JPWO2008026278A1 - ワーク自動作業装置及びワーク自動作業システム - Google Patents
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Abstract
本発明のワーク自動作業装置は、水平方向に伸長すると共に両端が固定された一対の固定フレーム(130)、固定フレームの伸長方向に垂直な水平方向に伸長すると共に両端が一対の固定フレームに可動に支持された一対の可動フレーム(140)、一対の可動フレームに対してその伸長方向に可動にそれぞれ設けられてワークに対して上方から近づいて所定の作業を施す一対の作業ヘッド(150)、一対の可動フレーム及び作業ヘッドを駆動制御する制御手段(240)を含む。また、本発明のワーク自動作業システムは、上記装置を複数配列して製品を完成させるように形成されている。これにより、構造の簡素化、小型化、省スペース化を達成しつつ、安定した作業動作が得られて、製品を効率よく組立てることができる。
Description
本発明は、ワークに対して種々の作業を自動的に施すワーク自動作業装置及びワーク自動作業ラインに関し、特に、収納(載置)パレット等に収納(載置)された種々の部品に上方からアクセスして、移載,組付け,締め付け等の種々の作業を施すことにより製品を組立てるワーク自動作業装置及びワーク自動作業システムに関する。
従来のワーク自動作業装置としては、搬送レールにより搬入されてきたワークを受け取って載置すると共にその搬送方向(X方向)に可動な載置テーブル、載置テーブルに隣接して設けられ搬送方向(X方向)に伸長すると共に搬送方向(X方向)に駆動力を発するX軸駆動機構を含む門型フレーム、門型フレームに一端が支持されてX軸駆動機構により往復駆動される片持ち状の可動フレーム、可動フレームに設けられて搬送方向に垂直な方向(Y方向)に駆動力を発するY軸駆動機構、可動フレームに支持されてY軸駆動機構により往復駆動される取付ヘッド、取付ヘッドに保持されて下方の部品に方向付けされた複数の作業ユニット(認識カメラ及び基板押圧装置)等を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、この装置においては、複数の作業ユニットが片持ち状の可動フレームに支持されているため、比較的軽量物であれば問題ないが重量物になると、可動フレームの撓みあるいは移動停止時の揺れ等を生じ、作業ユニットが所定の位置において所望の作業(撮影、押圧等)を行えず、又は、揺れ等が治まるまで作業を中止しなければならない、という問題を招く虞がある。
また、複数の作業ユニットは、共通の取付ヘッドに保持されているため、一方の作業ユニットが所定位置に位置付けられた部品に対して作業を施している最中に、他方の作業ユニットが同一の部品に作業を施すことはできず、作業効率が悪いという問題がある。
さらに、このような片持ち状の可動フレームに対して、部品を掴んで移載する作業ユニット等を設けた場合、パネル状の比較的大きい部品を取扱うには、可動フレームのオーバハング量をより長くする必要があり、上記の撓みあるいは揺れ等を助長することになる。
また、複数の作業ユニットは、共通の取付ヘッドに保持されているため、一方の作業ユニットが所定位置に位置付けられた部品に対して作業を施している最中に、他方の作業ユニットが同一の部品に作業を施すことはできず、作業効率が悪いという問題がある。
さらに、このような片持ち状の可動フレームに対して、部品を掴んで移載する作業ユニット等を設けた場合、パネル状の比較的大きい部品を取扱うには、可動フレームのオーバハング量をより長くする必要があり、上記の撓みあるいは揺れ等を助長することになる。
また、他のワーク自動作業装置としては、比較的大型の部品(LCD用ガラス基板)の移載作業を行うものとして、所定の鉛直軸回りに回転する回転台、回転台に一端が支持され水平面内において屈曲する多関節型のアーム、アームの先端(自由端)に設けられた載置板等を備え、回転台を適宜回転させかつ多関節型のアームを適宜屈曲又は伸縮させることにより、所定の位置に収納された部品を下方からアクセスして持ち上げつつ載置板で担持し、所定の場所に移載するようになっている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、この装置においては、部品を下方からアクセスして担持するため、所定位置に搬入されてきた部品に対して、上方からアクセスしてその部品を保持することが困難である。また、この装置は、部品の移載作業のみに限定され、その他の異なる作業を施すことはできない。
本発明は、上記従来技術の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、小型化、設備を設置する面積の省スペース化等を図りつつ、電子機器あるいは機械等の分野における小物の部品(例えば、ネジ、金具等)〜大物の部品(LCD用パネル等)のワーク全てを対象として、移載、組付け、ネジ締め、測定、検査、撮影等の種々の作業を施すことができ、又、これらの作業効率を向上させることができる、ワーク自動作業装置及びワーク自動作業システムを提供することにある。
上記の目的を達成する本発明のワーク自動作業装置は、水平方向において搬入されてきたワークに対して所定の作業を施すワーク自動作業装置であって、水平方向に伸長すると共に少なくとも両端が固定された一対の固定フレームと、固定フレームの伸長方向に垂直な水平方向に伸長すると共に両端が一対の固定フレームに可動に支持された一対の可動フレームと、一対の可動フレームに対してその伸長方向に可動にそれぞれ設けられてワークに対して上方から近づいて所定の作業を施す少なくとも一対の作業ヘッドと、一対の可動フレーム及び作業ヘッドを駆動制御する制御手段と、を含む。
この構成によれば、一対の固定フレームが少なくとも両端を固定された例えば門型のフレームであり、この一対の固定フレームに可動に支持される一対の可動フレームが両端を支持された両持ち型フレームであるため、構造の簡素化、小型化、省スペース化を達成しつつ、全体の構造を堅固にすることができ、従来の片持ち型フレームのような撓みあるいは揺れ等を生じることはなく、安定した動作が得られる。また、制御手段により、一対の可動フレームと一対の作業ヘッドを適宜駆動制御することにより、電子機器あるいは機械等の分野における小物の部品(例えば、ネジ、金具等)〜大物の部品(LCD用パネル等)の全てのワークに対して、協働して一つの作業(例えば、移載、組付け等)を行わせることができ、又、別々に同種又は異種の作業(移載、組付け、ネジ締め、測定、検査、撮影等)を行わせることができ、種々の作業に対応できると共に全体としての作業効率を向上させることができる。
この構成によれば、一対の固定フレームが少なくとも両端を固定された例えば門型のフレームであり、この一対の固定フレームに可動に支持される一対の可動フレームが両端を支持された両持ち型フレームであるため、構造の簡素化、小型化、省スペース化を達成しつつ、全体の構造を堅固にすることができ、従来の片持ち型フレームのような撓みあるいは揺れ等を生じることはなく、安定した動作が得られる。また、制御手段により、一対の可動フレームと一対の作業ヘッドを適宜駆動制御することにより、電子機器あるいは機械等の分野における小物の部品(例えば、ネジ、金具等)〜大物の部品(LCD用パネル等)の全てのワークに対して、協働して一つの作業(例えば、移載、組付け等)を行わせることができ、又、別々に同種又は異種の作業(移載、組付け、ネジ締め、測定、検査、撮影等)を行わせることができ、種々の作業に対応できると共に全体としての作業効率を向上させることができる。
上記構成のワーク自動作業装置において、一対の作業ヘッドは、ワークを移載するべく,それぞれ上下方向に昇降自在に駆動されるワーク保持機構を含み、制御手段は、お互いに協働してワークを保持するべく,一対の可動フレーム及び作業ヘッドを同期させて駆動制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、一方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)と他方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)を同期して駆動させることにより、下方に位置するワークをお互いに協働して保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物)に移載(及び組付け)することができる。
このように、一対の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)を同期させて3次元的に移動させることで、小物の部品(例えば、ネジ、金具等)〜大物の部品(LCD用パネル等)の全てのワークを、高精度かつ確実に移載及び組付けすることができる。
この構成によれば、一方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)と他方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)を同期して駆動させることにより、下方に位置するワークをお互いに協働して保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物)に移載(及び組付け)することができる。
このように、一対の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)を同期させて3次元的に移動させることで、小物の部品(例えば、ネジ、金具等)〜大物の部品(LCD用パネル等)の全てのワークを、高精度かつ確実に移載及び組付けすることができる。
上記構成のワーク自動作業装置において、一対の作業ヘッドは、ワークを移載するべく,それぞれ上下方向に昇降自在に駆動されるワーク保持機構を含み、制御手段は、それぞれにワークを保持するべく,一対の可動フレーム及び作業ヘッドを独立させて駆動制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、一方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)と他方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)を独立して駆動させることにより、下方に位置するワークを別々に保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物)に移載(及び組付け)することができる。
このように、一対の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)を別々に3次元的に移動させることで、比較的小物の部品(例えば、ネジ、金具等)等からなるワークを、高精度かつ確実に、さらには迅速に移載することができ、作業効率を一層向上させることができる。
この構成によれば、一方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)と他方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)を独立して駆動させることにより、下方に位置するワークを別々に保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物)に移載(及び組付け)することができる。
このように、一対の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)を別々に3次元的に移動させることで、比較的小物の部品(例えば、ネジ、金具等)等からなるワークを、高精度かつ確実に、さらには迅速に移載することができ、作業効率を一層向上させることができる。
上記構成のワーク自動作業装置において、ワーク保持機構は、保持されたワークの姿勢を調整する姿勢調整機構を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、作業ヘッド(ワーク保持機構)がワークを保持して移載する際に、保持したワーク(例えば平板状のパネル)が所望の姿勢からずれている(例えば傾斜している)場合に、姿勢調整機構により、そのワークの姿勢を調整しつつ所定位置(例えば、組立対象物等)に組付けることができる。
この構成によれば、作業ヘッド(ワーク保持機構)がワークを保持して移載する際に、保持したワーク(例えば平板状のパネル)が所望の姿勢からずれている(例えば傾斜している)場合に、姿勢調整機構により、そのワークの姿勢を調整しつつ所定位置(例えば、組立対象物等)に組付けることができる。
