CN104057299A - 工件组装装置以及工件组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工件组装装置以及工件组装方法，其能够充分地缩短需要人的手工作业与需要机器人作业的工件组装作业的周期。本发明的工件组装装置包括：供人进行将第一零件群供给于托板的作业的第一手工作业工位；供机器人利用第一零件群在平台上进行组装工件作业的第一机器人工位；以及将托板和平台从第一机器人工位搬运到下一手工作业工位的输送机，在第一机器人工位取出了托板内的第一零件群之后、且机器人的作业尚未结束的阶段中，先将所述托板搬运到所述下一手工作业工位。

Description

工件组装装置以及工件组装方法

技术领域

本发明涉及用于组装工件的装置以及方法。

背景技术

在组装工业产品的过程中，具有需要人的手工作业和需要机器人作业的情况。专利文献1公开了一种组装装置，该组装装置具有：供作业者进行零件供给的工位；以及供机器人进行组装的工位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-62727号公报

发明内容

使用了现有装置的工件的组装作业是在机器人进行作业的期间，人等待机器人的作业结束；而另一方面在人进行作业的期间，机器人不得不等待人的作业结束，上述情况很多，因此难以缩短组装作业的周期。

本发明的目的是，提供能够使需要人的手工作业、与需要机器人作业的工件组装作业的周期充分缩短的装置以及方法。

本发明的工件组装装置包括第一手工作业工位、第一机器人工位和输送机，所述第一手工作业工位是供人进行将第一零件群供给于托板的作业；所述第一机器人工位是供机器人利用第一零件群在平台上进行组装工件的作业；所述输送机是将托板和平台从第一机器人工位搬运到下一手工作业工位，在第一机器人工位取出了托板内的第一零件群之后、且机器人的作业尚未结束的阶段中，先将所述托板搬运到所述下一手工作业工位。

发明的效果

根据本发明，能够充分地缩短需要人的手工作业、与需要机器人作业的工件组装作业的周期。

附图说明

图1是示意性地表示本发明第一实施方式的工件组装装置的俯视图。

图2是表示由图1所示的工件组装装置进行组装的工业用机器人之一例的立体图。

图3是表示利用第一实施方式的组装装置组装工件的过程的俯视图。

图4是表示利用第一实施方式的组装装置组装工件的过程的俯视图。

图5是表示利用第二实施方式的组装装置组装工件的过程的俯视图。

图6是表示利用第二实施方式的组装装置组装工件的过程的俯视图。

图7是示意性地表示本发明第三实施方式的工件组装装置的俯视图。

图8是示意性地表示本发明第四实施方式的工件组装装置的俯视图。

附图标记的说明

10、20、30、40…组装装置；50…工业用机器人；50L…L轴用零件群（第一零件群）；50S…S轴用零件群（第二零件群）；B…缓冲区；C1、C2、C3、C4…输送机；C4a…输送机的始端；C4b…输送机的终端；M…作业者；P、P1、P2…托板；Q、Q1、Q2…平台；R…机器人；S_A…机器人工位；S_M…手工作业工位；W…工件。

具体实施方式

以下，对本发明的优选实施方式，参照附图进行详细说明。在说明书中，对相同要素或具有相同功能的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。这里所谓的“工件”是指要组装的对象物，例如是指工业产品或其零件。

＜第一实施方式＞

图1是示意性地表示本发明第一实施方式的工件组装装置的俯视图。图1所示的组装装置10是用于组装图2所示的工业用机器人50的装置。工业用机器人50包括S轴、L轴、U轴、B轴、R轴以及T轴。此外，在这里，虽然例示了组装工业用机器人50的情况，但组装对象并不局限于此。

组装装置10包括手工作业工位S_M、机器人工位S_A、环状的输送机C1、以及对它们进行综合控制的控制部100。图1所示的状态是在机器人工位S_A，机器人R利用S轴用零件群50S在平台Q上组装工业用机器人50的S轴。另一方面，在手工作业工位S_M，作业者M在托板P上预备下一工序的L轴用零件群50L。L轴用零件群50L包括臂、电机、减速机以及螺栓等。此外，在组装工业用机器人50的过程中，由于螺栓紧固的作业量很多，因此可以将能够进行螺栓紧固作业的多个机器人R配置在机器人工位S_A（参照图1）。

载置有零件群50S的托板P在输送机C1上向图1所示的箭头方向移动，并停止在用单点划线所示的位置。机器人R拾取已停止的托板P上的零件并将其配置在台15上。托板P的停止位置是与机器人R相邻的位置，优选在机器人工位S_A的下游侧。空的托板P的停止状态被解除后，通过输送机C1再将空的托板P移送到手工作业工位S_M。

作为环状的输送机C1能够采用例如辊式输送机或带式输送机。具有如下的情况：从输送机C1的下方使销等的止挡件（未图示）突出，由此使托板P和平台Q停止在规定的位置并进行作业。在需要这种作业的情况下，优选采用在辊和辊之间具有间隙的辊式输送机。

