JPH0653333B2 - 物品等の自動供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、ロボット等の自動機械に物品等を自動供給
するための物品等の自動供給装置に関するものであり、
特に、組立用ロボットに被組立物品や交換用ハンドを自
動的に供給するための物品等の自動供給装置に関するも
のである。

〔発明の背景〕

自動組立技術の発展に伴って最近では多くの製品が自動
組立方式で製造されるようになった。

自動組立設備の構成を組立中の製品の移動に関して分類
すると、ライン方式と非ライン方式とに大別される。ラ
イン方式とは、よく知られているように、組立中の製品
を搬送し、その搬送路に沿って多数の自動組立機を配置
する方式であり、この方式が採用されるのは主として生
産量や組立工程が多く、また設備投資を大きくできる場
合である。

一方、非ライン方式とは、製品の生産量が少ないか、も
しくは製品が搬送に適しないものであるか、または組立
工程が比較的少ないか、或いは設備投資をあまり大きく
することが好ましくない場合等に採用される方式であ
る。

前者の方式の自動組立設備では生産量が大きい場合が多
いので組立中の製品の搬送速度が高く、従って組立ライ
ンに沿って配置される自動組立機は主として高速単能機
で構成される。

一方、後者の方式では組立中の製品の搬送ラインが全く
ないか、或はあっても短いものであるため、この方式の
設備で使用される自動組立機は種々の動作か可能なロボ
ットであることが多い。この方式の自動組立設備ではロ
ボットを制御するソフトウェアさへ変更すれば同一設備
で多品種の製品の組立ができる上、占有床面積もライン
方式より小さくてすむので多品種少量生産向きの自動組
立設備となる。しかしながら、この方式の設備を多品種
少量生産向きの設備とするためには、一基のロボットに
対して多種類の被組立部品を供給しなければならないの
で、該ロボットの周囲に非常に多くの被組立部品供給装
置を配置することが必要となり、従って、該ロボットの
周囲が非常に煩雑な状況となり、しかも被組立部品供給
装置のために占有床面積が増大して設備の大型化を招く
という問題があった。

そこで、このような問題を解決するための一つの手段と
して、自動組立機の周囲に設けた搬送路上を移動するキ
ャリヤに被組立部品と組立用交換工具とを該組立機から
離れた場所で人手により搭載し、該キャリヤを該組立機
に搬送する形式の自動組立設備が提案されている（たと
えば、実開昭５８−４３３０号公報参照）。この提案に
よる自動組立設備では自動組立機の周囲に多数の被組立
部品供給装置を設ける必要がないので、自動組立機の周
囲が煩雑な状態とならず、自動組立設備の大型化はある
程度防止することができる。

しかしながら、この自動組立設備では被組立製品の種類
や工程数が逐次変化する中小ロット混流組立を行なう場
合、該キャリヤへ被組立部品や交換用工具を装填する作
業が煩雑となり、能率が低下するという欠点があった。
また、自動組立機への被組立部品の供給が搬送路上を流
れるキャリヤによって行なわれるため能率が悪く、しか
も、その搬送路のための床面積を必要とするため、設備
の小型化には限界があった。更に、この自動組立設備で
は、キャリヤ上へ被組立部品を予め所定の方式で人手に
よりセットしておくため、各被組立部品製作所現場から
供給された被組立部品を必ず何らかの方法で詰替えしな
ければならないので操作が煩雑であった。

また、ロボットにワークを供給する装置としてトレー、
パレットにワークを載せ、トレーを積層したトレー供給
装置と、積層トレーを受け入れて、ロボットにトレーを
供給する装着部と、空トレーを排出する移送機を備えた
供給システムは、例えば特開昭６０−５２４１９号公報
に開示されている。

しかし、この先行技術においては、ストッカーにパレッ
トを入れた状態で各パレットが分離されていないため、
ストッカーからロボットの命令によりパレットを取り出
す際に、新たに、分離する必要が生ずる。さらに、スト
ッカーの収納棚にはパレット毎の異なる物品を収納する
ようになっていないため、必要な物品を連続的にロボッ
トに供給する組立作業等には適当とはいえない。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、前記従来の自動組立設備よりも設備
を小型化できるとともに中小ロット混流生産にも適した
能率のよい自動組立設備を表現しうる、物品等の自動供
給装置を提供することである。

