(57)【要約】  支持フレーム（５３）は、本体フレーム（６１）の長手方向に進退可能な第１係合ピン（８ｂ）及び第２係合ピン（９７）と、第１係合ピン（８ｂ）及び第２係合ピン（９７）間に位置する第１治具位置決め部（７ａ）とを備える。治具（６）のアルミニウム合金製本体フレーム（６１）には、本体フレーム（６１）の中央に位置し、且つ、第１治具位置決め部（７ａ）と連係する第１係合フレーム（６４）と、本体フレーム（６１）の長手方向両側に設けられ、第１係合ピン（８ｂ）及び第２係合ピン（９７）が係合する第１係合穴（６９ａ）及び第２係合穴（６９ｂ）とが設けられる。
2017021999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの位置決めを行う治具と、
該治具を取付・取外可能に支持する支持体とを備えたワーク位置決め装置であって、
上記治具は、水平方向に延びるアルミニウム合金製の本体フレームを備え、
上記支持体は、所定の間隔をあけて水平方向に離間するとともに上記本体フレームの長手方向に進退可能な第１及び第２係合ピンと、当該第１及び第２係合ピン間に位置する治具位置決め部とを備え、
上記本体フレームには、当該本体フレームの中央に位置し、且つ、上記治具位置決め部と連係して上記支持体に対する治具の位置決めを行う連係部と、上記本体フレームの長手方向両側に設けられ、且つ、上記第１及び第２係合ピンが前進した状態でそれぞれ係合する第１及び第２係合穴とが設けられていることを特徴とするワーク位置決め装置。
【請求項２】
請求項１に記載のワーク位置決め装置において、
上記本体フレームは、断面略Ｕ字状の細長い第１アルミフレームと、該第１アルミフレームの長手方向に所定の間隔をあけて上記第１アルミフレーム内に複数並設され、当該第１アルミフレームに一体に固定された板状の第２アルミフレームとを備え、
該各第２アルミフレームの中央には、配索部材を挿通可能な挿通孔が形成されていることを特徴とするワーク位置決め装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のワーク位置決め装置において、
上記支持体は、水平方向に延びるとともに断面矩形状をなし、
上記本体フレームの長手方向両端部分には、上記支持体の外周面に対応する一対のＬ字フレームが設けられ、該各Ｌ字フレームを上記支持体に当接させた状態で上記第１及び第２係合ピンが上記第１及び第２係合穴に対応する位置となるよう構成されていることを特徴とするワーク位置決め装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のワーク位置決め装置において、
上記治具位置決め部は、上記第１及び第２係合ピンの並設方向と交差する水平方向に開口する位置決め孔を備え、
上記連係部は、上記本体フレームの長手方向と直交する方向に突出し、且つ、上記位置決め孔に係脱可能に係合する係合爪であることを特徴とするワーク位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、溶接を行う際にプレス成形により得たワーク等を把持して位置を決めるワーク位置決め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１に開示されている自動車生産ラインには、ワークの位置決めを行う治具と、該治具を取付・取外可能に支持する架台と、アーム先端に溶接ガンが取り付けられた溶接ロボットと、複数の治具を格納する治具格納棚とが配置され、架台に支持された治具が複数のワークを位置決めするとともに、当該複数のワークを上記溶接ロボットで一体に組み立てるようになっている。そして、組み立てるワークを変更する際、溶接ロボットから溶接ガンを取り外すとともに溶接ロボットで架台から治具を取り外して治具格納棚まで運搬し、その後、治具格納棚に格納された他の治具を溶接ロボットが架台まで運搬して当該架台に取り付けた後、再び溶接ロボットのアーム先端に溶接ガンを取り付けてワークを組み立てるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されている治具は、ワークの位置決めを行うための把持具等が多数取り付けられていて、その重量は非常に重い。したがって、治具を運搬する溶接ロボットは、可搬重量が大きい大型のものを用意する必要があり、設置スペースを無駄に占有してしまう。【０００５】
これを回避するために、治具の主要部分をアルミニウム合金材で形成して治具を軽量化することが考えられる。【０００６】
しかし、アルミニウム合金材は、鉄材に比べて線膨張係数が大きく異なるため、気温の変化によって治具の形状が変化して架台に対する治具の取り付け位置がずれてしまうおそれがある。【０００７】
