(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイド・トラックと、前記ガイド・トラックに沿って移動可能な台車と、リンク機構とから成る移送装置であって、
前記台車は、第１の箇所と第２の箇所との間でワークピース支持体を担持するとともに、移動路に沿って移動可能な２つ以上のキャリッジ部を備えており、前記ワークピース支持体は、ワークピース移送位置とワークピース装填位置との間を移動可能であり、前記移動路は、前記ガイド・トラック上の第１の限界ステーションを含んでおり、前記２つ以上のキャリッジ部は、前記キャリッジ部間の実質的相対動なしで前記移動路に沿って移動する第１段階と、前記キャリッジ部の一方が、前記第１の限界ステーションで静止する前記キャリッジ部の他方に対して前記移動路に沿って移動して前記ワークピース支持体を前記ワークピース装填ステーションに到達せしめる第２段階と、において作動可能であり、
前記リンク機構は、前記キャリッジ部を連結するとともに、前記第２段階において前記キャリッジ部間の相対動に従って前記ワークピース支持体の向きを変えるよう作動可能であり、
前記キャリッジ部の一方は動力供給され、前記キャリッジ部の他方は動力供給されない、
ことを特徴する移送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークピースを装填位置から処理位置に移送するシステムに関し、特に、自動車組立ラインにおける溶接システムに関する。本発明は、例えば、溶接ステーションと装填ステーションとの間を移送される部品装填ジグに適用される。
【０００２】
【従来の技術】
自動車業界は、近年、作業場効率の著しい改善に遭遇している。ロボットは、高い繰り返し性及び精度で一定の反復的タスクを実行できる。
【０００３】
例えば、溶接ステーションの所定位置に車両サブアセンブリの構成部品を保持するジグ上で、それらの構成部品をロボットに溶接させることが一般的となっている。従来、ジグは損傷を防止するため溶接ステーションから安全距離にある装填ステーションに移送される。次いでジグは、アセンブリ係員がジグの装填のためアクセスし易くするため一定角度に「傾斜」される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
通常、これらの機能の実行に、２つの駆動ユニット、即ち、ジグを溶接ステーションと装填ステーションとの間で移送するものと、装填ステーションに到達したときにジグを「傾斜（チルト）」させるものが使用される。これら２つの駆動ユニットは独立している。つまり、それらは別個にプログラム化され、維持されなければならず、組立加工のコストアップにつながる。
【０００５】
従って本発明の目的は、より効率的で、コストパフォーマンスのよい移送システムを提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、移送及び傾斜機能が単一の駆動ユニットで実行可能な溶接装置用移送システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一面において、限界（リミット）位置を有するガイド・トラックに沿って移動する搬送キャリッジ・アセンブリを含むワークピース移送・傾斜装置を提供する。この装置は、限界位置を有するガイド・トラックに沿って移動するとともに、第１のキャリッジ部材と第２のキャリッジ部材とを有する搬送キャリッジ・アセンブリと、前記第２キャリッジ部材と結合されたワークピース支持体と、から成る。前記第１キャリッジ部材は第１リンク・アームに第１ピボット点において揺動自在に連結されており、前記第２キャリッジ部材は第２リンク・アームに第２ピボット点において揺動自在に連結されており、前記第１及び第２リンク・アームは第２ピボット点において互いに揺動自在に連結されている。これにより、駆動力の下で、前記第２キャリッジ部材が前記限界位置に到達するまで、前記搬送キャリッジ・アセンブリが前記ガイド・トラックに沿って移動し、前記第１キャリッジ部材が移動し続け、前記第２キャリッジ部材からの前記第１キャリッジ部材の相対距離が減少し、同時に前記第１リンク・アームと前記第２リンク・アームを前記第３ピボット点を中心として揺動させ、前記ワークピース支持体を傾斜させる。
