JPS60180795A - ロボツトの組立ハンド交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、１台の組立用ロボットで多品種の・（−ツ（
部品）を組立てるロボットにおける組立ノ１ンド交換装
置に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、この種のパーツ組立用ロゴットヲ使用した組立ｆ
−７ントラインは、第１図に示されるように、直線状を
なす機台ａの一側にパレットｂを備えた搬送コンベヤｃ
’ｒ水平にして設け、この搬送コンベヤＣの一側に位置
する上記機台ａに独立した複数の組立用口がツ）ｄｓ　
ｅｘ　ｆｓを設置したものである。

特に、上記組立用ロポツ）ｄは、組立てられる物品のプ
レート（基板）となるパーツＰ工を上記各ノ母レットｂ
の所定の位置に載置する組立ノ・ンドとしてのバキュー
ムチャックｄｌヲ備えた第１組立ロビットと、例えば、
集積回路（＋、ｃ）のような角形部品となるパーツＰ２
を上記／４’−ツＰ工の所定の位置に載置する組立ノ１
ンドとしての把持ノ・ンドｅ１を備えた第２組立ロビッ
トｅと、上記両ノ４−ツＰよｐＰ２に止ねじで固定する
ドライバーユニットｆｌ　を備えた第３組立ロボツ）ｆ
とで構成されている。

従って、上述した・セーツ組立用ロピットを使用した組
立プラントラインは、上記第１組立ロゴットｄのバキュ
ームチャック−工によってプレートとしての・ぐ−ツＰ
ｌヲ各パレットｂ上に載置し、しかる後、上記搬送コン
ベヤＣ上のパレットｂを次の第２組立ロゴツ）ｅの直前
に移動して、一旦停止させ、この第２組立ロデツ）ａの
把持ノ・ンドｅよ　によって集積回路によるノ臂−ツＰ
　２　ヲ／＃−ツＰ工に載置し、さらに、次の組立工程
としての第３組立ロボットｆのドライバーユニットｆ工
によって上記両ノソーツＰ工、Ｐ２ｅ正ねじで固着して
組立を行うようになっている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、上述したノＪ？−ツ組立用口ｄ？ットを
使用した組立グランドラインは、上記バキュームチャッ
クｄ　１把持ハンドｅ工及びドライバーユニツ）ｆ工の
三組立作業工程に限定され、汎用性がなくなるばかりで
なく、各組立ロバ？ットｄ。

ｅ、ｆの組立作業級を均一にすることが困難であるばか
りでなく、“−組立作業−−組立口パレット１という関
係から、比較的にサイクルタイムの短かい組立グランド
ラインに導入することができないばかりでなく、多品種
少量の・！−ツの組立作業では、稼動効率が低くなり、
組立シラントラインにおける各組立ロボットを有効に利
用することが困難である。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した難点を解消するために、組立プラン
トラインにおいて、唯一の組立用ロボットのチャック部
に組立順序に応じた各種の機能ハンドユニツＩｆ交換し
て取付け、この各機能ハンドで各ノや一ンの組付け、ね
じ止等の組立作業を行って、組立ロボットの稼動効率の
向上を図ることを目的とする口鱈−ットの組立ハンド交
換装置を提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、機台ｉノ４レツｉ載置した搬送装置を水平に
して設け、この搬送装置の近傍の上記機台に組立用ロボ
ット及び各種の機能ハンドユニット トを収納するハンドレス淘をそれぞれ設置し、上記組立
用ロボットのシリンダー装置によるチャック部に上記各
機能ハンドユニットを自動的に交換して取付け、この組
立用ロボットに取付けられた各機能ハンドユニットで上
記パレット上に各ノクーツを載置し、さらに、これらを
固定して組立てるように構成したものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の一実施例につい゛て説明する。

