JPH10329072A - 複数部材の自動組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間部材を介設させて組み付ける複数の部材
を，マニピュレータ等を高度に制御することなく，組み
付けることのできる自動組立方法の提供。 【解決手段】 複数のチャック４１，４２を所定の角度
ａ，ｂ．．．で近接または離隔させる移動手段（エアシ
リンダー４３）と備えた組み付けハンド４０を用意し，
複数の部材１０，２０を中間部材３０を介設させること
なく連結させる仮組み付け工程と，各部材をチャックに
により把持した後，所定の角度ａ，ｂ．．．の方向に一
旦離隔させると共に位置関係を保ちつつ第１の部材１０
を中間部材に対する所定の組み付け位置に移動させる中
間工程と，その後に他の各部材２０を所定の角度ａ，
ｂ．．．の方向から上記第１の部材に再接近させ各部材
の連結部を再結合させる本組み付け工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，間に中間部材を介設させる複数
の部材の自動組立方法に関する。

【０００２】

【従来技術】２つの部材を組み立てる方法として，特開
昭５８−１６５９８１号公報には，一方のマニピュレー
タにより一方の部材を所定の位置に継続的に保持し，他
方のマニピュレータにより上記部材の所定の位置に他方
の部材を供給して組み付ける方法が提案されている。

【０００３】また，特開平４−１７６５７７号公報に
は，２つの部材をシャーシ等に組み付ける方法が提案さ
れている。即ち，平行移動可能かつ回転自在の取付体に
回転軸に直角方向に進退自在の一対のチャックを設け，
２つのチャックを接離可能とした複数部材の自動組立装
置が提案されている。その結果，第１，第２チャック
は，Ｘ方向，Ｙ方向，回転方向及び回転方向に直交する
方向に姿勢制御することができると共に互いに接離する
ことができるから，上記部材を互いに関連させた状態で
シャーシ等の第３の部材に組み付けることができるとす
る。

【０００４】上記のように，２つの部材を組み付ける場
合には，単純に２つの部材を連結するのではなく，２つ
の部材の間にシャーシやケースの隔壁等の中間部材を介
設させなければならない組み付け態様がある。即ち，例
えば，ケースの内部に装着される風向制御用のドアとケ
ースの外部に出ている上記ドアの角度制御用のプレート
とをケースの隔壁を介して組み付けるような場合であ
る。

【０００５】この場合は，隔壁等の中間部材と他の部材
との位置関係は比較的ラフでよく高度の位置合わせ精度
は必要がないが，３つの部材の位置関係を同時に制御す
るため組み付け作業は，より困難となる。このような場
合には，例えば，第１ステップとして，ケース等の中間
部材と第１の部材との間の位置合わせを行い，この状態
において，次のステップで第１の部材と第２の部材との
間の高精度の位置合わせが行われることになる。そし
て，前者の特開昭５８−１６５９８１号公報の装置で
は，第１のマニピュレータにより，ケース等の中間部材
の位置に第１の部材をセットし，その後その位置を継続
的に保持し，第２のマニピュレータにより，第２の部材
を第１の部材に組み付ける。

【０００６】

【解決しようとする課題】しかしながら，２つの部材の
間にケースの隔壁等の中間部材を介設させる上記のよう
な組み付け態様の場合には，上記の従来の方法には，い
ずれもチャックやマニピュレータを高度に制御しなけれ
ばならず，部材の種類毎に制御動作のセッティングやプ
ログラミングが必要となる問題がある。

【０００７】特開昭５８−１６５９８１号公報に記載さ
れた方法では，２つの部材を把持し位置制御する２つの
マニピュレータを必要とし，２つのロボットまたは双腕
ロボットを必要とし，広い作業スペースが必要である。
そして，２つのマニピュレータが干渉しないように協調
的に制御し，２つの部材の連結部をドッキングさせるよ
うチャックを位置制御するから，チャックの動きに対し
て高度の制御動作を必要とする。そして，部材の種類ご
とに制御のセッティングを必要とする。

