JP5260028B2 - ワーク搭載装置へのワーク搭載方法、ワーク搭載装置からのワーク取外し方法、ワーク搭載装置用ワーク保持具、ワーク搭載装置用ワーク支持具及びワーク搭載システム - Google Patents

Description

本発明は溶接する箱物ワークをワーク搭載装置（例えば、本件出願人が開発した３軸、４軸、５軸等のポジショナー）に搭載する方法と、ワーク搭載装置から箱物ワークを取外す方法と、ワーク搭載装置に搭載する箱物ワークをクランプ可能なワーク保持具と、ワーク保持具を支持可能なワーク搭載装置のワーク支持具と、ワーク保持具とワーク支持具を備えたワーク搭載システムに関するものである。

自動車部品、建設・土木機械部品、その他各種の産業用機械部品等の溶接物（ワーク）には種々の形態、サイズ、重量のものがある。ワークの一つに箱形のもの、例えば図１に示すような油圧ショベル用のバケットがある。このような箱形のワークは溶接現場では「箱物」と呼ばれている。また、ワークには数トンもある重いものもあり、このように重いものは溶接現場では「重量物」と呼ばれている。

本件出願人は箱物ワークを搭載できるポジショナーと、溶接ロボットとを一台にまとめたポジショナー（ワーク搭載装置）を開発した。このポジショナーは昇降、旋回（縦回転）、回転（横回転）の３軸駆動が可能であり、昇降によりワークの高さを調節でき、回転によりワークの横向き角度を調節でき、旋回によりワークの縦向き角度を調節できる。溶接用ロボットはポジショナーの上方で横移動のみ可能なものと、横移動と前後移動の両移動可能なものとがあり、それら移動で溶接ロボットのトーチをワークの溶接箇所に正確に位置決めできるようにしてある。

前記ポジショナーは回転盤の上にワークを設置する方式であるため、箱物ワークの場合は次のような課題があった。
（１）箱物ワークの内部空間を下向きにして回転盤の上に載せると、内部空間が回転盤で閉塞されて内部空間の溶接ができない。逆に内部空間を上向きにして回転盤の上に載せると底面が回転盤と接触して溶接ができず、溶接残りができる。
（２）溶接できない箇所は後工程で溶接しなければならないため手間がかかり、作業性が悪く、コスト高になる。
（３）先に溶接した部分に後工程で繋ぎ溶接すると、繋ぎ溶接箇所に溶接不良が生じ易く、手直しが必要になることが多々あり、溶接作業の無駄が生じる。

この課題を解決するため、本件出願人は箱物ワークでも溶接残りが生じないポジショナーを開発した。このポジショナーは対向する二本の支持アームの支持具で箱物ワークを左右から挟着保持でき、支持具の回転により箱物ワークを回転させて箱物ワークの横向き角度を調節でき、支持アームの旋回により箱物ワークを旋回させて箱物ワークの縦向き角度を調節でき、支持アームの昇降により箱物ワークを昇降させて箱物ワークの高さを調節でき、溶接ロボットの前後移動又は前後及び横移動により溶接ロボットのトーチを箱物ワークの溶接箇所に位置合わせできるようにしてある。このポジショナーによれば箱物ワークに溶接残りが生じないという利点がある。

大型で数トンもある重量物の箱物ワークは操作しにくいためポジショナー（ワーク搭載装置）へのワークの搭載、取外しが面倒であった。

本発明はワーク搭載装置への溶接用ワーク、特に箱物ワークの搭載、取外しを容易に行うことができるワーク搭載方法と、ワーク取外し方法と、それら搭載・取外しに使用するワーク保持具及びワーク支持具と、ワークをワーク搭載装置に容易に搭載・取外し可能なワーク搭載システムを提供するものである。

本発明のワーク搭載装置へのワーク搭載方法は、ワーク搭載装置の間隔をあけて対向配置されたワーク支持具間に箱物ワークを搭載するワーク搭載方法において、箱物ワークが別々のワーク保持具でクランプされ、前記ワーク保持具及びワークが移動可能な置き台の上の支持盤の上に置かれ、前記置き台を前記支持盤ごと、前記ワーク支持具間に移動させて、前記ワーク保持具及び箱物ワークをワーク支持具の上方にセットし、前記セット位置で前記支持盤上のワーク保持具及び箱物ワークをワーク支持具に移し替え、前記ワーク保持具をワーク支持具に連結固定して、ワーク支持具が昇降、回転、旋回してもワーク保持具及び箱物ワークがワーク支持具から脱落しないようにワーク支持具間に支持し、前記支持後に、前記置き台を移動させて前記支持盤を前記ワーク支持具間から撤去するものである。

本発明のワーク搭載装置へのワーク搭載方法は、前記ワーク搭載装置へのワーク搭載方法において、支持盤を載せた置き台を降下させて支持盤を降下させることにより、又はワーク搭載装置のワーク支持具を上昇させることにより、ワーク支持具の上方にセットした支持盤上のワーク保持具及び箱物ワークを、前記ワーク支持具に移し替えるものである。

