(57)【要約】 【課題】ロボットセル同士の間でワーク授受を柔軟にプログラムでき、生産ラインの構築、レイアウトの変更を容易に行えるようにする。【解決手段】生産ラインを構成するロボットセル１の上部に配置された組立ロボット３は、移載ハンド７、組立ハンド１４、ビス締めドライバ５０などをベース２上部の水平平面内で移動させる。下方の空間に配置された搬送ユニット４は、ワークを搭載する作業台５のためのＺ軸昇降装置２２を含む。また、搬送ユニット４は、両隣のセルの方向に作業台５を搬送するＸ軸搬送装置２１を含む。制御装置９は、搬送ユニット４により作業台５を隣接セルの方向に搬送して、作業台５上のワークを隣接セルに引き渡すワーク引き渡し制御、または、作業台５を隣接セルの方向に搬送して、作業台５を用いて隣接セルからワークを受け取るワーク受け取り制御を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組立ツールを水平平面内で移動させる第１の移動装置と、前記水平平面より下方の空間においてワークを搭載する作業台を垂直方向に昇降させる第２の移動装置と、前記第１および第２の移動装置を支持する基台と、前記第１および第２の移動装置を介して前記組立ツールおよび前記作業台の相対位置姿勢を制御し、前記組立ツールを用いた前記ワークに対する組立処理を制御する制御装置と、を備え、隣接して複数台、配置することにより、生産ラインを構成する組立装置において、
前記基台の外側に隣接して配置された隣接組立装置の方向に前記作業台を搬送する搬送装置を備え、
前記制御装置が、前記搬送装置により前記作業台を前記隣接組立装置の方向に搬送して、前記作業台に搭載されたワークを前記隣接組立装置に引き渡すワーク引き渡し制御、または、前記搬送装置により前記作業台を前記隣接組立装置の方向に搬送して、前記作業台を用いて前記隣接組立装置からワークを受け取るワーク受け取り制御を行うことにより、前記隣接組立装置との間で前記ワークを双方向に授受する組立装置。
【請求項２】
請求項１に記載の組立装置において、前記搬送装置は、前記基台の外側に隣接して配置された第１の隣接組立装置に向かう第１の方向、または、前記基台の外側に隣接して配置された第２の隣接組立装置に向かう第２の方向に前記作業台を搬送するよう構成され、
前記第１の隣接組立装置、および前記第２の隣接組立装置との間で、前記のワーク引き渡し制御、またはワーク受け取り制御を行うことにより前記第１および第２の隣接組立装置との間で前記ワークを双方向に授受する組立装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の制御装置に前記のワーク引き渡し制御、およびワーク受け取り制御を実行させる組立装置の制御プログラム。
【請求項４】
請求項３に記載の組立装置の制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項５】
請求項１または２に記載の組立装置を隣接して複数台、配置することにより構成された生産ラインにおいて、前記制御装置が前記のワーク引き渡し制御、または前記ワーク受け取り制御を選択的に実行するようプログラムされ、前記複数台の組立装置による組立行程、および前記複数台の組立装置の間の前記ワークの搬送方向を双方向で変更可能な生産ライン。
【請求項６】
請求項１または２に記載の組立装置を隣接して複数台、配置することにより構成された生産ラインにおいて、前記制御装置が前記のワーク引き渡し制御、または前記ワーク受け取り制御を選択的に実行し、前記組立ツールによって組立処理済みのワークを前記隣接組立装置に引き渡し、前記隣接組立装置の前記組立ツールによって組立処理済みのワークを前記隣接組立装置から受け取り、受け取った前記ワークに対して再度、前記組立ツールによって組立処理を行う生産ライン。
【請求項７】
請求項１または２に記載の組立装置を隣接して複数台、配置することにより構成された生産ラインにおいて、生産ラインの一端、または他端の組立装置に隣接して、当該の組立装置に対して部品を供給する部品供給装置、または、当該の組立装置から組立処理済みのワークを回収するワーク回収装置が配置され、当該の組立装置の前記制御装置が、前記のワーク受け取り制御、またはワーク引き渡し制御を行うことにより、前記部品供給装置から前記部品を受け取り、または、前記ワーク回収装置に対して前記ワークを引き渡す生産ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接して複数台、配置することにより、生産ラインを構成する組立装置、およびその組立装置によって構成される生産ラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、種々の物品、工業製品の製造現場で、直交ロボットや、多軸ロボットを用いて組立ハンドによってワークを操作し、自動組立を行う組立装置が用いられている。
【０００３】
特に、直交ロボットを用いる組立装置は、ＸＹステージ、Ｚステージなどを組み合わせて、組立ハンドや工具などのツール類と、被作業対象であるワークとの相対的な位置関係を制御し、ワークに対する組立部品の組み付け、加工などを行う。上記のＸＹステージ、Ｚステージは、ＸＹテーブル、Ｚテーブル、あるいはＸＹロボット、Ｚロボットなどと呼ばれることもある。これらの直交ステージ（テーブル、ロボット）は、例えば直線的なガイド部材上でツールを搭載した組立ヘッド、あるいはワークを搭載した作業台を移動させる構成であり、一般に構成がシンプルであり、比較的容易に高精度な動作を行うことができる。
【０００４】
この種の直交ロボットを用いる組立装置は、プログラミングに応じて種々の組立操作を行うモジュールやユニットとして、例えば一定の形状、サイズを有する構成に規格化することができる。このように規格化された組立装置モジュール（ユニット）は、多数、配列することにより１つの生産ラインを構成することができる。このような用途で用いられる、組立装置モジュール（ユニット）の単体は、セルないしロボットセルなどと呼ばれることがある。以下では、多数、配列することにより１つの生産ラインを構成する組立装置のユニット（モジュール、セル）を「ロボットセル」ということがある。
【０００５】
上記のようなロボットセルをモジュール化して分離・連結可能とすることで、ライン構成の変更を容易に行えるようになる。従来では、例えば天吊りロボットにより搬送手段および組立処理手段を兼ねた汎用セルを用いた自動組立装置が提案されている（下記の特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１３１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１で提案されているロボットセルは、天吊りロボットが搬送手段および組立処理手段を兼ねている。このため、搬送および組立処理を同時に行うことができず、製品組立の所要時間が増大しがちな問題がある。
【０００８】
また、特許文献１のようなロボットセルで構成された生産ラインにおいてロボットセル間のワーク授受を行う場合、１つの方向へ（一方通行で）搬送することが前提とされている。例えば、ワーク授受方向が１方向のみに限定されていると、生産ラインを柔軟に運用することができない。例えば、第１のロボットセルから第２のロボットセルにワークを引き渡し、何らかの工程作業を行った後、再度第２のロボットセルから第１のロボットセルにワークを引き渡し（逆送）、さらに他の工程作業を行う、といった運用は行えない。また、製造物の仕様（工程）変更などによって生産ラインの組み換えが必要となった場合、ワーク授受方向が１方向のみに限定された従来装置では、ライン構成の変更が難しい。例えば、各ロボットセルの配置順序の変更や前後の入れ換えなどに関するライン設計が面倒であり、また、実際の変更作業の工数が増大する可能性がある。また、ワーク授受方向が１方向のみに限定された従来装置では、同一工程（例えばネジ止めなど）を担当するロボットセルを複数台用意し、１つのラインの異なる位置に配置しなければならない場合がある。
