JP2007038334A - ワーク治具装置及びワーク支持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの搬入・搬出を併せて行うことと、該ワーク治具装置に作業者の作業姿勢を調節する機能を備えるワーク治具装置を提供する。
【解決手段】ワークＷと相対的に位置固定されるハンド１２と、ハンド１２を端部に接続したアームとからなる単数又は複数の支持ロボット１１で、ワーク治具装置１０を構成し、ワーク治具装置１０にワークＷを装着する装着ポジションから、ツール９にてワークＷに加工を施す加工ポジションへワークＷを搬入するワーク搬入機能と、加工ポジションから、ワーク治具装置１０よりワークＷを取り外す解放ポジションへワークＷを搬出するワーク搬出機能と、装着ポジションにおいて作業者の体格に応じてワークの高さ位置を変化させる作業高さ調節機能と、加工ポジションにおいてツール９による加工動作に応じてワークを姿勢変更させる姿勢変更機能を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗装手段や溶接手段などの各種ツールにて、ワークに加工を施すために、該ワークを加工ポジションに保持するワーク治具装置及びこれを用いたワーク支持方法に関する。

従来、ライン生産工場などにおいて、ワークに溶接や塗装などの加工を施す際に、ワークを加工ポジションにて位置姿勢変化可能に保持するワーク治具装置と、溶接ガンや塗装ガンなどのツールを位置姿勢変化可能に保持するツール取扱装置が、使用される。ワーク治具装置と、ツール取扱装置とは、ツールでワークに作業を施す際、ワークの位置姿勢の変化に連動してツールが位置姿勢を変化させるように制御され、ワークの所望の位置にツールにより作業が施される。

例えば、特許文献１では、ツール取扱装置によるツールの位置・姿勢の変化に対応して、アームとハンドとを備えたロボットであるワーク取扱装置（ワーク治具装置）にて、ワークの位置姿勢を変化させる技術が開示されており、ワーク取扱装置による『ワークの位置姿勢』の変化と、ツール取扱装置による『ツールの位置姿勢』の変化とを連動させて教示する際の教示制御に関する発明が、公開されている。

また、従来、作業者の体格や作業姿勢、或いは、作業内容に応じてワークの高さや向き、傾きを調整できる作業台が、機器の組立作業に使用される。このような作業台として、例えば、特許文献２おいて、ワークを直接又は治具を用いて固定できるテーブルと、該テーブルの傾きを変化させる手段と、テーブルを昇降させ旋回させる手段とを備えた作業台に関する発明が、公開されている。
特開平６−１９８５８４号公報 特開平８−２１６０６２号公報

生産工場のラインなどにおいては、上記のようにツールによってワークに作業を施す前に、ライン上を搬送されているワークを加工ポジションに搬入する搬入装置と、ワークに作業を施したのち、ワークを再びライン上に搬出する搬出装置とが、備えられる。また、搬入装置からワーク治具装置へのワークの受け渡しや、該ワーク治具装置から搬出装置への受け渡しは、別の専用装置が用いられたり、人手により行われたりすることが、一般的である。つまり、加工ポジションへの搬入、加工、加工ポジションからの搬出の各工程は、それぞれ専用の別体の装置により行われていた。
これは、ワークを姿勢変更や移動させるためには、スライドや、回転等の機構が必要となり、一台の装置で実現しようとすると、装置が複雑・巨大化することが想定されるため、専用装置とすることで各専用装置のコストの低減を図ることができると考えられていたからである。

また、作業者がワークに対して作業を行うときのワークの姿勢（位置・高さ・傾き）を適切なものとすることは、作業者の作業環境を整え、作業効率や安全性を高める上で、重要である。上記背景技術に記載のように、組立作業に用いられる作業台においては、長時間連続して作業を行うために、作業者の体格等に合わせて作業位置を調整することが為されているが、例えば、ワーク治具装置にワークを装着する場合などは、連続する一作業時間が短いことや、装置構成や制御が煩雑になるなどの理由から、作業者の体格等に合わせた作業位置の調整は行われていなかった。

