JP2017177244A - Assembly device and production line - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は直交ロボットを用いた組立装置、および生産ラインに関する。 The present invention relates to an assembly apparatus using an orthogonal robot and a production line.
従来から、種々の物品の製造現場で、直交ロボットを用いた組立装置が用いられている。また、この種の組立装置を用いた生産ラインでは、複数の組立工程を行うために複数台の組立装置をロボットセルとして配列することにより構成された生産ラインが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an assembly apparatus using an orthogonal robot has been used at a manufacturing site for various articles. In addition, a production line using this type of assembly apparatus is known in which a plurality of assembly apparatuses are arranged as robot cells in order to perform a plurality of assembly processes.
この種のロボットセルでは、例えば高精度組付を行う場合に、セル内において実行する組立工程が複雑なものになる場合がある。例えば、部品の組付を行うために組付部品を取得し、高精度組付が必要な場合は取得した組付部品の取得精度を上げるために仮置き、位置確認や、組付部品の位置調整や再取得などの動作が組合せられる。このために、高精度組付が必要な場合ほど、1セルで実行する全工程に必要な処理時間が増大する傾向がある。また、通常、組付部品の被組付部品に対する組付動作が終了するのを待ってから次の組付部品の取得を行うため、高精度組付などの長時間動作が発生するセルでは特に処理時間が増大する。これにより、ボトルネックとなるセルの処理時間によって、生産ライン全体のサイクルタイムが長くなる問題が発生する。 In this type of robot cell, for example, when high-precision assembly is performed, an assembly process executed in the cell may be complicated. For example, when assembling parts are acquired in order to assemble parts, and when high-accuracy assembly is required, temporary placement, position confirmation, and position of the assembling parts are performed in order to increase the acquisition accuracy of the acquired assembly parts. Operations such as adjustment and reacquisition are combined. For this reason, the processing time required for all the processes executed in one cell tends to increase as high-precision assembly is required. Also, since the next assembly part is usually acquired after the assembly operation of the assembly part to the assembly target part is completed, especially in cells where long-term operation such as high-precision assembly occurs. Processing time increases. This causes a problem that the cycle time of the entire production line becomes longer due to the processing time of the cell that becomes the bottleneck.
上記の問題を解決するには、特にボトルネックとなる比較的複雑な組立処理を行うロボットセルにおいて、組立処理を高速化する必要がある。そのために、例えば1つのロボットセルの工程を分割して2つ以上のロボットセルを用いて組付けを行うことでサイクルタイムを短縮する方法と、同一のロボットセルを複数設置することでサイクルタイムを低減する方法、などが考えられる。 In order to solve the above problem, it is necessary to speed up the assembly process particularly in a robot cell that performs a relatively complicated assembly process that becomes a bottleneck. For this purpose, for example, the process of shortening the cycle time by dividing the process of one robot cell and performing assembly using two or more robot cells, and the cycle time by installing a plurality of identical robot cells. A method of reducing the level is conceivable.
従来では、複数の直交ロボット間の部品の受取、受渡動作における部品保持部の搬送方向への移動を回避することでサイクルタイムの短縮を図る手法が提案されている(例えば下記の特許文献1)。また、複数の直交ロボットが配置された自動組立装置において、一定のスペース内で各直交ロボットの共通動作領域を広げる構成が提案されている(例えば下記の特許文献2)。 Conventionally, a method has been proposed in which cycle time is shortened by avoiding movement of the component holding unit in the conveyance direction during receiving and delivery of components between a plurality of orthogonal robots (for example, Patent Document 1 below). . In addition, in an automatic assembly apparatus in which a plurality of orthogonal robots are arranged, a configuration has been proposed in which a common operation area of each orthogonal robot is expanded within a certain space (for example, Patent Document 2 below).
しかしながら、上記の特許文献1、2で提案されている構成では、複数の直交ロボットの動作を、相互干渉なく制御することが困難である。例えば特許文献1、2のような構成では、複数の直交ロボットがいずれもアクセスできる作業領域(作業空間)においては、全部の直交ロボットの動作を同期的に、かつ干渉を生じないように排他制御する必要がある。このために、各直交ロボットの制御が複雑化する。特許文献1、2の構成では、例えば、1つのロボットセル上において、複数の直交ロボットの動作を同期的に、かつ排他制御しなければならない空間が大きく、また、そのような制御期間は長くなりがちである。このために、実行すべき組立処理のサイクルタイムの短縮が難しくなる。また、一般に複数の直交ロボットを同期的かつ排他的に制御するための制御プログラムは、記述が煩雑になりがちで、そのような記述個所が多い程、開発時間も余計にかかる問題がある。 However, with the configurations proposed in Patent Documents 1 and 2, it is difficult to control the operations of a plurality of orthogonal robots without mutual interference. For example, in a configuration such as Patent Documents 1 and 2, in a work area (work space) that can be accessed by a plurality of orthogonal robots, exclusive control is performed so that the operations of all the orthogonal robots are synchronous and do not cause interference. There is a need to. This complicates the control of each orthogonal robot. In the configurations of Patent Documents 1 and 2, for example, on one robot cell, there is a large space in which the operations of a plurality of orthogonal robots must be controlled synchronously and exclusively, and such a control period becomes long. Tend to. For this reason, it becomes difficult to shorten the cycle time of the assembly process to be executed. In general, a control program for synchronously and exclusively controlling a plurality of orthogonal robots tends to be complicated to write, and the more such description points, the longer the development time.
そこで、本発明の課題は、上記の問題点に鑑み、配置する複数の直交ロボットの同期的かつ排他的な動作制御がなるべく少なくて済む組立装置の構成を提供することにある。また、小さな制御系の負担でサイクルタイムを短縮でき、省スペースかつ低コストな生産ライン構成できるようにすることにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a configuration of an assembling apparatus in which synchronous and exclusive operation control of a plurality of arranged orthogonal robots is minimized. Another object of the present invention is to make it possible to shorten the cycle time with a small burden on the control system and to construct a space-saving and low-cost production line.
上記課題を解決するため、本発明においては、第1の組立ツールを第1の水平可動範囲で移動させる第1の直交ロボットと、第2の組立ツールを前記第1の水平可動範囲と高さの異なる第2の水平可動範囲で移動させる第2の直交ロボットと、前記第1および第2の水平可動範囲より下方であって、前記第1または第2の直交ロボットにより移動される前記第1または第2の組立ツールでアクセス可能な領域においてワークを載置可能なワーク台を昇降させる昇降装置と、前記第1、第2の直交ロボット、および前記昇降装置を支持する基台と、前記第1の直交ロボットおよび組立ツール、前記第2の直交ロボットおよび組立ツール、および前記ワーク台および前記昇降装置の各動作をこれらの直交ロボット、組立ツール、ないしワーク台の相互干渉を回避しつつ実行させ、前記第1または第2の組立ツールを用いて前記ワーク台に載置された前記ワークに対して行う組立処理を制御する組立制御を実行する制御装置と、を備えた構成を採用した。 In order to solve the above-described problems, in the present invention, a first orthogonal robot that moves a first assembly tool within a first horizontal movable range, and a second assembly tool that has the first horizontal movable range and a height. A second orthogonal robot that moves in a second horizontal movable range different from each other, and the first orthogonal robot that is below the first and second horizontal movable ranges and is moved by the first or second orthogonal robot. Alternatively, a lifting device that lifts and lowers a work table on which a workpiece can be placed in an area accessible by the second assembly tool, the first and second orthogonal robots, and a base that supports the lifting device, and the first The operations of one orthogonal robot and assembly tool, the second orthogonal robot and assembly tool, and the work table and the lifting device are the same as those of the orthogonal robot, assembly tool, or work table. A control device that executes an assembly control for controlling an assembly process performed on the workpiece placed on the workpiece table by using the first or second assembly tool while avoiding mutual interference; The configuration provided was adopted.
