ワーク移載装置および移載方法
【課題】 搬送台車側のワーク位置決め精度およびハンドリングロボットの受取り位置精度の低減に好適なワーク移載装置および移載方法を提供する。
【解決手段】 複数のワークＷを搭載して移動するワーク搬送台車２からワーク搬送装置としてのハンドリングロボット３によりワークＷを一つずつハンド１３にクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するワーク移載装置１であり、前記ワークＷのクランプに先立ちワークＷに係合して前記ハンド１３とワークＷとの相対位置を補正してワークＷのクランプ部位をハンド１３のクランプ１７へ案内するガイド手段としてのワークガイド１６をハンド１３に設けて、ワークガイド１６により、ワーク搬送台車２上のワーク位置を移動させて両者の相対位置を補正するようにした。
【解決手段】 複数のワークＷを搭載して移動するワーク搬送台車２からワーク搬送装置としてのハンドリングロボット３によりワークＷを一つずつハンド１３にクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するワーク移載装置１であり、前記ワークＷのクランプに先立ちワークＷに係合して前記ハンド１３とワークＷとの相対位置を補正してワークＷのクランプ部位をハンド１３のクランプ１７へ案内するガイド手段としてのワークガイド１６をハンド１３に設けて、ワークガイド１６により、ワーク搬送台車２上のワーク位置を移動させて両者の相対位置を補正するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク搬送台車のパネル部品（ワーク）を次工程へ移載するワーク移載装置および移載方法に関し、特に、搬送台車のワークを位置決め状態で把持するに好適なワーク移載装置および移載方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から台車製作コストの低減およびワーク搭載時の作業性の向上を実現するワーク搬送装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、複数のボディサイド部品を搭載するワーク貯蔵台車と所定位置のワーク貯蔵台車からボディサイド部品を次工程に運ぶハンドリングロボットを備える。前記ワーク貯蔵台車は、複数本のワーク保持バーにより上下・左右方向に位置決めしてボディサイド部品を奥行き方向に水平に支持させ且つワーク搬出・搬入部から水平方向からボディサイド部品の出し入れ可能とし、前記ハンドリングロボットは、ワーク保持バーに保持されるワーク搬出・搬入部寄りのボディサイド部品から一枚ずつ奥行き方向の姿勢を補正する姿勢補正機構と補正後のボディサイド部品を把持するワーク把持機構とにより、ワークの姿勢を補正しつつワークを把持するようにしている。
【特許文献１】特開平８−１５７０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、ワークが奥行き方向位置を除き、上下・左右方向に位置決めされていることを前提としているため、搬送台車側のワーク位置決め精度およびハンドリングロボットのワーク受取り位置精度を高精度にする必要がある。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、搬送台車側のワーク位置決め精度およびハンドリングロボットの受取り位置精度の低減に好適なワーク移載装置および移載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】
【０００６】
本発明は、複数のワークを搭載して移動するワーク搬送台車からワーク搬送装置によりワークを一つずつハンドにクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するワーク移載装置であり、前記ハンドにワークのクランプに先立ちワークに係合してハンドとワークとの相対位置を補正してワークのクランプ部位をハンドのクランプへ案内するガイド手段を設けるようにした
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、複数のワークを搭載して移動するワーク搬送台車からワーク搬送装置によりワークを一つずつハンドにクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するにあたり、前記ハンドにワークのクランプに先立ちワークに係合してハンドとワークとの相対位置を補正してワークのクランプ部位をハンドのクランプへ案内するガイド手段を設けたため、搬送台車側のワーク位置決め精度およびワーク搬送装置の受取り位置精度を低減させることができ、搬送台車の製作コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のワーク移載装置および移載方法を各実施形態に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１〜図４は、本発明を適用したワーク移載装置および移載方法の第１実施形態を示し、図１は搬送台車のワーク搭載状態およびハンドリングロボットとの位置関係を示す平面図および側面図、図２は搬送台車からハンドリングロボットによるワーク移載状態を示す平面図、図３は図２の側面図、図４はハンドリングロボットによるワーク移載の手順を示すフローチャートである。この実施形態では、車体のボディサイド部品（ワーク）を車体組立てラインに搬送するワーク移載装置および移載方法に適用した場合を示す。
【００１０】
図１において、ワーク移載装置１は、複数のボディサイド部品Ｗを搭載・貯蔵して移動するワーク搬送台車２と、所定位置に停止したワーク搬送台車２からボディサイド部品Ｗを一枚ずつ取出して次工程に運ぶハンドリングロボット３を備えている。
【００１１】
前記ワーク搬送台車２はフレーム構造をなし、奥側の枠体１０に端部を固定した複数本（この実施例では３本）のパレットガイド１１を備え、このパレットガイド１１に複数のボディサイド部品Ｗを吊り下げ保持しかつボディサイド部品Ｗの奥行き方向と直交する上下・左右方向（図１のＺ方向およびＹ方向）に位置決めしており、パレットガイド１１の自由端を水平方向（図１のＸ方向）からボディサイド部品Ｗの出し入れが可能なワーク搬出・搬入部としている。
【００１２】
