JPS61125748A

JPS61125748A - ロボツトによる複合作業装置

Info

Publication number: JPS61125748A
Application number: JP59247829A
Authority: JP
Inventors: Masato Ueyama; 植山　正人; Takeshi Kanamaru; 金丸　武; Juichi Shirai; 白井　寿一; Kiyoshi Nakano; 清志中野
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-11-22
Filing date: 1984-11-22
Publication date: 1986-06-13
Also published as: JPS6355421B2; KR860003873A; US4673075A; KR890003307B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、１台のハンドリングロボットにより、複数の
ステーションにおいてそれぞれワークに対する作業具の
セットを行うようにしたロボットによる複合作業装置に
関するものである。

（従来技術）近時１作業の自動化のため、所定のステージ。

ンにおいて作業具を用いてワークに対する作業を行う′
ようにしたものにおいては、この作業具のワークに対す
るセットおよびセット解除を、ハンドリングロボットを
用いて行うことが多くなっている。すなわち、コンベア
によって搬送されるワークがステーションに到達すると
、／＼ンドリングロボットが作業具を把持してこれをワ
ークにセットし、この作業具による作業が終了した後は
、／−ンドリングロボットが再び作業具を把持してワー
クに対するセット解除を行って、次の作業に備える、と
いうことが行われている。

ところで、互いに比較的離れた複数のステーションで、
上述したような作業具を用いた作業をワークに対して行
うには、各ステーション毎に／＼ンドリングロボットを
要することになるが、このように、各ステーション毎に
ハンドリングロポツトを設けることは、ハンドリンクロ
ポー２ト自体が極めて高価であるため、設置コストが極
めて高くなる、という問題を生じる。とりわけ、作業具
による作業内容によっては、この作業時間が長いためハ
ンドリングロボットが遊んでいる時間が長くなり、ハン
ドリングロボットの有効利用という面でも問題を生じる
場合があった。

（発明の目的）本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
複数のステーションにおいて、それぞれ作業具を用いて
ワークに対する作業を行うようにしたものにおいて、高
価なハンドリングロボットの設置台数を少くなくして、
設置コストを大幅に低下し得ると共に、このハンドリン
グロボットの遊び時間を少くなくしてその利用度を高め
るようにしたロボットによる複合作業装置提供すること
を目的とする。

（発明の構成）前述の目的を達成するため、本発明にあっては、基本的
には、各ステーション間でハンドリングロボットを移動
自在とすることにより、複数のステーションに対して只
１台のハンドリングロボットを設置するだけですむよう
にしである。そして、１台のハンドリングロボットが複
数のステーションを受けもつ関係上、当該ハンドリング
ロボットが負担する作業具を極力低減するため、可動ユ
ニットを設けて、この可動ユニットによって従来負担し
ていたハンドリングロボットの作業の一部を負担させる
ようにしである。

具体的には、それぞれ、ワークに対して作業具を用いて所定の作業具
が行われる複数のステーションと、前記各ステーション
に設けられ、前記作業具を所定の作業位置と原点復帰位
置との点との間で移動可能に保持し、かつ該作業位置か
ら原点復帰位置への該作業具の駆動を行う可動ユニット
と。

前記各ステーション間で移動自在に設けられ、該各ステ
ーションにおいて、前記作業具を前記原点復帰位置から
前記ワークに対する所定セット位置へ移動させるハンド
リングロボットと、を備えた構成としである。

このような構成とすることにより、ハンドリングロボッ
トは、複数のステーションに対して只１台設置するだけ
でよく、かつその作業内容も原点復帰位置からセット位
置へ作業を持ってくるだけでよいので比較的簡単な機構
のものでよく、ハンドリングロボット設置に対するコス
トが大幅に低減される。また、可動ユニットが新たに設
けられることになるが、この可動ユニットは、作業具を
保持すると共に、この作業具を所定の作業位置から原点
復帰位置へ復帰させるだけの機能を有すればよいので、
全体としてみれば、各ステーション毎に複雑な動きをす
る高価なハンドリングロボットを設ける場合に比して、
コスト上大幅な低減が可能となる。

