特開 2024-166168 ピックアンドプレースステーションにおいてコンポーネントフィーダを交換するためのハンドリングデバイスおよびロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024166168

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】ピックアンドプレースステーションにおいてコンポーネントフィーダを交換するためのハンドリングデバイスおよびロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/02 20060101AFI20241121BHJP

   H05K 13/00 20060101ALI20241121BHJP

   B25J 5/00 20060101ALI20241121BHJP

   B25J 9/02 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

H05K13/02 Z

H05K13/00 Z

B25J5/00 A

B25J9/02 B

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024080189

(22)【出願日】2024-05-16

(31)【優先権主張番号】10 2023 113 078.1

(32)【優先日】2023-05-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】514076766

【氏名又は名称】エーエスエムピーティー・ゲーエムベーハー・ウント・コ・カーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】クリストフ・フィッシャー

(72)【発明者】

【氏名】ヨハネス・ユスティンガー

(72)【発明者】

【氏名】ミン・チェン・リム

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアン・マック

(72)【発明者】

【氏名】マティアス・ミックシュ

(72)【発明者】

【氏名】ヴィンツェント・プファイファー

(72)【発明者】

【氏名】ヨウ・ジアン・テオ

【テーマコード（参考）】

3C707

5E353

【Ｆターム（参考）】

3C707AS05

3C707BS02

3C707CS08

3C707DS01

3C707WA16

5E353HH11

5E353HH25

5E353NN18

5E353QQ05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】自動ピックアンドプレース機のフィードトラック上でのコンポーネントフィーダの自動交換を行うためのハンドリングシステムを提供する。
【解決手段】電子コンポーネントとともにコンポーネントキャリアを組み立てるためのピックアンドプレースステーションにおいてコンポーネントフィーダを自動的に交換するためのハンドリングデバイス（１００）が説明されている。第１の結合要素は、第１のアクチュエータが作動させられたときに第１のコンポーネントフィーダ（１９０ａ）に結合するように構成され、第２の結合要素は、第２のアクチュエータが作動させられたときに第２のコンポーネントフィーダ（１９０ｂ）と結合するように構成される。さらに、そのようなハンドリングデバイス（１００）を備えるロボットシステムが説明されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子コンポーネントをコンポーネントキャリア上に自動的に載置するためのピックアンドプレースステーション（４０００）においてコンポーネントフィーダ（３９０）を自動的に交換するためのハンドリングデバイス（１００）であって、
シャーシ（１１０）と、
前記シャーシ（１１０）に取り付けられた固定駆動コンポーネント（１２２）およびｙ方向に沿って空間的に位置決めされ得る可動駆動コンポーネント（１２６）を有する駆動装置（１２０）と、
前記可動駆動コンポーネント（１２６）に取り付けられ、第１の結合要素（２３４）と第１のアクチュエータ（２３２）とを備える第１の結合デバイス（１３０ａ）と、
第２の結合デバイス（１３０ｂ）であって、前記可動駆動コンポーネント（１２６）に取り付けられ、第２の結合要素（２３４）と第２のアクチュエータ（２３２）とを備える第２の結合デバイス（１３０ｂ）と、
前記第１のアクチュエータ（２３２）を個別に作動させ、前記第２のアクチュエータ（２３２）を個別に作動させるように構成された制御デバイス（１０２）と
を備え、
前記第１の結合要素（２３４）は、前記第１のアクチュエータ（２３２）が作動させられたときに第１のコンポーネントフィーダ（１９０ａ）に結合するように配置構成され、
前記第２の結合要素（２３４）は、前記第２のアクチュエータ（２３２）が作動させられたときに第２のコンポーネントフィーダ（１９０ｂ）と結合するように配置構成される、
ハンドリングデバイス（１００）。

【請求項2】

前記第１の結合要素は、前記第１のアクチュエータ（２３２）によって前記第１のコンポーネントフィーダ（１９０ａ）上の補完的な第１の係合要素と係合されるように構成された第１の係合要素（２３４）を含み、
前記第２の結合要素は、前記第２のアクチュエータ（２３２）によって前記第２のコンポーネントフィーダ（１９０ｂ）上の補完的な第２の係合要素と係合されるように構成された第２の係合要素（２３４）を含む、請求項１に記載のハンドリングデバイス（１００）。

【請求項3】

前記結合デバイス（１３０ａ、１３０ｂ）は、ｘ方向に沿って互いに隣り合って配置構成され、前記ｘ方向は角度を付けられ、特にｙ方向に対して垂直である、請求項１に記載のハンドリングデバイス（１００）。

【請求項4】

前記駆動装置は、前記固定駆動コンポーネントおよび前記可動駆動コンポーネントとともに、伸縮システムを形成する可動中間コンポーネントをさらに備える、請求項１に記載のハンドリングデバイス。

【請求項5】

前記第１の結合デバイスは、前記第１の結合要素から前記ｙ方向に沿って空間的に離間されたさらなる第１の結合要素をさらに備え、前記さらなる第１の結合要素は、（ｉ）前記第１のアクチュエータの作動時に、または（ｉｉ）前記第１の結合デバイスのさらなる第１のアクチュエータの作動時に前記第１のコンポーネントフィーダと結合するように構成され、および／または、
前記第２の結合デバイスは、前記第２の結合要素から前記ｙ方向に沿って空間的に離間されたさらなる第２の結合要素をさらに備え、前記さらなる第２の結合要素は、（ｉ）前記第２のアクチュエータの作動時に、または（ｉｉ）前記第２の結合デバイスのさらなる第２のアクチュエータの作動時に前記第２のコンポーネントフィーダに結合するように構成される、請求項１に記載のハンドリングデバイス。

【請求項6】

第３の結合デバイス（１３０ｃ）であって、前記可動駆動コンポーネント（１２６）に取り付けられ、第３の結合要素（２３４）と第３のアクチュエータ（２３２）とを備える、第３の結合デバイス（１３０ｃ）をさらに備え、
制御デバイス（１０２）は、前記第３のアクチュエータ（２３２）を個別に作動させるようにさらに構成され、
前記第３の結合要素（２３４）は、前記第３のアクチュエータ（２３２）の作動時に第３のコンポーネントフィーダ（１９０ｃ）に結合するように構成される、請求項１に記載のハンドリングデバイス（１００）。

【請求項7】

前記第１のコンポーネントフィーダ（１９０ａ）および／または前記第２のコンポーネントフィーダ（１９０ｂ）を支持するための支持構造（３４０）をさらに備える、請求項１に記載のハンドリングデバイス（１００）。

【請求項8】

無人輸送車両（３６０）と、
前記無人輸送車両（３６０）に取り付けられた機械的支持構造（３７０）と、
前記支持構造（３７０）に取り付けられた、請求項１から７のいずれか一項に記載のハンドリングデバイス（１００）と
を含む、ロボットシステム（３５０）。

【請求項9】

前記機械的支持構造（３７０）に取り付けられた固定垂直駆動コンポーネント（３８２）と、垂直ｚ方向に沿って前記固定垂直駆動コンポーネント（３８２）に関して相対的に変位可能である前記ハンドリングデバイス（１００）に取り付けられた可動垂直駆動コンポーネント（３８６）とを有する垂直駆動装置（３８０）をさらに備える、請求項８に記載のロボットシステム（３５０）。

【請求項10】

前記垂直駆動装置（３８０）は、電動式垂直駆動コンポーネント（３８４）をさらに備え、
前記可動垂直駆動コンポーネント（３８６）は、前記可動垂直駆動コンポーネント（３８６）が前記電動式垂直駆動コンポーネント（３８４）に結合される際に介する結合構造（３８７）を備える、請求項８に記載のロボットシステム（３５０）。

