JP3974933B1 - Work hand device, setup table used for setup of work hand device, setup method thereof, and work transfer method using work hand device - Google Patents
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Abstract
【課題】特定ワークの専用品とせず、汎用性の高いワークハンド装置を提供する。
【解決手段】ロボット20のアーム21の先端に接続され、アーム21の旋回、伸縮によ
ってワークWを搬送するワークハンド装置1″であり、フレーム2にワークWを位置決めする基準ピン3a,4a,5aと、この基準ピンに内蔵され、ワークWを把持するクランパー3b,4b,5bと、それぞれの基準ピンとクランパー3b,4b,5bを有するそれぞれの第1、第2、第3ピンクランパーユニット3,4,5とを備え、第1ピンクランパーユニット3をX軸方向の位置を固定する第1固定手段9と、第2、第3ピンクランパーユニット4,5をY軸方向へ移動する第2駆動手段7と、第2、第3ピンクランパーユニット4,5をZ軸方向の位置を固定する第2、3固定手段11,12と、Z軸の先端方向へ付勢する第2、3付勢手段11c,12cとを備えたワークハンド装置1″である。
【選択図】図8An object of the present invention is to provide a versatile work hand device that is not a dedicated product for a specific work.
A work hand device 1 ″ is connected to the tip of an arm 21 of a robot 20 and conveys a work W by turning and extending / contracting the arm 21. Reference pins 3a, 4a, 5a for positioning the work W on a frame 2 are provided. And clampers 3b, 4b and 5b which are built in the reference pins and grip the workpiece W, and the first, second and third pink lampper units 3 and 4 each having the reference pins and the clampers 3b, 4b and 5b. , 5, first fixing means 9 for fixing the position of the first pink ramp unit 3 in the X-axis direction, and second driving means for moving the second and third pink lamper units 4, 5 in the Y-axis direction. 7, second and third pink lampper units 4, 5, second and third fixing means 11, 12 for fixing the position in the Z-axis direction, and second, third urging hands for urging the tip in the Z-axis direction 11c, a work hand device 1 "that includes a 12c.
[Selection] Figure 8
Description
本発明は、金属薄板、高分子樹脂薄板などにより成形されたワークをロボットのアームに接続したワークハンド装置により把持して搬送するワークハンド装置、および、ワークハンド装置の段取りに使用する段取り台、ワークハンド装置の段取り方法、ならびに、ワークハンド装置を使用したワーク搬送方法に関する。 The present invention is a work hand device for gripping and transporting a workpiece formed of a metal thin plate, a polymer resin thin plate, or the like by a work hand device connected to a robot arm, and a setup table used for setup of the work hand device, The present invention relates to a setup method for a work hand device and a work transfer method using the work hand device.
従来、例えば、自動車の右ドア、左ドア等のワークを製作する工場においては、各工程間の多くの作業者に代わり、多関節ロボットが導入され、まさに無人工場が構築されている。この多関節ロボットのアームの先端部には、同一機種の左右ドアのみに使用する機種専用のワークハンド装置が接続される。そして、各種ドアは、このワークハンド装置によって、ドアを構成するパーツであるアウタパネルやインナパネルが各工程間を搬送されて、最後には両者が組み合わされて完成する。 Conventionally, for example, in a factory that manufactures workpieces such as a right door and a left door of an automobile, an articulated robot is constructed by introducing an articulated robot in place of many workers between processes. A model-specific work hand device used only for the left and right doors of the same model is connected to the tip of the arm of this articulated robot. The various doors are completed by the work hand device, in which the outer panel and the inner panel, which are parts constituting the door, are transported between the processes, and finally the two are combined.
図15は、従来のワークハンド装置を示す斜視図である。図15に示すように、このワークハンド装置50は、フレーム51と、このフレーム51の2箇所に固定された位置決めピン52,53と、4箇所に設置されたワーククランプ装置54,55,56,57から構成されている。このように、位置決めピン52,53は、ワークの位置を決めるという機能を担当させ、ワーククランプ装置54,55,56,57はワークをクランプするという機能を担当させており、機能の分離がなされている。また、ワークが変わるごとに位置決めピン位置とワーククランプ位置も変わるため、ワークハンド装置50の交換が行われる。したがって、ワークハンド装置50は特定ワークの専用品となっているため、新機種毎に設計製作が必要になるという問題があった。
FIG. 15 is a perspective view showing a conventional work hand device. As shown in FIG. 15, the
また、このワークハンド装置50は、アーム21の先端にATC(オートツールチェンジャー:型式XC−30:ニッタ株式会社、オートマチックツールチェンジャーシステム参照)22によって連結されている。ワークハンド装置50を交換するために、このATC22は、図15に示すフレーム51の中央の裏側にあり、ワークハンド装置50のフレーム51の裏側に固定された接続部22aと、アーム21の先端部に固定された接続部21aとから構成されている。そして、機種の変更があった場合は、このATC22の自動着脱機構により、ワークハンド装置50を別のワークハンド装置にその都度持ち替えなければならないという問題があった。また、専用のワークハンド装置50を格納する格納スタンドは広いスペースが必要であるという問題があった。さらに、機種が増える度に、種類数が増え続けるという問題があった。例えば、同様の専用ワークハンド装置は特許文献1参照に開示されている。
The
そこで、本発明は、特定ワークの専用品とせず、汎用性の高いワークハンド装置を提供するとともに、機種毎の設計製作を不要にし、機種変更があっても別のワークハンド装置に交換することがなく、ワークハンド装置を格納する広いスペースの格納スタンドが不要で、機種が増えても、ワークハンド装置の種類数を増やすことのないワークハンド装置、および、ワークハンド装置の段取りに使用する段取り台、ワークハンド装置の段取り方法、ならびに、ワークハンド装置のワーク搬送方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a highly versatile work hand device that is not dedicated to a specific workpiece, eliminates the need for design and production for each model, and replaces it with another work hand device even if there is a model change. There is no need for a large space storage stand to store the work hand device, and even if the number of models increases, the work hand device does not increase the number of types of work hand devices, and the setup used to set up the work hand device It is an object of the present invention to provide a stage, a work hand device setup method, and a work hand device work transfer method.
請求項1に係る発明は、ロボット(20)のアーム(21)先端部に接続され、3個の第1、第2、第3ピン(3a,4a,5a)をワーク(W)に設けられた基準ピン穴と係合させ、前記第1、第2、第3ピン(3a,4a,5a)に内蔵された第1、第2、第3クランパー(3b,4b,5b)が出現してワーク(W)を保持し、前記アーム(21)の旋回、および、伸縮によってワーク(W)を搬送するワークハンド装置(1″)であって、基体となるフレーム(2)と、前記フレーム(2)に配置され、前記ワーク(W)を位置決めする基準ピンの前記第1ピン(3a)と、この第1ピン(3a)に内蔵され、ワーク(W)を把持する第1クランパー(3b)とを有し、X軸方向へ移動自在に形成された第1ピンクランパーユニット(3)と、前記フレーム(2)に配置され、前記ワーク(W)を位置決めする基準ピンの前記第2ピン(4a)と、この第2ピン(4a)に内蔵され、ワーク(W)を把持する第2クランパー(4b)とを有する第2ピンクランパーユニット(4)と、前記フレーム(2)に配置され、前記ワーク(W)を位置決めする基準ピンの前記第3ピン(5a)と、この第3ピン(5a)に内蔵され、前記ワーク(W)を把持する第3クランパー(5b)とを有する第3ピンクランパーユニット(5)と、前記第1ピンクランパーユニット(3)のX軸(左右)方向の位置を固定する第1固定手段(9)と、前記第2ピンクランパーユニット(4)と第3ピンクランパーユニット(5)を前記X軸と直交するY軸(前後)方向へ移動自在に位置を決める第2駆動手段(7)と、
前記第2ピンクランパーユニット(4)と第3ピンクランパーユニット(5)を前記X軸およびY軸に直交するZ軸(上下)方向の位置を固定するそれぞれの第2、第3固定手段(11,12)と、前記第2ピンクランパーユニット(4)と第3ピンクランパーユニット(5)を前記Z軸の先端方向へ付勢する第2、第3付勢手段(11c,12c)と、を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 1 is connected to the tip of the arm (21) of the robot (20), and is provided with three first, second, and third pins (3a, 4a, 5a) on the workpiece (W). The first, second, and third clampers (3b, 4b, 5b) built in the first, second, and third pins (3a, 4a, 5a) appear. A work hand device (1 ″) that holds a work (W) and conveys the work (W) by turning and stretching of the arm (21), the frame (2) serving as a base, and the frame ( 2), the first pin (3a) serving as a reference pin for positioning the workpiece (W), and the first clamper (3b) built in the first pin (3a) and gripping the workpiece (W) The first pink ramp unit is formed to be movable in the X-axis direction 3) and the second pin (4a) of the reference pin which is arranged on the frame (2) and positions the work (W), and is built in the second pin (4a) to hold the work (W) A second pink ramp unit (4) having a second clamper (4b), a third pin (5a) as a reference pin which is disposed on the frame (2) and positions the workpiece (W), A third pink lamper unit (5) having a third clamper (5b) that is built in the third pin (5a) and grips the workpiece (W), and an X axis of the first pink ramper unit (3) ( The first fixing means (9) for fixing the position in the left-right direction, and the second pink ramp unit (4) and the third pink ramp unit (5) are moved in the Y-axis (front-rear) direction perpendicular to the X-axis. Position freely A second driving means (7),
Second and third fixing means (11) for fixing the position of the second pink ramp unit (4) and the third pink ramp unit (5) in the Z-axis (vertical) direction perpendicular to the X-axis and Y-axis, respectively. , 12), and second and third urging means (11c, 12c) for urging the second pink ramp unit (4) and the third pink ramp unit (5) in the distal direction of the Z-axis. It is characterized by having.