本発明のワーク搭載装置へのワーク搭載方法は、ワーク搭載装置の間隔をあけて対向配置されたワーク支持具間に箱物ワークを搭載するワーク搭載方法において、箱物ワークが別々のワーク保持具でクランプされ、前記ワーク保持具及び箱物ワークが置き台の上の支持盤の上に置かれ、前記支持盤を移動具で持ち上げて移動具を移動させることにより、当該支持盤の上のワーク保持具及び箱物ワークを前記ワーク支持具間に移動させて、前記ワーク保持具及び箱物ワークをワーク支持具の上方にセットし、前記セット位置で前記支持盤上のワーク保持具及び箱物ワークを前記ワーク支持具に移し替え、前記ワーク保持具をワーク支持具に連結固定して、ワーク支持具が昇降、回転、旋回してもワーク保持具及び箱物ワークがワーク支持具から脱落しないようにワーク支持具間に支持し、前記支持後に、前記支持盤を移動具より移動させて前記ワーク支持具間から撤去するものである。

本発明のワーク搭載装置へのワーク搭載方法は、前記ワーク搭載装置へのワーク搭載方法において、支持盤を持ち上げた移動具を降下させて支持盤を降下させることにより、又はワーク搭載装置のワーク支持具を上昇させることにより、ワーク支持具の上方にセットした支持盤上のワーク保持具及び箱物ワークを、前記ワーク支持具に移し替えるものである。

本発明のワーク搭載装置からのワーク取外し方法は、ワーク搭載装置の間隔をあけて対向配置されているワーク支持具に支持されて、ワーク搭載装置に搭載されている箱物ワークを取外すワーク取外し方法において、置き台を移動させることにより置き台の上の支持盤を前記ワーク支持具の間に移動させて、ワーク支持具に支持されているワーク保持具及び箱物ワークの下に配置し、前記ワーク支持具とワーク保持具の連結固定を解除して、ワーク支持具から外してワーク保持具及び箱物ワークを支持盤の上に移し替え、前記置き台の移動により支持盤を移動させて、支持盤の上のワーク保持具及び箱物ワークを前記ワーク支持具間から撤去するものである。

本発明のワーク搭載装置からのワーク取外し方法は、前記ワーク搭載装置からのワーク取外し方法において、ワーク支持具の下方にセットした置き台を上昇させて置き台の上の支持盤を上昇させることにより、又はワーク搭載装置のワーク支持具を降下させることにより、ワーク搭載装置のワーク支持具に搭載されているワーク保持具及び箱物ワークを、前記置き台の上の支持盤に移し替えるものである。

本発明のワーク搭載装置からのワーク取外し方法は、ワーク搭載装置の間隔をあけて対向配置されているワーク支持具に支持されて、ワーク搭載装置に搭載されている箱物ワークを取外すワーク取外し方法において、移動具を前記ワーク支持具の間に移動させて移動具の上の支持盤を前記ワーク支持具に支持されているワーク保持具及び箱物ワークの下に配置し、前記ワーク支持具とワーク保持具の連結固定を解除し、ワーク支持具から外してワーク保持具及び箱物ワークを支持盤の上に移し替え、前記移動具の移動により支持盤を移動させて、支持盤の上のワーク保持具及び箱物ワークを前記ワーク支持具間から撤去するものである。

本発明のワーク搭載装置からのワーク取外し方法は、前記ワーク搭載装置からのワーク取外し方法において、ワーク支持具の下方にセットした移動具を上昇させて移動具の上の支持盤を上昇させることにより、又はワーク搭載装置のワーク支持具を降下させることにより、ワーク搭載装置のワーク支持具に搭載されているワーク保持具及び箱物ワークを、前記移動具の上の支持盤に移し替えるものである。

本発明のワーク保持具は、ワーク搭載装置の間隔をあけて対向配置されているワーク支持具に搭載する箱物ワーク、又はワーク搭載装置の前記ワーク支持具に搭載されている箱物ワークをクランプすることのできるワーク保持具において、前記ワーク保持具は、箱物ワークを保持・開放可能なクランプ部と、置き台の上の支持盤にセット可能な支持盤用セット部と、ワーク搭載装置のワーク支持具にセット可能な支持具用セット部と、ワーク支持具の固定具で連結固定可能な連結部を備え、前記クランプ部と、前記支持盤用セット部と、前記支持具用セット部と、前記連結部は一つの保持具用基盤に設けられ、前記連結部は前記ワーク支持具が昇降、旋回、回転しても前記ワーク支持具から脱落しないように固定具により前記ワーク支持具に連結固定可能なものである。

本発明のワーク支持具は、ワーク搭載装置の間隔をあけて対向配置され、昇降、旋回、回転のいずれか一軸以上の駆動が可能なアームに設けられ、ワーク保持具を支持することによりワーク保持具で保持された箱物ワークを支持可能なワーク支持具において、前記ワーク支持具は、ワーク保持具をセット可能な保持具セット部と、保持具セット部にセットされたワーク保持具と連結固定可能な連結具を備え、これらは一つの支持具用基盤に設けられ、前記保持具セット部は、前記ワーク保持具の支持具用セット部をセットできるように前記支持具用基盤に設けられ、前記連結具は前記保持具セット部にセットされたワーク保持具の連結部と連結可能に前記支持具用基盤に設けられ、前記アームが昇降、旋回、回転しても前記ワーク保持具が前記ワーク支持具から脱落しないようにワーク支持具に連結固定可能なものである。

