ロボットハンド溶接ガンシステムおよびその動作方法
【課題】ロボットハンドのコンパクト化を図り得るロボットハンド溶接ガンシステム、およびその動作方法を提供する。
【解決手段】ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、ロボットアーム４１０の先端に、加工対象のワーク５００を溶接するための溶接ガン２００と、ワークを移動するためのロボットハンド３００とを接続している。ロボットハンド溶接ガンシステムはさらに、ロボットハンドに移動自在に備えられ、ワークを保持するための保持部３１０、３２０、３３０を有している。そして、保持部は、ワークを移動するときにワークを保持する保持位置と、ワークを溶接するときに溶接ガンから退避した退避位置との間を、自重によって移動自在となっている。
【解決手段】ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、ロボットアーム４１０の先端に、加工対象のワーク５００を溶接するための溶接ガン２００と、ワークを移動するためのロボットハンド３００とを接続している。ロボットハンド溶接ガンシステムはさらに、ロボットハンドに移動自在に備えられ、ワークを保持するための保持部３１０、３２０、３３０を有している。そして、保持部は、ワークを移動するときにワークを保持する保持位置と、ワークを溶接するときに溶接ガンから退避した退避位置との間を、自重によって移動自在となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンド溶接ガンシステムおよびその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの溶接および搬送を行うための装置として、例えば特許文献１のように、ロボットアームの先端に、加工対象のワークを溶接するための溶接ガンと、ワークを移動するためのロボットハンドとを接続したロボットハンド溶接ガンシステムがある。ロボットハンドは、ワークを把持するクランプユニットを備えている。
【０００３】
溶接ガンによってワークを溶接するときには、クランプユニットは、ワークに干渉して溶接の邪魔とならないように、ロボットハンドに設けたアクチュエータによって、溶接ガンから退避した退避位置に移動する。溶接後、クランプユニットは、ワークを保持する保持位置にアクチュエータによって移動し、ワークを把持する。そして、ロボットアームを駆動し、ワークを搬送している。
【特許文献１】特開平１１−９９４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術は、１台のロボットによってワークの溶接および搬送を行うことから、溶接ガンおよびロボットハンドの各々に対して１台ずつロボットを用いる場合に比べて設備をコンパクトにできる。
【０００５】
しかしながら、クランプユニットを保持位置または退避位置に移動するアクチュエータをロボットハンドに設けていることから、ロボットハンドのコンパクト化が難しく、ロボットハンド溶接ガンシステム全体のコンパクト化に制限がある。
【０００６】
本発明は、このような事情からなされたものであり、ロボットハンドのコンパクト化を通してコンパクト化を図り得るロボットハンド溶接ガンシステム、およびそのようなコンパクト化を図ったロボットハンド溶接ガンシステムの動作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明のロボットハンド溶接ガンシステムは、ロボットアームの先端に、加工対象のワークを溶接するための溶接ガンと、ワークを移動するためのロボットハンドとを接続している。ロボットハンド溶接ガンシステムはさらに、ロボットハンドに移動自在に備えられ、ワークを保持するための保持部を有している。そして、保持部は、ワークを移動するときにワークを保持する保持位置と、ワークを溶接するときに溶接ガンから退避した退避位置との間を、自重によって移動自在となっている。
【０００８】
上記目的を達成するための本発明のロボットハンド溶接ガンシステムの動作方法は、上記の保持部を、保持部の自重によって、溶接ガンから退避した退避位置に移動させる退避工程と、溶接ガンによってワークを溶接する溶接工程と、を有する。溶接工程が終了すると、ワークを移動するために、保持部を、保持部の自重によって、ワークを保持する保持位置に移動させる（保持工程）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ロボットハンドに備えた保持部をその自重によって移動しているため、保持部の移動のためにアクチュエータのような駆動装置をロボットハンドに設ける必要がなく、ロボットハンドのコンパクト化を通して、ロボットハンド溶接ガンシステム全体のコンパクト化を図り得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
図１はロボットハンド溶接ガンシステムの概略構成図、図２は図１の矢印２からの矢視図、図３はロボットハンドの平面図、図４（Ａ）（Ｂ）はロボットハンドとワークとの平面図である。図５はロボットハンドの側面図、図６は図５の矢印６からの矢視図、図７はクランプユニットの動作を説明するためのロボットハンドの側面図である。図８および図９は退避工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。図１０は溶接工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。図１１、図１２、図１３および図１４は保持工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。図１５はワークを搬送するときのロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【００１２】
図１に示すように、ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、加工対象のワーク５００を溶接するための溶接ガン２００を有する。ロボットハンド溶接ガンシステム１００はまた、動作を制御するための複数の関節を備えるロボットアーム４１０を有する。溶接ガン２００は、ロボットアーム４１０の先端に接続している。ロボットアームの先端４１２は、ロボットアーム４１０の関節であり、回転できる。
【００１３】
ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、ロボットアーム４１０の先端４１２に接続されワーク５００を移動するためのロボットハンド３００を有する。ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、ロボットハンド３００に移動自在に備えられ、ワーク５００を保持するためのクランプユニット（保持部）３１０、３２０、３３０（図１、図３参照）を有する。
【００１４】
ロボット溶接ガンシステム１００はまた、ロボットハンド３００に備えられ、クランプユニット３１０、３２０、３３０の移動をガイドするレール（ガイド部）３４０、３５０、３６０（図１、図３参照）を有する。ロボット溶接ガンシステム１００はさらに、ロボットアーム４１０の姿勢を制御することによってロボットハンド３００の姿勢を制御するコントローラ（制御部）４００を有する。
【００１５】
ワーク５００は、例えば自動車のリアフロアパネルである。ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、ワーク５００の加工ラインにおいて動作する。ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、作業者または搬送用のロボットがワーク５００を支持する治具（不図示）にワーク５００をセットした後、ワーク５００を溶接し、その後、ワーク５００を搬送する。加工ラインでは、異なる複数のワーク５００が流れる。ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、異なる複数のワーク５００の溶接および搬送を行う。コントローラ４００は、ＣＰＵおよびメモリを主体とした構成を有し、メモリにロボットハンド溶接ガンシステム１００全体の動作を記憶している。
