JPH07196162A - 部品供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品を収容したトレイの移動方向を一方向に
して機構の簡易化と処理の高速化を図るとともに、部品
点数の増減にも容易に対応できるようにした部品供給装
置を得ることを目的とする。 【構成】 互いに同一の構造を有し、同一の部品を収容
した複数のトレイを積み重ねたトレイ群Ｔをストックす
るとともにこのトレイ群から最下段にある１つのトレイ
ｔを分離する分離機構を有する複数のストックモジュー
ル８_1,８_2,８_3,……と、これらのストックモジュールの
分離機構によって分離されたトレイｔを選択して順次移
送する出口リフタ６と、この出口リフタ６によって移送
されてきたトレイｔを使用する部品の順序にしたがって
配列してロボット３の部品取出位置に順次移送する手段
４とを設けて部品供給装置を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、組立作業を行なう組立
ロボットに部品を自動的に供給する部品供給装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】組立ロボットに迅速かつ空き時間を生じ
ないように部品を自動的に供給する部品供給装置は、例
えば特開平１−４０２３６号公報に記載されている。

【０００３】この公報記載の部品供給装置は、異なる部
品を収容した複数の収容箱を無人車などからバッファに
受入れ、このバッファの位置に設けられた分離機構によ
って所要の収容箱を上下の収容箱から分離してエレベー
タに載置し、ロボットに所要の部品を上下に移動しなが
ら供給するために各種の部品をそれぞれ収容している収
容箱をストックしているストッカの補充すべき収容箱の
格納段に対応する位置までエレベータによってこの分離
された収容箱を移動させる。

【０００４】そして、収容していた部品がロボットによ
ってすべて取出されて空いた収容箱と上記のエレベータ
で運ばれてきた収容箱とをストッカを上下に移動させな
がら交換して、交換された部品を収容している収容箱は
このストッカの格納段から引き出されてロボットに部品
を供給し、また、交換された空いた収容箱は前記のエレ
ベータがさらに下降して既に堆積していた空いた収容箱
の上に積み重ねられてから、前記無人車の下段の収容位
置に収容されるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例においては、上記バッファにおいて所要の部品を
収容している収容箱を分離する際に上下の収容箱と分離
しなければならないために、このバッファ上に載置され
ているすべての収容箱とその高さ、および収容している
部品の種類を記憶しておくとともに、分離を行なう高さ
を演算によって求めなければならないので、高度な記憶
・演算機能を有する制御装置を使用しなければならない
ばかりでなく、分離機構の構造や制御が複雑になる。

【０００６】この問題は、組立てに使用する部品の点数
や種類、特に部品を収容している収容箱の高さが変わっ
た場合には、制御プログラムの修正などに多大の労力と
時間および費用を要するという結果を招くことになる。

【０００７】また、それぞれが異なる部品を収容してい
る収容箱から一定の高さ位置でロボットに部品を供給
し、また、一定の高さ位置で収容箱を交換するために、
上記のストッカを上下に移動可能にする必要があり、さ
らに、ロボットに部品を供給するために所要部品を収納
している収容箱を引き出すことも必要となるので、この
ストッカの構造や制御が困難になる。

【０００８】加えて、上記のように収容箱を交換する際
にはストッカから空いた収容箱を引き出してから部品を
格納している新しい収容箱を押し入れるからこの引出動
作と押入動作とは交互かつ逆方向に行なわれるものであ
り、これによって、収容箱の交換に要する時間が長くな
るばかりでなく、構造や制御がさらに複雑になる。

【０００９】本発明は、上記したような従来技術での問
題を解決するために、部品を収容した収容箱（本発明で
は“トレイ”という）の移動方向を一方向にして機構の
簡易化と処理の高速化を図るとともに、部品点数の増減
にも容易に対応できるようにした部品供給装置を得るこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】互いに同一の構造を有
し、同一の部品を収容した複数のトレイを積み重ねたト
レイ群Ｔをストックするとともにこのトレイ群から最下
段にある１つのトレイｔを分離する分離機構を有する複
数のストックモジュール８_1,８_2,８_3,……と、これらの
ストックモジュールの分離機構によって分離されたトレ
イｔを選択して順次移送する出口リフタ６と、この出口
リフタ６によって移送されてきたトレイｔを使用する部
品の順序にしたがって配列してロボット３の部品取出位
置に順次移送する手段４とを設けて部品供給装置を構成
した。このとき、トレイの複数の部品格納位置からロボ
ットが部品を取出す順序が定めておき、指定された部品
格納位置から部品が取出されたときに、このトレイｔに
収容されている部品をストックしているストックモジュ
ールから新たなトレイを取出すように指示する手段を設
け、あるいは、さらに、この指示によって分離動作を行
う分離機構を設けることができる。また、外部から受入
れたトレイ群Ｔの種類を認識する手段を有し、複数のス
トックモジュール中でこの認識した種類のトレイ群に割
当てられているストックモジュールに、この外部から受
入れたトレイ群Ｔを移送する入口リフタ２を設けること
ができる。

【作用】図１の原理図に示すように、本発明による部品
供給装置は、１つのベースモジュールＢと、供給すべき
部品の種類の数に対応する数のストックモジュールＳ_1,
Ｓ_2,Ｓ_3,……Ｓｎと、組立ロボットＲに所要の部品を供
給するためのトレイチェンジャＣとを主要な構成要素と
して備えている。なお、粗いハッチングで示したＳBT，
ＳST，ＢDT，ＢSTはいずれも移送手段であるが、これら
移送手段は単に移送を行なうものであるから、以下の説
明では簡明のためにこれら移送手段についての言及は省
略する。

【００１１】このストックモジュールＳ_1,Ｓ_2,Ｓ_3,……
Ｓｎは、互いに同一の形状・構造を有し、使用する部品
の種類に応じた段数（個数）が積み重ねられる。なお、
この図１では３つのストックモジュールＳ_1,Ｓ_2,Ｓ₃ が
既に積み重ねられた状態を示してあり、使用する部品の
数に応じてその上に４番目ないしはそれ以上のストック
モジュールＳｎが積み重ねられることを示している。

【００１２】これらのストックモジュールＳ_1,Ｓ_2,Ｓ_3,
……Ｓｎのトレイ群Ｔが搬入される側（図の右側）には
入口リフタLIが上下に移動するための空間となる入口リ
フタスペースSIS が設けられており、また、ベースモジ
ュールＢにもこの入口リフタスペースSIS に対応する部
分に入口リフタスペースBIS が設けられる。

【００１３】また、ストックモジュールＳ_1,Ｓ_2,Ｓ_3,…
…Ｓｎのトレイ群Ｔが搬出される側（図の左側）には、
出口リフタLOが上下に移動するための空間となる出口リ
フタスペースSOS がそれぞれ設けられる。

【００１４】これらの入口リフタスペースSIS,BIS およ
び出口リフタスペースSOS の四隅には入口リフタLIおよ
び出口リフタLOの移動を案内するためのガイドレールG
がそれぞれ設けられており、このガイドレールG の少な
くとも１本には、リフタLI，LOに設けられた駆動ピニオ
ンが噛み合ってこれらリフタLI，LOが上下に移動するた
めのラックGRが設けられている。

【００１５】したがって、複数のストックモジュールＳ
_1,Ｓ_2,Ｓ_3,……Ｓｎが積み重ねられたときには、これら
ストックモジュールＳ_1,Ｓ_2,Ｓ_3,……Ｓｎのそれぞれの
入口リフタスペースSIS およびベースモジュールＢの入
口リフタスペースBIS は上下に連結されて、その最上段
のストックモジュールＳｎから最下段のベースモジュー
ルＢに至る入口リフタLIが移動するための入口リフタス
ペースを構成する。

【００１６】同様に、各ストックモジュールＳ_1,Ｓ_2,Ｓ
_3,……Ｓｎの出口リフタスペースSOS はその最上段のス
トックモジュールＳｎから最下段にあるストックモジュ
ールＳ₁ まで連結されて、出口リフタLOが最下段のスト
ックモジュールＳ₁ から最上段のストックモジュールＳ
ｎまで移動し得るリフタスペースを構成する。

【００１７】それぞれのストックモジュールＳの上記入
口リフタスペースSIS と出口リフタスペースSOS との間
には、入口リフタLIから送り出されたトレイ群Ｔを一時
的にストックするためのストック部SSと、このストック
部SSにストックされていたトレイ群Ｔから１つのトレイ
ｔを分離して出口リフタLOに送出するとともに残りのト
レイ群あるいは残っている１つのトレイを維持する分離
機構SBとが設けられている。

【００１８】このように、各ストックモジュールＳは、
入口リフタLIからトレイ群Ｔを受入れてストック部SSに
このトレイ群Ｔを一時的にストックしておき、図示しな
い制御装置からの指示によってこのストック部SSにスト
ックしてあったトレイ群Ｔを分離機構SBに移送し、この
分離機構SBはトレイ群Ｔから１つのトレイｔを分離して
出口リフタLOに送出するとともに残りのトレイ群ないし
は残った１つのトレイをこの分離機構SBが保持する、と
いう動作を行なう。