請求項2に係る発明は、前記第1ピンクランパーユニットをX軸方向へ移動する請求項1に記載のワークハンド装置(1″)の段取りに使用する段取り台(10)であって、前記第1ピンクランパーユニットをX軸方向へ移動する請求項1に記載のワークハンド装置(1″)の段取りに使用する段取り台(10)であって、基体となるベース(10g)と、前記ベース(10g)の一端側には、ワークハンド装置(1″)の第2、第3ピン(4a,5a)が挿入されて位置を決める基準ピン穴(h1,h2)を有し、第2、第3ピン(4a,5a)のZ軸方向の位置を決める位置決めブロック(10d,10d)と、前記位置決めブロック(10d,10d)の位置を決めて固定する位置決めプレート(10e,10e)と、を備え、第1ピン(3a)を挟持する半割りブロック(10c,10c′)のそれぞれに接続され、第1ピンクランパーユニット(3)の第1ピン(3a)を前記ベース(10g)のセンターまで移動させてX軸方向の位置決めを行う第4駆動手段(16,16′)と、を備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 2 is a setup table (10) used for setup of the work hand device (1 ″) according to claim 1, wherein the first pink ramper unit is moved in the X-axis direction. A setup table (10) used for setup of a work hand device (1 ") according to claim 1, wherein the pink ramper unit is moved in the X-axis direction, the base (10g) serving as a base, and the base ( 10g) has reference pin holes (h1, h2) for determining the position by inserting the second and third pins (4a, 5a) of the work hand device (1 ″) on one end side of the work hand device (1 ″). A positioning block (10d, 10d) for determining the position of the 3 pins (4a, 5a) in the Z-axis direction and a positioning plate (10e, 10e) for determining and fixing the position of the positioning block (10d, 10d) are provided. , 1st Connected to each of the half blocks (10c, 10c ′) sandwiching (3a), the first pin (3a) of the first pink ramp unit (3) is moved to the center of the base (10g), and the X axis And fourth driving means (16, 16 ') for positioning in the direction.
請求項3に係る発明は、機種変更があった場合、請求項1に記載のワークハンド装置(1″)と、請求項2に記載の段取り台(10)を使用したワーク(W)の段取り方法であって、前記ロボット(20)のモードを生産モードから機種変更モードに切替える工程と、ワーク(W)の予め設定された基準ピン穴(h4,h5)の位置に合わせて第2駆動手段(7)の駆動によりY軸方向へ第2ピン(4a)が設けられた第2ピンクランパーユニット(4)と、第3ピン(5a)が設けられた第3ピンクランパーユニット(5)とを移動させる工程と、前記ワークハンド装置(1″)は第2、第3固定手段(11,12)の第2、第3ブレーキユニット(11a,12a)のブレーキを開放し、前記第2ピン(4a)と前記第3ピン(5a)は第2、第3引張りコイルバネ(11c,12c)の付勢力によりZ軸方向の下降端に移動する工程と、前記ロボット(20)が前記ワークハンド装置(1″)を原点位置から前記段取り台(10)へ移動させ、前記段取り台(10)のZ軸方向の位置決めブロック(10d,10d)の上面に設けられた基準ピン穴(h1、h2)に前記第2、第3ピン(4a,5a)を挿入し、位置決めブロック(10d,10d)に押付けることによって、引張りコイルバネ(11c,12c)の付勢力に抗して前記第2、第3ピン(3a,4a)の第2、第3ピンクランパーユニット(4,5)がZ軸方向へ移動して位置を決める工程と、前記第2、第3ピンクランパーユニット(4,5)の位置を第2、第3固定手段(11,12)で固定する工程と、前記第1ピンクランパーユニット(3)の第1固定手段(9)を開放し、前記段取り台(10)に設けられた第4駆動手段(16)を駆動してX軸方向へ第1ピン(3a)を前記ベース(10g)のセンターまで移動させて位置決めをする工程と、前記第1ピンクランパーユニット(3)を第1固定手段(9)で固定し、第4駆動手段(16)による第1ピン(3a)の挟持を開放する工程と、前記ロボット(20)がワークハンド装置(1″)を前記段取り台(10)から原点位置へ移動する工程と、を含むことを特徴とする。
In the invention according to
請求項4に係る発明は、請求項1に記載のワークハンド装置(1″)を使用したワーク搬送方法であって、前記第1ピンクランパーユニット(3)と前記第2、第3ピンクランパーユニット(4,5)のそれぞれの移動範囲内に合わせて、ワーク(W)に基準ピン穴(h3,h4,h5)を設け、この基準ピン穴(h3,h4,h5)の位置に前記第1ピンクランパーユニット(3)と前記第2、第3ピンクランパーユニット(4,5)をそれぞれ位置決めし、各ピンクランパーユニットの第1、第2、第3ピン(3a,4a,5a)をワーク(W)の基準ピン穴(h3,h4,h5)に挿入すると同時に内蔵されたクランパー(3b,4b,5b)でワーク(W)を把持し、ワーク(W)を搬送することを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is a work transfer method using the work hand device (1 ″) according to the first aspect, wherein the first pink ramper unit (3) and the second and third pink ramper units. Reference pin holes (h3, h4, h5) are provided in the workpiece (W) in accordance with the respective movement ranges of (4, 5), and the first pin is located at the position of the reference pin holes (h3, h4, h5). The pink ramper unit (3) and the second and third pink ramper units (4, 5) are respectively positioned, and the first, second, and third pins (3a, 4a, 5a) of each pink ramper unit are moved to the workpiece ( The workpiece (W) is gripped by the built-in clampers (3b, 4b, 5b) at the same time as being inserted into the reference pin holes (h3, h4, h5) of W), and the workpiece (W) is conveyed.
請求項1に係る発明によれば、第3駆動手段を外し、Z軸方向の位置を固定するそれぞれの第2、第3固定手段を備えたことにより、ワークハンド装置の構造がよりシンプルになるとともに、ワークハンド装置の重量軽減とコスト軽減に寄与できる。また、安価に、より軽量化に対応できる。また、ワークハンド装置の多機能化を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the structure of the work hand device becomes simpler by removing the third driving means and providing the second and third fixing means for fixing the position in the Z-axis direction. At the same time, it can contribute to weight reduction and cost reduction of the work hand device. Moreover, it can respond to weight reduction more inexpensively. In addition, the work hand device can be multi-functional.
請求項2に係る発明によれば、ワークハンド装置の第1駆動手段に代替する第4駆動手段を設けたことにとり、ワークハンド装置の第1駆動手段を取り去ることができる。 According to the invention which concerns on Claim 2, the 4th drive means replaced with the 1st drive means of a work hand apparatus can be provided, and the 1st drive means of a work hand apparatus can be removed.
請求項3に係る発明によれば、さらに、ワークハンド装置からそれぞれの第3駆動手段を外し、第2、第3固定手段の第2、第3ブレーキユニットと第2、第3付勢手段とを備えることにより、ロボットのアームの先端部に接続された状態のままで段取り台に前記ワークハンド装置を載置し、ワークハンド装置の段取り替えを適宜行うことができる段取り方法を提供することができる。
According to the invention which concerns on
請求項4に係る発明によれば、ワークハンド装置において、従来、組立用の大穴や別途仕様の***を流用していたのに対し、第1ピンクランパーユニットと第2、第3ピンクランパーユニットのそれぞれの移動範囲内に合わせて、ワークに基準ピン穴を設け、その基準ピン穴の位置に第1ピンクランパーユニットと第2、第3ピンクランパーユニットをそれぞれ位置決めし、各ピンクランパーユニットの第1、第2、第3ピンをワークの基準ピン穴に挿入すると同時に内蔵されたクランパーで把持して、ワークを搬送することにより、それぞれのピンクランパーユニットの移動範囲を考慮して、ワークに小径の同じサイズの基準ピン穴をバランスよく設けることができるので、ワークをバランスよく把持し、効率よく搬送することができるとともに、第1、第2、第3ピンの径が統一できて、よりシンプルな構造のワークハンド装置で多機種のワーク搬送が可能となるワークハンド装置のワーク搬送方法を提供することができる。
According to the invention of
<第1参考例の実施形態>
以下、本発明の第1実施の形態を説明する前に、第1参考例を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は第1参考例のワークハンド装置を示す平面図、図2はその正面図、図3の(a)はその右側面図、(b)はガイドレールの図2と図3に示すA−A線の拡大断面図である。
図1に示すように、ワーク搬送用のロボット20(図11参照)のアーム21の先端にはATC22を構成する接続部22aが接続され、もう一方のワーク搬送用のワークハンド装置1の後端部にも接続部22bが接続されており、アーム21とワークハンド装置1は、このATC22によって着脱自在となっている。
また、フレーム2は、ワークハンド装置1の基体となっており、フレーム2とフレーム2aとがT字状の略平面状に形成されている。
<Embodiment of First Reference Example>
Hereinafter, before describing the first embodiment of the present invention, a first reference example will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a plan view showing a work hand device of a first reference example, FIG. 2 is a front view thereof, FIG. 3 (a) is a right side view thereof, and FIG. 1 (b) is a guide rail shown in FIGS. It is an expanded sectional view of the -A line.
