JPS63295128A

JPS63295128A - 自動組立装置

Info

Publication number: JPS63295128A
Application number: JP12978887A
Authority: JP
Inventors: Shoichiro Hara; 正一郎原; Nobuaki Miyake; 展明三宅; Kenichi Azuma; 健一東
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1988-12-01

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ＷＩ）第３図は、本出願人が先に出願した特開昭６１−８２３
５号公報に開示された従来の自動組立装置の平面即であ
る。図において、（１３）はＮＣ制御のロボット、（１
４）はこのロボット　（１３）ニ取す付ケラａ　タハ７
　Ｆ、（４０ａ）、（４Ｑｂ）。

（４０ｃ）　、　　（４０ｄ）は部品を供給する振動ポ
ールフィーダ、（４１ａ）、　　（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）は立てら
れる部品を保持するジグ、（２２）は部品の圧入作業を
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（４１ａ）〜（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、
ロボフ）（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（工４）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、圧入
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０ｇｔ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（４６）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’ｔＱｔａになった場合はコンベア（４６）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Ｉ−（１３）の周囲に配置し
なければならず、スペース的な制約から扱える部品点数
に制約があった。また、扱う部品の形状が変わり、それ
に伴う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本発明は、複数種類の部品を
載置するキットパレットと、このキットパレットを供給
するキットパレット供給装置と、このキットパレット上
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てを行う組付装置と
、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〕

キットパレットに載置され搬送される複数種類の部品を
、定められた位置で組付装置によって組合せ組立てを行
い、順次移動しながら自動的に組立作業を行うことが出
来る。

（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
図ある。第１図において、自動組立装置（１）は大きく
コンベア（１２）と、２台の組立セル（３ａ）、（３ｂ
）と、制御装置（４）とに分けられる。

コンベア（１２）において、（９）は複数個の部品を混
在させて′ａｙ、置するためのキットパレットであり、
コンベア（１２）はこの複数枚のキットパレット（９）
を組立セル（３ａ）、　　（３ｂ）の近傍で循環搬送す
るよに配置されている。

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（＋４８）と、部品載置台（１５ａ）
と、部品Ｒ置台（１５ａ）上の部品の位置・姿勢を認識
する視見センサ（１６ａ）と、ＮＣ制御の直交座標型の
ロボッ）（１７ａ）と、このロボット（１７ａ）の先端
に取り付りられて部品の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（１８
ａ）、（１９ａ）、　　（２０ａ）による組立を行うた
めに部品を保持するジグ（２１ａ）と、部品の圧入作業
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（２６）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ｉａ載置台１
５ｂ）、視寛センサ（＋６ｂ）−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（２ｌ　ｂ）及び小
物部品供給用の振動ポールフィーダ（２７）及びフィー
ダ（２７）の部品位置決め部（２８）とからなっている
。

制御装！　（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。

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（３０ａ）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）が挿入すれるベアリング（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（３
１）に固定されたステータ（３３）に対して、ベアリン
グ（３０ａ）　、　　（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！（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、ベ
アリング（３０ａ　）　、（３０ｂ）はマガジン（２５
）に、ネジ（３２）、（３８）はネジ締め機（１９ａ）
、（１９ｂ）にそれぞれ長時間補給することなく自動組
立装置（１）が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、コンベア（１２）上で空のキットパレッ
ト（９）が所定の位置（２）に到着すると、人手により
ホルダ（３１）、ステータ（３３）　、スピンドル（３
４）、スペーサ（３５）、波形ワッシャ（３６）、平形
ワッシャ（３７）及びロータ（３９）の計７種の部品を
キットパレット　（９）上に！！置するキフテイング作
業を順次行う、このキラティング作業が完了すると、コ
ンベア（１２）によってこのキットパレット（９）を流
し、組立セル（３ａ）近傍位置で停止させる。一方、組
立セル（３ａ）において、予めロボット（１３ａ）はハ
ンド（１４ａ）によりマガジン（２５）上のベアリング
（３０ａ）を把持して圧入ジグ（２４）上へ搬送・位置
決めするというピックアンドプレース作業を行う、そし
て、キットパレット　（９）の停止とベアリング（３０
ａ）のピンクアンドプレース作業が完了すると、ロポン
ト（１３ａ）はキットパレット（９）上に移動してハン
ド（１４ａ）によりホルダ（３１）を把持し、これを部
品載置台（１５ａ）上に搬送し、視覚センサ（１６３）
によりホルダ（３１）の位置・姿勢を認識した後、この
認識情報をもとにハンド（１４ａ）によりホルダ（３１
）を適当な位置でつかみ直す。

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＜３０３）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）を下降
させてホルダ（３１）にベアリング（３０ａ）の圧入を
行う、正大作業完了後、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（２４）からジグ（２１ａ）へ移載
する。

ロボット（１３ａ＞　とハンド（１４ａ）は次にホルダ
（３１）と同様に、ステータ（３３）についてもキット
パレット（９）から部品載置台（１５ａ）へのピックア
ンドプレース作業を行い、視覚センサ（１６ａ）による
認識を行った後ジグ（２１ａ）上のホルダ（３１）の真
上に搬送する。その状態で、ロボット（１７ａ）は挿入
ヘッド（１８；ｌ）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−ｚ）（１７ａ）はネジ
締めヘッド（１９ａ）がこのステータ（３３）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）はネジ締めヘッド（１９ａ）
と同様にディスペンサへラド（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）（１３ａ）及びハンド（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）とをキットパレッ
ト（９）上の所定の位置に移載するピックアンドプレー
ス作業を行って、組立セル（３ａ）での全作業は終了す
る。

