(57)【要約】      （修正有）【課題】ハンドリング治具でワークを取り上げる順序の制限及びハンドリング治具の設計の自由度の制限が少なく、所定のワークの両面にそれぞれ別のワークを重ね合わせた状態にしてワークを移載することができる溶接ライン用移載装置を提供すること。【解決手段】第１ワークＷ１の一方の面に溶接される第２ワークＷ２を取り上げて保持する第２保持手段９１を、第１ワークＷ１よりも治具本体２ｂ側であって該第１ワークＷ１の治具本体２ｂ方向への投影線と干渉しない位置に第２ワークＷ２を保持する第１保持位置と、第１ワークＷ１と溶接部分を重ね合わせた状態に第２ワークＷ２を保持する第２保持位置との間で移動可能に構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ワーク、該第１ワークの一方の面に溶接される第２ワーク及び第１ワークの他方の面に溶接される第３ワークの少なくとも３つのワークをそれぞれの取り上げ位置で取り上げてそれらの溶接部分を互いに重ね合わせた状態で保持するハンドリング治具と、該ハンドリング治具を移動させる移動手段とを備え、ワークを保持したハンドリング治具を移動手段で移動させることによってワークを溶接位置に移載する溶接ライン用移載装置であって、
上記ハンドリング治具は、第１ワークを取り上げて一方の面を治具本体側に向けて保持する第１保持手段と、第２ワークを取り上げて保持する第２保持手段と、第３ワークを取り上げて保持する第３保持手段とを備え、
上記第２保持手段は、第１保持手段が保持している状態の第１ワークよりも治具本体側であって該第１ワークの治具本体方向への投影線と干渉しない位置に第２ワークを保持する第１保持位置と、第１ワークと溶接部分を重ね合わせた状態に第２ワークを保持する第２保持位置との間で移動可能に構成されていることを特徴とする溶接ライン用移載装置。
【請求項２】
上記第２保持手段は、上記第１保持位置と第２保持位置との間を移動する場合に、第２ワークをハンドリング治具に対して同一姿勢に保持することを特徴とする請求項１に記載の溶接ライン用移載装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを保持して移載する移載装置に関し、特に、複数のワークの溶接部分を互いに重ね合わせた状態で保持するハンドリング治具を備えている溶接ライン用移載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶接ラインにおいては、ロボットにより、ワークの溶接位置への移載が行われている。具体的には、ロボットアーム（移動手段）の手首部に取り付けられたハンドリング治具によって、溶接する複数のワークを、その溶接部分を互いに重ね合わせた状態で保持して溶接ステーション等の溶接位置に移載しており、そのために、複数のワークの溶接部分を互いに重ね合わせた状態において上側（ハンドリング治具側）に位置する方から順にワークを取り上げている。
【０００３】
しかし、この従来の構造では、ハンドリング治具でワークを取り上げる順序が、ワークの上下方向の順序によって制限されてしまう。そのため、ロボットの設置位置や、各ワークの取り出し位置に制約が生じ、溶接ラインのレイアウトの自由度が著しく低くなるといった問題がある。
【０００４】
この問題を解決するため、例えば、特許文献１には、ハンドリング治具が、第１のワークを保持する第１保持部と、その第１のワークと端部同士を重ね合わせた状態で第２のワークを保持する第２保持部とを備え、第１保持部の端部に第２保持部の端部を枢着され、第２保持部が第１保持部に対して並列状態になる伸長位置と第２保持部がハンドリング治具側に折曲した折曲位置との間で回動するように構成されたものが提案されている。このものでは、第２保持部を折曲位置に回動した状態で２つのワークを保持することにより、第１のワークと第２のワークとが干渉することがなく、ワークを取り上げる順序が制限されることがない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２４６４８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開平６−２４６４８６号公報に開示されたものでは、折曲位置に回動可能な保持部に保持されるワークは必然的に第１のワークの下側に重ね合わされることになるため、第１のワークの上側にさらに別のワークを重ね合わせた状態にしてワークを移載することができないといった問題がある。