JPH07227731A - 組立装置 - Google Patents

組立装置

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JPH07227731A
JPH07227731A JP6231867A JP23186794A JPH07227731A JP H07227731 A JPH07227731 A JP H07227731A JP 6231867 A JP6231867 A JP 6231867A JP 23186794 A JP23186794 A JP 23186794A JP H07227731 A JPH07227731 A JP H07227731A
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茂 堂埜
Yoji Urano
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多品種で多点数の部品の供給手段が単純な固
定した構成であっても、これらを効率よく組み立ててい
くことができる上に、組立対象製品の変更にも柔軟に対
応することができる。 【構成】 所定の範囲内を移動自在とされた移動テーブ
ル上に複数台のロボットを設置する。移動テーブルの移
動方向に隣接して部品供給手段を設置する。複数台のロ
ボットは、互いの動作範囲が重なる共有動作範囲を持つ
間隔で設置し、組立用治具は上記共有動作範囲内に設置
する。移動テーブルの移動方向に隣接して設置された部
品供給手段からの部品供給可能エリアが広く、しかも組
立用治具が複数のロボットの共有動作範囲内にあるため
に、複数のロボットによる交互の部品組み付けを行え、
ロボットの待機時間を少なくできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多種類多点数の部品から
構成される製品を組み立てる組立装置、殊に複数のロボ
ットを備えている組立装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多種類多点数の部品から構成される製品
を自動的に組み立てる組立装置として、特開平４−２２
３８２７号公報に示されたロボットとマルチハンドとを
用いたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、ロボット動作範囲内の部品供給可能エリアが
小さく、多品種の部品を供給するには、予め多品種の部
品を収納可能なトレーなどに配膳して供給したり、必要
となる部品を自動的に切り換えなくてはならず、前者の
場合にはトレー形状が複雑で高価なものとなり、後者の
場合には自動的に切り換える装置が複雑で高価なものと
なる。
【０００４】また、多品種の部品に対応するために、部
品把持用のハンドを自動的に交換しているのであるが、
組み立てる動作と、ハンドの交換とを同時に実行するこ
とが困難であり、組立効率が高いとは言えない。本発明
はこのような点に鑑み為されたものであり、その目的と
するところは多品種で多点数の部品の供給手段が単純な
固定した構成であっても、部品を効率よく組み立ててい
くことができる上に、組立対象製品の変更にも柔軟に対
応することができる小型で安価な組立装置を提供するに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、所定
の範囲内を移動自在とされた移動テーブルと、この移動
テーブル上に設置された複数台のロボットと、上記移動
テーブル上に設置された部品保持用の組立用治具と、上
記移動テーブル上に配設されて上記ロボットに着脱自在
となっている複数の部品把持用ハンドと、上記移動テー
ブルの移動方向に隣接して設置された部品供給手段と、
これらの制御用の制御手段とからなり、移動テーブル上
に設置された複数台のロボットは、互いの動作範囲が重
なる共有動作範囲を持つ間隔で設置されており、組立用
治具は上記共有動作範囲内に設置されていることに主た
る特徴を有している。
【０００６】
【作用】本発明によれば、複数のロボットが移動自在な
移動テーブル上にあるために、移動テーブルの移動方向
に隣接して設置された部品供給手段からの部品供給可能
エリアが広く、しかも組立用治具が複数のロボットの共
有動作範囲内にあるために、複数のロボットによる交互
の部品組み付けを行えるとともに、一方のロボットが部
品組み付けを行っている間に他方のロボットでハンドの
交換作業や移動テーブルで移動しながら他の部品供給を
受けたりすることができて、ロボットの待機時間を少な
くできる。
【０００７】この時、２台のロボットにおけるそれぞれ
の部品把持用ハンド間の協働が自在となっておれば、相
互間で部品の組立を行って組立用治具に載せるという作
業や、部品の姿勢変更といった作業が可能となり、組立
用治具が、同一部品を異なった姿勢で保持する複数種が
設けられているならば、組立方向が組立中に変わる製品
に対しても連続した組立を行うことができ、組立用治具
とその動作に必要な周辺機器とが移動テーブルに対して
着脱自在なベースプレート上に配設されている時には、
組立品の変更に伴う組立用治具の変更を組立用治具が複
数ある場合にも容易に応ずることができ、組立用治具が
ロボットに対して着脱自在であり且つロボットによって
ロボット動作範囲内で且つ移動テーブル外に位置決め移
載が自在となっておれば、組立途中にロボットではでき
ない作業があっても、移動テーブル外に専用設備を配置
して、ここに組立用治具を置くことで組立を継続して行
うことができる。組立用治具は、移動テーブル上にある
時に部品を解放し、ロボットに接続された時に部品保持
を行う部品保持手段を備えていることが、上記移載中の
部品保持の点で好ましく、また組立用治具と部品との間
に介在するとともにロボットによって着脱移載が自在な
補助治具を備えておれば、上記専用設備側に十分なスペ
ースがなかったり多数の部品を専用設備で同時に処理す
る場合に簡便に且つ安価に対応することができる。
【０００８】また、複数の部品把持用ハンドのうちの少
なくとも１つを受ける設置台を、移動テーブル上の上記
共有動作範囲内、もしくは移動テーブルに隣接する位置
