(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品が収納される２個以上の供給トレイを段積みする供給トレイ段積み部と、
前記供給トレイ段積み部から前記供給トレイを１個分離する、Ｚ軸方向に移動可能なトレイ昇降手段と、
前記トレイ昇降手段に備えられ、前記分離された供給トレイを保持するトレイ保持手段と、
部品供給後、空になった前記供給トレイを段積みする空トレイ段積み部と、
を備えた部品供給装置において、
前記空トレイ段積み部は前記供給トレイ段積み部の鉛直方向の上方に配置されることを特徴とする部品供給装置。
【請求項２】
前記分離された供給トレイをＸ軸方向に移動可能なトレイ移動手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
【請求項３】
前記トレイ移動手段は、前記トレイ昇降手段によって前記Ｚ軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項２に記載の部品供給装置。
【請求項４】
前記トレイ昇降手段によって前記空の供給トレイを前記空トレイ段積み部に段積みすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の部品供給装置。
【請求項５】
前記トレイ保持手段は、前記供給トレイを分離して移動させるためのアンチバック機構を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の部品供給装置。
【請求項６】
部品が収納される２個以上の供給トレイを段積みする供給トレイ段積み部と、
前記供給トレイ段積み部から前記供給トレイを１個分離する、Ｚ軸方向に移動可能なトレイ昇降手段と、
前記トレイ昇降手段に備えられ、前記分離された供給トレイを保持するトレイ保持手段と、
部品供給後、空になった前記供給トレイを段積みする空トレイ段積み部と、
を備えた部品供給装置と、
ロボットと、
を備えたロボットシステムであって、
前記ロボットは、前記Ｚ軸方向の駆動手段を有さず、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な把持手段を有することを特徴とするロボットシステム。
【請求項７】
前記ロボットは、基台の上に設けられ、
前記基台の上に供給トレイを位置決めする供給トレイ位置決め部を有することを特徴とする請求項６に記載のロボットシステム。
【請求項８】
部品を収納した２個以上の供給トレイを段積みする供給トレイ段積み部と、前記供給トレイをＺ軸方向に移動可能なトレイ昇降手段と、前記トレイ昇降手段に備えられ、前記供給トレイを保持するトレイ保持手段と、前記供給トレイをＸ軸方向に移動可能なトレイ移動手段と、を有する部品供給装置によって部品を供給する部品供給方法であって、
前記トレイ昇降手段を前記Ｚ軸方向に移動することにより、前記供給トレイ段積み部から前記供給トレイを１個分離し、前記トレイ保持手段によって前記分離された供給トレイを保持する工程と、
前記トレイ移動手段を前記Ｘ軸方向に移動することにより、前記分離された供給トレイを、前記部品を供給する位置に移動する工程と、
空になった前記供給トレイを空トレイ段積み部に段積みする工程と、
を備え、
前記空トレイ段積み部は前記供給トレイ段積み部の鉛直方向の上方に配置されることを特徴とする部品供給方法。
【請求項９】
前記空トレイ段積み部に段積みする工程において、前記トレイ昇降手段を前記Ｚ軸方向に移動することによって前記空の供給トレイを前記空トレイ段積み部に段積みすることを特徴とする請求項８に記載の部品供給方法。
【請求項１０】
部品を収納した２個以上の供給トレイを段積みする供給トレイ段積み部と、前記供給トレイをＺ軸方向に移動可能なトレイ昇降手段と、前記トレイ昇降手段に備えられ、前記供給トレイを保持するトレイ保持手段と、前記供給トレイをＸ軸方向に移動可能なトレイ移動手段と、を有する部品供給装置と、前記部品を受け取るロボットと、を備えるロボットシステムを用いた部品供給方法であって、
前記トレイ昇降手段を前記Ｚ軸方向に移動することにより、前記供給トレイ段積み部から前記供給トレイを１個分離し、前記トレイ保持手段によって前記分離された供給トレイを保持する工程と、
前記トレイ移動手段を前記Ｘ軸方向に移動することにより、前記分離された供給トレイを、前記ロボットの下方へ移動する工程と、
前記トレイ昇降手段を前記Ｚ軸方向に移動することにより、前記分離された供給トレイに収納された部品を前記ロボットが受け取ることができる高さまで移動する工程と、
