(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車に積層状態で収納されているワークを一旦台車から引き出して、ワークを１枚ずつ所定の作業ステーションに供給するワーク供給方法において、
動作端にワークを保持可能なハンド治具を搭載したハンドリングロボットを用い、
ハンド治具の治具本体の外方に突出するように設けたアーム部により台車に収納されている積層状態のワークの片側を持ち上げる工程と、
アーム部の先端の爪部を最下側のワークに係合させて、積層状態のワークを片側を持ち上げたまま台車の側方に引き出す工程と、
台車から引き出された積層状態のワークを上側のものから１枚ずつハンド治具で保持して作業ステーションに移載する工程とを順に行うことを特徴とするワーク供給方法。
【請求項２】
請求項１に記載のワーク供給方法の実施に用いるハンドリングロボットであって、
前記ハンド治具に、前記アーム部を前記治具本体の外方に出没自在に設け、ワークを作業ステーションに移載する工程ではアーム部を治具本体側に収納することを特徴とするハンドリングロボット。
【請求項３】
前記アーム部のワークの持ち上げ及び引き出し工程で上方を向く面に、アーム部の先端に向かって下方に傾斜する斜面部を形成し、アーム部の先端に斜面部から上方に立上るように前記爪部を形成することを特徴とする請求項２に記載のハンドリングロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、台車に積層状態で収納されているワークを一旦台車から引き出して、ワークを１枚ずつ所定の作業ステーションに供給するワーク供給方法及びこの方法の実施に用いるハンドリングロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のワーク供給方法として、特開平３−２３８２４９号公報により、台車内にその側方から可動台を進入させ、次に、台車に対し可動台を相対的に上昇させて、台車に収納されている積層状態の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、可動台上の積層状態のワークを上側のものか１枚ずつ移載装置で作業ステーションに移載する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の方法では、台車から積層状態のワークを引き出すための装置として可動台とその移動機構とが必要になり、設備費が高くなる不具合がある。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、台車内に積層状態で収納されているワークを特別な引き出し装置を用いずに作業ステーションに供給し得るようにしたワーク供給方法を提供することを課題としている。
【０００５】
【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、台車に積層状態で収納されているワークを一旦台車から引き出して、ワークを１枚ずつ所定の作業ステーションに供給するワーク供給方法において、動作端にワークを保持可能なハンド治具を搭載したハンドリングロボットを用い、ハンド治具の治具本体の外方に突出するように設けたアーム部により台車に収納されている積層状態のワークの片側を持ち上げる工程と、アーム部の先端の爪部を最下側のワークに係合させて、積層状態のワークを片側を持ち上げたまま台車の側方に引き出す工程と、台車から引き出された積層状態のワークを上側のものから１枚ずつハンド治具で保持して作業ステーションに移載する工程とを順に行うようにしている。
【０００６】
本発明によれば、台車から引き出されたワークを作業ステーションに移載するハンドリング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でき、特別な引き出し装置が不要になる。また、積層状態のワークをその片側を持ち上げた状態で台車から引き出すため、ワークの引き出しに要する力が軽減され、ハンドリングロボットに無理はかからない。
【０００７】
尚、ハンド治具に設けるアーム部が治具本体の外方に突出したままであると、作業ステーションへのワークの移載作業に際しアーム部が周辺機器に干渉し易くなる。そのため、ハンド治具に、アーム部を治具本体の外方に出没自在に設け、ワークを作業ステーションに移載する工程ではアーム部を治具本体側に収納しておくことが望ましい。
【０００８】
