(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組立作業を行い且つ高さが異なる第１及び第２ハンドと、該第１及び第２ハンドを水平方向に移動可能とするＸＹ軸移動手段とを有する組立ロボットと、
作業台と、該作業台を垂直方向に移動可能とするＺ軸移動手段とを有する作業台ユニットと、
前記組立ロボットが前記作業台の上方の位置に到達する前に、前記Ｚ軸移動手段により前記作業台を前記第１及び第２ハンドと干渉しない位置まで予め移動させる制御手段と、を有することを特徴とする自動組立装置。
【請求項２】
前記組立ロボットが、前記垂直方向に移動するための駆動手段を有しない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】
前記作業台の位置を検知する検知手段を備え、前記第１及び／又は第２ハンドと前記作業台との前記垂直方向の距離が所定の距離に達するまで、前記制御手段が前記作業台を移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の自動組立装置。
【請求項４】
前記検知手段は、前記Ｚ軸移動手段に設けられたエンコーダであることを特徴とする請求項３に記載の自動組立装置。
【請求項５】
前記検知手段は、センサ又は画像処理によって前記作業台の位置を検知することを特徴とする請求項３に記載の自動組立装置。
【請求項６】
前記作業台が、前記第１及び／又は第２ハンドと前記作業台の位置合わせをする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】
組立作業を行い且つ高さが異なる第１及び第２ハンドと、該第１及び第２ハンドを水平方向に移動可能とするＸＹ軸移動手段とを有する組立ロボットと、
第１作業台と、該第１作業台を垂直方向に移動可能とする第１Ｚ軸移動手段とを有する第１作業台ユニットと、
第２作業台と、該第２作業台を垂直方向に移動可能とする第２Ｚ軸移動手段とを有する第２作業台ユニットと、
前記第１作業台を前記第１Ｚ軸移動手段により前記垂直方向に移動させて、前記第１ハンドにより、前記第１作業台において被組立部品及び／又は組立部品に対して作業をする第１作業工程と、前記第２作業台を前記第２Ｚ軸移動手段により前記垂直方向に移動させる工程と、前記第１作業工程の後に、前記組立ロボットを前記第２作業台の上方の位置に移動させ、前記第１又は第２ハンドにより、前記第２作業台において前記被組立部品及び／又は前記組立部品に対して作業をする第２作業工程と、を実行し、前記組立ロボットが前記第２作業台の上方の位置に到達する前に、前記第１及び第２ハンドと前記第２作業台が干渉しない位置まで、前記第２作業台を前記第２Ｚ軸移動手段により前記垂直方向に移動させる制御手段と、を有することを特徴とする自動組立装置。
【請求項８】
組立作業を行い且つ高さが異なる第１及び第２ハンドと、該第１及び第２ハンドを水平方向に移動可能とするＸＹ軸移動手段とを有する組立ロボットと、作業台と該作業台を垂直方向に移動可能とするＺ軸移動手段とを有する作業台ユニットと、前記組立ロボットと前記作業台ユニットの動作を制御する制御手段とを用いて部品の自動組立を行う自動組立方法において、
前記制御手段が、
前記Ｚ軸移動手段により前記作業台を前記第１及び第２ハンドと干渉しない位置まで予め移動させる工程と、
前記組立ロボットを前記作業台の上方の位置に移動させる工程と、を実行することを特徴とする自動組立方法。
【請求項９】
前記作業台を移動させる工程が、前記作業台の位置を検知する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の自動組立方法。
【請求項１０】
組立作業を行い且つ高さが異なる第１及び第２ハンドと、該第１及び第２ハンドを水平方向に移動可能とするＸＹ軸移動手段とを有する組立ロボットと、第１作業台と該第１作業台を垂直方向に移動可能とする第１Ｚ軸移動手段とを有する第１作業台ユニットと、第２作業台と該第２作業台を垂直方向に移動可能とする第２Ｚ軸移動手段とを有する第２作業台ユニットと、前記組立ロボットと前記第１及び第２作業台ユニットの動作を制御する制御手段とを用いて被組立部品に組立部品を組付ける自動組立方法であって、
前記制御手段が、
前記第１作業台を前記第１Ｚ軸移動手段により前記垂直方向に移動させて、前記第１ハンドにより、前記第１作業台において前記被組立部品及び／又は前記組立部品に対して作業をする第１作業工程と、
前記第２作業台を前記第２Ｚ軸移動手段により前記垂直方向に移動させる工程と、
前記第１作業工程の後に、前記組立ロボットを前記第２作業台の上方の位置に移動させ、前記第１又は第２ハンドにより、前記第２作業台において前記被組立部品及び／又は前記組立部品に対して作業をする第２作業工程と、を実行し、
