JP4313269B2 - 組立装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の部品を組み付けて組立体を組み立てる組立装置に関する。

従来、多点数の部品から構成される組立体をロボットにより自動的に組み立てる組立装置が知られている。例えば、特許文献１に記載される組立装置では、基台上にロボットが設置され、ロボットの設置された複数の基台の間に組立作業台が設けられている。そして複数のロボットが互いに協働しながら、組立作業台上で組立体を組み立てるように構成されている。

特開２０００−３５４９１９号公報

従来の組立装置は、基台上にロボットが設置されるため、基台の剛性を高めて基台上面を水平状態に保つことが必要であった。したがって、基台そのものが高コスト化するという問題が生じていた。

また、他の基台や組立作業台を隣接配置して使用する場合、基台上面を、他の基台や組立作業台の上面と一体的な水平面に設置する必要がある。しかし、ロボットの設置された基台の上面を、他の基台や組立作業台と一体的な水平面に設定するには、かなり煩雑な手間がかかることになり、組立装置の設置作業を効率的に行うことができないという問題があった。

さらに、基台の上面にロボットを設置する場合、ロボットは、平面視で、基台に取り付けられた基端部の周囲にその可動範囲を有し、その基端部近傍にはロボットハンドをアクセスさせることができないのが一般的である。そのため、基台にロボットが設置されることにより、基台上面において、治具や組立ツールを載置できるスペースが小さくなり、基台上に載置できる治具や組立ツールの数や大きさを制限することになっていた。一般に治具や組立ツールを変更しないで組み立て可能な組立体の種類は少なく、従来は、他の種類の組立体を組み立てようとするときには、基台に載置される治具や組立ツールを交換する作業を別に行う必要があり、効率的に組立体を変更することができないという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、従来のように基台の剛性を高める必要がなく、組立作業台の水平出しが容易になり、さらにロボットの可動範囲内に多くの組立ツールを設置でき、多種類の組立体の組み立てに適した組立装置を提供することを、その目的とするものである。

本発明の第１の側面にかかる組立装置は、所定の支持部材によって天吊り状に支持される組立ロボットと、前記組立ロボットの可動範囲内に対して部品供給を行う部品供給ユニットと、前記組立ロボットの可動範囲内に設けられる矩形状の組立作業台とを備え、前記所定の支持部材は、前記組立作業台の幅と同程度の間隔で並設される２つの支持柱と、前記２つの支持柱それぞれから水平方向に延設される各梁部材と、前記２つの支持柱それぞれの所定の高さ位置において、水平方向に凸設された位置決め部とを有し、前記組立ロボットは、前記各梁部材によって支持され、前記所定の支持部材の前記位置決め部が前記組立作業台に接合される。

上記の組立装置においては、前記組立ロボットが、前記組立作業台の上方に支持されることが好ましい。

また、上記の組立装置においては、前記部品供給ユニットとして、第１の部品供給ユニットと第２の部品供給ユニットとを備え、前記第１および第２の部品供給ユニットが互いに対向して配置されることが好ましい。

また、その場合には、前記組立作業台が、前記第１および第２の部品供給ユニットの間に配置されることが好ましい。

また、上記の組立装置においては、前記組立ロボットが前記各梁部材と接続される接続部を備え、前記組立ロボットへの電力供給を行うケーブルが前記接続部に対して接続されており、前記組立ロボットが前記接続部に対して旋回可能であるとともに、前記接続部が前記各梁部材に対して旋回可能であることが好ましい。

また、上記の組立装置においては、前記組立ロボットの可動範囲内を撮影するように監視カメラが設けられることが好ましい。

また、上記の組立装置においては、複数台の組立ロボットが設けられ、各組立ロボットの可動範囲の一部が互いに重複する重複範囲を有しており、前記組立作業台は少なくとも前記重複範囲に設置されることが好ましい。

またその場合には、前記組立作業台が、前記重複範囲に設置される共用組立作業台と、各組立ロボットの可動範囲であって前記重複範囲以外の範囲に設置される専用組立作業台とを備えることが好ましい。

また、上記の組立装置においては、平面視で、前記組立ロボットが前記組立作業台のほぼ中央に設置されるとともに、前記支持柱が前記組立作業台のコーナー部に設置されることが好ましい。

また、上記の組立装置においては、前記組立ロボットが、少なくとも４自由度を有する
ロボットであることが好ましい。また、６自由度を有するロボットであることがより好ま
しい。
また、本発明の第２の側面にかかる組立装置は、所定の支持部材によって天吊り状に支持される組立ロボットと、前記組立ロボットの可動範囲内に対して部品供給を行う部品供給ユニットと、前記組立ロボットの可動範囲内に設けられる組立作業台とを備え、前記組立ロボットは、前記部品供給ユニットから部品を取り出し、前記組立作業台上で組立動作を行い、前記支持部材は、支持柱と、前記支持柱から水平方向に延設される梁部材とを有し、前記組立ロボットは前記梁部材と接続される接続部を備え、前記組立ロボットへの電力供給を行うケーブルが前記接続部に対して接続されており、前記組立ロボットは前記接続部に対して旋回可能であるとともに、前記接続部は前記梁部材に対して旋回可能である。

本発明によれば、前記所定の支持部材は、組立作業台の幅と同程度の間隔で並設される２つの支持柱と、２つの支持柱それぞれの所定の高さ位置において、水平方向に凸設された位置決め部とを有し、所定の支持部材の位置決め部が組立作業台に接合される。そのため、極めて簡単に組立ロボットの位置決めを行うことができ、組立装置の設置作業を効率化できる。また、組立作業台そのものに剛性を求める必要がなくなり、コストの低廉化が図られるとともに、組立作業台の平面出しが容易になる。

また、組立ロボットが組立作業台の上方に支持されることにより、組立作業台に対して効率的にアクセスできるようになる。

また、部品供給ユニットとして、第１の部品供給ユニットと第２の部品供給ユニットとを備え、第１および第２の部品供給ユニットが互いに対向して配置されることにより、組立ロボットの扱うことができる部品数が増加し、さらに多種類の組立体の組み立てに適したものとなる。

