JPS60114478A - ロボットによる複合作業装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野） 本発明は、自動車の車体組立等において使用されるロボ
ットに、溶接等本来の作業の他にワーク−１− 移送をも行わせるようにしたロボットによる複合作業装
置に関するものである。

（従来技術） 最近、自動車の車体組立等においては、多種多様のロボ
ットが使用されるようになってきており、作業の自動化
・省力化が図られている。

ところが、従来のロボットは、いずれも専用化がなされ
、例えば溶接ロボットにあっては溶接作業のみを行い、
また搬送ロボットにあってはワークの搬送のみを行うだ
けになっている。このため、１つの作業工程においても
、多くのロボットを設置する必要があり、設備コストが
高くつくとともに、広い作業スペースが必要になるなど
の問題があった。

そこで、本出願人は、先に、このような問題を解決する
ために、溶接ロボットの溶接ガンでワークを把持して搬
送可能となし、１台のロボットを溶接作業とワーク移送
とに使い分けるようにしたものを提案している（特開昭
５８−１５１９７２号公報参照）。しかし、この提案の
ものでは、溶＝　２　− 接ガンのワークを把持する部分たる電極が細（かつ小さ
いものであるため、大型のワークを搬送するには不適当
であり、また電極自体の損傷を招く恐れもある。

（発明の目的） 本発明の目的は、かかる諸点に鑑み、特に上述の提案の
ものの如く溶接ロボットの溶接ガンでワークを把持する
代わりに、ロボッ１−に着脱自在なワーク保持具を用い
、１台のロボットでもってワークに対する作業とワーク
移送とを、ワークの大小に拘らず行い得るようになし、
自動車の車体組立等において必要とするロボット数を有
効に少なくすることにある。

（発明の構成） 上記目的を達成するため、本発明の構成は、アーム先端
に、ワークに対して作業を行う作業具を設けるとともに
アーム先端の該作業具の作業空間を除いた部分に第１ジ
ヨイント部を設（プたロボットと、該ロボッ］−の第１
ジヨイント部に連結可能な第２ジヨイント部を備えると
ともにワークを着−３− 脱自在なりランプ機構を備え、ロボットによる作業時に
はその作業エリア外の定位置に置かれるワーク保持具と
、上記ロボット、作業具およびワーク保持具に対して作
業動作指令とワーク移送動作指令とを送る制御手段とに
よって構成したものである。このことにより、上記制御
手段の制御の下において、ワークに対して作業をすると
きには、ワーク保持具を装着していない状態でロボット
を動作させながら作業具により作業を行う一方、ワーク
を移送するときには、ロボットに予めワーク保持具を装
着し該ワーク保持具を介してワークを保持させ、ロボッ
トでワークを移送するようにしたものである。

（発明の効果） したがって、本発明のロボットによる複合作業装置によ
れば、１台のロボッ１へによりワークに対でる作業とワ
ーク移送とを、ロボッ］〜のワーク保持具の着脱だ（プ
で作業に何等影響を及ぼさずに行うことができるので、
自動車の車体組立等において、従来必要としたロボット
数をその分少な（す−　４　− ることができ、設備コストの低廉化および作業上必要な
スペースの狭小化等を有効に図ることができる。しかも
、ワーク移送に当っては、ロボットのアーム先端の作業
具とは別の部分にワーク保持具が装着され、該ワーク保
持具を介してワークを保持するものであるため、作業具
の損傷を招くことがないばかりでなく、ワーク移送を安
定性良く確実に行うことができる。また、ワークの大き
さによって適用範囲が制限されることはなく、実用性・
汎用性でも有利である１゜ （実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る自動車の車体側面の溶
接組立て設備を示し、１は各種の部材・部品を収納する
収納部、２は該収納部１から仮付は状態にあるアウタパ
ネルＷＩを所定の溶接位置Ｓ１に移送する第１搬入シユ
ータ、３〜５は各々上記溶接位置Ｓ１の周囲に配設され
、第１搬入シコータ２により該溶接位置Ｓ１に移送され
て来た−　５　− アウタパネルＷ１に対し溶接を行う回動型溶接ロボット
であって、この溶接ロボット３〜５のうちの１台の溶接
ロボッ１〜３は、溶接位置Ｓ１でのアウタパネルＷ１に
対する溶接の合間にパーツ溶接合６上にてパーツ部品Ｗ
２の溶接を行うように構成されている。また、他の１台
の溶接ロボット５は、溶接位置Ｓ１でのアウタパネルＷ
１に対する溶接が終了した後、該アウタパネルＷ１をワ
ーク保持具７を介して保持し、溶接位置Ｓ１から組立て
台８上に移送するように構成されている。尚、溶接ロボ
ット４は上記他の２台の溶接ロボット３゜５とは異なり
、溶接位Ｉ　Ｓ　＋でのアウタパネルＷ１に対する溶接
作業のみを行うものである。以上の構成によって、第１
搬入シユータ２により溶接位置Ｓ１に移送されて来たア
ウタパネルＷ１は、その溶接位置Ｓ１において溶接ロボ
ット３〜５により水付は溶接がなされ、しかる侵、溶接
ロボット５により組立て台８に移送されるようになって
いる。

