(57)【要約】【課題】パネル状ワークの機種変更に広く対処しうる汎用性に優れたワーク治具を提供すること。【解決手段】治具本体３に３つのクランプ装置４、５、６を設け、それら３つのクランプ装置４、５、６のクランプアームに先端が半球面に形成されているチップ１１を取付けると共に、３つのクランプ装置４、５、６のうち少なくとも１つのクランプ装置６をワークＷ前後方向に変位させる変位手段８を設ける。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
治具本体と、その治具本体に設けられた３つのクランプ装置とを備え、それら３つのクランプ装置でワークの３点を把持し、ワークを保持するワーク治具であって、上記３つのクランプ装置は、固定クランプアームと、その固定クランプアームに対して開閉動作する可動クランプアームとを有し、両クランプアームにはそれぞれ先端が半球面に形成されているチップが取付けられ、可動クランプアームの閉じ動作で両チップ間にワークを挟持するように構成され、上記３つのクランプ装置のうち少なくとも１つのクランプ装置を所定方向に変位させる変位手段を備えたことを特徴とするワーク治具。
【請求項２】
サイドパネルを把持するワーク治具であって、上記３つのクランプ装置は、サイドパネルの下縁２点と、センターピラーの前縁１点とを把持するように配設され、上記変位手段は、センターピラーの前端を把持するクランプ装置をサイドパネル前後方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載のワーク治具。
【請求項３】
上記変位手段は、クランプ装置を移動させる移動機構と、その移動範囲内の複数箇所に位置決め可能なプランジャロックを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク治具。
【請求項４】
上記治具本体を旋回させる旋回手段を有し、上記プランジャロックに掛合してクランプ装置の固定位置を変更するフック部材を治具本体の旋回範囲内に設けたことを特徴とする請求項３に記載のワーク治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランプ装置による把持により、ワークを保持するワーク治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークを保持するワーク治具に備えられるクランプ装置として、固定クランプアームと、その固定クランプアームに対して開閉動作される可動クランプアームとを備え、両クランプアームに夫々ワークに当接するチップを取付け、各チップの先端部を半球面に形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
これによれば、各クランプアームが半球面状のチップの先端部でワークに当接するため、ワークの把持位置の形状に係わりなくワークを把持できる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２０００−２８８８５４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなクランプ装置を用いたワーク治具では、クランプ装置の配置とワーク全体の形状が合致していれば、ワークの把持位置の形状に関わりなくワークを保持できるものの、クランプ装置の配置とワーク全体の形状が合致していない場合にはワークを保持できず、ワークの機種変更に対処できないといった問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、ワークの機種変更に対処しうる汎用性に優れたワーク治具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、治具本体と、その治具本体に設けられた３つのクランプ装置とを備え、それら３つのクランプ装置でワークの３点を把持し、ワークを保持するワーク治具であって、上記３つのクランプ装置は、固定クランプアームと、その固定クランプアームに対して開閉動作する可動クランプアームとを有し、両クランプアームにはそれぞれ先端が半球面に形成されているチップが取付けられ、可動クランプアームの閉じ動作で両チップ間にワークを挟持するように構成され、上記３つのクランプ装置のうち少なくとも１つのクランプ装置を所定方向に変位させる変位手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、３つのクランプ装置によってワークを３点で把持するので、ワークを確実に保持することができる。また、少なくとも１つのクランプ装置が所定方向に変位するので、ワーク全体の形状に関わりなくワークを保持することができ、ワークの機種変更に対処することができる。