上記構成のワーク自動作業装置において、一対の作業ヘッドは、ワークを移載して締結するべく,それぞれ上下方向に昇降自在に駆動されるワーク保持締結機構を含み、制御手段は、一対の可動フレーム及び作業ヘッドを独立させて駆動制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、一方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持締結機構)と他方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持締結機構)を独立して駆動させることにより、下方に位置するネジ等のワークを別々に保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物)に移載して締結することができる。
このように、一対の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)を別々に3次元的に移動させることで、比較的小物のネジ等のワークを、高精度かつ確実に、さらには迅速に移載して締結することができ、作業効率を一層向上させることができる。
この構成によれば、一方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持締結機構)と他方側の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持締結機構)を独立して駆動させることにより、下方に位置するネジ等のワークを別々に保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物)に移載して締結することができる。
このように、一対の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構)を別々に3次元的に移動させることで、比較的小物のネジ等のワークを、高精度かつ確実に、さらには迅速に移載して締結することができ、作業効率を一層向上させることができる。
上記構成のワーク自動作業装置において、一対の可動フレームの少なくとも一方には、ワークに対して所定の作業を施すべくその伸長方向に可動に複数の作業ヘッドが設けられ、制御手段は、複数の作業ヘッドを独立させて駆動制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、一つの可動フレームに対して独立して駆動される複数の作業ヘッドが設けられているため、同一のワークに対して同時に異なる作業を施すことができ、又、異なるワークに対して同時に同種又は異種の作業を施すことができ、全体として作業効率をより一層向上させることができる。
この構成によれば、一つの可動フレームに対して独立して駆動される複数の作業ヘッドが設けられているため、同一のワークに対して同時に異なる作業を施すことができ、又、異なるワークに対して同時に同種又は異種の作業を施すことができ、全体として作業効率をより一層向上させることができる。
上記構成のワーク自動作業装置において、複数の作業ヘッドの少なくとも一つは、ワークを撮影する撮影カメラを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、他の作業ヘッドでワークの保持及び移載作業を行う際に、例えば、撮影カメラで予めワークを移載する位置を確認することができ、ワークの移載及び組付け等をより高精度に行うことができる。
この構成によれば、他の作業ヘッドでワークの保持及び移載作業を行う際に、例えば、撮影カメラで予めワークを移載する位置を確認することができ、ワークの移載及び組付け等をより高精度に行うことができる。
上記目的を達成する本発明のワーク自動作業システムは、水平方向において搬入されてきたワークに対して所定の作業を施す複数の作業ステーションを連続して配列したワーク自動作業システムであって、水平方向に伸長すると共に少なくとも両端が固定された一対の固定フレーム,固定フレームの伸長方向に垂直な水平方向に伸長すると共に両端が一対の固定フレームに可動に支持された一対の可動フレーム,一対の可動フレームに対してその伸長方向に可動にそれぞれ設けられてワークに対して上方から近づいて所定の作業を施す少なくとも一対の作業ヘッド,一対の可動フレーム及び作業ヘッドを駆動制御する制御手段を含み,複数の作業ステーションをそれぞれ画定する複数のワーク自動作業装置と、複数のワーク自動作業装置を通してワークを搬送する搬送装置と、を含む。
この構成によれば、複数の作業ステーションを構成する複数のワーク自動作業装置が、一対の固定フレーム,一対の可動フレーム,所定の作業を施す(作業ステーション毎の作業を施すように形成された)一対の作業ヘッド,制御手段からなる共通の構成により形成されるため、構造の共通化による全体としての簡素化、制御シーケンスの簡素化(画一化)等を達成できる。したがって、搬送装置により、ワークを上流側の作業ステーションから下流側の作業ステーションに搬送しつつ、所定の組立対象物に対して作業ステーション毎に種々のワーク(部品)を組付けることで、全体として製品を効率良く完成させることができる。
また、複数のワーク自動作業装置においては、門型フレーム(一対の固定フレーム)、両持ち型フレーム(一対の可動フレーム)が採用されているため、全体の構造を堅固にすることができ、それ故に、撓みあるいは揺れ等が防止されて安定した動作が得られ、ワークに対して所定の作業(移載、組付け、ネジ締め、測定、検査、撮影等)を確実にかつ高精度に行わせることができる。
この構成によれば、複数の作業ステーションを構成する複数のワーク自動作業装置が、一対の固定フレーム,一対の可動フレーム,所定の作業を施す(作業ステーション毎の作業を施すように形成された)一対の作業ヘッド,制御手段からなる共通の構成により形成されるため、構造の共通化による全体としての簡素化、制御シーケンスの簡素化(画一化)等を達成できる。したがって、搬送装置により、ワークを上流側の作業ステーションから下流側の作業ステーションに搬送しつつ、所定の組立対象物に対して作業ステーション毎に種々のワーク(部品)を組付けることで、全体として製品を効率良く完成させることができる。
また、複数のワーク自動作業装置においては、門型フレーム(一対の固定フレーム)、両持ち型フレーム(一対の可動フレーム)が採用されているため、全体の構造を堅固にすることができ、それ故に、撓みあるいは揺れ等が防止されて安定した動作が得られ、ワークに対して所定の作業(移載、組付け、ネジ締め、測定、検査、撮影等)を確実にかつ高精度に行わせることができる。
上記構成のワーク自動作業ラインにおいて、複数の作業ステーションは、組立対象物にワークを移載して組付ける移載組付けステーションと、組立対象物にワークを移載して締結する締結ステーションと、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、比較的に大型の組立対象物(底板、基礎板等)に対して、種々の部品(液晶パネル、補助金具、ネジ等)を組付け及び締結して所定の製品(液晶モジュール)を完成させることができる。したがって、液晶モジュール等を自動的に効率よく確実に組立てることができる。
さらに、複数のワーク自動作業装置と搬送装置の配列を適宜選定することにより、種々の製品に対応するワーク自動作業システムを設定することができる。
この構成によれば、比較的に大型の組立対象物(底板、基礎板等)に対して、種々の部品(液晶パネル、補助金具、ネジ等)を組付け及び締結して所定の製品(液晶モジュール)を完成させることができる。したがって、液晶モジュール等を自動的に効率よく確実に組立てることができる。
さらに、複数のワーク自動作業装置と搬送装置の配列を適宜選定することにより、種々の製品に対応するワーク自動作業システムを設定することができる。
上記構成をなすワーク自動作業装置及びワーク自動作業システムによれば、構造の簡素化、小型化、設備を設置する面積の省スペース化等を達成しつつ、電子機器あるいは機械等の分野における小物の部品(例えば、ネジ、金具等)〜大物の部品(LCD用パネル等)のワークに対して、移載、組付け、ネジ締め、測定、検査、撮影等の種々の作業を効率良く施して、所望の製品を効率よく生産することができる。
W0 組立対象物(底板)
W1 ワーク(補助金具)
W2 ワーク(液晶パネル)
W3 ワーク(外枠)
W4 ワーク(ネジ)
M1,M2,M3,M4,M5 ワーク自動作業装置
P 収納パレット
P´ パレット
L,L´ 搬送ライン
10 筐体
11 載置部(上面)
12,13,14 支持口
21,22,23 引出し状箱
21a,22a,23a 取っ手
100 ベース
110 直立フレーム
120 水平フレーム
130,130´ 一対の固定フレーム
D 駆動機構
D1 モータ
D2 リードスクリュー
140,140´ 一対の可動フレーム
141 雌ネジ部
150,150´,150´´,150´´´,150´´´´ 一対の作業ヘッド
151 雌ネジ部
152,152´ ワーク保持機構
152´´ 撮影カメラ
152´´´ ワーク保持締結機構
152a,152a´ 把持片
153,153´´´ 回転機構
153´ 姿勢調整機構
154 昇降機構
210 搬送機構
211 搬送面
212 ガイド部材
213 駆動機構
220 保持機構
221 担持テーブル
221a 位置決めピン
222 昇降機
222a ロッド
222b 駆動源
230 引出し機構
231 水平移動ユニット
231a 一対の把持片
231b 水平駆動部
231c 昇降駆動部
232 保持ユニット
232a,232b,232c 保持片
240 制御盤(制御手段)
W1 ワーク(補助金具)
W2 ワーク(液晶パネル)
W3 ワーク(外枠)
W4 ワーク(ネジ)
M1,M2,M3,M4,M5 ワーク自動作業装置
P 収納パレット
P´ パレット
L,L´ 搬送ライン
10 筐体
11 載置部(上面)
12,13,14 支持口
21,22,23 引出し状箱
21a,22a,23a 取っ手
100 ベース
110 直立フレーム
120 水平フレーム
130,130´ 一対の固定フレーム
D 駆動機構
D1 モータ
D2 リードスクリュー
140,140´ 一対の可動フレーム
141 雌ネジ部
150,150´,150´´,150´´´,150´´´´ 一対の作業ヘッド
151 雌ネジ部
152,152´ ワーク保持機構
152´´ 撮影カメラ
152´´´ ワーク保持締結機構
152a,152a´ 把持片
153,153´´´ 回転機構
153´ 姿勢調整機構
154 昇降機構
210 搬送機構
211 搬送面
212 ガイド部材
213 駆動機構
220 保持機構
221 担持テーブル
221a 位置決めピン
222 昇降機
222a ロッド
222b 駆動源
230 引出し機構
231 水平移動ユニット
231a 一対の把持片
231b 水平駆動部
231c 昇降駆動部
232 保持ユニット
232a,232b,232c 保持片
240 制御盤(制御手段)
以下、本発明の最良の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。
ここでは、複数のワーク(部品)を組立対象物に組付けることで一つの製品を完成させるように形成された、複数のワーク自動作業装置を含むワーク自動作業システムの一実施形態について説明する。
ワーク自動作業システムは、図1に示すように、所定方向(Y方向)に配列されてそれぞれ異なる作業を施す作業ステーションを画定する5つのワーク自動作業装置M1,M2,M3,M4,M5、装置M1の上流側に配置された搬送ラインL、装置M4と装置M5の間に配置された搬送ラインL,L´、装置M5の下流側に配置された搬送ラインL,L´等を備えている。尚、搬送ラインL,L´及び各装置M1,M2,M3,M4,M5に含まれる後述の搬送機構210により、ワーク(収納パレットP)を、装置M1〜M5を通して搬送する搬送装置が構成されている。
そして、この搬送装置によりワークを搬送してワーク自動作業システムに通すことにより、図2に示すように、組立対象物としての底板W0に対して、4つのワークとしての補助金具W1,液晶パネルW2,外枠W3,ネジW4が順次に移載されて組付け及び締結されて、一つの製品(液晶モジュール)Wが完成されるようになっている。
ここでは、複数のワーク(部品)を組立対象物に組付けることで一つの製品を完成させるように形成された、複数のワーク自動作業装置を含むワーク自動作業システムの一実施形態について説明する。
ワーク自動作業システムは、図1に示すように、所定方向(Y方向)に配列されてそれぞれ異なる作業を施す作業ステーションを画定する5つのワーク自動作業装置M1,M2,M3,M4,M5、装置M1の上流側に配置された搬送ラインL、装置M4と装置M5の間に配置された搬送ラインL,L´、装置M5の下流側に配置された搬送ラインL,L´等を備えている。尚、搬送ラインL,L´及び各装置M1,M2,M3,M4,M5に含まれる後述の搬送機構210により、ワーク(収納パレットP)を、装置M1〜M5を通して搬送する搬送装置が構成されている。
そして、この搬送装置によりワークを搬送してワーク自動作業システムに通すことにより、図2に示すように、組立対象物としての底板W0に対して、4つのワークとしての補助金具W1,液晶パネルW2,外枠W3,ネジW4が順次に移載されて組付け及び締結されて、一つの製品(液晶モジュール)Wが完成されるようになっている。
