JP2000006862A - ワーク搬送装置およびワーク搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コスト高を招くことなく、１つのロボットハ
ンドで多車種のワークを保持可能とする。 【解決手段】 ロボットアーム２３の先端に、フレーム
２７に固定された２台のベルトコンベア２９，３１を有
するロボットハンド２５を装着する。ベルトコンベア２
９，３１は、図１中で左方向からロボットハンド２５内
に投入される自動車のトランクリッド３７を、内面が上
部となるよう裏返した姿勢で保持しつつ、内部に引き込
むよう駆動する。トランクリッド３７を外部に送り出す
ときには、ベルトコンベア２９，３１を逆回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロボットハンド
を用いてワークを搬送するワーク搬送装置およびワーク
搬送方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のロボットハンド、例えば自動車の
トランクリッドを保持して所定の加工工程へ搬送するロ
ボットハンドは、車種毎の専用のクランプを備え、この
専用のクランプにて対応した車種のワークをクランプし
て搬送している。

【０００３】図８は、産業用ロボットにおけるロボット
アーム１の先端に着脱可能に装着された２車種対応のロ
ボットハンド３の側面図で、図９は、ロボットアーム１
側から見たロボットハンド３の平面図である。

【０００４】このロボットハンド３は、図９に示されて
いるように、支持ベース５の四隅に、４ドア用のトラン
クリッド７をクランプするクランプユニット９を備える
とともに、これら各クランプユニット９に近接した位置
に、２ドア用のトランクリッド１１をクランプするクラ
ンプユニット１３を備えている。各クランプユニット
９，１３は、図８に示されているように、シリンダ１５
によって作動する可動側のクランプアーム１７と、固定
側の位置決めゲージ１９との間でトラックリッド７，１
１の周縁部を挟持してクランプする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のロボットハンドを備えたワーク搬送装置にあ
っては、車種毎のクランプユニット、上記の例では２車
種のクランプユニット９，１３を備えることにより、シ
リンダや、ワークを検知するセンサ類がその分多くな
り、配管および配線が複雑になり、部品費や工事費を含
めコスト高を招くとこになる。

【０００６】また、上記したロボットハンドにおいて
は、２車種の他、さらに他の車種に対応する際には、ロ
ボットアーム１に装着されているロボットハンド３を、
他の車種に対応するクランプユニットを備えたものに交
換する構成となっているが、この場合には、ハンドチェ
ンジャと呼ばれるハンド交換装置が高価である上、ロボ
ットハンド３を交換する時間が必要になることから製造
コストの上昇を招くという問題がある。

【０００７】そこで、この発明は、コスト高を招くこと
なく、１つのロボットハンドで多種のワークに対応可能
とすることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、ロボットアームの先端に、投入
されたワークを、上面に載置した状態で内部に引き込ん
で保持するとともに、この保持状態から外部に送り出す
移送手段を設けた構成としてある。

【０００９】このような構成のワーク搬送装置によれ
ば、移送手段上に投入されたワークは、移送手段の作動
により、内部に引き込まれて保持される。この保持状態
から、移送手段の作動によりワークが外部に送り出され
る。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の発明の構成
において、移送手段は、ベルトコンベアで構成されてい
る。

【００１１】上記構成によれば、ベルトコンベアが作動
することで、ワークの内部への引き込みおよび外部への
送り出しがなされる。

【００１２】請求項３の発明は、請求項２の発明の構成
において、ベルトコンベアは、移送方向と直交するほぼ
水平方向に所定間隔をおいて２台配置され、この２台の
ベルトコンベアは、ワークを支持する支持面が、ワーク
の形状に合わせて相互に所定角度をなすよう少なくとも
一方が水平面に対して傾斜しており、この傾斜角度を可
変とした構成としてある。

【００１３】上記構成によれば、２台のベルトコンベア
により、所定形状のワークが支持されて保持される。こ
の２台のベルトコンベアの各支持面の相互になす角度を
変化させることで、多種のワークに対応させることが可
能となる。

