JP3283718B2 - 部品供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、組立ロボットに部品を
自動的に供給する部品供給装置に関し、特に、トレイン
チェンジャに照合して部品を受入れ、照合不一致部品を
自動的に処理するようにした部品供給装置に係るもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、組立ロボットに迅速かつ空き時間
が生じないように部品を自動的に供給するようになされ
た部品供給装置は、例えば特開平１−４０２３６号公報
に開示されたものがある。

【０００３】この公報に記載された部品供給装置は、異
なる部品を収容した複数の収容箱（部品トレイ）を無人
車などからバッファに受入れ、このバッファの位置に設
けられた分離機構によってこれらの収容箱から所要の収
容箱を分離してエレベータに載置する。所要の部品を組
立ロボットに供給するために、各種の部品がそれぞれ収
納されている収容箱をストックしたストッカの所要の部
品が収納された収容箱の格納段の位置までエレベータで
収容箱を移動させる。

【０００４】そして、組立ロボットによってすべて部品
が取出されて空となった収容箱とエレベータで運ばれて
きた収容箱とをストッカを上下に移動させながら交換す
る。交換した部品が収容された収容箱はこのストッカの
格納段から引き出されて組立ロボットに部品が供給され
る。また、空の収容箱はエレベータでさらに下降して既
に堆積した空の収容箱の上に積み重ねられ、無人車の下
段の収容位置に収容されるようになされている。

【０００５】しかし、従来例のように、部品供給装置を
一体に構成した場合は、部品点数の変化に対応すること
が困難である。すなわち、これは部品点数が減少した場
合にも予想される最大の部品点数に対応した状態を維持
しなければならないことを意味している。

【０００６】このような観点から、本発明者等は部品点
数に応じて構成を容易に変更できる部品供給装置を出願
した。この発明では部品供給装置を複数のモジュールで
構成し、部品をストックしておくモジュールを部品点数
に応じて変更し得るようにしたものである。

【０００７】この部品供給装置は、設備起動中に異常が
発生した際に、設備は緊急停止し、その際、部品供給装
置も停止することになり、部品トレイは部品供給経路中
に残ったままになる。

【０００８】また、この部品供給装置のストック部より
トレイチェンジャに部品トレイを供給する際には、部品
の間違いが無いように照合を行うようになされている。
ここで照合が一致しなかった場合は、供給されるべき部
品トレイが無いものと判断されて部品供給装置は異常停
止状態となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、部品供
給装置を複数のモジュールで構成した部品供給装置で
は、部品をストックしておくモジュールを部品点数に応
じて変更し得るようにしたものである。しかし、部品供
給装置が設置された製造設備自体に異常が発生した場合
は、部品トレイが部品供給経路に残ったままになる欠点
がある。

【００１０】また、部品供給装置のストック部からトレ
イチェンジャに部品トレイを受け入れる際の照合によっ
て、照合が一致しなかった場合、供給されるべき部品ト
レイが無いものと判断され、トレイチェンジャの供給口
に部品トレイが残ったままとなり、部品供給装置は異常
停止する欠点がある。

【００１１】したがって、このような状況では、異常を
復旧させて部品供給装置を再起動させるためには、先
ず、部品供給経路に残った部品トレイ、若しくは、照合
不一致と判断されたトレイチェンジャの供給口の部品ト
レイを取り除く作業を行わねばならない。また、設備が
異常停止した場合は、部品供給装置の部品トレイがどの
ような状態で停止しているか分からないために、そのま
まの状態で部品供給装置の動作を自動継続させることは
不可能である。

【００１２】従来の部品供給装置では、再起動時に、供
給経路途中やトレイチェンジャの供給口にある部品トレ
イを取り除く方法が、人手によって直接取り除く方法
と、手動操作で部品トレイを一つづつ動かして排出する
方法とがあるが、何れも作業が煩雑であり、このような
部品トレイの排出作業に時間を要する欠点がある。

【００１３】本発明は、上述の課題に鑑みなされたもの
であり、トレイチェンジャに部品トレイを受け入れる際
の品種照合によって、照合不一致となった部品トレイを
トレイ受けに移載して自動的に排出するようにした部品
供給装置を提供することを目的とするものである。

【００１４】また、本発明は、トレイチェンジャに部品
トレイを受け入れるに際に、品種照合を行って受入れ、
照合不一致の部品トレイをトレイ受けに移載して自動的
に排出するとともに、その部品トレイを再循環するよう
にした部品供給装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされたものであり、本発明は、組立ロボットに必要
な部品を順次供給するトレイチェンジャを備えた部品供
給装置に於いて、ストック部から前記トレイチェンジャ
のトレイ受けへ部品トレイを供給する際に、要求した部
品トレイであるか否かを照合して一致した部品トレイを
前記トレイチェンジャのトレイ受けに移載して部品供給
位置まで循環させるとともに、照合不一致となった部品
トレイを前記トレイチェンジャのトレイ受けに移載して
トレイ排出位置まで循環させ、前記トレイ受けから空ト
レイ回収部に排出するようにしたことを特徴とする部品
供給装置である。

【００１６】また、本発明は、組立ロボットに必要な部
品を順次供給するトレイチェンジャを備えた部品供給装
置に於いて、ストック部から前記トレイチェンジャのト
レイ受けへ部品トレイを供給する際に、要求した部品ト
レイであるか否かを照合して一致した部品トレイを前記
トレイチェンジャのトレイ受けに移載して部品供給位置
まで循環させて前記組立ロボットに部品を供給すととも
に、照合不一致となった部品トレイを前記トレイチェン
ジャのトレイ受けに移載してトレイ排出位置まで循環さ
せて、前記トレイ受けから空トレイ回収部に排出するよ
うにし、かつ前記空トレイ回収部に回収された部品トレ
イを前記ストック部に再び循環するようにしたことを特
徴とする部品供給装置である。

【００１７】

【作用】上述のような手段によって、本発明の部品供給
装置は、組立ロボットに順番に部品を供給するためのト
レイチェンジャが設けられ、トレイチェンジャに部品ト
レイを受け入れる際の部品ＩＤによる照合によって、待
機している部品トレイが要求する部品トレイであるか否
かを照合して一致したものと不一致となった部品トレイ
を、それぞれトレイチェンジャに受け入れて異なった循
環動作をさせるようにして、照合一致した部品トレイは
部品供給位置まで循環させるようにし、照合不一致とな
った部品トレイは空トレイ回収部まで循環させて排出す
るようにし、照合不一致による異常停止を解消するよう
にしたのである。

【００１８】また、本発明の部品供給装置は、トレイチ
ェンジャに部品トレイを供給する際に行われる照合によ
って照合不一致となった部品トレイを受け入れ、照合不
一致となった部品トレイを空トレイ回収部に回収した後
に、ストック部にその部品トレイを循環させることによ
って、照合不一致による異常停止を解消するとともに、
照合不一致による部品トレイが再び組立ロボットに供給
し得るようにしたのである。

【００１９】

【実施例】

《部品供給装置の概要》図２は、本発明による部品供給
装置の実施例を概念的に示して斜視図である。同図は、
本発明の部品供給装置について、組立ロボットなどの周
辺装置とともに示したものであり、入口リフタ２，出口
リフタ６および一部の要素についても概略が示されてい
る。また、図１にはその説明図が示されている。

【００２０】なお、図２に示したように、トレイチェン
ジャ４の受入手段と排出手段と、ベースモジュール７
と、その上部に互いに同一の大きさと構成とを有する３
個の積み重ねられたストックモジュール８_1,８_2,８₃ と
を備え、ストックモジュールには、出口リフタ６がトレ
イｔを吊り下げた状態で上下に移送される。図１を参照
して図２の実施例について説明する。

【００２１】図２の自動組立システムは、３段のストッ
クモジュールを備えており、３種類の部品を基礎となる
部材に取付けて所定の製品を自動的に組立てるものであ
り、組立て順序に必要となるこれら３種類の部品を自動
的に組立ロボット３に供給する本発明の部品供給装置を
備えるものである。

【００２２】なお、この実施例では３種類の部品X₁，
X₂，X₃を組立ロボットに供給するものとして示してある
が、より多くの種類の部品を供給するために４個以上の
ストックモジュールを積み重ねることができることは前
述のとおりである。

【００２３】それぞれ同一種類の部品を収容したトレイ
ｔ同志は適当な個数が積み重ねられて１つのトレイ群Ｔ
として、例えば自動倉庫から無人車１（図１）によって
運搬されて第１段目のストックモジュール８₁ の高さで
入口リフタ２に移される。この入口リフタ２は、このト
レイ群が収容している種類の部品、例えばX₂に割当てら
れているストックモジュール８₂ に対向する位置まで上
昇し、このトレイ群Ｔをストックモジュール８₂ のスト
ック部SSに移送して一旦格納させる。