また、第２保持部を回動させるときにハンドリング治具にかかるモーメントを考慮しなければならず、治具の強度等の設計の自由度が著しく制限されてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑み、ハンドリング治具でワークを取り上げる順序の制限及びハンドリング治具の設計の自由度の制限が少なく、所定のワークの両面にそれぞれ別のワークを重ね合わせた状態にしてワークを移載することができる溶接ライン用移載装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、第１ワーク、該第１ワークの一方の面に溶接される第２ワーク及び第１ワークの他方の面に溶接される第３ワークの少なくとも３つのワークをそれぞれの取り上げ位置で取り上げてそれらの溶接部分を互いに重ね合わせた状態で保持するハンドリング治具と、該ハンドリング治具を移動させる移動手段とを備え、ワークを保持したハンドリング治具を移動手段で移動させることによってワークを溶接位置に移載する溶接ライン用移載装置であって、上記ハンドリング治具は、第１ワークを取り上げて一方の面を治具本体側に向けて保持する第１保持手段と、第２ワークを取り上げて保持する第２保持手段と、第３ワークを取り上げて保持する第３保持手段とを備え、上記第２保持手段は、第１保持手段が保持している状態の第１ワークよりも治具本体側であって該第１ワークの治具本体方向への投影線と干渉しない位置に第２ワークを保持する第１保持位置と、第１ワークと溶接部分を重ね合わせた状態に第２ワークを保持する第２保持位置との間で移動可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
これによれば、第１保持位置に第２保持手段が位置している状態で第２ワークを取り上げることにより、第１ワークと干渉しない位置に第２ワークを保持することができるので、第１ワークと第２ワークとを取り上げる順序に制限が生じない。また、第２保持手段を第１保持位置から第２保持位置に移動させることにより、第２ワークを第１ワークの一方の面と溶接部分で重ね合わせることができるので、さらに第１ワークの他方の面に第３ワークを重ね合わせることにより、第１ワークの両面にそれぞれ別のワークを重ね合わせることができる。
【００１０】
また、上記第２保持手段は、上記第１保持位置と第２保持位置との間を移動する場合に、第２ワークをハンドリング治具に対して同一姿勢に保持するようにすれば、第２保持部を回動させるものと比較してハンドリング治具にかかるモーメントが小さくなり、治具の設計の自由度の制限が少なくて済む。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図７に示す、自動車のリヤフロアパネル（第１ワーク）Ｗ１と、このリアフロアパネルＷ１に溶接される、リアフロアアッパークロスメンバ（第２ワーク）Ｗ２、サードシートパン（第３ワーク）Ｗ３及び２つのリアフロアサイドパネルＷ４、Ｗ４の４つの部品ワークとを保持して移載する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。なお、リアフロアアッパークロスメンバＷ２は、リヤフロアパネルＷ１の上面に溶接され、サードシートパンＷ３及び２つのリアフロアサイドパネルＷ４、Ｗ４は、リヤフロアパネルＷ１の下面に溶接されるものである。
【００１２】
図１を参照して、１はロボットアーム（移動手段）を示しており、ロボットアーム１の先端の手首１ａにハンドリング治具２が取付けられている。そして、このハンドリング治具２によって、図２に示されたシーリング治具３上にセットされたリアフロアパネルＷ１を取り上げ、続いて、部品セット治具４上にセットされたリアフロアアッパークロスメンバＷ２、サードシートパンＷ３及び２つのリアフロアサイドパネルＷ４、Ｗ４を取り上げ、これら５つのワークの溶接部分を互いに重ね合わせた状態で保持し、次工程の溶接治具５に５つのワークＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ４をセットするようにしている。なお、図２において、３ａはシーリング治具３上のリアフロアパネルＷ１にシーリングを施すシーリングロボットであり、５ａは、溶接治具５上にセットされた５つのワークＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ４を互いに溶接接合するための溶接ロボットである。
