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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR AUTOMATICALLY WORKING WORKPIECE AND SYSTEM FOR AUTOMATICALLY WORKING WORKPIECE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/026278
Kind Code:
A1
Abstract:
A device for automatically working a workpiece has a pair of stationary frames each extending in the horizontal direction and fixed at both ends of the stationary frame (130), a pair of movable frames (140) each extending in the horizontal direction vertical to the extending direction of the stationary frames and movably supported at both ends of each of the pair of stationary frames, a pair of working heads (150) individually provided at the pair of movable frames so as to be movable in the extending direction of the movable frames and approaching a workpiece from above to perform predetermined work, and control means (240) for driving and controlling the pair of movable frames and the pair of working heads. Further, a system for automatically working a workpiece is provided with above devices arranged to complete a product. The device and the system have simplified structures and reduced sizes, require less space, and in addition, work stably. As a result, products can be efficiently assembled.

Inventors:
HIRASAWA, Yoichi (Togoshi 3-chome Shinagawa-k, Tokyo 41, 1420041, JP)
Application Number:
JP2006/317207
Publication Date:
March 06, 2008
Filing Date:
August 31, 2006
Export Citation:
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Assignee:
HIRATA CORPORATION (9-20, Togoshi 3-chome Shinagawa-k, Tokyo 41, 1420041, JP)
平田機工株式会社 (〒41 東京都品川区戸越3丁目9番20号 Tokyo, 1420041, JP)
International Classes:
B23P19/04; B25J9/02; B65G49/06; B23P19/04; B25J9/02; B65G49/05
Attorney, Agent or Firm:
YAMAMOTO, Takatoshi (Nishishinbashi-Fukutoku Bldg, 11-5 Nishishinbashi 1-chom, Minato-ku Tokyo 03, 1050003, JP)
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Claims:
 水平方向において搬入されてきたワークに対して所定の作業を施すワーク自動作業装置であって、
 水平方向に伸長すると共に少なくとも両端が固定された一対の固定フレームと、
 前記固定フレームの伸長方向に垂直な水平方向に伸長すると共に両端が前記一対の固定フレームに可動に支持された一対の可動フレームと、
 前記一対の可動フレームに対してその伸長方向に可動にそれぞれ設けられてワークに対して上方から近づいて所定の作業を施す少なくとも一対の作業ヘッドと、
 前記一対の可動フレーム及び作業ヘッドを駆動制御する制御手段と、
を含む、ワーク自動作業装置。
 前記一対の作業ヘッドは、ワークを移載するべく,それぞれ上下方向に昇降自在に駆動されるワーク保持機構を含み、
 前記制御手段は、お互いに協働してワークを保持するべく,前記一対の可動フレーム及び作業ヘッドを同期させて駆動制御する、
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のワーク自動作業装置。
 前記一対の作業ヘッドは、ワークを移載するべく,それぞれ上下方向に昇降自在に駆動されるワーク保持機構を含み、
 前記制御手段は、それぞれにワークを保持するべく,前記一対の可動フレーム及び作業ヘッドを独立させて駆動制御する、
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のワーク自動作業装置。
 前記ワーク保持機構は、保持されたワークの姿勢を調整する姿勢調整機構を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第2項に記載のワーク自動作業装置。
 前記一対の作業ヘッドは、ワークを移載して締結するべく,それぞれ上下方向に昇降自在に駆動されるワーク保持締結機構を含み、
 前記制御手段は、前記一対の可動フレーム及び作業ヘッドを独立させて駆動制御する、
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のワーク自動作業装置。
 前記一対の可動フレームの少なくとも一方には、ワークに対して所定の作業を施すべくその伸長方向に可動に複数の作業ヘッドが設けられ、
 前記制御手段は、前記複数の作業ヘッドを独立させて駆動制御する、
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のワーク自動作業装置。
 前記複数の作業ヘッドの少なくとも一つは、ワークを撮影する撮影カメラを含む、
ことを特徴とする請求の範囲第6項に記載のワーク自動作業装置。
 水平方向において搬入されてきたワークに対して所定の作業を施す複数の作業ステーションを連続して配列したワーク自動作業システムであって、
 水平方向に伸長すると共に少なくとも両端が固定された一対の固定フレーム,前記固定フレームの伸長方向に垂直な水平方向に伸長すると共に両端が前記一対の固定フレームに可動に支持された一対の可動フレーム,前記一対の可動フレームに対してその伸長方向に可動にそれぞれ設けられてワークに対して上方から近づいて所定の作業を施す少なくとも一対の作業ヘッド,前記一対の可動フレーム及び作業ヘッドを駆動制御する制御手段を含み,前記複数の作業ステーションをそれぞれ画定する複数のワーク自動作業装置と、
 前記複数のワーク自動作業装置を通してワークを搬送する搬送装置と、
を含む、ワーク自動作業システム。
 前記複数の作業ステーションは、組立対象物にワークを移載して組付ける移載組付けステーションと、組立対象物にワークを移載して締結する締結ステーションと、を含む、
ことを特徴とする請求の範囲第8項に記載のワーク自動作業システム。
 
Description:
ワーク自動作業装置及びワーク 動作業システム

 本発明は、ワークに対して種々の作業を 動的に施すワーク自動作業装置及びワーク 動作業ラインに関し、特に、収納(載置)パ ット等に収納(載置)された種々の部品に上方 からアクセスして、移載,組付け,締め付け等 種々の作業を施すことにより製品を組立て ワーク自動作業装置及びワーク自動作業シ テムに関する。

 従来のワーク自動作業装置としては、搬 レールにより搬入されてきたワークを受け って載置すると共にその搬送方向(X方向)に 動な載置テーブル、載置テーブルに隣接し 設けられ搬送方向(X方向)に伸長すると共に 送方向(X方向)に駆動力を発するX軸駆動機構 を含む門型フレーム、門型フレームに一端が 支持されてX軸駆動機構により往復駆動され 片持ち状の可動フレーム、可動フレームに けられて搬送方向に垂直な方向(Y方向)に駆 力を発するY軸駆動機構、可動フレームに支 されてY軸駆動機構により往復駆動される取 付ヘッド、取付ヘッドに保持されて下方の部 品に方向付けされた複数の作業ユニット(認 カメラ及び基板押圧装置)等を備えたものが られている(例えば、特許文献1参照)。

 しかしながら、この装置においては、複数 作業ユニットが片持ち状の可動フレームに 持されているため、比較的軽量物であれば 題ないが重量物になると、可動フレームの みあるいは移動停止時の揺れ等を生じ、作 ユニットが所定の位置において所望の作業( 撮影、押圧等)を行えず、又は、揺れ等が治 るまで作業を中止しなければならない、と う問題を招く虞がある。
 また、複数の作業ユニットは、共通の取付 ッドに保持されているため、一方の作業ユ ットが所定位置に位置付けられた部品に対 て作業を施している最中に、他方の作業ユ ットが同一の部品に作業を施すことはでき 、作業効率が悪いという問題がある。
 さらに、このような片持ち状の可動フレー に対して、部品を掴んで移載する作業ユニ ト等を設けた場合、パネル状の比較的大き 部品を取扱うには、可動フレームのオーバ ング量をより長くする必要があり、上記の みあるいは揺れ等を助長することになる。

 また、他のワーク自動作業装置としては 比較的大型の部品(LCD用ガラス基板)の移載 業を行うものとして、所定の鉛直軸回りに 転する回転台、回転台に一端が支持され水 面内において屈曲する多関節型のアーム、 ームの先端(自由端)に設けられた載置板等を 備え、回転台を適宜回転させかつ多関節型の アームを適宜屈曲又は伸縮させることにより 、所定の位置に収納された部品を下方からア クセスして持ち上げつつ載置板で担持し、所 定の場所に移載するようになっている(例え 、特許文献2参照)。

 しかしながら、この装置においては、部 を下方からアクセスして担持するため、所 位置に搬入されてきた部品に対して、上方 らアクセスしてその部品を保持することが 難である。また、この装置は、部品の移載 業のみに限定され、その他の異なる作業を すことはできない。

特開2002-252498号公報

特開平8-139158号公報

 本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて されたものであり、その目的とするところ 、構造の簡素化、小型化、設備を設置する 積の省スペース化等を図りつつ、電子機器 るいは機械等の分野における小物の部品(例 えば、ネジ、金具等)~大物の部品(LCD用パネル 等)のワーク全てを対象として、移載、組付 、ネジ締め、測定、検査、撮影等の種々の 業を施すことができ、又、これらの作業効 を向上させることができる、ワーク自動作 装置及びワーク自動作業システムを提供す ことにある。