本発明は、斯かる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、治具が取付・取外可能で、且つ、装置周りをコンパクトにでき、しかも、環境が変化しても治具の取り付け位置がずれない軽量なワーク位置決め装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、治具の主要部分をアルミニウム合金材で形成するとともにその中央に基準部材を設け、さらには、治具を固定する部分に工夫を凝らしたことを特徴とする。【０００９】
具体的には、ワークの位置決めを行う治具と、該治具を取付・取外可能に支持する支持体とを備えたワーク位置決め装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。【００１０】
すなわち、第１の発明では、上記治具は、水平方向に延びるアルミニウム合金製の本体フレームを備え、上記支持体は、所定の間隔をあけて水平方向に離間するとともに上記本体フレームの長手方向に進退可能な第１及び第２係合ピンと、当該第１及び第２係合ピン間に位置する治具位置決め部とを備え、上記本体フレームには、当該本体フレームの中央に位置し、且つ、上記治具位置決め部と連係して上記支持体に対する治具の位置決めを行う連係部と、上記本体フレームの長手方向両側に設けられ、且つ、上記第１及び第２係合ピンが前進した状態でそれぞれ係合する第１及び第２係合穴とが設けられていることを特徴とする。【００１１】
第２の発明では、第１の発明において、上記本体フレームは、断面略Ｕ字状の細長い第１アルミフレームと、該第１アルミフレームの長手方向に所定の間隔をあけて上記第１アルミフレーム内に複数並設され、当該第１アルミフレームに一体に固定された板状の第２アルミフレームとを備え、該各第２アルミフレームの中央には、配索部材を挿通可能な挿通孔が形成されていることを特徴とする。【００１２】
第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記支持体は、水平方向に延びるとともに断面矩形状をなし、上記本体フレームの長手方向両端部分には、上記支持体の外周面に対応する一対のＬ字フレームが設けられ、該各Ｌ字フレームを上記支持体に当接させた状態で上記第１及び第２係合ピンが上記第１及び第２係合穴に対応する位置となるよう構成されていることを特徴とする。【００１３】
第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、上記治具位置決め部は、上記第１及び第２係合ピンの並設方向と交差する水平方向に開口する位置決め孔を備え、上記連係部は、上記本体フレームの長手方向と直交する方向に突出し、且つ、上記位置決め孔に係脱可能に係合する係合爪であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明では、治具の主要部分をアルミニウム合金材で形成しているので、治具全体の重量が軽くなる。したがって、装置周りに可搬重量の小さい溶接ロボットを設置することができ、装置周りをコンパクトにできる。また、アルミニウム合金材からなる本体フレームは、水平方向に延びる形状をなしているので、気温が変化すると、その長手方向に伸縮する。しかし、支持体に対する位置決め基準である連係部を本体フレームの長手方向中央に設けており、連係部を支持体の位置決め基準である治具位置決め部に連係させることで、治具の中心が必ず支持体の位置決め基準に一致する。しかも、本体フレームの長手方向両側において、支持体の２つの係合ピンが本体フレームの長手方向に前進して本体フレームの２つの係合穴に係合するので、本体フレームが長手方向に伸縮しても、係合穴に対する係合ピンの前進量が変化するだけで係合ピン及び係合穴の互いの係合状態は維持される。したがって、環境が変化しても、基準位置がずれない状態で治具を支持体に対して確実に固定することができる。【００１５】
第２の発明では、各第２アルミフレームが第１アルミフレームにおける節の役割を果たすので、本体フレームの剛性を高くすることができる。また、配索部材を各第２アルミフレームの挿通孔に挿通させることで、治具の各駆動部に繋がる配索部材を第１アルミフレーム内に整理良く収容することができる。さらには、配索部材が第１アルミフレーム内に収容されるので、もし仮に、治具に位置決めしたワークを溶接する場合であっても、溶接時に発生するスパッタから配索部材を保護することができる。そして、第１アルミフレームは、外周面の一部が開口する形状をなすので、例えば、第１アルミフレーム内に配索部材を這わす際、作業者による作業が簡単容易である。【００１６】
