工件组装装置及工件组装方法
【专利摘要】本发明提供一种能有效提高生产效率的工件组装装置及工件组装方法。该工件组装装置具有：多个机器人，其进行工件的组装作业中的相同作业；零件供给部，其向多个机器人供给零件；传送带，其从上游一侧的机器人向下游一侧的机器人搬运工件；以及控制器，其监视机器人的作业并且向机器人分配作业，在上游一侧的机器人未能完成预先确定的作业时，控制器向下游一侧的机器人发出指令，指令该下游一侧的机器人除了实施预先确定的作业以外，还实施上游一侧的机器人未能完成的作业。
【专利说明】工件组装装置及工件组装方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种对工件进行组装的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 对工业产品进行组装的生产线对生产效率具有很大影响。专利文献1中公开了如 下一种组装装置：其能够容易地应对生产量增加和规格变更，并能提高生产效率。
[0003] 专利文献1 :日本发明公开公报特开2003 - 62727号
[0004] 工业产品经过各种工序而被组装。连续实施这些工序时，与其他工序相比，如果存 在耗时较长的工序，则该工序成为瓶颈工序，导致生产效率下降。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种能有效提高生产效率的工件组装装置及工件组装方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明所述的工件组装装置具有：多个机器人，其进行工件的组 装作业中的相同作业；零件供给部，其向多个机器人供给零件；传送带，其从上游一侧的机 器人向下游一侧的机器人搬运工件；以及控制器，其监视机器人的作业并且向机器人分配 作业，在上游一侧的机器人未能完成预先确定的作业时，控制器向下游一侧的机器人发出 指令，指令该下游一侧的机器人除了实施预先确定的作业以外，还实施上游一侧的机器人 未能完成的作业。
[0007] 发明效果
[0008] 根据本发明，能提供一种可有效提高生产效率的工件组装装置及工件组装方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是示意性表示本发明所述的工件组装装置的优选实施方式的俯视图。
[0010] 图2是表示由图1所示的工件组装装置组装的产业用机器人的一个例子的立体 图。
[0011] 附图标记说明
[0012] 10 :组装装置、30 :控制器、50 :产业用机器人、C :传送带、Μ :修缮区域、Q :平台、 Rl，R2, R3 :机器人、S :零件供给部、W :工件。
【具体实施方式】
[0013] 下面参照附图详细说明本发明的优选实施方式。在说明中，对同一要素或具有同 一功能的要素标记相同的附图标记而省略重复说明。这里所说的"工件"是指要组装的对 象物、例如为工业产品或其零件。
[0014] 图1所示的组装装置10是用于在制造图2所示的产业用机器人50的过程中进行 螺纹紧固的装置。产业用机器人50具有S轴、L轴、U轴、Β轴、R轴以及Τ轴。
[0015] 组装装置10具有3台机器人Rl、R2、R3,这些机器人均进行螺纹紧固作业。在各 机器人的附近配置有工作台15,在该工作台15上对工件实施螺纹紧固作业。从零件供给部 S向机器人Rl、R2、R3供给螺栓。也可以采用自动控制或作业员手工作业的方式从零件供 给部S向各机器人供给零件。
[0016] 如图1所示，传送带C以包围零件供给部S的方式配置。从传送带C的上游一侧 向下游一侧串联配置有机器人R3、R2、R1。传送带C由控制器30控制，用于搬运放有工件 的平台Q。工件W的搬运方向为：先从图1的左上方向下搬运，之后向右上方搬运。图1表 示了机器人R3、R2、R1分别对工件W3、W2、W1进行螺纹紧固作业的状态。下一个工件W4已 被搬运到传送带C的上游一侧，前一个工件W0从传送带C的下游一侧被搬运到下一工序。
[0017] 作为传送带C，例如能够采用辊式传送带或带式传送带。此外，包围零件供给部S 的传送带C的形状不限于图1所示的U字状，也可以呈起始端和终止端相离的大致环状。 可将零件供给用传送带配置在起始端和终止端之间，或者将该间隔用作对机器人R1、R2、R3 进行保养时的作业员通道。
