JPS6336894B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は自動組立装置に係り、特に棒状部品の
組立に好適な自動組立装置に関する。

〔従来技術〕

一般に軽量小形部品の組立は精密な位置決めが
行える専用の小形ロボツトを用いて自動組立を行
つており、また重量大形部品の組立も専用の大形
ロボツトを用いて自動組立を行つている。

このように、従来は軽量小形部品及び重量大形
部品に夫々専用のロボツトを用いて組立を行つて
いるので、例えば組立部品が軽量小形部品から重
量大形部品までを含む組立品については、小形ロ
ボツトと大形ロボツト間を組立部品の重量、大き
さが変るたびに移動させていた。このため、この
ロボツト間の移動や待ち時間のために組立時間が
多くなると云う欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その
目的とするところは軽量小形部品から重量大形部
品までを含む組立品の組立を短時間に行うと共に
安定した位置決め精度が得られる自動組立装置を
提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、軽量部品
を扱う小形ロボツトを載置して走行する走行台車
上に、前記小形ロボツトと結合して重量部品を扱
う荷重分担装置を設けると共に、前記荷重分担装
置に前記小形ロボツトが結合される結合体を設
け、この結合体と前記荷重分担装置の荷重分担腕
との間に、前記小形ロボツトと前記荷重分担装置
との間に作用する力の差を検出する検出装置を設
け、かつこの検出装置の検出信号にもとづく制御
装置の指令により前記力の差を軽減する方向に前
記荷重分担装置を駆動する駆動装置を設けたので
ある。

〔発明の実施例〕

以下本発明による一実施例を第１図〜第６図に
ついて説明する。まず、全体的な構成について
は、案内軌条１を自走する走行台車２に小形ロボ
ツト３と荷重分担装置９と制御装置２１とが設置
され、前記制御装置２１により前記走行台車２及
び小形ロボツト３の動作が制御される。また、前
記案内軌条１の走行台車２の停止位置に接近して
組立機械群２４及び組立部品の供給装置２２，２
３や組立部品ストツカ３２を設置し、かつ前記停
止位置とは別の停止位置に接近した位置に別の組
立部品を搬出入する搬入装置３５Ａ及び搬出装置
３５Ｂを設置している。そして、全体的な動作を
制御する制御装置３７が設置されて自動組立装置
を構成している。

次に、上記各装置の構成を具体的に説明する。
まず、小形ロボツト３は走行台車２上に支持せし
めた旋回基台４を有し、この旋回基台４内に該基
台を旋回させる旋回装置が内蔵されている。そし
て、この旋回基台４上には平行な二本の腕５Ａ，
５Ｂと、その先端に回転可能に連結された作業腕
６とで全体的に屈伸自在なな腕が構成されてい
る。そして、前記腕５Ａと作業腕６は駆動モータ
７Ａによつて屈伸の動力を得ている。また前記作
業腕６の先端には第１のハンドホルダ８が前記作
業腕６に対して屈析したり旋回するように取付け
られており、この動力は前記駆動モータ７Ａに隣
接して設けられた駆動モータ７Ｂにより、前記腕
５Ｂ及び作業腕６内を通したチエーンを介して得
ている。この第１のハンドホルダ８は第４図に示
すように、枠体ａと、この枠体ａ内を摺動する移
動駒ｂと、この移動駒ｂの移動により結合・解除
を行うチヤツクｃと、前記移動駒ｂを一方向に押
圧するばねｓと、前記移動駒ｂを前記ばねｓにさ
からつて移動させる圧縮空気を供給する空気供給
口d₁とより構成されている。そして前記圧縮空気
の供給は、前記第１のハンドホルダ８が後述する
軽量物用ハンド１９と結合した時と、荷重分担装
置９の結合ピン１６と結合した時に行つて移動駒
ｂをばねｓにさからつて移動させ、チヤツクｃを
保持するのである。