前記組立ロボットが前記第２作業台の上方の位置に到達する前に、前記第１及び第２ハンドと前記第２作業台が干渉しない位置まで、前記第２作業台を前記第２Ｚ軸移動手段により前記垂直方向に移動させることを特徴とする自動組立方法。
【請求項１１】
前記組立ロボットが、前記垂直方向に移動するための駆動手段を有しないことを特徴とする請求項１０に記載の自動組立方法。
【請求項１２】
前記自動組立方法は、前記被組立部品への前記組立部品の組付けに、前記第１作業台及び／又は前記第２作業台の位置を検知する検知手段をさらに用い、前記第１作業工程及び／又は前記第２作業工程において、前記検知手段が、前記第１作業台及び／又は前記第２作業台の位置を検知することを特徴とする請求項１０または１１に記載の自動組立方法。
【請求項１３】
前記第１作業工程の後に、前記第１Ｚ軸移動手段により前記第１作業台を前記第１ハンドと干渉しない位置まで移動させることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の自動組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立ロボットを用いた自動組立装置及び自動組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットを用いた自動組立装置では、直交ロボット及び多関節ロボットのような、組立部品を把持するロボットのＺ軸が上昇し、次にＸＹ軸が水平移動を行い、次にＺ軸が下降して被組立部品に組立部品を組付けていた。
【０００３】
自動組立装置においては、組立動作時間を短くすることが求められている。特許文献１では吸着ノズルで部品を吸着し、基板に対し相対的に水平移動して、基板上の所定位置に装着する部品装着装置が開示されている。特許文献１の手段を用いることにより、部品の装着動作時間を短くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５-２３５５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている部品装着装置ではある程度部品の装着動作時間を短くすることができる。しかし、ＸＹ軸が移動時に移動経路上の干渉物の最大高さを回避できる高さまでＺ軸を上昇させる必要があり、また部品装着時にはＺ軸を回避させた分だけ下降させる必要がある。このため、移動経路上の干渉物の高さが高いほど装着動作時間が長くなるという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、このような従来の手法では解決できない問題を解決するものであり、組立動作時間を短くした自動組立装置及び自動組立方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するため、本発明の自動組立装置は、
組立作業を行い且つ高さが異なる第１及び第２ハンドと、該第１及び第２ハンドを水平方向に移動可能とするＸＹ軸移動手段とを有する組立ロボットと、作業台と、該作業台を垂直方向に移動可能とするＺ軸移動手段とを有する作業台ユニットと、前記組立ロボットが前記作業台の上方の位置に到達する前に、前記Ｚ軸移動手段により前記作業台を前記第１及び第２ハンドと干渉しない位置まで予め移動させる制御手段と、有することを特徴としている。
また、前述の目的を達成するため、本発明の自動組立方法は、
組立作業を行い且つ高さが異なる第１及び第２ハンドと、該第１及び第２ハンドを水平方向に移動可能とするＸＹ軸移動手段とを有する組立ロボットと、作業台と該作業台を垂直方向に移動可能とするＺ軸移動手段とを有する作業台ユニットと、前記組立ロボットと前記作業台ユニットの動作を制御する制御手段とを用いて部品の自動組立を行う自動組立方法において、前記制御手段が、前記Ｚ軸移動手段により前記作業台を前記第１及び第２ハンドと干渉しない位置まで予め移動させる工程と、前記組立ロボットを前記作業台の上方の位置に移動させる工程と、を実行することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
組立ロボットが作業台の上方に到達する前に作業台のＺ軸移動手段によってハンドと干渉しない位置まで作業台を予め上昇させる。これにより、複数の高さが異なるハンドの高さの差による干渉回避動作及び複数の作業台の高さの差による干渉回避動作が次の作業時の動作時間へ影響することを減少させる。そのため、組立ロボットが作業台の上方に移動後の作業台の動作時間を短縮することができ、組立動作時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る自動組立装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の自動組立装置の概略図である。