【００１６】
図２に示すように、溶接ガン２００は、ロボットアームの先端４１２に接続した本体２０２と、本体２０２から延びる鉤形状のガンアーム２０４と、を有する。ガンアーム２０４は、ワーク５００を溶接するための固定電極２０６を先端に備える。溶接ガン２００は、固定電極２０６に対向し固定電極２０６とともにワーク５００を溶接する可動電極２０８を有する。
【００１７】
可動電極２０８は、本体２０２に内蔵するサーボモータによって、固定電極２０６に対して近接離間する。溶接ガン２００は、固定電極２０６および可動電極２０８によってワーク５００を挟み、固定電極２０６と可動電極２０８との間に溶接２次電流を流してワーク５００をスポット溶接する。コントローラ４００は、本体２０２内のサーボモータの動作、および固定電極２０６と可動電極２０８との間に流す溶接２次電流を制御する。
【００１８】
図３に示すように、ロボットハンド３００は、３つのクランプユニット３１０、３２０、３３０を有する。ロボットハンド３００は、ロボットハンド３００の骨格をなすＴ字状の部材３０２を有し、この部材３０２の３つの直線部分の各々に沿ってレール３４０、３５０、３６０を設けた構成を有する。
【００１９】
クランプユニット３１０、３２０、３３０は、レール３４０、３５０、３６０の各々に接続しており、レール３４０、３５０、３６０に沿ってスライド移動可能である。３つのクランプユニット３１０、３２０、３３０の位置関係は、三角形の頂点の位置関係に対応する。また、クランプユニット３１０、３２０、３３０の各々は独立して自重によって移動できる。
【００２０】
ロボットハンド３００は、クランプユニット３１０、３２０、３３０がレール３４０、３５０、３６０から抜けるのを防止するストッパ３４１、３４２、３５１、３５２、３６１、３６２を、レール３４０、３５０、３６０の各々の両端に有する。
【００２１】
ロボットハンド３００は、クランプユニット同士が近接する方向に位置するストッパ３４１、３５１、３６１に、クランプユニット３１０、３２０、３３０を検出するための検出装置３４３、３５３、３６３を有する。検出装置３４３、３５３、３６３は、従来技術を利用でき、例えば近接センサ、リミットスイッチ、またはリードスイッチである。検出装置３４３、３５３、３６３は、コントローラ４００に電気的に接続している。
【００２２】
クランプユニット３１０、３２０、３３０は、ワーク５００を移動するときにワーク５００を保持する保持位置と、ワーク５００を溶接するときに溶接ガン２００から退避する退避位置との間を、自重によって移動する。保持位置は、ワーク５００によって異なり、レール３４０、３５０、３６０に沿って異なる位置に存する。
【００２３】
図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、例えば大きさの異なるワーク５０２、５０４のうち、大きいワーク５０２を保持する保持位置は、ストッパ３４２、３５２、３６２寄りにある。一方、小さいワーク５０４を保持する保持位置はストッパ３４１、３５１、３６１寄りにある。また、保持位置は、ワーク５００の大きさだけでなく、ワーク５００の形状等によっても異なる。
【００２４】
退避位置は、クランプユニット３１０、３２０、３３０が溶接の邪魔にならない位置であり、本実施形態ではストッパ３４１、３５１、３６１がクランプユニット３１０、３２０、３３０を停止させる位置である。
【００２５】
コントローラ４００は、ロボットハンド３００の姿勢を制御することによって、レール３４０、３５０、３６０に沿って異なる位置に存する複数の保持位置のうちのいずれかの保持位置に、クランプユニット３１０、３２０、３３０を自重によって移動させる。
【００２６】
図５に示すように、クランプユニット３１０は、レール３４０にスライド移動可能に噛み合ったガイドブロック３４４、およびガイドブロック３４４とクランプユニット３１０とを接続するスライドベース３４６を介して、レール３４０に接続している。
【００２７】
また、移動するクランプユニット３１０を停止させるためのブレーキユニット（ブレーキ）３４５が、スライド移動可能にレール３４０に噛み合っている。ブレーキユニット３４５は、スライドベース３４６に接続している。
【００２８】
レール３４０およびブレーキユニット３４５は、公知の技術を用いることができ、例えばＣＫＤ株式会社のＬＭＢシリーズである。公知の技術であるためここでの詳述は避けるが、ブレーキユニット３４５の内部は、エアーを送り込むための吸気経路（不図示）と、エアーを排気するための排気経路（不図示）とに連通している。ブレーキユニット３４５は、ブレーキユニット３４５の内部からエアーを排気した状態のとき停止し、ブレーキユニット３４５の内部へエアーを圧入した状態のとき、レール３４０に沿って移動できる。
【００２９】
吸気経路および排気経路に連通したソレノイドバルブ（不図示）が、コントローラ４００からの信号を受けて経路を切り替える。ソレノイドバルブが経路を切り替えることによって、ブレーキユニット３４５内にエアーが流入したり、ブレーキユニット３４５内からエアーが出たりする。
【００３０】
図６に示すように、クランプユニット３２０、３３０も、クランプユニット３１０と同様の構成によってレール３５０、３６０に接続している。また、ブレーキユニット３４５と同様の構成のブレーキユニット３５５が、クランプユニット３２０とレール３５０とを接続するためのガイドブロック３５６に接続している。また、ブレーキユニット３４５と同様の構成のブレーキユニット３６５が、クランプユニット３３０とレール３６０とを接続するためのガイドブロック３６６に接続している。
【００３１】
図７に示すように、クランプユニット３１０は、ワーク５００を把持するためのクランプ３１３と、クランプ３１３を開閉するための油圧シリンダ３１４と、を有する。クランプユニット３１０は、クランプ３１３と油圧シリンダ３１４との組み合わせを２組有する（図６参照）。
【００３２】
クランプ３１３は、回転自在な支持構造のヒンジ３１６によって接続した一対のクランプ爪３１１、３１２を有する。一方のクランプ爪３１２は、油圧シリンダ３１４から伸びるピストンロッド３１５に接続し、ピストンロッド３１５の伸縮に応じてヒンジ３１６によって回転する。クランプ爪３１２が回転することよって、クランプ３１３は開いたり閉じたりする。
【００３３】
クランプユニット３２０、３３０も、クランプユニット３１０と同様の構成を有する。すなわち、クランプユニット３２０、３３０は、油圧シリンダ３２４、３３４によってクランプ爪の一方を回転させ、クランプを開いたり閉じたりする。クランプユニット３２０、３３０は、クランプユニット３１０と異なり、油圧シリンダとクランプとの組み合わせを１組のみ有する。
【００３４】
ロボットハンド溶接ガンシステム１００の動作方法について説明する。
【００３５】
ロボットハンド溶接ガンシステム１００の動作方法は、クランプユニット３１０、３２０、３３０を、クランプユニット３１０、３２０、３３０の自重によって、溶接ガン２００から退避した退避位置に移動させる退避工程を有する。また、ロボットハンド溶接ガンシステム１００の動作方法は、退避工程の後、溶接ガン２００によってワーク５００を溶接する溶接工程を有する。ロボットハンド溶接ガンシステム１００の動作方法はさらに、溶接工程の後、ワーク５００を移動するために、クランプユニット３１０、３２０、３３０を、クランプユニット３１０、３２０、３３０の自重によって、ワーク５００を保持する保持位置に移動させる保持工程を有する。
【００３６】