第２図乃至第６図において、符号】は、横長い機台であ
って、この機台１の一側上部には、例えば、エンドレス
チェーンによる搬送装置２が水平にして設けられており
、この搬送装＃２にはミ扁平なベレット３が摩擦的に保
持されながら移送されるようにして設けられている。又
、上記搬送装置２の他側に位置する上記機台１上には、
組立用口ぎット４及び各種の機能ハンドレスト）５，６
゜７を収納するハンドレスト８が、それぞれ設置されて
いる。

上記組立用口？ット４は、上記機台１の上面に主柱９を
立設し、この主柱９の上部９ａに旋回用駆動モータ１０
を付設し、上記主柱９の上部９ａＫ腕杆１１ｖｆ−上記
旋回用駆動モータ１０によって回動自在に枢着し、この
腕杆１１の自由端部に手首杆１２を手首用駆動モータ１
３によって回動自在に枢着し、この手首杆１２の自由端
部にざ−ルねじで上・下動するチャック部１４を約３０
ｃＩＩＬ程度のストロークで昇降自在に設けて構成した
ものである。

従つゼ（上記組立用ロボット４は、上記旋回用駆動モー
タ１０′ｆｔ：駆動することＫより、腕杆１１を主柱９
の周りに回動すると共に、上記手首用駆動モータ１３ヲ
駆動することによって手首杆１２を上記腕杆１１の自由
端部の周りに回動し、さらに、上記チャック部１４ヲコ
ールねじ（図示されず）によって昇降し得るようになっ
ている。さらに、上記組立用ロボット４の動作は、プロ
グラム制御装置を組込んだマイコンに接続することによ
り、所望のシーケンス動作をするようになっている。

特に、上記組立用口ぎット４のチャック部１４は、第３
図及び第４図に示されるように、シリンダー装置１６に
よって構成されている。即ち、上記手首杆１２の自由端
部に昇降自在に設けられたチャック部１４の一部を構成
する給気Ｗ１５の下部には、シリンダー装置１６のシリ
ンダー１７が垂設されており、このシリンダー１７には
、アリ部１８ａを形成したビス［・ン１８が上・下方向
に摺動自在に嵌装されている。

又、上記アリ部１８ａの摺動通路上に位置する上記シリ
ンダー１７の髄部１７ａには、貫通孔１９が水平方向に
穿設されており、この貫通孔１９には各ビール加が、上
記アリ部１８ａが当接したとき、外がわへ突出し得るよ
うにして嵌装されている。さらに、上記ピストン１８の
下がわに位置する上記シリンダー１７の一部には、給気
口２１が上記ピストン１８を上方へ押上げるようにして
設けられており、上記給気口２１の反対側に位置する上
記シリンダー１７には、スプリング（図示されず）を内
蔵した接触子（接続端子）２２が、例えば、位置決めセ
ンサやリード線等に接続し得るようにして設けられてい
る。

一方、上記ハンドレスト８の一部には、第３図に示され
るように、少くなくとも一対をなす案内杆おが立設され
ており、この案内杆るの各小径部２３ａには各スライド
座板冴が嵌装されており、この各スライド座板囚と上記
へンドレスト８の上面との間には伸張性のコイルばね５
が介装されている。

他方、上記ハンドレスト８の上記各案内杆内の各スライ
ド座板別には、前記機能ハンドユニットとしてのバキュ
ームチャック５が焉脱自在にして水平に載置されている
（第３図診照）。

上記バキュームチャック５は、第３図及び第４図に示さ
れるように、扁平な支持板２６に複数の吸着バット２７
ヲ垂設すると共に、上記支持板あの中程にチー／４’　
−ｆ形成したアリ溝２８ヲ上記チャック部１４の上記各
ボールかに係合するようにして設けたものである。

