(57)【要約】【課題】コストアップを抑制して、ロボットを部品加工設備に対して高精度に位置決めする位置決め治具を提供する。【解決手段】本位置決め治具１は、部品加工設備５側の基準治具２と、ロボット６側のマスター治具３とを備え、基準治具２は、２個の円柱状体１１と、該各円柱状体１１の外周面に周方向に間隔を置いて２箇所配置され、レーザー光を円柱状体１１の外周面から径方向外方に向かって照射するレーザー光源１２と備え、マスター治具３は、基準治具２の各円柱状体１１が挿入される２個の円筒状体１６と、該各円筒状体１６の一端側に設けた縦スリットからなる一端側開口部１７と、各円筒状体１６の他端側に設けた横スリットからなる他端側開口部１８とを備えている。これにより、部品加工設備５に対するロボット６の作業端の位置決めを高精度に行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工部品を部品加工設備にロボットによって位置決めするために、ロボットの部品加工設備に対する位置を位置決めする位置決め治具であって、
該位置決め治具は、前記部品加工設備または前記ロボットのいずれか一方との間で位置決めされる基準治具と、前記部品加工設備または前記ロボットのいずれか他方との間で位置決めされるマスター治具と、を備え、
前記基準治具は、間隔を置いて複数配置される柱状体と、該各柱状体の外周面に周方向に間隔を置いて複数配置され、レーザー光を前記柱状体の外周面から径方向外方に向かって照射するレーザー光源と、を備え、
前記マスター治具は、前記基準治具の各柱状体がそれぞれ挿入される複数の筒状体と、該各筒状体の、前記基準治具の各レーザー光源と対応する周方向の位置に複数設けられる開口部と、を備えることを特徴とする位置決め治具。
【請求項２】
前記開口部は、前記筒状体の軸方向に沿って一対設けられ、
前記筒状体の一端側に設けられた一端側開口部は、前記筒状体の軸方向に延びる縦スリットで構成され、
前記筒状体の他端側に設けられた他端側開口部は、前記筒状体の軸方向と直交する方向に延びる横スリットで構成されることを特徴とする請求項１に記載の位置決め治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工部品を部品加工設備にロボットによって位置決めするために、ロボットを部品加工設備に対して位置決めする位置決め治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のエンジンのシリンダヘッドやシリンダブロック等の部品加工ラインにおいて、加工部品の工程間搬送にロボットを使用しているラインでは、ライン新設時に部品加工設備側の加工治具と、加工部品（ロボット）の位置決め調整を据付時に現地で実施している。
その位置決め作業は、図３及び図４に示すように、作業者が、直接目視にて部品加工設備５側の加工治具３０に備えた加工基準ピン３１と、加工部品７側（ロボット６側）の加工基準孔３３との位置関係を確認してロボット６の位置データを修正するようにしている。なお、符号３５は、ロボット６の作業端に加工部品７を位置決めして固着するための固着部材である。
【０００３】
しかしながら、従来の位置決め作業では、作業者が部品加工設備５に近づけず、加工治具３０の加工基準ピン３１と、加工部品７側の加工基準孔３３との位置関係を目視して確認することができないため、位置決め作業に時間を要していた。これは、例えば、ＮＣ加工機等の部品加工設備５では開口部３４が狭く、しかも、ロボット６のアームが邪魔になり、作業者が加工治具３０の加工基準ピン３１と、加工部品７側の加工基準孔３３とに近づいて位置決めを目視することが容易でないためである。さらに、加工治具３０の加工基準ピン３１と加工部品７側の加工基準孔３３とのクリアランスは約４０μｍに設定されており、両者には高精度の位置決めが必要となっている。さらには、部品加工設備５に対するロボット６（加工部品７）の位置決めは、前後方向及び左右方向に加え、ＸＹ平面上の回転方向、ＹＺ平面上の回転方向及びＸＺ平面上の回転方向の位置決めが必要で、これら５方向に対して高精度な位置決めを行うために工夫する必要があった。
【０００４】