【００１９】そして、ストックモジュールＳ₂ あるいは
Ｓ₃ の分離機構SBから送出された１つのトレイｔは出口
リフタLOによってトレイチェンジャＣの受入手段CIの高
さに移動してから、また、ストックモジュールＳ₁ から
の同様なトレイは出口リフタLO上をそのまま移送され
て、いずれにしてもトレイチェンジャＣの受入手段CIに
移される。

【００２０】トレイチェンジャＣは、上記のように出口
リフタLOによって移送されてきた１つのトレイｔを受入
れる受入手段CIと、この受入れたトレイｔを循環経路に
従って循環させる循環移送手段CLと、格納されていた部
品が組立ロボットによってすべて使用されて空きになっ
た空きトレイを出口リフタLOを介してベースモジュール
Ｂの段積機構BDに送り出すための排出手段COとを備えて
いる。

【００２１】そして、上記循環経路の一部には、トレイ
ｔの中から組立ロボットＲが所要の部品を取出し得るよ
うにこのトレイｔが停止する供給位置CSが設けられてお
り、この組立ロボットＲはこの供給位置CSでトレイＴか
ら取出した部品を図示されていない被組立体に取付ける
作業を自動的に行なう。

【００２２】なお、同一の部品を複数個組立てに使用す
る場合には、所定個数の部品を供給し終わるまでトレイ
を供給位置CSに停止させたままにしておき、所定個数の
部品を供給し終わったときに次に使用する部品を格納し
たトレイが供給位置CSに移動するように循環移送手段CL
をシフトさせればよい。

【００２３】このように各トレイｔは収容している部品
が無くなるまでトレイチェンジャの循環経路CL中を循環
するが、トレイｔ中に部品が無くなって空きトレイにな
ると循環経路CLから排出経路COに送り出され、空きトレ
イはこの排出経路COからベースモジュールＢの段積機構
BDに搬送される。

【００２４】すなわち、このトレイチェンジャＣは、出
口リフタLOから受入れたトレイｔを循環移送手段CLによ
って供給位置CSに移送して組立ロボットＲに部品を取出
させるものであり、このトレイｔに部品が残っている間
は循環経路内を循環しながら組立ロボットＲに部品を供
給し、部品が無くなったトレイをベースモジュールＢに
排出するという動作を行なう。

【００２５】ベースモジュールＢは、その上に所要個数
のストックモジュールを積み重ねることができるような
構成と強度とを有しており、その出口リフタLO側に段積
機構BDを備えている。

【００２６】このベースモジュールＢの段積機構BDで
は、既に搬入されている空きトレイが１つないし複数あ
ればこの空きトレイあるいは空きトレイ群は新たに搬入
された空きトレイの上縁よりも高い位置に保持されてお
り、新しく搬入された空きトレイが所定の位置に停止し
た後、この空きトレイの上に既に搬入されていた空きト
レイないしは空きトレイ群が積み重ねられる。

【００２７】なお、この積み重ねは、空きトレイの厚み
とは無関係に行なわれるので、結果として厚みの異なる
トレイも一緒に積み重ねられることになる。

【００２８】そして、この段積機構BDによって積み重ね
られた空きトレイ群の高さが予め定めた高さ以上になる
と、この段積機構の下部に設けられている移送手段BDT
によって空きトレイ群を一時的にストックしておくスト
ック部BSに移送され、その後この空きトレイ群T'は適当
な時期に入口リフタLIに移されてトレイ群Ｔを受入れた
ストックモジュールＳ₁ の高さまで移動して、例えば無
人車Ｗなどの運搬手段によって無人倉庫などに運ばれ
る。

【００２９】

【実施例】

《部品供給装置の概要》図２は、本発明による部品供給
装置の実施例を、トレイチェンジャや組立ロボットなど
の周辺装置とともに概念的に斜視図として示したもので
あって、部品供給装置については入口リフタ２，出口リ
フタ６および一部の要素についてその概略が示されてい
る。

【００３０】なお、図示の実施例では、ベースモジュー
ル７とトレイチェンジャＣの受入手段と排出手段との上
部に、互いに同一の大きさと構成とを有する３個のスト
ックモジュール８_1,８_2,８₃ が積み重ねられている点、
および、出口リフタ６がトレイｔを吊り下げた状態で上
下に移送するものである点で、図１の原理図の構成とは
異なっている。

【００３１】この図２図示の自動組立システムは、３段
のストックモジュールを備えることによって、３種類の
部品を組立てたり、基礎となる部材に３種類の部品を取
付けることによって所定の製品を自動的に組立てるもの
であり、組立ロボット３と、組立て順序に応じて必要と
なるこれら３種類の部品を自動的にこのロボットに供給
する本発明の部品供給装置を備えている。

【００３２】なお、この実施例では３種類の部品X₁，
X₂，X₃を組立ロボットに供給するものとして示してある
が、より多くの種類の部品を供給するために４個以上の
ストックモジュールを積み重ねることができることは前
述のとおりである。

【００３３】それぞれ同一種類の部品を収容したトレイ
ｔ同志は適当な個数が積み重ねられて１つのトレイ群Ｔ
として、例えば自動倉庫から無人車（図１Ｗ）によって
運搬されて第１段目のストックモジュール８₁ の高さで
入口リフタ２に移される。この入口リフタ２は、このト
レイ群が収容している種類の部品例えばX₂に割当てられ
ているストックモジュール８₂ に対向する位置まで上昇
し、このトレイ群Ｔをストックモジュール８₂ のストッ
ク部に移送して一旦格納させる。

【００３４】このストックモジュール８₂ に格納されて
いる部品X₂を組立ロボット３に補給するときには、この
ストックモジュール８₂ の分離機構にトレイ群Ｔが残っ
ていればこの分離機構に分離動作を行なわせてこのトレ
イ群Ｔから１つのトレイｔを分離してから、また、１つ
のトレイｔだけが残っていればそのトレイｔを出口リフ
タ６に送り出す。

【００３５】前述のように、この図２図示の実施例では
図１の原理図に示した構成とは異なって、トレイチェン
ジャ４の受入機構CIがストックモジュールの出口リフタ
スペース下部まで延びており、したがって、最下段のス
トックモジュール８₁ から上記のように送出されたトレ
イｔは出口リフタ６を介することなく、直接トレイチェ
ンジャ４の受入機構CIに送出される。

【００３６】この出口リフタ６は、最下段以外のストッ
クモジュール８_2,８_3,……から送出されたトレイを吊り
下げた状態で下方に移動するように構成されており、ト
レイｔがトレイチェンジャ４の受入機構CIに到達すると
出口リフタ６は搬送してきたトレイを解放して、このト
レイをこの受入機構CI上に載置する。

【００３７】この受入機構CI上に置かれたトレイは、ト
レイチェンジャ４の循環機構によって循環経路CL（図
１）に組み込まれて循環し、この循環経路の一部に設け
られている部品供給位置CSに所要のトレイｔがあるとき
に組立ロボット３に部品を取出させる。

【００３８】組立ロボット３は組立台１２上の被組立体
にトレイチェンジャ４から取出した部品を取付け、取付
けが終了すればコンベア１１上のプラテン１０にこの製
品を乗せて、次の組立作業を行なう組立システムや製品
を保管する倉庫などの所定の場所に搬送させる。なお、
１３はこの組立システムの動作を制御するための制御装
置である。

【００３９】各トレイｔは収容している部品が無くなる
までトレイチェンジャ４の循環経路中を循環するが、ト
レイｔ中に部品が無くなると循環経路から外れてベース
モジュール７に送られる。

【００４０】ベースモジュール７ではその段積機構によ
って空きトレイが積み重ねられ、この積み重ねられた空
きトレイの高さが一定の値を超えると移送されてベース
モジュールから送出される。なお、この積み重ねは、空
きトレイの厚みとは無関係に行なわれるので、結果とし
て厚みの異なるトレイも一緒に積み重ねられることにな
る。

【００４１】以上にこの実施例の全体的な構成と動作を
説明したので、以下、各構成要素ごとに説明する。

【００４２】《トレイ》図３を参照しながら部品を収容
するトレイの実施例を説明する。なお、このトレイｔに
は同一種類の部品だけが収容されるものであり、また、
この部品は組立ロボットＲが取出すものであるために上
下方向に抜き差し可能に収容されるものであるが、この
部品のトレイｔ内における保持方法は部品の形状や構造
によって異なることから部品の保持手段については図示
を省略してある。

【００４３】図３(a) はトレイｔの斜視図であって、ト
レイｔは全体として箱型であり、その上縁に設けられた
フランジ部には、複数のトレイを積み重ねたときに上段
のトレイ底部が例えば5mm 程度嵌合してトレイ相互のず
れを防止するための凹部t₂を残してが設けられており、
このフランジt₁には平面形状が外縁側で広いほぼ等脚台
形に形成された第１及び第２の切欠き部t₃，t₄が形成さ
れている。