【０００８】
一実施例において、前記装置は前記キャリッジ・アセンブリを前記ガイド・トラックに沿って駆動する駆動ユニットを有する。この駆動ユニットは、前記第１キャリッジ部材及びその結果としての前記第２キャリッジ部材を前記ガイド・トラックに対して変位させるように配列された駆動モータ及びトランスミッション部を有する。望ましくは、前記駆動モータはサーボモータである。
【０００９】
本発明は、別の面において、第１箇所及び第２箇所の間における移動路に沿って移動可能である、少なくとも１つのワークピース支持体を運ぶ２つ或はそれ以上のキャリッジ部を備える台車と、前記キャリッジ部の間に延在するリンク機構であり、前記移動路に沿って前記キャリッジ部の内の一方が前記キャリッジ部の内の他方に対して移動する際、前記ワークピース支持体の位置を変更するように動作できるリンク機構と、を備える移送装置が提供される。
【００１０】
一実施例において、前記キャリッジ部は線形移動路に限定されており、それらキャリッジ部の内の一方が、それらキャリッジ部間の相対的運動の期間中に静止状態である。前記ワークピース支持体は、ワークピース移送位置及びワークピース装填位置の間において移動可能である。前記リンク機構は、共通ピボット箇所に一緒に枢着されると共に対応するキャリッジ部に各端部で枢着されている２対のアームを有する。前記共通ピボット箇所付近で前記アーム対の内の一方対と固定的に結着されたワークピース支持体は、前記箇所の内の一方で略水平向きであり、前記箇所の内の他方で傾斜状態である。
【００１１】
好ましくは、限界（リミット）ステーションは前記移動路に沿っての前記キャリッジ部の内の一方の移動を制限すべく前記移動路上に設けられている。解放自在アンカー部も、前記キャリッジ部の内の一方を、該キャリッジ部の内の他方が前記移動路に沿って移動すると、着脱自在に係留するために設けられている。
【００１２】
更に別の面において、本発明は装填ステーションから溶接ステーションへワークピースを移送する移送装置を提供しており、該移送装置は、前記装填ステーション及び前記溶接ステーションの間における移動路に沿って移動可能であると共に少なくとも１つのワークピース支持体を運ぶ少なくとも２つのキャリッジ部を備える台車と、前記キャリッジ部を前記移動路に沿って駆動する駆動ユニットと、前記キャリッジ部を結合するリンク機構と、を備える。前記リンク機構は、移動路に沿って前記キャリッジ部の内の一方が前記前記キャリッジ部の内の他方に対して移動する際、前記ワークピースの向きを変更するように動作できる。
【００１３】
更に別の面において、本発明は、溶接ステーション、装填ステーション、並びに、それらステーション間でワークピースを移送する移送装置を備える溶接装置を提供する。前記移送装置は、ワークピース支持体と、２つ或はそれ以上のキャリッジ部を備える台車とを有する。前記キャリッジ部は、駆動ユニットによって、前記装填ステーション及び前記溶接ステーションの間における移動路に沿って移動可能である。前記移動路に沿って前記キャリッジ部の内の一方の位置が他方のキャリッジ部に対して変化する際、前記ワークピース支持体の向きを変更するように動作できるリンク機構によって前記キャリッジ部が相互接続されている。
【００１４】
本発明の更なる別の面において、装填ステーション及び溶接ステーションの間でワークピースを移送する方法であって、
ａ．ワークピース支持体を提供し、
ｂ．前記ワークピース支持体をキャリッジ上に支持させ、前記キャリッジに移動路に沿って移動可能な一対のキャリッジ部を具備させ、
ｃ．前記ワークピース支持体及び前記キャリッジ部の間に、前記移動路に沿って前記キャリッジ部の内の一方が前記キャリッジ部の内の他方に対して移動する際に前記ワークピース支持体の向きを変更できるリンク機構を設けることから成る方法が提供される。