上記構成によれば、第1、第2の組立ツールを、第1、第2の直交ロボットによって、第1水平可動範囲、および第1の水平可動範囲と高さの異なる第2の水平可動範囲で移動させる。これにより、第1、第2の組立ツール、および直交ロボットの相互の干渉を回避する回避制御が必要になるような制御状態が生じるタイミングや期間を著しく減少させることができる。従って、組立装置の基台上に配置する複数の直交(XY)ロボットの同期的かつ排他的な動作制御が少なくて済み、制御の負担を軽減でき、組立装置を高速に動作させることができる。また、上記の組立装置を隣接して配置することにより、小さな制御系の負担で高速動作できる省スペースかつ低コストな生産ラインを構成することができる。 According to the above configuration, the first and second assembly tools are moved by the first and second orthogonal robots to the first horizontal movable range and the second horizontal movable range whose height is different from the first horizontal movable range. Move with. Accordingly, it is possible to significantly reduce the timing and period of occurrence of a control state that requires avoidance control for avoiding mutual interference between the first and second assembly tools and the orthogonal robot. Therefore, the synchronous and exclusive operation control of a plurality of orthogonal (XY) robots arranged on the base of the assembly apparatus can be reduced, the control burden can be reduced, and the assembly apparatus can be operated at high speed. Further, by arranging the above assembling apparatuses adjacent to each other, a space-saving and low-cost production line that can operate at high speed with a small control system load can be configured.
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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to embodiments shown in the accompanying drawings. The following embodiment is merely an example, and for example, a detailed configuration can be appropriately changed by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. Moreover, the numerical value taken up by this embodiment is a reference numerical value, Comprising: This invention is not limited.
<実施例>
(組立装置(ロボットセル))
図1は、本発明の一実施例として、複数、配列されることにより、生産装置ラインを可能な組立装置100の構成の一例を示している。同図のような組立装置100は、「組立てロボットセル」などの名称の製品として提供されることがある。
<Example>
(Assembly device (robot cell))
FIG. 1 shows an example of a configuration of an assembling
組立装置100は基台102(ベース)上に、下記のような各部から成るワーク操作部を配置して構成され、これにより、ワーク(組立部品、被組立部品)に対する組立操作を行う。ワーク操作部は、垂直あるいはパラレル構成などの多軸多関節ロボットから構成する場合もあるが、本実施例では、XYテーブル(XYステージ)による直交ロボットを採用している。
The assembling
組立装置100の制御に用いられる直交座標系の3軸(X、Y、Z)をどのように取るかは任意であるが、図1では図中に示すようにこの直交座標系の3軸(X、Y、Z)が取られている。基台102の上面は、このXY軸と平行な姿勢を取るよう配置される。また、図1では詳細な図示を省略しているが、基台102は、その下部に配置した脚部(あるいは支柱など)によって、適当な配置高で設置床面上に設置される。
Although how to take the three axes (X, Y, Z) of the orthogonal coordinate system used for the control of the
本実施例では、特にこの組立装置100で行う生産ライン上の工程の処理を高速化するために、基台102上に複数台の直交ロボットを配置する。本実施例では、2台のXYテーブル(XYステージ)から成るXYロボットを配置している。図1において、これらの直交ロボットは、XYロボット200、およびXYロボット300である。なお、この種の直交ロボットを構成するXYテーブルは、XYステージなどと呼ばれることもある。これに対して、本実施例では、2軸の可動軸を有するものは例えば「XYロボット」のように呼び、1軸の可動軸を有するものはX(Y、あるいはZ)テーブル、のような用語を用いている。ただし、このような呼び分けは単なる便宜上のものに過ぎず、本発明の実施例を具体的に限定するものではない。
In the present embodiment, in particular, a plurality of orthogonal robots are arranged on the
XYロボット200は、組立、ハンドのような後述のツール類を作業位置に移動させるXテーブル202、およびXテーブル202を移送するYテーブル201から成る。また、XYロボット300は、同様のツールを作業位置に移動させるXテーブル302、およびXテーブル302を移送するYテーブル301から成る。Xテーブル202、302、Yテーブル201、301は、直線状のガイド部材上で、移送を目的とする部材を支持するヘッド(スライダ)部を直動させ、所定の各座標軸上の座標位置に位置決めする構造である。
The XY
XYロボット200は、Yテーブル201の両端部を下方から支える支柱107、107によって基台102上に支持されている。また、XYロボット300は、Yテーブル301の両端部を下方から支える支柱108、108によって基台102上に支持されている。
The
XYロボット200、XYロボット300を構成する各テーブル(ステージ)が、これらの被搬送部(移送ヘッドや他の直交テーブル)を駆動する駆動系の構成は任意であり、当業者は公知のこの種の直動テーブル(ステージ)の構成を採用してよい。例えば、詳細は不図示であるが、これら各テーブル(ステージ)の駆動系は、被搬送部を摺動自在に支持する直動ガイドと、ワイヤやベルトなどを介してサーボモータのような駆動源によって構成する。
Each table (stage) constituting the
旧来の多くの構成では、これらXYロボット200、XYロボット300には、XY方向に移動させるツールをZ軸((垂直)上下)方向に移動させるZステージ(テーブル)を釣り下げのような形で配置する場合がある。しかしながら、本実施例では、後述するように、ツール類と、ワークとのZ軸方向の相対位置の制御は、基台102側に配置した後述のZテーブル(113、115、126…)によって行なう。このような「下Z」構成によって、XYロボット200、300の搬送荷重を小さくできる。即ち、XYロボット200、300によって懸架する部材からZ軸昇降装置を除くことができ、これらXYロボットの懸架すべき総重量を低減できる。このため、XY移動制御の精度向上、各XYロボットを支持する支柱の共振などによって発生する振動の抑制、など種々の利点が得られる。
In many conventional configurations, the
また、この「下Z」構成(配置)は、下記のように、XYロボット200、XYロボット300の可動範囲を可能な限り別の空間に分離する構成を実現するのに利用することもできる。また、各X、Yテーブルやこれらを支持する支柱107、108などの強度、剛性に関する設計条件を緩和でき、装置全体を小型軽量、あるいは簡単安価に構成することが容易になる。
This “lower Z” configuration (arrangement) can also be used to realize a configuration that separates the movable ranges of the
本実施例では、上記のように複数、基台102上に配置したXYロボット200、XYロボット300を用いて組立工程を実施する。本実施例では、XYロボット200、300の可動範囲を少なくともXY平面に沿った動作では互いに干渉の発生しない、別の空間に、可能な限り分離する構成を採用している。この分離領域(空間)では、XYロボット200、300は、両者の相互干渉が生じないため、互いの位置や動作を考慮せずにXYロボット200、300を動作させることができる。本実施例では、このような分離空間をできるだけ大きく確保することにより、XYロボット200、XYロボット300の相互干渉を回避する排他制御の負担が軽減される。このため、比較的大きな自由度で高速にXYロボット200、XYロボット300によるツール類の移送制御を行うことができる。
In the present embodiment, the assembly process is performed using a plurality of
本実施例では、2台のXYロボット200、300の可動範囲を、上記の相互干渉の発生しない別々の分離空間に分離するために、XYロボット200、300を高さ(Z軸)方向に異なる位置に配置する構成を用いる。ここで例えばXYロボット200、300を、それぞれ、第1、および第2の組立ツールを移動させる第1、および第2の直交ロボットとする。
In the present embodiment, the
その場合、本実施例の第1の直交ロボットは、第1の組立ツールを第1の水平可動範囲で移動させ、第2の直交ロボットは、第2の組立ツールを第1の水平可動範囲と高さの異なる第2の水平可動範囲で移動させるようそれぞれ配置する。 In that case, the first orthogonal robot of the present embodiment moves the first assembly tool within the first horizontal movable range, and the second orthogonal robot moves the second assembly tool to the first horizontal movable range. It arrange | positions so that it may move in the 2nd horizontal movable range from which height differs.