 上記の目的を達成する本発明のワーク自動 業装置は、水平方向において搬入されてき ワークに対して所定の作業を施すワーク自 作業装置であって、水平方向に伸長すると に少なくとも両端が固定された一対の固定 レームと、固定フレームの伸長方向に垂直 水平方向に伸長すると共に両端が一対の固 フレームに可動に支持された一対の可動フ ームと、一対の可動フレームに対してその 長方向に可動にそれぞれ設けられてワーク 対して上方から近づいて所定の作業を施す なくとも一対の作業ヘッドと、一対の可動 レーム及び作業ヘッドを駆動制御する制御 段と、を含む。
 この構成によれば、一対の固定フレームが なくとも両端を固定された例えば門型のフ ームであり、この一対の固定フレームに可 に支持される一対の可動フレームが両端を 持された両持ち型フレームであるため、構 の簡素化、小型化、省スペース化を達成し つ、全体の構造を堅固にすることができ、 来の片持ち型フレームのような撓みあるい 揺れ等を生じることはなく、安定した動作 得られる。また、制御手段により、一対の 動フレームと一対の作業ヘッドを適宜駆動 御することにより、電子機器あるいは機械 の分野における小物の部品(例えば、ネジ、 金具等)~大物の部品(LCD用パネル等)の全ての ークに対して、協働して一つの作業(例えば 移載、組付け等)を行わせることができ、又 、別々に同種又は異種の作業(移載、組付け ネジ締め、測定、検査、撮影等)を行わせる とができ、種々の作業に対応できると共に 体としての作業効率を向上させることがで る。

 上記構成のワーク自動作業装置において、 対の作業ヘッドは、ワークを移載するべく, それぞれ上下方向に昇降自在に駆動されるワ ーク保持機構を含み、制御手段は、お互いに 協働してワークを保持するべく,一対の可動 レーム及び作業ヘッドを同期させて駆動制 する、構成を採用することができる。
 この構成によれば、一方側の可動フレーム び作業ヘッド(ワーク保持機構)と他方側の 動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構) を同期して駆動させることにより、下方に位 置するワークをお互いに協働して保持(把持) 、所定の位置(例えば、そのワークの組立対 象物)に移載(及び組付け)することができる。
 このように、一対の可動フレーム及び作業 ッド(ワーク保持機構)を同期させて3次元的 移動させることで、小物の部品(例えば、ネ ジ、金具等)~大物の部品(LCD用パネル等)の全 のワークを、高精度かつ確実に移載及び組 けすることができる。

 上記構成のワーク自動作業装置において、 対の作業ヘッドは、ワークを移載するべく, それぞれ上下方向に昇降自在に駆動されるワ ーク保持機構を含み、制御手段は、それぞれ にワークを保持するべく,一対の可動フレー 及び作業ヘッドを独立させて駆動制御する 構成を採用することができる。
 この構成によれば、一方側の可動フレーム び作業ヘッド(ワーク保持機構)と他方側の 動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持機構) を独立して駆動させることにより、下方に位 置するワークを別々に保持(把持)し、所定の 置(例えば、そのワークの組立対象物)に移 (及び組付け)することができる。
 このように、一対の可動フレーム及び作業 ッド(ワーク保持機構)を別々に3次元的に移 させることで、比較的小物の部品(例えば、 ネジ、金具等)等からなるワークを、高精度 つ確実に、さらには迅速に移載することが き、作業効率を一層向上させることができ 。

 上記構成のワーク自動作業装置において、 ーク保持機構は、保持されたワークの姿勢 調整する姿勢調整機構を含む、構成を採用 ることができる。
 この構成によれば、作業ヘッド(ワーク保持 機構)がワークを保持して移載する際に、保 したワーク(例えば平板状のパネル)が所望の 姿勢からずれている(例えば傾斜している)場 に、姿勢調整機構により、そのワークの姿 を調整しつつ所定位置(例えば、組立対象物 等)に組付けることができる。

 上記構成のワーク自動作業装置において、 対の作業ヘッドは、ワークを移載して締結 るべく,それぞれ上下方向に昇降自在に駆動 されるワーク保持締結機構を含み、制御手段 は、一対の可動フレーム及び作業ヘッドを独 立させて駆動制御する、構成を採用すること ができる。
 この構成によれば、一方側の可動フレーム び作業ヘッド(ワーク保持締結機構)と他方 の可動フレーム及び作業ヘッド(ワーク保持 結機構)を独立して駆動させることにより、 下方に位置するネジ等のワークを別々に保持 (把持)し、所定の位置(例えば、そのワークの 組立対象物)に移載して締結することができ 。
 このように、一対の可動フレーム及び作業 ッド(ワーク保持機構)を別々に3次元的に移 させることで、比較的小物のネジ等のワー を、高精度かつ確実に、さらには迅速に移 して締結することができ、作業効率を一層 上させることができる。

 上記構成のワーク自動作業装置において、 対の可動フレームの少なくとも一方には、 ークに対して所定の作業を施すべくその伸 方向に可動に複数の作業ヘッドが設けられ 制御手段は、複数の作業ヘッドを独立させ 駆動制御する、構成を採用することができ 。
 この構成によれば、一つの可動フレームに して独立して駆動される複数の作業ヘッド 設けられているため、同一のワークに対し 同時に異なる作業を施すことができ、又、 なるワークに対して同時に同種又は異種の 業を施すことができ、全体として作業効率 より一層向上させることができる。

 上記構成のワーク自動作業装置において、 数の作業ヘッドの少なくとも一つは、ワー を撮影する撮影カメラを含む、構成を採用 ることができる。
 この構成によれば、他の作業ヘッドでワー の保持及び移載作業を行う際に、例えば、 影カメラで予めワークを移載する位置を確 することができ、ワークの移載及び組付け をより高精度に行うことができる。

 上記目的を達成する本発明のワーク自動作 システムは、水平方向において搬入されて たワークに対して所定の作業を施す複数の 業ステーションを連続して配列したワーク 動作業システムであって、水平方向に伸長 ると共に少なくとも両端が固定された一対 固定フレーム,固定フレームの伸長方向に垂 直な水平方向に伸長すると共に両端が一対の 固定フレームに可動に支持された一対の可動 フレーム,一対の可動フレームに対してその 長方向に可動にそれぞれ設けられてワーク 対して上方から近づいて所定の作業を施す なくとも一対の作業ヘッド,一対の可動フレ ム及び作業ヘッドを駆動制御する制御手段 含み,複数の作業ステーションをそれぞれ画 定する複数のワーク自動作業装置と、複数の ワーク自動作業装置を通してワークを搬送す る搬送装置と、を含む。
 この構成によれば、複数の作業ステーショ を構成する複数のワーク自動作業装置が、 対の固定フレーム,一対の可動フレーム,所 の作業を施す(作業ステーション毎の作業を すように形成された)一対の作業ヘッド,制 手段からなる共通の構成により形成される め、構造の共通化による全体としての簡素 、制御シーケンスの簡素化(画一化)等を達成 できる。したがって、搬送装置により、ワー クを上流側の作業ステーションから下流側の 作業ステーションに搬送しつつ、所定の組立 対象物に対して作業ステーション毎に種々の ワーク(部品)を組付けることで、全体として 品を効率良く完成させることができる。
 また、複数のワーク自動作業装置において 、門型フレーム(一対の固定フレーム)、両 ち型フレーム(一対の可動フレーム)が採用さ れているため、全体の構造を堅固にすること ができ、それ故に、撓みあるいは揺れ等が防 止されて安定した動作が得られ、ワークに対 して所定の作業(移載、組付け、ネジ締め、 定、検査、撮影等)を確実にかつ高精度に行 せることができる。

 上記構成のワーク自動作業ラインにおいて 複数の作業ステーションは、組立対象物に ークを移載して組付ける移載組付けステー ョンと、組立対象物にワークを移載して締 する締結ステーションと、を含む、構成を 用することができる。
 この構成によれば、比較的に大型の組立対 物(底板、基礎板等)に対して、種々の部品( 晶パネル、補助金具、ネジ等)を組付け及び 締結して所定の製品(液晶モジュール)を完成 せることができる。したがって、液晶モジ ール等を自動的に効率よく確実に組立てる とができる。
 さらに、複数のワーク自動作業装置と搬送 置の配列を適宜選定することにより、種々 製品に対応するワーク自動作業システムを 定することができる。

 上記構成をなすワーク自動作業装置及び ーク自動作業システムによれば、構造の簡 化、小型化、設備を設置する面積の省スペ ス化等を達成しつつ、電子機器あるいは機 等の分野における小物の部品(例えば、ネジ 、金具等)~大物の部品(LCD用パネル等)のワー に対して、移載、組付け、ネジ締め、測定 検査、撮影等の種々の作業を効率良く施し 、所望の製品を効率よく生産することがで る。