前記ハンドリングロボット３は、図２および図３に詳細に示すように、アーム１２の先端に装着したハンド１３を備え、ハンド１３を構成するフレーム１４上に、ワーク在席センサ１５と、複数のワークガイド１６と、複数のクランプ１７と、を備える。
【００１３】
前記ワーク在席センサ１５は、検出部をハンド１３前方に向けた状態でフレーム１４に固定配置された非接触のセンサであり、ハンド１３前方の予め設定した距離内にワークＷが存在する場合に検出信号をコントローラ４に出力する。前記ワーク在席センサ１５の検出可能な距離は、例えば、２００ｍｍ〜６００ｍｍに設定している。そして、ワーク移載のために、ハンド１３をワーク搬送台車２のワーク搬出・搬入部側からパレットガイド１１に吊下げたワークＷに高速で接近させて、ワークＷをワーク在席センサ１５で検出した時点で、コントローラ４によりハンド１３の接近を停止させるよう機能させる。図示例のワークＷであるボディサイド部品においては、ワーク在席センサ１５はハンド１３のフレーム１４の中央部に配置されて、センターピラー構成部によりワーク在席を検知するようにしている。このセンターピラー構成部はボディサイド部品Ｗの略中央部に位置しており、搬送台車２への搭載状態で最も位置ずれが少ない部分である。
【００１４】
前記複数のワークガイド１６は、前記ハンド１３のワークＷに対する接近が停止され、次いで微速前進に切換えられた後に、ワークＷの縁に接触してワークＷをハンド１３に対してＹ方向（ハンド１３の左右方向）必要に応じてＺ方向（上下方向）に位置決めするよう機能する。前記位置決めのために複数のワークガイド１６は、一対以上が対向して夫々の方向用に配置され、これら一対のガイド１６は、ハンド１３から離れるにつれて先端同士の間隔を拡げ、ハンド１３に近い側はその間隔を狭めて形成しており、ワークＷがハンド１３のフレーム１４に接近するにつれてワークＷをＹ方向更にはＺ方向に位置調整しつつワークＷ側のクランプ位置がハンド１３側の当該クランプ１７に着座するよう案内する。
【００１５】
図示例のワークＷであるボディサイド部品においては、Ｙ方向のワークガイド１６Ｙは、センターピラー構成部をガイドするよう構成しており、Ｚ方向のワークガイド１６Ｚは、ドア開口部のフランジの先端をガイドするよう構成している。ワークガイド１６は、本例では、フレーム１４に対して移動しない固定状態で配置したものについて説明しているが、図示しないが、ワークＷをハンド１３から離脱させる脱荷時にワークＷと干渉する場合には、ガイド状態の位置から退避させる待機状態を持たせて、待機位置とガイド位置とを切換えるものであってもよい。
【００１６】
前記複数のクランプ１７は、クランプ座１７Ａと、クランプ座１７Ａに接近離脱可能なクランプアーム１７Ｂとを備え、クランプアーム１７Ｂをクランプ座１７Ａから遠ざけた開放状態と、クランプ座１７Ａとの間でワークＷを挟むクランプ状態とをシリンダ１７Ｃにより切換え可能としている。クランプ座１７ＡにはワークＷの着座センサ１７Ｄが配置され、ワークＷがクランプ座１７Ａに着座した際には、着座センサ１７Ｄよりの着座信号がコントローラ４に出力される。前記複数のクランプ１７は、前記ワークガイド１６により案内されて全てのクランプ１７のクランプ座１７ＡにワークＷが着座したことを着座センサ１７Ｄで確認したとき、コントローラ４により図示しないバルブを作動させて加圧エアをシリンダ１７Ｃに供給してシリンダ１７Ｃを作動させ、ワークＷのフランジをクランプ座１７Ａとクランプアーム１７Ｂとで挟むことによりワークＷをクランプする。
【００１７】
以上の構成のワーク移載装置の動作について、図４に基づいて説明する。
【００１８】
まず、複数のボディサイド部品Ｗをワーク搬出・搬入部から搬入して、パレットガイド１１に奥行き方向と直交する上下・左右方向の位置決めをした状態で吊り下げ保持させたワーク搬送台車２をハンドリングロボット３近傍の所定位置に移動させる。ハンドリングロボット３のハンド１３は、クランプ１７が夫々開放状態とされている。
【００１９】
次いで、ステップＳ１において、ハンドリングロボット３に前進指令を与え、そのハンド１３がワーク搬送台車２のワーク搬出・搬入部に水平方向から接近させる。このときのハンド１３の接近速度は高速となっている。
【００２０】
ステップＳ２により、ワークＷの在席がワーク在席センサ１５により検出されるまでは、ハンド１３の高速での前進が継続される。このようにハンド１３の高速での前進が継続されるため、パレットガイド１１の奥側に位置するワークＷを取出す際にも、奥側のワークＷの在席検知がなされるまで、ワークＷに高速接近させることができ、ワークＷへのアプローチ時間を短縮することができ、サイクルタイムを短縮することができる。この場合に、ワーク在席センサ１５が非接触でワークＷの在席を検出するため、高速接近としてもワークＷとは所定距離を離してハンド１３を停止させるものであるため、ワークＷに当接してワークＷを変形・損傷させることもない。
【００２１】
ハンド１３の前進によりワーク在席センサ１５によりワークＷの在席が検出されると、ステップＳ３へ進み、ステップＳ３でハンド１３の前進を停止させ、ステップＳ４へ進む。このとき、ワーク搬送台車２のワーク搬出・搬入部寄りに位置するボディサイド部品Ｗは、図２および図３に示す状態となっている。
【００２２】
ステップＳ４では、ハンド１３を微速前進として、ワークガイド１６によりワークＷをハンド１３側のクランプ位置へ案内するワーク位置決め動作が行われる。ハンド１３は、ワークＷの形状によっては、微速前進に加えて徐々に上昇させるようにして、ワーク搬送台車２のパレットガイド１１からワークＷを持上げるようにしてもよい。この動作は、ステップＳ５のワーク着座センサ１７Ｄによるワーク着座検知がなされるまで継続される。このステップＳ４での位置決め動作により、ワークＷはハンドリングロボット２のハンド１３に対して位置決めされるため、ワーク搬送台車２のパレットガイド１１に精度よく整列させない場合においても、ワークＷをハンド１３に精度よくクランプ座１７Ａへ案内することができる。
【００２３】
このように、ワークＷのクランプ部をハンド１３側のクランプ座１７Ａへ精度よく案内するため、ハンド１３側の荷取り位置をワーク搬送台車２の積載ワークＷに対して高精度に位置ティーチングすることも不要であり、ティーチングおよびその修正工数等の調整時間を短縮することができる。また、新たにワーク搬送台車２を追加したり、寸法精度のバラツキのある複数の搬送台車２を用いてワークＷを搬送する場合においても、ワークＷはハンド１３の着座位置に確実に案内されるため、ワークＷの着座異常等が発生しない。この場合においても、ハンド１３側の荷取り位置をワーク搬送台車２の積載ワークに対して高精度に位置ティーチングすることも不要であり、ティーチングおよびその修正工数等の調整時間を短縮することができる。