【図３】本発明の一実施形態の自動組立装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態の自動組立装置における組立ロボットの動作説明図である。
【図５】本発明の一実施形態の自動組立装置における動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書中において、「ハンドの最下部」とは、ハンド自体の垂直方向の最下部の意味だけでなく、ハンドが部品を把持している状態で、ハンドから突出した部品の最下部の意味をも含む。また、同様に、「作業台の最上部」とは、作業台自体の垂直方向の最上部の意味だけでなく、作業台上に部品が載置されている状態で、作業台の上の部品の最上部の意味をも含む。「最上部」または「最下部」の記載がない場合でも、作業台またはハンドは、これらの意味を含んでいることは言うまでもない。
【００１１】
本発明に係る自動組立装置の実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で示してある。
【００１２】
図１は、本発明に係る自動組立装置の概略斜視図である。自動組立装置１は、それぞれベース３上に配置され、水平平面内を移動可能な組立ロボット２、第１の作業台ユニット４、第２の作業台ユニット５、第３の作業台ユニット６、位置決めユニット１９、ビス供給ユニット２８から構成されている。
【００１３】
第２の作業台ユニット（供給ユニット）５は、少なくとも一つ以上の組立部品１４を供給可能に収容した供給パレットである作業台１２ｂを備えている。組立部品１４は、後述の組立ハンド１０により、作業台１２ｂから把持される。
【００１４】
組立ロボット２は、ベース３に固定された支柱３９上に設けられたＹ軸移動手段２１のガイドレールに移動可能に取り付けられているＸ軸移動手段１１に取付けられている。また、Ｙ軸移動手段２１のガイドレールには、組立ハンド１０、移載ハンド９がＸ軸方向に移動可能に取付けられている。組立ハンド１０には案内手段として貫通孔２５ｂが備えられており、後述の作業台１２ｃとの位置合わせを行うことが可能である。Ｘ軸とＹ軸は直交しかつＸ軸とＹ軸は同一平面内にある。
【００１５】
第１の作業台ユニット４は、被組立部品２３を自動組立装置１に投入するためのユニットである。後述の第３の作業台ユニット６と同様に、被組立部品２３を位置決め及び保持することが可能なユニットであり、Ｚ軸移動手段１３ａと、作業台１２ａとで構成されている。保持手段である第１の作業台ユニット４及び第２の作業台ユニット５はそれぞれＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段１３ａ及び１３ｂによって垂直方向に移動可能である。
【００１６】
作業者が作業台１２ａに被組立部品２３を置き、不図示の操作盤等の操作により、被組立部品２３の位置決め、保持を行うが、これに限定されるものではない。不図示の別の搬送手段で被組立部品２３を第１の作業台ユニット４に搬送してもよい。
【００１７】
第３の作業台ユニット６は、被組立部品２３に組立部品１４を組み付けるために、被組立部品２３を位置決め及び保持するユニットである。第３の作業台ユニット６は、Ｘ軸移動手段１１ｂとＺ軸移動手段１３ｃと、作業台１２ｃと、被組立部品２３を位置決め及び保持するためのワーク押え手段２７とで構成されている。第３の作業台ユニット６は、更に案内手段２５ａ及びＸ軸方向、Ｙ軸方向及び回転方向に自由に移動できるならい手段２６とを有する。
【００１８】
ならい手段２６は、ロック、アンロック機構がついており、作業台１２ｃと組立ハンド１０の位置合わせを行う時はアンロックし、作業台１２ｃを移動可能な状態にすることができる。またそれ以外の時はロックすることで作業台１２ｃを固定することができる。また、第３の作業台ユニット６は、必要に応じて作業台１２ｃを回動自在にできる第１の旋回手段１８を備えることができる。
【００１９】
作業台１２ｄを備えた位置決めユニット１９は、組立部品１４をあらかじめ位置決めすることにより、高精度組立を行うものであり、位置決めユニット１９がＺ軸移動手段１３ｄ上に載置されている。位置決めユニット１９には組立部品１４と係合して、組立部品１４の回転方向の位相やＸＹ方向の位置決めを高精度に行うための位置決め手段２０が配置されている。
【００２０】
第２の作業台ユニット５は組立部品１４を貯蔵及び供給するためのものであり、作業台１２ｂがＺ軸移動手段１３ｂ上に載置されている構成となっている。第２の作業台ユニット５には複数種類の組立部品が入っていてもよい。また、複数種類のパレットを並べて、複数種類の組立部品を供給することもできる。
【００２１】
ビス供給ユニット２８はビスを貯蔵及び供給するためのものであり、先端部にＺ軸移動手段１３ｅが備えられている。
