JPH0716833B2

JPH0716833B2 - ロボツトを用いた組付装置

Info

Publication number: JPH0716833B2
Application number: JP61060744A
Authority: JP
Inventors: 秀春先森; 一博新藤; 光正前田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-03-20
Filing date: 1986-03-20
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPS62218030A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はロボットを用いた組付装置に関するものであ
る。

（従来技術およびその問題点）基体例えばエンジンのシリンダブロックに対して、ワー
ク例えばガスケットやシリンダヘッド等を組付けるの
に、ロボットを利用した自動化によって行うことが多く
なっている。このような基体に対して順次種々のワーク
を組付けていくのには、基体をコンベアで搬送して組付
ステーションにおいてその位置決めを行なった後、ロボ
ットによりワークを所定位置に組付けることにより行わ
れる（特開昭60−62429号公報参照）。

ところで、ロボットによるワークの組付けがきちんと行
われない場合、すなわちワークの組付不良が生じる場合
が考えられる。このワークの組付不良が生じた場合、従
来は、一旦ラインすなわち基体搬送用のコンベアを停止
させて、手作業によって、この組付不良が生じた組付ス
テーションでのワーク組付けを行うようにしていた。

しかしながら、このように、ワークの組付不良が生じる
毎にラインを停止することは、ラインの稼動率が著しく
低下する大きな原因となり、この点において何等かの対
策が望まれるものである。

（発明の目的）本発明は上述したような事情を勘案してなされたもの
で、ロボットによるワークの組付けに不良が生じた場合
にあっても、この組付不良発生毎にラインすなわちワー
クが組付けられる基体の搬送用コンベアを停止させる必
要が無いようにして、このラインの稼動率を向上させ得
るようにしたロボットを用いた組付装置を提供すること
を目的とする。

（目的を達成するための手段、作用）前述の目的を達成するため、本発明にあっては、ロボッ
トによるワークの組付けが行われる組付ステーションの
下流側において、手作業によってこのワークの組付けを
行うための手直しステーションを設ける一方、ワークの
組付不良が生じた組付ステーションから上記手直しステ
ーションまで組付不良となったワークを搬送するための
サブコンベアを別途設け、しかも、この組付不良となっ
たワークの当該サブコンベアに対する搬出を、上記組付
不良が生じた組付ステーションにあるロボットによって
行わせるようにしてある。具体的には、次のような構成
としてある。すなわち、基体を搬送するメインコンベアの搬送系路に組付ステー
ションが設けられ、該組付ステーションにおいて位置決
めされた上記基体に対してロボットによってワークを組
付けるようにしたロボットを用いた組付装置において、前記組付ステーションの下流側において前記メインコン
ベアの搬送系路に設けられた手直しステーションと、前記組付ステーション近傍と前記手直しステーション近
傍との間に構成されたワーク搬送用のサブコンベアと、前記ロボットによる前記ワークの組付不良を検出するエ
ラー検出手段と、を備え、前記ロボットが、前記エラー検出手段により前
記ワークの組付不良を検出した際に該ワークを前記サブ
コンベアへ搬出するように設定されている、ような構成としてある。

このような構成とすることにより、ワークの組付不良が
生じた場合には、その下流側に設けた手直しステーショ
ンによってワークの再組付けがなされるので、この組付
不良発生毎にラインを停止することが不用になる。

また、組付不良となったワークをサブコンベアによって
手直しステーションへ搬送すなわち順送りするので、手
直しステーションでワークを別途用意することが不用と
なる。また、組付不良となったワークのサブコンベアす
なわち手直しステーション側への搬出は、このワークそ
のものの組付けを行うロボットによって行わせるように
してあるので、このサブコンベアの搬出のための装置を
別途設けることも不用になる。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