【００２４】
ステップＳ５で、ワークＷの着座センサ１７Ｄによるワーク検知が全てのクランプ１７においてなされると、ステップＳ６へ進み、ステップＳ６で、シリンダ１７Ｃが作動されてクランプアーム１７ＢによりワークＷのフランジ部をクランプ座１７Ａに挟みつけてワークＷをクランプし、ステップＳ７へ進む。
【００２５】
ステップＳ７では、ロボット３によりハンド１３を矢印Ｂに示すように上昇させ、ワークＷをワーク搬送台車２のパレットガイド１１から離脱させ、次いで、矢印Ｃに示すように、パレットガイド１１からワークＷを抜出し、次工程に搬送する。
【００２６】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２７】
（ア）複数のワークＷを搭載して移動するワーク搬送台車２からワーク搬送装置としてのハンドリングロボット３によりワークＷを一つずつハンド１３にクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するワーク移載装置１であり、前記ワークＷのクランプに先立ちワークＷに係合して前記ハンド１３とワークＷとの相対位置を補正してワークＷのクランプ部位をハンド１３のクランプ１７へ案内するガイド手段としてのワークガイド１６をハンド１３に設けたため、例えば、ワークガイド１６により、ワーク搬送台車２上のワーク位置を移動させて両者の相対位置を補正するようにすると、搬送台車２側のワーク位置決め精度およびハンドリングロボット３の受取り位置精度を低減させることができ、搬送台車２の製作コストを低減することができる。
【００２８】
また、ガイド手段としてのワークガイド１６によりハンド１３とワークＷとの相対位置が補正され、ワークＷのクランプ部位をハンド１３のクランプ１７へ案内されるため、ワークＷのクランプ時にワークＷを変形・損傷させる可能性を非常に低くできる。
【００２９】
また、寸法精度のバラツキのある複数の台車２やパレット等を使用してもハンド１３内でのワーク着座異常が発生し難く、ハンド１３のティーチング・修正工数等の調整時間を短縮することができる。しかも、台車２やパレット等を追加投入しても、再調整の必要が無く、調整時間を大幅に削減できる。
【００３０】
（イ）ガイド手段としてのワークガイド１６により、ワークＷに対してハンド１３の位置を移動させて両者の相対位置を補正するようにすると、大型のワークＷや重量の大きいワークＷに対しても、ハンド１３とワークＷとの相対位置を補正することができ、上記（ア）の効果を発揮させることができる。
【００３１】
（ウ）ハンド１３にワーク搬送台車２上のワークＷの在席を検出するワーク在席センサ１５を設けて、前記ワーク在席センサ１５によりワークＷの在席が検出されるまでハンド１３をワークＷに対して高速接近させ、ワーク在席検出後にガイド手段としてのワークガイド１６をワークＷへ係合させて微速接近させるようにすると、クランプ１７によるワーク把持位置まで高速でアプローチ可能となり、サイクルタイムを短縮することが可能である。
【００３２】
（エ）クランプ手段１７のクランプ座１７ＡにワークＷのクランプ部位が着座したことを検出するワーク着座センサ１７Ｄを設け、前記着座センサ１７Ｄによる検出信号の出力後にクランプ手段１７によりワークＷをクランプするようにすると、クランプ時におけるワークＷの変形・損傷の可能性を非常に低くできる。
【００３３】
（第２実施形態）
図５は、本発明を適用したワーク移載装置および移載方法の第２実施形態を示す搬送台車のワーク搭載状態およびハンドリングロボットとの位置関係を示す側面図である。本実施形態においては、搬送台車により供給されるワークが縦方向に積層して搬入される場合を対象とするワーク移載装置を提供するものである。なお、第１実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００３４】
図５におけるワークＷは、例えば、車体のルーフを示しており、複数のルーフＷが搬送台車２Ａに設けた複数の爪２０により水平状態に支持されている。搬送台車２Ａの前記複数の爪２０は、ワークＷが搬出された際には、図示しないばね等により回転して、その先端を上方に向けるようにされている。また、ハンドリングロボット３のハンド１３は、第１実施形態と略同様に、フレーム１４上にワーク在席センサ１５と、複数のワークガイド１６と、複数のクランプ１７とを備える。
【００３５】
この場合においても、ハンドリングロボット３のハンド１３は、搬送台車２の上方からワークＷに接近するよう構成しており、第１実施形態の図４に示す手順と同様に、ワーク在席センサ１５によりワークＷの在席が検知されるまでワークＷに高速接近し、ワークＷの在席が検出されると接近を停止させ、ワーク位置決め動作を開始して、ワークガイド１６によりワークＷの位置を補正しつつ微速前進される。そして、着座センサ１７ＤによりワークＷのクランプ部がクランプ座１７Ａに着座されたことを着座センサ１７Ｄにより検知されるとクランプ１７を作動させてワークＷを把持し、搬送台車２ＡよりワークＷを上方に取出し、次工程に搬送することができる。ワークＷが車体ルーフである場合には、クランプ１７に代えてバキュームパッドを用いることもできる。
【００３６】
この構成においても、ワークＷの在席がワーク在席センサ１５により検出されるまでは、ハンド１３の高速での前進が継続されるため、搬送台車２Ａの奥側（底側）に位置するワークＷを取出す際にも、奥側のワークＷの在席検知がなされるまで、ワークＷに高速接近させることができ、ワークＷへのアプローチ時間を短縮することができ、サイクルタイムを短縮することができる。この場合に、ワーク在席センサ１５が非接触でワークＷの在席を検出するため、高速接近としてもワークＷとは所定距離を離してハンド１３を停止させるものであるため、ワークＷに当接してワークＷを変形・損傷させることもない。
【００３７】
またその後のハンド１３を微速前進により、ワークガイド１６でワークＷをハンド１３側のクランプ位置へ案内するワーク位置決め動作を行ない、ワークＷはハンドリングロボット３のハンド１３に対して位置決めされるため、ワーク搬送台車２Ａの爪２０に精度よく整列させない場合においても、ワークＷを精度よくハンド１３のクランプ座１７Ａへ案内することができる。
【００３８】
