JPH0655484A - ロボットを用いた組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １台のロボットで、部品の組み付けと、ねじ
締め或いは圧入りが行なえるローコストの組立装置を提
供すること。 【構成】 部品を組み付ける組立ロボット２と、これに
誘導される補助可動機構１０を設け、ねじ締めツール６
による反力を補助可動機構１０により全て受けるように
したもの。補助可動機構１０にはロボット１のハンド４
によって把持されるグリップ１６があり、これにより補
助可動機構１０をロボット１により動かすようにする。 【効果】 作業力は補助可動機構１０に吸収されるの
で、ロボット１は小型ですみ、１台の小形ロボットで、
部品の組み付けとねじ締めが可能で、省スペース化と設
備費低減の効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボットを用いてワー
クへの部品の組み付けやねじ締め、或いは圧入などの作
業を行う組立装置に係り、特に、大きな作業力を必要と
するにもかかわらず、ロボットの大きさに制約があるよ
うな場合に好適な組立装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ねじ締め作業をロボットで行な
うためには、ねじを締めるための回転力(トルク)と推力
(押付力)を発生させなければならないが、このために
は、それらの力による反力に打ち勝つだけの剛性がロボ
ットに必要であり、従って、従来は、それに対応した剛
性を持つ、ねじ締め専用など単機能形のロボットが使わ
れていた。

【０００３】しかしながら、このようなねじ締め専用ロ
ボットは、水平方向の位置決め機能は備えているが、部
品を組み付けるために必要な上下方向及び部品を回転さ
せるのに必要なひねり方向の位置決め機能を持たないの
が通例であり、このため従来は、図８に示すように、同
一の作業エリア内で部品の組み付け作業と、ねじ締め作
業とを行う必要がある場合には、部品を組み付ける組立
ロボット１と、ねじ締め専用ロボット２の２台のロボッ
トを配設し、組立ロボット１がハンド４により部品供給
装置５内の部品を組立治具３の上に取り出し、所定の組
立処理を行なうと共に、これと協調してねじ締め専用ロ
ボット２が、そのねじ締めツール６によりねじ供給装置
７から取り出したねじを組立治具３上の部品に締め付け
るようにしていた。

【０００４】一方、これとは別に、上記反力に打ち勝つ
ことのできる高い剛性を持ったロボットを用い、これに
ハンド交換装置を設け、部品を組み付けるハンドと、ね
じ締めを行う作業ユニットを持ち換えて作業する方法も
知られている。

【０００５】また別の方法として、図９に示すように、
組立ロボット１の作業エリア内にねじ締め専用機８を別
ステージとして配設し、ねじ締めが必要な部品について
は、それを組立ロボット１がハンド４によりねじ締め専
用機８の作業位置に搬送するようにしてもよく、さらに
は、図１０に示すように、専用の移動装置９を設け、こ
れにより、組立治具３をねじ締め専用機８の作業位置へ
移動し、作業を行なうようにする方法もある。

【０００６】なお、以上はねじ締め作業について説明し
たが、部品をワークに圧入して取付ける作業である圧入
作業についても同様である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
まず、２台のロボットを使用する装置では、複数のロボ
ットが必要なためコストが上昇し、さらにロボット相互
の干渉を防ぐための制御が必要になるため構成が複雑に
なり、この点でも更にコストアップになってしまうとい
う問題があった。

【０００８】また、剛性の高いロボットを用いる装置で
は、ロボットが大型化するため省スペース化の問題があ
り、また設置場所に制約を受けると共に、やはりコスト
アップになってしまうという問題があった。

【０００９】さらに、専用機を別ステージとして用いる
装置では、ロボットで移動できるワークの大きさに制約
を受けるという問題があり、また、別に移動装置を用い
るようにした場合には制御が複雑になり、勿論、コスト
の上昇を伴ってしまうという問題があった。

【００１０】本発明の目的は、１台の小形ロボットを用
いるだけで、部品の組み付けだけでなく、ねじ締め作業
や圧入作業が行えるようにした組立装置を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、ねじ締め方向、もしくは圧入方向に対して垂直な平
面内で、自在に移動することができる補助的な可動部材
を設け、この可動部材に、部品を組み付けるためのロボ
ットのハンドで把持可能な部材を取付けたものである。