また、９は上記収納部１から仮付は状態にある−　６　
− クォータインナパネルＷ３を所定の待機位置Ｓ２に移送
する第２搬入シユータ、１０はワーク保持具１１を備え
た搬送ロボットであって、該搬送ロボット１０は、上記
第２搬入シユータ９により待機位置Ｓ２に移送されて来
たりＡ−タインナパネルＷ３をワーク保持具１１にて保
持し、待機位置Ｓ２から仮置台１２に移送するように構
成されている。また、１３および１４は上記搬送ロボッ
ト１０に対応して配設された定置式の溶接機であって、
該溶接機１３．１４は、搬送ロボット１０により待機位
置Ｓ２から仮置台１２に移送されるりＡ−タインナバネ
ルＷ３に対し、その移送途中において一方の側面側の水
付は溶接を行うものである。

さらに、１５は上記組立て台８と仮置台１２との間に配
設された回動型溶接ロボットであって、該溶接ロボット
１５は、組立て台８上でのワークの溶接組立て〈後述す
る如くアウタパネルｗ１とりＡ−タインプパネルＷ３と
フロン１−ピラーインナＷ４相互間の溶接組立て）を行
うとともに、こ−７− の組立て台８１−でのワークの溶接組立ての合間に仮置
台１２に置かれたクォータインナパネルＷ３をワーク保
持具１６を介して保持し、仮置台１２から組立て台８上
に移送するＪ：うに構成されている。１７は上記回動型
溶接ロボット１５に対応して配設された定置式の溶接機
であって、該溶接機１７は、回動型溶接ロボット１５に
より仮置台１２から組立て台８に移送されるクォータイ
ンナパネルＷ３に対し、その移送途中において、上述の
如く待機位置Ｓ２から仮置台１２の移送途中で溶接機１
３．１４によって水付は溶接される一方の側面と反対の
側面側の水付は溶接を行うものである。以上の構成によ
って、第２搬入シユータ９により待機位ｆｉｆｆ　Ｓ　
２に移送されて来たクォータインナパネルＷ３は、搬送
ロボット１０および回動型溶接ロボット１５によりその
待機位置Ｓ２から仮置台１２を経て組立て台８に移送さ
れ、かつその移送途中において溶接機１３．１／１．１
７により水付（プ溶接が施されるようになっている。

加えて、上記組立て台８の近傍には、該組立て−８一 台８上において上記回動型溶接ロボット１５と共働して
ワークの溶接組立てをする他の２台の回動型溶接ロボッ
ト１８．１９が配設されており、この溶接ロボット１８
．１９のうちの一方の溶接ロボット１８は、組立て台８
でのワークの溶接組立ての合間に、載置台２０上に載置
されワーク保持具４０でクランプされたフロントピラー
インナＷ４をワーク保持具４０ごと該載置台２０から組
立て台８上に移送するように構成されている。また、他
方の溶接ロボッ１−１９は、組立て台８でのワークの組
立溶接が終了した後、その組立てられたワーク組みＷ５
をワーク保持具２１を介して保持し、組立て台８から搬
出シコータ２２の取出し位置Ｓ３に移送するように構成
されている。よって、上記組立て台８上においては該組
立て台８に各々移送されて来たアウタパネルＷ１とりＡ
−タインナパネルＷ３とフロントピラーインナＷ４とが
溶接ロボット１５，１８．１９により相互に溶接されて
車体側面を構成することになる所定形状のワーク組みＷ
５が組立てられ、しかる後、このワーク−９− 相みＷ５は溶接ロボット１９により取出し位置Ｓ３にて
搬出シュータ２２に移送載置され、該搬出シュータ２２
により次の工程に移送されるようになっている。ここで
、ワーク載置台としての機能を有する上記第２搬入シコ
ータ９、第１搬入シユータ２、組立て台８および搬出シ
ュータ２２は、一方向く図で上下方向）に所定間隔ずつ
あけた状態で平行に並んで配置されており、また仮置台
１２は第１搬入シユータ２の搬送方向延長線上の位置つ
まり第２搬入シユータ９と組立て台８との間の中間位置
に配置されている。

