JPH0373238A - 自動組立システム - 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〕 本発明は連続工程により時計ムーブメントを一貫して組
立てる自動組立システムに関する。

〔従来の技術〕

従来から腕時計ムーブメントの一貫組立を行なう種々の
形式の自動組立システムが知られていた。

例えばオンライン組立を行なうシステムは、個々の担体
治具を上流から下流に向って連続的に搬送する為のライ
ン状搬送装置と、該搬送装置に沿って複数台配置され各
々通過する担体治具上に割り当てられた部品の組込作業
を行ない自動的に腕時計ムーブメントの組立を行なう為
の専用組込装置群とから構成されている。

〔発明が解決すべき問題点〕

第２３図は女持ちの腕時計ムーブメントの分解斜視図で
ある。図示する様に時計ムーブメントは地板の上に数十
点にも及ぶ微細な部品を組込んで構成される。各部品は
腕時計ムーブメントの機種に応じて固有の寸法形状を有
しており、他の機種の部品との互換性はない。この様な
複雑Ｒつ微細な部品を取扱う為に、従来の自動組立シス
テムは機種毎に設定されており機種の切換えに対して迅
速に対処する事ができなかった。しかるに近年の腕時計
商品市場における多様化の要求は顕著であり、製造メー
カーとしては多品種小量生産を余儀なくされている。し
かしながら従来の自動組立システムは特定の機種に対し
て高度に専業化されており、迅速な機種切換えを行なう
事が難しく多品種小量生産ラインに適するものではなか
った。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は、上述した従来の自動組立システムの問題点に
鑑み、多品種小量生産の要求に応じて迅速に機種切換え
に対応する事のできる汎用の腕時計ムーブメント自動組
立システムを提供する事を目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明によれば時計ムーブメ
ント自動組立システムは、その基本的構成要素として、
個々の担体治具を上流から下流に向って連続的に搬送す
る為のライン状搬送装置七、該搬送装置に沿って複数台
配置され各々通過する担体治具上に割り当てられた部品
の組込作業を行ない自動的に腕時計ムーブメントの組立
を行なう為の組込装置群と、該組込装置群の動作を並列
的に監視し制御する為の監視装置とを有している。

本発明の特徴部分として、自動組立システムに汎用性を
持たせる為に、各組込装置は画像認識装置を具備してお
り定められた処理手順による割り当てられた部品の画像
認識結果に基いて組込作業を行なうとともに、該中央監
視装置は組立てるべき腕時計ムーブメントの機種変更に
応じて組込装置群に指令を発し定められた画像認識処理
手順の更新を行なう様になっている。

好ましくは該ライン状搬送装置は、組込装置群に対して
機種切換えの実行命令を入力する為に切換え生産すべき
機種に対応したパイロ・ソト担体治具を組立開始に先立
って搬送する様になっている。

又該ライン状搬送装置は、上流の組込装置に割り当てら
れた部品を組込まずに一時載置する部分を有するパレッ
トからなる担体治具を連続的に搬送する事もでき、下流
の別の組込装置により既にパレット上に載置され搬送さ
れてきた部品の組込を可能とする事により、機種変更に
ともなう組込工順の変動に対応可能となっている。

個々の組込装置は、割り当てられた部品の組込を行なう
作業ロボットを有しその可動ヘッドには組込を行なうツ
ールと画像認識装置の人力部を構成するカメラが装着さ
れている。そして個々の組込装置は、機種変更指令に応
じてツーリング変更を行ない画像認識により機種に合わ
せて定められたツールを選択する様になっている。加え
て個々の組込装置は、割り当てられた部品が複数個平面
的に整列されたトレーを１枚づつ順次ロボットに対して
給排する為のトレー給排装置を備えている。

該トレー給排装置は、機種に対応した識別部を有するト
レーをロボットに対して給排し、画像認識装置は供給さ
れたトレーの識別部を認識し現在流動中の機種に合った
トレーを選択できる様になっている。

個々の組込装置に装着されている画像認識装置は、組込
むべき部品の位置及び姿勢を検出する為にロボットのヘ
ッドに固着された可動カメラと、一時的に停止している
担体治具上において組込んだ部品の位置及び姿勢を検出
し組込検査を行なう為の同定カメラを具備している。

好ましくは該中央監視装置は、各組込装置における部品
組込速度を監視し自動組立システム全体にわたって調和
的に制御するとともに部品組込歩留りを監視する様にな
っている。

さらに好ましくは、部品の組込作業工程とは独立的に、
トレーに対して各部品の整列詰めを行なう為のトレー詰
め装置が備えられている。該トレー詰め装置は、トレー
の傾斜運動及び機械的振動を利用して部品の整列詰めを
行なう振込み機を含んでいる。又該トレー詰め装置は、
パーツフィーダ、パーツフィーダから順次供給された部
品の位置及び姿勢を検出する画像認識装置、及び検出結
果に基いて部品をトレーに整列配置する為のロボットか
らなるトレー詰め機を有している。

