JP5999198B2 - ロボットシステム - Google Patents

Description

開示の実施形態は、ロボットシステムに関する。

従来、加工品の製造ラインなどにおいて人によってなされていた被加工品に対する所定の加工作業をロボットに行わせることで、製造ラインの効率化を図るロボットシステムが種々提案されている。

ここで、所定の加工作業としては、たとえば、回路基板（以下、単に「基板」と記載する）に電子部品を実装する実装作業などが挙げられる。かかる実装作業では、はんだ付けの前工程において電子部品を位置決めおよび仮組みする作業が行われる（たとえば、特許文献１参照）。

具体的に、特許文献１に開示の「電子部品の表面実装方法」は、電子部品が実装される基板上の所定箇所にボンドを塗布するボンド塗布工程を含み、かかるボンド工程を経ることで電子部品の仮組みを行うものである。

特開平１１−３５４９９５号公報

しかしながら、上述した従来技術には、効率よく、かつ、品質高く、被加工品に対する部品の実装を行うという点で更なる改善の余地がある。

たとえば、上述の従来技術では、電子部品が実装される基板上の所定箇所にボンドを塗布しなければならないが、電子部品の点数が多い場合などには非効率的であり、加工品の製造ラインの生産性を低下させるおそれがある。

また、電子部品は、その形状などがきわめて多様である。たとえば、大型のコンデンサなどには、背が高く、リードを基板に挿し込んでいても、はんだ付けされる前の状態では姿勢が傾きやすい不安定な形状を有するものがある。

このような電子部品の姿勢を品質高く保つうえでは、ボンドのような粘性のある接合剤では傾くおそれがあり、不十分である。この点、ジグなどの部材を用いてかかる電子部品の姿勢を保持することが考えられるが、人の手作業でジグをセットするならば、やはり非効率的である。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、効率よく、かつ、品質高く、被加工品に対する部品の実装を行うことができるロボットシステムを提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係るロボットシステムは、ロボットと、１対のガイド部と、コンベア部と、固定支持部と、可動支持部と、指示部と、姿勢保持機構とを備える。前記ロボットは、所定の部品を保持可能に設けられたロボットハンドを有する。前記１対のガイド部は、所定の搬送方向に沿って略平行に配設される。前記コンベア部は、前記１対のガイド部に沿って設けられ、被加工品がセットされたパレットを前記ロボットの作業位置まで搬送する。前記固定支持部は、前記パレットに対して上方から嵌合可能な形状を有し、前記１対のガイド部に固定して設けられる。前記可動支持部は、前記１対のガイド部の間で昇降可能に設けられる。前記指示部は、前記パレットが前記ロボットの作業位置へ到達した場合に、上昇することによって前記パレットを下方から前記固定支持部へ押し付けて前記パレットと前記固定支持部とを嵌合させる動作を前記可動支持部に対して指示するとともに、前記ロボットハンドを用いて前記部品を前記被加工品へ仮組みし、該部品を前記ロボットハンドで保持したままとする動作を前記ロボットに対して指示する。前記姿勢保持機構は、前記部品へ係合することで該部品を所定の姿勢に保持する。また、前記指示部は、前記ロボットが仮組みし、前記ロボットハンドで保持したままの前記部品へ係合する動作を前記姿勢保持機構に対して指示するとともに、該姿勢保持機構が前記部品へ係合したならば、前記ロボットハンドによる前記部品の保持を解く動作を前記ロボットに対して指示する。

実施形態の一態様によれば、効率よく、かつ、品質高く、被加工品に対する部品の実装を行うことができる。

図１は、実施形態に係るロボットシステムの構成を示す平面模式図である。 図２Ａは、パレットの構成を示す平面模式図である。 図２Ｂは、図２Ａに示すＡ−Ａ’線略断面図である。 図２Ｃは、図２Ａに示すＢ−Ｂ’線略断面図である。 図３は、実施形態に係るロボットシステムのブロック図である。 図４Ａは、搬送部の構成を示す側断面模式図である。 図４Ｂは、搬送部の構成および動作を示す平面模式図である。 図４Ｃは、搬送部の構成および動作を示す側断面模式図である。 図５は、ロボットの構成を示す側面模式図である。 図６Ａは、ハンドの構成を示す斜視模式図である。 図６Ｂは、ハンドの構成を示す側面模式図である。 図７Ａは、ジグの構成を示す斜視模式図（その１）である。 図７Ｂは、ジグの構成を示す斜視模式図（その２）である。 図８Ａは、仮組み動作の説明図（その１）である。 図８Ｂは、仮組み動作の説明図（その２）である。 図８Ｃは、仮組み動作の説明図（その３）である。 図９Ａは、変形例に係るパレットを示す平面模式図である。 図９Ｂは、その他の実施形態に係るロボットシステムの構成を示す平面模式図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットシステムの実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下では、被加工品が電子機器用の基板であり、かかる基板にコンデンサなどの電子部品を実装する場合に、はんだ付け工程に先立ち、電子部品を基板へ仮組みするロボットシステムを例に挙げて説明を行う。