【００１５】
本発明の更なる別の面において、装填ステーション及び溶接ステーションの間でワークピースを移送する移送装置であって、
ａ．前記装填ステーション及び前記溶接ステーションの間における移動路に沿って相互に独立して移動可能である少なくとも２つのキャリッジ手段を有する台車手段と、
ｂ． 前記台車手段によって支持されたワークピース支持体手段と、
ｃ．前記装填及び溶接のステーション間で前記キャリッジ手段を移送する駆動手段と、
ｄ．移送部及び装填位置の間で前記ワークピース支持体手段を向きするために、前記キャリッジ手段を結合するリンク手段と、
を備え、
前記移動路に沿って前記キャリッジ手段の内の一方が前記キャリッジ手段の内の他方に対して移動する際に前記リンク手段が起動されることから成る移送装置が提供される。
【００１６】
更に別の面において、装填ステーション及びワークピース処理ステーションの間でワークピースを移送する方法であって、
ａ．ワークピース支持体を提供するステップと、
ｂ．前記ワークピース支持体をキャリッジ上に支持させるステップと、
ｃ．前記キャリッジに移動路に沿って移動可能である２つ或はそれ以上のキャリッジ部を具備させるステップと、
ｄ．前記ワークピース支持体及び前記キャリッジ部の間に、前記移動路に沿って前記キャリッジ部の内の一方が前記キャリッジ部の内の他方に対して移動する際に前記ワークピース支持体の向きを変更できるリンク手段を設けるステップと、
を含む方法が提供される。
【００１７】
以下、本発明の幾つかの好適実施例が、添付図面を参照して例示的目的のみで提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図を参照するに、溶接ステーション１２と、装填ステーション１４と、それらの間でワークピースを移送する移送装置１６とを備える溶接装置１０が示されている。
【００１９】
移送装置１６は、溶接ステーション１２と装填ステーション１４との間に移動路を形成する一対のトラック２２に沿って移動するようなされた２つのキャリッジ部１８及び２０を備えるアンダーキャリッジ或いは台車を有する。第１キャリッジ部１８及び第２キャリッジ部２０は、ワークピース支持体２６を担持するリンク機構２４を介して結合されている。
【００２０】
ワークピース支持体２６は、図１では傾斜した「装填位置」に示され、図３では略水平な「移送位置」に示されている。当業者なら理解できるように、ワークピース支持体は、例えば部品コンポーネントの形状及びサイズ、それらコンポーネントが装填される方式、並びに、溶接手順を含む要因に応じて、他の向きでも動作可能である。
【００２１】
図２に「θ」で示された傾斜角度は多数の要因によって決まるが、約６０度の角度が一定のジグ装填用途において有益である。
【００２２】
駆動ユニット２８は、第１キャリッジ部１８上に配置されるとともに、サーボモータ３０及びトランスミッション・ドライブ３２を含み、キャリッジ部１８及び２０を移動路Ｔに沿って移動させる。この場合、トランスミッション・ドライブは、当業者であれば理解できるように、ラックアンドピニオン・ドライブであるが、スクリュー式、液圧式、チェーン式或は油圧式のドライブを含む均等物であってもよい。
【００２３】
図３に示されるように、トラックには、第２キャリッジ部２０が装填ステーションに到達すると第２キャリッジ部２０と係合する限界ステーション３４が設けられている。この限界ステーションは、そのキャリッジ部の更なる移動を防止するブロック３６と、フック３８ａ及びアクチュエータ３８ｂを有する解放自在なアンカー・アセンブリ３８とを含む。フック３８ａは、第２キャリッジ部２０上のマッチング・ラッチ３８ｃを握り締めて、以下で説明する理由によって一時的にそれを拘束する。限界ステーション３４は、リミットスイッチ４０をも含んでいて、第２キャリッジ部２０の到着を登録する。
【００２４】