【００１２】

【作用】組立ロボットは先端に設けたハンドにより部品
を把持し、組み付けを行なう。一方、上記可動部材に
は、それ自体を動かすための動力は無く、可動部材に設
けた把持部材を組立ロボットのハンドで把持してこの可
動部材を動かし、それに取付けてあるねじ締め用、又は
圧入用の作業ユニットを任意の所定の位置に誘導し、こ
の作業ユニットによりねじ締め作業又は圧入作業を行な
うのである。

【００１３】従って、このときの作業による反力は可動
部材の剛性により吸収されるため、組立ロボットには負
荷がかからず、この結果、組立ロボットとしては、剛性
が少なく小形のロボットが使用できることになり、１台
の小型のロボットで、部品の組み付け及びねじ締め又は
圧入の各作業を全て行なうことができる。

【００１４】さらに、上記可動部材に、その動きを止め
るためのブレーキ手段を設けることもでき、このときに
は、ねじ締め作業又は圧入作業を行なう際、このブレー
キ手段を動作させることにより、可動部材の位置が固定
され、さらに確実にねじ締め作業や圧入作業を行なうこ
とができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明によるロボットを用いた組立装
置について、図示の実施例により詳細に説明する。図１
は本発明の一実施例を示す説明図で、図２はそれを簡略
化して示した平面図、そして図３は同じく簡略化して示
した側面図であり、これらの図において、１０は補助可
動機構であり、その他、組立ロボット１、組立治具３、
部品供給装置４、それにハンド４などは図８に示した従
来例と同じである。

【００１６】補助可動機構１０は、ベース１１と支柱１
２、第１アーム１３、それに第２アーム１４で構成さ
れ、第１アーム１３は、ベース１１に設けられている支
柱１２により水平な平面内で回動可能に、その一方の端
部が軸支されている。そして、この第１アーム１３の他
方の端部には、第２アーム１４の端部が、これも水平な
平面内で回動転可能に軸支され、この第２アーム１４の
他方の端部にねじ締めツール６が取付けてある。

【００１７】また、この第２アーム１４のねじ締めツー
ル６が取付けられている部分の近傍には、組立ロボット
１の先端に設けてあるハンド４による把持を可能にする
ためのグリップ(把持部材)１６が設けてあり、さらに、
支柱１２と第１アーム１３の軸支部分及びこの第１アー
ム１３と第２アーム１４との軸支部分には、それぞれ電
磁ブレーキ１５が取付けてある。

【００１８】次に、この実施例の動作について説明す
る。ワークＷは、組立ロボット１の作業エリア内に位置
決めされている組立治具３上に固定されている。そこ
で、まず組立ロボット１は、部品供給装置５内に置かれ
た部品Ｂをハンド４で把持し、組立治具３上に固定され
たワークＷに組み付ける。次に組立ロボット１は、その
ハンド４で、補助可動機構１０の第２アーム１４に設け
られているグリップ１６を把持し、この第２アーム１４
に取付けてあるねじ締めツール６が組立治具３上のワー
クＷのねじ締め位置に来るよう、補助可動機構１０の第
２アーム１４を誘導する。

【００１９】そして、組立ロボット１が補助可動機構１
０の誘導を終了した時点で、図示してない制御装置によ
り電磁ブレーキ１５を動作させ、第１アーム１３及び第
２アーム１４の相対的な位置を固定する。その後、制御
装置はねじ締めツール６を制御し、それを下降させてね
じ締めを行なうのである。この結果、このねじ締めの際
に発生する垂直方向の推力による反力は補助可動機構１
０の剛性により吸収され、回転力による反力は電磁ブレ
ーキ１５により吸収され、他方、組立ロボット１はグリ
ップ１６を把持しているだけなので、なんらの反力をも
受けない。

【００２０】従って、この実施例によれば、組立ロボッ
ト１は、ねじ締めの際発生する反力を何ら受けないの
で、小型のロボットで対応でき、他方、補助可動機構１
０は、ロボットのような複雑な駆動機構は不要で、単に
所定の剛性さえ備えていればよいので、充分にローコス
ト化を図ることができる。また、この実施例によれば、
ロボットが１台で済むため、制御が簡素化され、信頼性
が向上するといった効果も得ることができる。

