JPH06262446A - 部品供給装置を着脱可能にした組立セル及びその集合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】部品供給装置の形式の異なる部品も同じ自動組
立装置で交換しながら組み立てることができる自動組立
装置を提供する。 【構成】部品供給装置を交換するように構成するととも
に、部品を組み立てするロボットに画像処理装置のカメ
ラを設け、交換された部品供給装置の載置位置を検出し
て、位置及び向きの誤差を演算してロボットの移動位置
を補正する。部品の組み立てに供するロボットハンド
も、部品に対応して自動的に交換して使用する。 【効果】部品供給装置全体の交換しても、ロボットの移
動位置を補正するによって精度の高い組立作業が可能と
なる。また、部品供給装置とロボットハンドとの双方を
交換するので、被組立部品と組立部品を自由に選択する
ことができ、各種の組立作業が自由に選べ、１連の組立
セルの集合体で多品種の組立作業が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動組立装置に関し、
特に、複数種類の組立品を自動的に組み立て可能にした
自動組立装置に関するものであり、更に、この自動組立
装置が、個々の組立セルに分割され、自由に組み替え可
能にした自動組立装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動組立装置は、同じ組立品のみ
を組み立てるように構成されているのが通常であり、複
数種類の組立品を組み立て可能にしたものであっても、
類似した形状の限られた種類の部品についてのみ組み立
て可能となるものであって、部品供給装置の形式の異な
るような部品も同じ自動組立装置で交換しながら組み立
てるようなことは、精度を必要としない組立品などの例
外的な場合以外には、とても考えられないものであっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の欠点を解消し、高い精度で組み立てするような
組立品について、部品供給装置の形式の異なる部品も同
じ自動組立装置で交換しながら組み立てることができる
自動組立装置を提供しようとするものであり、更に、こ
の自動組立装置を個々の組立セルに分割して、自由に組
み替え可能にした自動組立装置を提供しようとするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために、部品供給装置を着脱可能にした組
立セルを、ベースと、該ベース上に設置され、被組立部
品を保持するパレットを搬送して所定の位置に位置決め
するパレット搬送コンベアと、前記ベース上に着脱可能
に配置され、複数個の部品供給装置から選択された所定
の組立部品を供給する所定の部品供給装置と、該複数個
の部品供給装置から所定の部品供給装置を選択して前記
ベース上の所定の位置に配置する部品供給装置搬送手段
と、前記ベース上に設置され、前記所定の部品供給装置
から前記所定の組立部品を取り出して前記パレット上の
被組立部品上に組み立てする、組立部品に対応して交換
可能なロボットハンドを有するロボットと、該ロボット
に設けられ、部品供給装置の設置位置及び／又はパレッ
トの位置決め位置を検出して、標準の部品供給装置の設
置位置及び／又はパレットの位置決め位置との誤差を演
算して出力する画像処理装置と、前記ロボットハンドを
交換可能に保持する交換ハンド支持手段と、前記所定の
組立部品を選択することによって、所定の部品供給装置
とロボットハンドを選択して交換し、画像処理装置によ
って出力された部品供給装置の設置位置及び／又はパレ
ットの位置決め位置の誤差に対応してロボットハンドの
移動位置を補正するロボットの制御手段とからなるよう
に構成し、更に、複数個の部品供給装置から所定の部品
供給装置を選択してベース上に配置する前記部品供給装
置搬送手段が、組立セルとは異なった位置に設けられた
部品供給装置保管位置から部品供給装置配置位置まで搬
送する自走台車とし、また、前記組立セルが複数個直列
に配置され、パレット搬送コンベアが相互に連結される
ように構成することによって達成したものである。

【０００５】

【作用】以上のように構成することによって、本発明の
自動組立装置は、部品供給装置ごと選択してベース上の
所定の位置に配置するので、どのような部品の組立にも
対応可能であり、配置された部品供給装置の設置位置と
標準位置との誤差を演算し、この誤差に対応してロボッ
トハンドの移動位置を補正するので、部品供給装置の設
置位置に関係なく、高い精度で自動組立が可能となる。