【００２２】
図２は本発明の一実施形態に係る自動組立装置を示す概略図である。また、図２は、自動組立装置の動作を説明するための概略図であり、図１のＡ矢視方向から見た図である。図２においては、説明の便宜上、図１に示した構成の一部を省略して示している。更に、垂直方向の位置関係を分かりやすく説明するため、一部の作業台ユニットは平面配置が異なって示されている。
【００２３】
自動組立装置１は、水平平面を移動可能な組立ロボット２と、ベース３上に配置され、垂直方向に移動可能なＺ軸移動手段をそれぞれ有する複数の作業台ユニットとして、第１の作業台ユニット４、第２の作業台ユニット５、第３の作業台ユニット６を有する。
【００２４】
組立ロボット２はＸ軸移動手段１１とＹ軸移動手段２１とを備えたＸＹ軸移動手段７を有し、ＸＹ軸移動手段７は複数の高さの異なるハンド８を有し、組立作業をし、高さの異なる複数のハンド８は移載ハンド９と組立ハンド１０から構成されている。
【００２５】
第１の作業台ユニット４は、被組立部品２３を自動組立装置１に投入するものであり、作業台１２ａとＺ軸移動手段１３ａを備えている。第１の作業台ユニット４への被組立部品２３の供給は不図示の投入手段で作業台１２ａに投入される。投入手段は作業者が作業台１２ａに被組立部品２３を置くという手段をとってもよい。
【００２６】
第２の作業台ユニット５は、少なくとも一つ以上の組立部品１４を供給可能に収容した作業台１２ｂとＺ軸移動手段１３ｂを備えている。
【００２７】
第３の作業台ユニット６は、被組立部品２３に組立部品１４を組付けるための作業台１２ｃとＺ軸移動手段１３ｃを備えている。
【００２８】
図３は自動組立装置１を制御する制御手段の制御ブロック図である。ＣＰＵユニット１５は格納されたプログラムに従い、自動組立装置１の動作を制御する。ＣＰＵユニット１５はインターフェース１６及び駆動回路１７を介してＸＹ軸移動手段７、Ｚ軸移動手段１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ及び１３ｅ、移載ハンド９、組立ハンド１０の駆動を制御している。操作パネル３０を操作することによりインターフェース１６を介してＣＰＵユニット１５に格納されたプログラムを起動させ自動組立装置１を動作させる。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態に係る自動組立装置１の一連の動作を、図４を参照して具体的に説明する。まず、被組立部品２３を、作業者または不図示の搬送手段により、第１の作業台ユニット４の作業台１２ａ上に置く。この状態を図４（ａ）に示している。
【００３０】
被組立部品２３を置いた後、操作パネル３０を操作することによりＣＰＵユニット１５に格納されたプログラムを起動させる。プログラムが起動するとＣＰＵユニット１５から駆動回路１７を介してＸＹ軸移動手段７及びＺ軸移動手段１３ａを駆動させる。
【００３１】
ＸＹ軸移動手段７の駆動により組立ロボット２は第１の作業台ユニット４の上方の被組立部品取出位置まで水平移動を開始する。Ｚ軸移動手段１３ａにより第１の作業台ユニット４は移載ハンド９と作業台１２ａに置かれた被組立部品２３の最上部とのクリアランスが所定のクリアランスｃとなる、被組立部品２３の受渡前位置まで上昇を開始する。
【００３２】
Ｚ軸移動手段１３ｂにより第２の作業台ユニット５は組立ハンド１０と作業台１２ｂの最上部とのクリアランスが所定のクリアランスｃとなる組立部品１４の受渡前位置まで上昇を開始する。更に、Ｚ軸移動手段１３ｃにより第３の作業台ユニット６は組立ハンド１０と作業台１２ｃの最上部とのクリアランスが所定のクリアランスｃとなる被組立部品２３の受取前位置まで上昇を開始する。これらの動作が完了した状態を図４（ｂ）に示している。
【００３３】
以下、図４及び図５のフローチャートに基づいて、組立ロボット２が第１の作業台ユニット４から被組立部品２３を取り出す動作について説明する。
【００３４】
ステップＳ１において、組立ロボット２が第１の作業台ユニット４の上方の被組立部品２３の取出位置へ移動を完了する。次に、ステップＳ２において、組立ロボット２は第１の作業台ユニット４へ上昇許可信号を出す。ステップＳ８において、第１の作業台ユニット４は被組立部品２３の受渡前位置への移動が完了した後、ステップＳ９において組立ロボット２からの上昇許可信号を受ける。その後、ステップＳ１０において、被組立部品２３を組立ロボット２に受け渡し可能な被組立部品２３の受渡位置へ移動する。
【００３５】
次に、ステップＳ１１において第１の作業台ユニット４は組立ロボット２へ上昇完了信号を出す。組立ロボット２は第１の作業台ユニット４からの上昇完了信号を受けて（ステップＳ３）、移載ハンド９が被組立部品２３を把持（保持）すること（ステップＳ４）により図４（ｃ）に示す状態となる。次に、ステップＳ５において組立ロボット２は第１の作業台ユニット４へ下降許可信号を出す。ステップＳ１２において第１の作業台ユニット４は組立ロボット２からの下降許可信号を受け、ステップＳ１３において下降位置へ移動を開始する。