【請求項11】

前記結合構造は、少なくとも１つの支持ロッドおよび／または少なくとも１つの牽引ケーブル（３８７）を備える、請求項１０に記載のロボットシステム（３５０）。

【請求項12】

位置決めデバイス（３１５）であって、前記ハンドリングデバイス（１００）の前記シャーシ（１１０）に直接的にまたは間接的に取り付けられ、前記ハンドリングデバイス（１００）がピックアンドプレースステーション（４０００）に関して正しく位置決めされたときに前記ピックアンドプレースステーション（４０００）の補完的位置決めデバイスと相互作用するように設計されている位置決めデバイス（３１５）をさらに備える、請求項８に記載のロボットシステム（３５０）。

【請求項13】

前記位置決めデバイス（３１５）および前記補完的位置決めデバイスは、前記ハンドリングデバイス（１００）が正しく位置決めされたときに互いに機械的に接触しおよび／または係合する機械的位置決め要素（３１５ａ、３１５ｂ、４３１５ａ、４３１５ｂ）を備える、請求項１２に記載のロボットシステム（３５０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に、載置技術（ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）の技術分野に関する。より具体的には、本発明は、ピックアンドプレースステーション（ｐｉｃｋ ａｎｄ ｐｌａｃｅ ｓｔａｔｉｏｎ）においてコンポーネントフィーダ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｅｅｄｅｒ）を交換するためのハンドリングデバイス（ｈａｎｄｌｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）、およびそのようなハンドリングデバイスを備えるロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

プリント基板または基材などのコンポーネントキャリア（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃａｒｒｉｅｒ）には、ピックアンドプレース機を使用して電子コンポーネントが装着される。ピックアンドプレース機は、（ｉ）コンポーネントフィーダのピックアップ位置で電子コンポーネントをピックアップし、（ｉｉ）載置されるべきコンポーネントキャリアが配置されるピックアンドプレース機の載置領域内で電子コンポーネントを輸送し、（ｉｉｉ）ピックアップされたコンポーネントを所定の載置位置でコンポーネントキャリア上に載置する載置ヘッド（ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｈｅａｄ）を有する。

【0003】

ピックアンドプレース機は、１つまたは複数のピックアンドプレースステーションを有することができ、それによりピックアンドプレースステーションは、典型的には、載置ヘッドと、載置ヘッドを位置決めするためのガントリーシステムさらにはいくつかのコンポーネントフィードトラックを有する。コンポーネントフィーダが、各コンポーネントフィードトラックに取り付けられ、これを用いて特定のタイプのコンポーネントが各場合において載置プロセスに供給される。

【0004】

ピックアンドプレース機の動作が可能な限り中断されないことを確実にするために、各コンポーネントフィードトラックに対して十分な量の電子コンポーネントが常に利用可能であることが確実にされなければならない。現在、フィードトラックへのコンポーネントの連続供給は、電子コンポーネントが包装されたコンポーネントベルトのいわゆるスプライシングを伴う。スプライシングプロセスにおいて、コンポーネントの取り外しに起因してへたりかけているコンポーネントベルトの端部は、接続要素を用いて新しいコンポーネントベルトの始端部に接続される。そのようなスプライシングは、典型的には、オペレータによって手作業で実行される。

【0005】

フィードトラックへのコンポーネントの「後続配送」を自動化するために、コンポーネントフィードトラック上に新しいコンポーネントベルトを供給する（そしてスプライシングプロセスを用いてそれを「古い」コンポーネントベルトに接続する）ことのみでないことが知られている。その代わりに、「古いコンポーネントフィーダ」全体も「古い」または少なくとも部分的に「使用済み」のコンポーネントベルトとともに、「新しい」または少なくとも部分的に「未使用」のコンポーネントベルトとともに「新しいコンポーネントフィーダ」と交換され得る。

【0006】

この交換プロセスを確実に実行できるようにするために、ベルトリールに巻かれたコンポーネントベルトを収容するハウジングを備えたコンポーネントフィーダが提案されている。ピックアンドプレース機のコンポーネントフィードトラックでのコンポーネント補充プロセスは、次いで、コンポーネントフィーダ全体を関連するフィードトラックのところで直接的に自動交換することによって実行される。自動交換は、ロボットまたは自動ハンドリングデバイスを用いて実行され、これにより「使用済み」または「古い」コンポーネントフィーダが関連するフィードトラックから取り除かれ、次いで「未使用」または「新しい」コンポーネントフィーダが関連するフィードトラック上に載置される。

【0007】

コンポーネントフィーダ全体を自動的に交換する基本的な考え方は、特許文献１において説明されている。この文献は、（ｉ）コンポーネントフィーダを自動的に輸送するため、および（ｉｉ）コンポーネントフィーダを自動的にハンドリングするための、無人輸送車両（自動誘導車両、ＡＧＶ）とそれに取り付けられるハンドリングデバイスを備えた無人輸送およびハンドリングシステムを開示している。ハンドリングは、コンポーネントフィーダの保管庫からのコンポーネントフィーダの自動取り出しと、保管庫内へのコンポーネントフィーダの自動保管とを含む。説明されているハンドリングシステムの機械的または構造的設計の詳細は、特許文献１では開示されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】国際公開第ＷＯ２０２２ ２３００５４ Ａ１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、複数のコンポーネントフィーダの迅速な交換を可能にするが、単純で費用効果の高い方式で実装され得る、自動ピックアンドプレース機のフィードトラック上でのコンポーネントフィーダの自動交換を行うためのハンドリングシステムを製作するという課題に基づいている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この目的は、独立請求項の主題によって達成される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項において説明されている。

【0011】

本発明の第１の態様によれば、電子コンポーネントをコンポーネントキャリア上に自動的に載置するためのピックアンドプレースステーションにおいてコンポーネントフィーダを自動的に交換するためのハンドリングデバイスが説明される。説明されているハンドリングデバイスは、（ａ）シャーシと、（ｂ）シャーシに取り付けられた固定駆動コンポーネントおよびｙ方向に沿って空間的に位置決めされ得る駆動コンポーネントを有する駆動装置と、（ｃ）可動駆動コンポーネントに取り付けられ、第１の結合要素と第１のアクチュエータとを有する第１の結合デバイスと、（ｄ）第２の結合デバイスであって、これもまた可動駆動コンポーネントに取り付けられ、第２の結合要素と第２のアクチュエータとを有する第２の結合デバイスと、（ｅ）第１のアクチュエータを個別に作動させ、第２のアクチュエータを個別に作動させるように構成された制御デバイスとを有する。本発明によれば、第１の結合要素は、第１のアクチュエータが作動されたときに第１のコンポーネントフィーダと結合するように配置構成される。さらに、第２の結合要素は、第２のアクチュエータが作動されたときに第２のコンポーネントフィーダと結合するようにセットアップされる。

【0012】

本明細書で言及されているｙ方向は、交換されるべきコンポーネントフィーダの移動の「主」方向を表す。これは、「古い」コンポーネントフィーダはｙ方向に沿ってピックアンドプレースステーションから取り外され、「新しい」コンポーネントフィーダはこのｙ方向に沿って（反対方向に）ピックアンドプレースステーションに運ばれる。