第１図は、基体とこれに組付けられるワークの例を示し
てあり、実施例では、ワークが組付けられる基体として
はＶ型６気筒エンジンのシリンダブロック１（以下単に
ブロックと称す）とされ、またワークとしては、ガスケ
ット２、シリンダヘッド３（以下単にヘッドと称す）お
よびヘッド取付用のボルト４とされている。上記ワーク
としてのガスケット２およびヘッド３は、１つのブロッ
ク１に対して左右の各バンク用として各々２個用いら
れ、またボルト４は、片側のバンクについて２種類８本
の合計16本（種類としては２種類）用いられるようにな
っている。そして、この各ワーク２、３、４の総ての個
数について、１つの組付ステーションにおいて、１台の
ロボットによって順次組付けられるようになっている
（ボルト４は仮挿入のみでその締付けは行われない）。

ここで、ブロック１には、ヘッド３に対する位置合せ用
の１本のノックピン５が植立され、ブロック１に形成さ
れる合計16個のボルト４用のねじ孔６のうち、２つのね
じ孔６に対してチューブラピン７が嵌合されて、このチ
ューブラピン７の位置をロボットが検出することによ
り、当該ロボットの原点位置合せ（ロボットの座標系に
おける原点割出し）が行われるようになっている。な
お、第１図中８、９はガスケット２あるいはヘッド３に
開口されたボルト４の通し孔である。

基体としてのブロック１を搬送するためのメインコンベ
ア11について説明すると、第２図〜第４図に示すよう
に、このメインコンベア11はいわゆるフリーローラコン
ベアタイプとされている。すなわち、床面Ｆ上に、メイ
ンコンベア11の搬送系路に沿うように左右一対のガイド
フレーム12が配設され、該ガイドフレーム12には、その
搬送方向に小間隔あけて多数のローラ13が取付けられて
いる。この各ローラ13は、図示を略すモータにより、チ
ェーン等を介して常時所定方向に回転駆動されており、
したがって、左右一対のガイドフレーム12間においてロ
ーラ13上に載置されたパレット14が、外力を受けない限
りガイドレールに沿ってゆっくりと搬送されることにな
る。このパレット14は、後述するように基体としてのブ
ロック１が載置されるものであり、所定位置におけるパ
レット14の停止は、シリンダ15によって進退出されるス
トッパ16が進出位置とされて当該パレット14の搬送方向
前端面に当接することにより行われる。

前記パレット14について説明すると、実施例ではこのパ
レット14は、前記ローラ13上に直接載置されるベース板
17と、このベース板17上に軸受18を介して水平方向に回
転自在とされたターンテーブル19と、ターンテーブル19
の外周縁部より上方に延設された支柱20と、を備えてい
る。この支柱20は、ブロック１の一側面に作用して常時
は当該ブロック１を片持ち式に支持している。そして、
この支柱20のブロック１に対する支持部20aは、モータ2
1により水平軸を中心にして少なくとも180゜正逆回転さ
れるようになっており、これによりブロック１は、ヘッ
ド取付面側が上に向く正転位置と、ヘッド取付面が下に
向く逆転位置と、をとり得るようになっている。

上述したようなパレット14を備えたメインコンベア11
は、組付ステーションS1および組付ステーションS1の下
流側において手直しステーションS2を有する。この両ス
テーションS1、S2のうち、少なくともガスケット２、ヘ
ッド３、ボルト４の組付けが行われる組付ステーション
S1においては、上記パレット14の位置決め、すなわち基
体としてのブロック１の位置決めを行うようになってい
る。この位置決めのための装置は、パレット14に対する
第１位置決装置31と、ブロック１を支柱20（の支持部20
a）とは反対側端から支承する第２位置決装置32と、か
ら構成されている。第１位置決装置31は、シリンダ33に
より昇降されるリフタ34と、このリフタ34上に突設され
た複数本の位置決ピン35と、を備え、この位置決ピン35
に対応して、パレット14のベース板17とターンテーブル
19とには、正規の位置で互いに合致する係合孔36あるい
は37が形成されている。そして、パレット14が組付ステ
ーションS1にきてストッパ16により停止された状態にお
いて、上記シリンダ33を伸長させると、位置決ピン35が
係合孔36、37に対して嵌入してベース板17およびターン
テーブル19の位置決めがなされると共に、パレット14す
なわちブロック１がローラ13より若干浮上されて、当該
ローラ13との縁切りがなされる。

