(57)【要約】【課題】  既設の組立生産ラインに容易に適用することができると共に、組立品質向上と設備コストの低減が図れる組立生産装置を提供する。【解決手段】  被加工部品搬送手段２によりフリーフロー搬送される被加工部品１に対し、この被加工部品１と同方向に独自のモータ１８を有するロボット搬送手段４により搬送されるロボット３によって部品組付けなどの加工処理を施す組立生産装置であって、被加工部品搬送手段２は、被加工部品１を支持する着脱自在なパレット５を備え、ロボット搬送手段４は、ロボット３を載置して回転自在に位置決めする回転テーブル１５と、この回転テーブル１５に設置されパレット５を被加工部品搬送手段２から離脱して支持するパレット支持手段１６と、被加工部品搬送手段２を連結して同期搬送する連結手段１７を備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工部品搬送手段によりフリーフロー搬送される被加工部品に対し、この被加工部品と同方向に独自の駆動源を有する加工装置搬送手段により搬送される加工装置によって部品組付けなどの加工処理を施す組立生産方法であって、前記加工装置搬送手段に前記被加工部品搬送手段を連結する搬送手段連結工程と、同期搬送しながら被加工部品を前記被加工部品搬送手段から前記加工装置搬送手段に移載して位置決め保持する被加工部品保持工程と、同期搬送しながら前記加工装置が被加工部品に加工処理を施す加工工程と、同期搬送しながら被加工部品を前記加工装置搬送手段から前記被加工部品搬送手段に移載して戻す被加工部品戻し工程と、前記被加工部品搬送手段と前記加工装置搬送手段の連結を解除する搬送手段連結解除工程からなることを特徴とする組立生産方法。
【請求項２】
被加工部品搬送手段によりフリーフロー搬送される被加工部品に対し、この被加工部品と同方向に独自の駆動源を有する加工装置搬送手段により搬送される加工装置によって部品組付けなどの加工処理を施す組立生産装置であって、前記被加工部品搬送手段は、被加工部品を支持する着脱自在なパレットを備え、前記加工装置搬送手段は、前記加工装置を載置して回転自在に位置決めする回転テーブルと、この回転テーブルに設置され前記パレットを前記被加工部品搬送手段から離脱して支持するパレット支持手段と、前記被加工部品搬送手段を連結して同期搬送する連結手段を備えたことを特徴とする組立生産装置。
【請求項３】
前記加工装置搬送手段の駆動源に、搬送方向に対するフローティング機構及びセンタリング機構を設ける請求項２記載の組立生産装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送される被加工部品に対し、この被加工部品と同方向に搬送される加工装置により部品組付けなどの加工処理を施す組立生産方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被組立本体（ボディ）を支持して搬送する台車と、組立ロボットなどを設置した可動台を同期移動させ、この同期移動中に可動台側で被組立本体を支持すると共に、組立ロボットなどにより部品を被組立本体に組み付け、組立作業終了後に被組立本体をもとの台車に移して搬送する部品組立方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１４６６９０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、特許文献１に開示された部品組立方法では、台車と可動台間で直接ボディの受け渡しを行うため、ボディに外傷が発生し易い。また、台車と可動台の同期が、機械的な連結ではなく、台車と可動台のモータに取り付けたパルスジェネレータが発生するパルス信号を用いて行われるため、同期制御手段が故障した場合には、台車と可動台の搬送を継続することができない。また、台車の搬送形式は、速度調整自在な自走式に限定する必要があり、既設の生産ラインへの適用が困難である。