【００２４】このストックモジュール８₂ に格納されて
いる部品X₂を組立ロボット３に補給するときには、この
ストックモジュール８₂ の分離機構SBにトレイ群Ｔが残
っていればこの分離機構SBに分離動作を行なわせてこの
トレイ群Ｔから１つのトレイｔを分離してから、また、
１つのトレイｔだけが残っていればそのトレイｔを出口
リフタ６に送り出す。

【００２５】前述のように、図２の実施例では図１の説
明図に示した構成とは異なって、トレイチェンジャ４の
受入機構CIがストックモジュールの出口リフタスペース
下部まで延びており、したがって、最下段のストックモ
ジュール８₁ から上記のように送出されたトレイｔは出
口リフタ６を介することなく、直接トレイチェンジャ４
の受入機構CIに送出される。

【００２６】この出口リフタ６は、最下段以外のストッ
クモジュール８_2,８_3,……から送出されたトレイを吊り
下げた状態で下方に移動するように構成されており、ト
レイｔがトレイチェンジャ４の受入機構CIに到達すると
出口リフタ６は搬送してきたトレイを解放して、このト
レイをこの受入機構CI上に載置する。

【００２７】この受入機構CI上に置かれたトレイは、ト
レイチェンジャ４の循環機構によって循環経路CL（図
１）に組み込まれて循環し、この循環経路の一部に設け
られている部品供給位置CSに所要のトレイｔがあるとき
に組立ロボット３に部品を取出させる。

【００２８】組立ロボット３は組立台１２上の被組立体
にトレイチェンジャ４から取出した部品を取付け、取付
けが終了すればコンベア１１上のプラテン１０にこの製
品を乗せて、次の組立作業を行なう組立システムや製品
を保管する倉庫などの所定の場所に搬送させる。なお、
１３はこの組立システムの動作を制御するための制御装
置である。

【００２９】各トレイｔは収容している部品が無くなる
までトレイチェンジャ４の循環経路中を循環するが、ト
レイｔ中に部品が無くなると循環経路から外れてベース
モジュール７に送られる。

【００３０】ベースモジュール７ではその段積機構BDに
よって空きトレイが積み重ねられ、この積み重ねられた
空きトレイの高さが一定の値を超えると移送されてベー
スモジュールから送出される。なお、この積み重ねは、
空きトレイの厚みとは無関係に行なわれるので、結果と
して厚みの異なるトレイも一緒に積み重ねられることに
なる。また、トレイチェンジャ４からベースモジュール
７に照合不一致となった部品トレイがベースモジュール
７の空トレイ回収部に搬送された場合には、その照合不
一致となった部品トレイをストックモジュールに移送し
て再利用される。

【００３１】以上にこの実施例の全体的な構成と動作を
説明したので、以下、各構成要素ごとに説明する。

【００３２】《トレイ》図３を参照しながら部品を収容
するトレイの実施例を説明する。なお、このトレイｔに
は同一種類の部品だけが収容されるものであり、また、
この部品は組立ロボット３が取出すものであるために上
下方向に抜き差し可能に収容されるものであるが、この
部品のトレイｔ内における保持方法は部品の形状や構造
によって異なることから部品の保持手段については図示
を省略してある。

【００３３】図３(a) はトレイｔの斜視図であって、ト
レイｔは全体として箱型であり、その上縁に設けられた
フランジ部には、複数のトレイを積み重ねたときに上段
のトレイ底部が例えば5mm 程度嵌合してトレイ相互のず
れを防止するための凹部t₂を残してが設けられており、
このフランジt₁には平面形状が外縁側で広いほぼ等脚台
形に形成された第１及び第２の切欠部t₃，t₄が形成され
ている。

【００３４】また、トレイｔの底部には、上記したよう
にトレイを積み重ねたときに上段となるトレイｔの底部
t5が下段のトレイの上縁部に設けられている上記凹部t₂
と嵌合するようにするための段部t6が底部全周にわたっ
て設けられている。

【００３５】さらに、このトレイの底面にはラベル１４
が貼付されており、このラベル１４は後述するように、
トレイの内容、すなわち収容されている部品の種類を識
別するために用いられる。

【００３６】このトレイｔの平面的な大きさは使用され
るトレイのすべてについて同一であるが、これらトレイ
に収納する部品の大きさに応じて、図３(b) に示すよう
に、その深さだけが45mm,85mm,125mm などのように異な
る深さの複数種類のトレイを用いることができる。な
お、以下の説明では、この図に示した３種類の深さのト
レイを用いるものとし、深さが45mmのものをＳトレイ，
85mmのものをＭトレイ，125mm のものをＬトレイとい
う。

【００３７】《入口リフタ》図４に示した入口リフタ２
は、その上に載置された部品入りトレイ群Ｔをストック
モジュール群８_1,８_2,８₃ 中の所定のモジュールに対応
する位置まで上方向に搬送するとともに、ベースモジュ
ール７の段積機構BDで積み重ねられた空きトレイをスト
ックモジュール８₁ の高さまで移動させるためのもので
ある。また、照合不一致となった部品トレイがベースモ
ジュール７に回収された場合に、空の部品トレイに段積
みされ、再利用のために入口リフタ２によってストック
モジュール群８_1,８_2,８₃ の所定の部品蓄積部に照合不
一致となった部品トレイを移送するものである。

【００３８】この入口リフタ２は、その基体の隅にスト
ックモジュール８の入口リフタスペースＳIS（図１）に
それぞれ設けられたガイドレール２２およびベースモジ
ュール７に上記同様に設けられたガイドレールと係合す
るガイドローラ１９が設けられるとともに、これらのガ
イドレール２２の少なくとも１本に取付けられたラック
２１に係合する図示しないピニオンと、このピニオンを
駆動する上下駆動モータ１８を備えており、このモータ
１８を駆動することによって入口リフタは上下に移動す
る。

【００３９】このリフタ２には載置されたトレイ群を搬
送するためのベルトコンベア１５が設けられており、さ
らに、このベルトコンベア上に載置されたトレイ群Ｔが
収容している部品の種類を識別するためにトレイｔの底
面に貼られているラベル１４（図３）を読取るためのセ
ンサ２０と、トレイの位置を決めるためにシリンダなど
の駆動機構によって倒伏制御可能なストッパー１６とト
レイ群Ｔの横方向の移動を制限するためのガイド板１７
が設けられている。

【００４０】初期状態においては、入口リフタ２はその
高さ位置が入口リフタ２のベルトコンベア１５の上面と
ベースモジュール７のコンベア２３の上面とが同一高さ
となるように設定されている。

【００４１】図示しない自動倉庫への出庫指示により、
無人車が指定されたトレイ群を搬送して部品供給システ
ムに到着すると、入口リフタ２のベルトコンベア１５は
回転して無人車から段積みされたトレイ群Ｔをこのコン
ベア１５上に搬入する。このときベルトコンベア１５の
ストッパー１６は上昇位置にあり、トレイ群が搬入され
たときの前端の位置を決める。

【００４２】トレイ群Ｔがこのストッパー１６に到着す
ると、ストッパー１６に隣接して配置された図示しない
光電センサがこの到着を検知し、上記ベルトコンベア１
５を停止させる。

【００４３】また、ストッパー１６とガイド板１７によ
り位置を決められたトレイの底面のラベル１４は、ベル
トコンベア１５の中に設けられた複数の光電センサ２０
により検知され、指定されたトレイ群かどうかが認識さ
れる。

【００４４】トレイ群が指定されたトレイ群であれば、
入口リフタ２は上下駆動モータ１８の駆動により回転す
るピニオンとガイドレールに設けられたラック２１の噛
み合いによってストックモジュール８_1,８_2,８₃ のいず
れかの指定されているストックモジュールにこのトレイ
群を運ぶ。

【００４５】入口リフタ２が所定のストックモジュール
の高さに到着すると、ストッパー１６を下降させ、ベル
トコンベア２０を回転させてトレイ群Ｔをストックモジ
ュール８のフリーフローコンベアによって構成されたバ
ッファー２３へ送り出す。

【００４６】この入口リフタ２がベースモジュール７に
ストックされている空きトレイ群を無人車１（図１）な
どへ向けて搬出する動作を行なうことは前述したとおり
であるので、ここで、空きトレイ群の搬出動作について
説明する。

【００４７】コンベア４４にストックされている空きト
レイ群が後続する空きトレイ群によって押されるなどし
てストッパー４５に突き当たる位置まで移動してこの空
きトレイ群をセンサ（図示せず）が検知すると、入口リ
フタ２はこのコンベア４４の上面と入口リフタ２のベル
トコンベア１５の上面が一致したことをセンサ（図示せ
ず）が検知するまで下降する。

【００４８】次に、ストッパー４５を下降して、上記コ
ンベア４４と入口リフタ２のベルトコンベア１５を回転
することによって、入口リフタ２上に空きトレイ群を搬
送し、入口リフタ２の外方に設けられたストッパー４６
までトレイ群が搬送されたことをセンサ（図示せず）が
検知すると、コンベア４４と入口リフタ２のベルトコン
ベア１５を回転を止め、入口リフタ２は前述の無人車１
の搬送面と同一の高さまで上昇して、ベルトコンベア１
５を回転させてトレイ群をこの無人車１に乗せる。無人
車１のセンサ（図示せず）によって空きトレイ群の搬入
が確認されると、この搬入確認を示す無人車１からの信
号によりベースモジュール７のベルトコンベア１５の回
転を止める。