そして、上記回動型溶接ロボット３〜５，１５゜１８．
１９のうち、溶接作業と共にワーク保持具７．１６．４
０．２１を介してワーク（っまりアウタパネルＷ＋、ク
ォータインナパネルｗ３．フロントピラーインナＷ４ま
たはワーク組みＷ５）を移送する溶接ロボット５，１５
，１８．１９は、第２図に詳示するように、回動可能な
回転基台２３と、該回動基台２３上に揺動可能に立設さ
れた支柱２４と、該支柱２４の上部より水平方向に延−
１０− びるアーム２５とを備えており、上記アーム２５は、そ
の軸廻りに回転可能でかつ上下方向に揺動可能に設けら
れている。また、上記アーム２５の先端には連結部材２
６を介して、ワークに対して作業（溶接作業）を行う作
業具としての溶接ガン２７が取付けられているとともに
、上記連結部材２６には、第３図にも示すように溶接ガ
ン２７と干渉しない位置つまり溶接ガン２７の作業空間
の領域外の部分にフック部材からなる第１ジヨイント部
２８が取付けられており、上記溶接ガン２７および第１
ジヨイント部２８は、回転基台２３の回動に伴いワーク
移送をする２つのワーク載置台間（つまりアウタパネル
Ｗ１を移送する溶接ロボット５にあっては第１搬入シユ
ータ２の溶接位置Ｓ１と組立て台８との間、クォータイ
ンナパネルＷ３を移送する溶接ロボット１５にあっては
仮置台１２と組立て台８との間、フロントピラーインナ
Ｗ４を移送する溶接ロボットにあっては載置台２０と組
立て台８との間、さらにワーク組みＷ５を移送する溶接
ロボット１９にあっては組立て台−１１− ８と搬出シュータ２２の取出し位置Ｓ３との間）で往復
移動可能に設けられている。

一方、上記回動型溶接ロボット５．１５，１８゜１９の
ワーク移送の際に用いられるワーク保持具７．１６，４
０．２１は、溶接ロボット５．１５゜１８．１９による
作業時にはそれぞれその作業エリア外でワーク載置台間
における溶接ロボット５゜１５．１８．１９　（アーム
２５先端の溶接ガン２７ないし第１ジヨイント部２８）
の移動エリア内の定位置に配置されている。また、該各
ワーク保持、具７，１６．４０．２１は、第４図および
第５図に示すように、ワークの形状に応じて組立てられ
た組み枠２９を備え、該組み枠２９には、上記各溶接ロ
ボット５．１５．１８．１９の第１ジヨイント部２８に
連結可能な第２ジヨイント部としてのチャック機構３０
が取付けられているとともに、揺動部材３１や作動シリ
ンダ３２等からなる複数のクランプ機構３３，３３．・
・・がそれぞれワークの所定部分に対して着脱自在に設
けられていて、各溶接ロボット５．１５．１８．１９に
よる−　１２　− ワーク移送時には該各溶接ロボット５．１５，１８．１
９（第１ジヨイント部２８）に装着された状態で各クラ
ンプ機構３３によりワークを保持するように構成されて
いる。ここで、上記チャック機構３１の組み枠２９に対
する取付は装置は、ワーク保持具７，１６，４０．２１
でワークを保持した状態において該ワーク保持具７．１
６．４０゜２１とワークとの全体の重心位置とほぼ一致
するように設定されている。

