(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ハンドと、
前記第１ハンドより高い位置に配置された第２ハンドと、
前記第１ハンドおよび前記第２ハンドが設けられ、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドを一体にＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段と、
前記Ｘ軸移動手段が設けられ、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドを一体にＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段と、
を備える組立ロボットと、
Ｚ軸移動手段を備え、前記Ｚ軸移動手段によりＺ軸方向に各々が移動可能な第１作業台および第２作業台と、
を備えた自動組立装置であって、
前記第１作業台の上には、前記第１ハンドによって所定の作業が行われる第１作業エリアが設けられ、
前記第２作業台の上であり、前記第１作業エリアとは重ならない領域には、第２作業エリアが設けられ、
前記第２ハンドが前記第２作業エリアで作業する際に、前記第１ハンドが前記第２作業台と接触しないことを特徴とする自動組立装置。
【請求項２】
前記第１作業エリアの幅は、前記第２作業エリアの幅より広い請求項１に記載の自動組立装置。
【請求項３】
前記第１作業エリアの幅は、前記第１作業台の幅であり、
前記第２作業エリアの幅は、前記第２作業台の幅である請求項１または２に記載の自動組立装置。
【請求項４】
前記第１作業エリアは複数の組立部品を載置する供給トレイである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動組立装置。
【請求項５】
前記第１ハンドおよび前記第２ハンドは、前記Ｙ軸方向に沿って前記Ｘ軸移動手段に設けられている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動組立装置。
【請求項６】
前記第１ハンドは、前記第１作業エリアで前記所定の作業を行うものであり、
前記第２ハンドは、前記第２作業エリアで作業を行うものであり、
前記第１作業エリアと前記第２作業エリアは、前記第１ハンドと前記第２ハンドが配置された順に従って、配置されている請求項５に記載の自動組立装置。
【請求項７】
前記組立ロボットは、前記第１ハンドよりも高い位置に配置され、前記Ｘ軸移動手段に設けられた第３ハンドをさらに備え、
前記自動組立装置は、Ｚ軸移動手段を備え、該Ｚ軸移動手段により前記Ｚ軸方向に移動可能な第３作業台をさらに備え、
前記第３作業台の上であり、前記第１作業エリアおよび前記第２作業エリアと重ならない領域に第３作業エリアが設けられ、
前記第２ハンドが前記第２作業エリアで作業するとき、および／または前記第３ハンドが第３作業エリアで作業するときに、前記第１ハンドが、前記第２作業台および前記第３作業台と接触しない請求項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】
前記第１作業エリアの幅は、前記第３作業エリアの幅より広い請求項７に記載の自動組立装置。
【請求項９】
前記第３作業エリアの幅は、前記第３作業台の幅である請求項７または８に記載の自動組立装置。
【請求項１０】
前記第３ハンドは、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドとともに、前記Ｙ軸方向に沿って前記Ｘ軸移動手段に設けられている請求項７乃至９のいずれか１項に記載の自動組立装置。
【請求項１１】
前記第２ハンドおよび前記第３ハンドは、それぞれ侵入可能幅を有し、
前記第２作業エリアおよび前記第３作業エリアの幅は、前記第２ハンドおよび前記第３ハンドの侵入可能幅の少なくとも１つより狭い請求項１０に記載の自動組立装置。
【請求項１２】
前記第２ハンドは前記第１ハンドおよび前記第３ハンドより高く、かつ、前記第１ハンドおよび前記第３ハンドとの間に配置されており、
前記第２作業エリアの幅および前記第３作業エリアの幅は、前記第２ハンドの侵入可能幅より狭い請求項１１に記載の自動組立装置。