勿論、ハンドリングロボットは、複数のステーションで
作業を行うので、換言すれば−のステーションで作業具
を用いてワークに対する作業を行っている間に、他のス
テーションにおいてワークに対する作業具のセットを行
うので、その利用度合すなわち稼動割合が高いものとな
る。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基いて説明するが
、実施例においては、ワークとして、基本的にはガソリ
ンエンジンとディーゼルエンジンの２種類とされ、各エ
ンジンタイプのうちで複数の機種が設定され、各オイル
供給口の位置が異なり、またこのワークとしてのエンジ
ンに対する作業内容としては１作業具としてのノズルに
よるエンジンオイル注入作業とされている。

第１図〜第３図において、■はローラコンベア等のワー
ク搬送用コンベアで、床面Ｆ上に設置されて、第１図、
ｆｊＳ２図右方から左方へ向けてワークを搬送するよう
になっている。このコンベア１によって、互いに異なる
ワークとしてのガソリンエンジン２あるいはディーゼル
エンジン３が、それぞれ台板４を介して所定間隔毎に間
欠的に搬送されるようになっている。すなわち、ガソリ
ンエンジン２とディーゼルエンジン３とは、前工程での
製作時間および生産台数を考慮して、例えば５台のガソ
リンエンジン２に対して１台のディーゼルエンジン３が
順次搬送され、ただエンジン機種については任意の設定
の基にランダムに搬送されるようになっている。

前記コンベア１に対しては、ガソリンエンジン２に対し
てオイル注入位置となる作業ステーションＳＬと、ディ
ーゼルエンジン３に対するオイル注入位置となる作業ス
テーション３２とが、コンベア１の搬送方向に隣り合っ
て構成されている。

このようなコンベア１上には、アングル材を組立てるこ
とにより構成されたフレーム５が配設され、このフレー
ム５には、上記ステーションＳ１の上方において可動ユ
ニット６が、また上記ステーションＳ２の上方において
可動ユニット７が、さらにステーションＳ２のコンベア
搬送方向上流位置のステーションＳコにはワーク検知セ
ンサ４０を設けた可動二ニー７ト８が配設されている。

これにより、センナ４０により検知されるワークとして
のエンジンがガソリンエンジン２である場合は、当該検
知されたガソリンエンジン２がステーションＳ＋　にき
たときに、第２図に示すようにシリンダ装置９により進
退駆動されるストッパ１０が台板４の移動軌跡上に進出
して当該ステージ。

ンＳ３位置においてガソリンエンジン２を停止させる。

また、上記センサ４０により検知されたエンジンがディ
ーゼルエンジン３である場合は、当該ディーゼルエンジ
ン３がステーションＳ２にきたときに１図示は略すが上
述したようなシリンダ装置９より駆動されるストッパｌ
ＯによりこのステーションＳ２で停止される。勿論、セ
ンサ４０によりエンジンの種類を検知するステーション
Ｓ３にもストッパ１０は設けられている。

前記可動ユニット６について第４図、第５図をも参照し
つつ説明すると、この可動ユニット６は、ステーション
Ｓ１上方において、フレーム５に固定された＠ｌロッド
レスシリンダ１１を有する。このロッドレスシリンダ１
１は、フレーム５に固定された左右一体のシリンダ１２
と、互いに平行としてそれぞれ該両シリンダ１２間に接
続。

架設された２本の中空ロッドガイド１３と、該ロッドガ
イド１３に摺動自在に保持された可動台１４と、を有す
る。このような第１０７ドレスシリンダ１１は、上記中
空状のロッドガイド１３内にフリーピストンとしての磁
石（図示時）が摺動自在に収納される一方、可動台１４
にはこの磁石に引き合う磁性を有する磁石（図示時）が
保持されている。これにより、第５図右方側のシリンダ
１２内にエアを供給すると（第５図左方側のシリンダ１
２内のエアは排出）、上記ロー２トガイド１３内の磁石
がエア圧によって第５図左方側のシリンダ１２へ向けて
変位し、これに応じて可動台１４も上記左方側のシリン
ダ１２向けて移動されることになる。また、両シリンダ
１２を共に密閉したときは、可動台１４はその位置での
停止状態を保持し、さらに、両シリンダ１２を共に大気
へ解放したときは、可動台１４は外力を加えることによ
り自由に摺動変位可能とされる。

