JPH0436810B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明はワーク・ピース上の複数個の構成部品
を組み込むためのロボツト用工具を有するロボツ
ト式組み立て装置に関する。より特定して言え
ば、本発明は、特定のワーク・ピースに従つて変
化するパターンで受容ワーク・ピース上に、複数
個の同じような部分品を同時に組み立てることを
可能とするロボツト用工具に関する。

本発明は、組み立てられているキーボードの特
定の型式に付随して変化するキーボタン等のピツ
チに合わせてキーボタンとかキーのばねとかをキ
ーボードフレームに組み立てる際に、キーボード
のロボツト式組み立てに使うと有利である。

Ｂ 従来の技術及びその問題点 近年、同じことの繰り返しで単調な仕事を遂行
するため、自動化された組み立て作業工程中にロ
ボツトの使用が高まつて来た。代表的には、多数
の構成部品を組み込まねばならないワーク・ピー
スを一列に並べて、ロボツトに差し向けられる。
最も簡単な形式のロボツトは一つの型式の構成部
品を一つの型式のワーク・ピースに組み込むため
に使われる。より複雑な方式においては、多数の
ロボツト式組み立て装置がただ一基のロボツトに
よつて使われているが、各ロボツト式組み立て装
置はただ一つの型式の構成部品をただ一つの型式
のワーク・ピースに組み込むのに使われている。

より融通性ある装置は、ワーク・ピースの型式
（及びその向き）と、それに組み込まれるべき構
成部品の型式（及びその向き）とを判別するため
に使われる手操作か、又は半自動化或は全自動化
システムによつて、複数種類の構成部品と、複数
種類のワーク・ピースとを取り扱うロボツト式組
み立て装置を可能とする。然しながら完全自動化
システムは最大限の利益が要求されるから、転じ
て、これは、複雑で高価な論理及び認識システム
を必要とし、その結果、その自動装置の信頼性や
保守容易性に致命的な問題を与える恐れがある。
ワーク・ピース及び構成部品を正しく方向付けた
り、或は位置付ける手段もまた複雑である。

本発明の目的は、ワーク・ピースの型式によつ
て変わる位置にあるワーク・ピースに、複数個の
同じような部分品を組み込むロボツト式組み立て
装置及びロボツト用工具を提供することにある。

Ｃ 問題点を解決するための手段 本発明に従つて、ワーク・ピースに構成部品を
組み込むためのロボツト用工具を有するロボツト
式組み立て装置は、ワーク・ピースを組み立てス
テーシヨンへ順番に差し向ける手段と、上記ワー
ク・ピースに組み込まれるべき構成部品を供給ス
テーシヨンに差し向ける手段と、上記供給ステー
シヨンから構成部品を取り出して、上記組み立て
ステーシヨンにあるワーク・ピースに構成部品を
組み立てる手段とから成り、上記装置は更に、上
記供給ステーシヨンにおいて、複数個の構成部品
を互に予定されたパターン及び予定された方向に
置くための手段と、上記予定された方向を向いた
複数個の構成部品を同時に取り上げる手段と、上
記複数個の構成部品を相互に関して正しい位置に
置くための手段と、上記組み立てステーシヨンに
おいて、複数個の正しく置かれた構成部品を上記
ワーク・ピースに同時に組み込むための手段を含
むことを特徴としている。

本発明の第１の実施例は、上記の供給ステーシ
ヨンにおいて、互に関して上記構成部品を正しく
位置付ける手段が設けられている。

本発明の第２の実施例においては、構成部品が
取り上げられた後で、且つ組み立てステーシヨン
へ移動している間に、構成部品は相互に関して正
しく置かれる。

組み立て作業の速度を上げるため、夫々が自身
のワーク・ピースの供給手段を持つ１個以上の組
み立てステーシヨンを設けることが出来る。同様
に、１個以上の構成部品供給ステーシヨンを設け
ることが出来る。

ワーク・ピースに組み込まれるべき構成部品の
数が、同時に取り上げることの出来る構成部品の
数を超えた場合は、ワーク・ピースの所定の位置
すべてが満たされるまで、組み立て作業は繰り返
えされる。任意の一操作時間で取り上げることの
出来る構成部品の数は、夫々のヘツドがプログラ
ム制御で個々に動作される構成部品取り上げヘツ
ドのマトリツクスを使つて変化されることが好ま
しい。

