JPS6037227Y2 - 工業用ロボツトによる自動組立装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は特に部品数の多い組立作業に利用して好適な
工業用ロボットによる自動組立装置に関するものである
。

従来、自動組立装置には、組立作業数に応じた部品供給
用のステーション（以下単にステーションと称す）を有
するロータリー形のステーションマシンやトランスファ
ーマシンなどの各ステーションに対応してそれぞれ組立
ユニットを配置し、これの移送路に設けである組付治具
板を次々に移送してはそれぞれの組立ユニットで組立作
業を行なうものと、自由度の大きい工業用ロボットによ
って一カ所で全ての組立作業を行なうものとがあり、前
者は各組立ユニットがそれぞれのステーションで同時に
組立作業を行なうので、サイクルタイムは早いけれども
組立作業数に応じた各種専用の組立ユニットと組付治具
板を必要とするため、特に組立部品数の多い場合には非
常に高価なものとなり、しかも各組立ユニットは専用機
として設計されているため、設計変更やモデルチェンジ
などの行なわれてツーリンクが変ったり、また工程順序
が変更されると、そのための組立ユニットの再編成に膨
大な費用と時間が必要で、融通性に欠けているなどの重
大な欠点があった。

また後者にあっては、組立作業数に関係なく単一の工業
用ロボットによって全ての作業が行なわれるので比較的
組立部品数が多い場合には費用の面では有利であるが、
各作業の時間か直列にならざるをえず、生産速度が遅い
という欠点があった。

この考案は上記の欠点に鑑みなされたもので、組立工程
を数個のステーションからなる組立ブロックに分割して
この各組立ブロックに一台ずつの工業用ロボットをそれ
ぞれ組立ライン方向に移動自在に設けるとともに、この
各工業用ロボットに係脱自在に連結されてこれと一体に
移送される組付治具板を設け、これら工業用ロボットを
同時に動作させて各組立ブロックにおいてそれぞれ組付
治具板上に部品の組立を行なわせ、そして各組立ブロッ
クにおける組立が完了するごとに組付治具板を後段の組
立ブロックにおける工業用ロボットに引渡して順次移送
して一連の部品組立を行なうようにしたローコストの、
しかも融通性のある自動組立装置を提供しようとすもの
である。

以下この考案の一実施例を図面に基づき説明する。

図において、１は自動組立装置の基台であり、この基台
１上には振動式パーツフィーダーやマガジンなどの部品
供給装置２１，２２，２３・・・・・・・・・が組立ラ
イン方向に適宜間隔をおいて配設され、そしてこの各部
品供給装置２□、２゜、２３・・・・・・・・・の部品
搬送端に設けられている部品待機位置をそれぞれ作業ス
テーションＳ５．Ｓ２．Ｓ３・・・・・・・・・としで
あるとともに、これらステーションＳ１．Ｓ２．Ｓ３・
・・・・・・・・のうちステーションＳ１からＳ、まで
を第１組立ブロック、ステーションＳ、からＳ８までを
第２組立ブロック、ステーションＳ９からＳ１□までを
第３組立ブロックと、それぞれ４つのステーションを１
つの組立ブロック”ｉｔ Ｂ２． Ｂｌ・・・・・・・
・・としである。

３．３は上記基台１の上面に、かつ組立ライン方向に沿
って並設された２本のクロスレールであり、このクロス
レール３，３上には上記各組立ブロックＢ、、 Ｂ、、
Ｂ３・・・・・・・・・ごとに一台づつ工業用ロボッ
ト４１，４゜、４３・・・・・・・・・が走行自在に載
置しである。

この各工業用ロボット４１，４□。４３・・・・・・・
・・はそれぞれプログラム指令あるいは他の制御指令に
従って三次元の動作を行なうロボットアーム５０，５□
、５３・・・・・・・・・を備えており、そしてこの各
ロボットアーム５１． ５２． ５３・・・・・・・・
・先端部には各ステーションＳ１．Ｓ２．Ｓ３・・・・
・・・・・を待機している組立部品の挿入、結合など部
品組付機能を有するマニュピユレータ−６１，６□。

６３・・・・・・・・・が設けである。

例えば、各ロボット４１．４□、・・・・・・・・・は
、本体中央に旋回軸を有し、この旋回軸上に昇降軸を載
置し、この昇降軸がロボットアーム５□、５□・・・・
・・・・・を伸縮自在に保持した構造よりなる周知の円
筒座標型ロボット（昭和４咋頃から実施している米国Ａ
ＭＦ社のパーサトランなど）である。