【００３６】
次に、図４（ｄ）に示すように、第１の作業台ユニット４の作業台１２ａと移載ハンド９が把持している被組立部品２３の最下部との間のクリアランスが所定のクリアランスｃとなる所定位置を通過したことを不図示の検知手段により検知する（ステップＳ１４）。検知後に、ステップＳ１５において第１の作業台ユニット４は組立ロボット２へ回避完了信号を出す。ステップＳ６において組立ロボット２は第１の作業台ユニット４からの回避完了信号を受けて、第３の作業台ユニット６の上方の被組立部品２３の投入位置へ移動を開始する（ステップＳ７）。
【００３７】
図４（ｅ）に示すように組立ロボット２が第３の作業台ユニット６の上方の被組立部品２３の投入位置へ移動完了した後に、組立ロボット２は第３の作業台ユニット６に上昇許可信号を出す。組立ロボット２からの上昇許可信号を受けて、第３の作業台ユニット６が組立ロボット２から被組立部品２３を受け取り可能な被組立部品２３の受取位置へ移動する。
【００３８】
次に、第３の作業台ユニット６は組み立てロボット２へ上昇完了信号を出す。組立ロボット２は第３の作業台ユニット６からの上昇完了信号を受けて、移載ハンド９が被組立部品２３の把持を解除し、被組立部品２３を作業台１２ｃに受け渡し、図４（ｆ）の状態となる。
【００３９】
次に、組立ロボット２は第３の作業台ユニット６へ下降許可信号を出す。第３の作業台ユニット６は組立ロボット２からの下降許可信号を受けて下降位置へ移動を開始する。図４（ｇ）に示すように第３の作業台ユニット６が作業台１２ｃに置かれた被組立部品２３の最上部と移載ハンド９の最下部との間のクリアランスが所定のクリアランスｃとなる所定位置を通過したことを不図示の検知手段により検知する。検知後に、第３の作業台ユニット６は組立ロボット２へ回避完了信号を出す。組立ロボット２は第３の作業台ユニット６からの回避完了信号を受けて、第２の作業台ユニット５の上方の組立部品１４の取出位置へ移動を開始する。
【００４０】
図４（ｈ）に示すように組立ロボット２が第２の作業台ユニット５の上方の組立部品１４の取出位置へ移動完了した後に、組立ロボット２は第２の作業台ユニット５に上昇許可信号を出す。組立ロボット２からの上昇許可信号を受けて、第２の作業台ユニット５が組立部品１４を組立ロボット２に受け渡し可能な組立部品１４の受渡位置へ移動する。次に、第２の作業台ユニット５は組立ロボット２へ上昇完了信号を出す。組立ロボット２は第２の作業台ユニット５からの上昇完了信号を受けて、組立ハンド１０が組立部品１４を把持する。
【００４１】
次に、組立ロボット２は第２の作業台ユニット５へ下降許可信号を出す。第２の作業台ユニット５は組立ロボット２からの下降許可信号を受けて下降位置へ移動を開始する。次に、第２の作業台ユニット５の作業台１２ｂと組立ハンド１０が把持している組立部品１４の最下部との間のクリアランスが所定のクリアランスｃとなる所定位置を通過したことを不図示の検知手段により検知する。検知後に、第２の作業台ユニット５は組立ロボット２へ回避完了信号を出す。組立ロボット２は第２の作業台ユニット５からの回避完了信号を受けて、第３の作業台ユニット６の上空の組立部品１４の組付位置へ移動を開始する。
【００４２】
図４（ｈ）に示す状態から、組立部品１４が被組立部品２３に組み立てられるまでの動作を以下説明する。これらの動作はこれまで説明した動作と類似しているため図面を省略する。
【００４３】
第３の作業台ユニット６は下降位置への移動が完了した後に、作業台１２ｃと組立ハンド１０が把持している組立部品１４の最下部との間のクリアランスが所定のクリアランスｃとなる組立部品１４の組付前位置まで上昇する。この動作は組立ロボット２が組立部品１４の取出位置へ移動開始後から組立部品１４の組付位置へ移動完了するまでの間に行う。
【００４４】
組立ロボット２が第３の作業台ユニット６の上方の組立部品１４の組付位置へ移動完了した後に、組立ロボット２は第３の作業台ユニット６に上昇許可信号を出す。組立ロボット２からの上昇許可信号を受けて、第３の作業台ユニット６が組立部品１４を被組立部品２３に組み付け可能な組立部品組付位置へ移動する。次に、第３の作業台ユニット６は組立ロボット２へ上昇完了信号を出す。組立ロボット２は第３の作業台ユニット６からの上昇完了信号を受けて、組立ハンド１０が組立部品１４の把持を解除し、組立部品１４を被組立部品２３に組み付ける。次に、組立ロボット２は第３の作業台ユニット６へ下降許可信号を出す。第３の作業台ユニット６は組立ロボット２からの下降許可信号を受けて下降位置へ移動を開始する。次に、第３の作業台ユニット６が作業台１２ｃに置かれた被組立部品２３に組みつけられた組立部品１４と組立ハンド１０とのクリアランスが所定のクリアランス寸法ｃとなる所定位置を通過したことを不図示の検知手段により検知する。検知後に第３の作業台ユニット６は組立ロボット２へ回避完了信号を出す。組立ロボット２は第３の作業台ユニット６からの回避完了信号を受けて、第１の作業台ユニット４の上空の被組立部品２３の取出位置へ移動を開始する。