を備えることを特徴とする部品供給方法。
【請求項１１】
前記ロボットが前記供給トレイに収納された部品を受け取る際に、前記ロボットは前記Ｚ軸方向に移動しないことを特徴とする請求項１０に記載の部品供給方法。
【請求項１２】
前記ロボットが前記分離された供給トレイに載置された部品をすべて受け取った後に、空になった供給トレイを空トレイ段積み部に段積みする工程を更に備える請求項１０または１１に記載の部品供給方法。
【請求項１３】
前記空トレイ段積み部は前記供給トレイ段積み部の鉛直方向の上方に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の部品供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立作業を行うロボットに部品を供給する部品供給装置、ロボットシステム及び部品供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、組立作業をするロボットに部品を供給する部品供給装置として、トレイに部品を収納し、トレイから部品を取出してロボットに組立作業を行わせるようにしたものが知られている。
【０００３】
近年、人手からロボットによる自動組立が進められ、コストを削減するとともに限られたスペースに設置できるよう設置面積の縮小や、短いタクトで生産できる生産性の良い部品供給装置、ロボットシステム及び部品供給方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２０８０５７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４０４５６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の部品供給装置では、部品が収納され段積みされたトレイの最上段からロボットが部品を取出すように配置され、空になったトレイは移載装置で移動し、空のトレイを段積みするように構成されている。
【０００６】
しかしながら特許文献１では、部品が収納され段積みされたトレイ上から部品を取出すために空トレイを移載してから段積みしなければならず、空トレイ段積み部が別の場所に配置されるため、設置面積が増大するという問題があった。また、段バラシのための駆動機構、空になったトレイを移載する駆動機構、空トレイを段積みするための駆動機構を設けなければならず、装置コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
特許文献２の部品供給装置及び組立システムでは、トレイを収納する収納棚と、収納棚からトレイを取出す機構があり、収納棚上で組立を行うことにより、設置面積を小さくしている。
【０００８】
しかしながら空になったトレイを収納棚に収納してから新しいトレイを出すために、水平移動機構と鉛直移動機構の２軸を動作させなければならないので、トレイの入れ替えに時間がかかり生産性が低いという問題があった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、供給トレイ段積み部及び空トレイ段積み部の設置面積の増大を抑え、空トレイを空トレイ段積み部に段積みするための駆動源を必要とせず、コストを削減することができる部品供給装置、ロボットシステム及び部品供給方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の部品供給装置は、
部品が収納される２個以上の供給トレイを段積みする供給トレイ段積み部と、
前記供給トレイ段積み部から前記供給トレイを１個分離する、Ｚ方向に移動可能なトレイ昇降手段と、
前記トレイ昇降手段に備えられ、前記分離された供給トレイを保持するトレイ保持手段と、
部品供給後、空になった前記供給トレイを段積みする空トレイ段積み部と、
を備えた部品供給装置において、
前記空トレイ段積み部は前記供給トレイ段積み部の鉛直方向の上方に配置されることを特徴としている。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のロボットシステムは、
部品が収納される２個以上の供給トレイを段積みする供給トレイ段積み部と、
前記供給トレイ段積み部から前記供給トレイを１個分離する、Ｚ方向に移動可能なトレイ昇降手段と、
前記トレイ昇降手段に備えられ、前記分離された共有トレイを保持するトレイ保持手段と、
部品供給後、空になった前記供給トレイを段積みする空トレイ段積み部と、