このように、ワークＷのクランプ部をハンド１３側のクランプ座１７Ａへ精度よく案内するため、ハンド１３側の荷取り位置をワーク搬送台車２Ａの積載ワークＷに対して高精度に位置ティーチングすることも不要であり、ティーチングおよびその修正工数等の調整時間を短縮することができる。また、新たにワーク搬送台車２Ａを追加したり、寸法精度のバラツキのある複数の搬送台車２Ａを用いてワークＷを搬送する場合においても、ワークＷはハンド１３の着座位置に確実に案内されるため、ワークＷの着座異常等が発生しない。この場合においても、ハンド１３側の荷取り位置をワーク搬送台車２Ａの積載ワークＷに対して高精度に位置ティーチングすることも不要であり、ティーチングおよびその修正工数等の調整時間を短縮することができる。
【００３９】
本実施形態においては、上下に積層したパレット２ＡのワークＷに対しても、前記第１実施形態における効果（ア）〜（エ）を奏することができる。
【００４０】
なお、上記実施形態において、ワークＷの移載機構として、ハンドリングロボット３を用いるものについて説明したが、図示はしないが、複数の軸駆動装置を備えた専用の軸駆動装置を用いるものであってもよい。
【００４１】
また、上記実施形態において、ワーク位置決め動作として、ワークＷをワークガイド１６によりその面内で移動させてハンド１３のクランプ座１７Ａまでガイドするものについて説明したが、図示はしないが、ワークＷを移動させることなく、ハンドリングロボット３の軸をワークガイド１６がガイドする方向に駆動して、ハンド１３をワークＷ面内に沿って移動させることでワークＷのクランプ部をクランプ座１７Ａに案内し、クランプするようにしてもよい。なお、次工程に搬送途中において、ワーク把持後のハンドリングロボット３の軸位置を元に補正する必要がある。また、ハンドリングロボット３の軸位置の移動をさせることなく、ハンド１３をその面内で移動可能な新たな軸駆動装置を設置してハンド１３をその面内でガイド１６に応じて移動させるようにしてもよく、この場合には、新たに設けた軸駆動装置を中立状態に戻した後に、ワークＷを次工程に搬送させるようにすればよい。これらの方法においては、ワークＷをずらせる必要がないため、大型のワークや重量のあるワークに対して有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態を示すワーク移載装置および移載方法における搬送台車のワーク搭載状態およびハンドリングロボットとの位置関係を示す平面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。
【図２】同じく搬送台車からハンドリングロボットによるワーク移載状態を示す平面図。
【図３】同じく図２の側面図。
【図４】ハンドリングロボットによるワーク移載の手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の一実施形態を示すワーク移載装置および移載方法における搬送台車のワーク搭載状態およびハンドリングロボットとの位置関係を示す側面図。
【符号の説明】
【００４３】
１ ワーク移載装置
２、２Ａ ワーク搬送台車
３ ハンドリングロボット
４ コントローラ
１１ パレットガイド
１２ ロボットアーム
１３ ハンド
１４ フレーム
１５ ワーク在席センサ
１６ ワークガイド
１７ クランプ
１７Ｄ ワーク着座センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク搬送台車のパネル部品（ワーク）を次工程へ移載するワーク移載装置および移載方法に関し、特に、搬送台車のワークを位置決め状態で把持するに好適なワーク移載装置および移載方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から台車製作コストの低減およびワーク搭載時の作業性の向上を実現するワーク搬送装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、複数のボディサイド部品を搭載するワーク貯蔵台車と所定位置のワーク貯蔵台車からボディサイド部品を次工程に運ぶハンドリングロボットを備える。前記ワーク貯蔵台車は、複数本のワーク保持バーにより上下・左右方向に位置決めしてボディサイド部品を奥行き方向に水平に支持させ且つワーク搬出・搬入部から水平方向からボディサイド部品の出し入れ可能とし、前記ハンドリングロボットは、ワーク保持バーに保持されるワーク搬出・搬入部寄りのボディサイド部品から一枚ずつ奥行き方向の姿勢を補正する姿勢補正機構と補正後のボディサイド部品を把持するワーク把持機構とにより、ワークの姿勢を補正しつつワークを把持するようにしている。
【特許文献１】特開平８−１５７０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、ワークが奥行き方向位置を除き、上下・左右方向に位置決めされていることを前提としているため、搬送台車側のワーク位置決め精度およびハンドリングロボットのワーク受取り位置精度を高精度にする必要がある。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、搬送台車側のワーク位置決め精度およびハンドリングロボットの受取り位置精度の低減に好適なワーク移載装置および移載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】
【０００６】
本発明は、複数のワークを搭載して移動するワーク搬送台車からワーク搬送装置によりワークを一つずつハンドにクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するワーク移載装置であり、前記ハンドにワークのクランプに先立ちワークに係合してハンドとワークとの相対位置を補正してワークのクランプ部位をハンドのクランプへ案内するガイド手段を設けるようにした
