(57)【要約】【課題】被組立部品に組立部品を高精度に組み立てることができる自動組立装置を提供する。【解決手段】自動組立装置１００は、組立部品８０を把持する組立ハンド２０４と、水平平面内の互いに直交する方向に組立ハンド２０４を移動させるＹ方向移動装置２０１及びＸ方向移動装置２０２と、組立部品８０と組み立てられる被組立部品７０が設置される組立台１２５と、組立台１２５を昇降させる第３の昇降装置１１５と、第３の昇降装置１１５により昇降可能に設置された検査装置１０７を備え、ＣＰＵユニット４０１は、Ｙ方向移動装置２０１、Ｘ方向移動装置２０２及び第３の昇降装置１１５を駆動して、組立ハンド２０４が把持している組立部品８０を検査装置１０７による検査が可能な位置へ移動させる。【選択図】図２
2019119033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組立部品を把持する把持手段と、
前記把持手段を少なくとも第１の方向に移動させる第１の移動手段と、
前記組立部品と組み立てられる被組立部品または前記組立部品が設置される少なくとも１つの作業台と、
前記作業台を前記第１の方向と直交する第２の方向に移動させる第２の移動手段と、
前記第２の移動手段によって前記第２の方向に移動可能に設置された検査手段と、
前記第１の移動手段と前記第２の移動手段を駆動して、前記把持手段が把持している組立部品を前記検査手段による検査が可能な位置へ移動させる制御手段と、を備えることを特徴とする自動組立装置。
【請求項２】
前記第１の方向と直交し且つ前記第２の方向と直交する第３の方向へ前記把持手段を移動させる第３の移動手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動組立装置。
【請求項３】
前記第２の方向は鉛直方向であり、前記第１の方向と前記第３の方向は水平平面内で互いに直交する方向であることを特徴とする請求項２に記載の自動組立装置。
【請求項４】
前記検査手段は、前記把持手段に把持された組立部品の前記第１の方向と前記第３の方向での、予め定められた位置からの位置ずれを検出し、
前記制御手段は、前記検査手段が検出した位置ずれを補正するように前記第１の移動手段と前記第３の移動手段を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の自動組立装置。
【請求項５】
前記検査手段は、前記把持手段に把持された組立部品に設定された検査部の前記把持手段に設定された検査部に対する前記第１の方向と前記第３の方向での位置ずれを検出することを特徴とする請求項４に記載の自動組立装置。
【請求項６】
前記検査手段は、焦点距離の変更が可能な撮像手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動組立装置。
【請求項７】
前記検査手段は、撮像手段を備え、前記撮像手段により撮影した動画から検出した振動の振幅が予め定められた振幅を下回ったときに検査を開始することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の自動組立装置。
【請求項８】
前記検査手段に対する塵埃の付着を防止する装置を更に備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の自動組立装置。
【請求項９】
前記検査手段は、旋回手段を介して設置されており、
前記制御手段は、前記旋回手段を動作させることにより前記検査手段による検査方向を変更することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に自動組立装置。
【請求項１０】
前記検査手段は、前記作業台に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の自動組立装置。
【請求項１１】
組立部品を被組立部品に組み立てる自動組立装置の制御方法であって、
制御手段が、組立部品を把持手段に把持させる工程と、
前記制御手段が、前記把持手段を水平平面内で移動させて検査手段の上方へ移動させる工程と、
前記制御手段が、前記検査手段による前記組立部品の検査が可能な高さへ前記検査手段を昇降させる工程と、
