JP2006000932A - ホイール組付けロボット搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】 （イ）従来搬送システムにおける、フィーダーまたはローラーコンベア搬送においてはワークに位置ずれが生じること、（ロ）各機の故障が生じたときに修理が困難であること、（ハ）各フィーダの予備品の数が多くなること、の何れか少なくとも１つを解決できるホイール組付けロボット搬送システムの提供。
【解決手段】 リム溶接部位置決めステーション１１、リム溶接部ヘリウムリークテストステーション１２、リムバルブ穴抜きステーション１３、リムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入ステーション１４、リムのディスクへの本嵌入ステーション１５の各ステーション間位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに汎用ロボット２０を配置して、該汎用ロボット２０によりステーション間のワーク３０の搬送、位置決めを行うようにしたホイール組付けロボット搬送システム１０。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ホイール組付けロボット搬送システム（装置）に関する。

従来のリム溶接部検査からディスクへの本嵌入までのホイール組付け搬送システムは、実開昭６２−１７２５２８号公報に示すように、あるいは、図３、図４に示すように、フィーダーまたはローラーコンベアーによっていた。
図３に示すように、従来、リムは、ステーション１でリム溶接部の位置決めをし、ステーション２でリム溶接部のヘリウムリークテストを行い、ステーション３でリムのバルブ穴抜きを行い、ステーション４でリムの嵌入位置決めをし、ステーション５でリムのバルブ穴コインをし、ステーション６でリムのディスクへの仮嵌入をし、ステーション７でリムのディスクへの本嵌入をしていた。リム溶接部のヘリウムリークテストは、内部を真空にしたリムにリム外側からヘリウムを吹きつけリム内部に洩れるヘリウムをディテクタで検出し溶接部に欠陥があることを検出する。ステーション３のリムバルブ穴抜きは、ステーション２におけるリムの溶接部位置を維持したままリムを両側から挟みフィーダでステーション３に搬送してバルブ穴抜きする。ステーション４のリムの嵌入位置決めは、バルブ穴を検知してリムの嵌入位置決めをする。ステーション５のバルブ穴コインはバルブ穴角部の面取りをするためのコイニングである。
ステーション１の溶接部位置決めは目視と手作業であるが、ステーション２〜７の各ステーションでの作業は自動である。また、ステーション間のワークの搬送は、ステーション３とステーション４との間のワークの搬送を除き、フィーダーによる搬送であり、ステーション３とステーション４との間のワークの搬送はローラーコンベアによる搬送となっていた。ステーション１、２、３は第１のトランスファーフィーダーの中に配置されており、ステーション５、６、７は第１のトランスファーフィーダーとは別のフィーダーである第２のトランスファーフィーダーの中に配置されていた（図４）。たとえば、ステーション５、６でトランスファーフィーダー８のグリッパー９でワークを横方向両側から挟んでフィーダー８を１ピッチ前進させてステーション５のワークをステーション６に、ステーション６のワークをステーション７に搬送して、ワークを放し、ついでフィーダー８を１ピッチ後退させることを繰り返していた。

しかし、従来の、ワーク搬送およびワーク位置決めには、以下の問題があった。
（イ）各ステーション間の搬送をフィーダーまたはローラーコンベアによって行っているため、フィーダー搬送におけるワークの位置ずれ（フィーダーのグリッパーでワークを掴んで送っては放すことを繰り返すので、搬送のたびに少しづつワークの位置がずれる）や、ローラーコンベア搬送におけるワークの位置ずれが生じていた。
フィーダー搬送における位置ずれが許容量を超えると、次工程での設備停止、不良品発生に直接つながっていた。
ローラーコンベア搬送の場合、バルブ穴抜きのためにステーション３でワークは位置決めされているが、次工程にローラーコンベア搬送するので、搬送後の再位置決め（ステーション４の位置決めがこの再位置決めになる）が必要となっていた。
（ロ）トランスファーフィーダーの中に各ステーションの各機がレイアウトされているので（たとえば、フィーダー８の中にコイン機５、仮嵌入機６、本嵌入機７がレイアウトされているので）、フィーダーの中の各機が故障した場合、フィーダーが故障機へのアクセスの障害になって、故障機の修理が困難であった。
（ハ）フィーダーがそれぞれ専用機であるため、予備品（たとえば、グリッパー）の共通化ができなかった。そのため、予備品の数が多くなり、コストアップを招いていた。
実開昭６２−１７２５２８号公報

