JP3285372B2 - 移載装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は台車に搭載されたワーク
を１枚づつ取り出し、正確に位置合せした後加工治具に
移載するようにした移載装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば車両のトランクリッド或い
はテールゲート等のワークは、台車上に段積状に積載さ
れたり、又は吊り下げられたりしており、このようなワ
ークを加工治具にセットする際は作業者が台車上から１
枚づつ取り出し、治具上にセットしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる作業員
による作業は当然のことながら人手を要し、作業効率面
上からも作業の自動化が望まれていた。又この際、台車
も含めてすべての装置を自動化しようとすると、莫大な
費用を要して採算がとれないことから現状の台車を使用
する必要があり、確実に加工治具にセットするためには
特別の配慮が必要であった。すなわち、現場で使用され
ている数多くの台車は、ワークの積載状態が非常にラフ
に設計されており、人力で１枚づつ取り出す際はさして
問題はないものの、自動的に取り出して正確に加工治具
にセットするのは困難であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は台車に搭載されたワークを１枚づつロボッ
トの把持部で把持し、検知機構によって１枚であること
を確認した後、センタリング機構によってワークの位置
を正規にしてワーク加工用治具に移載するようにした移
載装置である。すなわち、前記ロボットに前記把持部を
摺動自在に取り付けた把持機構を設けると共に、把持部
を把持機構の中央に位置決め固定出来る中央セット機構
と、該把持部を把持機構の任意の位置で固定出来るクラ
ンプ機構を設け、更にワーク加工用治具上にワークの位
置を正規な位置に規制するセンタリング機構を配設し、
ロボットが中央セット機構によって把持部を把持機構の
中央位置に固定して台車上のワークを把持し、次いで検
知機構を経由してワーク数を確認してからセンタリング
機構にワークを移送した後、中央セット機構を解除して
センタリング機構によってワークの位置を正規の位置に
修正し、爾後クランプ機構によって把持部を把持機構の
任意の位置で固定してワークをワーク加工治具に移載す
るようにした。又、ワークに対する把持部の接近速度と
接近方向を所定の位置で変化せしめるセンサを設け、前
記把持部を、傾斜して段積みされるワークの傾斜方向に
平行な仮想線に沿って高速で接近せしめた後、最初のセ
ンサの検知によって低速に移行させ、次いで次のセンサ
の検知で接近方向をワーク面の直交方向に変化させると
ともに、爾後、把持部によって把持したワークを数回上
下に揺動させるようにした。又、前記検知機構には案内
棒を備えた検知器を設け、この検知器を上下に移動自在
に支持するようにした。

【０００５】

【作用】台車上のワークを取り出す際、中央セット機構
によって把持部を中央位置にセットしてワークを把持
し、このワークをセンタリング機構に移送して中央セッ
ト機構を解除する。そして遊動可能となった把持部をセ
ンタリング機構で移動させて定位置に位置合せした後、
クランプ機構で固定し加工治具に移載する。又、ワーク
を取り出す際センサによって把持部の移動を制御するこ
とで迅速且つ確実な把持が可能となる。つまり、当初高
速で移動させた把持部を低速へ移行させてワークに接近
させるとともに、ワーク面に直交方向から接近させるこ
とで、例えば吸着等の把持手段が確実となる。又、検知
器を上下に移動可能とすれば、例えば位置が正確でない
ワーク或いは薄板等の変形しやすいワークに対しても対
応し得る。

【０００６】

【実施例】本発明の移載装置の実施例について添付した
図面に基づき説明する。図１は移載装置の全体図、図
２、図３は把持機構を示し、図２が正面図、図３が平面
図、図４は図３のＡ―Ａ線断面図、図５は図３のＢ―Ｂ
線断面図である。

【０００７】本発明の移載装置は、車両のトランクリッ
ド又はテールゲートを台車から加工治具に移載する装置
として構成され、図１に示すように台車１と加工治具２
の中間部に位置するロボット３と、後述する検知機構４
（図１には不図示）と、加工治具２に設けられたセンタ
リング機構５（図１には不図示）を備えている。そして
図１は台車にトランクリッドを積載した例を示し、テー
ルゲートを搭載した例については後述する。