前記検査手段が、前記組立部品を検査する工程と、を有することを特徴とする自動組立装置の制御方法。
【請求項１２】
前記検査手段は、前記組立部品を検査する工程において、前記組立部品の水平平面内での前記把持手段に対する予め定められた位置からの位置ずれを検出し、
前記制御手段が、前記位置ずれに基づいて前記把持手段を水平平面内での位置を補正した後に、前記組立部品と組み立てられる被組立部品が設置された作業台を上昇させることにより、前記把持手段に把持された組立部品を前記作業台に設置された被組立部品に組み立てる工程と、を更に有することを特徴とする請求項１１に記載の自動組立装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交ロボットを用いた自動組立装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の組立工程により製品を製造する生産ラインには、複数台の直交ロボットを用いた自動組立装置（ロボットセル）を並べることによって構築されているものがある。自動組立装置では、ロボットハンドが所定位置に載置された部品を取得し、別の位置に設置された被組立部品へ組み立てる。その際、高精度な組立が必要な場合には、ロボットハンドによる組立部品の取得精度を高めるために、一度取得した組立部品を仮り置きして精密に位置決めした後、再度、組立部品を取得して被組立部品に対する組立を行うと手法が採られることが多い。しかし、更に高精度な組立が必要とされる場合には、組立部品の仮り置きを行っても、必要な精度で被組立部品に対して組み立てることができないことがある。
【０００３】
この問題に対して、自動組立装置内に検査機器を設置して、組立部品の形状を検査（測定）するという方法が提案されている。例えば、特許文献１には、検査対象の移動軸を分割することで振動を抑制することにより、検査精度を高める構成が提案されている。また、特許文献２には、検査機器に対して部品が設置された作業台を多方向に移動させることにより、複数種の部品に対する検査を可能にした構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１１３８１０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４８３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記特許文献１，２に記載されている技術では、検査対象を任意の方向や位置で検査することができない。また、特許文献２に記載されている技術では、検査機器を検査対象の下方に配置しているが、検査対象と検査機器とを相対的に移動させることができない。そのため、これらの従来技術では、より高い検査精度と組立精度が要求される場面に対応することができないおそれがある。
【０００６】
本発明は、被組立部品に組立部品を高精度に組み立てることができる自動組立装置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】
【０００７】
本発明に係る自動組立装置は、組立部品を把持する把持手段と、前記把持手段を少なくとも第１の方向に移動させる第１の移動手段と、前記組立部品と組み立てられる被組立部品または前記組立部品が設置される少なくとも１つの作業台と、前記作業台を前記第１の方向と直交する第２の方向に移動させる第２の移動手段と、前記第２の移動手段によって前記第２の方向に移動可能に設置された検査手段と、前記第１の移動手段と前記第２の移動手段を駆動して、前記把持手段が把持している組立部品を前記検査手段による検査が可能な位置へ移動させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被組立部品に組立部品を高精度に組み立てることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る自動組立装置の概略斜視図である。
【図２】図１に破線で示す部分の断面図である。
【図３】自動組立装置の制御系を説明するブロック図である。
【図４】組立部品を保持した組立ハンドの正面図である。