ここで、XYロボット200、XYロボット300で、それぞれ2つの高さの異なるXY平面に沿って移送する第1、第2の組立ツールとしては、各種のロボットハンドや、ビス締め用のドライバなどが考えられる。これら第1、第2の組立ツールは、ワーク(組立部品、被組立部品)をなんらかの手法でハンドリングするものであれば、上記のハンドやドライバ以外であってもよい。
Here, as the first and second assembly tools to be transferred along two XY planes having different heights by the
図1の構成では、XYロボット200には、XYロボット200により移送するツールとして組立ハンド2031、および移載ハンド2032がXテーブル202でX方向に移送されるヘッド部に配置されている。また、XYロボット300には、XYロボット300により移送するツールとして組立ハンド3031、および移載ハンド3032がXテーブル302でX方向に移送されるヘッド部に配置されている。これらの組立ハンドおよび移載ハンドは、下記のような作業ごとに使い分けるべく、これらの作業に適した形態で構成される。例えば、組立ハンド2031、3031は主に、被組立部品に対する組立部品の組付け、のような組立作業に用いる。また、移載ハンド2032、3032は、主に被組立部品ないし組立部品の移載、例えばワーク台から他のワーク台への移送などに用いる。
In the configuration of FIG. 1, the
なお、図1の構成では、XYロボット200、300は、基台102の両端部、特に基台上でほぼ最小および最大のX座標に相当する2辺部において、それぞれ2本ずつの支柱107、108によって支持されている。この構成は必須ではなく、XYロボット200、300は、例えば、基台上でほぼ最小または最大のX座標に相当するいずれかの1辺部に配置することもできる。その場合でも、XYロボット200、300は、例えば共通の2本の支柱によって、2階建配置するような構造を取れば、これら各XYロボットをそれぞれ高さの異なるXY平面に沿って動作させるのは不可能ではない。しかしながら、図1のようにXYロボット200、300を、基台102の両端の対向する2辺部に配置する構成によれば、基台102上の重量バランスが向上し、不要振動の発生を抑えることができる利点がある。
In the configuration of FIG. 1, the
次に、基台102上に配置され、上記「下Z」配置の一部を成し、各ZテーブルによってZ軸(上下)方向に昇降制御される各部材の配置例につき説明する。
Next, an example of the arrangement of each member arranged on the
図1の構成では、2つのワーク台124、ワーク台125を基台102上に配置している。これらの上には、隣接組立装置と授受すべきワークA、あるいは、供給トレイ103上から移載したワークBを載置し、位置決めすることができる。例えば、ワークAを被組立部品とすると、ワーク台124、125は、ワークAを所定位置に載置、位置決め保持する。このワークAに対して、組立ハンドによって保持したワークB(組立部品)を組み付ける作業を行わせることができる。
In the configuration of FIG. 1, two work tables 124 and 125 are arranged on the
ワーク台124は、基台102上面のほぼ中央部に、Zテーブル126により支持され、このZテーブル126を駆動することによって、昇降位置を制御できる。これにより、例えばワーク台124に保持された、ワークを上昇させ、XYロボット200、300により保持されたツール(例えば移載ないし組立ハンド)にアクセスさせることができる。
The work table 124 is supported by a Z table 126 at a substantially central portion on the upper surface of the
ワーク台125は、Zテーブル115によりZ軸方向に昇降可能に支持されている。本実施例では、Zテーブル115は基台102に直接支持するのではなく、Z軸ガイド145を介してXテーブル155に支持されている。Zテーブル115は、このZ軸ガイド145に沿って、ワーク台125を昇降駆動させる。
The work table 125 is supported by the Z table 115 so as to be movable up and down in the Z-axis direction. In this embodiment, the Z table 115 is not directly supported by the base 102 but is supported by the X table 155 via the Z-
このように、本実施例では、第1または第2のXYロボット200、300の各ハンド(第1または第2の組立ツール)でアクセス可能な領域に、ワークを載置可能なワーク台124、125を配置している。そして、これらのワーク台124、125は、Zテーブル126、115(昇降装置)によりZ軸(上下)方向に昇降可能に構成されている。
As described above, in this embodiment, the
また、ワーク台125は、Xテーブル155を介して隣接組立装置に搬入することができ、これにより、ワーク台125に載置されたワークを隣接組立装置に引き渡したり、あるいは逆に受け取ったり、といったワーク授受を隣接組立装置の間で行うことができる。このXテーブル155によるワーク台125の搬入方式には凡そ2つの方式がある。 In addition, the work table 125 can be carried into the adjacent assembly device via the X table 155, whereby the workpiece placed on the work table 125 is transferred to the adjacent assembly device or vice versa. Work transfer can be performed between adjacent assembly apparatuses. There are roughly two methods for loading the work table 125 using the X table 155.