前記可動台１４の下面には、さらに、第５図に示すよう
な第２０ツドレスシリンダ１５が付設されている。この
第２０ドレスシリンダ１５も、第１０ツドレスシリンダ
１１と同様に、左右一対のシリンダ１６と、一対のガイ
ドロッド１７と可動台１８と、を有し、第１０ツドレス
シリンダ１１と同様にして、一方のシリンダ１６に対す
るエア供給による可動台１８の駆動と、両シリンダ１６
を共に密閉することにより可動台１８の停止位置保持と
、両シリンダ１６を共に大気に解放することによる可動
台１８のフリー化、とをとり得るようにされている。

上述のような第１、第２のシリンダ１１．１６に対する
エアの供排制御のためのエア回路の一例を、第５図に示
しである。この第５図中、１９が第１、第２０ツドレス
シリンダ１１．１５用の５ポート・３ポジシヨンとされ
た電磁切換弁であり、また２０がエアタンク等のエア源
であり、２１が電磁切換弁１９の制御回路である。

前記第２０ツドレスシリンダ１５における可動台１８の
下面には、上下方向に伸びるエアシリンダ２２の上端部
が固定され、下方へ伸びるそのピストンロッド２３先端
部には、ブラケット２４が固定されている。このブラケ
ット２４には、土工方向に貫通するようにノズル２５が
固定され、ノズル２５のうちブラケット２４より下方へ
位置する部分が、ガソリンエンジンのオイル注入口２ａ
（第１図、第６図参照）に嵌挿される注入部とされ、ま
たブラケット１７より上方に位置する部分が、後述する
ハンドリングロボットによる被把持部とされている。勿
論、このノズル２５の上端部には、ガソリンエンジンｚ
用のオイルを供給するオイル供給管２６が接続されてい
る。そして、上記エアシリンダ２２を伸縮させるための
エア供排用の′７１！磁切換弁（図示路）も、前記制御
回路２１によって制御されるようになっている。

前記第１、第２の両ロッドレスシリンダ１１゜１５が、
共に、一方のシリンダ１２．１６に対してエアが供給さ
れたときに可動台１４．１８がその各ストローク端位置
にあり、かつエアシリンダ２２が縮長しているときの前
記ノズル２５の位置が、原点復帰位置とされ、また、ノ
ズル２５がオイル注入口２ａに挿入された位置が作業位
置とされる。なお、ディーゼルエンジン３用の可動ユニ
ット７およびエンジンの種類、機種検知用の可動ユニッ
ト８も前記可動ユニット６と基本的には同一構成とされ
ており、可動ユニット６．７にあってはノズル２５に供
給されるオイルの種類および注入時間が異なるのみであ
り、可動ユニット８にあってはセンサ４０を有するのみ
であるが、各エンジンの外観上、機種別の特長部分を所
定の順序でセンナ４０を動かすべく動作ステップを後述
するハンドリングロポト２７に記憶させである。

さて次に、第１図〜第４図、第６図によりハンドリング
ロボット２７部分について説明する。前記コンベア１の
側方には、ステーション３１〜Ｓゴに渡って伸びるよう
に床面Ｆに設置された案内ベース２８が配設され、この
案内ベース２８上に移動自在としてハンドリングロボッ
ト２７が設置されている。このハンドリングロボット２
７は、ｘ、ｙ、ｚ軸の三方向に移動可能な直交座標型と
され、案内ベース２８上を摺動可衡（ｘ軸方向）な第１
可動部２９と、該第１可動部２９に対して上下動可能な
（Ｚ軸方向）第２可動部３０と、該第２可動部３０にコ
ンベアｌと直交する方向に移動自在なアーム部３１と、
を備え、第１可動部２９の駆動すなわちステーションＳ
　Ｉ”　Ｓ　ｓ間でのハンドリングロボット２７の移動
は、モータ３２（第１図、第２図参照）により、また第
２可動部３０の駆動はモータ３３（第１図〜第３図参照
）により、さらにアーム部３１の駆動はモータ３４（第
１図、第３図、第６図参照）により、行われるようにな
っている。そして、アーム部３１の先端部には、開閉自
在なチャックからなる／Ｘンド部３５が設けられ、この
７１７１部３５の開閉は、アーム部３１内に装備したア
クチュエータ（図示路）によって行われるようになって
いる。勿論、このハンド部３５は、前述したノズル２５
（の被把持部）およびセンサ４０を把持するものである
が、このハンド部３５によるノズル２５やセンサ４０の
把持（チャック）、把持解放（アンチャック）を検出す
るための非接触式センサ３６が、可動ユニット６．７８
よび８の各ブラツケト２４に設けられている（第３図、
第６図参照）。