〔発明の概要〕

この発明による物品等の自動供給装置は、物品の入った
パレットもしくは空のパレットを分離状態で収納する収
納棚を上下多段に構成し、前記パレットを一方向から入
れて他方向へ出す開口を設けた収納手段と、物品の組立
作業を行うための作業台及びロボット等を含み、前記収
納手段の一方の開口側に対面配設した作業手段と、段積
みした複数箇の被組立部品装填済のパレットを段ばらし
て一箇づつ供給するためのパレット供給装置及び空のパ
レットを一箇づつ受取り段積みした上で排出するための
パレット排出装置を含み、前記収納手段の他方の開口側
に対面配設したパレットの供給−排出手段と、第一の昇
降台、該昇降台上で前記収納手段の一方の開口に沿って
水平方向に移動可能なテーブル及び該テーブル上に設け
た第一のパレット移載装置を含み、前記収納手段内の収
納位置と前記作業手段の組立作業位置との間で、物品の
入ったパレットもしくは空のパレットを移動させるよう
に、前記収納手段の一方の開口側に隣接配設した第一の
パレット操作手段と、第二の昇降台、該昇降台上で前記
収納手段の他方の開口に沿って水平方向に移動可能なテ
ーブル及び該テーブル上に設けた第二のパレット移載装
置を含み、前記収納手段内の収納位置と前記パレット供
給−排出手段の段積み位置との間で、物品の入ったパレ
ットもしくは空のパレットを移動させるように、前記収
納手段の他方の開口側に隣接配設した第二のパレット操
作手段と、を備えたことを特徴とするものである。

この発明による物品自動供給装置は、被組立部品等の搬
送のための搬送路が不要であるため自動組立設備を従来
のものよりも小型化することができ、しかも、従来の自
動組立設備よりも能率的に自動組立機に被組立部品を供
給することができる。また、多種類の被組立部品を能率
よく自動組立機に供給できるため、中小ロット混合生産
も能率的に行なうことができる。

〔発明の実施例〕

以下に、添付図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。

第１図及び第２図において、２は多数の棚板２ａを有す
る上下多段に構成した収納手段としてのストッカーであ
り、このストッカー２は本発明装置のフレーム１のほぼ
中央部に取付けられている。ストッカー２の一方の開口
部に隣接対面して、ねじ軸３によって昇降動し得る第一
の昇降台４が配置される一方、該ストッカー２の他方の
開口部に隣接対面して、同じく軸５（第１図）によって
昇降動し得る第二の昇降台６が配置されている。また、
ストッカー２の頂板の上にはねじ軸３及び５を駆動する
ためのモータ７及び８が設置されており、該ストッカー
２の開口部の両側縁部には昇降台４及び６を案内するガ
イドレール２ｂ及び２ｃ（第２図参照）が設けられてい
る。第一及び第二の昇降台４及び６にはそれぞれねじ軸
３及び５に噛み合うナット部が突設されるとともに前記
ガイドレール２ｂ及び２ｃに滑合する被案内部が設けら
れており、第一及び第二の昇降台４及び６はモータ７及
び８によって昇降動するようになっている。

各昇降台４及び６にはそれぞれストッカー２の開口部に
沿って水平方向に移動しうるテーブル９及び１０がそれ
ぞれ装架されるとともに、該テーブル９及び１０を案内
するためのガイドレール４ａ及び６ａと、該テーブル９
及び１０を駆動するためのねじ軸１１及び１２と、該ね
じ軸１１及び１２を駆動するためのモータ１３及び１４
と、が設けられている。

第一の昇降台４の一方の縁部（すなわち、ストッカー２
の一方の開口部に隣接対面している縁部とは反対側の縁
部）に隣接対面して、自動組立用の作業台１ａが配置さ
れており、該作業台１ａ上では図示せぬロボットによっ
て被組立部品の組立が行なわれるようになっており、こ
の作業台１ａと不図示のロボットとで被組立物品を受け
入れて組立作業を行なう作業手段を構成している。

テーブル９には、ねじ軸１１と直角方向に（第２図にお
いて矢印Ａの向きに）動き得るパレット移載装置１７が
設けられており、このパレット移載装置１７によって、
被組立部品の入ったパレットもしくは組立作業に使用さ
れ尽した空のパレットが、ストッカー２とテーブル９と
の間で受け渡しされるようになっている。