次に、荷重分担装置９は、前記小形ロボツト３
に隣接して前記走行台車２上に垂直に固定された
主柱１０と、内蔵した旋回装置によつて前記主柱
１０上に旋回可能に支持された旋回基部１１と、
この旋回基部１１から前記二つの腕５Ａ，５Ｂと
同じように張出した平行な二本の腕１２Ａ，１２
Ｂと、この腕１２Ａ，１２Ｂを上下に駆動する駆
動モータ１３と、前記腕１２Ａ，１２Ｂの先端に
回転可能に連続され常に垂直方向に姿勢を保持さ
れた荷重分担腕１４と、この荷重分担腕１４の下
端に第４図に示すように連結された第２のハンド
ホルダ１５と、この第２のハンドホルダ１５に取
付けられ前記第１のハンドホルダ８のチヤツクｃ
と対向する結合ピン１６と、この結合ピン１６と
荷重分担腕１４との間に設けた歪センサ１７と、
前記主柱１０設けられ前記第２のハンドホルダ１
５を係合する係止台１８とより構成されており、
前記第２のハンドホルダ１５の構成は、前記第１
のハンドホルダ８の構成と同じであるので説明は
省略する。ただし、前記第２のハンドホルダ１５
の空気供給口d₂からは、前記荷重分担腕１４が前
記第２のハンドホルダ１５を介して重量物用ハン
ド２０と結合した時に圧縮空気が供給され、チヤ
ツクｃを保持する。

そして、前記第１のハンドホルダ８には前記結
合ピン１６と軽量物用ハンド１９の結合部１９Ｃ
とが連結し、前記第２のハンドホルダ１５には重
量物用ハンド２０の結合部２０Ｃが連結される。
尚、第２のハンドホルダ１５へ重量物用ハンドを
連結する場合、両者間のずれをなくすために第４
図に示すように、第２のハンドホルダ１５の一部
に係合穴１５Ｈを設け、重量物用ハンド２０側に
は係合ピン２０Ｐを設けている。そして前記走行
台車２上には前記各ハンド１９，２０を保管する
スタンド１９Ｓ，２０Ｓが取付けられている。

このように構成された小形ロボツト３、荷重分
担装置９及びこれらを載置した走行台車２は、搭
載した制御装置２１の指令を受けて稼動する。

次に、前記走行台車２の停止位置に接近して設
けられた組立部品の供給装置２２，２３は夫々供
給する組立部品を前記小形ロボツト３の作業腕６
の稼動範囲の定位置内に置いておくために部品供
給路２２Ｒ，２３Ｒを備え、自動的に組立部品を
前記定位置内に補給するようにしている。

さらに、前記組立機械群２４は圧入装置２５、
小部品供給装置２６Ｓを備えた第１の締付装置２
６、折曲げ装置２７、第２の締付装置２８などを
共通に支持する支持架台２４Ｂと、これら各装置
に組立部品を運搬する組立用台２９と、この組立
用台２９を案内する案内軌条３０とよりなり、こ
の案内軌条３０の一端が前記走行台車２の停止位
置における前記作業腕６の稼動範囲内に臨むよう
に延長されている。さらに、前記定位置内にある
前記供給装置２３に接近した位置に部品の上下を
逆にする反転装置３１を設けている。これらの各
装置は案内軌条１の片側に配置されており、この
案内軌条１の反対側の前記作業腕６の稼動範囲内
には複数本の部品支持棒３３を設けた組立部品ス
トツカ３２が設けられている。また、組立部品ス
トツカ３２と同じ側に別の組立部品を搬出入する
搬入装置３５Ａと搬出装置３５Ｂとが設置され、
これら両装置の間には部品回転装置３６が設置さ
れ、この部品回転装置３６の設置位置が前記走行
台車２の別の停止位置内における前記作業腕６の
稼動範囲に位置するようにしている。このため、
前記走行台車２は前記部品回転装置３６と対向す
る位置に正確に停止するように案内軌条１側に位
置決め装置３４を設けている。勿論、この位置決
め装置３４は第１図に示す走行台車の停止位置に
も設けられている。

そして、以上説明の各装置のうち可動する装置
の関連した動作を制御する制御装置３７が設けら
れている。

以上のように本発明実施例による自動組立装置
は構成されている。この自動組立装置を用いてエ
レベーター巻上機の一構成部品である回転軸の組
立及び組込動作を次に説明する。組立順序として
は、第６図Ａのように回転軸３８の一端側に部品
を組込み、これを反転させて別の一端にも第６図
Ｂのように部品を組込み、これら部品を両端に備
えた回転軸を第６図Ｃのように別の組立部品に組
込んだ後、搬出する順序で作業が進行する。

そして、組立部品である回転軸３８は、供給装
置２２に同じ向きで垂直に複数本保管しておく。
また、軸受箱４２も同じ向きで垂直に複数個供給
装置２３に保管しておく。さらに、軸受用ナツト
４１は前記組立機械群２４の小部品供給装置２６
Ｓに複数個揃えて保管しておく。以上の各部品以
外の軸受３９、座金４０、軸受４３、外ねじナツ
ト４４は、前記組立部品ストツカ３２の部品支持
棒３３に貫通されて積重ねられている。

