JP2003220534A - 回転式搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円形の搬送ラインに沿って配置されたワーク
位置決め治具上のワークについて、特定のワークのみを
且つ前詰め方式にて搬送することが可能な柔軟性の高い
搬送装置を提供する。 【解決手段】 円形の搬送ライン沿った各ステージには
ワーク位置決め治具２Ａ，４Ｂが配置される。昇降可能
で且つ搬送ラインの中心を回転中心として９０度ごとに
割り出し回転する搬送アーム６に、ワークＷａまたはＷ
ｂを支持するための複数のフィンガー８Ａ，８Ｂを取り
付ける。各フィンガー８Ａ，８Ｂは展開位置Ｐ１から格
納位置Ｐ２まで折り畳み格納可能であり、これによって
各ステージにあるワークＷａ，Ｗｂのうち特定の選択し
たワークのみを搬送することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤルインデッ
クス型とも称される割り出し回転式の搬送装置に関し、
特に円形の搬送ラインに沿って設定された複数の作業ス
テージ間でのワークの搬送を、その搬送ラインの中心を
回転中心とする回転体の割り出し回転をもって行うよう
にした搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転式搬送装置としては例えば図
１４〜１６に示すように、ワーク搬入ステージ♯１０お
よびワーク搬出ステージ♯４０を除く各ステージ♯２
０，♯３０には例えばスポット溶接を目的とした図示外
の溶接ロボットを設ける一方、割り出し回転可能な回転
台５１のうち各ステージ♯１０〜♯４０に対応する位置
にワーク位置決め治具５２をそれぞれに設けたものがあ
る。なお、回転台５１はモータ等の回転駆動手段５３に
て９０度ごとに割り出し回転されるとともに、その回転
位置精度はストッパー５４との当接によって機械的に保
証されるようになっている。このような回転式搬送装置
は、例えば自動車の車体パネルを構成することになる比
較的小さなパネル部品の溶接組立をスポット溶接にて行
うサブラインで使用される。

【０００３】そして、ワーク搬入ステージ♯１０にて所
定のワークＷが搬入されてワーク位置決め治具５２上に
位置決めされると、そのワークＷは回転台５１が９０度
ごとに割り出し回転することで治具５２ごと次の溶接ス
テージ♯２０，♯３０へと順次搬送されて、所定の溶接
が施される。そして、各溶接ステージ♯２０，♯３０で
の溶接を終えたワークＷがワーク搬出ステージ♯４０に
到達すると、溶接済みのワークＷが次工程へと搬出され
る一方で、ワーク搬入ステージ♯１０にて新たなワーク
Ｗが投入されて、以降は上記のような動作を繰り返すこ
とになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の構造
では、回転台５１の上に複数ステージ分のワーク位置決
め治具５２を設けて常にワークＷを位置決め治具５２と
とも次のステージに搬送するようになっているため、何
らかの不具合が発生した場合に全ステージ♯１０〜♯４
０での作業を一斉に停止せざるを得なくなり、設備稼働
率が悪くなる。例えば特定のステージでトラブルが発生
した場合に、そのトラブルが発生したステージ以外の特
定のステージにワークＷが在席しておらず且つそれより
も上流側のステージにワークＷが在席している場合に、
ワークＷのみを前詰めすればいくつかのステージでは通
常の溶接作業を行えるにもかかわらずその作業を行うこ
とができなくなる。

【０００５】また、全ステージ分のワーク位置決め治具
５２が回転台５１上に設けられているために必然的に可
動部分の重量が大きく、回転駆動源５３として能力の大
きなものが必要となるほか、回転時のイナーシャも大き
いために回転台５１をストッパー５４にて機械的に停止
せざるを得なくなり、構造が複雑なものとなるとともに
搬送の高速化の上でも限界がある。

【０００６】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたものであり、各ステージのワーク位置決め治具は定
位置工程式のものとしてワークのみを回転搬送するもの
とし、もって前詰め生産が可能で且つ構造の簡素化を図
った回転式搬送装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、円形の搬送ラインに沿って設定された複数の作業ス
テージ間でのワークの搬送を司る搬送装置であって、各
作業ステージには作業対象となるワークを位置決め支持
するためのワーク位置決め治具がそれぞれに設けられて
いるとともに、上記搬送ラインの中心を回転中心として
割り出し回転する回転体に、各作業ステージのワーク位
置決め治具との間でワークの受け渡しを行いながら搬送
対象となるワークを支持するための複数のフィンガーが
上記作業ステージ間ピッチと同じピッチで設けられてい
て、さらに各フィンガーは折り畳み格納可能に構成され
ていることを特徴とする。

【０００８】上記の搬送形態を利用した主たる作業が例
えば自動車用パネル部品の溶接ロボットによるスポット
溶接である場合、円形の搬送ラインに沿って作業ステー
ジであるワーク搬出入ステージと複数の溶接ステージと
が設定され、各溶接ステージにはワーク位置決め治具の
ほかスポット溶接を目的とした溶接ロボットが配置され
る。

