(57)【要約】【課題】特定ワークの専用品とせず、汎用性の高いワークハンド装置を提供する。【解決手段】ロボット２０のアーム２１の先端に接続され、アーム２１の旋回、伸縮によってワークＷを搬送するワークハンド装置１″であり、フレーム２にワークＷを位置決めする基準ピン３ａ，４ａ，５ａと、この基準ピンに内蔵され、ワークＷを把持するクランパー３ｂ，４ｂ，５ｂと、それぞれの基準ピンとクランパー３ｂ，４ｂ，５ｂを有するそれぞれの第１、第２、第３ピンクランパーユニット３，４，５とを備え、第１ピンクランパーユニット３をＸ軸方向の位置を固定する第１固定手段９と、第２、第３ピンクランパーユニット４，５をＹ軸方向へ移動する第２駆動手段７と、第２、第３ピンクランパーユニット４，５をＺ軸方向の位置を固定する第２、３固定手段１１，１２と、Ｚ軸の先端方向へ付勢する第２、３付勢手段１１ｃ，１２ｃとを備えたワークハンド装置１″である。【選択図】図８
2008137145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット（２０）のアーム（２１）先端部に接続され、３個の第１、第２、第３ピン（３ａ，４ａ，５ａ）をワーク（Ｗ）に設けられた基準ピン穴と係合させ、前記第１、第２、第３ピン（３ａ，４ａ，５ａ）に内蔵された第１、第２、第３クランパー（３ｂ，４ｂ，５ｂ）が出現してワーク（Ｗ）を保持し、前記アーム（２１）の旋回、および、伸縮によってワーク（Ｗ）を搬送するワークハンド装置（１″）であって、
基体となるフレーム（２）と、
前記フレーム（２）に配置され、前記ワーク（Ｗ）を位置決めする基準ピンの前記第１ピン（３ａ）と、この第１ピン（３ａ）に内蔵され、ワーク（Ｗ）を把持する第１クランパー（３ｂ）とを有し、Ｘ軸方向へ移動自在に形成された第１ピンクランパーユニット（３）と、
前記フレーム（２）に配置され、前記ワーク（Ｗ）を位置決めする基準ピンの前記第２ピン（４ａ）と、この第２ピン（４ａ）に内蔵され、ワーク（Ｗ）を把持する第２クランパー（４ｂ）とを有する第２ピンクランパーユニット（４）と、
前記フレーム（２）に配置され、前記ワーク（Ｗ）を位置決めする基準ピンの前記第３ピン（５ａ）と、この第３ピン（５ａ）に内蔵され、前記ワーク（Ｗ）を把持する第３クランパー（５ｂ）とを有する第３ピンクランパーユニット（５）と、
前記第１ピンクランパーユニット（３）のＸ軸（左右）方向の位置を固定する第１固定手段（９）と、
前記第２ピンクランパーユニット（４）と第３ピンクランパーユニット（５）を前記Ｘ軸と直交するＹ軸（前後）方向へ移動自在に位置を決める第２駆動手段（７）と、
前記第２ピンクランパーユニット（４）と第３ピンクランパーユニット（５）を前記Ｘ軸およびＹ軸に直交するＺ軸（上下）方向の位置を固定するそれぞれの第２、第３固定手段（１１，１２）と、
前記第２ピンクランパーユニット（４）と第３ピンクランパーユニット（５）を前記Ｚ軸の先端方向へ付勢する第２、第３付勢手段（１１ｃ，１２ｃ）と、
を備えたことを特徴とするワークハンド装置（１″）。
【請求項２】
前記第１ピンクランパーユニットをＸ軸方向へ移動する請求項１に記載のワークハンド装置（１″）の段取りに使用する段取り台（１０）であって、
基体となるベース（１０ｇ）と、
前記ベース（１０ｇ）の一端側には、ワークハンド装置（１″）の第２、第３ピン（４ａ，５ａ）が挿入されて位置を決める基準ピン穴（ｈ１，ｈ２）を有し、第２、第３ピン（４ａ，５ａ）のＺ軸方向の位置を決める位置決めブロック（１０ｄ，１０ｄ）と、
前記位置決めブロック（１０ｄ，１０ｄ）の位置を決めて固定する位置決めプレート（１０ｅ，１０ｅ）と、を備え、
第１ピン（３ａ）を挟持する半割りブロック（１０ｃ，１０ｃ′）のそれぞれに接続され、第１ピンクランパーユニット（３）の第１ピン（３ａ）を前記ベース（１０ｇ）のセンターまで移動させてＸ軸方向の位置決めを行う第４駆動手段（１６，１６′）と、
を備えたことを特徴とするワークハンド装置（１″）の段取りに使用する段取り台（１０）。
【請求項３】
機種変更があった場合、請求項１に記載のワークハンド装置（１″）と、請求項２に記載の段取り台（１０）を使用したワーク（Ｗ）の段取り方法であって、
前記ロボット（２０）のモードを生産モードから機種変更モードに切替える工程と、
ワーク（Ｗ）の予め設定された基準ピン穴（ｈ４，ｈ５）の位置に合わせて第２駆動手段（７）の駆動によりＹ軸方向へ第２ピン（４ａ）が設けられた第２ピンクランパーユニット（４）と、第３ピン（５ａ）が設けられた第３ピンクランパーユニット（５）とを移動させる工程と、
前記ワークハンド装置（１″）は第２、第３固定手段（１１，１２）の第２、第３ブレーキユニット（１１ａ，１２ａ）のブレーキを開放し、前記第２ピン（４ａ）と前記第３ピン（５ａ）は第２、第３引張りコイルバネ（１１ｃ，１２ｃ）の付勢力によりＺ軸方向の下降端に移動する工程と、
前記ロボット（２０）が前記ワークハンド装置（１″）を原点位置から前記段取り台（１０）へ移動させ、前記段取り台（１０）のＺ軸方向の位置決めブロック（１０ｄ，１０ｄ）の上面に設けられた基準ピン穴（ｈ１、ｈ２）に前記第２、第３ピン（４ａ，５ａ）を挿入し、位置決めブロック（１０ｄ，１０ｄ）に押付けることによって、引張りコイルバネ（１１ｃ，１２ｃ）の付勢力に抗して前記第２、第３ピン（３ａ，４ａ）の第２、第３ピンクランパーユニット（４，５）がＺ軸方向へ移動して位置を決める工程と、
前記第２、第３ピンクランパーユニット（４，５）の位置を第２、第３固定手段（１１，１２）で固定する工程と、
前記第１ピンクランパーユニット（３）の第１固定手段（９）を開放し、前記段取り台（１０）に設けられた第４駆動手段（１６）を駆動してＸ軸方向へ第１ピン（３ａ）を前記ベース（１０ｇ）のセンターまで移動させて位置決めをする工程と、
前記第１ピンクランパーユニット（３）を第１固定手段（９）で固定し、第４駆動手段（１６）による第１ピン（３ａ）の挟持を開放する工程と、
前記ロボット（２０）がワークハンド装置（１″）を前記段取り台（１０）から原点位置へ移動する工程と、
を含むことを特徴とする段取り方法。
【請求項４】
前記ワークハンド装置（１″）を使用したワーク搬送方法において、前記第１ピンクランパーユニット（３）と前記第２、第３ピンクランパーユニット（４，５）のそれぞれの移動範囲内に合わせて、ワーク（Ｗ）に基準ピン穴（ｈ３，ｈ４，ｈ５）を設け、この基準ピン穴（ｈ３，ｈ４，ｈ５）の位置に前記第１ピンクランパーユニット（３）と前記第２、第３ピンクランパーユニット（４，５）をそれぞれ位置決めし、各ピンクランパーユニットの第１、第２、第３ピン（３ａ，４ａ，５ａ）をワーク（Ｗ）の基準ピン穴（ｈ３，ｈ４，ｈ５）に挿入すると同時に内蔵されたクランパー（３ｂ，４ｂ，５ｂ）でワーク（Ｗ）を把持し、ワーク（Ｗ）を搬送することを特徴とする請求項１に記載のワークハンド装置（１″）を使用したワーク搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属薄板、高分子樹脂薄板などにより成形されたワークをロボットのアームに接続したワークハンド装置により把持して搬送するワークハンド装置、および、ワークハンド装置の段取りに使用する段取り台、ワークハンド装置の段取り方法、ならびに、ワークハンド装置を使用したワーク搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、自動車の右ドア、左ドア等のワークを製作する工場においては、各工程間の多くの作業者に代わり、多関節ロボットが導入され、まさに無人工場が構築されている。この多関節ロボットのアームの先端部には、同一機種の左右ドアのみに使用する機種専用のワークハンド装置が接続される。そして、各種ドアは、このワークハンド装置によって、ドアを構成するパーツであるアウタパネルやインナパネルが各工程間を搬送されて、最後には両者が組み合わされて完成する。