【０００９】
本発明の課題は、ロボットセル同士の間でワーク授受を柔軟にプログラムでき、生産ラインの構築、レイアウトの変更を容易に行え、高速な組立処理を行える生産ラインを構築できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明では、組立ツールを水平平面内で移動させる第１の移動装置と、前記水平平面より下方の空間においてワークを搭載する作業台を垂直方向に昇降させる第２の移動装置と、前記第１および第２の移動装置を支持する基台と、前記第１および第２の移動装置を介して前記組立ツールおよび前記作業台の相対位置姿勢を制御し、前記組立ツールを用いた前記ワークに対する組立処理を制御する制御装置と、を備え、隣接して複数台、配置することにより、生産ラインを構成する組立装置において、前記基台の外側に隣接して配置された隣接組立装置の方向に前記作業台を搬送する搬送装置を備え、前記制御装置が、前記搬送装置により前記作業台を前記隣接組立装置の方向に搬送して、前記作業台に搭載されたワークを前記隣接組立装置に引き渡すワーク引き渡し制御、または、前記搬送装置により前記作業台を前記隣接組立装置の方向に搬送して、前記作業台を用いて前記隣接組立装置からワークを受け取るワーク受け取り制御を行うことにより、前記隣接組立装置との間で前記ワークを双方向に授受する構成を採用した。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成によれば、ロボットセル同士の間でワーク授受を柔軟にプログラムでき、生産ラインの構築、レイアウトの変更を容易に行え、高速な組立処理を行える生産ラインを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】生産ラインを構成するロボットセルの概略構成を示した斜視図である。
【図２】図１のロボットセルを搬送装置を１方向に伸長させた状態で示した斜視図である。
【図３】図１のロボットセルを搬送装置を他方向に伸長させた状態で示した斜視図である。
【図４】図１のロボットセルを複数台組合せて成る生産ラインの構成例を示した斜視図である。
【図５】図１のロボットセルの制御系の構成例を示したブロック図である。
【図６】図１のロボットセルを複数台組合せて成る生産ラインの組立処理の様子を示したフローチャート図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は図１のロボットセルを複数台組合せて成る生産ラインにおけるセル間のワーク授受の流れを示した説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は図１のロボットセルを複数台、および、ラインの両端に供給排出ユニットを配置して成る生産ラインにおけるセル間のワーク授受の流れを示した説明図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、図８の生産ラインと、その両端に配置された人手セルから成る構成における双方向のワーク授受の流れを示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に示す実施例を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す実施例はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
【００１４】
＜実施例＞
図１〜図３は、本発明を実施可能な組立装置として、隣接して複数台、配置することにより生産ラインを構成可能な１台のロボットセルの概略構成を斜視図として示している。各図の左下には、ロボットセルの制御に係る３次元（ＸＹＺ）座標系の座標軸の方向を示してある。また、図４は、図１〜図３と同様の様式で、上記ロボットセルを複数（この例では３台）図中のＸ軸方向に配列して成る生産ラインを示している。
【００１５】
図１〜図３に示すように、ロボットセル１は、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を備える。
【００１６】
また、ロボットセル１の基台、ないし架台に相当するベース２上には、隣接ロボットセルとワーク６の受渡しを行う搬送ユニット４が配置されている。搬送ユニット４は、例えば、ワーク６を搭載する作業台５を支持するＸ軸搬送装置２１（Ｘテーブル２１１、２１２）から構成する。
【００１７】
本実施例のＸ軸搬送装置２１は、作業台５を隣接するロボットセルのベース２上に進入させるよう搬送し、ワーク６を隣接するロボットセルに引き渡し、または、受け取るために用いる。また、作業台５上のワーク６の搬送方向に関して言えば、本実施例のＸ軸搬送装置２１は、従来装置のように１方向（例えばＸ＋方向）に隣接するロボットセルの方向にワーク６を搬送するだけではない。例えばＸ＋方向に隣接するロボットセルからワークを引き取り、逆方向（例えばＸ−方向）に搬送（逆送）するよう制御できるものとする。
【００１８】
また、本実施例のＸ軸搬送装置２１は、両隣り、例えば、Ｘ＋方向に隣接するロボットセル、Ｘ−方向に隣接するロボットセルの双方にワーク６を搬送し、またこれら双方のロボットセルからワーク６を引き取ることができるよう構成される。
【００１９】
このため、例えば、図１〜図３に示すように、Ｘ軸搬送装置２１は、Ｘテーブル２１１上に、Ｘテーブル２１２をＸ方向のスライド移動位置を制御できるよう配置して成る。
【００２０】
Ｘ軸搬送装置２１のＸテーブル２１２上にはＺ軸昇降装置２２を介して作業台５が装着される。なお、Ｚ軸昇降装置２２には、作業台５のＺ軸廻りの回動姿勢を制御する回動装置２２１を配置することができる。Ｚ軸昇降装置２２は、組立ロボット３が動作する水平平面より下方の空間においてワークを搭載する作業台を垂直方向に昇降させる第２の移動装置に相当する。
【００２１】
Ｚ軸昇降装置２２および作業台５は、Ｘテーブル２１２上の移動位置を制御可能に構成される。即ち、Ｚ軸昇降装置２２および作業台５は、図２、図３にそれぞれ示すようにワーク授受のために、Ｘテーブル２１２のＸ＋側の端部の位置や、Ｘテーブル２１２のＸ−側の端部の位置に移動することができる。この状態で、Ｘテーブル２１１上で、図２のようにＸテーブル２１２をＸ＋側、または図３のようにＸ−側に伸長させることにより、Ｚ軸昇降装置２２および作業台５をＸ＋側、Ｘ−側のいずれの隣接装置のベース上にも進入させることができる。また、Ｚ軸昇降装置２２および作業台５は、ロボットセル１の組立行程を実行するなどの目的で、Ｘテーブル２１２のＸ＋側の端部〜Ｘ−側の端部の位置の中間の任意の位置に移動することもできる。
【００２２】
また、Ｘ軸搬送装置２１を、図示のようなＸテーブル２１１、Ｘテーブル２１２を用いた２段の伸縮可能な構成とすることにより、各部の寸法設定によっては、Ｘ軸搬送装置２１の収縮時、特にＸ軸方向のサイズをコンパクトに構成することができる。
【００２３】
例えば、後述の例（図７（ａ）〜（ｄ））のように、Ｘテーブル２１１、Ｘテーブル２１２の２段構成によるＸ軸搬送装置２１をベース２の中央位置に配置する。この場合には、各部の寸法設定によって、Ｘ軸搬送装置２１の両側の領域をワーク授受用の空間、即ちワーク授受領域として確保することができる。そして、Ｘ軸搬送装置２１を最小形状に収縮させておくことにより、隣接するロボットセルが進入させたＸ軸搬送装置（２１）をワーク授受領域に受け入れることができる。