本発明に係るワーク自動作業装置を複 配列したワーク自動作業システムの一実施 態を示す平面図である。 本発明のワーク自動作業装置に適用さ る組立対象物及びワークからなる製品を示 分解斜視図である。 組立対象物及びワークを収納する収納 パレットの引出し状箱を引き出した状態示す 平面図である。 組立対象物及びワークを収納する収納 パレットの引出し状箱を引き出した状態示す 側面図である。 収納パレットの3つの引出し状箱に収納 されるワークを示す平面図である。 本発明に係るワーク自動作業装置の一 施形態を示す平面図である。 図5中のE1-E1におけるワーク自動作業装 の断面図である。 図5中のE2-E2におけるワーク自動作業装 の断面図である。 本発明に係るワーク自動作業装置の他 実施形態を示す平面図である。 図8中のE1-E1におけるワーク自動作業装 の断面図である。 図8中のE2-E2におけるワーク自動作業装 置の断面図である。 本発明に係るワーク自動作業装置のさ らに他の実施形態を示す平面図である。 図11中のE1-E1におけるワーク自動作業 置の断面図である。 図11中のE2-E2におけるワーク自動作業 置の断面図である。 本発明に係るワーク自動作業装置のさ らに他の実施形態を示す平面図である。 図14中のE1-E1におけるワーク自動作業 置の断面図である。 図14中のE2-E2におけるワーク自動作業 置の断面図である。 本発明に係るワーク自動作業装置のさ らに他の実施形態を示す平面図である。 図17中のE1-E1におけるワーク自動作業 置の断面図である。 図17中のE2-E2におけるワーク自動作業 置の断面図である。 図5ないし図7に示すワーク自動作業装 の動作を説明する動作図である。 図5ないし図7に示すワーク自動作業装 の動作を説明する動作図である。 図5ないし図7に示すワーク自動作業装 の動作を説明する動作図である。 図5ないし図7に示すワーク自動作業装 の動作を説明する動作図である。 図8ないし図10に示すワーク自動作業装 置の動作を説明する動作図である。 図8ないし図10に示すワーク自動作業装 置の動作を説明する動作図である。 図8ないし図10に示すワーク自動作業装 置の動作を説明する動作図である。 図8ないし図10に示すワーク自動作業装 置の動作を説明する動作図である。 図11ないし図13に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図11ないし図13に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図11ないし図13に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図14ないし図16に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図14ないし図16に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図14ないし図16に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図17ないし図19に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図17ないし図19に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図17ないし図19に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図17ないし図19に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 本発明に係る自動作業装置に含まれる 作業ヘッドの姿勢調整機構の動作を示す動作 説明図である。 本発明に係るワーク自動作業装置のさ らに他の実施形態を示す平面図である。 図39中のE1-E1におけるワーク自動作業 置の断面図である。 図39中のE2-E2におけるワーク自動作業 置の断面図である。 図39ないし図41に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図39ないし図41に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図39ないし図41に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図39ないし図41に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図39ないし図41に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。 図39ないし図41に示すワーク自動作業 置の動作を説明する動作図である。

符号の説明

W0 組立対象物(底板)
W1 ワーク(補助金具)
W2 ワーク(液晶パネル)
W3 ワーク(外枠)
W4 ワーク(ネジ)
M1,M2,M3,M4,M5 ワーク自動作業装置
P 収納パレット
P´ パレット
L,L´ 搬送ライン
10 筐体
11 載置部(上面)
12,13,14 支持口
21,22,23 引出し状箱
21a,22a,23a 取っ手
100 ベース
110 直立フレーム
120 水平フレーム
130,130´ 一対の固定フレーム
D 駆動機構
D1 モータ
D2 リードスクリュー
140,140´ 一対の可動フレーム
141 雌ネジ部
150,150´,150´´,150´´´,150´´´´ 一対の作業ヘ ド
151 雌ネジ部
152,152´ ワーク保持機構
152´´ 撮影カメラ
152´´´ ワーク保持締結機構
152a,152a´ 把持片
153,153´´´ 回転機構
153´ 姿勢調整機構
154 昇降機構
210 搬送機構
211 搬送面
212 ガイド部材
213 駆動機構
220 保持機構
221 担持テーブル
221a 位置決めピン
222 昇降機
222a ロッド
222b 駆動源
230 引出し機構
231 水平移動ユニット
231a 一対の把持片
231b 水平駆動部
231c 昇降駆動部
232 保持ユニット
232a,232b,232c 保持片
240 制御盤(制御手段)

 以下、本発明の最良の実施形態について添 図面を参照しつつ説明する。
 ここでは、複数のワーク(部品)を組立対象 に組付けることで一つの製品を完成させる うに形成された、複数のワーク自動作業装 を含むワーク自動作業システムの一実施形 について説明する。
 ワーク自動作業システムは、図1に示すよう に、所定方向(Y方向)に配列されてそれぞれ異 なる作業を施す作業ステーションを画定する 5つのワーク自動作業装置M1,M2,M3,M4,M5、装置M1 上流側に配置された搬送ラインL、装置M4と 置M5の間に配置された搬送ラインL,L´、装置 M5の下流側に配置された搬送ラインL,L´等を えている。尚、搬送ラインL,L´及び各装置M1, M2,M3,M4,M5に含まれる後述の搬送機構210により ワーク(収納パレットP)を、装置M1~M5を通し 搬送する搬送装置が構成されている。
 そして、この搬送装置によりワークを搬送 てワーク自動作業システムに通すことによ 、図2に示すように、組立対象物としての底 板W0に対して、4つのワークとしての補助金具 W1,液晶パネルW2,外枠W3,ネジW4が順次に移載さ て組付け及び締結されて、一つの製品(液晶 モジュール)Wが完成されるようになっている

 ここで、適用される収納パレットPは、図3A び図3Bに示すように、輪郭が略直方体形状 なす筐体10、筐体10に対して水平方向(X方向) 出し入れ可能に上下方向(Z方向)に配列して 成されて取っ手21a,22a,23aをそれぞれ有する 数(ここでは3つ)の引出し状箱21,22,23等を備え ている。
 筐体10は、図3A、図3B、図4に示すように、そ の上面(最上部)において、組立対象物W0を載 する載置部11、その側面において、3つの引 し状箱21,22,23を出し入れ自在に支持する支持 口12,13,14等を備えている。
 そして、組立対象物W0は、図3A、図3B、図4に 示すように、筐体10の載置部11に載置され、 ーク(補助金具)W1及びワーク(ネジ)W4は最上段 の引出し状箱21に収納され、ワーク(液晶パネ ル)W2は中段の引出し状箱22に収納され、ワー (外枠)W3は最下段の引出し状箱23に収納され ようになっている。

 このように、収納パレットPが、上下方向 (Z方向)において、組立対象物W0及び複数のワ クW1(W4),W2,W3を配列して収納するため、組立 象物W0及びワークW2,W3が比較的大きい場合で も、搬送又は取扱いに要する面積を小さくで き、設備の設置面積を省スペース化できる。 また、組立対象物W0及びワーク(部品)W1,W2,W3,W4 を一緒に収納して搬送するため、別々のパレ ットに収納して搬送し又取扱う場合に生じ得 る端数等の処理が不要であり、又、部品の組 付け忘れを防止でき、組付け時の作業効率を 向上させることができる。

 ワーク自動作業装置M1は、図5ないし図7に 示すように、ベース100、ベース100に直立して 設けられた直立フレーム110、直立フレーム110 同士を連結する水平フレーム120、直立フレー ム110の上端及び水平フレーム120の上面におい て両端を含む下面が固定され水平方向(Y方向) に伸長する一対の固定フレーム130、一対の固 定フレーム130に対して両端が可動に支持され ると共に水平方向(X方向)に伸長する一対の可 動フレーム140、一対の可動フレーム140に対し てその伸長方向(X方向)に可動に支持されてワ ークに対して所定の作業を施す一対の作業ヘ ッド150、収納パレットPをY方向において搬入 び搬出する搬送機構210、所定の搬入位置に いて収納パレットPを搬送機構210から離脱さ せて位置決めしつつ保持する保持機構220、搬 入位置に位置付けられた収納パレットPから ークを取り出すべく引出し状箱21,22,23を出し 入れする引出し機構230、種々の制御を司る制 御手段としての制御回路を内蔵する制御盤240 等を備えている。

 一対の固定フレーム130は、図5ないし図7に すように、矩形断面をなして水平方向(Y方向 )に伸長するように形成され、その両端を含 下面が直立フレーム110及び水平フレーム120 固定されて、全体として門型フレームを形 している。
 また、一対の固定フレーム130の一方は、一 の可動フレーム140に対してそれぞれY方向に 駆動力を及ぼす2つの駆動機構Dを内蔵してい 。駆動機構Dは、モータD1、後述する可動フ ーム140の雌ネジ部141に螺合するリードスク ュー(ボールネジ)D2等を備えている。
 そして、一対の固定フレーム130は、駆動機 Dの駆動力により駆動される一対の可動フレ ーム140を、その伸長方向(Y方向)に往復動自在 に支持している。

 一対の可動フレーム140は、図5ないし図7に すように、矩形断面をなして固定フレーム13 0の伸長方向(Y方向)に垂直な水平方向(X方向) 伸長するように形成され、その両端(下面)が 一対の固定フレーム130に対して水平方向(Y方 )に往復動自在に支持された両持ち型フレー ムを形成している。
 また、一対の可動フレーム140は、その一端 下側に突出して形成された雌ネジ部141を有 ると共に、その内側においてX方向に駆動力 を及ぼす1つの駆動機構Dを内蔵している。駆 機構Dは、モータD1、作業ヘッド150の後述す 雌ネジ部151に螺合するリードスクリュー(ボ ールネジ)D2等を備えている。
 そして、一対の可動フレーム140は、駆動機 Dの駆動力により駆動される作業ヘッド150を 、その伸長方向(X方向)に往復動自在に支持し ている。