また、組立作業台が、第１および第２の部品供給ユニットの間に配置されることにより、組立ロボットが第１および第２の部品供給ユニットから部品を受け取って組立作業台上で組立作業を行う際のアームの移動量が最小限に抑えられ、組み立て作業が効率的に行われる。

また、組立ロボットが各梁部材と接続される接続部を備え、組立ロボットへの電力供給を行うケーブルがその接続部に対して接続されており、組立ロボットが接続部に対して旋回可能であるとともに、接続部が各梁部材に対して旋回可能なように構成されることで、ケーブルを損傷させることなく、組立ロボットの旋回角度を増加させることができる。

また、組立ロボットの可動範囲内を撮影するように監視カメラを設けることにより、組立ロボットにトラブルが発生した場合でもその状況を容易に把握できる。そして迅速にトラブルに対処することができる。

また、組立ロボットが複数台設けられ、各組立ロボットの可動範囲の一部が互いに重複する重複範囲を有しており、組立作業台は少なくとも重複範囲に設置されることにより、複数の組立ロボットが互いに協働して組立作業を行うことができるようになる。そして、より複雑な組立体を組み立てることができるようになる。

また、組立作業台が、重複範囲に設置される共用組立作業台と、各組立ロボットの可動範囲であって重複範囲以外の範囲に設置される専用組立作業台とを備えることにより、各組立ロボットは、独自の組立動作と、協働して行う組立動作との双方を行うことができ、効率的な組立作業が行える。

また、平面視で、組立ロボットが組立作業台のほぼ中央に設置されるとともに、支持柱が組立作業台のコーナー部に設置されることにより、組立ロボットが旋回動作を行う時に、支持柱が障害になることはなく、組立ロボットがスムーズに旋回動作できる範囲を大きくすることができる。

また、組立ロボットが、少なくとも４自由度を有することにより、部品供給ユニットか
ら部品を取り出し、その部品を組立作業台上の任意の位置に載置することができる。特に
、組立ロボットが、６自由度を有するロボットであることにより、横方向からの部品の組
み付けが可能になり、複雑な組立体を製造するのに適した構成となる。
また、支持部材が、支持柱と、その支持柱から水平方向に延設される梁部材とを有し、
組立ロボットが梁部材と接続される接続部を備え、組立ロボットへの電力供給を行うケー
ブルがその接続部に対して接続されており、組立ロボットが接続部に対して旋回可能であ
るとともに、接続部が梁部材に対して旋回可能なように構成されることで、ケーブルを損
傷させることなく、組立ロボットの旋回角度を増加させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１乃至図３はそれぞれ組立装置１の一例を示す斜視図であり、各図にはそれぞれ共通のＸＹＺ三次元座標系を示している。なお、図１は部品供給ユニット４１，４２，４３，４４に部品トレイがセットされた状態（稼働状態）を示しており、図２は部品トレイを取り除いた状態を示している。また図３は、組立装置１を構成する各ユニットを一体的に組み付ける前の状態（分解状態）を示している。

各図に示されるように、この組立装置１は、組立ロボット１１，１２、部品供給ユニット４１，４２，４３，４４及び組立作業台３１，３２，３３を備えて構成されている。図１乃至図３の構成例では、２台の組立ロボット１１，１２がそれぞれ支持部材２１，２２に対して天吊状に固定されており、組立ロボット１１，１２の下方に、組立作業台３１，３２，３３が配置されている。また、組立作業台３１，３２に隣接して部品供給ユニット４１，４２，４３，４４が配置されている。

支持部材２１は、支持柱２１ａと、その支持柱２１ａから水平方向に延設される梁状部材２１ｂと、支持柱２１ａの基端部を支持するベース部２１ｃを備えており、梁状部材２１ｂの内部側に組立ロボット１１が固定され、組立ロボット１１を天吊状に支持している。また、支持部材２２も同様に構成されており、支持柱２２ａと梁状部材２２ｂとベース部２２ｃを備え、梁状部材２２ｂの内部側に組立ロボット１２が固定されて、組立ロボット１２を天吊状に支持している。組立ロボット１１，１２はそれぞれ梁状部材２１ｂ，２２ｂの下方空間をその可動範囲としている。

組立ロボット１１のアームが鉛直方向に伸びた状態で考えると、組立ロボット１１は、鉛直軸まわりの３つの旋回自由度と、水平軸まわりの３つの回動自由度とがアーム結合された合計６自由度を有する天吊型ロボットであり、そのアーム先端部は各種組立作業に適した組立ツールを着脱可能なメカニカルハンドとして構成されている。

他方の組立ロボット１２は、鉛直軸まわりの３つの旋回自由度がアーム結合され、そのアーム先端部に鉛直軸方向に沿って移動する直進自由度を有する合計４自由度の天吊型ロボットである。この組立ロボット１２のアーム先端部もまた、各種組立作業に適した組立ツールを着脱可能なメカニカルハンドとして構成されている。

組立ロボット１１，１２の下方に配置される組立作業台３１，３２，３３は、組立ロボット１１，１２の配列方向に沿って一列状に連結配置されている。組立作業台３１は組立ロボット１１の直下に配置され、組立作業台３２は組立ロボット１２の直下に配置される。これら組立作業台３１，３２は、平面視がほぼ正方形状の作業台として構成されている。そして組立作業台３３は、組立作業台３１と３２との間に配置された、平面視が長方形状の作業台となっている。これらの組立作業台３１，３２，３３の天板には、各ロボット１１，１２が組み付け作業を行う際に使用する、同種又は異種の複数の治具９や組立ツール等が配置される。よって、組立装置１においては、各組立ロボット１１，１２が、組立作業台３１，３２，３３上に載置される様々な治具９や組立ツールを使用しながら、組立作業台３１，３２，３３上で任意の組立体の組立動作を行うことになる。