【０００９】
また、サイドパネルを把持するように構成し、上記３つのクランプ装置は、サイドパネルの下端２点と、センターピラーの前端１点とを把持するように配設され、上記変位手段は、センターピラーの前端を把持するクランプ装置をサイドパネル前後方向に変位させるようにしても良い。
【００１０】
また、上記変位手段は、クランプ装置を移動させる移動機構と、その移動範囲内の複数箇所に位置決め可能なプランジャロックを備えるようにすれば、細かくクランプ装置を変位可能となり、より多くの機種のワークに対処することができる。この場合、上記治具本体を旋回させる旋回手段を有し、上記プランジャロックに掛合してクランプ装置の固定位置を変更するフック部材を治具本体の旋回範囲内に設けるようにしても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は、自動車車体の組立工程で使用するサイドパネルＷ用の移載ロボットである。このロボット１は、鉛直軸線周りに旋回自在なロボット本体１ａ（旋回手段）と、ロボット本体１ａに揺動自在に連結した第１アーム１ｂと、第１アーム１ｂの先端に揺動自在に連結した第２アーム１ｃと、第２アーム１ｃの先端の３軸構造の手首１ｄとを有する６軸ロボットで構成されており、手首１ｄにサイドパネルＷを保持するワーク治具２を搭載している。
【００１２】
ハンドリング治具２は、図２及び図３に示すように、ロボット１の手首１ｄに接続されている治具本体３に、サイドパネルＷの前部下縁を把持する第１クランプ装置４と、サイドパネルＷの後部下縁を把持する第２クランプ装置５と、センターピラーＷａの前端を把持する第３クランプ装置６と、センターピラーＷａの後側開口部Ｗｂ上縁を保持するサブクランプ装置７とを取り付けて構成されている。このサブクランプ装置７は、サイドパネルＷ後部の振れを防止するためのサポート用クランプである。
【００１３】
治具本体３は、水平方向に伸びるフレーム部３ａと、第１クランプ装置４を取付ける第１アーム３ｂと、第２クランプ装置５を取り付ける第２アーム３ｃと、第３クランプ装置６を取付ける第３アーム３ｄと、サブクランプ装置７を取り付ける第４アーム３ｅとを備えている。
【００１４】
第１アーム３ｂ及び第２アーム３ｃはフレーム部３ａに対して固設されており、第３アーム３ｄは、フレーム部３ａに第１変位機構８を介してサイドパネルＷの前後方向に変位自在に設けられている。第１変位機構８は、２つのストローク長の異なるシリンダ８ａ、８ｂをそれぞれの底部で連結して構成され、一方のシリンダ８ａのピストンロッド８ａ1をフレーム部３ａに接続すると共に他方のシリンダ８ｂのピストンロッド８ｂ1を第３アーム３ｄに接続している。これにより、両方のシリンダ８ａ、８ｂを没入させた状態（図４（Ａ））、シリンダ８ａのピストンロッド８ａ1を没入させシリンダ８ｂのピストンロッド８ｂ1を突出させた状態（図４（Ｂ））、シリンダ８ａのピストンロッド８ａ1を突出させシリンダ８ｂのピストンロッド８ｂ1を没入させた状態（図４（Ｃ））、両方のシリンダ８ａ、８ｂを突出させた状態（図４（Ｄ））の４段階で、第３アーム３ｄに取り付けた第３クランプ装置６を矢印ｘ方向の４つの位置に変位させることができる。
【００１５】
フレーム部３ａには、サーボモータ９ａの駆動によってフレーム部３ａに対して矢印ｘ方向にスライド可能な第１スライド部材９ｂが設けられ、その第１スライド部材９ｂには、サーボモータ９ｃの駆動によって第１スライド部材９ｂに対して矢印ｚ方向にスライド可能な第２スライド部材９ｄが設けられている。そして、その第２スライド部材９ｄには、サーボモータ９ｅの駆動によって第２スライド部材９ｄに対して矢印ｙ方向にスライド可能な第３スライド部材９ｆが設けられ、その第３スライド部材９ｆには上記第４アーム３ｅが固設されている。これにより、第４アーム３ｅに取り付けられているサブクランプ装置７はフレーム部３ａに対してｘｙｚ方向にスライド変位可能となっている。
【００１６】
