JPH05104363A - 組立て装置 - Google Patents

組立て装置

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JPH05104363A
JPH05104363A JP3297995A JP29799591A JPH05104363A JP H05104363 A JPH05104363 A JP H05104363A JP 3297995 A JP3297995 A JP 3297995A JP 29799591 A JP29799591 A JP 29799591A JP H05104363 A JPH05104363 A JP H05104363A
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規 渡辺
Toshikazu Saiga
敏和 雑賀
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Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 市場ニーズの多様化に対応して多機種少量生
産あるいは多機種タイムリー生産に対応できるフレキシ
ブルな組立て装置を提供することを目的とする。 ［構成］ パーツ供給ユニット１１からパーツを載置し
たパーツパレット３１を各組立てユニット１０にパーツ
パレット供給用コンベア１６によって供給する。また機
種変更ユニット１２から組立てパレット３３を組立てパ
レット搬送用コンベア１８によって各組立てユニット１
０に供給する。各組立てユニット１０は直交ロボットか
ら構成されており、組立てヘッド２３がパーツパレット
３１内の部品を取上げ、組立てパレット３３上のワーク
に自動組立てを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は組立て装置に係り、とく
に実質的にほぼ同じ機能を有する複数の組立てユニット
から構成される組立て装置に係り、自動組立てを行なう
のに用いて好適な組立て装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭６２−２７７２２９号公報に開示
されているように、各種の電子機器を自動組立てするた
めに、組立てロボットが広く用いられるようになってい
る。上記の公報に記載されているロボットは、部品を並
べたトレーを搬送手段によって供給し、供給されたトレ
ーをストックステーションにストックしておき、ロボッ
トによってこのストックステーションから所定のトレー
を取出すとともに、部品取出しステーションに載置し、
このステーション内のトレーからロボットの判断によっ
て部品を取出し、取出された部品を用いて自動組立てを
行なうようにしたものてある。このようなロボットは、
１台のロボットによって複数の部品の組立てを行なうこ
とができるという特徴をもっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】市場ニーズの多様化に
よって、工場の生産形態は、単機種大量生産から複数種
中量生産へ、さらには多機種タイムリー生産へと移行す
る傾向にある。このような生産形態の変更に伴って、組
立てロボットに要求される条件は、多機種をフレキシブ
ルに切換えて組立てする機能である。また組立てを行な
う電子機器の小型化に伴って、組立てにおいてもハイレ
ベルの精度を確保することが要求されている。
【０００４】本発明は上記のような要求を満たすべくな
されたものであって、とくに多機種タイムリー生産が可
能な組立て装置を提供することを目的とするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、実質的に
ほぼ同じ機能を有する複数の組立てユニットと、組立て
に必要な部品をパレット上に並べて供給するパーツ供給
ユニットと、その上で各組立てユニットが組立てを行な
う組立てパレットを供給する組立てパレット供給ユニッ
トと、前記パーツ供給ユニットおよび前記組立てパレッ
トをそれぞれ搬送する搬送手段とを具備するようにした
ものである。
【０００６】また第２の発明は、組立て中の機種のワー
クの数をカウントするカウント手段と、前記カウント手
段によるカウント値が目標値に達したら次の機種のワー
クに自動的に変更する手段とを具備し、前記変更する手
段は各組立てユニットに機種の変更を順次ダウンロード
するようにしたものである。
【０００７】
【作用】第１の発明によれば、パーツ供給ユニットから
組立てに必要な部品をその上に並べたパレットが供給さ
れ、搬送手段によって対応する組立てユニットに搬送さ
れる。また組立てを行なうために用いられる組立てパレ
ットが搬送手段によって対応する組立てユニットに搬送