 一対の作業ヘッド150は、図5ないし図7に すように、その側面に設けられて駆動機構D リードスクリューD2に螺合する雌ネジ部151 その下端領域に設けられてワーク(例えばワ クW1)を保持するワーク保持機構152、ワーク 保持した状態で鉛直軸(Z軸)回りに回転可能 回転機構153、ワーク保持機構152及び回転機 153を一緒に上下方向(Z方向)に昇降させる昇 機構154等を備えている。

 ワーク保持機構152は、一対の把持片152aを有 し、その間隔が適宜制御されることにより、 ワークを把持し又解放するようになっている 。
 回転機構153は、鉛直軸(Z軸)回りに適宜回転 ることにより、ワーク保持機構152に保持さ たワークの水平面(XY平面)内における向きを 調整するようになっている。
 昇降機構154は、ワーク保持機構152及び回転 構153を一体的に上下方向(Z方向)に移動(昇降 )させて、保持されたワークを所望の高さ位 に位置付けるようになっている。この昇降 構154としては、油圧式の伸縮アクチュエー 、ネジ送り機構、ラック及びピニオンによ ギヤ機構等が適用される。

 すなわち、ワーク保持機構152は、一対の可 フレーム140が一対の固定フレーム130にガイ されつつ水平方向(Y方向)に適宜駆動され、 つ、一対の作業ヘッド150が可動フレーム140 ガイドされつつ水平方向(X方向)に適宜駆動 れることにより、水平面(XY平面)内の所望の 位置に移動させられ、又、昇降機構154が適宜 駆動されることにより、上下方向(Z方向)の所 望の高さ位置に移動させられ、全体として3 元的に移動させられることになる。
 また、ワーク保持機構152は、回転機構153が 宜駆動されることにより、水平面(XY平面)内 において所望の向きに方向付けられることに なる。

 搬送機構210は、図5及び図7に示すように、 納パレットPを担持して水平方向(Y方向)に搬 する搬送面211、収納パレットPをY方向にガ ドするガイド部材212、搬送面211を画定する ーラを駆動する駆動機構213等を備えたロー コンベアである。
 そして、搬送機構210は、外部の搬送ラインL により担持されて搬送されてきた収納パレッ トPを所定の搬入位置まで搬入すると共に、 定の組付け作業が終了した後、収納パレッ Pをその搬入位置から下流側の工程(ワーク自 動作業装置)に向けて搬出するようになって る。

 保持機構220は、図5及び図7に示すように、 入位置において収納パレットPを担持する担 テーブル221、担持テーブル221を搬送面211に して出没させる昇降機222等を備えている。
 担持テーブル221は、図5及び図7に示すよう 、平坦でY方向に長尺な矩形形状に形成され その上面四隅近傍において、収納パレットP を位置決めする4つの位置決めピン221aを備え いる。
 昇降機222は、図7に示すように、担持テーブ ル221を下側から支持するロッド222a、ロッド22 2aを上下方向(Z方向)に伸縮させる駆動源222b等 を備えている。

 すなわち、収納パレットPが搬入位置に搬入 されると、駆動源222bがロッド222aを伸長させ 、担持テーブル221を所定高さまで上昇させ 。すると、収納パレットPは、担持テーブル 221に担持されて搬送面211から離れ、位置決め ピン221aにより位置決めされて、搬入位置で つ所定高さだけ上昇した位置において位置 れを生じないように堅固に保持される。
 一方、所定の組付け作業が終了すると、駆 源222bがロッド222aを収縮させて、担持テー ル221を元の待機位置まで下降させる。する 、収納パレットPは、担持テーブル221から離 して搬送面211に担持されるようになってい 。

 引出し機構230は、図5ないし図7に示すよ に、搬送機構210及び保持機構220に隣接して 置され、収納パレットPの引出し状箱21,22,23 筐体10から引き出し又筐体10内に押し込む水 移動ユニット231、水平移動ユニット231によ 引き出された引出し状箱21,22,23を水平方向(X 方向)にガイドすると共に所定の引出し位置 おいて保持する保持ユニット232等を備えて る。

 水平移動ユニット231は、図5ないし図7に示 ように、引出し状箱21,22,23の取っ手21a,22a,23a 把持し得る一対の把持片231a、把持片231aを 平方向(X方向)に移動させる水平駆動部231b、 対の把持片231bを上下方向(Z方向)に移動させ る昇降駆動部231c等を備えている。
 水平駆動部231b及び昇降駆動部231cとしては 前述の駆動機構Dの如く、リードスクリュー( ボールネジ)及び雌ネジ部を用いるネジ送り 構、油圧式の伸縮アクチュエータ、ベルト 、歯車式等種々の駆動手法を適用すること できる。
 保持ユニット232は、図5ないし図7に示すよ に、引出し状箱21,22,23を、Y方向の両縁部に いてガイドしつつ保持する保持片232a,232b,232c を備えている。

 すなわち、水平移動ユニット231により引 し状箱21,22,23を引き出す場合、先ず、昇降 動部231cにより、把持片231aが対応する取っ手 21a,22a,23aの高さ位置に合わせられ、続いて、 平駆動部231bにより、把持片141aを取っ手21a,2 2a,23aに近づけて把持させた後、水平方向(X方 )に移動させて引出し状箱21,22,23を引き出し 保持ユニット232の保持片232a,232b,232c上に担 させる。これにより、引出し状箱21,22,23は、 保持ユニット232に対して堅固に保持されるこ とになる。尚、引出し状箱21,22,23を筐体10に し込む際には、逆向きの動作が行われる。

 制御盤240は、装置の種々の制御を司るも であり、駆動機構D等を適宜駆動制御するこ とにより、一対の可動フレーム140をY方向に いて適宜所望の位置に移動させ、一対の作 ヘッド150をX方向において適宜所望の位置に 動させ、ワーク保持機構152を上下方向(Z方 )において所望の高さ位置に移動させ、さら 、ワーク保持機構152によりワークの把持(保 持)及び把持の解除等を行わせるように駆動 御するものである。

 上記構成の装置M1によれば、一対の固定フ ーム130が門型のフレームであり、一対の可 フレーム140が両端を支持された両持ち型フ ームであるため、構造の簡素化、小型化、 スペース化を達成しつつ、全体の構造を堅 にすることができ、従来の片持ち型フレー のような撓みあるいは揺れ等を防止して、 定した動作が得られる。
 また、制御盤240により、一方側の可動フレ ム140及び作業ヘッド150(ワーク保持機構152) 他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド150( ーク保持機構152)を独立させて適宜駆動制御 することにより、下方に位置するワークを別 々に保持(把持)し、所定の位置(例えば、その ワークの組立対象物W0)に移載(及び組付け)す ことができる。
 このように、一対の可動フレーム140及び作 ヘッド150(ワーク保持機構152)を別々に3次元 に移動させることで、比較的小物のワーク 高精度かつ確実にさらには迅速に移載する とができ、作業効率を向上させることがで る。

 ワーク自動作業装置M2は、図8ないし図10 示すように、ベース100、直立フレーム110、 平フレーム120、一対の固定フレーム130、一 の可動フレーム140、一対の可動フレーム140 対してその伸長方向(X方向)に可動に支持さ てワークに対して所定の作業を施す一対の 業ヘッド150´、搬送機構210、保持機構220、引 出し機構230、制御盤240等を備えている。尚、 この装置M2において、前述の装置M1と同一の 成については同一の符号を付してその説明 省略する。

 一対の作業ヘッド150´は、図8ないし図10 示すように、雌ネジ部151、ワーク(例えばワ クW2)を保持(把持)するワーク保持機構152´、 ワークを保持した状態で水平軸(Y軸)回りに枢 動(回転)可能な姿勢調整機構153´、ワーク保 機構152及び姿勢調整機構153´を一緒に上下方 向(Z方向)に昇降させる昇降機構154等を備えて いる。

 ワーク保持機構152´は、一つの把持片152a´ 有し、それぞれの作業ヘッド150´に含まれる 各々の把持片152a´の間隔が適宜制御されるこ とにより、ワークを把持し又解放するように なっている。
 姿勢調整機構153´は、水平軸(Y軸)回りにワ ク保持機構152´(把持片152a´)を適宜回転させ ことにより、作業ヘッド150´(ワーク保持機 152´)がワークを保持して移載する際に、保 したワーク(例えば平板状のパネル)が所望 姿勢からずれている(例えば傾斜している)と 、所定位置(例えば、組立対象物W0等)に組付 ることができるように、ワークの姿勢を調 するようになっている。

 すなわち、一対のワーク保持機構152´は、 対の可動フレーム140が一対の固定フレーム13 0にガイドされつつ水平方向(Y方向)に同期し (お互いに近接及び離隔するように)適宜駆動 され、かつ、一対の作業ヘッド150´が可動フ ーム140にガイドされつつ水平方向(X方向)に 期して(お互いに同一方向に)適宜駆動され ことにより、水平面(XY平面)内の所望の位置 移動させられ、又、昇降機構154が同期して( 同一の方向に)適宜駆動されることにより、 下方向(Z方向)の所望の同一高さ位置に移動 せられることで、全体として同期して3次元 に移動させられる。
 このように、一対のワーク保持機構152´は 同期して3次元的に駆動されることにより、 互いに協働してワークを保持しかつ解放し 、所定位置に移載することができるように っている。

