JPH02298440A - 自動組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は組立作業に使用される自動組立装置に関づるも
のである。

［従来の技術］ 一般に、複数の自由度を備えた自動組立装置においては
、その自由度の数が組でＬ装置自体の設計時に決定され
、後にその自由度の数を増減することは行なわれていな
い。そして、組立装置を設置する際には、実行する作業
内容に応じた数の自由度を有する組立装置を選定した上
で設置している。

し発明が解決しようとする課題１ ところが、組立装置が実行する作業の内容は、組立対象
部品の変更や工程変更に伴い往々にして変更されること
があり、これにより組立装置に要求される自由度の数が
変わってしまうことがある。

例えば、組立装置が備えている特定の自由度が必要なく
なった場合には、その自由度を持たぜるための機構部を
停止保持させた状態で組立装置を稼働ざＶることになり
、組立装置は本来必要ない過剰なＩａ構部を備えたまま
稼働ターることになる。一方、組立装置に新たな自由度
が要求されるようになった場合には、変更された作業内
容に適合する別の組立装置を改めて選定して設置し直さ
なければならない。

このように、従来の自動組立装置においては作業内容の
変更に伴って要求される自由度が増減した場合に種々の
無駄が生じ不経済であった。

本発明の目的は、作業内容の変更に伴い要求される自由
度が増減した場合でも、設備に無駄を生じることなく対
応できる自動組立装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の自動組立装置は、組立作業のための作業部材が
三次元直交座標軸上をスライドする自動組立装置であっ
て、前記作業部材をスライド可能に支持するスライド部
材と、モータと、同モータにて揺動され前記作業部材を
スライドさせるアームとを有する機構部を三つの座標軸
毎に備え、この三つの機構部の内の少なくとも一つの機
構部を着脱可能としたものである。

［作用］ 作業内容の変更に伴って作業部材を特定の方向へ移動さ
せる必要がなくなった場合には、その特定の方向へ移動
させるだめの機構部が組立装置から取り外される。

又、作業内容の変更に伴って作業部手１を新たな方向へ
移動させる必要が生じた場合には、組立装置自体を交換
することなく、その新たな方向へ移動させるための機構
部か組立装置に取っ付（′Ｊられる。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明する。

第１図には本実流例の自動組立装置の正面図を示し、第
２図には同じく組立装置の平面図を示す。

本実施例の組立装置は後述する作業部１としての移動部
１６を三次元直交座標軸上においてスライドできるよう
になっている。即ち、第１図及び第２図の組立装置の設
置状態において、左右方向をＸ方向とし、前後方向をＹ
方向とし、上五方向を７方向としたとき、移動部１６を
Ｘ、Ｙ、Ｚの互いに直交する３方向に移動できるように
なっている。以下にその具体的な構成を説明している。

組立装置は直立したベース面Ａに設置されるものであり
、このベース面Ａには組立装置の第一のサブフレーム１
が固定されている。第一のザブフレーム１の下側面には
Ｙ方向駆動モータ２が取着され、そのモータ２は第一の
サブフレーム１内に配設された減速機３と連結されてい
る。減速機３の出力軸３ａは第一のサブフレーム１の上
側面においてアーム４と連結され、前記Ｙ方向駆動モー
タ２の回転に応じてアーム４が回動するＪ：うになって
いる。

前記第一のサブフレーム１の左側面には支持プレート５
が形成され、その上部及び下部にはそれぞれＹ方向スラ
イドレール６が装着されている。

各スライドレール６にはそれぞれＹ方向スライダ７がＹ
方向に移動可能に保持されてＹ方向スライド部材６．７
を構成し、両Ｙ方向スライダ７は上下のスライドレール
６を挟み第一のメインフレーム８の取付凹部８ａに固定
されている。このため、両Ｙ方向スライダ７とともにメ
インフレーム８がＹ方向に移動することになる。第一の
メインフレーム８の上側部にはカムフォロワー９が突設
され、このカムフォロワー９は前記アーム４の先端に形
成されたＵ字溝４ａ内に嵌め込まれている。

従って、前記Ｙ方向駆動モータ２の正逆回転に伴ってア
ーム４が正逆に回動すると、その先端のＵ字溝４ａによ
ってカムフォロワー９が移動され、その結果、第一のメ
インフレーム８がＹ方向スライドレール６に案内されな
がらＹ方向に移動することになる。

そして、本実施例では前記Ｙ方向駆動モータ２、減速機
３、アーム４及びＹ方向スライド部材６゜７等によって
組立装置にＹ方向座標軸の自由度を持たせるためのＹ方
向機構部１０を構成している。

