図面 (/)

技術 組立体製造装置及び組立体製造方法

出願人 三菱重工業株式会社
発明者 稲垣隆大冨部俊広後藤拓也平井誠後藤尚貴水上政信中村克己
出願日 2015年8月3日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2015-153295
公開日 2017年2月9日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2017-030104
状態 未査定
技術分野 自動組立 マニプレータ
主要キーワード 保持形状 Y座標 把持ロボット フローティングユニット 移動部品 長尺状部材 取り付け動作 組立対象
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年2月9日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

長尺状部材を保持する際、固定用治具を用いることなく、かつ、長尺状部材を変形させることなく保持することを目的とする。

解決手段

長尺部材組立装置は、長尺状の長尺部材10を把持する複数のハンド部8と、ハンド部8を移動させて、長尺部材10を把持したハンド部8の位置を調節する腕部9及び胴部12とを備え、ハンド部8は、腕部9及び胴部12によって位置が調節されるとき、長尺部材10を把持したまま、長尺部材10の長手方向に沿って移動可能な構成を有する。

概要

背景

剛性で撓みやすい長尺状部材に対し他の部品を取り付ける場合、固定用治具に長尺状部材を保持することが一般的な製造方法である。固定用治具は、剛性が高いことから、長尺状部材に対し他の部品を取り付ける際、長尺状部材を撓ませないことが可能である。
下記の特許文献1では、大型航空機胴体のような大型製品を精度良く組み立てるための技術が開示されている。

概要

長尺状部材を保持する際、固定用治具を用いることなく、かつ、長尺状部材を変形させることなく保持することを目的とする。長尺部材組立装置は、長尺状の長尺部材10を把持する複数のハンド部8と、ハンド部8を移動させて、長尺部材10を把持したハンド部8の位置を調節する腕部9及び胴部12とを備え、ハンド部8は、腕部9及び胴部12によって位置が調節されるとき、長尺部材10を把持したまま、長尺部材10の長手方向に沿って移動可能な構成を有する。

目的

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、長尺状部材を保持する際、固定用治具を用いることなく、かつ、長尺状部材を変形させることなく保持することが可能な組立体製造装置及び組立体製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

長尺状の第1部材を把持する複数の把持部と、前記把持部を移動させて、前記第1部材を把持した前記把持部の位置を調節する駆動部と、を備え、前記把持部は、前記駆動部によって位置が調節されるとき、前記第1部材を把持したまま、前記第1部材が長手方向に沿って移動可能な構成を有する組立体製造装置

請求項2

前記第1部材の一端を固定し、前記第1部材の長手方向の移動を拘束する固定部を更に備える請求項1に記載の組立体製造装置。

請求項3

長尺状の第1部材を把持する少なくとも一つの把持部と、前記把持部を移動させて、前記第1部材を把持した前記把持部の位置を調節する駆動部と、前記第1部材の一端を固定し、前記第1部材の長手方向の移動を拘束する固定部と、を備え、前記把持部は、前記駆動部によって位置が調節されるとき、前記第1部材を把持したまま、前記第1部材が長手方向に沿って移動可能な構成を有する組立体製造装置。

請求項4

前記第1部材に別の第2部材を取り付ける前に、前記把持部が前記第1部材を把持している状態を解除させ、その後、前記把持部に前記第1把持部を再び把持させる制御部を備える請求項1から3のいずれか1項に記載の組立体製造装置。

請求項5

前記第1部材の一端を前記固定部に拘束した後、前記把持部が前記第1部材を把持している状態を解除させ、その後、前記把持部に前記第1部材を再び把持させる制御部を備える請求項2又は3に記載の組立体製造装置。

請求項6

前記第1部材の一端を前記固定部に拘束した後、複数の前記把持部のうち前記固定部に近いほうの前記把持部が前記第1部材を把持している状態を解除させ、その後、前記固定部に近いほうの前記把持部に前記第1部材を再び把持させ、さらにその後、複数の前記把持部のうち前記固定部から遠いほうの前記把持部に前記第1部材の解除及び再把持を行わせる制御部を備える請求項2又は3に記載の組立体製造装置。

請求項7

前記把持部は、前記第1部材の移動時に、前記第1部材の落下を防止する構成を持つ挟み込み部を更に有する請求項1から6のいずれか1項に記載の組立体製造装置。

請求項8

複数の把持部が、長尺状の第1部材を把持するステップと、駆動部が、前記把持部を移動させて、前記第1部材を把持した前記把持部の位置を調節するステップと、前記駆動部によって位置が調節されるとき、前記把持部は、前記第1部材を把持したまま、前記第1部材を長手方向に沿って移動させるステップと、前記第1部材に対し第2部材を取り付けるステップと、を有する組立体製造方法。

請求項9

少なくとも一つの把持部が、長尺状の第1部材を把持するステップと、駆動部が、前記把持部を移動させて、前記第1部材を把持した前記把持部の位置を調節するステップと、固定部に対し前記第1部材の一端を固定させ、前記第1部材の長手方向の移動を拘束するステップと、前記駆動部によって位置が調節されるとき、前記把持部は、前記第1部材を把持したまま、前記第1部材を長手方向に沿って移動させるステップと、前記第1部材に対し第2部材を取り付けるステップと、を有する組立体製造方法。

