JP2005161376A - ワーク保持装置でのワーク衝突防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、ワーク支持台を作動させた際にそこに載置したワークが周辺のものに干渉しないようにする方法を提供する。
【解決手段】装置本体３に対して、３軸で変位可能に構成したワーク支持台５の上にワークＷを載置固定する。その載置固定したワークＷの外形寸法と、載置したワークＷの前後・左右・上面でのワーク支持台５の回転中心からの偏芯量を制御装置11に入力する。この入力された数値を基にワーク保持装置が作動してワークＷが回転・傾斜・昇降した際に、ワーク保持装置の傾動面板８や脚部１あるいは床面に干渉する値を制御装置11で演算する。この演算値を基にワーク保持装置を作動させた際にワークが傾動面板８や脚部１あるいは床面と干渉する直前に制御装置11から信号を発するとともに、ワーク保持装置を全停止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶接ロボットや自動溶接装置での自動溶接や手動溶接による溶接時にワークを保持するワーク保持装置に関し、特に、ワークの３軸方向での姿勢を自由に変更することのできる３軸昇降式のポジショナーに関する。

近年、溶接ロボット等での溶接作業を効率よく行うことのできるワーク保持装置として、装置本体に昇降面板を昇降可能に支持させ、この昇降面板に対して傾動面板を垂直面内で旋回移動可能に位置させ、この傾動面板からアームを水平方向に延設し、このアームの先端部分にワーク支持台を回転可能に配置し、ワーク支持台に配置固定した溶接ワークの作業時の姿勢を自由に変更することのできる３軸昇降式ポジショナーが提供されている。
特開２００３−１１７６９２号公報

ところが、このような３軸昇降式ポジショナーでは、ワーク支持台の上面に載置固定したワークを上下方向に昇降させたり、水平軸周りに旋回傾動させたり、ワーク支持台の中心軸周りに回転させたりして、ワークの姿勢を変更させ、溶接ロボット等の自動溶接装置での溶接作業の容易化を図っているのであるが、ワーク支持台に載置固定したワークがワーク支持台から大きくはみ出すことがある。このような場合にワークの姿勢変更動作を行うと、ワークがワーク保持装置の傾動面板や脚部あるいは床面に干渉(衝突)することになる。このようにワークがワーク保持装置の部分や床面に衝突すると、ワークが破損するたけでなく、ワーク保持装置自体を損傷させたり、破壊された部材の破片が作業者に当たるということも十分考えられる。

このため、従来では、オペレータが目視して、安全性を確認しながら、ペンダントインチングスイッチ等を操作してワーク支持台を回転させたり、傾動させたり、昇降させたりしており、オペレータの作業負担が大きいという問題がある。

本発明は、このような点に着目してなされたもので、簡単な構成で、ワーク支持台を作動させた際にそこに載置したワークが周辺のものに干渉しないようにする方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために本発明は、ワーク支持台の上に載置固定したワークの外形寸法と載置したワークの前後・左右・上面でのワーク支持台の回転中心からの偏芯量を制御装置に入力し、この入力された数値を基にワーク保持装置が作動してワークが回転・傾斜・昇降した際に、ワーク保持装置の傾動面板や脚部あるいは床面に干渉する値を制御装置で演算し、この演算値を基にワーク保持装置を作動させた際にワークが傾動面板や脚部あるいは床面と干渉する直前に制御装置から信号を発し、その信号に基づきワーク支持装置を全停止させるように構成したことを特徴としている。

上述のように構成した本発明では、ワーク支持台上に載置したワークの外形寸法と、該ワークの前後・左右・上面でのワーク支持台の回転中心からの偏芯量を入力し、その入力数値を基に、ワーク保持装置が作動した際に干渉する値を演算し、その演算値に基づき実際に作動させた際に干渉直前に信号を発して、ワーク保持装置の作動を全停止させるように構成していることから、作動時にワークが周辺のものに衝突干渉することが無くなり、オペレータの作業負担が軽減される。

図は本発明を実施する装置の一実施形態を示し、図１は溶接用ワークを支持する３軸昇降式ポジショナーの概略側面図である。
この３軸ポジショナーは、床面に沿って配置した脚部(１)とこの脚部(１)から立設したコラム部(２)とで装置本体(３)を構成し、装置本体(３)のコラム部(２)に沿って昇降アーム(４)を昇降可能に配置するとともに、昇降アーム(４)の先端部にワーク支持台(５)を回転可能に装着して構成してある。