【請求項１３】
前記第３ハンドは、前記第３作業エリアで作業を行うものであり、
前記第１作業エリア、前記第２作業エリアおよび前記第３作業エリアは、前記第１ハンド、前記第２ハンドおよび前記第３ハンドが配置された順に従って、配置されている請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の自動組立装置。
【請求項１４】
前記組立ロボットは、前記Ｚ軸方向の駆動手段を有さない請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の自動組立装置。
【請求項１５】
搬送手段をさらに備える請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の自動組立装置。
【請求項１６】
第１ハンドと、前記第１ハンドより高い位置に配置された第２ハンドと、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドが設けられ、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドを一体にＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段と、前記Ｘ軸移動手段が設けられ、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドを一体にＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段と、を備える組立ロボットと、Ｚ軸移動手段を備え、前記Ｚ軸移動手段によりＺ軸方向に各々が移動可能な第１作業台および第２作業台と、を備えた自動組立装置を用いた組立物品の製造方法であって、
前記第１作業台の上には、前記第１ハンドによって所定の作業が行われる第１作業エリアが設けられ、
前記第２作業台の上であり、前記第１作業エリアとは重ならない領域には、第２作業エリアが設けられ、
前記組立ロボットを前記第１作業エリアおよび前記第２作業エリアの上方で前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に移動させ、前記第１作業台または前記第２作業台を前記Ｚ軸方向に移動させることで組立を行う工程を含み、
前記第２ハンドが前記第２作業エリアで作業する際に、前記第１ハンドが前記第２作業台と接触しないことを特徴とする組立物品の製造方法。
【請求項１７】
前記第１作業台または前記第２作業台を前記Ｚ軸方向に移動させて組立を行う際に、前記組立ロボットは前記Ｚ軸方向に移動しないことを特徴とする請求項１６に記載の組立物品の製造方法。
【請求項１８】
前記第１作業エリアは複数の組立部品を載置する供給トレイであることを特徴とする請求項１６または１７に記載の組立物品の製造方法。
【請求項１９】
前記第１ハンドを用いて、前記供給トレイに載置された組立部品を保持する工程と、
前記Ｘ軸移動手段および前記Ｙ軸移動手段によって、前記組立部品を被組立部品が設置された前記第２作業台の上方に移動させる工程と、
前記移動させる工程の後に、前記第２作業台のＺ軸移動手段によって前記被組立部品を前記Ｚ軸方向に移動させることにより、前記組立部品と前記被組立部品とを組立てる工程と、
を含む請求項１８に記載の組立物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のハンドを備えた組立てロボットを有する自動組立装置及び、該自動組立装置を用いた組立物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動組立装置において１つのロボットで複数の作業を行う場合、ツールチェンジャーを用いてハンドを切替えていた。しかし、ツールチェンジャーによりハンド（ツール）を切替えると、ハンドの切替え時間がかかってしまい、サイクルタイムが増加してしまうといった問題点があった。そのため、切替え時間をかけずに短時間で複数の作業が行えるロボットハンドが求められている。
【０００３】