【図５】検査装置に装着可能な塵埃付着防止装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】検査装置に旋回機能を設けた構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る自動組立装置１００の概略斜視図である。図２は、図１に破線Ａで示す部分の断面図である。自動組立装置１００は、所定の製品を生産する生産ラインを構成する複数の自動組立装置のうちの１つである。説明の便宜上、図１に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を規定する。Ｘ軸とＹ軸は水平平面内で互いに直交している軸であり、Ｚ軸は鉛直方向と平行な軸であるとする。
【００１１】
自動組立装置１００は、基台１０２、２軸直交ロボット２００、部品供給ユニット１０３、位置決めユニット１０４、組立台ユニット１０５、ビス供給ユニット１０６、検査装置１０７及びＸ方向搬送装置１５０を備える。２軸直交ロボット２００は、Ｙ方向移動装置２０１、Ｘ方向移動装置２０２、供給ハンド２０３、組立ハンド２０４及びビス締めユニット２０５を備える。
【００１２】
部品供給ユニット１０３、位置決めユニット１０４、組立台ユニット１０５及びビス供給ユニット１０６はそれぞれ、概略、作業台（トレイ１２３、位置決め台１２４、組立台１２５、トレイ１２６）を昇降装置により昇降可能とした構成を有する。部品供給ユニット１０３は、供給ハンド２０３に対して組立部品８０を供給するユニットである。部品供給ユニット１０３は、少なくとも１つの組立部品８０を収納するトレイ１２３と、トレイ１２３を昇降させる（Ｚ方向（第２の方向）に移動させる）第１の昇降装置１１３を有する。
【００１３】
位置決めユニット１０４は、組立部品８０のＸ方向位置、Ｙ方向位置及びＺ軸まわりの回転角度を高精度に決めて保持するユニットであり、位置決め台１２４、位置決め装置１３４及び第２の昇降装置１１４を備える。位置決め装置１３４は、位置決め台１２４上に設置されている。位置決め装置１３４は、組立部品８０が所定位置に載置されると、載置された組立部品８０のＸ方向位置、Ｙ方向位置及びＺ軸まわりの回転角度を調整する機構と、調整後の状態を維持するために組立部品８０を保持する機構とを有する。
【００１４】
組立台ユニット１０５は、組立部品８０を被組立部品７０へ組み立てる作業と組立部品８０と被組立部品７０とをビス締めする作業とを行うために、被組立部品７０を保持するユニットである。組立台ユニット１０５は、被組立部品７０が載置される組立台１２５と、組立台１２５上において被組立部品７０を位置決めして保持するチャック１３５と、組立台１２５を昇降させる第３の昇降装置１１５を備える。
【００１５】
検査装置１０７は、組立台１２５に取り付けられている。よって、検査装置１０７の昇降（Ｚ方向での移動）は、第３の昇降装置１１５の駆動によって実行される。検査装置１０７は、撮像部（デジタルカメラ）と、撮像部により撮影された画像（静止画、動画）を画像解析する解析部と、検査装置１０７の全体制御を行う制御部とを有する。なお、本実施形態では、検査装置１０７を組立台１２５に取り付けた構成とした。これは、組立ハンド２０４に把持された組立部品８０を検査した後、その組立部品８０を組立台１２５上に設置された被組立部品７０に対して組み立てる工程を考慮したものである。但し、組立ハンド２０４に把持された組立部品８０を検査するのであれば、組立ハンド２０４は位置決め台１２４上で位置決めされた組立部品８０を取り出すため、検査装置１０７を位置決め台１２４に取り付けた構成とすることもできる。
【００１６】
Ｘ方向搬送装置１５０は、組立台ユニット１０５での作業が終了した被組立部品７０（以下「作業済み部品」という）を隣接する不図示の組立装置へ搬送する装置であり、作業済み部品を保持する不図示の保持機構等を備えている。ビス供給ユニット１０６は、ビスを収納し、ビス締めユニット２０５へビスを供給するユニットである。ビス供給ユニット１０６は、ビスを収納するトレイ１２６と、第４の昇降装置１１６を備えており、第４の昇降装置１１６を駆動してトレイ１２６を昇降させることによりビス締めユニット２０５へビスを供給する。
【００１７】