【００２４】
また、Ｘテーブル２１１、Ｘテーブル２１２の２段構成により収縮時にコンパクトな形状を取れるＸ軸搬送装置２１を用いることにより、Ｘ軸方向に関してＸ軸搬送装置２１の両側にそれぞれ２つのワーク授受領域を確保することができる。このため、本実施例のロボットセルは、両隣のロボットセルにＸ軸搬送装置２１を進入させることができ、また、両隣のロボットセルが進入させたＸ軸搬送装置２１を受容することができる。これにより、本実施例のロボットセルを生産ラインに配列した場合、両隣のロボットセルのいずれに対しても、ワークの引き渡しと、受け取りのいずれをも実行可能であり、双方向のワーク授受を行うことができる。しかも、その場合、ワーク授受には、工程制御上の都合などにより、ワーク授受を行う２つのロボットセルのＸ軸搬送装置２１のいずれも相手の側に伸長させて用いることができる。
【００２５】
以上のような構成により、Ｘ軸搬送装置２１は、Ｚ軸昇降装置２２および作業台５を、図２のように、Ｘ＋側に隣接する装置のベース上に進入するよう搬送でき、また、図３のようにＸ―側に隣接する装置のベース上に進入するよう搬送することができる。
【００２６】
即ち、本実施例によれば、Ｘ軸搬送装置２１は、第１の隣接組立装置（例えばロボットセル２０１）に向かう第１の方向、または、第２の隣接組立装置（例えばロボットセル１０１）に向かう第２の方向、の方向に作業台５を搬送できるよう構成される。そして、第１の隣接組立装置、および第２の隣接組立装置との間で、ワーク引き渡し制御、またはワーク受け取り制御を行うことによりワーク６を双方向に授受することができる。
【００２７】
図４に示すように、ロボットセル１は、例えば同様の構成を有するロボットセル１０１、２０１をベース２の（基台）の外側にＸ軸方向に隣接して複数台、配置することにより、生産ラインを構成することができる。その場合、搬送ユニット４を図１〜図３のようにＸ軸搬送装置２１、Ｚ軸昇降装置２２で構成することで、作業台５を、Ｘ−側に隣接するロボットセル１０１のベース上にも、あるいは、Ｘ＋側に隣接するロボットセル２０１のベース上にも移動可能である。
【００２８】
そして、Ｘ＋側、Ｘ−側のいずれに隣接するロボットセル１０１、２０１に対しても作業台５を用いてワーク６を引き渡し、あるいはこれら隣接するロボットセル１０１、２０１からワーク６を引き取ることができる。また、ロボットセル１、１０１、２０１を同等の構成としておけば、ワーク授受、即ち、ワーク６の引き渡し、引き取りのいずれについても、行程制御上の都合などに応じて、隣接するロボットセル１、１０１、２０１のいずれのＸ軸搬送装置２１も利用できる。
【００２９】
さらに、ロボットセル１を構成する他の部材につき説明する。以下の構造についても、隣接配置されるロボットセル１０１、２０１はロボットセル１と同等であるものとする。
【００３０】
被組立部品としてのワーク６は、ワーク６を移載する移載ハンド７、各種組立作業を行うための組立ハンド１４によって操作することができる。これら移載ハンド７、組立ハンド１４は、ワークに対して組立操作を行う組立ツールに相当し、組立ロボット３の組立ヘッド上に搭載され、組立ロボット３によってＸ、Ｙ軸方向の位置を制御することができる。組立ロボット３は、直交配置のＹ軸移動装置１２、Ｘ軸移動装置１３を備え、これらの（ＸＹ）移動装置は前記の組立ツールを水平平面内で移動させる第１の移動装置に相当する。
【００３１】
ロボットセル１のベース２上には、当セル上で行う組立作業を行うため、さらにＺ軸昇降装置３０により昇降可能な作業台８が配置されている。また、ベース２上には、組付部品を供給するためのＺ軸昇降装置３１には少なくとも一つ以上の組立部品３３を供給可能に収容した供給パレット３２が配置されている。供給パレット３２（供給トレイ）は、ベース２上にＺ軸昇降装置３１により昇降可能に配置されている。供給パレット３２には複数種類の組立部品が収容されていてよい。
【００３２】
組立部品３３は、例えば組立ハンド１４（あるいは移載ハンド７）により供給パレット３２から取り出し、作業台５や作業台８上に移動したり、あるいは作業台５や作業台８上のワーク６に組み付けたりすることができる。
【００３３】
また、ベース２のＹ−方向には、組立部品（３３ないしその供給パレット３２）を多数収容するストッカー４０が配置される。詳細構造は不図示であるが、例えば、ストッカー４０は、供給パレット３２上の組立部品３３が使い切られた時、Ｚ軸昇降装置３１上の空の供給パレット３２を組立部品３３を配列した新しい供給パレット３２と交換するような動作を行えるよう構成される。また、ストッカー４０には、使用済み（空）の供給パレット３２を不図示の回収機構などに向けて排出する機能が設けられていてもよい。
【００３４】
ロボットセル１のベース２の下部にはロボットセル１を制御するための制御装置９を格納することができる。制御装置９は、組立ツール（７、１４、後述の５０など）、および作業台５、８の相対位置姿勢を制御し、組立ツールを用いたワークに対する組立処理を制御する。
【００３５】
また、組立ハンド１４や移載ハンド７をＸＹ移動する組立ロボット３は、ベース２に固定された支柱１１を介してベース２上空に支持されたＹ軸移動装置１２を備える。さらに、Ｙ軸移動装置１２上には、Ｙ軸移動装置１２のガイドレールと直角方向に移動可能にＸ軸移動装置１３が取付けられている。
【００３６】
Ｘ軸移動装置１３のガイドレールに支持された組立ヘッドには、上記の移載ハンド７、組立ハンド１４が取付けられている。移載ハンド７や組立ハンド１４で、作業台５（８）上のワークを操作する場合は、組立ロボット３を作業台５（８）のＸＹ座標に対応する位置に移動し、Ｚ軸昇降装置２２（３０）によって作業台５（８）を各ハンドで操作可能な位置まで上昇させる。
【００３７】
なお、ＸＹ移動を行う組立ロボット３に対して、Ｚ軸昇降装置を介して組立ヘッドを懸架するような従来構成も知られている。本実施例においても、作業台５、８、供給パレット３２などを昇降しない構成とするなら、Ｚ軸昇降装置を介して移載ハンド７、組立ハンド１４を備えた組立ヘッドを組立ロボット３に懸架する構成を取ることも考えられる。しかしながら、組立ロボット３をＸ、Ｙ、Ｚの３軸移動を行うように構成する場合、組立ロボット３が懸架する機構が大型化し、重量が増大する。これによって、例えば支柱１１、Ｘ軸移動装置１３、Ｙ軸移動装置１２などの構造を強化するなどの必要が生じ、装置全体が大型化し、また重量が増大することが懸念される。
【００３８】
これに対して、本実施例では、上述のように作業台５、８、供給パレット３２のＺ軸に沿った昇降を下方のベース２側に配置したＺ軸昇降装置によって行う構造を採用している。このような構造によれば、組立ロボット３で支持する必要のある部位を小型化、軽量化でき、上記のようなデメリットを回避することができる。
【００３９】
さらに、本実施例では、組立ロボット３のＸ軸移動装置１３のガイドレール上にビス締めドライバ５０が装着されている。これに関連して、ベース２上には、加工用ビスを格納したビス供給機５１が配置される。
【００４０】
上述のＸ軸移動装置１３、Ｙ軸移動装置１２、Ｘ軸搬送装置２１、Ｚ軸昇降装置２２、３０、３１は、公知の各種のＸ、Ｙテーブル（ステージ）、Ｚテーブル（ステージ）などの移動装置と同様に構成できる。例えば、Ｘ、Ｙ軸移動（搬送）装置の場合は、移動部（組立ヘッドや作業台ないしその支持部）は、テーブル（ガイドレール）上に摺動自在に支持される。駆動手段にはモータなどが用いられ、テーブル（ガイドレール）の両端のプーリなどに架装されたワイヤやベルトなどを介して、移動部の位置を制御する。あるいは、被移送体にモータなどの駆動手段を配置することもでき、テーブル（ガイドレール）側に配置されたラックと噛合するピニオンギアなどを介して移動部を自走させるような構造としてもよい。Ｚ軸移動（搬送）装置の場合は、縦方向のガイドレール上に移動部を支持し、例えば上記同様のラック＆ピニオンのような駆動系を介して移動部を移動させる構造が考えられる。これら各々の細部の構造は不図示であるが、後述の制御系の制御によって、移動部の移動位置を制御できるものであれば、公知の任意の構造を適宜採用すればよい。
