JPH07172584A - 搬送設備構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 搬送設備を構成する装置又は機器類の維持管
理又は修繕を容易にするとともに、ワーク搬送路及びパ
レット移動路の設計自由度を向上させることができる搬
送設備構造を提供する。 【構成】 パレットＰは、ワーク移載ステーションＷＡ
にて全体的に略Ｕ字形のパレット移動経路に沿って移動
される。第１ワーク搬送装置Ｔ１の上流端は、ワーク移
載ステーションＷＡの隅部領域に延入し、ワーク及びパ
レット移載領域に隣接する。第１ワーク搬出装置Ｔ１
は、ワーク移載ステーションＷＡの長手方向（Ｘ方向）
の中心軸線に対して、所定の角度θをなして配向され、
加工ステーションＭ１に向かって延びる。ワーク移載ス
テーションＷＡと第１ワーク搬出装置Ｔ１との間には、
第１ワーク搬出装置Ｔ１の上流端に向かって収束する三
角形状のメンテナンス領域Ｄが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搬送設備構造に関する
ものであり、より詳細には、ワーク移送用パレットを移
動させるパレット移動路と、ワーク搬送経路に沿って直
線的に延びるワーク搬送路とを有し、パレット上に積載
されたワークをパレットからワーク搬送路に順次移載す
る搬送設備構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】機械又は装置（例えば、自動車又は車
両）の生産・組立において、所定のワーク（例えば、シ
リンダブロック、トランスミッションケース等）を自動
的に所定の生産ラインの搬送設備（例えば、搬送コンベ
ア）に移載するワーク移載装置又はワーク移載ロボット
が実用に供されている。かかるワーク移載装置は一般
に、各ワークを把持又は保持して所定の位置まで移送
し、しかる後、ワークを解放し、ワークをワーク搬送路
に自動的に供給する（例えば、特開平２−１８０５７３
号公報、特開昭６１─５５０１６号公報、特開平３─９
５０２５号公報等参照）。また、車両用エンジン又はト
ランスミッションの製造設備の如く、移送用パレットに
よりワークを搬送する構成の搬送設備構造を備えたもの
が実用に供されている。この形式の搬送設備は一般に、
ワーク移送用パレットを移動させるパレット移動路と、
ワーク搬送経路に沿って直線的に延びるワーク搬送路
と、パレット上に積載されたワークをパレットからワー
ク搬送路に順次移載するワーク移載ステーションとを含
み、ワーク移載ステーションは、ワーク及びパレット移
載領域と、空パレット置場等のパレット搬出領域と、ワ
ークを移載するワーク移載装置とを備える。

【０００３】しかるに、パレットの位置、或いは、パレ
ット上のワークの位置及び姿勢は常に一定ではなく、従
って、この種のワーク移載ステーションにおいては、移
載すべきワークの位置・姿勢を検出し、ワーク移載装置
を適切にワークに位置決めする必要性が生じる。このた
め、好ましくは、移載すべきワークの位置及び姿勢を検
出するためのワーク位置検出手段が、ワーク移載装置に
設けられる。かかるワーク位置検出手段として、例え
ば、移載すべきワークを撮影する画像処理用カメラと、
画像処理用カメラによって撮影された画像を処理（解
析）することによりワークの位置及び姿勢を検出（演
算）する画像処理手段とを備えた構成のものが、提案さ
れている。この種のワーク位置検出手段は、好適には、
画像処理用カメラによって撮影された画像又は画面を多
数の素域（以下、画素という）に分割し、該画素中で、
所定のしきい値より明るいものを例えば数値１に設定
し、該しきい値より暗いものを例えば数値０に設定し
て、画像の各画素を数値１又は０の２値で指示する所謂
画像の２値化処理を行い、これらの各画素の指示値のパ
ターンに基づいてワークの位置・姿勢を検出（演算）す
るように構成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の搬送
設備構造では、ワーク及びパレット移載領域へのワーク
及びパレットの搬入経路と、パレット搬出領域から空パ
レットを搬出するパレット搬出経路とは、直列に整列配
置され、搬入経路及び搬出経路は、ワーク搬送路に隣接
してワーク搬送路と平行に配置される。このため、ワー
ク移載装置を構成する装置又は機器とワーク搬送路を構
成するコンベア装置等とが互いに接近し、これらの装置
又は機器類の維持管理又は修繕のための空間又は領域を
十分に確保し難い。しかも、ワーク搬送路及びパレット
移動路の配列は、一般に直列の整列配置に限定されてい
るので、ワーク搬送路及びパレット移動路の設計自由度
が極めて制限されてしまう。本発明は、かかる点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、搬送
設備を構成する装置又は機器類の維持管理又は修繕を容
易にするとともに、ワーク搬送路及びパレット移動路の
設計自由度を向上させることができる搬送設備構造を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
目的を達するために、ワーク移送用パレットを移動させ
るパレット移動路と、ワーク搬送経路に沿って直線的に
延びるワーク搬送路とを有し、パレット上に積載された
ワークを前記パレットから前記ワーク搬送路に順次移載
する搬送設備構造において、前記パレット移動路は、パ
レットの搬入経路及び搬出経路と、搬入経路と搬出経路
との間のパレット移載経路とを有し、前記搬入経路及び
搬出経路は、側方に間隔を隔てて実質的に逆向きに配向
され、前記パレット移載経路は、前記搬入経路のパレッ
トを側方に移動して前記搬出経路に移載するために、前
記搬入経路及び搬出経路の間に配置され、前記搬送経
路、移載経路及び搬出経路は、全体的に略Ｕ字形のパレ
ット移動路を形成し、前記ワーク搬送路は、前記搬入経
路と前記移載経路とが交差する前記パレット移動路の隅
部領域に隣接して配置されることを特徴とする搬送設備
構造を提供する。本発明の上記構成によれば、パレット
移動路は全体的にＵ字形に形成され、ワーク搬送路は、
パレット移動経路の隅部領域に隣接して配置される。従
って、ワークを容易且つ円滑にワーク搬送路に移載でき
る。しかも、上記構成によれば、パレット移動路とワー
ク搬送路とが平行に延在する領域を減少させ、搬送設備
を構成する装置又は機器類を維持管理又は修繕するため
の十分なメンテナンス領域を確保できる。また、上記構
成のワーク搬送路及びパレット移動路は、互いに任意の
角度をなすように相対的に変位させることができるの
で、ワーク搬送路及びパレット移動路の設計自由度を向
上させることができる。