【０００３】
図１５は、従来のワークハンド装置を示す斜視図である。図１５に示すように、このワークハンド装置５０は、フレーム５１と、このフレーム５１の２箇所に固定された位置決めピン５２，５３と、４箇所に設置されたワーククランプ装置５４，５５，５６，５７から構成されている。このように、位置決めピン５２，５３は、ワークの位置を決めるという機能を担当させ、ワーククランプ装置５４，５５，５６，５７はワークをクランプするという機能を担当させており、機能の分離がなされている。また、ワークが変わるごとに位置決めピン位置とワーククランプ位置も変わるため、ワークハンド装置５０の交換が行われる。したがって、ワークハンド装置５０は特定ワークの専用品となっているため、新機種毎に設計製作が必要になるという問題があった。
【０００４】
また、このワークハンド装置５０は、アーム２１の先端にＡＴＣ（オートツールチェンジャー：型式ＸＣ−３０：ニッタ株式会社、オートマチックツールチェンジャーシステム参照）２２によって連結されている。ワークハンド装置５０を交換するために、このＡＴＣ２２は、図１５に示すフレーム５１の中央の裏側にあり、ワークハンド装置５０のフレーム５１の裏側に固定された接続部２２ａと、アーム２１の先端部に固定された接続部２１ａとから構成されている。そして、機種の変更があった場合は、このＡＴＣ２２の自動着脱機構により、ワークハンド装置５０を別のワークハンド装置にその都度持ち替えなければならないという問題があった。また、専用のワークハンド装置５０を格納する格納スタンドは広いスペースが必要であるという問題があった。さらに、機種が増える度に、種類数が増え続けるという問題があった。例えば、同様の専用ワークハンド装置は特許文献１参照に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６３１５７号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、特定ワークの専用品とせず、汎用性の高いワークハンド装置を提供するとともに、機種毎の設計製作を不要にし、機種変更があっても別のワークハンド装置に交換することがなく、ワークハンド装置を格納する広いスペースの格納スタンドが不要で、機種が増えても、ワークハンド装置の種類数を増やすことのないワークハンド装置、および、ワークハンド装置の段取りに使用する段取り台、ワークハンド装置の段取り方法、ならびに、ワークハンド装置のワーク搬送方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、ロボット（２０）のアーム（２１）先端部に接続され、３個の第１、第２、第３ピン（３ａ，４ａ，５ａ）をワーク（Ｗ）に設けられた基準ピン穴と係合させ、前記第１、第２、第３ピン（３ａ，４ａ，５ａ）に内蔵された第１、第２、第３クランパー（３ｂ，４ｂ，５ｂ）が出現してワーク（Ｗ）を保持し、前記アーム（２１）の旋回、および、伸縮によってワーク（Ｗ）を搬送するワークハンド装置（１″）であって、基体となるフレーム（２）と、前記フレーム（２）に配置され、前記ワーク（Ｗ）を位置決めする基準ピンの前記第１ピン（３ａ）と、この第１ピン（３ａ）に内蔵され、ワーク（Ｗ）を把持する第１クランパー（３ｂ）とを有し、Ｘ軸方向へ移動自在に形成された第１ピンクランパーユニット（３）と、前記フレーム（２）に配置され、前記ワーク（Ｗ）を位置決めする基準ピンの前記第２ピン（４ａ）と、この第２ピン（４ａ）に内蔵され、ワーク（Ｗ）を把持する第２クランパー（４ｂ）とを有する第２ピンクランパーユニット（４）と、前記フレーム（２）に配置され、前記ワーク（Ｗ）を位置決めする基準ピンの前記第３ピン（５ａ）と、この第３ピン（５ａ）に内蔵され、前記ワーク（Ｗ）を把持する第３クランパー（５ｂ）とを有する第３ピンクランパーユニット（５）と、前記第１ピンクランパーユニット（３）のＸ軸（左右）方向の位置を固定する第１固定手段（９）と、前記第２ピンクランパーユニット（４）と第３ピンクランパーユニット（５）を前記Ｘ軸と直交するＹ軸（前後）方向へ移動自在に位置を決める第２駆動手段（７）と、
前記第２ピンクランパーユニット（４）と第３ピンクランパーユニット（５）を前記Ｘ軸およびＹ軸に直交するＺ軸（上下）方向の位置を固定するそれぞれの第２、第３固定手段（１１，１２）と、前記第２ピンクランパーユニット（４）と第３ピンクランパーユニット（５）を前記Ｚ軸の先端方向へ付勢する第２、第３付勢手段（１１ｃ，１２ｃ）と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記第１ピンクランパーユニットをＸ軸方向へ移動する請求項１に記載のワークハンド装置（１″）の段取りに使用する段取り台（１０）であって、前記第１ピンクランパーユニットをＸ軸方向へ移動する請求項１に記載のワークハンド装置（１″）の段取りに使用する段取り台（１０）であって、基体となるベース（１０ｇ）と、前記ベース（１０ｇ）の一端側には、ワークハンド装置（１″）の第２、第３ピン（４ａ，５ａ）が挿入されて位置を決める基準ピン穴（ｈ１，ｈ２）を有し、第２、第３ピン（４ａ，５ａ）のＺ軸方向の位置を決める位置決めブロック（１０ｄ，１０ｄ）と、前記位置決めブロック（１０ｄ，１０ｄ）の位置を決めて固定する位置決めプレート（１０ｅ，１０ｅ）と、を備え、第１ピン（３ａ）を挟持する半割りブロック（１０ｃ，１０ｃ′）のそれぞれに接続され、第１ピンクランパーユニット（３）の第１ピン（３ａ）を前記ベース（１０ｇ）のセンターまで移動させてＸ軸方向の位置決めを行う第４駆動手段（１６，１６′）と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、機種変更があった場合、請求項１に記載のワークハンド装置（１″）と、請求項２に記載の段取り台（１０）を使用したワーク（Ｗ）の段取り方法であって、前記ロボット（２０）のモードを生産モードから機種変更モードに切替える工程と、ワーク（Ｗ）の予め設定された基準ピン穴（ｈ４，ｈ５）の位置に合わせて第２駆動手段（７）の駆動によりＹ軸方向へ第２ピン（４ａ）が設けられた第２ピンクランパーユニット（４）と、第３ピン（５ａ）が設けられた第３ピンクランパーユニット（５）とを移動させる工程と、前記ワークハンド装置（１″）は第２、第３固定手段（１１，１２）の第２、第３ブレーキユニット（１１ａ，