すなわち、第一の昇降台４、テーブル９及び第一のパレ
ット移載装置１７は、第一のパレット操作手段を構成
し、収納手段としてのストッカー２内の収納位置と作業
手段の組立作業位置との間で物品の入ったパレットもし
くは空のパレットを移動させるようになっている。

また、第二の昇降台６の一方の縁部（すなわち、ストッ
カー２の他方の開口部に隣接対面している縁部とは反対
側の縁部）に隣接対面して、被組立部品装填済のパレッ
トをテーブル１０上に供給するためのパレット供給装置
１５及び該テーブル１０上から空のパレットを受け取る
パレット排出装置１６が配置されている。

テーブル１０には、ねじ軸１２と直角方向に（第２図に
おいて矢印Ａの向きに）動き得るパレット移載装置１８
によって被組立部品装填剤のパレットもしくは空のパレ
ットが、ストッカー２とテーブル１０との間で、また、
テーブル１０とパレット供給装置１５もしくはパレット
排出装置１６との間で受け渡しされるようになってい
る。

すなわち、第二の昇降台６、テーブル１０及び第二のパ
レット移載装置１８は、第二のパレット操作手段を構成
し、収納手段としてのストッカー２内の収納位置とパレ
ットの供給排出手段としてのパレット供給装置１５及び
パレット排出装置１６の段積み位置との間で、物品の入
ったパレットもしくは空のパレットを移動させるように
なっている。

要するに、昇降台及びテーブル並びにパレット移載装置
は一つのパレット操作手段を構成しており、従って、ス
トッカー２の一方の開口に隣接対面して、第一の昇降台
４，第一のテーブル９及び第一のパレット移載装置１７
を含む第一のパレット操作手段が配置される一方、スト
ッカー２の他方の開口に隣接対面して、第二の昇降台
６，第二のテーブル１０及び第二のパレット移載装置１
８を含む第二のパレット操作手段が配置されている。

ストッカー２内に収容されるパレット１９は第３図に示
すような構造のものであり、被組立部品ｐを位置決めす
るための部材193 を具備したマガジン192 が収容される
箱状の本体191 と、から成っている。本体191 の底板19
1a及びマガジン 192には位置決め用の孔191b及び192aが
貫設されており、この孔191b及び192aにはテーブル９に
装備された昇降ピン９ａが嵌合する。

パレット供給装置１５はパレット分離機構とパレット台
２１を有し、このパレット供給装置はパレット台２１上
に段積みされた被組立部品装填済のパレットを段ばらし
して最下段のパレットから順にテーブル１０上に移載す
るものである。パレット分離機構は昇降枠２０を昇降さ
せるためのエアシリンダ２２のロッド２２ａが昇降枠２
０に連結されており、昇降枠２０の両端部には例えばシ
リンダなどから成る伸縮可能な係合ピン２０ａ，２０ｂ
と２０ｃ，２０ｄがそれぞれ設けられている。エアシリ
ンダ２２はフレーム１の上部に固定され、パレット台２
１はフレーム１の下部に固定されている。

パレット排出装置１６はパレット供給装置１５と同様に
パレット分離機構とパレット台２４を有し、このパレッ
ト排出装置１６はパレット台２４上に空のパレットを段
積みするものである。パレット分離機構は昇降枠２３を
昇降動させるためのエアシリンダ２５のロッド２５ａが
昇降枠２３に連結されている。昇降枠２３の両端部には
伸縮可能な係合ピン２３ａ、２３ｂと２３ｃ、２３ｄが
それぞれ設けられている。エアシリンダ２５はフレーム
１の上部に固定され、パレット台２４はフレーム１の下
部に固定される。

パレット供給装置１５の台２１の側方には該台２１上の
パレットの装填内容を識別するための検出器２６（たと
えばバーコードリーダーが配置されており、この検出器
２の出力信号は本発明装置及びロボットを制御する情報
処理装置に入力されるようになっている。この情報処理
装置は本発明装置の各部に設けられた各種の検出器から
の入力信号（たとえば、ストッカー２内に設けられたパ
レット検出器からの信号等）やロボットの制御装置から
の信号に応じてモータ７、８、１３、１４やエアシリン
ダ２２、２５及びパレット移載装置１７及び１８等を制
御するようになっている。