次にコンベア（１２）はキットパレット（９）を組立セ
ル（３ｂ）の近傍位置まで搬送し、停止・位置決めする
。この後の組立セル（３ｂ）におけるロボット（１３ｂ
）　、ハンド（１４ｂ）　、部品蔵置台（１５ｂ）　、
視覚センサ（１６ｂ）、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）及びジグ（２ｌ　ｂ）による
作業内容は、組立セル（３ａ）におけるこれらに対応す
る（１３８）。

（１４ａ）・・・・・・（２１ａ）のそれとほぼ同様で
ある。組立手順を説明すると、スピンドル（３４）は、
キットパレット（９）から部品載置台（１５ｂ）へピッ
クアンドプレースされ、視覚センサ（１６ｂ）による認
識情報をもとにハンド（１４ｂ）によりつかみ直された
後、ジグ（２１ｂ）上に位置決めされる。

次に組立セル（３ａ）により組立てられた半製品は、同
様にジグ（２ｌ　ｂ＞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
業が行われる。続いてフィーダ（２７）から部品位置決
め部（２８）により取り出され、位置決めされたスペー
サ（３５）と、キットパレット（９）により搬送されて
きた波形ワッシャ（３６）及び平形ワッシャ（３７）が
順次ロボット（１３ｂ）及びハンド（１４ｂ）によりジ
グ（２ｌ　ｂ）上に位置決めされ、反ピンドル（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）が同様にキットパレット（９）からジ
グ（２ｌ　ｂ）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、スピンドル（３４）がベアリング（３０ｂ）に
挿入される。

Ｈｉｌｔに、ロータ（３９）がキットパレット（９）か
ら視覚認識・つかみ直しを経て同様に位置決めされ、ス
ピンドル（３４）先端上に載置されると、ネジ締めヘッ
ド（１９ｂ）、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塗布作業が行われ、
製品（２９）の組立が完成する。

この後、製品（２９）がキットパレット（９）上に返さ
れると、コンベア（１２）はキットパレット（９）を所
定の位置（２）の方へ流す。そしてキットパレットが所
定の位置（２）に停止・位置決めされると、人手により
完成した製品（２９）を取り出す。こうしてキットパレ
ット（９）は空になる。

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
コンベア（１２）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？Ｄ装置（４）によってその運
転プログラムを設定しておけば、連続して製品（２９）
を組立てることや、不良品や組立不良が発生した場合に
そのような部品をキットパレット（９）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。

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組立セル（
３ａ）、（３ｂ）やキットパレット（９）の数を増減さ
せたり、コンベア（１２）の長さを変えたりすることに
より自動的に組立てることができる。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、クリス
ティスペンサやスナップリング挿着機あるいはカンメヘ
ンドなどを設けても良い。

さらに上記実施例ではキットパレット供給装置として、
循環搬送するコンベア（１２）を用いた場合を示したが
、一方向搬送のコンへアの両端でキットパレット（９）
の供給・取り出しを行っても良い、また自動搬送車やそ
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、部品の受は渡しは所定の位置（２）に限るもので
はない。

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（１６２）、（１６ｂ）を用いて部品の位置・姿
勢を認識し、ハンド（１４ａ）、（１４ｂ）により正確
な把持・位置決めを行う例を示したが、コンベア（１２
）及びキットパレット（９）や部品形状に応じて、所望
の位置決め精度が得られる場合には、視覚認識を行わな
くても上記実施例と同様の効果を奏する。

また上記実施例では、キットパレット（９）上に部品を
載置したり、製品（２９）を取り出したりする作業を人
手で行う例を示したが、所定の位置（２）においてＮＣ
制御のロボットにより同じような作業を行わせても良い
。さらに上記実施例では、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
送装置として水平関節型口ボッ）（１３ａ）、（１４ａ
）及び直交座標型のロボッ）　（１７ａ）、（１７ｂ）
を用いた場合を示したが、本発明は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。

（発明の効果〕この発明は複数種類の部品を＠置するキットパレットと
、このキットパレットを供給するキットパレット供給装
置と、このキットパレット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）は自動供給装置、（２）は所定の位置、（９）は
キットパレット、（１２）はコンベア、（１３ａ）、（
１３ｂ）はロボット、（１４ａ）　　、（１４ｂ）はハ
ンド、（１５ａ）、（１５ｂ）は部品ＭＷ台、（１６ａ
）、（１６ｂ）は視覚認識センサ、（１７ａ）、（１７
ｂ）はロボット、（１８ａ）、（１８ｂ）は組付ヘッド
、（１９ａ）、（１９ｂ）はネジ締めヘッド、（２０ａ
）、（２０ｂ）は接着剤ディスペンサへラド、（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。代　理　人　弁理士　佐々木　宗　治第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数種類の部品を載置するキットパレットと、こ
のキットパレットを供給するキットパレット供給装置と
、前記キットパレット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、前記各装置を制御する制御装置と
から成る自動組立装置。
（２）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
とからなる特許請求の範囲第１項記載の自動組立装置。
（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、部品の種類、位置、姿勢を認識する認識装置とから
なる特許請求の範囲第１項記載の自動組立装置。
（４）認識装置が、部品載置台と視覚センサとからなる
特許請求の範囲第３項記載の自動組立装置。
（５）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特許請求
の範囲第１項記載の自動組立装置。
（６）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特許請求の範囲第５項記載の自動
組立装置。
（７）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特許請求の範囲第１項
記載の自動組立装置。