【００４９】入口リフタ２は、空きトレイ群を前述のよ
うに無人車１に乗せ終わって、図示しないセンサがコン
ベア４４のストッパー４５の位置に段積みされたトレイ
群が検知されなくなると、この入口リフタ２のベルトコ
ンベア１５の上面とベースモジュール７のコンベア２３
の上面とが同一高さを取る位置に移動して初期状態に戻
る。

【００５０】《ストックモジュール》図５は、ストック
モジュール８_1,８_2,８₃ の一つの概念的に示したもので
ある。このストックモジュールは、同一種類の部品を収
納した複数のトレイｔからなるトレイ群Ｔを前記の入口
リフタ２から受入れて一旦収納するとともに、指定され
た部品を収納したトレイｔを該当するトレイ群Ｔから分
離してトレイチェンジャ４に送り出すためのものであ
る。ストックモジュールは部品を分別して蓄積するスト
ック部を主な構成とする。

【００５１】同図の右側のガイドレール２２で囲まれた
空間は、前述した入口リフタ２が昇降する入口リフタス
ペースLI（図１）であり、このガイドレール２２の少な
くとも１本には入口リフタ２の昇降用ピニオンと噛み合
うラック２１が設けられている。

【００５２】この入口リフタ２上が指定されたストック
モジュール８の高さまで上昇した後に、入口リフタ２の
コンベア１５によって送出されたトレイ群Ｔは、複数の
トレイ群を一時貯蔵するためのストック部SS（図１）に
相当するフリーフローコンベア２３上に移され、このコ
ンベア上に貯蔵されている複数のトレイ群の中で最前方
にあるトレイ群Ｔが倒伏可能なストッパー２４に突き当
たる位置まで移動して停止する。

【００５３】このストックモジュール８に貯蔵されてい
るトレイをロボットに供給する指示が制御装置から到来
し、分離機構SBの分離爪２６の直下に設けられてコンベ
ア２５上のトレイ群を検知するセンサ（図示せず）によ
り分離機構SBにトレイがないことが検知されると、バッ
ファーのストッパー２４を下降してからフリーフローコ
ンベア２３と分離爪２６の直下のコンベア２５を駆動回
転してバッファー内のトレイ群を分離機構SBに移動させ
る。

【００５４】トレイ群の先端が分離爪２６の直下のコン
ベア２５に到達すると、分離爪２６の直下のコンベア２
５はフリーフローコンベア２３よりも回転速度が早いの
で、先頭のトレイ群と次のトレイ群の間に間隙を生じる
ので、この間隙にストッパー２４を上昇させることによ
って、分離機構SBに移されたトレイ群Ｔとストック部に
残されるトレイ群との分離を行う。

【００５５】このコンベア２５の位置には、図５の斜視
図で示したように、ラック２７，ピニオン２８およびロ
ータリーアクチュエーター２９によってトレイｔのフラ
ンジ部にその下方から掛止する突出状態とこのフランジ
部から離間する引込状態との間で往復動可能な分離爪２
６が設けられている。

【００５６】この分離爪２６は左右一対、かつ、上下に
移動可能であり、これら一対の分離爪２６の上下運動の
同期をとるために、モーター３２は軸３３を介して左右
のチェーン３１を駆動しており、分離爪２６はこのチェ
ーン３１に結合されてガイド機構３０に沿って上下に移
動するように構成されている。

【００５７】Ｌトレイのフランジの高さより高く、か
つ、Ｓトレイを２個重ねたときの上段のＳトレイのフラ
ンジの高さより低い高さからこの分離爪２６を突出した
状態で上昇させることによって、分離位置にあるトレイ
群Ｔの下から２段目に位置しているトレイのフランジ部
にこの分離爪２６が係合する。

【００５８】さらに分離爪２６の上昇を上下のトレイが
噛み合っている高さ（図３図示のトレイでは5mm)以上、
例えば10mm更に上昇を続けることによって、この２段目
より上段にあるトレイ群が持ち上げられて、このトレイ
群から最下段のトレイが分離して、この最下段にあるト
レイのみがコンベア２５上に残るので、コンベア２５を
駆動することによって出口リフタ６に押し出される。

【００５９】なお、最下段のトレイが出口リフタに排出
された後には、モータ３２を回転させて分離爪２６を下
方に移動させて、この分離爪上に残ったトレイ群をコン
ベアに降ろした後、ロータリーアクチュエーター２９が
前回とは逆に分離爪２６が突出位置より引込み位置に移
動するよう動作して、このトレイ群をコンベア２５上に
維持させる。また、照合が不一致となった部品トレイ
（照合不一致トレイ又は不一致トレイ）がトレイチェン
ジャ４からベースモジュール７に搬入された場合には、
空の入力リフタ２を降下させて照合不一致トレイを載置
して、上昇させてストックモジュール８の所定の部品が
ストックされた位置まで上昇させる機能を有する。

【００６０】《出口リフタ》図７(a) に斜視図を示した
出口リフタ６は、前記のストックモジュール群８_1,８_2,
８₃ のそれぞれの分離装置で分離された部品入りトレイ
ｔをトレイチェンジャ４に移送するためのものであり、
基板の四隅にそれぞれ取付けられたガイドローラ４９が
ガイドレール５０に沿って上下に移動可能なように支持
されており、少なくとも１本のガイドレールに設けたラ
ック５２に噛み合うピニオンをモータ４８で回転駆動す
ることによってこの基板が上下に移動できるように構成
されている。

【００６１】図７(b) の断面図および同図(c) の支持爪
５６の移動機構を説明した図に示したように、出口リフ
タ６の基板の下面には、断面がコの字状でその垂直部に
ベルトコベア４７が設けられた一対の支持爪５６が、シ
リンダ５３，５４およびガイド機構５５とによってこの
ベルトコベア４７を内側に押付ける位置と押付けを解除
する位置とに移動可能なように設けられている。

【００６２】この出口リフタ６の支持爪５６の下縁の高
さ位置を、トレイチェンジャ４に運搬すべきトレイｔが
存在しているストックモジュールの分離機構SBに対向す
る位置に移動させてから、図５のストックモジュールの
コンベア２５および上記ベルトコンベア４７を駆動する
と、図７(b) に示されるように、このトレイｔは出口リ
フタ６の支持爪５６によって保持される。なお、このベ
ルトコンベア４７を駆動するときには、トレイｔを引き
込み易くするために、このベルトコンベア４７を内側
（トレイ側）に押付けておくことが望ましい。

【００６３】このようにトレイｔを保持した出口リフタ
６をトレイチェンジャ４の入側に設けられている受入機
構CI（図１）に対応する位置まで移動させた後、支持爪
５６をシリンダ５３，５４によって押付解除位置に移動
するとともにベルトコンベア４７を駆動することによっ
て、トレイはトレイチェンジャ４の受入機構に移され
る。

【００６４】より詳細に説明すると、初期状態において
は、出口リフタ６のシリンダ５３が後退して爪５６が閉
じた状態でストックモジュールの最上段に位置してお
り、ロボット３によって指示されたストックモジュール
から分離されたトレイをトレイチェンジャに運ぶため
に、出口リフタ６の上端面と所定のストックモジュール
のコンベアの上端面とが同一高さになったことを近接ス
イッチ（図示せず）が検知するまで、上下モータ４８を
回転させることによって移動する。

【００６５】この位置に到達すると、ストックモジュー
ルのコンベアにより押し出されたトレイは、出口リフタ
６の爪５６によってガイドされて、その両側に設けられ
たベルトコンベア４７によりこの出口リフタに引き込ま
れる。

【００６６】次いで出口リフタは下降し、トレイチェン
ジャの上で停止し、ベルトコンベア４７の押しつけを解
除するためにシリンダ５４を前進させた状態でシリンダ
５３を前進させ、トレイチェンジャの受入機構のコンベ
アの上端にトレイの下面がつくまで入口リフタを下降さ
せる。

【００６７】そこでシリンダ５４を後退させると、カム
５５によりシリンダ５３がさらに前進し、爪５６が開い
てトレイはトレイチェンジャの受入機構のコンベア上に
解放される。

【００６８】その後、出口リフタ６本体は、シリンダ５
４が前進するとともにシリンダ５３が後退して爪５６を
閉じた状態で、初期状態である最上段のストックモジュ
ールの位置に移動する。

【００６９】《トレイチェンジャ》図８（ａ）に斜視図
で示すトレイチェンジャは、上述のようにストックモジ
ュール８から出口リフタ６によって搬送されてきたトレ
イｔをトレイチェンジャ４のトレイキャリア（トレイ受
け）６２に搬入するための図１に示すように受入機構CI
を備えている。なお、この図は便宜上、図１，図２とは
逆方向から見た斜視図で示されており、したがって、入
口リフタからのトレイは左から右に移送される。