【０００９】したがって、請求項１に記載の発明では、
各作業ステージのワーク位置決め治具はそのステージか
ら動くことはなく実質的に定位置固定式のものとなり、
回転体が各フィンガーとともに割り出し回転することで
各作業ステージのワークが歩進するかの如く形態で一斉
に次の作業ステージへと搬送される。そして、例えば特
定の作業ステージでトラブルが発生した場合に、そのト
ラブルが発生した作業ステージ以外の特定の作業ステー
ジにワークが在席しておらずそれよりも上流側の作業ス
テージにワークが在席している場合に、ワークのみを前
詰めすればトラブルが発生した作業ステージ以外のいく
つかの作業ステージでは通常の溶接作業を行えるように
なる。この場合、必要に応じ作業ステージにおいてフィ
ンガーを格納することで、その作業ステージでの作業空
間をより大きく確保できるようになるほか、全作業ステ
ージのワークを一斉に次の作業ステージに搬送するので
はなく、例えば特定の作業ステージのみのワークを次の
作業ステージに搬送することもできる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１の記載
を前提として、上記回転体は割り出し回転可能で且つ昇
降可能となっていて、回転体の上昇動作時には作業ステ
ージのワーク位置決め治具上にあるワークをフィンガー
にてワーク搬送高さ位置までリフトアップさせる一方、
回転体の下降動作時には各フィンガーが支持しているワ
ークを作業ステージのワーク位置決め治具上に移載する
ようになっていることを特徴とする。

【００１１】したがって、この請求項２に記載の発明で
は、回転体の昇降動作をもって各フィンガーと複数の作
業ステージのワーク位置決め治具との間でそのワークの
受け渡しが行われる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２の記載を前提として、各作業ステージには、二つのワ
ークの同時作業に対応するために各ワークを個別に位置
決めするための二つのワーク位置決め治具が並設されて
いる一方、回転体のうち各作業ステージに対応する位置
には、二つのワークを同時に支持するために二つのフィ
ンガーが並設されていることを特徴とする。

【００１３】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
の記載を前提として同時作業および同時搬送の対象とな
る二つのワークはその種類が互いに異なるものであるこ
とを特徴とする。

【００１４】したがって、請求項３に記載の発明では、
各作業ステージでの作業のほか各作業ステージから次の
作業ステージへのワークの搬送が二つのワークを一組と
したいわゆる並行生産方式にて行われ、特に請求項４に
記載の発明では、例えば左右でセットになった勝手違い
のワークの加工のほかＡ車種とＢ車種のワークの加工を
並行して進める場合に好都合となる。もちろん、二つ一
組としたワークのなかに単独のワークが混在しているこ
とも許容される。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかの記載を前提として、上記回転体はインクリメ
ンタル型回転検出器を位置フィードバック要素にもつサ
ーボモータにて割り出し回転駆動されるようになってい
るとともに、回転体の実際の回転角位置がアブソリュー
ト型回転検出器にて検出されるようになっていて、上記
アブソリュート型回転検出器の検出出力に基づき回転体
の回転角誤差を算出し、この回転角誤差をもって次の割
り出し回転時の回転指令値を補正するようになっている
ことを特徴とする。

【００１６】したがって、この請求項５に記載の発明で
は、インクリメンタル型回転検出器とアブソリュート型
回転検出器を併用しているがために、回転体の割り出し
回転動作を繰り返し行ったとしても、ストッパーのよう
な機械的位置決め機構を用いることなしに繰り返し位置
決め精度が保証される。

【００１７】

【発明の効果】請求項１，２に記載の発明によれば、各
作業ステージのワーク位置決め治具は定位置固定式のも
のとして、回転体の割り出し回転によりワークのみを搬
送するようにしたため、例えば特定の作業ステージで不
具合が発生した場合でもワークが在席していない作業ス
テージがあることを条件に前詰め生産が可能であり、生
産性が向上する。また、可動部分の重量が小さく且つ構
造が簡素化されることで回転駆動源として小さな能力の
もので済むようになり、設備費の低減が図れるとともに
一層の作業ステージの多ステージ化と高速搬送も可能と
なる。

【００１８】また、各フィンガーが折り畳み格納可能と
なっているため、全作業ステージのワークを一斉に次の
作業ステージに搬送するのではなく、例えば必要に応じ
て特定のフィンガーを格納することで特定の作業ステー
ジのみのワークを次の作業ステージに搬送することも可
能であり、設備としての柔軟性が高いものとなるほか、
例えば各作業ステージにおいてフィンガーを格納するこ
とでその作業ステージでの作業空間の拡大化と作業自由
度の拡大化も図れるようになる。

【００１９】請求項３，４に記載の発明によれば、二つ
のワークを同時搬送しながら作業ステージでも二つのワ
ークに同時に作業を施すようになっているため、請求項
１または２に記載の発明と同様の効果に加えて、生産性
が一段と向上する効果がある。

【００２０】請求項５に記載の発明によれば、インクリ
メンタル型回転検出器とアブソリュート型回転検出器を
併用したため、請求項１〜４のいずれかに記載の発明と
同様の効果に加えて、回転体の割り出し回転動作を繰り
返し行ったとしても、ストッパーのような機械的位置決
め機構を用いることなしに繰り返し位置決め精度が高く
なる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１〜１３は本発明の好ましい実
施の形態を示す図であり、先に述べた従来例と同様に自
動車の車体パネルを構成することになるパネル部品にス
ポット溶接を基本とした溶接組立を施す場合の例を示し
ている。

