(57)【要約】【課題】本発明は、簡便な構造をもち、低廉な費用で構成可能な作業装置及び作業方法を提供することを課題とする。【解決手段】保護柵２１で囲われ、第１ワーク１５及びこの第１ワーク１５とは別の第２ワーク１８に作業を施すロボット１１を中心とする作業装置１０において、この作業装置１０は、保護柵２１に、第２ワーク１８を載せ、保護柵２１の外からロボット１１の動作範囲へ移動させる第２ワーク移動機構１９を付設する。第２ワーク移動機構１９は、保護柵２１に設けられている開口部２２を貫通して敷設されたレール４２と、このレール４２に移動可能に載せられ、開口部２２を塞ぐ大きさ及び形状に設定された前壁部４４及び後壁部４５を備えるトレイ４３とからなる。【選択図】図２
2007223002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ワーク及びこの第１ワークとは別の第２ワークに作業を施すロボットが保護柵で囲われている作業装置において、
前記保護柵に、前記第２ワークを載せ、前記保護柵の外から前記ロボットの動作範囲へ移動させる第２ワーク移動機構が付設されていることを特徴とする作業装置。
【請求項２】
前記第２ワーク移動機構は、前記保護柵に設けられている開口部を貫通して敷設されたレールと、このレールに移動可能に載せられ、前記開口部を塞ぐ大きさ及び形状に設定された前壁部及び後壁部を備えるトレイとからなることを特徴とする請求項１記載の作業装置。
【請求項３】
第１ワーク及びこの第１ワークとは別の第２ワークに作業を施すロボットによる作業方法において、
前記第１ワークにロボットで作業を施す第１作業工程と、この工程に並行してロボットの動作範囲にある、処理済みの第２ワークを保護柵の外へ移動する第２ワーク取り出し工程と、保護柵の外から未処理の第２ワークをロボットの動作範囲へ移動する第２ワーク投入工程と、前記第１作業工程と重ならないときに、前記第２ワークに前記ロボットで作業を施す第２作業工程とからなり、前記第１ワークと前記第２ワークを共通のロボットで連続的に処理することを特徴とするロボットによる作業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに作業を施すロボットが保護柵で囲われている作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、省力化が図れる有益な自動機械である。ところで、ロボットの動作範囲に人が立ち入るためには、ロボットを停止させることが条件となる。しかし、ロボットの停止は生産性の低下に繋がる。そこで、ロボットの停止頻度を下げる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１５４９１６公報（図１、図２）
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図５は従来の技術の基本構成を説明する図及びその作用図である。
（ａ）において、作業装置１００は、ロボット１０１と、このロボット１０１の動作範囲Ｗに配置されワークを積載した第１及び第２コンテナ１０２、１０３と、この第１コンテナ及び第２コンテナ１０２、１０３の周囲に設ける保護柵１０４と、この保護柵１０４の一部に開閉可能に設けた第１扉１０４ａ及び第２扉１０４ｂと、これらの第１及び第２扉１０４ａ、１０４ｂの外側に設け、第１コンテナ及び第２コンテナ１０２、１０３を出し入れ可能にしたワーク供給エリア１０５、１０６とを備える。
【０００４】
動作範囲Ｗにおいて、ロボット１０１と第１コンテナ１０２の間に第１センサ１０７が設けられ、ロボット１０１と第２コンテナ１０３の間に第２センサ１０９が設けられている。
また、第１扉１０４ａに、第１扉１０４ａの開閉を検出する第１開閉センサ１１１が設けられ、第２扉１０４ｂに、第２扉１０４ｂの開閉を検出する第２開閉センサ１１２が設けられている。１１３は第１扉の作業可能表示灯、１１４は第２扉の作業可能表示灯、１１５はワーク搬送手段としてのスライダである。
【０００５】
（ｂ）において、第１及び第２コンテナ１０２、１０３上に載せたワークは、ロボット１０１によって順次把持され、スライダ１１５へ搬送される。
【０００６】
コンテナ１０２のワークが空になると、作業者Ｐは、作業可能表示灯１１３が点灯していることを確認した上で、第１扉１０４ａを開け、ワーク供給エリア１０５から第１コンテナ１０２を出し入れする。