【０００８】また，特開平４−１７６５７７号公報に記
載された装置は，単一のマニピュレータに２つのチャッ
クを取り付けてあるからマニピュレータの協調的な制御
は不要であり，作業スペースは節約されるが，２つの部
材を同時に取り出すことができず，２つの部材を２ステ
ップで取り出すから作業時間がかかる。また，同様に，
部材の組み付け位置において部材の連結部を正確に位置
制御するから，チャックに対して精度の高い制御が必要
となる。そして，部材の種類毎に制御動作のセッティン
グやプログラミングが必要となる。

【０００９】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたものであり，間に中間部材を介設させて組み付け
る複数の部材を，マニピュレータやチャックを高度に制
御することなく，容易に組み付けることのできる自動組
立方法を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題の解決手段】本願の第１発明は，間に中間部材を
介設させると共にそれぞれの連結部を基準軸に対して所
定の角度ａで接近させ一対の部材を連結する自動組立方
法であって，両部材を把持する一対のチャックと上記チ
ャックを上記ａの角度で近接または離隔させるチャック
移動手段とを備えた組み付けハンドを用意し，上記第
１，第２部材を間に中間部材を介設させることなく連結
させる仮組み付け工程と，仮組み付けした上記部材を上
記組み付けハンドのチャックにより把持した後，上記移
動手段を作動させ両部材を上記角度ａの方向に離隔させ
ると共に両部材の位置関係を保ちつつ第１の部材を中間
部材に対する所定の組み付け位置に移動させる中間工程
と，その後に上記チャック移動手段を作動させ第２の部
材を所定の角度ａの方向から第１の部材に再接近させ両
部材の連結部を再結合させる本組み付け工程とからなる
ことを特徴とする中間部材を介設させ一対の部材を連結
する自動組立方法にある。

【００１１】また，本願の第２発明は，間に中間部材を
介設させると共に互いの連結部を所定の角度ａ，
ｂ．．．の方向から接近させて連結する複数の部材の自
動組立方法であって，各部材を把持する複数のチャック
と上記チャックを上記所定の角度ａ，ｂ．．．で近接ま
たは離隔させる移動手段と備えた組み付けハンドを用意
し，上記複数の部材を中間部材を介設させることなく連
結させる仮組み付け工程と，仮組み付けした上記各部材
を上記組み付けハンドのチャックにより把持した後，上
記移動手段を作動させ各部材を上記所定の角度ａ，
ｂ．．．の方向に一旦離隔させると共に各部材の上記位
置関係を保ちつつ第１の部材を中間部材に対する所定の
組み付け位置に移動させる中間工程と，その後に上記移
動手段を作動させ他の各部材を所定の角度ａ，ｂ．．．
の方向から上記第１の部材に再接近させ各部材の連結部
を再結合させる本組み付け工程とからなることを特徴と
する間に中間部材を介設させる複数の部材の自動組立方
法にある。

【００１２】上記発明において，特に注目すべきことの
第一点は，中間部材を介設させることなく，２つ（第２
発明では複数，以下同じ）の部材だけで仮組み付けを行
い，両者の位置合わせを行うことである。この仮組み付
けは，中間部材が存在しないから，作業が容易である。

【００１３】特に注目すべきことの第二点は，上記仮組
み付けの状態から一定の方向（角度ａ）に両者を離隔さ
せ，上記位置関係を保ちつつ第１の部材を中間部材に対
する所定の組み付け位置に移動させることである。そし
て，上記移動動作は，一定の方向（角度ａ）に対する離
隔動作であるから，チャックの備えるべき機能は単純で
あり，かつ制御も簡単である。

【００１４】そして，特に注目すべきことの第三点は，
上記のように，第１の部材と中間部材とを位置合わせし
た状態で，第２の部材を一定の方向（角度ａ）で近接さ
せることである。この移動動作は，一定の方向（角度
ａ）に対するチャックの往復動作であるから，チャック
の備えるべき機能は単純であり，かつ制御も簡単であ
る。そして，上記の作用効果は，３つ以上の部材の組み
付けの場合においても同様である。

【００１５】上記のように，本願の発明によれば，始め
に，作業の容易な仮組み付けを２つの部材の間に行うこ
とにより，チャックの位置制御機能が単純なものでよく
なり，かつチャック間の移動制御のアルゴリズムも一定
の方向への単純な往復運動でよい。従って，装置は安価
となり，組み付け作業の制御動作のセッティングも容易
である。