【００４４】また、トレイｔの底部には、上記したよう
にトレイを積み重ねたときに上段となるトレイｔの底部
t5が下段のトレイの上縁部に設けられている上記凹部t₂
と嵌合するようにするための段部t6が底部全周にわたっ
て設けられている。

【００４５】さらに、このトレイの底面にはラベル１４
が貼付されており、このラベル１４は後述するように、
トレイの内容、すなわち収容されている部品の種類を識
別するために用いられる。

【００４６】このトレイｔの平面的な大きさは使用され
るトレイのすべてについて同一であるが、これらトレイ
に収納する部品の大きさに応じて、図３(b) に示すよう
に、その深さだけが45mm,85mm,125mm などのように異な
る深さの複数種類のトレイを用いることができる。な
お、以下の説明では、この図に示した３種類の深さのト
レイを用いるものとし、深さが45mmのものをＳトレイ，
85mmのものをＭトレイ，125mm のものをＬトレイとい
う。

【００４７】《入口リフタ》図４に示した入口リフタ２
は、その上に載置された部品入りトレイ群Ｔをストック
モジュール群８_1,８_2,８₃ 中の所定のモジュールに対応
する位置まで上方向に搬送するとともに、ベースモジュ
ールの段積機構で積み重ねられた空きトレイをストック
モジュール８₁ の高さまで上方向に移動させるためのも
のである。

【００４８】この入口リフタ２は、その基体の隅にスト
ックモジュールＳの入口リフタスペースＳIS（図１）に
それぞれ設けられたガイドレール２２およびベースモジ
ュールに上記同様に設けられたガイドレールと係合する
ガイドローラ１９が設けられるとともに、これらのガイ
ドレール２２の少なくとも１本に取付けられたラック２
１に係合する図示しないピニオンと、このピニオンを駆
動する上下駆動モータ１８を備えており、このモータ１
８を駆動することによってこの入口リフタは上下に移動
する。

【００４９】このリフタ２には載置されたトレイ群を搬
送するためのベルトコンベア１５が設けられており、さ
らに、このベルトコンベア上に載置されたトレイ群Ｔが
収容している部品の種類を識別するためにトレイｔの底
面に貼られているラベル１４（図３）を読取るためのセ
ンサ２０と、トレイの位置を決めるためにシリンダなど
の駆動機構によって倒伏制御可能なストッパー１６とト
レイ群Ｔの横方向の移動を制限するためのガイド板１７
が設けられている。

【００５０】初期状態においては、入口リフタ２はその
高さ位置が入口リフタ２のベルトコンベア１５の上面と
ベースモジュール７のコンベア２３の上面とが同一高さ
となるように設定されている。

【００５１】図示しない自動倉庫への出庫指示により、
無人車が指定されたトレイ群を搬送して部品供給システ
ムに到着すると、入口リフタ２のベルトコンベア１５は
回転して無人車から段積みされたトレイ群Ｔをこのコン
ベア１５上に搬入する。このときベルトコンベア１５の
ストッパー１６は上昇位置にあり、トレイ群が搬入され
たときの前端の位置を決める。

【００５２】トレイ群Ｔがこのストッパー１６に到着す
ると、ストッパー１６に隣接して配置された図示しない
光電センサがこの到着を検知し、上記ベルトコンベア１
５を停止させる。

【００５３】また、ストッパー１６とガイド板１７によ
り位置を決められたトレイの底面のラベル１４は、ベル
トコンベア１５の中に設けられた複数の光電センサ２０
により検知され、指定されたトレイ群かどうかが認識さ
れる。

【００５４】トレイ群が指定されたトレイ群であれば、
入口リフタ２は上下駆動モータ１８の駆動により回転す
るピニオンとガイドレールに設けられたラック２１の噛
み合いによってストックモジュール８_1,８_2,８₃ のいず
れかの所定されているストックモジュールにこのトレイ
群を運ぶ。

【００５５】入口リフタ２が所定のストックモジュール
の高さに到着すると、ストッパー１６を下降し、ベルト
コンベア２０を回転させてトレイ群Ｔをストックモジュ
ール８のフリーフローコンベアによって構成されたバッ
ファー２３へ送り出す。

【００５６】この入口リフタ２がベースモジュール７に
ストックされている空きトレイ群を無人車Ｗ（図１）な
どへ向けて搬出する動作を行なうことは前述したとおり
であるので、ここで、空きトレイ群の搬出動作について
説明する。

【００５７】コンベア４４にストックされている空きト
レイ群が後続する空きトレイ群によって押されるなどし
てストッパー４５に突き当たる位置まで移動してこの空
きトレイ群をセンサ（図示せず）が検知すると、入口リ
フタ２はこのコンベア４４の上面と入口リフタ２のベル
トコンベア１５の上面が一致したことをセンサ（図示せ
ず）が検知するまで下降する。

【００５８】次にストッパー４５を下降して、上記コン
ベア４４と入口リフタ２のベルトコンベア１５を回転す
ることによって、入口リフタ２上に空きトレイ群を搬送
し、入口リフタ２の外方に設けられたストッパー４６ま
でトレイ群が搬送されたことをセンサ（図示せず）が検
知すると、コンベア４４と入口リフタ２のベルトコンベ
ア１５を回転を止め、入口リフタ２は前述の無人車１の
搬送面と同一の高さまで上昇して、ベルトコンベア１５
を回転してトレイ群をこの無人車に乗せる。無人車１の
センサ（図示せず）によって空きトレイ群の搬入が確認
されると、この搬入確認を示す無人車からの信号により
ベースモジュール７のベルトコンベア１５の回転を止め
る。

【００５９】入口リフタ２は、空きトレイ群を前述のよ
うに無人車に乗せ終わって、図示しないセンサがコンベ
ア４４のストッパー４５の位置に段積みされたトレイ群
が検知されなくなると、この入口リフタ２のベルトコン
ベア１５の上面とベースモジュール７のコンベア２３の
上面とが同一高さを取る位置に移動して初期状態に戻
る。

【００６０】《ストックモジュール》図５にその１つを
概念的に示すストックモジュール８_1,８_2,８₃ は、同一
種類の部品を収納した複数のトレイｔからなるトレイ群
Ｔを前記の入口リフタ２から受入れて一旦収納するとと
もに、指定された部品を収納したトレイｔを該当するト
レイ群Ｔから分離してトレイチェンジャ４に送り出すた
めのものである。

【００６１】この図５の右側のガイドレール２２で囲ま
れた空間は、前述した入口リフタ２が昇降する入口リフ
タスペースLI（図１）であり、このガイドレール２２の
少なくとも１本には入口リフタ２の昇降用ピニオンと噛
み合うラック２１が設けられている。

【００６２】この入口リフタ２上が指定されたストック
モジュール８の高さまで上昇した後に、入口リフタ２の
コンベア１５によって送出されたトレイ群Ｔは、複数の
トレイ群を一時貯蔵するためのストック部SS（図１）に
相当するフリーフローコンベア２３上に移され、このコ
ンベア上に貯蔵されている複数のトレイ群の中で最前方
にあるトレイ群Ｔが倒伏可能なストッパー２４に突き当
たる位置まで移動して停止する。

【００６３】このストックモジュール８に貯蔵されてい
るトレイをロボットに供給する指示が制御装置から到来
し、分離機構の分離爪２６の直下に設けられてコンベア
２５上のトレイ群を検知するセンサ（図示せず）により
分離機構にトレイがないことが検知されると、バッファ
ーのストッパー２４を下降してからフリーフローコンベ
ア２３と分離爪２６の直下のコンベア２５を駆動回転し
てバッファー内のトレイ群を分離機構に移動させる。

【００６４】トレイ群の先端が分離爪２６の直下のコン
ベア２５に到達すると、分離爪２６の直下のコンベア２
５はフリーフローコンベア２３よりも回転速度が早いの
で、先頭のトレイ群と次のトレイ群の間に間隙を生じる
ので、この間隙にストッパー２４を上昇させることによ
って、分離機構に移されたトレイ群Ｔとストック部に残
されるトレイ群との分離を行う。

【００６５】このコンベア２５の位置には、図５の左上
の図にその断面を示したように、ラック２７，ピニオン
２８およびロータリーアクチュエーター２９によってト
レイｔのフランジ部にその下方から掛止する突出状態と
このフランジ部から離間する引込状態との間で往復動可
能な分離爪２６が設けられている。

【００６６】この分離爪２６は左右一対、かつ、上下に
移動可能であり、これら一対の分離爪２６の上下運動の
同期をとるために、モーター３２は軸３３を介して左右
のチェーン３１を駆動しており、分離爪２６はこのチェ
ーン３１に結合されてガイド機構３０に沿って上下に移
動するように構成されている。