また、以下では、電子部品については「ワーク」と記載することとし、種別が異なればワークＷ１、Ｗ２・・・のように［Ｗ＋番号］の符号を付すこととする。なお、種別に関わりなくワーク全体を総称する場合には、「Ｗ」単独の符号を付すこととする。

また、以下では、ロボットがその終端可動部に備えるエンドエフェクタである「ロボットハンド」については、単に「ハンド」と記載する。

図１は、実施形態に係るロボットシステム１の全体構成を示す平面模式図である。なお、図１には、説明を分かりやすくするために、鉛直上向きを正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。

また、以下では、複数個で構成される構成要素については、複数個のうちの一部にのみ符号を付し、その他については符号の付与を省略する場合がある。かかる場合、符号を付した一部とその他とは同様の構成であるものとする。

図１に示すように、ロボットシステム１は、略直方体状の作業スペースを形成するセル２を備える。また、ロボットシステム１は、セル２の内部に、搬送部１０と、ロボット２０と、トレー３０および４０と、仮置き台５０と、ライト６０と、カメラ７０と、押圧部８０とを備える。

また、ロボットシステム１は、セル２の外部に制御装置１００を備える。制御装置１００は、搬送部１０、ロボット２０および押圧部８０などの各種装置と情報伝達可能に接続される。

ここで、制御装置１００は、接続された各種装置の動作を制御するコントローラであり、種々の制御機器や演算処理装置、記憶装置などを含んで構成される。制御装置１００の詳細については、図３を用いて後述する。

なお、図１では、１筐体の制御装置１００を示しているが、これに限られるものではなく、たとえば、制御対象となる各種装置のそれぞれに対応付けた複数個の筐体で構成されてもよい。また、セル２の内部に配設されてもよい。

搬送部１０は、図中の搬送方向に沿って略平行に配設された１対のガイド部１１を有し、かかる１対のガイド部１１の間で図中のＸ軸方向への移動を規制しながら、パレットＰを搬送するユニットである。

ここで、パレットＰについて、図２Ａ〜図２Ｃを用いて説明しておく。図２Ａは、パレットＰの構成を示す平面模式図である。また、図２Ｂは、図２Ａに示すＡ−Ａ’線略断面図である。また、図２Ｃは、図２Ａに示すＢ−Ｂ’線略断面図である。

パレットＰは、被加工品である基板ＣＢを搬送するにあたり、かかる基板ＣＢが載荷される荷台である。図２Ａに示すように、基板ＣＢは、かかるパレットＰの中央部にセットされる。なお、図示していないが、パレットＰは、その主面に基板ＣＢの固定部材を有しており、基板ＣＢは、パレットＰに載荷されている間、かかる固定部材によってパレットＰに固定される。

なお、図２Ａに示すように、基板ＣＢにおけるワークＷの実装位置には、あらかじめワークＷそれぞれのリードＬｄの挿入孔などが形成されている。本実施形態では、図２Ａに示すように、ワークＷ１のリードＬｄの挿入孔Ｈ１と、ワークＷ２のリードＬｄの挿入孔Ｈ２とが形成されているものとする。

また、図２Ｂあるいは図２Ｃに示すように、パレットＰの中央部は、基板ＣＢよりもやや小さいサイズで開口されており、基板ＣＢがセットされた状態で、基板ＣＢの下面を下方に露出させる。

ここで、図２Ｂに示すように、ワークＷ１は、比較的背の低い電子部品であるものとする。このような場合、ワークＷ１は、姿勢が傾きにくい安定した形状を有すると言えるので、仮組みについてもそのリードＬｄを挿入孔Ｈ１に挿し込むだけで足りる。