本発明のワーク搭載システムは、ワーク搭載装置の間隔をあけて対向配置されたアームに設けられたワーク支持具に箱物ワークを搭載するワーク搭載システムにおいて、箱物ワークを保持可能な二つのワーク保持具と、箱物ワークを保持した二つのワーク保持具をセット可能な支持盤と、前記支持盤をセットして移動可能な移動式の置き台を備え、前記ワーク保持具はワークを保持・開放可能なクランプ部と、支持盤にセット可能な支持盤用セット部と、ワーク支持具にセット可能な支持具用セット部と、ワーク支持具の固定具で連結固定可能な連結部が一つの保持具用基盤に設けられ、前記置き台はその移動により置き台の上の支持盤を前記ワーク支持具の間に移動させて、支持盤の上にセットされた二つのワーク保持具及び箱物ワークを、前記ワーク支持具の上方に配置でき、ワーク支持具の間で支持盤の上のワーク保持具及び箱物ワークを前記ワーク支持具の上に移し替えることができ、前記連結具は、前記移し替え後にワーク保持具をワーク支持具に連結固定でき、前記移動具は前記連結固定後に、支持盤を載せたまま移動してワーク支持具の間から撤去できるものである。

本発明のワーク搭載システムは、前記ワーク搭載システムにおいて、置き台はワーク搭載装置のワーク支持具の間で降下して置き台の上の支持盤を降下させることにより、前記支持盤の上のワーク保持具及び箱物ワークを前記ワーク支持具に移し替えることができ、前記ワーク支持具の間で上昇して支持盤を上昇させることにより、前記ワーク支持具に搭載されているワーク保持具及び箱物ワークを前記支持盤の上に移し替えることができるものである。

本発明のワーク搭載システムは、ワーク搭載装置の間隔をあけて対向配置されたアームに設けられたワーク支持具に箱物ワークを搭載するワーク搭載システムにおいて、箱物ワークを保持可能な二つのワーク保持具と、箱物ワークを保持した二つのワーク保持具をセット可能な支持盤と、前記支持盤をセット可能な置き台と、前記置き台の上の支持盤を持ち上げて移動可能な移動具を備え、前記ワーク保持具はワークを保持・開放可能なクランプ部と、支持盤にセット可能な支持盤用セット部と、ワーク支持具にセット可能な支持具用セット部と、ワーク支持具の固定具で連結固定可能な連結部が一つの保持具用基盤に設けられ、前記移動具はその移動により置き台の上の支持盤を前記ワーク支持具の間に移動させて、支持盤の上にセットされた二つのワーク保持具及び箱物ワークを、前記ワーク支持具の上方に配置でき、支持盤の上のワーク保持具及び箱物ワークを前記ワーク支持具の上に移し替えることができ、前記連結具は、前記移し替え後にワーク保持具をワーク支持具に連結固定でき、前記移動具は前記連結固定後に、支持盤を載せたまま移動してワーク支持具の間から撤去できるものである。

本発明のワーク搭載システムは、前記ワーク搭載システムにおいて、移動具はワーク搭載装置のワーク支持具の間で降下して移動具の上の支持盤を降下させることにより、前記支持盤の上のワーク保持具及び箱物ワークを前記ワーク支持具に移し替えることができ、前記ワーク支持具の間で上昇して支持盤を上昇させることにより、前記ワーク支持具に搭載されているワーク保持具及び箱物ワークを前記支持盤の上に移し替えることができるものである。

本発明のワーク搭載装置へのワーク搭載方法は、ワーク搭載装置に搭載するワークを保持具でクランプしてから、そのワークをワーク保持具と共に移動具（例えばフォークリフト）で移動して、ワーク保持具をワーク搭載装置のワーク支持具にセットすれば、ワークをワーク搭載装置に搭載できるのでワークの搭載操作が容易になる。本発明のワーク搭載装置からのワーク取外し方法は、ワーク搭載装置に搭載されているワークを移動具で操作して、ワーク保持具をワーク搭載装置のワーク支持具から取外せば、ワークをワーク搭載装置から取外すことができるのでワークの取外し操作も容易になる。

前記ワーク搭載方法において、移動具として自走式の置き台を使用し、置き台を多数用意しておき、ワークを保持具でクランプされたワークをそれら置き台に予め設置しておき、それら置き台が所定時に自動的に走行してワーク搭載装置の近くまで移動するようにしておけば、ワークを所定時に、次から次へとワーク搭載装置のワーク支持具にセットすることができる。前記ワーク取外し方法において、移動具として自走式の置き台を使用し、置き台を多数用意しておき、空の置き台が所定時に自動的に走行してワーク搭載装置の近くまで移動するようにしておけば、ワーク搭載装置にセットされているワークを、所定時に順次、ワーク搭載装置のワーク支持具か取外して置き台の上に設置することができる。このため、自走式の置き台を使用することにより、ワークの搭載、取外しを自動化して無人運転することができ、２４時間連続稼動も可能となる。