As shown in FIG. 1, a connecting
Further, the frame 2 serves as a base of the work hand apparatus 1, and the frame 2 and the
まず、ワークハンド装置1の各軸の駆動装置から説明する。
第1駆動手段6は、第1ピンクランパーユニット3をX軸(左右)方向へ移動自在に位置を決める駆動装置である。図1に示すように、第1駆動手段6は、X軸のサーボモータ6aとボールネジ6b、ガイドレール6c等により構成されている。つまり、このフレーム2の中央にはX軸用のガイドレール6cが2本平行に配置されている。このガイドレール6cの中央には、ボールネジ6bが装着されてボールネジ用ナットとスライダを兼用したナットブロック6d(図3(b)参照)に螺入され、かつ摺動自在に嵌合されている。また、図2に示すように、ボールネジ6bの両端は、ベアリングによって軸支され、ボールネジ6bの軸端にはプーリ6e′が装着されている。また、X軸用のサーボモータ6aの軸端にもプーリ6e(図1参照)が装着され、歯付きベルト6f、プーリ6e′を介してボールネジ6bに回転が伝達される。このナットブロック6d(図2参照)の上面にはステー3cが立設され、このステー3cには第1ピンクランパーユニット3が載置されている。
First, the driving device for each axis of the work hand device 1 will be described.
The first drive means 6 is a drive device that determines the position of the first
第2駆動手段7は、第2ピンクランパーユニット4と第3ピンクランパーユニット5をX軸と直交するY軸(前後)方向へ移動自在に位置を決める駆動装置である。図1に示すように、第2駆動手段7は、第2、第3ピンクランパーユニット4,5をY軸方向へ移動させるための装置であり、Y軸用のエアシリンダ7a、Y軸用ガイドレール7c,7c、ストッパ7e,7e等により構成されている。このエアシリンダ7aは、前記したX軸用のガイドレール6cに直角に配置されている。このエアシリンダ7aは1本であり、高圧エアの流入によってY軸方向へ伸縮自在で、エアシリンダ7aが短縮の状態では、平面視で第2ピン4aと第3ピン5aとの距離は、例えば、300mmである。また、このエアシリンダ7aが伸張すると、第2ピン4aと第3ピン5aがそれぞれ50mmずつ移動して、例えば、400mmに拡張する。これらの移動距離は、後退用のストッパ7e,7eと、図示しない前進用のストッパとによって、正確に調節されている。
フレーム2に直角に形成されたフレーム2aには、Y軸方向へ上下2本のガイドレール7c,7c(図3(a)参照)が配置され、それぞれにスライドナット7d,…(図1参照)が摺動自在に装着されている。左右のスライドナット7d,7dには、図3の(a)に示すように、後記するそれぞれの第3駆動手段(Z軸用)8,8の駆動装置を構成するガイドレール8c,8cが固定され、Y軸方向へ摺動自在に構成されている。
The second driving means 7 is a driving device that determines the position of the second
On the
第3駆動手段8,8′は、第2ピンクランパーユニット4と第3ピンクランパーユニット5をZ軸(上下)方向へ移動自在に位置を決める駆動装置である。図3の(a)に示すように、第3駆動手段8,8′は、Z軸のサーボモータ8a,8aとボールネジ8b,8b、ガイドレール8c等により構成されている。第3駆動手段8,8′は、Z軸用として左右に1セットずつの計2セット配置され、それぞれの第3駆動手段8,8′は左右対称となっている。このZ軸用の第3駆動手段8,8′は、例えば、右ドアと左ドアの勝手違いドア(ワ−ク)では、第2ピン4aと第3ピン5aのZ方向の位置は同じ場合もあるし、異なる場合もある。異なる場合は、それぞれの第3駆動手段8,8′のサーボモータ8aの回転方向が反対になって駆動して位置を変える。つまり、第2ピン4aと第3ピン5aとの高さの相対位置が反対になる。ここでは、図3の(a)に示す右側の第3駆動手段8の構成を説明し、左側の第3駆動手段8′の構成の説明は重複するため同符号を付して省略する。なお、第1、第2、第3ピンのZ方向の高さ位置を一致させたドア、第2、第3ピンのZ方向高さ位置を一致させたドア、第1、第2、第3ピンのZ方向の高さ位置がすべて不一致のドア等、本願は多様なドアに対応可能となっている。
The third drive means 8 and 8 'are drive devices that determine the position of the second
図3の(a)、(b)に示すように、右側の第3駆動手段8の駆動装置を構成するガイドレール8cの中央には、ボールネジ8bが装着されてボールネジ用ナットとスライドを兼用したナットブロック8dに螺入され、かつ摺動自在に嵌合されている。また、ボールネジ8bの両端は、ベアリングによって軸支され、ボールネジ8bの軸端にはプーリ8e′が装着されている。Z軸用のサーボモータ8aの軸端にもプーリ8eが装着され、歯付きベルト8fを介して回転が伝達される。この右側のナットブロック8dにはステー4cを介して第2ピンクランパーユニット4が載置されている。また、同様に、この左側のナットブロック8dにはステー5cを介して第3ピンクランパーユニット5が載置されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, a
図4の(a)は、第1ピンクランパーユニットの左側面図、図4の(b)は、その正面図である。第1ピンクランパーユニット3は、フレーム2に配置され、ワークWを位置決めする基準ピンの第1ピン3aと、この第1ピン3aに内蔵され、ワークWを保持する第1クランパー3bとを有している。同様に、第2ピンクランパーユニット4は、フレーム2aに配置され、ワークWを位置決めする基準ピンの第2ピン4aと、この第2ピン4aに内蔵され、ワークWを保持する第2クランパー4bとを有している。さらに、第3ピンクランパーユニット5は、フレーム2aに配置され、ワークWを位置決めする基準ピンの前記第3ピン5aと、この第3ピン5aに内蔵され、ワークWを保持する第3クランパー5bとを有している。
FIG. 4A is a left side view of the first pink ramp unit, and FIG. 4B is a front view thereof. The first
図4の(b)に示すように、第1ピンクランパーユニット3は、L形に形成されたボデー3dの上面には、ワークWの一端を位置決めする基準となる肩3sが設けられており、その肩3sを中心に第1ピン3aが一体に形成されている。ボデー3dの右側面には、この第1ピン3aに内蔵の第1クランパー3bを出没動作させるエア式のシリンダ3eが接続されている。
第1ピンクランパーユニット3の第1ピン3aは、先端部が上面視でダイヤカットに加工され、外径は約φ16mmであり、先端から約20mmのところに肩3sが設けられ、この肩3sにワークWを挟持(クランプ)して保持する。
さらに、中実の軸心には第1クランパー3bを通す大きな溝が形成され、根元にはフランジ部が形成されてボデー3dの上面に固定されている。また、ボデー3dの中央部には、約65度に形成された略L字状のリンク3fがピン3hによって回動自在に支持され、リンク3fの一端はピン3nによってシリンダ3eのシリンダロッド3iに連結され、他端はピン3pによって第1クランパー3bに連結されている。
第1ピンクランパーユニット3の第1クランパー3bは、板状に形成され、上部先端がカギ状の形成されており、さらに、中央にはカム状の長穴3gが形成させ、ピン3kが挿通されており、第1ピン3aに格納する動作と、第1ピン3aに格納された位置から出現し、肩3sにワークWを挟持して保持する。
なお、図1に示すように、第2ピンクランパーユニット4の第2ピン4aと、第3ピンクランパーユニット5の第3ピン5aの構成は、前記した第1ピンクランパーユニット3の第1ピン3aの構成と同様であるので、第2ピンクランパーユニット4と、第3ピンクランパーユニット5の重複する説明は、同符号を付して省略する。
As shown in FIG. 4B, the first
The
Further, a large groove through which the
The
As shown in FIG. 1, the configuration of the
<第1駆動手段の動作>
図1に示すように、X軸用の第1駆動手段6の動作は、制御装置(図示せず)からサーボモータ6aに指令が入ると、サーボモータ6aの回転は、プーリ6eから歯付きベルト6fを介してプーリ6e′に伝達され、予め設定された所定の移動距離に相当する分だけボールネジ6bを回転させる。さらに、このボールネジ6bの回転は、ボールネジ6bに螺入されたナットブロック6dによって水平方向の動きに変換され、このナットブロック6dの上面には立設したステー3c(図2参照)と第1ピンクランパーユニット3の第1ピン3aを所定の移動距離だけX軸方向へ移動させる。
<Operation of first driving means>
As shown in FIG. 1, the operation of the first driving means 6 for the X axis is performed when a command is input to the
<第2駆動手段の動作>
図1に示すように、Y軸用の第2駆動手段7の動作は、エアシリンダ7aに図示しないエア配管経路を経由して高圧エアを供給されると、Y軸用のガイドレール7c,7cに摺動自在に設けられたZ軸用のガイドレール8c,8cを両サイド方向へ、例えば、50mmずつ、計100mm移動させてストッパ7e,7eに当接させる。したがって、第2ピン4aと第3ピン5aとの距離は、エアシリンダ7aが伸張すると、例えば、300mmから400mmにセットされ、短縮すると、400mmから300mmにセットされる。
<Operation of Second Driving Unit>
As shown in FIG. 1, when the high-pressure air is supplied to the
<第3駆動手段の動作>
図3の(a)に示すように、Z軸用の第3駆動手段8(8′)の動作は、制御装置(図示せず)からサーボモータ8aに指令が入ると、サーボモータ8aの回転は、プーリ8eから歯付きベルト8fを介してプーリ8e′に伝達され、所定の移動距離に相当する分だけボールネジ8bを回転させる。さらに、このボールネジ8bの回転は、ボールネジ8bに螺入されたナットブロック8dによって上下方向の直動に変換され、このナットブロック8dの側面に立設したステー4c(5c)と第2ピンクランパーユニット4の第2ピン4a(第3ピンクランパーユニット5の第3ピン5a)を所定の移動距離だけZ軸方向へ移動させる。