【００６７】Ｌトレイのフランジの高さより高く、か
つ、Ｓトレイを２個重ねたときの上段のＳトレイのフラ
ンジの高さより低い高さからこの分離爪２６を突出した
状態で上昇させることによって、分離位置にあるトレイ
群Ｔの下から２段目に位置しているトレイのフランジ部
にこの分離爪２６が係合する。

【００６８】さらに分離爪２６の上昇を上下のトレイが
噛み合っている高さ（図３図示のトレイでは5mm)以上、
例えば10mm更に上昇を続けることによって、この２段目
より上段にあるトレイ群が持ち上げられて、このトレイ
群から最下段のトレイが分離して、この最下段にあるト
レイのみがコンベア２５上に残るので、コンベア２５を
駆動することによって出口リフタ６に押し出される。

【００６９】なお、最下段のトレイが出口リフタに排出
された後には、モータ３２を回転させて分離爪２６を下
方に移動させて、この分離爪上に残ったトレイ群をコン
ベアに降ろした後、ロータリーアクチュエーター２９が
前回とは逆に分離爪２６が突出位置より引込み位置に移
動するよう動作して、このトレイ群をコンベア２５上に
維持させる。

【００７０】《出口リフタ》図７(a) に斜視図を示した
出口リフタ６は、前記のストックモジュール群８_1,８_2,
８₃ のそれぞれの分離装置で分離された部品入りトレイ
ｔをトレイチェンジャ４に移送するためのものであり、
基板の四隅にそれぞれ取付けられたガイドローラ４９が
ガイドレール５０に沿って上下に移動可能なように支持
されており、少なくとも１本のガイドレールに設けたラ
ック５２に噛み合うピニオンをモータ４８で回転駆動す
ることによってこの基板が上下に移動できるように構成
されている。

【００７１】図７(b) の断面図および同図(c) の支持爪
５６の移動機構を説明した図に示したように、出口リフ
タ６の基板の下面には、断面がコの字状でその垂直部に
ベルトコベア４７が設けられた一対の支持爪５６が、シ
リンダ５３，５４およびガイド機構５５とによってこの
ベルトコベア４７を内側に押付ける位置と押付けを解除
する位置とに移動可能なように設けられている。

【００７２】この出口リフタ６の支持爪５６の下縁の高
さ位置を、トレイチェンジャ４に運搬すべきトレイｔが
存在しているストックモジュールの分離機構に対向する
位置に移動させてから、図５のストックモジュールのコ
ンベア２５および上記ベルトコンベア４７を駆動する
と、図７(b) に示されるように、このトレイｔは出口リ
フタ６の支持爪５６によって保持される。なお、このベ
ルトコンベア４７を駆動するときには、トレイｔを引き
込み易くするために、このベルトコンベア４７を内側
（トレイ側）に押付けておくことが望ましい。

【００７３】このようにトレイｔを保持した出口リフタ
６をトレイチェンジャ４の入側に設けられている受入機
構CI（図１）に対応する位置まで移動させた後、支持爪
５６をシリンダ５３，５４によって押付解除位置に移動
するとともにベルトコンベア４７を駆動することによっ
て、トレイはトレイチェンジャ４の受入機構に移され
る。

【００７４】より詳細に説明すると、初期状態において
は、出口リフタ６のシリンダ５３が後退して爪５６が閉
じた状態でストックモジュールの最上段に位置してお
り、ロボット３によって指示されたストックモジュール
から分離されたトレイをトレイチェンジャに運ぶため
に、出口リフタ６の上端面と所定のストックモジュール
のコンベアの上端面とが同一高さになったことを近接ス
イッチ（図示せず）が検知するまで、上下モータ４８を
回転させることによって移動する。

【００７５】この位置に到達すると、ストックモジュー
ルのコンベアにより押し出されたトレイは、出口リフタ
６の爪５６によってガイドされて、その両側に設けられ
たベルトコンベア４７によりこの出口リフタに引き込ま
れる。

【００７６】次いで出口リフタは下降し、トレイチェン
ジャの上で停止し、ベルトコンベア４７の押しつけを解
除するためにシリンダ５４を前進させた状態でシリンダ
５３を前進させ、トレイチェンジャの受入機構のコンベ
アの上端にトレイの下面がつくまで入口リフタを下降さ
せる。

【００７７】そこでシリンダ５４を後退させると、カム
５５によりシリンダ５３がさらに前進し、爪５６が開い
てトレイはトレイチェンジャの受入機構のコンベア上に
解放される。

【００７８】その後、出口リフタ６本体は、シリンダ５
４が前進するとともにシリンダ５３が後退して爪５６を
閉じた状態で、初期状態である最上段のストックモジュ
ールの位置に移動する。

【００７９】《トレイチェンジャ》図８に斜視図で示す
トレイチェンジャは、上述のようにストックモジュール
８から出口リフタ６によって搬送されてきたトレイｔを
トレイチェンジャ部４のトレイキャリア６２に搬入する
ための図１の受入手段CIに相当する受入機構を備えてい
る。なお、この図では図示の便宜上、図１，図２に示し
たとは逆方向から見た斜視図によって示されており、し
たがって、入口リフタからのトレイは左から右に移送さ
れる。

【００８０】この受入機構は、トレイを受けるローラ６
０と、トレイの停止位置を決めるストッパー６１と、ト
レイを搬入するための上下する押し爪６５と、搬入シリ
ンダ６６、およびトレイ受け開閉用シリンダ６４、トレ
イの種類検知センサ６８からなる。

【００８１】この受入機構へのトレイの搬入は、受入機
構CI内にトレイが有るか否かを判断してトレイがない場
合に搬入が行なわれるものであり、このトレイは前述の
ように最下段のストックモジュール８₁ からは水平方向
に、また、最下段以外のストックモジュール８_2,８_3,…
…からは出口リフタ６によって上方向から搬送されてく
る。

【００８２】水平方向から来るストックモジュール８₁
からのトレイは受入機構内の駆動ローラ６０によりスト
ッパー６１に当たるまで搬送され、また、ストックモジ
ュール８_2,８₃ からの上方向から来るトレイは出口リフ
タ６によって受入機構CIに載置されてから駆動ローラ６
０によりストッパー６１に当たるまで搬送される。いず
れにしても、トレイｔがストッパ６１に当たるとトレイ
検知手段が働いて駆動ローラ６０を停止させて、受入機
構の所定の位置にトレイｔを停止させる。

【００８３】このとき、トレイの搬送面より少し低い位
置に設けられているトレイの種類検知のためのセンサ６
８が、トレイの下部に付いているマーク１４（図３）を
検知して、所要の部品用のトレイと合致していることを
確認している。

【００８４】トレイキャリア６２内にあったトレイが空
になってこのトレイキャリアから排出されたことを示す
信号を受けると、このトレイキャリア６２はトレイを受
入れる受入位置に停止し、(b) 図に示すように、開閉式
扉６３がシリンダ６４に押されて開くと同時にストッパ
ー６１が下降してトレイをトレイキャリアに搬送するこ
とが可能となる。

【００８５】その後、トレイの後部に位置して搬送用シ
リンダ６６に取り付けられている左右２か所の押し爪６
５が上昇し、この押し爪６５が出たのが検知されるとト
レイを駆動ローラ６０によってトレイキャリア６２に搬
送・載置する。なお、受入機構CIとトレイキャリア６２
との隙間は、開閉扉６３が開いた状態でレールとなって
埋められて、トレイｔのトレイキャリア６２への搬送を
助ける。

【００８６】トレイがトレイキャリア６２に載置される
と、上記搬送用シリンダ６６が定位置に戻り、開閉扉６
３が閉じてスプリングによってトレイｔはトレイキャリ
ア６２上の所定の位置まで押される。また、トレイキャ
リア６２にトレイの搬入が完了した時点で搬送用シリン
ダ６６が元の位置に戻って押し爪６５が下降し、トレイ
ｔのトレイキャリア６２への搬送処理は完了する。

【００８７】上記のようにして、トレイｔがトレイキャ
リア６２上に載置されるとトレイｔの位置決めが行なわ
れるが、このトレイ位置決めは、位置決め用のテーパー
形状のコマをつけた位置決め用のシリンダ８２がトレイ
キャリア６２の一方の側面の左右２か所に取り付けてあ
り、そのシリンダ８２のトレイチェンジャの逃げ穴を介
した先端にはテーパー形状のコマが設けられていて、図
３に示したトレイｔの縁部のテーパー形状の切欠きt₃，
t₄にこのコマが入り込むことによりトレイをトレイキャ
リアの進行方向に位置決めする。

【００８８】なお、このシリンダ８２と対向する位置に
図示しないシリンダを設けて、上記シリンダ８２と同時
に駆動することによって、トレイｔの中心線をトレイキ
ャリア６２の中心線に合わせるようにすることが望まし
い。

