JPH08197343A - 物品組み付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は物品組付装置に関し、ステーション
間での工程数の相違や加工時間の統一といった配慮を不
要とすることを目的とする。 【構成】 部品箱ローダ14は部品箱収納部より１ロット
分の１種類の物品の収容された部品箱12を取り出して待
機位置Ｐ₁ またはＰ₂ に位置決めする。ロボットハンド
交換機構は待機位置に位置している物品の把持に適した
ロボットハンド32を選択し、自動組付機30に交換・装着
する。自動組付機30は待機位置に位置した部品箱より部
品を一つづつ取り出し、循環搬送装置40により１つづつ
組付ステーションSTに送られる組み付け中の物品に組み
付けを行う。その部品の組み付けの行われた物品はバッ
ファ図40-2A, 40-2Bに格納される。待機位置に位置した
部品箱中の１種類の部品が全て組み付けを終わったと
き、ロボットハンド交換機構36によりロボットハンドを
交換して、次の部品箱からの部品の取付けが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は汎用自動組付機（ロボ
ット）による物品の組み付け装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５９−１１５１３０号公報では物
品の自動組み付けを行うため、ワークを一つの組み付け
ステーションから別の組み付けステーションに送り、各
組み付けステーションには汎用自動組付機（ロボット）
を設けるものを提案している。各組付ステーションにお
いては、複数の部品の組み付けが行われるが、部品毎に
異なるロボットハンドの交換時間を節約するため、組み
付けステーションを介してワークは循環可能に設け、ワ
ークを循環させながら１つの部品箱から或る部品の組付
を行い、循環する全てのワークについてその部品の組み
付けが完了後に、ステーションで組み付けるべき第２の
部品に適合したロボットハンドに交換し、この交換され
たロボットハンドで第２の部品を取り出し、同様にその
ステーションでワークを循環させながらそのステーショ
ンの全てのワークに対する第２の部品の組み付けを行
う。このように、そのステーションの全てのワークにつ
いて１つの部品を組み付けた後にロボットハンドを交換
し、第２の部品の組み付けを行っているため、一つのワ
ークについて部品毎にロボットハンドを交換して、全て
の部品の組み付け後、そのステーションの次のワークに
ついて同様な手順を繰り返すものと比較して、ロボット
ハンドの交換時間が節約できる分だけ組み付けの所要時
間を大幅に短縮することが可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では１つのス
テーションでワークを循環させながらそのステーション
で１つのワークに対して複数の部品の組み付けを行う
が、物品の組み付けはこのステーションのみでは終わら
ず、下流側にも同様なステーションを設けている。これ
は、一般にトランスファラインと称すべきものである。
しかしながら、このように複数のステーションを具備し
たものでは、或るステーションに割り当てられた工程数
と、それに継続するステーションの工程数とが異なった
場合に、第１ステーションと第２ステーションとがコン
ベヤでつながっているため、ワークの干渉により次工程
にワークが送れないため第１ステーションが未稼働にな
ったり、逆に第２ステーションが未稼働であるのにワー
クが送られてこなっかったりする不具合がある。ステー
ション間の工程数の相違を吸収するためバッファを設け
ることが考えられるが、設備費が嵩むという点で不利で
ある。また、第１ステーションと第２ステーションとの
工程数（加工時間）が同一であっても、多種製品を流動
させる場合には、流動個数（ロット数）を統一するか、
循環個数の整数倍に設定しないと第１ステーションと第
２ステーションとで加工時間の相違が生じ、稼働率の低
下がある。そのため、ロット数を整える手間が必要とな
る。

【０００４】以上の問題点に鑑みこの発明はステーショ
ン間での工程数の相違や加工時間の統一といった配慮を
不要とすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の部品組み付け
装置は、１台の設備でその物品の完成に至るまでの全て
の部品の組み付けが可能な汎用自動組付機と、夫々の部
品の組み付けに適したロボットハンドを前記汎用自動組
付機に装着せしめるロボットハンド交換機構と、全部品
につき部品の種類毎設けられ部品箱収納部に収納された
多数の部品箱と、組み付けを行う部品を収容した一つの
部品箱を部品箱収納部より取り出し、所定の待機位置ま
で取り出す部品箱ローダと、待機位置に位置する部品箱
からロボットハンドにより取り出された１つの部品の組
み付けを行う組み付けステーションを介して組み付け中
の物品を移送しながら物品収容部に収容可能な組み付け
移送コンベヤ手段とから成る。