【０００６】本発明は又、上記目的を達成するために、
ワーク移送用パレットを移動させるパレット移動路と、
ワーク搬送経路に沿って直線的に延びるワーク搬送路と
を有し、パレット上に積載されたワークを前記パレット
から前記ワーク搬送路に順次移載する搬送設備構造にお
いて、前記パレット移動路は、パレットの搬入経路及び
搬出経路と、パレット上に載置されたワークを前記ワー
ク搬送路に順次移載するためのワーク移載ステーション
とを有し、該ワーク移載ステーションは、ワークを積載
したパレットを受入れるワーク及びパレット移載領域
と、空パレットを搬出するためのパレット搬出領域とを
含み、前記ワーク及びパレット移載領域へのワーク及び
パレットの搬入経路と、前記パレット搬出領域から空パ
レットを搬出するパレット搬出経路とが、側方にオフセ
ットして配置されることを特徴とする搬送設備構造を提
供する。本発明の上記構成によれば、ワーク移載ステー
ションにおいて、ワークを円滑にワーク搬送路に移載で
きる。しかも、上記構成によれば、ワーク移載ステーシ
ョンの上流側に位置するパレット搬入経路と、ワーク移
載ステーションの下流側に位置するパレット搬出経路と
が、側方にオフセットして配置され、搬入経路と搬出経
路とは、ワーク移載ステーションにて互いにずれた位置
に配置される。従って、パレット移動路とワーク搬送路
とが平行に延在する領域を減少させ、搬送設備を構成す
る装置又は機器類を維持管理又は修繕するための十分な
メンテナンス領域を確保できる。また、上記構成のワー
ク搬送路及びパレット移動路は、互いに任意の角度をな
すように相対的に変位させることができ、従って、ワー
ク搬送路及びパレット移動路の設計自由度を向上させる
ことができる。

【０００７】本発明の好ましい実施態様においては、前
記ワーク移載ステーションは、前記ワーク及びパレット
移載領域から前記パレット搬出領域に空パレットを移載
するパレット移載装置を備える。本発明の他の好ましい
実施態様においては、前記ワーク移載ステーションは、
パレット上に載置されたワークを前記ワーク搬送路に移
載するワーク移載装置を有する。本発明の更に好適な実
施態様によれば、前記パレット搬入経路と前記パレット
搬出経路との間のパレットの移載経路が、前記ワーク搬
送路に対して所定の角度をなして配向される。本発明の
或る実施態様においては、前記パレット移載装置及びワ
ーク移載装置は、共通の支持部材によって移動可能に支
持される。好ましくは、前記ワーク及びパレット移載領
域の全パレットが前記パレット搬出領域に移動したと
き、前記ワーク及びパレットが自動的にワーク及びパレ
ット移載領域に供給され、所定数の空パレットが前記パ
レット搬出領域に置かれたとき、該空パレットは前記搬
出経路に沿って搬出される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例に係る搬送設備構造に
ついて詳細に説明する。図１は、エンジン製造設備の概
略全体レイアウトを示す配置図である。図１に示す如
く、エンジン製造設備は、一連の生産ラインの上流端に
ワーク移載ステーションＷＡを有し、ワーク移載ステー
ションＷＡには、上下に積層された複数のパレットＰ及
び各パレットＰ上のワークＷ（以下、パレット及びワー
クＰ．Ｗ．という）が、フォークリフト等の移送設備Ｖ
によって供給される。本例において、ワークＷは、鋳造
工場で鋳造された車両用エンジンのシリンダブロックで
ある。ワーク移載ステーションＷＡは、装置の作動条件
をマニュアル設定可能な自動制御盤ＣＵを備えている。
ワーク移載ステーションＷＡに供給されたパレット及び
ワークＰ．Ｗ．は、第１ワーク搬送装置Ｔ１の上流端の
近傍に移送される（矢印Ａ参照）。ワーク移載ステーシ
ョンＷＡは、パレットＰ上の各ワークＷを第１ワーク搬
送装置Ｔ１に順次移載する。他方、全ワークＷを供給し
尽くした空のパレットＰは、ワーク移載ステーションＷ
Ａから搬出される（矢印Ｃ、Ｂ参照）。

【０００９】ワーク搬送装置Ｔ１に沿って、フライス加
工工程等の所定のシリンダブロック加工工程を実行する
複数の加工ステーションＭ１乃至Ｍ３が配置される。加
工ステーションＭ３を経たワークＷは、自動搬送車ＡＧ
Ｖにて第２搬送装置Ｔ２に移送され、第２移送装置Ｔ２
に沿って配置された複数の加工ステーションＭ４、Ｍ５
に給送される。加工ステーションＭ４、Ｍ５は、例え
ば、シリンダボアにホーニング加工を施すホーニング・
ステーションや、プラグ等のエンジンの装備部品をワー
クＷに組付けるサブ・アセンブリ・ステーションなどを
含む。加工ステーションＭ５を経たワークＷは、中間完
成品ステーションＷＢに過渡的に収容される。中間完成
品ステーションＷＢから加工ステーションＭ６に対し
て、所要の時期に所要の数量のワークＷが、自動搬送車
ＡＧＶ及び第３搬送装置Ｔ３によって供給される。加工
ステーションＭ６は、例えば、最終組立ステーションで
あり、加工ステーションＭ６を経たワークＷは、完成品
として、完成品ステーションＷＣに収容される。図２
は、図１に示すワーク移載ステーションＷＡの斜視図で
あり、図３、図４及び図５は、図１に示すワーク移載ス
テーションＷＡの水平断面図、平面図及び縦断面図であ
る。