そこで、本発明では、ツールでワークに加工を施す際に使用するワークの治具として機能するワーク治具装置で、ワークの搬入・搬出など、従来別の装置にて行われていた作業をも併せて行うことを提案し、併せて、このワーク治具装置に作業者の作業姿勢を調節する機能を備えることを提案する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、ワークにツールで加工を施すために使用するワーク治具装置であって、前記ワーク治具装置は、ワークの位置決めを行う位置決め基準部と、該位置決め基準部の位置および姿勢を変化させる位置決め基準移動機構とを備えており、前記位置決め基準移動機構は、加工を施すワークの種類および加工状態に応じて前記位置決め基準部の位置および姿勢を変化させるものである。

請求項２においては、前記ワーク治具装置においては、位置決め基準移動機構により位置決め基準部の位置および姿勢を変化させることにより、前記ワーク治具装置にワークを装着する装着ポジションから前記ツールにてワークに加工を施す加工ポジションへワークを搬入し、前記加工ポジションから前記ワーク治具装置よりワークを取り外す解放ポジションへワークを搬出し、前記装着ポジションにおいて、ワークの高さ位置をワークの装着作業を行う作業者に応じて変化させ、前記加工ポジションにおいて、前記ツールによる加工動作に応じてワークの位置や姿勢を変化させるものである。

請求項３においては、前記ワーク治具装置を、位置決め基準部となるハンドと、該ハンドに接続され、前記位置決め基準移動機構となる姿勢変形可能なアームとから成る、単数又は複数のロボットで構成したものである。

請求項４においては、ワークの位置決めを行う位置決め基準部と、該位置決め基準部の位置および姿勢を変化させる位置決め基準移動機構とを備え、ワークにツールで加工を施すために使用するワーク治具装置におけるワーク支持方法であって、位置決め基準移動機構により、加工を施すワークの種類および加工状態に応じて前記位置決め基準部の位置および姿勢を変化させるものである。

請求項５においては、前記位置決め基準移動機構により位置決め基準部の位置および姿勢を変化させることにより、前記ワーク治具装置にワークを装着する装着ポジションから、前記ツールにてワークに加工を施す加工ポジションへ、ワークを搬入する過程と、前記加工ポジションにおいて、前記ツールによる加工動作に応じてワークの位置や姿勢を変化させる過程と、前記加工ポジションから、前記ワーク治具装置よりワークを取り外す解放ポジションへ、ワークを搬出する過程とを、実行するものである。

請求項６においては、前記搬入過程において、ワークの高さ位置を、ワークの装着ポジションへの装着作業を行う作業者に応じて変化させるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、ワーク治具装置における位置決め基準部の位置・姿勢の変化によって、位置決め基準部にて支持されるワークの支持点（ワークが支持されている点）の位置・姿勢を変化させて、ワークの移動や姿勢を変化させることができる。また、ワークの違いによるワークの支持点の調整を、ワーク治具装置の位置決め基準移動機構の設定を変更することによって実現できる。

請求項２においては、ワークの加工ポジションへの搬入、搬出をも併せてワーク治具装置で行うので、ワーク搬入のための別途独立した移送装置や、ワーク搬出のための別途独立した跳ね出し装置や搬送機構等が不要となる。
また、ワークをワーク治具装置に装着する装着ポジションから、加工ポジションまで、ワークを移動させるので、装着ポジションと加工ポジションとを離間することができ、装着ポジションで作業する作業者の安全性の向上を図ることができる。
さらに、ワークをワーク治具装置に装着する際に、作業者の体格に応じて作業位置が変更されるので、作業者の作業環境を整え、作業効率を高めることができる。

