JPS63295136A - 自動組立装置 - 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】 ［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ｅｔ−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１．（１３）はＮＣ制御のロボット、（
１４）はこのロボット（１３〉に取り付けられたハンド
、（４０ａ）　、　（４０ｂ）　、　（４０ｃ）　、　
（４０ｄ）は部品を供給スル振動ポールフィーダ、（４
１ａ）　、　（４１ｂ）　、　（４１ｃ）　。

（４１ｄ）はそれらの振動ポールフィーダ（４０ａ）〜
（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）は部品の工大作業
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）は挿入作業を行うためにジグ（４４）の真
上に位置する挿入ヘッド、（４３）は挿入ヘッド（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（４０ａ）〜（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（４Ｌａ）〜（４１ｄ）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。ジグ（２４）上
では、ハンド（１４〉が部品を把持した状態で圧入ヘッ
ド（２２）が上下動機構（２３）によって下降し、工大
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（１３）が動作することによってその
組立製品をコンベヤ（４Ｂ）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ヤ（４Ｂ）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、スペース的な制約が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。

［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、部品載置台と、部品供給装置によって供給され
た複数種類の部品を部品載置台上に載置する移載装置と
、部品載置台上の部品を搬送位置決めする搬送装置と、
この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、これらを制御する制御装置とから成る自動
組立装置を提供する。

［作用］ 部品供給装置によって部品載置台上に載置された複数種
類の部品を移載装置によって部品載置台上に載置し、こ
の後、搬送装置によって各部品を夫々の定められた位置
に搬送し組立装置によって夫々完成部品に組立てる。こ
のようにして多数の部品を部品載置台上に載置するのみ
で、搬送装置と組付装置によって組立作業が自動的に行
われる。

［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、自動組立装置は大きく部品
供給部（２）　、２台の組立セル（３ａ）、　（３ｂ）
、及び制御装置（４）に分けられる。

部品供給部（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（６ａ）〜（６ｅ）と、２種類の部品
を供給する振動ボウルフィーダ（７ａ）　、（７ｂ）と
、フィーダ（７ａ）、　（７ｂ）の部品位置決め部（８
ａ）　、　（８ｂ）と、部品を把持するためのハンド（
１０）と、ハンド（１０）を先端に備えて、かつ専用パ
レット（５ａ）〜（５ｅ）、部品位置決め部（８ａ）　
、　（８ｂ）及び組立セル（３ａ）。

（３ｂ）の各々の近傍位置へ移動可能な走行ロボット（
１１）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、走行ロボット（１１）に
より供給される部品を載置するための部品載置台（１５
ａ）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（１８ａ）と、ＮＣ制御の直交座標
型のロボット（１７ａンと、このロボット（１７ａ）の
先端に取り付けられていて挿入を行うための組付ヘッド
（１８ａ）　、ネジ締め作業を行うためのネジ締めヘッ
ド（１９ａ）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（２Ｂ）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（ＩＢｂ）　、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（３Ｑａ）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（３１）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（３６）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（３０ｂ
）と、スピンドル（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（８３）に対して、ベ
アリングＨＯａ）　、　（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（３Ｂ）、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）　、　（Ｓｏｂ）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）　、　（１９ｂ）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、走行ロボット（１１）は、パレット倉庫
（６ａ）の近傍へ移動し、専用パレット（５ａ）上に供
給されているホルダ（３１）をハンド（１０）により把
持し、組立セル（３ａ）内の部品載置台（１５ａ）上べ
搬送・載置した後、視覚センサ（ｌｅａ）によりホルダ
（３１）の位置・姿勢を認識する。一方、組立セル（３
ａ）において、予めロボット（１３ａ）は、ハンド（１
４ａ）により、マガジン（２５）上のベアリング（３０
ａ）を把持して圧入ジグ（２４）上へ搬送・位置決めす
るというビックアンドプレース作業を行う。

そして、ホルダ（３１）の認識とベアリング（３０ａ）
のビックアンドプレース作業が完了すると、ロボッ）　
（１３ａ）は部品載置台（１５ａ）へ移動し、ホルダ（
３１）を把持・位置決めする。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）下降させて、ホルダ（３１）と
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（２
４）からジグ（２１ａ）へ移載する。次にステータ（３
３）についても、ホルダ（３１）と同様に走行ロボット
（１１）及びハンド（１０）により専用パレット（５ｂ
）から部品載置台（１５ａ）上へ移載後、視覚センサ（
１６ａ）によりその位置・姿勢が認識される。その後、
ステータ（３３）はハンド（１４ａ）により把持され、
ジグ（２１ａ）−ヒのホルダ（３１）の真上に搬送され
、その状態で、ロボット（１７ａ）は挿入ヘッド（１８
ａ）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（１
９ａ）がこのステータ（３３）Ｌ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
（１９ａ）を下降させた後、これを作動させて２本のネ
ジ（３２）の締付作業を行う。締付作業完了後、ロボッ
ト（１７ａ）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）およびハンド（１４ａ
）はジグ（２１ａ）上にあるこの半製品と、マガジン（
２５）上にあるベアリング（３０ｂ）とを順次部品載置
台（１５ａ）上へ移載し、視覚センサ（ｌｅａ）による
位置・姿勢の認識を行って、組立セル（３ａ）での全作
業は終了する。