ここで、適用される収納パレットPは、図3A及び図3Bに示すように、輪郭が略直方体形状をなす筐体10、筐体10に対して水平方向(X方向)に出し入れ可能に上下方向(Z方向)に配列して形成されて取っ手21a,22a,23aをそれぞれ有する複数(ここでは3つ)の引出し状箱21,22,23等を備えている。
筐体10は、図3A、図3B、図4に示すように、その上面(最上部)において、組立対象物W0を載置する載置部11、その側面において、3つの引出し状箱21,22,23を出し入れ自在に支持する支持口12,13,14等を備えている。
そして、組立対象物W0は、図3A、図3B、図4に示すように、筐体10の載置部11に載置され、ワーク(補助金具)W1及びワーク(ネジ)W4は最上段の引出し状箱21に収納され、ワーク(液晶パネル)W2は中段の引出し状箱22に収納され、ワーク(外枠)W3は最下段の引出し状箱23に収納されるようになっている。
筐体10は、図3A、図3B、図4に示すように、その上面(最上部)において、組立対象物W0を載置する載置部11、その側面において、3つの引出し状箱21,22,23を出し入れ自在に支持する支持口12,13,14等を備えている。
そして、組立対象物W0は、図3A、図3B、図4に示すように、筐体10の載置部11に載置され、ワーク(補助金具)W1及びワーク(ネジ)W4は最上段の引出し状箱21に収納され、ワーク(液晶パネル)W2は中段の引出し状箱22に収納され、ワーク(外枠)W3は最下段の引出し状箱23に収納されるようになっている。
このように、収納パレットPが、上下方向(Z方向)において、組立対象物W0及び複数のワークW1(W4),W2,W3を配列して収納するため、組立対象物W0及びワークW2,W3が比較的大きい場合でも、搬送又は取扱いに要する面積を小さくでき、設備の設置面積を省スペース化できる。また、組立対象物W0及びワーク(部品)W1,W2,W3,W4を一緒に収納して搬送するため、別々のパレットに収納して搬送し又取扱う場合に生じ得る端数等の処理が不要であり、又、部品の組付け忘れを防止でき、組付け時の作業効率を向上させることができる。
ワーク自動作業装置M1は、図5ないし図7に示すように、ベース100、ベース100に直立して設けられた直立フレーム110、直立フレーム110同士を連結する水平フレーム120、直立フレーム110の上端及び水平フレーム120の上面において両端を含む下面が固定され水平方向(Y方向)に伸長する一対の固定フレーム130、一対の固定フレーム130に対して両端が可動に支持されると共に水平方向(X方向)に伸長する一対の可動フレーム140、一対の可動フレーム140に対してその伸長方向(X方向)に可動に支持されてワークに対して所定の作業を施す一対の作業ヘッド150、収納パレットPをY方向において搬入及び搬出する搬送機構210、所定の搬入位置において収納パレットPを搬送機構210から離脱させて位置決めしつつ保持する保持機構220、搬入位置に位置付けられた収納パレットPからワークを取り出すべく引出し状箱21,22,23を出し入れする引出し機構230、種々の制御を司る制御手段としての制御回路を内蔵する制御盤240等を備えている。
一対の固定フレーム130は、図5ないし図7に示すように、矩形断面をなして水平方向(Y方向)に伸長するように形成され、その両端を含む下面が直立フレーム110及び水平フレーム120に固定されて、全体として門型フレームを形成している。
また、一対の固定フレーム130の一方は、一対の可動フレーム140に対してそれぞれY方向に駆動力を及ぼす2つの駆動機構Dを内蔵している。駆動機構Dは、モータD1、後述する可動フレーム140の雌ネジ部141に螺合するリードスクリュー(ボールネジ)D2等を備えている。
そして、一対の固定フレーム130は、駆動機構Dの駆動力により駆動される一対の可動フレーム140を、その伸長方向(Y方向)に往復動自在に支持している。
また、一対の固定フレーム130の一方は、一対の可動フレーム140に対してそれぞれY方向に駆動力を及ぼす2つの駆動機構Dを内蔵している。駆動機構Dは、モータD1、後述する可動フレーム140の雌ネジ部141に螺合するリードスクリュー(ボールネジ)D2等を備えている。
そして、一対の固定フレーム130は、駆動機構Dの駆動力により駆動される一対の可動フレーム140を、その伸長方向(Y方向)に往復動自在に支持している。
一対の可動フレーム140は、図5ないし図7に示すように、矩形断面をなして固定フレーム130の伸長方向(Y方向)に垂直な水平方向(X方向)に伸長するように形成され、その両端(下面)が一対の固定フレーム130に対して水平方向(Y方向)に往復動自在に支持された両持ち型フレームを形成している。
また、一対の可動フレーム140は、その一端の下側に突出して形成された雌ネジ部141を有すると共に、その内側においてX方向に駆動力を及ぼす1つの駆動機構Dを内蔵している。駆動機構Dは、モータD1、作業ヘッド150の後述する雌ネジ部151に螺合するリードスクリュー(ボールネジ)D2等を備えている。
そして、一対の可動フレーム140は、駆動機構Dの駆動力により駆動される作業ヘッド150を、その伸長方向(X方向)に往復動自在に支持している。
また、一対の可動フレーム140は、その一端の下側に突出して形成された雌ネジ部141を有すると共に、その内側においてX方向に駆動力を及ぼす1つの駆動機構Dを内蔵している。駆動機構Dは、モータD1、作業ヘッド150の後述する雌ネジ部151に螺合するリードスクリュー(ボールネジ)D2等を備えている。
そして、一対の可動フレーム140は、駆動機構Dの駆動力により駆動される作業ヘッド150を、その伸長方向(X方向)に往復動自在に支持している。
一対の作業ヘッド150は、図5ないし図7に示すように、その側面に設けられて駆動機構DのリードスクリューD2に螺合する雌ネジ部151、その下端領域に設けられてワーク(例えばワークW1)を保持するワーク保持機構152、ワークを保持した状態で鉛直軸(Z軸)回りに回転可能な回転機構153、ワーク保持機構152及び回転機構153を一緒に上下方向(Z方向)に昇降させる昇降機構154等を備えている。
ワーク保持機構152は、一対の把持片152aを有し、その間隔が適宜制御されることにより、ワークを把持し又解放するようになっている。
回転機構153は、鉛直軸(Z軸)回りに適宜回転することにより、ワーク保持機構152に保持されたワークの水平面(XY平面)内における向きを調整するようになっている。
昇降機構154は、ワーク保持機構152及び回転機構153を一体的に上下方向(Z方向)に移動(昇降)させて、保持されたワークを所望の高さ位置に位置付けるようになっている。この昇降機構154としては、油圧式の伸縮アクチュエータ、ネジ送り機構、ラック及びピニオンによるギヤ機構等が適用される。
回転機構153は、鉛直軸(Z軸)回りに適宜回転することにより、ワーク保持機構152に保持されたワークの水平面(XY平面)内における向きを調整するようになっている。
昇降機構154は、ワーク保持機構152及び回転機構153を一体的に上下方向(Z方向)に移動(昇降)させて、保持されたワークを所望の高さ位置に位置付けるようになっている。この昇降機構154としては、油圧式の伸縮アクチュエータ、ネジ送り機構、ラック及びピニオンによるギヤ機構等が適用される。
すなわち、ワーク保持機構152は、一対の可動フレーム140が一対の固定フレーム130にガイドされつつ水平方向(Y方向)に適宜駆動され、かつ、一対の作業ヘッド150が可動フレーム140にガイドされつつ水平方向(X方向)に適宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内の所望の位置に移動させられ、又、昇降機構154が適宜駆動されることにより、上下方向(Z方向)の所望の高さ位置に移動させられ、全体として3次元的に移動させられることになる。
また、ワーク保持機構152は、回転機構153が適宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内において所望の向きに方向付けられることになる。
また、ワーク保持機構152は、回転機構153が適宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内において所望の向きに方向付けられることになる。
搬送機構210は、図5及び図7に示すように、収納パレットPを担持して水平方向(Y方向)に搬送する搬送面211、収納パレットPをY方向にガイドするガイド部材212、搬送面211を画定するローラを駆動する駆動機構213等を備えたローラコンベアである。
そして、搬送機構210は、外部の搬送ラインLにより担持されて搬送されてきた収納パレットPを所定の搬入位置まで搬入すると共に、所定の組付け作業が終了した後、収納パレットPをその搬入位置から下流側の工程(ワーク自動作業装置)に向けて搬出するようになっている。
そして、搬送機構210は、外部の搬送ラインLにより担持されて搬送されてきた収納パレットPを所定の搬入位置まで搬入すると共に、所定の組付け作業が終了した後、収納パレットPをその搬入位置から下流側の工程(ワーク自動作業装置)に向けて搬出するようになっている。
保持機構220は、図5及び図7に示すように、搬入位置において収納パレットPを担持する担持テーブル221、担持テーブル221を搬送面211に対して出没させる昇降機222等を備えている。
担持テーブル221は、図5及び図7に示すように、平坦でY方向に長尺な矩形形状に形成され、その上面四隅近傍において、収納パレットPを位置決めする4つの位置決めピン221aを備えている。
昇降機222は、図7に示すように、担持テーブル221を下側から支持するロッド222a、ロッド222aを上下方向(Z方向)に伸縮させる駆動源222b等を備えている。
担持テーブル221は、図5及び図7に示すように、平坦でY方向に長尺な矩形形状に形成され、その上面四隅近傍において、収納パレットPを位置決めする4つの位置決めピン221aを備えている。
昇降機222は、図7に示すように、担持テーブル221を下側から支持するロッド222a、ロッド222aを上下方向(Z方向)に伸縮させる駆動源222b等を備えている。
すなわち、収納パレットPが搬入位置に搬入されると、駆動源222bがロッド222aを伸長させて、担持テーブル221を所定高さまで上昇させる。すると、収納パレットPは、担持テーブル221に担持されて搬送面211から離れ、位置決めピン221aにより位置決めされて、搬入位置でかつ所定高さだけ上昇した位置において位置ずれを生じないように堅固に保持される。
一方、所定の組付け作業が終了すると、駆動源222bがロッド222aを収縮させて、担持テーブル221を元の待機位置まで下降させる。すると、収納パレットPは、担持テーブル221から離脱して搬送面211に担持されるようになっている。
一方、所定の組付け作業が終了すると、駆動源222bがロッド222aを収縮させて、担持テーブル221を元の待機位置まで下降させる。すると、収納パレットPは、担持テーブル221から離脱して搬送面211に担持されるようになっている。
引出し機構230は、図5ないし図7に示すように、搬送機構210及び保持機構220に隣接して配置され、収納パレットPの引出し状箱21,22,23を筐体10から引き出し又筐体10内に押し込む水平移動ユニット231、水平移動ユニット231により引き出された引出し状箱21,22,23を水平方向(X方向)にガイドすると共に所定の引出し位置において保持する保持ユニット232等を備えている。
水平移動ユニット231は、図5ないし図7に示すように、引出し状箱21,22,23の取っ手21a,22a,23aを把持し得る一対の把持片231a、把持片231aを水平方向(X方向)に移動させる水平駆動部231b、一対の把持片231bを上下方向(Z方向)に移動させる昇降駆動部231c等を備えている。
水平駆動部231b及び昇降駆動部231cとしては、前述の駆動機構Dの如く、リードスクリュー(ボールネジ)及び雌ネジ部を用いるネジ送り機構、油圧式の伸縮アクチュエータ、ベルト式、歯車式等種々の駆動手法を適用することができる。
保持ユニット232は、図5ないし図7に示すように、引出し状箱21,22,23を、Y方向の両縁部においてガイドしつつ保持する保持片232a,232b,232cを備えている。
水平駆動部231b及び昇降駆動部231cとしては、前述の駆動機構Dの如く、リードスクリュー(ボールネジ)及び雌ネジ部を用いるネジ送り機構、油圧式の伸縮アクチュエータ、ベルト式、歯車式等種々の駆動手法を適用することができる。
保持ユニット232は、図5ないし図7に示すように、引出し状箱21,22,23を、Y方向の両縁部においてガイドしつつ保持する保持片232a,232b,232cを備えている。
すなわち、水平移動ユニット231により引出し状箱21,22,23を引き出す場合、先ず、昇降駆動部231cにより、把持片231aが対応する取っ手21a,22a,23aの高さ位置に合わせられ、続いて、水平駆動部231bにより、把持片141aを取っ手21a,22a,23aに近づけて把持させた後、水平方向(X方向)に移動させて引出し状箱21,22,23を引き出し、保持ユニット232の保持片232a,232b,232c上に担持させる。これにより、引出し状箱21,22,23は、保持ユニット232に対して堅固に保持されることになる。尚、引出し状箱21,22,23を筐体10に押し込む際には、逆向きの動作が行われる。
