利用检查信息的部件组装系统以及部件组装方法与流程

本发明涉及组装多个部件的部件组装系统以及部件组装方法。

背景技术：

已知通过组合多个部件进行组装来用于生产产品的系统、方法有很多种。作为与此关联的现有技术，例如在日本特开平09-314431号公报中记载有自动组合运输装置，其用于将阀门调节器的柱塞和机身这种相互嵌合的2个部件的测量、选择、组合、运输等进行自动化。

在日本特开2009-059220号公报中记载一种用于以下生产方法的生产管理系统，即分别生产预定部分彼此相互组合后的多个部件，将所生产的各个部件的预定部分彼此组合而成产品。

部件的组装时，组装的部件的尺寸误差对组装的容易度或被组装后的产品的质量有影响。在自动组装装置中，组装的容易度对能否自动组装会有影响，在成为难以组装的部件的组合时，有可能产生自动组装装置的暂时停止或空转(所谓暂短停机)。另外，也会产生由于设计时没有预想到的误差原因而不能够组装的情况。

另外，被赋予的所有部件的尺寸误差在标准公差内，即使将这些部件组合而成的产品的尺寸在设计公差内，在随机组合了该部件的情况下，产品的尺寸在设计公差内也会随机地波动，难以进一步改善产品的质量(尺寸精度)。

在日本特开平09-314431号公报中记载的技术中，测量第一部件的尺寸并将其按照尺寸进行储存，测量第二部件的尺寸，并从存货中取出对第二部件为最佳装配值的第一部件，与第二部件组合。但是在该方式中，不成为最佳装配值的第一部件被蓄积到存货中。

另一方面，日本特开2009-059220号公报中公开的技术中，将各个部件根据其完成精度分级，生成分级数据，该分级数据按照每个级别表示是否能够将被分级后的各个部件的预定部分彼此进行适当组合，并且根据该分级数据决定/管理各个部件的组合。但是在该方式中，需要事先决定上述分级。

进一步，在日本特开平09-314431号公报或日本特开2009-059220号公报中记载的技术中，不依存于其他部件来决定各个部件的存货目的地或级别，所以作为小组赋予多个部件时，不能够在小组间决定最佳部件的组合。

技术实现要素：

因此本发明的目的为提供部件组装系统以及部件组装方法，该部件组装系统具备以下功能，即利用各个部件的检查信息，在考虑相同种类的其他部件的检查信息的基础上没有过量或不足地决定最佳的部件组合。

为了达到上述目的，本申请发明的第一方式为提供一种部件组装系统，该系统具备：检查信息读入部，其读入第一检查信息和第二检查信息，上述第一检查信息是分别被赋予给标准公差内的多个第一部件的关于组装的信息，上述第二检查信息是分别赋予给能够与上述第一部件组装起来的、标准公差内的多个第二部件的关于组装的信息；部件储备部，其储备各个部件；存储部，其存储各个部件、与各个部件对应的检查信息以及上述部件储备部的各个部件的储备场所之间的对应关系；分组部，其将多个上述第一部件汇总到包括预定个数的第一组，将多个上述第二部件汇总到包括与上述预定个数相同个数的第二组；组合决定部，其利用上述第一组中包括的第一部件以及上述第二组中包括的第二部件所分别对应的第一检查信息以及第二检查信息，通过1对1的关系来决定上述第一组内的第一部件和上述第二组内的第二部件的组合；以及部件运输装置，其利用上述存储部中存储的对应关系将与上述组合决定部所决定的组合对应的第一部件以及第二部件从上述部件储备部提供给组装装置。

上述组合决定部利用上述第一检查信息以及第二检查信息分别在上述第一组以及第二组中对上述第一部件以及第二部件各自的组装容易度分别进行排序，根据该排序决定第一部件以及第二部件的组合使上述第一部件和上述第二部件之间的组合容易度被平均化。

或者，上述组合决定部利用上述第一检查信息以及第二检查信息对组合上述第一部件和上述第二部件后的尺寸误差进行各个组内的部件的排序，根据各个组内的排序决定第一部件以及第二部件的组合使组装后的尺寸误差被平均化。

或者上述组合决定部对上述第一组中包括的第一部件和上述第二组中包括的第二部件的所有组合，进行利用第一检查信息以及第二检查信息的评价后决定第一部件以及第二部件的组合。