【００１４】請求項４の発明は、請求項２または３の発
明の構成において、ベルトコンベアは、移送方向と直交
する平面内で環状に形成されるフレームの下部に装着さ
れ、このフレームにロボットアームが連結されている。

【００１５】上記構成によれば、ベルトコンベア上に載
置されて保持されたワークは、環状のフレームに囲まれ
た状態となる。

【００１６】請求項５の発明は、請求項４の発明の構成
において、ベルトコンベアによるワークの引き込み動作
の際に、ワークの移送方向前方側への移動を規制するワ
ークストッパを、フレームに設けた構成としてある。

【００１７】上記構成によれば、ベルトコンベアでワー
クを移送する際に、ワークがワークストッパに当接する
ことでフレーム内の所定位置にワークが保持されること
になる。

【００１８】請求項６の発明は、前工程から投入される
ワークを、ロボットアームの先端に設けた移送手段を作
動せて内部に引き込み保持し、この保持状態で前記ロボ
ットアームを後工程近傍へ移動させた後、保持したワー
クを前記移送手段を作動させて後工程へ投入するワーク
搬送方法としてある。

【００１９】上記ワーク搬送方法によれば、ワークは移
送手段上に単に載置して保持するので、多種のワークに
対する保持が可能になるとともに、搬送時間も短時間で
済む。

【００２０】請求項７の発明は、請求項６の発明のワー
ク搬送方法において、前工程に設けた前工程側移送手段
が移送手段と同期して作動することで、ワークが前工程
からロボットアーム側へ投入され、後工程に設けた後工
程側移送手段が前記移送手段と同期して作動すること
で、ワークがロボットアーム側から後工程へ投入される
ものとしてある。

【００２１】上記ワーク搬送方法によれば、前工程から
本工程へのワークの投入および、本工程から後工程への
ワークの投入がスムーズになされる。

【００２２】請求項８の発明は、請求項７の発明のワー
ク搬送方法において、前工程と後工程との間の本工程
で、移送手段上に載置して保持したワークを、ロボット
アームの下降により移送手段から離反させると同時にワ
ーク受け治具上にセットし、ワーク受け治具上でのワー
クへの加工後、ロボットアームの上昇により、ワークを
前記ワーク受け治具から離反させると同時に移送手段上
に載置させて保持するものとしてある。

【００２３】上記ワーク搬送方法によれば、ワークを、
ロボットアームの上下動により、移送手段上にて保持す
る状態からワーク受け治具上にセットする動作および、
ワーク受け治具上から移送手段上に保持させる動作がな
される。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ロボットアー
ムの先端に、投入されたワークを、上面に載置した状態
で内部に引き込んで保持するとともに、この保持状態か
ら外部に送り出す移送手段を設けたため、ワークは移送
手段上に単に載置して保持されることになり、ワークク
ランプ用の多数のシリンダなどが不要となって配管など
の複雑な構成を回避でき、低コストで多種のワークに対
応することができる。

【００２５】請求項２の発明によれば、ベルトコンベア
が作動することで、ワークの内部への引き込みおよび外
部への送り出しを行うことができる。

【００２６】請求項３の発明によれば、２台のベルトコ
ンベアは、各支持面の相互になす角度を可変としたの
で、より多種のワークに対応することが可能となる。

【００２７】請求項４の発明によれば、ベルトコンベア
上に載置されたワークは、環状のフレームに囲まれた状
態で保持することができる。

【００２８】請求項５の発明によれば、ベルトコンベア
でワークを移送する際に、ワークが当接するワークスト
ッパを設けたため、フレーム内の所定位置にてワークを
保持することができる。

【００２９】請求項６の発明によれば、ワークは移送手
段上に単に載置して保持するので、多種のワークに対す
る保持を行うことができるとともに、搬送時間の短縮化
を達成することができる。

【００３０】請求項７の発明によれば、前工程から本工
程へのワークの投入および、本工程から後工程へのワー
クの投入がスムーズとなり、ワーク搬送を効率よく行う
ことができる。