【０００５】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、既設の組立生産ラインに容易に適用することができると共に、組立品質向上と設備コストの低減が図れる組立生産方法及びその装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、被加工部品搬送手段によりフリーフロー搬送される被加工部品に対し、この被加工部品と同方向に独自の駆動源を有する加工装置搬送手段により搬送される加工装置によって部品組付けなどの加工処理を施す組立生産方法であって、前記加工装置搬送手段に前記被加工部品搬送手段を連結する搬送手段連結工程と、同期搬送しながら被加工部品を前記被加工部品搬送手段から前記加工装置搬送手段に移載して位置決め保持する被加工部品保持工程と、同期搬送しながら前記加工装置が被加工部品に加工処理を施す加工工程と、同期搬送しながら被加工部品を前記加工装置搬送手段から前記被加工部品搬送手段に移載して戻す被加工部品戻し工程と、前記被加工部品搬送手段と前記加工装置搬送手段の連結を解除する搬送手段連結解除工程からなるものである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、被加工部品搬送手段によりフリーフロー搬送される被加工部品に対し、この被加工部品と同方向に独自の駆動源を有する加工装置搬送手段により搬送される加工装置によって部品組付けなどの加工処理を施す組立生産装置であって、前記被加工部品搬送手段は、被加工部品を支持する着脱自在なパレットを備え、前記加工装置搬送手段は、前記加工装置を載置して回転自在に位置決めする回転テーブルと、この回転テーブルに設置され前記パレットを前記被加工部品搬送手段から離脱して支持するパレット支持手段と、前記被加工部品搬送手段を連結して同期搬送する連結手段を備えたものである。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の組立生産装置において、前記加工装置搬送手段の駆動源に、搬送方向に対するフローティング機構及びセンタリング機構を設けるものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、被加工部品を被加工部品搬送手段から加工装置搬送手段に移載して位置決め保持するため、加工装置と被加工部品との相対的な位置関係が確定し、加工装置の組立加工精度が向上する。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、加工装置搬送手段が、被加工部品を支持するパレットを被加工部品搬送手段から離脱して支持するパレット支持手段と、被加工部品搬送手段を連結して同期搬送する連結手段を備えたので、加工装置と被加工部品との相対的な位置関係が確定し、加工装置の組立加工精度が向上する。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、加工装置搬送手段の駆動源には、搬送方向に対するフローティング機構及びセンタリング機構が設けられているので、駆動源への供給電源が突然オフ状態になって、加工装置搬送手段及び被加工部品搬送手段に惰性搬送力が生じた場合に、駆動源及びその周辺の部品に負荷が掛かっても、その損傷を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る組立生産装置の概要平面図、図２は同じく概要側面図、図３はパレット支持手段の平面図、図４は同じく正面図、図５は連結手段の平面図、図６は同じく側面図、図７はモータのフローティング機構及びセンタリング機構の平面図、図８は同じく側面図、図９は本発明に係る組立生産装置の動作及び本発明に係る組立生産方法の手順を示すフローチャートである。
【００１３】
本発明に係る組立生産装置は、図１と図２に示すように、被加工部品１を搭載してフリーフロー搬送する被加工部品搬送手段２と、被加工部品１に部品の組み付けなどの加工処理を施すロボット（加工装置）３を搭載して被加工部品搬送手段と同方向に移動するロボット搬送手段（加工装置搬送手段）４からなる。なお、本実施の形態では、被加工部品１をドアとしている。また、図１に示す矢印はパレット用搬送台車６及びロボット用搬送台車１４の搬送方向を示す。
【００１４】
