JP2007260539A - 蓋体開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車のフューエルリッドのようにロボットによる把持が困難な蓋体の開閉の自動化を図ると共に、各蓋体の開閉を行う手段を集約してシステム構成を簡略化させる。
【解決手段】 蓋体開閉装置としての蓋体開閉用ロボット１０は、フューエルリッド２２を吸着する吸着手段３０とフューエルリッド２２の有無を検出する非接触検出手段３２とを有する吸着開閉手段２４と、テールゲート２６に取り付けられる係合治具５０を係合するハンド５２とテールゲート２６の有無を検出する係合検出手段５４とを有する係合開閉手段２８とがロボットアーム１２に支持されている。そして、吸着開閉手段２４と係合開閉手段２８とは一体に構成されて支持部材１５に取り付けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークに対する塗装工程、例えば、自動車の塗装工程において、自動車の部品である蓋体を開閉する蓋体開閉装置に関する。

一般に、自動車の蓋体、例えば、フューエルリッド（燃料蓋）、ドア、テールゲート及びボンネット等は、自動車用鋼板材で構成されている。自動車用鋼板材は、鉄に炭素を微量添加し、炭素量や焼入れなどでその硬度をコントロールして生成されており、強い磁性がある物質（磁性体）として知られている。

また、自動車の塗装工程においては、主に、自動車のボディの外側を塗装する外板塗装と、ボディの内側を塗装する内板塗装とが行われているが、内板塗装をする場合には上記各蓋体を開ける必要がある。ところが、例えば、フューエルリッドの開閉においてはロボット等が把持できる箇所がなく、また、係合治具を取り付ける箇所もないため自動化が難しく、手動で開閉するために作業要員が必要である。

ところで、本出願人は、特許文献１において、フューエルリッドをボディから取り外し、そのフューエルリッドの塗装面をボディ表面の延長に沿うように、一方のドアの表面の延長に沿って配置して塗装を行うことを提案している。この場合、ボディ表面と同様の距離からフューエルリッドに塗料を噴射できるため、ボディとフューエルリッドとの間の塗装むらの発生を防止して高品質な塗装が実現できる。

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、フューエルリッドを取り外す工程と、フューエルリッドをドアの表面の延長線上に沿って配置するための塗装治具と、その治具をボディから取り外す工程と、フューエルリッドを原位置に取り付ける工程とが必要になる。また、塗装治具を搬送する設備と、上記のようにフューエルリッドの取り付け、取り外し等を行う作業要員が必要になる。さらに、塗装治具に付着した塗料を定期的に剥離する清掃作業が必要になる。

また、上記のような自動車の各蓋体の開閉を多関節型ロボットにより行おうとすると、蓋体毎に多関節型ロボットが必要となると共に、多数の塗装用ロボットと混在して配置されることになり、全体のシステムが複雑化するため、蓋体開閉用ロボットの集約化が希求されている。

特許第３２５１６８３号公報

本発明は、係る従来の課題を考慮してなされたものであり、ワーク、例えば、自動車のフューエルリッドのようにロボットによる把持が困難な蓋体の開閉の自動化を図り、さらに、各蓋体の開閉を行う手段を集約することでシステム構成の簡略化を可能とする蓋体開閉装置を提供することを目的とする。

本発明の蓋体開閉装置は、塗装工程内で搬送されているワークを構成する蓋体の開閉を行う蓋体開閉装置であって、第１の蓋体を吸着する吸着手段と、前記第１の蓋体の有無を検出する第１の検出手段とを有する吸着開閉手段と、第２の蓋体を係合する係合手段と、前記第２の蓋体の有無を検出する第２の検出手段とを有する係合開閉手段と、前記吸着開閉手段及び前記係合開閉手段を所定の位置に移動させる移動機構とを備え、前記吸着開閉手段と前記係合開閉手段とは一体に構成されて前記移動機構に取り付けられていることを特徴とする。

このような構成によれば、フューエルリッドのようにロボットによる把持が困難な蓋体の開閉と他の蓋体の開閉を行う手段を集約でき、蓋体開閉に係るシステムを小型化できる。また、蓋体開閉に係るシステム構成の簡略化が達成され、ワークの生産工程の短縮が可能となる。

また、前記吸着開閉手段と前記係合開閉手段とが背向して一体に構成されていると一層の小型化が図られると共に、蓋体開閉装置とそれに関連する機器の作動自由度を拡大することができる。