〔作　　用〕

本発明によれば、個々の組込装置に画像認識装置が備え
られており、割り当てられた部品の形状位置並びに姿勢
を画像認識した結果に基いて各作業ロボットの動作を制
御している。従って、機種切換えにともなう割り当てら
れた部品の形状位置並びに姿勢の変化に対して柔軟に対
処する事ができる。換言すれば、本発明にかかる自動組
立システムは、機種切換えに応じて画像認識装置の認識
処理手順プログラム及び各ロボットの動作制御プログラ
ムを変更するだけで迅速に機種切換えに対応する事がで
きる。加えて機種切換えにともなうロボットのツーリン
グ変更及び適切なトレーの認識も画像認識装置の助けを
借りて自動的且つ迅速に行なう事ができる。一方多品種
小量生産をタイムリーに行なう為に本発明にかかる自動
組立システムは中央監視装置によって制御されておりス
ケジューリングによる自動的な機種の変更や進度管理が
効果的に行われている。

〔実　施　例〕

以下図面を参照して本発明にかかる汎用腕時計ムーブメ
ント自動組立システムの好適な実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明にかかる腕時計自動組立システムの実施
例を示す概観斜視図である。第１図はレイアウトの関係
で前半部と後半部の２枚に分割されている。図示する様
に自動組立システムは個々の担体治具例えばパレットを
上流から下流に向って連続的に搬送する為のライン状搬
送装置１を備えている。搬送装置１に沿って上流から下
流に向って複数台の組込装置又は組込ブロック２が直列
に配置されている。各組込ブロック２は通過するパレッ
トに対して割り当てられた部品の組込作業を行ない自動
的に腕時計ムーブメントの一貫連続組立を行なう。又組
込ブロック群の近傍には中央監視装Ｒ３が設置されてお
り個々の組込ブロック２の動作を並列的且つ集中的に監
視し制御している。

この自動組立システムによって第２３図に示す様な腕時
計ムーブメントの自動組立が行なわれる。

部品点数はおよそ４０である。主な組立工程としては、
輪列、回路及びステッピングモータの組込、ステッピン
グモータのロータに対する着磁、電気特性検査、地板の
反転、及びカレンダー機構の組込が含まれる。具体的に
は第１図に示す様に、まず搬送装置１に対してパレット
が投入される。次いで個々のパレットに対してフィルム
状に形成された回路ブロック及び地板が供給される。引
続いて地板に対していわゆるストレート組が実行され、
種々の歯車、受部材、回路ブロック、ねじ部材、ばね部
材、モータステータ、モータロータ、コイルブロック等
の組込が行なわれる。ストレート組が終了した時点でス
テッピングモータのロータに対して着磁が行なわれ且つ
周辺部品の脱磁も行なわれる。この状態で腕時計ムーブ
メントの電気特性検査が行なわれ不良品は除かれる。地
板は反転されいわゆるカレンダー組が行なわれる。ここ
では腕時計ムーブメントのカレンダー機構が取付けられ
る。最後に完成したムーブメントは所定のケースに収納
される。

第２図は個々の自動組込ブロックの概観斜視図である。

組込ブロック２は２台の作業ロボット２１を備えている
。各作業ロボット２１は２Ｎ類の工程を実行でき、従っ
て各自動組込ブロック２は合計４つの異なった工程を実
行する事ができる。ロボット２１の可動ヘッド部には部
品のチャッキングを行なうツール２２が２本装着されて
いる。さらにロボット２１のヘッドには割り当てられた
部品の位置形状並びに姿勢等を光学的に検出するカメラ
２３も装着されている。ロボット２１の周辺部には機種
切換えに応じて用いられるツールを収納するツールマガ
ジン２４が配置されている。レール状の搬送装置１に対
してロボット２１の反対側にはロボット２１に対してト
レー４を給排する為のトレー給排装置２５が設置されて
いる。トレー給排装置２５は４８類の異なった部品を供
給する為に１台の自動組込ブロック２に対して４台備え
られている。トレー４には割り当てられた部品が平面的
に整列配置されておりカメラ２３による部品の画像認識
結果に基いてロボット２１のツール２２が部品をチャフ
キングし搬送装置１上において一時停止しているパレッ
ト５に対して組込作業を行なう。組込ブロック２のフレ
ームの下部にはトレー給排装置２５の機械的制御等を行
なうブロックコントローラ２Ｂと、カメラ２３により検
知された画像の演算処理を行なう画像処理装置２７と、
演算処理結果に基いてロボット２１の動作を制御するロ
ボットコントローラ２８が配置されている。カメラ２３
と画像処理装置２７で画像認識装置が構成される。加え
て自動組込ブロック２には部品の組込が正常に行なわれ
たかどうかを検査する組込検査装置２９が備えられてい
る。組込検査装置２９も内蔵された同定のカメラ（図示
せず）を用いた画像認識により検査を行なう。モニター
３０は可動カメラ２３及び組込検査装置２９に内蔵され
た同定カメラによって入力された画像情報を切換えによ
り視覚的に表示する。