被加工部品搬送手段２は、被加工部品１を支持するパレット５をパレット用搬送台車６の前後に立設した一対のパレット受け部材７に着脱自在に載置している。なお、被加工部品（ドア）１とパレット５は、二点鎖線で示す。パレット用搬送台車６は、下面で搬送方向の左右両端に複数のローラ８を設けると共に、下面中央部で搬送方向にガイドレール９を固設している。被加工部品搬送手段２は、ローラ８が床１０で搬送方向に敷設したレール１１上を転がり、ガイドレール９が搬送方向に設置したフリーフロー搬送用ローラ１２に挟まれて移動することにより、パレット５に支持された被加工部品１をフリーフロー搬送する。
【００１５】
ロボット搬送手段４は、ロボット用搬送台車１４と、ロボット用搬送台車１４上に配設されロボット３を載置して回転自在に位置決めする回転テーブル１５と、回転テーブル１５に設置されパレット５を被加工部品搬送手段２から離脱して支持するパレット支持手段１６と、被加工部品搬送手段２を機械的に連結して同期搬送するための連結手段１７を備えている。また、ロボット搬送手段４の駆動源であるモータ１８には、搬送方向に対するフローティング機構１９及びセンタリング機構２０が設けられている。
【００１６】
ロボット用搬送台車１４は、その下面で搬送方向の左右両端に複数のガイド部材２１を設け、それらのガイド部材２１は、基台２２の両端に敷設したレール２３に摺動自在に係合している。また、ロボット用搬送台車１４は、その端部上面に回転軸１８ａを下面に突出し且つ垂直にしたモータ１８をフローティング機構１９及びセンタリング機構２０を介して固定し、モータ１８の回転軸１８ａは、その先端にピニオンギヤ２４を取り付けている。そして、ピニオンギヤ２４は、基台２２の側面で搬送方向に敷設したラック２５に噛合している。
【００１７】
回転テーブル１５は、ロボット用搬送台車１４に回転自在で所望な回転位置に固定できるように設置されている。回転テーブル１５を原位置から回転させて所望な回転位置で固定するには、ロックピン３０を固定穴３０ａに抜き差しすることにより行う。また、回転テーブル１５には、ロボット３を搭載するロボット搭載台３１が設けられている。
【００１８】
パレット支持手段１６は、図３と図４に示すように、回転テーブル１５に固定したシリンダ３５と、シリンダ３５のロッド３５ａに取り付けられてパレット５を着脱自在に支持するパレット支持体３６と、ロッド３５ａと平行にパレット支持体３６の下面に敷設した一対のレール３７と、これらのレール３７に摺動自在に係合する複数のガイド部材３８を備えている。ガイド部材３８は、回転テーブル１５に固定されている。シリンダ３５は前進動作してパレット支持体３６にパレット５を支持させたり、または後退動作してパレット支持体３６を被加工部品搬送手段２から退避させたりするためのシリンダである。
【００１９】
パレット支持体３６は、昇降テーブル４０と、昇降テーブル４０に取り付けられパレット５の下部５ａをクランプして固定する一対のクランプ爪４１と、昇降テーブル４０に取り付けられ各クランプ爪４１を駆動する２種類のシリンダ４２，４３と、昇降テーブル４０を昇降する一対のシリンダ４４と、シリンダ４４を固定すると共に一対のレール３７を下面に敷設したベースプレート４５と、昇降テーブル４０に固定されパレット５を下方から受け取るパレット着座部材４６からなる。４７はクランプ爪４１を搭載するテーブルである。
【００２０】
シリンダ４２は、昇降テーブル４０に設けられ、クランプ爪４１を搭載したテーブル４７をスライドさせて、クランプ爪４１をパレット５の下部５ａに接近させたり、またはパレット５の下部５ａから退避させたりするためのシリンダである。シリンダ４３は、テーブル４７に設けられ、クランプ爪４１をパレット５の下部５ａに押圧したり、またはパレット５の下部５ａから解放したりするためのシリンダである。なお、一対のクランプ爪４１がクランプする対象は、パレット５の下部５ａに設けられた板部材５ｂである。板部材５ｂはパレット５の裏面に固着されている。そして、一対のクランプ爪４１は、板部材５ｂの中央部に形成された切り欠きに入り込んで、この切り欠きの縁部をクランプすることになる。
【００２１】
シリンダ４２によるクランプ爪４１のスライド動作は、テーブル４７に固設したスライドガイド４８ａと、昇降テーブル４０に固設したスライドレール４８ｂによって円滑に行われる。また、シリンダ４４による昇降テーブル４０の昇降動作は、昇降テーブル４０に固設したスライドレール４９ａと、ベースプレート４５に固設したスライドガイド４９ｂによって円滑に行われる。なお、シリンダ３５のロッド３５ａが前進状態にある時、パレット支持体３６とパレット用搬送台車６の前後に立設したパレット受け部材７とは、互いに干渉しない構成になっている。
