(57)【要約】【課題】多数の部品から構成される組立治具を定盤上に配置する場合の位置決めに関して、精度の向上、時間の短縮を図ることができる組立治具の位置決め方法を提供すること。【解決手段】本発明の組立治具の位置決め方法は、例えば、図１に示すように、工作物を支持する組立治具が配置される定盤１０と、先端部の３次元移動機構を有し、定盤１０に配置される工作物の配置予定位置を指定するロボットアーム２０と、このロボットアーム２０の先端部が工作物の配置予定位置を指定するようにロボットアーム２０を制御するロボットアーム制御装置３０とを用いて実現される。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部の３次元移動機構を有するロボットアームを制御して、定盤上に配置される工作物を支持する組立治具の配置位置を決める組立治具の位置決め方法であって、
定盤上に配置される工作物の配置予定情報に基づいて、アームの先端部が工作物の配置予定位置を指定するようにロボットアームを制御する工程と、
ロボットアームの先端部が指定する工作物の配置予定位置に沿って組立治具を定盤上に配置する工程と、を含んでいることを特徴とする組立治具の位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、溶接する際に、工作物を定盤上に支持する組立治具の位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶接する場合、まず、定盤上に組立治具を組み立てて配置し、つぎに、この組立治具に沿わせて工作物を配置することにより、組立治具により定盤上で工作物を支持する。
そして、溶接ロボットにより溶接作業を行い、この作業が終了すると、組立治具を解体する場合もある。
【０００３】
ここで、上記組立治具を定盤上に配置する場合、例えば、ほぼ矩形状に形成された定盤の短辺方向をＸ軸方向、長辺方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向とし、定盤上の任意の基準点からこれらＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の寸法を手作業で測定して組立治具の配置位置を決めていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような組立治具の位置決め方法では、その都度、定盤上に組立治具を配置する位置（基準点からのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の寸法）を測定する必要があり、面倒で時間がかかるとともに、組立治具を配置する位置に誤差が生じるおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、多数の部品から構成される組立治具を定盤上に配置する場合の位置決めに関して、精度の向上、時間の短縮を図ることができる組立治具の位置決め方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、
先端部の３次元移動機構を有するロボットアームを制御して、定盤上に配置される工作物を支持する組立治具の配置位置を決める組立治具の位置決め方法であって、
定盤上に配置される工作物の配置予定情報に基づいて、アームの先端部が工作物の配置予定位置を指定するようにロボットアームを制御する工程と、
ロボットアームの先端部が指定する工作物の配置予定位置に沿って組立治具を定盤上に配置する工程と、を含んでいることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
上記請求項１の発明によれば、ロボットアームを制御して、３次元移動機構を有するアームの先端部が定盤上で３次元移動して工作物の配置予定位置を指定し、この指定された配置予定位置に沿って組立治具を定盤上に配置する。
【０００８】
以下に、本発明の組立治具の位置決め方法について、図面を用いて詳細に説明する。
本発明の組立治具の位置決め方法は、例えば、図１に示すように、工作物を支持する組立治具が配置される定盤１０と、先端部の３次元移動機構を有し、定盤１０に配置される工作物の配置予定位置を指定するロボットアーム２０と、このロボットアーム２０の先端部が工作物の配置予定位置を指定するようにロボットアーム２０を制御するロボットアーム制御装置３０とを用いて実現される。
【０００９】
定盤１０は、本実施形態においては、表面を正しく平滑に仕上げた鋼板製の平面盤に、後述する組立治具を固定するための固定孔１０ａ及びこの固定孔１０ａより小径の固定孔１０ｂが設けられている。
これらの固定孔１０ａ及び１０ｂは、組立治具を固定するために、定盤１０の平面盤上に等間隔を空けて複数個が形成されている。
【００１０】
ロボットアーム２０は、図２に示すように、固定ベース２１によって床面に固定されており、この固定ベース２１に旋回ベース２２が連結されている。
この旋回ベース２２は、軸ａ１の周りにトルクを発生するモータ（図示せず）と、軸ａ１の回転角度を計測する角度センサ（図示せず）とを含み、軸ａ１の周りに回転可能である。
【００１１】
また、旋回ベース２２には、第１アーム２３が連結されており、この第１アーム２３は、旋回ベース２２との連結軸ａ２の周りに回転可能である。