部品供給ユニット４１，４２，４３，４４は、組立体の様々な部品を収容する複数の部品トレイ８が多段積載される部品トレイ積載部４０ａと、部品トレイ積載部４０ａに多段積載される複数の部品トレイ８のうちからひとつの部品トレイ８を取り出して組立作業台３１，３２の端部上方位置に差し出すことで部品トレイ８を組立スペースに供給する供給部４０ｂとを備えている。部品供給ユニット４１，４２は、組立ロボット１１の直下に配置される組立作業台３１に隣接して配置され、組立作業台３１を挟んだ状態で互いに対向するように配置される。そして部品供給ユニット４１，４２は、組立ロボット１１によって取り扱われる部品が収容された部品トレイ８を、組立ロボット１１の可動範囲内に供給する。また、部品供給ユニット４３，４４は、組立ロボット１２の直下に配置される組立作業台３２に隣接して配置され、組立作業台３２を挟んだ状態で互いに対向するように配置される。そして部品供給ユニット４３，４４は、組立ロボット１２によって取り扱われる部品が収容された部品トレイ８を、組立ロボット１２の可動範囲内に供給する。

そして図３に示されるように、組立装置１は、組立ロボット１１，１２が支持部材２１，２２によってそれぞれ天吊状に支持されたロボットユニットと、組立作業台３１，３２，３３と、部品供給ユニット４１，４２，４３，４４とがそれぞれ独立ユニットとして構成されており、組立装置１を実際に使用するときには、それら各ユニットが互いに組み合わせられ、上記のような配置関係に固定される。

具体的な設置作業は、つぎのような手順で進められる。まず、はじめに組立作業台３１，３２，３３が設置され、各作業台の上面が均一な水平面とみなせるように水平出し作業が行われる。そして組立作業台３１，３２，３３の設置が終了すると、部品供給ユニット４１，４２，４３，４４が組立作業台３１，３２，３３に隣接して設置される。そして最後に、ロボットユニットが組立作業台３１，３２に隣接して設置されることになる。

各ユニットの下面には図示しない車輪が設けられ、比較的簡単に移動できるようになっていて、かつ設置時には車輪を固定することにより、若しくは他の固定脚によって固定することにより、各ユニットの位置を固定できるようになっている。特に、支持部材２１のベース部２１ｃは組立作業台３１の下方空間に入り込み、組立ロボット１１が組立作業台３１の上方位置に固定される。また同様に、支持部材２２のベース部２２ｃは組立作業台３２の下方空間に入り込み、組立ロボット１２が組立作業台３２の上方位置に固定される。

このように組立ロボット１１，１２を天吊状に支持することにより、ロボットユニットを、組立装置１の設置作業の最終段階で、組立作業台３１，３２，３３にドッキングできるようになり、組立装置１の設置作業の初期段階で組立ロボット１１，１２の存在が邪魔になることはなく、据え置き型ロボットの場合に比べて組立装置１の設置作業が著しく簡単になる。

図４は、各ユニットが組み付けられた状態での組立装置１の平面図である。図４においては、ＸＹ平面での組立ロボット１１の可動範囲をＲ１で示しており、組立ロボット１２の可動範囲をＲ２で示している。

組立装置１では、組立ロボット１１の可動範囲Ｒ１が組立作業台３１の上面のほぼ全体をカバーしており、部品供給ユニット４１，４２によって組立作業台３１の端部上方に供給される部品トレイ８（図４においては波線で図示）に対して、組立ロボット１１がアクセスできるようになっている。また、組立作業台３１に設置される治具９は組立ロボット１１に専用の治具となっている。それ故、組立作業台３１は組立ロボット１１の専用組立作業台となっている。

また組立ロボット１２の可動範囲Ｒ２は組立作業台３２の上面のほぼ全体をカバーするように構成されている。そして組立ロボット１２は、部品供給ユニット４３，４４によって組立作業台３２の端部上方に供給される部品トレイ８（図４においては波線で図示）に対してアクセスすることができ、トレイ内の部品を取り出すことができるようになっている。そして組立作業台３２に設置される治具９は組立ロボット１２に専用の治具であり、組立作業台３２は組立ロボット１２の専用組立作業台となっている。

組立装置１においては、組立ロボット１１の可動範囲Ｒ１と、組立ロボット１２の可動範囲Ｒ２とが互いに重複する重複範囲Ｒ３を有している。この重複範囲Ｒ３は、２台の組立ロボット１１，１２が協働して組み付け動作を行うことのできるスペースである。組立作業台３３はこの重複範囲Ｒ３に配置されており、組立作業台３３には組立ロボット１１，１２の双方がアクセスできるようになっている。それ故、組立作業台３３に設置される治具９は、２台の組立ロボット１１，１２に共通の治具であり、組立作業台３３は各組立ロボット１１，１２の共用組立作業台となっている。

そして本実施形態においては、組立ロボット１１，１２が天吊状に支持されており、組立作業台３１，３２，３３には治具９や組立ツール、若しくは組立体が置かれるだけである。言い換えれば、組立作業台３１，３２，３３には、組立ロボット１１，１２と比較して極めて軽量のもの（治具や組立ツール、若しくは組立体）が載置されるだけであるので、天板の剛性を高める必要がなくなる。よって、組立作業台１１，１２のコスト低廉を実現できる。

また、組立作業台３１，３２，３３が従来の基台と同じサイズで形成されることを想定すると、本実施形態の組立作業台３１，３２，３３にはロボットを設置する必要がないので、その上面を有効に活用することができ、従来よりも多くの治具９や組立ツール等を設置することができるようになる。したがって、従来よりもより多くの部品を取り扱うことができるようになり、組み立て可能な品目数を増加させることができる。また、治具９等の置き換え作業を頻繁に行う必要がなくなり、組立装置１の稼働効率を向上させることもできる。