第３の発明では、支持体の長手方向と交差する方向の治具の位置決めが簡単容易となる。また、支持体の長手方向と交差する方向の治具の位置が決まると同時に、係合ピンが係合穴に係合可能な状態となる。したがって、治具の交換作業に係る時間を短縮することができる。【００１７】
第４の発明では、支持体に対して治具を係合爪の突出方向に前進させると、支持体の位置決め孔に係合爪が係合する。したがって、支持体に対する治具の位置決め作業が簡単容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るワーク位置決め装置が配置された溶接ラインの正面図である。
【図２】図１のＡ矢視相当図である。
【図３】治具を交換している途中の図１相当図である。
【図４】図３のＢ矢視図である。
【図５】治具交換時の治具中央下部において、支持フレームに対する治具の位置決めを行う直前の状態を示す概略平面図である。
【図６】図５のＣ矢視図である。
【図７】治具交換時の治具中央下部において、支持フレームに対する治具の位置決めを行った直後の状態を示す概略平面図である。
【図８】図７のＤ矢視図である。
【図９】治具交換時の治具の長手方向端部において、支持フレームに対する治具の位置決めを行う直前の状態を示す概略平面図である。
【図１０】図９のＥ矢視図である。
【図１１】治具交換時の治具の長手方向端部において、支持フレームに対する治具の位置決めを行った直後の状態を示す概略平面図である。
【図１２】図１０のＦ矢視図である。
【図１３】支持フレームに対して治具を固定する直前の状態を示す図２のＧ矢視図である。
【図１４】支持フレームに対して治具を固定した直後の状態を示す図２のＧ矢視図である。
【図１５】支持フレームに対して治具を固定する直前の状態を示す図２のＨ矢視図である。
【図１６】支持フレームに対して治具を固定した直後の状態を示す図２のＨ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る生産ライン１を示す。この生産ライン１は、プレス成形した２つのワークＷ１，Ｗ２をスポット溶接により一体に組み立てるようになっていて、ワークＷ１，Ｗ２の位置決めを行うワーク位置決め装置２と、溶接作業を行う溶接ロボット３とを備え、上記ワーク位置決め装置２における上記溶接ロボット３の反対側において、作業者Ｈ１が上記ワーク位置決め装置２にワークＷ１，Ｗ２をセットするようになっている。
【００２１】
上記ワーク位置決め装置２は、図２にも示すように、上下に延びる回転軸４ａを有する第１モータ４と、上記回転軸４ａに支持された矩形枠状の回転フレーム５と、上記ワークＷ１，Ｗ２を位置決めする４つの治具６とを備え、上記回転フレーム５は、上記溶接ロボット３に対応する位置（以下、ワーク溶接領域Ｘ１と呼ぶ）と上記作業者Ｈ１に対応する位置（以下、ワークセット領域Ｘ２と呼ぶ）との間でＲ１方向の回転（正転）とＲ２方向の回転（逆転）とを交互に行うようになっている。
【００２２】
上記回転フレーム５は、上記回転軸４ａを挟んで対称となるよう当該回転軸４ａから水平方向両側に延びる第１水平フレーム５１と、該第１水平フレーム５１を挟んで対称となるよう当該第１水平フレーム５１の長手方向両端からそれぞれ当該第１水平フレーム５１と直交する水平方向に延びる一対の第２水平フレーム５２と、該各第２水平フレーム５２の長手方向一端の間及び上記各第２水平フレーム５２の長手方向他端の間をそれぞれ橋絡するとともに上記治具６をそれぞれ上下に２つずつ取付・取外可能に支持する一対の支持フレーム５３（支持体）とを備えている。
【００２３】
上記各第２水平フレーム５２は、水平方向に真っ直ぐに延びる直線フレーム５２ａと、該直線フレーム５２ａの長手方向両端からそれぞれ斜め上方に向かって延びる傾斜フレーム５２ｂとを備えている。
【００２４】
該各傾斜フレーム５２ｂの上端側内方には、それぞれクロスローラーベアリングＢ１が設けられている。
【００２５】
該各クロスローラーベアリングＢ１は、上記第１水平フレーム５１の長手方向に沿う回転軸心周りに回転可能に上記各支持フレーム５３を支持しており、該各支持フレーム５３は、当該各支持フレーム５３に取り付けられている各治具６の位置をＲ３方向の回転（正転）とＲ４方向の回転（逆転）とによって交互に切り替えるようになっている。
【００２６】
上記各直線フレーム５２ａの中央上面には、水平方向に延びる矩形板状の取付台５４が設けられている。
【００２７】
該各取付台５４には、回転軸５５ａが上記第１水平フレーム５１の長手方向に向く第２モータ５５が取り付けられ、上記回転軸５５ａには、第１プーリ５５ｂが回転一体に取り付けられている。
【００２８】
