一種自動零件裝配機的製作方法
2023-09-12 10:57:00 2
專利名稱：一種自動零件裝配機的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種自動零件裝配機，更具體地說，是關於帶有至少兩個用於將許多不同結構形狀的零件裝配成產品的機器人的一種機器。
日本專利早期公報(KOKAI)No.4-223837揭示了一種已有的自動零件裝配機，它帶有一個機器人和一對操作手，操作手可選擇地連接於機器人，用於進行由工作檯上的夾具夾持著的零件的不同裝配操作。零件是盛放在靠近工作檯設置的託件盤內並由連接於機器人的操作手，拿取傳送給工件臺上的夾具並在其上進行裝配。機器人支承在一機座上，而工作檯可相對於機座和託件盤運動。就是說，工作檯上的夾具是可相對於機座上的機器人運動的，因此夾具可以運動到機器人的夠及範圍以外，以便由除機器人之外的裝具對零件進行工藝處理。
本發明提供一種比上述已有機器有更多的和有用的特點的自動零件裝配機。本發明的這種自動零件裝配機包括一個由一機座支承並可相對於機座運動的工作檯和至少兩個分立的機器人，每一機器人有一可在各自的一工作範圍內運動到所有各處的機械手。兩個機器人以一種有一個公共工作區域的關係而定位，所謂公共工作區域就是兩個機器人各自的工作區域的搭疊部分。工作檯旁安排有零件供給站，用於存放供機器人舒取的零件。有多個可選擇地且可拆卸地連接於機器人的末端操縱器的操作手，用於由機器人取裝零件。公共工作區域內放置有夾具，用於將零件夾穩定位，以便由機器人進行裝配。機器人和工作檯都被控制而協同動作，以便於零件的裝配。這種機器的特點在於，機器人連同操作手和夾具一起都安裝在可運動的工作檯上，各機器人沿工作檯的運動方向間隔地設置，零件供給站也是沿工作檯的運動方向延伸。這樣就使機器人能與夾具和操作手一起相對於零件供給站運動，因此機器人能伸手夠到超出其各自工作區域的一寬闊的範圍，從而能方便而有效地舒取要裝配的適當零件並將其傳送給夾具，以便隨即進行零件的裝配。而且，由於操作手位於可運動的工作檯上，機器人可以一邊相對於零件供給站運動一邊換接操作手，因而，可實現基本上無間斷的零件裝配，此外，還能做到，一個機器人在換接操作手時而另一機器人在取裝零件。
因此，本發明的首要目的是提供一種能夠有效地進行包括拿取零件和換接操作手的零件裝配的自動零件裝配機。
操作手包括使各機器人能相互協作取裝一個零件的組合手。用這種組合手，各機器人很容易互相協作地把零件放入夾具內，也能夠在舒取零件的過程中改變零件的體位。
夾具包括一套不同的夾頭，每一夾頭能將一個零件以不同的體位夾穩。用這樣一些夾頭，機器人可以對零件的不同部位進行工藝處理，這使得能夠進行複雜的零件裝配。
可取的是，夾具安裝在一座板上，座板又可拆卸地安裝於工作檯，因而必要時可以很容易更換不同的夾具。尤其是，當零件需要由機器人以外的一個裝具進行工藝處理時，可以將零件送到對應裝具，就像夾穩在夾具中一樣，在其處進行工藝處理後又可以由機器人把零件拿回來。隨即由機器人進行工藝處理。
而且，夾具有一卡鈕，通過這一卡鈕，夾具可拆卸地連接於機器人的末端操縱器，因此，夾具可被送出工作檯以外，但還是在機器人的工作區域之內，這就便於由除機器人之外的裝具對零件進行工藝處理。
夾具還包括一個卡爪，當夾具被保持連接於機器人時它將零件鎖定在夾具上的一特定位置，而當夾具放置在工作檯上時它放開零件。
在一較佳實施例中，夾具包括一往返夾具，它接納零件並且是可拆卸地連接於機器人的末端操縱器，這樣，零件可以在被接納在往返夾具內的情況下由機器人傳送。這種往返夾具用於將零件傳送出工作檯之外送到上述工作裝具的一部分，用以支承和夾穩零件，以便由該工作裝具對零件進行工藝處理，這就消除了在該工作裝具上設置夾具的必要性。
這種機器的可取之處還在於其包括一個用於接納至少一個操作手的架子。此架子放置在公共工作區域內，所以，任一機器人都可以伸手夠到至少一個操作手。