<Operation of third driving means>
As shown in FIG. 3A, the operation of the Z-axis third driving means 8 (8 ') is performed when the
<ピンクランパーユニットのクランパーの動作>
つぎに、第1ピンクランパーユニット3の第1クランパー3bの動作について説明する。図4に示すように、ワークWの3個の基準ピン穴h3,h4,h5にそれぞれの第1ピン3a、第2ピン4a、第3ピン5aが挿入された後、制御装置(図示せず)からワークWのクランプ指令が入ると、第1ピンクランパーユニット3では、シリンダ3eに高圧エアが供給され、シリンダロッド3iが後退し、ピン3nによって接続されたリンク3fを約15度回動させる。この回動によって、ピン3pによって接続された第1クランパー3bを約10mm下降させ、第1ピン3aの外に出現して第1ピン3aの肩3sとの間にワークWをしっかりと挟持する。実際は、第1、第2、第3ピンクランパーユニット3,4,5の各クランパー3b,4b,5bは一斉に動作を開始し、終了する。
<Pumper unit clamper operation>
Next, the operation of the
図5は多様なワークの基準穴位置に対応するワークハンド装置のピンを示し、(a)は小型用の右ドア、(b)は同じ小型用の左ドア、(c)は他の左ドア、(d)は大型の右ドアである。
図5の(a)に示すように、第1ピン3aと、第2ピン4aと、第3ピン5aの3個のピン位置は、ちょうど二等辺三角形を形成するように配置されている。
図5の(b)に示すように、同じ小型用の左ドアは、長さL1は、例えば、300mm、長さL2は、例えば、500mmであるが、図5の(c)に示すように、他の左ドアの場合、長さL3は、例えば、400mm、長さL4は、例えば、540mmとなっている。この長さL3=400mmものは基本的には大型ドアに対応するものであるが、このように小型ドアの中にも400mmに設定されたドアもある。また、第2ピン4aあるいは第3ピン5aを挿入する基準ピン穴h4,h3は、元々設定されているドアの機能上の穴を利用してもよいし、それ用に設けてもよい。
図5の(d)に示すように、これは大型右ドアであるが、長さL3は400mm、長さL5は、例えば、705mmとなっている。
FIG. 5 shows the pins of the workpiece hand device corresponding to various workpiece reference hole positions, where (a) is a small right door, (b) is the same small left door, and (c) is another left door. , (D) is a large right door.
As shown in FIG. 5A, the three pin positions of the
As shown in FIG. 5B, the same small left door has a length L 1 of, for example, 300 mm and a length L 2 of, for example, 500 mm, but is shown in FIG. as in the case of other left door, the length L 3 is, for example, 400 mm, the length L 4 it is, for example, has a 540 mm. This length L 3 = 400 mm basically corresponds to a large door, but there are also small doors set to 400 mm in this way. In addition, the reference pin holes h4 and h3 into which the
As shown in FIG. 5 (d), which although a large right door, the length L 3 is 400 mm, the length L 5 represents, for example, has a 705 mm.
また、この小型用の右ドアの場合は、図示しないが、第1ピン3aのZ軸方向の高さを基準にすれば、例えば右ドア(R)の場合、第2ピン4aは+25mm、第3ピン5aは−25mmであり、左ドア(L)の場合は反対になり、第2ピン4aは、例えば、−25mm、第3ピン5aは+25mmとなる。Z軸方向の移動距離のMAXは、±40mmである。なお、請求項1に係るワークハンド装置において、第2駆動手段7をサーボモータとボールネジ方式を採用すれば、前記した第1ピン3a、第2ピン4a、第3ピン5a位置が二等辺三角形以外の三角形を構成することは可能である。
In addition, in the case of this small right door, although not shown, if the height in the Z-axis direction of the
このように、図1に示す第1駆動手段6であるサーボモータ6aを駆動して第1ピンクランパーユニット3を所定の位置にX軸方向へ移動させ、サーボモータ6aに内蔵のブレーキ、または、電子ロックにより位置をクランプする。また、第2駆動手段7であるエアシリンダ7aを駆動して第2ピンクランパーユニット4と第3ピンクランパーユニット5をY軸方向へ移動させ、さらに、図3に示す第3駆動手段8,8′であるサーボモータ8a,8aをそれぞれ駆動して第2ピンクランパーユニット4と第3ピンクランパーユニット5をそれぞれZ軸(上下)方向へ所定の距離だけ移動させることにより、大小多様なドアの基準ピン穴h3,h4,h5に位置決めすることができる。また、サーボモータ8a,8aによるZ軸方向の瞬時の移動により、右ドアと左ドアの交互生産にも対応可能であり、対応が容易な共用のワークハンド装置1を提供することができる。さらに、すべての車種のドアに対応できるワークハンド装置1を提供することができる。
Thus, the
<第1参考例の実施形態のワークハンド装置の段取り方法>
ワークWの機種変更があった場合、ワークハンド装置1がロボット20(図11参照)のアーム21の先端部に接続されたままの状態でワークハンド装置1の仕様を変更する段取りを行う段取り方法について、詳細に説明する。
第1工程は、ロボット20のモードを生産モードから機種変更モードに切替える。通常、ロボット20のモードは、生産モードに設定されており、ロボット20は、通常ドアを生産するプログラムにより動作している。しかし、予定された生産個数に達すると、つぎの車種のワークWに合わせて段取り替えが行われる。このとき、機種変更モード、つまり、段取り替え用プログラムに切り替え、ロボット20はワークハンド装置1の段取り替えの一連の動作をする。
第2工程は、ワークWの予め設定された基準ピン穴h4,h5(図5参照)の位置に合わせて第2駆動手段7のY軸方向へと、第3駆動手段8のZ軸方向へ駆動により、第2、第3ピン4a,5aが設けられた第2、第3ピンクランパーユニット4,5を移動させる。
第3工程は、ワークWの予め設定された基準ピン穴h3の位置に合わせて第1駆動手段6の駆動によりX軸方向へ基準の第1ピン3aが設けられた第1ピンクランパーユニット3を移動させる。
なお、ここではY軸、Z軸、X軸の順に説明したが、この第2、3工程の順番は、その他であってもよい。また、同軸制御によって、同時に駆動しても構わない。
<Setup Method of Work Hand Device of Embodiment of First Reference Example>
A setup method for performing setup to change the specifications of the work hand device 1 while the work hand device 1 remains connected to the tip of the
In the first step, the mode of the
In the second step, the second drive means 7 is moved in the Y-axis direction and the third drive means 8 is moved in the Z-axis direction in accordance with the positions of the reference pin holes h4 and h5 (see FIG. 5) set in advance on the workpiece W. By driving, the second and third
In the third step, the first
In addition, although demonstrated in order of the Y-axis, Z-axis, and X-axis here, the order of this 2nd, 3 process may be others. Moreover, you may drive simultaneously by coaxial control.
<第2参考例の実施形態>
ここで、ワークハンド装置1′について詳細に説明する。図6は本発明の第2参考例の実施形態のワークハンド装置を示す平面図、図7はその正面図である。
前記した第1参考例の実施形態のワークハンド装置1との相違点は、図6、図7に示すように、第1駆動手段6の代わりに、第1ピンクランパーユニット3のX軸方向の位置を固定する第1固定手段9を備えたものである。
以下、第1参考例の実施形態のワークハンド装置1との相違点を中心に説明する。
この第1固定手段9は、バー9dがX軸方向へ平行に配置され、そのバー9dに第1ブレーキユニット9aが装着されている。この第1ブレーキユニット9aのブレーキは、一旦、高圧エアが遮断されると、ロック(固定)し、高圧エアが供給されると、ロック状態が開放され、移動が可能になる。これにより、サーボモータ等の第1駆動手段6が無い分だけ、ワークハンド装置1の構造がよりシンプルになるとともに、ワークハンド装置の重量軽減とコスト軽減に寄与できる。このような構成にしてもよい。
<Embodiment of Second Reference Example>
Here, the work hand apparatus 1 ′ will be described in detail. FIG. 6 is a plan view showing a work hand device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a front view thereof.