しかし、図２Ｃに示すワークＷ２のように、比較的背の高い電子部品である場合、姿勢が傾きやすい不安定な形状を有すると言える。したがって、そのリードＬｄを挿入孔Ｈ２に挿し込むのみでは、搬送中や、はんだ付け工程ではんだ槽へ浸されたときなどに、ぐらつくなどして姿勢が傾くおそれがある（図中の矢印２０１参照）。

本実施形態は、かかるワークＷ２のような不安定な形状の電子部品の姿勢を、効率よく、かつ、品質高く保持しようとするものである。そこで、図２Ａに示すように、本実施形態では、基板ＣＢにおけるワークＷ２の実装位置と併設するように、パレットＰ上にジグ９０を設けることとした。

かかるジグ９０は、前述の押圧部８０とともに、ワークＷ２の姿勢保持機構ＨＵ（図３参照）を構成する。ジグ９０の構成および動作の詳細については、図７Ａ〜図８Ｃを用いて後述する。

なお、本実施形態では、ワークＷについては、図２Ａ〜図２Ｃに示したワークＷ１およびＷ２の仮組みを行うものとして説明を続ける。

図１に戻り、搬送部１０について続けて説明する。図１に示すように、搬送部１０は、パレットＰが作業位置ｗｐに到達した場合に平面視でパレットＰと重なる位置に、１組の固定支持部１２を有する。

また、搬送部１０は、１対のガイド部１１の間で昇降可能に設けられる可動支持部１３を有する。これら固定支持部１２および可動支持部１３は、パレットＰの位置決め機構として機能する。その詳細については、搬送部１０の構成とあわせ、図４Ａ〜図４Ｃを用いて後述する。

また、搬送部１０は、ワークＷ１およびＷ２の仮組みを終えた基板ＣＢを、パレットＰごと次工程のはんだ付け工程へ（たとえば、はんだ槽へ）搬送する。

ロボット２０は、制御装置１００からの動作指示を受けて、基板ＣＢにワークＷを仮組みする仮組み動作を行う単腕のマニピュレータであり、腕（以下、「アーム」と記載する）の終端可動部にハンド２１を備える。ハンド２１は、ワークＷを把持する把持爪（後述）を具備している。

なお、ロボット２０の構成および動作の詳細については、図５〜図６Ｂおよび図８Ａ〜図８Ｃを用いて後述する。

トレー３０および４０は、それぞれワークＷ１およびＷ２が収容された容器である。仮置き台５０は、トレー３０および４０から取り出されたワークＷ１およびＷ２をロボット２０が一旦仮置きする一時作業台である。

なお、仮置き台５０への仮置きを行うことで、トレー３０および４０が、ワークＷ１およびＷ２の破損防止などをかねて軟らかいプラスティック製素材などからなる場合の、ロボット２０の把持精度の低下を防止することができる。すなわち、品質高く被加工品に部品を実装するのに資することができる。

ライト６０は、下方から照らす向きに配設された照明部材である。カメラ７０は、たとえば、ハンド２１の近傍などに設けられ、把持爪（後述）によって把持されたワークＷを、制御装置１００の指示に応じてライト６０で照らしながら適宜撮像し、撮像データを制御装置１００に対して引き渡す。なお、カメラ７０は、セル２の天井部などに設けられてもよい。

なお、図１に円弧状の矢印として示すように、ロボット２０は、これらトレー３０、トレー４０、仮置き台５０および搬送部１０の間をＳ軸（後述）まわりに旋回しながら、把持したワークＷを搬送する。

押圧部８０は、エアシリンダなどによって構成され、突出部８０ａと、本体部８０ｂとを備える。また、押圧部８０は、パレットＰがロボット２０の作業位置ｗｐへ到達した場合に、ジグ９０（図２Ａ参照）の所定の部位を押圧可能となる位置にあらかじめ設けられる。押圧部８０の動作の詳細については、図８Ａ〜図８Ｃを用いて後述する。

次に、実施形態に係るロボットシステム１のブロック構成について、図３を用いて説明する。図３は、実施形態に係るロボットシステム１のブロック図である。なお、図３では、ロボットシステム１の説明に必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

また、図３を用いた説明では、主として制御装置１００の内部構成について説明することとし、既に図１で示した各種装置については説明を簡略化する場合がある。

図３に示すように、ロボットシステム１は、搬送部１０と、ロボット２０と、カメラ７０と、押圧部８０と、ジグ９０と、制御装置１００とを備える。押圧部８０およびジグ９０は、姿勢保持機構ＨＵを構成する。