される。従って各組立てユニットにおいては、パーツパ
レットによって供給されたパーツを、組立てパレット上
で組立てることにより、組立て動作が行なわれることに
なる。
【０００８】第２の発明によると、組立て中の機種のワ
ークの数が目標値に達したら、つぎのワークに自動的に
変更されることになり、この変更は各組立てユニットの
機種の変更を順次ダウンロードすることによって達成さ
れることになる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例に係る自動組立
て装置の全体の構成を示すものであって、この組立て装
置は、同じ機能を有する直交ロボットから成る組立てユ
ニットを１４台組合わせたものである。またこの組立て
装置はパーツ供給ユニット１１と、機種切換えユニット
１２とを備えている。また搬送ラインの下流側には搬出
ユニット１３が設けられている。搬送ラインはパーツパ
レット供給用コンベア１６とパーツパレット返送用コン
ベア１７と、そして組立てパレット搬送用コンベア１８
とから構成されている。
【００１０】つぎに直交ロボットから成る組立てユニッ
トの構成について説明すると、図２に示すようにそれぞ
れの組立てユニットはＸ軸方向移動ユニット２１とＹ軸
方向移動ユニット２２とを備えている。そしてＸ軸方向
移動ユニット２１上にはマルチヘッドから成る組立てヘ
ッド２３が設けられている。このマルチヘッド２３の主
軸はＺ軸方向と一致している。そしてこの組立てヘッド
２３はツールスタンド２４から任意のツールを取出し、
その先端部に装着するようになっている。
【００１１】また組立てユニット１０にはパーツパレッ
ト位置決め台２５が設けられており、パーツパレット搬
送用コンベア１６によって搬送されたパーツパレットを
一旦このパーツパレット位置決め台２５上に載置してお
くようになっている。そしてパーツパレット供給用コン
ベア１６と隣接する位置にはパーツパレット返送用コン
ベア１７が設けられている。これに対して組立てパレッ
ト搬送用コンベア１８は組立てヘッド２３に対して上記
２種類のコンベア１６、１７とは反対側に位置してい
る。
【００１２】各組立てユニット１０のマルチヘッド２３
は図３に示すように、例えば４本のマウントヘッドを備
えており、これらの先端にそれぞれパーツ２８を保持す
るようになっている。そしてヘッド２３の先端部に保持
されたパーツ２８はその下側からＣＣＤカメラ２９によ
って撮像が行なわれるようになっており、マウント位置
をＣＣＤカメラ２９によって正しく測定するようにして
いる。
【００１３】パーツ供給ユニット１１から供給されると
ともに、各組立てユニット１０にパーツパレット供給用
コンベア１６によって搬送されるパーツパレットは、例
えば図４に示すような専用パーツパレット３１であって
よい。このパーツパレット３１は供給する部品の形状に
応じた形状の凹部を備えており、その中に一定の姿勢で
パーツを並べて載置するようにしている。このようなパ
レット３１はコンベア１６によって供給され、組立てユ
ニット１０の位置決め台２５上に導かれ、組立てヘッド
２３のチャックによってその中から部品が取出されるよ
うになっている。
【００１４】図５は別のパーツパレット３２を示してお
り、このパレットは汎用パーツパレットから構成されて
いる。すなわちこのパーツパレット３２は一定の形状、
例えば所定の寸法の矩形の凹部が形成されており、この
中にこの凹部よりも小さな部品を並べて配置するように
なっている。従ってこのパレット３２によれば、供給さ
れる部品の種類が限定されることがない。すなわち凹部
の大きさよりも小さな部品であれば、各種の部品をこの
パレット３２によって各組立てユニット１０に供給でき
るようになる。
【００１５】図６は組立てパレット搬送用コンベア１８
によって組立てユニット１０に供給される組立て用パレ
ット３３を示している。このパレット３３はその上で組
立てが行なわれるパレットであって、例えばこの組立て
装置によってテープレコーダを組立てる場合には、テー
プレコーダのメカシャーシをこの組立て用パレット３３
上に載置して供給する。するとパレット３３上のシャー
シには各組立てユニット１０を通過する毎に、各種の部
品が組立てられるようになる。
【００１６】図７〜図９はパーツ供給ユニット１１を示
している。この供給ユニット１１はとくに図８に示すよ
うに、下駄箱状をなすパレット棚３６を備えている。こ
のパレット棚３６は縦板と横板とによって区画された多
数の収納部を備えており、各収納部にそれぞれパーツ２
８が収納された専用パーツパレット３１または汎用パー
ツパレット３２が収納されるようになっている。
【００１７】そしてパーツ供給ユニット１１はパレット
棚３６の前方に、Ｘ軸方向移動ユニット３７とＹ軸方向