零件供給站可以在各機器人都能夠及到的一個區域帶有附加的操作手和附加的夾具，所以，機器人可以從更多型式的操作手和夾具中進行選擇。
零件供給站最好圍繞工作檯設置，這樣，機器人可以有更大的能夠及零件的範圍。
機座可以有加長的長度，以加大工作檯的運動行程，這樣，機器人可以有更多的取放零件的機會。
該機器可以以與上述相同的方式包括帶有機器人、夾具和操作手的另一工作檯。
通過以下結合附圖對幾個實施例的詳細描述，本發明的這些和其他優點將變得更加明顯。
圖1是本發明的第一實施例的自動零件裝配機的立體視圖;
圖2是該機器的側視圖;
圖3是該機器的部分前視圖;
圖4是表示該機器的各機器人能伸手夠得到的工作區域的俯視圖;
圖5是表示一操作手的立體視圖，分別示出了從機器人的末端操縱器上脫離開來和裝接在其上的情形;
圖6A、6B、6C和6D分別示出了不同型式的操作手;
圖7是表示可拆地安裝在該機器的一工作檯上的夾具的立體視圖;
圖8A和8B示出了用在該機器中的用於將零件夾持於不同體位的不同型式的夾具;
圖9示出了該機器中用的另一種夾具，分別示出了其放開零件和夾持零件的狀態;
圖10A、10B和10C示出了該機器中用的帶有一往返夾具的又一夾具，分別示出了往返夾具處於脫離於機器人、被機器人抓握、和由機器人傳送的狀態;
圖11是表示該機器中用的各種變型夾具的立體視圖;
圖12是該機器中的一個零件供給站的立體視圖;
圖13是圖12所示之零件供給站的分解立體視圖;
圖14是該零件供給站的局部剖視圖;
圖15是表示該機器中用的一特殊工作裝具的側視圖;
圖16是表示零件供給站和該機器的機座之間的連接的示意圖;
圖17示出了一設計，用於將一個零件由一個機器人傳遞給另一機器人的特定操作手，且在傳遞中倒轉了零件的體位;
圖18示出了兩個機器人協作把由一隻操作手舒著的一個零件與由另一隻操作手舒著的另一個零件組合起來的一種方式;
圖19是表示機器人手臂與裝有操作手的架子協同的操作的俯視圖;
圖20是表示放置在零件供給站上的附加夾具和操作手的俯視圖;
圖21是表示按照上一實施例的一種變型的一類似零件裝配機的俯視圖;
圖22是本發明的第二實施例的自動零件裝配機;
圖23示出了用於將工作檯可移動地支承在機座上的一種改型結構;
圖24示出了用在圖23的結構中的齒條齒輪機構;
圖25和26分別示出了用在圖23的結構中的一種變型的齒輪傳動機構(針條齒輪機構和針輪齒條機構);
圖27示出了表示這種機器之一種控制程序的流程圖;
圖28是表示由機器人和特殊工作裝具相結合對零件進行工藝處理的一個程序的流程圖;
圖29是表示一工作狀態監視程序的流程圖;
圖30是機器人上裝有電視攝像機時這種機器的俯視圖;
圖31是表示用於把電視攝像機裝到機器人上的一種連接方式的前視圖;
圖32和33是分別表示裝有電視攝像機之機器人的操作的示意圖。
參見圖1至3，其中示出了本發明的第一實施例的自動零件裝配機。該機器有一機座10，一矩形的工作檯20支承在其上且可沿其長度方向水平運動。一對機器人30安裝在工作檯20上，沿工作檯的長度方向有一定的間距，用於裝配從許多不同結構形狀的零件中選擇出來的零件1。每一機器人30有一個水平地鉸接的手臂31而有四個自由度。手臂31的自由端裝有一個垂直延伸的末端操縱器32，末端操縱器32有一用於可脫卸地握持一操作手40的夾頭33，操作手40用於抓取並裝配零件1。為適應不同結構形狀的零件，備有多種型式的操作手40，並將它們排列在工作檯20上，以便機器人可以根據要抓取的零件的型式選擇一個適當型式的操作手40。該機器還包括一沿機座10的長度方向設置且帶有多個託件板61的零件供給站60，每一託件板上存放多個同一結構形狀的零件1。由操作手40抓取的零件被送到位於工作檯20上的一夾具50，零件被夾具夾住，以便與另一零件裝配到一起。該機器還包括鄰近機座10的相對兩端設置的特殊工作裝具80，用於執行不行算由機器人30執行的特殊工作，例如擰緊螺釘和壓配某些特定的零件。靠近機座10裝有一控制中心70，它通過連接措施控制機器人30和特殊工作裝具的動作以及工作檯20的移動。