まず、制御装置３７の指令より、各供給装置２
２，２３は夫々一個の部品を、また、組立機械群
２４は組立用台２９を小形ロボツト３の作業腕６
の稼動範囲の定位置に待機させ、かつ走行台車２
上の制御装置２１に稼動指令を与える。この稼動
指令により前記制御装置２１は、走行台車２の現
在地を確認し、位置が正しければ次の動作を指示
し、現在地が指示された位置と異なる場合には正
しい位置に走行して停止し次の動作に入る。走行
台車２の定位置への停止後、制御装置２１の指令
に従つて、小形ロボツト３の作業腕６の先端は荷
重分担装置９の荷重分担腕１４の先端に接近し
（第２図）、第１のハンドホルダ８に第２のハンド
ホルダ１５の結合ピン１６を連結する。第２のハ
ンドホルダ１５を連結した作業腕６は、走行台車
２上に固定されたスタンド20Sに保管された重量
物用ハンド２０を前記第２のハンドホルダ１５に
連結し（第４図）、その後該重量物用ハンド２０
が前記待機中の回転軸３８上にくるまで前記荷重
分担腕１４を追従させながら水平方向に回動す
る。そして、前記回転軸３８を掴んで、待機中の
組立用台２９上まで移動し、この組立用台２９上
に垂直に保持せしめる。

次に、作業腕６は前記重量物用ハンド２０をス
タンド２０Ｓに戻し、前記荷重分担腕１４を係合
台１８に係止させた後、前記第１のハンドホルダ
８に前記軽量物ハンド１９を結合し、組立部品ス
トツカ３２から軸受３９を取出して、組立用台２
９上の回転軸３８端に嵌着する。この後、組立用
台２９は圧入装置２５の真下まで走行し、この圧
入装置２５によつて前記軸受３９を前記回転軸３
８に圧入する。

この間にも小形ロボツト３は、作業腕６端に軽
量物用ハンド１９を装着して組立部品ストツカに
積重ねられた座金４０を取出して待機しており、
軸受の圧入を終えて組立用台２９によつて元の位
置に戻された回転軸３８上に座金４０を嵌着す
る。

次に、組立用台２９は締付装置２６の真下に走
行し、走行が停止すると前記小部品供給装置２６
Ｓから供給された軸受用ナツト４１を前記締付装
置にチヤツクさせて前記回転軸３８にねじ込み、
前記軸受３９と座金４０を締付ける。

この後、組立用台２９を折曲げ装置２７に移動
し、前記座金４０の廻止め歯を前記軸受用ナツト
４１側に折曲げ、再度組立用台２９を元の位置に
戻しておく。

この間に、作業腕６は軽量物用ハンド１９を外
して荷重分担腕１４を介して重量物用ハンド２０
を連結しており、前記組立用台２９が元の位置に
戻つた後で前記回転軸３８を掴んで反転装置３１
に取付け、該反転装置３１で反転させてから再び
回転軸３８を掴んで組立用台２９に保持せしめ
る。

その後、作業腕６は前記供給装置２３から軸受
箱４２を掴んで前記反転された回転軸３８に装着
する。

次に、前記作業腕６は重量物用ハンド２０と荷
重分担腕１４を元の位置に戻した後、前述と同じ
手順で軽量物用ハンド１９を連結し、この軽量物
用ハンド１９による軸受４３、軸受３９の装着と
前記圧入装置２５による圧入とを交互に繰返して
各部品の圧入を終了する。

次に、前述の座金４０と軸受用ナツト４１を同
じ手順で組立てた後、さらに作業腕６は軽量物用
ハンド１９によつて外ねじナツト４４を掴んで前
記軸受箱４２端に乗置させる。この外ねじナツト
４４は締付装置２６で前記軸受箱４２端にねじ込
まれ、前記回転軸３８上への各部品の装置は終了
する。各部品の装着を終了した組立品４５は、組
立用台２９の待機位置に戻るが、前記作業腕６は
外ねじナツト４４を離した後、直ちに軽量物用ハ
ンド１９を元の位置に戻し、荷重分担腕１４を介
して重量物用ハンド２０を連結する動作に入つて
おり、前記待機位置に戻つた組立品４５は交換さ
れた重量物用ハンド２０で掴まれる。

