JPH021622B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ワークを定位置に設置した状態で、
該ワークに対する部品の組み付け作業をマニピユ
レーターによつて行うワーク定置形組立ロボツト
システムに関するものである。

この種のロボツトシステムは、例えば特開昭54
−94183号公報に開示されたシステムのように、
組立用マニピユレーターの前方定位置にワークを
支持する組立作業台を設置し、前記組立用マニピ
ユレーターの左右両側の一方には、前記組立作業
台上のワークに組み付ける複数個の部品を供給
し、他方には、前記パレツト上の部品を前記ワー
クに組み付けるために必要な複数個の工具を準備
するようにしたものであるが、前記工具準備位置
に準備された工具を前記マニピユレーターに選択
的に保持させ、この工具を保持したマニピユレー
ターで前記組立作業台上のワークにセツトされた
部品を組み付けることは出来るが、前記部品供給
位置と工具準備位置とは相当の距離を隔てること
になるので、部品供給位置に供給された部品を保
持して前記組立作業台上のワークにセツトする作
業は、前記組立用マニピユレーターは別の部品セ
ツテイング専用のマニピユレーターによつて行わ
れていた。

従つて組立用マニピユレーターと部品セツテイ
ング専用のマニピユレーターとが必要となり、設
備コストが非常に高くつく欠点があつた。

本発明は上記のような従来の問題点を解決し得
るワーク定置形組立ロボツトシステムを提案する
ものである。

以下、本発明方法を実施するための組立ロボツ
トシステムの一例を添付の例示図に基づいて説明
すると、第１図乃至第３図において、１ａ，１ｂ
は、組立作業台２の左右両側の配設されたマニピ
ユレータであつて、夫々組立作業台２と平行な矢
印３方向に、モーター１５によつて駆動される捻
子軸１６により移動せしめられる可動台４上に設
置されている。５ａ，５ｂは、各マニピユレータ
１ａ，１ｂの一側方に配設された工具支持手段で
あり、６は、両マニピユレータ１ａ，１ｂの他側
方に配設された部品搬送用コンベヤであつて、定
位置に定姿勢で各種部品７を支持するパレツト８
を矢印９方向に搬送し、各マニピユレータ１ａ，
１ｂに対応する所定位置Ａ，Ｂに該パレツト８を
停止させることが出来る。１０は、エンジン１１
の両端下部を支持するエンジン支持用アタツチメ
ント１２を備えたエンジン搬送台車であり、メイ
ンライン１３から分岐ライン１４を経由して組立
作業台２脇の所定位置Ｃにエンジン１１を搬入
し、又、組立完了後のエンジン１１を分岐ライン
１４からメインライン１３を経由して所定の場所
へ搬出する。１７は、所定位置Ｃに停止するエン
ジン搬送台車１０上と組立作業台２との間でエン
ジン１１を移載するエンジン移載手段であり、ガ
イドレール１８に支持され且つモーターによつて
駆動される左右一対の捻子軸２１によつて矢印１
９方向に移動せしめられる移動台車２０と、この
移動台車２０に昇降ガイドロツド２２を介して昇
降自在に支持され且つシリンダーユニツト２３に
よつて昇降移動せしめられる昇降台２４と、この
昇降台２４に設けられた開閉自在なエンジン吊り
下げ具２５とから構成されている。

前記組立作業台２は、モーターにより正逆任意
の方向に回転駆動させることの出来るターンテー
ブル２６上に、前後一対のエンジンクランプ２７
を、共通水平軸心２８の周りでモーター等により
任意角度回転駆動させ得るように、前後一対のブ
ラケツト２９を介して支持せしめて成るものであ
る。