另外，本申请发明的其他方式为提供一种部件组装方法，该方法具备以下步骤：读入第一检查信息和第二检查信息的步骤，其中，上述第一检查信息是分别赋予给标准公差内的多个第一部件的关于组装的信息，上述第二检查信息是分别赋予给能够与上述第一部件组装起来的、标准公差内的多个第二部件的关于组装的信息；在部件储备部储备各个部件的步骤；存储各个部件、与各个部件对应的检查信息以及上述部件储备部的各个部件的储备场所之间的对应关系的步骤；将多个上述第一部件汇总到包括预定个数的第一组，将多个上述第二组件汇总到包括与上述预定个数相同个数的第二组的步骤；利用上述第一组中包括的第一部件以及上述第二组中包括的第二部件所分别对应的第一检查信息以及第二检查信息，通过1对1的关系来决定上述第一组内的第一部件和上述第二组内的第二部件的组合的步骤；以及利用所存储的上述对应关系将与所决定的组合对应的第一部件以及第二部件从上述部件储备部提供给组装装置的步骤。

决定上述组合的步骤包括：利用上述第一检查信息以及第二检查信息分别在上述第一组以及第二组中对上述第一部件以及第二部件各自的组装容易度分别进行排序，根据该排序决定第一部件以及第二部件的组合使上述第一部件和上述第二部件的组合容易度被平均化。

或者，决定上述组合的步骤包括：利用上述第一检查信息以及第二检查信息对组合上述第一部件和上述第二部件后的尺寸误差进行各个组内的部件的排序，根据各个组内的排序决定第一部件以及第二部件的组合使组装后的尺寸误差被平均化。

或者决定上述组合的步骤包括：对上述第一组中包括的第一部件和上述第二组中包括的第二部件的所有组合，进行利用第一检查信息以及第二检查信息的评价后决定第一部件以及第二部件的组合。

附图说明

通过参照附图说明以下优选的实施方式，能够更加明确本发明的上述或其他目的、特征以及优点。

图1是本发明的优选实施方式的部件组装系统的功能框图。

图2是表示第一部件以及第二部件的具体形状例的图。

图3是表示第一部件组装系统的处理例的流程图。

图4是表示将第一部件以及第二部件进行分组，并根据检查信息在各个组内对部件进行了排序的例子的图。

图5是表示作为图4的比较例，将第一部件以及第二部件进行分组，没有进行基于检查信息的排序的例子的图。

具体实施方式

图1是本发明的优选实施方式的部件组装系统10的功能框图。部件组装系统10具有：制造第一部件a的、机床等部件a制造装置(第一制造装置)12、对通过部件a制造装置12制造的部件a进行尺寸测量等的检查的部件a检查装置(第一检查装置)14；制造能够与第一部件a组合的第二部件b的机床等部件b制造装置(第二制造装置)16；对通过部件b制造装置16制造的部件b进行尺寸测量等检查的部件b检查装置(第一检查装置)18；将通过部件a检查装置14检查出的部件a以及通过部件b检查装置18检查出的部件b进行运输的机器人或传送带等部件运输装置20；以及将由部件运输装置20进行运输的部件a以及b进行组装的部件组装装置22。

另外，部件组装系统10具有暂时储存(储备)由部件运输装置20从部件a检查装置14或部件b检查装置18运输来的部件的如部件货架或仓库等部件储备部24、控制部件运输装置20的动作等的控制装置26。控制装置26例如是配置在与部件运输装置20或部件组装装置22不同的场所中的个人电脑和服务器，具有：检查信息读入部28，其读入第一检查信息和第二检查信息，上述第一检查信息是分别被赋予给标准公差内的多个第一部件a的关于组装的信息，上述第二检查信息是分别赋予给标准公差内的多个第二部件b的关于组装的信息；存储部30，其存储各个部件、与各个部件对应的检查信息以及部件储备部24的各个部件的储备场所之间的对应关系；分组部32，其将多个第一部件汇总到包括预定个数(后述例中为5个)的一个以上第一组，将多个第二部件汇总到包括与该预定个数相同个数的一个以上的第二组；组合决定部34，其将第一组的一个与第二组的一个进行组合，使用组合后的上述第一组的一个所包括的第一部件a以及组合后的第二组的一个所包括的第二部件b所分别对应的第一检查信息以及第二检查信息，通过1对1(即没有部件的过量或不足)的关系来决定组合后的第一组的一个内的第一部件a和组合后的第二组的一个内的第二部件b之间的组合；以及供给目的地指令部36，其对部件运输装置20发送以下指令，即将与组合决定部34所决定的组合对应的第一部件以及第二部件从部件储备部24提供给组装装置22。关于检查信息读入部28、存储部30、分组部32、组合决定部34以及供给目的地指令部36的功能，例如能够通过内置在控制装置26中的存储器以及处理器来实现。另外这里的“1对1的关系”表示在包括相同个数部件的第一以及第二组之间，第一组内的各个部件与第二组内的部件的任意一个组合(相互关联)，并且与第一组内的各个部件组合的第二组内的部件相互不同。换言之，一个组的一个部件不会与另一个组的多个部件组合。