【０００８】台車１はワーク（トランクリッド）Ｗが積
載される固定台車６と、この固定台車６を載置せしめ位
置決めピン７で固定する移動台車８からなり、例えば図
中右方から搬送されて昇降台１０の架台１１上に載置さ
れ、位置決めシリンダユニット１２によって位置決めさ
れた後、昇降シリンダユニット１３の降下作動によって
図１に示すような位置にセットされる。

【０００９】尚、昇降台１０のフレーム１４には、複数
のガイド部１５を設けてその中をガイドバー１６が摺動
するようにしている。

【００１０】又、固定台車６には、多数のワーク支え板
１７が縦列に複数段設けられており、これらワーク支え
板１７は、例えばワークＷの両側部のみを支えて中央部
はロボット３が把持し得るような形状とされるととも
に、所定の傾斜角が与えられている。又、一端側が折曲
したワークＷが段積みした状態で干渉しないように、各
ワーク支え板１７の張り出し長さと傾斜角には差が設け
られ、一方向に向けて徐々に変化している。そして各ワ
ーク支え板１７上に複数のワークＷが段積みされる。

【００１１】次にロボット３の把持機構１８について、
図２から図５に基づき説明する。把持機構１８はロボッ
ト３の取付ベース２１に設けられ、取付ベース２１に対
して、所定の一方向（Ｘ方向）に摺動自在な把持部２０
を備えている。

【００１２】すなわち把持部２０は、図４、図５に示す
取付ベース２１側のリニアブロック２２に対して摺動自
在なＸ摺動体２３と、このＸ摺動体に対して直交するＹ
方向に摺動自在なＹ摺動体２４を備え、このＹ摺動体２
４に、図３に示す矩形状のフレーム２５が取り付けられ
ている。そしてこのフレーム２５の各コーナ及び対向２
辺の中央部に吸着カップユニット２６、２６、…が設け
られている。

【００１３】ところでかかる把持部２０は、中央セット
機構２７によって把持機構１８の中央位置に位置決め可
能となり、又クランプ機構２８によって任意の位置に固
定出来るよう構成されているが、その構成の細部につい
て更に詳述する。

【００１４】前述のＸ摺動体２３は、図４、図５に示す
ように、摺動ベース３０と、該摺動ベース３０の上面に
固着されるリニアレール３１と、下面に固着されるリニ
アレール３２からなり、これら上下面のリニアレール３
１、３２は直交して設けられるとともに、上面のリニア
レール３１が前述の取付ベース２１側のリニアブロック
２２に係合している。

【００１５】又、この摺動ベース３０の摺動方向の両端
には、一対の連結板３３、３３が取り付けられ、これら
連結板３３、３３の下方には底板３４が設けられるとと
ともに、その上部には一対の中央保持シリンダユニット
３５、３５が固着されている。そして各中央保持シリン
ダユニット３５のシリンダロッド先端は、内方に向けて
進退動自在とされ、両方の中央保持シリンダユニット３
５のロッドが同時に伸動すると、先端が取付ベース２１
側に突き当たり、Ｘ摺動体２３が取付ベース２１に対し
てＸ方向の中央位置に保持固定されるようにしている。

【００１６】又、底板３４にはＹ方向にシリンダ軸を向
けた一対の中央保持シリンダユニット４０、４０が設け
られ、これら中央保持シリンダユニット４０、４０は対
向する位置からお互いに軸線をずらした位置に固着さ
れ、各シリンダロッドを内方に向けて進退動させるよう
にしている。

【００１７】一方、Ｙ摺動体２４は図５に示すように、
摺動ベース３６と、この摺動ベース３６の上面に固着さ
れるリニアブロック３７と、下面に固着される一対の突
当て部材３８、３８からなり、上面のリニアブロック３
７が前記Ｘ摺動体２３の下方のリニアレール３２に係合
している。そして各突当て部材３８、３８の位置は、前
記底板３４に固着された中央保持シリンダユニット４
０、４０のロッド先端に係合し得る位置としている。