なお、特許文献１には、治具に取り付けた投光器から発するレーザー光を基に治具とロボットとの相対位置の補正ができるようにしていることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１０６３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の発明では、ロボットの作業端に、治具に取り付けられているレーザー光照射装置からの第１および第２のレーザー光を受光する受光センサを取り付ける必要があり、コストアップの要因となり改善する余地がある。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、コストアップを抑制して、ロボットを部品加工設備に対して高精度に位置決めする位置決め治具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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の発明は、加工部品を部品加工設備にロボットによって位置決めするために、ロボットの部品加工設備に対する位置を位置決めする位置決め治具であって、該位置決め治具は、前記部品加工設備または前記ロボットのいずれか一方との間で位置決めされる基準治具と、前記部品加工設備または前記ロボットのいずれか他方との間で位置決めされるマスター治具と、を備え、前記基準治具は、間隔を置いて複数配置される柱状体と、該各柱状体の外周面に周方向に間隔を置いて複数配置され、レーザー光を前記柱状体の外周面から径方向外方に向かって照射するレーザー光源と、を備え、前記マスター治具は、前記基準治具の各柱状体がそれぞれ挿入される複数の筒状体と、該各筒状体の、前記基準治具の各レーザー光源と対応する周方向の位置に複数設けられる開口部と、を備えることを特徴とするものである。
請求項１の発明では、部品加工設備またはロボットのいずれか一方との間で位置決めされる基準治具の各柱状体が、部品加工設備またはロボットのいずれか他方との間で位置決めされるマスター治具の各筒状体にそれぞれ挿入されるようにロボットを作動させる。
次に、ロボットを、基準治具の各柱状体に備えた各レーザー光源とマスター治具の各筒状体に設けた各開口部とが一致するように移動させて、基準治具の各レーザー光源からのレーザー光がマスター治具の各筒状体に設けた各開口部から均一に照射されるようにロボットの位置を微調整する。これにより、ロボットの部品加工設備に対する位置決めを行うことができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記開口部は、前記筒状体の軸方向に沿って一対設けられ、前記筒状体の一端側に設けられた一端側開口部は、前記筒状体の軸方向に延びる縦スリットで構成され、前記筒状体の他端側に設けられた他端側開口部は、前記筒状体の軸方向と直交する方向に延びる横スリットで構成されることを特徴とするものである。
請求項２の発明では、まず、ロボットを、基準治具の各柱状体に備えた各レーザー光源と、マスター治具の各筒状体に設けた縦スリットからなる各一端側開口部とが一致するまで移動させて、基準治具の各レーザー光源からのレーザー光がマスター治具の各筒状体に設けた各一端側開口部を通過する際、各レーザー光が各筒状体の各一端側開口部から均一に照射されるように、ロボットの、特に、前後方向及び左右方向の位置を微調整する。そして、各レーザー光が各筒状体の各一端側開口部から均一に照射された段階で、ロボットの部品加工設備に対する前後方向及び左右方向の位置が特定される。
次に、ロボットを、基準治具の各柱状体に備えた各レーザー光源とマスター治具の各筒状体の横スリットからなる各他端側開口部とが一致するように移動させて、基準治具の各レーザー光源からのレーザー光がマスター治具の各筒状体に設けた各他端側開口部を通過する際、各レーザー光が各筒状体の各他端側開口部から均一に照射されるように、ロボットの、特に、ＸＹ平面上の回転方向、ＹＺ平面上の回転方向及びＸＺ平面上の回転方向の位置を微調整する。そして、各レーザー光が各筒状体の各他端側開口部から均一に照射された段階で、ロボットの部品加工設備に対するＸＹ平面上の回転方向、ＹＺ平面上の回転方向及びＸＺ平面上の回転方向の位置が特定される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロボットを部品加工設備に対して高精度に位置決めする位置決め治具を、コストアップを抑制して提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る位置決め治具を示す斜視図である。
