(57)【要約】【課題】人による手作業と、ロボットによる作業とを要するワークの組立作業のサイクルタイムを十分に短縮できる組立装置及び組立方法を提供する。【解決手段】本発明のワーク組立装置は、人が第１部品群をパレットに供給する作業を行う第１手作業ステーションと、ロボットが第１部品群で定盤上にワークを組み立てる作業を行う第１ロボットステーションと、パレットと定盤とを第１ロボットステーションから次の手作業ステーションに搬送するコンベアとを備え、第１ロボットステーションにおいてパレット内の第１部品群が取り出された後であり且つロボットによる作業が終了していない段階で、上記次の手作業ステーションへ当該パレットが先行して搬送されるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人が第１部品群をパレットに供給する作業を行う第１手作業ステーションと、
ロボットが前記第１部品群で定盤上にワークを組み立てる作業を行う第１ロボットステーションと、
前記パレットと前記定盤とを前記第１ロボットステーションから次の手作業ステーションに搬送するコンベアと、
を備え、
前記第１ロボットステーションにおいて前記パレット内の前記第１部品群が取り出された後であり且つ前記ロボットによる作業が終了していない段階で、前記次の手作業ステーションへ当該パレットが先行して搬送されるように構成されている、ワーク組立装置。
【請求項２】
前記コンベアは環状に設けられており、前記次の手作業ステーションが前記第１手作業ステーションである、請求項１に記載の組立装置。
【請求項３】
二組の前記パレット及び前記定盤の組み合わせを有し、２つのワークを並行して組み立てるように制御されている、請求項２に記載の組立装置。
【請求項４】
前記コンベアは、始端と終端とを有する、請求項１に記載の組立装置。
【請求項５】
前記次の手作業ステーションとして、第２手作業ステーションを更に備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組立装置。
【請求項６】
前記次の手作業ステーションにおいて、第２部品群が前記パレットに供給される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の組立装置。
【請求項７】
ロボットが前記第２部品群で前記定盤上に更にワークを組み立てる作業を行うステーションを更に備える、請求項６に記載の組立装置。
【請求項８】
前記コンベアは環状に設けられており、前記ロボットによる前記第２部品群の組立が行われる前記ステーションが前記第１ロボットステーションである、請求項７に記載の組立装置。
【請求項９】
前記コンベアの途中に、前記パレット又は前記定盤を配置するためのバッファを更に備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の組立装置。
【請求項１０】
前記手作業ステーションにおける作業は、前記パレットへの部品群の供給に加えてワークの組立作業を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組立装置。
【請求項１１】
前記手作業ステーションにおける作業は配線作業を含む、請求項１０に記載の組立装置。
【請求項１２】
前記ロボットステーションにおける作業はボルト締めを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組立装置。
【請求項１３】
第１手作業ステーションにおいて人が第１部品群をパレットに供給する工程と、
第１ロボットステーションにおいてロボットが前記第１部品群で定盤上にワークを組み立てる工程と、
前記パレットをコンベアによって前記第１手作業ステーションから前記第１ロボットステーションに搬送する工程と、
前記パレットと前記定盤とを前記コンベアによって前記第１ロボットステーションから次の手作業ステーションに搬送する工程と、
を備え、
前記第１ロボットステーションにおいて前記パレット内の前記第１部品群が取り出された後であり且つ前記ロボットによる作業が終了していない段階で、前記次の手作業ステーションへ当該パレットを先行して搬送する、ワーク組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを組み立てるための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業製品を組み立てる過程において、人による手作業と、ロボットによる作業とを要する場合がある。特許文献１は、作業者が部品供給を行うステーションと、ロボットが組立を行うステーションとを有する組立装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６２７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の装置を使用したワークの組立作業は、ロボットが作業を行っている間、人はロボットの作業終了を待ち、他方、人が作業を行っている間、ロボットは人の作業終了を待たざるを得ない場合が多く、このため、組立作業のサイクルタイムを短くすることが困難であった。