The difference from the work hand device 1 of the embodiment of the first reference example described above is that, as shown in FIGS. 6 and 7, instead of the first driving means 6, the first
Hereinafter, it demonstrates centering around difference with the work hand apparatus 1 of embodiment of a 1st reference example.
In the first fixing means 9, a bar 9d is arranged in parallel in the X-axis direction, and a first brake unit 9a is attached to the bar 9d. The brake of the first brake unit 9a is locked (fixed) once the high-pressure air is cut off, and when the high-pressure air is supplied, the locked state is released and the movement becomes possible. As a result, the structure of the work hand device 1 becomes simpler as much as there is no first drive means 6 such as a servo motor, and it can contribute to weight reduction and cost reduction of the work hand device. Such a configuration may be adopted.
<段取り台>
ここで、段取り台10について説明する。図11は段取り台の配置を示す平面図、図12は段取り台を拡大した平面図、図13は正面図、図14は右側面図である。
図11に示すように、ロボット20のアーム21の先端部には、ワークハンド装置1″が接続されている。ロボット20の近傍には、ワークハンド装置1″の段取りに使用する段取り台10が配置されている。
図12に示すように、段取り台10は、基体である矩形をしたベース10gと、ワークハンド装置1″の第2、第3ピン4a,5aが挿入されて位置を決める基準ピン穴h1,h2と、前記基準ピン穴(h1,h2)を有する位置決めブロック10d,10dと、位置決めプレート10e,10e等を備えている。基準ピン穴h1,h2は、このベース10gの一端側(図中左側)に配置されている。第2、第3ピン4a,5aを保持する位置決めブロック10d,10dは、この基準ピン穴h1,h2を有している。そして、位置決めブロック10d,10dの位置を決めて固定する位置決めプレート10e,10eは、図中左側の前後方向へ配置されている。
<Setup stage>
Here, the setup table 10 will be described. 11 is a plan view showing the arrangement of the setup table, FIG. 12 is an enlarged plan view of the setup table, FIG. 13 is a front view, and FIG. 14 is a right side view.
As shown in FIG. 11, the work hand device 1 ″ is connected to the tip of the
As shown in FIG. 12, the setup table 10 includes a
図12に示すように、前記ベース10gの左側の一端に、ワークハンド装置1″の第2、第3ピン4a,5aの位置を決めるために、位置決めブロック10d,10dが配置され、この位置決めブロック10d,10dには、基準ピン穴h1,h2が設けられ、この基準ピン穴h1,h2に第2、第3ピン4a,5aを挿入することによって、第2、第3ピン4a,5aを保持する。そして、位置決めプレート10e,10eも2個あり、位置決めブロック10d,10dの位置を決めて固定する。この位置決めプレート10e,10eには、穴が多数配置されている。位置決めプレート10e,10eの多穴の2個を使用して精度の高いリーマボルトによって位置決めブロック10d,10d′,10d″が装着され、位置決めブロック10d,10dの位置決めを行う。
As shown in FIG. 12,
また、第4駆動手段16は、第1ピン3aを挟持する半割りブロック10c,10c′のそれぞれに接続され、第1ピンクランパーユニット3の第1ピン3aをベース10gのセンターまで移動させて位置決めを行う駆動装置である。
第4駆動手段16,16′は、エアシリンダ10aと、エアシリンダ10aが接続された半割りブロック10cと、この半割りブロック10c′が第1ピン3aを挟持して移動自在にガイドするガイドレール10bと、2個のスライドナット10f,10f′等から構成されている。
第4駆動手段16のエアシリンダ10aは、それぞれ半割りブロック10c,10c′に接続されており、第1ピンクランパーユニット3の第1ピン3aをベース10gのセンターまで移動させて位置決めを行う。
なお、半割りブロック10c,10c′の原点位置は、図12の二点鎖線で示す半割りブロック10c,10c′の位置であり、開放(離間)位置である。
また、それぞれの半割りブロック10c,10c′の当接面にはV溝が形成され、第1ピン3aを両側から挟持して第1ピン3aの位置決めを行う。このエアシリンダ10a,10aの前進端には、半割りブロック10c,10c′の下部(裏)に前進端ストッパが設けられている。
なお、段取り台10の上面には、この第4駆動手段16の代わりに、第1駆動手段6のサーボモータ6aとボールネジ6b方式であっても構わない。
このサーボモータ6aとボールネジ6b方式の説明は重複するため、ここでは、別の方式である例えば、エアシリンダ方式を採用した第4駆動手段16を説明した。
The fourth driving means 16 is connected to each of the half blocks 10c and 10c ′ sandwiching the
The fourth drive means 16, 16 'are an
The
The origin positions of the half blocks 10c and 10c ′ are the positions of the half blocks 10c and 10c ′ indicated by the two-dot chain line in FIG. 12, and are open (separated) positions.
Further, V-grooves are formed on the contact surfaces of the
The upper surface of the setup table 10 may be of the
Since the description of the
例えば、機種変更車種のドアの基準ピン穴の位置が、L1=300mmピッチの場合、これらのブロック10d,10dには、基準ピン穴h1,h2が設けられている。また、L3=400mmピッチの場合は、ブロック10d′,10d′を使用すればよい。事前に両サイド外側にL3=400mmでセットされ、第2、第3ピン4a,5aが基準ピン穴h1′,h2′に挿入される。
さらに、図12に示すように、X軸方向へL6=205mmずれた位置に400mmピッチの基準ピン穴h1″,h2″が設けられたブロック10d″,10d″が固定されている。これは、図5の(d)に示す大型のドアに対応するものである。
また、図14に示すように、第2ピン4aと第3ピン5aのZ方向の段差はH1、H2であり、機種によって数値は種々あるが、左右ドアでは+、−と反対になるものの、絶対値は共通になっている。
For example, when the position of the reference pin hole of the door of the model change model is L 1 = 300 mm pitch, the reference pin holes h1 and h2 are provided in these
Further, as shown in FIG. 12,
Further, as shown in FIG. 14, the steps in the Z direction between the
<第2参考例の実施形態のワークハンド装置の段取り方法>
ワークWの機種変更があった場合、ワークハンド装置1′がロボット20のアーム21の先端部に接続されたままの状態でワークハンド装置1′の仕様を変更する段取りを行うワークハンド装置1′の段取り方法について、図6、図7、図12を参照して説明する。
この段取り方法は、前記ワークハンド装置1から第1駆動手段6を外し、代わりに第1固定手段9の第1ブレーキユニット9aを備えたワークハンド装置1′を、ロボット20のアーム21の先端部に接続された状態のままで段取り台10に載置し、ワークハンド装置1′の段取り替えをする段取り方法である。図5の(a)に示す小型用の右ドア(L1=300mm、L2=500mm)から、図5の(d)に示す大型右ドア(L3=400mm、L5=705mm)に段取り替えする場合で説明する。
<Setup Method for Work Hand Device of Second Embodiment>
When there is a model change of the workpiece W, the workpiece hand device 1 ′ that performs setup for changing the specifications of the workpiece hand device 1 ′ while the workpiece hand device 1 ′ is still connected to the tip of the
In this setup method, the first driving means 6 is removed from the work hand device 1, and instead, the work hand device 1 ′ having the first brake unit 9 a of the first fixing means 9 is replaced with the tip of the
第1工程は、ロボット20のモードを生産モードから機種変更モードに切替える。
第2工程は、ワークWの予め設定された基準ピン穴h1,h2、ここでは、基準ピン穴h1″,h2″の位置に合わせて第2駆動手段7と第3駆動手段8,8′の駆動によりY,Z軸方向へ、第2,第3ピン4a,5aが設けられた第2,第3ピンクランパーユニット4,5を移動させる。
第3工程は、ロボット20がワークハンド装置1′を原点位置から段取り台10へ移動させ、ワークハンド装置1′はピンを下向きの状態で、段取り台10の第2、第3ピン4a,5aを保持する位置決めブロック10d″,10d″の上面に設けられた基準ピン穴h1″,h2″に第2、第3ピン4a,5aを挿入する。
この場合のドアの仕様により、ブロック10d″の位置は、ブロック10dからX軸方向へ205mm離れた位置にあり、適宜ブロック(10d,10d′、10d″)が選択される。また、ワークハンド装置1′の原点位置での姿勢は、ピンを下向きにした状態である。
第4工程は、第1ピンクランパーユニット3の第1固定手段9を開放し、段取り台10に設けられた第4駆動手段16のエアシリンダ10a,10a′を駆動してX軸方向へ第1ピンクランパーユニット3の第1ピン3aをセンターに移動させて位置決めをする。
つまり、エアシリンダ10a,10a′の半割りブロック10c,10c′によって、第1ピンクランパーユニット3の第1ピン3aを挟持することによって、ベース10gの中央部の位置に位置決めされる。これにより、L5=705mmが正確に確保できる。
第5工程は、第1固定手段9の第1ブレーキユニット9aへの高圧エアを遮断して第1ピンクランパーユニット3を固定し、第4駆動手段16による第1ピン3aの挟持を開放する。この第1ピン3aの挟持を開放する動作は、エアシリンダ10a,10a′を駆動して伸張させ、図12の二点鎖線で示す位置へ半割りブロック10c,10c′を離間させる。
第6工程は、ロボット20がワークハンド装置1′を段取り台10から原点位置へ移動する。
このような手順に従えば、図5の(d)に示すドアのL3=400mm、L5=705mmの仕様に段取り替えが可能である。
In the first step, the mode of the
In the second step, the second drive means 7 and the third drive means 8 and 8 ′ are adjusted in accordance with the positions of the reference pin holes h1 and h2 set in advance of the work W, here, the reference pin holes h1 ″ and h2 ″. The second and third
In the third step, the
According to the door specification in this case, the position of the
In the fourth step, the first fixing means 9 of the first
That is, the
In the fifth step, the high pressure air to the first brake unit 9a of the first fixing means 9 is shut off to fix the first
In the sixth step, the
If such a procedure is followed, the setup can be changed to the specifications of L 3 = 400 mm and L 5 = 705 mm of the door shown in FIG.