前記工具支持手段５ａ，５ｂは、第１図、第４
図、及び第５図に示すように、夫々複数個の各種
工具３０を定位置に嵌合保持する凹部３１を並設
したパレツト３２と、このパレツト３２を定位置
に着脱自在に支持する支持台３３とから成り、前
記凹部３１には、工具３０の角柱状本体３４が移
動及び回転不能に嵌合する工具位置決め部３５が
設けられ、各工具３０は、パレツト３２上の定位
置に定姿勢で支持される。この各工具３０には、
前記本体３４の一端に設けられた工具ヘツド３６
を駆動するモーター３７が、本体３４の他端部に
設けられ、該本体３４の一側面（工具支持手段５
ａ，５ｂで支持されたとき、上向きとなる面）に
おいて、結合用雄部材３８が突設されている。こ
の結合用雄部材３８は、第６図及び第７図に示す
ように角柱状であつて、その側面に被係合凹部３
８ａを備え、その上端面には、モーター３７への
給電及び制御信号授受用の複数個の端子４０が設
けられている。

マニピユレータ１ａ，１ｂは、そのアーム先端
に工具自動着脱結合部３９を備えている。この工
具自動着脱結合部３９は、第６図及び第７図に示
すように、前記工具３０の結合用雄部材３８が相
対回転不能に嵌入する結合用雌孔４１と、この雌
孔４１に嵌入した結合用雄部材３８の被係合凹部
３８ａに対して嵌合離脱自在なロツクピン４２
と、このロツクピン４２を出退移動させるシリン
ダーユニツト４３と、前記結合用雄部材３８が前
記雌孔４１内に嵌合し且つロツクピン４２によつ
てロツクされたとき、前記各端子４０に圧接する
給電、信号授受用端子４４とを備えている。

次に使用方法を説明すると、組み立てるべきエ
ンジン１１を、搬送台車１０により組立作業台２
脇の所定位置Ｃまで搬送し、次に移載手段１７の
昇降台２４の昇降運動、吊り下げ具２５の開閉運
動、及び移動台車２０の移動により、搬送台車１
０上のエンジン１１を、組立作業台２上の一対の
エンジンクランプ２７間に搬送し、そして該エン
ジンクランプ２７の作動によりエンジン１１を、
このクランプ２７間で支持させる。

一方、必要な部品７をセツトされたパレツト８
は、コンベヤ６によつて各マニピユレータ１ａ，
１ｂ脇の所定位置Ａ，Ｂまで搬送されている。か
かる状態において、両マニピユレータ１ａ，１ｂ
が、そのアーム先端の工具自動着脱結合部３９に
セツトされている工具３０により、マニピユレー
タ１ａは所定位置Ａにあるパレツト８上の部品７
を、そしてマニピユレータ１ｂは所定位置Ｂにあ
るパレツト８上の部品７を、夫々取り出して、組
立作業台２上のエンジン１１の所定箇所に組付け
るべく、予め学習記憶させてある運動プログラム
に基づいて自動運転される。

このマニピユレータ１ａ，１ｂによる部品７の
自動組付け作業において、各マニピユレータは、
大きさや形状の異なる各種部品７を取り扱うと共
に、異なる種類の作業を行う。例えば第８図及び
第９図に示すように、大部品７ａをクランプして
エンジン１１の所定位置に移載する作業や、ボル
ト等の小部品７ｂをクランプして所定位置にセツ
トする作業、或いはセツトされたボルトを捩じ込
む作業等が行われる。従つて、実行する作業の種
類に応じた工具、即ち大型クランプ爪３６ａを備
えた工具３０ａや小型クランプ爪３６ｂを備えた
工具３０ｂ、或いはボルトランナー３６ｃを備え
た工具３０ｃ等を使い分ける必要がある。これら
各種の工具３０（３０ａ〜３０ｃ等）は、予め工
具支持手段５ａ，５ｂのパレツト３２内にセツト
されている。そして、、部品組付け作業プログラ
ムに予め組み入れられた工具交換指令に基づい
て、マニピユレータ１ａ，１ｂは、保持している
工具３０を工具支持手段５ａ，５ｂにおけるパレ
ツト３２の空の凹部３１内に嵌合させ、かかる状
態でシリンダーユニツト４３によりロツクピン４
２を抜出移動させた後、工具自動着脱結合部３９
の雌孔４１から工具３０の結合用雄部材３８を抜
出させるべく、該結合部３９を真上に移動させ
る。