また、前記移動機構が多関節型ロボットのアームであって、前記吸着開閉手段と前記係合開閉手段とは前記アームに取り付けられており、前記多関節型ロボットは、前記吸着手段で前記第１の蓋体を吸着して開閉する軌道と、前記係合手段で前記第２の蓋体を係合して開閉する軌道とを予め教示されていると、第１の蓋体や第２の蓋体を円滑に開閉できると共に、吸着開閉手段と係合開閉手段がこれらを損傷することを防止できる。

さらに、前記多関節型ロボットの作動範囲内の所定場所に配置されると共に、前記吸着手段により吸着されることで、前記吸着開閉手段を被覆する被覆手段を備えてもよい。このように被覆手段を備えると、吸着開閉手段への塗料ミストの付着を防止でき、清掃が不要となる。

さらにまた、前記被覆手段は、前記所定場所に嵌装されて配置されると共に、前記吸着手段により吸着されることで前記所定場所から嵌脱自在であって、前記吸着手段が前記被覆手段を吸着する方向と、前記被覆手段が前記嵌脱される方向とが交差するように構成されていると、吸着手段による被覆手段の装着及び脱着時、該吸着手段から加えられる装着方向への押圧力や脱着方向への引張力に対して、吸着手段を確実に固定しておくことができる。従って、このような装着及び脱着時における被覆手段の所定場所からのずれや脱落を防止でき、その装着及び脱着を容易且つ確実に行うことができる。

本発明によれば、ワーク、例えば、自動車のフューエルリッドのようにロボットによる把持が困難な蓋体の開閉と、他の蓋体の開閉を行う手段が集約される。このため、上記従来の構成のような塗装治具等が不要になる。また、蓋体開閉に係るシステム構成の簡略化が可能となり、ワークの生産工程の短縮化が可能となる。

以下、本発明に係る蓋体開閉装置の実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る蓋体開閉装置としての蓋体開閉用ロボット１０の概略構成斜視図である。蓋体開閉用ロボット１０は、ワークとしての自動車の塗装工程において、該自動車の蓋体の一例としてのフューエルリッド（燃料蓋）及びテールゲートをロボットアーム１２の先端に支持する蓋体開閉手段１４によって開閉するロボット（装置）である。

通常、自動車の塗装工程では、ワークである自動車のボディを搬送する搬送装置と、該ボディの所望の位置を塗装する塗装用ロボットと、該ボディの所望の蓋体を開閉する蓋体開閉用ロボットとが適宜配置されている（図１４及び図１５参照）。従って、図１に示すように、本実施形態に係る蓋体開閉用ロボット１０は、自動車１１が搬送される搬送装置１６（コンベア）に並設されるレール１８上を搬送装置１６と並走する可動部材２０上に設置されている。

蓋体開閉用ロボット１０は、産業用多関節型ロボットであって、プログラム動作によりロボットアーム１２（移動機構）の先端に固定される支持部材１５を介して支持する蓋体開閉手段１４を所望の位置且つ所望の姿勢に移動可能である。

蓋体開閉手段１４は、主としてフューエルリッド２２（第１の蓋体）の開閉を行う吸着開閉手段２４と（図９参照）、主としてテールゲート２６（第２の蓋体）の開閉を行う係合開閉手段２８と（図１０参照）が、平板状の支持部材１５に対して互いに背向した状態で一体に取り付けられている（図２及び図３参照）。

吸着開閉手段２４は、蓋体であるフューエルリッド２２を吸着して開閉するものであり、フューエルリッド２２の表面を吸着する吸着面３０ａを有する吸着手段３０と、フューエルリッド２２を検出する非接触検出手段３２（近接スイッチ）とを有する。吸着手段３０及び非接触検出手段３２は、支持部材３８に対して上下方向に並設される。該支持部材３８は、支持部材１５に固定されるスライドレール３４に対して進退移動自在（図３の矢印Ａ方向）に連結されるフレーム３６の先端に固定されている。

図４に示すように、吸着手段３０は磁石４０を有する。該磁石４０は、樹脂製カバー４２内に収納されると共に、該樹脂製カバー４２に対してボルト４１及びナット４３によって固定される。

また、図４及び図５に示すように、樹脂製カバー４２は、磁石４０を収納した状態で上下２ヶ所がカバー取付ボルト４８により支持部材３８の雌ねじ部４５に螺合支持される。この際、カバー取付ボルト４８は、ばね４６が周設される円筒形状のカラー４７を挿通した状態で支持部材３８に固定されている。従って、磁石４０及び磁石４０を収納する樹脂製カバー４２は、ばね４６及びカラー４７により支持部材３８から多少浮いた状態（図４及び図５で示す幅ｔ参照）で保持されている。