を備えた部品供給装置と、
ロボットと、
を備えたロボットシステムであって、
前記ロボットは、前記Ｚ軸方向の駆動手段を有さず、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な把持手段を有することを特徴としている。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、本発明の部品供給方法は、
部品を収納した２個以上の供給トレイを段積みする供給トレイ段積み部と、前記供給トレイをＺ方向に移動可能なトレイ昇降手段と、前記トレイ昇降手段に備えられ、前記供給トレイを保持するトレイ保持手段と、前記供給トレイをＸ軸方向に移動可能なトレイ移動手段と、を有する部品供給装置によって部品を供給する部品供給方法であって、
前記トレイ昇降手段を前記Ｚ軸方向に移動することにより、前記供給トレイ段積み部から前記供給トレイを１個分離し、前記トレイ保持手段によって前記分離された供給トレイを保持する工程と、
前記トレイ移動手段を前記Ｘ軸方向に移動することにより、前記分離された供給トレイを、前記部品を供給する位置に移動する工程と、
空になった前記供給トレイを空トレイ段積み部に段積みする工程と、
を備え、
前記空トレイ段積み部は前記供給トレイ段積み部の鉛直方向の上方に配置されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、供給トレイ段積み部の上方に空トレイ段積み部が配置されるので設置面積の増大を抑えることができる。またトレイ昇降手段によって空になった供給トレイが空トレイ段積み部に段積みされるため駆動源を削減でき、コストを削減することができる。
【００１４】
また、トレイ昇降手段によって空になった供給トレイを空トレイ段積み部に段積みした後、供給トレイ段積み部から新しいトレイを取り出すため、短いタクトでトレイを入れ替えることができ、生産性を向上することができる。
【００１５】
本発明によれば、以下の効果が得られる。ロボットに対して、トレイ移動手段が昇降して、供給トレイを上下させることで、部品の供給を行う。このため、昇降手段が備えられた通常の部品取出ロボットよりも移動する関節の慣性モーメントが小さい。よって、部品受け渡し時の振動を小さく抑えることができる。また、Ｘ軸直動関節及びＹ軸直動関節が高速で動作した場合でも、ロボットの慣性モーメントが小さいため、部品を把持する部品把持手段の振動を小さく抑えることができる。
【００１６】
そのため、把持した部品の把持ズレ、また振動により部品と爪が擦れて生じる傷の発生を防ぐことが可能で、軸数を低減し、低コストで部品供給装置を提供することができる。
【００１７】
前記ロボットに昇降手段が不要になることによって、部品の上部にアクチュエータのためのガイドを配置する必要がなくなる。これにより、アクチュエータの上下動作時にグリスが飛散し、部品に付着する懸念を低減することができる。
【００１８】
供給トレイ段積み部より供給トレイを１個分離する昇降手段により供給トレイを上昇させるため、軸数を低減し、低コストで部品供給装置を提供することができる。
【００１９】
供給トレイが上下することにより、その上下動作の軌跡上に供給トレイ位置決め部を配置し、トレイの位置決めを供給トレイの上下動作を利用して行うことにより、軸数を低減し、低コストで部品供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す部品供給装置の概略斜視図である。
【図２】第１実施形態の供給トレイ段積み部から供給トレイを１個分離する方法を説明する概略図である。
【図３】第１実施形態の空トレイ段積み部に空トレイを段積み収納する方法の概略図である。
【図４】第１実施形態の複数の空トレイが段積みされた空トレイ段積み部の概略正面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の動作フローを表す図である。
【図６】本発明の第２実施形態のロボットシステムの一部を構成する部品供給装置の概略斜視図である。
【図７】第２実施形態の供給トレイ段積み部から供給トレイを１個分離する方法を説明する概略正面図である。
【図８】第２実施形態の供給トレイ段積み部から供給トレイを移動し、供給トレイを位置決めして、部品取出しロボットに受け渡す際の概略正面図及び側面図である。
【図９】第２実施形態の空トレイ段積み部に空トレイを段積み収納する方法を説明する概略正面図である。