技術分野

0001

本発明は、組立体製造装置及び組立体製造方法に関するものである。

背景技術

0002

剛性で撓みやすい長尺状部材に対し他の部品を取り付ける場合、固定用治具に長尺状部材を保持することが一般的な製造方法である。固定用治具は、剛性が高いことから、長尺状部材に対し他の部品を取り付ける際、長尺状部材を撓ませないことが可能である。
下記の特許文献1では、大型航空機胴体のような大型製品を精度良く組み立てるための技術が開示されている。

先行技術

0003

米国特許第6408517号明細書

発明が解決しようとする課題

0004

長尺状部材は、例えば、航空機の構造体であるストリンガーであり、約5mから15mの長さを有する。ストリンガーは、設置場所に応じて形状が異なるため、1台の航空機に設置されるストリンガーには多数の種類が存在する。そのため、ストリンガーに対しクリップ等の他の部品を取り付ける際、ストリンガーを保持する固定用治具は、多数の種類を用意しておく必要がある。

0005

また、ストリンガーと接合される板状のスキンは、複曲面であることが多く、スキンが複曲面である場合、ストリンガーは複曲線であって立体的な形状を有する。すなわち、ストリンガーは、一つの平面上に設置可能な線状部材ではなく、ストリンガーを保持する固定用治具も、複雑な形状となってしまう。

0006

そこで、固定用治具の代わりに、長尺状部材を複数のロボット把持させることが考えられるが、ロボットのハンド部で長尺状部材を固定して把持させると、複数のロボットのハンド部間で引っ張り力や圧縮力が作用し、長尺状部材が変形するという問題がある。

0007

なお、上述の課題は、航空機に用いられるストリンガーに限られず、低剛性で撓みやすい長尺状部材を保持する際に一般的に生じる。

0008

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、長尺状部材を保持する際、固定用治具を用いることなく、かつ、長尺状部材を変形させることなく保持することが可能な組立体製造装置及び組立体製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決するために、本発明の組立体製造装置及び組立体製造方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る組立体製造装置は、長尺状の第1部材を把持する複数の把持部と、前記把持部を移動させて、前記第1部材を把持した前記把持部の位置を調節する駆動部とを備え、前記把持部は、前記駆動部によって位置が調節されるとき、前記第1部材を把持したまま、前記第1部材が長手方向に沿って移動可能な構成を有する。

0010

この構成によれば、把持部は、長尺状の第1部材を把持したまま、第1部材が長手方向に移動可能な構成を有することから、第1部材の長手方向の移動や伸縮拘束しない。その結果、把持部の位置調整が行われるときや、把持部の把持位置が適正でないときであっても、複数の把持部によって把持された長尺状の第1部材に引っ張り力や圧縮力が加わりにくく、第1部材の変形を抑制できる。

0011

上記発明において、前記第1部材の一端を固定し、前記第1部材の長手方向の移動を拘束する固定部を更に備えてもよい。
この構成によれば、固定部によって、第1部材の一端が固定され、第1部材の長手方向の移動が拘束されるため、第1部材の一端を位置決めの基準位置とすることができる。

0012

本発明に係る組立体製造装置は、長尺状の第1部材を把持する少なくとも一つの把持部と、前記把持部を移動させて、前記第1部材を把持した前記把持部の位置を調節する駆動部と、前記第1部材の一端を固定し、前記第1部材の長手方向の移動を拘束する固定部とを備え、前記把持部は、前記駆動部によって位置が調節されるとき、前記第1部材を把持したまま、前記第1部材が長手方向に沿って移動可能な構成を有する。

0013

この構成によれば、固定部によって、第1部材の一端が固定され、第1部材の長手方向の移動が拘束される。そして、把持部は、長尺状の第1部材を把持したまま、第1部材が長手方向に移動可能な構成を有することから、第1部材の長手方向の移動や伸縮を拘束しない。その結果、把持部の位置調整が行われるときや、把持部の把持位置が適正でないときであっても、複数の把持部によって把持された長尺状の第1部材に引っ張り力や圧縮力が加わりにくく、第1部材の変形を抑制できる。

0014

上記発明において、前記第1部材に別の第2部材を取り付ける前に、前記把持部が前記第1部材を把持している状態を解除させ、その後、前記把持部に前記第1把持部を再び把持させる制御部を備えてもよい。
この構成によれば、第1部材に別の第2部材を取り付ける前に、把持部において、第1部材が一旦解除され、把持され直されることから、第1部材にかかっている引張り力や圧縮力が解除された状態で第1部材を保持できる。

0015

上記発明において、前記第1部材の一端を前記固定部に拘束した後、前記把持部が前記第1部材を把持している状態を解除させ、その後、前記把持部に前記第1部材を再び把持させる制御部を備えてもよい。
この構成によれば、第1部材の一端が拘束された後、把持部において、第1部材が一旦解除され、把持され直されることから、第1部材にかかっている引張り力や圧縮力が解除された状態で第1部材を保持できる。