また、上述したように複数の組立作業台３１，３２，３３が互いに隣接して設置されるときには、それぞれの天板が水平な同一面となるように水平出しが行われる。そうすることにより、各組立ロボット１１，１２が、専用組立作業台と共用組立作業台との双方を使用して組み付け動作を行う場合であっても、作業台ごとに座標系を変換する必要がなくなり、速やかに組立装置１の動作を開始させることができる。本実施形態では、組立作業台３１，３２，３３に組立ロボット１１，１２が据え置き設置されていないことから、この水平出し作業が極めて簡単になっており、組立装置１の設置作業を効率的に行うことができるという利点がある。

また、ロボットユニットが隣接設置される組立作業台３１，３２が、平面視でほぼ正方形の形状であるので、組立作業台３１，３２の４方向のうちの任意の方向からロボットユニットをドッキングでき、組立装置１の配置構成をフレキシブルに変更できるようになっている。

次に、図５は６自由度を有する組立ロボット１１の一構成例を示す側面図である。図５を参照しつつ、組立ロボット１１に対して接続される電気ケーブルとロボットの旋回動作について説明する。

図５に示すように、組立ロボット１１は、梁状部材２１ｂの内部に設けられた板状部材の下面に対して、固定部材１１ｃ、接続部材１１ｂおよびロボット基端部１１ａがこの順で接続された構造を有しており、接続部材１１ｂには組立ロボット１１に対して電力供給や制御信号の供給を行うための電気ケーブル１１ｄが接続されている。

このような構成において、固定部材１１ｃおよび接続部材１１ｂが梁状部材２１ｂに対して固定され、ロボット基端部１１ａのみが鉛直軸α１に対して旋回動作する場合を考える。接続部材１１ｂに接続された電気ケーブル１１ｄは接続部材１１ｂの内部を通って、ロボット基端部１１ａの内部側へと接続されている。この内部配線されるケーブルは、一般的に長さにあまり余裕のない状態で収容されている。よって、ロボット基端部１１ａのみが鉛直軸α１を中心に旋回動作を行うと、接続部材１１ｂ内部に配線された電気ケーブルにねじれ等が生じ、所定量以上の旋回動作を行うと断線等の不具合が生じる可能性がある。そのため、ロボット基端部１１ａのみが鉛直軸α１を中心に旋回動作を行う場合、ロボット基端部１１ａから先端側のロボットアームは所定角度以上の旋回動作を行うことができなくなる。例えば、ロボット基端部１１ａの旋回角度が３６０°未満の範囲となっていれば、アーム先端部は組立作業台３１の上面のほぼ全域にアクセスすることができなくなる。

そこで、本実施形態においては、接続部材１１ｂに接続される電気ケーブル１１ｄが所定量以上の撓みを有するように設けられ、接続部材１１ｂが固定部材１１ｃ（梁状部材２１ｂ）に対して旋回動作を行うように構成される。接続部材１１ｂの固定部材１１ｃに対する旋回動作は、鉛直軸α２を中心に行われる。このような構成とされることにより、ロボット基端部１１ａの旋回角度が制限されている場合であっても、接続部材１１ｂを旋回させることにより、アーム先端部には３６０°以上の旋回動作を生じさせることができ、組立作業台３１の上面のほぼ全域にアクセスできるようになる。したがって、電気ケーブル１１ｄが、図５に示されるように、主たる旋回動作を行うロボット基端部１１ａよりも固定部側に設けられている場合には、電気ケーブル１１ｄの接続された接続部材１１ｂを副次的に旋回させることにより、ケーブルの断線を防止しつつ、アーム先端部のアクセス領域を広く確保できるようになる。

なお、副次的に接続部材１１ｂを旋回させるための駆動手段は、例えば接続部材１１ｂの内部に設けられたモータ等によって行われるようにしてもよいし、梁状部材２１ｂに取り付けられた外部モータによって組立ロボット１１の全体を旋回させるものあっても構わない。また、６自由度を有する組立ロボット１１に限られるものではなく、４自由度を有する組立ロボット１２であっても同様である。また、副次的な旋回動作は、１８０°程度の旋回角度を有することが好ましい。

以上のように本実施形態の組立装置１は、組立ロボット１１，１２が支持部材２１，２２によって天吊り状に支持されており、組立ロボット１１，１２の下方空間にはロボットアームのアクセスを妨げる障害物が何も存在しないことになる。それ故、組立ロボット１１，１２は天吊り状に支持された下方空間を組立動作のための作業空間として有効に利用できるようになり、組立ロボット１１，１２の可動範囲内に設けられる組立作業台３１，３２，３３のほぼ全面を利用して組立作業を行うことができる。その結果、組立作業台３１，３２，３３に設置できる治具９等の種類や数を増加させることができ、効率的に多種類の組立体の組み立てに適したものとなっている。

また組立装置１では、部品供給ユニット４１，４２が互いに対向して配置されており、部品供給ユニット４１，４２のそれぞれが組立ロボット１１の可動範囲内に部品供給を行うので、組立ロボット１１の可動範囲内に供給される部品数や部品の種類を増加させている。同様に、部品供給ユニット４３，４４もまた互いに対向して配置されており、部品供給ユニット４３，４４のそれぞれが組立ロボット１２の可動範囲内に部品供給を行うので、組立ロボット１２の可動範囲内に供給される部品数や部品の種類を増加させている。したがって、これら部品供給ユニット４１，４２，４３，４４の配置により、組立装置１は多種類の組立体の組み立てにさらに適したものとなっている。

また組立作業台３１が部品供給ユニット４１，４２の間に配置され、組立作業台３２が部品供給ユニット４３，４４の間に配置されることにより、各組立ロボット１１，１２が部品供給ユニット４１，４２，４３，４４から部品を受け取って組立作業台３１，３２上で組立作業を行う際のアームの移動量が最小限に抑えられる。したがって、組み立て作業が効率的に行われることになる。