又、マニュピユレータ−６１，６□・・・・・・・・・
は、例えばエア吸引式の保持部を有する構造からなって
おり、組立部品の形状によらず吸着保持することができ
る。

７は上記クロスレール３，３間に、かつ組立ライン方向
に沿って設けられた回転自在のボールネジで、このボー
ルネジ７は上記各工業用ロボット４□、４□、４３・・
・・・・・・・の下底部より垂直したそれぞれのネジ穴
部８を螺合貫通し、またその一端部には電動機９の出力
歯車１０と噛み合う歯車１１が設けてあり、電動機９が
数値制御やシーケンス制御などの指令に従って駆動され
ボールネジ７が回転することにより各工業用ロボット４
１，４２．４３・・・・・・・・・が同期してクロスレ
ール３，３上を走行するようになっている。

１２は上記ステーションＳ１．Ｓ２．Ｓ３・・・・・・
・・・の前方を組立ライン方向に走行自在に設けられた
オーバアンドアンダー形のチェーンコンベアーで、この
チェーンコンベアー１２には上記各工業用ロボット４ｔ
ｔ４゜、４３・・・・・・・・・と対応する組付治具板
１３１，１３□、１３３・５ａｕｓ曲が等間隔に設けて
あり、そしてこの各組付治具板１３１，１３２．１３３
・・・・・・・・・上には部品の組立が行なわれる組付
治具１４．．１４゜、１４３・・・・・・・・・が取付
けである。

また上記各組付治具板１３．．１３□。１３３・・・・
・・・・・は各工業用ロボット４１，４゜、４３・・・
・・・・・・にそれぞれ設けられている出没自在の連結
器１５によって各工業用ロボット４□、４゜。

４３・・・・・・・・・に係脱自在に連結され、各工業
用ロボット４１，４□、４３・・・・・・・・・と一体
に移送されるようになっている。

例えは、組付治具板１３．。１３□、・・・・・・・・
・には、連結器１５が挿入されるための穴が形成されて
おり、組付治具板をロボットに連結するときは、連結器
１５がロボット本体から突出して治具板に係合し、次の
組立ブ陥ツクまで移動が終了すると、連結器１５がロボ
ット本体側に没入して治具板との保合が解除されるよう
になっている。

つぎに本考案装置の動作について説明すると、各工業用
ロボット４□、４゜、４３・・・・・・・・・が各組立
ブロックＢｌ−Ｂ２− Ｂ３・・・・・・・・・の最初
のステーションＳ４． Ｓ５． Ｓ９・・・・・・・・
・と対応する位置に待機している状態において、制御指
令が与えられると、まず工業用ロボツ）４．．４゜、４
３・・・・・・・・・は一斉にそれぞれの連結器１５に
よって組付治具板１３□、１３゜、１３３・・・・・・
・・・を一体に連結し、位置決めする。

モしてつびに各工業用ロボット４□。４゜、４３・・・
・・・・・・のロボットアーム５１，５゜。

５３・・・・・・・・・がそれぞれ制御指令に従って所
定の動作ヲ行ない、各マニュピユレ−タ−６１，６２＊
６３・・・・・・・・・がステーションＳ１．Ｓ５．Ｓ
９・・・・・・・・・に待機しているそれぞれの部品を
ピックアップする。

しかして各部品のピックアップが全て完了すると、電動
機９が駆動されてボールネジ７が回転することにより各
工業用ロボット４□、４゜、４３・・・・・・・・・が
各組付治具板１３．．１３□、１３３・・・・・・・・
・を伴って一斉につぎのステーションＳ２゜Ｓ６．Ｓ１
ｏ・・・・・・・・・へ移動すると同時に各ロボットア
ーム５１，５゜、５３・・・・・・・・・はこの移動中
に上記ピックアップした部品を各組付治具板１３．．１
３゜、１３３・・・・・・・・・の組付治具１４１，１
４２゜１４３・・・・・・・・・へ挿入する。

そして、各工業用ロボット４１，４□、４３・・・・・
・・・・が上記ステーションＳ２．Ｓ６．Ｓ１ｏ・・・
・・・・・・の位置まで移動して停止すると、この各ス
テーションＳ２．Ｓ６．Ｓ１ｏ・・・・・・・・・に待
機しているそれぞれの部品を上記と同様にピックアップ
して、これをそれぞれの組付治具１４．．１４゜、１４
３・・・・・・・・・に組付ける。

そして各工業用ロボット４１，４□、４３・・・・・・
・・・が上述のようにステーションにおける部品の組立
を行ない、各組立ブ陥ツクＢｌ、Ｂ２− Ｂ３・・・・
・・・・・の最終ステーションＳ４．Ｓ８．Ｓ１□・・
・・・・・・・における部品の組立作業が完了すると、
各組付治具１３１．１３□、１３３・・・・・・・・・
は各工業用ロボット４１，４□、４３・・・・・・・・
・によってそれぞれ後段の組立ブロックにおける最初の
ステーション位置にまで移送されることになる。