0016

上記発明において、前記第1部材の一端を前記固定部に拘束した後、複数の前記把持部のうち前記固定部に近いほうの前記把持部が前記第1部材を把持している状態を解除させ、その後、前記固定部に近いほうの前記把持部に前記第1部材を再び把持させ、さらにその後、複数の前記把持部のうち前記固定部から遠いほうの前記把持部に前記第1部材の解除及び再把持を行わせる制御部を備えてもよい。

0017

この構成によれば、第1部材の一端が拘束された後、複数の把持部のうち固定部に近いほうが、まず、第1部材の解除及び再把持をし、その後、固定部から遠いほうが、第1部材の解除及び再把持をすることから、第1部材にかかっている引張り力や圧縮力を固定部側から確実に解除でき、把持部が正確な位置で第1部材を把持できる。

0018

上記発明において、前記把持部は、前記第1部材の移動時に、前記第1部材の落下を防止する構成を持つ挟み込み部を更に有してもよい。
この構成によれば、第1部材の移動時、挟み込み部によって、第1部材の落下が防止されることから、第1部材の移動を確実に行うことができる。

0019

本発明に係る組立体製造方法は、複数の把持部が、長尺状の第1部材を把持するステップと、駆動部が、前記把持部を移動させて、前記第1部材を把持した前記把持部の位置を調節するステップと、前記駆動部によって位置が調節されるとき、前記把持部は、前記第1部材を把持したまま、前記第1部材の長手方向に沿って移動させるステップと、前記第1部材に対し第2部材を取り付けるステップとを有する。

0020

本発明に係る組立体製造方法は、少なくとも一つの把持部が、長尺状の第1部材を把持するステップと、駆動部が、前記把持部を移動させて、前記第1部材を把持した前記把持部の位置を調節するステップと、固定部に対し前記第1部材の一端を固定させ、前記第1部材の長手方向の移動を拘束するステップと、前記駆動部によって位置が調節されるとき、前記把持部は、前記第1部材を把持したまま、前記第1部材を長手方向に沿って移動させるステップと、前記第1部材に対し第2部材を取り付けるステップとを有する。

発明の効果

0021

本発明によれば、長尺状部材を保持する際、固定用治具を用いることなく、かつ、長尺状部材を変形させることなく保持することができる。

図面の簡単な説明

0022

本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置を示す平面図である。
本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の把持ロボットを示す正面図である。
本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の制御部を示すブロック図である。
本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の把持ロボットのハンド部を示す正面図である。
図4のV-V線で切断した断面図である。
図4のVI-VI線で切断した断面図である。
図8のVII-VII線で切断した断面図である。
本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の突き当て板を示す正面図である。
本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の動作を示すフローチャートである。
本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置の把持ロボットの動作を示すフローチャートである。

実施例

0023

以下に、本発明の一実施形態に係る長尺部材組立装置について、図面を参照して説明する。
まず、図1を参照して、本実施形態に係る長尺部材組立装置1の構成について説明する。
長尺部材組立装置1は、コンベヤー2と、テーブル3と、複数台支持ロボット(把持ロボット)4と、突き当て板5と、取付けロボット6と、レーザートラッカー7などを備える。長尺部材組立装置1は、第1部材である長尺部材10に対し、第2部材である他の部品22が取り付けられた組立体を製造する組立体製造装置である。

0024

長尺部材組立装置1は、長尺部材10を供給位置20から取り出し、取付位置21まで搬送する。そして、取付位置21にて長尺部材10に対し他の部品22を取り付ける。供給位置20には、部品22を取り付ける前の長尺部材10が仮置きされており、取付位置21の近傍には、取付けロボット6が床上に固定して載置されている。

0025

長尺部材10は、例えば、航空機の構造用部材であるストリンガーである。ストリンガーは、約5mから15mの長さを有し、例えば、複曲線状であって立体的な形状を有する。ストリンガーには、例えば、クリップといわれる他の部品22が取り付けられる。ここで、ストリンガーに対してクリップが取り付けられたものが組立体に相当する。クリップは、複数のストリンガーに接続される長尺状のフレームを結合するための部品である。クリップがストリンガーの長手方向に対し正確な位置で取り付けられることで、複数のストリンガーに対して一本のフレームを組み付ける際、フレームを撓ませることなく複数のストリンガーにわたって接続することができる。

0026

コンベヤー2は、通常用いられるものを適用することができ、後述するテーブル3が載置される。コンベヤー2は、テーブル3を一端側から他端側へ、また、他端側から一端側へ移動させる。コンベヤー2の一端側は、長尺部材10の供給位置20の近傍であり、コンベヤー2は、テーブル3を供給位置20の近傍から取付けロボット6の近傍へ移動させる。