退避工程においては、ロボットアーム４１０の姿勢を制御してロボットハンド３００の姿勢を制御することによって、クランプユニット３１０、３２０、３３０は、ロボットハンド３００に備えられたレール３４０、３５０、３６０に沿って移動がガイドされながら退避位置に自重によって移動する。
【００３７】
図８に示すように退避工程では、まずコントローラ４００は、メモリが記憶したプログラムに従ってロボットアーム４１０を動かしてロボットハンド３００の姿勢を定める。このときの姿勢は、レール３４０、３６０が水平方向に対して傾き、ブレーキユニット３４５、３６５を解除したときクランプユニット３１０、３３０がストッパ３４１、３６１に向かって移動する姿勢である。
【００３８】
姿勢を定めた後、コントローラ４００はブレーキユニット３４５、３６５を解除し、自重によってクランプユニット３１０、３３０をレール３４０、３６０に沿ってスライド移動させる。検出装置３４３、３６３（図３参照）がクランプユニット３１０、３３０を検出し、コントローラ４００が検出装置３４３、３６３からの信号を受けたら、コントローラ４００はブレーキユニット３４５、３６５を停止させ、クランプユニット３１０、３３０を退避位置で固定する。
【００３９】
次に、コントローラ４００はロボットアーム４１０を動かすとともにその先端４１２を回転させて、図９に示すようにロボットハンド３００の姿勢を定める。このときの姿勢は、レール３５０が垂直方向を向き、ブレーキユニット３５５を解除したときクランプユニット３２０がストッパ３５１に向かって移動する姿勢である。
【００４０】
姿勢を定めた後、コントローラ４００はブレーキユニット３５５を解除し、自重によってクランプユニット３２０をレール３５０に沿ってスライド移動させる。検出装置３５３がクランプユニット３２０を検出し、コントローラ４００が検出装置３５３からの信号を受けたら、コントローラ４００はブレーキユニット３５５を停止させ、クランプユニット３２０を退避位置に固定する。クランプユニット３１０、３２０、３３０を退避位置に移動させたら、溶接工程に移る。
【００４１】
図１０において説明すれば、溶接工程ではまず、コントローラ４００はロボットアーム４１０を動かし、ワーク５００に対する溶接ガン２００の位置および姿勢を定める。この後コントローラ４００の信号に基づいて、溶接ガン２００は、固定電極２０６および可動電極２０８によってワーク５００を挟み、両電極間に溶接２次電流を流してワーク５００をスポット溶接する。溶接後、保持工程に移る。
【００４２】
保持工程においては、ロボットアーム４１０の姿勢を制御してロボットハンド３００の姿勢を制御することによって、クランプユニット３１０、３２０、３３０は、レール３４０、３５０、３６０に沿って異なる位置に存する複数の保持位置のうちのいずれかの保持位置に自重によって移動する。
【００４３】
図１１に示すように、ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、自重によって移動するクランプユニット３１０、３２０、３３０を突き当てて、クランプユニット３１０、３２０、３３０の位置決めを行う位置決め治具６００を有する。
【００４４】
位置決め治具６００は、クランプユニット３１０、３２０、３３０を突き当てるための２つのポール６２０、６３０と、ポール６２０、６３０を支持する台６１０と、を有する。また、位置決め治具６００は、クランプユニット３１０、３２０、３３０を検出するための検出装置６２２、６３２を、ポール６２０、６３０の先端に有する。検出装置６２２、６３２は、検出装置３４３、３５３、３６３と同様である。検出装置６２２、６３２は、コントローラ４００に電気的に接続している。
【００４５】
保持工程ではまず、コントローラ４００は、ロボットアーム４１０を動かし、位置決め治具６００に対するロボットハンド３００の位置および姿勢を定める。ロボットハンド３００の位置および姿勢は、クランプユニット３１０、３３０がスライド移動してポール６２０、６３０に突き当たったときの位置が、ワーク５００に対応した保持位置となるものである。
【００４６】
ロボットハンド３００の位置および姿勢を定めたら、図１２に示すように、コントローラ４００は、ブレーキユニット３４５、３６５を解除し、クランプユニット３１０、３３０を自重によってレール３４０、３６０に沿ってスライド移動させる。
【００４７】
クランプユニット３１０、３３０は、スライド移動してポール６２０、６３０に突き当たる。検出装置６２２、６３２がクランプユニット３１０、３３０を検出し、コントローラ４００が検出装置６２２、６３２からの信号を受けたら、コントローラ４００はブレーキユニット３４５、３６５を停止させ、クランプユニット３１０、３３０を保持位置に固定する。
【００４８】
次に、コントローラ４００は、ロボットアーム４１０を動かすとともに先端４１２を回転させ、図１３に示すように位置決め治具６００に対するロボットハンド３００の位置および姿勢を定める。ロボットハンド３００の位置および姿勢は、クランプユニット３２０がスライド移動してポール６３０に突き当たったときの位置が、ワーク５００に対応した保持位置となるものである。
【００４９】
ロボットハンド３００の位置および姿勢を定めたら、図１４に示すように、コントローラ４００はブレーキユニット３５５を解除し、クランプユニット３２０を自重によってレール３５０に沿ってスライド移動させる。
【００５０】
クランプユニット３２０は、スライド移動してポール６３０に突き当たる。検出装置６３２がクランプユニット３２０を検出し、コントローラ４００が検出装置６３２からの信号を受けたら、コントローラ４００はブレーキユニット３５５を停止させ、クランプユニット３２０を保持位置に固定する。
【００５１】
クランプユニット３１０、３２０、３３０が保持位置に移動した後、コントローラ４００は、ロボットアーム４１０を動かし、ワーク５００に向かってロボットハンド３００を移動させる。図１５示すように、ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、ロボットハンド３００によってワーク５００を把持してワーク５００を搬送し、ワーク５００を次の工程に移す。
【００５２】
実施形態の効果を述べる。
【００５３】
クランプユニット３１０、３２０、３３０が自重によって移動するため、本実施形態は、クランプユニット３１０、３２０、３３０の移動のためにアクチュエータのような駆動装置を必要とせず、ロボットハンド３００のコンパクト化を図り得る。また、本実施形態は、ロボットハンド３００のコンパクト化を通して、ロボットハンド溶接ガンシステム全体のコンパクト化を図り得る。
【００５４】
クランプユニット３１０、３２０、３３０が、異なる位置に存する複数の保持位置のうちのいずれかの保持位置に移動できる。このため本実施形態は、保持すべき位置が異なる様々なワーク５００を保持でき、汎用性に優れる。
【００５５】
また本実施形態では、クランプユニット３１０、３２０、３３０が、移動して保持位置を変えることによって、保持すべき位置が異なる様々なワーク５００を保持する。このため、クランプユニットが移動せず、例えば様々なワークに対応させて、固定したクランプユニットを予めロボットハンドに多数設けておく場合に比べ、少ないクランプユニットによって、保持すべき位置が異なる様々なワーク５００を保持できる。したがって、本実施形態は、ロボットハンド３００の重量増加を抑制しつつ汎用性を向上し得る。ロボットハンド３００の重量増加を抑制できるため、その分、より重いワーク５００を搬送できる。
【００５６】
３つのクランプユニット３１０、３２０、３３０の各々が独立して移動するため、クランプユニット同士の相対位置を変えられる。したがって、本実施形態は、例えば２つのクランプユニットの相体的な位置関係が一定であるような場合に比べ、より多様なワーク５００に対応でき、汎用性が高い。
【００５７】