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、複数のワークを搭載して移動するワーク搬送台車からワーク搬送装置によりワークを一つずつハンドにクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するにあたり、前記ハンドにワークのクランプに先立ちワークに係合してハンドとワークとの相対位置を補正してワークのクランプ部位をハンドのクランプへ案内するガイド手段を設けたため、搬送台車側のワーク位置決め精度およびワーク搬送装置の受取り位置精度を低減させることができ、搬送台車の製作コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のワーク移載装置および移載方法を各実施形態に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１〜図４は、本発明を適用したワーク移載装置および移載方法の第１実施形態を示し、図１は搬送台車のワーク搭載状態およびハンドリングロボットとの位置関係を示す平面図および側面図、図２は搬送台車からハンドリングロボットによるワーク移載状態を示す平面図、図３は図２の側面図、図４はハンドリングロボットによるワーク移載の手順を示すフローチャートである。この実施形態では、車体のボディサイド部品（ワーク）を車体組立てラインに搬送するワーク移載装置および移載方法に適用した場合を示す。
【００１０】
図１において、ワーク移載装置１は、複数のボディサイド部品Ｗを搭載・貯蔵して移動するワーク搬送台車２と、所定位置に停止したワーク搬送台車２からボディサイド部品Ｗを一枚ずつ取出して次工程に運ぶハンドリングロボット３を備えている。
【００１１】
前記ワーク搬送台車２はフレーム構造をなし、奥側の枠体１０に端部を固定した複数本（この実施例では３本）のパレットガイド１１を備え、このパレットガイド１１に複数のボディサイド部品Ｗを吊り下げ保持しかつボディサイド部品Ｗの奥行き方向と直交する上下・左右方向（図１のＺ方向およびＹ方向）に位置決めしており、パレットガイド１１の自由端を水平方向（図１のＸ方向）からボディサイド部品Ｗの出し入れが可能なワーク搬出・搬入部としている。
【００１２】
前記ハンドリングロボット３は、図２および図３に詳細に示すように、アーム１２の先端に装着したハンド１３を備え、ハンド１３を構成するフレーム１４上に、ワーク在席センサ１５と、複数のワークガイド１６と、複数のクランプ１７と、を備える。
【００１３】
前記ワーク在席センサ１５は、検出部をハンド１３前方に向けた状態でフレーム１４に固定配置された非接触のセンサであり、ハンド１３前方の予め設定した距離内にワークＷが存在する場合に検出信号をコントローラ４に出力する。前記ワーク在席センサ１５の検出可能な距離は、例えば、２００ｍｍ〜６００ｍｍに設定している。そして、ワーク移載のために、ハンド１３をワーク搬送台車２のワーク搬出・搬入部側からパレットガイド１１に吊下げたワークＷに高速で接近させて、ワークＷをワーク在席センサ１５で検出した時点で、コントローラ４によりハンド１３の接近を停止させるよう機能させる。図示例のワークＷであるボディサイド部品においては、ワーク在席センサ１５はハンド１３のフレーム１４の中央部に配置されて、センターピラー構成部によりワーク在席を検知するようにしている。このセンターピラー構成部はボディサイド部品Ｗの略中央部に位置しており、搬送台車２への搭載状態で最も位置ずれが少ない部分である。
【００１４】
前記複数のワークガイド１６は、前記ハンド１３のワークＷに対する接近が停止され、次いで微速前進に切換えられた後に、ワークＷの縁に接触してワークＷをハンド１３に対してＹ方向（ハンド１３の左右方向）必要に応じてＺ方向（上下方向）に位置決めするよう機能する。前記位置決めのために複数のワークガイド１６は、一対以上が対向して夫々の方向用に配置され、これら一対のガイド１６は、ハンド１３から離れるにつれて先端同士の間隔を拡げ、ハンド１３に近い側はその間隔を狭めて形成しており、ワークＷがハンド１３のフレーム１４に接近するにつれてワークＷをＹ方向更にはＺ方向に位置調整しつつワークＷ側のクランプ位置がハンド１３側の当該クランプ１７に着座するよう案内する。
【００１５】
図示例のワークＷであるボディサイド部品においては、Ｙ方向のワークガイド１６Ｙは、センターピラー構成部をガイドするよう構成しており、Ｚ方向のワークガイド１６Ｚは、ドア開口部のフランジの先端をガイドするよう構成している。ワークガイド１６は、本例では、フレーム１４に対して移動しない固定状態で配置したものについて説明しているが、図示しないが、ワークＷをハンド１３から離脱させる脱荷時にワークＷと干渉する場合には、ガイド状態の位置から退避させる待機状態を持たせて、待機位置とガイド位置とを切換えるものであってもよい。
【００１６】
前記複数のクランプ１７は、クランプ座１７Ａと、クランプ座１７Ａに接近離脱可能なクランプアーム１７Ｂとを備え、クランプアーム１７Ｂをクランプ座１７Ａから遠ざけた開放状態と、クランプ座１７Ａとの間でワークＷを挟むクランプ状態とをシリンダ１７Ｃにより切換え可能としている。クランプ座１７ＡにはワークＷの着座センサ１７Ｄが配置され、ワークＷがクランプ座１７Ａに着座した際には、着座センサ１７Ｄよりの着座信号がコントローラ４に出力される。前記複数のクランプ１７は、前記ワークガイド１６により案内されて全てのクランプ１７のクランプ座１７ＡにワークＷが着座したことを着座センサ１７Ｄで確認したとき、コントローラ４により図示しないバルブを作動させて加圧エアをシリンダ１７Ｃに供給してシリンダ１７Ｃを作動させ、ワークＷのフランジをクランプ座１７Ａとクランプアーム１７Ｂとで挟むことによりワークＷをクランプする。
【００１７】
以上の構成のワーク移載装置の動作について、図４に基づいて説明する。
【００１８】
まず、複数のボディサイド部品Ｗをワーク搬出・搬入部から搬入して、パレットガイド１１に奥行き方向と直交する上下・左右方向の位置決めをした状態で吊り下げ保持させたワーク搬送台車２をハンドリングロボット３近傍の所定位置に移動させる。ハンドリングロボット３のハンド１３は、クランプ１７が夫々開放状態とされている。
【００１９】
次いで、ステップＳ１において、ハンドリングロボット３に前進指令を与え、そのハンド１３がワーク搬送台車２のワーク搬出・搬入部に水平方向から接近させる。このときのハンド１３の接近速度は高速となっている。
【００２０】
ステップＳ２により、ワークＷの在席がワーク在席センサ１５により検出されるまでは、ハンド１３の高速での前進が継続される。このようにハンド１３の高速での前進が継続されるため、パレットガイド１１の奥側に位置するワークＷを取出す際にも、奥側のワークＷの在席検知がなされるまで、ワークＷに高速接近させることができ、ワークＷへのアプローチ時間を短縮することができ、サイクルタイムを短縮することができる。この場合に、ワーク在席センサ１５が非接触でワークＷの在席を検出するため、高速接近としてもワークＷとは所定距離を離してハンド１３を停止させるものであるため、ワークＷに当接してワークＷを変形・損傷させることもない。