0027

長尺部材10に対し長手方向に複数の部品22を取り付ける場合、長尺部材10の所定の領域の取り付けが完了した後、コンベヤー2が、長尺部材10を把持した支持ロボット4が設置されたテーブル3を搬送する。これにより、支持ロボット4が長尺部材10の部品形状を所定の保持形状に維持した状態で把持したまま、長尺部材10が搬送されることになり、次の所定の領域に部品22の取り付けを行うことができる。また、その所定の領域の取り付けが完了すると、コンベヤー2がテーブル3を搬送し、更に次の長尺部材10の所定の領域に部品22の取り付けを行う。この動作を繰り返すことで、長尺部材10の長手方向全てにわたって、部品22の取り付けが行われる。一の所定の領域での部品22の取り付けは、一つの部品22である場合もあるし、長手方向に沿って複数の部品22である場合もある。

0028

テーブル3には、複数の支持ロボット4と突き当て板5が一列に設置される。これにより、複数の支持ロボット4と突き当て板5が一体的にコンベヤー2上を移動する。支持ロボット4は、複数台がテーブル3上に一列に載置され、突き当て板5は、テーブル3の両端、すなわち、複数の支持ロボット4の両側に一つずつ載置される。テーブル3上に載置される支持ロボット4の台数や、支持ロボット4間の距離は、組み立ての対象となる長尺部材10に応じて、予め設定される。長尺部材10を把持するため稼働する支持ロボット4の台数は、実際に把持する長尺部材10の長さに応じて決定される。図では、5台の支持ロボット4のうち4台で長尺部材10を把持している様子を示している。

0029

支持ロボット4は、図1及び図2に示すように、長尺部材10を把持する構成を有するハンド部8と、ハンド部8が先端に設けられた腕部9と、腕部9を支持する胴部12などを有する。ハンド部8は、把持部の一例であり、腕部9及び胴部12は、駆動部の一例である。

0030

ハンド部8は、長尺部材10が脱落しないように把持するストッパー13と、ストッパー13が把持していないときに長尺部材10をX方向へ移動させることが可能なように、かつ、長尺部材10のY座標を位置決めするA基準面ローラ部14と、Z座標を位置決めするB基準面ローラ部15などを有する。ハンド部8の詳細な構成については、後述する。

0031

腕部9及び胴部12は、ハンド部8が長尺部材10を適切に把持できるように、ハンド部8を移動させる構成を有する。腕部9及び胴部12については、通常用いられるロボットの構成を適用できる。支持ロボット4は、支持ロボット4自身が有する基準位置に基づいて、ハンド部8の位置を検出しつつ、ハンド部8を移動させる。

0032

突き当て板5は、平板部16を有し、平板部16の面上に長尺部材10の一端が突き当てられる。
また、突き当て板5は、長尺部材10の一端を拘束する構成を有する。これにより、突き当て板5に突き当てられた長尺部材10の一端を、他の部品22を取り付ける際の位置決めの基準位置とすることができる。突き当て板5の詳細な構成については、後述する。

0033

突き当て板5には、レーザートラッカー7からのレーザー光受光するリフレクタ27が設けられる。レーザートラッカー7では、レーザートラッカー7から照射されリフレクタ27で反射したレーザー光による、突き当て板5に設けられたリフレクタ27の位置情報が検出される。リフレクタ27の位置情報により、突き当て板5の位置や傾きを検出することができ、かつ、基準座標を設定できる。

0034

突き当て板5は、テーブル3の両端に一つずつ、すなわち、複数の支持ロボット4の両側に一つずつ載置される。長尺部材10を突き当て板5に接触させる際、二つの突き当て板5のうち一つの突き当て板5のみが用いられる。突き当て板5は、長尺部材10の形状に応じて選択される。図1では、レーザートラッカー7に近い側の突き当て板5に長尺部材10が当接されている状態が示されている。

0035

取付けロボット6は、長尺部材10に対し他の部品22を取り付ける構成を有するハンド部17と、ハンド部17が先端に設けられた腕部18と、腕部18を支持する胴部19などを有する。

0036

腕部18及び胴部19は、ハンド部17が長尺部材10に対し他の部品22を取り付けられるように、ハンド部17を移動させる構成を有する。腕部18及び胴部19については、通常用いられるロボットの構成を適用できる。取付けロボット6は、取付けロボット6自身が有する基準位置と、取付けロボット6のハンド部17に設けられたリフレクタ28の位置情報に基づいて、ハンド部17の位置を検出しつつ、ハンド部17を移動させる。

0037

取付けロボット6のハンド部17には、レーザートラッカー7からのレーザー光を受光するリフレクタ28が設けられる。レーザートラッカー7では、レーザートラッカー7から照射されリフレクタ28で反射したレーザー光による、ハンド部17に設けられたリフレクタ28の位置情報が検出される。レーザートラッカー7で検出されたリフレクタ28の位置情報に基づいてハンド部17を制御でき、取付けロボット6のハンド部17の位置制御の精度を向上させることができる。

0038

リフレクタ28は、ハンド部17において、少なくとも3点設置され、各リフレクタ28の位置は、レーザートラッカー7によって検出される。これにより、ハンド部17の傾斜や位置が正確に算出される。