 上記構成の装置M2によれば、装置M1と同様に 、門型の一対の固定フレーム130、両持ち型の 一対の可動フレーム140を採用するため、構造 の簡素化、小型化、省スペース化を達成しつ つ、全体の構造を堅固にすることができ、従 来の片持ち型フレームのような撓みあるいは 揺れ等を防止して、安定した動作が得られる 。
 また、制御盤240により、一方側の可動フレ ム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152 )と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド1 50´(ワーク保持機構152´)を同期させて適宜駆 制御することにより、下方に位置するワー をお互いに協働して保持(把持)し、所定の 置(例えば、そのワークの組立対象物W0)に移 (及び組付け)することができる。
 このように、一対の可動フレーム140及び作 ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させ 3次元的に移動させることで、比較的大物の ワークを高精度かつ確実にさらには迅速に移 載することができ、作業効率を向上させるこ とができる。
 また、作業ヘッド150´は、移載するワーク 大きさに拘わらず、略同一の大きさのまま 、異なる大きさのワークを保持し移載する とができる。

 ワーク自動作業装置M3は、図11ないし図13 示すように、ベース100、直立フレーム110、 平フレーム120、一対の固定フレーム130、一 の可動フレーム140、一対の可動フレーム140 対してその伸長方向(X方向)に可動に支持さ てワークに対して所定の作業を施す一対の 業ヘッド150´及びワークに対して他の作業 施す他の一対の作業ヘッド150´´、搬送機構2 10、保持機構220、引出し機構230、制御盤240等 備えている。尚、この装置M3において、前 の装置M1,M2と同一の構成については同一の符 号を付してその説明を省略する。

 一対の可動フレーム140には、作業ヘッド150 及び作業ヘッド150´´を独立してX方向に駆動 するべく、前述同様の駆動機構Dがそれぞれ2 ずつ内蔵されている。
 一対の作業ヘッド150´´は、図11ないし図13 示すように、雌ネジ部151、ワーク(例えばワ クW3)を撮影する撮影カメラ152´´、撮影カメ ラ152´´を鉛直軸(Z軸)回りに回転させる回転 構153、撮影カメラ152´´及び回転機構153を一 に上下方向(Z方向)に昇降させる昇降機構154 を備えている。
 そして、作業ヘッド150´´は、作業ヘッド150 ´をX方向に駆動する一方の駆動機構とは別個 に設けられた他方の駆動機構により独立して X方向に駆動されるようになっている。

 すなわち、一対の撮影カメラ152´´は、一 対の可動フレーム140が一対の固定フレーム130 にガイドされつつ水平方向(Y方向)に独立して 適宜駆動され、かつ、一対の作業ヘッド150´ が可動フレーム140にガイドされつつ水平方 (X方向)に独立して適宜駆動されることによ 、水平面(XY平面)内の所望の位置にそれぞれ 立して移動させられ、又、昇降機構154が独 して適宜駆動されることにより、上下方向( Z方向)の所望の高さ位置に独立して移動させ れることで、それぞれ3次元的に移動させら れて、ワークを所望の位置にて撮影すること ができるようになっている。

 上記構成の装置M3によれば、装置M1,M2と同様 に、門型の一対の固定フレーム130、両持ち型 の一対の可動フレーム140を採用するため、構 造の簡素化、小型化、省スペース化を達成し つつ、全体の構造を堅固にすることができ、 従来の片持ち型フレームのような撓みあるい は揺れ等を防止して、安定した動作が得られ る。
 また、制御盤240により、一方側の可動フレ ム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152 )と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド1 50´(ワーク保持機構152´)を同期させて適宜駆 制御することにより、下方に位置するワー をお互いに協働して保持(把持)し、所定の 置(例えば、そのワークの組立対象物W0)に移 (及び組付け)することができ、又、一方側 可動フレーム140及び作業ヘッド150´´(撮影カ メラ152´´)と他方側の可動フレーム140及び作 ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)を適宜独立さ せて駆動制御することにより、下方に位置す るワークを撮影カメラ152´´により撮影して の位置情報を得ることができる。
 このように、一対の可動フレーム140及び作 ヘッド150´,150´´(ワーク保持機構152´、撮影 カメラ152´´)を同期又は独立させて3次元的に 移動させることで、比較的大物のワークを撮 影して予めその位置情報を得ることにより、 高精度かつ確実にさらには迅速にそのワーク を移載することができ、作業効率を向上させ ることができる。

 ワーク自動作業装置M4は、図14ないし図16 示すように、ベース100、直立フレーム110、 平フレーム120、一対の固定フレーム130、一 の可動フレーム140、一対の可動フレーム140 対してその伸長方向(X方向)に可動に支持さ てワークに対して所定の作業を施す一対の 業ヘッド150´´及びワークに対して他の作業 を施す他の一対の作業ヘッド150´´´、搬送機 構210、保持機構220、引出し機構230、制御盤240 等を備えている。尚、この装置M4において、 述の装置M1,M2,M3と同一の構成については同 の符号を付してその説明を省略する。

 一対の可動フレーム140には、作業ヘッド150 ´及び作業ヘッド150´´´を独立してX方向に 動するべく、前述同様の駆動機構Dがそれぞ 2つずつ内蔵されている。
 一対の作業ヘッド150´´´は、図14ないし図16 に示すように、雌ネジ部151、ワーク(例えば ークW4)を保持して移載すると共に締結する ーク保持締結機構152´´´、ワーク保持締結 構152´´´を鉛直軸(Z軸)回りに回転させる回 機構153´´´、ワーク保持締結機構152´´´及 回転機構153´´´を一緒に上下方向(Z方向)に 降させる昇降機構154等を備えている。
 そして、作業ヘッド150´´´は、作業ヘッド1 50´´(撮影カメラ152´´)をX方向に駆動する一 の駆動機構とは別個に設けられた他方の駆 機構により独立してX方向に駆動されるよう なっている。

 すなわち、一対のワーク保持締結機構152 ´´は、一対の可動フレーム140が一対の固定 レーム130にガイドされつつ水平方向(Y方向) 独立して適宜駆動され、かつ、一対の作業 ッド150´´´が可動フレーム140にガイドされ つ水平方向(X方向)に独立して適宜駆動され ことにより、水平面(XY平面)内の所望の位置 にそれぞれ独立して移動させられ、又、昇降 機構154が独立して適宜駆動されることにより 、上下方向(Z方向)の所望の高さ位置に独立し て移動させられることで、それぞれ3次元的 移動させられて、ワーク(例えば、ネジ等)を 所望の位置にて移載して締結することができ るようになっている。

 上記構成の装置M4によれば、装置M1,M2,M3と同 様に、門型の一対の固定フレーム130、両持ち 型の一対の可動フレーム140を採用するため、 構造の簡素化、小型化、省スペース化を達成 しつつ、全体の構造を堅固にすることができ 、従来の片持ち型フレームのような撓みある いは揺れ等を防止して、安定した動作が得ら れる。
 また、制御盤240により、一方側の可動フレ ム140及び作業ヘッド150´´´(ワーク保持締結 機構152´´´)と他方側の可動フレーム140及び 業ヘッド150´´´(ワーク保持締結機構152´´´) を独立させて適宜駆動制御することにより、 下方に位置するワークを個々に保持し、所定 の位置(例えば、そのワークの組立対象物W0) 移載して締結することができ、又、一方側 可動フレーム140及び作業ヘッド150´´(撮影カ メラ152´´)と他方側の可動フレーム140及び作 ヘッド150´´(撮影カメラ152´´)を独立させて 適宜駆動制御することにより、下方に位置す るワークを撮影カメラ152´´により撮影して の位置情報を得ることができる。
 このように、一対の可動フレーム140及び作 ヘッド150´´´,150´´(ワーク保持締結機構152 ´´、撮影カメラ152´´)を独立させて3次元的 移動させることで、ネジ等を締結するワー を撮影して予めその位置情報を得ることに り、高精度かつ確実にさらには迅速にその ークに対してネジ等のワークを移載し締結 ることができ、作業効率を向上させること できる。

 ワーク自動作業装置M5は、図17ないし図19 示すように、ベース100、直立フレーム110、 平フレーム120、一対の固定フレーム130、一 の可動フレーム140、一対の可動フレーム140 対してその伸長方向(X方向)に可動に支持さ てワーク(組付けが完了した完成品)Wに対し 所定の作業を施す一対の作業ヘッド150´、2 の搬送機構210、2つの保持機構220、制御盤240 等を備えている。尚、この装置M5において、 述の装置M1,M2,M3,M4と同一の構成については 一の符号を付してその説明を省略する。