【００７０】この受入機構CIは、トレイを受けるローラ
６０と、トレイの停止位置を決めるストッパー６１と、
トレイを搬入するための上下する押し爪６５と、搬入シ
リンダ６６、およびトレイ受け開閉用シリンダ６４、ト
レイの種類検知センサ６８からなる。

【００７１】この受入機構CIへのトレイの搬入は、受入
機構CI内にトレイが有るか否かを判断してトレイがない
場合に搬入が行なわれるものであり、このトレイは前述
のように最下段のストックモジュール８₁ からは水平方
向に、また、最下段以外のストックモジュール８_2,８₃
からは出口リフタ６によって上方向から搬送されてく
る。

【００７２】水平方向から来るストックモジュール８₁
からのトレイは受入機構CI内の駆動ローラ６０によりス
トッパー６１に当たるまで搬送され、また、ストックモ
ジュール８_2,８₃ からの上方向から来るトレイは出口リ
フタ６によって受入機構CIに載置されてから駆動ローラ
６０によりストッパー６１に当たるまで搬送される。何
れにしても、トレイｔがストッパ６１に当たるとトレイ
検知手段が働いて駆動ローラ６０を停止させて、受入機
構CIの所定の位置にトレイｔを停止させる。

【００７３】このとき、トレイの搬送面より少し低い位
置に設けられているトレイの種類検知のためのセンサ６
８が、トレイの下部に付いているマーク１４（図３）を
検知して、所要の部品用のトレイと合致していることを
確認している。

【００７４】トレイキャリア６２内にあったトレイが空
になってこのトレイキャリアから排出されたことを示す
信号を受けると、このトレイキャリア６２はトレイを受
入れる受入位置に停止し、図８(b) に示すように、開閉
式扉６３がシリンダ６４に押されて開くと同時にストッ
パー６１が下降してトレイをトレイキャリアに搬送する
ことが可能となる。

【００７５】その後、トレイの後部に位置して搬送用シ
リンダ６６に取り付けられている左右２か所の押し爪６
５が上昇し、この押し爪６５が出たことが検知されると
トレイを駆動ローラ６０によってトレイキャリア６２に
搬送・載置する。なお、受入機構CIとトレイキャリア６
２との隙間は、開閉扉６３が開いた状態でレールとなっ
て埋められて、トレイｔのトレイキャリア６２への搬送
を助ける。

【００７６】トレイがトレイキャリア６２に載置される
と、上記搬送用シリンダ６６が定位置に戻り、開閉扉６
３が閉じてスプリングによってトレイｔはトレイキャリ
ア６２上の所定の位置まで押される。また、トレイキャ
リア６２にトレイの搬入が完了した時点で搬送用シリン
ダ６６が元の位置に戻って押し爪６５が下降し、トレイ
ｔのトレイキャリア６２への搬送処理は完了する。

【００７７】上記のようにして、トレイｔがトレイキャ
リア６２上に載置されるとトレイｔの位置決めが行なわ
れるが、このトレイ位置決めは、位置決め用のテーパー
形状のコマをつけた位置決め用のシリンダ８２がトレイ
キャリア６２の一方の側面の左右２か所に取り付けてあ
り、そのシリンダ８２のトレイチェンジャの逃げ穴を介
した先端にはテーパー形状のコマが設けられていて、図
３（ａ）に示したトレイｔの縁部のテーパー形状の切欠
きt₃，t₄にこのコマが入り込むことによりトレイをトレ
イキャリアの進行方向に位置決めする。

【００７８】なお、このシリンダ８２と対向する位置に
図示しないシリンダを設けて、上記シリンダ８２と同時
に駆動することによって、トレイｔの中心線をトレイキ
ャリア６２の中心線に合わせるようにすることが望まし
い。

【００７９】このトレイキャリア６２は、このトレイチ
ェンジャの循環機構（図１のCL）に組み込まれた複数の
トレイキャリアの１つ（図１，図８では４つのトレイキ
ャリアが例示されている）であり、この循環機構は、ト
レイキャリア６２が保持しているトレイを水平に保ちな
がら循環させるもので、組立ロボット３がこのトレイが
収容している部品を取出す取出位置をその循環経路の一
部に含んでいる。また、トレイチェンジャの循環機構CL
に組み込まれた複数のトレイキャリア（トレイ受け）の
空きトレイキャリア６２に照合不一致トレイを移載する
ようになれさている。

【００８０】トレイキャリア６２はそれを水平に保つた
めに軸６９，リンク板７２，軸ピン７３，軸受７１によ
って支持されており、また、循環経路に沿ってこのトレ
イキャリア６２を移送するために一対のベルト７０_1,７
０_2,プーリ７７，駆動ベルト７５，駆動プーリ７６，駆
動軸７８，駆動モータ８０を備えている。

【００８１】トレイチェンジャ４において各トレイが収
容している部品の種類を判別する手段として、例えばト
レイキャリア６２の側方に貼られたマーク７４を検出す
る図示しない反射型光電スイッチを設けることができ
る。

【００８２】より詳細に説明すると、このトレイキャリ
ア６２の中央部の下方にはその走行経路の形状が互いに
同一な一対の回転ベルト７０_1,７０₂ の一方のベルト７
０₁に取り付けてある軸受７１により保持されている軸
６９が固定されており、この軸６９の図で手前側の端部
にはリンク板７２が固定されていて、このリンク板７２
の端部に設けられているピンは上記一対の回転ベルトの
他方のベルト７０₂ に取り付けてあるピン受７３に保持
されている。

【００８３】これら一対の回転ベルトの一方のベルト７
０₁ は１つの駆動用プーリ７６と３つの従動プーリ７７
とによって保持されていて、その駆動用プーリ７６はモ
ータ８０からベルト７９，駆動軸７８を介して駆動さ
れ、また、この駆動軸７８からは駆動ベルト７５を介し
て他方のベルト７０₂ が同時に回転する。

【００８４】しかしながら、このベルト７０₁ とベルト
７０₂ とは上記軸受７１とリンク板７２の端部に設けら
れているピンとの間隔に相当する距離だけ左右にずれた
位置に配置されているので、これら一対の回転ベルト７
０_1,７０₂ が同時に回転すると、リンク板７２に固定さ
れているトレイキャリア６２は水平を維持しながらベル
ト７０の経路にしたがって循環する。

【００８５】なお、この図８では、回転ベルト７０に等
しいピッチ間隔で４個のトレイキャリア６２が付いてお
り、これらトレイキャリア６２には異なるマーク７４が
付されていて、トレイキャリア６２をこのマークで識別
することによって、当該トレイキャリア６２に載置して
いるトレイｔがどのような種類の部品を収容しているを
判断できるようにしている。

【００８６】上記のように、トレイはトレイチェンジャ
の循環経路を循環しながら、その部品供給位置CSでトレ
イｔからは部品が組立ロボットによって順次取出され、
ついには収容している部品が無くなってこのトレイは空
になるが、この空になった空きトレイは、排出機構C0に
よって循環経路から外されてベースモジュール７（図
２）に向けて搬出されることになる。

【００８７】この排出機構C0は、トレイキャリア６２を
自動で開くカムホロワー８３と搬出用ベルト８５、駆動
用プーリ８６、従動用プーリ８７、駆動モータ８８、搬
出用駆動ローラ８９、ストッパー９０からなる。

【００８８】空きトレイ又は照合不一致トレイを載置し
たトレイキャリア６２は搬出位置で一旦停止し、トレイ
キャリア６２の開閉扉６３はトレイチェンジャ４の下部
に設けられたカムホロワ８３により停止した時点で自動
的に開いて空きトレイは搬出可能な状態になり、次いで
搬出位置の下部に設けられたトレイ押しコマ８４により
空きトレイを後部から押出して、空きトレイ又は照合不
一致トレイをトレイキャリア６２から排出する。

【００８９】上記のトレイ押しコマ８４は、駆動モータ
８８によって駆動される駆動プーリ８６と従動プーリ８
７に掛け渡されている搬出用ベルト８５に取り付けられ
ていて、トレイキャリア６２が循環経路を循環している
ときにはトレイキャリア６２に干渉しないようになされ
ている。しかし、空きトレイの搬出時は、トレイキャリ
ア６２の底面から側板に至る開口部に、トレイ押しコマ
８４を貫通させながらトレイキャリア６２に載置された
空きトレイをトレイキャリア６２の面上を滑らせながら
搬出部へ送り出す。

【００９０】このとき、トレイキャリア６２と搬出部と
の隙間はトレイキャリアの開閉扉６３が開いた状態でレ
ールとなって空きトレイの排出を助ける。また、トレイ
押しコマ８４は、空きトレイを押出し終わると駆動モー
タ８８が逆回転して元の位置に戻る。