尚、前記第一のメインフレーム８はＹ方向スライダ７に
対して着脱可能となっており、着脱の際にはメインフレ
ーム８をＸ方向に移動させることにより前記カムフォロ
ワー９がアーム４のＵ字溝４ａに対して嵌入・ｌ１ｔｌ
ｌＲされる。

前記第一のメインフレーム８の左側部にはＺ方向スライ
ドレール１１が設けられ、同スライドレール１１には７
方向スライダ１２が７方向に移動可能に保持されて７方
向スライド部材１１．１２を構成している。７方向スラ
イダ１２にはガイド部材１３が固着され、このガイド部
材１３は左右−６＝ 方向に延びる」二重一対のガイド板１３ａで構成されて
いる。

一方、第一のメインフレーム８の下側部にはＸ方向スラ
イドレール１４が設けられ、同スライドレール１４には
Ｘ方向スライダ１５がＸ方向に移動可能に保持されてＸ
方向スライド部材１４，１５を構成している。Ｘ方向ス
ライダ１５にはガイド溝１５ａが形成され、同ガイド溝
１５ａには移動部１６が７方向に移動可能に取着されて
いる。

そして、この移動部１６の下端部には自動組立装置が行
なう作業内容に応じてチャック等が装着される。

前記移動部１６の上部にはカムフォロワー１７が後方へ
向けて突設されるとともに、このカムフォロワー１７は
前記ガイド部材１３のガイド板１３ａ間に前方から嵌挿
されている。このため、Ｚ方向スライダ１２及びガイド
部材１３が７方向に移動すると、カムフォロワー１７を
介して移動部１６が７方向に移動することになる。

又、前記第〜のメインフレーム８にはＸ方向駆動モータ
１８と減速機２０とが取着され、同駆動モータ１８の出
力軸１８ａに固着された駆動プーリ１９と、減速機２０
の入力軸２０ａに固着された被動プーリ２１とは伝達ベ
ルト２２にて連結されている。減速機２０の出力軸２０
ｂにはアーム２３が装着されるとともに、アーム２３の
先端部には連結溝２３ａが形成されてたいる。この連結
溝２３ａ内には前記Ｘ方向スライダ１５の上部に設けら
れたカムフォロワー２４が嵌入している。

従って、前記Ｘ方向駆動モータ１８が正逆回転すると、
伝達ベルト２２を介して減速機２０が正逆回転駆動され
、同減速１！１２０がアーム２３を揺動させる。その結
果、カムフォロワー２４を介してＸ方向スライダ１５が
Ｘ方向スライドレール１４に案内されなからＸ方向に移
動し、同時に前記移動部１６もＸ方向に移動することに
なる。

そして、本実施例では前記Ｘ方向スライド部材１４．１
５、Ｘ方向駆動モータ１８、減速機２０、及びアーム２
３等によって組立装置にＸ方向座標軸の自由度を持たせ
るだめのＸ方向機構部２５を構成している。

一方、前記第一のメインフレーム８には７方向駆動モー
タ２６と減速機２８とが取着され、同駆動モータ２６の
出力軸２６ａに固着された駆動プーリ２７と、減速機２
８の入力軸２８ａに固着された被動プーリ２９とは伝達
ベルト３０にて連結されている。減速機２８の出力軸〉
８ｂにはアーム３１が装着されるとともに、アーム３１
の先端部の前面にはカム７Ａロワー３２が突設されてい
る。このカムフォロワー３２は前記ガイド部材１３のガ
イド板１３ａ間に後方から嵌入されている。

従って、前記７方向駆動モータ２６が正逆回転すると、
伝達ベルト３０を介して減速機２８が正逆回転駆動され
、同減速機２８がアーム３１を揺動させる。その結果、
アーム３１のカムフォロワ＝３２がガイド板１３ａ間に
沿って移動しながらガイド部材１３を７方向へ往復移動
させ、これに伴い移動部１６がガイド溝１５ａに案内さ
れながらＺ方向に移動することになる。

そして、本実施例では前記Ｚ方向スライド部材１１．１
２．７方向駆動モータ２６、減速機２８、アーム３１等
によって組立装置に７方向座標軸の自由度を持たせるた
めのＺ方向機構部３３を構成している。

尚、本実施例においては＾１記Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方
向駆動モータ１８，２．２６としてＤＣサーボモータを
使用している。又、これらの駆動モータ１８，２．２６
は図示しない制御部と接続されており、制御部からの制
御信号に基いて回転方向と回転速度が変更されるように
なっている。