【００２２】特に図１〜３は回転式搬送装置１の概略構
成を示しており、同図に示すように前工程Ｓ１と後工程
Ｓ２との間に回転式搬送装置１が配設されている。回転
式搬送装置１では、平面視にて円形をなす仮想の搬送ラ
インに沿ってワーク搬入ステージ♯１０と二つの溶接ス
テージ♯２０，♯３０およびワーク搬出ステージ♯４０
がそれぞれ作業ステージとして設定されていて、ワーク
搬入ステージ♯１０およびワーク搬出ステージ♯４０に
はワークＷａ，Ｗｂの搬入もしくは搬出のための作業者
ＭもしくはハンドリングロボットＲ１が配置されている
とともに、二つの溶接ステージ♯２０，♯３０には溶接
ロボットＲｗがそれぞれ配置されている。

【００２３】そして、本実施の形態では例えばＡ車種の
ワークＷａとＢ車種のワークＷｂとを二つ一組として同
時に搬送しつつ同時に溶接を施すために、各ステージ♯
１０〜♯４０には各ワークＷの車種に応じて専用化され
た定位置固定式の二台ずつのワーク位置決め治具２Ａ，
２Ｂ…５Ａ，５Ｂがそれぞれ配置されていて、ワーク位
置決め治具２Ａ，２Ｂ…５Ａ，５Ｂの数は合計８台では
あるものの全体としてはＡ車種，Ｂ車種の二種類のワー
クＷａ，Ｗｂを並行生産する４ステージタイプのライン
となっているとともに、円形の搬送ラインの中央部には
回転体としてその中心を回転中心とする割り出し回転式
の搬送アーム６が設けられている。なお、溶接ステージ
♯２０，♯３０におけるワーク位置決め治具３Ａ，３Ｂ
および４Ａ，４ＢにはワークＷａもしくはＷｂの位置決
めのためのゲージや各種のクランパーが付帯している
が、図１〜３では図示省略してある。

【００２４】搬送装アーム６は合計４本のアーム素片６
ａ，６ａ…を十字状に連結したものであり、全体として
鉛直軸７の周りを９０度ずつ割り出し回転するようにな
っていて、同時に搬送アーム６は図３に示すように所定
ストロークＳのもとで昇降可能となっている。なお、こ
の昇降動作は後述するサーボモータ４２の起動により同
じく後述するアシストシリンダ２２にてその重量をアシ
ストされながら行われる。

【００２５】搬送アーム６を構成している各アーム素片
６ａの先端には９０度の位相をなすようにして二つ一組
のフィンガー８Ａ，８Ｂがそれぞれに装着されている。
これら一つのアーム素片６ａについての二つのフィンガ
ー８Ａ，８Ｂは両者が同時に同じステージに位置するこ
とはなく、一方のフィンガー８Ｂが前側のステージに位
置すれば他方のフィンガー８Ａは必ずその後側のステー
ジに位置するように設定されている。そして、各フィン
ガー８Ａ，８Ｂは図３に実線で示すように水平状態とな
る展開位置Ｐ１で初めてそれ単独でワークＷａもしくは
Ｗｂを位置決め支持することができるようになってお
り、同時に必要に応じてヒンジピン９を回転中心として
水平位置から下方に回動させて垂下状態となるような格
納位置Ｐ２とすることで折り畳み格納することができる
ようになっている。

【００２６】より詳しくは、図４に示すように各フィン
ガー８Ａ，８Ｂはワーク位置決め用のゲージ１０を備え
ているとともに、その折り畳み格納動作および展開動作
はアクチュエータである揺動型（トラニオン型）のエア
シリンダ１１の伸縮動作によって行われるようになって
いる。また、上記フィンガー８Ａ，８Ｂの折り畳み格納
状態とは、そのフィンガー８Ａ，８Ｂの折り畳み格納状
態のままで仮に搬送アーム６を割り出し回転させたとし
ても各フィンガー８Ａ，８Ｂが各ステージ♯１０〜♯４
０のワーク位置決め治具２Ａ，２Ｂ…５Ａ，５Ｂと干渉
しない状態のことである。

【００２７】図５〜図１０は上記回転式搬送装置１のよ
り詳細且つ具体的な構造を示しており、図５は図２に、
図６は図３にそれぞれ対応している。また、図７，８は
図５，６の要部拡大図を、図９は図７のＧ−Ｇ線に沿う
断面図をそれぞれ示している。

【００２８】図５，６および図７，９に示すように、架
台１２上には合計４本のガイドポスト１３〜１６と単一
のロックポスト１７とが鉛直状態にて立設されており、
これらのガイドポスト１３〜１６に案内支持されるよう
にして昇降可能なリフタテーブル１８が水平状態にて配
置されている。図６，７のほか図９に示すように、合計
４本のガイドポスト１３〜１６のうち２本のガイドポス
ト１３，１５とリフタテーブル１８との間にはリニアガ
イド（直動ガイドもしくは直動軸受とも称される）１９
が介装されている一方、残る２本のガイドポスト１４，
１６には隣接する二面を案内面とするガイドレール２０
が装着されているとともに、そのガイドレール２０を案
内面とする各一対のガイドローラユニット２１がリフタ
テーブル１８に装着されている。これにより、リフタテ
ーブル１８は各ガイドポスト１３〜１６に沿って滑らか
に上昇限位置Ｑ１と下降限位置Ｑ２との間で昇降動作可
能となっている。なお、上昇限位置Ｑ１と下降限位置Ｑ
２との差は先に述べたストロークＳに等しい。