【００３１】請求項８の発明によれば、ワークを、ロボ
ットアームの上下動により、移送手段上にて保持する状
態からワーク受け治具上にセットする動作および、ワー
ク受け治具上から移送手段上に保持させる動作がなされ
るので、従来必要であったワーク昇降装置が不要とな
り、設備コストが低下するとともに、作業時間の短縮化
も達成される。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００３３】図１は、この発明の実施の一形態を示すワ
ーク搬送装置の全体構成図で、産業用ロボット２１のロ
ボットアーム２３の先端には、ロボットハンド２５が装
着されている。図２は、図１のロボットハンド２５の拡
大した正面図、図３は図２の平面図、図４は図２の右側
面図である。

【００３４】上記ロボットハンド２５は、フレーム２７
に、移送手段としての２つのベルトコンベア２９，３１
が取り付けられる構成となっている。フレーム２７は、
図２および図３に示すように、相互に所定間隔をおいて
配置される一対のフレーム本体３３，３５を備えてい
る。このフレーム本体３３，３５は、図４に示すよう
に、保持するワークとしての自動車のトランクリッド３
７を囲むように、移送方向（図２中で左右方向）と直交
する平面内で環状となる多角形状に形成されており、各
フレーム本体３３，３５相互は、適宜位置にて複数の連
結バー３９により連結固定されている。

【００３５】図４中で上部２本の連結バー３９相互間に
は、取付板４１が固定され、この取付板４１に前記ロボ
ットアーム２３の先端が固定される。

【００３６】フレーム本体３３，３５の下部の図４中で
左側の傾斜部３３ａ，３５ａには、一方のベルトコンベ
ア２９を支持するＬ字形状の２つの支持ブラケット４３
が取り付けられ、同右側の傾斜部３３ｂ，３５ｂには、
他方のベルトコンベア３１を支持するＬ字形状の２つの
支持ブラケット４５が取り付けられている。

【００３７】２つのベルトコンベア２９，３１は、ベル
ト２９ａ，３１ａを駆動するモータ２９ｂ，３１ｂを備
えており、傾斜部３３ａ，３５ａおよび傾斜部３３ｂ，
３５ｂに取り付けられることで、上記モータ２９ｂ，３
１ｂの回転中心軸ＰおよびＱ相互が、屈曲形成されたト
ランクリッド３７の屈曲角とほぼ同角度の角度θをなし
ている。すなわち、この２台のベルトコンベア２９，３
１は、トランクリッド３７を支持する支持面となるベル
ト２９ａ，３１ａの表面が、トランクリッド３７の形状
に合わせて相互に角度θをなしている。

【００３８】トランクリッド３７は、図２および図３中
で左方向から本ロボットハンド２５内のベルトコンベア
２９，３１上に投入され、モータ２９ｂ，３１ｂの正転
作動により内部にに引き込むとともに、同逆転作動によ
り外部に送り出す。ベルトコンベア２９，３１上のトラ
ンクリッド３７は、車体の内面側が上部となるよう裏返
した状態となっており、車体への取付状態で上面となる
部分３７ａが一方のベルト２９ａ上に、同後面となる部
分３７ｂが他方のベルト３１ａ上に支持されて保持され
ている。

【００３９】前記フレーム本体３５の上部側面（図２中
で右側面）には、Ｌ字状のワークストッパ４７が連結さ
れている。ワークストッパ４７は、フレーム本体３５か
ら図２中で右方向に延長される腕部４７ａと、腕部４７
ａの先端から下方に延長され、投入されたトランクリッ
ド３７の投入方向への移動を規制するストッパ部４７ｂ
とから構成されている。

【００４０】また、腕部４７ａのストッパ部４７ｂ近傍
および、ストッパ部４７ｂの下端の相互に対向する位置
には、トランクリッド３７を検知する光センサ４９が設
けられている。この光センサ４９が、トランクリッド３
７を検知したときに、モータ２９ｂ，３１ｂの駆動を停
止してベルトコンベア２９，３１によるトランクリッド
３７の移送を停止させる。