すなわち、半円状の動作範囲Ｗのうちの斜線を施していない領域には、作業員Ｐが立ち入ることができる。ロボットを止める必要がないので、生産性を高めることができる。
【０００７】
しかし、特許文献１の技術では、第１及び第２扉１０４ａ、１０４ｂの開閉を検出する第１及び第２開閉センサ１１１、１１２、センサ１０７、１０９、及び作業可能表示灯１１３、１１４など多数の要素が必要となり、作業装置１００は複雑なものにならざるを得ない。また、装置費用も嵩む。
簡便な構造で、設備費用の嵩まない作業装置及び作業方法が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、簡便な構造をもち、低廉な費用で構成可能な作業装置及び作業方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、第１ワーク及びこの第１ワークとは別の第２ワークに作業を施すロボットが保護柵で囲われている作業装置において、保護柵に、第２ワークを載せ、保護柵の外からロボットの動作範囲へ移動させる第２ワーク移動機構が付設されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明では、第２ワーク移動機構は、保護柵に設けられている開口部を貫通して敷設されたレールと、このレールに移動可能に載せられ、開口部を塞ぐ大きさ及び形状に設定された前壁部及び後壁部を備えるトレイとからなることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、第１ワーク及びこの第１ワークとは別の第２ワークに作業を施すロボットによる作業方法において、第１ワークにロボットで作業を施す第１作業工程と、この工程に並行してロボットの動作範囲にある、処理済みの第２ワークを保護柵の外へ移動する第２ワーク取り出し工程と、保護柵の外から未処理の第２ワークをロボットの動作範囲へ移動する第２ワーク投入工程と、第１作業工程と重ならないときに、第２ワークにロボットで作業を施す第２作業工程とからなり、第１ワークと第２ワークを共通のロボットで連続的に処理することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、第２ワーク移動機構で、第２ワークを保護柵の外から内へ又は内から外へ移動させる。すなわち、人が保護柵内に入らないで、ロボットに第２ワークへ作業を行わせることができる。
人が保護柵内に入る必要がないので、人を検出するセンサやスイッチを省くことができ、簡便な構造をもち、低廉な費用で構成可能な作業装置を提供することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、第２ワーク移動機構に、開口部を塞ぐ大きさ及び形状に設定された前壁部及び後壁部を備えた。保護柵の開口部を、前壁部又は後壁部で塞げば、開口部から人が手などを保護柵内へ入れることができなくなる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、第１作業工程と重ならないときに、第２ワークにロボットで作業を施す第２作業工程を備え、第１ワークと第２ワークを共通のロボットで連続的に処理するようにしたので、ロボットの稼働率を向上することができ、ロボットを有効に活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る作業装置の斜視図であり、作業装置１０は、ロボット１１と、ロボットアーム１３の先端１３ａに取り付けるシール剤塗布ユニット１４と、ロボット１１の周囲に設け第１ワーク１５を搬送する第１コンベヤ１６と、同じく、ロボット１１の周囲に設け第２ワーク１８を取り出し又は取り入れる第２ワーク移動機構１９と、ロボット１１、第１コンベヤ１６及び第２ワーク移動機構１９を囲う保護柵２１とを備える装置である。
【００１６】
すなわち、作業装置１０は、第１ワーク１５及びこの第１ワーク１５とは別の第２ワーク１８に作業を施すロボット１１が保護柵２１で囲われている装置である。保護柵２１には、第２ワーク１８を載せ、保護柵２１の外からロボット１１の動作範囲へ移動させる第２ワーク移動機構１９が付設されている。
【００１７】
図２は本発明に係る作業装置の平面図であり、作業装置１０は、ロボット１１が作業可能な領域である動作範囲Ｋに第１ワーク１５を搬送する第１コンベヤ１６を設け、第１ワーク１５とは別部品である第２ワーク１８、１８を動作範囲Ｋに移動させる第２ワーク移動機構１９を設けるとともに、動作範囲Ｋを保護柵２１で囲ってなる。