その解決手段のひとつとして、特許文献１では、１つのロボットにカシメ用ハンドとシャフトチャックハンドとギヤチャックハンドの３つのハンドを備えたロボットハンド装置が開示されている。特許文献１の手段を用いることで、１つのロボットで複数の作業を短時間で行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２３５５９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、特許文献１に記載されているロボットハンド装置では、多関節ロボットによる作業を想定しており、ハンドがツールアダプタに対して垂直方向に１つ、水平方向に２つ設けられているため、直交ロボットでは作業ができない。また、１つのハンドが作業を行う時に、他のハンドが干渉を避けるためにハンドの配置間隔を広げる必要があるため、作業に必要なスペースが増加する。
【０００６】
本発明の目的は、従来の手法では解決できない問題を解決しようとするものであり、直交ロボットで作業可能で、ハンド間の干渉もなく、よりスペース効率のよい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、本発明に係わる自動組立装置は、
第１ハンドと、
前記第１ハンドより高い位置に配置された第２ハンドと、
前記第１ハンドおよび前記第２ハンドが設けられ、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドを一体にＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段と、
前記Ｘ軸移動手段が設けられ、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドを一体にＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段と、
を備える組立ロボットと、
Ｚ軸移動手段を備え、前記Ｚ軸移動手段によりＺ軸方向に各々が移動可能な第１作業台および第２作業台と、
を備えた自動組立装置であって、
前記第１作業台の上には、前記第１ハンドによって所定の作業が行われる第１作業エリアが設けられ、
前記第２作業台の上であり、前記第１作業エリアとは重ならない領域には、第２作業エリアが設けられ、
前記第２ハンドが前記第２作業エリアで作業する際に、前記第１ハンドが前記第２作業台と接触しないことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係わる組立物品の製造方法は、
第１ハンドと、前記第１ハンドより高い位置に配置された第２ハンドと、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドが設けられ、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドを一体にＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段と、前記Ｘ軸移動手段が設けられ、前記第１ハンドおよび前記第２ハンドを一体にＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段と、を備える組立ロボットと、Ｚ軸移動手段を備え、前記Ｚ軸移動手段によりＺ軸方向に各々が移動可能な第１作業台および第２作業台と、を備えた自動組立装置を用いた組立物品の製造方法であって、
前記第１作業台の上には、前記第１ハンドによって所定の作業が行われる第１作業エリアが設けられ、
前記第２作業台の上であり、前記第１作業エリアとは重ならない領域には、第２作業エリアが設けられ、
前記組立ロボットを前記第１作業エリアおよび前記第２作業エリアの上方で前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に移動させ、前記第１作業台または前記第２作業台を前記Ｚ軸方向に移動させることで組立を行う工程を含み、
前記第２ハンドが前記第２作業エリアで作業する際に、前記第１ハンドが前記第２作業台と接触しないことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の自動組立装置及び自動組立方法によれば、以下の効果が得られる。