【００４１】さらに、フレーム本体３３，３５のベルト
コンベア２９側の鉛直部３３ｃ，３５ｃの側部には、支
持板５１，５３がそれぞれ設けられ、各支持板５１，５
３には、ワークガイド５５が装着されている。フレーム
本体３３，３５のベルトコンベア３１側の鉛直部３３
ｄ，３５ｄの側部には、支持板５６，５７がそれぞれ設
けられ、各支持板５６，５７には、ワークガイド５９が
装着されている。これらのワークガイド５５および５９
は、ベルトコンベア２９，３１上のトランクリッド３７
の移送方向左右両側部をガイドするものである。

【００４２】図５は、上記したワーク搬送装置を含む設
備全体のレイアウトを示す平面図で、産業用ロボット２
１は走行装置６１上を図５中で左右方向に移動可能であ
る。上記走行装置６１に沿って図中で左側から前工程で
ある第１の工程６３、本工程である第２の工程６５およ
び後工程である第３の工程６７が、順次配置されてい
る。

【００４３】第１の工程６３には、アウタパネルとイン
ナパネルとが溶接接合された状態のトランクリッド３７
を図５中で右方向に移送する前工程側移送手段としての
ベルトコンベア６９，７１が設置され、このベルトコン
ベア６９，７１によるトランクリッド３７の保持姿勢
は、前記図１〜図４におけるロボットハンド２５内での
姿勢と同様、車体内面側が上部となるよう裏返した状態
となっている。

【００４４】第２の工程６５は、トランクリッド３７の
周縁の所定部位、ここではコンビネーションランプが取
り付けられる切欠部に対するへミング加工の仮曲げを行
う場所で、図６にその詳細を示す平面図を、図７に同正
面図をそれぞれ示す。

【００４５】ベース７３上には、トランクリッド３７の
周縁をクランプするクランプユニット７５が、支持脚７
７の上端に装着した状態で複数配置され、このクランプ
ユニット７５におけるワーク受け治具上および中央のワ
ーク受け治具７９上にトランクリッド３７が位置決め載
置される。上記クランプユニット７５によりクランプさ
れた状態のトランクリッド３７は、左右に配置された仮
曲げ用のヘミング型８１によって仮曲げがなされる。

【００４６】第３の工程６７は、第２の工程６５にて仮
曲げした部位のヘミング加工を行う場所で、第１の工程
６３と同様、トランクリッド３７を図５中で右方向に移
送する後工程側移送手段としてのリフタ付きベルトコン
ベア８３，８５が設置されている。このリフタ付きベル
トコンベア８３，８５は、第３の工程６７におけるベー
ス上から、上方に突出した状態と、内部に入り込んだ状
態との間を昇降移動可能である。

【００４７】次に、上記したワーク搬送装置の動作を説
明する。図５における第１の工程６３では、トランクリ
ッド３７が、前述したように裏返した状態でベルトコン
ベア６９，７１上に載置されているものとする。この状
態で、産業用ロボット２１を動作させてロボットハンド
２５を、二点鎖線で示すように、ベルトコンベア６９，
７１の延長方向前方側に位置させる。このとき、ロボッ
トハンド２５は、フレーム本体３３，３５に対しワーク
ストッパ４７と反対側の図２中で左側の部分が第１の工
程６３に向かい合うようにするとともに、ベルトコンベ
ア２９，３１の上下高さを、第１の工程６３におけるベ
ルトコンベア６９，７１の上下高さに対しほぼ同じか若
干低い位置に設定する。

【００４８】ここで第１の工程６３のベルトコンベア６
９，７１をトランクリッド３７がロボットハンド２５側
に移動するよう作動させると同時に、ロボットハンド２
５内のベルトコンベア２９，３１も同方向に、すなわち
トランクリッド３７を内部に引き込むように作動させ
る。これにより、トランクリッド３７は、第１の工程６
３上からロボットハンド２５内に搬入されることにな
る。

【００４９】ロボットハンド２５内のトランクリッド３
７は、ベルトコンベア２９，３１で移送される過程で、
光センサ４９により検知されると、モータ２９ｂ，３１
ｂが停止し、その後ストッパ部４７ｂに当接することで
移送動作が停止してロボットハンド２５に保持された状
態となる。

