(57)【要約】【課題】  部品組付装置の作業効率及び設備コストを改善すること【解決手段】  部品組付装置は、半製品１２を移動させる台車５を配設した組付ライン２と、組付ライン２の離れた複数の位置にそれぞれ配設され、組付ライン２に交差する交差面上の任意の位置に組付ハンド３１、４１を操作する直交２軸の組付ユニット３、４と、台車５と各組付ユニット３、４を制御する制御装置６とを備え、制御装置６は、台車５を、組付ユニット３、４が配設された複数の位置に順番に繰り返し移動させるとともに、台車５を一の組付ユニット３（４）が配設された位置に移動させ、当該一の組付ユニット３（４）により半製品１２に部品を組み付けている間に、他の組付ユニット４（３）には部品を組み付けるための準備をさせる。【選択図】  図１
2006075917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半製品に複数の部品を組み付ける部品組付装置において、
半製品を移動させる台車を配設した組付ラインと、
前記組付ラインの離れた複数の位置にそれぞれ配設され、前記組付ラインに交差する交差面上の任意の位置に組付ハンドを操作する直交２軸の組付ユニットと、
前記台車と各組付ユニットを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記台車を、組付ユニットが配設された複数の位置に順番に繰り返し移動させるとともに、前記台車を一の組付ユニットが配設された位置に移動させ、当該一の組付ユニットにより半製品に部品を組み付けている間に、他の組付ユニットには部品を組み付けるための準備をさせることを特徴とする部品組付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半製品に複数の部品を組み付ける部品組付装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
部品組付装置には、組付ハンドを任意の位置に移動させて、半製品に部品を組付けるものがあり、例えば、図４に示すようなＸＹＺ軸組付ユニット１００や、特開平６−３２０３６４号に記載されているような昇降機構と水平多関節アームを備えた組付ユニットが用いられている。これらの部品組付装置では、組付ハンドを所定の部品取出位置に操作し、部品を取り出し、組付ハンドを部品組付位置に移動させ、部品を組み付ける動作を行なう一連の動作を繰り返して半製品に複数の部品を組み付けている。
【特許文献１】特開平６−３２０３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した組付ユニットは組付ハンドを３次元的に動かし、部品の取り出しから部品の組付けまでの一連の動作を繰り返すが一連の動作のうち部品を組み付けている時間の割合は多くはなく、作業効率がよくない。また、組付ハンドを３次元的に動かすことができる上述した組付ユニットは安価ではなく、また構造が複雑でメンテナンスにも手間がかかる。このため、設備コストやランニングコストの面でも改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る部品組付装置は、半製品に複数の部品を組み付ける部品組付装置において、半製品を移動させる台車を配設した組付ラインと、組付ラインの離れた複数の位置にそれぞれ配設され、組付ラインに交差する交差面上の任意の位置に組付ハンドを操作する直交２軸の組付ユニットと、台車と各組付ユニットを制御する制御装置とを備え、制御装置は、台車を、組付ユニットが配設された複数の位置に順番に繰り返し移動させるとともに、台車を一の組付ユニットが配設された位置に移動させ、当該一の組付ユニットにより半製品に部品を組み付けている間に、他の組付ユニットには部品を組み付けるための準備をさせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
この部品組付装置によれば、台車を、組付ユニットが配設された複数の位置に順番に繰り返し移動させるとともに、台車を一の組付ユニットが配設された位置に移動させ、当該一の組付ユニットにより半製品に部品を組み付けている間に、他の組付ユニットには部品を組み付けるための準備をさせる制御装置を備えている。このため、一の組付ユニットによる部品の組み付けが終わるとすぐに、他の組付ユニットの組付位置に半製品を移動させて他の組付ユニットによる部品の組付けを行なうことができる。これにより、作業時間を大幅に短縮させることができる。
【０００６】
また、この部品組付装置は、台車を設置した組付ラインと、直交２軸の組付ユニットと、制御装置で構成されており、直交２軸の組付ユニットは、ＸＹＺ軸組付ユニットや、昇降機構と水平多関節アームを備えた組付ユニットのように組付ハンドを三次元的に動かすことができる組付ユニットに比べて極めて安価であり、構造が簡単であるからメンテナンスも簡単であり、設備コスト及びランニングコストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態に係る部品組付装置を図面に基づいて説明する。