また、吸着手段３０の先端（吸着面３０ａ）は、非接触検出手段３２よりも矢印Ａ１方向に突出した状態とされる。

従って、吸着手段３０（磁石４０及び樹脂製カバー４２）は、上下方向に角度θ１の範囲で遥動可能（図４参照）な状態、且つ左右方向に角度θ２の範囲で遥動可能（図５参照）な状態で支持部材３８に保持されている。なお、角度θ１は、例えば、±２．５°とされ、角度θ２は、例えば、±７．２°とされる。

また、上記のように、自動車用鋼板材で製作されているフューエルリッド２２は磁性体からなる。従って、吸着手段３０は、磁石４０の作用により樹脂製カバー４２を通して吸着面３０ａにてフューエルリッド２２を吸着することができる。

なお、吸着手段３０（磁石４０）の吸着力は、フューエルリッド２２を吸着して開閉するのに必要な吸着力以上であり、且つフューエルリッド２２を変形させない吸着力以下に設定される必要がある。

樹脂製カバー４２は、軟質合成樹脂であるＮＣナイロンにより形成すると、フューエルリッド２２の表面（例えば、中塗り工程では電着塗装表面であって、上塗り工程では中塗り塗装表面）への損傷を効果的に防止できる。なお、ＮＣナイロンは、電気絶縁特性及び自己潤滑性（低摩擦係数）の特性を有していることは言うまでもない。

また、吸着手段３０は、フューエルリッド２２のような蓋体を吸着できれば磁石４０には限定されず、例えば、真空吸着機構等を適用することも可能である。真空吸着機構の場合は、稀に、真空吸着動作中に不意にワークがずれた場合等に吸着対象である蓋体を変形させてしまう懸念があるが、自動車用鋼板材（磁性体）以外の弾力性のあるワークにも適用できる利点がある。

非接触検出手段３２（第１の検出手段）は、フューエルリッド２２の開閉動作の確認用として用いられるものであり、支持部材３８における吸着手段３０の上部に、取付部材３９により取り付けられる。非接触検出手段３２は、吸着開閉手段２４によりフューエルリッド２２を吸着する方向（図３の矢印Ａ１方向）において、吸着手段３０よりも多少後ろに配置される。このため、吸着手段３０の吸着面３０ａによるフューエルリッド２２の吸着時、非接触検出手段３２がフューエルリッド２２に当接することによる該フューエルリッド２２の表面の損傷を防止できる。

前記非接触検出手段３２は、例えば、近接スイッチにより構成され、該近接スイッチのＯＮ−ＯＦＦ信号を信号線３３を介して蓋体開閉用ロボット１０の図示しない生産工程の全体制御盤内に設置されたＰＬＣ（シーケンサ）に取り込むことで、該蓋体開閉用ロボット１０の動作や干渉確認のインターロック信号として使用する。

なお、非接触検出手段３２は、フューエルリッド２２表面の損傷防止のために非接触で鋼板材質を検出できれば上記近接スイッチには限定されず、例えば、超音波センサ等も適用可能である。

さらに、図３及び図６に示すように、吸着開閉手段２４は、フレーム３６をスライドレール３４に対して進退移動自在で弾性支持する連結ばね４４を有する。連結ばね４４は、スライドレール３４内を矢印Ａ方向にスライド自在且つ所定位置にて固定可能なスライダ３１に取り付けられる支持部材３５に固定され、その先端がフレーム３６の後端壁３６ａに連結される。

このため、フレーム３６に支持される吸着手段３０と非接触検出手段３２は、フレーム３６、スライダ３１及び支持部材３５と共に、図３の矢印Ａ方向に移動可能であり且つ所定位置に固定可能である。さらに、前記所定位置に固定された支持部材３５に設けられた連結ばね４４の作用下、吸着手段３０及び非接触検出手段３２はフレーム３６と一体に、例えば、ストローク１５ｍｍにて進退移動自在に弾性支持される。