图2是表示上述第一部件a以及第二部件b的具体形状例的图。这里第一部件a是圆筒状或圆柱状的部件，第二部件b是具有部件a的轴方向端部38能够插入的装配孔40的圆板状的部件。更具体地说，这里第一部件a全部为轴方向端部38相对于直径30mm在0μm到-13μm的标准公差内，第二部件b全部为装配孔40相对于内径30mm在+13μm到0μm的标准公差内。

另一方面，部件组装装置22例如具备多关节机器人，该多关节机器人把持第一部件a，能够自动进行针对保持在夹具或其他机器人等上的第二部件b的装配作业。更具体地说，部件a的轴方向端部38和部件b的装配孔40分别设置楔销(taper)，在部件组装装置22(多关节机器人)中设置机械的浮式机构或使用软件的灵活控制技术。在这样的结构中，能够在通过机器人的位置控制以机器人的动作精度将部件a和部件b进行轴对齐后，通过机器人将被机器人把持的部件a推入到部件b时，使用了把持部件a的灵活控制技术的机器人或浮式机构沿着上述楔销向部件b灵活地运动，部件之间的轴准确地匹配，进行两个部件的组装。

这里，部件a和部件b只要在上述标准公差内，在设计上一定能够组装。但是，在随机组合了公差内的部件时，例如也会将轴方向端部38相对于直径30mm为0μm误差的部件a与装配孔40相对于内径30为0μm误差的部件b进行组合，此时组装(装配)非常困难。进一步，实际上由于部件之间的摩擦、机器人的推入力、机器人能够模仿部件的灵活性、温度变化/振动等外部原因等，不能够很好地进行两个部件的装配。如果在组装系统的运转过程中产生这种不良，则会产生系统的暂时停止或空转(所谓的暂短停机)。因此在本实施方式中，通过以下说明的处理避免该不良。

图3是表示本实施方式的部件组装系统10的处理一例的流程图。首先在步骤s1中，上述的检查信息读入部28从第一以及第二检查装置分别读入多个第一部件a的检查信息以及多个第二部件b的检查信息。部件a以及部件b在第一以及第二制造装置的制造后，通过第一以及第二检查装置进行检查，对每一个赋予检查信息。将该例子的检查信息设为与部件的组装容易度相关的尺寸公差。

能够使用二维条形码或内置存储器等将检查信息保持在每个部件中，检查信息读入部28使用照相机等拍摄该二维条形码或者通过电连接访问该内置存储器，由此能够读取检查信息。或者只对每个部件分配固有的识别编号(id)，另一方面，也可以在第一以及第二检查装置与该id对应地存储检查信息。此时，能够经由网络等将与id对应后的检查信息从检查装置发送给检查信息读取部。

图4所示的表42以及表44表示分别被读出到检查信息读入部28并存储在存储部30中的第一部件a1～a5以及第二部件b1～b5的检查信息的例子，例如记录部件a1的检查信息为-2μm、a2的检查信息为-5μm……这样的信息。同样，记录部件b1的检查信息为+2μm、b2的检查信息为+3μm……这样的信息。

在接着的步骤s2中，通过部件运输装置20运输检查结束的第一部件以及第二部件，储备(储存)在部件储备部24中。接着，将各个部件、各个部件所对应的检查信息、部件储备部24中的各个部件的储备场所的对应关系存储(保存)在存储部30中(步骤s3)。

在接着的步骤s4中，上述分组部32将多个第一部件汇总为包括预定个数(例如每5个)的一个以上的第一组，将多个第二部件汇总为包括与该预定个数数量相同(例如每5个)的一个以上的第二组。更具体地说，设定适当的值n，对第一部件读入从部件a1到an的检查信息，对第二部件读入从部件b1到bn的检查信息。另外在控制装置26中，对于第一以及第二部件分别生成一个以上的组(例如由部件a1～a5、a6～a10、……、a(n-4)～an组成的多个第一组、由与其对应的部件b1～b5、b6～b10、……、b(n-4)～bn组成的多个第二组)。