[0018] 将传送带C以包围零件供给部S的方式配置时，具有能够将零件供给管理工作集 中在零件供给部S这一处的优点。另外，还能够充分缩短从零件供给部S至各机器人的距 离，由此能实现以下的有益效果。首先，能够减少搬送所需的时间及能耗。此外，还能够向 因某种故障而出现零件不足的机器人供给预定提供给其他机器人的零件，这样能够提高零 件供给的灵活性。还有，零件经由传送带C1向零件供给部S供给。
[0019] 组装装置10由控制器30控制。控制器30监视机器人R1、R2、R3的作业并且向机 器人Rl、R2、R3分配作业。控制器30中存储有各机器人应该实施的作业。控制器30这样 发出指令：在最上游一侧的机器人R3未能完成预先确定的作业时，向机器人R2发出指令， 指令机器人R2除了实施预先确定的作业以外，还实施机器人R3未能完成的作业。
[0020] 另外，也可以这样做：控制器30中存储有应该由3台机器人完成的作业，在机器 人R3未能完成预先确定的作业而且机器人R2也无法消除作业延迟时，向最下游一侧的机 器人R1发出指令，指令其进行预先确定的作业量以上的作业以消除该作业延迟。如果机器 人R1能够完成剩余的全部作业并且能够消除作业延迟，则生产节拍不会产生拖延，能够将 工件向下一工序搬运。
[0021] 此外，作为机器人未能完成规定作业的情况，可列举出以下情况：机器人拾取螺栓 失败；工件的朝向产生错位而导致机器人为识别螺孔而花了较长时间等。
[0022] 控制器30这样发出指令：在机器人R2未能完成预先确定的作业时，向机器人R1 发出指令，指令其除了实施预先确定的作业以外，还实施机器人R2未能完成的作业。在机 器人R1也不能承担机器人R2未能完成的作业时，控制器30向传送带C发出指令，指令其将 工件W搬运到修缮区域Ml。同样，在最下游一侧的机器人R1未能完成预先确定的作业时， 控制器30向传送带C发出指令，指令其也将工件W搬运到修缮区域Ml。此外，如果上游一 侧的机器人的作业延迟程度达到即使下游一侧的机器人进行规定作业量以上的作业也无 法消除时，为预防该情况发生，可以在机器人R3、R2的各个下游一侧分别设置修缮区域M3、 M2。
[0023] 接下来，一边参照图1 一边具体说明使用了组装装置10的工件组装方法。本实施 方式所述的工件组装方法具有以下工序：从零件供给部S向机器人Rl、R2、R3供给零件的 工序；以及针对传送带C所搬运的工件由各机器人进行预先确定的相同作业的工序。另外， 在上游一侧的机器人未能完成预先确定的作业时，下游一侧的机器人除了进行预先确定的 作业以外，还进行上游一侧的机器人未能完成的作业。
[0024] 例如，在图2所示的产业用机器人50的S轴组装作业中，为了在总计60秒内完成 15处螺纹紧固作业，可以设想以下情况：控制器30控制组装装置10,以使3台机器人R1、 R2、R3分别在15秒内完成各5处螺纹紧固作业。
[0025] 如图1所示，假设正在顺畅地对被传送带C依次搬运来的工件进行作业时，最上游 的机器人R3拾取工件W3所使用的螺栓失败，导致耗费时间而在15秒内仅完成3处螺纹紧 固作业，而2处螺纹紧固作业未能得到实施。控制器30检测到该情况，然后向机器人R2发 出指令，指令其在工件W3运到时进行7处螺纹紧固作业。如果机器人R2能够完成工件W3 的7处螺纹紧固作业，则组装装置10能复原到通常状态。但是，如果机器人R2在15秒内仅 完成工件W3的6处螺纹紧固作业，则控制器30向最下游的机器人R1发出指令，指令其在 工件W3运到时进行6处螺纹紧固作业。如果机器人R1能够完成工件W3的6处螺纹紧固 作业，则组装装置10能够复原到通常状态。如果机器人R1在15秒内未能完成工件W3的 剩余的6处螺纹紧固作业，则控制器30发出将工件W3搬运到修缮区域Ml的指令。此外， 控制器30也可以这样控制：不将工件W3搬运到修缮区域Ml，而是延长机器人R1的作业时 间以使机器人R1能够完成剩余的螺纹紧固作业。
[0026] 控制器30也可以这样发出指令：对未能完成预先确定的作业的机器人发出指令， 指令其对下一个工件进行预先确定的作业量以上的作业。例如，假设机器人R3未能完成对 工件W3的规定的螺纹紧固作业，则除了控制机器人R2而使其对工件W3进行规定作业量以 上的作业以外，有时还根据情况控制机器人R1也使其对工件W3进行规定作业量以上的作 业。在上述控制状态下，下一个工件W4的螺纹紧固作业发生延迟时，由于机器人R2、R1的 富余处理能力较小，因此难以消除作业延迟。对此，优选这样控制：使机器人R3预先进行规 定作业量以上的作业，以减轻机器人R2、R1的负担。