移動ユニット３８とを備えている。Ｘ軸方向移動ユニッ
ト３７はパレット棚３６の高さ方向にＺ軸方向移動ユニ
ット３９を移動させるようになっている。これに対して
Ｙ軸方向移動ユニット３８はパレット棚３６の横方向に
Ｘ軸方向移動ユニット３７を移動させるようになってい
る。そしてＺ軸方向移動ユニット３９は図９に示すよう
に、その先端部にパレット取出しアーム４０を備えてお
り、このアーム４０によってパレット棚３６の所定の位
置からパレット３１、３２を取出すようになっている。
【００１８】図１０〜図１２は変形例のパーツ供給ユニ
ット１１を示している。この供給ユニット１１は下駄箱
状の一対の固定型パレット棚４３とともに、回転型パレ
ット棚４４を両側に備えている。回転型パレット棚４４
は垂直軸を中心として回転するようになっており、前面
側に設けられている開口４５の部分に臨む位置からアー
ムによってパレットを取出すようになっている。このよ
うな構成によれば、とくに回転型パレット棚４４の存在
によって、パーツパレット３１、３２の数を多くするこ
とが可能になり、これによって組立て部品数が大きなワ
ークの組立てが可能になる。
【００１９】図１３はこのような組立て装置の全体の制
御系を示すものであって、各組立てユニット１０はそれ
ぞれ対応するコントローラ４７を備えている。そしてこ
のコントローラ４７はホストコンピュータ４８とライン
制御用コンピュータ４９を介して接続されるようになっ
ている。そしてホストコンピュータ４８およびライン制
御用コンピュータ４９と接続されたパーツ管理用コンピ
ュータ５０が設けられており、このコンピュータ５０に
よってとくにパーツの管理を行なうようにしている。
【００２０】つぎに以上のような構成に係る組立て装置
の自動組立て動作を説明する。組立てに必要なパーツは
パレット３１、３２に載置された状態で図８に示すパレ
ット棚３６内に収納されている。パレット取出しアーム
４０はＸ軸方向およびＹ軸方向に移動し、所定の位置の
棚からパレット３１、３２を取出すとともに、取出した
パレットをパーツパレット供給用コンベア１６によって
所定の組立てユニット１０に供給する。組立てユニット
１０において、供給されたパレット３１、３２は組立て
ヘッド２３によってパーツパレット位置決め台２５に載
置される。すなわちそれぞれの組立てユニット１０にお
いて必要とするパーツはパレット３１上に載置された状
態で供給され、パーツパレット位置決め台２５上に待機
することになる。
【００２１】一方組立てのための組立てパレット３３は
機種変更ユニット１２から供給されるようになってお
り、このユニット１２から供給された組立て用パレット
３３が組立てパレット搬送用コンベア１８によって対応
する組立てユニット１０に供給される。
【００２２】各組立てユニット１０における組立て動作
は、組立てヘッド２３がＸ軸方向移動ユニット２１およ
びＹ軸方向移動ユニット２２によって移動され、まずパ
レット位置決め台２５上のパレット３１から所要の部品
を取出す。取出された部品は図３に示すように、マルチ
ヘッド２３の先端部に保持される。
【００２３】マルチヘッド２３の先端部に保持されたパ
ーツ２８はその下側に位置するＣＣＤカメラ２９によっ
て撮像され、画像処理が行なわれる。このＣＣＤカメラ
２９による画像処理の特徴は、マルチヘッド２３による
チャック時の部品２８のずれを含めて最終的な画像処理
を行なうようにしているために、マルチヘッド２３によ
って把持された部品２８の最終位置を検出することにな
る。従って累積エラーが発生せず、精密に部品を組立て
ることが可能になる。
【００２４】部品の組立ては、マルチヘッド２３によっ
て把持された部品２８を搬送用コンベア１８によって供
給される組立て用パレット３３上でマウントすることに
よって行なわれ、組立て用パレット３３のワーク上に部
品を載置したならば、この状態でマルチヘッド２３が部
品の解放を行なうことになる。
【００２５】このような組立て動作を各組立てユニット
１０において順次行なうとともに、各組立てユニット１
０における組立てを終ったならば、組立て用パレット３
３を下流側の組立てユニット１０に搬送コンベア１８に
よって搬送することになる。このようにして最終的に、
組立て用パレット３３上で所定の電子機器が組立てられ
るようになる。そして組立てられた電子機器は搬出ユニ
ット１３によってコンベアライン１８から排出されるよ
うになる。そしてワークが解放されたパレット３３は機
種変更ユニット１２に戻されるようになる。また各組立
てユニット１０でパーツ２８が取出されて空になったパ
ーツパレット３１、３２は組立てヘッド２３によってパ
レット位置決め台２５からパーツパレット返送用コンベ
ア１７に移され、このコンベア１７によってパーツ供給
ユニット１１に戻されることになる。従ってこの供給ユ