クランプユニットの数は、例えば２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。しかし、２つのクランプユニットによってワーク５００を保持する場合、実施形態のように３つの場合に比べて不安定である。また、４つ以上のクランプユニットによってワーク５００を保持する場合、安定してワーク５００を保持できるが、３つの場合に比べクランプユニットの数が増加し、ロボットハンド３００の重量が増す。
【００５８】
したがって、実施形態のように３つのクランプユニット３１０、３２０、３３０がワーク５００を保持し、かつ３つのクランプユニット３１０、３２０、３３０の位置関係が３角形の頂点の位置関係に対応することが、安定性および軽量化の面から好ましい。
【００５９】
本実施形態は、ブレーキユニットによってクランプユニット３１０、３２０、３３０を停止させるため、レール３４０、３５０、３６０上の自由な位置でクランプユニット３１０、３２０、３３０を停止でき、ワーク５００に合った適切な保持位置にクランプユニット３１０、３２０、３３０を位置決めできる。
【００６０】
位置決め治具６００に突き当ててクランプユニット３１０、３２０、３３０の位置決めを行うため、自重によってスライド移動するクランプユニット３１０、３２０、３３０が保持位置からずれて停止するのを防止できる。
【００６１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変できる。
【００６２】
例えば、本発明の保持部は、ワーク５００を移動させるときにワーク５００を保持するものであればよく、クランプの代わりに吸盤であってもよいし、クランプと吸盤との組み合わせであってもよい。だだし、吸盤に比べてワーク５００の表面形状の制約を受け難く、多様なワーク形状に対応できるため、クランプユニットのように把持するものが好ましい。
【００６３】
また、位置決め治具６００は、実施形態に限定されず、クランプユニットを突き当てるものであればよい。例えば他の実施形態として、ポールを一本だけ有するものが挙げられる。この場合、ロボットハンド３００の姿勢を３回変え、クランプユニット３１０、３２０、３３０とポールとの突き当てを３回繰り返すことによって、クランプユニット３１０、３２０、３３０を保持位置に移動させる。
【００６４】
これに対し、本実施形態の位置決め治具６００は、２本のポール６２０、６３０を有し、１回の姿勢変化で２つのクランプユニット３１０、３３０の位置決めができる。したがって、本実施形態は、前述の例に比べて姿勢変化の回数を抑えることができ、作業効率の面で好ましい。
【００６５】
また、検出装置６２２、６３２をクランプユニット３１０、３２０、３３０側に設けてもよいが、実施形態のように位置決め治具６００に設けることによって、ロボットハンド３００を軽量化できる。
【００６６】
また本実施形態では、ロボットハンド３００によって、溶接後のワーク５００を搬送するが、本発明はこれに限定するものではない。すなわち、溶接前に、ロボットハンド３００によって、溶接する場所までワーク５００を搬送してもよいし、溶接の前後に、ロボットハンド３００によってワーク５００を搬送するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】ロボットハンド溶接ガンシステムの概略構成図である。
【図２】図１の矢印２からの矢視図である
【図３】ロボットハンドの平面図である。
【図４】ロボットハンドとワークとの平面図である。
【図５】ロボットハンドの側面図である。
【図６】図５の矢印６からの矢視図である。
【図７】クランプユニットの動作を説明するためのロボットハンドの側面図である。
【図８】退避工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図９】退避工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１０】溶接工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１１】保持工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１２】保持工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１３】保持工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１４】保持工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１５】ワークを搬送するときのロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００ ロボットハンド溶接ガンシステム、
２００ 溶接ガン、
２０６ 固定電極、
２０８ 可動電極、
３００ ロボットハンド、
３１０、３２０、３３０ クランプユニット（保持部）、
３１１、３１２ クランプ爪、
３１３ クランプ、
３１４、３２４、３３４ 油圧シリンダ、
３４０、３５０、３６０ レール（ガイド部）、
３４１、３４２、３５１、３５２、３６１、３６２ ストッパ、
３４３、３５３、３６３、６２２、６３２ 検出装置、
３４４ ガイドブロック、
３４６、３５６、３６６ スライドベース、
３４５、３５５、３６５ ブレーキユニット（ブレーキ）、
４００ コントローラ（制御部）、
４１０ ロボットアーム、
５００ ワーク、
６００ 位置決め治具、
６２０、６３０ ポール。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットハンド溶接ガンシステムおよびその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの溶接および搬送を行うための装置として、例えば特許文献１のように、ロボットアームの先端に、加工対象のワークを溶接するための溶接ガンと、ワークを移動するためのロボットハンドとを接続したロボットハンド溶接ガンシステムがある。ロボットハンドは、ワークを把持するクランプユニットを備えている。
【０００３】
溶接ガンによってワークを溶接するときには、クランプユニットは、ワークに干渉して溶接の邪魔とならないように、ロボットハンドに設けたアクチュエータによって、溶接ガンから退避した退避位置に移動する。溶接後、クランプユニットは、ワークを保持する保持位置にアクチュエータによって移動し、ワークを把持する。そして、ロボットアームを駆動し、ワークを搬送している。
【特許文献１】特開平１１−９９４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術は、１台のロボットによってワークの溶接および搬送を行うことから、溶接ガンおよびロボットハンドの各々に対して１台ずつロボットを用いる場合に比べて設備をコンパクトにできる。
【０００５】
しかしながら、クランプユニットを保持位置または退避位置に移動するアクチュエータをロボットハンドに設けていることから、ロボットハンドのコンパクト化が難しく、ロボットハンド溶接ガンシステム全体のコンパクト化に制限がある。
【０００６】
本発明は、このような事情からなされたものであり、ロボットハンドのコンパクト化を通してコンパクト化を図り得るロボットハンド溶接ガンシステム、およびそのようなコンパクト化を図ったロボットハンド溶接ガンシステムの動作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明のロボットハンド溶接ガンシステムは、ロボットアームの先端に、加工対象のワークを溶接するための溶接ガンと、ワークを移動するためのロボットハンドとを接続している。ロボットハンド溶接ガンシステムはさらに、ロボットハンドに移動自在に備えられ、ワークを保持するための保持部を有している。そして、保持部は、ワークを移動するときにワークを保持する保持位置と、ワークを溶接するときに溶接ガンから退避した退避位置との間を、自重によって移動自在となっている。
【０００８】