【0013】

説明されたハンドリングデバイスは、複数の少なくとも２つのコンポーネントフィーダのハンドリングも、少なくとも１つのコンポーネントフィーダの交換の一部として単一の駆動装置によって実行され得るという洞察に基づいており、これは、交換に関わるコンポーネントフィーダを、（ｉ）ピックアンドプレースステーションから離れるまたはピックアンドプレースステーションに割り当てられたコンポーネントフィードシステムから離れる取り外し方向に沿って、および（ｉｉ）ピックアンドプレースステーションに向かうまたはコンポーネントフィーダに向かう挿入方向に沿って移動する役割を果たす。挿入方向は、前記ｙ方向と平行であり、取り外し方向は前記ｙ方向と反平行である。

【0014】

本発明によれば、説明されているハンドリングデバイスに対して、ただ１つのｙ駆動装置で十分であるが、それは、コンポーネントフィーダの自動交換のために知られているハンドリングデバイスにおいて必要とされる少なくとも１つのさらなるｙ駆動装置の代わりに、正確にこのコンポーネントフィーダのために個別に提供される結合デバイスが、ハンドリングされるべき各コンポーネントフィーダについて提供されるからである。その結果、正確にこのコンポーネントフィーダは、対応する個々のアクティブ化後に可動駆動コンポーネントに結合され、必要ならば、これもまた結合されている１つまたは複数の他のコンポーネントフィーダとともにｙ駆動装置によって移動される。２つまたはそれ以上のコンポーネントフィーダが交換される動作状態では、２つまたはそれ以上の「古い」コンポーネントフィーダは、ピックアンドプレースステーションから、またはピックアンドプレースステーションに割り当てられたコンポーネントフィードシステムから同時に取り外され得る。同じことが、当然、「新しい」コンポーネントフィーダの追加にも当てはまる。このことは、いくつかのコンポーネントフィーダが同時に交換され得、したがって、コンポーネントフィーダが順次交換される、すなわち、１つのコンポーネントフィーダが他のコンポーネントフィーダの後に交換されるのと比べて時間の面でかなり有利であり、このことは、関連するピックアンドプレースステーションの生産性を向上させる上で有益に利用され得る。

【0015】

本発明によれば、このように説明されたハンドリングデバイスは、さらなるｙ駆動装置無しで済む。その結果、説明されているハンドリングデバイスを費用効果の高い方式で構築することが可能になる。

【0016】

説明されている駆動装置は、（正確には）線形駆動装置であるか、または線形駆動装置を含む。しかしながら、本発明によれば、駆動装置は移動の少なくとも１つのさらなる自由度を有するか、または移動のこのさらなる自由度に沿って可動駆動コンポーネントを駆動することも排除されない。また、駆動装置は、移動の異なる方向に割り当てられた複数の「副駆動装置」を備えることもできる。

【0017】

前述の２つの駆動コンポーネント、すなわち固定駆動コンポーネントと可動駆動コンポーネントに加えて、駆動装置は電動式駆動コンポーネントも有することができ、この電動式駆動コンポーネントは、適切に制御されたときにすべての結合デバイスの自動関節運動を確実にする。電動式駆動コンポーネントは、たとえば電気モーター、特に電気リニアモーターとすることができる。

【0018】

２つの結合要素は、それぞれの結合デバイスと、関連するコンポーネントフィーダとの間に直接的または間接的な機械的結合を確立するのに適している、任意の好適な空間的物理的構造を有することができる。代替的に、または組み合わせて、２つの結合要素は、また、それぞれの結合デバイスと、関連するコンポーネントフィーダとの間に磁気結合を確立するものとしてよい。そのような磁気結合は、少なくとも２つの位置の間で機械的に調整され得る磁気結合要素を用いて、および／または、アクティブ化され得る電磁石を介して達成され得る。

【0019】

本発明の例示的な一実施形態によれば、第１の結合要素は、第１のアクチュエータによって第１のコンポーネントフィーダ上の補完的な第１の係合要素と係合するように構成された第１の係合要素を有する。さらに、第２の結合要素は、第２のアクチュエータによって第２のコンポーネントフィーダ上の補完的な第２の係合要素と係合するように構成された第２の係合要素を有する。

【0020】

この例示的な実施形態で説明される係合要素を介した機械的結合は、設計に関して特に単純で、また費用効果の高い方式により実装され得るが、それでもなおしかるべく作動されたときに関わっているコンポーネント間の信頼できる結合を確実にすることができる。

【0021】

機械的結合に関わる係合要素は、機械的接合を用いて信頼できる機械的結合を確立するのに適している任意の幾何学的構造を有することができる。そのような係合では、どの係合要素が他の係合要素と係合するか、または他の係合要素を貫通するかは問題ではない。これは、第１／第２の係合要素が、たとえば突起部を有し、開口部に貫入するか、補完的な第１／第２の係合要素のエッジなどの、別の構造の背後に係合するかは問題ではないことを意味する。突起部は、補完的な第１／第２の係合要素に関連付けられてもよく、開口部またはエッジは、第１／第２の係合要素に関連付けられてもよい。

【0022】

本発明のさらなる例示的な一実施形態によれば、結合方向は、ｘ方向に沿って互いに隣り合って配置構成され、ｘ方向は、ｙ方向に対してある角度を成す、特に垂直である。これは、第１の結合方向、第２の結合方向、および場合によってはさらなる結合デバイスを空間的にコンパクトに配置構成することを可能にする。したがって、ハンドリングデバイス全体も、少なくともｙ方向に沿って、有利な方式でコンパクト設計の範囲内において構築され得る。

【0023】

本発明のさらなる例示的な一実施形態によれば、駆動装置は、固定駆動コンポーネントおよび可動駆動コンポーネントとともに伸縮システムを形成する可動中間コンポーネントをさらに備える。

【0024】

（普通の）駆動装置の説明されている伸縮できる実施形態は、可動駆動コンポーネントによってカバーされる距離の有利な延長をもたらすことができる。特に、（ｙ方向に沿った）この距離は、ｙ方向に沿ったハンドリングデバイス全体の空間的寸法よりも長いものとしてよい。

【0025】

伸縮システムは、多種多様な方法で実装され得る。例として、ここでは、ベルト、歯車、および／またはスピンドル駆動機構が言及されている。

【0026】

本発明のさらなる例示的な一実施形態によれば、第１の結合デバイスは、第１の結合要素からｙ方向に沿って空間的に離間されるさらなる第１の結合要素をさらに備え、さらなる第１の結合要素は、（ｉ）第１のアクチュエータの作動時に、または（ｉｉ）第１の結合デバイスのさらなる第１のアクチュエータの作動時に第１のコンポーネントフィーダと結合するように構成される。代替的に、または組み合わせて、第２の結合デバイスは、第２の結合要素からｙ方向に沿って空間的に離間されているさらなる第２の結合要素をさらに備え、さらなる第２の結合要素は、（ｉ）第２のアクチュエータの作動時に、または（ｉｉ）第２の結合デバイスのさらなる第２のアクチュエータの作動時に第２のコンポーネントフィーダと結合するように構成される。

【0027】

説明されているさらなる第１の結合要素は、可動駆動コンポーネントに取り付けられた第１のアクチュエータおよび任意選択でさらなる第１のアクチュエータが変位されるときに、第１の結合要素が、第１のコンポーネントフィーダの第１の変位セクション全体の第１の部分セクションに沿って第１のコンポーネントフィーダを変位させる役割を果たすように第１の結合要素と協働することができる。次いで、第２の結合要素は、第１のコンポーネントフィーダの第１の変位セクション全体のさらに第１の部分セクションに沿って第１のコンポーネントフィーダを変位させる役割を果たす。この２つの部分セクションは、一定の重なりを有し、これは、第１のコンポーネントフィーダが第１の変位セクション全体に沿って所定の位置にあるときに第１の結合要素およびさらなる第１の補完的部分が再係合されることを可能にする。たとえば、コンポーネントフィーダが第１の結合要素と結合されている第１の部分セクションに沿って可動駆動コンポーネントによって変位した後にコンポーネントフィーダが所定の位置に達するとすぐに、第１の結合要素とのこの結合は解除される。次いで、第１の結合要素は両方とも、さらなる第１の結合要素が第１のコンポーネントフィーダと結合することができるように（駆動装置の可動駆動コンポーネントによって）変位させられる。さらなる第１の補完的部分が第１のコンポーネントフィーダと結合した後に、第１の結合要素は両方とも、第１のコンポーネントフィーダがさらなる第１の部分セクションをカバーするように再び変位される。