【００１６】例えば，従来の組み付け自動化の場合に
は，複数の部材に対応するロボットハンドのティーチン
グ作業が必要であったが，本発明の方法では，一旦部材
が離れ離れになっても，部材の連結部相互の位置関係が
保持されるということから，部材１個分相当のロボット
ハンドのティーチング量での組み付け自動化が可能とな
る。上記のように，本発明によれば，マニピュレータや
チャックを高度に制御することなく，間に中間部材を介
設させて組み付ける複数の部材を容易に組み付けること
が可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】

実施形態例 本例は，図３に示すように，間に中間部材としてのケー
ス３０を介設させると共にそれぞれの連結部である係合
穴１２（図５）と係合ピン２３（図４）とを軸心に平行
に互いに接近させドア１０とプレート２０とを連結する
自動組立方法である。組み付けに用いるロボット４のハ
ンド４０は，図１，図２に示すように，ドア１０とプレ
ート２０とを把持する一対のチャック４１，４２と，チ
ャック４１，４２を互いに近接または離隔させるチャッ
ク移動手段としてのエアシリンダ４３と備えている。

【００１８】そして，本例の組み付け工程は，ドア１０
とプレート２０とを間にケース３０を介設させることな
く連結させる図示しない部材供給装置による仮組み付け
工程（図示略）と，コンベア５１により送られてきた仮
組み付け状態の上記部材１０，２０を組み付けハンド４
０のチャック４１，４２により把持した後，エアシリン
ダ４３を作動させ両部材１０，２０を図１に示すように
一旦離隔させると共に両部材１０，２０の位置関係を保
ちつつドア１０をコンベア５２上のケース３０に対する
所定の組み付け位置に移動させる中間工程と，その後に
エアシリンダ４３を作動させプレート２０をドア１０に
再接近させ両部材１０，２０の連結部である係合穴１２
（図５）と係合ピン２３（図４）とを再結合させる本組
み付け工程とからなる。

【００１９】以下それぞれについて説明を補足する。組
み付けの対象部材であるドア１０，プレート２０及びケ
ース３０はいずれも，合成樹脂性の部材である。そし
て，図３に示すように，ドア１０は下端のシャフト１１
の一端部をケース３０の内部中心付近に設けた受け座３
２に挿入され，シャフト１１の反対側にある係合穴１２
にはケース３０の側面３１に存在する挿通穴３１１を通
してプレート２０のピン２３が挿入される。

【００２０】即ち，図５に示すように，シャフト１１の
係合穴１２には，一対のフォーク１２１が設けられてお
り，一方，プレート２０には図４に示すようにピン２３
が突設されており，ピン２３の突部２３１が上記フォー
ク１２１に嵌合することにより，ピン２３は係合穴１２
に連結される。これによって，ドア１０とプレート２０
とは一体となり，ドア１０とプレート２０とはシャフト
１１（係合穴１２）の軸心を中心にして回動可能とな
る。

【００２１】更に，図４，図６に示すように，プレート
２０のピン２３側には，軸心の周りに対称形に３個の係
合爪２２が配置されており，ケース３０の挿通穴３１１
に上記ピン２３を挿入すると，係合爪２２は内側に撓ん
でケース３０の内側に進入し，その後撓みを復元させ
て，図６（ａ）に示すように，先端のカギ部が挿通穴３
１１の壁面の縁部に係合し，プレート２０は，ケース３
０に拘束され，そこから抜け出ないようになる。また，
図４に示すように，プレート２０の曲折部には，チャッ
ク４１の爪が進入するチャック把持用の穴２１が開けら
れており，穴２１内の壁面には，３個のリブ２４が回転
対称形に配置されている。

【００２２】そして，図１に示すように，ロボット４の
先端のフランジ４９には組み付けハンド４０を備えてお
り，ハンド４０は図２に示すようにフランジ４９の面に
垂直に取り付けられた第１チャック４１と，第１チャッ
ク４１に対して爪が垂直の向きとなるように取り付けら
れた第２チャック４２と，第２チャック４２が第１チャ
ック４１に対してフランジ４９と平行方向に接離するよ
うに駆動するエアシリンダ４３を具備している。