制御盤240は、装置の種々の制御を司るものであり、駆動機構D等を適宜駆動制御することにより、一対の可動フレーム140をY方向において適宜所望の位置に移動させ、一対の作業ヘッド150をX方向において適宜所望の位置に移動させ、ワーク保持機構152を上下方向(Z方向)において所望の高さ位置に移動させ、さらに、ワーク保持機構152によりワークの把持(保持)及び把持の解除等を行わせるように駆動制御するものである。
上記構成の装置M1によれば、一対の固定フレーム130が門型のフレームであり、一対の可動フレーム140が両端を支持された両持ち型フレームであるため、構造の簡素化、小型化、省スペース化を達成しつつ、全体の構造を堅固にすることができ、従来の片持ち型フレームのような撓みあるいは揺れ等を防止して、安定した動作が得られる。
また、制御盤240により、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150(ワーク保持機構152)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150(ワーク保持機構152)を独立させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワークを別々に保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物W0)に移載(及び組付け)することができる。
このように、一対の可動フレーム140及び作業ヘッド150(ワーク保持機構152)を別々に3次元的に移動させることで、比較的小物のワークを高精度かつ確実にさらには迅速に移載することができ、作業効率を向上させることができる。
また、制御盤240により、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150(ワーク保持機構152)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150(ワーク保持機構152)を独立させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワークを別々に保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物W0)に移載(及び組付け)することができる。
このように、一対の可動フレーム140及び作業ヘッド150(ワーク保持機構152)を別々に3次元的に移動させることで、比較的小物のワークを高精度かつ確実にさらには迅速に移載することができ、作業効率を向上させることができる。
ワーク自動作業装置M2は、図8ないし図10に示すように、ベース100、直立フレーム110、水平フレーム120、一対の固定フレーム130、一対の可動フレーム140、一対の可動フレーム140に対してその伸長方向(X方向)に可動に支持されてワークに対して所定の作業を施す一対の作業ヘッド150´、搬送機構210、保持機構220、引出し機構230、制御盤240等を備えている。尚、この装置M2において、前述の装置M1と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
一対の作業ヘッド150´は、図8ないし図10に示すように、雌ネジ部151、ワーク(例えばワークW2)を保持(把持)するワーク保持機構152´、ワークを保持した状態で水平軸(Y軸)回りに枢動(回転)可能な姿勢調整機構153´、ワーク保持機構152及び姿勢調整機構153´を一緒に上下方向(Z方向)に昇降させる昇降機構154等を備えている。
ワーク保持機構152´は、一つの把持片152a´を有し、それぞれの作業ヘッド150´に含まれる各々の把持片152a´の間隔が適宜制御されることにより、ワークを把持し又解放するようになっている。
姿勢調整機構153´は、水平軸(Y軸)回りにワーク保持機構152´(把持片152a´)を適宜回転させることにより、作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)がワークを保持して移載する際に、保持したワーク(例えば平板状のパネル)が所望の姿勢からずれている(例えば傾斜している)と、所定位置(例えば、組立対象物W0等)に組付けることができるように、ワークの姿勢を調整するようになっている。
姿勢調整機構153´は、水平軸(Y軸)回りにワーク保持機構152´(把持片152a´)を適宜回転させることにより、作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)がワークを保持して移載する際に、保持したワーク(例えば平板状のパネル)が所望の姿勢からずれている(例えば傾斜している)と、所定位置(例えば、組立対象物W0等)に組付けることができるように、ワークの姿勢を調整するようになっている。
すなわち、一対のワーク保持機構152´は、一対の可動フレーム140が一対の固定フレーム130にガイドされつつ水平方向(Y方向)に同期して(お互いに近接及び離隔するように)適宜駆動され、かつ、一対の作業ヘッド150´が可動フレーム140にガイドされつつ水平方向(X方向)に同期して(お互いに同一方向に)適宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内の所望の位置に移動させられ、又、昇降機構154が同期して(同一の方向に)適宜駆動されることにより、上下方向(Z方向)の所望の同一高さ位置に移動させられることで、全体として同期して3次元的に移動させられる。
このように、一対のワーク保持機構152´は、同期して3次元的に駆動されることにより、お互いに協働してワークを保持しかつ解放して、所定位置に移載することができるようになっている。
このように、一対のワーク保持機構152´は、同期して3次元的に駆動されることにより、お互いに協働してワークを保持しかつ解放して、所定位置に移載することができるようになっている。
上記構成の装置M2によれば、装置M1と同様に、門型の一対の固定フレーム130、両持ち型の一対の可動フレーム140を採用するため、構造の簡素化、小型化、省スペース化を達成しつつ、全体の構造を堅固にすることができ、従来の片持ち型フレームのような撓みあるいは揺れ等を防止して、安定した動作が得られる。
また、制御盤240により、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワークをお互いに協働して保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物W0)に移載(及び組付け)することができる。
このように、一対の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させて3次元的に移動させることで、比較的大物のワークを高精度かつ確実にさらには迅速に移載することができ、作業効率を向上させることができる。
また、作業ヘッド150´は、移載するワークの大きさに拘わらず、略同一の大きさのままで、異なる大きさのワークを保持し移載することができる。
また、制御盤240により、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワークをお互いに協働して保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物W0)に移載(及び組付け)することができる。
このように、一対の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させて3次元的に移動させることで、比較的大物のワークを高精度かつ確実にさらには迅速に移載することができ、作業効率を向上させることができる。
また、作業ヘッド150´は、移載するワークの大きさに拘わらず、略同一の大きさのままで、異なる大きさのワークを保持し移載することができる。
ワーク自動作業装置M3は、図11ないし図13に示すように、ベース100、直立フレーム110、水平フレーム120、一対の固定フレーム130、一対の可動フレーム140、一対の可動フレーム140に対してその伸長方向(X方向)に可動に支持されてワークに対して所定の作業を施す一対の作業ヘッド150´及びワークに対して他の作業を施す他の一対の作業ヘッド150´´、搬送機構210、保持機構220、引出し機構230、制御盤240等を備えている。尚、この装置M3において、前述の装置M1,M2と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
一対の可動フレーム140には、作業ヘッド150´及び作業ヘッド150´´を独立してX方向に駆動するべく、前述同様の駆動機構Dがそれぞれ2つずつ内蔵されている。
一対の作業ヘッド150´´は、図11ないし図13に示すように、雌ネジ部151、ワーク(例えばワークW3)を撮影する撮影カメラ152´´、撮影カメラ152´´を鉛直軸(Z軸)回りに回転させる回転機構153、撮影カメラ152´´及び回転機構153を一緒に上下方向(Z方向)に昇降させる昇降機構154等を備えている。
そして、作業ヘッド150´´は、作業ヘッド150´をX方向に駆動する一方の駆動機構とは別個に設けられた他方の駆動機構により独立してX方向に駆動されるようになっている。
一対の作業ヘッド150´´は、図11ないし図13に示すように、雌ネジ部151、ワーク(例えばワークW3)を撮影する撮影カメラ152´´、撮影カメラ152´´を鉛直軸(Z軸)回りに回転させる回転機構153、撮影カメラ152´´及び回転機構153を一緒に上下方向(Z方向)に昇降させる昇降機構154等を備えている。
そして、作業ヘッド150´´は、作業ヘッド150´をX方向に駆動する一方の駆動機構とは別個に設けられた他方の駆動機構により独立してX方向に駆動されるようになっている。
すなわち、一対の撮影カメラ152´´は、一対の可動フレーム140が一対の固定フレーム130にガイドされつつ水平方向(Y方向)に独立して適宜駆動され、かつ、一対の作業ヘッド150´´が可動フレーム140にガイドされつつ水平方向(X方向)に独立して適宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内の所望の位置にそれぞれ独立して移動させられ、又、昇降機構154が独立して適宜駆動されることにより、上下方向(Z方向)の所望の高さ位置に独立して移動させられることで、それぞれ3次元的に移動させられて、ワークを所望の位置にて撮影することができるようになっている。
上記構成の装置M3によれば、装置M1,M2と同様に、門型の一対の固定フレーム130、両持ち型の一対の可動フレーム140を採用するため、構造の簡素化、小型化、省スペース化を達成しつつ、全体の構造を堅固にすることができ、従来の片持ち型フレームのような撓みあるいは揺れ等を防止して、安定した動作が得られる。
また、制御盤240により、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワークをお互いに協働して保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物W0)に移載(及び組付け)することができ、又、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)を適宜独立させて駆動制御することにより、下方に位置するワークを撮影カメラ152´´により撮影してその位置情報を得ることができる。
このように、一対の可動フレーム140及び作業ヘッド150´,150´´(ワーク保持機構152´、撮影カメラ152´´)を同期又は独立させて3次元的に移動させることで、比較的大物のワークを撮影して予めその位置情報を得ることにより、高精度かつ確実にさらには迅速にそのワークを移載することができ、作業効率を向上させることができる。
また、制御盤240により、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワークをお互いに協働して保持(把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物W0)に移載(及び組付け)することができ、又、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)を適宜独立させて駆動制御することにより、下方に位置するワークを撮影カメラ152´´により撮影してその位置情報を得ることができる。
このように、一対の可動フレーム140及び作業ヘッド150´,150´´(ワーク保持機構152´、撮影カメラ152´´)を同期又は独立させて3次元的に移動させることで、比較的大物のワークを撮影して予めその位置情報を得ることにより、高精度かつ確実にさらには迅速にそのワークを移載することができ、作業効率を向上させることができる。