ニット１１内において部品が充填されるとともに、パレ
ット棚３６に収納され、つぎの取出しに備えることにな
る。
【００２６】つぎにこのような組立て装置におけるロッ
トの変更の動作を説明する。ロットの変更の動作は図１
３に示す制御装置によって自動的に行なわれるようにな
っている。パーツ管理用コンピュータ５０は図１４に示
すように現機種のパレットの投入数の累計を行なうよう
にしており、現在組立て中のワークの数をカウントする
ようにしている。そして所定の生産数量が終了するまで
パレットの供給を継続するとともに、所定の生産数量に
達したならば、機種切換え開始通知を発する。すると機
種変更ユニット１２は現機種の最終パレットとしての識
別手段を備えているアンカーパレットを組立てパレット
搬送用コンベア１８を通して流す。アンカーパレットが
投入されると、各組立てユニット１０はアンカーパレッ
トの到着を確認し、生産条件を管理コンピュータ５０に
要求する。そして生産条件の要求があると、生産条件を
各組立てユニットに順次ダウンロードするようになる。
従って各組立てユニット１０は、生産条件を取得すると
ともに、自動機種切換え動作を行なうことになる。従っ
て現在の機種のワークの数が所定の値に達すると、自動
的に機種の切換えが行なわれるようになり、この機種の
切換えが各組立てユニット１０に順次ダウンロードさ
れ、自動的に機種の切換えが達成されるようになる。
【００２７】このような組立て装置によれば、上述の如
く所定の数のワークの組立てを終ると、自動的に機種の
切換えが行なわれるようになり、これによって多品種少
量生産あるいは多機種タイムリー生産にフレキシブルに
対応することが可能になる。しかも各組立てユニット１
０においては、ツールスタンド２４に予め保持されてい
るツールを自動的に交換することが可能なり、これによ
って各組立てユニット１０が総て同じ機能であっても、
それぞれの組立てユニット１０が別々の組立てを行なう
ことが可能になり、これによって多機種のワークの対す
るフレキシブルな組立てが可能になる。
【００２８】またこの組立て装置は、各組立てユニット
１０の組立てヘッド２３が保持したパーツ２８をＣＣＤ
カメラ２９によって撮像し、組立てヘッド２３によって
保持された最終位置を画像処理するようにしている。従
って累積エラーを発生することなく精密な組立てが可能
になり、これによって精密機械等の組立てを可能にして
いる。
【００２９】またこの組立て装置はパーツ供給ユニット
１１を備えており、このパーツ供給ユニット１１には多
数のパレット３１を収納することが可能なパレット棚３
６を備えている。これらのパレット棚３６内には、パー
ツ２８をマウントした専用パーツパレット３１あるいは
汎用パーツパレット３２がそれぞれ収納されており、Ｘ
軸方向移動ユニット３７およびＹ軸方向移動ユニット３
８によって移動されるＺ軸方向移動ユニット３９によっ
て、パレット取出しアーム４０を介して所定のパレット
３１を取出すようにしている。従って多数のパーツを予
め貯えておくとともに、所定のパーツを自動的に取出す
ことが可能になる。各パーツパレット３１、３２にそれ
ぞれ自動読取り可能な識別マークを付しておくことによ
り、パーツの供給の自動化が達成されることになる。
【００３０】このようなパレット供給システムは、組立
て用小物部品の供給ストレージに適用可能なばかりでな
く、システムの変動やトラブル時のバッファとしての機
能を果すことになる。さらにはつぎの機種への切換え準
備にも利用され、つぎの機種のパーツをパレット棚３６
内に予めストレージすることが可能になる。さらには治
具や工具等を予めパレット３１、３２上に用意してお
き、このような治具や工具をパーツパレット３１によっ
てパーツパレット搬送用コンベア１６によって組立てユ
ニット１０に供給することが可能になり、組立ての機能
をさらに向上できるようになる。
【００３１】つぎに第２の実施例の組立て装置を図１５
および図１６によって説明する。この装置は図１に示す
第１の実施例と比較すれば明らかなように、各組立てユ
ニット１０をインライン配置したものである。ここでは
１０台の組立てユニット１０が組合わされており、しか
も４台の組立てユニット１０には振動式パーツ供給機５
４が付設されるとともに、５台の組立てユニット１０に
はパレットチェンジャ５５が付設されている。
【００３２】そして各組立てユニット１０と機種変更ユ
ニット１２および搬出ユニット１３とを連結するように
組立てパレット搬送用コンベア１８が延びている。この
コンベア１８の下側には図１６に示すように、組立てパ
レット返送用コンベア５３が配されている。パーツパレ
ットの搬送用および返送用コンベアについても上下２段
になっており、上側にパーツパレット供給用コンベア１