【００２１】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。まず、図４は、組立ロボット１として垂直多関節形
ロボットを用いた場合の本発明の一実施例で、その作用
効果などは図１〜３で説明した本発明の実施例と同じで
ある。

【００２２】図５の実施例は、圧入作業をおこなう場合
に本発明を適用したもので、図において、１７は圧入ツ
ールであり、その他は図１〜３で説明した実施例と同じ
であり、この実施例でも、組立ロボット１は、圧入作業
による反力は全く受けることがなく、従って、図１〜３
の実施例と同様な作用効果を得ることができる。なお、
この実施例では、圧入ツール１７による反力は、垂直方
向の推力による反力だけとなるので、図１〜３の実施例
における電磁ブレーキは必要としないから、さらにコス
トを抑えることができる。

【００２３】ところで、以上の実施例は、何れも垂直の
回動軸を有する２個のアームからなる補助可動機構１０
を用いているが、図６、図７は、水平方向に直交して平
行移動する２本のアーム２０、２２を用いて構成した直
交アーム形の補助可動機構１０による本発明の一実施例
である。これらの図６、図７において、第１のアーム２
０は支柱１２の上に水平に取付けられ、この上に、直交
方向に移動可能な支持部材２１を介して第２のアーム２
２が保持されており、これにより第２のアーム２２は、
第１のアーム２０の上を図６の左右方向に移動可能にさ
れ、且つ、この第２のアーム２２それ自体は、支持部材
２１により、同じく図６で上下方向に移動可能にされて
いることになる。

【００２４】この結果、組立ロボット１のハンド４によ
りグリップ１６を把持することにより、組立治具３の上
の任意の位置にねじ締めツール６を誘導することがで
き、ねじ締めツール６によるねじ締め作業を、組立ロボ
ット１に反力を及ぼすこと無く行なうことができ、従っ
て、この実施例によっても、図１〜図５で説明した実施
例と同様な作用効果を得ることができる。なお、この実
施例でも、圧入作業用としての適用が可能なことは言う
までもない。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、作業力による反力を、
補助可動機構によって吸収するようにしたので、１台の
ロボットにより組立作業と、ねじ締め作業或いは圧入作
業とを行なうことができるから、ロボットの小形化が図
れ、省スペース化及び設備費の低減化を充分に図ること
ができる。また、ねじ締めツールなどの作業ユニットを
補助可動機構に取付けたことで、作業エリア内における
どの位置でも、ねじ締めもしくは圧入作業を行なうこと
ができ、柔軟性に富むといった効果がある。さらに、部
品と補助可動機構を、ロボットの同一のハンドで把持す
ることができるので、ハンド交換が不要になり、時間の
ロスが無く、また、ハンド交換装置が不要となり、さら
に設備費が安くなるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロボットを用いた組立装置の一実
施例を示す説明図である。

【図２】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図３】本発明の一実施例を示す側面図である。

【図４】本発明を垂直直多関節形のロボットにより構成
した場合の一実施例を示す側面図である。

【図５】本発明を圧入作業に適用した場合の一実施例を
示す側面図である。

【図６】本発明における補助可動機構を直交形により構
成した場合の一実施例を示す平面図である。

【図７】本発明における補助可動機構を直交形により構
成した場合の一実施例を示す側面図である。

【図８】ロボットを用いた組立装置の従来例を示す説明
図である。

【図９】ロボットを用いた組立装置の他の従来例を示す
平面図である。

【図１０】ロボットを用いた組立装置のさらに別の従来
例を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 組立ロボット ３ 組立治具 ４ ハンド ５ 部品供給装置 ６ ねじ締めツール ７ ねじ供給装置 １０ 補助可動機構 １１ ベース １２ 支柱 １３ 第１アーム １４ 第２アーム １６ グリップ(把持部材）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットを用いて組立作業を行なうよう
   にした組立装置において、上記ロボットによる作業空間
   内に含まれた特定の平面に沿って移動可能に保持した可
   動部材と、この可動部材の先端部近傍に上記ロボットの
   ハンドにより把持可能な把持部材とを備えた補助可動機
   構を設け、上記可動部材に上記特定の平面に垂直な方向
   に反力を生じる作業工具を保持して組立作業を行なうよ
   うに構成したことを特徴とするロボットを用いた組立装
   置。