一方、上記各支持フレーム５３の長手方向一端には、第２プーリ５３ａが回転一体に取り付けられ、一方の第２モータ５５に取り付けられた第１プーリ５５ｂと一方の支持フレーム５３の第２プーリ５３ａとの間、及び、他方の第２モータ５５に取り付けられた第１プーリ５５ｂと他方の支持フレーム５３の第２プーリ５３ａとの間には、それぞれ無端状のチェーンベルト５６が掛け回されている。
【００２９】
上記チェーンベルト５６及び当該チェーンベルト５６が掛け回された第１プーリ５５ｂ及び第２プーリ５３ａは、保護カバー５７で覆われている。
【００３０】
そして、上記第２モータ５５の回転動作により、上記第１プーリ５５ｂ、上記チェーンベルト５６、及び、上記第２プーリ５３ａを介して上記支持フレーム５３がＲ３方向とＲ４方向とにそれぞれ回転するようになっている。
【００３１】
上記各支持フレーム５３は、水平方向に延びるとともに断面矩形状をなし、その長手方向中央の上面及び下面には、それぞれ第１治具位置決め部７ａが設けられている。
【００３２】
上記各支持フレーム５３の上面に位置する第１治具位置決め部７ａは、図５乃至図８に示すように、第１水平フレーム５１側に位置する第１ブロック７１と、該第１ブロック７１における第１水平フレーム５１の反対側に上記第１ブロック７１から所定の間隔をあけて位置するとともに、上記支持フレーム５３の長手方向に所定の間隔をあけて設けられた一対の第２ブロック７２とを備えている。
【００３３】
上記第１ブロック７１の中央には、上記支持フレーム５３の長手方向と直交する水平方向に貫通して第１水平フレーム５１側とその反対側とにそれぞれ開口する第１位置決め孔７１ａが形成されている。
【００３４】
また、上記各第２ブロック７２の互いに対向する面には、上記支持フレーム５３の長手方向と直交する水平方向に延びる位置決め溝７２ａが形成されている。
【００３５】
尚、上記各支持フレーム５３の下面に位置する第１治具位置決め部７ａは、各支持フレーム５３の回転軸心方向に見て、上記各支持フレーム５３の上面に位置する第１治具位置決め部７ａと点対称に配置されているだけであるので、詳細な説明は省略する。
【００３６】
上記各支持フレーム５３における長手方向両端寄りの上面及び下面には、それぞれ第２治具位置決め部７ｂが設けられ、上記各支持フレーム５３の長手方向一端側の両第２治具位置決め部７ｂと上記各支持フレーム５３の長手方向他端側の両第２治具位置決め部７ｂとは、それぞれが上記第１治具位置決め部７ａから等間隔の位置となっている。
【００３７】
上記各支持フレーム５３の上面に位置する第２治具位置決め部７ｂは、図９乃至図１２に示すように、ブロック形状をなし、且つ、上記第１水平フレーム５１側に位置しており、その中央には、上記支持フレーム５３の長手方向と直交する水平方向に貫通して第１水平フレーム５１側とその反対側とにそれぞれ開口する第２位置決め孔７ｃが形成されている。
【００３８】
尚、上記各支持フレーム５３の下面に位置する第２治具位置決め部７ｂは、各支持フレーム５３の回転軸心方向に見て、上記各支持フレーム５３の上面に位置する第２治具位置決め部７ｂと点対称に配置されているだけであるので、詳細な説明は省略する。
【００３９】
上記各支持フレーム５３の長手方向一端寄りの両側面には、図１３及び図１４に示すように、上記治具６を上記支持フレーム５３に固定するための第１固定ユニット８が一対設けられている。
【００４０】
該第１固定ユニット８は、上記支持フレーム５３の長手方向に沿って延びるユニット本体８ａと、上記支持フレーム５３の長手方向外側に向かって進退可能な第１係合ピン８ｂとを備え、該第１係合ピン８ｂの内部には、上記回転フレーム５側の配管に繋がるエア通路（図示せず）が形成されている。
【００４１】
一方、上記各支持フレーム５３の長手方向他端寄りの両側面には、図１５及び図１６に示すように、上記治具６を上記支持フレーム５３に固定するための第２固定ユニット９が一対設けられている。
【００４２】
該第２固定ユニット９は、上記支持フレーム５３に固定されたブロック状の固定台９１と、上記支持フレーム５３における上記固定台９１の隣りに固定され、上記支持フレーム５３の長手方向に延びるスライドレール９２と、該スライドレール９２にスライド可能に嵌合するスライド板９３と、上記固定台９１に取り付けられた流体圧シリンダ９４とを備え、該流体圧シリンダ９４のピストンロッド９４ａは、上記支持フレーム５３の長手方向に伸縮するとともに、その先端が連結部材９５を介して上記スライド板９３に繋がっている。
【００４３】
上記スライド板９３における上記固定台９１の反対側の端部には、矩形プレート９６が取り付けられ、該矩形プレート９６における上記固定台９１の反対側の面には、第２係合ピン９７と回転フレーム５側の配線に繋がる矩形板状の第１コネクタ９８とが並設されている。