２軸直交ロボット２００のＹ方向移動装置２０１は、基台１０２に取り付けられた支柱１０８に支持されているスライダであり、Ｘ方向移動装置２０２をＹ方向（第１の方向）へ移動自在に保持している。Ｘ方向移動装置２０２は、供給ハンド２０３、組立ハンド２０４及びビス締めユニット２０５をＸ方向（第３の方向）へ移動可能に保持している。よって、Ｙ方向移動装置２０１とＸ方向移動装置２０２の駆動を制御することにより、供給ハンド２０３、組立ハンド２０４及びビス締めユニット２０５を水平平面内の任意の位置へ移動させることができる。
【００１８】
供給ハンド２０３は、部品供給ユニット１０３から組立部品８０を取り出し、取り出した組立部品８０を位置決めユニット１０４へ搬送して、位置決めユニット１０４に設置されている位置決め台１２４へ載置する。組立ハンド２０４は、位置決めユニット１０４に設置されている位置決め装置１３４で位置決めされた組立部品８０を把持して、組立台ユニット１０５の組立台１２５上でチャック１３５に保持されている被組立部品７０へ組み立てる。ビス締めユニット２０５は、組立部品８０が被組立部品７０に対して組み立てられた後に、ビス供給ユニット１０６からビスを取得し、組立部品８０と被組立部品７０とをビス締めする作業を行う。なお、自動組立装置１００ではビス供給ユニット１０６及びビス締めユニット２０５はオプションとして扱われ、それぞれ、基台１０２及びＸ方向移動装置２０２に対して着脱自在となっている。
【００１９】
図３は、自動組立装置１００の制御系を説明するブロック図である。自動組立装置１００の制御系は、ＣＰＵユニット４０１、インタフェース４０２、駆動回路４０３及び操作パネル４０４を有する。操作パネル４０４は、自動組立装置１００のオペレータによる入力操作を受け付ける。ＣＰＵユニット４０１は、ＣＰＵ、自動組立装置１００を構成する各部の動作を制御するためのプログラムを格納するＲＯＭ、プログラムが展開されるＲＡＭ等を備えており、自動組立装置１００の全体的な制御を行う。つまり、ＣＰＵユニット４０１は、操作パネル４０４からの入力にしたがって所定のプログラムを実行することにより、インタフェース４０２を介して検査装置１０７を制御し、更に駆動回路４０３を制御して組立ハンド２０４等の各種駆動装置を駆動する。
【００２０】
自動組立装置１００では、多種の製品を生産するために形状等の異なる複数種の組立部品を取り扱うことが予定されており、その場合、必要な検査項目や検査精度、観察範囲等が組立部品の種類毎に異なることが予想される。このような事態に対応することができるように、供給ハンド２０３と組立ハンド２０４は、組立部品の形状や大きさに合わせて、取り替えが可能となっている。また、検査装置１０７は組立部品の種類毎に焦点距離情報を記憶しており、ＣＰＵユニット４０１は組立部品の種類毎に各昇降装置での昇降駆動量を記憶している。ＣＰＵユニット４０１は、操作パネル４０４を通じて組立部品が指定されると、各昇降装置での昇降駆動量の設定を変更し、検査装置１０７へ焦点距離等の設定変更を指示し、検査装置１０７は撮像部の焦点距離を指示された焦点距離に変更する。これにより、組立部品が変更されても、変更後の組立部品の検査部位に合焦させた画像を撮影することが可能となり、ひいては、必要な検査を必要な精度で行うことが可能になる。
【００２１】
次に、自動組立装置１００で実行される一連の動作（組立工程）について説明する。なお、被組立部品７０と組立部品８０に関する情報は操作パネル４０４から入力済みであり、ＣＰＵユニット４０１は、組立部品８０を被組立部品７０に組み立てるための一連の動作を行うために必要な各部の設定を終えているものとする。
【００２２】
ＣＰＵユニット４０１は、Ｙ方向移動装置２０１とＸ方向移動装置２０２を駆動して、供給ハンド２０３を部品供給ユニット１０３のトレイ１２３に収納されている組立部品８０の上方へ移動させる。ここでは、組立部品８０は、柔軟性を有するシール材として説明するが、組立部品８０はこれに限定されるものではない。組立部品８０は、不図示の切断装置によって切断された後に、供給ハンド２０３による組立部品８０の把持が可能なレイアウトでトレイ１２３に収納されているものとする。なお、トレイ１２３に組立部品８０を収納してレイアウトする方法は特に限定されず、また、その方法は本発明とは直接的な関係はないため、説明を省略する。
