(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを支持する棚部を上下複数段備える台車の各棚部から引き出されたワークを載置する支持台装置であって、
ワークを支持するワーク受けを搭載した台枠を昇降自在に設け、
台枠に、台枠の外方に出没自在な第１と第２の１対の係合部材を並設すると共に、
台枠の外方に、突出状態の第１係合部材の昇降軌跡に張り出す第１ストッパ部と、突出状態の第２係合部材の昇降軌跡に張り出す第２ストッパ部とを千鳥状に上下複数備える位置決め部材を立設し、
ワーク受けが台車の各棚部と同レベルになる位置に台枠が昇降されたとき、第１係合部材が各第１ストッパ部の上縁または下縁に係合可能で、且つ、第２係合部材が各第２ストッパ部の下縁または上縁に係合可能となるようにした、
ことを特徴とするワークの支持台装置。
【請求項２】
ワーク受けに台車内のワークの有無を検出するワークセンサを設けることを特徴とする請求項１に記載のワークの支持台装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークを支持する棚部を上下複数段備える台車の各棚部から引き出されたワークを載置する支持台装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上下複数段の棚部を備える台車からワークを引き出して、所定の作業ステーションにワークを供給する方法として、特開平３−２３８４２９号公報により、台車を昇降する昇降装置と、台車に対し水平方向に移動自在な可動台とを用い、先ず、台車内の棚部の下方スペースに側方から可動台を進入させ、次に、台車を若干下降させて棚部に支持されているワークを可動台に載置し、この状態で可動台を台車の側方に引き出して、可動台上のワークを移載装置で作業ステーションに移載し、次に、台車を次の段の棚部が可動台の進退軌跡の若干上方に位置するように昇降装置で昇降させ、上記と同様の手順で次の段の棚部からワークを引き出すようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、重量のある台車を昇降させるため、昇降装置が大形化すると共に、台車の上下方向の位置決め精度を確保する上で昇降用駆動源としてサーボモータを用いる必要があり、設備費が高くなる不具合がある。
【０００４】
ところで、移載装置としてロボットを用い、このロボットにより台車からのワークの引き出しを行うことが考えられる。この場合、台車を昇降させなくても台車の各棚部からワークを引き出すことができるが、引き出されたワークを支持する装置が必要になる。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、台車の各棚部から引き出されたワークを各棚部と同レベルの位置で支持し得るようにした安価な支持台装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【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、ワークを支持する棚部を上下複数段備える台車の各棚部から引き出されたワークを載置する支持台装置であって、ワークを支持するワーク受けを搭載した台枠を昇降自在に設け、台枠に、台枠の外方に出没自在な第１と第２の１対の係合部材を並設すると共に、台枠の外方に、突出状態の第１係合部材の昇降軌跡に張り出す第１ストッパ部と、突出状態の第２係合部材の昇降軌跡に張り出す第２ストッパ部とを千鳥状に上下複数備える位置決め部材を立設し、ワーク受けが台車の各棚部と同レベルになる位置に台枠が昇降されたとき、第１係合部材が各第１ストッパ部の上縁または下縁に係合可能で、且つ、第２係合部材が各第２ストッパ部の下縁または上縁に係合可能となるようにしている。
【０００７】
本発明によれば、ワーク受けが台車の何れかの棚部と同レベルになる位置で突出状態の第１係合部材が何れかの第１ストッパ部の上縁に係合している状態から、第１係合部材を没入させると共に第２係合部材を突出させて台枠を下降させると、ワーク受けが上記棚部の下の段の棚部と同レベルになったところで、第２係合部材が上記第１ストッパ部の下の第２ストッパ部の上縁に当接して台枠の下降が停止される。次に、第１係合部材を突出させると共に第２係合部材を没入させて台枠を下降させると、ワーク受けが更に下の段の棚部と同レベルになったところで、第１係合部材が上記第２ストッパ部の下の第１ストッパ部の上縁に当接して台枠の下降が停止される。このように両係合部材を交互に突出させることにより、ワーク受けが台車の各棚部と同レベルになったところで停止しつつ台車を下降させることができる。また、同様に、ワーク受けが台車の各棚部と同レベルになったところで停止しつつ台枠を上昇させることもできる。
