JPS63295135A

JPS63295135A - 自動組立装置

Info

Publication number: JPS63295135A
Application number: JP12978987A
Authority: JP
Inventors: Shoichiro Hara; 正一郎原; Nobuaki Miyake; 展明三宅; Kenichi Azuma; 健一東
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1988-12-01

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】［産業上の利用分野］本発明は複数の部品からなる製品を自動的に組み立てる
自動組立装置に関するものである。

［従来の技術］第３図は本願出願人が先に出願せる特開昭６１−８２３
５号公報に開示された従来の自動組立装置の平面図であ
る。図において、（１３）はＮＣ制御のロボット、（１
４）はこのロボット（１３）に取り付けられたハンド、
（４０ａ）　、　（４０ｂ）　、（４０ｃ）　、　（４
０ｄ）は部品を供給する振動ポールフィーダ、（４１ａ
）　、　（４１ｂ）　、　（４１ｃ）　。

（４１ｄ）はそれらの振動ポールフィーダ（４１）ａ）
〜（４０ｄ）の部品位置決め部である。（２４）は組立
てられる部品を保持するジグ、（２２）は部品の圧入作
業を行うためにジグ（２４）の真上に位置する圧入ヘッ
ド、（２３）は圧入ヘッド（２２）を上下させる上下動
機構、（４４）はジグ（２４）と同様に部品を保持する
ジグ、（４２）は挿入作業を行う為にジグ（４４）の真
上に位置する挿入ヘッド、（４３）はヘッド（４４）を
上下させる上下動機構である。（４５）は組立製品を搬
送するためのパレットで、コンベア（４６）により移送
される。

次に動作について説明する。各部品は振動ポールフィー
ダ（４０ｇ）〜（４０ｄ）によって１個ずつ供給され、
それぞれの部品位置決め部（４１ａ）〜（４Ｌｄ）によ
って位置決めされる。ロボット（１３）に取り付けられ
たハンド（１４）はこれらの部品を１個ずつ把持し、ロ
ボット（１３）が動作することによってジグ（２４）ま
たは（４４）上にその部品を搬送する。ハンド（１４）
は部品を把持した状態でジグ（２４）上に位置決めされ
、圧入ヘッド（２２）が上下動機構（２３）によって下
降し、圧入作業が行なわれ、またジグ（４４）上ではハ
ンド（１４）が部品を把持した状態で挿入ヘッド（４２
）が上下動機構（４３）によって下降し、挿入作業が行
なわれる。これらの動作が、あらかじめ定められたシー
ケンスで順次行なわれることにより、組立作業が完了す
る。最後に、ロボット（１３）のハンド（１４）はこの
組立製品を把持し、ロボットが動作することによってそ
の組立製品をコンベア（４６）上で位置決めされている
パレット（４５）上に移載する。

これらの一連の動作を繰り返すことによって、組立製品
が次々とパレット（４５）上に移載され、パレット（４
５）が満載になった場合はコンベア（４６）が動作し、
新しい空のパレットが位置決めされ、作業は続けられる
。

［発明が解決しようとする問題点］従来の自動組立装置は以上のように構成されているので
、振動ポールフィーダ（４０ａ）〜（４０ｄ）などの部
品供給装置を複数台ロボット（１３）の周囲に配置しな
ければならず、スペース的な制約から扱える部品点数に
制約があった。また、扱う部品の形状が変わり、それに
伴って部品供給装置を再調整する必要が生じた場合、ス
ペース的な制約から調整が行いにくいという問題があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、部品供給装置の配置にスペース的な制約がな
く、多数の部品を容易に供給できるとともに部品の変更
にも容易に対応できる自動組立装置を得ることを目的と
する。

ｃ問題点を解決するための手段］上記の目的を達成するために本発明は複数台の部品供給
装置と、キットパレットと、供給された部品をキットパ
レットに載置するキッティング装置と、キットパレット
を組立セルに供給するキットパレット供給装置とから成
るキッティングセルと、キットパレット上の部品を搬送
位置決めする装置と、位置決めされた部品の組立を行う
組付装置とから成る組立セルとを備えた自動組立装置を
提供する。

［作用］キッティングセルの機能によって組立順序に従ってキッ
トパレット上に載置された部分を組立セルの機能によっ
て自動的に組み立てる。

［実施例］第１図は本発明に係る自動組立装置の平面図、第２図は
この自動組立装置により組立てる製品の一例の分解斜視
図である。第１図において、自動組立装置（１）は大き
くキッティングセル（２）　、２台の組立セル（３ａ）
　、　（３ｂ）及び制御装置（４）に分けられる。キッ
ティングセル（２）は、５種類の部品を各種類ごとに配
列して載置するための専用パレット（５ａ）〜（５ｅ）
と、この専用パレット（５ａ）〜（５ｅ）の収納供給を
行うパレット倉庫（Ｂａ）〜（６ｅ）と、２種類の部品
を供給する振動ポールフィーダ（７ａ）。

