(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接するステーション間にワークを搬送するワーク搬送装置であって、
ワーク搬送方向と直交方向に対峙する一対の可動フレームを備え、両可動フレーム間に両可動フレームに搭載したクランプ部材を介してワークを保持可能に構成すると共に、
両可動フレームを互に独立した各別の駆動源の同期制御で２つのステーション間に互に同期させて往復動させるものにおいて、
一方の可動フレームの移動軌跡に沿わせて、該一方の可動フレームに連動するベルトやチェーンから成る第１の無端状可動部材を配設すると共に、
他方の可動フレームの移動軌跡に沿わせて、該他方の可動フレームに連動するベルトやチェーンから成る第２の無端状可動部材を配設し、
第１と第２の両無端状可動部材を互に同期して動くように連結する巻掛け伝動手段を設けた、
ことを特徴とするワーク搬送装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣接するステーション間にワークを搬送するワーク搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のワーク搬送装置では、ワークを保持可能な治具を搭載した台車を隣接する２つのステーション間に往復動自在に設けている。
【０００３】
また、このような治具型の搬送装置との間でワークを受渡し自在とするため、ワーク搬送方向と直交方向に対峙する１対の可動フレームを隣接する２つのステーション間に往復動自在に設け、両可動フレーム間に両可動フレームに搭載したクランプ部材を介してワークを保持可能としたフレーム型の搬送装置も考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したフレーム型の搬送装置においては、一般に、両可動フレームを剛性の有る橋渡し部材を介して連結し、単一の駆動源により両可動フレームを互に同期してステーション間に往復動させることが考えられるが、治具型搬送装置や作業ロボット等の他部材に対する干渉回避のために橋渡し部材を設けられないこともある。この場合は、両可動フレームを互に独立した各別の駆動源の同期制御で２つのステーション間に互に同期させて往復動させることが必要になる。然し、このものでは、駆動源が不用意に停止する停電等の異常時に、両可動フレームが慣性の違いで前後にずれて、両可動フレーム間に保持されるワークが変形したり、クランプ部材がダメージを受ける可能性がある。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、各別の駆動源で往復動される１対の可動フレームが異常時に前後にずれることを防止できるようにしたワーク搬送装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、隣接するステーション間にワークを搬送するワーク搬送装置であって、ワーク搬送方向と直交方向に対峙する一対の可動フレームを備え、両可動フレーム間に両可動フレームに搭載したクランプ部材を介してワークを保持可能に構成すると共に、両可動フレームを互に独立した各別の駆動源の同期制御で２つのステーション間に互に同期させて往復動させるものにおいて、一方の可動フレームの移動奇跡に沿わせて、該一方の可動フレームに連動するベルトやチェーンから成る第１の無端状可動部材を配設すると共に、他方の可動フレームの移動軌跡に沿わせて、該他方の可動フレームに連動するベルトやチェーンから成る第２の無端状可動部材を配設し、第１と第２の両無端状可動部材を互に同期して動くように連結する巻掛け伝動手段を設けている。
【０００７】