【図１０】第２実施形態によるロボットシステムに用いるロボットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明に係る第１実施形態を具体的に説明する。尚、各図面において同一部分は同一符号で示してある。
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態を示す部品供給装置の概略斜視図である。部品供給装置１は、部品が収納された１個以上の供給トレイ２１を段積みする供給トレイ段積み部３と、前記供給トレイ２１から部品がすべて取り出され空になった供給トレイ２２を積んだ空トレイ段積み部７を備えている。空トレイ段積み部７は供給トレイ段積み部３の鉛直方向の上方に配置する。
【００２３】
部品供給装置１は、供給トレイ段積み部３から供給トレイ２１を１個（１段分）分離するトレイ昇降手段４及び分離された供給トレイ２１を部品取出ロボット部９が備える部品把持手段１０へ移動するトレイ移動手段５から構成される。部品供給装置１は、更にトレイ昇降手段４に備えられたトレイ保持手段６、及び部品が収納された供給トレイ２１が空になった供給トレイ２２を保持する空トレイ段積み手段８から構成されている。
【００２４】
供給トレイ２１及び空になった供給トレイ２２は、説明の便宜上、異なる参照符号を付しているが、同一のトレイである。供給トレイ２１は、側面部２１ｃに四方を囲まれた本体部２１ａを備えている。側面部２１ｃの上部には外方に延在し、後述のようにトレイ保持機構に保持される保持部２１ｂがフランジ状に設けられている。同様に、空になった供給トレイ２２は、側面部２２ｃに四方を囲まれた本体部２２ａを備えている。側面部２２ｃの上部には外方に延在し、後述のようにトレイ保持機構に保持される保持部２２ｂがフランジ状に設けられている。側面部２１ｃ及び２２ｃは上方に広がるテーパ形状を有するが、垂直に立ち上がる形状でも良い。
【００２５】
供給トレイ段積み部３からトレイ昇降手段４により供給トレイ２１を１個分離して、部品取出ロボット部９に供給トレイ２１を１個移載して、部品が供給され、空になった供給トレイ２２を空トレイ段積み部７へ段積するまでの動作を以下説明する。
【００２６】
図１において供給トレイ段積み部３に対し、トレイ保持手段６を備えたトレイ昇降手段４が下降上昇することで供給トレイ２１を１個分離する。その分離方法を図２（図２は図１の矢視方向Ａから見た該略図である。）にて説明する。図２（ａ）において供給トレイ２１は、供給トレイ段積み部３に複数段積みされている。図２では説明の便宜上、２個の供給トレイ２１のみを示している。
【００２７】
図２（ａ）は最上段に配置された部品が収納された供給トレイ２１に対し、トレイ保持アンチバック機構１１を備えるトレイ保持手段６が供給トレイ段積み部３の鉛直方向の上方で待機している状態を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の状態からトレイ昇降手段４が下降してトレイ保持アンチバック機構１１の下面が供給トレイ２１の保持部２１ｂの上面に接触した状態を示している。後述のように、トレイ保持アンチバック機構１１及び、空トレイ段積みアンチバック機構１２は、一方向（上方向）には旋回するが、逆方向（下方向）では旋回できない構造になっている。
【００２８】
次に、トレイ昇降手段４が更に下降すると、トレイ保持アンチバック機構１１が供給トレイ２１の保持部２１ｂに倣いながら旋回する。この状態を図２（ｃ）で示している。トレイ昇降手段４は更に下降して、トレイ保持手段６が供給トレイ２１をすくい上げる状態になる。これが図２（ｄ）に示す様態である。図２（ｄ）の状態では、トレイ昇降手段４が十分下降してトレイ保持アンチバック機構１１が供給トレイ２１の保持部２１ｂの下方に所定のクリアランスをもって位置する。この状態で、トレイ昇降手段４の下降は停止する。
【００２９】
次に、図２（ｄ）の状態から、トレイ昇降手段４が上昇して、トレイ保持手段６のトレイ保持アンチバック機構１１が供給トレイ２１の保持部２１ｂの下面に当接して、図２（ｅ）に示すように、１個の供給トレイ２１を供給トレイ段積み部３から分離できる。
【００３０】
次に、１個に分離された供給トレイ２１を、部品取出ロボット部９に移動する方法を説明する。図１に示すように、１個に分離された供給トレイ２１をトレイ保持手段６が保持した状態で、トレイ昇降手段４が供給トレイ２１を部品取出ロボット部９に移動する高さまで上昇する。トレイ保持手段６のトレイ保持アンチバック機構１１は、図１に示すように、トレイ保持手段６のＸ軸方向の両端に２箇所、合計で４箇所設けられている。供給トレイ２１は、４つのトレイ保持アンチバック機構１１によって保持されている。トレイ保持アンチバック機構１１は、トレイ保持手段６の内側に延在している。