【００４１】
図４は上記のロボットセル１の両隣に同等の構造を有するロボットセル１０１、２０１を配置して成る生産ライン（自動組立ライン）を示している。ここでは、簡略化のため３台のロボットセルのみによる生産ラインを示しているが、この台数は例示に過ぎず、任意であり、実際には、実行させる工程によってより多数のロボットセルを配置することが考えられる。
【００４２】
図４の構成では、生産ラインの端部に相当するロボットセル１０１、２０１のロボットセル１と隣接していない側には、供給排出ユニット６０ａ、６０ｂが配置されている。供給排出ユニット６０ａ、６０ｂはほぼ同等の構造であり、供給排出ユニット６０ａにつき説明すれば、これら供給排出ユニットはベース６０１上にコの字型のゲート６０２を設けた構造である。供給排出ユニット６０ａ、６０ｂのベース６０１は、ロボットセル１０１、２０１のベース（２）とほぼ同じ高さになるよう配置される。
【００４３】
供給排出ユニット６０ａ、６０ｂは、生産ラインの一端、または他端のロボットセルに隣接して、生産ラインに対して部品を供給する部品供給装置、または、組立処理済みのワークを回収するワーク回収装置に相当する。
【００４４】
供給排出ユニット６０ａ、６０ｂのゲート６０２の上部の水平部位には、移載ハンド６０３が配置されている。移載ハンド６０３は、ゲート６０２の中央位置に固定された構造であっても良いし、あるいは必要ならゲート６０２の上部の水平部位をＹ軸移動装置として構成し、Ｙ＋−方向の位置を制御可能な構造としてもよい。
【００４５】
上記のような構造において、ロボットセル１０１、２０１の搬送ユニット４（Ｘ軸搬送装置２１）で作業台（５）を供給排出ユニット６０ａ、６０ｂのベース６０１上に進入させ、さらに軸昇降装置２２で上昇させる。これにより、作業台（５）上の空間に移載ハンド６０３がアクセスできるようになる。従って、供給排出ユニット６０ａ、６０ｂの移載ハンド６０３によって、保持した組立部品を作業台（５）に供給したり、あるいは作業台（５）上のワークを取り出し、不図示の排出ラインに引き渡す、といった動作が可能となる。
【００４６】
また、上述のように、本実施例のロボットセル１（１０１、２０１）の搬送ユニット４（Ｘ軸搬送装置２１）は、１つの隣接装置に片方向でワーク搬送するのみならず、他のもう１方向へワーク搬送を行い、隣接装置との間のワーク授受を行うことができる。また、このため、ワーク搬送に関しては、本実施例のロボットセル１（１０１、２０１）で構成した生産ラインでは双方向のワーク搬送が可能である。例えば、供給排出ユニット６０ａから６０ｂに向かう１方向搬送で行うワーク組立ての他、逆のワーク搬送方向で組立てを行うこともできる。例えば、ロボットセル１（１０１、２０１）の配置を変更せずに各セルのプログラミングの変更により供給排出ユニット６０ａから６０ｂに向かう他の搬送方向でワーク組立てを行うことができる。
【００４７】
例えば、後述の図６の例では、供給排出ユニット６０ａから６０ｂに向かう方向のワーク搬送と、その逆方向のワーク搬送を組合せて、製品組立を行っている。
【００４８】
また、工程の組み方によって、途中の数台のロボットセルの間でワークを往復させてサブ工程を進める、といったプログラミングも可能である。例えば、図４では、ロボットセル１、１０１、２０１にそれぞれネジ止め機構、即ちビス締めドライバ５０、ビス供給機５１が配置されている。このようなネジ止め機構は、ネジ止めの必要になる工程に相当するロボットセルのみに配置すれば足りる。しかしながら、従来の１方向搬送のみにより稼働する生産ラインでは、ネジ止め機構はネジ止めの必要になる工程に相当するロボットセルに繰り返し配置する必要があった。これに対して、本実施例では、逆方向のワーク搬送、授受、あるいは往復搬送、授受が可能であるため、配置するネジ止め機構の数を減少することができる。例えば、ビス締めドライバ５０、ビス供給機５１から成るネジ止め機構を１台のセルのみ、例えばロボットセル１のみに配置するようなライン設計も可能である。例えば、ロボットセル１から１０１（２０１）にワークを送り、組立部品を搭載させた後、ロボットセル１にワーク逆送してネジ止め機構でネジ止めする工程を繰り返し行うことができる。
【００４９】
ここで、図１〜図４のロボットセル（１、１０１、２０１）の１台で実行可能な組立あるいはワーク搬送制御につき、作業対象のワーク受け取りから順に説明する。
【００５０】
本実施例の構成では、当該ロボットセルの搬送ユニット４を伸長させて、隣接するロボットセルにワークを受け取りに行く動作も可能であるが、隣接するロボットセルが搬送ユニット４でワークを搬入する場合は次のような動作になる。ただし、当該ロボットセルの搬送ユニット４を伸長させて、隣接するロボットセルにワークを受け取らせる場合でも、いずれの搬送ユニット４がワーク（ないし作業台５）を搬送するかの違いがあるだけで、動作の流れはそれほど大きく相違しない。
【００５１】
まず、隣接するロボットセルの搬送ユニット４および作業台５により、ロボットセル１のベース２上のワーク授受領域に進入してきたワーク６に対し、組立ロボット３が移載ハンド７の水平（ＸＹ）位置を制御し、ワーク６の上空の所定位置まで移動させる。ここで、隣接するロボットセルの搬送ユニットに取付けられたＺ軸昇降装置２２が移載ハンド７に対し所定の位置まで上昇させ、（隣接セルの）作業台５上のワーク６を移載ハンド７へ引き渡す。その後、隣接するロボットセルは搬送ユニット４および作業台５を自機のベース上に回収する。
【００５２】
続いて、組立ロボット３を水平方向に移動させ、当該ロボットセルの作業台５の上空の所定の位置まで移載ハンド７を移動させる。そして、Ｚ軸昇降装置２２で作業台５を移載ハンド７でワーク６を載置することができる高さまで上昇させる。その後、移載ハンド７の把持を解除し、これにより、ワーク６が作業台５に載置される。
【００５３】
一方、ストッカー４０から供給された供給パレット３２には組立部品３３が格納されている。そこで、供給パレット３２から作業台５上のワーク６に組み付ける組立部品３３を取り出す。このため、組立ロボット３を水平方向に移動し、取り出すべき組立部品３３の上空の所定の位置まで組立ハンド１４を移動させる。そこで、Ｚ軸昇降装置３１で供給パレット３２を上昇させ、組立ハンド１４で組立部品３３を把持させる。
【００５４】
その後、組立ロボット３を水平方向に移動させ、作業台８の上空の所定の位置まで組立部品３３を把持した組立ハンド１４を移動させる。そこで、Ｚ軸昇降装置３０により、作業台８を組立ハンド１４でアクセス可能な高さまで上昇させて、組立ハンド１４の把持を解除し、組立部品３３を作業台８に載置する。
【００５５】
この作業台８では組立部品３３の位置決めを行ったり、供給パレット３２に複数種類の組立部品がある場合の下処理的な組立などを行ったりできる。その際、位置決め爪（詳細不図示）などの位置決め手段の動作はソレノイドなどによって適宜制御される。
【００５６】
次に、Ｚ軸昇降装置３０で作業台８を組立ハンド１４に対し所定の位置まで上昇させ、組立ハンド１４により組立部品３３を把持させる。続いて、組立ロボット３を水平方向に移動し、作業台５の上空の所定の位置まで組立ハンド１４を移動させる。そこで、Ｚ軸昇降装置２２により作業台５を組立ハンド１４のアクセスが可能な所定の位置まで上昇させ、組立ハンド１４によって、作業台５上のワーク６に対し、組立部品３３を組付ける動作を行わせる。
