JPH05185382A

JPH05185382A - 汎用加工装置

Info

Publication number: JPH05185382A
Application number: JP2464692A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Morokuma; 泰彦諸隈
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1993-07-27

Abstract

(57)【要約】【目的】ワークの作業範囲を拡大せしめ、小型化および
汎用化を図る。【構成】ワーク１が搬入および搬出される架台２上の一
側にＸ軸レール３を設け、このＸ軸レールに対して直交
する方向の軸芯を持つＹ軸レール４を上記Ｘ軸レールに
摺動可能に設け、このＹ軸レールの軸芯方向の両側に、
上記ワークに対して所定の加工を行うツールユニット５
を摺動可能に設ける。架台２上にワーク１を搬入および
搬出するパレット６，７を複数並設し、上記パレットを
順次進退移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークへのビス締め、
ハンダ付け、あるいは部品の取り付けなどの種々の加工
を行なう汎用加工装置に関し、特に作業範囲を拡大せし
め、装置の小型化および汎用化を図った汎用加工装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】種々の完成品を組み立てるに際しては、
ある部品に他の部品を取り付けたり、この部品を固定す
るためにビス締めを行なったり、あるいはハンダ付けを
施したりする。従来の組立工程では、このような加工を
直交型ＸＹロボットにて行なっていた。従来の直交型Ｘ
Ｙロボットは、図４に示すように、架台３０上にＸ軸方
向に移動可能なＸ軸レール３１が設けられ、このＸ軸レ
ール３１に直交してＹ軸レール３２が設けられている。
また、このＹ軸レール３２には、当上記Ｙ軸レールに沿
って、すなわちＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動可能
なツールユニット３３が設けられており、これにより架
台３０上に搭載されたワークに対して、予め教示された
手順にしたがってビス締めなどの加工が行われるように
なっている。

【０００３】また、汎用性を高めるために多軸汎用ロボ
ットを用いてビス締めなどの加工を行なう組立工程も知
られており、この場合には、ワークを搬送するコンベア
の側部に多関節を有する多軸汎用ロボットを配置し、ワ
ークの搬送速度に同期させてロボットの走行軸を走行さ
せるか、あるいはワークを停止させた状態で、予め教示
された動作手順にしたがってビス締めやハンダ付けなど
の種々の作業を行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
直交型ＸＹロボットでは、架台３０上にＸ軸レール３１
およびＹ軸レール３２を設置する構造であるため、有効
作業範囲が図４に示す斜線部分となり、ワークの大きさ
に対して架台やロボットが占めるスペースが大きくなる
という問題があった。一方、多軸汎用ロボットにあって
もコンベアサイドにロボットを設置するスペースが必要
となり、レイアウトの点で従来の直交型ＸＹロボットと
同様の問題を有しており、しかもコスト的にも不利であ
った。本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて
なされたものであり、Ｙ軸レールおよびツールユニット
のストロークに対する作業範囲を拡大せしめ、小型化お
よび汎用化を図ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の汎用加工装置は、ワークが搬入および搬出さ
れる架台上に設けられたＸ軸レールと、このＸ軸レール
に対して直交する方向の軸芯を持ち、このＸ軸レールに
沿って摺動可能に設けられたＹ軸レールとを有し、上記
ワークに対して所定の加工を行う少なくとも一対のツー
ルユニットが、それぞれ上記Ｙ軸レールの軸芯方向の両
側に、Ｙ軸レールに沿って摺動可能に設けてあることを
特徴とする。

【０００６】上記架台上にワークを搬入および搬出する
パレットを複数並設し、上記パレットを順次進退移動さ
せることにより上記ツールユニットによる加工作業を連
続的に行うように構成することが好ましい。

【０００７】

【作用】架台上にワークが搬入されると、Ｙ軸レールは
Ｘ軸レール上を摺動しながら移動し、また、ツールユニ
ットはＹ軸レール上を摺動しながら、予め教示された位
置まで移動する。この位置で所定の作業を行った後に再
び原位置に復帰して作業を終了するが、本発明の加工装
置では、ツールユニットをＹ軸レールの軸芯方向の両側
にそれぞれ設けているため、架台上の側縁に搬入された
ワークに対しても何れかのツールユニットを作動させれ
ば加工を行うことができ、架台上の作業範囲を拡大する
ことができる。また、この結果、ワークの大きさに対し
て加工装置を小型化することができ、しかも、ツールユ
ニットを交換すれば、あらゆる加工作業に適用すること
ができる汎用性に富んだ加工装置を提供することができ
る。