第１クランプ装置４は、図５に示すように、第１アーム３ｂに第２変位機構１０を介して連結されるブラケット４ａと、ブラケット４ａに固定される第１固定クランプアーム４ｂ及び第２固定クランプアーム４ｃと、それら第１固定クランプアーム４ｂ及び第２固定クランプアーム４ｃにそれぞれ対向する第１可動クランプアーム４ｄ及び第２可動クランプアーム４ｅとを備えている。第１可動クランプアーム４ｄ及び第２可動クランプアーム４ｅは、ブラケット４ａの上部にピン（図示しない）で揺動自在に軸支されている。そして、ブラケット４ａの下部にピン（図示しない）で揺動自在に軸支されるシリンダ４ｆを設け、シリンダ４ｆから上方にのびるピストンロッド４ｆ1の上端部を第１可動クランプアーム４ｄ及び第２可動クランプアーム４ｅの尾端部にピン４ｇを介して連結している。これにより、シリンダ４ｆの上部ポートにエア等の流体を供給してピストンロッド４ｆ1を没入させれば、第１可動クランプアーム４ｄ及び第２可動クランプアーム４ｅが開き動作される。また、シリンダ４ｆの下部ポートに流体を供給してピストンロッド４ｆ1を突出させれば、第１可動クランプアーム４ｄ及び第２可動クランプアーム４ｅが閉じ動作され、第１固定クランプアーム４ｂ又は第２固定クランプアーム４ｃとの間にサイドパネルＷが把持される。なお、実際のサイドパネルＷの把持には、第１可動クランプアーム４ｄ及び第１固定クランプアーム４ｂの組、または第２可動クランプアーム４ｅ及び第２固定クランプアーム４ｃの組のうちのどちらか一方が用いられる。
【００１７】
各クランプアーム４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅには、それぞれ、サイドパネルＷに当接するチップ１１が取付けられている。各チップ１１の先端部は半球面に形成されており、これにより、可動クランプアーム４ｄ、４ｅの閉じ動作で、サイドパネルＷが固定クランプアーム４ｂ、４ｃのチップ１１の先端部の１点と可動クランプアーム４ｄ、４ｅのチップ１１の先端部の１点との間に挟持されることになり、サイドパネルＷの把持位置の形状に係わりなくワークＷを把持することができる。
【００１８】
第２変位機構１０は、第１アーム３ｂに設けられたブラケット１０ａと、そのブラケット１０ａに対して矢印ｘ方向に延設されたレール１０ｂと、そのレール１０ｂに沿って摺動する摺動部材１０ｃ（移動機構）と、その摺動部材１０ｃに設けられ所定の付勢手段で矢印ａ方向に付勢されているプランジャロック１０ｄとを備えている。摺動部材１０ｃにはボルトによって第１クランプ装置４が接続されている。ブラケット１０ａには、プランジャロック１０ｄのピン部が嵌合する嵌合穴１０ｅが２カ所に設けられており、プランジャロック１０ｄを矢印ｂ方向に引っ張ると、ブラケット１０ａの嵌合穴１０ｅからプランジャロック１０ｄのピン部が抜脱され、摺動部材１０ｃがレール１０ｂに沿って矢印ｘ方向に摺動可能となる。また、プランジャロック１０ｄのピン部の位置とブラケット１０ａの嵌合穴１０ｅの位置と合致している状態でプランジャロック１０ｄの引っ張り状態を解除すると、付勢力によってピン部が嵌合穴１０ｅに嵌合し、摺動部材１０ｃの位置が固定される。
【００１９】
また、ロボット本体１ａの旋回によるワーク治具２の旋回範囲内には、上記プランジャロック１０ｄに掛合するフック部材１２が固設されている。プランジャロック１０ｄにフック部材１２が掛合すると、プランジャロック１０ｄが矢印ｂ方向に引っ張られ、ブラケット１０ａの嵌合穴１０ｅからプランジャロック１０ｄのピン部が抜脱される。そして、プランジャロック１０ｄのピン部の位置とブラケット１０ａの嵌合穴１０ｅの位置と合致している状態で、プランジャロック１０ｄとフック部材１２との掛合状態が解除されると、矢印ａ方向の付勢力によってピン部が嵌合穴１０ｅに嵌合し、摺動部材１０ｃの位置が固定される。
【００２０】
第２クランプ装置５は、上記説明した第１クランプ装置４と同様の構成となっている。
【００２１】
第３クランプ装置６は、図６に示すように、第３アーム３ｄに固設されるブラケット６ａと、ブラケット６ａに固定される固定クランプアーム６ｂと、それら固定クランプアーム６ｂに対向する可動クランプアーム６ｃとを備えている。可動クランプアーム６ｃは、ブラケット６ａの上部にピン６ｄで揺動自在に軸支されている。そして、ブラケット６ａの下部にピン６ｅで揺動自在に軸支されるシリンダ６ｆを設け、シリンダ６ｆから上方にのびるピストンロッド６ｆ1の上端部を可動クランプアーム６ｃの尾端部にピン６ｇを介して連結している。これにより、シリンダ６ｆの上部ポート６ｆ2にエア等の流体を供給してピストンロッド６ｆ1を下動させれば、可動クランプアーム６ｃが開き動作される。また、シリンダ６ｆの下部ポート６ｆ3に流体を供給してピストンロッド６ｆ1を上動させれば、可動クランプアーム６ｃが閉じ動作され、固定クランプアーム６ｂとの間にサイドパネルＷが把持される。