 ここで、一対の作業ヘッド150´に設けられ ワーク保持機構152´は、ワークとして完成品 Wを保持して移載するものである。
 また、この装置M5においては、二つの搬送 構210及び保持機構220が隣接してそれぞれ設 られている。
 一方の搬送機構210及び保持機構220は、上流 の工程(例えば、装置M4)から搬送されてきた 収納パレットPを、所定の搬入位置に搬入し 位置決めするものであり、他方の搬送機構21 0及び保持機構220は、別の搬送ラインL´から 送されてきた空のパレット(トレイ)P´を、所 定の搬入位置に搬入して位置決めすると共に 、作業ヘッド150´により組付けが完了した完 品が移載されると、再びパレットP´を下流 の搬送ラインL´に向けて搬出するものであ 。

 すなわち、一対のワーク保持機構152´は、 対の可動フレーム140が一対の固定フレーム13 0にガイドされつつ水平方向(Y方向)に同期し (お互いに近接及び離隔するように)適宜駆動 され、かつ、一対の作業ヘッド150´が可動フ ーム140にガイドされつつ水平方向(X方向)に 期して(お互いに同一方向に)適宜駆動され ことにより、水平面(XY平面)内の所望の位置 移動させられ、又、昇降機構154が同期して( 同一の方向に)適宜駆動されることにより、 下方向(Z方向)の所望の同一高さ位置に移動 せられることで、全体として同期して3次元 に移動させられる。
 このように、一対のワーク保持機構152´は 同期して3次元的に駆動されることにより、 互いに協働してワーク(完成品)Wを保持しか 解放して、収納パレットPからパレットP´に 移載することができるようになっている。

 上記構成の装置M5によれば、装置M1,M2,M3,M4と 同様に、門型の一対の固定フレーム130、両持 ち型の一対の可動フレーム140を採用するため 、構造の簡素化、小型化、省スペース化を達 成しつつ、全体の構造を堅固にすることがで き、従来の片持ち型フレームのような撓みあ るいは揺れ等を防止して、安定した動作が得 られる。
 また、制御盤240により、一方側の可動フレ ム140及び作業ヘッド150´(ワーク保持機構152 )と他方側の可動フレーム140及び作業ヘッド1 50´(ワーク保持機構152´)を同期させて適宜駆 制御することにより、下方に位置するワー (完成品)Wをお互いに協働して保持(把持)し 所定の位置(空のパレットP´)に移載すること ができる。
 このように、一対の可動フレーム140及び作 ヘッド150´(ワーク保持機構152´)を同期させ 3次元的に移動させることで、比較的大物の ワークを高精度かつ確実にさらには迅速に移 載することができ、作業効率を向上させるこ とができる。

 次に、上記装置M1,M2,M3,M4,M5を含むワーク自 作業ラインの動作について、図20ないし図38 参照しつつ説明する。
 先ず、収納パレットPには、組立対象物(底 )W0が載置部11に収納され、ワーク(補助金具)W 1及びワーク(ネジ)W4が最上段の引出し状箱21 収納され,ワーク(液晶パネル)W2が中段の引出 し状箱22に収納され,ワーク(外枠)W3が最下段 引出し状箱23に収納される。

<装置M1の移載組付けステーションにおける 作業>
 そして、この収納パレットPが、外部の搬送 ラインLにより装置M1まで搬送されると、搬送 機構210が作動して、収納パレットPを装置M1内 の搬入位置まで搬入して停止させ(図20中のS1, S2)、保持機構220が作動して、担持テーブル221 により収納パレットPを所定高さ持ち上げて 置決めつつその搬入位置に保持する(図20中 S3)。

 続いて、引出し機構230の水平移動ユニッ 231が、一対の把持片231aを上下方向(Z方向)及 び水平方向(X方向)に移動させて取っ手21aを把 持させ(図21中のS4)、最上段に位置する引出し 状箱21を所定の引出し位置まで引き出す(図21 のS5)。このとき、保持ユニット232が、引出 状箱21をX方向にガイドしつつ、所定の引出 位置(保持片232a)において、引出し状箱21を 固に(ガタツキを生じないように)保持する。

 続いて、一対の作業ヘッド150及び可動フ ーム140が独立してそれぞれ駆動されて、一 のワーク保持機構152(一対の把持片152)が上 から引出し状箱21に近づいてワークW1を把持( 保持)し(図21中のS6、図22中のS7)、引出し状箱2 1から取り出して搬入位置に位置決めされた 納パレットPの最上部(載置部11)に収納された 組立対象物W0の上方に移動させる(図22中のS8) また、引出し機構230は、ワーク(ネジ)W4だけ 収納された引出し状箱21を筐体10内に押し込 で元の位置に戻す(図22中のS8)。

 続いて、一対の作業ヘッド150が、把持(保持 )したワークW1をそれぞれ下降させて、組立対 象物W0に組付ける(図22中のS9)。このとき、ワ クW1の向きが所望の角度位置からずれてい 場合は、回転機構153により適宜最適な向き 調整される。
 また、引出し機構230は、取っ手21aを解放し 後待機位置に向けて後退する(図22中のS9)。 らに、一対の作業ヘッド150は、ワークW1を 放して上昇し(図23中のS10)、所定の待機位置 で戻る。
 そして、保持機構220が担持テーブル221を下 させて、収納パレットPを搬送面211に移載す ると、搬送機構210が作動して収納パレットP 下流側の装置M2に向けて搬出する(図23中のS11 )。

<装置M2の移載組付けステーションにおける 作業>
 次に、収納パレットPが、装置M2に搬送され と(図24中のS12)、搬送機構210が作動して、収 納パレットPを装置M2内の搬入位置まで搬入し て停止させ(図24中のS13)、保持機構220が作動 て、担持テーブル221により収納パレットPを 定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位 に保持する(図24中のS14)。

 続いて、引出し機構230の水平移動ユニッ 231が、一対の把持片231aを上下方向(Z方向)及 び水平方向(X方向)に移動させて取っ手22aを把 持させ(図25中のS15)、中段に位置する引出し 箱22を所定の引出し位置まで引き出す(図25中 のS16)。このとき、保持ユニット232が、引出 状箱22をX方向にガイドしつつ、所定の引出 位置(保持片232b)において、引出し状箱22を堅 固に(ガタツキを生じないように)保持する。

 続いて、一対の作業ヘッド150´及び可動 レーム140が同期して駆動されて、一対のワ ク保持機構152´(一対の把持片152´)が上方か 引出し状箱22に近づいてワークW2を把持(保持 )し(図25中のS17、図26中のS18)、引出し状箱22か ら取り出して搬入位置に位置決めされた収納 パレットPの最上部(載置部11)に収納された組 対象物W0,W1の上方に移動させる(図26中のS19) また、引出し機構230は、空になった引出し 箱22を筐体10内に押し込んで元の位置に戻す (図26中のS19)。

 続いて、一対の作業ヘッド150´が、同期し 把持(保持)したワークW2を下降させて、組立 象物W0に組付ける(図26中のS20)。このとき、 ークW2の向きが水平方向から傾斜している 合、又は、傾斜姿勢から水平姿勢に姿勢を 更しながら組付ける必要がある場合は、図38 に示すように、姿勢調整機構153´により,適宜 最適な向き(水平)に調整される。
 また、引出し機構230は、取っ手22aを解放し 後、待機位置に向けて後退する(図26中のS20) 。
 さらに、一対の作業ヘッド150´は、ワークW2 を解放して上昇し所定の待機位置まで戻る( 27中のS21,S22)。
 そして、保持機構220が担持テーブル221を下 させて、収納パレットPを搬送面211に移載す ると、搬送機構210が作動して収納パレットP 下流側の装置M3に向けて搬出する(図27中のS22 ,S23)。

<装置M3の移載組付けステーションにおける 作業>
 次に、収納パレットPが、装置M3に搬送され と(図28中のS24)、搬送機構210が作動して、収 納パレットPを装置M3内の搬入位置まで搬入し て停止させ(図28中のS25)、保持機構220が作動 て、担持テーブル221により収納パレットPを 定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位 に保持する(図28中のS26)。

 続いて、引出し機構230の水平移動ユニッ 231が、一対の把持片231aを上下方向(Z方向)及 び水平方向(X方向)に移動させて取っ手23aを把 持させ、最下段に位置する引出し状箱23を所 の引出し位置まで引き出す(図29中のS27)。こ のとき、保持ユニット232が、引出し状箱23をX 方向にガイドしつつ、所定の引出し位置(保 片232c)において、引出し状箱23を堅固に(ガタ ツキを生じないように)保持する。

 続いて、一対の作業ヘッド150´及び可動 レーム140が同期して駆動されて、一対のワ ク保持機構152´(一対の把持片152´)が上方か 引出し状箱22に近づいてワークW3を把持(保持 )し、引出し状箱23から取り出して搬入位置に 位置決めされた収納パレットPの最上部(載置 11)に収納された組立対象物W2(W0,W1)の上方に 動させる(図29中のS28)。また、引出し機構230 は、空になった引出し状箱23を筐体10内に押 込んで元の位置に戻した後待機位置に戻る( 29中のS28)。また、一対の作業ヘッド150´´( 影カメラ152´´)が独立して駆動されて、ワー クW2(W1,W0)を上方から撮影し、ワークW2の組付 位置を確認する(図29中のS27,S28)。