【００５０】ロボットハンド２５によりトランクリッド
３７を保持した産業用ロボット２１は、走行装置６１に
より第２の工程６５に対応する位置まで移動する。ここ
で産業用ロボット２１は、ロボットハンド２５を、図７
に示すように、第２の工程６５の上方から下降させるこ
とで、トランクリッド３７を、中央のワーク受け治具７
９およびクランプユニット７５のワーク受け治具上にセ
ットしつつ、ベルトコンベア２９，３１から僅かに浮か
せた状態とする。

【００５１】このとき、ロボットハンド２５側のフレー
ム２７やベルトコンベア２９，３１などは、クランプユ
ニット７５など第２の工程６５における各種部材に干渉
しないよう各部材の隙間に侵入する。ロボットハンド２
５が、図７に示す状態のまま、第２の工程６５のワーク
受け治具上にセットされたトランクリッド３７は、クラ
ンプユニット７５によりクランプされた状態で、左右の
仮曲げ用のヘミング型８１が接近して仮曲げ加工がなさ
れる。

【００５２】仮曲げ加工が終了したら、ヘミング型８１
を離反させ、かつクランプユニット７５によるトランク
リッド３７に対するクランプ動作を解除した状態で、産
業用ロボット２１は、ロボットハンド２５を上昇させ
る。ロボットハンド２５の上昇により、トランクリッド
３７は、第２の工程６５側のワーク受け治具上から離反
すると同時に、ベルトコンベア２９，３１上に載置され
た状態で再度保持され、この状態で産業用ロボット２１
は、ロボットハンド２５を第３の工程６７の図５中で左
側方位置まで旋回移動させる。

【００５３】このときのロボットハンド２５は、フレー
ム本体３３，３５に対しワークストッパ４７と反対側の
図２中で左側の部分が第３の工程６７に向かい合うよう
にするとともに、ベルトコンベア２９，３１の上下高さ
を、第３の工程６７における上昇位置にあるリフタ付き
ベルトコンベア８３，８５の上下高さに対しほぼ同じか
若干高い位置に設定する。

【００５４】ここでロボットハンド２５内のベルトコン
ベア２９，３１を、前記とはモータ２９ｂ，３１ｂを逆
転させて、トランクリッド３７を外部に送り出すように
作動させると同時に、第３の工程６７のリフタ付きベル
トコンベア８３，８５を、トランクリッド３７が第３の
工程６７内に引き込まれるよう作動させる。これによ
り、トランクリッド３７は、ロボットハンド２５から第
３の工程６７内に搬入されることになり、この第３の工
程６７にてヘミング加工がなされる。

【００５５】第３の工程６７にトランクリッド３７を送
り出した産業用ロボット２１は、走行装置６１にて第１
の工程６３付近に戻り、次のワークに対して前記と同様
な動作を繰り返す。

【００５６】上記したワーク搬送装置によれば、ロボッ
トハンド２５は、トランクリッド３７を、単にベルトコ
ンベア２９，３１上に載置した状態で保持するので、例
えば２ドア用や４ドア用などの他、トランクリッド３７
の上面３７ａと後面３７ｂとのなす角度に大きな差がな
いものであれば対応可能であり、多車種のものに対応で
きる。しかも、従来のように車種毎のクランプ装置を設
けることによるシリンダおよびセンサ類の配管および配
線の複雑さが回避され、部品費や工事費などを含むコス
ト低下が達成される。

【００５７】また、第２の工程６５では、ロボットハン
ド２５を下降させることでワーク受け治具上にセットで
きるので、従来のワークをクランプする装置を備えたロ
ボットハンドで必要であったワーク昇降装置（リフタ）
が不要となり、その分コスト低下が達成されるととも
に、搬送時間の短縮化も図れる。