本発明のワーク搭載装置用ワーク保持具は次のような効果がある。
（１）ワークを保持・開放可能なクランプ部を備えているのでワークの保持・開放が容易にでき、ワーク搭載装置のワーク支持具へセット可能な支持具用セット部をも備えているのでワーク搭載装置へのワークの搭載も容易である。
（２）ワークを設置可能な支持盤にセット可能な支持盤セット部をも備えているので、ワークをクランプしたワーク保持具の支持盤セット部を支持盤にセットして、ワーク搭載装置へ搭載するワークを搭載準備しておくことができるため、ワーク搭載装置へのワーク搭載作業が容易になる。また、ワーク搭載装置から取外したワークを支持盤に設置（仮置き）することもできるためワーク搭載装置からのワーク取外し作業も容易になる。

本発明のワーク搭載装置用ワーク支持具は、装備部をワーク搭載装置に取付けておき、ワークをクランプしたワーク保持具を保持具セット部にセットし、そのワーク保持具を固定具で固定すればワークをワーク搭載装置に容易にセットすることができる。

本発明のワーク搭載システムは次のような効果がある。
（１）ワークを二本のアームで二方向から挟着保持できるため、箱物ワークでも溶接残りが発生せず、従来の溶接残り発生時の各種課題が一掃される。
（２）二本のアームは昇降、旋回、回転してワークの高さ、横向き角度、縦向き角度を調節できるので、ワークの溶接箇所を溶接ロボットに向けることができ、ワークの溶接箇所に確実に溶接することができる。
（３）二本のアームの上方に溶接ロボットが横移動又は横移動及び前後移動可能に装備されているので、溶接ロボットのトーチをワークの溶接箇所に向けて溶接箇所に確実に溶接することができる。

（ワーク搭載方法の実施形態１）
本発明のワーク搭載方法の実施形態の一例を図１〜図５に示す。この実施形態は図１に示す形状の箱物ワーク１を図２に示すポジショナー（ワーク搭載装置）２に図３、図４のように搭載する方法である。本発明ではこの搭載に当たって図１に示す二つのワーク保持具３と二つのワーク支持具４を使用する場合について説明する。ワーク支持具４はワーク搭載装置２の二本のアーム５（図３、図５）の先端部内側に装備されている。以下に搭載の手順を示す。

（１）図１の二つのワーク保持具３で箱物ワーク１の両側壁をクランプ（保持）し、その箱物ワーク１を図１に示す移動式の置き台６の上の支持盤７の上に図２のように設置しておく。支持盤７はその嵌合孔８を置き台６の嵌入軸９に嵌合させることにより置き台６にセットされている。二つのワーク保持具３はその嵌合孔１０を支持盤７の嵌入軸１１に嵌合させることにより支持盤７にセットする。
（２）図２の置き台６を矢印ａ方向に移動させてワーク搭載装置２の二本のアーム５の間に移動させてから、置き台６を降下させて支持盤７も降下させ、ワーク保持具３（図１）の嵌合孔１２をアーム５に装備されているワーク支持具４（図１、図５）の嵌合軸１３に嵌合させ、支持盤７の上の箱物ワーク１を図４、図５のようにワーク搭載装置２のアーム５の内側のワーク支持具４にセットする。このワーク保持具３はワーク支持具４に任意の固定手段で固定する。これにより、ワーク保持具３でクランプされている箱物ワーク１がワーク搭載装置２のワーク支持具４に搭載され固定される。その後、置き台６を矢印ｂ（図２）方向に移動させて箱物ワーク１の下から撤去する。

（ワーク搭載方法の実施形態２）
前記搭載方法は移動式の置き台６を移動させて、置き台６の上に設置してある箱物ワーク１をワーク搭載装置２のアーム５のワーク支持具４に搭載する方法であるが、ワーク搭載方法の実施形態２は、前記搭載方法とは別に、ワーク保持具３でクランプした箱物ワーク１を固定式の置き台６（図６）の上の支持盤７に設置しておき、その箱物ワーク１を移動具（例えば、フォークリフトの爪）２１（図７）で持ち上げて移動し、ワーク搭載装置２のアーム５のワーク支持具４に搭載する方法である。固定式の置き台６（図６）への支持盤７のセットは、図１の移動式の置き台６（図１）への支持盤７へのセットと同じであり、支持盤７（図６）の嵌合孔８を置き台６の嵌入軸９に嵌合させてセットしてある。固定式の置き台６（図６）への箱物ワーク１の設置方法も図１の移動式の置き台６への設置と同じであり、二つのワーク保持具３（図６）の嵌合孔１０を支持盤７の嵌入軸１１に嵌合させて行う。

このワーク搭載方法では、図６に示すように固定式の置き台６の上に設置してある二つのワーク保持具３でクランプされた箱物ワーク１を図７のように移動具２１で持ち上げてワーク搭載装置２のワーク支持具４（図８）の上まで運搬（移動）し、その位置で図９のように移動具２１を降下させて、箱物ワーク１を保持している二つのワーク保持具３を二本のアーム５のワーク支持具４の上にセットする。この場合もワーク保持具３（図９）の嵌合孔１２をアーム５に装備されているワーク支持具４（図９）の嵌合軸１３に嵌合させ、支持盤７の上の箱物ワーク１を図９のようにアーム５の内側のワーク支持具４にセットする。このワーク保持具３はワーク支持具４に任意の固定手段で固定する。これにより、ワーク保持具３でクランプされている箱物ワーク１がワーク搭載装置２のワーク支持具４に搭載され固定される。その後、移動体２１を降下させて支持盤７をも降下させ、支持盤７を箱物ワーク１の下から撤去して置き台６（図６）の上に戻す。