【００１８】
ロボット１１は、ロボット本体１２と、このロボット本体１２から延ばしたロボットアーム１３と、このロボットアーム１３の先端に設けるシール剤塗布ユニット１４からなり、保護柵２１内の動作範囲Ｋにおいて、ロボットアーム１３を移動させながらシール剤塗布ユニット１４からワークの表面にシール剤を塗布する。
【００１９】
保護柵２１は、ロボット１１の周囲を囲うものであり、ロボット１１の動作範囲Ｋは、保護柵２１内側の範囲ということができる。保護柵２１は、平面視長方形に形成し、第１柵〜第４柵２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄからなる。第１柵２１ａに対向させて第３柵２１ｃを設け、第２柵２１ｂに対向させて第４柵２１ｄを設ける。
【００２０】
第１柵２１ａと第３柵２１ｃに第１コンベヤ１６が通る第１開口２４及び第２開口２５を設け、第３柵２１ｃに第２ワーク移動機構１９が通る第３開口２６を設け、第１及び第２ワーク１５、１８を動作範囲Ｋに出し入れ可能に構成する。
【００２１】
第１コンベヤ１６は、機体２８と、この機体２８上に複数配置するローラ部材２９・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）を備える。ローラ部材２９・・・は、図示せぬ駆動手段によって駆動され、ワークを載置する板状のパレット３１・・・を図矢印Ｓ方向に移動させる。
【００２２】
第２ワーク移動機構１９は、第３開口２６を貫通して設ける基台４１と、この基台４１上に敷設したレール４２、４２と、これらのレール４２、４２に沿って移動可能に設けるトレイ４３とからなる。基台４１は、第３開口２６を横断して保護柵２１の内側に張り出して設けるものである。
【００２３】
トレイ４３は、第３開口２６を塞ぐ大きさ及び形状に設定された前壁部４４及び後壁部４５と、前壁部４４の外側の面に設けトレイ４３を操作する操作部４８と、トレイ４３の側方を塞ぐ左右の側壁部４６Ｌ、４６Ｒと、トレイ４３上に２つ載せる第２ワーク１８、１８を仕切るとともにこれらの位置決めを行う仕切板４７と、からなる。
【００２４】
第２ワーク移動機構１９は、レール４２、４２に移動可能に載せられ、開口部２２の１つである第３開口２６を塞ぐ大きさ及び形状に設定された前壁部４４及び後壁部４５を備えた。保護柵２１の開口部２２を、前壁部４４又は後壁部４５で塞げば、開口部２２から人が手などを保護柵２１内へ入れることができなくなる。
【００２５】
以上に述べた作業装置の作用を次に述べる。
パレット３１・・・に載置した第１ワーク１５・・・が、第１開口２４から保護柵２１内に搬送され、第１コンベヤ１６上の所定位置に到達する。そして、ロボット１１が第１ワーク１５表面の所定位置にシール剤の塗布を開始する。
【００２６】
ロボット１１が第１ワーク１５にシール剤を塗布する間、保護柵２１内に張り出して設ける基台４１上に設定した範囲にロボット１１はなく、作業者Ｐが第２ワーク移動機構１９のトレイ４３を移動させても、ロボット１１は停止することなく、シール剤塗布作業を続ける。次図で、第２ワーク移動機構１９の作用について説明する。
【００２７】
図３は第２ワーク移動機構の作用説明図である。
（ａ）は、第１ワークにロボットで作業を施すときに、この作業に並行して、ロボットの動作範囲にある、処理済みの第２ワーク１８ｂ、１８ｂを保護柵の外へ移動する第２ワーク取り出し工程を説明する図である。この工程において、作業者Ｐは、トレイ４３の操作部４８をつかんで引き出し、処理済みの第２ワーク１８ｂ、１８ｂを取り出す。
【００２８】
（ｂ）は、保護柵の外から未処理の第２ワーク１８ａ、１８ａをロボットの動作範囲へ移動する第２ワーク投入工程を説明する図である。この工程において、作業者Ｐは、未処理の第２ワーク１８ａ、１８ａをトレイ４３に入れ、この操作部４８をつかんで押し、第２ワーク１８ａ、１８ａをロボット１１の動作範囲内に移動させる。
（ｃ）は、第１作業工程と重ならないときに、第２ワーク１８ａ、１８ａにロボットで作業を施す第２作業工程を説明する図である。
この工程において、ロボットで第２ワーク１８ａ、１８ａにシール剤塗布作業を施す。
このとき、トレイ４３が完全に閉じている条件にのみ、動作範囲Ｋで且つ保護柵２１の基台４１上に移動でき、それ以外の条件では、基台４１上に侵入しないようにロボット１１の動きを制御する。
