(57)【要約】【課題】ワークを載置台に移載する場合に、カメラでワークを撮像してその位置ずれに合わせて載置台に対するロボットハンドの位置を補正するものでは、高価な画像処理装置が必要となるため、コストが高くなると共に、画像処理の時間が必要になる。【解決手段】ワークＷを保持する保持部５と、該保持部を移動させる移動手段４とを備えた移載装置に、上記保持部５が載置台３に対して所定の位置関係に位置するように移動手段４を制御する制御手段を設けると共に、保持部５に、該保持部５による保持が解除された載置台３上のワークＷが保持部５に対して所定の位置関係に位置するようにワークＷを変位させるワーク変位手段８を設けた。【選択図】　　　図９
2004130463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持する保持部と、該保持部を移動させる移動手段とを備え、ワークを保持した保持部を移動手段で移動させることによってワークを載置台上に移載する移載装置であって、上記保持部が上記載置台に対して所定の位置関係に位置するように上記移動手段を制御する制御手段を備えると共に、上記保持部に、該保持部による保持が解除された載置台上のワークが保持部に対して所定の位置関係に位置するようにワークを変位させるワーク変位手段を設けたことを特徴とする移載装置。
【請求項２】
請求項１に記載の移載装置によって載置台上に移載されたワークを該載置台上の所定位置に位置決めするワーク位置決め方法であって、ワークを載置台上に移載した後、上記保持部によるワークの保持を解除すると共に、上記制御手段によって移動手段を制御して保持部を載置台に対して所定の位置関係に位置させ、上記ワーク変位手段によって載置台上のワークが保持部に対して所定の位置関係に位置するように変位させることを特徴とするワーク位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを載置台上に移載する移載装置、及び、移載装置によって載置台上に移載されたワークを載置台上の所定位置に位置決めするワーク位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記移載装置として、例えば、特許文献１に記載された構造が知られている。この従来の移載装置は、マニプレータ（移動手段）とその先端に設けられたロボットハンド（保持部）とを備え、ハンド本体に、ワークを３箇所で吸着保持する３個の吸着パッドを設けると共に、ワークを撮像するカメラとを搭載している。
【０００３】
このものでは、ワークを３個の吸着パッドにより吸着した状態で取り上げ、ロボットハンドに保持する。次に、この保持状態でカメラによりワークを撮像し、撮像結果に基づいて画像処理装置でハンド本体に対するワークの前後左右への位置ずれを計測し、ワークをロボットハンドで次工程の載置台等にセットする際、計測したワークの位置ずれに合わせて載置台に対するロボットハンドの位置を補正し、載置台にワークを位置決めしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３７２３８９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、高価な画像処理装置が必要となるため、コストが高くなると共に、画像処理の時間が必要になるため、ワークの移載にかかる時間が長くなってしまうという問題がある。また、画像処理の結果に基づくロボットハンドの位置制御が複雑化するといった問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、以上の点に鑑み、ワークを次工程の載置台に短時間で正確に位置決め可能で、且つ、画像処理装置が不要な低コストの移載装置、ならびにその移載装置を用いたワークの位置決め方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、ワークを保持する保持部と、該保持部を移動させる移動手段とを備え、ワークを保持した保持部を移動手段で移動させることによってワークを載置台上に移載する移載装置であって、上記保持部が上記載置台に対して所定の位置関係に位置するように上記移動手段を制御する制御手段を備えると共に、上記保持部に、該保持部による保持が解除された載置台上のワークが保持部に対して所定の位置関係に位置するようにワークを変位させるワーク変位手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