【００８９】このトレイキャリア６２は、このトレイチ
ェンジャの循環機構（図１のCL）に組み込まれた複数の
トレイキャリアの１つ（図１，図８では４つのトレイキ
ャリアが例示されている）であり、この循環機構は、ト
レイキャリア６２が保持しているトレイを水平に保ちな
がら循環させるもので、組立ロボットＲがこのトレイが
収容している部品を取出す取出位置をその循環経路の一
部に含んでいる。

【００９０】トレイキャリア６２はそれを水平に保つた
めに軸６９，リンク板７２，軸ピン７３，軸受７１によ
って支持されており、また、循環経路に沿ってこのトレ
イキャリア６２を移送するために一対のベルト７０_1,７
０_2,プーリ７７，駆動ベルト７５，駆動プーリ７６，駆
動軸７７，駆動モータ８０を備えている。

【００９１】トレイチェンジャ４において各トレイが収
容している部品の種類を判別する手段として、例えばト
レイキャリア６２の側方に貼られたマーク７４を検出す
る図示しない反射型光電スイッチを設けることができ
る。

【００９２】より詳細に説明すると、このトレイキャリ
ア６２の中央部の下方にはその走行経路の形状が互いに
同一な一対の回転ベルト７０_1,７０₂ の一方のベルト７
０₁に取り付けてある軸受７１により保持されている軸
６９が固定されており、この軸６９の図で手前側の端部
にはリンク板７２が固定されていて、このリンク板７２
の端部に設けられているピンは上記一対の回転ベルトの
他方のベルト７０₂ に取り付けてあるピン受７３に保持
されている。

【００９３】これら一対の回転ベルトの一方のベルト７
０₁ は１つの駆動用プーリ７６と３つの従動プーリ７７
とによって保持されていて、その駆動用プーリ７６はモ
ータ８０からベルト７９，駆動軸７８を介して駆動さ
れ、また、この駆動軸７８からは駆動ベルト７５を介し
て他方のベルト７０₂ が同時に回転する。

【００９４】しかしながら、このベルト７０₁ とベルト
７０₂ とは上記軸受７１とリンク板７２の端部に設けら
れているピンとの間隔に相当する距離だけ左右にずれた
位置に配置されているので、これら一対の回転ベルト７
０_1,７０₂ が同時に回転すると、リンク板７２、したが
ってこのリンク板７２に固定されているトレイキャリア
６２は水平を維持しながらベルト７０の経路にしたがっ
て循環する。

【００９５】なお、この図８では、回転ベルト７０に等
しいピッチ間隔で４個のトレイキャリア６２が付いてお
り、これらトレイキャリア６２には異なるマーク７４が
付されていて、トレイキャリア６２をこのマークで識別
することによって、当該トレイキャリア６２に載置して
いるトレイｔがどのような種類の部品を収容しているを
判断できるようにしている。

【００９６】上記のように、トレイはトレイチェンジャ
の循環経路を循環しながら、その部品供給位置でトレイ
ｔからは部品が組立ロボットによって順次取出され、つ
いには収容している部品が無くなってこのトレイは空に
なるが、この空になった空きトレイは、排出機構によっ
て循環経路から外されてベースモジュール７（図２）に
向けて搬出されることになる。

【００９７】この排出機構は、トレイキャリア６２を自
動で開くカムホロワー８３と搬出用ベルト８５、駆動用
プーリ８６従動用プーリ８７、駆動モータ８８、搬出用
駆動ローラ８９、ストッパー９０からなる。

【００９８】空きトレイを載置したトレイキャリア６２
は搬出位置で一旦停止し、トレイキャリア６２の開閉扉
６３はトレイチェンジャの下部に設けられたカムホロワ
８３により停止した時点で自動的に開いて空きトレイは
搬出可能な状態になり、次いで搬出位置の下部に設けら
れたトレイ押しコマ８４により空きトレイを後部から押
出して、空きトレイをトレイキャリア６２から排出す
る。

【００９９】上記のトレイ押しコマ８４は、駆動モータ
８８によって駆動される駆動プーリ８６と従動プーリ８
７に掛け渡されている搬出用ベルト８５に取り付けられ
ていて、トレイキャリア６２が循環経路を循環している
ときにはトレイキャリアに干渉しないように逃げている
が、空きトレイの搬出時には、トレイ押しコマ８４はト
レイキャリア６２の底面部に設けられた切欠き部をとお
って空きトレイをトレイキャリア６２の面上を滑らせな
がら搬出部へ送り出す。

【０１００】このとき、トレイキャリア６２と搬出部と
の隙間はトレイキャリアの開閉扉６３が開いた状態でレ
ールとなって空きトレイの排出を助ける。また、トレイ
押しコマ８４は、空きトレイを押出し終わると駆動モー
タ８８が逆回転して元の位置に戻る。

【０１０１】その後、空きトレイは搬出部に設けられた
駆動ローラ８９によってベースモジュールに向かって搬
送され、このローラ８９の前方に設けられたストッパー
９０に当たって停止して、空きトレイは搬出されてトレ
イチェンジャでの動作が完了する。

【０１０２】トレイチェンジャ４から排出された空きト
レイを段積みするための段積機構には、図６に示すよう
に、コンベア３４と、コンベア３４上に設けられた上下
可能で空きトレイのフランジ部t₁に両側から掛止可能な
爪３５と、段積み位置を決めるストッパー３６が設けら
れている。

【０１０３】すなわち、一対の爪３５は、裏面にガイド
機構を有し、コンベア３４上に積み上げられたトレイ群
のフランジ部が下方から掛止される突き出し位置と、こ
れらフランジ部から離間した引込み位置との間で往復運
動するためのラック３７、ピニオン３８及び駆動のため
のロータリーアクチュエーター３９を備えている。

【０１０４】また、この一対の爪３５を上下に移動させ
るために、ガイド機構４０、チェーン４１および駆動・
停止のためのモーター４２を備えており、左右の爪の上
下運動の同期をとるために、このモーター４２は軸４３
を介して一対のチェーン４１を同時に駆動している。

【０１０５】この段積機構による段積みの動作を具体的
に説明するが、トレイチェンジャ４では、厚さ125mm の
Ｌトレイと、厚さ85mmのＭトレイと、45mmのＳトレイと
がトレイキャリアに載置されて循環しているものと仮定
する。

【０１０６】各トレイから部品がロボットにより取出さ
れ、トレイについての位置座標テーブルの予め定めた最
終位置から部品がロボットにより取出されると、ロボッ
トからの取出し完了信号と後述するトレイ内最終部品
（トレイ空）信号とによりトレイチェンジャ４の排出機
構から空きトレイが排出され、この空きトレイはベース
モジュール７に移され、コンベア３４によりストッパー
３６に突き当たるまで搬送される。

【０１０７】段積機構にトレイがない状態では、爪３５
は開いていて段積みの対象となる空きトレイと干渉しな
い高さ位置に待機しており、この位置はトレイの最大厚
さがＬトレイの125mm なのでコンベア３４面より130mm
の位置に設定される。

【０１０８】ストッパー３６に空きトレイが到着すると
爪３５は開いたままで最小厚さのトレイのフランジより
低い位置に移動するが、この位置はトレイの最小厚さが
45mmでフランジ部の厚さが10mmなので、コンベア３４面
より30mmの位置となる。

【０１０９】この位置でロータリーアクチュエーター３
９が起動して爪３５が突出位置に移動するので、空きト
レイのフランジ部は爪３５に下方から掛止される。その
後、爪３５はモータ４２によって上昇してコンベア３４
面より130mm の高さまで空きトレイを持ち上げて待機状
態になる。

【０１１０】また、段積機構に既に空きトレイがある状
態では爪３５は閉じてトレイをコンベア面より130mm の
位置に持ち上げて待機しており、ストッパー３６にトレ
イが到着すると、爪３５はこの爪３５の移動手段に設け
られている光電スイッチ（図示せず）が新たに搬入され
た空きトレイを検知する位置まで下降するが、この位置
は空きトレイの上に持ち上げていた空きトレイ群を降ろ
す位置でもあり、ここでロータリーアクチュエーター３
９が起動して爪３５が引込み位置に移動するので、新た
に搬入された空きトレイの上に既に段積機構にあった空
きトレイ（群）が降ろされて段積みされる。

【０１１１】その後、爪３５が引込み状態のままこの爪
の上面の高さが30mmになるまで爪３５は下降し、次いで
ロータリーアクチュエーター３９が起動して爪３５が突
出位置に移動するのでトレイのフランジ部は爪３５に下
方から掛止され、その後爪３５がモータ４２によって上
昇するので、空きトレイ群はコンベア面より130mm の位
置に持ち上げられて待機状態に戻る。

【０１１２】上記のように、新たに搬入された空きトレ
イの上に、持ち上げていた空きトレイ群を降ろしたとき
に段積み上限スイッチ（図示せず）がオンしたとき、す
なわち、予定した高さまで空きトレイが積み重ねられた
とき、ロータリーアクチュエーター３９は起動して爪３
５を引込み位置に移動し、空きトレイ群をコンベア３４
に載置する。