【００９１】その後、空きトレイは搬出部に設けられた
駆動ローラ８９によってベースモジュールに向かって搬
送され、このローラ８９の前方に設けられたストッパー
９０に当たって停止して、空きトレイは搬出されてトレ
イチェンジャでの動作が完了する。

【００９２】トレイチェンジャ４から排出された空きト
レイを段積みするための段積機構BDには、図６に示すよ
うに、コンベア３４と、コンベア３４上に設けられた上
下可能で空きトレイのフランジ部t₁に両側から掛止可能
な爪３５と、段積み位置を決めるストッパー３６が設け
られている。

【００９３】すなわち、一対の爪３５は、裏面にガイド
機構を有し、コンベア３４上に積み上げられたトレイ群
のフランジ部が下方から掛止される突き出し位置と、こ
れらフランジ部から離間した引込み位置との間で往復運
動するためのラック３７、ピニオン３８及び駆動のため
のロータリーアクチュエーター３９を備えている。

【００９４】また、この一対の爪３５を上下に移動させ
るために、ガイド機構４０、チェーン４１および駆動・
停止のためのモーター４２を備えており、左右の爪３５
の上下運動の同期をとるために、このモーター４２は軸
４３を介して一対のチェーン４１を同時に駆動してい
る。

【００９５】この段積機構BDによる段積みの動作を具体
的に説明するが、トレイチェンジャ４では、厚さ125mm
のＬトレイと、厚さ85mmのＭトレイと、45mmのＳトレイ
とがトレイキャリアに載置されて循環しているものと仮
定する。

【００９６】各トレイから部品がロボットにより取出さ
れ、トレイについての位置座標テーブルの予め定めた最
終位置から部品がロボットにより取出されると、ロボッ
トからの取出し完了信号と後述するトレイ内最終部品
（トレイ空）信号とによりトレイチェンジャ４の排出機
構C0から空きトレイが排出され、この空きトレイはベー
スモジュール７に移され、コンベア３４によりストッパ
ー３６に突き当たるまで搬送される。

【００９７】段積機構BDにトレイがない状態では、爪３
５は開いていて段積みの対象となる空きトレイと干渉し
ない高さ位置に待機しており、この位置はトレイの最大
厚さがＬトレイの125mm なのでコンベア３４面より130m
m の位置に設定される。

【００９８】ストッパー３６に空きトレイが到着すると
爪３５は開いたままで最小厚さのトレイのフランジより
低い位置に移動するが、この位置はトレイの最小厚さが
45mmでフランジ部の厚さが10mmなので、コンベア３４面
より30mmの位置となる。

【００９９】この位置でロータリーアクチュエーター３
９が起動して爪３５が突出位置に移動するので、空きト
レイのフランジ部は爪３５に下方から掛止される。その
後、爪３５はモータ４２によって上昇してコンベア３４
面より130mm の高さまで空きトレイを持ち上げて待機状
態になる。

【０１００】また、段積機構BDに既に空きトレイがある
状態では爪３５は閉じてトレイをコンベア面より130mm
の位置に持ち上げて待機しており、ストッパー３６にト
レイが到着すると、爪３５はこの爪３５の移動手段に設
けられている光電スイッチ（図示せず）が新たに搬入さ
れた空きトレイを検知する位置まで下降するが、この位
置は空きトレイの上に持ち上げていた空きトレイ群を降
ろす位置でもあり、ここでロータリーアクチュエーター
３９が起動して爪３５が引込み位置に移動するので、新
たに搬入された空きトレイの上に既に段積機構BDにあっ
た空きトレイ（群）が降ろされて段積みされる。

【０１０１】その後、爪３５が引込み状態のままこの爪
の上面の高さが30mmになるまで爪３５は下降し、次いで
ロータリーアクチュエーター３９が起動して爪３５が突
出位置に移動するのでトレイのフランジ部は爪３５に下
方から掛止され、その後爪３５がモータ４２によって上
昇するので、空きトレイ群はコンベア面より130mm の位
置に持ち上げられて待機状態に戻る。

【０１０２】上記のように、新たに搬入された空きトレ
イの上に、持ち上げていた空きトレイ群を降ろしたとき
に段積み上限スイッチ（図示せず）がオンしたとき、す
なわち、予定した高さまで空きトレイが積み重ねられた
とき、ロータリーアクチュエーター３９は起動して爪３
５を引込み位置に移動し、空きトレイ群をコンベア３４
に載置する。

【０１０３】そしてストッパー３６を下げることによっ
て、この空きトレイ群をこのコンベア３４で次のフリー
フローコンベア４４へ送って一時的にストックする。な
お、爪３５は、上記のように空きトレイ群をコンベア３
４に載置した後、コンベア３４面から130mm の高さの待
機位置に移動する。

【０１０４】上記のように、コンベア４４にストックさ
れている空きトレイ群が後続する空きトレイ群によって
押されてストッパー４５に突き当たる位置に移動し、こ
の空きトレイ群をセンサ（図示せず）が検知すると、入
口リフタ２はこのコンベア４４の上面と入口リフタ２の
ベルトコンベア１５の上面が一致したことをセンサ（図
示せず）が検知するまで下降する。

【０１０５】次にストッパー４５を下降して、上記コン
ベア４４と入口リフタ２のベルトコンベア１５を回転す
ることによって、入口リフタ２上に空きトレイ群を搬送
し、入口リフタ２の外方に設けられたストッパー４６ま
でトレイ群が搬送されたことをセンサ（図示せず）が検
知すると、コンベア４４と入口リフタ２のベルトコンベ
ア１５を回転を止め、入口リフタ２は前述の無人車１の
搬送面と同一の高さまで上昇して、ベルトコンベア１５
を回転してトレイ群をこの無人車に乗せる。

【０１０６】無人車１のセンサ（図示せず）によって空
きトレイ群の搬入が確認されると、この搬入確認を示す
無人車からの信号によりベースモジュール７のベルトコ
ンベア１５の回転を止める。

【０１０７】入口リフタ２は、空きトレイ群を前述のよ
うに無人車１に乗せ終わって図示しないセンサがコンベ
ア４４のストッパー４５の位置に段積みされたトレイ群
が検知されなくなる。すると入口リフタ２のベルトコン
ベア１５の上面とベースモジュール７のコンベア４４の
上面とが同じ高さになる位置に移動して初期状態に戻
る。

【０１０８】《組立ロボット》本発明による部品供給装
置から部品の供給を受けて、所定の製品を組立てる組立
ロボット３の構成の概略を説明する。

【０１０９】図２に示すように、この組立ロボット３
は、トレイチェンジャ４の循環経路内の部品供給位置CS
にあるトレイから部品を取り上げて把持できるアームを
備えており、また、ロボットの下方の架台にはフィンガ
ーに把持された部品を組立てるための組立台１２や個々
の部品に対応したフィンガーが着脱自在に取り付けられ
ルフィンガーストック、ネジやＥ型止輪などの汎用締結
部品を供給する台なども設けられている。

【０１１０】また、部品供給制御装置や、コンベア１１
上の板として示されていて部品を組付けられる被組立部
材と組立が終了した部材を載置するプラテンを運ぶコン
ベアは、架台の側方にそれぞれ取り付けられている。

【０１１１】以上のように構成されている組立ロボット
で本発明の部品供給装置によって供給された部品を被組
立体に取付ける組立動作について説明する。

【０１１２】コンベア１１上を移動するプラテンが所定
の位置に到着すると、図示しないセンサがこのプラテン
の到着を検出し、システム全体を制御するセルコントロ
ーラ１３の制御によって図示しない位置決め機構によっ
てこのプラテンの位置が位置決めされる。

【０１１３】次いでロボットはセル全体を制御するセル
コントローラより、実行するプログラム・ナンバー及び
スタート信号を受けて動作を開始するが、このプログラ
ム・ナンバーで指示を受けて実行するプログラムには、
トレイ内の部品位置を記憶した座標テーブル、部品をチ
ャックするハンドの種類、組付けを行う座標データ等動
作に必要な情報が記述され、組立ロボットのメモリー内
に記憶されている。また、部品トレイに載置された部品
が必要とする部品であるか否かを部品ＩＤで照合して一
致する場合は“１”と不一致の場合は“０”に設定して
そのデータをセルコントローラ（制御装置）の記憶装置
で記憶して、その部品ＩＤの照合結果に基づいて、トレ
イチェンジャ４とストックモジュール７及び入力リフタ
２を制御する。

【０１１４】部品をトレイから取出す部品位置CSは、そ
れぞれの部品(X₁,X₂，……) を収納しているトレイ(t₁,
t₂，……) ごとに、トレイ内の部品のある位置の位置座
標がテーブルとして内部メモリーに記憶されており、セ
ルコントローラによって指定されたトレイについての座
標テーブルを内部メモリーより呼び出して部品の取出し
を実行する。

【０１１５】トレイからの部品の取出しを１回実行する
度にそのトレイの位置座標テーブルのデータを１つシフ
トして、次に取出す部品の位置の座標データを進める。
この処理（動作）を繰り返すことによって、トレイから
順次部品を取出して被組立体（ワーク）にこの部品を組
付けていく。