本発明が解決しようとする問題点は、（イ）従来搬送システムにおける、フィーダーまたはローラーコンベア搬送においてはワークに位置ずれが生じること、（ロ）各機の故障が生じたときに修理が困難であること、（ハ）各フィーダの予備品の数が多くなること、等の問題である。

本発明の目的は、上記問題点（イ）〜（ハ）の少なくとも一つを解決できるホイール組付けロボット搬送システムを提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） リム溶接部位置決めステーション、リム溶接部ヘリウムリークテストステーション、リムバルブ穴抜きステーション、リムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入ステーション、リムのディスクへの本嵌入ステーションの各ステーション間位置に汎用ロボットを配置して、該汎用ロボットによりステーション間のワークの搬送、位置決めを行うようにしたホイール組付けロボット搬送システム。
（２） 前記汎用ロボットの手首にグリップを取り付けた（１）記載のホイール組付けロボット搬送システム。
（３） 各工程機を、それぞれ単独で配置した（１）記載のホイール組付けロボット搬送システム。
（４） 前記グリップを何れの前記汎用ロボットに対しても共通とした（２）記載のホイール組付けロボット搬送システム。
（５） リムバルブ穴コインとリムのディスクへの仮嵌入を同じステーションに統合した（１）記載のホイール組付けロボット搬送システム。
（６） リムバルブ穴抜きステーションとリムバルブ穴コインステーションとの間の、リムの嵌入位置決めステーションは廃止した（１）記載のホイール組付けロボット搬送システム。

上記（１）のホイール組付けロボット搬送システムによれば、従来のフィーダー搬送とローラーコンベアを汎用ロボットによりワークをつかみ搬送するロボット搬送に変えたので、ワークの搬送の位置、姿勢の精度を高精度、高自由度とすることができる。これにより、搬送位置ずれがなくなり、位置ずれが原因による設備停止、加工不良が減少する。これによって、上記（イ）の課題が解決される。
また、各ステーション間にロボットがあるだけで、ステーションまわりにフィーダーが無いので、各工程機のまわりが空いており、各工程機へのアクセスが容易である。その結果、メンテナンス性が向上し、故障機の修理が容易になる。これによって、上記（ロ）の課題が解決される。
また、汎用ロボット、グリップ（グリッパー）は共用化できるので、ひとつの汎用ロボット、グリッパーに対して予備品をもっておけば、全ロボット、全グリッパーの何れに故障が生じても予備品を用いて修理できる。その結果、予備品の数を少なくすることができる。これによって、上記（ハ）の課題が解決される。
従来のフィーダー搬送とローラーコンベアをロボット搬送に変えたので、各工程機の配置の位置の自由度が向上し、全工程機が占める占有面積が約半分になる。
上記（２）のホイール組付けロボット搬送システムによれば、汎用ロボットの手首にグリップを取り付けたので、グリップを高精度グリップとすることにより、ワーク搬送の高精度化をより一層はかることができる。
上記（３）のホイール組付けロボット搬送システムによれば、各工程機を、それぞれ単独で配置したので、従来のように、フィーダーの中に複数、直列に並べて配置する必要がなくなり、各工程機の配置の位置の自由度が向上する。
上記（４）のホイール組付けロボット搬送システムによれば、グリップを何れの汎用ロボットに対しても共通構造としたので、グリップを共用化でき、予備品の数を少なくすることができる。
上記（５）のホイール組付けロボット搬送システムによれば、リムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入を１つのステーションに統合したので、従来あったリムバルブ穴コインステーションとリムのディスクへの仮嵌入ステーションとの間のフィーダーを廃止することができる（「フィーダーを廃止することができる」ということは、「フィーダーが不要になる」という意味である。）。
上記（６）のホイール組付けロボット搬送システムによれば、ローラコンベア搬送をロボット搬送に変えたので、従来あった、リムバルブ穴抜きステーションとリムバルブ穴コインステーションとの間の、リムの嵌入位置決めステーションを廃止できる。