【００２９】また、同じく図６，７および図９に示すよ
うに、２本のガイドポスト１３，１５に隣接してそれぞ
れに揺動型（中間トラニオン型）のアシストシリンダ
（エアシリンダ）２２が立設されていて、そのピストン
ロッド２３の先端はブラケット２４を介してリフタテー
ブル１８に連結されている。したがって、リフタテーブ
ル１８の昇降動作、特にその上昇動作は後述する昇降駆
動源の負荷軽減のためにアシストシリンダ２２にてアシ
ストされながら行われるようになっている。

【００３０】さらに、上記２本のガイドポスト１３，１
５には上下方向に沿ってラック２５が配設されていて
（ただし、図７では一方のガイドポスト１３側のものの
み図示してある）、これらのラック２５に対して後述す
るリフタテーブル１８側の強制回転駆動方式のピニオン
ギヤ４４が噛み合っている。

【００３１】図７，９に示すロックポスト１７の上下二
箇所にはロックシリンダ２６駆動の出没可能なロックピ
ン２７が個別に設けられている。このロックピン２７は
リフタテーブル１８が上昇限位置Ｑ１および下降限位置
Ｑ２にそれぞれ位置決めされた際に突出して、リフタテ
ーブル１８の一部に係合することでそのリフタテーブル
１８を機械的にロックするようになっている。

【００３２】リフタテーブル１８の上面中央部にはサポ
ートポスト２８が立設されていて、このサポートポスト
２８に搬送アーム６が回転可能に軸受支持されている。
すなわち、図８に拡大して示すように、サポートポスト
の上端には内輪２９を固定側とし外輪を比較的大径のリ
ングギヤ３０とするベアリングユニット３１が装着され
ていて、内輪２９はボルト３２にてサポートポスト２８
に固定されているとともに、リングギヤ３０にはスペー
サ３３を介して搬送アーム６が連結されている。

【００３３】一方、リフタテーブル１８上には、図７に
示すようにサーボモータ３４を回転駆動源としつつギヤ
ボックス３５を介して回転駆動されるドライブギヤ３６
が設けられていて、このドライブギヤ３６が先に述べた
図８のリングギヤ３０に噛み合っている。したがって、
ドライブギヤ３６を回転駆動させることによりリングギ
ヤ３０をドリブンギヤとして搬送アーム６が割り出し回
転することになる。すなわち、サーボモータ３４の起動
によりギヤボックス３５を介してドライブギヤ３６が回
転駆動されることで搬送アーム６とともに全てのフィン
ガー８Ａ，８Ｂが一斉に９０度ずつ割り出し回転するよ
うになっている。

【００３４】図８に示すように、上記搬送アーム６のう
ちその回転中心に相当する位置にはセンシングシャフト
３７が一体的に吊り下げ支持されている。このセンシン
グシャフト３７はリフタテーブル１８を貫通してその下
方に突出しつつベアリング３８にて軸受支持されている
とともに、その下端部はアブソリュート型の回転検出器
であるロータリーエンコーダ３９の入力軸に連結されて
いる。

【００３５】そして、上記アブソリュート型の回転検出
器であるロータリーエンコーダ３９と搬送アーム６の回
転駆動源であるサーボモータ３４との関係を模式的に示
せば図１０のとおりであって、搬送アーム６を回転駆動
させるためのサーボモータ３４は位置フィードバック要
素としてインクリメンタル型の回転検出器としてロータ
リーエンコーダ４０を内蔵しているとともに、搬送アー
ム６とともに割り出し回転する各フィンガー８Ａ，８Ｂ
の回転角がアブソリュート型の回転検出器であるロータ
リーエンコーダ３９によってもまた直接的に検出される
ようになっていて、それらの各ロータリーエンコーダ３
９，４０の検出出力は制御装置であるシーケンサ４１に
取り込まれて所定の演算処理がなされるようになってい
る。

【００３６】同様にして、図５〜７に示すようにリフタ
テーブル１８上にはサーボモータ４２を昇降駆動源とす
るギヤボックス４３が搭載されているとともに、その両
側には先端にピニオンギヤ４４を有する回転軸４５が軸
受支持されていて、各回転軸４５はカップリング４６を
介してギヤボックス４３の出力軸４７に連結されている
（ただし、図７では片側のピニオンギヤ４４のみ図示し
てある）。そして、ピニオンギヤ４４がガイドポスト１
３側のラック２５に噛み合っていることから、サーボモ
ータ４２の起動によりピニオンギヤ４４を回転駆動させ
ることでリフタテーブル１８全体がアシストシリンダ２
２にてアシストされながら昇降動作するようになってい
る。すなわち、搬送アーム６の割り出し回転動作はその
搬送アーム６単独でなされるものの、搬送アーム６の昇
降動作はサーボモータ３４，４２等を搭載したリフタテ
ーブル１８全体としてストロークＳのもとでなされるよ
うになっている。