【００４４】
そして、上記流体圧シリンダ９４のピストンロッド９４ａが伸縮すると、上記スライド板９３のスライド動作によって上記第２係合ピン９７及び上記第１コネクタ９８が上記支持フレーム５３の長手方向に進退するようになっている。
【００４５】
すなわち、上記両第１係合ピン８ｂと上記両第２係合ピン９７とは、水平方向に所定の間隔をあけて離間していて、上記第１治具位置決め部７ａは、上記両第１係合ピン８ｂと上記両第２係合ピン９７との間の中央に位置している。
【００４６】
上記治具６は、図１及び図４に示すように、水平方向に延びるアルミニウム合金製の本体フレーム６１と、該本体フレーム６１の上面に固定され、当該本体フレーム６１に沿って延びる板状の鉄製支持台６２とを備え、該支持台６２には、上記ワークＷ１，Ｗ２の重ね合わせた部分を把持する複数の把持具６２ａが取り付けられている。
【００４７】
上記本体フレーム６１は、下方に開口する断面Ｕ字状の細長い第１アルミフレーム６１ａと、該第１アルミフレーム６１ａの長手方向に所定の間隔をあけて該第１アルミフレーム６１ａ内に複数配設され、当該第１アルミフレーム６１ａに一体に固定された板状の第２アルミフレーム６１ｂとを備え、該各第２アルミフレーム６１ｂには、配管や配線等の配索部材６８を挿通可能な挿通孔６１ｃが形成されている。
【００４８】
また、上記第１アルミフレーム６１ａの長手方向中央における第１水平フレーム５１の反対側には、図示しないツールチェンジャーを取り付ける略ブロック形状のツールチェンジャー取付部６０が設けられている。
【００４９】
上記第１アルミフレーム６１ａの長手方向中央下部には、図５乃至図８に示すように、上記第１アルミフレーム６１ａと直交する水平方向に延びる第１係合フレーム６４（連係部）が取り付けられている。
【００５０】
該第１係合フレーム６４は、平面視でそれぞれＴ字状をなす前側係合フレーム６５及び後側係合フレーム６６が上記第１アルミフレーム６１ａと直交する水平方向に延びる直線状の連結フレーム６７によって連結された形状をなしている。
【００５１】
上記前側係合フレーム６５は、上記第１アルミフレーム６１ａと直交する水平方向に当該第１アルミフレーム６１ａから飛び出すように突出し、且つ、上記第１位置決め孔７１ａに係脱可能に係合する前側係合爪６５ａと、該前側係合爪６５ａの基端側から水平方向両側に張り出す一対の前側張出部６５ｂとからなっている。
【００５２】
すなわち、上記前側係合爪６５ａは、上記第１及び第２係合ピン８ｂ，９７の並設方向と交差する水平方向に開口する第１位置決め孔７１ａに係合することによって当該第１位置決め孔７１ａと連係して上記支持フレーム５３に対する治具６の位置決めを行うようになっている。
【００５３】
また、上記前側係合フレーム６５における上記第１アルミフレーム６１ａと直交する水平方向の長さは、上記第１ブロック７１と上記両第２ブロック７２との間の長さより短く設計されている。
【００５４】
上記連結フレーム６７における上記第１アルミフレーム６１ａと直交する水平方向の長さは、上記両第２ブロック７２における上記第１アルミフレーム６１ａと直交する水平方向の長さより長く設定され、上記連結フレーム６７における上記第１アルミフレーム６１ａの長手方向の長さは、上記両第２ブロック７２間の長さより短く設定されている。
【００５５】
上記後側係合フレーム６６は、上記連結フレーム６７における上記第１アルミフレーム６１ａの長手方向の長さより長く、且つ、その両端部分が上記各第２ブロック７２の位置決め溝７２ａに係脱可能な後側係合爪６６ａと、該後側係合爪６６ａの基端側から水平方向両側に張り出す一対の後側張出部６６ｂとからなっている。
【００５６】
上記第１アルミフレーム６１ａの長手方向一端側及び他端側には、図４に示すように、上記第１アルミフレーム６１ａと直交する水平方向に延びる一対の第２係合フレーム６３が設けられている。
【００５７】
該第２係合フレーム６３は、図９乃至図１２に示すように、細長い板状をなし、上記第２係合フレーム６３における上記第１アルミフレーム６１ａの長手方向内側には、上記前側係合爪６５ａと同方向に突出し、且つ、上記第２位置決め孔７ｃに係脱可能に係合する外側係合爪６３ａが設けられている。
【００５８】
上記第１アルミフレーム６１ａの長手方向両端には、上記支持フレーム５３の隣り合う２つの外周面に対応する一対のＬ字フレーム６９（Ｌ字形状部）が取り付けられている。
【００５９】
一方のＬ字フレーム６９の下方に突出する部分には、図１３及び図１４に示すように、上記第１係合ピン８ｂが前進した状態で係合する第１係合穴６９ａが本体フレーム６１の長手方向内側に開口するように設けられている。
【００６０】