【００３１】
トレイ移動手段５がＸ軸方向に前進してトレイ保持手段６によって保持された供給トレイ２１を、部品取出ロボット部９の取出し可能範囲まで移動する。この状態は、図１において破線で示されている。その状態で、部品取出ロボット部９が備えている部品把持手段１０が不図示の部品を供給トレイ２１から取り出す。供給トレイ２１から部品を全て取出し、供給トレイ２１が空になると、トレイ移動手段５がＸ軸方向に後退して、部品供給装置１内の所定位置に戻る。以上がトレイ移動方法である。
【００３２】
部品をすべて供給し終わって空になった供給トレイ２１である空になった供給トレイ２２を空トレイ段積み部７に段積みする方法を図３（図１の矢視方向Ｂから見た概略図である。）を用いて説明する。図３（ａ）に示す状態では、空になった供給トレイ２２を保持するトレイ保持手段６が、空トレイ段積みアンチバック機構１２を備える空トレイ段積み手段８の鉛直方向の下方で待機している。図３（ａ）の状態では、空トレイ段積み部７に空になった供給トレイ２２が既に１個保持されている。
【００３３】
次に、図３（ｂ）に示す状態では、トレイ昇降手段４が上昇して、下にある空になった供給トレイ２２が、上にある空になった供給トレイ２２の下面に当接している。この状態から、トレイ昇降手段４が更に上昇すると、空になった供給トレイ２２の保持部２２ｂの上面が空トレイ段積みアンチバック機構１２の下面に接触する状態になる。この状態を図３（ｃ）に示す。図３（ｃ）以降では、図面を見やすくするため、上方の空になった供給トレイ２２の図示は省略してある。
【００３４】
なお、この時点で、空になった供給トレイ２２を保持するトレイ保持手段６とトレイ保持アンチバック機構１１は、空トレイ段積み手段８と空トレイ段積みアンチバック機構１２と平面的に干渉しない位置関係となっている。ここでは、トレイ保持手段６の内側に空トレイ段積み手段８が入れ子のように嵌合する関係である。更に、空になった供給トレイ２２を保持するトレイ保持手段６とトレイ保持アンチバック機構１１は、図を見やすくするため、図３（ｃ）乃至（ｆ）では省略されている。
【００３５】
図３（ｃ）の状態からトレイ昇降手段４が更に上昇して、空トレイ段積みアンチバック機構１２が空になった供給トレイ２２の保持部２２ｂに倣いながら旋回している状態を図３（ｄ）に示す。その後、トレイ昇降手段４が更に上昇して空トレイ段積み手段８が空になった供給トレイ２２を下方から持つことができる状態になる（図３（ｅ）に示す状態）。最後にトレイ昇降手段４が下降して、空トレイ段積み手段８が空になった供給トレイ２２を１個段積みしている状態を図３（ｆ）に示している。以上が空トレイ段積み方法である。
【００３６】
図４は、このように段積みされた空になった供給トレイ２２を空トレイ段積み手段８が保持している状態を示している。トレイ昇降手段４によって下から上がってくる空になった供給トレイ２２が段積みされ、一番下の空になった供給トレイ２２を空トレイ段積み手段８が保持している。図４では５個の空になった供給トレイ２２を段積みしてあるが、これは例示に過ぎず、個数は限定的ではない。
【００３７】
トレイ保持手段６のトレイ保持アンチバック機構１１と、空トレイ段積み手段８の空トレイ段積みアンチバック機構１２は、供給トレイの保持部２１ｂ及び空になった供給トレイ２２の保持部２２ｂの水平方向の長さより長く設定されている。このため、供給トレイ２１または空になった供給トレイ２２を保持した状態で、トレイ保持手段６の垂直部及び空トレイ段積み手段８の垂直部と保持部２１ｂ及び保持部２２ｂの外縁部との間には、図２乃至図４に示すように所定のクリアランスが生じている。このクリアランスがあるため、トレイ保持アンチバック機構１１と空トレイ段積みアンチバック機構１２が旋回できる。
【００３８】
以上の説明で分かるように、空トレイ段積み手段８は上昇も下降もせず、固定状態で供給トレイ段積み部３の鉛直方向の上方に位置している。従って、トレイ昇降手段４によって空になった供給トレイ２２が段積みされ、空になった供給トレイ２２を空トレイ段積み部７に段積みするために別個の駆動源を必要としない。
【００３９】
また、図１に示すように、供給トレイ段積み部３の鉛直方向の上方に空トレイ段積み部７が配置されるため、設置面積の増大を抑えることができる。
【００４０】