【０００８】
この部品組付装置１は、図１に示すように、組付ライン２と、組付ユニット３、４と、組付ライン２に装備される台車５と各組付ユニット３、４を制御する制御装置６を備えている。
【０００９】
この実施形態では、組付ライン２は、Ｘ軸に敷設されたレール１１上に台車５を移動可能に配設したものである。台車５は半製品１２を所定の状態で載置することができ、制御装置６の制御信号を受けて組付ライン２上の任意の位置に移動操作されるようになっている。
【００１０】
組付ユニット３、４は、組付ライン２の離れた複数の位置に配設されており、組付ライン２に交差する交差面上の任意の位置に組付ハンド３１、４１を操作する直交２軸の組付ユニットが用いられている。この実施形態では、２つの組付ユニット３、４が組付ライン２の離れた位置に配設されている。各組付ユニット３、４はそれぞれＸ軸に沿って敷設された組付ライン２に直交する交差面上に、Ｙ軸に沿って配設された天井アーム３２、４２と、天井アーム３２、４２に対してＹ軸方向にスライド移動可能で、かつ、天井アーム３２、４２の任意の位置でＺ軸に沿って昇降可能に配設された吊下アーム３３、４３とで構成されており、吊下アーム３３、４３の下端に組付ハンド３１、４１を取り付けたものを用いている。各組付ユニット３、４の組付ハンド３１、４１の位置や動作は制御装置６からの制御信号を受けて操作されるようになっている。
【００１１】
各組付ユニット３、４は、組付ハンド３１、４１を移動させる領域内で組付ライン２から離れた位置に、部品を貯留した部品供給部３６、４６を備えており、部品供給部３６、４６から部品を取り出す部品取出位置３７、４７と、組付ライン２上で半製品１２に対して部品を組み付ける部品組付位置３８、４８が設けられている。
【００１２】
組付ハンド３１、４１は、部品の取り出しや部品の取り付けなどの作業を行なうメカニカルハンドであり、この実施形態では、１つの組付ハンド３１、４１は２つの部品を同時に取り付けることができるいわゆるダブルハンドタイプのものを用いている。
【００１３】
制御装置６は、台車５と各組付ユニット３、４をそれぞれ予め設定したプログラムに沿って制御するものであり、台車５を組付ユニット３、４の部品組付位置に順番に繰り返し移動させるとともに、台車５を一の組付ユニット３（４）が配設された位置に移動させ、当該一の組付ユニット３（４）により半製品に部品を組み付けている間に、他の組付ユニット４（３）には部品を組み付けるための準備をさせる。
【００１４】
具体的には、図２に示すように、まず第１組付ユニット３の組付ハンド３１を部品取出位置３７に移動させて部品を取り出させる。次に、図１に示すように、所定の状態で載置された半製品１２が第１組付ユニット３の部品組付位置３８に移動するように台車５を移動させるとともに、第１組付ユニット３の組付ハンド３１を部品組付位置３８に移動させて部品の組付けを行なわせる。
【００１５】
また、制御装置６は、第１組付ユニット３に上述した部品組付動作を行なわせている間に、第２組付ユニット４の組付ハンド４１を部品取出位置４７に移動させて部品を取り出させ、第２組付ユニット４に部品を組付ける準備をさせる。
【００１６】
第１組付ユニット３による部品の組付けが終わると、制御装置６は、第１組付ユニット３の組付ハンド３１を半製品１２から離し、図３に示すように、半製品１２が第２組付ユニット４の部品組付位置４８に移動するように台車５を移動させるとともに、第２組付ユニット４の組付ハンド４１を部品組付位置４８に移動させ、部品の組付けを行なわせる。
【００１７】
また、制御装置６は、第２組付ユニット４に上述した部品組付動作を行なわせている間に、第１組付ユニット３の組付ハンド３１を部品取出位置３７に移動させて部品を取り出させ、第１組付ユニット３に部品を組付ける準備をさせる。
【００１８】
第２組付ユニット４による部品の組付けが終わると、制御装置６は、第２組付ユニット４の組付ハンド４１を半製品１２から離し、再び図１に示すように、半製品１２が第１組付ユニット３の部品組付位置３８に移動するように台車５を移動させるとともに、第１組付ユニット３の組付ハンド３１を部品組付位置３８に移動させて部品の組付けを行なわせる。
【００１９】
このように、この部品組付装置１は、制御装置６により、第１組付ユニット３による部品の組付けと、第２組付ユニット４による部品の組付けを交互に繰り返し行なわせるとともに、一方の組付ユニットが部品の組付けを行なっている間に、他方の組付ユニットには組付ハンドを部品取出位置に移動させ、部品を取り出させるなど部品を組付ける準備を行なわせる。