本発明のホイール組付けロボット搬送システムを、図１、図２を参照して、説明する。ホイールはスチールホイールでもアルミホイールであってもよい。
本発明のホイール組付けロボット搬送システム１０は、リム溶接部の検査からリムのディスクへの本嵌入までに、リム溶接部位置決めステーション１１、リム溶接部ヘリウムリークテストステーション１２、リムバルブ穴抜きステーション１３、リムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入ステーション１４、リムのディスクへの本嵌入ステーション１５の５つのステーションを有している。各ステーション間位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに、それぞれ、汎用ロボット２０を配置して、汎用ロボット２０によりステーション間のワーク（リム、仮嵌入工程後はリムをディスクに嵌入したホイール）３０の搬送、位置決めを行うようにしている。５つのステーション間に４つのロボット２０が配置される。

位置Ａのロボット２０は、リム溶接部位置決めステーション１１からリム溶接部ヘリウムリークテストステーション１２にワーク３０を搬送するロボットであり、位置Ｂのロボット２０は、リム溶接部ヘリウムリークテストステーション１２からリムバルブ穴抜きステーション１３にワーク３０を搬送するロボットであり、位置Ｃのロボット２０は、リムバルブ穴抜きステーション１３からリムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入ステーション１４にワーク３０を搬送するロボットであり、位置Ｄのロボット２０は、リムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入ステーション１４からリムのディスクへの本嵌入ステーション１５にワーク３０を搬送するロボットである。

汎用ロボット２０は、市販の、６自由度をもつ関節型ロボットである。ロボット２０の基台は固定であるが、ロボット手首は、ロボットアームが走査できる範囲で自由な位置、姿勢をとり得る。
汎用ロボット２０の手首には、ロボットハンドとしてのグリップ（グリッパーともいう）２１が取り付けられる。グリップ２１はロボット２０に着脱可能で、ホイール組付けシステムに対して専用のグリップである。グリップ２１はワーク３０を外周側から、かつ、両側から挟んで掴んだり放したりする。

各ステーション間位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのロボット２０は、何れのステーション間のロボットにも同じ構造のロボット（ただし、ロボットに入力する搬送用データは異なる）が用いられる。また、何れのステーション間位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのロボット２０のグリップ２１も同じ構造のグリップ２１である。
グリップ２１によるワーク把持とロボット２０によるワーク搬送のため、ローラーコンベアやフィーダーなどにあったワークとコンベア、フィーダとの接触、衝突による騒音は大幅に抑えられる。

各工程機１１、１２、１３、１４、１５（各ステーションと同じ位置のため、各ステーションと同じ符号を付す）は、それぞれ単独で配置してあり、フィーダーの中に並べて配置していない。
従来のロボットは、人が行っていた作業を自動化するために用いられるが、本発明のロボット搬送は、それと異なり、従来既にフィーダーやローラーコンベアのように機械化されていたホイール組付け搬送システムを、高精度に位置決めかつ搬送するために、ロボット搬送に切り替えたものである。各ステーションにおける各工程機は従来機と同じか本質的に同じであるが、ステーション間の搬送部分が、従来のフィーダーやローラーコンベアから、汎用ロボット２０と専用グリップ２１との組み合わせに取り替えられたものに相当する。
各工程機１１、１２、１３、１４、１５を、それぞれ単独に配置することにより、各工程機１１、１２、１３、１４、１５の配置の自由度が高まり、図２のように配置した場合には、全工程機１１、１２、１３、１４、１５の配置に要するスペースが縦、横、１６ｍ、５ｍとなり、全工程機１１、１２、１３、１４、１５の配置占有面積が従来に比べて約５０％か、それ以下となっている。

本発明では、リムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入を同じステーション１４に統合してあり、従来別々のステーションであった、リムバルブ穴コインステーションとリムのディスクへの仮嵌入ステーションが、同じステーションに配置されて統合してある。

従来の、リムバルブ穴抜きステーション３とリムバルブ穴コインステーション５との間の、リムの嵌入位置決めステーション４は不要となり、本発明では、リムバルブ穴抜きステーション１３、リムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入ステーション１４との間には、従来あったリムの嵌入位置決めステーション４がない。