Ｄ 実施例 第１図を参照すると、アーム３及び４を持つて
いる例えばIBM7545型ロボツトのようなロボツ
ト２を有するロボツト式組み立て装置１が示され
ており、アーム３及び４によつて、多ヘツド・グ
リツプ工具５は構成部品供給ステーシヨン６の位
置から、２つの構成部品組み立て、即ちプレイス
メントステーシヨン７及び８の何れかへ移動する
ことが出来る。構成部品は線状給送装置９及び１
０に沿つて供給ステーシヨン６へ、部品の正しい
向きに一列に直列に並べられて送られる。供給装
置９及び１０は、転じて、夫々皿形震動式送り装
置１１及び１２から構成部品を送られる。皿形震
動式送り装置の目的は、構成部品を正しく方向付
けて、線状供給装置９及び１０へ差し向けること
であり、皿形震動式送り装置自身は公知なのでこ
れ以上の説明は行わない。この皿形震動式送り装
置に設けられている特殊形状の溝１３及び１４
は、正しい向きになつた部品のみを線状供給装置
９及び１０へ到着させる役目を持つている。

ここで説明している特定の実施例においては、
すべての構成部品は同じような形状であるけれど
も、各震動式送り装置はそれ自身に特定された部
品が入れられることは言うまでもない。このよう
にして、複数種類の異なつた部品を供給ステーシ
ヨン６に差し向けることが出来る。部品の種類毎
に少くとも１個の供給装置９又は１０が必要なこ
とは勿論言うまでもない。

ワーク・ピースは、トラツク１７及び１８に沿
うシヤツトル１５及び１６によつて、組み立てス
テーシヨン７及び８へ搬送される、即ち差し向け
られる。通常、この装置は、一方のシヤツトル上
のワーク・ピースが、一方の組み立てステーシヨ
ンにおいて、構成部品を組み込んでいる間に、他
方のシヤツトルは他方の組み立てステーシヨンか
ら「完成された」ワーク・ピースを取り出して、
新しいワーク・ピースを差し向けるような態様に
されている。これはロボツト２の動作効率を最大
化し、これにより、あたかも唯一つの組み立てス
テーシヨンしか使われていないかのように、ワー
ク・ピースを装荷し、又は取り出すための待ち時
間を浪費しない。

第２図は、キーボタンが装着され、或は差し込
まれる位置を有するキーボードのフレーム１９
（これは、組立作業中、シヤツトル１５及び１６
によつて組み立てステーシヨン７又は８へ搬入さ
れる）を模式的に示す平面図である。キーが装着
される場処は一般にマトリツクス状であるけれど
も、マトリツクスのピツチ、即ち、キーボタンの
間隔は一定でなく、キーボードの型式によつて変
化するのは理解されるであろう。問題なのは、各
装着場処が、適正時間で、正しい部品（場処的に
も、方向性においても）を装着されるのを保証す
ることであり、これらの部品を一度に一個づつ運
ぶのにロボツトを使うのは経済的でない。構成部
品の正しい方向付けは皿形震動式送り装置１１，
１２を使うことによつて実行可能となり、同時に
複数個の部分品を位置付けることは、多数ヘツ
ド・グリツプ工具５を使用することによつて実行
可能となり、構成部品の正しい位置付けは、以下
に説明されるように、相互に関連して部品の位置
付けが正しいということを保証することによつて
実行可能となる。

第３図及び第４図は本発明の実施例の装置を示
す平面図及び側面図であつて、この装置におい
て、部品は構成部品供給ステーシヨン６において
相互に関連して正しく位置付けられる。第１図の
説明から想起されるように、構成部品は直列で、
且つ２つの列で供給ステーシヨンへ差し向けられ
る。