複数の作業台がそれぞれ有する作業エリアの内、所定の作業エリアの幅を複数のハンドの侵入可能幅より大きく設定し、所定の作業エリア以外の作業エリアの幅を複数のハンドの少なくとも一部の侵入可能幅より小さく設定している。さらに、所定の作業エリアに対して作業を行うハンドがＺ軸方向の最下部に配置される。そのため、複数ハンドが間隔を広げることなく干渉回避できるので、幅方向の間隔を狭く配置でき、直交ロボットでの作業が可能になる。さらに、作業台が独立して上下動作を行うことで、作業台の間隔を狭く配置でき、装置全体のスペース効率が良くなる。
【００１０】
また、トレイ上に並列して複数の部品を載置し、トレイ上の供給部品を第１のハンドで把持し、移送する。そのため、トレイのまま複数部品の供給ができ、直交ロボットを用いても移し替え機構が不要で簡素にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態を示す自動組立方法を説明するための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における複数ハンドの作業時の側面図であり、（ａ）は、移載ハンドが第１の作業台ユニットに対して作業を行っている図であり、（ｂ）は、組立ハンドが供給ユニットに対して作業を行っている図である。
【図３】本発明の一実施形態における作業台ユニットの概要斜視図であり、（ａ）は、３面方向からの組立てが可能な作業台ユニットの概要斜視図であり、（ｂ）は、５面方向からの組立てが可能な作業台ユニットの概要斜視図である。
【図４】各ハンドの幅と各作業エリアの水平方向の関係を示す自動組立装置の概略側面図である。
【図５】各ハンドと供給トレイとの垂直方向の関係を示す自動組立装置の概略側面図である。
【図６】各作業エリアと各ハンドの水平方向の侵入関係を示す自動組立装置の概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る自動組立方法及び自動組立装置１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。
【００１３】
（実施形態）
本発明を適用した基本的な一実施形態について図１を参照して以下、具体的に説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す自動組立方法を説明するための自動組立装置１の概略斜視図である。
【００１４】
自動組立装置１は、それぞれベース２上に配置され、水平平面内を移動可能な組立ロボット３、組付作業台ユニット４、投入作業台ユニット５、位置決めユニット６、供給ユニット７、ビス供給ユニット８から構成されている。
【００１５】
供給ユニット７は、少なくとも一つ以上の組立部品９を供給可能に収容した供給トレイ１０を備えている。供給トレイ１０上の組立部品９は、後述の組立ハンド１５により、供給トレイ１０から把持される。
【００１６】
組付作業台ユニット４、投入作業台ユニット５、位置決めユニット６、供給ユニット７、ビス供給ユニット８は、それぞれ独立した作業エリアを有している。
【００１７】
組立ハンド１５、移載ハンド１６、ビス締めユニット１７は、組付作業台ユニット４、投入作業台ユニット５、位置決めユニット６、ビス供給ユニット８の作業エリアに対して作業を行う時に他のハンドが作業エリア内に侵入しないよう配置されている。しかしながら、供給ユニット７の作業エリアは組立ハンド１５が作業している時に他のハンドが侵入することができる水平方向の幅を有する。
【００１８】
組立ロボット３は、ベース２上に固定された支柱１１上に設けられたＹ軸移動手段１２のガイドレールに移動可能にＸ軸移動手段１３が取り付けられて構成されている。組立ロボット３は、Ｚ軸方向の駆動手段を有さない。また、Ｘ軸移動手段１３のガイドレールには、複数のハンド１４が取り付けられている。複数のハンド１４は、Ｙ軸方向に並列に配置された組立ハンド１５、移載ハンド１６、ビス締めユニット１７で構成されている。
【００１９】
組立ハンド１５には貫通孔１８ｂが備えられており、作業台２１ａ上に設けられたピン状の案内手段１８ａに貫通孔１８ｂが嵌合することで後述の作業台２１ａとの位置合わせを行うことが可能である。Ｘ軸とＹ軸は略直交しかつＸ軸とＹ軸は同一平面内にある。
【００２０】
