(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮組み溶接されたトラックフレームあるいは旋回フレームをワークとして載置する作業台（１２）に、ワークを固定するクランプ金具（１７）を駆動手段によって位置調節可能に装着し、この作業台（１２）を溶接ロボット（Ｂ）の前部に設置した支持台（１１）に対して脱着可能に構成するとともに、ワーク情報の入力に基づいてクランプ金具（１７）の位置調節制御を行うコントローラ（２２）を作業台（１２）に装着して、コントローラ（２２）を作業台（１２）と一体に支持台（１１）に対して脱着可能に構成し、前記コントローラ（２２）を、溶接ロボット（Ｂ）のコントローラ（２７）に接続して設置固定された制御装置（２６）に接続および分離可能に構成し、前記制御装置（２６）に加工対象のワークの情報を入力する入力手段を備えていることを特徴とする全旋回型建設機械の組立て用治具装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックホウやログローダなどの全旋回型建設機械を組立てる際に利用する治具装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バックホウにおいては、フレーム体として、走行装置を支持するトラックフレームと、フロント作業装置、エンジン、および、搭乗運転部を搭載する旋回フレームが備えられており、これらフレーム体は、各構成部品を部分的に溶接して仮組みした後に、溶接ロボットによって自動溶接加工されて組立てられる。
【０００３】
この場合、フレーム体の自動溶接行程では、仮組み溶接したワークを治具を用いて位置決め固定することになり、ワークの仕様が異なるつど、そのワークに対する治具の取り替えを行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、仕様の異なる各ワークごとに治具を準備していたので、ワークが変更される度の治具の取り替え、および、その管理に手数が掛かるとともに、治具の保管のために多くのスペースを必要とするものであった。
【０００５】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、全旋回型建設機械におけるフレーム体を組立てる際の治具の取り替えや管理を簡単に行うことができるとともに、治具の保管スペースの削減に有効となる管理をも容易に行える組立て用治具装置を提供することを主たる目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明の構成、作用および効果〕
【０００７】
（構成）  請求項１に係る発明は、仮組み溶接されたトラックフレームあるいは旋回フレームをワークとして載置する作業台に、ワークを固定するクランプ金具を駆動手段によって位置調節可能に装着し、この作業台を溶接ロボットの前部に設置した支持台に対して脱着可能に構成するとともに、ワーク情報の入力に基づいてクランプ金具の位置調節制御を行うコントローラを作業台に装着して、コントローラを作業台と一体に支持台に対して脱着可能に構成し、前記コントローラを、溶接ロボットのコントローラに接続して設置固定された制御装置に接続および分離可能に構成し、前記制御装置に加工対象のワークの情報を入力する入力手段を備えていることを特徴とする。
【０００８】
（作用）  上記構成によると、ワークの情報を、例えば、キー操作やバーコードの読取り、等によって入力することで、自動的にクランプ金具をそのワークに対応した位置に移動させることができる。
【０００９】
また、溶接ロボットの前部に設置した支持台から作業台を取り外して、別の溶接ロボットにおける支持台に連結した場合でも、コントローラは作業台の設置位置に関係なくクランプ金具の位置調節制御を常に同様に行う。
【００１０】
そして、移動先の溶接ロボットのコントローラに対する制御装置に、作業台に備えたコントローラを接続してワークの情報を入力することで、作業台の移動先でもクランプ金具の位置調節制御を同様に行うことができるとともに、対象とするワークに対する自動溶接プログラムが選択される。
【００１１】
（効果）  従って、請求項１に係る発明によると、極めて短時間に治具の段取り替えを行うことができ、段取り替えのための時間を節減して作業能率を更に向上することができ、多くの機種を少数台ずつ製作する際の作業能率を向上することができる。
【００１２】
また、クランプ金具の位置調節制御用のコントローラを作業台に備えたままで、作業台を複数台の溶接ロボットに対して自由に入れ替え移動して、その移動先でも同様に機能させることができるので、ワークの台数や種類、など作業条件に合わせて作業台の配置を変更することが容易となり、生産性の向上に有効となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に、自走型作業機械の一例であるバックホウが示されている。このバックホウは、左右一対のクローラ型走行装置１およびドーザ装置２を備えたトラックフレーム３の上に、旋回フレーム４を全旋回可能に搭載し、旋回フレーム４に、ブーム５、アー６ム、おおよび、バケット７を順次連結してなるフロント装置８を装備するとともに、図示しないエンジンを収容した原動部９および搭乗運転部１０を搭載した構造となっている。
【００１４】