腕時計ムーブメントの部品は、板状で厚みの薄いものが
多く、二次元形状の解析だけで、ロボットツールによる
部品のチャッキング又は把持が可能である事から、いわ
ゆるビジョンによる画像認識に適しており、本発明にか
かる自動組立システムにおいては全ての部品のチャッキ
ング位置は画像認識結果に基いて決定される。又部品の
供給形態については、機種変更を短時間で行なう為、部
品毎にゲート及びシュート等の変更の必要なパーツフィ
ーダ等の専用部品供給装置を採用せず、収納ケース毎に
自動交換すれば機種変更が容易に可能なトレー給排装置
に統一されている。

上述した様に本発明にかかる自動組立システムは第２図
に示す組込ブロックを基本に構成されており、各組込ブ
ロック２には２台のロボット２１が装着されている。各
ロボット２１は２個の組込ツール２２を持っており、１
台のロボットで２部品の組込を行なう。トレー４上の部
品の画像は、ロボットヘッド先端に取付けられたカメラ
２３により画像処理袋！ｆ２７に人力される。人力され
た部品の画像は高速で処理され、その位置デ・−夕に基
いて作業ロボット２１が部品のチャッキングを行なう。

ロボット２台で４種類の部品を組込んだ後、組込ブロッ
ク２の終端に設けられた組込検査装置２９により、組込
の良否を判定している。組込検査は、組込後の地板上の
部品画像を濃淡処理し、正常に部品が組込まれているか
どうかを非接触で判定するものである。機種変更時にお
いては従来必要であった検査治具の交換等が不要となり
、画像内のウィンドウの設定を変えるだけで済む為、機
種変更に柔軟に対応する事ができる。本発明にかかる自
動組立システムにおいては、１台のビジョン又は画像認
識装置により部品認識と組込検査の両方を行なっており
、画像処理技術を効率的に利用している。

作業ロボットは組込ツールの自動交換機能を有しており
、機種切換えに対応して制御プログラムによりツールマ
ガジン２４上のツールを選択する様になっている。又ツ
ールを適宜交換する事により、組込、ねじ締め、注油、
検査等の多様な作業を１台の作業ロボットで行なう事が
できる。加えて組立順の異なる機種の自動組立も可能で
ある。本発明にかかる自動組立システムにおいては自動
機種変更に要する時間はロボット１台当り１分以内であ
る。

第３図は自動組立システムの搬送装置１によって搬送さ
れるパレットの平面図である。パレット５は時計ムーブ
メントの地板を載置する部品組込部５に一時的に特定の
部品を載置し搬送する為の部品載置部５２、及びパレッ
トの位置決めを行なうロケート用穴５３が形成されてい
る。加えてパレット５には地板の位置決めを行なう位置
決め用ビン５４及びパレット５の一時的停止Ｅ時に生ず
る衝撃を吸収する為のクツション５５が装着されている
。

第４図は部品を平面的に整列配置する為の部品トレーの
斜視図である。図示する様にトレー４は例えばプラスチ
ックの成形加工品からなり、部品６を平面的に整列配置
する為にマトリックス状に形成された複数の区画を有す
る。又トレー４の表面には部品６の機種に応じてトレー
コード４１が付されている。トレーの各区画に配置され
た部品６の位置形状並びに姿勢はカメラを用いた画像認
識により行なわれるので、部品６を各区画に対して正確
にあらかじめ配置する必要はない。従って部品６のトレ
ー詰めは高精度を要する事なく高速で行なう事ができる
。同様の理由により部品毎に専用のトレーを用意する必
要がなくトレーの兼用化が図れ、ツーリングコストを下
げる事ができる。

又画像認識処理装置により部品を直接認識する為、ロボ
ットに対するトレーの位置決め精度を無視する事ができ
るにもかかわらず部品のチャッキングは常に正確に行な
われる。部品のトレー詰めは、自動組立システムとは独
立に設置されたトレー詰め装置により自動的に行なわれ
る。

第５図は本発明にかかる腕時計自動組立システムの制御
系を示すブロック図である。図示する様に中央監視袋５
！３はラインコンピュータにより構成されており、各組
立ブロックとはＤ−ＮＥＴＥ−バ３１を介して、マルチ
ドロップ方式で並列的にネットワーク接続されている。