１２ａ）のブレーキを開放し、前記第２ピン（４ａ）と前記第３ピン（５ａ）は第２、第３引張りコイルバネ（１１ｃ，１２ｃ）の付勢力によりＺ軸方向の下降端に移動する工程と、前記ロボット（２０）が前記ワークハンド装置（１″）を原点位置から前記段取り台（１０）へ移動させ、前記段取り台（１０）のＺ軸方向の位置決めブロック（１０ｄ，１０ｄ）の上面に設けられた基準ピン穴（ｈ１、ｈ２）に前記第２、第３ピン（４ａ，５ａ）を挿入し、位置決めブロック（１０ｄ，１０ｄ）に押付けることによって、引張りコイルバネ（１１ｃ，１２ｃ）の付勢力に抗して前記第２、第３ピン（３ａ，４ａ）の第２、第３ピンクランパーユニット（４，５）がＺ軸方向へ移動して位置を決める工程と、前記第２、第３ピンクランパーユニット（４，５）の位置を第２、第３固定手段（１１，１２）で固定する工程と、前記第１ピンクランパーユニット（３）の第１固定手段（９）を開放し、前記段取り台（１０）に設けられた第４駆動手段（１６）を駆動してＸ軸方向へ第１ピン（３ａ）を前記ベース（１０ｇ）のセンターまで移動させて位置決めをする工程と、前記第１ピンクランパーユニット（３）を第１固定手段（９）で固定し、第４駆動手段（１６）による第１ピン（３ａ）の挟持を開放する工程と、前記ロボット（２０）がワークハンド装置（１″）を前記段取り台（１０）から原点位置へ移動する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載のワークハンド装置（１″）を使用したワーク搬送方法であって、前記第１ピンクランパーユニット（３）と前記第２、第３ピンクランパーユニット（４，５）のそれぞれの移動範囲内に合わせて、ワーク（Ｗ）に基準ピン穴（ｈ３，ｈ４，ｈ５）を設け、この基準ピン穴（ｈ３，ｈ４，ｈ５）の位置に前記第１ピンクランパーユニット（３）と前記第２、第３ピンクランパーユニット（４，５）をそれぞれ位置決めし、各ピンクランパーユニットの第１、第２、第３ピン（３ａ，４ａ，５ａ）をワーク（Ｗ）の基準ピン穴（ｈ３，ｈ４，ｈ５）に挿入すると同時に内蔵されたクランパー（３ｂ，４ｂ，５ｂ）でワーク（Ｗ）を把持し、ワーク（Ｗ）を搬送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、第３駆動手段を外し、Ｚ軸方向の位置を固定するそれぞれの第２、第３固定手段を備えたことにより、ワークハンド装置の構造がよりシンプルになるとともに、ワークハンド装置の重量軽減とコスト軽減に寄与できる。また、安価に、より軽量化に対応できる。また、ワークハンド装置の多機能化を図ることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、ワークハンド装置の第１駆動手段に代替する第４駆動手段を設けたことにとり、ワークハンド装置の第１駆動手段を取り去ることができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、さらに、ワークハンド装置からそれぞれの第３駆動手段を外し、第２、第３固定手段の第２、第３ブレーキユニットと第２、第３付勢手段とを備えることにより、ロボットのアームの先端部に接続された状態のままで段取り台に前記ワークハンド装置を載置し、ワークハンド装置の段取り替えを適宜行うことができる段取り方法を提供することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、ワークハンド装置において、従来、組立用の大穴や別途仕様の小穴を流用していたのに対し、第１ピンクランパーユニットと第２、第３ピンクランパーユニットのそれぞれの移動範囲内に合わせて、ワークに基準ピン穴を設け、その基準ピン穴の位置に第１ピンクランパーユニットと第２、第３ピンクランパーユニットをそれぞれ位置決めし、各ピンクランパーユニットの第１、第２、第３ピンをワークの基準ピン穴に挿入すると同時に内蔵されたクランパーで把持して、ワークを搬送することにより、それぞれのピンクランパーユニットの移動範囲を考慮して、ワークに小径の同じサイズの基準ピン穴をバランスよく設けることができるので、ワークをバランスよく把持し、効率よく搬送することができるとともに、第１、第２、第３ピンの径が統一できて、よりシンプルな構造のワークハンド装置で多機種のワーク搬送が可能となるワークハンド装置のワーク搬送方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜第１参考例の実施形態＞
以下、本発明の第１実施の形態を説明する前に、第１参考例を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は第１参考例のワークハンド装置を示す平面図、図２はその正面図、図３の（ａ）はその右側面図、（ｂ）はガイドレールの図２と図３に示すＡ−Ａ線の拡大断面図である。
図１に示すように、ワーク搬送用のロボット２０（図１１参照）のアーム２１の先端にはＡＴＣ２２を構成する接続部２２ａが接続され、もう一方のワーク搬送用のワークハンド装置１の後端部にも接続部２２ｂが接続されており、アーム２１とワークハンド装置１は、このＡＴＣ２２によって着脱自在となっている。
また、フレーム２は、ワークハンド装置１の基体となっており、フレーム２とフレーム２ａとがＴ字状の略平面状に形成されている。
【００１６】
まず、ワークハンド装置１の各軸の駆動装置から説明する。
第１駆動手段６は、第１ピンクランパーユニット３をＸ軸（左右）方向へ移動自在に位置を決める駆動装置である。図１に示すように、第１駆動手段６は、Ｘ軸のサーボモータ６ａとボールネジ６ｂ、ガイドレール６ｃ等により構成されている。つまり、このフレーム２の中央にはＸ軸用のガイドレール６ｃが２本平行に配置されている。このガイドレール６ｃの中央には、ボールネジ６ｂが装着されてボールネジ用ナットとスライダを兼用したナットブロック６ｄ（図３（ｂ）参照）に螺入され、かつ摺動自在に嵌合されている。また、図２に示すように、ボールネジ６ｂの両端は、ベアリングによって軸支され、ボールネジ６ｂの軸端にはプーリ６ｅ′が装着されている。また、Ｘ軸用のサーボモータ６ａの軸端にもプーリ６ｅ（図１参照）が装着され、歯付きベルト６ｆ、プーリ６ｅ′を介してボールネジ６ｂに回転が伝達される。このナットブロック６ｄ（図２参照）の上面にはステー３ｃが立設され、このステー３ｃには第１ピンクランパーユニット３が載置されている。
【００１７】
第２駆動手段７は、第２ピンクランパーユニット４と第３ピンクランパーユニット５をＸ軸と直交するＹ軸（前後）方向へ移動自在に位置を決める駆動装置である。図１に示すように、第２駆動手段７は、第２、第３ピンクランパーユニット４，５をＹ軸方向へ移動させるための装置であり、Ｙ軸用のエアシリンダ７ａ、Ｙ軸用ガイドレール７ｃ，７ｃ、ストッパ７ｅ，７ｅ等により構成されている。このエアシリンダ７ａは、前記したＸ軸用のガイドレール６ｃに直角に配置されている。このエアシリンダ７ａは１本であり、高圧エアの流入によってＹ軸方向へ伸縮自在で、エアシリンダ７ａが短縮の状態では、平面視で第２ピン４ａと第３ピン５ａとの距離は、例えば、３００ｍｍである。また、このエアシリンダ７ａが伸張すると、第２ピン４ａと第３ピン５ａがそれぞれ５０ｍｍずつ移動して、例えば、４００ｍｍに拡張する。これらの移動距離は、後退用のストッパ７ｅ，７ｅと、図示しない前進用のストッパとによって、正確に調節されている。