【００４５】
ステップＳ１６において第１の作業台ユニット４は下降位置への移動が完了した後に、作業台１２ａに不図示の搬送手段により被組立部品２３が置かれる（ステップＳ１７）。その後、被組立部品２３と移載ハンド９との間のクリアランスが所定のクリアランスｃとなる被組立部品２３の受渡前位置まで上昇する（ステップＳ１８）。これらの動作は組立ロボット２が被組立部品２３の投入位置へ移動開始時から、被組立部品２３の取出位置へ再び移動するまでの間に行う。以上説明した、各ステップのうち、ステップＳ３、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６及びＳ１７において、「ＮＯ」となった場合は、図示のように同じステップをやり直すか、前のステップに戻るか、いずれかの動作をすることは言うまでもない。
【００４６】
第３の作業台ユニット６は下降位置への移動が完了した後に、不図示の搬送手段により組立部品１４が組み付けられた被組立部品２３が取り出される。被組立部品２３が取り出された後に組立ハンド１０（の最下部）と作業台１２ｃ（の最上部）との間のクリアランスが所定のクリアランスｃとなる被組立部品２３の受取前位置まで上昇する。これらの動作は組立ロボット２が被組立部品２３を保持した状態の第１の作業台ユニット４の上方の被組立部品２３の取出位置への移動が開始された時から始まる。また、組立ロボット２が被組立部品２３を保持した状態で第３の作業台ユニット６の上方の被組立部品２３の投入位置へ再び移動するまでの間に行う。
【００４７】
第２の作業台ユニット５は下降位置への移動が完了した後に、組立ハンド１０と作業台１２ｂとの間のクリアランスが所定のクリアランスｃとなる組立部品１４の受渡前位置まで上昇する。この動作は組立ロボット２が組立部品１４を保持した状態で第３の作業台ユニット６の上方の組立部品１４の組付位置へ移動開始時から、第２の作業台ユニット５の上方の組立部品１４の取出位置へ再び移動するまでの間に行う。
【００４８】
なお、上記実施形態において作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃとハンド８（移載ハンド９及び作業ハンド１０）との間のクリアランスがクリアランスｃとなるようにあらかじめ作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃを上昇させる。このために、Ｚ軸移動手段１３ａ、１３ｂ及び１３ｃに移動先データを保持させ、保持させた移動先データに基づいて動作させている。
【００４９】
上記動作は、ＣＰＵユニット１５に位置情報を保持させ、Ｚ軸移動手段１３ａ、１３ｂ及び１３ｃの現在位置を検知手段であるエンコーダの値をモニタリングすることで行われる。ＣＰＵユニット１５の位置情報とＺ軸移動手段１３ａ、１３ｂ及び１３ｃの現在位置とを比較し作業台の上昇位置を決めてもよい。また、作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの位置をセンサや画像処理によって検知し上昇位置を決めてもよい。
【００５０】
更に、上記実施形態において作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃが下降時に作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃとハンド８との間のクリアランスがクリアランスｃとなる所定位置に達したことを検知する検知手段はＺ軸移動手段１３ａ、１３ｂ及び１３ｃのエンコーダを使用している。しかしながら、検知手段は作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの位置をセンサや画像処理によって検知してもよい。
【００５１】