【００２９】
図４は本発明に係る作業装置のタイムチャートであり、横軸は時間を示す。
ロボットによる作業方法は、ロボットが第１ワークに作業を施す第１作業工程と、この工程に並行して処理済みの第２ワークを保護柵の外へ移動する第２ワーク取り出し工程と、保護柵の外から未処理の第２ワークをロボットの動作範囲へ移動する第２ワーク投入工程と、第１作業工程と重ならないときに、第２ワークに前記ロボットで作業を施す第２作業工程と、第２作業工程と並行して第１コンベヤでパレットを移動させ、加工済みの第１のワークを払い出すとともに未加工の第１のワークを動作範囲内における所定の位置に搬入するパレット移動工程とからなる。
【００３０】
このような方法を採ることで、第１ワークの搬送時などロボットが第１ワークにシール剤塗布作業をしないときのロボットの待ち時間を、第２ワークの作業に振り向けることができる。
すなわち、第１作業工程と重ならないときに、第２ワークにロボットで作業を施す第２作業工程を備え、第１ワークと第２ワークを共通のロボットで連続的に処理するようにしたので、ロボットの稼働率を向上することができ、ロボットを有効に活用することができる。
【００３１】
本実施例において、第１ワーク（図２の符号１５）はエンジンのシリンダブロックであり、第２ワーク（図２の符号１８）は同一のエンジンに用いる小物部品であり、これらを１つのシール剤塗布ユニットで処理することができる。また、シール剤を塗布した後のワークは、シール剤が固まる前に組み付けることが必要なものである。いわゆる、ワークの造り溜めは許されず、速やかに組付作業をさせる必要があった。本発明の作業装置は、このような条件の下での生産に好適である。
【００３２】
図２に戻って、保護柵２１に、第２ワーク１８を載せ、保護柵２１の外からロボット１１の動作範囲Ｋへ移動させる第２ワーク移動機構１９が付設されている。
仮に、ロボット１１に人を介在させる作業を含んでいる場合、ロボット１１の稼働率をできるだけ低下させないようにするため、扉の開閉検出手段及びロボット１１の周囲にセンサなどの要素を設け、所定の条件を満たしたとき一部の範囲でのみ人を介在させる。このため、ロボット１１の稼働率の低下は回避できるものの、作業者Ｐを保護する要素が増え、作業装置１０は複雑なものにならざるを得ない。
【００３３】
この点、本発明では、保護柵２１に、第２ワーク１８を載せ、保護柵２１の外からロボットの動作範囲Ｋへ移動させる第２ワーク移動機構１９を付設するので、ロボット１１の動作範囲に作業者Ｐを介在させない作業装置を構成することが可能となる。動作範囲に作業者を介在させることのない作業装置を構成することができる。
【００３４】
すなわち、人が保護柵２１内に入らないで、ロボット１１に第２ワーク１８へ作業を行わせることができる。
作業者が保護柵内に入る必要がないので、作業者を検出するセンサやスイッチを省くことができ、簡便な構造をもち、低廉な費用で構成可能な作業装置を提供することができる。
【００３５】
尚、本発明は、実施の形態ではシリンダブロックのシール剤塗布装置に適用したが、車体組立工程における、ドア部材及び小物部品へのシール剤塗布に適用可能であり、それ以外の一般の生産ライン上において、ワークにシール剤を塗布する工程に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、エンジンの製造工程における、シリンダブロックのシール剤塗布装置及びその作業方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る作業装置の斜視図である。
【図２】本発明に係る作業装置の平面図である。
【図３】第２ワーク移動機構の作用説明図である。
【図４】本発明に係る作業装置のタイムチャートである。
【図５】従来の技術の基本構成を説明する図及びその作用図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…作業装置、１１…ロボット、１５…第１ワーク、１８…第２ワーク、１９…第２ワーク移動装置、４２…レール、４３…トレイ、４４…前壁部、４５…後壁部、Ｋ…動作範囲。
【図１】
2007223002.tif 000003
【図２】
2007223002.tif 000004
【図３】
2007223002.tif 000005
【図４】
2007223002.tif 000006
【図５】
2007223002.tif 000007