【０００６】

【作用】部品箱ローダは部品箱収納部より１種類又は複
数種類の物品が複数収容された部品箱を取り出して待機
位置に位置決めする。ロボットハンド交換機構は待機位
置に位置している物品の把持に適したロボットハンドを
選択し、自動組付機に交換・装着する。

【０００７】自動組付機は待機位置に位置した部品箱よ
り部品を一つづつ取り出し、移送コンベヤ手段により１
つづつ移送される組み付け中の物品に組み付けを行う。
その部品の組み付けの行われた物品は物品収容部に収容
される。待機位置に位置した部品箱中の１種類の部品が
全て組み付けを終わったとき、次の部品箱からの部品の
取付けが行われる。

【０００８】次の種類の部品を取付けるときはその部品
を収容した部品箱が部品箱ローダにより待機位置に送ら
れ、一方ロボットハンド交換機構はその部品に適したロ
ボットハンドへの交換を行い、自動組付機による組み付
けが移送コンベヤ手段により組み付け中の物品を１つづ
つ送りながら実行される。

【０００９】

【実施例】図１はこの発明の実施例の部品組み付け装置
を示し、１０は部品収納箱の収納部としての棚であり、
縦横の複数の区分１０−１を有し、各区分には部品収納
箱１２が収容される。１つの部品収納箱１２には１種類
又は複数種類の部品が整列及び位置決めされて収納され
る。即ち、異なった部品毎に夫々の部品収納箱１２に区
別されて棚１０の所定の箇所に収納されている。部品収
納箱ローダ１４は棚１０の区分１０−１から所望の部品
を収納した部品収納箱１２を取り出し、後述の待機位置
に供給するものである。図示の状態は部品収納箱ローダ
１４が棚１０の所定の区分１０−１から１つの箱１２Ａ
を取り出したところを示す。箱１２Ａ内には部品１６Ａ
が所定の配置に位置決めされた状態を示している。

【００１０】支持台２０はローダ１４により取り出され
た収納箱をワークに対し組み付けのため待機位置に位置
決めするためのものである。図１ではローダ１４によっ
て部品収納箱１２Ｂが支持台２０上の第１の待機位置Ｐ
₁ に定置された状態を実線にて示している。部品収納箱
１２Ｂはその上に部品１６Ｂを整列配置している。第１
の待機位置Ｐ₁ に並列して支持台２０上に第２の待機位
置Ｐ₂ が設定され、図１では部品収納箱１２Ｃがこの第
２の待機位置Ｐ₂ に設定されたところを破線にて示す。
部品収納箱１２Ｃはその上に部品１６Ｃを整列させてい
る。

【００１１】汎用自動組付機（所謂ロボット）３０は多
作業の組み付けを可能とするものであり、その先端のロ
ボットハンド３２を組み付けするべき部品に適合して交
換することにより１つの物品を構成する全ての部品を１
つの汎用自動組付機３０により組み付けすることが可能
である。ロボットハンド保持台３４にはこの物品で必要
となる全ての各種の部品を取り扱いすることができる各
種のロボットハンド３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃが保持され
ており、ロボットハンド交換機構３６は組み付けするべ
き物品を掴むことができるロボットハンドをロボットハ
ンド保持台３４から取り出し、汎用自動組付機３０に装
着することができる。