0039

図1では、取付けロボット6が2台用いられる場合について示している。例えば、一方の取付けロボット6が、長尺部材10と部品22の両方を把持して固定し、他方の取付けロボット6が、長尺部材10と部品22に対して穴明けしたり、打鋲したりする。

0040

レーザートラッカー7は、レーザー光を走査して、リフレクタ27,28の位置を検出する。レーザートラッカー7は、コンベヤー2や、支持ロボット4、取付けロボット6とは別の位置に固定して設置される。

0041

長尺部材組立装置1を制御する制御部30は、図3に示すように、例えば、コンベヤー制御部31と、支持ロボット制御部(把持ロボット制御部)32と、取付けロボット制御部33などを備える。制御部30は、例えばプログラムによって実行されるコンピュータである。

0042

コンベヤー制御部31は、長尺部材10の所定の領域が取付位置21に移動するようにコンベヤー2の位置を調節する。コンベヤー制御部31は、長尺部材10において部品22が取り付けられる領域と、取付位置21に基づいて、コンベヤー2の移動を開始し、所定の位置までテーブル3を移動させる。

0043

支持ロボット制御部32は、支持ロボット4自身が有する基準位置と、レーザートラッカー7によって取得された、突き当て板5に設けられたリフレクタ27の位置情報による基準座標に基づいて、ハンド部8の位置を検出しつつ、ハンド部8を移動させる。支持ロボット制御部32は、支持ロボット4の端部を突き当て板5に当接させる。また、支持ロボット制御部32は、メモリ34に記録された長尺部材10の原形状に基づいて、複数の支持ロボット4のハンド部8を移動させる。

0044

取付けロボット制御部33は、取付けロボット6自身が有する基準位置と、レーザートラッカー7によって取得された、突き当て板5に設けられたリフレクタ27の位置情報による基準座標と、ハンド部17に設けられたリフレクタ28の位置情報に基づいて、ハンド部17の位置を検出しつつ、ハンド部17を移動させる。また、取付けロボット制御部33は、長尺部材10に対し他の部品22を取り付けるようにハンド部17を動作させる。具体的には、取付けロボット制御部33は、ハンド部17に対し、長尺部材10や部品22を把持させたり、長尺部材10や部品22に穴明けや打鋲させたりする。

0045

次に、図4から図6を参照して、支持ロボット4のハンド部8の構成について説明する。
支持ロボット4のハンド部8は、ストッパー13と、A基準面ローラ部14と、B基準面ローラ部15などを備える。なお、図4から図6では、横断面がいわゆるZ形である長尺部材10の場合について説明しているが、本発明は、ストッパー13と、複数の把持部の配置位置を変更することで、他の断面形状を有する長尺部材10にも適用可能である。

0046

ストッパー13は、長尺部材10の平板部分を両側から挟み込む。ストッパー13は、長尺部材10を供給位置20からコンベヤー2側まで移動するときに用いられ、支持ロボット4のハンド部8から長尺部材10が脱落することを防止する。また、ストッパー13で長尺部材10を把持しているとき、長尺部材10を突き当て板5に当接する。このとき、突き当て板5に最も近い位置にある支持ロボット4のストッパー13のみが、長尺部材10を挟み込んでいればよい。突き当て板5に最も近い支持ロボット4が長尺部材10を突き当てることで、突き当て時に生じるずれ量を少なくすることができる。
ストッパー13は、長尺部材10を突き当て板5に対し突き当てた後は、長尺部材10の把持を解除する。

0047

ストッパー13は、例えば、固定部品13Aと移動部品13Bからなり、移動部品13Bはアクチュエータ(図示せず。)によって、固定部品13Aに対し近づいたり遠ざかったりする。移動部品13Bが固定部品13Aに近づくことで、長尺部材10の平板部分を挟み込み、反対に、移動部品13Bが固定部品13Aから遠ざかることで、挟み込みを解除する。

0048

A基準面ローラ部14は、長尺部材10におけるA基準面の位置決めを行う。A基準面ローラ部14は、把持している部分のY座標の位置を調節する。
A基準面ローラ部14は、固定ローラ14Aと移動ローラ14Bからなり、移動ローラ14Bはアクチュエータ(図示せず。)によって、XY平面内でY軸に対し平行に移動し、固定ローラ14Aに対し近づいたり遠ざかったりする。移動ローラ14Bが固定ローラ14Aに近づくことで、長尺部材10の平板部分を挟み込み、反対に、移動ローラ14Bが固定ローラ14Aから遠ざかることで、挟み込みを解除する。

0049

また、固定ローラ14Aと移動ローラ14Bのそれぞれの回転軸は、長尺部材10の長手方向に対して垂直であって、かつ、A基準面に対し平行な軸方向である。これにより、A基準面ローラ部14は、固定ローラ14Aと移動ローラ14Bが長尺部材10を挟み込んだとき、長尺部材10の長手方向への移動を拘束せず、長尺部材10が長手方向に移動することを許容する。