【０００８】また、架台上にワークを搬入および搬出す
るパレットを複数並設し、上記パレットを順次進退移動
させるように構成すれば、架台上に搬入されたワークに
対して加工作業を行っている間に、他のパレットから作
業を終了したワークを取り出して次のワークを搭載する
ことができるので、ツールユニットによる加工を連続的
に行うことが可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例に係る汎用加工装置を
示す斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３
（Ａ）（Ｂ）は、同実施例の平面図である。まず、本実
施例に係る加工装置は、ワーク１が搬入されて所定の加
工作業、例えばビス締め、ハンダ付け、あるいは部品の
取り付けなどを行う架台２を有しており、この架台２上
の一側にＸ軸レール３が固定されている。このＸ軸レー
ル３には摺動面３ａが形成されて、スライダ８を介して
Ｙ軸レール４が取り付けられている。Ｙ軸レール４を支
持するスライダ８は、Ｘ軸レール３に設けられたＸ軸ア
クチュエータ９によってＸ軸レール３上を摺動しながら
往復移動するようになっている。このＹ軸レール４を移
動させる構成は、例えばＸ軸アクチュエータ９をステッ
ピングモータにより構成し、このステッピングモータの
出力軸に取り付けたボールネジによってスライダ８を往
復移動させるようにしても良いし、あるいは、Ｘ軸アク
チュエータ９を流体シリンダにより構成してスライダ８
を往復移動させるようにしても良い。このような手段は
加工内容や必要加工精度等により適宜選択すれば良い。

【００１０】Ｙ軸レール４は、Ｘ軸レール３に対して直
交する軸芯を有し、このＹ軸レール４がＸ軸レール３に
沿って移動し、かつ、後述するツールユニット５がＹ軸
レール４に沿って摺動しながら移動することにより、ツ
ールユニット５は架台２上の所望のＸＹ座標位置に移動
することができるようになっている。

【００１１】Ｙ軸レール４には、摺動面４ａが形成さ
れ、この摺動面４ａにスライダ１０が摺動可能に設けら
れている。また、このスライダ１０にはブラケット１１
を介してツールユニット５が取り付けられており、特に
本実施例にあっては、ツールユニット５がＹ軸レール４
の軸芯方向に対して両側にそれぞれ設けられている。こ
のツールユニット５は、加工作業の内容に応じて適宜選
択して設けられ、適用しようとする加工作業がビス締め
作業であれば、大きさが異なるビスをそれぞれ締め付け
る複数のビス締め装置が取り付けられている。

【００１２】例えば、図１に示す実施例のツールユニッ
ト５では、「１２」がＭ２のビスを締め付けるビス締め
装置、「１３」、「１４」、「１５」がそれぞれＭ４，
Ｍ５，Ｍ６のビスを締め付けるビス締め装置である。ま
たこれらのビス締め装置には、Ｘ軸レール３およびＹ軸
レール４に対して直交する方向に上下動してワーク１に
近接離間移動するように流体シリンダ１２ａ，１３ａ，
１４ａ，１５ａが設けられている。この流体シリダのロ
ッドが進退移動することによりブラケット１６を介して
取り付けられた各ビス締め装置はワーク１に近接する位
置（図２のビス締め装置１３参照）と離間する位置（図
２のビス締め装置１４参照）との間を往復移動するよう
になっている。

【００１３】なお、このようなツールユニット５の構成
は、本加工装置が適用される加工工程の作業内容によっ
て選択されるものであり、上述したビス締め装置に何ら
限定されることはなく、ハンダ付け装置やその他の装置
を取り付けることも可能であり、また、取り付けるビス
締め装置やハンダ付け装置の個数も適宜選択される。ツ
ールユニット５を支持するスライダ１０は、上述したＹ
軸レール４をＸ軸レール３に沿って移動させる構成と同
様に、Ｙ軸レール４内に設けられたＹ軸アクチュエータ
（不図示）によってＹ軸レール４上を摺動しながら往復
移動するようになっている。このツールユニット５を移
動させる構成は、例えばＹ軸アクチュエータをステッピ
ングモータにより構成し、このステッピングモータの出
力軸に取り付けたボールネジによってスライダ１０を往
復移動させるようにしても良いし、あるいは、Ｙ軸アク
チュエータを流体シリンダにより構成してスライダ１０
を往復移動させるようにしても良い。このような手段は
加工内容や必要加工精度等により適宜選択すれば良い。