従って、吸着開閉手段２４では、フレーム３６及び連結ばね４４と、樹脂製カバー４２、カバー取付ボルト４８及びばね４６とが、搬送装置１６による搬送揺れや蓋体開閉用ロボット１０の稼動時の機械的誤差等を吸収するための可動機構として機能することになる。そして、吸着開閉手段２４は、該可動機構によりフューエルリッド２２表面に対してクッション機能を作用させながら、外傷等を生じることなく吸着手段３０をフューエルリッド２２表面に当接させることができる。

一方、図８に示すように、係合開閉手段２８は、蓋体であるテールゲート２６を該テールゲート２６に取り付けされた係合治具５０を介して開閉するものであり、前記係合治具５０に係合するハンド５２（係合手段）と、ハンド５２への係合治具５０の接触（係合）を検出する係合検出手段５４とを有する。係合開閉手段２８は、支持部材１５の吸着開閉手段２４下方に設けられる（図３参照）。

ハンド５２は、ブロック状の基部５３の両側に設けられた２本のフォーク５２ａ、５２ｂを有し、略Ｔ字状の係合治具５０に前記フォーク５２ａ、５２ｂが係合可能である（図８及び図１０参照）。なお、ハンド５２は、例えば、アセタール樹脂により形成されると、高い引張・衝撃強度、高い剛性、溶剤・化学物質に対する耐性、電気絶縁特性及び低摩擦係数等の多くの利点が活用可能である。

図３に示すように、係合検出手段５４（第２の検出手段）は、細棒の先端が多少屈曲した形状の検知レバー５６と、検知レバー５６の基端部が取り付けられるリミットスイッチ５８とから構成される。該リミットスイッチ５８は、支持部材１５に取り付けられるスイッチボックス５９内に収納され、検知レバー５６はスイッチボックス５９から基部５３の孔部５３ａを挿通している（図７及び図８参照）。

そして、係合検出手段５４では、自動車１１のテールゲート２６に取り付けられる係合治具５０（テールゲート用Ｔ型治具）をハンド５２により係合させて持ち上げる際に、係合治具５０により検知レバー５６がフォーク５２ａ、５２ｂ側（図３に２点鎖線で示す下方）に押されると、リミットスイッチ５８がＯＮされる。該リミットスイッチ５８のＯＮ−ＯＦＦ信号は、上記非接触検出手段３２の場合と同様、図示しない信号線を介して蓋体開閉用ロボット１０の図示しない生産工程の全体制御盤内に設置されたＰＬＣに取り込むことで、蓋体開閉用ロボット１０の動作や干渉確認のインターロック信号として使用する。

なお、係合検出手段５４における検知レバー５６は、塗料ミストを付着しにくくすると共に、メンテナンス時におけるシンナー等での拭き取り性を向上させるために、十分に細くするとよい。

また、係合検出手段５４は、接触式スイッチで係合治具５０を物理的に接触して検出できればよく、例えば、リミットスイッチ５８の替わりに、タッチスイッチ等が適用できる。なお、タッチスイッチは、ある程度の長さを必要として設置が多少難しいため、接触式スイッチとしてはリミットスイッチ５８が好適である。さらに、係合検出手段５４として非接触式スイッチ（近接スイッチ、超音波スイッチ等）を用いることもできる。

ところで、テールゲート２６を開閉する際、係合治具５０はハンド５２のフォーク５２ａ、５２ｂ上をずれながら（滑りながら）係合検出手段５４をＯＮさせる。このため、ハンド５２と係合治具５０とを係合させる位置を一様に決めることは困難であり、結果として非接触式スイッチよりも接触式スイッチの方が好ましい。

さらに、図１に示すように、蓋体開閉用ロボット１０はその足下、本実施形態では可動部材２０に被覆手段６０（カバー）を備える。被覆手段６０は、鋼板材からなる箱体の一面に開口部６０ａを有するものでもよく、前記開口部６０ａと対向する面６４の吸着側のみを鋼板材とした樹脂製の箱体でもよい。また、前記面６４の外表面には２個の固定ピン係合筒６６を有し、前記固定ピン係合筒６６は可動部材２０に設けられる固定ピンブラケット６８に突設される２本の固定ピン７０と嵌合する。

そして、蓋体開閉用ロボット１０では、テールゲート２６の内板の塗装時における吸着開閉手段２４の汚れ防止のために、該吸着開閉手段２４を被覆手段６０内に挿入し、該被覆手段６０を吸着手段３０により吸着することで吸着開閉手段２４を被覆することになるが、詳細は後述する。