【００２２】
連結手段１７は、図５と図６に示すように、ロボット搬送手段４のロボット用搬送台車１４に被加工部品搬送手段２のパレット用搬送台車６を連結するもので、ロボット用搬送台車１４の縁部に取付部材５０を介して設けたシリンダ５１と、シリンダ５１のロッド５１aに取り付けたロック爪取付部材５２に軸５３を中心に回動自在に取り付けたロック爪５４と、ロック爪５４とロック爪取付部材５２の間に取り付けられロック爪５４がロック状態になるように収縮するスプリング５５と、ロック爪５４に形成した係合凹部５４ａと係合するパレット用搬送台車６に設けた係合部材５６からなる。なお、５７はシリンダ５１のガイド部材である。
【００２３】
シリンダ５１のロッド５１aが前進状態（連結準備状態）であるパレット用搬送台車６が、停止状態またはパレット用搬送台車６よりも遅い移動速度の場合に、パレット用搬送台車６がパレット用搬送台車６に追い着くと、図６（ａ）に示すように、係合部材５６がロック爪５４の傾斜部５４ｂに当接しながら、更にスプリング５５の収縮力に抗してロック爪５４を下方に押圧する。次いで、ロック爪５４が軸５３を中心に回動して係合部材５６が係合凹部５４ａに係合すると、ロック爪５４はスプリング５５の収縮力により元の状態になる。すると、パレット用搬送台車６はロボット用搬送台車１４に対して連結状態になる。
【００２４】
また、パレット用搬送台車６とロボット用搬送台車１４との連結状態を解除するには、シリンダ５１のロッド５１aを後退状態にすればよい。シリンダ５１のロッド５１aを後退状態にすると、図６（ｂ）に示すように、ロック爪５４及びロック爪５４を取り付けているロック爪取付部材５２などが下方に移動して係合部材５６が係合凹部５４ａから離脱し、係合部材５６が拘束状態から解放される。すると、パレット用搬送台車６はフリーフロー搬送される。なお、図５と図６に示す矢印はパレット用搬送台車６及びロボット用搬送台車１４の搬送方向を示す。
【００２５】
モータ１８のフローティング機構１９及びセンタリング機構２０は、図７と図８に示すように、モータ１８を固定するプレート６０と、プレート６０の上面四隅に固設した４個のガイド部材６１と、ロボット用搬送台車１４の下面に敷設されガイド部材６１が摺動自在に係合する４本のレール６２と、ロッド６３ａ，６４ａの反対側を連結して直列接続した２個のシリンダ６３，６４からなる。
【００２６】
更に、シリンダ６３のロッド６３ａはロボット用搬送台車１４にブラケット６５を介して接続され、シリンダ６４のロッド６４ａはモータ１８を固定したプレート６０にブラケット６６を介して接続されている。そして、シリンダ６３のロッド６３ａは平常時前進状態にあり、シリンダ６４のロッド６４ａは平常時後退状態にある。シリンダ６３，６４には所定圧の空気が供給されている。
また、ロボット搬送手段４には、高速移動時にフローティング機構１９及びセンタリング機構２０をロックするためのロック機構６５が設けられている。
【００２７】
ロック機構６５は、ロボット用搬送台車１４に固設されたシリンダ６６のロッド６６ａに設けた回転自在なローラ６７と、プレート６０の端部にブラケット６８を介して取り付けられたカム部材６９からなる。そして、シリンダ６６のロッド６６ａを前進状態にして、ローラ６７がカム部材６９に係合することにより、フローティング機構１９及びセンタリング機構２０が機能しないロック状態になる。なお、図７と図８に示す矢印はロボット用搬送台車１４の搬送方向を示す。
【００２８】
次に、本発明に係る組立生産装置の動作及び本発明に係る組立生産方法について、図９に示すフローチャートに従って説明する。
先ず、ステップＳＰ１（搬送手段連結工程）において、ロボット用搬送台車１４が原位置で待機している時に、被加工部品１を支持するパレット５を載置したパレット用搬送台車６がフリーフロー搬送され、ロボット用搬送台車１４にパレット用搬送台車６が連結手段１７により機械的に連結される。
【００２９】
