(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットのアーム先端に設けられたワークセット治具を、前記アーム先端に装着した状態で位置決めクランプするために、前記ロボットとは個別に設けられるクランプ装置であって、
前記ワークセット治具が保持される治具固定台と、
前記ワークセット治具を、前記治具固定台の位置決め部位に案内するガイド機構と、
前記治具固定台に設けられ、前記ワークセット治具に設けられた位置決めピン部材を保持するピンロック機構と、
前記治具固定台に設けられ、前記ワークセット治具を固定する治具ロック機構と、
を備えることを特徴とするワークセット治具のクランプ装置。
【請求項２】
請求項１記載のクランプ装置において、前記ガイド機構は、前記治具固定台に設けられ、前記位置決めピン部材が配置されるＶ溝が形成された治具ガイド部材を備えることを特徴とするワークセット治具のクランプ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のクランプ装置において、前記ガイド機構は、前記ワークセット治具に設けられる複数のローラ部材と、
前記治具固定台に設けられ、複数の前記ローラ部材が一体的に挿入されることにより該ワークセット治具を所定の角度位置に保持するための長溝が形成された治具位置決め部材と、
を備えることを特徴とするワークセット治具のクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロボットのアーム先端に設けられたワークセット治具を、前記アーム先端に装着した状態で位置決めクランプするためのワークセット治具のクランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、各種の製造ライン等においてワークを投入する場合、走行台車上に配置されたワークセット治具に対し、作業者によりこのワークを取り付ける方式や、プリセット治具にワークをセットした後、オーバーヘッド装置により前記ワークを把持して治具に該ワークを搬入する方式等が採用されている。ところが、この種の方式では、ピットが必要になるとともに、設備スペースが拡大してしまい、さらに装置が複雑化してコストが高騰するという問題があった。
【０００３】
そこで、例えば、特公平２−２５７１１号公報に開示されているように、複数のパーツを同時に位置決め保持するパーツ保持具を設け、溶接ロボットによりこのパーツ保持具を把持して複数のパーツを同時にワーク受台に搬送した後、溶接ガンによりワークと複数のパーツとを溶接するように構成した溶接組立装置が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来技術では、作業者が各パーツをパーツ保持具に対して位置決め保持した後、溶接ロボットによりパーツ保持具受台上の前記パーツ保持具を把持するようにしているが、前記溶接ロボットを前記パーツ保持具に対して正確に位置決め制御する作業が煩雑かつ困難なものとなっている。これにより、パーツ保持具の着脱作業を効率的に遂行することができないという問題が指摘されている。しかも、パーツ保持具を載置するためのパーツ保持具受台が設置されており、設備ペースが拡大するという問題がある。
【０００５】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、ロボットのアーム先端に設けられたワークセット治具を、簡単かつ安価な構成で効率的に位置決めクランプすることが可能なワークセット治具のクランプ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るワークセット治具のクランプ装置では、ワークセット治具がロボットのアーム先端に装着された状態で、ガイド機構の案内作用下に治具固定台の位置決め部位に案内されると、このワークセット治具に設けられた位置決めピン部材が、ピンロック機構を介して前記治具固定台に保持されるとともに、該ワークセット治具が治具ロック機構を介して前記治具固定台に固定される。そこで、作業者は、ワークセット治具に対してワークを直接セットすることができる。
【０００７】