【００３７】したがって、このように構成された回転式
搬送装置１によれば、図１に示すようにワーク搬入ステ
ージ♯１０において作業者Ｍによる手作業もしくはロボ
ット作業にて前工程Ｓ１からＡ車種，Ｂ車種の二種類の
ワークＷａ，Ｗｂが投入されて、一方のワーク位置決め
治具２ＡにＡ車種のワークＷａが、他方のワーク位置決
め治具２ＢにＢ車種のワークＷｂがそれぞれ位置決めさ
れると、それらのワークＷａ，Ｗｂは搬送アーム６の割
り出し回転動作によりワーク搬入ステージ♯１０→溶接
ステージ♯２０→溶接ステージ♯３０→ワーク搬出ステ
ージ♯４０へと順次搬送され、溶接ステージ♯２０，♯
３０では所定のスポット溶接が施される。そして、ワー
ク搬出ステージ♯４０の各ワーク位置決め治具８Ａ，８
ＢにＡ車種，Ｂ車種の二種類のワークＷａ，Ｗｂがそれ
ぞれ位置決め載置されると、そのワーク搬出ステージ♯
４０にて待機している作業者の手作業もしくはハンドリ
ングロボットＲ１による作業にて次の工程Ｓ２例えば車
体組立ラインへと搬出される。

【００３８】各ステージ♯１０〜♯４０間でのワーク搬
送時のより具体的な動作としては、搬送アーム６の各ア
ーム素片６ａ，６ａ…が各ステージ♯１０〜♯４０に待
機している時にはその搬送アーム６全体が図３，５に仮
想線で示すように下降位置にあるとともに各フィンガー
８Ａ，８Ｂもまた折り畳み格納状態（格納位置Ｐ２）に
あることから、各ステージ♯１０〜♯３０にＡ車種，Ｂ
車種の二種類のワークＷａ，Ｗｂが在席していて且つワ
ーク搬出ステージ♯４０にワークＷａ，Ｗｂが在席して
いないことを条件に、それぞれのフィンガー８Ａ，８Ｂ
を図３，４のように折り畳み格納状態（格納位置Ｐ２）
から展開状態（展開位置Ｐ１）へと展開させた上で搬送
アーム６を上昇させる。これにより、各ステージ♯１０
〜♯３０のＡ車種，Ｂ車種の二種類のワークＷａ，Ｗｂ
が各フィンガー８Ａ，８Ｂにて位置決め支持されながら
リフトアップされる。その後、搬送アーム６が９０度だ
け割り出し回転動作することにより、それぞれのステー
ジ♯１０〜♯３０のワークはＡ車種，Ｂ車種の二種類の
ワークＷａ，Ｗｂをセットとしてそれぞれ次のステージ
♯２０〜♯４０へと搬送される。

【００３９】搬送アーム６の割り出し回転動作が停止し
たならば、その搬送アーム６を再び下降させる。これに
より、各フィンガー８Ａ，８Ｂに支持されたワークＷ
ａ，Ｗｂは次のステージ♯２０〜♯４０にて対応するワ
ーク位置決め治具３Ａ，３Ｂ…５Ａ，５Ｂに移載されて
位置決め支持されることになる。そして、空載状態とな
った各フィンガー８Ａ，８Ｂは再び折り畳み格納され
て、次の搬送時までそのままの姿勢で待機することにな
る。

【００４０】このように、各ステージ♯１０〜♯４０で
待機しているフィンガー８Ａ，８Ｂを折り畳み格納する
ことにより、特に溶接ステージ♯２０，♯３０にて溶接
ロボットＲｗが溶接作業を行う場合の作業空間をより大
きく確保していわゆる空間自由度を増加させることがで
きるようになるとともに、後述するように特定のステー
ジのワークＷａまたはＷｂのみを次のステージへと前詰
めすることができるようになる。

【００４１】上記の一連の動作をフローチャートとした
ものを図１１に示す。なお、各ステージ♯１０〜♯４０
におけるワーク位置決め治具２Ａ，２Ｂ…５Ａ，５Ｂで
のワークＷａもしくはＷｂの在席，不在席はそれぞれの
治具に設けられた図示外の接触式もしくは非接触式等の
在席センサによってその都度検知される。

【００４２】ここで、図１の前工程Ｓ１から回転式搬送
装置１へとＡ車種のワークＷａとＢ車種のワークＷｂと
がランダムに流れてくる場合を想定すると、Ａ車種のワ
ークＷａのみもしくはＢ車種のワークＷｂのみが流れて
くる場合と、Ａ車種のワークＷａとＢ車種のワークＷｂ
とがセットとなって流れてくる場合とがあり、同時に後
工程Ｓ２からのワーク搬出要求によってはワーク搬出ス
テージ♯４０から後工程Ｓ２にＡ車種，Ｂ車種のワーク
Ｗａ，Ｗｂがセットとして搬出される場合とＡ車種もし
くはＢ車種のワークＷａもしくはＷｂのみが搬出される
場合とがある。

【００４３】なお、２車種のワークＷａ，Ｗｂがランダ
ムに回転式搬送装置１側に送られてきたとしても、それ
らの実際の順番は上位の生産指示装置にて全て把握され
ていて、常に知ることができるようになっている。