以上説明したように、供給トレイ段積み部３から供給トレイ２１を１個分離して部品取出ロボット部９に供給トレイ２１を１個取り出して、部品の供給が完了した後、空になった供給トレイ２２が空トレイ段積み部７へ段積みされる。これらの動作を、供給トレイ段積み部３に積んである供給トレイ２１の段数（個数）分繰り返して行うことで、全ての動作が完了となる。
【００４１】
以上の動作を、図５を用いて説明する。図５は、本発明の第１実施形態の動作フローを表す図である。動作が開始されると、ステップＳ１においてトレイ昇降手段４が供給トレイ２１を１個分離する（取り出す）高さまで下降する。この状態は図２（ａ）乃至（ｅ）に記載してある。
【００４２】
トレイ保持手段６が、供給トレイ２１を保持すると、ステップＳ２において部品取出ロボット部９に部品を移動可能な高さまでトレイ昇降手段４が上昇する。上昇が完了すると、ステップＳ３においてトレイ移動手段５が部品取出ロボット部９が部品を取り出し可能な位置まで前進する（図１に破線で示す位置）。
【００４３】
ステップＳ４において、部品取出ロボット部９が供給トレイ２１に収納されている複数の部品を全て取り出し、供給トレイ２１が空になる。ステップＳ５において、供給トレイ２１内の部品の有無を不図示のセンサーによって判定する。部品が無ければ次のステップに進み、部品が有れば、ステップＳ４に戻る。
【００４４】
ステップＳ５で部品が無い場合、ステップＳ６においてトレイ移動手段５が後退して初期位置に戻る。部品供給後、供給トレイ段積み部３の上方に戻った空になった供給トレイ２２は、ステップＳ７において、トレイ昇降手段４が上昇することで空になった供給トレイ２２を段積みする高さまで上昇させ、空になった供給トレイ２２が空トレイ段積み手段８に段積みされる。その後、供給トレイ段積み部３から次の段の供給トレイ２１を分離することを繰り返す。ステップＳ８において、供給トレイ２１の有無を判定し、供給トレイ２１が無くなれば動作は終了する。供給トレイ２１がまだ有る場合は、ステップＳ１に戻り、上述の動作を繰り返す。
【００４５】
以上説明した本発明の第１実施形態では、分離された供給トレイ２１を部品取出ロボット部９に移動（部品を供給する位置に移動）するトレイ移動手段５が設けられている。しかしながら、トレイ移動手段５は必ずしも設ける必要はなく、供給トレイ段積み部３の最上位にある供給トレイ２１から部品取出ロボット部９が直接部品を取り出すように構成することも可能である。この場合でも、空トレイ段積み部７は、供給トレイ段積み部３の鉛直方向の上方に配置することは言うまでもない。
【００４６】
（第２実施形態）
本発明を適用した第２実施形態を、添付図面を参照して以下、具体的に説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で示してある。
【００４７】
第２実施形態において、「供給トレイ」と「空トレイ」は同一のトレイであるが、機能的に以下のように定義される。「供給トレイ」とは、トレイに部品が収容された状態、供給トレイ段積み部１０３に段積みされた状態、ロボット１０９に部品を供給する状態、それぞれの状態でのトレイを意味する。また、「空トレイ」は、全ての部品が供給され、空になったトレイを意味する。
【００４８】
図６は、第２実施形態のロボットシステムの一部を構成する部品供給装置の概略斜視図である。
第２実施形態は、第１実施形態で説明した部品供給装置と、後述のロボットとを有するロボットシステムに関する。部品供給装置１０１は、部品１１４（図６では不図示）を収納した供給トレイ１２１を段積みする供給トレイ段積み部１０３と、供給トレイ１２１が空になった空トレイ１２２を積んだ空トレイ段積み部１０７を備えている。空トレイ段積み部１０７は供給トレイ段積み部１０３の鉛直方向の上方に配置する。
【００４９】
部品供給装置１０１は、供給トレイ段積み部１０３から、供給トレイ１２１を１段分離するトレイ昇降手段１０４、トレイ昇降手段１０４に備えられたトレイ保持手段１０６を有する。部品供給装置１０１は、さらに、分離された供給トレイ１２１をロボット１０９が取出し可能なエリアへ移動するトレイ移動手段１０５を備えている。トレイ移動手段１０５によって供給トレイ１２１が移動した後、トレイ昇降手段１０４の昇降動作に応じて（本実施形態では上昇中に）供給トレイ１２１のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を決める供給トレイ位置決め部１１１を有する。供給トレイ位置決め部１１１はトレイ移動手段１０５に設けることができる。
【００５０】