フレーム２に直角に形成されたフレーム２ａには、Ｙ軸方向へ上下２本のガイドレール７ｃ，７ｃ（図３（ａ）参照）が配置され、それぞれにスライドナット７ｄ，…（図１参照）が摺動自在に装着されている。左右のスライドナット７ｄ，７ｄには、図３の（ａ）に示すように、後記するそれぞれの第３駆動手段（Ｚ軸用）８，８の駆動装置を構成するガイドレール８ｃ，８ｃが固定され、Ｙ軸方向へ摺動自在に構成されている。
【００１８】
第３駆動手段８，８′は、第２ピンクランパーユニット４と第３ピンクランパーユニット５をＺ軸（上下）方向へ移動自在に位置を決める駆動装置である。図３の（ａ）に示すように、第３駆動手段８，８′は、Ｚ軸のサーボモータ８ａ，８ａとボールネジ８ｂ，８ｂ、ガイドレール８ｃ等により構成されている。第３駆動手段８，８′は、Ｚ軸用として左右に１セットずつの計２セット配置され、それぞれの第３駆動手段８，８′は左右対称となっている。このＺ軸用の第３駆動手段８，８′は、例えば、右ドアと左ドアの勝手違いドア（ワ−ク）では、第２ピン４ａと第３ピン５ａのＺ方向の位置は同じ場合もあるし、異なる場合もある。異なる場合は、それぞれの第３駆動手段８，８′のサーボモータ８ａの回転方向が反対になって駆動して位置を変える。つまり、第２ピン４ａと第３ピン５ａとの高さの相対位置が反対になる。ここでは、図３の（ａ）に示す右側の第３駆動手段８の構成を説明し、左側の第３駆動手段８′の構成の説明は重複するため同符号を付して省略する。なお、第１、第２、第３ピンのＺ方向の高さ位置を一致させたドア、第２、第３ピンのＺ方向高さ位置を一致させたドア、第１、第２、第３ピンのＺ方向の高さ位置がすべて不一致のドア等、本願は多様なドアに対応可能となっている。
【００１９】
図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、右側の第３駆動手段８の駆動装置を構成するガイドレール８ｃの中央には、ボールネジ８ｂが装着されてボールネジ用ナットとスライドを兼用したナットブロック８ｄに螺入され、かつ摺動自在に嵌合されている。また、ボールネジ８ｂの両端は、ベアリングによって軸支され、ボールネジ８ｂの軸端にはプーリ８ｅ′が装着されている。Ｚ軸用のサーボモータ８ａの軸端にもプーリ８ｅが装着され、歯付きベルト８ｆを介して回転が伝達される。この右側のナットブロック８ｄにはステー４ｃを介して第２ピンクランパーユニット４が載置されている。また、同様に、この左側のナットブロック８ｄにはステー５ｃを介して第３ピンクランパーユニット５が載置されている。
【００２０】
図４の（ａ）は、第１ピンクランパーユニットの左側面図、図４の（ｂ）は、その正面図である。第１ピンクランパーユニット３は、フレーム２に配置され、ワークＷを位置決めする基準ピンの第１ピン３ａと、この第１ピン３ａに内蔵され、ワークＷを保持する第１クランパー３ｂとを有している。同様に、第２ピンクランパーユニット４は、フレーム２ａに配置され、ワークＷを位置決めする基準ピンの第２ピン４ａと、この第２ピン４ａに内蔵され、ワークＷを保持する第２クランパー４ｂとを有している。さらに、第３ピンクランパーユニット５は、フレーム２ａに配置され、ワークＷを位置決めする基準ピンの前記第３ピン５ａと、この第３ピン５ａに内蔵され、ワークＷを保持する第３クランパー５ｂとを有している。
【００２１】
図４の（ｂ）に示すように、第１ピンクランパーユニット３は、Ｌ形に形成されたボデー３ｄの上面には、ワークＷの一端を位置決めする基準となる肩３ｓが設けられており、その肩３ｓを中心に第１ピン３ａが一体に形成されている。ボデー３ｄの右側面には、この第１ピン３ａに内蔵の第１クランパー３ｂを出没動作させるエア式のシリンダ３ｅが接続されている。
第１ピンクランパーユニット３の第１ピン３ａは、先端部が上面視でダイヤカットに加工され、外径は約φ１６ｍｍであり、先端から約２０ｍｍのところに肩３ｓが設けられ、この肩３ｓにワークＷを挟持（クランプ）して保持する。
さらに、中実の軸心には第１クランパー３ｂを通す大きな溝が形成され、根元にはフランジ部が形成されてボデー３ｄの上面に固定されている。また、ボデー３ｄの中央部には、約６５度に形成された略Ｌ字状のリンク３ｆがピン３ｈによって回動自在に支持され、リンク３ｆの一端はピン３ｎによってシリンダ３ｅのシリンダロッド３ｉに連結され、他端はピン３ｐによって第１クランパー３ｂに連結されている。
第１ピンクランパーユニット３の第１クランパー３ｂは、板状に形成され、上部先端がカギ状の形成されており、さらに、中央にはカム状の長穴３ｇが形成させ、ピン３ｋが挿通されており、第１ピン３ａに格納する動作と、第１ピン３ａに格納された位置から出現し、肩３ｓにワークＷを挟持して保持する。
なお、図１に示すように、第２ピンクランパーユニット４の第２ピン４ａと、第３ピンクランパーユニット５の第３ピン５ａの構成は、前記した第１ピンクランパーユニット３の第１ピン３ａの構成と同様であるので、第２ピンクランパーユニット４と、第３ピンクランパーユニット５の重複する説明は、同符号を付して省略する。
【００２２】
＜第１駆動手段の動作＞
図１に示すように、Ｘ軸用の第１駆動手段６の動作は、制御装置（図示せず）からサーボモータ６ａに指令が入ると、サーボモータ６ａの回転は、プーリ６ｅから歯付きベルト６ｆを介してプーリ６ｅ′に伝達され、予め設定された所定の移動距離に相当する分だけボールネジ６ｂを回転させる。さらに、このボールネジ６ｂの回転は、ボールネジ６ｂに螺入されたナットブロック６ｄによって水平方向の動きに変換され、このナットブロック６ｄの上面には立設したステー３ｃ（図２参照）と第１ピンクランパーユニット３の第１ピン３ａを所定の移動距離だけＸ軸方向へ移動させる。
【００２３】
＜第２駆動手段の動作＞
図１に示すように、Ｙ軸用の第２駆動手段７の動作は、エアシリンダ７ａに図示しないエア配管経路を経由して高圧エアを供給されると、Ｙ軸用のガイドレール７ｃ，７ｃに摺動自在に設けられたＺ軸用のガイドレール８ｃ，８ｃを両サイド方向へ、例えば、５０ｍｍずつ、計１００ｍｍ移動させてストッパ７ｅ，７ｅに当接させる。したがって、第２ピン４ａと第３ピン５ａとの距離は、エアシリンダ７ａが伸張すると、例えば、３００ｍｍから４００ｍｍにセットされ、短縮すると、４００ｍｍから３００ｍｍにセットされる。
【００２４】
＜第３駆動手段の動作＞
図３の（ａ）に示すように、Ｚ軸用の第３駆動手段８（８′）の動作は、制御装置（図示せず）からサーボモータ８ａに指令が入ると、サーボモータ８ａの回転は、プーリ８ｅから歯付きベルト８ｆを介してプーリ８ｅ′に伝達され、所定の移動距離に相当する分だけボールネジ８ｂを回転させる。さらに、このボールネジ８ｂの回転は、ボールネジ８ｂに螺入されたナットブロック８ｄによって上下方向の直動に変換され、このナットブロック８ｄの側面に立設したステー４ｃ（５ｃ）と第２ピンクランパーユニット４の第２ピン４ａ（第３ピンクランパーユニット５の第３ピン５ａ）を所定の移動距離だけＺ軸方向へ移動させる。