【００２３】そして，ロボット４は，図１に示すよう
に，部材供給用のコンベア５１と組立用のコンベア５２
との間を自在に移動し，アーム４８１，４８２を操作し
フランジ４９を自在に昇降可，移動させることができ
る。一方，ドア１０とプレート２０とは，仮組み付けさ
れた状態でコンベア５１により供給される。

【００２４】即ち，上記部材供給工程では，始めに，図
示しない部材供給装置によりパレット８１にプレート２
０をセットする。次に，同様の部材供給装置により，パ
レット８１にセットされたプレート２０にドア１０をセ
ットする。この時，パレット８１上にセットされたプレ
ート２０は位置決めされた状態にあり，ドア１０をこれ
にセットする作業は，ドア用の図示しないパレットにド
ア１０をセットするのと変わらない作業となる。従っ
て，図示しない上記部材供給工程は，２個の部材を直接
組み付ける為の従来の部材供給装置を用いて可能であ
る。

【００２５】そして，第１チャック４１がドア１０を把
持し，第２チャック４２がエアシリンダ４３に駆動され
て第１チャック４１に接近した場合には，図２に示すよ
うに，第２チャック４２の爪４２１がプレート２０の把
持位置（図４に示す把持穴２１）に進入していくように
各部材の位置関係が構成されている。

【００２６】また，エアシリンダ４３により第１チャッ
ク４１と第２チャック４２とを最も離隔させた状態にし
て，それぞれのチャック４１，４２にドア１０とプレー
ト２０とを把持し，図１に示すようにドア１０をケース
３０の位置に移動させた場合に，ハンド４０やプレート
２０がケース３０に干渉しないように，各部材が配置さ
れ且つロボットのアーム４８１，４８２は動作を制御さ
れる。

【００２７】上記構成に基づいてドア１０とプレート２
０をケース３０に組み付ける動作について説明する。ま
ず，ドア１０とプレート２０が仮組み付けされた状態
で，リブ２４の突設された把持穴２１を利用してパレッ
ト８１上に位置決めされて，コンベア５１により供給さ
れる。これに対する初期状態として，パレット８１上の
ドア１０におけるチャック４１の把持部１３（図２）を
把持するため，ロボット４はハンド４０のチャック４１
が，ハンド４０を横方向に向けて待機している。

【００２８】そして，パレット８１が供給されると，ロ
ボット４はエアシリンダ４３によりチャック４１とチャ
ック４２が最遠となる離隔位置に操作して，チャック４
１によりドア１０を把持する。この時，パレット８１が
位置するコンベア５１の下方にはチャック４２の衝突を
回避できるスペースを設けてある。

【００２９】次にドア１０をハンド４０によりパレット
８１より取り出すと，ドア１０とプレート２０は一体化
しているので，ドア１０にプレート２０が連結された状
態で，ハンド４０をコンベア５１よりコンベア５２上の
ケース３０側に移動する。同時に，プレート２０の把持
穴２１のリブ２４を避けて内壁部を把持するよう，エア
シリンダ４３によりチヤック４２を穴２１内の把持位置
へ移動させ，爪を拡開してプレート２０を把持する。

【００３０】その後エアシリンダ４３によりチャック４
２をチャック４１から離隔させると，ドア１０とプレー
ト２０とは，シャフト１１の軸方向の位置関係を除く軸
の周りのその他の位置関係は保持されたまま，互いに分
離される。次に，パレット８２上に位置決めされたケー
ス３０がコンベア５２により組み付け位置に供給されて
くる。

【００３１】そして，ロボット４により，ドア１０をケ
ース３０の組み付け位置上に移動し，ドア１０がケース
３０の壁面に干渉しないように，シャフト１１を受け座
３２の位置に位置決めし，シャフト１１の係合穴１２を
ケース３０の挿通穴３１１の中央へ位置決めする。そし
て，プレート２０のピン２３のエアシリンダ４３による
駆動方向には上記挿通穴３１１とドアの係合穴１２が位
置している。その結果，エアシリンダ４３を駆動してチ
ャック４２をチャック４１に接近させれば，ドア１０の
ピン２３の係合穴１２への挿入とプレート２０の係合爪
２２のケース３０の挿通穴３１１への係合が可能とな
る。