（７ｂ）と、フィーダ（７ａ）　、（７ｂ）の部品位置
決め部（８ａ）　、　（８ｂ）とこれら複数種類の部品
を混在させて載置するためのキットパレット（９）と、
専用パレット（５ａ）〜（５ｅ）及びフィーダ（７ａ）
　、（７ｂ）により供給される部品を把持するためのハ
ンド（１０）と、ハンド（ｌＯ）を先端に備えて、これ
らの部品を順次キットパレット（９）上に載置するため
に移動できる走行ロボット（１１）と、複数のキットパ
レット（９）を組立セル（３ａ）　、　（３ｂ）と走行
ロボット（１１）との間において循還搬送するコンベア
（１２）とからなる。

組立セル（３ａ）はＮＣ制御の水平関節型のロボット（
１３ａ）と、ロボット（１３ａ）の先端に取り付けられ
ているハンド（１４ａ）と、部品載置台（１５ａ）と、
部品載置台（１５ａ）上の部品の位置・姿勢を認識する
視覚センサ（ｌｅａ）と、ＮＣ制御の直交座標型のロボ
ット（１７ａ）と、このロボット（１７ａ）の先端に取
り付けられて部品の挿入を行うための組付ヘット（１８
ａ）、ネジ締め作業を行うためのネジ締めヘッド（１９
ａ）及び接着剤を塗布するためのディスペンサヘッド（
２０ａ）と、これらロボット（１７ａ）の各種ヘッド（
１８ａ）　、　（１９ａ）　、　（２０ａ）による組立
を行なうために部品を保持するジグ（２１ａ）と、圧入
作業を行う圧入ヘッド（２２）と、圧入ヘッドを上下さ
せる上下動機構（２３）と、圧入時に部品を保持する圧
入ジグ（２４）と、小物部品を格納するマガジン（２５
）と、マガジン（２５）を前後に移動させて小物部品の
供給を行う供給機構（２６）とから構成されている。

また組立セル（３ｂ）は、組立セル（３ａ）とほぼ同様
にロボット（１３ｂ）　、ハンド（１４ｂ）　、部品載
置台（１５ｂ）　、視覚センサ（１６ｂ）　、ロボット
（１７ｂ）　、挿入ヘッド（１８ｂ）　、ネジ締めヘッ
ド（１９ｂ）　、ディスペンサヘッド（２０ｂ）　、ジ
グ（２１ｂ）及び小物部品供給用の振動ポールフィーダ
（２７）と、フィーダ（２７）の部品位置決め部（２８
）とからなっている。

制御装置（４）は、上記の幾つかのロボットのＮＣ制御
装置（図示せず）やその他の装置と接続され、これらを
制御できるように構成されている。

第２図は自動組立装置（１）により組立てられる製品の
一例であり、この製品（２９）は、ベアリング（３０ａ
）と、ベアリング（３０ａ）が圧入されるホルダ（３１
）と、ホルダ（３１）が挿入された後、ネジ（３２）に
よりホルダ（３Ｉ）に結合されるステータ（３３）と、
ホルダ（３１）に圧入されたベアリング（３０ａ）に挿
入されるスピンドル（３４）と、この挿入されたスピン
ドル（３４）に対してホルダ（３１）内において組込ま
れるスペーサ（３５）、波形ワッシャ（３Ｂ）及び平形
ワッシャ（３７）と、ホルダ（３１）に挿入されると共
にスピンドル（３４）が挿入されるベアリング（ｓｏｂ
）と、スピードル（３４）の先端にネジ（３８）により
締付固定されるロータ（３９）とからなり、組立後、ス
ピンドル（３４）に固定されたロータ（３９）は、ホル
ダ（３１）に固定されたステータ（３３）に対して、ベ
アリング（３０ａ）　、　（３０ｂ）を介して回転でき
るような構造となっている。

次にこの製品（２９）を組立てる場合を例にとって、自
動組立装置（１）の動作について説明する。予め、製品
（２９）を構成する部品（３０）〜（３９）のうち、ホ
ルダ（３１）、ステータ（３３）、スピンドル（３４）
、及びロータ（３９）は、それぞれ専用パレット（５ａ
）〜（５ｄ）に、またスペーサ（３５）、波形ワッシャ
（３６）、及び平形ワッシャ（３７）はそれぞれフィー
ダ（２７）、　（７ａ）。