次に１以上のような構成の作用について説明する。先ず
、各可動ユニット６．７は、それぞれ、その一方のシリ
ンダ１１あるいは１６にエアが供給されて、可動台１４
が第５図左方ストローク端に位置し、かつ可動台１８が
第５図上方ストローク端に位置し、さらにエアシリンダ
２２のピストンロッド２３が上方ストローク端にあって
、作業具どしてのノズルｚ５が原点復帰位置にあるもの
とする。

この状態において、コンベア１によって搬送されたエン
ジンの種別が、センサ４０を把持したノ＼ンドリングロ
ボット２７が所定の動作ステップでセンサ４０を動かす
ことによるセンナ４０による検出結果に基づいて判定さ
れる。センナ４０によってガソリンエンジン２であると
検知された場合は、当該ガソリンエンジン２がステーシ
ョンＳＬにきた位置で停止される。そして、／＼ンドリ
ングロボット２７は１両ステージ１ンＳ１での作業具と
してのノズル２５のセットに備えることになる。この後
のハンドリングロボット２７および可動二ニー７ト６．
７の作動を、順次説明する。

■先ず、ハンドリングロボット２７は、センサ４０の機
種情報に基づき、ステーションＳＩに位置されて、その
ハンド部３５によりガソリンエンジン２用の可動ユニッ
ト６のノズル２５をチャックする。このハンド部３５に
よるノズル２５のチャックはセンサ３６により検出され
、この検出位置は制御回路２１に入力されて、両回動台
１４．１８の動きはフリーとされる（第５図の電磁切換
弁が図示の位置とされる）。

■次いで、ハンドリングロボット２７は、ノズル２５を
ガソリンエンジン２の機種に応じたオイル注入口２ａの
直上方に持ってきた後、当該ノズル２５をアンチャック
し、この位置がセット位置となる。このアンチャックは
センサ３６により検出され、この検出信号は制御回路２
１に入力され、この結果可動ユニット６の第１、第２０
ツドシリンダ１１．１５の動きがロックされる（シリン
ダ１２．１６の密閉）、この後、エアシリンダ２２のピ
ストンロッド２３か伸長されて、ノズル２５がオイル注
入口２ａ内に挿入された後、若干遅れて、ノズル２５か
らオイルが注入され始める。

イ争一方、ガソリンエンジン２用のノズル２５をそのオ
イル注入口２ａの直上方に位置させて当該ノズル２５を
アンチャックしたハンドリングロボット２７は、このア
ンチャック後直ちにステージ１ンＳゴヘ移動されて、ス
テーションＳｚにあるエンジンに対し、センナ４０を把
持して上記と同様に機種検出を行ない、再びセンサ４０
をアンチャックし、検出種類がディーゼルエンジンであ
れば、ディーゼルエンジン３用のノズル２５すなわち可
動ユニット６のノズル２５をチャックする。なお、検出
完了後、エンジンはストッパ１０の解放によりコンベア
１で直ちにステーション２へ搬送される。この後は、上
述した■、■でのガソリンエンジン２に対する場合と同
様に、ノズル２５をディーゼルエンジン３のオイル注入
口３ａ上にセットし、上記■、■と同様に可動ユニット
６のノズル２５かオイル注入口３ａに挿入されてディー
ゼルエンジン用のオイルが注入される。なお、検出種類
がガソリンエンジン２と判定されれば、ステーションＳ
１からエンジンの解放を行なわない。

■上記両可動ユニット５．６のノズル２５からのガソリ
ンエンジン用あるいはディーゼルエンジン用のオイルが
所定量注入されると、この注入が停止される。この後は
、両可動ユニット６．７は、そのピストンロッド２３を
縮長させ（ノズル２５のオイル注入口２ａあるいは３ａ
からの引き出し）、この後、可動台１４．１８が原点復
帰位置に復帰される。