【００１４】「１７」は架台２のＸ軸レール３の反対側
に固定されたガイドレールであり、Ｙ軸レール４の先端
を摺動自在に支持することにより、Ｙ軸レール４の撓み
を防止している。これにより、比較的高重量のツールユ
ニット５をＹ軸レール４に取り付けても、Ｙ軸レール４
が撓むこともなく、その結果、ツールユニット５の停止
位置に誤差が生じることもない。なお、比較的軽量のツ
ールユニットを取り付ける場合などのようにＹ軸レール
の撓みが懸念されない場合には、このガイドレール１７
を省略することも可能である。

【００１５】なお、本実施例では、ワーク１の搬入およ
び搬出を２つのパレット６，７にて行うように構成され
ている。すなわち図１および図３（Ａ）（Ｂ）に示すよ
うに、第１パレット６および第２パレット７は、Ｙ軸レ
ール４の軸芯方向に対して平行に並設されており、架台
２上に固定された一対のリニアガイド１８と、パレット
６，７の裏面に固定されたリニア軸受け１９とが摺動す
ることによってＹ軸レール４に平行に進退移動する。こ
れら第１パレット６および第２パレット７の駆動源２０
は、流体シリンダあるいはサーボモータ、その他の単軸
駆動手段によって構成されており、特にエアーシリンダ
などの流体シリンダによりパレット６，７を進退移動さ
せると構造が簡単でコスト的にも有利となる。また、第
１パレット６および第２パレット７は、図示しない制御
手段からの作動指令信号によって交互に進退移動するよ
うになっており、一方のパレット上に載置したワークに
対して加工を行っている間に、他のパレット上に載置さ
れて加工作業を終了したワークを取り出し、次のワーク
を載置する。これにより、ビス締めなどの加工を連続し
て行うことができ、生産性が極めて向上する。架台２上
には、第１パレット６および第２パレット７に対向して
締め付けるべきビスを供給するビスフィーダ２１が設け
られており、順次ビスが供給されるようになっている。

【００１６】なお、本発明においては、上述したパレッ
ト６，７の構成は本実施例にのみ限定されることなく、
３つ以上設けても良いし、またワークが大きい場合には
１つのパレットでワークの搬入および搬出を行っても良
い。また、ビスフィーダ２１は省略することもでき、さ
らに、本発明の加工装置をビス締め装置以外の、例えば
部品の組み付け装置に適用する場合には、ビスフィーダ
２１に代えて他の部品を供給する部品供給装置を設けて
も良い。

【００１７】次に作用を説明する。ワーク１の搬入は第
１パレット６および第２パレット７により行われるが、
上述したように、本実施例では第１パレット６と第２パ
レット７とを交互に進退移動させている。例えば、第１
パレット６上にワーク１を載置して、架台２上のツール
ユニット５の作業範囲まで前進させた場合には、他方の
第２パレット７を後退させてパレット７上のワーク１を
取り出し次のワーク１を載置する。この準備作業中に第
１パレット６上のワーク１に対して加工作業を行う。第
１パレット６上のワーク１に対してビス締めなどの加工
作業を終了すると、この第１パレット６を後退させると
ともに、次のワーク１を載置した第２パレット７を架台
２上のツールユニット５の作業範囲まで前進させる。そ
して、この第２パレット７上のワーク１に対して加工作
業を行っている間に第１パレット６上に載置されて加工
作業を終了したワーク１を次の工程に送るために取り出
すと共に、次のワーク１を当該第１パレット６上に載置
して待機する。このような動作を順次繰り返しビス締め
などの加工を行うと、加工時間中にワークのセットなど
の段取り作業を行うことができ加工装置の生産性を高め
ることができる。