【図２】図２は、本位置決め治具の作用を説明するための図である。
【図３】図３は、従来、加工部品を部品加工設備にロボットによって位置決めする様子を示す平面図である。
【図４】図４は、従来、加工部品を部品加工設備にロボットによって位置決めする様子を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明するが、適宜図４も参照しながら詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係る位置決め治具１は、加工部品７を部品加工設備５にロボット６によって位置決めするために、ロボット６を部品加工設備５に対して高精度に位置決めするものである。
本位置決め治具１は、図１に示すように、図４も参照して、部品加工設備５との間で位置決めされて固着される基準治具２と、ロボット６の作業端との間で位置決めされて固着されるマスター治具３とを備えている。
【００１３】
図１に示すように、図４も参照して、基準治具２は、ＮＣ加工設備などの部品加工設備５の所定位置に位置決めされて固着されるものである。該基準治具２は、矩形状のベースプレート１０と、該ベースプレート１０の表面から突設され、該ベースプレート１０の長手方向に沿って間隔を置いて複数（本実施の形態では２個）配置される円柱状体１１と、各円柱状体１１の一端部側（図１では上端側）外周面に、周方向に間隔を置いて複数配置されるレーザー光源１２と備えている。各レーザー光源１２は、レーザー光を円柱体１１の外周面から径方向外方に向かって照射するようになっている。本実施の形態では、レーザー光源１２は、各円柱状体１１の周方向に９０°ピッチで２個配置されている。
【００１４】
図１に示すように、図４も参照して、マスター治具３は、ロボット６の作業端の所定位置に位置決めされて固着されるものである。該マスター治具３は、矩形状のベースプレート１５と、該ベースプレート１５の表面から突設され、基準治具２の各円柱状体１１が挿入される複数（本実施の形態では２個）の円筒状体１６と、該各円筒状体１６の軸方向に沿う一端側（図１では上端側）で、基準治具２の各レーザー光源１２と対応する周方向の位置に複数設けられる一端側開口部１７と、円筒状体１６の軸方向に沿う他端側（図１では下端側）で、基準治具２の各レーザー光源１２と対応する周方向の位置に複数設けられる他端側開口部１８と、を備えている。各円筒状体１６は、基準治具２の各円柱状体１１と同心状で対向するようにベースプレート１５の表面から突設されている。また、一端側開口部１７と他端側開口部１８とは、円筒状体１６の軸方向に沿って一対設けられるようになっている。一端側開口部１７及び他端側開口部１８は、本実施の形態では、各円筒状体１６の周方向に９０°ピッチで２個配置されており、一端側開口部１７及び他端側開口部１８と、マスター治具３の円柱状体１１に備えたレーザー光源１２とは、円筒状体１６（円柱状体１１）の軸方向に沿う同一直線上にそれぞれ配置されるようになる。また、各一端側開口部１７は、円筒状体１６の軸方向に延びる縦スリットで構成され、その幅はレーザー光源１２からのレーザー光が通過できる程度に設定される。各他端側開口部１８は、円筒状体１６の軸方向と直交する方向に延びる横スリットで構成され、その幅もレーザー光源１２からのレーザー光が通過できる程度に設定される。
【００１５】
次に、本発明の実施形態に係る位置決め治具１の作用を図２に基づいて説明する。
まず、基準治具２を、部品加工設備５の所定位置に位置決めして固着する。続いて、マスター治具３を、ロボット６の作業端の所定位置に位置決めして固着する。続いて、基準治具２の各レーザー光源１２からレーザー光を照射する。
次に、図２（ａ）に示すように、ロボット６の作業端（図２（ａ）では図示せず）を、そのマスター治具３の各円筒状体１６に基準治具２の各円柱状体１１が挿入されるように確認しながら作動させる。
【００１６】