【００１８】そして、底板３４に固着した中央保持シリ
ンダユニット４０、４０のロッドを同時に伸動させるこ
とによって、シリンダロッド先端が各突当て部材３８、
３８を押圧し、Ｙ摺動体２４をＸ摺動体２３の中央位置
に保持固定するようにしている。

【００１９】以上のようなＸ、Ｙ摺動体２３、２４、中
央保持シリンダユニット３５、４０によって中央セット
機構２７を構成している。

【００２０】次に、クランプ機構２８は、図５に示すよ
うに、取付ベース２１側に固着されるロックシリンダユ
ニット４２と、Ｙ摺動体２４に固着されるロックシリン
ダユニット４３からなり、前記一方のロックシリンダユ
ニット４２は、Ｘ摺動体２３をＹ方向に押え付けて、そ
の位置でＸ摺動体２３の位置を固定するようにしてい
る。このため、Ｘ摺動体２３には当接部材４４を設けて
いる。

【００２１】又、他方のロックシリンダユニット４３は
底板３４に対して上方から押圧可能となり、Ｙ摺動体２
４の位置を底板４３に対して固定出来る。そしてロック
シリンダユニット４２、４３によってクランプ機構２８
を構成している。

【００２２】次に吸着カップユニット２６の構成につい
て概説する。吸着カップユニット２６は、図２、図３に
示すように、フレーム２５と一体の連結ブロック４５、
連結板４６に支えられて構成されており、連結板４６に
設けたガイドポスト４７を摺動自在に挿通するシャフト
４８を備えている。

【００２３】そしてこのシャフト４８の上部を挟んでク
ランプするための一対のクランプアーム５０、５０が、
ピン５１、５１によってガイドポスト４７に軸支されて
おり、一方側のクランプアーム５０の一端側が、図３に
示すように、クランプシリンダユニット５２のシリンダ
ロッド先端に連結されるとともに、他方側のクランプア
ーム５０の一端側がクランプシリンダユニット５２のシ
リンダ基端部に連結されている。そして両方のクランプ
アーム５０、５０の他端側が、シャフト４８に巻装され
たクランプリング５３を挟み付けている。

【００２４】シャフト４８の先端には、図２に示すよう
に、金具５４を介して吸盤５５が中心まわりに揺動可能
に取り付けられており、該金具５４はスプリング５６に
よって常時下方に付勢されている。そして吸盤５５には
不図示のエア吸引孔が連通している。

【００２５】ところで、図２の左方に示す吸盤５５ａ
は、ワークＷがテールゲートである場合に使用するもの
であり、シャフト５７を支えるアーム５８がシリンダユ
ニット６０の作動によって、フレーム２５側に対して摺
動自在となるようにしている。

【００２６】把持部２０は以上のような構成によってワ
ークＷ表面に吸盤５５（５５ａ）を当接させて吸着保持
するように構成されているが、次に検知機構４の構成に
ついて図８に基づき説明する。尚、図８は検知機構４の
斜視図である。

【００２７】検知機構４は架台６１に設けられた固定部
材６２と、この固定部材６２に設けられた垂直ガイドバ
ー６３と、このガイドバー６３を挿通せしめ且つスプリ
ング６４を介して上下に摺動自在なコの字状フレーム６
５と、このコの字状フレーム６５に設けられた一対の検
知器６６、６６を備え、各検知器６６、６６にはそれぞ
れ案内棒６７、６７が設けられて、外側に向けて拡がっ
た形状とされている。

【００２８】このためロボットが把持したワークＷは案
内棒６７の間を通して両検知器６６、６６の間に挿入さ
れ、２枚重なりについて検知されるが、ワークＷの挿入
位置が上下に若干ずれてもコの字状フレーム６５が上下
に移動出来ることで誤差を吸収する。

【００２９】次に加工治具２とセンタリング機構５の構
成について図６、図７に基づき説明する。ここに図６は
加工治具、センタリング機構の平面図、図７は図６のＣ
―Ｃ線断面図である。