また、制御装置１００は、制御部１０１と、記憶部１０２とを備える。制御部１０１は、ワーク情報取得部１０１ａと、指示部１０１ｂとをさらに備える。記憶部１０２は、ワーク識別情報１０２ａと、ワーク別教示情報１０２ｂとを記憶する。

制御部１０１は、制御装置１００の全体制御を行う。ワーク情報取得部１０１ａは、カメラ７０からワークＷの撮像データを受け取り、受け取った撮像データとワーク識別情報１０２ａとをマッチングして、ワークＷの種別の識別を行う。

ここで、ワーク識別情報１０２ａは、ワークＷの形状や寸法、ワークＷが有するリードＬｄの位置ならびに個数といった、ワークＷの種別を識別するための情報である。かかるワーク識別情報１０２ａは、あらかじめ記憶部１０２に登録される。

なお、カメラ７０は、上述したようにハンド２１の近傍などに設けられ、指示部１０１ｂの指示に基づいてワークＷを撮像する。

ワーク情報取得部１０１ａは、かかるカメラ７０の撮像データに基づき、異常の有無といったワークＷの状態などもあわせて取得し、識別したワークＷの種別とともにワーク情報として指示部１０１ｂへ通知する。

指示部１０１ｂは、通知されたワーク情報およびワーク別教示情報１０２ｂに基づき、搬送部１０、ロボット２０、カメラ７０および姿勢保持機構ＨＵといった各種装置を動作させる指示信号を生成して、各種装置へ向け出力する。

なお、ワーク別教示情報１０２ｂは、ロボットシステム１の各種装置に対する教示データを含む情報であり、図示略の入力装置（たとえば、プログラミングペンダントなど）を介してあらかじめ登録される。教示データには、基板ＣＢに施すワークＷの仮組み動作の態様（具体的には、どのワークＷをどの実装位置に仮組みし、ジグ９０を、どの実装位置のワークＷに用いるかといった情報など）が含まれる。

ここで、指示部１０１ｂの指示に基づいて動作する各種装置の構成およびその動作について詳細に説明する。まず、搬送部１０の構成および動作について、図４Ａ〜図４Ｃを用いて説明する。

図４Ａは、搬送部１０の構成を示す側断面模式図である。なお、図４Ａは、パレットＰが作業位置ｗｐに到達していない状態で、搬送部１０をパレットＰおよび基板ＣＢごとＸＺ平面で切断した側断面図となっている。また、図４Ａは、Ｙ軸の正方向からみた場合を示しているが、Ｙ軸の負方向からみた場合とみなしてもよい。

また、図４Ｂは、搬送部１０の構成および動作を示す平面模式図である。また、図４Ｃは、搬送部１０の構成および動作を示す側断面模式図である。

なお、図４Ｃは、パレットＰが作業位置ｗｐに到達した状態で、搬送部１０を、固定支持部１２、パレットＰおよび基板ＣＢごとＸＺ平面で切断した側断面図となっている。また、図４Ｃも、図４Ａと同様に、Ｙ軸の負方向からみた場合とみなしてもよい。

図４Ａに示すように、搬送部１０は、搬送方向（すなわち、図中のＹ軸方向）に沿って略平行に配設された１対のガイド部１１を有する。

また、ガイド部１１の各々には、図中のＸ軸に略平行な回転軸Ｒ１まわりに回転するローラ１４ａ、および、ローラ１４ａに張架されたベルト１４ｂを含んで構成されたコンベア部１４が併設される。パレットＰは、かかるコンベア部１４に載置されて搬送される。

なお、図４Ａに示すように、搬送部１０は、パレットＰとガイド部１１との間に０より大きい所定範囲内の隙間ｉ（たとえば、０．３ｍｍ程度）を設けてもよいし、隙間ｉを設けることなくパレットＰを摺動可能に、コンベア部１４を構成してもよい。

また、図４Ｂに示すように、搬送部１０は、パレットＰが作業位置ｗｐに到達した場合に平面視でパレットＰと重なる位置に、１組の固定支持部１２を有する。固定支持部１２は、図４Ｃに示すように、パレットＰに対して上方から嵌合可能な形状を有し、ガイド部１１に固定して設けられる。

また、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、搬送部１０は、１対のガイド部１１の間で昇降可能に設けられる可動支持部１３を有する。