即ち、上記ハンドレスト８の各案内管るには、上記バキ
ュームチャック５の主要部を構成する支持板列のガイド
孔２６ａが嵌合されると共に、上記各スライド座板囚に
よって水平に保持されており、上記支持板あの底面には
複数の吸着・ンット２７が、例えば、プレ・−１・（基
板）となる・千−ツＰｌを弾発的に吸着し得るようにな
っている。又、上記各吸着７′ｅツ）２７の上部には、
第４図に示されるように、真空状態を形成する吸気管器
が付設さｔ］２ており、この吸気管器は、前記チャック
部１４の一部に設けられた管接手３０を介して真空吸気
管３１に接続されている、さらに、上記支持板列の中極
には、テーパーを有するアリ溝側が設けられており、こ
のアリ溝路は、−前記チャック部１４の各ゴール加に、
係合し得るようになっている。さらに又、上記支持板列
の一部には、端子３２が上記チャック部１４の接触子ｎ
に接続するようにして付設されている。

従って、上記ハンドレスト８に収納された上記号 バキュームチャックｈを上記チャック部Ｌ４に取付ける
場合、上記組立用口はット４のチャック部１４を、前述
したように、上記組立用口ざット４の旋回用駆動モータ
ー０及び手首用駆動モーター３ｉマイコンに組込まれた
プログラム制御装置によって作動し、上記ハンドレスト
８のバキュームチャック５の直上へ移動すると共に、上
記チャック部１４ヲ図示されないボールねじによって降
下する。又、上記チャック部１４の給気管１５から圧力
流体が上記シリンダー】７内に供給されると、上記ピス
トン１８は降下して、このピストン１８のアリ部１８８
をバキュームチャック５のアリ溝あ内に嵌合する。次に
、上記チャック部１４（Ｕ給気口２１へ切換えられた圧
力流体をシリンダー１７内に供給することにより、上記
ピストン１８は上昇して、このピストン１８のアリ部１
８ａは各ｓｒ−ル２０を外がわへ突出して、この各ざ−
ル加と上記アリ溝路とは上記アリ部１８ａによって固く
係合する。これによって、上記チャック部１４と上記バ
キュームチャック５とは実質的に一体となり、しかも、
上記チャック部１４の管接手（９）と吸気管酋及び接触
子ｎと端子３２とは同時に連結されるようになっている
。

しかして、上記チャック部１４にバキュームチャック５
を挿着した組立用口ぎット４は第４図に示されるように
、予め、プログラムされた組立工程に基づいて、部品供
給装置（跡が・されず）からのパーツＰｌヲ吸着して前
記搬送装置２のｉ９レット３上に載置するようになって
いる。

上記真空吸気管３１に付設された電磁切替パルプ（図示
されず）によって行われる。

次に、上記ハンドレスト８の一部には、第２図及び第５
図に示されるように、前記機能ハンドユニットとしての
把持ハンドユニット６が、上記チチャック部１４に着脱
自在にして載置されている。

即ち、上記把持ハンドユニット６は、第５図に示される
ように、構成されている。つまり１支持部材おの中程に
は、前記アリ溝と略同形のチー・や−を有するアリ溝路
が形成されており、上記支持部材あの底面には、例えば
、圧縮空気によって作動するシリンダー装置３４が水平
にして設けられている。このシリンダー装置父のピスト
ンロッド３４ａには、パーツＰ２’Ｉｋ把持する一対の
爪部材あが中間支持部材３６ヲ介して設けられている。

又、上記シリンダー装置あには、空気管３７の一端部が
接続されており、この空気管３７の他端部は、前記チャ
ック部１４の一部に付設された管接手３０ａを介して空
気供給管間に接続されている。

従って、上記ハンドレスト８に収納された上記せ バキュームチャックｈの近傍の把持ハンドユニット６を
前記チャック部１４に取付ける場合、上記組立用ロボッ
ト４のチャック部１４ヲ、上記旋回用駆動モーター０及
び手首用駆動モーター３ｔｌ−マイコンに組込まれたプ
ログラム制御装置で作動し、上記ハンドレスト８の把持
ハンドユニット６の直上へ移動すると共に、上記チャッ
ク部１４ケ、図示されないボールねじによって降下する
。又、上記チャツ得 り部１４の暢気管１５から圧力流体が上記シリンダー１
７内に供給されると、上記ピストン１８は降下して、こ
のピストン１８のアリ部１８ａ？ｉｌ−上記把持ノｈン
ドユニット６のアリ溝部内に嵌合する。次に、上記チャ
ック部１４の給気口２１（第３図参照）の圧力流体をシ
リンダー１７内に供給することにより、上記ピストン１
８は上昇して、このピストン１８のアリ部１８ａは、各
ｄ（−ル２１−外がわへ突出して、この各ピール加と上
記アリ溝路とは上記アリ部１８ａによって固く係合する
。