２つのトラツク９及び１０の間の間隔は、一方
の方向において、部品の正しい相対的な位置に構
成部品を位置付けるよう配置しうるけれども、他
の方向、即ち、上記の方向に対する垂直方向で
は、構成部品は相互に隣接して列んでいる。ここ
で説明される特定の実施例において、キーボード
フレームに挿入されるべき構成部品はキーパツド
組立体であり、各キーパツド組立体は付属
（dePendent）コイルばねを有するプラスチツク
のパツドで構成されている。（第８図の参照数字
３７及び３９で示されている。） ここで、キーパツドは、供給装置のトラツク９
及び１０に沿つて供給ステーシヨンへ差し向けら
れるが、トラツク９及び１０は、キーボード・フ
レーム上のキーパツドの所望間隔だけ互いに隔て
られているトラツク領域２０及び２１に対して、
トラツク９及び１０の間隔が次第にせばまるよう
に即ち収斂するように夫々連結されることがで
き、若しくは間隔が次第に広くなるように夫々連
結されることができる。他の（直交）方向の位置
付けは、トラツク領域２０及び２１の下に位置す
る滑動拡張テーブル即ち間隔調節テーブル２２に
よつて遂行される。滑動拡張テーブル２２は、送
り込まれた時点の付属コイルばね同志の「端部か
ら端部まで」の小さな初期間隔を所定の間隔へ拡
げる溝、即ちスロツト２３を持つている。拡張テ
ーブル２２がトラツク領域２０及び２１の下で矢
印２４の方向に移動すると、スロツト２３はキー
パツドの付属スプリングと係合して、トラツクに
沿つてキーパツド相互間の間隔を所定の間隔に拡
げる。（スロツト２３のピツチＰに依存して。） 分離された構成部品がロボツト用工具により取
り上げられた後、拡張テーブルは、トラツク９及
び１０に沿つて供給された構成部品の次の群をト
ラツク領域２０及び２１に差し向けるため引き込
められる。トラツ領域２０及び２１の下に、模式
的に示した感知器２５は、部品が取り上げられる
前及び後で、付属ばね（この場合、構成部品）の
存在、又は不存在を感知する。後述されるよう
に、多ヘツド・ロボツト用工具は通常、12個の構
成部品を取り上げうるけれども、ワーク・ピース
１９の構成部品の位置ピツチの変化に順応させる
ため、多ヘツド工具は１乃至12個の任意の個数の
部品を取り上げるようプログラムすることが出来
る。ここまでは、ワーク・ピースに同時に組み込
むため、構成部品を相互に関連して方向付けて、
正しく位置付ける機構が説明された。

１どきに組み込まれる部品の数は、正しく位置
付けられ且つ所定の方向に向けられて配列するこ
とが出来る部品の数の関数であり、多くヘツド工
具５によつて実際に取り上げられる部品の数に比
例する。本発明の実施例に使われる多ヘツド工具
５が第５図に示されており、それは６個の把持装
置即ちグリツパが２列に並べられた12個のグリツ
パを含んでいる。第５図に示されているように、
12個のうちの６個のグリツパは引き込められ、６
個のグリツパは引き出されており、各グリツパの
機構は垂直方向で個々に移動可能である。更にま
た、各グリツパは、夫々のグリツパに関連した構
成部品を握んだり、放したりするため、個々に動
作することが出来る。グリツパの機構は、部品の
大きさ、情質及び重要に応じて機械式、真空式又
は電磁式等の任意の適当な機構を使用することが
出来る。グリツパのマトリツクスはワーク・ピー
スの構成部品の位置のピツチと大体対応してい
る。或る場合には、「ワーク・ピースのピツチ」
の変化を許容するグリツパ構成技術を使うことが
可能である。

第６図乃至第８図は機械式グリツパ２６を利用
した圧縮空気で動作する機構５を示す。第６図に
示されているように、各グリツパ２６は空洞２８
を有するアクチユエータ２７として運ばれる。各
アクチユエータ２７は垂直に移動することが出
来、且つシリンダ３０内のピストン２９の空気圧
式動作によつて他のアクチユエータとは無関係に
動作する。アクチユエータ２７の独立した移動に
よつて生ずる垂直移動に加えて、アセンブリ５の
全体もまた垂直方向に移動可能である。

グリツパ機構２６の動作を第７図及び第８図を
参照して説明すると、軸着されているグリツパの
指３１は開位置及び閉位置に置くことが出来、そ
れは、シリンダ３４内のピストン３３へ接続され
たプツシユロツド３２を復帰ばね３５に抗して作
用させて開位置にされる。グリツパ指３１の刻み
溝３６は、グリツパ指の閉位置において面３８に
押し付けられているばねパツド３７の縁に係合し
ている。また、第８図には、ばねパツド組立体の
付属ばね３９が示されている。（そして、ばねパ
ツドのスプリングには、所定の間隔にばねパツド
組立体相互の間隔を拡げるために、第３図の拡張
テーブル２２のスロツト２３が係合する。） 本発明は上述したような機械的なグリツパの使
用だけに制限されるものではなく、真空式とか電
磁式とかの他の適当な技術も使用することが出来
る。第９図及び第１０図は、グリツパ２６が真空
式保持器である本発明の他の実施例を示してい
る。その結果、グリツパの下側の面はワーク・ピ
ースに組み込まれるキーボタン４０と対応する形
にされている。この場合、アクチユエータ２７の
空洞は真空源へ個々に制御可能に接続されてい
る。第６図乃至第８図に示された装置と同様に、
各アクチユエータ２７及びアセンブリ５全体はほ
ぼ垂直方向に移動する。