0050

固定ローラ14Aと移動ローラ14Bが長尺部材10を挟み込んだとき、固定ローラ14Aの外周面と接触する長尺部材10の平板面が、A基準面である。したがって、支持ロボット4が、A基準面と接触する固定ローラ14Aの外周面の位置を調節することで、長尺部材10におけるA基準面の位置決めが行われる。

0051

B基準面ローラ部15は、長尺部材10におけるB基準面の位置決めを行う。B基準面ローラ部15は、把持している部分のZ座標の位置を調節する。
B基準面ローラ部15は、A基準面ローラ部14と同様に、固定ローラ15Aと移動ローラ15Bからなり、移動ローラ15Bはアクチュエータ(図示せず。)によって、XZ平面内でZ軸に対し平行に移動する。固定ローラ15Aと移動ローラ15Bのそれぞれの回転軸は、長尺部材10の長手方向に対して垂直であって、かつ、B基準面に対し平行な軸方向である。

0052

固定ローラ15Aと移動ローラ15Bが長尺部材10を挟み込んだとき、固定ローラ15Aの外周面と接触する長尺部材10の平板面が、B基準面である。したがって、支持ロボット4が、B基準面と接触する固定ローラ15Aの外周面の位置を調節することで、長尺部材10におけるB基準面の位置決めが行われる。

0053

次に、図7及び図8を参照して、突き当て板5の構成について説明する。
長尺部材10の一端部における端面(YZ面)が、突き当て板5の平板部16の平面(YZ面)に面状に完全に当接され、かつ、Y方向及びZ方向にも拘束されることによって、突き当て板5に当接された長尺部材10の一端部の位置と、長尺部材10の延設方向が特定可能となる。

0054

突き当て板5には、平板部16と、平板部16に設けられたA基準面治具24及びB基準面治具25と、フローティングユニット23と、リフレクタ27などが設けられる。なお、図7及び図8は、横断面がいわゆるZ形である長尺部材10の場合について説明しているが、本発明は、A基準面治具24と、B基準面治具25の配置位置を変更することで、他の断面形状を有する長尺部材10にも適用可能である。また、図8では、図1とは異なる側の突き当て板5に対して、長尺部材10が当接されている状態を示している。

0055

A基準面治具24は、長尺部材10におけるA基準面が、基準位置となるように拘束する。A基準面治具24は、長尺部材10のY方向の移動を拘束する。

0056

A基準面治具24は、例えば、固定部品24Aと移動部品24Bからなり、固定部品24Aは、平板部16の一面側にて突出して設置されている。移動部品24Bはアクチュエータ(図示せず。)によって、固定部品24Aに対し近づいたり遠ざかったりする。移動部品24Bが固定部品24Aに近づくことで、長尺部材10の平板部分を挟み込み、反対に、移動部品24Bが固定部品24Aから遠ざかることで、挟み込みを解除する。

0057

固定部品24Aが長尺部材10と接触する面は、平板部16の平面に対して垂直な面を有する。これにより、A基準面治具24によって、長尺部材10のY方向の移動が拘束されたとき、長尺部材10の端面が、突き当て板5に確実に押し当てられるとともに、長尺部材10の延設方向が正確になる。
なお、固定部品24Aと移動部品24Bが長尺部材10を挟み込んだとき、固定部品24Aと接触する長尺部材10の平板面が、A基準面である。

0058

B基準面治具25は、長尺部材10におけるB基準面が、基準位置となるように拘束する。B基準面治具25は、長尺部材10のZ方向の移動を拘束する。

0059

B基準面治具25は、例えば、固定部品25Aと移動部品25Bからなる。固定部品25Aが長尺部材10と接触する面は、平板部16の平面に対して垂直な面を有する。これにより、B基準面治具25によって、長尺部材10のZ方向の移動が拘束されたとき、長尺部材10の端面が、突き当て板5に確実に押し当てられるとともに、長尺部材10の延設方向が正確になる。
なお、固定部品25Aと移動部品25Bが長尺部材10を挟み込んだとき、固定部品25Aと接触する長尺部材10の平板面が、B基準面である。

0060

フローティングユニット23は、支持台26と平板部16の間に設置される。フローティングユニット23は、平板部16がX方向に移動したり、X方向に対して傾斜することを許容する。これにより、長尺部材10の端面が、突き当て板5の平板部16の面上に適切に面接触する。
支持台26は、テーブル3上に固定して設置される。

0061

リフレクタ27は、平板部16において、少なくとも3点設置され、各リフレクタ27の位置は、レーザートラッカー7によって検出される。これにより、平板部16の傾斜や位置が正確に算出される。

0062

次に、本実施形態に係る長尺部材組立装置1の動作について図9に示すフローチャートを参照して説明する。
組立対象となる長尺部材10は、他の部品22が取り付けられる前、供給位置20のラック等に仮置きされている。そして、複数の支持ロボット4が載置されたテーブル3がコンベヤー2上を移動して、仮置きされた供給位置20にある長尺部材10のほうへ支持ロボット4が近づく(ステップS1)。このとき、長尺部材10を把持する支持ロボット4の台数、長尺部材10を当接する側の突き当て板5が決定されている。なお、テーブル3上で支持ロボット4の位置の調整は、既に行われた状態となっている。