【００３０】センタリング機構５は、加工治具２のベー
ス台７０の対向２辺に設けられた一対の位置規制ユニッ
ト７１、７１と、ベース台７０の１辺側に設けられた他
の一対の位置規制ユニット７２、７２を備え、後述する
加工治具２のワーク保持ユニット７５〜７８の正規のワ
ークセット位置から所定の高さＬ（図７）だけ高い位置
でセンタリング作業を行うようにしている。

【００３１】位置規制ユニット７１は、図７に示すよう
に、ベース台７０に対して斜め上方に向けて進退動する
ワーク押当て部材７３を備えており、ワークＷ端面に当
接して押圧出来るようにしている。又、他方の位置規制
ユニット７２も、ワークＷ端面に当接して押圧すること
の出来るワーク押当て部材７４を備えている。

【００３２】そしてこれら位置規制ユニット７１、７２
が一斉に作動すると、ワークＷの位置は正規な位置に規
制されるようにしている。

【００３３】かかるセンタリング機構５の下方が、ワー
クを加工するセット位置とされている。すなわち、加工
治具２には、複数のワーク保持ユニット７５〜７８が設
けられ、例えばワークＷ下面を吸着して保持する吸盤８
１がシリンダユニット８２によって揺動自在に設けられ
ている。

【００３４】次にロボット３の動作を制御するセンサに
ついて説明する。このセンサは、図９に示すようにロボ
ット３が台車１のワークＷを受け取りに行く際、Ｂ点の
変速点と、Ｃ点の変針点を検知するためのものであり、
例えば、ロボット３の把持部２０に設けた光電センサに
よって、ワークＷから一定の間隔をおいた地点で変速或
いは変針させるようにしている。

【００３５】尚、この把持部２０には、吸盤５５（５５
ａ）でワークＷを吸着保持した際（Ｄ点）、吸着を検知
するプレッシャスイッチも設けている。

【００３６】そして、ロボット３の動作は、高速で前進
する把持部２０をＡ点で変針させ、その後、傾斜したワ
ーク支え板１７の先端を結んだ線Ｘに平行な仮想線Ｙに
沿って高速で移動させるとともに、Ｂ点で低速に移行さ
せ、その後Ｃ点でワークＷ面に直交する方向に変針させ
る。

【００３７】そして、ワークＷを把持したら数回細かい
上下動を繰り返させ、ついでワーク面に沿って引き抜く
ようにしている。そしてワークＷを引き抜いた後ロボッ
トは反転し、手首を回転させる等の動作を行うが、かか
る一連の動作はあらかじめプログラミングしておく。

【００３８】以上のような構成の移載装置の作用効果は
次の通りである。まず台車１に積載されたワークＷをロ
ボット３の把持部２０で把持する。この時、把持部２０
は中央セット機構２７によって把持機構１８の中央位置
に固定されている。つまり、図３の中央保持シリンダユ
ニット３５、３５、４０、４０がいずれもシリンダロッ
ドを伸張させている。

【００３９】又、ロボット３の把持部２０の接近経路等
は前記の通りであり、所定位置まで高速で前進しそれ以
後低速に移行しつつ仮想線Ｙに沿って移動させること
で、迅速で且つ確実な接近を行わしめることが出来る。
又、最終経路をワーク面に直交する方向としているた
め、吸引しながら接近する吸盤５５（５５ａ）による吸
着が確実である。

【００４０】又、ワーク支え板１７に積載されるワーク
Ｗの位置は、１つのワーク支え板１７の中でも最上段に
あるものと際下段にあるものの間には前後（図９の左
右）方向に位置のずれがあり、ばらつきを持った状態で
把持されることになる。

【００４１】そしてワークＷを把持した後、前記のよう
にロボット３は数回上下動を繰り返すが、これはワーク
Ｗの２枚重なりを防止するためのものであり、２枚目以
降のワークＷがくっついて持上げられようとするのを落
下させる。

【００４２】次いでこのワークＷは、図８に示す検知機
構４によって更に確実に１枚であるか否かが確認され
る。この際前述のように上下動自在な検知器６６の構成
によって、撓みやすいワークＷが変形しても確実に検知
出来る。