また、第１アーム２３には、第２アーム２４が連結されており、この第２アーム２４は、第１アーム２３との連結軸ａ３の周りに回転可能である。
【００１２】
上記第２アーム２４の先端には、手首部２５が設けられており、この手首部２５は、軸ａ４及び第２アーム２４との連結軸ａ５の周りに回転可能である。
この手首部２５の先端部には、棒状の軸部材２６ａ及びこの軸部材２６ａの先端部に固着された平板状の板状部材２６ｂから構成される当て金２６が取り付けられている。
【００１３】
当て金２６は、工作物の配置予定位置を指定する際に使用されるもので、
通常、ロボットアーム２０の手首部２５には、溶接作業を行うための溶接トーチ（図示せず）が取り付けられているが、上記のように工作物の配置予定位置を指定する際には、溶接トーチの代わりに上記当て金２６が取り付けられて使用される。
なお、本実施形態においては、上記軸部材２６ａの軸方向と板状部材２６ｂの法線方向とが一致する方向で軸部材２６ａと板状部材２６ｂが固着されて当て金２６が形成されている。また、以下に述べる説明においては、アームの先端部とは、この当て金２６の板状部材２６ｂの平面部分を意味するものとする。
【００１４】
上記のように構成された当て金２６は、手首部２５の回転駆動に連動して回転可能に取り付けられている。
そして、上記ロボットアーム２０の各部は、モータ（図示せず）によってそれぞれ駆動され、上述した各方向に動作する。これら各モータには、軸の回転角度を検出する角度センサ（図示せず）が設けられている。
【００１５】
ロボットアーム制御装置３０は、ＣＰＵ（中央演算装置）３１と記憶部３２、ロボットアーム２０との間で通信を行う第１の通信部３３及びアームの先端部の位置座標データを入力するデータ入力部３５との間で通信を行う第２の通信部３４とを備えて構成されている。
【００１６】
上記ＣＰＵ３１は、データ入力部３５でアームの先端部の位置座標データが入力されると、記憶部３２に記憶された制御プログラムに従って、ロボットアーム２０の角度センサの検出値及び各アームの長さに基づいてベクトル演算を行い、ロボットアーム２０のアームの先端部を位置座標データに基づいて駆動制御する。
【００１７】
つぎに、組立治具の位置決め方法の具体的な手順について、図３を用いて説明する。
まず、ステップＳ１で、ロボットアーム制御装置３０のデータ入力部３５に定盤１０上に配置される工作物の配置予定情報を入力する。
ここで、配置予定情報とは、例えば、床面上にロボットアーム２０が固定されている位置を基準点として、この基準点に対して工作物が定盤１０上に配置される位置座標データをいう。
なお、本実施形態においては、この工作物の位置座標データとして工作物のＣＡＤデータが利用される。
【００１８】
ステップＳ２では、上記入力された工作物の位置座標データに基づいて、記憶部３２に記憶されている制御プログラムを実行してロボットアーム２０の各モータを駆動制御し、アームの先端部を工作物の配置予定位置に位置させることにより工作物の配置予定位置を指定する。
【００１９】
具体的には、上記ロボットアーム２０の先端部である当て金２６の板状部材２６ｂの平面部分を、定盤１０上に配置される工作物の一部とみなして、該工作物の一部分の配置予定位置と当て金２６の配置位置が一致するようにロボットアーム２０を駆動制御し、この当て金２６の配置位置と工作物の配置予定位置を合致させることにより工作物の配置位置を指定する。
このとき、上述したように、アームの先端部が３次元移動機構を有しているため、上記のように当て金２６が工作物を指定するようにロボットアーム２０の駆動制御を行うことができる。
【００２０】
ステップＳ３では、ロボットアーム２０の先端部が指定する工作物の配置予定位置に沿って組立治具５０を定盤１０上に配置して固定する。
本実施形態においては、図４に示すように、当て金２６の板状部材２６ｂの平面部分に、組立治具５０及び組立治具６０の支持面を当接させて組立治具５０及び６０を定盤１０上に配置して固定しており、図中、複数個の組立治具はそれぞれ順にロボットアーム２０により指定された位置に個別に配置されていく。
なお、組立治具の支持面とは、定盤１０上に工作物が配置された際に、実際に工作物に当接して支持する面をいう。
【００２１】
ステップＳ４では、図５に示すように、定盤１０上に固定された組立治具５０及び６０に沿ってそれぞれ工作物７０及び工作物８０を配置する。
具体的には、図６に示すように、組立治具５０は、治具本体５１とこの治具本体５１を定盤１０上に設けられた固定孔１０ａ或いは固定孔１０ｂに固定するための棒状の固定部材５２とから構成されている。
【００２２】
そして、上述したステップＳ３で、ロボットアーム２０の手首部２５に取り付けられた当て金２６の板状部材２６ｂの平面部分に治具本体５１の支持面が当接して定盤１０上に配置された後、治具本体５１に形成された長孔５１ａと定盤１０上の固定孔１０ｂが連通する部位に固定部材５２を挿通することにより、組立治具５０を定盤１０上に固定する。
なお、この場合において、治具本体５１に形成された長孔５１ａ内で固定部材５２をスライドさせて定盤１０の固定孔１０ｂに挿通することにより、治具本体５１の固定位置を定盤１０上で調節可能に構成されている。
【００２３】
そして、本実施形態においては、図示するように、定盤１０上に固定された組立治具５０に沿って、工作物７０の一面側が治具本体５１の支持面に当接した状態で該工作物７０が配置されており、さらに、この状態で複数個の万力７１により定盤１０上の固定されている。