如圖2和3所示，工作檯的底面上有滑軌21，滑軌21與機座10頂面上的導軌11滑動配合。機座10有一進給螺杆12，它由固定於機座10的一電動機驅動而轉動並與工作檯20之底面上的一螺母22嚙合，用於使工作檯20沿機座10的長度方向水平移動。如圖4所示，兩個機器人沿工作檯的移動方向間隔布置成有一公共的工作區域R。它是兩個機器人各自可涉及的工作區域R1和R2的搭疊部分。一套夾具50放置在這一公共工作區域R內，以使兩邊的機器人30能同等地夠及，這從圖4可以看得最清楚。同時，另一方面，兩套操作手40分別放置在工作區域R1和R2內，隔夾具50而相對，其分別僅能由鄰近的那一機器人夠及。從圖中可以看出，工作區域延伸過零件供給站的一部分，這樣，機器人30在隨工作檯移動時可以夠及零件供給站60的大致整個區域，以便從沿工作檯20的移動方向排列的各託件板61上抓取任何所需要的零件1。
如圖5所示，用於可放開地抓握操作手40的自鎖夾頭33固定在末端操縱器32的下端，並且使之能夠垂向地向著末端操縱器在一有限的範圍內移動。為此，夾頭33製成為有一組垂向的銷軸34，這些銷軸伸入固定在末端操縱器32之下端的對應各軸承35內。夾頭33由套裝在軸承35和夾頭33之間的各銷軸上的各彈簧36向下偏壓。銷軸34的上端固定於一止動塊37，止動塊37是靠在軸承35，用於限制夾頭33的向下移動。通過供給到夾頭33的壓縮空氣的作用，夾頭33可以夾緊和放鬆操作手40之頂盤41的中央處的一鎖鈕42。一對從操作手40的頂面突出的定位柱伸入夾頭33上的對應孔(未示)中，用於使操作手相對於夾頭33正確定位。在不使用時，操作手40由一支架44保持在工作檯20的兩個相對的端部。支架44有一對接合於操作手40之頂盤41的圓周的臂45。支架44還有一對片簧46，片簧46壓在圓盤41上，用以穩固地保持住操作手40。為把操作手40連接於機器人30，首先將夾頭33向下落，如圖5中的箭頭所示，使其抓住鎖鈕42，隨後將末端操縱器32水平地移出支架44，如圖5中的另一箭頭所示。為使操作手40脫離機器人30，應按相反的步驟進行。
圖6A至6D示出了為拿裝各種特定型式的零件而設計的幾種型式的操作手40。圖6A所示的操作手40A有一組張閉爪48A，這些爪由通過進氣口供給的壓縮空氣的作用張開和閉合，用於拿裝零件1A。圖6B所示的操作手40B有一用於吸取零件1B的吸頭，該吸頭靠通過真空口49B由連接的一真空源產生的低壓作用而產生吸力。圖6c所示的操作手40c有一被向下偏壓的銷杆48c，用於精確地校正零件的位置。圖6D所示的操作手40D能夠在-90°角範圍內轉動並有一抓手48D，用於抓握零件1D，以便使零件處於水平和垂直方向。用這一操作手40D，兩個相鄰的機器人可以協作在夾具50上方的空中相互傳送零件或組合零件。操作手40A和40B的氣口49A和49B可以通過機器人30的夾頭33內的對應成形的部分連通於一壓縮空氣源或一真空源，或者也可以通過單獨的軟管之類來連通。每一上述操作手都可以由一連裝的電動機來驅動。同樣，夾頭33可以由一電動機來驅動而抓握和放開操作手。
如圖7所示，每一不同型式的夾具50都安裝在一座板51上並且由機器人30連同座板51一起傳送於公共區域和其以外之間，以便能夠在特殊工作裝具80處做特殊的工作。為此，座板51上設有一可從機器人30之夾頭33拆卸的卡鈕52，其連接方式與操作手40的鎖鈕42連接於機器人30的方式一樣。夾具50的結構形狀做成為能接納處於固定方位的對應零件並且有一用於將該零件鎖在一精確位置的卡爪53。例如，用一種型式的夾具50可以將零件1支承於如圖8A所示的正放位置，而用另一種夾具可以將零件1支承於圖8B所示的倒放位置。卡爪53由控制著通過一管路供應的壓縮空氣的作用的電磁閥(未示)操動以鎖住零件以及通過放出壓縮空氣而放開或放鬆零件。管路54有一可從一套節24拆卸的插管55，固定在工作檯20上的一氣缸23可使套節24移動。底板56固定在工作檯20上，用於依靠錐柱57插入座板51兩端的對應孔中可拆卸地安裝座板51。圖9示出了一種帶有夾爪59的夾具50，夾爪59用於在機器人30傳送夾具50時夾持零件1。