掴まれた組立品４５は周辺の機器の邪魔になら
ないように走行台車２側に引寄せられ、この状態
で前記走行台車２は別の停止位置に向つて走行し
て行く。

走行する走行台車２は停止位置にきたとき、位
置決め装置３４によつて所定位置に停止され、前
記部品回転装置３６と対向する。

一方、この部品回転装置３６は搬入装置３５Ａ
によつて所定方向に向けられて搬送されてきた組
立品（エレベーターの巻上機枠）４６を乗置して
固定し、90度案内軌条１側に回転させて、前記組
立品４５の組込みを待つている。このような組立
品４６に対して前記作業腕６は前記組立品４６の
組込み位置上に組立品４５を移動させて、そのま
ま下降させて第６図ｃに二点鎖線で示すように組
込む。その後、作業腕６は組立品４５を離し、走
行台車２は元の位置に戻つて再度供給装置２２か
ら回転軸３８を掴むための準備を始める。また、
組立品４５を組込んだ組立品４６は部品回転装置
３６の復帰の後に固定を解かれ、搬出装置３５Ｂ
上に押出されて別の位置に搬送されていく。

ところで、前記作業腕６の軽量物用ハンド１９
を連結しての稼動は自由であるが、荷重分担装置
９を連結し、重量物用ハンド２０を連結した場合
の稼動は、前記作業腕６が移動する時に第２のハ
ンドホルダ１５との間に設けた歪センサ１７に撓
みが生じ、この撓み量を検出して力の大きさと方
向を前記制御装置２１で演算して荷重分担装置９
の旋回装置や駆動モータ１３を制御し、前記作業
腕６の移動に合せて追従させるようにしたので無
理なく稼動することができる。

以上説明したように本実施例によれば、軽量部
品を独立で扱う小形ロボツト３と、上記小形ロボ
ツト３と結合して重量部品を扱う荷重分担装置９
とを共通の走行台車２上に隣接して設置すること
により、特定されたすべての停止位置において、
軸受３９等の軽量部品から、回転軸３８などの重
量部品まで、各種重量の部品を取扱うことが出来
るので、重量の大きい被組立ワークを限定された
位置までその都度移動させる必要がなく、かつ小
形ロボツト３と荷重分担装置９のそれぞれの待時
間、ならびに組立作業の待時間ともに最小限にす
ることが出来、結局組立時間を最小限にすること
が出来る。

また、歪センサ１７を荷重分担腕１４と係合ピ
ン１６との間に設けたことにより、上記歪センサ
１７から、荷重分担装置９のモータ１３へと接続
される接続ケーブル（図示せず）の長さを短く出
来るので、接続ケーブルの損傷機会と、接続ケー
ブルが蒙る誘導電波障害の機会を減じることが出
来る。さらに上記歪センサ１７は、荷重分担装置
９が使用される場合、すなわち重量部品を取り扱
う場合にのみ負荷を感知するので、歪センサ自体
の損傷を最小限とすることができる。

尚、組立時間を短縮するものとして、特開昭57
−89577号公報に記載の組立装置があるが、この
場合、荷重分担装置が小形ロボツトとは別の位置
に設置されているので、前記小形ロボツトの行動
範囲が特定されることになり、結局組立時間に無
駄が生ずる問題があつた。また、上記公報の組立
装置は歪センサの取付け位置が小形ロボツトの作
業腕とハンドホルダとの間にあるために、前記歪
センサは前記作業腕の稼働中たえず負荷を受ける
ことになり、その結果歪センサの寿命を低下させ
ると共に、歪センサを取付ける都合上ハンドホル
ダが作業腕に対して弾性支持されているので、小
形ロボツトのハンドホルダの位置決め精度が安定
しないと云う問題がある。

しかし、上記実施例によれば、上記不都合は皆
無である。

さらに、前記組立機械群２４の各装置２５〜２
８はアダプターを交換するか、または別装置との
交換が容易な取付け構造をなしており、組立製品
の機種変更に容易に対応できるようになつてい
る。尚、この組立機械群２４は組立用台２９の移
動を案内する案内軌条３０を有するが、この案内
軌条３０をループ状に形成し、かつこのループ状
軌条に沿つてさらに複数台の組立機械を設置し、
組立用台２９も複数台走行させるように構成して
もよく、この場合には同時に複数の組立作業が行
えるので、稼動率を高めることができる。