そして、指示部１０１ｂ（図３参照）は、搬送部１０に対して以下に示す動作を指示する。すなわち、図４Ｂに示すように、指示部１０１ｂは、パレットＰが作業位置ｗｐに到達するまでは、搬送部１０に対し、１対のガイド部１１の間の領域内にパレットＰを規制しながら、矢印４０１が示す搬送方向に沿ってパレットＰを搬送するように指示する。

また、指示部１０１ｂは、パレットＰが作業位置ｗｐに到達した場合に、図４Ｃに示すように、可動支持部１３に対し、上昇することによってパレットＰを下方から固定支持部１２へ押し付けて（図中の矢印４０２参照）、パレットＰと固定支持部１２とを嵌合させるように指示する。

これにより、作業位置ｗｐにおいて、パレットＰおよびそれにセットされた基板ＣＢを確実に固定し、高い精度で位置決めすることができるので、品質高く、基板ＣＢに対するワークＷの実装を行うのに資することができる。

次に、ロボット２０の構成について、図５〜図６Ｂを用いて説明する。まず、図５は、ロボット２０の構成を示す側面模式図である。

図５に示すように、ロボット２０は、単腕型の多軸ロボットである。具体的には、ロボット２０は、第１アーム部２３と、第２アーム部２４と、第３アーム部２５と、第４アーム部２６と、基台部２７とを備える。

第１アーム部２３は、基端部を第２アーム部２４によって支持される。第２アーム部２４は、基端部を第３アーム部２５によって支持され、先端部において第１アーム部２３を支持する。

第３アーム部２５は、基端部を第４アーム部２６によって支持され、先端部において第２アーム部２４を支持する。第４アーム部２６は、作業スペースの床面などに固定された基台部２７によって基端部を支持され、先端部において第３アーム部２５を支持する。

また、第１アーム部２３〜基台部２７の各連結部分である各関節部（図示せず）にはそれぞれアクチュエータが搭載されており、ロボット２０は、指示部１０１ｂによって制御されるこの各アクチュエータの駆動により、多軸動作を行う。

具体的には、第１アーム部２３および第２アーム部２４を連結する関節部のアクチュエータは、第１アーム部２３をＢ軸まわりに回動させる。また、第２アーム部２４および第３アーム部２５を連結する関節部のアクチュエータは、第２アーム部２４をＵ軸まわりに回動させる。

また、第３アーム部２５および第４アーム部２６を連結する関節部のアクチュエータは、第３アーム部２５をＬ軸まわりに回動させる。

また、第４アーム部２６および基台部２７を連結する関節部のアクチュエータは、第４アーム部２６をＳ軸まわりに回動させる。

また、ロボット２０は、第１アーム部２３をＴ軸まわりに、第２アーム部２４をＲ軸まわりに、それぞれ回動させる個別のアクチュエータを備える。すなわち、ロボット２０は、６軸を有する。

なお、第１アーム部２３の先端部は、ロボット２０の終端可動部であり、かかる終端可動部にはハンド２１が取り付けられる。つづいて、かかるハンド２１について説明する。

図６Ａは、ハンド２１の構成を示す斜視模式図である。また、図６Ｂは、ハンド２１の構成を示す側面模式図である。

図６Ａに示すように、ハンド２１は、開閉可能に設けられた１対の把持爪２１ａを備える。ロボット２０は、かかる１対の把持爪２１ａの間にワークＷを介在させて１対の把持爪２１ａを閉じ、挟みつけることによって、ワークＷを把持する。

また、ロボット２０は、ワークＷを把持した状態から１対の把持爪２１ａを開くことによって、ワークＷの把持を解く。なお、図６Ａには、１対の把持爪２１ａが開いている状態を示している。

また、図６Ｂに示すように、ロボット２０は、１対の把持爪２１ａとは形状や把持幅などの異なる１対の把持爪２１ｂと、回転部２１ｃとをさらに備える。

１対の把持爪２１ｂは、１対の把持爪２１ａの把持対象であるワークＷとは種別の異なるワークＷ（たとえば、ワークＷ２に対してのワークＷ２）を把持するための機構である。

把持爪２１ａおよび把持爪２１ｂは、回転軸Ｒ２まわりに回転（図中の矢印６０１参照）することによって切り換え可能に設けられる。回転部２１ｃは、ハンド２１の把持対象となるワークＷに応じて、これら把持爪２１ａおよび把持爪２１ｂを切り換える。