このうち、第1の搬入方式は、例えばXテーブル155の先端位置にワーク台125を支持するZ軸ガイド145を固定(またはX方向に移動)しておき、Xテーブル155を隣接組立装置側に突出させたり引っ込めたりする方式である。Xテーブル155をこの場合、基台102上に引き込んだ位置から(例えば図中右手前または左奥側)隣接組立装置(不図示)の方向に突出させ、ワーク台125を隣接装置の基台上に搬入する。第2の搬入方式は、予めXテーブル155を隣接組立装置側に突出させた姿勢で隣接組立装置との間に掛け渡しておく構成である。この場合、Xテーブル155によってワーク台125を支持するZ軸ガイド145を当組立装置の基台102上と、隣接組立装置の基台102上の間で往復させる方式である。
Of these, the first carry-in method, for example, fixes (or moves in the X direction) the Z-
本実施例では、Xテーブル155によるZ軸ガイド145の搬入方式は、例えば上記の第2の方式である。
In the present embodiment, the loading method of the Z-
また、ワーク台124より奥(Y+)側の基台102上には、供給トレイ103がZテーブル113によりZ軸(上下)方向に昇降自在に配置されている。供給トレイ103の上部は、例えば、皿状で、必要に応じて隔壁などによって区画された複数の領域にワークB(組立部品)を配列できるよう構成する。供給トレイ103を上昇させることにより、移載ハンドを用いて特定の区画のワークBを取り出すことができる。例えば、XYロボット200または300により組立ハンド2031または3031のXY座標を選択した上で、このハンドが把持できる位置まで供給トレイ103を上昇させ、このハンドに特定のワークB(組立部品)を取り出させることができる。
A
(生産ラインへの設置)
図1に示した組立装置100は、少なくとも1台を、例えば他の隣接組立装置と隣接して配置することにより、特定物品のための生産ラインを構成することができる。
(Installation on production line)
The
図6はごく簡略化した生産ラインの構成として、ロボットセル3台により構成した生産ラインの概略構成を上面から示している。同図において、中央の組立装置100は、図1に示した組立装置100と同じものである。
FIG. 6 shows a schematic configuration of a production line constituted by three robot cells from the top as a very simplified production line configuration. In the figure, a
この組立装置100は、上述同様に、複数(2つ)のXYロボット200、300を有している。基台102上のその他のワーク台その他の部材には図1と同一符号を付しており、これらの構成は上述のものと同一である。
The assembling
一方、組立装置100の両隣の組立装置501、502は、基台102に、組立装置100と同様の参照符号を有する部材が配置されている。これら基台102上に配置された部材は、組立装置100と同様に、Zテーブル(詳細不図示)によって昇降可能な「下Z構成」である。ところが、組立装置501、502では、XY平面に沿ったツール類の移動手段の構成が異なる。即ち、組立装置501、502では、XY平面に沿ったツール類の移動手段は、Yテーブル401、Xテーブル402の1組から成るXYロボット400のみを用いて構成されている。
On the other hand, in the
即ち、組立装置100は両隣の組立装置501、502の2倍の数のXYロボット200、300を有している。このため、XYロボット200、300を同時に動作させることによって、単一時間内に移動対象のツール類を少なくとも2倍程度の延べ移動量だけ、移動させることができる。
That is, the assembling
本実施例では、上述のように、XYロボット200、300の可動空間は、Z方向に係わる配置高を互いに異ならせることよって、分離領域に配置されている。このため、他の部材との干渉を回避するための排他制御は後述(図3)のようにごく簡単なもので済む。従って、少なくともツール類の延べ移動量だけで考えれば、上記の両隣の装置(501、502)のほぼ2倍程度の延べ移動量を達成するのはそれほど困難ではない。
In the present embodiment, as described above, the movable spaces of the
以上のように、組立装置100を生産ラインの一部として、少なくとも1台、配置する。そして、例えば、組立装置100を、ライン中で、特にスループットの低下しがちな工程を実施する位置に配置し、例えば高精度組付などの複雑な工程を担当させる。このように生産ラインを構成することによって、特に複数のXYロボット200、300(…)を動作させて、高精度組付などの複雑な工程を効率よく実行させることができる。そのため、この生産ラインによって実行する生産(組立)処理を著しく高速化することができる。なお、上記で例示した組立装置100をラインの中間に配置する構成はあくまでも一例で、必ずしも上記のように生産ラインの中間に配置する必要はなく、生産ラインの両端部ないしそれに近い位置に配置しても構わない。
As described above, at least one
(制御系)
図2に本実施例の組立装置に実施可能な制御装置600の構成例を示す。同図に示すように、制御装置600は、CPU601、ROM602、RAM603、HDD604、各種のインターフェース606〜608、611を備えている。
(Control system)
FIG. 2 shows a configuration example of a
CPU601には、ROM602、RAM603、HDD604、および各種のインターフェース606〜608が接続される。ROM602には、BIOS等の基本プログラムが格納される。RAM603は、CPU601の演算処理結果を一時的に記憶する記憶装置である。
Connected to the
HDD604は、この種の組立装置モジュールでは必須ではないが、配置した場合は、HDD604はCPU601の演算処理結果である各種のデータ等を記憶する記憶部を構成する。また、HDD604には、CPU601に各種演算処理を実行させるためのプログラムを記録したファイルを格納することができる。CPU601は、ROM602ないしHDD604に記録(格納)されたプログラムに基づいて後述のワーク授受制御手順を実行する。
The
後述のワーク授受制御手順を実行させるプログラムをROM602ないしHDD604に記録(格納)する場合、これらの記録媒体は、本発明を実施するための制御手順を格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を構成する。なお、後述のワーク授受制御手順を実行させるプログラムは、ROM602ないしHDD604のような固定的な記録媒体に格納する他、各種フラッシュメモリや光(磁気)ディスクのような着脱可能なコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。このような格納形態は、本発明を実施する組立装置ラインを構成する各組立装置に、ワーク授受制御手順を実行させるプログラムをインストールしたり更新したりする場合に利用できる。また、ワーク授受制御手順を実行させるプログラムをインストールしたり更新したりする場合、上記のような着脱可能な記録媒体を用いる他、ネットワーク609を介してプログラムをダウンロードする方式を利用できる。
When a program for executing a work transfer control procedure described later is recorded (stored) in the
CPU601は、インターフェース606を介して、基台102上に複数配置されたZテーブル115、126、113(…)と通信し、実行すべき組立処理に同期してこれらのZテーブルの昇降動作を制御する。また、CPU601は、インターフェース606を介した通信により、組立ハンド203、移載ハンド303の把持動作を制御する。なお、図2の組立ハンド203、移載ハンド303は、図1などにおいて2031、2032、3031、3032などの参照符号で示した各組立および移載ハンドに対応する。
The
また、CPU601は、インターフェース606を介した通信により、実行すべき組立処理に同期して、2つのXYロボット200、およびXYロボット300の移動動作を制御する。
Further, the
さらに本実施例では、上記の1台のワーク台124のみの構成に換えて、図4のように、基台102上に複数のワーク台1241、1245を配置することもできる。この場合、XYロボット200、XYロボット300で操作されるハンドにより、各ワーク台上のワークに対するアクセスを行わせるため、ワーク台1241、1245もZテーブルにより昇降させる。この場合、ワーク台1241はZテーブル1243によって、ワーク台1245はZテーブル1247によって昇降制御される。また、ワーク台1241、1245上には、載置されたワークの状態を検査するため、検査装置1242、1246を配置することができる。図4では、ワーク台1241には検査装置1242が、ワーク台1245には検査装置1246が配置されている。これらの検査装置1242、1246は、例えばカメラや反射型光センサなどを用いた外観検査装置から構成することができる。図4のように検査装置1242、1246を配置する場合、CPU601はインターフェース611を介して検査装置1242、1246の検査情報を読み取る。
Furthermore, in this embodiment, instead of the configuration of only one work table 124, a plurality of work tables 1241, 1245 may be arranged on the base 102 as shown in FIG. In this case, the work tables 1241 and 1245 are also moved up and down by the Z table in order to allow the hands operated by the
また、XYロボット200、XYロボット300には、各ハンド(203、303)のいずれかとともに、他のツールを装着してもよい。このようなツールとしては、例えばビス締め用のドライバが挙げられる。図2では、このようなツールとして、ドライバ3039を装着した場合に相当し、CPU601は、インターフェース606を介してドライバ3039の動作を制御することができる。
Further, other tools may be attached to the
各XYロボット、Zテーブル、ドライバのようなツール、各ハンドは、例えば、サーボモータ(あるいはソレノイドなど)の駆動源を備える。これらの駆動源は例えばサーボ制御回路などを介して制御される。このため、インターフェース606、607は、この種のサーボ制御回路のようなインターフェース回路(不図示)を含んでいてよい。これらインターフェース606、607は、例えば各種のシリアルないしパラレルインターフェース規格に基づき構成できる。インターフェース606、607は適当な規格の有線接続のみならず無線通信インターフェースによって構成できる。また、インターフェース606、607は、ネットワークインターフェースによって構成することもできる。この場合も、各種のネットワーク通信方式は、有線接続(IEEE 802.3など)、無線接続(IEEE802.xxなど)などのいずれであってもよい。
Each XY robot, Z table, tool such as a driver, and each hand are provided with a drive source of a servo motor (or solenoid or the like), for example. These drive sources are controlled via, for example, a servo control circuit. Therefore, the