各組込ブロック２はブロックコントローラ又は機械コン
トローラ２Ｂ、ロボットコントローラ２８、及び画像処
理装置又はビジョン２７を装備している。機械コントロ
ーラ２６は組込ブロックにおけるツーリング、トレー供
給及びパレット搬送を制御し、ビジョン２７は部品の位
置検出、組込検査及びトレー照合等を制御し、ロボット
コントローラ２８はビジョン２７による画像認識結果に
基いてロボットの動作を制御する。

ラインコンピュータ３は組込ブロック群２の集中制御を
行ない、その機能としては、部品マスターファイルの登
録及び保存、デイリースケジューリング、稼動モニター
、生産実績集計及び表示、及びシステム動作制御等が含
まれる。ラインコンピュータ３はモニターを有しており
各組込ブロックの稼動中、異常停止Ｅや部品の供給待ち
などの状態を表示している。又現在生産している機種名
、生産予定数及び実績数が表示されている。

これ以外にもラインコンピュータ３のキー操作によりモ
ニター画面を切換える事により、現在までの各組込ブロ
ック毎の生産数及び不良数（組込検査の結果を集計した
もの）を表示できる様になっている。ラインコンピュー
タ３はスケジュールに従って各組込ブロックに機種変更
の指令を行なう。

コード化された各機種の部品及び作業内容はあらかじめ
ラインコンピュータ内に登録されている。

ラインコンピュータ３はマルチジョブ機能を持っており
、スケジュール人力等の操作はシステム稼動中に行なう
事ができる。ラインコンピュータ３はこの他に統計処理
プログラムを有しており、不良内容の表示及び分析が迅
速に行なえる事から、品質只常に対する素早い対応が可
能であり、品質向上に有効である。

第６図は本発明にかかる腕時計自動組立システムの制御
系の結線を示すブロック図である。図示する様に組込ブ
ロック群２はラインコンピュータ３によって集中的且つ
並列的に制御されている。

本発明にかかる自動組立システムは主として部品の組込
を行なう２７台の作業ロボットの他に（各ロボットに対
しては１〜２７の番号が付されている）電気特性検査や
ステッピングモータのロータの着磁等を行なう特殊ユニ
ット７を含んでいる。

次に第７図乃至第２２図を参照して本発明にかかる自動
組立システムの動作を詳細に説明する。

第７図は作業ロボット２１の斜視図である。本発明にか
かる自動組立システムに用いられる作業ロボット２１は
円筒座標形の４軸ロボツトで、高速性と高精度を特徴と
している。円筒座標形ロボットは直交座標形ロボットに
比較して、動作範囲が広いという特徴を有する。ロボッ
ト２Ｉは基部２＋１の上に垂直な主軸２１２を備えてい
る。主軸２１２は上下運動及び回転運動を行なう。主軸
２１２の上端部にはロボットアーム２１３が取付けられ
ている。

アーム２１３はその軸方向に対して伸縮可能である。

アーム２１３の先端部にはヘッド２１４が取付けられて
いる。主軸２１２の上下運動と回転運動及びアーム２１
３の伸縮運動によってヘッド２１４は三次元的に移動可
能である。ヘッド２１４には前述した様に２本のツール
２２及びカメラ２３が取付けられている。

ヘッド２１４はツール２２の自動交換機能を有し、組込
、ねじ締め及び注油等の多種作業を行なう事ができる。

第８図は各組込ブロックに内蔵される画像認識装置のブ
ロック図である。画像認識装置はロボット用視覚、目視
検査、あるいは自動機の目としての機能を有し高機能の
画像認識及び処理装置である。本発明にかかる自動組立
システムにおいては、画像認識装置は濃淡画像処理によ
り、組込検査やトレーコードの照合を行なっている。さ
まざまなアプリケーションプログラムを備える事により
、多部品認識、部品の表裏判別、特殊形状部品認識等を
行なう事ができる。特に部品の位置形状並びに姿勢を画
像認識する事により機種変更の容易化や部品供給装置の
信頼性向上が実現される。

第８図に示す様に画像認識装置は検出対象部品６の二次
元情報を入力する為のカメラ２３及びカメラ２３から入
力された二次元情報を処理する為の画像処理装置２７か
ら構成されている。検出部品６の像はレンズを通じてカ
メラ２３の内部にある受光面に結像する。結像信号は画
像処理装置２７のカメラ信号入力！／Ｆ２７１に取込ま
れ、２値化されてビットデータとなりＣＰＵ２７２によ
りデジタル処理され、ＲＡＭ２７３に記憶される。ＲＡ
Ｍ２７３に記憶された部品６の画像データはＲＯＭ２７
４にあらかじめ内蔵された参照値データ等に基いて処理
され部品６の形状位置並びに姿勢を表わすデータが得ら
れる。このデータはデータバス２７５を介してロボット
コントローラ２８に送られ作業ロボットは確実な部品６
のチャッキング及び組込を実行する。