前記第２位置決装置32は、メインコンベア11のガイドフ
レーム12より延設されたブラケット38と、該ブラケット
38にピン39によって揺動自在に取付けられた支持アーム
40と、を備え、この支持アーム40が、シリンダ41により
揺動されるようになっている。そして、第１位置決装置
31によって前述のようにパレット14が位置決めされた状
態で、シリンダ41を作動させることにより、ブロック１
の下面を支持アーム40により支承して、この支持アーム
40とパレット14の支柱20とによって、ブロック１をその
幅方向両側から確実に支承する。

組付ステーションS1の近傍には、ロボット51が配置され
ている。このロボット51は、回動軸を６軸有する間接型
のものとされ、そのアーム52の先端に、ワーク保持用の
作業具（ハンド）53が取付けられている。この作業具53
は、前述した３種類のワークすなわちガスケット２、ヘ
ッド３、ボルト４に対応すべく自動的に交換がなされる
ようになっており、このためロボット51の作業半径内に
位置させて、作業具交換台54（第２図参照）が配置され
ている。この交換台54は、ガスケット２用と、ヘッド３
用と、ボルト４用との３種類の作業具53を所定位置に載
置するための３つの場所54a、54b、54cに区分されてお
り、このような交換台54上において、不用な作業具53の
取外しと、必要な作業具53の選択、取付けとをロボット
51自身が行うようになっている。なお、第３図、第４図
に示す作業具53は、ヘッド３の保持用とされており、ガ
スケット２の保持用の作業具は負圧を利用した吸引形式
とされ、またボルト４の保持用の作業具は、そのボルト
頭部付近を把持し得るような構成のものとされている。

ロボット51の作業半径内には、ガスケット２、ヘッド
３、ボルト４の各ワークが搬入されるようになってい
る。このガスケット２とヘッド３とは、コンベア61によ
って搬入されるようになっており、このコンベア61が、
実施例では、フリーローラコンベアタイプとされてい
る。すなわち、１台のブロック１について左右一対のガ
スケット２と左右一対のヘッド３との４つのワークが、
コンベア61上を走行されるパレット62上に、全て独立し
て個々別々に、あるいは一対のガスケット２と一対のヘ
ッド３とに分かれて搬送されるようになっている。この
ようなパレット62は、コンベア61の搬入方向末端付近に
おいて、シリンダ63により作動されるストッパ64によっ
て所定位置に停止されるようになっており、このストッ
パ64によって停止されてパレット62上のワーク（ガスケ
ット２あるいはヘッド３）が、ロボット51により保持さ
れることになる。勿論、このロボット51による保持が所
定位置（所定姿勢）で正確に行われるように、パレット
62上に植立した位置決ピン等によって、パレット62上に
おいてガスケット２およびヘッド３があらかじめ定めた
所定位置に載置されているものである。

なお、上記ストッパ64によって停止されている直前のパ
レット62は、シリンダ65によって作動される別のストッ
パ66によって、待機位置に保持される。また、ワーク
（ガスケット２あるいはヘッド３）がロボット51によっ
て除去された後のパレット62は、コンベア61の上方に配
設した回収用コンベア67（第３図参照）によって、ガス
ケット２およびヘッド３をパレット62上に載置する作業
を行う箇所に回収されるが、コンベア61上のパレット62
を回収用コンベア67へ搬出する作業も、ロボット51自身
が行うようになっている。

一方、ワークとしてのボルト４をロボット51の作業半径
内に搬入するため、組付ステーションS1近傍には一対の
ボルトフィーダ71、72が配設されている。この両ボルト
フィーダ71、72は、ボルト４として２種類用いられる関
係上２組設けられるものであり、それぞれ既知のよう
に、振動を利用して、各ボルト４がその頭部が上向きと
なるように１本づつ整列状態で順次搬出させるものであ
り、その搬出路71a,72の末端部分にきたボルト４が、ロ
ボット51によって順次ブロック１に組付けられていく。
このロボット51によるボルト４の保持を容易に行うた
め、搬出路71a、72aの末端部分には、シリンダ73により
作動されてボルト４を若干持ち上げるリフタ74が設けら
れている（第３図参照）。