如圖10A和10C所示，夾具50可以附加一往返使用的夾具150，往返夾具150可將零件接納在其內並且可從座板51上拆卸的夾具50。往返夾具150的結構形狀做成為適於由一對應的操作手40拿取，以便能在公共工作區域和特殊工作裝具80之間傳送零件1，從而進行在特殊工作裝具80處的特殊工作。藉助於往返夾具150，可以降低對特殊工作裝具80那一側的空間要求。往返夾具150可以帶有一類似的鎖鈕，以便藉以可從操作手40的夾頭拆卸。
如圖11所示，工作檯20可以配有一可拆卸的平臺25，其上裝有多個底板56，每一底板56供安裝夾具50的座板51。在這一情況中，平臺25是依靠工作檯上的錐柱26插入平臺25上的對應孔中而在工作檯20上安裝就位的。平臺25製成為有一個內部裝有一分配器(未示)和電子裝置(未示)的箱子27，分配器用於將通過管路28供來的壓縮空氣分配給插管55A，電子裝置用於操動氣缸23以使插管55A能連接和脫離套節24。電纜29連接於箱子27內的電子裝置，用於控制和監視夾具50的動作。平臺25可以很容易地用帶有不同種類的夾具50的另一平臺來取代，以便增加裝配不同種類的零件的靈活性。
下面參照圖12和13來說明零件供給站60的結構。每一盛放零件1的託件板61都裝在一安裝在一託板63上的託盤62內，託板63藉助角形架64固定在機座10上。角形架64靠錐銷16配合入角形架64上的對應孔中定位於機座10的一側壁15上並且由夾緊把手65來固定。託盤62靠卡鉤66與託板63上的卡塊67相組合被保持在託板63上就位。託件板61上制有許多用於將零件1存放在其內的承件孔68，如圖14所示。
如圖15所示，特殊工作裝具80包括一個例如壓機81的裝置，用於將一個零件壓入由夾具50夾持著的另一個零件。夾具50連同座板51一起由機器人30從公共工作區域R傳送到裝具80的一砧板82上。砧板82的結構形狀如同工作檯20上的底板56，因此，它可從靠錐銷83配合入座板51上的對應孔中可拆卸地使座板51連同夾持著零件1的夾具50定位於其上。在由適當的操作手用往返夾具150在公共工作區域R和裝具80之間傳送零件時，裝具80製成為有一用於可拆卸地接納往返夾具150的特定工位。如圖16所示，裝具80帶有一小車84，小車84可裝拆地裝在機座10的與零件供應站60所在的那一側相對的側壁15上，安裝方式與零件供應站60相同。為了方便而精確地將裝具80連接於機座10，小車84上裝有多個輥子85，這些輥子與從機座10伸出的且有一斜面導端的梁17滾動接觸。
由於夾具50放置在兩個機器人能夠同等地夠及的公共工作區域，工作過程就可以與工作檯20的運動相關連地並行地進行，其中一個機器人執行把零件放入夾具50內，而同時另一機器人進行更換操作手40或拿取另一零件的操作。尤其是，由於託件板61是沿工作檯20的運動方向排列的，任一機器人30都能夠及很寬範圍內的零件，這就使零件的裝配方便了。而且，可以做到一個機器人連續不斷地拿取零件，而同時另一機器人把零件傳送給特殊工作裝具80去進行工藝處理。在像參照圖6D所說明的那樣使用操作手40D時，可以做到，由一個機器人30將零件1遞交給另一機器人30，同時使零件的體位或取向倒轉過來，如圖17所示，或者由兩個機器人30將分別抓握著的零件1裝配到一起，如圖18所示。