以上のように、蓋体開閉用ロボット１０における蓋体開閉手段１４では、吸着開閉手段２４と係合開閉手段２８とが支持部材１５に対して一体に取り付けられている。このため、異なる種類の蓋体（例えば、フューエルリッド２２とテールゲート２６）の開閉動作を一台の装置（蓋体開閉用ロボット１０）により行うことができ、システム構成が簡略化される。また、蓋体開閉用ロボットの設置数を削減できるために蓋体開閉用ロボット同士の干渉等が生じず、このため、蓋体開閉手段１４の作動自由度が大幅に拡大される。さらに、吸着開閉手段２４と係合開閉手段２８とが互いに背向した状態で設置されているため、吸着開閉手段２４自体が一層小型化される。

次に、基本的には以上のように構成される蓋体開閉用ロボット１０を用いて、自動車１１のフューエルリッド２２及びテールゲート２６の内板塗装を行う塗装工程について、主に図１１〜図１５を参照して説明する。

図１１は、前記塗装工程を説明するためのフローチャートであり、図１２は、図１１における各ステップでの蓋体開閉用ロボット１０各部品の動作状態を説明するための説明図である。また、図１３は、図１１の各ステップでの蓋体開閉用ロボット１０の動作位置を説明するための説明図である。さらに、図１４は、フューエルリッド２２の内板塗装時における蓋体開閉用ロボット１０及び塗装用ロボット７２の動作状態を説明するための説明図であり、図１５は、テールゲート２６の内板塗装時における蓋体開閉用ロボット１０及び塗装用ロボット７２の動作状態を説明するための説明図である。

本実施形態における塗装工程では、蓋体開閉用ロボット１０と搬送装置１６とを同期させて移動させながら、フューエルリッド２２の内板塗装を行い、その後、テールゲート２６の内板塗装を選択的に行う。なお、フューエルリッド２２の内板とテールゲート２６の内板のどちらか一方のみの塗装を行うことや、先にテールゲート２６の内板塗装を行い、その後、フューエルリッド２２の内板塗装を選択的に行うことも勿論可能である。

この際、蓋体開閉用ロボット１０と塗装用ロボット７２とは、搬送装置１６に取り付けられる図示しないロータリエンコーダの出力により同期制御される。すなわち、ロータリエンコーダが軸の回転変位量に従ってパルス列を出力し、該パルス列をカウントすることで搬送装置１６の現在位置を把握する。なお、このようなロータリエンコーダとしては、一般に、インクリメンタル型のものを用いる。

先ず、図１１のステップＳ１において、蓋体開閉用ロボット１０は原点位置（図１３の位置Ａ）に待機した状態で、ワークである自動車１１の到着を待っている。このとき、被覆手段６０は所定場所、この場合には蓋体開閉用ロボット１０に付設される固定ピンブラケット６８に嵌装されて配置されている。

ステップＳ２において、搬送装置１６に設けられる図示しないリミットスイッチがワークである自動車１１の到着を検出したら、蓋体開閉用ロボット１０と塗装用ロボット７２を図示しないロータリエンコーダの出力によって、搬送装置１６と同期状態とする。同期制御が確認されると、次にフューエルリッド２２の内板塗装を実行する。

すなわち、先ず、ステップＳ３において、蓋体開閉用ロボット１０を図１３の位置Ａ（原点位置）から位置Ｂへと移動させる。そして、蓋体開閉用ロボット１０は、搬送装置１６により搬送されている自動車１１のフューエルリッド２２の位置と同期して位置Ｂから位置Ｃ方向へと移動しながら、図９及び図１４に示すように、吸着開閉手段２４を構成する吸着手段３０をフューエルリッド２２に吸着させ、該フューエルリッド２２を開ける。このとき、吸着開閉手段２４では非接触検出手段３２によりフューエルリッド２２を検出できるので、フューエルリッド２２を確実に吸着して開けることができる。

次いで、ステップＳ４において、図１３の位置Ｂから位置Ｃまでの移動時に、塗装用ロボット７２がフューエルリッド２２の内板塗装を行う。

ここで、上記ステップＳ３での蓋体開閉用ロボット１０によるフューエルリッド２２の開閉動作について、図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は、蓋体開閉用ロボット１０によるフューエルリッド２２の基本開閉動作を説明するための説明図であり、図１７は、蓋体開閉用ロボット１０によるフューエルリッド２２のＮＧ開閉動作を説明するための説明図である。