に配設すれば、複数のロボットで単一の部品把持用ハン
ドを使用することができ、部品把持用ハンドと組立用治
具とを部品供給手段の配置範囲の一部に設置しておけ
ば、ハンドや組立用治具の自動入れ換えが可能となる。
【０００９】部品供給手段が移動テーブルを囲むように
配設されている時には、供給部品を途中で変更したりし
なくとも、数多くの種類の部品にロボットがアクセスす
ることができることになる。移動テーブルを複数備えた
ものでは複雑な組立に容易に対応することができ、移動
テーブルを載せた架台を移動テーブルの移動方向におい
て延長可能としたものでは、組立品の種類に応じた規模
の組立装置を簡便に得ることができ、この時、移動テー
ブルの駆動機構がラックアンドピニオン機構である時に
は、架台の延長に伴う移動テーブルの移動範囲の延長に
ついての対応が容易であるほか、複数の移動テーブルを
重複する領域に位置させることにも容易に対応すること
ができる。
【００１０】そして、移動テーブルを載せた架台とし
て、部品供給手段や他の付設設備が着脱自在となってい
るとともに部品供給手段や付設設備の位置決め保持手段
を備えたものを用いれば、部品供給手段の変更や付設設
備の変更にも容易に応ずることができるものとなる。さ
らに制御手段が、ロボット動作制御プログラムと、ロボ
ットが隣接する他のロボットとの共有する動作範囲内に
あるか否かを判別するプログラムと、ロボットの動作順
序を設定するプログラムと、移動テーブルの動作を制御
するプログラムと、組立ミスなどのトラブルを監視する
プログラムとを並列処理するものである時、特に一方が
共通する動作範囲内にある時は他方が共通しない動作範
囲内にあるように、２台のロボットを交互に動作制御す
るものである時、共有動作範囲を有する複数のロボット
についてのプログラム作成が容易なものであり、ロボッ
ト近傍に設置されてロボットではできない作業を担うと
ともにロボットの動作と並列に動作する専用設備の動作
及びタイミングの制御も制御手段が行う時には、専用設
備との間の連係もスムーズなものとすることができる。
【００１１】この場合、専用設備による工程から次の専
用設備による工程までのロボットによる組み付け工程を
一つの処理としたプログラムユニットの集まりでプログ
ラムを構成し、該プログラムユニットの逐次実行で全工
程を制御するならば、ロボットの待ち時間の少ない組立
作業を行わせることができる他、専用設備の工程につい
ての作業状況管理プログラムからの指令待ち信号によっ
て次のプログラムユニットに制御を移すとともに指令待
ち信号の競合時には順番がより後のプログラムユニット
に制御を移すことで、専用設備側の問題によるロボット
動作の停止をできるだけ避けることができる。
【００１２】組立に供する部品や組立中の部品を撮像す
る撮像手段を設けた時には、使用する部品の良否の監視
や組立状況の監視を行うことができる。撮像手段は、撮
像範囲の変更が可能となることから、ロボットのアーム
先端に取り付けることが好ましく、特にハンドに代えて
ロボットに着脱自在としたり、ハンドによってロボット
に取り付けられるものとすると、撮像範囲を最も広くと
ることができ、撮像方向を可変として取り付けた時に
は、一方のロボットのハンドで保持している部品や上記
ロボットによる組立状況を、他方のロボットに取り付け
たカメラで詳細に撮像することが可能となる。
【００１３】
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、この組立装置は、架台１と、架台１の上面にスラ
イド移動自在に配設された移動テーブル２と、移動テー
ブル２上に設置された２台のロボット３ａ，３ｂと、こ
のロボット３ａ，３ｂの各アーム３０先端に着脱自在と
された複数の部品把持用ハンド４、組立用治具５、部品
供給手段６、これらを制御する制御手段７、そしてロボ
ット３ａ，３ｂではできない作業、たとえば圧入作業や
ねじ締め作業を行うための専用設備８，８とからなるも
ので、架台１の近傍に設置された専用設備８，８も制御
手段７の制御下におかれている。
【００１４】上記移動テーブル２は、図２及び図３に示
すように、架台１の上面のベース板１０上に設置された
一対のレール１１，１１にスライド自在に係合するスラ
イダー２０と、架台１に設置されてモータ１３によって
回転駆動されるねじ軸１４に螺合する送りナット２１と
を備えて、ねじ軸１４の回転に伴ってレール１１に沿っ
た移動を行う。
【００１５】移動テーブル２上に設置された２台のロボ
ット３ａ，３ｂは、図示例では一般にスカラー型と呼ば
れている水平多関節型の４自由度のものを用いており、
両ロボット３ａ，３ｂは、図４に示すように、互いの動
作範囲Ａ１，Ａ２が一部において重なる間隔で、つまり
は共有する動作範囲Ａを持つ間隔で設置されている。そ
して、そのアーム３０の先端の上下動が可能となってい
るシャフト３５下端には、部品把持用ハンド４のための
自動着脱機構部３１が設けられている。なお、スカラー
型ではないロボットを用いてもよいのはもちろんであ
る。
【００１６】上記自動着脱機構部３１は、圧縮空気によ
ってハンド４の着脱動作を行うもので、図５に示すよう
に、シャフト３５に設けられた軸受３２によって上下に
スライド自在に支持されるとともにばね３３によって下
方に向けて付勢されており、通常時はストッパー３４に
よって規定された下方位置にある。そして、部品把持用
ハンド４の上端面中央に形成された突起部品４０を把持
することで、ハンド４の装着を行い、突起部品４０を解
放することで、ハンド４の取り外しを行う。
【００１７】部品把持用ハンド４は、移動テーブル２の
両端部（図４中のＣ部）に設置された図５に示すような
設置台４５に通常は保持されているもので、その上端部
の円板部４１が、設置台４５における一対の支持片４
６，４６上に載せられるとともに、円板部４１の上面の
一部に覆い片４７が被さることで上方への抜け止めがな
され、また円板部４１の周縁にばね片４８，４８が当接
することで、位置決め保持がなされており、円板部４１
の上面中央には上述の突起部品４０を備えるとともに、
方向性を有するハンド４については、自動着脱機構部３
１との間で位置決めを行う位置決めピン４２を備えてい