また本実施形態においては、組立ロボット１１，１２の可動範囲の一部が互いに重複する重複範囲Ｒ３を有しており、組立ロボット１１，１２に共用の組立作業台３３はその重複範囲Ｒ３に設置されるので、２台の組立ロボット１１，１２が協働して組立体の組み立て作業を行うことができ、複雑な組立体であっても組み付けることができるようになる。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。図６乃至図８は第２の実施の形態における組立装置１ａの一構成例を示す図である。なお、各図において、第１の実施の形態と同様の構成部材に対しては同一符号を付している。

本実施形態においては、各組立ロボット１１，１２を天吊り状に支持する梁状部材２１ｂ，２２ｂに、各組立ロボット１１，１２の可動範囲内を撮影する監視カメラ５１，５２が設けられる。

図７に示すように、監視カメラ５１は、組立ロボット１１を支持する梁状部材２１ｂの先端部に取り付けられ、組立ロボット１１が動作する下方空間を撮影するように構成される。なお、監視カメラ５２も同様の取り付け態様であり、組立ロボット１２を支持する梁状部材２２ｂの先端部に取り付けられ、組立ロボット１２が動作する下方空間を撮影するように構成される。

図８は組立装置１ａの平面図である。監視カメラ５１は組立ロボット１１の可動範囲Ｒ１をその撮影範囲に収め、監視カメラ５２は組立ロボット１２の可動範囲Ｒ２をその撮影範囲に収める。また監視カメラ５１，５２は、各組立ロボット１１，１２の可動範囲が重複する重複領域Ｒ３を、その撮影範囲に収めている。したがって、各監視カメラ５１，５２は組立ロボット１１，１２の動作状態を監視でき、組立ロボット１１，１２にトラブルが発生した場合でもその状況を容易に把握できるようになっている。特に監視カメラ５１，５２によって撮影される映像を記録するように構成しておけば、トラブル発生時点の映像を確認することができるので、迅速なメンテナンスが可能になる。

なお、１台の監視カメラで、２台の組立ロボット１１，１２の可動範囲Ｒ１，Ｒ２を十分にカバーして撮影できる場合には、監視カメラ５１，５２のいずれか一方のみを設置すればよい。

以上のように、本実施形態の組立装置１ａは、組立ロボット１１，１２の可動範囲内を撮影する監視カメラ５１，５２を備えるので、トラブルが発生したときの原因を容易に把握でき、迅速にトラブルへの対処を行えるという点で、第１の実施の形態で示した組立装置１よりもさらに有益なものとなっている。

＜第３の実施の形態＞
本実施形態においては、第１及び第２の実施の形態で説明した組立装置１，１ａの、各ユニットの配置に関するいくつかのバリエーションについて説明する。なお、本実施形態においても、第１の実施の形態で説明した部材と同様の構成部材については同一符号を付している。

図９および図１０は、第１の実施の形態で説明した支持部材２１，２２のそれぞれに対し、６自由度を有する組立ロボット１１が天吊り状に支持された組立装置１ｂを示す図であり、図９は各ユニットが組み付けられた状態を、図１０は組立装置１ｂを構成する各ユニットを一体的に組み付ける前の状態（分解状態）を示している。これらの図に示されるように、このユニット配置形態では、２台の組立ロボットが共に６自由度を有するロボットとなっている。

６自由度を有する組立ロボット１１は横方向からの部品の組み付けを行うことができるので、複雑な組み付け作業に適したロボットである。したがって、この組立装置１ｂは、複雑な組立体を製造するのに適したユニット構成となっている。

なお、４自由度を有する組立ロボットは上下方向の組み付け作業に適している。そのため、４自由度と６自由度とのいずれの組立ロボットを使用するかは、最終的な組立体を得るために必要な組み付け動作によって決定されるものである。それ故、組立ロボットの配置は必ずしも限定されるものではない。

ただし、組立ロボットは、部品供給ユニット４１，４２，４３，４４から部品を取り出し、その部品を組立作業台３１，３２，３３上の任意の位置に載置するという動作を最低限行わなければならないため、少なくとも４自由度の動作を行うことが好ましい。

別のバリエーションについて説明する。図１１および図１２は各組立ロボット１１，１２に専用の組立作業台３１，３２が設けられず、共用の組立作業台３３のみが設けられた組立装置１ｃを示す図であり、図１１は各ユニットが組み付けられた状態を、図１２は組立装置１ｃを構成する各ユニットを一体的に組み付ける前の状態（分解状態）を示している。

例えば、各組立ロボット１１，１２が専用の治具９等を使用して独自の組み付け作業を行う必要がない場合には、図１１および図１２に示されるように専用組立作業台を設けずに、共用組立作業台３３のみを設けるようにしてもよい。

さらに別のバリエーションについて説明する。図１３および図１４は各組立ロボット１１，１２に部品を供給するための部品供給ユニットが１台ずつ設けられる場合の組立装置１ｄを示す図であり、図１３は各ユニットが組み付けられた状態を、図１４は組立装置１ｄを構成する各ユニットを一体的に組み付ける前の状態（分解状態）を示している。

例えば、各組立ロボット１１，１２が使用する部品数が少ない場合には、上述したように部品供給ユニット４１，４２および４３，４４を対向して配置する必要がなく、それぞれのロボットに対して１台ずつの部品供給ユニット４１，４３を設けるようにすればよい。したがって、図１３および図１４に示される構成は、部品点数の少ない場合に適した構成となっている。

なお、図１３および図１４の構成において専用組立作業台３１，３２を組立ロボット１１，１２に対応して配置するようにしてもよい。

以上、第１及び第２の実施の形態に係る組立装置１，１ａの、ユニット配置に関するいくつかのバリエーションを例示したが、本発明の配置態様は上述したものに限定されるものではない。各ユニットの配置態様は、組立体の部品数や組み付け作業の態様などに応じて適宜変更し得るものである。

＜第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態について説明する。図１５乃至図１７は第４の実施の形態における組立装置１ｅの一構成例を示す図である。なお、各図において、第１の実施の形態と同様の構成部材に対しては同一符号を付している。