 続いて、一対の作業ヘッド150´が、同期し 把持(保持)したワークW3を下降させて組立対 物W0(ワークW2の上面)に組付ける。このとき ワークW3の向きが水平方向から傾斜してい 場合、又は、傾斜姿勢から水平姿勢に姿勢 変更しながら組付ける必要がある場合は、 38に示すように、姿勢調整機構153´により、 宜最適な向き(水平)に調整される。そして 一対の作業ヘッド150´は、ワークW3を解放し 上昇し所定の待機位置まで戻る(図30中のS29) 。
 そして、保持機構220が担持テーブル221を下 させて、収納パレットPを搬送面211に移載す ると、搬送機構210が作動して収納パレットP 下流側の装置M4に向けて搬出する(図30中のS29 ,S30)。

<装置M4の締結ステーションにおける作業> ;
 次に、収納パレットPが、装置M4に搬送され と(図31中のS31)、搬送機構210が作動して、収 納パレットPを装置M4内の搬入位置まで搬入し て停止させ(図32中のS32)、保持機構220が作動 て、担持テーブル221により収納パレットPを 定高さ持ち上げて位置決めつつその搬入位 に保持する(図33中のS33)。

 続いて、一対の作業ヘッド150´´(撮影カメ 152´´)が独立して駆動されて、ワークW3(W2,W1, W0)を上方から撮影し、ワークW4の締結位置を 認する(図32中のS34)。
 そして、引出し機構230の水平移動ユニット2 31が、一対の把持片231aを上下方向(Z方向)及び 水平方向(X方向)に移動させて取っ手21aを把持 させ、最上段に位置する引出し状箱21を所定 引出し位置まで引き出す(図32中のS35)。この とき、保持ユニット232が、引出し状箱21をX方 向にガイドしつつ、所定の引出し位置(保持 232a)において、引出し状箱21を堅固に(ガタツ キを生じないように)保持する。

 続いて、一対の作業ヘッド150´´´及び可動 レーム140が独立して駆動されて、一対のワ ク保持締結機構152´´´が上方から引出し状 21に近づいてワークW4を保持し、引出し状箱 21から取り出す(図32中のS36)。
 続いて、一対の作業ヘッド150´´´が独立し 駆動されて、ワークW4を搬入位置に位置決 された収納パレットPの最上部(載置部11)に収 納された組立対象物W0(W1,W2,W3)の上方に移動さ せ、下降して所定の締結位置に締結する。一 対の作業ヘッド150´´´はそれぞれ二度往復し て全てのワークW4を移載して締結する(図33中 S37)。

 続いて、一対の作業ヘッド150´´´はそれぞ 独立して駆動されて、待機位置に戻ると共 、引出し機構230は、空になった引出し状箱2 1を筐体10内に押し込んで元の位置に戻した後 待機位置に戻る(図33中のS38,S39)。
 そして、保持機構220が担持テーブル221を下 させて、収納パレットPを搬送面211に移載す ると、搬送機構210が作動して収納パレットP 下流側の装置M5に向けて搬出する(図33中のS38 ,S39)。

<装置M5の移載ステーションにおける作業> ;
 次に、収納パレットPが、装置M5に搬送され 又、搬送ラインL´により空のパレットP´が 送されると(図34中のS40)、搬送機構210,210が れぞれ作動して、収納パレットP及びパレッ P´を装置M5内の搬入位置まで搬入して停止 せ(図34中のS41)、保持機構220,220がそれぞれ作 動して、担持テーブル221により収納パレット P及びパレットP´を所定高さ持ち上げて位置 めつつその搬入位置に保持する(図34中のS42)

 続いて、一対の作業ヘッド150´及び可動 レーム140が同期して駆動されて、一対のワ ク保持機構152´(一対の把持片152a´)が収納パ ットPの上方に移動し(図35中のS43)、上方か 収納パレットPに近づいてワーク(完成品)Wを 持(保持)し(図35中のS44)、そのワーク(完成品 )Wを他方のパレットP´の上方に移動させる(図 35中のS45)。

 続いて、一対の作業ヘッド150´が、同期し 把持(保持)したワーク(完成品)Wを下降させて 、パレットP´に載置する(図36中のS46)。この き、ワーク(完成品)Wの向きが水平方向から 斜している場合は、図38に示すように、姿勢 調整機構153´により,適宜最適な向き(水平)に 整される。
 その後、一対の作業ヘッド150´は、ワーク( 成品)Wを解放して上昇し所定の待機位置ま 戻る(図36中のS47)。
 そして、保持機構220,220が担持テーブル221,22 1をそれぞれ下降させて、収納パレットP及び レットP´を搬送面211,211にそれぞれ移載する と(図37中のS48)、搬送機構210が作動して空の 納パレットPを下流側の搬送ラインLに向けて 搬出すると共に、他の搬送機構210が作動して ワーク(完成品)Wを載置したパレットP´を下流 側の搬送ラインL´に向けて搬出する(図37中の S49)。

 上記のように、このワーク自動作業システ は、複数の作業ステーションを構成する複 のワーク自動作業装置M1,M2,M3,M4,M5が、一対 固定フレーム130,一対の可動フレーム140,所定 の作業を施す(作業ステーション毎の作業を すように形成された)一対の作業ヘッド150,150 ´,150´´,150´´´,制御盤240からなる共通の構成 により形成されるため、構造の共通化による 全体としての簡素化、制御シーケンスの簡素 化(画一化)等を達成できる。
 したがって、搬送装置(搬送ラインL,搬送機 210)により、ワークを上流側の作業ステーシ ョンから下流側の作業ステーションに搬送し つつ、所定の組立対象物W0に対して作業ステ ション毎に種々のワークW1,W2,W3,W4を組付け ことで、全体として製品(完成品W)を効率良 完成させることができる。
 さらに、複数のワーク自動作業装置と搬送 置の配列を適宜選定することにより、種々 製品に対応するワーク自動作業システムを 定することができる。

 図39ないし図41は、本発明に係るワーク自 動作業装置M6のさらに他の実施形態を示すも であり、図42ないし図47は、このワーク自動 作業装置M6の動作を説明するものである。こ 実施形態においては、前述のような装置M1~M 4を用いて組付けられた小さい製品W´(例えば 小型のフラットパネルディスプレイ)と大き い製品W´´(例えば、大型のフラットパネルデ ィスプレイ)を同時に収納した収納パレットP ら別のパレット(トレイ)P´に、製品W´,W´´ 移載する移載作業を行うものである。

 ワーク自動作業装置M6は、図39ないし図41 示すように、ベース100、直立フレーム110、 平フレーム120、一対の固定フレーム130´、 対の可動フレーム140´、一対の可動フレーム 140´に対してその伸長方向(X方向)に可動に支 されてワーク(組付けが完了した完成品)W´,W ´´に対して所定の作業を施すニ対の作業ヘ ド150´´´´、2つの搬送機構210、2つの保持機 220、制御盤240等を備えている。尚、この装 M6において、前述の装置M1,M2,M3,M4,M5と同一の 構成については同一の符号を付してその説明 を省略する。

 一対の固定フレーム130´は、図39ないし図41 示すように、矩形断面をなして水平方向(Y 向)に伸長するように形成され、その両端を む下面が直立フレーム110及び水平フレーム1 20に固定されて、全体として門型フレームを 成している。
 また、一対の固定フレーム130´の一方は、Y 向に伸長するガイドレール131´、一対の可 フレーム140´にそれぞれ設けられた後述する 歯車141が噛合する´べくY方向に伸長するラッ ク132´を備え、一対の固定フレーム130´の他 は、Y方向に伸長するガイドレール131´、一 の可動フレーム140´にそれぞれ設けられた後 述するローラ142´が転動するべくY方向に伸長 するレール133´を備えている。
 そして、一対の固定フレーム130´は、一対 可動フレーム140´を、その伸長方向(Y方向)に 往復動自在に支持している。

 一対の可動フレーム140´は、図39ないし図41 示すように、矩形断面をなして固定フレー 130´の伸長方向(Y方向)に垂直な水平方向(X方 向)に伸長するように形成され、その両端(下 )が一対の固定フレーム130´に対して水平方 (Y方向)に往復動自在に支持された両持ち型 レームを形成している。
 また、一対の可動フレーム140´は、それぞ 、固定フレーム130´のラック132´に噛合する 車141´、固定フレーム130´のレール133´を転 するローラ142´、歯車141´及びローラ142´を 結する連結軸143´、連結軸143´を回転駆動す るモータ144´、作業ヘッド150´´´´の後述す 歯車151aが噛合するべくX方向に伸長するラッ ク145´等を備えている。
 そして、一対の可動フレーム140´は、それ れ2つの作業ヘッド150´´´´を、その伸長方 (X方向)に往復動自在に支持している。