【００１３】
ハンドリング治具２は、図３にも示すように、手首１ａに対する取付部２ａを固設した治具本体２ｂを備えており、治具本体２ｂに、リアフロアパネルＷ１の前部（図１の左側、図３の下側）の２箇所と後部の２箇所とを挾持する４個のクランプ７１、７１、７２、７２（第１保持手段）と、リアフロアパネルＷ１の前後方向ほぼ中央の左右の穴ｈ１、ｈ１に挿入される位置決め用の１対のロケートピン８１、８１とが設けられている。
【００１４】
また、治具本体２ｂには、ベースプレート２ｃを介し、前後方向に延びる１対のレール２ｄ、２ｄが平行に設けられており、このレール２ｄ、２ｄに対して移動テーブル２ｅが摺動自在に設けられている。この移動テーブル２ｅには前後移動用シリンダ２ｆが連結されており、この前後移動用シリンダ２ｆのピストンの作用によって移動テーブル２ｅがレール２ｄ、２ｄに沿って治具本体２ｂの前後方向移動する。また、この移動テーブル２ｅには、昇降用シリンダ２ｇ及び２本のロッド２ｈ、２ｈを介してブラケット２ｉが取り付けられ、このブラケット２ｉに、１対のピンクランプ９１、９１（第２保持手段）が設けられている。このピンクランプ９１、９１は、リアフロアアッパークロスメンバＷ２に設けられた１対の穴ｈ２、ｈ２に挿入されてリアフロアアッパークロスメンバＷ２を保持するためのものである。上記前後移動用シリンダ２ｆ及び昇降用シリンダ２ｇの作用によって、ピンクランプ９１、９１に保持されたリアフロアアッパークロスメンバＷ２は、治具本体２ｂに対して同一姿勢を維持したまま、前後方向及び上下方向に移動可能となっている。
【００１５】
また、治具本体２ｂには、サードシートパンＷ３に設けられた１対の穴ｈ３、ｈ３に挿入されてサードシートパンＷ３を保持するためのピンクランプ９２、９２（第３保持手段）と、リアフロアサイドパネルＷ４の外側２カ所を挾持するためのクランプ７３、７３２組と、リアフロアサイドパネルＷ４に設けられた前後の穴ｈ４、ｈ４に挿入される位置決め用の１対のロケートピン８２、８２２組とが設けられている。
【００１６】
各クランプ７１〜７３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の下面に当接するクランプアーム７ｂと、ワークの上面に当接する固定アーム７ｃとを備え、これらクランプアーム７ｂと固定アーム７ｃとでリアフロアパネルＷ１及びリアフロアサイドパネルＷ４を把持するように構成されている。
【００１７】
各ピンクランプ９１、９２は、図５に示すように、治具本体２ｂに固定され、上下に開口する中空形状の本体部９ａと、その本体部９ａに固定され、全長にわたって直径方向に貫通するスリット９ｂ１を有するガイドピン９ｂと、そのスリット９ｂ１から出没自在に構成されるクランプ爪９ｃと、そのクランプ爪９ｃをリンク部材９ｄを介して出没させるシリンダ９ｅとで構成されている。本体部９ａの両側の壁部には下端に傾斜部を有するカム溝９ａ１が形成されており、このカム溝９ａ１に対してクランプ爪９ｃに取り付けた上下１対のガイドピン９ｃ１、９ｃ２が摺動自在に係合している。リンク部材９ｄは、水平部９ｄ１と屈曲部９ｄ２とを有するベルクランク状に形成されており、水平部９ｄ１と屈曲部９ｄ２との中間が軸９ｄ３を介して本体部９ａに軸支されている。そして水平部９ｄ１の先端に設けられた長孔９ｄ４がクランプ爪９ｃのガイドピン９ｃ２と係合し、屈曲部９ｄ３の先端に設けられた長孔９ｄ５がシリンダ９ｅのピストンロッド９ｅ１に横設した連結ピン９ｅ２と係合している。このような構成により、シリンダ９ｅのピストンロッド９ｅ１が出没動作すると、リンク部材９ｄの揺動を介してクランプ爪９ｃのガイドピン９ｃ２が上下動する。これに伴いクランプ爪９ｃが上下動し、同時に、ガイドピン９ｃ１とカム溝９ａ１の下端の傾斜部に対する摺動によって、クランプ爪９ｃが傾動する。このクランプ爪９ｃの上下動及び傾動により、クランプ爪９ｃをガイドピン９ｂ内に没入させたアンクランプ状態とガイドピン９ｂから突出させたクランプ状態とにすることができ、アンクランプ状態でガイドピン９ｂをリアフロアアッパークロスメンバＷ２及びサードシートパンＷ３の穴ｈ２、ｈ３に挿入してその後クランプ状態にすることにより、リアフロアアッパークロスメンバＷ２及びサードシートパンＷ３を保持することができる。