６が配されるとともに、その下側にはパーツパレット返
送用コンベア１７が設けられるようになっている。
【００３３】これらのコンベア１６、１７は各組立てユ
ニット１０を連結するばかりでなく、振動式パーツ供給
機５４とパレットチェンジャ５５とを連結している。振
動式パーツ供給機５４は専用パーツパレット３１の凹部
内に振動によってパレットを並べるようにしている。ま
たパレットチェンジャ５５はパレットの交換を行なう機
能をもっている。このような実施例においても、組立て
動作は基本的には上記実施例と同様であって、ロットの
自動切換えが行なわれる組立て装置を構成している。
【００３４】
【発明の効果】第１の発明によれば、組立てに必要な部
品はパレットに並べてパーツ供給ユニットから搬送手段
によって各組立てユニットに供給されるようになる。ま
た組立てを行なうための組立て用パレットが組立てパレ
ット供給ユニットから搬送手段によって各組立てユニッ
トに供給される。従ってそれぞれの組立てユニットにお
いては、パレットによって供給されたパーツを取出する
とともに、このパーツを組立てパレット上において組立
てるようになる。そして組立て用パレットを順次下流側
へ搬送しながら組立てユニットで組立て動作を行なうこ
とによつて、自動組立てが行なわれることになる。
【００３５】第２の発明によれば、ワークの数をカウン
ト手段によってカウントするとともに、カウント値が目
標値に達したらワークが自動的に変更され、しかも各組
立てユニットに機種の変更を順次ダウンロードするよう
にしている。従って所定の数に達した段階で、自動的に
つぎの機種に切換えられるようになり、組立てを行ない
ながらしかも機種の切換えが行なわれることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の組立て装置の全体の外観斜視図
である。
【図２】各組立てユニットの構成を示す斜視図である。
【図３】組立てヘッドの外観斜視図である。
【図４】専用パーツパレットの斜視図である。
【図５】汎用パーツパレットの斜視図である。
【図６】組立て用パレットの斜視図である。
【図７】パーツ供給ユニットの平面図である。
【図８】パーツ供給ユニットの正面図である。
【図９】パーツ供給ユニットの側面図である。
【図１０】変形例のパーツ供給ユニットの平面図であ
る。
【図１１】変形例のパーツ供給ユニットの正面図であ
る。
【図１２】変形例のパーツ供給ユニットの斜視図であ
る。
【図１３】組立て装置の制御系を示すブロック図であ
る。
【図１４】機種の切換えの動作を示すフローチャートで
ある。
【図１５】第２の実施例の組立て装置の平面図である。
【図１６】第２の実施例の組立て装置の正面図である。
【符号の説明】
１０ 組立てユニット（直交ロボット） １１ パーツ供給ユニット １２ 機種変更ユニット １３ 搬出ユニット １６ パーツパレット供給用コンベア １７ パーツパレット返送用コンベア １８ 組立てパレット搬送用コンベア ２１ Ｘ軸方向移動ユニット ２２ Ｙ軸方向移動ユニット ２３ 組立てヘッド（マルチヘッド） ２４ ツールスタンド ２５ パーツパレット位置決め台 ２８ パーツ ２９ ＣＣＤカメラ ３１ 専用パーツパレット ３２ 汎用パーツパレット ３３ 組立て用パレット ３６ パレット棚 ３７ Ｘ軸方向移動ユニット ３８ Ｙ軸方向移動ユニット ３９ Ｚ軸方向移動ユニット ４０ パレット取出しアーム ４３ 固定型パレット棚 ４４ 回転型パレット棚 ４５ 開口 ４７ コントローラ ４８ ホストコンピュータ ４９ ライン制御用コンピュータ ５０ パーツ管理用コンピュータ ５３ 組立てパレット返送用コンベア ５４ 振動式パーツ供給機 ５５ パレットチェンジャ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実質的にほぼ同じ機能を有する複数の組
    立てユニットと、 組立てに必要な部品をパレット上に並べて供給するパー
    ツ供給ユニットと、 その上で各組立てユニットが組立てを行なう組立てパレ
    ットを供給する組立てパレット供給ユニットと、 前記パーツ供給ユニットおよび前記組立てパレットをそ
    れぞれ搬送する搬送手段とを具備することを特徴とする
    組立て装置。
  2. 【請求項２】 組立て中の機種のワークの数をカウント
    するカウント手段と、 前記カウント手段によるカウン
    ト値が目標値に達したらつぎの機種のワークに自動的に
    変更する手段とを具備し、 前記変更する手段は各組立てユニットに機種の変更を順
    次ダウンロードするようにしたことを特徴とする請求項
    １に記載の組立て装置。
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