なお、図６Ｂでは、種別の異なる２組の把持爪２１ａおよび把持爪２１ｂを示しているが、ハンド２１が備える把持爪の組数や種別を限定するものではない。

次に、姿勢保持機構ＨＵに含まれるジグ９０の構成について、図７Ａおよび図７Ｂを用いて説明する。図７Ａは、ジグ９０の構成を示す斜視模式図（その１）である。また、図７Ｂは、ジグ９０の構成を示す斜視模式図（その２）である。

図７Ａに示すように、ジグ９０は、係合部９０ａと、被押圧部９０ｂと、基部９０ｃとからなり、基板ＣＢにおける電子部品（ここでは、ワークＷ２）の実装位置と併設するようにパレットＰ上に設けられる。

また、ジグ９０は、基板ＣＢの平面方向に略平行な回転軸Ｒ３まわりに回転可能に設けられ（図中の矢印７０１参照）、所定の部位を押圧されることによってワークＷ２へ向けて回転する。なお、本実施形態では、所定の部位は被押圧部９０ｂである。

ここで、図７Ａには図示されていないが、上述の押圧部８０は、パレットＰがロボット２０の作業位置ｗｐへ到達した場合に、ジグ９０の被押圧部９０ｂを押圧可能となる位置にあらかじめ設けられている。

そして、図７Ｂに示すように、ジグ９０は、押圧部８０に被押圧部９０ｂを押圧されることでワークＷ２へ向けて回転軸Ｒ３まわりに回転し（図中の矢印７０２参照）、ワークＷ２の上方から、かかるワークＷ２と係合する。

これにより、背が高く不安定な形状を有するワークＷ２を上方から押さえつけることができるので、重力作用をともないつつ、ワークＷ２の姿勢を傾かせることなくまっすぐに保つことができる。すなわち、品質高く、基板に対する電子部品の実装を行うことができる。

なお、ここに言う「係合」とは、広く「係り合う」との意味であり、形状を嵌め合う「嵌合」や、単なる「接触」などを含む。したがって、係合部９０ａとワークＷ２とが接触する部位は互いに「嵌合」可能に形成されていてもよいし、「接触」さえすれば摩擦によってワークＷ２が動かないように、たとえば、係合部９０ａの接触面に溝などが切られていてもよい。

次に、パレットＰが作業位置ｗｐに到達し、固定支持部１２および可動支持部１３に挟まれて固定された後、指示部１０１ｂの指示に基づいて行われるロボットシステム１の仮組み動作について、図８Ａ〜図８Ｃを用いて説明する。なお、ここでは、ハンド２１の把持爪２１ａを用いてワークＷ２を仮組みするものとする。

図８Ａ〜図８Ｃは、仮組み動作の説明図（その１）〜（その３）である。図８Ａに示すように、指示部１０１ｂは、ハンド２１を用いて仮置き台５０（図１参照）から基板ＣＢ上の所定の実装位置ｍｐまでワークＷ２を搬送する動作をロボット２０に対して指示する（図８Ａの矢印８０１参照）。

また、指示部１０１ｂは、かかる移送を行った後、ワークＷ２のリードＬｄを基板ＣＢの挿入孔Ｈ２に挿し込んで、ワークＷ２をハンド２１で保持したままとする動作をロボット２０に対して指示する（図中の矢印８０２参照）。

なお、このとき、指示部１０１ｂは、押圧部８０に対しては突出部８０ａを引き込んだ状態で待機させる。また、ジグ９０は、ワークＷ２に係合していない待機姿勢をとっている。

そして、図８Ｂに示すように、指示部１０１ｂは、ロボット２０が実装位置ｍｐに仮組みし、ハンド２１で保持したままのワークＷ２へ係合する動作を姿勢保持機構ＨＵに対して指示する。

具体的には、指示部１０１ｂは、押圧部８０に突出部８０ａを突出させてジグ９０の被押圧部９０ｂを押圧させる（図中の矢印８０３参照）。これにより、ジグ９０は、回転軸Ｒ３まわりにワークＷ２へ向けて回転し、係合部９０ａをワークＷ２へ係合させる（図中の矢印８０４参照）。

そして、図８Ｃに示すように、指示部１０１ｂは、押圧部８０に突出部８０ａを引き込ませる（図中の矢印８０５参照）。また、指示部１０１ｂは、係合部９０ａがワークＷ２へ係合したならば、把持爪２１ａによるワークＷ２の保持を解く動作をロボット２０に対して指示する（図中の矢印８０６参照）。