【０００６】また、ロボットハンドも、組立部品に対応
して交換可能に構成されているので、部品の形状や寸法
に関係なく各種の部品の自動組立が可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の部品供給装置を着脱可能にした組立セ
ル１の１実施例を示す平面図である。図において、２は
組立セル１の基台となるベースであり、このベース２の
上にパレット搬送コンベア３が設けられており、被組立
部品（図示しない）を保持するパレット４が図示矢印Ａ
方向に搬送され、ほぼ中央の図示位置に周知の位置決め
手段によって位置決めされる。

【０００８】また、ベース２の上には、部品供給装置か
ら組立部品を取り出して、前記位置決めされたパレット
４に保持された図示しない被組立部品に組み立てするた
めの直交ロボット５がＸ−Ｙ方向に移動可能に設けられ
ており、かつこの直交ロボット５には、図示しないロボ
ットハンドが上下動可能な上下軸６の下端に設けられて
いる。

【０００９】この直交ロボット５は、複数個のロボット
ハンドが周知のハンド取り付け機構によって交換して取
付可能となっており、直交ロボット５に取り付けられて
いないロボットハンドは、交換ハンド支持手段７に支持
されており、選択された組立部品に対応するロボットハ
ンドが選択されると、現在取り付けられていたロボット
ハンドを交換ハンド支持手段７の所定の位置に収納し、
新たに選択された組立部品に対応するロボットハンドが
交換ハンド支持手段７から取り出されて、上下軸６の下
端のロボットハンド取付部（図示しない）に取り付けら
れる。

【００１０】直交ロボット５には、ロボットハンド取付
部を有する上下軸６と共に、画像処理装置のカメラ８、
９を有している。このカメラ８、９は、後述する部品供
給装置の基準マーク１４と、パレット４上に描かれた基
準マーク１５とをそれぞれ検出するものであり、直交ロ
ボット４のＸ−Ｙ方向の移動と共にＸ−Ｙ方向に移動す
る。

【００１１】図１の組立セル１の上には、トレイチェン
ジャー型の部品供給装置１０が配置されている。このト
レイチェンジャー型の部品供給装置１０は、比較的大型
の部品の供給に使用されるものであって、部品は、トレ
イ１６上に縦横に配列されて保持されており、このトレ
イ１６から、ロボット５のロボットハンドによって１個
ずつ取り出されて、被組立部品に供給、組立されるもの
である。そして、部品の供給位置に配置されたトレイ１
６内の部品が全部取り出されると、トレイが矢印のよう
に送られて、部品の入っているトレイと交換される。

【００１２】図２は、組立セル１の上に配置される部品
供給装置の他の例を示すもので、パーツフィーダー型の
部品供給装置１１を示す。このパーツフィーダー型の部
品供給装置１１は、振動式のパーツフィーダー１７によ
って整列して供給された部品をシュート１８によって所
定の部品供給位置に搬送するものであって、比較的小型
の部品に多く適用される。

【００１３】これらの部品供給装置は、図３に示すよう
に、組立セル１から離れた部品供給装置支持手段１２に
載置されており、選択された組立部品を供給する部品供
給装置が取り出され、自走台車１３に載置されて組立セ
ル１の所定の位置（図１に描かれた位置）に載置され
る。

【００１４】図３は、本発明の組立セル１を多数直列に
配置した組立セルの集合体を示す。図から明らかなよう
に、この組立セルの集合体は、パレット搬送コンベア３
の両端が相互に連結されて、パレット４が最初の組立セ
ル１ａから次々に次の組立セル１ｂ、１ｃ・・・１ｎと
移動可能となっており、それぞれの組立セルで１個ずつ
部品を組み立てることによって部品の組み立てが進み、
最後の組立セル１ｎで部品を組み立てることによって部
品の組み立てが完了し、外部に搬出される。

【００１５】実際には、最初の組立セル１ａに被組立部
品を保持したパレット４を供給し、最後の組立セル１ｎ
から組み立ての完了したパレット４を取り出し、或いは
完成品のみを取り出してパレット４を最初の組立セル１
ａの上流に返送するために、図示しないロボット装置が
使用されることは、周知の通りである。