【００１８】このようにして架台２上にワーク１が搬入
されると、Ｙ軸レール４はＸ軸レール３上を摺動しなが
ら移動し、また、ツールユニット５はＹ軸レール４上を
摺動しながら、予め教示された位置まで移動する。例え
ば、第１パレット６上のワーク１に対して作業を行う場
合には、第３図（Ａ）に示すように、ツールユニット５
が移動し、第２パレット７上のワーク１に対して作業を
行う場合には、図３（Ｂ）に示すように、ツールユニッ
ト５が移動する。

【００１９】ついでこの位置で、ビス締め装置１２，１
３，１４，１５の何れかの流体シリンダ１２ａ，１３
ａ，１４ａ，１５ａが作動してビス締め装置が下降し、
ワーク１の所定の部位にビスを締め付ける。例えば、ワ
ーク１に対してＭ２のビスを締め付ける場合にはビス締
め装置１２の流体シリンダ１２ａが作動して当該ビス締
め装置１２を下降させる。また、図１に示すようにビス
フィーダ２１を設けた場合には、まずツールユニット５
がビスフィーダ２１の位置に移動して適合するビス締め
装置の流体シリンダによりビス締め装置を下降させるこ
とにより締め付けるべきビスをビス締め装置の先端に把
持し、その後、ワーク１の所定部位に移動して上述した
手順でビス締め作業を行う。

【００２０】ツールユニット５が予め教示された手順に
従って全てのビス締め作業を終了すると、当該ツールユ
ニットは再び原位置に復帰するが、特に本実施例の加工
装置では、ツールユニット５、すなわちビス締め装置１
２，１３，１４，１５をＹ軸レール４の軸芯方向の両側
にそれぞれ設けているため、架台２上の側縁に搬入され
たワーク１に対しても何れかのビス締め装置１２，１
３，１４，１５を作動させれば加工を行うことができ、
架台２上の作業範囲を拡大することができる。すなわ
ち、図３（Ａ）に斜線にて示す範囲ではビス締め装置１
４，１５を用いて作業を行うことができ、その他の範囲
はビス締め装置１２，１３で作業を行うようにしている
ので架台２上の殆どが有効作業範囲となり、しかも、ワ
ークに対して最短距離で移動できるのでツールユニット
の移動時間も短縮される。

【００２１】また、この結果、ワーク１の大きさに対し
て加工装置を小型化することができ、しかも、ツールユ
ニット５を交換すればあらゆる加工作業に適用すること
ができる汎用性に富んだ加工装置を提供することができ
る。また、架台２上にワーク１を搬入および搬出するパ
レット６，７を複数並設し、上記パレット６，７を順次
進退移動させるように構成しているので、架台２上に搬
入されたワーク１に対して加工作業を行っている間に、
他のパレットから作業を終了したワークを取り出して次
のワークを搭載することができ、ツールユニットによる
加工を連続的に行うことが可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、装
置構成を小型化することができ、しかもワークの作業範
囲を拡大せしめることができる。さらに、ツールユニッ
トを適宜選択することにより汎用性に富んだ加工装置を
提供することができる。また、架台上にワークを搬入お
よび搬出するパレットを複数並設し、上記パレットを順
次進退移動させるように構成すれば、ツールユニットに
よる加工作業を連続的に行うことができ、生産性が極め
て向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係る汎用加工装置
を示す斜視図である。

【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】図３（Ａ）（Ｂ）は、同実施例の平面図であ
る。

【図４】図４は、従来の汎用加工装置を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１…ワーク２…架台３…Ｘ軸レール４…Ｙ軸レール５…ツールユニット６…第１パレット７…第２パレット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークが搬入および搬出される架台上に設
けられたＸ軸レールと、このＸ軸レールに対して直交す
る方向の軸芯を持ち、このＸ軸レールに沿って摺動可能
に設けられたＹ軸レールとを有し、上記ワークに対して
所定の加工を行う少なくとも一対のツールユニットが、
それぞれ上記Ｙ軸レールの軸芯方向の両側に、Ｙ軸レー
ルに沿って摺動可能に設けてあることを特徴とする汎用
加工装置。
【請求項２】上記架台上にワークを搬入および搬出する
パレットが複数並設してあり、上記パレットを順次進退
移動させることにより上記ツールユニットによる加工作
業を連続的に行うように構成してある請求項１に記載の
汎用加工装置。