【００５７】
続いて、ビス締めが必要な場合は、組立ロボット３を水平方向の位置を制御し、ビス供給機５１の上空の所定の位置までビス締めドライバ５０を移動する。ビス供給機５１はＺ軸昇降装置５１１で昇降可能であり、Ｚ軸昇降装置５１１によりビス供給機５１をビス締めドライバ５０に対し所定の位置まで上昇させる。ビス締めドライバ５０には、負圧あるいは電磁石などにより吸着力を発生させる吸着機構（不図示）が配置されており、ビス供給機５１の供給位置に用意された加工用ビスを取得する。
【００５８】
その後、組立ロボット３の水平位置を制御し、作業台５上のワーク６の上空の所定の位置までビス締めドライバ５０を移動させる。また、Ｚ軸昇降装置２２により作業台５をビス締めドライバ５０に対し所定の位置まで上昇させ、これによりビス締めドライバ５０によるビス締め加工処理を行う。ここでは例えば、組立部品３３をワーク６にビス締め固着するような作業を行える。
【００５９】
その後、Ｚ軸昇降装置２２でワーク６を搭載した作業台５を所定の位置まで下降させ、搬送ユニット４のＸ軸搬送装置２１を駆動して隣接するロボットセルのベース上に画成されたワーク授受領域にワーク６を搭載した作業台５を搬入する。そこで、Ｚ軸昇降装置２２が隣接ロボットセルの移載ハンド７の位置まで上昇させることによりワーク６を隣接ロボットセルへ受け渡すことができる。なお、ここでも本実施例の構成によれば、隣接ロボットセルの方が、搬送ユニット４のＸ軸搬送装置２１を用いて作業台を引き取りに来る動作を行うことにより、同等のワーク授受が可能である。
【００６０】
以上が、１つのロボットセルの上の一連の組立動作の一例であるが、ビス締め加工処理は作業台８上で行っても良い。また、ビス締めドライバ５０に換えて何らか塗布材のための塗布装置を配置しておけば、ビス締め処理に換えて塗布部材の塗布加工処理など別の加工処理を行うこともできる。また、本実施例ではＺ軸昇降装置２２が搬送ユニット４に取付けられていたが、ベース２の下部に取付け、搬送ユニット４に取付られた作業台５を下方から突き上げるような動作を行って昇降させても構わない。この場合には、作業台５は、例えばその時作業台５が移動している位置の下方に配置されているＺ軸昇降装置によって垂直位置を制御されることになる。
【００６１】
図５は、ロボットセル１（１０１、２０１）の制御系（制御装置９）の構成例を示している。図５の制御系は、汎用マイクロプロセッサなどから成るＣＰＵ７０１のシステムバス（不図示）に各周辺装置を接続して構成することができる。ＣＰＵ７０１は、インターフェース７０４、７０５を介して、ロボットセル１（１０１、２０１）を構成する各周辺装置と通信する。インターフェース７０５に接続される周辺装置には、組立ロボット３のＸ軸移動装置１３、Ｙ軸移動装置１２、作業台５の昇降に係るＺ軸昇降装置２２が含まれる。また、インターフェース７０５に接続される周辺装置には、ワーク授受に係る搬送ユニット４のＸ軸搬送装置２１と、Ｚ軸昇降装置２２、３０、３１のような駆動系が含まれる。さらに、インターフェース７０５に接続される周辺装置には、作業台ユニット７１２、移載ハンド７、組立ハンド１４、ビス締めドライバ５０（あるいはさらにビス供給機５１）が含まれる。作業台ユニット７１２として記したブロックには、作業台５のＺ軸廻りの回動姿勢を制御する回動装置２２１や、作業台５に配置されたワーク固定爪などを駆動するソレノイドなどが含まれる。これらのモータやソレノイドなどを含む駆動装置は、例えばサーボコントローラなどから成る駆動回路７０６を介してインターフェース７０５に接続される。
【００６２】
また、インターフェース７０５には、さらに上述のストッカー４０、通信部７０８、操作パネル７０７などが接続されている。ＣＰＵ７０１はストッカー４０と制御コマンド授受を行うなどの手法により、供給パレット３２の交換などの動作を行わせることができる。通信部７０８は、外部装置、例えば隣接する他のロボットセルや、生産ライン全体を制御する上位制御装置との通信に用いられる。ＣＰＵ７０１は、例えば後述の生産ライン動作で必要となる隣接する他のロボットセルとのハンドシェイクや、上位制御装置との間のコマンド授受などをこの通信部７０８を介して行う。通信部７０８の通信方式には各種のシリアル、あるいはパラレルバスによる通信方式を用いることができる。主にロボットセル１（１０１、２０１）の操作に用いるユーザーインターフェースに相当する操作パネル７０７は、ファンクションキー、ディスプレイ、あるいはさらにポインティングデバイス、タッチパネルなどを用いて構成される。操作パネル７０７の操作面の具体的構成は不図示であるが、操作パネル７０７はこの種のユーザーインターフェースに用いられる任意のハードウェア構成、あるいは操作入（出）力仕様によって構成することができる。これらの部材（４０、７０８、７０７）は、主にコマンドやデータ入出力の対象であって、直接、インターフェース７０５に接続される形で図示してある。なお、図５ではインターフェース７０４には周辺装置を接続していないが、上記の周辺装置のうち任意の周辺装置はインターフェース７０４側に接続されていてもよい。
【００６３】
ＣＰＵ７０１には、記憶装置７０９が接続されている。図５の構成では、記憶装置７０９は、ＲＯＭ７０２、ＲＡＭ７０３により構成されているが、不図示のＨＤＤなどの外部記憶装置の記憶領域を利用して構成された仮想記憶装置を含んでいてもよい。
【００６４】
ＣＰＵ７０１が実行することによって、ロボットセル１（１０１、２０１）を制御するための制御プログラム８００は、例えばＲＯＭ７０２に格納しておくことができる。ただし、制御プログラム８００は不図示のＨＤＤなどの外部記憶装置などに格納されていてもよい。また、制御プログラム８００を格納するＲＯＭ７０２の領域は、Ｅ（Ｅ）ＰＲＯＭのような書き換え可能なメモリ領域で構成されていてもよい。上記ＨＤＤのファイル領域や、書き換え可能なＲＯＭ領域によって制御プログラム８００の格納領域が構成されている場合には、例えば、通信部７０８を介したネットワーク通信により制御プログラム８００のインストールや更新が可能である。
【００６５】
また、記憶装置７０９は、光ディスクや磁気ディスク、各種フラッシュメモリカードなど、交換可能な記録媒体のドライブ装置（あるいはインターフェース）などを含んでいてよい。その場合、これらコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されたファイルデータなどを用いて制御プログラム８００のインストールや更新を行うことができる。制御プログラム８００、あるいはそれを格納した上記のコンピュータ読み取り可能な記録媒体もまた、本発明の一部を構成する。
【００６６】
ＣＰＵ７０１がロボットセル１（１０１、２０１）を制御するための制御プログラム８００は、ワーク組立処理パターン８０１、ワーク搬送制御（サブルーチン）８０２、受渡しパターン８０３のようなサブルーチンないし制御データを含む。このうちワーク組立処理パターン８０１は、組立ハンド１４、Ｘ軸移動装置１３、Ｙ軸移動装置１２、Ｚ軸昇降装置２２、供給パレット３２などを制御して、当該セル上でワークに対する組立工程を実行させるサブルーチン（ないし制御データ）を構成する。
【００６７】
ワーク搬送制御８０２は、ＲＡＭ７０３上などに確保された搬送方向を制御するフラグ領域などを用いて、図１〜図４で説明した搬送ユニット４（Ｘ軸搬送装置２１）による双方向のワーク搬送を制御する。ワーク搬送制御８０２は、主に、搬送ユニット４（Ｘ軸搬送装置２１）によって、双方向のいずれか、即ち、第１、第２の隣接セルのいずれの方向に進入させるかの態様を制御することができる。
【００６８】