また、他方のＬ字フレーム６９の下方に突出する部分には、図１５及び図１６に示すように、上記第２係合ピン９７が前進した状態で係合する第２係合穴６９ｂが本体フレーム６１の長手方向内側に開口するように設けられている。
【００６１】
そして、上記第１係合穴６９ａ及び第２係合穴６９ｂ間の中央の位置に上記第１位置決め孔７１ａが位置している。
【００６２】
また、他方のＬ字フレーム６９の下方に突出する部分には、上記第１コネクタ９８が接続可能な矩形状に窪む第２コネクタ６９ｃが上記第２係合穴６９ｂに並設され、上記第２コネクタ６９ｃは、治具６側の配線に繋がっている。
【００６３】
さらに、上記各Ｌ字フレーム６９を上記支持フレーム５３に当接させた状態で上記第１係合ピン８ｂ及び第２係合ピン９７が上記第１係合穴６９ａ及び第２係合穴６９ｂに対応する位置となるよう構成されている。
【００６４】
上記溶接ロボット３は、アーム３ａの先端に溶接ガン３ｂが取り付けられた産業用多軸ロボットであり、上記溶接ガン３ｂの姿勢を自由に変えて溶接が行えるようになっている。
【００６５】
上記第１モータ４には、制御盤１０が接続され、該制御盤１０は、上記各治具６がワーク溶接領域Ｘ１及びワークセット領域Ｘ２に移動するよう上記第１モータ４に作動信号を出力するようになっている。
【００６６】
また、上記制御盤１０は、上記各第２モータ５５に接続され、上記各支持フレーム５３に取り付けられた２つの治具６が上側の位置と下側の位置とにそれぞれ移動するよう上記各第２モータ５５に作動信号を出力するようになっている。
【００６７】
次に、生産ライン１の生産について説明する。
【００６８】
図１は、Ｒ１方向に回転する回転フレーム５が停止した直後であり、ワークＷ１，Ｗ２を一体に組み立てた組立体１１を把持する２つの治具６がワークセット領域Ｘ２まで移動し、且つ、ワークＷ１，Ｗ２がセットされて位置決めされた２つの治具６がワーク溶接領域Ｘ１まで移動した状態を示す。
【００６９】
この図１に示す状態から、まず、溶接ロボット３は、上記溶接ガン３ｂの姿勢を変えてワーク溶接領域Ｘ１の上側の治具６に位置決めされたワークＷ１，Ｗ２の重ね合わせた溶接箇所を溶接する。
【００７０】
ワーク溶接領域Ｘ１の上側の治具６に位置決めされたワークＷ１，Ｗ２の溶接が終了すると、上記制御盤１０は、ワーク溶接領域Ｘ１に位置する上下２つの治具６が入れ替わるように一方の第２モータ５５に作動信号を出力する。すると、組立体１１を把持した治具６が下側に、溶接前のワークＷ１，Ｗ２がセットされて位置決めされた治具６が上側に移動する。
【００７１】
次いで、溶接ロボット３は、ワーク溶接領域Ｘ１において上下の位置が入れ替わった上側の治具６におけるワークＷ１，Ｗ２の重ね合わせた溶接箇所を溶接する。
【００７２】
一方、溶接ロボット３がワーク溶接領域Ｘ１において溶接作業を行っている間に、ワークセット領域Ｘ２では、作業者Ｈ１が上側に位置する治具６から組立体１１を取り出す。
【００７３】
次いで、作業者Ｈ１は、上側に位置する治具６にワークＷ１，Ｗ２をセットする。
【００７４】
しかる後、作業者Ｈ１は、図示しない治具切替ボタンを押す。すると、上記制御盤１０は、ワークセット領域Ｘ２に位置する上下２つの治具６が入れ替わるように他方の第２モータ５５に作動信号を出力する。そして、ワークＷ１，Ｗ２をセットした治具６が下側に、組立体１１が把持された治具６が上側に移動する。
【００７５】
その後、作業者Ｈ１は、上側に位置する治具６から組立体１１を取り出すとともに、上側に位置する治具６にもワークＷ１，Ｗ２をセットする。
【００７６】
そして、ワーク溶接領域Ｘ１に位置する２つの治具６にセットされたワークＷ１，Ｗ２の溶接が終了し、２つの組立体１１が完成するとともに、ワークセット領域Ｘ２に位置する２つの治具６にワークＷ１，Ｗ２のセットが終了すると、上記制御盤１０は、上記回転フレーム５がＲ２方向に回転を開始するよう第１モータ４に作動信号を出力する。
【００７７】
そして、Ｒ２方向に回転した回転フレーム５が停止した後、上述の手順を繰り返してワークＷ１，Ｗ２の組み立てが行われる。
【００７８】
次に、ワーク位置決め装置２から治具６を取り外す手順について説明する。
【００７９】
まず、制御盤１０は、溶接ロボット３に作動信号を出力して、溶接ロボット３のアーム３ａの先端から溶接ガン３ｂを切り離すとともに、支持フレーム５３から取り外す治具６のツールチェンジャー取付部６０のツールチェンジャー（図示せず）にアーム３ａの先端を接続させる。
【００８０】
次いで、制御盤１０は、第１固定ユニット８に作動信号を出力する。すると、第１係合ピン８ｂが後退して第１係合穴６９ａから外れる。
【００８１】