【００２１】
ハンド１３の前進によりワーク在席センサ１５によりワークＷの在席が検出されると、ステップＳ３へ進み、ステップＳ３でハンド１３の前進を停止させ、ステップＳ４へ進む。このとき、ワーク搬送台車２のワーク搬出・搬入部寄りに位置するボディサイド部品Ｗは、図２および図３に示す状態となっている。
【００２２】
ステップＳ４では、ハンド１３を微速前進として、ワークガイド１６によりワークＷをハンド１３側のクランプ位置へ案内するワーク位置決め動作が行われる。ハンド１３は、ワークＷの形状によっては、微速前進に加えて徐々に上昇させるようにして、ワーク搬送台車２のパレットガイド１１からワークＷを持上げるようにしてもよい。この動作は、ステップＳ５のワーク着座センサ１７Ｄによるワーク着座検知がなされるまで継続される。このステップＳ４での位置決め動作により、ワークＷはハンドリングロボット２のハンド１３に対して位置決めされるため、ワーク搬送台車２のパレットガイド１１に精度よく整列させない場合においても、ワークＷをハンド１３に精度よくクランプ座１７Ａへ案内することができる。
【００２３】
このように、ワークＷのクランプ部をハンド１３側のクランプ座１７Ａへ精度よく案内するため、ハンド１３側の荷取り位置をワーク搬送台車２の積載ワークＷに対して高精度に位置ティーチングすることも不要であり、ティーチングおよびその修正工数等の調整時間を短縮することができる。また、新たにワーク搬送台車２を追加したり、寸法精度のバラツキのある複数の搬送台車２を用いてワークＷを搬送する場合においても、ワークＷはハンド１３の着座位置に確実に案内されるため、ワークＷの着座異常等が発生しない。この場合においても、ハンド１３側の荷取り位置をワーク搬送台車２の積載ワークに対して高精度に位置ティーチングすることも不要であり、ティーチングおよびその修正工数等の調整時間を短縮することができる。
【００２４】
ステップＳ５で、ワークＷの着座センサ１７Ｄによるワーク検知が全てのクランプ１７においてなされると、ステップＳ６へ進み、ステップＳ６で、シリンダ１７Ｃが作動されてクランプアーム１７ＢによりワークＷのフランジ部をクランプ座１７Ａに挟みつけてワークＷをクランプし、ステップＳ７へ進む。
【００２５】
ステップＳ７では、ロボット３によりハンド１３を矢印Ｂに示すように上昇させ、ワークＷをワーク搬送台車２のパレットガイド１１から離脱させ、次いで、矢印Ｃに示すように、パレットガイド１１からワークＷを抜出し、次工程に搬送する。
【００２６】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２７】
（ア）複数のワークＷを搭載して移動するワーク搬送台車２からワーク搬送装置としてのハンドリングロボット３によりワークＷを一つずつハンド１３にクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するワーク移載装置１であり、前記ワークＷのクランプに先立ちワークＷに係合して前記ハンド１３とワークＷとの相対位置を補正してワークＷのクランプ部位をハンド１３のクランプ１７へ案内するガイド手段としてのワークガイド１６をハンド１３に設けたため、例えば、ワークガイド１６により、ワーク搬送台車２上のワーク位置を移動させて両者の相対位置を補正するようにすると、搬送台車２側のワーク位置決め精度およびハンドリングロボット３の受取り位置精度を低減させることができ、搬送台車２の製作コストを低減することができる。
【００２８】
また、ガイド手段としてのワークガイド１６によりハンド１３とワークＷとの相対位置が補正され、ワークＷのクランプ部位をハンド１３のクランプ１７へ案内されるため、ワークＷのクランプ時にワークＷを変形・損傷させる可能性を非常に低くできる。
【００２９】
また、寸法精度のバラツキのある複数の台車２やパレット等を使用してもハンド１３内でのワーク着座異常が発生し難く、ハンド１３のティーチング・修正工数等の調整時間を短縮することができる。しかも、台車２やパレット等を追加投入しても、再調整の必要が無く、調整時間を大幅に削減できる。
【００３０】
（イ）ガイド手段としてのワークガイド１６により、ワークＷに対してハンド１３の位置を移動させて両者の相対位置を補正するようにすると、大型のワークＷや重量の大きいワークＷに対しても、ハンド１３とワークＷとの相対位置を補正することができ、上記（ア）の効果を発揮させることができる。
【００３１】
（ウ）ハンド１３にワーク搬送台車２上のワークＷの在席を検出するワーク在席センサ１５を設けて、前記ワーク在席センサ１５によりワークＷの在席が検出されるまでハンド１３をワークＷに対して高速接近させ、ワーク在席検出後にガイド手段としてのワークガイド１６をワークＷへ係合させて微速接近させるようにすると、クランプ１７によるワーク把持位置まで高速でアプローチ可能となり、サイクルタイムを短縮することが可能である。
【００３２】
（エ）クランプ手段１７のクランプ座１７ＡにワークＷのクランプ部位が着座したことを検出するワーク着座センサ１７Ｄを設け、前記着座センサ１７Ｄによる検出信号の出力後にクランプ手段１７によりワークＷをクランプするようにすると、クランプ時におけるワークＷの変形・損傷の可能性を非常に低くできる。
【００３３】
（第２実施形態）
図５は、本発明を適用したワーク移載装置および移載方法の第２実施形態を示す搬送台車のワーク搭載状態およびハンドリングロボットとの位置関係を示す側面図である。本実施形態においては、搬送台車により供給されるワークが縦方向に積層して搬入される場合を対象とするワーク移載装置を提供するものである。なお、第１実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００３４】
図５におけるワークＷは、例えば、車体のルーフを示しており、複数のルーフＷが搬送台車２Ａに設けた複数の爪２０により水平状態に支持されている。搬送台車２Ａの前記複数の爪２０は、ワークＷが搬出された際には、図示しないばね等により回転して、その先端を上方に向けるようにされている。また、ハンドリングロボット３のハンド１３は、第１実施形態と略同様に、フレーム１４上にワーク在席センサ１５と、複数のワークガイド１６と、複数のクランプ１７とを備える。
【００３５】