【００４３】検知が終えると、ワークＷは加工治具２の
直上の間隔Ｌをとった位置でセンタリング機構５により
正確に位置決めされる。すなわち、それまで作動してい
た中央セット機構２７が解除され、把持部２０が遊動可
能な状態にされた後、図６に示す位置規制ユニット７
１、７２のワーク押当て部材７３、７４がワークＷを押
圧し、正確な位置にセットする。

【００４４】セットが完了すると、図５に示すクランプ
機構２８のロックシリンダユニット４２、４３が作動し
て把持部２０をその位置で固定する。そしてワークＷを
下方の加工治具２上に降下させ、ワーク保持ユニット７
５〜７８によって固定すれば、正確な位置に位置決め出
来る。

【００４５】次に図１０はワークＷがテールゲートの場
合を示すものである。つまり、かかるテールゲートは台
車１の支え部材８３に懸吊されており、ロボット３の把
持部２０がワークＷの下方を把持した後、これを引き抜
き、同様の手順でセンタリング機構５で位置合せして加
工治具２に移載する。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明は、かなりラフな位
置に搭載された台車上のワークを取り出し、正確に位置
決めして加工治具に移載することが出来るため、現状の
台車をそのままの状態で使用することが出来、コストの
低減化が図られる。又、自動化によって作業効率が高ま
り、省人化に繋がるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】移載装置の全体図

【図２】把持機構の正面図

【図３】把持機構の平面図

【図４】図３のＡ―Ａ線断面図

【図５】図３のＢ―Ｂ線断面図

【図６】加工治具及びセンタリング機構の平面図

【図７】図６のＣ―Ｃ線断面図

【図８】検知機構の斜視図

【図９】ロボットの作動を示す説明図

【図１０】他のワークを搭載する台車からの取り出しを
示す説明図

【符号の説明】

１ 台車 ２ 加工治具 ３ ロボット ４ 検知機構 ５ センタリング機構 ２７ 中央セット機構 ２８ クランプ機構 ６６ 検知器 ６７ 案内棒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 19/00 B23P 19/00 302 B65H 5/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台車に搭載されたワークを１枚づつロボ
   ットの把持部で把持し、ワークの位置を正規にしてワー
   ク加工用治具に移載する移載装置であって、前記台車と
   前記ワーク加工用治具の中間部に前記ロボットとワーク
   数を確認する検知機構を配置し、前記ロボットに前記把
   持部を摺動自在に取り付けた把持機構を設けると共に、
   前記把持部を前記把持機構の中央に位置決め固定出来る
   中央セット機構と、該把持部を前記把持機構の任意の位
   置で固定出来るクランプ機構を設け、更に前記ワーク加
   工用治具上にワークの位置を正規な位置に規制するセン
   タリング機構を配設し、前記ロボットが前記中央セット
   機構によって前記把持部を前記把持機構の中央位置に固
   定して台車上のワークを把持し、次いで前記検知機構で
   ワーク数を確認してから前記センタリング機構にワーク
   を移送した後、前記中央セット機構を解除して前記セン
   タリング機構によってワークの位置を正規の位置に修正
   し、爾後前記クランプ機構によって前記把持部を前記把
   持機構の任意の位置で固定してワークを前記ワーク加工
   治具に移載することを特徴とする移載装置。
2. 【請求項２】 前記装置は、ワークに対する把持部の接
   近速度と接近方向を所定の位置で変化せしめるセンサを
   備え、前記把持部は、傾斜して段積みされるワークの傾
   斜方向に平行な仮想線に沿って高速で接近した後、最初
   のセンサの検知によって低速に移行し、次いで次のセン
   サの検知で接近方向をワーク面の直交方向に変化させる
   とともに、爾後、把持部によって把持したワークを数回
   上下に揺動させるようにしたことを特徴とする請求項１
   に記載の移載装置。
3. 【請求項３】 前記ワーク数を確認する検知機構は、案
   内棒を備えた検知器を上下に移動自在に支持したことを
   特徴とする請求項１に記載の移載装置。