（７ｂ）に、またベアリング（３０ａ）　、　（３（ｌ
ｂ）はマガジン（２５）に、そしてネジ（３２）　、　
（３８）はそれぞれネジ締め機（１９ａ）　、　（１９
ｂ）に、長時間補給することなく自動組立装置（１）を
運転するために十分な数だけ収納されている。

各部品（３０）〜（３９）が製品（２９）となるように
組立てられるまでの作業の流れを説明すると以下のよう
になる。まず、コンベア（１２）上で空のキットパレッ
ト（９）が所定の位置に到着すると、走行ロボット（１
１）は専用パレット（５ａ）〜（５ｄ）及びフィーダ（
７ａ）　、　（７ｂ）の近傍まで移動し、それぞれの部
品供給装置により供給・位置決めされた各部品をハンド
（１０）により把持し、上記キットパレット（９）上に
載置するキッティング作業を順次行う。このキッティン
グ作業が完了すると、コンベア（１２）によってこのキ
ットパレット（９）を流し、組立セル（３ａ）近傍位置
で停止させる。一方、組立セル（３ａ）において、予め
ロボット（１３ａ）はハンド（１４ａ）によりマガジン
（２５）上のベアリング（３０ａ）を把持して圧入ジグ
（２４）上へ搬送・位置決めするというピックアンドプ
レース作業を行う。そして、キットパレット（９）の停
止とベアリング（３０ａ）のピックアンドプレース作業
が完了すると、ロボット（１３ａ）はキットパレット（
９）上に移動してハンド（１４ａ）によりホルダ（３１
）を把持し、これを部品載置台（１５ａ）上に搬送し、
視覚センサ（ｌｅａ）によりホルダ（３１）の位置・姿
勢を認識した後、この認識情報をもとにハンド（１４ａ
）によりホルダ（３１）を適当な位置でつかみ直す。

次にロボット（１３ａ）がホルダ（３１）を圧入ジグ（
２４）上のベアリング（３０ａ）の真上まで搬送すると
、上下動機構（２３）により圧入ヘッド（２２〉を下降
させて、ホルダ（３１）にベアリング（３０ａ）の圧入
を行う。

圧入作業完了後、上下動機構（２３）により圧入ヘッド
（２２）は上昇し、ロボット（１３ａ）はホルダ（３１
）を圧入ジグ（２４）からジグ（２１ａ）へ移載する。

ロボット（１３ａ）とハンド（１４ａ）は次にホルダ（
３１）と同様にステータ（３３）についても、キットパ
レット（９）から部品載置台（１５ａ）へのピックアン
ドプレース作業を行い、視覚センサ（Ｌｅａ）による認
識を行った後ジグ（２１ａ）上のホルダ（３１）の真上
に搬送する。

そρ状態で、ロボット（１７ａ）は挿入ヘッド（１８ａ
）がこの把持されたステータ（３３）の真上にくるよう
に移動し、挿入ヘッド（１８ａ）を下降させてステータ
（３３）とホルダ（３１）の挿入作業を行う。挿入作業
完了後、ロボット（１７ａ）はネジ締めヘッド（１９ａ
）がこのステータ（３３）とホルダ（３１）のネジ締め
位置の真上にくるように移動し、ネジ締めヘッド（１９
ａ）を下降させた後、これを作動させて２本のネジ（３
２）の締付作業を行う。締付作業完了後、ロボット（１
７ａ）は上記ネジ締めヘッド（１９ａ）と同様にディス
ペンサヘッド（２０ａ）を移動、下降させ、２ケ所のネ
ジ締め個所についてそれぞれ接着剤を塗布する。

こうして、ホルダ（３１）、ステータ（３３）、ベアリ
ング（３０ａ）及びネジ（３２）からなる半製品が組立
てられると、ロボット（１３ａ）及びハンド（１４ａ）
はジグ（２１ａ）上にあるこの半製品と、マガジン（２
５）上にあるベアリング（３０ｂ）とをキットパレット
（９）上の所定の位置に移載するというピックアンドプ
レース作業を行って、組立セル（３ａ）での全作業は終
了する。

次にコンベア（１２）はキットパレット（９）を組立セ
ル（３ｂ）の近傍位置まで搬送し、停止・位置決めする
。この後の組立セル（３ｂ）における、ロボット（１３
ｂ）　、ハンド（１４ｂ）　、部品載置台（１５ｂ）　
、視覚センサ（１６ｂ）　、ロボット（１７ｂ）　、挿
入ヘッド（１８ｂ）　、ネジ締めヘッド（１９ｂ）　、
ディスペンサヘッド（２０ｂ）　、及びジグ（２１ｂ）
による作業は、組立セル（３ａ）におけるこれらに対応
する（１３ａ）　、（１４ａ）　。