この場合においても、ハンドリングロボット３のハンド１３は、搬送台車２の上方からワークＷに接近するよう構成しており、第１実施形態の図４に示す手順と同様に、ワーク在席センサ１５によりワークＷの在席が検知されるまでワークＷに高速接近し、ワークＷの在席が検出されると接近を停止させ、ワーク位置決め動作を開始して、ワークガイド１６によりワークＷの位置を補正しつつ微速前進される。そして、着座センサ１７ＤによりワークＷのクランプ部がクランプ座１７Ａに着座されたことを着座センサ１７Ｄにより検知されるとクランプ１７を作動させてワークＷを把持し、搬送台車２ＡよりワークＷを上方に取出し、次工程に搬送することができる。ワークＷが車体ルーフである場合には、クランプ１７に代えてバキュームパッドを用いることもできる。
【００３６】
この構成においても、ワークＷの在席がワーク在席センサ１５により検出されるまでは、ハンド１３の高速での前進が継続されるため、搬送台車２Ａの奥側（底側）に位置するワークＷを取出す際にも、奥側のワークＷの在席検知がなされるまで、ワークＷに高速接近させることができ、ワークＷへのアプローチ時間を短縮することができ、サイクルタイムを短縮することができる。この場合に、ワーク在席センサ１５が非接触でワークＷの在席を検出するため、高速接近としてもワークＷとは所定距離を離してハンド１３を停止させるものであるため、ワークＷに当接してワークＷを変形・損傷させることもない。
【００３７】
またその後のハンド１３を微速前進により、ワークガイド１６でワークＷをハンド１３側のクランプ位置へ案内するワーク位置決め動作を行ない、ワークＷはハンドリングロボット３のハンド１３に対して位置決めされるため、ワーク搬送台車２Ａの爪２０に精度よく整列させない場合においても、ワークＷを精度よくハンド１３のクランプ座１７Ａへ案内することができる。
【００３８】
このように、ワークＷのクランプ部をハンド１３側のクランプ座１７Ａへ精度よく案内するため、ハンド１３側の荷取り位置をワーク搬送台車２Ａの積載ワークＷに対して高精度に位置ティーチングすることも不要であり、ティーチングおよびその修正工数等の調整時間を短縮することができる。また、新たにワーク搬送台車２Ａを追加したり、寸法精度のバラツキのある複数の搬送台車２Ａを用いてワークＷを搬送する場合においても、ワークＷはハンド１３の着座位置に確実に案内されるため、ワークＷの着座異常等が発生しない。この場合においても、ハンド１３側の荷取り位置をワーク搬送台車２Ａの積載ワークＷに対して高精度に位置ティーチングすることも不要であり、ティーチングおよびその修正工数等の調整時間を短縮することができる。
【００３９】
本実施形態においては、上下に積層したパレット２ＡのワークＷに対しても、前記第１実施形態における効果（ア）〜（エ）を奏することができる。
【００４０】
なお、上記実施形態において、ワークＷの移載機構として、ハンドリングロボット３を用いるものについて説明したが、図示はしないが、複数の軸駆動装置を備えた専用の軸駆動装置を用いるものであってもよい。
【００４１】
また、上記実施形態において、ワーク位置決め動作として、ワークＷをワークガイド１６によりその面内で移動させてハンド１３のクランプ座１７Ａまでガイドするものについて説明したが、図示はしないが、ワークＷを移動させることなく、ハンドリングロボット３の軸をワークガイド１６がガイドする方向に駆動して、ハンド１３をワークＷ面内に沿って移動させることでワークＷのクランプ部をクランプ座１７Ａに案内し、クランプするようにしてもよい。なお、次工程に搬送途中において、ワーク把持後のハンドリングロボット３の軸位置を元に補正する必要がある。また、ハンドリングロボット３の軸位置の移動をさせることなく、ハンド１３をその面内で移動可能な新たな軸駆動装置を設置してハンド１３をその面内でガイド１６に応じて移動させるようにしてもよく、この場合には、新たに設けた軸駆動装置を中立状態に戻した後に、ワークＷを次工程に搬送させるようにすればよい。これらの方法においては、ワークＷをずらせる必要がないため、大型のワークや重量のあるワークに対して有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態を示すワーク移載装置および移載方法における搬送台車のワーク搭載状態およびハンドリングロボットとの位置関係を示す平面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。
【図２】同じく搬送台車からハンドリングロボットによるワーク移載状態を示す平面図。
【図３】同じく図２の側面図。
【図４】ハンドリングロボットによるワーク移載の手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の一実施形態を示すワーク移載装置および移載方法における搬送台車のワーク搭載状態およびハンドリングロボットとの位置関係を示す側面図。
【符号の説明】
【００４３】
１ ワーク移載装置
２、２Ａ ワーク搬送台車
３ ハンドリングロボット
４ コントローラ
１１ パレットガイド
１２ ロボットアーム
１３ ハンド
１４ フレーム
１５ ワーク在席センサ
１６ ワークガイド
１７ クランプ
１７Ｄ ワーク着座センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワークを搭載して移動するワーク搬送台車からワーク搬送装置によりワークを一つずつハンドにクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するワーク移載装置において、
前記ハンドにワークのクランプに先立ちワークに係合してハンドとワークとの相対位置を補正してワークのクランプ部位をハンドのクランプへ案内するガイド手段を設けたことを特徴とするワーク移載装置。
【請求項２】
前記ガイド手段は、ワーク搬送台車上のワーク位置を移動させて両者の相対位置を補正することを特徴とする請求項１に記載のワーク移載装置。
【請求項３】
前記ガイド手段は、ワークに対してハンドの位置を移動させて両者の相対位置を補正することを特徴とする請求項１に記載のワーク移載装置。
【請求項４】
前記ハンドは、ワーク搬送台車上のワークの在席を検出するワーク在席センサを備え、
前記ワーク在席センサによりワークの在席が検出されるまでハンドをワークに対して高速接近させ、ワーク在席検出後にガイド手段をワークへ係合させて微速接近させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のワーク移載装置。