請求項３においては、支持ロボットは、ワークの位置決め基準部として機能するハンドの位置及び姿勢を変化させることができるので、ワークの基準位置であるワーク基準点を移動させて、ワークを加工ポジションへ搬入したり、該加工ポジションから搬出したりできる。また、加工ポジションにおいて、ツールの動作に併せてワークを姿勢変更させることができる。

請求項４においては、ワーク治具装置における位置決め基準部の位置・姿勢の変化によって、位置決め基準部にて支持されるワークの支持点（ワークが支持されている点）の位置・姿勢を変化させて、ワークの移動や姿勢を変化させることができる。また、ワークの違いによるワークの支持点の調整を、ワーク治具装置の位置決め基準移動機構の設定を変更することによって実現できる。

請求項５においては、ワークの加工ポジションへの搬入、搬出をも併せてワーク治具装置で行うので、ワーク搬入のための別途独立した移送装置や、ワーク搬出のための別途独立した跳ね出し装置や搬送機構等が不要となる。
また、ワークをワーク治具に装着する装着ポジションから、加工ポジションまで、ワークを移動させるので、装着ポジションと加工ポジションとを離間することができ、作業者の安全性の向上を図ることができる。

請求項６においては、ワークをワーク治具装置に装着する際に、作業者の体格に応じて作業位置が変更されるので、作業者の作業環境を整え、作業効率を高めることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１はワークが加工ポジションにある場合のワーク治具装置の様子を示す図、図２は支持ロボットの構造を示す図、図３はワーク治具装置の制御ブロック図である。図４はワーク形状に応じてハンドの作業位置を変更するワーク治具装置を説明する図である。
図５はワーク治具装置に保持されたワークの加工の流れを説明する図、図６はワーク治具装置の制御の流れを説明する図である。
図７はワークが装着ポジションにある場合のワーク治具装置の様子を示す図、図８はワーク治具装置の作業高さ位置調節機構を説明する図、図９はツールでの加工に応じてワークの姿勢を変化させるワーク治具装置を説明する図、図１０はワークが解放ポジションにある場合のワーク治具装置の様子を示す図である。

まず、本発明の実施例に係るワーク治具装置１０について説明する。
図１に示すように、ワーク治具装置１０は、ツール９でワークＷに加工を施す際に、該ワークＷを加工ポジションＴで保持しながら、ツール９の動作に応じてワークＷを姿勢変化させる、ワークＷの加工用治具として機能する装置である。
なお、前記『加工ポジションＴ』とは、ツール９がワークＷに加工を行う位置のことである。

ワーク治具装置１０は、単数又は複数の支持ロボット１１・１１・・・で構成される。本実施例に係るワーク治具装置１０には、加工ポジションＴを取り囲むように配置された４体の支持ロボット１１・・・１１が備えられる。ワーク治具装置１０に具備される各支持ロボット１１の構成は略同一であって、それぞれ独立して動作することができる。

但し、前記ワーク治具装置１０に備える支持ロボット１１の数は、４体に限定されるものではなく、該ワーク治具装置１０の大きさや重量等に応じて扱うワークＷを支持するために適した数とすることができる。

前記支持ロボット１１は、図２にも示すように、７つの関節１３１・１３２・・・１３７を有し姿勢変化可能なアーム１３の端部に、ワークＷを固定することのできるハンド１２を接続して成るものであり、７自由度のマニプレータである。
但し、前記支持ロボット１１は７自由度のマニプレータに限定されるものではなく、ワークＷを固定するとともに該ワークＷの姿勢・位置を変化させることのできるロボットであれば、例えば、６自由度のマニプレータとしたり、３自由度以下のポジショナとしたりすることもできる。

前記支持ロボット１１のハンド１２は、ワークＷを支持すると共に、ワーク治具装置１０における該ワークＷの位置・姿勢を決定する『位置決め基準部』として機能し、当該ハンド１２が接続されたアーム１３は、前記位置決め基準部の位置および姿勢を変化させる『位置決め基準移動機構』として機能する。