各図に示されるように、本実施の形態に係る組立装置１ｅでは、支持部材２１，２２の梁状部材２１ｂ，２２ｂが平面視で略Ｌ字状に形成され、Ｌ字状梁状部材２１ｂ，２２ｂの一端側に支持柱２１ａ，２２ａが取り付けられ、他端側に組立ロボット１１，１２が天吊状に固定される。具体的には、梁状部材２１ｂは、支持柱２１ａの上端に固定され、Ｙ方向に延設される第１部材２１１と、第１部材２１１の先端側部に固定され、−Ｘ方向に延設される第２部材２１２と備え、第２部材２１２の先端部に対して組立ロボット１１が天吊状に取り付けられるようになっている。同様に、梁状部材２２ｂは、支持柱２２ａの上端に固定され、−Ｙ方向に延設される第１部材２２１と、第１部材２２１の先端側部に固定され、Ｘ方向に延設される第２部材２２２と備え、第２部材２２２の先端部に対して組立ロボット１２が天吊状に取り付けられるようになっている。

支持部材２１の第２部材２１２と支持部材２２の第２部材２２２は、同一直線上に位置するように配置され、２つの梁状部材２１ｂおよび２２ｂが、棒状の連結部材２３によって互いに連結固定されるように組み付けられる（図１５参照）。これにより、梁状部材２１ｂ，２２ｂがより安定するようになる。

支持部材２１，２２を上記のように構成することにより、組立ロボット１１，１２を支持するための支持柱２１ａ，２２ａを、組立作業台３１，３３のコーナー部分に配置することができるようになる。

そして本実施形態において、組立作業台３１，３３は、平面視で、ほぼ正方形の形状のコーナー部分（四隅）が切除された形状を有し、その四隅の切り欠き部に対して支持柱２１ａ，２２ａを収容できるようになっている。

したがって、本実施形態においては、支持柱２１ａ，２２ａが＋Ｘ方向側若しくは−Ｘ方向側に突き出た状態になることを防止することができ、組立装置１ｅの設置スペースを小さくできる。

また、組立作業台３１，３３の四隅の切り欠き部は、支持柱２１ａ，２２ａを収容して支持柱２１ａ，２２ａと接合することにより、支持部材２１，２２の位置決めを簡単に行うことができる位置決め機構としての機能も有している。

また、支持部材２１，２２を上記のように構成することによって、図１７に示すように、組立ロボット１１，１２の可動範囲Ｒ１，Ｒ２の外部に、支持柱２１ａ，２２ａを配置できるようになり、組立ロボット１１，１２の旋回動作時に支持柱２１ａ，２２ａが障害物となることを抑制でき、スムーズな旋回動作を実現できる。換言すると、支持部材２１，２２の梁状部材２１ｂ，２２ｂを略Ｌ字状に形成することで、組立ロボット１１，１２の可動範囲Ｒ１，Ｒ２の半径を比較的大きくできるようになり、組立ロボット１１，１２がスムーズに旋回動作可能な可動範囲Ｒ１，Ｒ２を広くできる構成となっている。

以上のように、本実施形態の組立装置１ｅでは、支持部材２１の梁状部材２１ｂと、支持部材２２の梁状部材２２ｂとが連結部材２３によって連結されるので、組立ロボット１１，１２を支持する梁状部材２１ｂ，２２ｂの安定性を向上できる。

また、本実施形態では、組立作業台３１，３２が、平面視で、正方形の四隅に切り欠き部が形成された形状を有しており、その切り欠き部に対して支持部材２１，２２の支持柱２１ａ，２２ａを収容可能なように構成されている。そのため、組立装置１ｅの設置スペースを小さくできるようになっている。

さらに、本実施形態では、支持柱２１ａ，２２ａによって支持される梁状部材２１ｂ，２２ｂが平面視で略Ｌ字状に形成されており、支持柱２１ａ，２２ａが平面視で組立作業台のコーナー部に配置されるので、組立ロボット１１，１２の旋回動作時に支持柱２１ａ，２２ａが障害になることはなく、組立ロボット１１，１２がスムーズに旋回動作できる範囲を大きくできる構造となっている。この構造は、特に、組立作業台３１，３２の四隅に切り欠き部が設けられ、支持柱２１ａ，２２ａがその切り欠き部に収容される構造と相俟って、設置スペースを小さくしつつも、組立ロボット１１，１２の可動範囲Ｒ１，Ｒ２を大きくできるという二重の作用効果を奏する構造となっている。

＜第５の実施の形態＞
本実施形態においては、第４の実施の形態で説明した組立装置１ｅの、各ユニットの配置に関するいくつかのバリエーションについて説明する。なお、本実施形態においても、第１および第４の実施の形態で説明した部材と同様の構成部材については同一符号を付している。

図１８および図１９は、第４の実施の形態で説明した支持部材２１，２２のそれぞれに対し、６自由度を有する組立ロボット１１が天吊り状に支持された組立装置１ｆを示す図であり、図１８は各ユニットが組み付けられた状態を、図１９は組立装置１ｆを構成する各ユニットを一体的に組み付ける前の状態（分解状態）を示している。これらの図に示されるように、このユニット配置形態では、２台の組立ロボットが共に６自由度を有するロボットとなっている。

６自由度を有する組立ロボット１１は横方向からの部品の組み付けを行うことができるので、複雑な組み付け作業に適したロボットである。したがって、この組立装置１ｆは、複雑な組立体を製造するのに適したユニット構成となっている。

なお、４自由度を有する組立ロボットは上下方向の組み付け作業に適している。そのため、４自由度と６自由度とのいずれの組立ロボットを使用するかは、最終的な組立体を得るために必要な組み付け動作によって決定されるものである。それ故、組立ロボットの配置は必ずしも限定されるものではない。

ただし、組立ロボットは、部品供給ユニット４１，４２，４３，４４から部品を取り出し、その部品を組立作業台３１，３２，３３上の任意の位置に載置するという動作を最低限行わなければならないため、少なくとも４自由度の動作を行うものであることが好ましい。