ワーク自動作業装置M4は、図14ないし図16に示すように、ベース100、直立フレーム110、水平フレーム120、一対の固定フレーム130、一対の可動フレーム140、一対の可動フレーム140に対してその伸長方向(X方向)に可動に支持されてワークに対して所定の作業を施す一対の作業ヘッド150´´及びワークに対して他の作業を施す他の一対の作業ヘッド150´´´、搬送機構210、保持機構220、引出し機構230、制御盤240等を備えている。尚、この装置M4において、前述の装置M1,M2,M3と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
一対の可動フレーム140には、作業ヘッド150´´及び作業ヘッド150´´´を独立してX方向に駆動するべく、前述同様の駆動機構Dがそれぞれ2つずつ内蔵されている。
一対の作業ヘッド150´´´は、図14ないし図16に示すように、雌ネジ部151、ワーク(例えばワークW4)を保持して移載すると共に締結するワーク保持締結機構152´´´、ワーク保持締結機構152´´´を鉛直軸(Z軸)回りに回転させる回転機構153´´´、ワーク保持締結機構152´´´及び回転機構153´´´を一緒に上下方向(Z方向)に昇降させる昇降機構154等を備えている。
そして、作業ヘッド150´´´は、作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)をX方向に駆動する一方の駆動機構とは別個に設けられた他方の駆動機構により独立してX方向に駆動されるようになっている。
一対の作業ヘッド150´´´は、図14ないし図16に示すように、雌ネジ部151、ワーク(例えばワークW4)を保持して移載すると共に締結するワーク保持締結機構152´´´、ワーク保持締結機構152´´´を鉛直軸(Z軸)回りに回転させる回転機構153´´´、ワーク保持締結機構152´´´及び回転機構153´´´を一緒に上下方向(Z方向)に昇降させる昇降機構154等を備えている。
そして、作業ヘッド150´´´は、作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)をX方向に駆動する一方の駆動機構とは別個に設けられた他方の駆動機構により独立してX方向に駆動されるようになっている。
すなわち、一対のワーク保持締結機構152´´´は、一対の可動フレーム140が一対の固定フレーム130にガイドされつつ水平方向(Y方向)に独立して適宜駆動され、かつ、一対の作業ヘッド150´´´が可動フレーム140にガイドされつつ水平方向(X方向)に独立して適宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内の所望の位置にそれぞれ独立して移動させられ、又、昇降機構154が独立して適宜駆動されることにより、上下方向(Z方向)の所望の高さ位置に独立して移動させられることで、それぞれ3次元的に移動させられて、ワーク(例えば、ネジ等)を所望の位置にて移載して締結することができるようになっている。
上記構成の装置M4によれば、装置M1,M2,M3と同様に、門型の一対の固定フレーム130、両持ち型の一対の可動フレーム140を採用するため、構造の簡素化、小型化、省スペース化を達成しつつ、全体の構造を堅固にすることができ、従来の片持ち型フレームのような撓みあるいは揺れ等を防止して、安定した動作が得られる。
また、制御盤240により、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´´(ワーク保持締結機構152´´´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´´(ワーク保持締結機構152´´´)を独立させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワークを個々に保持し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物W0)に移載して締結することができ、又、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)を独立させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワークを撮影カメラ152´´により撮影してその位置情報を得ることができる。
このように、一対の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´´,150´´(ワーク保持締結機構152´´´、撮影カメラ152´´)を独立させて3次元的に移動させることで、ネジ等を締結するワークを撮影して予めその位置情報を得ることにより、高精度かつ確実にさらには迅速にそのワークに対してネジ等のワークを移載し締結することができ、作業効率を向上させることができる。
また、制御盤240により、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´´(ワーク保持締結機構152´´´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´´(ワーク保持締結機構152´´´)を独立させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワークを個々に保持し、所定の位置(例えば、そのワークの組立対象物W0)に移載して締結することができ、又、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)を独立させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワークを撮影カメラ152´´により撮影してその位置情報を得ることができる。
このように、一対の可動フレーム140及び作業ヘッド150´´´,150´´(ワーク保持締結機構152´´´、撮影カメラ152´´)を独立させて3次元的に移動させることで、ネジ等を締結するワークを撮影して予めその位置情報を得ることにより、高精度かつ確実にさらには迅速にそのワークに対してネジ等のワークを移載し締結することができ、作業効率を向上させることができる。
ワーク自動作業装置M5は、図17ないし図19に示すように、ベース100、直立フレーム110、水平フレーム120、一対の固定フレーム130、一対の可動フレーム140、一対の可動フレーム140に対してその伸長方向(X方向)に可動に支持されてワーク(組付けが完了した完成品)Wに対して所定の作業を施す一対の作業ヘッド150´、2つの搬送機構210、2つの保持機構220、制御盤240等を備えている。尚、この装置M5において、前述の装置M1,M2,M3,M4と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
ここで、一対の作業ヘッド150´に設けられたワーク保持機構152´は、ワークとして完成品Wを保持して移載するものである。
また、この装置M5においては、二つの搬送機構210及び保持機構220が隣接してそれぞれ設けられている。
一方の搬送機構210及び保持機構220は、上流側の工程(例えば、装置M4)から搬送されてきた収納パレットPを、所定の搬入位置に搬入して位置決めするものであり、他方の搬送機構210及び保持機構220は、別の搬送ラインL´から搬送されてきた空のパレット(トレイ)P´を、所定の搬入位置に搬入して位置決めすると共に、作業ヘッド150´により組付けが完了した完成品が移載されると、再びパレットP´を下流側の搬送ラインL´に向けて搬出するものである。
また、この装置M5においては、二つの搬送機構210及び保持機構220が隣接してそれぞれ設けられている。
一方の搬送機構210及び保持機構220は、上流側の工程(例えば、装置M4)から搬送されてきた収納パレットPを、所定の搬入位置に搬入して位置決めするものであり、他方の搬送機構210及び保持機構220は、別の搬送ラインL´から搬送されてきた空のパレット(トレイ)P´を、所定の搬入位置に搬入して位置決めすると共に、作業ヘッド150´により組付けが完了した完成品が移載されると、再びパレットP´を下流側の搬送ラインL´に向けて搬出するものである。
すなわち、一対のワーク保持機構152´は、一対の可動フレーム140が一対の固定フレーム130にガイドされつつ水平方向(Y方向)に同期して(お互いに近接及び離隔するように)適宜駆動され、かつ、一対の作業ヘッド150´が可動フレーム140にガイドされつつ水平方向(X方向)に同期して(お互いに同一方向に)適宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内の所望の位置に移動させられ、又、昇降機構154が同期して(同一の方向に)適宜駆動されることにより、上下方向(Z方向)の所望の同一高さ位置に移動させられることで、全体として同期して3次元的に移動させられる。
このように、一対のワーク保持機構152´は、同期して3次元的に駆動されることにより、お互いに協働してワーク(完成品)Wを保持しかつ解放して、収納パレットPからパレットP´に移載することができるようになっている。
このように、一対のワーク保持機構152´は、同期して3次元的に駆動されることにより、お互いに協働してワーク(完成品)Wを保持しかつ解放して、収納パレットPからパレットP´に移載することができるようになっている。
上記構成の装置M5によれば、装置M1,M2,M3,M4と同様に、門型の一対の固定フレーム130、両持ち型の一対の可動フレーム140を採用するため、構造の簡素化、小型化、省スペース化を達成しつつ、全体の構造を堅固にすることができ、従来の片持ち型フレームのような撓みあるいは揺れ等を防止して、安定した動作が得られる。
また、制御盤240により、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワーク(完成品)Wをお互いに協働して保持(把持)し、所定の位置(空のパレットP´)に移載することができる。
このように、一対の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させて3次元的に移動させることで、比較的大物のワークを高精度かつ確実にさらには迅速に移載することができ、作業効率を向上させることができる。
また、制御盤240により、一方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させて適宜駆動制御することにより、下方に位置するワーク(完成品)Wをお互いに協働して保持(把持)し、所定の位置(空のパレットP´)に移載することができる。
このように、一対の可動フレーム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させて3次元的に移動させることで、比較的大物のワークを高精度かつ確実にさらには迅速に移載することができ、作業効率を向上させることができる。
次に、上記装置M1,M2,M3,M4,M5を含むワーク自動作業ラインの動作について、図20ないし図38を参照しつつ説明する。
先ず、収納パレットPには、組立対象物(底板)W0が載置部11に収納され、ワーク(補助金具)W1及びワーク(ネジ)W4が最上段の引出し状箱21に収納され,ワーク(液晶パネル)W2が中段の引出し状箱22に収納され,ワーク(外枠)W3が最下段の引出し状箱23に収納される。
先ず、収納パレットPには、組立対象物(底板)W0が載置部11に収納され、ワーク(補助金具)W1及びワーク(ネジ)W4が最上段の引出し状箱21に収納され,ワーク(液晶パネル)W2が中段の引出し状箱22に収納され,ワーク(外枠)W3が最下段の引出し状箱23に収納される。
<装置M1の移載組付けステーションにおける作業>
そして、この収納パレットPが、外部の搬送ラインLにより装置M1まで搬送されると、搬送機構210が作動して、収納パレットPを装置M1内の搬入位置まで搬入して停止させ(図20中のS1,S2)、保持機構220が作動して、担持テーブル221により収納パレットPを所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図20中のS3)。
そして、この収納パレットPが、外部の搬送ラインLにより装置M1まで搬送されると、搬送機構210が作動して、収納パレットPを装置M1内の搬入位置まで搬入して停止させ(図20中のS1,S2)、保持機構220が作動して、担持テーブル221により収納パレットPを所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図20中のS3)。
続いて、引出し機構230の水平移動ユニット231が、一対の把持片231aを上下方向(Z方向)及び水平方向(X方向)に移動させて取っ手21aを把持させ(図21中のS4)、最上段に位置する引出し状箱21を所定の引出し位置まで引き出す(図21中のS5)。このとき、保持ユニット232が、引出し状箱21をX方向にガイドしつつ、所定の引出し位置(保持片232a)において、引出し状箱21を堅固に(ガタツキを生じないように)保持する。