また、受渡しパターン８０３は、搬送ユニット４を用いた双方向のワーク授受、即ち、第１、第２の隣接セルのいずれとワーク授受を行うか、また、その場合ワークを引き渡すのか、あるいは受け取るのか、といった動作態様を制御する。
【００６９】
図６は、上述のロボットセル１、１０１、２０１と、その両端に供給排出ユニット６０ａ、６０ｂを配置して成る生産ラインにおいてプログラミング可能なワーク組立および搬送、授受（受渡し）の流れの一例を示している。図６の例では、例えばロボットセル１、１０１、２０１とそれらのストッカー４０に充分な組立部品（３３）の供給能力があることが前提であるが、図中、左から右へのワーク搬送とその逆方向のワーク搬送の１往復で、製品組立を行っている。
【００７０】
図６では、供給排出ユニット６０ａ、６０ｂの両側に人手セル９０１、９０２（Ａ、Ｂ）が配置されている（図９（ａ）、（ｂ）参照）。人手セル９０１、９０２は、作業者の手動による作業で、ワーク投入（供給：Ｓ１０、Ｓ３０）、ワーク排出（Ｓ２０、Ｓ４０）、組立処理（パターン４：Ｓ２１）などを行う。ここで、人手セル９０１の作業者は主に初期ワークの投入（Ｓ１０）、およびこのラインでの完成品にあたるワークの排出（Ｓ４０）を行う。また、人手セル９０２の作業者は、一旦、ラインから排出（Ｓ２０）した（半完成の）ワークに対して人力でしか行えないような微妙な作業パターンを要する組立処理（Ｓ２１）を手作業で実行し、その後、再度、ラインにワークを投入（Ｓ３０）する。なお、図６では、供給排出ユニット６０ａ、６０ｂはそれぞれ両端のロボットセル１０１、２０１とともに１つのブロック内に示してある。
【００７１】
図６において、ロボットセル１０１で行う組立処理パターンは、左から右への搬送で行われる経路ではＳ１４、その逆の右から左への搬送で行われる経路ではＳ３８である。また、ロボットセル１で行う組立処理パターンは、左から右への搬送で行われる経路ではＳ１６、その逆の右から左への搬送で行われる経路ではＳ３６である。また、ロボットセル２０１で行う組立処理パターンは、左から右への搬送で行われる経路ではＳ１８、その逆の右から左への搬送で行われる経路ではＳ３４である。また、人手セル９０２で行う組立処理パターンは、上記の組立処理パターン（Ｓ２１）である。これらのうち、ロボットセル１０１、１、２０１で行われる組立処理パターン（Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１８…）は、ワーク組立処理パターン８０１のサブルーチン（図８）で制御される。その際、１セル上で行う組立ハンド１４や搬送ユニット４、Ｚ軸昇降装置２２を用いた組立操作の実例は上述の通りである。
【００７２】
また、図６において、供給排出ユニット６０ａ、６０ｂやロボットセル１０１、１、２０１間のワーク授受は、上記の各組立処理パターンの間の受渡しパターン（Ｓ１２、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１９、Ｓ３２、Ｓ３５、Ｓ３７、Ｓ３９）によって実行される。このワーク受渡し時の各部の駆動パターンは、図８のワーク搬送制御８０２のサブルーチン（図８）で制御される。この場合、繰り返し述べているように、各ロボットセルが搬送ユニット４（Ｘ軸搬送装置２１）は作業台５を両隣のいずれの隣接ロボットセルに対しても進入させることができる。このため、上記各ワーク受渡しの動作パターンにおいては、工程設計やその進行状態などに応じて、ワーク授受に用いる搬送ユニット４は引き渡し側、受け取り側のいずれをも利用することができる。
【００７３】
例えば、図６では、工程順に関して、上流（前工程）側のロボットセルが搬送ユニット４により、下流（後工程）側のロボットセルのベース上に作業台５を進入させる受渡しパターンを「受渡しパターン１」という（Ｓ１４、Ｓ１９、Ｓ３５など）。この「受渡しパターン１」は、工程上流側のロボットセルにワークを引き渡しに行く動作パターンである。これに対して下流（後工程）側のロボットセルが搬送ユニット４により、上流（前工程）側のセルのロボットベース上に作業台５を進入させる（受け取りに行く）受渡しパターンを「受渡しパターン２」と（Ｓ１２、Ｓ３２など）。なお、図６の上半部では、左から右方向へワークを搬送しており、従ってここでは図中左側を上流側、図中右側を下流側と考えるものとする（往路）。また、図６の下半部では、ワークを右から左方向へワークを搬送しており、従ってここでは図中右側を上流側、図中左側を下流側と考えるものとする（復路）。
【００７４】
図６において、図中、左から右方向への搬送に伴ない進行する各セルの組立処理（往路）と、右から左方向への搬送に伴ない進行する各セルの組立処理（復路）では異なる組立処理を実行させることができる。これにより、上記往路と復路の往復搬送の全体によって、この生産ライン全体で実行すべき１つの組立処理を完結させることができる。
【００７５】
次に、図７〜図９を参照して、本実施例における各ロボットセル間におけるワーク授受態様の実例を具体的に説明する。
【００７６】
図７（ａ）〜（ｄ）は図２の搬送装置に係る部分を簡略的に表した図であり、図７（ａ）は搬送ユニット４のＸ軸搬送装置２１を収縮させた状態で各ロボットセル１０１、１、２０１内に格納されている状態である。Ｘ軸搬送装置２１は、上述の通り、下段、上段のＸテーブル２１１、２１２の２段構成で、作業台５を図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のように左右両側の隣接ロボットセルのベース２上に搬入することができる。また、図７（図８、図９も同様）では詳細不図示であるが、作業台５は、Ｚ軸昇降装置２２によって昇降させることができ、作業台５を隣接ロボットセルの移載ハンド７の位置まで上昇させれば、作業台５上のワークを移載ハンド７に引き渡すことができる。なお、作業台５は、図１〜図３では、上段のＸテーブル２１２上でＸ＋、Ｘ−方向に摺動可能な構成を例示しているが、この構成については図７〜図９では簡略化のため詳細な図示を省略している。
【００７７】
図７（ａ）のように、各Ｘ軸搬送装置２１を最も収縮させた状態では、ベース２上のＸ軸搬送装置２１の両側（Ｘ＋、Ｘ−側）には空間がある。この空間は、隣接ロボットセルが伸長させたＸ軸搬送装置２１を受容でき、ワーク授受領域として用いることができる。
【００７８】
図７（ｂ）はロボットセル１がＸ軸搬送装置２１をＸ＋側に伸長させ、ロボットセル２０１に対してワークを引き渡すワーク授受を行う様子を示している。なお、以後の図面においても、Ｘ軸搬送装置２１が隣接ロボットセルに進入させる状態では、隣接ロボットセルの支柱１１を破線などにより図示することがある。Ｘ軸搬送装置２１は、下段、上段のＸテーブル２１１、２１２の２段構成であり、収縮時はごくコンパクトな外形、伸長時は２段分のテーブルのほぼ全長近くまで長く延長することができる。
【００７９】
図７（ｂ）のように、ロボットセル１がＸ軸搬送装置２１により作業台５をロボットセル２０１のワーク授受領域に進入させた時、ロボットセル２０１のＸ軸搬送装置２１を収縮位置に制御されていればＸ軸搬送装置２１同士の干渉は生じない。また、もちろん、図７（ｃ）で示すように、ロボットセル１、およびロボットセル２０１のＸ軸搬送装置２１がいずれもワーク搬送を行っている時も、Ｘ軸搬送装置２１同士の干渉は生じない。つまり、ロボットセル２０１が組立処理などを行う搬送ユニット収縮時（図７（ａ））、および同一搬送方向に隣接ロボットセルへワーク搬入を行う時（図７（ｂ））ならロボットセル１はロボットセル２０１側にＸ軸搬送装置２１を進入させることができる。
【００８０】