【０１１６】この組立ロボットに割当てられている組立
作業が終了した被組立体は、このロボットのアームによ
ってコンベア１１上のプラテンに載置され、このプラテ
ンの位置決めがセルコントローラによって解除されてか
ら、コンベア１１によって後続する組立作業を行なう別
の組立システム運ばれて次の組立作業が行なわれ、ある
いは、完成品として保管場所等に運ばれる。

【０１１７】《部品供給装置の制御装置》図９は本発明
による部品供給システムの制御系の構成を示すものであ
るが、この図９図示の制御系は１セットの主制御装置
（セルコントローラ）で２系統の部品供給装置を並列的
に制御するものとして示してある。なお、２系統の部品
供給装置は同一のシリアルリンクに接続されており、伝
送信号に付加されるアドレスを変えることにより２系統
の部品供給装置のどちらにアクセスするかを区別してお
り、このアドレスは部品供給装置の番号を選択すること
によって自動的に設定される。

【０１１８】この制御系の主制御装置は、組立ロボット
や部品供給装置などの機器の制御部とは独立した制御系
統となっており、運転状態を監視しながら、シーケンス
コントローラを使用して部品供給装置やその他の周辺機
器などに対する制御を行っている。また、この制御装置
には記憶装置が設けられている。

【０１１９】すなわち、組立台、部品整列機、コンベア
など独自に制御部を持たない機器の動作制御はこの制御
系の主制御装置がシリアル系の入出力装置で行っている
が、それぞれが単独に制御部を持っている２組の部品供
給装置や組立ロボットなどの装置に対してはシリアルリ
ンクを介したコマンドによる動作命令と状態信号による
動作確認とで全体の動作の流れのみを制御しており、各
装置の動作そのものはそれぞれが備えている制御部が制
御している。

【０１２０】本発明の部品供給装置が、大きくは、ベー
スモジュールと、トレイを格納する複数のストックモジ
ュールと、組立ロボットに部品を供給するトレイチェン
ジャモジュールとに分けられることは前述のとおりであ
るが、これらのモジュールはシリアル伝送系の入出力装
置(I/0) とシリアル伝送路で部品供給装置の制御部と接
続されていて、動作指示信号、状態信号等の受け渡しを
行う。

【０１２１】上記の各モジュールは、機械的にそれぞれ
が分離や結合が容易なように設計されている。例えば、
供給する部品点数によりストックモジュールの数を変え
るようにすることは前述のとおりであって、制御系もこ
れらモジュールの組み替えに対応するために、制御部と
次のモジュール間、および、各モジュール間の接続は制
御信号，動力電源，制御電源などを含めてすべてコネク
タによって縦続接続するようにしてある。制御部の出側
および各モジュールの制御部から遠い側にはソケットが
取付けられ、また、各モジュールの制御部側にはケーブ
ルの先端にプラグが取付けられている。

【０１２２】なお、各モジュール間の制御線の着脱を容
易にするために、伝送する信号は全て各モジュール内で
パラレル信号からシリアル信号に変換して、制御部とシ
リアル伝送により信号の受け渡しを行っている。

【０１２３】部品供給装置を手動操作する場合には、手
動操作器をコネクタを介して部品供給装置の制御部に接
続して行なうが、この手動操作器は図９に示されている
ようにシリアルリンクを介してもう１台の部品供給装置
の制御部へも接続されているため、スイッチを選択して
手動操作することによって手動操作器の接続を変えるこ
となく両方の部品供給装置についての手動操作が可能と
なる。

【０１２４】次に、上記した制御系による組立作業につ
いての制御の概要を説明する。本発明の部品供給装置が
部品点数の変化に対応してストックモジュールの数を変
更するためにモジュールの着脱が簡単にできるようにな
されており、このモジュール数の変化に基づく動作制御
の切り換えのために、制御プログラムは予想されるすべ
てのモジュール数や接続のパターンに対応させてあり、
プログラムの最初にこのパターンに応じた設定や選択を
行うことによってこのモジュールパターンに対応した動
作に切り換えられる。

【０１２５】組立ロボットとトレイチェンジャの状態は
主制御装置が記憶しており、それに従ってこの組立ロボ
ットおよび部品供給装置にコマンドによる動作指令を順
次出力し、このコマンドに基づく各装置の動作状態をモ
ニターしながら組立作業を進めていくものである。

【０１２６】基本的な部品供給の１つのサイクルは次の
とおりである。 ・制御装置はトレイチェンジャに対して、使用する部品
を収容しているトレイを載置しているトレイキャリアを
部品供給位置CSにセットするよう命令する。 ・トレイチェンジャは、指定された部品を収容している
トレイを部品供給位置CSにセットし、セットし終わると
セット完了信号を返す。 ・制御装置は、トレイチェンジャがセットしたトレイが
収容している部品の種類を確認した上で、組立ロボット
に対して作業内容に対応するプログラムを指定した指令
を発行する。 ・組立ロボットは、このプログラムにしたがった処理を
実行し、この処理が終了すると処理完了信号を返す。 ・制御装置は、トレイチェンジャに対して部品の取出し
が完了したことを示す信号を送信する。 ・トレイチェンジャは、トレイの位置決めを解除して循
環経路のトレイをシフトする。 組付けるべき部品の数に応じて上記の処理を繰返えし
て、この部品組立システムでの組立処理を終了する。

【０１２７】以下、上記した処理について詳細に説明す
る。電源投入後、部品供給装置およびロボットを自動同
期運転の状態にセットするとともに原点復帰ボタンを押
して、すべての構成要素に原点復帰動作を行なわせる。
すなわち、ロボットアームを原点に戻すとともにシリン
ダなどは全て後退端に戻し、トレイチェンジャはトレイ
キャリアをトレイ受入位置へ移動させ停止する。

【０１２８】このトレイ受入位置にあるトレイキャリア
の実トレイ（部品を収容しているトレイ）がない場合、
トレイキャリアに載せる１つのトレイがストックモジュ
ールのトレイ群から分離されて、トレイチェンジャの受
入機構まで移送され、品種照合後トレイキャリアに供給
される。同様に、すべてのトレイを載置すべきトレイキ
ャリアに対し部品トレイの供給動作を自動的に行い、原
点状態で停止する。この状態が初期稼働状態である。

【０１２９】ワークの到着、周辺機器の起動準備状態等
を制御装置が確認し、組立条件が整うと制御装置からト
レイチェンジャに対して、使用する部品の種類を指示す
る信号とこの部品を部品供給位置CSにセットする指令信
号が出される。

【０１３０】このトレイチェンジャは、制御装置より受
けた部品種類と現在セットしているトレイの部品の種類
とを照合し、一致していればトレイの位置決め機構を動
作させ、セットしている部品の種類を示す信号をアンサ
ーバックするとともにセット完了信号を制御装置に返
す。

【０１３１】もし、両者が一致していない場合はトレイ
交換動作を行い、交換したいトレイの部品種類（部品Ｉ
Ｄ）と信号を比較する。トレイチェンジャ内のすべての
トレイに交換してみても一致する部品トレイがない場
合、品種不一致と判断し、図２２に示したフローチャー
トに基づいて、トレイチェンジャ内の部品品種を照合し
て不一致となった部品トレイをトレイ回収部（排出機構
CO）からストックモジュールに排出する。品種照合不一
致と判断された部品トレイはストックモジュールに循環
して、再び、部品供給のために利用される。なお、この
ような状況が連続して発生する場合には、部品供給装置
を異常停止する。詳細な動作について、図２２のフロー
チャートに基づいて説明する。

【０１３２】なお、部品種類信号と部品トレイを照合す
る際、トレイチェンジャ内でトレイ底面の部品種類信号
ラベルを直接読むことは不可能なため、トレイを載せて
いるトレイキャリアの側面に張り付けたビットマークで
示されるアドレスであり、それを実トレイ供給ポジショ
ンで光電センサにより読み込んで比較・検査する。トレ
イチェンジャのそれぞれのトレイキャリアには、載せる
部品の種類についてのデータをあらかじめ登録し、実ト
レイをトレイチェンジャのトレイキャリアに載置する
際、そのトレイ底面に付されたラベル（部品ＩＤ）から
部品種類信号を読取って登録されている部品種類と照合
し、トレイキャリアのアドレスとそれに載る部品種類の
相関を確認している。

【０１３３】トレイキャリア４に受入れられる部品トレ
イの部品種類を照合して、登録するデータを“０”（照
合不一致）、“１”（照合一致）として記憶装置に記憶
される。“１”の場合はそのトレイキャリアを部品供給
位置CSに循環（ラウンド）動作を行い、トレイキャリア
の部品は組立ロボット３が部品をチャックして組立てに
用いられる。“０”（照合不一致）の場合は、不一致と
なった部品トレイが載置されたトレイキャリアを排出位
置（排出機構）COまで循環（ラウンド）動作を行う。排
出機構COに移動したトレイキャリアに載置された部品ト
レイは、ベースモジュール７に排出されてストックモジ
ュール７に循環されて再利用される。