作为生成部件的组的方法，将如上所述那样所赋予的部件读入到n个之后，可以将n个部件进行划分成组，将针对依次发送来的部件进入一个组中的部件的数量预先决定为m(例如m＝5)，当读入的数量达到m时可以依次进行将m个部件生成为一个组的处理。另外，一个组中包括的部件个数越多，越能够较低地抑制组装容易度的波动，但是在储备部24中储备的部件个数增加，因此最好根据系统的规格等设定适当的值。

另外，上述的例子中，在第一组的每一个中包括的部件a的个数都是相同数量(这里为5)，但是例如也可以如部件a1～a4(部件为4个)、a5～a10(部件为6个)、……那样相互不同。此时，第二组的每一个的至少一个为包括与第一组的每个部件a的个数相同的部件b(即至少存在一个包括4个部件b的组或包括6个部件b的组)。

在接着的步骤s5中，上述的组合决定部34在第一以及第二的组内进行使用了检查信息的部件的排序，根据该排序决定第一以及第二组之间的第一以及第二部件的组合(步骤s6)。在图4所示的例子中，如表46所示，对第一部件a1～a5按照轴方向端部的直径尺寸从大到小的顺序进行排序，同样，如表48所示，对第二部件b1～b5按照装配孔的内径尺寸从大到小的顺序排序。其结果为，在第一以及第二组中的一个(这里为第一组)中，第一部件按照难组装的顺序排序，在第一以及第二组中的另外一个(这里为第二组)中，第二部件按照容易组装的顺序排序。

因此，从第一部件的组和第二部件的组分别选择相同顺序的部件进行组合，将其内容经由供给目的地指令部36指示(发送)给部件运输装置20。部件运输装置20使用存储在存储部30中的对应关系并参照储备该部件的场所，将与所指示的组合对应的第一部件以及第二部件(例如部件a5和部件b4)从部件储备部24运输/供给到组装装置22(步骤s7)。另外在本实施方式中，也能够自动进行步骤s1～s7的所有处理。

通过以上处理，如图4的表50所示，第一以及第二部件装配时的间隙大小的波动被平均化，容易组装的波动变小。因此与从各个组随机选择部件来进行组合的情况相比，产生装配困难或不能装配的组合的概率变得极低，能够降低或排除系统的暂短停机等的产生。

另外，作为与图4的比较例，图5表示不进行基于尺寸等的排序而按照赋予部件的顺序组合的情况。在图5的例子中，考虑第一以及第二部件装配时的间隙大小的变化变大，例如对于部件a4和部件b4的组合能够容易进行装配，但是对于部件a5和部件b5的组合装配变得非常困难。在本实施方式中，在部件a5与部件b5那样的装配的观点中能够降低最坏组合的发生概率。

在参照图4所说明的例子中，根据组装的容易度这样的基准进行了各个组内部件的排序，但是本申请发明不限于此。例如，为了将第一部件和上述第二部件组合后的尺寸误差进行平均化，而在各个组内进行部件的排序，可以根据在各个组的排序来决定第一以及第二部件的组合。例如图4可以解释为是为了使组合后的间隙大小尽量成为均等而进行了排序的结果、得到的组合。这样获得以下效果，即组装后的产品松动变得平均、即质量变得更加均衡。

作为组合决定部34进行的其他处理例，对于第一组中包括的第一部件与第二组中包括的第二部件的所有组合，可以进行使用了第一以及第二检查信息的评价后，来决定第一以及第二部件的组合。例如，关于图4，对于部件a1～a5和部件b1～b5的所有组合(即25种)求出表50所示的间隙大小的波动，能够进行寻找/选择该波动为最小的组合的运算处理。这样的做法也能够得到接近根据进行了组内的排序来决定部件的组合的情况的效果。

另外，图4的例子中，将包括部件a1～a5的第一组与包括部件b1～b5的第二组进行了组合，但是基于当该组合进行的组装的容易度或尺寸误差的标准化不充分时，也可以组合包括相同数量的部件的其他组(例如包括部件a1～a5的第一组、包括部件b6～b10的第二组)，并重复上述处理。

根据本发明，在将相互组合后的第一以及第二部件分别汇总为组后，根据各个部件的检查信息决定应该从各个组进行组合的部件，所以能够不过量或不足地组合各个组内的部件，并且能够进行在一个个地处理部件的情况下不能够实现的组合的最优化。