蓋体開閉用ロボット１０によりフューエルリッド２２を開閉する場合には、図１６に示す基本開閉動作、すなわち、円弧状の２モーション開閉動作が必要である。なお、一般的な多関節型ロボットでは、ティーチング命令の一つに円弧に沿って移動させる移動命令（円弧補間の移動命令）を持ち、この円弧補間の移動命令により２モーション開閉動作を実現可能である。

そして、図１６に示すように、フューエルリッド２２の開閉軌道は一辺を軸とする円弧状であることから、基本開閉動作では、吸着開閉手段２４を円弧状に、一度フューエルリッド２２を閉じる方向（１）に移動させてから開ける方向（２）に移動させる。

このように吸着開閉手段２４を動作させると、仮に、フューエルリッド２２の開閉状態が任意の位置、例えば、全閉と全開の中間位置にあるような場合であっても、該フューエルリッド２２を潰したりすることなく適正な開閉動作を行うことができる。また、円弧状に開閉させることで、フューエルリッド２２の開閉軌道に逆らうことがなく、このため、該フューエルリッド２２表面に損傷を与えない効果も期待できる。なお、この場合、蓋体開閉用ロボット１０に対しては、フューエルリッド２２の開閉軌道に合わせ、吸着手段３０（磁石４０）を接触面上でずれないように教示する必要がある。

さらに、蓋体開閉用ロボット１０では、上記のように、フレーム３６、スライドレール３４及び連結ばね４４と、樹脂製カバー４２、カバー取付ボルト４８及びばね４６とにより形成される可動機構を有するため、搬送装置１６による搬送揺れを該可動機構により吸収することができる。このため、吸着手段３０がフューエルリッド２２から離れることなく開閉動作を確実に行うことができる。

一方、図１７に示すようなＮＧ開閉動作では、フューエルリッド２２が上記任意の位置（中間位置）にあるような場合に、図１７の動作（１）でフューエルリッド２２を吸着手段３０にて吸着できない可能性と、動作（１）及び（２）によりフューエルリッド２２を潰してしまう可能性がある。従って、蓋体開閉用ロボット１０によるフューエルリッド２２の開閉動作に係るティーチング命令としては、図１６に示すような基本開閉動作が教示されている必要がある。

なお、図１６の動作（２）において、吸着開閉手段２４がフューエルリッド２２の全開位置に到達した状態で非接触検出手段３２がフューエルリッド２２を検出していない場合には、フューエルリッド２２を開けたものとみなし、吸着開閉手段２４を退避させて、次のステップＳ４（内板塗装）を実行する。

以上のようにフューエルリッド２２の内板塗装が終了すると、次に、ステップＳ５において、テールゲート２６の内板塗装の要否を選択する。

ステップＳ５において、テールゲート２６の内板塗装を行わないと判定した場合には、次に、ステップＳ１１を実行することにより、蓋体開閉用ロボット１０は原点位置（図１３の位置Ａ）に戻って待機し、次回のワークである自動車１１の到着を待つことなる。

一方、ステップＳ５において、テールゲート２６の内板塗装を行うと判断された場合には、次に、ステップＳ６以降を実行する。

先ず、ステップＳ６において、蓋体開閉用ロボット１０は、図１３の位置Ｃから位置Ｄまで移動する間に、吸着開閉手段２４により被覆手段６０を把持（装着）して、該吸着開閉手段２４を被覆手段６０によりカバーする（図１９参照）。本実施形態では、被覆手段６０は蓋体開閉用ロボット１０が取り付けられる可動部材２０に配設された固定ピン７０に嵌装されている。このため、被覆手段６０は、上記ステップＳ１〜Ｓ５までの間、蓋体開閉用ロボット１０と同期して移動していることになる。従って、吸着開閉手段２４は被覆手段６０を容易に把持でき、生産時のサイクルタイムを短縮できる。

なお、被覆手段６０を蓋体開閉用ロボット１０とは同期させずに、該ステップＳ６による把持に適した所定位置（図１３の位置Ｃから位置Ｄまでの間の付近）に予め備えておくようにしてもよい。

上記のように、吸着開閉手段２４を被覆手段６０によりカバーすることで、その後のテールゲート２６の内板塗装において、塗料ミストが吸着開閉手段２４に付着し、それが自動車１１のボディに垂れて塗装不良等を生じることを防止できる。さらに、塗料ミストが吸着手段３０に付着し、次回のフューエルリッド２２の開閉動作時に該フューエルリッド２２の表面を汚したり傷を付けたりすることによる塗装の外観品質の低下も防止することができる。