この種のネットワークとして、図2では、ネットワーク609を示してある。制御装置600は、ネットワークインターフェース608を介してネットワーク609上の他の資源と通信することができる。ネットワーク609は、例えばTCP/IPのようなプロトコルを用いて接続機器が通信できるよう構成される。
FIG. 2 shows a
前述のように、図1に示した組立装置によって、例えば図6に示すような生産ラインを構成することができるが、その場合、ラインを構成する組立装置同士をネットワーク609を介して接続し、ワーク授受のための同期制御(ハンドシェイク)を行ってもよい。また、ネットワーク609を介して通信する相手として生産ラインの全体の動作を制御するための上位サーバなどが考えられる。この場合、CPU601は、ネットワーク609を介して、上位サーバに対して、例えば動作ログ情報などの稼働情報をリアルタイムで送信することができる。あるいはサーバから後述の生産制御に係る制御プログラムをダウンロードしてROM602やHDD604にインストールしたり、あるいは既にインストールされているプログラムを新版に更新したりすることもできる。
As described above, the assembly line shown in FIG. 1 can be used to form a production line as shown in FIG. 6, for example. In this case, the assembly lines constituting the line are connected to each other via the
次に、上記の組立装置100において、制御装置600、特にそのCPU601が実行する組立処理の制御手順につき説明する。
Next, the control procedure of the assembly process executed by the
(組立制御手順)
図3は、上記の組立装置100の制御装置600のCPU601が実行する組立処理の制御手順の要部を示したものである。図3では、特に、上述の各XYロボットやZテーブルを相互の干渉することなく動作させるための排他制御に係わる部分を図示している。図3の制御手順は、汎用マイクロプロセッサなどから成るCPU601で実行可能な制御プログラムの形式で、ROM602やHDD604に格納しておくことができる。
(Assembly control procedure)
FIG. 3 shows a main part of the control procedure of the assembly process executed by the
図3にフローチャートに示した手順は、CPU601が上述の各XYロボットやZテーブルの1単位(1イベント)の動作を逐次処理するループに相当する。図3では、1つのループのみを示してあるが、本実施例では、例えばXYロボット200、300、Zテーブル113(、115、126…)ごとに、図3同様のループ処理ルーチンを用意し、これらを並列実行させるような実装を想定している。ただし、このようなマルチスレッド的なソフトウェア実装は一例に過ぎず、例えば複数の被制御部材を扱う逐次処理ループの形式でプログラムを実装するなど、同様のソフトウェア機能を実現するためのソフトウェア構成は当業者において任意である。
The procedure shown in the flowchart of FIG. 3 corresponds to a loop in which the
図3の制御ルーチンでそれぞれ取り扱う各XYロボット(またはZテーブル)動作イベントを定義する移動制御データは、例えば教示点データのリストや、ロボット制御プログラムなどの形式で記憶手段に格納しておく。その場合の格納形式は、プログラムテキスト、中間コード、実行コードなど形式は任意である。また、この移動制御データの記憶手段は、例えばROM602、HDD604などであり、あるいはプログラムの実行時にRAM603の所定領域に展開されていてもよい。
The movement control data defining each XY robot (or Z table) operation event handled in the control routine of FIG. 3 is stored in the storage means in the form of, for example, a teaching point data list or a robot control program. The storage format in that case may be any format such as program text, intermediate code, and execution code. The movement control data storage means is, for example, the
また、図3の制御ルーチンは、例えば上記のように、各XYロボット、またはZテーブルのような被制御部材ごとに1つずつ並列実行される。これらの図3の制御ルーチンは、処理系の構成によっても異なるが、例えば、並列実行されるプロセスやスレッド、マイクロコードのような単位で並列実行させる。例えば、スレッド実装の場合は、各XYロボット、またはZテーブルのような各被制御部材に対応する制御スレッド間で必要な情報交換は、RAM603上などに大域変数などとして共有可能に配置したステータスメモリを用いて行うことができる。このステータスメモリには、各XYロボット、またはZテーブルのような各被制御部材の現在実行中の動作や現在の位置、姿勢などを逐次、記録するものとする。従って、各XYロボット、またはZテーブルのような1つの被制御部材に対応する1つのスレッドは、このステータスメモリを参照することにより、他の被制御部材の現在実行中の動作や現在の位置、姿勢などを取得することができる。
3 is executed in parallel for each controlled member such as each XY robot or Z table, for example, as described above. These control routines shown in FIG. 3 vary depending on the configuration of the processing system, but are executed in parallel in units such as processes, threads, and microcodes that are executed in parallel. For example, in the case of thread implementation, the necessary information exchange between the control threads corresponding to each XY robot or each controlled member such as the Z table is a status memory arranged on the
図3の制御では、CPU601は、この制御ループが対象とするXYロボット(またはZテーブル)の動作イベントを定義する移動制御データを1つを取り出し(ステップS200)、それを実行(ステップS205)するものである。図3では、この移動制御データの取り出し(S200)と、実行(S205)の間に、ステップS201〜S204に示した排他制御ステップが挿入されている。
In the control of FIG. 3, the
まず、ステップS201では、フェッチした対象のXYロボット(またはZテーブル)の動作イベントを定義する移動制御データを解釈する。例えば、移動制御データは当該の被制御部材の移動先を記述した教示点や、プログラムテキストなどであり、ここではこれらの形式からステップS205の当該の被制御部材を動作させるのに必要なデータ形式への変換などを行う。この場合、CPU601は、例えば当該の被制御部材の現在の位置姿勢から移動先の位置姿勢への軌道や、移動速度、被制御部材と、一緒に移動するツールやワークがその移動で掃引する掃引空間(SV)などを計算することができる。
First, in step S201, the movement control data defining the operation event of the fetched XY robot (or Z table) is interpreted. For example, the movement control data is a teaching point that describes the movement destination of the controlled member, a program text, or the like. Here, the data format necessary for operating the controlled member in step S205 from these formats. Conversion to etc. In this case, the
ステップS202では、CPU601は上記のステータスメモリを参照して、他のXYロボット(またはZテーブル)などの被制御部材の現在実行中の動作や現在の位置、姿勢などを取得する。
In step S <b> 202, the
ステップS203では、ステップS201で計算した、今回の動作イベントにより当該の被制御部材に生じる移動先の位置姿勢への軌道や、その移動で掃引する掃引空間(SV)と、他の被制御部材が現在の動作や位置姿勢と干渉しないか判定する。ここで、もし、当該の被制御部材の今回の動作イベントが、他の被制御部材の現在の動作や位置姿勢と干渉する場合には、CPU601は制御をステップS204に移行させ、干渉がない場合にはステップS205に移行する。
In step S203, the trajectory to the position and orientation of the movement destination generated in the controlled member by the current operation event calculated in step S201, the sweep space (SV) swept by the movement, and other controlled members are It is determined whether there is no interference with the current motion or position / posture. Here, if the current operation event of the controlled member concerned interferes with the current operation or position and orientation of another controlled member, the
ステップS204では、回避制御を行う。この制御は、他の被制御部材との干渉を回避するための排他制御として実行する。このステップでは、例えば、上記のステータスメモリの内容を監視しつつ、他の被制御部材との干渉状態がクリアされるまで、ステップS200でフェッチした移動制御データに対応する動作を開始することなく待機する。 In step S204, avoidance control is performed. This control is executed as exclusive control for avoiding interference with other controlled members. In this step, for example, while monitoring the contents of the status memory, it waits without starting the operation corresponding to the movement control data fetched in step S200 until the interference state with other controlled members is cleared. To do.