【請求項５】
前記クランプ手段は、クランプ座にワークのクランプ部位が着座したことを検出するワーク着座センサを備え、
前記着座センサによる検出信号の出力後にクランプ手段によりワークをクランプするようにしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のワーク移載装置。
【請求項６】
複数のワークを搭載して移動するワーク搬送台車からワーク搬送装置によりワークを一つずつハンドにクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するワーク移載方法において、
前記クランプに先立ちハンドに設けたガイド手段をワークに係合させてハンドとワークとの相対位置を補正しつつワークのクランプ部位をハンドのクランプへ案内し、
前記ワークのクランプ部位がハンドのクランプ位置に到達したときクランプ手段によりワークをクランプするようにしたことを特徴とするワーク移載方法。
【請求項７】
前記ガイド手段は、ワーク搬送台車上のワークを移動させて両者の相対位置を補正することを特徴とする請求項６に記載のワーク移載方法。
【請求項８】
前記ガイド手段は、ワークに対してハンドを移動させて両者の相対位置を補正することを特徴とする請求項６に記載のワーク移載方法。
【請求項９】
前記ワーク搬送台車上のワークの在席を検出するワーク在席センサをハンド設け、
前記ワーク在席センサによりワークの在席が検出されるまでハンドをワークに対して高速接近させ、ワーク在席検出後にガイド手段をワークへ係合させて両者を微速接近させることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一つに記載のワーク移載方法。
【請求項１０】
前記クランプ手段は、クランプ座にワークのクランプ部位が着座したことを検出するワーク着座センサを備え、
前記着座センサによる検出信号の出力後にクランプ手段によりワークをクランプするようにしたことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一つに記載のワーク移載方法。
【請求項１】
複数のワークを搭載して移動するワーク搬送台車からワーク搬送装置によりワークを一つずつハンドにクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するワーク移載装置において、
前記ハンドにワークのクランプに先立ちワークに係合してハンドとワークとの相対位置を補正してワークのクランプ部位をハンドのクランプへ案内するガイド手段を設けたことを特徴とするワーク移載装置。
【請求項２】
前記ガイド手段は、ワーク搬送台車上のワーク位置を移動させて両者の相対位置を補正することを特徴とする請求項１に記載のワーク移載装置。
【請求項３】
前記ガイド手段は、ワークに対してハンドの位置を移動させて両者の相対位置を補正することを特徴とする請求項１に記載のワーク移載装置。
【請求項４】
前記ハンドは、ワーク搬送台車上のワークの在席を検出するワーク在席センサを備え、
前記ワーク在席センサによりワークの在席が検出されるまでハンドをワークに対して高速接近させ、ワーク在席検出後にガイド手段をワークへ係合させて微速接近させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のワーク移載装置。
【請求項５】
前記クランプ手段は、クランプ座にワークのクランプ部位が着座したことを検出するワーク着座センサを備え、
前記着座センサによる検出信号の出力後にクランプ手段によりワークをクランプするようにしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のワーク移載装置。
【請求項６】
複数のワークを搭載して移動するワーク搬送台車からワーク搬送装置によりワークを一つずつハンドにクランプして取出して位置決め状態で次工程に搬送するワーク移載方法において、
前記クランプに先立ちハンドに設けたガイド手段をワークに係合させてハンドとワークとの相対位置を補正しつつワークのクランプ部位をハンドのクランプへ案内し、
前記ワークのクランプ部位がハンドのクランプ位置に到達したときクランプ手段によりワークをクランプするようにしたことを特徴とするワーク移載方法。
【請求項７】
前記ガイド手段は、ワーク搬送台車上のワークを移動させて両者の相対位置を補正することを特徴とする請求項６に記載のワーク移載方法。
【請求項８】
前記ガイド手段は、ワークに対してハンドを移動させて両者の相対位置を補正することを特徴とする請求項６に記載のワーク移載方法。
【請求項９】
前記ワーク搬送台車上のワークの在席を検出するワーク在席センサをハンド設け、
前記ワーク在席センサによりワークの在席が検出されるまでハンドをワークに対して高速接近させ、ワーク在席検出後にガイド手段をワークへ係合させて両者を微速接近させることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一つに記載のワーク移載方法。
【請求項１０】
前記クランプ手段は、クランプ座にワークのクランプ部位が着座したことを検出するワーク着座センサを備え、
前記着座センサによる検出信号の出力後にクランプ手段によりワークをクランプするようにしたことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一つに記載のワーク移載方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１９９３９１（Ｐ２００６−１９９３９１Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０２６２（Ｐ２００５−１０２６２）
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【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１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【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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