図１０に示すように、ロボット１０９は、基台１３０上に支柱１３１を介してＹ軸移動手段１３２が設置されている。Ｙ軸移動手段１３２のガイドレールには、Ｘ軸移動手段１３３がＸ軸方向に移動可能に取付けられている。また、Ｘ軸移動手段１３３のガイドレールには、部品把持手段１１０がＹ軸方向に移動可能に取付けられている。
【００５１】
ロボット１０９は、基台１３０上に、部品供給装置１０１から送られてくる供給トレイ１２１を位置決めする供給トレイ位置決め部１１１を有する。ロボット１０９は、ロボット１０９に備えられた部品把持手段（ハンド）１１０を有する。部品把持手段１１０は、不図示の部品を把持するチャック部１１８を備えている。
【００５２】
このように、ロボット１０９がＸ軸、Ｙ軸のアクチュエータをもつことで、部品をＸＹ平面上の任意の位置に供給することができる。また、このことにより、ユニットの配置等、装置レイアウトの自由度を高めることができる。また、ロボット１０９は、Ｚ軸方向の駆動手段を有さない。したがって、ロボット１０９は、Ｚ軸方向の駆動手段を有するロボットと比較して、軽量化できる。
【００５３】
また、図６で、供給トレイ１２１からロボット１０９によって部品１１４が取出された後、空トレイ１２２は空トレイ段積み手段１０８によって空トレイ段積み部１０７へ段積みされる。
【００５４】
供給トレイ段積み部１０３から供給トレイ１２１を１段（１個）分離して、トレイ移動手段１０５により分離された１個の供給トレイ１２１をロボット１０９に受け渡す。その後、空トレイ段積み部１０７へ段積みされるまでの動作を以下に説明する。
【００５５】
供給トレイ段積み部１０３に対して、トレイ保持手段１０６を備えたトレイ昇降手段１０４が下降することで、供給トレイ１２１を１枚分離する。その分離方法を図７（図７は図６のＡ矢視方向から見た図である）にて説明する。図７は、供給トレイ段積み部から供給トレイを１個分離する方法を説明する概略正面図である。供給トレイ１２１（空トレイ１２２についても同様）は、部品１１４を収容する箱であり、上方の周囲に箱の側面から外方に突出した外周縁１２１ａを備えている。
【００５６】
図７（ａ）は、供給トレイ段積み部１０３の最上段にある供給トレイ１２１に対し、トレイ保持アンチバック機構１１２を備えるトレイ保持手段１０６が供給トレイ段積み部１０３の上方で待機している状態を示している。次に、図７（ｂ）では、トレイ昇降手段１０４が下降してトレイ保持アンチバック機構１１２が供給トレイ１２１の外周縁１２１ａの上面に接触する。図７（ｃ）は、トレイ昇降手段１０４が更に下降して、トレイ保持アンチバック機構１１２が供給トレイ１２１の外周縁１２１ａに倣いながら旋回している状態を示す。
【００５７】
図７（ｄ）において、トレイ昇降手段１０４が更に下降して、トレイ保持手段１０６が供給トレイ１２１を下方から持つことが可能な状態になる。この状態では、トレイ保持アンチバック機構１１２の突起１１２ａが供給トレイ１２１の外周縁１２１ａの下方に位置している。最後に、図７（ｄ）の状態から、トレイ昇降手段１０４が上昇して、トレイ保持アンチバック機構１１２の突起１１２ａが供給トレイ１２１の外周縁１２１ａの下面に接触する。これにより、トレイ保持手段１０６が供給トレイ１個（１段）を供給トレイ段積み部１０３から分離可能な状態となる。図７（ｅ）は、供給トレイ１２１が、完全に分離された状態を示している。これにより、供給トレイ１個が分離される。
【００５８】
１個に分離された供給トレイ１２１を、トレイ移動手段１０５によってロボット１０９に受け渡す方法を図８（図６のＢ矢視方向から見た図である）にて説明する。図８は、供給トレイ段積み部から供給トレイを移動し、供給トレイを位置決めして、部品取出しロボットに受け渡す際の概略正面図及び側面図である。図８（ａ）乃至図８（ｆ）において、左側は正面から見た図であり、右側は側面から見た図である。
【００５９】
図８（ａ）に示す状態は、１個に分離された供給トレイ１２１をトレイ保持手段１０６が保持し、トレイ昇降手段１０４がトレイ取り出し高さまで上昇した状態である。
【００６０】
図８（ｂ）に示す状態では、トレイ移動手段１０５がＸ軸方向（図６参照）に前進してトレイ保持手段１０６を、ロボット１０９の取出し可能範囲まで供給トレイ１２１を取り出す。次に、図８（ｃ）の状態では、供給トレイ１２１が取り出された後、供給トレイ１２１をトレイ昇降手段１０４により、供給トレイ位置決め部１１１によって供給トレイ１２１の位置決めが行われる高さまで供給トレイ１２１を上昇する。図８（ｄ）の状態では、供給トレイ１２１の位置決め後、さらに供給トレイ１２１を上昇させ、ロボット１０９により取出し可能な高さまで供給トレイ１２１を上昇させる。