【０００５】
本発明は、人による手作業と、ロボットによる作業とを要するワークの組立作業のサイクルタイムを十分に短縮できる装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のワーク組立装置は、人が第１部品群をパレットに供給する作業を行う第１手作業ステーションと、ロボットが第１部品群で定盤上にワークを組み立てる作業を行う第１ロボットステーションと、パレットと定盤とを第１ロボットステーションから次の手作業ステーションに搬送するコンベアとを備え、第１ロボットステーションにおいてパレット内の第１部品群が取り出された後であり且つロボットによる作業が終了していない段階で、上記次の手作業ステーションへ当該パレットが先行して搬送されるように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、人による手作業と、ロボットによる作業とを要するワークの組立作業のサイクルタイムを十分に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施形態に係るワーク組立装置を模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示すワーク組立装置によって組み立てられる産業用ロボットの一例を示す斜視図である。
【図３】第一実施形態に係る組立装置でワークを組み立てる過程を示す平面図である。
【図４】第一実施形態に係る組立装置でワークを組み立てる過程を示す平面図である。
【図５】第二実施形態に係る組立装置でワークを組み立てる過程を示す平面図である。
【図６】第二実施形態に係る組立装置でワークを組み立てる過程を示す平面図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係るワーク組立装置を模式的に示す平面図である。
【図８】本発明の第四実施形態に係るワーク組立装置を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。ここでいう「ワーク」とは、組み立てるべき対象物、例えば工業製品又はその部品を意味する。
【００１０】
＜第一実施形態＞
図１は本発明の第一実施形態に係るワーク組立装置を模式的に示す平面図である。図１に示す組立装置１０は、図２に示す産業用ロボット５０を組み立てるための装置である。産業用ロボット５０は、Ｓ軸、Ｌ軸、Ｕ軸、Ｂ軸、Ｒ軸及びＴ軸を備える。なお、ここでは産業用ロボット５０を組み立てる場合を例示するが、組立対象はこれに限定されるものではない。
【００１１】
組立装置１０は、手作業ステーションＳＭと、ロボットステーションＳＡと、環状のコンベアＣ１と、これらを統合的に制御する制御部１００とを備える。図１に示す状態は、ロボットステーションＳＡにおいて、ロボットＲがＳ軸用部品群５０Ｓで産業用ロボット５０のＳ軸までを定盤Ｑ上に組み立てている。一方、手作業ステーションＳＭにおいて、作業者Ｍが次工程であるＬ軸用部品群５０ＬをパレットＰに準備している。Ｌ軸用部品群５０Ｌは、アーム、モータ、減速機及びボルトなどを含む。なお、産業用ロボット５０を組み立てる過程において、ボルト締めの作業量が多いため、ロボットステーションＳＡにボルト締め作業が可能な複数のロボットＲを配置してもよい（図１参照）。
【００１２】
部品群５０Ｓを載せたパレットＰは、コンベアＣ１上を図１に示す矢印の方向に移動し、一点鎖線で示した位置に停止する。ロボットＲは、停止しているパレットＰ上の部品をピックアップして台１５上に配置する。パレットＰの停止位置はロボットＲに隣接した位置であってロボットステーションＳＡの下流側であることが好ましい。空になったパレットＰは、停止状態が解除されてコンベアＣ１によって再び手作業ステーションＳＭに移送される。
【００１３】
環状のコンベアＣ１としては、例えばローラコンベア又はベルトコンベアを採用できる。コンベアＣ１の下方からピンなどのストッパ（不図示）を突出させることによってパレットＰ及び定盤Ｑを所定の位置に止めて作業を行う場合がある。このような作業を要する場合にはローラとローラの間に隙間があるローラコンベアを採用することが好ましい。
【００１４】