このように、組立装置にはＹ方向、Ｘ方向及びＺ方向の
各機構部１０，２５．３３が備えられ、それぞれの機構
部１０．２５．３３によりこの組立装置にはｙ、ｘ、Ｚ
方向座標軸の三つの自由度が付与されていることになる
。

一方、本実施例の自動組立装置は上記したＸ。

Ｙ、Ｚ方向座標軸の三つの自由度を備えた状態からＹ、
Ｚ方向座標軸の二つの自由度を備えた状態に変更するこ
とができ、そのために、第３，４図に示すように、第一
のメインフレーム８に代えて第二のメインフレーム４１
を取り付けるようになっている。この第二のメインフレ
ーム４１を取り付けた状態の組立装置の構成を説明して
いく。

この第二のメインフレーム４１には第一のメインフレー
ム８と同様の取付凹部４１ａが形成され、その取付凹部
４１ａが第一のメインフレーム８の代わりに両Ｙ方向ス
ライダ７に固定されている。

又、第二のメインフレーム４１の上側部にはカムフォロ
ワー４２が突設され、このカムフォロワー４２は前記ア
ーム４のＵ字溝４ａ内に嵌め込まれている。そのため、
この第二のメインフレーム４１はＹ方向スライドレール
６に案内されながらＹ方向駆動モータ２の回転に応じて
Ｙ方向に移動することになる。

前記第二のメインフレーム４１の前側面にはガイド部材
４３が固着され、このガイド部材４３に形成されたガイ
ド溝４３ａには移動部１６が７方向に移動可能に保持さ
れてＺ方向スライド部材１６．４３を構成している。

又、第二のメインフレーム４１にはＺ方向移動モータ２
６及び同ドータ２６にて回転駆動される減速機２８が設
（づられ、その減速ａ！２８の出力軸２８ａにはアーム
４４が装着されている。アーム４４の先端部には連結溝
４．４　ａが形成され、同連結溝４４ａ内には前記移動
部１６の上部に設置Ｊられたカムフォロワー４５が嵌入
されている。

従って、前記Ｚ方向駆動モータ２６によって減速機２８
が正逆回転駆動されると、そのアーム４４の連結溝４４
ａによって移動部１Ｇのカムフォロワー４５が移動され
る。その結果、移動部１６はガイド部材４３のガイド溝
４３　ａに案内されながら７方向に移動部ることになる
。

そして、この第二のメインフレーム４１においては、７
方向スライド部月１６．４３．７方向駆動モータ２６、
減速機２８、及びアーム４４等によって組立装置に７方
向座標軸の自由度を持たゼるための７方向機構部４６を
構成している。

従って、この第３，４図に示す組立装置にはＹ方向及び
Ｚ方向の１１部１０．４６のみが備えられ、両機構部１
０．４６によりこの組立装置にはＹ、Ｚ方向座標軸の二
つの自由度が付与されていることになる。

一方、本実施例の自動組立装置は上記したＸ。

Ｙ、７方向座標軸の三つの自由度を備えた状態からＸ、
Ｙ方向座標軸の二つの自由度を備えた状態に変更するこ
とができ、そのために、第５，６図に示すように、第一
のメインフレーム８に代えて第三のメインフレーム５１
が取り付けられるようになっている。この第三のメイン
フレーム５１を取り付けた状態の組立装置の構成を説明
していく。

この第三のメインフレーム５１には第−及び第二のメイ
ンフレーム８，４１と同様の取イ」凹部５１ａが形成さ
れ、その取付四部５１ａが第一のメインフレーム８の代
わりに両Ｙ方向スライダ７に固定されている。又、第三
のメインフレーム５１の上側部にはカムフォロワー５２
が突設され、このカムフォロワー５２は前記アーム４の
Ｕ字溝４ａ内に嵌め込まれている。

そのため、この第三のメインフレーム５１は、Ｙ方向ス
ライドレール６に案内されながらＹ方向駆動モータ２の
回転に応じてＹ方向に移動することになる。

前記第三のメインフレーム５１の下側部にはＸ方向スラ
イドレール５３が設けられ、同Ｘ方向スライドレール５
３には作業部材としての移動部５４がＸ方向に移動可能
に取着されてＸ方向スライド部材５３．５４を構成して
いる。そして、この移動部５４には第−及び第二のメイ
ンフレーム８゜４１の移動部１６と同様に、組立装置が
行なう作業内容に応じてチャック等が装着される。

又、第三のメインフレーム５１にはＸ方向移動モータ１
８及び同モータ１８にて回転駆動される減速機２０　ｔ
Ｊ＜設けられ、その減速機２０の出力軸２０ａにはアー
ム２３が装着されている。アーム２３の先端部には連結
溝２３８が形成され、同連結溝２３ａ内には前記移動部
５４の上部に設けられたカムフォロワー５５が嵌入して
いる。