前記ワーク治具装置１０に具備される各支持ロボット１１・・・１１のハンド１２・・・１２は各々独立して位置・姿勢の変化が可能であるので、該ハンド１２・・・１２に固定されたワークＷの各支持点（ワークＷがハンド１２に支持されている点）は、独立して位置・姿勢の変化が可能である。そして、ワークＷの各支持点は、位置決め基準部として機能するハンド１２によって位置決めされ、これらの支持点の位置及び姿勢によってワーク治具装置１０に保持されるワークＷが位置決めされることとなる。

ハンド１２の位置・姿勢の変化により、例えば、各支持点の相対位置を変化させることによってワーク治具装置１０に保持されるワークＷの姿勢を自在に変化させたり、各支持点の相対位置を保持した状態で各支持点を移動させることによってワークＷを搬送したりすることができる。
また、ハンド１２の位置・姿勢の変化により、位置の支持点と他の支持点の位置・姿勢を相対的に変化させることにより、図４ａ及び図４ｂに示すように、様々な形状のワークＷをワーク治具装置１０にて保持可能であり、形状の異なるワークに対して柔軟に対応することができる。

なお、ワークＷの各支持点のうち、いずれか一つの支持点を、該ワーク治具装置１０にて保持されるワークＷの位置基準である『ワーク基準点』とすることができる。この場合、ワーク基準点を支持するハンド１２の作業位置によりワーク基準点を定めることができるので、制御構成が簡易となる。

以下に、前記支持ロボット１１の概略構造について説明する。但し、該支持ロボット１１の構造や教示の方法などは公知であるので、これに関する詳細な説明は省略する。

支持ロボット１１の動きは制御装置１５によって制御される。本実施例に係るワーク治具装置１０では、４体の支持ロボット１１・・・１１を備えるが、単一の制御装置１５にて全ての支持ロボット１１・・・１１を制御することも、或いは、それぞれに制御装置１５・・・１５を備えて、これらが連動するように制御することもできる。

図３に示すように、前記アーム１３の各々の関節１３１・１３２・・・１３７には、制御装置１５により制御を受けるサーボモータ１０１・１０２・・・１０７が備えられる。該サーボモータ１０１・１０２・・・１０７が動作することによって、各関節１３１・１３２・・・１３７が独立して所定時に所定角度だけ回転駆動されて、アーム１３が姿勢変化する。

前記制御装置１５には、複数の作業位置が教示されており、支持ロボット１１は教示された作業位置にハンド１２を位置決めする。
そして、制御装置１５では、ハンド１２を作業位置に移動させるために、アーム１３の各々の関節１３１・１３２・・・１３７の回転位相を決定し、前記関節１３１・１３２・・・１３７が決定された回転位相となるように、サーボモータ１０１・１０２・・・１０７を駆動する。

なお、本実施例に係るワーク治具装置１０では、上記作業位置において、ハンド１２にワークＷが支持されるため、該作業位置によって、ワークＷのワーク基準点や支持点が位置決めされることとなる。

また、本実施例に係る支持ロボット１１では、ハンド１２とワークＷとを相対的に位置固定（連結）するための部材として、連結ピン１２１とピン座１２２がハンド１２に備えられる。

図２及び図３に示すように、前記連結ピン１２１は、制御装置１５により制御を受けるアクチュエータ１２３によって駆動され、該連結ピン１２１をピン座１２２に対して離接させることができる。また、前記ピン座１２２には、例えば、接触センサ等の、ワークＷが載置されたことを検出するセンサ１０９が備えられる。

ワークＷが固定されてない待機状態のハンド１２では、連結ピン１２１とピン座１２２との間が、少なくともワークＷの周縁部の厚みより大きい距離だけ離間するように、制御装置１５にてアクチュエータ１２３が駆動制御される。
そして、この待機状態にあるハンド１２のピン座１２２に、ワークＷが載置されたことがセンサ１０９にて検出されると、連結ピン１２１をピン座１２２に近接させるように、制御装置１５にてアクチュエータ１２３が駆動制御される。これにより、ワークＷの所定位置に設けられた孔に連結ピン１２１が挿通され、連結ピン１２１とピン座１２２にて、ハンド１２とワークＷの一点とが相対的に位置固定される。