上記目的を達成するための本発明のロボットハンド溶接ガンシステムの動作方法は、上記の保持部を、保持部の自重によって、溶接ガンから退避した退避位置に移動させる退避工程と、溶接ガンによってワークを溶接する溶接工程と、を有する。溶接工程が終了すると、ワークを移動するために、保持部を、保持部の自重によって、ワークを保持する保持位置に移動させる（保持工程）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ロボットハンドに備えた保持部をその自重によって移動しているため、保持部の移動のためにアクチュエータのような駆動装置をロボットハンドに設ける必要がなく、ロボットハンドのコンパクト化を通して、ロボットハンド溶接ガンシステム全体のコンパクト化を図り得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
図１はロボットハンド溶接ガンシステムの概略構成図、図２は図１の矢印２からの矢視図、図３はロボットハンドの平面図、図４（Ａ）（Ｂ）はロボットハンドとワークとの平面図である。図５はロボットハンドの側面図、図６は図５の矢印６からの矢視図、図７はクランプユニットの動作を説明するためのロボットハンドの側面図である。図８および図９は退避工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。図１０は溶接工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。図１１、図１２、図１３および図１４は保持工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。図１５はワークを搬送するときのロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【００１２】
図１に示すように、ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、加工対象のワーク５００を溶接するための溶接ガン２００を有する。ロボットハンド溶接ガンシステム１００はまた、動作を制御するための複数の関節を備えるロボットアーム４１０を有する。溶接ガン２００は、ロボットアーム４１０の先端に接続している。ロボットアームの先端４１２は、ロボットアーム４１０の関節であり、回転できる。
【００１３】
ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、ロボットアーム４１０の先端４１２に接続されワーク５００を移動するためのロボットハンド３００を有する。ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、ロボットハンド３００に移動自在に備えられ、ワーク５００を保持するためのクランプユニット（保持部）３１０、３２０、３３０（図１、図３参照）を有する。
【００１４】
ロボット溶接ガンシステム１００はまた、ロボットハンド３００に備えられ、クランプユニット３１０、３２０、３３０の移動をガイドするレール（ガイド部）３４０、３５０、３６０（図１、図３参照）を有する。ロボット溶接ガンシステム１００はさらに、ロボットアーム４１０の姿勢を制御することによってロボットハンド３００の姿勢を制御するコントローラ（制御部）４００を有する。
【００１５】
ワーク５００は、例えば自動車のリアフロアパネルである。ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、ワーク５００の加工ラインにおいて動作する。ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、作業者または搬送用のロボットがワーク５００を支持する治具（不図示）にワーク５００をセットした後、ワーク５００を溶接し、その後、ワーク５００を搬送する。加工ラインでは、異なる複数のワーク５００が流れる。ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、異なる複数のワーク５００の溶接および搬送を行う。コントローラ４００は、ＣＰＵおよびメモリを主体とした構成を有し、メモリにロボットハンド溶接ガンシステム１００全体の動作を記憶している。
【００１６】
図２に示すように、溶接ガン２００は、ロボットアームの先端４１２に接続した本体２０２と、本体２０２から延びる鉤形状のガンアーム２０４と、を有する。ガンアーム２０４は、ワーク５００を溶接するための固定電極２０６を先端に備える。溶接ガン２００は、固定電極２０６に対向し固定電極２０６とともにワーク５００を溶接する可動電極２０８を有する。
【００１７】
可動電極２０８は、本体２０２に内蔵するサーボモータによって、固定電極２０６に対して近接離間する。溶接ガン２００は、固定電極２０６および可動電極２０８によってワーク５００を挟み、固定電極２０６と可動電極２０８との間に溶接２次電流を流してワーク５００をスポット溶接する。コントローラ４００は、本体２０２内のサーボモータの動作、および固定電極２０６と可動電極２０８との間に流す溶接２次電流を制御する。
【００１８】
図３に示すように、ロボットハンド３００は、３つのクランプユニット３１０、３２０、３３０を有する。ロボットハンド３００は、ロボットハンド３００の骨格をなすＴ字状の部材３０２を有し、この部材３０２の３つの直線部分の各々に沿ってレール３４０、３５０、３６０を設けた構成を有する。
【００１９】
クランプユニット３１０、３２０、３３０は、レール３４０、３５０、３６０の各々に接続しており、レール３４０、３５０、３６０に沿ってスライド移動可能である。３つのクランプユニット３１０、３２０、３３０の位置関係は、三角形の頂点の位置関係に対応する。また、クランプユニット３１０、３２０、３３０の各々は独立して自重によって移動できる。
【００２０】
ロボットハンド３００は、クランプユニット３１０、３２０、３３０がレール３４０、３５０、３６０から抜けるのを防止するストッパ３４１、３４２、３５１、３５２、３６１、３６２を、レール３４０、３５０、３６０の各々の両端に有する。
【００２１】
ロボットハンド３００は、クランプユニット同士が近接する方向に位置するストッパ３４１、３５１、３６１に、クランプユニット３１０、３２０、３３０を検出するための検出装置３４３、３５３、３６３を有する。検出装置３４３、３５３、３６３は、従来技術を利用でき、例えば近接センサ、リミットスイッチ、またはリードスイッチである。検出装置３４３、３５３、３６３は、コントローラ４００に電気的に接続している。
【００２２】
クランプユニット３１０、３２０、３３０は、ワーク５００を移動するときにワーク５００を保持する保持位置と、ワーク５００を溶接するときに溶接ガン２００から退避する退避位置との間を、自重によって移動する。保持位置は、ワーク５００によって異なり、レール３４０、３５０、３６０に沿って異なる位置に存する。
【００２３】
図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、例えば大きさの異なるワーク５０２、５０４のうち、大きいワーク５０２を保持する保持位置は、ストッパ３４２、３５２、３６２寄りにある。一方、小さいワーク５０４を保持する保持位置はストッパ３４１、３５１、３６１寄りにある。また、保持位置は、ワーク５００の大きさだけでなく、ワーク５００の形状等によっても異なる。
【００２４】
退避位置は、クランプユニット３１０、３２０、３３０が溶接の邪魔にならない位置であり、本実施形態ではストッパ３４１、３５１、３６１がクランプユニット３１０、３２０、３３０を停止させる位置である。
【００２５】
コントローラ４００は、ロボットハンド３００の姿勢を制御することによって、レール３４０、３５０、３６０に沿って異なる位置に存する複数の保持位置のうちのいずれかの保持位置に、クランプユニット３１０、３２０、３３０を自重によって移動させる。