【００６１】
図８（ｄ）の状態で、ロボット１０９が備えている部品把持手段１１０が供給トレイ１２１内の部品１１４を把持する。図８（ｅ）の状態では、部品１１４を把持した後、トレイ昇降手段１０４により、供給トレイ１２１の取り出し高さまで供給トレイ１２１を下降させている。
【００６２】
図８（ｆ）の状態では、供給トレイ１２１から部品１１４を全て取出し、空トレイ１２２をトレイ移動手段１０５がＸ軸方向に後退させ、空トレイ１２２を空トレイ段積み部１０７に段積み可能な位置まで移動する。以上が、ロボット１０９に供給トレイ１２１を受け渡す方法である。この後、ロボット１０９は、部品１１４を把持したまま移動し、自動組立作業が開始される。
【００６３】
次に、空トレイ１２２を空トレイ段積み部１０７に段積みして収納する方法を図９（図６のＣ矢視方向から見た図である）にて説明する。図９は、空トレイ段積み部に空トレイを段積み収納する方法を説明する概略正面図である。
【００６４】
図９（ａ）は空トレイ１２２を保持するトレイ保持手段１０６が、空トレイ段積みアンチバック機構１１３を備える空トレイ段積み手段１０８の鉛直方向の下方で待機している状態を示している。
【００６５】
図９（ｂ）では、トレイ昇降手段１０４が上昇し、空トレイ１２２の外周縁１２２ａの上面が空トレイ段積みアンチバック機構１１３の突起１１３ａの下面に接触している。図９（ｂ）乃至図９（ｅ）では、空トレイ１２２を保持するトレイ保持手段１０６は図の見易さを考慮して省かれている。
【００６６】
図９（ｃ）において、トレイ昇降手段１０４が更に上昇して、空トレイ段積みアンチバック機構１１３の突起１１３ａが空トレイ１２２の外周縁１２２ａに倣いながら旋回している。更に、図９（ｄ）は、トレイ昇降手段１０４が更に上昇してから空トレイ段積み手段１０８が空トレイ１２２を受け取ることが可能な位置にある状態を示している。
【００６７】
図９（ｅ）は、トレイ昇降手段１０４が下降して、空トレイ段積み手段１０８が空トレイ１２２を１個段積みしている状態を示している。複数の空トレイ１２２が段積みされている場合は、図９（ｅ）において、空トレイ１２２の上に段積みされる。しかしながら、説明の便宜上、ここでは図示は省略し、１個の空トレイ１２２のみを示している。以上が空トレイ段積み収納方法である。
【００６８】
以上説明した供給トレイ段積み部１０３から供給トレイ１２１を１個分離してロボット１０９に供給トレイ１２１が１個取り出される。部品１１４の供給が終了すると、空になった供給トレイ１２１は、空トレイ段積み部１０７へ空トレイ１２２として段積みされる。以上の動作は、供給トレイ段積み部１０３に積んである供給トレイ１２１の個数（段数）分繰り返して行うことで、完了とする。
【００６９】
トレイ保持アンチバック機構１１２と空トレイ段積みアンチバック機構１１３は、同一の機構であり、それぞれの突起１１２ａと１１３ａは上方には旋回可能であるが、下方には旋回できない構成となっている。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、自動組立装置の部品供給装置として利用できるが、その他の装置に部品を供給するために用いることも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１、１０１    部品供給装置
３、１０３    供給トレイ段積み部
４、１０４    トレイ昇降手段
５、１０５    トレイ移動手段
６、１０６    トレイ保持手段
７、１０７    空トレイ段積み部
８、１０８    空トレイ段積み手段
９    部品取出ロボット部
１０、１１０    部品把持手段
１１、１１２    トレイ保持アンチバック機構
１２、１１３    空トレイ段積みアンチバック機構
２１、１２１    供給トレイ 
２２、１２２    空トレイ
１０９    ロボット
１１２ａ    突起
１１３    空トレイ段積みアンチバック機構
１１３ａ    突起
１１４    部品
【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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【図９】
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【図１０】
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