【００４４】この場合において、ワーク搬出ステージ♯
４０から後工程Ｓ２へと常にＡ車種のワークＷａとＢ車
種のワークＷｂとがセットとなって搬出されていれば、
上記のように各ステージ♯１０〜♯４０にてＡ車種のワ
ークＷａとＢ車種のワークＷｂとをセットとして並行生
産することが可能である。

【００４５】その一方、例えばワーク搬入ステージ♯１
０にＡ車種のワークＷａのみが搬入された場合には、そ
のワーク搬入ステージ♯１０から溶接ステージ♯２０へ
のワークＷａの搬送に際して、次のステージ♯２０の同
種のワーク位置決め治具３Ａが空くことを条件に、ワー
ク搬入ステージ♯１０で待機している一対のフィンガー
８Ａ，８ＢのうちＡ車種のワークＷａに対応するフィン
ガー８Ａのみを展開させ、もう一方のフィンガー８Ｂは
折り畳み格納状態としたままで搬送動作に移行する。逆
にワーク搬出ステージ♯４０で待機している一対のフィ
ンガー８Ａ，８Ｂについては、該当するワーク位置締め
治具５Ａ，５Ｂ上のワークＷａ，Ｗｂが搬出されて在席
していないことを条件に該当する車種のフィンガー８Ａ
もしくは８Ｂのみを展開動作させるものとする。

【００４６】そして、以降の各溶接ステージ♯２０，♯
３０においてもワーク位置決め治具３Ａ，３Ｂ，４Ａ，
４Ｂに実際に在席しているワークＷａまたはＷｂに対応
するフィンガー８Ａまたは８Ｂだけを展開させて、次の
ステージ♯３０，♯４０への搬送動作を行うものとす
る。こうすることにより、複数のステージ♯１０〜♯４
０間で同時搬送するワークとしてＡ車種，Ｂ車種のワー
クＷａ，ＷｂをセットとしたもののほかにＡ車種もしく
はＢ車種のワークＷａまたはＷｂが単独で混在していて
も、また各ステージ間♯１０〜♯４０で同時搬送するワ
ークが全てＡ車種もしくはＢ車種の単独のワークＷａま
たはＷｂであってもいわゆる前詰め生産の一形態として
それらのワークＷａまたはＷｂを無理なく搬送すること
ができる。

【００４７】また、一時的にいずれか一方の車種のワー
クの生産を他の車種のワークよりも優先したい場合、例
えばＡ車種のワークＷａの生産をＢ車種のワークＷｂの
生産よりも優先したい場合にも同様に対応することが可
能である。より具体的には、ワーク搬出ステージ♯４０
から後工程にＡ車種のワークＷａのみが搬出されて、そ
のワーク搬出ステージ♯４０のほか溶接ステージ♯２
０，♯３０およびワーク搬入ステージ♯１０の各ワーク
位置決め治具２Ｂ…５ＢにＢ車種のワークＷｂが停滞す
ることとなった場合であっても、ワーク搬出ステージ♯
４０から後工程Ｓ２に搬出されるワークは一時的にＡ車
種のワークＷａのみとなることから、ワーク搬入ステー
ジ♯１０および溶接ステージ♯２０，♯３０で待機して
いるフィンガー８Ａ，８Ｂのうち次ステージの同等治具
が空くことになるＡ車種のワークＷａに対応するものの
みを、ワーク搬出ステージで♯４０で待機しているフィ
ンガー８Ａ，８Ｂについてはワークが在席していない車
種に該当するもののみをそれぞれ選択して展開動作させ
た上で、搬送アーム６の割り出し回転に基づく搬送動作
に移行することで、いわゆる前詰め生産の一形態として
一時的なＡ車種のワークＷａのみの生産にも対応するこ
とが可能となる。

【００４８】さらに、設備の故障等によりワーク搬出ス
テージ♯４０から後工程Ｓ２へのワークＷａ，Ｗｂの搬
出が一時的に不可能となって、ワーク搬出ステージ♯４
０の双方のワーク位置決め治具５Ａ，５Ｂ上にそれぞれ
ワークＷａ，Ｗｂが在席したままとなった場合でも、溶
接ステージ♯２０または♯３０のいずれかのワーク位置
決め治具３Ａ，４Ａまたは３Ｂ，４ＢにワークＷａまた
はＷｂが在席していないことを条件に、それらの前ステ
ージ♯１０，♯２０から該当するワークＷａまたはＷｂ
を搬送していわゆる前詰めすることが可能である。

【００４９】例えば、ワーク搬出ステージ♯４０から後
工程Ｓ２へのワークＷａ，Ｗｂの搬出作業を司っている
ハンドリングロボットＲ１の故障もしくは後工程Ｓ２で
のライン停止等によりそのワーク搬出ステージ♯４０か
らのワークＷａ，Ｗｂの搬出が一時的に停止して、その
ワーク搬出ステージ♯４０の各ワーク位置決め治具５
Ａ，５Ｂ上にワークＷａ，Ｗｂが滞った場合、従来であ
れば搬送アーム６によるワークＷａ，Ｗｂの搬送動作や
各ステージ♯１０〜♯４０での作業は全て停止すること
になるが、本実施の形態では特定の条件が整えばワーク
Ｗａ，Ｗｂの搬送および特定のステージでの作業は続行
可能となる。