但し、上記ハンド１２の構成は本実施例に限定されるものではない。例えば、ハンド１２を、ワークＷを把持する構造ものとしたり、ワークＷを吸着する構造のものとしたり、その他、ワークＷとハンド１２とを相対的に位置固定することのできる構造を採用することができる。

上述のように構成されるワーク治具装置１０は、以下の機能を備える。

ワーク治具装置１０は、装着ポジションＰにおいて、各支持ロボット１１のハンド１２にワークＷを固定させたのち、ツール９にて加工を施すための加工ポジションＴまで搬入する『ワーク搬入機能』を備える。すなわち、ワーク治具装置１０は、ワークＷのワーク基準点を含め各支持点を装着ポジションＰから加工ポジションＴまで移動させることができる。
なお、前記『装着ポジションＰ』とは、ワーク治具装置１０に作業者がワークＷを装着させる位置のことである。

そして、ワーク治具装置１０は、前記装着ポジションＰにおいて、該ワーク治具装置１０にワークＷを装着する際の作業者の体格等に応じてワークＷの高さ方向位置を調整する『作業高さ調節機能』を備える。すなわち、ワーク治具装置１０は、装着ポジションＰにおけるワークＷのワーク基準点を含め各支持点の高さ方向位置を、作業者の体格等に応じて変化させることができる。

また、ワーク治具装置１０は、前記加工ポジションＴにおいて、ツール９によるワークＷの加工部位に応じて、ワークＷの姿勢を変化させる『ワーク姿勢変更機能』を備える。すなわち、ワーク治具装置１０は加工ポジションＴにおけるワークの各支持点の位置・姿勢を別個独立に変化させることができる。

さらに、ワーク治具装置１０は、ワークＷを加工ポジションＴから、解放ポジションＱへ搬出する『ワーク搬出機能』を備える。すなわち、ワーク治具装置１０は、ワークＷのワーク基準点を含め各支持点を加工ポジションＴから解放ポジションＱまで移動させることができる。
なお、前記『解放ポジションＱ』とは、ワークＷをワーク治具装置１０より取り外す位置のことである。

上記各機能を発揮するための制御装置１５の制御を、図６を用いてワーク加工の流れに沿って説明する。

一連のワーク加工は、大概して、図５に示すように、加工前のワークＷを加工ポジションＴに搬入する搬入過程Ｓ１１と、ワークＷにツール９にて加工を施す加工過程Ｓ１２と、加工を終えたワークを加工ポジションＴより搬出する搬出過程Ｓ１３とから成る。

図７に示すように、前記搬入過程Ｓ１１において、先ず、ワーク治具装置１０の各支持ロボット１１・・・１１のハンド１２・・・１２を、装着位置Ｐ_Ｈ・・・Ｐ_Ｈに移動させる。なお、前記装着位置Ｐ_Ｈとは、装着ポジションＰでのハンド１２の作業位置のことである。

前記各ハンド１２の装着位置Ｐ_Ｈ（ｘ，ｙ，ｚ）は、ワーク情報（ワークの形状や加工位置などのワークＷに関する情報）と作業者情報（作業者の体格など作業者に関する情報）とに応じて決定される。なお、装着位置Ｐ_Ｈ（ｘ，ｙ，ｚ）を定める各要素のうち、略水平方向要素をｘ、ｙ、略垂直方向要素をｚとする。

前記作業者は、装着ポジションＰにてワーク治具装置１０にワークＷを装着する作業を行う者である。制御装置１５では、装着位置ＰＨの値を決定するにあたって、作業者の体格に応じて該作業者に適した作業高さを与えるための、作業高さ調節機能が実現される。