このように保持している工具３０を、工具支持
手段５ａ，５ｂの所定位置に戻した後、マニピユ
レータ１ａ，１ｂは、次に取り付けるべき工具３
０をその工具自動着脱結合部３９に結合すべく作
動する。即ち、工具自動着脱結合部３９の雌孔４
１に工具３０の結合用雄部材３８を嵌入させるべ
く、該工具自動着脱結合部３９が目的の工具３０
に向けて下降した後、シリンダーユニツト４３が
作動してロツクピン４２を被係合凹部３８ａに嵌
合させる。この結果、工具自動着脱結合部３９の
端子４４と工具３０側の端子４０とが圧接し、工
具３０の駆動用モーター３７により、その工具ヘ
ツド３６をプログラム通りに作動させることが出
来る状態となる。

以上の如く、各マニピユレータ１ａ，１ｂは、
各種の工具３０（３０ａ〜３０ｃ等）を使用し
て、各種の部品７（７ａ，７ｂ等）をエンジン１
１に自動的に組付けるが、マニピユレータ１ａ，
１ｂの自由度の不足を補うため、或いは作業速度
を高めるために、組立作業台２上のターンテーブ
ル２６の回転とエンジンクランプ２７の回転とに
より、エンジン１１をそのときの作業に適した姿
勢に自動的に変更することが出来る。更に、マニ
ピユレータ１ａ，１ｂの位置を、可動台４の移動
により矢印３方向に変更させることも可能である
から、マニピユレータ１ａ，１ｂが工具支持手段
５ａ，５ｂに工具３０を取りに行くときや工具３
０を返還するときには当該マニピユレーター１
ａ，１ｂを工具支持手段５ａ，５ｂの方へ接近移
動させ、又、マニピユレーター１ａ，１ｂが部品
搬送用コンベヤ６上のパレツト８に部品７を取り
に行くときには当該マニピユレーター１ａ，１ｂ
を前記パレツト８の方へ接近移動させることが出
来る。

前記両マニピユレータ１ａ，１ｂは、夫々独立
した部品組付け作業の他、互いに協同して次のよ
うな本発明の複合作業を行う。即ち、第８図に示
すように一方のマニピユレータ１ａには、その工
具自動着脱結合部３９にセツトされた工具３０ａ
によりクランプした大部品７ａを、エンジン１１
の所定位置（両者のボルト孔が合致する位置）に
移載すると共にその位置に該部品７ａを保持せし
める作業を行わせ、他方のマニピユレータ１ｂに
は、その工具自動着脱結合部３９にセツトされた
工具３０ｂによりクランプしたボルト７ｂを、前
記マニピユレータ１ａによつて保持されている状
態の部品７ａのボルト孔に嵌合させる作業を行わ
せ、更にこのマニピユレータ１ｂには、工具３０
ｂを、ボルトランナー３６ｃを備えた工具３０ｃ
に交換する作業と、当該工具３０ｃにより前記ボ
ルト７ｂを捩じ込むボルト締め作業とを行わせ
る。

本発明のロボツトシステムは以上のように実施
し得るものであつて、その特徴は、組立用マニピ
ユレーターの前方定位置にワークを支持する組立
作業台を設置し、前記組立用マニピユレーターの
左右両側の一方には、前記組立作業台上のワーク
に組み付ける複数個の部品を支持するパレツトを
前記マニピユレーターの側方位置に供給するため
の搬送手段を設けると共に、他方には、前記パレ
ツト上の部品を前記ワークに組み付けるために必
要な複数個の工具を支持する工具支持手段を配置
し、前記組立作業台は、ターンテーブル上に前後
一対のワーククランプ（実施例ではエンジンクラ
ンプ２７）を共通水平軸心周りでの任意角度回転
駆動可能に支持せしめて構成し、更に前記マニピ
ユレーターは、前記搬送手段と前記工具手段とを
結ぶ方向に横動可能な可動台上に設置し、以て前
記マニピユレーターを前記搬送手段脇に移動させ
ることにより当該搬送手段上のパレツトから部品
を取り上げ可能とすると共に、前記マニピユレー
ターを前記工具支持手段脇に移動させることによ
り当該工具支持手段から工具を取り上げ可能とし
た点にある。