【００２３】
ＣＰＵユニット４０１は、供給ハンド２０３がトレイ１２３内の所定の組立部品８０の上方へ移動した後に第１の昇降装置１１３を駆動して、供給ハンド２０３が組立部品８０を取り出すことができる高さまでトレイ１２３を上昇させる。ＣＰＵユニット４０１は、供給ハンド２０３に所定の組立部品８０を取り出させた後、第１の昇降装置１１３を駆動してトレイ１２３を下降させる。これにより、部品供給ユニット１０３からの供給ハンド２０３による組立部品８０の取り出し動作が終了する。
【００２４】
続いて、ＣＰＵユニット４０１は、Ｙ方向移動装置２０１とＸ方向移動装置２０２を駆動して、組立部品８０を把持した供給ハンド２０３を位置決めユニット１０４の上方へ移動させる。ＣＰＵユニット４０１は、供給ハンド２０３が把持している組立部品８０を位置決め台１２４に載置することができる高さへ、第２の昇降装置１１４を駆動して位置決め台１２４を上昇させる。その後、ＣＰＵユニット４０１は、供給ハンド２０３による組立部品８０の把持を解除し、これにより、位置決め台１２４上の所定位置（位置決め装置１３４による位置決め動作が可能な位置）へ組立部品８０が載置される。
【００２５】
ＣＰＵユニット４０１は、組立部品８０が位置決め台１２４上の所定位置に載置されると、第２の昇降装置１１４を駆動して、位置決め台１２４を所定の高さまで降下させる。その後、位置決め装置１３４は、載置された組立部品８０を高精度に位置決めする。なお、位置決め装置１３４の駆動制御は、ＣＰＵユニット４０１によって行われる。位置決めユニット１０４で被組立部品７０に対する組立前に組立部品８０を高精度に位置決めすることにより、後述する位置補正との相乗効果で、組立部品８０を被組立部品７０へ高精度に組み立てることができる。
【００２６】
続いてＣＰＵユニット４０１は、Ｙ方向移動装置２０１とＸ方向移動装置２０２を駆動して、組立ハンド２０４を位置決めユニット１０４の上方に移動させる。その後、ＣＰＵユニット４０１は、組立ハンド２０４が組立部品８０を把持することができる高さまで、第２の昇降装置１１４を駆動して位置決め台１２４を上昇させる。位置決め台１２４の上昇が完了すると、組立ハンド２０４は組立部品８０を把持する。
【００２７】
図４は、組立部品８０を保持した組立ハンド２０４の正面図（先端部の拡大図である）である。組立ハンド２０４は、Ｘ方向を厚み方向とした板状で、且つ、Ｘ方向から見たときに略半月型の形状を有する。シート状の組立部品８０は、組立ハンド２０４の外周側面の一端（以下「検査部２０４ａ」と言う）と組立部品８０の一端（以下「検査部８０ｂ」という）とが重ならないように、組立ハンド２０４の外周側面に沿って把持される。不図示であるが、組立ハンド２０４のＸ方向側面には、組立部品８０のＸ方向側面を把持する把持部が、少なくとも２カ所に設けられている。把持部の１つは、検査部２０４ａの近傍に設けられており、組立部品８０の検査部８０ｂの近傍をＸ方向で把持する。少なくとも別の１つの把持部は、組立部品８０の検査部８０ｂの反対側の端部の近傍をＸ方向で把持する。これらの把持部によって組立部品８０は組立ハンド２０４に把持される。
【００２８】
組立ハンド２０４に位置決めユニット１０４から組立部品８０を図４の状態となるように把持させる方法は、特に限定されるものではない。例えば、組立ハンド２０４の外周側面に沿って巻き付ける巻き付け機構を位置決めユニット１０４に設置しておく。組立ハンド２０４の最下部を位置決め装置１３４により位置決めされている組立部品８０に当接させ、その状態で組立ハンド２０４の検査部２０４ａ側に設けられている把持部に組立部品８０の一端を把持させる。そして、巻き付け機構を動作させて組立部品８０を組立ハンド２０４の外周側面に巻き付けた状態で、組立ハンド２０４の他端側に設けられている把持部に把持機構に組立部品８０を把持させる方法が挙げられる。なお、組立ハンド２０４の形状は組立部品８０の形状に合わせたものとすることができ、本実施形態でのシート状の組立部品８０と略半月型の組立ハンド２０４は１つの例である。
【００２９】