続いて、一対の作業ヘッド150及び可動フレーム140が独立してそれぞれ駆動されて、一対のワーク保持機構152(一対の把持片152)が上方から引出し状箱21に近づいてワークW1を把持(保持)し(図21中のS6、図22中のS7)、引出し状箱21から取り出して搬入位置に位置決めされた収納パレットPの最上部(載置部11)に収納された組立対象物W0の上方に移動させる(図22中のS8)。また、引出し機構230は、ワーク(ネジ)W4だけ収納された引出し状箱21を筐体10内に押し込んで元の位置に戻す(図22中のS8)。
続いて、一対の作業ヘッド150が、把持(保持)したワークW1をそれぞれ下降させて、組立対象物W0に組付ける(図22中のS9)。このとき、ワークW1の向きが所望の角度位置からずれている場合は、回転機構153により適宜最適な向きに調整される。
また、引出し機構230は、取っ手21aを解放した後待機位置に向けて後退する(図22中のS9)。さらに、一対の作業ヘッド150は、ワークW1を解放して上昇し(図23中のS10)、所定の待機位置まで戻る。
そして、保持機構220が担持テーブル221を下降させて、収納パレットPを搬送面211に移載すると、搬送機構210が作動して収納パレットPを下流側の装置M2に向けて搬出する(図23中のS11)。
また、引出し機構230は、取っ手21aを解放した後待機位置に向けて後退する(図22中のS9)。さらに、一対の作業ヘッド150は、ワークW1を解放して上昇し(図23中のS10)、所定の待機位置まで戻る。
そして、保持機構220が担持テーブル221を下降させて、収納パレットPを搬送面211に移載すると、搬送機構210が作動して収納パレットPを下流側の装置M2に向けて搬出する(図23中のS11)。
<装置M2の移載組付けステーションにおける作業>
次に、収納パレットPが、装置M2に搬送されると(図24中のS12)、搬送機構210が作動して、収納パレットPを装置M2内の搬入位置まで搬入して停止させ(図24中のS13)、保持機構220が作動して、担持テーブル221により収納パレットPを所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図24中のS14)。
次に、収納パレットPが、装置M2に搬送されると(図24中のS12)、搬送機構210が作動して、収納パレットPを装置M2内の搬入位置まで搬入して停止させ(図24中のS13)、保持機構220が作動して、担持テーブル221により収納パレットPを所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図24中のS14)。
続いて、引出し機構230の水平移動ユニット231が、一対の把持片231aを上下方向(Z方向)及び水平方向(X方向)に移動させて取っ手22aを把持させ(図25中のS15)、中段に位置する引出し状箱22を所定の引出し位置まで引き出す(図25中のS16)。このとき、保持ユニット232が、引出し状箱22をX方向にガイドしつつ、所定の引出し位置(保持片232b)において、引出し状箱22を堅固に(ガタツキを生じないように)保持する。
続いて、一対の作業ヘッド150´及び可動フレーム140が同期して駆動されて、一対のワーク保持機構152´(一対の把持片152´)が上方から引出し状箱22に近づいてワークW2を把持(保持)し(図25中のS17、図26中のS18)、引出し状箱22から取り出して搬入位置に位置決めされた収納パレットPの最上部(載置部11)に収納された組立対象物W0,W1の上方に移動させる(図26中のS19)。また、引出し機構230は、空になった引出し状箱22を筐体10内に押し込んで元の位置に戻す(図26中のS19)。
続いて、一対の作業ヘッド150´が、同期して把持(保持)したワークW2を下降させて、組立対象物W0に組付ける(図26中のS20)。このとき、ワークW2の向きが水平方向から傾斜している場合、又は、傾斜姿勢から水平姿勢に姿勢を変更しながら組付ける必要がある場合は、図38に示すように、姿勢調整機構153´により,適宜最適な向き(水平)に調整される。
また、引出し機構230は、取っ手22aを解放した後、待機位置に向けて後退する(図26中のS20)。
さらに、一対の作業ヘッド150´は、ワークW2を解放して上昇し所定の待機位置まで戻る(図27中のS21,S22)。
そして、保持機構220が担持テーブル221を下降させて、収納パレットPを搬送面211に移載すると、搬送機構210が作動して収納パレットPを下流側の装置M3に向けて搬出する(図27中のS22,S23)。
また、引出し機構230は、取っ手22aを解放した後、待機位置に向けて後退する(図26中のS20)。
さらに、一対の作業ヘッド150´は、ワークW2を解放して上昇し所定の待機位置まで戻る(図27中のS21,S22)。
そして、保持機構220が担持テーブル221を下降させて、収納パレットPを搬送面211に移載すると、搬送機構210が作動して収納パレットPを下流側の装置M3に向けて搬出する(図27中のS22,S23)。
<装置M3の移載組付けステーションにおける作業>
次に、収納パレットPが、装置M3に搬送されると(図28中のS24)、搬送機構210が作動して、収納パレットPを装置M3内の搬入位置まで搬入して停止させ(図28中のS25)、保持機構220が作動して、担持テーブル221により収納パレットPを所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図28中のS26)。
次に、収納パレットPが、装置M3に搬送されると(図28中のS24)、搬送機構210が作動して、収納パレットPを装置M3内の搬入位置まで搬入して停止させ(図28中のS25)、保持機構220が作動して、担持テーブル221により収納パレットPを所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図28中のS26)。
続いて、引出し機構230の水平移動ユニット231が、一対の把持片231aを上下方向(Z方向)及び水平方向(X方向)に移動させて取っ手23aを把持させ、最下段に位置する引出し状箱23を所定の引出し位置まで引き出す(図29中のS27)。このとき、保持ユニット232が、引出し状箱23をX方向にガイドしつつ、所定の引出し位置(保持片232c)において、引出し状箱23を堅固に(ガタツキを生じないように)保持する。
続いて、一対の作業ヘッド150´及び可動フレーム140が同期して駆動されて、一対のワーク保持機構152´(一対の把持片152´)が上方から引出し状箱22に近づいてワークW3を把持(保持)し、引出し状箱23から取り出して搬入位置に位置決めされた収納パレットPの最上部(載置部11)に収納された組立対象物W2(W0,W1)の上方に移動させる(図29中のS28)。また、引出し機構230は、空になった引出し状箱23を筐体10内に押し込んで元の位置に戻した後待機位置に戻る(図29中のS28)。また、一対の作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)が独立して駆動されて、ワークW2(W1,W0)を上方から撮影し、ワークW2の組付け位置を確認する(図29中のS27,S28)。
続いて、一対の作業ヘッド150´が、同期して把持(保持)したワークW3を下降させて組立対象物W0(ワークW2の上面)に組付ける。このとき、ワークW3の向きが水平方向から傾斜している場合、又は、傾斜姿勢から水平姿勢に姿勢を変更しながら組付ける必要がある場合は、図38に示すように、姿勢調整機構153´により、適宜最適な向き(水平)に調整される。そして、一対の作業ヘッド150´は、ワークW3を解放して上昇し所定の待機位置まで戻る(図30中のS29)。
そして、保持機構220が担持テーブル221を下降させて、収納パレットPを搬送面211に移載すると、搬送機構210が作動して収納パレットPを下流側の装置M4に向けて搬出する(図30中のS29,S30)。
そして、保持機構220が担持テーブル221を下降させて、収納パレットPを搬送面211に移載すると、搬送機構210が作動して収納パレットPを下流側の装置M4に向けて搬出する(図30中のS29,S30)。
<装置M4の締結ステーションにおける作業>
次に、収納パレットPが、装置M4に搬送されると(図31中のS31)、搬送機構210が作動して、収納パレットPを装置M4内の搬入位置まで搬入して停止させ(図32中のS32)、保持機構220が作動して、担持テーブル221により収納パレットPを所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図33中のS33)。
次に、収納パレットPが、装置M4に搬送されると(図31中のS31)、搬送機構210が作動して、収納パレットPを装置M4内の搬入位置まで搬入して停止させ(図32中のS32)、保持機構220が作動して、担持テーブル221により収納パレットPを所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図33中のS33)。
続いて、一対の作業ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)が独立して駆動されて、ワークW3(W2,W1,W0)を上方から撮影し、ワークW4の締結位置を確認する(図32中のS34)。
そして、引出し機構230の水平移動ユニット231が、一対の把持片231aを上下方向(Z方向)及び水平方向(X方向)に移動させて取っ手21aを把持させ、最上段に位置する引出し状箱21を所定の引出し位置まで引き出す(図32中のS35)。このとき、保持ユニット232が、引出し状箱21をX方向にガイドしつつ、所定の引出し位置(保持片232a)において、引出し状箱21を堅固に(ガタツキを生じないように)保持する。
そして、引出し機構230の水平移動ユニット231が、一対の把持片231aを上下方向(Z方向)及び水平方向(X方向)に移動させて取っ手21aを把持させ、最上段に位置する引出し状箱21を所定の引出し位置まで引き出す(図32中のS35)。このとき、保持ユニット232が、引出し状箱21をX方向にガイドしつつ、所定の引出し位置(保持片232a)において、引出し状箱21を堅固に(ガタツキを生じないように)保持する。
続いて、一対の作業ヘッド150´´´及び可動フレーム140が独立して駆動されて、一対のワーク保持締結機構152´´´が上方から引出し状箱21に近づいてワークW4を保持し、引出し状箱21から取り出す(図32中のS36)。
続いて、一対の作業ヘッド150´´´が独立して駆動されて、ワークW4を搬入位置に位置決めされた収納パレットPの最上部(載置部11)に収納された組立対象物W0(W1,W2,W3)の上方に移動させ、下降して所定の締結位置に締結する。一対の作業ヘッド150´´´はそれぞれ二度往復して全てのワークW4を移載して締結する(図33中のS37)。
続いて、一対の作業ヘッド150´´´が独立して駆動されて、ワークW4を搬入位置に位置決めされた収納パレットPの最上部(載置部11)に収納された組立対象物W0(W1,W2,W3)の上方に移動させ、下降して所定の締結位置に締結する。一対の作業ヘッド150´´´はそれぞれ二度往復して全てのワークW4を移載して締結する(図33中のS37)。
続いて、一対の作業ヘッド150´´´はそれぞれ独立して駆動されて、待機位置に戻ると共に、引出し機構230は、空になった引出し状箱21を筐体10内に押し込んで元の位置に戻した後待機位置に戻る(図33中のS38,S39)。
そして、保持機構220が担持テーブル221を下降させて、収納パレットPを搬送面211に移載すると、搬送機構210が作動して収納パレットPを下流側の装置M5に向けて搬出する(図33中のS38,S39)。
そして、保持機構220が担持テーブル221を下降させて、収納パレットPを搬送面211に移載すると、搬送機構210が作動して収納パレットPを下流側の装置M5に向けて搬出する(図33中のS38,S39)。
<装置M5の移載ステーションにおける作業>
次に、収納パレットPが、装置M5に搬送され、又、搬送ラインL´により空のパレットP´が搬送されると(図34中のS40)、搬送機構210,210がそれぞれ作動して、収納パレットP及びパレットP´を装置M5内の搬入位置まで搬入して停止させ(図34中のS41)、保持機構220,220がそれぞれ作動して、担持テーブル221により収納パレットP及びパレットP´を所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図34中のS42)。
次に、収納パレットPが、装置M5に搬送され、又、搬送ラインL´により空のパレットP´が搬送されると(図34中のS40)、搬送機構210,210がそれぞれ作動して、収納パレットP及びパレットP´を装置M5内の搬入位置まで搬入して停止させ(図34中のS41)、保持機構220,220がそれぞれ作動して、担持テーブル221により収納パレットP及びパレットP´を所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図34中のS42)。