次に前記の如き本発明装置の各部の作動について説明す
る。

まず、パレット供給装置１５を構成している台２１の上
に被組立部品ｐやロボットの交換用工具を装填したパレ
ットを必要数だけ積重ねて積載する。なお、各パレット
には被組立部品やロボット用の交換ハンド等を装填して
おくが、この装填は被組立部品の出荷箱としてパレット
１９を使用する。

テーブル１０がパレット台２１と隣接対面し、かつ、同
一平面となるように移動される。そして台２１上に積重
ねられた被組立部品装填済のパレットは段ばらしして最
下段のパレットから順にテーブル上に移載される。すな
わち、係合ピン２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを伸ば
して最下段から２番目のパレットに係合させ、エアシリ
ンダ２２によって昇降枠２０を上昇させる。これによっ
て最下段のパレットが台２１上に残され、台２１上のパ
レットはテーブル１０上に移載される。

次でテーブル１０及び昇降台６が前記情報処理装置から
の指令によって動かされて、該パレットをストッカー２
内の空いている棚２ａに位置決めすると、パレット移載
装置１８が該パレットをストッカー２内の棚の一つに押
込み、該パレットがストッカー２内に収容される。

エアシリンダ２２によって上昇されていた多くのパレッ
トは下降され係合ピン２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ
を縮めてパレット台に再び載置される。そしてテーブル
１０が再びパレット台２１と同一平面となるように移動
され、係合ピン２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを伸ば
して最下段から２番目のパレットに係合させエアシリン
ダ２２によって昇降枠２０を上昇させる。以後これらの
動作を繰り返して積み重ねられたパレットを順にテーブ
ル１０上に移載するものである。

ストッカー２と所定の組立作業位置との間でのパレット
の移動は、第一のパレット操作手段により行なわれる。
すなわち、第一のパレット操作手段としての昇降台４、
テーブル９及びパレット移載装置１７が駆動されて、ス
トッカー２内に収容されている被組立部品の入ったパレ
ットがテーブル９上に移載されると、該テーブル上の昇
降ピン９ａが上昇して該パレットの孔191b及び192aに挿
入され、その結果、パレットは該テーブル９上で横動き
せぬようにしっかりと支持され、この状態で該パレット
は所定の作業位置に位置決めされる。

ロボットはテーブル９上のパレット内から被組立部品や
交換用工具を取出して作業台１ａの上で組立作業を行な
い、組立てられた製品はストッカー２内に準備された完
成品収納用パレットへ収納されるか又は図示せぬ製品搬
出機構で作業台１ａ上から取除かれる。

テーブル９上のパレット内の被組立物品が一度使用され
るとパレット内の残りの組立物品とともに前記情報処理
装置からの指令によってテーブル９及び昇降台４はスト
ッカー２内の適当な空き棚に位置決めされ、テーブル９
上のパレットはパレット移載装置１７によって該空き棚
に収容される。次いで、テーブル９は所定の装填済みパ
レットが収容されている棚に位置決めされ、パレット移
載装置１７によって該パレットがテーブル９上に移載さ
れる。以上の動作を所定の組立て・加工工程順に繰り返
すことによって組立・加工製品を完成させる。

このようにして、最終的に部品が使用し尽くされて空と
なったパレットがストッカー２内に返されてくると、情
報処理装置からの指令によって昇降台６及びテーブル１
０が駆動され、該テーブル１０はストッカー２内の空パ
レットが収容されている棚に隣接対面する位置に位置決
めされる。そしてパレット移載装置１８によって該空パ
レットがテーブル１０上に移載された後、テーブル１０
とパレット排出装置１６の台２４とが同一水平面上で並
ぶように位置決めされ、パレット移載装置１８によって
該空パレットが台２４の上に移載される。

台２４に移載されたパレットには係合ピン２３ａ、２３
ｂ、２３ｃ、２３ｄが伸びて係合し、エアシリンダ２５
によりパレットはパレット１個分の高さだけ上昇されて
から停止し、次の空パレットの積載のために待機する。
そして、次の空パレットがテーブル１０上から台２４上
へ移載されると昇降枠２３はパレット１個分だけ下降
し、係合ピン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが縮んで
パレットとの係合が解除され、空パレットと前のパレッ
トとが重ねられる。そして下段のパレットに係合ピン２
３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが伸びて係合しエアシリ
ンダ２５によりパレット１個分の空間ができるように上
昇される。