【００１２】循環型の搬送装置４０はパレット４２のた
めの水平のコンベヤ部４０−１と、両端のバッファ部40
-2A, 40-2Bから成る。実施例では１つの物品はベースワ
ーク４４とベースワーク４４に組み付けられる16A, 16
B, 16C 等の部品によって構成されるが、各パレット４
２は１つの物品のベースワーク４４をその上に載置する
ためのものである。パレット４２は搬送装置４０の水平
コンベヤ部４０−１上では矢印ｆ₁ ，ｆ₁ ´のように往
復され、パレット４２が搬送装置４０の端部に来ると、
パレット４２はバッファ部40-2A 又は40-2B に矢印
ｇ_A , ｇ_B ，ｇ_A ´,ｇ_B ´のように上下に移動するこ
とができる構成になっている。搬送装置４０の水平コン
ベヤ部４０−１の中央部が組み付けステーションＳＴと
なっており、パレット４２がこの組み付けステーション
ＳＴに位置した状態でそのパレット上のベースワーク４
４に対して部品16A, 16B, 16C の組み付けが行われる。

【００１３】次に、実施例における組み付け動作を説明
すると、組付機本体のコンピュータ（図示せず）からの
指令により部品収納箱ローダ１４は、棚１０に収納され
る部品収納箱のうち今回組み付けを行うべき部品を収納
した部品箱を取り出し、支持台２０上の第１の待機位置
Ｐ₁ に位置決めする。図１では部品１６Ｂを整列・収納
した収納箱１２Ｂが待機位置Ｐ₁ に位置した状態を図示
している。

【００１４】待機位置Ｐ₁ への収納箱１２Ｂの供給と同
期して、循環搬送装置４０の水平コンベヤ部４０−１は
組み付けを行うべきベースワーク４４を搭載したパレッ
ト４２を組付ステーションＳＴに位置させる。組付ステ
ーションＳＴへのパレット４２の移動方向が図１の矢印
ｆ₁ のようであれば、バッファ部40-2A の最上端のパレ
ットは水平コンベヤ部４０−１に移行されると共にバッ
ファ部40-2A の残りのパレットは矢印ｇ_A の方向に１段
階上昇され、水平コンベヤ部４０−１から１つのパレッ
トがバッファ部40-2B の最上端に移行されると共に、バ
ッファ部40-2Bの残りのパレットは矢印ｇ_B の方向に１
段階下降される。逆に、組付ステーションＳＴへのパレ
ット４２の移動方向が図１の矢印ｆ₁ ´のようであれ
ば、バッファ部40-2B の最上端のパレットは水平コンベ
ヤ部４０−１に移行されると共にバッファ部40-2B の残
りのパレットは矢印ｇ_B ´の方向に１段階上昇され、水
平コンベヤ部４０−１から１つのパレットがバッファ部
40-2A の最上端に移行されると共に、バッファ部40-2A
の残りのパレットは矢印ｇ_A ´の方向に１段階下降され
る。このようにして、循環搬送装置４０はパレットを一
個づつ次々に組付ステーションＳＴに搬送しつつ、多数
のパレットの収納が可能である。

【００１５】待機位置Ｐ₁ へ収納箱１２Ｂを供給して、
そこに収納される同一の部品１６Ｂの最初の組み付けを
行う際には、ロボットハンド交換機構３６は部品１６Ｂ
の把持・組み付けを行うことができるロボットハンド保
持台３４上の適当なロボットハンド３２Ｂを選択し、汎
用自動組付機３０に装着する。自動組付機３０はそのロ
ボットハンド３２Ｂによって待機位置Ｐ₁ に位置する収
納箱１２Ｂから一つの部品１６Ｂを掴み、組付ステーシ
ョンＳＴ上に位置するパレット４２上のベースワーク４
４に部品１６Ｂを組み付ける。

【００１６】循環搬送装置４０は部品１６Ｂの組み付け
がされたパレットを矢印、例えば、ｆ₁ の方向に１ステ
ップ移動させ、次に組み付けを行うべきパレットを組付
ステーションＳＴ上に位置させる。ロボットハンド交換
機構３６は部品１６Ｂの把持・組み付けを行うことがで
きるロボットハンド３２Ｂを既に装着済であることから
待機位置Ｐ₁ に位置する収納箱１２Ｂからの部品１６Ｂ
の把持は即座に行うことができる。このようにして、パ
レットを１つずつ組付ステーションＳＴに送りながら、
待機位置Ｐ₁ に位置する１つの収納箱１２Ｂの部品１６
Ｂを循環搬送装置４０に収納される全てのパレット４２
上のベースワーク４４に組み付けることができる。

