JP2003266252A - 自動組立分解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】サイズが大きく異なる多品種の部品を効率良く
組み立てるとともに、多品種の部品からなり、使用済み
の製品を効率良く分解し、かつ、省スペースと省エネル
ギを図り、採算性を向上させる。 【解決手段】作業ステーション２の作業ロボット部４に
回転テーブル７、回転テーブル７の外周部に設置された
２台のロボット６ａ，６ｂを設け、大型の部品を処理す
るとき、回転テーブル７を回転して２台のロボット６
ａ、６ｂを協調動作させ、小型の部品を処理するとき
は、回転テーブル７を回転させないで２台のロボット６
ａ、６ｂをそれぞれ独立して動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多種類部品を有
する事務機器や家電製品を効率良く組み立てるととも
に、使用済みの事務機器等を効率良く分解する自動組立
分解装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタ等の事務機器や家電製
品は多種類の部品で構成されている。、これらの製品
は、製品の多様化と製品の短命化のため多品種少量生産
されている。このため、これらの製品の部品組立作業
は、従来の大量生産と異なり、１装置当たり５〜２０点
の多品種の部品を自動的に組立する必要がある。この多
品種の部品は、カバーやケース，フレームなどの大きな
部品から、ねじやピン，軸受，スプリングなどの小さな
部品まで種々である。これらの部品を自動組立装置で組
み立てるためには、組立作業用ロボットを中心にハンド
や部品供給系など様々な機能が必要になる。

【０００３】また、地球環境問題より資源を有効利用す
る循環型社会への移行が急務となっている。この循環型
社会を目指したリサイクル法案が施行され、製造業に対
しては、製造者責任や回収の義務化，部品の再利用の促
進が重要となっている。この資源の有効活用の観点から
複写機やプリンタ等特定の使用済み製品においては各種
の再利用が活発に展開されつつある。この使用済み製品
を１００％回収し分解し、再利用するとなると、その量
は膨大になり、組立と分解をできる限り効率的に行う必
要性が生じてくる。特に回収した部品を再生処理して再
利用するコストと新品部品のコストを比較して、新品部
品のコストが安い場合には循環した生産システムが成り
立たなくなってしまう。このため製品の多部品の分解を
効率良く低コストで行える自動分解装置が必要である。

【０００４】従来の多種類，多部品の組立を行う自動組
立装置は、部品供給エリアを含めると非常に大きなエリ
アを占有し、人による組立ラインに比較すると約２倍の
設置面積が必要であった。さらに、多種類，多部品の部
品を部品供給エリアに取りに行くためにロボットを移動
しなければならず、組立作業時間が大幅に増加してしま
う。また、組立装置のロボット動作範囲内の平面位置に
部品供給エリアを設けた場合は、部品供給エリアが小さ
くなり、多品種の部品を供給できなってしまう。多品種
の部品を供給する方法として、多品種の部品を予めトレ
ーに配置して供給する方法もあるが、トレーを入れ換え
て部品を供給する必要があり、自動でトレーを入れ換え
る構成にすると、装置は複雑でコストが高くなってしま
う。

【０００５】また、近年、ピンや軸受などの小部品をハ
ンド交換なしで１つのハンドで取り扱える多機能ハンド
が開発されている。しかし、１台のロボットの場合、フ
レームやユニット，ローラなどの大きな部品は専用ハン
ドで取り扱う必要がある。この場合、ハンド交換に時間
がかかり高速組立ができなくなってしまう。

【０００６】これに対して例えば特許第３０１２４６３
号公報に示された部品供給組立装置は、移動テーブル上
に複数台のロボットを設置し、移動テーブルの移動方向
に隣接して部品供給装置を設置することにより、部品供
給可能エリアを広く取り、複数のロボットによる交互の
部品組み付けにより多種類多点数の部品を組立する要に
している。