組付作業台ユニット４は、被組立部品１９に組立部品９を組み付けるために、被組立部品１９を位置決め及び保持するユニットである。組付作業台ユニット４は、搬送手段２８と、Ｚ軸移動手段２０ａと、作業台２１ａと、被組立部品１９を位置決め及び保持するためのワーク押え手段２２と、案内手段１８ａ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コンプライアンス機構（ならい手段）２３とで構成されている。
【００２１】
コンプライアンス機構（ならい手段）２３は、ロック、アンロック機構がついており、作業台２１ａと組立ハンド１５の位置合わせを行う時はアンロックし、作業台２１ａ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２１ａを回動自在にできる第１の旋回手段２４を備えることができる。
【００２２】
投入作業台ユニット５は、被組立部品１９を自動組立装置１に投入するものであり、組付作業台ユニット４と同様に、被組立部品１９を位置決め及び保持することが可能であり、Ｚ軸移動手段２０ｂと、作業台２１ｂとで構成されている。保持手段である組付作業台ユニット４は２軸以上の複数軸の方向で動作可能な動作手段を備えることもできる。
【００２３】
作業者が作業台２１ｂに被組立部品１９を置き、不図示の操作盤等の操作により、被組立部品１９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１９を投入作業台ユニット５に搬送してもよい。
【００２４】
位置決めユニット６は、組立部品９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、位置決め台２６がＺ軸移動手段２０ｃ上に載置されている。位置決め台２６には組立部品９と係合して、組立部品９の回転方向の位相やＸＹ軸方向の位置決めを高精度に行うための位置決め手段２７が配置されている。
【００２５】
供給ユニット７は、組立部品９を貯蔵及び供給するためのものであり、供給トレイ１０がＺ軸移動手段２０ｄ上に載置されている構成となっている。供給トレイ１０上には並列して複数の組立部品９が載置されており、複数の組立部品９の供給ができる構成となっている。供給トレイ１０には複数種類の組立部品９が入っていてもよい。また、複数種類の供給トレイ１０を並べて、複数種類の組立部品９を供給することもできる。また、ビス供給ユニット８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２０ｅが備えられている。
【００２６】
図２は、複数のハンド１４を構成する組立ハンド１５、移載ハンド１６、ビス締めユニット１７の配置図であり、図２（ａ）は移載ハンド１６が組付作業台ユニット４の作業台２１ａから被組立部品１９を移載している状態を示す。
【００２７】
また、図２（ｂ）は組立ハンド１５が供給ユニット７に対して作業を行っている状態を示す。組立ハンド１５は移載ハンド１６及びビス締めユニット１７に対してＺ軸方向最下部に取り付けられている。図５に示すように、組立ハンド１５の高さＨｋと移載ハンド１６の高さＨｉ及びビス締めユニット１７の高さＨｓはそれぞれ異なる。また、組立ハンド１５が供給トレイ１０上にある組立部品９に対して作業を行う時に、移載ハンド１６及びビス締めユニット１７の最下部の高さＨｉ及びＨｓは供給トレイ１０と接触しない高さに設定されている。
【００２８】
図３は組付作業台ユニット４の概略斜視図であり、図３（ａ）は第１の旋回手段２４により３面方向からの組立てを可能とした状態を示す。また図３（ｂ）に示すように、さらに第２の旋回手段２５を備えることもでき、５面方向からの組立も可能となる。
【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１を参照して具体的に説明する。
【００３０】
まず、被組立部品１９を、作業者または不図示の搬送手段により、作業台２１ｂに配置する。
【００３１】
被組立部品１９の配置後、組立ロボット３に備えられた移載ハンド１６が、Ｙ軸移動手段１２及びＸ軸移動手段１３が動作することによって、投入作業台ユニット５上へ移動する。移載ハンド１６が投入作業台ユニット５上に移動完了後、投入作業台ユニット５に備えられたＺ軸移動手段２０ｂが上昇し、作業台２１ｂに置かれている被組立部品１９を移載ハンド１６が把持する。