る。
【００１８】自動着脱機構部３１によるハンド４の装着
は、図５に矢印で示すように、上方から自動着脱機構部
３１を下降させて突起部品４０を掴み、自動着脱機構部
３１を水平方向に動かすことで、ハンド４を設置台４５
から抜き出すことで行われ、自動着脱機構部３１に装着
されたハンド４の取り外しは、図５の矢印と逆方向の動
作、つまり水平方向からハンド４を設置台４５に係合さ
せた後、突起部品４０を解放して自動着脱機構部３１を
上方へ動かすことでなされる。
【００１９】上記ハンド４は、各種部品に対応した複数
種のものが用意されているのであるが、いくつかの例を
図６及び図７に示す。図６(a)は、ポート４３から供給
される圧縮空気によって部品６０の把持用の爪４４の開
閉を行うチャック式のものを、図６(b)は、ポート４３
に接続される真空源による真空圧を利用して部品６０を
吸着する吸着式のものを、図７(a)は、ばね付勢されて
突出するピン４９を有する部品位置修正用のものを示し
ており、更に図７(b)は、チャック式であるとともに、
圧縮空気で作動する回転シリンダー（図示せず）を備え
て、爪４４にて保持した部品６０の向きを９０°変更す
ることができるようになっているものを示している。な
お、図７(b)に示すハンド４は、２台のロボット３ａ，
３ｂに夫々装着された時、ロボット３ａ，３ｂ間におけ
る部品６０の受け渡し作業や、相互で保持している部品
同士を空中で組み合わせる作業を可能とする。なお、ハ
ンド４のポート４３には、常時圧縮空気源や真空源が接
続されているのであるが、自動着脱機構部３１にポート
４３との接続機構を設けたものであってもよい。ハンド
４が電動で部品把持等を行うものであってもよいのはも
ちろんであり、前記自動着脱機構３１にしても電動でハ
ンド４の着脱を行うタイプのものを用いてもよい。
【００２０】組立用治具５は、図８に示すように、プレ
ート５０上に部品保持部５１を設けるとともに、前記ハ
ンド４における突起部品４０と同一形態の突起部品５２
を設けたもので、移動テーブル２の中央部、つまり両ロ
ボット３ａ，３ｂの間であり且つ共有する動作範囲Ａ内
である図４中のＤ部に着脱自在に設置されている。すな
わち、移動テーブル２上には、一対のテーパーピン５
６，５６を備えた置き台５５が設けられており、プレー
ト５０に設けた孔５４，５４にテーパーピン５６，５６
を差し込むことで、移動テーブル２上に位置決めされて
設置され、ロボット３ａ，３ｂの自動着脱機構部３１に
よって突起部品５２が把持されて持ち上げられること
で、移動テーブル２から取り外すことができるようにさ
れている。
【００２１】また、組立用治具５は、図９に示すよう
に、特定の部品６０の保持を正立状態で行う部品保持部
５１と倒立状態で行う部品保持部５１とを夫々備えたも
のが用意されて、組立方向が組立途中で変更される場合
にも対応することができるようにされている。更に、部
品保持部５１は部品６０の保持を行うわけであるが、こ
の部品保持部５１は、図８に示すように、上記置き台５
５上に設置された時に置き台５５側のシリンダー５９に
よって可動となっているカップリング５８に接続される
プラグ５７を備えており、このカップリング５８とプラ
グ５７とを通じて供給される圧縮空気と、この圧縮空気
を制御する電磁弁（図示せず）とにより、部品保持部５
１は部品６０の把持と解放とを行うものとされている。
図１０はロボット３ａ，３ｂによって組立用治具５の搬
送を行っている間、部品６０のクランプで搬送中の部品
６０の位置ずれを防ぐようにしたものを示している。
【００２２】組立用治具５を載せるスペースが専用設備
８側に確保できなかったり、専用設備８で多数の部品６
０に同時処理を行う場合などのように、上記のプレート
５０を有する組立用治具５に部品６０を載せたまま移載
するのでは不都合が生じる時には、図１１に示すよう
に、組立用治具５と部品６０との間に組立用治具５より
も小さい補助治具７１を介在させて、この補助治具７１
をハンド４を用いて扱うようにするとよい。専用設備８
への移載の時には、組立用治具５ごと移載するのではな
く、ハンド４によって補助治具７１をつかんで移載する
ようにするわけである。補助治具７１にも突起部品５２
を設けてハンド着脱機構３１で補助治具７１を掴むよう
にしてもよい。
【００２３】また上記実施例では、組立用治具５の移動
テーブル２上への配置を移動テーブル２上に設けた置き
台５５に対して行っているが、図１２に示すように、移
動テーブル２に対して着脱自在となっているベースプレ
ート９１を設けて、このベースプレート９１上に複数の
置き台５５を設置してもよい。図中９２は移動テーブル
２から突設されてベースプレート９１に設けられた孔に
嵌合する位置決め用テーパーピン、９３は電磁弁や分配
用配管等のエア機器及び電装機器に代表される組立用治
具５の動作に必要な周辺機器を収納している機器収納部
でベースプレート９１上に設置されている。この場合、
組立品の変更等のために複数の組立用治具５を一括して
変更する必要が生じた場合、ベースプレート９１上の機
器収納部９３に対するエアホース９４や電装ケーブル９
６の接続を切り離すことで、ベースプレート９１ごと交
換することで対応することができる。図中９５は電装ケ
ーブル９６の接続用のバスコネクターであり、入出力込
みで接続されるようにしてある。
【００２４】次に部品供給手段６であるが、これは図１
３及び図１４に示すように、架台１の側面に固定された
ベース板１５にテーパーピン１６によって位置決めされ
た状態でねじ止めまたはクランプレバー７０による固定
がなされるフレーム６１上に、プレート６２を介して配
設される部品トレー６３として構成されており、部品ト
レー６３内には、多数の位置決め孔６５によって図１５
に示すように部品６０の位置決めを行う収納板６４を備
えている。尚、部品トレー６３は部品６０の品種数に応
じた数が架台１における移動テーブル２の移動方向に沿
って並べられている。図中６６はプレート６２に設けら
れたレバーであり、同じくプレート６２に設けられたブ
ロック６７と共に、部品トレー６３の位置決め固定を行
う。
【００２５】上記テーパーピン１６は、一定間隔でベー
ス板１５に設けられており、フレーム６１側の対応する