【００２４】
なお、上記組立治具５０は、固定孔１０ｂとほぼ同じ円径を有する固定部材５２が固定孔１０ｂに挿通されて治具本体５１が定盤１０上に固定されているが、勿論、固定孔１０ａとほぼ同じ円径を有する固定部材を固定孔１０ａに挿通することにより、治具本体５１を定盤１０上に固定することも可能である。
【００２５】
また、工作物８０は、図７に示すように、ほぼ円柱形状に形成されており、該円柱の外壁面に組立治具６０の支持面が当接して定盤１０上に配置されている。ここで、組立治具６０は、図示するように、ほぼ三角形状に形成された治具本体６１と、この治具本体６１を定盤１０上に固定する固定部材６２とから構成されており、上述した組立治具５０と同様に、治具本体６１に形成された長孔（図示せず）と定盤１０に設けられた固定孔１０ｂが連通して形成される連通孔に固定部材６２を挿通することにより組立治具６０を定盤１０上に位置調節可能に固定している。
【００２６】
なお、この組立治具６０は、図示するように、工作物８０の外壁面に当接する側に高さ調節部材６３が取り付けられており、この高さ調節部材６３の先端面が円柱形状に形成された工作物６０の外壁面に当接している。
【００２７】
以上のように、組立治具５０及び６０に支持されて定盤１０上に固定された工作物７０及び８０は、ステップＳ５で、それぞれロボットアーム２０に取り付けた溶接トーチ（図示せず）により溶接される。
このとき、ロボットアーム２０の手首部２５に取り付けられた当て金２６を取り外し、この手首部２５に溶接作業を行うための溶接トーチ（図示せず）を取り付けて溶接作業を行う。
そして、この溶接作業が終了すると、定盤１０上に固定された各組立治具５０及び６０を解体し、一連の作業を終了する。
【００２８】
以上、本発明の組立治具の位置決め方法の手順について説明してきたが、上記のような位置決め方法によれば、以下のような効果を得ることができる。
すなわち、先端部の３次元移動機構を有するロボットアーム２０を制御して、工作物の配置予定位置と当て金２６の配置位置が一致するようにロボットアーム２０を駆動制御して工作物の配置予定位置を指定する。
そして、この指定された配置予定位置に沿って組立治具５０，６０を定盤１０上に配置するため、定盤１０上で組立治具５０，６０を配置する際に、組立治具５０，６０の配置位置を手作業で測定する必要がなくなり、測定時の面倒を省くことができ、また、組立治具５０，６０を配置する位置の精度の向上、時間の短縮を図ることができるという効果がある。
【００２９】
以上、本発明の組立治具の位置決め方法の一実施形態について詳細に説明してきたが、本発明の位置決め方法は上記実施形態に限定されるものでは決してなく、請求項に記載の範囲内で種々に変更可能であって、例えば、上記実施形態においては、ロボットアーム２０の手首部２５に取り付けられた当て金２６は、軸部材２６ａの軸方向と板状部材２６ｂの法線方向とが一致する方向で軸部材２６ａと板状部材２６ｂが固着されて形成されていたが、例えば、この軸部材２６ａの軸方向に対して板状部材２６ｂの平面部分に所定の角度を持たせた状態で当て金２６を取り付けることも可能である。
【００３０】
この場合において、定盤１０上に配置される工作物の形状に応じた角度をもたせることにより、組立治具５０，６０の支持面と工作物の当接がスムーズとなり、精度良く組立治具５０，６０を定盤１０上に配置することが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ロボットアームを制御して、３次元移動機構を有するアームの先端部が定盤上で３次元移動して工作物の配置予定位置を指定し、この指定された配置予定位置に沿って組立治具を定盤上に配置するため、定盤上での組立治具を配置する際に、組立治具の配置位置を測定する必要がなくなり、測定時の省力化を図ることができる。
また、組立治具を配置する位置の精度の向上、時間の短縮を図ることができるという効果がある。
さらに、小ロットの多品種の組立治具をその都度、定盤上に組み立てることができ、これにより治具にかかる費用を低く抑えることができる。
また、工作物のＣＡＤデータを保存することにより、組立治具を盤上に配置した定盤を保管等する必要がなく、保管場所が必要でなくなり、定盤の保管にかかる費用を抑えることができるという効果がある。
【００３２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位置決め方法を実現する位置決め装置の構成を示す図である。
【図２】同上の位置決め装置のロボットアームを示す外観図である。
【図３】本発明の位置決め方法の具体的手順を示すフローチャートである。
【図４】組立治具を定盤に配置した状態を示す平面図である。
【図５】定盤上に工作物を配置した状態を示す平面図である。
【図６】同上の工作物を示す斜視図である。
【図７】同上の工作物を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０　定盤
２０　ロボットアーム
３０　ロボットアーム制御装置
【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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