【０１３４】また、複数のトレイキャリアはベルトによ
り互いに接続されているので、これらトレイキャリアの
順序が入れ替わることはないため、実トレイ受入機構の
１ヶ所でトレイキャリアの上記アドレスを読み込み、他
のポジションのトレイキャリアのアドレスはシフトして
この位置にきたときに確認する。

【０１３５】トレイチェンジアより信号を受けた制御装
置は、出力した部品種類信号と返ってきたアンサーバッ
クの信号が一致しているか否かの照合を行い、一致しな
い場合は図２２のフローチャートに基づく動作を行い、
不一致状態が連続する場合には異常停止する。一致した
場合は、ロボットに対し部品の組付け動作を行うプログ
ラムナンバー信号とスタート信号を出力し、ロボットは
部品の取出しを実行する。

【０１３６】部品取出しの実行命令を受信したロボット
は、先ずトレイが空きであるか否かをチェックし、空き
であればトレイ空き信号を、また、トレイが空きでなけ
れば動作完了信号を制御装置に送る。

【０１３７】この動作完了信号を受けた制御装置は、プ
ログラムナンバーを指定して起動指令をロボットに送出
し、この指令を受けたロボットはそのメモリーから該当
するプログラムを読出して、スタート信号により起動す
る。

【０１３８】なお、このプログラムには、使用する部品
のトレイ内の部品位置を記憶した座標テーブル、使用す
るハンドの種類、組み付け位置座標など動作に必要な全
ての情報が記述されている。

【０１３９】ロボットは、部品取出し後、トレイ内の部
品位置を示す座標テーブルの座標を１つ進め（シフトさ
せ）てから、部品取出し完了信号を制御装置に出力し、
制御装置はこの信号をトレイチェンジャに中継する。な
お、同一種類の部品を複数個連続して使用するために、
同一トレイから複数個連続部品を取出す場合には、制御
装置で取出す部品の個数を管理し、設定されている数の
部品を取出すまでロボットへの同一のプログラム指令の
出力を繰り返し、この設定数の取出しが終了すればトレ
イチェンジャに部品取出し完了信号を出力する。

【０１４０】部品取出し完了信号を受けたトレイチェン
ジャは、部品トレイの部品供給位置CSにおけるトレイの
位置決めを解除し、トレイをシフトする動作を行い、次
のトレイを部品供給位置CSに持ってくる。すなわち、部
品トレイはタイミングベルトで連結されたトレイチェン
ジャのトレイキャリアに載っており、インバーターで回
転速度が制御されるモーターによりこのタイミングベル
トを回転させることによって、トレイキャリアの位置し
たがってトレイの位置が順次シフトする。

【０１４１】トレイのシフト動作は、最初高速で上記の
タイミングベルトを駆動し、部品供給位置CSの手前で減
速センサがトレイキャリアを検知するとタイミングベル
トの速度を減速し、更にトレイキャリアが移動して停止
位置センサがトレイキャリアを検知するとモーターを瞬
時に停止させるとともに機械的なブレーキも作動させて
トレイキャリアをこの停止位置に固定する。なお、トレ
イキャリア内でのトレイの位置決めは、トレイチェンジ
ャ本体のフレームに取り付けられた４本のシリンダによ
り行う。

【０１４２】なお、トレイキャリアへのトレイのセット
は、基本的には使用する部品の順にセットとするように
して、最短のシフトによって最短の動作時間で部品供給
位置CSにあるトレイの入替えができるようにしている。
また、物品取出し後に次のアドレスのトレイをセットし
て次に使用する部品が直ちに取出せるようにしてタクト
タイムの短縮を図っている。

【０１４３】以上が１種類の部品をロボットが取出す制
御の流れであり、このような制御と動作を異なる種類の
部品ごとに繰り返し行うことによって、複数種類の部品
の組付けを自動的に行なって製品を組立てていく。

【０１４４】なお、ロボット、トレイチェンジャとも動
作中はインターロック信号を出力して、互いの動作が干
渉しないようにしている。

【０１４５】上記のように、ロボットはメモリー内に記
憶したトレイチェンジャ内の部品の種類毎のトレイにつ
いての内部品位置座標テーブルを参照しながらトレイか
ら部品を取出していくが、部品の取出しが進んで登録さ
れているトレイ内部品位置座標テーブルの予め定められ
ている最終位置から部品を取出した際、ロボットより部
品の取出し完了信号とともにトレイが空になることを示
すトレイ空き信号が出力される。

【０１４６】すなわち、ロボットによる部品の取出しが
進み、ロボットに記憶したトレイ内部品位置座標テーブ
ルの最終位置より部品を取出すと、ロボットは部品取出
し完了信号とともに、トレイ内最終部品（トレイ空）信
号を出力する。

【０１４７】この信号を部品供給システムが受け取る
と、そのとき位置決めしていた部品と同一の部品トレイ
を格納したストックモジュールは、分離したトレイをト
レイチェンジャ入り口まで搬送する動作を開始する。な
お、このトレイを供給したストックモジュールでは、次
のトレイの供給に備えトレイの分離を行う。

【０１４８】なお、トレイ内の最終部品の１、２個前に
空トレイ準備信号を出力することによりあらかじめ実ト
レイの供給準備（トレイチェンジャ入り口までの搬送）
を行うことも可能である。

【０１４９】トレイチェンジャは制御装置経由で上記の
空き信号を受け取ると、そのトレイが空であることをト
レイキャリアのアドレスとともに記憶すると同時に、該
当する部品トレイを格納したストックモジュールの分離
機構SBで分離された１つのトレイをトレイチェンジャの
受入機構に向かって搬送を開始する。

【０１５０】なお、トレイチェンジャの各トレイキャリ
アとそこに供給する部品トレイをストックするストック
モジュールとの割当ては、例えばトレイキャリア１には
下段ストックモジュール、トレイキャリア２には中段ス
トックモジュールのように固定しておくことが望まし
い。

【０１５１】トレイチェンジャの実トレイ受入位置では
トレイ検知センサによりトレイキャリア上のトレイの有
無がチェックされており、この位置にトレイがある場合
には当然のことながらそのままであり、トレイがない場
合にはそのトレイキャリアが空の設定（部品トレイを載
せない設定）なのか、空トレイを排出した空トレイキャ
リアなのかをトレイチェンジャの部品品種設定データで
チェックし、後者の場合には一連の実トレイ供給処理が
行われる。

【０１５２】上記したトレイキャリアの空の設定（部品
を載せない）は、各トレイ毎に登録するトレイキャリア
に載せる部品品種の登録を行わない（データ：０）こと
で設定されるので、実トレイ供給時、このデータを見る
ことにより実トレイを供給すべきトレイチェンジャであ
るかを判別することができる。

【０１５３】また、部品取出し完了後のトレイのシフト
時にもこのデータをチェックし、空トレイ設定時はその
トレイキャリアを飛ばして次のトレイキャリアをセット
するようにして、空のトレイキャリアについての処理を
パスさせる。

【０１５４】上記したロボットからのトレイ内最終部品
（空トレイ）信号により、ストックモジュールからトレ
イチェンジャの受入機構まで搬送された部品トレイの底
面に貼られた部品品種信号を光電センサにより読み込
み、その品種とトレイキャリアごとに登録されている載
せるべき部品品種とを部品ＩＤで照合する。一致したな
らば実トレイ供給動作を行うが、不一致の場合はそのト
レイをトレイキャリアに移載して部品供給位置CSを通過
させて排出位置まで循環させてベースモジュール７に排
出する。そして、再度、必要とする新しいトレイをスト
ックモジュール８から供給する。ベースモジュール７に
排出された照合不一致となった部品トレイは再利用する
ためにストックモジュール８に循環される。

【０１５５】部品ＩＤによって、トレイを載置したトレ
イキャリアが所要の部品を収納しているものであること
を確認した後に、シリンダによりトレイキャリアの入口
を開け、その後トレイ押し爪により実トレイをトレイキ
ャリア内に押し込む。

【０１５６】トレイキャリアへの押し込みが完了したこ
とを確認後、受入機構を全て元に戻し、トレイキャリア
の入口を閉めて実トレイの供給動作を完了する。なお、
この処理（動作）も、ロボットの他のトレイからの部品
取出し動作中に並行して同時に行われる。

【０１５７】一方、トレイチェンジャの空トレイ排出機
構C0にトレイキャリアが到着すると、そのトレイキャリ
アが載置しているトレイが空であるかどうかをチェック
し、空トレイでない場合にはそのままであり、空トレイ
の場合には前述した一連の空トレイの排出動作を実行
し、空トレイをトレイチェンジャからベースモジュール
の段積機構BDに排出する。また、その場合に、不一致ト
レイである場合は、空トレイではないが、制御装置から
の情報、例えば“０”データに基づいて、不一致トレイ
をベースモジュールの段積機構BDに排出する。その再、
段積機構BDの空トレイに段積みしてもよいし、空き収容
部に不一致トレイを排出して入力リフタ２によってこの
不一致トレイをストックモジュールの所要のストック部
に循環させるようにしてもよい。このように不一致トレ
イを単に排出するのではなくストックモジュール８に循
環させて再利用を図る。

