JPH043210A

JPH043210A - ハンドリング式直交型ロボット

Info

Publication number: JPH043210A
Application number: JP10496490A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Ikeda; 輝幸池田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1992-01-08

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、製造ライン自動化に用いるハンドリング式直
交型ロボットに関する。

〔従来の技術〕

近年の電子機器の製造ラインでは、生産性の向上や製造
コストの低減、さらには労働力の質的向上等の点から、
従来人手にたよっていた作業がロボットによる自動化へ
と移行してきており、部品の実装、半田付け、調整・検
査、ねじしめ等の個々の自動化技術が確立されてきてい
る。

このようにロボットによる自動化は、従来人手にたよっ
て行っていた作業が無人化でき、昼夜連続運転による生
産性の拡大や品質の安定化によって不良発生低減等、多
くの面で良好な結果が得らている。従って、初期投資に
よるコスト増加も生産量が多くなれば容易に回収が可能
となる。このため、さまざまな業種でロボットの導入が
進んでいる。

上述したロボットに行わせる作業には、業種により大き
く異なるが、電子機器組立ラインのような所では、さま
ざまな形状の部品実装から、この半田付け、特性試験お
よび調整、さらには、ケースへの取り付け、ねじしめ等
があり、各機能の実現には当然異なる工具が必要となる
。

このため、これらの作業を連続的に行えるロボットとし
ては工具の自動交換が行えるロボットが必要であり、ロ
ボットの動作としては複雑で大がかりなものとなり、ロ
ボット自体もどうしても大型な装置となる。

実際に、従来のロボット導入による自動化は、上記の工
具の自動交換が可能な高機能のロボットを用いれば一連
の作業を連続的に動作させることができ、完全無人化を
実現できる。

しかし、ロボットとしての機能とその動作が複雑である
ため、その動作プログラムの開発には多くの時間を要し
、設備としてのコストも高くなる。町な、作業内容を変
更する場合にもプログラムが複雑であるため、この変更
は容易ではない。

従って、この設備投資額も大きくなり生産量に、対して
投資効果を判断するのは容易でない。

そこで、−数的には、これらを連続した自動化とはせず
に、個々の作業を独立し、ロボットも単機能で小型なも
のを用い、１つの作業が終了したら次の作業への移行は
人手による方法を取っている場合が多い。そして、この
単機能である小型のロボットを用いれば、個々のプログ
ラムは簡単になる。

この種のロボットとしてはスカラ型、直交型と種種の構
造のものが市販されている。最近では、小型・低コスト
であるとして、日経メカニカル誌１９８９．９．１８号
に卓上型ロボットとしての紹介がある。

しかし、このような小型ロボットは、当然ロボトのツー
ルヘッドは１つの工具しか取り付けられないので、１つ
の作業が終了したら、次工程への移行は入手により移送
しなければならない。

このため、複数のロボットによる個々の作業が自動化さ
れても最低１人の作業者が付いていなければならず、完
全な無人化は実現できない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のロボット導入による自動化は、工具の自
動交換が可能な高機能のロボットを用いれば一連の作業
を連続的に動作させることができ、完全無人化が実現で
きる。しかし、ロボットとしての機能とその動作が複雑
であるため、その動作プログラムの開発には多くの時間
を要し、設備としてのコストも高くなる。また、作業内
容を変更する場合にもプログラムが複雑なため、容易に
変更できないという欠点がある。

一方、単機能である小型のロボットを用いれば、個々の
１つ１つの機能でのプログラムは簡単になる。しかし、
このような小型ロボットは、当然ロボットのツールヘッ
ドは１つの工具しか取り付けられないので、１つの作業
が終了したら、次工程への移行は人手により移送しなけ
ればならない。このため、複数のロボットによる個々の
作業を自動化されても最低１人の作業者が付いていなけ
ればならず、完全な無人化は実現できないという欠点が
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のハンドリング式直交型ロボットによれば、メイ
ンテーブル上を移動させるＸ方向移動機構と、このメイ
ンテーブルに固定されたアーチ上の架体上を移動させる
Ｙ方向およびＺ方向移動機構とを有する直交型ロボット
において、Ｘ方向移動機構には、着脱可能としたワーク
テーブルと、メインテーブルの両端部にはＸ方向移動機
構から離脱させたワークテーブルを移動させる第二の移
動８！楕とを有している。