【００３２】
被組立部品１９を把持すると、Ｚ軸移動手段２０ｂが下降する。下降後、Ｙ軸移動手段１２及びＸ軸移動手段１３が動作することによって、組立ロボット３に備えられた移載ハンド１６が、組付作業台ユニット４上へ移動する。移載ハンド１６が組付作業台ユニット４上に移動完了後、組付作業台ユニット４に備えられたＺ軸移動手段２０ａが上昇し、移載ハンド１６がアンチャック（把持を解除）を行うことで、作業台２１ａに被組立部品１９を配置する。Ｚ軸移動手段２０ａが下降した後、ワーク押え手段２２が前進することにより、被組立部品１９の位置決め及び保持がなされる。
【００３３】
次に、Ｙ軸移動手段１２及びＸ軸移動手段１３が動作することによって、組立ロボット３に備えられた組立ハンド１５が、供給ユニット７上へ移動する。組立ハンド１５が供給ユニット７上に移動完了後、供給ユニット７に備えられたＺ軸移動手段２０ｄが上昇し、上昇後、供給トレイ１０内に配置されている組立部品９を組立ハンド１５が把持する。
【００３４】
Ｚ軸移動手段２０ｄの動作により、供給ユニット７が下降した後、Ｙ軸移動手段１２及びＸ軸移動手段１３が動作することによって、組立ハンド１５は、位置決めユニット６上へ移動する。組立ハンド１５が位置決めユニット６上へ移動完了後、位置決めユニット６に備えられたＺ軸移動手段２０ｃが上昇する。上昇後、組立ハンド１５が組立部品９をアンチャックし、組立部品９を位置決め台２６上に載置する。
【００３５】
組立ハンド１５のアンチャック後、位置決め手段２７の前進によって、組立部品９のＸＹ方向の位置及び位相方向の精度が向上され、位置精度が向上された組立部品９を組立ハンド１５が再び把持する。位置決めユニット６における作業は、高精度な組立作業が要求される場合のみ実施され、必ずしも実施する必要はない。
【００３６】
位置決めユニット６の作業完了後、組立ハンド１５は、Ｙ軸移動手段１２及びＸ軸移動手段１３が動作することによって、組付作業台ユニット４上へ移動する。組立ハンド１５が組付作業台ユニット４上へ動作完了後、コンプライアンス機構（ならい手段）２３をアンロックし、作業台２１ａを移動可能にする。
【００３７】
作業台２１ａが移動可能となった後、組付作業台ユニット４が備えるＺ軸移動手段２０ａにより、作業台２１ａが上昇する。上昇中、ピン状の案内手段１８ａが貫通孔１８ｂと嵌合することで、ならい手段２３により作業台２１ａが移動し、組立ハンド１５に対して位置合わせを行う。
【００３８】
作業台２１ａが位置合わせされた状態のまま、さらに作業台２１ａが上昇し、組立ハンド１５が把持している組立部品９と作業台２１ａが位置決め及び保持している被組立部品１９とを嵌合させる。嵌合後、組立ハンド１５が組立部品９をアンチャックし、Ｚ軸移動手段２０ａにより、作業台２１ａが下降する。
【００３９】
被組立部品１９と組立部品９の嵌合後、ビス締めユニット１７は、Ｙ軸移動手段１２及びＸ軸移動手段１３が動作することによって、ビス供給ユニット８上へ移動する。それと同時に、ビス締めユニット１７が備える不図示のモータにより、ビス締めユニット１７内の不図示のドライバビットが回転する。
【００４０】
ビス締めユニット１７がビス供給ユニット８上へ動作完了後、ビス締めユニット１７が不図示の吸着手段によって吸着を行う。Ｚ軸移動手段２０ｅの上昇により、ビス供給ユニット８の先端がビスを保持した状態で上昇し、吸着を行っているビス締めユニット１７付近に停止し、ビス締めユニット１７にビスが受け渡される。
【００４１】
Ｚ軸移動手段２０ｅの下降により、ビス供給ユニット先端が下降した後、ビス締めユニット１７は、Ｙ軸移動手段１２及びＸ軸移動手段１３が動作することによって、組付作業台ユニット４上へ移動する。ビス締めユニット１７が組付作業台ユニット４上へ動作完了後、組付作業台ユニット４が備えるＺ軸移動手段２０ａにより、作業台２１ａが上昇する。上昇途中、ビスと被組立部品１９が接触すると、トルク変化が始まり、ビスを締め終わるとトルクが最大値になる。トルクの最大値になった箇所を検出することで、ビス締めユニット１７が備える不図示のモータと、Ｚ軸移動手段２０ａが停止する。
【００４２】