本発明によれば、各可動フレーム用の各駆動源が不用意に停止する異常時に、両可動フレームの一方が他方に対しオーバーランしようとすると、オーバーラン側の可動フレームの慣性力がこれに連動する一方の無端状可動部材と巻掛け伝動手段と他方の無端状可動部材とを介して非オーバーラン側の可動フレームに伝達される。そのため、非オーバーラン側の可動フレームもオーバーラン側の可動フレームに追従して動き、両可動フレームの前後ずれが防止される。
【０００８】
尚、両可動フレームの移動軌跡に跨る同期シャフトを軸支し、同期シャフトの両端に、両可動フレームに夫々固定したラックに噛合するピニオンを固定して、異常時における両可動フレームの前後ずれを防止することも可能である。然し、このものでは、各可動フレームの慣性質量がこれに固定するラックによって重くなり、そのため可動フレームの移動速度を遅くせざるを得ず、サイクルタイムが長くなる。これに対し、本発明では、ベルトやチェーンから成る無端状可動部材を用いているため、各可動フレームの慣性質量は左程増加せず、上記の不都合は生じない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は自動車の左右のサイドパネルＷ，Ｗを組立てるサイドパネル組立ラインを示している。サイドパネルＷは、図１１に示す如く、アウタスキンＷａにアウタスティフナＷｂとフロントピラーインナＷｃとセンタピラーインナＷｄとリヤインナＷｅといった各種インナ部材を溶接して組立てられる。
【００１０】
サイドパネル組立ラインには、ライン上流端から順に投入ステーションＳＴ１と第１セットステーションＳＴ２と第１溶接ステーションＳＴ３と第２セットステーションＳＴ４と第２溶接ステーションＳＴ５と払出しステーションＳＴ６とが直列に配置されている。そして、投入ステーションＳＴ１において、該ステーションＳＴ１の両側部に配置したアウタ投入ロボット１と塗布ロボット２とにより左右のサイドパネルＷ，ＷのアウタスキンＷａの投入作業及びアウタスキンＷａに対するシーリング剤の塗布作業を行い、第１セットステーションＳＴ２において、該ステーションＳＴ２の両側部に配置したインナセットロボット３により左右のサイドパネルＷ，ＷのアウタスキンＷａに対するアウタスティフナＷｂから成るインナ部材のセット作業を行い、第１溶接ステーションＳＴ３において、該ステーションＳＴ３の両側部に配置した溶接ロボット４により左右のサイドパネルＷ，ＷのアウタスキンＷａに対するアウタスティフナＷｂの溶接作業を行い、第２セットステーションＳＴ４において、該ステーションＳＴ４の両側部に配置したインナセットロボット５により左右のサイドパネルＷ，ＷのアウタスキンＷａに対するフロントピラーインナＷｃ、センターピラーインナＷｄ及びリヤインナＷｅから成るインナ部材のセット作業を行い、第２溶接ステーションＳＴ５において、該ステーションＳＴ５の両側部に配置した溶接ロボット６により左右のサイドパネルＷ，ＷのアウタスキンＷａに対する上記インナ部材Ｗｃ，Ｗｄ，Ｗｅの溶接作業を行って左右のサイドパネルＷ，Ｗを組立て、払出しステーションＳＴ６において、該ステーションＳＴ６の両側部に配置した払出しロボット７により左右のサイドパネルＷ，Ｗを図外のオーバーヘッドコンベアに払出すようにしている。
【００１１】
また、サイドパネル組立ラインには、第１乃至第３の各左右１対のフレーム台車８１，８２，８３と第１と第２の各左右１対の治具台車９１，９２とが設けられている。そして、第１フレーム台車８１を投入ステーションＳＴ１と第１セットステーションＳＴ２とに往復動自在とし、第１治具台車９１を第１セットステーションＳＴ２と第１溶接ステーションＳＴ３とに往復動自在とし、第２フレーム台車８２を第１溶接ステーションＳＴ３と第２セットステーションＳＴ４とに往復動自在とし、第２治具台車９２を第２セットステーションＳＴ４と第２溶接ステーションＳＴ５とに往復動自在とし、第３フレーム台車を第２溶接ステーションＳＴ５と払出しステーションＳＴ６とに往復動自在としている。