【００２２】
各クランプアーム６ｂ、６ｃには、それぞれ、サイドパネルＷに当接するチップ１１が取付けられている。各チップ１１の先端部は半球面に形成されており、これにより、可動クランプアーム６ｃの閉じ動作で、サイドパネルＷが固定クランプアーム６ｂのチップ１１の先端部の１点と可動クランプアーム６ｃのチップ１１の先端部の１点との間に挟持されることになり、サイドパネルＷの把持位置の形状に係わりなくワークＷを把持することができる。
【００２３】
サブクランプ装置７は、上記説明した第３クランプ装置６と同様の構成となっている。
【００２４】
次に、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００２５】
移載ロボット１で移載可能なサイドパネルＷには、図２に示すものや図７に示すもの等の複数の機種があり、機種変更に際し、第１クランプ装置４及び第２クランプ装置５、第３クランプ装置６の矢印ｘ方向の位置調整が必要になる。
【００２６】
サイドパネルＷの機種変更に際しては、まず、移載ロボット１の動作でワーク治具２を上記フック部材１２側に旋回させ、第１アーム３ｂに設けられた第２変位機構１０のプランジャロック１０ｄをフック部材１２に掛合させる。これにより、プランジャロック１０ｄが矢印ｂ方向に引っ張られてブラケット１０ａの嵌合穴１０ｅからプランジャロック１０ｄのピン部が抜脱し、摺動部材１０ｃがレール１０ｂに沿って矢印ｘ方向に摺動可能となる。そこで、移載ロボット１を動作させて、摺動部材１０ｃを摺動させ、プランジャロック１０ｄのピン部の位置を機種変更後のサイドパネルＷに対応するブラケット１０ａの嵌合穴１０ｅの位置に合致させる。そして、この状態で移載ロボット１を動作させて、プランジャロック１０ｄとフック部材１２との掛合状態が解除すると、ピン部が嵌合穴１０ｅに嵌合し、摺動部材１０ｃの位置が機種変更後のサイドパネルＷに対応する位置に固定され、第１クランプ装置４の矢印ｘ方向の位置が調整される。続いてこれと同様の手順で、第２クランプ装置５の矢印ｘ方向の位置も調整される。
【００２７】
次に、第１変位機構８のシリンダ８ａ、８ｂのピストンロッド８ａ1、８ｂ1の出没を制御して、第３クランプ装置６の矢印ｘ方向の位置を調整する。なお、図２に示したサイドパネルＷの場合には、両方のシリンダ８ａ、８ｂを没入させた状態（図４（ａ））に制御し、図７に示したサイドパネルＷの場合には、両方のシリンダ８ａ、８ｂを突出させた状態（図４（ｄ））に制御する。
【００２８】
以上、サイドパネルＷを保持するワーク治具２に本発明を適用した実施形態について説明したが、他のワークを保持する治具にも同様に本発明を適用できる。
【００２９】
なお、本発明は前記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に投じて種々変更することが可能である。
【００３０】
【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３つのクランプ装置によってワークを３点で把持するので、ワークを確実に保持することができる。また、少なくとも１つのクランプ装置が所定方向に変位するので、ワーク全体の形状に関わりなくワークを保持することができ、ワークの機種変更に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワーク治具を搭載したロボットの側面図
【図２】サイドパネルを保持した状態のワーク治具の正面図
【図３】サイドパネルを保持した状態のワーク治具の上面図
【図４】第１変位機構の変位状態を説明する図
【図５】第１クランプ装置及び第２クランプ装置の斜視図
【図６】第３クランプ装置の上面図
【図７】他のサイドパネルを保持した状態のワーク治具の正面図
【符号の説明】
３  治具本体と
４  第１クランプ装置
５  第２クランプ装置
６  第３クランプ装置
８  第１変位機構
１０  第２変位機構
【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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