<第1実施の形態>
ここで、本発明の第1実施の形態であるワークハンド装置1″について詳細に説明する。図8は本発明の第1実施の形態のワークハンド装置を示す平面図、図9はその正面図、図10はその右側面図(図面を分かりやすくするため、中央部に位置する第1ピンクランパーユニット3を省略している。)である。
前記した第2参考例のワークハンド装置1′との相違点は、図8〜図10に示すように、ワークハンド装置1の第2、第3ピンクランパーユニット4,5のZ軸方向へ移動するそれぞれの第3駆動手段8,8′の代わりに、Z軸方向の位置を固定するそれぞれの第2固定手段11、第3固定手段12を備え、かつ、第2付勢手段11c、第3付勢手段12cを備えたものである。以下、第2参考例のワークハンド装置1′との相違点を中心に説明する。
図10に示すように、第2固定手段11は、第2ブレーキユニット11aが第2バー11dに装着されており、さらに、2本ずつの第2、第3付勢手段11c,12cである第2、第3引張りコイルバネ11c,12cが配置されている。
第2、第3ブレーキユニット11a,12aのブレーキは、前記同様、高圧エアが遮断されると、ロック(固定)し、高圧エアが供給されると、ロック状態が開放され、移動が可能になる。
図9に示すように、第3付勢手段12cは、例えば、2本の第3引張りコイルバネ12c,12cで構成している。2本の第3引張りコイルバネ12c,12cは接続片によって接続しているが、1本の引張りコイルバネであってもよい。
第2、第3ブレーキユニット11a,12aのブレーキを開放すると、第2、第3基準ピン4a,5aは、自重で先端方向である下方端まで下がる。そして、摩擦等の影響で自重では下がらない場合に備えて、強制的に第2、第3引張りコイルバネ11c,12cの付勢力を付勢することにより、確実に第2ピン4aと第3ピン5aは、図10に示すように、Z軸の先端方向に移動する。そして、段取り台10の位置決めブロック10d,10dに設けられた基準ピン穴h1,h2に第2,第3ピン4a,5aを挿入して押付けることにより、基準ピン穴h1,h2を有するブロック10d,10dの上面の高さ位置に倣い、第2、第3ピンクランパーユニット4,5は、第2、第3引張りコイルバネ11c,12cの付勢力に抗してZ軸方向へ移動する。そうすると、第2、第3ブレーキユニット11a,12aへの高圧エアが遮断され、第2,第3ピン4a,5aのZ軸方向の位置がブレーキによりロックされる。
<First embodiment>
Here, the work hand apparatus 1 ″ according to the first embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 8 is a plan view showing the work hand apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 10 is a right side view thereof (for the sake of clarity of the drawing, the first
The difference from the work hand device 1 ′ of the second reference example described above is that the second and third
As shown in FIG. 10, the second fixing means 11 includes a
As described above, the brakes of the second and
As shown in FIG. 9, the 3rd biasing means 12c is comprised by the two 3rd
When the brakes of the second and
<第1実施の形態のワークハンド装置の段取り方法>
ワークWの機種変更により、ワークハンド装置1″がロボット20のアーム21の先端部に接続されたままの状態でワークハンド装置1″の段取りを行う第1実施の形態の段取り方法について、説明する。
この段取り方法は、前記した第2参考例の実施形態のワークハンド装置1の第1駆動手段6を外し、その代わりに、第1ピンクランパーユニット3のX軸方向の位置を固定する第1固定手段9を備え、さらに、第3駆動手段8は、第2固定手段11、第3固定手段12の第2、第3ブレーキユニット11a,12aと引張りコイルバネ11c,12cとに置き代えたワークハンド装置1″の段取り替えをする段取り方法である。ここでは、図5の(d)に示す大型右ドア(L3=400mm、L5=705mm)から図5の(a)に示す小型用の右ドア(L1=300mm、L2=500mm)に段取り替えする場合で説明する。
<Setup Method of Work Hand Device of First Embodiment>
A setup method of the first embodiment in which the work hand device 1 ″ is set up while the work hand device 1 ″ is connected to the tip of the
In this setup method, the first driving means 6 of the work hand device 1 according to the embodiment of the second reference example described above is removed, and instead, the first fixing that fixes the position of the first
第1工程は、ロボット20のモードを生産モードから機種変更モードに切替える。
第2工程は、ワークWの予め設定された基準ピン穴h1,h2の位置に合わせて第2駆動手段7の駆動によりY軸方向へ第2ピン4aが設けられた第2ピンクランパーユニット4と、第3ピン5aが設けられた第3ピンクランパーユニット5とを移動させる。
第3工程は、ワークハンド装置1″はピンを下向きの状態で第2、第3固定手段11,12の第2、第3ブレーキユニット11a,12aのブレーキを開放し、第2ピン4aと第3ピン5aは第2、第3引張りコイルバネ11c、12cの付勢力によりZ軸の先端方向、つまり、下降端に移動させる。
第4工程は、ロボット20がワークハンド装置1″を原点位置から段取り台10へ移動させ、段取り台10のZ方向位置決めブロック10d,10dの上面に設けられた基準ピン穴h1,h2に第2,第3ピン4a,5aを挿入し、押付けることによって、引張りコイルバネ11c,12cの付勢力に抗して第2、第3ピン3a,4aの第2、第3ピンクランパーユニット4,5がZ軸方向へ移動して位置を変える。
第5工程は、第2、第3ピンクランパーユニット4,5の位置を第2、第3固定手段11,12で固定する。つまり、高圧エアの供給を遮断するとブレーキ力が発生し、第2、第3ピンクランパーユニット4,5の位置をロック(固定)する。
第6工程は、第1ピンクランパーユニット3の第1固定手段9を開放し、段取り台10に設けられた第4駆動手段16を駆動してX軸方向へ前記第1ピン3aを移動させて位置を変える。
第7工程は、第1ピンクランパーユニット3を第1固定手段9で固定し、第4駆動手段16による第1ピン3aの挟持を開放する。この第1ピン3aの挟持を開放する動作は、前記したように、エアシリンダ10a,10a′を駆動して伸張させ、図12の二点鎖線で示す位置へ半割りブロック10c,10c′を離間させる。つまり、半割りブロック10c,10c′の原点位置は開放(離間)位置である。
第8工程は、ロボット20がワークハンド装置1″を段取り台10から原点位置へ移動する。
このような手順に従えば、図5の(a)に示す小型のドアのL1=300mm、L2=500mmの仕様に段取り替えが可能である。
In the first step, the mode of the
The second step includes a second
In the third step, the work hand device 1 ″ releases the brakes of the second and
In the fourth step, the
In the fifth step, the positions of the second and third
In the sixth step, the first fixing means 9 of the first
In the seventh step, the first
In the eighth step, the
If such a procedure is followed, the setup can be changed to the specifications of L 1 = 300 mm and L 2 = 500 mm of the small door shown in FIG.
このように、ワークハンド装置1″をロボット20が原点位置から段取り台10へ移動させ、段取り台10に載置するが、段取り台10に対するワークハンド装置1″のZ軸方向の載置位置はどの車種も同じ位置にしている。そのために、第2、第3ピン4a,5aのワーク当接面が当接するブロック10d,10dの上面のZ軸方向の位置が相違している各車種専用のブロックと位置決めプレートを用意すればよい。
このような段取り台10を使用したワークハンド装置1″の段取り方法であっても構わない。
In this way, the work hand device 1 ″ is moved from the origin position to the setup table 10 by the
A setup method for the work hand device 1 ″ using such a setup table 10 may be used.