【００１２】
各フレーム台車８１，８２，８３は、図３及び図４に示す如く、ライン長手方向たる前後方向に長手の下部フレーム８０と、前後方向に長手の上部フレーム８１とを備えている。下部フレーム８０には、サイドパネルＷの下縁部を把持する前後３個のクランプ部材８２１，８２２，８２３が搭載され、また、上部フレーム８１には、左右の各サイドパネルＷの上縁部を把持する前後３個のクランプ部材８３１，８３２，８３３が搭載されており、下部フレーム８０と上部フレーム８２との間にこれらクランプ部材８２１，８２２，８２３，８３１，８３２，８３３を介してサイドパネルＷをその車幅方向外側面を横方向内方に向けた内向きの起立姿勢で保持できるようにしている。
【００１３】
また、ライン床部に横方向外側の第１下部軌道フレーム１０１と横方向内側の第２下部軌道フレーム１０２とを夫々左右対称に各１対に並設すると共に、ラインの上方に複数の支柱１１を介して上部軌道フレーム１２を左右対称に１対に並設し、左右各側の各フレーム台車８１，８２，８３の下部フレーム８０を左右各側の第１下部軌道フレーム１０１の上面外側部に固定したガイドレール１０ａ，１０ａに下部フレーム８０の前後複数箇所に取付けたリニアガイド８０ａを介して移動自在に支持し、また、左右各側の各フレーム台車８１，８２，８３の上部フレーム８１を左右各側の上部軌道フレーム１２に固定したガイドレール１２ａ，１２ａに上部フレーム８１の前後複数箇所に取付けたリニアガイド８１ａを介して移動自在に支持している。下部フレーム８０と上部フレーム８１とには、夫々、第１下部軌道フレーム１０１と上部軌道フレーム１２とに固定したラック１０ｂ，１２ｂに噛合する出力軸上のピニオン８４ａ，８５ａを有する駆動源たるモータ８４，８５が搭載されており、両モータ８４，８５の同期制御により下部フレーム８０と上部フレーム８１とが互に同期してライン長手方向に自走されるようにしている。
【００１４】
尚、モータ８４，８５が不用意に停止する停電等の異常時には、各フレーム台車８１，８２，８３の１対の可動フレームたる下部フレーム８０と上部フレーム８１とが慣性の違いで前後にずれ、このずれによりサイドパネルＷが変形したり、クランプ部材８２１〜８３３がダメージを受ける可能性がある。そこで、異常時の下部フレーム８０と上部フレーム８１の前後ずれを防止するために、下部フレーム８０の移動軌跡に沿わせて配設した無端状可動部材たる第１歯付きベルト８６と、上部フレーム８１の移動軌跡に沿わせて配設した無端状可動部材たる第２歯付きベルト８７と、第１と第２の両歯付きベルト８６，８７を互に同期して動くように連結する巻掛け伝動手段８８とから成る同期機構を設けている。
【００１５】
第１歯付きベルト８６は、第１下部軌道フレーム１０１の横方向外側に各フレーム台車８１，８２，８３の往復動ストロークより若干大きな間隔を存して軸設した前後１対のプーリ８６ａ，８６ｂ間に巻掛けされており、下部フレーム８０を連結片８６ｃを介して第１歯付きベルト８６に連結して、第１歯付きベルト８６が下部フレーム８０に連動するようにしている。また、第２歯付きベルト８７は、上部軌道フレーム１２の横方向内側に各フレーム台車８１，８２，８３の往復動ストロークより若干大きな間隔を存して軸設した前後１対のプーリ８７ａ，８７ｂ間に巻掛けされており、上部フレーム８１を連結片８７ｃを介して第２歯付きベルト８７に連結して、第２歯付きベルト８７が上部フレーム８１に連動するようにしている。