ＣＰＵユニット４０１は、組立ハンド２０４が組立部品８０を把持した後、第２の昇降装置１１４を駆動して位置決め台１２４を所定の高さまで降下させ、これにより組立部品８０は位置決め台１２４から離れる。その後、ＣＰＵユニット４０１は、Ｙ方向移動装置２０１とＸ方向移動装置２０２を駆動して、組立部品８０を把持した組立ハンド２０４を検査装置１０７の上方へ移動させる。
【００３０】
組立ハンド２０４の検査装置１０７の上方への移動が完了する前に、ＣＰＵユニット４０１は、第３の昇降装置１１５を駆動して、検査装置１０７から焦点距離Ｌだけ上方に組立部品８０の検査部８０ｂが位置するように組立台１２５を上昇させておく。これにより、組立ハンド２０４の検査装置１０７の上方への移動完了と同時に、検査装置１０７の焦点が組立部品８０の検査部８０ｂに合う。このとき、組立部品８０の厚みと検査装置１０７の焦点深度との関係で、組立ハンド２０４の検査部２０４ａにも焦点が合った状態となる。
【００３１】
組立部品８０を保持した組立ハンド２０４の検査装置１０７による検査開始は、Ｙ方向移動装置２０１とＸ方向移動装置２０２の駆動によって組立ハンド２０４に発生した振動が収束するまで待つことが望ましい。そこで、検査開始を許可する基準振幅を予め検査装置１０７の制御部（又はＣＰＵユニット４０１）に記憶させておく。そして、自動組立装置１００では、検査装置１０７は、Ｙ方向移動装置２０１とＸ方向移動装置２０２が検査装置１０７の上空で停止すると動画の撮影を開始し、撮影した動画から組立ハンド２０４と検査装置１０７との相対的な振動振幅を検出する。検査装置１０７は、検出した振動振幅が基準振幅を下回ったときに検査を開始し、これによりタクト短縮が可能となる。なお、自動組立装置１００では、組立ハンド２０４を移動させる軸（Ｘ軸、Ｙ軸）と検査装置１０７を移動させる軸（Ｚ軸）とを分けている。これによって、組立ハンド２０４と検査装置１０７の一方を３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）で移動させる構成よりも発生する振動振幅を小さくすることができることで、更にタクトの短縮が可能となっている。
【００３２】
検査装置１０７による検査開始は、上述の手法に限定されない。例えば、検査装置１０７を上昇させて停止させた後に予め定められた時間が経過した時点で、検査装置１０７による検査が開始されるようにしてもよい。また、組立ハンド２０４の検査装置１０７の上方への移動が完了した後に、検査装置１０７から焦点距離Ｌだけ上方に組立部品８０の検査部８０ｂが位置するように、組立台１２５を上昇させてもよい。この場合、検査装置１０７を上昇させたことによって検査装置１０７に発生した振動が収束するまで待つことが望ましく、上述した振動振幅の検出結果に基づく検査開始の手法は、この場合にも適用可能である。
【００３３】
検査装置１０７は、組立ハンド２０４の検査部２０４ａに対する組立部品８０の検査部８０ｂの位置を検査する。具体的には、検査装置１０７の撮像部は、組立ハンド２０４に保持された組立部品８０を被組立部品７０に対する組み付け面（接触面）側から撮影する。検査装置１０７の画像解析部は、撮影画像を解析して、検査部２０４ａに対する検査部８０ｂの相対的な位置を検出する。ここで、検査装置１０７の制御部は、組立ハンド２０４の検査部２０４ａに対する組立部品８０の検査部８０ｂの基準位置を予め取得している。検査装置１０７の制御部は、画像解析部から取得した検出結果を基準位置と比較し、基準位置に対する組立部品８０の検査部８０ｂのＸＹ平面でのずれ（差異量）を算出し、算出した差異量をＣＰＵユニット４０１へ送る。
【００３４】
こうして検査装置１０７による検査が終了すると、ＣＰＵユニット４０１は、Ｙ方向移動装置２０１とＸ方向移動装置２０２を駆動して、組立部品８０を把持した組立ハンド２０４を組立台１２５の上方へ移動させる。その際、ＣＰＵユニット４０１は、検査装置１０７から取得した差異量で組立ハンド２０４のＸＹ平面での位置を補正（微調整）する。このように、検査装置１０７により組立部品８０の組み付け面の位置を検査することで、組立部品８０を被組立部品７０に組み立てる際の組立ハンド２０４の位置補正精度を高め、組立部品８０を高精度に被組立部品７０に組み立てることが可能になる。
【００３５】