【０００８】
従って、台枠の昇降用駆動源としてシリンダを用いても、ワーク受けが台車の各棚部と同レベルになるように正確に位置決めして、各棚部からワーク受け上にワークをスムーズに引き出すことができる。そのため、昇降用駆動源として高価なサーボモータを用いずに済み、また、台枠は台車に比し遙かに軽量であるため、支持台装置を小形簡素化でき、設備費の削減を図れる。
【０００９】
ところで、台車の全ての棚部にワークが収納されているとは限らず、作業能率を向上するには、ワークが収納されていない棚部に対し台枠を素通りさせることが望ましい。ここで、ワーク受けに台車内のワークの有無を検出するワークセンサを設けておけば、台枠を昇降させる際、次の段の棚部にワークが収納されているか否かをワークセンサによって検出でき、ワークが収納されていないときは、第１と第２の両係合部材のうち突出状態の係合部材を没入させて、台枠を次の段の棚部に対応する位置で停止させずに昇降させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、自動車のルーフＷをアウタパネルＷＯに各種インナ部材ＷＩを結合して組立てるルーフ組立装置を示している。この組立装置は、インナセットステーションＳＴ１と、溶接ステーションＳＴ２と、アウタ投入ステーションＳＴ３と、シーリングステーションＳＴ４とを備えており、インナセットステーションＳＴ１と溶接ステーションＳＴ２との間に往復動自在なセット治具１上にインナセットステーションＳＴ１において各種インナ部材ＷＩをセットすると共に、アウタ投入ステーションＳＴ３に投入されたアウタパネルＷＯを第１ハンドリングロボット２によりシーリングステーションＳＴ４に搬送して、アウタパネルＷＯに複数のシーリングロボット３でシーリング剤を塗布し、次に、溶接ステーションＳＴ２に往動されたセット治具１上に第１ハンドリングロボット２によりアウタパネルＷＯをインナ部材ＷＩに重ねた状態でセットして、複数の溶接ロボット４によりアウタパネルＷＯにインナ部材ＷＩを溶接結合し、このようにして組立てられたルーフＷを第２ハンドリングロボット５により溶接ステーションＳＴ２から払い出す。
【００１１】
アウタパネルＷＯは台車６によってアウタ投入ステーションＳＴ３に投入される。台車６は、図２、図４に示す如く、上下複数段の棚部６ａを備えており、各棚部６ａに数枚のアウタパネルＷＯを積層状態で収納し得るようにしている。各棚部６ａは、アウタパネルＷＯをその前後両端部で横方向に引き出し自在に支持するように構成されている。
【００１２】
また、アウタ投入ステーションＳＴ３の横方向一側には、台車６から引き出されたアウタパネルＷＯを支持する支持台装置７が設けられている。支持台装置７は、図２乃至図４に示す如く、前後１対の支柱枠７０，７０間に昇降自在に支持させた台枠７１を備えており、台枠７１上にアウタパネルＷＯの前端部を支持するワーク受け７２と、アウタパネルＷＯの後端部を支持するワーク受け７３とを設け、各ワーク受け７２，７３にアウタパネルＷＯの前後の各端縁に当接するガイド７２ａ，７３ａと、アウタパネルＷＯの引き出し方向の側縁に当接してアウタパネルＷＯの引き出し位置を規制するストッパ７２ｂ，７３ｂとを取付けて、両ワーク受け７２，７３によりアウタパネルＷＯを位置決めして支持し得るようにしている。また、各ワーク受け７２，７３をシリンダ７２ｃ，７３ｃによりガイドレール７２ｄ，７３ｄに沿って横方向に進退自在とし、台枠７１の昇降時は台車６の棚部６ａに各ワーク受け７２，７３が干渉しないように各ワーク受け７２，７３を横方向外方に退去させる。更に、長さの異なる複数機種のアウタパネルＷＯに対処し得るよう、ワーク受け７３を、台枠７１に対しロッドレスシリンダ７３ｅによりガイドレール７３ｆに沿って前後方向に位置調整されるスライダ７３ｇ上に設けている。尚、台車６は機種に応じた専用品になっている。
【００１３】
台枠７１は、各支持枠７０に立設したロッドレスシリンダ７１ａにより各支持枠７０に固定のガイドレール７１ｂに沿って昇降される。そして、台枠７１の下面に前後方向に長手の同期シャフト７１ｃを軸支し、同期シャフト７１ｃの両端に前後の支柱枠７０，７０に取付けたラック７１ｄ，７１ｄに噛合するピニオン７１ｅ，７１ｅを固定し、台枠７１の前後両端が同期して昇降されるようにしている。
【００１４】