【０１１３】そしてストッパー３６を下げることによっ
て、この空きトレイ群をこのコンベア３４で次のフリー
フローコンベア４４へ送って一時的にストックする。な
お、爪３５は、上記のように空きトレイ群をコンベア３
４に載置した後、コンベア３４面から130mm の高さの待
機位置に移動する。

【０１１４】上記のように、コンベア４４にストックさ
れている空きトレイ群が後続する空きトレイ群によって
押されてストッパー４５に突き当たる位置に移動し、こ
の空きトレイ群をセンサ（図示せず）が検知すると、入
口リフタ２はこのコンベア４４の上面と入口リフタ２の
ベルトコンベア１５の上面が一致したことをセンサ（図
示せず）が検知するまで下降する。

【０１１５】次にストッパー４５を下降して、上記コン
ベア４４と入口リフタ２のベルトコンベア１５を回転す
ることによって、入口リフタ２上に空きトレイ群を搬送
し、入口リフタ２の外方に設けられたストッパー４６ま
でトレイ群が搬送されたことをセンサ（図示せず）が検
知すると、コンベア４４と入口リフタ２のベルトコンベ
ア１５を回転を止め、入口リフタ２は前述の無人車１の
搬送面と同一の高さまで上昇して、ベルトコンベア１５
を回転してトレイ群をこの無人車に乗せる。

【０１１６】無人車１のセンサ（図示せず）によって空
きトレイ群の搬入が確認されると、この搬入確認を示す
無人車からの信号によりベースモジュール７のベルトコ
ンベア１５の回転を止める。

【０１１７】入口リフタ２は、空きトレイ群を前述のよ
うに無人車に乗せ終わって図示しないセンサがコンベア
４４のストッパー４５の位置に段積みされたトレイ群が
検知されなくなると、入口リフタ２のベルトコンベア１
５の上面とベースモジュール７のコンベア２３の上面と
が同じ高さになる位置に移動して初期状態に戻る。

【０１１８】《組立ロボット》本発明による部品供給装
置から部品の供給を受けて、所定の製品を組立てる組立
ロボット３の構成の概略を説明する。

【０１１９】図２に示すように、この組立ロボット３
は、トレイチェンジャ４の循環経路内の部品供給位置CS
にあるトレイから部品を取り上げて把持できるアームを
備えており、また、ロボットの下方の架台にはフィンガ
ーに把持された部品を組立てるための組立台１２や個々
の部品に対応したフィンガーが着脱自在に取り付けられ
ルフィンガーストック、ネジやＥ型止輪などの汎用締結
部品を供給する台なども設けられている。

【０１２０】また、部品供給制御装置や、コンベア１１
上の板として示されていて部品を組付けられる被組立部
材と組立が終了した部材を載置するプラテンを運ぶコン
ベアは、架台の側方にそれぞれ取り付けられている。

【０１２１】以上のように構成されている組立ロボット
で本発明の部品供給装置によって供給された部品を被組
立体に取付ける組立動作について説明する。

【０１２２】コンベア１１上を移動するプラテンが所定
の位置に到着すると、図示しないセンサがこのプラテン
の到着を検出し、システム全体を制御するセルコントロ
ーラ１３の制御によって図示しない位置決め機構によっ
てこのプラテンの位置が位置決めされる。

【０１２３】次いでロボットはセル全体を制御するセル
コントローラより、実行するプログラム・ナンバー及び
スタート信号を受けて動作を開始するが、このプログラ
ム・ナンバーで指示を受けて実行するプログラムには、
トレイ内の部品位置を記憶した座標テーブル、部品をチ
ャックするハンドの種類、組付けを行う座標データ等動
作に必要な情報が記述され、組立ロボットのメモリー内
に記憶されている。

【０１２４】部品をトレイから取出す部品位置は、それ
ぞれの部品(X₁,X₂，……) を収納しているトレイ(t₁,
t₂，……) ごとに、トレイ内の部品のある位置の位置座
標がテーブルとして内部メモリーに記憶されており、セ
ルコントローラによって指定されたトレイについての座
標テーブルを内部メモリーより呼び出して部品の取出し
を実行する。

【０１２５】トレイからの部品の取出しを１回実行する
度にそのトレイの位置座標テーブルのデータを１つシフ
トして、次に取出す部品の位置の座標データを進める。
この処理（動作）を繰り返すことによって、トレイから
順次部品を取出して被組立体（ワーク）にこの部品を組
付けていく。

【０１２６】この組立ロボットに割当てられている組立
作業が終了した被組立体は、このロボットのアームによ
ってコンベア１１上のプラテンに載置され、このプラテ
ンの位置決めがセルコントローラによって解除されてか
ら、コンベア１１によって後続する組立作業を行なう別
の組立システム運ばれて次の組立作業が行なわれ、ある
いは、完成品として保管場所等に運ばれる。

【０１２７】《部品供給装置の制御装置》図９は本発明
による部品供給システムの制御系の構成を示すものであ
るが、この図９図示の制御系は１セットの主制御装置
（セルコントローラ）で２系統の部品供給装置を併列的
に制御するものとして示してある。なお、２系統の部品
供給装置は同一のシリアルリンクに接続されており、伝
送信号に付加されるアドレスを変えることにより２系統
の部品供給装置のどちらにアクセスするかを区別してお
り、このアドレスは部品供給装置の番号を選択すること
によって自動的に設定される。

【０１２８】この制御系の主制御装置は、組立ロボット
や部品供給装置などの機器の制御部とは独立した制御系
統となっており、運転状態を監視しながら、シーケンス
コントローラを使用して部品供給装置やその他の周辺機
器などに対する制御を行っている。

【０１２９】すなわち、組立台、部品整列機、コンベア
など独自に制御部を持たない機器の動作制御はこの制御
系の主制御装置がシリアル系の入出力装置で行っている
が、それぞれが単独に制御部を持っている２組の部品供
給装置や組立ロボットなどの装置に対してはシリアルリ
ンクを介したコマンドによる動作命令と状態信号による
動作確認とで全体の動作の流れのみを制御しており、各
装置の動作そのものはそれぞれが備えている制御部が制
御している。

【０１３０】本発明の部品供給装置が、大きくは、ベー
スモジュールと、トレイを格納する複数のストックモジ
ュールと、組立ロボットに部品を供給するトレイチェン
ジャモジュールとに分けられることは前述のとおりであ
るが、これらのモジュールはシリアル伝送系の入出力装
置(I/0) とシリアル伝送路で部品供給装置の制御部と接
続されていて、動作指示信号、状態信号等の受け渡しを
行う。。

【０１３１】上記の各モジュールは、機械的にそれぞれ
が分離や結合が容易なように設計されており、例えば供
給する部品点数によりストックモジュールの数を変える
ようにすることは前述したとおりであって、制御系もこ
れらモジュールの組み替えに対応するために、制御部と
次のモジュール間、および、各モジュール間の接続は制
御信号，動力電源，制御電源などを含めてすべてコネク
タによって縦続接続するようにしてあり、制御部の出側
および各モジュールの制御部から遠い側にはソケットが
取付けられ、また、各モジュールの制御部側にはケーブ
ルの先端にプラグが取付けられている。

【０１３２】なお、各モジュール間の制御線の着脱を容
易にするために、伝送する信号は全て各モジュール内で
パラレル信号からシリアル信号に変換して、制御部とシ
リアル伝送により信号の受け渡しを行っていることは前
述のとおりである。

【０１３３】部品供給装置を手動操作する場合には、手
動操作器をコネクタを介して部品供給装置の制御部に接
続して行なうが、この手動操作器は図９に示されている
ようにシリアルリンクを介してもう１台の部品供給装置
の制御部へも接続されているため、スイッチを選択して
手動操作することによって手動操作器の接続を変えるこ
となく両方の部品供給装置についての手動操作が可能と
なる。

【０１３４】次ぎに、上記した制御系による組立作業に
ついての制御の概要を説明する。本発明の部品供給装置
が部品点数の変化に対応してストックモジュールの数を
変更するためにモジュールの着脱が簡単にできるように
なっていることは前述したとおりであって、このモジュ
ール数の変化に基づく動作制御の切り換えのために、制
御プログラムは予想されるすべてのモジュール数や接続
のパターンに対応させてあり、プログラムの最初にこの
パターンに応じた設定や選択を行うことによってこのモ
ジュールパターンに対応した動作に切り換えられる。

【０１３５】組立ロボットとトレイチェンジャの状態は
主制御装置が記憶しており、それに従ってこの組立ロボ
ットおよび部品供給装置にコマンドによる動作指令を順
次出力し、このコマンドに基づく各装置の動作状態をモ
ニターしながら組立作業を進めていくものである。