巻掛け伝動手段８８は、第１と第２の両下部軌道フレーム１０１，１０２に跨らせて軸支した回転軸８８ａと、この回転軸８８ａの横方向外端に固定した第１歯付きプーリ８８ｂと、回転軸８８ａの横方向内端に固定した第２歯付きプーリ８８ｃと、支柱１１に軸設した同軸上の第３歯付きプーリ８８ｄ及び第４歯付きプーリ８８ｅと、第２歯付きプーリ８８ｃと第３歯付きプーリ８８ｄとの間に巻掛けした第３歯付きベルト８８ｆとで構成されており、第１歯付きベルト８６をガイドプーリ８６ｄ，８６ｄを介して第１歯付きプーリ８８ｂに巻掛けすると共に、第２歯付きベルト８７をガイドプーリ８７ｄ，８７ｄを介して第４歯付きプーリ８８ｅに巻掛けしている。かくて、停電等の異常時に下部フレーム８０と上部フレーム８１との一方、例えば、下部フレーム８０が慣性力で上部フレーム８１に対しオーバーランしようとすると、下部フレーム８０の慣性力が第１歯付きベルト８６と第１歯付きプーリ８８ｂと回転軸８８ａと第２歯付きプーリ８８ｃと第３歯付きベルト８８ｆと第３歯付きプーリ８８ｄと第４歯付きプーリ８８ｅと第２歯付きベルト８７とを介して上部フレーム８１に伝達されて、上部フレーム８１が下部フレーム８０に追従して動き、両フレーム８０，８１の前後ずれが防止される。尚、第１乃至第３の各歯付きベルト８６，８７，８８ｆに代えてチェーンを用いることも可能である。図中８６ｅ，８７ｅ，８８ｇはテンションプーリである。
【００１６】
前記各クランプ部材８２１〜８３３は、サイドパネルＷの機種変更に対処し得るように、下部フレーム８０と上部フレーム８１とに位置調整自在に搭載されている。これを詳述するに、下部フレーム８０と上部フレーム８１とを含む面に略直交する横方向の座標軸をＸ軸、Ｘ軸に直交する上下方向の座標軸をＹ軸として、下部フレーム８０に搭載する前側と中間の各クランプ部材８２１，８２２及び上部フレーム８１に搭載する前側と中間の各クランプ部材８３１，８３２の位置調整機構は、夫々、図３、図５及び図６に示す如く各フレーム８０，８１に固定したＸ軸方向に長手のガイド枠８２ａ，８３ａと、該各ガイド枠８２ａ，８３ａにサーボモータ８２ｂ，８３ｂにより送りねじ機構を介してＸ軸方向に移動自在に支持されるＹ軸方向に長手のガイド枠８２ｃ，８３ｃと、該各ガイド枠８２ｃ，８３ｃにサーボモータ８２ｄ，８３ｄにより送りねじ機構を介してＹ軸方向に移動自在に支持される可動体８２ｅ，８３ｅとを有する２軸直交座標型可動機構で構成されており、これら各位置調整機構の可動体８２ｅ，８３ｅに上記各クランプ部材８２１，８２２，８３１，８３２を支持アーム８２ｆ，８３ｆを介して取付けている。下部フレーム８０に搭載する後側のクランプ部材８２３の位置調整機構は、図３及び図４に示す如く、下部フレーム８０に固定した前後方向に長手のガイド枠８２ｇに、上記可動機構と同様のＸ軸方向ガイド枠８２ａとＹ軸方向ガイド枠８２ｃと可動体８２ｅとを有する２軸直交座標型可動機構をそのＸ軸方向ガイド枠８２ａにおいて支持し、サーボモータ８２ｈにより送りねじ機構を介してＸ軸方向ガイド枠８２ａを前後方向に移動自在とするように構成されている。また、上部フレーム８１に搭載する後側のクランプ部材８３３の位置調整機構は、図３及び図４に示す如く、上部フレーム８１に固定した斜め上下方向に長手のガイド枠８３ｇに、上記可動機構と同様のＸ軸方向ガイド枠８３ａとＹ軸方向ガイド枠８３ｃと可動体８３ｅとを有する２軸直交座標型可動機構をそのＸ軸方向ガイド枠８３ａにおいて支持し、シリンダ８３ｈによりＸ軸方向ガイド枠８３ａを斜め上下方向に移動自在とするように構成されている。
【００１７】