このため、例えば、作業者がワークをプリセット治具にセットした後にロボットがこのワークを把持する従来の構造に比べ、設備スペースが有効に狭小化されるとともに、設備全体の構造が有効に簡素化される。しかも、ワークセット治具が、ガイド機構、ピンロック機構および治具ロック機構を介して治具固定台に対し効率的かつ高精度に位置決め保持された後、前記ワークセット治具にワークがセットされて前記ロボットの作用下に前記ワークがライン等に迅速に投入される。
【０００８】
また、ガイド機構は、位置決めピン部材を配置するＶ溝が形成された治具ガイド部材を備えている。このため、位置決めピン部材をＶ溝に配置するだけで、ワークセット治具を治具固定台に対して容易かつ確実に位置決めすることが可能になる。
【０００９】
さらにまた、ガイド機構は、ワークセット治具に設けられた複数のローラ部材が一体的に挿入される長溝が形成された治具位置決め部材を備えている。従って、複数のローラ部材を長溝に一体的に挿入するだけで、ワークセット治具を所望の角度位置に正確に保持することができ、前記ワークセット治具に対する作業者の作業姿勢が任意に変更可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係るクランプ装置１０の斜視説明図であり、図２は、前記クランプ装置１０の側面説明図である。クランプ装置１０は、ロボット１２を構成するアーム１４の先端に設けられたワークセット治具１６を前記アーム１４の先端に装着した状態で位置決めクランプする機能を有している。
【００１１】
ワークセット治具１６を構成するフレーム２０には、パネル等のワーク２２を位置決め保持するための複数のワーククランプ手段２４およびワーク支持手段２６が設けられている。ワーク２２は、例えば、左右一対のパネル部材から構成されており、フレーム２０の作業者２８に対向する表面両側には、各パネル部材に対応してそれぞれ複数のワーククランプ手段２４およびワーク支持手段２６が設けられている。
【００１２】
フレーム２０の裏面側には、ワークセット治具１６の着脱方向（図２中、矢印Ａ方向）に所定間隔離間するローラ３０ａ、３０ｂとローラ３２ａ、３２ｂとが、幅方向（矢印Ｂ方向）に所定間隔離間して設けられる。フレーム２０には、それぞれのローラ３０ａ、３０ｂおよび３２ａ、３２ｂよりも外方に位置し、かつ前記ローラ３０ａ、３０ｂと３２ａ、３２ｂとの略中間位置に対応して、位置決めピン部材３４ａ、３４ｂが設けられる。
【００１３】
クランプ装置１０は、図１〜図３に示すように、基台４０上に設けられてワークセット治具１６を保持する治具固定台４２と、前記ワークセット治具１６を前記治具固定台４２の位置決め部位に案内するガイド機構４４と、前記ワークセット治具１６に設けられた位置決めピン部材３４ａ、３４ｂを前記治具固定台４２に保持するピンロック機構４６と、前記ワークセット治具１６を構成するフレーム２０を把持して前記ワークセット治具１６を前記治具固定台４２に固定する治具ロック機構４８とを備える。
【００１４】
治具固定台４２は、基台４０上に左右両端側に対応して立設される短尺な第１支柱５０ａ、５０ｂと、長尺な第２支柱５２ａ、５２ｂとを備える。第１支柱５０ａ、５０ｂには、ガイド機構４４を構成する治具ガイド部材５４ａ、５４ｂが固定される。治具ガイド部材５４ａ、５４ｂの上部には、位置決めピン部材３４ａ、３４ｂが配置されるＶ溝５６ａ、５６ｂが形成されるとともに、このＶ溝５６ａ、５６ｂの一端側、すなわちピンロック機構４６の反対側には、上方に突出してピン部材抜け止め用の膨出部５８ａ、５８ｂが設けられている。
【００１５】
第２支柱５２ａ、５２ｂに沿って、ピンロック機構４６を構成する第１シリンダ６０ａ、６０ｂが鉛直方向に向かって固定される。第１シリンダ６０ａ、６０ｂから上方に突出するロッド６２ａ、６２ｂには、カム手段６４ａ、６４ｂを介して揺動爪部６６ａ、６６ｂが連結され、この揺動爪部６６ａ、６６ｂは、治具ガイド部材５４ａ、５４ｂに配置された位置決めピン部材３４ａ、３４ｂを保持する機能を有している。
【００１６】
第２支柱５２ａ、５２ｂの上端には、それぞれ治具ロック機構４８を構成する第２シリンダ６８ａ、６８ｂが鉛直方向に対し所定角度傾斜して配置される。この第２シリンダ６８ａ、６８ｂの軸方向は、ワークセット治具１６の着脱方向（矢印Ａ方向）に直交する方向（矢印Ｃ方向）に設定されている。第２シリンダ６８ａ、６８ｂを第２支柱５２ａ、５２ｂに固定する取付部材７０ａ、７０ｂには、フレーム２０を把持するための固定把持部７２ａ、７２ｂが設けられるとともに、第２シリンダ６８ａ、６８ｂから突出するロッド７４ａ、７４ｂには、前記固定把持部７２ａ、７２ｂに対向して可動把持部７６ａ、７６ｂが揺動自在に連結される。