リンク機構２４は、ピボット部５２において第１キャリッジ部１８に枢着された一対のアーム５０と、ピボット部５６において第２キャリッジ部２０に枢着された一対のアーム５４とを含む。アーム５０及び５４は共通ピボット部５８で互いに枢着されている。ワークピース支持体２６は、アーム５４に角度「β」をもって固定された荷重担持部材６０を含む。この場合、ピボット部５８は荷重担持部材６０の下方にある。第１キャリッジ部１８は、図３に示されるように、荷重担持部材６０をその移送位置で支持する支持延長部４２を含む。またこの支持延長部は、ワークピース支持体がその移送位置に到達する際の衝撃荷重を吸収する緩衝装置をも含む。
【００２５】
溶接装置１０の特徴は、駆動ユニット２８が「移送」及び「傾斜」の両機能を実行する仕方にある。この装置は、移動の第１段階において、溶接ステーションと装填ステーションとの間でキャリッジ部を移送（又は往復）させることができ、移動の第２段階において、装填位置と移送位置との間でワークピース支持体の向きを変更（この特定例ではワークピース支持体を「傾斜」）することができる。これらの２つの機能は、移動路に沿うキャリッジ部の移動にリンクされている。第１段階は、両キャリッジ部が移動路に沿って同一方向に一緒に移動する際に生じ、それらの間での相対運動は全くなく、第２段階は、移動路に沿って一方のキャリッジ部が他方のキャリッジ部に対して移動する際に生じる。従って、第２段階は、ワークピース支持体を上昇（又は傾斜）すべく第１キャリッジ部１８が第２キャリッジ部２０に近づく際に生ずるか、或は、ワークピース支持体を降下すべく第１キャリッジ部が第２キャリッジ部２０から退去する際に生ずる。これら２つの段階は同時に生ずることも、生じないこともあり得る。
【００２６】
図４に示されるように、移送装置１６は、その各種機能を制御するコントローラ７０を含む。コントローラ７０は、導電性無線路７２ａ乃至７２ｄを介して、サーボモータ３０、アクチュエータ３８ｂ及びリミットスイッチ４０によって機能する。当業者であれば理解できるように、上記装置には、装置１０の各種動作を同期させ、且つそれら動作を溶接ステーション及び装填ステーションでのその他のものと調和させるため追加の各種センサが設けられる。
【００２７】
上記装置は、空状態のワークピースと溶接ステーション１２に配置された移送装置１６とに基づき次ぎのように機能する。駆動ユニット２８は、コントローラ７０によって起動され、キャリッジ部１８，２０を一体的に装填ステーション１４に移動し、その結果、第２キャリッジ部２０が限界ステーション３４に移動される。第２キャリッジ部２０はブロック３６に当接し、それによってセンサ３４ａでコントローラ７０に第２キャリッジ部２０の到着を信号で知らせるようにすす。次いで、コントローラ７０はクラスプ３８ａをトリガーしてラッチ３８ｃに係合させ、第２キャリッジ部２０を所定位置に拘束する。
【００２８】
駆動ユニット２８は、第２キャリッジ部２０が既に静止状態である一方、第１キャリッジ部１８を移動路に沿って移動させ続ける。これにより、第１キャリッジ部１８の位置が第２キャリッジ部２０に対して変更され、次いで、ピボット部５２がピボット部５６に移動するのに伴ってアーム５０，５４を移動させ、こうしてワークピース支持体２６を、図１に示されるその傾斜装填位置に向け、支持延長部４２から遠ざけるように上方に傾斜する。この時点で、駆動ユニット２８は、アセンブリ介添人がワークピース支持体２６を装填するのに充分な期間にわたって停止するか、或は、ワークピース支持体２６が再装填されて溶接ステーション１２への再移送準備が整ったことをアセンブリ介添人がコントローラに知らせるまで停止する。
【００２９】
次いで駆動ユニットは逆転して第１キャリッジ部１８を第２キャリッジ部２０から離れるように移動し、そして、ワークピース支持体が支持延長部４２と係合し且つピボット部５２及び５６がそれらの移送間隔となるまで、ワークピース支持体を降下させるべくアーム５０，５４を移動させる。次いでクラスプ３８ａはアクチュエータ３８ｂによってラッチ３８ｃから解放されて、キャリッジ部１８，２０が駆動ユニットの力によって溶接ステーション１２に向かって一緒に再度移動する。