如圖19所示，當把一個供操作手40用的架子90置放在公共工作區域R範圍內的工作檯20上和/或零件供給站60上時，所有操作手40都可以暫時地轉移到架子90上，這樣，任一機器人30都可以使用對自己來說是專用的操作手40。再看，如圖20所示，當把附加的操作手40A和夾具50A連同相關的架子90A和座板51A置放在零件供給站60上時，機器人30就可以通過適當地從零件供給站60拿取操作手和夾具放到工作檯20上而具有取裝更多種類的零件的更大靈活性。零件供給站60可以像圖21所示那樣圍繞機座10來布置，以使機器人30能夠夠及供給站60上的更多種類的零件。
圖22示出了本發明之第二實施例的自動零件裝配機，它有一對沿工作檯的運動方向間隔地安裝在一加長的機座10B上的工作檯20B以及設置機座10B的兩端和中間處的三個特殊工作裝具80B。每一工作檯20B都由有導軌11B、傳動螺杆和螺母的傳動機構驅動而運動，這一傳動機構與上述第一實施例中所用的相類似。每一工作檯上裝有一對與上述第一實施例中的結構配置相同的機器人30B。工作檯20B上載有與上述第一實施例中的相同的夾具50B和操作手40B。基本上沿機座10B的全長排列有類似的零件供給站。使其都能由機器人30B夠及。在這一實施例中，位於機座10B中間處的裝具80B可由位於工作檯20B之任一端的機器人30B公共使用。此外，可以通過控制使工作檯20B之任一端的機器人協同工作而將零件、操作手和夾具從一個工作檯傳送到另一工作檯，以連續進行零件的多工序工藝處理。這一實施例中，與上一實施例中的同類的構件以相同的數字標示並加後綴字母B。
圖23和24示出了用在本發明中用於使工作檯20在機座10上運動的另一種傳動機構。這種機構包括一裝在機座10上的齒條18和裝在工作檯20之底部的齒輪19。齒輪19由也是裝在工作檯20上的一電動機驅動。用這種齒條齒輪機構，通過設置加長的齒條，可以很容易地使工作檯20走過延長的長度，此外，圖22的實施例中的兩個工作檯20B可以一起向機座10B的一縱向端部運動。齒輪齒條機構也可以改換成圖25所示的齒輪針條機構或圖26所示的針輪齒條機構。
下面，參照圖27至29來說明這一機器的控制。控制中心負責多任務操作。以執行下列五個程序1)機器人控制程序，2)機器人相互幹擾管理程序，3)機器人順序程序，4)工作檯控制程序，5)故障監督程序。
機器人控制程序規定機器人的操作投入各單獨的動作，這些動作以下列順序分類並描述操作手40的連接;
公共工作區域R之外的運動;
公共工作區域R之外的零件裝配;向公共工作區域R內運動;
公共工作區域R內的零件裝配;
超出公共工作區域R的運動;以及操作手40的脫離。
機器人控制程序還包括用以規定選擇上述各動作中之那一動作的動作輸入;以及用以說明零件供給站60之信息，例如託盤62在供給站60上的排列的零件信息輸入。這些輸入都被放在優先於上述機器人動作的地位。上述程序的順序以一種重複的方式來執行，以進行所要做的需要多級工藝處理的零件裝配。
機器人幹擾管理程序負責監視是否有機器人30中的任一個被定位在公共工作區域R內以及控制機器人工作而不發生兩機器人之間互相干擾。這一程序識別各機器人30的手臂31的角度信息，以給機器人30提供位置數據。在一個機器人被監視到是處於公共工作區域R以外時，該程序就允許另一機器人在公共工作區域內操作。另一方面，在這一機器人是在公共工作區域內時，該程序就禁止另一機器人在公共工作區域內操作。但是，當需要兩個機器人相互協同操作時，該程序對每一機器人監視在公共工作區域內的精確位置，以便考慮操作手40的結構形狀和在用的零件的結構形狀來控制兩機器人30在公共工作區域內的運動，以避免兩者之間的幹擾。
機器人順序程序為機器人規定一個預定的操作順序並且負責控制執行上述機器人控制程序的重複循環。
工作檯控制程序根據機器人控制程序以一適當的定時發出的指令控制工作檯的運動。
故障監督程序監督零件裝配過程中的差錯以停止機器人的操作和/或根據差錯的類型跳轉到一故障退出程序。