さらに、上記各溶接ロボッ）−５，１５，１８゜１９に
は、特に図示していないがマイクロコンピュータ等から
なる制御手段が設けられていて、該制御手段から各溶接
ロボット５，１５．１Ｂ、１９、そのアーム２５先端の
溶接ガン２７および溶接ロボット５，１５．１８．１９
に装着されたワーク保持具７，１６，４０．２１に対し
て作業動作指令とワーク移送動作指令とが送られて制御
するようになっている。以上の溶接ロボット５，１５．
１８．１９のうちの５，１９とこの２つの溶接ロボット
に対応するワーク保持具７，２１と制−１３− 御手段とによって各々本発明のロボットによる複合作業
装置Ａ、Ａが構成されている。

尚、回動型溶接ロボット３〜５，１５．１８゜１９のう
ち、溶接作業のみをする溶接ロボッ１〜３゜４は、特に
図では詳示していないが、アームの先端記溶接ガンだけ
を備えていて、ジヨイント部を備えていないこと以外は
上述の溶接作業と共にワークを移送す′る溶接ロボット
５．１５．１９とほぼ同じような構成になっている。

次に、本発明のロボットによる複合作業装置Ａの作動に
ついて、溶接作業と共にワークを移送する溶接ロボット
５．１９のうち、アウタパネルＷｌの移送をする溶接ロ
ボット５の場合を例に挙げて説明する。

今、第１搬入シユータ２により仮付は状態にあるアウタ
パネルＷ＋が所定の溶接位置Ｓ１に移送されて来たとす
る。この場合、上記溶接ロボット５は該溶接位置Ｓ１に
おいてワーク保持具７を装着していない状態で待機して
おり、また上記ワーク保持具７自体は溶接ロボット５の
作業エリア外−１４− たる第１搬入シユータ２の溶接位置Ｓ＋　と組立て台８
との間の定位置に置かれている。

このような状態において、制御手段から上記溶接ロボッ
ト５おｊ；びそのアーム２５先端の溶接ガン２７に対し
て作業動作指令が送られ、その制御手段の制御の下にお
いて、溶接ロボット５が溶接位置Ｓ＋で該溶接位置Ｓ１
の周囲に配設された他の２台の溶接ロボット３．／Ｉと
共に動作しながら、そのアーム２５先端の溶接ガン２７
によってアウタパネルＷ１の水付は溶接が行われる。こ
の際、ワーク保持具７は上述の如く溶接ロボット５の作
業エリア外の定位置に置かれており、また該ワーク保持
具７を溶接ロボット５に装着可能とすべ（該溶接ロボッ
ト５に設（プた第１ジヨイント部２８はアーム２５先端
の溶接ガン２７の作業空間の領域外に位置しているため
、溶接ロボット５および溶接ガン２７の動作がこのワー
ク保持具７や第１ジヨイント部２８によって支障を来た
すことはない。

そして、上記溶接位置Ｓ１でのアウタパネルＷ−１５− １に対する溶接作業が終了すると、制御手段からのワー
ク移送動作指令に基づいて、先ず、溶接ロボット５が第
１搬入シユータ２の溶接位置Ｓ＋　と組立て台８との間
の定位置に置かれであるワーク保持具７の所まで移動（
回転基台２３の回動）し、その位置において溶接ロボッ
ト５の第１ジヨイント部２８をワーク保持具７のチャッ
ク機構３０に連結せしめてワーク保持具７を装着するよ
うに動作する。

しかる後、上記溶接ロボット５は、ワーク保持具７を装
着した状態のまま溶接作業済みのアウタパネルＷ１に接
近するよう第１搬入シユータ２の溶接位置Ｓ１に移動す
る。次いで、上記ワーク保持具７の各クランプ機構３３
が動作して溶接ロボッ１へ５にワーク保持具７を介して
アウタパネルＷ１が保持された後、該溶接ロボット５が
組立て台８の所まで移動し、該組立て台８上にアウタパ
ネルＷ１を載置するように動作する。