図７（ｄ）は、同様にロボットセル１がＸ軸搬送装置２１をＸ−側に伸長させ、ロボットセル１０１に対してワークを引き渡すワーク授受を行う様子を示している。ロボットセル１０１は、この時、搬送ユニット収縮状態で、例えば当該セル上の組立処理工程を行っている。このような状態なら、どのようなタイミングでもロボットセル１はロボットセル１０１側にＸ軸搬送装置２１によって作業台５を進入させることができる。また、このことはロボットセル１０１がＸ軸搬送装置２１をＸ−側に伸長させている時でも同様で、セル（１、１０１）間のＸ軸搬送装置２１同士の干渉は生じない。
【００８１】
本実施例では、ＸＹ移動を行う組立ロボット３をセルのベース上方に、また、これとは分離して作業台５のＺ軸方向の移動のＺ軸昇降装置２２、あるいはワーク授受のためのＸ軸搬送装置２１をベース下方に配置する構成（いわゆる「下Ｚ」構成）である。このため、組立ロボット３の動作空間と、ワーク授受のため、隣接セルに進入する必要のあるＸ軸搬送装置２１の動作空間と、をベースの上下の空間に分離できる。従って、ワーク授受のため隣接セルにＸ軸搬送装置２１で作業台５を進入させる場合、干渉を考慮する条件をほぼ隣接セルのＸ軸搬送装置２１の状態のみに限定できる。このため、本実施例の生産ラインでは、各セルの工程制御条件を緩和でき、自由度の高い工程制御、およびワーク授受制御を行うことができる。また、本実施例のようにワークや作業台の３次元の移動を行う移動装置をベース上方、下方にそれぞれ分離した「下Ｚ」構成では、セル上の組立工程と、ワーク授受を並行処理できるタイミングを多く選択でき、ラインの生産効率を向上できる可能性がある。
【００８２】
なお、特許文献１に示されるような構成では、天吊りのＸＹＺロボットのみによって、組立の他、ワーク授受も行うようになっている。このような従来構成では、隣接するセルのＸＹＺロボット同士の干渉を防ぐため、工程制御が複雑になり、また、セル上の組立工程とワーク授受の並行処理が難しくなる問題があり、上述のような作用効果を期待できない。このため、従来構成では、セル間のインターロックのための通信のトラフィックが増大し、各部の位置検出のためのセンサなどを余計に追加する必要が生じる可能性がある。また、同じ理由で生産ラインの構築や、ラインレイアウトの変更に必要な作業量、作業時間が増大する可能性がある。本実施例のように移動装置をベース上方、下方に分離した「下Ｚ」構成では、このような問題を生じない。
【００８３】
図８（ａ）〜（ｄ）は、供給排出ユニット６０ａ、６０ｂ、ロボットセル１０１、１、２０１で構成された生産ラインにおける隣接ロボットセル間のワーク受渡しパターンを示している。なお、便宜上、図８（ａ）〜（ｄ）では、下部の矢印が工程の流れを示しており、図中左（Ｘ−）側が工程上流、右（Ｘ＋）側が工程下流であるものとする。また、ここでは、図６で説明したように、下流（後工程）側のロボットセルのベース上に作業台５を進入させる受渡しパターンが「受渡しパターン１」であるものとする。また、上流（前工程）側のロボットセルのベース上に作業台５を進入させる受渡しパターンは「受渡しパターン２」であるものとする。
【００８４】
図８は図２の搬送装置および供給排出ユニットに係る部分を簡略的に表した図であり、図８（ａ）の初期状態では供給排出ユニット６０ａに被組立部品であるワーク６が保持されている。また、各セルのＸ軸搬送装置２１は中央の位置において収縮状態に制御されている。ここでは、生産ラインをワーク６が流れる搬送方向は、矢印の通りロボットセル１０１、ロボットセル１、ロボットセル２０１の順であり、各ロボットセルがそれぞれ必要な組立処理を行い、最終工程が済むと供給排出ユニット６０ｂにワーク６を排出する。
【００８５】
この例では、最初に、ワーク６を受け取るため、図８（ｂ）に示すようにロボットセル１０１がＸ軸搬送装置２１を左方（Ｘ−）に伸長させ、作業台５を供給排出ユニット６０ａのワーク授受領域に進入させる。図８（ｂ）の状態で、ロボットセル１０１がＺ軸昇降装置（２２：詳細不図示）により上昇させることにより供給排出ユニット６０ａの移載ハンド６０３が保持しているワーク６を受取ることができる。その後、ロボットセル１０１がＸ軸搬送装置２１を収縮制御し、ワーク６はロボットセル１０１のベース上に格納され、ロボットセル１０１における所定の組立処理を実行する。この動作は、上流（前工程）側のセルのロボットベース上に作業台５を進入させる（受け取りに行く）「受渡しパターン２」である。
【００８６】
その後、ロボットセル１０１からロボットセル１へのワーク授受は、工程制御上の都合などに応じて、「受渡しパターン１」、「受渡しパターン２」のいずれによっても行うことができる。
【００８７】
「受渡しパターン１」の場合は、図８（ｃ）に示すように、工程上流側のロボットセル１０１が右方（Ｘ＋）にＸ軸搬送装置２１を伸長制御し、工程下流側のロボットセル１のワーク授受領域に進入させる。そして、ロボットセル１０１がＺ軸昇降装置（２２）により作業台５を上昇させ、作業台５上のワーク６をロボットセル１の移載ハンド７に引き渡す。
【００８８】
一方、「受渡しパターン２」の場合は、図８（ｄ）に示すように、工程下流側のロボットセル１が左方（Ｘ−）にＸ軸搬送装置２１を伸長制御し、工程上流側のロボットセル１０１のワーク授受領域に進入させる。そして、ロボットセル１がＺ軸昇降装置（２２）により作業台５を上昇させ、ロボットセル１の移載ハンド７が保持しているワーク６を作業台５上に引き取る。
【００８９】
本実施例では、上記の「受渡しパターン１」、「受渡しパターン２」を、各セルの工程制御上の都合によって選択できる。例えば、「受渡しパターン１」（図８（ｃ））ではロボットセル１０１側の移載ハンド７はワーク授受に関与せず、「受渡しパターン２」（図８（ｄ））ではロボットセル１側の移載ハンド７がワーク授受に関与しない。そして、これらワーク授受に関与しない移載ハンド７には、上記受渡しパターンを実行中、例えば作業台８や供給パレット３２に係る当該セルにおける組立作業を並行的に実行させることができる。このため、当該セル上では、組立処理や複数組立部品の組立などの組立処理時間を長く確保できる利点がある。
【００９０】
ロボットセル１からロボットセル２０１へのワーク授受においても、同様に「受渡しパターン１」、「受渡しパターン２」のプログラムパターンを選択可能である。
【００９１】
あるいは、Ｘ軸搬送装置２１の干渉防止に係る制御を簡略化するため、本実施例では次のようなワーク授受制御ポリシーを選択してもよい。例えば、ロボットセル１はＸ軸搬送装置２１上流側、下流側のいずれのロボットセルにも進入させるが、ライン両端のロボットセル１０１、２０１は供給排出ユニット６０ａまたは６０ｂ側にのみ進入させるよう制御する。このようなワーク授受制御ポリシーによれば、Ｘ軸搬送装置２１の干渉防止に係る制御を簡略化できる。このため、どのようなタイミングでロボットセル１がＸ軸搬送装置２１を両隣のロボットセル１０１、２０１のワーク授受領域に進入させてもＸ軸搬送装置２１同士の干渉は生じない。
【００９２】
ＣＰＵ７０１が実行する上記の受渡しパターン１、２（８０３：図５）や、上記のワーク授受制御ポリシーのための制御プログラムや制御データは、制御装置９の記憶装置（７０４）内にワーク受渡しパターン情報として記憶させておくことができる。そして、各ロボットセルが、工程制御の都合などに応じて、それぞれ適切なワーク受渡しパターンを選択することにより受渡しパターンを切替えることができる。
【００９３】
例えば、生産ライン上にロボットセルを追加したり、あるいは減少させたりするライン再構成を行う必要が生じた場合は、工程順序の変更などに応じて各ロボットセルが実行するワーク受渡しパターンは任意に変更できる。また、工程下流から上流へのワーク逆送も任意であり、その場合、本実施例の構成によれば、ワーク授受には、下流、および上流のロボットセルのＸ軸搬送装置２１をいずれも用いることができる。このため、本実施例の構成によると、従来装置のように、生産ライン上のロボットセルの位置を大きく変更したり、同じ工程を実行する余計なロボットセルを生産ライン上の異なる位置に重複配置したりする必要が生じる可能性は小さい。