【０００７】また、特開平６−８０７８号公報に示され
た部品組立装置は、循環式組付け治具搬送装置の周囲
に、部品供給装置と部品加工装置及び部品収納装置を設
け、部品供給装置のすべての収納位置を複数台のロボッ
トの可動範囲に入るように配置し、部品を完成させる工
程を複数台のロボットで分割して作業を補完させて面積
生産性と機種変更の対応性を図るようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第
３０１２４６３号公報に示された部品供給組立装置は、
組み立てる部品点数が多ければ多いほど移動テーブルの
移動方向に部品供給装置を設置する必要があり、部品点
数の数に応じて２次関数的に組立時間が増加してしま
う。また、部品点数が多ければ多いほど組立装置の設置
スペースが膨大に必要になる。このため多品種の部品を
自動的に組み立てる装置に適用することはできないとい
う短所がある。

【０００９】また、特開平６−８０７８号公報に示され
た部品組立装置では、サイズが大きく異なる部品、例え
ばピンや軸受などの小部品の組立を行うと共に、フレー
ムやユニット，ローラなどの大きな部品の組立を短時間
で効率良く行うことはできないという短所がある。

【００１０】この発明は係る短所を改善し、サイズが大
きく異なる多品種の部品を効率良く組み立てるととも
に、多品種の部品からなり、使用済みの製品を効率良く
分解し、かつ、省スペースと省エネルギを図り、採算性
を向上させることができる自動組立分解装置を提供する
ことを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る自動部品
組立分解装置は、部品を組み立てて製品を完成したり、
回収した製品から部品を分解する自動組立分解装置であ
って、作業ステーションと、作業ステーションに沿って
設けられ、組み立てる製品や使用済みの製品を搬送する
搬送装置とを有し、作業ステーションには、作業ロボッ
ト部と、作業ロボット部に対して、搬送装置の移動方向
の前後に設けられた部品供給装置又は部品回収装置を有
し、作業ロボット部には、回転テーブルと、回転テーブ
ルの外周部に設置された２台の多関節ロボットと、回転
テーブルと２台の多関節ロボットの動作を制御するロボ
ット制御装置を有し、ロボット制御装置は大型の部品を
処理するときに回転テーブルを回転して２台の多関節ロ
ボットを協調動作させ、小型の部品を処理するときは、
回転テーブルを回転させないで２台の多関節ロボットを
それぞれ独立して動作させることを特徴とする。

【００１２】前記回転テーブルは、２台の多関節ロボッ
トのハンドを有するアームを移動する方向と逆の位置に
重量のアンバランスを取り除く重りを設けたり、交換用
ハンドと治具を設け、回転テーブルを受ける軸受のスラ
スト荷重のアンバランスを減少させる。

【００１３】また、２台の多関節ロボットを、設置間隔
を調整する移動機構を介して回転テーブルに設置して、
各種サイズの部品や大きさの異なる製品に対して適用さ
せる。

【００１４】さらに、搬送装置を挟んで作業ステーショ
ンと対向する位置に長い部品や大型の部品を収納する大
型部品供給装置又は大型部品回収装置と、大量に使用す
る部品を収納する大量部品供給装置又は大量部品回収装
置を配置し、大型の部品を２台の多関節ロボットで協調
動作をして処理したり、大量に使用する部品を２台の多
関節ロボットでそれぞれ単独で動作して処理し、各種部
品に対応させる。

【００１５】また、大型部品供給装置や大量部品供給装
置を立体構造にして、大型の部品や大量に使用する部品
の収納量を増やす。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の自動組立分解装
置の構成を示す配置図である。図に示すように、自動組
立分解装置１は作業ステーション２と、作業ステーショ
ン２に沿って設けられた搬送コンベア３を有する。作業
ステーション２には作業ロボット部４と、作業ロボット
部４に対して、搬送コンベア３の移動方向の前後に設け
られた部品供給装置５ａ，５ｂを有する。作業ロボット
部４は、図２の斜視図に示すように、２台の多関節ロボ
ット（以下、ロボットという）６ａ，６ｂが回転テーブ
ル７上の外周部に設置され、回転テーブル７の動作によ
って２台のロボット６ａ、６ｂの向きが変えられるよう
になっている。回転テーブル７の下部に２台のロボット
６ａ，６ｂと回転テーブル７を協調して制御するロボッ
ト制御コントローラ８を有する。