【００１７】
基台４０には、ガイド機構４４を構成する一対の治具位置決め部材８０ａ、８０ｂが第１支柱５０ａ、５０ｂの内方に位置して立設される。治具位置決め部材８０ａ、８０ｂは、屈曲する板状に構成されており、それぞれワークセット治具１６に設けられているローラ３０ａ、３０ｂとローラ３２ａ、３２ｂとを一体的に挿通するための長溝８２ａ、８２ｂが矢印Ａ方向に向かって形成されている。長溝８２ａ、８２ｂの開放端部には、外方に向かって拡開するテーパ部８４ａ、８４ｂが設けられている。
【００１８】
このように構成されるクランプ装置１０の動作について、以下に説明する。
【００１９】
まず、ロボット１２のアーム１４の先端に設けられているワークセット治具１６にワーク２２をセットするために、前記ワークセット治具１６が前記ロボット１２の作用下にクランプ装置１０側に移動する。クランプ装置１０では、ピンロック機構４６を構成する第１シリンダ６０ａ、６０ｂの作用下に、揺動爪部６６ａ、６６ｂが治具ガイド部材５４ａ、５４ｂから離間する方向に待避している。その際、揺動爪部６６ａ、６６ｂは、ワークセット治具１６の進入動作に干渉しない位置に配置されている。一方、治具ロック機構４８を構成する第２シリンダ６８ａ、６８ｂを介して、可動把持部７６ａ、７６ｂがワークセット治具１６の進入動作に干渉しない位置に配置されている。
【００２０】
この状態で、ワークセット治具１６が、ロボット１２の作用下に矢印Ａ１方向に進入すると、このワークセット治具１６を構成するフレーム２０の裏面側に設けられているローラ３０ａ、３２ａが、テーパ部８４ａ、８４ｂの案内作用下に治具位置決め部材８０ａ、８０ｂに設けられた長溝８２ａ、８２ｂに挿入される。
【００２１】
ワークセット治具１６が、さらに矢印Ａ１方向に移動することにより、フレーム２０の裏面側に設けられているローラ３０ｂ、３２ｂがテーパ部８４ａ、８４ｂの案内作用下に長溝８２ａ、８２ｂに挿入される（図４参照）。これにより、治具位置決め部材８０ａ、８０ｂの長溝８２ａ、８２ｂには、それぞれ１組のローラ３０ａ、３０ｂおよび３２ａ、３２ｂが一体的に挿入され、ワークセット治具１６が所望の角度位置で確実に位置決め保持される。
【００２２】
ワークセット治具１６が、長溝８２ａ、８２ｂとローラ３０ａ、３０ｂおよび３２ａ、３２ｂとの案内作用下に矢印Ａ１方向に進入すると、このワークセット治具１６に設けられている位置決めピン部材３４ａ、３４ｂが治具ガイド部材５４ａ、５４ｂのＶ溝５６ａ、５６ｂに配置される（図５参照）。このため、ワークセット治具１６は、所望の角度位置で正確に位置決め保持されることになる。
【００２３】
次いで、ピンロック機構４６および治具ロック機構４８が駆動される。ピンロック機構４６では、第１シリンダ６０ａ、６０ｂの駆動作用下にロッド６２ａ、６２ｂが上方向に変位し、カム手段６４ａ、６４ｂを介して揺動爪部６６ａ、６６ｂが治具ガイド部材５４ａ、５４ｂ側に揺動する。従って、位置決めピン部材３４ａ、３４ｂは、ピンロック機構４６の作用下に治具ガイド部材５４ａ、５４ｂに対して位置決め保持される。
【００２４】
一方、治具ロック機構４８を構成する第２シリンダ６８ａ、６８ｂの駆動作用下に、ロッド７４ａ、７４ｂを介して可動把持部７６ａ、７６ｂがフレーム２０側に揺動する。このため、可動把持部７６ａ、７６ｂと固定把持部７２ａ、７２ｂとにより、フレーム２０が直接把持される。
【００２５】
そこで、作業者２８は、クランプ装置１０により位置決め固定されたワークセット治具１６に対し、一対のパネル部材からなるワーク２２をセットする。このワークセット治具１６では、ワーク支持手段２６およびワーククランプ手段２４の作用下に、ワーク２２がワークセット治具１６に対し位置決め固定される。ワークセット治具１６にワーク２２がセットされた後、ピンロック機構４６および治具ロック機構４８が駆動され、位置決めピン部材３４ａ、３４ｂの把持作用とフレーム２０の把持作用とが解除される。
【００２６】
次に、ロボット１２が駆動されてワークセット治具１６が矢印Ａ２方向に移動すると、このワークセット治具１６に設けられた位置決めピン部材３４ａ、３４ｂが治具ガイド部材５４ａ、５４ｂから離脱する。さらに、ワークセット治具１６は、ローラ３０ａ、３０ｂおよび３２ａ、３２ｂが治具位置決め部材８０ａ、８０ｂの長溝８２ａ、８２ｂから取り出されることによってクランプ装置１０から離脱し、ロボット１２を介して次なる作業位置へと搬送される。