【００２５】
＜ピンクランパーユニットのクランパーの動作＞
つぎに、第１ピンクランパーユニット３の第１クランパー３ｂの動作について説明する。図４に示すように、ワークＷの３個の基準ピン穴ｈ３，ｈ４，ｈ５にそれぞれの第１ピン３ａ、第２ピン４ａ、第３ピン５ａが挿入された後、制御装置（図示せず）からワークＷのクランプ指令が入ると、第１ピンクランパーユニット３では、シリンダ３ｅに高圧エアが供給され、シリンダロッド３ｉが後退し、ピン３ｎによって接続されたリンク３ｆを約１５度回動させる。この回動によって、ピン３ｐによって接続された第１クランパー３ｂを約１０ｍｍ下降させ、第１ピン３ａの外に出現して第１ピン３ａの肩３ｓとの間にワークＷをしっかりと挟持する。実際は、第１、第２、第３ピンクランパーユニット３，４，５の各クランパー３ｂ，４ｂ，５ｂは一斉に動作を開始し、終了する。
【００２６】
図５は多様なワークの基準穴位置に対応するワークハンド装置のピンを示し、（ａ）は小型用の右ドア、（ｂ）は同じ小型用の左ドア、（ｃ）は他の左ドア、（ｄ）は大型の右ドアである。
図５の（ａ）に示すように、第１ピン３ａと、第２ピン４ａと、第３ピン５ａの３個のピン位置は、ちょうど二等辺三角形を形成するように配置されている。
図５の（ｂ）に示すように、同じ小型用の左ドアは、長さＬ１は、例えば、３００ｍｍ、長さＬ２は、例えば、５００ｍｍであるが、図５の（ｃ）に示すように、他の左ドアの場合、長さＬ３は、例えば、４００ｍｍ、長さＬ４は、例えば、５４０ｍｍとなっている。この長さＬ３＝４００ｍｍものは基本的には大型ドアに対応するものであるが、このように小型ドアの中にも４００ｍｍに設定されたドアもある。また、第２ピン４ａあるいは第３ピン５ａを挿入する基準ピン穴ｈ４，ｈ３は、元々設定されているドアの機能上の穴を利用してもよいし、それ用に設けてもよい。
図５の（ｄ）に示すように、これは大型右ドアであるが、長さＬ３は４００ｍｍ、長さＬ５は、例えば、７０５ｍｍとなっている。
【００２７】
また、この小型用の右ドアの場合は、図示しないが、第１ピン３ａのＺ軸方向の高さを基準にすれば、例えば右ドア（Ｒ）の場合、第２ピン４ａは＋２５ｍｍ、第３ピン５ａは−２５ｍｍであり、左ドア（Ｌ）の場合は反対になり、第２ピン４ａは、例えば、−２５ｍｍ、第３ピン５ａは＋２５ｍｍとなる。Ｚ軸方向の移動距離のＭＡＸは、±４０ｍｍである。なお、請求項１に係るワークハンド装置において、第２駆動手段７をサーボモータとボールネジ方式を採用すれば、前記した第１ピン３ａ、第２ピン４ａ、第３ピン５ａ位置が二等辺三角形以外の三角形を構成することは可能である。
【００２８】
このように、図１に示す第１駆動手段６であるサーボモータ６ａを駆動して第１ピンクランパーユニット３を所定の位置にＸ軸方向へ移動させ、サーボモータ６ａに内蔵のブレーキ、または、電子ロックにより位置をクランプする。また、第２駆動手段７であるエアシリンダ７ａを駆動して第２ピンクランパーユニット４と第３ピンクランパーユニット５をＹ軸方向へ移動させ、さらに、図３に示す第３駆動手段８，８′であるサーボモータ８ａ，８ａをそれぞれ駆動して第２ピンクランパーユニット４と第３ピンクランパーユニット５をそれぞれＺ軸（上下）方向へ所定の距離だけ移動させることにより、大小多様なドアの基準ピン穴ｈ３，ｈ４，ｈ５に位置決めすることができる。また、サーボモータ８ａ，８ａによるＺ軸方向の瞬時の移動により、右ドアと左ドアの交互生産にも対応可能であり、対応が容易な共用のワークハンド装置１を提供することができる。さらに、すべての車種のドアに対応できるワークハンド装置１を提供することができる。
【００２９】
＜第１参考例の実施形態のワークハンド装置の段取り方法＞
ワークＷの機種変更があった場合、ワークハンド装置１がロボット２０（図１１参照）のアーム２１の先端部に接続されたままの状態でワークハンド装置１の仕様を変更する段取りを行う段取り方法について、詳細に説明する。
第１工程は、ロボット２０のモードを生産モードから機種変更モードに切替える。通常、ロボット２０のモードは、生産モードに設定されており、ロボット２０は、通常ドアを生産するプログラムにより動作している。しかし、予定された生産個数に達すると、つぎの車種のワークＷに合わせて段取り替えが行われる。このとき、機種変更モード、つまり、段取り替え用プログラムに切り替え、ロボット２０はワークハンド装置１の段取り替えの一連の動作をする。
第２工程は、ワークＷの予め設定された基準ピン穴ｈ４，ｈ５（図５参照）の位置に合わせて第２駆動手段７のＹ軸方向へと、第３駆動手段８のＺ軸方向へ駆動により、第２、第３ピン４ａ，５ａが設けられた第２、第３ピンクランパーユニット４，５を移動させる。
第３工程は、ワークＷの予め設定された基準ピン穴ｈ３の位置に合わせて第１駆動手段６の駆動によりＸ軸方向へ基準の第１ピン３ａが設けられた第１ピンクランパーユニット３を移動させる。
なお、ここではＹ軸、Ｚ軸、Ｘ軸の順に説明したが、この第２、３工程の順番は、その他であってもよい。また、同軸制御によって、同時に駆動しても構わない。
【００３０】
＜第２参考例の実施形態＞
ここで、ワークハンド装置１′について詳細に説明する。図６は本発明の第２参考例の実施形態のワークハンド装置を示す平面図、図７はその正面図である。
前記した第１参考例の実施形態のワークハンド装置１との相違点は、図６、図７に示すように、第１駆動手段６の代わりに、第１ピンクランパーユニット３のＸ軸方向の位置を固定する第１固定手段９を備えたものである。
以下、第１参考例の実施形態のワークハンド装置１との相違点を中心に説明する。
この第１固定手段９は、バー９ｄがＸ軸方向へ平行に配置され、そのバー９ｄに第１ブレーキユニット９ａが装着されている。この第１ブレーキユニット９ａのブレーキは、一旦、高圧エアが遮断されると、ロック（固定）し、高圧エアが供給されると、ロック状態が開放され、移動が可能になる。これにより、サーボモータ等の第１駆動手段６が無い分だけ、ワークハンド装置１の構造がよりシンプルになるとともに、ワークハンド装置の重量軽減とコスト軽減に寄与できる。このような構成にしてもよい。
【００３１】
＜段取り台＞
ここで、段取り台１０について説明する。図１１は段取り台の配置を示す平面図、図１２は段取り台を拡大した平面図、図１３は正面図、図１４は右側面図である。
図１１に示すように、ロボット２０のアーム２１の先端部には、ワークハンド装置１″が接続されている。ロボット２０の近傍には、ワークハンド装置１″の段取りに使用する段取り台１０が配置されている。
図１２に示すように、段取り台１０は、基体である矩形をしたベース１０ｇと、ワークハンド装置１″の第２、第３ピン４ａ，５ａが挿入されて位置を決める基準ピン穴ｈ１，ｈ２と、前記基準ピン穴（ｈ１，ｈ２）を有する位置決めブロック１０ｄ，１０ｄと、位置決めプレート１０ｅ，１０ｅ等を備えている。基準ピン穴ｈ１，ｈ２は、このベース１０ｇの一端側（図中左側）に配置されている。第２、第３ピン４ａ，５ａを保持する位置決めブロック１０ｄ，１０ｄは、この基準ピン穴ｈ１，ｈ２を有している。そして、位置決めブロック１０ｄ，１０ｄの位置を決めて固定する位置決めプレート１０ｅ，１０ｅは、図中左側の前後方向へ配置されている。