メインコンベア11の側方には、第２図に示すように、組
付ステーションS1から前記手直しステーションS2へ向け
て伸びるサブコンベア81が配設されている。このサブコ
ンベア81は、例えばフリーローラコンベアタイプとされ
て、その上流端部81a（組付ステーションS1でのワーク
が搬出される端部）は、ロボット51の作業半径内に位置
するように設定されている。なお、この手直しステーシ
ョンS2は、作業者Ｍが待機していて、後述するように、
ブロック１に対してワークとしてのガスケット２、ヘッ
ド３、ボルト４の組付不良が生じた際に、手作業によっ
てその再組付けを行うためのものとなっている。

次に、以上のような構成の作用について説明する。

先ず、組付ステーションS1の前工程において、ブロック
１に対してあらかじめオイルパン82が取付けられる。こ
のオイルパン取付けは、ブロック１を逆転位置すなわち
ヘッド取付面が下方を向いた状態で行われ、組付ステー
ションS1へくる前に、この逆転位置から正転位置へと戻
される。

オイルパン82が取付けられたブロック１が組付ステーシ
ョンS1にきてそのパレット14がストッパ16によって停止
されると、第１、第２の両位置決装置31、32によってブ
ロック１の位置決めがなされる。この後、ロボット51の
アーム先端部に取付けられたセンサ83（第３図参照）に
よって、ブロック１に設けられたチューブラピン７の位
置が確認されて、この認識したときの座標系が原点位置
とされる。

上記原点位置の設定後は、ロボット51により、作業具53
をワークに対応して取り換えつつワークとしてのガスケ
ット２、ヘッド３、ボルト４が、順次ブロック１に対し
て組付けられていく。この組付順は、先ず左右のガスケ
ット２の組付が行われ、次いで左右のヘッド３の組付が
行われ、最後にボルト４の組付（挿入のみで締付けはな
し）が行われる。上記ヘッド３の組付けは、特に精度が
要求されるので、ロボット51の作業具（ハンド）53を、
ロック可能なフローティングタイプのものを使用すると
よい。すなわち、ロックすることによりヘッド３をブロ
ック１のノックピン５に当接するまで剛体的に保持する
一方、この当接後はロックを解除してヘッド３をフロー
ティング支持しつつこれに若干揺さぶるようにして下降
させることにより、やがてヘッドがノックピンに嵌合し
て、ブロック１の傾斜したヘッド取付面に対して精度良
く組付けられることになる。

全てのワークの組付完了後は、ワークを搬入するコンベ
ア61上の空いたパレット62を回収用コンベア67へ搬出し
て、次のブロック１に対する組付けに備えることとな
る。なお、１台のブロック１に対して必要なワークが複
数個のパレット62に分かれて搬入される場合は、組付作
業の途中において、空いたパレット62が回収用コンベア
67へ搬出されることになる。

ここで、ワーク特に組付けに精度が要求されるヘッド３
の組付不良が生じた場合について説明する。この組付不
良が生じたか否かは、別途光学的センサを用いる等によ
っても検出することができるが、実施例では、ロボット
51の座標系によって判断するようにしてある。すなわ
ち、正規の組付位置にとり得る座標系とならなかった場
合に、組付不良と判断するようにしてある。そして、こ
の組付不良が生じた場合は、この組付不良が生じたワー
クをサブコンベア81へ搬出し、手直しステーションS2へ
搬送させる。これにより、手直しステーションS2におい
て、作業者Ｍによって、きちんと組付けが行われなかっ
たワーク例えばヘッド３が、このヘッド３が組付けされ
ていないブロック１に対して手作業で組付けられること
になる。勿論、この組付不良が生じた場合、ラインすな
わちメインコンベア11は、停止させなくとも支障は生じ
ないのでそのまま稼動されることになる。なお、組付不
良が生じた場合は、ロボット51の制御ユニット84から、
手直しステーションS2へ設置したブザー、ランプ等の警
報器85を作動させるようにしてもよく、このとき合せて
組付不良が生じたワークの種類をも表示することもでき
る。

