JP6533200B2 - 部品支持装置および製造方法 - Google Patents
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Description
連結されて製品を構成する複数の部品を支持する部品支持装置であって、
作業空間に配置され、前記複数の部品を支持可能な複数の支持ロボットと、
前記作業空間を画定するフレームと、
前記複数の支持ロボットを制御する制御ユニットと、を備え、
前記複数の支持ロボットは、それぞれ、
部品を支持する支持ユニットと、
前記支持ユニットが装着され、前記支持ユニットの姿勢と位置を変化させる多関節ロボットと、を含み、
前記制御ユニットは、
前記複数の部品が前記作業空間において連結可能な配置となるように、前記複数の部品が各支持ユニットに支持される前に各支持ユニットの姿勢と位置を変化させるため各多関節ロボットを制御し、その制御の後に各支持ユニットに支持された、前記複数の部品を連結する作業の間、各支持ユニットの前記姿勢と前記位置を維持し、
前記複数の支持ロボットは、
前記作業空間の上側で前記フレームに支持され、前記作業空間の幅方向に一列に配列された複数の上側支持ロボット群と、
前記作業空間の下側で前記フレームに支持され、前記作業空間の前記幅方向に一列に配列された複数の下側支持ロボット群と、を含む、
ことを特徴とする部品支持装置が提供される。
複数の部品が連結されて構成される製品の製造方法であって、
複数の支持ロボットによって前記複数の部品を、作業空間において互いに連結可能な位置に配置する配置工程と、
前記配置工程で配置された前記複数の部品を互いに連結する連結工程と、を含み、
前記作業空間はフレームにより画定され、
前記複数の支持ロボットは、それぞれ、
部品を支持する支持ユニットと、
前記支持ユニットが装着され、前記支持ユニットの姿勢と位置を変化させる多関節ロボットと、を含み、
前記配置工程は、
前記複数の部品が、それぞれ、前記位置に配置されるように、各支持ユニットの姿勢と位置を変化させるため各多関節ロボットを前記複数の部品が各支持ユニットに支持される前に制御する位置制御工程を含み、
前記位置制御工程で制御された各支持ユニットの前記姿勢と前記位置を、前記連結工程の間、維持し、
前記複数の支持ロボットは、
前記作業空間の上側で前記フレームに支持され、前記作業空間の幅方向に一列に配列された複数の上側支持ロボット群と、
前記作業空間の下側で前記フレームに支持され、前記作業空間の前記幅方向に一列に配列された複数の下側支持ロボット群と、を含む、
ことを特徴とする製造方法が提供される。
図1は本発明の一実施形態に係る部品支持装置1の斜視図である。部品支持装置1は、配管製品を構成する筒状部品等、互いに連結されて製品を構成する複数の部品を支持する装置である。図中、矢印X、Y、Zは互いに直交する方向を示し、矢印Zは第一方向となる上下方向(高さ方向)を示し、矢印Xは第二方向となる奥行方向を示し、矢印Yは第三方向となる幅方向を示している。
支持ロボット3の構成について説明する。本実施形態では、全ての支持ロボット3A〜3Hが同様の構成とされているが、異なる構成の支持ロボットが含まれていてもよい。図2は支持ロボット3の斜視図である。支持ロボット3は、支持ユニット30と、多軸ロボット31とを含む。支持ユニット30は部品を支持するユニットである。本実施形態の場合、支持ユニット30は、支持する部品の種類に応じて複数種類用意され、多軸ロボット31に選択的に装着される。
図6を参照して部品支持装置1の制御ユニット6の構成について説明する。本実施形態の場合、メインユニット6はメインコントローラ61とサブコントローラ62A〜62Hとを備える。サブコントローラ62A〜62Hは、支持ロボット3A〜3Hに対応したコントローラであり、図6にはサブコントローラ62B〜62Gの図示を省略している。サブコントローラ62A〜62Hは、フレーム2の背壁部23に支持されている。図1ではサブコントローラ62Aおよび62Eが図示されている。本実施形態の場合、サブコントローラ62A〜62Hは、支持ロボット3A〜3Hの配列に対応して配置されており、サブコントローラ62A〜62Dは背壁部23の上部にY方向に配列され、サブコントローラ62E〜62Hは背壁部23の下部にY方向に配列されている。このように配置順序を一致させることによりサブコントローラ62A〜62Hと支持ロボット3A〜3Hとの対応関係が視覚的に分り易くなり、メンテナンス等の作業性が向上する。