（ワーク取外し方法の実施形態１）
図４、図９のようにワーク保持具３によりワーク搭載装置２のワーク支持具４に搭載されている箱物ワーク１をワーク支持具４から取外すには、図１の移動式の置き台６を使用する方法と、前記移動具２１を使用する方法、その他の方法がある。一例として、移動式の置き台６を使用する場合を以下に説明する。この場合は、からの置き台６をワーク搭載装置２のワーク支持具４に支持されている箱物ワーク１の下に移動させ、その位置で置き台６を図２の矢印ｄ方向に上昇させて置き台６の上の支持盤７を上昇させ、支持盤７で箱物ワーク１を支持する。この状態で置き台６及び支持盤７を更に上昇させて箱物ワーク１をワーク搭載装置２のワーク支持具４から支持盤７に載せ替え、置き台６を移動させてワーク１をワーク搭載装置２から離れた場所に移動する。

（ワーク取外し方法の実施形態２）
前記実施形態は置き台６を使用する場合であるが、本発明では移動具２１（図９）を使用することもできる。この場合は、移動具２１で支持盤７を支持してその支持盤７を図９のようにワーク保持具３によりワーク搭載装置２のワーク支持具４の上に搭載されている箱物ワーク１の下にセットする。この状態で移動具２１を上昇させて支持盤７も上昇させ、アーム５の内側のワーク支持具４にワーク保持具４で保持されている箱物ワーク１を支持盤７で支持する。その状態で移動具２１を更に上昇させてワーク保持具２をワーク支持具４から外して支持盤７の上に載せ替え、その箱物ワーク１を移動具２１で固定式の置き台６（図６）の上まで運搬してから移動具２１を降下させて支持盤７を固定式の置き台６の上に載せて、図６のように箱物ワーク１を置き台６の上に載せる。このとき、置き台６の嵌合軸９に支持盤７の嵌合孔８を嵌合させる。これにより箱物ワーク１が置き台６の上の支持盤７に載せ替わる。

（ワーク搭載装置用ワーク保持具の実施形態）
本発明のワーク搭載装置用ワーク保持具３の一例を図１に示す。このワーク保持具３は箱物ワーク１を保持・開放可能であり、箱物ワーク１を保持した状態でワーク搭載装置２のワーク支持具４（図１）に固定・取外し可能であり、箱物ワーク１を保持・開放可能なクランプ部３０と、ワーク搭載装置２のワーク支持具４にセットできる支持具用セット部３１（二つの嵌合孔１２）と、支持盤７にセットできる支持盤用セット部３２（二つの嵌合孔１０）と、ワーク保持具３をワーク支持具４に連結固定する連結部３３を備えている。

前記クランプ部３０は基盤３４の上に設置されており、箱物ワーク１の両側壁を差し込み可能な差込空間を備えた上向きコ字状のブラケット３５に締め付けネジ３６が内側下向きに差し込まれており、差込空間に差し込まれた箱物ワーク１の両側壁をその締付けネジ３６の締付けによりクランプして固定でき、締付けネジ３６を緩めることによりその固定を開放できるようにしてある。

前記支持具用セット部３１は基盤３４に開口された二つの嵌合孔１２で構成されており、その嵌合孔１２をワーク支持具４の嵌合軸１３に嵌合すると、ワーク保持具３がワーク支持具４にセットされるようにしてある。

前記支持盤セット部３２は基盤３４に開口された二つの嵌合孔１０で構成されており、両嵌合孔１０を支持盤７の嵌入軸１１に嵌合すると、ワーク保持具３が支持盤７にセットされるようにしてある。

前記連結部３３は夫々の基盤３４の後端面寄り上面位置に二つずつ形成されており、上面形状矩形であり、後端面に向けて斜め下り傾斜に形成されている。

（ワーク搭載装置用ワーク支持具の実施形態）
ワーク支持具４の実施形態として図１に示すものは、Ｌ字状の基盤４０の横板４５の上面に二本の嵌合軸１３が突設され、固定具４２が二本装備されている。嵌合軸１３はワーク保持具３の嵌合孔１２を嵌合すると図５のようにワーク支持具４の上に重ねてセットできるようにしてある。固定具４２にはエアシリンダ又は油圧シリンダを使用することができる。それらシリンダの可動部４３は駆動部４４の操作で前後に往復移動可能であり、可動部４３は前進時にはワーク支持具４の上にセットされたワーク保持具３の連結部３３（図１）の上に乗り上げてワーク保持具３の基板３４をワーク支持具４の基盤４０の上に固定し、後方スライド時にはワーク保持具３の連結部３３（図１）の上から後退して前記固定を開放できるようにしてある。連結部３３の上面は内側に向けて上り傾斜にしてあり、可動部４３の先端部底面は連結部３３の上面の傾斜と逆向きの傾斜にして楔形にしてある。このように互いに逆向き傾斜とすることにより、連結部３３（図１）とその上に乗り上げた可動部４３は楔嵌合する。楔嵌合した後はエアシリンダ又は油圧シリンダのホースの破損、エア或いは油圧の供給停止等があっても外れない。