<ワークハンド装置のワーク搬送方法>
ワークハンド装置1″において、第1ピンクランパーユニット3と第2、第3ピンクランパーユニット4,5のそれぞれの移動範囲内に合わせて、ワークWに基準ピン穴h3,h4,h5を設ける。そして、その基準ピン穴h3,h4,h5の位置に第1ピンクランパーユニット3と前記第2、第3ピンクランパーユニット4,5をそれぞれ位置決めし、各ピンクランパーユニットの第1、第2、第3ピン3a,4a,5aをワークWの基準ピン穴h3,h4,h5に挿入すると同時に、内蔵された各クランパー3b,4b,5bでワークWを把持し、ワークWを搬送するという今までに無いワークハンド装置を使用したワーク搬送方法である。
<Work transfer method of work hand device>
In the work hand device 1 ″, reference pin holes h3, h4, and h5 are provided in the work W in accordance with the movement ranges of the first
つまり、従来のワークハンド装置には、ドアを位置決めするための基準穴は設けられていたが、搬送専用とする基準ピン穴は設けられておらず、大小種々の穴を利用してワークハンド装置の方で工夫し、1車種右左ドアを兼用する程度の汎用性がせいぜいであり、汎用性の高いワークハンド装置の提供は困難であった。そこで、ドアの設計段階で、ドアの位置決めを兼ねたドア搬送用の基準ピン穴の標準化を行い、標準化された基準ピン穴を設けるというこれまでにない新しい発想により、汎用性の高いワークハンド装置による新しいワーク搬送方法の提供ができる。
この新しいワーク搬送方法は、現行生産されている車種、あるいは過去に生産された車種のインナパネルをもとに、自動車ドアの艤装部品であるトリムボード(ドアの室内側にセットされるものでアームレストやポケットが付いたもの)で隠れる位置に1個のφ16の基準ピン穴を基準にして他の2点のφ16の基準ピン穴がどの範囲に収まるかを徹底的に検証し、ワークハンド装置1の各ピンクランパーユニット3,4,5の移動範囲を決定したもので、その結果、現行の多くの機種に対応が可能になっただけでなく、今後、現行の自動車ドア生産ラインに新規の自動車ドアを投入する場合は、ワークハンド装置のピンクランパーの移動範囲を考慮して、新規投入の自動車ドアのインナパネルに3個のφ16の基準ピン穴を設けている。
本発明により、新しくワークハンド装置1を製作することもなく、また現行の自動車ドア生産ラインで使用されている既存のワークハンド装置を改造することもなく、この1種類のワークハンド装置1で、将来に亘っても、あらゆる機種に対応したワーク搬送方法が可能になった。
In other words, the conventional work hand device is provided with a reference hole for positioning the door, but is not provided with a reference pin hole dedicated for conveyance, and the work hand device uses various large and small holes. However, it was difficult to provide a work hand device with high versatility. Therefore, at the door design stage, standardization of the reference pin hole for door conveyance that also serves as the positioning of the door is standardized, and a highly versatile work hand device with an unprecedented new idea of providing a standardized reference pin hole Can provide a new workpiece transfer method.
This new workpiece transfer method is based on the inner panel of the car model currently produced or produced in the past, and the trim board (which is set on the interior side of the door) Workpiece device 1 is thoroughly verified in which range the other two φ16 reference pin holes fit within the reference position of one φ16 reference pin hole at a position hidden by As a result, it has become possible to support many current models as well as new cars in the current automobile door production line. When the door is inserted, three φ16 reference pin holes are provided in the inner panel of the newly introduced automobile door in consideration of the moving range of the pink ramp of the work hand device.
According to the present invention, this one kind of work hand device 1 can be used without producing a new work hand device 1 and without modifying the existing work hand device used in the current automobile door production line. Even in the future, it has become possible to transfer workpieces to any model.
また、ATC22の使用目的は、従来までは機種変更の度毎にワークハンド装置1を離脱、装着を繰り返していたが、これからは、脱着なしでよい。しかしながら、ワークハンド装置1の故障やメンテナンス、修理等が起こり得るため、ATC22は、予備のワークハンド装置1との交換作業に生かされる。また、ワークハンド装置1″を段取り台10へ載置して段取り替えを完了した時点で、第4駆動手段16によって半割りブロック10c,10c′が第1ピン3aを挟持し、第2、第3ピン3a,4aがブロック10d,10dに支持された状態で、ワークハンド装置1″をロボットから切り離し、ロボットは他の仕事、例えば、ある車種の予定された生産台数が完了したATC22の22bが別途取り付けられている溶接治具や位置決め治具を治具マガジンに収納し、その治具マガジンから次期生産機種の溶接治具や位置決め治具を取り出し、定位置にセットするような仕事をさせることも可能となる。
また、ワークハンド装置1は、段取り替えのために段取り台10へ載置する必要はないが、置き台を設けてワークハンド装置1を前記置き台に載置して、ロボットをワークハンド装置1から切り離し、前述のように治具交換をさせることも可能となる。
In addition, until now, the purpose of using the
In addition, the work hand device 1 does not need to be placed on the setup table 10 for the setup change, but the work hand device 1 is placed on the stand by providing a stand and the robot is placed on the work hand device 1. It is also possible to change the jig as described above.
なお、本発明は、その技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。たとえば、第1駆動手段6はサーボモータ6aとして説明したが、エアシリンダ、油圧シリンダ、リニアモータ等のアクチュエータに置き換えても構わない。また、第2駆動手段7はエアシリンダ7aとして説明したが、このエアシリンダ7aの代わりに、サーボモータ8aを配置しても構わないし、それぞれにサーボモータ8aを配置して、すべての軸(X,Y,Z)をサーボモータ化にしても構わない。さらに、第3駆動手段8,8′はサーボモータ8aとして説明したが、これもエアシリンダ、油圧シリンダ、リニアモータ等、ラック、ピニオン等のアクチュエータに置き換えても構わない。このように、第1、第2、第3駆動手段6,7,8,8′は駆動方式を適宜変更してもよい。
また、ワークを保持するピンは、ここでは第1、第2、第3ピン3a,4a,5aの最小の3個としたが、ワークの大きさ、質量に合わせて、その他の4個、5個等の複数個としてもよい。また、ワークに設ける基準ピン穴h3,h4,h5は、ピン径φ16mmに合わせた丸穴としたが、多角形穴であっても構わないし、サイズの大小を変えてもよい。
さらに、第2付勢手段11c、第3付勢手段12cは、第2、第3引張りコイルバネ11c,12cとしたが、圧縮バネ、ガススプリング、バンパー、エアシリンダ等、その他であっても構わない。
The present invention can be variously modified and changed within the scope of its technical idea. For example, although the first drive means 6 has been described as the
In addition, the minimum number of pins for holding the workpiece is three, ie, the first, second, and
Further, the second urging means 11c and the third urging means 12c are the second and third
1,1′,1″ ワークハンド装置
2,2a フレーム
2b ストッパ(Y軸)
3 第1ピンクランパーユニット(X軸)
3a 第1ピン
3b 第1クランパー
3c,4c,5c ステー
3d ボデー
3e シリンダ
3f リンク
3g カム長穴
3h,3k,3n,3p ピン
3i シリンダロッド
3s 肩
4 第2ピンクランパーユニット(Y1,Z1軸)
4a 第2ピン
4b 第2クランパー
5 第3ピンクランパーユニット(Y2,Z2軸)
5a 第3ピン
5b 第3クランパー
6 第1駆動手段(X軸)
6a,8a サーボモータ
6b,8b ボールネジ
6c ガイドレール(X軸)
6d,8d ナットブロック
6e,6e′,8e,8e′ プーリ
6f,8f 歯付きベルト
6g スライドナット
7 第2駆動手段(Y軸)
7a エアシリンダ
7c ガイドレール(Y軸)
7d スライドナット
7e ストッパ
8,8′ 第3駆動手段(Z軸)
8c ガイドレール(Z軸)
9 第1固定手段(X軸)
9a 第1ブレーキユニット
9d 第1バー
10 段取り台
10a エアシリンダ
10b ガイドレール
10c,10c′ 半割りブロック
10d,10d′,10d″ ブロック(位置決めブロック)
10e 位置決めプレート
10f,10f′ スライドナット
10g ベース
11 第2固定手段(Z軸)
11a 第2ブレーキユニット
11c 第2付勢手段(第2引張りコイルバネ)
11d 第2バー
12 第3固定手段(Z軸)
12a 第3ブレーキユニット
12c 第3付勢手段(第3引張りコイルバネ)
12d 第3バー
16,16′ 第4駆動手段
20 ロボット
21 アーム
22 ATC(オートツールチェンジャー)
h1,h2,h3,h4,h5 基準ピン穴
W ワーク
1,1 ', 1 "
3 First pink ramp unit (X axis)
4a 2nd pin 4b
5a 3rd pin 5b
6a,
6d,
8c Guide rail (Z axis)
9 First fixing means (X axis)
9a First brake unit 9d
11a
11d
12a
12d 3rd bar 16, 16 '4th drive means 20
h1, h2, h3, h4, h5 Reference pin hole W Workpiece
Claims (4)
基体となるフレーム(2)と、
前記フレーム(2)に配置され、前記ワーク(W)を位置決めする基準ピンの前記第1ピン(3a)と、この第1ピン(3a)に内蔵され、ワーク(W)を把持する第1クランパー(3b)とを有し、X軸方向へ移動自在に形成された第1ピンクランパーユニット(3)と、
前記フレーム(2)に配置され、前記ワーク(W)を位置決めする基準ピンの前記第2ピン(4a)と、この第2ピン(4a)に内蔵され、ワーク(W)を把持する第2クランパー(4b)とを有する第2ピンクランパーユニット(4)と、
前記フレーム(2)に配置され、前記ワーク(W)を位置決めする基準ピンの前記第3ピン(5a)と、この第3ピン(5a)に内蔵され、前記ワーク(W)を把持する第3クランパー(5b)とを有する第3ピンクランパーユニット(5)と、
前記第1ピンクランパーユニット(3)のX軸(左右)方向の位置を固定する第1固定手段(9)と、
前記第2ピンクランパーユニット(4)と第3ピンクランパーユニット(5)を前記X軸と直交するY軸(前後)方向へ移動自在に位置を決める第2駆動手段(7)と、
前記第2ピンクランパーユニット(4)と第3ピンクランパーユニット(5)を前記X軸およびY軸に直交するZ軸(上下)方向の位置を固定するそれぞれの第2、第3固定手段(11,12)と、
前記第2ピンクランパーユニット(4)と第3ピンクランパーユニット(5)を前記Z軸の先端方向へ付勢する第2、第3付勢手段(11c,12c)と、