ところで、台車は、一般に、上下複数段の棚部を備えており、各棚部に数枚のワークを積層状態で支持させている。この場合、ハンドリングロボットによりこれら各棚部から移層状態のワークを順に引き出すことになる。ワークの引き出しに際しては、先ず、上段の棚部に支持される積層状態のワークの最下側のワークと下段の棚部に支持される積層状態のワークの最上側のワークとの間のワーク間スペースにアーム部を側方から進入させ、次に、アーム部を上動させて上段の棚部に支持される積層状態のワークの片側を持ち上げてからアーム部を側方に移動する。ここで、アーム部のワークの持ち上げ及び引き出し工程で上方を向く面に、アーム部の先端に向かって下方に傾斜する斜面部を形成し、アーム部の先端に斜面部から上方に立上るように前記爪部を形成すれば、後記する発明の実施の形態の欄で詳述するように、上記ワーク間スペースの上下幅が比較的狭くても、上段の棚部に支持されるワークへの爪部の干渉や下段の棚部に支持されるワークへのアーム部下面の干渉を生ずることなくアーム部をワーク間スペースに進入させてワークを引き出すことができ、有利である。
【０００９】
【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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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を収納位置に揺動させ、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。
【００１９】
ところで、図９（Ｂ）に示す如く、アーム部２４のアウタパネルＷＯの持ち上げ及び引き出し工程で上方を向く面を平坦面として、その先端に爪部２４ｅをアウタパネルＷＯの側縁部に対する係合を確実にする上で必要な所要の高さで立上げると、ｎ段目の棚部６ａとｎ＋１段目の棚部６ａとの間のワーク間スペースにアーム部２４を進入させる際、爪部２４ｅがｎ段目の棚部６ａの最下側のアウタパネルＷＯに干渉しないよう、アーム部２４の位置を比較的低くせざるを得ず、ワーク間スペースが狭い場合、アーム部２４の下面がｎ＋１段目の棚部６ａの最上側のアウタパネルＷＯに干渉してしまう。この場合、図９（Ｃ）に示す如く、アーム部２４を薄くすることも考えられるが、これではアウタパネルＷＯの片側を持ち上げるのに必要なアーム部２４の曲げ剛性を確保できなくなる。これに対し、本実施形態では、図９（Ａ）に示す如く、アーム部２４、即ち、各アーム片２４ａのアウタパネルＷＯの持ち上げ及び引き出し工程で上方を向く面に、先端に向かって下方に傾斜する傾斜部２４ｆを形成して、各アーム片２４ａの先端に傾斜部２４ｆの上方に立上るように爪部２４ｅを形成している。これによれば、アーム部２４を、ｎ段目の棚部６ａとｎ＋１段目の棚部６ａとの間のワーク間スペースに、ｎ段目の棚部６ａの最下側のアウタパネルＷＯに対する爪部２４ｅの干渉を生ずることなく比較的高い位置で進入させることができ、ワーク間スペースが狭い場合でも、ｎ＋１段目の棚部６ａの最上側のアウタパネルＷＯに対するアーム部２４の下面の干渉を防止できる。また、アーム部２４を全体的に薄くするものと異なりアーム部２４の曲げ剛性も確保でき、アーム部２４により積層状態のアウタパネルＷＯの片側を確実に持ち上げて引き出すことができる。
【００２０】
以上、ルーフ用のアウタパネルＷＯから成るワークの供給装置に本発明を適用した実施形態について説明したが、ワークはアウタパネルＷＯに限るものではなく、台車に積層状態で収納されているワークの供給装置として本発明は広く適用できる。
【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、台車から引き出されたワークを作業ステーションに移載するハンドリング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でき、特別な引き出し装置が不要になって、設備費の削減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置を具備するルーフ組立装置の全体平面図。
【図２】ルーフ組立装置のアウタ投入ステーションの拡大平面図。
【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。
【図９】（Ａ）ハンド治具のアーム部の拡大側面図、（Ｂ）アーム部の第１比較例の側面図、（Ｃ）アーム部の第２比較的の側面図。
【符号の説明】
ＷＯ…アウタパネル（ワーク）
ＳＴ２…溶接ステーション（作業ステーション）
２…ハンドリングロボット
２０…ハンド治具
２１…治具本体
２４…アーム部
２４ｅ…爪部
２４ｆ…傾斜部
６…台車
【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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【図９】
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