第９図は所望の間隔に構成部品を分離するため
の他の技術を示しており、これは第３図の拡張テ
ーブル２２の代りに使うことが出来る。第９図か
ら理解出来るように、シリンダ３０（及びアクチ
ユエータ２７）は相互に対して傾けられる。アク
チユエータ２７が下方へ移動されると、アクチユ
エータの端部及びグリツパ２６は相互に分離され
る。分離の大きさはシリンダ３０及びアクチユエ
ータ２７同志の角度と、アクチユエータのストロ
ークに依存する。代表的なキーボードの組み立て
動作において、シリンダ間の相対的角度は7°乃至
8°で、ストロークは２乃至４cmであれば、通常
は、異なつたピツチに充分に適合することが出来
る。

複数個の同じ構成部品を、正しい向きと正しい
方向でワーク・ピースに組み込むことの出来るロ
ボツト用工具を用いた融通性のあるロボツト式組
み立て装置を説明して来た。この工具はプログラ
ム可能だから、単１の取り上げサイクルで、異な
つた位置に複数個の部品の挿入を実行することが
出来る。本発明のロボツト式組み立て装置は、ワ
ーク・ピースに部品を１度に１個づつ組み込む必
要がなく、融通性があり、相対的に複雑でない。

本発明のロボツト式組み立て装置は、装置に大
きな修正を施すことなく、複数種類の異なつた型
式の構成部品を供給ステーシヨンへ差し出すこと
によつて部品の正しいグループと向きで、構成部
品を組み立てることが出来、その後、ワーク・ピ
ースの処へ異なつた部品を選択的に送ることが出
来る。ロボツトの簡単なプログラムと、多ヘツド
工具とが異なつた種類のワーク・ピースの取り扱
いを可能にする。本発明はキーボードの組み立て
を例にして説明して来たが、本発明の技術は、ワ
ーク・ピース、例えば、プリント回路板上の所定
の位置に複数個の素子を装着する場合のように、
他の組み立て作業に適用出来ることは明らかであ
る。

Ｅ 発明の効果 本発明は複数種類の複数個の部品を、複数種類
の複数個のワーク・ピースに組み込むような複雑
な作業を簡単な構成のロボツト装置によつて達成
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの構成部品組み立てステーシヨン
と、１個の構成部品供給ステーシヨンとを使つた
ロボツト式組み立て装置の実施例の平面図、第２
図はキーボタンが組み込まれる位置を示したキー
ボードフレームの平面図、第３図は構成部品供給
ステーシヨンを詳部を示す平面図、第４図は構成
部品供給ステーシヨンの側面図、第５図は多ヘツ
ド式ロボツト用取り上げ工具の模式図、第６図、
第７図及び第８図は機械的グリツパ、即ち機械的
取り上げ装置の細部を示す図、第９図及び第１０
図は多ヘツド式ロボツト用取り上げ工具の代りの
例の細部を説明する図である。 １……ロボツト式組み立て装置、２……ロボツ
ト、５……多ヘツド・グリツプ工具、６……部品
供給ステーシヨン、７，８……組み立てステーシ
ヨン、９，１０……給送装置、１１，１２……震
動式送り装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の構成部品が組込まれるワーク・ピー
   スを組立てステーシヨンに給送する手段、上記構
   成部品を供給ステーシヨンに給送する手段、該給
   送手段から上記構成部品を取り出し上記組立てス
   テーシヨンにある上記ワーク・ピースの所定の位
   置に位置づける手段を有する構成部品組立装置に
   おいて、 上記構成部品の供給ステーシヨンにおいて上記
   複数個の構成部品の向きを所定の向きにし且つ一
   つの方向における上記構成部品相互の間隔を上記
   所定の位置に従う間隔に調節する手段と、上記一
   つの方向と異なる方向における上記複数個の構成
   部品相互の間隔を上記所定の位置に従う間隔に調
   節する手段と、上記配向され調節された複数個の
   構成部品を上記組立てステーシヨンの上記ワー
   ク・ピースの上記所定の位置に同時に位置づける
   手段とを備えることを特徴とする上記構成部品の
   組立装置。