【0028】

第１の結合要素とさらなる第１の結合要素との間の上で説明されている再係合は、当然ながら、第２のコンポーネントフィーダに関しても対応する方法で適用される。この場合、第２のコンポーネントフィーダは、最初に、第２の結合要素に結合されるときにｙ方向に沿って第２の変位セクション全体の第２の部分セクションに沿ってその第２の変位セクション全体に沿って変位される。第２の結合要素からさらなる第２の結合要素への再係合の後、第２のコンポーネントフィーダは、次いで、さらなる第２の補完部分に結合されたときに第２の変位セクション全体のさらなる第２の部分セクションに沿って移動される。

【0029】

ここで、関連する結合要素と関連するさらなる結合要素との間の説明されている再係合は、関連するコンポーネントフィーダが（ｉ）ピックアンドプレースステーションから、またはピックアンドプレースステーションに関連付けられたコンポーネントフィードシステムから離れる取り外し方向に沿って、および（ｉｉ）ピックアンドプレースステーションに向かう、またはコンポーネントフィードシステムに向かう挿入方向に沿って移動されるときに行われ得、またほとんどの用途において行われることが強調されている。

【0030】

ここで説明されている再係合は、関連するコンポーネントフィーダがカバーすることができる全変位セクションが著しく長くされ、特に、可動駆動コンポーネントが移動する距離よりも最大２倍長くできるという利点を有する。特に、（ｙ方向に沿った）この変位セクションは、ｙ方向に沿ったハンドリングデバイス全体の空間的寸法よりも長いものとしてよい。

【0031】

本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ハンドリングデバイスは、第３の結合デバイスをさらに備え、これは、可動駆動コンポーネントにも取り付けられ、第３の結合要素および第３のアクチュエータを備える。この例示的な実施形態では、制御デバイスは、第３のアクチュエータを個別に作動させるようにも構成されている。さらに、第３の結合要素は、第３のアクチュエータが作動されたときに第３のコンポーネントフィーダと結合するように構成される。

【0032】

第３の結合デバイスを有するここで説明されている実施形態は、２つだけでなく３つのコンポーネントフィーダが同時にハンドリングされ得るという利点を有する。これは、交換プロセス全体が迅速に実行され、それにより多数のコンポーネントキャリアの組み立て中の望ましくない非生産的なダウンタイムを短縮することができるようにコンポーネントフィーダを交換するときの効率を高めることができる。

【0033】

最大の対応する数のコンポーネントフィーダが同時にハンドリングされ得るように、ハンドリングデバイスが３つよりも多い、たとえば４個、６個、１０個、またはそれ以上の結合デバイスを有する実施形態もあることに留意されたい。この文脈において、２つのコンポーネントフィーダが、典型的には、関わっており、コンポーネントフィーダを交換するときに処理されなければならないことに留意されたい。一方のコンポーネントフィーダは、「古いコンポーネントフィーダ」であり、これはピックアンドプレースステーションまたはピックアンドプレースステーションに割り当てられたコンポーネントフィードシステムから取り外される。他方のコンポーネントフィーダは、「新しいコンポーネントフィーダ」であり、これはピックアンドプレースステーションまたはピックアンドプレースステーションに割り当てられたコンポーネントフィードシステムに追加される。

【0034】

本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ハンドリングデバイスは、第１のコンポーネントフィーダおよび／または第２のコンポーネントフィーダおよび／または第３のコンポーネントフィーダを支持するための支持構造をさらに備える。説明されている支持構造は、コンポーネントフィーダがその上に載ることを可能にする任意の形状または幾何学的形状を有することができる。これは、それぞれのコンポーネントフィーダの高さ位置が正確に定められることを意味する。このことは、少なくとも、コンポーネントフィーダがハンドリングデバイスによって保持されるか、またはハンドリングデバイスによってハンドリングされるときに適用される。支持構造は、たとえば支持テーブルとすることができるが、この支持テーブルが平坦な表面を有することは絶対に必要というわけではない。

【0035】

特に、コンポーネントフィーダは、ｙ方向に支持構造の表面に沿って移動され得る。こうすることで、関連するコンポーネントフィーダは摺動するか、またはこの表面に沿って摺動することができる。ガイド構造、たとえばレールは、ｙ方向に沿って正確に定められた変位経路に沿って関連するコンポーネントフィーダを移動させるために必要な場合に使用され得る。好ましくは摩耗の少ないプーリーまたは他の摩擦低減材料も、関連するコンポーネントフィーダと支持構造との間の摩擦を低減するために使用され得る。

【0036】

説明されている支持構造は、前述のシャーシのコンポーネントであってよい。代替的に、または組み合わせて、支持構造は、また、空間的に固定された方式で、このシャーシに直接的にまたは間接的に接続され得る。

【0037】

本発明のさらなる態様によれば、ロボットシステムが説明され、これは（ａ）無人輸送車両と、（ｂ）無人輸送車両に取り付けられた機械的支持構造と、（ｃ）上で説明されているタイプのハンドリングデバイスとを備え、ハンドリングデバイスは、機械的支持構造に（直接的にまたは間接的に）取り付けられる。

【0038】

説明されているロボットシステムは、上で説明されているハンドリングデバイスが無人輸送車両に取り付けられ、これは、無人輸送車両が床表面上で移動され得るすべての空間方向に沿ってハンドリングデバイスを単純な方式で位置決めすることを可能にするという洞察に基づいている。特に、ハンドリングデバイスは、したがって、ピックアンドプレース機の様々なフィードトラックが配置構成されるｘ方向に沿って平行に位置決めされ得る。このようにして、ハンドリングデバイスの好適なｘ方向位置決めは、正確に実際に交換されるべき「古い」コンポーネントフィーダが所定の結合デバイスで取り外されることを確実にすることができる。「古い」コンポーネントフィーダを取り外した後、ハンドリングデバイスは、「古い」コンポーネントフィーダが以前にまだ存在していたピックアンドプレースステーションまたはピックアンドプレースステーションに割り当てられたコンポーネントフィードシステムのフィードトラックに、「新しい」コンポーネントフィーダが正確に追加されるように、ｘ方向に沿って移動され得る。

【0039】

無人輸送車両は、また、必要に応じて、説明されているハンドリングデバイスを工場ホールの床面に平行に位置決めするために使用され得る。この目的のためには、無人輸送車両が工場ホールのそれぞれの位置まで駆動されるだけでよい。特に、１つまたは複数の「新しい」コンポーネントフィーダを一時保管場所から取り出し、コンポーネントフィーダが交換されるべきピックアンドプレースステーションへ移送することが可能である。この交換の間、一時保管場所から取り出された「新しい」コンポーネントフィーダは、次いで、関連するピックアンドプレースステーションまたは関連するピックアンドプレースステーションに割り当てられたコンポーネントフィーダに配置された「古い」コンポーネントフィーダシステムを置き換える。