各治具台車９１，９２は、図７乃至図９に示す如く、前記第１と第２の両下部軌道フレーム１０１，１０２の上面に固定したガイドレール１０ｃ，１０ｃに下面両側部のリニアガイド９０ａを介して移動自在に支持される台車本体９０上に、サイドパネル用のクランプ部材（図示せず）を複数取付けた、サイドパネルＷを夫々内向きの起立姿勢で横方向から保持可能なセット治具９１を搭載して成るものに構成されている。そして、台車本体９０の一端に、第１下部軌道フレーム１０１の内側面に固定したラック１０ｄに噛合する出力軸上のピニオン９２ａを有するモータ９２を取付けて、各治具台車９１，９２をモータ９２の作動でガイドレール１０ｃに沿ってライン長手方向に自走させるようにしている。
【００１８】
前記セット治具９１は、台車本体９０上に、各フレーム台車８１，８２，８３との間でのサイドパネルＷの受渡しを行う横方向外方の受渡し位置と横方向内方の引込み位置とに進退自在に支持されている。これを詳述するに、台車本体９０上に、図９及び図１０に示す如く、セット治具９１を支持するの支持板９３を、台車本体９０に固定されるＸ軸方向に長手の前後複数のガイド枠９４に沿ってＸ軸方向に移動自在に設け、支持板９３をサーボモータ９５により送りねじ機構９５ａを介してＸ軸方向に移動させ、支持板９３に支持されるセット治具９１をＸ軸方向外方の受渡し位置とＸ軸方向内方の引込み位置とに進退させるようにしている。
【００１９】
セット治具９１はサイドパネルＷの機種に応じた専用治具に構成されており、支持板９３に設けた複数の治具クランパ９６によってセット治具９１を支持板９３上に着脱自在に支持している。また、各治具台車９１，９２の前後両端部に夫々シリンダ９７ａで昇降される昇降レール９７，９７を設けると共に、セット治具９１の前後両端にローラ９１ａ，９１ａを取付けている。そして、治具交換に際し、セット治具９１を引込み位置に退動させこの状態で治具クランパ９６をアンクランプして昇降レール９７を上昇させ、セット治具９１を昇降レール９７によりローラ９１ａを介して支持板９３から押し上げるようにしている。
【００２０】
サイドパネルＷの組立てに際しては、先ず、投入ステーションＳＴ１において、左右各側の第１フレーム台車８１の下部フレーム８０と上部フレーム８１との間に各アウタ投入ロボット１により左右の各サイドパネルＷのアウタスキンＷａを振り込んで、このアウタスキンＷａを下部フレーム８０と上部フレーム８１とに搭載したクランプ部材８２１，８２２，８２３，８３１，８３２，８３３を介して第１フレーム台車８１に保持した後、アウタスキンＷａに塗布ロボット２によりシーリング剤を塗布する。
【００２１】
次に、第１フレーム台車８１を第１セットステーションＳＴ２に往動させると共に、第１治具台車９１を第１セットステーションＳＴ２に復動させて、第１治具台車９１上のセット治具９１を受渡し位置に進出させる。そして、第１フレーム台車８１に保持されるアウタスキンＷａにインナセットロボット３によりインナ部材の１つであるアウタスティフナＷｂをセットして、セット治具９１にアウタスキンＷａをアウタスティフナＷｂと共に保持し、次に、セット治具９１を引込み位置に退動させ、この状態で第１フレーム台車８１を投入ステーションＳＴ１に復動させると共に、第１治具台車９１を第１溶接ステーションＳＴ３に往動させ、溶接ロボット４によりアウタスキンＷａにアウタスティフナＷｂを仮付け溶接する。
【００２２】
そして、仮付け溶接中に第２フレーム台車８２を第１溶接ステーションＳＴ３に復動させ、仮付け溶接後、第１治具台車８１上のセット治具９１を受渡し位置に進出させて、アウタスキンＷａを第２フレーム台車８２にその下部フレーム８０と上部フレーム８２とに搭載したクランプ部材８２１，８２２，８２３，８３１，８３２，８３３を介して保持する。次に、セット治具９１を引込み位置に退動させ、この状態で第１治具台車８１を第１セットステーションＳＴ２に復動させると共に、第２フレーム台車８２に保持されるアウタスキンＷａにアウタスティフナＷｂを溶接ロボット４により増打溶接する。
【００２３】