孔も所定位置に設けられているために、サイズの異なる
部品トレー６３の使用のためにフレーム６１を取り替え
ても位置の再現性を確保できるものとなっており、また
クランプレバー７０による固定を行う場合には、フレー
ム６１の取り替え作業をクランプレバー７０の解放と締
め付けが容易であるために、作業に要する手間が非常に
少ないものとなる。
【００２６】図１６は専用設備８の一例（圧入装置）を
示している。移動テーブル２上から部品６０を載せた組
立用治具５を、移動テーブル２と共に移動するロボット
３ａ，３ｂによって専用設備８に設けたテーパーピン８
１付きの置き台８０上に位置決め載置して、組立用治具
５ごと移載し、圧入プレス８２を作動させることによっ
て、組立用治具５上の部品６０に対する圧入作業を行
う。尚、ここにおける置き台８０は、前記置き台５５と
同一構成のものである。前述の補助治具７１を用いる場
合は、補助治具７１に対応する受け台を専用設備８側に
設けておく。
【００２７】これら専用設備８は、上記部品供給手段６
の架台１への連結構造と同じ構成によって架台１に連結
固定するものとし、使用する専用設備８の変更に容易に
応ずることができるようにしてある。すなわち、図１７
に示すように、キャスターを備えたフレーム７２上に専
用設備８を設置するとともに、架台１側面のベース板１
５から突設されたテーパーピン１６をフレーム７２に嵌
合させて位置決めを行い、クランプレバー７０でフレー
ム７２の固定を行っている。この時、上下方向の位置精
度を高めるとともに連結を容易とするために、図示例で
は、ベース板１５から先端上面が傾斜面となっている基
準突起板６９を突設し、フレーム７２側には基準突起板
６９上を転動するローラーガイド６８を設けている。な
お、このようなキャスター付きのフレーム７２や基準突
起板６９とローラーガイド６８との使用は、重量のある
部品供給手段６についても適用することができる。基準
突起板６９は通常時はベース板１５から、あるいは架台
１から外してしまうことができるように、ボルトなどに
よる固定としておくことが好ましい。
【００２８】しかして、この組立装置においては、組立
用治具５が両ロボット３ａ，３ｂの共有動作範囲Ａ内に
あることから、一方のロボット３ａが組立用治具５に部
品６０の装着を行っている間に、移動テーブル２の移動
とロボット３ｂへのハンド４の装着と特定部品６０の把
持を行うことができ、ロボット３ｂが組立用治具５への
部品６０の装着を行っている間に、他方のロボット３ｂ
がハンド４の交換と他の部品６０の把持を行うというよ
うに、組立に必要な複数の動作を同時に実行することが
できるものであり、特に部品６０の品数が多い場合に
も、移動テーブル２の移動方向に沿って部品供給手段６
が設置されている上に、移動テーブル２上に複数台のロ
ボット３ａ，３ｂが設置されていて、ロボット３ａ，３
ｂによって直接把持できる部品６０の配置範囲が広いた
めに、円滑な組立を行えるものであり、更に途中で専用
設備８が必要となっても、組立作業を中断することな
く、専用設備８との間の部品の受け渡しで専用作業を行
えるものである。
【００２９】また、ハンド４として、前述の図７(b)に
示すタイプのものを用いておれば、図１８に示すよう
に、ロボット３ａ，３ｂ相互間で部品６０の受け渡しを
行うことによる部品６０の姿勢変換や、図１９に示すよ
うに、部品６０，６０同士の組み合わせを行えるもので
あり、また組立用治具５として、図９に示した異なる状
態での部品の保持を行うことができる複数種が用意され
ておれば、組立途中での組立方向の転換にも対応するこ
とができる。
【００３０】しかも、図２０に示すように、部品把持用
ハンド４のための設置台４５を、ロボット３ａ，３ｂの
共有動作範囲Ａ内もしくは移動テーブル２の近傍で移動
テーブル２の移動によって両ロボット３ａ，３ｂがアク
セス可能な範囲に少なくとも一つ設置しておけば、一方
のロボット３ａ側に配設されたハンド４を他方のロボッ
ト３ｂで使用することが可能となり、またハンド４及び
組立用治具５を、図２１に示すように、部品供給手段６
の配置範囲に置けば、必要となるハンド４や組立用治具
５への入れ換えを自動で行えるものとなる。従って、組
立製品の変更に、組立装置自体が自動で対応することが
可能なものである。
【００３１】上記実施例では、移動テーブル２の片側に
だけ部品供給手段６を配置していたが、図２２に示すよ
うに、移動テーブル２の移動範囲を囲むように部品供給
手段６を配設すれば、部品６０の品数が更に多くとも対
応することができる。図２３に示す実施例は、各２台の
ロボット３ａ，３ｂを載せた２つの移動テーブル２，２
を長尺の架台１上に個別にスライド自在に配設したもの
を示しており、この場合、各々が独立して組み立てを行
ったり協働したりすることで、多工程からなる製品の組
み立てを実現することができる。
【００３２】この時、移動テーブル２の駆動機構とし
て、前述のような回転駆動されるねじ軸１４とこれに螺
合する送りナット２１を用いるのではなく、図２４及び
図２５に示すように、ラック２３とこれに噛合するピニ
オン２２とを用いて、ピニオン２２が設けられた移動テ
ーブル２側に駆動用モータ１３を設けてもよい。この機
構であれば、移動テーブル２の移動距離が長くなって
も、駆動用モータ１３にかかる負荷が大きくなってしま
うことがなく、レール１１とスライダー２０を省略する
ことも可能なこともあって、より安価に提供することが
できる上に、架台１の一端側に複数の移動テーブル２を
寄せたり、架台１を継ぎ足して延長する場合のように移
動テーブル２の移動距離をより長くするといったことに
も容易に対応することができる。特に、架台１の延長を
行う場合、ラック２３が連続するように継ぎ足すだけ
で、移動テーブル２を継ぎ足した部分にまで移動させる
ことができることから、移動テーブル２の移動範囲につ
いての実質的な制限を無くすことができる。
【００３３】なお、ラック２３とピニオン２２とによる
駆動機構によるところの移動テーブル２の位置決め精度
は、ねじ軸１４と送りナット２１を用いる場合よりも低
下するが、この組立装置においては、絶対精度ではな
く、繰り返し再現性が保持されればよいために、精度上