上述用於控制由機器人執行的操作的五個程序是與用於控制由特殊工作裝具80執行的操作的一輔助程序相關聯的。為了使由機器人30操作進行的工藝處理和由特殊工作裝具進行的工藝處理能並行地進行，準備了一個把由機器30執行的工藝處理和由特殊工作裝具80進行的工藝處理關聯起來的超控程序。例如，如圖28的右邊所示，超控程序包括四個由工作裝具80執行的特殊工作程序S1至S4和十個由機器人執行的機器人工作程序W1至W10。在圖示的這一特殊工作程序S1至S4與機器人工作程序W1至W10交替的例子中，超控程序構成五個程序單元P1至P2，如圖28的左邊所示，每一單元都以一單個特殊工作程序開始，機器人工作程序跟隨在後，超控程序通過一步一步地執行各程序單元控制著整個零件裝配程序。上述由機器人30執行的機器人工作程序被排成按圖27所示的上述五個程序進行零件裝配。特殊工作程序S1至S4被寫在特殊工作程序和超控程序之間控制工作狀況信號的取出。工作狀況信號包括一個BUSY(在工作)信號、一個READY(作好了)信號和一個WAIT(等待)信號，BUSY信號表示特殊工作裝具80正在工作，READY信號表示特殊工作裝具80已經完成了指定的工藝處理，WAIT信號表示特殊工作程序要求由特殊工作裝具80進行工藝處理。由特殊工作裝具80本身執行的工藝處理按照裝在特殊工作裝具80旁邊的一程序裝置內的一自身程序來進行。應用超控程序通過各獨立的程序單元控制工藝處理，超控程序就可以成功地安排必要的輸入/輸出信號，而不會引起對由各程序單元執行的各步工藝處理的幹擾。
為達到包括特殊工作的有效的工藝處理，超控程序允許各程序單元被安排優先執行。一俟完成執行每一程序單元，超控程序就檢查其餘各程序單元是否需要特殊工作程序。在為完成應由特殊工作裝具80和機器人30進行的預定工藝處理而第一個程序單元已被執行之後，當兩個或多個程序單元之間發生需要特殊工作程序S2至S4的爭奪時，如圖29所示，超控程序將指示優先於其它單元地執行排在最後的那一程序單元，(包括特殊工作程序S4)。就是說，從圖29之右邊的流程圖可以看出，超控程序檢查來自尚未結束的各程序單元(在這一情況中包括特殊工作程序S2至S4)的BUSY、READY和WAIT信號並且若沒收到來自任一其餘程序單元的WAIT信號就允許執行下一個程序單元中的機器人工作程序。在出現了從兩個或多個程序單元收到WAIT信號的爭奪情況時，超控程序就指示執行排在最後的那一程序單元。這樣，萬一特殊工作裝具80之一因故障而暫時地不能工作時就可以有效地使機器人進行操作，從而增加零件裝配的MTBF(平均無故障時間)。
如圖30所示，機器人30除裝有操作手之外還可以帶有一個電視攝像機100，例如一個CCD攝像機，用於監視正在由操作手裝配的零件，其監視方式如圖31所示。在這一情況中，攝像機100藉助一支撐杆101連接在機器人30的手臂31上而不是機器人的末端操縱器32上，支撐杆101可以沿攝像機的光軸方向伸縮，以便於改變攝像機的視野。或者，可以像圖32所示那樣，用包括帶有鎖鈕104的圓盤103和支撐杆105的攝像機支架102把攝像機100直接連接到機器人的末端操縱器32上。圓盤103是靠鎖鈕104嚙合入末端操縱器32而連接在末端操縱器32上，這與操作手40對末端操縱器32的連接是一樣的。而且，支撐杆105可以有一活動關節，以使攝像機100能轉頭，如圖33所示，這樣，攝像機就可以轉到恰當的角度去監視零件1。裝了這樣的攝像機，可以很容易對零件進行裝配前和裝配後檢查，以便由機器人30補償零件定位誤差或有利於裝配差錯的檢測。
權利要求