前記装着位置Ｐ_Ｈ（ｘ，ｙ，ｚ）の、略水平方向要素であるｘ及びｙは、ワーク情報に応じて定められる値である。
一方、装着位置Ｐ_Ｈ（ｘ，ｙ，ｚ）の略垂直方向要素であるｚは、ワーク情報と作業者情報に応じて定められる値であって、ワークＷが同一であったとしても、作業者に応じて異なる値である。

装着位置Ｐ_Ｈ（ｘ，ｙ，ｚ）は、例えば、以下に示すように決定することができる。

予め、装着ポジションＰにおける装着位置Ｐ_Ｈ（ｘ，ｙ，ｚ）の標準位置Ｐ_Ｈ０（Ｘp，Ｙp，Ｚp）が、支持ロボット１１に教示される。教示された情報は、ワーク情報に関連づけて制御装置１５のメモリに格納され、ワーク情報に基づいて参照可能とされる。
一方、作業者情報に対応して、一つのＺ補正値αを与えるＺ補正値テーブルが制御装置１５のメモリに格納され、予め制御装置１５に入力された作業者情報に基づいてＺ補正値テーブルが参照され、Ｚ補正値αが決定される。なお、作業者情報は、例えば、作業者の身長などの体格を定める情報であって、Ｚ補正値αは身長に固有の値とできる。また、例えば、作業者情報のＩＤ情報であって、Ｚ補正値αはＩＤ情報に固有の値とできる。

制御装置１５は、標準位置Ｐ_Ｈ０の略垂直方向要素（Ｚp）に、Ｚ補正値テーブルにて定められたＺ補正値αを加味して、装着位置Ｐ_Ｈ（ｘ，ｙ，ｚ）＝（Ｘp，Ｙp，Ｚp＋α）を決定する（Ｓ３１）。

なお、制御装置１５は、各ハンド１２・・・１２における装着位置Ｐ_Ｈ・・・Ｐ_Ｈを上述のようにしてそれぞれに決定することも、或いは、ワーク基準点を支持するハンド１２の装着位置Ｐ_Ｈを上述のようにして決定したうえで、該装着位置Ｐ_Ｈを基準として他の支持点を支持するハンド１２・・１２の装着位置Ｐ_Ｈ・・Ｐ_Ｈ決定することもできる。

上記のように決定される装着位置Ｐ_Ｈ（ｘ，ｙ，ｚ）の略垂直方向要素ｚの値は、は、作業者の体格（特に身長）に応じて、背の高い人は大きく、背の低い人は小さくなる。従って、背の高い作業者の作業高さ（図８ａに示す_Ｈ１）と比較して、背の低い作業者の作業高さ（図８ｂに示す_Ｈ２）は、低い位置となる。よって、作業者に適した作業高さで、作業者はワークＷに対して作業をすることができるので、作業者にとって良好な作業環境を形成し、作業効率の向上を図ることができる。

そして、制御装置１５は、決定された装着位置Ｐ_Ｈ・・・Ｐ_Ｈへ、各ハンド１２・・・１２を、移動させるために、各支持ロボット１１・・・１１のサーボモータ１０１・１０２・・・１０７を駆動してアームを動作させる（Ｓ３２）。

続いて、装着位置Ｐ_Ｈに移動したハンド１２には、作業者によりワークＷが固定され、ワーク治具装置１０にワークＷが装着される。
ハンド１２へのワークＷの固定方法は前述の通りであり、制御装置１５は、ワークＷの載置をセンサ１０９で検出したのち、連結ピン１２１とピン座１２２とを近接させるためにアクチュエータ１２３を駆動させる（Ｓ３３）。