の問題が生じることはない。また、図２６に示すように
ラック２３がピンラックであっても、図２７に示すよう
にピニオン２２がピン歯車であってもよい。
【００３４】組立装置の上記の各部材における能動部材
の動きの制御を行う制御手段７は、ここでは図２８にも
示すように、ロボット３ａ，３ｂの動作を記述したロボ
ット動作制御プログラム、ロボット３ａ，３ｂが隣接す
るロボット３ｂ，３ａとの共有する動作範囲Ａ内にある
か否かを判別する干渉管理プログラム、ロボットの動作
順序を設定する動作順序管理プログラム、移動テーブル
２の移動を制御する移動テーブル制御プログラム、組立
ミスなどのトラブルを管理するトラブル管理プログラム
の５つのプログラムをマルチタスクで実行するものとな
っている。
【００３５】ロボット動作制御プログラムは、ロボット
３ａ，３ｂによる特定の組み付け作業についての動作
を、部品把持用ハンド４の接続動作、隣接するロボット
３ｂ，３ａと共有する動作範囲Ａ外において移動する動
作と作業する動作、共有する動作範囲Ａ内へ移動する動
作とその範囲内において作業する動作、更に動作範囲外
へ移動する動作及び部品把持用ハンド４を解放する動作
に分割して、この順番に記述を行っており、また先頭に
は各動作を実行するか否かの選択とロボット３ａ，３ｂ
が作業する動作の内容を選択する部分と部品供給手段６
の情報（例えば部品トレー６３の配置）を設定する部分
を備えている。この一連の動作の流れを繰り返し実行す
ることで、多数の作業工程からなる製品の組立を実現し
ており、また各動作を選択することにより、プログラム
としては全く同一の記述でありながら、多種の作業に応
じた動きを作成することができるようにしてある。
【００３６】干渉管理プログラムは、ロボット３ａ，３
ｂのアーム３０の角度情報からロボット３ａ，３ｂ先端
の位置情報を得るとともに、共有する動作範囲Ａ内にあ
るかどうかの判別を行い、その判別結果をロボット３
ａ，３ｂ間でやりとりすることで、他方のロボット３
ｂ，３ａが共有動作範囲Ａ外にあれば共有動作範囲Ａ内
への動作を実行し、他方のロボット３ｂ，３ａが共有動
作範囲Ａ内にあれば、前記動作を実行しない制御を行
う。また、共有動作範囲Ａ内でロボット３ａ，３ｂに協
調動作を行わせる場合については、共有動作範囲Ａ内を
更に細かいブロックの範囲に分割して上記の場合と同様
に両ロボット３ａ，３ｂの動作タイミングを制御し、両
者の干渉を防止する。この時、ロボット３ａ，３ｂに取
り付けられたハンド４の種別及びハンド４によって保持
している部品６０の形状も考慮していることはもちろん
である。
【００３７】動作順序管理プログラムは、予め設定した
複数のロボット３ａ，３ｂの動作順序を管理するもので
あり、前述したように、ロボット動作制御プログラムの
繰り返し実行を制御する。更に移動テーブル制御プログ
ラムは、移動テーブル２を移動させて良いのかどうかの
タイミングを監視しながらロボット動作プログラムの支
持で移動テーブル２の移動動作を制御する。
【００３８】そしてトラブル管理プログラムは、常時ト
ラブル発生のチェックを行っており、トラブル発生時に
はその内容に従い、ロボット３ａ，３ｂの動作停止、ト
ラブル回避プログラムへの切換を行っている。専用設備
８を付設したものでは、この専用設備８による作業をロ
ボット３ａ，３ｂによる組み付け工程の合間に入れるこ
とが多く、また専用設備８による作業をロボット３ａ，
３ｂの動作と並列に行うことが作業効率の点で好ましい
ことから、上記の５つのプログラムからなる組み付けプ
ログラムと、各専用設備８の動作プログラムとをタイミ
ングよく制御する上位制御プログラムを制御手段７に設
けている。
【００３９】この場合の上位制御プログラムは、全組立
工程として例えば図２９の右側に示すように、専用設備
８による４つの工程と、ロボット３ａ，３ｂによる１０
個の組み付け工程とがあり、専用設備８による工程と、
ロボット３ａ，３ｂによる工程とが交互に存在する場
合、専用設備８による工程を先頭とし且つ次の専用設備
８による工程までのロボット３ａ，３ｂによる組み付け
工程を１つの処理と考えて、図２９の左側に示すよう
に、複数のプログラムユニットを構成し、プログラムユ
ニット単位で動作させるものとするとよい。なお、プロ
グラムユニット中のロボット３ａ，３ｂによる組み付け
工程のためのプログラムは、上記の５つのプログラムか
らなる組み付けプログラムであるが、専用設備８による
工程のためのプログラムは、専用設備８が動作中である
とか動作が完了して次の指示を上記組み付けプログラム
から待っているとかの動作状態信号の受け渡しを管理す
るものであり、専用設備８の動作そのものを記述したも
のではない。専用設備８の動作そのものは、その設備に
おけるシーケンサーやロボットコントローラーのマルチ
タスクで記述される。
【００４０】このようにプログラムユニット別に全体プ
ログラムを管理すれば、外部からの入出力信号を必要な
時にロボットプラグラムが取得することができるし、不
必要な場合はロボット組み付け動作に専念することがで
きるために、全体動作としてロボット３ａ，３ｂの無駄
な待ち時間を少なくすることができる。また、無駄なく
工程を進めるために、ここでは各プログラムユニットを
必ずしも工程順番通りに処理することは行わないものと
している。ある専用設備８による工程が終了し終了後の
半生産品をロボット３ａ，３ｂが取得すれば、それがい
かなる順番の工程であっても、少なくとも上記専用設備
８による工程を含むプログラムユニットは処理を実行す
ることができるからである。
【００４１】このためのプログラムユニット間制御のフ
ローの一例を図３０に示す。あるプログラムユニットが
終了した時点で他の全てのプログラムユニットにおける
専用設備８の入出力状態（動作中（ＢＵＳＹ）か、動作
完了（ＲＥＡＤＹ）か、次の処理指令待ち（ＷＡＩＴ）
か）を上位プログラムで調べ、次の処理指令待ちのプロ
グラムユニットを選択するとともに、この時、複数個の
該当プログラムユニットが存在するならば、その中で工
程順番が最も後のプログラムユニットを処理することを
基本的構造としている。このようにすれば、一つでも多
くの完成品を製造することが可能となるだけでなく、あ