また、制御盤１０は、第２固定ユニット９に作動信号を出力する。すると、ピストンロッド９４ａの伸縮動作に伴うスライド板９３のスライド動作によって第２係合ピン９７が後退して第２係合穴６９ｂから外れるとともに、第１コネクタ９８が第２コネクタ６９ｃから外れる。
【００８２】
しかる後、溶接ロボット３が治具６を溶接ロボット３側に水平方向に引っ張る。すると、第１位置決め孔７１ａから前側係合爪６５ａが外れるとともに両位置決め溝７２ａから後側係合爪６６ａが外れ、且つ、連結フレーム６７が両第２ブロック７２間に対応する。
【００８３】
また、溶接ロボット３が治具６を溶接ロボット３側に水平方向に引っ張った際、各第２位置決め孔７ｃから各外側係合爪６３ａが外れる。
【００８４】
そして、溶接ロボット３が治具６を上方に持ち上げる。すると、連結フレーム６７が両第２ブロック７２間から上方に抜け出て治具６が支持フレーム５３から完全に切り離される（図３参照）。
【００８５】
次に、ワーク位置決め装置２に治具６を取り付ける手順について説明する。
【００８６】
まず、制御盤１０は、溶接ロボット３に作動信号を出力して、溶接ロボット３のアーム３ａの先端から溶接ガン３ｂを切り離すとともに、図示しない治具格納棚に格納された治具６におけるツールチェンジャー取付部６０のツールチェンジャー（図示せず）にアーム３ａの先端を接続させる。
【００８７】
次いで、制御盤１０は、溶接ロボット３に作動信号を出力して、アーム３ａ先端に接続された治具６を支持フレーム５３の上方まで移動させる。
【００８８】
次に、溶接ロボット３におけるアーム３ａ先端に接続された治具６の第１係合フレーム６４における連結フレーム６７を両第２ブロック７２の間に対応させるとともに、治具６を下降させる。すると、連結フレーム６７が両第２ブロック７２間を通過する。
【００８９】
しかる後、溶接ロボット３が当該溶接ロボット３から離れるように治具６を水平に押す。すると、図５乃至図８に示すように、第１位置決め孔７１ａに前側係合爪６５ａが係合するとともに、両位置決め溝７２ａに後側係合爪６６ａが係合する。このとき、第１位置決め孔７１ａに前側係合爪６５ａが係合するだけでなく、第１位置決め孔７１ａの溶接ロボット３側に位置する両位置決め溝７２ａにも後側係合爪６６ａが係合するので、治具６が勢い余って溶接ロボット３の反対側に第１治具位置決め部７ａを中心に回動して支持フレーム５３から落ちてしまうのを防ぐことができる。
【００９０】
また、溶接ロボット３が当該溶接ロボット３から離れるように治具６を水平に押した際、図９乃至図１２に示すように、各第２位置決め孔７ｃにも各外側係合爪６３ａが係合する。
【００９１】
第１位置決め孔７１ａに前側係合爪６５ａが係合するとともに、両位置決め溝７２ａに後側係合爪６６ａが係合し、且つ、各第２位置決め孔７ｃに各外側係合爪６３ａが係合すると、治具６の両Ｌ字フレーム６９が支持フレーム５３の隣り合う２つの外周面に当接する。すると、上記第１係合ピン８ｂが上記第１係合穴６９ａに対応するとともに上記第２係合ピン９７が上記第２係合穴６９ｂに対応し、且つ、上記第１コネクタ９８が上記第２コネクタ６９ｃに対応する。
【００９２】
しかる後、制御盤１０は、第１固定ユニット８に作動信号を出力する。すると、図１３及び図１４に示すように、第１係合ピン８ｂが前進して第１係合穴６９ａに係合し、それと同時に第１係合ピン８ｂを介して回転フレーム５側の配管から治具６の各駆動部に圧縮エアが供給されるようになって治具６が動作可能状態になる。
【００９３】
また、制御盤１０は、第２固定ユニット９に作動信号を出力する。すると、図１５及び図１６に示すように、ピストンロッド９４ａの伸縮動作に伴うスライド板９３のスライド動作によって第２係合ピン９７が前進して第２係合穴６９ｂに係合するとともに、第１コネクタ９８が第２コネクタ６９ｃに接続され、それと同時に第１コネクタ９８及び第２コネクタ６９ｃを介して回転フレーム５側の配線と治具６側の配線とが接続されて治具６の各駆動部が制御盤１０によって制御されるようになる。
【００９４】
そして、治具６のツールチェンジャー取付部６０のツールチェンジャー（図示せず）からアーム３ａの先端を切り離して、治具６の取付作業を終了する。
【００９５】
以上より、本発明の実施形態によると、治具６の主要部分をアルミニウム合金材で形成しているので、治具６全体の重量が軽くなる。したがって、ワーク位置決め装置２周りに可搬重量の小さい溶接ロボット３を設置することができ、ワーク位置決め装置２周りをコンパクトにできる。
【００９６】