【００１７】搬送コンベア３は回転テーブル７の正面に
設置され、搬送パレット９に載せた組み立てる製品や使
用済みで分解する製品や、組み立てて完成した製品を搬
送する。

【００１８】上記のように構成した自動組立分解装置１
で、図３に示すように、一方の部品供給装置５ａに設け
た部品トレイ１０には、組立に使用する大きな部品例え
ばローラ１１や小部品１２を収納し、他方の部品供給装
置５ｂの部品トレイ１３には各種小部品１４を収納し、
搬送コンベア３により作業ステーション２の前面に搬送
された組立製品１５に対してローラ１１や小部品１２，
１４を組み立てるときの動作を説明する。

【００１９】例えばローラ１１を組立製品１５に取り付
けるときは、図３（ａ）に示すように、回転テーブル７
を回転させ、２台のロボット６ａ，６ｂの姿勢を部品供
給装置５ｂの方に向かせる。そして２台のロボット６
ａ，６ｂでローラ１１の左右の端部をそれぞれ把持し、
協調動作してローラ１１を持ち上げる。その後、図３
（ｂ）に示すように、回転テーブル７を時計方向に９０
度回転させ、２台のロボット６ａ，６ｂの姿勢を正面の
組立製品１５に向かせ、２台のロボット６ａ，６ｂを協
調動作させて、組立製品１５のあらかじめ定められた位
置にローラ１１を取り付ける。組立製品搬送パレット上
に載った製品にローラ１１を協調動作で組立を行う。こ
のようにローラ１１のように大きな部品は回転テーブル
７を回転しながら２台のロボット６ａ，６ｂの協調動作
で搬送するとともに組立製品１５に取り付けるから、大
きな部品を高速で、かつ安定して搬送して組立製品１５
に取り付けることができる。

【００２０】また、部品供給装置５ａに収納された小部
品１２や、部品供給装置５ｂに収納された小部品１４を
組立製品１５に取り付けるときは、図３（ｃ）に示すよ
うに、２台のロボット６ａ，６ｂを組立製品１５に沿っ
て配置した状態で、回転テーブル７を回転させずに、各
ロボット６ａ，６ｂを独立して制御し、一方のロボット
６ａで部品供給装置５ａに収納された小部品１２を取り
出して組立製品１５に取り付け、他方のロボット６ｂで
部品供給装置５ｂに収納された小部品１４を取り出して
組立製品１５に取り付ける。

【００２１】このようにローラ１１のように大きな部品
は回転テーブル７を回転しながら２台のロボット６ａ，
６ｂの協調動作で搬送するとともに組立製品１５に取り
付け、ねじやバネ等の小部品は２台のロボット６ａ，６
ｂを個々に制御して組立製品１５に取り付けることによ
り、種々の部品を効率良く組立製品１５に取り付けて組
み立てることができる。

【００２２】また、作業ロボット部４の周辺に部品供給
装置５ａ，５ｂを配置して作業ステーション２を構成す
るとともに、作業ステーション２の前面に組立製品１５
等を搬送する搬送コンベア３を設けてあるから、自動組
立分解装置１の設置面積を小さくすることができるとと
もに、組み立てる部品を部品供給装置５ａ，５ｂから組
立製品１５まで迅速に搬送することができ、組立作業を
効率良く行うことができる。