このように被組立部品１９に対して組立部品９を組み付けた後、ビス締めユニット１７で組立部品９を被組立部品１９に固定する作業を行うこともできる。また、ビス締めユニット１７及びビス供給ユニット８はビス締め工程が存在する場合のみ必要であり、必ずしも実施されるものではない。必要に応じて着脱することも可能である。また、第１の旋回手段２４や第２の旋回手段２５を用いれば、被組立部品１９の複数方向において組立部品９を組付ける動作や、ビス締め等の固定作業を行うことができる。
【００４３】
被組立部品１９に組立部品９が嵌合または結合し、自動組立装置１での組立工程が終了すると、組付作業台ユニット４が備える搬送手段２８が動作し、作業台２１ａに配置されている被組立部品１９が自動組立装置１の外部に排出される。
【００４４】
以下、図４及び図５を参照して、各ハンドの幅と各作業エリアの水平方向の関係と、各ハンドと供給トレイ１０との垂直方向の関係とを説明する。図４は各ハンドの幅と各作業エリアの水平方向の関係を示す自動組立装置１の概略側面図である。また、図５は、各ハンドと供給トレイ１０との垂直方向の関係を示す自動組立装置１の概略側面図である。
【００４５】
図４において、組付作業台ユニット４の作業台２１ａの作業エリアＡｓ、位置決め台２６の作業エリアＡｉ及び供給トレイ１０の作業エリアＡｋが図示のように設けられている。また、複数のハンド１４を構成する移載ハンド１６及びビス締めユニット１７は、それぞれ各作業エリアに侵入する際の侵入可能幅Ｂｉ及びＢｓを有する。
【００４６】
図４において、各作業エリアＡｓ、Ａｉ及びＡｋの幅Ｗｓ、Ｗｉ及びＷｋの大きさは水平方向（ここではＹ軸方向）の大きさを示し、各ハンドの侵入可能幅Ｂｉ及びＢｓも同様に水平方向の大きさを示している。
【００４７】
各作業エリアの幅と各ハンドの侵入可能幅との関係は以下の通りである。
（１）  Ｗｓ＜Ｂｓ、  Ｗｓ＜Ｂｉ
（２）  Ｗｉ＜Ｂｓ、  Ｗｉ＜Ｂｉ
（３）  Ｗｋ＞Ｂｓ、  Ｗｋ＞Ｂｉ
上記（１）及び（２）、更に図４に示すように、作業台２１ａの作業エリアＡｓと位置決め台２６の作業エリアＡｉは、侵入可能幅Ｂｓと侵入可能幅Ｂｉより僅かに小さく設定されている。このため、供給トレイ１０の作業エリアＡｋ以外の他の作業エリアＡｓ及びＡｉに移載ハンド１６やビス締めユニット１７が侵入できない。
【００４８】
以上のように、所定の作業エリア以外の作業エリアの幅を複数のハンド１４の少なくとも一部の侵入可能幅より小さく設定し、かつ上記（３）に示すように、作業エリアのうち所定の作業エリアの幅を複数のハンド１４の侵入可能幅より大きく設定している。
【００４９】
以上のことをまとめると、本発明では、所定の作業エリアの幅をＷｘ（Ｗｋ）、所定の作業エリア以外の作業エリアの幅をＷｙ、複数のハンド１４が侵入可能な幅をＢｘと、それぞれ便宜的に規定すると、Ｗｘ＞Ｂｘ、Ｗｙ＜Ｂｘの関係を満たすと言える。
【００５０】
以上のように、所定の作業エリア（本実施形態では供給トレイ１０の作業エリア）以外の作業エリアの幅を複数のハンド１４の少なくとも一部が侵入できない幅に設定している。これにより、各作業台（作業エリア）の幅を各ハンド１４の幅に合わせるため、各ハンド１４を従来に比べてより狭い間隔で配置できる。従って、スペース効率が向上する効果がある。
【００５１】
所定の作業エリアを複数の組立部品９を並列に載置して組立ハンド１５に供給する供給トレイ１０とした場合、供給トレイ１０の組立部品９を所定のハンドとしての組立ハンド１５が把持及び移送する。このとき、組立ハンド１５はＺ軸方向の最下部に配置されている。
【００５２】
次に、図５を用いて各ハンドと供給トレイ１０との垂直方向（Ｚ軸方向）の関係を説明する。供給トレイ１０の最上部は、Ｚ軸移動手段２０ｄによって、ベース２からＨｔの高さまで上昇することができる。一方、それ自体は下降しない組立ハンド１５、移載ハンド１６及びビス締めユニット１７は、ベース２から最下部までの高さがそれぞれＨｋ，Ｈｉ及びＨｓと規定されている。
【００５３】
各ハンドと供給トレイ１０の高さとの関係（垂直方向の関係）は以下の通りである。
（１）  Ｈｔ＜Ｈｋ、Ｈｔ＝Ｈｋ
（２）  Ｈｔ＜Ｈｉ、Ｈｔ＜Ｈｓ