上述のように、本実施形態に示す自動組立装置１は制御手段を有している。制御手段は、組立ロボット２が作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの上方に到達（移動）する前に作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃのＺ軸移動手段１３ａ、１３ｂ及び１３ｃがハンド８と干渉しない位置まで予め上昇させる。この制御手段を用いることにより高さが異なる複数のハンド８の高さの差による干渉回避動作及び複数の作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの高さの差による干渉回避動作の次の作業時の動作時間へ影響することを減少させる。その結果、組立ロボット２が作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの上方に移動後の作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの動作時間を短縮することができ、組立動作に要する時間を短くすることができる。
【００５２】
また、本発明は、高さの異なる複数のハンド８を有し水平方向に移動可能なＸＹ軸移動手段７を有する組立ロボット２を備えている。また、作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃと作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃを垂直方向に移動可能なＺ軸移動手段１３ａ、１３ｂ及び１３ｃを有する複数の作業台ユニット４、５及び６とを用いて部品の自動組立を行う自動組立方法を提供する。この自動組立方法では、Ｚ軸移動手段１３ａ、１３ｂ及び１３ｃにより作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃをハンド８と干渉しない位置まで予め上昇させること、その後、組立ロボット２が作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの上方に移動することを含んでいる。
【００５３】
また、作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの下降動作が完了する前に検知手段が設けられる。自動組立方法は、作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃが組立ロボット２と作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃとの間のクリアランスが所定のクリアランスｃとなる所定位置に達したことを検知手段が検知することを含む。検知手段がクリアランスｃを検知したことをトリガーにして、制御手段によって組立ロボット２を作業台１２ａ、１２ｂ及び１２ｃの上方に移動するように制御している。このように制御することで、組立ロボット２が待機する待機時間を短縮し、組立動作に要する時間を短くすることができる。
【００５４】
以上、説明した所定のクリアランスｃはどの場合もその大きさは同じである。しかしながら、自動組立装置に用いられる各作業台と各ハンドとの関係で、異なるクリアランスに設定することも可能である。
【００５５】
以上説明した本発明の一実施形態にかかる自動組立装置及び自動組立方法において、以下の変更例も可能である。組立作業をするハンド８は、移載ハンド９と組立ハンド１０の２つのハンドから構成されているが、その他の作業をするハンドが設けられていても良い。ハンド８の数は任意であり、２つ以上のハンドを設けることも可能である。
【００５６】
また、作業台ユニットについても、説明した実施形態のように第１、第２及び第３の３つの作業台ユニットを設けたが、作業台ユニットもハンドと同様、数は任意であり、３つ以上の作業台ユニットを設けた場合であっても、本発明は対応可能である。例えば、図１に示す位置決め用の位置決めユニット１９を加えた４つの作業台ユニットとすることも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１    自動組立装置
２    組立ロボット
３    ベース
４    第１の作業台ユニット
５    第２の作業台ユニット
６    第３の作業台ユニット
７    ＸＹ軸移動手段
８    ハンド
９    移載ハンド
１０  組立ハンド
２３  被組立部品
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  作業台
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  Ｚ軸移動手段
１４  組立部品
１５  ＣＰＵユニット
１６  インターフェース
１７  駆動回路
１９  位置決めユニット
２０  位置決手段
２５ａ、２５ｂ  案内手段
２６  ならい手段
２７  ワーク押え手段
２８  ビス供給ユニット
３０  操作パネル
３９  支柱
ｃ    クリアランス
【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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