1.一種自動零件裝配機，它包括一由一機座支承的且可相對於所述機座運動的工作檯；至少兩個分立的機器人，每一機器人有一可運動而達到各自工作區域內任一位置的末端操縱器，所述兩機器人以有一個公共工作區域的關係相互定位，所謂公共工作區域是兩個機器人各自的工作區域的互相搭疊的部分；靠近所述工作檯用來存放準備由所述機器人拾取的零件的零件供給裝置；多個可選擇地且可拆卸地連接於所述機器人的所述末端操縱器的操作手，供所述機器人拿取和裝配所述零件之用；位於所述兩個相鄰機器人的所述公共區域內的夾具裝置，用來夾持準備由所述機器人組裝的所述零件；用於控制所述機器人的操作和使所述工作檯移動的控制裝置；其特徵在於，所述機器人和所述操作手以及所述夾具裝置都安裝在所述可運動的工作檯上，所述機器人沿所述工作檯的運動方向相互隔開，而且其特徵在於，所述零件供給裝置沿所述工作檯的所述運動方向設置。
2.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述操作手包括一種組合手，所述各機器人用這種組合手能夠相互協作地拿取和裝配一個所述零件。
3.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述夾具裝置包括一套不同的夾頭，每一夾頭可將所述零件之一夾穩於不同的體位。
4.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述夾具安裝在一可從所述工作檯拆卸的座板上。
5.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述夾具裝置包括卡鈕裝置，所述夾具裝置用這種卡鈕裝置可拆卸地連接於所述機器人的所述末端操縱器，因此，所述夾具裝置可被傳送出所述工作檯以外但仍在所述機器人的所述工作區域內。
6.如權利要求5所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述夾具裝置包括卡爪裝置，在所述夾具裝置被保持連接於所述機器人時，所述卡爪裝置將所述零件鎖定於所述夾具裝置上的一特定位置，而當所述夾具裝置被擱放在所述工作檯上時，所述卡爪裝置放開所述零件。
7.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述夾具裝置包括一用於接納所述零件的往返夾具，所述往返夾具可拆卸地連接於所述機器人的所述末端操縱器，因此，所述零件可以在被接納在所述往返夾具中的情況下由所述機器人傳送。
8.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，還包括一個用於接納至少一個所述操作手的架子，所述架子放置在所述公共工作區域內，因此，每一機器人可夠及至少一個所述操作手。
9.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述零件供給裝置帶有一附加的操作手和附加的夾具裝置，它們都位於各機器人都能夠及的一個區域。
10.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述零件供給裝置以圍繞所述工作檯的方式設置。
11.一種包括多組如權利要求1所述的所述工作檯、所述機器人、所述零件供給裝置、所述操作手和所述夾具裝置的自動零件裝配機。
12.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述機座有一供延長所述工作檯的可運動行程的加長部分。
13.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述可移動的工作檯由一齒輪齒條機構傳動。
14.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述機座有用於可拆卸地安裝所述零件供給裝置的連接裝置和一個附屬的供零件裝配用的裝具。