【００１０】図２及び図３に示す如く、パレット及びワ
ークＰ．Ｗ．は、最下段のベースパレットＰ１と、ベー
スパレットＰ１の上層に位置する複数の中間パレットＰ
２を含む。中間パレットＰ２は、ベースパレットＰ１上
に多層に積層されている。各中間パレットＰ２上及びベ
ースパレットＰ１上には、複数のワークＷが夫々積載さ
れており、ワークＷは、パレットＰ１を介して多段に積
層されている。パレット及びワークＰ．Ｗ．は、ワーク
移載ステーションＷＡ内の所定の領域、即ち、ワーク及
びパレット移載領域に矢印Ａ方向に搬入される。ワーク
移載ステーションＷＡは、中間パレットＰ２及びベース
パレットＰ１の各上面に載置されたワークＷをワーク移
載装置にて把持して、自動的に第１ワーク搬送装置Ｔ１
の上流端に移載するとともに、空の中間パレットＰ２及
びベースパレットＰ１をパレット移載装置にて把持し
て、自動的に台車５の上に移載する（矢印Ｃ参照）。台
車５は、ワーク移載ステーションＷＡのパレット搬出領
域に配置される。ワーク及びパレット移載領域の全ワー
クＷ及びパレットＰが第１ワーク搬送装置Ｔ１又は台車
５に移送されると、新たなワークＷを積載したパレット
Ｐの積重ねが、ワーク及びパレット移載領域に供給され
る。台車５上の中間パレットＰ２及びベースパレットＰ
１が所定の枚数に達すると、台車５は矢印方向Ｂに移動
され、パレットＰ１、Ｐ２とともにワーク移載ステーシ
ョンＷＡから搬出される。

【００１１】図３に矢印Ａ、Ｂで示す如く、パレットＰ
１、Ｐ２の搬入経路及び搬出経路は、実質的に平行且つ
逆方向に配向され、同図に矢印Ｃで示す如く、台車５へ
の空パレットＰ１、Ｐ２の移載経路は、パレットＰ１、
Ｐ２の搬入経路及び搬出経路に対して実質的に直角に配
向される。従って、パレットＰ１、Ｐ２の搬入経路及び
搬出経路（矢印Ａ、Ｂ）は、ワーク移載ステーションＷ
Ａの幅方向（Ｙ方向）に延びる中心軸線と平行且つ互い
に逆向きに配向され、パレットＰ１、Ｐ２の移載経路
（矢印Ｃ）は、ワーク移載ステーションＷＡの長手方向
（Ｘ方向）に延びる中心軸線と平行に配向される。かく
して、パレットＰ１、Ｐ２は、ワーク移載ステーション
ＷＡにて全体的に略Ｕ字形のパレット移動経路に沿って
移動される。第１ワーク搬送装置Ｔ１は、複数のチェー
ンコンベアにより構成されている。第１ワーク搬出装置
Ｔ１の上流端がワーク移載ステーションＷＡの隅部領域
に延入し、ワーク及びパレット移載領域に隣接する。第
１ワーク搬出装置Ｔ１は、ワーク移載ステーションＷＡ
の長手方向（Ｘ方向）の中心軸線に対して、所定の角度
θ、例えば、４５度の角度をなして配向され、ワーク移
載ステーションＷＡから加工ステーションＭ１に向かっ
て延びる。ワーク移載ステーションＷＡと第１ワーク搬
出装置Ｔ１との間には、第１ワーク搬出装置Ｔ１の上流
端に向かって収束する三角形状のメンテナンス領域Ｄが
形成され、作業員又はオペレータは、メンテナンス領域
Ｄにより、ワーク移載ステーションＷＡ及び第１ワーク
搬出装置Ｔ１に容易に接近し、ワーク移載ステーション
ＷＡ及び第１ワーク搬出装置Ｔ１の修繕又は維持管理を
行うことができる。

【００１２】ワーク移載ステーションＷＡのフレーム
は、複数の垂直な支柱６と、支柱６によって支持された
長手方向（Ｘ方向）の梁８ａ、８ｂ及び幅方向（Ｙ方
向）の梁７ａ、７ｂとから略構成される。支柱６及び梁
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂは、ワーク移載ステーションＷ
Ａのフレームを構成する。図４及び図５に示すように、
Ｘ方向の梁８ａ、８ｂの上面には、梁８ａ、８ｂに沿っ
て延びる案内レール９ａ、９ｂが夫々固定される。Ｙ方
向に配向された可動ビーム１０が梁８ａ、８ｂを架橋す
るように配置され、可動ビーム１０の各端部が、Ｘ方向
に往復動可能に案内レール９ａ、９ｂに夫々支持され
る。可動ビーム１０は、梁８ａ、８ｂに沿って延びるチ
ェーン１２ａ、１２ｂに係止され、チェーン１２ａ、１
２ｂは、梁８ａに取付けられた可動ビーム駆動装置１１
に作動的に連結される。可動ビーム駆動装置１１を構成
するモータの作動制御により、左右のチェーン１２ａ、
１２ｂは、正転方向又は逆転方向のいずれかの方向に同
期走行し、可動ビーム１０を平行に往復動させる。可動
ビーム１０の一方の側面には、上下方向に延びるパレッ
トアーム１３が連結部１３ａを介して取付けられる。パ
レットアーム１３の下端部には、中間パレットＰ２又は
ベースパレットＰ１を把持するパレットクランプ装置１
９が取付けられ、パレットアーム１３の中間部分には、
パレットアーム１３を昇降させるパレットアーム昇降装
置１７が配設される。パレットアーム１３及びパレット
クランプ装置１９は、パレット移載装置を構成する。

【００１３】可動ビーム１０の他方の側面には、上下方
向に延びる回転可能なワークアーム１４が連結部１４ａ
を介して取付けられる。ワークアーム１４は、可動ビー
ム１０に沿って移動可能に取付けられる。ワークアーム
１４をＹ方向に往復動させる動力伝達部材１６が可動ビ
ーム１０に沿って配置され、動力伝達部材１６に作動的
に連結されたワークアーム駆動装置１５が可動フレーム
１０の端部に取付けられる。図６は、パレット移載装置
及びワーク移載装置の側面図であり、図７は、図６に示
すワーククランプ装置２０の拡大側面図である。また、
図８は、ワーククランプ装置２０の拡大正面図及び部分
拡大側面図であり、図９は、ワーククランプ装置２０に
設けられたボールジョイント構造を示す拡大断面図であ
る。図６に示す如く、パレットアーム１３は、上下方向
に延びるスライド部材１３ｂを備え、スライド部材１３
ｂは、リニア・スライドベアリング１３ｃによって上下
動可能に支持される。リニア・スライドベアリング１３
ｃは、連結部１３ａに連結され、連結部１３ａは可動ビ
ーム１０の側面に固定される。また、パレットアーム昇
降装置１７は、連結部１３ａに配設される。