そして、搬入過程Ｓ１１の後期段階では、ワーク治具装置１０にてワークＷを装着ポジションＰから加工ポジションＴへ移動させる。
なお、装着ポジションＰ（図７）と、加工ポジションＴ（図１）とは、離れた位置にある。従って、装着ポジションＰにて作業する作業者と、加工ポジションＴにてワークＷに加工を施すツール９とが離れることとなり、作業者の安全を確保することができる。

制御装置１５は、加工ポジションＴにおける各ハンド１２・・・１２の作業位置である加工位置Ｔ_Ｈへ、各ハンド１２・・・１２を移動させるために、各支持ロボット１１・・・１１のサーボモータ１０１・１０２・・・１０７を駆動してアームを動作させる（Ｓ３４）。前記加工位置Ｔ_Ｈは、予め教示されて制御装置１５に設定登録されている。

図１に示すように、ワークＷが加工ポジションＴに搬入されれば、加工過程Ｓ１２に移行する。
この加工過程Ｓ１２では、ツール９により、ワークＷに加工が施される。ツール９は、ワークＷの所定点に加工を施すが、ツール９によりワークＷに加工が施しやすい姿勢をワークＷがとるように、ワークＷの姿勢を、ツール９の加工に準じて変化させる。ツール９と、ワークＷとを共に姿勢変化させることによって、双方の移動を抑制することができ、加工設備に係る占有空間を低減させることができる。

例えば、図９ａに示すように、ワークＷの加工場所がツール９の届きにくい位置であったり、ツール９とワークＷとが加工に適さない相対角度であったりする場合に、図９ｂに示すように、ワーク治具装置１０にてワークＷの姿勢を変化させて、ワークＷとツール９との相対位置や相対角度を適したものとすることができる。

制御装置１５は、ツール９の動きに応じてワークＷの姿勢を変化させるために、時間の経過とともに、各支持ロボット１１・・・１１のサーボモータ１０１・１０２・・・１０７を駆動してアーム１３を動作させて（Ｓ３５）、予め教示された加工位置Ｔ_Ｈ・・・Ｔ_Ｈにハンド１２・・・１２を移動させる。

ワークＷの加工が終われば、搬出過程Ｓ１３に移行する。
この搬出過程Ｓ１３では、加工ポジションＴ（図１）にあるワークＷを、解放ポジションＱ（図１０）に移動したのち、該ワークＷをワーク治具装置１０より取り外す作業を行う。ワークＷの搬出をワーク治具装置１０で行うことによって、従来備えられていた、ワークの跳ね出し装置や、搬送装置や、搬送作業などが不要となる。

制御装置１５は、各ハンド１２・・・１２を解放位置Ｑ_Ｈ・・・Ｑ_Ｈへ移動させるために、各支持ロボット１１・・・１１のサーボモータ１０１・１０２・・・１０７を駆動してアームを動作させる（Ｓ３６）。なお、前記解放位置Ｑ_Ｈとは、解放ポジションＱでのハンド１２の作業位置のことであり、該解放位置Ｑ_Ｈは、予め教示されて制御装置１５に設定登録されている。

各支持ロボット１１のハンド１２が解放位置Ｑ_Ｈに移動すれば、制御装置１５は、ハンド１２の連結ピン１２１をピン座１２２より離れる方向へ移動させるために、アクチュエータ１２３を駆動する。これにより、ワーク治具装置１０よりワークＷを解放させることができる。

前記解放ポジションＱは、次工程へ搬送するためのベルトコンベヤ等の搬送手段の上方として、該搬送手段の上方にてワークＷをワーク治具装置１０より解放して、該ワークＷを搬送手段に直接載せることができる。
また、前記解放ポジションＱでは、作業者がワーク治具装置１０よりワークＷを解放させて他の搬送手段へ移動させることもでき、この場合、前述のハンド１２・・・１２の装着位置Ｐ_Ｈと同様に、ハンド１２・・・１２の解放位置Ｑ_Ｈにも、作業高さ調節機構を備えることもできる。

