材３
０ｅの下面に固定されていると共に、該伸縮部材３４の
最内筒３４ｂの下端部は治具保持手段３２の支持部材３
２ａの上面中央部に固定されている。

【００３０】ホイスト３６は台車３０の床材３０ｅの上
面に固定されており、該ホイスト３６のドラムに巻回さ
れたワイヤロープ（図示は省略）は伸縮部材３４の中央
を垂下し、垂下したワイヤロープの下端部は治具保持手
段３２の支持部材３２ａの上面中央に固定されている。
従って、ホイスト３６のドラムをワイヤロープが巻き上
げられる方向に回転すると伸縮部材３４が縮むと共に治
具保持手段３２は上昇し、ホイスト３６のドラムを逆方
向に回転すると伸縮部材３４が伸びると共に治具保持手
段３２は下降する。

【００３１】以上説明した台車３０、伸縮部材３４及び
ホイスト３６によって、治具保持手段３２を、第１及び
第２ワーク組付作業場１０Ａ，１０Ｂ相互間並びに第１
及び第２ワーク組付作業場１０Ａ，１０Ｂと治具保管場
２６相互間に移動せしめる治具移動手段３８が構成され
ており、第１〜第４治具１２Ａ〜１２Ｄ及び予備の治具
１２Ｅを保持した治具移動手段３８を移動させることに
より、第１及び第２ワーク組付作業場１０Ａ，１０Ｂ相
互間、第１及び第２ワーク組付作業場１０Ａ，１０Ｂと
治具保管場２６相互間で各々治具１２Ａ〜１２Ｅの移送
を行なうことができる。

【００３２】従って、第１治具１２Ａ及び第３治具１２
Ｃを用いて組付けるワークの数が多く、第２治具１２Ｂ
及び第４治具１２Ｄを用いて組付けるワークの数が少な
い場合には、治具搬送機２８を用いて第２治具１２Ｂを
第１治具移送台車２０Ａから第２治具移送台車２０Ｂに
移送する一方、治具搬送機２８を用いて第３治具１２Ｃ
を第２治具移送台車２０Ｂから第１治具移送台車２０Ａ
に移送することにより、第１ワーク組付作業場１０Ａと
第２ワーク組付作業場１０Ｂとにおける作業量のバラン
スがとることができるので、産業用ロボット１６の作業
効率が向上する。

【００３３】また、第１及び第２のワーク組付作業場１
０Ａ，１０Ｂのうちのいずれか一方の産業用ロボット１
６が故障した場合には、急いで作業をしなければならな
いワークに対応する治具を他方のワーク組付作業場に移
送することにより対応することもできる。

【００３４】さらに、伸縮部材３４をロッドアンテナ式
に内外多層に組み込まれた複数の矩形状の角筒からなる
構成にしたため、台車３０が走行したり或いは伸縮部材
３４が伸縮しても、角筒同士が軸心周りに相対回転しな
いので、治具保持手段３２の保持具３２ｃは治具１２の
左右端部を確実に保持することができる。尚、この観点
から、伸縮部材３４を構成する筒の断面を六角形或いは
八角形等にしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係るワーク組付作業装置によると、複数個のワーク組付
作業場、治具保管場及び治具搬送機を備えているため、
各治具を、ワーク組付作業場相互間及びワーク組付作業
場と治具保管場相互間で自由に交換することができる。

【００３６】このため、いずれかのワーク組付作業場に
おいて第１の治具を用いるワークの作業量と第２の治具
を用いるワークの作業量とが大きく異なる場合、作業量
の均衡が取れるようにワーク組付作業場相互の間で治具
を交換することにより作業量の均衡を図ることができ、
いずれかのワーク組付作業場の産業用ロボットが故障し
た場合、該ワーク組付作業場の治具を他のワーク組付作
業場に移送することにより急を要するワークの作業を継
続することができ、さらに、いずれかのワーク組付作業
場において一のワークに対する作業が完了した場合、該
ワークに対応する治具と治具保管場に保管されている治
具とを交換することにより速やかに次のワークに対する
作業を行なうことができ多品種少量生産に対応すること
ができるので、本発明に係るワーク組付作業装置による
と、産業用ロボットの作業効率が著しく向上する。