【0040】

無人輸送車両は、従来の輸送車両であってもよく、これは様々な他の用途にも使用できる。これは、市販のコンポーネントが。説明されているロボットシステムを実装するために使用され得ることを意味する。したがって、無人輸送車両の用途特有の開発は必要なく、説明されているロボットシステムは、比較的安価に実装され得る。

【0041】

本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ロボットシステムは、また、機械的支持構造に取り付けられた固定垂直駆動コンポーネントと、垂直ｚ方向に沿って固定垂直駆動コンポーネントに関して相対的に変位可能である、ハンドリングデバイスに取り付けられた可動垂直駆動コンポーネントとを備える垂直駆動装置を有する。

【0042】

説明されている垂直駆動装置は、ハンドリングデバイス、およびしたがってハンドリングデバイスによってハンドリングされるコンポーネントフィーダも所定の高さまで持ち上げられ、その高さで、コンポーネントフィーダは、次いで、単にｙ方向に沿って関わっているコンポーネントフィーダの水平移動によって交換され得るという利点を有する。したがって、説明されているハンドリングデバイスは、関わっているコンポーネントフィーダの移動の１自由度、すなわちｙ方向に沿った変位をアクティブ化するだけでよい。その結果、ハンドリングデバイスは、機械的に単純で、費用効果の高い方式で実装され得る。コンポーネントフィーダの交換に必要な移動の他の自由度は、無人輸送車両によって提供され得る。

【0043】

いくつかの実施形態において、ロボットシステムは、それにもかかわらず、説明されているハンドリングデバイスを、前記ｙ方向に対して垂直である（水平な）ｘ方向に沿って無人輸送車両に関して相対的に移動するように構成されているさらなる駆動装置を有する。ｘ方向に沿った移動のこの自由度に沿ったハンドリングデバイスの移動は、次いで、場合によっては、このさらなる駆動装置の作動とこのｘ方向に沿った無人輸送車両の移動との組み合わせによっても実装され得る。

【0044】

本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、垂直駆動装置は、また、電動式垂直駆動コンポーネントを有する。さらに、この実施形態では、可動垂直駆動コンポーネントは、可動垂直駆動コンポーネントが電動式垂直駆動コンポーネントに結合される結合構造を有する。

【0045】

電動式垂直駆動コンポーネントは、電動式垂直駆動コンポーネントがしかるべく制御されるときにハンドリングデバイスの高さ位置が自動的に変更できるという利点を有する。オペレータによる手動介入は、したがって、高さ位置を変更するために必要でなく、コンポーネントフィーダを交換するプロセス全体が、容易に自動化され得る。電動式垂直駆動コンポーネントは、回転モーターまたは電気モーターの形態の電気モーターとすることができる。

【0046】

本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、結合構造は、少なくとも１本の支持ロッドおよび／または少なくとも１本の牽引ケーブルを備える。これは、可動垂直駆動コンポーネントを電動式垂直駆動コンポーネントに特に単純な機械的方式で接続することを可能な限り有利にする。単純な機械的接続は、（ｉ）電動式垂直駆動コンポーネント、（ｉｉ）可動垂直駆動コンポーネント、したがってハンドリングデバイスそれ自体も、互いに独立してスイッチを切ることができるという利点を有する。これは、ロボットシステム全体の設計実装における自由度を高める。

【0047】

支持ロッドは、単純で信頼性の高い方式で可動垂直駆動コンポーネントを下から支持するために使用され得る。この場合、電動式垂直駆動コンポーネントは、特に、可動垂直駆動コンポーネントより下に配置され得る。牽引ケーブルは、可動垂直駆動コンポーネントを上方から保持するために使用され得る。この場合、電動式垂直駆動コンポーネントは、特に、可動垂直駆動コンポーネントより上に配置される。代替的に、牽引ケーブルは、プーリーを介して偏向させることもでき、この場合、電動式垂直駆動コンポーネントは可動垂直駆動コンポーネントより下に配置され得る。牽引ケーブルの場合、特に、垂直ガイド構造もいぜんとして設けられてよく、これは、ハンドリングデバイスの正確な垂直変位を容易に確実にすることができる。

【0048】

本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、ロボットシステムは、また、ハンドリングデバイスのシャーシに直接的にまたは間接的に取り付けられ、ハンドリングデバイスがピックアンドプレースステーションに関して（および／またはピックアンドプレースステーションのコンポーネントフィードシステムに関して）正しく位置決めされたときにピックアンドプレースステーション（および／またはピックアンドプレースステーションのコンポーネントフィードシステム）の補完的位置決めデバイスと（のみ）相互作用するように設計されている位置決めデバイスを有する。これは、コンポーネントフィーダが交換される前であっても、ハンドリングデバイスが有利な方式で正しく位置決めされることを可能にする。これは、そのような交換の信頼性の高い実行を確実にすることに対して重要な寄与をする。特に、たとえば、ｙ方向に沿った関連するコンポーネントフィーダの直線的な詰まりの際に関連するコンポーネントフィーダの変位は確実に防止され得る。

【0049】

位置決めデバイスと補完的位置決めデバイスとの間の相互作用は、どのような性質のものであってもよい。このいくつかの例は、電気的、磁気的、および光学的相互作用である。すべての変更形態について、多数の好適な電子、磁気、光学、光電子コンポーネントが市販されており、これらは、説明されている位置決めデバイスおよび／または説明されている補完的位置決めデバイスの好適な実装のために当業者によって使用され得る。

【0050】

好ましい例示的な実施形態において、説明されている位置決めデバイスは、上で説明されているハンドリングデバイスの支持構造に取り付けられる。

【0051】

位置決めデバイスおよび補完的位置決めデバイスの両方を含む、説明されている位置決めシステムは、無人輸送車両による位置決めおよび上で説明されている電動式垂直駆動コンポーネントによる位置決めの両方に使用され得ることに留意されたい。もちろん、説明されている位置決めシステムは、ロボットシステムのこれらのコンポーネントの移動のそれぞれの自由度に関して適切に設計されなければならない。

【0052】

本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、位置決めデバイスおよび補完的位置決めデバイスは、ハンドリングデバイスが正しく位置決めされたときに互いに機械的に接触しおよび／または係合する機械的位置決め要素を有する。

【0053】

位置決めデバイス（および補完的位置決めデバイス）の少なくとも部分的な機械的実装形態は、交換のためのハンドリングデバイスの正しい位置決めを確実にする特に単純であるが効果的な方法を表すことができる。機械的相互作用は、単に、ハンドリングデバイスの特定の移動の終わりをマークする機械的停止であり得る。これは、たとえば、無人輸送車両によって引き起こされるｙ方向に沿った移動に対して有用であり得、したがって、ロボットシステムは、コンポーネントフィーダが交換される前にｙ方向に沿ってピックアンドプレースステーション（またはピックアンドプレースステーションのコンポーネントフィードシステム）に対して正しい距離に位置決めされる。

【0054】

しかしながら、機械的相互作用は、センタリング効果も有することができる。これは、ハンドリングデバイスの位置決めの際に位置決めデバイスの一部が摺動し、それによって所定の位置に置かれる少なくとも１つの好適な傾斜面を有する補完的位置決めデバイスによって容易に実装され得る。代替的にまたは組み合わせて、説明されているロボットシステムの位置決めデバイスは、また、少なくとも１つのそのような傾斜面を有することができる。このようなセンタリングは、たとえば、説明されているロボットシステムの移動中または少なくともｙ方向に沿ったハンドリングデバイスの移動中に行われ、ｙ方向に垂直な方向に関連することができる。