上述のように、本発明にかかるワーク治具装置１０では、ツール９加工のための治具という機能を備えながら、加工ポジションＴへの搬入機能や、加工ポジションＴからの搬出機能を備え、従来は別途構成される複数台の装置で行われていたこれらの作業を、単一のワーク治具装置１０一台で実行する。

ワークが加工ポジションにある場合のワーク治具装置の様子を示す図。 支持ロボットの構造を示す図。 ワーク治具装置の制御ブロック図。 ワーク形状に応じてハンドの作業位置を変更するワーク治具装置を説明する図。 ワーク治具装置に保持されたワークの加工の流れを説明する図。 ワーク治具装置の制御の流れを説明する図。 ワークが装着ポジションにある場合のワーク治具装置の様子を示す図。 ワーク治具装置の作業高さ位置調節機構を説明する図。 ツールでの加工に応じてワークの姿勢を変化させるワーク治具装置を説明する図。 ワークが解放ポジションにある場合のワーク治具装置の様子を示す図。

符号の説明

Ｗ ワーク
Ｐ 装着ポジション
Ｔ 加工ポジション
Ｑ 解放ポジション
９ ツール
１０ ワーク治具装置
１１ 支持ロボット
１２ ハンド
１３ アーム
１０１・１０２・・・１０７ サーボモータ
１３１・１３２・・・１３７ 関節
１２１ 連結ピン
１２２ ピン座
１２３ アクチュエータ

Claims (6)

1. ワークにツールで加工を施すために使用するワーク治具装置であって、
   前記ワーク治具装置は、ワークの位置決めを行う位置決め基準部と、該位置決め基準部の位置および姿勢を変化させる位置決め基準移動機構とを備えており、
   前記位置決め基準移動機構は、加工を施すワークの種類および加工状態に応じて前記位置決め基準部の位置および姿勢を変化させることを特徴とするワーク治具装置。
2. 前記ワーク治具装置においては、位置決め基準移動機構により位置決め基準部の位置および姿勢を変化させることにより、
   前記ワーク治具装置にワークを装着する装着ポジションから前記ツールにてワークに加工を施す加工ポジションへワークを搬入し、
   前記加工ポジションから前記ワーク治具装置よりワークを取り外す解放ポジションへワークを搬出し、
   前記装着ポジションにおいて、ワークの高さ位置をワークの装着作業を行う作業者に応じて変化させ、
   前記加工ポジションにおいて、前記ツールによる加工動作に応じてワークの位置や姿勢を変化させることを特徴とする請求項１に記載のワーク治具装置。
3. 前記ワーク治具装置を、
   位置決め基準部となるハンドと、該ハンドに接続され、前記位置決め基準移動機構となる姿勢変形可能なアームとから成る、単数又は複数のロボットで構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワーク治具装置。
4. ワークの位置決めを行う位置決め基準部と、該位置決め基準部の位置および姿勢を変化させる位置決め基準移動機構とを備え、ワークにツールで加工を施すために使用するワーク治具装置におけるワーク支持方法であって、
   位置決め基準移動機構により、加工を施すワークの種類および加工状態に応じて前記位置決め基準部の位置および姿勢を変化させることを特徴とするワーク支持方法。
5. 前記位置決め基準移動機構により位置決め基準部の位置および姿勢を変化させることにより、
   前記ワーク治具装置にワークを装着する装着ポジションから、前記ツールにてワークに加工を施す加工ポジションへ、ワークを搬入する過程と、
   前記加工ポジションにおいて、前記ツールによる加工動作に応じてワークの位置や姿勢を変化させる過程と、
   前記加工ポジションから、前記ワーク治具装置よりワークを取り外す解放ポジションへ、ワークを搬出する過程とを、
   実行することを特徴とする請求項４に記載のワーク支持方法。
6. 前記搬入過程において、ワークの高さ位置を、ワークの装着ポジションへの装着作業を行う作業者に応じて変化させることを特徴とする請求項５に記載のワーク支持方法。
   
   

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