従って、前記Ｘ方向駆動モータ１８によって減速機２０
が正逆１（４）転駆動されると、アーム２３の連結溝２
３ａによって移動部５４のカムフォロワ−５５が移動さ
れる。その結果、移動部５７１ＩはＸ方向スライドレー
ル５３に案内されながらＸ方向に移動することになる。

そして、この第三のメインフレーム５１においては、Ｘ
方向駆動モータ１８、減速機２０、アーム２３、及びＸ
方向スライド部材５３．５４等によって組立装置にＸ方
向座標軸の自由度を持たせるためのＸ方向機構部５６を
構成している。

従って、この第５，６図に示す組立装置にはＹ方向及び
Ｘ方向の機構部１０．５６のみが備えられ、両機構部１
０．５６によりこの組立装置にはＹ、Ｘ方向座標軸の二
つの自由度が付与されていることになる。

一方、本実施例の自動絹立装餡は北記しＩｃ　Ｘ　。

Ｙ、７方向座標軸の３つの自由度を備えた状態がらＸ、
７方向座標軸の二つの自由度を備えた状態に変更するこ
とができ、その！ζめに、第７．８図に示すように、第
一のサブフレーム１、Ｙ方向スライドレール６、及びＹ
方向スライダ７に代えて第二の→ノーブフレーム６１が
取り付けられるようになっている。この第二のサブフレ
ーム６１を取り付けた状態の組立装置の構成を説明して
いく。

この第二のザブフレーム６１は、ベース而Ａに固定され
たブラケット６３と、このブラケッ１−６３に支持され
る支持座６２とからなり、両者６２゜６３は長孔６２ａ
を介してボルト６４によって連結されている。支持座６
２には前記第一のメインフレーム８の取付凹部８ａに対
応する係合部６２ｂが形成され、この係合部６２ｂが取
付凹部８ａに固定されている。前記支持座６２は長孔６
２ａの許容範囲内でＸ方向に位置調整可能となっており
、これにより移動部１６の位置を変更することができる
ようになっている。

このように、第６，７図に示す組立装置にはＸ方向及び
Ｚ方向の機構部２５．３３が備えられ、それぞれの機構
部２５．３３によりこの組立装置には×、Ｚ方向座標軸
の二つの自由度が付与されていることになる。

尚、前記長孔６２ａは必ずしも必要なく、又、支持座６
２とブラケット６３とを一体化してもよい。

以上詳述したように、本実施例の自動組立装量において
は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の全ての機構部２５，１
０．３３を備える状態（第１，２図）の他に、そのいず
れか一つの自由度を省いた状態、即ち、Ｙ方向機構部１
０どＺ方向機構部４６のみを備える状態（第３．４図）
、Ｘ方向機構部２５とＺ方向機構部３３のみを備える状
態（第７．８図）、及びＸ方向機構部５６とＹ方向機構
部１０のみを備える状態（第５，６図）にすることもで
きる。

従って、例えば、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の全ての機
構部２５，１０．３３を備えた状態で稼働していた組立
装置に対し、作業内容の変更に伴って特定の自由度が不
要になった場合には、その不要になった自由度を構成す
る機構部を組立装置から取り外すことができる。その結
果、組立装置は過剰な機構部を取り外した状態で稼働す
ることができることになる。

又、多数の自動組立装置を用意して稼働させている場合
には、不要となったメインフレーム８やサブフレーム１
を組立装置から取り外して他の組立装置に取り付け、こ
れらのフレーム８．１を有効利用することも可能となる
。

又、上記したいずれか二つの機構部のみを備えた状態で
稼働していた組立装置に対し、作業内容の変更に伴って
新たに別の自由度が追加要求された場合には、第１，２
図に示すＸ、Ｙ、Ｚ方向座標軸の自由度を備えた組立装
置にできる。従って、変更された作業内容に適合する別
の組立装置を改めて選定して設置し直す必要がない。

又、上記したように第二のメインフレーム４１はＸ方向
機構部２５を備えず、第三のメインフレーム５１はＺ方
向機構部３３を備えていないため、これらのメインフレ
ーム４Ｌ　５１は両機構部２５．３３を共に備えた第一
のメインフレームに比較して軽量である。従って、第３
〜６図に示すように、これら第二又は第三のメインフレ
ーム４１゜５１を使用している状態においては、それぞ
れのメインフレーム４１．５１をＹ方向へ移動させるた
めのＹ方向駆動モータ２の負荷を減少させることができ
る。その結果、組立装置の動作速度を高速化することが
できるとともに、より高重量のワークを搬送することが
可能となる。