 二対の作業ヘッド150´´´´は、図39ないし 図41に示すように、それぞれ、可動フレーム1 40´のラック145´に噛合する歯車151a、歯車151a 回転駆動するモータ151b、その下端領域に設 けられてワーク(ここでは、完成品W´,W´´)を 持する把持片152a´を有するワーク保持機構1 52´、ワークを保持した状態で鉛直軸(Z軸)回 に回転可能な回転機構153、ワーク保持機構15 2´及び回転機構153を一緒に上下方向(Z方向)に 昇降させる昇降機構154等を備えている。

 すなわち、ワーク保持機構152´は、一対の 動フレーム140´が一対の固定フレーム130´に イドされつつ水平方向(Y方向)に適宜駆動さ 、かつ、二対の作業ヘッド150´´´´が可動 レーム140´にガイドされつつ水平方向(X方向) に適宜駆動されることにより、水平面(XY平面 )内の所望の位置に移動させられ、又、昇降 構154が適宜駆動されることにより、上下方 (Z方向)の所望の高さ位置に移動させられ、 体として3次元的に移動させられることにな 。
 また、ワーク保持機構152´は、回転機構153 適宜駆動されることにより、水平面(XY平面) において所望の向きに方向付けられること なる。

 また、この装置M6においては、二つの搬送 構210及び保持機構220が隣接してそれぞれ設 られている。
 一方の搬送機構210及び保持機構220は、上流 の工程から搬送されてきた収納パレットPを 、所定の搬入位置に搬入して位置決めするも のであり、他方の搬送機構210及び保持機構220 は、別の搬送ラインから搬送されてきた空の パレット(トレイ)P´を、所定の搬入位置に搬 して位置決めすると共に、作業ヘッド150´´ ´´により完成品W´,W´´が移載されると、再 パレットP´を下流側の搬送ラインに向けて 出するものである。

 すなわち、ニ対のワーク保持機構152´は、 対の可動フレーム140´が一対の固定フレーム 130´にガイドされつつ水平方向(Y方向)に同期 て(お互いに近接及び離隔するように)適宜 動され、かつ、ニ対の作業ヘッド150´´´´が 可動フレーム140´にガイドされつつ水平方向( X方向)に同期して(お互いに同一方向に)適宜 動されることにより、水平面(XY平面)内の所 の位置に移動させられ、又、昇降機構154が 期して(同一の方向に)適宜駆動されること より、上下方向(Z方向)の所望の同一高さ位 に移動させられることで、全体として同期 て3次元的に移動させられる。
 このように、ニ対のワーク保持機構152´は 同期して3次元的に駆動されることにより、 互いに協働してワーク(完成品W´,W´´)を保 しかつ解放して、収納パレットPからパレッ P´に移載することができるようになってい 。

 上記構成の装置M6によれば、装置M1,M2,M3,M4,M5 と同様に、門型の一対の固定フレーム130´、 持ち型の一対の可動フレーム140´を採用す ため、構造の簡素化、小型化、省スペース を達成しつつ、全体の構造を堅固にするこ ができ、従来の片持ち型フレームのような みあるいは揺れ等を防止して、安定した動 が得られる。
 また、制御盤240により、一対の可動フレー 140´及び二対の作業ヘッド150´´´´(ワーク 持機構152´)を同期させて3次元的に移動させ べく適宜駆動制御することにより、下方に 置する比較的大物のワーク(完成品W´,W´´) お互いに協働して保持(把持)し、所定の位置 (空のパレットP´)に、高精度かつ確実にさら は迅速に移載することができ、作業効率を 上させることができる。

 次に、この装置M6の動作について、図42ない し図47を参照しつつ説明する。
 先ず、収納パレットPには、組付けが完了し た小物のワーク(完成品)W´(すなわち、小型の フラットパネルディスプレイ)と大物のワー (完成品)W´´(すなわち、大型のフラットパネ ルディスプレイ)が収納されている。
 そして、この収納パレットPが装置M6に搬送 れ、かつ、別の搬送ラインにより空のパレ トP´が搬送されてくると(図42中のS1)、搬送 構210,210がそれぞれ作動して、収納パレット P及びパレットP´を装置M6内の搬入位置まで搬 入して停止させ(図42中のS2)、保持機構220,220 それぞれ作動して、担持テーブル221により 納パレットP及びパレットP´を所定高さ持ち げて位置決めつつその搬入位置に保持する( 図42中のS3)。

 続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´及び一 の可動フレーム140´が独立して駆動されて、 ニ対のワーク保持機構152´(ニ対の把持片152a´ )が収納パレットPの下流側上方に移動し(図43 のS4,S5)、上方から収納パレットPに近づいて 小さいワークW´を把持(保持)する(図43中のS6) このとき、必要に応じて回転機構153を駆動 せて、ワークW´を最適な位置で把持(保持) きるように、把持片152a´の向きを適宜調整 る。
 続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´及び一 の可動フレーム140´が同期して駆動されて、 その把持したワークW´を他方のパレットP´の 上流側上方に移動させる(図44中のS7)。

 続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´が、 期して把持(保持)したワークW´を下降させて 、パレットP´上の上流側位置に載置する(図44 中のS8)。その後、ニ対の作業ヘッド150´´´´ 、ワークW´を解放して上昇し所定の待機位 まで戻る(図44中のS9)。

 続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´及び一 の可動フレーム140´が独立して駆動されて、 ニ対のワーク保持機構152´(ニ対の把持片152a´ )が収納パレットPの上流側上方に移動し(図45 のS10,S11)、上方から収納パレットPに近づい 大きいワークW´´を把持(保持)する(図45中の S12)。このとき、必要に応じて回転機構153を 動させて、ワークW´´を最適な位置で把持( 持)できるように、把持片152a´の向きを適宜 整する。
 続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´及び一 の可動フレーム140´が同期して駆動されて、 その把持したワークW´´を他方のパレットP´ 下流側上方に移動させる(図46中のS13)。

 続いて、ニ対の作業ヘッド150´´´´が、同 して把持(保持)したワークW´´を下降させて パレットP´上の下流側位置に載置する(図46 のS14)。その後、ニ対の作業ヘッド150´´´´ 、ワークW´´を解放して上昇し所定の待機 置まで戻る(図46中のS15)。
 これにより、パレットP´には、収納パレッ Pに収納されていた順序と逆の状態で、ワー クW´,W´´が載置されることになる(図47中のS16 )。

 そして、保持機構220,220が担持テーブル221,22 1をそれぞれ下降させて、収納パレットP及び レットP´を搬送面211,211にそれぞれ移載する と(図47中のS17)、搬送機構210が作動して空の 納パレットPを下流側の搬送ラインに向けて 出すると共に、他の搬送機構210が作動して ークW´,W´´を載置したパレットP´を下流側 搬送ラインに向けて搬出する(図47中のS18)。
 このように、装置M6によれば、複数のワー W´,W´´を移載する作業を、迅速に、効率よ 、かつ高精度に行うことができる。

 上記のように、このワーク自動作業装置M6 、前述のワーク自動作業装置M1,M2,M3,M4,M5と同 様に、一対の固定フレーム130´,一対の可動フ レーム140´,所定の作業を施すニ対の作業ヘッ ド150´´´´,制御盤240からなる共通の構成によ り形成されるため、構造の共通化による全体 としての簡素化、制御シーケンスの簡素化( 一化)等を達成できる。
 また、4つの作業ヘッド150´´´´は、ワークW ´,W´´を協働して保持するため、ワークW´,W´ ´の重量が各作業ヘッド150´´´´に分配され 、一つの作業ヘッド150´´´´に加わる負荷が 軽減され、それ故に、装置の簡素化を達成で きる。さらに、それぞれの可動フレーム140´ び作業ヘッド150´´´´は、各々駆動機構を 成するため、水平フレーム120で画定される 面領域を移動することができる。

 以上述べたように、上記実施形態において 、収納パレットPとして、上下に収納部をも つものを示したが、これに限定されるもので はない。
 上記実施形態においては、液晶モジュール 完成させるために、5つの装置M1~M5を含むワ ク自動作業システムを示したが、これに限 されるものではなく、種々の製品に応じて ーク自動作業装置の配列順序及び個数を適 設定することができる。
 また、上記実施形態においては、完成品W´, W´´を移載する装置M6を示したが、この装置M6 の上流側において、各作業ステーションにお いて、2つの完成品W´,W´´を構成する部品を 付けるべく装置M1~M5に対応するような装置を 配列して、全体としてワーク作業システムを 構成してもよい。
 さらに、装置M6における可動フレーム140´が 長尺になった場合、連結軸143´を取り除き、 ーラ142´及びレール133´の替わりに歯車及び ラックを採用し、歯車にモータを直結して、 既存のモータ144´と同期して駆動制御するよ に構成してもよい。

 以上述べたように、本発明のワーク自動作 装置及びワーク自動作業システムは、構造 簡素化、小型化、設備を設置する面積の省 ペース化等を達成しつつ、製品の組立てを うことができるため、液晶モジュール等の 産に適用できるのは勿論のこと、電子機器 るいは機械等の分野おける小物~大物の製品 の組立て、移載、測定、検査等の種々の作業 を施すのに有用である。