続いて、一対の作業ヘッド150´及び可動フレーム140が同期して駆動されて、一対のワーク保持機構152´(一対の把持片152a´)が収納パレットPの上方に移動し(図35中のS43)、上方から収納パレットPに近づいてワーク(完成品)Wを把持(保持)し(図35中のS44)、そのワーク(完成品)Wを他方のパレットP´の上方に移動させる(図35中のS45)。
続いて、一対の作業ヘッド150´が、同期して把持(保持)したワーク(完成品)Wを下降させて、パレットP´に載置する(図36中のS46)。このとき、ワーク(完成品)Wの向きが水平方向から傾斜している場合は、図38に示すように、姿勢調整機構153´により,適宜最適な向き(水平)に調整される。
その後、一対の作業ヘッド150´は、ワーク(完成品)Wを解放して上昇し所定の待機位置まで戻る(図36中のS47)。
そして、保持機構220,220が担持テーブル221,221をそれぞれ下降させて、収納パレットP及びパレットP´を搬送面211,211にそれぞれ移載すると(図37中のS48)、搬送機構210が作動して空の収納パレットPを下流側の搬送ラインLに向けて搬出すると共に、他の搬送機構210が作動してワーク(完成品)Wを載置したパレットP´を下流側の搬送ラインL´に向けて搬出する(図37中のS49)。
その後、一対の作業ヘッド150´は、ワーク(完成品)Wを解放して上昇し所定の待機位置まで戻る(図36中のS47)。
そして、保持機構220,220が担持テーブル221,221をそれぞれ下降させて、収納パレットP及びパレットP´を搬送面211,211にそれぞれ移載すると(図37中のS48)、搬送機構210が作動して空の収納パレットPを下流側の搬送ラインLに向けて搬出すると共に、他の搬送機構210が作動してワーク(完成品)Wを載置したパレットP´を下流側の搬送ラインL´に向けて搬出する(図37中のS49)。
上記のように、このワーク自動作業システムは、複数の作業ステーションを構成する複数のワーク自動作業装置M1,M2,M3,M4,M5が、一対の固定フレーム130,一対の可動フレーム140,所定の作業を施す(作業ステーション毎の作業を施すように形成された)一対の作業ヘッド150,150´,150´´,150´´´,制御盤240からなる共通の構成により形成されるため、構造の共通化による全体としての簡素化、制御シーケンスの簡素化(画一化)等を達成できる。
したがって、搬送装置(搬送ラインL,搬送機構210)により、ワークを上流側の作業ステーションから下流側の作業ステーションに搬送しつつ、所定の組立対象物W0に対して作業ステーション毎に種々のワークW1,W2,W3,W4を組付けることで、全体として製品(完成品W)を効率良く完成させることができる。
さらに、複数のワーク自動作業装置と搬送装置の配列を適宜選定することにより、種々の製品に対応するワーク自動作業システムを設定することができる。
したがって、搬送装置(搬送ラインL,搬送機構210)により、ワークを上流側の作業ステーションから下流側の作業ステーションに搬送しつつ、所定の組立対象物W0に対して作業ステーション毎に種々のワークW1,W2,W3,W4を組付けることで、全体として製品(完成品W)を効率良く完成させることができる。
さらに、複数のワーク自動作業装置と搬送装置の配列を適宜選定することにより、種々の製品に対応するワーク自動作業システムを設定することができる。
図39ないし図41は、本発明に係るワーク自動作業装置M6のさらに他の実施形態を示すものであり、図42ないし図47は、このワーク自動作業装置M6の動作を説明するものである。この実施形態においては、前述のような装置M1〜M4を用いて組付けられた小さい製品W´(例えば、小型のフラットパネルディスプレイ)と大きい製品W´´(例えば、大型のフラットパネルディスプレイ)を同時に収納した収納パレットPから別のパレット(トレイ)P´に、製品W´,W´´を移載する移載作業を行うものである。
ワーク自動作業装置M6は、図39ないし図41に示すように、ベース100、直立フレーム110、水平フレーム120、一対の固定フレーム130´、一対の可動フレーム140´、一対の可動フレーム140´に対してその伸長方向(X方向)に可動に支持されてワーク(組付けが完了した完成品)W´,W´´に対して所定の作業を施すニ対の作業ヘッド150´´´´、2つの搬送機構210、2つの保持機構220、制御盤240等を備えている。尚、この装置M6において、前述の装置M1,M2,M3,M4,M5と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
一対の固定フレーム130´は、図39ないし図41に示すように、矩形断面をなして水平方向(Y方向)に伸長するように形成され、その両端を含む下面が直立フレーム110及び水平フレーム120に固定されて、全体として門型フレームを形成している。
また、一対の固定フレーム130´の一方は、Y方向に伸長するガイドレール131´、一対の可動フレーム140´にそれぞれ設けられた後述する歯車141が噛合する´べくY方向に伸長するラック132´を備え、一対の固定フレーム130´の他方は、Y方向に伸長するガイドレール131´、一対の可動フレーム140´にそれぞれ設けられた後述するローラ142´が転動するべくY方向に伸長するレール133´を備えている。
そして、一対の固定フレーム130´は、一対の可動フレーム140´を、その伸長方向(Y方向)に往復動自在に支持している。
また、一対の固定フレーム130´の一方は、Y方向に伸長するガイドレール131´、一対の可動フレーム140´にそれぞれ設けられた後述する歯車141が噛合する´べくY方向に伸長するラック132´を備え、一対の固定フレーム130´の他方は、Y方向に伸長するガイドレール131´、一対の可動フレーム140´にそれぞれ設けられた後述するローラ142´が転動するべくY方向に伸長するレール133´を備えている。
そして、一対の固定フレーム130´は、一対の可動フレーム140´を、その伸長方向(Y方向)に往復動自在に支持している。
一対の可動フレーム140´は、図39ないし図41に示すように、矩形断面をなして固定フレーム130´の伸長方向(Y方向)に垂直な水平方向(X方向)に伸長するように形成され、その両端(下面)が一対の固定フレーム130´に対して水平方向(Y方向)に往復動自在に支持された両持ち型フレームを形成している。
また、一対の可動フレーム140´は、それぞれ、固定フレーム130´のラック132´に噛合する歯車141´、固定フレーム130´のレール133´を転動するローラ142´、歯車141´及びローラ142´を直結する連結軸143´、連結軸143´を回転駆動するモータ144´、作業ヘッド150´´´´の後述する歯車151aが噛合するべくX方向に伸長するラック145´等を備えている。
そして、一対の可動フレーム140´は、それぞれ2つの作業ヘッド150´´´´を、その伸長方向(X方向)に往復動自在に支持している。
また、一対の可動フレーム140´は、それぞれ、固定フレーム130´のラック132´に噛合する歯車141´、固定フレーム130´のレール133´を転動するローラ142´、歯車141´及びローラ142´を直結する連結軸143´、連結軸143´を回転駆動するモータ144´、作業ヘッド150´´´´の後述する歯車151aが噛合するべくX方向に伸長するラック145´等を備えている。
そして、一対の可動フレーム140´は、それぞれ2つの作業ヘッド150´´´´を、その伸長方向(X方向)に往復動自在に支持している。
二対の作業ヘッド150´´´´は、図39ないし図41に示すように、それぞれ、可動フレーム140´のラック145´に噛合する歯車151a、歯車151aを回転駆動するモータ151b、その下端領域に設けられてワーク(ここでは、完成品W´,W´´)を保持する把持片152a´を有するワーク保持機構152´、ワークを保持した状態で鉛直軸(Z軸)回りに回転可能な回転機構153、ワーク保持機構152´及び回転機構153を一緒に上下方向(Z方向)に昇降させる昇降機構154等を備えている。
すなわち、ワーク保持機構152´は、一対の可動フレーム140´が一対の固定フレーム130´にガイドされつつ水平方向(Y方向)に適宜駆動され、かつ、二対の作業ヘッド150´´´´が可動フレーム140´にガイドされつつ水平方向(X方向)に適宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内の所望の位置に移動させられ、又、昇降機構154が適宜駆動されることにより、上下方向(Z方向)の所望の高さ位置に移動させられ、全体として3次元的に移動させられることになる。
また、ワーク保持機構152´は、回転機構153が適宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内において所望の向きに方向付けられることになる。
また、ワーク保持機構152´は、回転機構153が適宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内において所望の向きに方向付けられることになる。
また、この装置M6においては、二つの搬送機構210及び保持機構220が隣接してそれぞれ設けられている。
一方の搬送機構210及び保持機構220は、上流側の工程から搬送されてきた収納パレットPを、所定の搬入位置に搬入して位置決めするものであり、他方の搬送機構210及び保持機構220は、別の搬送ラインから搬送されてきた空のパレット(トレイ)P´を、所定の搬入位置に搬入して位置決めすると共に、作業ヘッド150´´´´により完成品W´,W´´が移載されると、再びパレットP´を下流側の搬送ラインに向けて搬出するものである。
一方の搬送機構210及び保持機構220は、上流側の工程から搬送されてきた収納パレットPを、所定の搬入位置に搬入して位置決めするものであり、他方の搬送機構210及び保持機構220は、別の搬送ラインから搬送されてきた空のパレット(トレイ)P´を、所定の搬入位置に搬入して位置決めすると共に、作業ヘッド150´´´´により完成品W´,W´´が移載されると、再びパレットP´を下流側の搬送ラインに向けて搬出するものである。
すなわち、ニ対のワーク保持機構152´は、一対の可動フレーム140´が一対の固定フレーム130´にガイドされつつ水平方向(Y方向)に同期して(お互いに近接及び離隔するように)適宜駆動され、かつ、ニ対の作業ヘッド150´´´´が可動フレーム140´にガイドされつつ水平方向(X方向)に同期して(お互いに同一方向に)適宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内の所望の位置に移動させられ、又、昇降機構154が同期して(同一の方向に)適宜駆動されることにより、上下方向(Z方向)の所望の同一高さ位置に移動させられることで、全体として同期して3次元的に移動させられる。
このように、ニ対のワーク保持機構152´は、同期して3次元的に駆動されることにより、お互いに協働してワーク(完成品W´,W´´)を保持しかつ解放して、収納パレットPからパレットP´に移載することができるようになっている。
このように、ニ対のワーク保持機構152´は、同期して3次元的に駆動されることにより、お互いに協働してワーク(完成品W´,W´´)を保持しかつ解放して、収納パレットPからパレットP´に移載することができるようになっている。
上記構成の装置M6によれば、装置M1,M2,M3,M4,M5と同様に、門型の一対の固定フレーム130´、両持ち型の一対の可動フレーム140´を採用するため、構造の簡素化、小型化、省スペース化を達成しつつ、全体の構造を堅固にすることができ、従来の片持ち型フレームのような撓みあるいは揺れ等を防止して、安定した動作が得られる。
また、制御盤240により、一対の可動フレーム140´及び二対の作業ヘッド150´´´´(ワーク保持機構152´)を同期させて3次元的に移動させるべく適宜駆動制御することにより、下方に位置する比較的大物のワーク(完成品W´,W´´)をお互いに協働して保持(把持)し、所定の位置(空のパレットP´)に、高精度かつ確実にさらには迅速に移載することができ、作業効率を向上させることができる。
また、制御盤240により、一対の可動フレーム140´及び二対の作業ヘッド150´´´´(ワーク保持機構152´)を同期させて3次元的に移動させるべく適宜駆動制御することにより、下方に位置する比較的大物のワーク(完成品W´,W´´)をお互いに協働して保持(把持)し、所定の位置(空のパレットP´)に、高精度かつ確実にさらには迅速に移載することができ、作業効率を向上させることができる。
次に、この装置M6の動作について、図42ないし図47を参照しつつ説明する。
先ず、収納パレットPには、組付けが完了した小物のワーク(完成品)W´(すなわち、小型のフラットパネルディスプレイ)と大物のワーク(完成品)W´´(すなわち、大型のフラットパネルディスプレイ)が収納されている。