【００２３】前記のように回転テーブル７を回転しなが
ら２台のロボット６ａ，６ｂで重量の有るローラ１１等
を搬送して組立製品１５に取り付けるとき、ロボット６
ａ,６ｂの姿勢を精度良く維持させるとともに精度良く
移動させる必要がある。そこで図４（ａ）に示すよう
に、回転テーブル７の、ロボット６ａ,６ｂのハンド１
６を有するアーム１７を移動する方向と逆の位置に重量
のアンバランスを取り除く重り１８を設置したり、
（ｂ）に示すように、交換用ハンド１９や治具を設置
し、回転テーブル７を受ける軸受のスラスト荷重のアン
バランスを減少させるようにすると良い。さらに、回転
テーブル７も必要な強度を維持できる範囲で肉抜きし、
回転テーブル７の回転モーメントをできるだけ少なくす
ると良い。

【００２４】また、図５に示すように、２台のロボット
６ａ,６ｂを回転テーブル７に、それぞれ移動機構２０
を介して設置し、２台のロボット６ａ，６ｂの設置間隔
を移動機構２０で調整するようにしても良い。このよう
に２台のロボット６ａ，６ｂの設置間隔を調整すること
により、より大きな部品を搬送して大きな組立製品１５
に取り付けることができるとともに、小さな組立製品に
も各種部品を搬送して取り付けることができる。

【００２５】さらに、図６の平面図と図７の側面図に示
すように、搬送コンベア３を挟んで作業ステーション２
と対向する位置に長い部品や大型の部品を供給する大型
部品供給装置２１と大量に使用する部品を供給する大量
部品供給装置２２を設けて、大型部品供給装置２１や大
量部品供給装置２２に収納した大型の部品２３を２台の
ロボット６ａ，６ｂで協調動作をしたり、大量に使用す
る部品を２台のロボット６ａ，６ｂで単独で動作して取
り出して搬送し、組立製品１５に取り付けるようにして
も良い。この大型部品供給装置２１や大量部品供給装置
２２を立体型にすることにより、大型の部品２３や大量
に使用する部品の収納量を増やすことができ、小さな設
置面積で大量の部品を収納することができる。また、収
納した部品を重力を利用した滑りや振動で部品供給口ま
で送り出すことにより、２台のロボット６ａ、６ｂで安
定して部品を把持することができる。

【００２６】前記説明では作業ステーション２の前部に
組立製品１５を搬送する搬送コンベア３を設けた場合に
ついて説明したが、作業ステーション２の前部と後部に
組立製品１５を搬送する搬送コンベア３を設けても良
い。このように搬送コンベア３を作業ステーション２の
両側に設けることにより、２組の組立ラインを短時間で
切り替えることができる。

【００２７】また、前記説明では各種部品を組立製品１
５に取り付けて組み立てる場合について説明したが、部
品供給装置５ａ，５ｂや大型部品供給装置２１や大量部
品供給装置２２の代わりに部品回収装置を設け、搬送コ
ンベア３で搬送された使用済みの製品を、２台のロボッ
ト６ａ，６ｂの協調動作と単独動作で分解し、分解した
部品を部品回収装置に回収することにより、各種製品を
自動的に分解することができる。

【００２８】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、作業ス
テーションに回転テーブルと、回転テーブルの外周部に
設置された２台の多関節ロボットを設け、大型の部品を
処理するときに回転テーブルを回転して２台の多関節ロ
ボットを協調動作させるようにしたから、大きな部品を
高速で、かつ安定して搬送して処理することができ、作
業性を向上することができる。

【００２９】また、小型の部品を処理するときは、回転
テーブルを回転しないで、２台の多関節ロボットをそれ
ぞれ独立して動作させることにより、種々の部品を効率
良く搬送して処理することができ、作業性を向上するこ
とができる。

【００３０】また、搬送装置を作業ステーションに沿っ
て設け、回転テーブルと２台の多関節ロボッを有する作
業ロボット部に対して、搬送装置の移動方向の前後に部
品供給装置又は部品回収装置を設けることにより、自動
組立分解装置の設置面積を小さくすることができるとと
もに、組み立てる部品や分解した部品を迅速に搬送する
ことができ、作業効率を向上させることができる。