次いで、ステップＳＰ２（被加工部品保持工程）において、ロボット用搬送台車１４にパレット用搬送台車６が連結されたことにより、ロボット用搬送台車１４とパレット用搬送台車６は、モータ１８の駆動によってラック２５に噛合したピニオンギヤ２４が回転し、同期搬送を開始する。同期搬送を開始すると同時に、パレット支持手段１６のシリンダ３５のロッド３５ａが前進し、ロッド３５ａに取り付けられているパレット支持体３６がパレット用搬送台車６のパレット受け部材７に載置されているパレット５の下方に位置する。
【００３０】
その後、一対のシリンダ４４が前進動作してパレット着座部材４６を上昇させ、パレット着座部材４６でパレット５を持ち上げ、パレット５をパレット着座部材４６に載置する。次いで、シリンダ４２，４３の駆動により一対のクランプ爪４１で、パレット５の下部５ａに設けた板部材５ｂをクランプする。
【００３１】
次いで、ステップＳＰ３（加工工程）において、ロボット用搬送台車１４とパレット用搬送台車６が同期搬送しながら、位置決めされたパレット５に支持されている被加工部品１に対して、ロボット３が部品の組み付けなどの加工処理を施す。この時、ロボット３とパレット５に支持された被加工部品１は、同じ回転テーブル１５を基準に位置決め固定されているので、ロボット３と被加工部品１の相対的な位置関係が確定するため、所望な加工精度を維持することができる。
【００３２】
次いで、ステップＳＰ４（被加工部品戻し工程）において、ロボット３の被加工部品１に対する加工処理が終了すると、シリンダ４２，４３の駆動により一対のクランプ爪４１による板部材５ｂに対するクランプが解除されると共に、一対のシリンダ４４が後退動作してパレット着座部材４６を下降させ、パレット着座部材４６に代わってパレット受け部材７にパレット５を載置する。
【００３３】
次いで、ステップＳＰ５（搬送手段連結解除工程）において、パレット５のパレット用搬送台車６への戻し作業が完了すると、連結手段１７のシリンダ５１のロッド５１ａが後退し、パレット用搬送台車６に設けた係合部材５６とロック爪５４の係合凹部５４ａとの係合が解除される。すると、パレット用搬送台車６はフリーフロー搬送用ローラ１２により次工程へ搬送される。ロボット用搬送台車１４は、モータ１８の駆動により原位置に復帰し、被加工部品１に対する加工処理（１サイクル）が終了する。そして、ロボット３は、次のパレット用搬送台車６が搬送されてくるまで原位置で待機する。
【００３４】
また、モータ１８には、搬送方向に対するフローティング機構１９及びセンタリング機構２０が設けられているので、作業中にモータ１８への供給電源が突然オフ状態になって、ロボット用搬送台車１４及びパレット用搬送台車６に惰性搬送力が生じた場合に、モータ１８、ピニオンギヤ２４、ラック２５及びその周辺の部品に負荷が掛かっても、その損傷を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、被加工部品を被加工部品搬送手段から加工装置搬送手段に移載して位置決め保持するため、加工装置と被加工部品との相対的な位置関係が確定し、加工装置の組立加工精度が向上する組立生産方法及びその装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る組立生産装置の概要平面図
【図２】本発明に係る組立生産装置の概要側面図
【図３】パレット支持手段の平面図
【図４】パレット支持手段の正面図
【図５】連結手段の平面図
【図６】連結手段の側面図で、（ａ）は連結状態、（ｂ）は連結解除状態を示す
【図７】モータのフローティング機構及びセンタリング機構の平面図
【図８】モータのフローティング機構及びセンタリング機構の側面図
【図９】本発明に係る組立生産装置の動作及び本発明に係る組立生産方法の手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３７】
１…被加工部品、２…被加工部品搬送手段、３…ロボット（加工装置）、４…ロボット搬送手段（加工装置搬送手段）、５…パレット、６…パレット用搬送台車、１２…フリーフロー搬送用ローラ、１４…ロボット用搬送台車、１５…回転テーブル、１６…パレット支持手段、１７…連結手段、１８…モータ、１９…フローティング機構、２０…センタリング機構。
【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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