【００３７】また、請求項２の発明に係るワーク組付作
業装置によると、治具移動手段が治具保持手段と水平方
向移動手段とを連結しており多角形断面の内外多層の複
数の筒よりなる伸縮自在なガイド部材を備えているため
に、上下方向移動手段が治具保持手段を上下方向へ移動
させたり或いは水平方向移動手段が治具保持手段を水平
方向へ移動させても、治具保持手段が水平方向移動手段
に対して水平面内で相対回転することがないので、治具
保持手段は治具を確実に保持し所定位置にセットするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるワーク組付作業場の正
面図である。

【図２】上記ワーク組付作業場の平面図である。

【図３】図１におけるIII −III 線の断面図である。

【図４】治具移送台車が移動した状態を示す図３相当図
である。

【図５】治具搬送機の平面図である。

【図６】図５におけるIV−IV線の断面図である。

【図７】治具保持手段の一部分を示す正面図である。

【図８】従来のワーク組付作業場の平面図である。

【符号の説明】

１０Ａ…第１ワーク組付作業場 １０Ｂ…第２ワーク組付作業場 １２Ａ…第１治具（第１の治具） １２Ｂ…第２治具（第２の治具） １２Ｃ…第３治具（第１の治具） １２Ｄ…第４治具（第２の治具） １４Ａ…第１セットステーション （第１のセットステーション） １４Ｂ…第１セットステーション （第２のセットステーション） １４Ｃ…第３セットステーション （第１のセットステーション） １４Ｄ…第１セットステーション （第２のセットステーション） １６…産業用ロボット １８Ａ…第１組付ステーション １８Ｂ…第２組付ステーション ２０Ａ…第１治具移送台車 ２０Ｂ…第２治具移送台車 ２６…治具保管場 ２８…治具搬送機 ３０…台車（水平方向移動手段） ３２…治具保持手段 ３４…伸縮部材（ガイド部材） ３６…ホイスト（上下方向移動手段） ３８…治具移動手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを第１の治具にセットするための
   第１のセットステーションと、該第１のセットステーシ
   ョンと間隔をおいて設けられワークを第２の治具にセッ
   トするための第２のセットステーションと、上記第１の
   セットステーションと第２のセットステーションとの間
   に設けられ上記第１及び第２のセットステーションでセ
   ットされたワークを産業用ロボットにより組付けるため
   の組付ステーションと、上記第１及び第２の治具を同時
   に載置せしめて第１のセットステーション、組付ステー
   ション及び第２のセットステーション間を移動し、第１
   の治具が第１のセットステーションに位置するときには
   第２の治具は組付ステーションに位置し、第２の治具が
   第２のセットステーションに位置するときには第１の治
   具は組付ステーションに位置するよう構成された治具移
   送台車とを各々有する複数個のワーク組付作業場と、 上記複数個のワーク組付作業場毎の第１及び第２の治具
   と、予備の治具とを各々保管可能な治具保管場と、 上記複数個のワーク組付作業場毎の第１及び第２の治具
   と、予備の治具とを各々保持する治具保持手段と、該治
   具保持手段を上記各ワーク組付作業場相互間及び上記各
   ワーク組付作業場と治具保管場相互間に移動せしめる治
   具移動手段とを有する治具搬送機とを備えたことを特徴
   とするワーク組付け装置。
2. 【請求項２】上記治具移動手段は、上記治具保持手段を
   保持して上下方向へ移動せしめる上下方向移動手段と、
   該上下方向移動手段を保持して上記各ワーク組付作業場
   の上方位置相互間及び上記各ワーク組付作業場の上方位
   置と上記治具保管場の上方位置相互間に水平移動せしめ
   る水平方向移動手段と、上記治具保持手段と上記水平方
   向移動手段とを連結しており内外多層に配置された多角
   形断面の複数の筒よりなる伸縮自在なガイド部材とから
   なることを特徴とする請求項１記載のワーク組付け装
   置。