【０１３６】基本的な部品供給の１つのサイクルは次の
とおりである。 ・制御装置はトレイチェンジャに対して、使用する部品
を収容しているトレイを載置しているトレイキャリアを
部品供給位置にセットするよう命令する。 ・トレイチェンジャは、指定された部品を収容している
トレイを部品供給位置にセットし、セットし終わるとセ
ット完了信号を返す。 ・制御装置は、トレイチェンジャがセットしたトレイが
収容している部品の種類を確認した上で、組立ロボット
に対して作業内容に対応するプログラムを指定した指令
を発行する。 ・組立ロボットは、このプログラムにしたがった処理を
実行し、この処理が終了すると処理完了信号を返す。 ・制御装置は、トレイチェンジャに対して部品の取出し
が完了したことを示す信号を送信する。 ・トレイチェンジャは、トレイの位置決めを解除して循
環経路のトレイをシフトする。 組付けるべき部品の数に応じて上記の処理を繰返えし
て、この部品組立システムでの組立処理を終了する。

【０１３７】以下、上記した処理について詳細に説明す
る。電源投入後、部品供給装置およびロボットを自動同
期運転の状態にセットするとともに原点復帰ボタンを押
して、すべての構成要素に原点復帰動作を行なわせる。
すなわち、ロボットアームを原点に戻すとともにシリン
ダなどは全て後退端に戻し、トレイチェンジャはトレイ
キャリアをトレイ受入位置へ移動させ停止する。

【０１３８】このトレイ受入位置にあるトレイキャリア
の実トレイ（部品を収容しているトレイ）がない場合、
トレイキャリアに載せる１つのトレイがストックモジュ
ールのトレイ群から分離されて、トレイチェンジャの受
入機構まで移送され、品種照合後トレイキャリアに供給
される。同様に、すべてのトレイを載置すべきトレイキ
ャリアに対し部品トレイの供給動作を自動的に行い、原
点状態で停止する。この状態が初期稼働状態である。

【０１３９】ワークの到着、周辺機器の起動準備状態等
を制御装置が確認し、組立条件が整うと制御装置からト
レイチェンジャに対して、使用する部品の種類を指示す
る信号とこの部品を部品供給位置にセットする指令信号
が出される。

【０１４０】このトレイチェンジャは、制御装置より受
けた部品種類と現在セットしているトレイの部品の種類
とを照合し、一致していればトレイの位置決め機構を動
作させ、セットしている部品の種類を示す信号をアンサ
ーバックするとともにセット完了信号を制御装置に返
す。

【０１４１】もし、両者が一致していない場合はトレイ
交換動作を行い、交換したいトレイの部品種類と信号を
比較する。トレイチェンジャ内のすべてのトレイに交換
してみても一致する部品トレイがない場合、品種不一致
として異常停止を行う。

【０１４２】なお、部品種類信号と部品トレイを照合す
る際、トレイチェンジャ内でトレイ底面の部品種類信号
ラベルを直接読むことは不可能なため、トレイを載せて
いるトレイキャリアの側面に張り付けたビットマークで
示されるアドレスであり、それを実トレイ供給ポジショ
ンで光電センサにより読み込んで比較・検査する。トレ
イチェンジャのそれぞれのトレイキャリアには、載せる
部品の種類についてのデータをあらかじめ登録し、実ト
レイをトレイチェンジャのトレイキャリアに載置する
際、そのトレイ底面に付されたラベルから部品種類信号
を読取って登録されている部品種類と照合し、トレイキ
ャリアャのアドレスとそれに載る部品種類の相関を確認
している。

【０１４３】なお、トレイキャリアについて登録するデ
ータを”０”とすると、そのトレイキャリアは部品トレ
イを載せない設定となり、トレイのセットおよび実トレ
イの供給動作は行なわれない。

【０１４４】また、複数のトレイキャリアはベルトによ
り互いに接続されているので、これらトレイキャリアの
順序が入れ替わることはないため、実トレイ受入機構の
１ヶ所でトレイキャリアの上記アドレスを読み込み、他
のポジションのトレイキャリアのアドレスはシフトして
この位置にきたときに確認する。

【０１４５】トレイチェンジャより信号を受けた制御装
置は、出力した部品種類信号と返ってきたアンサーバッ
クの信号が一致しているか否かの照合を行い、一致しな
い場合は品種不一致で異常停止する。一致した場合は、
ロボットに対し部品の組付け動作を行うプログラムナン
バー信号とスタート信号を出力し、ロボットは部品の取
出しを実行する。

【０１４６】部品取出しの実行命令を受信したロボット
は、先ずトレイが空きであるか否かをチェックし、空き
であればトレイ空き信号を、また、トレイが空きでなけ
れば動作完了信号を制御装置に送る。

【０１４７】この動作完了信号を受けた制御装置は、プ
ログラムナンバーを指定して起動指令をロボットに送出
し、この指令を受けたロボットはそのメモリーから該当
するプログラムを読出して、スタート信号により起動す
る。

【０１４８】なお、このプログラムには、使用する部品
のトレイ内の部品位置を記憶した座標テーブル、使用す
るハンドの種類、組み付け位置座標など動作に必要な全
ての情報が記述されている。

【０１４９】ロボットは、部品取出し後、トレイ内の部
品位置を示す座標テーブルの座標を１つ進め（シフトさ
せ）てから、部品取出し完了信号を制御装置に出力し、
制御装置はこの信号をトレイチェンジャに中継する。な
お、同一種類の部品を複数個連続して使用するために、
同一トレイから複数個連続部品を取出す場合には、制御
装置で取出す部品の個数を管理し、設定されている数の
部品を取出すまでロボットへの同一のプログラム指令の
出力を繰り返し、この設定数の取出しが終了すればトレ
イチェンジャに部品取出し完了信号を出力する。

【０１５０】部品取出し完了信号を受けたトレイチェン
ジャは、部品トレイの部品供給位置におけるトレイの位
置決めを解除し、トレイをシフトする動作を行い、次の
トレイを部品供給位置に持ってくる。すなわち、部品ト
レイはタイミングベルトで連結されたトレイチェンジャ
のトレイキャリアに載っており、インバーターで回転速
度が制御されるモーターによりこのタイミングベルトを
回転させることによって、トレイキャリアの位置したが
ってトレイの位置が順次シフトする。

【０１５１】トレイのシフト動作は、最初高速で上記の
タイミングベルトを駆動し、部品供給位置の手前で減速
センサがトレイキャリアを検知するとタイミングベルト
の速度を減速し、更にトレイキャリアが移動して停止位
置センサがトレイキャリアを検知するとモーターを瞬時
に停止させるとともに機械的なブレーキも作動させてト
レイキャリアをこの停止位置に固定する。なお、トレイ
キャリア内でのトレイの位置決めは、トレイチェンジャ
本体のフレームに取り付けられた４本のシリンダにより
行なう。

【０１５２】トレイキャリアへのトレイのセットは、基
本的には使用する部品の順にセットとするようにして、
最短のシフトによって最短の動作時間で部品供給位置に
あるトレイの入替えができるようにしている。また、物
品取出し後に次のアドレスのトレイをセットして次に使
用する部品が直ちに取出せるようにしてタクトタイムの
短縮を図っている。

【０１５３】以上が１種類の部品をロボットが取出す制
御の流れであり、このような制御と動作を異なる種類の
部品ごとに繰り返し行うことによって、複数種類の部品
の組付けを自動的に行なって製品を組立てていく。

【０１５４】なお、ロボット、トレイチェンジャとも動
作中はインターロック信号を出力して、互いの動作が干
渉しないようにしている。

【０１５５】上記のように、ロボットはメモリー内に記
憶したトレイチェンジャ内の部品の種類毎のトレイにつ
いての内部品位置座標テーブルを参照しながらトレイか
ら部品を取出していくが、部品の取出しが進んで登録さ
れているトレイ内部品位置座標テーブルの予め定められ
ている最終位置から部品を取出した際、ロボットより部
品の取出し完了信号とともにトレイが空になることを示
すトレイ空き信号が出力される。

【０１５６】すなわち、ロボットによる部品の取出しが
進み、ロボットに記憶したトレイ内部品位置座標テーブ
ルの最終位置より部品を取出すと、ロボットは部品取出
し完了信号とともに、トレイ内最終部品（トレイ空）信
号を出力する。

【０１５７】この信号を部品供給システムが受け取る
と、そのとき位置決めしていた部品と同一の部品トレイ
を格納したストックモジュールは、分離したトレイをト
レイチェンジャ入り口まで搬送する動作を開始する。な
お、このトレイを供給したストックモジュールでは、次
のトレイの供給に備えトレイの分離を行う。

【０１５８】なお、トレイ内の最終部品の１、２個前に
空トレイ準備信号を出力することによりあらかじめ実ト
レイの供給準備（トレイチェンジャ入り口までの搬送）
を行うことも可能である。