以上実施例について説明したが、基体として複数種、例
えば互いに排気量の異なるエンジン用として複数種のブ
ロックが混在して搬送される場合にあっても同様に適用
することができる。勿論、この場合は、センサ等を用い
て組付ステーションS1へきたブロック１の種類が確認さ
れると共に、このブロック１に対応したワークがロボッ
ト51によって組付けられる。この場合、従来からよく行
われているように、組付ステーションS1へ供給するワー
クは、種類の異なるブロック１の搬送順に同期して同一
のコンベアで順次搬送することも可能である。なお、上
記基体の種類のための判別は、例えば次のようにして行
なうことができる。すなわち、パレット14に複数個の永
久磁石を当該種類に応じた数あるいは位置に対応して着
脱自在に取付ける一方、所定の搬送位置においてこの磁
石によって作動される複数個の近接スイッチを搬送経路
に沿って配設しておくことにより、この近傍スイッチの
作動状態（の組み合わせ）によって基体の種類を判別す
ることができる。

また、１つの手直しステーションは、１つの組付ステー
ションのみ受けもつようにしてけてもよく、あるいは複
数の組付ステーションを受けもつようにすることもでき
る。なお、組付不良が生じ易いワークはあらかじめ知り
得るので、この組付不良が生じ易いワークの組付が行な
われる組付ステーションに対してのみ手直しステーショ
ンを設けるようにすればよい。

（発明の効果）本発明な以上述べたことから明らかなように、組付ステ
ーションにおいてロボットによるワークの組付けに不良
が生じた場合でも、この組付ステーション下流にある手
直しステーションで組付不良となったワークを再組付け
できるようにしたので、この組付不良発生毎にラインを
停止させる必要がなくなり、ラインの稼動率が大幅に向
上される。

また、組付不良となったワークは、サブコンベアによっ
て手直しステーションに搬送するので、再組付用のワー
クを手直しステーションで別途用意することが不用にな
る。そして、この組付不良となったワークのサブコンベ
アへの搬出を、ワークの組付けを行うロボット自身によ
って行わせるようにしてあるので、別途サブコンベアへ
の搬出用の装置が不用になる。この結果、全体としてラ
インに付設する機器類を極力少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は基体とこの基体に組付けられるワークの一例を
示す簡略分解斜視図。第２図は本発明の一実施例を示す平面図。第３図は第２図の要部をメインコンベア搬送方向から見
た一部断面正面図。第４図は第３図の左側面一部断面図。 S1:組付ステーション S2:手直しステーション M:作業者 1:シリンダブロック（基体） 2:ガスケット（ワーク） 3:シリンダヘッド（ワーク） 4:ボルト（ワーク） 11:メインコンベア 14:パレット 16:ストッパ 31、32:位置決装置 33:シリンダ 34:リフタ 35:位置決ピン 36、37:係合孔 40:支持アーム 41:シリンダ 51:ロボット 53:作業具 61:コンベア（ワーク搬入用） 71、72:ボルトフィーダ（ワーク搬入用） 81:サブコンベア 81a:上流側（組付ステーション側）端部 83:センサ（組付不良検出）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体を搬送するメインコンベアの搬送系路
に組付ステーションが設けられ、該組付ステーションに
おいて位置決めされた上記基体に対してロボットによっ
てワークを組付けるようにしたロボットを用いた組付装
置において、前記組付ステーションの下流側において前記メインコン
ベアの搬送系路に設けられた手直しステーションと、前記組付ステーション近傍と前記手直しステーション近
傍との間に構成されたワーク搬送用のサブコンベアと、前記ロボットによる前記ワークの組付不良を検出するエ
ラー検出手段と、を備え、前記ロボットが、前記エラー検出手段により前
記ワークの組付不良を検出した際に該ワークを前記サブ
コンベアへ搬出するように設定されている、ことを特徴とするロボットを用いた組付装置。