こｔ′Ｌによって、上記チャック部１４と上記把持ハン
ドユニット６とは、実質的に一体となり、しかも、上記
チャック部１４の％・接手３０ａと空気管３７とは同時
に連結される。

しかして、上記チャック部１４に把持ハンドユニット６
全挿着した組立用ロコ」？シト４は、第５図に示される
ように、予め、プログラムされた組立工程に基づいて、
部品供給装置（図示されず）から１個づつ送出される・
ぐ−ツＰ２會上記シリンダー装置３４の爪部材３５によ
って挾持して、前記搬送装置２のノ（レット３に載置さ
れた）ｊ−ツＰ工上の所定の位置に載せるようになって
いる。

なお、上記把持ハンドユニット６を上記ハンドレスト８
の所定の場所へ戻すときには、上述した逆の動作によっ
て行われる。

次に、上記ハンドレスト８の一部には、第２図及び第６
図に示されるように、前記機能ハンドユニットとしての
ドライ−ぐ−ユニット７が上記チャック部１４に着脱自
在にして載置されている。

即ち、上記ドライバーユニット７は、第６図に示される
ように構成されている。つまり、扁平な保持板３９の一
側部には、前記アリ部１８ａと略同形のテーパーをなす
アリ溝あが形成されており、上記保持板３９の他側部に
（：マ、駆動モータ４ｏに直結したねじ回しとしてのド
ライバー４１が垂設されており、このドライバー４１を
保持した保持部材４２には、パーツＰ３　としての止ね
じの案内を兼ねた真空パには可撓性の吸気管４４の一端
部が接続されており、この吸気管４４の他端部は、前記
チャック部１４の管接手（資）を介して真空吸気管３１
に連結されるようになっている。なお、上記止ねじとし
ての／ＩＰ−ツＰ３は、第２図に示されるように、ねじ
供給装置４５から、止ねじの頭部を上位にして１個づつ
供給されるようになっている。又、上記ねじ供給装置４
５は大小異なる２種の止ねじを供給し得るようになって
いる。

従って、上記ハンドレスト８に収納された上記ドライ−
ぐ−ユニット７を上記チャック部１４に取付ける場合、
上記組立用ロボット４の旋回用駆動モータ１０及び手首
用駆動モータ１３を上記マイコンに組込まれたプログラ
ム制御装置によって駆動し、上記チャック部１４ヲ上記
ハンドレスト８のドライバーユニット７の直上に移動す
ると共に、上記チャック部１４ヲ、図示されないが−ル
ねじによって降下する。又、上記チャック部１４の給気
管１５から圧力流体が°上記シリンダー１７内に供給さ
れると、上記ピストン１８は、降下してこのピストン１
８のアリ部１８ａを上記ドライバーユニット７のアリ溝
四内に嵌合する。次に、上記チャック部１４の給気口２
１（第３図参照）の圧力流体をシリンダー１７内に供給
することにより、上記ピストン１８は上昇して、このピ
ストン１８のアリ部１８ａは、各メール２０ｔｌ−外が
ねへ突出して、この各ざ−ル加と上記アリ溝羽とは、上
記アリ部１８ａによって固く係合する。