【００３０】
望ましくは、駆動ユニット２８は、装置上への荷重を最小化するため、キャリッジ部１８，２０が装填ステーション及び溶接ステーションと、それらの間の他の中間的な地点に近づくに連れてキャリッジ部１８，２０を加減速できる。
【００３１】
好適実施例において、装填ステーションと移送ステーションとの間でのワークピース支持体２０の傾斜動は、第２キャリッジ部２０が限界ステーションで止められた時にのみ起きる。この場合の駆動ユニットは、１の段階において両キャリッジ部を一緒に移動させ、他の段階においてそれらのキャリッジ部の一方を、他方のキャリッジ部が停止した際に、他方のキャリッジ部に対して移動するための唯一の動力源である。
【００３２】
この好適実施例においてキャリッジ部は限界ステーションに止められるが、これらキャリッジ部の相対運動（リンク・アームの揺動動を起こすのに必要とされる）は他の手段によっても実現され得る。例えば、第２キャリッジ部２０の第１キャリッジ部１８に対する速度を低減する或は停止するためにブレーキを使用し得る。
【００３３】
従って、装置１０は、それらキャリッジ部間の相対動を用いてワークピース支持体の向きの変更をもたらす。
【００３４】
図５の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、他の幾つかの代替実施例を概略的に示す。図５の（ａ）は、トラック１０５に沿って移動可能なキャリッジ部１０２，１０４を有する移送装置１００を実線で示している。キャリッジ部は、符号１０８で示されるリンク機構によってワーク支持体１０６を支持している。この場合、駆動ユニット１１０は、符号１１２の、破線で示されたチェーン又は均等駆動部材を有する。駆動部材１１２は、キャリッジ部１０２，１０４と当接する一対の駆動ブロック１１４，１１６を搬送する。駆動ユニット１１０は、図６の（ａ）に示されるように、左側に行ってから右側に行く往復動をする。左側に移動している際、ブロック１１６はキャリッジ部１０４に当接して、図５の（ｂ）に示されるように、それを左側に移動位させ、このときキャリッジ部１０２は静止状態である。次いで駆動ユニットは右側に移動でき、ブロック１１４をキャリッジ部１０２に当接させてから、図５の（ｃ）に示されるように、右側に移動させる。
【００３５】
図５の（ａ）は、第３キャリッジ部１３０と別のワークピース支持体１３２をも破線で示している。この実施例には示されていないが、駆動ユニット１１０或はこれと均等な別の駆動ユニット（若しくは、先に記載されたものの均等物、又は、当業者であれば理解できるような他の駆動ユニット）を、キャリッジ部１３０をキャリッジ部１４０に対して移動させるため設けても、設けなくてもよい。例えば、キャリッジ部１３０は、限界ステーション（不図示）でブロックと当接するように単純に構成され得、キャリッジ部１０４がキャリッジ部１３０に対して移動させられる際にワークピース支持体１３２における向きに変更をもたらす。
【００３６】
図５の（ａ）は、一点破線で更なる実施例をも図示している。この場合、２つの別個のワークピース支持体１０６及び１３２は、それらにピボット部１３０，１３６で枢着されるか、当業者が理解し得る他のリンク機構によって枢着された単一のワークピース支持体１３４で置き換えてもよい。
【００３７】
２つ以上のキャリッジ部を採用して１つ以上の連続する向き変更をもたらすようにしてもよい。例えば、３つのキャリッジ部を使用してもよい。この場合、第１と第２のキャリッジ部間の相対動が向き変えの第１段階を形成し、第２と第３のキャリッジ部間の相対動が向き変えの第２段階を形成する。代替的に、第１と第２の向き変え段階を、２つのキャリッジ部間のリンク機構と、２つのキャリッジ部の位置若しくは移動の適当な制御とで実現してもよい。例えば、第１の向き変え段階をキャリッジ部間の相対動の一部分において発生させる一方、第２の向き変え段階を上記相対動の第２の部分において発生させてもよい。