0063

次に、複数の支持ロボット4のハンド部8が長尺部材10を把持し、供給位置20からコンベヤー2側へ長尺部材10を移動させて、供給位置20から長尺部材10を取り出す(ステップS2)。このとき、支持ロボット4のハンド部8は、長尺部材10が撓まないような位置、すなわち、長尺部材10に引っ張り力や圧縮力が作用しない位置で、長尺部材10を把持することが好ましい。

0064

そして、支持ロボット4によって、長尺部材10の位置や保持形状の調節がされる(ステップS3)。このとき、長尺部材10の一端部は、突き当て板5に対し拘束される。これにより、長尺部材10の一端部を基準にして、長尺部材10の位置や保持形状が正確に調節される。

0065

長尺部材10の位置等が調節された後、複数の支持ロボット4が長尺部材10を把持したまま、テーブル3がコンベヤー2によって搬送される。これにより、取付けロボット6が長尺部材10に対し他の部品22を取り付け可能な取付位置21まで、コンベヤー2に載置されたテーブル3上の支持ロボット4を搬送して、長尺部材10を移動させる(ステップS4)。

0066

その後、取付けロボット6が長尺部材10に対し他の部品22を取り付ける(ステップS5)。上述したとおり、支持ロボット4によって、長尺部材10の位置や保持形状が正確に調節されていることから、取付けロボット6によって、所望の正確な位置に他の部品22を取り付けることができる。なお、取付けロボット6が長尺部材10に対し他の部品22を取り付ける前に、再度、支持ロボット4によって、長尺部材10の位置や保持形状が調節されてもよい。

0067

なお、長尺部材10の位置等が支持ロボット4によって調節され、搬送された後、他の部品22が取付けロボット6によって取り付けられる前に、長尺部材10が正確な位置や原形状で保持されているか否かが検査されてもよい。例えば、長尺部材10上における他の部品22の取付位置が測定されたり、長尺部材10の全長が測定されて、原形状で保持されているか否か検査されたりする。

0068

次に、本実施形態に係る支持ロボット4による長尺部材10の把持方法について図10に示すフローチャートを参照して説明する。
複数の支持ロボット4は、長尺部材10における変形量(撓み量)が可能な限り最小限になるような位置で把持する(ステップS11)。長尺部材10を把持する支持ロボット4の台数は、長尺部材10の全長や形状、支持ロボット4の動作範囲等に基づいて決定される。長尺部材10の変形量が最小限になる把持位置は、例えば、事前解析で決定される。突き当て板5を用いて長尺部材10の端部を拘束する場合は、解析条件として、突き当て板5による拘束も考慮しておく。

0069

複数の支持ロボット4による把持位置は、例えば、複数のうち1台の支持ロボット4の把持位置が、長尺部材10の端部であり、複数の支持ロボット4による把持位置は均等となることが推定される。一方、精密な把持位置は、解析によって算出され、微調節される。なお、解析の際、長尺部材10に対し取り付けられる他の部品22の取付位置も考慮されるため、必ずしも長尺部材10の変形量が最小限になるような把持位置になるとは限られない。

0070

供給位置20からコンベヤー2まで長尺部材10が取り出されると、長尺部材10の端部は、支持ロボット4によって、突き当て板5に当接される。そして、後述する方法によって、長尺部材10の端部が突き当て板5に拘束される(ステップS12)。これにより、長尺部材10の端部は、X方向、Y方向、Z方向の全方向に移動ができないように拘束される。

0071

突き当て板5が用いられない場合、支持ロボット4のハンド部8が誤差を生じさせるほか、長尺部材10の移動を完全に防止することは難しく、X,Y,Z方向の全方向に完全拘束させることは困難である。一方、突き当て板5を用いることによって、誤差を少なくして、基準位置を確定させることができる。

0072

長尺部材10の端部が突き当て板5に拘束された後、複数の支持ロボット4は、1台ずつ把持位置の再調節を行う。このとき、突き当て板5側の支持ロボット4側から調節が行われることによって、長尺部材10の位置や形状の誤差を最小限にすることができる。

0073

支持ロボット4のハンド部8は、長尺部材10の原形状に基づいて、支持ロボット4が把持している長尺部材10が原形状と一致する位置に移動される(ステップS13)。原形状は、メモリに記録された長尺部材10の形状である。メモリには、例えば、原形状として、長尺部材10の設計寸法が記録されている。ハンド部8の移動先の位置は、基準位置、すなわち、突き当て板5上の長尺部材10の拘束位置を基準(0点)とした座標における位置である。ハンド部8の移動先の位置の座標は、メモリに記録された原形状に基づいて算出される。ハンド部8が、移動先の位置として算出されたX,Y,Zの座標位置に基づいて移動すると、長尺部材10は、原形状と一致した位置に保持されることになる。

0074

なお、支持ロボット4のハンド部8が移動を停止する位置に誤差が生じる場合であっても、ハンド部8は、上述したとおり、長尺部材10をX方向、すなわち、長尺部材10の長手方向には拘束しない構成を有する。したがって、長尺部材10には、長手方向に引っ張り力や圧縮力がかからない。その結果、長尺部材10に変形が生じにくい。