る専用設備８が一時的に作動しなくなってある工程が処
理できなくなっても、ロボット３ａ，３ｂの動作がスト
ップするということがほとんどなくなるために、ＭＴＢ
Ｆも向上する。
【００４２】図３１は、撮像手段としてのＣＣＤからな
るカメラ１００をロボット３ａ，３ｂのアーム３０先端
にステー１０１を介して取り付けたものを示している。
ステー１０１としては、被写体の大きさやカメラ１００
の絞り等によって鉛直方向距離を変更することができる
ように、機械的スライドユニットを設けておくと、仕様
柔軟性が高くなる。機械的スライドユニットは、モータ
制御されるものであってもボルト止めされるものであっ
てもよい。カメラ１００がオートフォーカス機能を備え
ていてもよい。
【００４３】図３２に示すように、ハンド４における突
起部品４０と同等の突起部品１０３を備えた支持台１０
２にカメラ１００を固定しておき、ハンド４に代えてカ
メラ１００をロボット３ａ，３ｂの自動着脱機構３１に
取り付けることができるようにしてもよい。この場合、
支持台１０２としては、図７(b)に示したハンド４と同
様に、カメラ１００の向きを変更することができるよう
になっているものが、撮像方向を任意とすることができ
る点で好ましい。カメラ１００についての信号入出力
は、自動着脱機構部３１の電装用信号ポートを用いた
り、カメラ１００から直接引き出した信号線を使用して
行う。もっとも、後者の場合、信号線がロボット３ａ，
３ｂの動作に干渉しないように配線に工夫が必要であ
る。ロボット３ａ，３ｂに装着したハンド４でカメラ１
００を把持するようにしてもよい。
【００４４】このようにカメラ１００を取り付けた場
合、図３３や図３４に示すように、ロボット３ａ，３ｂ
によって把持した部品６０や把持する直前の部品６０を
監視したり、部品６０の組み付け状況を監視したりする
ことができ、部品６０の把持位置の誤差補正や、把持す
る前の部品６０の良不良検出などが可能となる。
【００４５】
【発明の効果】以上のように本発明においては、複数の
ロボットが移動自在な移動テーブル上にあるために、小
型に構成できるにもかかわらず、移動テーブルの移動方
向に隣接して設置された部品供給手段からの部品供給可
能エリアが広く、しかも組立用治具が複数のロボットの
共有動作範囲内にあるために、複数のロボットによる交
互の部品組み付けを行えるとともに、一方のロボットが
部品組み付けを行っている間に他方のロボットでハンド
の交換作業や移動テーブルで移動しながら他の部品供給
を受けたりすることができて、ロボットの待機時間を少
なくできるものであり、多品種多点数の部品からなる製
品の組立を、部品の供給手段が単純な固定した構成であ
っても、効率よく行えるものであり、またハンドや組立
用治具や部品供給手段、プログラム等を切り換えるだけ
で、組立対象製品の変更に対応することができるため
に、安価で且つ汎用性の高い組立装置となっているもの
である。
【００４６】また、２台のロボットにおけるそれぞれの
部品把持用ハンド間の協働が自在となっておれば、相互
間で部品の組立を行って組立用治具に載せるという作業
や、部品の姿勢変更といった作業が可能となる上に、組
立用治具側に反転機構が不要となるために、多様で且つ
複雑な組立にも容易に応ずることができ、組立用治具
が、同一部品を異なった姿勢で保持する複数種が設けら
れているならば、組立方向が組立中に変わる製品に対し
ても連続した組立を行うことができる。
【００４７】組立用治具とその動作に必要な周辺機器と
が移動テーブルに対して着脱自在なベースプレート上に
配設されている時には、組立品の変更に伴う組立用治具
の変更を組立用治具が複数ある場合にもベースプレート
ごとの交換で容易に対応することができる。組立用治具
がロボットに対して着脱自在であり且つロボットによっ
てロボット動作範囲内で且つ移動テーブル外に位置決め
載置が自在となっておれば、組立途中にロボットではで
きない作業があっても、移動テーブル外に専用工作機械
を配置して、ここに組立用治具を置くことで組立を継続
して行うことができ、組立用治具が移動テーブル上にあ
る時に部品を解放し、ロボットに接続された時に部品保
持を行う部品保持手段を備えている時には、上記移載中
に部品の保持が不安定となったり位置ずれを生じたりす
ることがないものとなり、また組立用治具と部品との間
に介在するとともにロボットによって着脱移載が自在な
補助治具を備えておれば、上記専用設備側に十分なスペ
ースがなかったり多数の部品を専用設備で同時に処理す
る場合にも、組立用治具ごと部品を移載する場合と同様
の作業が可能となるとともに、補助治具としては小型安
価なもので良いために、補助治具を設けるコスト以上の
効果を得ることができる。
【００４８】また、複数の部品把持用ハンドのうちの少
なくとも１つを受ける設置台を、移動テーブル上の上記
共有動作範囲内、もしくは移動テーブルに隣接する位置
に配設すれば、複数のロボットで単一の部品把持用ハン
ドを使用することができて、ハンドの活用を図ることが
できる。そして、部品把持用ハンドと組立用治具とを部
品供給手段の配置範囲の一部に設置しておけば、ハンド
や組立用治具の自動入れ換えが可能となるために、組立
製品の変更に自動的に対応することができるものであ
る。
【００４９】部品供給手段は移動テーブルを囲むように
配設する時、供給部品を途中で変更したりしなくとも、
数多くの種類の部品にロボットがアクセスすることがで
きることになるために、作業効率が向上する。移動テー
ブルを複数設けた時には、更に多くの作業を同時進行で
行わせることができる上に、複雑な組立にも容易に対応
することができるものとなる。
【００５０】移動テーブルを載せた架台を移動テーブル
の移動方向において延長可能とする時には、組立品の種
類に応じた規模の組立装置を簡便に得ることができると
ともに、複数の移動テーブルの設置への対応も容易とな
る。この時、移動テーブルの駆動機構としてラックアン
ドピニオン機構を用いるならば、架台の延長に伴う移動
テーブルの移動範囲の延長についての対応が容易である
ほか、複数の移動テーブルを重複する領域に位置させる
ことにも容易に対応することができる上に、駆動機構に
かかる費用を抑えることができる。