参照图3，对托板P和平台Q的动作进行说明，在该平台Q的上方组装工件W。在机器人工位S_A取出了托板P内的S轴用零件群（第一零件群）50S之后、且机器人R的作业尚未结束的阶段中，输送机C1使托板P返回到手工作业工位S_M（图3（a））。即、机器人R拾取在托板P上的零件群50S，并将其配置在台15上。空的托板P被返回到手工作业工位S_M。像这样，由于在机器人R的作业的中途，将托板P返回到手工作业工位S_M，所以作业者M不用等待机器人R的作业结束，就能够进行下一作业。

作业者M将L轴用零件群（第二零件群）50L供给于已被返回的托板P。零件群50L的供给作业一旦结束，立即通过输送机C1将托板P搬到机器人工位S_A（图3（b））。当在机器人工位S_A中的机器人R的螺栓紧固作业结束后，以安装有S轴的工件W被载置在平台Q上的状态将其从机器人工位S_A输送到手工作业工位S_M。另一方面，通过机器人R将来自手工作业工位S_M的托板P内的零件群50L载置在台15上（图4（a））。在作业者M确认了来自机器人工位S_A的工件W的状态之后，通过手工作业来实施机器人R难以进行的作业（例如布线）（图4（b））。

本实施方式的组装方法包括如下工序：在手工作业工位S_M，由人将S轴用零件群50S供给于托板P的工序；在机器人工位S_A，由机器人R利用零件群50S在平台Q上组装工件W的工序；以先搬运托板P、之后再搬运平台Q的方式，通过输送机C1将托板P和平台Q搬运到手工作业工位S_M的工序；以及在手工作业工位S_M，由人将L轴用零件群50L供给于来自机器人工位S_A的托板P的工序。也就是说，在本实施方式的方法中，如图3（a）所示，在机器人工位S_A处取出了托板P内的零件群50S之后、机器人R的作业尚未结束的阶段中，使托板P先于平台Q返回到手工作业工位S_M。

在本实施方式中，在上述一系列的过程中，针对每次S轴的组装、L轴的组装及其他轴的组装，以托板P和平台Q为一组在输送机C1上进行循环，机器人R针对每个循环进行不同的组装作业，由此组装成工业用机器人50。即、通过反复进行必要次数的作业者M的零件供给作业和布线作业、与机器人R的组装作业的组合，由此组装成具有S轴、L轴、U轴、B轴、R轴和T轴的工业用机器人50。此外，也可以另外预先组装U轴的前端侧，并将其作为零件供给于组装装置10。

在输送机C1上经过规定次数的循环而被组装成的工业用机器人50，由输送机C输送到下一工序。也可以代替输送机C，而使用自动搬运车（AGV）将工业用机器人50输送到下一工序。

根据本实施方式，由于在机器人R作业的期间，作业者M能够进行下一作业，所以能够缩短周期。另外，由于零件的供给位置是一处（手工作业工位S_M），因此具有不需要设置多个用于供给零件的生产线这样的优点。

＜第二实施方式＞

在第一实施方式中，例示了以托板P和平台Q为一组在环状的输送机C2上进行多次循环，由此组装成工业用机器人50的情况，但如图5所示，也可以利用输送机C2来搬运两组都由托板和平台构成的组。图5所示的组装装置20具有：托板P1和位于其上游的平台Q1的组合；以及托板P2和位于其上游的平台Q2的组合。以下，主要针对与上述第一实施方式的不同点进行说明。

在组装装置20的机器人工位S_A，并在平台Q2上由机器人R进行S轴的组装作业，与此同时，在手工作业工位S_M，并在平台Q1上由作业者M进行S轴的布线作业（图5（a））。当作业者M的布线作业结束后，通过输送机C1将平台Q1搬运到缓冲区B（图5（b））。此外，先将托板P1配置在缓冲区B。缓冲区B被设置在手工作业工位S_M和机器人工位S_A之间，当在机器人工位S_A处不能接受来自手工作业工位S_M的托板和平台的状态下，该缓冲区B是临时配置它们的场所。在机器人工位S_A和手工作业工位S_M之间，还可以设置缓冲区。

在机器人工位S_A处取出了托板P1内的S轴用零件群50S之后、且机器人R的作业尚未结束的阶段，输送机C2将托板P2返回到手工作业工位S_M（图5（b））。由于在机器人R的作业的中途，将托板P2返回到手工作业工位S_M，所以作业者M不用等待机器人R的作业结束，就能够进行下一作业。

作业者M将L轴用零件群（第二零件群）50L供给于已被返回的托板P2。当由作业者M进行的零件的供给作业结束时，在机器人工位S_A处的机器人R的作业也结束了，并将平台Q2返回到手工作业工位S_M（图6（a））。将收容有零件群50L的托板P2从缓冲区B搬出到机器人工位S_A，同时将来自机器人工位S_A的平台Q2搬入到手工作业工位S_M。在作业者M确认了平台Q2上的工件W的组装状态之后，再进行布线作业。另一方面，在从机器人工位S_A搬出平台Q2的时刻，将来自缓冲区B的平台Q1搬入到机器人工位S_A（图6（b））。