そして、この収納パレットPが装置M6に搬送され、かつ、別の搬送ラインにより空のパレットP´が搬送されてくると(図42中のS1)、搬送機構210,210がそれぞれ作動して、収納パレットP及びパレットP´を装置M6内の搬入位置まで搬入して停止させ(図42中のS2)、保持機構220,220がそれぞれ作動して、担持テーブル221により収納パレットP及びパレットP´を所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図42中のS3)。
先ず、収納パレットPには、組付けが完了した小物のワーク(完成品)W´(すなわち、小型のフラットパネルディスプレイ)と大物のワーク(完成品)W´´(すなわち、大型のフラットパネルディスプレイ)が収納されている。
そして、この収納パレットPが装置M6に搬送され、かつ、別の搬送ラインにより空のパレットP´が搬送されてくると(図42中のS1)、搬送機構210,210がそれぞれ作動して、収納パレットP及びパレットP´を装置M6内の搬入位置まで搬入して停止させ(図42中のS2)、保持機構220,220がそれぞれ作動して、担持テーブル221により収納パレットP及びパレットP´を所定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位置に保持する(図42中のS3)。
続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´及び一対の可動フレーム140´が独立して駆動されて、ニ対のワーク保持機構152´(ニ対の把持片152a´)が収納パレットPの下流側上方に移動し(図43中のS4,S5)、上方から収納パレットPに近づいて小さいワークW´を把持(保持)する(図43中のS6)。このとき、必要に応じて回転機構153を駆動させて、ワークW´を最適な位置で把持(保持)できるように、把持片152a´の向きを適宜調整する。
続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´及び一対の可動フレーム140´が同期して駆動されて、その把持したワークW´を他方のパレットP´の上流側上方に移動させる(図44中のS7)。
続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´及び一対の可動フレーム140´が同期して駆動されて、その把持したワークW´を他方のパレットP´の上流側上方に移動させる(図44中のS7)。
続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´が、同期して把持(保持)したワークW´を下降させて、パレットP´上の上流側位置に載置する(図44中のS8)。その後、ニ対の作業ヘッド150´´´´は、ワークW´を解放して上昇し所定の待機位置まで戻る(図44中のS9)。
続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´及び一対の可動フレーム140´が独立して駆動されて、ニ対のワーク保持機構152´(ニ対の把持片152a´)が収納パレットPの上流側上方に移動し(図45中のS10,S11)、上方から収納パレットPに近づいて大きいワークW´´を把持(保持)する(図45中のS12)。このとき、必要に応じて回転機構153を駆動させて、ワークW´´を最適な位置で把持(保持)できるように、把持片152a´の向きを適宜調整する。
続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´及び一対の可動フレーム140´が同期して駆動されて、その把持したワークW´´を他方のパレットP´の下流側上方に移動させる(図46中のS13)。
続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´及び一対の可動フレーム140´が同期して駆動されて、その把持したワークW´´を他方のパレットP´の下流側上方に移動させる(図46中のS13)。
続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´が、同期して把持(保持)したワークW´´を下降させて、パレットP´上の下流側位置に載置する(図46中のS14)。その後、ニ対の作業ヘッド150´´´´は、ワークW´´を解放して上昇し所定の待機位置まで戻る(図46中のS15)。
これにより、パレットP´には、収納パレットPに収納されていた順序と逆の状態で、ワークW´,W´´が載置されることになる(図47中のS16)。
これにより、パレットP´には、収納パレットPに収納されていた順序と逆の状態で、ワークW´,W´´が載置されることになる(図47中のS16)。
そして、保持機構220,220が担持テーブル221,221をそれぞれ下降させて、収納パレットP及びパレットP´を搬送面211,211にそれぞれ移載すると(図47中のS17)、搬送機構210が作動して空の収納パレットPを下流側の搬送ラインに向けて搬出すると共に、他の搬送機構210が作動してワークW´,W´´を載置したパレットP´を下流側の搬送ラインに向けて搬出する(図47中のS18)。
このように、装置M6によれば、複数のワークW´,W´´を移載する作業を、迅速に、効率よく、かつ高精度に行うことができる。
このように、装置M6によれば、複数のワークW´,W´´を移載する作業を、迅速に、効率よく、かつ高精度に行うことができる。
上記のように、このワーク自動作業装置M6は、前述のワーク自動作業装置M1,M2,M3,M4,M5と同様に、一対の固定フレーム130´,一対の可動フレーム140´,所定の作業を施すニ対の作業ヘッド150´´´´,制御盤240からなる共通の構成により形成されるため、構造の共通化による全体としての簡素化、制御シーケンスの簡素化(画一化)等を達成できる。
また、4つの作業ヘッド150´´´´は、ワークW´,W´´を協働して保持するため、ワークW´,W´´の重量が各作業ヘッド150´´´´に分配されて、一つの作業ヘッド150´´´´に加わる負荷が軽減され、それ故に、装置の簡素化を達成できる。さらに、それぞれの可動フレーム140´及び作業ヘッド150´´´´は、各々駆動機構を構成するため、水平フレーム120で画定される平面領域を移動することができる。
また、4つの作業ヘッド150´´´´は、ワークW´,W´´を協働して保持するため、ワークW´,W´´の重量が各作業ヘッド150´´´´に分配されて、一つの作業ヘッド150´´´´に加わる負荷が軽減され、それ故に、装置の簡素化を達成できる。さらに、それぞれの可動フレーム140´及び作業ヘッド150´´´´は、各々駆動機構を構成するため、水平フレーム120で画定される平面領域を移動することができる。
以上述べたように、上記実施形態においては、収納パレットPとして、上下に収納部をもつものを示したが、これに限定されるものではない。
上記実施形態においては、液晶モジュールを完成させるために、5つの装置M1〜M5を含むワーク自動作業システムを示したが、これに限定されるものではなく、種々の製品に応じてワーク自動作業装置の配列順序及び個数を適宜設定することができる。
また、上記実施形態においては、完成品W´,W´´を移載する装置M6を示したが、この装置M6の上流側において、各作業ステーションにおいて、2つの完成品W´,W´´を構成する部品を組付けるべく装置M1〜M5に対応するような装置を配列して、全体としてワーク作業システムを構成してもよい。
さらに、装置M6における可動フレーム140´が長尺になった場合、連結軸143´を取り除き、ローラ142´及びレール133´の替わりに歯車及びラックを採用し、歯車にモータを直結して、既存のモータ144´と同期して駆動制御するように構成してもよい。
上記実施形態においては、液晶モジュールを完成させるために、5つの装置M1〜M5を含むワーク自動作業システムを示したが、これに限定されるものではなく、種々の製品に応じてワーク自動作業装置の配列順序及び個数を適宜設定することができる。
また、上記実施形態においては、完成品W´,W´´を移載する装置M6を示したが、この装置M6の上流側において、各作業ステーションにおいて、2つの完成品W´,W´´を構成する部品を組付けるべく装置M1〜M5に対応するような装置を配列して、全体としてワーク作業システムを構成してもよい。
さらに、装置M6における可動フレーム140´が長尺になった場合、連結軸143´を取り除き、ローラ142´及びレール133´の替わりに歯車及びラックを採用し、歯車にモータを直結して、既存のモータ144´と同期して駆動制御するように構成してもよい。
以上述べたように、本発明のワーク自動作業装置及びワーク自動作業システムは、構造の簡素化、小型化、設備を設置する面積の省スペース化等を達成しつつ、製品の組立てを行うことができるため、液晶モジュール等の生産に適用できるのは勿論のこと、電子機器あるいは機械等の分野おける小物〜大物の製品の組立て、移載、測定、検査等の種々の作業を施すのに有用である。
Claims (9)
- 水平方向において搬入されてきたワークに対して所定の作業を施すワーク自動作業装置であって、
水平方向に伸長すると共に少なくとも両端が固定された一対の固定フレームと、
前記固定フレームの伸長方向に垂直な水平方向に伸長すると共に両端が前記一対の固定フレームに可動に支持された一対の可動フレームと、
前記一対の可動フレームに対してその伸長方向に可動にそれぞれ設けられてワークに対して上方から近づいて所定の作業を施す少なくとも一対の作業ヘッドと、
前記一対の可動フレーム及び作業ヘッドを駆動制御する制御手段と、
を含む、ワーク自動作業装置。 - 前記一対の作業ヘッドは、ワークを移載するべく,それぞれ上下方向に昇降自在に駆動されるワーク保持機構を含み、
前記制御手段は、お互いに協働してワークを保持するべく,前記一対の可動フレーム及び作業ヘッドを同期させて駆動制御する、
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のワーク自動作業装置。 - 前記一対の作業ヘッドは、ワークを移載するべく,それぞれ上下方向に昇降自在に駆動されるワーク保持機構を含み、
前記制御手段は、それぞれにワークを保持するべく,前記一対の可動フレーム及び作業ヘッドを独立させて駆動制御する、
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のワーク自動作業装置。 - 前記ワーク保持機構は、保持されたワークの姿勢を調整する姿勢調整機構を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第2項に記載のワーク自動作業装置。 - 前記一対の作業ヘッドは、ワークを移載して締結するべく,それぞれ上下方向に昇降自在に駆動されるワーク保持締結機構を含み、
前記制御手段は、前記一対の可動フレーム及び作業ヘッドを独立させて駆動制御する、
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のワーク自動作業装置。 - 前記一対の可動フレームの少なくとも一方には、ワークに対して所定の作業を施すべくその伸長方向に可動に複数の作業ヘッドが設けられ、
前記制御手段は、前記複数の作業ヘッドを独立させて駆動制御する、
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のワーク自動作業装置。 - 前記複数の作業ヘッドの少なくとも一つは、ワークを撮影する撮影カメラを含む、
ことを特徴とする請求の範囲第6項に記載のワーク自動作業装置。 - 水平方向において搬入されてきたワークに対して所定の作業を施す複数の作業ステーションを連続して配列したワーク自動作業システムであって、
水平方向に伸長すると共に少なくとも両端が固定された一対の固定フレーム,前記固定フレームの伸長方向に垂直な水平方向に伸長すると共に両端が前記一対の固定フレームに可動に支持された一対の可動フレーム,前記一対の可動フレームに対してその伸長方向に可動にそれぞれ設けられてワークに対して上方から近づいて所定の作業を施す少なくとも一対の作業ヘッド,前記一対の可動フレーム及び作業ヘッドを駆動制御する制御手段を含み,前記複数の作業ステーションをそれぞれ画定する複数のワーク自動作業装置と、
前記複数のワーク自動作業装置を通してワークを搬送する搬送装置と、
を含む、ワーク自動作業システム。 - 前記複数の作業ステーションは、組立対象物にワークを移載して組付ける移載組付けステーションと、組立対象物にワークを移載して締結する締結ステーションと、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第8項に記載のワーク自動作業システム。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110607 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111101 |