第９図は各組込ブロック２に内蔵される組込検査装置の
ブロック図である。この組込検査装置は作業ロボットが
部品を地板に対して正しく組込んだかどうかを判別する
為の装置である。図示する様に組込検査装置２９は複数
の部品６が時計の地板８に正しく組付けられたかどうか
を検出している。

照明装置２９１及び撮像装置例えばカメラ２９２は時計
地板８に対し斜め上方に取付けられ、両者の光軸は同一
平面内にあり、時計地板８に対し等しい角度にある。撮
像装置２９２によって捕えられた両像は画像信号として
認識部２９３に送られ、記憶部２９４に記憶された閾値
レベルで２値化され画素化される。引続き記憶部２９４
に記憶されたウィンドウ情報に基いて設定されるウィン
ドウ内において画素化された像の面積を演算する。組込
検査装置２９はこの他に人力された画像信号の比較判断
を行なう比較部２９５を有している。

第１０図は撮像装置２９２によって写しだされた時計地
板８及び組付部品６の組付状態を示す。同図において、
参照番号２９６は照明装置２９！により生じた部品６の
影を示す。照明が平行光に近い場合や点光源の場合は部
品の傷が画像に出てしまいノイズとなる。メツキ部品等
表面が鏡面状の部品では僅かな傾斜によって反射光が撮
像装置２９２に入らずに部品６が黒い影として写し出さ
れてしまう。

もし鏡面状の部品が全くない場合は、撮像装置２９２を
時計地板８の真上に取付けても鮮明な画像を得る事がで
きる。参照番号２９７は部品６の組付確認に使用される
ウィンドウの形状を示している。

認識部２９３によって演算された影２９Ｂの面積は、記
憶部２９４に記憶された基準の面積値と比較され部品６
の有無の状態が第９図に示す比較部２９５によって判定
される。

第１１図は機種切換えをした後の状態を示す図である。

機種切換えに応じて組込検査装置２９の制御プログラム
の更新を行なうには、記憶部２９４にあらかじめ保存さ
れていた切換え後の該当機種用の情報（２値化の閾値、
ウィンドウ態様、及び基準の面積値）を中央制御装置の
指令により参照するだけでよい。

第１２図はロボットの自動ツーリングを行なう自動ツー
リング装置の平面図である。図示する様に、ロボット２
１にはツール自動把持機構２１５とカメラ２３が取付け
られている。作業内容変更時には、新な作業に対応した
ツール２２と交換する。この時はロボット２１によりそ
のヘッドに取付けられたカメラ２３をツールマガジン２
４のツールホルダー２４１の上に移動させ、そこに保持
されたツール２２の種類を認識する。第１３図に示す様
に、個々のツールにはあらかじめそのツールの種類に対
応した識別用マーク２２１が付されている。ツール２２
上には、多数個の識別用マークを付す事ができる為、多
数のツールをカメラ２３により識別し自動選択する事が
可能となる。個々のツール２２はツールマガジン２４に
取付けられたツールホルダー２４１に保持しておく。２
識したツール２２が求めるものでないときには、ロボッ
ト２１は次のツールの位置に移動し、次のツールの識別
マークを検出する。求めるツールを検出するまで以上の
動作を繰返す。求めるツールを認識した後、その認識デ
ータを基にツールの位置を求め、ツール自動把持機構２
１５を該当ツールに応じた位置に移動させ且っ変角モー
タ２１Ｂにより適当に回転させた後、ツールを自動把持
し自動ツーリングを行なう。

第１４図は本発明にかかる自動組立システムによって行
なわれる組立工程の流れを示す模式図であり、第３図に
示すパレット５が流動する時計ムーブメントの担体治具
として用いられる。以下第１４図に示す組立工程の流れ
を第３図を参照しながら説明する。図示する様に、ライ
ン状搬送装置又は搬送レール１上に設置されたパレット
ストッパー（図示せず）が各パレット５のクツション部
材５５に当接し、合わせて位置決めロケート（図示せず
）がパレット５の位置決めロケート用穴５３に挿入され
、パレット５が一時的に同定される。そして第１のトレ
ー給排装置２５Ａにより割り当てられた部品を対応する
ロボット２１Ａに供給しパレット５の部品組込部５１に
組込む。又第２のトレー給排装置２５Ｂからは同様にし
て対応するロボット２１Ｂに割り当てられた部品を供給
しパレット５の部品組込部５１の所定位置に組込む。続
いて第３のトレー給排袋！２５Ｃによって対応するロボ
ット２１Ｇに割り当てられた部品が供給され同様にして
パレット上に組込まれる。この様にして直列に配置され
たロボット群により各々割り当てられた部品がパレット
上に順次組込まれていく。