【００３２】ドア１０とプレート２０のケース３０への
組み付けが完了した後，チャック４１とチャック４２を
ドア１０とプレート２０からそれぞれアンチヤツクし，
エアシリンダ４３によりチャック４２をチャック４１か
ら離隔し，ハンド４０をケース３０の上方に移動した
後，初期状態へ移動し１つのサイクルを終了する。以上
により，複数部材の組み付け作業が，ロボット１台で小
スペースで可能となる。

【００３３】また，従来には必要であった３部材の組み
付け時におけるドア１０とプレート２０との位置合わせ
作業が不要となり，単純なチャック４１に対するチャッ
ク４２の往復運動でよく，高速な組み付け作業が可能と
なる。更に，従来の組み付け自動化の場合には，ロボッ
ト４に対して，複数の部材，即ちドア１０とプレート２
０とにそれぞれに対応するティーチング作業が必要であ
ったが，本例の方法では，一旦部材が離れ離れになって
も，ドア１０とプレート２０との連結部相互の位置関係
が保持されるということから，ロボット４において部材
１個分相当のティーチング量での組み付けの自動化が可
能となる。

【００３４】また，仮組み付けされ一体化した状態から
組み付けを開始するから，複数部材，即ちドア１０とプ
レート２０とをパレット８１から同時に取り出すことが
可能となり，組み付け作業の高速化が実現できる。上記
のように，本例によれば，ロボット４を高度に制御する
ことなく，間にケース３０を介設させてドア１０とプレ
ート２０との自動組み付けが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例の組み付け方法における組み付け部
材及び装置の配置図。

【図２】実施形態例のチャック相互間の移動態様を示す
図。

【図３】実施形態例の組み付け部材の組み付け過程を示
す斜視図。

【図４】実施形態例のプレートの斜視図。

【図５】実施形態例のドアの係合穴近傍の拡大斜視図。

【図６】実施形態例のケースとプレートの係合状態を示
す断面図（ａ）と，（ａ）図に対するＡ矢視図（ｂ）。

【符号の説明】

１０．．．第１組み付け部材（ドア）， ２０．．．第２組み付け部材（プレート）， ３０．．．中間部材（ケース）， ４０．．．ハンド， ４１，４２．．．チャック， ４３．．．移動手段（エアシリンダ），

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間に中間部材を介設させると共にそれぞ
   れの連結部を基準軸に対して所定の角度ａで接近させ一
   対の部材を連結する自動組立方法であって，両部材を把
   持する一対のチャックと上記チャックを上記ａの角度で
   近接または離隔させるチャック移動手段とを備えた組み
   付けハンドを用意し，上記第１，第２部材を間に中間部
   材を介設させることなく連結させる仮組み付け工程と，
   仮組み付けした上記部材を上記組み付けハンドのチャッ
   クにより把持した後，上記移動手段を作動させ両部材を
   上記角度ａの方向に離隔させると共に両部材の位置関係
   を保ちつつ第１の部材を中間部材に対する所定の組み付
   け位置に移動させる中間工程と，その後に上記チャック
   移動手段を作動させ第２の部材を所定の角度ａの方向か
   ら第１の部材に再接近させ両部材の連結部を再結合させ
   る本組み付け工程とからなることを特徴とする中間部材
   を介設させ一対の部材を連結する自動組立方法。
2. 【請求項２】 間に中間部材を介設させると共に互いの
   連結部を所定の角度ａ，ｂ．．．の方向から接近させて
   連結する複数の部材の自動組立方法であって，各部材を
   把持する複数のチャックと上記チャックを上記所定の角
   度ａ，ｂ．．．で近接または離隔させる移動手段とを備
   えた組み付けハンドを用意し，上記複数の部材を中間部
   材を介設させることなく連結させる仮組み付け工程と，
   仮組み付けした上記各部材を上記組み付けハンドのチャ
   ックにより把持した後，上記移動手段を作動させ各部材
   を上記所定の角度ａ，ｂ．．．の方向に一旦離隔させる
   と共に各部材の上記位置関係を保ちつつ第１の部材を中
   間部材に対する所定の組み付け位置に移動させる中間工
   程と，その後に上記移動手段を作動させ他の各部材を所
   定の角度ａ，ｂ．．．の方向から上記第１の部材に再接
   近させ各部材の連結部を再結合させる本組み付け工程と
   からなることを特徴とする間に中間部材を介設させる複
   数の部材の自動組立方法。