〔作用〕

本発明のハンドリング式直交型ロボットを簡単に説明す
ると、ロボット構造の基本は、Ｙ方向および２方向の移
動をアーチ状のフレームに楕成し、Ｘ方向の移動をアー
チ状フレームを固定しているメインテーブル上に設けた
直交式のロボットとし、この中でＸ方向移動機構に電気
的制御にて着脱可能なワークテーブルを設けている。さ
らに、Ｘ方向の両端部には第２の移動機構があり、Ｘ方
向移動機構が移送して離脱させたワークテーブルをこの
ステーション外に送り出すことを可能にしている。

このため、本発明のハンドリング式直交型口ホットを複
数台連結することによって、この複数台のハンドリング
式直交型ロボット間を１つのワークテーブルが自由に移
動できるので、個々のステーションでの作業を１つのワ
ークテーブルが移動することによって連続で行うことが
できるようになる。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すハンドリング式直交型
ロボットの斜視図である。

第１図において、ツールヘッド１１はＹ方向およびＺ方
向に移動可能なアーチ状フレーム１２に設けられており
、このアーチ状フレーム１２が固定テーブル１３に固定
されている。

一方、この固定テーブル１３には、Ｘ方向に移動機構１
４があり、このＸ方向移動機構１４にはワークテーブル
１５が位置決め機構１６を持つ結合機構１７により着脱
可能状態で固定されている。

また、固定テーブルのＸ方向両端部には、ワークテーブ
ル１５をＸ方向移動機構１４から離脱した時の第２の移
動機構１８がワークテーブル１５のガイドレールと共に
設けられており、ワークテーブル１５は、この第２の移
動機構１８によってＸ方向枠外に容易に押し出すことを
可能になっている。

さらに、この固定テーブルのＸ方向枠部２０には、もう
１台の本実施例のハンドリング式直交型ロボットとの連
結を行う連結部２１を有しており、それぞれの両端部に
あるガイドレール１９と第２の移動機構１８によってワ
ークテーブル１５は連結した２つのハンドリング式直交
型ロボットの間を移動可能となっている。

このような構造としたことにより、１つのステージ内で
の仕事を行わせている間はＸ方向移動機構１４とワーク
テーブル１５を固定することで、この作業が可能であり
、また、次のステージでの仕事を行わせる時は第２の移
動機構１８へ移動させた後、Ｘ方向移動機構１４からワ
ークテーブル１５を離脱すれば、第２の移動機構によっ
て次のステージへワークテーブル１５を移送できる。

このように本実施例のハンドリング式直交型ロボットを
複数台連結すれば、複数の仕事を連続に行え、個々の機
能としては単一機能の仕事だが、これらが容易に連結で
き、全工程が無人化される。

次に、本発明の一実施例における個々の機能部について
説明する。

第２図はＸ方向移動機構とワークテーブルの固定部構造
の一例を示した図である。

第２図において、Ｘ方向移動機構は、−数的なボールね
じ２２とガイドシャフト２３とで構成されている。これ
に電磁ソレノイド２４によって動く位置決め固定ビン２
５が４つあり、ワークテーブルの位置検出のためのセン
サー２６が設けられている。

また、ワークテーブルには、Ｘ方向移動機構に設けた位
置決め固定ビン２５に対応する位置決めホール２７を設
けている。

これらの構造によりＸ方向移動機構へのワークテーブル
の固定は、まず、Ｘ方向移動機構を移動させて位置検出
センサー２６によってワークテーブルを探しだし、この
検出さらな位置で電磁ソレノイドに通電させ位置決め固
定ビンを出せば、この位置決め固定ビンが位置決めホー
ルの中に挿入され、ワークテーブルがＸ方向移動機構に
固定される。

第３図は第２の移動機構部の移動方法の一例を示した図
である。

第３図において、Ｘ方向移動機構３１によって運ばれた
ワークテーブル３２は送りローラ３３の上に乗る。この
時、第２図で示したようにＸ方向移動機構３１からワー
クテーブル３２を離脱させれば、第２の移動移動に設け
たクラッチ３４とモータ３５によってワークテーブル３
２の移動が可能になり、連結した次のステーションの第
２の移動機構３６へワークテーブル３２を引き渡すこと
ができる。