【００１６】本発明の部品供給装置を着脱可能にした組
立セル及びその集合体は、上述のように構成されている
ので、次のように作動する。

【００１７】先ず、図示しない中央制御装置から、組み
立てする部品（被組立品及び個々の組立セルにおける組
立部品）が選択されて指定される。この組み立てする部
品の選択によって、個々の組立セル１ａ、１ｂ、１ｃ・
・・１ｎに、それぞれの組立セルに対応して選択された
組立部品を供給する所定の部品供給装置が部品供給装置
支持手段１２から取り出され、自走台車１３に載置され
て組立セル１の所定の位置（図１に描かれた位置）に載
置される。

【００１８】同時に、それぞれの組立セル１で選択され
た組立部品に対応するロボットハンドが交換ハンド支持
手段７から取り出されて、上下軸６の下端のロボットハ
ンド取付部に取り付けられる。

【００１９】部品供給装置支持手段１２から取り出さ
れ、自走台車１３に載置されて組立セル１の所定の位置
に載置された部品供給装置１０、１１等の載置された位
置は、自走台車１３によって載置されるので、高い精度
で載置されることは期待できない。

【００２０】そこで、それぞれの組立セル１に設けられ
た直交ロボット５に取り付けられた画像処理装置のカメ
ラ８で、部品供給装置に設けられた２個（又はそれ以
上）基準マーク１４を検出し、基準マーク１４の標準位
置と比較、演算することによって、載置された部品供給
装置１０、１１等の位置と向きの誤差を算出し、部品取
り出し位置の誤差に換算して組立セル毎に記憶手段に記
憶する。

【００２１】以上で、実際の組立作業を行うまでの準備
作業が完了し、図示しない中央制御装置の指令によって
実際の組立作業が開始される。

【００２２】実際の組立作業においては、被組立部品を
保持したパレット４が、第１の組立セル１ａの所定の位
置に位置決めされる。同時に、ロボット５は、組立部品
を取り出すために、部品供給装置１０又は１１の部品取
り出し位置の上方に移動する。しかし、実際にベース１
上に載置された部品供給装置１０又は１１の位置は、上
述したように精度が良くないので、前記組立セル毎に記
憶手段に記憶された誤差を補正することによってロボッ
ト５の移動位置を演算し、この移動位置に移動して部品
供給装置１０又は１１から部品を取り出して保持し、パ
レット４に保持された被組立部品の上方に移動する。

【００２３】特に、トレイチェンジャー型の部品供給装
置１０では、トレイ内に配列された部品は、正確に位置
決めされていないことが多い。従って、トレイチェンジ
ャー型の部品供給装置１０においては、再度画像処理装
置のカメラ８によって部品を撮像し、部品の位置及び向
きの誤差を検出し、ロボット５のロボットハンドの位置
を補正してから部品を取り出すようにすることが望まし
い。

【００２４】パレット４に保持された被組立部品の上方
の所定の位置に移動すると、今度は、第１の組立セル１
ａに設けられたロボット５に取り付けられた画像処理装
置のカメラ９で、パレット４に設けられた２個（又はそ
れ以上）基準マーク１５を検出し、基準マーク１５の標
準位置と比較、演算することによって、パレット４の位
置と向きの誤差を算出する。

【００２５】そして、このパレット４の位置と向きの誤
差によってロボット５の移動位置を補正して、パレット
４に保持された被組立部品に組立部品を組み立てる。

【００２６】第１の組立セル１ａで所定の組立作業が終
了すると、パレット４の位置決めが解除されて、パレッ
ト４は第２の組立セル１ｂに搬送され、同様にして第２
の組立作業が行われる。同時に、第１の組立セル１ａに
は、次のパレット４が供給され、同様にロボット５の移
動位置を補正して所定の組立作業が行われる。以下、第
３の組立セル１ｃ・・・第ｎの組立セル１ｎについて
も、全く同様にロボット５の移動位置を補正して組立作
業が行われる。