しかしながら機種変更にともない上述した通常の部品組
込順が前後する場合がある。例えば機種切換えにともな
い第１のトレー給排装置２５Ａによって供給される部品
を第２及び第３のトレー給排装置２５Ｂ及び２５Ｃによ
って供給される部品の組込の後に組込まなければならな
い場合である。この時には、第１のトレー給排装置２５
Ａによって供給される部品は、対応するロボット２ＬＡ
によってチャッキングされるが、パレット５の部品組込
部５１ではなく、部品載置部５２に一時的に載置される
。

第２及び第３のトレー給排装置２５Ｂ及び２５Ｃによっ
て供給される部品は通常通り組込まれる。そしてその後
の工程において、パレット５の部品載置部５２に一時的
に載置された部品が部品組込部５１の所定箇所に組込ま
れる様になっている。この様にして機種変更にともない
、例え組込工程順が前後に変化した場合でも、柔軟に対
処する事が可能である。

第１５図は個々のロボットに対して対応的に配置される
トレー給排装置の平面図である。同じく第１６図はトレ
ー給排装置の正面図であり第１７図はトレー給排装置の
側面図である。第１５図乃至第１７図に図示する様に、
トレー給排装置２５は、ピックアップステージ２５１．
）レー積み上げ部２５２及び空トレー積み上げ部２５３
から構成されており、各部分はピックアップステージ２
５１を端部として直線的に配列されている。その為ピッ
クアップステージ２５１の周辺に他の給材装置や補助作
業ユニットを配置する事が可能となっている。トレー積
み上げ部２５２の下部に位置し、２段構成となっている
トレーエレベータ２５４を、エレベータ上下モータ２５
５により上昇させ、積み上げられたトレー４全部を上昇
させ、トレーシャッタ２５６がトレー４と離れる様にす
る。その後シャッタ６が開閉シリンダ２５７により開く
様にし、トレー１枚分の厚みに相当する距離だけトレー
エレベータ２５４を下降させ、トレーシャッタ２５６を
閉じる。その後トレーエレベータ２５４の下段部が、搬
送レール２５８の高さと一致する位置までトレーエレベ
ータ２５４を下降させ待機する。以上の動作により、ト
レー積み上げ部２５２の最下部のトレー４をトレーエレ
ベータ２５４の上段部に収納する事ができる。

ピックアップステージ２５１上のトレー内の部品のロボ
ットによるピックアップが終了すると、空となったトレ
ーをトレー搬送シリンダ２５９に取付けられたトレー搬
送アーム２６０によりトレーエレベータ２５４の下段ま
で搬送する。その後トレーエレベータ２５４の上段が搬
送レール２５８の高さと一致するまで、トレーエレベー
タ２５４を下降させる。

トレー搬送アーム２６０はコの字形をしており、トレー
搬送アーム２６０の中にトレーが収納され、トレー搬送
シリンダ２５９によりトレー搬送アーム２６０を動かし
、トレーをピックアップステージ２５１に搬送する。そ
の後トレー内の部品のピックアップが開始される。

ピックアップをしている間に、再び前記と同じ動作によ
り、トレー積み上げ部２５２の最下部のトレーは、トレ
ーエレベータ２５４上段に収納される。

再びピックアップが終了すると、ピックアップステージ
上の空トレーは、トレー搬送アーム２６０によりトレー
エレベータ下段に搬送される。同時にトレー搬送アーム
２６０に取付けられた空トレー排出つめ２８１により、
トレーエレベータ２５４の下段に収納されていた空トレ
ーを、空トレー積み上げ部２５３まで搬送する。その後
搬送された空トレーは、空トレー積み上げシリンダ２６
２により空トレーシャッタ２６３を開き、空トレー積み
上げ部２５３に積み上げられる。以後同じ動作を繰返す
。

トレーの供給排出時の動作は、トレー排出、トレーエレ
ベータ２５４の下降及びトレー供給の３動作から構成さ
れており、トレー供給排出の時間が短縮される。トレー
搬送アーム２８０はコの字形状を有しており、トレーの
外側に位置する為、ピックアップステージ２５１の下部
に、照明２６４を設置する事ができ、画像認識装置によ
るトレー内の部品の認識が可能となっている。

以上により本発明にかかる自動組立システムの構成及び
動作の説明を終了する。しかしながら本発明によれば、
自動組立システムと組合わせて部品供給システムを設け
る事によりより効率的な腕時計ムーブメントの多品種小
量生産を行なう事ができる。

第１８図はこの様な部品供給システムの概観斜視図であ
る。図示する様に、部品供給システムはトレーに対して
各部品の整列詰めを行なう為のトレー詰め機８及び振込
み機つと、部品が整列されたトレーを一時保管しておく
部品自動倉庫ＩＯと、トレー詰め機８及び振込み機９の
制御を行なうとともに部品自動倉庫１０の管珂を行なう
自動倉庫用コンピュータ１１により構成されている。