15.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述控制裝置通過以下五個程序的並行工藝處理而進行操縱1)機器人控制程序，2)機器人相互幹擾管理程序，3)機器人順序程序，4)工作檯控制程序，以及5)故障監督程序;其特徵在於，所述機器人控制程序規定所述機器人投入各單獨動作的運行，這些動作以下列順序分類並描述所述操作手的連接;在所述公共工作區域以外的運動;在所述公共工作區域以外的零件裝配;向所述公共工作區域內運動;在所述公共工作區域內的零件裝配;超出所述公共工作區域的運動;以及所述操作手的脫離，所述機器人人控制程序還包括一個用於規定選擇以上各動作中的那一個的動作輸入;以及一個用於規定關於所述零件供給裝置的信息的信息輸入;其特徵在於，所述機器人幹擾管理程序監視是否有任一所述機器人被定位在所述公共工作區域內;所述機器人順序程序規定所述機器人的運行順序;所述工作檯控制程序控制著所述工作檯的運動;以及所述故障監督程序監督著零件裝配中的差錯。
16.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述控制裝置實行控制而將所述機器人之一定位於所述公共工作區域以外，而同時將另一機器人定位於所述公共工作區域之內。
17.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，它還包括鄰近所述機器人設置的用以進行不由機器人執行的特殊工作的特殊工作裝具裝置，所述控制裝置實行控制而能實現所述特殊工作裝具和所述機器人的並行工藝處理。
18.如權利要求17所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述控制裝置按照由多個程序單元組成的控制程序運行，每一所述程序單元描述一個發指令指示在所述特殊工作裝具裝置處做所述特殊工作隨後又由所述機器人進行零件裝配的例行程序，所述各程序單元被依序執行以完成零件裝配。
19.如權利要求18所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述控制裝置有一工作狀況監視程序，它監視所述多個特殊工作裝具裝置是否發來一個表明正在等待特殊工作的等待信號，它還對分配給正發出等待信號的那一種所述特殊工作裝具裝置的一特定所述程序單元發出一個按照所述特定程序單元執行特殊工作的控制，所述工作狀況監視程序在收到來自兩個或多個所述特殊工作裝具裝置的等待信號時發出所述控制給分配給在一種預定的執行特殊工作的順序中比其它的排列在較後的那一特殊工作裝具的一個程序單元。
20.如權利要求1所述的自動零件裝配機，其特徵在於，它包括一架用於監視正在被裝配的零件的電視攝像機。
21.如權利要求20所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述電視攝像機安裝在所述機器人的手臂上。
22.如權利要求20所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述電視攝像機可拆卸地安裝於所述機器人。
23.如權利要求20所述的自動零件裝配機，其特徵在於，所述電視攝像機是以可改變視野的方式安裝的。
全文摘要
一種自動零件裝配機有一可相對於機座運動的工作檯和至少兩個各有一末端操縱器的機器人。兩機器人工作區有搭疊而形成一公共工作區。工作檯旁有零件供件裝置。機械手上可選擇地接上不同的操作手以拿取零件。機器人、操作手和夾具都在工作檯上，供件裝置也沿工作檯運動方向設置。機器人可夠及超出其各自工作區的供件裝置上的零件並將其送到夾具去裝配。而且機器人可以一邊換裝操作手一邊相對於供件裝置運動而實現基本上不間斷的零件裝配。
文檔編號B23P21/00GK1108985SQ9411329
公開日1995年9月27日 申請日期1994年12月22日 優先權日1993年12月22日
發明者中谷卓也, 阿部充孝, 堂埜茂, 浦野洋二 申請人:松下電工株式會社