すると各工業用ロボット４□、４゜、４３・・・・・・
・・・はそれぞれの組付治具板１３．．１３□、１３３
・・・・・・・・・との連結を解除してこれを分離し、
各工業用ロボット４□、４□、４３・・・・・・・・・
のみが帰還移動してそれぞれ担当する組立ブロックａ。

Ｂ１１ Ｂ３・・・・・・・・・における最初のステー
ションＳ１゜”ｓ、Ｓ９・・・・・・・・・の位置にま
で戻る。

しかして各工業用ロボット４□、４□、４３・・・・・
・・・・が元位置に戻ると、工業用ロボット４１は部品
組立が行なわれていない新らたな組付治具板と対応し、
また工業用ロボット４□には上記動作によってステーシ
ョンＳ、までの部品組立が完了している上記組付治具板
１３□と対応するとともに、工業用ロボット４３にはス
テーションＳ８までの部品組付が完了している上記組付
治具１３゜と対応して、そして再び制御指令が与えられ
ると、各工業用ロボット４１，４□、４３・・・・・・
・・・はそれぞれ対応する組付治具板を一体に連結し、
上記工程を繰り返して一連の部品組立を行なうのである
。

なお、上記実施例においては、各工業用ロボットを電動
機によって回転されるボールネジによって一斉に移動さ
せるように構成したが、この考案はこれに限定されるも
のではなく、各工業用ロボットを個別の駆動機構によっ
て個々に移動させるようにしてもよく、走行機構を内蔵
した自走式の工業用ロボットを用いてもよいことは勿論
である。

また各工業ロボットのマニュピユレータ−は、複数個の
ステーションにおける各部品を取付るので、それぞれの
部品形状や、結合手段に応じた各種ピックアップ機構な
どを有するターレット式あるいはロータリ一式のもので
構成することが好ましい。

以上の説明から明らかなように、この考案にかかる自動
組立装置にあっては、組立工程を数個のステーションか
らなる組立ブロックに分割してこの組立ブロックに一台
ずつの工業用ロボットをそれぞれ組立ライン方向に移動
自在に設けるとともに、この各工業ロボットに係脱自在
に連結されてこれと一体に移送される組付治具板を設け
、これら工業用ロボットを同時に動作させて各組立フロ
ックにおいてそれぞれ組付治具板上に部品の組立を行わ
せ、そして各組立ブロックにおける部品組立が完了する
ごとに組付治具板を後段の組立ブロックにおける工業用
ロボットに引取して順次移送して一連の部品組立を行な
うようにしたので、組立作業数に応じた個数の組立ユニ
ットや組付治具などを必要とせず、特に部品数の多い組
立作業においては比較的ローコストで簡便に自動化する
ことができ、また組付治具板は工業用ロボットと一体と
なって工業用ロボットにより移送されるので、組付治具
板を移送する機構が必要なく、しかも工業用ロボットに
対する位置精度が優れているなどの利点がある。

また、部品の組立は工業用ロボットの移送中に行なわれ
るので、その時間だけサイクルタイムを短縮でき、迅速
な部品組立を行なうことができるとともに、組立工程順
序などに変更があっても工業用ロボットのプログラムを
変わることによって対応できるなど融通性にも優れてい
るなどの利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案にかかる自動組立装置の一実施例を示
す概略平面図、第２図は同上の概略側面図である。 １・・・・・・基台、２□、２□、２３・曲・部品供給
装置、４． 、 ４□、４３・・・・・・工業用ロボッ
ト、７・・・・・・・・・ボールネジ、１３．．１３□
、１３３・・・・・・組付治具板、Ｓ４．Ｓ２．Ｓ３・
・・・・・・・・ステーション。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 整頓された各組立部品を適宜間隔を持たせて待機させ、
   且つ組立ライン方向に等間隔に多数差べて配置した部品
   供給用のステーションと、上記多数のステーションを複
   数のブロックに分割し、この各ブ陥ツクに各々対応して
   設けられ且つ組立てライン方向に移動自在な複数の工業
   用ロボットと、上記工業用ロボットに配置され上記各ス
   テーションの組立部品を把握し所定位置に組み付けるた
   めのロボットアーム及びその先端のマニュピユレータ−
   と、上記各工業用ロボットを夫々対応するブロックおよ
   び次段のブロックの最初のステーションまでの範囲内に
   おいてステーションからステーションに移送させる移送
   手段と、上記各工業用ロボットに対して連結手段を介し
   て連結されて移送され、次のブロックに移送された時に
   は分離される組付治具板とを備え、上記各工業用ロボッ
   トはそれに連結された各組付治具板に対して、上記組立
   部品をその移送中に於いて順次組付けるとともに、ブロ
   ック内の組立終了後者組立治具板を次のブロックの最初
   のステーションまで搬送して前記組立治具板との連結を
   解き元のブロックの最初のステーションへ復元するよう
   にした工業用ロボットによる組立装置。