このようにして台２４上に空パレットが所要の段数だけ
積み重ねられた後、図示せぬ空パレット搬出機構によっ
て台２４上から運び出される。（従って、台２４及び昇
降枠２３並びにエアシリンダ２５はパレット排出装置で
あるとともに段積み装置としても機能する。） なお前記実施例においてはストッカーが平面的に長方形
で且つ棚列が二列になるように構成されているが、スト
ッカーの平面的形状はどのようなものでもよく、棚列は
二列以上であってもよい。また、ストッカーに装填済み
パレットを供給するための装置やストッカーから空パレ
ットを排出するための装置は図示実施例以外の構造であ
ってもよいことは当然である。

このような具体的構造の変更はいずれも本発明の範囲に
包含されるものであり、本発明は図示実施例に限定され
るものではない。

〔発明の効果〕

前記実施例で説明したように、この発明によれば、従来
の自動組立設備よりも設備全体を小型化できるとともに
中小ロット混流生産にも適し且つ能率のよい自動組立設
備を実現し得る、物品等の自動供給装置が提供される。
すなわち、この発明による物品供給装置では、 （ｉ）ストッカーにパレットを入れた状態で各パレット
が分離されている。これによりストッカーからロボット
の命令によりパレットを取り出す際に、新たに、分離す
る必要はない。

（ii）ストッカーの収納棚にはパレット毎の異なる物品
を収納することにより必要な物品を連続的にロボットに
供給できるので組立作業等に適する。

（iii）多数の棚を有するストッカーを採用したので設
置占有面積が非常に小さくてすみ、従って工場等の床面
積を有効に活用できる上、ロボット等作業機械の周囲が
煩雑にならない。

（iv）搬送路上を移動するキャリヤに被組立部品を搭載
して自動組立機に供給する形式の自動組立設備よりも能
率のよい自動組立設備を実現できる。

（ｖ）被組立部品の製作現場から送られてきたパレット
（容器）をそのまま使用できるので、自動組立用にわざ
わざ詰め替えする必要がない。

等の効果を奏することができる。

なお、本発明の装置は自動組立設備ばかりでなく、ロボ
ットを使用する他の自動作業設備（たとえば非ライン方
式の自動機械加工設備や自動包装機械等）にも使用する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の斜視図、第２図は第１
図の装置の平面図、第３図(a)、(b) は第１図の装置にお
いて使用されるパレットの分解斜視図である。 １……フレーム、１ａ……作業台 ２……ストッカー、3,5,11,12 ……ねじ軸 ４，６……昇降台、7,8,13,14 ……モータ ９，10……テーブル、15……パレット供給装置 １６……パレット排出装置 17,18 ……パレット移載装置 １９……パレット、20,23 ……昇降枠 21,24 ……台、22,25 ……エアシリンダ ２６……検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒木 賢治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 重松 統 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−19650（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−59242（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物品の入ったパレットもしくは空のパレッ
   トを分離状態で収納する収納棚を上下多段に構成し、前
   記パレットを一方向から入れて他方向へ出す開口を設け
   た収納手段と、 物品の組立作業を行なうための作業台及びロボット等を
   含み、前記収納手段の一方の開口側に対面配設した作業
   手段と、 段積みした複数箇の被組立部品装填済のパレットを段ば
   らして一箇づつ供給するためのパレット供給装置及び空
   のパレットを一箇づつ受取り段積みした上で排出するた
   めのパレット排出装置を含み、前記収納手段の他方の開
   口側に対面配設したパレットの供給−排出手段と、 第一の昇降台、該昇降台上で前記収納手段の一方の開口
   に沿って水平方向に移動可能なテーブル及び該テーブル
   上に設けた第一のパレット移載装置を含み、前記収納手
   段内の収納位置と前記作業手段の組立作業位置との間
   で、物品の入ったパレットもしくは空のパレットを移動
   させるように、前記収納手段の一方の開口側に隣接配設
   した第一のパレット操作手段と、 第二の昇降台、該昇降台上で前記収納手段の他方の開口
   に沿って水平方向に移動可能なテーブル及び該テーブル
   上に設けた第二のパレット移載装置を含み、前記収納手
   段内の収納位置と前記パレット供給−排出手段の段積み
   位置との間で、物品の入ったパレットもしくは空のパレ
   ットを移動させるように、前記収納手段の他方の開口側
   に隣接配設した第二のパレット操作手段と、 を備えたことを特徴とする物品等の自動供給装置。