【００１４】ワークアーム１４は、上下方向に延びるス
ライド部材１４ｂを備え、スライド部材１４ｂは、リニ
ア・スライドベアリング１４ｃによって上下動可能に支
持される。リニア・スライドベアリング１４ｃは、連結
部１４ａに支持され、連結部１４ａは、リニア・スライ
ドベアリング１４ｄを介して可動ビーム１０に支持され
る。かくして、ワークアーム１４は、移動可能且つ昇降
可能に可動ビーム１０に取付けられる。ワークアーム１
４の下端部には、ワークＷを把持するワーククランプ装
置２０が配設される。また、ワークアーム１４の中間部
分には、ワークアーム１４を昇降させるワークアーム昇
降装置１８が配置されるとともに、ワークＷ及びパレッ
トＰを検出するための画像処理用カメラ２２が取付けら
れる。ワークアーム１４の上端部には、ワークアーム１
４をその軸線を中心に回転させるワークアーム旋回駆動
装置２１と、ワーククランプ装置２０をロックするため
の流体シリンダ装置２４とが配設される。ワークアーム
１４及びワーククランプ装置２０は、ワーク移載装置を
構成する。図７及び図８（ａ）、（ｂ）に示すように、
ワーククランプ装置２０は、ワークアーム１４の下端部
に固定された連結部材３１と、連結部材３１の下方に配
置されたクランプ本体３２とを備え、連結部材３１とク
ランプ本体３２とは、ボールジョイント３３及びコイル
スプリング３４を介して連結される。クランプ本体３２
には、ワークＷ（シリンダブロック）の上面に当接可能
な当接部材３６と、流体作動型シリンダ装置３７によっ
て開閉作動されるクランプアーム３８とが設けられ、当
接部材３６には、ワークＷに対するクランプ本体３２の
接近を検出する近接スイッチ３５が取付けられる。ワー
ククランプ部材２０がワークＷを把持する際に、当接部
材３６はワークＷの上面に当接し、把持位置を安定させ
る。また、クランプアーム３８は、ワークＷの所定の部
位に係合してワークＷを確実に把持する。なお、図７の
左半部は、ワークＷから離間したクランプ本体３２のア
ンクランプ位置を示し、図７の右半部は、ワークＷを把
持するクランプ本体３２のクランプ位置を示す。

【００１５】図９に拡大して示すように、ボールジョイ
ント３３は、上位ボール受部３３ａによって揺動可能に
支持された上位リンクボール３３ｂと、下位ボール受部
３３ｃによって揺動可能に支持された下位リンクボール
３３ｄと、上位及び下位リンクボール３３ｂ、３３ｄに
夫々延設された上位及び下位軸部３３ｆ、３３ｇと、上
位及び下位軸部３３ｆ、３３ｇを相互連結する円筒状部
材３３ｅとを有する。上位ボール受部３３ａは、連結部
材３１に固定され、下位ボール受部３３ｃは、クランプ
本体３２に固定される。ボールジョイント３３は、連結
部材３１とクランプ本体３２との間の所謂ユニバーサル
ジョイント形式の継手を構成し、連結部材３１（ワーク
アーム１４）とクランプ本体３２とを水平方向に相対変
位可能に連結する。このように、連結部材３１とクラン
プ本体３２とが、ボールジョイント３３及びコイルスプ
リング３４を介して相対変位可能に連結されているの
で、クランプ本体３２は、ワークアーム１４に水平変位
可能に懸吊される。クランプ本体３２が水平方向に相対
変位した状態が、参考として図８（ｂ）に示されてい
る。かくして、移載すべきワークＷの姿勢が傾斜してい
る場合、クランプ本体３２は、ワークＷを把持する際に
水平方向に変位し、クランプアーム３８によりワークＷ
を確実に把持することができる。他方、ワーククランプ
部材２０がワークＷを把持した状態で移動する間、連結
部材３１（ワークアーム１４）から垂下する差し込み部
材３９（図８（ａ））が、クランプ本体３２の受部４０
に挿入され、ワークアーム１４とクランプ本体３２とは
一体的に連結される。したがって、連結部材３１（ワー
クアーム１４）とクランプ本体３２とは、ワークＷの移
載中にロックされ、クランプ本体３２の揺れ又は相対変
位は阻止される。

【００１６】ワーク移載ステーションＷＡは更に、移載
すべきワークＷの位置・姿勢等を検出し、各駆動装置に
よるワークＷ及びパレットＰの把持及び移載動作を制御
する制御装置Ｓを備え、制御装置Ｓは、自動制御盤ＣＵ
（図１）に内蔵される。以下、ワーク移載ステーション
ＷＡの制御装置Ｓについて説明する。図１０は、ワーク
移載ステーションＷＡの制御装置Ｓを示す全体構成図で
ある。図１０に示すように、ワーク移載ステーションＷ
Ａの制御装置Ｓには、上位リンクユニット、ベーシック
ユニット、Ａ／Ｄ変換ユニット、及び複数のＩ／Ｏユニ
ットを備えた第１制御ユニット５１と、シーケンサ及び
位置決めユニット等を備えた第２制御ユニット５２とが
設けられている。第１制御ユニット５１の上位リンクユ
ニットは、第１制御ユニット５１と第２制御ユニット５
２とを相互通信可能に接続する。上位リンクユニットに
は、オペレータによって操作されるタッチパネル４１の
各種出力信号が入力される。画像処理用カメラ２２（以
下、カメラ２２という）によって撮影された画像がカメ
ラアンプ４７及び画像処理装置４８にて処理され、処理
された情報は、第１制御ユニット５１のベーシックユニ
ットに入力される。画像処理装置４８は、カメラ２２に
よって撮影されたワークＷの多値画像の各画素を所定の
しきい値に基づいて２値化処理し、この２値化処理によ
って得られた２値画像から、ワークＷの位置・姿勢を検
出（演算）する。なお、画像処理装置４８の処理結果は
ＣＲＴ４９に表示される。