【００２７】このようにして、部品供給装置１０又は１
１の載置位置の誤差とパレット４の位置決め位置の誤差
によって、ロボット５の移動位置を補正して移動するの
で、常に高い精度で組立作業を行うことができる。勿
論、例えば、パレット４の位置決め位置は、補正する必
要がない程度に高い精度で位置決めされる場合には、パ
レット４の位置決め位置の誤差を検出して補正する必要
がないことは明らかである。

【００２８】ここで、部品供給装置の載置位置の誤差を
検出するカメラ８と、パレット４の位置決め位置の誤差
を検出するカメラ９とは、１個のカメラを共通に使用す
ることもできることは明らかである。しかし、通常、部
品供給装置の基準マーク１４とパレット４の基準マーク
１５とは、カメラからの距離が違うことが多いので、本
実施例のように、別々に設けることが望ましい。

【００２９】

【発明の効果】以上に述べたように、本願発明によれ
ば、 （１）部品供給装置を交換する際に、載置位置の精度が
悪くても、ロボットの移動位置を補正するによって精度
の高い組立作業が可能となる。 （２）従って、位置決め精度の良くない自走台車を使用
して部品供給装置を交換することができるので、部品供
給装置全体の交換が可能となる。 （３）組立部品に対応して、部品供給装置とロボットハ
ンドとの双方を交換するので、被組立部品と組立部品を
自由に選択することができる。 （４）部品供給装置とロボットハンドとの自動交換によ
り、各種の組立作業が自由に選べ、１連の組立セルの集
合体で多品種の組立作業が可能となる。 （５）組立セルの組合せの変更も自由である。 などの多大な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の部品供給装置を着脱可能にした
組立セルの１実施例を示す平面図である。

【図２】図２はパーツフィーダー型の部品供給装置を自
走台車上に載置した状態の平面図を示す。

【図３】図３は本発明の組立セルを多数直列に配置した
組立セルの集合体を示す。

【符号の説明】

１ 組立セル ２ ベース ３ パレット搬送コンベア ４ パレット ５ 直交ロボット ６ 上下軸 ７ 交換ハンド支持手段 １０ トレイチェンジャー型の部品供給装置 １１ パーツフィーダー型の部品供給装置 １２ 部品供給装置支持手段 １３ 自走台車

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースと、該ベース上に設置され、被組
   立部品を保持するパレットを搬送して所定の位置に位置
   決めするパレット搬送コンベアと、前記ベース上に着脱
   可能に配置され、複数個の部品供給装置から選択された
   所定の組立部品を供給する所定の部品供給装置と、該複
   数個の部品供給装置から所定の部品供給装置を選択して
   前記ベース上の所定の位置に配置する部品供給装置搬送
   手段と、前記ベース上に設置され、前記所定の部品供給
   装置から前記所定の組立部品を取り出して前記パレット
   上の被組立部品上に組み立てする、組立部品に対応して
   交換可能なロボットハンドを有するロボットと、該ロボ
   ットに設けられ、部品供給装置の設置位置及び／又はパ
   レットの位置決め位置を検出して、標準の部品供給装置
   の設置位置及び／又はパレットの位置決め位置との誤差
   を演算して出力する画像処理装置と、前記ロボットハン
   ドを交換可能に保持する交換ハンド支持手段と、前記所
   定の組立部品を選択することによって、所定の部品供給
   装置とロボットハンドを選択して交換し、画像処理装置
   によって出力された部品供給装置の設置位置及び／又は
   パレットの位置決め位置の誤差に対応してロボットハン
   ドの移動位置を補正するロボットの制御手段と、からな
   ることを特徴とする部品供給装置を着脱可能にした組立
   セル。
2. 【請求項２】 複数個の部品供給装置から所定の部品供
   給装置を選択してベース上に配置する前記部品供給装置
   搬送手段が、組立セルとは異なった位置に設けられた部
   品供給装置保管位置から部品供給装置配置位置まで搬送
   する自走台車であることを特徴とする請求項１記載の部
   品供給装置を着脱可能にした組立セル。
3. 【請求項３】 前記組立セルが複数個直列に配置され、
   パレット搬送コンベアが相互に連結されることを特徴と
   する請求項１記載の組立セルの集合体。