【００５０】例えば、ワーク搬出ステージ♯４０の双方
のワーク位置決め治具５Ａ，５Ｂ上にそれぞれワークＷ
ａ，Ｗｂが在席（停滞）したままとなっている場合に、
後側の溶接ステージ♯３０においてＡ車種用のワーク位
置決め治具４Ａ上にワークＷａが在席しておらず、且つ
ワーク搬入ステージ♯１０にＡ車種，Ｂ車種のワークＷ
ａ，Ｗｂがセットで搬入されたものとする。この場合に
は、ワーク搬入ステージ♯１０および前側の溶接ステー
ジ♯２０で待機している各フィンガー８Ａ，８Ｂのうち
現在ワークＷａが在席しているＡ車種用のフィンガー８
Ａのみをそれぞれ展開動作させて、前側の溶接ステージ
♯２０から後側の溶接ステージ♯３０へ、ワーク搬入ス
テージ♯１０から前側の溶接ステージ♯２０へとそれぞ
れＡ車種のワークＷａを搬送する。こうすることによ
り、少なくとも双方の溶接ステージ♯２０，♯３０につ
いてはＡ車種のワークＷａについての溶接作業を実行す
ることができるとともに、ワーク搬入ステージ♯１０に
おいても同じく前工程Ｓ１からＡ車種のワークＷａを受
け入れることができるようになる。

【００５１】そして、その間にワーク搬出ステージ♯４
０から後工程Ｓ２へのワークＷａ，Ｗｂの搬出作業が復
旧すれば直ちに通常生産に移行することができるように
なり、また仮に復旧しない場合であっても設備の休止時
間すなわちロスタイムを短縮できて、生産性の向上に寄
与できるようになる。

【００５２】このような後工程ラインの一時休止時にお
ける一連の動作をフローチャートとしたものを図１２に
示す。

【００５３】次に、搬送アーム６の割り出し回転時の位
置精度を保証するためのシステムを図１０のほか図１３
に基づいて説明する。

【００５４】図１０に示すように、搬送アーム６はイン
クリメンタル型のロータリーエンコーダ４０を位置フィ
ードバック要素にもつサーボモータ３４にて９０度ごと
に割り出し回転駆動されるようになっており、同時にそ
の実際の回転角はアブソリュート型のロータリーエンコ
ーダ３９によって検出されるようになっている。そこ
で、搬送アーム６が９０度割り出し回転した後にその実
際の回転角をアブソリュート型のロータリーエンコーダ
３９の値にて確認し、例えば回転指令角α＝９０°とし
てサーボモータ３４を起動したにもかかわらずアブソリ
ュート型のロータリーエンコーダ３９の値が９０°±Δ
αである場合にはその±Δαを補正データとし、この補
正データをもって次回の割り出し回転時の回転指令角α
を補正するものとする。

【００５５】より詳しくは、図１３に示すように、ワー
クＷａ，Ｗｂの搬送に際してサーボモータ３４に割り出
し回転指令としてα＝９０°の回転指令が与えられるこ
とになるが（図１３のステップＳ１，Ｓ２）、上記のよ
うにその前の割り出し回転の際に割り出し回転誤差±Δ
αがあると、その割り出し回転誤差±Δαをもってα＝
９０°の回転指令が補正される（ステップＳ３）。そし
て、この補正後の回転指令をもってサーボモータ３４が
起動して（ステップＳ４）、搬送アーム６が割り出し回
転することになり、この割り出し回転中における実際の
回転角がアブソリュート型のロータリーエンコーダ３９
にてリアルタイムで監視される（ステップＳ５）。

【００５６】サーボモータ３４の回転停止後にアブソリ
ュート型のロータリーエンコーダ３９の値を確認し、搬
送アーム６の実際の回転角がα±０であるかα±Δαで
あるかどうかを判定した上で、実際の回転角がα±Δα
である場合にはその±Δαの値をもって次回の割り出し
回転時のデータ補正のための補正データを作成する（ス
テップＳ６〜Ｓ９）。

【００５７】ここで、アブソリュート型のロータリーエ
ンコーダ３９は９０°ごとの搬送アーム６の割り出し回
転角を絶対位置方式にて監視しているので、サーボモー
タ３４の回転停止後の実際の値としてはα（＝９０°）
×ｎ（ｎ＝１〜４）前後の数値を示すことになり、アブ
ソリュート型のロータリーエンコーダ３９の実際の値と
α×ｎの値との比較演算をシーケンサ４１にて行うこと
により上記搬送アーム６の実際の回転角α±Δαが算出
され、最終的には±Δαの値が次の割り出し回転時の補
正データとして使用される。こうすることにより、従来
のように機械的な位置決め機構を用いることなしに搬送
アーム６の割り出し回転時の繰り返し位置精度が保証さ
れる。