【００１７】第１制御ユニット５１のＡ／Ｄ変換ユニッ
トには、距離センサ４２が接続され、距離センサ４２の
検出結果、即ち、パレットクランプ装置１９とパレット
Ｐとの間の距離、或いは、ワーククランプ装置２０とワ
ークＷとの間の距離が、センサーアンプ５０を介して入
力される。また、第１制御ユニット５１の各Ｉ／Ｏユニ
ットには、バルブ４３、リミットスイッチ４４、押しボ
タン４５、ランプ４６等の制御手段、検出手段又は表示
手段が接続される。第２制御ユニット５２のシーケンサ
は、主として、可動ビーム駆動装置１１、ワークアーム
駆動装置１５、パレットアーム昇降装置１７、ワークア
ーム昇降装置１８、旋回駆動装置２１、パレットクラン
プ装置１９、ワーククランプ装置２０等の作動順序を制
御する。また、第２制御ユニット５２の位置決めユニッ
トは、第１乃至第５のアンプ５３乃至５７を介して第１
乃至第５のモータ５８乃至６２を駆動し、パレットアー
ム１３及びワークアーム１４の位置決め制御を実行す
る。第１モータ５８は、可動ビーム駆動装置１１の駆動
源であり、第２モータ５９はワークアーム駆動装置１５
の駆動源であり、第３モータ６０はワークアーム昇降装
置１８の駆動源であり、第４モータ６１は旋回駆動装置
２１の駆動源であり、また、第５モータ６２はパレット
アーム昇降装置１７の駆動源である。即ち、第１モータ
５８は、パレットアーム１３及びワークアーム１４のＸ
方向の移動ないし位置決めを行い、第２モータ５９は、
ワークアーム１４のＹ方向の移動ないし位置決めを行
い、第３モータ６０は、ワークアーム１４の上下方向の
移動ないし位置決めを行い、第４モータ６１は、回転軸
線を中心としたワークアーム１４の回転運動ないし回転
角度の設定を行い、第５モータ６２はパレットアーム１
３の上下方向の移動ないし位置決めを行う。かくして、
位置決めユニットによる第１乃至第５モータ５８乃至６
２の制御によって、パレットアーム１３（パレットクラ
ンプ装置１９）及びワークアーム１４（ワーククランプ
装置２０）を所望の位置に移動し、位置決めすることが
できる。

【００１８】図１１及び図１２は、制御装置Ｓにより実
行される制御全体のメインルーチンを示すフローチャー
トである。図１３は、図１１及び図１２に示すメインル
ーチンのサブルーチン（画像処理ルーチン）を示すフロ
ーチャートであり、図１３のサブルーチンは、メインル
ーチンのステップST１２を実行するためのものである。
以下、図１１乃至図１３に示すフローチャートに従っ
て、適宜図１乃至図１０を参照しつつ、制御装置Ｓによ
るワーク移載ステーションＷＡの制御方法を説明する。
制御装置Ｓは、メインルーチン（図１１）において、段
替え指示を読込み、段替え指示の有無を判定する（ステ
ップST１、２）。段替え指示がある場合、制御装置Ｓ
は、現在装着されているワーククランプ装置２０を、段
替え後のワークＷに適したワーククランプ装置２０に交
換し、或いは、段替え後のワークＷに対応し得るように
ワーククランプ装置２０を調節する（ステップST３）。
制御装置Ｓは更に、段替え後のワークに応じて、ワーク
クランプ装置２０の位置設定、しきい値及び特徴量を設
定変更する（ステップST４）。

【００１９】次いで、制御装置Ｓは、ステップST５乃至
ステップST６にて、次サイクル動作の判定、即ち、次サ
イクル動作としてワークＷの移載動作を実行すべきか、
或いは、パレットＰの移載動作を実行すべきかを判定
し、この判定結果に基づいて、ステップST１０乃至ステ
ップST１９のワーク移載ルーチンまたはステップST２０
乃至ステップST２７のパレット移載ルーチンのいずれか
一方を選択的に実行する。制御装置Ｓは、次サイクル動
作としてワークＷの移載動作を実行すべきであると判定
した場合、図１２に示すように、ステップST１０にて第
１、第２モータ５８、５９を駆動し、可動ビーム１０を
Ｘ方向に所定の距離だけ移動させ且つワークアーム１４
をＹ方向に所定の距離だけ移動させ、これにより、ワー
クアーム１４に取付けられたカメラ２２を画像読み取り
位置（平面位置）に移動させる。制御装置Ｓは更に、ス
テップST１１にて、第３モータ６０を駆動し、ワークア
ーム１４を所定の距離だけ下降させ、ワークアーム１４
のカメラ２２を画像読み取り位置（高さ位置）に移動さ
せる。引き続き、制御装置Ｓは、ステップST１２におい
て、サブルーチンである画像処理ルーチン（図１３参
照）を実行する。画像処理ルーチンでは、移載すべきワ
ークＷの位置・姿勢が演算（検出）され、該演算結果に
基づいて、移載すべきワークＷを的確にクランプするた
めにワークアーム１４（ワーククランプ装置２０）を配
置すべき位置が演算され、更に、これに対応するワーク
アーム１４（ワーククランプ装置２０）の移動量、すな
わち第１乃至第４モータ５８、５９、６０、６１の駆動
量が演算される。なお、画像処理ルーチンの詳細につい
ては、後述する。