これにより、ワークＷ２は、不安定な形状でありながらも、つねにハンド２１または姿勢保持機構ＨＵによって保持されることとなるので、姿勢を傾かせることがない。すなわち、品質高く、基板に対する電子部品の実装を行うことができる。

また、ロボットシステム１は、人の手作業によることなく、ロボット２０と姿勢保持機構ＨＵとを連携させて自動的にワークＷ２の姿勢を保持させるので、効率よく、基板に対する電子部品の実装を行うことができる。

図３の説明に戻り、制御装置１００の記憶部１０２について説明する。記憶部１０２は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスであり、ワーク識別情報１０２ａおよびワーク別教示情報１０２ｂを記憶する。なお、ワーク識別情報１０２ａおよびワーク別教示情報１０２ｂの内容については既に説明したため、ここでの記載を省略する。

また、図３に示した各構成要素は、制御装置１００単体に配置されなくともよい。たとえば、記憶部１０２の記憶するワーク識別情報１０２ａおよびワーク別教示情報１０２ｂのいずれかまたは全部を、ロボット２０の内部メモリに記憶させることによって、スループットの向上を図ることとしてもよい。

上述してきたように、実施形態に係るロボットシステムは、ロボットと、指示部と、姿勢保持機構とを備える。ロボットは、所定の部品を保持可能に設けられたハンド（ロボットハンド）を有する。

指示部は、ハンドを用いて上記部品を被加工品へ仮組みし、この部品をハンドで保持したままとする動作をロボットに対して指示する。姿勢保持機構は、上記部品へ係合することでこの部品を所定の姿勢に保持する。

また、指示部は、ロボットが仮組みし、ハンドで保持したままの上記部品へ係合する動作を姿勢保持機構に対して指示するとともに、姿勢保持機構が上記部品へ係合したならば、ハンドによる上記部品の保持を解く動作をロボットに対して指示する。

したがって、実施形態に係るロボットシステムによれば、効率よく、かつ、品質高く、被加工品に対する部品の実装を行うことができる。

ところで、上述した実施形態では、１つのパレットに１枚の基板がセットされた場合を例に挙げて説明を行ったが、１つのパレットに複数枚の基板をセットすることとしてもよい。かかる変形例を図９Ａに示す。

図９Ａは、変形例に係るパレットＰ’を示す平面模式図である。図９Ａに示すように、たとえば、パレットＰ’は、２枚の基板ＣＢをセット可能な構成とすることができる。そして、かかる場合、パレットＰ’には、基板ＣＢのそれぞれに対応したジグ９０が設けられる。

そして、これにより、２枚のＣＢを１つのパレットＰ’で同時に搬送し、ロボットによって所定の作業位置で順次ワークＷの仮組みを行わせることによって、工程作業時間の短縮化を図ることができる。すなわち、より効率よく、かつ、品質高く、被加工品に対する部品の実装を行うことができる。

（その他の実施形態）
また、この点に関連して、ロボットシステムは、複数のロボットを備えてもよい。図９Ｂは、その他の実施形態に係るロボットシステム１’の構成を示す平面模式図である。なお、図９Ｂは、図１に対応しており、説明が重複する点については、説明を省略する。

図９Ｂに示すように、ロボットシステム１’は、たとえば、搬送部１０の搬送方向に沿って２基のロボット２０およびロボット２０’を備えることができる。

かかる場合、電子部品の点数が多く、その形状も多様であるような場合であっても、ロボット２０およびロボット２０’にそれぞれ異なるハンドを具備させて、それぞれ異なる電子部品の仮組みを行わせることで、工程作業時間の短縮化を図ることができる。すなわち、より効率よく、かつ、品質高く、被加工品に対する部品の実装を行うことができる。

また、かかるその他の実施形態に、図９Ａに示したパレットＰ’を用いることによって、さらなる効率化を図ることができる。

また、上述した各実施形態では、押圧部がジグを回転させる場合を例示したが、ジグを動作させる手法を限定するものではない。たとえば、ジグが自律的に駆動する駆動源を有し、回転するような構成としてもよい。

また、ロボットが複数であるような場合には（図９Ｂ参照）、たとえば、押圧部の役割を一方のロボットが果たすこととしてもよい。たとえば、図９Ｂの例で言えば、ロボット２０’が仮組み動作を行なっていれば、ロボット２０が押圧部８０に代わり、姿勢保持機構のジグを動かすこととしてもよい。