この移載装置によって載置台上に移載されたワークを該載置台上の所定位置に位置決めする場合には、ワークを載置台上に移載した後、上記保持部によるワークの保持を解除すると共に、上記制御手段によって移動手段を制御して保持部を載置台に対して所定の位置関係に位置させ、上記ワーク変位手段によって載置台上のワークが保持部に対して所定の位置関係に位置するように変位させる。かくて、載置台上のワークが該載置台上の所定位置に正確に位置決めされる。
【０００９】
これによれば、画像処理によるワークの位置計測が不要になるので、大幅なコストダウンを図れると共に、ワークの移載を短時間で行うことができる。また、載置台側に、ワークの種類毎に対応した特別な検出手段や位置決め手段を設けなくて良いので、載置台を複数種類のワークに対応可能な汎用のものに構成しやすい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１０に示す、自動車のリヤフロアパネルから成るワークＷの移載装置に本発明を適用した実施形態について説明する。
【００１１】
図１を参照して、１は移載装置を示しており、この移載装置１は、ワーク搬送台車２上に平置きされたワークＷを取り上げて次工程のシーリング治具（載置台）３に移載するためのものである。移載装置１は、ロボットのロボットアーム（移動手段）４の先端の手首４１にハンドリング治具（保持部）５が取付けられて構成されており、ワークＷを保持したハンドリング治具５をロボットアーム４で移動させることによってワークＷをシーリング治具３上に移載する。なお、３ａはシーリング治具３上に移載されたワークＷにシーリングを施すシーリングロボットである。
【００１２】
図２及び図３を参照して、移載装置１のハンドリング治具５は、ロボットアーム４の手首４１に対する取付部５１を固設した治具本体５２を備えており、治具本体５２に、ワークＷの前部（図２、図３の上側）の２箇所と後部の２箇所とを吸着保持する４個の吸着パッド６、６、６、６と、ワークＷの左右両側部をそれぞれ上下から挾持する２個の落下防止クランプ７、７と、ワークＷに対して左右方向からそれぞれ当接する左右位置決めクランプ８、８（ワーク変位手段）と、ワークＷに対して上方向から当接する上下位置決めクランプ９とを設けている。
【００１３】
吸着パッド６は、移載するワークＷの形状に合わせて上下方向の位置が設定されて固定されている。また、落下防止クランプ７は、図４に示すように、シリンダ７ａにより揺動されてワークＷの上面に当接する上クランプアーム７ｂと、シリンダ７ｃにより揺動されてワークＷの下面に当接する下クランプアーム７ｄとを備え、上下のクランプアーム７ｂ、７ｄでワークＷの側部を把持するように構成されている。
【００１４】
左右位置決めクランプ８は、図５に示すように、シリンダ８ａにより揺動されてワークＷの左右端部Ｗａに当接するクランプアーム８ｂを備えている。また、上下位置決めクランプ９も、左右位置決めクランプ８と同様に、シリンダ９ａにより揺動されてワークＷの上端部Ｗｂに当接するクランプアーム９ｂを備えている。
【００１５】
図６〜図８を参照して、シーリング治具３は、治具設置面に固定される基台部１０と、その基台部１０に設けられた軸受け１０ａに支持される軸部１１ａを有し、基台部１０対して揺動自在に設けられているワーク支持部１１と、ピストンロッド１２ａがワーク支持部１１に連結されてピストンロッド１２ａの出没によってワーク支持部１１を揺動させるシリンダ１２とを備えている。
【００１６】
基台部１０には、ワーク支持部１１が揺動する両方向にそれぞれショックアブソーバ１０ｂ、１０ｂが備えられており、ワーク支持部１１には、ワーク支持部１１が所定角度以上揺動した場合にこれらショックアブソーバ１０ｂ、１０ｂと当接して衝撃を緩衝するための当接部１１ｂが備えられている。
【００１７】