その後、上記溶接ロボット５は、組立て台８と第１搬入
シユータ２との間の定位置にワーク保持−１６＝ 貝７を元の状態に戻した後、第１搬入シユータ２の溶接
位置Ｓ１に移動し、１サイクルの作業が完了する。その
後は、その溶接位置Ｓ１において第１搬入シコータ２に
より次に移送されているアウタパネルＷ１に繰り返し溶
接を施すことになる。

以上によって１１ナイクルの作動が終了する。

尚、本発明のロボットによる複合作業装置Ａに係るとこ
ろの、溶接作業と共に大型のワークを移送する他の溶接
ロボット１９の場合における作動については特に詳しく
説明しないが、ワーク組みＷ５の移送をする溶接ロボッ
ト１９の場合、組立て台８上でのワークに対する溶接作
業、ワーク組みＷ５の組立て台８から１般出シユータ２
２の取出し位置Ｓ３への移送およびワーク保持具２１の
着脱という一連の作動順序は上述のアウタパネルＷ１の
移送をする溶接ロボッｌ−５の場合と同じである。

したがって、このように、本発明のロボッ１〜による複
合作業装置Ａにおいては、各々１台の溶接ロボッ１〜５
，１９により溶接作業と共にワーク移−１７− 送をも、該溶接ロボット５，１９へのワーク保持具７，
２１の着脱をするだけで溶接作業に何等女障を来たすこ
となく行うことができ、よって従来必要としたロボット
数をその分く上記実施例の場合２台分）少なくすること
ができ、設備コストの低廉化および作業上必要なスペー
スの狭小化等を有効に図ることができる。

しかも、上記各溶接ロボット５，１９は、ワーク移送の
際には溶接ガン２７とは別の第１ジヨイント部２８でワ
ーク保持具７，２１を装着し、該ワーク保持具７．２１
の複数のクラップ機構３３゜３３、・・・でもってワー
クを保持するものであるため、ワーク移送を安定性良く
確実に行うことができ、また溶接ガン２７の電極等に損
傷を生じることはない。その上、ワーク保持具７，２１
の大きさ、形状等の選択選定を自由に行うことができる
ので、ワークの大ぎさ等により適用範囲が制限されるこ
とはなく、実用性・汎用性でも有利である。

さらに、上記ワーク保持具７，２１の着脱（装着または
取外し）は、溶接ロボット５．１９のワー　１８　− −り載置台間の移動途中で行われるので、その着■１；
（に要Ｊ−る時間を短縮でき、作動の効率化を図ること
ができる。

尚、上記実施例では、本発明を、自動車の車体側面の溶
接組立て設備において用いられる溶接ロボッ１〜に適用
した場合について述べたが、その細極々の所で用いられ
るロボットにも同様に適用することができるのは勿論で
ある。この場合、ロボットの本来の作業としては、上記
実施例の如き溶接作業に限らず、ポル１へ締め作業や塗
装作楽等その他各種の作業であってもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は自動車の
車体側面の溶接組立て設備の全体を示した模式平面図、
第２図は溶接作業と共にワーク移送をする回動型溶接ロ
ボットの側面図、第３図は第２図の８方向から部分的に
見た矢視図、第４図はワーク保持具によるワーク保持状
態を示す平面図、第５図は第４図のｖ−ｖ線に沿って児
た側面図である。 ＝　１９　− ５．１９・・・回動型溶接ロボット、７．２１・・・ワ
ーク保持具、２５・・・アーム、２７・・・溶接ガン、
２８・・・第１ジヨイント部、３０・・・チャック機構
、３３・・・クランプ機構、Ａ・・・複合作業装置。 −２０＝ 第２図 ５．１５．１８，１９ （２５ １″ □ 第３図 図 ２１ 一一一一３ゝ＼へ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　アームの先端に、ワークに対して作業を行う作
   業具を設けるとともにアームの先端の該作業具の作業空
   間を除いた部分に第１ジヨイント部を設けたロボットと
   、該ロボットの第１ジヨイント部に連結可能な第２ジヨ
   イント部を備えるとともにワークを着脱自在なりランプ
   機構を備え、ロボットによる作業時にはその作業エリア
   外の定位置に置かれるワーク保持具と、上記ロボット、
   作業具およびワーク保持具に対して作業動作指令とワー
   ク移送動作指令とを送る制御手段とからなることを特徴
   とするロボットによる複合作業装置。