・・・（２１ａ）のそれとほぼ同様である。組立手順を
説明すると、スピンドル（３４）は、キットパレット（
９）から部品載置台（１５ｂ）ヘビツクアンドプレース
され、視覚センサ（１６ｂ）による認識情報をもとにハ
ンド（１４ｂ）によりつかみ直された後、ジグ（２１ｂ
）上に位置決めされる。

次に上記組立セル（３ａ）により組立てられた半製品は
、同様にジグ（２１ｂ）上のスピンドル（３４）の真上
に位置決めされると、挿入ヘッド（１８ｂ）により挿入
作業が行われる。続いて、フィーダ（２７）から部品位
置決め部（２８）により取り出され、位置決めされたス
ペーサ（３５）と、キットパレット（９）により搬送さ
れてきた波形ワッシャ（３Ｂ）及び平形ワッシャ（３７
）が順次、ロボット（１３ｂ）及びハンド（１４ｂ）に
よりジグ（２１ｂ）上に位置決めされ、スピン、ドル（
３４）とホルダ（３１）の間の空隙に組込まれる。

ついでベアリング（３０ｂ）が同様にキットパレット（
９）からジグ＜２１ｂ）の真上まで搬送・位置決めされ
、挿入ヘッド（１，８ｂ　’）によりホルダ（３１）内
に挿入されると同時に、スピンドル（３４）がベアリン
グ（３０ｂ）に挿入される。最後に、ロータ（３９）が
キットパレット（９）から視覚認識・つかみ直しを経て
、同様に位置決めされ、スピンドル（３４）先端上に載
置されると、ネジ締めヘッド（１９ｂ）　、ディスペン
サヘッド（２０ｂ）によりネジ（３８）のネジ締め作業
と接着剤塗布作業が行われて、製品（２９）の組立が完
成する。

この後、製品（２９）がキットパレット（９）上に返さ
れると、コンベア（１２）はキットパレット（９）を走
行ロボット（１１）側へ流す。そしてキットパレット（
９）が所定の位置に停止・位置決めされると、走行ロボ
ット（１１）はその近傍まで移動し、ハンド（１０）が
製品（２９）を把持すると、走行ロボット（１１）はパ
レット０庫（６ｅ）の近傍位置まで移動し、完成品収納
用として用いる専用パレット（５ｅ）上に移載する。こ
うしてキットパレット（９）は空になる。

以上が、１個の製品（２９）が完成するまでの自動組立
装置（１）による組立作業のシーケンスであるが、これ
は制御装置（４）により組立セル（３ａ）。

（３ｂ）及びキッティングセル（２）内の各装置を制御
することにより実行される。従って、予め制御装置（４
）においてその運転プログラムを設定しておけば、連続
して製品（２９）を組立てて、専用パレット（５ｅ）に
順次収納していくことや、不良品や組立不良が発生した
場合にそのような部品をキットパレット（９）を介して
専用パレット（５ａ）〜（５ｅ）の空きスペースに戻す
ことなどを実行することができる。

尚、上記の実施例では製品（２９）を組立てる場合を示
したが、他の製品についてもその部品数に応じてパレッ
ト倉庫（６ａ）〜（６ｅ）やフィーダ（７ａ）。

（７ｂ）などの部品供給装置や組立セル（３ａ）　、　
（３ｂ）やキットパレット（９）の数を増減させたり、
コンベア（１２）や走行ロボット（１１）の長さを変え
たりしても良い。また製品の構造によっては上記のよう
な組付ヘッドに限らず、グリスディスペンサやスナップ
リング挿着機やカシメヘッドなどを設けても良い。

また上記実施例ではキッティング装置として走行ロボッ
ト（１１）を、キットパレット供給装置としてコンベア
（１２）を用いた場合を示したが、これらは自動搬送車
やその他の搬送手段であっても良く、上記実施例と同様
の効果を奏する。