なお、ステップS204において、ステップS200でフェッチした移動制御データに定義された動作の態様を変更することにより他の被制御部材との干渉を回避できるのであれば、そのような動作態様変更により回避制御を行ってもよい。ここで、本実施例のようなXYロボットやZテーブルの場合、例えば垂直多関節ロボットのように多彩な回避軌道を生成することは難しい。それでもXYロボットの場合、XY2次元の軌道は選択可能であり、また速度制御により回避条件を達成することができる場合がある。Zテーブルのように1軸しか可動軸がない場合は、回避動作の態様はより制限されるが、速度変化パターンなどを選択することにより回避条件を達成できる場合がある。 In step S204, if the operation mode defined in the movement control data fetched in step S200 can be changed to avoid interference with other controlled members, the avoidance control is performed by changing the operation mode. May be performed. Here, in the case of the XY robot and the Z table as in the present embodiment, it is difficult to generate various avoidance trajectories like, for example, a vertical articulated robot. Still, in the case of an XY robot, an XY two-dimensional trajectory can be selected, and an avoidance condition can sometimes be achieved by speed control. When there is only one movable axis as in the Z table, the avoidance operation mode is more limited, but the avoidance condition may be achieved by selecting a speed change pattern or the like.
ステップS204において、上記のステータスメモリの監視および待機(あるいは回避動作態様への変更)により、他の被制御部材との干渉状態がクリアされたことが確認された場合は、ステップS205に進む。 If it is confirmed in step S204 that the interference state with other controlled members has been cleared by monitoring the status memory and waiting (or changing to the avoidance operation mode), the process proceeds to step S205.
ステップS205に移行する時には、ステップS203で他の被制御部材との干渉状態がなかったか、あるいはステップS204で干渉状態がクリアされたことが確認されている。そこで、ステップS205では、この制御ルーチンに対応する該当の被制御部材に、ステップS200でフェッチした移動制御データに対応する動作を実行させる。この時、ステップS201に生成した軌道、移動速度などの制御条件に応じて該当の被制御部材を動作させる。この時、例えば、各インターフェース(図2)を介して、サーボ制御データなどの形式で該当の被制御部材に対して駆動データが送信される。 When the process proceeds to step S205, it is confirmed that there is no interference state with other controlled members in step S203, or that the interference state is cleared in step S204. Therefore, in step S205, the corresponding controlled member corresponding to this control routine is caused to execute an operation corresponding to the movement control data fetched in step S200. At this time, the corresponding controlled member is operated according to the control conditions such as the trajectory and movement speed generated in step S201. At this time, for example, the drive data is transmitted to the corresponding controlled member in the form of servo control data or the like via each interface (FIG. 2).
以上のような組立制御を、各被制御部材(上記のXYロボット、Zテーブル)に関する駆動制御をCPU601で実行することにより、特定に組立処理に係る各被制御部材の動作を、相互の干渉を生じることなく実行することができる。
Assembling control as described above is executed by the
図3の制御は、ステップ構成上は、従来の排他制御を含む組立制御とそれ程大きく相違しないが、上述のように、XYロボット200、300の可動空間は、Z方向に係わる配置高を互いに異ならせた分離領域に配置されている。特に、本実施例では、Z方向に係わる配置高を互いに異ならせることにより、基台102の上部のほぼ全てをカバーする大きさで、XYロボット200、300の双方が動作するXY方向の領域を確保することができる。
The control shown in FIG. 3 is not so different from the conventional assembly control including exclusive control in terms of the step configuration. However, as described above, the movable spaces of the
このような配置構成では、上下の異なる高さに配置した、2つのXYロボット200、300では、各XYロボット間の配置高の差を超える寸法の大きなワークを上側のXYロボット200で扱う場合などを除き、基本的に相互干渉は生じない。即ち、図1のような配置では、可動部の間で生じる相互干渉は、主にXYロボットと、Zテーブルの間の相互干渉にほぼ限定される。しかも、この場合、特に上側に配置したXYロボット200は、下側のXYロボット300(あるいはさらに各Zテーブル)との干渉をほぼ考慮することなく、所期のXY移動動作を実行できる。
In such an arrangement configuration, when the two
従って、図1のような配置では、回避制御が必要になるような制御状態は、ほぼ下側のXYロボット300(および各Zテーブル)に関してのみ生じることになる。例えば、本機の組立制御では、上側のXYロボット200のためにワーク台124、125や供給トレイ103をそれぞれのZテーブルによって上昇させている制御状態が生じることがある。このような制御状態では、当然ながら、下側のXYロボット300は、上記の回避動作(S204)によって、例えばこれらワーク台やトレイおよびその下部のZテーブルが下降するまで待機させる。このようなレース状態は、特に、XYロボット200、または300のために、昇降部材、例えばワーク台124、125や供給トレイ103のいずれかがZテーブルによって上昇駆動されている場合にほぼ限定される。
Therefore, in the arrangement as shown in FIG. 1, a control state in which avoidance control is necessary occurs only for the lower XY robot 300 (and each Z table). For example, in the assembly control of this machine, there may occur a control state in which the
以上のように、本実施例のXYロボット200、300の配置により、上記のような排他制御の必要な状態は、ほぼ下側のXYロボット300(および各Zテーブル)に関してのみ生じるよう制限することができる。
As described above, according to the arrangement of the
従って、本実施例の構成では、排他制御が必要になるタイミングや期間は従来構成よりも著しく減少する。このため、従って、図3のような簡単なマルチスレッド実装で組立制御を行うだけでも、組立処理が基台102上の可動部材の排他状態により遅延する確率は大いに下る。このため、複数配置したXYロボット200、300によって、効率よく組立処理を実行でき、特に高精度組付などの複雑な工程を効率よく実行することができ、本機を配置した生産ラインによって実行する生産(組立)処理を著しく高速化することができる。
Therefore, in the configuration of the present embodiment, the timing and period when exclusive control is required are significantly reduced compared to the conventional configuration. Therefore, the probability that the assembly process is delayed by the exclusive state of the movable member on the