ワーク支持具４のＬ字状の基盤４０の縦板４６はワーク支持装置２のアーム５の先端部内側に装備されている（図１、図３、図５）。ワーク支持具４は縦板４６を駆動機構５０（図３）で矢印Ｃ−Ｃ方向に正・逆回転させることにより同方向に正・逆回転可能としてあり、ワーク支持具４の正・逆回転によりワーク支持具４に支持されたワークを正・逆回転させることができるようにしてある。

（ワーク搭載システムの実施形態）
本発明におけるワーク搭載システムの一例として図示したものは５軸ポジショナーであり、角形縦長の支柱５２（図２）の下方にポジショナー（ワーク搭載部）５３が装備され、上方に溶接ロボット５４が装備されている。ポジショナー５３は前記支柱５２に沿って図２の矢印Ａ−Ａ方向に昇降可能な角板状の昇降盤５５と、昇降盤５５の前面に縦向きに配置された円盤状の旋回盤５６と、旋回盤５６から片持支持で前方に突設された二本のアーム５で構成されている。昇降盤５５は昇降機構６０（図２）で昇降可能としてあり、旋回盤５６は図示されていない旋回駆動機構により旋回可能としてある。昇降機構６０はモータ等の駆動体６１（図２）の正・逆回転で同方向に回転するネジシャフト６２（図２）と、その回転によりそれに沿って昇降する昇降体６３（図２）を備えており、前記昇降盤５５がこの昇降体６３に連結されて昇降体６３と共に昇降可能としてある。

アーム５は旋回盤５６（図３）の前面に装備された横長連結材５１の軸方向両端部から前方に二本平行に突設されている（図５）。横長連結材５１は旋回盤５６の正・逆旋回に伴って同方向に旋回可能としてある。夫々のアーム５の先端部内側に前記ワーク支持具４が対向して装備されており（図３、図５）、夫々のワーク支持具４は回転駆動機構６５（図５）により矢印Ｃ−Ｃ方向（図５）に回転可能としてある。回転駆動機構６５はモータ等の駆動体６６（図５）、駆動ギヤ６７、減速ギヤ６８等を備え、減速ギヤ６８の回転軸６９（図５）に前記ワーク支持具４（図５）が装備されて、回転軸６９の正・逆回転により前記ワーク支持具４が同方向に回転するようにしてある。

前記支柱５２（図２）の上部には横長ガイド７０（図２、図３）が支柱５２を横切るように架設固定されている。この横長ガイド７０からロボット支持アーム７１（図２、図３）が片持支持で前方に突設され、このロボット支持アーム７１（図２）に溶接ロボット５４が吊り下げられている。ロボット支持アーム７１は横長ガイド７０の軸に沿って左右（横）軸方向に往復移動自在としてあり、溶接ロボット５４はロボット支持アーム７１の前後軸方向に往復移動自在としてある。ワーク支持装置は溶接ロボット５４の左右移動と前後移動の２軸移動（駆動）、ポジショナーのワーク支持具４の回転、アームの旋回、アームの昇降の３軸駆動の計５軸駆動可能となっている。本願で使用されるワーク搭載装置２は溶接ロボット５４が前後移動せずに左右移動しかしない１軸移動（計：４軸駆動）のものとか、溶接ロボットを装備せずにポジショナーだけのものとか、その他の構成のものであってもよい。

ロボット支持アーム７１の左右移動（図３の矢印Ｘ−Ｘ方向への往復移動）は、横移動機構により行われる。横移動機構は回転シャフト７２（図３）と、その正・逆回転に伴ってその軸方向に往復移動する移動体（図示されていない）を備えており、ロボット支持アーム７１はその移動体に連結されて移動体と共に往復移動できるようにしてある。

溶接ロボット５４の前後移動（図２の矢印Ｙ−Ｙ方向への往復移動）は、前後移動機構により行われる。前後移動機構はモータ７３（図２）で回転駆動される回転シャフト７４（図２）と、その正・逆回転に伴ってその軸方向に往復移動する移動体７５を備えており、溶接ロボット５４はその移動体７５に連結され移動体７５と共に往復移動できるようにしてある。

図示した各部材の形状、構造、機構等はあくまでも一例であり、本発明はこれら形状、構造、機構以外の部材を使用することができる。置き台６はリフター型の昇降式とすることもできる。置き台６は制御装置のプログラムに従って所定時に自動的に走行開始させたり、停止させたりする（自動制御する）こともできる。またワーク搭載装置２の昇降、旋回、回転の駆動も自動制御することができる。制御システムのプログラム設計により、ワーク搭載装置２へのワーク自動搭載、ワークへの溶接ロボットによる自動溶接、ワーク搭載装置２からの溶接済みワークの自動取外しが行われるようにして、２４時間、無人で自動溶接作業ができるようにすることもできる。