なお上記実施例では、組立セル（３ａ）　、（３ｂ）内
において、部品及び組付ヘッドを搬送位置決めする搬送
装置として水平関節型のロボット（１３ａ）。

（１４ａ）及び直交座標型のロボット（１７ａ）　、　
（１７ｂ）を用いた場合を示したが、これに限る必要は
なく、他のＮＣ制御による機構を設けても良い。

さらにまた上記実施例では組立セル（３ａ）　、（３ｂ
）において、部品載置台（１５ａ）　、　（１５ｂ）及
び視覚センサ（１６ａ）　、　（ｌＧｂ）を用いて部品
の位置・姿勢を認識し、ハンド（１４ａ）　、　（１４
ｂ）により正確な把持・位置決めを行う例を示したが、
コンベア（１２）及びキットパレット（９）や部品形状
に応じて、所望の位置決め精度が得られる場合には、視
覚認識を行わなくても上記実施例と同様の効果を奏する
。

［発明の効果コこの発明は複数種類の部品をキット化するキッティング
セルと、複数個の部品の組立を行う組立セルと、これら
を制御する制御装置とで自動組立装置を構成したので、
部品供給装置の配置にスペース的な制約がなく、多数の
部品を容易に供給できるとともに部品の変更にも容易に
対応できる自動組立装置が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による自動組立装置を示す
平面図、第２図はこの自動組立装置により組み立てる製
品の一例の分解斜視図、第３図は従来の自動組立装置を
示す平面図である。（１）は自動組立装置、（２）はキッティングセル、（
３ａ）　、　（３ｂ）は組立セル、（４）は制御装置、
（５ａ）　〜（５ｅ）は部品供給用の専用パレット、（
６ａ）〜（６ｅ）はパレット倉庫、（７ａ）、（７ｂ）
は振動ポールフィーダ、（８ａ）　、　（８ｂ）は部品
位置決め部、（９）はキットパレット、（１０）はハン
ド、（１１）は走行ロボット、（１２）はコンベア、（
１３ａ）　、　（１３ｂ）はロボット、（１４ａ）　。（１４ｂ）はハンド、（１５ａ）　、（１５ｂ）は部品
載置台、（１６ａ）　、　（１８ｂ）は視覚認識センサ
、（１７ａ）　、　（１７ｂ）はロボット、（１８ａ）
　、　（１８ｂ）は組付ヘッド、（１９ａ）。（１９ｂ）はネジ締めヘッド、（２０ａ）　、　（２０
ｂ）は接着剤ディスペンサヘッド、（２１ａ）　、　（
２１ｂ）はジグ、（２２）は圧入ヘッド、（２３）は上
下動機構、（２４）は圧入ジグ。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数種類の部品をキット化するキッティングセル
と、複数個の部品の組立を行う組立セルと、これらを制
御する制御装置とから成る装置であって、前記キッティングセルは複数台の部品供給装置と、キッ
トパレットと、前記部品供給装置によって供給された複
数種類の部品を上記キットパレットに載置するキッティ
ング装置と、前記キットパレットを前記組立セルに供給
するキットパレット供給装置とからなり、前記組立セルは前記キットパレット上の部品を搬送位置
決めする搬送装置と、該搬送装置によって位置決めされ
た部品の組立を行う組付装置とから成ることを特徴とす
る自動組立装置。
（２）組立セルの搬送装置が、組立完了品、組立未完了
品、および不良部品をキットパレット上に載置し、この
キットパレットがキットパレット供給装置で搬送され、
キッティング装置がキットパレット上の上記組立完了品
、組立未完了品および不良部品をキッティングセル内の
定められた部品供給装置に格納するように制御装置が制
御することを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
自動組立装置。
（３）組立セルの搬送装置が、部品を把持する部品把持
装置と、この部品把持装置の搬送位置決めを行うＮＣ位
置決め装置とからなることを特徴とする、特許請求の範
囲第１項記載の自動組立装置。
（４）組立セルの搬送装置が、部品を把持する部品把持
装置と、この部品把持装置の搬送位置決めを行うＮＣ位
置決め装置と、部品の種類、位置、姿勢を認識する認識
装置とからなることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項記載の自動組立装置。
（５）認識装置が、部品載置台と視覚センサとからなる
ことを特徴とする、特許請求の範囲第４項記載の自動組
立装置。
（６）組立セルの組付装置が、部品を組み付ける組付ヘ
ッドと、この組付ヘッドの搬送位置決めを行うＮＣ位置
決め装置と、部品を保持する部品位置保持装置とからな
ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の自動
組立装置。
（７）組付ヘッドが、ねじ締めヘッド、接着剤ディスペ
ンサ、グリスディスペンサ、スナップリング挿着機、プ
レスのいずれかであることを特徴とする、特許請求の範
囲第６項記載の自動組立装置。
（８）組立セルの組付装置が、部品を組み付ける組付ヘ
ッドと、この組付ヘッドを上下動させる上下動機構と、
部品を保持する部品位置保持装置とからなることを特徴
とする、特許請求の範囲第１項記載の自動組立装置。