図7(A)〜図7(C)を参照して制御ユニット6が実行する処理例および部品支持装置1の使用例について説明する。以下の説明では、部品支持装置1を作業者の作業を支援する支援装置として活用する場合を例示する。より具体的には、製品を構成する未連結状態の部品を部品支持装置1で支持し、作業者の連結作業を支援することで、製品を製造する処理例を示している。
図8〜図10を参照して、上述したS21およびS22の処理における支持ロボット3の動作例ならびにS13の作業例を説明する。図8の状態ST1〜状態ST3および図9の状態ST4はS21の動作例を示している。
Claims (15)
- 連結されて製品を構成する複数の部品を支持する部品支持装置であって、
作業空間に配置され、前記複数の部品を支持可能な複数の支持ロボットと、
前記作業空間を画定するフレームと、
前記複数の支持ロボットを制御する制御ユニットと、を備え、
前記複数の支持ロボットは、それぞれ、
部品を支持する支持ユニットと、
前記支持ユニットが装着され、前記支持ユニットの姿勢と位置を変化させる多関節ロボットと、を含み、
前記制御ユニットは、
前記複数の部品が前記作業空間において連結可能な配置となるように、前記複数の部品が各支持ユニットに支持される前に各支持ユニットの姿勢と位置を変化させるため各多関節ロボットを制御し、その制御の後に各支持ユニットに支持された、前記複数の部品を連結する作業の間、各支持ユニットの前記姿勢と前記位置を維持し、
前記複数の支持ロボットは、
前記作業空間の上側で前記フレームに支持され、前記作業空間の幅方向に一列に配列された複数の上側支持ロボット群と、
前記作業空間の下側で前記フレームに支持され、前記作業空間の前記幅方向に一列に配列された複数の下側支持ロボット群と、を含む、
ことを特徴とする部品支持装置。 - 請求項1に記載の部品支持装置であって、
前記制御ユニットは、製品の種類に対応した各支持ロボットの形態パターン、及び、前記複数の部品を連結する作業に使用する前記支持ユニットの種類と該支持ユニットを装着する前記多関節ロボットとの関係を示す情報を記憶する記憶部を備える、
ことを特徴とする部品支持装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の部品支持装置であって、
前記作業空間に配置された前記複数の部品の部品同士を、固着させる固着ユニットを更に備える、
ことを特徴とする部品支持装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の部品支持装置であって、
前記フレームは、前壁部、左右の側壁部、背壁部、上壁部および底壁部を有し、
前記前壁部、前記左右の側壁部、前記背壁部、前記上壁部および前記底壁部に囲まれて前記作業空間が形成されると共に、該作業空間に前記複数の支持ロボットが配置される、
ことを特徴とする部品支持装置。 - 請求項4に記載の部品支持装置であって、
前記制御ユニットは、
前記作業空間外で前記背壁部に支持され、各支持ロボットに対応した複数のサブコントローラと、
該複数のサブコントローラに対して前記複数の支持ロボットの動作の指令を行うメインコントローラと、を含み、
前記複数のサブコントローラは、
前記複数の上側支持ロボット群に対応し、かつ、該複数の上側支持ロボット群の配列に対応して前記背壁部の上側に配列されたサブコントローラ群と、
前記複数の下側支持ロボット群に対応し、かつ、該複数の下側支持ロボット群の配列に対応して前記背壁部の下側に配列されたサブコントローラ群と、を含む、
ことを特徴とする部品支持装置。 - 請求項1に記載の部品支持装置であって、
前記フレームは、前記作業空間の内部と外部との間で前記複数の部品または前記製品の移動が可能な第一の開口部を画定する、