第１９図は第１８図ば示す部品供給システムに用いられ
るトレー詰め装置の平面図である。図示する様に、螺旋
状のトラックを有するボール８１のトラック上を平面形
状を有する小部品（図示せず）が、ボール８１に接して
設けられた振動体８７の振動により、上方に向って移動
する。部品の板厚より多少低めに設定したシュート８２
により重なった部品が下方に落下し、重なりがなくなっ
た部品はシャッタ８３上を通過し、部品の移動方向と同
方向に回転している透明な回転板８４上に順次供給され
る。ばらけた状態で回転板８４の下に設定されたカメラ
８５の視野内に部品が侵入されると同時にシャッタ８３
が上昇し、シュート８２からの回転板８４への部品供給
が停止し、同転板８４の同転も停止りする。カメラ８５
と接続した画像処理装置８８で、カメラ８５の視野内の
部品の表裏と姿勢を判断し、把持可能な部品をロボット
８９がチャフキングする。部品のチャッキングが終了す
ると、チャッキングされなかった部品を回転板８４上に
残したまま回転板８４が回転しそれと同時にシャッタ８
３が下降し部品の供給が再開される。以下この作業を繰
返し、画像処理によりチャッキングされなかった部品は
、同定された部品戻し板８Ｂによりボール８１内にもど
される。ロボット８９によって順次チャッキングされた
部品はその近傍に配置されたトレー（図示せず）に順次
詰められる。上述した様に、本発明によれば部品組込作
業の場合と同様に、部品トレー詰め作業においても画像
認識技術が応用されており、平面形状を有する小部品を
効率的にトレーの区画内に整列配置する事ができる。

第２０図は同じく第１８図に示す部品供給システムに用
いられる部品振込装置のブロック図である。

図示する様に、スイッチ９７が投入されると、モータコ
ントローラ９３は振動用モータ９２を回転させ、トレー
４の上にばらまかれた部品６を全てトレー４に刻まれた
部品６の形状に一致する穴に整列させる。

第２１図は第２０図に示す部品振込装置の動作を示すフ
ローチャートである。まずモータコントローラ９３は、
始動を始める振動用モータ９２の振動数の初期値ｆｌを
例えば４０＋ＩＺに設定し、振動を２０回繰返す。振動
を停止させた後、カメラ９４からトレー４の画像を入力
し、整列された部品の数のカウントをする。この整列部
品数のカウントは第２２図に示すモニター画面から理解
される様に、トレー４に刻まれた部品６と一致する形状
の穴４２が黒く写っているかどうかで判別され、部品６
が穴４２に振込まれている場合には黒、振込まれていな
い場合には白で表示され黒の数をカウントする。トレー
４に刻まれた部品６と一致する形状の穴４２は第２２図
の例において８Ｘ５−４０個であり、整列部品数は１６
個である。この結果は逐次モータコントローラ９３に入
力され、振動用モータ９２の振動数を２Ｈｚだけ増加さ
せ、前記と同様の動作を行なう。

振動用モータ９２の振動数が９０）１ｚになった上限周
波数の時点で振動用モータ９２の振動を停止する。そこ
でこれまでの結果から整列部品数のカウント値が最も多
かった振動数をモータコントローラ９３に記憶させる。

以降スイッチ９７が押されないかぎり、毎回整列部品数
のカウント値が一番大きかった振動数で振動用モータ９
２の振動を繰返し、最適条件下において部品の整列を効
率的に行なう。