【００５８】なお、アブソリュート型のロータリーエン
コーダ３９は搬送アーム６の割り出し回転角を絶対位置
方式にて監視してはいても、絶対位置方式にて検出可能
な角度範囲には自ずと限界があるので、アブソリュート
型のロータリーエンコーダ３９の回転角が例えばα×ｎ
＝３６０°程度となった時点でその都度ゼロリセットす
るものとする（ステップＳ１０〜ステップＳ１２）。た
だし、上記のように搬送アーム６は９０°ごとに割り出
し回転することから、アブソリュート型のロータリーエ
ンコーダ３９の回転角が例えば９０°もしくは１８０°
程度となった時点でその都度ゼロリセットするようにし
てもよい。

【００５９】この後、さらなる割り出し回転指令がある
場合には上記の一連の動作を繰り返すことになり、他
方、次の回転指令がない場合には搬送終了となる（ステ
ップＳ１３，Ｓ１４）。

【００６０】ここで、本実施の形態では合計の８台のワ
ーク位置決め治具２Ａ，２Ｂ…５Ａ，５Ｂを用いて２車
種並行生産型の４ステージ９０度割り出しタイプの搬送
装置を例にとって説明したが、１車種対応で８ステージ
４５度割り出しタイプの搬送装置としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施の形態として回転式搬送
装置を含む生産ライン全体の概略平面説明図。

【図２】図１に示す回転式搬送装置の拡大平面図。

【図３】図１の右側面説明図。

【図４】図３のフィンガーの詳細を示す拡大説明図。

【図５】図２の詳細を示す拡大図。

【図６】図５の正面説明図。

【図７】図５の要部拡大図。

【図８】図６の要部拡大図。

【図９】図７のＧ−Ｇ線に沿う矢視図。

【図１０】図３，６に示す搬送アームの回転駆動系の構
成説明図。

【図１１】搬送アームによる回転搬送時のフローチャー
ト。

【図１２】同じく前詰め生産方式とした場合のフローチ
ャート。

【図１３】搬送アームの割り出し回転時の繰り返し位置
精度を保証するためのフローチャート。

【図１４】従来の回転式搬送装置の構成説明図。

【図１５】図１４の平面説明図。

【図１６】図１４のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１…回転式搬送装置 ２Ａ，２Ｂ…ワーク位置決め治具 ３Ａ，３Ｂ…ワーク位置決め治具 ４Ａ，４Ｂ…ワーク位置決め治具 ５Ａ，５Ｂ…ワーク位置決め治具 ６…搬送アーム（回転体） ８Ａ，８Ｂ…フィンガー ３４…サーボモータ ３９…ロータリーエンコーダ（アブソリュート型の回転
検出器） ４０…ロータリーエンコーダ（インクリメンタル型の回
転検出器） Ｗ…ワーク Ｗａ…Ａ車種のワーク Ｗｂ…Ｂ車種のワーク ♯１０…ワーク搬入ステージ（作業ステージ） ♯２０…溶接ステージ（作業ステージ） ♯３０…溶接ステージ（作業ステージ） ♯４０…ワーク搬出ステージ（作業ステージ）

フロントページの続き (72)発明者 平田 邦愛 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3C033 HH03 HH10 HH22 HH25 HH30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円形の搬送ラインに沿って設定された複
   数の作業ステージ間でのワークの搬送を司る搬送装置で
   あって、 各作業ステージには作業対象となるワークを位置決め支
   持するためのワーク位置決め治具がそれぞれに設けられ
   ているとともに、 上記搬送ラインの中心を回転中心として割り出し回転す
   る回転体に、各作業ステージのワーク位置決め治具との
   間でワークの受け渡しを行いながら搬送対象となるワー
   クを支持するための複数のフィンガーが上記作業ステー
   ジ間ピッチと同じピッチで設けられていて、 さらに各フィンガーは折り畳み格納可能に構成されてい
   ることを特徴とする回転式搬送装置。
2. 【請求項２】 上記回転体は割り出し回転可能で且つ昇
   降可能となっていて、 回転体の上昇動作時には作業ステージのワーク位置決め
   治具上にあるワークをフィンガーにてワーク搬送高さ位
   置までリフトアップさせる一方、 回転体の下降動作時にはフィンガーが支持しているワー
   クを作業ステージのワーク位置決め治具上に移載するよ
   うになっていることを特徴とする請求項１に記載の回転
   式搬送装置。
3. 【請求項３】 各作業ステージには、二つのワークの同
   時作業に対応するために各ワークを個別に位置決め支持
   するための二つのワーク位置決め治具が並設されている
   一方、 回転体のうち各作業ステージに対応する位置には、二つ
   のワークを同時に支持するために二つのフィンガーが並
   設されていることを特徴とする請求項１または２に記載
   の回転式搬送装置。
4. 【請求項４】 同時作業および同時搬送の対象となる二
   つのワークはその種類が互いに異なるものであることを
   特徴とする請求項３に記載の回転式搬送装置。
5. 【請求項５】 上記回転体はインクリメンタル型回転検
   出器を位置フィードバック要素にもつサーボモータにて
   割り出し回転駆動されるようになっているとともに、回
   転体の実際の回転角位置がアブソリュート型回転検出器
   にて検出されるようになっていて、 上記アブソリュート型回転検出器の検出出力に基づき回
   転体の回転角誤差を算出し、この回転角誤差をもって次
   の割り出し回転時の回転指令値を補正するようになって
   いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
   回転式搬送装置。