増打溶接後、第２フレーム台車８２を第２セットステーションＳＴ４に往動させると共に、第２治具台車９２を第２セットステーションＳＴ４に復動させて、第２治具台車９２上のセット治具９１を受渡し位置に進出させる。そして、第２フレーム台車８２に保持されるアウタスキンＷａにインナセットロボット５によりフロントピラーインナＷｃとセンタピラーインナＷｄとリヤインナＷｅとから成るインナ部材をセットして、セット治具９１にアウタスキンＷａをこれらインナ部材Ｗｃ，Ｗｄ，Ｗｅと共に保持し、この状態で第２フレーム台車８２を第１溶接ステーションＳＴ３に復動させると共に、第２治具台車９２を第２溶接ステーションＳＴ５に往動させ、溶接ロボット６によりアウタスキンＷａに上記インナ部材Ｗｃ，Ｗｄ，Ｗｅを仮付け溶接する。
【００２４】
そして、仮付け溶接中に、第３フレーム台車８３を第２溶接ステーションＳＴ５に復動させ、この状態で第２治具台車９２上のセット治具９１を受渡し位置に進出させて、サイドパネルＷを第３フレーム台車８３にその下部フレーム８０と上部フレーム８２とに搭載したクランプ部材８２１，８２２，８２３，８３１，８３２，８３３を介して保持する。次に、セット治具９１を引込み位置に退動させ、この状態で第２治具台車９２を第２セットステーションＳＴ４に復動させると共に、第３フレーム台車８３に保持されるサイドパネルＷに溶接ロボット６による増打溶接を施す。そして、増打溶接後、第３フレーム台車８３を払出しステーションＳＴ６に往動させ、払出しロボット６によりサイドパネルＷの払出し作業を行う。
【００２５】
以上、サイドパネル組立ラインにおけるフレーム台車８１，８２，８３から成るワーク搬送装置に本発明を適用した実施形態について説明したが、ワーク搬送方向と直交方向に対峙する１対の可動フレームを各別の駆動源で隣接するステーション間に往復動させるワーク搬送装置として本発明は広く適用できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、停電等の異常時に１対の可動フレームが前後にずれることを防止でき、両可動フレーム間に保持するワークが変形したり、クランプ部材がダメージを受けることがなく、フェールセーフを図れると共に、可動フレームの慣性質量の増加によるワーク搬送速度の低下も防止でき、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置を具備するサイドパネル組立ラインの一例の平面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線から見たサイドパネル組立ラインの側面図
【図３】フレーム台車の拡大側面図
【図４】図３の左方から見たフレーム台車の正面図
【図５】図３のＶ−Ｖ線截断面図
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線截断面図
【図７】治具台車の拡大側面図
【図８】図７の左方から見た治具台車の正面図
【図９】セット治具を取外した状態の治具台車の平面図
【図１０】図９のＸ−Ｘ線截断面図
【図１１】サイドパネルの分解斜視図
【符号の説明】
Ｗ  サイドパネル（ワーク）
８１，８２，８３  フレーム台車（ワーク搬送装置）
８０  下部フレーム（一方の可動フレーム）
８１  上部フレーム（他方の可動フレーム）
８２１，８２２，８２３，８３１，８３２，８３３  クランプ部材
８４，８５  モータ（駆動源）
８６  第１歯付きベルト（第１の無端状可動部材）
８７  第２歯付きベルト（第２の無端状可動部材）
８８  巻掛け伝動手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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