【００２６】
図５に示すように、クランプユニット３１０は、レール３４０にスライド移動可能に噛み合ったガイドブロック３４４、およびガイドブロック３４４とクランプユニット３１０とを接続するスライドベース３４６を介して、レール３４０に接続している。
【００２７】
また、移動するクランプユニット３１０を停止させるためのブレーキユニット（ブレーキ）３４５が、スライド移動可能にレール３４０に噛み合っている。ブレーキユニット３４５は、スライドベース３４６に接続している。
【００２８】
レール３４０およびブレーキユニット３４５は、公知の技術を用いることができ、例えばＣＫＤ株式会社のＬＭＢシリーズである。公知の技術であるためここでの詳述は避けるが、ブレーキユニット３４５の内部は、エアーを送り込むための吸気経路（不図示）と、エアーを排気するための排気経路（不図示）とに連通している。ブレーキユニット３４５は、ブレーキユニット３４５の内部からエアーを排気した状態のとき停止し、ブレーキユニット３４５の内部へエアーを圧入した状態のとき、レール３４０に沿って移動できる。
【００２９】
吸気経路および排気経路に連通したソレノイドバルブ（不図示）が、コントローラ４００からの信号を受けて経路を切り替える。ソレノイドバルブが経路を切り替えることによって、ブレーキユニット３４５内にエアーが流入したり、ブレーキユニット３４５内からエアーが出たりする。
【００３０】
図６に示すように、クランプユニット３２０、３３０も、クランプユニット３１０と同様の構成によってレール３５０、３６０に接続している。また、ブレーキユニット３４５と同様の構成のブレーキユニット３５５が、クランプユニット３２０とレール３５０とを接続するためのガイドブロック３５６に接続している。また、ブレーキユニット３４５と同様の構成のブレーキユニット３６５が、クランプユニット３３０とレール３６０とを接続するためのガイドブロック３６６に接続している。
【００３１】
図７に示すように、クランプユニット３１０は、ワーク５００を把持するためのクランプ３１３と、クランプ３１３を開閉するための油圧シリンダ３１４と、を有する。クランプユニット３１０は、クランプ３１３と油圧シリンダ３１４との組み合わせを２組有する（図６参照）。
【００３２】
クランプ３１３は、回転自在な支持構造のヒンジ３１６によって接続した一対のクランプ爪３１１、３１２を有する。一方のクランプ爪３１２は、油圧シリンダ３１４から伸びるピストンロッド３１５に接続し、ピストンロッド３１５の伸縮に応じてヒンジ３１６によって回転する。クランプ爪３１２が回転することよって、クランプ３１３は開いたり閉じたりする。
【００３３】
クランプユニット３２０、３３０も、クランプユニット３１０と同様の構成を有する。すなわち、クランプユニット３２０、３３０は、油圧シリンダ３２４、３３４によってクランプ爪の一方を回転させ、クランプを開いたり閉じたりする。クランプユニット３２０、３３０は、クランプユニット３１０と異なり、油圧シリンダとクランプとの組み合わせを１組のみ有する。
【００３４】
ロボットハンド溶接ガンシステム１００の動作方法について説明する。
【００３５】
ロボットハンド溶接ガンシステム１００の動作方法は、クランプユニット３１０、３２０、３３０を、クランプユニット３１０、３２０、３３０の自重によって、溶接ガン２００から退避した退避位置に移動させる退避工程を有する。また、ロボットハンド溶接ガンシステム１００の動作方法は、退避工程の後、溶接ガン２００によってワーク５００を溶接する溶接工程を有する。ロボットハンド溶接ガンシステム１００の動作方法はさらに、溶接工程の後、ワーク５００を移動するために、クランプユニット３１０、３２０、３３０を、クランプユニット３１０、３２０、３３０の自重によって、ワーク５００を保持する保持位置に移動させる保持工程を有する。
【００３６】
退避工程においては、ロボットアーム４１０の姿勢を制御してロボットハンド３００の姿勢を制御することによって、クランプユニット３１０、３２０、３３０は、ロボットハンド３００に備えられたレール３４０、３５０、３６０に沿って移動がガイドされながら退避位置に自重によって移動する。
【００３７】
図８に示すように退避工程では、まずコントローラ４００は、メモリが記憶したプログラムに従ってロボットアーム４１０を動かしてロボットハンド３００の姿勢を定める。このときの姿勢は、レール３４０、３６０が水平方向に対して傾き、ブレーキユニット３４５、３６５を解除したときクランプユニット３１０、３３０がストッパ３４１、３６１に向かって移動する姿勢である。
【００３８】
姿勢を定めた後、コントローラ４００はブレーキユニット３４５、３６５を解除し、自重によってクランプユニット３１０、３３０をレール３４０、３６０に沿ってスライド移動させる。検出装置３４３、３６３（図３参照）がクランプユニット３１０、３３０を検出し、コントローラ４００が検出装置３４３、３６３からの信号を受けたら、コントローラ４００はブレーキユニット３４５、３６５を停止させ、クランプユニット３１０、３３０を退避位置で固定する。
【００３９】
次に、コントローラ４００はロボットアーム４１０を動かすとともにその先端４１２を回転させて、図９に示すようにロボットハンド３００の姿勢を定める。このときの姿勢は、レール３５０が垂直方向を向き、ブレーキユニット３５５を解除したときクランプユニット３２０がストッパ３５１に向かって移動する姿勢である。
【００４０】
姿勢を定めた後、コントローラ４００はブレーキユニット３５５を解除し、自重によってクランプユニット３２０をレール３５０に沿ってスライド移動させる。検出装置３５３がクランプユニット３２０を検出し、コントローラ４００が検出装置３５３からの信号を受けたら、コントローラ４００はブレーキユニット３５５を停止させ、クランプユニット３２０を退避位置に固定する。クランプユニット３１０、３２０、３３０を退避位置に移動させたら、溶接工程に移る。
【００４１】
図１０において説明すれば、溶接工程ではまず、コントローラ４００はロボットアーム４１０を動かし、ワーク５００に対する溶接ガン２００の位置および姿勢を定める。この後コントローラ４００の信号に基づいて、溶接ガン２００は、固定電極２０６および可動電極２０８によってワーク５００を挟み、両電極間に溶接２次電流を流してワーク５００をスポット溶接する。溶接後、保持工程に移る。
【００４２】
保持工程においては、ロボットアーム４１０の姿勢を制御してロボットハンド３００の姿勢を制御することによって、クランプユニット３１０、３２０、３３０は、レール３４０、３５０、３６０に沿って異なる位置に存する複数の保持位置のうちのいずれかの保持位置に自重によって移動する。
【００４３】
図１１に示すように、ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、自重によって移動するクランプユニット３１０、３２０、３３０を突き当てて、クランプユニット３１０、３２０、３３０の位置決めを行う位置決め治具６００を有する。
【００４４】
位置決め治具６００は、クランプユニット３１０、３２０、３３０を突き当てるための２つのポール６２０、６３０と、ポール６２０、６３０を支持する台６１０と、を有する。また、位置決め治具６００は、クランプユニット３１０、３２０、３３０を検出するための検出装置６２２、６３２を、ポール６２０、６３０の先端に有する。検出装置６２２、６３２は、検出装置３４３、３５３、３６３と同様である。検出装置６２２、６３２は、コントローラ４００に電気的に接続している。
【００４５】
保持工程ではまず、コントローラ４００は、ロボットアーム４１０を動かし、位置決め治具６００に対するロボットハンド３００の位置および姿勢を定める。ロボットハンド３００の位置および姿勢は、クランプユニット３１０、３３０がスライド移動してポール６２０、６３０に突き当たったときの位置が、ワーク５００に対応した保持位置となるものである。
【００４６】