〔発明の効果〕

いままで説明してきた様に、本発明によれば、腕時＝１
゛ムーブメントの自動組立システムは画像認識装置を具
備しており定められた処理手順による割り当てられた部
品の画像認識結果に基いて組込作業を行なうとともに、
中央監視装置が組立るべき腕時計ムーブメントの機種変
更に応じて作業ロボット群に指令を発し定められた画像
認識処理手順の更新を行なう様になっている。この様に
画像認識装置によって制御されるロボットは機種切換え
にともなう部品形状の変更に柔軟に対処する事ができ腕
時計ムーブメントの多品種小量生産を迅速且つ効率的に
行なう事ができるという効果がある。又中央監視装置に
よりロボット群を集中的に制御しスケジューリングによ
る自動機種変更や進度管理を実行し、多品種小量生産を
タイムリーに行なう事ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は腕時計自動組立システムの概観斜視図、第２図
は自動組込ブロックの概観斜視図、第３図は腕時計ムー
ブメント用パレットの平面図、第４図は部品トレーの斜
視図、第５図は腕時計自動組立システムの制御系を示す
ブロック図、第６図は腕時計自動システムの制御系の結
線を示すブロック図、第７図は組立作業ロボットの斜視
図、第８図は画像認識装置のブロック図、第９図は組込
検査装置のブロック図、第１０図及び第１ｉ図は第９図
に示す組込検査装置の動作を説明する為の模式図、第１
２図は自動ツーリング装置の平面図、第１３図はツール
の斜視図、第１４図は腕時計自動組立システムにおける
組立工程の流れを示す模式図、第１５図はトレー給排装
置の平面図、第１６図は同じくトレー給排装置の正面図
、第１７図は同じくトレー給排装置の側面図、第１８図
は部品供給システムの概観斜視図、第１９図はトレー詰
め装置の平面図、第２０図は部品振込装置のブロック図
、第２１図は第２０図に示す部品振込装置の動作を示す
フローチャート、第２２図は第２０図に示す部品振込装
置のモニター画面の表示状態を示す模式図、及び第２３
図は自動組立システムによって組立られる腕時計ムーブ
メントの分解斜視図である。 １・・・搬送装置　　　　　　２・・・組込ブロック３
・・・監視装置　　　　　　４・・・トレー５・・・パ
レット　　　　　　６・・・部　品８・・・トレー詰め
装置　　　９・・・部品振込装置２ｉ・・・ロボット　
　　　　　２２・・・ツール２３・・・カメラ　　　　
　　　２４・・・ツールマガジン２５・・・トレー給排
装置 ２６・・・ブロックコントローラ ２７・・・画像処理装置 ２８・・・ロボットコントローラ ２９・・・組込検査装置 第 ３ 箪 車 図 目 第 図 る９図 箪 ワ 岡 ″″革８図 ７ ２（？６２’？７２Ｑ７ 第７０図 第／／図 早 ２ 閃 坑 ）４ 図 第 ８ 図 第 ５ 図 ネ ６ 図 草 ワ 図 寥 ９ 図 高２ 図 猶２３ 囲

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、個々の担体治具を上流から下流に向って連続的に搬
   送する為のライン状搬送装置と、該搬送装置に沿って複
   数台配置され各々通過する担体治具上に割り当てられた
   部品の組込作業を行ない自動的に製品の組立を行なう為
   の組込装置群と、 該組込装置群の動作を並列的に監視し制御する為の監視
   装置を有する自動組立システムにおいて、各組込装置は
   画像認識装置を具備しており、定められた処理手順によ
   る割り当てられた部品の画像認識結果に基いて組込作業
   を行なうとともに、該監視装置は組立てるべき製品の機
   種変更に応じて組込装置群に指令を発し定められた画像
   認識処理手順の更新を行なう事を特徴とする自動組立シ
   ステム。 ２、該搬送装置は、組込装置群に対して機種切換えの実
   行命令を入力する為にパイロット担体治具を搬送する請
   求項１に記載の自動組立システム。 ３、該搬送装置は、上流の組込装置に割り当てられた部
   品を組込まずに一時載置する部分を有するパレットから
   なる担体治具を搬送し、下流の組込装置により、載置さ
   れた部品の組込を可能とする事により、機種変更にとも
   なう組込工順の変動に対応可能な請求項１に記載の自動
   組立システム。 ４、各組込装置は、作業ロボットを有しその可動ヘッド
   には組込作業用のツールと画像認識装置の入力部を構成
   するカメラが装着されている請求項１に記載の自動組立
   システム。５、各組込装置は、機種変更指令に応じてツ
   ーリング変更を行ない画像認識により定められたツール
   を選択する請求項４に記載の自動組立システム。 ６、該両像認識装置は、組込むべき部品の位置及び姿勢
   を検出する為の可動カメラ及び一時的に停止している担
   体治具上において組込んだ部品の位置及び姿勢を検出す
   る同定カメラを具備している請求項１に記載の自動組立
   システム。 ７、各組込装置は、割り当てられた部品が複数個平面的
   に整列されたトレーを一枚づつ順次ロボットに対して給
   排する為のトレー給排装置を備えている請求項４に記載
   の自動組立システム。 ８、該トレー給排装置は、機種に対応した識別部を有す
   るトレーを給排し、該画像認識装置は供給されたトレー
   の識別部を認識し流動中の機種に合ったトレーを選択可
   能である請求項７に記載の自動組立システム。 ９、該監視装置は、各組込装置における部品組込速度を
   監視し調和的に制御するとともに部品組込歩留りを監視
   する請求項１に記載の自動組立システム。 １０、部品の組込作業工程とは独立的に、トレーに対し
   て各部品の整列詰めを行なう為のトレー詰め装置を有す
   る請求項７に記載の自動組立システム。 １１、該トレー詰め装置は、トレーの傾斜運動及び機械
   的振動を利用して部品の整列詰めを行なう振込み機を含
   む請求項１０に記載の自動組立システム。 １２、該トレー詰め装置は、パーツフィーダ、パーツフ
   ィーダから順次供給された部品の位置及び姿勢を検出す
   る画像認識装置、及び検出結果に基いて部品をトレーに
   整列配置する為のロボットからなる請求項１０に記載の
   自動組立システム。