【００２０】制御装置Ｓは、ステップST１３にて、画像
処理ルーチンによる演算結果に基づいて、第１、第２、
第４モータ５８、５９、６１を駆動し、この結果、ワー
クアーム１４は、ワークＷを的確に把持できる平面位置
に配置される。続いて、ステップST１４にて、第３モー
タ６０が駆動され、ワークアーム１４（ワーククランプ
装置２０）は、移載すべきワークＷを的確に把持し得る
位置（高さ位置）まで下降される。制御装置Ｓは更に、
ステップST１５にて、ワーククランプ装置２０のシリン
ダ装置３７（図７）を流体作動させ、クランプアーム３
８は、移載すべきワークＷを把持する。次いで、制御装
置Ｓは、ステップST１６にて、第３モータ６０を駆動
し、ワークアーム１４を水平方向に移動可能な位置まで
上昇させる。制御装置Ｓは、ステップST１７において、
第１、第２、第４モータ５8、５9、６１を駆動し、ワーク
Ｗを把持したワークアーム１４をＯＮ位置の上方域、即
ち、第１ワーク搬出装置Ｔ１の上流端の上方域まで移動
させる。次に、制御装置Ｓは、ステップST１８で、第３
モータ６０を駆動し、ワークＷを搬送コンベア４上に解
放可能な位置（高さ）までワークアーム１４を下降さ
せ、引き続き、ステップST１９にて、シリンダ装置３７
を流体作動させる。この結果、クランプアーム３８は、
ワークＷを解放（アンクランプ）し、ワークＷは搬送コ
ンベア４上のＯＮ位置に移載される。

【００２１】他方、制御装置Ｓは、上記ステップST５及
びステップST６にて、次サイクル動作としてパレットＰ
の移載動作を実行すべきであると判定した場合、ステッ
プST２０で第１モータ５８を駆動し、可動ビーム１０を
Ｘ方向に所定の距離だけ移動させる。この結果、パレッ
トアーム１３は、移載すべきパレットＰの上方に移動す
る。次いで、制御装置Ｓは、ステップST２１にて、第５
モータ６２を駆動し、パレットアーム１３を所定の距離
だけ下降させる。かくして、パレットアーム１３（パレ
ットクランプ装置１９）は、移載すべきパレットＰを的
確に把持できる位置（高さ）まで下降する。制御装置Ｓ
は更に、ステップST２２において、パレットクランプ装
置１９を作動させ、パレットクランプ装置１９は、パレ
ットＰを把持する。しかる後、制御装置Ｓは、ステップ
ST２３にて、第５モータ６２を駆動し、パレットアーム
１３を水平方向に移動可能な位置まで上昇させる。制御
装置Ｓは、ステップST２４において、パレットＰの降ろ
し位置の距離データを取り込む。即ち、制御装置Ｓは、
台車５の上に段積みされたパレットＰの枚数を演算し、
この枚数からパレット層の高さを演算し、該演算結果に
基づいて、現在把持しているパレットＰを移載すべき位
置（高さ）を演算する。

【００２２】制御装置Ｓは更に、ステップST２５にて、
第１モータ５８を駆動し、パレットＰを把持したパレッ
トアーム１３を台車５の上方に移動させる。次いで、制
御装置Ｓは、ステップST２６にて第５モータ６２を駆動
し、パレットアーム１３は、ステップST２４における演
算結果に基づいて、台車５上のパレット層の上端面付近
までパレットＰを下降させる。制御装置Ｓは、ステップ
ST２７において、パレットクランプ装置１９によるパレ
ットＰの把持を解除（アンクランプ）し、パレットＰ
は、台車５上のパレット層の上に移載される。かくし
て、ワーク移載ステーションＷＡは、制御装置Ｓの制御
下に、ワークＷ及びパレットＰを自動的に第１ワーク搬
出装置Ｔ１又は台車５上の所定位置に移載する。以下、
図１３に示す画像処理ルーチンに関し、詳細に説明す
る。画像処理ルーチンにおいて、制御装置Ｓは、カメラ
２２によって撮影された画像を２値化処理することによ
り、移載すべきワークＷの位置・姿勢を検出する。制御
装置Ｓは、かかる画像処理によってワークＷの位置・姿
勢を検出することができなかった場合は、２値化処理の
しきい値を変更して再度画像処理を行いワークＷの位置
・姿勢を検出する。制御装置Ｓは更に、このようなしき
い値の変更を所定回数繰り返してもなお該ワークＷの位
置・姿勢を検出することができなかった場合、カメラ２
２を水平方向に所定距離だけ移動させ、カメラ２２の位
置を変更して以上の手順を繰り返す。制御装置Ｓは、カ
メラ２２の位置を所定回数変更しても依然としてワーク
Ｗの位置・姿勢を検出することができなかった場合に
は、画像処理に何らかの異常が生じているものとして、
画像処理を打ち切る。

【００２３】なお、しきい値の変更を繰り返しても、ワ
ークＷの位置・姿勢を検出することができなかった場合
には、カメラ２２の視野範囲を変更するようにしても良
い。かかる視野範囲の変更は、カメラ２２を上下方向に
移動させることにより行っても、或いは、カメラ２２の
撮影特性を変更することにより行っても良い。本例の画
像処理ルーチンにおいては、図１３に示すように、カウ
ント値ｍの所定の初期値がカメラ移動回数カウンタに設
定される（ステップＳ１）。カメラ移動回数カウンタ
は、移載すべきワークＷの位置・姿勢を検出する際に、
カメラ２２を移動した回数をカウントするためのカウン
タである。このカウンタは、しきい値の変更によってワ
ークＷの位置・姿勢を検出できずにカメラ２２の位置を
変更した回数を計数する。カウンタのカウント値ｍは、
カメラ２２が１回移動するときに数値１だけ減算され、
最終的に数値０まで減少する。制御装置Ｓは、ステップ
Ｓ２にて、カウント値ｍが数値０であるか否かを判定
し、ｍ＝０を判定した場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ４
で画像処理異常（ＮＧ）を表示し、画像処理ルーチンを
打ち切る。他方、制御装置Ｓは、ステップＳ２におい
て、ｍ≠０であると判定した場合は（ＮＯ）、ステップ
Ｓ３にて画像を取り込み、しかる後、ステップＳ５で濃
淡画像ノイズを除去する。