在本实施方式中，两组的托板和平台在输送机C2上进行多次循环，由此能够并行地组装两台工业用机器人50。根据组装装置20，由于在机器人R进行作业的期间作业者M能够进行下一作业，并且能够并行地组装两个工件W，所以能够进一步缩短周期。另外，由于零件的供给位置是一处（手工作业工位S_M），因此具有不需要设置多个用于供给零件的生成线这样的优点。

＜第三实施方式＞

在上述第一和第二实施方式中，例示了托板和平台在手工作业工位S_M和机器人工位S_A之间进行多次循环的情况，但也可以通过使托板和平台在环状的输送机上环绕一周来组装工业用机器人50。即、如图7所示，可以围绕环状的输送机C3，交替地配置手工作业工位S_M和机器人工位S_A，并使托板P和位于其上游侧的平台Q环绕输送机C3一周，由此组装成工业用机器人50。在本实施方式中，组装装置30包括三个手工作业工位S_M（第一～第三手工作业工位）和三个机器人工位S_A（第一～第三机器人工位）。它们的数量也可以根据组装对象进行适当变更。

根据组装装置30，由于在机器人R作业的期间，作业者M能够进行下一作业，所以能够进一步缩短周期。另外，还具有能够将最终工序后的托板P通过输送机C3搬运到最初的工序这样的优点。

＜第四实施方式＞

在上述第三实施方式中，例示了采用环状的输送机C3的情况，但也可以代替环状的输送机，而采用具有始端和终端的输送机。也可以采用图8所示的直线状的输送机、或者曲线状的输送机（未图示）。

图8所示的输送机C4具有始端C4a和终端C4b。在输送机C4延伸的方向上，交替地配置有手工作业工位S_M和机器人工位S_A。托板P和位于其上游侧的平台Q可以经由在各工位S_M、S_A中的作业而到达终端C4b，由此组装成工业用机器人50。根据组装装置40，由于在机器人R作业的期间，作业者M能够进行下一作业，所以能够缩短周期。

以上，对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但本发明并不局限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，例示了组装工业用机器人50的情况，但也可以代替工业用机器人50，将本发明应用于双臂机器人的组装。另外，还可以将本发明应用于除了机器人以外的工业产品的组装。

Claims (13)

1.一种工件组装装置，包括：

第一手工作业工位，其供人进行将第一零件群供给于托板的作业；

第一机器人工位，其供机器人利用所述第一零件群在平台上进行组装工件的作业；

以及输送机，其将所述托板和所述平台从所述第一机器人工位搬运到下一手工作业工位，

在所述第一机器人工位取出了所述托板内的所述第一零件群之后、且所述机器人的作业尚未结束的阶段中，先将所述托板搬运到所述下一手工作业工位。

2.如权利要求1所述的组装装置，其特征在于，将所述输送机设置成环状，所述下一手工作业工位是所述第一手工作业工位。

3.如权利要求2所述的组装装置，其特征在于，所述托板和所述平台的组合有两组，以并行地组装两个工件的方式进行控制。

4.如权利要求1所述的组装装置，其特征在于，所述输送机具有始端和终端。

5.如权利要求1至4中任一项所述的组装装置，其特征在于，所述下一手工作业工位还包括第二手工作业工位。

6.如权利要求1至5中任一项所述的组装装置，其特征在于，在所述下一手工作业工位，将第二零件群供给于所述托板。

7.如权利要求6所述的组装装置，其特征在于，所述组装装置还包括：供机器人利用所述第二零件群在所述平台上进一步进行组装工件的作业的工位。

8.如权利要求7所述的组装装置，其特征在于，将所述输送机设置成环状，由所述机器人对所述第二零件群进行组装的所述工位是所述第一机器人工位。

9.如权利要求1至8中任一项所述的组装装置，其特征在于，在所述输送机的中途还具有用于配置所述托板或所述平台的缓冲区。

10.如权利要求1至9中任一项所述的组装装置，其特征在于，在所述手工作业工位中的作业，除了包含向所述托板供给零件群的作业以外，还包含工件的组装作业。

11.如权利要求10所述的组装装置，其特征在于，在所述手工作业工位中的作业包含布线作业。

12.如权利要求1至11中任一项所述的组装装置，其特征在于，在所述机器人工位中的作业包含螺栓紧固作业。

13.一种工件组装方法，包括如下工序：

在第一手工作业工位，由人将第一零件群供给于托板的工序；

在第一机器人工位，由机器人利用所述第一零件群在平台上组装工件的工序；

通过输送机将所述托板从所述第一手工作业工位搬运到所述第一机器人工位的工序；

以及通过所述输送机，将所述托板和所述平台从所述第一机器人工位搬运到下一手工作业工位的工序，

在所述第一机器人工位取出了所述托板内的所述第一零件群之后、且所述机器人的作业尚未结束的阶段中，先将所述托板搬运到所述下一手工作业工位。