【０１５８】空きトレイ排出の処理は、トレイキャリア
が空トレイを排出する排出機構C0の位置に移動してきた
とき、トレイチェンジャのメカ機構によりトレイキャリ
アの入口を開かせ、その後トレイ排出バーを駆動させて
空きトレイをトレイキャリアからベースモジュールの段
積機構BDに押出す。なお、トレイキャリアの入口は、次
のトレイのシフトでその排出機構C0の位置から外れると
自動的に閉じる。

【０１５９】一方、このトレイキャリアから押出された
空きトレイは、同時に駆動された移送機構のモーターロ
ーラにより搬送され、段積み部の先端まで運ばれて空き
トレイの到着を検知するセンサがオンになると、トレイ
排出バーは元に戻り、モーターローラは停止し排出動作
を完了する。

【０１６０】この処理・動作は、通常、ロボットの他の
トレイからの部品取出し動作と同時に行われる。

【０１６１】図１０乃至図２１は、以上に説明した動作
や処理を示したフローチャートであって、図１０は起動
準備の動作を示す図、図１１から図１３は組立て動作の
１サイクルを示す図、図１４はトレイの交換処理を示す
フローチャート、図１５は空きトレイの排出処理を示す
フローチャート、図１６は部品を収容した実トレイをト
レイキャリアに供給する処理を示すフローチャート、図
１７と図１８は入口リフタの処理を示すフローチャー
ト、図１９は出口リフタの処理を示すフローチャート、
図２０はストックモジュールの分離機構SBの処理を示す
フローチャート、図２１はベースモジュールの段積機構
BDの処理を示すフローチャートである。

【０１６２】これらのフローチャートに示されている処
理・動作については、既に説明したところであるから、
これらのフローチャートの内容についての説明は省略す
る。図２２は、品種照合不一致トレイの排出と再供給動
作を説明するためのフローチャートを示している。図１
６の待機トレイの品種を照合してその品種が受けの設定
品種と不一致の場合には、図２２のフローチャートに進
む。

【０１６３】図２２は、待機トレイのマーク１４を設定
した部品品種の部品ＩＤ（インデックス）と照合して一
致すれば、トレイ受けへの通常の移載動作を行う。ま
た、待機トレイのマークが部品ＩＤと照合され、不一致
であると判断されると、トレイチェンジャ４のトイレを
循環（ラウンド）させて、トレイ受けをトレイ供給位置
に位置決めして不一致トレイ（ＮＧトレイ）に移動させ
る。そして、不一致トレイをトレイ受けに移載して、組
立ロボット４への部品供給位置CSに位置決めせずにその
ままトレイ排出位置までラウンド動作を行う。トレイ排
出位置に移載された不一致トレイをベースモジュール７
の空きトレイ回収部に排出する。すなわち、段積機構に
積載して、不一致トレイを排出する。その際、入力リフ
タ２はベースモジュール７に降下させておく。ベースモ
ジュール（トレイ回収部）７に回収された不一致トレイ
を再び入力リフタ２に載置してストックモジュール（ス
トック部）８に循環させる。ストックモジュール８から
再び必要とする部品トレイをトレイチェンジャ４に供給
する。また、不一致トレイを空トレイに段積みすること
なく、ストックモジュール８に排出して、不一致トレイ
を再利用するように制御してもよい。

【０１６４】このように自動的に部品トレイの排出動作
がなされるので、照合不一致によるトレイを手動等によ
って除去した後に、再起動させることなく、自動的に不
一致トレイを排除することができる。無論、要求した部
品とトレイチェンジャ供給口に待機する部品トレイが連
続して照合不一致となった場合には、部品供給装置が異
常であるものと判断して異常停止する。

【０１６５】このような動作を行うことによって、仮
に、トレイチェンジャ供給口で、照合不一致となった部
品トレイが検出されたとしても、トレイチェンジャに受
け入れて処理されるので、設備が異常停止することな
く、かつ不一致トレイは再びストック部に循環されるの
で、不一致トレイの排出後の作業が簡便になる部品供給
装置である。

【０１６６】

【発明の効果】本発明によれば、照合不一致トレイをそ
のままの状態で放置することなく、照合不一致となった
部品トレイをトレイ受けに移載して通常の供給動作機構
を使って循環させるようにして、不一致トレイをベース
モジュールの空トレイ回収部に排出するようになされて
おり、手動等による照合不一致トレイの排出作業を行う
必要がなく、照合不一致が連続して多発する以外は、異
常停止することはなく、異常停止時に復旧を行うための
特別な機構も不要とする極めて効果的なものである。ま
た、トレイチェンジャ供給口で、部品ＩＤを検索して、
照合一致と照合不一致トレイをデータを記憶して、その
データに基づいて、トレイチェンジャ供給口に待機する
部品トレイを順次処理するようになされているので、従
来の設備で不一致トレイを全自動で排出処理がなされる
利点がある。

【０１６７】また、照合不一致トレイにおける異常停止
がなくなり、手動等による照合不一致トレイの排出処理
を行うことなく、自動的に照合不一致トレイが排出され
ので、異常停止による再起動、復旧自体が無くなり、ト
レイ排出の一連の動作が全自動でなされるので、部品供
給装置の稼働率が向上する利点がある。更に、照合不一
致トレイがストック部に再循環されるので部品トレイの
供給作業が簡便なものとなる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品供給装置の説明図である。

【図２】本発明が適用された部品供給装置の実施例を概
念的に示す図である。

【図３】図２の実施例で使用されるトレイを説明する図
である。

【図４】入口リフタの構造を示す概念図である。

【図５】ストックモジュールの構造を示す概念図であ
る。

【図６】ベースモジュールの構造を示す概念図である。

【図７】出口リフタの構造を示す概念図である。

【図８】トレイチェンジャの構造を示す概念図である。

【図９】制御システムの構成を示す図である。

【図１０】起動準備の動作を示す図である。

【図１１】組立て動作の１サイクルの一部を示す図であ
る。

【図１２】組立て動作の１サイクルの一部を示す図であ
る。

【図１３】組立て動作の１サイクルの残部を示す図であ
る。

【図１４】トレイの交換処理を示すフローチャートであ
る。

【図１５】空きトレイの排出処理を示すフローチャート
である。

【図１６】部品を収容した実トレイをトレイキャリアに
供給する処理を示すフローチャートである。

【図１７】入口リフタの処理を示すフローチャートの一
部である。

【図１８】入口リフタの処理を示すフローチャートの残
部である。

【図１９】出口リフタの処理を示すフローチャートであ
る。

【図２０】ストックモジュールの分離機構SBの処理を示
すフローチャートである。

【図２１】ベースモジュールの段積機構BDの処理を示す
フローチャートである。

【図２２】品種照合不一致トレイの排出、再供給の動作
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 無人車 ２ 入力リフタ ３ 組立ロボット ４ トレイチェンジャ ６ 出力リフタ ７ ベースモジュール（トレイ回収部） ８，８₁ 〜８₃ ストックモジュール（ストック部） CI 受入機構 CO 排出機構 ｔ トレイ SB 分離機構 CL 循環経路 BD 段積機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−145035（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−245928（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−126546（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 37/00 B65G 35/06 B65G 57/00 - 60/00 B23P 19/00 301

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 組立ロボットに必要な部品を順次供給す
   るトレイチェンジャを備えた部品供給装置に於いて、 ストック部から前記トレイチェンジャのトレイ受けへ部
   品トレイを供給する際に、要求した部品トレイであるか
   否かを照合して一致した部品トレイを前記トレイチェン
   ジャのトレイ受けに移載して部品供給位置まで循環させ
   るとともに、照合不一致となった部品トレイを前記トレ
   イチェンジャのトレイ受けに移載してトレイ排出位置ま
   で循環させ、前記トレイ受けから空トレイ回収部に排出
   するようにしたことを特徴とする部品供給装置。
2. 【請求項２】 組立ロボットに必要な部品を順次供給す
   るトレイチェンジャを備えた部品供給装置に於いて、 ストック部から前記トレイチェンジャのトレイ受けへ部
   品トレイを供給する際に、要求した部品トレイであるか
   否かを照合して一致した部品トレイを前記トレイチェン
   ジャのトレイ受けに移載して部品供給位置まで循環させ
   て前記組立ロボットに部品を供給するとともに、照合不
   一致となった部品トレイを前記トレイチェンジャのトレ
   イ受けに移載してトレイ排出位置まで循環させて、前記
   トレイ受けから空トレイ回収部に排出するようにし、か
   つ前記空トレイ回収部に回収した部品トレイを前記スト
   ック部に再び循環するようにしたことを特徴とする部品
   供給装置。