ここで、本実施形態における蓋体開閉用ロボット１０による被覆手段６０の把持動作について、図１８〜図２１を参照して説明する。

この場合、先ず、図１８に示すように、被覆手段６０の開口部６０ａに向けて吸着開閉手段２４を移動させ、図１９に示すように、該吸着開閉手段２４を被覆手段６０内に挿入する。このとき、非接触検出手段３２により被覆手段６０の面６４の内面（被吸着面６４ａ）が検出されると吸着開閉手段２４を停止させる。

次に、吸着手段３０により被吸着面６４ａを吸着した後、図２０に示すように、該吸着開閉手段２４を被覆手段６０と共に直上方向に移動させることで、固定ピン７０から固定ピン係合筒６６が嵌脱されて被覆手段６０の装着動作が完了する。

一方、後述するステップＳ１０において、吸着開閉手段２４から被覆手段３０を取り外す場合には、上記装着動作と逆の動作を行う。すなわち、固定ピン７０の直上から被覆手段６０を直下に降下させ、固定ピン係合筒６６を固定ピン７０に嵌装させる。次いで、被覆手段６０の開口部６０ａから吸着開閉手段２４を抜く方向に移動させると、固定ピン７０と固定ピン係合筒６６との係合作用により、吸着手段３０の吸着力以上の力が作用し、吸着手段３０が被覆手段６０の被吸着面６４ａから離間することで、被覆手段６０の取り外し動作が完了する。

従って、固定ピン７０の軸方向と被覆手段６０の開口部６０ａの方向とは互いに直交する方向が好ましい。また、このように構成すると、吸着手段３０による被覆手段６０の装着及び脱着時、該吸着手段３０から加えられる装着方向への押圧力や脱着方向への引張力に対して、吸着手段３０を確実に固定しておくことができる。このため、このような装着及び脱着時における被覆手段６０のずれや脱落を防止でき、その装着及び脱着を容易且つ確実に行うことができる。

なお、固定ピン７０の外径と固定ピン係合筒６６の内径とは、多少の遊びがあって嵌脱可能であれば、その形状は円形状や多角形状等、各種形状を適用することができる。

さらに、図２１に示すように、被覆手段６０では、被吸着面６４ａから開口部６０ａに向かって若干広がり（距離Ｌ）を有するような傾斜を上下面に形成すると、吸着開閉手段２４の上記可動機構の傾きが若干ずれている場合にも、吸着開閉手段２４を円滑に被覆手段６０内に挿入させることができる。この際、被覆手段６０の奥部に吸着開閉手段２４が挿入されると、吸着手段３０が吸着する作用によって、吸着開閉手段２４の可動機構の向きが矯正され、常に一定の向きとなり安定する。

次いで、ステップＳ７において、蓋体開閉用ロボット１０を自動車１１のテールゲート２６の位置と同期させながら、図１３の位置Ｄから移動させ、図１０及び図１５に示すように、係合開閉手段２８のハンド５２をテールゲート２６に取り付けられている係合治具５０に係合させて、該係合治具５０と共にテールゲート２６を持ち上げて開ける。このとき、係合開閉手段２８では、係合検出手段５４による検知により、ハンド５２を係合治具５０に対して確実に係合させることができる。

次に、ステップＳ８において、図１３の位置Ｄから位置Ｅまでの間に、塗装用ロボット７２がテールゲート２６の内板の塗装を行うことにより、テールゲート２６の内板塗装が終了する。

その後、ステップＳ９において、蓋体開閉用ロボット１０によりテールゲート２６を閉める。

そして、テールゲート２６の内板塗装が終了すると、ステップＳ１０において、上記のように、被覆手段６０を吸着開閉手段２４から取り外し、蓋体開閉用ロボット１０は、図１３の位置Ｅから位置Ａへと移動、すなわち、原点位置に戻って停止して、次回のワークである自動車１１の到着に向けて待機することになる。