0075

次に、支持ロボット4のハンド部8が、長尺部材10を突き当て板5に接触させ、長尺部材10の端部を拘束する方法について説明する。
支持ロボット4が、ハンド部8によって、供給位置20にある長尺部材10の所定位置を把持する。このときの把持位置は、他の部品22の取付け時ほど正確でなくてもよく、支持ロボット4及びコンベヤー2が有する位置検出部が検出した位置に基づいている。

0076

支持ロボット4は、ストッパー13が長尺部材10を把持した状態で、長尺部材10を突き当て板5に当てて接触させる。このとき、フローティングユニット23によって、長尺部材10の一端部における端面(YZ面)が、突き当て板5の平面(YZ面)に面状に完全に当接される。

0077

そして、突き当て板5のA基準面治具24及びB基準面治具25が、A基準面治具24、B基準面治具25の順に長尺部材10を挟み込む。これにより、長尺部材10におけるA基準面とB基準面が、基準位置となるように拘束される。その後、支持ロボット4のストッパー13は、長尺部材10の把持を解除する。なお、上述の例とは逆に、B基準面治具25、A基準面治具24の順に長尺部材10を挟み込んでもよい。

0078

次に、本実施形態に係る長尺部材組立装置1の基準座標の設定方法について説明する。
基準座標は、例えば、二つの突き当て板5上のリフレクタ27を検出し、検出された複数のリフレクタ27の位置を基準にすることによって設定される。具体的には、テーブル3の一端側に設けられた突き当て板5上の一つのリフレクタ27が検出され、テーブル3の他端側に設けられた突き当て板5上の二つのリフレクタ27が検出される。これにより、XY平面が確定され、基準座標が設定される。

0079

また、突き当て板5上の基準点原点)は、例えば、原点とする突き当て板5上のリフレクタ27を検出し、検出された複数のリフレクタ27の位置を基準にすることによって設定される。
具体的には、長尺部材10の一端側に設けられ、長尺部材10の一端が当接される突き当て板5上の三つのリフレクタ27を検出することによって、原点が設定される。そして、検出された3点によって、基準座標における突き当て板5上の原点の位置及び突き当て板5の平板部16の傾きが算出される。

0080

長尺部材10の一端部における端面(YZ面)が、突き当て板5の平板部16の平面(YZ面)に面状に完全に当接され、かつ、Y方向及びZ方向にも拘束されると、基準座標のYZ平面に対する突き当て板5の位置及び傾きが算出されていることから、突き当て板5に当接された長尺部材10の一端部の位置(原点)と長尺部材10の延設方向を正確に特定できる。

0081

上述した説明では、支持ロボット4自身の位置制御によって、ハンド部8が、算出された移動先の位置等に移動されるとしたが、本発明はこの例に限定されない。支持ロボット4のハンド部8にもリフレクタが常時設けられて、レーザートラッカー7で検出された位置情報によって、ハンド部8の位置制御が行われるとしてもよい。これにより、部品22を取り付ける精度を向上させることができる。

0082

また、ハンド部8,17にリフレクタが常時設けられて、レーザートラッカー7による検出を常時行わなくてもよく、予め、支持ロボット4又は取付けロボット6が持つ固有の誤差をレーザートラッカー7を用いて検出しておき、その誤差を記録しておいてもよい。そして、取り付け時にはリフレクタを外して、記録された誤差分を考慮して支持ロボット4又は取付けロボット6の取り付け動作を行うことで、部品22を取り付ける精度を向上させることができる。

0083

さらに、コンベヤー2に支持ロボット4及び突き当て板5が載置される場合について説明したが、この例に限定されず、取付けロボット6がコンベヤーに載置され、支持ロボット4及び突き当て板5に対し、移動可能な構成であってもよい。

0084

またさらに、上述した実施形態では、複数の支持ロボット4が、予め決定された間隔でテーブル3上に配置され、テーブル3と一体となっている場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、支持ロボット4は、把持する長尺部材10の長さや形状に基づいて、テーブル3上で自走可能なように設置されてもよい。この場合、テーブル3上の基準位置に対する支持ロボット4の位置情報も用いて、支持ロボット4のハンド部8の位置決めが行われる。

0085

1長尺部材組立装置
2コンベヤー
3 テーブル
4支持ロボット(把持ロボット)
5 突き当て板
6取付けロボット
7レーザートラッカー
8,17ハンド部
9,18 腕部
10 長尺部材
12,19胴部
13ストッパー
13A固定部品
13B移動部品
14 A基準面ローラ部
14A固定ローラ
14B移動ローラ
15 B基準面ローラ部
15A 固定ローラ
15B 移動ローラ
16平板部
20 供給位置
21取付位置
22部品
23フローティングユニット
24 A基準面治具
25 B基準面治具
26支持台
27,28リフレクタ
30 制御部
31 コンベヤー制御部
32 支持ロボット制御部(把持ロボット制御部)
33 取付けロボット制御部

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