ロボットハンド３００の位置および姿勢を定めたら、図１２に示すように、コントローラ４００は、ブレーキユニット３４５、３６５を解除し、クランプユニット３１０、３３０を自重によってレール３４０、３６０に沿ってスライド移動させる。
【００４７】
クランプユニット３１０、３３０は、スライド移動してポール６２０、６３０に突き当たる。検出装置６２２、６３２がクランプユニット３１０、３３０を検出し、コントローラ４００が検出装置６２２、６３２からの信号を受けたら、コントローラ４００はブレーキユニット３４５、３６５を停止させ、クランプユニット３１０、３３０を保持位置に固定する。
【００４８】
次に、コントローラ４００は、ロボットアーム４１０を動かすとともに先端４１２を回転させ、図１３に示すように位置決め治具６００に対するロボットハンド３００の位置および姿勢を定める。ロボットハンド３００の位置および姿勢は、クランプユニット３２０がスライド移動してポール６３０に突き当たったときの位置が、ワーク５００に対応した保持位置となるものである。
【００４９】
ロボットハンド３００の位置および姿勢を定めたら、図１４に示すように、コントローラ４００はブレーキユニット３５５を解除し、クランプユニット３２０を自重によってレール３５０に沿ってスライド移動させる。
【００５０】
クランプユニット３２０は、スライド移動してポール６３０に突き当たる。検出装置６３２がクランプユニット３２０を検出し、コントローラ４００が検出装置６３２からの信号を受けたら、コントローラ４００はブレーキユニット３５５を停止させ、クランプユニット３２０を保持位置に固定する。
【００５１】
クランプユニット３１０、３２０、３３０が保持位置に移動した後、コントローラ４００は、ロボットアーム４１０を動かし、ワーク５００に向かってロボットハンド３００を移動させる。図１５示すように、ロボットハンド溶接ガンシステム１００は、ロボットハンド３００によってワーク５００を把持してワーク５００を搬送し、ワーク５００を次の工程に移す。
【００５２】
実施形態の効果を述べる。
【００５３】
クランプユニット３１０、３２０、３３０が自重によって移動するため、本実施形態は、クランプユニット３１０、３２０、３３０の移動のためにアクチュエータのような駆動装置を必要とせず、ロボットハンド３００のコンパクト化を図り得る。また、本実施形態は、ロボットハンド３００のコンパクト化を通して、ロボットハンド溶接ガンシステム全体のコンパクト化を図り得る。
【００５４】
クランプユニット３１０、３２０、３３０が、異なる位置に存する複数の保持位置のうちのいずれかの保持位置に移動できる。このため本実施形態は、保持すべき位置が異なる様々なワーク５００を保持でき、汎用性に優れる。
【００５５】
また本実施形態では、クランプユニット３１０、３２０、３３０が、移動して保持位置を変えることによって、保持すべき位置が異なる様々なワーク５００を保持する。このため、クランプユニットが移動せず、例えば様々なワークに対応させて、固定したクランプユニットを予めロボットハンドに多数設けておく場合に比べ、少ないクランプユニットによって、保持すべき位置が異なる様々なワーク５００を保持できる。したがって、本実施形態は、ロボットハンド３００の重量増加を抑制しつつ汎用性を向上し得る。ロボットハンド３００の重量増加を抑制できるため、その分、より重いワーク５００を搬送できる。
【００５６】
３つのクランプユニット３１０、３２０、３３０の各々が独立して移動するため、クランプユニット同士の相対位置を変えられる。したがって、本実施形態は、例えば２つのクランプユニットの相体的な位置関係が一定であるような場合に比べ、より多様なワーク５００に対応でき、汎用性が高い。
【００５７】
クランプユニットの数は、例えば２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。しかし、２つのクランプユニットによってワーク５００を保持する場合、実施形態のように３つの場合に比べて不安定である。また、４つ以上のクランプユニットによってワーク５００を保持する場合、安定してワーク５００を保持できるが、３つの場合に比べクランプユニットの数が増加し、ロボットハンド３００の重量が増す。
【００５８】
したがって、実施形態のように３つのクランプユニット３１０、３２０、３３０がワーク５００を保持し、かつ３つのクランプユニット３１０、３２０、３３０の位置関係が３角形の頂点の位置関係に対応することが、安定性および軽量化の面から好ましい。
【００５９】
本実施形態は、ブレーキユニットによってクランプユニット３１０、３２０、３３０を停止させるため、レール３４０、３５０、３６０上の自由な位置でクランプユニット３１０、３２０、３３０を停止でき、ワーク５００に合った適切な保持位置にクランプユニット３１０、３２０、３３０を位置決めできる。
【００６０】
位置決め治具６００に突き当ててクランプユニット３１０、３２０、３３０の位置決めを行うため、自重によってスライド移動するクランプユニット３１０、３２０、３３０が保持位置からずれて停止するのを防止できる。
【００６１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変できる。
【００６２】
例えば、本発明の保持部は、ワーク５００を移動させるときにワーク５００を保持するものであればよく、クランプの代わりに吸盤であってもよいし、クランプと吸盤との組み合わせであってもよい。だだし、吸盤に比べてワーク５００の表面形状の制約を受け難く、多様なワーク形状に対応できるため、クランプユニットのように把持するものが好ましい。
【００６３】
また、位置決め治具６００は、実施形態に限定されず、クランプユニットを突き当てるものであればよい。例えば他の実施形態として、ポールを一本だけ有するものが挙げられる。この場合、ロボットハンド３００の姿勢を３回変え、クランプユニット３１０、３２０、３３０とポールとの突き当てを３回繰り返すことによって、クランプユニット３１０、３２０、３３０を保持位置に移動させる。
【００６４】
これに対し、本実施形態の位置決め治具６００は、２本のポール６２０、６３０を有し、１回の姿勢変化で２つのクランプユニット３１０、３３０の位置決めができる。したがって、本実施形態は、前述の例に比べて姿勢変化の回数を抑えることができ、作業効率の面で好ましい。
【００６５】
また、検出装置６２２、６３２をクランプユニット３１０、３２０、３３０側に設けてもよいが、実施形態のように位置決め治具６００に設けることによって、ロボットハンド３００を軽量化できる。
【００６６】
また本実施形態では、ロボットハンド３００によって、溶接後のワーク５００を搬送するが、本発明はこれに限定するものではない。すなわち、溶接前に、ロボットハンド３００によって、溶接する場所までワーク５００を搬送してもよいし、溶接の前後に、ロボットハンド３００によってワーク５００を搬送するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】ロボットハンド溶接ガンシステムの概略構成図である。
【図２】図１の矢印２からの矢視図である
【図３】ロボットハンドの平面図である。
【図４】ロボットハンドとワークとの平面図である。
【図５】ロボットハンドの側面図である。
【図６】図５の矢印６からの矢視図である。
【図７】クランプユニットの動作を説明するためのロボットハンドの側面図である。