を備えたことを特徴とするワークハンド装置(1″)。 Connected to the tip of the arm (21) of the robot (20), the three first, second, and third pins (3a, 4a, 5a) are engaged with reference pin holes provided in the workpiece (W). The first, second, and third clampers (3b, 4b, 5b) built in the first, second, and third pins (3a, 4a, 5a) appear and hold the workpiece (W), A work hand device (1 ″) that conveys a work (W) by turning and extending and contracting the arm (21),
A base frame (2);
The first pin (3a) as a reference pin that is arranged on the frame (2) and positions the work (W), and a first clamper that is built in the first pin (3a) and grips the work (W). (3b), and a first pink ramp unit (3) formed to be movable in the X-axis direction;
The second pin (4a) as a reference pin that is disposed on the frame (2) and positions the work (W), and a second clamper that is built in the second pin (4a) and holds the work (W). A second pink ramp unit (4) having (4b);
The third pin (5a) as a reference pin that is disposed on the frame (2) and positions the work (W), and a third pin (5a) that is built in the third pin (5a) and holds the work (W). A third pink ramp unit (5) having a clamper (5b);
First fixing means (9) for fixing the position in the X-axis (left-right) direction of the first pink ramp unit (3);
Second driving means (7) for locating the second pink ramp unit (4) and the third pink ramp unit (5) movably in a Y-axis (front-rear) direction perpendicular to the X-axis;
Second and third fixing means (11) for fixing the position of the second pink ramp unit (4) and the third pink ramp unit (5) in the Z-axis (vertical) direction perpendicular to the X-axis and Y-axis, respectively. , 12) and
Second and third urging means (11c, 12c) for urging the second pink ramp unit (4) and the third pink ramp unit (5) in the distal direction of the Z-axis;
A work hand device (1 ″) characterized by comprising:
基体となるベース(10g)と、
前記ベース(10g)の一端側には、ワークハンド装置(1″)の第2、第3ピン(4a,5a)が挿入されて位置を決める基準ピン穴(h1,h2)を有し、第2、第3ピン(4a,5a)のZ軸方向の位置を決める位置決めブロック(10d,10d)と、
前記位置決めブロック(10d,10d)の位置を決めて固定する位置決めプレート(10e,10e)と、を備え、
第1ピン(3a)を挟持する半割りブロック(10c,10c′)のそれぞれに接続され、第1ピンクランパーユニット(3)の第1ピン(3a)を前記ベース(10g)のセンターまで移動させてX軸方向の位置決めを行う第4駆動手段(16,16′)と、
を備えたことを特徴とするワークハンド装置(1″)の段取りに使用する段取り台(10)。 The setup table (10) used for setup of the work hand device (1 ") according to claim 1, wherein the first pink ramp unit is moved in the X-axis direction,
A base (10 g) as a base;
One end side of the base (10g) has reference pin holes (h1, h2) for determining the position by inserting the second and third pins (4a, 5a) of the work hand device (1 ″). 2, positioning blocks (10d, 10d) for determining the position of the third pin (4a, 5a) in the Z-axis direction;
A positioning plate (10e, 10e) for determining and fixing the position of the positioning block (10d, 10d),
The first pin (3a) is connected to each of the half blocks (10c, 10c ′) holding the first pin (3a), and the first pin (3a) of the first pink ramp unit (3) is moved to the center of the base (10g). A fourth drive means (16, 16 ') for positioning in the X-axis direction;
A setup table (10) used for setup of the work hand device (1 ″).
前記ロボット(20)のモードを生産モードから機種変更モードに切替える工程と、
ワーク(W)の予め設定された基準ピン穴(h4,h5)の位置に合わせて第2駆動手段(7)の駆動によりY軸方向へ第2ピン(4a)が設けられた第2ピンクランパーユニット(4)と、第3ピン(5a)が設けられた第3ピンクランパーユニット(5)とを移動させる工程と、
前記ワークハンド装置(1″)は第2、第3固定手段(11,12)の第2、第3ブレーキユニット(11a,12a)のブレーキを開放し、前記第2ピン(4a)と前記第3ピン(5a)は第2、第3引張りコイルバネ(11c,12c)の付勢力によりZ軸方向の下降端に移動する工程と、
前記ロボット(20)が前記ワークハンド装置(1″)を原点位置から前記段取り台(10)へ移動させ、前記段取り台(10)のZ軸方向の位置決めブロック(10d,10d)の上面に設けられた基準ピン穴(h1、h2)に前記第2、第3ピン(4a,5a)を挿入し、位置決めブロック(10d,10d)に押付けることによって、引張りコイルバネ(11c,12c)の付勢力に抗して前記第2、第3ピン(3a,4a)の第2、第3ピンクランパーユニット(4,5)がZ軸方向へ移動して位置を決める工程と、
前記第2、第3ピンクランパーユニット(4,5)の位置を第2、第3固定手段(11,12)で固定する工程と、
前記第1ピンクランパーユニット(3)の第1固定手段(9)を開放し、前記段取り台(10)に設けられた第4駆動手段(16)を駆動してX軸方向へ第1ピン(3a)を前記ベース(10g)のセンターまで移動させて位置決めをする工程と、
前記第1ピンクランパーユニット(3)を第1固定手段(9)で固定し、第4駆動手段(16)による第1ピン(3a)の挟持を開放する工程と、
前記ロボット(20)がワークハンド装置(1″)を前記段取り台(10)から原点位置へ移動する工程と、
を含むことを特徴とする段取り方法。 When there is a model change, the work hand device (1 ″) according to claim 1 and a work (W) setup method using the setup table (10) according to claim 2,
Switching the mode of the robot (20) from the production mode to the model change mode;
A second pink ramper in which a second pin (4a) is provided in the Y-axis direction by driving the second driving means (7) in accordance with the position of the preset reference pin holes (h4, h5) of the workpiece (W). Moving the unit (4) and the third pink ramp unit (5) provided with the third pin (5a);
The work hand device (1 ″) releases the brakes of the second and third brake units (11a, 12a) of the second and third fixing means (11, 12), and the second pin (4a) and the second The 3 pin (5a) is moved to the descending end in the Z-axis direction by the urging force of the second and third tension coil springs (11c, 12c);
The robot (20) moves the work hand device (1 ″) from the origin position to the setup table (10) and is provided on the upper surface of the positioning block (10d, 10d) in the Z-axis direction of the setup table (10). The second and third pins (4a, 5a) are inserted into the reference pin holes (h1, h2) formed and pressed against the positioning blocks (10d, 10d), whereby the urging force of the tension coil springs (11c, 12c) The second and third pink lamper units (4, 5) of the second and third pins (3a, 4a) are moved in the Z-axis direction to determine the positions;
Fixing the positions of the second and third pink ramp unit (4, 5) with the second and third fixing means (11, 12);
The first fixing means (9) of the first pink ramp unit (3) is opened, and the fourth driving means (16) provided on the setup base (10) is driven to move the first pin ( Moving 3a) to the center of the base (10g) for positioning;
Fixing the first pink ramp unit (3) with the first fixing means (9) and releasing the first pin (3a) by the fourth driving means (16);
The robot (20) moving the work hand device (1 ″) from the setup table (10) to an origin position;
The setup method characterized by including.
In the work conveying method using the work hand device (1 ″), in accordance with the respective movement ranges of the first pink ramp unit (3) and the second and third pink ramp units (4, 5), The workpiece (W) is provided with reference pin holes (h3, h4, h5), and the first pink ramp unit (3) and the second and third pink rampers are located at the positions of the reference pin holes (h3, h4, h5). Position each unit (4, 5) and insert the first, second and third pins (3a, 4a, 5a) of each pink lampper unit into the reference pin holes (h3, h4, h5) of the workpiece (W) At the same time, the workpiece (W) is gripped by the built-in clamper (3b, 4b, 5b), and the workpiece (W) is conveyed. War Transfer method.
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