【００３２】
図１２に示すように、前記ベース１０ｇの左側の一端に、ワークハンド装置１″の第２、第３ピン４ａ，５ａの位置を決めるために、位置決めブロック１０ｄ，１０ｄが配置され、この位置決めブロック１０ｄ，１０ｄには、基準ピン穴ｈ１，ｈ２が設けられ、この基準ピン穴ｈ１，ｈ２に第２、第３ピン４ａ，５ａを挿入することによって、第２、第３ピン４ａ，５ａを保持する。そして、位置決めプレート１０ｅ，１０ｅも２個あり、位置決めブロック１０ｄ，１０ｄの位置を決めて固定する。この位置決めプレート１０ｅ，１０ｅには、穴が多数配置されている。位置決めプレート１０ｅ，１０ｅの多穴の２個を使用して精度の高いリーマボルトによって位置決めブロック１０ｄ，１０ｄ′，１０ｄ″が装着され、位置決めブロック１０ｄ，１０ｄの位置決めを行う。
【００３３】
また、第４駆動手段１６は、第１ピン３ａを挟持する半割りブロック１０ｃ，１０ｃ′のそれぞれに接続され、第１ピンクランパーユニット３の第１ピン３ａをベース１０ｇのセンターまで移動させて位置決めを行う駆動装置である。
第４駆動手段１６，１６′は、エアシリンダ１０ａと、エアシリンダ１０ａが接続された半割りブロック１０ｃと、この半割りブロック１０ｃ′が第１ピン３ａを挟持して移動自在にガイドするガイドレール１０ｂと、２個のスライドナット１０ｆ，１０ｆ′等から構成されている。
第４駆動手段１６のエアシリンダ１０ａは、それぞれ半割りブロック１０ｃ，１０ｃ′に接続されており、第１ピンクランパーユニット３の第１ピン３ａをベース１０ｇのセンターまで移動させて位置決めを行う。
なお、半割りブロック１０ｃ，１０ｃ′の原点位置は、図１２の二点鎖線で示す半割りブロック１０ｃ，１０ｃ′の位置であり、開放（離間）位置である。
また、それぞれの半割りブロック１０ｃ，１０ｃ′の当接面にはＶ溝が形成され、第１ピン３ａを両側から挟持して第１ピン３ａの位置決めを行う。このエアシリンダ１０ａ，１０ａの前進端には、半割りブロック１０ｃ，１０ｃ′の下部（裏）に前進端ストッパが設けられている。
なお、段取り台１０の上面には、この第４駆動手段１６の代わりに、第１駆動手段６のサーボモータ６ａとボールネジ６ｂ方式であっても構わない。
このサーボモータ６ａとボールネジ６ｂ方式の説明は重複するため、ここでは、別の方式である例えば、エアシリンダ方式を採用した第４駆動手段１６を説明した。
【００３４】
例えば、機種変更車種のドアの基準ピン穴の位置が、Ｌ１＝３００ｍｍピッチの場合、これらのブロック１０ｄ，１０ｄには、基準ピン穴ｈ１，ｈ２が設けられている。また、Ｌ３＝４００ｍｍピッチの場合は、ブロック１０ｄ′，１０ｄ′を使用すればよい。事前に両サイド外側にＬ３＝４００ｍｍでセットされ、第２、第３ピン４ａ，５ａが基準ピン穴ｈ１′，ｈ２′に挿入される。
さらに、図１２に示すように、Ｘ軸方向へＬ６＝２０５ｍｍずれた位置に４００ｍｍピッチの基準ピン穴ｈ１″，ｈ２″が設けられたブロック１０ｄ″，１０ｄ″が固定されている。これは、図５の（ｄ）に示す大型のドアに対応するものである。
また、図１４に示すように、第２ピン４ａと第３ピン５aのＺ方向の段差はＨ１、Ｈ２であり、機種によって数値は種々あるが、左右ドアでは＋、−と反対になるものの、絶対値は共通になっている。
【００３５】
＜第２参考例の実施形態のワークハンド装置の段取り方法＞
ワークＷの機種変更があった場合、ワークハンド装置１′がロボット２０のアーム２１の先端部に接続されたままの状態でワークハンド装置１′の仕様を変更する段取りを行うワークハンド装置１′の段取り方法について、図６、図７、図１２を参照して説明する。
この段取り方法は、前記ワークハンド装置１から第１駆動手段６を外し、代わりに第１固定手段９の第１ブレーキユニット９ａを備えたワークハンド装置１′を、ロボット２０のアーム２１の先端部に接続された状態のままで段取り台１０に載置し、ワークハンド装置１′の段取り替えをする段取り方法である。図５の（ａ）に示す小型用の右ドア（Ｌ１＝３００ｍｍ、Ｌ２＝５００ｍｍ）から、図５の（ｄ）に示す大型右ドア（Ｌ３＝４００ｍｍ、Ｌ５＝７０５ｍｍ）に段取り替えする場合で説明する。
【００３６】
第１工程は、ロボット２０のモードを生産モードから機種変更モードに切替える。
第２工程は、ワークＷの予め設定された基準ピン穴ｈ１，ｈ２、ここでは、基準ピン穴ｈ１″，ｈ２″の位置に合わせて第２駆動手段７と第３駆動手段８，８′の駆動によりＹ，Ｚ軸方向へ、第２，第３ピン４ａ，５ａが設けられた第２，第３ピンクランパーユニット４，５を移動させる。
第３工程は、ロボット２０がワークハンド装置１′を原点位置から段取り台１０へ移動させ、ワークハンド装置１′はピンを下向きの状態で、段取り台１０の第２、第３ピン４ａ，５ａを保持する位置決めブロック１０ｄ″，１０ｄ″の上面に設けられた基準ピン穴ｈ１″，ｈ２″に第２、第３ピン４ａ，５ａを挿入する。
この場合のドアの仕様により、ブロック１０ｄ″の位置は、ブロック１０ｄからＸ軸方向へ２０５ｍｍ離れた位置にあり、適宜ブロック（１０ｄ，１０ｄ′、１０ｄ″）が選択される。また、ワークハンド装置１′の原点位置での姿勢は、ピンを下向きにした状態である。
第４工程は、第１ピンクランパーユニット３の第１固定手段９を開放し、段取り台１０に設けられた第４駆動手段１６のエアシリンダ１０ａ，１０ａ′を駆動してＸ軸方向へ第１ピンクランパーユニット３の第１ピン３ａをセンターに移動させて位置決めをする。
つまり、エアシリンダ１０ａ，１０ａ′の半割りブロック１０ｃ，１０ｃ′によって、第１ピンクランパーユニット３の第１ピン３ａを挟持することによって、ベース１０ｇの中央部の位置に位置決めされる。これにより、Ｌ５＝７０５ｍｍが正確に確保できる。
第５工程は、第１固定手段９の第１ブレーキユニット９ａへの高圧エアを遮断して第１ピンクランパーユニット３を固定し、第４駆動手段１６による第１ピン３ａの挟持を開放する。この第１ピン３ａの挟持を開放する動作は、エアシリンダ１０ａ，１０ａ′を駆動して伸張させ、図１２の二点鎖線で示す位置へ半割りブロック１０ｃ，１０ｃ′を離間させる。
第６工程は、ロボット２０がワークハンド装置１′を段取り台１０から原点位置へ移動する。
このような手順に従えば、図５の（ｄ）に示すドアのＬ３＝４００ｍｍ、Ｌ５＝７０５ｍｍの仕様に段取り替えが可能である。
【００３７】
＜第１実施の形態＞
ここで、本発明の第１実施の形態であるワークハンド装置１″について詳細に説明する。図８は本発明の第１実施の形態のワークハンド装置を示す平面図、図９はその正面図、図１０はその右側面図（図面を分かりやすくするため、中央部に位置する第１ピンクランパーユニット３を省略している。）である。
前記した第２参考例のワークハンド装置１′との相違点は、図８〜図１０に示すように、ワークハンド装置１の第２、第３ピンクランパーユニット４，５のＺ軸方向へ移動するそれぞれの第３駆動手段８，８′の代わりに、Ｚ軸方向の位置を固定するそれぞれの第２固定手段１１、第３固定手段１２を備え、かつ、第２付勢手段１１ｃ、第３付勢手段１２ｃを備えたものである。以下、第２参考例のワークハンド装置１′との相違点を中心に説明する。