【0055】

本発明のさらなる利点および特徴は、現在好ましい実施形態の以下の例示的な説明に示されている。

【図面の簡単な説明】

【0056】

【図1】１回の操作で４個のコンポーネントフィーダがハンドリングされ得るように、４個の結合デバイスが取り付けられている可動駆動コンポーネントを有するハンドリングデバイスの平面図である。

【図2】１０個のコンポーネントフィーダをハンドリングするためのハンドリングデバイスの結合デバイスの細部を示す斜視図である。

【図3】本発明の例示的な一実施形態によるロボットシステムを示す図である。

【図4A】「古い」コンポーネントフィーダと「新しい」コンポーネントフィーダとの交換に関わる様々なステップを例示する図である。

【図4B】「古い」コンポーネントフィーダと「新しい」コンポーネントフィーダとの交換に関わる様々なステップを例示する図である。

【図4C】「古い」コンポーネントフィーダと「新しい」コンポーネントフィーダとの交換に関わる様々なステップを例示する図である。

【図4D】「古い」コンポーネントフィーダと「新しい」コンポーネントフィーダとの交換に関わる様々なステップを例示する図である。

【図4E】「古い」コンポーネントフィーダと「新しい」コンポーネントフィーダとの交換に関わる様々なステップを例示する図である。

【図4F】「古い」コンポーネントフィーダと「新しい」コンポーネントフィーダとの交換に関わる様々なステップを例示する図である。

【図4G】「古い」コンポーネントフィーダと「新しい」コンポーネントフィーダとの交換に関わる様々なステップを例示する図である。

【図4H】「古い」コンポーネントフィーダと「新しい」コンポーネントフィーダとの交換に関わる様々なステップを例示する図である。

【図4I】「古い」コンポーネントフィーダと「新しい」コンポーネントフィーダとの交換に関わる様々なステップを例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0057】

以下の詳細な説明において、別の実施形態の対応する特徴またはコンポーネントと同一であるか、もしくは少なくとも機能的に同一である異なる実施形態の特徴もしくはコンポーネントは、同じ参照番号、または対応する同一もしくは少なくとも機能的に同一の特徴もしくはコンポーネントの参照記号の下２桁が同一である参照番号を付されることが指摘される。不必要な繰り返しを避けるため、先に説明されている実施形態に基づきすでに説明されている特徴またはコンポーネントについては、以降の時点ではもはや詳細に説明されない。

【0058】

さらに、以下で説明される実施形態は、本発明の実施形態の可能な変更形態の限定された選択を表すに過ぎないことに留意されたい。特に、個別の実施形態の特徴を好適な方式で組み合わせることが可能であり、したがって、多数の異なる実施形態は、本明細書において明示的に説明されている実施形態とともに当業者にとっては明白に開示されているものとしてみなされ得る。

【0059】

また、「前」および「後」、「上」および「下」、「左」および「右」などの空間的用語は、図に例示されるように、ある要素と他の要素との関係を記述するために、または他の要素を記述するために使用されることに留意されたい。したがって、これらの空間的用語は、図に示されているアライメントとは異なるアライメントに適用されることがある。しかしながら、そのような空間的用語はすべて、説明の便宜のために図面に示されているアライメントを指しており、各場合において図示されているデバイス、コンポーネントなどは、使用時に図面に示されている配向と異なり得る配向を想定しているので、必ずしも限定するものではないことは理解されたい。

【0060】

図１は、本発明の例示的な一実施形態によるハンドリングデバイス１００の平面図を示している。ここに図示されているハンドリングデバイス１００は、ハンドリングデバイス１００のフレーム構造としても機能する、シャーシ１１０を有し、このシャーシ１１０には、これもまた図示されていないハンドリングデバイスの様々なコンポーネントが取り付けられている。さらに、ハンドリングデバイス１００は、シャーシ１１０に取り付けられた固定駆動コンポーネント１２２および可動駆動コンポーネント１２６を有する駆動装置１２０を有する。電動式駆動コンポーネント１２４が、２つの駆動コンポーネント１２２と１２６との間に配置されており、これは、しかるべく作動されたときに、可動駆動コンポーネント１２６は移動の方向１２６ａに沿ってシャーシ１１０に関して相対的に移動されることを確実にする。移動の方向１２６ａはｙ方向と平行である。対応するデカルト座標系が図１の右下に示されている。

【0061】

可動駆動コンポーネント１２６は、本明細書ではグリッパーとも称されるが、それは、以下で詳細に説明されるように、個別のコンポーネントフィーダを選択的に把持し、ｙ軸に沿って（図１の左に）移動するように設計されているからである。

【0062】

図１を見るとわかるように、ここで示されている例示的な実施形態によれば、第１の結合デバイス１３０ａ、第２の結合デバイス１３０ｂ、第３の結合デバイス１３０ｃ、および第４の結合デバイス１３０ｄの４個の結合デバイスが、可動駆動コンポーネントにまたはグリッパー１２６に取り付けられている。結合デバイス１３０ａから１３０ｄは各々、アクチュエータおよび結合要素を有するが、これらは図１には示されていない。

【0063】

ハンドリングデバイス１００は、制御デバイス１０２をさらに備え、これは、電動式駆動コンポーネント１２４と４つの結合デバイス１３０ａから１３０ｄの両方に通信可能に接続されている。対応する通信信号を介して、制御デバイス１０２は、ハンドリングデバイス１００の動作を、少なくともここで説明されている実施形態に不可欠な電動式コンポーネントに関して、すなわち駆動装置１２０の電動式駆動コンポーネント１２４および４つの結合デバイス１３０ａから１３０ｄに関して制御する。

【0064】

図示されていない、４つの結合デバイス１３０ａから１３０ｄの結合要素は、それぞれ割り当てられたアクチュエータが作動されたときに、それぞれのコンポーネントフィーダが、それぞれの結合デバイスと接触しているか、または接触できることを条件として、可動駆動コンポーネント１２６と機械的に接続されるように設計されている。この接続または結合は、ハンドリングデバイス１００の動作状態において図１に示されており、この状態では、４つのコンポーネントフィーダが可動駆動コンポーネントまたはグリッパー１２６に接続されている。具体的には、ここに示されている動作状態では、第１のコンポーネントフィーダ１９０ａが、第１の結合デバイス１３０ａを介してグリッパー１２６に結合されている。さらに、図１を見るとわかるように、第２のコンポーネントフィーダ１９０ｂが、第２の結合デバイス１３０ｂを介してグリッパー１２６に接続され、第３のコンポーネントフィーダ１９０ｃが第３の結合デバイス１３０ｃを介してグリッパー１２６に接続されている。ここに示す動作状態によれば、第４の結合デバイス１３０ｄにはコンポーネントフィーダは接続されていない。各場合における１つのコンポーネントフィーダと１つの結合デバイスとの間の結合インターフェースは、図１に参照番号１３１で示されている。

【0065】

図１は、グリッパー１２６がシャーシ１１０に関して引込み状態にある動作状態におけるハンドリングデバイスを示している。図１において、これは、グリッパー１２６がその右端位置にあることを意味する。以前は、グリッパー１２６は、固定駆動コンポーネント１２２までの距離が図１に比べて著しく大きい、伸長位置にあった。この伸長位置では、４つの結合デバイス１３０ａから１３０ｄは各々、これもまた図示されていないピックアンドプレースステーションのコンポーネントフィードシステム内に配置されている、コンポーネントフィーダ（図示せず）と接触しているか、少なくとも機械的に接触可能であった。グリッパー１２６を移動してその引込み状態に戻す前に、３つの結合デバイス１３０ａ、１３０ｂ、および１３０ｃのみがアクティブ化され、それにより、３つの「古い」コンポーネントフィーダ１９０ａ、１９０ｂ、および１９０ｃのみが、グリッパー１２６をその引込み状態に戻す経路上のコンポーネントフィーダから「連れて行かれる」か、または取り除かれた。こうして解放されたフィードトラックは、次いで、「新しい」コンポーネントフィーダで満たされ得る。