これによって１上記チャック部１４と上記ドライバーユ
ニット７とは、実質的に一体となり、しかも、上記チャ
ック部１４の管接手３０と吸気管Ｉとは同時に連結され
る。

しかして、第６図に示されるように、上記チャック部１
４にドライバーユニット７を挿着した組立用ロボット４
は、予め、プログラムされた組立工程に基づいて、上記
ねじ供給装置４５がら１個づつ供給される止ねじとして
の７４−ツＰ３ヲ上記ドライバーユニット７の案内を兼
ねた真空パイ７６４３によって上方へ吸引されて上記ド
ライバー４１の係止部に垂直に係止される。このドライ
バー４１に係止された止ねじによるパーツＰ３は、上記
組立用ロボット４の動作によって前記搬送装置２の・母
−ツＰ工とパーツＰ２　のねじ孔に挿入され、しかる後
、上記ドライバーユニット７の駆動モータ４０によって
上記ドライバ−４１ヲ回転してねじ止めして固定するよ
うになっている。

なお、上記ドライバーユニット７は、前述した逆の動作
をすることによって、上記ハンドレスト８の所定の場所
へ戻すようになっている。

以下、本発明の作用について説明する。

ノぐ−ツＰ工としてのプレートＶＣ、ノゼーツＰ２とし
ての集積回路を載置し、上記両／？−ツＰよとＰ２を・
ぐ−ツＰ３としての止ねじて固定して物品を組立てる場
合、第２図に示されるように、上記組立用ロボット４の
旋回用駆動モータ１０及び手首用駆動モータ１３？１ｌ
−１予め、組込まれたプログラム制御装置によって作動
し、上記組立用１７Ｒツト４のチャック部１４をノ・ン
ドレスト８のバキュームチャック５の直上へ移動すると
共に、上記チャック部１４を図示されないポールねじに
よって１斗下し、ざらに、このチャック部１４に、バキ
ュームチャック５を、第４図に示されるように種層して
固定する。

次に、上記チャック部１４１／Ｃノマキュームチャック
５を設（Ｊた組立用ロボット４は、予め、プログラムさ
れた組立工程に基づいて、部品供給装置からのか一ツＰ
工を各吸着パラ）２７で吸着し、さらに、これを上記搬
送装＃２の・！レット３上に載置する、しかして、上記
パーツＰ１の作業工程が終了すると、上記ｎ１立用ロバ
ζツト４は、バキュームチャック５を再び上記ハンドレ
スト８へ、前述した逆の動作で戻すようになっている。

次に、上記組立用口ざット４のチャック部１４は、ハン
ドレフト８の把持ハンドユニットｌ、第５図に示される
ように挿着して固定する。

このようにして、上記チャック部１４に把持ハンドレス
ト）６ｆｒ挿着した組立用ロボット４は、予め、プログ
ラムされた組立一工程に基づいて、池の・平−ツ供給装
置から例えば、集Ｍ１回路の・ぞ−ンＰ２を上記把持ハ
ンドユニット６の爪部材３５によつて把持し、さらに、
これを上記ノ母レッド３上に置れた先行ｚｆ　−ｙ　ｐ
より上に載置する。

しかして、上記・９−ツＰ２の作業工程が終了すると、
上記組立用口＋１ｅット４は、把持ノ＼ンドユニット６
を、再び、上記ノーンドレスト８へ前述した逆の動作を
して戻すようになっている。

次に、上記組立用ロボット４のチャック部１４は、ハン
ドレフト８のドライ−々−ユニット７を、第６図に示さ
れるように挿着して固定する。

しかして、上記チャック部１４にドライ−ぐ−ユニット
７を挿着した組立用口づ？シト４は、予め、グロダラム
された組立工程に基づいて、ねじ供給装置４５から、゛
例えば、止ねじとしてのｉ４−ツＰ３’ｔ−上記ドライ
バーユニット７のドライ−寸−４１に係止し、さらに、
これを上記ノ（−ツＰ工と）ｅ−ツＰ２のねじ孔に挿入
し、上記ドライ−ぐ−ユニット７の駆動モータ４０によ
って、上記ドライ−ず−４１を回転して上記両パーツＰ
よとＰ２を止ねじによるノ９−ツＰ３　で固定するよう
になっている。