次に、図２（ｂ）に示すように、ロボット６の作業端（図２（ｂ）では図示せず）を、そのマスター治具３の各円筒状体１６に設けた各他端側開口部１８と、基準治具２の各円柱状体１１に備えた各レーザー光源１２との位置が一致した時点で停止させる。すると、各レーザー光源１２からのレーザー光がマスター治具３の各円筒状体１６に設けた各他端側開口部１８を通過するようになるが、各レーザー光が円筒状体１６の各他端側開口部１８から均一に照射されるように、ロボット６の作業端の、ＸＹ平面上の回転方向、ＹＺ平面上の回転方向及びＸＺ平面上の回転方向の位置を微調整する。そして、各レーザー光が各円筒状体１６の各他端側開口部１８から均一に照射された段階で、ロボット６の作業端の部品加工設備５に対するＸＹ平面上の回転方向、ＹＺ平面上の回転方向及びＸＺ平面上の回転方向の位置が特定される。この結果、部品加工設備５（基準治具２）に対するロボット６の作業端（マスター治具３）の、ＸＹ平面上の回転方向、ＹＺ平面上の回転方向及びＸＺ平面上の回転方向の位置決めが完了する。
【００１７】
次に、図２（ｃ）に示すように、ロボット６の作業端（図２（ｃ）では図示せず）を、そのマスター治具３の各円筒状体１６に設けた各一端側開口部１７と、基準治具２の各円柱状体１１に備えた各レーザー光源１２との位置が一致するまで移動させる。すると、各レーザー光源１２からのレーザー光がマスター治具３の各円筒状体１６に設けた各一端側開口部１７を通過するようになるが、各レーザー光が各円筒状体１６の各一端側開口部１７から均一に照射されるように、ロボット６の作業端の前後方向及び左右方向の位置を微調整する。そして、各レーザー光が各円筒状体１６の各一端側開口部１７から均一に照射された段階で、ロボット６の作業端の前後方向及び左右方向の位置が特定される。この結果、部品加工設備５（基準治具２）に対するロボット６の作業端（マスター治具３）の前後方向及び左右方向の位置決めが完了する。
そして、最終的に、部品加工設備５（基準治具２）に対するロボット６の作業端（マスター治具３）の５方向の位置決めが完了する。
【００１８】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る位置決め治具１では、部品加工設備５との間で位置決めされた基準治具２と、ロボット６の作業端との間で位置決めされたマスター治具３とを備え、基準治具２は、間隔を置いて配置された２個の円柱状体１１と、該各円柱状体１１の外周面に周方向に間隔を置いて２箇所配置され、レーザー光を円柱状体１１の外周面から径方向外方に向かって照射するレーザー光源１２とを備え、マスター治具３は、基準治具２の各円柱状体１１が挿入される２個の円筒状体１６と、該各円筒状体１６の軸方向に沿う一端側で、基準治具２の各レーザー光源１２と対応する周方向の位置に２個設けられる縦スリットからなる一端側開口部１７と、各円筒状体１６の軸方向に沿う他端側で、基準治具２の各レーザー光源１２と対応する周方向の位置に２個設けられる横スリットからなる他端側開口部１８とを備えている。
【００１９】
そして、本位置決め治具１を使用することで、部品加工設備５（基準治具２）に対するロボット６の作業端（マスター治具３）の５方向の位置決めを高精度に行うことができる。しかも、本位置決め治具１を採用すれば、作業者が部品加工設備５に近づくことができなくても、また、作業者が特別な技能を持っていなくても、部品加工設備５に対するロボット６の作業端の位置決め作業を高精度に効率的に行うことができる。また、本位置決め治具１は簡素な構成で構築されているので、コストアップを抑制することができる。
【００２０】
なお、本実施の形態では、マスター治具３の各円筒状体１６の一端側に縦スリットからなる一端側開口部１７を設け、他端側に横スリットからなる他端側開口部１８を設けており最良の実施形態であるが、これら一端側開口部１７と他端側開口部１８とを一箇所にまとめて、例えば十字状の開口部を一つ設けるようにしてもよい。
【００２１】
また、本実施の形態では、基準治具２を、部品加工設備５の所定位置に位置決めして固着し、一方、マスター治具３を、ロボット６の作業端の所定位置に位置決めして固着しているが、マスター治具３を、部品加工設備５の所定位置に位置決めして固着し、一方、基準治具２を、ロボット６の作業端の所定位置に位置決めして固着してもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１  位置決め治具，２  基準治具，３  マスター治具，５  部品加工設備，６  ロボット，１１  円柱状体，１２  レーザー光源，１６  円筒状体，１７  一端側開口部，１８  他端側開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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