図３を参照しながら、パレットＰと、ワークＷがその上で組み立てられる定盤Ｑとの動きを説明する。コンベアＣ１は、ロボットステーションＳＡにおいてパレットＰ内のＳ軸用部品群（第１部品群）５０Ｓが取り出された後であり且つロボットＲによる作業が終了していない段階で、手作業ステーションＳＭへとパレットＰを返送する（図３（ａ））。すなわち、ロボットＲはパレットＰ上の部品群５０Ｓをピックアップし、台１５上に配置する。空になったパレットＰは手作業ステーションＳＭへ返送される。このように、ロボットＲによる作業の途中でパレットＰが手作業ステーションＳＭに返送されるので、作業者ＭはロボットＲの作業終了を待たずに次の作業を行うことができる。
【００１５】
作業者Ｍは、返送されたパレットＰにＬ軸用部品群（第２部品群）５０Ｌを供給する。部品群５０Ｌの供給作業が終了次第、パレットＰはコンベアＣ１によってロボットステーションＳＡへと搬出される（図３（ｂ））。ロボットステーションＳＡにおけるロボットＲのボルト締め作業が終了すると、ロボットステーションＳＡからＳ軸が装着されたワークＷが定盤Ｑに載せられた状態で手作業ステーションＳＭに送られる。他方、手作業ステーションＳＭからのパレットＰ内の部品群５０ＬはロボットＲによって台１５に載せられる（図４（ａ））。作業者Ｍは、ロボットステーションＳＡからのワークＷの状態を確認した後、ロボットＲが行うことが難しい作業（例えば配線）を手作業で行う（図４（ｂ））。
【００１６】
本実施形態に係る組立方法は、手作業ステーションＳＭにおいて人がＳ軸用部品群５０ＳをパレットＰに供給する工程と、ロボットステーションＳＡにおいてロボットＲが部品群５０Ｓで定盤Ｑ上にワークＷを組み立てる工程と、パレットＰが先行し、その後に定盤Ｑが搬送されるように、コンベアＣ１によってパレットＰ及び定盤Ｑを手作業ステーションＳＭに向けて搬出する工程と、手作業ステーションＳＭにおいて人がロボットステーションＳＡからのパレットＰにＬ軸用部品群５０Ｌを供給する工程とを備える。つまり、本実施形態に係る方法においては、図３（ａ）に示すとおり、ロボットステーションＳＡにおいてパレットＰ内の部品群５０Ｓが取り出された後、ロボットＲによる作業が終了していない段階で、パレットＰが定盤Ｑに先行して手作業ステーションＳＭへと返送される。
【００１７】
本実施形態においては、上記一連の過程をＳ軸の組立、Ｌ軸及びその他の軸の組立ごとに、コンベアＣ１上をパレットＰと定盤Ｑとの一組が循環し、循環ごとにロボットＲが異なる組立作業を行うことで、産業用ロボット５０を組み立てられる。すなわち、作業者Ｍによる部品供給作業及び配線作業と、ロボットＲによる組立作業との組み合わせを必要回数繰り返すことによってＳ軸、Ｌ軸、Ｕ軸、Ｂ軸、Ｒ軸及びＴ軸を備える産業用ロボット５０が組み立てられる。なお、Ｕ軸よりも先端側を別途組み立てておき、これを部品として組立装置１０に供給してもよい。
【００１８】
コンベアＣ１上を所定の回数にわたって循環して組み立てられた産業用ロボット５０は、コンベアＣを通じて次工程へと搬送される。コンベアＣの代わりに自動搬送車（ＡＧＶ）を使用して産業用ロボット５０を次工程へと搬送してもよい。
【００１９】
本実施形態によれば、ロボットＲが作業をしている間に作業者Ｍが次の作業を行うことができるので、サイクルタイムを短縮できる。また部品の供給箇所が一か所（手作業ステーションＳＭ）であるため、部品を供給するためのラインを複数設ける必要がないという利点がある。
【００２０】
＜第二実施形態＞
第一実施形態においては、パレットＰと定盤Ｑとの一組が環状のコンベアＣ２上を複数回循環することによって産業用ロボット５０を組み立てる場合を例示したが、図５に示すように、パレットと定盤とからなる組みの二組をコンベアＣ２で搬送してもよい。図５に示す組立装置２０は、パレットＰ１とその上流に位置する定盤Ｑ１との組み合わせと、パレットＰ２とその上流に位置する定盤Ｑ２との組み合わせとを有する。以下、主に、上記第一実施形態との相違点について説明する。
【００２１】
組立装置２０のロボットステーションＳＡにおいてはロボットＲによるＳ軸の組立作業が定盤Ｑ２上で行われ、これと同時に、手作業ステーションＳＭにおいては作業者ＭによるＳ軸の配線作業が定盤Ｑ１上で行われている（図５（ａ））。作業者Ｍによる配線作業が終了すると、コンベアＣ１によって定盤Ｑ１がバッファＢに搬送される（図５（ｂ））。なお、バッファＢには先にパレットＰ１が配置されている。バッファＢは、手作業ステーションＳＭとロボットステーションＳＡとの間に設けられており、手作業ステーションＳＭからのパレット及び定盤をロボットステーションＳＡが受け入れることができない状態であるときに、これらを一時的に配置しておく場所である。ロボットステーションＳＡと手作業ステーションＳＭとの間に更にバッファを設けてもよい。
【００２２】