【００５８】なお、ロボットハンド２５におけるベルト
コンベア２９，３１のモータ２９ｂ，３１ｂの回転中心
軸ＰおよびＱ相互がなす角度θを、可変となるような機
構を支持ブラケット４３，４５に持たせることで、さら
に多車種のトランクリッドを保持できるようになる。こ
れにより、さらに多車種に対応させるべく高価なハンド
チェンジャを使用する場合のように、ハンド交換に要す
る時間の浪費が発生することがなく、製造コストの低下
に寄与できる。

【００５９】なお、上記実施の形態では、ワークとして
トランクリッド３７を搬送する例を示したが、これに限
ることはなく、例えばエンジンルームを覆うフードなど
の車体部品や、自動車部品以外のワークについても適用
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態を示すワーク搬送装置
の全体構成図である。

【図２】図１のワーク搬送装置におけるロボットハンド
の拡大した正面図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】図２の右側面図である。

【図５】図１のワーク搬送装置を含む設備全体のレイア
ウトを示す平面図である。

【図６】図５における第２の工程の詳細を示す平面図で
ある。

【図７】図５における第２の工程の詳細を示す正面図で
ある。

【図８】従来例を示すワーク搬送装置におけるロボット
ハンドの側面図である。

【図９】図８のロボットハンドのロボットアーム側から
見た平面図である。

【符号の説明】

２３ ロボットアーム ２７ フレーム ２９，３１ ベルトコンベア（移送手段） ３７ トランクリッド（ワーク） ４７ ワークストッパ ６３ 第１の工程（前工程） ６５ 第２の工程（本工程） ６７ 第３の工程（後工程） ６９，７１ ベルトコンベア（前工程側移送手段） ７９ ワーク受け治具 ８３，８５ リフタ付きベルトコンベア（後工程側移送
手段）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットアームの先端に、投入されたワ
   ークを、上面に載置した状態で内部に引き込んで保持す
   るとともに、この保持状態から外部に送り出す移送手段
   を設けたことを特徴とするワーク搬送装置。
2. 【請求項２】 移送手段は、ベルトコンベアで構成され
   ていることを特徴とする請求項１記載のワーク搬送装
   置。
3. 【請求項３】 ベルトコンベアは、移送方向と直交する
   ほぼ水平方向に所定間隔をおいて２台配置され、この２
   台のベルトコンベアは、ワークを支持する支持面が、ワ
   ークの形状に合わせて相互に所定角度をなすよう少なく
   とも一方が水平面に対して傾斜しており、この傾斜角度
   を可変としたことを特徴とする請求項２記載のワーク搬
   送装置。
4. 【請求項４】 ベルトコンベアは、移送方向と直交する
   平面内で環状に形成されるフレームの下部に装着され、
   このフレームにロボットアームが連結されていることを
   特徴とする請求項２または３記載のワーク搬送装置。
5. 【請求項５】 ベルトコンベアによるワークの引き込み
   動作の際に、ワークの移送方向前方側への移動を規制す
   るワークストッパを、フレームに設けたことを特徴とす
   る請求項４記載のワーク搬送装置。
6. 【請求項６】 前工程から投入されるワークを、ロボッ
   トアームの先端に設けた移送手段を作動せて内部に引き
   込み保持し、この保持状態で前記ロボットアームを後工
   程近傍へ移動させた後、保持したワークを前記移送手段
   を作動させて後工程へ投入することを特徴とするワーク
   搬送方法。
7. 【請求項７】 前工程に設けた前工程側移送手段が移送
   手段と同期して作動することで、ワークが前工程からロ
   ボットアーム側へ投入され、後工程に設けた後工程側移
   送手段が前記移送手段と同期して作動することで、ワー
   クがロボットアーム側から後工程へ投入されることを特
   徴とする請求項６記載のワーク搬送方法。
8. 【請求項８】 前工程と後工程との間の本工程で、移送
   手段上に載置して保持したワークを、ロボットアームの
   下降により移送手段から離反させると同時にワーク受け
   治具上にセットし、ワーク受け治具上でのワークへの加
   工後、ロボットアームの上昇により、ワークを前記ワー
   ク受け治具から離反させると同時に移送手段上に載置さ
   せて保持することを特徴とする請求項７記載のワーク搬
   送方法。