以上のようにして、本実施形態における蓋体開閉用ロボット１０を用いた自動車１１のフューエルリッド２２及びテールゲート２６の内板塗装が実行される。

なお、本発明は上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

上記実施形態では、蓋体の一例として、フューエルリッド２２及びテールゲート２６を例示したが、これに限らず、本発明の蓋体開閉装置としての蓋体開閉用ロボット１０によれば、他の蓋体であるドア等も開閉可能である。そして、ワークは自動車に限定されないことは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る蓋体開閉装置としての蓋体開閉用ロボットの概略構成斜視図である。 前記実施形態における蓋体開閉手段の斜視図である。 前記蓋体開閉手段の正面図である。 前記蓋体開閉手段における吸着開閉手段を説明するための一部断面正面図である。 前記吸着開閉手段を説明するための一部断面底面図である。 前記蓋体開閉手段の上面図である。 前記蓋体開閉手段における係合開閉手段の方向からの側面図である。 前記実施形態における蓋体開閉手段の斜視図である。 前記吸着開閉手段によりフューエルリッドを開閉する状態を説明するための説明図である。 前記係合開閉手段によりテールゲートを開閉する状態を説明するための説明図である。 前記実施形態における塗装工程を説明するためのフローチャートである。 図１１の各ステップでの蓋体開閉用ロボットの各部品の動作状態を説明するための説明図である。 図１１の各ステップでの蓋体開閉用ロボットの動作位置を説明するための説明図である。 フューエルリッドの内板塗装時における蓋体開閉用ロボット及び塗装用ロボットの動作状態を説明するための説明図である。 テールゲートの内板塗装時における蓋体開閉用ロボット及び塗装用ロボットの動作状態を説明するための説明図である。 前記蓋体開閉用ロボットによるフューエルリッドの基本開閉動作を説明するための説明図である。 前記蓋体開閉用ロボットによるフューエルリッドのＮＧ開閉動作を説明するための説明図である。 前記吸着開閉手段を被覆手段に挿入する状態を説明するための説明図である。 前記吸着開閉手段を被覆手段に挿入した状態を説明するための説明図である。 前記吸着開閉手段に被覆手段を装着した状態を説明するための説明図である。 前記被覆手段の縦断面図である。

符号の説明

１０…蓋体開閉用ロボット １１…自動車
１２…ロボットアーム １４…蓋体開閉手段
１６…搬送装置 １８…レール
２０…可動部材 ２２…フューエルリッド
２４…吸着開閉手段 ２６…テールゲート
２８…係合開閉手段 ３０…吸着手段
３２…非接触検出手段 ３４…スライドレール
３６…フレーム ３８…支持部材
４０…磁石 ４２…樹脂製カバー
４４…連結ばね ４６…ばね
５０…係合治具 ５２…ハンド
５４…係合検出手段 ５６…検知レバー
５８…リミットスイッチ ６０…被覆手段
６６…固定ピン係合筒 ６８…固定ピンブラケット
７０…固定ピン ７２…塗装用ロボット

Claims (5)

1. 塗装工程内で搬送されているワークを構成する蓋体の開閉を行う蓋体開閉装置であって、
   第１の蓋体を吸着する吸着手段と、前記第１の蓋体の有無を検出する第１の検出手段とを有する吸着開閉手段と、
   第２の蓋体を係合する係合手段と、前記第２の蓋体の有無を検出する第２の検出手段とを有する係合開閉手段と、
   前記吸着開閉手段及び前記係合開閉手段を所定の位置に移動させる移動機構とを備え、
   前記吸着開閉手段と前記係合開閉手段とは一体に構成されて前記移動機構に取り付けられていることを特徴とする蓋体開閉装置。
2. 請求項１記載の蓋体開閉装置において、
   前記吸着開閉手段と前記係合開閉手段とは背向して一体に構成されていることを特徴とする蓋体開閉装置。
3. 請求項１又は２記載の蓋体開閉装置において、
   前記移動機構は多関節型ロボットのアームであって、
   前記吸着開閉手段と前記係合開閉手段とは前記アームに取り付けられており、
   前記多関節型ロボットは、前記吸着手段で前記第１の蓋体を吸着して開閉する軌道と、前記係合手段で前記第２の蓋体を係合して開閉する軌道とを予め教示されていることを特徴とする蓋体開閉装置。
4. 請求項３記載の蓋体開閉装置において、
   前記多関節型ロボットの作動範囲内の所定場所に配置されると共に、前記吸着手段により吸着されることで、前記吸着開閉手段を被覆する被覆手段を備えることを特徴とする蓋体開閉装置。
5. 請求項４記載の蓋体開閉装置において、
   前記被覆手段は、前記所定場所に嵌装されて配置されると共に、前記吸着手段により吸着されることで前記所定場所から嵌脱自在であって、
   前記吸着手段が前記被覆手段を吸着する方向と、前記被覆手段が前記嵌脱される方向とが交差するように構成されていることを特徴とする蓋体開閉装置。
   

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