なお、組立台ユニット１０５の組立台１２５上には、予め被組立部品７０がチャック１３５によって位置決めされた状態で保持されている。チャック１３５に被組立部品７０を保持させる方法は特に限定されず、また、その方法は本発明とは直接的な関係はないため、説明を省略する。
【００３６】
ＣＰＵユニット４０１は、組立台ユニット１０５上への組立ハンド２０４の移動が完了すると、第３の昇降装置１１５を駆動して、被組立部品７０に対して組立部品８０を組み立てることができる高さまで組立台１２５を上昇させる。組立台１２５の上昇が完了すると、組立部品８０は被組立部品７０へ組み立てられる。このとき、先に行った検査装置１０７による検査結果が被組立部品７０に対する組立部品８０の組立に反映されていることで、高精度な組立が可能になる。ＣＰＵユニット４０１は、組立ハンド２０４の把持部による組立部品８０の把持を解除し、第３の昇降装置１１５を駆動して組立台１２５を所定の高さまで降下させる。
【００３７】
続いて、ＣＰＵユニット４０１は、Ｙ方向移動装置２０１とＸ方向移動装置２０２を駆動して、ビス締めユニット２０５をビス供給ユニット１０６の上方へ移動させる。そして、ＣＰＵユニット４０１は、第４の昇降装置１１６を駆動して、ビス締めユニット２０５がトレイ１２６に収納されているビスを取得することができる位置までトレイ１２６を上昇させる。ＣＰＵユニット４０１は、ビス締めユニット２０５にビスを取得させた後、第４の昇降装置１１６を駆動してトレイ１２６を降下させる。
【００３８】
ＣＰＵユニット４０１は、Ｘ方向移動装置２０２とＹ方向移動装置２０１を駆動して、ビス締めユニット２０５を検査装置１０７の上方へ移動させる。また、ＣＰＵユニット４０１は、ビス締めユニット２０５の移動が完了するまでに、第３の昇降装置１１５を駆動して、検査装置１０７をビス締めユニット２０５の先端に保持されているビスに焦点が合う高さまで上昇させる。検査装置１０７は、ビス締めユニット２０５の先端にビスが保持されているか否かを検査し、検査結果をＣＰＵユニット４０１へ送る。このように、自動組立装置１００では、組立部品８０やビス等の複数種の部品を１つの検査装置１０７で検査することができ、検査装置１０７の数を最小限に抑えることが可能になることで、装置コストの上昇を抑制している。
【００３９】
ＣＰＵユニット４０１は、ビスが保持されていない場合には、再度、ビスの取得動作を行う。ＣＰＵユニット４０１は、ビスが保持されている場合には、Ｘ方向移動装置２０２とＹ方向移動装置２０１を駆動して、ビス締めユニット２０５を組立台１２５上の被組立部品７０に対するビス締め位置の上方へ移動させる。ＣＰＵユニット４０１は、ビス締め位置の上方へのビス締めユニット２０５の移動が完了すると、第３の昇降装置１１５を駆動して組立台１２５を上昇させる。これにより、ビス締めユニット２０５が取得しているビスにより、組立部品８０が被組立部品７０に強固に固定される。なお、ビス締め工程は、必要な場合にのみ実行される。
【００４０】
ＣＰＵユニット４０１は、ビス締めが完了すると、組立台１２５を所定の高さまで降下させ、組立台１２５上の作業済み部品はＸ方向搬送装置１５０へ移され、次に処理する被組立部品７０がチャック１３５に保持される。なお、組立台１２５上の作業済み部品のＸ方向搬送装置１５０への搬送方法と次に処理する被組立部品７０の組立台１２５への搬送方法は特に限定されず、例えば、不図示の搬送ロボットによって行われる。ＣＰＵユニット４０１は、供給ハンド２０３及び組立ハンド２０４を部品供給ユニット１０３の上方へ移動させて、上述した工程での処理を、操作パネル４０４から入力された指示にしたがって繰り返す。
【００４１】
自動組立装置１００では、上記の動作説明に合わせて説明した効果に加えて、以下の効果を奏する。即ち、自動組立装置１００では、基台１０２に設けられた任意のユニットの昇降装置に検査装置１０７から検査対象までの距離を調整する昇降装置を兼用させているため、昇降装置の軸数を削減することができ、これにより装置コストの上昇を抑えることができる。
【００４２】