[0027] 根据组装装置10及使用了该组装装置的组装方法，由于3台机器人Rl、R2、R3协 作完成规定作业量的螺纹紧固作业，因此能够在规定的时间内切实可靠地完成容易成为瓶 颈环节的螺纹紧固作业。这样能够无拖延地向下一工序供给工件W，能够以较高的生产效率 来生产产业用机器人50。
[0028] 以上详细说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限于上述实施方式。例如在 上述实施方式中例示了 3台机器人，但机器人的数量可以是2台，也可以是4台以上。
[0029] 另外，在上述实施方式中例示了组装产业用机器人50的情况，但也可以将本发明 应用于组装双臂机器人以取代产业用机器人50,也可以将本发明应用于机器人以外的工业 产品的组装。
[0030] 另外，作为多个机器人进行的相同作业，上述实施方式中例示了螺纹紧固作业，但 作业内容不限于此。本发明能够很好地应用于因耗时较长而容易成为瓶颈环节的作业，作 为螺纹紧固作业以外的具体例子，可列举出使粘接剂固化的紫外线照射作业或者加热作 业、以及软钎焊作业等。
[0031] 在上述实施方式中，作为特别优选实施例而例示了传送带C以包围零件供给部S 的方式配置的情况，但传送带也可以是直线状或曲线状。此时，经由传送带或自动搬运车 (AGV)向各机器人供给零件即可。
【权利要求】
1. 一种工件组装装置，其特征在于，具有： 多个机器人，其进行工件的组装作业中的相同作业； 零件供给部，其向多个所述机器人供给零件； 传送带，其从上游一侧的所述机器人向下游一侧的所述机器人搬运所述工件；以及， 控制器，其监视所述机器人的作业并且向所述机器人分配作业， 在上游一侧的所述机器人未能完成预先确定的作业时，所述控制器向下游一侧的所述 机器人发出指令，指令该下游一侧的所述机器人除了实施预先确定的作业以外，还实施所 述上游一侧的所述机器人未能完成的作业。
2. 如权利要求1所述的工件组装装置，其特征在于， 所述传送带以包围所述零件供给部的方式设置。
3. 如权利要求1所述的工件组装装置，其特征在于， 在最下游的所述机器人未能完成预先确定的作业时，所述控制器向所述传送带发出指 令，指令其将作业未完成的工件搬运到修缮区域。
4. 如权利要求2所述的工件组装装置，其特征在于， 在最下游的所述机器人未能完成预先确定的作业时，所述控制器向所述传送带发出指 令，指令其将作业未完成的工件搬运到修缮区域。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的工件组装装置，其特征在于， 所述控制器对未能完成预先确定的作业的所述机器人发出指令，指令其对下一个工件 进行预先确定的作业量以上的作业。
6. 如权利要求1至4中任一项所述的工件组装装置，其特征在于， 在上游一侧的所述机器人未能完成预先确定的作业而且其下游的所述机器人也无法 消除作业延迟时，所述控制器向更下游的所述机器人发出指令，指令其进行预先确定的作 业量以上的作业以消除该作业延迟。
7. 如权利要求1至4中任一项所述的工件组装装置，其特征在于， 所述相同作业是从由螺纹紧固作业、使粘接剂固化的紫外线照射作业或者加热作业、 以及软钎焊作业构成的组中选出的一种作业。
8. 如权利要求1至4中任一项所述的工件组装装置，其特征在于， 所述工件是产业用机器人或其零件。
9. 一种工件组装方法，其特征在于，具有： 向串联配置的多个机器人供给零件的工序；以及 由各机器人对传送带所搬运的工件进行预先确定的相同作业的工序； 在上游一侧的所述机器人未能完成预先确定的作业时，下游一侧的所述机器人除了进 行预先确定的作业以外，还进行所述上游一侧的所述机器人未能完成的作业。
【文档编号】B25J13/00GK104057454SQ201410019517
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2013年3月18日
【发明者】盐田晃大, 原田敏行, 松藤健司, 大川健, 小笠原伸二 申请人:株式会社安川电机