【００５１】そして、移動テーブルを載せた架台とし
て、部品供給手段や他の付設設備が着脱自在となってい
るとともに部品供給手段や付設設備の位置決め保持手段
を備えたものを用いれば、組立品の変更に伴う部品供給
手段の変更や付設設備の変更も容易となるために、組立
品変更に伴う手間を削減することができる。更に、制御
手段におけるプログラムを複数のプログラムに分割して
いるために、特に一方が共通する動作範囲内にある時は
他方が共通しない動作範囲内にあるように２台のロボッ
トを交互に動作制御することで、共有動作範囲を有する
複数のロボットを移動させて使用しても各種のタイミン
グを気にせずにロボットの動作プログラムを作成するこ
とができるものであり、またロボット動作制御プログラ
ムにしても、単純な動作の集まりで記述し、その動作を
選択して実行する構成としているので、いろんな動作を
同一の記述で表現して繰り返し実行することで連続する
組立を実行することができるものであって、複雑な動作
も単純な動作の組み合わせとして記述することが可能で
ある。
【００５２】ロボット近傍に設置されてロボットではで
きない作業を担うとともにロボットの動作と並列に動作
する専用設備の動作及びタイミングの制御も制御手段が
行う時には、組立途中に専用設備による加工処理も行う
ことができるものとなる上に、専用設備との連係もスム
ーズなものとなるために、組立作業効率を大きく向上さ
せることができる。
【００５３】この場合、専用設備による工程から次の専
用設備による工程までのロボットによる組み付け工程を
一つの処理としたプログラムユニットの集まりでプログ
ラムを構成し、該プログラムユニットの逐次実行で全工
程を制御するならば、ロボットの待ち時間の少ない組立
作業を行わせることができる他、専用設備の工程につい
ての作業状況管理プログラムからの指令待ち信号によっ
て次のプログラムユニットに制御を移すとともに指令待
ち信号の競合時には順番がより後のプログラムユニット
に制御を移すことで、専用設備側の問題によるロボット
動作の停止をできるだけ避けることができるものとな
る。
【００５４】組立に供する部品や組立中の部品を撮像す
る撮像手段を設けた時には、使用する部品の良否の監視
や組立状況の監視を行うことができるために、部品の良
否等に応じたより柔軟な組立作業が可能となる。この時
の撮像手段は、撮像範囲の変更が可能となることから、
ロボットのアーム先端に取り付けることが好ましく、ハ
ンドに代えてロボットに着脱自在としたり、ハンドによ
ってロボットに取り付けられるものとすると、撮像範囲
をより広くとることができる。特に、撮像方向を可変と
して取り付けた時には、一方のロボットのハンドで保持
している部品や、一方のロボットによる組立途中の状況
を、他方のロボットに取り付けたカメラで詳細に撮像す
ることが可能となるほか、組立用治具上の部品について
もいろんな方向から撮像することができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の斜視図である。
【図２】同上の側面図である。
【図３】同上の断面図である。
【図４】同上のロボット動作範囲を示す概略平面図であ
る。
【図５】同上の自動着脱機構を示す斜視図である。
【図６】(a)(b)は夫々ハンドの例を示す破断正面図であ
る。
【図７】(a)(b)は夫々ハンドの別の例を示す破断正面図
と正面図である。
【図８】組立用治具を示す斜視図である。
【図９】(a)(b)は組立用治具における部品保持部の例を
示す概略断面図である。
【図１０】組立用治具の着脱動作を示す説明図である。
【図１１】(a)(b)(c)は補助治具を用いる場合の動作説
明図である。
【図１２】組立用治具をベースプレートを介して移動テ
ーブル上に配置する場合の斜視図である。
【図１３】部品供給手段の分解斜視図である。
【図１４】同上の斜視図である。
【図１５】同上の部分断面図である。
【図１６】専用設備の一例を示す側面図である。
【図１７】同上の架台への取付部分を示す側面図であ
る。
【図１８】２つのハンドの協調動作の一例の説明図であ
る。
【図１９】２つのハンドの協調動作の他例の説明図であ
る。
【図２０】他の動作例を示す平面図である。
【図２１】別の動作例を示す平面図である。
【図２２】部品供給手段の配置の他例を示す平面図であ
る。
【図２３】別の実施例の斜視図である。
【図２４】移動テーブルの駆動機構の他例を示す概略正
面図である。
【図２５】ラックアンドピニオン機構の一例を示すもの
で、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図２６】ラックアンドピニオン機構の他例を示すもの
で、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図２７】ラックアンドピニオン機構の別の例を示すも
ので、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図２８】制御手段におけるプログラムの一例の説明図
である。
【図２９】専用設備の制御を含む上位プログラムの一例
の説明図である。
【図３０】同上のプログラムユニット間制御のフローを
示す説明図である。
【図３１】撮像手段を備えたものの一例を示す平面図で
ある。
【図３２】撮像手段の取付構造の一例を示す正面図であ
る。
【図３３】撮像手段の使用状態の一例を示す正面図であ
る。
【図３４】撮像手段の使用状態の他例を示す正面図であ
る。
【符号の説明】
２ 移動テーブル ３ａ，３ｂ ロボット ４ 部品把持用ハンド ５ 組立用治具 ６ 部品供給手段 ７ 制御手段
フロントページの続き (72)発明者 浦野 洋二 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の範囲内を移動自在とされた移動テ
    ーブルと、この移動テーブル上に設置された複数台のロ
    ボットと、上記移動テーブル上に設置された部品保持用
    の組立用治具と、上記移動テーブル上に配設されて上記
    ロボットに着脱自在となっている複数の部品把持用ハン
    ドと、上記移動テーブルの移動方向に隣接して設置され