別のバリエーションについて説明する。図２０および図２１は各組立ロボット１１，１２に専用の組立作業台３１，３２が設けられず、共用の組立作業台３３のみが設けられた組立装置１ｇを示す図であり、図２０は各ユニットが組み付けられた状態を、図２１は組立装置１ｇを構成する各ユニットを一体的に組み付ける前の状態（分解状態）を示している。例えば、各組立ロボット１１，１２が専用の治具９等を使用して独自の組み付け作業を行う必要がない場合には、図２０および図２１に示されるように専用組立作業台を設けずに、共用組立作業台３３のみを設けるようにしてもよい。

さらに別のバリエーションについて説明する。図２２および図２３は各組立ロボット１１，１２に部品を供給するための部品供給ユニットが１台ずつ設けられる場合の組立装置１ｈを示す図であり、図２２は各ユニットが組み付けられた状態を、図２３は組立装置１ｈを構成する各ユニットを一体的に組み付ける前の状態（分解状態）を示している。

例えば、各組立ロボット１１，１２が使用する部品数が少ない場合には、上述したように部品供給ユニット４１，４２および４３，４４を対向して配置する必要がなく、それぞれのロボットに対して１台ずつの部品供給ユニット４１，４３を設けるようにすればよい。したがって、図２２および図２３に示される構成は、部品点数の少ない場合に適した構成となっている。

なお、図２２および図２３の構成において専用組立作業台３１，３２を組立ロボット１１，１２に対応して配置するようにしてもよい。

以上、第４の実施の形態に係る組立装置１ｅの、ユニット配置に関するいくつかのバリエーションを例示したが、本発明の配置態様は上述したものに限定されるものではない。各ユニットの配置態様は、組立体の部品数や組み付け作業の態様などに応じて適宜変更し得るものである。また、第２の実施の形態で説明したように、監視カメラを設けて、組立ロボット１１，１２の動作空間を撮影するように構成することもできる。

＜第６の実施の形態＞
次に、第６の実施の形態について説明する。本実施形態においては、支持部材２１が、位置決め機構として機能する組立作業台３１の四隅の切り欠き部のうちの隣接する２カ所の切り欠き部に対して接合することにより、組立ロボットの位置決めを高精度に行うことができる構成について説明する。

図２４及び図２５は第６の実施の形態における組立装置１ｉの一構成例を示す図であり、図２４は、ロボットユニットと組立作業台とを分離した状態を示しており、図２５はロボットユニット及び組立作業台を組み付けた状態を示している。なお、各図において、第１の実施の形態と同様の構成部材に対しては同一符号を付している。

本実施形態においては、支持部材２１の支持柱２１ａが組立作業台３１の幅とほぼ同程度の間隔で並設され、その並設された支持柱２１ａの上端に設けられる梁状部材２１ｂによって組立ロボット１１が天吊状に支持された構造となっている。そして、各支持柱２１ａの２カ所の所定高さ位置に、組立作業台３１の位置決め機構３１ａと接合する位置決め部２１ｄが水平方向に凸設されている。

そして図２５に示されるように、支持部材２１を組立作業台３１に向かって押し込むことによって、支持柱２１ａに形成された位置決め部２１ｄが位置決め機構３１ａに入り込み、これらが互いに接合する状態で支持部材２１が固定される。このとき、組立作業台３１に対するロボットユニットの位置（より厳密には、組立ロボット１１の位置）が所定の状態に位置決めされることになり、比較的簡単に組立ロボット１１を設置できるようになる。

したがって、本実施形態における組立装置１ｉは、組立作業台３１が支持部材２１と接合する接合部３１ａを有しており、その接合部３１ａに対して支持部材２１が接合することにより、組立ロボット１１の位置決めがなされる構造となっている。そのため、組立ロボット１１の設置作業を簡単に行うことができるようになっている。

また、支持部材２１と組立作業台３１との接合は、平面視によると組立作業台３１の両端で行われるため、第４の実施の形態のような１カ所での位置決め方法と比較すると、より高い精度で組立ロボット１１の位置決めを行うことができるようになる。

また、本実施形態においても、組立ロボット１１が平面視で組立作業台３１のほぼ中央に設置されており、かつ、支持柱２１ａが平面視で組立作業台３１のコーナー部に設置される。そのため、本実施形態の組立装置１ｉもまた、組立ロボットが旋回動作を行う時に、支持柱２１ａが障害になることはなく、組立ロボットがスムーズに旋回動作できる範囲を大きくすることができるように構成されている。

＜第７の実施の形態＞
本実施形態においては、第６の実施の形態で示した位置決め機構を適用しつつ、第１若しくは第４の実施の形態などで説明したユニット配置を実現する形態について説明する。

図２６および図２７は、第７の実施の形態における組立装置１ｊの一構成例を示す図であり、図２６は各ユニットを分離した状態を示しており、図２７は各ユニットを組み付けた状態を示している。なお、各図において、上述した実施の形態と同様の構成部材に対しては同一符号を付している。

本実施形態においては、組立作業台３１に隣接配置される支持部材２１に対して位置決め部２１ｄが形成されており、組立作業台３１の四隅にはその位置決め部２１ｄに接合する位置決め機構３１ａが形成されている。また、組立作業台３２に隣接配置される支持部材２２には位置決め部２２ｄが形成されており、組立作業台３２の四隅にはその位置決め部２２ｄに接合する位置決め機構３２ａが形成されている。

そして、各ユニットを組み付ける際には、位置決め部２１ｄ，２２ｄが、対応する位置決め機構３１ａ，３２ａに接合するようにして設置することにより、図２７のような組立装置１ｊを簡単に組み上げることができるようになる。

したがって、第６の実施の形態において説明した位置決め機構は、組立装置におけるユニット配置がどのような態様であっても期待した効果を発揮するものである。

以上、本発明に関するいくつか実施の形態について説明したが、本発明は上述のものに限定されるものではなく、上述した構成の他に、種々の変形した構成を適宜採用し得るものであることは勿論である。