つぎに、本発明のホイール組付けロボット搬送システムの作用・効果を説明する。
本発明では、従来のフィーダー搬送とローラーコンベアを、汎用ロボット２０と専用グリップ２１によりワーク３０をつかみ搬送するロボット搬送に変えたので、ワーク３０の搬送の位置、姿勢の精度が大幅に向上する。これにより、搬送位置ずれがなくなり、位置ずれが原因による設備停止、加工不良がなくなる。これによって、前述の（イ）の課題が解決される。また、ロボット２０による搬送のため、各工程機の配置の自由度が大幅に向上する。

また、各ステーション間位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにロボット２０があるだけで、ステーション、各工程機まわりにフィーダーが無いので、各工程機のまわりが空いており、各工程機への作業者のアクセスが容易である。その結果、各工程機およびロボット２０のメンテナンス性が向上し、故障機の修理が容易になる。これによって、前述の（ロ）の課題が解決される。

また、汎用ロボット２０は、互いに共用化でき、グリップ２１も、互いに共用化できるので、ひとつの汎用ロボット２０、グリップ２１に対してそれぞれ予備品をもっておけば、全ロボット２０、全グリップ２１の何れに故障が生じてもその予備品を用いて修理できる。その結果、予備品の数を少なくすることができる。これによって、前述の（ハ）の課題が解決される。
従来のフィーダー搬送とローラーコンベアをロボット２０によるワーク搬送に変えたので、各工程機の配置の位置の自由度が向上し、全工程機が占める占有面積が約半分になる。

汎用ロボット２０の手首にグリップ２１を取り付けたので、グリップ２１を専用の高精度グリップとすることができるようになり、ワーク搬送の位置、姿勢の高精度化をより一層はかることができる。
また、各工程機１１、１２、１３、１４、１５を、それぞれ単独で配置したので、従来のように、フィーダーの中に複数、直列に並べて配置する必要がなくなり、各工程機１１、１２、１３、１４、１５の配置の位置の自由度が向上する。

また、リムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入を１つのステーション１４に統合したので、従来のリムバルブ穴コインステーション５とリムのディスクへの仮嵌入ステーション６との間のフィーダー８が不要になる。
また、ローラーコンベア搬送をロボット搬送に変えたので、従来あった、リムバルブ穴抜きステーション３とリムバルブ穴コインステーション５との間の、リムの嵌入位置決めステーション４が不要になる。

本発明のホイール組付けロボット搬送システムのリム溶接部検査から本嵌入までの各工程を示す工程図である。 本発明のホイール組付けロボット搬送システムのリム溶接部検査から本嵌入までの各ステーションと搬送ロボット配置を示す配置図である。 従来のホイール組付けロボット搬送システムのリム溶接部検査から本嵌入までの各工程を示す工程図である。 従来のリムバルブ穴コインからリムディスク本嵌入までのトランスファーフィーダーとその中に配置された各工程の配置図である。

符号の説明

１０ ホイール組付けロボット搬送システム
１１ リム溶接部位置決めステーション
１２ リム溶接部ヘリウムリークテストステーション
１３ リムバルブ穴抜きステーション
１４ リムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入ステーション
１５ リムのディスクへの本嵌入ステーション
２０ 汎用ロボット
２１ グリップ
３０ ワーク
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ ステーション間位置

Claims (6)

1. リム溶接部位置決めステーション、リム溶接部ヘリウムリークテストステーション、リムバルブ穴抜きステーション、リムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入ステーション、リムのディスクへの本嵌入ステーションの各ステーション間位置に汎用ロボットを配置して、該汎用ロボットによりステーション間のワークの搬送、位置決めを行うようにしたホイール組付けロボット搬送システム。
2. 前記汎用ロボットの手首にグリップを取り付けた請求項１記載のホイール組付けロボット搬送システム。
3. 各工程機を、それぞれ単独で配置した請求項１記載のホイール組付けロボット搬送システム。
4. 前記グリップを何れの前記汎用ロボットに対しても共通とした請求項２記載のホイール組付けロボット搬送システム。
5. リムバルブ穴コインおよびリムのディスクへの仮嵌入を同じステーションに統合した請求項１記載のホイール組付けロボット搬送システム。
6. リムバルブ穴抜きステーションとリムバルブ穴コインステーションとの間の、リムの嵌入位置決めステーションは廃止した請求項１記載のホイール組付けロボット搬送システム。

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