【００１７】以上説明した収納箱１２Ｂからの部品１６
Ｂの組み付けの間に、部品収納箱ローダ１４は、棚１０
に収納される部品収納箱のうち次回の組み付けを行うべ
き部品１６Ｃを収納した部品箱１２Ｃを取り出し、支持
台２０上の第１の待機位置Ｐ ₁ に隣接した第１の待機位
置Ｐ₂ に供給する。従って、待機位置Ｐ₁ に位置する収
納箱１２Ｂの全ての部品１６Ｂの組み付け後組付機３０
は即座に次の部品１６Ｃの組み付け工程に移行すること
ができる。即ち、ロボットハンド交換機構３６は、それ
まで装着されていたロボットハンド３２Ｂを取り外して
ロボットハンド保持台３４の所定位置に戻し、部品１６
Ｃの把持・組み付けを行うことができるロボットハンド
保持台３４上の適当なロボットハンド３２Ｃを選択し、
汎用自動組付機３０に付け替える。

【００１８】ロボットハンド３２Ｃに付け替えた後の汎
用自動組付機３０による部品１６Ｃの組み付けは前述し
た部品１６Ｂの組み付けと同様に行われる。しかしなが
ら、この場合は循環搬送装置４０の移動方向は反対とな
り、前回の移動方向が例えばｆ₁ ，ｇ_A ，ｇ_B であれ
ば、今回の移動方向はｆ₁ ´，ｇ_A ´，ｇ_B ´のように
なる。

【００１９】以上の繰り返し作業をベースワーク４４に
組み付けるべき全部品について行うことにより１ロット
分の部品が完成する。ベースワーク４４のパレット４２
への装着については各部品の組み付けに先行して同様な
手法により循環搬送装置４０に供給することができる。
即ち、ベースワーク４４についても１ロット分が収納棚
１０の所定箇所に格納されており、ローダ１４によりベ
ースワーク４４を支持台２０上の待機位置まで取り出
し、組付機３０の適切なロボットハンドにより循環搬送
装置４０により次々と組み付けステーションＳＴに送ら
れてくるパレットに装着する。尚、パレットを使用せず
に直接ベースワークを循環搬送装置４０により搬送する
ことが可能である。

【００２０】この実施例では１ロット分の物品の部品に
ついて１つ又は複数の部品箱１２に１ロット分収納して
おり、循環搬送装置４０により１ロットパレットを待機
位置に待機させた部品箱１２から次々と組み付けステー
ションＳＴに送ることによりその部品だけをその部品に
適合したロボットハンド３２で組み付けてしまい、全部
品の組み付け後、その間にもう一つの待機位置に待機さ
せておいた部品箱から次の部品の組み付けをロボットハ
ンドを交換することにより即座に行っている。そのた
め、１つのベースワークを組み付けステーションに保持
しておき、ロボットハンドを交換しながら１つの物品の
全ての部品の組み付けを行う手法と比較して、１ロット
分の物品を組み付けを行う際のロボットハンドの交換時
間を節約することができるため、組み付け作業の効率化
を実現することができる。

【００２１】図２は別実施例を示しており、図１の実施
例のように往復型の循環搬送装置４０の代わりに、ルー
プ状の循環搬送装置１４０を設けている。ベースワーク
１４４はループ状の循環搬送装置１４０によりループを
なして送られるパレット１４２上に位置される。組付機
１３０は待機位置Ｐ₁ に位置する部品箱112Aの部品116A
を組付ステーションＳＴに矢印ｈのように送られてくる
パレット１４２上のワーク１４４に次々に組み付けを行
う。