さらにまた、前記実施例において案内軌条１も
ループ状にして小形ロボツト３、荷重分担装置
９、制御装置２１を備えた走行台車２を複数台走
行させ、かつ各部品の供給部分及び組立機械群２
４も夫々走行台車数に合わせて設置して量産性を
高めることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したよう本発明は軽量部品を扱う小形
ロボツトを載置して走行する走行台車上に、前記
小形ロボツトと結合して重量部品を扱う荷重分担
装置を設けると共に、前記荷重分担装置は、前記
小形ロボツトと前記荷重分担装置との間の力の差
を検出検出装置を備え、かつこの検出装置の検出
信号にもとづく制御装置の指令により前記力の差
を軽減する方向に前記荷重分担装置を駆動する駆
動装置とを備えたので、軽量部品から重量物部品
までを含む組立品の組立を一台の小形ロボツトで
行うことができ、その結果部品の搬送範囲を狭く
することができ、したがつて待ち時間及び搬送時
間の少ない云い代えれば部品の組立を短時間で行
え、かつ安定した位置決め精度が得られる自動組
立装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動組立装置の一実施例
を示す斜視図、第２図は第１図における小形ロボ
ツトと荷重分担装置との関係を示す側面図、第３
図は小形ロボツトと荷重分担装置との連結状態を
示す側面図、第４図は第３図の一部破断拡大図、
第５図は小形ロボツトの作業腕先端を示す側面
図、第６図は本発明による自動組立装置によつて
組立られる回転軸を示す説明図である。 １……案内軌条、２……走行台車、３……小形
ロボツト、６……作業腕、９……荷重分担装置、
１４……荷重分担腕、２１……制御装置、２２，
２３……供給装置、２４……組立機械群、３５Ａ
……搬入装置、３５Ｂ……搬出装置、３７……制
御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 特定された走行路１を走行する走行台車２
   と、この走行台車２の前記走行路１上の停止位置
   を決める位置決め装置３４と、前記走行台車２上
   に夫々隣接して設置された軽量部品を扱う小形ロ
   ボツト３及び前記小形ロボツトと協調して重量部
   品を扱う荷重分担装置９と、前記走行台車２上に
   設置され前記小形ロボツト３及び前記荷重分担装
   置９の動作を制御する制御装置２１と、前記走行
   台車２の停止位置における前記小形ロボツト３の
   稼動範囲内に設置した軽量部品ストツカ３２と、
   部品が取出される毎に前記稼動範囲内に同じ部品
   を送り出す重量部品供給装置２２，２３と、前記
   稼動範囲内に待機し組立中の部品を保持して組立
   機械の加工位置まで搬送する組立スタンド２９
   と、前記稼動範囲内に別の部品を搬出入する搬出
   入装置３５Ａ，３５Ｂと、前記各部品及び各装置
   の全体的な動作を制御する制御装置３７とを備
   え、前記小形ロボツト３は、前記走行台車２上に
   支持され先端に第１のハンドホルダ８を備えた作
   業腕６と、この作業腕６を上下及び水平方向に駆
   動する駆動装置７Ａとを有し、また前記荷重分担
   装置９は、前記走行台車１の前記作業腕６に隣接
   した位置に水平方向が自在となるように支持され
   常に垂直方向に姿勢を保持された荷重分担腕１４
   と、この荷重分担腕１４の先端に備えた第２のハ
   ンドホルダ１５と、前記荷重分担腕１４の先端近
   傍に設けられ前記第１のハンドホルダ８に着脱す
   る結合体１６と、この結合体１６と前記荷重分担
   腕１４との間に設けられ前記第10ハンドホルダ８
   と前記結合体１６との結合時に前記作業腕６と前
   記荷重分担腕１４との間に作用する力の差を検出
   する検出装置１７と、この検出装置１７の検出信
   号にもとづく前記制御装置２１の指令により前記
   力の差を軽減して前記荷重分担腕１４を前記作業
   腕６の動きに追従させる駆動装置１３とを有し、
   かつ、前記走行台車２には前記各ハンドホルダ
   ８，１５に着脱される複数のハンド１９，２０を
   乗置させると共に、これらハンドを前記各ハンド
   ホルダ８，１５に装着した時に前記各ハンドホル
   ダ８，１５のチヤツクを保持する動力装置d₁，d₂
   を夫々前記各ハンドホルダ８，１５に設けたこと
   を特徴とする自動組立装置。