コンベアＣ２は、ロボットステーションＳＡにおいてパレットＰ１内のＳ軸用部品群５０Ｓが取り出された後であり且つロボットＲによる作業が終了していない段階で、手作業ステーションＳＭへパレットＰ２を返送する（図５（ｂ））。ロボットＲによる作業の途中でパレットＰ２が手作業ステーションＳＭに返送されるので、作業者ＭはロボットＲの作業終了を待たずに次の作業を行うことができる。
【００２３】
作業者Ｍは、返送されたパレットＰ２にＬ軸用部品群（第２部品群）５０Ｌを供給する。作業者Ｍによる部品の供給作業が終了するころ、ロボットステーションＳＡにおけるロボットＲの作業が終了し、定盤Ｑ２が手作業ステーションＳＭに返送される（図６（ａ））。部品群５０Ｌを収容したパレットＰ２がバッファＢからロボットステーションＳＡに搬出されるとともに、手作業ステーションＳＭにはロボットステーションＳＡからの定盤Ｑ２が搬入される。作業者Ｍは、定盤Ｑ２上のワークＷの組立状態を確認した後、配線作業を行う。他方、ロボットステーションＳＡから定盤Ｑ２が搬出された時点で、バッファＢからの定盤Ｑ１がロボットステーションＳＡへと搬入される（図６（ｂ））。
【００２４】
本実施形態においては、コンベアＣ２上をパレットと定盤との二組が複数回循環することで、２台の産業用ロボット５０を並行して組み立てることができる。組立装置２０によれば、ロボットＲが作業をしている間に作業者Ｍが次の作業を行うことができ且つ２つのワークＷを並行して組み立てることができるので、サイクルタイムをより一層短縮できる。また部品の供給箇所が一か所（手作業ステーションＳＭ）であるため、部品を供給するためのラインを複数設ける必要がないという利点がある。
【００２５】
＜第三実施形態＞
上記第一及び第二実施形態においては、手作業ステーションＳＭとロボットステーションＳＡとの間をパレット及び定盤が複数回にわたって循環する場合を例示したが、環状のコンベアをパレット及びコンベアが一周することで産業用ロボット５０が組み立てられるように構成してもよい。すなわち、図７に示すように、環状のコンベアＣ３の周りに手作業ステーションＳＭ及びロボットステーションＳＡを交互に配置し、パレットＰ及びその上流側に位置する定盤ＱがコンベアＣ３を一周することで産業用ロボット５０が組み立てられるようにしてもよい。本実施形態に組立装置３０は、３つの手作業ステーションＳＭ（第１〜３手作業ステーション）と、３つのロボットステーションＳＡ（第１〜３ロボットステーション）とを備える。これらの数は組立対象に応じて適宜変更してもよい。
【００２６】
組立装置３０によれば、ロボットＲが作業をしている間に作業者Ｍが次の作業を行うことができるので、サイクルタイムをより一層短縮できる。また、最終工程後のパレットＰがコンベアＣ３を通じて最初の工程に搬送できるという利点がある。
【００２７】
＜第四実施形態＞
上記第三実施形態においては、環状のコンベアＣ３を採用した場合を例示したが、環状のコンベアの代わりに、始端と終端とを有するコンベアを採用してもよい。図８に示すような直線状のコンベアを採用してもよいし、あるいは、曲線状のコンベア（不図示）であってもよい。
【００２８】
図８に示すコンベアＣ４は、始端Ｃ４ａと終端Ｃ４ｂとを有する。コンベアＣ４の延びる方向には手作業ステーションＳＭ及びロボットステーションＳＡを交互に配置されている。パレットＰ及びその上流側に位置する定盤Ｑが各ステーションＳＭ，ＳＡにおける作業を経て終端Ｃ４ｂまで至ることで、産業用ロボット５０が組み立てられるようにしてもよい。組立装置４０によれば、ロボットＲが作業をしている間に作業者Ｍが次の作業を行うことができるので、サイクルタイムを短縮できる。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、産業用ロボット５０を組み立てる場合を例示したが、産業用ロボット５０の代わりに双腕ロボットの組立に本発明を適用してもよい。また、ロボット以外の工業製品の組立に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０，２０，３０，４０…組立装置、５０…産業用ロボット、５０Ｌ…Ｌ軸用部品群（第１部品群）、５０Ｓ…Ｓ軸用部品群（第２部品群）、Ｂ…バッファ、Ｃ１，Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４…コンベア、Ｃ４ａ…コンベアの始端、Ｃ４ｂ…コンベアの終端、Ｍ…作業者、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２…パレット、Ｑ，Ｑ１，Ｑ２…定盤、Ｒ…ロボット、ＳＡ…ロボットステーション、ＳＭ…手作業ステーション、Ｗ…ワーク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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