【００２２】部品箱112A中の部品の組み付けの間に次の
部品のための部品箱112Bが待機位置Ｐ₂ に送りだされ
る。部品箱112A中の部品116Aがすべて組み付けを終わる
と、部品箱112Aは矢印ｊ₁のように送りだされ、待機位
置Ｐ₂ に位置する部品箱からの部品の組み付けが行われ
る。

【００２３】１つの種類の部品がコンベヤ１４０上の全
ての物品について組み付けを終わると、ロボットハンド
交換機構により次の部品の組み付けに適したロボットハ
ンド１３２への交換が行われる。図３は第３実施例を示
しており、部品２１６を収容した部品箱又はパレット２
１２は回転型の支持台２２０を回転させながら待機位置
Ｐまで送られる。一方、その上にベースワーク２４４を
載置するパレット２４２も回転型コンベヤ２４０により
送られる。回転型コンベヤ２４０により、パレット２４
２は組み付けステーションＳＴに次々と送られ、組付機
２３０は待機位置Ｐに位置する部品箱からの１種類の部
品を全てのベースワーク２４４に組付する。

【００２４】次の部品の組付時にその部品に適した保持
台２３４上のロボットハンド２３２が選定され、組付機
２３０に交換・装着される。支持台２２０を回転させる
ことにより、次の部品のための部品箱２１２が待機位置
Ｐに送られ、同様な組付が行われる。図４においてコン
ベヤ３４０は図１と同様な構成の循環型であり、ベース
ワーク３４４を載置したパレット３４２を左右の収納部
の間で交互に搬送する。一方、部品３１６を収容した部
品箱３１２を搬送するコンベヤはループ状であり、回転
しながら部品箱３１２を次々と待機位置Ｐに送る。組付
機３３０はその待機位置Ｐに位置する部品箱３１２中の
部品３１６の把持に適したロボットハンド３３２が支持
台３３４より選択・交換・装着される。組付機は待機位
置Ｐに位置する部品箱３１２中の部品３１６を把持し、
コンベヤ３４０により組付ステーションＳＴに次々と送
られてくるパレット３４２上のベースワーク３４４への
組付を行う。

【００２５】

【発明の効果】この発明によれば、１ロット分の数の物
品についてその部品を全て１つのステーションで組み付
けることができるため、ステーション間での工程や加工
時間の相違に伴う稼働効率の低下がなく、組み付け効率
を高めることができると共に、ステーション間のバッフ
ァの設置が不要となり、設備に要するコストの低減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の第１の実施例の構成を示す斜
視図である。

【図２】図２はこの発明の第２の実施例を示す図であ
る。

【図３】図３はこの発明の第３の実施例を示す図であ
る。

【図４】図４はこの発明の第４の実施例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０…棚 １２…部品収納箱 １４…部品箱ローダ １６…部品 ２０…支持台 ３０…組付機 ３２…ロボットハンド ３４…ロボットハンド保持台 ３６…ロボットハンド交換機構 ４０…搬送装置 ４２…パレット ４４…ベースワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １台の設備でその物品の完成に至るまで
   の全ての部品の組み付けが可能な汎用自動組付機と、 夫々の部品の組み付けに適したロボットハンドを前記汎
   用自動組付機に装着せしめるロボットハンド交換機構
   と、 全部品につき部品の種類毎設けられ部品箱収納部に収納
   された多数の部品箱と、 組み付けを行う部品を収容した一つの部品箱を部品箱収
   納部より取り出し、所定の待機位置まで取り出す部品箱
   ローダと、 待機位置に位置する部品箱からロボットハンドにより取
   り出された１つの部品の組み付けを行う組み付けステー
   ションを介して組み付け中の物品を移送しながら収容可
   能な組み付け移送コンベヤ手段と、から成る物品組み付
   け装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明において、前記待
   機位置は複数設置され、一方の待機位置における部品箱
   の部品がロボットにより組み付けが行われているとき他
   方の待機部には次に組み付けを行う部品を収容した部品
   箱が部品箱ローダによって取り出され待機されているこ
   とを特徴とする物品組み付け装置。