図１０に示すように、第２固定手段１１は、第２ブレーキユニット１１ａが第２バー１１ｄに装着されており、さらに、２本ずつの第２、第３付勢手段１１ｃ，１２ｃである第２、第３引張りコイルバネ１１ｃ，１２ｃが配置されている。
第２、第３ブレーキユニット１１ａ，１２ａのブレーキは、前記同様、高圧エアが遮断されると、ロック（固定）し、高圧エアが供給されると、ロック状態が開放され、移動が可能になる。
図９に示すように、第３付勢手段１２ｃは、例えば、２本の第３引張りコイルバネ１２ｃ，１２ｃで構成している。２本の第３引張りコイルバネ１２ｃ，１２ｃは接続片によって接続しているが、１本の引張りコイルバネであってもよい。
第２、第３ブレーキユニット１１ａ，１２ａのブレーキを開放すると、第２、第３基準ピン４ａ，５ａは、自重で先端方向である下方端まで下がる。そして、摩擦等の影響で自重では下がらない場合に備えて、強制的に第２、第３引張りコイルバネ１１ｃ，１２ｃの付勢力を付勢することにより、確実に第２ピン４ａと第３ピン５ａは、図１０に示すように、Ｚ軸の先端方向に移動する。そして、段取り台１０の位置決めブロック１０ｄ，１０ｄに設けられた基準ピン穴ｈ１，ｈ２に第２，第３ピン４ａ，５ａを挿入して押付けることにより、基準ピン穴ｈ１，ｈ２を有するブロック１０ｄ，１０ｄの上面の高さ位置に倣い、第２、第３ピンクランパーユニット４，５は、第２、第３引張りコイルバネ１１ｃ，１２ｃの付勢力に抗してＺ軸方向へ移動する。そうすると、第２、第３ブレーキユニット１１ａ，１２ａへの高圧エアが遮断され、第２，第３ピン４ａ，５ａのＺ軸方向の位置がブレーキによりロックされる。
【００３８】
＜第１実施の形態のワークハンド装置の段取り方法＞
ワークＷの機種変更により、ワークハンド装置１″がロボット２０のアーム２１の先端部に接続されたままの状態でワークハンド装置１″の段取りを行う第１実施の形態の段取り方法について、説明する。
この段取り方法は、前記した第２参考例の実施形態のワークハンド装置１の第１駆動手段６を外し、その代わりに、第１ピンクランパーユニット３のＸ軸方向の位置を固定する第１固定手段９を備え、さらに、第３駆動手段８は、第２固定手段１１、第３固定手段１２の第２、第３ブレーキユニット１１ａ，１２ａと引張りコイルバネ１１ｃ，１２ｃとに置き代えたワークハンド装置１″の段取り替えをする段取り方法である。ここでは、図５の（ｄ）に示す大型右ドア（Ｌ３＝４００ｍｍ、Ｌ５＝７０５ｍｍ）から図５の（ａ）に示す小型用の右ドア（Ｌ１＝３００ｍｍ、Ｌ２＝５００ｍｍ）に段取り替えする場合で説明する。
【００３９】
第１工程は、ロボット２０のモードを生産モードから機種変更モードに切替える。
第２工程は、ワークＷの予め設定された基準ピン穴ｈ１，ｈ２の位置に合わせて第２駆動手段７の駆動によりＹ軸方向へ第２ピン４ａが設けられた第２ピンクランパーユニット４と、第３ピン５ａが設けられた第３ピンクランパーユニット５とを移動させる。
第３工程は、ワークハンド装置１″はピンを下向きの状態で第２、第３固定手段１１，１２の第２、第３ブレーキユニット１１ａ，１２ａのブレーキを開放し、第２ピン４ａと第３ピン５ａは第２、第３引張りコイルバネ１１ｃ、１２ｃの付勢力によりＺ軸の先端方向、つまり、下降端に移動させる。
第４工程は、ロボット２０がワークハンド装置１″を原点位置から段取り台１０へ移動させ、段取り台１０のＺ方向位置決めブロック１０ｄ，１０ｄの上面に設けられた基準ピン穴ｈ１，ｈ２に第２，第３ピン４ａ，５ａを挿入し、押付けることによって、引張りコイルバネ１１ｃ，１２ｃの付勢力に抗して第２、第３ピン３ａ，４ａの第２、第３ピンクランパーユニット４，５がＺ軸方向へ移動して位置を変える。
第５工程は、第２、第３ピンクランパーユニット４，５の位置を第２、第３固定手段１１，１２で固定する。つまり、高圧エアの供給を遮断するとブレーキ力が発生し、第２、第３ピンクランパーユニット４，５の位置をロック（固定）する。
第６工程は、第１ピンクランパーユニット３の第１固定手段９を開放し、段取り台１０に設けられた第４駆動手段１６を駆動してＸ軸方向へ前記第１ピン３ａを移動させて位置を変える。
第７工程は、第１ピンクランパーユニット３を第１固定手段９で固定し、第４駆動手段１６による第１ピン３ａの挟持を開放する。この第１ピン３ａの挟持を開放する動作は、前記したように、エアシリンダ１０ａ，１０ａ′を駆動して伸張させ、図１２の二点鎖線で示す位置へ半割りブロック１０ｃ，１０ｃ′を離間させる。つまり、半割りブロック１０ｃ，１０ｃ′の原点位置は開放（離間）位置である。
第８工程は、ロボット２０がワークハンド装置１″を段取り台１０から原点位置へ移動する。
このような手順に従えば、図５の（ａ）に示す小型のドアのＬ１＝３００ｍｍ、Ｌ２＝５００ｍｍの仕様に段取り替えが可能である。
【００４０】
このように、ワークハンド装置１″をロボット２０が原点位置から段取り台１０へ移動させ、段取り台１０に載置するが、段取り台１０に対するワークハンド装置１″のＺ軸方向の載置位置はどの車種も同じ位置にしている。そのために、第２、第３ピン４ａ，５ａのワーク当接面が当接するブロック１０ｄ，１０ｄの上面のＺ軸方向の位置が相違している各車種専用のブロックと位置決めプレートを用意すればよい。
このような段取り台１０を使用したワークハンド装置１″の段取り方法であっても構わない。
【００４１】
＜ワークハンド装置のワーク搬送方法＞
ワークハンド装置１″において、第１ピンクランパーユニット３と第２、第３ピンクランパーユニット４，５のそれぞれの移動範囲内に合わせて、ワークＷに基準ピン穴ｈ３，ｈ４，ｈ５を設ける。そして、その基準ピン穴ｈ３，ｈ４，ｈ５の位置に第１ピンクランパーユニット３と前記第２、第３ピンクランパーユニット４，５をそれぞれ位置決めし、各ピンクランパーユニットの第１、第２、第３ピン３ａ，４ａ，５ａをワークＷの基準ピン穴ｈ３，ｈ４，ｈ５に挿入すると同時に、内蔵された各クランパー３ｂ，４ｂ，５ｂでワークＷを把持し、ワークＷを搬送するという今までに無いワークハンド装置を使用したワーク搬送方法である。
【００４２】
つまり、従来のワークハンド装置には、ドアを位置決めするための基準穴は設けられていたが、搬送専用とする基準ピン穴は設けられておらず、大小種々の穴を利用してワークハンド装置の方で工夫し、1車種右左ドアを兼用する程度の汎用性がせいぜいであり、汎用性の高いワークハンド装置の提供は困難であった。そこで、ドアの設計段階で、ドアの位置決めを兼ねたドア搬送用の基準ピン穴の標準化を行い、標準化された基準ピン穴を設けるというこれまでにない新しい発想により、汎用性の高いワークハンド装置による新しいワーク搬送方法の提供ができる。