装置本体(３)のコラム部(２)の内部には、ボールネジ機構を利用した昇降アーム(４)の昇降駆動機構が配置してあり、この昇降駆動機構は、電動モータ(５)と減速機(６)とで構成した昇降駆動源で回転駆動されるようになっている。

そして、昇降駆動機構の作動で昇降面板(７)がコラム部(２)の立ち上がり側面に沿って昇降移動するように構成してある。前記昇降アーム(４)は、この昇降面板(７)に対して水平軸周りに旋回可能に装着した傾動面板(８)に固定されている。なお、この傾動面板(８)の回転駆動用のモータ(９)はコラム部(２)の側面に、ワーク支持台(５)の回転駆動用モータ(10)は昇降アーム(４)内にそれぞれ配置してある。

昇降駆動用モータ(５)、傾動面板駆動用モータ(９)、ワーク支持台駆動用モータ(10)はそれぞれ制御装置(11)で回転制御されるように構成してある。図中符号(Ｗ)はワーク支持台(５)上に載置固定されるワーク(被溶接物)である。

上述の構成からなる３軸昇降式ポジショナーでは、ワーク支持台(５)にワーク(Ｗ)を載置して固定した際、オペレータはそのワークの外形寸法と、ワーク支持台(５)での傾動並びに回転の中心からの偏芯量をそれぞれ制御装置(11)に入力する。この入力された数値を基に制御装置(11)では、ワーク(Ｗ)を適当な作業姿勢に変化させるためにワーク保持装置を作動させてワークを回転・傾斜・昇降させた際に、ワーク保持装置の傾動面板(８)や脚部(１)あるいは床面にワーク(Ｗ)が干渉する値を制御装置で演算する。

この演算された値を基に、オペレータがペンダント式のインチングスイッチ(12)を操作して、ワーク(Ｗ)の姿勢を変更させるべくワーク支持台(５)を作動させた際に、各軸での移動量と前記の偏芯量とからワーク(Ｗ)がワーク保持装置の傾動面板や脚部あるいは床面と干渉するか否かを制御装置(11)で判断し、ワーク(Ｗ)がワーク保持装置の部分や床面と干渉する直前に制御装置(11)は信号を発するとともに、装置本体を全停止させるようにしてある。

なお、上述の作動では、ワークをワーク保持装置に載置した際での作動について説明したが、溶接作業中にワークがワーク保持装置の部分や床面と干渉する状況になった際も、信号を発するとともに、装置を前提しさせるようにすることもできる。

このように、ワーク支持台(５)に載置したワーク(Ｗ)の外形寸法及び設置時の作動中心からの偏芯量を制御装置に入力して、予め衝突するまでの姿勢変化値を演算し、その演算値に近づいたときに信号を発して装置を停止させるようにして置くと、オペレータを含む作業安全が効果的に確保されることになる。

本発明に係る３軸ポジショナーでのワーク衝突防止方法は、溶接ロボットや自動溶接装置での自動溶接時あるいは手動による溶接時にワークを保持するワーク保持装置や、工作機械でのワーク保持装置に利用することができる。

本発明を適用する装置の一実施形態を示す３軸ポジショナーの概略側面図である。

符号の説明

１…脚部、２…コラム部、３…装置本体、４…昇降アーム、５…ワーク支持台、７…昇降面板、８…傾動面板、11…制御装置、Ｗ…ワーク。

Claims (1)

1. 装置本体(３)のコラム部(２)に昇降面板(７)を昇降可能に支持させ、この昇降面板(７)に対して傾動面板(８)を旋回移動可能に位置させ、この傾動面板(８)から昇降アーム(４)を延設し、このアーム(４)の先端部分にワーク支持台(５)を回転可能に配置したワーク保持装置において、
   ワーク支持台(５)の上に載置固定したワーク(Ｗ)の外形寸法と載置したワーク(Ｗ)の前後・左右・上面でのワーク支持台(５)の回転中心からの偏芯量を制御装置(11)に入力し、この入力された数値を基にワーク保持装置が作動してワーク(Ｗ)が回転・傾斜・昇降した際に、ワーク保持装置の傾動面板(８)や脚部(１)あるいは床面に干渉する値を制御装置(11)で演算し、この演算値を基にワーク保持装置を作動させた際にワークが傾動面板(８)や脚部(１)あるいは床面と干渉する直前に制御装置(11)から信号を発し、その信号に基づきワーク保持装置を全停止させるように構成したワーク保持装置でのワーク衝突防止方法。
   
   

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