このような本発明のロボツトシステムによれ
ば、前記組立作業台の設置スペースの関係から前
記部品搬送手段と工具支持手段とが前記組立用マ
ニピユレータの行動範囲を越えて離れている場合
でも、当該マニピユレータを支持する可動台の横
動を利用して、組立作業台上にセツトされたワー
クに対する部品の供給と工具を利用した部品組み
付け作業とを１台の前記組立用マニピユレータで
行うことが出来、部品セツテイング専用のマニピ
ユレータを必要とする場合と比較して、設備コス
トを大幅に軽減し得る。又、組立作業台上では、
ターンテーブルの垂直軸心周りの回転と左右一対
のワーククランプの水平軸心周りの回転とによつ
てワークの姿勢や向きを自在に変更することが出
来るので、前記マニピユレータを支持する可動台
の横動と組み合わせて、前記マニピユレータの自
由度の不足を効果的に補うことが出来ると共に、
作業速度を高めることが出来る。従つて比較的自
由度の少ないマニピユレータでも有効に活用する
ことが出来、特にワークの底面等に対してもワー
クをセツトし直すことなく能率良く部品の取り付
け作業が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は全体の平面図、第２図は一部切り欠き
正面図、第３図は一部切り欠き側面図、第４図は
工具支持手段とマニピユレータのアーム先端部と
を示す縦断側面図、第５図は同縦断正面図、第６
図は工具とマニピユレータとの結合部を示す縦断
面図、第７図は同横断面図、第８図及び第９図は
作業状態を示す側面図である。 １ａ，１ｂ……マニピユレータ、２……組立作
業台、５ａ，５ｂ……工具支持手段、６……部品
搬送用コンベヤ、７（７ａ，７ｂ）……部品、８
……パレツト、１０……エンジン搬送台車、１１
……エンジン、１７……エンジン移載手段、２０
……移動台車、２４……昇降台、２５……エンジ
ン吊り下げ具、２６……ターンテーブル、２７…
…エンジンクランプ、３０（３０ａ〜３０ｃ）…
…工具、３１……工具嵌合凹部、３６（３６ａ〜
３６ｃ）……工具ヘツド、３７……工具ヘツド駆
動用モーター、３８……結合用雄部材、３９……
工具自動着脱結合部、４０，４４……給電、信号
授受用端子、４１……結合用雌孔、４２……ロツ
クピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 組立用マニピユレーターの前方定位置にワー
   クを支持する組立作業台を設置し、前記組立用マ
   ニピユレーターの左右両側の一方には、前記組立
   作業台上のワークに組み付ける複数個の部品を支
   持するパレツトを前記マニピユレーターの側方位
   置に供給するための搬送手段を設けると共に、他
   方には、前記パレツト上の部品を前記ワークに組
   み付けるために必要な複数個の工具を支持する工
   具支持手段を配置し、前記組立作業台は、ターン
   テーブル上に前後一対のワーククランプを共通水
   平軸心の周りで任意角度回転駆動可能に支持せし
   めて構成し、更に前記マニピユレーターは、前記
   搬送手段と前記工具支持手段とを結ぶ方向に横動
   可能な可動台上に設置し、以て前記マニピユレー
   ターを前記搬送手段脇に移動させることにより当
   該搬送手段上のパレツトから部品を取り上げ可能
   とすると共に、前記マニピユレーターを前記工具
   支持手段脇に移動させることにより当該工具支持
   手段から工具を取り上げ可能とした、ワーク定置
   形組立ロボツトシステム。