前記トラックフレーム３および旋回フレーム４は、鋳鋼あるいは鋼板からなる構成部品を溶接して組立てられた構造体であり、本発明は、これらを組立てる工程で利用する治具装置に改良を加えたものであり、その一例を以下に説明する。
【００１５】
（第１例）
【００１６】
図２〜図７に、前記トラックフレーム３を自動溶接する工程において利用される治具装置Ａ１が例示されている。なお、以下の説明において、トラックフレーム３をワークＷと呼称する。
【００１７】
この治具装置Ａ１は、溶接ロボットＢの前部の床面に据付け固定された支持台１１の上に脱着自在に装着されており、支持台１１に搭載連結される作業台１２と、この作業台１２上に突出して配備された左右一対のクランプユニット１３とで構成されている。
【００１８】
各クランプユニット１３は、作業台１２の下面に配備されたレール１４に沿って左右移動可能な可動枠１５に、位置決めピン１６、クランプ金具１７、および、ワーク支持台１８を装備して構成されており、作業台１２に形成された左右に長い開口１９から両クランプユニット１３が左右移動可能に露出されている。また、作業台１２の下側には、各クランプユニット１３を左右に移動させる駆動手段として、可動枠１５をねじ送りするネジ軸２０と、これを正逆回転駆動する電動モータ２１が備えられるとともに、これを制御するコントローラ２２が備えられている。
【００１９】
クランプユニット１３における位置決めピン１６は、ワークＷに形成された一対のノック孔２３に挿入されることでワークＷの位置決めを行うものであり、エアーシリンダ２４によって出退操作される。また、クランプ金具１７は、ａ支点周りに上下に揺動されることで、ワークＷの中心開口の縁を押さえ付け固定するものであり、エアーシリンダ２５によって揺動操作されるようになっている。
【００２０】
ここで、前記コントローラ２２は据付け固定された制御装置２６に接続されるとともに、溶接ロボットＢのコントローラ２７もこの制御装置２６に接続されており、制御装置２６に備えた入力部２６ａを人為操作して、このワークＷを特定する情報を入力すると、予め入力設定された情報に基づいて電動モータ２１が作動制御され、対象とするワークＷを適切に位置決め固定するために設定された所定位置にクランプユニット１３が自動的に移動される。また、入力されたワーク情報に基づいて、溶接ロボットＢが予め設定されたプログラムに基づいて作動し、位置決め固定されたワークＷに対応した自動溶接が行われる。
【００２１】
また、この治具装置Ａ１を支持台１１から取り外して、別の溶接ロボットの支持台に付け替えることもでき、この時、作業台１２に装備したコントローラ２２を、別の溶接ロボットのコントローラが接続された制御装置に接続することで、この溶接ロボットにおいても、先の場合と同様にワーク情報を制御装置に入力することで、クランプユニット１３の自動位置変更制御と溶接プログラムの設定が行われる。
【００２２】
（第２例）
【００２３】
図８〜図１４に、前記旋回フレーム４を自動溶接する工程において利用される治具装置Ａ２が例示されている。なお、以下の説明において、旋回フレーム４をワークＷと呼称する。
【００２４】
この治具装置Ａ２は、溶接ロボット（第１例で用いた溶接ロボットＢと同一仕様）Ｂの前部の床面に据付け固定された支持台１１の上に脱着自在に装着されており、支持台１１に搭載連結される作業台３２と、この作業台３２の中央に配備された左右一対の位置決めピン３３と、作業台３２の前後左右に配備された４組のクランプ金具３４と中央奥側（ロボット側）に配備されたクランプ金具３４ｃとで構成されている。
【００２５】
図１０，１３に示すように作業台３２の中央部に位置する左右の固定中枠３５には、支持枠３６が立設されるとともに、この支持枠３６の上部に、ワークＷを底面から受け止める左右一対のフリーボール３７が配備されている。また、支持枠３６の間には、左右のガイド軸３８を介して昇降可能、かつ、エアーシリンダ３９によって駆動昇降される可動板４０が配備され、この可動板４０に前記位置決めピン３３が備えられて、一対の位置決めピン３３が一体に出退するよう構成されている。ここで、ワークＷの底面には、図１４に示す位置決め用のリング部材４１が所定の姿勢でボルト締め連結され、このリング部材４１の左右に備えた下向きのボス４２に各位置決めピン３３が挿入されることで、ワークＷの位置決めが行われる。
【００２６】
作業台３２の左右には前後に向かうレール４４が配備され、このレール４４に案内されて平行に前後移動可能に横長の可動枠４５が備えられるとともに、この可動枠４５を前後にねじ送り移動させるネジ軸４６が、作業フレーム３２の左右方向中央付近に装備されており、ネジ軸４６を電動モータ４７によって正逆駆動することで、可動枠４５を任意に平行前後移動させることが可能となっている。そして、各可動枠４５にそれぞれ左右一対づつ前記クランプ金具３４が装備されるとともに、奥側の可動枠４５に中央のクランプ金具３４ｃが装備されている。
【００２７】