第４図は本実施例のハンドリング式直交型口ポットを連
結した時の動作関係を示した図である。

第４図において、まずＡのように第１のステージ内での
仕事の時はＸ方向移動機構４１がワークテーブル４２を
正確に保持している。そして、この仕事が終ればＢのよ
うにワークテーブル４２を第２の移動機構へ送り込む。

そこで、ワークテーブル４２を離脱させれば、Ｃ，Ｄの
ように第２の移動機構により第２のステージへ移動させ
ることができる。

次ステージでは、ワークテーブルが送り込まれた信号を
受けて、送り込まれたワークテーブルを第２のステージ
のＸ方向移動機構が検出し、Ｅ。

Ｆ、ＧのようにＸ方向移動機構がワークテーブルを保持
することができ、第２のステージ内での仕事を行わせる
ことができる。

このように本実施例でのハンドリング式直交型ロボット
は、複数台連結することで１つのワークテーブルを連結
した相互間で移動させることができ、この結果ワークテ
ーブルに実際に組立を行うユニットを取り付けておけば
、例えば、第１のステージで部品の装着、第２のステー
ジでこの半田付け、第３のステージで特性の測定とトリ
ミングなどのように一連の作業を完全に自動的に行える
。

なお、本実施例では、Ｘ方向移動機構とワークテーブル
の固定に電磁ソレノイドを用いたがエアーシリンダや圧
電アクチュエータ等、任意のアクチュエータが利用でき
ることは明らかである。

また、第２の移動機構の部分においても、送りローラや
ガイドレールの構造も同等限定されることはなく、この
部分にもエアーシリンダ等が用いられることは容易に推
測される。

さらに、この第２の移動機構が同期して動くように、こ
の相互間で信号をやり取りする信号接続部を用なせるこ
とで、個々のロボット間のプログラムで全工程の終了、
次工程の終了等の判断をすることができ、実質上、連続
動作が行える。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、複数台連結するこ
とで、ワークテーブルは、この連結されたロボット間を
容易に移動できる。このため、ワークテーブルに組立を
行うユニットを固定しておけば、部品の実装から半田付
け、調整、検査さらにはケース組み付け、ねじしめ等ま
で連続に行え、個々の作業は独立したプログラムとする
ことができ、プログラム開発期間が短く、ロボット自体
も小型で簡単な構造であるため低コスト化が可能となる
という効果がある。

また、個々の作業が独立しているため、作業工程等もロ
ボットの連結する順序を代えるだけで容易に対応できる
。さらに、生産量に見合うシステムとして連結ロボット
の台数の増減が可能であり、設備を有効に利用できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すハンドリング式直交型
ロボットの斜視図、第２図はＸ方向移動機構とワークテ
ーブルの固定部構造の一例を示した図、第３区は第２の
移動機構部の移動方法の一例を示した図、第４図は本実
施例のハンドリング式直交型ロボットを連結した時の動
作関係を示した図である。１１・・・ツールヘッド、１２・・・アーチ状フレーム
、１３・・・固定テーブル、１４・・・Ｘ方向移動機構
、１５・・・ワークテーブル、１６・・・位置決め機構
、１７・・・結合機構、１８・・・第２の移動機構、１
９・・・ワーク移動ガイド、２０・・・枠、２１・・・
連結部、２２・・・ボールねし、２３・・・ガイドシャ
フト、２４・・・電磁ソレノイド、２５・・・位置決め
固定ピン、２６・・・位置検出センサ、２７・・・位置
決めホール、３１・・・Ｘ方向移動機構、３２・・・ワ
ークテーブル、３３・・・送りローラ、３４・・・電磁
クラッチ、３５・・・モータ、４１・・ワークテーブル
、４２・・・Ｘ方向移動機構。

Claims

【特許請求の範囲】メインテーブル上を移動させるＸ方向移動機構と、この
メインテーブルに固定されたアーチ上の架体上を移動さ
せるＹ方向およびＺ方向移動機構とを有する直交型ロボ
ットにおいて、前記Ｘ方向移動機構には着脱可能としたワークテーブル
と、前記メインテーブルの両端部には前記Ｘ方向移動機
構から離脱させたワークテーブルを移動させる第二の移
動機構とを有することを特徴とするハンドリング式直交
型ロボット。