また、アルミニウム合金材からなる本体フレーム６１は、水平方向に延びる形状をなしているので、気温が変化すると、その長手方向に伸縮する。しかし、支持フレーム５３に対する位置決め基準である第１係合フレーム６４を本体フレーム６１の長手方向中央に設けており、第１係合フレーム６４を支持フレーム５３の位置決め基準である第１治具位置決め部７ａに連係させることで、治具６の中心が必ず支持フレーム５３の位置決め基準に一致する。しかも、本体フレーム６１の長手方向両側において、支持フレーム５３の第１係合ピン８ｂ及び第２係合ピン９７が本体フレーム６１の長手方向に前進して本体フレーム６１の第１係合穴６９ａ及び第２係合穴６９ｂにそれぞれ係合するので、本体フレーム６１が長手方向に伸縮しても、第１係合穴６９ａ及び第２係合穴６９ｂに対する第１係合ピン８ｂ及び第２係合ピン９７の前進量が変化するだけで第１係合ピン８ｂ及び第２係合ピン９７と第１係合穴６９ａ及び第２係合穴６９ｂとの間における係合が確実に行われる。したがって、環境が変化しても、基準位置がずれない状態で治具６を支持フレーム５３に対して確実に固定することができる。
【００９７】
また、各第２アルミフレーム６１ｂが第１アルミフレーム６１ａにおける節の役割を果たすので、本体フレーム６１の剛性を高くすることができる。また、配索部材６８を各第２アルミフレーム６１ｂの挿通孔６１ｃに挿通させることで、治具６の各駆動部に繋がる配索部材６８を第１アルミフレーム６１ａ内に整理良く収容することができる。さらには、配索部材６８が第１アルミフレーム６１ａ内に収容されるので、治具６に位置決めしたワークＷ１，Ｗ２を溶接する際、溶接時に発生するスパッタから配索部材６８を保護することができる。そして、第１アルミフレーム６１ａは、外周面の一部が開口する形状をなすので、例えば、第１アルミフレーム６１ａ内に配索部材６８を這わす際、作業者による作業が簡単容易である。
【００９８】
また、本体フレーム６１の長手方向両端にはそれぞれＬ字フレーム６９が設けられているので、支持フレーム５３の長手方向と交差する方向の治具６の位置決めが簡単容易となる。また、支持フレーム５３の長手方向と交差する方向の治具６の位置が決まると同時に、第１係合ピン８ｂ及び第２係合ピン９７が第１係合穴６９ａ及び第２係合穴６９ｂに係合可能な状態となるので、治具６の交換作業に係る時間を短縮することができる。
【００９９】
また、支持フレーム５３に対して治具６を前側係合爪６５ａの突出方向に前進させると、支持フレーム５３の第１位置決め孔７１ａに前側係合爪６５ａが係合する。したがって、支持フレーム５３に対する治具６の位置決め作業が簡単容易である。
【０１００】
尚、本発明の実施形態では、支持フレーム５３に取り付ける２つの治具６を同じ治具６としたが、種類の異なる治具６を取り付けるようにしてもよい。
【０１０１】
また、溶接ロボット３や作業者Ｈ１が作業する際、各第２モータ５５を回転させて治具６を傾けることで溶接ロボット３や作業者Ｈ１の作業がし易くなるようにしてもよい。
【０１０２】
また、ワーク溶接領域Ｘ１に設置する溶接ロボット３を複数にしてもよい。
【０１０３】
また、本発明の実施形態では、作業者Ｈ１は一人であるが、複数の作業者Ｈ１がワークセット領域Ｘ２で作業するようにしてもよい。
【０１０４】
また、本発明の実施形態では、ワークＷ１，Ｗ２の組み立てをスポット溶接で行っているが、これに限らず、アーク溶接やレーザ溶接で行ってもよいし、その他の接合方法で行ってもよい。
【０１０５】
また、本発明の実施形態では、支持フレーム５３が水平方向に延びる回転軸心周りに回転するようになっているが、支持フレーム５３が回転することは必須ではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、例えば、溶接を行う際にプレス成形により得たワーク等を把持して位置を決めるワーク位置決め装置に適している。
【符号の説明】
【０１０７】
２        ワーク位置決め装置
６        治具
７ａ        第１治具位置決め部
８ｂ        第１係合ピン
５３        支持フレーム（支持体）
６１        本体フレーム
６１ａ        第１アルミフレーム
６１ｂ        第２アルミフレーム
６１ｃ        挿通孔
６４        第１係合フレーム（連係部）
６５ａ        前側係合爪
６８        配索部材
６９        Ｌ字フレーム
６９ａ        第１係合穴
６９ｂ        第２係合穴
７１ａ        第１位置決め孔
９７        第２係合ピン
Ｗ１，Ｗ２        ワーク
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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2017021999.tif 000020