【００２７】
この場合、本実施形態に係るクランプ装置１０は、ワークセット治具１６を治具固定台４２の位置決め部位に案内するガイド機構４４と、このワークセット治具１６に設けられた位置決めピン部材３４ａ、３４ｂを保持するピンロック機構４６と、前記ワークセット治具１６を構成するフレーム２０を固定する治具ロック機構４８とを設けている。このため、ロボット１２に装着されているワークセット治具１６を所望の角度位置に確実に位置決めするとともに、前記ワークセット治具１６が不要に移動することがないように強固に保持することができる。
【００２８】
従って、作業者２８は、良好な作業姿勢を確保してワーク２２のセット作業を円滑に遂行することができ、前記作業者２８の負担を軽減し得るとともに、従来のプリセット治具等が不要になって前記ワーク２２に対する各種の作業が効率的に遂行されるという効果が得られる。特に、ロボット１２に装着されているワークセット治具１６に対してワーク２２を直接セットすることが可能になり、作業の効率化とともに設備全体の簡素化が容易に図られる。
【００２９】
しかも、ガイド機構４４を構成する治具位置決め部材８０ａ、８０ｂに設けられる長溝８２ａ、８２ｂの角度を設定変更するだけで、ワークセット治具１６の角度位置を正確に位置決め保持することができる。このため、作業者２８の負担を軽減することができるという利点がある。
【００３０】
また、本実施形態では、治具位置決め部材８０ａ、８０ｂは、ロボット１２が規定位置から作業者２８側に不要に移動することを阻止する機能をも有しており、ワークセット治具１６の位置決めが一層確実に遂行されるという効果を有する。なお、位置決めピン部材３４ａ、３４ｂを載置する治具ガイド部材５４ａ、５４ｂと治具ロック機構４８とによりワークセット治具１６を所望の角度位置に確実に位置決め保持し得る場合には、治具位置決め部材８０ａ、８０ｂを不要とすることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係るワークセット治具のクランプ装置では、ワークセット治具がガイド機構の案内作用下に治具固定台に対し案内されるとともに、位置決めピン部材がピンロック機構により固定され、かつ前記ワークセット治具が治具ロック機構により固定される。これにより、ワークセット治具を高精度かつ強固に保持することができ、ロボットのアーム先端に装着された前記ワークセット治具に対してワークを直接セットすることが可能になるとともに、従来のプリセット治具等が不要になって、設備全体の小型化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るクランプ装置の斜視説明図である。
【図２】前記クランプ装置の側面説明図である。
【図３】前記クランプ装置の正面説明図である。
【図４】前記クランプ装置にワークセット治具を挿入する際の動作説明図である。
【図５】前記クランプ装置を構成する位置決めピン部材をロックする際の動作説明図である。
【符号の説明】
１０…クランプ装置            １２…ロボット
１４…アーム                  １６…ワークセット治具
２０…フレーム                ２２…ワーク
２４…ワーククランプ手段      ２６…ワーク支持手段
３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ…ローラ
３４ａ、３４ｂ…位置決めピン部材
４２…治具固定台              ４４…ガイド機構
４６…ピンロック機構          ４８…治具ロック機構
５４ａ、５４ｂ…治具ガイド部材
５６ａ、５６ｂ…Ｖ溝          ６０ａ、６０ｂ…シリンダ
６６ａ、６６ｂ…揺動爪部      ６８ａ、６８ｂ…シリンダ
７２ａ、７２ｂ…固定把持部    ７６ａ、７６ｂ…可動把持部
８０ａ、８０ｂ…治具位置決め部材
８２ａ、８２ｂ…長溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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