【0066】

図２は、最大１０個のコンポーネントフィーダ（図示せず）をハンドリングするためのハンドリングデバイスの結合デバイスの細部を示す斜視図である。可動駆動コンポーネントまたはグリッパー１２６は、本明細書において説明されている本発明にとってそれ以上の意味を持たない多数の技術的詳細とともに図示されている。ここに示されている例示的な実施形態によれば、様々な結合デバイス、ここでは１０個のデバイスが、組み合わされて、参照番号２３０を付された結合システムを形成する。

【0067】

結合システム２３０は、合計１０個の結合デバイスが収容されるハウジング２３１を有する。それらの合計１０個のアクチュエータ２３２は、ｘ方向に平行な列に沿って配置構成される。結合要素２３４が、アクチュエータ２３２の各々の下方に配置されている。それらの下側の前領域において、結合要素２３４は、各々陥凹部２３４ａを有し、これはそれぞれのコンポーネントフィーダ（図示せず）内の補完的係合構造と機械的に係合させられ得る。この機械的係合は、それぞれの関連付けられたアクチュエータ２３２による作動を介して行われる。

【0068】

図３は、本発明の例示的な一実施形態によるロボットシステム３５０を示している。ロボットシステム３５０は、無人輸送車両３６０を有する。無人輸送車両３６０の下側には、無人輸送車両３６０が任意の空間方向に沿って、たとえば工場のフロア上を移動することができる知られている方式の複数の車輪３６２がある。たとえば、無人輸送車両３６０は、ロボットシステム３５０全体を、コンポーネントフィーダ用の一時保管場所から少なくとも１つのコンポーネントフィーダが置き換えられるピックアンドプレースステーションまで移動し、一時保管場所に戻すことができる。

【0069】

ここに示されている例示的な実施形態によれば、機械的支持構造３７０が、無人輸送車両３６０から上方に延在する。機械的支持構造３７０は、ロボットシステム３５０の、いくつかは図示されていない、多数のパーツが取り付けられるフレーム構造を表す。

【0070】

ロボットシステム３５０は、コンポーネントフィーダを自動的に交換するための上で説明されているハンドリングデバイスをさらに備える。ここで示されている側面図（図面平面はｙ方向および垂直ｚ方向に広がる）では、単一の係合コンポーネントフィーダ３９０および対応する結合デバイス３３０のみが認識され得る。特に、この図では、可動駆動コンポーネントまたはグリッパー１２６上にそのような結合デバイス３３０がいくつかあり、その各々がコンポーネントフィーダ３９０をグリッパー１２６に機械的に接続するように構成されていることは見てもわからない。

【0071】

取り付けられている結合デバイス３３０とともにここに示されているグリッパー１２６に加えて、ハンドリングデバイスは、支持テーブルとして設計された支持構造３４０を有する。支持テーブル３４０およびグリッパー１２６は、図示されていないが、空間的に固定された方式で互いに接続されている。コンポーネントフィーダ３９０は、ロボットシステム３５０またはハンドリングデバイスの動作中に支持構造３４０の表面上でｙ方向に沿って変位される。このプロセスにおいて、関連するコンポーネントフィーダ３９０は、この表面に沿って摺動するか、または滑動する。ここに示されている例示的な実施形態によれば、レールによって実装される、図示されていないガイド構造が、ｙ方向に沿って正確に定められた変位経路に沿って、関連するコンポーネントフィーダ３９０を変位させるために使用される。

【0072】

図３に示されているロボットシステム３５０は、垂直駆動装置３８０も有する。ここに示されている例示的な実施形態によれば、垂直駆動装置３８０は、機械的支持構造３７０に取り付けられた固定垂直駆動コンポーネント３８２と、ハンドリングデバイスに取り付けられた可動垂直駆動コンポーネント３８６とを備え、これは垂直ｚ方向に沿って固定垂直駆動コンポーネント３８２に関して相対的に変位可能である。図３を見るとわかるように、可動垂直駆動コンポーネント３８６は、マルチピースであり、支持テーブル３４０に接続されるか、または支持テーブル３４０に埋め込まれる複数の取付けブロックを含む。

【0073】

垂直駆動装置３８０は、電動式垂直駆動コンポーネント３８４をさらに備える。ここで示されている例示的な実施形態によれば、この電動式垂直駆動コンポーネント３８４は、電気モーターＭであり、これは複数のプーリー３８５を有し、その各々に牽引ケーブル３８７が巻かれる。図３の側面図では、合計４つのプーリー３８５および関連付けられている牽引ケーブル３８７のうち２つしか見えない。実際には、ここに示されている例示的な実施形態において正確に４本の牽引ケーブル３８７があり、その各々が支持テーブル３４０を１つのコーナーで保持している。

【0074】

電動式垂直駆動コンポーネント３８４の好適な制御、たとえば図１に示されている制御デバイス１０２による制御によって、支持テーブル３４０の高さ位置、したがってハンドリングデバイス全体の高さ位置は、この高さ位置が、関連するコンポーネントフィーダ３９０がｙ方向に沿った純粋に直線的な移動によってピックアンドプレースステーションのコンポーネントフィードシステムに移送される高さ位置に正確に対応するように設定され得る。同じことが、「古い」コンポーネントフィーダ３９０をピックアンドプレースステーションから、またはそのコンポーネントフィードシステムからハンドリングデバイスへ移送することにも当てはまる。

【0075】

図３を見るとわかるように、ロボットシステム３５０は、位置決めデバイス３１５も有しており、これは支持テーブル３４０に取り付けられるか、または支持テーブル３４０上に形成される。位置決めデバイス３１５は、ハンドリングデバイスが、図示されていないピックアンドプレースステーションに関して、またはより正確には、これもまた図示されていないピックアンドプレースステーションのコンポーネントフィードシステムに関して、正しく位置決めされたときに、ピックアンドプレースステーションまたはコンポーネントフィードシステムの補完的位置決めデバイスと（のみ）相互作用するように設計される。これは、「古い」コンポーネントフィーダを「新しい」コンポーネントフィーダと確実に交換するためのハンドリングデバイスの正しい位置決めを確実にする。

【0076】

ここに示されている例示的な実施形態によれば、位置決めデバイス３１５は、係合要素３１５ａおよび停止要素３１５ｂとを備えている。ロボットシステム３５０が正しく位置決めされたときに、これらは、ピックアンドプレースステーションまたはそのコンポーネントフィードシステムの側において対応する補完的係合要素または対応する補完的停止要素と係合するか、または機械的に接触する。これらの補完的要素の例示的な実施形態は、図４ａから図４ｉに示されており、これらの図を参照しつつ簡単に説明されている。

【0077】

図４ａから図４ｉは、「古い」コンポーネントフィーダ４１９０ａと「新しい」コンポーネントフィーダ４１９０ｂとの交換に関わる様々なステップを例示している。これらすべての図において、「古い」コンポーネントフィーダ４１９０ａが取り外され、「新しい」コンポーネントフィーダ４１９０ｂが挿入されるピックアンドプレースステーションは、参照番号４０００によって識別される。