    た部品供給手段と、これらの制御用の制御手段とからな
    り、移動テーブル上に設置された複数台のロボットは、
    互いの動作範囲が重なる共有動作範囲を持つ間隔で設置
    されており、組立用治具は上記共有動作範囲内に設置さ
    れていることを特徴とする組立装置。
  2. 【請求項２】 ２台のロボットはそれぞれの部品把持用
    ハンド間の協働が自在となっていることを特徴とする請
    求項１記載の組立装置。
  3. 【請求項３】 組立用治具は、同一部品を異なった姿勢
    で保持する複数種が設けられていることを特徴とする請
    求項１記載の組立装置。
  4. 【請求項４】 組立用治具とその動作に必要な周辺機器
    とが移動テーブルに対して着脱自在なベースプレート上
    に配設されていることを特徴とする請求項１または３記
    載の組立装置。
  5. 【請求項５】 組立用治具がロボットに対して着脱自在
    であり且つロボットによってロボット動作範囲内で且つ
    移動テーブル外に位置決め移載が自在となっていること
    を特徴とする請求項１記載の組立装置。
  6. 【請求項６】 組立用治具は、移動テーブル上にある時
    に部品を解放し、ロボットに接続された時に部品保持を
    行う部品保持手段を備えていることを特徴とする請求項
    ５記載の組立装置。
  7. 【請求項７】 組立用治具と部品との間に介在するとと
    もにロボットによって着脱移載が自在な補助治具を備え
    ていることを特徴とする請求項１または５または６記載
    の組立装置。
  8. 【請求項８】 複数の部品把持用ハンドのうちの少なく
    とも１つを受ける設置台が、移動テーブル上の上記共有
    動作範囲内、もしくは移動テーブルに隣接する位置に配
    設されていることを特徴とする請求項１記載の組立装
    置。
  9. 【請求項９】 部品把持用ハンドと組立用治具とが部品
    供給手段の配置範囲の一部に設置されていることを特徴
    とする請求項１または４または５記載の組立装置。
  10. 【請求項１０】 部品供給手段は移動テーブルを囲んで
    配設されていることを特徴とする請求項１記載の組立装
    置。
  11. 【請求項１１】 移動テーブルを複数備えていることを
    特徴とする請求項１記載の組立装置。
  12. 【請求項１２】 移動テーブルを載せた架台は、移動テ
    ーブルの移動方向において延長可能となっていることを
    特徴とする請求項１記載の組立装置。
  13. 【請求項１３】 移動テーブルの駆動機構がラックアン
    ドピニオン機構であるあることを特徴とする請求項１ま
    たは１１または１２記載の組立装置。
  14. 【請求項１４】 移動テーブルを載せた架台は、部品供
    給手段や他の付設設備が着脱自在となっているとともに
    部品供給手段や付設設備の位置決め保持手段を備えてい
    ることを特徴とする請求項１記載の組立装置。
  15. 【請求項１５】 制御手段は、次の５つのプログラム ロボットの動作を部品把持用ハンドの着動作と、隣接す
    るロボットと共有する動作範囲外における移動動作と作
    業動作と、前記共有する動作範囲内への移動動作と前記
    範囲内における作業動作と、前記動作範囲外への移動動
    作及び部品把持用ハンドの脱動作に分割して、その順番
    にて記述されているとともに、前記各動作の実行・非実
    行の選択と作業動作の選択を設定する部分と部品供給手
    段の情報を設定する部分を設けたロボット動作制御プロ
    グラム ロボットが隣接する他のロボットとの共有する動作範囲
    内にあるか否かを判別するプログラム ロボットの動作順序を設定するプログラム 移動テーブルの動作を制御するプログラム 組立ミスなどのトラブルを監視するプログラム を並列処理するものであることを特徴とする請求項１記
    載の組立装置。
  16. 【請求項１６】 制御手段は、一方がある範囲内にある
    時は他方がその範囲外にあるように、２台のロボットを
    交互に動作制御するものであることを特徴とする請求項
    １または１５記載の組立装置。
  17. 【請求項１７】 制御手段は、ロボット近傍に設置され
    てロボットではできない作業を担うとともにロボットの
    動作と並列に動作する専用設備の動作及びタイミングの
    制御も行うものであることを特徴とする請求項１記載の
    組立装置。
  18. 【請求項１８】 制御手段は、専用設備による工程から
    次の専用設備による工程までのロボットによる組み付け
    工程を一つの処理としたプログラムユニットの集まりで
    プログラムを構成しており、該プログラムユニットの逐
    次実行で全工程を制御するものであることを特徴とする
    請求項１７記載の組立装置。
  19. 【請求項１９】 制御手段は、専用設備の工程について
    の作業状況管理プログラムからの指令待ち信号によって
    次のプログラムユニットに制御を移すとともに指令待ち
    信号の競合時には順番がより後のプログラムユニットに
    制御を移すものであることを特徴とする請求項１８記載
    の組立装置。
  20. 【請求項２０】 組立に供する部品や組立中の部品を撮
    像する撮像手段を備えていることを特徴とする請求項１
    記載の組立装置。
  21. 【請求項２１】 撮像手段はロボットのアーム先端に取
    り付けられていることを特徴とする請求項２０記載の組
    立装置。
  22. 【請求項２２】 撮像手段は、ハンドに代えて、もしく
    はハンドによってロボットに着脱自在に取り付けられる
    ものであることを特徴とする請求項２０記載の組立装
    置。
  23. 【請求項２３】 撮像手段はその撮像方向を可変として
    取り付けられていることを特徴とする請求項２０または
    ２２記載の組立装置。
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