このようにして、上記パーツＰ３の作業工程が−ユニッ
ト７を再び、上記ノ１ンドレフト８へ、前述した逆の動
作をして戻すようになっている。

因に、本発明は、バキュームチャック、把持ノーンドユ
ニット、ドライバーユニットによる各種の機能ハンドレ
スト）５，６．７を使用したものについて説明したけれ
ども、本発明の要旨を変更しない範囲内で、例えば、ゲ
ル）ｆ締付けるナツトランナーのような機能ノーンドユ
ニットを付設するように設計変更することは自由である
。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、機台１にノ母レット
３全載置した搬送装置２を水平にして設け、この搬送装
置２の近傍の上記機台１に組立用口がット４及び各種の
機能・・ンドユニット５，６．７を収納するハンドレフ
ト８をそれぞれ設置し、上記組立用ロボット４のシリン
ダー装置１６によるチャック部１４に上記各機能ノ・ン
ドユニット５，６゜７を自動的に交換して取付け、この
各機能ノ＼ンドユニット５．６．７で上記パレット３上
に各・ｆ　−ツＰ工、Ｐ２．Ｐ３ヲ載置して固定し、組
立てるようになっているので、唯一の組立用Ｏｄζット
で複数の組立作業全反復継続して行えるようになり、多
品種少鼠の部品の組立が容易にできるばかりでなく、ハ
ンドレスト８に多数の機能ハンドユニットヲ用意してお
けば、機種の切換えの段取作業も不要となり、量産によ
る省力化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の組立用ロボットを使用した組立プラン
トラインの斜面図、第２図吋、本発明によるロボットの
組立ハンド交換装置の斜面図、第３図は、本発明に組込
まれる組立用ｏ　ｄｆノットチャック部とハンドレスト
のバキュームチャックとの関係を示す断面図、第４図は
、第３図の作用を説明するための図、第５図は、本発明
に組込まれる組立用口＋ｉポットのチャック部と把持ハ
ンドユニットとの関係を一部全破截して示す側面図、第
６図は、本発明に組込まれる組立用ロボットのチャ、ソ
　ｈ立ＲＬ−に◆　４　ノ　−々−１−・リ　ｋ　トｎ
）則Ｉく　ズー一部ズー迫に截して示す側面図である。 １・・・機台、２・・・搬送装置、３・・・パレット、
４・・・組立用ロボット、 ５　、６　、　’７・・・機能ハンドユニット、８・・
・ハンドレスト、９・・・主柱、ｌｌ・・・腕杆、１２
・・・手首杆、１４・・・チャック部、１６・・・シリ
ンダー装置、１８・・・ピストン、１８ａ・・・アリ部
、加・・・ボール、る・・・案内杆、ｎ・・・吸着バッ
ト、腐・・・アリ溝、３４・・・シリンダー装置、あ・
・・爪部材、４１・・・ドライバー、４３・・・真空パ
イプ。 ゛　出願人代理人　猪　股　清

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、機台に・臂しットヲ載置した搬送装置を水平にして
   設け、この搬送装置の近傍の上記機台に組立用ロボット
   及び各種の機能ハンド上ニットを収納するハンドレスト
   ラそれぞれ設置し、上記組立用ロボットのシリンダーＭ
   によるチャック部に上記各機能ハンドユニラミ自動的に
   交換して取付け、この組立用ロボットに取付けられた各
   機能ハンドユニットで上記パレット上に各パーツを載置
   し、さらに、これらを固定して組立てるようにしたこと
   を特徴とするロボットの組立ハンド交換装置。 ２、各機能ハンドユニットをバキュームチャック、把持
   ハンドユニット及びドライバーユニットで構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロボットの組
   立ハンド交換装置０３、チャック部を構成するシリンダ
   ー装置のピストンにアリ部を形成し、このアリ部に各機
   能ノ・ンドユニットに形成きれたアリ溝を係脱自在に設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載のロボットの組立／・ンド交換装置０