【００３１】さらに、回転テーブルは、２台の多関節ロ
ボットのハンドを有するアームを移動する方向と逆の位
置に重量のアンバランスを取り除く重りを設けたり、交
換用ハンドと治具を設け、回転テーブルを受ける軸受の
スラスト荷重のアンバランスを減少させ、不均衡なモー
メント荷重が加えられることを緩和し、２台の多関節ロ
ボットの姿勢を精度良く維持させるとともに精度良く移
動させることができる。

【００３２】また、２台の多関節ロボットを、設置間隔
を調整する移動機構を介して回転テーブルに設置して、
各種サイズの部品や大きさの異なる製品に対して適用す
ることができる。

【００３３】さらに、搬送装置を挟んで作業ステーショ
ンと対向する位置に長い部品や大型の部品を収納する大
型部品供給装置又は大型部品回収装置と、大量に使用す
る部品を収納する大量部品供給装置又は大量部品回収装
置を配置し、大型の部品を２台の多関節ロボットで協調
動作をして処理したり、大量に使用する部品を２台の多
関節ロボットでそれぞれ単独で動作して処理することに
より、各種部品を安定して処理することができる。

【００３４】また、大型部品供給装置や大量部品供給装
置を立体構造にして、大型の部品や大量に使用する部品
の収納量を増やすことができ、作業性を向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の自動組立分解装置の構成を示す配置
図である。

【図２】作業ロボット部の構成を示す斜視図である。

【図３】自動組立分解装置の動作を示す配置図である。

【図４】第２の自動組立分解装置の構成を示す配置図で
ある。

【図５】第３の自動組立分解装置の構成を示す配置図で
ある。

【図６】第４の自動組立分解装置の構成を示す配置図で
ある。

【図７】第４の自動組立分解装置の構成を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１；自動組立分解装置、２；作業ステーション、３；搬
送コンベア、４；作業ロボット部、５；部品供給装置
６；ロボット、７；回転テーブル、８；ロボット制御コ
ントローラ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品を組み立てて製品を完成したり、回
   収した製品から部品を分解する自動組立分解装置であっ
   て、 作業ステーションと、作業ステーションに沿って設けら
   れ、組み立てる製品や使用済みの製品を搬送する搬送装
   置とを有し、 作業ステーションには、作業ロボット部と、作業ロボッ
   ト部に対して、搬送装置の移動方向の前後に設けられた
   部品供給装置又は部品回収装置を有し、 作業ロボット部には、回転テーブルと、回転テーブルの
   外周部に設置された２台の多関節ロボットと、回転テー
   ブルと２台の多関節ロボットの動作を制御するロボット
   制御装置を有し、 ロボット制御装置は大型の部品を処理するときに回転テ
   ーブルを回転して２台の多関節ロボットを協調動作さ
   せ、小型の部品を処理するときは、回転テーブルを回転
   させないで２台の多関節ロボットをそれぞれ独立して動
   作させることを特徴とする自動組立分解装置。
2. 【請求項２】 前記回転テーブルは、２台の多関節ロボ
   ットのハンドを有するアームを移動する方向と逆の位置
   に重量のアンバランスを取り除く重りを有する請求項１
   記載の自動組立分解装置。
3. 【請求項３】 前記回転テーブルは、２台の多関節ロボ
   ットのハンドを有するアームを移動する方向と逆の位置
   に交換用ハンドと治具をした請求項１記載の自動組立分
   解装置。
4. 【請求項４】 前記２台の多関節ロボットは、設置間隔
   を調整する移動機構を介して回転テーブルに設置された
   請求項１乃至３のいずれかに記載の自動組立分解装置。
5. 【請求項５】 前記搬送装置を挟んで作業ステーション
   と対向する位置に長い部品や大型の部品を収納する大型
   部品供給装置又は大型部品回収装置と、大量に使用する
   部品を収納する大量部品供給装置又は大量部品回収装置
   を配置した請求項１乃至４のいずれかに記載の自動組立
   分解装置。
6. 【請求項６】 前記大型部品供給装置及び大量部品供給
   装置を立体構造にした請求項５記載の自動組立分解装
   置。