【００９４】
図９（ａ）、（ｂ）は、ロボットセル１０１、１、２０１から成る生産ラインにおいて、供給排出ユニット６０ａ、６０ｂの両側にさらに人手セル９０１、９０２を配置した構成を図７、図８と同様の様式で図示している。図９（ａ）、（ｂ）は、図６で説明した同じ生産ラインの左から右（往路）、および右から左（復路）の往復によってワークを搬送し、作業工程を進める例をより具体的に示したものである。図９（ａ）は往路の工程に相当し、矢印で示すように左（Ｘ−）側が工程上流側、右（Ｘ＋）側が工程下流側に相当する。これに対して、図９（ｂ）は復路の工程に相当し、矢印で示すように右（Ｘ＋）側が工程上流側、左（Ｘ−）側が工程下流側に相当する。
【００９５】
図９（ａ）、（ｂ）の往路、復路の工程は例えば次のように実施される。
【００９６】
往路の工程では、図９（ａ）に示すように、供給排出ユニット６０ａに隣接する人手セル９０１から（初期）ワークが例えば手作業により供給排出ユニット６０ａに投入される。ロボットセル１０１の搬送ユニットは、上述の通り受渡しパターン２でＸ軸搬送装置２１を制御してワークを受取り（図６のＳ１２、以下同様）、組立処理パターン１（Ｓ１４）を行う。
【００９７】
さらに、ロボットセル１に対するワーク授受は、受渡しパターン１（Ｓ１５）であり、ここではロボットセル１０１がＸ軸搬送装置２１を下流側のロボットセル１のワーク授受領域へ進入させて行う。
【００９８】
ロボットセル１の移載ハンド７はワークを受取り、組立処理パターン２（Ｓ１０）を行う。その後、受渡しパターン１（Ｓ１７）により、下流のロボットセル２０１へワークを引き渡す。受渡しパターン１（Ｓ１７）は、ロボットセル１がＸ軸搬送装置２１を下流側のロボットセル２０１のワーク授受領域へ進入させて行う。
【００９９】
ロボットセル２０１の移載ハンド７はワークを受取り、組立処理パターン３（Ｓ１８）を行う。その後、搬送ユニットは受渡しパターン１（Ｓ１９）で下流側の供給排出ユニット６０ｂへワークを引き渡す。供給排出ユニット６０ｂの隣には人手セル９０２（Ｂ）があり、人力、または供給排出ユニット６０ｂの何らかの排出操作により人手セル９０２へワークを排出する。
【０１００】
人手セル９０２（Ｂ）では、作業者が例えば人力操作でしか行えないような手動組立作業によって組立処理パターン４（Ｓ２１）を実施する。手動組立作業終了後、作業者はワーク６を供給排出ユニット６０ｂに投入（Ｓ３０）する。
【０１０１】
復路の工程においては、図９（ｂ）に示すように、ロボットセル２０１が上流側の供給排出ユニット６０ｂから受渡しパターン２（Ｓ３２）でワークを受取り、組立処理パターン５（Ｓ３５）を行う。さらに、ロボットセル２０１からロボットセル１に対するワーク授受は受渡しパターン１（Ｓ３５）によって行う。
【０１０２】
ロボットセル１が移載ハンド７によりワーク６を受取ると、組立処理パターン６（Ｓ３６）を行う。その後、ロボットセル１は、受渡しパターン１（Ｓ３７）により下流のロボットセル１０１へワーク６を引き渡す。
【０１０３】
ロボットセル１０１は移載ハンド７によりワーク６を受取り、組立処理パターン７（Ｓ３８）を行う。その後、ロボットセル１０１は受渡しパターン１（Ｓ３９）で下流側の供給排出ユニット６０ａへワークを引き渡し、供給排出ユニット６０ａから人手セルＡにワークが排出される。なお、以上ではワークの供給ないし排出を人手により行うものとしたが、ストッカーやコンベアなどのワークの自動供給ないし排出装置を用いても構わない。
【０１０４】
以上のように、本実施例の構成において実施させる上記の受渡しパターン１、または２は、ロボットセルの制御装置であるＣＰＵ７０１から見ると次のワーク引き渡し制御、およびワーク受け取り制御から構成される。
【０１０５】
（１）搬送装置により作業台を隣接組立装置の方向に搬送して、作業台に搭載されたワークを隣接組立装置に引き渡すワーク引き渡し制御。
【０１０６】
（２）搬送装置により作業台を隣接組立装置の方向に搬送して、作業台を用いて隣接組立装置からワークを受け取るワーク受け取り制御。
【０１０７】
そこで、制御プログラム８００の構成によって、ＣＰＵ７０１が、上記のワーク引き渡し制御、およびワーク受け取り制御を工程制御の進行に応じて適宜組合せて選択的に実行するよう、プログラムすることができる。これにより、上述の受渡しパターン１、および受渡しパターン２のワーク授受制御が可能となり、隣接組立装置との間でワークを双方向に授受することができる。従って、本実施例のロボットセルにより構成した生産ラインは、１つの生産ラインの全体でワークを往復させて、あるいは局所的にいくつかのセル間でワークを往復させたり、逆送したりして、生産工程を実行するようプログラム可能である。また、本実施例の構成では、セルとセルの間に配置されたロボットセル１では、図７（ｃ）、（ｄ）のようにＸ軸搬送装置２１（Ｘテーブル２１１、２１２）を制御できる。このため、例えばロボットセル１で組立工程を行うことなく、両隣のセルの間でワーク６を素通りさせてリレーするようなワーク搬送のみの動作すら実行可能である。
【０１０８】
例えば、生産ラインの全体の往路と復路でそれぞれ別工程を実施することにより、本実施例のロボットセルにより構成した生産ラインの全長は、従来の一方通行でしかワークを搬送しない生産ラインのほぼ半分まで短縮できる可能性がある。また、局所的なセル間の往復では、異なる組立部品の装着、およびビス止めや塗布作業を繰返すことができる。即ち、組立ツールによって組立処理済みのワークを隣接セルに引き渡し、隣接セルの組立ツールによって組立処理済みのワークを隣接セルから受け取り、受け取ったワークに対して再度、前記組立ツールによって組立処理を行う、などの動作を実現できる。
【０１０９】
即ち、本実施例のロボットセルにより構成された生産ラインは、上記のワーク引き渡し制御、またはワーク受け取り制御を選択的に実行するようプログラムすることができる。これにより、本実施例のロボットセルにより構成された生産ラインでは、複数台のロボットセルによる組立行程、およびこれら各セルの間のワークの搬送方向を双方向で変更可能である。
【０１１０】
このため、従来のように同機能のセルをライン中の異なる位置に重複配置することなく、組立工程を実行できる。このため、本実施例のロボットセルにより構成した生産ラインは、著しく小さな設置スペースに配置できる。また、本実施例の構成によれば、各セルにおける工程作業と、セル間のワーク搬送を並列処理できる可能性が高く、生産効率を著しく向上することができる。
【０１１１】
図５に示したように、ワークの組立処理のパターン情報（８０１）、ワークの搬送制御情報（８０２）、隣接ロボットセルへのワークの受渡しパターン情報（８０３）は、ＣＰＵ７０１が実行するプログラムあるいはそのための制御データの形で記述できる。そして、これらのプログラムあるいはそのための制御データは、例えば制御装置９の記憶装置内に格納しておくことができる。本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１，１０１，２０１…ロボットセル、２…ベース、３…組立ロボット、４…搬送ユニット、５，８…作業台、６…ワーク、７…移載ハンド、９…制御装置、２２…Ｚ軸昇降装置、３２…供給パレット、３３…組立部品、４０…ストッカー、６０ａ，６０ｂ…供給排出ユニット。
【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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