本発明のワーク搭載方法の説明図。 本発明のワーク搭載方法に使用されるワーク搭載装置の一例の側面図。 本発明のワーク搭載方法に使用されるワーク搭載装置の一例の正面図。 本発明のワーク搭載方法に使用されるワーク搭載装置にワークを搭載した状態を示す側面図。 本発明のワーク搭載方法に使用されるワーク搭載装置のワーク支持具をアームに装備した状態を示す平面図。 本発明のワーク搭載方法において、ワークを固定式の載せ台に載せた状態の正面説明図。 本発明のワーク搭載方法において、ワークを固定式の載せ台の上から持ち上げた状態の正面説明図。 本発明のワーク搭載方法において、ワークをワーク支持具にセットする前の正面説明図。 本発明のワーク搭載方法において、ワークをワーク支持具に搭載した状態の正面説明図。

１ 箱物ワーク
２ ポジショナー（ワーク搭載装置）
３ ワーク保持具
４ ワーク支持具
５ アーム
６ 置き台（移動式、固定式、昇降式等）
７ 支持盤
８ 支持盤の嵌合孔
９ 置き台の嵌入軸
１０ ワーク保持具の嵌合孔
１１ 支持盤の嵌入軸
１２ ワーク保持具の嵌合孔
１３ ワーク支持具の嵌合軸
２１ 移動具（例えば、フォークリフトの爪）
３０ クランプ部
３１ 支持具用セット部
３２ 支持盤用セット部
３３ 連結部
３４ クランプ部の基盤
３５ ブラケット
３６ 締付けネジ
４０ ワーク支持具の基盤
４２ 固定具
４３ エアシリンダ又は油圧シリンダの可動部
４４ エアシリンダ又は油圧シリンダの駆動部
４５ Ｌ字状の基盤の横板
４６ Ｌ字状の基盤の縦板
５０ 縦板用駆動機構
５１ 横長連結材
５２ 支柱
５３ ポジショナー（ワーク搭載部）
５４ 溶接ロボット
５５ 昇降盤
５６ 旋回盤
６０ 昇降盤の昇降機構
６１ 昇降機構の駆動体
６２ ネジシャフト
６３ 昇降体
６５ ワーク支持具の回転駆動機構
６６ 回転駆動機構の駆動体
６７ 回転駆動機構の駆動ギヤ
６８ 回転駆動機構の減速ギヤ
６９ 減速ギヤの回転軸
７０ 横長ガイド
７１ ロボット支持アーム
７２ 横移動機構の回転シャフト
７３ 前後移動機構のモータ
７４ 回転シャフト
７５ 移動体

Claims (8)