ここで、組立ハンド１５が、供給トレイ１０の上方に移動する前には、供給トレイ１０は高さＨｋより低い位置にあり、組立ハンド１５の移動を干渉しない。組立ハンド１５が供給トレイ１０上の組立部品９を把持できる位置に来ると、高さＨｔまで上昇するように不図示の制御手段により制御する。
【００５４】
以上のことをまとめると、所定の作業エリアに対して作業を行うハンドの高さをＨｘ、その他のハンドの高さをＨｙ、所定の作業エリアの最上部が最も上昇した高さをＨｚと、それぞれ便宜的に規定すると、Ｈｘ＜Ｈｚ、Ｈｙ＞Ｈｚの関係を満たすと言える。
【００５５】
図５から分かるように、異なる高さを有する複数のハンド１４のうち、第１の作業エリアに対して作業を行う組立ハンド１５をＺ軸方向の最下部に配置している。そのため、複数のハンド１４が間隔を広げることなく干渉回避できるので、幅方向の間隔を狭く配置でき、直交ロボットでの作業が可能になる。さらに、各作業台が独立して上下動作を行うことで、作業台の間隔を狭く配置でき、装置全体のスペース効率が良くなる。
【００５６】
図６は、各作業エリアと各ハンドの水平方向の侵入関係を示す自動組立装置１の概略上面図であり、組立ハンド１５が供給トレイ１０に対して作業を行っている状態を示している。このとき、複数のハンドを備えた組立ロボット３が供給トレイ１０のＸＹ軸方向で作業エリアに侵入している。
【００５７】
第１の作業エリアである供給トレイ１０の作業エリアＡｋは、組立ハンド１５が作業エリアＡｋで作業している時に、他のハンドである移載ハンド１６とビス締めユニット１７が侵入することができる水平方向の幅Ｗｋを有する。従って、図６に示すように組立ハンド１５、移載ハンド１６、ビス締めユニット１７の複数のハンドが作業エリアＡｋに侵入できる。
【００５８】
一方、組立ハンド１５、移載ハンド１６、ビス締めユニット１７のいずれか一つが、供給トレイ１０の作業エリアＡｋ以外の他の作業エリアに対して作業を行う時、他のハンドが他の作業エリア内に侵入しないよう配置されている。
【００５９】
以上説明した構成及び動作によれば、供給ユニット７以外の作業エリアの幅が、隣接するハンドが作業エリアに侵入できない幅である。また、組立ハンド１５を他のハンドに対してＺ軸方向の最下部に配置することによって、各ハンドの幅方向の間隔を狭く配置できる。さらに、作業台２１ａが独立して上下動作を行うことで、各作業エリアの間隔を狭く配置でき、自動組立装置全体のスペース効率を良くすることができる。
【００６０】
また、供給トレイ１０上に並列して複数の組立部品９を載置し、供給トレイ１０がＺ軸方向に上下動作することで、供給トレイのまま複数部品の供給ができ、移し替え機構が不要で簡素にすることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１    自動組立装置
２    ベース
３    組立ロボット
４    組付作業台ユニット
５    投入作業台ユニット
６    位置決めユニット
７    供給ユニット
８    ビス供給ユニット
９    組立部品
１０  供給トレイ
１１  支柱
１２  Ｙ軸移動手段
１３  Ｘ軸移動手段
１４  複数のハンド
１５  組立ハンド
１６  移載ハンド
１７  ビス締めユニット
１８ａ  案内手段
１８ｂ  貫通孔
１９  被組立部品
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ  Ｚ軸移動手段
２１ａ  作業台
２２  ワーク押え手段
２３  ならい手段
２４  第１の旋回手段
２５  第２の旋回手段
２６  位置決め台
２７  位置決め手段
２８  搬送手段
Ａｋ  作業エリア
Ａｉ  作業エリア
Ａｓ  作業エリア
Ｂｉ  移載ハンドの侵入可能幅
Ｂｓ  ビス締めユニットの侵入可能幅
Ｗｋ  Ａｋの幅
Ｗｉ  Ａｉの幅
Ｗｓ  Ａｓの幅
Ｈｔ  供給トレイの高さ
Ｈｋ  組立ハンドの高さ
Ｈｉ  移載ハンドの高さ
Ｈｓ  ビス締めユニットの高さ
【図１】
0006684116.tif 000002
【図２】
0006684116.tif 000003
【図３】
0006684116.tif 000004
【図４】
0006684116.tif 000005
【図５】
0006684116.tif 000006
【図６】
0006684116.tif 000007