ことを特徴とする部品支持装置。 - 請求項6に記載の部品支持装置であって、
前記フレームは、前記第一の開口部と異なる第二の開口部を画定し、
前記第二の開口部は、前記作業空間の内部と外部との間を連通し、
前記部品支持装置は、前記第二の開口部を開閉する開閉部材を更に備える、
ことを特徴とする部品支持装置。 - 請求項1に記載の部品支持装置であって、
各多関節ロボットは、前記支持ユニットが着脱自在に装着される被装着部を備え、
前記被装着部は、
前記支持ユニットを位置決めする位置決め部と、
位置決めされた前記支持ユニットを前記多関節ロボットに対してロックするロック機構と、
を含み、
前記ロック機構は、操作部と、前記操作部の操作に連動して前記支持ユニットに当接・離間する当接部材と、を備える、
ことを特徴とする部品支持装置。 - 請求項1に記載の部品支持装置であって、
前記フレームは、前記作業空間の内部と外部との間で前記複数の部品または前記製品の移動が可能な開口部を画定し、かつ、前記開口部の幅方向は、前記作業空間の前記幅方向と同じ方向である、
ことを特徴とする部品支持装置。 - 複数の部品が連結されて構成される製品の製造方法であって、
複数の支持ロボットによって前記複数の部品を、作業空間において互いに連結可能な位置に配置する配置工程と、
前記配置工程で配置された前記複数の部品を互いに連結する連結工程と、を含み、
前記作業空間はフレームにより画定され、
前記複数の支持ロボットは、それぞれ、
部品を支持する支持ユニットと、
前記支持ユニットが装着され、前記支持ユニットの姿勢と位置を変化させる多関節ロボットと、を含み、
前記配置工程は、
前記複数の部品が、それぞれ、前記位置に配置されるように、各支持ユニットの姿勢と位置を変化させるため各多関節ロボットを前記複数の部品が各支持ユニットに支持される前に制御する位置制御工程を含み、
前記位置制御工程で制御された各支持ユニットの前記姿勢と前記位置を、前記連結工程の間、維持し、
前記複数の支持ロボットは、
前記作業空間の上側で前記フレームに支持され、前記作業空間の幅方向に一列に配列された複数の上側支持ロボット群と、
前記作業空間の下側で前記フレームに支持され、前記作業空間の前記幅方向に一列に配列された複数の下側支持ロボット群と、を含む、
ことを特徴とする製造方法。 - 請求項10に記載の製造方法であって、
製品の種類の選択を受け付ける工程と、
選択された種類の製品の情報を記憶部から読み出す工程と、を更に備え、
前記位置制御工程は、読み出した前記情報に基づき実行され、
前記情報は、製品の種類に対応した各支持ロボットの形態パターン、及び、前記複数の部品を連結する作業に使用する前記支持ユニットの種類と該支持ユニットを装着する前記多関節ロボットとの関係を示す情報を含む、
ことを特徴とする製造方法。 - 請求項10に記載の製造方法であって、
前記製造方法は、
前記フレームにより画定される開口部を介して、前記作業空間の外部から内部へ前記複数の部品を搬入する工程と、
前記開口部を介して、前記作業空間の内部から前記作業空間の外部へ前記製品を搬出する工程と、を更に含む、
ことを特徴とする製造方法。 - 請求項10に記載の製造方法であって、
前記複数の部品および前記製品の情報を設定する工程を含み、
前記配置工程は、製造される前記製品が前記作業空間内に収まるように前記複数の部品のうちの基準部品となる前記部品を支持する前記支持ユニットの姿勢と位置をそれぞれの前記情報に基づいて最初に制御する工程を含む、
ことを特徴とする製造方法。 - 請求項10に記載の製造方法であって、
前記複数の部品および前記製品の情報を設定する工程と、
前記情報に対応して、前記支持ユニットを交換する工程と、を含む、
ことを特徴とする製造方法。 - 請求項10に記載の製造方法であって、
前記製品は、配管製品であり、
前記複数の部品は、それぞれ、前記配管製品の一部を構成する筒状部品である、
ことを特徴とする製造方法。
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