【００１８】
リアフロアパネルＷ１の取上げに際しては、先ず、ハンドリング治具２をシーリング治具３の上方に臨む所定の取上げ原点位置に移動させる。このとき、上記前後移動用シリンダ２ｆのピストンロッドは突出した状態になっており、このピストンロッドに連結されている移動テーブル２ｅはレール２ｄ、２ｄの最後部に位置している。また、上記昇降用シリンダ２ｇのピストンロッドは没入した状態になっており、このピストンロッドに連結されているブラケット２ｉはロッド２ｈ、２ｈに沿った最上部に位置している（第１保持位置）。
【００１９】
続いて、この取上げ原点位置から、ハンドリング治具２をロボットアーム１の動作により下降させる。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２をラフ位置決めする。
【００２０】
続いて、ハンドリング治具２を再び低速で下降させ、リアフロアパネルＷ１の各穴ｈ１、ｈ１にロケートピン８１、８１を挿入させ、この状態で、クランプ７１、７１、７２、７２によってリアフロアパネルＷ１の前部２カ所と両側部を把持する。次に、次に、ロボットアーム１の動作により、ハンドリング治具２を上昇させてリアフロアパネルＷ１を取上げ、ハンドリング治具２を部品セット治具４に正対する、予めティーチングした所定のセット位置に移動させる。
【００２１】
ここで、部品セット治具４には、リアフロアアッパークロスメンバＷ２、サードシートパンＷ３及び２つのリアフロアサイドパネルＷ４、Ｗ４の４つの部品ワークが、上方からこの順に、それぞれの部品ワークの上面が上側になるように、セットされている。このセット位置は、上記第１保持位置におけるピンクランプ９１、９１、ピンクランプ９２、９２及びロケートピン８２、８２２組の位置と対応している。また、リアフロアアッパークロスメンバＷ２は、サードシートパンＷ３のリアフロアパネルＷ１との溶接部分の上方向への投影線と干渉しない位置にセットされている。
【００２２】
リアフロアアッパークロスメンバＷ２、サードシートパンＷ３及び２つのリアフロアサイドパネルＷ４、Ｗ４の４つの部品ワークの取上げに際しては、まず、部品セット治具４に対する所定のセット位置に移動されたハンドリング治具２を、その位置からロボットアーム１の動作により下降させる（図６（ａ）参照）。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２をラフ位置決めする。
【００２３】
続いて、ハンドリング治具２を再び低速で下降させることにより、リアフロアパネルＷ１がリアフロアアッパークロスメンバＷ２の前側を通過して下降し（図６（ｂ）参照）、最終的にリアフロアパネルＷ１とサードシートパンＷ３との溶接部分が重ね合わされる（図６（ｃ）参照）。このとき、リアフロアアッパークロスメンバＷ２の各穴ｈ２、ｈ２にピンクランプ９１、９１が挿入されてクランプ爪の作用によってリアフロアアッパークロスメンバＷ２が保持されると共に、サードシートパンＷ３の各穴ｈ３、ｈ３にピンクランプ９２、９２が挿入されてクランプ爪の作用によってサードシートパンＷ３が保持される。さらに、リアフロアサイドパネルＷ４の各穴ｈ４、ｈ４にロケートピン８２、８２が挿入され、この状態でクランプ７３によってフロアサイドパネルＷ４の外側部が把持されて、フロアサイドパネルＷ４が保持される。
【００２４】
続いて、ロボットアーム１の動作により、ハンドリング治具２を上昇させてリアフロアアッパークロスメンバＷ２、サードシートパンＷ３及び２つのリアフロアサイドパネルＷ４、Ｗ４の４つの部品ワークを取上げ、ハンドリング治具２を溶接治具５に正対する、予めティーチングした所定のセット位置に移動させる。
【００２５】
この、ハンドリング治具２の溶接治具５のセット位置への移動中、同時に以下の動作も行われる。
【００２６】