ここで、台枠７１は、ワーク受け７２，７３が台車６の各棚部６ａと同レベルになる位置で停止させる必要がある。そこで、台枠７１の前後の各端部下面に、台枠７１の外方に各別のシリンダ７４ａで出没される第１と第２の１対の係合部材７４1 ，７４2 を並設すると共に、各支柱枠７０に、突出状態の第１係合部材７４1 の昇降軌跡に張り出す第１ストッパ部７５ａと、突出状態の第２係合部材７４2 の昇降軌跡に張り出す第２ストッパ部７５ｂとを千鳥状に上下複数備える位置決め部材７５を設け、ワーク受け７２，７３が台車６の各棚部６ａと同レベルになったとき、第１係合部材７４1 が各第１ストッパ部７５ａの上縁または下縁に係合可能で、且つ、第２係合部材７４2 が各第２ストッパ部７５ｂの下縁または上縁に係合可能となるようにしている。図４に示すものでは、位置決め部材７５に、上から数えてｎ番目の第１ストッパ部７５ａの下方に上方から数えてｎ番目の第２ストッパ部７５ｂが位置するように、第１ストッパ部７５ａと第２ストッパ部７５ｂとを５個ずつ千鳥状に設けている。そして、台枠７１を上昇端位置から第２係合部材７４2 を突出させて下降させたとき、ワーク受け７２，７３が台車６の上から１段目の棚部６ａと同レベルになったところで第２係合部材７４2 が第２ストッパ部７５ｂの上から１番目のものの上縁に係合して台枠７１の下降が停止され、次に、第２係合部材７４2 を没入させると共に第１係合部材７４1 を突出させて台枠７１を下降させることにより、ワーク受け７２，７３が台車６の上から２段目の棚部６ａと同レベルになったところで第１係合部材７４1 が第１ストッパ部材７５ａの上から２番目のものの上縁に係合して台枠７１の下降が停止される。このように第１係合部材７４1 と第２係合部材７４2 とを交互に突出させることにより、ワーク受け７２，７３が台車６の各棚部６ａと同レベルになったところで停止しつつ台枠７１を下降させることができる。尚、棚部６ａの上下方向ピッチが異なる台車６もあり、そこで、支柱枠７０に上下方向に長手のインデックス軸７６を軸支して、インデックス軸７６の周囲に複数の位置決め部材７５を取付け、台車６の種類に応じた位置決め部材７５を係合部材７４1 ，７４2 に対向する作動位置に選択自在としている。
【００１５】
また、前側のワーク受け７２の台車６寄りの部分にワーク受け７２の上面より下方に位置させて光学式のワークセンサ７７を設け、台枠７１の下降時に台車６の次の棚部６ａにアウタパネルＷＯが収納されているか否かをワークセンサ７７で検出し、アウタパネルＷＯが収納されていないときは、両係合部材７４1 ，７４2 のうち突出状態の係合部材を没入させて、台枠７１を次の棚部６ａで停止させずに下降させるようにした。
【００１６】
上記の如く台枠７１をワーク受け７２，７３が台車６の棚部６ａと同レベルになる位置で停止させると、次に、この棚部６ａに収納されている積層状態のアウタパネルＷＯを第１ハンドリングロボット２により台車６から引き出してワーク受け７２，７３上に載置し、その後第１ハンドリングロボット２によりアウタパネルＷＯを上側のものから１枚ずつ取上げ、シーリングステーションＳＴ４を経由して作業ステーションたる溶接ステーションＳＴ２に移載する。
【００１７】
第１ハンドリングロボット２の動作端たる手首２ａの先端にはアウタパネルＷＯを保持可能なハンド治具２０が搭載されている。ハンド治具２０は、図５乃至図７に示す如く、アウタパネルＷＯの長手方向に長手の治具本体２１に取付けた複数の吸着パッド２２と、治具本体２１の両側部に夫々揺動自在に枢着した複数の落下防止アーム２３とを備えており、これら吸着パッド２２でアウタパネルＷＯを吸着保持し、アウタパネルＷＯを取り上げた状態で落下防止アーム２３を横方向内方に揺動させて、アウタパネルＷＯがハンド治具２０から落下することを防止できるようにしている。治具本体２１の各側部の複数の落下防止アーム２３は、治具本体２１に軸支した同期シャフト２３ａに夫々リンク２３ｂを介して連結されており、同期シャフト２３ａを駆動する単一のシリンダ２３ｃにより複数の落下防止アーム２３が同期して揺動される。尚、吸着パッド２２は複数機種のアウタパネルＷＯに対応できるように配置されている。
【００１８】
また、ハンド治具２０には、治具本体２１の一端部外方に突出するアーム部２４が設けられている。アーム部２４は、側面視略Ｌ字状の１対のアーム片２４ａ，２４ａと、両アーム片２４ａ，２４ａの先端間に横設したクロスバー２４ｂとで構成されている。そして、アーム部２４を治具本体２１の一端部に両アーム片２４ａ，２４ａの基端間に横設したシャフト２４ｃを介して揺動自在に軸支し、シリンダ２４ｄによりアーム部２４を図５に実線で示す突出位置から仮想線で示す収納位置に揺動し得るようにしている。尚、アーム部２４をスライドさせて治具本体２１の外方に出没させるようにしても良い。また、各アーム片２４ａの先端には爪部２４ｅが形成されている。
【００１９】