尚、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、
以下のように実施してもよい。

本実施例の自動組立装置において、例えば、全ての機構
部２５，１０．３３を備える状態の組立装置からＸ方向
機構部２５を省くには、Ｘ方向機構部２５及び７方向機
構部３３を備えた第一のメインフレーム８を、７方向機
構部４６のみを備えた第二のメインフレーム４１に取り
替えることによって行なっていたが、Ｘ方向機構部２５
と７方向機構部３３とをそれぞれ独立して第一のメイン
フレーム８に取り付け、いずれかの機構部２５゜３３が
不要になった場合には、その機構部２５゜３３のみを取
り外すようにしてもよい。

又、本実施例においては、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の
全ての機構部２５，１０．３３を備える状態（第１，２
図）に加えて、その内のいずれか二つの機構部を備える
状態を説明したが、一つの機構部のみを備える状態、即
ち、Ｘ方向機構部２５．５６のみを備える状態、Ｙ方向
機構部１０のみを備える状態、及びＺ方向機構部３３．
４６のみを備える状態にすることもできる。例えば、Ｘ
方向機構部５６のみを備える状態とするためには、第二
のサブフレーム６１に対して第三のメインフレーム５１
を取り付ければよく、Ｚ方向機構部４６のみを備える状
態とするためには、第二のサブフレーム６１に対して第
二のメインフレーム４１を取り付ければよい。又、Ｙ方
向機構部１０のみを備える状態とするためには、第一の
４ノブフレーム１に対して第一のメインフレーム８、第
二のメインフレーム４１、又は第三のメインフレーム５
１のみを取り付（プればよい。

ざらに、前記伝達ベル１〜２２．３０の代わりに歯車列
を用いたり、駆動モータ２．１８．２６の出力軸１８ａ
、２６ａにアーム４，２３，３１゜４４を装着して直接
駆動してもよい。又、駆動モータ２，１８．２６の種類
についても、ＤＣサーボモータに代えてＡＣサーボモー
タ等を使用してもよい。

さらには、本実施例の自動組立装置は各部にカムフォロ
ワー９．１７，２４，３２，４２．４５゜５２．５５を
使用したが、その代わりに球軸受やメタル軸受、或いは
単にカムフォロワー９．１７゜２４．３２，４２，４５
，５２．５５と同形状の円柱体を使用してもよい。

又、前記ガイド部材１３のガイド板１３ａ間には、前方
から移動部１６のカムフォロワー１７を嵌入きせるとと
もに後方からアーム３１のカムフォロワー３２を嵌入さ
ぜたが、これらのカムフォロワー１７．３２を同一方向
より嵌入させてもよく、又、個別に設けられた二つのガ
イド部材１３にて両カムフォロワー１７．３２をそれぞ
れ案内させてもよい。

さらに、前記第一のメインフレーム８と第三のメインフ
レーム５１の両アーム２３は別形状としてもよい。

ざらには、第三のメインフレーム５１や第二のメインフ
レーム４１の形状を第一のメインフレーム８と同一形状
にして、全てのメインフレーム８゜４１．５１を共通化
してもよい。

又、前記Ｙ方向スライダ７は二つに分割された形式のも
のを使用したが、一体形のものを使用してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の自動組立装置においては、
作業内容の変更に伴い要求される自由度が増減した場合
でも、設備に無駄を生じることなく対応できるという優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は３方向の自由度を備えた状態の組立装置を示す
正面図、第２図は同じく平面図、第３図はＹ方向及びＺ
方向の自由度を備えた状態の組立装置を示す正面図、第
４図は同じく平面図、第５図はＸ方向及びＹ方向の自由
度を備えた状態の組立装置を示す正面図、第６図は同じ
く平面図、第７図はＸ方向及び７方向の自由度を備えた
状態の組立装置を示す正面図、第８図は同じく平面図で
ある。 １６．５４は作業部材としての移動部、２，１８．２６
はモータ、４，２３．３１はアーム、６゜７．１１．１
２．１４，１５，１６，４３．５３゜５／Ｉはスライド
部材、１０，２５，５６，３３゜４６は機構部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、組立作業のための作業部材が三次元直交座標軸上を
   スライドする自動組立装置であって、前記作業部材をス
   ライド可能に支持するスライド部材と、モータと、同モ
   ータにて揺動され前記作業部材をスライドさせるアーム
   とを有する機構部を三つの座標軸毎に備え、この三つの
   機構部の内の少なくとも一つの機構部を着脱可能とした
   ことを特徴とする自動組立装置。