【００２０】
この部品組付装置１によれば、何れかの組付ユニット３、４により、半製品１２に部品を組付ける動作が略連続して行なわれるので、従来のように、一台の組付ユニットで部品の組付けを行なっていた場合に比べて、作業時間を短縮させることができる。
【００２１】
また、この部品組付装置１では、直交２軸の単純な組付ユニットを用いているので、高価な３軸直交タイプの組付ユニットや水平多関節組付ユニットを用いる必要がなく、設備コストを低く抑えることができる。
【００２２】
以下に、上述した部品組付装置１を１２気筒エンジンに動弁機構を組付ける作業に適用した場合にどの程度作業効率が改善され、設備コストを低く抑えることができるかを説明する。
【００２３】
ここでは、汎用の３軸直交タイプの組付ユニット（図４参照）にダブルハンドタイプの組付ハンドを取り付けたものを比較例とした。なお、実施形態で用いた組付ユニットと、比較例で用いた汎用の組付ユニットは、部品の取り出しから移動及び部品の組付けに要する時間は略同じ程度の時間が掛かるものを用い、組付ユニットの性能による差はない状態で検証した。
【００２４】
比較例では１２気筒のそれぞれに１つずつ１２個の部品を組付けるのに６回の組付け作業が必要であり３１秒掛かっていた。これに対し、それぞれダブルハンドタイプの組付ハンドを取り付けた実施形態の部品組付装置では、２つの組付ユニットで交互に部品を組付けるので、比較例の略３回分の動作で１２個の部品を組付ける組付け作業が２０．７秒で行なえた。
【００２５】
また、本発明の実施形態と比較例のそれぞれにダブルハンドタイプに変えて３つの部品の取り出し及び取り付けが行なえるトリプルハンドタイプの組付ハンドを取り付けた場合では、比較例では、４回の組付け動作（２３秒）で１２個の部品を取り付けることができるが、実施形態では４回の組付け動作（２４．７秒）で倍の２４個の部品を取り付けることができ、略同じ作業時間で２種類の部品を取り付けることが可能であった。
【００２６】
このように、この実施形態に係る部品組付装置では、汎用の部品組付装置に比べて、倍の作業効率を達成することができる。そして、汎用の３軸直交タイプの組付ユニットに比べて、直交２軸の組付ユニットは安価であり、直交２軸の組付ユニットを２台用い、Ｘ軸方向に操作可能な組付ラインを組み合わせ、制御装置により組付ラインの台車及び組付ユニットを制御できるように構成したとしても、汎用の多関節組付ユニットを２台設備するよりも設備コストを低く抑えられる。また、直交２軸の組付ユニットや１軸方向の組付ラインは構成が簡単であり、メンテナンスなどが簡単であり、ランニングコストを低く抑えることができる。
【００２７】
以上、本発明の一実施形態に係る部品組付装置を説明したが、本発明に係る部品組付装置は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００２８】
例えば、上述した実施形態では、組付ラインに対して組付ユニットを２つ配設したものを例示したが、組付ユニットは２つに限定されず、複数配設することができる。例えば、部品の取り出しに時間が掛かるような場合では、組付ユニットの数を３個又は４個と増やし、半製品に部品を組付ける待ち時間を少なくし、略連続して半製品に部品を組付けることができるようにしてもよい。
【００２９】
また、組付ラインは、直線状のラインに限定されず、例えば、円弧上又は円形のラインとし、組付ユニットのＹ軸及びＺ軸をそのラジアル方向の交差面上に配設するようにしてもよい。また、組付ユニットは、組付ラインに直交する交差面上に配設することに限定されず、組付ラインに対して斜めに交差する交差面上に配設するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る部品組付装置の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る部品組付位置の使用状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る部品組付位置の使用状態を示す図である。
【図４】汎用の３軸直交タイプの組付ユニットの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１     部品組付装置
２     組付ライン
３、４ 組付ユニット
５     台車
６     制御装置
１１   レール
１２   半製品
３１、４１    組付ハンド
３６、４６    部品供給部
３７、４７    部品取出位置
３８、４８    部品組付位置
【図１】
2006075917.tif 000003
【図２】
2006075917.tif 000004
【図３】
2006075917.tif 000005
【図４】
2006075917.tif 000006