すなわち、上記前後移動用シリンダ２ｆのピストンロッドを没入させることにより、移動テーブル２ｅ、昇降用シリンダ２ｇ及びブラケット２ｉを介して、ピンクランプ９１、９１で保持されたリアフロアアッパークロスメンバＷ２が前方向に移動し、リアフロアパネルＷ１上面のリアフロアアッパークロスメンバＷ２との溶接部分の上方向への投影線上の位置で停止する（図６（ｄ）参照）。続いて、上記昇降用シリンダ２ｇのピストンロッドを突出させることにより、ブラケット２ｉを介して、ピンクランプ９１、９１で保持されたリアフロアアッパークロスメンバＷ２が下降し、リアフロアパネルＷ１上面の上記溶接部分に当接した時点で停止する（図６（ｅ）参照）。
【００２７】
これにより、リヤフロアパネルＷ１、リアフロアアッパークロスメンバＷ２、サードシートパンＷ３及び２つのリアフロアサイドパネルＷ４、Ｗ４は、それぞれの溶接部分を互いに重ね合わせた状態で保持され、溶接治具５上に移載される。
【００２８】
このように、リアフロアアッパークロスメンバＷ２を、クランプ７１で保持されるリアフロアパネルＷ１よりも治具本体２ｂ側であってリアフロアパネルＷ１の治具本体２ｂ方向への投影線と干渉しない位置で取上げ、その後リアフロアパネルＷ１と溶接部分を重ね合わせた状態の位置に移動させることにより、リアフロアパネルＷ１を取り上げた後にリアフロアアッパークロスメンバＷ２を取り上げることができるようになる。そのため、リアフロアパネルＷ１を取上げた後に、リアフロアパネルＷ１の上面に溶接されるリアフロアアッパークロスメンバＷ２と、リアフロアパネルＷ１の下面に溶接されるサードシートパンＷ３及びリアフロアサイドパネルＷ４とを、１カ所の部品セット治具４から一度に取上げることができる。
【００２９】
また、リアフロアアッパークロスメンバＷ２の移動中、該リアフロアアッパークロスメンバＷ２が治具本体２ｂに対して同一姿勢に保持されるので、治具本体２ｂにかかるモーメントが小さくなり、ハンドリング治具２の設計の自由度の制限が少ない。
【００３０】
なお、上記実施形態では、クランプ７１〜７３やピンクランプ９１、９２によって各ワークＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４を保持するように構成したが、本発明はのワーク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、ワークを吸着保持する吸着パッド等で構成しても良い。
【００３１】
また、上記実施形態では、リアフロアアッパークロスメンバＷ２を、前後移動用シリンダ２ｆの作用によって前方向に移動させた後に、昇降用シリンダ２ｇの作用によって下方向に移動させているが、本発明はこれに限定されるものではなく、リアフロアパネルＷ１の形状等によっては、前後移動用シリンダ２ｆと昇降用シリンダ２ｇとを同時に動作させ、リアフロアアッパークロスメンバＷ２の前方向への移動と下方向への移動とを同時に行うようにしても良い。
【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、第１保持位置に第２保持手段が位置している状態で第２ワークを取り上げることにより、第１ワークと干渉しない位置に第２ワークを保持することができるので、第１ワークと第２ワークとを取り上げる順序に制限が生じない。また、第２保持手段を第１保持位置から第２保持位置に移動させることにより、第２ワークを第１ワークの一方の面と溶接部分で重ね合わせることができるので、さらに第１ワークの他方の面に第３ワークを重ね合わせることにより、第１ワークの両面にそれぞれ別のワークを重ね合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の移載装置の一例の側面図
【図２】図１の移載装置を含むステーションの平面図
【図３】図１の移載装置の平面図
【図４】クランプの側面図
【図５】（ａ）ピンクランプの側断面図
（ｂ）ピンクランプの上面図
【図６】ワークの保持及び移載工程におけるワークの側断面図
【図７】ワークの平面図
【符号の説明】
１  ロボットアーム
２  ハンドリング治具
２ｆ  前後移動用シリンダ
２ｇ  昇降用シリンダ
【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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