前記クランプ金具３４は、位置決めピン３３によって位置決めされたワークＷの外周縁を係止して下方に押し付け固定するよう機能するものであり、エアーシリンダ４８によって支点ｂ周りに上下揺動可能に構成されている。そして、このクランプ金具３４およびエアーシリンダ４８は、可動枠４５の上面のレール５２に沿って左右移動可能な可動台４９に取付けられており、この可動台４９をエアーシリンダ５０によって任意に左右移動させることで、各クランプ金具３４を左右に位置変更することが可能となっている。また、中央のクランプ金具３４ｃも、位置決めされたワークＷの外周縁の奥側中央部位を係止して下方に押し付け固定するよう機能するものであり、エアーシリンダ５３によって支点ｃ周りに上下揺動可能に構成されている。そして、このクランプ金具３４ｃおよびエアーシリンダ５３は、奥側の可動枠４５の上面のレール５４に沿って左右移動可能な可動台５５に取付けられており、この可動台５５をエアーシリンダ５６によって任意に前後移動させることで、クランプ金具３４ｃの作用位置を前後に変更することが可能となっている。
【００２８】
つまり、両可動枠４５の前後移動と可動台４９の左右移動、および、可動台５５の前後移動とを組み合わせることによって、５組みのクランプ金具３４、３４ｃを水平面に沿って二次元的に任意に位置変更することが可能となっている。
【００２９】
ここで、作業台３２には、エアーシリンダ４８，５０，５６を制御してクランプ金具３４，３４ｃを二次元的に位置変更するコントローラ５１が装着されており、このコントローラ５１も、据付け固定された制御装置２６に接続されるとともに、溶接ロボットＢのコントローラ２７もこの制御装置２６に接続されており、制御装置２６の入力部２６ａにワークＷを特定する情報を入力すると、予め入力設定された情報に基づいてエアーシリンダ４８，５０，５６が作動し、対象とするワークＷを適切に位置決め固定するために設定された所定位置にクランプ金具３４，３４ｃが移動される。また、入力されたワーク情報に基づいて、溶接ロボットＢが予め設定されたプログラムに基づいて作動し、このワークＷに対応した自動溶接が行われる。
【００３０】
そして、前記治具装置Ａ１と同様に、この治具装置Ａ２もコントローラ５１ごと別の溶接ロボットＢの支持台１１に付け替えて、上記と同様の作業を行わせることができる。
【００３１】
つまり、同一仕様の溶接ロボットＢを複数台据え付けてある作業場においては、治具装置Ａ１とＡ２を任意に移動させたり、入れ替えたりして作業することができるとともに、使用しない治具装置Ａ１，Ａ２は取り外して保管しておくことができるのである。
【００３２】
〔別実施形態〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００３３】
（１）  第１例において、一対のクランプユニット１３のうちの一方を基準クランプユニットとして位置固定状態で設置し、他方のクランプユニット１３のみを移動させるように構成することもできる。
【００３４】
（２）  第２例において、可動枠４５に装着するクランプ金具３４の数は任意である。
【００３５】
（３）  上記した各例において制御装置２６にワーク情報を入力する手段は、キー入力、バーコード入力、磁気カード入力、など周知の入力手段を適宜選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  バックホウの全体側面図
【図２】  第１例の治具装置を利用した自動溶接設備の側面図
【図３】  第１例の治具装置を利用した自動溶接設備の平面図
【図４】  第１例の治具装置を示す平面図
【図５】  第１例の治具装置における縦断側面図
【図６】  第１例の治具装置におけるワーク搭載前の状態を示す縦断正面図
【図７】  第１例の治具装置におけるワーク固定状態を示す縦断正面図
【図８】  第２例の治具装置を利用した自動溶接設備の平面図
【図９】  第２例の治具装置におけるワーク固定状態を示す平面図
【図１０】  第２例の治具装置におけるワーク搭載前の状態を示す平面図
【図１１】  第２例の治具装置におけるワーク固定状態を示す縦断正面図
【図１２】  第２例の治具装置におけるワーク固定前の状態を示す縦断正面図
【図１３】  （イ）第２例の治具装置におけるワーク位置決め前の状態を示す要部の縦断正面図
（ロ）第２例の治具装置におけるワーク位置決め状態を示す要部の縦断正面図
【図１４】  第２例の治具装置に用いる補助部材の斜視図
【符号の説明】
３            トラックフレーム
４            旋回フレーム
１１          支持台
１２          作業台
１７          クランプ金具
２２          コントローラ
２６          制御装置
２７          コントローラ
３２          作業台
３４          クランプ金具
５１          コントローラ
Ｂ            溶接ロボット
Ｗ            ワーク
【図１】
0003672495.tif 000002
【図２】
0003672495.tif 000003
【図３】
0003672495.tif 000004
【図４】
0003672495.tif 000005
【図５】
0003672495.tif 000006
【図６】
0003672495.tif 000007
【図７】
0003672495.tif 000008
【図８】
0003672495.tif 000009
【図９】
0003672495.tif 000010
【図１０】
0003672495.tif 000011
【図１１】
0003672495.tif 000012
【図１２】
0003672495.tif 000013
【図１３】
0003672495.tif 000014
【図１４】
0003672495.tif 000015