以上により、１つのローテーションが終了され次のオイ
ル注入に備えることとなる。なお、ガソリンエンジン２
か２台続いた場合は、／＼ンドリングロボット２７は、
ステーションＳ２での作業は行わないようになっている
。

第７図は本発明の他の実施例を示すもので、前記実施例
と同一構成要素には同一符号を付して説明する０本実施
例においては、ガソリンエンジン？用のコンベアＩＡと
ディーゼルエンジン３用のコンベアＩＢとが別途独立し
て設けられており。

この関係上、コンベアＩＡの所定位置にステーションＳ
Ｉが、またコンベアＩＢの所定位置にステーションＳ２
が設けられたものとなっている。

また、ハンドリングロボット４１は１間接型のものとさ
れて、そのベース４２に対して上下方向（第７図紙面直
角方向）および旋回動可能な第１アーム部４３と、該第
１アーム部４４に対して回動駆動し得るように連結され
た第２アーム部４４を有し、この第２アーム部４５の先
端部にハンド部４５が設けられたものとなっている。そ
して、このようなハンドリングロボット４１の両ステー
ションＳ、　、Ｓ、間での移動は、第１アーム部４３の
旋回位置を変更することにより行われるようになってい
る。勿論、この第７図の実施例においても、図示は略す
が、ステーションＳ１上方には可動ユニット６が、また
ステーションＳ１上方には可動ユニット７が設けられて
いるものである。

各コンベアＩＡ、ＩＢの上流には別途機種検出用ｉ＊ｍ
（図示路）があり、あらかじめ検出された情報に基づき
、エンジンの搬入タイミングの早い方を優先してオイル
供給作業を行なう以外は、前記実施例と同じである。

以Ｅ実施例では、各ステーション５１．５２における作
業内容としてはオイル注入の場合を説明したが、この他
ねじ止め作業、機械加工作業等適宜の作業内容とするこ
とができる。また、１台のハンドリングロボット２７（
４１）が受は持つステーションは３箇所以上であっても
よい、さらに、可動ユニットの駆動手段としては、モー
タ等適宜のものを採択し得る、（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように複数のステ
ーションに対して１台のハンドリングロボットを設置す
るだけですむ一方、このハンドリングロボットは原点復
帰位置にある作業具を所定のセット位置へ持ってくるだ
けの機能を有するものであればよいので、このノ＼ンド
リングロポ−／　）にそのものに対する設置コストを大
幅に低減し得ることになる。また一方、別途設けられる
可動ユニットは、作業具を原点復帰位置と作業位置との
間で移動自在に保持すると共に、この作業位置から原点
復帰位置へ作業具を駆動するだけの単機能要素のもので
よいので、その設置コスト自体は安価ですむ、これによ
り、装置全体として設置コストの大幅な低減を図ること
ができる。

また、１台のハンドリングロボットを複数のステーショ
ンで使用するので、当該ハンドリングロボットの遊び時
間を少くなくしてその稼動割合向上でも好ましいものが
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体平面図。第２図は第１図の正面図。第３図は第１図の左側面図。第４図は可動ユニットの一例を示す斜視図。第５図は可動ユニットの底面側から示すと共に、その制
御系統を示す図。第６図はハンドリングロボットにより作業具を把持して
いる状態を示す斜視図。第７図は本発明の他の実施例を示す平面図。５１〜Ｓ３ニスチージヨンｌ：コンベア２：ガソリンエンジン（ワーク）２ａミニオイル入口３：ディーゼルエンジン（ワーク）３ａミニオイル入口６．７．８：可動ユニット２５：ノズル（作業具）２７．４１：ハンドリングロボット３５．４５：ハンド部第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）それぞれ、ワークに対して作業具を用いて所定の
作業が行われる複数のステーションと、前記各ステーシ
ョンに設けられ、前記作業具を所定の作業位置と原点復
帰位置との点との間で移動可能に保持し、かつ該作業位
置から原点復帰位置への該作業具の駆動を行う可動ユニ
ットと、前記各ステーション間で移動自在に設けられ、
該各ステーションにおいて、前記作業具を前記原点復帰
位置から前記ワークに対する所定セット位置へ移動させ
るハンドリングロボットと、を備えていることを特徴とするロボットによる複合作業
装置。