次に組立セル（３ｂ）における組立作業を説明する。

組立セル（３ｂ）における、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（１
８ｂ）　、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。まず、スピンドル（３４）は、走行ロボット
（１１）およびハンド（１０）により専用パレット（５
ｃ）から部品載置台（１５ｂ）に移載され、視覚センサ
（１８ｂ）により認識されると、ロボット（１３ｂ）お
よびハンド（１４ｂ）によりジグ（２１ｂ）上に位置決
めされる。

次に組立セル（３ａ）により組立られた半製品は、同様
に部品載置台（１５ａ）から部品裁置台（１５ｂ）への
ビックアンドプレース作業、視覚認識を経て、ジグ（２
１ｂ）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レル。

続イテ、フィーダ（２７）　、　（７ａ）　、　（７ｂ
）からそれぞれ部品位置決め部（２８）　、　（８ａ）
　、　（８ｂ）により取出し位置決めされたスペーサ（
３５）、波形ワッシャ（３Ｂ）、及び平形ワッシャ（３
７）が順次上記と全く同様にジグ（２１ｂ）の真上へ搬
送・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、部品載置台（１５ａ）から部品載置台（１５ｂ）
を経てジグ（２１ｂ）の真上まで搬送・位置決めされ、
挿入ヘッド（１８ｂ）によりホルダ（３１）内に挿入さ
れると同時に、このベアリング（ａｏｂ）にスピンドル
（３４）が挿入される。

最後に、ロータ（３９）が専用パレット（６ｄ）から部
品載置台（１５ｂ）を経て、ジグ（２１ｂ）上のスピン
ドル（３４）先端上に載置されると、ネジ締めヘッド（
１９ｂ）及び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の塗布作業が順次行わ
れて、製品（２９）の組立が完成する。

その後、完成した製品（２９）はジグ（２１ｂ）から部
品載置台（１５ｂ）を経て、完成品収納用として用いる
専用パレット（５ｅ）上に搬送・位置決めされる。

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）及び部品供給部（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）の数を増減させたり、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移載装置として走行ロボット（１１
）を用いた場合を示したが、これ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
送として水平関節型のロボット（１３ａ）　、　（１４
ａ）及び直交座標型のロボット（１７ａ）　、　（１７
ｂ）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（ｌｅａ）　、　（１８ｂ）を用いて部品
の位置・姿勢を認識し、ハンド（１４ａ）　、　（１４
ｂ）及び（１１）により正確な把持位置決めを行う例を
示したが、各ロボットや部品形状に応じて、必要な位置
決め精度が得られる場合には、視覚認識を行わなくても
良い。また、部品載置台（１５ａ）　、　（１５ｂ）は
必ずしも組立セル（３ａ）。

（３ｂ）内にある必要はなく、走行ロボット（１１）、
ロボット（１４ａ）、（１４ｂ）が到達できる範囲であ
れば良い。また部品載置台（１５ａ）　、　（１５ｂ）
への部品の置き方も、上記例に限る必要はなく、走行ロ
ボット（１１）が組立セル（３ａ）　、（３ｂ）へ任意
の順に搬送したり、部品を混在させるような移載作業を
行ったりしても上記実施例と同様の効果を奏する。

［発明の効果］ この発明によれば、装置を複数台の部品供給装置と、部
品載置台と、部品供給装置によって供給された複数種類
の部品を部品載置台上に載置する部品供給装置と、部品
載置台上の部品を搬送位置決めする搬送装置と、この搬
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、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）部品供給部、（３ａ）。 （３ｂ）は組立セル、（４）は制御装置、（５ａ）　〜
（５ｅ）は専用パレット、（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、（１０）はハンド、（１１）は走
行ロボット、（１３ａ）　、　（１３ｂ）はロボット、
（１４ａ）　、　（１４ｂ）はノ１ンド、（１５ａ）　
、　（１５ｂ）は部品載置台、（ｌｅａ）　、　（ｌｆ
ｉｂ）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）
はねじ締めヘッド、（２０ａ）　、　（２０ｂ）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 (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数台の部品供給装置と、部品載置台と、部品供
   給装置によって供給された複数種類の部品を部品載置台
   上に載置する移載装置と、部品載置台上の部品を搬送位
   置決めする搬送装置と、この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、これらを制御する
   制御装置とから成る自動組立装置。
2. （２）搬送装置が、組立完了品、組立未完了品、および
   不良品を部品載置台上に載置し、移載装置が部品載置台
   上の上記組立完了品、組立未完了品および不良部品を適
   当な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. （３）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. （４）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. （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. （６）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. （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. （８）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。