【００２４】次いで、制御装置Ｓは、ステップＳ６にて
ＮＧフラグのオン又はオフを判定する。ＮＧフラグは、
しきい値の変更を所定回数反復しても、移載すべきワー
クＷの位置・姿勢を検出することができなかった場合に
オンに設定されるフラグである。制御装置Ｓは、ＮＧフ
ラグがオフであると判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ
７において、前回のしきい値（現状のしきい値）を、引
き続く制御のためのしきい値に再設定し、他方、ＮＧフ
ラグがオンであると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップ
Ｓ８において、平均輝度をしきい値として採用する。制
御装置Ｓは更に、ステップＳ９において、しきい値変更
回数カウンタのカウント値ｎに所定の初期値を設定す
る。しきい値変更回数カウンタは、移載すべきワークＷ
の位置・姿勢を検出する際に、２値化処理のしきい値を
変更した回数をカウントするカウンタである。しきい値
変更回数カウンタのカウント値ｎは、しきい値を１回変
更するとき、数値１だけ減算される。制御装置Ｓは、カ
ウント値ｎが数値０まで減算したとき、カメラ２２の位
置を変更する。制御装置Ｓは、ステップＳ１０にて、し
きい値変更回数カウンタのカウント値ｎが数値０である
か否かを判定し、ｎ＝０を判定した場合（ＹＥＳ）、ス
テップＳ２１でカメラ２２を水平方向に所定距離だけ移
動させ、ステップＳ２２でカメラ移動回数カウンタのカ
ウント値ｍを数値１だけ減算し、ステップＳ２３でＮＧ
フラグをオンに設定した後、ステップＳ２にリターンす
る。

【００２５】他方、制御装置Ｓは、ステップＳ１０にて
ｎ≠０を判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１１で２値
化処理を実行し、ステップＳ１２で２値画像ノイズを除
去し、ステップＳ１３でラベリングを実行し、ステップ
Ｓ１４で所定の特徴量を抽出する。２値化処理は、カメ
ラ２２によって撮影された多値画像を、所定のしきい値
よりも明るい画素を白と認識し、該しきい値よりも暗い
画素を黒と認識するといった一般的手法で行われる。ま
た、ラベリングは、或るラベル（例えばＡとする）を１
つの黒い画素に付け、この画素と隣合う画素が黒である
場合には、この画素にもラベルＡを付け、更に、既にラ
ベルＡが付された画素と隣合う画素が黒である場合に
は、これらの画素にも全てラベルＡを付すといった手順
を繰り返し、かかるラベル付けが収束した時点で、ラベ
ルＡが付された黒い画素の集団を１つの形状部の画像と
して認識するといった一般的手法で行われる。なお、形
状部とは、ワークＷの構成部分であり、所定の簡素な形
状（例えば円）を有し且つ２値化処理により独立した黒
い画素の集団として認識可能なもの意味する。例えば、
本例の如くワークＷがシリンダブロックである場合、シ
リンダボアが代表的な形状部となる。かかる２値化処理
及びラベリングによって、撮影された画像中の形状部
（例えば、シリンダボア）が認識される。なお、画像中
の形状部が全て、同一ワークＷの形状部であるとは限ら
ないので、ステップST１４では、所定の特徴量に基づい
て、同一ワークＷに属する形状部が選定される。

【００２６】ステップＳ１４では、画像中の各形状部の
所定の特徴量が演算（抽出）される。特徴量として、例
えば、以下の如き識別要素が採用される。 (1) 各形状部の面積（例えば、シリンダボア開口面積） (2) 各形状部の周長（例えば、シリンダボア周長） (3) 各形状部の円形状係数（面積と周長との比） (4) 隣接する２つの形状部の間隔（例えば、シリンダボ
アのピッチ） (5) 隣接する２つの形状部の重心（中心）同士を結ぶ直
線と、他の隣接する２つの形状部の重心同士を結ぶ直線
との間の相対角度 制御装置Ｓは、ステップＳ１５において、予め記憶して
いるワークＷの各形状部の特徴量のパターン（以下、基
準パターンという）を有する形状部集団が、画像中に含
まれているか否かを判定する。ワークＷの基準パターン
と一致する形状部集団が画像中に含まれていない場合、
２値化処理が適切に行われていないものと考えられるの
で、ステップＳ１９でしきい値を変更し、ステップＳ２
０でしきい値変更回数カウンタのカウント値ｎを数値１
だけ減算し、しかる後、ステップＳ１０にリターンす
る。即ち、しきい値が過大又は過小であるため、ワーク
Ｗの形状部を適切に認識できず、画像中にワークＷの基
準パターンを見出せない可能性があるので、しきい値を
変更して、再度ステップＳ１１乃至ステップＳ１５を反
復する。

【００２７】他方、ステップＳ１５で、ワークＷの基準
パターンと一致する形状部集団が画像中に含まれると判
定された場合、かかる形状部集団がワークＷの形状部で
あると考えられるので、ステップＳ１６で上記集団に属
する形状部の特徴量に基づいて、移載すべきワークＷの
重心位置（重心座標）、即ち、移載すべきワークＷの位
置・姿勢が演算（抽出）される。ステップＳ１７では、
移載すべきワークＷの重心位置に基づいて、該ワークＷ
を的確に把持するために、ワークアーム１４（ワークク
ランプ装置２０）の移動量が演算され、この演算結果
は、ステップＳ１８でメインルーチンに送信される。か
かる画像処理によれば、カメラ２２によって撮影された
画像中に、複数のワークＷが含まれている場合、移載す
べきワークＷに属する形状部を選定することができ、こ
のように選定された形状部の特徴量から、該ワークＷの
重心位置、即ち、ワークＷの位置・姿勢を正確に検出
し、ワークＷを的確に把持することができる。以上説明
したとおり、本実施例の搬送設備構造によれば、パレッ
トＰ１、Ｐ２の搬入経路及び搬出経路は、実質的に平行
且つ逆方向に配向され（図３、矢印Ａ、Ｂ）、台車５へ
の空パレットＰ１、Ｐ２の移載経路は、パレットＰ１、
Ｐ２の搬入経路及び搬出経路に対して実質的に直角に配
向され（図３、矢印Ｃ）、かくして、パレットＰ１、Ｐ
２は、ワーク移載ステーションＷＡにて全体的に略Ｕ字
形のパレット移動経路に沿って移動される。また、第１
ワーク搬送装置Ｔ１の上流端は、ワーク移載ステーショ
ンＷＡの隅部領域に延入し、ワーク及びパレット移載領
域に隣接する。第１ワーク搬出装置Ｔ１は、ワーク移載
ステーションＷＡの長手方向（Ｘ方向）の中心軸線に対
して、所定の角度θをなして配向され、加工ステーショ
ンＭ１に向かって延びる。ワーク移載ステーションＷＡ
と第１ワーク搬出装置Ｔ１との間には、第１ワーク搬出
装置Ｔ１の上流端に向かって収束する三角形状のメンテ
ナンス領域Ｄが形成され、作業員又はオペレータは、メ
ンテナンス領域Ｄにて、ワーク移載ステーションＷＡ及
び第１ワーク搬出装置Ｔ１に容易に接近し、ワーク移載
ステーションＷＡ及び第１ワーク搬出装置Ｔ１の修繕又
は維持管理を行うことができる。また、上記構成によれ
ば、パレット移載経路と第１ワーク搬出装置Ｔ１とが角
度間隔を隔てて配向されるので、パレット移動経路とワ
ーク搬送路とを比較的自由に相対変位させることができ
る。従って、パレットの移動経路及びワーク搬送路の設
計自由度を大幅に向上させることができる。