【００３８】
ここに図示された単一のサーボモータと限界ステーションの代わりに、２つ以上のモータを使用してもよい。この場合、溶接ステーションと装填ステーションとの間でキャリッジ部を移動させるため、異なる速度及び加速度で２つのモータを作動させる。例えば、ワークピースをその装填位置に持って行くためのキャリッジ部間の漸進的な相対動が起こるように、異なる率で加減速するよう２つのモータを制御すればよい。従って、図１に示された実施例におけるキャリッジ部の一方が装填位置へのワークピース支持体の移送時に静止する一方、その移動時に両キャリッジ部に移動を継続させるのが有益な場合もある。
【００３９】
図６の（ａ）乃至（ｃ）は、リンク部材１５８及び１６０で表されるリンク機構でワークピース支持体１５６を支持する一対のキャリッジ部１５２及び５４を有する更に別の移送装置１５０を示している。キャリッジ部１５２は、移送装置を、符号１０５で概略的に示されたトラックに沿って移動させる駆動ユニット（不図示）を有する。キャリッジ部１５４は、リンク部材１６０をピボット軸１６２を中心として回転させる回転駆動ユニット（不図示）を有する。回転駆動ユニットは、サーボモータを含む多数の形態の内の１つとすればよい。図６の（ｂ）において、リンク部材１６０は右に回転した状態で示されており、一方、キャリッジ部１５２，１５４は静止状態に保持されていか、同一速度で移動しており、もって両者間に相対動はない。従って、ワークピース支持体１５６は、反時計回りに下方にシフトする。図６の（ｃ）において、キャリッジ部１５２は、キャリッジ部１５４に向かって移動する一方、リンク部材１６０の角度方向位置は変わらない。従って、リンク部材１５８は、反時計回りに回転し、ワークピース支持体１５６は別の角度方向位置に向かって時計回りに移動する。
【００４０】
装置１０の移動路は直線であるが、移動路が曲線を成している場合にも移送装置は機能し、１つ以上の水平及び傾斜平面内で作動できる。つまり、キャリッジ部は１つ下の位置にある溶接ステーションから上の位置にある装填ステーションに移動できる。
【００４１】
上述の実施例を溶接装置に関連して説明したが、移送装置自体は、ワークピースを装填ステーションと、例えばアセンブリ介添人を安全のため離しておくことが重要な塗装ラインなどの加工ステーションとの間でワークピースを移送するのに使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】１の位置における移送装置の斜視図。
【図２】図１の移送装置の側面図。
【図３】他方の位置における、図１の移送装置の側面図。
【図４】図１の移送装置の部分概略図。
【図５】他の移送装置の概略図。
【図６】更に別の移送装置の概略図。
【符号の説明】
１０    溶接装置
１２    溶接ステーション
１４    装填ステーション
１６、１００、１５０    移送装置
１８，２０，１０２，１０４、１３０，１５２，１５４    キャリッジ部
２２，１０５    トラック
２４    リンク機構
１５８，１６０    リンク部材
２６，１０６，１３２，１５６    ワークピース支持体
３４    限界ステーション
３８    解放自在アンカー・アセンブリ
３８ａ    フック
３８ｂ    アクチュエータ
３８ｃ    符合ラッチ
４０    リミットスイッチ
５０，５４    アーム
４２    支持延長部
６０    荷重担持部材
３０    サーボモータ
７０    コントローラ
２８、１１０    駆動ユニット
５２，５６，１３６，１３８    ピボット部
５８    共通ピボット部
【図１】
0004790962.tif 000002
【図２】
0004790962.tif 000003
【図３】
0004790962.tif 000004
【図４】
0004790962.tif 000005
【図５】
0004790962.tif 000006
【図６】
0004790962.tif 000007