【0078】

ピックアンドプレースステーション４０００は、図示されていないコンポーネントキャリアのための輸送デバイス４０１０を有する。組み立てられるべきコンポーネントキャリアは、知られている方式で輸送デバイス４０１０を用いてピックアンドプレースステーション４０００の載置領域に移動され、少なくとも部分的に組み立てられたコンポーネントキャリアは、同様に知られている方式で輸送デバイス４０１０を用いてこの組み立て領域から出される。コンポーネントキャリアは、ｙ方向およびｚ方向に広がる、図面平面に垂直である、ｘ方向に沿って輸送される。

【0079】

ピックアンドプレースステーション４０００は、すでに上で述べたコンポーネントフィードシステムを備えている。これは、各場合においてコンポーネントフィーダを受けるためのいくつかのフィードトラック４０２０を備える。図４ａから図４ｉの断面図では、各場合において１つのフィードトラック４０２０のみが見える。

【0080】

ピックアンドプレースステーション４０００、またはより正確にはそのコンポーネントフィードシステムは、すでに上で説明されている補完的位置決めデバイスの要素を有する。これらの要素は、補完的係合要素４３１５ａおよび補完的停止要素４３１５ｂである。

【0081】

「古い」コンポーネントフィーダ４１９０ａの「新しい」コンポーネントフィーダ４１９０ｂとの交換は、ロボットシステムがピックアンドプレースステーション４０００に向かって移動させられることから始まる。この「アプローチ」の最終状態が図４ａに示されている。

【0082】

次いで、ロボットシステム３５０の垂直駆動装置３８０がアクティブ化され、支持テーブル３４０は下げられ、ロボットシステム３５０の係合要素３１５ａはピックアンドプレースステーション４０００の補完的係合要素４３１５ａと係合する。下げられた状態は、図４ｂに示されている。この下げられた状態では、ロボットシステム３５０の停止要素３１５ｂは、ピックアンドプレースステーション４０００の補完的停止要素４３１５ｂと接触している。２つの係合要素３１５ａと４３１５ａとの間のここで示されている機械的接触、および２つの停止要素３１５ｂと４３１５ｂとの間の機械的接触は、ｙ方向に沿った、また図面平面に垂直なｘ方向に沿った、ピックアンドプレースステーションに関するロボットシステム３５０の正しい位置決めを確実にする。２つの係合要素３１５ａと４３１５ａとの間の係合は、ハンドリングデバイスまたはハンドリングデバイスの支持テーブル３４０の正しい高さ位置決めも確実にする。

【0083】

図４ｃに示されている、次のステップにおいて、グリッパー１２６は、（すべての結合デバイス３３０とともに）ハンドリングデバイスから出される。図４ｃの断面図では、ここでもまた、１つの結合デバイス３３０のみが見える。これは、図示されていない「その」アクチュエータによってアクティブ化され、これは「古い」コンポーネントフィーダ４１９０ａを係合し、それによってそれをグリッパー１２６に接続する。

【0084】

次いで、図４ｄに示されているように、グリッパー１２６は、その引込み位置に戻され、「古い」コンポーネントフィーダ４１９０ａは、ハンドリングデバイスに引き込まれる。図４ｄにおいて、「古い」コンポーネントフィーダ４１９０ａは、「新しい」コンポーネントフィーダ４１９０ｂの後ろに配置され、したがって、この図４ｄではもはや見えない。

【0085】

次いで、ロボットシステム３５０は、「新しい」コンポーネントフィーダ４１９０ｂが、次に、「古い」コンポーネントフィーダ４１９０ａの代わりにフィードトラック４０２０とアライメントされるまで、ｘ方向に沿って図面平面からわずかな距離だけ移動される。ロボットシステム３５０のこの「サイドステップ」は、図４ｅおよび図４ｆに示されている。これらの２つの図は、各々、（ｉ）ピックアンドプレースステーション４０００（輸送デバイス４０１０の両側に２つのコンポーネントフィードシステム４１９５を有する）、ならびに（ｉｉ）関係するコンポーネントフィーダ４１９０ａおよび４１９０ｂが平面図に示されている頂面図を示している。ここで、コンポーネントキャリアの輸送方向は、矢印「Ｔ」で示されている。

【0086】

この「サイドステップ」の後、「新しい」コンポーネントフィーダ４１９０ｂに割り当てられている結合デバイス３３０は、最初にアクティブ化される。次いで、グリッパー１２６が再び外へ出され、「新しい」コンポーネントフィーダ４１９０ｂがピックアンドプレースステーション４０００またはそのコンポーネントフィードシステム内に挿入される。この状態は、図４ｇに示されている。

【0087】

次のステップで、「新しい」コンポーネントフィーダ４１９０ｂとその関連付けられている結合デバイス３３０との間の結合が解除され、グリッパー１２６は、その初期位置に戻される。この状態は、図４ｈに示されている。

【0088】

「古い」コンポーネントフィーダ４１９０ａが、図示されていない一時保管場所に戻され得る前に、ロボットシステム３５０とピックアンドプレースステーション４０００との間の機械的結合は外されなければならない。この目的のために、支持テーブル３４０は、垂直駆動装置３８０をしかるべくアクティブ化することによって持ち上げられ、それにより、特にロボットシステム３５０の係合要素３１５ａとピックアンドプレースステーション４０００の補完的係合要素４３１５ａとの間の係合を解除する。この結合解除状態は、図４ｉに示されている。

【0089】

「有する」という言い回しは、他の要素を排除するものではなく、「１つ」という言い回しまたは英語原文中の可算名詞単数形は、複数を排除するものではないことに留意されたい。異なる例示的な実施形態に関連して説明されている、要素は、組み合わせることもできる。請求項中の参照符号は、請求項の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことにも留意されたい。

【符号の説明】

【0090】

１００ ハンドリングデバイス
１０２ 制御デバイス
１１０ シャーシ
１２０ 駆動装置
１２２ 固定駆動コンポーネント
１２４ 電動式駆動コンポーネント
１２６ 可動駆動コンポーネント／グリッパー
１２６ａ 移動の方向
１３０ａ 第１の結合デバイス
１３０ｂ 第２の結合デバイス
１３０ｃ 第３の結合デバイス
１３０ｄ 第４の結合デバイス
１３１ 結合インターフェース
１９０ａ 第１のコンポーネントフィーダ
１９０ｂ 第２のコンポーネントフィーダ
１９０ｃ 第３のコンポーネントフィーダ
２３０ 結合システム
２３１ 結合ハウジング
２３２ アクチュエータ
２３４ 結合要素
２３４ａ 陥凹部
３１５ 位置決めデバイス
３１５ａ 係合要素
３１５ｂ 停止要素
３３０ 結合デバイス
３４０ 支持構造／支持テーブル
３５０ ロボットシステム
３６０ 無人輸送車両
３６２ 車輪
３７０ 機械的支持構造
３８０ 垂直駆動装置
３８２ 固定垂直駆動コンポーネント
３８４ 電動式垂直駆動コンポーネント
３８５ プーリー
３８６ 可動垂直駆動コンポーネント
３８７ 結合構造／牽引ケーブル
３９０ コンポーネントフィーダ
４０００ ピックアンドプレースステーション
４０１０ コンポーネントキャリアのための輸送デバイス
４０２０ フィードトラック
４１９０ａ 「古い」コンポーネントフィーダ
４１９０ｂ 「新しい」コンポーネントフィーダ
４１９５ コンポーネントフィードシステム
４３１５ａ 補完的係合要素
４３１５ｂ 補完的停止要素
Ｔ コンポーネントキャリアの輸送方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図4G】

【図4H】

【図4I】

【外国語明細書】