また、上述した各実施形態では、被加工品が電子機器用の基板であり、ワークがこれに実装される電子部品である場合を例に挙げたが、これに限られるものではない。すなわち、ハンドによって保持可能なワークを被加工品に実装するような加工作業であれば、被加工品やワークの種別、形状などを問うものではない。

また、上述した実施形態では、単腕ロボットを例示したが、これに限られるものではなく、２つ以上の腕を備える多腕ロボットを用いることとしてもよい。

また、上述した実施形態では、６軸を有する多軸ロボットを例示したが、軸数を限定するものではない。

また、上述した実施形態では、ハンドの把持爪が１対である場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、２個以上で１組の把持爪であればよい。

また、上述した実施形態では、ワークの保持を把持爪による把持によって行う場合を例に挙げたが、ワーク保持のための手法を限定するものではない。たとえば、吸着によってハンドがワークを保持する場合であってもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１、１’ ロボットシステム
２ セル
１０ 搬送部
１１ ガイド部
１２ 固定支持部
１３ 可動支持部
１４ コンベア部
１４ａ ローラ
１４ｂ ベルト
２０、２０’ ロボット
２１ ハンド
２１ａ 把持爪
２１ｂ 把持爪
２１ｃ 回転部
２３ 第１アーム部
２４ 第２アーム部
２５ 第３アーム部
２６ 第４アーム部
２７ 基台部
３０ トレー
４０ トレー
５０ 仮置き台
６０ ライト
７０ カメラ
８０ 押圧部
８０ａ 突出部
８０ｂ 本体部
９０ ジグ
９０ａ 係合部
９０ｂ 被押圧部
９０ｃ 基部
１００ 制御装置
１０１ 制御部
１０１ａ ワーク情報取得部
１０１ｂ 指示部
１０２ 記憶部
１０２ａ ワーク識別情報
１０２ｂ ワーク別教示情報
ＣＢ 基板
Ｈ１、Ｈ２ 挿入孔
ＨＵ 姿勢保持機構
Ｌｄ リード
Ｐ、Ｐ’ パレット
Ｒ１〜Ｒ３ 回転軸
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ ワーク
ｉ 隙間
ｍｐ 実装位置
ｗｐ 作業位置

Claims (4)

1. 所定の部品を保持可能に設けられたロボットハンドを有するロボットと、
   所定の搬送方向に沿って略平行に配設された１対のガイド部と、
   前記１対のガイド部に沿って設けられ、被加工品がセットされたパレットを前記ロボットの作業位置まで搬送するコンベア部と、
   前記パレットに対して上方から嵌合可能な形状を有し、前記１対のガイド部に固定して設けられる固定支持部と、
   前記１対のガイド部の間で昇降可能に設けられる可動支持部と、
   前記パレットが前記ロボットの作業位置へ到達した場合に、上昇することによって前記パレットを下方から前記固定支持部へ押し付けて前記パレットと前記固定支持部とを嵌合させる動作を前記可動支持部に対して指示するとともに、前記ロボットハンドを用いて前記部品を前記被加工品へ仮組みし、該部品を前記ロボットハンドで保持したままとする動作を前記ロボットに対して指示する指示部と、
   前記部品へ係合することで該部品を所定の姿勢に保持する姿勢保持機構と
   を備え、
   前記指示部は、
   前記ロボットが仮組みし、前記ロボットハンドで保持したままの前記部品へ係合する動作を前記姿勢保持機構に対して指示するとともに、該姿勢保持機構が前記部品へ係合したならば、前記ロボットハンドによる前記部品の保持を解く動作を前記ロボットに対して指示すること
   を特徴とするロボットシステム。
2. 前記姿勢保持機構は、
   所定の回転軸まわりに回転可能に設けられ、所定の部位を押圧されることによって前記部品へ向けて回転するジグと、
   前記指示部の指示に基づいて前記ジグの所定の部位を押圧する押圧部と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記被加工品は、基板であって、
   前記ジグは、
   前記基板における前記部品の実装位置と併設するように前記パレット上に設けられ、
   前記押圧部は、
   前記パレットが前記ロボットの作業位置へ到達した場合に、前記ジグの所定の部位を押圧可能となる位置にあらかじめ設けられること
   を特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。
4. 前記ジグは、
   前記基板の平面方向に略平行な前記回転軸を有し、前記押圧部に押圧されることで該回転軸まわりに回転することによって、前記部品の上方から該部品と係合する形状を有すること
   を特徴とする請求項３に記載のロボットシステム。

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