【０１５９】トレイチェンジャは制御装置経由で上記の
空き信号を受け取ると、そのトレイが空であることをト
レイキャリアのアドレスとともに記憶すると同時に、該
当する部品トレイを格納したストックモジュールの分離
機構で分離された１つのトレイをトレイチェンジャの受
入機構に向かって搬送を開始する。

【０１６０】なお、トレイチェンジャの各トレイキャリ
アとそこに供給する部品トレイをストックするストック
モジュールとの割当ては、例えばトレイキャリア１には
下段ストックモジュール、トレイキャリア２には中段ス
トックモジュールのように固定しておくことが望まし
い。

【０１６１】トレイチェンジャの実トレイ受入位置では
トレイ検知センサによりトレイキャリア上のトレイの有
無がチェックされており、この位置にトレイがある場合
には当然のことながらそのままであり、トレイがない場
合にはそのトレイキャリアが空の設定（部品トレイを載
せない設定）なのか、空トレイを排出した空トレイキャ
リアなのかをトレイチェンジャの部品品種設定データで
チェックし、後者の場合には一連の実トレイ供給処理が
行われる。

【０１６２】上記したトレイキャリアの空の設定（部品
を載せない）は、各トレイ毎に登録するトレイキャリア
に載せる部品品種の登録を行わない（データ：０）こと
で設定されるので、実トレイ供給時、このデータを見る
ことにより実トレイを供給すべきトレイチェンジャであ
るかを判別することができる。

【０１６３】また、部品取出し完了後のトレイのシフト
時にもこのデータをチェックし、空トレイ設定時はその
トレイキャリアを飛ばして次のトレイキャリアをセット
するようにして、空のトレイキャリアについての処理を
パスさせる。

【０１６４】上記したロボットからのトレイ内最終部品
（空トレイ）信号により、ストックモジュールからトレ
イチェンジャの受入機構まで搬送された部品トレイの底
面に貼られた部品品種信号を光電センサにより読み込
み、その品種とトレイキャリアごとに登録されている載
せるべき部品品種とを照合し、一致したならば実トレイ
供給動作を行うが、不一致の場合は品種不一致で異常停
止する。

【０１６５】トレイとこのトレイを載置したトレイキャ
リアとが所要の部品を収納しているものであることを確
認した後、シリンダによりトレイキャリアの入口を開
け、その後トレイ押し爪により実トレイをトレイキャリ
ア内に押し込む。

【０１６６】トレイキャリアへの押し込みが完了したこ
とを確認後、受入機構を全て元に戻し、トレイキャリア
の入口を閉めて実トレイの供給動作を完了する。なお、
この処理（動作）も、ロボットの他のトレイからの部品
取出し動作中に並行して同時に行われる。

【０１６７】一方、トレイチェンジャの空トレイ排出機
構にトレイキャリアが到着すると、そのトレイキャリア
が載置しているトレイが空であるかどうかをチェック
し、空トレイでない場合にはそのままであり、空トレイ
の場合には前述した一連の空トレイの排出動作を実行
し、空トレイをトレイチェンジャからベースモジュール
の段積機構に排出する。

【０１６８】空きトレイ排出の処理は、トレイキャリア
が空トレイを排出する排出機構の位置に移動してきたと
き、トレイチェンジャのメカ機構によりトレイキャリア
の入口を開かせ、その後トレイ排出バーを駆動させて空
きトレイをトレイキャリアからベースモジュールの段積
機構に押出す。なお、トレイキャリアの入口は、次のト
レイのシフトでその排出機構の位置から外れると自動的
に閉じる。

【０１６９】このトレイキャリアから押出された空きト
レイは、同時に駆動された移送機構のモーターローラに
より搬送され、段積み部の先端まで運ばれて空きトレイ
の到着を検知するセンサがオンになると、トレイ排出バ
ーは元に戻り、モーターローラは停止し排出動作を完了
する。

【０１７０】この処理・動作は、通常、ロボットの他の
トレイからの部品取出し動作と同時に行われる。

【０１７１】図１０ないし図２１は、以上に説明した動
作や処理を示したフローチャートであって、図１０は起
動準備の動作を示す図、図１１から図１３は組立て動作
の１サイクルを示す図、図１４はトレイの交換処理を示
すフローチャート、図１５は空きトレイの排出処理を示
すフローチャート、図１６は部品を収容した実トレイを
トレイキャリアに供給する処理を示すフローチャート、
図１７と図１８は入口リフタの処理を示すフローチャー
ト、図１９は出口リフタの処理を示すフローチャート、
図２０はストックモジュールの分離機構の処理を示すフ
ローチャート、図２１はベースモジュールの段積機構の
処理を示すフローチャートである。

【０１７２】これらのフローチャートに示されている処
理・動作については既に説明したところであるから、こ
れらのフローチャートの内容についての説明は省略す
る。

【０１７３】

【発明の効果】本発明によれば、トレイの移動方向を一
方向にして構造を簡単化するとともに部品点数の増減に
もストックモジュールの数を変更するだけで容易に対応
することができ、またこれらストックモジュールの構造
や制御手段の構成も極めて容易な部品供給装置を得るこ
とができるという、従来技術には期待できない格別の効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示す図である。

【図２】本発明が適用された部品供給装置の実施例を概
念的に示す図である。

【図３】図２の実施例で使用されるトレイを説明する図
である。

【図４】入口リフタの構造を示す概念図である。

【図５】ストックモジュールの構造を示す概念図であ
る。

【図６】ベースモジュールの構造を示す概念図である。

【図７】出口リフタの構造を示す概念図である。

【図８】トレイチェンジャの構造を示す概念図である。

【図９】制御システムの構成を示す図である。

【図１０】起動準備の動作を示す図である。

【図１１】組立て動作の１サイクルの一部を示す図であ
る。

【図１２】組立て動作の１サイクルの一部を示す図であ
る。

【図１３】組立て動作の１サイクルの残部を示す図であ
る。

【図１４】トレイの交換処理を示すフローチャートであ
る。

【図１５】空きトレイの排出処理を示すフローチャート
である。

【図１６】部品を収容した実トレイをトレイキャリアに
供給する処理を示すフローチャートである。

【図１７】入口リフタの処理を示すフローチャートの一
部である。

【図１８】入口リフタの処理を示すフローチャートの残
部である。

【図１９】出口リフタの処理を示すフローチャートであ
る。

【図２０】ストックモジュールの分離機構の処理を示す
フローチャートである。

【図２１】ベースモジュールの段積機構の処理を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

Ｓ_1,Ｓ_2,Ｓ_3,……Ｓｎ ストックモジュール SIS 入口リフタスペース SS ストック部 SB 分離機構 SOS 出口リフタスペース G ガイドレール GR ラック Ｂ ベースモジュール BIS 入口リフタスペース BD 段積機構 LI 入口リフタ LO 出口リフタ Ｃ トレイチェンジャ CI 受入手段、受入機構 CL 循環経路、循環移送手段、循環機構 CS 供給位置 CO 排出手段、排出機構 Ｒ 組立ロボット Ｔ トレイ群 ｔ トレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 光弘 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに同一の構造を有し、同一の部品を収
   容した複数のトレイを積み重ねたトレイ群Ｔをストック
   するとともにこのトレイ群から最下段にある１つのトレ
   イｔを分離する分離機構を有する複数のストックモジュ
   ール８_1,８_2,８_3,……と、これらのストックモジュール
   の分離機構によって分離されたトレイｔを選択して順次
   移送する出口リフタ６と、この出口リフタ６によって移
   送されてきたトレイｔを使用する部品の順序にしたがっ
   て配列してロボット３の部品取出位置に順次移送する手
   段４とを備えることを特徴とする部品供給装置。
2. 【請求項２】上記部品取出位置にあるトレイｔの複数の
   部品格納位置からロボットが部品を取出す順序が定めら
   れており、指定された部品格納位置から部品が取出され
   たときに、このトレイｔに収容されている部品をストッ
   クしているストックモジュールから新たなトレイを取出
   すように指示する手段を備えることを特徴とする請求項
   １記載の部品供給装置。
3. 【請求項３】上記被供給部３にあるトレイｔの指定され
   た部品格納位置から部品が取出されたときには、このト
   レイｔに収容されている部品をストックしているストッ
   クモジュールから新たなトレイを分離して取出す分離機
   構を備えることを特徴とする請求項２記載の部品供給装
   置。
4. 【請求項４】互いに同一の構造を有し、同一の部品を収
   容した複数のトレイを積み重ねたトレイ群Ｔをストック
   する複数のストックモジュール８_1,８_2,８_3,……と、外
   部から受入れたトレイ群Ｔを載置するとともに載置され
   たトレイ群の種類を認識する手段を有し、上記複数のス
   トックモジュール中の認識した種類のトレイ群に割当て
   られているストックモジュールにこの外部から受入れた
   トレイ群Ｔを移送する入口リフタ２とを備えることを特
   徴とする部品供給装置。