ワーク支持部１１は、軸部１１ａの両端から同方向に延びるアーム部１１ｃ、１１ｃを備えており、各アーム部１１ｃ、１１ｃには、それぞれ、側部固定用クランプ１３と、１対の落下防止用クランプ１４、１４とが設けられている。側部固定用クランプ１３は、シリンダ１３ａにより揺動されてワークＷの上面に当接する上クランプアーム１３ｂと、シリンダ１３ｃにより揺動されてワークＷの下面に当接する下クランプアーム１３ｄとを備え、上下のクランプアーム１３ｂ、１３ｄでワークＷの側部を把持するように構成されている。また、落下防止用クランプは１４、シリンダ１４ａにより揺動されてワークＷの上面に当接するクランプアーム１４ｂを備えており、これにより、ワーク支持部１１がシーリングロボット３ａ側（図５右側）に揺動したときのワークＷの落下防止を担保している。
【００１８】
また、ワーク支持部１１の軸部１１ａには、４つのワーク受け１５、１５、１５、１５と、２つの下部固定用クランプ１６、１６とが設けられている。ワーク受け１５は、ワークＷの下端を受けることができるように、先端が二股に形成されている。また、下部固定用クランプ１６は、シリンダ１６ａにより揺動されてワークＷの上面に当接する上クランプアーム１６ｂと、シリンダ１６ｃにより揺動されてワークＷの下面に当接する下クランプアーム１６ｄとを備え、上下のクランプアーム１６ｂ、１６ｄでワークＷの下部を把持するように構成されている。
【００１９】
上記ロボットアーム４、吸着パッド６、落下防止クランプ７、左右位置決めクランプ８、上下位置決めクランプ９、シリンダ１２、側部固定用クランプ１３、落下防止用クランプ１４、下部固定用クランプ１６は、所定の制御用コンピュータ（制御手段）によって制御される。
【００２０】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００２１】
ワークＷの移載を行う場合、移載装置１は、まず、ワーク搬送台車２からのワークＷの取り上げを行う。ワークＷの取り上げに際しては、まず、ハンドリング治具５を定位置に停止されたワーク搬送台車２の上方に臨む所定の取り上げ原点位置からロボットの動作により比較的高速で下降させる。そして、所定のリミットスイッチや光学式スイッチ等（図示しない）の検出結果に基づいて、所定距離下降したところで下降を停止すると共にハンドリング治具５をラフ位置決めする。
【００２２】
次に、ハンドリング治具５を再び低速で下降させ、ワークＷに４つの吸着パッド６を当接させてワークＷを吸着すると共に、落下防止クランプ７によりワークＷの両側部を把持する。次に、ロボットアーム４の動作により、ハンドリング治具５を上昇させてワークＷを取上げる。
【００２３】
続いて、移載装置１は、取り上げたワークＷをシーリング治具３上に移載する。ワークＷのシーリング治具３への移載に際しては、まず、ロボットアーム４の動作により、ハンドリング治具５をシーリング治具３上部の、予めティーチングした所定のセット位置に移動する。次に、シーリング治具３の側部固定用クランプ１３の上クランプアーム１３ｂ、落下防止用クランプ１４及び下部固定用クランプ１６を開状態にする。続いて、ロボットアーム４及び手首４１の動作によって、ハンドリング治具５のワーク保持面をシーリング治具３のワーク載置面と平行にすると共に、ハンドリング治具５を所定下降位置まで下降させる（図９参照）。このハンドリング治具５の所定下降位置は、ワークＷの左右方向中心位置がハンドリング治具５の左右方向中心位置と一致している場合に、ワークＷが正確にシーリング治具３の規定位置に載置される位置に設定されており、ハンドリング治具５が所定下降位置まで下降したときにそのハンドリング治具５に保持されたワークＷの下端が４つのワーク受け１５に収まるようになっている。ここで、シーリング治具３の規定位置とは、シーリングロボット３ａによってシーリング治具３上のワークＷに対してシーリングを施す場合に最も適切なワークＷ位置をいう。
【００２４】
ハンドリング治具５を所定下降位置まで下降させた後、ハンドリング治具５の吸着パッド６の吸着状態を解除すると共に、落下防止クランプ７を開状態にし、続いて、ハンドリング治具５の左右位置決めクランプ８、８を動作させ、ワークＷをハンドリング治具５に対してセンタリングする。このとき、ワークＷの下端はシーリング治具３の４つのワーク受け１５に収まっており、ワークＷが左右に平行移動可能となっている。
【００２５】