(複数XYロボットの制御例)
以下、図4、図5を参照して、本実施例の組立装置100において、複数配置したXYロボット200、300によって、基台102上で実行する組立処理を効率化する実例につき説明する。
(Control example of multiple XY robots)
Hereinafter, with reference to FIGS. 4 and 5, an example in which the assembly process executed on the
図4は、図1の組立装置100のものを一部変形した基台102上の部材配置を、上面図として示している。図4のX、Yの各座標軸は、図中右方が図1のX+方向、図中上方が図1のY+方向にそれぞれ相当する図示となっている。先にも触れたが、図4において、図1に示した構成と異なるのは、図1の1台のワーク台124に相当するワーク台が、図4では2台のワーク台1241、ワーク台1245、となっている点である。
FIG. 4 shows, as a top view, the member arrangement on the base 102 in which the
ワーク台1241は、Zテーブル1243により、また、ワーク台1245は、Zテーブル1247によりZ軸方向に昇降駆動される。ワーク台1241上には、検査装置1242が、また、ワーク台1245上には、検査装置1246が配置してある。
The work table 1241 is driven up and down in the Z-axis direction by the Z table 1243 and the work table 1245 is driven by the Z table 1247. An
即ち、図4の構成では、XYロボット200、300が複数(2台)、そしてこれに対応する台数の複数(2台)のワーク台1241、1245が配置されている。例えば、2台のワーク台1241、1245上のワークをそれぞれ独立して操作可能なXYロボット(およびそれにより移動されるハンドなどのツール)が、XYロボット200、300の2台が用意されている。あるいは、図4では、同一(あるいは異なる)作業を実行するXYロボットとワーク台の組合せが2組配置されている、といってもよい。このことは、図6の両端の組立装置501、502が組立作業に供することができるXYロボット400とワーク台124の組合せを1組しか有していないのと比較すれば明らかである。
That is, in the configuration of FIG. 4, a plurality (two) of
従って、図4の構成によれば、2組のXYロボットとワーク台の組合せによって、同一(あるいは異なる)作業を実行させることにより、基台102上で実行させる組立作業の効率を向上させることができる。 Therefore, according to the configuration of FIG. 4, the efficiency of the assembly work to be performed on the base 102 can be improved by performing the same (or different) work by combining two sets of XY robots and work tables. it can.
例えば、図5(a)〜(g)は、2組のXYロボットとワーク台の組合せによって、ほぼ同じ時間帯内において、ほぼ並行的に同一(あるいは異なる)作業を実行させる様子を示している。図5(a)〜(g)に示した組立装置100の基台102上の構成、部材配置は図4のものと同じである。また、XYZ座標軸の配置も図4のものと同じである(煩雑になるため図5(a)〜(g)では図示を省略している)。
For example, FIGS. 5A to 5G show a state in which the same (or different) work is executed in substantially the same time zone by combining two sets of XY robots and work platforms. . The configuration and member arrangement on the
図5(a)〜(g)に示したXYロボットとワーク台の1組によって実行させる動作の概略は、例えば(1)供給トレイ103からワークBを1つ取り出す。(2)取り出したワークBをワーク台上に載置する。(3)検査装置(1242または1246)によってワーク台上のワークBを検査する。(4)検査済みのワークBをワーク台125上に移設(移載)する。といったものである。各部の制御には、図2に示した制御装置600を用い、当然ながら、各部の駆動制御には図3に示した排他(回避)制御を含む制御手順を用いる。
The outline of the operation executed by one set of the XY robot and the work table shown in FIGS. 5A to 5G is, for example, (1) taking out one work B from the
この組立処理では、まず、制御装置600は、図5(a)のように、XYロボット300によって供給トレイ103上に配列されているワークBの1つを取り出させる。この時、ワークBの把持には、例えばXテーブル302の下面に装着されている組立ハンド3031を用いる。また、供給トレイ103は、組立ハンド3031によるアクセスが可能な高さまでZテーブル(113)により上昇させる。即ち、供給トレイ103に配列されているワークBの特定の1つを把持できるよう、Yテーブル301、Xテーブル302によってツールである組立ハンド3031のXY座標を制御する。
この時、XYロボット200のXテーブル202の位置は任意であるが、図5(a)の例では、Xテーブル202はYテーブル201の1端(図の上方(Y+))に制御されている。
In this assembling process, first, the
At this time, the position of the X table 202 of the
続いて、制御装置600は、組立ハンド(3031:詳細不図示)でワークBを把持させ状態で、XYロボット300のXテーブル302を図5(b)、さらに図5(c)へと、Y−(図の下方)方向に移動する。そして、図5(c)のように、Yテーブル301、Xテーブル302によって組立ハンド3031のXY座標を制御し、ワーク台1241の上方に位置させる。この段階で、ワーク台1241をZテーブル113で上昇させ、組立ハンド3031の把持を解除させれば、ワークBをワーク台1241に載置することができる。
Subsequently, the
ワーク台1241にワークBが載置されたら、制御装置600は検査装置1242を駆動して、ワークBの検査(例えば画像取得による外観検査)を行わせる。
When the workpiece B is placed on the workpiece table 1241, the
また、図5(c)の段階では、制御装置600は上記のXYロボット300側の図5(a)の動作と同様にXYロボット200のXテーブル202をY−(図の下方)方向へ移動させている。そして、供給トレイ103上に配列された特定のワークBを組立ハンド2031によって把持、取得させる。
5C, the
図5(d)は、ワーク台1241上のワークを検査装置1242で検査している間に、制御装置600がXYロボット200のXテーブル202のY−(図の下方)方向へさらに移動させている。この時、図1の配置から明らかなように、Xテーブル202はXテーブル302の上側を追い越すことができる。そして、同図のように制御装置600は、Yテーブル201、Xテーブル202を組立ハンド2031がワーク台1245のXY座標とほぼ一致する位置まで移動させる。ここで、Zテーブル1247でワーク台1245を上昇させ、組立ハンド2031の把持を解除してワーク(B)をワーク台1245上に載置し、検査装置1246による検査を開始させる。
FIG. 5D shows that the
なお、図5(c)、(d)で検査装置1242、1246による検査を行う時は、好ましくは、ワーク台1241、1245を、Zテーブル1243、1245により基台102に近い最下部の位置まで下降させておく。これにより、XYロボット200、300のXテーブル202、302のXY移動と干渉しなくなり、制御が容易(高速)になる。
5C and 5D, when inspection is performed by the
ここまでの動作で、排他(回避)制御(図3のS204)が作用するのは、主に2つのXYロボット300、200が供給トレイ103に対するアクセスする場面だけである。一方、XYロボット300、200のそれぞれXY方向に係る移動は、排他(回避)制御を作用させることなく実行される。
In the operation so far, the exclusive (avoidance) control (S204 in FIG. 3) acts mainly only when the two
検査装置1242による検査が終了したら、図5(d)の状態で、Zテーブル1243により、Xテーブル302に支持された組立ハンド3031がワーク台1241上のワーク(B)にアクセスできる高さまでワーク台1241を上昇させる。ここで制御装置600は、組立ハンド3031でワーク台1241上のワーク(B)を把持させる。そして、Zテーブル1243でワーク台1241を下降させた後、Xテーブル302を図5(e)の位置まで−Y方向(図中下方)に駆動し、ワーク台125のXY位置に移動させる。なお、この時、ワーク台1245(例えばワーク(B)を検査中とする)は、基台102に近い最下部まで下降させておく。これにより、Xテーブル302はXテーブル202とワーク台1245の間を干渉なく通過させることができる。もし、ここでワーク台1245が上昇しているタイミングなら、上記の排他(回避)制御(図3のS204)が働き、例えばXテーブル302をワーク台1245が下降するまで待機させることになる。
When the inspection by the