1. ワーク搭載装置の間隔をあけて対向配置されたワーク支持具間に箱物ワークを搭載するワーク搭載方法において、
   箱物ワークが有底で周囲が周壁で囲われ前面が開口している箱状であり、その周壁の対向部分が別々のワーク保持具で保持され、前記ワーク保持具及び当該ワーク保持具で保持されたワークが自走する置き台の上の支持盤の上に置かれ、
   前記置き台を前記支持盤ごと、前記ワーク支持具間に自走させて、前記ワーク保持具及び箱物ワークをワーク支持具の上方にセットし、
   前記セット位置で前記支持盤上のワーク保持具及び箱物ワークをワーク支持具に移し替え、
   前記ワーク保持具をワーク支持具に連結固定して、ワーク支持具が昇降、回転、旋回してもワーク保持具及び箱物ワークがワーク支持具から脱落しないようにワーク支持具間に支持し、
   前記支持後に、前記置き台を移動させて前記支持盤を前記ワーク支持具間から撤去し、
   前記ワーク搭載装置がポジショナーであり、ポジショナーは横方向に間隔をあけて対向配置されたアームを備え、夫々のアームにその内側に突出するワーク支持具が装備されたものであり、
   前記ワーク保持具は、箱物ワークの対向する周壁を、当該周壁の内側が当該ワーク保持具で隠されることなく、溶接ロボットのアーム及びトーチを差し込み可能な開放状態にして保持することができ、前記ワーク支持具の上に設置・取外し可能である、
   ことを特徴とするワーク搭載装置へのワーク搭載方法。
2. 請求項１記載のワーク搭載装置へのワーク搭載方法において、
   支持盤を載せた置き台を降下させて支持盤を降下させることにより、又はワーク搭載装置のワーク支持具を上昇させることにより、ワーク支持具の上方にセットした支持盤の上のワーク保持具及び当該ワーク保持具で保持された箱物ワークを、前記ワーク支持具に移し替える、
   ことを特徴とするワーク搭載装置へのワーク搭載方法。
3. 請求項１又は請求項２記載のワーク搭載装置へのワーク搭載方法により、ワーク搭載装置の間隔をあけて対向配置されているワーク支持具に支持されて、ワーク搭載装置に搭載されている箱物ワークを取外すワーク取外し方法において、
   自走式の置き台を移動させることにより置き台の上の支持盤を前記ワーク支持具の間に移動させて、ワーク支持具に支持されているワーク保持具及び箱物ワークの下に配置し、
   前記ワーク支持具とワーク保持具の連結固定を解除して、ワーク保持具及びそれで保持された箱物ワークをワーク支持具から外して、それらワーク保持具及び箱物ワークを前記置き台の上の支持盤の上に移し替え、
   前記置き台の移動により支持盤を移動させて、支持盤の上のワーク保持具及び箱物ワークを前記ワーク支持具間から撤去する、
   ことを特徴とするワーク搭載装置からのワーク取外し方法。
4. 請求項３記載のワーク搭載装置からのワーク取外し方法において、
   ワーク支持具の下方にセットした自動式の置き台を上昇させて当該置き台の上の支持盤を上昇させることにより、又はワーク搭載装置のワーク支持具を降下させることにより、ワーク搭載装置のワーク支持具に搭載されているワーク保持具及び箱物ワークを、前記置き台の上の支持盤に移し替える、
   ことを特徴とするワーク搭載装置からのワーク取外し方法。
5. 請求項１又は請求項２記載のワーク搭載装置へのワーク搭載方法に使用されるワーク保持具において、
   前記ワーク保持具は、有底で周囲が周壁で囲われ前面が開口している箱物ワークの周壁を保持・開放可能なクランプ部と、自走できる置き台の上の支持盤にセット可能な支持盤用セット部と、ワーク搭載装置のワーク支持具にセット可能な支持具用セット部と、ワーク支持具の固定具で連結固定可能な連結部を備え、
   前記クランプ部と、前記支持盤用セット部と、前記支持具用セット部と、前記連結部は一つの保持具用基盤に設けられ、
   前記連結部は前記ワーク支持具が昇降、旋回、回転しても前記ワーク支持具から脱落しないように固定具により前記ワーク支持具に連結固定可能であり、
   前記ワーク搭載装置がポジショナーであり、ポジショナーは横方向に間隔をあけて対向配置されたアームを備え、夫々のアームにその内側に突出するワーク支持具が装備されたものであり、
   前記ワーク保持具は、箱物ワークの対向する周壁を、当該周壁の内側が当該ワーク保持具で隠されることなく、溶接ロボットのアーム及びトーチを差し込み可能な開放状態にして保持することができ、前記ワーク支持具の上に設置・取外し可能である、
   ことを特徴とするワーク搭載装置用ワーク保持具。
6. 請求項１又は請求項２記載のワーク搭載装置へのワーク搭載方法に使用されるワーク支持具において、
   前記ワーク搭載装置はポジショナーであり、ポジショナーは横方向に間隔をあけて対向配置されたアームを備え、
   前記ワーク支持具が前記夫々のアームにその内側に突出して装備され、
   前記ワーク支持具は、ワーク保持具をセット可能な保持具セット部と、保持具セット部にセットされたワーク保持具と連結固定可能な固定具を備え、これらは一つの支持具用基盤に設けられ、
   前記保持具セット部は、前記ワーク保持具の支持具用セット部をセットできるように前記支持具用基盤に設けられ、
   前記固定具は前記保持具セット部にセットされたワーク保持具の連結部と連結可能に前記支持具用基盤に設けられ、前記アームが昇降、旋回、回転しても前記ワーク保持具が前記ワーク支持具から脱落しないようにワーク支持具に連結固定可能である、
   ことを特徴とするワーク搭載装置用ワーク支持具。
7. 請求項１又は請求項２記載のワーク搭載装置へのワーク搭載方法に使用されるワーク搭載システムにおいて、
   有底で周囲が周壁で囲われ前面が開口している箱物ワークの周壁を保持可能な二つのワーク保持具と、
   箱物ワークを保持した二つのワーク保持具をセット可能な支持盤と、
   前記支持盤をセットして自走できる置き台を備え、
   前記ワーク保持具はワークを保持・開放可能なクランプ部と、支持盤にセット可能な支持盤用セット部と、ワーク支持具にセット可能な支持具用セット部と、ワーク支持具の固定具で連結固定可能な連結部が一つの保持具用基盤に設けられ、
   前記置き台はその自走により置き台の上の支持盤を前記ワーク支持具の間に移動させて、支持盤の上にセットされた二つのワーク保持具及び箱物ワークを、前記ワーク支持具の上方に配置でき、ワーク支持具の間で支持盤の上のワーク保持具及び箱物ワークを前記ワーク支持具の上に移し替えることができ、
   前記固定具は、前記移し替え後にワーク保持具をワーク支持具に連結固定でき、
   前記移動具は前記連結固定後に、支持盤を載せたまま移動してワーク支持具の間から撤去でき、
   前記ワーク搭載装置がポジショナーであり、ポジショナーは横方向に間隔をあけて対向配置されたアームを備え、夫々のアームにその内側に突出するワーク支持具が装備されたものであり、
   前記ワーク保持具のクランプ部は箱物ワークの対向する周壁を当該周壁の内側を隠すことなく保持して、箱物ワークの前記内側に溶接ロボットのアーム及びトーチを差し込み可能な開放状態に保持できるものである、
   ことを特徴とするワーク搭載システム。
8. 請求項７記載のワーク搭載システムにおいて、
   置き台はワーク搭載装置のワーク支持具の間で降下して置き台の上の支持盤を降下させることにより、前記支持盤の上のワーク保持具及び箱物ワークを前記ワーク支持具に移し替えることができ、前記ワーク支持具の間で上昇して支持盤を上昇させることにより、前記ワーク支持具に搭載されているワーク保持具及び箱物ワークを前記支持盤の上に移し替えることができる、
   ことを特徴とするワーク搭載システム。

Images