ワークＷのハンドリング治具５に対するセンタリングは、具体的には以下のようにして行われる。すなわち、左右位置決めクランプ８、８は、最大に開いた状態から、ハンドリング治具５に対して正確にセンタリングされたときのワークＷの左右端部位置まで閉じられる。これにより、ワークＷがハンドリング治具５に対して左右いずれか一方にずれている場合には、左右位置決めクランプ８を閉じると、ずれ方向の左右位置決めクランプ８がワークＷの左右端部Ｗａに当接し、さらに左右位置決めクランプ８が閉じられることにより、ワークＷをずれ方向と反対方向に変位させ、ワークＷがハンドリング治具５に対して正確にセンタリングされる。
【００２６】
このワークＷの左右方向のセンタリングと同時に、ハンドリング治具５の上下位置決めクランプ９も閉じられ、ワークＷが上下方向にも位置決めされる。これにより、ワークＷはシーリング治具３の規定位置に正確に載置される。
【００２７】
このようにしてワークＷの左右方向及び上下方向のハンドリング治具５に対する位置決めが終了すると、続いてシーリング治具３の上クランプアーム１３ｂ、落下防止用クランプ１４及び下部固定用クランプ１６を閉状態にし、ワークＷがシーリング治具３に保持される。
【００２８】
続いて移載装置１は、ハンドリング治具５の左右位置決めクランプ８及び上下位置決めクランプ９を開状態にし、その後、ロボットアーム４の動作により、ハンドリング治具５を上昇させてシーリング治具３から退避させる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、吸着パッド６によってワークＷを保持するように構成したが、本発明のワークＷの保持手段はこれに限定されるものではなく、公知のワーク保持手段、例えば、クランプやピンクランプ等で構成しても良い。
【００３０】
また、上記実施形態では、ワークＷがハンドリング治具５に対してセンタリングすることによりワークＷをシーリング治具３の規定位置に正確に載置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シーリング治具３とハンドリング治具５との位置関係、ハンドリング治具５の形状又はワークＷの形状等に応じて種々変更可能である。例えば上記実施の形態において、ハンドリング治具５をシーリング治具３に対して左にずらした位置に下降させ、左右位置決めクランプ８によってワークＷをハンドリング治具５の中心から右にずらした位置に変位させて、ワークＷをシーリング治具３の規定位置に正確に載置するようにしても良い。
【００３１】
なお、本発明は上記実施の形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【００３２】
【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、画像処理によるワークの位置計測が不要になるので、大幅なコストダウンを図れると共に、ワークの移載を短時間で行うことができる。また、載置台側に、ワークの種類毎に対応した特別な検出手段や位置決め手段を設けなくて良いので、載置台を複数種類のワークに対応可能な汎用のものに構成しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明移載装置によるワークの移載を説明する平面図
【図２】ハンドリング治具の平面図
【図３】図２の矢印ＩＩＩ方向から見たハンドリング治具の側面図
【図４】落下防止クランプ７の拡大側面図
【図５】左右位置決めクランプ８の拡大側面図
【図６】シーリング治具の側面図
【図７】図６の矢印ＶＩＩ方向から見たシーリング治具の要部正面図
【図８】図６の矢印ＶＩＩＩ方向から見たシーリング治具の要部上面図
【図９】所定下降位置のハンドリング治具５を説明する正面図
【図１０】ワークの平面図
【符号の説明】
Ｗ　ワーク
３　シーリング治具
５　ハンドリング治具
８　左右位置決めクランプ
【図１】
2004130463.tif 000003
【図２】
2004130463.tif 000004
【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】
2004130463.tif 000009
【図８】
2004130463.tif 000010
【図９】
2004130463.tif 000011
【図１０】
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