部品トレイがセットされた組立装置の一例を示す斜視図である。 部品トレイを取り除いた状態の組立装置を示す図である。 組立装置を一体的に組み付ける前の状態を示す図である。 各ユニットが組み付けられた状態での組立装置の平面図である。 ６自由度を有する組立ロボットの一構成例を示す側面図である。 監視カメラを備えた組立装置の一構成例を示す図である。 監視カメラを備えた組立装置の一構成例を示す図である。 監視カメラを備えた組立装置の一構成例を示す図である。 第１の実施の形態のユニット配置のバリエーションを示す図である。 第１の実施の形態のユニット配置のバリエーションを示す図である。 第１の実施の形態のユニット配置の別のバリエーションを示す図である。 第１の実施の形態のユニット配置の別のバリエーションを示す図である。 第１の実施の形態のユニット配置のさらに別のバリエーションを示す図である。 第１の実施の形態のユニット配置のさらに別のバリエーションを示す図である。 第４の実施の形態の組立装置の一例を示す斜視図である。 第４の実施の形態の組立装置を一体的に組み付ける前の状態を示す図である。 第４の実施の形態の組立装置の概略平面図である。 第４の実施の形態のユニット配置のバリエーションを示す図である。 第４の実施の形態のユニット配置のバリエーションを示す図である。 第４の実施の形態のユニット配置の別のバリエーションを示す図である。 第４の実施の形態のユニット配置の別のバリエーションを示す図である。 第４の実施の形態のユニット配置のさらに別のバリエーションを示す図である。 第４の実施の形態のユニット配置のさらに別のバリエーションを示す図である。 第６の実施の形態における組立装置の一構成例を示す図である。 第６の実施の形態における組立装置の一構成例を示す図である。 第７の実施の形態における組立装置の一構成例を示す図である。 第７の実施の形態における組立装置の一構成例を示す図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｉ，１ｊ 組立装置
１１，１２ 組立ロボット
２１，２２ 支持部材
２１ａ，２２ａ 支持柱
２１ｂ，２２ｂ 梁状部材
２１ｄ，２２ｄ 位置決め部
３１，３２ 組立作業台（専用組立作業台）
３１ａ，３２ａ 位置決め機構（接合部）
３３ 組立作業台（共用組立作業台）

Claims (12)

1. 所定の支持部材によって天吊り状に支持される組立ロボットと、
   前記組立ロボットの可動範囲内に対して部品供給を行う部品供給ユニットと、
   前記組立ロボットの可動範囲内に設けられる矩形状の組立作業台と、
   を備え、
   前記所定の支持部材は、
   前記組立作業台の幅と同程度の間隔で並設される２つの支持柱と、
   前記２つの支持柱それぞれから水平方向に延設される各梁部材と、
   前記２つの支持柱それぞれの所定の高さ位置において、水平方向に凸設された位置決め部と、
   を有し、
   前記組立ロボットは、前記各梁部材によって支持され、
   前記所定の支持部材の前記位置決め部が前記組立作業台に接合されることを特徴とする組立装置。
2. 請求項１に記載の組立装置において、
   前記組立ロボットは、前記組立作業台の上方に支持されることを特徴とする組立装置。
3. 請求項１又は２に記載の組立装置において、
   前記部品供給ユニットは、第１の部品供給ユニットと第２の部品供給ユニットとを備え、前記第１および第２の部品供給ユニットは互いに対向して配置されることを特徴とする組立装置。
4. 請求項３に記載の組立装置において、
   前記組立作業台は、前記第１および第２の部品供給ユニットの間に配置されることを特徴とする組立装置。
5. 請求項３又は４に記載の組立装置において、
   前記組立ロボットは前記各梁部材と接続される接続部を備え、前記組立ロボットへの電力供給を行うケーブルが前記接続部に対して接続されており、前記組立ロボットは前記接続部に対して旋回可能であるとともに、前記接続部は前記各梁部材に対して旋回可能であることを特徴とする組立装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の組立装置において、
   前記組立ロボットの可動範囲内を撮影するように設けられた監視カメラをさらに備えることを特徴とする組立装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の組立装置において、
   前記組立ロボットが複数台設けられ、各組立ロボットの可動範囲の一部が互いに重複する重複範囲を有しており、前記組立作業台は少なくとも前記重複範囲に設置されることを特徴とする組立装置。
8. 請求項７に記載の組立装置において、
   前記組立作業台は、前記重複範囲に設置される共用組立作業台と、各組立ロボットの可動範囲であって前記重複範囲以外の範囲に設置される専用組立作業台とを備えることを特徴とする組立装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の組立装置において、
   平面視で、前記組立ロボットが前記組立作業台のほぼ中央に設置されるとともに、前記２つの支持柱が前記組立作業台のコーナー部にそれぞれ設置されることを特徴とする組立装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の組立装置において、
    前記組立ロボットは、少なくとも４自由度を有することを特徴とする組立装置。
11. 請求項１０に記載の組立装置において、
    前記組立ロボットは、６自由度を有することを特徴とする組立装置。
12. 所定の支持部材によって天吊り状に支持される組立ロボットと、
    前記組立ロボットの可動範囲内に対して部品供給を行う部品供給ユニットと、
    前記組立ロボットの可動範囲内に設けられる組立作業台と、
    を備え、
    前記組立ロボットは、前記部品供給ユニットから部品を取り出し、前記組立作業台上で組立動作を行い、
    前記支持部材は、支持柱と、前記支持柱から水平方向に延設される梁部材とを有し、
    前記組立ロボットは前記梁部材と接続される接続部を備え、前記組立ロボットへの電力供給を行うケーブルが前記接続部に対して接続されており、前記組立ロボットは前記接続部に対して旋回可能であるとともに、前記接続部は前記梁部材に対して旋回可能であることを特徴とする組立装置。

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