図5(e)のように、組立ハンド3031で把持したワーク(B)がワーク台125のXY位置まで到達したら、制御装置600はZテーブル115によってワーク台125を上昇させる。そこで組立ハンド3031の把持を解除することにより、ワーク(B)をワーク台125に引き渡すことができる。
As shown in FIG. 5E, when the work (B) gripped by the
さらに、制御装置600は、Zテーブル115によりワーク(B)を保持したワーク台125を下降させて、Xテーブル155によってワーク台125ごと右方の隣接装置に搬出する(この動作の詳細不図示)。
Further, the
その後、XYロボット200、300によって、供給トレイ103からのワーク(B)の取り出しと検査を逐次繰り返すものとする。その場合、各部材の変位は、図5(f)〜(g)に示すようなものとなる。図5(f)では、制御装置600がXテーブル302をXテーブル202とワーク台1245の間を通過させて、供給トレイ103のY座標の位置まで移動させている。この時、もしワーク台1245が上昇位置にあれば、上記の排他(回避)制御(図3のS204)を働かせることになる。もしワーク台1245が最下部の位置に制御されていれば、排他(回避)制御が働くことなく、Xテーブル302はXテーブル202とワーク台1245の間を高速に通過させることができる。
Thereafter, it is assumed that the workpiece (B) is taken out from the
一方、図5(f)〜(g)において、XYロボット200には、上述と同様に、ワーク(B)をワーク台1245からワーク台125に移載する動作を行わせている。この時、XYロボット200の組立ハンド2031にワーク台1245上のワーク(B)を引き渡す時と、把持させたワーク(B)をワーク台125に移載する時にこれらのワーク台の上昇制御を行う。これらワーク台1245、125を上昇させるために、各Zテーブル1247、115がそれぞれ用いられる。この時、図5(f)のように既にXテーブル302が供給トレイ103の位置まで移動していれば、ワーク台1245から125への移設時のZテーブルの駆動ではXYロボット300側との排他(回避)制御はほぼ作動しない。図5(g)において、組立ハンド2031からワーク(B)の引き渡しを受けたワーク台125は、上記同様にXテーブル155で右方(X+方向)の隣接装置の基台上に搬出される。
On the other hand, in FIGS. 5F to 5G, the
以上のように、複数のXYロボットを用いて、同一(あるいは異なる)作業を実行させることにより、基台102上で実行させる組立作業の効率を著しく向上させることができる。例えば、図5で説明した通り、2台のXYロボットによって、同一の組立作業を、ほぼ同一の時間帯において、ほぼ並行的に実行させることができる。このため、組立処理のスループットは、(図6の左右両端の装置のように)単一のXYロボットのみを有する組立装置のほぼ2倍に高めることができる。 As described above, by performing the same (or different) work using a plurality of XY robots, the efficiency of the assembly work executed on the base 102 can be significantly improved. For example, as described with reference to FIG. 5, two XY robots can execute the same assembling work substantially in parallel in substantially the same time zone. For this reason, the throughput of the assembly process can be increased to almost twice that of an assembly apparatus having only a single XY robot (as in the apparatuses at both the left and right ends in FIG. 6).
従って、図4(図6の中央)の組立装置100を生産ライン中に1台配置する構成は、(図6の左右両端の装置のように)単一のXYロボットのみを有する組立装置をライン中に2台並置した場合とほぼ同等のスループットを容易に実現することができる。
Therefore, the configuration in which one
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。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. It can also be realized by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
100、501、502…組立装置、102…基台、103…供給トレイ、107、108…支柱、113、115、126、1243、1247…Zテーブル、124、125、1241、1245…ワーク台、145…Z軸ガイド、155…Xテーブル、200、300、400…XYロボット、201、301、401…Yテーブル、202、302、402…Xテーブル、203、2031、3031…組立ハンド、303、2032、3032…移載ハンド、600…制御装置、601…CPU、602…ROM、603…RAM、604…HDD、609…ネットワーク、1242、1246…検査装置、3039…ドライバ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,501,502 ... Assembly apparatus, 102 ... Base, 103 ... Supply tray, 107, 108 ... Post, 113, 115, 126, 1243, 1247 ... Z table, 124, 125, 1241, 1245 ... Work table, 145 ... Z-axis guide, 155 ... X table, 200, 300, 400 ... XY robot, 201, 301, 401 ... Y table, 202, 302, 402 ... X table, 203, 2031, 3031 ... Assembly hand, 303, 2032, 3032 ... Transfer hand, 600 ... Control device, 601 ... CPU, 602 ... ROM, 603 ... RAM, 604 ... HDD, 609 ... Network, 1242, 1246 ... Inspection device, 3039 ... Driver.
Claims (7)
第2の組立ツールを前記第1の水平可動範囲と高さの異なる第2の水平可動範囲で移動させる第2の直交ロボットと、
前記第1および第2の水平可動範囲より下方であって、前記第1または第2の直交ロボットにより移動される前記第1または第2の組立ツールでアクセス可能な領域においてワークを載置可能なワーク台を昇降させる昇降装置と、
前記第1、第2の直交ロボット、および前記昇降装置を支持する基台と、
前記第1の直交ロボットおよび組立ツール、前記第2の直交ロボットおよび組立ツール、および前記ワーク台および前記昇降装置の各動作をこれらの直交ロボット、組立ツール、ないしワーク台の相互干渉を回避しつつ実行させ、前記第1または第2の組立ツールを用いて前記ワーク台に載置された前記ワークに対して行う組立処理を制御する組立制御を実行する制御装置と、
を備えた組立装置。 A first orthogonal robot that moves the first assembly tool within a first horizontal movable range;
A second orthogonal robot that moves a second assembly tool in a second horizontal movable range having a height different from that of the first horizontal movable range;
A workpiece can be placed in an area below the first and second horizontal movable ranges and accessible by the first or second assembly tool moved by the first or second orthogonal robot. A lifting device that lifts and lowers the work table;
A base for supporting the first and second orthogonal robots and the lifting device;
The operations of the first orthogonal robot and assembly tool, the second orthogonal robot and assembly tool, and the work table and the lifting device are performed while avoiding mutual interference between the orthogonal robot, the assembly tool, and the work table. A control device for executing assembly control for controlling assembly processing performed on the workpiece placed on the workpiece table using the first or second assembly tool;
An assembling apparatus.
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