【図８】退避工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図９】退避工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１０】溶接工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１１】保持工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１２】保持工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１３】保持工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１４】保持工程におけるロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【図１５】ワークを搬送するときのロボットハンド溶接ガンシステムの概略図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００ ロボットハンド溶接ガンシステム、
２００ 溶接ガン、
２０６ 固定電極、
２０８ 可動電極、
３００ ロボットハンド、
３１０、３２０、３３０ クランプユニット（保持部）、
３１１、３１２ クランプ爪、
３１３ クランプ、
３１４、３２４、３３４ 油圧シリンダ、
３４０、３５０、３６０ レール（ガイド部）、
３４１、３４２、３５１、３５２、３６１、３６２ ストッパ、
３４３、３５３、３６３、６２２、６３２ 検出装置、
３４４ ガイドブロック、
３４６、３５６、３６６ スライドベース、
３４５、３５５、３６５ ブレーキユニット（ブレーキ）、
４００ コントローラ（制御部）、
４１０ ロボットアーム、
５００ ワーク、
６００ 位置決め治具、
６２０、６３０ ポール。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームの先端に接続され、加工対象のワークを溶接するための溶接ガンと、
前記ロボットアームの先端に接続され、前記ワークを移動するためのロボットハンドと、
前記ロボットハンドに移動自在に備えられ、前記ワークを保持するための保持部と、を有し、
前記保持部は、前記ワークを移動するときに前記ワークを保持する保持位置と、前記ワークを溶接するときに前記溶接ガンから退避した退避位置との間を、自重によって移動するロボットハンド溶接ガンシステム。
【請求項２】
前記ロボットハンドに備えられ、前記保持部の移動をガイドするガイド部と、
前記ロボットアームの姿勢を制御することによって前記ロボットハンドの姿勢を制御する制御部と、をさらに有し、
前記制御部は、前記ロボットハンドの姿勢を制御することによって、前記ガイド部に沿って異なる位置に存する複数の保持位置のうちのいずれかの保持位置に、前記保持部を自重によって移動させる請求項１に記載のロボットハンド溶接ガンシステム。
【請求項３】
複数の前記保持部を有し、前記複数の保持部の各々は独立して自重によって移動する請求項１または請求項２に記載のロボットハンド溶接ガンシステム。
【請求項４】
前記保持部を停止させるブレーキをさらに有する請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のロボットハンド溶接ガンシステム。
【請求項５】
自重によって移動する前記保持部を突き当てて、前記保持部の位置決めを行う位置決め治具をさらに有する請求項４に記載のロボットハンド溶接ガンシステム。
【請求項６】
ロボットアームの先端に、加工対象のワークを溶接するための溶接ガンと、前記ワークを移動するためのロボットハンドとが接続されたロボットハンド溶接ガンシステムの動作方法であって、
前記ロボットハンドに移動自在に備えられ前記ワークを保持するための保持部を、前記保持部の自重によって、前記溶接ガンから退避した退避位置に移動させる退避工程と、
前記退避工程の後、前記溶接ガンによって前記ワークを溶接する溶接工程と、
前記溶接工程の後、前記ワークを移動するために、前記保持部を、前記保持部の自重によって、前記ワークを保持する保持位置に移動させる保持工程と、を有するロボットハンド溶接ガンシステムの動作方法。
【請求項７】
前記退避工程において、前記ロボットアームの姿勢を制御して前記ロボットハンドの姿勢を制御することによって、前記保持部は、前記ロボットハンドに備えられたガイド部に沿って移動がガイドされながら前記退避位置に自重によって移動し、
前記保持工程において、前記ロボットアームの姿勢を制御して前記ロボットハンドの姿勢を制御することによって、前記保持部は、前記ガイド部に沿って異なる位置に存する複数の保持位置のうちのいずれかの保持位置に自重によって移動する請求項６に記載のロボットハンド溶接ガンシステムの動作方法。
【請求項１】
ロボットアームの先端に接続され、加工対象のワークを溶接するための溶接ガンと、
前記ロボットアームの先端に接続され、前記ワークを移動するためのロボットハンドと、
前記ロボットハンドに移動自在に備えられ、前記ワークを保持するための保持部と、を有し、
前記保持部は、前記ワークを移動するときに前記ワークを保持する保持位置と、前記ワークを溶接するときに前記溶接ガンから退避した退避位置との間を、自重によって移動するロボットハンド溶接ガンシステム。
【請求項２】
前記ロボットハンドに備えられ、前記保持部の移動をガイドするガイド部と、
前記ロボットアームの姿勢を制御することによって前記ロボットハンドの姿勢を制御する制御部と、をさらに有し、
前記制御部は、前記ロボットハンドの姿勢を制御することによって、前記ガイド部に沿って異なる位置に存する複数の保持位置のうちのいずれかの保持位置に、前記保持部を自重によって移動させる請求項１に記載のロボットハンド溶接ガンシステム。
【請求項３】
複数の前記保持部を有し、前記複数の保持部の各々は独立して自重によって移動する請求項１または請求項２に記載のロボットハンド溶接ガンシステム。
【請求項４】
前記保持部を停止させるブレーキをさらに有する請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のロボットハンド溶接ガンシステム。
【請求項５】
自重によって移動する前記保持部を突き当てて、前記保持部の位置決めを行う位置決め治具をさらに有する請求項４に記載のロボットハンド溶接ガンシステム。
【請求項６】
ロボットアームの先端に、加工対象のワークを溶接するための溶接ガンと、前記ワークを移動するためのロボットハンドとが接続されたロボットハンド溶接ガンシステムの動作方法であって、
前記ロボットハンドに移動自在に備えられ前記ワークを保持するための保持部を、前記保持部の自重によって、前記溶接ガンから退避した退避位置に移動させる退避工程と、
前記退避工程の後、前記溶接ガンによって前記ワークを溶接する溶接工程と、
前記溶接工程の後、前記ワークを移動するために、前記保持部を、前記保持部の自重によって、前記ワークを保持する保持位置に移動させる保持工程と、を有するロボットハンド溶接ガンシステムの動作方法。
【請求項７】
前記退避工程において、前記ロボットアームの姿勢を制御して前記ロボットハンドの姿勢を制御することによって、前記保持部は、前記ロボットハンドに備えられたガイド部に沿って移動がガイドされながら前記退避位置に自重によって移動し、
前記保持工程において、前記ロボットアームの姿勢を制御して前記ロボットハンドの姿勢を制御することによって、前記保持部は、前記ガイド部に沿って異なる位置に存する複数の保持位置のうちのいずれかの保持位置に自重によって移動する請求項６に記載のロボットハンド溶接ガンシステムの動作方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−９４７５６（Ｐ２０１０−９４７５６Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６５６３９（Ｐ２００８−２６５６３９）
【出願日】平成２０年１０月１４日（２００８．１０．１４）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１４日（２００８．１０．１４）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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