【００２８】なお、上記実施例では、エンジン用シリン
ダブロックの製造設備に関連した搬送設備構造について
説明したが、他の各種製造設備、例えば、トランスミッ
ションの製造設備等の搬送設備に本発明の搬送設備構造
を適用できることはいうまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の上記構成
によれば、搬送設備を構成する装置又は機器類の維持管
理又は修繕を容易にするとともに、ワーク搬送路及びパ
レット移動路の設計自由度を向上させることができる搬
送設備構造を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジン製造設備の概略全体レイアウトを示す
配置図である。

【図２】図１に示すワーク移載ステーションＷＡの斜視
図である。

【図３】図１に示すワーク移載ステーションＷＡの水平
断面図である。

【図４】図１に示すワーク移載ステーションＷＡの平面
図である。

【図５】図１に示すワーク移載ステーションＷＡの縦断
面図である。

【図６】パレット移載装置及びワーク移載装置の側面図
である。

【図７】図６に示すワーククランプ装置の拡大側面図で
ある。

【図８】ワーククランプ装置の拡大正面図及び部分拡大
側面図である。

【図９】ワーククランプ装置に設けられたボールジョイ
ント構造を示す拡大断面図である。

【図１０】ワーク移載装置の制御装置を示す全体構成図
である。

【図１１】制御装置により実行される制御のメインルー
チンを部分的に示すフローチャートである。

【図１２】制御装置により実行される制御のメインルー
チンを部分的に示すフローチャートである。

【図１３】図１１及び図１２に示すメインルーチンのサ
ブルーチン（画像処理ルーチン）を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

ＷＡ ワーク移載ステーション Ｔ１ 第１搬送装置 Ｓ 制御装置 Ｐ１ ベースパレット Ｐ２ 中間パレット Ｗ ワーク ＣＵ 自動制御盤 １０ 可動ビーム １１ 可動ビーム駆動装置 １３ パレットアーム １４ ワークアーム １５ ワークアーム駆動装置 １８ ワークアーム昇降装置 １９ パレットクランプ装置 ２０ ワーククランプ装置 ２２ 画像処理用カメラ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク移送用パレットを移動させるパレ
   ット移動路と、ワーク搬送経路に沿って直線的に延びる
   ワーク搬送路とを有し、パレット上に積載されたワーク
   を前記パレットから前記ワーク搬送路に順次移載する搬
   送設備構造において、 前記パレット移動路は、パレットの搬入経路及び搬出経
   路と、搬入経路と搬出経路との間のパレット移載経路と
   を含み、 前記搬入経路及び搬出経路は、側方に間隔を隔てて実質
   的に逆向きに配向され、前記パレット移載経路は、前記
   搬入経路のパレットを側方に移動して前記搬出経路に移
   載するために、前記搬入経路及び搬出経路の間に配置さ
   れ、前記搬送経路、移載経路及び搬出経路は、全体的に
   略Ｕ字形のパレット移動路を形成し、 前記ワーク搬送路は、前記搬入経路と前記移載経路とが
   交差する前記パレット移動路の隅部領域に隣接して配置
   されることを特徴とする搬送設備構造。
2. 【請求項２】 ワーク移送用パレットを移動させるパレ
   ット移動路と、ワーク搬送経路に沿って直線的に延びる
   ワーク搬送路とを有し、パレット上に積載されたワーク
   を前記パレットから前記ワーク搬送路に順次移載する搬
   送設備構造において、 前記パレット移動路は、パレットの搬入経路及び搬出経
   路と、パレット上に載置されたワークを前記ワーク搬送
   路に順次移載するためのワーク移載ステーションとを有
   し、該ワーク移載ステーションは、ワークを積載したパ
   レットを受入れるワーク及びパレット移載領域と、空パ
   レットを搬出するためのパレット搬出領域とを含み、 前記ワーク及びパレット移載領域へのワーク及びパレッ
   トの搬入経路と、前記パレット搬出領域から空パレット
   を搬出するパレット搬出経路とが、側方にオフセットし
   て配置されることを特徴とする搬送設備構造。
3. 【請求項３】 前記ワーク移載ステーションは、前記ワ
   ーク及びパレット移載領域から前記パレット搬出領域に
   空パレットを移載するパレット移載装置を備えることを
   特徴とする請求項２に記載の搬送設備構造。
4. 【請求項４】 前記ワーク移載ステーションは、パレッ
   ト上に載置されたワークを前記ワーク搬送路に移載する
   ワーク移載装置を有することを特徴とする請求項２又は
   ３に記載の搬送設備構造。
5. 【請求項５】 前記パレット搬入経路と前記パレット搬
   出経路との間のパレットの移載経路が、前記ワーク搬送
   路に対して所定の角度をなして配向されることを特徴と
   する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の搬送設備構
   造。
6. 【請求項６】 前記パレット移載装置及びワーク移載装
   置は、共通の支持部材によって移動可能に支持されるこ
   とを特徴とする請求項４に記載の搬送設備構造。
7. 【請求項７】 前記ワーク及びパレット移載領域の全パ
   レットが前記パレット搬出領域に移動したとき、前記ワ
   ーク及びパレットが自動的にワーク及びパレット移載領
   域に供給され、所定数の空パレットが前記パレット搬出
   領域に置かれたとき、該空パレットは前記搬出経路に沿
   って搬出されることを特徴とする請求項２乃至６のいず
   れか１項に記載の搬送設備構造。