なお、上記説明では、組立部品８０を把持した組立ハンド２０４を検査装置１０７の上空に移動させて、検査装置１０７による検査を行い、その後、組立ハンド２０４を組立台１２５上に設置された被組立部品７０の上空へ移動させた。これとは異なり、組立部品８０を把持した組立ハンド２０４を組立台１２５上に設置された被組立部品７０の上空へ移動させて、検査装置１０７による検査を行うようにしてもよい。この場合、ＣＰＵユニット４０１は、検査装置１０７が算出した差異量の分だけ、組立ハンド２０４の位置を補正した後、組立部品８０の被組立部品７０への組立を行う。同様に、上記説明では、ビス締めユニット２０５を検査装置１０７の上方へ移動させて、検査装置１０７による検査を行った。これに対して、ビス締めユニット２０５を組立台１２５上に設置された被組立部品７０に対するビス締め位置の上空へ移動させて、検査装置１０７による検査を行うようにしてもよい。
【００４３】
次に、自動組立装置１００が装備可能な種々の機能について説明する。図５は、検査装置１０７に装着可能な塵埃付着防止装置の概略構成を示す断面図である。塵埃付着防止装置は、検査装置１０７の外周面及び上面との間に一定の間隙が形成されるように検査装置１０７を囲む容器５０１を有し、容器５０１の上面には検査装置１０７による観察（撮影）が阻害されないように穴部が設けられている。塵埃付着防止装置は、不図示の空気供給部から容器５０１の内部を矢印５０２で示すように空気を下方から上方に向かって流し、容器５０１の上部に設けられている穴部から空気を排出する。こうして、検査装置１０７の上面近傍に気流を発生させることによって、検査装置１０７の上面（具体的には、撮像部のレンズ）に塵埃が付着するのを防止して、誤検出の発生を防止することができる。なお、ゴミ付着防止機構は、これに限らず、例えば、検査装置１０７の上面へ連続的に又は一定時間が経過する度にブロワーから空気を吹き付ける機構を用いてもよい。
【００４４】
図６は、検査装置１０７に旋回機能を設けた構成を説明する図である。検査装置１０７は旋回装置１１７に取り付けられており、旋回装置１１７は組立台１２５に取り付けられている。旋回装置１１７によって検査装置１０７による検査方向（撮影方向）を任意の方向に変えて、検査対象を種々の角度から検査することが可能になる。これにより、例えば、組立部品が複雑或いは特異な形状であっても、任意の方向から組立部品の所定の部位を検査することで組立部品の形状や組立ハンドに保持された状態をより正確にかつ高い精度で検査することが可能になる。その結果、組立部品を高い精度で被組立部品に対して組み立てることが可能になる。なお、旋回装置１１７の制御は、ＣＰＵユニット４０１によって行うようにしてもよいし、検査装置１０７の制御部によって行うようにしてもよい。
【００４５】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。例えば、上記実施形態では、供給ハンド２０３と組立ハンド２０４の２つを備える構成について説明したが、これに限定されず、本発明に係る自動組立装置は、組立ハンド２０４のみを備える構成や、より多くのハンドを備える構成であってもよい。より多くのハンドを備える場合には、組立ハンド２０４以外のハンドが取得している各種部品の検査を検査装置１０７によって行う構成とすることができる。更に、上記実施形態では、１台の検査装置１０７を第３の昇降装置１１５により昇降可能とした構成について説明したが、これに限られず、検査対象に応じて別の検査装置を第１の昇降装置１１３、第２の昇降装置１１４又は第３の昇降装置１１５に設けてもよい。検査装置１０７は、上述した撮像部（デジタルカメラ）を備えるものに限定されず、例えば、レーザセンサやファイバセンサ等を用いることもできる。
【符号の説明】
【００４６】
７０    被組立部品
８０    組立部品
８０ｂ    検査部
１００    自動組立装置
１０５    組立台ユニット
１０７    検査装置
１１５    第３の昇降装置
１１７    旋回装置
１２５    組立台
２０１    Ｙ方向移動装置
２０２    Ｘ方向移動装置
２０４    組立ハンド
２０４ａ    検査部
４０１    ＣＰＵユニット
【図１】
2019119033.tif 000003
【図２】
2019119033.tif 000004
【図３】
2019119033.tif 000005
【図４】
2019119033.tif 000006
【図５】
2019119033.tif 000007
【図６】
2019119033.tif 000008