台車６の棚部６ａからのアウタパネルＷＯの引き出しに際しては、先ず、ハンド治具２０を、治具本体２１の一端部が台車６側、即ち横方向内方を向く姿勢にして、支持台装置７の台枠７１のワーク受け７２，７３間に位置させ、アーム部２４を突出位置に揺動させた状態でハンド治具２０を第１ハンドリングロボット２の動作により横方向内方に移動して、図８（Ａ）に示す如く、今回の引き出し作業対象となるｎ段目の棚部６ａに支持されている積層状態のアウタパネルの最下側のアウタパネルＷＯと、この棚部の下のｎ＋１段目の棚部６ａに支持されている積層状態のアウタパネル最上側のアウタパネルＷＯとの間のワーク間スペースにアーム部２４を進入させる。次に、ハンド治具２０を上動させて、図８（Ｂ）に示す如く、ｎ段目の棚部６ａに支持されている積層状態のアウタパネルＷＯの片側、即ち、支持台装置７側の側部をアーム部２４により持ち上げる。次に、ハンド治具２０を横方向外方に移動させる。これによれば、積層状態のアウタパネルの最下側のアウタパネルＷＯの片側の段付き側縁部にアーム部２４の先端の爪部２４ｅが係合し、図８（Ｃ）に示す如く、ｎ段目の棚部６ａから積層状態のアウタパネルＷＯが引き出される。この引き出しは積層状態のアウタパネルＷＯの片側を持ち上げたまま行う。そのため、アウタパネルＷＯの引き出しに要する力が軽減されて、第１ハンドリングロボット２に無理はかからず、また、棚部６ａに対しワーク受け７２，７３が上方にずれていてもアウタパネルＷＯを確実に引き出すことができる。そして、アウタパネルＷＯの片側の側縁がワーク受け７２，７３上のストッパ７２ｂ，７３ｂに当接する位置まで積層状態のアウタパネルＷＯを引き出したところで、ハンド治具２０を下動させ、図８（Ｄ）に示す如く、積層状態のアウタパネルＷＯをワーク受け７２，７３に載置する。ここで、アウタパネルＷＯはその引き出し作業中にワーク受け７２，７３上のガイド７２ａ，７３ａにより前後方向に位置決めされ、ワーク受け７２，７３上のストッパ７２ｂ，７３ｂによる横方向の位置決めと相俟って、ワーク受け７２，７３上に積層状態のアウタパネルＷＯが前後左右に位置決めして載置されることになる。
その後、ワーク受け７２，７３上の積層状態のアウタパネルＷＯを上側のものから１枚ずつハンド治具３０で保持し、シーリングステーションＳＴ４を経由して溶接ステーションＳＴ２に移載するが、この移載作業に際してはアーム部２４を没入位置に揺動させ、アーム部２４がセット治具１上のクランプ部材等の他の機器に干渉しないようにする。そして、ワーク受け７２，７３上の全てのアウタパネルＷＯの移載作業が完了したところで、ワーク受け７２，７３がｎ＋１段目の棚部６ａと同レベルになる位置に台枠７１を下降させ、ｎ＋１段目の棚部６ａからのアウタパネルＷＯの引き出し作業を上記と同様の手順で行う。
【００２０】
以上、本発明に係る支持台装置７を具備するルーフ組立装置について説明したが、ルーフ用アウタパネル以外のワークを収納する台車の各棚部から引き出したワークを載置する支持台装置にも同様に本発明を適用できる。
【００２１】
【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、台車の各棚部から引き出されたワークを各棚部と同レベルの位置で支持できるようにした安価な支持台装置が得られ、設備費の削減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る支持台装置を具備するルーフ組立装置の全体平面図。
【図２】支持台装置の拡大平面図。
【図３】図２の矢印III方向から見た支持台装置の正面図。
【図４】図３のIV−IV線裁断側面図。
【図５】ハンド治具の平面図。
【図６】図５の矢印VI方向から見たハンド治具の側面図。
【図７】図５の矢印VII方向から見たハンド治具の側面図。
【図８】（Ａ）台車からのワーク引き出し作業の第１工程を示す要部の側面図、（Ｂ）ワーク引き出し作業の第２工程を示す要部の側面図、（Ｃ）ワーク引き出し作業の第３工程を示す要部の側面図、（Ｄ）ワーク引き出し作業の第４工程を示す要部の側面図。
【符号の説明】
ＷＯ…アウタパネル（ワーク）
６…台車
６ａ…棚部
７…支持台装置
７１…台枠
７２，７３…ワーク受け
７４1 …第１係合部材
７４2 …第２係合部材
７５…位置決め部材
７５ａ…第１ストッパ部
７５ｂ…第２ストッパ部
７７…ワークセンサ
【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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【図８】
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