この新しいワーク搬送方法は、現行生産されている車種、あるいは過去に生産された車種のインナパネルをもとに、自動車ドアの艤装部品であるトリムボード（ドアの室内側にセットされるものでアームレストやポケットが付いたもの）で隠れる位置に１個のφ１６の基準ピン穴を基準にして他の２点のφ１６の基準ピン穴がどの範囲に収まるかを徹底的に検証し、ワークハンド装置１の各ピンクランパーユニット３，４，５の移動範囲を決定したもので、その結果、現行の多くの機種に対応が可能になっただけでなく、今後、現行の自動車ドア生産ラインに新規の自動車ドアを投入する場合は、ワークハンド装置のピンクランパーの移動範囲を考慮して、新規投入の自動車ドアのインナパネルに３個のφ１６の基準ピン穴を設けている。
本発明により、新しくワークハンド装置１を製作することもなく、また現行の自動車ドア生産ラインで使用されている既存のワークハンド装置を改造することもなく、この1種類のワークハンド装置１で、将来に亘っても、あらゆる機種に対応したワーク搬送方法が可能になった。
【００４３】
また、ＡＴＣ２２の使用目的は、従来までは機種変更の度毎にワークハンド装置１を離脱、装着を繰り返していたが、これからは、脱着なしでよい。しかしながら、ワークハンド装置１の故障やメンテナンス、修理等が起こり得るため、ＡＴＣ２２は、予備のワークハンド装置１との交換作業に生かされる。また、ワークハンド装置１″を段取り台１０へ載置して段取り替えを完了した時点で、第４駆動手段１６によって半割りブロック１０ｃ，１０ｃ′が第１ピン３ａを挟持し、第２、第３ピン３ａ，４ａがブロック１０ｄ，１０ｄに支持された状態で、ワークハンド装置１″をロボットから切り離し、ロボットは他の仕事、例えば、ある車種の予定された生産台数が完了したＡＴＣ２２の２２ｂが別途取り付けられている溶接治具や位置決め治具を治具マガジンに収納し、その治具マガジンから次期生産機種の溶接治具や位置決め治具を取り出し、定位置にセットするような仕事をさせることも可能となる。
また、ワークハンド装置１は、段取り替えのために段取り台１０へ載置する必要はないが、置き台を設けてワークハンド装置１を前記置き台に載置して、ロボットをワークハンド装置１から切り離し、前述のように治具交換をさせることも可能となる。
【００４４】
なお、本発明は、その技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。たとえば、第１駆動手段６はサーボモータ６ａとして説明したが、エアシリンダ、油圧シリンダ、リニアモータ等のアクチュエータに置き換えても構わない。また、第２駆動手段７はエアシリンダ７ａとして説明したが、このエアシリンダ７ａの代わりに、サーボモータ８ａを配置しても構わないし、それぞれにサーボモータ８ａを配置して、すべての軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をサーボモータ化にしても構わない。さらに、第３駆動手段８，８′はサーボモータ８ａとして説明したが、これもエアシリンダ、油圧シリンダ、リニアモータ等、ラック、ピニオン等のアクチュエータに置き換えても構わない。このように、第１、第２、第３駆動手段６，７，８，８′は駆動方式を適宜変更してもよい。
また、ワークを保持するピンは、ここでは第１、第２、第３ピン３ａ，４ａ，５ａの最小の３個としたが、ワークの大きさ、質量に合わせて、その他の４個、５個等の複数個としてもよい。また、ワークに設ける基準ピン穴ｈ３，ｈ４，ｈ５は、ピン径φ１６ｍｍに合わせた丸穴としたが、多角形穴であっても構わないし、サイズの大小を変えてもよい。
さらに、第２付勢手段１１ｃ、第３付勢手段１２ｃは、第２、第３引張りコイルバネ１１ｃ，１２ｃとしたが、圧縮バネ、ガススプリング、バンパー、エアシリンダ等、その他であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１参考例のワークハンド装置を示す平面図である。
【図２】第１参考例のワークハンド装置を示す正面図である。
【図３】（ａ）はワークハンド装置の右側面図、（ｂ）は図２と図３に示すＡ−Ａ線の拡大断面図である。
【図４】（ａ）は第１ピンクランパーユニットの左側面図、（ｂ）はその正面図である。
【図５】多様なワークの基準穴位置に対応するワークハンド装置のピンを示し、（ａ）は小型用の右ドア、（ｂ）は同じ小型用の左ドア、（ｃ）は他の小型用左ドア、（ｄ）は大型右ドアである。
【図６】第２参考例の実施形態のワークハンド装置を示す平面図である。
【図７】第２参考例の実施形態のワークハンド装置を示す正面図である。
【図８】本発明の第１実施の形態のワークハンド装置を示す平面図である。
【図９】本発明の第１実施の形態のワークハンド装置を示す正面図である。
【図１０】本発明の第１実施の形態のワークハンド装置を示す右側面である。
【図１１】段取り台の配置を示す平面図である。
【図１２】段取り台を拡大した平面図である。
【図１３】段取り台の配置を示す正面図である。
【図１４】段取り台の配置を示す右側面図である。
【図１５】従来のワークハンド装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１，１′，１″  ワークハンド装置
２，２ａ  フレーム
２ｂ  ストッパ（Ｙ軸）
３    第１ピンクランパーユニット（Ｘ軸）
３ａ  第１ピン
３ｂ  第１クランパー
３ｃ，４ｃ，５ｃ  ステー
３ｄ  ボデー
３ｅ  シリンダ
３ｆ  リンク
３ｇ  カム長穴
３ｈ，３ｋ，３ｎ，３ｐ  ピン
３ｉ  シリンダロッド
３ｓ  肩
４    第２ピンクランパーユニット（Ｙ１，Ｚ１軸）
４ａ  第２ピン
４ｂ  第２クランパー
５    第３ピンクランパーユニット（Ｙ２，Ｚ２軸）
５ａ  第３ピン
５ｂ  第３クランパー
６    第１駆動手段（Ｘ軸）
６ａ，８ａ  サーボモータ
６ｂ，８ｂ  ボールネジ
６ｃ  ガイドレール（Ｘ軸）
６ｄ，８ｄ  ナットブロック
６ｅ，６ｅ′，８ｅ，８ｅ′  プーリ
６ｆ，８ｆ  歯付きベルト
６ｇ  スライドナット
７    第２駆動手段（Ｙ軸）
７ａ  エアシリンダ
７ｃ  ガイドレール（Ｙ軸）
７ｄ  スライドナット
７ｅ  ストッパ
８，８′  第３駆動手段（Ｚ軸）
８ｃ  ガイドレール（Ｚ軸）
９    第１固定手段（Ｘ軸）
９ａ  第１ブレーキユニット
９ｄ  第１バー
１０  段取り台
１０ａ  エアシリンダ
１０ｂ  ガイドレール
１０ｃ，１０ｃ′  半割りブロック
１０ｄ，１０ｄ′，１０ｄ″  ブロック（位置決めブロック）
１０ｅ  位置決めプレート
１０ｆ，１０ｆ′  スライドナット
１０ｇ  ベース
１１    第２固定手段（Ｚ軸）
１１ａ  第２ブレーキユニット
１１ｃ  第２付勢手段（第２引張りコイルバネ）
１１ｄ  第２バー
１２    第３固定手段（Ｚ軸）
１２ａ  第３ブレーキユニット
１２ｃ  第３付勢手段（第３引張りコイルバネ）
１２ｄ  第３バー
１６，１６′  第４駆動手段
２０  ロボット
２１  アーム
２２  ＡＴＣ（オートツールチェンジャー）
ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５  基準ピン穴
Ｗ  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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